イオン交換装置
【課題】処理液中に夾雑物が混入することを抑制することができると共に、装置全体のコンパクト化を実現することができるイオン交換装置を提供する。
【解決手段】イオン交換樹脂床２１１が収容され、開口部２１ａを有する圧力タンク２と、圧力タンク２の開口部２１ａを閉鎖する蓋部材２２と、蓋部材２２に設けられ、圧力タンク２の内部と外部とを連通すると共に、原液Ｗ１を圧力タンク２の外部からイオン交換樹脂床２１１へ向けて流通させる原液流路２２１と、蓋部材２２に設けられ、圧力タンク２の内部と外部とを連通すると共に、イオン交換樹脂床２１１を通過して生成された処理液Ｗ２を圧力タンク２の外部へ向けて流通させる処理液流路２２２と、処理液流路２２２に設けられるストレーナ３３であって、処理液Ｗ２をストレーナ３３の一次側から二次側に向かって通過させることにより処理液Ｗ２中の夾雑物を捕捉するストレーナ３３と、を備える。
【解決手段】イオン交換樹脂床２１１が収容され、開口部２１ａを有する圧力タンク２と、圧力タンク２の開口部２１ａを閉鎖する蓋部材２２と、蓋部材２２に設けられ、圧力タンク２の内部と外部とを連通すると共に、原液Ｗ１を圧力タンク２の外部からイオン交換樹脂床２１１へ向けて流通させる原液流路２２１と、蓋部材２２に設けられ、圧力タンク２の内部と外部とを連通すると共に、イオン交換樹脂床２１１を通過して生成された処理液Ｗ２を圧力タンク２の外部へ向けて流通させる処理液流路２２２と、処理液流路２２２に設けられるストレーナ３３であって、処理液Ｗ２をストレーナ３３の一次側から二次側に向かって通過させることにより処理液Ｗ２中の夾雑物を捕捉するストレーナ３３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、硬水軟化装置等のイオン交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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）や硝酸性窒素（硝酸イオン及び亜硝酸イオン）等をイオン交換樹脂により吸着して除去し、処理水を製造するイオン交換装置が知られている。
【０００３】
イオン交換装置は、原水等の液体が流通する原液ラインと、イオン交換樹脂床を収容し、原水等の液体が導入される圧力タンクと、圧力タンク内で製造された処理液を需要箇所へ供給する処理液ラインと、イオン交換樹脂床の再生や洗浄等に使用された液体を排出する排液ラインと、を備えている。これらの原液ライン、処理液ライン及び排液ラインは、イオン交換装置の内部の圧力タンクと接続され、イオン交換装置の外部に延びている。
【０００４】
このようなイオン交換装置において高品質の処理液を得るために、破砕したイオン交換樹脂やゴミ等の夾雑物が処理液に混入することを抑制する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術は、イオン交換装置の外部における処理液ラインに、夾雑物を捕捉する夾雑物捕捉手段（Ｙ型ストレーナ）を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４０８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術は、イオン交換装置の外部における処理液ラインに夾雑物捕捉手段を備えるものであるため、イオン交換装置の周囲における配管設備が煩雑になっていた。そのため、イオン交換装置の内部における処理液ラインに夾雑物捕捉手段を備えるイオン交換装置の提供が望まれていた。
【０００７】
しかし、イオン交換装置の内部には、圧力タンクと、圧力タンクに接続される原液ライン、処理液ライン及び排液ライン等が密に配置されている。そのため、イオン交換装置の内部において、夾雑物捕捉手段を処理液ラインに設置するためのスペースを確保することが困難であった。
一方、夾雑物捕捉手段を設置するためのスペースをイオン交換装置の内部に確保しようとすると、イオン交換装置の容積（サイズ）を増大する必要があり、装置全体をコンパクト化することが困難であった。
【０００８】
本発明は、夾雑物が処理液中に混入することを抑制することができると共に、装置全体のコンパクト化を実現することができるイオン交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、イオン交換樹脂床が収容され、開口部を有する圧力タンクと、前記圧力タンクの開口部を閉鎖する蓋部材と、前記蓋部材に設けられ、前記圧力タンクの内部と外部とを連通すると共に、原液を前記圧力タンクの外部から前記イオン交換樹脂床へ向けて流通させる原液流路と、前記蓋部材に設けられ、前記圧力タンクの内部と外部とを連通すると共に、前記イオン交換樹脂床を通過して生成された処理液を前記圧力タンクの外部へ向けて流通させる処理液流路と、前記処理液流路に設けられるストレーナであって、処理液を該ストレーナの一次側から二次側に向かって通過させることにより処理液中の夾雑物を捕捉するストレーナと、を備えるイオン交換装置に関する。
【００１０】
また、前記蓋部材に設けられ、前記ストレーナの一次側に位置する前記処理液流路に連通する排液流路と、洗浄液を前記ストレーナの二次側から一次側に向かって流通させるように、洗浄液を前記処理液流路から前記排液流路に向かう方向に流通させる流通制御手段と、を更に備えることが好ましい。
【００１１】
また、前記ストレーナは、少なくとも一部が多孔状で且つ開口部及び底部を有する筒状に形成されており、前記ストレーナの開口部側の外面に設けられ、前記ストレーナの径方向の外方に向けて延びると共に、前記処理液流路に直接的に又は間接的に当接する延出部と、前記延出部と前記処理液流路との間をシールするシール部材と、を更に備え、前記ストレーナは、該ストレーナにおける前記底部側又は前記延出部側から前記処理液流路に挿入可能に構成されることが好ましい。
【００１２】
また、前記ストレーナの外面に設けられ、該ストレーナの外面から突出すると共に該ストレーナの軸方向に沿って延びる３以上の突状部を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、処理液中に夾雑物が混入することを抑制することができると共に、装置全体のコンパクト化を実現することができるイオン交換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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の全体構成図である。
【図２】軟水ストレーナ３３をストレーナ開口部３３３側から視た斜視図である。
【図３】軟水ストレーナ３３を底部３３２側から視た斜視図である。
【図４】軟水ストレーナ３３における底部３３２側から第２蓋流路２２２に挿入された軟水ストレーナ３３を示す図である。
【図５】プロセス制御バルブ３により実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【図６】各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、各プロセスにおける流体の流れを示す図である。
【図８】軟水ストレーナ３３における延出部３３４側から第２蓋流路２２２に挿入された軟水ストレーナ３３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。図１は、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の全体構成図である。
【００１６】
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や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。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の硬水軟化装置１は、主として、圧力タンク２と、プロセス制御バルブ３と、塩水タンク４と、流通制御手段としての制御部５と、を備えて構成される。
【００１８】
圧力タンク２は、圧力タンク本体２１と、蓋部材２２とを備える。
圧力タンク本体２１は、上部に開口部２１ａを有する有底の筒状体であり、処理材である陽イオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換樹脂床２１１を収容する。
イオン交換樹脂床２１１は、特定の構成に制限されない。例えば、イオン交換樹脂床２１１は、濾過砂利や不活性樹脂からなる支持床上に積層されていてもよい。
蓋部材２２は、圧力タンク本体２１の上部の開口部２１ａを閉鎖する。蓋部材２２には、プロセス制御バルブ３が一体的に装着されている。
圧力タンク２の詳細については後述する。
【００１９】
また、詳細については後述するが、プロセス制御バルブ３は、採水及び再生に関して、原水Ｗ１を圧力タンク２の頂部スクリーン（頂部配液部）２４１へ配液しながら、底部スクリーン（底部集液部）２４２で集液することにより原水Ｗ１の下降流を生成して、処理水である軟水Ｗ２を製造する水処理プロセスＳＴ１の水（原水Ｗ１、軟水Ｗ２）の流れ；
再生液である塩水Ｗ４を圧力タンク２の頂部スクリーン（頂部配液部）２４１へ配液しながら、底部スクリーン（底部集液部）２４２で集液することにより塩水Ｗ４の下降流を生成して、イオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる第１再生プロセスＳＴ４の塩水Ｗ４の流れ；及び、
塩水Ｗ４を圧力タンク２の底部スクリーン（底部集液部）２４２へ配液しながら、中間部スクリーン（中間部集液部）２４３で集液することにより塩水Ｗ４の上昇流を生成して、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる第２再生プロセスＳＴ６の塩水Ｗ４の流れを切り換え可能なバルブである。
【００２０】
塩水タンク４は、イオン交換樹脂床２１１を再生する再生液としての塩水Ｗ４を貯留する。再生液は、陽イオン交換樹脂ビーズを用いる硬水軟化装置では、塩化ナトリウム、塩化カリウムの各水溶液等を利用できる。塩水タンク４の詳細については後述する。
【００２１】
圧力タンク２について、更に説明する。蓋部材２２は、流体の供給及び排出を行う第１蓋流路２２１、第２蓋流路２２２、第３蓋流路２２３及び第４蓋流路２２４を有する。これらの各蓋流路２２１、２２２、２２３及び２２４は、後述するように、プロセス制御バルブ３を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００２２】
圧力タンク２内において、蓋部材２２の下面側であってイオン交換樹脂床２１１の頂部には、樹脂ビーズの流出を防止する頂部スクリーン２４１が設けられている。頂部スクリーン２４１は、樹脂ビーズよりも小さな多数の開孔を有する（後述する底部スクリーン２４２及び中間部スクリーン２４３も同様）。第１蓋流路２２１は、頂部スクリーン２４１を介して、圧力タンク２内と連通する。頂部スクリーン２４１による配水位置及び集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の頂部付近に設定される。頂部スクリーン２４１は、イオン交換樹脂床２１１の頂部に設けられる頂部配液部、及びイオン交換樹脂床２１１の頂部に設けられる頂部集液部として機能する。
【００２３】
圧力タンク２内において、第２蓋流路２２２には、圧力タンク本体２１の底部付近へ延びる第１集配液管２３１が接続されている。第１集配液管２３１の下端部には、樹脂ビーズの流出を防止する底部スクリーン２４２が設けられている。第１集配液管２３１は、第２蓋流路２２２と連通する。底部スクリーン２４２による配水位置及び集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の底部付近に設定される。底部スクリーン２４２は、イオン交換樹脂床２１１の底部に設けられる底部配液部、及びイオン交換樹脂床２１１の底部に設けられる底部集液部として機能する。
【００２４】
また、蓋部材２２の第２蓋流路２２２には、軟水Ｗ２中の夾雑物（樹脂ビーズの破砕片、ゴミ等）を捕捉する軟水ストレーナ３３が設けられている。第２蓋流路２２２及び軟水ストレーナ３３の詳細については、後述する。
【００２５】
圧力タンク２内において、第３蓋流路２２３には、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部付近へ延びる第２集配液管２３２が接続されている。第２集配液管２３２の下端部には、樹脂ビーズの流出を防止する中間部スクリーン２４３が設けられている。第２集配液管２３２は、第３蓋流路２２３と連通する。中間部スクリーン２４３による集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部付近に設定される。つまり、中間部スクリーン２４３は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部に設けられる。中間部スクリーン２４３は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部に設けられる中間部集液部として機能する。
【００２６】
第２集配液管２３２の内径は、第１集配液管２３１の外径よりも大径に設定されている。第１集配液管２３１及び第２集配液管２３２の軸芯は、いずれも圧力タンク２の軸芯と同軸上に設定されている。すなわち、第１集配液管２３１及び第２集配液管２３２は、第１集配液管２３１が内管に設定され且つ第２集配液管２３２が外管に設定された二重管構造を形成して、圧力タンク２に装着されている。
【００２７】
第１蓋流路２２１には、プロセス制御バルブ３を介して原水ラインＬ１が接続されている。第１蓋流路２２１は、原水Ｗ１を圧力タンク２の外部からイオン交換樹脂床２１１へ向けて流通させる原液流路として機能する。第２蓋流路２２２には、プロセス制御バルブ３を介して、処理水ラインとしての軟水ラインＬ２が接続されている。第２蓋流路２２２は、軟水Ｗ２を圧力タンク２の外部へ向けて流通させる処理液流路として機能する。第３蓋流路２２３には、第５排水ラインＬ５５が接続されている。第５排水ラインＬ５５は、プロセス制御バルブ３の内部において、第１排水ラインＬ５１の接続部Ｊ５１に接続されている。
【００２８】
第４蓋流路２２４は、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２から分岐している。第４蓋流路２２４の一端には、第４塩水ラインＬ４４が接続されている。第４蓋流路２２４は、軟水ストレーナ３３の二次側から一次側に向かって流通させた洗浄液としての原水Ｗ１を圧力タンク２の外部へ向けて流通させる排液流路として機能する。
【００２９】
原水ラインＬ１、軟水ラインＬ２及び第１排水ラインＬ５１は、プロセス制御バルブ３の外部まで延びている。すなわち、原水ラインＬ１、軟水ラインＬ２及び第１排水ラインＬ５１は、それぞれ、その一部がプロセス制御バルブ３の内部に設けられ、その残部がプロセス制御バルブ３の外部に設けられている。
【００３０】
制御部５は、ＣＰＵ及びメモリを含んで構成される。制御部５は、後述する原水フロースイッチ６１、塩水流量計６２等からの信号が入力されて、入力された信号等に基づいてプロセス制御バルブ３を制御する。メモリには、本実施形態の硬水軟化装置１の運転を実施する制御プログラムが予め記憶されている。この制御プログラムは、例えば、硬水軟化装置１における水処理プロセスの流路と、ストレーナ洗浄プロセスの流路と、再生プロセスの流路等とを切り換えるように、プロセス制御バルブ３を制御する。
【００３１】
詳細には、制御部５は、後述する水処理プロセスＳＴ１、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２、逆洗浄プロセスＳＴ３、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５、第２再生プロセスＳＴ６、第２押出プロセスＳＴ７、リンス・プロセスＳＴ８、補水プロセスＳＴ９及び待機プロセスＳＴ１０を順に切り換えるように、プロセス制御バルブ３を制御する。特に、制御部５は、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２において、原水Ｗ１を軟水ストレーナ３３の二次側から一次側に向かって流通させるように、原水Ｗ１を軟水ストレーナ３３の二次側に位置する第２蓋流路２２２から第４蓋流路２２４に向かう方向に流通させる、流通制御手段として機能する。原水Ｗ１が、軟水ストレーナ３３の二次側に位置する第２蓋流路２２２から第４蓋流路２２４に流通する過程については、後述する。
【００３２】
プロセス制御バルブ３は、その内部に、各種のライン、弁等を備える。
具体的には、プロセス制御バルブ３は、ラインとして、原水ラインＬ１と、軟水ラインＬ２と、希釈水ラインＬ３と、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第３塩水ラインＬ４３と、第４塩水ラインＬ４４と、第１排水ラインＬ５１と、第２排水ラインＬ５２と、第３排水ラインＬ５３と、第４排水ラインＬ５４と、第５排水ラインＬ５５と、バイパスラインＬ６とを備える。原水ラインＬ１における第１蓋流路２２１側の一部は、第５塩水ラインＬ４５としても機能する。
【００３３】
プロセス制御バルブ３は、弁として、原水通水弁３１１と、軟水通水弁３１２と、バイパス弁３１３と、エゼクタ弁３１４と、第３排水弁３１５と、第２排水弁３１６と、第１排水弁３１７と、塩水弁３１８と、第１定流量弁３２２と、第２定流量弁３４とを備える。
また、プロセス制御バルブ３は、エゼクタストレーナ３２１と、エゼクタ３２３と、第１オリフィス３２４と、第２オリフィス３２５とを備える。
【００３４】
原水ラインＬ１には、原水Ｗ１の供給側から第１蓋流路２２１へ向けて順に、原水フロースイッチ６１と、接続部Ｊ１１と、原水通水弁３１１と、接続部Ｊ１２と、接続部Ｊ１３と、が設けられる。原水ラインＬ１における接続部Ｊ１２と第１蓋流路２２１との間の部分は、第５塩水ラインＬ４５としても機能する。
原水フロースイッチ６１は、プロセス制御バルブ３の外部に設けられる。原水フロースイッチ６１は、原水Ｗ１の流れ（圧力）の有無を検出する。原水フロースイッチ６１からの検出信号は、制御部５へ入力される。
【００３５】
軟水ラインＬ２には、第２蓋流路２２２から軟水Ｗ２の供給先へ向けて順に、軟水通水弁３１２と、接続部Ｊ２２と、が設けられる。
【００３６】
希釈水ラインＬ３は、その上流側の端部において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１に接続されると共に、その下流側の端部において、エゼクタ３２３の一次側に接続される。希釈水ラインＬ３には、上流側（接続部Ｊ１１側）から下流側（エゼクタ３２３側）に向けて順に、エゼクタストレーナ３２１と、第１定流量弁３２２と、エゼクタ３２３と、が設けられる。
【００３７】
エゼクタストレーナ３２１は、原水Ｗ１からなる希釈水に含まれる懸濁物質を除去し、第１定流量弁３２２及びエゼクタ３２３の詰まりを防止する。第１定流量弁３２２は、エゼクタ３２３へ供給する希釈水を所定範囲の流量に調節する。
エゼクタ３２３には、ノズル部の吐出側において、第１塩水ラインＬ４１の下流側の端部が接続されている。エゼクタ３２３は、希釈水（原水Ｗ１）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、塩水タンク４から塩水Ｗ４（例えば、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、エゼクタ３２３において、塩水タンク４からの塩水Ｗ４は、希釈水（原水Ｗ１）によって、所定濃度（例えば、８〜１２重量％）にまで希釈されるようになっている。
【００３８】
バイパスラインＬ６は、接続部Ｊ１１と接続部Ｊ２２とを接続する。つまり、バイパスラインＬ６は、原水ラインＬ１又は希釈水ラインＬ３と軟水ラインＬ２とを接続する。
【００３９】
再生液供給ラインは、圧力タンク２と塩水タンク（再生液タンク）４とを接続するラインである。第１実施形態において、再生液供給ラインは、２本形成される。
１本目の再生液供給ラインは、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第３塩水ラインＬ４３と、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）とから構成される。２本目の再生液供給ラインは、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第４塩水ラインＬ４４とから構成される。
【００４０】
第１塩水ラインＬ４１の一端部は、塩水タンク４内に配置される。第１塩水ラインＬ４１の他端部は、エゼクタ３２３の前記ノズル部に接続される。第１塩水ラインＬ４１には、塩水タンク４からエゼクタ３２３に向けて順に、塩水流量計６２と、塩水弁３１８と、が設けられる。
【００４１】
塩水流量計６２は、プロセス制御バルブ３の外部に設けられる。塩水流量計６２は、第１塩水ラインＬ４１を流通する塩水Ｗ４又は補給水としての原水Ｗ１の流量を検出する。塩水流量計６２からの検出信号は、制御部５へ入力される。塩水流量計６２は、双方向の瞬間流量及び積算流量を検出可能に構成された流量センサであり、例えば、接線式流量センサ、軸流式流量センサ、カルマン渦式流量センサ等を利用することができる。
【００４２】
第３塩水ラインＬ４３の上流側の端部と、第４塩水ラインＬ４４の上流側の端部とは、接続部Ｊ４１において接続される。第２塩水ラインＬ４２は、エゼクタ３２３の二次側と接続部Ｊ４１とを接続する。
【００４３】
第３塩水ラインＬ４３の下流側の端部は、接続部Ｊ１２において第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１）に接続される。第３塩水ラインＬ４３の途中には、第１オリフィス３２４が設けられる。
第４塩水ラインＬ４４の下流側の端部は、蓋部材２２における第４蓋流路２２４の一端に接続される。第４塩水ラインＬ４４には、上流側から下流側に向けて順に、第２オリフィス３２５と、エゼクタ弁３１４と、が設けられる。
第１オリフィス３２４及び第２オリフィス３２５は、後述する第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７において、再生液である塩水Ｗ４又は押出水である原水Ｗ１を第２蓋流路２２２及び第１蓋流路２２１に均等に分配するためのものである。
【００４４】
第１排水ラインＬ５１の下流側の端部からは、各種の排水Ｗ５が排出される。第１排水ラインＬ５１の上流側の端部は、接続部Ｊ５１において、第２排水ラインＬ５２の下流側の端部及び第５排水ラインＬ５５の下流側の端部に接続される。第２排水ラインＬ５２の上流側の端部は、接続部Ｊ５２において、第３排水ラインＬ５３の下流側の端部及び第４排水ラインＬ５４の下流側の端部に接続される。第３排水ラインＬ５３の上流側の端部は、接続部Ｊ４２において、第４塩水ラインＬ４４に接続される。第４排水ラインＬ５４の上流側の端部は、接続部Ｊ１３において、原水ラインＬ１（第５塩水ラインＬ４５）に接続される。第５排水ラインＬ５５の上流側の端部は、第３蓋流路２２３に接続される。
【００４５】
第２排水ラインＬ５２の途中には、第２定流量弁３４が設けられる。第２定流量弁３４は、圧力タンク２から排出されて第２排水ラインＬ５２を流通する排水Ｗ５の流量を所定範囲に調節する。
第３排水ラインＬ５３の途中には、第１排水弁３１７が設けられる。第４排水ラインＬ５４の途中には、第３排水弁３１５が設けられる。第５排水ラインＬ５５の途中には、第２排水弁３１６が設けられる。
【００４６】
プロセス制御バルブ３において、各種の弁３１１〜３１８は、種々の作動機構及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又はダイアフラム式の流路開閉弁や、リンク機構により作動されるスライドピストン式の流路開閉弁等が好適である。
【００４７】
次に、塩水タンク４について説明する。塩水タンク４は、塩水タンク本体４１と、塩水ウェル４２と、塩水プレート４４とを備える。塩水タンク本体４１は、上部が開口した有底の形状を有する。塩水ウェル４２は、筒状であり、塩水タンク本体４１の内側に配置される。塩水プレート４４は、塩水ウェル４２の外側において、塩水の貯留部（下方）と、再生塩４３（例えば、粒状やペレット状の塩化ナトリウム）の貯蔵部（上方）とを、上下に区画する透水性のプレートからなる。
【００４８】
塩水タンク本体４１の内側であって且つ塩水ウェル４２の内側には、塩水ライン配置空間４６が形成される。塩水ライン配置空間４６には、第１塩水ラインＬ４１の上流側の端部が配置される。塩水ウェル４２の下方の側壁には、連通孔４５が設けられる、連通孔４５は、塩水の貯留部と塩水ライン配置空間４６との間を連通する。そのため、塩水Ｗ４又は補給水は、塩水の貯留部と塩水ライン配置空間４６との間を自在に流通できる。
【００４９】
次に、軟水ストレーナ３３について、図２から図４を参照しながら詳細に説明する。図２は、軟水ストレーナ３３をストレーナ開口部３３３側から視た斜視図である。図３は、軟水ストレーナ３３を底部３３２側から視た斜視図である。図４は、軟水ストレーナ３３における底部３３２側から第２蓋流路２２２に挿入された軟水ストレーナ３３を示す図である。図４中に記載した矢印は、水処理プロセスＳＴ１において軟水Ｗ２が流れる方向を示す。
【００５０】
軟水ストレーナ３３は、軟水ラインＬ２を第２蓋流路２２２から軟水Ｗ２の供給先へ向けて流通する軟水Ｗ２中の夾雑物（樹脂ビーズの破砕片、ゴミ等）を捕捉する部材である。図２から図４に示すように、軟水ストレーナ３３は、本体部３３１と、ストレーナ開口部３３３と、底部３３２と、延出部３３４と、突状部３３６と、を備える。軟水ストレーナ３３は、例えば、ＡＢＳ樹脂やＰＰＳ樹脂等のプラスチック材料により一体成形される。
【００５１】
本体部３３１は、有底円筒状に形成される。詳細には、本体部３３１は、円筒の側面の内部と外部とを連通するスリット状の孔部３３５を多数有する。孔部３３５は、所定の大きさの夾雑物（樹脂ビーズの破砕片、ゴミ等）が流通しない大きさに開口される。例えば、孔部３３５のスリット幅は、０．０４５〜０．１５ｍｍの範囲で設定される。
ストレーナ開口部３３３は、本体部３３１の一端側に開口され、本体部３３１の内部と連通する。底部３３２は、本体部３３１の他端側を閉塞する。
【００５２】
延出部３３４は、本体部３３１におけるストレーナ開口部３３３側の外面に設けられ、本体部３３１の径方向の外方に向けて延びる。詳細には、延出部３３４は、円環状に形成され、延出部３３４の表裏を連通するスリット状の孔部３３５を多数有する。延出部３３４の外径は、後述する小径流路部２２２ｂの内径よりも大きく、かつ、後述する大径流路部２２２ａの内径よりも小さい（図４参照）。
【００５３】
突状部３３６は、本体部３３１の外面から本体部３３１の径方向の外方に突出して設けられ、かつ、本体部３３１の軸方向に沿って延びる。また、突状部３３６は、底部３３２の外面からも本体部３３１の軸方向に突出して設けられる。突状部３３６は、本体部３３１の中心軸に対して放射状に２対（周方向に９０°間隔で４つ）設けられる。突状部３３６の突出高さは、軟水ストレーナ３３をその底部３３２側から、後述する小径流路部２２２ｂに挿入できる大きさに、設定されている。
【００５４】
以上のように構成される軟水ストレーナ３３は、図４に示すように、その底部３３２側から蓋部材２２の第２蓋流路２２２に挿入される。詳細には、軟水ストレーナ３３は、シール用リング３４０（後述）を介して第２蓋流路２２２に配置され、かつ、押圧部材３４３（後述）によって第２蓋流路２２２に押圧される。第２蓋流路２２２は、大径流路部２２２ａと、小径流路部２２２ｂと、段部２２２ｃとを有する。大径流路部２２２ａは、蓋部材２２において、軟水Ｗ２の流れ方向における下流側に配置される。小径流路部２２２ｂは、蓋部材２２において、大径流路部２２２ａの上流側に配置される。第２蓋流路２２２の流路断面は、例えば、円形状となっている。大径流路部２２２ａは、小径流路部２２２ｂよりも内径が大きい。大径流路部２２２ａと小径流路部２２２ｂとは、段部２２２ｃにおいて区画されている。
【００５５】
この段部２２２ｃには、円環状のシール用リング３４０が配置される。シール用リング３４０は、第２蓋流路２２２において軟水ストレーナ３３の延出部３３４と段部２２２ｃとの間に配置される部材である。すなわち、軟水ストレーナ３３の延出部３３４は、シール用リング３４０を介して第２蓋流路（処理液流路）２２２の段部２２２ｃに間接的に当接する。詳細には、シール用リング３４０の内径は、小径流路部２２２ｂの内径と略同一である。また、シール用リング３４０の外径は、大径流路部２２２ａの内径よりも若干小さい。シール用リング３４０は、例えば、所定の弾性を有するプラスチック材料又はゴム材料等により形成される。シール用リング３４０は、軟水ストレーナ３３の延出部３３４と段部２２２ｃとの間において、夾雑物が流出しないようにシールするシール部材として機能する。
【００５６】
押圧部材３４３は、軟水ストレーナ３３の延出部３３４を、シール用リング３４０を介して第２蓋流路２２２の段部２２２ｃに押圧する部材である。押圧部材３４３は、例えば、蓋部材２２の外部から大径流路部２２２ａの内部に挿入される軟水ラインＬ２を形成するパイプ部材の先端部である。押圧部材３４３の外周面には、Ｏリング３４４が設けられる。Ｏリング３４４は、押圧部材３４３と大径流路部２２２ａとの隙間をシールする。なお、この軟水ラインＬ２（パイプ部材）の先端部は、固定手段（図示せず）によって蓋部材２２に対して着脱自在に固定される。
【００５７】
次に、プロセス制御バルブ３により実行されるプロセスについて図５から図７を参照しながら説明する。図５は、プロセス制御バルブ３により実行されるプロセスを示すフローチャートである。図６は、各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す図である。図７（Ａ）〜（Ｄ）は、各プロセスにおける流体の流れを示す図である。
【００５８】
プロセス制御バルブ３は、図５に示すプロセスを切り換える。プロセス制御バルブ３は、流路を切り換えながら、以下のプロセスＳＴ１〜ＳＴ１０を順次実施する。
（ＳＴ１）原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる水処理プロセス（水軟化プロセス）
（ＳＴ２）軟水ストレーナ３３を逆洗浄するストレーナ洗浄プロセス
（ＳＴ３）洗浄水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して下から上へ通過させる逆洗浄プロセス
（ＳＴ４）再生液としての塩水Ｗ４をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる第１再生プロセス
（ＳＴ５）押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる第１押出プロセス
（ＳＴ６）再生液としての塩水Ｗ４をイオン交換樹脂床２１１の上部に対して上から下へ通過させると共に、イオン交換樹脂床２１１の下部に対して下から上へ通過させる第２再生プロセス
（ＳＴ７）押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の上部に対して上から下へ通過させると共に、イオン交換樹脂床２１１の下部に対して下から上へ通過させる第２押出プロセス
（ＳＴ８）濯ぎ水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させるリンス・プロセス
（ＳＴ９）原水Ｗ１を塩水タンク４へ供給する補水プロセス
（ＳＴ１０）原水Ｗ１の供給を待機する（水処理）待機プロセス
【００５９】
プロセス制御バルブ３における各弁３１１〜３１８の開閉は、図６に示すように、プロセスＳＴ１〜ＳＴ１０毎に、制御部５により制御される。その結果、図７に示すように、圧力タンク２内において、プロセスＳＴ１〜ＳＴ１０毎に、流体の流れが生成されるか、あるいは、流体の流れが生成されない。なお、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２と逆洗浄プロセスＳＴ３との間には、塩水Ｗ４の供給を待機する再生待機プロセスが設けられている。
【００６０】
図７に示す流体の流れが生成される結果、頂部スクリーン２４１は、配液部又は集液部として機能する。すなわち、水処理プロセスＳＴ１、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５、第２再生プロセスＳＴ６、第２押出プロセスＳＴ７及びリンス・プロセスＳＴ８では、頂部スクリーン２４１は、配液部（頂部配液部）として機能する。また、逆洗浄プロセスＳＴ３では、頂部スクリーン２４１は、集液部として機能する。
【００６１】
底部スクリーン２４２は、配液部又は集液部として機能する。すなわち、逆洗浄プロセスＳＴ３、第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７では、底部スクリーン２４２は、配液部（底部配液部）として機能する。また、水処理プロセスＳＴ１、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５及びリンス・プロセスＳＴ８では、底部スクリーン２４２は、集液部（底部集液部）として機能する。
【００６２】
中間部スクリーン２４３は、集液部としてのみ機能する。すなわち、第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７において、中間部スクリーン２４３は、集液部（中間部集液部）として機能する。
【００６３】
制御部５のメモリに記憶された制御プログラムは、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５、第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７からなる二段再生を実施するように、プロセス制御バルブ３を制御する。図７に示すように、第１再生プロセスＳＴ４では、再生液としての塩水Ｗ４を、頂部スクリーン２４１を介してイオン交換樹脂床２１１の頂部へ配液しながら、底部スクリーン２４２を介してイオン交換樹脂床２１１の底部で集液することにより塩水Ｗ４の下降流を生成し、イオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる。
【００６４】
第２再生プロセスＳＴ６では、再生液としての塩水Ｗ４を、頂部スクリーン２４１を介してイオン交換樹脂床２１１の頂部へ配液しながら、中間部スクリーン２４３を介してイオン交換樹脂床２１１の中間部で集液することにより塩水Ｗ４の下昇流を生成し、イオン交換樹脂床２１１の上部を再生させる。更に、第２再生プロセスＳＴ６では、再生液としての塩水Ｗ４を、底部スクリーン２４２を介してイオン交換樹脂床２１１の底部へ配液しながら、中間部スクリーン２４３を介してイオン交換樹脂床２１１の中間部で集液することにより塩水Ｗ４の上昇流を生成し、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。
【００６５】
次に、本実施形態に係る硬水軟化装置１の運転方法（動作）について詳細に説明する。以下では、水処理プロセスＳＴ１、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２、第１再生プロセスＳＴ４及び第２再生プロセスＳＴ６の動作を中心に説明する。
なお、水処理プロセスＳＴ１を除く各プロセスＳＴ２〜ＳＴ１０においては、バイパス弁３１３が開放している。そのため、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流通する過剰な原水Ｗ１は、接続部Ｊ１２からバイパスラインＬ６へ流通し、接続部Ｊ２２及び軟水ラインＬ２を介して、軟水Ｗ２の需要箇所へ一時的に供給される。
【００６６】
〔水処理プロセスＳＴ１〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ１に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１を流れる水道水、地下水、工業用水等の原水Ｗ１は、原水ラインＬ１及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。頂部スクリーン２４１から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程で原水Ｗ１の硬度成分はナトリウムイオンへ置換され、原水Ｗ１は軟水化される。
【００６７】
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の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。その後、軟水Ｗ２は、第１集配液管２３１、第２蓋流路２２２及び軟水ラインＬ２を介して、所定の軟水Ｗ２の需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水Ｗ２を採取することにより、イオン交換樹脂床２１１が硬度成分を置換できなくなると、再生プロセスを実施する。
【００６８】
〔ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ２に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１を流れる原水Ｗ１は、原水ラインＬ１、接続部Ｊ１１、バイパスラインＬ６、接続部Ｊ２２、軟水ラインＬ２、軟水ストレーナ３３の二次側に位置する第２蓋流路２２２、軟水ストレーナ３３、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２へと流通する。
【００６９】
軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２においては、圧力タンク２の内部へ向かう第２蓋流路２２２と、圧力タンク２の外部へ向かう第４蓋流路２２４とに流路が分岐している。第４蓋流路２２４は、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３及び第２排水ラインＬ５２を介して、第１排水ラインＬ５１の末端部において大気圧に開放されている。一方、圧力タンク２の内部が密閉されているため、圧力タンク２の内部へ向かう第２蓋流路２２２側の圧力は、第４蓋流路２２４側の圧力（大気圧）よりも高くなっている。そのため、軟水ストレーナ３３の一次側に流通してきた原水Ｗ１は、より低圧（大気圧）側の第４蓋流路２２４に流通し、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７０】
この過程において、軟水ストレーナ３３を二次側（ストレーナ開口部３３３側）から一次側（底部３３２側）へ流れる原水Ｗ１により、軟水ストレーナ３３は、所定時間、逆洗浄される。そのため、軟水ストレーナ３３の一次側の表面（主として本体部３３１の外面）において捕捉されていた夾雑物は、原水Ｗ１と共に、系外へ排出される（図１及び図４を併せて参照）。
【００７１】
〔再生プロセス〕
再生プロセスは、イオン交換樹脂床２１１の硬度成分の除去能力（イオン交換容量）を回復させるために、逆洗浄プロセスＳＴ３〜補水プロセスＳＴ９を順次実施する（図５参照）。これらのプロセスのうち、逆洗浄プロセスＳＴ３、リンス・プロセスＳＴ８、補水プロセスＳＴ９及び待機プロセスＳＴ１０は、周知の操作であるので、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
〔再生プロセス：第１再生プロセスＳＴ４〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ４に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、塩水Ｗ４の希釈水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。
この際、原水Ｗ１中の懸濁物質は、エゼクタストレーナ３２１により除去される。また原水Ｗ１の流量は、第１定流量弁３２２により所定範囲に調節される。
【００７３】
エゼクタ３２３において、原水Ｗ１の通過によってノズル部（符号省略）の吐出側で負圧が発生し、第１塩水ラインＬ４１内も負圧となる。その結果、塩水タンク４内の飽和塩水Ｗ４は、第１塩水ラインＬ４１を介してエゼクタ３２３へ吸引される。そして、エゼクタ３２３内では、飽和塩水Ｗ４が原水Ｗ１を希釈水として所定濃度まで希釈され、再生液としての塩水Ｗ４が調製される。
調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００７４】
頂部スクリーン２４１から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる。イオン交換樹脂床２１１を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第１集配液管２３１、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２、第４蓋流路２２４、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７５】
第１再生プロセスＳＴ４は、いわゆる並流再生である。この並流再生では、再生液である塩水Ｗ４の供給容量が設定された再生剤量（＝再生レベル×イオン交換樹脂床容量）に達すると、処理は終了し、第１押出プロセスＳＴ５へ移行する。
なお、再生剤量、再生液の濃度、再生液の比重、及び再生液の供給容量は、以下の関係を有する。
再生剤量＝再生液の濃度×再生液の比重×再生液の供給容量 ・・・ （１）
【００７６】
〔再生プロセス：第１押出プロセスＳＴ５〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ５に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００７７】
頂部スクリーン２４１から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１を再生させる。イオン交換樹脂床２１１を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第１集配液管２３１、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２、第４蓋流路２２４、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７８】
〔再生プロセス：第２再生プロセスＳＴ６〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ６に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、塩水Ｗ４の希釈水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。
【００７９】
エゼクタ３２３において調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００８０】
頂部スクリーン２４１から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の上部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の上部を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００８１】
また、エゼクタ３２３において調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２の接続部Ｊ４１から分流し、第４塩水ラインＬ４４、第４蓋流路２２４及び軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、第１集配液管２３１を介して、底部スクリーン２４２から配水される。
【００８２】
底部スクリーン２４２から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の下部を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００８３】
第２再生プロセスＳＴ６は、部分並流再生と部分向流再生とを同時に行ういわゆるスプリット・フロー再生である。部分向流再生では、第１再生プロセスＳＴ４では再生されにくいイオン交換樹脂床２１１の下部が、効率的に再生される。なお、第２再生プロセスＳＴ６においてイオン交換樹脂床２１１の下部の流動は、再生液としての塩水Ｗ４の下降流によって抑制される。
再生液である塩水Ｗ４の供給容量が設定された再生剤量に達すると、処理は終了し、第２押出プロセスＳＴ７へ移行する。
なお、再生剤量、再生液の濃度、再生液の比重、及び再生液の供給容量の関係は、上述の（１）式で示した通りである。
【００８４】
〔再生プロセス：第２押出プロセスＳＴ７〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ７に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。
エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００８５】
頂部スクリーン２４１から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１の上部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の上部を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００８６】
また、エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２の接続部Ｊ４１から分流し、第４塩水ラインＬ４４、第４蓋流路２２４及び軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、第１集配液管２３１を介して、底部スクリーン２４２から配水される。
【００８７】
底部スクリーン２４２から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の下部を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００８８】
本実施形態の硬水軟化装置１によれば、例えば、以下に示す各効果が奏される。
本実施形態の硬水軟化装置１は、イオン交換樹脂床２１１が収容され、開口部２１ａを有する圧力タンク２と、圧力タンク２の開口部２１ａを閉鎖する蓋部材２２と、蓋部材２２に設けられ、圧力タンク２の内部と外部とを連通すると共に、原水Ｗ１を圧力タンク２の外部からイオン交換樹脂床２１１へ向けて流通させる第１蓋流路２２１と、蓋部材２２に設けられ、圧力タンク２の内部と外部とを連通すると共に、イオン交換樹脂床２１１を通過して生成された軟水Ｗ２を圧力タンク２の外部へ向けて流通させる第２蓋流路２２２と、第２蓋流路２２２に設けられる軟水ストレーナ３３であって、軟水Ｗ２を軟水ストレーナ３３の一次側から二次側に向かって通過させることにより軟水Ｗ２中の夾雑物を捕捉する軟水ストレーナ３３と、を備える。
【００８９】
そのため、本実施形態によれば、破砕したイオン交換樹脂等の夾雑物を軟水ストレーナ３３によって捕捉することができ、このような夾雑物が軟水Ｗ２中に混入することを抑制することができる。また、軟水ストレーナ３３を蓋部材２２に設けることによって、装置全体のコンパクト化を実現することができる。
【００９０】
また、本実施形態の硬水軟化装置１においては、蓋部材２２に設けられ、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２に連通する排液流路としての第４蓋流路２２４と、原水Ｗ１を軟水ストレーナ３３の二次側から一次側に向かって流通させるように、原水Ｗ１を第２蓋流路２２２から第１蓋流路２２１に向かう方向に流通させる制御部５と、を更に備える。
【００９１】
そのため、本実施形態によれば、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２において、軟水ストレーナ３３によって捕捉された夾雑物を、軟水ストレーナ３３の二次側から一次側に向かって原水Ｗ１によって洗い流すことができ、更にその洗い流された夾雑物を、第２蓋流路２２２及び第４蓋流路２２４を介して圧力タンク２の外部（系外）に排出することができる。従って、軟水ストレーナ３３を取り外すことなく清掃し、軟水ストレーナ３３の捕捉能力を回復することができる。
【００９２】
また、本実施形態の硬水軟化装置１においては、軟水ストレーナ３３は、多孔状で且つストレーナ開口部３３３及び底部３３２を有する筒状に形成され、第２蓋流路２２２の段部２２２ｃに対してシール用リング３４０を介して配置される延出部３３４を備える。また、軟水ストレーナ３３は、その底部３３２側から第２蓋流路２２２に挿入可能に構成される。
【００９３】
そのため、本実施形態によれば、軟水ストレーナ３３を簡易に構成することができると共に、軟水ストレーナ３３を第２蓋流路２２２に挿入して容易に配置することができる。また、軟水ストレーナ３３の延出部３３４を、シール用リング３４０を介して第２蓋流路２２２の段部２２２ｃに対して配置することができる。従って、夾雑物が、延出部３３４と段部２２２ｃとの間を通過して軟水Ｗ２中に混入することを確実に抑制することができる。
【００９４】
また、本実施形態の硬水軟化装置１においては、軟水ストレーナ３３の外面に設けられ、軟水ストレーナ３３の外面から突出すると共に軟水ストレーナ３３の軸方向に沿って延びる３以上の突状部３３６を更に備える。
【００９５】
そのため、本実施形態によれば、軟水ストレーナ３３の突状部３３６は、多数の孔部３３５が設けられた本体部３３１を補強することができる。また、軟水ストレーナ３３の突状部３３６は、軟水ストレーナ３３の本体部３３１を蓋部材２２の第２蓋流路２２２（小径流路部２２２ｂ）に挿入する際に、本体部３３１を小径流路部２２２ｂに案内することができる。更に、軟水ストレーナ３３の突状部３３６は、小径流路部２２２ｂの内面（内壁）に当接することによって、本体部３３１の中心軸を第２蓋流路２２２（小径流路部２２２ｂ）の中心に略一致させることができる。従って、第２蓋流路２２２において、軟水ストレーナ３３が傾いた状態で配置されることを抑制することができる。
【００９６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前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。
例えば、前述の実施形態においては、軟水ストレーナ３３をその底部３３２側から第２蓋流路２２２に挿入して配置するものとして説明したが、これに制限されない。図８に示すように、軟水ストレーナ３３をその延出部３３４側から第２蓋流路２２２に挿入して配置してもよい。ここで、図８は、軟水ストレーナ３３における延出部３３４側から第２蓋流路２２２に挿入された軟水ストレーナ３３を示す図である。
【００９７】
図８に示す軟水ストレーナ３３を用いたストレーナ洗浄プロセスＳＴ２によれば、軟水ストレーナ３３を二次側（底部３３２側）から一次側（ストレーナ開口部３３３側）へ流れる原水Ｗ１により、軟水ストレーナ３３は、所定時間、逆洗浄される。そのため、軟水ストレーナ３３の一次側の表面（主として本体部３３１の内面）において捕捉されていた夾雑物は、原水Ｗ１と共に、系外へ排出される。
【００９８】
また、前述の実施形態においては、軟水ストレーナ３３は、スリット状の孔部３３５を有するものとして説明したが、これに制限されない。軟水ストレーナ３３は、軟水Ｗ２中の夾雑物を捕捉することができるように多孔状に形成されていればよく、例えばメッシュスクリーンやパンチングスクリーンを用いて形成することもできる。
【００９９】
また、前述の実施形態においては、軟水ストレーナ３３は、４つの突状部３３６を有するものとして説明したが、これに制限されない。水処理プロセスＳＴ１における軟水Ｗ２の流通及びストレーナ洗浄プロセスＳＴ２における原水Ｗ１の流通を妨げない範囲で、本体部３３１に対する突状部３３６の配設数や配設位置を任意に変更することができる。
【０１００】
上述したように、突状部３３６は、ａ）本体部３３１の補強；ｂ）本体部３３１を第２蓋流路２２２に挿入する際の案内；及び、ｃ）軟水ストレーナ３３の傾斜配置防止の観点で設けられている。このため、突状部３３６は、少なくとも３つ（本体部３３１の周方向に１２０°間隔で３つ）を有していれば、これらの機能を充足することができる。
【０１０１】
また、前述の実施形態においては、軟水ストレーナ３３の延出部３３４は、シール用リング３４０を介して第２蓋流路（処理液流路）２２２の段部２２２ｃに間接的に当接するものとして説明したが、これに制限されない。軟水ストレーナ３３の延出部３３４と段部２２２ｃとの間において、夾雑物が流通しないようにすることができれば、軟水ストレーナ３３の延出部３３４を第２蓋流路２２２の段部２２２ｃに直接的に当接させてもよい。
【０１０２】
前述の実施形態は、本発明のイオン交換装置を硬水軟化装置に適用しているが、これに制限されない。例えば、硬水軟化装置におけるイオン交換樹脂を、陽イオン交換樹脂から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できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 硬水軟化装置（イオン交換装置）
２ 圧力タンク
５ 制御部（流通制御手段）
２１ａ 開口部
２２ 蓋部材
３３ 軟水ストレーナ（ストレーナ）
２１１ イオン交換樹脂床
２２１ 第１蓋流路（原液流路）
２２２ 第２蓋流路（処理液流路）
２２４ 第４蓋流路（排液流路）
３３２ 底部
３３３ ストレーナ開口部（開口部）
３３４ 延出部
３３６ 突状部
３４０ シール用リング（シール部材）
Ｗ１ 原水（原液）
Ｗ２ 軟水（処理液）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、硬水軟化装置等のイオン交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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）や硝酸性窒素（硝酸イオン及び亜硝酸イオン）等をイオン交換樹脂により吸着して除去し、処理水を製造するイオン交換装置が知られている。
【０００３】
イオン交換装置は、原水等の液体が流通する原液ラインと、イオン交換樹脂床を収容し、原水等の液体が導入される圧力タンクと、圧力タンク内で製造された処理液を需要箇所へ供給する処理液ラインと、イオン交換樹脂床の再生や洗浄等に使用された液体を排出する排液ラインと、を備えている。これらの原液ライン、処理液ライン及び排液ラインは、イオン交換装置の内部の圧力タンクと接続され、イオン交換装置の外部に延びている。
【０００４】
このようなイオン交換装置において高品質の処理液を得るために、破砕したイオン交換樹脂やゴミ等の夾雑物が処理液に混入することを抑制する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術は、イオン交換装置の外部における処理液ラインに、夾雑物を捕捉する夾雑物捕捉手段（Ｙ型ストレーナ）を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４０８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術は、イオン交換装置の外部における処理液ラインに夾雑物捕捉手段を備えるものであるため、イオン交換装置の周囲における配管設備が煩雑になっていた。そのため、イオン交換装置の内部における処理液ラインに夾雑物捕捉手段を備えるイオン交換装置の提供が望まれていた。
【０００７】
しかし、イオン交換装置の内部には、圧力タンクと、圧力タンクに接続される原液ライン、処理液ライン及び排液ライン等が密に配置されている。そのため、イオン交換装置の内部において、夾雑物捕捉手段を処理液ラインに設置するためのスペースを確保することが困難であった。
一方、夾雑物捕捉手段を設置するためのスペースをイオン交換装置の内部に確保しようとすると、イオン交換装置の容積（サイズ）を増大する必要があり、装置全体をコンパクト化することが困難であった。
【０００８】
本発明は、夾雑物が処理液中に混入することを抑制することができると共に、装置全体のコンパクト化を実現することができるイオン交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、イオン交換樹脂床が収容され、開口部を有する圧力タンクと、前記圧力タンクの開口部を閉鎖する蓋部材と、前記蓋部材に設けられ、前記圧力タンクの内部と外部とを連通すると共に、原液を前記圧力タンクの外部から前記イオン交換樹脂床へ向けて流通させる原液流路と、前記蓋部材に設けられ、前記圧力タンクの内部と外部とを連通すると共に、前記イオン交換樹脂床を通過して生成された処理液を前記圧力タンクの外部へ向けて流通させる処理液流路と、前記処理液流路に設けられるストレーナであって、処理液を該ストレーナの一次側から二次側に向かって通過させることにより処理液中の夾雑物を捕捉するストレーナと、を備えるイオン交換装置に関する。
【００１０】
また、前記蓋部材に設けられ、前記ストレーナの一次側に位置する前記処理液流路に連通する排液流路と、洗浄液を前記ストレーナの二次側から一次側に向かって流通させるように、洗浄液を前記処理液流路から前記排液流路に向かう方向に流通させる流通制御手段と、を更に備えることが好ましい。
【００１１】
また、前記ストレーナは、少なくとも一部が多孔状で且つ開口部及び底部を有する筒状に形成されており、前記ストレーナの開口部側の外面に設けられ、前記ストレーナの径方向の外方に向けて延びると共に、前記処理液流路に直接的に又は間接的に当接する延出部と、前記延出部と前記処理液流路との間をシールするシール部材と、を更に備え、前記ストレーナは、該ストレーナにおける前記底部側又は前記延出部側から前記処理液流路に挿入可能に構成されることが好ましい。
【００１２】
また、前記ストレーナの外面に設けられ、該ストレーナの外面から突出すると共に該ストレーナの軸方向に沿って延びる３以上の突状部を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、処理液中に夾雑物が混入することを抑制することができると共に、装置全体のコンパクト化を実現することができるイオン交換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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の全体構成図である。
【図２】軟水ストレーナ３３をストレーナ開口部３３３側から視た斜視図である。
【図３】軟水ストレーナ３３を底部３３２側から視た斜視図である。
【図４】軟水ストレーナ３３における底部３３２側から第２蓋流路２２２に挿入された軟水ストレーナ３３を示す図である。
【図５】プロセス制御バルブ３により実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【図６】各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、各プロセスにおける流体の流れを示す図である。
【図８】軟水ストレーナ３３における延出部３３４側から第２蓋流路２２２に挿入された軟水ストレーナ３３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。図１は、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の全体構成図である。
【００１６】
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や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。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の硬水軟化装置１は、主として、圧力タンク２と、プロセス制御バルブ３と、塩水タンク４と、流通制御手段としての制御部５と、を備えて構成される。
【００１８】
圧力タンク２は、圧力タンク本体２１と、蓋部材２２とを備える。
圧力タンク本体２１は、上部に開口部２１ａを有する有底の筒状体であり、処理材である陽イオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換樹脂床２１１を収容する。
イオン交換樹脂床２１１は、特定の構成に制限されない。例えば、イオン交換樹脂床２１１は、濾過砂利や不活性樹脂からなる支持床上に積層されていてもよい。
蓋部材２２は、圧力タンク本体２１の上部の開口部２１ａを閉鎖する。蓋部材２２には、プロセス制御バルブ３が一体的に装着されている。
圧力タンク２の詳細については後述する。
【００１９】
また、詳細については後述するが、プロセス制御バルブ３は、採水及び再生に関して、原水Ｗ１を圧力タンク２の頂部スクリーン（頂部配液部）２４１へ配液しながら、底部スクリーン（底部集液部）２４２で集液することにより原水Ｗ１の下降流を生成して、処理水である軟水Ｗ２を製造する水処理プロセスＳＴ１の水（原水Ｗ１、軟水Ｗ２）の流れ；
再生液である塩水Ｗ４を圧力タンク２の頂部スクリーン（頂部配液部）２４１へ配液しながら、底部スクリーン（底部集液部）２４２で集液することにより塩水Ｗ４の下降流を生成して、イオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる第１再生プロセスＳＴ４の塩水Ｗ４の流れ；及び、
塩水Ｗ４を圧力タンク２の底部スクリーン（底部集液部）２４２へ配液しながら、中間部スクリーン（中間部集液部）２４３で集液することにより塩水Ｗ４の上昇流を生成して、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる第２再生プロセスＳＴ６の塩水Ｗ４の流れを切り換え可能なバルブである。
【００２０】
塩水タンク４は、イオン交換樹脂床２１１を再生する再生液としての塩水Ｗ４を貯留する。再生液は、陽イオン交換樹脂ビーズを用いる硬水軟化装置では、塩化ナトリウム、塩化カリウムの各水溶液等を利用できる。塩水タンク４の詳細については後述する。
【００２１】
圧力タンク２について、更に説明する。蓋部材２２は、流体の供給及び排出を行う第１蓋流路２２１、第２蓋流路２２２、第３蓋流路２２３及び第４蓋流路２２４を有する。これらの各蓋流路２２１、２２２、２２３及び２２４は、後述するように、プロセス制御バルブ３を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００２２】
圧力タンク２内において、蓋部材２２の下面側であってイオン交換樹脂床２１１の頂部には、樹脂ビーズの流出を防止する頂部スクリーン２４１が設けられている。頂部スクリーン２４１は、樹脂ビーズよりも小さな多数の開孔を有する（後述する底部スクリーン２４２及び中間部スクリーン２４３も同様）。第１蓋流路２２１は、頂部スクリーン２４１を介して、圧力タンク２内と連通する。頂部スクリーン２４１による配水位置及び集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の頂部付近に設定される。頂部スクリーン２４１は、イオン交換樹脂床２１１の頂部に設けられる頂部配液部、及びイオン交換樹脂床２１１の頂部に設けられる頂部集液部として機能する。
【００２３】
圧力タンク２内において、第２蓋流路２２２には、圧力タンク本体２１の底部付近へ延びる第１集配液管２３１が接続されている。第１集配液管２３１の下端部には、樹脂ビーズの流出を防止する底部スクリーン２４２が設けられている。第１集配液管２３１は、第２蓋流路２２２と連通する。底部スクリーン２４２による配水位置及び集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の底部付近に設定される。底部スクリーン２４２は、イオン交換樹脂床２１１の底部に設けられる底部配液部、及びイオン交換樹脂床２１１の底部に設けられる底部集液部として機能する。
【００２４】
また、蓋部材２２の第２蓋流路２２２には、軟水Ｗ２中の夾雑物（樹脂ビーズの破砕片、ゴミ等）を捕捉する軟水ストレーナ３３が設けられている。第２蓋流路２２２及び軟水ストレーナ３３の詳細については、後述する。
【００２５】
圧力タンク２内において、第３蓋流路２２３には、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部付近へ延びる第２集配液管２３２が接続されている。第２集配液管２３２の下端部には、樹脂ビーズの流出を防止する中間部スクリーン２４３が設けられている。第２集配液管２３２は、第３蓋流路２２３と連通する。中間部スクリーン２４３による集水位置は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部付近に設定される。つまり、中間部スクリーン２４３は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部に設けられる。中間部スクリーン２４３は、イオン交換樹脂床２１１の深さ方向の中間部に設けられる中間部集液部として機能する。
【００２６】
第２集配液管２３２の内径は、第１集配液管２３１の外径よりも大径に設定されている。第１集配液管２３１及び第２集配液管２３２の軸芯は、いずれも圧力タンク２の軸芯と同軸上に設定されている。すなわち、第１集配液管２３１及び第２集配液管２３２は、第１集配液管２３１が内管に設定され且つ第２集配液管２３２が外管に設定された二重管構造を形成して、圧力タンク２に装着されている。
【００２７】
第１蓋流路２２１には、プロセス制御バルブ３を介して原水ラインＬ１が接続されている。第１蓋流路２２１は、原水Ｗ１を圧力タンク２の外部からイオン交換樹脂床２１１へ向けて流通させる原液流路として機能する。第２蓋流路２２２には、プロセス制御バルブ３を介して、処理水ラインとしての軟水ラインＬ２が接続されている。第２蓋流路２２２は、軟水Ｗ２を圧力タンク２の外部へ向けて流通させる処理液流路として機能する。第３蓋流路２２３には、第５排水ラインＬ５５が接続されている。第５排水ラインＬ５５は、プロセス制御バルブ３の内部において、第１排水ラインＬ５１の接続部Ｊ５１に接続されている。
【００２８】
第４蓋流路２２４は、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２から分岐している。第４蓋流路２２４の一端には、第４塩水ラインＬ４４が接続されている。第４蓋流路２２４は、軟水ストレーナ３３の二次側から一次側に向かって流通させた洗浄液としての原水Ｗ１を圧力タンク２の外部へ向けて流通させる排液流路として機能する。
【００２９】
原水ラインＬ１、軟水ラインＬ２及び第１排水ラインＬ５１は、プロセス制御バルブ３の外部まで延びている。すなわち、原水ラインＬ１、軟水ラインＬ２及び第１排水ラインＬ５１は、それぞれ、その一部がプロセス制御バルブ３の内部に設けられ、その残部がプロセス制御バルブ３の外部に設けられている。
【００３０】
制御部５は、ＣＰＵ及びメモリを含んで構成される。制御部５は、後述する原水フロースイッチ６１、塩水流量計６２等からの信号が入力されて、入力された信号等に基づいてプロセス制御バルブ３を制御する。メモリには、本実施形態の硬水軟化装置１の運転を実施する制御プログラムが予め記憶されている。この制御プログラムは、例えば、硬水軟化装置１における水処理プロセスの流路と、ストレーナ洗浄プロセスの流路と、再生プロセスの流路等とを切り換えるように、プロセス制御バルブ３を制御する。
【００３１】
詳細には、制御部５は、後述する水処理プロセスＳＴ１、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２、逆洗浄プロセスＳＴ３、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５、第２再生プロセスＳＴ６、第２押出プロセスＳＴ７、リンス・プロセスＳＴ８、補水プロセスＳＴ９及び待機プロセスＳＴ１０を順に切り換えるように、プロセス制御バルブ３を制御する。特に、制御部５は、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２において、原水Ｗ１を軟水ストレーナ３３の二次側から一次側に向かって流通させるように、原水Ｗ１を軟水ストレーナ３３の二次側に位置する第２蓋流路２２２から第４蓋流路２２４に向かう方向に流通させる、流通制御手段として機能する。原水Ｗ１が、軟水ストレーナ３３の二次側に位置する第２蓋流路２２２から第４蓋流路２２４に流通する過程については、後述する。
【００３２】
プロセス制御バルブ３は、その内部に、各種のライン、弁等を備える。
具体的には、プロセス制御バルブ３は、ラインとして、原水ラインＬ１と、軟水ラインＬ２と、希釈水ラインＬ３と、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第３塩水ラインＬ４３と、第４塩水ラインＬ４４と、第１排水ラインＬ５１と、第２排水ラインＬ５２と、第３排水ラインＬ５３と、第４排水ラインＬ５４と、第５排水ラインＬ５５と、バイパスラインＬ６とを備える。原水ラインＬ１における第１蓋流路２２１側の一部は、第５塩水ラインＬ４５としても機能する。
【００３３】
プロセス制御バルブ３は、弁として、原水通水弁３１１と、軟水通水弁３１２と、バイパス弁３１３と、エゼクタ弁３１４と、第３排水弁３１５と、第２排水弁３１６と、第１排水弁３１７と、塩水弁３１８と、第１定流量弁３２２と、第２定流量弁３４とを備える。
また、プロセス制御バルブ３は、エゼクタストレーナ３２１と、エゼクタ３２３と、第１オリフィス３２４と、第２オリフィス３２５とを備える。
【００３４】
原水ラインＬ１には、原水Ｗ１の供給側から第１蓋流路２２１へ向けて順に、原水フロースイッチ６１と、接続部Ｊ１１と、原水通水弁３１１と、接続部Ｊ１２と、接続部Ｊ１３と、が設けられる。原水ラインＬ１における接続部Ｊ１２と第１蓋流路２２１との間の部分は、第５塩水ラインＬ４５としても機能する。
原水フロースイッチ６１は、プロセス制御バルブ３の外部に設けられる。原水フロースイッチ６１は、原水Ｗ１の流れ（圧力）の有無を検出する。原水フロースイッチ６１からの検出信号は、制御部５へ入力される。
【００３５】
軟水ラインＬ２には、第２蓋流路２２２から軟水Ｗ２の供給先へ向けて順に、軟水通水弁３１２と、接続部Ｊ２２と、が設けられる。
【００３６】
希釈水ラインＬ３は、その上流側の端部において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１に接続されると共に、その下流側の端部において、エゼクタ３２３の一次側に接続される。希釈水ラインＬ３には、上流側（接続部Ｊ１１側）から下流側（エゼクタ３２３側）に向けて順に、エゼクタストレーナ３２１と、第１定流量弁３２２と、エゼクタ３２３と、が設けられる。
【００３７】
エゼクタストレーナ３２１は、原水Ｗ１からなる希釈水に含まれる懸濁物質を除去し、第１定流量弁３２２及びエゼクタ３２３の詰まりを防止する。第１定流量弁３２２は、エゼクタ３２３へ供給する希釈水を所定範囲の流量に調節する。
エゼクタ３２３には、ノズル部の吐出側において、第１塩水ラインＬ４１の下流側の端部が接続されている。エゼクタ３２３は、希釈水（原水Ｗ１）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、塩水タンク４から塩水Ｗ４（例えば、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、エゼクタ３２３において、塩水タンク４からの塩水Ｗ４は、希釈水（原水Ｗ１）によって、所定濃度（例えば、８〜１２重量％）にまで希釈されるようになっている。
【００３８】
バイパスラインＬ６は、接続部Ｊ１１と接続部Ｊ２２とを接続する。つまり、バイパスラインＬ６は、原水ラインＬ１又は希釈水ラインＬ３と軟水ラインＬ２とを接続する。
【００３９】
再生液供給ラインは、圧力タンク２と塩水タンク（再生液タンク）４とを接続するラインである。第１実施形態において、再生液供給ラインは、２本形成される。
１本目の再生液供給ラインは、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第３塩水ラインＬ４３と、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）とから構成される。２本目の再生液供給ラインは、第１塩水ラインＬ４１と、第２塩水ラインＬ４２と、第４塩水ラインＬ４４とから構成される。
【００４０】
第１塩水ラインＬ４１の一端部は、塩水タンク４内に配置される。第１塩水ラインＬ４１の他端部は、エゼクタ３２３の前記ノズル部に接続される。第１塩水ラインＬ４１には、塩水タンク４からエゼクタ３２３に向けて順に、塩水流量計６２と、塩水弁３１８と、が設けられる。
【００４１】
塩水流量計６２は、プロセス制御バルブ３の外部に設けられる。塩水流量計６２は、第１塩水ラインＬ４１を流通する塩水Ｗ４又は補給水としての原水Ｗ１の流量を検出する。塩水流量計６２からの検出信号は、制御部５へ入力される。塩水流量計６２は、双方向の瞬間流量及び積算流量を検出可能に構成された流量センサであり、例えば、接線式流量センサ、軸流式流量センサ、カルマン渦式流量センサ等を利用することができる。
【００４２】
第３塩水ラインＬ４３の上流側の端部と、第４塩水ラインＬ４４の上流側の端部とは、接続部Ｊ４１において接続される。第２塩水ラインＬ４２は、エゼクタ３２３の二次側と接続部Ｊ４１とを接続する。
【００４３】
第３塩水ラインＬ４３の下流側の端部は、接続部Ｊ１２において第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１）に接続される。第３塩水ラインＬ４３の途中には、第１オリフィス３２４が設けられる。
第４塩水ラインＬ４４の下流側の端部は、蓋部材２２における第４蓋流路２２４の一端に接続される。第４塩水ラインＬ４４には、上流側から下流側に向けて順に、第２オリフィス３２５と、エゼクタ弁３１４と、が設けられる。
第１オリフィス３２４及び第２オリフィス３２５は、後述する第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７において、再生液である塩水Ｗ４又は押出水である原水Ｗ１を第２蓋流路２２２及び第１蓋流路２２１に均等に分配するためのものである。
【００４４】
第１排水ラインＬ５１の下流側の端部からは、各種の排水Ｗ５が排出される。第１排水ラインＬ５１の上流側の端部は、接続部Ｊ５１において、第２排水ラインＬ５２の下流側の端部及び第５排水ラインＬ５５の下流側の端部に接続される。第２排水ラインＬ５２の上流側の端部は、接続部Ｊ５２において、第３排水ラインＬ５３の下流側の端部及び第４排水ラインＬ５４の下流側の端部に接続される。第３排水ラインＬ５３の上流側の端部は、接続部Ｊ４２において、第４塩水ラインＬ４４に接続される。第４排水ラインＬ５４の上流側の端部は、接続部Ｊ１３において、原水ラインＬ１（第５塩水ラインＬ４５）に接続される。第５排水ラインＬ５５の上流側の端部は、第３蓋流路２２３に接続される。
【００４５】
第２排水ラインＬ５２の途中には、第２定流量弁３４が設けられる。第２定流量弁３４は、圧力タンク２から排出されて第２排水ラインＬ５２を流通する排水Ｗ５の流量を所定範囲に調節する。
第３排水ラインＬ５３の途中には、第１排水弁３１７が設けられる。第４排水ラインＬ５４の途中には、第３排水弁３１５が設けられる。第５排水ラインＬ５５の途中には、第２排水弁３１６が設けられる。
【００４６】
プロセス制御バルブ３において、各種の弁３１１〜３１８は、種々の作動機構及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又はダイアフラム式の流路開閉弁や、リンク機構により作動されるスライドピストン式の流路開閉弁等が好適である。
【００４７】
次に、塩水タンク４について説明する。塩水タンク４は、塩水タンク本体４１と、塩水ウェル４２と、塩水プレート４４とを備える。塩水タンク本体４１は、上部が開口した有底の形状を有する。塩水ウェル４２は、筒状であり、塩水タンク本体４１の内側に配置される。塩水プレート４４は、塩水ウェル４２の外側において、塩水の貯留部（下方）と、再生塩４３（例えば、粒状やペレット状の塩化ナトリウム）の貯蔵部（上方）とを、上下に区画する透水性のプレートからなる。
【００４８】
塩水タンク本体４１の内側であって且つ塩水ウェル４２の内側には、塩水ライン配置空間４６が形成される。塩水ライン配置空間４６には、第１塩水ラインＬ４１の上流側の端部が配置される。塩水ウェル４２の下方の側壁には、連通孔４５が設けられる、連通孔４５は、塩水の貯留部と塩水ライン配置空間４６との間を連通する。そのため、塩水Ｗ４又は補給水は、塩水の貯留部と塩水ライン配置空間４６との間を自在に流通できる。
【００４９】
次に、軟水ストレーナ３３について、図２から図４を参照しながら詳細に説明する。図２は、軟水ストレーナ３３をストレーナ開口部３３３側から視た斜視図である。図３は、軟水ストレーナ３３を底部３３２側から視た斜視図である。図４は、軟水ストレーナ３３における底部３３２側から第２蓋流路２２２に挿入された軟水ストレーナ３３を示す図である。図４中に記載した矢印は、水処理プロセスＳＴ１において軟水Ｗ２が流れる方向を示す。
【００５０】
軟水ストレーナ３３は、軟水ラインＬ２を第２蓋流路２２２から軟水Ｗ２の供給先へ向けて流通する軟水Ｗ２中の夾雑物（樹脂ビーズの破砕片、ゴミ等）を捕捉する部材である。図２から図４に示すように、軟水ストレーナ３３は、本体部３３１と、ストレーナ開口部３３３と、底部３３２と、延出部３３４と、突状部３３６と、を備える。軟水ストレーナ３３は、例えば、ＡＢＳ樹脂やＰＰＳ樹脂等のプラスチック材料により一体成形される。
【００５１】
本体部３３１は、有底円筒状に形成される。詳細には、本体部３３１は、円筒の側面の内部と外部とを連通するスリット状の孔部３３５を多数有する。孔部３３５は、所定の大きさの夾雑物（樹脂ビーズの破砕片、ゴミ等）が流通しない大きさに開口される。例えば、孔部３３５のスリット幅は、０．０４５〜０．１５ｍｍの範囲で設定される。
ストレーナ開口部３３３は、本体部３３１の一端側に開口され、本体部３３１の内部と連通する。底部３３２は、本体部３３１の他端側を閉塞する。
【００５２】
延出部３３４は、本体部３３１におけるストレーナ開口部３３３側の外面に設けられ、本体部３３１の径方向の外方に向けて延びる。詳細には、延出部３３４は、円環状に形成され、延出部３３４の表裏を連通するスリット状の孔部３３５を多数有する。延出部３３４の外径は、後述する小径流路部２２２ｂの内径よりも大きく、かつ、後述する大径流路部２２２ａの内径よりも小さい（図４参照）。
【００５３】
突状部３３６は、本体部３３１の外面から本体部３３１の径方向の外方に突出して設けられ、かつ、本体部３３１の軸方向に沿って延びる。また、突状部３３６は、底部３３２の外面からも本体部３３１の軸方向に突出して設けられる。突状部３３６は、本体部３３１の中心軸に対して放射状に２対（周方向に９０°間隔で４つ）設けられる。突状部３３６の突出高さは、軟水ストレーナ３３をその底部３３２側から、後述する小径流路部２２２ｂに挿入できる大きさに、設定されている。
【００５４】
以上のように構成される軟水ストレーナ３３は、図４に示すように、その底部３３２側から蓋部材２２の第２蓋流路２２２に挿入される。詳細には、軟水ストレーナ３３は、シール用リング３４０（後述）を介して第２蓋流路２２２に配置され、かつ、押圧部材３４３（後述）によって第２蓋流路２２２に押圧される。第２蓋流路２２２は、大径流路部２２２ａと、小径流路部２２２ｂと、段部２２２ｃとを有する。大径流路部２２２ａは、蓋部材２２において、軟水Ｗ２の流れ方向における下流側に配置される。小径流路部２２２ｂは、蓋部材２２において、大径流路部２２２ａの上流側に配置される。第２蓋流路２２２の流路断面は、例えば、円形状となっている。大径流路部２２２ａは、小径流路部２２２ｂよりも内径が大きい。大径流路部２２２ａと小径流路部２２２ｂとは、段部２２２ｃにおいて区画されている。
【００５５】
この段部２２２ｃには、円環状のシール用リング３４０が配置される。シール用リング３４０は、第２蓋流路２２２において軟水ストレーナ３３の延出部３３４と段部２２２ｃとの間に配置される部材である。すなわち、軟水ストレーナ３３の延出部３３４は、シール用リング３４０を介して第２蓋流路（処理液流路）２２２の段部２２２ｃに間接的に当接する。詳細には、シール用リング３４０の内径は、小径流路部２２２ｂの内径と略同一である。また、シール用リング３４０の外径は、大径流路部２２２ａの内径よりも若干小さい。シール用リング３４０は、例えば、所定の弾性を有するプラスチック材料又はゴム材料等により形成される。シール用リング３４０は、軟水ストレーナ３３の延出部３３４と段部２２２ｃとの間において、夾雑物が流出しないようにシールするシール部材として機能する。
【００５６】
押圧部材３４３は、軟水ストレーナ３３の延出部３３４を、シール用リング３４０を介して第２蓋流路２２２の段部２２２ｃに押圧する部材である。押圧部材３４３は、例えば、蓋部材２２の外部から大径流路部２２２ａの内部に挿入される軟水ラインＬ２を形成するパイプ部材の先端部である。押圧部材３４３の外周面には、Ｏリング３４４が設けられる。Ｏリング３４４は、押圧部材３４３と大径流路部２２２ａとの隙間をシールする。なお、この軟水ラインＬ２（パイプ部材）の先端部は、固定手段（図示せず）によって蓋部材２２に対して着脱自在に固定される。
【００５７】
次に、プロセス制御バルブ３により実行されるプロセスについて図５から図７を参照しながら説明する。図５は、プロセス制御バルブ３により実行されるプロセスを示すフローチャートである。図６は、各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す図である。図７（Ａ）〜（Ｄ）は、各プロセスにおける流体の流れを示す図である。
【００５８】
プロセス制御バルブ３は、図５に示すプロセスを切り換える。プロセス制御バルブ３は、流路を切り換えながら、以下のプロセスＳＴ１〜ＳＴ１０を順次実施する。
（ＳＴ１）原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる水処理プロセス（水軟化プロセス）
（ＳＴ２）軟水ストレーナ３３を逆洗浄するストレーナ洗浄プロセス
（ＳＴ３）洗浄水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して下から上へ通過させる逆洗浄プロセス
（ＳＴ４）再生液としての塩水Ｗ４をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる第１再生プロセス
（ＳＴ５）押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させる第１押出プロセス
（ＳＴ６）再生液としての塩水Ｗ４をイオン交換樹脂床２１１の上部に対して上から下へ通過させると共に、イオン交換樹脂床２１１の下部に対して下から上へ通過させる第２再生プロセス
（ＳＴ７）押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の上部に対して上から下へ通過させると共に、イオン交換樹脂床２１１の下部に対して下から上へ通過させる第２押出プロセス
（ＳＴ８）濯ぎ水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１の全体に対して上から下へ通過させるリンス・プロセス
（ＳＴ９）原水Ｗ１を塩水タンク４へ供給する補水プロセス
（ＳＴ１０）原水Ｗ１の供給を待機する（水処理）待機プロセス
【００５９】
プロセス制御バルブ３における各弁３１１〜３１８の開閉は、図６に示すように、プロセスＳＴ１〜ＳＴ１０毎に、制御部５により制御される。その結果、図７に示すように、圧力タンク２内において、プロセスＳＴ１〜ＳＴ１０毎に、流体の流れが生成されるか、あるいは、流体の流れが生成されない。なお、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２と逆洗浄プロセスＳＴ３との間には、塩水Ｗ４の供給を待機する再生待機プロセスが設けられている。
【００６０】
図７に示す流体の流れが生成される結果、頂部スクリーン２４１は、配液部又は集液部として機能する。すなわち、水処理プロセスＳＴ１、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５、第２再生プロセスＳＴ６、第２押出プロセスＳＴ７及びリンス・プロセスＳＴ８では、頂部スクリーン２４１は、配液部（頂部配液部）として機能する。また、逆洗浄プロセスＳＴ３では、頂部スクリーン２４１は、集液部として機能する。
【００６１】
底部スクリーン２４２は、配液部又は集液部として機能する。すなわち、逆洗浄プロセスＳＴ３、第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７では、底部スクリーン２４２は、配液部（底部配液部）として機能する。また、水処理プロセスＳＴ１、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５及びリンス・プロセスＳＴ８では、底部スクリーン２４２は、集液部（底部集液部）として機能する。
【００６２】
中間部スクリーン２４３は、集液部としてのみ機能する。すなわち、第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７において、中間部スクリーン２４３は、集液部（中間部集液部）として機能する。
【００６３】
制御部５のメモリに記憶された制御プログラムは、第１再生プロセスＳＴ４、第１押出プロセスＳＴ５、第２再生プロセスＳＴ６及び第２押出プロセスＳＴ７からなる二段再生を実施するように、プロセス制御バルブ３を制御する。図７に示すように、第１再生プロセスＳＴ４では、再生液としての塩水Ｗ４を、頂部スクリーン２４１を介してイオン交換樹脂床２１１の頂部へ配液しながら、底部スクリーン２４２を介してイオン交換樹脂床２１１の底部で集液することにより塩水Ｗ４の下降流を生成し、イオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる。
【００６４】
第２再生プロセスＳＴ６では、再生液としての塩水Ｗ４を、頂部スクリーン２４１を介してイオン交換樹脂床２１１の頂部へ配液しながら、中間部スクリーン２４３を介してイオン交換樹脂床２１１の中間部で集液することにより塩水Ｗ４の下昇流を生成し、イオン交換樹脂床２１１の上部を再生させる。更に、第２再生プロセスＳＴ６では、再生液としての塩水Ｗ４を、底部スクリーン２４２を介してイオン交換樹脂床２１１の底部へ配液しながら、中間部スクリーン２４３を介してイオン交換樹脂床２１１の中間部で集液することにより塩水Ｗ４の上昇流を生成し、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。
【００６５】
次に、本実施形態に係る硬水軟化装置１の運転方法（動作）について詳細に説明する。以下では、水処理プロセスＳＴ１、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２、第１再生プロセスＳＴ４及び第２再生プロセスＳＴ６の動作を中心に説明する。
なお、水処理プロセスＳＴ１を除く各プロセスＳＴ２〜ＳＴ１０においては、バイパス弁３１３が開放している。そのため、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流通する過剰な原水Ｗ１は、接続部Ｊ１２からバイパスラインＬ６へ流通し、接続部Ｊ２２及び軟水ラインＬ２を介して、軟水Ｗ２の需要箇所へ一時的に供給される。
【００６６】
〔水処理プロセスＳＴ１〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ１に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１を流れる水道水、地下水、工業用水等の原水Ｗ１は、原水ラインＬ１及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。頂部スクリーン２４１から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程で原水Ｗ１の硬度成分はナトリウムイオンへ置換され、原水Ｗ１は軟水化される。
【００６７】
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の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。その後、軟水Ｗ２は、第１集配液管２３１、第２蓋流路２２２及び軟水ラインＬ２を介して、所定の軟水Ｗ２の需要箇所へ供給される。そして、所定量の軟水Ｗ２を採取することにより、イオン交換樹脂床２１１が硬度成分を置換できなくなると、再生プロセスを実施する。
【００６８】
〔ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ２に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１を流れる原水Ｗ１は、原水ラインＬ１、接続部Ｊ１１、バイパスラインＬ６、接続部Ｊ２２、軟水ラインＬ２、軟水ストレーナ３３の二次側に位置する第２蓋流路２２２、軟水ストレーナ３３、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２へと流通する。
【００６９】
軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２においては、圧力タンク２の内部へ向かう第２蓋流路２２２と、圧力タンク２の外部へ向かう第４蓋流路２２４とに流路が分岐している。第４蓋流路２２４は、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３及び第２排水ラインＬ５２を介して、第１排水ラインＬ５１の末端部において大気圧に開放されている。一方、圧力タンク２の内部が密閉されているため、圧力タンク２の内部へ向かう第２蓋流路２２２側の圧力は、第４蓋流路２２４側の圧力（大気圧）よりも高くなっている。そのため、軟水ストレーナ３３の一次側に流通してきた原水Ｗ１は、より低圧（大気圧）側の第４蓋流路２２４に流通し、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７０】
この過程において、軟水ストレーナ３３を二次側（ストレーナ開口部３３３側）から一次側（底部３３２側）へ流れる原水Ｗ１により、軟水ストレーナ３３は、所定時間、逆洗浄される。そのため、軟水ストレーナ３３の一次側の表面（主として本体部３３１の外面）において捕捉されていた夾雑物は、原水Ｗ１と共に、系外へ排出される（図１及び図４を併せて参照）。
【００７１】
〔再生プロセス〕
再生プロセスは、イオン交換樹脂床２１１の硬度成分の除去能力（イオン交換容量）を回復させるために、逆洗浄プロセスＳＴ３〜補水プロセスＳＴ９を順次実施する（図５参照）。これらのプロセスのうち、逆洗浄プロセスＳＴ３、リンス・プロセスＳＴ８、補水プロセスＳＴ９及び待機プロセスＳＴ１０は、周知の操作であるので、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
〔再生プロセス：第１再生プロセスＳＴ４〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ４に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、塩水Ｗ４の希釈水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。
この際、原水Ｗ１中の懸濁物質は、エゼクタストレーナ３２１により除去される。また原水Ｗ１の流量は、第１定流量弁３２２により所定範囲に調節される。
【００７３】
エゼクタ３２３において、原水Ｗ１の通過によってノズル部（符号省略）の吐出側で負圧が発生し、第１塩水ラインＬ４１内も負圧となる。その結果、塩水タンク４内の飽和塩水Ｗ４は、第１塩水ラインＬ４１を介してエゼクタ３２３へ吸引される。そして、エゼクタ３２３内では、飽和塩水Ｗ４が原水Ｗ１を希釈水として所定濃度まで希釈され、再生液としての塩水Ｗ４が調製される。
調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００７４】
頂部スクリーン２４１から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の全体を再生させる。イオン交換樹脂床２１１を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第１集配液管２３１、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２、第４蓋流路２２４、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７５】
第１再生プロセスＳＴ４は、いわゆる並流再生である。この並流再生では、再生液である塩水Ｗ４の供給容量が設定された再生剤量（＝再生レベル×イオン交換樹脂床容量）に達すると、処理は終了し、第１押出プロセスＳＴ５へ移行する。
なお、再生剤量、再生液の濃度、再生液の比重、及び再生液の供給容量は、以下の関係を有する。
再生剤量＝再生液の濃度×再生液の比重×再生液の供給容量 ・・・ （１）
【００７６】
〔再生プロセス：第１押出プロセスＳＴ５〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ５に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００７７】
頂部スクリーン２４１から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１を再生させる。イオン交換樹脂床２１１を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の底部で底部スクリーン２４２へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第１集配液管２３１、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２、第４蓋流路２２４、第４塩水ラインＬ４４、接続部Ｊ４２、第３排水ラインＬ５３、第２排水ラインＬ５２及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００７８】
〔再生プロセス：第２再生プロセスＳＴ６〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ６に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、塩水Ｗ４の希釈水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。
【００７９】
エゼクタ３２３において調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００８０】
頂部スクリーン２４１から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の上部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の上部を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００８１】
また、エゼクタ３２３において調製された塩水Ｗ４は、第２塩水ラインＬ４２の接続部Ｊ４１から分流し、第４塩水ラインＬ４４、第４蓋流路２２４及び軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、第１集配液管２３１を介して、底部スクリーン２４２から配水される。
【００８２】
底部スクリーン２４２から配水された塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過し、その過程でイオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の下部を通過した再生液（塩水Ｗ４）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００８３】
第２再生プロセスＳＴ６は、部分並流再生と部分向流再生とを同時に行ういわゆるスプリット・フロー再生である。部分向流再生では、第１再生プロセスＳＴ４では再生されにくいイオン交換樹脂床２１１の下部が、効率的に再生される。なお、第２再生プロセスＳＴ６においてイオン交換樹脂床２１１の下部の流動は、再生液としての塩水Ｗ４の下降流によって抑制される。
再生液である塩水Ｗ４の供給容量が設定された再生剤量に達すると、処理は終了し、第２押出プロセスＳＴ７へ移行する。
なお、再生剤量、再生液の濃度、再生液の比重、及び再生液の供給容量の関係は、上述の（１）式で示した通りである。
【００８４】
〔再生プロセス：第２押出プロセスＳＴ７〕
制御部５からの指令信号により、プロセス制御バルブ３の各弁３１１〜３１８は、図６のＳＴ７に示す開閉状態に設定される。その結果、原水ラインＬ１における接続部Ｊ１１よりも上流側を流れる原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。
エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、押出水として、希釈水ラインＬ３を介して、エゼクタ３２３の一次側へ供給される。エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２、第３塩水ラインＬ４３、第５塩水ラインＬ４５（原水ラインＬ１の一部）、及び第１蓋流路２２１を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、頂部スクリーン２４１から配水される。
【００８５】
頂部スクリーン２４１から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を下降流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１の上部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の上部を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００８６】
また、エゼクタ３２３を通過した原水Ｗ１は、第２塩水ラインＬ４２の接続部Ｊ４１から分流し、第４塩水ラインＬ４４、第４蓋流路２２４及び軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、第１集配液管２３１を介して、底部スクリーン２４２から配水される。
【００８７】
底部スクリーン２４２から配水された押出水としての原水Ｗ１は、先行して供給された再生液としての塩水Ｗ４を押し出しながら、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過し、引き続き、イオン交換樹脂床２１１の下部を再生させる。イオン交換樹脂床２１１の下部を通過した再生液（塩水Ｗ４）及び押出水（原水Ｗ１）は、圧力タンク２の深さ方向の中間部で中間部スクリーン２４３へ集水される。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、第２集配液管２３２、第３蓋流路２２３、第５排水ラインＬ５５、接続部Ｊ５５及び第１排水ラインＬ５１を介して、系外へ排出される。
【００８８】
本実施形態の硬水軟化装置１によれば、例えば、以下に示す各効果が奏される。
本実施形態の硬水軟化装置１は、イオン交換樹脂床２１１が収容され、開口部２１ａを有する圧力タンク２と、圧力タンク２の開口部２１ａを閉鎖する蓋部材２２と、蓋部材２２に設けられ、圧力タンク２の内部と外部とを連通すると共に、原水Ｗ１を圧力タンク２の外部からイオン交換樹脂床２１１へ向けて流通させる第１蓋流路２２１と、蓋部材２２に設けられ、圧力タンク２の内部と外部とを連通すると共に、イオン交換樹脂床２１１を通過して生成された軟水Ｗ２を圧力タンク２の外部へ向けて流通させる第２蓋流路２２２と、第２蓋流路２２２に設けられる軟水ストレーナ３３であって、軟水Ｗ２を軟水ストレーナ３３の一次側から二次側に向かって通過させることにより軟水Ｗ２中の夾雑物を捕捉する軟水ストレーナ３３と、を備える。
【００８９】
そのため、本実施形態によれば、破砕したイオン交換樹脂等の夾雑物を軟水ストレーナ３３によって捕捉することができ、このような夾雑物が軟水Ｗ２中に混入することを抑制することができる。また、軟水ストレーナ３３を蓋部材２２に設けることによって、装置全体のコンパクト化を実現することができる。
【００９０】
また、本実施形態の硬水軟化装置１においては、蓋部材２２に設けられ、軟水ストレーナ３３の一次側に位置する第２蓋流路２２２に連通する排液流路としての第４蓋流路２２４と、原水Ｗ１を軟水ストレーナ３３の二次側から一次側に向かって流通させるように、原水Ｗ１を第２蓋流路２２２から第１蓋流路２２１に向かう方向に流通させる制御部５と、を更に備える。
【００９１】
そのため、本実施形態によれば、ストレーナ洗浄プロセスＳＴ２において、軟水ストレーナ３３によって捕捉された夾雑物を、軟水ストレーナ３３の二次側から一次側に向かって原水Ｗ１によって洗い流すことができ、更にその洗い流された夾雑物を、第２蓋流路２２２及び第４蓋流路２２４を介して圧力タンク２の外部（系外）に排出することができる。従って、軟水ストレーナ３３を取り外すことなく清掃し、軟水ストレーナ３３の捕捉能力を回復することができる。
【００９２】
また、本実施形態の硬水軟化装置１においては、軟水ストレーナ３３は、多孔状で且つストレーナ開口部３３３及び底部３３２を有する筒状に形成され、第２蓋流路２２２の段部２２２ｃに対してシール用リング３４０を介して配置される延出部３３４を備える。また、軟水ストレーナ３３は、その底部３３２側から第２蓋流路２２２に挿入可能に構成される。
【００９３】
そのため、本実施形態によれば、軟水ストレーナ３３を簡易に構成することができると共に、軟水ストレーナ３３を第２蓋流路２２２に挿入して容易に配置することができる。また、軟水ストレーナ３３の延出部３３４を、シール用リング３４０を介して第２蓋流路２２２の段部２２２ｃに対して配置することができる。従って、夾雑物が、延出部３３４と段部２２２ｃとの間を通過して軟水Ｗ２中に混入することを確実に抑制することができる。
【００９４】
また、本実施形態の硬水軟化装置１においては、軟水ストレーナ３３の外面に設けられ、軟水ストレーナ３３の外面から突出すると共に軟水ストレーナ３３の軸方向に沿って延びる３以上の突状部３３６を更に備える。
【００９５】
そのため、本実施形態によれば、軟水ストレーナ３３の突状部３３６は、多数の孔部３３５が設けられた本体部３３１を補強することができる。また、軟水ストレーナ３３の突状部３３６は、軟水ストレーナ３３の本体部３３１を蓋部材２２の第２蓋流路２２２（小径流路部２２２ｂ）に挿入する際に、本体部３３１を小径流路部２２２ｂに案内することができる。更に、軟水ストレーナ３３の突状部３３６は、小径流路部２２２ｂの内面（内壁）に当接することによって、本体部３３１の中心軸を第２蓋流路２２２（小径流路部２２２ｂ）の中心に略一致させることができる。従って、第２蓋流路２２２において、軟水ストレーナ３３が傾いた状態で配置されることを抑制することができる。
【００９６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前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。
例えば、前述の実施形態においては、軟水ストレーナ３３をその底部３３２側から第２蓋流路２２２に挿入して配置するものとして説明したが、これに制限されない。図８に示すように、軟水ストレーナ３３をその延出部３３４側から第２蓋流路２２２に挿入して配置してもよい。ここで、図８は、軟水ストレーナ３３における延出部３３４側から第２蓋流路２２２に挿入された軟水ストレーナ３３を示す図である。
【００９７】
図８に示す軟水ストレーナ３３を用いたストレーナ洗浄プロセスＳＴ２によれば、軟水ストレーナ３３を二次側（底部３３２側）から一次側（ストレーナ開口部３３３側）へ流れる原水Ｗ１により、軟水ストレーナ３３は、所定時間、逆洗浄される。そのため、軟水ストレーナ３３の一次側の表面（主として本体部３３１の内面）において捕捉されていた夾雑物は、原水Ｗ１と共に、系外へ排出される。
【００９８】
また、前述の実施形態においては、軟水ストレーナ３３は、スリット状の孔部３３５を有するものとして説明したが、これに制限されない。軟水ストレーナ３３は、軟水Ｗ２中の夾雑物を捕捉することができるように多孔状に形成されていればよく、例えばメッシュスクリーンやパンチングスクリーンを用いて形成することもできる。
【００９９】
また、前述の実施形態においては、軟水ストレーナ３３は、４つの突状部３３６を有するものとして説明したが、これに制限されない。水処理プロセスＳＴ１における軟水Ｗ２の流通及びストレーナ洗浄プロセスＳＴ２における原水Ｗ１の流通を妨げない範囲で、本体部３３１に対する突状部３３６の配設数や配設位置を任意に変更することができる。
【０１００】
上述したように、突状部３３６は、ａ）本体部３３１の補強；ｂ）本体部３３１を第２蓋流路２２２に挿入する際の案内；及び、ｃ）軟水ストレーナ３３の傾斜配置防止の観点で設けられている。このため、突状部３３６は、少なくとも３つ（本体部３３１の周方向に１２０°間隔で３つ）を有していれば、これらの機能を充足することができる。
【０１０１】
また、前述の実施形態においては、軟水ストレーナ３３の延出部３３４は、シール用リング３４０を介して第２蓋流路（処理液流路）２２２の段部２２２ｃに間接的に当接するものとして説明したが、これに制限されない。軟水ストレーナ３３の延出部３３４と段部２２２ｃとの間において、夾雑物が流通しないようにすることができれば、軟水ストレーナ３３の延出部３３４を第２蓋流路２２２の段部２２２ｃに直接的に当接させてもよい。
【０１０２】
前述の実施形態は、本発明のイオン交換装置を硬水軟化装置に適用しているが、これに制限されない。例えば、硬水軟化装置におけるイオン交換樹脂を、陽イオン交換樹脂から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できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 硬水軟化装置（イオン交換装置）
２ 圧力タンク
５ 制御部（流通制御手段）
２１ａ 開口部
２２ 蓋部材
３３ 軟水ストレーナ（ストレーナ）
２１１ イオン交換樹脂床
２２１ 第１蓋流路（原液流路）
２２２ 第２蓋流路（処理液流路）
２２４ 第４蓋流路（排液流路）
３３２ 底部
３３３ ストレーナ開口部（開口部）
３３４ 延出部
３３６ 突状部
３４０ シール用リング（シール部材）
Ｗ１ 原水（原液）
Ｗ２ 軟水（処理液）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂床が収容され、開口部を有する圧力タンクと、
前記圧力タンクの開口部を閉鎖する蓋部材と、
前記蓋部材に設けられ、前記圧力タンクの内部と外部とを連通すると共に、原液を前記圧力タンクの外部から前記イオン交換樹脂床へ向けて流通させる原液流路と、
前記蓋部材に設けられ、前記圧力タンクの内部と外部とを連通すると共に、前記イオン交換樹脂床を通過して生成された処理液を前記圧力タンクの外部へ向けて流通させる処理液流路と、
前記処理液流路に設けられるストレーナであって、処理液を該ストレーナの一次側から二次側に向かって通過させることにより処理液中の夾雑物を捕捉するストレーナと、
を備えるイオン交換装置。
【請求項２】
前記蓋部材に設けられ、前記ストレーナの一次側に位置する前記処理液流路に連通する排液流路と、
洗浄液を前記ストレーナの二次側から一次側に向かって流通させるように、洗浄液を前記処理液流路から前記排液流路に向かう方向に流通させる流通制御手段と、
を更に備える請求項１に記載のイオン交換装置。
【請求項３】
前記ストレーナは、少なくとも一部が多孔状で且つ開口部及び底部を有する筒状に形成されており、
前記ストレーナの開口部側の外面に設けられ、前記ストレーナの径方向の外方に向けて延びると共に、前記処理液流路に直接的に又は間接的に当接する延出部と、
前記延出部と前記処理液流路との間をシールするシール部材と、を更に備え、
前記ストレーナは、該ストレーナにおける前記底部側又は前記延出部側から前記処理液流路に挿入可能に構成される請求項１又は２に記載のイオン交換装置。
【請求項４】
前記ストレーナの外面に設けられ、該ストレーナの外面から突出すると共に該ストレーナの軸方向に沿って延びる３以上の突状部を更に備える請求項３に記載のイオン交換装置。
【請求項１】
イオン交換樹脂床が収容され、開口部を有する圧力タンクと、
前記圧力タンクの開口部を閉鎖する蓋部材と、
前記蓋部材に設けられ、前記圧力タンクの内部と外部とを連通すると共に、原液を前記圧力タンクの外部から前記イオン交換樹脂床へ向けて流通させる原液流路と、
前記蓋部材に設けられ、前記圧力タンクの内部と外部とを連通すると共に、前記イオン交換樹脂床を通過して生成された処理液を前記圧力タンクの外部へ向けて流通させる処理液流路と、
前記処理液流路に設けられるストレーナであって、処理液を該ストレーナの一次側から二次側に向かって通過させることにより処理液中の夾雑物を捕捉するストレーナと、
を備えるイオン交換装置。
【請求項２】
前記蓋部材に設けられ、前記ストレーナの一次側に位置する前記処理液流路に連通する排液流路と、
洗浄液を前記ストレーナの二次側から一次側に向かって流通させるように、洗浄液を前記処理液流路から前記排液流路に向かう方向に流通させる流通制御手段と、
を更に備える請求項１に記載のイオン交換装置。
【請求項３】
前記ストレーナは、少なくとも一部が多孔状で且つ開口部及び底部を有する筒状に形成されており、
前記ストレーナの開口部側の外面に設けられ、前記ストレーナの径方向の外方に向けて延びると共に、前記処理液流路に直接的に又は間接的に当接する延出部と、
前記延出部と前記処理液流路との間をシールするシール部材と、を更に備え、
前記ストレーナは、該ストレーナにおける前記底部側又は前記延出部側から前記処理液流路に挿入可能に構成される請求項１又は２に記載のイオン交換装置。
【請求項４】
前記ストレーナの外面に設けられ、該ストレーナの外面から突出すると共に該ストレーナの軸方向に沿って延びる３以上の突状部を更に備える請求項３に記載のイオン交換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１６６１３２（Ｐ２０１２−１６６１３２Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７９２８（Ｐ２０１１−２７９２８）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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