JPWO2007023796A1 - イオン交換装置 - Google Patents

Abstract

向流再生または分流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現する。樹脂収容部２の蓋部材７に形成された第一流路１０と連通する第一集水管１４と、前記蓋部材７に形成された第二流路１１と連通する第二集水管２０とを備え、前記第二集水管２０の内径が前記第一集水管１４の外径よりも大径に設定するとともに、前記両集水管１４，２０は、それらの軸芯がともに前記樹脂収容部２の軸芯と同軸上に設定される二重管とし、前記蓋部材７には、前記樹脂収容部２内と連通する第三流路１２を形成する。

Description

この発明は、イオン交換樹脂層を通過した処理水や再生剤などを導出する集水装置を備えたイオン交換装置に関し、とくに向流再生および分流再生に適した集水装置を備えたイオン交換装置に関する。

水道水や地下水などの原水に含まれる硬度分（カルシウムイオンおよびマグネシウムイオン）や硝酸性窒素（硝酸イオンおよび亜硝酸イオン）などをイオン交換樹脂により吸着除去するイオン交換装置が知られている。これらのイオン交換装置のうち、陽イオン交換樹脂を使用して水中の硬度分をナトリウムイオンやカリウムイオンへ置換するものは、通常、軟水装置と呼ばれる。一方、前記イオン交換装置のうち、陰イオン交換樹脂を使用して硝酸性窒素を塩化物イオンへ置換するものは、通常、硝酸性窒素除去装置と呼ばれる。

前記軟水装置は、従来から蒸気ボイラやクーリングタワーに代表される冷熱機器の伝熱を阻害するスケール生成の防止を目的として、工業用に数多く使用されてきた。また、近年では、軟水の様々な効用が注目され、家庭用，業務用，医療用などとしても普及している。

一方、前記硝酸性窒素除去装置は、主に飲食業や食品加工業などの業務用に利用されている。硝酸性窒素は、化学肥料に由来する地下水の汚染物質であり、硝酸性窒素を大量に摂取すると、とくに乳幼児に対して体内の酸素を欠乏させるメトヘモグロビン血症を引き起こすおそれがある。このため、前記硝酸性窒素除去装置は、安全な飲料水や食品加工水の確保を目的として使用されている。

さて、前記イオン交換樹脂は、除去対象とする特定イオン（硬度分や硝酸性窒素など）の吸着量が所定の交換能力に達すると、この特定イオンが処理水中へ漏洩するようになる。そこで、前記イオン交換装置は、前記特定イオンの吸着量が所定の交換能力に達する前に、前記イオン交換樹脂に再生剤（たとえば、塩化ナトリウム水溶液）を接触させる再生を行い、交換能力を回復させるようにしている。この再生は、一般に原水の流れ方向と再生剤の流れ方向の関係から、並流再生（co-flow regeneration），向流再生（counter-flow regeneration）および分流再生（split-flow regeneration）に大別される。

前記並流再生を行うイオン交換装置の構成は、たとえば特許文献１に開示されている。前記イオン交換樹脂は、上部が開口するボンベ形状の樹脂筒（樹脂タンク）に充填されており、この樹脂筒の開口部には、原水の流入路および処理水の流出路がそれぞれ形成された蓋部材がねじ込まれている。前記流出路の入口側には、前記樹脂筒の底部へ延びる集水管が接続されており、この集水管を介して前記イオン交換樹脂層を通過した処理水や再生剤などが前記樹脂筒外へ導出されるようになっている。また、前記流入路の出口側および前記集水管の先端部には、それぞれ前記イオン交換樹脂の流出を防止するスクリーン部材が設けられている。さらに、前記流入路の入口側および前記流出路の出口側には、通水作動の流路と再生作動の流路とを切り換える自動再生バルブユニット（以下、「コントロールバルブユニット」と云う。）が前記蓋部材と一体的に接続されている。このような構成では、前記蓋部材および前記集水管は、前記コントロールバルブユニットごと回転させることにより、前記樹脂筒に容易に着脱できるため、組立やメンテナンスの時間を短縮できる利点を有している。このため、とくに前記イオン交換樹脂の充填量が５〜２００リットルの小型ないし中型の装置において、標準的な構成として採用されている。
特開２００２−２８６４６号公報

ところで、前記並流再生は、通常、原水の流れ方向と再生剤の流れ方向とを順方向に設定し、前記イオン交換樹脂層に対して原水の流入側から再生剤を供給するとともに、この再生剤を処理水の流出側から排出する。この種のイオン交換装置では、処理水の流出側に位置する前記イオン交換樹脂が再生されにくい（すなわち、イオン交換基が前記特定イオンで飽和している側から再生が進行する）ので、原水中の溶存塩類濃度が高くなると、前記特定イオンが処理水中へ漏洩しやすくなる。また、同様の理由から、前記イオン交換樹脂を所定の交換能力まで回復させるための再生剤は、過剰量を必要とする。

一方、前記向流再生は、通常、原水の流れ方向と再生剤の流れ方向とを逆方向に設定し、前記イオン交換樹脂層に対して処理水の流出側から再生液を供給するとともに、この再生剤を原水の流入側から排出する。また、前記分流再生は、通常、原水の流れ方向に対する再生剤の流れ方向を順方向および逆方向に設定し、前記イオン交換樹脂層に対して原水の流入側および処理水の流出側からそれぞれ再生剤を供給するとともに、この再生剤を前記イオン交換樹脂層の内部から排出する。この種のイオン交換装置では、処理水の流出側に位置する前記イオン交換樹脂が十分に再生される（すなわち、イオン交換基が前記特定イオンで飽和していない側から再生が進行する）ので、原水中の溶存塩類濃度が高い場合でも、前記特定イオンが処理水中へ漏洩しにくく、高品質の処理水を確保することができる。また、同様の理由から、前記イオン交換樹脂を所定の交換能力まで回復させるための再生剤は、前記並流再生よりも節約することができる。

このような再生特性の観点から、原水の水質が悪化傾向にあり、また再生剤補給の手間軽減のために再生剤の節約が要求されている昨今では、前記並流再生よりも前記向流再生または前記分流再生を行うタイプのイオン交換装置が望まれている。しかしながら、従来、前記向流再生または前記分流再生を行うイオン交換装置は、前記イオン交換樹脂層に対して異なる位置で処理水と再生剤を集水するため、前記樹脂収容部内に複数の集水装置を独立して設けていた。したがって、前記各集水装置を外部の流路やバルブ機構とそれぞれ接続する必要があり、複雑な構成となっていた。

この発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、向流再生または分流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたものである。この発明の第一態様は、樹脂収容部の蓋部材に形成された第一流路と連通する第一集水管と、前記蓋部材に形成された第二流路と連通する第二集水管とを備え、前記第二集水管の内径が前記第一集水管の外径よりも大径に設定されるとともに、前記両集水管は、それらの軸芯がともに前記樹脂収容部の軸芯と同軸上に設定される二重管をなしており、前記蓋部材には、前記樹脂収容部内と連通する第三流路がさらに形成されていることを特徴としている。

この発明の第一態様によれば、前記両集水管は、前記第一集水管が内管に設定され、また前記第二集水管が外管に設定された二重管構造の集水装置として、前記樹脂収容部に装着される。ここにおいて、前記両集水管の軸芯は、ともに前記樹脂収容部の軸芯と同軸上に配置される。この結果、前記両集水管は、前記蓋部材を前記樹脂収容部に着脱する際の回転中心軸として作用する。さらに、前記両集水管は、前記樹脂収容部内へ流体を均等に分配し、また前記樹脂収容部内から流体を均等に集合させるように作用する。

この発明の第二態様は、第一態様において、前記第一集水管の集水位置を前記樹脂収容部の底部付近に設定するとともに、前記第二集水管の集水位置をイオン交換樹脂層の上部付近に設定したことを特徴としている。

この発明の第二態様によれば、通水作動時において、原水は、前記第三流路を介して前記樹脂収容部内の上部へ供給される。前記イオン交換樹脂層を下降流で通過した処理水は、前記樹脂収容部の底部付近で前記第一集水管を介して回収され、前記第一流路から排出される。一方、再生作動時において、再生剤は、前記第一流路および前記第一集水管を介して前記樹脂収容部の底部付近へ供給される。同時に、原水は、前記イオン交換樹脂層の展開および流動を抑制するため、前記第三流路を介して前記樹脂収容部内の上部へ供給される。前記イオン交換樹脂層を上昇流で通過した再生剤および前記樹脂収容部内の上部へ供給された原水は、前記イオン交換樹脂層の上部付近で前記第二集水管を介して回収され、前記第二流路から排出される。この結果、前記イオン交換樹脂は、向流再生による交換能力の回復が行われる。

さらに、この発明の第三態様は、第一態様において、前記第一集水管の集水位置を前記樹脂収容部の底部付近に設定するとともに、前記第二集水管の集水位置をイオン交換樹脂層の中央部付近に設定したことを特徴としている。

この発明の第三態様によれば、通水作動時において、原水は、前記第三流路を介して前記樹脂収容部内の上部へ供給される。前記イオン交換樹脂層を下降流で通過した処理水は、前記樹脂収容部の底部付近で前記第一集水管を介して回収され、前記第一流路から排出される。一方、再生作動時において、再生剤は、一部が前記第三流路を介して前記樹脂収容部内の上部へ供給され、また残部が前記第一流路および前記第一集水管を介して前記樹脂収容部の底部付近へ供給される。前記イオン交換樹脂層を通過した下降流および上昇流の再生剤は、前記イオン交換樹脂層の中央部付近で前記第二集水管を介して回収され、前記第二流路から排出される。この結果、前記イオン交換樹脂は、分流再生による交換能力の回復が行われる。

この発明によれば、向流再生または分流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現することができる。この結果、並流再生を行うイオン交換装置と比較して、同等の組立性やメンテナンス性を有しつつ、より高品質の処理水を確保し、さらには再生剤も節約することができる。

第一実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図。 第一実施形態に係る樹脂収容部の全体構成を示す説明図。 樹脂収容部の上部を拡大した説明図。 第一スクリーン部材の説明図。 第二スクリーン部材の説明図。 第一実施形態に係るイオン交換装置の通水作動を示す説明図。 第一実施形態に係るイオン交換装置の逆洗工程を示す説明図。 第一実施形態に係るイオン交換装置の再生工程を示す説明図。 第一実施形態に係るイオン交換装置の押出工程を示す説明図。 第一実施形態に係るイオン交換装置の洗浄工程を示す説明図。 第一実施形態に係るイオン交換装置の補水工程を示す説明図。 第二実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図。 第二実施形態に係る樹脂収容部の全体構成を示す説明図。 第二実施形態に係るイオン交換装置の通水作動を示す説明図。 第二実施形態に係るイオン交換装置の逆洗工程を示す説明図。 第二実施形態に係るイオン交換装置の再生工程を示す説明図。 第二実施形態に係るイオン交換装置の押出工程を示す説明図。 第二実施形態に係るイオン交換装置の洗浄工程を示す説明図。 第二実施形態に係るイオン交換装置の補水工程を示す説明図。

符号の説明

１ イオン交換装置
２ 樹脂収容部
５ 陽イオン交換樹脂層（イオン交換樹脂層）
７ 蓋部材
１１ 第一流路
１２ 第二流路
１３ 第三流路
１４ 第一集水管
２０ 第二集水管
６０ イオン交換装置

（第一実施形態）
以下、この発明の第一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、第一実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図を示している。第一実施形態に係るイオン交換装置は、いわゆる軟水装置であって、水道水，地下水，工業用水などの原水中に含まれる硬度分をナトリウムイオンへ置換して軟水を生成し、この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。このため、前記軟水装置は、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などの給水元と接続される。

図１において、イオン交換装置１は、樹脂収容部２と、コントロールバルブユニット３と、再生剤タンク４とを主に備えている。前記樹脂収容部２は、処理材である陽イオン交換樹脂層５が収容された樹脂筒６を備えており、この樹脂筒６の開口部は、蓋部材７で閉鎖されている。この蓋部材７には、前記コントロールバルブユニット３が一体的に装着されており（図示省略）、前記イオン交換装置１の通水作動の流路と再生作動の流路とを制御器（図示省略）からの指令信号によって切り換えることができるように構成されている。

ここで、まず図２および図３を参照して、第一実施形態に係る前記樹脂収容部２の構成を詳細に説明する。図２は、前記樹脂収容部２の全体構成を示す説明図であり、また図３は、前記樹脂収容部２の上部を拡大した説明図である。前記蓋部材７は、前記樹脂筒６の頭頂部に装着されており、前記蓋部材７の下部に形成した雄ネジ部８と前記樹脂筒６の開口部に形成した雌ネジ部９とで結合されている。そして、前記蓋部材７には、流体の供給および排出を行う第一流路１０，第二流路１１および第三流路１２がそれぞれ形成されている。これらの各流路１０，１１，１２は、後述するように、前記コントロールバルブユニット３を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。

前記蓋部材７の下部には、前記雄ネジ部８の回転中心軸の同心円上に円筒状の第一スリーブ１３が形成されており、この第一スリーブ１３内は、前記第一流路１０の一端側と連通している。前記第一スリーブ１３内には、前記樹脂収容部２の底部付近へ延びる第一集水管１４が挿入されており、この第一集水管１４の外周面と前記第一スリーブ１３の内周面とは、Ｏリングなどのシール部材（図示省略）を介して液密に保持されている。ここに
おいて、前記第一スリーブ１３の端面には、前記第一集水管１４の挿入を案内する傾斜部（符号省略）が設けられている。そして、前記第一集水管１４の先端部には、樹脂粒子の流出を防止する第一スクリーン部材１５が装着されている。すなわち、前記第一集水管１４は、前記第一流路１０と連通されるとともに、前記第一スクリーン部材１５による集水位置が前記樹脂収容部２の底部付近に設定されている。

前記第一スクリーン部材１５は、図４に示すように、主に第一胴部１６，第一接続板１７および第一底板１８から構成されている。前記第一胴部１６は、逆円錐状の中空部材であって、側面には、多数のスリット（図示省略）が形成されている。これらのスリットは、微細な樹脂粒子が容易に通過しないように、通常、その幅が０．１〜０．３mmの範囲に設定されている。前記第一接続板１７は、前記第一胴部１６の上面を閉鎖するように装着されており、また前記第一底板１８は、前記第一胴部１６の底面を閉鎖するように装着されている。前記第一接続板１７の中心部には、前記第一集水管１４の外径と等しい孔が穿設されており、この孔に前記第一集水管１４の先端部が挿入されている。ここで、前記第一スクリーン部材１５は、容易に脱落しないように、通常、前記第一集水管１４に固着され、一体化されている。

前記第一スリーブ１３の外側には、前記雄ネジ部８の回転中心軸の同軸上に円筒状の第二スリーブ１９が形成されており、この第二スリーブ１９内は、前記第二流路１１の一端側と連通している。前記第二スリーブ１９内には、前記イオン交換樹脂層５の上部付近へ延びる第二集水管２０が挿入されており、この第二集水管２０の外周面と前記第二スリーブ１９の内周面とは、Ｏリングなどのシール部材（図示省略）を介して液密に保持されている。ここにおいて、前記第二スリーブ１９の端面には、前記第二集水管２０の挿入を案内する傾斜部（符号省略）が設けられている。そして、前記第二集水管２０の先端部には、樹脂粒子の流出を防止する第二スクリーン部材２１が装着されている。すなわち、前記第二集水管２０は、前記第二流路１１と連通されるとともに、前記第二スクリーン部材２１による集水位置が前記陽イオン交換樹脂層５の上部付近に設定されている。前記陽イオン交換樹脂層５の上部付近とは、たとえば前記陽イオン交換樹脂層５の上層部であってもよいし、前記陽イオン交換樹脂層５の上端面近傍であってもよい。

ここにおいて、前記第二集水管２０の内径は、前記第一集水管１４の外径よりも大径に設定される。典型的には、前記第二集水管２０の内径は、十分な流路断面積を確保するため、前記第一集水管１４の外径に対して１．５〜３倍の範囲に設定される。また、前記両集水管１４，２０の軸芯は、ともに前記樹脂収容部２の軸芯と同軸上に設定される。すなわち、前記両集水管１４，２０は、前記第一集水管１４が内管に設定され、また前記第二集水管２０が外管に設定された二重管構造の集水装置として、前記樹脂収容部２に装着されている。

前記第二スクリーン部材２１は、図５に示すように、主に第二胴部２２，第二接続板２３および第二底板２４から構成されている。前記第二胴部２２は、前記第一胴部１６と同様に構成されており、部材の共通化が図られている。前記第二接続板２３は、前記第二胴部２２の上面に装着されており、また前記第二底板２４は、前記第二胴部２２の底面に装着されている。前記第二接続板２３の上面には、内径が前記第二集水管２０の外径とほぼ同じに設定された円筒状の第三スリーブ２５が形成されており、この第三スリーブ２５内に前記第二集水管２０の先端部が挿入されている。また、前記第二接続板２３の中心部には、前記第二集水管２０の内径と等しい孔が穿設されている。一方、前記第二底板２４の中心部には、前記第一集水管１４の外径と同径，もしくはやや大径の孔が穿設されており、前記第一集水管１４を貫通させることできるように形成されている。ここで、前記第二スクリーン部材２１は、容易に脱落しないように、通常、前記第二集水管２０に固着され、一体化されている。

前記第二スリーブ１９の外側には、前記雄ネジ部８の回転中心軸の同軸上に環状壁２６が形成されている。この環状壁２６と前記第二スリーブ１９とで区画された部分は、集水路２７に設定されており、この集水路２７内は、前記第三流路１２の一端側と連通している。そして、前記環状壁２６には、樹脂粒子の流出を防止する第三スクリーン部材２８が装着されている。すなわち、前記第三流路１２は、前記樹脂収容部２内と連通されている。

前記第三スクリーン部材２８は、主に第三胴部２９および第三底板３０から構成されている。前記第三胴部２９は、円筒状の部材であって、側面には、多数のスリット（図示省略）が形成されている。これらのスリットは、微細な樹脂粒子が容易に通過しないように、通常、その幅が０．１〜０．３mmの範囲に設定されている。前記第三底板３０は、前記第三胴部２９の底面を閉鎖するように装着されている。前記第三底板２９の中心部は、前記第二集水管２０の外径と同径，もしくはやや大径の孔が穿設されており、前記第二集水管２０を貫通させることできるようになっている。ここで、前記第三スクリーン部材２８は、前記蓋部材７から容易に脱落しないように、通常、前記環状壁２６にネジ３１，３１，…で固定されている。

ここで、第一実施形態に係る前記樹脂収容部２の組立方法の一例について、具体的に説明する。この組立方法では、予め前記第一スクリーン部材１５は、前記第一集水管１４の先端部に固定され、また前記第二スクリーン部材２１は、前記第二集水管２０の先端部に固定され、さらに前記第三スクリーン部材２８は、前記蓋部材７に固定されている。また、前記第一スリーブ１３および前記第二スリーブ１９の各内周面には、Ｏリングなどのシール部材（図示省略）が装着されている。さらに、前記蓋部材７は、前記コントロールバルブユニット３が一体的に装着された状態で使用される。

まず、前記樹脂筒６内が空の状態で前記第一集水管１４を前記樹脂筒６の底部まで差し込んだのち、所定量の陽イオン交換樹脂を充填する。ここにおいて、陽イオン交換樹脂の充填に先立ち、前記第一スクリーン部材１５が埋没する程度まで、珪石などの支持材（図示省略）を充填してもよい。また、前記第二集水管２０を前記第二スリーブ１９内に挿入し、前記蓋部材７と一体にする。

つぎに、前記第二底板２４の中央部に穿設された孔（図示省略）を前記第一集水管１４が貫通するように、前記第二スクリーン部材２１側から前記蓋部材７と一体化された前記第二集水管２０を前記第一集水管１４に沿って差し込んでいき、前記第一集水管１４の上端部を前記第一スリーブ１３の端面に設けられた前記傾斜部（符号省略）と当接させる。そして、前記雄ネジ部８および前記雌ネジ部９の位置を合わせたのち、前記蓋部材７を前記コントロールバルブユニット３とともに前記樹脂筒６の開口部にねじ込んで結合する。この際、前記両集水管１４，２０は、前記蓋部材７の回転中心軸として作用し、また前記第一集水管１４は、前記蓋部材７の回転にともなって前記第一スリーブ１３内へ挿入されるので、前記樹脂収容部２を容易に組み立てることができる。さらに、前記樹脂収容部２の組立後において、陽イオン交換樹脂の交換などを行う場合には、逆の手順により、前記樹脂収容部２を容易に分解することができる。

さて、再び図１を参照し、前記イオン交換装置１の全体構成図について詳細に説明する。前記第三流路１２には、前記コントロールバルブユニット３を介して原水ライン３２が接続されている。また、前記第一流路１０には、前記コントロールバルブユニット３を介して処理水ライン３３が接続されている。すなわち、前記原水ライン３２および前記処理水ライン３３の一部は、それぞれ前記コントロールバルブユニット３内に形成されている。

前記原水ライン３２には、上流側から順にストレーナ３４および第一開閉弁３５が設けられており、この第一開閉弁３５は、前記コントロールバルブユニット３を構成している。ここにおいて、前記ストレーナ３４は、原水中のゴミや配管から剥離した錆などの固形物を捕捉し、前記陽イオン交換樹脂層５における閉塞や汚染を防止するために設けられている。前記ストレーナ３４で使用されている濾材は、金属製ネットや合成樹脂製ネットのスクリーン材であって、通常、その目開きが２５０〜３００μmの範囲に設定されている。また、前記処理水ライン３３には、第二バルブ３６が設けられており、この第二バルブ３６は、前記コントロールバルブユニット３を構成している。

ここで、前記コントロールバルブユニット３の構成について、さらに詳細に説明する。前記コントロールバルブユニット３内において、前記第一バルブ３５の上流側の前記原水ライン３２は、前記第二バルブ３６の下流側の前記処理水ライン３３とバイパスライン３７で接続されている。このバイパスライン３７には、第三バルブ３８が設けられている。この第三バルブ３８の上流側の前記バイパスライン３７は、前記第二バルブ３６の上流側の前記処理水ライン３３と再生剤調製ライン３９で接続されている。この再生剤調製ライン３９には、前記バイパスライン３７側から順に第四バルブ４０，第一オリフィス４１および第一エゼクタ４２が設けられている。ここにおいて、前記第一オリフィス４１は、前記第一エゼクタ４２へ供給する原水を所定範囲の流量に調節するためのものである。また、前記第一オリフィス４１と前記第一エゼクタ４２の間の前記再生剤調製ライン３９は、前記第一バルブ３５の下流側の前記原水ライン３２と分岐ライン４３で接続されている。この分岐ライン４３には、前記原水ライン３２側から順に第五バルブ４４および第二オリフィス４５が設けられている。ここにおいて、前記第二オリフィス４５は、後述する再生工程および押出工程において、前記陽イオン交換樹脂層５の流動を抑制するために供給する原水を所定範囲の流量に調節するためのものである。

前記第一エゼクタ４２は、ノズル部（符号省略）の吐出側において、前記再生剤タンク４内に配置されたフロートバルブユニット４６と再生剤供給ライン４７で接続されており、この再生剤供給ライン４７には、第六バルブ４８が設けられている。すなわち、前記第一エゼクタ４２は、原水が前記ノズル部から吐出されるときに発生する負圧を利用して、前記再生剤タンク４内の再生剤原液（たとえば、塩化ナトリウムの飽和水溶液）を吸引可能に構成されている。そして、前記第一エゼクタ４２において、前記再生剤タンク４からの再生剤原液は、原水で所定濃度（たとえば、８〜１２重量％）にまで希釈されるようになっている。

前記再生剤タンク４は、前記陽イオン交換樹脂層５の再生に使用する再生剤原液を調製するタンクであって、その内部には、固形塩４９（たとえば、粒状やペレット状の塩化ナトリウム）が貯蔵されている。そして、この固形塩４９を前記再生剤供給ライン４７を介して前記再生剤タンク４内に補給された軟水と接触させることにより溶解させ、再生剤原液を生成するように構成されている。

前記フロートバルブユニット４６は、前記再生剤供給ライン４７を介して前記再生剤タンク４内へ軟水が補給されると、フロート５０と連動する弁体５１が上昇し、所定水位で軟水の流入を遮断するように作動する。逆に、前記フロートバルブユニット４６は、前記第一エゼクタ４２内が負圧になると、前記フロート５０と連動する前記弁体５１が下降し、前記再生剤供給ライン４７へ再生剤原液を流出させるように作動する。そして、前記再生剤タンク４内の再生剤原液が所定水位まで消費されると、前記フロートバルブユニット４６に内蔵された中空ボール５２が前記再生剤供給ライン４７の流入口へ移動し、再生剤原液およびエアの吸引を遮断する。

前記第二バルブ３６の上流側の前記処理水ライン３３には、前記コントロールバルブユニット３の外部へ延びる第一排水ライン５３が接続されている。この第一排水ライン５３には、第七バルブ５４が設けられている。また、前記第一バルブ３５の下流側の前記原水ライン３２は、前記第七バルブ５４の下流側の前記第一排水ライン５３と第二排水ライン５５で接続されている。この第二排水ライン５５には、前記原水ライン３２側から順に第八バルブ５６および第三オリフィス５７が設けられている。ここにおいて、前記第三オリフィス５７は、前記樹脂筒６からの排水量を所定範囲の流量に調節するためのものである。さらに、前記第二流路１１は、前記第七バルブ５４の下流側の前記第一排水ライン５３と第三排水ライン５８で接続されており、この第三排水ライン５８には、第九バルブ５９が設けられている。

前記コントロールバルブユニット３において、前記各バルブ３５，３６，３８，４０，４４，４８，５４，５６，５９は、種々の作動機構および弁構造を採用することができる。具体的には、カム機構により作動されるリフト式またはダイアフラム式の流路開閉バルブや、ギア機構により作動されるスライドピストン式の流路開閉バルブなどがとくに好適である。

以下、第一実施例形態に係る前記イオン交換装置１の通水作動および再生作動について、図６〜図１１を参照して詳細に説明する。

前記通水作動では、図６に示すように、前記制御器（図示省略）からの指令信号により、前記第一開閉弁３５および前記第二開閉弁３６は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第三開閉弁３８，前記第四開閉弁４０，前記第五開閉弁４４，前記第六開閉弁４８，前記第七開閉弁５４，前記第八開閉弁５６および前記第九開閉弁５９は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる水道水，地下水，工業用水などの原水は、まず前記ストレーナ３４で固形物が除去され、前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この原水は、前記陽イオン交換樹脂層５を下降流で流れる過程で硬度分がナトリウムイオンへ置換され、軟水化される。前記陽イオン交換樹脂層５を通過した軟水は、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５へ集水されたのち、前記第一集水管１４，前記第一流路１０および前記処理水ライン３３を介して排出され、需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水を採取することにより、陽イオン交換樹脂が硬度分を置換できなくなると、前記再生作動を実施する。

前記再生作動は、陽イオン交換樹脂の硬度分除去能力を回復させるために、逆洗工程，再生工程，押出工程，洗浄工程および補水工程をこの順で行う。ちなみに、前記再生作動は、通常、軟水を使用しない深夜に実施するように設定されているが、夜間も軟水を必要とする需要箇所においては、前記イオン交換装置１の複数台を並列または直列に設置し、前記通水作動を交互に行うように設定する。

前記逆洗工程では、図７に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第二バルブ３６，前記第三バルブ３８および前記第八バルブ５６は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ３５，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第六バルブ４８，前記第七バルブ５４および前記第九バルブ５８は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、前記バイパスライン３７，前記処理水ライン３３，前記第一流路１０および前記第一集水管１４を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５から配水される。この原水は、前記樹脂収容部２内を上昇流で流れ、前記陽イオン交換樹脂層５を展開させながら、堆積した懸濁物質や破砕などによって生じた微細樹脂粒子を洗い流す。そして、前記陽イオン交換樹脂層５を通過した原水は、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８へ集水されたの
ち、前記第三流路１２，前記原水ライン３２の一部および前記第二排水ライン５５を介して前記第一排水ライン５３から系外へ排出される。前記逆洗工程を開始して所定時間が経過すると、前記再生工程へ移行する。

前記再生工程では、図８に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第三バルブ弁３８，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第六バルブ４８および前記第九バルブ５９は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ３５，前記第二バルブ３６，前記第七バルブ５４および前記第八バルブ５６は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、希釈水として、前記バイパスライン３７および前記再生剤調製ライン３９を介して前記第一エゼクタ４２の一次側へ供給される。前記第一エゼクタ４２において、前記ノズル部（符号省略）の吐出側で負圧が発生すると、前記再生剤供給ライン４７内も負圧となり、前記フロート５０と連動する前記弁体５１が下降する。この結果、前記再生剤タンク４内の再生剤原液が前記再生剤供給ライン４７を介して吸引可能となり、前記第一エゼクタ４２内では、再生剤原液が原水で所定濃度まで希釈され、再生剤が調製される。前記第一エゼクタ４２からの再生剤は、前記再生剤調製ライン３９，前記処理水ライン３３，前記第一流路１０および前記第一集水管１４を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５から配水される。この再生剤は、前記陽イオン交換樹脂層５を上昇流で通過し、樹脂粒子を再生させる。すなわち、第一実施形態では、前記陽イオン交換樹脂層５に対して向流再生（counter-flow regeneration）が行われる。また、前記再生工程中は、前記第一エゼクタ４２の一次側で分岐した原水の一部が前記分岐ライン４３，前記原水ライン３２の一部および前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この下降流の原水は、前記陽イオン交換樹脂層５を下向きに押圧し、上昇流の再生剤によって前記陽イオン交換樹脂層５が展開および流動することを抑制する。そして、前記陽イオン交換樹脂層５を通過した再生剤および前記樹脂収容部２の上部へ供給された原水は、前記陽イオン交換樹脂層５の上部で前記第二スクリーン部材２１へ集水されたのち、前記第二集水管２０，前記第二流路１１，前記第三排水ライン５８を介して前記第一排水ライン５３から系外へ排出される。ここにおいて、前記再生剤タンク４内の再生剤原液が所定水位まで消費されると、前記中空ボール５２が前記再生剤供給ライン４７の流入口へ移動し、再生剤原液およびエアの吸引を遮断する。そして、前記再生工程を開始して所定時間が経過すると、前記押出工程へ移行する。

前記押出工程では、図９に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第三バルブ３８，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４および前記第九バルブ５９は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ３５，前記第二バルブ３６，前記第六バルブ４８，前記第七バルブ５４および前記第八バルブ５６は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、押出水として、前記バイパスライン３７および前記再生剤調製ライン３９を介して前記第一エゼクタ４２の一次側へ供給される。このとき、前記第一エゼクタ４２における再生剤原液の吸引は、停止されている。前記第一エゼクタ４２からの原水は、前記再生剤調製ライン３９，前記処理水ライン３３，前記第一流路１０および前記第一集水管１４を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５から配水される。この原水は、再生剤を押し出しながら前記陽イオン交換樹脂層５を上昇流で通過し、樹脂粒子を引き続き再生させる。また、前記押出工程中は、前記第一エゼクタ４２の一次側で分岐した原水の一部が前記分岐ライン４３，前記原水ライン３２の一部および前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この下降流の原水は、前記陽イオン交換樹脂層５を下向きに押圧し、上昇流の再生剤および原水によって前記陽イオン交換樹脂層５が展開および流動することを抑制する。そして、前記陽イオン交換樹脂層５を通過した再生剤および原水は、前記陽イオン交換樹脂層５の上部で前記第二スクリーン部材２１へ集水されたのち、前記第二集水管２０，前記第二流路１１，前記第三排水ラ
イン５８を介して前記第一排水ライン５３から系外へ排出される。前記押出工程を開始して所定時間が経過すると、前記洗浄工程へ移行する。

前記洗浄工程では、図１０に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第一バルブ３５，前記第三バルブ３８および前記第七バルブ５４は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二バルブ３６，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第六バルブ４８，前記第八バルブ５６および前記第九バルブ５９は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、洗浄水として、前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この原水は、前記樹脂筒６内に残留している再生液を洗い流しながら、前記陽イオン交換樹脂層５を下降流で通過する。そして、前記陽イオン交換樹脂層５を通過した原水は、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５へ集水されたのち、前記第一集水管１４，前記第一流路１０，前記処理水ライン３３の一部および前記第一排水ライン５３を介して系外へ排出される。前記洗浄工程を開始して所定時間が経過すると、前記補水工程を実施する。

前記補水工程では、図１１に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第一バルブ３５，前記第三バルブ３８および前記第六バルブ４８は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二バルブ３６，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第七バルブ５４，前記第八バルブ５６および前記第九バルブ５９は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、補給水として、前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この補給水は、前記陽イオン交換樹脂層５を下降流で通過して軟水化される。前記陽イオン交換樹脂層５を通過した補給水は、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５へ集水されたのち、前記第一集水管１４，前記第一流路１０，前記処理水ライン３３の一部および前記再生剤調製ライン３９を介して前記第一エゼクタ４２の二次側へ供給される。前記第一エゼクタ４２からの補給水は、前記再生剤供給ライン４７を介して前記再生剤タンク４内へ供給される。また、前記再生剤タンク４内では、水位の上昇にともなって前記フロート５０と連動する前記弁体５１が上昇し、所定水位で補給水の流入を遮断する。そして、補給された軟水は、前記通水作動中に前記再生剤タンク４内に貯蔵されている前記固形塩４９を溶解させ、再生剤原液を生成する。前記補水工程が終了すると、再び前記通水作動を実施する。

ところで、前記再生作動中は、前記樹脂収容部２を迂回した原水が需要箇所の要求に応じて供給される。前記再生作動中には、前記第三バルブ３８が常に開状態に設定されているので、前記第一バルブ３５の上流側の前記原水ライン３２を流れる原水は、前記バイパスライン３７を介して前記第二バルブ３６の下流側の前記処理水ライン３３へ供給される。この結果、前記再生作動中においても、需要箇所では水を使用することが可能になっている。

以上の第一実施形態によれば、向流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現することができる。この結果、並流再生を行うイオン交換装置と比較して、同等の組立性やメンテナンス性を有しつつ、より高品質の処理水を確保し、さらには再生剤も節約することができる。

（第二実施形態）
つぎに、この発明の第二実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１２は、第二実施形態に係るイオン交換装置の全体構成図を示している。第二実施形態に係るイオン交換装置は、前記第一実施形態の変形例であって、向流再生に替えて分流再生により再生を行うように構成したものである。図１２において、イオン交換装置６０は、前記第一
実施形態と同様、前記樹脂収容部２と、前記コントロールバルブユニット３と、前記再生剤タンク４とを主に備えている。

ここで、まず図１３を参照して、第二実施形態に係る前記樹脂収容部２の構成を説明する。図１３は、前記樹脂収容部２の全体構成を示す説明図である。図１３において、前記第一実施形態と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。第二実施形態において、前記第二集水管２０は、前記第二スクリーン部材２１の位置が前記陽イオン交換樹脂層５の中央部付近に設定される構成となっている。また、前記第二スクリーン部材２１の底面側は、前記第二集水管２０が前記蓋部材７から抜け落ちないように、前記第一集水管１４の管壁に固定したピン６１で支持されている（図５参照）。

ここで、第二実施形態に係る前記樹脂収容部２の組立方法の一例について、具体的に説明する。この組立方法では、予め前記第一スクリーン部材１５は、前記第一集水管１４の先端部に固定され、また前記第二スクリーン部材２１は、前記第二集水管２０の先端部に固定され、さらに前記第三スクリーン部材２８は、前記蓋部材７に固定されている。また、前記第一集水管１４の管壁には、前記ピン６１が固定されている。前記第一スリーブ１３および前記第二スリーブ１９の各内周面には、Ｏリングなどのシール部材（図示省略）が装着されている。さらに、前記蓋部材７は、前記コントロールバルブユニット３が一体的に装着された状態で使用される。

まず、前記第二底板２４の中央部に穿設された孔（図示省略）を前記第一集水管１４が貫通するように、前記第二スクリーン部材２１側から前記第二集水管２０を前記第一集水管１４に沿って差し込み、前記第二スクリーン部材２１を前記ピン６１に当接させて前記両集水管１４，２０を合体させる。そして、前記樹脂筒６内が空の状態で前記第二集水管２０とともに前記第一集水管１４を前記樹脂筒６の底部まで差し込んだのち、所定量の陽イオン交換樹脂を充填する。ここにおいて、陽イオン交換樹脂の充填に先立ち、前記第一スクリーン部材１５が埋没する程度まで、珪石などの支持材（図示省略）を充填してもよい。

つぎに、前記両集水管１４，２０の上端部を前記第一スリーブ１３および前記第二スリーブ１９の各端面に設けられた傾斜部（符号省略）とそれぞれ当接させる。そして、前記雄ネジ部８および前記雌ネジ部９の位置を合わせたのち、前記蓋部材７を前記コントロールバルブユニット３とともに前記樹脂筒６にねじ込んで結合する。この際、前記両集水管１４，２０は、前記蓋部材７の回転中心軸として作用し、また前記第一集水管１４および前記第二集水管２０は、前記蓋部材７の回転にともなって前記第一スリーブ１３内および前記第二スリーブ１９内へそれぞれ挿入されるので、前記樹脂収容部２を容易に組み立てることができる。さらに、前記樹脂収容部２の組立後において、陽イオン交換樹脂の交換などを行う場合には、逆の手順により、前記樹脂収容部２を容易に分解することができる。

さて、再び図１２を参照し、前記イオン交換装置６０の全体構成図について説明する。図１２において、前記第一実施形態と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。

前記イオン交換装置６０において、前記第三バルブ３８の上流側の前記バイパスライン３７は、前記第二バルブ３６の上流側の前記処理水ライン３３と前記再生剤調製ライン３９で接続されている。この再生剤調製ライン３９には、前記バイパスライン３７側から順に前記第四バルブ４０，前記第一オリフィス４１および前記第一エゼクタ４２が設けられている。また、前記第一オリフィス４１と前記第一エゼクタ４２の間の前記再生剤調製ライン３９は、前記第一バルブ３５の下流側の前記原水ライン３２と前記分岐ライン４３で
接続されている。この分岐ライン４３には、前記原水ライン３２側から順に前記第五バルブ４４および第二エゼクタ６２が設けられている。ここにおいて、前記各エゼクタ４２，６２は、それぞれのノズル部（符号省略）の吐出側において、前記再生剤タンク４内に配置された前記フロートバルブユニット４６と前記再生剤供給ライン４７で接続されている。

以下、第二実施例形態に係る前記イオン交換装置６０の通水作動および再生作動について、図１４〜図１９を参照して詳細に説明する。

前記通水作動では、図１４に示すように、前記制御器（図示省略）からの指令信号により、前記第一バルブ３５および前記第二バルブ３６は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第三バルブ３８，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第六バルブ４８，前記第七バルブ５４，前記第八バルブ５６および前記第九バルブ５９は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる水道水，地下水，工業用水などの原水は、まず前記ストレーナ３４で固形物が除去されたのち、前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この原水は、前記陽イオン交換樹脂層５を下降流で流れる過程で硬度分がナトリウムイオンへ置換され、軟水化される。前記陽イオン交換樹脂層５を通過した軟水は、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５へ集水されたのち、前記第一集水管１４，前記第一流路１０および前記処理水ライン３３を介して排出され、需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水を採取することにより、陽イオン交換樹脂が硬度分を置換できなくなると、前記再生作動を実施する。

前記再生作動は、陽イオン交換樹脂の硬度分除去能力を回復させるために、前記第一実施形態と同様、逆洗工程，再生工程，押出工程，洗浄工程および補水工程をこの順で行う。

前記逆洗工程では、図１５に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第二バルブ３６，前記第三バルブ３８および前記第八バルブ５６は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ３５，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第六バルブ４８，前記第七バルブ５４および前記第九バルブ５８は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、前記バイパスライン３７，前記処理水ライン３３，前記第一流路１０および前記第一集水管１４を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５から配水される。この原水は、前記樹脂収容部２内を上昇流で流れ、前記陽イオン交換樹脂層５を展開させながら、堆積した懸濁物質や破砕などによって生じた微細樹脂粒子を洗い流す。そして、前記陽イオン交換樹脂層５を通過した原水は、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８へ集水されたのち、前記第三流路１２，前記原水ライン３２の一部および前記第二排水ライン５５を介して前記第一排水ライン５３から系外へ排出される。前記逆洗工程を開始して所定時間が経過すると、前記再生工程へ移行する。

前記再生工程では、図１６に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第三バルブ３８，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第六バルブ４８および前記第九バルブ５９は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ３５，前記第二バルブ３６，前記第七バルブ５４および前記第八バルブ５６は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、希釈水として、前記バイパスライン３７，前記再生剤調製ライン３９および前記分岐ライン４３を介して前記各エゼクタ４２，６２の一次側へそれぞれ供給される。前記各エゼクタ４２，６２において、前記各ノズル部（符号省略）の吐出側で負圧が発生すると、前記再生剤供給ライン４７内も負圧となり、前記フロート５０と連動する前記弁体５１が下降する。この結果、前記再生剤タンク４内の再
生剤原液が前記再生剤供給ライン４７を介して吸引可能となり、前記各エゼクタ４２，６２内では、それぞれ再生剤原液が原水で所定濃度まで希釈され、再生剤が調製される。前記第一エゼクタ４２からの再生剤は、前記再生剤調製ライン３９，前記処理水ライン３３，前記第一流路１０および前記第一集水管１４を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５から配水される。この再生剤は、前記陽イオン交換樹脂層５を上昇流で通過し、前記陽イオン交換樹脂層５の下層部を再生させる。一方、前記第二エゼクタ６２からの再生剤は、前記分岐ライン４３，前記原水ライン３２の一部および前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この再生液は、前記陽イオン交換樹脂層５を下降流で通過し、前記陽イオン交換樹脂層５の上層部を再生させる。すなわち、第二実施形態では、前記陽イオン交換樹脂層５に対して分流再生（split-flow regeneration）が行われる。この際、下降流の再生剤は、前記陽イオン交換樹脂層５を下向きに押圧し、上昇流の再生剤によって前記陽イオン交換樹脂層５が展開および流動することを抑制する。そして、前記陽イオン交換樹脂層５を通過した再生剤は、前記陽イオン交換樹脂層５の中央部で前記第二スクリーン部材２１へ集水されたのち、前記第二集水管２０，前記第二流路１１，前記第三排水ライン５８を介して前記第一排水ライン５３から系外へ排出される。ここにおいて、前記再生剤タンク４内の再生剤原液が所定水位まで消費されると、前記中空ボール５２が前記再生剤供給ライン４７の流入口へ移動し、再生剤原液およびエアの吸引を遮断する。そして、前記再生工程を開始して所定時間が経過すると、前記押出工程へ移行する。

前記押出工程では、図１７に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第三バルブ３８，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４および前記第九バルブ５９は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第一バルブ３５，前記第二バルブ３６，前記第六バルブ４８，前記第七バルブ５４および前記第八バルブ５６は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、押出水として、前記バイパスライン３７および前記再生剤調製ライン３９を介して前記各エゼクタ４２，６２の一次側へそれぞれ供給される。このとき、前記各エゼクタ４２，６２における再生剤原液の吸引は、停止されている。前記第一エゼクタ４２からの原水は、前記再生剤調製ライン３９，前記処理水ライン３３，前記第一流路１０および前記第一集水管１４を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５から配水される。この原水は、再生剤を押し出しながら前記陽イオン交換樹脂層５を上昇流で通過し、前記陽イオン交換樹脂層５の下層部を引き続き再生させる。一方、前記第二エゼクタ６２からの原水は、前記分岐ライン４３，前記原水ライン３２の一部および前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この原水は、再生剤を押し出しながら前記陽イオン交換樹脂層５を下降流で通過し、前記陽イオン交換樹脂層５の上層部を引き続き再生させる。この際、下降流の原水は、前記陽イオン交換樹脂層５を下向きに押圧し、上昇流の原水によって前記陽イオン交換樹脂層５が展開および流動することを抑制する。そして、前記陽イオン交換樹脂層５を通過した再生剤および原水は、前記陽イオン交換樹脂層５の中央部で前記第二スクリーン部材２１へ集水されたのち、前記第二集水管２０，前記第二流路１１，前記第三排水ライン５８を介して前記第一排水ライン５３から系外へ排出される。前記押出工程を開始して所定時間が経過すると、前記洗浄工程へ移行する。

前記洗浄工程では、図１８に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第一バルブ３５，前記第三バルブ３８および前記第七バルブ５４は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二バルブ３６，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第六バルブ４８，前記第八バルブ５６および前記第九バルブ５９は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、洗浄水として、前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。
この原水は、前記樹脂筒６内に残留している再生剤を洗い流しながら、前記陽イオン交換樹脂層５を下降流で通過する。そして、前記陽イオン交換樹脂層５を通過した原水は、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５へ集水されたのち、前記第一集水管１４，前記第一流路１０，前記処理水ライン３３の一部および前記第一排水ライン５３を介して系外へ排出される。前記洗浄工程を開始して所定時間が経過すると、前記補水工程を実施する。

前記補水工程では、図１９に示すように、前記制御器からの指令信号により、前記第一バルブ３５，前記第三バルブ３８および前記第六バルブ４８は、それぞれ開状態に設定される。一方、前記第二バルブ３６，前記第四バルブ４０，前記第五バルブ４４，前記第七バルブ５４，前記第八バルブ５６および前記第九バルブ５９は、それぞれ閉状態に設定される。前記原水ライン３２を流れる原水は、補給水として、前記第三流路１２を介して供給されたのち、前記樹脂収容部２の上部で前記第三スクリーン部材２８から配水される。この補給水は、前記陽イオン交換樹脂層５を下降流で通過して軟水化される。前記陽イオン交換樹脂層５を通過した補給水は、前記樹脂収容部２の底部で前記第一スクリーン部材１５へ集水されたのち、前記第一集水管１４，前記第一流路１０，前記処理水ライン３３の一部および前記再生剤調製ライン３９を介して前記第一エゼクタ４２の二次側へ供給される。前記第一エゼクタ４２からの補給水は、前記再生剤供給ライン４７を介して前記再生剤タンク４内へ供給される。また、前記再生剤タンク４内では、水位の上昇にともなって前記フロート５０と連動する前記弁体５１が上昇し、所定水位で補給水の流入を遮断する。そして、補給された軟水は、前記再生作動中に前記再生剤タンク４内に貯蔵されている前記固形塩４９を溶解させ、再生剤原液を生成する。前記補水工程が終了すると、再び前記通水作動を実施する。

ところで、前記再生作動中は、前記樹脂収容部２を迂回した原水が需要箇所の要求に応じて供給される。前記再生作動中には、前記第三バルブ３８が常に開状態に設定されているので、前記第一バルブ３５の上流側の前記原水ライン３２を流れる原水は、前記バイパスライン３７を介して前記第二バルブ３６の下流側の前記処理水ライン３３へ供給される。この結果、前記再生作動中においても、需要箇所では水を使用することが可能になっている。

以上の第二実施形態によれば、分流再生に対応することができ，かつ集水装置が簡単化されたイオン交換装置を実現することができる。この結果、並流再生を行うイオン交換装置と比較して、同等の組立性やメンテナンス性を有しつつ、より高品質の処理水を確保し、さらには再生剤も節約することができる。

（他の実施形態）
前記第一実施形態および前記第二実施形態では、前記イオン交換装置１，６０を軟水装置として使用する場合について説明したが、他の用途に使用することもできる。たとえば、前記イオン交換装置１，６０において、前記陽イオン交換樹脂５を陰イオン交換樹脂へ置換すれば、硝酸性窒素除去装置として使用することが可能になる。さらに、たとえば前記イオン交換装置１，６０のいずれかを２台設置し、第一のイオン交換装置に陽イオン交換樹脂を使用するとともに、再生剤原液に酸を使用し、また第二のイオン交換装置に陰イオン交換樹脂を使用するとともに、再生剤原液にアルカリを使用することにより、二塔式の純水製造装置として使用することが可能になる。

Claims (3)

1. 樹脂収容部の蓋部材に形成された第一流路と連通する第一集水管と、
   前記蓋部材に形成された第二流路と連通する第二集水管とを備え、
   前記第二集水管の内径が前記第一集水管の外径よりも大径に設定されるとともに、前記両集水管は、それらの軸芯がともに前記樹脂収容部の軸芯と同軸上に設定される二重管をなしており、
   前記蓋部材には、前記樹脂収容部内と連通する第三流路がさらに形成されていることを特徴とするイオン交換装置。
2. 前記第一集水管の集水位置を前記樹脂収容部の底部付近に設定するとともに、前記第二集水管の集水位置をイオン交換樹脂層の上部付近に設定したことを特徴とする請求項１に記載のイオン交換装置。
3. 前記第一集水管の集水位置を前記樹脂収容部の底部付近に設定するとともに、前記第二集水管の集水位置をイオン交換樹脂層の中央部付近に設定したことを特徴とする請求項１に記載のイオン交換装置。

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