JP5729686B1 - 塩水供給ユニット及び硬水軟化装置 - Google Patents

Abstract

塩水供給ユニット（１）は、塩収容部（７１）及び塩水貯留部（７２）を有する塩水タンク（７）と、塩が載置される塩水プレート（８）と、外部からの補給水の流れ及び外部への塩水の流れを制御すると共に、塩水タンク（７）内の水位が規定水位ＭＬに達した場合に補給水の流れを遮断する塩水バルブ装置（１０）と、塩水貯留部（７２）に貯留された塩水（Ｗ３）と同水位の塩水（Ｗ３）が内部に貯留されると共に、塩水バルブ装置（１０）が収容される塩水ウェル（９）と、を備え、塩水ウェル（９）は、塩水タンク（７）における規定水位と塩水プレート（８）の上面との間に位置する側面に塩水貯留部（７２）と連通する上部連通口（９２）を有し、且つ塩水プレート（８）の下面と塩水タンク（７）の底面との間に位置する側面に塩水貯留部（７２）と連通する下部連通口（９３）を有する。

Description

本発明は、塩水供給ユニット、及びこれを備えた硬水軟化装置に関する。

硬水軟化装置は、水道水等の原水に含まれる硬度成分を、イオン交換樹脂床を用いて硬度成分を除去（軟水化処理）することにより、軟水を製造する装置である。イオン交換樹脂床における硬度成分の除去能力は、軟水化処理を継続して行うことにより次第に低下する。そのため、硬度成分の除去能力が喪失する前に、イオン交換樹脂床に塩水（例えば、塩化ナトリウム水溶液）を作用させて、硬度成分の除去能力を回復させる再生処理を行う必要がある。

近年、原水の軟水化処理及びイオン交換樹脂床の再生処理における流路の切り換えを自動化した硬水軟化装置が提供されている。この硬水軟化装置は、原水の軟水化処理を行うイオン交換樹脂床を収容した圧力タンク（樹脂筒）と、軟水化処理と再生処理との切り換えの際に流体の流路を自動的に切り換えるコントロールバルブと、イオン交換樹脂床を再生する塩水を圧力タンクに供給する塩水供給ユニット（塩水供給装置）と、を備える（特許文献１参照）。

塩水供給ユニットは、主な構成として、塩水タンク、塩水プレート、水位検出用フロート、塩水ウェル、及び塩水バルブを備える。塩水タンクは、再生剤としての塩を収容可能な塩収容部、及び塩と外部から供給される補給水（例えば、原水）とから生成される塩水を貯留する塩水貯留部を、内部に有する。塩水プレートは、塩水タンクの内部を塩収容部と塩水貯留部とに仕切り、且つその上面に塩を載置可能な透水性の部材である。水位検出用フロートは、塩水ウェルの内部に配置され、水面に浮上可能な部材である。

塩水ウェルは、塩収容部と区画され、且つ水位検出用フロートを囲うように塩水タンクの内部に立設される円筒状の部材である。塩水ウェルは、その内部と塩水貯留部との間で流体を流通させる連通穴（流通穴）を有する。塩水ウェルにおける連通穴の高さ方向の位置は、塩水貯留部から塩水ウェル内へ送り込むことのできる塩水の最大量、すなわち再生処理時に消費可能な塩水の最大量を規定する。

塩水バルブは、塩水ウェル内に配置され、塩水ウェルの連通穴と塩水タンクの外部とを連通する連通路、及び水位検出用フロートの位置に応じて連通路を開閉する弁体等を有する。塩水ウェルは、塩水プレートを上下に貫通して、塩水タンクの底部まで挿入されている（特許文献２，３参照）。

硬水軟化装置においては、再生処理時において、コントロールバルブにより流路が切り換えられることにより、塩水タンクから塩水が圧力タンク内に導入され、イオン交換樹脂床が再生される。再生処理の後、塩水タンクには、次回の再生処理時に使用する塩水を生成するために補給水が供給される。この補給水に塩収容部の塩が溶解することにより、塩水タンク内には、飽和濃度の塩水が生成される。

特開２００７−２６０５７４号公報 特開平４−１０８５８６号公報 特開２０１１−３１２１４号公報

塩水供給ユニットでは、塩水ウェルの内部から塩水タンクに向かって補給水（真水）が供給され、塩が溶解すると、塩水ウェルの内外で塩水の濃度差が生じる。すなわち、塩水タンク内の補給水は、塩と接触して高濃度の塩水になりやすいが、塩水ウェル内の補給水は、塩と接触しないので低濃度の塩水になりやすい。この濃度差は、水中の塩分が濃度勾配によって拡散することにより次第に小さくなる。しかし、塩水ウェルの内外で塩水の濃度が均一になるには、非常に長い時間（例えば、数十時間）が必要となる。

塩水ウェルの内外で上記のような塩水の濃度差（比重差）が生じていると、塩水タンクでは相対的に塩水の水位が低くなり、塩水ウェルでは相対的に塩水の水位が高くなる。再生処理で塩水を使用する際には、塩水タンクの底部付近から塩水を抜き出すため、一度発生した水位差は、容易に解消されない。そして、このような状態で塩水ウェルの内部から塩水タンクに向かって補給水の供給が行われると、塩水ウェル内に配置された水位検出用フロートは、塩水タンクの水位が規定水位まで上昇しないうちに、規定水位に達する。水位検出用フロートが規定水位に達すると、補給水の流入が遮断されるため、塩水タンク内の水位は、予め設定された水位よりも低くなる。その結果、塩水プレート上に載置された塩に補給水が接触せず、飽和濃度の塩水が正常に生成されないことが起こり得る。

また、塩水ウェル内に塩濃度センサを設けた塩水供給ユニットにおいて、塩水ウェルの内外で塩水の濃度差が生じると、塩水タンク内の塩水の濃度を正確に検出することが難しくなる。塩濃度センサは、塩水タンクで規定濃度（例えば、飽和濃度）の塩水が生成されているか否かを検出する装置である。塩濃度センサにより、規定濃度の塩水が生成されていないことが検出されると、硬水軟化装置において、塩の残量不足がユーザに報知される。そのため、塩水タンクで生成される塩水の濃度を正確に検出できないと、硬水軟化装置において、塩の残量不足をユーザに適切なタイミングで報知できないことが起こり得る。

従って、本発明は、塩水タンクに補給水が供給された際に、塩水ウェル及び塩水タンクのそれぞれに貯留された塩水の濃度を速やかに均一にすることができる塩水供給ユニットを提供することを目的とする。

本発明は、塩を収容可能な塩収容部、及び当該塩収容部に収容された塩と外部から導入される補給水とから生成される塩水を貯留可能な塩水貯留部を有する塩水タンクと、前記塩水タンクの内部に配置され、前記塩収容部に収容された塩が載置される塩水プレートと、外部からの補給水の流れ及び外部への塩水の流れを制御すると共に、前記塩水タンク内の水位が予め設定された規定水位に達した場合に補給水の流れを遮断する機能を有する塩水バルブ装置と、前記塩水タンク内の塩水の濃度に応じて浮沈する濃度検出用フロートを有し、当該濃度検出用フロートの位置に応じて検出信号を出力する少なくとも１つの濃度検出部と、前記塩水タンクの内部に設置され、前記塩水バルブ装置及び前記濃度検出部が収容される塩水ウェルと、を備え、前記塩水ウェルは、前記規定水位における水面と前記塩水プレートの上面との間に位置する側面に、前記塩水貯留部と連通する上部連通口を有し、且つ前記塩水プレートの下面と前記塩水タンクの底面との間に位置する側面に、前記塩水貯留部と連通する下部連通口を有し、前記塩水バルブ装置は、補給水又は塩水が流通可能な弁穴を有する弁ボックスと、前記弁穴を貫通する棒状のフロートロッドと、当該フロートロッドの一方の端部に連結され前記弁穴を開閉可能な弁体と、前記フロートロッドの他方の端部に連結された水位検出用フロートと、を備え、前記濃度検出部は、濃度検出用フロートを上下動可能に保持するステムに内蔵されたフロート位置検出スイッチであって、塩水の濃度が予め設定された濃度以上となり、前記濃度検出用フロートが予め設定された位置に達したときに第１検出信号を出力し、塩水の濃度が予め設定された濃度未満となり、前記濃度検出用フロートが予め設定された位置から離れたときに前記第１検出信号とは異なる第２検出信号を出力するフロート位置検出スイッチを備え、前記ステムは、前記弁ボックスと前記水位検出用フロートとの間に位置する前記フロートロッドの近傍に設けられる塩水供給ユニットに関する。

また、前記ステムは、当該ステムの軸心が前記フロートロッドの軸心を中心とする単一の円周上に位置するように設けられることが好ましい。

また、前記水位検出用フロートは、最大浮上位置である前記規定水位まで移動したときに、当該水位検出用フロートの下端が前記塩水プレートの上面から上方２０〜１００ｍｍの範囲に位置するように設定され、前記濃度検出用フロートは、最大浮上位置まで移動した前記水位検出用フロートの下端から１５０ｍｍ下方までの範囲において、当該濃度検出用フロートの下端が位置するように設定されることが好ましい。

また、前記水位検出用フロートは、垂直断面において逆凹形となる円筒状に形成され、前記フロートロッドの軸方向において、前記水位検出用フロートの上方側及び下方側にはそれぞれガイド部材が設けられ、下方側に設けられる前記ガイド部材には、前記水位検出用フロートの内部への気泡の混入を抑制するバッフル板が設けられることが好ましい。

また、本発明は、イオン交換樹脂床を充填した圧力タンクと、前記圧力タンクに接続され、内部の流路が切り替え可能な流路切替弁と、前記流路切替弁に接続され、当該流路切替弁において、前記イオン交換樹脂床の再生工程が実行可能となるように前記流路が切り替えられた場合に、再生剤としての塩水を前記流路切替弁を介して前記圧力タンクに供給する請求項１〜４のいずれかに記載の塩水供給ユニットと、前記流路切替弁における流路の切り替え及び前記塩水供給ユニットにおける塩水の濃度判定を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記塩水供給ユニットにおける塩水の濃度判定を、前記再生工程の直前に実行し、当該濃度判定において前記塩水供給ユニットにおける塩水の濃度が予め設定された濃度未満であると判定された場合には、塩の残量不足を報知する、
硬水軟化装置に関する。

本発明によれば、塩水タンクに補給水が供給された際に、塩水ウェル及び塩水タンクのそれぞれに貯留された塩水の濃度を速やかに均一にすることができる塩水供給ユニットを提供することができる。

第１実施形態に係る硬水軟化装置１の概略構成図である。 塩水ウェル９の構成を示す斜視図である。 濃度検出部１１を含む塩水バルブ装置１０の側面図である。 濃度検出部１１を含む塩水バルブ装置１０の分解斜視図である。 塩水バルブ装置１０の主要部を示す分解斜視図である。 塩水バルブ装置１０の上部エアチェックハウジング１２２周辺の構成を示す分解斜視図である。 エアチェックハウジング部１２０の内部構造を示す概略断面図である。 濃度検出部１１の側面図である。 濃度検出用フロート１１１の内部構成を示す概略断面図である。 図８のＡ−Ａ線に対応する概略断面図である。 下部ストッパ１１５の取り付け構造を示す斜視図である。 制御部４において塩水Ｗ３の濃度判定を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る塩水供給ユニット及び、これを備えた硬水軟化装置の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る硬水軟化装置１の概略構成図である。図１に示すように、第１実施形態に係る硬水軟化装置１は、イオン交換ユニット２と、塩水供給ユニット３と、制御部４と、を備える。また、硬水軟化装置１は、原水ラインＬ１と、軟水ラインＬ２と、塩水／補給水ラインＬ３と、排水ラインＬ４と、を備える。なお、図１では、電気的な経路（信号線）を破線で示している。

イオン交換ユニット２は、導入された原水Ｗ１に含まれる硬度成分を、イオン交換樹脂床を用いて軟水化処理することにより、軟水Ｗ２を製造する。イオン交換ユニット２は、圧力タンク５と、流路切替弁６と、を備える。

圧力タンク５は、原水Ｗ１の硬度成分を除去するイオン交換樹脂床（不図示）が充填された容器である。イオン交換樹脂床は、例えば強酸性陽イオン交換樹脂ビーズからなっている。

流路切替弁６は、複数の弁及び流路（不図示）を有する。複数の弁は、それぞれカムを介してモータ（いずれも不図示）と連係されている。モータの駆動力でカムを所定の角度まで回転させ、弁体と結合されたシャフトを進退させることにより、所定の弁が開閉して、流路の切り替えが行われる。モータは、制御部４と信号線を介して電気的に接続されている。弁の開閉は、制御部４からモータに出力される指令信号により制御される。

流路切替弁６は、圧力タンク５の上部に接続され、圧力タンク５の上部開口（不図示）を封止している。流路切替弁６の下部には、圧力タンク５の上部開口と対応する位置に、通水路や排水路等（不図示）の各端部が開口している。なお、流路切替弁６の流路を切り替えて実行される通水工程や再生工程等の運転工程については後述する。

塩水供給ユニット３は、再生工程において、塩水を圧力タンク５へ供給する。塩水供給ユニット３は、塩水タンク７と、塩水プレート８と、塩水ウェル９と、塩水バルブ装置１０（符号のみ）と、を備える。

塩水タンク７は、塩水Ｗ３を貯留するドラム状の容器である。塩水タンク７の内部には、塩水プレート８が水平に配置されている。塩水タンク７の内部は、塩水プレート８により、塩収容部７１と、塩水貯留部７２とに区画される。塩収容部７１は、再生剤としての塩ＳＴを収容可能な領域である。塩水貯留部７２は、塩収容部７１に収容された塩ＳＴと外部から導入された補給水（原水Ｗ１）とから生成される塩水Ｗ３を、貯留可能な領域である。

なお、塩水タンク７に供給される補給水（原水Ｗ１）の水量は、塩水バルブ装置１０（後述）により調節される。塩水Ｗ３を生成するためには、補給水と塩ＳＴを恒常的に接触させておく必要があるため、補給水は塩水プレート８よりも上方の位置に設定された規定水位ＷＬまで供給される。補給水に塩ＳＴが溶け込むと、生成した塩水Ｗ３の水面は、規定水位ＷＬから若干上昇する。

塩水プレート８は、塩収容部７１に収容された塩ＳＴが載置される円盤状の部材である。塩水プレート８は、透水性を有する板状の部材（多孔板、網板等）により構成される。塩水プレート８の上表面は、塩ＳＴの結晶粒子の落下を防ぐため、メッシュの細かいネットで覆われる。塩水プレート８に載置された塩ＳＴの一部は、塩水プレート８から塩水貯留部７２に溶け出し、補給水と混じり合うことにより塩水Ｗ３となる。塩水プレート８は、円形孔８１を有する。塩水ウェル９（後述）は、円形孔８１を貫通して、塩水タンク７の底面に設置される。

塩水タンク７に補給水が補給され、塩水タンク７に貯留された塩水濃度が飽和濃度（２６ｗｔ％程度）よりも低くなると、塩水プレート８に載置された塩ＳＴは、塩水貯留部７２に貯留された塩水Ｗ３に溶け出す。そして、塩ＳＴの溶け出しにより、塩水濃度が徐々に高くなり、飽和濃度に近くなると、塩ＳＴの溶け出しが止まる。これにより、塩水タンク７に貯留される塩水Ｗ３は、ほぼ飽和濃度に近い濃度に維持される。また、塩水プレート８上には、残った塩ＳＴが保持される。

塩水ウェル９は、塩水バルブ装置１０及び濃度検出部１１（不図示）を塩ＳＴから隔離して収容する容器である。塩水バルブ装置１０は、流路切替弁６からの補給水（原水Ｗ１）の流れ及び流路切替弁６への塩水Ｗ３の流れを制御すると共に、前記塩水タンク内の水位が予め設定された規定水位ＷＬに達した場合に補給水の流れを遮断する機能を有する。濃度検出部１１は、塩水ウェル９内の塩水濃度を検出する機能を有する。塩水ウェル９、塩水バルブ装置１０及び濃度検出部１１の構成については後述する。

制御部４は、ＣＰＵ及びメモリを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４は、流路切替弁６及び塩水バルブ装置１０と電気的に接続されている。制御部４は、運転工程に応じて、流路切替弁６に指令信号を出力する。また、制御部４は、塩水バルブ装置１０から出力された検出信号を受信する。

制御部４は、予めプログラムされた運転工程に応じて、流路切替弁６における流路の切り替えを実行する。制御部４は、所定の運転工程に応じた指令信号を流路切替弁６に出力する。流路切替弁６では、制御部４から出力された指令信号により、内蔵されたモータ（不図示）が駆動され、カムを介して所定の弁が開閉される。所定の弁が開閉されることにより、流路切替弁６において、運転工程に応じた流路が設定される。

また、制御部４は、再生工程の直前に、塩水バルブ装置１０の濃度検出部１１（後述）から出力される検出信号に基づいて、塩水Ｗ３の濃度判定を行う。制御部４において、塩水タンク７に貯留された塩水濃度が予め設定された規定濃度（例えば１３ｗｔ％）未満であると判定された場合には、塩の残量不足がユーザに報知される。本実施形態において、塩の残量不足は、硬水軟化装置１の操作パネル（不図示）に設けられた警告ランプの点灯（又は点滅）により、ユーザに報知される。なお、制御部４において、塩水Ｗ３の濃度判定を行う場合の処理手順については後述する。

原水ラインＬ１は、水道水等の原水Ｗ１が流通するラインである。原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。また、原水ラインＬ１の下流側の端部は、流路切替弁６の原水入口に接続されている。

軟水ラインＬ２は、イオン交換ユニット２で製造された軟水Ｗ２が流通するラインである。軟水ラインＬ２の上流側の端部は、流路切替弁６の軟水出口に接続されている。また、軟水ラインＬ２の下流側の端部は、軟水Ｗ２の需要箇所に接続されている。

塩水／補給水ラインＬ３は、塩水バルブ装置１０と流路切替弁６との間をつなぐラインである。塩水／補給水ラインＬ３には、再生処理の運転工程（以下、「再生工程」ともいう）において、塩水ウェル９から流路切替弁６に向けて塩水Ｗ３が流通する。また、塩水／補給水ラインＬ３には、塩水タンク７に補給水を供給する運転工程（以下、「補水工程」ともいう）において、流路切替弁６から塩水ウェル９に向けて補給水（原水Ｗ１）が流通する。

排水ラインＬ４は、再生工程において使用された塩水Ｗ３が廃棄されるラインである。排水ラインＬ４の上流側の端部は、流路切替弁６の塩水出口に接続されている。また、排水ラインＬ４の下流側の端部は、塩水Ｗ３の排出口（不図示）に向けて開口している。

次に、硬水軟化装置１において実行される各運転工程について説明する。本実施形態に係る硬水軟化装置１では、主な運転工程として、通水工程、再生工程、及び補水工程が順に実行される。なお、その他の工程（例えば、押出工程）については説明を省略する。

通水工程は、原水Ｗ１から軟水Ｗ２を製造する工程である。通水工程において、原水Ｗ１は、原水ラインＬ１及び流路切替弁６を介して圧力タンク５へ供給される。圧力タンク５では、原水Ｗ１がイオン交換樹脂床を通過する間に硬度成分が除去され、軟水Ｗ２が製造される。圧力タンク５で製造された軟水Ｗ２は、流路切替弁６から軟水ラインＬ２を介して需要箇所に送出される。

再生工程は、イオン交換樹脂床における硬度成分の除去能力を回復させる工程である。再生工程において、塩水タンク７に貯留された塩水Ｗ３は、塩水／補給水ラインＬ３及び流路切替弁６を介して圧力タンク５へ導入される。圧力タンク５では、導入された塩水Ｗ３によりイオン交換樹脂床が再生される。イオン交換樹脂床を再生した塩水Ｗ３は、排水ラインＬ４を介して外部に廃棄される。

補水工程は、再生工程において消費された塩水Ｗ３を再び調整することのできる水量の補給水を、塩水タンク７に供給する工程である。補水工程において、補給水としての原水Ｗ１は、原水ラインＬ１、流路切替弁６及び塩水／補給水ラインＬ３を介して塩水タンク７に供給される。なお、補水工程において、塩水タンク７に供給される補給水は、原水Ｗ１に限らず、軟水Ｗ２であってもよい。

次に、塩水ウェル９、塩水バルブ装置１０及び濃度検出部１１の構成について説明する。

まず、塩水ウェル９について説明する。
図２は、塩水ウェル９の構成を示す斜視図である。図２に示すように、塩水ウェル９は、円筒状の本体９０と、カバー９１と、を備える。また、塩水ウェル９は、本体９０の側面に、上部連通口９２と、下部連通口９３と、を有する。

上部連通口９２は、塩水ウェル９の上部において、塩水ウェル９と塩水貯留部７２とを連通する開口である。上部連通口９２は、図１に示すように、塩水ウェル９において、規定水位ＷＬにおける水面と塩水プレート８の上面との間に位置する側面に設けられる。上部連通口９２は、図２に示すように、塩水ウェル９の側面に、１箇所設けられている。また、図２に示すように、上部連通口９２には、フィルタ９４（図１では不図示）が取り付けられる。上部連通口９２にフィルタ９４を取り付けることにより、塩水ウェル９内への塩ＳＴの侵入を防止することができる。なお、図面では表示していないが、上部連通口９２は、塩水タンク７における内周円の接線方向に向けるのが好ましい。この場合、フィルタ９４には、塩ＳＴの重さが掛かりにくくなるので、フィルタ９４の破損が起こらず、またフィルタ９４を介した塩水Ｗ３の流通も阻害されない。

下部連通口９３は、塩水ウェル９の下部において、塩水ウェル９と塩水貯留部７２とを連通する開口である。下部連通口９３は、図１に示すように、塩水ウェル９において、塩水プレート８の下面と塩水タンク７の底面７３との間に位置する側面に設けられる。下部連通口９３は、図２に示すように、塩水ウェル９の側面に、８箇所設けられている。また、図２に示すように、下部連通口９３には、円筒状のフィルタ９５（図１では不図示）が取り付けられる。下部連通口９３にフィルタ９５を取り付けることにより、塩水ウェル９内へのゴミ類の侵入を防止することができる。

カバー９１は、塩水バルブパイプ１１０及びセンサケーブル保護チューブ１１９（後述）の貫通する２つの孔部（符号省略）を有する。

ここで、塩水ウェル９に設けられた上部連通口９２及び下部連通口９３の作用を、図１を参照しながら説明する。

補水工程の開始時点（すなわち、再生工程の終了時点）において、塩水タンク７の底部には、若干量の塩水Ｗ３が残っている。外部から補給水（原水Ｗ１）が規定水位ＷＬまで供給されると、残っている塩水Ｗ３は希釈される。そのため、補水工程の終了時点において、塩水貯留部７２の全体では、塩水濃度が低くなっている。その状態で、塩水プレート８を通じて塩水貯留部７２に塩ＳＴが溶け出すと、塩水貯留部７２の上部の塩水濃度は、塩水貯留部７２の下部の塩水濃度よりも相対的に高くなる。つまり、塩水貯留部７２の上部には、比重の高い塩水Ｗ３が存在し、塩水貯留部７２の下部には、比重の低い塩水Ｗ３が存在することになる。すると、比重の高い塩水Ｗ３は、比重の低い塩水Ｗ３を押し下げようとする。これにより、塩水貯留部７２では、塩水Ｗ３の下降流（図中、下向き実線矢印）が生じる。この下降流により塩水貯留部７２の下部から押し出された比重の低い塩水Ｗ３は、下部連通口９３から塩水ウェル９の内部に流入する。塩水ウェル９に流入した塩水Ｗ３は、塩水ウェル９内に存在する塩水Ｗ３を下部から上部に向けて押し上げる。これにより、塩水ウェル９内では、塩水Ｗ３の上昇流（図中、上向き破線矢印）が生じる。この上昇流により塩水ウェル９の上部から押し出された比重の低い塩水Ｗ３は、上部連通口９２から塩水ウェル９の外に流出する。そして、比重の低い塩水Ｗ３が塩ＳＴと繰り返し接触することで、塩の溶解が促進される。

このように、補水工程において、塩水タンク７に外部から補給水が供給されると、塩水Ｗ３の比重差によって、塩水ウェル９の外側（塩水貯留部７２）では塩水Ｗ３の下降流が生じ、塩水ウェル９の内部では塩水Ｗ３の上昇流が生じる。すなわち、塩水ウェル９の内部と塩水タンク７との間において、塩水Ｗ３の循環対流が生じる。この循環対流は、塩水ウェル９の内外の比重差、すなわち濃度差がほぼ無くなるまで継続する。この結果、塩水ウェル９の内部及び塩水タンク７にそれぞれ貯留された塩水Ｗ３の濃度は、速やかに均一になる。

次に、塩水バルブ装置１０について説明する。
図３は、濃度検出部１１を含む塩水バルブ装置１０の側面図である。図４は、濃度検出部１１を含む塩水バルブ装置１０の分解斜視図である。図５は、塩水バルブ装置１０の主要部を示す分解斜視図である。図６は、塩水バルブ装置１０の上部エアチェックハウジング１２２周辺の構成を示す分解斜視図である。図７は、エアチェックハウジング部１２０の内部構造を示す概略断面図である。

図３及び図４に示すように、塩水バルブ装置１０は、フロート部１００と、塩水バルブパイプ１１０と、エアチェックハウジング部１２０と、を備える。また、塩水バルブ装置１０には、濃度検出部１１（後述）が取り付けられている。

フロート部１００は、水位検出用フロート１０１と、上ガイド部材１０２と、下ガイド部材１０３と、フロートロッド１０４と、を備える。

水位検出用フロート１０１は、塩水ウェル９の内部に貯留された塩水Ｗ３の水位を検出するための部材である。水位検出用フロート１０１は、図５に示すように、垂直断面において逆凹形となる円筒状に形成されている。水位検出用フロート１０１は、上部にガイド軸１０１ａを有する。水位検出用フロート１０１は、補給水（原水Ｗ１）よりも比重の小さい材料により構成される。そのため、水位検出用フロート１０１は、補給水及び塩水Ｗ３に対して浮力を有する。

ここで、水位検出用フロート１０１の設置される位置について説明する。図３に示す符号Ｈ１は、水位検出用フロート１０１を最大浮上位置である規定水位ＷＬまで移動させたときの、水位検出用フロート１０１の下端の位置を示す。また、図３において、符号Ｈ２は、塩水プレート８（図１参照）の上面の位置を示す。水位検出用フロート１０１は、最大浮上位置である規定水位ＷＬまで移動したときに、その下端（Ｈ１）が塩水プレート８の上面（Ｈ２）から上方２０〜１００ｍｍの範囲（図中Ａ）に位置するように設置される。なお、水位検出用フロート１０１に隣接する濃度検出用フロート１１１の設置される位置については後述する。

再び、フロート部１００について説明する。
上ガイド部材１０２及び下ガイド部材１０３は、水位検出用フロート１０１の上下方向（フロートロッド１０４の軸方向）における移動範囲を規制するための部材である。

図４に示すように、上ガイド部材１０２は、フロートロッド１０４の軸方向において、水位検出用フロート１０１の上方側に設けられるガイド部材である。上ガイド部材１０２は、ネジＳ１により塩水バルブパイプ１１０に取り付けられる。上ガイド部材１０２は、ガイド孔１０２ａを有する。ガイド孔１０２ａには、水位検出用フロート１０１のガイド軸１０１ａが貫通する。

また、図４に示すように、下ガイド部材１０３は、フロートロッド１０４の軸方向において、水位検出用フロート１０１の下方側に設けられるガイド部材である。下ガイド部材１０３は、ネジＳ２により塩水バルブパイプ１１０に取り付けられる。下ガイド部材１０３は、ガイド孔１０３ａを有する。このガイド孔１０３ａには、フロートロッド１０４（後述）が貫通する。下ガイド部材１０３は、図３及び図４に示すように、センサ取付片１０３ｂを有する。センサ取付片１０３ｂには、濃度検出部１１（後述）が取り付けられる。

また、図４及び図５に示すように、下ガイド部材１０３は、略円盤形のバッフル板１０３ｃを有する。バッフル板１０３ｃは、水位検出用フロート１０１の中空部（垂直断面において逆凹形となる内部空間）への気泡の混入を抑制するための部材である。本実施形態のバッフル板１０３ｃは、下ガイド部材１０３と一体化されている。

なお、バッフル板の構成は、これに限らず、略円盤形に形成された単体のバッフル板を、下ガイド部材１０３の上面側又は下面側に貼り付けた構成としてもよい。この場合、下ガイド部材１０３として、図４に示す形状の上ガイド部材１０２を用いることができる。

フロートロッド１０４は、水位検出用フロート１０１に連動して上下に移動する棒状の部材である。フロートロッド１０４の上端は、水位検出用フロート１０１に連結されている。また、フロートロッド１０４の下端は、図５に示すように、弁体としての補水ストッパ１２４（後述）に連結されている。

塩水バルブパイプ１１０は、塩水タンク７から外部に供給される塩水Ｗ３、及び外部から塩水タンク７に供給される補給水（原水Ｗ１）が流通する筒状の部材である。塩水バルブパイプ１１０の上方の端部は、図３及び図４に示すように、塩水ウェル９のカバー９１を貫通して、継手９６に接続されている。継手９６は、塩水バルブパイプ１１０と、塩水／補給水ラインＬ３の塩水供給ユニット３側の一方の端部とを接続する部品である。なお、継手９６と塩水／補給水ラインＬ３の一方の端部との間に、他の継手や接続部品等が設けられてもよい。また、塩水バルブパイプ１１０の下方の端部は、図６に示すように、下部エアチェックハウジング１２９（後述）の第２孔部１２９ｂに接続されている。

エアチェックハウジング部１２０は、図５に示すように、塩水バルブフィルタ１２１と、弁ボックスとしての上部エアチェックハウジング１２２と、角リング１２３と、弁体としての補水ストッパ１２４と、を備える。また、エアチェックハウジング部１２０は、図４に示すように、ボールホルダ１２５と、フロートボール１２６と、Ｏリング１２７と、角リング１２８と、を備える。更に、エアチェックハウジング部１２０は、図６に示すように、下部エアチェックハウジング１２９と、金属ボール１３０と、プラグ１３１と、を備える。

塩水バルブフィルタ１２１は、塩水タンク７から流路切替弁６に供給される塩水Ｗ３に含まれるゴミ類を除去する。ここで除去されるゴミ類は、主に塩ＳＴに由来のものである。塩水バルブフィルタ１２１は、図４及び図５に示すように、ガイド孔１２１ａを有する。ガイド孔１２１ａには、フロートロッド１０４が貫通する。

上部エアチェックハウジング１２２は、下部エアチェックハウジング１２９（後述）と共に、塩水バルブフィルタ１２１を保持する部材である。上部エアチェックハウジング１２２は、上部に弁孔１２２ａを有する。弁孔１２２ａは、塩水Ｗ３及び補給水が流通可能な開口である。上部エアチェックハウジング１２２の上部には、塩水バルブフィルタ１２１が取り付けられる。また、上部エアチェックハウジング１２２は、下部エアチェックハウジング１２９（後述）と連結される。

角リング１２３は、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａに取り付けられる部品（弁座）である。

補水ストッパ１２４は、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａを開閉可能な部品（弁体）である。補水ストッパ１２４は、フロートロッド１０４の下端に連結されている。フロートロッド１０４の上端は、水位検出用フロート１０１に連結されている。そのため、補水ストッパ１２４は、水位検出用フロート１０１と共に、フロートロッド１０４の軸方向に移動する。補水ストッパ１２４の動作については後述する。

ボールホルダ１２５は、フロートボール１２６を収容可能な部品である。ボールホルダ１２５は、フロートボール１２６を上下方向に移動可能に保持する。塩水Ｗ３及び補給水は、ボールホルダ１２５の上部にフロートボール１２６が押し上げられた状態において、上部エアチェックハウジング１２２とボールホルダ１２５との隙間を流通することができる。

フロートボール１２６は、ボールホルダ１２５に保持される球形の部品である。フロートボール１２６は、ボールホルダ１２５内の水位に応じて、下部エアチェックハウジング１２９の第１孔部１２９ａ（後述）を開閉する。フロートボール１２６は、補給水（原水Ｗ１）よりも比重の小さい材料により構成される。そのため、フロートボール１２６は、補給水及び塩水Ｗ３に対して浮力を有する。なお、フロートボール１２６は、水位に連動して確実に浮沈するように、当該部品を中空に形成して比重を調整することが好ましい。

Ｏリング１２７は、上部エアチェックハウジング１２２と、下部エアチェックハウジング１２９との間を密閉する部材である。

角リング１２８は、下部エアチェックハウジング１２９の第１孔部１２９ａに配置される部材である。角リング１２８の内径は、第１孔部１２９ａの直径よりも大きく、フロートボール１２６の弁座として作用する。

下部エアチェックハウジング１２９は、上部エアチェックハウジング１２２の下方に配置される部材である。図６に示すように、下部エアチェックハウジング１２９は、第１孔部１２９ａ、第２孔部１２９ｂ及び第３孔部１２９ｃを有する。

第１孔部１２９ａは、塩水Ｗ３及び補給水（原水Ｗ１）が流通可能な開口である。第２孔部１２９ｂは、塩水バルブパイプ１１０の下方の端部が接続される開口である。第３孔部１２９ｃは、金属ボール１３０が収容される開口である。プラグ１３１は、第３孔部１２９ｃを塞ぐ部材である。なお、第３孔部１２９ｃの奥側には、通水孔１３２が形成されている（図７参照）。通水孔１３２の開口に金属ボール１３０が当接した状態において、金属ボール１３０と通水孔１３２の間には、若干の隙間が形成される。

図４に示すように、上部エアチェックハウジング１２２及び下部エアチェックハウジング１２９は、ボールホルダ１２５、フロートボール１２６、Ｏリング１２７及び角リング１２８が収容された状態で、ネジＳ３により連結される。

ここで、エアチェックハウジング部１２０の機能を、図７を参照しながら説明する。図７では、説明を容易にするため、エアチェックハウジング部１２０を簡略化している。

再生工程では、制御部４により流路切替弁６の流路が切り替えられ、塩水ウェル９から流路切替弁６に向けて塩水Ｗ３が流通可能となる。また、流路切替弁６の内部が再生工程の流路に切り替えられると、流路切替弁６の内部に負圧が発生する。これにより、塩水／補給水ラインＬ３、塩水バルブパイプ１１０、及びエアチェックハウジング部１２０の内部も負圧となる。この負圧により、図７に示すように、補水ストッパ１２４が下降して、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａが開放される。弁孔１２２ａが開放されると、塩水タンク７に貯留されていた塩水Ｗ３がエアチェックハウジング部１２０の内部に吸引される。なお、フロートボール１２６は、ボールホルダ１２５の内部で浮上しているため、下部エアチェックハウジング１２９の第１孔部１２９ａは開放されている。また、金属ボール１３０は、塩水Ｗ３の流れに乗ってプラグ１３１側（図面の左方向）へ移動する。吸引された塩水Ｗ３は、エアチェックハウジング部１２０の内部を流通し、塩水バルブパイプ１１０、塩水／補給水ラインＬ３を介して流路切替弁６へ供給される。流路切替弁６に供給された塩水Ｗ３は、圧力タンク５（図１参照）内に導入され、イオン交換樹脂床（不図示）を再生させる。

再生工程の進行により、塩水タンク７に貯留された塩水Ｗ３の水位は徐々に低下する。そして、エアチェックハウジング部１２０の内部において、塩水Ｗ３がほぼなくなると、フロートボール１２６が下降して第１孔部１２９ａを閉じる。そのため、塩水タンク７から流路切替弁６への塩水Ｗ３の供給が停止する。また、フロートボール１２６が第１孔部１２９ａを閉じることにより、空気の吸引が抑制される。なお、塩水Ｗ３がほぼなくなった状態において、補水ストッパ１２４は、下降したままとなる。そのため、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａも開放されたままとなる。

続いて、補水工程が実行される。補水工程では、制御部４により流路切替弁６の流路が切り替えられ、流路切替弁６から塩水ウェル９に向けて補給水（原水Ｗ１）が流通可能となる。そして、流路切替弁６から塩水ウェル９に向けて補給水が供給されると、エアチェックハウジング部１２０の内部において、フロートボール１２６が供給された補給水により押し上げられ、第１孔部１２９ａが開放される。これにより、補給水は、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａから塩水タンク７の内部に流れ込み、塩水貯留部７２に貯留される。この時、金属ボール１３０は、補給水の流れに乗って通水孔１３２側（図面の右方向）へ移動し、通水孔１３２の開口に当接して補給水の流量を制限する。これにより、補水の実行中に過大な流量の補給水がエアチェックハウジング部１２０の内部に流入した場合でも、水圧により補水ストッパ１２４が閉弁してしまうことが防止される。

その後、補給水が塩水貯留部７２に貯留されるに従い、塩水ウェル９の内部における塩水Ｗ３の水位は徐々に上昇する。塩水Ｗ３の水位が上昇すると、水位検出用フロート１０１も上昇する。水位検出用フロート１０１は、フロートロッド１０４を介して補水ストッパ１２４と連結されている。そのため、塩水Ｗ３の水位が規定水位ＷＬまで上昇して、水位検出用フロート１０１が最大浮上位置に達すると、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａは、補水ストッパ１２４により閉じられる。これにより、補給水の塩水タンク７への流れ込みが停止する。

上述したように、塩水バルブ装置１０は、補水工程において、塩水タンク７に外部から補給水を導入する機能、及び再生工程において、塩水タンク７の内部に貯留された塩水Ｗ３を外部に供給する機能を有する。

次に、濃度検出部１１について説明する。

図８は、濃度検出部１１の側面図である。図９は、濃度検出用フロートの内部構成を示す概略断面図である。図１０は、図８のＡ−Ａ線に対応する概略断面図である。図１１は、下部ストッパの取り付け構造を示す斜視図である。図１１では、濃度検出用フロート１１１の図示を省略している。

図８に示すように、濃度検出部１１は、濃度検出用フロート１１１と、ステム１１２と、センサ取付部１１３と、上部ストッパ１１４と、下部ストッパ１１５と、を備える。また、図８及び図９に示すように、濃度検出部１１は、フロート位置検出スイッチ１１６及び磁石１１７（図９参照）と、センサケーブル１１８と、センサケーブル保護チューブ１１９とを備える。

濃度検出用フロート１１１は、塩水ウェル９の内部に存在する塩水Ｗ３の濃度を検出するための部材である。濃度検出用フロート１１１は、略円筒状に形成されている。また、図９に示すように、濃度検出用フロート１１１は、貫通孔１１１ａを有する。貫通孔１１１ａは、濃度検出用フロート１１１の中心軸に沿って形成された円柱状の開口である。貫通孔１１１ａには、ステム１１２が貫通する。また、濃度検出用フロート１１１は、図９に示すように、貫通孔１１１ａと接する側に磁石１１７が埋め込まれている。

本実施形態において、濃度検出用フロート１１１は、比重１．１程度の部材により構成される。比重１．１は、約１３ｗｔ％の塩水の比重に相当する。そのため、塩水ウェル９内に貯留された塩水Ｗ３の濃度が１３ｗｔ％よりも高ければ、濃度検出用フロート１１１は、ステム１１２に沿って上昇する。一方、塩水Ｗ３の濃度が１３ｗｔ％よりも低ければ、濃度検出用フロート１１１は、ステム１１２に沿って下降する。

濃度検出用フロート１１１の比重の調整は、各種の方法を採用することができる。例えば、検出したい比重と同等の比重を持つ合成樹脂材料を用いて、フロートを中実に形成することにより調整可能である。また、例えば、検出したい比重よりも低い比重を持つ合成樹脂材料を用いてフロートを中空に形成し、内部に所要の比重の重り（固体・液体）を仕込むことにより調整可能である。

塩水Ｗ３の予め設定された濃度を１３ｗｔ％とすると、塩水Ｗ３の濃度が１３ｗｔ％よりも高ければ、濃度検出用フロート１１１が上昇して、フロート位置検出スイッチ１１６から制御部４に第１検出信号（後述）が出力される。一方、塩水Ｗ３の濃度が１３ｗｔ％よりも低くなると、濃度検出用フロート１１１が下降して、フロート位置検出スイッチ１１６から制御部４に第２検出信号（後述）が出力される。

ステム１１２は、濃度検出用フロート１１１を保持する部材である。ステム１１２は、濃度検出用フロート１１１を、軸方向に移動可能に（すなわち、上下動可能に）保持する。ステム１１２の内部には、フロート位置検出スイッチ１１６が内蔵されている。ステム１１２の上側の端部は、センサ取付部１１３に接続されている。また、ステム１１２は、下側の端部に溝１１２ａ（図１１参照）を有する。

フロート位置検出スイッチ１１６は、磁石１１７（図９参照）の磁界に応じて、内部のリード片（不図示）が開閉するリードスイッチである。リード片には、それぞれセンサケーブル１１８が接続されている。フロート位置検出スイッチ１１６には、センサケーブル１１８を介して、制御部４から予め設定された電位（設定電位）の電流が供給される。

塩水Ｗ３の濃度が予め設定された濃度（１３ｗｔ％）以上になると、濃度検出用フロート１１１が上昇して、磁石１１７がフロート位置検出スイッチ１１６に近接する。すると、磁石１１７の磁界の作用により、内部のリード片同士が接触（導通）し、フロート位置検出スイッチ１１６から第１検出信号（設定電位）が制御部４に出力される。すなわち、フロート位置検出スイッチ１１６は、濃度検出用フロート１１１が予め設定された位置（濃度１３ｗｔ％で濃度検出用フロート１１１が停止する位置）に達したときに、第１検出信号を出力する。

一方、塩水Ｗ３の濃度が予め設定された濃度（１３ｗｔ％）未満になると、濃度検出用フロート１１１が下降して、磁石１１７がフロート位置検出スイッチ１１６から離れる。すると、磁石１１７の磁界が作用しなくなり、内部のリード片同士が非接触（非導通）となるため、フロート位置検出スイッチ１１６から第２検出信号（ゼロ電位）が制御部４に出力される。すなわち、フロート位置検出スイッチ１１６は、濃度検出用フロート１１１が予め設定された位置（濃度１３ｗｔ％で濃度検出用フロート１１１が停止する位置）から離れたときに、第２検出信号を出力する。

上部ストッパ１１４及び下部ストッパ１１５（図８参照）は、濃度検出用フロート１１１の上下方向（ステム１１２の軸方向）における移動範囲を規制するための部材である。すなわち、濃度検出用フロート１１１は、ステム１１２の軸方向において、上部ストッパ１１４と下部ストッパ１１５との間で移動可能に構成される。

上部ストッパ１１４は、ステム１１２の上方側に設けられる部材である。上部ストッパ１１４は、図１０に示すように、六角形に形成されたフランジ状の部品である。上部ストッパ１１４は、２つの突起部１１４ａを有する。突起部１１４ａを設けることにより、上方に移動した濃度検出用フロート１１１が上部ストッパ１１４の下面に張り付き、乾燥して固着するのを防止することができる。

下部ストッパ１１５は、ステム１１２の下方側に設けられる部材（スナップリング）である。下部ストッパ１１５は、図１１に示すように、中央部に円形の開口１１５ａを有するリング状の板材である。また、下部ストッパ１１５は、切り欠き部１１５ｂを有する。下部ストッパ１１５は、切り欠き部１１５ｂを開くようにして撓ませることにより、ステム１１２の溝１１２ａに嵌めこむことができる。また、下部ストッパ１１５は、切り欠き部１１５ｂを開くようにして撓ませることにより、ステム１１２の溝１１２ａから取り外すことができる。

センサ取付部１１３（図８参照）は、濃度検出部１１を、塩水バルブパイプ１１０に取り付けるための部品である。センサ取付部１１３は、袋ナット１１３ａと、この袋ナット１１３ａと嵌合するネジ部１１３ｂ（図４参照）と、を有する。図４に示すように、下ガイド部材１０３のセンサ取付片１０３ｂに設けられた孔（符号略）にネジ部１１３ｂを挿入し、そのネジ部１１３ｂに袋ナット１１３ａを締め込むことにより、濃度検出部１１を下ガイド部材１０３に取り付けることができる。濃度検出部１１を下ガイド部材１０３に取り付けると、ステム１１２は、上部エアチェックハウジング１２２と水位検出用フロート１０１との間に位置するフロートロッド１０４の近傍に配置される（図３参照）。また、ステム１１２の軸心は、フロートロッド１０４の軸心を中心とする単一の円周上に設けられる。

ここで、濃度検出用フロート１１１の設置される位置について説明する。図３に示すように、濃度検出用フロート１１１は、最大浮上位置である規定水位ＷＬまで移動した水位検出用フロート１０１の下端（Ｈ１）から１５０ｍｍ下方までの範囲（図中Ｂ）において、濃度検出用フロート１１１の下端が位置するように設置される。

センサケーブル１１８（図８参照）は、フロート位置検出スイッチ１１６に接続された電線である。センサケーブル保護チューブ１１９は、センサケーブル１１８を収容する部材である。センサケーブル保護チューブ１１９としては、例えば、外径６ｍｍ，内径４．５ｍｍのナイロンチューブを用いることができる。センサケーブル保護チューブ１１９にセンサケーブル１１８を収容することにより、センサケーブル１１８の防水性及び絶縁性を高めることができる。従って、センサケーブル１１８の腐食や接触不良等による誤判定を抑制することができる。

なお、センサケーブル保護チューブ１１９は、図３に示すように、塩水バルブパイプ１１０の側面に、締結具１０５により取り付けられる。また、センサケーブル保護チューブ１１９は、カバー９１に設けられた孔部（不図示）を貫通して、塩水ウェル９の外部に引き出される。

次に、本実施形態の制御部４において、塩水Ｗ３の濃度判定を行う場合の処理手順を、図１２を参照しながら説明する。図１２は、制御部４において、塩水Ｗ３の濃度判定を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すフローチャートの処理は、硬水軟化装置１の運転中において繰り返し実行される。

図１２に示すステップＳＴ１０１において、制御部４は、設定された運転工程が再生工程か否かを判定する。このステップＳＴ１０１において、制御部４により、設定された運転工程が再生工程である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ移行する。また、ステップＳＴ１０１において、制御部４により、設定された運転工程が再生工程ではない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０１へ戻る。

ステップＳＴ１０２（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）において、制御部４は、濃度検出部１１（フロート位置検出スイッチ１１６）から出力された検出信号を取得する。

ステップＳＴ１０３において、制御部４は、ステップＳＴ１０２で取得した検出信号が第１検出信号か否かを判定する。このステップＳＴ１０３において、制御部４により、取得した検出信号が第１検出信号である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０４へ移行する。また、ステップＳＴ１０３において、制御部４により、取得した検出信号が第１検出信号でない（ＮＯ）と判定された場合、すなわち、取得した検出信号が第２検出信号であると判定された場合に、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。

ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）において、制御部４は、再生工程へ移行する。その後、本フローチャートの処理は終了する（次工程の押出工程へ移行する）。

一方、ステップＳＴ１０５（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）において、制御部４は、硬水軟化装置１の操作パネル（不図示）に設けられた警告ランプを点灯させて、ユーザに塩の残量不足を報知する。

なお、ステップＳＴ１０５でユーザに塩の残量不足を報知した場合であっても、制御部４は、再生工程への移行を許可する。これは、塩水濃度が低下していても、イオン交換樹脂床の能力回復がある程度可能であり、軟水の採水が期待できるからである。ただし、早期の硬度漏れ（すなわち、採水量の低下）が避けられないことから、塩の残量不足を報知した場合には、再生終了後に再生不良を報知するのが望ましい。

上述した第１実施形態に係る塩水供給ユニット３によれば、例えば、以下のような効果が奏される。

（１）塩水供給ユニット３において、塩水ウェル９は、本体９０の側面に、上部連通口９２及び下部連通口９３を有する（図２参照）。塩水供給ユニット３の塩水タンク７に外部から補給水が供給されて塩ＳＴが溶解すると、塩水貯留部７２の上部に存在する比重の高い塩水Ｗ３は、塩水貯留部７２の下部に存在する比重の低い塩水Ｗ３を押し下げる。そのため、塩水貯留部７２の上部から下部に向って塩水Ｗ３の下降流が生じる。この下降流に押し出された比重の低い塩水Ｗ３は、下部連通口９３から塩水ウェル９の内部に流入する。塩水ウェル９に流入した塩水Ｗ３は、塩水ウェル９内に存在する塩水Ｗ３を下部から上部に向かって押し上げる。そのため、塩水ウェル９内では、塩水Ｗ３の上昇流が生じる。この上昇流により塩水ウェル９の上部から押し出された塩水Ｗ３は、上部連通口９２から塩水ウェル９の外に流出する。そして、比重の低い塩水Ｗ３が塩ＳＴと繰り返し接触することで、塩の溶解が促進される。

このように、塩水タンク７に外部から補給水が供給されると、塩水Ｗ３の比重差によって、塩水ウェル９の内部と塩水タンク７との間において、塩水Ｗ３の循環対流（下降流及び上昇流）が生じる。従って、塩水供給ユニット３によれば、補給水の供給後に塩水ウェル９の内外で生じる循環対流の作用により、塩水ウェル９の内部及び塩水タンク７のそれぞれに貯留される塩水Ｗ３の濃度を速やかに均一にすることができる。

（２）塩水供給ユニット３においては、塩水ウェル９の内部及び塩水タンク７のそれぞれに貯留される塩水Ｗ３の濃度を速やかに均一にすることができるため、塩水ウェル９の内外で比重差の違いに起因する水位差が生じにくい。すなわち、塩水ウェル９内に配置された水位検出用フロート１０１は、塩水タンク７に貯留された塩水Ｗ３の水位が規定水位ＷＬまで上昇しないうちに規定水位ＷＬに達することがない。そのため、塩水供給ユニット３においては、塩水タンク７に貯留される補給水の水量を、予め設定された水量とすることができる。従って、塩水供給ユニット３によれば、外部で消費される塩水Ｗ３の必要量を過不足なく生成することができる。

（３）塩水供給ユニット３においては、塩水ウェル９の内部及び塩水タンク７のそれぞれに貯留される塩水Ｗ３の濃度を速やかに均一にすることができるため、塩水ウェル９内に配置された濃度検出部１１において、塩水濃度を正確に検出することができる。従って、塩水供給ユニット３を備えた硬水軟化装置１においては、塩の残量不足をユーザに適切なタイミングで報知することができる。

（４）塩水供給ユニット３において、濃度検出用フロート１１１を上下動可能に保持するステム１１２は、上部エアチェックハウジング１２２と水位検出用フロート１０１との間に位置するフロートロッド１０４の近傍に設けられる（図３参照）。そのため、補水工程において、塩水タンク７に外部から補給水（原水Ｗ１）が供給されると、上部エアチェックハウジング１２２の弁孔１２２ａから流入した補給水は、塩水ウェル９の内部において、弁孔１２２ａから水位検出用フロート１０１に向かって流れる。そのため、濃度検出用フロート１１１に付着した結晶塩等を、補給水により洗い流すことができる。従って、塩水供給ユニット３においては、濃度検出用フロート１１１の固着を防ぎ、濃度検出部１１の誤動作を回避することができる。

（５）塩水供給ユニット３において、水位検出用フロート１０１は、最大浮上位置である規定水位ＷＬまで移動したときに、水位検出用フロート１０１の下端が塩水プレート８の上面から上方２０〜１００ｍｍの範囲に位置するように設置される（図３参照）。そのため、補水工程の終了時点において、塩水プレート８に載置された塩ＳＴのうち、規定量が水没した状態になる。従って、塩水供給ユニット３においては、規定量の塩ＳＴを補給水と恒常的に接触させることが可能になる。この結果、飽和濃度の塩水Ｗ３が生成されるまでに要する時間をほぼ一定にすることができる。

（６）塩水供給ユニット３において、濃度検出部１１の濃度検出用フロート１１１は、最大浮上位置である規定水位ＷＬまで移動した水位検出用フロート１０１の下端から１５０ｍｍ下方までの範囲において、濃度検出用フロート１１１の下端が位置するように設置される（図３参照）。塩ＳＴの溶解時には、塩水プレート８の上方で生成した比重の高い塩水Ｗ３は、塩水貯留部７２の下部に向かって沈み込むため、塩水プレート８の近傍には、比較的比重の低い塩水Ｗ３が溜まりやすい。また、濃度検出部１１の周囲の塩水濃度は、上部連通口９２を通じた対流や拡散により、塩水プレート８の近傍の塩水濃度と同じになりやすい。そのため、濃度検出部１１は、比較的比重の低い塩水Ｗ３が溜まっている塩水プレート８の近傍の塩水濃度を、塩水ウェル９の内部において検出することができる。従って、塩水供給ユニット３においては、塩水比重が低くなりやすい貯留領域に対して、塩水濃度を判定することができる。この結果、塩の残量不足の報知を早目に行うことができ、硬水軟化装置１で硬度リークが発生するリスクを最小化することができる。

（７）塩水供給ユニット３において、水位検出用フロート１０１は、垂直断面において逆凹形となる円筒状に形成される（図５参照）。また、水位検出用フロート１０１の下方側に設けられる下ガイド部材１０３は、略円盤形のバッフル板１０３ｃを有する（図５参照）。そのため、補水工程において、外部から供給された補給水に含まれる気泡が、水位検出用フロート１０１の内部へ侵入するのを抑制することができる。これによれば、水位検出用フロート１０１の内部に侵入した気泡の浮力により、水位検出用フロート１０１が早めに最大浮上位置に達してしまい、補給水の貯留量が不足する不具合を防止することができる。従って、塩水供給ユニット３においては、水位検出用フロート１０１の誤動作を解消して、必要量の塩水Ｗ３を毎回確実に生成することができる。

（８）塩水供給ユニット３において、濃度検出部１１のセンサケーブル１１８は、センサケーブル保護チューブ１１９に収容される（図８参照）。そのため、センサケーブル１１８の防水性及び絶縁性を高めることができる。従って、センサケーブル１１８の腐食や接触不良等による誤判定の発生を回避することができる。

（９）硬水軟化装置１において、制御部４は、塩水Ｗ３の濃度判定を、再生工程の直前に実行する（図１２参照）。そして、制御部４は、塩水タンク７に貯留された塩水濃度が予め設定された濃度未満の場合には、塩の残量不足をユーザに報知する。一般的に、塩の残量が不足した状態で再生工程が実行されると、再生不良が発生するおそれがある。しかし、硬水軟化装置１においては、塩水濃度が予め設定された濃度未満の場合には、塩の投入がユーザに促されるため、再生不良の発生を抑制することができる。

（１０）塩水供給ユニット３において、濃度検出部１１の上部ストッパ１１４は、２つの突起部１１４ａを有する（図１０参照）。これによれば、上方に移動した濃度検出用フロート１１１の上面が、上部ストッパ１１４の下面に貼り付きにくくなる。そのため、再生工程において、塩水タンク７の水位が低下したときに、濃度検出用フロート１１１の上面と上部ストッパ１１４の下面とが貼り付いたまま、乾燥して固着するのを防止することができる。従って、濃度検出部１１において、塩水濃度をより正確に検出することができる。

（１１）塩水供給ユニット３において、濃度検出部１１のステム１１２は、下側の端部に溝１１２ａを有する。また、下部ストッパ１１５は、開口１１５ａ及び切り欠き部１１５ｂを有するリング状の板材により構成される（図１１参照）。そのため、下部ストッパ１１５は、切り欠き部１１５ｂを開くようにして撓ませることにより、ステム１１２の溝１１２ａに嵌めこむことができる。また、下部ストッパ１１５は、切り欠き部１１５ｂを開くようにして撓ませることにより、ステム１１２の溝１１２ａから取り外すことができる。従って、濃度検出部１１において、濃度検出用フロート１１１の交換を容易に行うことができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る硬水軟化装置１Ａは、塩水供給ユニット３Ａに濃度検出部１１を備えていない点、及び制御部４を備えていない点が第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態に係る硬水軟化装置１と同じであるため、説明を省略する。第２実施形態に係る硬水軟化装置１Ａの全体構成を示す図として、図１を援用する。

第２実施形態に係る硬水軟化装置１Ａは、１日当たり２回までの再生工程を実施する機種に適用することができる。これは、塩水供給ユニット３において、塩水ウェル９に上部連通口９２及び下部連通口９３を形成することにより、比重差による塩水Ｗ３の循環対流が起こるようにすることで、６〜１２時間程度で飽和濃度の塩水Ｗ３が生成されるためである。１日当たり２回まで、すなわち、少なくとも１２時間程度の間隔で再生工程が実施されるのであれば、塩水Ｗ３の濃度判定を行わなくても、常に飽和濃度に近い濃度の塩水Ｗ３を供給して再生工程を行うことができる。

上述した第２実施形態に係る塩水供給ユニット３Ａによれば、第１実施形態に係る塩水供給ユニット３における効果（１），（２），（５），（７）を奏する。

以上、本発明に係る塩水供給ユニット及び硬水軟化装置の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明に係る塩水供給ユニットは、第１及び第２実施形態の構成に限らず適宜に変更可能である。

第１実施形態では、濃度検出部１１を１つ設けた例について説明した。これに限らず、濃度検出部１１を複数設けてもよい。その場合に、それぞれの濃度検出部１１において、フロート位置検出スイッチ１１６が内蔵されたステム１１２は、その軸心がフロートロッド１０４の軸心を中心とする単一の円周上に位置するように設けられる。このような構成とすることにより、フロートロッド１０４の周囲において、同じ高さに検出比重の異なる複数の濃度検出部１１を設けることができる。これによれば、濃度検出部１１の配置された領域に存在する塩水Ｗ３の濃度を、段階的に判定することができる。塩水Ｗ３の濃度を段階的に判定することにより、塩の残量をユーザに段階的に報知することができる。これにより、ユーザは、前もって補充用の塩を用意したり、投入したりすることができる。

第１（第２）実施形態では、塩水ウェル９の側面に、上部連通口９２を１箇所設けた例について説明した。これに限らず、塩水ウェル９の側面に、上部連通口９２を複数箇所設けてもよい。また、第１（第２）実施形態では、塩水ウェル９の側面に、下部連通口９３を８箇所設けた例について説明した。これに限らず、塩水ウェル９の側面に、下部連通口９３を９箇所以上設けてもよいし、１〜７箇所の範囲で設けてもよい。また、下部連通口９３を設ける位置は、塩水ウェル９の形状や寸法等に応じて適宜に設定することができる。

第１実施形態では、濃度検出部１１のフロート位置検出スイッチ１１６を、磁石１１７の磁界に応じて、内部のリード片が開閉するリードスイッチにより構成した例について説明した。これに限らず、フロート位置検出スイッチ１１６を、濃度検出用フロート１１１の位置を機械的に検出するスイッチにより構成してもよい。また、フロート位置検出スイッチ１１６を、濃度検出用フロート１１１の位置を光学的に検出するセンサにより構成してもよい。

本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上記の実施形態若しくは実施例は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１，１Ａ 硬水軟化装置
２ イオン交換ユニット
３ 塩水供給ユニット
４ 制御部
５ 圧力タンク
６ 流路切替弁
７ 塩水タンク
８ 塩水プレート
９ 塩水ウェル
１０ 塩水バルブ装置
１１ 濃度検出部
７１ 塩収容部
７２ 塩水貯留部
９２ 上部連通口
９３ 下部連通口
１００ フロート部
１０１ 水位検出用フロート
１０２ 上ガイド部材
１０３ 下ガイド部材
１０３ｃ バッフル板
１０４ フロートロッド
１１０ 塩水バルブパイプ
１１１ 濃度検出用フロート
１１２ ステム
１１６ フロート位置検出スイッチ
１２０ エアチェックハウジング部
１２２ 上部エアチェックハウジング（弁ボックス）
１２４ 補水ストッパ（弁体）

Claims (5)

1. 塩を収容可能な塩収容部、及び当該塩収容部に収容された塩と外部から導入される補給水とから生成される塩水を貯留可能な塩水貯留部を有する塩水タンクと、
   前記塩水タンクの内部に配置され、前記塩収容部に収容された塩が載置される塩水プレートと、
   外部からの補給水の流れ及び外部への塩水の流れを制御すると共に、前記塩水タンク内の水位が予め設定された規定水位に達した場合に補給水の流れを遮断する機能を有する塩水バルブ装置と、
   前記塩水タンク内の塩水の濃度に応じて浮沈する濃度検出用フロートを有し、当該濃度検出用フロートの位置に応じて検出信号を出力する少なくとも１つの濃度検出部と、
   前記塩水タンクの内部に設置され、前記塩水バルブ装置及び前記濃度検出部が収容される塩水ウェルと、
   を備え、
   前記塩水ウェルは、前記規定水位における水面と前記塩水プレートの上面との間に位置する側面に、前記塩水貯留部と連通する上部連通口を有し、且つ前記塩水プレートの下面と前記塩水タンクの底面との間に位置する側面に、前記塩水貯留部と連通する下部連通口を有し、
   前記塩水バルブ装置は、補給水又は塩水が流通可能な弁穴を有する弁ボックスと、前記弁穴を貫通する棒状のフロートロッドと、当該フロートロッドの一方の端部に連結され前記弁穴を開閉可能な弁体と、前記フロートロッドの他方の端部に連結された水位検出用フロートと、を備え、
   前記濃度検出部は、濃度検出用フロートを上下動可能に保持するステムに内蔵されたフロート位置検出スイッチであって、塩水の濃度が予め設定された濃度以上となり、前記濃度検出用フロートが予め設定された位置に達したときに第１検出信号を出力し、塩水の濃度が予め設定された濃度未満となり、前記濃度検出用フロートが予め設定された位置から離れたときに前記第１検出信号とは異なる第２検出信号を出力するフロート位置検出スイッチを備え、
   前記ステムは、前記弁ボックスと前記水位検出用フロートとの間に位置する前記フロートロッドの近傍に設けられる、
   塩水供給ユニット。
2. 前記ステムは、当該ステムの軸心が前記フロートロッドの軸心を中心とする単一の円周上に位置するように設けられる、
   請求項１に記載の塩水供給ユニット。
3. 前記水位検出用フロートは、最大浮上位置である前記規定水位まで移動したときに、当該水位検出用フロートの下端が前記塩水プレートの上面から上方２０〜１００ｍｍの範囲に位置するように設定され、
   前記濃度検出用フロートは、最大浮上位置まで移動した前記水位検出用フロートの下端から１５０ｍｍ下方までの範囲において、当該濃度検出用フロートの下端が位置するように設定される、
   請求項１又は２に記載の塩水供給ユニット。
4. 前記水位検出用フロートは、垂直断面において逆凹形となる円筒状に形成され、
   前記フロートロッドの軸方向において、前記水位検出用フロートの上方側及び下方側にはそれぞれガイド部材が設けられ、下方側に設けられる前記ガイド部材には、前記水位検出用フロートの内部への気泡の混入を抑制するバッフル板が設けられる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の塩水供給ユニット。
5. イオン交換樹脂床を充填した圧力タンクと、
   前記圧力タンクに接続され、内部の流路が切り替え可能な流路切替弁と、
   前記流路切替弁に接続され、当該流路切替弁において、前記イオン交換樹脂床の再生工程が実行可能となるように前記流路が切り替えられた場合に、再生剤としての塩水を前記流路切替弁を介して前記圧力タンクに供給する請求項１〜４のいずれかに記載の塩水供給ユニットと、
   前記流路切替弁における流路の切り替え及び前記塩水供給ユニットにおける塩水の濃度判定を実行する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記塩水供給ユニットにおける塩水の濃度判定を、前記再生工程の直前に実行し、当該濃度判定において前記塩水供給ユニットにおける塩水の濃度が予め設定された濃度未満であると判定された場合には、塩の残量不足を報知する、
   硬水軟化装置。

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