水処理再生ステージ用システム及び方法
本発明の実施形態は水処理システムの再生ステージを提供するための方法及びシステムを提供する。この方法は、加圧され脱酸素化した空気をこの水処理システムから出て行かせるための第１の空気抜き状態に入るステップと、この水処理システムの内側に残存した脱酸素化した空気の第１の圧力と水処理システムの外側の空気の第２の圧力とをつりあわせるための第２の空気抜き状態に入るステップと、この水処理システムの内側から残存している脱酸素化した空気と粒子を追い出すための逆洗状態に入るステップと、この水処理システムに酸素を含んだ空気を入らせる吸気状態に入るステップとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水処理システムに関し、特に水処理再生ステージ用システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄、硫化物、マンガンといったミネラルの除去システム及び／又は軟水化装置、のような水処理システムは、業務用や工業用また家庭用に水を処理するために使用されている。従来の水処理システムはタンクを有し、このタンクに未処理の水が流れ込んで酸素を含む空気と強制的に混合される。未処理の水に含まれたイオンは酸素を含んだ空気によって酸化され、固体粒子となる。未処理の水はその後、樹脂床を通過する。樹脂床は固体粒子をトラップする一方で、処理済みの水を通過させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この過程でタンク内で圧力が上昇する。その結果、タンクが大気に向けて開放されると、脱酸素化した空気がタンクから急速に流出する。この空気の急速な流出によってパイプやその他の部品が振動し、水処理システムが騒音を発生させる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のいくつかの実施形態は水処理システムの再生ステージ用の方法を提供する。この方法は第１の期間、加圧され脱酸素化した空気をこの水処理システムから出て行かせるための第１の空気抜き状態に入るステップと、第２の期間、この水処理システムの内側に残存している脱酸素化した空気の第１の気圧と水処理システムの外側の空気の第２の気圧とをつりあわせるための第２の空気抜き状態に入るステップとを備えている。この方法はまた、第３の期間、この水処理システムの内側から残存している脱酸素化した空気と粒子を追い出すための逆洗状態に入るステップと、第４の期間、この水処理システムの内側に酸素を含んだ空気を入らせる吸気状態に入るステップとを備えてもよい。いくつかの実施形態においては、この方法は鉄、硫化物、及び／又はマンガンを水から除去する水処理システムに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明の一実施形態に係る水処理システムの作動状態における断面図である。
【図２】図１の水処理システムのバルブ組立体の分解図である。
【図３】図２のバルブ組立体のピストン組立体及びスペーサ組立体の分解図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る図１に示す水処理システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】図１の水処理システムの空気抜き状態における断面図である。
【図６】図１の水処理システムの逆洗状態における断面図である。
【図７】図１の水処理システムの吸気状態における断面図である。
【図８】図１の水処理システムのパワーヘッドの分解図である。
【図９】図８のパワーヘッドの回路板の背面斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る水処理システムのユーザ操作方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の実施形態について詳細に説明する前に、本発明は以下の記載や図面に示された構成の詳細及び部材の配置への適用に限定されないことが理解されるべきである。本発明は他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施され、実行されることができる。また、ここで用いられる表現や語法は説明のためであって、限定とみなされるべきではないことも理解されるべきである。ここで、「含む」、「備える」、「有する」、またこれらのバリエーションの使用は、列挙された項目及びその均等物とともに、追加的な項目も包含している。特定されたり限定されたりしない限り、「取り付けられる」、「接続される」、「支持される」、「結合される」またこれらのバリエーションの用語は広く用いられ、直接的、間接的な取り付け、接続、支持、結合を含む。さらに、「接続される」、「結合される」は物理的・機械的な接続や結合に制限されない。
【０００７】
以下の議論は当業者が本発明の実施形態を製造し、使用することができるように示されるものである。図示された実施形態に対する様々な修正が当業者にとってすぐに明らかとなるであろうし、ここでの一般的な原理は本発明の実施形態に反することなく他の実施形態や応用に適用可能である。すなわち、本発明の実施形態は示された実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここで開示された原理や特徴に一致する最も広い範囲が与えられるべきものである。以下の詳細な説明は図面を参照しながら読まれるべきであり、同様の要素については異なる図面中でも同様の符号が付されている。図面も必ずしも共通の尺度を有しておらず、また特定の実施形態を選択したものではなく、本発明の実施形態の範囲を限定することを意図したものでもない。当業者はここに示された例が多くの有用な代替物を有し、これらの代替物が発明の実施形態の範囲内に含まれるということを認識するであろう。
【０００８】
図１に本発明の実施形態の一つによる水処理システム１０を示す。水処理システム１０は水中の酸化可能なミネラルのうち、鉄、硫化物及び／又はマンガンを除去するため、商業用又は住居用に用いられる。水処理システム１０はタンク１２とヘッド部１４を備えている。ヘッド部１４はパワーヘッド１６（図８を参照）、バルブ組立体１８、流体ポート２０〜２８を含んでいる。流体ポートは、排出口２０、タンク１２の頂部出入口２２、入口２４、出口２６、そして分配部２８を備えている。ヘッド部１４はまた、このヘッド部１４をタンク１２に結合させるためのねじ切り部３０を有している。ある作動状態において、タンク１２は空気層３２、媒体層３４、水層３６を有している。
【０００９】
図２に本発明の実施形態の一つによるバルブ組立体１８を示す。バルブ組立体１８はバルブ本体３８、ピストン組立体４０、スペーサ組立体４２、タービン流量計組立体４４、注入組立体４６、そしてバイパス組立体４８を備えている。いくつかの実施形態においては、水処理システム１０を軟水化のために用いることも可能であり、バルブ組立体１８は、塩性溶液バルブ組立体５０と塩性溶液ラインフロー制御組立体（ｂｒｉｎｅ ｌｉｎｅ ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌ、ＢＬＦＣ）５２を備えることも可能である。
【００１０】
バルブ組立体１８は排出チャネル５４と、入口チャネル５６と、出口チャネル５８と、そして排出口２０、入口２４、出口２６、分配部２８とそれぞれ流体の連絡を有する分配チャネル６０とを有している。排出チャネル５４は、排出ハウジング６２または、排出保持クリップ６６を有する代替排出ハウジング６４を介して、配管（図示せず）に接続されている。入口チャネル５６と出口チャネル５８はＨ−クリップ６８を介してバイパス組立体４８に結合されている。バイパス組立体４８は更にＯ−リング７２及びＨ−クリップ６８を介してコネクタ７０に結合されている。いくつかの実施形態においてはコネクタ７０の代わりに、代替コネクタ７４又はＬ字コネクタ７６を（Ｏ−リング７２とＨ−クリップ６８を介して）用いることができる。分配チャネル６０はアダプタ８０とＯ−リング７２を介して第１の集塵器７８に結合されている。さらに、注入組立体４６は注入キャップ８２、注入ノズル８４、注入のど部８６、ボール８８、ボールゲージ９０、注入スクリーン９２、Ｏ−リング７２を有している。注入組立体４６は空気がバルブ組立体１８に入ることを許容するために用いられ、Ｈ−クリップ６８を介してバルブ本体に結合されている。
【００１１】
図３にピストン組立体４０とスペーサ組立体４２を示している。図３に示されているように、スペーサ組立体４２はスペーサ９６で離隔されたピストンシール９４を含んでいる。ピストンシール９４はバルブ本体３８の流体ポート１８〜２６の間に整列されている。ピストン組立体４０はリンク９８、ピストンロッド１００、エンドプラグ１０２、Ｏ−リング７２、クワッドリング１０４、エンドプラグシール１０６、ピストンロッドリテーナ１０８、ピストン１１０を含んでいる。ピストン１１０は大径部１１２と小径部１１４を有している。大径部１１２はピストンシール９４と係合して、スペーサ組立体４２の内部のピストン１１０の位置に応じて、一つ又は二以上の流体ポート１８〜２６の間の流路を実質的にシールする。さらに、小径部１１４は一つ又は二以上の流体ポート１８〜２６の間の流路を形成する。以下に述べるように、ピストン１１０の位置は水処理システム１０の動作状態に影響を与える。
【００１２】
図４は本発明の一つの実施形態による水処理システム１０の動作の概略を示すフローチャートである。水処理システム１０はピストン１１０が第１の位置にあるステップ１１６で作動を開始する。再生ステージがステップ１１８で開始されると、ピストン１１０はステップ１２０で別の位置に移動し、これにより水処理システム１０はステップ１２２で第１の空気抜き状態となる。水処理システム１０は、ステップ１２４で制限時間が経過するまで、第１の空気抜き状態（ステップ１２２）にある。次にピストン１１０はステップ１２６で別の位置に移動し、これにより水処理システム１０はステップ１２８で第２の空気抜き状態となる。ステップ１３０において別の制限時間の後、ピストン１１０はステップ１３２で別の位置に移動し、これにより水処理システムはステップ１３４で逆洗状態となる。水処理システム１０はステップ１３６で別の制限時間が経過するまで、逆洗状態（ステップ１３４）にある。一旦ステップ１３６で制限時間が経過すると、ピストン１１０はまたステップ１３８で別の位置に移動し、これにより水処理システム１０はステップ１４０でまた別の制限時間（ステップ１４２）の間、吸気状態となる。ピストン１１０はステップ１４４で第１の位置へと復帰し、水処理システム１０は再びステップ１１６で作動状態となる。制限時間は事前に設定することが可能であり、互いに異なってもよい（以下で詳述する）。
【００１３】
図１は作動状態（即ち図４のステップ１１６）における水処理システム１０を示している。作動状態において、ピストン１１０はスペーサ組立体４２の中で最も右側に位置しており、未処理水が入口２４を通り、頂部２２を経由して流入し、バッフル１４６を通過してタンク１２の空気層３２に入るようになっている。バッフル１４６は未処理水を空気層３２の中へと分散させ、未処理水中のミネラル（例えばイオンの状態の鉄、硫化物、マンガン等）が空気層３２の中で酸素分子と十分に混合するようにする。酸素分子と混合することで、ミネラルは酸化され、その結果、固体分子や粒子となる。空気層３２を通過した後、未処理水は媒体層３４に到達する。媒体層３４はろ過媒体又は樹脂１４８を有しており、空気層３２で形成された固体粒子とともに他の微粒子もろ過して、処理水を水層３６に通過させる。処理水は、その後、第２の集塵器１５０を通過し、分配管１５２を上がって、分配部２８を通り、出口２６を通って外へ出る。第２の集塵器１５０はろ過媒体１４８がタンク１２から出ていくのを防ぐスクリーンの役割を果たす。
【００１４】
作動状態にある間、空気層３２の中の酸素は、ミネラルの酸化によって減少する。その結果、水処理システム１０は空気層３０を補給するため、再生ステージに入る。再生ステージは第１の空気抜き状態（即ち、図４のステップ１２２）、第２の空気抜き状態（即ち、図４のステップ１２８）、逆洗状態（即ち、図４のステップ１３４）、吸気状態（即ち、図４のステップ１４０）を含む。第１の空気抜き状態において、図５に示すように、ピストン１１０は少し左へと動かされ、頂部２２は入口２４と流体連絡状態では無くなる。ピストン１１０がピストンシール９４の一つから少しずれて位置決めされることで、頂部２２と排出口２０との間に小さな通気チャネル１５４ができ、タンク１２から空気（即ち加圧された空気）が排出口２０を通って出て行くことができるようになる。第２の空気抜き状態において、ピストン１１０は再び左へと動かされ、通気チャネル１５４がさらに開き、より多くの空気がタンク１２から流出するようになる。第２の空気抜き状態に続いて、タンク１２に残留している空気はタンク１２の外側の空気圧と同じ圧力となる（すなわち、もはやタンク１２の内部には加圧頭は存在しない）。いくつかの実施形態において、第１の空気抜きの際のピストンシール９４とピストン１１０との間の距離は約０．０１インチから約０．０２インチの範囲にあり、面積が約０．０５平方インチの通気チャネル１５４を形成する。第２の空気抜きの際のピストンシール９４とピストン１１０との間の距離は約０．０５インチ以上であることも可能であり、面積が約０．１平方インチの通気チャネル１５４を形成する。これらの距離や面積によって、騒音や振動といった悪影響をもたらすことなく効果的な空気抜きが行えることが分かった。
【００１５】
作動状態において、未処理水を追加するとタンク１２の内部の空気を圧縮し、加圧頭が生じる。仮にピストン１１０が再生ステージの間に頂部２２と排出口２０の間の流路を完全に開いたとしたら、加圧された空気が急速にタンク１２から流出することになる。このような急速な流出は、空気の流れそのものからの騒音を生じさせたり、パイプや部材を振動させたりするため、騒音がひどい水処理システムとなってしまう。所定時間設けられる第１の空気抜き状態のために、より小さな通気チャネル１５４を使用することで、加圧された空気がゆっくりと抜けていき、水処理システム１０の騒音を低減することができる。第１の空気抜き状態の時間と第２の空気抜き状態の時間は、悪影響無く最適に空気抜きが行える、実質的に最小の時間で空気抜き状態が実現されるように定めることができる。
【００１６】
逆洗状態は図６に示すように、第２の空気抜き状態に続いている。逆洗状態において、入口２４が分配部２８と連絡し、頂部２２が排出口２０と連絡するように、ピストン１１０はさらに左へと動かされる。入口２４からの水は分配部２８を通って分配管１５２と第２の集塵器１５０を経てタンク１２の中へと戻るように流れる。そして水層３６が上昇し、ろ過媒体１４８を持ち上げて振動させることで、タンク１２から粒子（即ち固体分子）を頂部２２を通って排出口２０から外へと運び出す。さらに、水層３６が上昇するにつれて、タンク１２中に残存した空気もまた排出口を通って外へと押し出される。
【００１７】
図７に吸気状態にある水処理システム１０を示す。逆洗状態の後、大気からの空気（即ち、酸素を含んだ空気）が再びタンク１２の中に入り、空気層３２を補給して媒体層３４を下方へ押し込む。空気は注入組立体４６を介してバルブ組立体１８へと入る。そして空気はベンチュリ組立体１５６を通過する。ベンチュリ組立体１５６は、入口２４から頂部２２へ空気と未処理水を吸入するために真空を生成する。空気は頂部２２を通過して移動しながら未処理水と交じり合い、タンク１２中の空気層３２を補給する。一旦吸気が完了したら（即ち、空気層３２が新たな酸素の供給を受けたら）、ピストン１１０は一番右に戻されて、水処理システム１０は作動状態に復帰する。
【００１８】
図８に示すように、ピストン組立体４０はパワーヘッド１６内にある光学エンコーダのようなエンコーダ１５８により作動される。エンコーダ１５８は偏心シャフト１６２に結合、または偏心シャフト１６２と一体化されたエンコーダシャフト１６０を有している。偏心シャフト１６２はリンク９８（図３に示すピストン組立体４０のリンク９８）の孔１６４と係合することによってピストン１１０と結合する。いくつかの実施形態においては、エンコーダ１５８は約８５組のスロット／リブ対と１組のホーミング（Ｈｏｍｉｎｇ）スロット／リブ対を有している。スロット／リブの位置決めによって約２度ずつの増分範囲内でエンコーダ１５８の回転制御が可能となる。ホーミングスロット／リブ対はエンコーダ１５８の回転停止のために用いられる。回転要素（エンコーダ１５８）から直線要素（ピストン１１０）へ変換される動きは回転制御と直線制御間の正弦関係を作り出すため、ピストン１１０の全並進移動は約１．１２５インチとなり、約０．０１３インチずつ増加することによって移動制御される。エンコーダ１５８による正確な制御によって、第１の空気抜き状態及び第２の空気抜き状態の間のピストンシール９４に関して、ピストン１１０が小さな通気チャネル１５４を形成できるようになる。
【００１９】
エンコーダ１５８の位置制御はモータ１６６、光センサ１６７（図９に示す）、そしてコントローラ１６９（マイクロコントローラのようなもの。図９に示す）の使用によって行われる。モータ駆動ギア１６８がモータ１６６によって回転し、エンコーダ駆動ギア１７０と噛み合ってエンコーダ１５８を回転させることができる。モータ１６６は固定具１７４によって上支持板１７２に結合され、支持されている。モータ１６６はまた、ワイヤハーネス１７８によって回路板１７６と電気的に接続されている。
【００２０】
図８に示すように、コントローラ１６９は回路板１７６の前面１９５に結合可能である。光センサ１６７はエンコーダ１５８と別体であっても一体化されていてもよく、エンコーダ１５８の位置に関してコントローラ１６９へと制御入力を行う。一つの実施形態においては、光センサ１６７は図９に示すように回路板１７６の背面１７９に結合されてもよい。モータ１６６はコントローラからの制御出力を受け、エンコーダ１５８の位置を調整したり維持したりする。光センサ１６７は、モータ１６６を介したエンコーダ１５８の回転が光センサの光路を交互に開放、遮断するように、エンコーダ１５８に対して位置決めされている。
【００２１】
パワーヘッド１６は、図８に示すように、背面板１８０と、カバー１８２と、ディスプレイ１８４と、下支持板１８６と、スイッチ１８８と、カム１９０と、変換器１９２と、メーターケーブル１９４とを備えている。背面板１８０とカバー１８２は、モータ１６６と、回路板１７６と、エンコーダ１５８等のパワーヘッド１６の部品を包囲している。ディスプレイ１８４は回路板１７６の前面１９５に接続され、コントローラ１６９によって制御される。カバー１８２の孔１９６によってユーザがディスプレイ１８４を見ることができるようになる。下支持板１８６はエンコーダ１８５とエンコーダ駆動ギア１７０を支持する。スイッチ１８８とカム１９０は上支持板１７２によって支持されている。変換器１９２は従来のコンセントに電気的に接続され、水処理システム１０に（例えばコントローラ１６９を介して）電源を供給する。メーターケーブル１９４はタンク１２への水流を検知するために用いられ、コントローラ１６９に電気的に接続されている。いくつかの実施形態においては、タンク１２へ所定量の水が流入したとメーターケーブル１９４によって検知した後にコントローラ１６９が再生ステージを開始する。他の実施形態においては、所定時間経過後にコントローラ１６９が再生ステージを開始する。
【００２２】
図１０に本発明の一つの実施形態による水処理システム１０のユーザ制御方法のブロック図を示す。以下に述べるステップは水処理システム１０を動作させるためにコントローラ１６９によって実施される調整可能な動作制御である。これらのステップはディスプレイ１８４に表示されることができ、ユーザはカバー１８４上のボタンカバー２００を通して、回路板１７６上のボタン１９８を押すことによって調整することが可能である。ある実施形態では、これらのステップは水処理システム１０の「システム・セットアップ」の間、表示することができる。ステップ２０２では、ユーザはシステムのタイプを定時タイプ又は定量タイプといった中から選択する。定時システムは所定時間が経過した時点で再生ステージを開始するものであり、定量システムはメーターケーブル１９４に関して上述したように、所定量の水が流入したと検知した時点で再生ステージを開始するものである。ステップ２０４では、ユーザは例えば水処理システム１０で用いられているバルブのタイプを入力又は選択することで、バルブタイプを選択することができる。ステップ２０６では、ユーザは必要な再生剤フローのタイプを何にするか選ぶことができる。例えばユーザは５サイクルの再生ステージの実行を選択することができる。ステップ２０８では、ユーザは情報をメートル法（ＳＩ単位系）で表示するか米国単位系で表示するかを選択することができる。ステップ２１０では、ユーザは再生優先期間を例えば日数によって選択することができる。再生優先は（ユーザが設定した）所定時間、再生ステージが開始されなかったときに発生する。ステップ２１２では、ユーザは再生ステージが開始される時刻を設定することができる。ステップ２１４では、ユーザは水処理システム１０が第１のサイクル（例えば第１の空気抜き状態）で動作する時間を、約２分といった具合に選択することができる。ステップ２１６では、ユーザは水処理システム１０が第２のサイクル（例えば第２の空気抜き状態）で動作する時間を、約１分といった具合に選択することができる。ステップ２１８では、ユーザは水処理システム１０が第３のサイクル（例えば逆洗状態）で動作する時間を、約１０分といった具合に選択することができる。制御ステップ２２０では、ユーザは水処理システム１０が第４のサイクル（例えば吸気状態）で動作する時間を、約１０分といった具合に選択することができる。ステップ２２２では、ユーザは水処理システム１０が第５のサイクル（例えば水軟化でしばしば用いられる高速すすぎ状態）で動作する時間を、約１０分といった具合に選択することができる。ステップ２２４では、ユーザはアラームのような補助リレーを有効化するか無効化するかを選択することができる。制御ステップにおいて、ユーザは（例えば設置後に初めて起動する場合）水処理システム１０を作動状態に入らせるか選択することができる。
【００２３】
以上のように特定の実施形態や例に関連して本発明を説明してきたが、本発明は必ずしもそのように限定されず、他の様々な実施形態、例、使用、改良や、実施形態、例、使用からの発展も添付された特許請求の範囲に含まれることは当業者が理解できる。ここで参照した各特許や出版物の全ての開示は引用により、あたかもそのような各特許や出版物が個々に援用されたかのように援用される。本発明の様々な特徴や利点は特許請求の範囲に示される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は水処理システムに関し、特に水処理再生ステージ用システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄、硫化物、マンガンといったミネラルの除去システム及び／又は軟水化装置、のような水処理システムは、業務用や工業用また家庭用に水を処理するために使用されている。従来の水処理システムはタンクを有し、このタンクに未処理の水が流れ込んで酸素を含む空気と強制的に混合される。未処理の水に含まれたイオンは酸素を含んだ空気によって酸化され、固体粒子となる。未処理の水はその後、樹脂床を通過する。樹脂床は固体粒子をトラップする一方で、処理済みの水を通過させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この過程でタンク内で圧力が上昇する。その結果、タンクが大気に向けて開放されると、脱酸素化した空気がタンクから急速に流出する。この空気の急速な流出によってパイプやその他の部品が振動し、水処理システムが騒音を発生させる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のいくつかの実施形態は水処理システムの再生ステージ用の方法を提供する。この方法は第１の期間、加圧され脱酸素化した空気をこの水処理システムから出て行かせるための第１の空気抜き状態に入るステップと、第２の期間、この水処理システムの内側に残存している脱酸素化した空気の第１の気圧と水処理システムの外側の空気の第２の気圧とをつりあわせるための第２の空気抜き状態に入るステップとを備えている。この方法はまた、第３の期間、この水処理システムの内側から残存している脱酸素化した空気と粒子を追い出すための逆洗状態に入るステップと、第４の期間、この水処理システムの内側に酸素を含んだ空気を入らせる吸気状態に入るステップとを備えてもよい。いくつかの実施形態においては、この方法は鉄、硫化物、及び／又はマンガンを水から除去する水処理システムに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明の一実施形態に係る水処理システムの作動状態における断面図である。
【図２】図１の水処理システムのバルブ組立体の分解図である。
【図３】図２のバルブ組立体のピストン組立体及びスペーサ組立体の分解図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る図１に示す水処理システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】図１の水処理システムの空気抜き状態における断面図である。
【図６】図１の水処理システムの逆洗状態における断面図である。
【図７】図１の水処理システムの吸気状態における断面図である。
【図８】図１の水処理システムのパワーヘッドの分解図である。
【図９】図８のパワーヘッドの回路板の背面斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る水処理システムのユーザ操作方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の実施形態について詳細に説明する前に、本発明は以下の記載や図面に示された構成の詳細及び部材の配置への適用に限定されないことが理解されるべきである。本発明は他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施され、実行されることができる。また、ここで用いられる表現や語法は説明のためであって、限定とみなされるべきではないことも理解されるべきである。ここで、「含む」、「備える」、「有する」、またこれらのバリエーションの使用は、列挙された項目及びその均等物とともに、追加的な項目も包含している。特定されたり限定されたりしない限り、「取り付けられる」、「接続される」、「支持される」、「結合される」またこれらのバリエーションの用語は広く用いられ、直接的、間接的な取り付け、接続、支持、結合を含む。さらに、「接続される」、「結合される」は物理的・機械的な接続や結合に制限されない。
【０００７】
以下の議論は当業者が本発明の実施形態を製造し、使用することができるように示されるものである。図示された実施形態に対する様々な修正が当業者にとってすぐに明らかとなるであろうし、ここでの一般的な原理は本発明の実施形態に反することなく他の実施形態や応用に適用可能である。すなわち、本発明の実施形態は示された実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここで開示された原理や特徴に一致する最も広い範囲が与えられるべきものである。以下の詳細な説明は図面を参照しながら読まれるべきであり、同様の要素については異なる図面中でも同様の符号が付されている。図面も必ずしも共通の尺度を有しておらず、また特定の実施形態を選択したものではなく、本発明の実施形態の範囲を限定することを意図したものでもない。当業者はここに示された例が多くの有用な代替物を有し、これらの代替物が発明の実施形態の範囲内に含まれるということを認識するであろう。
【０００８】
図１に本発明の実施形態の一つによる水処理システム１０を示す。水処理システム１０は水中の酸化可能なミネラルのうち、鉄、硫化物及び／又はマンガンを除去するため、商業用又は住居用に用いられる。水処理システム１０はタンク１２とヘッド部１４を備えている。ヘッド部１４はパワーヘッド１６（図８を参照）、バルブ組立体１８、流体ポート２０〜２８を含んでいる。流体ポートは、排出口２０、タンク１２の頂部出入口２２、入口２４、出口２６、そして分配部２８を備えている。ヘッド部１４はまた、このヘッド部１４をタンク１２に結合させるためのねじ切り部３０を有している。ある作動状態において、タンク１２は空気層３２、媒体層３４、水層３６を有している。
【０００９】
図２に本発明の実施形態の一つによるバルブ組立体１８を示す。バルブ組立体１８はバルブ本体３８、ピストン組立体４０、スペーサ組立体４２、タービン流量計組立体４４、注入組立体４６、そしてバイパス組立体４８を備えている。いくつかの実施形態においては、水処理システム１０を軟水化のために用いることも可能であり、バルブ組立体１８は、塩性溶液バルブ組立体５０と塩性溶液ラインフロー制御組立体（ｂｒｉｎｅ ｌｉｎｅ ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌ、ＢＬＦＣ）５２を備えることも可能である。
【００１０】
バルブ組立体１８は排出チャネル５４と、入口チャネル５６と、出口チャネル５８と、そして排出口２０、入口２４、出口２６、分配部２８とそれぞれ流体の連絡を有する分配チャネル６０とを有している。排出チャネル５４は、排出ハウジング６２または、排出保持クリップ６６を有する代替排出ハウジング６４を介して、配管（図示せず）に接続されている。入口チャネル５６と出口チャネル５８はＨ−クリップ６８を介してバイパス組立体４８に結合されている。バイパス組立体４８は更にＯ−リング７２及びＨ−クリップ６８を介してコネクタ７０に結合されている。いくつかの実施形態においてはコネクタ７０の代わりに、代替コネクタ７４又はＬ字コネクタ７６を（Ｏ−リング７２とＨ−クリップ６８を介して）用いることができる。分配チャネル６０はアダプタ８０とＯ−リング７２を介して第１の集塵器７８に結合されている。さらに、注入組立体４６は注入キャップ８２、注入ノズル８４、注入のど部８６、ボール８８、ボールゲージ９０、注入スクリーン９２、Ｏ−リング７２を有している。注入組立体４６は空気がバルブ組立体１８に入ることを許容するために用いられ、Ｈ−クリップ６８を介してバルブ本体に結合されている。
【００１１】
図３にピストン組立体４０とスペーサ組立体４２を示している。図３に示されているように、スペーサ組立体４２はスペーサ９６で離隔されたピストンシール９４を含んでいる。ピストンシール９４はバルブ本体３８の流体ポート１８〜２６の間に整列されている。ピストン組立体４０はリンク９８、ピストンロッド１００、エンドプラグ１０２、Ｏ−リング７２、クワッドリング１０４、エンドプラグシール１０６、ピストンロッドリテーナ１０８、ピストン１１０を含んでいる。ピストン１１０は大径部１１２と小径部１１４を有している。大径部１１２はピストンシール９４と係合して、スペーサ組立体４２の内部のピストン１１０の位置に応じて、一つ又は二以上の流体ポート１８〜２６の間の流路を実質的にシールする。さらに、小径部１１４は一つ又は二以上の流体ポート１８〜２６の間の流路を形成する。以下に述べるように、ピストン１１０の位置は水処理システム１０の動作状態に影響を与える。
【００１２】
図４は本発明の一つの実施形態による水処理システム１０の動作の概略を示すフローチャートである。水処理システム１０はピストン１１０が第１の位置にあるステップ１１６で作動を開始する。再生ステージがステップ１１８で開始されると、ピストン１１０はステップ１２０で別の位置に移動し、これにより水処理システム１０はステップ１２２で第１の空気抜き状態となる。水処理システム１０は、ステップ１２４で制限時間が経過するまで、第１の空気抜き状態（ステップ１２２）にある。次にピストン１１０はステップ１２６で別の位置に移動し、これにより水処理システム１０はステップ１２８で第２の空気抜き状態となる。ステップ１３０において別の制限時間の後、ピストン１１０はステップ１３２で別の位置に移動し、これにより水処理システムはステップ１３４で逆洗状態となる。水処理システム１０はステップ１３６で別の制限時間が経過するまで、逆洗状態（ステップ１３４）にある。一旦ステップ１３６で制限時間が経過すると、ピストン１１０はまたステップ１３８で別の位置に移動し、これにより水処理システム１０はステップ１４０でまた別の制限時間（ステップ１４２）の間、吸気状態となる。ピストン１１０はステップ１４４で第１の位置へと復帰し、水処理システム１０は再びステップ１１６で作動状態となる。制限時間は事前に設定することが可能であり、互いに異なってもよい（以下で詳述する）。
【００１３】
図１は作動状態（即ち図４のステップ１１６）における水処理システム１０を示している。作動状態において、ピストン１１０はスペーサ組立体４２の中で最も右側に位置しており、未処理水が入口２４を通り、頂部２２を経由して流入し、バッフル１４６を通過してタンク１２の空気層３２に入るようになっている。バッフル１４６は未処理水を空気層３２の中へと分散させ、未処理水中のミネラル（例えばイオンの状態の鉄、硫化物、マンガン等）が空気層３２の中で酸素分子と十分に混合するようにする。酸素分子と混合することで、ミネラルは酸化され、その結果、固体分子や粒子となる。空気層３２を通過した後、未処理水は媒体層３４に到達する。媒体層３４はろ過媒体又は樹脂１４８を有しており、空気層３２で形成された固体粒子とともに他の微粒子もろ過して、処理水を水層３６に通過させる。処理水は、その後、第２の集塵器１５０を通過し、分配管１５２を上がって、分配部２８を通り、出口２６を通って外へ出る。第２の集塵器１５０はろ過媒体１４８がタンク１２から出ていくのを防ぐスクリーンの役割を果たす。
【００１４】
作動状態にある間、空気層３２の中の酸素は、ミネラルの酸化によって減少する。その結果、水処理システム１０は空気層３０を補給するため、再生ステージに入る。再生ステージは第１の空気抜き状態（即ち、図４のステップ１２２）、第２の空気抜き状態（即ち、図４のステップ１２８）、逆洗状態（即ち、図４のステップ１３４）、吸気状態（即ち、図４のステップ１４０）を含む。第１の空気抜き状態において、図５に示すように、ピストン１１０は少し左へと動かされ、頂部２２は入口２４と流体連絡状態では無くなる。ピストン１１０がピストンシール９４の一つから少しずれて位置決めされることで、頂部２２と排出口２０との間に小さな通気チャネル１５４ができ、タンク１２から空気（即ち加圧された空気）が排出口２０を通って出て行くことができるようになる。第２の空気抜き状態において、ピストン１１０は再び左へと動かされ、通気チャネル１５４がさらに開き、より多くの空気がタンク１２から流出するようになる。第２の空気抜き状態に続いて、タンク１２に残留している空気はタンク１２の外側の空気圧と同じ圧力となる（すなわち、もはやタンク１２の内部には加圧頭は存在しない）。いくつかの実施形態において、第１の空気抜きの際のピストンシール９４とピストン１１０との間の距離は約０．０１インチから約０．０２インチの範囲にあり、面積が約０．０５平方インチの通気チャネル１５４を形成する。第２の空気抜きの際のピストンシール９４とピストン１１０との間の距離は約０．０５インチ以上であることも可能であり、面積が約０．１平方インチの通気チャネル１５４を形成する。これらの距離や面積によって、騒音や振動といった悪影響をもたらすことなく効果的な空気抜きが行えることが分かった。
【００１５】
作動状態において、未処理水を追加するとタンク１２の内部の空気を圧縮し、加圧頭が生じる。仮にピストン１１０が再生ステージの間に頂部２２と排出口２０の間の流路を完全に開いたとしたら、加圧された空気が急速にタンク１２から流出することになる。このような急速な流出は、空気の流れそのものからの騒音を生じさせたり、パイプや部材を振動させたりするため、騒音がひどい水処理システムとなってしまう。所定時間設けられる第１の空気抜き状態のために、より小さな通気チャネル１５４を使用することで、加圧された空気がゆっくりと抜けていき、水処理システム１０の騒音を低減することができる。第１の空気抜き状態の時間と第２の空気抜き状態の時間は、悪影響無く最適に空気抜きが行える、実質的に最小の時間で空気抜き状態が実現されるように定めることができる。
【００１６】
逆洗状態は図６に示すように、第２の空気抜き状態に続いている。逆洗状態において、入口２４が分配部２８と連絡し、頂部２２が排出口２０と連絡するように、ピストン１１０はさらに左へと動かされる。入口２４からの水は分配部２８を通って分配管１５２と第２の集塵器１５０を経てタンク１２の中へと戻るように流れる。そして水層３６が上昇し、ろ過媒体１４８を持ち上げて振動させることで、タンク１２から粒子（即ち固体分子）を頂部２２を通って排出口２０から外へと運び出す。さらに、水層３６が上昇するにつれて、タンク１２中に残存した空気もまた排出口を通って外へと押し出される。
【００１７】
図７に吸気状態にある水処理システム１０を示す。逆洗状態の後、大気からの空気（即ち、酸素を含んだ空気）が再びタンク１２の中に入り、空気層３２を補給して媒体層３４を下方へ押し込む。空気は注入組立体４６を介してバルブ組立体１８へと入る。そして空気はベンチュリ組立体１５６を通過する。ベンチュリ組立体１５６は、入口２４から頂部２２へ空気と未処理水を吸入するために真空を生成する。空気は頂部２２を通過して移動しながら未処理水と交じり合い、タンク１２中の空気層３２を補給する。一旦吸気が完了したら（即ち、空気層３２が新たな酸素の供給を受けたら）、ピストン１１０は一番右に戻されて、水処理システム１０は作動状態に復帰する。
【００１８】
図８に示すように、ピストン組立体４０はパワーヘッド１６内にある光学エンコーダのようなエンコーダ１５８により作動される。エンコーダ１５８は偏心シャフト１６２に結合、または偏心シャフト１６２と一体化されたエンコーダシャフト１６０を有している。偏心シャフト１６２はリンク９８（図３に示すピストン組立体４０のリンク９８）の孔１６４と係合することによってピストン１１０と結合する。いくつかの実施形態においては、エンコーダ１５８は約８５組のスロット／リブ対と１組のホーミング（Ｈｏｍｉｎｇ）スロット／リブ対を有している。スロット／リブの位置決めによって約２度ずつの増分範囲内でエンコーダ１５８の回転制御が可能となる。ホーミングスロット／リブ対はエンコーダ１５８の回転停止のために用いられる。回転要素（エンコーダ１５８）から直線要素（ピストン１１０）へ変換される動きは回転制御と直線制御間の正弦関係を作り出すため、ピストン１１０の全並進移動は約１．１２５インチとなり、約０．０１３インチずつ増加することによって移動制御される。エンコーダ１５８による正確な制御によって、第１の空気抜き状態及び第２の空気抜き状態の間のピストンシール９４に関して、ピストン１１０が小さな通気チャネル１５４を形成できるようになる。
【００１９】
エンコーダ１５８の位置制御はモータ１６６、光センサ１６７（図９に示す）、そしてコントローラ１６９（マイクロコントローラのようなもの。図９に示す）の使用によって行われる。モータ駆動ギア１６８がモータ１６６によって回転し、エンコーダ駆動ギア１７０と噛み合ってエンコーダ１５８を回転させることができる。モータ１６６は固定具１７４によって上支持板１７２に結合され、支持されている。モータ１６６はまた、ワイヤハーネス１７８によって回路板１７６と電気的に接続されている。
【００２０】
図８に示すように、コントローラ１６９は回路板１７６の前面１９５に結合可能である。光センサ１６７はエンコーダ１５８と別体であっても一体化されていてもよく、エンコーダ１５８の位置に関してコントローラ１６９へと制御入力を行う。一つの実施形態においては、光センサ１６７は図９に示すように回路板１７６の背面１７９に結合されてもよい。モータ１６６はコントローラからの制御出力を受け、エンコーダ１５８の位置を調整したり維持したりする。光センサ１６７は、モータ１６６を介したエンコーダ１５８の回転が光センサの光路を交互に開放、遮断するように、エンコーダ１５８に対して位置決めされている。
【００２１】
パワーヘッド１６は、図８に示すように、背面板１８０と、カバー１８２と、ディスプレイ１８４と、下支持板１８６と、スイッチ１８８と、カム１９０と、変換器１９２と、メーターケーブル１９４とを備えている。背面板１８０とカバー１８２は、モータ１６６と、回路板１７６と、エンコーダ１５８等のパワーヘッド１６の部品を包囲している。ディスプレイ１８４は回路板１７６の前面１９５に接続され、コントローラ１６９によって制御される。カバー１８２の孔１９６によってユーザがディスプレイ１８４を見ることができるようになる。下支持板１８６はエンコーダ１８５とエンコーダ駆動ギア１７０を支持する。スイッチ１８８とカム１９０は上支持板１７２によって支持されている。変換器１９２は従来のコンセントに電気的に接続され、水処理システム１０に（例えばコントローラ１６９を介して）電源を供給する。メーターケーブル１９４はタンク１２への水流を検知するために用いられ、コントローラ１６９に電気的に接続されている。いくつかの実施形態においては、タンク１２へ所定量の水が流入したとメーターケーブル１９４によって検知した後にコントローラ１６９が再生ステージを開始する。他の実施形態においては、所定時間経過後にコントローラ１６９が再生ステージを開始する。
【００２２】
図１０に本発明の一つの実施形態による水処理システム１０のユーザ制御方法のブロック図を示す。以下に述べるステップは水処理システム１０を動作させるためにコントローラ１６９によって実施される調整可能な動作制御である。これらのステップはディスプレイ１８４に表示されることができ、ユーザはカバー１８４上のボタンカバー２００を通して、回路板１７６上のボタン１９８を押すことによって調整することが可能である。ある実施形態では、これらのステップは水処理システム１０の「システム・セットアップ」の間、表示することができる。ステップ２０２では、ユーザはシステムのタイプを定時タイプ又は定量タイプといった中から選択する。定時システムは所定時間が経過した時点で再生ステージを開始するものであり、定量システムはメーターケーブル１９４に関して上述したように、所定量の水が流入したと検知した時点で再生ステージを開始するものである。ステップ２０４では、ユーザは例えば水処理システム１０で用いられているバルブのタイプを入力又は選択することで、バルブタイプを選択することができる。ステップ２０６では、ユーザは必要な再生剤フローのタイプを何にするか選ぶことができる。例えばユーザは５サイクルの再生ステージの実行を選択することができる。ステップ２０８では、ユーザは情報をメートル法（ＳＩ単位系）で表示するか米国単位系で表示するかを選択することができる。ステップ２１０では、ユーザは再生優先期間を例えば日数によって選択することができる。再生優先は（ユーザが設定した）所定時間、再生ステージが開始されなかったときに発生する。ステップ２１２では、ユーザは再生ステージが開始される時刻を設定することができる。ステップ２１４では、ユーザは水処理システム１０が第１のサイクル（例えば第１の空気抜き状態）で動作する時間を、約２分といった具合に選択することができる。ステップ２１６では、ユーザは水処理システム１０が第２のサイクル（例えば第２の空気抜き状態）で動作する時間を、約１分といった具合に選択することができる。ステップ２１８では、ユーザは水処理システム１０が第３のサイクル（例えば逆洗状態）で動作する時間を、約１０分といった具合に選択することができる。制御ステップ２２０では、ユーザは水処理システム１０が第４のサイクル（例えば吸気状態）で動作する時間を、約１０分といった具合に選択することができる。ステップ２２２では、ユーザは水処理システム１０が第５のサイクル（例えば水軟化でしばしば用いられる高速すすぎ状態）で動作する時間を、約１０分といった具合に選択することができる。ステップ２２４では、ユーザはアラームのような補助リレーを有効化するか無効化するかを選択することができる。制御ステップにおいて、ユーザは（例えば設置後に初めて起動する場合）水処理システム１０を作動状態に入らせるか選択することができる。
【００２３】
以上のように特定の実施形態や例に関連して本発明を説明してきたが、本発明は必ずしもそのように限定されず、他の様々な実施形態、例、使用、改良や、実施形態、例、使用からの発展も添付された特許請求の範囲に含まれることは当業者が理解できる。ここで参照した各特許や出版物の全ての開示は引用により、あたかもそのような各特許や出版物が個々に援用されたかのように援用される。本発明の様々な特徴や利点は特許請求の範囲に示される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理システムの再生ステージを提供する方法であって、この方法は、
第１の期間、加圧され脱酸素化した空気をこの水処理システムから出て行かせるための第１の空気抜き状態に入るステップと、
第２の期間、この水処理システムの内側に残存した脱酸素化した空気の第１の圧力と水処理システムの外側の空気の第２の圧力とをつりあわせるための第２の空気抜き状態に入るステップと、
第３の期間、この水処理システムの内側から残存している脱酸素化した空気と粒子を追い出すための逆洗状態に入るステップと、
第４の期間、この水処理システムの内側に酸素を含んだ空気を入らせる吸気状態に入るステップとを備えている方法。
【請求項２】
前記方法はさらに、前記第１の空気抜き状態、前記第２の空気抜き状態、前記逆洗状態、前記吸気状態で前記水処理システムを動作させるためのバルブ装置とパワーヘッドを提供するステップを備えている請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の期間は約２分間である請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第２の期間は約１分間である請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１の期間、前記第２の期間、前記第３の期間、前記第４の期間はそれぞれ調整可能である請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記方法はさらに、この水処理システムを用いて、鉄、硫化物、マンガンのうち少なくとも一つを除去する請求項１記載の方法。
【請求項７】
鉄、硫化物、マンガンのうち少なくとも一つを除去するための水処理システムであって、この水処理システムは、
タンクと、
前記タンクに接続され、流体ポートを含むヘッド部と、
スペーサ組立体の内部に位置決めされたピストン組立体を含む、前記ヘッド部内のバルブ組立体と、
前記ヘッド部内のパワーヘッドであって、このパワーヘッドはエンコーダ、コントローラ、光センサ、モータを含み、
前記エンコーダは、前記ピストン組立体と接続され、
鉄、硫化物、マンガンのうち少なくとも一つを水から除去する作動状態と、
前記タンクから第１の量の空気が放出される第１の空気抜き状態と、
前記タンクから前記第１の量よりも多い第２の量の空気が放出される第２の空気抜き状態と、
逆洗状態と、
吸気状態と、
を提供するために、前記モータによって前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置を制御し、
前記光センサは、前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置をやり取りするために前記コントローラに電気的に接続されていることを特徴とする水処理システム。
【請求項８】
前記ピストン組立体の位置は、約０．０１３インチ単位で調整される請求項７記載の水処理システム。
【請求項９】
前記光エンコーダは約８５組のスロット／リブ対を有する請求項７記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記エンコーダは、前記エンコーダと前記ピストン組立体のつまみとを接続する偏心シャフトによって前記ピストン組立体と接続される請求項７記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置は、一つ又は二以上の前記流体ポートの間の流体の連絡を禁止又は許容することを特徴とする請求項７記載の水処理システム。
【請求項１２】
前記流体ポートは、流体入口ポート、流体出口ポート、流体分配部ポート、頂部流体ポート、流体排出口ポートを含む請求項７記載の水処理システム。
【請求項１３】
タンクと、
前記タンクに接続され、流体ポートを有するヘッド部と、
スペーサ組立体の内部に位置決めされたピストン組立体を有するバルブ組立体であって、前記ピストン組立体は二以上のセクションを含み、前記スペーサ組立体は前記二以上のセクションと係合する二以上のシール組立体を含み、
前記スペーサ組立体の内部で前記ピストン組立体の位置を制御するパワーヘッドであって、前記二以上のセクションのうち一つと、前記二以上のシール組立体のうち一つとの間の第１の間隔を制御するパワーヘッドを有し、
前記第１の間隔は、最小限の騒音で前記タンクから空気を開放する第１の空気抜き状態のため、第１の通気チャネルを形成する約０．０１インチから約０．０２インチの間隔である水処理システム。
【請求項１４】
前記パワーヘッドは、前記二以上のセクションのうち一つと前記二以上のピストンシール組立体のうち一つとの間の開口面積を第１の空気抜き状態のための第１の通気チャネルを形成するために約０．０５平方インチとするよう、前記スペーサ組立体の内部で前記ピストン組立体の位置を制御する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１５】
前記パワーヘッドは、前記二以上のセクションのうち一つと前記二以上のピストンシール組立体のうち一つとの間の第２の距離を、第２の空気抜き状態のための第２の通気チャネルを形成するために約０．０５インチ以上とするよう、前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置を制御する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１６】
前記パワーヘッドは、前記二以上のセクションのうち一つと前記二以上のピストンシール組立体のうち一つとの間の開口面積を第２の空気抜き状態のための第２の通気チャネルを形成するために約０．０５平方インチとするよう、前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置を制御する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１７】
前記パワーヘッドは、前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置を制御するため、コントローラ、モータ、エンコーダ、光学センサを有する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１８】
前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置は、一つ又は二以上の前記流体ポートの間の流体の連絡を禁止又は許容する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１９】
前記流体ポートは、流体入口ポート、流体出口ポート、流体分配部ポート、頂部流体ポート、流体排出口ポートを含む請求項１３記載の水処理システム。
【請求項２０】
前記水処理システムは、水から少なくとも鉄、硫化物、マンガンのいずれか一つを除去することを特徴とする請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１】
水処理システムの再生ステージを提供する方法であって、この方法は、
第１の期間、加圧され脱酸素化した空気をこの水処理システムから出て行かせるための第１の空気抜き状態に入るステップと、
第２の期間、この水処理システムの内側に残存した脱酸素化した空気の第１の圧力と水処理システムの外側の空気の第２の圧力とをつりあわせるための第２の空気抜き状態に入るステップと、
第３の期間、この水処理システムの内側から残存している脱酸素化した空気と粒子を追い出すための逆洗状態に入るステップと、
第４の期間、この水処理システムの内側に酸素を含んだ空気を入らせる吸気状態に入るステップとを備えている方法。
【請求項２】
前記方法はさらに、前記第１の空気抜き状態、前記第２の空気抜き状態、前記逆洗状態、前記吸気状態で前記水処理システムを動作させるためのバルブ装置とパワーヘッドを提供するステップを備えている請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の期間は約２分間である請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第２の期間は約１分間である請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１の期間、前記第２の期間、前記第３の期間、前記第４の期間はそれぞれ調整可能である請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記方法はさらに、この水処理システムを用いて、鉄、硫化物、マンガンのうち少なくとも一つを除去する請求項１記載の方法。
【請求項７】
鉄、硫化物、マンガンのうち少なくとも一つを除去するための水処理システムであって、この水処理システムは、
タンクと、
前記タンクに接続され、流体ポートを含むヘッド部と、
スペーサ組立体の内部に位置決めされたピストン組立体を含む、前記ヘッド部内のバルブ組立体と、
前記ヘッド部内のパワーヘッドであって、このパワーヘッドはエンコーダ、コントローラ、光センサ、モータを含み、
前記エンコーダは、前記ピストン組立体と接続され、
鉄、硫化物、マンガンのうち少なくとも一つを水から除去する作動状態と、
前記タンクから第１の量の空気が放出される第１の空気抜き状態と、
前記タンクから前記第１の量よりも多い第２の量の空気が放出される第２の空気抜き状態と、
逆洗状態と、
吸気状態と、
を提供するために、前記モータによって前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置を制御し、
前記光センサは、前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置をやり取りするために前記コントローラに電気的に接続されていることを特徴とする水処理システム。
【請求項８】
前記ピストン組立体の位置は、約０．０１３インチ単位で調整される請求項７記載の水処理システム。
【請求項９】
前記光エンコーダは約８５組のスロット／リブ対を有する請求項７記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記エンコーダは、前記エンコーダと前記ピストン組立体のつまみとを接続する偏心シャフトによって前記ピストン組立体と接続される請求項７記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置は、一つ又は二以上の前記流体ポートの間の流体の連絡を禁止又は許容することを特徴とする請求項７記載の水処理システム。
【請求項１２】
前記流体ポートは、流体入口ポート、流体出口ポート、流体分配部ポート、頂部流体ポート、流体排出口ポートを含む請求項７記載の水処理システム。
【請求項１３】
タンクと、
前記タンクに接続され、流体ポートを有するヘッド部と、
スペーサ組立体の内部に位置決めされたピストン組立体を有するバルブ組立体であって、前記ピストン組立体は二以上のセクションを含み、前記スペーサ組立体は前記二以上のセクションと係合する二以上のシール組立体を含み、
前記スペーサ組立体の内部で前記ピストン組立体の位置を制御するパワーヘッドであって、前記二以上のセクションのうち一つと、前記二以上のシール組立体のうち一つとの間の第１の間隔を制御するパワーヘッドを有し、
前記第１の間隔は、最小限の騒音で前記タンクから空気を開放する第１の空気抜き状態のため、第１の通気チャネルを形成する約０．０１インチから約０．０２インチの間隔である水処理システム。
【請求項１４】
前記パワーヘッドは、前記二以上のセクションのうち一つと前記二以上のピストンシール組立体のうち一つとの間の開口面積を第１の空気抜き状態のための第１の通気チャネルを形成するために約０．０５平方インチとするよう、前記スペーサ組立体の内部で前記ピストン組立体の位置を制御する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１５】
前記パワーヘッドは、前記二以上のセクションのうち一つと前記二以上のピストンシール組立体のうち一つとの間の第２の距離を、第２の空気抜き状態のための第２の通気チャネルを形成するために約０．０５インチ以上とするよう、前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置を制御する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１６】
前記パワーヘッドは、前記二以上のセクションのうち一つと前記二以上のピストンシール組立体のうち一つとの間の開口面積を第２の空気抜き状態のための第２の通気チャネルを形成するために約０．０５平方インチとするよう、前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置を制御する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１７】
前記パワーヘッドは、前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置を制御するため、コントローラ、モータ、エンコーダ、光学センサを有する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１８】
前記スペーサ組立体の内部の前記ピストン組立体の位置は、一つ又は二以上の前記流体ポートの間の流体の連絡を禁止又は許容する請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１９】
前記流体ポートは、流体入口ポート、流体出口ポート、流体分配部ポート、頂部流体ポート、流体排出口ポートを含む請求項１３記載の水処理システム。
【請求項２０】
前記水処理システムは、水から少なくとも鉄、硫化物、マンガンのいずれか一つを除去することを特徴とする請求項１３記載の水処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２０１２−５１６７６４（Ｐ２０１２−５１６７６４Ａ）
【公表日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４８３７５（Ｐ２０１１−５４８３７５）
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２２７６５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８８６１９
【国際公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（５１００８０８２０）ペンテア レジデンシャル フィルトレイション リミテッド ライアビリティ カンパニー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２２７６５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８８６１９
【国際公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（５１００８０８２０）ペンテア レジデンシャル フィルトレイション リミテッド ライアビリティ カンパニー (3)
【Ｆターム（参考）】
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