JP6221865B2 - イオン交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、硬水軟化装置等のイオン交換装置に関する。

近年、一般家庭の生活用水や食品製造業の加工用水として、軟水の特性や効能が注目されるようになり、軟水を製造するためのイオン交換装置（いわゆる、硬水軟化装置）が普及し始めている。軟水製造用のイオン交換装置は、水道水や地下水等の原水に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）を陽イオン交換樹脂により吸着して除去し、処理水である軟水を製造する（特許文献１、２参照）。

上記のような硬水軟化装置において、イオン交換樹脂床は、所定の採水量に達すると、イオン交換基が硬度成分でほぼ飽和状態になり、イオン交換能力を失う状態（即ち破過状態）になる。そこで、硬水軟化装置では、イオン交換樹脂床が破過状態になる前に、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクへ再生液としての塩水を供給してイオン交換能力を回復させる再生動作が行われる。再生液としての塩水は、再生液タンク（塩水タンク）に貯留される。

一般的な硬水軟化装置は、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、再生液としての塩水が貯留される再生液タンクと、原水を導入する原水導入部及び圧力タンク内でイオン交換樹脂により処理された処理水を導出する処理水導出部を有する配管部とを備えて構成される。更に、家庭用の硬水軟化装置では、これらの要素に加えて、圧力タンク、再生液タンク及び配管部を収容する筐体を備えて構成される。圧力タンクには、通水工程や再生工程等の流路を切り換えるためのコントロールバルブが設けられ、このコントロールバルブを介して、圧力タンクは、配管部と接続される。

再生液タンクは、再生液の原料を収容可能な原料収容部、及び原料収容部に収容された原料と外部から導入される補給水とから生成される再生液を貯留可能な再生液貯留部を有する。再生液タンクの内部には、配管部に生じる圧力変動に応じて再生液貯留部の底部付近から再生液を吸い込む再生液吸い込み装置が設けられる。再生液吸い込み装置が吸い込んだ再生液は、圧力タンクに供給されて、イオン交換樹脂床の再生に使用される。

特開２００９−１７８６６５号公報 特開２００２−２８６４６号公報

しかしながら、再生液吸い込み装置を備える再生液タンクの場合、再生液吸い込み装置は、吸い込みに伴って再生液の液面が下降していって、液面が再生液貯留部の底部から所定の高さに達すると、吸い込みを自動的に停止する構造になっている。そのため、再生液タンクの底部付近において、再生液吸い込み装置の吸い込み停止位置よりも下方には、再生液を吸い込むことができないデッドスペースが存在し、このデッドスペースには、イオン交換樹脂床の再生に使用されない再生液が常に滞留している。デッドスペースに滞留している再生液に含まれる再生液の原料は、イオン交換樹脂床の再生に使用されないため、デッドスペースに存在する原料が多いと、本来再生に必要な原料が不足する場合があるという課題があった。

本発明は、再生液タンクにおける再生液吸い込み装置の吸い込み停止位置よりも下方に存在するデッドスペースをできるだけ小さくして、再生に使用されない再生液の原料の無駄な消費を抑制することのできるイオン交換装置を提供することを目的とする。

本発明は、原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、前記イオン交換樹脂床を再生する再生液が貯留される再生液タンクと、原水導入部及び処理水導出部を有する配管部と、を備え、前記再生液タンクには、前記配管部に生じる圧力変動に応じて底部付近から再生液を吸い込む再生液吸い込み装置が設けられ、前記再生液タンクは、前記再生液吸い込み装置の設置される領域の底部を除いて、前記再生液吸い込み装置による吸い込み停止位置まで隆起した底部を有する、イオン交換装置に関する。

また、前記再生液タンクは、再生液の原料を収容可能な原料収容部、及び当該原料収容部に収容された原料と外部から導入される補給水とから生成される再生液を貯留可能な再生液貯留部を有し、前記再生液吸い込み装置は、前記再生液タンクの内部に配置され、前記原料収容部に収容された原料が載置される再生液プレートと、外部からの補給水の流れ及び外部への再生液の流れを制御すると共に、前記再生液タンク内の水位が予め設定された規定水位に達した場合に補給水の流れを遮断する機能を有する再生液バルブ装置と、前記再生液タンクの内部に設置され、前記再生液バルブ装置が収容される再生液ウェルと、を備えることが好ましい。

また、前記再生液タンクを支持する基部、をさらに備え、前記基部は、前記再生液タンクを差し込む再生液タンク用差込部を有し、前記再生液タンク用差込部は、当該再生液タンク用差込部に差し込まれる部分の前記再生液タンクの形状の少なくとも一部に対応する形状を有し、前記再生液タンクは、前記再生液タンク用差込部に差し込まれることによって、前記基部上に位置決めされて支持されることが好ましい。

本発明によれば、再生液タンクにおける再生液吸い込み装置の吸い込み停止位置よりも下方に存在するデッドスペースをできるだけ小さくして、再生に使用されない再生液の原料の無駄な消費を抑制することのできるイオン交換装置を提供することができる。

本発明のイオン交換装置の一実施形態としての硬水軟化装置１の斜視図である。 本実施形態の硬水軟化装置１の展開斜視図である。 本実施形態の硬水軟化装置１の一部を断面にして示す正面図である。 本実施形態の硬水軟化装置１の一部を断面にして示す右側面図である。 本実施形態の硬水軟化装置１の一部を断面にして示す平面図である。 本実施形態の硬水軟化装置１において連結状態にあるコントロールバルブ及びバイパスバルブを示す斜視図である。 本実施形態の硬水軟化装置１においてコントロールバルブ及びバイパスバルブの切り離した状態を示す斜視図である。 本実施形態の硬水軟化装置１の通水工程を示す全体構成図である。 本実施形態の硬水軟化装置１の再生工程を示す全体構成図である。 本実施形態の硬水軟化装置１の押出工程を示す全体構成図である。 本実施形態の硬水軟化装置１のリンス工程を示す全体構成図である。 本実施形態の硬水軟化装置１の補水工程を示す全体構成図である。 本実施形態の硬水軟化装置１においてコントロールバルブとバイパスバルブとを切り離した状態を示す全体構成図である。 本実施形態の硬水軟化装置１における塩水タンク４の下部の拡大断面図である。 本実施形態の硬水軟化装置１における塩水タンク４のエアチェックハウジング部１２０の内部構造を示す概略的断面図である。 本実施形態の硬水軟化装置１における塩水タンク４の塩投入口４１２及び蓋体６２４の拡大断面図である。

以下、本発明のイオン交換装置の一実施形態としての硬水軟化装置１について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の硬水軟化装置１は、水道水、地下水、工業用水等の原水中に含まれる硬度成分をナトリウムイオン（又は、カリウムイオン）へ置換して軟水を生成する。硬水軟化装置１は、軟水を各種の用水として需要箇所へ供給する目的で使用される。硬水軟化装置１は、家屋やマンション等の居住建物、ホテルや大衆浴場等の集客施設、ボイラやクーリングタワー等の冷熱機器、食品加工装置や洗浄装置等の水使用機器等に接続される。特に、硬水軟化装置１は、一般家庭において水道水を原水として使用するのに適している。

本実施形態の硬水軟化装置１は、原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１（後述）で軟水化して得られた処理水（軟水）Ｗ２を浴室等の需要箇所（図示せず）に供給する通水工程、塩水Ｗ３を供給してイオン交換樹脂床２１１を再生させる再生工程、イオン交換樹脂床２１１に供給された塩水Ｗ３を押し出す押出工程、イオン交換樹脂床２１１に残留した塩水Ｗ３を洗浄するリンス工程、及び再生液タンクに補給水を供給する補水工程を実行可能な構成を備える。

まず、図１〜図５、図８を参照して、本実施形態の硬水軟化装置１を構成する各構成要素について説明する。以下の説明において「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。

本実施形態の硬水軟化装置１は、圧力タンク２と、再生液タンクとしての塩水タンク４と、配管部５と、筐体６と、を備えて構成される。圧力タンク２の内部には、原水（例えば、水道水）Ｗ１を導入することにより処理水としての軟水Ｗ２を製造するイオン交換樹脂床２１１が収容される。塩水タンク４の内部には、圧力タンク２内のイオン交換樹脂床２１１を再生する再生液としての塩水Ｗ３が貯留される。配管部５は、原水Ｗ１を導入する原水導入部５１、及び軟水Ｗ２を導出する処理水導出部としての軟水導出部５２を有する。筐体６は、圧力タンク２、塩水タンク４及び配管部５を収容する。

図２、図３、図８に示すように、圧力タンク２は、丸みを帯びた底部を有する筒状体（例えば、円筒）であり、上部に開口２１を有している。圧力タンク２の内部には、開口２１の中央部から圧力タンク２の底部付近まで延びる集配液管２３１（図８参照）が設けられる。圧力タンク２の開口２１において集配液管２３１を除く領域には、頂部スクリーン２４１が設けられる。集配液管２３１の下端部と圧力タンク２の底部との間には、底部スクリーン２４２が設けられる。そのため、集配液管２３１の上端部から圧力タンク２に流入した液体は、集配液管２３１内を下降してその下端部から底部スクリーン２４２を通って集配液管２３１の外側に出て、集配液管２３１の外側における圧力タンク２の内部空間を上昇して頂部スクリーン２４１を通って圧力タンク２から外に出る。反対に、頂部スクリーン２４１を通って圧力タンク２に流入した液体は、圧力タンク２の内部空間を下降して底部スクリーン２４２を通って集配液管２３１の中に入り、集配液管２３１内を上昇してその上端部から圧力タンク２の外に出る。

集配液管２３１の外側における圧力タンク２の内部空間には、陽イオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換樹脂床２１１、及び濾過砂利からなる支持床２１２が、収容される。支持床２１２は、圧力タンク２の底部側に配置される。支持床２１２は、イオン交換樹脂床２１１に対する流体の整流部材として機能する。イオン交換樹脂床２１１は、支持床２１２の上方に積層される。イオン交換樹脂床２１１は、原水Ｗ１を軟水化する処理材として機能する。

圧力タンク２の上部の開口２１には、流路制御バルブユニットとしてのコントロールバルブ３が取り付けられる。図８に示すように、コントロールバルブ３は、流路切換バルブ３１と、後述するバイパスバルブ３２の着脱受け部３２１１と、エゼクタ３３と、ストレーナ３４と、ブラインバルブ３５と、ドレンバルブ３６と、原水ラインＬ１２と、軟水ラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４と、希釈水ラインＬ３１、Ｌ３２と、塩水ラインＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３、Ｌ４４と、排水ラインＬ５１、Ｌ５２、Ｌ５３、Ｌ５４と、を備える。後述するように、軟水ラインＬ２１〜Ｌ２４、希釈水ラインＬ３１、Ｌ３２、塩水ラインＬ４４は、原水ラインとしても機能する。軟水ラインＬ２１は、塩水ラインとしても機能する。

流路切換バルブ３１は、一端部が開口した筒状のバルブハウジング３１１と、筒状のバルブ本体３１２とを備える。バルブ本体３１２は、一端部が開口し、バルブハウジング３１１の内部に収容されてバルブハウジング３１１の軸線方向に沿って摺動可能である。バルブハウジング３１１は、その周壁に、軸線方向に沿って所定の間隔を隔てて４つの孔３１１１〜３１１４を備える。バルブ本体３１２は、３つのシール部３１２１〜３１２３を備える。３つのシール部３１２１〜３１２３は、軸線方向に沿って所定の間隔を隔てて周壁から外方へ張り出している。バルブ本体３１２は、その頂部に１つの孔３１２４を備える。

流路切換バルブ３１の開口端部は、圧力タンク２の集配液管２３１の上端部に水密に取り付けられる。原水ラインＬ１２の一端は、バイパスバルブ３２の着脱受け部３２１１の後述する第２流路Ｌ２に接続される。原水ラインＬ１２の他端は、流路切換バルブ３１のバルブハウジング３１１の第１孔３１１１に接続される。軟水ラインＬ２１の一端は、圧力タンク２の開口２１において集配液管２３１を除く領域に水密に接続される。軟水ラインＬ２１の他端は、軟水ラインＬ２２の一端と、塩水ラインＬ４４の一端との接続点に接続される。軟水ラインＬ２２の他端は、流路切換バルブ３１のバルブハウジング３１１の第３孔３１１３に接続される。軟水ラインＬ２３の一端は、流路切換バルブ３１のバルブハウジング３１１の第２孔３１１２に接続される。軟水ラインＬ２３の他端は、軟水ラインＬ２４の一端と、希釈水ラインＬ３１の一端との接続点に接続される。軟水ラインＬ２４の他端は、バイパスバルブ３２の着脱受け部３２１１の後述する第３流路Ｌ３に接続される。

希釈水ラインＬ３１の他端は、ストレーナ３４の一側に接続される。ストレーナ３４の他側には、希釈水ラインＬ３２の一端が接続される。希釈水ラインＬ３２の他端は、エゼクタ３３の一側に接続される。エゼクタ３３の他側には、塩水ラインＬ４４の他端が接続される。エゼクタ３３の吸込み口には、塩水ラインＬ４３の一端が接続される。塩水ラインＬ４３の他端は、ブラインバルブ３５の一側に接続される。ブラインバルブ３５の他側には、塩水ラインＬ４２の一端が接続される。塩水ラインＬ４２の他端は、コントロールバルブ３の外方に設けられる塩水流量計４４の一側に接続される。塩水流量計４４の他側には、塩水ラインＬ４１の一端が接続される。塩水ラインＬ４１の他端は、塩水タンク４の塩水取り出し部に接続される。排水ラインＬ５１の一端は、流路切換バルブ３１のバルブハウジング３１１の第４孔３１１４に接続される。排水ラインＬ５１の他端は、ドレンバルブ３６の一側に接続される。ドレンバルブ３６の他側には、排水ラインＬ５２の一端が接続される。排水ラインＬ５２の他端は、排水ラインＬ５３の一端と、排水ラインＬ５４の一端との接続点に接続される。排水ラインＬ５３の他端は、塩水タンク４のオーバフロー部に接続される。排水ラインＬ５４の他端は、系外の排水溝等に解放される。

コントロールバルブ３には、配管部５の原水導入部５１からコントロールバルブ３に至る原水ラインＬ１１、及びコントロールバルブ３から配管部５の軟水導出部５２に至る軟水ラインＬ２５が接続される。具体的には、コントロールバルブ３付近の原水ラインＬ１１及び軟水ラインＬ２５には、バイパスバルブ３２が設けられる。バイパスバルブ３２は、原水ラインＬ１１と軟水ラインＬ２５とを直接接続して、コントロールバルブ３を含む圧力タンク２を原水ラインＬ１１及び軟水ラインＬ２５から切り離すことが可能である。

バイパスバルブ３２は、内部に４つの流路Ｌ１〜Ｌ４を有するバルブハウジング３２１と、バルブハウジング３２１の内部に収容されて流路Ｌ１〜Ｌ４の流通を切換可能なバルブ本体３２２と、を備える。バルブハウジング３２１の第１流路Ｌ１と第４流路Ｌ４とは、互いに一直線上に配置される。第２流路Ｌ２と第３流路Ｌ３とは、互いに平行に配置される。第１流路Ｌ１及び第４流路Ｌ４の向きと、第２流路Ｌ２及び第３流路Ｌ３の向きとは、互いに直交する。バルブハウジング３２１の第２流路Ｌ２及び第３流路Ｌ３側の先端部は、着脱受け部３２１１として、バルブハウジング３２１に対して着脱可能に構成される。

図６、図７に示すように、バイパスバルブ３２の着脱受け部３２１１は、コントロールバルブ３側に設けられる。着脱受け部３２１１は、２つの円筒状の内周面３２１２、３２１３を有する。バイパスバルブ３２の第２流路Ｌ２及び第３流路Ｌ３側を構成する部分は、２つの円筒部３２１４、３２１５を備える。円筒部３２１４、３２１５は、円筒状の外周面を有し、この外周面には、Ｏリング３２１６、３２１７がそれぞれ装着される。円筒部３２１４、３２１５を着脱受け部３２１１の内周面３２１２、３２１３に圧入したうえ、左右の連結金具３２３１、３２３２をねじ留めすることによって、バイパスバルブ３２は、コントロールバルブ３に連結される。このとき、Ｏリング３２１６、３２１７の作用により、バイパスバルブ３２とコントロールバルブ３とは、水密に連結される。左右の連結金具３２３１、３２３２を外したうえ、ハンドル３２４を操作すると、Ｏリング３２１６、３２１７の抵抗に抗して、円筒部３２１４、３２１５を着脱受け部３２１１の内周面３２１２、３２１３から抜き取ることができる。即ち、バイパスバルブ３２は、コントロールバルブ３から切り離される。

バイパスバルブ３２の通常使用時には、バルブ本体３２２は、図８〜図１１に示す位置にある。このとき、バイパスバルブ３２の第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とは、互いに連通する。バイパスバルブ３２の第３流路Ｌ３と第４流路Ｌ４とは、互いに連通する。バイパスバルブ３２の切り離し時には、バルブ本体３２２は、図１２に示す位置にある。このとき、バイパスバルブ３２の第１流路Ｌ１と第４流路Ｌ４とは、互いに連通する。バイパスバルブ３２の第２流路Ｌ２と第３流路Ｌ３とは、互いに連通する。

バイパスバルブ３２の第１流路Ｌ１には、原水ラインＬ１１の一端が接続される。バイパスバルブ３２の第４流路Ｌ４には、軟水ラインＬ２５の一端が接続される。原水ラインＬ１１の他端及び軟水ラインＬ２５の他端は、据付現場の給水配管（例えば、水道管）に接続される。即ち、水道管の上流側に原水ラインＬ１１の他端が接続され、水道管の下流側に軟水ラインＬ２５の他端が接続される。水道管に接続される原水ラインＬ１１の他端は、原水Ｗ１を導入する原水導入部５１を構成する。水道管に接続される軟水ラインＬ２５の他端は、処理水としての軟水Ｗ２を導出する処理水導出部としての軟水導出部５２を構成する。

原水ラインＬ１１には、原水導入部５１に近い側から順に、通水流量計５１１、逆止弁付きボール止水栓５１２、ストレーナ５１３、減圧弁５１４、逃がし弁５１５、及びフロースイッチ５１６が設けられる。フロースイッチ５１６の下流側には、負圧破壊弁５１７及びフィルタ５１８が設けられる。通水流量計５１１は、原水Ｗ１の通水流量を計測する。逆止弁付きボール止水栓５１２は、原水Ｗ１の流れを一方向に規制して原水Ｗ１の逆流を防止する。ストレーナ５１３は、原水Ｗ１に含まれる微細粒子の流通を阻止する。減圧弁５１４は、原水Ｗ１を所定の水圧まで減圧する。逃がし弁５１５は、原水Ｗ１の水圧や装置二次側からの背圧が所定値以上になった場合に、過剰な圧力を系外に逃がすことにより、圧力タンク２やコントロールバルブ３を保護する。フロースイッチ５１６は、所定流量の原水Ｗ１が流通したことを検知すると、検出信号を制御部（図示せず）に出力する。負圧破壊弁５１７は、系内での負圧発生時に開弁して大気を吸入する。軟水ラインＬ２５には、バイパスバルブ３２に近い側から順に、コック付きストレーナ５２１、及び逆止弁付きボール止水栓５２２が設けられる。コック付きストレーナ５２１は、軟水Ｗ２に混入した異物（イオン交換樹脂の細粒や破砕片）を捕捉可能であり、コックを開けることによりその異物を系外に排出する。逆止弁付きボール止水栓５２２は、軟水Ｗ２の流れを一方向に規制して軟水Ｗ２の逆流を防止する。原水ラインＬ１１及び軟水ラインＬ２５におけるこれらの構成要素は、配管部５を構成する。

流路切換バルブ３１は、採水及び再生に関して、原水Ｗ１を圧力タンク２の底部スクリーン２４２へ配液しながら、頂部スクリーン２４１で集液することにより原水Ｗ１の上昇流を生成して、処理水である軟水Ｗ２を製造する通水工程の水（原水Ｗ１、軟水Ｗ２）の流れ、及び、再生液である塩水Ｗ３を頂部スクリーン２４１へ配液しながら、底部スクリーン２４２で集液することにより塩水Ｗ３の下降流を生成して、イオン交換樹脂床２１１を再生させる再生工程の塩水Ｗ３の流れを、切り換え可能なバルブである。

流路切換バルブ３１において、バルブ本体３１２の第１シール部３１２１がバルブハウジング３１１の第１孔３１１１と第２孔３１１２との間に位置するときに、バルブ本体３１２の第２シール部３１２２は、バルブハウジング３１１の第３孔３１１３と第４孔３１１４との間に位置し、バルブ本体３１２の第３シール部３１２３は、バルブハウジング３１１の第４孔３１１４と開口端部との間に位置する。このとき、バルブハウジング３１１の第１孔３１１１は、バルブハウジング３１１の周壁内面とバルブ本体３１２の周壁外面との間の所定の間隙、バルブハウジング３１１の頂部内側の空間、及びバルブ本体３１２の頂部の孔３１２４を介して、バルブ本体３１２の内側の空間と連通する。即ち、バルブハウジング３１１の第１孔３１１１は、圧力タンク２の集配液管２３１の上端部と連通する。バルブハウジング３１１の第２孔３１１２と第３孔３１１３とは、バルブハウジング３１１の周壁内面とバルブ本体３１２の周壁外面との間の所定の間隙を介して、互いに連通する。バルブハウジング３１１の第４孔３１１４は、他の孔又はバルブ本体３１２の内側の空間とは連通しない。以下、この位置関係を流路切換バルブ３１の第１の状態という（後述する通水工程参照）。

流路切換バルブ３１において、バルブ本体３１２の第１シール部３１２１がバルブハウジング３１１の第１孔３１１１と頂部との間に位置するときに、バルブ本体３１２の第２シール部３１２２は、バルブハウジング３１１の第２孔３１１２と第３孔３１１３との間に位置し、バルブ本体３１２の第３シール部３１２３は、バルブハウジング３１１の第３孔３１１３と第４孔３１１４との間に位置する。このとき、バルブハウジング３１１の第１孔３１１１は、バルブハウジング３１１の周壁内面とバルブ本体３１２の周壁外面との間の所定の間隙を介して、バルブハウジング３１１の第２孔３１１２と連通する。バルブハウジング３１１の第３孔３１１３は、他の孔又はバルブ本体３１２の内側の空間とは連通しない。バルブハウジング３１１の第４孔３１１４は、バルブ本体３１２の開口端部側と連通する。即ち、バルブハウジング３１１の第４孔３１１４は、圧力タンク２の集配液管２３１の上端部と連通する。以下、この位置関係を流路切換バルブ３１の第２の状態という（後述する再生工程及び押出工程参照）。

流路切換バルブ３１において、バルブ本体３１２の第２シール部３１２２がバルブハウジング３１１の第２孔３１１２に対応する位置にあって第２孔３１１２を塞がないときに、バルブ本体３１２の第１シール部３１２１は、バルブハウジング３１１の第１孔３１１１と頂部との間に位置し、バルブ本体３１２の第３シール部３１２３は、バルブハウジング３１１の第３孔３１１３と第４孔３１１４との間に位置する。このとき、バルブハウジング３１１の第２孔３１１２は、流路切換バルブ３１の第２の状態と同様に、バルブハウジング３１１の周壁内面とバルブ本体３１２の周壁外面との間の所定の間隙を介して、バルブハウジング３１１の第１孔３１１１と連通すると共に、バルブハウジング３１１の周壁内面とバルブ本体３１２の周壁外面との間の所定の間隙を介して、バルブハウジング３１１の第３孔３１１３とも連通する。バルブハウジング３１１の第４孔３１１４は、バルブ本体３１２の開口端部側と連通する。即ち、バルブハウジング３１１の第４孔３１１４は、圧力タンク２の集配液管２３１の上端部と連通する。以下、この位置関係を流路切換バルブ３１の第３の状態という（後述するリンス工程参照）。

塩水タンク４は、上下２段になった底部４１１を有する筒状体（例えば、角筒）であり、上部に開口４１２を有している。底部４１１は、最も低い最底部４１１１と、最底部４１１１よりも１段高い隆起底部４１１２とで構成される。塩水タンク４の内部には、イオン交換樹脂床２１１を再生する再生液としての塩水Ｗ３が貯留される。塩水タンク４の外周には、底部４１１から所定の高さに段部４１３が設けられる。段部４１３は、これよりも上方における塩水タンク４の横断面の大きさに比べて、これよりも下方における塩水タンク４の横断面の大きさが小さくなった段部である。塩水タンク４の前側には、凹部４１４が設けられる。凹部４１４には、後述する入口管路としての原水ラインＬ１１の一部を構成する原水接続管５１９が配置される。塩水タンク４の後側には、凹部４１５が設けられる。凹部４１５には、後述する出口管路としての軟水ラインＬ２５の一部を構成する軟水接続管５２３が配置される。塩水タンク４は、塩水供給管４２を備える。塩水供給管４２は、再生工程において、貯留する塩水Ｗ３を圧力タンク２に供給するための塩水ラインＬ４１の一部を構成する。塩水Ｗ３は、陽イオン交換樹脂ビーズを用いる硬水軟化装置においては、塩化ナトリウム、塩化カリウムの各水溶液等を利用することができる。

図１４、図１５に示すように、塩水タンク４の内部には、配管部５に生じる圧力変動（例えば、エゼクタにより発生させた負圧）に応じて底部付近から塩水Ｗ３を吸い込む再生液吸い込み装置としての塩水吸い込み装置４５が設けられる。塩水吸い込み装置４５は、再生液プレートとしての塩水プレート４６と、再生液ウェルとしての塩水ウェル４７と、再生液バルブ装置としての塩水バルブ装置４８とを備える。塩水プレート４６は、塩水タンク４の段部４１３に載置されて、水平に配置される。塩水タンク４の内部は、塩水プレート４６により、原料収容部としての塩収容部４６１と、再生液貯留部としての塩水貯留部４６２とに区画される。塩収容部４６１は、再生液の原料としての塩Ｓ（例えば、塩化ナトリウムや塩化カリウム）を収容可能な領域である。塩水貯留部４６２は、塩収容部４６１に収容された塩Ｓと外部から導入される補給水とから生成される塩水Ｗ３を貯留可能な領域である。

塩水プレート４６には、塩収容部４６１に収容される塩Ｓが載置される。塩水プレート４６に載置された塩Ｓの一部は、塩水プレート４６から塩水貯留部４６２に溶け出し、補給水と混じり合うことにより塩水Ｗ３となる。塩水プレート４６は、円形孔４６３を有する。塩水ウェル４７は、円形孔４６３を貫通して、塩水タンク４の底面に設置される。塩水ウェル４７は、塩水バルブ装置４８を塩Ｓから隔離して収容する容器である。塩水ウェル４７及び塩水バルブ装置４８の下部は、塩水タンク４の最底部４１１１に設置される。塩水ウェル４７及び塩水バルブ装置４８の下部を設置する以外の部分では、塩水タンク４の底部は、隆起底部４１１２として、最底部４１１１よりも１段高くなっている。隆起底部４１１２の高さは、塩水吸い込み装置４５における塩水バルブ装置４８の吸い込み停止位置ＢＬ（後述）の高さに設定される。最底部４１１１の横断面積は、例えば、塩水ウェル４７及び塩水バルブ装置４８の下部の面積の１．２倍以下であることが好ましい。隆起底部４１１２の高さは、例えば、吸い込み停止位置ＢＬよりも２〜５ｃｍ低いことが好ましい。

塩水バルブ装置４８は、コントロールバルブ３からの補給水の流れ及びコントロールバルブ３への塩水Ｗ３の流れを制御すると共に、塩水タンク４内の水位が予め設定された規定水位ＷＬに達した場合に補給水の流れを遮断する機能を有する。塩水バルブ装置４８は、水位検出用フロート１０１と、フロートロッド１０４と、塩水バルブパイプ１１０と、エアチェックハウジング部１２０と、を備える。水位検出用フロート１０１は、塩水ウェル４７の内部に貯留された塩水Ｗ３の水位を検出する。水位検出用フロート１０１は、垂直断面において逆凹形となる円筒状に形成される。水位検出用フロート１０１は、補給水よりも比重の小さい材料により構成される。そのため、水位検出用フロート１０１は、補給水及び塩水Ｗ３に対して浮力を有する。フロートロッド１０４は、水位検出用フロート１０１に連動して上下に移動する棒状の部材である。フロートロッド１０４の上端は、水位検出用フロート１０１に連結される。フロートロッド１０４の下端は、弁体としての補水ストッパ１２４（後述）に連結される。

塩水バルブパイプ１１０は、塩水タンク４から外部に供給される塩水Ｗ３、及び外部から塩水タンク４に供給される補給水が流通する筒状の部材である。塩水バルブパイプ１１０の下方の端部は、下部エアチェックハウジング１２９（後述）の第２孔部１２９ｂに接続される。エアチェックハウジング部１２０は、塩水バルブフィルタ１２１と、上部エアチェックハウジング１２２と、補水ストッパ１２４と、を備える。エアチェックハウジング部１２０は、ボールホルダ１２５と、フロートボール１２６と、を備える。エアチェックハウジング部１２０は、下部エアチェックハウジング１２９と、金属ボール１３０と、プラグ１３１と、を備える。

上部エアチェックハウジング１２２は、上部に弁孔１２２ａを有する。弁孔１２２ａは、塩水Ｗ３及び補給水が流通可能な開口である。上部エアチェックハウジング１２２は、下部エアチェックハウジング１２９と連結される。補水ストッパ１２４は、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａを開閉可能な部品（弁体）である。補水ストッパ１２４は、フロートロッド１０４の下端に連結される。フロートロッド１０４の上端は、水位検出用フロート１０１に連結される。そのため、補水ストッパ１２４は、水位検出用フロート１０１と共に、フロートロッド１０４の軸方向に移動する。

ボールホルダ１２５は、フロートボール１２６を収容して、上下方向に移動可能に保持する。塩水Ｗ３及び補給水は、ボールホルダ１２５の上部にフロートボール１２６が押し上げられた状態において、上部エアチェックハウジング１２２とボールホルダ１２５との隙間を流通することができる。フロートボール１２６は、ボールホルダ１２５内の水位に応じて、下部エアチェックハウジング１２９の第１孔部１２９ａ（後述）を開閉する。フロートボール１２６は、補給水よりも比重の小さい材料により構成される。そのため、フロートボール１２６は、補給水及び塩水Ｗ３に対して浮力を有する。

下部エアチェックハウジング１２９は、第１孔部１２９ａ、第２孔部１２９ｂ及び通水孔１３２を有する。第１孔部１２９ａは、塩水Ｗ３及び補給水が流通可能な開口である。第２孔部１２９ｂは、塩水バルブパイプ１１０の下方の端部が接続される開口である。通水孔１３２の開口に金属ボール１３０が当接した状態において、金属ボール１３０と通水孔１３２の間には、若干の隙間が形成される。

図１６に示すように、塩水タンク４は、塩水タンク本体４０と、蓋体６２４（後述）とによって構成される。塩水タンク本体４０は、再生液の原料を投入する原料投入口としての塩投入口（開口）４１２を上部に有する。塩投入口４１２は、塩水タンク本体４０の上部において上向きに延びる所定高さの円筒形状を有し、この円筒形状の外周にはねじ４１２１が形成される。蓋体６２４は、塩水タンク本体４０に対して着脱可能であり、塩投入口４１２を開閉する。蓋体６２４は、塩投入口４１２の円筒形状の直径よりも大きい直径を有する蓋板部６２４１、及び蓋板部６２４１の周囲から延びる円筒形状の側板部６２４２を有する。側板部６２４２の内周には、塩投入口４１２のねじ４１２１と螺合するねじ６２４３が形成される。蓋板部６２４１の内面には、側板部６２４２の内面との間に所定の間隙を隔てて円筒形状の突起６２４４が形成される。

塩水タンク４において塩投入口４１２を閉鎖するには、蓋体６２４が塩水タンク本体４０の塩投入口４１２に上から被せられて、塩投入口４１２のねじ４１２１に対して蓋体６２４のねじ６２４３が締め付けられる。このとき、塩投入口４１２の環状の上部は、蓋板部６２４１における側板部６２４２の内面と蓋板部６２４１の突起６２４４との間に形成される環状の凹部６２４５内に収容される。そして、蓋体６２４の蓋板部６２４１の内面と、塩投入口４１２の上縁とが密接する。蓋体６２４の蓋板部６２４１の内面と、塩投入口４１２の上縁とのこの密接状態は、パッキン等のシール部材を用いることなく実現される。従って、塩水タンク４の内部空間は、塩水タンク４の外部環境に対して密閉される。

塩投入口４１２の直径は、２００〜３００ｍｍの範囲であり、塩投入口４１２の据付高さは、据付面から７００〜１０００ｍｍの範囲であることが好ましい。塩を投入する側の装置１の側面から塩投入口４１２の中心までの距離は、２００〜３５０ｍｍの範囲であることが好ましい。蓋体６２４が塩投入口４１２に上から被せられて塩投入口４１２のねじ４１２１に対して蓋体６２４のねじ６２４３が締め付けられるときの蓋体６２４の回る角度は、４５°〜１８０°の範囲であることが好ましい。蓋体６２４又は塩水タンク本体４０は、塩投入口４１２のねじ４１２１に対して蓋体６２４のねじ６２４３が締め付けられるときに、蓋体６２４の蓋板部６２４１の内面と、塩投入口４１２の上縁とが密接する位置を確認する手段（例えば、塩投入口４１２に対して蓋体６２４が所定角度回ったことを示す手段）を有することが好ましい。塩水タンク４の塩水タンク本体４０及び蓋体６２４の材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂の中から選択されることが好ましい。

ここで、圧力タンク２と、塩水タンク４と、配管部５との配置関係について説明する。図２〜図５に示すように、塩水タンク４は、装置１の中央に配置される。圧力タンク２は、塩水タンク４の一側（左側）に配置される。配管部５は、塩水タンク４の他側（右側）に配置される。圧力タンク２の上部に取り付けられたコントロールバルブ３に連結されたバイパスバルブ３２と、配管部５とは、原水接続管５１９及び軟水接続管５２３によって接続される。原水接続管５１９は、塩水タンク４の前側の凹部４１４内において実質的に水平に配置される。軟水接続管５２３は、塩水タンク４の後側の凹部４１５において実質的に水平に配置される。原水接続管５１９は、原水ラインＬ１１の一部を構成する。軟水接続管５２３は、軟水ラインＬ２５の一部を構成する。

筐体６は、圧力タンク２及び塩水タンク４を支持する基部６１と、塩水タンク４全体及び圧力タンク２の一部の領域において、装置１の前面、背面及び上面を覆う筐体中央部６２と、圧力タンク２が配置された側（左側）の筐体左部６３と、配管部５が配置された側（右側）の筐体右部６４と、を備える。基部６１は、圧力タンク２の丸みを帯びた底部の形状を支える支持形状を有する圧力タンク支持部６１１と、塩水タンク４の段部４１３を支える支持形状を有する塩水タンク支持部６１２と、を備える。圧力タンク支持部６１１及び塩水タンク支持部６１２は、一体に構成される。

筐体中央部６２は、前面部材６２１と、背面部材６２２と、上面部材６２３と、を備える。前面部材６２１の下端部は、基部６１の前側に固定される。背面部材６２２の下端部は、基部６１の後側に固定される。上面部材６２３の横幅は、前面部材６２１及び背面部材６２２の横幅に比べて長く、装置１全体の横幅に相当する長さを有する。上面部材６２３は、周囲に下向きのフランジ６２３１を有する。上面部材６２３は、塩水タンク４の上部の開口４１２に対応する位置に、開口６２３２を有する。開口６２３２には、蓋体６２４が被せられる。上面部材６２３は、圧力タンク２の上部のコントロールバルブ３の上方位置に、開閉可能な窓６２３３を有する。前面部材６２１の上端部は、上面部材６２３の左右に関して中央において、フランジ６２３１の内側に固定される。背面部材６２２の上端部は、上面部材６２３の左右方向の中央において、フランジ６２３１の内側に固定される。

筐体左部６３は、左側面の前縁から左前面が張り出し、左側面の後縁から左背面が張り出した水平断面が略コ字形の形状を有する部材である。筐体左部６３は、筐体中央部６２の上面部材６２３の左側において、筐体左部６３の上端部を下からフランジ６２３１の内側に差し込んだうえ、前面部材６２１及び背面部材６２２の左側部に係止されて、基部６１上に着脱可能に取り付けられる。筐体左部６３の取り付けには、適宜の取り付け方法を用いることができる。

筐体右部６４は、右側面の前縁から右前面が張り出し、右側面の後縁から右背面が張り出した水平断面が略コ字形の形状を有する部材である。筐体右部６４は、筐体中央部６２の上面部材６２３の右側において、筐体右部６４の上端部を下からフランジ６２３１の内側に差し込んだうえ、前面部材６２１及び背面部材６２２の右側部に係止されて、基部６１上に着脱可能に取り付けられる。筐体左部６３の取り付けには、適宜の取り付け方法を用いることができる。筐体右部６４の内側には、配管部５の保温用のヒータ５３が設けられる。ヒータ５３には、面状ヒータを用いることができる。

次に、本実施形態における硬水軟化装置１の運転動作において、通水工程、再生工程、押出工程、リンス工程及び補水工程について説明する。
〔通水工程〕
図８に示すように、通水工程では、コントロールバルブ３において、流路切換バルブ３１は第１の状態にあり、ブラインバルブ３５及びドレンバルブ３６はいずれも閉位置にある。そのため、原水導入部５１から装置１に導入される原水Ｗ１は、原水ラインＬ１１、バイパスバルブ３２の第１流路Ｌ１及び第２流路Ｌ２、原水ラインＬ１２、流路切換バルブ３１の第１孔３１１１及び孔３１２４を順次流れて、圧力タンク２の集配液管２３１に供給され、底部スクリーン２４２から配水される。底部スクリーン２４２から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過する。その過程において、原水Ｗ１の硬度成分は、ナトリウムイオン（又は、カリウムイオン）へ置換され、原水Ｗ１は軟水化される。

イオン交換樹脂床２１１を通過した処理水（軟水Ｗ２）は、圧力タンク２の頂部で頂部スクリーン２４１へ集水される。その後、軟水Ｗ２は、軟水ラインＬ２１、軟水ラインＬ２２、流路切換バルブ３１の第３孔３１１３及び第２孔３１１２、軟水ラインＬ２３、軟水ラインＬ２４、バイパスバルブ３２の第３流路Ｌ３及び第４流路Ｌ４、軟水ラインＬ２５を順次流れて、軟水導出部５２から装置１の外部へ導出されて、軟水Ｗ２の需要箇所へ供給される。尚、軟水Ｗ２は、軟水ラインＬ２２、流路切換バルブ３１の第３孔３１１３及び第２孔３１１２、軟水ラインＬ２３を順次流れるのと並行して、塩水ラインＬ４４、エゼクタ３３、希釈水ラインＬ３２、ストレーナ３４、希釈水ラインＬ３１を順次流れる。

〔再生工程〕
図９に示すように、再生工程では、コントロールバルブ３において、流路切換バルブ３１は第２の状態にあり、ブラインバルブ３５及びドレンバルブ３６はいずれも開位置にある。そのため、原水導入部５１から装置１に導入される原水Ｗ１は、原水ラインＬ１１、バイパスバルブ３２の第１流路Ｌ１及び第２流路Ｌ２、原水ラインＬ１２、流路切換バルブ３１の第１孔３１１１及び第２孔３１１２、軟水ラインＬ２３、希釈水ラインＬ３１、ストレーナ３４、希釈水ラインＬ３２、エゼクタ３３を順次流れる。原水Ｗ１が所定の圧力でエゼクタ３３を流れることにより、エゼクタ３３の吸込み口には、吸込み力が発生する。この吸込み力により、塩水タンク４における塩水吸い込み装置４５の塩水バルブパイプ１１０、及びエアチェックハウジング部１２０の内部も負圧となる。この負圧により、図１５に示すように、補水ストッパ１２４が下降して、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａが開放される。弁孔１２２ａが開放されると、塩水タンク４の内部に貯留された塩水Ｗ３は、エアチェックハウジング部１２０の内部に吸引される。なお、フロートボール１２６は、ボールホルダ１２５の内部で浮上しているため、下部エアチェックハウジング１２９の第１孔部１２９ａは開放している。また、金属ボール１３０は、塩水Ｗ３の流れに乗ってプラグ１３１側（図１５の左方向）へ移動する。吸引された塩水Ｗ３は、エアチェックハウジング部１２０の内部及び塩水バルブパイプ１１０を流通し、塩水ラインＬ４１、塩水流量計４４、塩水ラインＬ４２、ブラインバルブ３５、塩水ラインＬ４３を順次介して、エゼクタ３３の吸込み口に吸込まれる。これにより、塩水Ｗ３と原水Ｗ１とは、エゼクタ３３において混合され、所定濃度（約１０重量％）の塩水Ｗ３となる。

所定濃度の塩水Ｗ３は、塩水ラインＬ４４、軟水ラインＬ２１を介して、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配液され、圧力タンク２の内部を下降流で通過する。その過程において、塩水Ｗ３は、イオン交換樹脂床２１１を再生する。使用済みの塩水Ｗ３は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集液され、圧力タンク２の集配液管２３１内を上昇して、流路切換バルブ３１の第４孔３１１４、排水ラインＬ５１、ドレンバルブ３６、排水ラインＬ５２、排水ラインＬ５４を順次流れて系外に排水される。再生工程の進行により、塩水タンク４に貯留された塩水Ｗ３の水位は、徐々に低下する。そして、エアチェックハウジング部１２０の内部において、塩水Ｗ３の水位が塩水バルブ装置４８の吸い込み停止位置ＢＬになると、フロートボール１２６が下降して第１孔部１２９ａを閉じる。そのため、塩水タンク４から塩水ラインＬ４１への塩水Ｗ３の供給が停止する。また、フロートボール１２６が第１孔部１２９ａを閉じることにより、空気の吸引が抑制される。なお、塩水Ｗ３の水位が塩水バルブ装置４８の吸い込み停止位置ＢＬになった状態において、補水ストッパ１２４は、下降したままとなる。そのため、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａも開放されたままとなる。この再生工程は、所定時間実行され、所定量の塩水Ｗ３を供給することにより完了する。

尚、軟水ラインＬ２３を流れる原水Ｗ１は、希釈水ラインＬ３１へ流れる一方、軟水ラインＬ２４へも流れる。そのため、塩水Ｗ３を所定濃度に希釈するのに過剰な原水Ｗ１は、軟水ラインＬ２４から、バイパスバルブ３２の第３流路Ｌ３及び第４流路Ｌ４、軟水ラインＬ２５、軟水導出部５２を順次流れて、軟水Ｗ２の需要箇所へ一時的に供給される。

〔押出工程〕
図１０に示すように、押出工程では、コントロールバルブ３において、流路切換バルブ３１は第２の状態にあり、ブラインバルブ３５及びドレンバルブ３６はいずれも開位置にある。これは、図９に示す再生工程と同じである。但し、塩水タンク４において、フロートボール１２６が第１孔部１２９ａを閉じた状態にあるため、塩水バルブパイプ１１０が負圧となっても、塩水タンク４内の塩水Ｗ３がエアチェックハウジング部１２０の内部及び塩水バルブパイプ１１０を流通することは、防止される。そのため、原水導入部５１から装置１に導入される原水Ｗ１は、原水ラインＬ１１、バイパスバルブ３２の第１流路Ｌ１及び第２流路Ｌ２、原水ラインＬ１２、流路切換バルブ３１の第１孔３１１１及び第２孔３１１２、軟水ラインＬ２３、希釈水ラインＬ３１、ストレーナ３４、希釈水ラインＬ３２、エゼクタ３３、塩水ラインＬ４４、軟水ラインＬ２１を介して、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配水され、圧力タンク２の内部を下降流で通過する。その過程において、原水Ｗ１は、先行して供給された塩水Ｗ３を押し出しながら、引き続き、イオン交換樹脂床２１１を再生する。使用済みの塩水Ｗ３及び原水Ｗ１は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集水され、圧力タンク２の集配液管２３１内を上昇して、流路切換バルブ３１の第４孔３１１４、排水ラインＬ５１、ドレンバルブ３６、排水ラインＬ５２、排水ラインＬ５４を順次流れて系外に排水される。この押出工程は、所定時間実行され、所定量の原水Ｗ１を供給して塩水Ｗ３を押し出すことにより完了する。

尚、軟水ラインＬ２３を流れる原水Ｗ１は、希釈水ラインＬ３１へ流れる一方、軟水ラインＬ２４へも流れる。そのため、塩水Ｗ３を押し出すのに過剰な原水Ｗ１は、軟水ラインＬ２４から、バイパスバルブ３２の第３流路Ｌ３及び第４流路Ｌ４、軟水ラインＬ２５、軟水導出部５２を順次流れて、軟水Ｗ２の需要箇所へ一時的に供給される。

〔リンス工程〕
図１１に示すように、リンス工程では、コントロールバルブ３において、流路切換バルブ３１は第３の状態にあり、ブラインバルブ３５は閉位置にあり、ドレンバルブ３６は開位置にある。そのため、原水導入部５１から装置１に導入される原水Ｗ１は、原水ラインＬ１１、バイパスバルブ３２の第１流路Ｌ１及び第２流路Ｌ２、原水ラインＬ１２、流路切換バルブ３１の第１孔３１１１及び第２孔３１１２を通り、この第２孔３１１２から、一方では、軟水ラインＬ２３、希釈水ラインＬ３１、ストレーナ３４、希釈水ラインＬ３２、エゼクタ３３、塩水ラインＬ４４を通る流れとなり、他方では、流路切換バルブ３１の第３孔３１１３、軟水ラインＬ２２を通る流れとなる。この両方の流れは、軟水ラインＬ２１において合流して１つの流れとなって、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配水され、圧力タンク２の内部を下降流で通過する。その過程において、原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１の内部に残留する塩水Ｗ３を洗い流しながら、イオン交換樹脂床２１１をリンスする。使用済みの原水Ｗ１は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集水され、圧力タンク２の集配液管２３１内を上昇して、流路切換バルブ３１の第４孔３１１４、排水ラインＬ５１、ドレンバルブ３６、排水ラインＬ５２、排水ラインＬ５４を順次流れて系外に排水される。このリンス工程は、所定時間実行され、所定量の原水Ｗ１を供給することにより完了する。

このように、リンス工程では、押出工程の場合に原水Ｗ１が流れる流路切換バルブ３１の第２孔３１１２から軟水ラインＬ２３、希釈水ラインＬ３１、ストレーナ３４、希釈水ラインＬ３２、エゼクタ３３、塩水ラインＬ４４を通る流れとは別に、流路切換バルブ３１の第３孔３１１３、軟水ラインＬ２２を通る流れは、作られる。この両方の流れは、軟水ラインＬ２１において合流して１つの流れとなって、圧力タンク２に供給される。従って、圧力タンク２への単位時間当たりの原水供給量は、押出工程の場合よりも大きくなる。このため、イオン交換樹脂床２１１の内部に残留する塩水Ｗ３は、速やかに洗い流される。

このリンス工程の場合も、軟水ラインＬ２３を流れる原水Ｗ１は、希釈水ラインＬ３１へ流れる一方、軟水ラインＬ２４へも流れる。そのため、過剰な原水Ｗ１は、軟水ラインＬ２４から、バイパスバルブ３２の第３流路Ｌ３及び第４流路Ｌ４、軟水ラインＬ２５、軟水導出部５２を順次流れて、軟水Ｗ２の需要箇所へ一時的に供給される。

〔補水工程〕
図１２に示すように、補水工程では、コントロールバルブ３において、流路切換バルブ３１は第１の状態にあり、ブラインバルブ３５は開位置にあり、ドレンバルブ３６は閉位置にある。そのため、原水導入部５１から装置１に導入される原水Ｗ１は、原水ラインＬ１１、バイパスバルブ３２の第１流路Ｌ１及び第２流路Ｌ２、原水ラインＬ１２、流路切換バルブ３１の第１孔３１１１及び孔３１２４を順次流れて、圧力タンク２の集配液管２３１に供給され、底部スクリーン２４２から配水される。底部スクリーン２４２から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過する。その過程において、原水Ｗ１の硬度成分は、ナトリウムイオン（又は、カリウムイオン）へ置換され、原水Ｗ１は軟水化される。

イオン交換樹脂床２１１を通過した処理水（軟水Ｗ２）は、圧力タンク２の頂部で頂部スクリーン２４１へ集水される。その後、軟水Ｗ２は、軟水ラインＬ２１、塩水ラインＬ４４、エゼクタ３３、塩水ラインＬ４３、ブラインバルブ３５、塩水ラインＬ４２、塩水流量計４４、塩水ラインＬ４１を順次介して、塩水タンク４における塩水吸い込み装置４５の塩水バルブパイプ１１０、及びエアチェックハウジング部１２０の内部に供給される。すると、エアチェックハウジング部１２０の内部において、フロートボール１２６が供給された補給水（軟水Ｗ２）により押し上げられ、第１孔部１２９ａが開放される。これにより、補給水は、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａから塩水タンク４の内部に流れ込み、塩水貯留部４６２に貯留される。このとき、金属ボール１３０は、補給水の流れに乗って通水孔１３２側（図１５の右方向）へ移動し、通水孔１３２の開口に当接して補給水の流量を制限する。これにより、補水の実行中に過大な流量の補給水がエアチェックハウジング部１２０の内部に流入した場合でも、水圧により補水ストッパ１２４が閉弁してしまうことは、防止される。

その後、補給水が塩水貯留部４６２に貯留されるに従い、塩水ウェル４７の内部における塩水Ｗ３の水位は徐々に上昇する。塩水Ｗ３の水位が上昇すると、水位検出用フロート１０１も上昇する。水位検出用フロート１０１は、フロートロッド１０４を介して補水ストッパ１２４と連結されている。そのため、塩水Ｗ３の水位が規定水位ＷＬまで上昇して、水位検出用フロート１０１が最大浮上位置に達すると、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａは、補水ストッパ１２４により閉じられる。これにより、補給水の塩水タンク４への流れ込みは停止する。

この補水工程の間、エゼクタ３３から塩水タンク４に向けて補給水（軟水Ｗ２）が供給されるのと並行して、軟水Ｗ２は、エゼクタ３３から希釈水ラインＬ３２、ストレーナ３４、希釈水ラインＬ３１を順次流れる。軟水Ｗ２はまた、軟水ラインＬ２１から軟水ラインＬ２２、流路切換バルブ３１の第３孔３１１３及び第２孔３１１２、軟水ラインＬ２３も順次流れる。そのため、塩水タンク４に補給するのに過剰な軟水Ｗ２は、軟水ラインＬ２４で合流して、軟水ラインＬ２４、バイパスバルブ３２の第３流路Ｌ３及び第４流路Ｌ４、軟水ラインＬ２５、軟水導出部５２を順次流れて、軟水Ｗ２の需要箇所へ一時的に供給される。

上述した本実施形態の硬水軟化装置１によれば、例えば、以下のような様々な効果が奏される。
本実施形態の硬水軟化装置１は、原水Ｗ１を導入することにより軟水Ｗ２を製造するイオン交換樹脂床２１１が収容される圧力タンク２と、イオン交換樹脂床２１１を再生する塩水Ｗ３が貯留される塩水タンク４と、原水導入部５１及び軟水導出部５２を有する配管部５と、を備え、塩水タンク４には、配管部５に生じる圧力変動に応じて底部付近から塩水Ｗ３を吸い込む塩水吸い込み装置４５が設けられ、塩水タンク４は、塩水吸い込み装置４５の設置される領域の底部４１１１を除いて、塩水吸い込み装置４５による吸い込み停止位置ＢＬまで隆起した底部４１１２を有する。

そのため、塩水タンク４における塩水吸い込み装置４５の吸い込み停止位置ＢＬよりも下方に存在するデッドスペースを最小限まで小さくすることができる。従って、再生に使用されない塩の無駄な消費を抑制することができて、再生用の塩を有効利用することができる。また、デッドスペースに滞留する塩水量が減少するため、装置１の運転重量を軽量化することができる。

また、塩水タンク４は、塩を収容可能な塩収容部４６１、及び塩収容部４６１に収容された塩と外部から導入される補給水とから生成される塩水Ｗ３を貯留可能な塩水貯留部４６２を有し、塩水吸い込み装置４５は、塩水タンク４の内部に配置され、塩水貯留部４６２に収容された塩Ｓが載置される塩水プレート４６と、外部からの補給水の流れ及び外部への塩水Ｗ３の流れを制御すると共に、塩水タンク４内の水位が予め設定された規定水位ＷＬに達した場合に補給水の流れを遮断する機能を有する塩水バルブ装置４８と、塩水タンク４の内部に設置され、塩水バルブ装置４８が収容される塩水ウェル４７と、を備える。そのため、塩水プレート４６上に載置される塩Ｓと、外部から導入される補給水とから生成される塩水Ｗ３を塩水貯留部４６２に貯留することができる。塩水バルブ装置４８の働きにより、塩水貯留部４６２に貯留された塩水Ｗ３を、塩水Ｗ３の水位が塩水バルブ装置４８の吸い込み停止位置ＢＬになるまで、圧力タンク２へ供給してイオン交換樹脂床２１１の再生に使用することができる。また、塩水バルブ装置４８の働きにより、塩水タンク４内の水位が規定水位ＷＬに達するまで、補給水を外部から塩水タンク４内へ導入することができる。

また、本実施形態の硬水軟化装置１は、塩水タンク４を支持する基部６１、をさらに備え、基部６１は、塩水タンク４を差し込む塩水タンク用差込部６１２を有し、塩水タンク用差込部６１２は、塩水タンク用差込部６１２に差し込まれる部分の塩水タンク４の形状の少なくとも一部に対応する形状を有し、塩水タンク４は、塩水タンク用差込部６１２に差し込まれることによって、基部６１上に位置決めされて支持される。そのため、塩水タンク４の底部４１１が平坦ではないにも拘わらず、製造工場や据付現場で装置１を組み立てる際に、塩水タンク用差込部６１２に塩水タンク４を差し込むことによって、塩水タンク４を装置１の基部６１に安定して保持することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

１ 硬水軟化装置（イオン交換装置）
２ 圧力タンク
４ 塩水タンク（再生液タンク）
４１１ 底部
４１１１ 最底部
４１１２ 隆起底部
４５ 塩水吸い込み装置（再生液吸い込み装置）
４６ 塩水プレート（再生液プレート）
４６１ 塩収容部（原料収容部）
４６２ 塩水貯留部（再生液貯留部）
４７ 塩水ウェル（再生液ウェル）
４８ 塩水バルブ装置（再生液バルブ装置）
５ 配管部
５１ 原水導入部
５２ 軟水導出部（処理水導出部）
６１ 基部
６１２ 塩水タンク用差込部（再生液タンク用差込部）

Claims (3)

1. 原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、
   前記イオン交換樹脂床を再生する再生液が貯留される再生液タンクと、
   原水導入部及び処理水導出部を有する配管部と、を備え、
   前記再生液タンクには、前記配管部に生じる圧力変動に応じて底部付近から再生液を吸い込む再生液吸い込み装置が設けられ、
   前記再生液タンクは、前記再生液吸い込み装置の設置される領域の底部を除いて、前記再生液吸い込み装置による吸い込み停止位置まで隆起した底部を有する、イオン交換装置。
2. 前記再生液タンクは、再生液の原料を収容可能な原料収容部、及び当該原料収容部に収容された原料と外部から導入される補給水とから生成される再生液を貯留可能な再生液貯留部を有し、
   前記再生液吸い込み装置は、
   前記再生液タンクの内部に配置され、前記原料収容部に収容された原料が載置される再生液プレートと、
   外部からの補給水の流れ及び外部への再生液の流れを制御すると共に、前記再生液タンク内の水位が予め設定された規定水位に達した場合に補給水の流れを遮断する機能を有する再生液バルブ装置と、
   前記再生液タンクの内部に設置され、前記再生液バルブ装置が収容される再生液ウェルと、を備える、請求項１に記載のイオン交換装置。
3. 前記再生液タンクを支持する基部、をさらに備え、
   前記基部は、前記再生液タンクを差し込む再生液タンク用差込部を有し、
   前記再生液タンク用差込部は、当該再生液タンク用差込部に差し込まれる部分の前記再生液タンクの形状の少なくとも一部に対応する形状を有し、
   前記再生液タンクは、前記再生液タンク用差込部に差し込まれることによって、前記基部上に位置決めされて支持される、請求項１に記載のイオン交換装置。

Images