JP4320522B2

JP4320522B2 - 水処理装置

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Publication number: JP4320522B2
Application number: JP2001394890A
Authority: JP
Inventors: 暁若狭; 剛米田; 元安部; 伸司松友; 拡至角田; 隼人渡邉
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP2003190946A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
処理材を介して原水の改質処理を行う水処理装置の一つに軟水器がある。この軟水器は、処理材として、粒状のイオン交換樹脂を用いており、このイオン交換樹脂を収容した収容部（以下、「樹脂筒」と云う）へ原水を通水することによって、原水から硬度分を除去し、軟水を得るようになっている。前記軟水器は、ボイラ，温水器，冷却器などの冷熱機器類への給水ラインに取り付けられ、冷熱機器内でのスケール付着を防止するために用いられている。
【０００３】
前記軟水器においては、原水の通水方式に関して、上向流通水方式と下向流通水方式とがある。前記上向流通水方式は、前記樹脂筒内を下部から上部へ向かって通水を行う通水方式であり、また前記下向流通水方式は、前記樹脂筒内を上部から下部へ向かって通水を行う通水方式である。
【０００４】
さて、前記上向流通水方式の軟水器においては、通水と停止を断続的に繰り返す断続運転を行うと、硬度漏れが発生し易いと云う問題がある。つぎに、この硬度漏れが発生し易くなる理由について説明する。
【０００５】
まず、前記軟水器に用いられているイオン交換樹脂は、その使用によって、樹脂自体が膨潤し、その体積が増加する。そのため、通常、この体積の増加を見越して、前記樹脂筒内の上部に所定高さの空間（以下、「上部空間」と云う）を残した状態で、前記イオン交換樹脂が前記樹脂筒内に収容されている。したがって、前記樹脂筒内への原水の通水を開始すると、原水の流れによって前記イオン交換樹脂全体が前記樹脂筒内の上部へ向けて押し付けられた状態となって、いわゆる固定床が形成される。このとき、前記イオン交換樹脂は、前記樹脂筒内に前記上部空間を残した状態で充填されているため、前記固定床が形成された状態においては、前記固定床の下方に前記上部空間の高さとほぼ同じ高さの空間（以下、「下部空間」と云う）が形成された状態となる。
【０００６】
前記固定床が形成された状態で通水を継続すると、前記固定床の上流側，すなわち下部側のイオン交換樹脂から順にイオン交換能力がなくなるまで原水から硬度分を除去していく。そのため、前記固定床においては、イオン交換能力がなくなったイオン交換樹脂（すなわち、破過したイオン交換樹脂）の層が上部へ向かって拡大していくこととなる。
【０００７】
つぎに、通水を停止すると、前記イオン交換樹脂を前記樹脂筒上部へ向けて押し付ける力がなくなるので、前記固定床を形成していたイオン交換樹脂は、前記下部空間の高さに相当する高さを前記樹脂筒内の下部へ向かって一挙に落下する。このとき、落下する前記イオン交換樹脂によって押しのけられた前記下部空間内の原水は、速い流速を伴なう上昇流（以下、「高速上昇流」と云う）となって、前記樹脂筒上部へ向かって流れる。この高速上昇流によって前記樹脂筒下部の破過した樹脂が巻き上げられ、前記樹脂筒上部へ運ばれるので、前記イオン交換樹脂中の破過した樹脂と未破過の樹脂とが混ざり合うこととなる。
【０００８】
つぎに、再び通水を開始し、前記固定床が再び形成されたとき、前記固定床は、破過した樹脂と未破過の樹脂とが混ざり合った状態で形成される（以下、この現象を「再配列現象」と云う）。そのため、この再配列現象が生じた前記固定床へ通水を行うと、原水と未破過のイオン交換樹脂との接触状態にばらつきが発生する。そのため、原水の一部が充分に硬度分を除去されないまま流出し、硬度漏れが発生することとなる。すなわち、前記軟水器においては、前記固定床の再配列現象によって、処理水としての軟水の純度が低下する。
【０００９】
【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、処理材の固定床の再配列現象に起因する処理水の純度低下を防止することである。
【００１０】
【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れたもので、請求項１に記載の発明は、上部フィルタと下部フィルタとの間に処理材を充填した収容部内へ原水を上向流で通水し、原水の改質処理を行う水処理装置において、前記両フィルタ間に、前記処理材の通過を許容する複数の透孔を備え、前記収容部内を原水の通水方向と交差する方向に区画し、通水時に前記収容部内に形成される前記処理材の固定床内に位置するように配置された横仕切板を設け、さらにこの横仕切板の開孔率は、通水を停止して前記横仕切板よりも下方の前記処理材が一挙に落下したとき、前記横仕切板よりも下方の前記処理材が前記横仕切板よりも上方へ運ばれることがないように設定されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水処理装置において、前記横仕切板が、前記固定床内の複数箇所に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上部フィルタと下部フィルタとの間に処理材を充填した収容部内へ原水を上向流で通水し、原水の改質処理を行う水処理装置において、前記両フィルタ間に、前記処理材の通過を許容する複数の透孔を備え、前記収容部内を原水の通水方向と交差する方向に区画し、通水時に前記収容部内に形成される前記処理材の固定床内に位置するように配置された横仕切板を設け、この横仕切板の開孔率は、通水を停止して前記横仕切板よりも下方の前記処理材が一挙に落下したとき、前記横仕切板よりも下方の前記処理材が前記横仕切板よりも上方へ運ばれることがないように設定されており、さらに前記下部フイルタと前記横仕切板との間において、前記下部フィルタ上に、前記処理材の通過を許容する隙間を有する状態で、かつ通水時に前記収容部内に形成される前記固定床の下部と重なる高さに設定された充填材層を形成する充填材を収容したことを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の水処理装置において、前記横仕切板が、前記固定床内の複数箇所に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記収容部が、原水の通水方向に複数に区画されていることを特徴としている。
【００１６】
さらに、請求項６に記載の発明は、前記処理材が、イオン交換樹脂または濾材であることを特徴としている。
【００１８】
【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。この発明は、処理材を介して原水の改質処理を行う水処理装置において好適に実施することができる。すなわち、この発明は、前記処理材の収容部内へ原水を通水し、前記処理材によって原水の改質処理を行う水処理装置において好適に実施することができる。前記処理材としては、粒状の処理材であって、イオン交換樹脂，濾材(とくに活性炭，ゼオライトなどのように吸着によって不純物を除去する濾材)などが用いられる。ここで、前記処理材として前記イオン交換樹脂を用いる水処理装置としては、軟水器や純水装置などがある。また、前記処理材として前記濾材を用いる水処理装置としては、濾過装置や浄水装置などがある。
【００１９】
この発明は、上向流通水方式の水処理装置において、とくに好適に実施することができる。以下では、この発明の実施の形態を上向流通水方式の軟水器に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２０】
まず、前記上向流通水方式の軟水器の基本構成について説明する。前記軟水器において、処理材としてのイオン交換樹脂は、収容部（以下、「樹脂筒」と云う）内に収容されている。この樹脂筒は、たとえば円筒形状であって、その軸線が上下方向となるように配置されており、原水が前記樹脂筒内を下部から上部へ向かって通水されるようになっている。前記樹脂筒内において、前記イオン交換樹脂は、その膨潤による体積の増加を考慮して、前記樹脂筒内の上部に所定高さの空間（以下、「上部空間」と云う）を残した状態で充填されている。前記軟水器において、前記樹脂筒内へ原水を通水すると、前記イオン交換樹脂は、原水の流れにより、前記樹脂筒内の上部へ向けて押し付けられた状態となって、前記イオン交換樹脂の固定床が形成される。このとき、前記固定床の下方には、前記上部空間とほぼ同じ高さの原水のみの空間（以下、「下部空間」と云う）が形成された状態となる。そして、前記樹脂筒内への通水を継続することにより、原水中の硬度分は、前記固定床を通過する際にイオン交換処理によって除去され、前記樹脂筒からは、処理水としての軟水が取り出される。
【００２１】
つぎに、前記軟水器の特徴部分について説明する。前記軟水器は、前記樹脂筒内に前記イオン交換樹脂の移動調整手段を設けた構成である。この移動調整手段は、前記樹脂筒内への通水を停止したとき、前記イオン交換樹脂の移動を調整する手段である。すなわち、前記上向流通水方式の軟水器において、前記移動調整手段は、前記イオン交換樹脂の落下を調整する手段であって、前記イオン交換樹脂の落下速度を減少させる機能を備えている。すなわち、前記移動調整手段は、通水を停止したとき、前記イオン交換樹脂をゆっくりと落下させる機能を備えている。そのため、前記イオン交換樹脂が一挙に落下するのを防止することができるので、前記下部空間内の原水に速い流速を伴なう上昇流，すなわち前記高速上昇流が発生するのを防止することができる。したがって、前記高速上昇流によって前記イオン交換樹脂が撹拌され、前記固定床下部の樹脂が前記固定床上部へ運ばれるのを防止することができるので、前記再配列現象を防止することができ、これにより処理水（すなわち、軟水）の純度低下を防止することができる。
【００２２】
つぎに、この発明の第一実施形態について説明する。この第一実施形態の軟水器において、前記移動調整手段は、前記イオン交換樹脂の通過を許容する透孔を備え、前記樹脂筒内を原水の通水方向と交差する方向に区画する仕切体である。この第一実施形態において、原水の通水方向は、前記樹脂筒の軸方向であり、前記樹脂筒が上下方向となるように配置されているため、原水の通水方向と交差する方向は、前記樹脂筒の径方向である。また、通水方向と交差する方向は、原水の通水方向，すなわち前記樹脂筒の軸方向に対して直交状態で交差する方向のみならず、傾斜状態で交差する方向を含んでいる。そして、この第一実施形態においては、前記仕切体を多数の透孔を備えた仕切板として構成し、この仕切板を前記樹脂筒内に設けることによって、前記樹脂筒内を径方向に区画した構造である。ここで、前記仕切板（以下、「横仕切板」と云う）は、前記イオン交換樹脂と同様のイオン交換機能を有する材料で形成することができるし、また前記濾材と同様の不純物除去機能を有する材料で形成することができる。
【００２３】
この第一実施形態の軟水器においては、前記樹脂筒内への通水を停止したとき、前記イオン交換樹脂を前記各透孔を介して落下させることにより、前記落下速度が減少するので、前記イオン交換樹脂をゆっくりと落下させることができる。そのため、前記イオン交換樹脂が前記樹脂筒内の下部へ向かって一挙に落下するのを防止することができるので、前記高速上昇流の発生を抑制し、前記イオン交換樹脂が撹拌されるのを防止することができる。したがって、前記横仕切板によって、前記再配列現象を防止することができ、これにより軟水の純度低下を防止することができる。
【００２４】
ここで、前記横仕切板は、通水時に前記樹脂筒内に形成される前記固定床内に配置するのが好ましい。このように配置することにより、通水停止時、前記樹脂筒内に前記高速上昇流が発生したとしても、前記高速上昇流の流速が前記横仕切板により抑制され、前記固定床下部の樹脂が前記横仕切板よりも上方へ運ばれるのを防止することができる。そして、前記横仕切板より上方のイオン交換樹脂を前記横仕切板を介してゆっくりと落下させることにより、前記横仕切板より下方のイオン交換樹脂が落下して形成された層の上に落下させることができる。そのため、前記再配列現象の発生を防止することができるので、軟水の純度低下を防止することができる。
【００２５】
さらに、前記横仕切板は、前記固定床内の１箇所に限らず、複数箇所に配置することもできる。このように前記横仕切板を複数箇所に配置すると、前記各横仕切板によって区画された領域ごとに前記落下速度を減少させ、前記各領域の前記イオン交換樹脂をゆっくりと落下させることができる。また、前記各領域，とくに一番下の領域内で前記イオン交換樹脂が一挙に落下し、前記高速上昇流が発生したとしても、前記高速上昇流の流速が前記各横仕切板により抑制されるので、前記イオン交換樹脂が前記各横仕切板よりも上方の各領域へ運ばれるのを防止することができる。そのため、前記再配列現象の発生を確実に防止することができるので、軟水の純度低下を確実に防止することができる。
【００２６】
つぎに、この発明の第二実施形態について説明する。この第二実施形態の軟水器において、前記移動調整手段は、前記処理材の通過を許容する隙間を有した状態で、前記樹脂筒内の原水流入側に収容した充填材である。すなわち、この第二実施形態においては、前記充填材を前記イオン交換樹脂の通過を許容する隙間を有した状態で、前記樹脂筒内の下部に収容した構造である。前記充填材としては、前記イオン交換樹脂よりも粒径の大きな粒状物（たとえば玉砂利など）や、充填塔などに用いられるラシヒリングなどのような公知の充填物を用いることができる。また、前記充填材としては、前記イオン交換樹脂よりも粒径の大きなイオン交換樹脂や濾材を用いることもできる
【００２７】
この第二実施形態においては、前記樹脂筒内への通水を停止したとき、前記イオン交換樹脂を前記充填材の隙間内へ落下させることにより、前記落下速度が減少するので、前記イオン交換樹脂を前記隙間内へゆっくりと落下させることができる。そのため、前記第一実施形態と同様、前記イオン交換樹脂が前記樹脂筒内の下部へ向かって一挙に落下するのを防止することができるので、前記高速上昇流の発生を防止し、前記イオン交換樹脂が撹拌されるのを防止することができる。したがって、前記充填材によって、前記再配列現象を防止することができ、これにより軟水の純度低下を防止することができる。
【００２８】
ここで、この第二実施形態において、前記充填材は、通水時に前記樹脂筒内に形成される前記固定床の下部と重なる高さまで前記樹脂筒内に収容するのが好ましい。このように前記充填材を前記樹脂筒内に収容すると、通水時、前記固定床が形成されたとき、前記固定床の下部が前記充填材の層と重なるので、前記固定床の下部に原水のみの空間，すなわち前記下部空間が形成されることはなくなる。そのため、通水停止時、前記固定床の下部の前記イオン交換樹脂は、前記下部空間を通ることがなく、前記充填材の隙間内のみを通って落下することとなる。したがって、この第二実施形態の軟水器においては、前記充填材により、通水停止時、前記落下速度を確実に減少させることができるので、前記樹脂筒内に前記高速上昇流が発生するのを防止することができる。そのため、前記再配列現象を確実に防止し、軟水の純度低下を防止することができる。
【００２９】
つぎに、この発明の第三実施形態について説明する。この第三実施形態は、前記第一実施形態と前記第二実施形態とを組み合せたものである。すなわち、この第三実施形態の軟水器は、前記横仕切板と前記充填材とを前記樹脂筒内に備えた構成である。この第三実施形態の軟水器においては、前記横仕切板と前記充填材とによって、前記落下速度を減少させ、前記イオン交換樹脂をゆっくりと落下させることによって、前記第一実施形態および前記第二実施形態と同様、前記高速上昇流が発生するのを防止することができる。そのため、前記イオン交換樹脂が撹拌されるのを防止することができるので、前記第一実施形態および前記第二実施形態と同様、前記再配列現象を確実に防止し、軟水の純度低下を確実に防止することができる。
【００３０】
つぎに、この発明の第四実施形態について説明する。この第四実施形態は、前記樹脂筒が、原水の通水方向に複数に区画されている構成の軟水器において、前記第一実施形態〜前記第三実施形態の構成を適用したものである。この第四実施形態の軟水器において、原水の通水方向は、前記のように、前記樹脂筒の軸方向であるので、前記樹脂筒内には、前記樹脂筒を軸方向に区画するための仕切体，たとえば仕切板（以下、「縦仕切板」と云う）が設けられている。そして、この縦仕切板によって、前記樹脂筒内を軸方向に区画することにより、前記樹脂筒内に流路断面積の小さな区画を所定数形成している。このように前記樹脂筒内を軸方向に区画する理由は、前記樹脂筒内における流路断面積が小さいほど、前記再配列現象の発生を抑制することができるからである。したがって、前記樹脂筒の内径が大きく、流路断面積が大きい場合には、前記のように、前記樹脂筒内を区画し、各区画の流路断面積をそれぞれ小さくすることで、前記再配列現象の発生を抑制することができる。そこで、このような軟水器においても、前記横仕切板および前記充填材の少なくとも一方を前記樹脂筒に設けることにより、前記各実施形態と同様、前記再配列現象の発生を確実に防止し、軟水の純度低下を防止することができる。
【００３１】
ここで、この第四実施形態において、前記横仕切板や前記充填材を前記樹脂筒に設ける際には、前記縦仕切板によって形成された各区画ごとに設けることができる。また、前記横仕切板は、前記各区画を一括して仕切るように，すなわち前記樹脂筒内全体を仕切るように設けることができ、この場合には、前記横仕切板の上下に縦仕切板を設ける構成とする。さらに、前記横仕切板は、前記縦仕切板と一体的に形成することもできる。
【００３２】
【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は、この発明の第一実施例の概略構成を示す断面説明図であり、図２は、図１のII−II線に沿う断面の拡大説明図であり、図３は、この発明の第一実施例における通水状態を示す断面説明図であり、また図４は、この発明の第一実施例における通水停止時の状態を示す断面説明図である。ここで、第一実施例の水処理装置は、ボイラなどの給水から硬度分を除去する軟水器である。したがって、この第一実施例において、処理材は、イオン交換樹脂である。また、この第一実施例の軟水器は、上向流通水方式の軟水器である。
【００３３】
まず、図１に基づいて、前記軟水器の基本構成について説明する。図１において、前記軟水器は、イオン交換樹脂１の収容部としての樹脂筒２を備えている。この樹脂筒２は、ほぼ円筒形状であって、その軸線が上下方向となるように配置されている。前記樹脂筒２内の上部には、前記イオン交換樹脂１の流出を防止するための上部フィルタ３が設けられており、また下部にも前記上部フィルタ３と同様の下部フィルタ４が設けられている。この下部フィルタ４上には、前記イオン交換樹脂１が、前記樹脂筒２内の所定の高さ位置まで充填されている。この所定の高さ位置は、前記イオン交換樹脂１の膨潤による体積の増加を考慮して決められた高さである。したがって、前記樹脂筒２の内部に充填されている前記イオン交換樹脂１の層の上部と、前記上部フィルタ３との間には、所定高さの上部空間（符号省略）が存在することとなる。
【００３４】
前記樹脂筒２の下部には、前記樹脂筒２へ原水を供給するための原水ライン５が接続されており、上部には、処理水としての軟水を取り出すための軟水ライン６が接続されている。したがって、前記樹脂筒２内における原水の通水方向は、前記樹脂筒２の軸方向となっている。
【００３５】
つぎに、前記軟水器の基本動作について説明する。まず、前記樹脂筒２内へ前記原水ライン５を介して原水を通水する。前記樹脂筒２への通水を開始すると、前記樹脂筒２内の前記イオン交換樹脂１は、原水の流れによって押し上げられ、前記イオン交換樹脂１全体が浮上する。そして、前記イオン交換樹脂１は、その全体が前記上部フィルタ３へ押し付けられ、前記イオン交換樹脂１の固定床７が形成された状態となる（図３参照）。この固定床７が形成された状態において、前記固定床７の下部と前記下部フィルタ４との間には、前記上部空間とほぼ同じ高さの下部空間（符号省略）が形成される。以後、前記樹脂筒２内への通水の間、前記樹脂筒２内には、前記固定床７が形成された状態が維持される。そして、この通水の間、前記樹脂筒２内への原水は、前記固定床７を通過することによって、硬度分が除去され、前記軟水ライン６から軟水として取り出される。
【００３６】
前記樹脂筒２内への通水を停止すると、原水の流れがなくなり、前記イオン交換樹脂１を前記樹脂筒２の上部へ向けて押し付ける力がなくなるので、前記イオン交換樹脂１は落下し始める。そして、前記イオン交換樹脂１全体が前記下部フィルタ４上に落下すると、前記樹脂筒２内には、前記上部空間が再び形成され、当初の状態に戻る。したがって、前記軟水器において、通水と停止とを繰り返す断続運転を行うと、前記イオン交換樹脂１は、前記樹脂筒２内の前記上部フィルタ３と前記下部フィルタ４との間において、浮上と沈降とを繰り返すこととなる。
【００３７】
さて、この第一実施例の軟水器において、前記樹脂筒２内には、前記イオン交換樹脂１の移動調整手段として、前記樹脂筒２内部を原水の通水方向と交差する方向，すなわち径方向に区画する横仕切板８が設けられている。この横仕切板８は、前記イオン交換樹脂１の通過を許容する複数の透孔９，９，…を備えている。そして、前記横仕切板８は、前記両フィルタ３，４間において、前記下部フィルタ４側からほぼ１／４の高さ位置に、ほぼ水平に配置されている。この高さ位置は、前記樹脂筒２への通水時、前記横仕切板８が、前記固定床７内に位置するようになっている。また、前記横仕切板８において、前記各透孔９の直径は、約３mmであり、前記各透孔９の個数は、前記横仕切板８の開孔率（前記横仕切板８に対する前記各透孔９部分の面積の比率）が約３０％となるように設定されている。
【００３８】
つぎに、この第一実施例の軟水器の作動について説明する。前記軟水器において、前記樹脂筒２への通水を開始すると、前記のように、前記イオン交換樹脂１全体が前記上部フィルタ３へ向かって押し付けられ、前記固定床７が形成された状態となる（図３参照）。そして、前記樹脂筒２内への通水を継続することにより、原水中の硬度分は、前記固定床７を通過する際にイオン交換処理によって除去され、前記樹脂筒２からは、処理水としての軟水が取り出される。ここで、前記固定床７が形成された状態で、通水を継続すると、前記固定床７の上流側，すなわち下部側の前記イオン交換樹脂１から順にイオン交換能力がなくなるまで原水から硬度分を除去していく。そのため、前記固定床７においては、イオン交換能力がなくなったイオン交換樹脂（すなわち、破過したイオン交換樹脂）の層が前記固定床７の下部から上部へ向けて拡大していくこととなる。
【００３９】
そして、通水を停止すると、前記イオン交換樹脂１が前記下部フィルタ４へ向かって落下し始める。このとき、前記横仕切板８よりも下方の前記イオン交換樹脂１が一挙に落下すると、この落下する前記イオン交換樹脂１によって押しのけられた前記下部空間内の原水が速い流速を伴なう上昇流，すなわち前記高速上昇流となって、前記樹脂筒２上部へ向かって流れようとする。しかし、前記高速上昇流の流速は、前記横仕切板８によって抑制される。そのため、前記横仕切板８よりも下方の前記イオン交換樹脂は、前記横仕切板８よりも上方へ運ばれることなく、そのまま前記下部フィルタ４へ向かって落下する。
【００４０】
一方、前記横仕切板８よりも上方の前記イオン交換樹脂１は、前記各透孔９を介して落下するので、前記各透孔９を通過する際にその落下速度が減少し、前記横仕切板８から前記下部フィルタ４へ向かってゆっくりと落下することとなる。そのため、前記イオン交換樹脂１が前記下部フィルタ４へ向かって一挙に落下するのを防止することができるので、前記高速上昇流の発生を抑制することができ、前記高速上昇流によって前記イオン交換樹脂１が撹拌されるのを防止することができる。ここで、前記横仕切板８上方の前記イオン交換樹脂１は、前記仕切板８下方の前記イオン交換樹脂１に比べてゆっくりと落下するので、前記横仕切板８下方のイオン交換樹脂１の落下によって形成された層の上に落下することとなる（図４参照）。
【００４１】
その結果、前記軟水器においては、通水停止時において、前記固定床７下部の破過した樹脂と前記固定床７上部の未破過の樹脂が混ざり合うのを防止することができる。そして、再度通水を行うと、破過した樹脂と未破過の樹脂が混ざり合っていない前記固定床７が形成されるため、硬度漏れの発生を防止することができる。したがって、この第一実施例の軟水器においては、断続運転を行った場合であっても、硬度漏れが生じるのを確実に防止することができる。
【００４２】
以上のように、この第一実施例の軟水器においては、前記横仕切板８を設けることによって、前記再配列現象の発生を効果的に防止し、軟水の純度低下を確実に防止することができる。
【００４３】
ここで、以上の第一実施例の説明においては、１枚の前記横仕切板８を前記樹脂筒２内に設けているが、他の形態として、複数の横仕切板８，８，…を前記樹脂筒２内に設けることができる。この形態の軟水器において、前記各横仕切板８は、所定の間隔で、前記樹脂筒２を複数に区画するように設ける。たとえば、図５に示すように、３枚の横仕切板８を前記樹脂筒２内の高さ方向の３箇所にそれぞれ配置する。ここで、前記各横仕切板８は、前記固定床７内にそれぞれ位置するようになっている。
【００４４】
このように、前記横仕切板８を複数箇所に配置すると、前記各横仕切板８によって区画された領域ごとに前記落下速度を減少させ、前記各領域の前記イオン交換樹脂をゆっくりと落下させることができる。また、前記各領域，とくに一番下の領域内で前記イオン交換樹脂１が一挙に落下し、前記高速上昇流が生じたとしても、前記高速上昇流の流速が前記各横仕切板８によって抑制されるので、前記イオン交換樹脂１が前記各横仕切板８よりも上方の領域へ運ばれるのを防止することができる。そのため、前記再配列現象の発生を確実に防止することができるので、軟水の純度低下を確実に防止することができる。
【００４５】
つぎに、この発明の第二実施例について、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、この発明の第二実施例の概略構成を示す説明図であり、また図７は、この発明の第二実施例における通水状態を示す断面説明図である。この第二実施例を示す図６および図７において、前記第一実施例を示す図１〜図５と同一の符号は、同一の部材を示し、それらの詳細な説明は省略する。
【００４６】
この第二実施例の軟水器は、前記イオン交換樹脂１の移動調整手段として、前記横仕切板８の代わりに充填材１０を用いている。この第二実施例においては、図６および図７に示すように、充填材１０を前記イオン交換樹脂１の通過を許容する隙間を有した状態で、前記樹脂筒２内に収容した構造である。前記充填材１０としては、直径約８mmの玉砂利を用いている。前記充填材１０は、前記下部フィルタ４上に所定の高さまで収容することにより、充填材層１１として形成されている。ここで、前記充填材層１１の高さは、通水時に前記樹脂筒２内に形成される前記固定床７の下部と重なる高さとなっている。すなわち、前記充填材層１１の高さは、前記樹脂筒２への通水時、前記下部空間が形成されない高さに設定されている。さらに換言すると、前記充填材層１１の高さは、前記固定床７の下部と前記充填材層１１との間に原水のみの空間が形成されない高さである。
【００４７】
つぎに、この第二実施例の軟水器の作動について説明する。前記軟水器において、前記樹脂筒２内への通水を開始すると、図７に示すように、前記イオン交換樹脂１は原水の流れによって前記上部フィルタ３へ向かって押し上げられ、前記固定床７が形成される。この状態において、前記固定床７の下部は、前記充填材層１１の上部と重なっているので、前記下部空間は形成されていない。すなわち、前記固定床７の下部と充填材層１１との間には、原水のみの空間が形成されていない。
【００４８】
そして、前記樹脂筒２内への通水を継続することにより、原水中の硬度分は、前記固定床７を通過する際にイオン交換処理によって除去され、前記樹脂筒２からは、処理水としての軟水が取り出される。ここで、前記固定床７が形成された状態で通水を継続すると、前記のように、破過したイオン交換樹脂１の層が前記固定床７の下部から上部へ向けて拡大していく。
【００４９】
つぎに、前記樹脂筒２内への通水を停止したとき、前記下部空間が形成されていないので、前記固定床７の下部の前記イオン交換樹脂１は、前記充填材１０間の隙間内のみを通って落下し始める。前記イオン交換樹脂１は、前記隙間内を通過する際にその落下速度が減少し、前記下部フィルタ４へ向かってゆっくりと落下するので、前記高速上昇流の発生を防止することができる。そのため、前記イオン交換樹脂１は、前記固定床７の下部から順にゆっくりと落下するので、破過した樹脂と未破過の樹脂が混ざり合うことなく、前記下部フィルタ４上へ落下する。したがって、前記再配列現象を確実に防止することができ、これにより軟水の純度低下を防止することができる。
【００５０】
つぎに、この発明の第三実施例について、図８を参照しながら説明する。図８は、この発明の第三実施例の概略構成を示す説明図である。この第三実施例を示す図８において、前記第一実施例および前記第二実施例を示す図１〜図７と同一の符号は、同一の部材を示し、それらの詳細な説明は省略する。
【００５１】
この第三実施例の軟水器は、前記イオン交換樹脂１の移動調整手段として、前記第一実施例の横仕切板８と前記第二実施例の充填材層１１とを前記樹脂筒２内に設けたものである。この第三実施例において、前記横仕切板８は、前記第一実施例と同様、前記両フィルタ３,４間において、前記下部フィルタ４側からほぼ１／４の高さ位置に１枚設けてある。また、前記充填材層１１は、前記第二実施例と同様、前記下部フィルタ４上に形成されている。この第三実施例において、前記充填材層１１の高さは、前記下部フィルタ４と前記横仕切板８との間のほぼ中間位置となる高さである。
【００５２】
この第三実施例において、前記横仕切板８よりも下方の前記イオン交換樹脂１は、前記第二実施例と同様、前記充填材層１１によってゆっくりと落下させることができる。一方、前記横仕切板８よりも上方の前記イオン交換樹脂１は、前記第一実施例と同様、前記横仕切板８によってゆっくりと落下させることができる。そのため、この第三実施例においては、前記第一実施例および前記第二実施例と同様、前記高速上昇流の発生を防止することができるので、前記イオン交換樹脂１が撹拌されることなく前記下部フィルタ４上へ落下させることができる。したがって、この第三実施例においては、前記再配列現象を確実に防止し、軟水の純度低下を確実に防止することができる。
【００５３】
以上の説明において、前記各実施例は、前記樹脂筒２内が１つの区画として形成されている軟水器について、この発明を適用した実施例であるが、この発明は、前記樹脂筒２内が原水の通水方向に複数に区画されている構成の軟水器についても同様に適用することができる。すなわち、前記樹脂筒２内が軸方向に複数に区画されている構成の軟水器についても、前記各実施例のように前記横仕切板８および前記充填材層１１の少なくとも一方を前記樹脂筒２の各区画に設けることができる。
【００５４】
つぎに、前記樹脂筒２内が原水の通水方向，すなわち軸方向に区画されている構成の軟水器において、前記第三実施例のように前記横仕切板８および前記充填材層１１を設けた第四実施例について、図９および図１０を参照しながら説明する。図９は、この発明の第四実施例の概略構成を示す断面説明図であり、図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う断面の拡大説明図である。この第四実施例を示す図９および図１０において、前記第一実施例〜前記第三実施例を示す図１〜図８と同一の符号は、同一の部材を示し、それらの詳細な説明は省略する。
【００５５】
まず、第四実施例の軟水器の基本構成について説明すると、前記軟水器は、前記樹脂筒２を軸方向に区画する縦仕切板１２を前記樹脂筒２内に備えている。この縦仕切板１２は、横断面形状が十字形状をなしており、前記樹脂筒２内において、前記上部フィルタ３と前記下部フィルタ４との間に配置されている。したがって、前記樹脂筒２内は、前記縦仕切板１２によって４つに区画されており、各区画の流路断面積は、それぞれ前記樹脂筒２全体における流路断面積の約１／４となっている。このように、前記樹脂筒２内を軸方向に区画する理由は、前記樹脂筒２内における流路断面積が小さいほど、前記再配列現象の発生を抑制することができるからである。したがって、前記樹脂筒２の内径が大きく、流路断面積が大きい場合には、前記のように、前記樹脂筒２内を区画し、各区画の流路断面積を小さくすることで、前記再配列現象の発生を抑制することができる。
【００５６】
ここで、前記縦仕切板１２の高さは、前記イオン交換樹脂１の充填高さより低い位置に設定している。このように前記縦仕切板１２の高さを設定する理由は、通水停止時、前記各区画内に落下する前記イオン交換樹脂１の量を均一化するためである。
【００５７】
つぎに、この第四実施例の軟水器の特徴部分，すなわち横仕切板８および充填材層１１について説明する。まず、前記横仕切板８は、前記両フィルタ３,４間において、前記下部フィルタ４側からほぼ１／４の高さ位置に、ほぼ水平に配置されている。ここで、この第四実施例において、前記縦仕切板１２は、上部縦仕切板１３と下部縦仕切板１４とに分割して形成されており、前記上部縦仕切板１３と前記下部縦仕切板１４との間に前記横仕切板８を挟み込んだ状態で、前記樹脂筒２内に設けられている。つぎに、前記充填材層１１は、前記縦仕切板１２によって区画された各区画内において、前記下部フィルタ４上にそれぞれ形成されている。この第四実施例において、前記充填材層１１の高さは、前記第三実施例と同様、前記下部フィルタ４と前記横仕切板８との間のほぼ中間位置となる高さである。
【００５８】
さて、この第四実施例の軟水器においては、前記のように、前記縦仕切板によって前記樹脂筒２内を流路断面積の小さな４つの区画を形成することにより、前記再配列現象の発生を抑制している。しかも、前記樹脂筒２内に前記横仕切板８と前記充填材層１１とを設けることによって、前記第三実施例と同様、前記各区画内における前記落下速度を減少させることができる。そのため、この第四実施例においては、前記樹脂筒２の内径が大きく、流路断面積が大きい場合であっても、前記再配列現象の発生を確実に防止し、軟水の純度低下を防止することができる。
【００５９】
【発明の効果】
この発明によれば、通水停止後、処理材の固定床の再配列現象を防止することにより、処理水の純度低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一実施例の概略構成を示す断面説明図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面の拡大説明図である。
【図３】この発明の第一実施例における通水状態を示す断面説明図である。
【図４】この発明の第一実施例における通水停止時の状態を示す断面説明図である。
【図５】この発明の第一実施例の変形例の概略構成を示す断面説明図である。
【図６】この発明の第二実施例の概略構成を示す断面説明図である。
【図７】この発明の第二実施例における通水状態を示す断面説明図である。
【図８】この発明の第三実施例の概略構成を示す断面説明図である。
【図９】この発明の第四実施例の概略構成を示す断面説明図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面の拡大説明図である。
【符号の説明】
１イオン交換樹脂（処理材）
２樹脂筒（収容部）
３上部フィルタ
４下部フィルタ
７固定床
８横仕切板
９透孔
１０充填材
１１充填材層
１２縦仕切板

Claims

上部フィルタと下部フィルタとの間に処理材を充填した収容部内へ原水を上向流で通水し、原水の改質処理を行う水処理装置において、前記両フィルタ間に、前記処理材の通過を許容する複数の透孔を備え、前記収容部内を原水の通水方向と交差する方向に区画し、通水時に前記収容部内に形成される前記処理材の固定床内に位置するように配置された横仕切板を設け、さらにこの横仕切板の開孔率は、通水を停止して前記横仕切板よりも下方の前記処理材が一挙に落下したとき、前記横仕切板よりも下方の前記処理材が前記横仕切板よりも上方へ運ばれることがないように設定されていることを特徴とする水処理装置。
前記横仕切板が、前記固定床内の複数箇所に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
上部フィルタと下部フィルタとの間に処理材を充填した収容部内へ原水を上向流で通水し、原水の改質処理を行う水処理装置において、前記両フィルタ間に、前記処理材の通過を許容する複数の透孔を備え、前記収容部内を原水の通水方向と交差する方向に区画し、通水時に前記収容部内に形成される前記処理材の固定床内に位置するように配置された横仕切板を設け、この横仕切板の開孔率は、通水を停止して前記横仕切板よりも下方の前記処理材が一挙に落下したとき、前記横仕切板よりも下方の前記処理材が前記横仕切板よりも上方へ運ばれることがないように設定されており、さらに前記下部フイルタと前記横仕切板との間において、前記下部フィルタ上に、前記処理材の通過を許容する隙間を有する状態で、かつ通水時に前記収容部内に形成される前記固定床の下部と重なる高さに設定された充填材層を形成する充填材を収容したことを特徴とする水処理装置。
前記横仕切板が、前記固定床内の複数箇所に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
前記収容部が、原水の通水方向に複数に区画されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理装置。
前記処理材が、イオン交換樹脂または濾材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理装置。