JPS58124588A - イオン交換樹脂による液体の継続処理装置 - 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】 本発明は、イオン交換樹脂で液体を処理する装置Ｃ：関
するものである。特ζ：本発明は、イオン交換樹脂の再
生サイクルを自動制御する機構を備えた家庭用硬水軟化
装置に関するものである。

本発明は特に、イオン交換樹脂床を充填された処理タン
クまたは容器を含む型の家庭用硬水軟化＊＊に向けられ
たものである。樹脂が処理すべき水の中の望ましからぬ
イオンを捕え、より望ましい４２７５２代えるある特定
期間の後、樹脂は使い尽されるすなわち消尽される。樹
脂が一度消尽されると、以後の処理は最早効果がない。

しかしながら消尽樹脂床は、プライン溶液を樹脂床に導
入してイオン交換過程を逆転させて再生することがを再
び持つことができる。

いつ再生が必要になるかをよく監視し、ある期間後に再
生を開始するようにプログラミングすることによって、
再生操作を自動的に開始させる装置が知られている。一
つの既知装置は１容檀”型の再生を用いている。該装置
では、例えば３立方メートルの如き選定された容積の液
体が硬水軟化！！置で処理されるとと６−再生が開始さ
れるようにプログラミングされている。この場合再生は
、容積制御ユニットにより作動され、中Ｙ通って一定容
積の水が流れた後樹脂の予想された消尽が起った瞬間ｉ
二正確Ｃ二開始される。しかしながら、再生は処理タン
ク自体の中で行われるから、−水軟化装置の使用者は再
生サイクルの間は、処理水を得ることができない。

他の既知の装置では、不使用が予想される期間。

例えば夜間に再生サイクルを行うことによりこの大きな
欠点から多少とも満足ζ；救われている。すなわちある
種の！［は、ある日数毎≦；その日の特定の時刻に、例
えば三日毎Ｃ：午前２時に単純なタイマＣ：より再生が
開始されるいわゆる１時刻”再生を用いる。そのような
もので他の装置では、液体の所与容積の処理後でしかも
常に不使用が予期される期間に、例えば液体３立方メー
トル迅理の後の午前３時Ｃ：再生が開始される＠容積時
刻調整”が用いられる。

これらの系の欠点は、水消費の変化を勘定に入れること
ができないことにある。従って、このような１ｆｔ置は
最大使用量に備えて設定して置かねばならない。しかし
ながら、このことは塩およびエネルギーｆ；ついて２０
ないし３０％の効率の損失な惹き起こす。

効率の低下と再生サイクル中の水使用の不可能を避ける
ため５；、交互（二動作Ｔる２個の硬水軟化装置な設定
することが知られている。このいわゆる１交互”再生は
、各軟化￥ｊｌＥを通過した水の容積の関数として発動
される。消尽嘱；達した直後６；再生が開始される。一
つの軟化装置が使用されている間に他の軟化装置は再生
され第一のもののサイクルの終りを待つ。しかしながら
この種の系は、二重の設備を必要とし従って２倍の床面
噴が必要であり経費もかなり高いものになる欠点を持ち
、留保される軟化装置は数日間不活動状態６＝放置され
るが故ζ；、その中でバクテリアが増殖することがあり
このバクテリアが処理水中２；残る欠点がある。

以上の考察に鑑み１本発明の目的は、処理水の使用を中
断することなく再生を遂行できる。最小の所要床面積と
所要経費の改良イオン交換樹脂液体処５１装置を提供す
るにある。

この目的は、処理すべき液体が中を通るイオン交換樹脂
床を持つ主タンク又は主容器と、該イオン交換樹脂の再
生サイクルを自動制ａＴる手段を備えた型のイオン交換
樹脂による液体処理装置（二Ｘいて、主容器内のイオン
交換樹脂の再生の間前記液体の処理を継続する手段とし
て、主容器内Ｃ：位置し、主容器内のイオン交換樹脂の
再生の間、前記液体が中な通るイオン交換樹脂床を持つ
補助容器を含むことｔ特徴とする改良イオン交換樹脂液
体処理装置を提供する本発明により完遂される。

主容器内のイオン交換樹脂の容積と補助容器中のイオン
交換樹脂の容積の比は１２：ｌないし５：ｌである。補
助容器は主容器内の上部、樹脂床の上方に位置する。補
助容器は、操作上再生サイクルを制御する自動機構−二
連結され、物理的Ｃ：は例えばねじの如き適当な手段ｉ
二より主容器に取付けられている。補助容器は、主容器
内にあり、その内外壁は圧力損失の変化を受けるに過ぎ
ないから、充分な機械的強度を持った射出成形プラスチ
ックでつくられることが好適である。

主容器と補助容器内の樹脂の再生サイクルな自動的Ｃ二
開始させる機構は、好適（二は米国特許第４２７５．４
４８号の教えＣ二連ってつくられたマイクロプロセッサ
電子プロゲラ昇ング＊ａである。本発明の機構は、装置
動作サイクルの種々の部分で。

それぞれの樹脂を通る例えば水又はブラインの如き特定
の液体の容積を測る２個の流量センサを含む。流量セン
サは、電磁弁に取付けられた電子装置と組合わされて働
く。該電磁弁は、流量センナから送られる信号に基づき
、希望のパラメーターＣ応じて処理、再生、洗浄、水洗
等種々の動作を開始させ嘉ることができる。好適には流
量センサは、正逆両方向に回転しつるタービンでありそ
れによりタービンを流過する液体の方向が如何なるもの
であろうと働くタービンである。タービンは、液体があ
る時は垂直に上方へ流過し、ある時は下方へ垂直（−流
過する位置にあることが好適である。

系を種々の操作に備えるＣ＝は、樹脂の所与の容積≦一
対して、再生、はぐし、吸引、洗浄の各段階に必要な水
の容積ｔ−，マイクロブロセツナのメモリ中Ｃニブログ
ラムする。このような自動操作の設定は、樹脂を通過す
る液体の容積な薦礎とし、液体の圧力には依らない。再
生（＝必要な時間の長さは圧力の変動Ｃ：左右される。

従って、取入れ圧力が如何なるものであろうと、流量制
御装置は該圧力の変化を考慮するように自動的に設定を
調整するものである。主容器内の樹脂の再生は約３０な
いし４５分を要し、従って主容器内の樹脂が再生されて
いる間のみ使用される、すなわち１００時間毎≦：約３
０ないし４５分間のみ使用される補助容器内の樹脂の使
用頻度は小さい。従って、補助容器内の樹脂は、比較的
長い間隔を置いて簡単な速い再生を必要とするに過ぎな
い。

本発明Ｃ；用いられる自動設定装置Ｃ二より、使用容積
に基づいて、再生Ｃ：必要なブラインの量を知ることは
容易になる。１９８０年１１月７日に出願されたフラン
ス特許６８８２３７９７号ご二公開された発明Ｃ二よっ
て、溶解タンクに入る溶媒の容積と溶解タンクを出る飽
和溶液の容積Ｙ比較することにより、溶液中の塩の濃度
を定めることができる。この容積比較は、正逆両方向（
：＠き出口での希望塩濃度濫；応じて溶媒の量を調整し
つる容積計１＝よって遂行される。これらの容積を比較
すれば、用いられたブライン溶液の濃度とその結果得ら
れる交換能力を定めることができる。また自動制御装置
は、ブラインタンクを再充填する必要があるか否かを明
瞭に表示する。

本発明の他の目的、特ｌｋ、利点は、添付図面と合せて
次の詳細な記載を見ることにより明らかＣ二なるであろ
う。

これより後の詳細な記載は硬水軟化装置ｇ二関するもの
である。この１水軟化Ｖｔ１ｉｉは、特定容積例えば１
４ないし５０ｊのイオン交換樹脂！入れた主容器ＡＶ含
む。容器Ａ中の樹脂床１の上方でＡの上部（二は、適当
な位ｔｆ：補助容器Ｂがあり、このＢ中には所与容積例
えば２ないし６）のイオン交換樹脂床２が含まれる。こ
れら全体は、イオン交喪樹脂の再生サイクルな制御する
自動制御装置６と連結して操作される。

軟化すべき水は水分配系Ｃ：よって管４ａＥ二補給され
、浸漬管４によって容器人中に導入される。

同じく、水は管４ａＣ二連結された浸漬管６Ｃ：よって
補助容器Ｂ内（−導入される。主容器Ａ内で樹脂１によ
り処理された後、軟化水は浸漬管５′４Ｉ−通って主容
器人より出る。浸漬管５は管１１Ｃ；連結され、管１１
は水の使用管路（；連結されている。管１１にはタービ
ンＴ１が設けられ、このタービンは正逆両方向（＝動作
する。水が補助容器Ｂ内で処理されているときは、軟化
水は容器Ｂより出て、浸漬管７を通り、これｆ二連結さ
れた管１１を通る。

容器人およびＢ内の樹脂な再生する番；用いられるブラ
インは、タンク１２内に貯蔵されている。

該タンクは管９．１０ｂ、１０．１０ａの系により容器
人およびＢに連結されている。管９．１０ｂ。

１０はブラインを主容器ム内の樹脂床１中≦二導入する
。従って管５に終る管区；連結されている。管９および
１０ｍは補助容器Ｂ＜二対し同じ役をし。

浸漬管７≦：連結されている。管１０とｌＱａは、可逆
的Ｃ；動作するタービンＴ、と電磁弁ｖ８、ｖ４を備え
た管１０１１１通して、管９Ｉ：連結されている。管９
は、タンク１２Ｃ＝連結されている。管９は弁ｖｌｔ−
持つ。

それぞれ電磁弁■１　ｓ　Ｖｓ　ｔ’ｗえた管８＆、８
により、樹脂の再生後の容器Ａ、Ｂからの廃液の排出は
確実に行われる。管８は浸漬管７に連結されている。管
８ａは、浸漬管４の一部４ｂと管５ａｔ’通して、浸漬
管５に連結されている。図示と記載を簡単にするためＣ
；、前記管類の各継目に設けられた他の電磁弁はｒＩＡ
に示されていないこと嘉；注意すべきである。そのよう
な図示されていない電磁弁の位置と動作様式は当業者に
は理解容易なものと信する。それぞれ逆方向（＝動作で
きるタービンＴ１　　とＴｇは、［！置の種々のサイク
ルの間−二用いられる各液体を、それぞれの容器に導入
し、またはそれから排出するように、希望の方向に流す
ことを確実Ｃ二していることに注意すべきである。

本発明の装置は次のよう≦：操作される。通常の操作で
は、水が容器入内で処理され、再生は起らない。その場
合、処理すべき水は管４ａ、４を通して容器人（＝導入
され樹脂床１で処理されて、管５．１１ｖ通って容器人
から出る。この時、水の需要に従ってタービンＴｌ　が
働き出す、廃水排出のために用いられる弁Ｖ１　　ｓ　
■ｌ　　と、ブラインタング１２と連結するための弁ｖ
、　、ｖ４　ｓ　■ｌ　は閉じられている。タービンＴ
１．の動作により、管４ａから来た水は浸漬管４’＆通
って容器に入り、軟化水は浸漬管５および管１１を通っ
て容器の外に出る。系のマイクロプロセッサＣ；よりタ
ービンの回転数は伝送され加算される。与えられるイン
パルスの数は、処理に用いられた樹脂の容積と、処理す
べき水のｌＩｌ！度と、再生過程のため５ニブラインタ
ンク１２から抽き出さねばならないブラインの量ｉ：従
って異なる。マイクロプロセッサ（：よって自動的にプ
ログラムされた量に到達したとき、再生が開始される。

最初に補助容器Ｂ内の樹脂２の再生が行われる。

それＣ二は、規制しつるプログラムされた容積のブライ
ンが吸引され、この吸引がタービンＴｍ　　ｔ’作動さ
せ、吸引されるブラインの量を規制する電磁弁Ｖ４　、
Ｖｉ　１に−開かせる。ブラインは管９．１０ａおよび
浸漬管７ｖ通って樹脂床２中にもたらされる。樹脂床２
の再生が完了した後、電磁弁ｖ４、Ｖ、は閉じられる。

次に、管４ａ、６から容器Ｂ内に水がもたらされ、樹脂
２の洗浄サイクルの間に廃水を排出するためｇ：弁ｖｓ
が開かれて、洗浄が行われる。この容器Ｂ内の樹脂２の
洗浄サイクルが完了すると、即時Ｃ二容器Ａ内で再生が
始まり。

容器Ｂは処理の働きを始める、すなわち水は容器Ｂ中で
処理される。タービンＴ、　　の動作により軟化下べき
水は浸漬管６′１に−通って容器Ｂに入り、軟化水ハ管
７．１１’ｔ’通って出て、使用系統に入る。

容器Ａ内の樹脂１の再生は次のようｆ：行われる。

タービンＴ、のインパルスの下ｇ二、所望量のブライン
がタンク１２から抽出され、弁ｖＩ　は開かれ、弁ｖ４
　は閉じられる。弁Ｖ、が開いた後、ブラインは管１０
に連結された浸漬管５を通って樹脂床１中に入る。再生
が終了したとき、弁Ｖ、　、　Ｖ。

は閉じられ、樹脂１の洗浄が始められる。水は管４ａか
ら浸漬管４を通って容器Ａ内（：入る。洗浄の廃水は、
再びタービンＴｌ　のインパルスの下Ｃ％浸漬管５．管
５ａ、浸漬蕾４の管ｆ３＠ｔ：連結された上部４ｂ′４
を通って排出される。洗浄廃水の排出は弁ｖ・ｓ　ｖｌ
　が開かれていることｉ二より確保される。容器人から
洗浄廃水が排出された後、前記弁が閉じられて新しく処
理サイクルが開始される。

タービンＴｓは王室の機能を持つ。抽き出されたブライ
ンの容積を測り、この情報をマイクロプロセッサのメモ
リＣ二速り、そこでｉｔのサイクルを定めるデータに変
換される。タービンＴ、は。

ブラインタンクＣ二人った水の量とそこから出た量を比
較し、この差により抽き出されたブラインの飽和の割合
が精確に知られる。この情報は次いでマイクロプロセッ
サに伝達され、マイクロプロセッサはこのデータを積分
し、これらのデータの関数として装置のサイクルは修正
される。また、タービンＴ８　は、ブラインタンクに入
る水の容積とそれから出る水の容積が等しくてブライン
タンク中の塩が欠乏していることを使用！（＝知らせる
。

タービンＴ、はブライン調製のためにブラインタンクへ
の水の充填を制御する。

本発明の装置は、経済的であり、占める空間が比較的小
さく、再生の間にも軟化水の使用を中止する必要がない
等の長所を持つ。従って、再生を頻繁に行うことができ
るから、より小さい装置を用いることができる。

本発明の他の長所は、補助容器ＢＹ水の処理１；用いる
直前（：該容器内の樹脂の再生が行われるから、使用の
ためｉ；待機している水の中で起こるパクテツアの増殖
が避けられる点≦：ある。

さらに、この硬水軟化装置は、操作のすべての段階で容
積を制御する自動制御装置を備えてい渇から、系の圧力
は考慮≦；入れないでよい。

加つるに、再生過程の各相６；栗した時間を加算し、こ
れを理論上の最大時間値と比較すること（；より、漏れ
とか汚れの堆積の如き機能障害を検出し使用者ζ；知ら
せることができる。

以上本発明をその一特定実施態様（−従って記載し図示
してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、該特定
実施態様の構成配置１２種々の修正および変化を施しう
ることを了解すべきである。すなわち、当業者Ｃ：明ら
かなように、異った配管系、弁系を用いつる。

さら−；、本発明の特徴をなすものではない弁配置、配
管、マイクロプロセッサ制御装置、メモリｆｉｉｔの如
き、本発明の実施に用いつる種々の装置（：ついてに、
この技術分野呪；おける通常の知識を有する書が該装置
の具体的な形１位置、動作′Ｉｋ容易に了解することが
できるから、詳細には記載図示されていないことが了解
されるべきである。

【図面の簡単な説明】

唯一の図は１本発明の装置の概略図を示す。 Ａ・・・主容器、　　　Ｂ・−補助容器、１．２−・イ
オン交換樹脂床、　６・・・自動制御装置。 ４、５．６．７・−浸漬管、　８．８ａ・・・管、９＊
　１０−１０　ａ−１０ｂ−管、　１１−・管、１２・
・・ブラインタンク。 Ｔ、　、−Ｔ、　−一町逆タービン、 ＶｈＶｚ　ｅ　Ｖ３　豐Ｖａ　ｍ　Ｖｓ　ｅ　Ｖｓ　・
＝　［［弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．５６珊すべき液体か中な通るイオン交換樹脂床を持
   つ主容器と、該イオン交換樹脂の再生ナイクルを自動制
   御する手段を備えた型のイオン交換樹脂≦：よる液体９
   ６巡装置（：おいて、主容器内のイオン交換樹脂の再生
   の間前記液体の処理を継続する手段として、主容器内Ｃ
   ：位置し、主容器内のイオン交換樹脂の再生の間、前記
   液体が中を通るイオン交換樹脂床を持つ補助容器を含む
   ことを特徴とする改良イオン交換樹脂液体処理装置。 ２　前記補助容器内のイオン交換樹脂の容積は主容器内
   のイオン交換樹脂の容積より小さいが、主容器内のイオ
   ン交換樹脂の再生（；必要な時間の間前記液体の固有の
   処理を確実に行うＣ；は充分であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の改良装置。 ３、主容器内のイオン交換樹脂の容積と補助容器内のイ
   オン交換樹脂の容積の比が１２：ｌないし５：ｌである
   ことを特徴とする特許請求の範囲′＠２項記載の改良装
   置。 ｔ　前記制御手段が、イオン交換樹ｌｌ＆を通った液体
   の容積と、該液体の一度響：従って、再生サイクルを発
   動させる手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の改良装置。 １　前記制御手段が、再生サイクルの開始の際に、直ち
   に補助容器内のイオン交換樹脂を再生させることを特徴
   とする特許請求の範囲′＠１項記載の改良装置。 ６、主容器内のイオン交換樹脂の再生サイクルの期間が
   ３０ないし４５分であることを特徴とする特許請求の範
   囲＄１項記載の改良装置。 ７、制御手段が、再生１：便用されたブラインの置に基
   づいて再生サイクルの設定を行う生検を含むこと？特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の改良装置。