JPH0137748Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本考案は、各種検査機関、研究所、病院等で比
較的少量の純水を使用する場合、あるいは中和設
備がないためイオン交換樹脂の再生時に排出され
る酸性およびアルカリ性の再生廃液を放流できな
いような場所で使用されるカートリツジ式純水製
造装置に関するものである。 ＜従来の技術＞ カートリツジ式純水製造装置には種々のものが
あり、その一種に以下のような強酸性陽イオン交
換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂を混合するこ
となく用いる２床型のカートリツジ式純水製造装
置がある。すなわち再生済のＨ形の強酸性陽イオ
ン交換樹脂（以下陽イオン交換樹脂という）を充
填した陽イオン交換カートリツジをハウジング内
に装着するとともに、再生済のOH形の強塩基性
陰イオン交換樹脂（以下陰イオン交換樹脂とい
う）を充填した陰イオン交換カートリツジをハウ
ジング内に装着し、原水を陽イオン交換カートリ
ツジから陰イオン交換カートリツジに通水して純
水を得、また各カートリツジ内のイオン交換樹脂
がイオンで飽和された場合、各カートリツジと共
にこれを外部に取り出し、再生済のイオン交換樹
脂が充填されているカートリツジと交替して用い
るもの、あるいはアクリル製等の樹脂筒からなる
各カートリツジに再生済のＨ形の陽イオン交換樹
脂とOH形の陰イオン交換樹脂をそれぞれ充填
し、ハウジングを用いることなくカートリツジに
直後、原水を流入して純水を得、また当該カート
リツジ内のイオン交換樹脂がイオンで飽和された
場合、カートリツジ内の使用済樹脂を外部に取り
出し、再生済樹脂を再充填して用いるものなどが
あり、イオン交換樹脂の再生設備を有しないもの
であり、さらに原水供給端に原水配管を接続する
とともに陽イオン交換カートリツジと陰イオン交
換カートリツジを連通して原水を通じるだけで簡
単に純水が得られるような構造となつている。ま
た通水を中断した際に各イオン交換樹脂層に空気
が入らないようにするため、カートリツジの下方
部から被処理水を上昇流で流入し、処理水をカー
トリツジの上方部から取り出すような構造となつ
ており、さらに当該上昇流によつてイオン交換樹
脂が流動しないように、カートリツジの上部支持
板および下部支持板との間にあらかじめイオン交
換樹脂を隙間なく密に充填して用いている。 第３図は前述したカートリツジと共に使用済樹
脂を交替するタイプの２床型のカートリツジ式純
水製造装置のフローを示す説明図であり、Ｈ形の
陽イオン交換樹脂１３を隙間なく密に充填した陽
イオン交換カートリツジ７をハウジング５内に装
着するとともに、OH形の陰イオン交換樹脂１８
を隙間なく密に充填した陰イオン交換カートリツ
ジ１９をハウジング２０内に装着し、原水をハウ
ジング５から流入して陽イオン交換カートリツジ
７に上昇流で通過させた後、当該酸性軟水をハウ
ジング２０に流入して陰イオン交換カートリツジ
１９に上昇流で通過させて、純水を得るものであ
る。 第４図は陽イオン交換カートリツジ７の上部に
陰イオン交換カートリツジ１９を直結した複合カ
ートリツジ２１をハウジング２２内に装着したも
ので、複合カートリツジ２１内に中間支持板２３
を横設し、当該中間支持板２３の下方にＨ形の陽
イオン交換樹脂１３を隙間なく密に充填し、また
当該中間支持板２３の上方にOH形の陰イオン交
換樹脂１８を隙間なく密に充填したものであり、
原水を複合カートリツジ２１の下方部から上昇流
で流入し、両イオン交換樹脂１３および１８の充
填層に一貫して通過させて純水を得るものであ
る。 第５図は従来のカートリツジと共に使用済樹脂
を交替するタイプの陽イオン交換カートリツジ７
の構造を示す縦断面図であり、原水流入口１と処
理水流出口２を有するヘツド３の外周部４にハウ
ジング５を嵌合し、またヘツド３の処理水流出口
２に連通する内周部６に当該カートリツジ７を嵌
挿したものである。 当該カートリツジ７は集水用の上部キヤツプ８
と胴部９と配水用の下部キヤツプ１０とで容器を
形成すると共に、イオン交換樹脂は通過させず、
水は通過させる上部支持板１１および下部支持板
１２を当該カートリツジ７内の上下端に配置し、
上部支持板１１および下部支持板１２の間にＨ形
の陽イオン交換樹脂１３を隙間なく密に充填した
ものである。なお１４はシール用のＯリングであ
り、１５は陽イオン交換カートリツジ７を固定す
るためのボスである。なお陰イオン交換カートリ
ツジ１９もその構造は陽イオン交換カートリツジ
７と全く同様なので説明を省略する。 当該カートリツジ式純水製造装置で純水を得る
場合は、原水流入口１に原水配管（図示せず）を
連通すると共に、第３図に示したごとく処理水流
出口２に配管により陰イオン交換カートリツジ１
９を装着したハウジング２０の流入口を連通し、
原水流入口１から原水を流入するもので、このよ
うにすると原水はハウジング５と当該カートリツ
ジ７の隙間を通つて、当該カートリツジ７の下端
に達し、下部キヤツプ１０の開口部１６から当該
カートリツジ７内に上昇流で流入し、原水がＨ形
の陽イオン交換樹脂１３の層を通過することによ
り酸性軟水となり、当該酸性軟水が同じように後
段のOH形の陰イオン交換樹脂１８の層を通過し
て純水が得られるものである。 このように両カートリツジ７，１９に被処理水
を上昇流で通水することにより、両カートリツジ
７，１９内のイオン交換樹脂層に空気が混入して
いても、これを通水中に押し出すことができ、さ
らに通水を中断しても両カートリツジ７，１９内
に空気が混入することもない。 なおたとえば陽イオン交換カートリツジ７を交
替する場合は、ヘツド３からハウジング５を外
し、さらにヘツド３の内周部６から陽イオン交換
カートリツジ７を抜き去り、新たな陽イオン交換
カートリツジ７を嵌挿し、再びハウジング５を嵌
合するものであり、陰イオン交換カートリツジ１
９の交替も同じようにして行う。 ＜考案が解決しようとする問題点＞ ところが従来のカートリツジ式純水製造装置に
は以下のように欠点がある。 すなわちＨ形の陽イオン交換樹脂１３は通水の
過程でNa形、Ca形、Mg形などの塩形となるが、
Ｈ形からこのような塩形となるとその体積が３〜
５％収縮する性質を有しており、一方OH形の陰
イオン交換交換樹脂１８も通水の過程でCl形、
SO₄形、HCO₃形、シリカ形などの塩形となるが、
OH形からこのような塩形となると、その体積が
10〜15％収縮する性質を有している。従つて再生
済のＨ形の陽イオン交換樹脂１３をカートリツジ
７内に可及的密に充填したとしても、通水過程中
にカートリツジ７の下方部の陽イオン交換樹脂１
３から収縮が進行し、ついにはカートリツジ７内
部に空間層が生じ、また原水の通水速度は、陽イ
オン交換樹脂１３を上部支持板１１に保持して下
向きの樹脂層を形成させる程の高流速ではないの
で陽イオン交換樹脂１３層がルーズになり、そし
て当該樹脂１３層が上昇流の原水によつて流動化
しはじめることとなる。このような状態となる
と、原水が陽イオン交換樹脂１３層をシヨートパ
スすることとなり、充填した陽イオン交換樹脂１
３が本来有している性能を発揮し得ず、処理水の
電気伝導率が増大すると共に、採水量が減少す
る。 また陰イオン交換カートリツジ１９においても
同じような現象が生じ、陰イオン交換樹脂１８が
流動化することにより、たとえばシリカのリーク
量が増大し、かつ採水量も低下する。 本考案の目的は従来のカートリツジ式純水製造
装置における前述したようなイオン交換樹脂の体
積収縮に起因する処理水電気伝導率あるいはシリ
カリークの増大や採水量の低下を、簡単な構造で
しかも低コスト解決するところにある。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本考案は各カートリツジの上部支持板および下
部支持板との間に隙間なく密に充填された陽イオ
ン交換樹脂および陰イオン交換樹脂層内に１枚な
いし複数枚の透水性支持板を横設することによ
り、各カートリツジ内の樹脂層を当該透水性支持
板によつて複数に分割したものであり、このよう
な構造とすることにより、本考案の目的を達する
ことができる。 以下に本考案を実施態様の図面を参照して詳細
に説明する。 第１図は本考案の実施態様の一例を示すもの
で、本考案の純水製造装置のカートリツジのう
ち、陽イオン交換カートリツジ７の縦断面図であ
り、陽イオン交換カートリツジ７内の陽イオン交
換樹脂１３内に、イオン交換樹脂は通過させず水
は通過させる２枚の透水性支持板１７Ａおよび１
７Ｂを横設したものである。 このような陽イオン交換カートリツジ７を形成
するには、たとえば胴部９と下部キヤツプ１０か
らなる容器の上部からまず下部支持板１２を挿入
し、当該支持板１２を下部キヤツプ１０の直上に
固定し、次いで全容量の1/3の陽イオン交換樹脂
１３Ａを上部から充填し、次いで透水性支持板１
７Ａを上部から挿入して当該陽イオン交換樹脂１
３Ａの上部に接触させて固定し、次いで全容量の
１／３の陽イオン交換樹脂１３Ｂを上部から充填し、
同じように透水性支持板１７Ｂを上部から挿入し
て当該陽イオン交換樹脂１３Ｂの上部に接触させ
て固定し、次いで全容量の1/3の陽イオン交換樹
脂１３Ｃを上部から充填し、次いで当該陽イオン
交換樹脂１３Ｃに接触させて上部支持板１１を固
定し、最後に上部キヤツプ８を装着すればよい。
このような操作により陽イオン交換カートリツジ
７内の上部支持板１１と下部支持板１２の間に隙
間なく密に充填され、かつ透水性支持板１７Ａお
よび１７Ｂで分割された各陽イオン交換樹脂１３
Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの層を形成することができ
る。 本考案に用いる透水性支持板１７Ａおよび１７
Ｂとしては原水の上昇流によつて、その位置がず
れないように固定することが必要であり、陽イオ
ン交換カートリツジ７の内径よりやや大きな直径
を有する透水性のたとえばポリプロピレン等の合
成樹脂製の円板を用いるとよい。すなわちこのよ
うな透水性支持板１７を陽イオン交換カートリツ
ジ７の上部から押し込むことにより、透水性支持
板１７の周縁部と胴部９の壁面との摩擦力を用い
て透水性支持板１７を固定することができる。 このような透水性支持板１７を用いることによ
り、構造が簡単でかつ安価に陽イオン交換樹脂１
３を分割することができる。なお下部支持板１２
および上部支持板１１も同じような合成樹脂製の
円板を用いることができる。 本考案に用いる透水性支持板１７としては前述
したようなものを用いることが好ましいが、要は
陽イオン交換カートリツジ７の陽イオン交換樹脂
１３の層内に固定できるものであればよいので、
たとえば穴あきの円板の上面あるいは下面にサラ
ンネツトを張り付けたものを、あらかじめ胴部９
に取り付けた座等を利用して固定しても差し支え
ない。 本考案のカートリツジ式純水製造装置に用いる
陽イオン交換カートリツジ７の構造は以上説明し
た通りであるが、他の部分は第５図に示した従来
の陽イオン交換カートリツジと同様であるので説
明を省略する。 また本考案に用いる陰イオン交換カートリツジ
１９の構造も充填するイオン交換樹脂が陰イオン
交換樹脂１８に相違するのみで他は全く同じなの
で説明を省略する。 ＜作用＞ 本考案のカートリツジ式純水製造装置において
純水を得る場合は、従来装置と同じように原水流
入口１から原水を流入するものであり、原水はハ
ウジング５と陽イオン交換カートリツジ７の隙間
を通つて、当該カートリツジ７の下端に達し、下
部キヤツプ１０の開口部１６から当該カートリツ
ジ７内に上昇流で流入し、陽イオン交換樹脂１３
Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの各層を通過することにより
酸性軟水となり、当該酸性軟水が流出口２を介し
て得られる。 当該通水中においてまず陽イオン交換樹脂１３
ＡがＨ形から塩形となるためその体積が収縮す
る。ところが本考案においては陽イオン交換樹脂
１３Ａが下部支持板１２と透水性支持板１７Ａと
胴部９とで構成された独立した室に存在するた
め、たとえ陽イオン交換樹脂１３Ａが収縮し、陽
イオン交換樹脂１３Ａが原水の上昇流によつて流
動化しても、当該流動化が生じるのは陽イオン交
換樹脂１３Ａのみであり、その上部に存在する陽
イオン交換樹脂１３Ｂおよび１３Ｃの層は依然と
して密に充填されているままである。従つてたと
え原水の一部が流動化した陽イオン交換樹脂１３
Ａの層をシヨートパスしてもその上部に存在する
陽イオン交換樹脂１３Ｂおよび１３Ｃの層を通過
するので、処理水電気伝導率がそれ程増大しな
い。 また陽イオン交換樹脂１３Ａがイオンで飽和さ
れるにしたがい、原水中のカチオンが陽イオン交
換樹脂１３Ｂの層で吸着されはじめ、その結果陽
イオン交換樹脂１３Ｂも収縮し、今度は陽イオン
交換樹脂１３Ｂも流動化しはじめるが、この場合
でも同じように陽イオン交換樹脂１３Ｂの上方に
存在する陽イオン交換樹脂１３Ｃは密に充填され
ているため、原水の一部が陽イオン交換樹脂１３
Ａおよび１３Ｂの層をシヨートパスしたとしても
処理水電気伝導率がそれ程増大せず、採水量が低
下することがない。 また図面は省略したが、陰イオン交換カートリ
ツジにおいても陰イオン交換樹脂層内に同じよう
に２枚の透水性支持板を横設して、陰イオン交換
樹脂を３分割すれば、最下部の陰イオン交換樹脂
がOH形から塩形になつてその体積が収縮し、流
動化しはじめたとしても、その上部には密に充填
されている陰イオン交換樹脂層が存在しているの
で、シリカリークがそれ程増大せず、採水量が低
下することがない。 第２図は本考案の他の実施態様である陽イオン
交換カートリツジ７と陰イオン交換カートリツジ
１９を直結した複合カートリツジ２１の縦断面図
であり、複合カートリツジ２１の中間部に中間支
持板２３を横設し、当該中間支持板２３の下方部
に透水性支持板１７Ａおよび１７Ｂで仕切つた陽
イオン交換樹脂１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの各層を
形成し、また中間支持板２３の上方部に透水性支
持板１７Ｃおよび１７Ｄで仕切つた陰イオン交換
樹脂１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの各層を形成したも
のである。このような複合カートリツジ２１にお
いても両イオン交換樹脂１３および１８の層に透
水性支持板が存在するので、前述したと同じ作用
により、処理水電気伝導率、シリカリークがそれ
程増大せず、採水量が低下することがない。 ＜考案の効果＞ このように本考案は両イオン交換樹脂１３およ
び１８の層内に透水性支持板１７を横設すること
により、両イオン交換樹脂１３および１８の収縮
に起因する充填層全体の流動化を防止することが
できるので、処理水電気伝導率およびシリカーク
の増大や採水量の低減を効果的に防止することが
できる。 第１表は陽イオン交換樹脂を充填した各種のカ
ートリツジと陰イオン交換樹脂を充填した各種の
カートリツジを挿着したカートリツジ式純水製造
装置を用いて、原水を処理した際における採水量
と平均電気伝導率と平均シリカリークの関係を示
した表であるが、両カートリツジ共に透水性支持
板を横設していない従来装置と比較して、両カー
トリツジ共にそれぞれ透水性支持板１枚を横設し
たもの（本考案−Ａ）、両カートリツジにそれぞ
れ透水性支持板２枚を横設したもの（本示案−
Ｂ）、両カートリツジにそれぞれ透水性支持板３
枚を横設したもの（本考案−Ｃ）とも、いずれも
採水量の増加、平均電気伝導率と平均シリカリー
クの低減に関して効果があり、また透水性支持板
の枚数を増加すればする程、その効果が顕著であ
る。

【表】 このように本考案は陽イオン交換樹脂層および
陰イオン交換樹脂層に透水性支持板を１枚でも横
設することにより、採水量の増大や処理水電気伝
導率およびシリカリークの低減化を計ることがで
きるが、通常は透水性支持板を各イオン交換樹脂
層に対して２枚以上横設することが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はいずれも本考案の実施態
様を示す図面で、第１図は本考案の純水製造装置
のカートリツジのうち陽イオン交換カートリツジ
の縦断面図であり、第２図は複合カートリツジの
縦断面図である。また第３図は従来の２床型のカ
ートリツジ式純水製造装置のフローを示す説明図
であり、第４図は従来の複合カートリツジのフロ
ーを示す説明図であり、第５図は従来の陽イオン
交換カートリツジの縦断面図である。 １……原水流入口、２……処理水流出口、３…
…ヘツド、４……外周部、５……ハウジング、６
……内周部、７……陽イオン交換カートリツジ、
８……上部キヤツプ、９……胴部、１０……下部
キヤツプ、１１……上部支持板、１２……下部支
持板、１３……陽イオン交換樹脂、１４……Ｏリ
ング、１５……ボス、１６……開口部、１７……
透水性支持板、１８……陰イオン交換樹脂、１９
……陰イオン交換カートリツジ、２０……ハウジ
ング、２１……複合カートリツジ、２２……ハウ
ジング、２３……中間支持板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ Ｈ形強酸性陽イオン交換樹脂を上部支持板お
   よび下部支持板との間に隙間なく密に充填した
   陽イオン交換カートリツジと、OH形強塩基性
   陰イオン交換樹脂を上部支持板および下部支持
   板との間に隙間なく密に充填した陰イオン交換
   カートリツジとからなり、陽イオン交換カート
   リツジの下方部から原水を上昇流で流入して、
   当該処理水を陽イオン交換カートリツジの上方
   部から取り出し、次いで当該処理水を陰イオン
   交換カートリツジの下方部から上昇流で流入し
   て純水を陰イオン交換カートリツジの上方部か
   ら取り出すカートリツジ式純水製造装置におい
   て、陽イオン交換カートリツジおよび陰イオン
   交換カートリツジに充填された両イオン交換樹
   脂層内に１枚ないし複数枚の透水性支持板を横
   設することにより、各カートリツジ内のイオン
   交換樹脂層を当該透水性支持板によつて複数に
   分割したことを特徴とするカートリツジ式純水
   製造装置。 ２ 陽イオン交換カートリツジと陰イオン交換カ
   ートリツジを別々に設置した実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のカートリツジ式純水製造装
   置。 ３ 陽イオン交換カートリツジの上部に陰イオン
   交換カートリツジを直結した実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のカートリツジ式純水製造装
   置。