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発明の名称 軟水器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−216537
公開日 平成10年(1998)8月18日
出願番号 特願平10−88144
出願日 平成6年(1994)11月30日
代理人
発明者 茅原 敏広 / 中村 三郎 / 浮穴 雄二 / 上田 公史 / 米田 剛 / 小原 重人
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 樹脂筒の上方に原水供給部と塩水供給部とを配置し、前記原水供給部から原水を前記樹脂筒内へ上向流として流入し、前記塩水供給部から塩水を前記樹脂筒内へ流下させて再生を行うことを特徴とする軟水器。
【請求項2】 前記原水供給部の原水と前記塩水供給部の飽和塩水とを混合して所定濃度の塩水とし、この塩水を前記樹脂筒内へ流下させて再生を行うことを特徴とする請求項1に記載の軟水器。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、硬度分を含む原水を軟水にイオン交換処理する軟水器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように、ボイラ,温水器あるいは冷却器等の冷熱機器類への給水ラインには、冷熱機器内でのスケール付着を防止する必要から、給水に含まれる硬度分を除去するための装置が接続されており、なかでも、イオン交換樹脂を用いて硬度分を除去する方式の自動再生式軟水器が広く普及している。この種の軟水器は、図6に示すように、塩水タンクとイオン交換樹脂を充填した樹脂筒からなり、この樹脂筒の上部に載設したコントロールバルブを操作して、(1) 通水工程,(2) 逆洗工程,(3) 塩水再生工程,(4) 水洗工程および(5) 補水工程の5サイクルを制御している。
【0003】ところで、近時、前述の工業用として使用している軟水器を用いて、水道水等の硬水を軟水とし、たとえば一般家庭用の風呂水等に利用するようになった。しかしながら、前記図6に示す工業用軟水器は、樹脂筒と塩水タンクとも比較的大型のものが多く、制御方法も前述のように5サイクルからなり、比較的簡便なものとしての汎用性に乏しく、一般家庭用としては、適用されにくいものとなっている。ところが、制御方法が簡単で,かつ構成が比較的コンパクトで、しかも家庭用としても簡便に利用できる軟水器が要望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記問題点に鑑み、制御方法が簡単で、かつ構成が比較的コンパクトな軟水器を提供することを目的とするものである。
【0005】
【問題点を解決するための手段】この発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、請求項1に記載の発明は、樹脂筒の上方に原水供給部と塩水供給部とを配置し、前記塩水供給部から塩水を前記樹脂筒内へ流下させて再生を行うことを特徴としており、また請求項2に記載の発明は、前記原水供給部の原水と前記塩水供給部の飽和塩水とを混合して所定濃度の塩水とし、この塩水を前記樹脂筒内へ流下させて再生を行うことを特徴としている。
【0006】
【作用】この発明によれば、原水を樹脂筒の下部から上向流として通水し、樹脂層を浮上させながら硬水を軟水とする。また、イオン交換樹脂の再生は、塩水供給部から塩水を樹脂筒の上部から下向流として流下させ、この流下過程においてイオン交換樹脂を再生する。さらに、再生時の塩水の流下に際して、原水供給部の原水と塩水供給部の飽和塩水を混合して所定濃度の塩水とし、この塩水を流下して再生を行う。
【0007】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明を実施した軟水器の構成を示す概略説明図である。図1において、符号1は、樹脂筒であって、この樹脂筒1内の下部に所定量の硅石2が収容されており、この硅石2の上方部に設置した金網33との間に所定量のイオン交換樹脂3を収容している。前記樹脂筒1の上部には、原水供給部としての原水タンク4と塩水供給部としての塩水タンク5が並列に設けられている。前記樹脂筒1の下部に設けた原水入口部6と前記原水タンク4の下部を原水ライン7で接続し、この原水ライン7中に、給水ポンプ8,第一逆止弁9,圧力センサ10,アキュームレータ11,流量センサ12および第一電磁弁13を上流側から順次設けている。前記樹脂筒1の上部に軟水出口部14を設け、この軟水出口部14に軟水ライン15を接続し、途中に第二電磁弁16を設けている。そして、この第二電磁弁16の下流側の軟水ライン15には、前記流量センサ12と前記第一電磁弁13との間において、前記原水ライン7から分岐したバイパスライン17が接続されており、その途中に第三電磁弁18を設けている。このバイパスライン17は、前記樹脂筒1内の前記イオン交換樹脂3の再生中における断水を回避するものである。また、前記アキュームレータ11は、前記軟水ライン15の蛇口(図示省略)からのチョロもれ,チョロ出し等による前記給水ポンプ8の発停回数を減らすためのものである。
【0008】前記塩水タンク5の下部と前記軟水出口部14に近接した位置の前記軟水ライン15とを塩水流下ライン19で接続し、この塩水流下ライン19中に第二逆止弁20および第四電磁弁21を上流側から順次設けている。そして、前記塩水流下ライン19を前記軟水ライン15に接続した箇所の下流側で、かつ前記第二電磁弁16の上流側との間の前記軟水ライン15と、前記原水タンク4の下部とを原水流下ライン22で接続し、途中に第三逆止弁23を設けている。すなわち、この実施例における原水流下ライン22は、前記第四電磁弁21と前記樹脂筒1の上部との間において、前記軟水ライン15に接続している。そして、前記樹脂筒1の下部に設けた原水入口部6にドレンライン24を接続し、途中に第五電磁弁25を設けている。
【0009】前記原水タンク4には、水位制御装置26(たとえば、ボールタップ方式)が設けてあり、この水位制御装置26に水道水等の原水を供給する原水供給ライン27が接続してある。また、この原水タンク4と前記塩水タンク5とを連結管28で接続し、原水を前記塩水タンク5へ供給するようにしている。この連結管28には第四逆止弁29が設けられている。そして、前記塩水タンク5内には、ネット30が設けてあって、このネット30上に塩31を蓄えており、前記原水タンク4から供給される原水に溶解して飽和塩水を生成する。さらに、前記給水ポンプ8,前記圧力センサ10,前記流量センサ12および前記各電磁弁13,16,18,21,25は、それぞれ回線(図示省略)を介して制御器(図示省略)に接続されている。
【0010】つぎに、前記構成の軟水器の制御方法を説明する。まず、軟水ライン15の蛇口(図示省略)を開き、軟水を通水する通水工程においては、第一電磁弁13および第二電磁弁16は開弁し、第三電磁弁18,第四電磁弁21および第五電磁弁25は閉弁し、原水タンク4内の原水を原水ライン7を介して樹脂筒1の原水入口部6から供給する。すなわち、前記原水ライン7の流量センサ12の信号により、制御器(図示省略)は給水ポンプ8を駆動し、原水を前記樹脂筒1の下部から上向流として通水し、この通水過程において、イオン交換樹脂3の作用によって硬水を軟水化し、前記樹脂筒1の上部に設けた軟水出口部14から前記軟水ライン15を介して軟水を供給する。前記通水工程において、前記イオン交換樹脂3は、原水の上向流により浮上し、原水の供給停止により沈降する。したがって、原水の供給,停止を繰り返すことにより、前記イオン交換樹脂3はほぐされるので、従来のような逆洗工程は不用となる。
【0011】つぎに、前記イオン交換樹脂3を再生する塩水再生工程について説明する。この塩水再生工程においては、前記第一および第二電磁弁13,16を閉弁し、前記第三〜第五電磁弁18,21,25を開弁することにより、前記塩水タンク5内の飽和塩水が塩水流下ライン19を介して流下する。一方、前記原水タンク4内の原水が原水流下ライン22を介して流下し、前記軟水出口部14において、前記飽和塩水と原水が混合して所定濃度(約10%)の塩水となり、前記樹脂筒1の上部から流下して前記イオン交換樹脂3を再生する。再生後の塩水は、ドレンライン24を介して系外へ排出される。そして、所定量の塩水を流下させて、前記イオン交換樹脂3の再生が完了すると、つぎの水洗工程(押出し工程)に移る。前記制御器は、前記塩水流下ライン19の前記第四電磁弁21を閉弁し、前記原水流下ライン22からの原水で前記イオン交換樹脂3内に残留する塩分を押出して水洗し、水洗後の原水は前記ドレンライン24を介して系外へ排出される。そして、所定量の原水を流下させて塩分を押し出し、水洗工程を完了する。水洗工程の完了後は、前記通水工程の状態に前記各電磁弁13,16,18,21,25を復帰させる。なお、前記塩水再生工程中において、前記軟水ライン15の蛇口(図示省略)が開き、前記流量センサ12からの信号が発信されると、前記制御器は前記給水ポンプ8を駆動し、原水をバイパスライン17を介して供給し、断水を回避する。
【0012】さて、前記水洗工程が完了し、前記通水工程状態になると、つぎの補水工程に移る。すなわち、前記原水タンク4から原水が連結管28を介して前記塩水タンク5内へ流入(補水)し、次回再生時の飽和塩水を生成し、所定量を貯留する。また、前記原水タンク4の水位制御装置26の作用により、原水供給ライン27から原水が前記原水タンク4内の所定水位まで流入する。
【0013】以上のように、この発明における軟水器の制御方法にあっては、(1) 通水工程,(2) 塩水再生工程,(3) 水洗工程および(4) 補水工程の4サイクルの制御でよく、従来のような、(1) 通水工程,(2) 逆洗工程,(3) 塩水再生工程,(4) 水洗工程および(5) 補水工程の5サイクル制御を簡略化することができる。
【0014】つぎに、前記図1の実施例に代わる実施例を図2に基づいて説明する。なお、図1と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図2は、この発明を実施した軟水器の構成を示す概略説明図であるが、ここでは、前記図1に示す実施例と相違する構成についてのみ説明する。図2に示す実施例は、樹脂筒1の上部に軟水ライン15を接続し、塩水タンク5と前記樹脂筒1の上部とを第四電磁弁21を設けた塩水流下ライン19で接続し、前記第四電磁弁21と前記樹脂筒1の上部との間に、原水タンク4から原水を供給する原水流下ライン22を接続したものである。すなわち、この実施例における原水流下ライン22は、前記第四電磁弁21と前記樹脂筒1の上部との間において、前記塩水流下ライン19に接続している。
【0015】つぎに、前記図1および図2に代わる実施例を図3に基づいて説明する。図3は、この発明を実施した軟水器の構成を示す概略説明図である。図3において、符号1は、樹脂筒であって、この樹脂筒1内の下部に所定量の硅石2が収容されており、この硅石2の上方部に設置した金網33との間に所定量のイオン交換樹脂3を収容している。前記樹脂筒1の上方には、塩水供給部としての原水タンク4と塩水供給部としての塩水タンク5が並列に配置されている。前記樹脂筒1内に、この樹脂筒1の上部から底部近傍まで延在する通水管32を挿入し、この通水管32の上端部32aと前記原水タンク4の下部を原水ライン7で接続し、この原水ライン7 中に、給水ポンプ8,第一逆止弁9,圧力センサ10,アキュームレータ11,流量センサ12および第一電磁弁13を上流側から順次設けている。前記樹脂筒1の上部に軟水ライン15を接続し、途中に第二電磁弁16を設けている。そして、この軟水ライン15に設けた第二電磁弁16の下流側と、前記原水タンク4に接続した原水供給ライン27とをバイパスライン17で接続し、途中に第三電磁弁18を設けている。このバイパスライン17は、前記樹脂筒1内の前記イオン交換樹脂3の再生中における断水を回避するものである。また、前記アキュームレータ11は、前記軟水ライン15の蛇口(図示省略)からのチョロもれ,チョロ出し等による前記給水ポンプ8の発停回数を減らすためのものである。
【0016】前記塩水タンク5の下部と前記樹脂筒1の上部を塩水流下ライン19で接続し、この塩水流下ライン19中に第二逆止弁20および第四電磁弁21を上流側から順次設けている。そして、前記第四電磁弁21と前記樹脂筒1の上部との間に、前記原水タンク4から原水を供給する原水流下ライン22を接続し、途中に第三逆止弁23を設けている。また、前記樹脂筒1の下部にドレンライン24を接続し、途中に第五電磁弁25を設けている。
【0017】前記原水タンク4には、水位制御装置26(たとえば、ボールタップ方式)が設けてあり、この水位制御装置26に水道水等の原水を供給する原水供給ライン27が接続してある。また、この原水タンク4と前記塩水タンク5とを連結管28で接続し、原水を前記塩水タンク5へ供給するようにしている。この連結管28には第四逆止弁29が設けられている。そして、前記塩水タンク5内には、ネット30が設けてあって、このネット30上に塩31を蓄えており、前記原水タンク4から供給される原水に溶解して飽和塩水を生成する。さらに、前記給水ポンプ8,前記圧力センサ10,前記流量センサ12および前記各電磁弁13,16,18,21,25は、それぞれ回線(図示省略)を介して制御器(図示省略)に接続されている。
【0018】つぎに、前記構成の軟水器の制御方法を説明する。まず、軟水ライン15の蛇口(図示省略)を開き、軟水を通水する通水工程においては、第一電磁弁13および第二電磁弁16は開弁し、第三電磁弁18,第四電磁弁21および第五電磁弁25は閉弁し、原水タンク4内の原水を原水ライン7を介して樹脂筒1内の通水管32から供給する。すなわち、前記原水ライン7の流量センサ12の信号により、制御器(図示省略)は給水ポンプ8を駆動し、原水を前記通水管32を介して上向流として通水し、この通水過程において、イオン交換樹脂3の作用によって硬水を軟水化し、前記樹脂筒1の上部に設けた前記軟水ライン15を介して軟水を供給する。前記通水過程において、前記イオン交換樹脂3は、原水の上向流により浮上し、原水の供給停止により沈降する。したがって、原水の供給,停止を繰り返すことにより、前記イオン交換樹脂3はほぐされるので、従来のような逆洗工程は不用となる。
【0019】つぎに、前記イオン交換樹脂3の再生時について説明する。この再生時においては、前記第一および第二電磁弁13,16を閉弁し、前記第三〜第五電磁弁18,21,25を開弁することにより、前記塩水タンク5内の飽和塩水が塩水流下ライン19を介して流下する。一方、前記原水タンク4内の原水が原水流下ライン22を介して流下し、前記塩水流下ライン19の下方において前記飽和塩水と原水が混合して所定濃度(約10%)の塩水となり、前記樹脂筒1の上部から流下して前記イオン交換樹脂3を再生する。再生後の塩水は、ドレンライン24を介して系外へ排出される。そして、所定量の塩水を流下させて、前記イオン交換樹脂3の再生が完了すると、前記制御器は、前記塩水流下ライン19の第四電磁弁21を閉弁し、前記原水ライン22からの原水で前記イオン交換樹脂3内に残留する塩分を水洗し、水洗した原水は前記ドレンライン24を介して系外へ排出される。そして、所定量の原水を流下させて塩分を水洗し、再生を完了する。完了後は、前記通水工程の状態に前記各電磁弁13,16,18,21,25を復帰させる。なお、前記再生時において、前記軟水ライン15の蛇口(図示省略)が開き、給水要求があるときは、原水をバイパスライン17を介して供給し、断水を回避する。
【0020】さて、前記再生が完了し、前記通水工程状態になると、前記原水タンク4から原水が連通管28を介して前記塩水タンク5内へ流入(補水)し、次回再生時の飽和塩水を生成し、所定量を貯留する。また、前記原水タンク4の水位制御装置26の作用により、原水供給ライン27から原水が前記原水タンク4内の所定水位まで流入する。
【0021】以上のように、前記イオン交換樹脂3の再生は、(1) 塩水再生,(2) 水洗および(3) 補水の3サイクルでよく、従来のような、(1) 逆洗,(2) 塩水再生,(3)水洗および(4) 補水の4サイクルを簡略化することができる。
【0022】前記軟水器を長時間使用しないときは、つぎの通水工程時に有機物がでる場合があるので、前記給水ポンプ8が所定時間(たとえば、24時間)作動しないときは、前記制御器は、つぎのようなブロー工程を行い、清浄な軟水を供給するように制御することも実施に応じて好適である。すなわち、図1および図2に示す実施例では、前記制御器は、前記第一電磁弁13および前記第四電磁弁21を閉弁し、前記第二電磁弁16,第三電磁弁18および前記第五電磁弁25を開弁し、前記給水ポンプ8を駆動して、前記原水タンク4内の原水を前記樹脂筒1の上部から流入し、有機物を前記ドレンライン24から系外へ排出する。また、図3に示す実施例では、前記第二〜第四電磁弁16,18,21を閉弁し、前記第一電磁弁13および前記第五電磁弁25を開弁し、前記給水ポンプ8を駆動して、前記原水タンク4内の原水を前記樹脂筒1内の前記通水管32を介して流入し、有機物を前記ドレンライン24から系外へ排出する。
【0023】また、図4は、前記原水タンク4と前記塩水タンク5を一体構造とし、よりコンパクトにした実施例で、前記図1〜図3に示す軟水器の実施例において適用することも実施に応じて好適である。
【0024】前記図1〜図3の実施例において、発明者等は、前記軟水通水時における原水の上向流により、前記イオン交換樹脂3が浮上し、前記金網33に接触して目詰まりを起こし、軟水の供給に不具合が生じることを知見した。そこで、その対策として、図5に示すように、前記樹脂筒1内の前記金網33の下方に、この金網33の網目よりも大きくて、前記イオン交換樹脂3よりも軽い粒子34を所定量収容し、前記金網33の下方に粒子層34aを形成した構造としている。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、原水の上向流通水による軟水化と、塩水の下向流通水によるイオン交換樹脂の再生とを行うことができるので、高価なコントロールバルブを不要とすることができるとともに、軟水器全体の制御を簡略化することができる。また、軟水器とは別配置されていた塩水供給部(塩水タンク)の一体化も可能となり、コンパクトな軟水器を実現することができる。したがって、一般家庭用として、制御方法が簡単でしかも比較的コンパクトな構成であり、簡便に利用することができ、家庭用軟水器として頗る効果的である。




 

 


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