JPH01317588A - 家庭用軟水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は上水処理装置に係り、特に上水の残留塩素の除
去、軟水化、或はミネラル成分の添加等を行う家庭用上
水処理器に関するものである。

（従来技術） 最近、活性炭等の濾過剤を利用して残留塩素を除去しお
いしい水をつくる浄水器、イオン交換樹脂を利用してカ
ルシウム、マグネシウム等の重金属イオンを除去し軟水
化し、コーヒー、紅茶等に適すると共に洗顔、洗虐等に
も適した水をつくる軟水器、或は浄水鼎の濾過剤に炭酸
カルシウム等を加え、浄水と同時にミネラル成分を添加
し、おいしいアルカリ性のミネラル成ウォータを得る活
水器等の様々な家庭用水処理器が開発されている。

前記した如き水処理器に於て利用される、活性炭等の濾
過剤やイオン交換樹脂等の水処理剤は、水処理を続けて
行くと徐々に処理能力が低下して行くので、所定量の水
処理を行った後に濾過剤を交換したり、或はイオン交換
樹脂を再生したりすることが必要である。

第７図に水処理剤としてカチオン型のイオン交換樹脂を
利用し、上水に含まれる硬水成分であるカルシウム、マ
グネシウム等の重金属イオンを除去し軟水を得る軟水器
を示す。

軟水器は、イオン交換樹脂を充填した水処理用カラム１
に原水供給管２、コック４を有する軟水流出管３、再生
溶液タンク５に接続した再生溶液供給管６、再生廃液排
出管８等が切換弁７を介して接続されて構成されている
。

該軟水器に於て軟水採水時の状態は第８図（ａ）に示す
如くであり、手動操作により切換弁７を軟水状態に切り
換えると、原水供給管２より供給される原水は、矢印に
示す如く水処理用カラム１内をイオン交換樹脂９にて軟
水化処理されつつ流れ、軟水供給管３より軟水となって
流出する。、前記した軟水化処理を所定の水量行うと、
イオン交換樹脂が飽和に達しイオン交換能力が低下する
ので、利用者は使用説明書に記された処理量に達した時
点で再生処理を行うことが必要である。

この再生処理の状態は第８図（ｂ）に示す如くであり、
切換弁７を手動操作にて再生状部に切り換えた後、再生
溶液タンク５に貯蔵された食塩水を再生溶液供給管６を
通じて水処理用カラム１に供給する。食塩水は矢印に示
す如く流れ、イオン交換樹脂９の再生処理を行い廃液が
排出管８より排出され、所定量の食塩水でイオン交換樹
脂９を処理した後切換弁７を再び軟水状態に戻して再生
処理を終了する。

（発明が解決しようとする課題） 前記した如く水処理剤の交換或は再生は、利用者か所定
の水量を処理したと判断した時点で交換或は再生を行っ
ているが、日常生活に多忙な利用台がこの時期を適確に
判断することは困難である。

したがって、交換或は再生の時期を早め′に判断すれば
不経済であり、一方遅めに判断すればせっかく処理を行
いながら処理効果の無い水を利用している結果となる。

本発明は前記した如き現状に鑑み、水処理剤の交換或は
再生を適確な時期に行い、絶えず処理効果の高い水を採
水し得る家庭用水処理器を開発するため鋭意検討を重ね
た結果創案されたものである。

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は残留塩素の除去、軟水化、或はミネラ
ル成分の添加等の上水に対する処理を行うための処理剤
が密閉容器に充填された水処理手段と、該水処理手段に
対し原水及び処理水を流入出する通水手段と、前記前処
理剤の処理能力が低下し交換或は再生時期が到来したこ
とを知らせろ処理剤交換或は再生時期到来信号発生手段
とより成ることを特徴とし、更に上水の軟水化を行うた
めのイオン交換樹脂をカラムに充填した水処理手段と、
イオン交換樹脂に対する再生溶液を常時貯蔵する樹脂再
生液貯蔵手段と、前記水処理手段に対する原水及び再生
溶液の流入と軟水及び再生排水の流出を行う切換弁機構
を介しての通水手段と、イオン交換樹脂の再生時期の到
来を知らせるイオン交換樹脂再生時期到来信号発生手段
と、該イオン交換樹脂再生時期到来信号発生手段より発
せられた信号の記憶手段と、該記憶手段に記憶された信
号と軟水の非採水時を示す信号とを基にしたタイミング
手段と、該タイミング手段より発Ｕられた信号を基に自
動的に切換弁の切換を行って所定時間、前記再生溶液貯
蔵手段に貯蔵された再生溶液を前記水処理手段に供給し
イオン交換樹脂の再生処理を行う再生自動制御手段とよ
り成ることを特徴とする家庭用上水処理器である。

（作用） 本発明の上水処理器は前記した如く構成され、その作用
は、処理剤の処理能力が低下した時点での交換或は再生
時期到来信号の発生により適確な時期に処理剤の交換或
は再生を行うことが可能となり、更に処理剤としてイオ
ン交換樹脂を利用した場合に、イオン交換樹脂再生時期
到来信号の発生により再生時期が適確に判断され同時に
軟水を採水していない適当なタイミングで自動的にイオ
ン交換樹脂の再生が行われ、常時処理剤で効果的に処理
された上水を利用することが可能となることである。

（実施例） 本発明の実施例として水処理剤とてイオン交換樹脂を利
用した軟水器に於ける発明の構成を示す基本ブロック図
を第１図に示す。

１は、イオン交換樹脂の再生時期が到来したことを示す
再生時期到来信号発生手段、■は、処理剤の処理限界を
示す軟水の積算採水量、積算採水時間、電気抵抗値、Ｃ
ａイオン濃度等を原水の水質に合わせて任意に設定する
規定計測値設定手段、■は、前記規定計測値設定手段Ｈ
に設定された計測値の計測手段、■は、再生時期到来信
号発生手段ｌから発した信号を記憶する手段、■は、再
生時期が到来していることを示す表示手段、■は、信号
記憶手段■からの再生時期到来信号と軟水の採水管路に
設けたコック閉状態検出器Ｃからのコックが閉じられ非
採水状態を示す信号とでタイミングをとるタイミング手
段、■はタイミング手段■からの信号を基にイオン交換
樹脂の再生を自動的に行う再生自動制御手段である。

前記した如く構成される軟水器に於ては、利用者は先ず
軟水の積算採水量等の処理剤の処理能力の限界を示す計
測値の値を、規定計測値設定手段Ｈにて利用している原
水の水質に合わせて任きに設定する。

すなわら設定する規定計測値の値は、原水が硬水成分が
多い場合には例えば積算採水…を小さな値として早めに
再生処理を行う如く設定し、逆に原水の硬水成分が少い
場合には積算採水量を大きな値とし、遅い時期に再生処
理を行う如く設定する。

この状態で軟水の採水を続けて行くと計１１１１１手段
■にて積算採水ｍの如き計測値が計測されて行き、この
計測値が規定計測値設定手段■に設定した値と一致した
時点で処理剤の再生時期が到来したことを示す信号が再
生時期到来信号発生手段１より発せられる。

再生時期到来信号は表示手段■に再生時期が到来したこ
とを表示すると共に、信号記憶手段■に記憶され、タイ
ミング手段■により軟水の採水管路に設けたコック閉状
態検出器Ｃからのコックが閉じられて非採水状態となっ
たことを示す信号とのタイミングを一致させて、再生自
動制御手段■によりイオン交換樹脂の自動再生を行うの
である。

前記した如きタイミング手段■の配設により、軟水の採
水時に再生時期が到来してらイオン交換樹脂の自動再生
状態に切り換わることはなく、軟水の採水の終了を待っ
てイオン交換樹脂の自動再生状態に切り換わることとな
る。

以上はイオン交換樹脂の自動再生迄を行う実施例の説明
であるが、処理剤が活性炭等の濾過剤の場合は再生時期
到来信号発生手段Ｉ、規定計測値設定手段Ｉ、計測手段
■、表示手段Ｖの構成により濾過剤の交換時期を利用者
に知らせろことが可能となる。

前記した如く構成される実施例の通水路は第２図に示す
如く構成されている。

１４は３ポジシヨン・１ボートの電磁弁で、５ＯＬｌ、
５ＱＬ２はソレノイド、ＳＰＩ、ＳＦ３はバネを表す。

いずれのソレノイドら励磁されていない場合は２つのバ
ネＳＰＩ、ＳＰ２の力により中立位置にある。第２図に
於ては中■位置にあることを示している。

１５は２ボツジヨン２ボートの電磁弁で、５ＯＬ３はソ
レノイド、ＳＦ３はバネであり、第２図に於ては５ＯＬ
３が励磁中の位置で通水路断の状態を示している。

電磁弁Ｉ５の励磁を切るとバネＳＰ３の力でボートＰＩ
からＰ２への矢印方向の通水路が形成される。

１６は２ボノンヨン２ボートの電磁弁で、ＳＯＬ４はソ
レノイド、Ｓ【）４はバネで、第２図に於ては５ＯＬ４
が励磁中で通水路が矢印の如く形成されていることを示
し、この励磁を切るとバネＳＰ４の力でこの通水路は遮
断される。

１７は積算流量計測用水車で、Ｓはその回転を検出する
センサである。ＣＮ　ＴはセンサＳからのパルスをカウ
ントするカウンターで、ＳＥＴは規定流ｒ１としてのカ
ウント値をセットする設定手段、ＤＩＳＰは表示装置で
ある。

次にこの第２図の通水経路に付いて説明する。

第２図はイオン交換樹脂の再生をしているときの状態を
示している。

すなわち、元栓１０からの原水は、電磁弁１４のボート
ＰＩからＰ２を経由してパイプ１８及びＩ９を通り、絞
り弁２０の配設されたパイプ３４を経由して食塩水貯蔵
タンク１３に流入４−る。

食塩水貯蔵タンク１３内の水が所定ｍに達すると、フロ
ート弁２１の働きで食塩水貯蔵タンク１３への給水はス
トップするが、パイプ１９からの水はそのままパイプ２
２を通り水処理カラムＩＩ。

パイプ２３、電磁弁１６を経由して排水口２４に通水す
る。

前記した如く原水か通水している時には、パイプ３４に
絞り弁２０が設けられているために水流の影響を受けて
食塩水貯蔵タンク１３内の食塩水がパイプ３４を介して
吸い上げられ、原水と共にパイプ２２を介して水処理カ
ラムＩｌ内に流入しイオン交換樹脂の間を通過しイオン
交換樹脂を再生する働きをする。

タイマーで設定された所定の再生時間が経過ずろと電磁
弁１６が閉じるので、原水が再び食塩水貯蔵タンク１３
内に流入し、所定量流入するとフロート弁２１の作用で
流入が止まる。

かくして食塩水貯蔵タンク１３内には流入した原水によ
って貯蔵された食塩が溶解され常時飽和食塩水が貯蔵さ
れることとなる。

次に電磁弁を操作し原水をそのまま流出口コック１２に
至る原水経路に付いて説明する。

この場合電磁弁Ｉ４のソレノイドＳＱＬ　１を励磁し、
ボートＰ１からＰ３への経路を形成すると」（にボート
Ｐ１とＰ２の間を遮断する。すると原水はパイプ２５か
ら２６を通り流出口コック１２に至る。

この原水経路の時はソレノイド５ＯＬ２．Ｓ。

Ｌ３、Ｓ　ＯＬ　４は励磁されていない。

次に軟水採水用に電磁弁を操作したときについて説明す
る。

電磁弁１４はソレノイド５ＯＬＩを無励磁にし、ソレノ
イド５ＯＬ２を励磁する。

４”ると電融弁はボートＰＩからＰ４への経路のみが形
成され、パイプ２７を通り、積算流量計１７を経由して
水処理カラム１１内に入り、イオン交換樹脂の間を流れ
てパイプ２２に至り無励磁状態に制御されている電磁ソ
レノイド１５のボートＰ１からＰ２への経路を通って流
出口コック１２に至り、コック１２を開くと出口から軟
水が出る。

このとき電磁弁１６も無励磁であり、ボートＰＩと２２
の間は遮断されている。

次に上記した各流水の制御を行うための電気制御回路図
を示した第３図に付いて説明する。

Ｓｌは原水経路選択用スイッチ、Ｓ２は軟水化経路選択
用スイッチ、Ｓ３は再生経路選択用スイッチで、Ｔは再
生動作時間タイマー、Ｍは上記タイマーの動作終了直後
に起動するワンショットマルチで、ＣＮＴは流量センサ
Ｓからのパルスをカウントするためのカウンタ、Ｃは流
出口コック１２のコック閉状態検出器、Ｓｏ、Ｌ　ｌ、
５ＱＬ２．Ｓ。

Ｌ３．５ＯＬ４は第２図で説明した各電磁弁のソレノイ
ドである。

５ＥＴＩ、５ＥＴ２はそれぞれ流量カウンタＣＮＴ及び
再生タイマーＴの鉋の設定手段である。

先ずＳｌが閉じられ原水の通水か選択されたときには、
負論理表記で表した論理回路図のＡＮＤｌがアクティブ
になり、インバータＩＮ８を介してトランジスタＴＲＩ
をＯＮＥし５ＯＬＩを励磁する。

このときＡＮＤ２．ＡＮＤ３はそれぞれＩＮ４、ＩＮ６
からの正出力により禁止され、ノンアクティブであるた
めＴｒ１２．Ｔｒｔ３．ＴＲ４はＯＦＦで５ＯＬ２．５
ＯＬ３，５ＯＬ４は無励磁状態である。

次に８２が閉じられ軟水の採水が選択されたときは、Ａ
ＮＤ２のみがアクティブとなり、５ＱＬ２のみが励磁さ
れ前記した軟水の採水経路が形成されるとともに、カウ
ンタＣＮＴのＡ端子（イネーブル端子）がアクティブと
なる。

そして前記した第２図の軟水の採水経路２７内に設けら
れた積算流量検出センサＳからの流量パルスが第３図の
カウンタＣＮＴに与えられカウントが開始される。

（−４日か軟水を使用していると、５ＥＴＩで設定され
たカウント値に達し出力端子ＯＵＴがアクティブ【ｌつ
になる。するとＲｓラッチのセット端子がアクティブと
なり、その出力Ｑはアクティブハイにラッチ（記憶）さ
れると共に、そのラッチの内容はトランジスタＴＲ５を
介してＬＥＤを点灯させる。

軟水の採水が終了すると流出口のコック１２を締めるが
、そのコック１２が締められたことを示す信号Ｃが毎回
ＮＡＮＤの人力の一方に入力される。

そして前記ＲＳラッヂの出力Ｑがアクティブのときは、
前記信号Ｃとのアンドにより、ＮＡＮＤ出力がアクティ
ブとなり、その結果タイマーＴの入力端子がアクティブ
となり、５ＥＴ２で設定された時間分タイマーＴはアク
ティブとなり、ＴＲ３、ＴＲ４をＯＮにし５ＱＬ３．９
ＯＬ４を励磁し、電磁弁１６は開、電磁弁！５は閉して
一定時間イオン交換樹脂再生のための通水管が自動的に
形成されろ。

すなわち、軟水を採水している時にいきなり再生動作に
なることを防ぐために記憶機能をもたせて非採水時のタ
イミングをはかって再生動作に切り換わる。

タイマー′ｒで設定された時間が終了するとタイマー′
ｒはノンアクティブとなりＴ　Ｉｔ　３　、　Ｔ　ｒｔ
　４はＯＦＦとなり５ＯＬ３．Ｓｏｌ、４は無励磁とな
り、電磁弁１６は閉、電磁弁１５は開となって再生動作
は自動的に終了する。

そして該タイマー時間終了と同時に瞬間ワンシロットマ
ルチＭがパルスを発しこのパルスによりＣＮＴおよびＲ
Ｓラッチをリセットする。

次に５３が閉じられた再生の通水管にすると、Ａ　Ｎ　
＋）　３がアクティブとなりワイヤードＯＲになってい
るタイマーＴの人力がアクティブとなるため、前記した
軟水の採水の通水化経路の時に規定流量後、自動的に再
生経路が形成されたものと同じ再生経路が強制的に形成
できる。

なお、上記実施例においては再生時期の到来を認識する
手段として軟水の採水経路中に積算流ｍ検出手段を設け
たが、軟水の流量がほぼ一定である場合これを軟水を採
水する経路の作動時間を計測する計時カウンターに置き
換えてもよい。

又、別の方式として硬水と軟水との電気抵抗差を利用し
てしよい。すなわち、軟水よりも硬水の方が電気抵抗値
が低いので、この電気抵抗値がある一定地値以下になっ
たら再生時期到来であることを示す信号を発生するよう
にする。

この場合、センサは第２図中で軟水が通るパイプ２８の
経路の所に設ける必要がある。

そして、流量計測の場合と同様に使用地域によろ水質差
を加味して検出規定電気抵抗の設定を可変出来るように
し、該規定電気抵抗値と軟水の電気抵抗値を比較する比
較器を設は両抵抗値が一致または軟水の電気抵抗値の方
が低くなったら再生時期到来であることを示す信号を発
生させる。

前記第２図及び第３図に示した実施例は通水路の切換に
電磁弁を利用したが、１！磁弁に代えて回転式の通水路
切換弁をステッピングモータにて駆動する実施例を第４
図及び第５図に示す。

第４図は第２図に於ける通水用パイプ２５中に設けた電
磁弁Ｉ４に代えて回転式の３方向の通水路切換弁３５を
設けた実施例が示されており、第２図に於ける電磁弁１
５及び１６は回転式の２方向の通水路切換弁に各々代え
ることとなる。

第４図は軟水の採水状態を示すもので、軟水側の通水路
であるパイプ２７側に弁が開かれているが、この状態か
ら通水路切換弁３５を約４５″反時計方向に回転させる
と原水側のパイプ２６側に逆に約４５°時計方向に回転
させろと再生側のパイプ２６側に弁が開かれる。

第５図は０９記した回転式の通水路切換弁を回転軸をス
テプピングモータを用いて駆動する通水路の制御装置を
示すブロック図であり、全体的制御を行うためのマイク
ロコンピュータ回路３６、ステッピングモータＳＰを駆
動するためのドライバー３７、回転式の通水路切換弁３
８、規定計測値や再生時間の設定を行ったり、原水、軟
水、再生等の切換を行ったりするキーボード３９、規定
計測値や再生時間の設定に際しての設定値を表示したり
Ｉ４生時期の到来を表示したりする表示器４０等より構
成され、Ｓ及びＣは第２図に於けると同様の積算流Ｍ計
用センサ及び軟水の出口のコック１２が閉じ非採水状態
となったことを示す信号を発ずろコック閉状態検出器で
ある。

第１０図は前記した如く構成される軟水器の外観を示す
図であり、２９が軟水、再生、原水の切換スイッチ、３
０は規定流量等の規定計測値及び再生時間を定めるタイ
マーの設定を行うための設定キー、３１は前記設定キー
３０で設定された値を表示する設定表示器、３２は設定
及び表示が規定計測値の場合とタイマーの場合とで切り
換える設定切換キー、３３は再生時期の到来を知らせる
再生時期到来表示器である。

したがってこの軟水器の利用に当っては、利用者は先ず
設定切換キー３２を規定計測値に切り換えて設定キー３
０によりアップダウンさせつつ設定表示５３１の表示を
見ながら規定計測値の設定を行い、続いて設定切換キー
３２をタイマーに切り換えて同様にしてイオン交換樹脂
の再生時間の設定を行う。

次いて切換スイッチ２９の操作により再生状態とすると
、パイプ２５から供給される原水はパイプ３４を経て食
塩の貯蔵された食塩水貯蔵タンク１３に入り、所定量の
原水が供給されるとフロート弁の作用で原水の供給は止
まり原水は水処理カラムＩＩに入る。

この際食塩水貯蔵タンク１３に原水が供給され貯蔵され
た食塩が溶解して形成された食塩水が原水の水流の勢い
によって吸い上げられて原水と共に水処理カラム２内に
流入するので該水処理カラムＩＩ内のイオン交換樹脂は
再生され、再生排水はバイブ２４より排出される。

食塩水の再生は前記した如き設定手段により設定された
時間行われて終了するが、この再生の終了と同時にバイ
ブ２４への再生排水の排出する経路が閉じられるので原
水は再生のために空となって食塩水貯蔵タンク１３内に
フロート弁が閉じられる迄の所定量流入す゛る。

かくして食塩水貯蔵タンク１３内には貯蔵された食塩が
溶解し飽和食塩水が絶えず貯蔵されることとなる。

ｎ：ｉ記した如くして再生が終了した後は切換スイッチ
２９の操作により軟水状態に切り換えろとコック１２の
開閉により軟水の採水が可能となる。

軟水の再水を続は最初に設定した規定計測値に処理虫が
達すると再生時期到来信号が発せられ表示器３３により
表示されるが、採水中である場合には採水を終了しコッ
ク１２が閉じられた後で自動的に再生が行われ軟水を採
水し得る状態に戻り、勿論この際も前記した如く食塩水
貯蔵タンク１３には原水が所定量供給され飽和食塩水が
用意され、次の再生に備えられた状態となる。

したがって利用者は食塩水貯蔵タンク！３への食塩の供
給を怠らなければ絶えず飽和食塩水かつ食塩水貯蔵タン
ク１３中に準備されていることとなる。

（効果） 本発明は前記した如き構成及び作用を有するもので、そ
の効果は水処理用の処理剤の処理効果が低下した時期に
そのことがｆｌｌ用者に知らされるので処理剤の交換或
は再生の時期を適確につかむことが出来、更にイオン交
換樹脂を処理剤として利用した軟水器の場合には再生時
期の到来と共に自動的に再生処理が行われるので、絶え
ず処理効果の高い上水が利用出来る上水処理器が提供さ
れることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す基本ブロック図、第２図は
実施例の通水路を示す図、第３図は制御回路を示す図、
第４図及び第５図は別の実施例を示す図、第６図は実施
例の軟水器を示す図、第７図及び第８図は従来の軟水器
を示す図である。 ■・・・再生時期到来信号発生手段、■・・・信号記憶
手段、■・・・タイミング手段、■・・・再生自動制御
手段。 特許出願人　蛇の目ミシン工業株式会社第６図 第７図 第　８　図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）軟水採水時　
　　　　　　　　再生時 υト水

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 I 、残留塩素の除去、軟水化、或はミネラル成分の添
   加等の上水に対する処理を行うための処理剤が密閉容器
   に充填された水処理手段と、該水処理手段に対し原水及
   び処理水を流入出する通水手段と、前記処理剤の処理能
   力が低下し交換或は再生の時期が到来したことを知らせ
   る処理剤交換或は再生時期到来信号発生手段とより成る
   ことを特徴とする家庭用上水処理器。 II、上水の軟水化を行うためのイオン交換樹脂をカラム
   に充填した水処理手段と、イオン交換樹脂に対する再生
   溶液を常時貯蔵するイオン交換樹脂再生溶液貯蔵手段と
   、前記水処理手段に対する原水及び再生溶液の流入と軟
   水及び再生排水の流出を行う切換弁機構を介しての通水
   手段と、イオン交換樹脂の再生時期の到来を知らせるイ
   オン交換樹脂再生時期到来信号発生手段と、該イオン交
   換樹脂再生時期到来信号発生手段より発せられた信号の
   記憶手段と、該記憶手段に記憶された信号と軟水の非採
   水時を示す信号とを基にしたタイミング手段と、該タイ
   ミング手段より発せられた信号を基に自動的に切換弁の
   切換を行って所定時間前記再生溶液貯蔵手段に貯蔵され
   た再生溶液を前記水処理手段に供給しイオン交換樹脂の
   再生処理を行う再生自動制御手段とより成ることを特徴
   とする家庭用上水処理器。