JP5158502B2 - 軟水化システム及び給湯システム - Google Patents

Description

本発明は外部から供給された湯水を軟水化可能な軟水化システム及び給湯システムに関するものである。

陽イオン交換樹脂が入れられた軟水化装置に、水道水や井戸水などを通過させて軟水に変える技術が従来から知られている。軟水は、肌によく泡立ちも良いので、近年、軟水をお風呂で使用したいという需要が増加している。かかる需要を満足すべく、下記特許文献１に開示されているような軟水化装置が提供されている。

陽イオン交換樹脂を用いた軟水化装置は、長期間継続して使用されると、陽イオン交換樹脂の軟水化能力が徐々に低下し、最終的には軟水化ができなくなってしまう。このような場合、塩水（塩化ナトリウム水溶液）などの再生液が軟水化装置の陽イオン交換樹脂に供給されて、陽イオン交換樹脂に捕捉されていたカルシウムイオンやマグネシウムイオン等が排出されることで、軟水化装置は、再び軟水化可能な状態に戻される。例えば、特許文献１に開示されている軟水化装置は、再生処理を行うために、軟水化装置に対して塩水を供給可能な再生塩水供給器を備えた構成とされている。
特開２００２−３９６１３号公報

上記したような従来技術の軟水化システムで採用されている再生塩水供給器には、塩水の製造と貯留が行われる中空の容器本体と、容器本体の内部に配置されて再生処理複数回分の塩を収容可能な塩容器とを、備え、容器本体に対して注水することで製造された塩水をほぼ全て容器本体から排出して再生処理に利用する構成のものがあった。

このような構成の再生塩水供給器は、塩容器の底面等に通水可能な通水部が設けられており、容器本体に所定量の水が注入されると、通水部を通って塩容器内に水が浸入し、溶解した塩が塩水となって通水部から容器本体に流れ出し、容器本体に所定量の塩水を貯留可能なものであった。

従来の再生塩水供給器において、塩容器は、底面が略水平になるように配置されていた。そのため、容器本体に注入された水の水位が上昇していくと、塩容器底面付近に存在していた空気の逃げ場がなく、塩容器の底面に空気が溜まるおそれがあった。また容器本体に注入する水の中に空気が混入し、この空気が塩容器の底面に溜まるおそれがあった。塩容器の底面に空気が溜まると、気泡によって通水部が塞がれ、塩容器内に流れ込む水の流れ及び塩容器の外に流出する塩水の流れが阻害されるおそれがあった。また従来の軟水化システムの塩容器は、塩水が流出する部分と、水が流入する部分とが、略同一の箇所であったため、塩容器内に流れ込む水の流れによって、塩容器の外に流出する塩水の流れが阻害されるおそれがあった。これらが原因で、従来の軟水化システムは、再生液の製造に長い時間を要していた。

そこで本発明は、所定濃度の再生液を迅速に製造可能な軟水化システム及び給湯システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため提供される請求項１の発明は、イオン交換樹脂を含み、前記イオン交換樹脂を通過する水を軟水化させる軟水化装置と、再生剤を溶解させて製造された再生液を前記イオン交換樹脂に対して供給可能な再生液供給器と、を備え、前記再生液供給器は、中空の容器本体と、前記容器本体に対して所定の液体を注入可能な注液手段と、前記容器本体の内部に配置されて再生剤を収容する再生剤容器と、を有し、前記再生剤容器は、液体の出入りが可能な透液部が底面に設けられ、前記底面が傾斜面であり、前記透液部は、前記再生剤容器の底面に設けられた貫通孔と、液体が通過可能で再生剤が通過不可能な面状の透液材と、を含み、前記透液材は、前記再生剤容器の外側から前記貫通孔を覆っており、前記再生剤容器の底面に空気が停滞可能な凹凸が形成されていないことを特徴とする軟水化システムである。

本請求項の軟水化システムは、再生剤容器の底面が傾斜している。そのため本請求項の軟水化システムは、所定の液体に混入した空気が気泡になって再生剤容器の底面に付着したとしても、気泡が傾斜に沿って上方に移動するので、再生剤容器の底面に気泡が留まりにくい。したがって本請求項の軟水化システムは、通液部に気泡が溜まるのを効果的に防止し、溶解した再生剤が再生剤容器から流出するのを促進することができる。その結果、本請求項の軟水化システムは、迅速に再生液を製造することができる。

本請求項の軟水化システムでは、前記透液部は、前記再生剤容器の底面に設けられた貫通孔と、液体が通過可能で再生剤が通過不可能な面状の透液材と、を含み、前記透液材は、前記再生剤容器の外側から前記貫通孔を覆うことを特徴とした。

ここで、再生剤容器の底面に設けられた貫通孔が外側に露出した状態であると、再生剤容器の底面の外面側は貫通孔による凹凸が形成されているため、気泡が停滞し易くなってしまう。これに対し、本請求項の軟水化システムは、再生剤容器の底面に設けられた貫通孔を、再生剤容器の外側から面状の透液材で覆うことで、再生剤容器の底面の外面側に、空気が停滞可能な凹凸が形成されるのを効果的に防止することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記再生剤容器の底面は、複数の傾斜面と、隣接する前記傾斜面の間に形成される稜線部と、を有し、前記稜線部が下方に突出していることを特徴とした。

再生剤容器の容量を維持したまま再生剤容器の底面を傾斜面にすると、再生剤容器全体の高さが高くなり、再生剤容器が大型化するおそれがある。このような問題に対し、本請求項の軟水化システムは、再生剤容器の底面を複数の傾斜面で構成することで、再生剤容器の底面の下端から上端までの高低差を小さくし、再生剤容器が大型化するのを防止することが可能である。また本請求項の軟水化システムは、稜線部を下方に突出させて再生剤容器の底面全体を下方に突出させることで、底面に気泡が溜まる窪みが形成されるのを防止することができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記再生剤容器の水平断面の形状が略矩形であり、前記再生剤容器の底面は、略同一形状の二つの傾斜面が対称に配置され、前記稜線部が、前記矩形の水平断面の長辺と略平行に配されることを特徴とした。

傾斜面である底面の下端から上端までの距離が長くなると、底面の下端から上端までの高低差が大きくなるため、再生剤容器が大型化してしまう。本請求項の軟水化システムは、再生剤容器の底面の稜線部を、略矩形である再生剤容器の水平断面の長辺と略平行に配することで、稜線部が再生剤容器の水平断面の短辺と略平行に配された場合に比べ、底面の下端から上端までの距離を短くして底面の高低差を小さくし、再生剤容器が大型化するのを防止することができる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記再生剤容器の内側面が、前記矩形の水平断面の長辺を含む長壁面と、前記矩形の水平断面の短辺を含む短壁面と、を有し、
前記貫通孔が、前記稜線部近傍から前記長壁面近傍に及ぶ長孔であることを特徴とした。

これにより本請求項の軟水化システムでは、貫通孔の上端と下端との間にある程度の高低差を持たせることができる。そのため、所定の液体に混合した気泡が貫通孔の中に入り込んだとしても、気泡は、貫通孔の上端側に偏り、貫通孔全体を塞ぐことができない。したがって本請求項の軟水化システムは、気泡によって再生液の流出および所定の液体の流入が阻害されない。

一般に、再生液の製造過程において、再生剤容器内の高濃度の再生液は、再生剤容器外の低濃度の再生液または所定の液体よりも比重が大きい。そのため本請求項の軟水化システムは、貫通孔の下端側から比重の重い再生液を流出させ、貫通孔の上端側から比重の軽い所定の液体を流入させることができる。即ち、本請求項の軟水化システムは、同一の貫通孔内において、主として再生液が流出する部分と、主として所定の液体が流入する部分とを形成することができる。したがって本請求項の軟水化システムは、再生液の流出が、所定の液体の流入によって阻害されない。

請求項５の発明は、請求項１〜４に記載のいずれかの発明において、前記再生剤容器の水平断面の形状が略矩形の角筒であり、前記再生剤容器の底面が傾斜面であって、前記再生剤容器内の液位が、少なくとも前記傾斜面の上端を上回るまで前記所定の液体が前記容器本体に対して注入されることを特徴とした。

従来の軟水化システムでは、再生処理が長期間行われない場合や再生液供給器が高温になる場合など、再生剤容器の内部が乾燥することがあった。再生剤容器の内部が乾燥すると、再生剤容器内の湿潤した再生剤が乾燥して固化しやすく、固化した再生剤が底面に落下しない現象を発生させていた（以下、この現象を「塩橋」とも称する）。この塩橋が発生すると、再生剤に空洞が生じてしまうため、再生処理に適当な濃度の再生液を調製することが困難になる。本発明の軟水化システムは、再生剤容器の底面が上向きの傾斜面であるため、固化した再生剤が底面に支持されて塩橋を生じる可能性がある。
これに対し、本請求項の軟水化システムは、再生剤容器内の液位が少なくとも傾斜面の上端を上回るまで、容器本体に所定の液体が注入されるため、再生剤が固化する位置を再生剤容器の底面が支持可能な位置から外し、塩橋の発生を防止することができる。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記再生剤容器は、前記容器本体に貯留された液体の出入りが可能な浸液領域と、前記浸液領域の上方に位置する非浸液領域と、に区分され、前記浸液領域の内側面に対流促進孔が設けられたことを特徴とした。

これにより本請求項の軟水化システムは、比重の大きい高濃度の再生液を貫通孔から流出させ、比重の小さい所定の液体又は低濃度の再生液を対流促進孔から流入させるという、本体容器内の流れを促進することができる。そのため本請求項の軟水化システムは、所定濃度の再生液を迅速に製造することができる。

本発明の参考例では、前記再生剤容器の内側面が、下向きに傾斜した傾斜面であることを特徴とした。

本発明の参考例の軟水化システムは、再生剤容器の内側面が下向きに傾斜した傾斜面であるため、この傾斜面に対して再生剤の荷重が作用しにくい。そのため湿潤した再生剤が固化したとしても、固化した再生剤は、傾斜面によって支持されることなく再生剤容器の底面に落下する。固化した再生剤が底面に落下すると、その上方に位置する再生剤についても、その支持を失うため下方に落下する。したがって、本発明の参考例の軟水化システムでは、再生剤容器に塩橋が生じにくい。その結果、本発明の参考例の軟水化システムは、再生処理に適当な濃度の再生液を安定して製造することができる。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の軟水化システムと、給湯装置と、を有し、前記軟水化システムで軟水化された湯水を前記給湯装置に供給可能であることを特徴とする給湯システムである。

これにより本請求項の給湯システムは、再生剤容器の底面に気泡が溜まるのを防止し、迅速に所定濃度の再生液を製造することができる。

本発明の軟水化システムは、短時間で再生液を作成することができる。

続いて本発明を実施した給湯システム１および軟水化システム１０について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明にかかる給湯システムを示す模式図である。図２は、図１に示す給湯システムに用いられている軟水化システムを示した作動原理図である。図３は、塩バスケットを示す斜視図である。図４は図３に示す塩バスケットのＡ−Ａ断面図である。図５は、底面側から見た塩バスケットを示す斜視図である。
なお、図６〜図９は、本実施形態で採用されている軟水化装置１０における通水状態を示すものであり、実線で記した部分は通水可能な状態であることを示し、二点鎖線で示した部分は通水不可能な状態であることを示す。

図１に示すように、給湯システム１は、給湯装置２と軟水化システム１０とを有し、これらを軟水供給配管５により接続したものである。
給湯装置２は、従来公知のものと同様のものとされており、軟水供給配管５を介して軟水化システム１０側から供給されてきた軟水（湯水）を加熱することができる。なお、軟水化システム１０から供給される湯水は、基本的に非加熱の水であるが、ソーラーパネル等で加熱された湯水が供給される場合もある。
また、給湯装置２には、出湯配管８が接続されており、これを介して加熱された軟水（湯水）を外部の熱負荷に供給することができる。具体的には、給湯装置２から出湯配管８を介して供給された軟水（湯水）は、図示しないカランやシャワーへの給湯に使用したり、図示しない浴槽への落とし込みに使用したりすることができる。

図２に示すように、軟水化システム１０は、軟水化装置１１と再生塩水供給器１２（再生液供給器）とを有する。
軟水化装置１１は、外部から供給された湯水を軟水化する装置である。軟水化装置１１は、湯水が含むカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどを吸着する陽イオン交換樹脂を充填したカラムを備えており、外部から供給される湯水をカラム内に導入することで湯水の硬度を低下させて、湯水を軟水化することができる。
また軟水化装置１１を構成する陽イオン交換樹脂は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンの吸着に限界があるため、長期間使用されると、軟水化能力が低下してしまう。このような場合、塩水などの再生液を陽イオン交換樹脂に通過させることにより、陽イオン交換樹脂に吸着しているカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどを取り除き、陽イオン交換樹脂を軟水化可能な状態に再生させることができる。

再生塩水供給器１２は、軟水化装置１１の陽イオン交換樹脂を再生する塩水を製造する装置である。再生塩水供給器１２は、図２に示すように、塩水の製造と貯留が行われる中空の容器本体５０と、容器本体５０の内部に配置される塩バスケット５２（再生剤容器）と、を有する。

容器本体５０は、上端側に注水口５４を有し、下端側に排出口５６を有する。
注水口５４には、後述する補水配管３５が接続されている。一方、排出口５６には、塩水供給配管２９の一端側が接続されており、再生塩水供給器１２で製造された塩水は、塩水供給配管２９を介して軟水化装置１１に供給される。

本実施形態の塩バスケット５２は、塩水による腐食を防止するため樹脂により成形されている。図３、４に示すように、塩バスケット５２は、籠状の部材であり、再生処理に用いる造粒塩（再生剤１１３）を収容可能な内部空間１０１を備えている。また塩バスケット５２は、図５に示すように、水平断面の形状が略矩形の角筒であり、塩バスケット５２の内側面１０８は、矩形の水平断面の長辺１２５を含む長壁面１０８ａと、矩形の水平断面の短辺１２６を含む短壁面１０８ｂとに分けられる。塩バスケット５２の頂部には、内部空間１０１に再生剤１１３を投入するための投入口１０２が設けられ、投入口１０２の周囲には外向きフランジ部１０３が形成されている。

また本発明の特徴的な構成であるが、塩バスケット５２の底面１０５は、傾斜面１２０である。さらに説明すると、塩バスケット５２の底面１０５は、略同一形状の二つの傾斜面１２０、１２０が対称に配されて構成されており、この二つの傾斜面１２０、１２０の間に形成される稜線部１２１が下方に突出している。即ち、塩バスケット５２の底面１０５は、断面形状が略「Ｖ」字状に形成されている。

また本実施形態の塩バスケット５２は、底面１０５の稜線部１２１が、矩形の水平断面の長辺１２５と略平行になるように形成されている。したがって底面１０５を構成する傾斜面１２０は、稜線部１２１が下端になり、内側面１０８の長壁面１０８ａと交差する部分が上端になる。

図４及び図５に示すように塩バスケット５２の底面１０５には、塩バスケット５２の内外をつなぐ複数の通水孔１０６が設けられている。通水孔１０６は、稜線部１２１近傍から長壁面１０８ａ近傍に及ぶ長孔である。通水孔１０６は、塩バスケット５２の外側から透水材１０７によって覆い塞がれている。透水材１０７は、透水性のある網や布等で構成される面状の部材である。即ち、塩バスケット５２の底面１０５には、通水孔１０６及び透水材１０７によって、水や塩水等の液体が通過可能であって、固体である再生剤１１３が通過不可能である透液部１１０が形成されている。

塩バスケット５２は、内側面１０８が下向き（底面１０５側）に傾斜するように形成されている。そのため塩バスケット５２の内部空間１０１は、底面１０５側の方が投入口１０２側よりも広く形成されている。
また図５に示すように、容器本体５０に設置された状態の塩バスケット５２を水平な仮想面で切断すると、仮想面における塩バスケット５２の水平断面は、仮想面が下方になるに従って大きくなる。

図４に示すように、塩バスケット５２は、容器本体５０に貯留された水の出入りが可能な浸水領域Ｗ（浸液領域）と、浸水領域Ｗの上方に位置する非浸水領域Ｄ（非浸液領域）とに区分される。

本実施形態の軟水化システム１０において、塩バスケット５２には、塩を所定の大きさの所定形状に固めた造粒塩が再生剤１１３として投入されている。

塩バスケット５２は、外形が容器本体５０の内部空間よりも小さく、容器本体５０の塩バスケット設置部５１に外向きフランジ部を載置して、ぶら下がるように装着される。そのため塩バスケット５２を容器本体５０内に設置した状態において、塩バスケット５２の底面１０５は、排出口５６が設けられた容器本体５０の底面よりも所定の間隔だけ上方に離れた位置にある。

再生剤１１３が投入された塩バスケット５２を容器本体５０にセットして、容器本体５０に対して注水すると、塩バスケット５２の底面１０５の透液部１１０から塩バスケット５２の内部空間１０１に水が浸入し、塩バスケット５２内の再生剤１１３が溶解することで塩水が製造される。

図２に示すように、軟水化装置１１には、水供給配管２０および軟水供給配管５が接続されている。
水供給配管２０は、一方の端部に軟水化装置１１が接続され、他方の端部に外部の給水源と接続可能な入水口１５が設けられている。水供給配管２０は、入水口１５から軟水化装置１１に向けて湯水を供給可能な配管であり、中途には、給水弁２３や減圧弁２４が取り付けられている。給水弁２３を開閉させることにより軟水化装置１１への湯水の供給を制御することができる。減圧弁２４は、給水弁２３よりも水供給配管２０を流れる湯水の流れ方向上流側の位置に取り付けられている。

水供給配管２０の中途、具体的には給水弁２３と軟水化装置１１との間には、排水管２１が接続されている。排水管２１は、軟水化装置１１の再生運転の際に発生する排水などを軟水化装置１１から排出するための配管である。排水管２１の中途には、排水弁２６が設けられている。

軟水供給配管５は、一方の端部に軟水化装置１１が接続され、他方の端部に給湯装置２と接続可能な出水口１６が設けられている。軟水供給配管５は、軟水化装置１１において軟水化された湯水を給湯装置２側に向けて供給するための配管であり、中途に水量センサ１９や、軟水供給配管５を流れる水の流量を制御する採水制御弁２５を有する。

軟水化システム１０は、給水弁２３および採水制御弁２５を開状態とし、水供給配管２０を介して外部の給水源から軟水化装置１１に向けて湯水を導入する。そして導入された湯水を軟水化装置１１で軟水化し、軟水化された湯水を、軟水供給配管５を介して給湯装置２側に供給することができる。

図２に示すように、上記した軟水供給配管５と水供給配管２０との間には、バイパス配管３０が接続されており、このバイパス配管３０を用いて軟水化装置１１を迂回する流路を形成することができる。バイパス配管３０の一端側は、水供給配管２０の中途であって、給水弁２３と減圧弁２４との間の位置に接続されている。またバイパス配管３０の他端側は、軟水供給配管５の中途であって、水量センサ１９と採水制御弁２５との間の位置に接続されている。バイパス配管３０の中途には、バイパス弁３１と水量センサ３２とが設けられている。そのため軟水化システム１０は、バイパス弁３１を開くことにより、水供給配管２０を介して外部から供給された湯水をバイパス配管３０側に流し、軟水化装置１１を迂回させることができる。

また、バイパス配管３０の中途、具体的にはバイパス弁３１と水量センサ３２との間には、補水配管３５の一端側が接続されている。補水配管３５の他端側は、再生塩水供給器１２側に接続されている。また、補水配管３５の中途には、補水弁３６が設けられており、この補水弁３６を開くことにより外部から供給された水を水供給配管２０およびバイパス配管３０を介して再生塩水供給器１２に供給することができる。したがって、補水配管３５および補水弁３６は、再生塩水供給器１２への注水手段３７（注液手段）として機能する。

本実施形態の軟水化システム１０は、出水口１６から塩水が流出するのを防止するための手段として流出防止弁６０を備えている。流出防止弁６０は、軟水供給配管５よりも下方の低位置に取り付けられる。図２に示すように、流出防止弁６０と水供給配管２０との間には、一次配管７０が接続される。一次配管７０は、一方の端部が、流出防止弁６０に接続され、他方の端部が、水供給配管２０の中途であって、入水口１５と減圧弁２４との間の位置に接続されている。また流出防止弁６０と軟水供給配管５との間には、二次配管７１が接続される。二次配管７１は、一方の端部が、流出防止弁６０に接続され、他方の端部が、軟水供給配管５の中途であって、採水制御弁２５と水量センサ１９との間の位置に接続されている。

上記した軟水化システム１０は、軟水化運転と、再生運転とを行うことができる。
軟水化運転は、水供給配管２０を介して外部の給水源から供給された湯水を軟水化し、軟水化された湯水を、軟水供給配管５を介して給湯装置２側に供給する運転方法である。
また再生運転は、水供給配管２０および補水配管３５を介して外部の給水源から供給された湯水を再生塩水供給器１２に流入させて塩水を製造し、この塩水を軟水化装置１１に供給することにより、軟水化装置１１の陽イオン交換樹脂を再生する運転方法である。

さらに詳細に説明すると、軟水化装置１０が軟水化運転を行う場合は、図６に示すように給水弁２３や採水制御弁２５が開状態とされると共に、排水弁２６や塩水供給弁２７、バイパス弁３１、補水弁３６が閉止された状態とされる。そして、この状態で外部の給水源から水供給配管２０を介して軟水器１１に湯水が供給される。これにより、軟水器１１を通過した湯水は、軟水化され、軟水供給配管５を介して給湯装置２側に供給される。

再生運転を行う場合、軟水化システム１０においては、補水動作と通薬動作、押出・洗浄動作、逆洗動作とからなる一連の動作が複数回実施される。
具体的に、軟水化システム１０が再生運転を行う場合は、先ず補水動作が行われ、容器本体５０に塩水が準備される。即ち、補水動作が行われる場合は、図７に示すように、排水弁２６や塩水供給弁２７、バイパス弁３１が閉止されると共に、採水制御弁２５や補水弁３６が開いた状態とされ、この状態で水供給配管２０を介して外部の給水源から湯水が供給される。これにより外部から供給された湯水が、水供給配管２０から補水配管３５を通って、注水口５４から容器本体５０に流入する。

補水動作における注水は、図４に示すように、容器本体５０の水位が塩バスケット５２の底面１０５を構成する傾斜面１２０の上端よりも所定高さだけ高くなるように行われる。具体的に本実施形態の塩バスケット５２は、投入口１０２から底面１０５の下端（稜線部１２１）までの高さ（＝Ｄ＋Ｗ）が約２０ｃｍであり、補水動作における容器本体５０の水位が、塩バスケット５２の底面１０５の下端から約２．５ｃｍになるように、即ち、塩バスケット５２の浸水領域Ｗの高さが約２．５ｃｍになるように調整される。本実施形態の塩バスケット５２は、一度の再生運転で浸水領域Ｗにある再生剤１１３が塩バスケット５２の外部に溶け出すと想定されており、再生運転約８回分の再生剤１１３を貯留することができる。

容器本体５０の水位が塩バスケット５２の底面１０５よりも高くなると、容器本体５０の水が、塩バスケット５２の底面１０５の透液部１１０から塩バスケット５２内に浸入する。塩バスケット５２内に侵入した水は、塩バスケット５２内の再生剤１１３を溶解する。再生剤１１３の溶解により製造された塩水は、透液部１１０から塩バスケット５２の外部に流れ出す。

ここで、本実施形態の塩バスケット５２は、透液部１１０を構成する通水孔１０６が、底面１０５を構成する傾斜面１２０の下端近傍から上端近傍に及ぶ長孔である。そのため本実施形態の塩バスケット５２では、通水孔１０６の上端と下端との間に、一定の高低差が生じている。また再生運転の補水動作において、塩バスケット５２内の塩水は、塩バスケット５２の外部の塩水よりも濃度が高く、塩バスケット５２の外部の塩水又は水よりも比重が大きい。

したがって本実施形態の軟水化システム１０は、通水孔１０６の下端側から比重の大きい高濃度の塩水を塩バスケット５２の外へ流出させ、通水孔１０６の上端側から比重の小さい低濃度の塩水又は水を塩バスケット５２の中に流入させることができる。即ち、本実施形態の軟水化システム１０では、同一の通水孔１０６内に、主として塩バスケット５２内の塩水が流出する部分と、主として塩バスケット５２の外部の塩水及び水が流入する部分とが形成され、塩バスケット５２内から流出する高濃度の塩水の流れが、塩バスケット５２内に流入する水又は低濃度の塩水の流れによって阻害されにくい。その結果、本実施形態の軟水化システム１０は、容器本体５０に所定濃度の塩水を迅速に準備することができる。

なお補水動作を行っている間、給水弁２３は開いた状態とされている。また補水動作を行う場合であっても、軟水化装置１１は完全に軟水化能力を喪失している訳ではない。そのため、この状態で図示しない蛇口などが開かれて外部から湯水が供給された場合、水供給配管２０を介して外部の給水源から供給された湯水の一部は、軟水化装置１１を通過して軟水化され、軟水供給配管５を介して給湯装置２側に供給される。

上記したようにして容器本体５０に塩水が準備された状態になると、通薬動作が行われる。具体的には、通薬動作が行われる場合は、図８に示すように給水弁２３や採水制御弁２５、補水弁３６が閉止された状態とされる一方、排水弁２６や塩水供給弁２７、バイパス弁３１が開いた状態とされる。これにより、再生塩水供給器１２に準備されていた塩水が軟水化装置１１や排水管２１を通って外部に排出される。再生塩水供給器１２に準備されている塩水は、重力によりゆっくりと軟水化装置１１に向けて流れる。これに伴い、軟水化装置１１を構成する陽イオン交換樹脂に吸着しているカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどが塩水によって除去されていく。通薬動作は、再生塩水供給器１２内の塩水が無くなるまで行われる。

なお通薬動作中は、図８に示すように給水弁２３や採水制御弁２５が閉止され、バイパス弁３１が開いた状態とされているため、水供給配管２０を介して外部から湯水が供給されたとしても、この湯水は軟水化装置１１を迂回して給湯装置２側に供給される。そのため、通薬動作中は、外部から供給された湯水を軟水化することができない。

上記したようにして通薬動作が完了すると、押出・洗浄動作が行われる。押出・洗浄動作は、容器本体５０の底面側の部分、容器本体５０に繋がる配管や弁、および軟水化装置１１等に残留する塩分を、外部からの水を用いて排水管２１に押し出して洗浄する動作である。
具体的には、上記した補水動作と同様の手順で一旦、再生塩水供給器１２の容器本体５０に注水する。ここで本実施形態の再生塩水供給器１２は、塩バスケット５２の底面１０５が容器本体５０の底面よりも上方になるように配置されている。そのため洗浄動作における注水は、塩水を製造しないように容器本体５０内の水位が塩バスケット５２の底面１０５の下端よりも低水位の範囲内で行われる。

容器本体５０に水が溜まった状態になると、図８に示すように通薬動作と同一の流路構成で押出・洗浄動作が実施される。具体的には塩水供給弁２７および排水弁２６が開状態にされ、給水弁２３、採水制御弁２５、および補水弁３６は閉止状態にされる。これにより、容器本体５０内の水が、図８に矢印で示すように再生塩水供給器１２から塩水供給配管２９、軟水化装置１１、並びに、排水管２１を経て排出される。その結果、容器本体５０や塩水供給配管２９、塩水供給弁２７、軟水化装置１１等が洗浄される。

なお、押出・洗浄動作を行っている間についても、上記した通薬動作中と同様に軟水化装置１１において水道水等を軟水化することができない。そのため、押出・洗浄動作中は、通薬動作中と同様に、バイパス弁３１が開いた状態とされ、水供給配管２０を介して外部から湯水が軟水化装置１１を迂回し、給湯装置２側に供給される。

上記したようにして押出・洗浄動作が完了すると、逆洗動作が行われる。逆洗動作を行う際は、図９に示すように給水弁２３や、塩水供給弁２７、補水弁３６が閉じた状態とされる。その一方でバイパス弁３１や、採水制御弁２５、排水弁２６については、開いた状態とされる。これにより、外部の給水源から水供給配管２０に供給された水は、バイパス配管３０および軟水供給配管５を経て、軟水化装置１１に流入する。これにより、軟水化装置１１が洗浄される。軟水化装置１１を通過した水は、排水管２１に流れ込み、外部に排出される。

一方、逆洗動作を行っている間に給湯栓（図示せず）が開栓される等して給湯装置２側に水を供給しなければならない状態になった場合は、上記した通薬動作中と同様にバイパス配管３０を通過した後、軟水化装置１１を通過することなく給湯装置２側に供給される。

上記再生運転の補水動作において、容器本体５０内に注入された水の中には空気が混合され易く、水の中に混入した空気は、気泡となって塩バスケット５２の底面１０５に付着して透液部１１０における塩水の流出を阻害する可能性がある。これに対し、本実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の底面１０５を傾斜面１２０で構成することで、塩バスケット５２の底面１０５に気泡が溜まるのを防止している。即ち、本実施形態の軟水化システム１０は、容器本体５０に注入された水に混入した空気が気泡になって、塩バスケット５２の底面１０５に付着したとしても、気泡が底面１０５の傾斜に沿って上方に移動するため、塩バスケット５２の底面１０５に気泡が留まりにくい。その結果、本実施形態の軟水化システム１０は、透液部１１０に気泡が溜まるのを効果的に防止し、塩水が塩バスケット５２内から外に流出するのを促進し、迅速に所定濃度の塩水を製造することができる。また本実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の底面１０５が傾斜面１２０であることから、通薬動作において、塩水供給弁２７を開放し、塩水を容器本体５０から排出する際における塩バスケット５２の底面１０５の水切れがよい。

また塩バスケット５２の底面１０５に付着した気泡が、傾斜面１２０に沿って効率的に流れるようにするには、塩バスケット５２の底面１０５を構成する傾斜面１２０の傾斜角が水平面に対して５度以上になるように、塩バスケット５２が容器本体５０に設置されることが望ましい。本実施形態の塩バスケット５２は、軟水化システム１０が傾いて設置される場合も考慮し、傾斜面１２０の傾斜角が水平面に対して８度になるように形成されている。

ここで、塩バスケット５２の底面１０５を傾斜面１２０で構成するとともに、塩バスケット５２の容量を維持しようとすると、塩バスケット５２全体の高さが高くなり、塩バスケット５２が大型化するおそれがある。このような問題に対し、本実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の底面１０５を複数（本実施形態では二つ）の傾斜面１２０で構成することで、塩バスケット５２の底面１０５の下端から上端までの高低差をできるだけ小さくし、塩バスケット５２が大型化するのを防止している。
また本実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の底面１０５の稜線部１２１を下方に突出させることで、塩バスケット５２の底面１０５に気泡が溜まる窪みが形成されるのを防止している。

また本実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の底面１０５の稜線部１２１が、略矩形である塩バスケット５２の水平断面の長辺１２５と略平行になるように形成されている。これにより本実施形態の軟水化システム１０は、稜線部１２１が塩バスケット５２の水平断面の短辺１２６と略平行に配された場合に比べて、同一の傾斜角を保ちながら底面１０５の下端から上端までの距離を短くすることで、底面１０５における下端から上端までの高低差を小さくし、塩バスケット５２全体を小さくしている。

塩バスケット５２の底面１０５に設けられた通水孔１０６が外側に露出した状態であると、塩バスケット５２の底面１０５の外面側には通水孔１０６による凹凸が形成されるため、通水孔１０６に気泡が停滞し易くなってしまう。これに対し、本実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の底面１０５の通水孔１０６が、面状の透水材１０７によって塩バスケット５２の外側から覆われているため、塩バスケット５２の底面１０５に空気が停滞可能な凹凸が形成されず、塩バスケット５２の底面１０５に気泡が溜まるのを効果的に防止している。

上記したように本実施形態の塩バスケット５２は、透液部１１０を構成する通水孔１０６が、底面１０５を構成する傾斜面１２０の下端近傍から上端近傍に及ぶ長孔である。そのため、本実施形態の軟水化システム１０は、通水孔１０６の上端と下端との間にある程度の高低差を持たせることができる。その結果、本実施形態の軟水化システム１０は、容器本体５０に注入される水に空気が混合し、気泡となって塩バスケット５２の底面１０５に付着して通水孔１０６に入り込んだとしても、通水孔１０６に入り込んだ気泡は、通水孔１０６の上端側に偏るので、通水孔１０６全体が気泡によって塞がれるおそれがない。したがって本実施形態の軟水化システム１０は、気泡によって水や塩水の流出および流入が阻害されず、迅速に所定濃度の塩水を製造することができる。

再生処理が長期間行われない場合や再生塩水供給器１２が高温になる場合など、塩バスケット５２の内部が乾燥すると、塩バスケット５２内の湿潤した再生剤１１３が乾燥して固化し易く、固化した再生剤１１３が塩バスケット５２の底面１０５に落下しない塩橋現象が発生することがある。この塩橋が発生すると、再生剤１１３と底面１０５との間に空洞が生じてしまうため、所定濃度の塩水を製造することが困難になる。本実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の底面１０５が上向きの傾斜面１２０で構成されているため、固化した再生剤１１３が底面１０５に支持されて塩橋を生じる可能性がある。
これに対し、本実施形態の軟水化システム１０は、上記補水動作において、塩バスケット５２内の水位が少なくとも底面１０５を構成する傾斜面１２０の上端を上回るまで、容器本体５０に水を注入させることで、再生剤１１３が固化する位置を塩バスケット５２の底面１０５が支持可能な位置から外し、塩橋の発生を防止している。

また本実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の内側面１０８が下向きに傾斜した傾斜面である。そのため塩バスケット５２の内側面１０８には、再生剤１１３の荷重が作用しにくい。したがって湿潤した再生剤１１３が固化したとしても、固化した再生剤１１３は、塩バスケット５２の内側面１０８に支持されることなく塩バスケット５２の底面１０５に落下する。固化した再生剤１１３が塩バスケット５２の底面１０５に落下すると、その上方に位置する再生剤１１３についても、その支持を失うため下方に落下する。その結果、本実施形態の軟水化システム１０は、塩橋が生じにくく、再生処理に必要な濃度の再生液を安定して製造することができる。

上記実施形態の軟水化システム１０は、塩バスケット５２の底面１０５が二つの傾斜面１２０、１２０で構成されたが、本発明は、塩バスケット５２の底面１０５を構成する傾斜面１２０の数に限定があるわけではない。例えば、図１０（ａ）に示すように、塩バスケット５２ａの底面１０５を構成する傾斜面１２０は一つであってもよく、図１０（ｂ）に示すように、塩バスケット５２ｂの底面１０５が四つの傾斜面１２０ａ〜１２０ｄによって角錐状に形成されるものであってもよい。

また上記実施形態の軟水化システム１０においては、塩バスケット５２が角筒状に形成されたが、塩バスケット５２は円筒状であってもよく、この場合、底面１０５は、円錐状に形成することができる。

また上記実施形態の塩バスケット５２は、底面１０５である傾斜面１２０の下端から上端までの間に、長孔である通水孔１０６が一つだけ配置される構成であったが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、傾斜面１２０の上端から下端までの間に、長孔である通水孔１０６が複数並ぶ構成であってもよい。これにより底面１０５の剛性を向上させることができる。

また上記実施形態の軟水化システム１０において、塩バスケット５２の内外を貫通する孔は、底面１０５に設けられた通水孔１０６だけであったが、図１１に示すように、塩バスケット５２の非浸水領域Ｄを形成する内側面１０８に、塩バスケット５２の内外を貫通する対流促進孔１３０を設けてもよい。このような構成を採用することで、塩バスケット５２内の比重の大きい高濃度の塩水を底面１０５の通水孔１０６から外部に流出させ、塩バスケット５２の外部の比重の小さい低濃度の塩水および水を対流促進孔１３０から塩バスケット５２内に流入させるという流れを容器本体５０内で促進し、所定濃度の塩水を迅速に製造することが可能になる。

上記実施形態の給湯システム１は、軟水化システム１０の下流に給湯装置２が配置され、軟水化システム１０から供給された軟水を加熱するものであったが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、給湯装置２の下流に軟水化システム１０を配置し、給湯装置２で加熱された湯水を軟水化する構成であってもよい。

上記実施形態では、図１に示すように、軟水化システム１０と給湯装置２とを備えた給湯システム１を説明したが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。具体的には、給湯装置２を備えておらず、軟水化システム１０が単独で用いられる構成であってもよい。この場合、軟水化システム１０で軟水化された水は、配管を介して蛇口等の出水口に直接供給される。

上記実施形態の再生塩水供給器１２は、容器本体５０の内部に、容器本体５０とは別体の塩バスケット５２が配置される構成であったが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、図１２に示すように、容器本体５０ａの内部空間を、傾斜面１２０で上下に仕切り、傾斜面１２０によって仕切られた容器本体５０ａの上方部分を塩バスケット５２ｃにしてもよい。またこの場合、塩水が貯留される貯留タンク（図示せず）を別途設け、傾斜面１２０によって仕切られた容器本体５０ａの下方部分と貯留タンクとを配管で連通させ、貯留タンクに注入された水を配管を介して容器本体５０ａに供給し、容器本体５０ａで製造された塩水を配管を介して貯留タンクに送ってもよい。

本発明の第一実施形態にかかる給湯システムを示した模式図である。 図１に示す給湯システムに用いられている軟水化システムを示した作動原理図である。 塩バスケットを示す斜視図である。 図３に示す塩バスケットのＡ−Ａ断面図である。 底面側から見た塩バスケットを示す斜視図である。 図２の軟水化システムが軟水化運転を行う場合の作動原理図である。 図２の軟水化システムが再生運転において補水動作を行う場合の作動原理図である。 図２の軟水化システムが再生運転において通薬動作または押出・洗浄動作を行う場合の作動原理図である。 図２の軟水化システムが再生運転において逆洗動作を行う場合の作動原理図である。 塩バスケットの変形例を示す斜視図であり、（ａ）は、傾斜面が一つの塩バスケットを示し、（ｂ）は、傾斜面が四つの塩バスケットを示す。 対流促進孔を備えた塩バスケットを示す断面図である。 容器本体の変形例を示す断面図である。

１ 給湯システム
１０ 軟水化システム
１１ 軟水化装置
１２ 再生塩水供給器（再生液供給器）
３７ 注水手段（注液手段）
５０ 容器本体
５２ 塩バスケット（再生剤容器）
１０５ 底面
１０６ 通水孔（貫通孔）
１０７ 透水材（透液材）
１０８ 内側面
１０８ａ 長壁面
１０８ｂ 短壁面
１１０ 透液部
１１３ 再生剤
１２０ 傾斜面
１２１ 稜線部
１２５ 長辺
１２６ 短辺
Ｄ 非浸水領域（非浸液領域）
Ｗ 浸水領域（浸液領域）

Claims (7)

1. イオン交換樹脂を含み、前記イオン交換樹脂を通過する水を軟水化させる軟水化装置と、
   再生剤を溶解させて製造された再生液を前記イオン交換樹脂に対して供給可能な再生液供給器と、を備え、
   前記再生液供給器は、
   中空の容器本体と、
   前記容器本体に対して所定の液体を注入可能な注液手段と、
   前記容器本体の内部に配置されて再生剤を収容する再生剤容器と、を有し、
   前記再生剤容器は、
   液体の出入りが可能な透液部が底面に設けられ、
   前記底面が傾斜面であり、
   前記透液部は、
   前記再生剤容器の底面に設けられた貫通孔と、
   液体が通過可能で再生剤が通過不可能な面状の透液材と、を含み、
   前記透液材は、前記再生剤容器の外側から前記貫通孔を覆っており、前記再生剤容器の底面に空気が停滞可能な凹凸が形成されていないことを特徴とする軟水化システム。
2. 前記再生剤容器の底面は、
   複数の傾斜面と、隣接する前記傾斜面の間に形成される稜線部と、を有し、
   前記稜線部が下方に突出していることを特徴とする請求項１に記載の軟水化システム。
3. 前記再生剤容器の水平断面の形状が略矩形であり、
   前記再生剤容器の底面は、略同一形状の二つの傾斜面が対称に配置され、
   前記稜線部が、前記矩形の水平断面の長辺と略平行に配されることを特徴とする請求項２に記載の軟水化システム。
4. 前記再生剤容器の内側面が、前記矩形の水平断面の長辺を含む長壁面と、前記矩形の水平断面の短辺を含む短壁面と、を有し、
   前記貫通孔が、前記稜線部近傍から前記長壁面近傍に及ぶ長孔であることを特徴とする請求項３に記載の軟水化システム。
5. 前記再生剤容器の水平断面の形状が略矩形の角筒であり、前記再生剤容器の底面が傾斜面であって、
   前記再生剤容器内の液位が、少なくとも前記傾斜面の上端を上回るまで前記所定の液体が前記容器本体に対して注入されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の軟水化システム。
6. 前記再生剤容器は、
   前記容器本体に貯留された液体の出入りが可能な浸液領域と、
   前記浸液領域の上方に位置する非浸液領域と、に区分され、
   前記浸液領域の内側面に対流促進孔が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の軟水化システム。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の軟水化システムと、給湯装置と、を有し、
   前記軟水化システムで軟水化された湯水を前記給湯装置に供給可能であることを特徴とする給湯システム。

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