離子交換裝置及其控制方法

專利名稱：離子交換裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及提高了再生動作的可靠性、并且使鹽水供給裝置的結構簡單化了的離子交換裝置及其控制方法。
背景技術：
已知有將包含在自來水及地下水等原水中的硬度成分(鈣離子及鎂離子)及硝酸性氮(硝酸離子及亞硝酸離子)等通過離子交換樹脂床吸附除去的離子交換裝置。這些離子交換裝置中，使用陽離子交換樹脂將水中的硬度成分置換為鈉離子或鉀離子的裝置被稱作軟水裝置。另一方面，這些離子交換裝置中，使用陰離子交換樹脂將硝酸性氮置換為氯化物離子的裝置被稱作硝酸性氮除去裝置。
對于上述離子交換樹脂床，如果作為除去對象的特定離子(硬度成分或硝酸性氮等)的吸附量達到既定的交換能力，則該特定離子會向處理水中泄漏。所以，上述離子交換裝置在上述特定離子的吸附量達到既定的交換能力前，進行使鹽水(具體而言是氯化鈉水溶液)接觸上述離子交換樹脂床而進行再生，使交換能力恢復。
上述離子交換裝置的一般結構例如在專利文獻1中公開。上述離子交換樹脂床被收納在上部開口的儲氣瓶形狀的樹脂筒(樹脂罐)中。在上述樹脂筒的頭頂部安裝有切換通水動作及再生動作的流路控制閥。此外，上述離子交換裝置中，作為向上述離子交換樹脂供給鹽水的鹽水供給裝置而具備儲存鹽水的鹽水槽、和配置在該鹽水槽內的鹽水閥。上述鹽水閥通過鹽水供給線路與上述流路控制閥連接。并且，使用者定期地向上述鹽水槽補給再生鹽，來生成鹽水。
上述再生動作通常依次進行逆洗工序、再生工序、壓出工序、清洗工序及補水工序，上述鹽水閥對應于這各個工序而動作。在上述再生工序中，使原水流到內置于上述流路控制閥中的噴射器，利用由該噴射器產生的負壓將上述鹽水槽內的鹽水向上述離子交換樹脂床供給。此時，上述鹽水閥動作以將從上述鹽水槽內通向上述流路控制閥的流路開放，并且如果將鹽水消耗到既定水位，則通過浮球的作用進行動作以將空氣的吸引斷開。并且，如果上述鹽水閥成為關閉狀態，則在該狀態下向上述壓出工序轉移。即，在上述離子交換裝置中，從上述再生工序向上述壓出工序的轉移借助上述鹽水閥的動作進行，對于上述再生工序及上述壓出工序的處理時間僅設定兩者的合計時間。
此外，在上述補水工序中，從上述流路控制閥向上述鹽水槽內供給補給水。此時，上述鹽水閥動作以將從上述流路控制閥通向上述鹽水槽內的流路開放，并且如果將補給水供給到既定水位，則通過浮球的作用進行動作以將補給水的注入斷開。這樣的上述鹽水閥可以通過使用不必擔心腐蝕的合成樹脂材料的成形部件進行批量生產，所以在上述離子交換裝置中作為標準的機構使用。
專利文獻1JP06-51183B。
在上述離子交換裝置中，通過上述鹽水閥控制補給水的供給量。因此，在例如上述浮閥由結晶鹽固結的情況下，不能充分地供給補給水而不能生成需要量的鹽水。此外，在上述離子交換裝置中，通過上述鹽水閥控制鹽水的供給量。因此，在例如使用者忘記再生鹽的補給的情況下，不能生成所需濃度的鹽水。進而，在上述離子交換裝置中，從上述再生工序向上述壓出工序的轉移借助上述鹽水閥的動作進行。因此，在例如向上述噴射器供給的原水壓力下降的情況下、或在上述鹽水供給線路中發生了堵塞的情況下，鹽水的供給量及壓出量會變得不足。這些不良狀況會引起上述離子交換樹脂床的再生不良及壓出不良，導致偶爾會供給水質較差的處理水。
進而，上述鹽水閥的部件數量很多，上述鹽水供給裝置的結構變得復雜。因而，上述鹽水閥的使用會導致組裝及維護花費許多時間，使有關制造及維護的成本上升。

發明內容
本發明是鑒于上述的情況而做出的，第一目的是實現能夠提高再生動作的可靠性的離子交換裝置。此外，本發明的第二目的是實現能夠使鹽水供給裝置的結構簡單化的離子交換裝置。
本發明是為了達到上述目的而做出的。本發明的第一技術方案的離子交換裝置，具備收納離子交換樹脂床的樹脂床收納部、切換通水動作及再生動作的流路控制閥、和儲存用于再生的鹽水的鹽水槽，通過鹽水供給線路將上述流路控制閥與上述鹽水槽連接，其特征在于，在上述鹽水供給線路上設置有檢測鹽水供給方向的流量及補給水供給方向的流量的流量檢測機構。
根據該第一技術方案，在進行補水工序時，根據補水供給方向的累積流量向上述鹽水槽供給既定量的補給水。因而，不必使用構成部件數量較多的鹽水閥，就能控制補給水的供給量，從而鹽水供給裝置的結構簡單化。此外，在再生工序時，根據鹽水供給方向的瞬間流量報告再生的異常。因而，能夠較早地發現鹽水供給系統的堵塞，提高上述再生動作的可靠性。此外，在上述再生工序時，根據鹽水供給方向的瞬間流量進行上述再生工序的結束和向壓出工序的轉移。因而，能夠從上述壓出工序的開始時刻起確保既定的壓出量，提高上述再生動作的可靠性。進而，在上述再生工序時，根據鹽水供給方向的累積流量和前次補水工序時的補給水供給方向的累積流量，報告再生鹽的不足。因而，能夠較早地對忘記補給再生鹽的情況進行應對，提高上述再生動作的可靠性。
本發明的第二技術方案的離子交換裝置的控制方法，是技術方案1的離子交換裝置的控制方法，其特征在于，在進行補水工序時，通過上述流量檢測機構檢測補給水供給方向的累積流量，在該檢測值達到既定量時，結束上述補水工序。
根據該第二技術方案，在上述補水工序時，根據補給水供給方向的累積流量將既定量的補給水向上述鹽水槽供給。因而，不必使用構成部件較多的鹽水閥，便能控制補給水的供給量，從而鹽水供給裝置的結構簡單化。
本發明第三技術方案的離子交換裝置的控制方法，在第二技術方案中，其特征在于，在進行再生工序時，通過上述流量檢測機構檢測鹽水供給方向的瞬間流量，在該檢測值超過零且不到既定流量時，報告再生的異常。
根據該第三技術方案，在上述再生工序時，根據鹽水供給方向的瞬間流量來報告再生的異常。因而，能夠較早地發現鹽水供給系統的堵塞，提高再生動作的可靠性。
本發明第四技術方案的離子交換裝置的控制方法，在第二技術方案中，其特征在于，在進行再生工序時，通過上述流量檢測機構檢測鹽水供給方向的瞬間流量，在該檢測值變成零時，結束上述再生工序，并且向壓出工序轉移。
根據該第四技術方案，在上述再生工序時，根據鹽水供給方向的瞬間流量來進行上述再生工序的結束和向上述壓出工序的轉移。因而，能夠從上述壓出工序的開始時刻起確保既定的壓出量，提高再生動作的可靠性。
進而，本發明第五技術方案的離子交換裝置的控制方法，在第三技術方案或第四技術方案中，其特征在于，在進行上述再生工序時，通過上述流量檢測機構檢測鹽水供給方向的累積流量，在該檢測值與上述補水工序時的檢測值之差不到既定量時，報告再生鹽的不足。
根據第五技術方案，在上述再生工序時，根據鹽水供給方向的累積流量和上述補水工序中的上述補給水供給方向的累積流量，來報告再生鹽的不足。因而，能夠較早地應對忘記補給再生鹽的情況，提高再生動作的可靠性。
根據本發明，能夠實現可提高再生動作的可靠性的離子交換裝置。結果，能夠有效地防止離子交換樹脂床的再生不良及壓出不良，穩定地供給調節為既定水質的處理水。此外，根據本發明，能夠實現可使鹽水供給裝置的結構簡單化的離子交換裝置。結果，能夠縮短離子交換裝置的組裝及維修的時間，抑制有關制造及維修的成本。


圖1是第一實施方式的離子交換裝置的整體結構圖。
圖2是第一實施方式的離子交換裝置的通水動作的說明圖。
圖3是第一實施方式的離子交換裝置的逆洗工序的說明圖。
圖4是第一實施方式的離子交換裝置的再生工序的說明圖。
圖5是第一實施方式的離子交換裝置的壓出工序的說明圖。
圖6是第一實施方式的離子交換裝置的清洗工序的說明圖。
圖7是第一實施方式的離子交換裝置的補水工序的說明圖。
附圖標記說明1離子交換裝置2樹脂收納部3流路控制閥
5陽離子交換樹脂床(離子交換樹脂床)31鹽水供給線路40鹽水槽48流量檢測機構具體實施方式
(第一實施方式)以下，根據附圖詳細地說明本發明的第一實施方式。圖1是第一實施方式的離子交換裝置的整體結構圖。第一實施方式的離子交換裝置是所謂的軟水裝置，是以將自來水、地下水、工業用水等原水中含有的硬度成分置換為鈉離子而生成軟水并將該軟水作為各種用水向使用地點供給為目的而使用的。因此，上述軟水裝置與住宅或公寓等居住建筑物、旅館或大眾浴場等集中服務設施、鍋爐或冷卻塔等冷熱設備、食品加工裝置或清洗裝置等用水設備等的給水源連接。
在圖1中，離子交換裝置1主要具備樹脂床收納部2、流路控制閥3、和鹽水供給裝置4。上述樹脂床收納部2具備收納陽離子交換樹脂床5的有底樹脂筒6，該樹脂筒6的開口部由蓋部件7封閉。在上述蓋部件7上一體地安裝有上述流路控制閥3(圖示省略)，能夠根據來自控制器(圖示省略)的指令信號切換上述離子交換裝置1的通水動作的流路和再生動作的流路。
在上述蓋部件7上，形成有分別進行流體的供給及排出的第一流路8、第二流路9及第三流路10。這些各流路8、9、10如后所述，分別與構成上述流路控制閥3的各線路連接。
在上述樹脂床收納部2內，在上述第一流路8上連接有向上述樹脂筒6的底部延伸的第一集水管11。并且，在上述第一集水管11的末端部，安裝有防止樹脂粒子流出的第一濾網部件12。即，上述第一集水管11與上述第一流路8連通，并且上述第一濾網部件12的集水位置被設定在上述樹脂筒6的底部。
此外，在上述樹脂床收納部2內，在上述第二流路9上連接有向上述陽離子交換樹脂床5的中央部延伸的第二集水管13。并且，在上述第二集水管13的末端部，安裝有防止樹脂粒子流出的第二濾網部件14。即，上述第二集水管13與上述第二流路9連通，并且上述第二濾網部件14的集水位置被設定在上述陽離子交換樹脂床5的中央部。
上述第二集水管13的內徑設定為比上述第一集水管11的外徑大，上述兩集水管11、13的軸心都設定在與上述樹脂床收納部2的軸心相同的軸心上。即，上述兩集水管11、13構成將上述第一集水管11設定為內管、將上述第二集水管13設定為外管的雙層管構造的集水裝置，被安裝在上述樹脂床收納部2上。
進而，在上述樹脂床收納部2內，在上述蓋部件7的下表面側，安裝有防止樹脂粒子流出的第三濾網部件15。即，上述第三流路10經由上述第三濾網部件15與上述樹脂床收納部2連通。
在上述第三流路10上，經由上述流路控制閥3連接有原水線路16。在上述第一流路8上，經由上述流路控制閥3連接有處理水線路17。即，上述原水線路16及上述處理水線路17的一部分分別形成在上述流路控制閥3內。
在上述原水線路16上，從上游側起依次設有壓力開關18及第一閥19。上述壓力開關18是為了在后述的再生動作中檢測原水壓力的有無而設置的，例如是以正常進行上述再生動作所需的0.1MPa左右的壓力開閉的類型。另一方面，在上述處理水線路17上設有第二閥20。上述壓力開關18、上述第一閥19及上述第二閥20分別構成上述流路控制閥3。
對上述流路控制閥3的結構更詳細地說明。在上述流路控制閥3內，上述第一閥19上游側的上述原水線路16通過旁通線路21與上述第二閥20下游側的上述處理水線路17連接。在該旁通線路21上設有第三閥22。
此外，上述第一閥19上游側的上述原水線路16通過第一再生液供給線路23與上述第二閥20上游側的上述處理水線路17連接。在該第一再生液供給線路23上，從上述原水線路16側起依次設有過濾器24、第一恒定流量閥25、噴射器26、第四閥27及第一節流閥28。這里，上述過濾器24用來將原水中含有的懸浮物質除去，防止上述第一恒定流量閥25及上述噴射器26堵塞。此外，上述第一恒定流量閥25用來將向上述噴射器26供給的原水調節到既定范圍的流量。
上述噴射器26與上述第四開閉閥27之間的上述第一再生液供給線路23通過第二再生液供給線路29與上述第一閥19下游側的上述原水線路16連接。在該第二再生液供給線路29上設有第二節流閥30。上述第一節流閥28及第二節流閥30用來在后述的再生工序及壓出工序中對上述第一流路8及上述第三流路10均等地分配再生液或原水。
上述噴射器26在噴嘴部(附圖標記省略)的排出側連接有從上述鹽水供給裝置4延伸設置的鹽水供給線路31。在該鹽水供給線路31上設有第五閥32。即，上述噴射器26，利用在從上述噴嘴部排出原水時產生的負壓，能夠從上述鹽水供給裝置4吸引鹽水(例如氯化鈉的飽和水溶液)。并且，在上述噴射器26中，來自上述鹽水供給裝置4的鹽水被原水稀釋到既定濃度(例如8～12重量％)。
在上述第二閥20上游側的上述處理水線路17上，連接有向上述流量控制閥3的外部延伸的第一排水線路33。在該第一排水線路33上，從上述處理水線路17側起依次設有第六閥34及第二恒定流量閥35。此外，上述第二節流閥30下游側的上述第二再生液供給線路29通過第二排水線路36與上述第六閥34下游側的上述第一排水線路33連接。在該第二排水線路36上設有第七閥37。進而，上述第二流路9通過第三排水線路38與上述第六閥34下游側的上述第一排水線路33連接。在該第三排水線路38上設有第八閥39。上述第二恒定流量閥35用來將上述樹脂床收納部2的排水量調節到既定范圍的流量。
在上述流路控制閥3中，上述各閥19、20、22、27、32、34、37、39可以采用各種動作機構及閥構造。具體而言，特別優選為通過凸輪機構動作的升降式或膜片式的閥構造、或者通過連桿機構動作的滑動活塞式的閥構造等。
對于上述鹽水供給裝置4的結構詳細地說明。上述鹽水供給裝置4具備鹽水槽40，在該鹽水槽40內配置有筒狀的鹽水井41、和劃分鹽水的儲存部及固態鹽42(例如粒狀或小球狀的氯化鈉)的儲存部的透水性的鹽水板43。在上述鹽水井41的下方的側壁上設有連通孔44，鹽水或補給水通過該連通孔44自由流動。
在上述鹽水井41內收納有鹽水過濾器45。在該鹽水過濾器45中內裝有空氣止回球(エアチエツクボ一ル)46、和該空氣止回球46抵接或脫離的閥座部47，該閥座部47與上述鹽水供給線路31連接。即，上述流路控制閥3通過上述鹽水供給線路31與上述鹽水槽40連接。
并且，在上述鹽水供給線路31上，設有檢測鹽水供給方向的流量及補給水供給方向的流量的流量檢測機構48。并且，該流量檢測機構48的檢測信號被輸入到上述控制部。上述流量檢測機構48是可檢測雙方向的瞬間流量及累積流量的流量傳感器，優選使用例如切向式或軸流式流量傳感器。此外，上述流量檢測機構48也可以使用兩個可檢測單方向的瞬間流量及累積流量的流量傳感器，在此情況下，除了上述切向式流量傳感器及上述軸流式流量傳感器以外，還可以使用卡曼渦旋式流量傳感器或電磁式流量傳感器等。
以下，參照圖2～圖7詳細地說明該第一實施方式的上述離子交換裝置1的通水動作及再生動作。
在上述通水動作中，如圖2所示，根據來自上述控制器(圖示省略)的指令信號，上述第一閥19及上述第二閥20分別被設定為打開狀態。另一方面，上述第三閥22、上述第四閥27、上述第五閥32、上述第六閥34、上述第七閥37及上述第八閥39分別被設定為關閉狀態。經由上述第三流路10供給流過上述原水線路16的自來水、地下水、工業用水等原水后，將其在上述樹脂床收納部2的上部從上述第三濾網部件15排出。
從上述第三濾網部件15排出的原水在以下降流的形式在上述陽離子交換樹脂床5中流動的過程中，硬度成分被置換為鈉離子從而被軟化。通過上述陽離子交換樹脂床5后的軟水在上述樹脂床收納部2的底部向上述第一濾網部件12集中，然后經由上述第一集水管11、上述第一流路8及上述處理水線路17流通，向使用地點供給。并且，由于獲得既定量的軟水而使得上述陽離子交換樹脂床5變得不能再置換硬度成分后，則實施上述再生動作。
上述再生動作，為了恢復上述陽離子交換樹脂床5的硬度成分除去能力而依次進行逆洗工序、再生工序、壓出工序、清洗工序及補水工序。上述再生動作通常設定為在不使用軟水的深夜中實施。但是，在夜間也需要軟水的地方，并聯或串聯地設置多臺上述離子交換裝置1，設定為交替地進行上述通水動作。
在上述逆洗工序中，如圖3所示，根據來自上述控制部的指令信號，上述第二閥20、上述第三閥22及上述第七閥37分別被設定為打開狀態。另一方面，上述第一閥19、上述第四閥27、上述第五閥32、上述第六閥34及上述第八閥39分別被設定為關閉狀態。在上述原水線路16中流動的原水經由上述旁通線路21、上述處理水線路17、上述第一流路8及上述第一集水管11被供給后，在上述樹脂床收納部2的底部從上述第一濾網部件12排出。
從上述第一濾網部件12排出的原水以上升流的形式在上述樹脂床收納部2內流動，邊使上述陽離子交換樹脂床5展開，邊將堆積的懸浮物質及因破碎而產生的微細樹脂洗掉。接著，通過上述陽離子交換樹脂床5后的原水在上述樹脂床收納部2的上部被向上述第三濾網部件15集中，然后經由上述第三流路10、上述原水線路16、上述第二再生液供給線路29及上述第二排水線路36從上述第一排水線路33向系統外排出。開始上述逆洗工序后，如果上述壓力開關18打開的狀態，即有原水壓力的狀態的經過時間達到既定時間，確保了既定量的逆洗量，則向上述再生工序轉移。
在上述再生工序中，如圖4所示，根據來自上述控制器的指令信號，上述第三閥22、上述第四閥27、上述第五閥32及上述第八閥39分別被設定為打開狀態。另一方面，上述第一閥19、上述第二閥20、上述第六閥34及上述第七閥37分別被設定為關閉狀態。在上述原水線路16中流動的原水作為稀釋水，經由上述第一再生液供給線路23被向上述噴射器26的一次側供給。此時，原水中的懸浮物質被上述過濾器24除去，并且，原水的流量被上述第一恒定流量閥25調節到既定范圍內。
在上述噴射器26中，如果因原水的通過而在上述噴嘴部(附圖標記省略)的排出側產生負壓，則上述鹽水供給線路31內也成為負壓。結果，上述鹽水槽40內的鹽水經由上述鹽水供給線路31被向上述噴射器26吸引。在上述噴射器26內，鹽水被原水稀釋到既定濃度，調制出再生液。
來自上述噴射器26的再生液的一部分經由上述第一再生液供給線路23、上述處理水線路17、上述第一流路8及上述第一集水管11被供給后，在上述樹脂床收納部2的底部從上述第一濾網部件12排出。另一方面，來自上述噴射器26的再生液的其余部分經由上述第二再生液供給線路29、上述原水線路16及上述第三流路10被供給后，在上述樹脂床收納部2的上部從上述第三濾網部件15排出。此時，來自噴射器26的再生液被上述第一節流閥28及上述第二節流閥30均等地分配。
從上述第一濾網部件12排出的再生液以上升流的形式通過上述陽離子交換樹脂床5，使上述陽離子交換樹脂床5的下部再生。另一方面，從上述第三濾網部件15排出的再生液以下降流的形式通過上述陽離子交換樹脂床5，使上述陽離子交換樹脂床5的上部再生。即，在該第一實施方式中，對上述陽離子交換樹脂床5進行分流再生(split-flowregeneration)。此時，下降流的再生液將上述陽離子交換樹脂床5朝下推壓，通過上升流的再生液抑制上述陽離子交換樹脂床5的展開及流動。并且，通過上述陽離子交換樹脂床5后的再生液在上述陽離子交換樹脂床5的中央部向上述第二濾網部14集中后，經由上述第二集水管13、上述第二流路9及上述第三排水線路38從第一排水線路33向系統外排出。
在上述鹽水槽40內，隨著上述再生工序的進行而消耗鹽水，從而隨著時間的經過，水位下降。另一方面，在上述鹽水過濾器45內，隨著水位的下降，上述空氣止回球46下降。并且，如果鹽水被消耗到上述閥座部47的位置，則上述空氣止回球46與上述閥座部47抵接，將鹽水的流出與空氣的吸引斷開(參照圖5)。
在進行上述再生工序時，通過上述流量檢測機構48檢測鹽水供給方向的瞬間流量、即經由上述鹽水供給線路31從上述鹽水槽40向上述噴射器26流動的鹽水的瞬間流量。并且，在該檢測值超過零且不到既定流量時，報告再生的異常。這里，上述既定流量例如是基于下述流量設定的，所述流量是指在原水壓力為正常進行上述再生工序所需的0.1MPa時，流過上述鹽水供給線路31的鹽水的瞬間流量。
在上述離子交換裝置1中，在鹽水供給系統，例如上述噴射器26或上述鹽水過濾器45中發生了堵塞的情況下，在上述再生工序中不能消耗既定量的鹽水，從而會因為再生不良而引起處理水的水質惡化。因此，在第一實施方式中，通過根據鹽水供給方向的瞬間流量來報告再生的異常，能夠提示較早維護、提高上述再生動作的可靠性。再生異常的報告例如通過連接在上述控制器上的蜂鳴器、液晶顯示器、或者燈等進行，促使使用者向維修網點聯絡。此外，再生異常的報告例如也可以利用從上述控制器通向維修網點的通信線路直接進行。
此外，進行上述再生工序時，在上述瞬間流量的檢測值變為零時，結束上述再生工序，并且向上述壓出工序轉移。如上所述，如果消耗了既定量的鹽水，上述空氣止回球46抵接在上述閥座部47上，則鹽水的流出被斷開。于是，流過上述鹽水供給線路31的鹽水的瞬間流量也變為零，所以能夠檢測向上述壓出工序轉移的時間。
以往的離子交換裝置對上述再生工序及上述壓出工序僅通過兩者的合計時間來進行控制。在此情況下，例如如果向噴射器26供給的原水壓力降低，則在鹽水的消耗上花費時間，上述壓出工序的時間變少，從而壓出量減少。并且，會因壓出不良而引起處理水的水質惡化。因此，在第一實施方式中，根據鹽水供給方向的瞬間流量檢測向上述壓出工序轉移的時間，由此從上述壓出工序開始的時刻起確保既定的壓出量，提高了上述再生動作的可靠性。
進而，在進行上述再生工序時，通過上述流量檢測機構48檢測鹽水供給方向的累積流量，即從上述再生工序的開始時刻到上述瞬間流量的檢測值變成零的累積流量。并且，在該檢測值與前次補水工序時的檢測值之差，即與向上述鹽水槽40供給的補給水供給量之差，不到既定量時，報告上述固態鹽42的不足。對于上述補水工序中的累積流量的檢測在后面敘述。
在上述補水工序中，如果供給一定量的補給水，上述固態鹽42即氯化鈉溶解在該補給水中而生成飽和鹽水，則此時的飽和鹽水容量相對于補給水的供給量增加12～13％。該增加比例與溫度無關而大致恒定。另一方面，如果上述固態鹽42沒有了而不能生成飽和鹽水，則上述增加比例不到12％。因而，在例如設定為在上述補水工序時每次供給10升的補給水的情況下，在鹽水消耗量與補給水量之差不到1.2升時，可以判斷上述固態鹽42不足。
上述離子交換裝置1中，在上述固態鹽42不足的情況下，會因再生不良而引起處理水的水質惡化。因此，在該第一實施方式中，根據鹽水供給方向的累積流量和前次補水工序時的補給水供給方向的流量來報告上述固態鹽42的不足，從而能夠提示進行較早的補給，提高上述再生動作的可靠性。這里，上述固態鹽42不足的報告例如通過連接在上述控制器上的蜂鳴器、液晶顯示器、或者燈等對使用者進行。
在上述壓出工序中，如圖5所示，根據來自上述控制器的指令信號，上述第三閥22、上述第四閥27及上述第八閥39分別被設定為打開狀態。另一方面，上述第一閥19、上述第二閥20、上述第五閥32、上述第六閥34及上述第七閥37分別被設定為關閉狀態。在上述原水線路16中流動的原水作為壓出水而經由上述第一再生液供給線路23向上述噴射器26的一次側供給。此時，原水中的懸浮物質被上述過濾器24除去，此外，原水的流量被上述第一恒定流量閥25調節到既定范圍。此外，向上述噴射器26進行的鹽水供給被停止。
來自上述噴射器26的原水的一部分經由上述第一再生液供給線路23、上述處理水線路17、上述第一流路8及上述第一集水管11被供給后，在上述樹脂床收納部2的底部從上述第一濾網部件12排出。另一方面，來自上述噴射器26的原水的其余部分經由上述第二再生液供給線路29、上述原水線路16及上述第三流路10被供給后，在上述樹脂床收納部2的上部從上述第三濾網部件15排出。此時，來自上述噴射器26的原水被上述第一節流閥28及上述第二節流閥30均等地分配。
從上述第一濾網部件12排出的原水邊將再生液壓出邊以上升流的形式通過上述陽離子交換樹脂床5，使上述陽離子交換樹脂床5的下部繼續再生。另一方面，從上述第三濾網部件15排出的原水邊將再生液壓出邊以下降流的形式通過上述陽離子交換樹脂床5，使上述陽離子交換樹脂床5的上部繼續再生。此時，下降流的原水朝下推壓上述陽離子交換樹脂床5，通過上升流的原水抑制上述陽離子交換樹脂床5的展開及流動。并且，通過上述陽離子交換樹脂床5后的再生液和原水在上述陽離子交換樹脂床5的中央部向上述第二濾網部件14集中后，經由上述第二集水管13、上述第二流路9及上述第三排水線路38從上述第一排水線路33向系統外排出。在開始上述壓出工序后，如果上述壓力開關18打開的狀態、即有原水壓力的狀態的累積時間達到既定的時間，確保了既定量的壓出量，則向上述清洗工序轉移。
在上述清洗工序中，如圖6所示，根據來自上述控制器的指令信號，上述第一閥19、上述第三閥22及上述第六閥34分別被設定為打開狀態。另一方面，上述第二閥20、上述第四閥27、上述第五閥32、上述第七閥37及上述第八閥39分別被設定為關閉狀態。在上述原水線路16中流動的原水作為清洗水經由上述第三流路10被供給后，在上述樹脂床收納部2的上部從上述第三濾網部件15排出。
從上述第三濾網部件15排出的原水將殘留在上述樹脂床收納部2內的再生液洗掉，同時以下降流的形式通過上述陽離子交換樹脂床5。并且，通過上述陽離子交換樹脂床5后的原水在上述樹脂床收納部2的底部向上述第一濾網部件12集中后，經由上述第一集水管11、上述第一流路8、上述處理水線路17及上述第一排水線路33向系統外排出。在開始上述清洗工序后，如果上述壓力開關18打開的狀態、即有原水壓力的狀態的累積時間達到既定的時間，確保了既定量的清洗量，則向上述補水工序轉移。
在上述補水工序中，如圖7所示，根據來自上述控制器的指令信號，上述第三閥22及上述第五閥32分別設定為打開狀態。另一方面，上述第一閥19、上述第二閥20、上述第四閥27、上述第六閥34、上述第七閥37及上述第八閥39分別設定為關閉狀態。在上述原水線路16中流動的原水作為補給水而經由上述第一再生液供給線路23向上述噴射器26的一次側供給。此時，原水中的懸浮物質被上述過濾器24除去，此外，原水的流量被上述第一恒定流量閥25調節到既定范圍。
來自上述噴射器26的補給水的一部分經由上述鹽水供給線路31向上述鹽水槽40內供給。此時，上述空氣止回球46在補給水的壓力的作用下從上述閥座部47脫離。結果，補給水能夠向上述鹽水槽40內流入。并且，在上述鹽水槽40內，隨著上述補水工序的進行而供給補給水，水位隨著時間的經過而上升。
在進行上述補水工序時，通過上述流量檢測機構48檢測補給水供給方向的累積流量、即經由上述鹽水供給線路31從上述噴射器26向上述鹽水槽40流動的補給水的累積流量。并且，在該檢測值達到既定量時，結束上述補水工序。結束上述補水工序后，再次實施上述通水動作。向上述鹽水槽40內供給的補給水在上述通水動作中使上述固態鹽42溶解而生成飽和鹽水。
這里，補給水的供給量根據能夠將上述陽離子交換樹脂床5的交換能力恢復到既定值的上述固態鹽42的需要量設定，設定為能夠從該需要量生成飽和鹽水的量。此外，從上述補水工序的開始時刻到結束時刻的累積流量的檢測值、即補給水的供給量在下次再生工序中用于判斷上述固態鹽42的不足。
以往的離子交換裝置通過結構復雜的鹽水閥來控制補給水的供給量。在此情況下，如果決定補水停止位置的浮閥由結晶鹽固結，則不能供給既定量的補給水，鹽水量會不足。并且，由于再生不良而會引起處理水的水質惡化。因此，在第一實施方式中，根據補給水供給方向的累積流量供給一定量的補給水，從而能夠使上述鹽水供給裝置4的結構簡單化。
上述再生動作中，在上述樹脂床收納部2上迂回的原水根據使用地點的要求而供給。在上述再生動作中，由于上述第三閥22始終設定為打開狀態，所以在上述第一閥19上游側的上述原水線路16中流動的原水經由上述旁通線路21向上述第二閥20下游側的上述處理水線路17供給。因而，即使在上述再生動作中，也能夠在使用地點使用水。特別是，在串聯設置上述離子交換裝置1的情況下，在上游側進行上述再生動作時，可以通過下游側的上述通水動作供給軟水。另一方面，在下游側進行上述再生動作時，可以通過上游側的上述通水動作供給軟水。
根據以上的第一實施方式，能夠實現可提高再生動作的可靠性的離子交換裝置。結果，能夠有效地防止離子交換樹脂的再生不良及壓出不良，能夠穩定地供給調節為既定水質的處理水。此外，根據該第一實施方式，能夠實現可使鹽水供給裝置的結構簡單化的離子交換裝置。結果，能夠縮短離子交換裝置的組裝及維護的時間，能夠抑制有關制造及維修的成本。
(第二實施方式)在上述第一實施方式中，通過分流再生來恢復上述陽離子交換樹脂床5的交換能力，但也可以使用其他再生方式。例如，也可以通過一般進行的并流再生(co-flow regeneration)及逆流再生(counter-flowregeneration)來恢復上述陽離子交換樹脂床5的交換能力。
(第三實施方式)在上述第一實施方式及上述第二實施方式中，利用上述噴射器26供給上述鹽水槽40內的鹽水，但也可以利用其他機構。例如，也可以構成為，在上述鹽水供給線路31上設置泵(省略圖示)，通過該泵將上述鹽水槽40內的鹽水向上述第一再生液供給線路23供給。在此情況下，控制上述泵，使其在上述再生工序的開始時刻運轉，在由上述流量檢測機構48檢測到的鹽水供給方向的瞬間流量變為零時停止。
(第四實施方式)
在上述第一實施方式、上述第二實施方式及上述第三實施方式中，對將上述離子交換裝置1作為軟水裝置使用的情況進行了說明，但也可以作為其他的離子交換裝置使用。例如，在上述離子交換裝置1中，如果將上述陽離子交換樹脂床5置換為陰離子交換樹脂床，則能夠作為硝酸性氮除去裝置使用。
權利要求
1.一種離子交換裝置，具備收納離子交換樹脂床的樹脂床收納部、切換通水動作及再生動作的流路控制閥、和儲存用于再生的鹽水的鹽水槽，通過鹽水供給線路將上述流路控制閥與上述鹽水槽連接，其特征在于，在上述鹽水供給線路上設置有檢測鹽水供給方向的流量及補給水供給方向的流量的流量檢測機構。
2.一種離子交換裝置的控制方法，是權利要求1所述的離子交換裝置的控制方法，其特征在于，在進行補水工序時，通過上述流量檢測機構檢測補給水供給方向的累積流量，在該檢測值達到既定量時，結束上述補水工序。
3.如權利要求2所述的離子交換裝置的控制方法，其特征在于，在進行再生工序時，通過上述流量檢測機構檢測鹽水供給方向的瞬間流量，在該檢測值超過零且不到既定流量時，報告再生的異常。
4.如權利要求2所述的離子交換裝置的控制方法，其特征在于，在進行再生工序時，通過上述流量檢測機構檢測鹽水供給方向的瞬間流量，在該檢測值變成零時，結束上述再生工序，并且向壓出工序轉移。
5.如權利要求3或4所述的離子交換裝置的控制方法，其特征在于，在進行上述再生工序時，通過上述流量檢測機構檢測鹽水供給方向的累積流量，在該檢測值與上述補水工序時的檢測值之差不到既定量時，報告再生鹽的不足。
全文摘要
本發明實現一種能夠提高再生動作的可靠性的離子交換裝置。此外，實現一種能夠使鹽水供給裝置的結構簡單化的離子交換裝置。離子交換裝置(1)具備填充有陽離子交換樹脂床(5)的樹脂床收納部(2)、切換通水動作及再生動作的流路控制閥(3)、和儲存用于再生的鹽水的鹽水槽(40)，通過鹽水供給線路(31)將上述流路控制閥(3)與上述鹽水槽(40)連接，其中，在上述鹽水供給線路(31)上設有檢測鹽水供給方向的流量及補給水供給方向的流量的流量檢測機構(48)。
文檔編號B01J47/14GK101069861SQ20071008904
公開日2007年11月14日 申請日期2007年3月29日 優先權日2006年3月29日
發明者古川英夫, 安部元, 羽藤誠, 加藤寬尚, 馬場一高 申請人:三浦工業株式會社