軟水化装置およびそれを備えた給湯装置
【課題】従来の軟水化装置は、陽イオン交換樹脂の再生に塩が用いられており、軟水の使用水量に応じて定期的に塩を補充する必要があり、塩の補充に手間がかかるという課題があった。
【解決手段】本発明の軟水化装置は、隔膜で分離した軟水室と濃縮室を交互に複数設けた電気透析部と、濃縮室に水を供給する循環ポンプと、濃縮された水に含まれる硬度成分を除去する析出除去手段とを備え、析出除去手段で濃縮水に含まれる硬度成分を除去することで、硬度成分による膜の閉塞を防止し連続的に軟水を得ることができる。さらに、濃縮水を繰り返し利用することで再生を行うため、水の使用量を低減することができる。
【解決手段】本発明の軟水化装置は、隔膜で分離した軟水室と濃縮室を交互に複数設けた電気透析部と、濃縮室に水を供給する循環ポンプと、濃縮された水に含まれる硬度成分を除去する析出除去手段とを備え、析出除去手段で濃縮水に含まれる硬度成分を除去することで、硬度成分による膜の閉塞を防止し連続的に軟水を得ることができる。さらに、濃縮水を繰り返し利用することで再生を行うため、水の使用量を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤の供給を不要とし連続的に軟水を供給するための軟水化装置および軟水化装置を用いた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟水生成装置としてはイオン交換樹脂や逆浸透膜、電気透析を用いたものが数多く提案されており、例えば、ナトリウムイオンを交換基として有する陽イオン交換樹脂を用い、陽イオン交換樹脂によって原水中に含まれる硬度成分であるカルシウムイオンやマグネシウムイオンをナトリウムイオンにイオン交換して軟水を得るものが知られている。
【０００３】
そして、陽イオン交換樹脂の交換基であるナトリウムイオンがすべてカルシウムイオンやマグネシウムイオンと交換された後は、イオン交換ができなくなるため、再びイオン交換を行えるように、陽イオン交換樹脂の再生を行う必要がある。
【０００４】
この陽イオン交換樹脂の再生には、塩などが用いられており、軟水の使用水量に応じて定期的に塩を補充する必要があり、塩の補充に手間がかかるという課題があった。そこで、塩を用いない陽イオン交換樹脂の再生方法として、逆浸透膜を用い軟水を得る方法（例えば特許文献１参照）や、電気透析により軟水を得る方法、電気透析の電極間にイオン交換樹脂を充填し、水の乖離により生成する水素イオンにより陽イオン交換樹脂を効率的に再生する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平７−６８２５６号公報
【特許文献２】特開２００６−４３５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら逆浸透膜や電気透析を用いて軟水を得る方法では、濃縮水の流量を減少させると、濃縮部で硬度成分の析出が起こるため膜の閉塞がおきるという課題があった。また水の乖離により生成する水素イオンにより陽イオン交換樹脂を効率的に再生する方法においても、再生を行うための水の使用量を減少させると濃縮室で硬度成分の濃縮が起こり隔膜の目詰まりが生じるため、メンテナンスが必要になるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の軟水化装置は、隔膜で分離した軟水室と濃縮室を交互に複数設けた電気透析手段と、濃縮室に水を供給する循環ポンプと、濃縮された水に含まれる硬度成分を除去する析出除去手段とを備え、析出除去手段で濃縮水に含まれる硬度成分を除去することで、硬度成分による膜の閉塞を防止し連続的に軟水を得ることができる。さらに、濃縮水を繰り返し利用することで再生を行うため、水の使用量を低減することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の軟水化装置は、濃縮室の水を循環ポンプにより循環され析出除去手段で硬度成分を除去することで膜の閉塞を防止でき濃縮水を繰り返し利用することが可能となる。そのため再生を行うための水の使用量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明における軟水化装置は、隔膜で分離しイオン交換体を充填した軟水室と濃縮室を交互に複数設けた電気透析手段と、濃縮室に水を供給する循環ポンプと、濃縮された
水（以下凝縮水という）に含まれる硬度成分を除去する析出除去手段とを備え、電気透析により硬度成分を濃縮室に移動させ濃縮するとともに軟水室から軟水を得ることができる。そして、濃縮室の水は循環ポンプにより循環され析出除去手段で硬度成分を除去することで膜の閉塞を防止できるため濃縮水を繰り返し利用することが可能となる。そのため再生を行うための水の使用量を低減することができる。
【０００９】
第２の発明は、析出除去手段を、硬度成分の析出促進手段とろ過手段とを備えた構成とし、析出促進手段で濃縮水中の硬度成分の析出を促進させることで、ろ過手段により硬度成分を除去することができる。
【００１０】
第３の発明は、析出除去手段に硬度成分析出部を備え、硬度成分を析出部に析出させることで除去することができる。
【００１１】
第４の発明は、析出除去手段はスケール防止材混入部を備え、濃縮水にスケール防止剤を混入することで、濃縮水中の硬度成分の析出を防止し膜の閉塞を防止できるため濃縮水を繰り返し利用することが可能となる。
【００１２】
第５の発明は、イオン交換体をイオン交換基を有する織布、不織布ないしはその加工品で構成し、イオン交換体を織布、不織布とすることで軟水室にイオン交換体を均一に充填することができる。
【００１３】
第６の発明は、イオン交換体をイオン交換基を有する繊維と導電繊維を不織布状に形成した構成とし、導電繊維を混合することで軟水室内の電気抵抗を低下させることができ、消費電力を低減することができる。
【００１４】
第７の発明は、請求項１から６における軟水化装置を給湯機などの給湯装置に搭載した構成としている。給湯装置に軟水化装置を搭載することで、給湯熱交換器の伝熱面に形成するスケール生成を抑制することができる。これにより、熱交換器の水回路閉塞や流量抵抗の増加を防止できると共に、熱交換効率を高めることができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。各実施の形態において、同じ形態および同じ動作を行う部分については同一符号を付与し、詳細な説明を省力する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は軟水化装置の構成図である。軟水化装置は給水路１と給水路１からの水を電気透析により分離する電気透析手段２、電気透析手段２は、陽イオン交換膜隔膜３ａ、３ｂ、３ｃおよび陰イオン交換膜４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで軟水室５ａ、５ｂ、５ｃと濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃを分離形成し、電気透析手段２の両端には陽極７を備えた陽極室８と陰極９を備えた陰極室１０が備えられている。
【００１７】
軟水室５ａ、５ｂ、５ｃには陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂からなるイオン交換体１１が充填されており、給水路１は電磁弁１２を介して、軟水室５ａ、５ｂ、５ｃに設けた軟水室入り口１３ａ、１３ｂ、１３ｃと接続されており、軟水室出口１４ａ、１４ｂ、１４ｃは軟水を使用する機器１５と接続されている。軟水室入り口１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび軟水室出口１４ａ、１４ｂ、１４ｃには軟水室５ａ、５ｂ、５ｃに充填したイオン交換体１１の流出を防止するためのフィルタ（図示せず）が設けられている。
【００１８】
陽極７および陰極９はチタンを基材として白金、イリジウムなどの貴金属をメッキもし
くは焼結した貴金属電極を用いている。電極の形状としては、平板、メッシュ、パンチングなどを用いることが可能であり、所定の電極面積を確保できるのであれば電極の形状に制約を設けるものではない。
【００１９】
また、陽極７および陰極９間には直流電源（図示せず）により、直流電圧が印加される構成となっている。濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃは濃縮室入り口１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して循環流路１７と接続されており、循環流路１７には濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃに水を送るための循環ポンプ１８が備えられている。濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃを通過した水は濃縮室出口１９ａ、１９ｂ、１９ｃを介して析出除去手段２０と接続されている。
【００２０】
析出除去手段２０は、円筒状の本体２１、本体２１の上部および下部の内部に、ろ過手段としてのろ材２２、および硬度成分の析出促進手段としてアルカリ溶出剤２３が漏れ出ないようにするフィルタ２４およびフィルタ２４を支える支持板２５が装着されている。析出除去手段２０の上部は循環流路１７を介して濃縮室出口１９ａ、１９ｂ、１９ｃと接続されるとともに排水弁２６を介して排水流路２７と接続されている。また、析出除去手段２０の下部は循環流路１７を介して濃縮室出口１６ａ、１６ｂ、１６ｃと接続されると共に、電磁弁１２を介して給水路１と接続されている。また図示はしていないが、直流電源、電磁弁１２、循環ポンプ１８、排水弁２６の動作を制御するための制御手段を備えている。
【００２１】
以上のように構成された軟水化装置において動作および作用を説明する。軟水使用機器１５で軟水を使用するとき、給水路１からの給水は電磁弁１２を介して電気透析手段２の軟水室入り口１３ａ、１３ｂ、１３ｃに供給される。軟水室５ａ、５ｂ、５ｃでは内部に充填したイオン交換体１１によりイオン交換され、ナトリウムやカルシウムなどの陽イオンは水素イオンとイオン交換し、炭酸イオンや塩素イオンなどの陰イオンは水酸化イオンとイオン交換されることで軟水室５ａ、５ｂ、５ｃでは軟水が生成される。このようにして生成された軟水が軟水使用機器に供給される。
【００２２】
なお、イオン交換体１１としては、強酸性陽イオン交換樹脂や弱酸性陽イオン交換樹脂など陽イオンを交換する官能基を有した陽イオン交換体と強塩基性陰イオン交換樹脂や弱塩基性イオン交換樹脂など陰イオンを交換する官能基を有した陰イオン交換体の混合物を用いることができる。イオン交換体としては、水の解離により生成した水素イオンおよび水酸化イオンで再生できるものであれば官能基を限定するものではないが、再生のしやすさから弱酸性陽イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂の組み合わせが望ましい。
【００２３】
イオン交換体１１の形態としては粒状、織布、不織布ないしはその加工品を用いることが可能であるが、イオン交換体１１を織布もしくは不織布の形態とすることで軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体１１を均一に充填することができ、加工が容易となる。さらに軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体１１を充填することで、軟水室５ａ、５ｂ、５ｃの電気抵抗を低下させることができる。さらにイオン交換体１１に導電繊維などを混合することで軟水室内の電気抵抗を低下させることができ、消費電力を低減することができる。
【００２４】
軟水を使用する機器１５としては、洗濯機や食器洗浄機など洗浄機器、調理機器、スケールの析出が問題となるスチーム使用機器、美容理容機器などに用いることができる。洗濯機や食器洗浄機などの洗浄機器では、硬度成分が界面活性剤の働きを阻害するため軟水を用いることで洗浄力を高めることができるとともに、硬度成分による石鹸かすの生成を抑制するため、衣類のごわつきや食器の水滴残りなどを防ぐことができ高品位な仕上がりを提供することができる。
【００２５】
また、調理機器として炊飯器などに用いた場合には、軟水の効果により米への吸水を促進、米粒の崩れ・硬さのバランス向上などのご飯の食味を向上することができる。また軟水は、昆布などの旨味成分（アミノ酸）の抽出も促進するため、軟水の適した素材に対して軟水調理を行うことで、調理品の食味を向上することができる。
【００２６】
つぎにイオン交換体１１の再生時の作用について説明する。イオン交換体１１の再生時には、陽極７および陰極９間に直流電圧を印加することで、イオン交換体１１の内部および陽イオン交換膜隔膜３ａ、３ｂ、３ｃ、陰イオン交換膜４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ交換膜との接触界面で水の解離がおきる。水の解離で生成した水素イオンおよび水酸化イオンはイオン交換体１１の内部で局所的に高濃度化することで、イオン交換体１１に吸着したカルシウムなどの陽イオンおよび炭酸イオンや塩素イオンなどの陰イオンは、水素イオンおよび水酸化イオンとイオン交換されイオン交換体１１が再生される。
【００２７】
このときイオン交換体１１から離脱した、カルシウムなどの陽イオンは陰極９側に引っ張られ、陽イオン交換膜３ａ、３ｂ、３ｃ３を介して濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃに移動するとともに、炭酸イオンや塩素イオンなどの陰イオンは陽極７側に引っ張れ、陰イオン交換膜４ａ、４ｂ、４ｃを介して陽極室８および濃縮室６ａ、６ｂに移動し、濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃでは水中のイオンが濃縮されていく。濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃで濃縮された水は循環ポンプ１８により、析出除去手段２０に送られる。析出除去手段２０に送られた濃縮水中の硬度成分はアルカリ溶出剤２３から溶出したアルカリ成分により炭酸カルシウムとして析出しやすくなるため、ろ材２２によってろ過することができる。
【００２８】
アルカリ溶出剤２３としては、カルシウムやマグネシウムなどの水酸化物や水ガラスなどを造粒しペレット状にしたものなどを用いることができる。硬度成分は溶解度の低い炭酸カルシウムや硫酸カルシウムの形態ではなく溶解度の高い重炭酸カルシウムや重炭酸マグネシウムの形態で溶解しており、重炭酸イオンはｐＨによってその存在比が変化するため、アルカリ溶出剤２３により濃縮水のｐＨをアルカリ性にすることで濃縮水の硬度成分の析出を促進させることができる。
【００２９】
このように濃縮水の硬度成分を析出除去手段で除去することでイオン交換膜の閉塞を防止できるため、濃縮水を繰り返し利用することが可能となり再生を行うための水の使用量を低減することができる。
【００３０】
また、本実施の形態では軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体１１を充填した構成を示したが、軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体を充填せず、電気透析の作用によって軟水を精製する方法においても、同様の効果を得ることができ、濃縮水で濃縮された硬度成分を析出除去手段で除去することでイオン交換膜の閉塞を防止でき濃縮水を繰り返し利用することが可能となる。そのため再生を行うための水の使用量を低減することができる。
【００３１】
軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体を充填することで、イオン交換体１１のイオン交換作用により軟水を得ることができるため、電気透析のみで軟水を得る場合よりも、処理速度を速めることができる。さらに、軟水使用機器１５の停止時間をイオン交換体１１の再生時間に充当することが可能となるため、印加電圧および電流値を下げることが可能となり、電極表面積の低減ができるとともに、電極表面にメッキもしくは焼結させる白金、イリジウムなどの貴金属を薄膜化することが可能となり、高価な貴金属材料の使用を減らすことができる。
【００３２】
つぎに、ろ材２２の逆洗浄時の動作を説明する。逆洗浄を行うタイミングは使用者の任意で実施する手動洗浄式や所定の時間毎に洗浄を行う自動洗浄があるが、洗浄の頻度やタ
イミングは使用する機器によっても異なるため本実施の形態では使用者の任意で洗浄を行う手動洗浄の方法を説明する。洗浄のタイミングとしては、析出除去手段２０の圧損を検出することで洗浄のタイミングを検出する方法や、循環流路１７を流れる流量を検知し、洗浄のタイミングを検出する方法や、所定の通水量や所定の通水時間が経過したときに洗浄を行う方法、使用状態に関係なく一定間隔毎に再生を行う方法など種々のタイミングが考えられ、いずれのタイミングであっても同様の効果を得ることが出来る。
【００３３】
洗浄時には、制御手段により電磁弁１２を給水路１と析出除去手段２０の下部が接続するように切り替え、排水弁２６を開放する。給水路１からの水は、電磁弁１２を介して析出除去手段２０の下部から供給され、ろ材２２に補足した硬度成分を排水流路２７より除去することができる。このように、逆方向に通水を行うことで、ろ材２２の攪拌洗浄を行うことができ、捕捉した硬度成分を排出すると共に、ろ材２２の目詰まりを防止することができる。
【００３４】
なお本実施の形態では、ろ過手段として、ろ材２２を用いた方法を示したが、析出した硬度成分を除去し逆通水により洗浄可能な構成であれば、セラミックや高分子、金属の平膜、プリーツ膜、中空糸膜などを用いた場合においても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。実施の形態１と異なる点は、析出除去手段に硬度成分析出部を設けた点である。図２は軟水化装置の構成図である。軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにはイオン交換体２８としてイオン交換基を有する不織布を備えている。析出除去手段２０は、硬度成分析出部として析出電極２９、対電極３０、基準電極３１と、析出電極２９および対電極３０、基準電極３１間に印加する電圧を制御する電圧制御部（図示せず）を備え、上部に濃縮水入り口３２および横部に濃縮水出口３３を設けた構成となっている。
【００３６】
析出除去手段２０の底部は、取り外し可能に設けた底部３４が備えられている。析出電極としては、ステンレスや亜鉛などの金属電極を用いることができる。電極の形状としては、平板、メッシュ、パンチングなどを用いることが可能であるが、硬度成分を析出させる電極形状としては表面積が大きく、析出保持量が多く保てるメッシュ形状が望ましい。
【００３７】
上記構成において、濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃの濃縮水は循環ポンプ１８により循環利用され、濃縮室出口１９ａ、１９ｂ、１９ｃからの濃縮水は析出除去手段２０の上部に設けた濃縮水入り口３２より析出除去手段２０に供給される。析出除去手段２０では電圧制御部により基準電極３１をグランドとして析出電極２９の電位を対電極３０よりも負の電位にすることで、濃縮水に含まれる硬度成分は析出電極２９上に付着し、硬度成分が析出除去された濃縮水が濃縮水出口３３を介して濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃに循環される。
【００３８】
さらに析出電極２９に付着した硬度成分の層が厚くなるに伴い、付着した硬度成分の一部は析出電極２９から剥離し析出除去手段２０の底部３４に堆積していく。底部３４は取り外し可能に設けられているため底部３４に堆積した硬度成分は使用者によって洗浄ないしは除去することが可能となる。
【００３９】
このように硬度成分析出部を備え、電気的な牽引力により硬度成分を析出部に析出させることで濃縮水中の硬度成分を除去することができる。なお、本実施の形態では電圧制御部により基準電極３１をグランドとして析出電極２９の電位を対電極３０よりも負の電位にすることで、硬度成分を電気的な牽引力により析出電極２９に析出させる構成を示したが、印加電圧の極性を切り替えて析出電極２９と対電極３０を切り替えながら使用する方法を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では直流電圧を印加する方法を示したが、析出電極２９と対電極３０間に電位差が生じ析出電極２９に硬度成分が析出する電位差が与えられるのであれが、交流電圧を印加する方法、ないしは外部電圧を引加せず金属間の電位差を利用する方法を用いても同様な効果を得ることができる。なお、析出除去手段２０にスケール防止材混入部を備え、濃縮水にスケール防止剤を混入することで、濃縮水中の硬度成分の析出を防止し膜の閉塞を防止することもできる。
【００４１】
（実施の形態３）
以下、本発明の第３の実施の形態について図面を用いて説明する。図３は軟水装置をヒートポンプ式給湯機に用いた構成図である。本形態は貯湯タンク３６と、熱交換器３７を備えたヒートポンプユニット３８、熱交換器給水路３９、貯湯タンク給水路４０、給湯回路４１を備えている。またヒートポンプユニット３８には、冷媒を内部に有する冷媒回路４３、冷媒回路４３には大気熱を集熱する蒸発器４４、圧縮手段４５、膨張手段４６を順次備えた構成となっている。
【００４２】
冷媒としてはＣＯ２などの自然冷媒が用いられており、冷媒は冷媒回路４３の中を循環し、蒸発器４４により大気中の熱を取り込むと共に、圧縮手段４５で圧縮されさらに高温となり、冷媒の熱は熱交換器３７で熱交換器給水路３９の水を加熱するために用いられ、温度の下がった冷媒は膨張手段４６をへて蒸発器４４に送られ、再び大気熱を取り込むものである。貯湯タンク３６の下部には熱交換器給水路３９、貯湯タンク給水路４０が接続され、熱交換器給水路３９には軟水化装置４７および循環ポンプ４８が設けられている。
【００４３】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。軟水化装置１における軟水化および再生時の動作は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。ヒートポンプユニット３８では、冷媒が冷媒回路４３の中を循環し、蒸発器４４により冷媒に大気中の熱を取り込むと共に、圧縮手段４５で圧縮することでさらに冷媒を高温とし、熱交換器３７で熱交換器給水路３９から送られた軟水を加熱する。冷媒は膨張手段４６をへて蒸発器４４に送られ、再び大気熱を取り込むものである。
【００４４】
循環ポンプ４８により貯湯タンク３６の下部から熱交換器給水路３９を経て熱交換器３７に供給された軟水は、熱交換器３７で高温に加熱され、給湯回路４０を通って貯湯タンク３６に送られる。使用者が給湯機の湯を使用する時、貯湯タンク３６の上部より、湯水混合などで適温に調整された湯が使用者の使用箇所（台所、洗面所、風呂場など）に供給される。貯湯タンク３６の湯が使用されたときには、貯湯タンク３６の下部の貯湯タンク給水路４０より水が貯湯タンク３６に補充される。
【００４５】
熱交換３７では、水が急速に加熱されるため水中に含まれるカルシウムやマグネシウム、などがスケールとして伝熱面に付着し熱交換効率を低下すると共に、熱交換器３７のみず回路を閉塞する可能性もあった。しかしながら本実施の形態のように、熱交換器３７に軟水化装置４７で生成した軟水を供給することで、熱交換器の伝熱面に形成するスケール生成を抑制することができる。これにより、熱交換器の水回路閉塞を防止できると共に、熱交換効率を高めることができる。
【００４６】
さらに、軟水を風呂等の入浴洗浄時にもちいることで、石鹸カスの生成を抑えることができ、アレルギーの抑制や美容効果が得られることが知られており、軟水を肌や頭髪の洗浄水としてもちいることで、これらの軟水効果を得ることが出来ると共に、石鹸カスの生成やスケールの付着を抑制することができ、水周りの掃除の手間が軽減できるという効果も得ることが出来る。
【００４７】
また、ヒートポンプ式給湯機のように使用水量も多く、かつ屋外に設置する給湯機器に従来の軟水装置を組み合わせた場合には、塩の補充の頻度や量が多くなるとともに、集合住宅などの省スペースに設置した場合には塩の補充などのメンテナンスの手間が作業性も悪く問題になることが考えられるが、本実施の形態の軟水装置をもちいることで、塩の使用を不要とし補充の手間を軽減することができる。
【００４８】
さらに、本実施の形態のように貯湯タンク３６を持つヒートポンプ式給湯機と組み合わせることで、軟水化装置においてイオン交換体１１を再生するために軟水を採取できない時間が生じた場合でも、貯湯タンク３６から温水を使用者に供給することができるため、使用者に不便をかけることをなくすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように本発明にかかる軟水化装置は、薬剤の供給を不要とし連続的に軟水を供給するものであり、軟水を使用する機器としては洗濯機、食器洗浄器、給湯装置、調理機器など水を使用する機器に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１における軟水化装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における軟水化装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３における軟水装置を備えた給湯機の構成図
【符号の説明】
【００５１】
１ 給水路
２ 電気透析手段
３ａ、３ｂ、３ｃ 陽イオン交換膜隔膜
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 陰イオン交換膜
５ａ、５ｂ、５ｃ 軟水室
６ａ、６ｂ、６ｃ 濃縮室
７ 陽極
８ 陽極室
９ 陰極
１０ 陰極室
１１ イオン交換体
１２ 電磁弁
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 軟水室入り口
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 軟水室出口
１５ 軟水使用機器
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 濃縮室入り口
１７ 循環流路
１８ 循環ポンプ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 濃縮室出口
２０ 析出除去手段
２１ 本体
２２ ろ材
２３ アルカリ溶出剤
２４ フィルタ
２５ 支持板
２６ 排水弁
２７ 排水流路
２８ イオン交換体
２９ 析出電極
３０ 対極
３１ 基準電極
３２ 濃縮水入り口
３３ 濃縮水出口
３４ 底部
３６ 貯湯タンク
３７ 熱交換器
３８ ヒートポンプユニット
３９ 熱交換器給水路
４０ 貯湯タンク給水路
４１ 給湯回路
４３ 冷媒回路
４４ 蒸発器
４５ 圧縮手段
４６ 膨張手段
４７ 軟水化装置
４８ 循環ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤の供給を不要とし連続的に軟水を供給するための軟水化装置および軟水化装置を用いた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟水生成装置としてはイオン交換樹脂や逆浸透膜、電気透析を用いたものが数多く提案されており、例えば、ナトリウムイオンを交換基として有する陽イオン交換樹脂を用い、陽イオン交換樹脂によって原水中に含まれる硬度成分であるカルシウムイオンやマグネシウムイオンをナトリウムイオンにイオン交換して軟水を得るものが知られている。
【０００３】
そして、陽イオン交換樹脂の交換基であるナトリウムイオンがすべてカルシウムイオンやマグネシウムイオンと交換された後は、イオン交換ができなくなるため、再びイオン交換を行えるように、陽イオン交換樹脂の再生を行う必要がある。
【０００４】
この陽イオン交換樹脂の再生には、塩などが用いられており、軟水の使用水量に応じて定期的に塩を補充する必要があり、塩の補充に手間がかかるという課題があった。そこで、塩を用いない陽イオン交換樹脂の再生方法として、逆浸透膜を用い軟水を得る方法（例えば特許文献１参照）や、電気透析により軟水を得る方法、電気透析の電極間にイオン交換樹脂を充填し、水の乖離により生成する水素イオンにより陽イオン交換樹脂を効率的に再生する方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平７−６８２５６号公報
【特許文献２】特開２００６−４３５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら逆浸透膜や電気透析を用いて軟水を得る方法では、濃縮水の流量を減少させると、濃縮部で硬度成分の析出が起こるため膜の閉塞がおきるという課題があった。また水の乖離により生成する水素イオンにより陽イオン交換樹脂を効率的に再生する方法においても、再生を行うための水の使用量を減少させると濃縮室で硬度成分の濃縮が起こり隔膜の目詰まりが生じるため、メンテナンスが必要になるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の軟水化装置は、隔膜で分離した軟水室と濃縮室を交互に複数設けた電気透析手段と、濃縮室に水を供給する循環ポンプと、濃縮された水に含まれる硬度成分を除去する析出除去手段とを備え、析出除去手段で濃縮水に含まれる硬度成分を除去することで、硬度成分による膜の閉塞を防止し連続的に軟水を得ることができる。さらに、濃縮水を繰り返し利用することで再生を行うため、水の使用量を低減することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の軟水化装置は、濃縮室の水を循環ポンプにより循環され析出除去手段で硬度成分を除去することで膜の閉塞を防止でき濃縮水を繰り返し利用することが可能となる。そのため再生を行うための水の使用量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明における軟水化装置は、隔膜で分離しイオン交換体を充填した軟水室と濃縮室を交互に複数設けた電気透析手段と、濃縮室に水を供給する循環ポンプと、濃縮された
水（以下凝縮水という）に含まれる硬度成分を除去する析出除去手段とを備え、電気透析により硬度成分を濃縮室に移動させ濃縮するとともに軟水室から軟水を得ることができる。そして、濃縮室の水は循環ポンプにより循環され析出除去手段で硬度成分を除去することで膜の閉塞を防止できるため濃縮水を繰り返し利用することが可能となる。そのため再生を行うための水の使用量を低減することができる。
【０００９】
第２の発明は、析出除去手段を、硬度成分の析出促進手段とろ過手段とを備えた構成とし、析出促進手段で濃縮水中の硬度成分の析出を促進させることで、ろ過手段により硬度成分を除去することができる。
【００１０】
第３の発明は、析出除去手段に硬度成分析出部を備え、硬度成分を析出部に析出させることで除去することができる。
【００１１】
第４の発明は、析出除去手段はスケール防止材混入部を備え、濃縮水にスケール防止剤を混入することで、濃縮水中の硬度成分の析出を防止し膜の閉塞を防止できるため濃縮水を繰り返し利用することが可能となる。
【００１２】
第５の発明は、イオン交換体をイオン交換基を有する織布、不織布ないしはその加工品で構成し、イオン交換体を織布、不織布とすることで軟水室にイオン交換体を均一に充填することができる。
【００１３】
第６の発明は、イオン交換体をイオン交換基を有する繊維と導電繊維を不織布状に形成した構成とし、導電繊維を混合することで軟水室内の電気抵抗を低下させることができ、消費電力を低減することができる。
【００１４】
第７の発明は、請求項１から６における軟水化装置を給湯機などの給湯装置に搭載した構成としている。給湯装置に軟水化装置を搭載することで、給湯熱交換器の伝熱面に形成するスケール生成を抑制することができる。これにより、熱交換器の水回路閉塞や流量抵抗の増加を防止できると共に、熱交換効率を高めることができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。各実施の形態において、同じ形態および同じ動作を行う部分については同一符号を付与し、詳細な説明を省力する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は軟水化装置の構成図である。軟水化装置は給水路１と給水路１からの水を電気透析により分離する電気透析手段２、電気透析手段２は、陽イオン交換膜隔膜３ａ、３ｂ、３ｃおよび陰イオン交換膜４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで軟水室５ａ、５ｂ、５ｃと濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃを分離形成し、電気透析手段２の両端には陽極７を備えた陽極室８と陰極９を備えた陰極室１０が備えられている。
【００１７】
軟水室５ａ、５ｂ、５ｃには陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂からなるイオン交換体１１が充填されており、給水路１は電磁弁１２を介して、軟水室５ａ、５ｂ、５ｃに設けた軟水室入り口１３ａ、１３ｂ、１３ｃと接続されており、軟水室出口１４ａ、１４ｂ、１４ｃは軟水を使用する機器１５と接続されている。軟水室入り口１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび軟水室出口１４ａ、１４ｂ、１４ｃには軟水室５ａ、５ｂ、５ｃに充填したイオン交換体１１の流出を防止するためのフィルタ（図示せず）が設けられている。
【００１８】
陽極７および陰極９はチタンを基材として白金、イリジウムなどの貴金属をメッキもし
くは焼結した貴金属電極を用いている。電極の形状としては、平板、メッシュ、パンチングなどを用いることが可能であり、所定の電極面積を確保できるのであれば電極の形状に制約を設けるものではない。
【００１９】
また、陽極７および陰極９間には直流電源（図示せず）により、直流電圧が印加される構成となっている。濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃは濃縮室入り口１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して循環流路１７と接続されており、循環流路１７には濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃに水を送るための循環ポンプ１８が備えられている。濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃを通過した水は濃縮室出口１９ａ、１９ｂ、１９ｃを介して析出除去手段２０と接続されている。
【００２０】
析出除去手段２０は、円筒状の本体２１、本体２１の上部および下部の内部に、ろ過手段としてのろ材２２、および硬度成分の析出促進手段としてアルカリ溶出剤２３が漏れ出ないようにするフィルタ２４およびフィルタ２４を支える支持板２５が装着されている。析出除去手段２０の上部は循環流路１７を介して濃縮室出口１９ａ、１９ｂ、１９ｃと接続されるとともに排水弁２６を介して排水流路２７と接続されている。また、析出除去手段２０の下部は循環流路１７を介して濃縮室出口１６ａ、１６ｂ、１６ｃと接続されると共に、電磁弁１２を介して給水路１と接続されている。また図示はしていないが、直流電源、電磁弁１２、循環ポンプ１８、排水弁２６の動作を制御するための制御手段を備えている。
【００２１】
以上のように構成された軟水化装置において動作および作用を説明する。軟水使用機器１５で軟水を使用するとき、給水路１からの給水は電磁弁１２を介して電気透析手段２の軟水室入り口１３ａ、１３ｂ、１３ｃに供給される。軟水室５ａ、５ｂ、５ｃでは内部に充填したイオン交換体１１によりイオン交換され、ナトリウムやカルシウムなどの陽イオンは水素イオンとイオン交換し、炭酸イオンや塩素イオンなどの陰イオンは水酸化イオンとイオン交換されることで軟水室５ａ、５ｂ、５ｃでは軟水が生成される。このようにして生成された軟水が軟水使用機器に供給される。
【００２２】
なお、イオン交換体１１としては、強酸性陽イオン交換樹脂や弱酸性陽イオン交換樹脂など陽イオンを交換する官能基を有した陽イオン交換体と強塩基性陰イオン交換樹脂や弱塩基性イオン交換樹脂など陰イオンを交換する官能基を有した陰イオン交換体の混合物を用いることができる。イオン交換体としては、水の解離により生成した水素イオンおよび水酸化イオンで再生できるものであれば官能基を限定するものではないが、再生のしやすさから弱酸性陽イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂の組み合わせが望ましい。
【００２３】
イオン交換体１１の形態としては粒状、織布、不織布ないしはその加工品を用いることが可能であるが、イオン交換体１１を織布もしくは不織布の形態とすることで軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体１１を均一に充填することができ、加工が容易となる。さらに軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体１１を充填することで、軟水室５ａ、５ｂ、５ｃの電気抵抗を低下させることができる。さらにイオン交換体１１に導電繊維などを混合することで軟水室内の電気抵抗を低下させることができ、消費電力を低減することができる。
【００２４】
軟水を使用する機器１５としては、洗濯機や食器洗浄機など洗浄機器、調理機器、スケールの析出が問題となるスチーム使用機器、美容理容機器などに用いることができる。洗濯機や食器洗浄機などの洗浄機器では、硬度成分が界面活性剤の働きを阻害するため軟水を用いることで洗浄力を高めることができるとともに、硬度成分による石鹸かすの生成を抑制するため、衣類のごわつきや食器の水滴残りなどを防ぐことができ高品位な仕上がりを提供することができる。
【００２５】
また、調理機器として炊飯器などに用いた場合には、軟水の効果により米への吸水を促進、米粒の崩れ・硬さのバランス向上などのご飯の食味を向上することができる。また軟水は、昆布などの旨味成分（アミノ酸）の抽出も促進するため、軟水の適した素材に対して軟水調理を行うことで、調理品の食味を向上することができる。
【００２６】
つぎにイオン交換体１１の再生時の作用について説明する。イオン交換体１１の再生時には、陽極７および陰極９間に直流電圧を印加することで、イオン交換体１１の内部および陽イオン交換膜隔膜３ａ、３ｂ、３ｃ、陰イオン交換膜４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ交換膜との接触界面で水の解離がおきる。水の解離で生成した水素イオンおよび水酸化イオンはイオン交換体１１の内部で局所的に高濃度化することで、イオン交換体１１に吸着したカルシウムなどの陽イオンおよび炭酸イオンや塩素イオンなどの陰イオンは、水素イオンおよび水酸化イオンとイオン交換されイオン交換体１１が再生される。
【００２７】
このときイオン交換体１１から離脱した、カルシウムなどの陽イオンは陰極９側に引っ張られ、陽イオン交換膜３ａ、３ｂ、３ｃ３を介して濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃに移動するとともに、炭酸イオンや塩素イオンなどの陰イオンは陽極７側に引っ張れ、陰イオン交換膜４ａ、４ｂ、４ｃを介して陽極室８および濃縮室６ａ、６ｂに移動し、濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃでは水中のイオンが濃縮されていく。濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃで濃縮された水は循環ポンプ１８により、析出除去手段２０に送られる。析出除去手段２０に送られた濃縮水中の硬度成分はアルカリ溶出剤２３から溶出したアルカリ成分により炭酸カルシウムとして析出しやすくなるため、ろ材２２によってろ過することができる。
【００２８】
アルカリ溶出剤２３としては、カルシウムやマグネシウムなどの水酸化物や水ガラスなどを造粒しペレット状にしたものなどを用いることができる。硬度成分は溶解度の低い炭酸カルシウムや硫酸カルシウムの形態ではなく溶解度の高い重炭酸カルシウムや重炭酸マグネシウムの形態で溶解しており、重炭酸イオンはｐＨによってその存在比が変化するため、アルカリ溶出剤２３により濃縮水のｐＨをアルカリ性にすることで濃縮水の硬度成分の析出を促進させることができる。
【００２９】
このように濃縮水の硬度成分を析出除去手段で除去することでイオン交換膜の閉塞を防止できるため、濃縮水を繰り返し利用することが可能となり再生を行うための水の使用量を低減することができる。
【００３０】
また、本実施の形態では軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体１１を充填した構成を示したが、軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体を充填せず、電気透析の作用によって軟水を精製する方法においても、同様の効果を得ることができ、濃縮水で濃縮された硬度成分を析出除去手段で除去することでイオン交換膜の閉塞を防止でき濃縮水を繰り返し利用することが可能となる。そのため再生を行うための水の使用量を低減することができる。
【００３１】
軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにイオン交換体を充填することで、イオン交換体１１のイオン交換作用により軟水を得ることができるため、電気透析のみで軟水を得る場合よりも、処理速度を速めることができる。さらに、軟水使用機器１５の停止時間をイオン交換体１１の再生時間に充当することが可能となるため、印加電圧および電流値を下げることが可能となり、電極表面積の低減ができるとともに、電極表面にメッキもしくは焼結させる白金、イリジウムなどの貴金属を薄膜化することが可能となり、高価な貴金属材料の使用を減らすことができる。
【００３２】
つぎに、ろ材２２の逆洗浄時の動作を説明する。逆洗浄を行うタイミングは使用者の任意で実施する手動洗浄式や所定の時間毎に洗浄を行う自動洗浄があるが、洗浄の頻度やタ
イミングは使用する機器によっても異なるため本実施の形態では使用者の任意で洗浄を行う手動洗浄の方法を説明する。洗浄のタイミングとしては、析出除去手段２０の圧損を検出することで洗浄のタイミングを検出する方法や、循環流路１７を流れる流量を検知し、洗浄のタイミングを検出する方法や、所定の通水量や所定の通水時間が経過したときに洗浄を行う方法、使用状態に関係なく一定間隔毎に再生を行う方法など種々のタイミングが考えられ、いずれのタイミングであっても同様の効果を得ることが出来る。
【００３３】
洗浄時には、制御手段により電磁弁１２を給水路１と析出除去手段２０の下部が接続するように切り替え、排水弁２６を開放する。給水路１からの水は、電磁弁１２を介して析出除去手段２０の下部から供給され、ろ材２２に補足した硬度成分を排水流路２７より除去することができる。このように、逆方向に通水を行うことで、ろ材２２の攪拌洗浄を行うことができ、捕捉した硬度成分を排出すると共に、ろ材２２の目詰まりを防止することができる。
【００３４】
なお本実施の形態では、ろ過手段として、ろ材２２を用いた方法を示したが、析出した硬度成分を除去し逆通水により洗浄可能な構成であれば、セラミックや高分子、金属の平膜、プリーツ膜、中空糸膜などを用いた場合においても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。実施の形態１と異なる点は、析出除去手段に硬度成分析出部を設けた点である。図２は軟水化装置の構成図である。軟水室５ａ、５ｂ、５ｃにはイオン交換体２８としてイオン交換基を有する不織布を備えている。析出除去手段２０は、硬度成分析出部として析出電極２９、対電極３０、基準電極３１と、析出電極２９および対電極３０、基準電極３１間に印加する電圧を制御する電圧制御部（図示せず）を備え、上部に濃縮水入り口３２および横部に濃縮水出口３３を設けた構成となっている。
【００３６】
析出除去手段２０の底部は、取り外し可能に設けた底部３４が備えられている。析出電極としては、ステンレスや亜鉛などの金属電極を用いることができる。電極の形状としては、平板、メッシュ、パンチングなどを用いることが可能であるが、硬度成分を析出させる電極形状としては表面積が大きく、析出保持量が多く保てるメッシュ形状が望ましい。
【００３７】
上記構成において、濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃの濃縮水は循環ポンプ１８により循環利用され、濃縮室出口１９ａ、１９ｂ、１９ｃからの濃縮水は析出除去手段２０の上部に設けた濃縮水入り口３２より析出除去手段２０に供給される。析出除去手段２０では電圧制御部により基準電極３１をグランドとして析出電極２９の電位を対電極３０よりも負の電位にすることで、濃縮水に含まれる硬度成分は析出電極２９上に付着し、硬度成分が析出除去された濃縮水が濃縮水出口３３を介して濃縮室６ａ、６ｂ、６ｃに循環される。
【００３８】
さらに析出電極２９に付着した硬度成分の層が厚くなるに伴い、付着した硬度成分の一部は析出電極２９から剥離し析出除去手段２０の底部３４に堆積していく。底部３４は取り外し可能に設けられているため底部３４に堆積した硬度成分は使用者によって洗浄ないしは除去することが可能となる。
【００３９】
このように硬度成分析出部を備え、電気的な牽引力により硬度成分を析出部に析出させることで濃縮水中の硬度成分を除去することができる。なお、本実施の形態では電圧制御部により基準電極３１をグランドとして析出電極２９の電位を対電極３０よりも負の電位にすることで、硬度成分を電気的な牽引力により析出電極２９に析出させる構成を示したが、印加電圧の極性を切り替えて析出電極２９と対電極３０を切り替えながら使用する方法を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では直流電圧を印加する方法を示したが、析出電極２９と対電極３０間に電位差が生じ析出電極２９に硬度成分が析出する電位差が与えられるのであれが、交流電圧を印加する方法、ないしは外部電圧を引加せず金属間の電位差を利用する方法を用いても同様な効果を得ることができる。なお、析出除去手段２０にスケール防止材混入部を備え、濃縮水にスケール防止剤を混入することで、濃縮水中の硬度成分の析出を防止し膜の閉塞を防止することもできる。
【００４１】
（実施の形態３）
以下、本発明の第３の実施の形態について図面を用いて説明する。図３は軟水装置をヒートポンプ式給湯機に用いた構成図である。本形態は貯湯タンク３６と、熱交換器３７を備えたヒートポンプユニット３８、熱交換器給水路３９、貯湯タンク給水路４０、給湯回路４１を備えている。またヒートポンプユニット３８には、冷媒を内部に有する冷媒回路４３、冷媒回路４３には大気熱を集熱する蒸発器４４、圧縮手段４５、膨張手段４６を順次備えた構成となっている。
【００４２】
冷媒としてはＣＯ２などの自然冷媒が用いられており、冷媒は冷媒回路４３の中を循環し、蒸発器４４により大気中の熱を取り込むと共に、圧縮手段４５で圧縮されさらに高温となり、冷媒の熱は熱交換器３７で熱交換器給水路３９の水を加熱するために用いられ、温度の下がった冷媒は膨張手段４６をへて蒸発器４４に送られ、再び大気熱を取り込むものである。貯湯タンク３６の下部には熱交換器給水路３９、貯湯タンク給水路４０が接続され、熱交換器給水路３９には軟水化装置４７および循環ポンプ４８が設けられている。
【００４３】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。軟水化装置１における軟水化および再生時の動作は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。ヒートポンプユニット３８では、冷媒が冷媒回路４３の中を循環し、蒸発器４４により冷媒に大気中の熱を取り込むと共に、圧縮手段４５で圧縮することでさらに冷媒を高温とし、熱交換器３７で熱交換器給水路３９から送られた軟水を加熱する。冷媒は膨張手段４６をへて蒸発器４４に送られ、再び大気熱を取り込むものである。
【００４４】
循環ポンプ４８により貯湯タンク３６の下部から熱交換器給水路３９を経て熱交換器３７に供給された軟水は、熱交換器３７で高温に加熱され、給湯回路４０を通って貯湯タンク３６に送られる。使用者が給湯機の湯を使用する時、貯湯タンク３６の上部より、湯水混合などで適温に調整された湯が使用者の使用箇所（台所、洗面所、風呂場など）に供給される。貯湯タンク３６の湯が使用されたときには、貯湯タンク３６の下部の貯湯タンク給水路４０より水が貯湯タンク３６に補充される。
【００４５】
熱交換３７では、水が急速に加熱されるため水中に含まれるカルシウムやマグネシウム、などがスケールとして伝熱面に付着し熱交換効率を低下すると共に、熱交換器３７のみず回路を閉塞する可能性もあった。しかしながら本実施の形態のように、熱交換器３７に軟水化装置４７で生成した軟水を供給することで、熱交換器の伝熱面に形成するスケール生成を抑制することができる。これにより、熱交換器の水回路閉塞を防止できると共に、熱交換効率を高めることができる。
【００４６】
さらに、軟水を風呂等の入浴洗浄時にもちいることで、石鹸カスの生成を抑えることができ、アレルギーの抑制や美容効果が得られることが知られており、軟水を肌や頭髪の洗浄水としてもちいることで、これらの軟水効果を得ることが出来ると共に、石鹸カスの生成やスケールの付着を抑制することができ、水周りの掃除の手間が軽減できるという効果も得ることが出来る。
【００４７】
また、ヒートポンプ式給湯機のように使用水量も多く、かつ屋外に設置する給湯機器に従来の軟水装置を組み合わせた場合には、塩の補充の頻度や量が多くなるとともに、集合住宅などの省スペースに設置した場合には塩の補充などのメンテナンスの手間が作業性も悪く問題になることが考えられるが、本実施の形態の軟水装置をもちいることで、塩の使用を不要とし補充の手間を軽減することができる。
【００４８】
さらに、本実施の形態のように貯湯タンク３６を持つヒートポンプ式給湯機と組み合わせることで、軟水化装置においてイオン交換体１１を再生するために軟水を採取できない時間が生じた場合でも、貯湯タンク３６から温水を使用者に供給することができるため、使用者に不便をかけることをなくすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように本発明にかかる軟水化装置は、薬剤の供給を不要とし連続的に軟水を供給するものであり、軟水を使用する機器としては洗濯機、食器洗浄器、給湯装置、調理機器など水を使用する機器に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１における軟水化装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における軟水化装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３における軟水装置を備えた給湯機の構成図
【符号の説明】
【００５１】
１ 給水路
２ 電気透析手段
３ａ、３ｂ、３ｃ 陽イオン交換膜隔膜
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 陰イオン交換膜
５ａ、５ｂ、５ｃ 軟水室
６ａ、６ｂ、６ｃ 濃縮室
７ 陽極
８ 陽極室
９ 陰極
１０ 陰極室
１１ イオン交換体
１２ 電磁弁
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 軟水室入り口
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 軟水室出口
１５ 軟水使用機器
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 濃縮室入り口
１７ 循環流路
１８ 循環ポンプ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 濃縮室出口
２０ 析出除去手段
２１ 本体
２２ ろ材
２３ アルカリ溶出剤
２４ フィルタ
２５ 支持板
２６ 排水弁
２７ 排水流路
２８ イオン交換体
２９ 析出電極
３０ 対極
３１ 基準電極
３２ 濃縮水入り口
３３ 濃縮水出口
３４ 底部
３６ 貯湯タンク
３７ 熱交換器
３８ ヒートポンプユニット
３９ 熱交換器給水路
４０ 貯湯タンク給水路
４１ 給湯回路
４３ 冷媒回路
４４ 蒸発器
４５ 圧縮手段
４６ 膨張手段
４７ 軟水化装置
４８ 循環ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜で分離しイオン交換体を充填した軟水室と濃縮室を交互に複数設けた電気透析手段と、前記濃縮室に水を供給する循環ポンプと、濃縮された水に含まれる硬度成分の析出を防止する析出除去手段とを備え、採水時には前記軟水室に充填したイオン交換体で水中の硬度成分を除去すると共に、前記イオン交換体の再生時には硬度成分を前記濃縮室に濃縮すると共に前記析出除去手段で濃縮水に含まれる硬度成分を除去することを特徴とした軟水化装置。
【請求項２】
析出除去手段は硬度成分の析出促進手段とろ過手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項３】
析出除去手段は硬度成分析出部を備え、硬度成分を前記硬度成分析出部に析出させることを特徴とした請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項４】
析出除去手段は、スケール防止材混入部を備え、濃縮水にスケール防止剤を混入することを特徴とした請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項５】
イオン交換体はイオン交換基を有する織布、または不織布、またはその加工品としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の軟水化装置。
【請求項６】
イオン交換体はイオン交換基を有する繊維と導電繊維を不織布状に形成したことを特徴とした請求項５に記載の軟水化装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の軟水化装置を備えた給湯装置。
【請求項１】
隔膜で分離しイオン交換体を充填した軟水室と濃縮室を交互に複数設けた電気透析手段と、前記濃縮室に水を供給する循環ポンプと、濃縮された水に含まれる硬度成分の析出を防止する析出除去手段とを備え、採水時には前記軟水室に充填したイオン交換体で水中の硬度成分を除去すると共に、前記イオン交換体の再生時には硬度成分を前記濃縮室に濃縮すると共に前記析出除去手段で濃縮水に含まれる硬度成分を除去することを特徴とした軟水化装置。
【請求項２】
析出除去手段は硬度成分の析出促進手段とろ過手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項３】
析出除去手段は硬度成分析出部を備え、硬度成分を前記硬度成分析出部に析出させることを特徴とした請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項４】
析出除去手段は、スケール防止材混入部を備え、濃縮水にスケール防止剤を混入することを特徴とした請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項５】
イオン交換体はイオン交換基を有する織布、または不織布、またはその加工品としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の軟水化装置。
【請求項６】
イオン交換体はイオン交換基を有する繊維と導電繊維を不織布状に形成したことを特徴とした請求項５に記載の軟水化装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の軟水化装置を備えた給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−３６１４２（Ｐ２０１０−３６１４２Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０４００４（Ｐ２００８−２０４００４）
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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