JP4296581B2 - 軟水装置の再生方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軟水装置の再生方法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、軟水装置が設けられている。この軟水装置は、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。そして、前記イオン交換樹脂が硬度分と置換して飽和状態になると、塩水を供給して能力を再生するようにしている。前記イオン交換樹脂の再生を行うにあたっては、前記イオン交換樹脂を充填した樹脂筒の通水量を流量計で測定し、通水量の積算値が設定値に達したら前記イオン交換樹脂の再生を行うようにしている。この流量再生方式は、前記イオン交換樹脂の残存能力を正確に把握することができ、適切な時期に適正量の塩水を使用して再生を行うことができるようになっている。
【０００３】
ところで、前記流量再生方式を採用している軟水装置において、前記流量計が故障すると、再生時期を検出することができなくなる。そこで、前回の再生動作が終了して所定時間経過した時点で再生を行うタイマー方式を併用し、前記流量計が故障した場合は、このタイマー方式による再生へ切り換えるようにしている（特公平５−１２９９５号公報参照）。しかしながら、このタイマー方式における次回の再生動作までの設定時間は、過去の通水量のデータに基づき、このデータに所定の余裕を見込んで、ある程度短く設定されている。したがって、前記タイマー方式によれば、まだ前記イオン交換樹脂の能力が充分に残っている状態で再生に入ることがある。よって、前記タイマー方式は、適切な時期に適正量の塩水を使用するという点では、充分でなかった。
【０００４】
【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、流量再生方式の軟水装置において、流量計故障時にも適切な時期に適正量の塩水を使用して再生を行うことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになさたもので、請求項１に記載の発明は、イオン交換樹脂を充填した樹脂筒および通水量を測定する流量計を備え、通水量の積算値が予め測定した原水硬度を用いて式（１）に基づいて設定した設定値に達したら前記イオン交換樹脂の再生を行う軟水装置１において、前記流量計が故障した場合は、通水時間を積算し、この積算値が前記原水硬度を用いて式（２）に基づいて設定した基準値に達したら前記イオン交換樹脂の再生を行うことを特徴としている。
設定値＝硬度除去可能量÷原水硬度 … （１）
基準値＝硬度除去可能量÷原水硬度÷平均処理流量×安全率 … （２）
【０００６】
さらに、請求項２に記載の発明は、前記流量計が故障し，かつ通水時間を積算できない状態になった場合は、通水工程の開始時からの経過時間を積算し、この積算値が前記基準値に達したら前記イオン交換樹脂の再生を行うことを特徴としている。
【０００７】
【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。この発明における軟水装置は、樹脂筒および塩水タンクを備えている。前記樹脂筒内には、Ｎａ⁺型の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、たとえば前記樹脂筒の側方に設けられ、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。
【０００８】
また、前記樹脂筒の頂部には、流路の切換えを行うコントロールバルブが設けられており、このコントロールバルブには、原水ライン，軟水ライン，塩水ラインおよび排水ラインが接続されている。前記原水ラインは、前記樹脂筒へ原水を供給するものである。また、前記軟水ラインは、前記イオン交換樹脂によりイオン交換されて軟水となった処理水を外部へ供給するものであり、通水量を測定する流量計が設けられている。また、前記塩水ラインは、その一端が前記塩水タンクに接続されており、前記樹脂筒へ塩水を供給するものである。さらに、前記排水ラインは、再生時に排水を外部へ排出するものである。
【０００９】
さて、前記軟水装置においては、流量再生方式が採用されており、前記流量計により通水量を測定し、この通水量の積算値が設定値に達したら、前記イオン交換樹脂の再生を行うようにしている。この再生時には、前記塩水タンクから前記樹脂筒へ塩水が供給される。そして、前記軟水装置においては、通常は、前記流量再生方式による再生が行われるが、前記軟水装置は、前記流量計が故障した場合のバックアップ機能を備えており、前記流量計が故障した場合は、前記流量再生方式に代えて、つぎのようにして再生が行われる。
【００１０】
まず、第一の再生方式について説明する。この第一の再生方式においては、前記流量計が故障した場合，すなわち前記流量計からの流量信号に異常がある場合は、通水時間を積算し、この積算値が予め測定した原水硬度に基づいて設定した基準値に達したら、前記イオン交換樹脂の再生を行うようにしている。ここで、前記流量計の故障は、前記流量計からの信号が適正範囲内にあるかどうかによって判定するようにしている。たとえば、通水中であるにもかかわらず前記流量計から流量信号が出力されていない場合や、通水中における通常の流量範囲を大きく超える流量信号が出力されている場合は、前記流量計が故障していると判定する。
【００１１】
そして、前記通水時間は、通水工程において実際に通水中の状態にある時間であり、たとえば前記軟水ラインに設けられた通水制御弁の開時間を計測することにより積算される。また、前記通水時間は、前記軟水ラインに設けられたフロースイッチからの信号に基づいて積算することもできる。
【００１２】
したがって、この第一の再生方式によれば、前記流量計が故障した場合においても、前記通水時間を積算することにより、実際の通水量に対応させて前記イオン交換樹脂の再生を行うことができ、硬度もれを防止しつつ、適切な時期に再生を行うことができる。よって、再生時に常に適正量の塩水を使用することができ、塩水を製造するための塩を経済的に使用することができる。また、この第一の再生方式によれば、前記流量計が故障した場合も再生を行うことができるので、軟水の供給を停止することなく継続することができるという実用上の効果を得ることができる。
【００１３】
つぎに、第二の再生方式について説明する。この第二の再生方式は、前記第一の再生方式を行うことができない状態になった場合，すなわち前記流量計が故障しかつ前記通水時間を積算できない状態になった場合に行われるようになっている。この第二の再生方式においては、通水工程の開始時からの経過時間を積算し、この積算値が前記基準値に達したら、前記イオン交換樹脂の再生を行うようにしている。
【００１４】
前記経過時間の積算は、通水工程において実際には通水が停止している間も行われるため、この第二の再生方式は、前記第一の再生方式と比較すると再生が早めに行われる。したがって、この第二の再生方式による再生は、安全側であり硬度もれは確実に防止される。また、この第二の再生方式は、前記第一の再生方式と比較すると、塩の経済的使用の点では劣るが、前記第一の再生方式と同様、軟水の供給を停止することなく継続することができるという実用上の効果を得ることができる。そして、前記第一および第二の再生方式により、二重のバックアップ機能を備えた構成になっている。
【００１５】
【実施例】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、この発明における軟水装置１は、樹脂筒２および塩水タンク３を備えており、前記樹脂筒２内には、Ｎａ⁺型のイオン交換樹脂（図示省略）が充填されている。また、前記塩水タンク３内には、所定量の塩（図示省略）が収容されているとともに、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、前記樹脂筒２の頂部には、流路の切換えを行うコントロールバルブ４が設けられており、このコントロールバルブ４には、原水ライン５，軟水ライン６，塩水ライン７および排水ライン８が接続されている。
【００１６】
前記原水ライン５は、前記樹脂筒２へ原水を供給するものであり、その上流側端部は、水道等の原水供給源（図示省略）に接続されている。また、前記軟水ライン６は、前記イオン交換樹脂によりイオン交換されて軟水となった処理水を外部へ供給するものであり、その下流側端部は、軟水タンク９に接続されている。そして、前記軟水ライン６には、流量計１０および通水制御弁１１が設けられている。
【００１７】
また、前記軟水タンク９には、軟水流出ライン１２および水位センサ１３が設けられている。そして、この水位センサ１３からの信号に基づいて、前記通水制御弁１１が開閉制御されるようになっている。すなわち、前記軟水タンク９内の軟水が前記軟水流出ライン１２を介してボイラ等の軟水使用機器（図示省略）へ供給され、前記軟水タンク９内の水位が所定位置まで下降したら、前記通水制御弁１１を開いて前記軟水タンク９内へ軟水を補給し、この軟水の補給により前記軟水タンク９内の水位が所定位置まで上昇したら、前記通水制御弁１１を閉じるようにしている。図示した実施例においては、前記水位センサ１３は、検出部（符号省略）にかかる圧力に基づいて水位を検出する構成になっている。
【００１８】
また、前記塩水ライン７は、その一端が前記塩水タンク３の側方下部に接続されており、再生時、前記塩水ライン７を介して前記塩水タンク３から前記樹脂筒２へ塩水を供給するようになっている。さらに、前記排水ライン８は、再生時に排水を外部へ排出するものである。
【００１９】
さらに、前記コントロールバルブ４，前記流量計１０，前記通水制御弁１１および前記水位センサ１３は、信号線１４，１４，…を介して制御器１５に接続されている。
【００２０】
つぎに、前記軟水装置１の再生方法について説明する。前記軟水装置１は、通常は、流量再生方式により再生が行われるようになっており、前記流量計１０により通水量を測定し、この通水量の積算値が設定値に達したら、前記塩水タンク３から前記樹脂筒２へ塩水を供給して、前記イオン交換樹脂の再生が行われるようになっている。前記設定値は、前記イオン交換樹脂の硬度除去可能量［ｇ］と予め測定した原水硬度［ｇ／ｍ ^３ ］とに基づいて設定される。
【００２１】
そして、前記軟水装置１は、前記流量計が故障した場合，すなわち前記流量計１０からの流量信号に異常がある場合のバックアップ機能を備えており、前記流量計が故障した場合は、前記流量再生方式から別の再生方式へ切り換わるようになっている。
【００２２】
ここにおいて、前記流量計１０の故障は、前記流量計１０からの信号が適正範囲内にあるかどうかによって判定するようにしている。たとえば、通水中であるにもかかわらず、前記流量計１０から通常の流量範囲の下限値を下回る流量信号が出力されている場合は、前記流量計１０が故障していると判定する。また、前記流量計１０から通水中における通常の流量範囲の上限値を大きく超える流量信号が出力されている場合も、前記流量計１０が故障していると判定する。
【００２３】
まず、第一の再生方式について説明する。この第一の再生方式においては、前記流量計１０が故障した場合、通水時間を積算し、この積算値が予め測定した原水硬度に基づいて設定した基準値に達したら、前記塩水タンク３から前記樹脂筒２へ塩水を供給して、前記イオン交換樹脂の再生を行うようにしている。そして、前記通水時間は、通水工程において実際に通水中の状態にある時間，すなわち前記通水制御弁１１の開時間を計測することにより積算されるようになっている。
【００２４】
また、前記基準値をＡ［hr］とすると、前記基準値Ａは、前記イオン交換樹脂の硬度除去可能量Ｂ［ｇ］と通水時の平均処理流量Ｃ［ｍ^３／hr］と予め測定した原水硬度Ｄ［ｇ／ｍ^３］と安全率Ｅとに基づいて、次式によって求められる。
【００２５】
Ａ＝Ｂ÷Ｃ÷Ｄ×Ｅ
【００２６】
このようにして求められた前記基準値Ａが、前記軟水装置１に予め設定されており、前記通水時間の積算値が前記基準値Ａに達したら、前記イオン交換樹脂の再生が行われる。
【００２７】
したがって、この第一の再生方式によれば、前記流量計１０が故障した場合においても、前記通水時間を積算することにより、実際の通水量に対応させて前記イオン交換樹脂の再生を行うことができ、硬度もれを防止しつつ、適切な時期に再生を行うことができる。よって、再生時に常に適正量の塩水を使用することができ、塩水を製造するための塩を経済的に使用することができる。また、この第一の再生方式によれば、前記流量計１０が故障した場合も再生を行うことができるので、軟水の供給を停止することなく継続することができるという実用上の効果を得ることができる。そして、前記軟水装置１を停止させることができる機会を見計らって、前記流量計１０の点検修理が行われる。
【００２８】
つぎに、第二の再生方式について説明する。この第二の再生方式は、前記第一の再生方式を行うことができない状態になった場合，すなわち前記流量計１０が故障しかつ前記通水時間を積算できない状態になった場合に行われるようになっている。この第二の再生方式においては、通水工程の開始時からの経過時間を積算し、この積算値が前記基準値Ａに達したら、前記イオン交換樹脂の再生を行うようにしている。
【００２９】
ここにおいて、前記通水時間を積算できない状態としては、たとえば前記水位センサ１３に断線等の異常が発生した場合である。すなわち、図示した実施例においては、前記通水制御弁１１の開時間を前記水位センサ１３からの水位信号に基づいて積算するようにしているため、前記水位センサ１３に断線等の異常が発生すると、前記通水時間を積算することができなくなる。この場合は、通水工程中において前記通水制御弁１１を継続して開状態とし、軟水の供給を停止させないようにし、余分な軟水は前記軟水タンク９からオーバーフローさせるようにする。そして、早めに前記水位センサ１３の点検修理を行う。
【００３０】
また、前記経過時間の積算は、通水工程において実際には通水が停止している間も行われるため、この第二の再生方式は、前記第一の再生方式と比較すると再生が早めに行われる。したがって、この第二の再生方式による再生は、安全側であり硬度もれは確実に防止される。また、この第二の再生方式は、前記第一の再生方式と比較すると、塩の経済的使用の点では劣るが、前記第一の再生方式と同様、軟水の供給を停止することなく継続することができるという実用上の効果を得ることができる。そして、前記第一および第二の再生方式により、二重のバックアップ機能を備えた構成になっている。
【００３１】
ところで、前記通水時間の積算は、前記流量計１０が故障していない場合にも継続して行われており、通水工程中に突然前記流量計１０が故障しても、直ちに前記第一の再生方式へ切り換えることができるようになっている。また、前記経過時間の積算も同様である。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、流量計が故障した場合においても、通水時間を積算することにより、実際の通水量に対応させてイオン交換樹脂の再生を行うことができ、硬度もれを防止しつつ、適切な時期に再生を行うことができる。よって、再生時に常に適正量の塩水を使用することができ、塩水を製造するための塩を経済的に使用することができる。また、請求項２に記載の発明によれば、二重のバックアップ機能を備えた構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における軟水装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 軟水装置
２ 樹脂筒
１０ 流量計

Claims (2)

1. イオン交換樹脂を充填した樹脂筒２および通水量を測定する流量計１０を備え、通水量の積算値が予め測定した原水硬度を用いて式（１）に基づいて設定した設定値に達したら前記イオン交換樹脂の再生を行う軟水装置１において、前記流量計１０が故障した場合は、通水時間を積算し、この積算値が前記原水硬度を用いて式（２）に基づいて設定した基準値に達したら前記イオン交換樹脂の再生を行うことを特徴とする軟水装置の再生方法。
   設定値＝硬度除去可能量÷原水硬度 … （１）
   基準値＝硬度除去可能量÷原水硬度÷平均処理流量×安全率 … （２）
2. 前記流量計１０が故障し、かつ通水時間を積算できない状態になった場合は、通水工程の開始時間からの経過時間を積算し、この積算値が前記基準値に達したら前記イオン交換樹脂の再生を行うことを特徴とする請求項１に記載の軟水装置の再生方法。

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