JP4158294B2 - 軟水器 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原水中の硬度分を除去する軟水器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、ボイラには、缶体内壁面へのスケールの付着を防止するために、軟水器が接続されている。この軟水器は、イオン交換樹脂を用いて、原水中に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度分を除去するようになっている。
【0003】
ところで、前記軟水器は、水道水との直結が禁止されているため、水道水を一度原水タンクに溜め、それを加圧ポンプで前記軟水器へ供給するようにしている。そして、前記軟水器の下流側には、軟水タンク,給水ポンプ,ボイラがこの順番に配置されており、軟水は前記軟水タンクに一度溜め、前記給水ポンプで前記ボイラへ供給するようにしている。したがって、これらの機器における給水配管等の施工工事に多大な手間を要するとともに、前記軟水器を耐圧性の高いものにする必要があった。
【0004】
また、前記イオン交換樹脂の再生処理を行う場合、逆洗,再生,押出し,洗浄等の工程において、前記イオン交換樹脂を収容した樹脂筒内へ供給される水の圧力が変わると、水の供給量が変わる。すなわち、圧力が低いと、供給水量不足により前記イオン交換樹脂の再生不良が生じたり、逆に圧力が高いと、供給水量過多により余計な水を使用する場合があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、軟水器の構成を簡単でコンパクトにし、給水配管等の施工工事の手間を低減するとともに、適切な供給水量によりイオン交換樹脂の再生処理を確実に行うことである。
【0006】
【発明が解決しょうとする課題】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、樹脂筒の上方に塩水タンクを配置するとともに、この塩水タンクの上方に原水タンクを配置し、水頭差により前記塩水タンクから塩水を前記樹脂筒内へ流下させ、水頭差により前記原水タンクから原水を前記樹脂筒および前記塩水タンク内へ流下させることにより、再生処理を行うようにした軟水器において、前記原水タンクから前記樹脂筒へ至る原水ラインと並列に副原水ラインを設け、この副原水ラインに副原水ライン用開閉弁および流通抵抗部材を設け、前記塩水タンクに接続した塩水流下ラインに塩水流下ライン用開閉弁を設け、前記塩水流下ラインの下流側端部を前記副原水ラインにおける前記副原水ライン用開閉弁と前記流通抵抗部材との間に接続したことを特徴としている。
【0007】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記樹脂筒に接続した軟水ラインに、軟水を軟水使用機器へ送る給水手段を設けたことを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明に係る軟水器は、原水タンク,塩水タンクおよび樹脂筒を備えている。この樹脂筒内には、イオン交換樹脂が収容されている。また、前記塩水タンクは、前記樹脂筒の上方に設けられ、前記塩水タンク内には、前記イオン交換樹脂を再生するための塩水が蓄えられている。そして、前記塩水タンクの上方には、前記原水タンクが設けられている。したがって、上下方向において、上方から前記原水タンク,前記塩水タンク,前記樹脂筒の順に配置され、これらの各機器の配置構成がよりスリムで設置スペースをとらない構成になっている。
【0010】
前記原水タンクと前記樹脂筒の上部とは、原水ラインで接続され、前記樹脂筒の下部とボイラ等の軟水使用機器とは、軟水ラインで接続されている。この軟水ラインには、給水ポンプ等の給水手段が設けられている。したがって、通水工程においては、前記給水手段が稼動して前記原水タンク内の原水を吸引し、原水は、前記樹脂筒内へ下向流として流入し、前記イオン交換樹脂により硬度分が除去されて軟水となり、この軟水が、前記軟水ラインを通して前記軟水使用機器へ供給される。ここで、前記給水手段を設けずに、前記原水タンクの水頭差による圧力で前記軟水使用機器へ軟水を供給する構成にすることもできる。
【0011】
また、前記軟水器は、水頭差により前記塩水タンクから塩水を前記樹脂筒内へ流下させ、水頭差により前記原水タンクから原水を前記樹脂筒および前記塩水タンク内へ流下させることにより、前記イオン交換樹脂の再生処理を行うようになっている。この再生処理は、逆洗工程,再生工程,押出し工程,洗浄工程および補水工程からなる。
【0012】
まず、逆洗工程においては、水頭差により、前記原水タンクから原水を前記樹脂筒の下部へ向かって流下させた後、前記樹脂筒内を上向流として流通させ、前記イオン交換樹脂の層をほぐす。つぎに、再生工程においては、水頭差により、前記塩水タンクから塩水を塩水流下ラインを通して前記樹脂筒内へ流下させた後、前記樹脂筒内を下向流として流通させ、前記イオン交換樹脂の再生を行う。つぎに、押出し工程においては、水頭差により、前記原水タンクから原水を前記樹脂筒内へ流下させた後、前記樹脂筒内を下向流として流通させ、前記樹脂筒内の塩水を前記イオン交換樹脂から分離された硬度分といっしょに外部へ排出する。つぎに、洗浄工程においては、水頭差により、前記原水タンクから原水を前記樹脂筒内へ流下させた後、前記樹脂筒内を下向流として流通させ、前記樹脂筒内に残留する塩水および硬度分を外部へ排出する。さらに、補水工程においては、水頭差により、前記原水タンクから原水を前記塩水タンク内へ流下させる。
【0013】
前記逆洗工程から前記補水工程までの一連の再生処理は、予め設定された前記イオン交換樹脂の再生時期になると自動的に行われるようになっている。また、前記逆洗工程から前記補水工程までの各工程は、予め設定された時間に基づいて時間制御される。
【0014】
ところで、前記原水ラインと並列に副原水ラインが設けられており、この副原水ラインに副原水ライン用開閉弁および流通抵抗部材が設けられている。また、前記塩水流下ラインには塩水流下ライン用開閉弁が設けられ、前記塩水流下ラインの下流側端部が、前記副原水ラインにおける前記副原水ライン用開閉弁と前記流通抵抗部材との間に接続されている。この構成により、前記塩水流下ライン用開閉弁が、故障やゴミ噛み等により開状態のまま閉じなくなっても、前記塩水タンク内の塩水が、前記樹脂筒および前記軟水ラインを経由して前記軟水使用機器へ流入することがない。すなわち、前記流通抵抗部材の働きにより、前記副原水ライン内の原水は、水頭差により前記塩水流下ラインを経由して前記塩水タンク内へ流入し、前記塩水流下ラインを塩水が流下することがない。前記塩水タンク内へ流入した原水は、オーバーフローラインから外部へ排出される。
【0015】
以上のように、前記構成によれば、従来の構成における加圧ポンプおよび軟水タンクが不要となり、簡単でコンパクトな構成にすることができるとともに、設置現場における給水配管等の施工工事の手間を大幅に低減することができる。また、簡単でコンパクトな構成になることにより、前記軟水器は、前記軟水使用機器と近接した状態で一体に構成することができ、その設置スペースを大幅に削減することができる。この場合、前記軟水器を予め前記軟水使用機器に配管で接続した構成で出荷することができ、設置現場における施工工事の手間をより一層低減することができる。
【0016】
また、前記樹脂筒は、前記給水手段の吸込側に設置されるとともに、圧力として前記原水タンクの水頭差による圧力のみが作用するため、耐圧性の低いものにすることができる。
【0017】
さらに、前記イオン交換樹脂の再生処理の際、前記原水タンクから前記樹脂筒内へ流入する原水は、その水頭差による圧力がほぼ一定のため、その単位時間当たりの流入量がほぼ一定となる。また、同様にして、前記塩水タンクから前記樹脂筒内へ供給される塩水量おいても、その単位時間当たりの供給量がほぼ一定となる。したがって、再生処理における前記樹脂筒内への供給水量に変動がなく、常に適切な供給水量により前記イオン交換樹脂の再生処理を確実に行うことができる。
【0018】
【実施例】
以下、この発明に係る軟水器1の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図1〜図6は、前記軟水器1の概略構成を示す説明図であり、各処理工程ごとの通水状態を示している。
【0019】
前記軟水器1は、原水タンク2,塩水タンク3および樹脂筒4を備え、上下方向において、上方から前記原水タンク2,前記塩水タンク3,前記樹脂筒4の順に配置されている。前記樹脂筒4内には、イオン交換樹脂5が一対の樹脂流出阻止部材6,6に挟持された形で収容されている。また、前記塩水タンク3内には、網状部材7の上にペレット状の塩8が多数収容されており、前記塩水タンク3内の下半分には、前記イオン交換樹脂5を再生するための塩水が蓄えられている。さらに、前記原水タンク2には、原水供給ライン9が接続されており、この原水供給ライン9は水道等から延長して引いてきている。そして、前記原水タンク2内には、補給水量を制御するボールタップ機構10が設けられている。
【0020】
つぎに、前記原水タンク2,前記塩水タンク3および前記樹脂筒4を接続する給水配管構成について説明する。前記原水タンク2と前記樹脂筒4の上部とが、第一開閉弁11が設けられた原水ライン12で接続されている。この原水ライン12における前記第一開閉弁11の上流側には、圧力センサ13が設けられている。この圧力センサ13は、前記原水ライン12の圧力を検出して前記原水タンク2内の原水の有無を検出するものである。すなわち、予め設定された再生時刻になったとき、断水等により前記原水タンク2内が空であると、それを前記圧力センサ13で検出して、前記イオン交換樹脂5の再生処理を行わないように制御し、断水等が解消されて前記原水タンク2内が原水で満たされると、それを前記圧力センサ13で検出して、前記イオン交換樹脂5の再生処理を行うように制御する。
【0021】
また、前記樹脂筒4の下部とボイラ等の軟水使用機器(図示省略)とが、第二開閉弁14が設けられた軟水ライン15で接続されている。この軟水ライン15における前記第二開閉弁14の下流側には、給水手段16としての給水ポンプが設けられており、この給水手段16の上流側および下流側に第一逆止弁17および第二逆止弁18がそれぞれ設けられている。
【0022】
また、前記原水ライン12における前記第一開閉弁11の上流側から分岐させたバイパスライン19が、前記軟水ライン15における前記第二開閉弁14と前記第一逆止弁17との間に接続されている。前記バイパスライン19には、第三開閉弁20が設けられている。
【0023】
また、前記原水ライン12と前記バイパスライン19との接続部から分岐させた副原水ライン21が、前記樹脂筒4の上部に接続されている。すなわち、前記副原水ライン21は、前記原水ライン12と並列に設けられている。そして、前記副原水ライン21には、上流側から順に副原水ライン用開閉弁としての第四開閉弁22および流通抵抗部材としての第一オリフィス23が設けられている。
【0024】
また、前記塩水タンク3には、塩水流下ライン用開閉弁としての第五開閉弁24が設けられた塩水流下ライン25が接続されており、この塩水流下ライン25の下流側端部は、前記副原水ライン21における前記第四開閉弁22と前記第一オリフィス23との間に接続されている。したがって、前記塩水流下ライン25は、前記副原水ライン21を介して前記樹脂筒4の上部に接続されている。
【0025】
また、前記副原水ライン21と前記塩水流下ライン25との接続部から分岐させた補水ライン26が、前記塩水タンク3の補水部27に接続されている。前記補水ライン26には、上流側から順に第六開閉弁28および第二オリフィス29が設けられている。したがって、前記補水ライン26の上流側端部は、前記副原水ライン21および前記原水ライン12を介して前記原水タンク2に接続されている。
【0026】
さらに、前記樹脂筒4の上部には第一排水ライン30が接続されており、この第一排水ライン30には、上流側から順に第七開閉弁31および第三オリフィス32が設けられている。そして、前記軟水ライン15における前記第二開閉弁14の上流側において、第八開閉弁33が設けられた第二排水ライン34を接続している。したがって、この第二排水ライン34は、前記軟水ライン15の一部を介して前記樹脂筒4の下部に接続されている。また、前記原水タンク2には第一オーバーフローライン35が設けられ、前記塩水タンク3には第二オーバーフローライン36が設けられている。ところで、前記第一排水ライン30および前記第二排水ライン34の下流側端部は、前記樹脂筒4より上方で大気開放されている。これは、後述する洗浄工程等において、断水により前記原水タンク2内が空になっても、前記樹脂筒4内が水で満たされた状態になるようにし、前記樹脂筒4内へ空気が入らないようにするためである。
【0027】
ここにおいて、前記各開閉弁は、前記塩水タンク3と前記樹脂筒4との間の空間において、同じ高さに並列状態で配置されており、1つの駆動手段(図示省略)により駆動される構成になっている。また、前記各ラインは、樹脂成形した1つの容器内に仕切りを設けることにより形成することができ、前記塩水タンク3および前記樹脂筒4を含めて一体に構成することができる。
【0028】
以上のような構成において、前記軟水器1における処理工程について説明する。前記軟水器1の処理工程は、通水工程,逆洗工程,再生工程,押出し工程,洗浄工程および補水工程の各工程からなる。原水を軟水にする処理は、前記通水工程において行われ、予め設定された前記イオン交換樹脂5の再生時期になると、前記逆洗工程から前記補水工程までの一連の再生処理が行われるようになっている。また、前記逆洗工程から前記補水工程までの各工程は、予め設定された時間に基づいて時間制御される。ここで、図1〜図6では、前記各開閉弁のうち開状態にあるものは白抜きで、閉状態にあるものは黒塗りで示し、前記各ラインのうち流通状態にある部分は太線で、非流通状態にある部分は細線で示している。
【0029】
まず、図1に示す前記通水工程においては、前記第一開閉弁11,前記第二開閉弁14および前記第四開閉弁22が開状態であり、他の開閉弁は閉状態である。したがって、前記給水手段16が稼動して前記原水タンク2内の原水を吸引すると、原水は、前記原水ライン12および前記副原水ライン21を通って前記樹脂筒4内へ流入し、前記樹脂筒4内を下向きに流れ、前記イオン交換樹脂5の働きにより、原水中のマグネシウムイオンやカルシウムイオン等の硬度分が除去されて軟水となり、この軟水は、前記軟水ライン15を通って前記軟水使用機器へ供給される。
【0030】
ところで、前記副原水ライン21に前記第一オリフィス23が設けられているので、前記塩水流下ライン25における前記第五開閉弁24が、故障やゴミ噛み等により開状態のまま閉じなくなっても、前記塩水タンク3内の塩水が、前記樹脂筒4および前記軟水ライン15を経由して前記軟水使用機器へ流入することがない。すなわち、前記第一オリフィス23が流通抵抗となるため、前記副原水ライン21内の原水は、水頭差により前記塩水流下ライン25を経由して前記塩水タンク3内へ流入し、前記塩水流下ライン25を塩水が流下することがない。前記塩水タンク3内へ流入した原水は、前記第二オーバーフローライン36から外部へ排出される。
【0031】
つぎに、図2に示す前記逆洗工程においては、前記第二開閉弁14,前記第三開閉弁20および前記第七開閉弁31が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記原水タンク2内の原水が、水頭差により流下し、前記原水ライン12から前記バイパスライン19および前記軟水ライン15を経由して、前記樹脂筒4内へ下部から流入する。そして、原水は、前記樹脂筒4内を上向きに流れ、前記イオン交換樹脂5の層をほぐした状態にし、前記第一排水ライン30から外部へ排出される。
【0032】
ここで、前記第三開閉弁20は、以下の各工程においては継続して開状態にしてあり、途中で前記軟水使用機器へ給水する必要が生じた場合に対応するために、原水を前記バイパスライン19を経由して前記軟水使用機器へ給水可能にしている。よって、以下の各工程においては、前記第三開閉弁20は開状態として説明を省略する。
【0033】
つぎに、図3に示す前記再生工程においては、前記第五開閉弁24および前記第八開閉弁33が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記塩水タンク3内の塩水が、水頭差により流下し、前記塩水流下ライン25を通って前記樹脂筒4内へ流入し、前記イオン交換樹脂5を再生する。
【0034】
つぎに、図4に示す前記押出し工程においては、前記第四開閉弁22および前記第八開閉弁33が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記原水タンク2内の原水が、水頭差により流下し、前記原水ライン12および前記副原水ライン21を通って前記樹脂筒4内へ流入し、前記樹脂筒4内の塩水を前記イオン交換樹脂5から分離された硬度分といっしょに、前記第二排水ライン34を通して外部へ押し出す。ここにおいて、前記副原水ライン21には前記第一オリフィス23が設けられているので、原水は前記樹脂筒4内を比較的ゆっくりと流れ、塩水を確実に押し出すようになっている。
【0035】
つぎに、図5に示す前記洗浄工程においては、前記第一開閉弁11,前記第四開閉弁22および前記第八開閉弁33が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記原水タンク2内の原水が、水頭差により流下し、前記原水ライン12および前記副原水ライン21から前記樹脂筒4内へ流入し、前記イオン交換樹脂5を洗浄して、前記樹脂筒4内に残留する塩水および硬度分を前記第二排水ライン34を通して外部へ排出する。前記押出し工程と比較すると、前記原水ライン12からも前記樹脂筒4内へ原水が流入するので、原水は前記樹脂筒4内を比較的速く流れる。
【0036】
さらに、図6に示す前記補水工程においては、前記第一開閉弁11,前記第四開閉弁22および前記第六開閉弁28が開状態になり、他の開閉弁は閉状態になる。したがって、前記原水タンク2内の原水が、水頭差により流下し、前記原水ライン12,前記副原水ライン21および前記補水ライン26を通って前記塩水タンク3内の前記補水部27へ所定量流入する。
【0037】
以上のようにして、前記イオン交換樹脂5の再生処理が完了する。
【0038】
前記構成によれば、前記樹脂筒4の上流側に前記原水タンク2を設けることにより、前記原水供給ライン9と前記樹脂筒4とを直結しない構成になっている。また、前記軟水器1全体の構成が簡略化されるているので、コンパクトで省スペースの装置となっているとともに、設置現場における給水配管等の施工工事の手間が大幅に低減される。特に、前記軟水器1を前記軟水使用機器と近接した状態で一体に構成すると、前記軟水器1を予め前記軟水使用機器に配管で接続した構成で出荷することができ、この場合、設置現場における給水配管の施工工事は、前記原水供給ライン9の接続のみでよくなる。
【0039】
また、前記構成によれば、前記樹脂筒4は、前記給水手段16の吸込側に設置されるとともに、圧力として前記原水タンク2の水頭差による圧力のみが作用するため、耐圧性の低いものにすることができる。
【0040】
さらに、前記イオン交換樹脂5の再生処理の際、前記原水タンク2から前記樹脂筒4内へ流入する原水は、その水頭差による圧力がほぼ一定のため、その単位時間当たりの流入量がほぼ一定となる。また、同様にして前記塩水タンク3から前記樹脂筒4内へ供給される単位時間当たりの塩水量もほぼ一定である。したがって、再生処理における前記樹脂筒4内への供給水量に変動がなく、常に適切な供給水量により、前記イオン交換樹脂5の再生処理を再生不良を起こすことなく確実に行うことができる。
【0041】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、軟水器を簡単でコンパクトな構成にすることができるとともに、設置場所における給水配管等の施工工事の手間を大幅に低減することができる。また、常に適切な供給水量によりイオン交換樹脂の再生処理を確実に行うことができる。さらに、塩水流下ライン用開閉弁が故障やゴミ噛み等により開状態のまま閉じなくなっても、塩水タンク内の塩水が軟水使用機器へ流入するのを確実に防止することができる。
【0042】
また、請求項2に記載の発明によれば、樹脂筒を耐圧性の低いものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る軟水器の一実施例における通水工程の状態を示す説明図である。
【図2】この発明に係る軟水器の一実施例における逆洗工程の状態を示す説明図である。
【図3】この発明に係る軟水器の一実施例における再生工程の状態を示す説明図である。
【図4】この発明に係る軟水器の一実施例における押出し工程の状態を示す説明図である。
【図5】この発明に係る軟水器の一実施例における洗浄工程の状態を示す説明図である。
【図6】この発明に係る軟水器の一実施例における補水工程の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
2 原水タンク
3 塩水タンク
4 樹脂筒
12 原水ライン
15 軟水ライン
16 給水手段
21 副原水ライン
22 副原水ライン用開閉弁(第四開閉弁)
23 流通抵抗部材(第一オリフィス)
24 塩水流下ライン用開閉弁(第五開閉弁)
25 塩水流下ライン

Claims (2)

  1. 樹脂筒4の上方に塩水タンク3を配置するとともに、この塩水タンク3の上方に原水タンク2を配置し、水頭差により前記塩水タンク3から塩水を前記樹脂筒4内へ流下させ、水頭差により前記原水タンク2から原水を前記樹脂筒4および前記塩水タンク3内へ流下させることにより、再生処理を行うようにした軟水器において、前記原水タンク2から前記樹脂筒4へ至る原水ライン12と並列に副原水ライン21を設け、この副原水ライン21に副原水ライン用開閉弁22および流通抵抗部材23を設け、前記塩水タンク3に接続した塩水流下ライン25に塩水流下ライン用開閉弁24を設け、前記塩水流下ライン25の下流側端部を前記副原水ライン21における前記副原水ライン用開閉弁22と前記流通抵抗部材23との間に接続したことを特徴とする軟水器。
  2. 前記樹脂筒4に接続した軟水ライン15に、軟水を軟水使用機器へ送る給水手段16を設けたことを特徴とする請求項1に記載の軟水器。
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