イオン交換装置
【課題】原水タンクや塩水タンク等の液タンクへの異物の侵入を抑制することができるイオン交換装置を提供する。
【解決手段】有底箱状に形成され、上部に開閉可能な蓋部材を有する筐体本体部１０と、前記筐体本体部の内部に配置され、原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床２１１が収容される圧力タンク２と、前記筐体本体部１０の内部に配置され、前記イオン交換樹脂床２１１を再生する再生液及び／又は水が貯留される液タンク４（６）と、前記液タンク４（６）に接続され、前記液タンク４（６）の許容液位を超えた再生液及び／又は水を前記筐体本体部１０の外部に排出するオーバーフローラインＬ９（Ｌ１０）と、を備え、前記オーバーフローラインＬ９（Ｌ１０）には、外部から前記液タンク４（６）への異物の侵入を抑制する異物侵入抑制手段５１（５２）が設けられている。
【解決手段】有底箱状に形成され、上部に開閉可能な蓋部材を有する筐体本体部１０と、前記筐体本体部の内部に配置され、原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床２１１が収容される圧力タンク２と、前記筐体本体部１０の内部に配置され、前記イオン交換樹脂床２１１を再生する再生液及び／又は水が貯留される液タンク４（６）と、前記液タンク４（６）に接続され、前記液タンク４（６）の許容液位を超えた再生液及び／又は水を前記筐体本体部１０の外部に排出するオーバーフローラインＬ９（Ｌ１０）と、を備え、前記オーバーフローラインＬ９（Ｌ１０）には、外部から前記液タンク４（６）への異物の侵入を抑制する異物侵入抑制手段５１（５２）が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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原水中の硬度成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、硬水軟化装置と呼ばれる。一方、イオン交換装置のうち、陰イオン交換樹脂を使用して原水中の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。
【０００３】
硬水軟化装置において、イオン交換樹脂床は、所定の採水量に達すると、イオン交換基が硬度成分でほぼ飽和状態になり、イオン交換能力を失う状態、すなわち破過状態になる。そこで、硬水軟化装置では、イオン交換樹脂床が破過状態になる前に、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクへ再生液として塩水を供給してイオン交換樹脂のイオン交換能力を回復させる再生プロセス及び押出プロセスが行われている。
【０００４】
硬水軟化装置においては、塩水タンクに収容された塩水を圧力タンクへ供給すると共に、供給された塩水を圧力タンクから系外へ排出させるための駆動力を得る構成として、水頭圧差を利用した構成がある。水頭圧差を利用した構成を有する硬水軟化装置としては、例えば、圧力タンクよりも上方に原水タンク及び塩水タンクを配置し、再生プロセス時には塩水タンクから塩水を圧力タンク内へ下降流として流入させ、また押出プロセス時には原水タンクから原水を圧力タンク内へ下降流として流入させる硬水軟化装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９４９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した原水タンク及び塩水タンクには、オーバーフローライン（越流管）が設けられている。オーバーフローラインは、水位制御のために設けられたフロートバルブ等の故障などにより流路の遮断不良が発生した場合において、超過した原水や塩水を系外に排出するための設備である。このオーバーフローラインの下流側の端部は、例えば排水口に向けて大気に開放されている。このため、オーバーフローラインの端部から臭気のある気体や虫等が異物として侵入し、上流側の原水タンクや塩水タンクに達するおそれがある。これらの異物は、装置内部の衛生状態を悪化させるだけでなく、仮に処理水中に混入すると、処理水を利用するユーザに不快感を与える。
【０００７】
従って、本発明は、原水タンクや塩水タンク等の液タンクへの異物の侵入を抑制することができるイオン交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、有底箱状に形成され、上部に開閉可能な蓋部材を有する筐体本体部と、前記筐体本体部の内部に配置され、原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、前記筐体本体部の内部に配置され、前記イオン交換樹脂床を再生する再生液及び／又は水が貯留される液タンクと、前記液タンクに接続され、前記液タンクの許容液位を超えた再生液及び／又は水を前記筐体本体部の外部に排出するオーバーフローラインと、を備え、前記オーバーフローラインには、外部から前記液タンクへの異物の侵入を抑制する異物侵入抑制手段が設けられているイオン交換装置に関する。
【０００９】
また、前記イオン交換装置の前記異物侵入抑制手段は、前記筐体本体部の外部に位置する前記オーバーフローラインの下流側に設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、前記イオン交換装置の前記異物侵入抑制手段は、前記筐体本体部の内部に位置する前記オーバーフローラインに設けられていることが好ましい。
【００１１】
また、前記イオン交換装置の前記液タンクは、再生液が貯留される第１液タンクと、水が貯留される第２液タンクとから構成され、前記オーバーフローラインは、前記第１液タンクに接続され、前記第１液タンクの許容液位を超えた再生液を前記筐体本体部の外部に排出する第１オーバーフローラインと、前記第２液タンクに接続され、前記第２液タンクの許容液位を超えた水を前記筐体本体部の外部に排出する第２オーバーフローラインとから構成され、前記第１オーバーフローラインと前記第２オーバーフローラインとは、接続部において合流し、該接続部よりも下流側においてラインを共用し、前記異物侵入抑制手段は、共用する前記ラインに設けられていることが好ましい。
【００１２】
また、前記イオン交換装置の前記異物侵入抑制手段は、防虫網及び／又は排水トラップであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、原水タンクや塩水タンク等の液タンクへの異物の侵入を抑制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第１実施形態としての硬水軟化装置１の概略外観図である。
【図２】本発明のイオン交換装置の第１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３】排水トラップ５２の構成図である。
【図４】第１実施形態の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５】第１実施形態の各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す説明図である。
【図６】本発明のイオン交換装置の第２実施形態としての硬水軟化装置１Ａの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下、本発明のイオン交換装置の第１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第１実施形態としての硬水軟化装置１の概略外観図である。図２は、本発明のイオン交換装置の第１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３は、排水トラップの構成図である。図４は、第１実施形態の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５は、第１実施形態の各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す説明図である。
【００１６】
本実施形態の硬水軟化装置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（又は、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】
また、本実施形態の硬水軟化装置１は、原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１（後述）で軟水化して得られた処理水（軟水）Ｗ２を浴室等の需要箇所（不図示）に供給する水処理プロセスＳＴ１と、排水ラインＬ５の内部に滞留しているエアを排出する（エア抜きする）呼び水プロセスＳＴ２と、塩水Ｗ４を供給してイオン交換樹脂床２１１を再生させる再生プロセスＳＴ３と、イオン交換樹脂床２１１に供給された塩水Ｗ４を押し出す押出プロセスＳＴ４と、イオン交換樹脂床２１１に残留した塩水Ｗ４を洗浄するリンス・プロセスＳＴ５と、を実行可能な構成を備える。
【００１８】
本実施形態の硬水軟化装置１は、図１に示すように、全体が略箱状に形成された筐体本体部１０と、この筐体本体部１０の内部に設けられた圧力タンク２、塩水タンク４、原水タンク６、並びに不図示のバルブ、ライン等と、を備える。
【００１９】
筐体本体部１０は、ベース１１と、前面カバー１２と、背面カバー１３と、蓋部材としての上面パネル１４と、を備える。
【００２０】
ベース１１は、硬水軟化装置１の底部に設けられた部材である。ベース１１の上部には、圧力タンク２のほか、不図示のバルブ、ライン等が設置されている。
【００２１】
前面カバー１２及び背面カバー１３は、硬水軟化装置１の外周を覆う部材である。背面カバー１３は、ベース１１に固定されている。一方、前面カバー１２は、背面カバー１３に対して着脱自在に取り付けられている。このため、前面カバー１２を取り外すことにより、内部に設置された圧力タンク２等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２２】
また、圧力タンク２の重力方向における上方には、後述する塩水タンク４及び原水タンク６が配置されている。本実施形態の硬水軟化装置１において、塩水タンク４及び原水タンク６は、横方向に互いに隣接するように一体のタンクとして形成されている。塩水タンク４と原水タンク６とは、内部に設けられた不図示の仕切板により、塩水Ｗ４と原水Ｗ１とが混じり合わないように構成されている。
【００２３】
上面パネル１４は、塩水タンク４及び原水タンク６の上部に設けられている。上面パネル１４の背面側には、上面パネル１４を開閉自在とする不図示のヒンジ機構が設けられている。また、上面パネル１４の前面側には、不図示の固定機構が設けられている。ユーザは、固定機構を解除して、上面パネル１４を図中の矢印上方向に開くことができる。上面パネル１４の内側には、不図示の操作パネル、塩載置部４２（後述）等が設けられている。
【００２４】
また、背面カバー１３の側面には、第１補水ラインＬ７の取入口１５、軟水ラインＬ２の取出口１６、原水ラインＬ１の取入口１７、第１オーバーフローラインＬ９の取出口１８ａ、第２オーバーフローラインＬ１０の取出口１８ｂ、及び排水ラインＬ５の取出口１９が設けられている（各ラインについては後述する）。
【００２５】
次に、図２を参照して、本実施形態の硬水軟化装置１の全体構成について説明する。以下の説明において「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。なお、図２においては、背面カバー１３（図１）を二点鎖線のラインで示す。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態の硬水軟化装置１は、圧力タンク２と、バルブ手段としてのプロセス制御バルブ３と、液タンクとしての塩水タンク４と、バルブ制御手段としての制御部５と、液タンクとしての原水タンク６と、を備える。
【００２７】
圧力タンク２は、圧力タンク本体２１を主体として構成される。圧力タンク本体２１は、上部に開口部を有する有底の筒状体であり、開口部を蓋部材で密閉している。圧力タンク本体２１の内部には、陽イオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換樹脂床２１１、及び濾過砂利からなる支持床２１２が収容されている。
【００２８】
イオン交換樹脂床２１１は、原水Ｗ１を軟水化する処理材として機能する。イオン交換樹脂床２１１は、圧力タンク本体２１の内部において、支持床２１２の上部に積層されている。
【００２９】
支持床２１２は、イオン交換樹脂床２１１に対する流体の整流部材として機能する。支持床２１２は、圧力タンク本体２１の底部側に収容されている。圧力タンク２の詳細については後述する。
【００３０】
プロセス制御バルブ３は、少なくとも、原水Ｗ１を圧力タンク２の底部スクリーン（底部配液部）２４２へ配液しながら、頂部スクリーン（頂部集液部）２４１で集液することにより原水Ｗ１の上昇流を生成して、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；及び、再生液である塩水Ｗ４を頂部スクリーン（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を再生させる再生プロセスＳＴ３の塩水Ｗ４の流れを切り換え可能なバルブである。プロセス制御バルブ３の詳細については後述する。
【００３１】
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を貯留する液タンクである。塩水Ｗ４は、陽イオン交換樹脂ビーズを用いる硬水軟化装置においては、塩化ナトリウム、塩化カリウムの各水溶液等を利用することができる。
【００３２】
塩水タンク４は、圧力タンク２よりも重力方向における上方に配置されている。塩水タンク４は、重力方向と直交する方向に、原水タンク６と略並列な位置に配置されている。塩水タンク４の液面（後述するタンク領域４１の液面）と、排水ラインＬ５の開放末端部（後述）との高さ関係は、塩水タンク４の液面 ＞ 排水ラインＬ５の開放末端部の関係となるように設定されている。そして、本実施形態の硬水軟化装置１は、塩水タンク４における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差により、塩水タンク４から圧力タンク２へ塩水Ｗ４が流下するように構成されている。塩水タンク４の詳細については後述する。
【００３３】
制御部５は、ＣＰＵ及びメモリ含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部５は、フロースイッチ３２１（後述）から入力された検出信号等に基づいて、プロセス制御バルブ３の動作を制御する。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ＳＴ１の流路と再生プロセスＳＴ３の流路とを切り換えるように、プロセス制御バルブ３を制御するプログラムである。ＣＰＵは、制御プログラムに従って、水処理プロセスＳＴ１〜リンス・プロセスＳＴ５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。
【００３４】
原水タンク６は、原水ラインＬ１から第１補水ラインＬ７を経て供給された原水Ｗ１を貯留する液タンクである。原水Ｗ１としては、水道水、地下水、工業用水等を利用することができる。
【００３５】
原水タンク６は、圧力タンク２よりも重力方向における上方に配置されている。原水タンク６の液面と、排水ラインＬ５の開放末端部との高さ関係は、原水タンク６の液面 ＞ 排水ラインＬ５の開放末端部の関係となるように設定されている。そして、本実施形態の硬水軟化装置１は、原水タンク６における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差により、原水タンク６から圧力タンク２へ原水Ｗ１が流下するように構成されている。原水タンク６の詳細については後述する。
【００３６】
次に、上述した圧力タンク２、プロセス制御バルブ３、塩水タンク４、及び原水タンク６の構成について詳細に説明する。
【００３７】
圧力タンク２において、圧力タンク本体２１の底部には、原水ラインＬ１の他方の端部が配置されている。圧力タンク本体２１内に配置される原水ラインＬ１は、合成樹脂製パイプなどを用いた集配液管２３１となっており、この集配液管２３１がイオン交換樹脂床２１１を貫通して支持床２１２の下部に到達するように設けられている。水処理プロセスＳＴ１において、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１は、圧力タンク本体２１の底部から圧力タンク２の内部に供給される。一方、圧力タンク本体２１の頂部には、軟水ラインＬ２の一方の端部が配置されている。すなわち、水処理プロセスＳＴ１において、圧力タンク２の内部でイオン交換樹脂床２１１により処理されて得られた軟水Ｗ２は、圧力タンク２の上部から軟水ラインＬ２を流通する。
【００３８】
圧力タンク２に配置された、原水ラインＬ１（集配液管２３１）の他方の端部には、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。底部スクリーン２４２は、樹脂ビーズよりも小さな多数の開孔を有する（後述する頂部スクリーン２４１も同様）。底部スクリーン２４２は、原水ラインＬ１の他方の端部と連通する。底部スクリーン２４２による配液位置及び集液位置は、支持床２１２の下部に設定される。底部スクリーン２４２は、水処理プロセスＳＴ１において、イオン交換樹脂床２１１の底部から原水Ｗ１を配液する底部配液部、及び再生プロセスＳＴ３において、イオン交換樹脂床２１１の底部から塩水Ｗ４を集液する底部集液部として機能する。
【００３９】
また、圧力タンク２に配置された、軟水ラインＬ２の一方の端部には、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、軟水ラインＬ２の一方の端部と連通する。頂部スクリーン２４１による配液位置及び集液位置は、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、再生プロセスＳＴ３において、イオン交換樹脂床２１１の頂部から塩水Ｗ４を配液する頂部配液部、及び水処理プロセスＳＴ１において、イオン交換樹脂床２１１の頂部から原水Ｗ１を集液する頂部集液部として機能する。
【００４０】
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、塩水ラインＬ４と、排水ラインＬ５と、バイパスラインＬ６と、第２補水ラインＬ８と、を備える。後述するように、原水ラインＬ１の一部は、排水ラインＬ５としても機能する。
【００４１】
また、プロセス制御バルブ３は、弁として、原水通水弁３１１と、バイパス弁３１２と、軟水通水弁３１３と、塩水弁３１４と、再生排水弁３１５と、を備える。また、プロセス制御バルブ３は、フロースイッチ３２１を備える。
【００４２】
本実施形態の硬水軟化装置１は、プロセス制御バルブ３の外部に、各種のライン等を備える。
具体的には、原水ラインＬ１は、プロセス制御バルブ３の外部（原水供給源）から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。軟水ラインＬ２は、プロセス制御バルブ３の外部（圧力タンク２）から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。希釈水ラインＬ３は、プロセス制御バルブ３の外部（原水タンク６）から内部に導入されるように延びている。塩水ラインＬ４は、プロセス制御バルブ３の外部（塩水タンク４）から内部に導入され、再度外部（圧力タンク２）へ向けて延びている。排水ラインＬ５は、プロセス制御バルブ３の外部（圧力タンク２）から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。第１補水ラインＬ７は、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１（後述）と原水タンク６に設けられた第１フロート弁７４（後述）とを接続する。第２補水ラインＬ８は、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１４（後述）と塩水タンク４内に配置された第２フロート弁７５（後述）とを接続する。
【００４３】
原水ラインＬ１は、上流側において、外部の原水供給源（不図示）に接続され、下流側において、圧力タンク２の底部と連通している。原水ラインＬ１は、原水Ｗ１を圧力タンク本体２１及び原水タンク６に供給する供給路を構成する。原水ラインＬ１には、原水供給源から原水Ｗ１が圧送される。例えば、原水Ｗ１が水道水であれば、水道圧により圧送される。原水ラインＬ１には、原水供給源から圧力タンク２に向けて順に、接続部Ｊ１１、減圧弁７３、フロースイッチ３２１、接続部Ｊ１２、原水通水弁３１１、接続部Ｊ１３、及び接続部Ｊ１４が設けられている。
【００４４】
原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１には、第１補水ラインＬ７の上流側が接続されている。原水ラインＬ１の接続部Ｊ１２には、バイパスラインＬ６の上流側の端部が接続されている。原水ラインＬ１の接続部Ｊ１３には、排水ラインＬ５の上流側の端部が接続されている。後述するように、原水ラインＬ１において、接続部Ｊ１３よりも下流側は、排水ラインＬ５としても機能する。原水ラインＬ１の接続部Ｊ１４には、第２補水ラインＬ８の上流側の端部が接続されている。
減圧弁７３は、原水Ｗ１を所定の水圧まで減圧する弁である。
【００４５】
フロースイッチ３２１は、原水ラインＬ１における減圧弁７３と接続部Ｊ１２との間に設けられている。フロースイッチ３２１は、制御部５と電気的に接続されている。フロースイッチ３２１は、原水ラインＬ１において所定の水流を検知すると、検出信号を制御部５に出力する。すなわち、フロースイッチ３２１は、原水ラインＬ１を所定流量の原水Ｗ１が流通したことを検知すると、検出信号を制御部５に出力する。
【００４６】
原水通水弁３１１は、原水ラインＬ１において、接続部Ｊ１２と接続部Ｊ１３との間に設けられている。原水通水弁３１１は、原水ラインＬ１における原水Ｗ１の流通を制御する。原水通水弁３１１は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。原水通水弁３１１における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００４７】
第１補水ラインＬ７は、上流側において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１に接続され、下流側において原水タンク６に接続されている。第１補水ラインＬ７は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の一部を原水タンク６に供給する供給路を構成する。
【００４８】
軟水ラインＬ２は、一方の端部において、圧力タンク２の頂部と連通し、他方の端部において、需要箇所（不図示）に接続されている。軟水ラインＬ２は、イオン交換樹脂床２１１により処理されて得られた軟水Ｗ２を需要箇所に供給するための供給路を主として構成する。軟水ラインＬ２には、圧力タンク２から需要箇所に向けて順に、接続部Ｊ２１、軟水通水弁３１３、接続部Ｊ２２が設けられている。軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２１には、塩水ラインＬ４の下流側の端部が接続されている。軟水ラインＬ２において、接続部Ｊ２１よりも圧力タンク２側は、塩水ラインＬ４としても機能する。また、軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２２には、バイパスラインＬ６の下流側の端部が接続されている。
【００４９】
軟水通水弁３１３は、軟水ラインＬ２において、接続部Ｊ２１と接続部Ｊ２２との間に設けられている。軟水通水弁３１３は、軟水ラインＬ２における軟水Ｗ２の流通を制御する。軟水通水弁３１３は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。軟水通水弁３１３における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００５０】
塩水ラインＬ４は、上流側において、塩水タンク４のタンク領域４１（後述）に接続され、下流側において軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２１に接続されている。塩水ラインＬ４は、イオン交換樹脂床２１１を再生させるための塩水Ｗ４を圧力タンク２に供給するための供給路を構成する。
【００５１】
塩水ラインＬ４には、塩水タンク４から軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２１に向けて順に、第２逆止弁７２、塩水弁３１４と、接続部Ｊ４と、が設けられている。第２逆止弁７２は、塩水Ｗ４の流れを、塩水タンク４から圧力タンク本体２１へ流下させる方向へのみ規制する。塩水弁３１４は、塩水ラインＬ４における塩水Ｗ４の流通を制御する。塩水弁３１４は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。塩水弁３１４における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００５２】
希釈水ラインＬ３は、上流側において、原水タンク６の底部に接続され、下流側において、塩水ラインＬ４の接続部Ｊ４に接続されている。希釈水ラインＬ３は、主として、再生プロセスＳＴ３において塩水Ｗ４を希釈するための原水Ｗを塩水ラインＬ４に供給するため、及び、押出プロセスＳＴ４においてイオン交換樹脂床２１１内の塩水Ｗ４を押し出す原水Ｗ１を、圧力タンク２に供給するための供給路を構成する。希釈水ラインＬ３には、第１逆止弁７１が設けられている。第１逆止弁７１は、原水Ｗ１の流れを、原水タンク６から圧力タンク本体２１へ流下させる方向へのみ規制する。
【００５３】
排水ラインＬ５の一方の端部は、大気に開放されており、開放末端部を構成する。また、排水ラインＬ５の他方の端部は、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１３に接続されている。排水ラインＬ５は、各種の排水Ｗ５を系外に排水するための排水路を構成する。
【００５４】
原水ラインＬ１の下流側は、圧力タンク２の底部と連通している。前述したように、原水ラインＬ１において、接続部Ｊ１３よりも下流側は、排水ラインＬ５としても機能する。従って、排水ラインＬ５の他方の端部は、原水ラインＬ１を介して圧力タンク２に接続されており、接続端部を構成する。
【００５５】
再生排水弁３１５は、排水ラインＬ５における接続部Ｊ１３よりも下流側に設けられている。再生排水弁３１５は、排水ラインＬ５における排水Ｗ５又は塩水Ｗ４の流通を制御する。再生排水弁３１５は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。再生排水弁３１５における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００５６】
バイパスラインＬ６は、上流側において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１２に接続され、下流側において、軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２２に接続されている。バイパスラインＬ６は、再生プロセスＳＴ３等において、圧力タンク２を介さずに需要箇所に原水Ｗ１を供給するための供給路を構成する。
【００５７】
バイパス弁３１２は、バイパスラインＬ６に設けられている。バイパス弁３１２は、バイパスラインＬ６における原水Ｗ１の流通を制御する。バイパス弁３１２は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。バイパス弁３１２における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００５８】
第２補水ラインＬ８は、一方の端部において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１４に接続され、他方の端部において、塩水タンク４と連通している。第２補水ラインＬ８は、リンス・プロセスＳＴ５において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１４から流通する原水Ｗ１を、塩水タンク４に供給する供給路を構成する。
【００５９】
塩水タンク４は、タンク領域４１と、塩載置部４２と、ネット４３と、を備える。タンク領域４１は、塩水タンク４における塩水Ｗ４の貯留部を構成する。塩載置部４２は、タンク領域４１の内部に配置されている。塩載置部４２の底部には、透水性を有するネット４３が設けられている。塩載置部４２には、原水Ｗ１に溶解させる塩（塩化ナトリウム、塩化カリウム等）が載置されている。第２補水ラインＬ８の他方の端部は、塩載置部４２の上部に配置され、塩載置部４２に向けて開放されている。第２補水ラインＬ８から供給された原水Ｗ１は、第２補水ラインＬ８の他方の端部から塩載置部４２に向けて流下する。塩載置部４２に載置された塩は、タンク領域４１に貯留された原水Ｗ１により溶解され、塩水Ｗ４が生成される。
【００６０】
塩水タンク４の底部には、塩水ラインＬ４の上流側の端部が接続されている。再生プロセスＳＴ３において、タンク領域４１の内部に貯留された塩水Ｗ４は、塩水タンク４における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差により、塩水ラインＬ４を流下する。この塩水Ｗ４は、塩水ラインＬ４の接続部Ｊ４において、希釈水ラインＬ３を流下した原水Ｗ１と混合して希釈される。希釈された塩水Ｗ４は、軟水ラインＬ２の一部を流下して圧力タンク２に供給され、頂部スクリーン２４１からイオン交換樹脂床２１１の頂部に配液される。
【００６１】
更に、塩水タンク４は、液面制御手段としての第２フロート弁７５を備える。第２フロート弁７５は、第２補水ラインＬ８の他方の端部に設けられている。ここで、第２フロート弁７５の構成と動作について簡単に説明する。第２フロート弁７５は、図示しないフロートと、弁体と、原水パイプと、を備える。
【００６２】
フロートは、円筒状の浮力体であり、中心部に原水パイプが貫通している。フロートは、原水パイプに沿って上下方向に移動自在に支持されている。フロートの上部には、磁石が取り付けられている。フロートは、タンク領域４１に貯留された塩水Ｗ４の液面に浮いており、塩水Ｗ４の水位に追従して上下方向に移動する。
【００６３】
弁体は、円柱状の部材であり、原水パイプの内部に形成された擦動空間に収容されている。この擦動空間は、下端部が原水Ｗ１の流入口となる一方で、上端部が原水Ｗ１の流出口となっている。弁体は、擦動空間を上下方向に移動することができ、弁体が流出口に当接することにより、原水Ｗ１の流通が遮断されるようになっている。すなわち、原水Ｗ１の流出口は、弁体に対して弁座として機能する。また、弁体の内部には、磁性体が組み込まれている。
【００６４】
原水パイプは、第２補水ラインＬ８と連通した管路である。原水パイプは、塩水タンク４（タンク領域４１）の内部に略垂直に配置されている。上述したように、原水パイプは、フロートの中心部を貫通している。原水パイプの上部には、逆Ｕ字形の出口管が接続されている。また、出口管の端部は、塩水タンク４の塩載置部４２に向けて開放されている。原水パイプを流通する原水Ｗ１は、塩水タンク４に貯留された塩水Ｗ４と混合せずに、出口管の端部へ導かれる。
【００６５】
上記構成において、塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面が所定の水位に達していない場合、第２補水ラインＬ８から供給された原水Ｗ１は、原水パイプから出口管を流通し、塩水タンク４の塩載置部４２に供給される。これにより、塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面が上昇する。塩水Ｗ４の液面が上昇すると、液面と共にフロートが上昇する。このとき、フロートの磁石は、弁体の磁性体を吸引するため、原水パイプの擦動空間に収容された弁体も、フロートと共に上昇する。そして、液面が所定の水位まで上昇すると、上昇した弁体が擦動空間の流出口に当接して、管路を閉鎖する。これにより、管路からの原水Ｗ１の供給が停止する。
【００６６】
一方、塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面が所定の水位より低くなると、液面と共にフロートが下降する。このとき、フロートの磁石は、弁体の磁性体を吸引するため、原水パイプの擦動空間に収容された弁体も、フロートと共に下降する。そして、液面が所定の水位まで降下すると、下降した弁体が擦動空間の流出口から離反して、管路を開放する。これにより、管路からの原水Ｗ１の供給が開始される。
【００６７】
本実施形態において、塩水タンク４のタンク領域４１に貯留された塩水Ｗ４の液面は、第２フロート弁７５により所定範囲に維持される。このため、塩水タンク４における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差がほぼ一定となる。従って、後述する再生プロセスＳＴ３において、イオン交換樹脂床２１１を流通する塩水Ｗ４の線速度を一定に維持することができる。
【００６８】
ここで、塩水Ｗ４の線速度とは、塩水Ｗ４の流量をイオン交換樹脂床２１１の横断面積で除したものであり、次式で示される。
線速度［ｍ／ｈ］＝流量［ｍ３／ｈ］÷横断面積［ｍ２］ ・・・ （１）
【００６９】
なお、上述した第２フロート弁７５の構成及び動作は、特開平４−１０８５８６号公報での開示に基づくが、一例を示したものであり、この例に限定されない。
【００７０】
また、塩水タンク４の上部には、第１オーバーフローラインＬ９が接続されている。この第１オーバーフローラインＬ９は、第２フロート弁７５の故障等により流路の遮断不良が発生した場合に、溢れた塩水Ｗ４を系外に排出するための設備である。
【００７１】
第１オーバーフローラインＬ９の下流側は、硬水軟化装置１の背面カバー１３から取出口１８ａ（図１参照）を経て外部に引き出されている。そして、第１オーバーフローラインＬ９の端部は、不図示の排水口に向けて大気に開放されている。
【００７２】
第１オーバーフローラインＬ９の端部には、異物侵入抑制手段としての防虫網５１が取り付けられている。防虫網５１は、第１オーバーフローラインＬ９の端部から虫等の異物が侵入するのを抑制するための部材である。防虫網５１は、金属網又は樹脂製のネット部材により構成されている。防虫網５１は、第１オーバーフローラインＬ９の端部に対して着脱自在に取り付けられている。
【００７３】
原水タンク６は、液面制御手段としての第１フロート弁７４を備える。第１フロート弁７４は、第１補水ラインＬ７の下流側の端部に連結されている。第１フロート弁７４は、原水タンク６の内部に貯留された原水Ｗ１の液面が所定範囲に維持されるように、原水タンク６の貯水量を制御する。
【００７４】
第１フロート弁７４は、原水タンク６の液面の上下変動に追従した浮玉６１の変位に応じて流路を開閉する弁であり、ボールタップと呼ばれるものである。本実施形態において、原水タンク６の内部に貯留された原水Ｗ１の液面は、第１フロート弁７４により所定範囲に維持される。このため、原水タンク６における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差がほぼ一定となる。従って、後述する再生プロセスＳＴ３及び押出プロセスＳＴ４において、イオン交換樹脂床２１１を流通する原水Ｗ１又は塩水Ｗ４の線速度を一定に維持することができる。
【００７５】
ここで、原水Ｗ１又は塩水Ｗ４の線速度とは、原水Ｗ１又は塩水Ｗ４の流量をイオン交換樹脂床２１１の横断面積で除したものであり、上述の（１）式で示される。
【００７６】
なお、上述した第１フロート弁７４の構成及び動作は、一般的なボールタップに基づくが、一例を示したものであり、この例に限定されない。
【００７７】
また、原水タンク６の上部には、第２オーバーフローラインＬ１０が取り付けられている。この第２オーバーフローラインＬ１０は、第１フロート弁７４の故障等により流路の遮断不良が発生した場合に、溢れた原水Ｗ１を系外に排出するための設備である。
【００７８】
第２オーバーフローラインＬ１０の下流側は、硬水軟化装置１の背面カバー１３から取出口１８ｂ（図１参照）を経て外部に引き出されている。そして、第２オーバーフローラインＬ１０の端部は、不図示の排水口に向けて大気に開放されている。
【００７９】
第２オーバーフローラインＬ１０の端部にも、上述した異物侵入抑制手段としての防虫網５１が取り付けられている。防虫網５１は、第２オーバーフローラインＬ１０の端部から虫等の異物が侵入するのを抑制するための部材である。防虫網５１は、金属網又は樹脂製のネット部材により構成されている。防虫網５１は、第２オーバーフローラインＬ１０の端部に対して着脱自在に取り付けられている。
【００８０】
ここで、異物侵入抑制手段の他の構成例について説明する。第１オーバーフローラインＬ９及び／又は第２オーバーフローラインＬ１０の端部には、図３に示す排水トラップ５２を取り付けることができる。排水トラップ５２は、第１オーバーフローラインＬ９及び／又は第２オーバーフローラインＬ１０の端部から臭気を含む気体や虫等の異物が侵入するのを抑制するための部材である。排水トラップ５２の下流側は、不図示の排水口に向けて大気に開放されている。
【００８１】
排水トラップ５２は、略Ｓ字状に屈曲されたパイプ材により構成されている。排水トラップ５２の屈曲部５２ａには、第１オーバーフローラインＬ９から排出された塩水Ｗ４又は第２オーバーフローラインＬ１０から排出された原水Ｗ１が貯留されている。排水トラップ５２を取り付けた場合には、屈曲部５２ａに貯留された塩水Ｗ４又は原水Ｗ１により、下流側の端部と上流側との間を実質的に遮断することができる。
【００８２】
再び図２を参照して説明する。制御部５は、水処理プロセスＳＴ１〜リンス・プロセスＳＴ５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。制御部５は、図示しないメモリと、演算部としてのＣＰＵと、を備える。
【００８３】
メモリは、後述する水処理プロセスＳＴ１、呼び水プロセスＳＴ２、再生プロセスＳＴ３、押出プロセスＳＴ４、及びリンス・プロセスＳＴ５の各プロセスの処理手順に関するデータ等を記憶する。
【００８４】
ＣＰＵは、フロースイッチ３２１から出力された検出信号（原水ラインＬ１を所定量の原水Ｗ１が流通したことを検知したときに出力される信号）やタイマ等の情報に基づいて、硬水軟化装置１で実行すべき処理を設定する。そして、ＣＰＵは、メモリに記憶された各プロセスの処理手順に関するデータに基づいて、所定の弁開閉信号をプロセス制御バルブ３に出力する。なお、プロセス制御バルブ３を構成する各弁３１１〜３１５の開閉は、弁駆動回路（不図示）により制御される。弁駆動回路は、ＣＰＵにより出力された弁開閉信号に基づいて、原水通水弁３１１、軟水通水弁３１３、バイパス弁３１２、塩水弁３１４、及び再生排水弁３１５における弁の開閉を制御する。以下の説明において、弁を開くことを「開状態」といい、弁を閉じることを「閉状態」という。
【００８５】
上記構成のように構成された硬水軟化装置１において、制御部５は、プロセス制御バルブ３の流路を切り換えることにより、図４に示す以下のプロセスＳＴ１〜ＳＴ５を順次実施する。
（ＳＴ１）原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１に対して下から上へ通過させる水処理プロセス（水軟化プロセス）
（ＳＴ２）原水Ｗ１を排水ラインＬ５から強制排水して、排水ラインＬ５の内部に滞留しているエアを排出する（エア抜きする）と共に、排水ラインＬ５に溜まったゴミ等を除去することにより、再生不良を防止する呼び水プロセス
（ＳＴ３）再生液としての塩水Ｗをイオン交換樹脂床２１１に対して上から下へ通過させる再生プロセス
（ＳＴ４）押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１に対して上から下へ通過させる押出プロセス
（ＳＴ５）濯ぎ水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１に対して上から下へ通過させるリンス・プロセス
【００８６】
プロセス制御バルブ３における各弁３１１〜３１５の開閉は、図４に示すように、プロセスＳＴ１〜ＳＴ５毎に、制御部５により制御される。その結果、圧力タンク２の内部は、プロセスＳＴ１〜ＳＴ５毎に、流体の流れが生成される状態か、或いは、流体の流れが生成されない状態となる。
【００８７】
次に、本実施形態における硬水軟化装置１の運転方法（動作）について詳細に説明する。なお、水処理プロセスＳＴ１を除く各プロセスＳＴ２〜ＳＴ５においては、バイパス弁３１２が開状態となっている。そのため、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１よりも下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。
【００８８】
〔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３１１〜３１５は、図５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を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、底部スクリーン２４２から配水される。底部スクリーン２４２から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過する。その過程において、原水Ｗ１の硬度成分は、ナトリウムイオン（又は、カリウムイオン）へ置換され、原水Ｗ１は軟水化される。
【００８９】
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の頂部で頂部スクリーン２４１へ集水される。その後、軟水Ｗ２は、軟水ラインＬ２を介して、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、制御部５は、呼び水プロセスＳＴ２以降のプロセスを実施する。
【００９０】
〔呼び水プロセス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３１１〜３１５は、図５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から接続部Ｊ１２及びＪ１３を経て排水ラインＬ５を流通し、排水Ｗ５として排水ラインＬ５の開放末端部から系外に排出される。
【００９１】
〔再生プロセスＳＴ３〕
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３１１〜３１５は、図５のＳＴ３に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水タンク４の内部に貯留された塩水Ｗ４は、塩水タンク４の液面と排水ラインＬ５の開放末端部との水頭圧差により、塩水ラインＬ４を介して流下する。同時に、原水タンク６の内部に貯留された原水Ｗ１は、原水タンク６の液面と排水ラインＬ５の開放末端部との水頭圧差により、希釈水ラインＬ３を介して流下する。各ラインを流下した塩水Ｗ４と原水Ｗ１とは、塩水ラインＬ４の接続部Ｊ４で混合され、所定濃度（約１０重量％）の塩水Ｗ４となる。この塩水Ｗ４は、塩水ラインＬ４を介して、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配液され、圧力タンク本体２１の内部に下降流で通過する。その過程において、塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を再生する。使用済みの塩水Ｗ４は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集液され、排水ラインＬ５を介して系外に排水される。この再生プロセスＳＴ３は、所定時間実行され、所定量の塩水Ｗ４を供給することにより完了する。
【００９２】
〔押出プロセス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３１１〜３１５は、図５のＳＴ４に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水Ｗ４が塩水ラインＬ４を介して流下しなくなり、原水タンク６の内部に貯留された原水Ｗ１のみが希釈水ラインＬ３及び塩水ラインＬ４を介して流下する。流下した原水Ｗ１は、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配水され、圧力タンク本体２１の内部を下降流で通過する。その過程において、原水Ｗ１は、先行して供給された塩水Ｗ４を押し出しながら、引き続き、イオン交換樹脂床２１１を再生する。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集水され、排水ラインＬ５を介して系外に排水される。この押出プロセスＳＴ４は、所定時間実行され、所定量の原水Ｗ１を供給して塩水Ｗ４を押し出すことにより完了する。
【００９３】
〔リンス・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３１１〜３１５は、図５のＳＴ５に示す開閉状態に設定される。その結果、軟水通水弁３１３及びバイパス弁３１２が開状態になり、原水ラインＬ１には、原水供給源から原水Ｗ１が圧送される。この原水Ｗ１は、原水ラインＬ１、接続部Ｊ１２、バイパスラインＬ６、接続部Ｊ２２、軟水ラインＬ２を介して、圧力タンク２へ流通する。そして、原水Ｗ１は、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配水され、圧力タンク本体２１の内部を下降流で通過する。その過程において、原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１の内部に残留する塩水Ｗ４を洗い流しながら、イオン交換樹脂床２１１をリンスする。使用済みの原水Ｗ１は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集水され、排水ラインＬ５を介して系外に排水される。このリンス・プロセスＳＴ５は、フロースイッチ３２１による水流有りの積算検知時間が所定時間に達するまで実行され、所定量の原水Ｗ１を供給することにより完了する。
【００９４】
また、リンス・プロセスＳＴ５において、原水供給源から圧送された原水Ｗ１の一部は、原水ラインＬ１、接続部Ｊ１４、及び第２補水ラインＬ８を介して、塩水タンク４へ供給される。これにより、次回の再生プロセスＳＴ３で使用する塩水Ｗ４が調製される。
【００９５】
このように、リンス・プロセスＳＴ５においては、外部の原水供給源から圧送された原水Ｗ１が圧力タンク２へ流通する。従って、圧力タンク２への単位時間当たりの原水供給量は、押出プロセスＳＴ４の場合よりも大きくなる。このため、イオン交換樹脂床２１１の内部に残留する塩水Ｗ４は、速やかに洗い流される。制御部５は、リンス・プロセスＳＴ５が終了すると、プロセス制御バルブ３を水処理プロセスＳＴ１の状態に復帰させる。
【００９６】
なお、呼び水プロセスＳＴ２〜リンス・プロセスＳＴ５においては、バイパス弁３１２が開状態となっている。このため、ユーザが軟水Ｗ２の需要箇所で蛇口等を開くと、バイパスラインＬ６を介して原水Ｗ１が供給される。このように、本実施形態の硬水軟化装置１では、一連の再生作動の実行時において、ユーザに原水Ｗ１を供給することができる（原水供給状態）。
【００９７】
上述した第１実施形態の硬水軟化装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態の硬水軟化装置１では、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０のそれぞれの端部に、異物侵入抑制手段としての防虫網５１や排水トラップ５２が取り付けられている。このため、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０のそれぞれの端部から、臭気のある気体や虫等が異物として侵入して、上流側の塩水タンク４や原水タンク６に達するのを抑制することができる。従って、硬水軟化装置１の内部において、異物の侵入による衛生状態の悪化を抑制することができる。
【００９８】
また、本実施形態の硬水軟化装置１において、異物侵入抑制手段としての防虫網５１や排水トラップ５２は、硬水軟化装置１の外部に位置する第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０の下流側に設けられている。このため、ユーザは、硬水軟化装置１の内部に触れることなしに、これらの異物侵入抑制手段の清掃、交換等を行うことができる。また、硬水軟化装置１の設置後において、必要に応じてこれらの異物侵入抑制手段を取り付けたり、取り外したりすることもできる。
【００９９】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明のイオン交換装置の第２実施形態としての硬水軟化装置１Ａの全体構成図である。第２実施形態の硬水軟化装置１Ａは、第１実施形態の硬水軟化装置１に対して、第１オーバーフローラインＬ９の接続位置が異なる。その他の構成は同じであり、同等部分は第１実施形態と同一符号を付して説明する。
【０１００】
本実施形態の硬水軟化装置１Ａでは、第２オーバーフローラインＬ１０の接続部Ｊ１５に、第１オーバーフローラインＬ９の下流側が接続されている。すなわち、第１オーバーフローラインＬ９と第２オーバーフローラインＬ１０とは、接続部Ｊ１５において合流し、この接続部Ｊ１５よりも下流側においてラインを共用している。
【０１０１】
そして、第２オーバーフローラインＬ１０の接続部Ｊ１５よりも下流側には、防虫網５１が取り付けられている。本実施形態において、防虫網５１は、硬水軟化装置１Ａの内部に位置する第２オーバーフローラインＬ１０に取り付けられている。
【０１０２】
上述した第２実施形態の硬水軟化装置１Ａにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、本実施形態では、第１オーバーフローラインＬ９と第２オーバーフローラインＬ１０との共有のライン（この例では第２オーバーフローラインＬ１０）に防虫網５１を設けている。このため、第１実施形態に比べて、防虫網５１の数を減らすことができる。また、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０における防虫網５１の清掃、交換等を一度に実施することができる。
【０１０３】
また、第２実施形態の硬水軟化装置１Ａにおいて、防虫網５１は、硬水軟化装置１Ａの内部に位置する第２オーバーフローラインＬ１０に設けられている。このため、第２オーバーフローラインＬ１０の下流側において大気に開放されている端部が、ユーザの手が届きにくい箇所にあっても、防虫網５１の清掃、交換等を簡単に行うことができる。また、防虫網５１における異物の捕集量、汚れ具合等を容易に確認することができる。
【０１０４】
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、前述した第１及び第２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。
【０１０５】
第１実施形態において、防虫網５１又は排水トラップ５２を、第１オーバーフローラインＬ９又は第２オーバーフローラインＬ１０のいずれか一方の端部に設けた構成としてもよい。また、防虫網５１又は排水トラップ５２は、各オーバーフローラインの下流側に設けられていればよく、必ずしも端部に取り付ける構成に限定されない。
【０１０６】
第１実施形態において、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０の一方の端部に防虫網５１を設け、他方の端部に排水トラップ５２を設けた構成としてもよい。また、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０の端部に、それぞれ排水トラップ５２（図３参照）を取り付けた構成としてもよい。
【０１０７】
第１実施形態において、排水トラップ５２の下流側に、更に防虫網５１を設けた構成としてもよい。また、防虫網５１を、硬水軟化装置１の内部に位置する第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０に設けた構成としてもよい。
【０１０８】
第２実施形態において、第１オーバーフローラインＬ９の接続部（不図示）に、第２オーバーフローラインＬ１０の下流側を接続し、第１オーバーフローラインＬ９の前記接続部よりも下流側に防虫網５１を取り付けた構成としてもよい。
【０１０９】
第２実施形態において、防虫網５１を、硬水軟化装置１Ａの外部に位置する第２オーバーフローラインＬ１０の下流側に設けた構成としてもよい。また、第１オーバーフローラインＬ９と第２オーバーフローラインＬ１０との接続部を、硬水軟化装置１Ａの外部に設けた構成としてもよい。
【０１１０】
第２実施形態において、防虫網５１の代わりに、排水トラップ５２（図３参照）を取り付けた構成としてもよい。この場合に、排水トラップ５２の下流側に、更に防虫網５１を設けた構成としてもよい。
【０１１１】
第１及び第２実施形態において、図１及び図６に示す各ラインやバルブ等の配置や接続は一例を示したものであり、図１及び図６の構成に限定されない。塩水タンク４と原水タンク６との間を不図示のラインで接続し、両タンクを連通した構成としてもよい。この場合には、原水タンク６から塩水タンク４のタンク領域４１に原水Ｗ１が補水される。
【０１１２】
第１及び第２実施形態において、塩水タンク４及び原水タンク６は、圧力タンク２の上方に配置されている。この場合において、塩水タンク４及び原水タンク６の液面は、必ずしも同じレベルでなくてもよい。
【０１１３】
また、第１及び第２実施形態において、塩水タンク４及び原水タンク６は、いずれも圧力タンク２の上方に配置されているが、これに限定されない。塩水タンク４及び原水タンク６の液面と、排水ラインＬ５の開放末端部との高さ関係が、塩水タンク４及び原水タンク６の液面 ＞ 排水ラインＬ５の開放末端部の関係となるように設定されていればよく、例えば、塩水タンク４及び／又は原水タンク６を圧力タンク２の側方に配置してもよい。
【０１１４】
更に、塩水タンク４及び原水タンク６を個別に備えるのではなく、原水タンク６を塩水タンク４と共用するように構成してもよい。この構成では、再生プロセスＳＴ３で塩水タンク４内に貯留された塩水Ｗ４を消費した後、ネット４３よりも下方で液面を制御しながら原水Ｗ１を貯留し（すなわち、塩と接触しないように塩水タンク４に原水Ｗ１を貯留し）、押出プロセスＳＴ４において、この原水Ｗ１を押出水として圧力タンク２に供給する。
【０１１５】
なお、この構成においては、再生プロセスＳＴ３の直前に、ネット４３よりも上方で液面を制御しながら原水Ｗ１を貯留（すなわち、塩と接触するように塩水タンク４に原水Ｗ１を貯留）する。そして、イオン交換樹脂床２１１の再生に適した濃度の塩水Ｗ４が調製された時点で、再生プロセスＳＴ３を開始するように操作する。
【０１１６】
第１及び第２実施形態では、水処理プロセスＳＴ１において、圧力タンク２の内部に原水の上昇流を生成し、再生プロセスＳＴ３において、圧力タンク２の内部に塩水の下降流を生成するように構成されている。他の実施形態として、水処理プロセスＳＴ１において、圧力タンク２の内部に原水の下降流を生成し、再生プロセスＳＴ３において、圧力タンク２の内部に塩水の上昇流を生成する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１，１Ａ 硬水軟化装置（イオン交換装置）
２ 圧力タンク
４ 塩水タンク（液タンク）
６ 原水タンク（液タンク）
１０ 筐体本体部
２１１ イオン交換樹脂床
５１ 防虫網（異物侵入抑制手段）
５２ 排水トラップ（異物侵入抑制手段）
Ｌ９ 第１オーバーフローライン
Ｌ１０ 第２オーバーフローライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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原水中の硬度成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、硬水軟化装置と呼ばれる。一方、イオン交換装置のうち、陰イオン交換樹脂を使用して原水中の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。
【０００３】
硬水軟化装置において、イオン交換樹脂床は、所定の採水量に達すると、イオン交換基が硬度成分でほぼ飽和状態になり、イオン交換能力を失う状態、すなわち破過状態になる。そこで、硬水軟化装置では、イオン交換樹脂床が破過状態になる前に、イオン交換樹脂床が収容される圧力タンクへ再生液として塩水を供給してイオン交換樹脂のイオン交換能力を回復させる再生プロセス及び押出プロセスが行われている。
【０００４】
硬水軟化装置においては、塩水タンクに収容された塩水を圧力タンクへ供給すると共に、供給された塩水を圧力タンクから系外へ排出させるための駆動力を得る構成として、水頭圧差を利用した構成がある。水頭圧差を利用した構成を有する硬水軟化装置としては、例えば、圧力タンクよりも上方に原水タンク及び塩水タンクを配置し、再生プロセス時には塩水タンクから塩水を圧力タンク内へ下降流として流入させ、また押出プロセス時には原水タンクから原水を圧力タンク内へ下降流として流入させる硬水軟化装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９４９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した原水タンク及び塩水タンクには、オーバーフローライン（越流管）が設けられている。オーバーフローラインは、水位制御のために設けられたフロートバルブ等の故障などにより流路の遮断不良が発生した場合において、超過した原水や塩水を系外に排出するための設備である。このオーバーフローラインの下流側の端部は、例えば排水口に向けて大気に開放されている。このため、オーバーフローラインの端部から臭気のある気体や虫等が異物として侵入し、上流側の原水タンクや塩水タンクに達するおそれがある。これらの異物は、装置内部の衛生状態を悪化させるだけでなく、仮に処理水中に混入すると、処理水を利用するユーザに不快感を与える。
【０００７】
従って、本発明は、原水タンクや塩水タンク等の液タンクへの異物の侵入を抑制することができるイオン交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、有底箱状に形成され、上部に開閉可能な蓋部材を有する筐体本体部と、前記筐体本体部の内部に配置され、原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、前記筐体本体部の内部に配置され、前記イオン交換樹脂床を再生する再生液及び／又は水が貯留される液タンクと、前記液タンクに接続され、前記液タンクの許容液位を超えた再生液及び／又は水を前記筐体本体部の外部に排出するオーバーフローラインと、を備え、前記オーバーフローラインには、外部から前記液タンクへの異物の侵入を抑制する異物侵入抑制手段が設けられているイオン交換装置に関する。
【０００９】
また、前記イオン交換装置の前記異物侵入抑制手段は、前記筐体本体部の外部に位置する前記オーバーフローラインの下流側に設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、前記イオン交換装置の前記異物侵入抑制手段は、前記筐体本体部の内部に位置する前記オーバーフローラインに設けられていることが好ましい。
【００１１】
また、前記イオン交換装置の前記液タンクは、再生液が貯留される第１液タンクと、水が貯留される第２液タンクとから構成され、前記オーバーフローラインは、前記第１液タンクに接続され、前記第１液タンクの許容液位を超えた再生液を前記筐体本体部の外部に排出する第１オーバーフローラインと、前記第２液タンクに接続され、前記第２液タンクの許容液位を超えた水を前記筐体本体部の外部に排出する第２オーバーフローラインとから構成され、前記第１オーバーフローラインと前記第２オーバーフローラインとは、接続部において合流し、該接続部よりも下流側においてラインを共用し、前記異物侵入抑制手段は、共用する前記ラインに設けられていることが好ましい。
【００１２】
また、前記イオン交換装置の前記異物侵入抑制手段は、防虫網及び／又は排水トラップであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、原水タンクや塩水タンク等の液タンクへの異物の侵入を抑制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第１実施形態としての硬水軟化装置１の概略外観図である。
【図２】本発明のイオン交換装置の第１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３】排水トラップ５２の構成図である。
【図４】第１実施形態の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５】第１実施形態の各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す説明図である。
【図６】本発明のイオン交換装置の第２実施形態としての硬水軟化装置１Ａの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下、本発明のイオン交換装置の第１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第１実施形態としての硬水軟化装置１の概略外観図である。図２は、本発明のイオン交換装置の第１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３は、排水トラップの構成図である。図４は、第１実施形態の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５は、第１実施形態の各プロセスにおけるプロセス制御バルブ３の開閉状態を示す説明図である。
【００１６】
本実施形態の硬水軟化装置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（又は、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】
また、本実施形態の硬水軟化装置１は、原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１（後述）で軟水化して得られた処理水（軟水）Ｗ２を浴室等の需要箇所（不図示）に供給する水処理プロセスＳＴ１と、排水ラインＬ５の内部に滞留しているエアを排出する（エア抜きする）呼び水プロセスＳＴ２と、塩水Ｗ４を供給してイオン交換樹脂床２１１を再生させる再生プロセスＳＴ３と、イオン交換樹脂床２１１に供給された塩水Ｗ４を押し出す押出プロセスＳＴ４と、イオン交換樹脂床２１１に残留した塩水Ｗ４を洗浄するリンス・プロセスＳＴ５と、を実行可能な構成を備える。
【００１８】
本実施形態の硬水軟化装置１は、図１に示すように、全体が略箱状に形成された筐体本体部１０と、この筐体本体部１０の内部に設けられた圧力タンク２、塩水タンク４、原水タンク６、並びに不図示のバルブ、ライン等と、を備える。
【００１９】
筐体本体部１０は、ベース１１と、前面カバー１２と、背面カバー１３と、蓋部材としての上面パネル１４と、を備える。
【００２０】
ベース１１は、硬水軟化装置１の底部に設けられた部材である。ベース１１の上部には、圧力タンク２のほか、不図示のバルブ、ライン等が設置されている。
【００２１】
前面カバー１２及び背面カバー１３は、硬水軟化装置１の外周を覆う部材である。背面カバー１３は、ベース１１に固定されている。一方、前面カバー１２は、背面カバー１３に対して着脱自在に取り付けられている。このため、前面カバー１２を取り外すことにより、内部に設置された圧力タンク２等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２２】
また、圧力タンク２の重力方向における上方には、後述する塩水タンク４及び原水タンク６が配置されている。本実施形態の硬水軟化装置１において、塩水タンク４及び原水タンク６は、横方向に互いに隣接するように一体のタンクとして形成されている。塩水タンク４と原水タンク６とは、内部に設けられた不図示の仕切板により、塩水Ｗ４と原水Ｗ１とが混じり合わないように構成されている。
【００２３】
上面パネル１４は、塩水タンク４及び原水タンク６の上部に設けられている。上面パネル１４の背面側には、上面パネル１４を開閉自在とする不図示のヒンジ機構が設けられている。また、上面パネル１４の前面側には、不図示の固定機構が設けられている。ユーザは、固定機構を解除して、上面パネル１４を図中の矢印上方向に開くことができる。上面パネル１４の内側には、不図示の操作パネル、塩載置部４２（後述）等が設けられている。
【００２４】
また、背面カバー１３の側面には、第１補水ラインＬ７の取入口１５、軟水ラインＬ２の取出口１６、原水ラインＬ１の取入口１７、第１オーバーフローラインＬ９の取出口１８ａ、第２オーバーフローラインＬ１０の取出口１８ｂ、及び排水ラインＬ５の取出口１９が設けられている（各ラインについては後述する）。
【００２５】
次に、図２を参照して、本実施形態の硬水軟化装置１の全体構成について説明する。以下の説明において「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。なお、図２においては、背面カバー１３（図１）を二点鎖線のラインで示す。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態の硬水軟化装置１は、圧力タンク２と、バルブ手段としてのプロセス制御バルブ３と、液タンクとしての塩水タンク４と、バルブ制御手段としての制御部５と、液タンクとしての原水タンク６と、を備える。
【００２７】
圧力タンク２は、圧力タンク本体２１を主体として構成される。圧力タンク本体２１は、上部に開口部を有する有底の筒状体であり、開口部を蓋部材で密閉している。圧力タンク本体２１の内部には、陽イオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換樹脂床２１１、及び濾過砂利からなる支持床２１２が収容されている。
【００２８】
イオン交換樹脂床２１１は、原水Ｗ１を軟水化する処理材として機能する。イオン交換樹脂床２１１は、圧力タンク本体２１の内部において、支持床２１２の上部に積層されている。
【００２９】
支持床２１２は、イオン交換樹脂床２１１に対する流体の整流部材として機能する。支持床２１２は、圧力タンク本体２１の底部側に収容されている。圧力タンク２の詳細については後述する。
【００３０】
プロセス制御バルブ３は、少なくとも、原水Ｗ１を圧力タンク２の底部スクリーン（底部配液部）２４２へ配液しながら、頂部スクリーン（頂部集液部）２４１で集液することにより原水Ｗ１の上昇流を生成して、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；及び、再生液である塩水Ｗ４を頂部スクリーン（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を再生させる再生プロセスＳＴ３の塩水Ｗ４の流れを切り換え可能なバルブである。プロセス制御バルブ３の詳細については後述する。
【００３１】
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を貯留する液タンクである。塩水Ｗ４は、陽イオン交換樹脂ビーズを用いる硬水軟化装置においては、塩化ナトリウム、塩化カリウムの各水溶液等を利用することができる。
【００３２】
塩水タンク４は、圧力タンク２よりも重力方向における上方に配置されている。塩水タンク４は、重力方向と直交する方向に、原水タンク６と略並列な位置に配置されている。塩水タンク４の液面（後述するタンク領域４１の液面）と、排水ラインＬ５の開放末端部（後述）との高さ関係は、塩水タンク４の液面 ＞ 排水ラインＬ５の開放末端部の関係となるように設定されている。そして、本実施形態の硬水軟化装置１は、塩水タンク４における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差により、塩水タンク４から圧力タンク２へ塩水Ｗ４が流下するように構成されている。塩水タンク４の詳細については後述する。
【００３３】
制御部５は、ＣＰＵ及びメモリ含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部５は、フロースイッチ３２１（後述）から入力された検出信号等に基づいて、プロセス制御バルブ３の動作を制御する。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ＳＴ１の流路と再生プロセスＳＴ３の流路とを切り換えるように、プロセス制御バルブ３を制御するプログラムである。ＣＰＵは、制御プログラムに従って、水処理プロセスＳＴ１〜リンス・プロセスＳＴ５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。
【００３４】
原水タンク６は、原水ラインＬ１から第１補水ラインＬ７を経て供給された原水Ｗ１を貯留する液タンクである。原水Ｗ１としては、水道水、地下水、工業用水等を利用することができる。
【００３５】
原水タンク６は、圧力タンク２よりも重力方向における上方に配置されている。原水タンク６の液面と、排水ラインＬ５の開放末端部との高さ関係は、原水タンク６の液面 ＞ 排水ラインＬ５の開放末端部の関係となるように設定されている。そして、本実施形態の硬水軟化装置１は、原水タンク６における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差により、原水タンク６から圧力タンク２へ原水Ｗ１が流下するように構成されている。原水タンク６の詳細については後述する。
【００３６】
次に、上述した圧力タンク２、プロセス制御バルブ３、塩水タンク４、及び原水タンク６の構成について詳細に説明する。
【００３７】
圧力タンク２において、圧力タンク本体２１の底部には、原水ラインＬ１の他方の端部が配置されている。圧力タンク本体２１内に配置される原水ラインＬ１は、合成樹脂製パイプなどを用いた集配液管２３１となっており、この集配液管２３１がイオン交換樹脂床２１１を貫通して支持床２１２の下部に到達するように設けられている。水処理プロセスＳＴ１において、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１は、圧力タンク本体２１の底部から圧力タンク２の内部に供給される。一方、圧力タンク本体２１の頂部には、軟水ラインＬ２の一方の端部が配置されている。すなわち、水処理プロセスＳＴ１において、圧力タンク２の内部でイオン交換樹脂床２１１により処理されて得られた軟水Ｗ２は、圧力タンク２の上部から軟水ラインＬ２を流通する。
【００３８】
圧力タンク２に配置された、原水ラインＬ１（集配液管２３１）の他方の端部には、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。底部スクリーン２４２は、樹脂ビーズよりも小さな多数の開孔を有する（後述する頂部スクリーン２４１も同様）。底部スクリーン２４２は、原水ラインＬ１の他方の端部と連通する。底部スクリーン２４２による配液位置及び集液位置は、支持床２１２の下部に設定される。底部スクリーン２４２は、水処理プロセスＳＴ１において、イオン交換樹脂床２１１の底部から原水Ｗ１を配液する底部配液部、及び再生プロセスＳＴ３において、イオン交換樹脂床２１１の底部から塩水Ｗ４を集液する底部集液部として機能する。
【００３９】
また、圧力タンク２に配置された、軟水ラインＬ２の一方の端部には、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、軟水ラインＬ２の一方の端部と連通する。頂部スクリーン２４１による配液位置及び集液位置は、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、再生プロセスＳＴ３において、イオン交換樹脂床２１１の頂部から塩水Ｗ４を配液する頂部配液部、及び水処理プロセスＳＴ１において、イオン交換樹脂床２１１の頂部から原水Ｗ１を集液する頂部集液部として機能する。
【００４０】
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、塩水ラインＬ４と、排水ラインＬ５と、バイパスラインＬ６と、第２補水ラインＬ８と、を備える。後述するように、原水ラインＬ１の一部は、排水ラインＬ５としても機能する。
【００４１】
また、プロセス制御バルブ３は、弁として、原水通水弁３１１と、バイパス弁３１２と、軟水通水弁３１３と、塩水弁３１４と、再生排水弁３１５と、を備える。また、プロセス制御バルブ３は、フロースイッチ３２１を備える。
【００４２】
本実施形態の硬水軟化装置１は、プロセス制御バルブ３の外部に、各種のライン等を備える。
具体的には、原水ラインＬ１は、プロセス制御バルブ３の外部（原水供給源）から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。軟水ラインＬ２は、プロセス制御バルブ３の外部（圧力タンク２）から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。希釈水ラインＬ３は、プロセス制御バルブ３の外部（原水タンク６）から内部に導入されるように延びている。塩水ラインＬ４は、プロセス制御バルブ３の外部（塩水タンク４）から内部に導入され、再度外部（圧力タンク２）へ向けて延びている。排水ラインＬ５は、プロセス制御バルブ３の外部（圧力タンク２）から内部に導入され、再度外部に向けて延びている。第１補水ラインＬ７は、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１（後述）と原水タンク６に設けられた第１フロート弁７４（後述）とを接続する。第２補水ラインＬ８は、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１４（後述）と塩水タンク４内に配置された第２フロート弁７５（後述）とを接続する。
【００４３】
原水ラインＬ１は、上流側において、外部の原水供給源（不図示）に接続され、下流側において、圧力タンク２の底部と連通している。原水ラインＬ１は、原水Ｗ１を圧力タンク本体２１及び原水タンク６に供給する供給路を構成する。原水ラインＬ１には、原水供給源から原水Ｗ１が圧送される。例えば、原水Ｗ１が水道水であれば、水道圧により圧送される。原水ラインＬ１には、原水供給源から圧力タンク２に向けて順に、接続部Ｊ１１、減圧弁７３、フロースイッチ３２１、接続部Ｊ１２、原水通水弁３１１、接続部Ｊ１３、及び接続部Ｊ１４が設けられている。
【００４４】
原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１には、第１補水ラインＬ７の上流側が接続されている。原水ラインＬ１の接続部Ｊ１２には、バイパスラインＬ６の上流側の端部が接続されている。原水ラインＬ１の接続部Ｊ１３には、排水ラインＬ５の上流側の端部が接続されている。後述するように、原水ラインＬ１において、接続部Ｊ１３よりも下流側は、排水ラインＬ５としても機能する。原水ラインＬ１の接続部Ｊ１４には、第２補水ラインＬ８の上流側の端部が接続されている。
減圧弁７３は、原水Ｗ１を所定の水圧まで減圧する弁である。
【００４５】
フロースイッチ３２１は、原水ラインＬ１における減圧弁７３と接続部Ｊ１２との間に設けられている。フロースイッチ３２１は、制御部５と電気的に接続されている。フロースイッチ３２１は、原水ラインＬ１において所定の水流を検知すると、検出信号を制御部５に出力する。すなわち、フロースイッチ３２１は、原水ラインＬ１を所定流量の原水Ｗ１が流通したことを検知すると、検出信号を制御部５に出力する。
【００４６】
原水通水弁３１１は、原水ラインＬ１において、接続部Ｊ１２と接続部Ｊ１３との間に設けられている。原水通水弁３１１は、原水ラインＬ１における原水Ｗ１の流通を制御する。原水通水弁３１１は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。原水通水弁３１１における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００４７】
第１補水ラインＬ７は、上流側において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１に接続され、下流側において原水タンク６に接続されている。第１補水ラインＬ７は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の一部を原水タンク６に供給する供給路を構成する。
【００４８】
軟水ラインＬ２は、一方の端部において、圧力タンク２の頂部と連通し、他方の端部において、需要箇所（不図示）に接続されている。軟水ラインＬ２は、イオン交換樹脂床２１１により処理されて得られた軟水Ｗ２を需要箇所に供給するための供給路を主として構成する。軟水ラインＬ２には、圧力タンク２から需要箇所に向けて順に、接続部Ｊ２１、軟水通水弁３１３、接続部Ｊ２２が設けられている。軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２１には、塩水ラインＬ４の下流側の端部が接続されている。軟水ラインＬ２において、接続部Ｊ２１よりも圧力タンク２側は、塩水ラインＬ４としても機能する。また、軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２２には、バイパスラインＬ６の下流側の端部が接続されている。
【００４９】
軟水通水弁３１３は、軟水ラインＬ２において、接続部Ｊ２１と接続部Ｊ２２との間に設けられている。軟水通水弁３１３は、軟水ラインＬ２における軟水Ｗ２の流通を制御する。軟水通水弁３１３は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。軟水通水弁３１３における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００５０】
塩水ラインＬ４は、上流側において、塩水タンク４のタンク領域４１（後述）に接続され、下流側において軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２１に接続されている。塩水ラインＬ４は、イオン交換樹脂床２１１を再生させるための塩水Ｗ４を圧力タンク２に供給するための供給路を構成する。
【００５１】
塩水ラインＬ４には、塩水タンク４から軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２１に向けて順に、第２逆止弁７２、塩水弁３１４と、接続部Ｊ４と、が設けられている。第２逆止弁７２は、塩水Ｗ４の流れを、塩水タンク４から圧力タンク本体２１へ流下させる方向へのみ規制する。塩水弁３１４は、塩水ラインＬ４における塩水Ｗ４の流通を制御する。塩水弁３１４は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。塩水弁３１４における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００５２】
希釈水ラインＬ３は、上流側において、原水タンク６の底部に接続され、下流側において、塩水ラインＬ４の接続部Ｊ４に接続されている。希釈水ラインＬ３は、主として、再生プロセスＳＴ３において塩水Ｗ４を希釈するための原水Ｗを塩水ラインＬ４に供給するため、及び、押出プロセスＳＴ４においてイオン交換樹脂床２１１内の塩水Ｗ４を押し出す原水Ｗ１を、圧力タンク２に供給するための供給路を構成する。希釈水ラインＬ３には、第１逆止弁７１が設けられている。第１逆止弁７１は、原水Ｗ１の流れを、原水タンク６から圧力タンク本体２１へ流下させる方向へのみ規制する。
【００５３】
排水ラインＬ５の一方の端部は、大気に開放されており、開放末端部を構成する。また、排水ラインＬ５の他方の端部は、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１３に接続されている。排水ラインＬ５は、各種の排水Ｗ５を系外に排水するための排水路を構成する。
【００５４】
原水ラインＬ１の下流側は、圧力タンク２の底部と連通している。前述したように、原水ラインＬ１において、接続部Ｊ１３よりも下流側は、排水ラインＬ５としても機能する。従って、排水ラインＬ５の他方の端部は、原水ラインＬ１を介して圧力タンク２に接続されており、接続端部を構成する。
【００５５】
再生排水弁３１５は、排水ラインＬ５における接続部Ｊ１３よりも下流側に設けられている。再生排水弁３１５は、排水ラインＬ５における排水Ｗ５又は塩水Ｗ４の流通を制御する。再生排水弁３１５は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。再生排水弁３１５における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００５６】
バイパスラインＬ６は、上流側において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１２に接続され、下流側において、軟水ラインＬ２の接続部Ｊ２２に接続されている。バイパスラインＬ６は、再生プロセスＳＴ３等において、圧力タンク２を介さずに需要箇所に原水Ｗ１を供給するための供給路を構成する。
【００５７】
バイパス弁３１２は、バイパスラインＬ６に設けられている。バイパス弁３１２は、バイパスラインＬ６における原水Ｗ１の流通を制御する。バイパス弁３１２は、弁体の駆動部が制御部５と電気的に接続されている。バイパス弁３１２における弁の開閉は、制御部５により制御される。
【００５８】
第２補水ラインＬ８は、一方の端部において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１４に接続され、他方の端部において、塩水タンク４と連通している。第２補水ラインＬ８は、リンス・プロセスＳＴ５において、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１４から流通する原水Ｗ１を、塩水タンク４に供給する供給路を構成する。
【００５９】
塩水タンク４は、タンク領域４１と、塩載置部４２と、ネット４３と、を備える。タンク領域４１は、塩水タンク４における塩水Ｗ４の貯留部を構成する。塩載置部４２は、タンク領域４１の内部に配置されている。塩載置部４２の底部には、透水性を有するネット４３が設けられている。塩載置部４２には、原水Ｗ１に溶解させる塩（塩化ナトリウム、塩化カリウム等）が載置されている。第２補水ラインＬ８の他方の端部は、塩載置部４２の上部に配置され、塩載置部４２に向けて開放されている。第２補水ラインＬ８から供給された原水Ｗ１は、第２補水ラインＬ８の他方の端部から塩載置部４２に向けて流下する。塩載置部４２に載置された塩は、タンク領域４１に貯留された原水Ｗ１により溶解され、塩水Ｗ４が生成される。
【００６０】
塩水タンク４の底部には、塩水ラインＬ４の上流側の端部が接続されている。再生プロセスＳＴ３において、タンク領域４１の内部に貯留された塩水Ｗ４は、塩水タンク４における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差により、塩水ラインＬ４を流下する。この塩水Ｗ４は、塩水ラインＬ４の接続部Ｊ４において、希釈水ラインＬ３を流下した原水Ｗ１と混合して希釈される。希釈された塩水Ｗ４は、軟水ラインＬ２の一部を流下して圧力タンク２に供給され、頂部スクリーン２４１からイオン交換樹脂床２１１の頂部に配液される。
【００６１】
更に、塩水タンク４は、液面制御手段としての第２フロート弁７５を備える。第２フロート弁７５は、第２補水ラインＬ８の他方の端部に設けられている。ここで、第２フロート弁７５の構成と動作について簡単に説明する。第２フロート弁７５は、図示しないフロートと、弁体と、原水パイプと、を備える。
【００６２】
フロートは、円筒状の浮力体であり、中心部に原水パイプが貫通している。フロートは、原水パイプに沿って上下方向に移動自在に支持されている。フロートの上部には、磁石が取り付けられている。フロートは、タンク領域４１に貯留された塩水Ｗ４の液面に浮いており、塩水Ｗ４の水位に追従して上下方向に移動する。
【００６３】
弁体は、円柱状の部材であり、原水パイプの内部に形成された擦動空間に収容されている。この擦動空間は、下端部が原水Ｗ１の流入口となる一方で、上端部が原水Ｗ１の流出口となっている。弁体は、擦動空間を上下方向に移動することができ、弁体が流出口に当接することにより、原水Ｗ１の流通が遮断されるようになっている。すなわち、原水Ｗ１の流出口は、弁体に対して弁座として機能する。また、弁体の内部には、磁性体が組み込まれている。
【００６４】
原水パイプは、第２補水ラインＬ８と連通した管路である。原水パイプは、塩水タンク４（タンク領域４１）の内部に略垂直に配置されている。上述したように、原水パイプは、フロートの中心部を貫通している。原水パイプの上部には、逆Ｕ字形の出口管が接続されている。また、出口管の端部は、塩水タンク４の塩載置部４２に向けて開放されている。原水パイプを流通する原水Ｗ１は、塩水タンク４に貯留された塩水Ｗ４と混合せずに、出口管の端部へ導かれる。
【００６５】
上記構成において、塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面が所定の水位に達していない場合、第２補水ラインＬ８から供給された原水Ｗ１は、原水パイプから出口管を流通し、塩水タンク４の塩載置部４２に供給される。これにより、塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面が上昇する。塩水Ｗ４の液面が上昇すると、液面と共にフロートが上昇する。このとき、フロートの磁石は、弁体の磁性体を吸引するため、原水パイプの擦動空間に収容された弁体も、フロートと共に上昇する。そして、液面が所定の水位まで上昇すると、上昇した弁体が擦動空間の流出口に当接して、管路を閉鎖する。これにより、管路からの原水Ｗ１の供給が停止する。
【００６６】
一方、塩水タンク４における塩水Ｗ４の液面が所定の水位より低くなると、液面と共にフロートが下降する。このとき、フロートの磁石は、弁体の磁性体を吸引するため、原水パイプの擦動空間に収容された弁体も、フロートと共に下降する。そして、液面が所定の水位まで降下すると、下降した弁体が擦動空間の流出口から離反して、管路を開放する。これにより、管路からの原水Ｗ１の供給が開始される。
【００６７】
本実施形態において、塩水タンク４のタンク領域４１に貯留された塩水Ｗ４の液面は、第２フロート弁７５により所定範囲に維持される。このため、塩水タンク４における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差がほぼ一定となる。従って、後述する再生プロセスＳＴ３において、イオン交換樹脂床２１１を流通する塩水Ｗ４の線速度を一定に維持することができる。
【００６８】
ここで、塩水Ｗ４の線速度とは、塩水Ｗ４の流量をイオン交換樹脂床２１１の横断面積で除したものであり、次式で示される。
線速度［ｍ／ｈ］＝流量［ｍ３／ｈ］÷横断面積［ｍ２］ ・・・ （１）
【００６９】
なお、上述した第２フロート弁７５の構成及び動作は、特開平４−１０８５８６号公報での開示に基づくが、一例を示したものであり、この例に限定されない。
【００７０】
また、塩水タンク４の上部には、第１オーバーフローラインＬ９が接続されている。この第１オーバーフローラインＬ９は、第２フロート弁７５の故障等により流路の遮断不良が発生した場合に、溢れた塩水Ｗ４を系外に排出するための設備である。
【００７１】
第１オーバーフローラインＬ９の下流側は、硬水軟化装置１の背面カバー１３から取出口１８ａ（図１参照）を経て外部に引き出されている。そして、第１オーバーフローラインＬ９の端部は、不図示の排水口に向けて大気に開放されている。
【００７２】
第１オーバーフローラインＬ９の端部には、異物侵入抑制手段としての防虫網５１が取り付けられている。防虫網５１は、第１オーバーフローラインＬ９の端部から虫等の異物が侵入するのを抑制するための部材である。防虫網５１は、金属網又は樹脂製のネット部材により構成されている。防虫網５１は、第１オーバーフローラインＬ９の端部に対して着脱自在に取り付けられている。
【００７３】
原水タンク６は、液面制御手段としての第１フロート弁７４を備える。第１フロート弁７４は、第１補水ラインＬ７の下流側の端部に連結されている。第１フロート弁７４は、原水タンク６の内部に貯留された原水Ｗ１の液面が所定範囲に維持されるように、原水タンク６の貯水量を制御する。
【００７４】
第１フロート弁７４は、原水タンク６の液面の上下変動に追従した浮玉６１の変位に応じて流路を開閉する弁であり、ボールタップと呼ばれるものである。本実施形態において、原水タンク６の内部に貯留された原水Ｗ１の液面は、第１フロート弁７４により所定範囲に維持される。このため、原水タンク６における液面と排水ラインＬ５の開放末端部との間の水頭圧差がほぼ一定となる。従って、後述する再生プロセスＳＴ３及び押出プロセスＳＴ４において、イオン交換樹脂床２１１を流通する原水Ｗ１又は塩水Ｗ４の線速度を一定に維持することができる。
【００７５】
ここで、原水Ｗ１又は塩水Ｗ４の線速度とは、原水Ｗ１又は塩水Ｗ４の流量をイオン交換樹脂床２１１の横断面積で除したものであり、上述の（１）式で示される。
【００７６】
なお、上述した第１フロート弁７４の構成及び動作は、一般的なボールタップに基づくが、一例を示したものであり、この例に限定されない。
【００７７】
また、原水タンク６の上部には、第２オーバーフローラインＬ１０が取り付けられている。この第２オーバーフローラインＬ１０は、第１フロート弁７４の故障等により流路の遮断不良が発生した場合に、溢れた原水Ｗ１を系外に排出するための設備である。
【００７８】
第２オーバーフローラインＬ１０の下流側は、硬水軟化装置１の背面カバー１３から取出口１８ｂ（図１参照）を経て外部に引き出されている。そして、第２オーバーフローラインＬ１０の端部は、不図示の排水口に向けて大気に開放されている。
【００７９】
第２オーバーフローラインＬ１０の端部にも、上述した異物侵入抑制手段としての防虫網５１が取り付けられている。防虫網５１は、第２オーバーフローラインＬ１０の端部から虫等の異物が侵入するのを抑制するための部材である。防虫網５１は、金属網又は樹脂製のネット部材により構成されている。防虫網５１は、第２オーバーフローラインＬ１０の端部に対して着脱自在に取り付けられている。
【００８０】
ここで、異物侵入抑制手段の他の構成例について説明する。第１オーバーフローラインＬ９及び／又は第２オーバーフローラインＬ１０の端部には、図３に示す排水トラップ５２を取り付けることができる。排水トラップ５２は、第１オーバーフローラインＬ９及び／又は第２オーバーフローラインＬ１０の端部から臭気を含む気体や虫等の異物が侵入するのを抑制するための部材である。排水トラップ５２の下流側は、不図示の排水口に向けて大気に開放されている。
【００８１】
排水トラップ５２は、略Ｓ字状に屈曲されたパイプ材により構成されている。排水トラップ５２の屈曲部５２ａには、第１オーバーフローラインＬ９から排出された塩水Ｗ４又は第２オーバーフローラインＬ１０から排出された原水Ｗ１が貯留されている。排水トラップ５２を取り付けた場合には、屈曲部５２ａに貯留された塩水Ｗ４又は原水Ｗ１により、下流側の端部と上流側との間を実質的に遮断することができる。
【００８２】
再び図２を参照して説明する。制御部５は、水処理プロセスＳＴ１〜リンス・プロセスＳＴ５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。制御部５は、図示しないメモリと、演算部としてのＣＰＵと、を備える。
【００８３】
メモリは、後述する水処理プロセスＳＴ１、呼び水プロセスＳＴ２、再生プロセスＳＴ３、押出プロセスＳＴ４、及びリンス・プロセスＳＴ５の各プロセスの処理手順に関するデータ等を記憶する。
【００８４】
ＣＰＵは、フロースイッチ３２１から出力された検出信号（原水ラインＬ１を所定量の原水Ｗ１が流通したことを検知したときに出力される信号）やタイマ等の情報に基づいて、硬水軟化装置１で実行すべき処理を設定する。そして、ＣＰＵは、メモリに記憶された各プロセスの処理手順に関するデータに基づいて、所定の弁開閉信号をプロセス制御バルブ３に出力する。なお、プロセス制御バルブ３を構成する各弁３１１〜３１５の開閉は、弁駆動回路（不図示）により制御される。弁駆動回路は、ＣＰＵにより出力された弁開閉信号に基づいて、原水通水弁３１１、軟水通水弁３１３、バイパス弁３１２、塩水弁３１４、及び再生排水弁３１５における弁の開閉を制御する。以下の説明において、弁を開くことを「開状態」といい、弁を閉じることを「閉状態」という。
【００８５】
上記構成のように構成された硬水軟化装置１において、制御部５は、プロセス制御バルブ３の流路を切り換えることにより、図４に示す以下のプロセスＳＴ１〜ＳＴ５を順次実施する。
（ＳＴ１）原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１に対して下から上へ通過させる水処理プロセス（水軟化プロセス）
（ＳＴ２）原水Ｗ１を排水ラインＬ５から強制排水して、排水ラインＬ５の内部に滞留しているエアを排出する（エア抜きする）と共に、排水ラインＬ５に溜まったゴミ等を除去することにより、再生不良を防止する呼び水プロセス
（ＳＴ３）再生液としての塩水Ｗをイオン交換樹脂床２１１に対して上から下へ通過させる再生プロセス
（ＳＴ４）押出水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１に対して上から下へ通過させる押出プロセス
（ＳＴ５）濯ぎ水としての原水Ｗ１をイオン交換樹脂床２１１に対して上から下へ通過させるリンス・プロセス
【００８６】
プロセス制御バルブ３における各弁３１１〜３１５の開閉は、図４に示すように、プロセスＳＴ１〜ＳＴ５毎に、制御部５により制御される。その結果、圧力タンク２の内部は、プロセスＳＴ１〜ＳＴ５毎に、流体の流れが生成される状態か、或いは、流体の流れが生成されない状態となる。
【００８７】
次に、本実施形態における硬水軟化装置１の運転方法（動作）について詳細に説明する。なお、水処理プロセスＳＴ１を除く各プロセスＳＴ２〜ＳＴ５においては、バイパス弁３１２が開状態となっている。そのため、原水ラインＬ１の接続部Ｊ１１よりも下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。
【００８８】
〔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３１１〜３１５は、図５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を介して、圧力タンク本体２１の内部に供給され、底部スクリーン２４２から配水される。底部スクリーン２４２から配水された原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１を上昇流で通過する。その過程において、原水Ｗ１の硬度成分は、ナトリウムイオン（又は、カリウムイオン）へ置換され、原水Ｗ１は軟水化される。
【００８９】
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の頂部で頂部スクリーン２４１へ集水される。その後、軟水Ｗ２は、軟水ラインＬ２を介して、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、制御部５は、呼び水プロセスＳＴ２以降のプロセスを実施する。
【００９０】
〔呼び水プロセス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３１１〜３１５は、図５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から接続部Ｊ１２及びＪ１３を経て排水ラインＬ５を流通し、排水Ｗ５として排水ラインＬ５の開放末端部から系外に排出される。
【００９１】
〔再生プロセスＳＴ３〕
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３１１〜３１５は、図５のＳＴ３に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水タンク４の内部に貯留された塩水Ｗ４は、塩水タンク４の液面と排水ラインＬ５の開放末端部との水頭圧差により、塩水ラインＬ４を介して流下する。同時に、原水タンク６の内部に貯留された原水Ｗ１は、原水タンク６の液面と排水ラインＬ５の開放末端部との水頭圧差により、希釈水ラインＬ３を介して流下する。各ラインを流下した塩水Ｗ４と原水Ｗ１とは、塩水ラインＬ４の接続部Ｊ４で混合され、所定濃度（約１０重量％）の塩水Ｗ４となる。この塩水Ｗ４は、塩水ラインＬ４を介して、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配液され、圧力タンク本体２１の内部に下降流で通過する。その過程において、塩水Ｗ４は、イオン交換樹脂床２１１を再生する。使用済みの塩水Ｗ４は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集液され、排水ラインＬ５を介して系外に排水される。この再生プロセスＳＴ３は、所定時間実行され、所定量の塩水Ｗ４を供給することにより完了する。
【００９２】
〔押出プロセス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３１１〜３１５は、図５のＳＴ４に示す開閉状態に設定される。その結果、塩水Ｗ４が塩水ラインＬ４を介して流下しなくなり、原水タンク６の内部に貯留された原水Ｗ１のみが希釈水ラインＬ３及び塩水ラインＬ４を介して流下する。流下した原水Ｗ１は、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配水され、圧力タンク本体２１の内部を下降流で通過する。その過程において、原水Ｗ１は、先行して供給された塩水Ｗ４を押し出しながら、引き続き、イオン交換樹脂床２１１を再生する。使用済みの塩水Ｗ４及び原水Ｗ１は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集水され、排水ラインＬ５を介して系外に排水される。この押出プロセスＳＴ４は、所定時間実行され、所定量の原水Ｗ１を供給して塩水Ｗ４を押し出すことにより完了する。
【００９３】
〔リンス・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３１１〜３１５は、図５のＳＴ５に示す開閉状態に設定される。その結果、軟水通水弁３１３及びバイパス弁３１２が開状態になり、原水ラインＬ１には、原水供給源から原水Ｗ１が圧送される。この原水Ｗ１は、原水ラインＬ１、接続部Ｊ１２、バイパスラインＬ６、接続部Ｊ２２、軟水ラインＬ２を介して、圧力タンク２へ流通する。そして、原水Ｗ１は、圧力タンク２の頂部に配置された頂部スクリーン２４１から配水され、圧力タンク本体２１の内部を下降流で通過する。その過程において、原水Ｗ１は、イオン交換樹脂床２１１の内部に残留する塩水Ｗ４を洗い流しながら、イオン交換樹脂床２１１をリンスする。使用済みの原水Ｗ１は、圧力タンク２の底部に配置された底部スクリーン２４２で集水され、排水ラインＬ５を介して系外に排水される。このリンス・プロセスＳＴ５は、フロースイッチ３２１による水流有りの積算検知時間が所定時間に達するまで実行され、所定量の原水Ｗ１を供給することにより完了する。
【００９４】
また、リンス・プロセスＳＴ５において、原水供給源から圧送された原水Ｗ１の一部は、原水ラインＬ１、接続部Ｊ１４、及び第２補水ラインＬ８を介して、塩水タンク４へ供給される。これにより、次回の再生プロセスＳＴ３で使用する塩水Ｗ４が調製される。
【００９５】
このように、リンス・プロセスＳＴ５においては、外部の原水供給源から圧送された原水Ｗ１が圧力タンク２へ流通する。従って、圧力タンク２への単位時間当たりの原水供給量は、押出プロセスＳＴ４の場合よりも大きくなる。このため、イオン交換樹脂床２１１の内部に残留する塩水Ｗ４は、速やかに洗い流される。制御部５は、リンス・プロセスＳＴ５が終了すると、プロセス制御バルブ３を水処理プロセスＳＴ１の状態に復帰させる。
【００９６】
なお、呼び水プロセスＳＴ２〜リンス・プロセスＳＴ５においては、バイパス弁３１２が開状態となっている。このため、ユーザが軟水Ｗ２の需要箇所で蛇口等を開くと、バイパスラインＬ６を介して原水Ｗ１が供給される。このように、本実施形態の硬水軟化装置１では、一連の再生作動の実行時において、ユーザに原水Ｗ１を供給することができる（原水供給状態）。
【００９７】
上述した第１実施形態の硬水軟化装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態の硬水軟化装置１では、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０のそれぞれの端部に、異物侵入抑制手段としての防虫網５１や排水トラップ５２が取り付けられている。このため、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０のそれぞれの端部から、臭気のある気体や虫等が異物として侵入して、上流側の塩水タンク４や原水タンク６に達するのを抑制することができる。従って、硬水軟化装置１の内部において、異物の侵入による衛生状態の悪化を抑制することができる。
【００９８】
また、本実施形態の硬水軟化装置１において、異物侵入抑制手段としての防虫網５１や排水トラップ５２は、硬水軟化装置１の外部に位置する第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０の下流側に設けられている。このため、ユーザは、硬水軟化装置１の内部に触れることなしに、これらの異物侵入抑制手段の清掃、交換等を行うことができる。また、硬水軟化装置１の設置後において、必要に応じてこれらの異物侵入抑制手段を取り付けたり、取り外したりすることもできる。
【００９９】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明のイオン交換装置の第２実施形態としての硬水軟化装置１Ａの全体構成図である。第２実施形態の硬水軟化装置１Ａは、第１実施形態の硬水軟化装置１に対して、第１オーバーフローラインＬ９の接続位置が異なる。その他の構成は同じであり、同等部分は第１実施形態と同一符号を付して説明する。
【０１００】
本実施形態の硬水軟化装置１Ａでは、第２オーバーフローラインＬ１０の接続部Ｊ１５に、第１オーバーフローラインＬ９の下流側が接続されている。すなわち、第１オーバーフローラインＬ９と第２オーバーフローラインＬ１０とは、接続部Ｊ１５において合流し、この接続部Ｊ１５よりも下流側においてラインを共用している。
【０１０１】
そして、第２オーバーフローラインＬ１０の接続部Ｊ１５よりも下流側には、防虫網５１が取り付けられている。本実施形態において、防虫網５１は、硬水軟化装置１Ａの内部に位置する第２オーバーフローラインＬ１０に取り付けられている。
【０１０２】
上述した第２実施形態の硬水軟化装置１Ａにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、本実施形態では、第１オーバーフローラインＬ９と第２オーバーフローラインＬ１０との共有のライン（この例では第２オーバーフローラインＬ１０）に防虫網５１を設けている。このため、第１実施形態に比べて、防虫網５１の数を減らすことができる。また、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０における防虫網５１の清掃、交換等を一度に実施することができる。
【０１０３】
また、第２実施形態の硬水軟化装置１Ａにおいて、防虫網５１は、硬水軟化装置１Ａの内部に位置する第２オーバーフローラインＬ１０に設けられている。このため、第２オーバーフローラインＬ１０の下流側において大気に開放されている端部が、ユーザの手が届きにくい箇所にあっても、防虫網５１の清掃、交換等を簡単に行うことができる。また、防虫網５１における異物の捕集量、汚れ具合等を容易に確認することができる。
【０１０４】
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、前述した第１及び第２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。
【０１０５】
第１実施形態において、防虫網５１又は排水トラップ５２を、第１オーバーフローラインＬ９又は第２オーバーフローラインＬ１０のいずれか一方の端部に設けた構成としてもよい。また、防虫網５１又は排水トラップ５２は、各オーバーフローラインの下流側に設けられていればよく、必ずしも端部に取り付ける構成に限定されない。
【０１０６】
第１実施形態において、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０の一方の端部に防虫網５１を設け、他方の端部に排水トラップ５２を設けた構成としてもよい。また、第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０の端部に、それぞれ排水トラップ５２（図３参照）を取り付けた構成としてもよい。
【０１０７】
第１実施形態において、排水トラップ５２の下流側に、更に防虫網５１を設けた構成としてもよい。また、防虫網５１を、硬水軟化装置１の内部に位置する第１オーバーフローラインＬ９及び第２オーバーフローラインＬ１０に設けた構成としてもよい。
【０１０８】
第２実施形態において、第１オーバーフローラインＬ９の接続部（不図示）に、第２オーバーフローラインＬ１０の下流側を接続し、第１オーバーフローラインＬ９の前記接続部よりも下流側に防虫網５１を取り付けた構成としてもよい。
【０１０９】
第２実施形態において、防虫網５１を、硬水軟化装置１Ａの外部に位置する第２オーバーフローラインＬ１０の下流側に設けた構成としてもよい。また、第１オーバーフローラインＬ９と第２オーバーフローラインＬ１０との接続部を、硬水軟化装置１Ａの外部に設けた構成としてもよい。
【０１１０】
第２実施形態において、防虫網５１の代わりに、排水トラップ５２（図３参照）を取り付けた構成としてもよい。この場合に、排水トラップ５２の下流側に、更に防虫網５１を設けた構成としてもよい。
【０１１１】
第１及び第２実施形態において、図１及び図６に示す各ラインやバルブ等の配置や接続は一例を示したものであり、図１及び図６の構成に限定されない。塩水タンク４と原水タンク６との間を不図示のラインで接続し、両タンクを連通した構成としてもよい。この場合には、原水タンク６から塩水タンク４のタンク領域４１に原水Ｗ１が補水される。
【０１１２】
第１及び第２実施形態において、塩水タンク４及び原水タンク６は、圧力タンク２の上方に配置されている。この場合において、塩水タンク４及び原水タンク６の液面は、必ずしも同じレベルでなくてもよい。
【０１１３】
また、第１及び第２実施形態において、塩水タンク４及び原水タンク６は、いずれも圧力タンク２の上方に配置されているが、これに限定されない。塩水タンク４及び原水タンク６の液面と、排水ラインＬ５の開放末端部との高さ関係が、塩水タンク４及び原水タンク６の液面 ＞ 排水ラインＬ５の開放末端部の関係となるように設定されていればよく、例えば、塩水タンク４及び／又は原水タンク６を圧力タンク２の側方に配置してもよい。
【０１１４】
更に、塩水タンク４及び原水タンク６を個別に備えるのではなく、原水タンク６を塩水タンク４と共用するように構成してもよい。この構成では、再生プロセスＳＴ３で塩水タンク４内に貯留された塩水Ｗ４を消費した後、ネット４３よりも下方で液面を制御しながら原水Ｗ１を貯留し（すなわち、塩と接触しないように塩水タンク４に原水Ｗ１を貯留し）、押出プロセスＳＴ４において、この原水Ｗ１を押出水として圧力タンク２に供給する。
【０１１５】
なお、この構成においては、再生プロセスＳＴ３の直前に、ネット４３よりも上方で液面を制御しながら原水Ｗ１を貯留（すなわち、塩と接触するように塩水タンク４に原水Ｗ１を貯留）する。そして、イオン交換樹脂床２１１の再生に適した濃度の塩水Ｗ４が調製された時点で、再生プロセスＳＴ３を開始するように操作する。
【０１１６】
第１及び第２実施形態では、水処理プロセスＳＴ１において、圧力タンク２の内部に原水の上昇流を生成し、再生プロセスＳＴ３において、圧力タンク２の内部に塩水の下降流を生成するように構成されている。他の実施形態として、水処理プロセスＳＴ１において、圧力タンク２の内部に原水の下降流を生成し、再生プロセスＳＴ３において、圧力タンク２の内部に塩水の上昇流を生成する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１，１Ａ 硬水軟化装置（イオン交換装置）
２ 圧力タンク
４ 塩水タンク（液タンク）
６ 原水タンク（液タンク）
１０ 筐体本体部
２１１ イオン交換樹脂床
５１ 防虫網（異物侵入抑制手段）
５２ 排水トラップ（異物侵入抑制手段）
Ｌ９ 第１オーバーフローライン
Ｌ１０ 第２オーバーフローライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底箱状に形成され、上部に開閉可能な蓋部材を有する筐体本体部と、
前記筐体本体部の内部に配置され、原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、
前記筐体本体部の内部に配置され、前記イオン交換樹脂床を再生する再生液及び／又は水が貯留される液タンクと、
前記液タンクに接続され、前記液タンクの許容液位を超えた再生液及び／又は水を前記筐体本体部の外部に排出するオーバーフローラインと、
を備え、
前記オーバーフローラインには、外部から前記液タンクへの異物の侵入を抑制する異物侵入抑制手段が設けられているイオン交換装置。
【請求項２】
前記異物侵入抑制手段は、前記筐体本体部の外部に位置する前記オーバーフローラインの下流側に設けられている請求項１に記載のイオン交換装置。
【請求項３】
前記異物侵入抑制手段は、前記筐体本体部の内部に位置する前記オーバーフローラインに設けられている請求項１に記載のイオン交換装置。
【請求項４】
前記液タンクは、再生液が貯留される第１液タンクと、水が貯留される第２液タンクとから構成され、
前記オーバーフローラインは、前記第１液タンクに接続され、前記第１液タンクの許容液位を超えた再生液を前記筐体本体部の外部に排出する第１オーバーフローラインと、前記第２液タンクに接続され、前記第２液タンクの許容液位を超えた水を前記筐体本体部の外部に排出する第２オーバーフローラインとから構成され、
前記第１オーバーフローラインと前記第２オーバーフローラインとは、接続部において合流し、該接続部よりも下流側においてラインを共用し、
前記異物侵入抑制手段は、共用する前記ラインに設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のイオン交換装置。
【請求項５】
前記異物侵入抑制手段は防虫網及び／又は排水トラップである請求項１から４のいずれか一項に記載のイオン交換装置。
【請求項１】
有底箱状に形成され、上部に開閉可能な蓋部材を有する筐体本体部と、
前記筐体本体部の内部に配置され、原水を導入することにより処理水を製造するイオン交換樹脂床が収容される圧力タンクと、
前記筐体本体部の内部に配置され、前記イオン交換樹脂床を再生する再生液及び／又は水が貯留される液タンクと、
前記液タンクに接続され、前記液タンクの許容液位を超えた再生液及び／又は水を前記筐体本体部の外部に排出するオーバーフローラインと、
を備え、
前記オーバーフローラインには、外部から前記液タンクへの異物の侵入を抑制する異物侵入抑制手段が設けられているイオン交換装置。
【請求項２】
前記異物侵入抑制手段は、前記筐体本体部の外部に位置する前記オーバーフローラインの下流側に設けられている請求項１に記載のイオン交換装置。
【請求項３】
前記異物侵入抑制手段は、前記筐体本体部の内部に位置する前記オーバーフローラインに設けられている請求項１に記載のイオン交換装置。
【請求項４】
前記液タンクは、再生液が貯留される第１液タンクと、水が貯留される第２液タンクとから構成され、
前記オーバーフローラインは、前記第１液タンクに接続され、前記第１液タンクの許容液位を超えた再生液を前記筐体本体部の外部に排出する第１オーバーフローラインと、前記第２液タンクに接続され、前記第２液タンクの許容液位を超えた水を前記筐体本体部の外部に排出する第２オーバーフローラインとから構成され、
前記第１オーバーフローラインと前記第２オーバーフローラインとは、接続部において合流し、該接続部よりも下流側においてラインを共用し、
前記異物侵入抑制手段は、共用する前記ラインに設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のイオン交換装置。
【請求項５】
前記異物侵入抑制手段は防虫網及び／又は排水トラップである請求項１から４のいずれか一項に記載のイオン交換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１６６１３５（Ｐ２０１２−１６６１３５Ａ）
【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２０１１−２７９３９（Ｐ２０１１−２７９３９）
【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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