WO2011043062A1 - 水処理装置および給湯機 - Google Patents

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WO2011043062A1
WO2011043062A1 PCT/JP2010/005959 JP2010005959W WO2011043062A1 WO 2011043062 A1 WO2011043062 A1 WO 2011043062A1 JP 2010005959 W JP2010005959 W JP 2010005959W WO 2011043062 A1 WO2011043062 A1 WO 2011043062A1
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water softening
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茂 笹部
桶田　岳見
宇野　克彦
泰佑 堀木
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for providing maintenance-free water subjected to soft water treatment to a user in a hot water supply device such as an electric water heater or a heat pump water heater, or a technique for preventing scale generation in the piping of the device.
  • FIG. 4 shows a block diagram of a water heater that prevents scale generation of conventional piping.
  • a raw water supply pipe 101 serving as a water channel for supplying water to the bath water heater is connected to the lower part of the electrolyzer 103 and the upper part of the water softener 113 through a three-way valve 102.
  • the raw water supply pipe 101 switches the three-way valve 102 so as to pass water to the water softening device 113 during sampling, and to pass through the electrolysis device 103 during regeneration.
  • the electrolyzer 103 is divided into an anode chamber 107 and a cathode chamber 108 by a porous diaphragm 104, for example, an unglazed diaphragm, and electrodes 105 and 106 are disposed in the anode chamber 107 and the cathode chamber 108, respectively.
  • an acidic water outlet pipe 110 is provided at the upper part of the anode chamber 107 via a three-way valve 111, an upper part of a water softening device 113 filled with a cation exchange resin 112 and a water supply pipe 123 to a bathtub 121 via a three-way valve 118. It is connected to the.
  • the three-way valves 111 and 118 are switched so that water is passed through the water softening device 113 during regeneration and water is passed through the water supply pipe 123 to the bathtub 121 during bathing in the acidic bath.
  • an alkaline water outlet pipe 109 is connected to the drain pipe 122 and the drinking water pipe 120 via a three-way valve 119 at the upper part of the cathode chamber 108.
  • the three-way valve 119 is switched so that water flows through the drinking water pipe 120 when drinking alkaline water, and draining from the drainage pipe 122 when not drinking.
  • a bath water heater 117 is connected to the lower part of the water softening device 113 via a three-way valve 114 and a drainage pipe 115 and a pipe 116.
  • water passes through the raw water supply pipe 101 and is supplied from the upper part of the water softening device 113 filled with the cation exchange resin 112 by switching the three-way valve 102 at the time of sampling.
  • the cation exchange resin 112 replaces cations such as calcium and magnesium in the water with hydrogen ions, and soft water is supplied from the pipe 123 to the bathtub 121 via the pipe 116 and the bath water heater 117.
  • the three-way valve 102 is switched and water is supplied to the electrolyzer 103.
  • an anode chamber 107 and a cathode chamber 108 are separately formed by a diaphragm 104, and electrodes 105 and 106 are disposed in the anode chamber 107 and the cathode chamber 108, respectively. Then, a DC voltage is applied between the electrodes 105 and 106, and acidic water obtained in the anode chamber 107 is supplied from the upper part of the water softening device 113 by switching the three-way valve 111. At this time, the three-way valve 114 is switched to the drain pipe 115 side so that water does not pass through the bath water heater 117.
  • the three-way valves 111 and 118 are switched, and the acidic water obtained in the anode chamber 107 is supplied to the bathtub 121 through the pipe 110 and the pipe 123.
  • the three-way valve 118 is switched, the acidic water is not passed through the bath water heater 117.
  • the three-way valve 119 is switched.
  • hardness components such as calcium and magnesium in water can be removed with a cation exchange resin, and scale adhesion to the bath water heater piping and the bathtub can be prevented. Thereby, the frequency of bathtub cleaning can also be reduced.
  • the cation exchange resin is regenerated with acidic water obtained by electrolysis of water, it is not necessary to supply salt or the like, and soft water can be continuously supplied. Moreover, an acidic bath can be enjoyed by passing acidic water through the bathtub, and alkaline water can be drunk in the bathroom.
  • a technique for water softening there is a technique using a water-splitting ion exchange membrane (see Patent Document 2).
  • a water-splitting ion exchange membrane consisting of two layers of a cation exchange layer and an anion exchange layer is sandwiched between a pair of electrodes, and when the electrode is energized, the hardness component is formed on the surface of the water-splitting ion exchange membrane.
  • a hardness component is adsorbed on the surface of the water-splitting ion exchange membrane and ion-exchanged to remove the hardness component.
  • a voltage is applied to the electrode to dissociate water at the interface of the water-splitting ion exchange membrane in which the hardness component is ion-exchanged to generate and regenerate hydrogen ions and hydroxide ions. Therefore, since the water softening treatment and the regeneration treatment can be performed in one apparatus, the apparatus is simple, space saving can be achieved, and the water can be softened and regenerated without maintenance using chemicals.
  • Patent Document 2 proposes a method in which a plurality of water softening devices are installed, and the respective water softening devices are alternately regenerated and water softening treatment is performed by the plurality of water softening devices.
  • this method since the flow rate to be processed while one water softening device is regenerating is reduced, the flow rate for supplying hot water to the user becomes unstable when mounted on a water heater. There were problems such as the hardness of the treated soft water becoming unstable and the boiling temperature becoming unstable.
  • an object of the present invention is to provide a water treatment apparatus that is simple in structure and small in size, and can continuously process a large amount of water into soft water having a stable hardness, and a water heater equipped with the water treatment apparatus.
  • a water treatment apparatus includes a first water softening means and a second water softening means, and the first water softening means and the second water softening means are casings.
  • a water-splitting ion exchanger having a pair of electrodes, a cation exchanger and an anion exchanger, and a flow channel in contact with the surface of the water-splitting ion exchanger, the first water softening
  • the water softening treatment at the first water softening means is stopped, the water softening treatment is performed by the second water softening means, and the second water softening treatment is performed.
  • the water softening process at a predetermined flow rate is performed by the water softening unit, the water softening process by the second water softening unit is stopped, and the water softening process is performed again by the first water softening unit.
  • the first water softening means and the second water softening means are alternately used for softening.
  • the control means for performing the water treatment is provided, and according to the ion exchange capacity of the water splitting ion exchanger, the limit of the treatment flow rate at which one water softening means group can perform the water softening treatment Since the water softening treatment is performed alternately by the other water softening means group and the water softening means alternately performs the water softening treatment, a large amount of water can be continuously softened even with a water-splitting ion exchanger having a small ion exchange capacity. Can do.
  • a water treatment device that has a simple configuration and is small in size, and can continuously process a large amount of water into soft water having a stable hardness, and a water heater equipped with the water treatment device.
  • Second water softening means First flow path switching valve 9 Second flow path switching valve 10 Drain pipe 11 Flow meter 15 Water heating means 19 Casing 20 Electrode 21 Water decomposition Ion exchanger 22 Cation exchanger 23 Anion exchanger 24 Flow path
  • the first invention comprises a first water softening means and a second water softening means, wherein the first water softening means and the second water softening means are provided with a pair of electrodes and a positive electrode inside the casing.
  • a water-splitting ion exchanger having an ion exchanger and an anion exchanger; and a flow channel in contact with the surface of the water-splitting ion exchanger, and performing a water softening treatment at a predetermined flow rate on the first water softening means. Then, the water softening process in the first water softening unit is stopped, the second water softening unit performs the water softening process, and the second water softening unit performs the water softening process at a predetermined flow rate.
  • the water softening process in the second water softening unit is stopped and the first water softening unit performs the water softening process again. By repeating this process, the first water softening process is performed. And a control means for performing the water softening treatment by alternately using the means and the second water softening means.
  • the other softening means group Since the water softening process is performed and the water softening means alternately performs the water softening process, a large amount of water can be continuously softened even with a water-splitting ion exchanger having a small ion exchange capacity.
  • the flow rate to be treated is constant and stable, so that it can be processed into soft water with stable hardness. The hot water can be supplied to the user at a constant and stable flow rate.
  • a first water softening means group comprising a plurality of the first water softening means and a second soft water comprising a plurality of the second water softening means.
  • the control means causes the second water softening means group to perform a regeneration process while the first water softening means group is performing the water softening process.
  • the first water softening means group By causing the first water softening means group to regenerate while the water softening means is performing the water softening treatment, the next water softening is performed while the first or second water softening means is always regenerated. Since the treatment can be performed, even when the first and second water softening means groups are alternately switched and operated, soft water having a stable hardness can be continuously supplied.
  • the first water softening means group and the second water softening means group are installed in parallel, and the first water softening means group is arranged downstream of the first water softening means group.
  • a flow path switching valve is provided, a second flow path switching valve is provided downstream of the second water softening means group, and the control means switches the first flow path switching valve and the second flow path switching.
  • the valve By switching the valve, the water softening treatment by the first water softening means group and the water softening treatment by the second water softening means group are performed, so that the water softening by the first and second water softening means is performed. Can be operated alternately.
  • the other water softening means can be regenerated by closing the flow path switching valve of the other water softening means to prepare for the next water softening process. .
  • the first flow path switching valve and the second flow path switching valve are configured by a three-way valve, and a water pipe is provided at one outlet of the three-way valve.
  • the drainage pipe is provided at the other outlet of the three-way valve, so that the three-way valve can switch between the water softening treatment operations of the first and second water softening means, and the drain pipe has a water channel.
  • the concentrated water at the time of regeneration can be drained by switching between the water softening treatment and the drainage water channel at the time of regeneration can be easily performed with few structural parts.
  • a flow meter is provided in the path of the water pipe, and the control means switches the first flow path switching valve and the second second by a signal from the flow meter.
  • the control means switches the first flow path switching valve and the second second by a signal from the flow meter.
  • a timer is provided, and the control means performs switching of the first flow path switching valve and switching of the second flow path switching valve by a signal from the timer.
  • the processing time which can be processed with one water softening means is set from the flow rate and the ion exchange capacity of the water splitting ion exchanger, and when the water softening means softens the set processing time, the first and second Since the water softening means can be switched to perform the water softening treatment, soft water having an appropriate hardness can be always supplied.
  • a conductivity meter is installed downstream of the first water softening means group and downstream of the second water softening means group.
  • the first and second flow rates are selected according to the conductivity having a high correlation with the hardness. Since the water softening means can be switched to perform the water softening treatment, soft water having a more stable hardness can be supplied.
  • an outlet portion through which water softened and concentrated water generated by the regeneration treatment flows out is provided in the first water softening means and the second water softening means.
  • the ninth aspect of the invention is a water heater equipped with the water treatment apparatus of the first to eighth aspects of the invention, and can realize a hot water heater that is subjected to soft water treatment without maintenance.
  • FIG. 1 is a block diagram of a water heater equipped with a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual block diagram showing water softening treatment of water softening means used in the water treatment apparatus
  • FIG. It is a conceptual block diagram which shows the reproduction
  • the hot water storage unit 1 is provided with a hot water storage tank 2 for storing raw water and boiled hot water.
  • a raw water pipe 3 for supplying raw water from tap water into the hot water storage tank 2 is connected to the lower part of the hot water storage tank 2.
  • a water pipe 4 a is connected to the lower part of the hot water storage tank 2, and the water pipe 4 a is connected to the first water softening means 5 and the second water softening means 6.
  • the water pipe 4 a is provided with a pump 7, and the water in the hot water storage tank 2 is supplied to the first water softening means 5 and the second water softening means 6 by the pump 7.
  • the water pipe 4 a is branched upstream of the first water softening means 5 and the second water softening means 6.
  • the 1st water softening means 5 and the 2nd water softening means 6 are installed in parallel.
  • a first flow path switching valve (first three-way valve) 8 for switching between the water pipe 4 b and the drain pipe 10 is provided downstream of the first water softening means 5, and the second water softening means 6 is provided.
  • a second flow path switching valve (second three-way valve) 9 for switching between the water pipe 4b and the drain pipe 10 is provided downstream of the pipe.
  • the drain pipe 10 drains the concentrated water generated during the regeneration treatment of the first water softening means 5 and the second water softening means 6. Switching of the first flow path switching valve 8 and switching of the second flow path switching valve 9 are performed by the control means 30.
  • the first flow path switching valve 8 allows soft water to flow through the water pipe 4b, and when the first water softening means 5 is performing regeneration treatment, 1 flow path switching valve 8 allows drainage to flow through drainage pipe 10.
  • the second flow path switching valve 9 causes the soft water to flow through the water pipe 4b, and when the second water softening means 6 is performing the regeneration treatment. The second flow path switching valve 9 allows drainage to flow through the drainage pipe 10.
  • the water pipe 4b is provided with a flow meter 11, and the flow rate of the soft water softened by the first water softening means 5 or the second water softening means 6 is measured by the flow meter 11, and the heat pump unit.
  • the water is boiled at 12 and supplied to the upper part of the hot water storage tank 2 through the water pipe 4c.
  • the water pipe 4 c is connected to the upper part of the hot water storage tank 2.
  • a hot water supply pipe 13 is connected to the upper part of the hot water storage tank 2, and hot water existing in the upper part of the hot water storage tank 2 is supplied to the bath or the like through the hot water supply pipe 13.
  • a compressor 14, a water heat exchanger as the water heating means 15, and an air heat exchanger 16 that absorbs the heat of the outside air are provided.
  • the compressor 14, the water heating means 15, and the air heat exchanger 16 are connected by a refrigerant pipe 17 to constitute a heat pump cycle 18 using a refrigerant such as CO 2 .
  • the control means 30 according to the signal from the flow meter 11, the first flow path switching valve 8 is switched, the second flow path switching valve 9 is switched, the voltage to the first water softening means 5 is changed positively or negatively, And the positive / negative change of the voltage to the 2nd water softening means 6 is performed.
  • the control means 30 detects from the signal from the flow meter 11 that the first water softening means 5 has performed the water softening treatment at a predetermined flow rate, the control means 30 performs the water softening treatment by the first water softening means 5. It stops and makes the 2nd water softening means 6 perform a water softening process. When it is detected from the signal from the flow meter 11 that the second water softening means 6 has performed the water softening process at a predetermined flow rate, the water softening process in the second water softening means 6 is stopped and the first water softening process is performed again. The water softening means 5 is caused to perform a water softening treatment.
  • the control means 30 repeats this process to perform the water softening process by alternately using the first water softening means 5 and the second water softening means 6. Further, the control unit 30 causes the second water softening unit 6 to perform the regeneration process while the first water softening unit 5 is performing the water softening process, and the second water softening unit 6 performs the water softening process. While performing, the 1st water softening means 5 is made to perform a reproduction
  • the water softening means will be described with reference to FIG.
  • a pair of electrodes 20 are provided at both ends in a casing 19.
  • the electrode 20 is obtained by plating platinum on titanium, and ensures the wear resistance of the electrode.
  • a pair of water-splitting ion exchangers 21 are provided between the electrodes 20 with a flow path 24 therebetween.
  • the water-splitting ion exchanger 21 has a two-layer structure in which a cation exchanger 22 having a strongly acidic ion exchange group and an anion exchanger 23 having a strongly basic ion exchange group are bonded together.
  • the cation exchanger 22 constituting one water-splitting ion exchanger 21 and the anion exchanger 23 constituting the other water-splitting ion exchanger 21 are installed so as to face each other with the flow path 24 therebetween. Yes. Therefore, the flow path 24 is configured so that water contacts the cation exchanger 22 of one water-splitting ion exchanger 21 and the anion exchanger 23 of the other water-splitting ion exchanger 21.
  • the cation exchanger 22 includes a strongly acidic ion exchange group having —SO 3 H as a functional group
  • the anion exchanger 23 includes a strongly basic ion exchange group having —NR 3 OH as a functional group. Including.
  • the casing 19 is provided with an inlet portion 19a and an outlet portion 19b, and a flow path 24 is formed between the inlet portion 19a and the outlet portion 19b.
  • the inlet 19a into which the raw water flows is provided at the lower part of the casing 19 and connected to the water pipe 4a.
  • an outlet 19b through which water subjected to softening treatment or concentrated water generated during regeneration flows out is provided at the upper portion of the casing 19 and is connected to a water pipe 4b.
  • raw water is supplied to the hot water storage tank 2 of the hot water storage unit 1 through the raw water pipe 3.
  • the raw water contains hardness components calcium and magnesium, and in areas where the water source uses groundwater or hot springs, the hardness is hard water of 100 ppm or more. Can cause scale to form within.
  • the heating of the heat pump water heater is performed through an inexpensive midnight power time zone of the electricity bill.
  • raw water having high hardness in the hot water storage tank 2 is sent to the first water softening means 5 through the water pipe 4 by the pump 7 and water softening processing is performed.
  • Calcium ions are ion-exchanged with —SO 3 H hydrogen ions of the strongly acidic ion exchange group of the cation exchanger 22, and carbonate ions are —NR 3 of the strongly basic ion exchange group of the anion exchanger 23.
  • the softened water flows out as treated water through the water pipe 4 b connected to the upper part of the casing 19.
  • the first flow path switching valve 8 switches the water path to the water pipe 4b. Therefore, the water subjected to the water softening treatment flows into the water heat exchanger 15 of the heat pump unit 12 through the water pipe 4b.
  • the refrigerant in the air heat exchanger 16 evaporates by the operation of the compressor 14 and absorbs the heat of the outside air. Then, the refrigerant that has absorbed the outside air through the refrigerant pipe 17 is compressed to a high pressure and is radiated by the water heat exchanger 15. The water in the water heat exchanger 15 is heated and boiled by this heat. Here, since the hardness component is removed from the heated water, it is possible to prevent the scales such as calcium carbonate and magnesium sulfate from adhering to the inner surface of the water heat exchanger 15. And the hot water boiled by this water heat exchanger 15 is introduced from the upper part of the hot water storage tank 2.
  • the second water softening means 6 is subjected to the regeneration process.
  • the second flow path switching valve 9 prevents the water from flowing from the outlet of the second water softening means 6 to the water pipe 4 side or the drain pipe 10 side.
  • a certain amount of water is introduced from the lower part of the second water softening means 6 through the water pipe 4 by the pump 7 from the lower part of the storage tank 2.
  • the second water softening means 6 when a certain amount of raw water flows into the flow path 24 from the lower part of the casing 19, a voltage in the direction opposite to that during softening is applied to the electrode 20.
  • the electrode 20 on the anion exchanger 23 side becomes a positive electrode
  • the electrode 20 on the cation exchanger 22 side becomes a negative electrode.
  • a voltage is applied to both sides of the water-splitting ion exchanger 21, the ion component in the interface between the cation exchanger 22 and the anion exchanger 23 decreases, the resistance increases, and water is dissociated at a certain point. Hydrogen ions and hydroxide ions are generated.
  • calcium ions ion-exchanged during softening are ion-exchanged with the generated hydrogen ions to be regenerated. Then, calcium ions are released into the flow path 24.
  • the anion exchanger 23 carbonate ions ion-exchanged during softening are ion-exchanged with the generated hydroxide ions and regenerated. Then, carbonate ions are released into the flow path 24. Then, the temporary water channel is switched from the outlet of the second water softening means 6 to the drain pipe 10 side by the second flow path switching valve 9 closed during the regeneration, and is generated in the second water softening means 6. The concentrated water is discharged to the outside through the drain pipe 10. At this time, oxygen and hydrogen gases are generated in the casing 19 of the second water softening means 6 from the surface of the electrode 20 by applying a voltage during regeneration.
  • the outlet 19b through which the concentrated water flows out is provided at the upper part of the casing 19, the generated gas moves to the upper part of the casing 19 and is discharged outside through the drain pipe 10 without accumulating inside. Can do. Therefore, it is possible to prevent gas from accumulating in the hot water storage tank 2 of the water heater.
  • a certain amount of water is again introduced into the second water softening means 6 from the storage tank 2, and the second three-way valve 9 is closed again, so that the water-splitting ion exchanger 21 is reproduced.
  • the temporary water channel is switched to the drain pipe 10 side again by the second channel switching valve 9, and the regenerated concentrated water is discharged through the drain pipe 10.
  • the second water softening means 6 is regenerated.
  • the 2nd flow-path switching valve 9 has stopped in the closed state.
  • the first flow path switching valve 8 is closed.
  • the first water softening means 5 starts the regeneration and performs the regeneration process in the same manner.
  • the water channel is switched from the outlet of the second water softening means 6 to the water pipe 4b by the second flow path switching valve 9, and the water softening treatment is performed by the second water softening means 6.
  • the processing flow rate of the 2nd water softening means 6 exceeds a fixed quantity, the 2nd water softening means 6 will reproduce
  • the integrated flow rate set by the flow meter 11 is set based on the ion exchange capacity of the water-splitting ion exchanger 21, soft water with appropriate hardness can be always supplied.
  • a series of operations of the above water softening treatment and regeneration treatment is performed by the control means 30.
  • the raw water is softened alternately by the first water softening means 5 and the second water softening means 6, several hundred L required for boiling even a water-splitting ion exchanger having a small ion exchange capacity.
  • the above large amount of water can be continuously softened.
  • the first water softening means 5 and the second water softening means 6 are used.
  • a first water softening means group including a plurality of first water softening means 5 is used.
  • the structure provided with the 2nd water softening means group provided with the some 2nd water softening means 6 may be sufficient.
  • the first water softening means group and the second water softening means group have the same number, and at the time of water softening treatment, the same number of water softening means groups always perform the water softening treatment.
  • the flow rate to be treated is constant and stable, it can be treated with soft water having a stable hardness, and the boiling temperature in the water heating means 15 can also be kept constant.
  • the water pipe 4 is provided with the flow meter 11, the at least two first water softening means 5 and the second water softening means 6, and the first water softening means.
  • 5 and the second water softening means 6 include a water-splitting ion exchanger 21 having at least a pair of electrodes 20, a cation exchanger 22 and an anion exchanger 23 inside the casing 19, and water-splitting ion exchange.
  • the water-splitting ion exchanger 21 includes a flow path 24 that is in contact with the surface of the body 21, and the water softening means group of the same number always constantly softens the raw water during the water softening treatment.
  • the other water softening means group When the limit of the treatment flow rate at which one water softening means group can be softened is reached according to the ion exchange capacity of the water softening means, the other water softening means group performs the water softening treatment and the water softening means alternately Of ion exchange capacity Even Sai hydrolysis ion exchanger 21 can be treated softening a continuous large amount of water.
  • the treated flow rate is constant and stable, so it can be processed into soft water with stable hardness and constant to the user. Can supply hot water at a stable flow rate.
  • the boiling temperature in the water heating means 15 can also be maintained at a constant temperature. Further, since the water softening treatment and the regeneration treatment can be performed in one apparatus, the apparatus is simple and space saving can be achieved.
  • the first softening means 5 and the second water softening means 6 are switched according to the signal from the flow meter 11 and the first flow path switching valve 8 is switched.
  • the flow path switching valve 9 is switched, a timer is provided in place of the flow meter 11 and a processing time that can be processed by one water softening means is set from the flow rate and the ion exchange capacity of the water-splitting ion exchanger 21. The same effect can be obtained even when the first and second water softening means are switched when the water softening means softens the set processing time.
  • a conductivity meter is provided downstream of the first water softening means 5 and downstream of the second water softening means 6, respectively, and water softened by a signal from the conductivity meter. Is switched to a certain conductivity or higher, the water softening process of the first water softening means 5 and the second water softening means 6 is switched, the first flow path switching valve 8 is switched, and the second flow path switching is performed.
  • the valve 9 the first and second water softening means can be switched according to the conductivity highly correlated with the hardness, so that the softening treatment can be performed. be able to.
  • the water heater according to the present invention has a simple configuration and is small, and can continuously process a large amount of water into soft water having a stable hardness at a constant flow rate. Is also applicable.

Abstract

　第１の軟水化手段５に所定流量の軟水化処理を行わせた後に、第１の軟水化手段５での軟水化処理を停止し、第２の軟水化手段６に軟水化処理を行わせ、第２の軟水化手段６に所定流量の軟水化処理を行わせた後に、第２の軟水化手段６での軟水化処理を停止して再び第１の軟水化手段５に軟水化処理を行わせ、この処理を繰り返すことで、第１の軟水化手段５と第２の軟水化手段６とを交互に用いて軟水化処理を行わせる制御手段３０を設けたことを特徴とする水処理装置であり、構成が簡易で、多量の水を安定した硬度の軟水に連続処理することができ、イオン交換容量の小さい水分解イオン交換体２１でも多量の水を連続で軟水化処理することができる。

Description

水処理装置および給湯機
　本発明は、電気温水器やヒートポンプ給湯機等の給湯機器において、メンテナンスフリーで軟水処理された水を使用者に提供すること、あるいは機器の配管内のスケール生成を防止する技術に関するものである。
　従来、給湯機の配管内のスケール生成を防止する技術として、イオン交換樹脂によって軟水化及び薬剤を用いずにメンテナンスフリーで再生する以下のような技術がある（例えば、特許文献１参照）。
　図４は、従来配管のスケール生成を防止する給湯機の構成図を示すものである。風呂給湯機に水を供給する水路となる原水供給パイプ１０１は、三方弁１０２を介して電気分解装置１０３の下部及び軟水化装置１１３の上部に接続されている。原水供給パイプ１０１は、採水時には軟水化装置１１３に通水し、再生時には電気分解装置１０３に通水するように三方弁１０２を切り換える。電気分解装置１０３はポーラスな隔膜１０４、例えば素焼きの隔膜によって陽極室１０７と陰極室１０８に仕切られ、陽極室１０７及び陰極室１０８にそれぞれ電極１０５及び１０６を配設している。
　また陽極室１０７の上部には酸性水出口パイプ１１０が三方弁１１１を介して、陽イオン交換樹脂１１２を充填した軟水化装置１１３の上部及び三方弁１１８を介して浴槽１２１への水供給パイプ１２３に接続されている。再生時には軟水化装置１１３に通水するよう、酸性風呂入浴時には、浴槽１２１への水供給パイプ１２３に通水するよう、三方弁１１１、１１８を切り換える構成となっている。
　また、陰極室１０８の上部にはアルカリ水出口パイプ１０９が三方弁１１９を介して排水パイプ１２２及び飲用水パイプ１２０に接続されている。アルカリ水飲用時には飲用水パイプ１２０に通水するよう、飲用以外の時は排水パイプ１２２から排水するよう、三方弁１１９を切り換える。また、軟水化装置１１３の下部には三方弁１１４を介して排水パイプ１１５及びパイプ１１６を介して風呂給湯機１１７が接続されている。
　上記構成において、水は原水供給パイプ１０１を通り、採水時には三方弁１０２を切り換えて、陽イオン交換樹脂１１２の充填してある軟水化装置１１３上部から供給する。そして、陽イオン交換樹脂１１２により水中のカルシウム、マグネシウム等の陽イオンが水素イオンと置換され、軟水がパイプ１１６、風呂給湯機１１７を介して、パイプ１２３から浴槽１２１に供給される。
　陽イオン交換樹脂再生時には、三方弁１０２を切り換え、水は電気分解装置１０３に供給される。この電気分解装置１０３には、隔膜１０４によって陽極室１０７及び陰極室１０８を分離形成し、陽極室１０７及び陰極室１０８にそれぞれ電極１０５、１０６を配設する。そして、電極１０５、１０６の両極間に直流電圧を印加し、陽極室１０７で得られた酸性水を三方弁１１１を切り換えて軟水化装置１１３の上部から供給する。このとき、三方弁１１４を排水パイプ１１５側に切り換え、水を風呂給湯機１１７に通水しないようにする。
　酸性風呂入浴時には、三方弁１１１及び１１８を切り換え、陽極室１０７で得られた酸性水をパイプ１１０、パイプ１２３を介して浴槽１２１に供給する。このとき、三方弁１１８が切り換えられているため、風呂給湯機１１７に酸性水は通水しない。
　また、浴室内でのアルカリ水飲用時には三方弁１１９を切り換える。
　以上のように、陽イオン交換樹脂で水中のカルシウム、マグネシウム等の硬度成分を除去し、風呂給湯機配管及び浴槽内へのスケール付着を防止できる。これにより、浴槽掃除の頻度を減らすこともできる。
　さらに、水の電気分解で得られる酸性水で、陽イオン交換樹脂を再生するため、食塩等の供給が不要になり連続的に軟水を供給することができる。また、酸性水を浴槽に通水することで、酸性風呂を楽しむこともでき、アルカリ水を浴室内で飲用することもできる。
　一方、軟水化処理する技術として、水分解イオン交換膜を用いた技術がある（特許文献２参照）。
　この方式では、一対の電極間に陽イオン交換層と陰イオン交換層の２層から成る水分解イオン交換膜を挟み込んだ構成であり、電極に通電すると水分解イオン交換膜の表面に硬度成分が吸着してイオン交換されて軟水化処理される。また、極性を逆にして電圧を印加すると陽イオン交換層と陰イオン交換層の界面で水が解離し、解離により生成した水素イオン、水酸化物イオンにより水分解イオン交換膜を再生することができる。
特開平７－６８２５６号公報 特許第４０４４１４８号公報
　しかしながら、特許文献１に示した従来の構成では、電気分解装置１０３と軟水化装置１１３が別個に備えられているので、装置が複雑となると共に大きな設置スペースが必要となるという課題があった。
　一方、特許文献２に示した水分解イオン交換膜を用いた方式は、水分解イオン交換膜表面に硬度成分を吸着しイオン交換して硬度成分を除去している。そして再生時には、電極に電圧を印加することにより、硬度成分がイオン交換した水分解イオン交換膜の界面で水を解離させて水素イオンと水酸化物イオンを生成して再生する。したがって、軟水化処理と再生処理をひとつの装置内で行うことができる為、装置が簡易であり省スペース化が図れ且つ薬剤を使わずにメンテナンスフリーで軟水化及び再生することができ、給湯機への応用が期待できる有効な軟水化技術と考えられる。
　しかし、このような水分解膜を用いた方式を給湯機に採用する上で、貯湯タンクに数百Ｌの多量の原水を連続して軟水化処理し沸き上げる必要がある。この為、単位体積当たりのイオン交換容量の小さい水分解イオン交換膜では、多量の原水を軟水化処理するために軟水化装置が大型になり、給湯機の装置内部に内蔵するのが難しいという課題があった。
　また特許文献２では、複数の軟水化装置を設置して、夫々の軟水化装置の再生を交互に行い複数の軟水化装置で軟水化処理を行う方法が提案されている。しかしこの方法では、ひとつの軟水化装置が再生している間に処理される流量が低下してしまうことから、給湯機へ搭載する場合に、使用者に給湯する流量が不安定になること、処理された軟水の硬度が不安定になること、沸き上げ温度が不安定になること等の課題があった。
　そこで、本発明は、構成が簡易で小型であり、多量の水を安定した硬度の軟水に連続で処理することができる水処理装置およびそれを搭載した給湯機を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の水処理装置は、第１の軟水化手段及び第２の軟水化手段を備え、前記第１の軟水化手段及び前記第２の軟水化手段は、ケーシングの内部に、一対の電極と、陽イオン交換体及び陰イオン交換体を有する水分解イオン交換体と、前記水分解イオン交換体の表面に接する流路とを有し、前記第１の軟水化手段に所定流量の軟水化処理を行わせた後に、前記第１の軟水化手段での軟水化処理を停止し、前記第２の軟水化手段に軟水化処理を行わせ、前記第２の軟水化手段に所定流量の軟水化処理を行わせた後に、前記第２の軟水化手段での軟水化処理を停止して再び前記第１の軟水化手段に軟水化処理を行わせ、この処理を繰り返すことで、前記第１の軟水化手段と前記第２の軟水化手段とを交互に用いて軟水化処理を行わせる制御手段を設けたことを特徴とするもので、水分解イオン交換体の有しているイオン交換容量に応じて、一方の軟水化手段群が軟水化処理できる処理流量の限界に達すると、他方の軟水化手段群で軟水化処理を行い軟水化手段が交互に軟水化処理するので、イオン交換容量の小さい水分解イオン交換体でも多量の水を連続で軟水化処理することができる。
　本発明によれば、構成が簡易で小型であり、多量の水を安定した硬度の軟水に連続で処理することができる水処理装置およびそれを搭載した給湯機を提供できる。
本発明の実施の形態１における給湯機の構成図 同軟水処理時の軟水化手段の断面図 同再生時の軟水化手段の断面図 従来の給湯機の構成図
　４　水配管
　５　第１の軟水化手段
　６　第２の軟水化手段
　８　第１の流路切換弁
　９　第２の流路切換弁
　１０　排水配管
　１１　流量計
　１５　水加熱手段
　１９　ケーシング
　２０　電極
　２１　水分解イオン交換体
　２２　陽イオン交換体
　２３　陰イオン交換体
　２４　流路
　第１の発明は、第１の軟水化手段及び第２の軟水化手段を備え、前記第１の軟水化手段及び前記第２の軟水化手段は、ケーシングの内部に、一対の電極と、陽イオン交換体及び陰イオン交換体を有する水分解イオン交換体と、前記水分解イオン交換体の表面に接する流路とを有し、前記第１の軟水化手段に所定流量の軟水化処理を行わせた後に、前記第１の軟水化手段での軟水化処理を停止し、前記第２の軟水化手段に軟水化処理を行わせ、前記第２の軟水化手段に所定流量の軟水化処理を行わせた後に、前記第２の軟水化手段での軟水化処理を停止して再び前記第１の軟水化手段に軟水化処理を行わせ、この処理を繰り返すことで、前記第１の軟水化手段と前記第２の軟水化手段とを交互に用いて軟水化処理を行わせる制御手段を設けたことを特徴とするもので、水分解イオン交換体の有しているイオン交換容量に応じて、一方の軟水化手段群が軟水化処理できる処理流量の限界に達すると、他方の軟水化手段群で軟水化処理を行い、軟水化手段が交互に軟水化処理するので、イオン交換容量の小さい水分解イオン交換体でも多量の水を連続で軟水化処理することができる。
　また、軟水化処理時は常時同一台数の軟水化手段群が軟水化処理するようにした場合には、処理される流量は一定で安定となる為、安定した硬度の軟水に処理することができ、使用者に一定で安定した流量で給湯することができる。また、水加熱手段での沸き上げ温度も一定温度に保つことができる。
　また、軟水化処理と再生処理をひとつの装置内で行うことができる為、装置が簡易であり省スペース化を図ることができる。
　第２の発明は、特に第１の発明において、複数の前記第１の軟水化手段を備えた第１の軟水化手段群と、複数の前記第２の軟水化手段を備えた第２の軟水化手段群とを備え、前記制御手段が、前記第１の軟水化手段群が軟水化処理を行っている間に前記第２の軟水化手段群に再生処理を行わせ、前記第２の軟水化手段群が軟水化処理を行っている間に前記第１の軟水化手段群に再生処理を行わせることにより、第１あるいは第２の軟水化手段が常に再生された状態で次回の軟水化処理を行うことができるので、第１と第２の軟水化手段群を交互に切り換えて運転した場合でも、安定した硬度の軟水を連続して供給することができる。
　第３の発明は、特に第２の発明において、前記第１の軟水化手段群と前記第２の軟水化手段群を並列に設置し、前記第１の軟水化手段群の下流に第１の流路切換弁を設け、前記第２の軟水化手段群の下流に第２の流路切換弁を設け、前記制御手段によって前記第１の流路切換弁の切り換えと前記第２の流路切換弁の切り換えを行うことで、前記第１の軟水化手段群による軟水化処理と前記第２の軟水化手段群による軟水化処理を行わせることにより、第１と第２の軟水化手段による軟水化処理の交互運転を行うことができる。
　また、一方の軟水化手段が軟水化処理中は、他方の軟水化手段の流路切換弁を閉状態にして他方の軟水化手段を再生することで、次回の軟水化処理に備えることができる。
　第４の発明は、特に第３の発明において、前記第１の流路切換弁と前記第２の流路切換弁を三方弁で構成し、前記三方弁の一方の流出口には水配管を設け、前記三方弁の他方の流出口には排水配管を設けたことにより、三方弁で第１と第２の軟水化手段の軟水化処理運転の切り換えを行うことができると共に、排水配管に水路を切り換えて再生時の濃縮水を排水することができ、少ない構造部品で簡易に軟水化処理と再生時の排水の水路の切り換えを行うことができる。
　第５の発明は、特に第３の発明において、水配管の経路に流量計を設け、前記制御手段では、前記流量計からの信号によって前記第１の流路切換弁の切り換えと前記第２の流路切換弁の切り換えを行うことにより、水分解イオン交換体のイオン交換容量に基づいて設定した処理流量を軟水化手段が軟水化処理した時に、第１と第２の軟水化手段を切り換えて軟水化処理することができるので、常時適切な硬度の軟水を供給することができる。
　第６の発明は、特に第３の発明において、タイマーを設け、前記制御手段では、前記タイマーからの信号によって前記第１の流路切換弁の切り換えと前記第２の流路切換弁の切り換えを行うことにより、流量と水分解イオン交換体のイオン交換容量から一方の軟水化手段で処理できる処理時間を設定し、設定した処理時間を軟水化手段が軟水化処理した時に、第１と第２の軟水化手段を切り換えて軟水化処理することができるので、常時適切な硬度の軟水を供給することができる。
　第７の発明は、特に第３の発明において、前記第１の軟水化手段群の下流及び前記第２の軟水化手段群の下流にそれぞれ導電率計を設置し、前記制御手段では、それぞれの前記導電率計からの信号によって前記第１の流路切換弁の切り換えと前記第２の流路切換弁の切り換えを行うことにより、硬度と相関性の高い導電率に応じて第１と第２の軟水化手段を切り換えて軟水化処理することができるので、さらに安定した硬度の軟水を供給することができる。
　第８の発明は、特に第１の発明において、前記第１の軟水化手段及び前記第２の軟水化手段において、軟水化処理された水及び再生処理によって生成した濃縮水が流出する出口部を、前記ケーシングの上部に設けることにより、再生時に発生するガスが軟水化手段内に溜まることなく外部に排出することができるので、給湯機の貯湯タンク内にガスが溜まることを防止することができる。
　第９の発明は、特に第１から第８の発明の水処理装置を搭載した給湯機であって、メンテナンスフリーで軟水処理される給湯機を実現できる。
　以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
　図１は本発明の一実施例による水処理装置を搭載した給湯機の構成図、図２は同水処理装置に用いる軟水化手段の軟水化処理を示す概念構成図、図３は同軟水化手段の再生処理を示す概念構成図である。
　図１に示すように、貯湯ユニット１には、原水と沸き上げられた湯を貯留する貯湯タンク２が設置されている。貯湯タンク２の下部には、水道水から原水を貯湯タンク２内へ供給する原水配管３が接続されている。
　また、貯湯タンク２の下部には水配管４ａが接続されており、水配管４ａは、第１の軟水化手段５及び第２の軟水化手段６に接続されている。水配管４ａにはポンプ７が設けられ、ポンプ７によって貯湯タンク２内の水を第１の軟水化手段５及び第２の軟水化手段６に給水する。水配管４ａは第１の軟水化手段５及び第２の軟水化手段６の上流側で分岐している。第１の軟水化手段５及び第２の軟水化手段６は並列に設置されている。
　第１の軟水化手段５の下流には、水配管４ｂと排水配管１０との切り換えを行う第１の流路切換弁（第１の三方弁）８が設けられ、第２の軟水化手段６の下流には、水配管４ｂと排水配管１０との切り換えを行う第２の流路切換弁（第２の三方弁）９が設けられている。
　ここで、排水配管１０は、第１の軟水化手段５及び第２の軟水化手段６の再生処理時に生成する濃縮水を排水する。第１の流路切換弁８の切り換えと第２の流路切換弁９の切り換えは制御手段３０によって行われる。第１の軟水化手段５が軟水処理を行っている時には、第１の流路切換弁８は水配管４ｂに軟水を流し、第１の軟水化手段５が再生処理を行っている時には、第１の流路切換弁８は排水配管１０に排水を流す。また、第２の軟水化手段６が軟水処理を行っている時には、第２の流路切換弁９は水配管４ｂに軟水を流し、第２の軟水化手段６が再生処理を行っている時には、第２の流路切換弁９は排水配管１０に排水を流す。
　水配管４ｂには流量計１１が設けられており、第１の軟水化手段５あるいは第２の軟水化手段６で軟水化処理された軟水は、流量計１１で流量が計測されて、ヒートポンプユニット１２で沸き上げられて水配管４ｃを通って貯湯タンク２の上部へ供給される。水配管４ｃは貯湯タンク２の上部に接続されている。
　また、貯湯タンク２の上部には給湯配管１３が接続されており、給湯配管１３によって貯湯タンク２の上部に存在する湯を風呂等へ供給する。
　ヒートポンプユニット１２内には、圧縮機１４と、水加熱手段１５である水熱交換器と、外気の熱を吸熱する空気熱交換器１６が設けられている。圧縮機１４と水加熱手段１５と空気熱交換器１６とは冷媒配管１７で接続され、ＣＯ２等の冷媒を用いたヒートポンプサイクル１８を構成している。
　制御手段３０では、流量計１１からの信号によって、第１の流路切換弁８の切り換え、第２の流路切換弁９の切り換え、第１の軟水化手段５への電圧の正負の変更、及び第２の軟水化手段６への電圧の正負の変更を行う。
　すなわち、制御手段３０は、第１の軟水化手段５で所定流量の軟水化処理が行われたことを流量計１１からの信号によって検知すると、第１の軟水化手段５での軟水化処理を停止し、第２の軟水化手段６に軟水化処理を行わせる。第２の軟水化手段６で所定流量の軟水化処理が行われたことを流量計１１からの信号によって検知すると、第２の軟水化手段６での軟水化処理を停止して再び第１の軟水化手段５に軟水化処理を行わせる。制御手段３０は、この処理を繰り返すことで、第１の軟水化手段５と第２の軟水化手段６とを交互に用いて軟水化処理を行わせる。
　また、制御手段３０は、第１の軟水化手段５が軟水化処理を行っている間に第２の軟水化手段６に再生処理を行わせ、第２の軟水化手段６が軟水化処理を行っている間に第１の軟水化手段５に再生処理を行わせる。
　図２を用いて軟水化手段について説明する。
　第１の軟水化手段５及び第２の軟水化手段６は、ケーシング１９内に１対の電極２０が両端に設けられている。電極２０はチタンに白金がメッキされたものであり、電極の耐消耗性を確保している。電極２０の間には、１対の水分解イオン交換体２１が流路２４を挟んで設けられている。
　水分解イオン交換体２１は、強酸性のイオン交換基を持つ陽イオン交換体２２と強塩基性のイオン交換基を持つ陰イオン交換体２３が張り合わされた２層構造となっている。そして、一方の水分解イオン交換体２１を構成する陽イオン交換体２２と、他方の水分解イオン交換体２１を構成する陰イオン交換体２３とが流路２４を挟んで向き合うように設置されている。従って、一方の水分解イオン交換体２１の陽イオン交換体２２と、他方の水分解イオン交換体２１の陰イオン交換体２３に水が接するように流路２４が構成されている。ここで、陽イオン交換体２２は、－ＳＯ３Ｈを官能基とする強酸性イオン交換基を含み、陰イオン交換体２３は、－ＮＲ３ＯＨを官能基とする強塩基性イオン交換基を含む。
　ケーシング１９には入口部１９ａと出口部１９ｂとが設けられ、入口部１９ａから出口部１９ｂまでの間に流路２４が形成される。原水が流入する入口部１９ａはケーシング１９の下部に設けられ水配管４ａが接続されている。また、軟水化処理された水または再生時に生成した濃縮水が流出する出口部１９ｂは、ケーシング１９の上部に設けられ水配管４ｂが接続されている。
　以上のように構成された給湯機について、以下その動作について説明する。
　図１において、まず、原水配管３を通じて、貯湯ユニット１の貯湯タンク２へ原水が供給される。ここで、原水には硬度成分のカルシウムやマグネシウムが含まれており、水源が地下水を利用している地域や温泉地などでは硬度は１００ｐｐｍ以上の硬水となっており、給湯機の加熱手段の配管内にスケールを形成する原因となり得る。
　通常、ヒートポンプ給湯機の沸き上げは、電気代の安価な深夜電力の時間帯を通じて行われる。深夜電力の開始時刻になると、ポンプ７によって貯湯タンク２内の硬度の高い原水が水配管４を通じて第１の軟水化手段５へ送られ軟水化処理が行われる。
　ケーシング１９の下部から導入された原水中には硬度成分の炭酸カルシウムがイオン化した状態で、流路２４の下部から流入し上方へ流れる。このとき、ケーシング１９に設置された電極２０には直流電圧が印加され、陽イオン交換体２２側の電極２０にはプラスの電圧が印加され正極となる。一方、陰イオン交換体２３側の電極２０は負極となる。この結果、原水中のカルシウムイオン（Ｃａ２＋）は一方の水分解イオン交換体２１を構成する陽イオン交換体２２へ、炭酸イオン（ＣＯ３ ２－）は他方の水分解イオン交換体２１を構成する陰イオン交換体２３へ電気泳動して入り込む。
　そして、カルシウムイオンは、陽イオン交換体２２の強酸性イオン交換基の－ＳＯ３Ｈの水素イオンとイオン交換し、炭酸イオンは、陰イオン交換体２３の強塩基性イオン交換基の－ＮＲ３ＯＨの水酸化物イオンとイオン交換する。こうして、流路２４中の硬度成分は除去されて軟水化される。そして、軟水化された水は、ケーシング１９の上部に接続された水配管４ｂを通じて処理水として流出する。
　このとき、第１の流路切換弁８は、水配管４ｂに水路を切り換えている。したがって、軟水化処理された水は水配管４ｂを通じてヒートポンプユニット１２の水熱交換器１５に流入する。
　ヒートポンプサイクル１８において、圧縮機１４の運転により空気熱交換器１６内の冷媒が蒸発し外気の熱を吸熱する。そして、冷媒配管１７を通じて外気を吸熱した冷媒が高圧に圧縮され水熱交換器１５で放熱される。この熱により水熱交換器１５内の水が加熱され沸き上げられる。
　ここで、加熱される水は硬度成分が除去されているので、水熱交換器１５の内面で炭酸カルシウムや硫酸マグネシウムといったスケールが付着することを防止することができる。そして、この水熱交換器１５で沸き上げられた湯が貯湯タンク２の上部から導入される。ここで、第１の軟水化手段５が軟水化処理している間に、第２の軟水化手段６は再生処理が行われる。
　第２の軟水化手段６が再生処理される時、第２の流路切換弁９は、第２の軟水化手段６の出口から水配管４側あるいは排水配管１０側に水が流れないように閉状態の位置に設定されている。貯留タンク２の下部から一定量の水が、ポンプ７により水配管４を通じて第２の軟水化手段６の下部から導入される。
　そして、第２の軟水化手段６において、ケーシング１９の下部から流路２４に一定量の原水が流入すると、電極２０には軟水化時とは逆方向の電圧が印加される。
　陰イオン交換体２３側の電極２０が正極となり、陽イオン交換体２２側の電極２０は負極となる。水分解イオン交換体２１の両側に電圧を印加すると、陽イオン交換体２２と陰イオン交換体２３の界面中のイオン成分が減少して抵抗が高くなり、ある時点で水の解離が行われ、水素イオン及び水酸化物イオンが生成する。
　陽イオン交換体２２では、軟水化時にイオン交換されたカルシウムイオンが、生成した水素イオンとイオン交換し再生される。そして、カルシウムイオンは流路２４中に放出される。一方、陰イオン交換体２３では、軟水化時にイオン交換された炭酸イオンが、生成した水酸化物イオンとイオン交換し再生される。そして、炭酸イオンは流路２４中に放出される。
　そして、再生中に閉じられていた第２の流路切換弁９により第２の軟水化手段６の出口から排水配管１０側に一時水路が切り換えられ、第２の軟水化手段６内に生成した濃縮水は排水配管１０を通じて外部へ排出される。この時、第２の軟水化手段６のケーシング１９内には、再生時の電圧印加によって電極２０表面から酸素と水素のガスが発生する。
　ここで、濃縮水が流出する出口部１９ｂは、ケーシング１９の上部に設けられているので、発生したガスはケーシング１９の上部へ移動して内部に溜まることなく排水配管１０を通じて外部に排出することができる。よって、給湯機の貯湯タンク２内にガスが溜まることを防止することができる。
　そして、濃縮水が排水された後、再び貯留タンク２から一定量の水が第２の軟水化手段６に導入されて、第２の三方弁９は再度閉じた状態となり、水分解イオン交換体２１の再生が行われる。その後再び、第２の流路切換弁９により排水配管１０側に一時水路が切り換えられ、排水配管１０を通じて再生後の濃縮水が排出される。このような工程を数回繰り返すことで、第２の軟水化手段６の再生が行われる。第２の軟水化手段６は再生工程を終了した後、第２の流路切換弁９は閉状態で停止している。
　次に、軟水化処理中である第１の軟水化手段５で処理される処理流量が、流量計１１での測定により一定の積算流量を超えると、第１の流路切換弁８が閉状態になり第１の軟水化手段５が再生を開始し同様に再生工程を行う。そして、第２の流路切換弁９により、第２の軟水化手段６の出口から水配管４ｂに水路を切り換えられ、第２の軟水化手段６によって軟水化処理が行われる。
　そして、第２の軟水化手段６の処理流量が一定量を超えると、第２の軟水化手段６は再生し、代わりに第１の軟水化手段５が軟水化処理を行う。ここで、流量計１１で設定される積算流量は、水分解イオン交換体２１のイオン交換容量に基づいて設定されるので、常時適切な硬度の軟水を供給することができる。
　以上の軟水化処理と再生処理の一連の動作は、制御手段３０によって行われる。
　このように、第１の軟水化手段５と第２の軟水化手段６で交互に原水を軟水化処理されるので、イオン交換容量の小さい水分解イオン交換体でも沸き上げに必要な数百Ｌ以上の多量の水を連続で軟水化処理することができる。
　また、本実施例では第１の軟水化手段５と第２の軟水化手段６とを用いた場合で説明したが、複数の第１の軟水化手段５を備えた第１の軟水化手段群と、複数の第２の軟水化手段６を備えた第２の軟水化手段群とを備えた構成であってもよい。この場合には、第１の軟水化手段群と第２の軟水化手段群とは同一台数とすることが好ましく、軟水化処理時は常時同一台数の軟水化手段群が軟水化処理することで、処理される流量は一定で安定となり、安定した硬度の軟水に処理することができ、水加熱手段１５での沸き上げ温度も一定温度に保つことができる。
　以上のように、本実施の形態においては、水配管４経路に、流量計１１と、少なくとも二つの第１の軟水化手段５及び第２の軟水化手段６を設け、第１の軟水化手段５及び第２の軟水化手段６は、ケーシング１９の内部に、少なくとも一対の電極２０と、陽イオン交換体２２と陰イオン交換体２３を有した水分解イオン交換体２１と、水分解イオン交換体２１の表面に接する流路２４とから構成されており、軟水化処理時は常時同一台数の軟水化手段群が交互に原水を軟水化処理することとしたことにより、水分解イオン交換体２１の有しているイオン交換容量に応じて、一方の軟水化手段群が軟水化処理できる処理流量の限界に達すると、他方の軟水化手段群で軟水化処理を行い軟水化手段が交互に軟水化処理するので、イオン交換容量の小さい水分解イオン交換体２１でも多量の水を連続で軟水化処理することができる。
　また、軟水化処理時は常時同一台数の軟水化手段群が軟水化処理するので、処理される流量は一定で安定となる為、安定した硬度の軟水に処理することができ、使用者に一定で安定した流量で給湯することができる。また、水加熱手段１５での沸き上げ温度も一定温度に保つことができる。
　また、軟水化処理と再生処理を１つの装置内で行うことができる為、装置が簡易であり省スペース化を図ることができる。
　本実施例における制御手段３０では、流量計１１からの信号によって第１の軟水化手段５と第２の軟水化手段６の軟水化処理の切り換えや第１の流路切換弁８の切り換えと第２の流路切換弁９の切り換えを行ったが、流量計１１に代えてタイマーを具備し、流量と水分解イオン交換体２１のイオン交換容量から一方の軟水化手段で処理できる処理時間を設定し、設定した処理時間を軟水化手段が軟水化処理した時に、第１と第２の軟水化手段を切り換えるようにしても同様の効果が得られる。
　または、流量計１１の代わりに第１の軟水化手段５の下流及び第２の軟水化手段６の下流にそれぞれ導電率計を具備して、導電率計からの信号によって軟水化処理された水が一定の導電率以上になった時に、第１の軟水化手段５と第２の軟水化手段６の軟水化処理の切り換えや第１の流路切換弁８の切り換えと第２の流路切換弁９の切り換えを行うことで、硬度と相関性の高い導電率に応じて第１と第２の軟水化手段を切り換えて軟水化処理することができるので、さらに安定した硬度の軟水を供給することができる。
　以上のように、本発明にかかる給湯機は、構成が簡易で小型であり、多量の水を一定の流量で安定した硬度の軟水に連続で処理することができるので、洗濯機や浄水システムにも適用できる。

Claims (9)

  1. 　第１の軟水化手段及び第２の軟水化手段を備え、
    前記第１の軟水化手段及び前記第２の軟水化手段は、ケーシングの内部に、一対の電極と、陽イオン交換体及び陰イオン交換体を有する水分解イオン交換体と、前記水分解イオン交換体の表面に接する流路とを有し、
    前記第１の軟水化手段に所定流量の軟水化処理を行わせた後に、前記第１の軟水化手段での軟水化処理を停止し、前記第２の軟水化手段に軟水化処理を行わせ、前記第２の軟水化手段に所定流量の軟水化処理を行わせた後に、前記第２の軟水化手段での軟水化処理を停止して再び前記第１の軟水化手段に軟水化処理を行わせ、この処理を繰り返すことで、前記第１の軟水化手段と前記第２の軟水化手段とを交互に用いて軟水化処理を行わせる制御手段を設けたことを特徴とする水処理装置。
  2. 　複数の前記第１の軟水化手段を備えた第１の軟水化手段群と、複数の前記第２の軟水化手段を備えた第２の軟水化手段群とを備え、
    前記制御手段が、前記第１の軟水化手段群が軟水化処理を行っている間に前記第２の軟水化手段群に再生処理を行わせ、前記第２の軟水化手段群が軟水化処理を行っている間に前記第１の軟水化手段群に再生処理を行わせることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
  3. 　前記第１の軟水化手段群と前記第２の軟水化手段群を並列に設置し、前記第１の軟水化手段群の下流に第１の流路切換弁を設け、前記第２の軟水化手段群の下流に第２の流路切換弁を設け、前記制御手段によって前記第１の流路切換弁の切り換えと前記第２の流路切換弁の切り換えを行うことで、前記第１の軟水化手段群による軟水化処理と前記第２の軟水化手段群による軟水化処理を行わせることを特徴とする請求項２に記載の水処理装置。
  4. 　前記第１の流路切換弁と前記第２の流路切換弁を三方弁で構成し、前記三方弁の一方の流出口には水配管を設け、前記三方弁の他方の流出口には排水配管を設けたことを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
  5. 　水配管の経路に流量計を設け、前記制御手段では、前記流量計からの信号によって前記第１の流路切換弁の切り換えと前記第２の流路切換弁の切り換えを行うことを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
  6. 　タイマーを設け、前記制御手段では、前記タイマーからの信号によって前記第１の流路切換弁の切り換えと前記第２の流路切換弁の切り換えを行うことを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
  7. 　前記第１の軟水化手段群の下流及び前記第２の軟水化手段群の下流にそれぞれ導電率計を設置し、前記制御手段では、それぞれの前記導電率計からの信号によって前記第１の流路切換弁の切り換えと前記第２の流路切換弁の切り換えを行うことを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
  8. 　前記第１の軟水化手段及び前記第２の軟水化手段において、軟水化処理された水及び再生処理によって生成した濃縮水が流出する出口部を、前記ケーシングの上部に設けることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
  9. 　請求項１から請求項８のいずれかに記載の水処理装置を搭載した給湯機。
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