特許 5984007 流路制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5984007

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】流路制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/00 20060101AFI20160823BHJP

   F16K 11/04 20060101ALI20160823BHJP

   F16K 11/18 20060101ALI20160823BHJP

   F16K 31/524 20060101ALI20160823BHJP

   C02F 1/42 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   F16K1/00 E

   F16K11/04 Z

   F16K11/18 Z

   F16K31/524 A

   C02F1/42

【請求項の数】6

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2012-208508(P2012-208508)

(22)【出願日】2012年9月21日

(65)【公開番号】特開2014-62605(P2014-62605A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2015年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110685

【弁理士】

【氏名又は名称】小山 方宜

(72)【発明者】

【氏名】安部 元

(72)【発明者】

【氏名】山岡 信也

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５０２８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−０２５８８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５７−０８５６６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表平０６−５０２００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第２９６３０３８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 西独国特許出願公告第１１９０７５６（ＤＥ，Ｂ）

【文献】 特開昭６４−０６７２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９６８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５７７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０４９８３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５９１０２４４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第２６１６４４６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １／００− １／５４

Ｆ１６Ｋ １１／００−１１／２４

Ｆ１６Ｋ ３１／４４−３１／６２

Ｃ０２Ｆ １／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルブ収容穴が形成され、このバルブ収容穴の軸方向に離隔した位置に、そのバルブ収容穴に対する流体の出入口となる第一開口と第二開口とが形成されたバルブハウジングと、
前記バルブ収容穴に設けられ、周側壁に開口が形成された略筒状で、その内穴を介してのみ前記第一開口と前記第二開口とを連通させ、軸方向中途部に円環状の弁座部が設けられ、先端部にバルブシャフトが水密状態で進退可能に設けられたバルブフレームと、
このバルブフレーム内を進退可能に設けられ、軸方向に離隔した位置に円環状の第一シール材と第二シール材とが設けられたバルブピストンと、
このバルブピストンを先端側へ付勢するスプリングと、
前記バルブ収容穴に、前記バルブフレーム、前記バルブピストンおよび前記スプリングを順に組み入れた状態で、前記バルブ収容穴の開口部を着脱可能に封止するバルブキャップとを備え、
前記バルブピストンは、前記スプリングにより先端側へ付勢される一方、この付勢力に対抗して前記バルブシャフトにより基端側へ押し戻し可能とされ、
前記弁座部に前記第一シール材を当接して、先端側の前記第一開口と基端側の前記第二開口との連通を遮断し、その状態では、前記第二シール材が前記バルブ収容穴の基端部においてチャンバを形成し、このチャンバは前記バルブピストンの連通穴を介して前記第一開口と連通する
ことを特徴とする流路制御弁。

【請求項2】

前記バルブ収容穴は、前記バルブハウジングの前後方向外側へ開口するよう水平に設けられると共に、その周側壁下部に、前記第一開口と前記第二開口とが設けられ、
前記バルブフレームは、先端部が先細りに形成された略円筒状で、軸方向中途部に、先端側へ行くに従って縮径する円環状傾斜面を有する前記弁座部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の流路制御弁。

【請求項3】

イオン交換樹脂床を収容する圧力タンクと、前記イオン交換樹脂床の再生剤を貯留する再生剤タンクとに接続され、
設定流路が形成された前記バルブハウジングに、前記バルブ収容穴が複数形成され、各バルブ収容穴に、前記バルブフレーム、前記バルブピストン、前記スプリングおよび前記バルブキャップを取り付けることで、複数の弁が設けられ、
前記バルブハウジングの上部に、前記各弁を操作するカムシャフトが左右方向へ沿って設けられ、
前記カムシャフトを境に、前記複数の弁は第一弁群と第二弁群とに前後に分かれて配置され、
前記第一弁群には、原水入口から前記圧力タンクへの第一通水路に設けた第一通水弁と、前記圧力タンクから処理水出口への第二通水路に設けた第二通水弁と、前記第一通水路と前記第二通水路とを接続するバイパス路に設けたバイパス弁とが左右に並べて配置され、
前記イオン交換樹脂床の再生剤が通される再生剤路に設けた再生弁は、前記第一弁群または前記第二弁群のいずれかに含まれ、
前記第二弁群には、前記第一弁群に含まれない残りの弁が左右に並べて配置される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流路制御弁。

【請求項4】

前記圧力タンクは、上部通水口、下部通水口および中央通水口を備え、
前記バルブハウジングは、前記原水入口、前記処理水出口および排水口の他、前記再生剤タンクと接続される再生剤口を備え、
前記バルブハウジングには、前記再生剤タンクから再生剤を吸引するエゼクタが設けられ、
前記エゼクタの出口側の流路は、前記上部通水口への第一再生路と、前記下部通水口への第二再生路とに分岐しており、
前記原水入口から前記上部通水口への前記第一通水路に設けられる前記第一通水弁と、
前記下部通水口から前記処理水出口への前記第二通水路に設けられる前記第二通水弁と、
前記第一通水弁よりも前記原水入口側の前記第一通水路と、前記第二通水弁よりも前記処理水出口側の前記第二通水路とを接続する前記バイパス路に設けられる前記バイパス弁と、
前記上部通水口から前記排水口への逆洗排水路に設けられる逆洗排水弁と、
前記下部通水口から前記排水口への洗浄排水路に設けられる洗浄排水弁と、
前記中央通水口から前記排水口への再生排水路に設けられる再生排水弁と、
前記再生剤口から前記エゼクタの吸引口への再生剤路に設けられる前記再生弁と、
前記第二再生路に設けられる分配弁とを備え、
前記第一弁群は、前記第一通水弁、前記第二通水弁および前記バイパス弁を備え、
前記第二弁群は、前記逆洗排水弁、前記洗浄排水弁、前記再生排水弁、前記分配弁を備え、
前記再生弁は、前記第一弁群または前記第二弁群のいずれかに含まれる
ことを特徴とする請求項３に記載の流路制御弁。

【請求項5】

前記第一弁群および前記第二弁群における各弁の配置として、
前記バイパス弁は、前記第一通水弁と前記第二通水弁との間に配置され、
前記逆洗排水弁と前記洗浄排水弁とが隣接して配置され、これと隣接して前記再生排水弁が配置され、
前記再生弁と前記分配弁とが隣接するか向かい合うよう配置され、
前記原水入口および前記処理水出口は、前記第一弁群の側に設けられ、
前記排水口は、前記第二弁群の側に設けられる
ことを特徴とする請求項４に記載の流路制御弁。

【請求項6】

前記エゼクタは、エゼクタ本体とこれへのノズルとを備え、
前記ノズルへの給水路には、ストレーナおよび定流量弁が設けられ、
前記バルブハウジングに形成されたエゼクタ収容穴は、前記エゼクタ本体、前記ノズル、前記ストレーナおよび前記定流量弁が組み入れられて、着脱可能な蓋材で開口部を封止される
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の流路制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流路の開閉や切替えに用いられる流路制御弁に関するものである。たとえば、イオン交換樹脂床を備えたイオン交換装置の流路制御弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、下記特許文献１に開示されるバルブが知られている。このバルブ（１）は、流体流路（７）とこれへの出入口となる第一ポート（５）および第二ポート（６）が形成されたバルブハウジング（４）を備え、流体流路（７）の中途部には弁座（８）が形成されている。弁座（８）の弁孔（９）を開閉する弁体（１１）は、スプリング（３０）により弁座（８）へ付勢される一方、この付勢力に対抗して弁軸（１６）により押し戻し可能とされている。

【0003】

弁体（１１）の下部には、ダイアフラム状の受圧体（２２）がリテーナ（２１）で保持されており、このリテーナ（２１）の下部にスプリング（３０）が設けられている。ハウジング（４）の下部には、受圧体（２２）で流体流路（７）から仕切られた背圧室（２８）が形成されている。この背圧室（２８）は、弁体（１１）に形成された圧力伝達路（３２）と、リテーナ（２１）に形成された貫通路（３３）とにより、第一ポート（５）と常時連通する。

【0004】

弁座（８）に弁体（１１）が当接した閉弁状態において、第一ポート（５）側の圧力が背圧室（２８）に伝達され、弁体（１１）にかかる開弁方向と閉弁方向の流体圧力をバランスさせている。これにより、スプリング（３０）の付勢力を大きくする必要がなく、開弁に必要な駆動力を低減することができる。

【0005】

また、従来、下記特許文献２に開示されるように、イオン交換樹脂床を備えた硬水軟化装置が知られている。この種の硬水軟化装置では、原水がイオン交換樹脂床に通されると、原水中に含まれる硬度成分（すなわち、カルシウムイオンおよびマグネシウムイオン）が、イオン交換樹脂床のナトリウムイオンと交換される。このようにして、原水中の硬度成分がイオン交換樹脂床に吸着され除去されることで、原水を軟化させることができる。

【0006】

硬水軟化装置は、イオン交換樹脂床に結合していたナトリウムイオンを、原水中の硬度成分と交換するものであるから、硬度成分の除去には限界がある。そこで、その限界に達する前に、イオン交換樹脂床に再生剤（硬水軟化装置の場合は塩水）を通して、交換能力の回復が図られる。これは、イオン交換樹脂床の再生と呼ばれる。

【0007】

硬水軟化装置は、原水を軟化させる通水工程や、イオン交換樹脂床を再生する再生工程など、各工程に応じて流路が変更される。そのために、イオン交換樹脂床を収容する圧力タンクの上部に、複数の弁を備えた流路制御弁が設けられ、この流路制御弁により各工程に応じた流路が規定される。流路制御弁は、複数の弁を備えるが、その各弁の構造としては、たとえば前記特許文献１に開示されたものが採用される。

【0008】

なお、複数の弁を備えた流路制御弁は、硬水軟化装置に限らず、イオン交換樹脂床を備えたその他のイオン交換装置においても同様に用いられる。つまり、イオン交換樹脂床に原水を通して処理する一方、イオン交換樹脂床に再生剤を通して再生するイオン交換装置においても、流路制御弁が用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００７−７８０９２号公報

【特許文献2】特開２００８−５５３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

前記特許文献１に記載のバルブでは、ダイアフラム状の受圧体が必要であり、その取付けにも手間を要する。従って、バルブの構造、組立ておよびメンテナンスに改善の余地がある。

【0011】

流路制御弁が複数の弁を備え、工程に応じて流路を変える場合、各工程における流路の取り易さを考慮した弁の配置が必要となる。また、原水を処理する通水工程において、通水容量を大きくとるには、通水工程で使用される流路の口径を大きくとる必要があるが、それに伴い各弁に要するスペースが異なるので、これを考慮した弁の配置が必要となる。

【0012】

本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で、組立てやメンテナンスも容易な流路制御弁を提供することにある。また、イオン交換装置用の複数の弁を備える流路制御弁において、各工程における流路が取り易く、また通水容量を大きくとることができる流路制御弁を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、バルブ収容穴が形成され、このバルブ収容穴の軸方向に離隔した位置に、そのバルブ収容穴に対する流体の出入口となる第一開口と第二開口とが形成されたバルブハウジングと、前記バルブ収容穴に設けられ、周側壁に開口が形成された略筒状で、その内穴を介してのみ前記第一開口と前記第二開口とを連通させ、軸方向中途部に円環状の弁座部が設けられ、先端部にバルブシャフトが水密状態で進退可能に設けられたバルブフレームと、このバルブフレーム内を進退可能に設けられ、軸方向に離隔した位置に円環状の第一シール材と第二シール材とが設けられたバルブピストンと、このバルブピストンを先端側へ付勢するスプリングと、前記バルブ収容穴に、前記バルブフレーム、前記バルブピストンおよび前記スプリングを順に組み入れた状態で、前記バルブ収容穴の開口部を着脱可能に封止するバルブキャップとを備え、前記バルブピストンは、前記スプリングにより先端側へ付勢される一方、この付勢力に対抗して前記バルブシャフトにより基端側へ押し戻し可能とされ、前記弁座部に前記第一シール材を当接して、先端側の前記第一開口と基端側の前記第二開口との連通を遮断し、その状態では、前記第二シール材が前記バルブ収容穴の基端部においてチャンバを形成し、このチャンバは前記バルブピストンの連通穴を介して前記第一開口と連通することを特徴とする流路制御弁である。

【0014】

請求項１に記載の発明によれば、閉弁状態において、バルブ収容穴の基端部にチャンバが形成され、このチャンバはバルブピストンの連通穴を介して先端側の第一開口と連通する。これにより、バルブピストンにかかる開弁方向と閉弁方向の流体圧力の一部または全部をバランスさせることができる。また、バルブ収容穴に、バルブフレーム、バルブピストンおよびスプリングを順に組み入れて、バルブキャップで開口部を封止するので、組立ておよびメンテナンスが容易である。さらに、バルブ収容穴にバルブフレームを設け、そのバルブフレームにバルブピストンを進退可能に設けるので、バルブピストンの摺動面積を減少させることができる。しかも、バルブフレームの周側壁には開口が形成されているので、通水流路を確保して圧力損失を低減することができる。

【0015】

請求項２に記載の発明は、前記バルブ収容穴は、前記バルブハウジングの前後方向外側へ開口するよう水平に設けられると共に、その周側壁下部に、前記第一開口と前記第二開口とが設けられ、前記バルブフレームは、先端部が先細りに形成された略円筒状で、軸方向中途部に、先端側へ行くに従って縮径する円環状傾斜面を有する前記弁座部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流路制御弁である。

【0016】

請求項２に記載の発明によれば、バルブ収容穴は、バルブハウジングの前後方向外側へ開口するよう水平に設けられると共に、その周側壁下部に第一開口と第二開口とが設けられるので、バルブハウジングの上部に、バルブピストンを動かすカムなどを配置することができる。また、バルブフレームは、先端部が先細りに形成された略円筒状であるので、バルブ収容穴へのバルブフレームのセットが容易である。さらに、バルブフレームに設けられる弁座部は、先端側へ行くに従って縮径する円環状傾斜面を有するので、バルブピストンの第一シール材との接触が確実になされる。

【0017】

請求項３に記載の発明は、イオン交換樹脂床を収容する圧力タンクと、前記イオン交換樹脂床の再生剤を貯留する再生剤タンクとに接続され、設定流路が形成された前記バルブハウジングに、前記バルブ収容穴が複数形成され、各バルブ収容穴に、前記バルブフレーム、前記バルブピストン、前記スプリングおよび前記バルブキャップを取り付けることで、複数の弁が設けられ、前記バルブハウジングの上部に、前記各弁を操作するカムシャフトが左右方向へ沿って設けられ、前記カムシャフトを境に、前記複数の弁は第一弁群と第二弁群とに前後に分かれて配置され、前記第一弁群には、原水入口から前記圧力タンクへの第一通水路に設けた第一通水弁と、前記圧力タンクから処理水出口への第二通水路に設けた第二通水弁と、前記第一通水路と前記第二通水路とを接続するバイパス路に設けたバイパス弁とが左右に並べて配置され、前記イオン交換樹脂床の再生剤が通される再生剤路に設けた再生弁は、前記第一弁群または前記第二弁群のいずれかに含まれ、前記第二弁群には、前記第一弁群に含まれない残りの弁が左右に並べて配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流路制御弁である。

【0018】

請求項３に記載の発明によれば、複数の弁を備えるが、カムシャフトを境に第一弁群と第二弁群とに分け、第一弁群には、第一通水弁、第二通水弁およびバイパス弁という通水系統の弁を配置し、第二弁群には、これ以外の再生系統の弁を配置し、そして、再生弁はいずれかの弁群に含ませた。通水系統と再生系統とを分けることで、各工程における流路を取り易い。また、通水系統の口径を大きくして、通水容量を大きくとることができる。

【0019】

請求項４に記載の発明は、前記圧力タンクは、上部通水口、下部通水口および中央通水口を備え、前記バルブハウジングは、前記原水入口、前記処理水出口および排水口の他、前記再生剤タンクと接続される再生剤口を備え、前記バルブハウジングには、前記再生剤タンクから再生剤を吸引するエゼクタが設けられ、前記エゼクタの出口側の流路は、前記上部通水口への第一再生路と、前記下部通水口への第二再生路とに分岐しており、前記原水入口から前記上部通水口への前記第一通水路に設けられる前記第一通水弁と、前記下部通水口から前記処理水出口への前記第二通水路に設けられる前記第二通水弁と、前記第一通水弁よりも前記原水入口側の前記第一通水路と、前記第二通水弁よりも前記処理水出口側の前記第二通水路とを接続する前記バイパス路に設けられる前記バイパス弁と、前記上部通水口から前記排水口への逆洗排水路に設けられる逆洗排水弁と、前記下部通水口から前記排水口への洗浄排水路に設けられる洗浄排水弁と、前記中央通水口から前記排水口への再生排水路に設けられる再生排水弁と、前記再生剤口から前記エゼクタの吸引口への再生剤路に設けられる前記再生弁と、前記第二再生路に設けられる分配弁とを備え、前記第一弁群は、前記第一通水弁、前記第二通水弁および前記バイパス弁を備え、前記第二弁群は、前記逆洗排水弁、前記洗浄排水弁、前記再生排水弁、前記分配弁を備え、前記再生弁は、前記第一弁群または前記第二弁群のいずれかに含まれることを特徴とする請求項３に記載の流路制御弁である。

【0020】

請求項４に記載の発明によれば、圧力タンクは、上部通水口、下部通水口および中央通水口を備えるので、上部通水口と下部通水口とから再生剤を供給し、イオン交換を終えた再生排水を中央通水口から排出するというスプリットフロー再生（split-flow regeneration）が可能である。また、第一弁群には、第一通水弁、第二通水弁およびバイパス弁という通水系統の弁を配置し、第二弁群には、逆洗排水弁、洗浄排水弁、再生排水弁および分配弁という再生系統の弁を配置し、そして、再生弁はいずれかの弁群に含ませた。通水系統と再生系統とを分けることで、各工程における流路を取り易い。また、第一弁群は、第二弁群よりも弁数が少ないため、通水弁やバイパス弁として比較的大きな口径の弁を用いても、流路制御弁の全体の収まりがよい。これにより、通水系統の口径を大きくして、通水容量を大きくとることができる。

【0021】

請求項５に記載の発明は、前記第一弁群および前記第二弁群における各弁の配置として、前記バイパス弁は、前記第一通水弁と前記第二通水弁との間に配置され、前記逆洗排水弁と前記洗浄排水弁とが隣接して配置され、これと隣接して前記再生排水弁が配置され、前記再生弁と前記分配弁とが隣接するか向かい合うよう配置され、前記原水入口および前記処理水出口は、前記第一弁群の側に設けられ、前記排水口は、前記第二弁群の側に設けられることを特徴とする請求項４に記載の流路制御弁である。

【0022】

請求項５に記載の発明によれば、第一通水弁と第二通水弁との間にバイパス弁を配置することで、第一通水路と第二通水路との間にバイパス路を取り易い。しかも、原水入口および処理水出口を第一弁群の側に設けることで、通水系統を完全にまとめることができる。また、逆洗排水弁、洗浄排水弁および再生排水弁をまとめることで、排水系統の流路を取り易い。しかも、排水口を第二弁群の側に設けることで、再生系統を完全にまとめることができる。さらに、再生弁と分配弁とをまとめることで、再生剤の流路も取り易い。

【0023】

さらに、請求項６に記載の発明は、前記エゼクタは、エゼクタ本体とこれへのノズルとを備え、前記ノズルへの給水路には、ストレーナおよび定流量弁が設けられ、前記バルブハウジングに形成されたエゼクタ収容穴は、前記エゼクタ本体、前記ノズル、前記ストレーナおよび前記定流量弁が組み入れられて、着脱可能な蓋材で開口部を封止されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の流路制御弁である。

【0024】

請求項６に記載の発明によれば、エゼクタ収容穴に、エゼクタ本体、ノズル、ストレーナおよび定流量弁を組み入れて、蓋材で開口部を封止するので、再生剤導入機構の組立ておよびメンテナンスが容易である。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、簡易な構成で、組立てやメンテナンスが容易な流路制御弁を実現することができる。また、イオン交換装置用の複数の弁を備える流路制御弁において、各工程における流路が取り易く、また通水容量を大きくとることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の流路制御弁の一実施例を備えるイオン交換装置の一例を示す概略図である。

【図2】図１のイオン交換装置の運転工程を順に示すと共に、その各工程における各弁の開閉状態を示す概略図である。

【図3】本発明の一実施例の流路制御弁の概略斜視図である。

【図4】図３の流路制御弁の第一弁群の弁の分解斜視図である。

【図5】図３の流路制御弁の第一弁群の弁の組立状態の概略縦断面図であり、閉弁状態を示している。

【図6】図３の流路制御弁の第一弁群の弁の組立状態の概略縦断面図であり、開弁状態を示している。

【図7】図３の流路制御弁の第二弁群の弁の分解斜視図であり、バルブハウジングの後方から見た状態を示している。

【図8】図３の流路制御弁のエゼクタとその周辺部品の分解斜視図である。

【図9】図３の流路制御弁のエゼクタとその周辺部品の組立状態の概略縦断面図であり、再生弁と共に示している。

【図10】樹脂成形部品のプラスチックと、シールリングのゴムとを分子間結合させた一例を示す概略断面図である。

【図11】樹脂成形部品のプラスチックと、シールリングのゴムとを分子間結合させた一例を示す概略断面図である。

【図12】樹脂成形部品のプラスチックと、シールリングのゴムとを分子間結合させた一例を示す概略断面図である。

【図13】樹脂成形部品のプラスチックと、シールリングのゴムとを分子間結合させた一例を示す概略断面図である。

【図14】樹脂成形部品のプラスチックと、シールリングのゴムとを分子間結合させた一例を示す概略断面図である。

【図15】樹脂成形部品のプラスチックと、シールリングのゴムとを分子間結合させた一例を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【0028】

図１は、本発明の流路制御弁１の一実施例を備えるイオン交換装置２の一例を示す概略図である。本実施例のイオン交換装置２は、陽イオン交換樹脂を用いて原水中の硬度成分を除去する硬水軟化装置である。この場合、イオン交換樹脂床の再生剤は、塩水（塩化ナトリウム水溶液）である。

【0029】

以下、まずはイオン交換装置２の全体構成と運転方法とを順に説明し、その後、本実施例の流路制御弁１の具体的構成について説明する。

【0030】

《イオン交換装置２の全体構成》
イオン交換装置２は、流路制御弁１の他、圧力タンク３および再生剤タンク４を備える。

【0031】

流路制御弁１は、設定された流路が形成されたバルブハウジング５に、複数の弁６〜１３が設けられてなる。圧力タンク３は、有底円筒状の中空容器であり、陽イオン交換樹脂ビーズからなるイオン交換樹脂床を収容する。再生剤タンク４は、圧力タンク３内のイオン交換樹脂床の再生剤を貯留する。

【0032】

流路制御弁１は、圧力タンク３の上部に取り付けられる。これにより、圧力タンク３の上部開口は、流路制御弁１のバルブハウジング５で閉じられる。バルブハウジング５の下部には、圧力タンク３の上部開口と対応する位置に、第一通水路１４、第二通水路１５および再生排水路１６の各端部が開口している。

【0033】

第一通水路１４は、圧力タンク３内の上部通水口１７に開口する。第二通水路１５は、内管１８を介して、圧力タンク３内の下部通水口１９に開口する。再生排水路１６は、外管２０を介して、圧力タンク３内の中央通水口２１に開口する。

【0034】

内管１８と外管２０とは、バルブハウジング５に上端部を保持され、バルブハウジング５から下方へ延出し、圧力タンク３内に差し込まれる。この際、外管２０の中空穴に内管１８が差し込まれた二重管構造とされる。また、内管１８は、圧力タンク３の下部まで延出し、外管２０は、圧力タンク３の上下方向中央部まで延出する。そして、内管１８の下部に、下部通水口１９が設けられ、外管２０の下部に、中央通水口２１が設けられる。

【0035】

流路制御弁１のバルブハウジング５には、原水入口２２からの原水を上部通水口１７へ送る第一通水路１４と、下部通水口１９からの処理水（ここでは軟水）を処理水出口２３へ送る第二通水路１５とが設けられている。第一通水路１４には第一通水弁６が設けられ、第二通水路１５には第二通水弁７が設けられる。

【0036】

第一通水弁６よりも原水入口２２側の第一通水路１４と、第二通水弁７よりも処理水出口２３側の第二通水路１５とは、バイパス路２４で接続される。このバイパス路２４には、バイパス弁８が設けられる。

【0037】

上部通水口１７には、排水口２５への逆洗排水路２６も接続され、この逆洗排水路２６には、逆洗排水弁９が設けられる。図１では、第一通水路１４と逆洗排水路２６とは、圧力タンク３の側において共通管路として示している。

【0038】

下部通水口１９には、排水口２５への洗浄排水路２７も接続され、この洗浄排水路２７には、洗浄排水弁１０が設けられる。図１では、第二通水路１５と洗浄排水路２７とは、圧力タンク３の側において共通管路として示している。なお、逆洗排水路２６および洗浄排水路２７の下流は、定流量弁（ゴムオリフィス）２８を介して、排水口２５へ開口する。

【0039】

中央通水口２１には、排水口２５への再生排水路１６が接続され、この再生排水路１６には、再生排水弁１１が設けられる。逆洗排水路２６、洗浄排水路２７および再生排水路１６の下流は、まとめられ、排水口２５へ開口する。

【0040】

バルブハウジング５には、さらに、駆動水入口２９からの駆動水（原水）をエゼクタ３０へ送る駆動水路３１が設けられる。駆動水路３１には、駆動水入口２９から順に、ストレーナ３２、定流量弁（ゴムオリフィス）３３およびエゼクタ３０が設けられる。なお、原水入口２２への原水と、駆動水入口２９への駆動水とは、同一給水源からの水を分岐して用いることができる。あるいは、原水入口２２と駆動水入口２９とを統一して、バルブハウジング５内で、第一通水路１４と駆動水路３１とに分岐させてもよい。

【0041】

エゼクタ３０は、詳細は後述するが（図８，図９）、エゼクタ本体３４とノズル３５とを備え、エゼクタ本体３４は、スロート部３６とディフューザ部３７とを備える。駆動水をノズル３５からエゼクタ本体３４の先端側へ噴出させることで、エゼクタ本体３４の吸引口３８から再生剤を吸引し、駆動水と混合して吐出する。つまり、ノズル３５には駆動水路３１からの駆動水が供給され、エゼクタ本体の３４吸引口３８には再生剤路３９からの再生剤が供給される。再生剤路３９は、バルブハウジング５の再生剤口４０とエゼクタ本体３４の吸引口３８とを接続し、再生弁１２が設けられる。なお、バルブハウジング５の再生剤口４０には、再生剤配管４１を介して再生剤タンク４が接続され、その再生剤配管４１には再生剤流量計４２が設けられる。

【0042】

エゼクタ本体３４の出口側には、二股に分岐した第一再生路４３と第二再生路４４とが設けられる。第一再生路４３は、第一オリフィス４５を介して、上部通水口１７に接続される。第二再生路４４は、第二オリフィス４６および分配弁１３を介して、下部通水口１９に接続される。なお、図１では、第一通水路１４、逆洗排水路２６および第一再生路４３は、圧力タンク３の側において共通管路として示している。また、第二通水路１５、洗浄排水路２７および第二再生路４４は、圧力タンク３の側において共通管路として示している。

【0043】

《イオン交換装置２の運転方法》
図２は、本実施例のイオン交換装置２の運転工程を順に示すと共に、その各工程における各弁６〜１３の開閉状態を示す概略図である。この図において、各弁６〜１３は、網掛部が開放状態を示しており、無地部が閉鎖状態を示している。各工程の移行時、各弁６〜１３は、徐々に閉められたり、徐々に開かれたりしてもよい。

【0044】

イオン交換装置２は、単独で用いることもできるし、二台で用いることもできる。後者の場合、第一イオン交換装置２の原水入口２２に、給水源からの原水供給路を接続し、第二イオン交換装置２の処理水出口２３に、処理水使用設備への処理水供給路を接続し、第一イオン交換装置２の処理水出口２３と第二イオン交換装置２の原水入口２２とを、バイパス供給路で接続すればよい。この場合、一方のイオン交換装置２で原水を処理中には、他方のイオン交換装置２でイオン交換樹脂床の再生を図ることができる。

【0045】

イオン交換装置２は、通水工程、再生待機工程、逆洗工程、再生工程、押出工程、洗浄工程、補水工程および通水待機工程を順に実行する。これら各工程は、前述した各弁６〜１３の開閉を図２に示すように制御して行われる。

【0046】

通水工程では、原水は、原水入口２２から第一通水路１４を介して、圧力タンク３の上部通水口１７へ供給される。その水は、圧力タンク３の上部から下部へ、イオン交換樹脂床を通されて処理水（ここでは軟水）となる。その処理水は、圧力タンク３の下部通水口１９から内管１８および第二通水路１５を介して、処理水出口２３へ導出される。

【0047】

再生待機工程は、逆洗工程への待機工程であり、また、通水待機工程は、通水工程への待機工程である。再生待機工程以降の各工程では、原水は、バイパス路２４を介して、第二イオン交換装置２へ送られる。

【0048】

逆洗工程では、原水は、原水入口２２からバイパス路２４、第二通水路１５および内管１８を介して、圧力タンク３の下部通水口１９へ供給される。その水は、圧力タンク３の下部から上部へ、イオン交換樹脂床を展開しながら通される。その排水は、圧力タンク３の上部通水口１７から逆洗排水路２６を介して、排水口２５へ導出される。

【0049】

再生工程では、駆動水（原水）は、駆動水入口２９から駆動水路３１を介して、エゼクタ３０へ供給される。エゼクタ３０において、ノズル３５から水が噴出されると、再生剤タンク４内の再生剤が、再生剤配管４１および再生剤路３９を介して、エゼクタ３０の吸引口３８へ吸引され、駆動水と混合して吐出する。その再生剤は、第一再生路４３を介して圧力タンク３の上部通水口１７へ供給されると共に、第二再生路４４および内管１８を介して圧力タンク３の下部通水口１９へ供給される。圧力タンク３の上部通水口１７と下部通水口１９とからの再生剤は、圧力タンク３の上下方向中央部へ向けて流通し、イオン交換樹脂床を再生する。その排水は、圧力タンク３の中央通水口２１から外管２０および再生排水路１６を介して、排水口２５へ導出される。このようなスプリットフロー再生によれば、高い再生効率を維持しながら、安定して、イオン交換樹脂床の再生を図ることができる。

【0050】

押出工程では、エゼクタ３０の吸引口３８への再生剤の供給が停止される点が再生工程と異なるが、それ以外は再生工程と同じである。再生工程後に圧力タンク３内に残る再生剤は、押出工程により排出される。

【0051】

洗浄工程では、原水は、原水入口２２から第一通水路１４を介して、圧力タンク３の上部通水口１７へ供給される。その水は、圧力タンク３の上部から下部へ、イオン交換樹脂床を通され、イオン交換樹脂床の濯ぎを行う。その排水は、圧力タンク３の下部通水口１９から内管１８および洗浄排水路２７を介して、排水口２５へ導出される。

【0052】

補水工程では、原水は、駆動水入口２９から駆動水路３１を介して、エゼクタ３０へ供給される。その水は、エゼクタ３０の吸引口３８から再生剤路３９および再生剤配管４１を介して、再生剤タンク４へ供給される。このようにして、次回の再生工程に備えて、再生剤タンク４へ水を供給することができる。

【0053】

《流路制御弁１の具体的構成》
以下、本実施例の流路制御弁１の具体的構成について説明する。

【0054】

図３は、本実施例の流路制御弁１の概略斜視図である。流路制御弁１は、前記各流路１４，１５，１６，２４，２６，２７，３１，３９，４３，４４が形成されたバルブハウジング５に、前記各弁６〜１３やエゼクタ３０などが設けられてなる。つまり、バルブハウジング５には、図１に示される回路を形成するように、各流路１４，１５，１６，２４，２６，２７，３１，３９，４３，４４が形成されると共に、前記各弁６〜１３やエゼクタ３０などが設けられている。

【0055】

各弁６〜１３は、カム４７により開閉操作されるが、そのカム４７を回転させるカムシャフト４８は、バルブハウジング５の上部の前後方向中央部に、左右方向へ沿って設けられる。そして、このカムシャフト４８を境に、各弁６〜１３は、第一弁群４９と第二弁群５０とに前後に分かれて配置される。この際、再生弁１２は、第一弁群４９または第二弁群５０のいずれに含めてもよいが、本実施例では第二弁群５０に含まれる。

【0056】

第一弁群４９は、第一通水弁６、第二通水弁７およびバイパス弁８を備える。この際、バイパス弁８は、第一通水弁６と第二通水弁７との間に配置されるのがよい。図３では、第一弁群４９は、バルブハウジング５の前方に配置され、左から順に、第一通水弁６、バイパス弁８および第二通水弁７が左右に並べて配置されている。また、第一通水弁６の左隣には、エゼクタ収容部５１が設けられる。

【0057】

第二弁群５０は、逆洗排水弁９、洗浄排水弁１０、再生排水弁１１、分配弁１３および再生弁１２を備える。この際、逆洗排水弁９と洗浄排水弁１０とが隣接して配置され、これと隣接して再生排水弁１１が配置されるのがよい。また、再生弁１２と分配弁１３とは、隣接して配置されるのがよい。図３では、第二弁群５０は、左から順に、再生弁１２、分配弁１３、再生排水弁１１、逆洗排水弁９および洗浄排水弁１０が左右に並べて配置されている。

【0058】

バルブハウジング５には、流体の出入口として、前述したように、原水入口２２、処理水出口２３、排水口２５、駆動水入口２９および再生剤口４０が設けられている。

【0059】

原水入口２２および処理水出口２３は、第一弁群４９の側に設けられるのが好ましい。本実施例では、原水入口２２は、第一通水弁６の下部に設けられ、処理水出口２３は、第二通水弁７の下部に設けられる。より具体的には、第一通水路１４の端部を構成する管が、第一通水弁６の下部に、前方へ延出して設けられており、その前端開口が原水入口２２とされる。また、第二通水路１５の端部を構成する管が、第二通水弁７の下部に、前方へ延出して設けられており、その前端開口が処理水出口２３とされる。

【0060】

排水口２５は、第二弁群５０の側に設けられるのが好ましい。本実施例では、排水口２５は、再生排水弁１１、逆洗排水弁９および洗浄排水弁１０の下部に設けられる。より具体的には、再生排水路１６、逆洗排水路２６および洗浄排水路２７の端部をまとめる管が、これら弁９〜１１の下部付近から右側へ延出して設けられており、その右端開口が排水口２５とされる。

【0061】

駆動水入口２９は、エゼクタ３０に近接して設けられるのが好ましい。本実施例では、駆動水入口２９は、エゼクタ収容部５１の上部に設けられる。より具体的には、駆動水路３１の端部を構成する管が、エゼクタ収容部５１の上部に、上方へ延出して設けられており、その端部開口が駆動水入口２９とされる。

【0062】

再生剤口４０は、再生弁１２に近接して設けられるのが好ましい。本実施例では、再生剤口４０は、再生弁１２の下部に設けられる（図９）。より具体的には、再生弁１２の下部には、再生剤口４０が設けられており、その再生剤口４０には再生剤流量計４２が設けられる。

【0063】

図４は、第一弁群４９の弁の分解斜視図である。ここでは、第二通水弁７を示しているが、第一通水弁６およびバイパス弁８についても同様である。また、図５および図６は、第一弁群４９の弁（７）の組立状態の概略縦断面図であり、図５は閉弁状態、図６は開弁状態を示している。さらに、図７は、第二弁群５０の弁の分解斜視図であり、バルブハウジング５の後方から見た状態を示している。ここでは、再生弁１２を示しているが、分配弁１３、再生排水弁１１、逆洗排水弁９および洗浄排水弁１０についても同様である。なお、図９には、再生弁１２の組立状態の縦断面が示される。

【0064】

第一弁群４９および第二弁群５０の各弁６〜１３は、バルブハウジング５に形成されたバルブ収容穴５２（５２Ａ）に、バルブピストン５３（５３Ａ）が進退可能に設けられてなる。バルブ収容穴５２（５２Ａ）は、バルブハウジング５の前後方向外側へ開口するよう水平に設けられている。具体的には、第一弁群４９を構成する各弁６〜８のバルブ収容穴５２は、前方へ開口するよう設けられ、第二弁群５０を構成する各弁９〜１３のバルブ収容穴５２Ａは、後方へ開口するよう設けられている。

【0065】

第一弁群４９を構成する各弁（第一通水弁６、第二通水弁７およびバイパス弁８）は、互いに同一の構成である。具体的には、図４〜図６に基づき、以下に説明する。なお、バルブ収容穴５２は、前述したとおりバルブハウジング５の前後方向外側へ開口するが、その開口部の側を基端側、これと反対側を先端側という。

【0066】

バルブ収容穴５２は、先端部が先細りに形成された円形穴であり、先端側の円錐台状部５４と、基端側の円筒状部５５とを備える。バルブ収容穴５２には、その軸方向に離隔した位置に、そのバルブ収容穴５２に対する流体の出入口となる第一開口５６と第二開口５７とが形成されている。第一開口５６は、円錐台状部５４の周側壁の下部に設けられ、第二開口５７は、円筒状部５５の周側壁の下部に設けられている。

【0067】

図１を参照して、第一通水弁６は、第一開口５６が上部通水口１７と連通し、第二開口５７が原水入口２２と連通する。第二通水弁７は、第一開口５６が下部通水口１９と連通し、第二開口５７が処理水出口２３と連通する。バイパス弁８は、第一開口５６が処理水出口２３と連通し、第二開口５７が原水入口２２と連通する。

【0068】

バルブ収容穴５２にはバルブフレーム５８が取り付けられ、そのバルブフレーム５８にはバルブピストン５３が進退可能に設けられる。バルブフレーム５８は、先端部が先細りに形成された略円筒状であり、バルブ収容穴５２の形状とほぼ対応して形成されている。具体的には、バルブフレーム５８は、先端側の円錐台状部５９と、基端側の円筒状部６０とを備える。円錐台状部５９の先端部には、先端側へ突出すると共に先端側へ開口して、小円筒部６１が形成されている。小円筒部６１の基端部には、ツバ部６２が形成されると共に、基端側へ突出して短筒６３が形成されている。

【0069】

バルブフレーム５８の円錐台状部５９および円筒状部６０には、周側壁に大きく開口６４，６５が形成されている。これにより、バルブフレーム５８は、円錐台状部５９と円筒状部６０とが枠状に残ることになる。つまり、円錐台状部５９と円筒状部６０との連接部、円錐台状部５９の先端部、および円筒状部６０の基端部が円環状に残されると共に、それらが互いに複数のリブで接続された形状とされる。

【0070】

円錐台状部５９と円筒状部６０とを連接する円環状部６６は、その基端側内周面が先端側へ行くに従って縮径する傾斜面に形成されており、この傾斜面が弁座部６７として機能する。円環状部６６の外周部には、円環状溝が形成されており、Ｏリング６８が装着される。また、小円筒部６１の基端部の外周部にも、円環状溝が形成されており、Ｏリング６９が装着される。

【0071】

バルブフレーム５８の軸線に沿って、小円筒部６１および短筒６３には、バルブシャフト７０が進退可能に設けられる。短筒６３内に設けられた断面略Ｖ字状の環状パッキン７１により、バルブシャフト７０とバルブフレーム５８との隙間が封止される。

【0072】

バルブシャフト７０の先端部には、ローラガイド７２が設けられ、そのローラガイド７２にはローラ７３が回転自在に保持される。ローラガイド７２は、バルブフレーム５８の小円筒部６１にはめ込まれる。小円筒部６１の内穴とローラガイド７２の外形は所定に形成されているので、ローラガイド７２は、バルブフレーム５８の軸線に沿って、小円筒部６１に対し進退可能であるが、小円筒部６１に対し相対回転不能に設けられる。

【0073】

バルブフレーム５８は、バルブ収容穴５２にはめ込まれる。バルブ収容穴５２の先端部には、貫通穴７４が形成されており、その貫通穴７４にバルブフレーム５８の小円筒部６１がはめ込まれる。その際、小円筒部６１のツバ部６２が、貫通穴７４の周囲の壁面に当接するようはめ込まれる。そして、小円筒部６１の基端部のＯリング６９により、小円筒部６１とバルブハウジング５との隙間が封止される。また、円環状部６６のＯリング６８により、円環状部６６とバルブハウジング５との隙間が封止される。これにより、バルブフレーム５８の内穴を介してのみ、第一開口５６と第二開口５７とが連通する。

【0074】

バルブフレーム５８の内穴には、バルブピストン５３が進退可能に設けられる。バルブピストン５３は、円筒状であり、先端部には端壁７５が形成されている。この端壁７５には、複数の連通穴７６が形成されている。これら連通穴７６は、バルブピストン５３の周方向に等間隔に設けられ、それぞれバルブピストン５３の軸方向に沿って端壁７５を貫通して形成されている。

【0075】

バルブピストン５３には、その軸方向に離隔した位置に、第一シール材７７と第二シール材７８とが設けられる。第一シール材７７は、円環状で、バルブピストン５３の先端部に設けられる。具体的には、第一シール材７７は、バルブピストン５３の先端面に装着され、円板状の押え板７９により固定される。押え板７９は、端壁７５にネジ（図示省略）により固定され、第一シール材７７の内径より大きく、第一シール材７７の外径よりも小さい。そのため、押え板７９を取り付けた状態で、押え板７９の外周部には、第一シール材７７が露出する。一方、第二シール材７８は、断面Ｘ字形状の円環状のＸリングであり、バルブピストン５３の基端部の外周面に形成された円環状溝に装着される。

【0076】

押え板７９には、前記連通穴７６と対応して、貫通穴８０が形成されている。また、押え板７９の中央には穴が形成されており、その穴にはバルブピストン５３の突出先端部８１が通される。バルブピストン５３の突出先端部８１には、軸受穴が先端側へのみ開口して形成されており、この軸受穴にはバルブシャフト７０の端部がはめ込まれる。

【0077】

バルブ収容穴５２には、バルブフレーム５８、バルブピストン５３およびスプリング８２が順に組み入れられて、バルブキャップ８３で開口部を封止される。この際、バルブキャップ８３は、バルブ収容穴５２の基端部に着脱可能にねじ込まれて取り付けられる。

【0078】

バルブキャップ８３は、本実施例では、キャップ本体８４と筒材８５とを組み合わせて構成される。筒材８５は、段付き円筒状であり、先端側の小径部８６が、バルブフレーム５８の円筒状部６０の内径と対応した外径に形成されており、基端側の大径部８７が、バルブ収容穴５２の円筒状部５５の内径と対応した外径に形成されている。従って、筒材８５は、先端側の小径部８６がバルブフレーム５８の基端部にはめ込まれ、基端側の大径部８７がバルブ収容穴５２の基端部にはめ込まれる。この際、バルブフレーム５８の基端部と筒材８５の段付き部との間にＯリング８８が配置され、バルブフレーム５８と筒材８５およびバルブハウジング５との隙間が封止される。

【0079】

筒材８５の中空穴内には、軸方向中途部に隔壁８９が形成されており、中空穴が閉じられている。隔壁８９の中央部には、筒状のバネ受け９０が先端側へ突出して設けられている。スプリング８２は、基端部がバネ受け９０にはめ込まれ、先端部がバルブピストン５３の内穴にはめ込まれる。

【0080】

バルブ収容穴５２に、バルブフレーム５８、バルブピストン５３、スプリング８２および筒材８５を組み入れた状態で、バルブ収容穴５２の基端部にキャップ本体８４が取り付けられる。つまり、バルブ収容穴５２の円筒状部５５の基端部は、外周面がネジ部９１とされる一方、キャップ本体８４は、先端側へのみ開口した略筒状で、内周面にネジ穴９２が形成されている。従って、バルブ収容穴５２のネジ部９１に、キャップ本体８４を着脱可能に取り付けることができる。バルブ収容穴５２の基端部にキャップ本体８４を取り付ける際、バルブハウジング５とバルブキャップ８３との隙間は、Ｏリング９３より封止される。

【0081】

なお、バルブキャップ８３は、強度アップのため、キャップ本体８４と筒材８５とを別体として構成したが、バルブ収容穴の口径が小さい場合には、両者を一体に形成してもよい。後述する第二弁群５０の各弁９〜１３は、キャップ本体８４と筒材８５とが一体に形成されている。

【0082】

バルブ収容穴５２に、バルブフレーム５８、バルブピストン５３およびスプリング８２などを組み付けた状態では、前述したように、第一開口５６と第二開口５７とは、バルブフレーム５８の内穴を介してのみ連通する。また、バルブピストン５３は、スプリング８２の付勢力により、先端側へ付勢される。そして、図５に示すように、バルブフレーム５８の弁座部６７にバルブピストン５３の第一シール材７７が押し付けられた状態では、第一開口５６と第二開口５７との連通が遮断される。逆に、図６に示すように、スプリング８２の付勢力に対抗して、バルブシャフト７０が基端側へ押し込まれ、バルブピストン５３が基端側へ押し戻されると、第一開口５６と第二開口５７との連通が確保される。

【0083】

バルブピストン５３の基端部は、バルブキャップ８３の筒部（本実施例では筒材８５）にはめ込まれ、筒材８５内を摺動する。バルブピストン５３とバルブキャップ８３の筒材８５との間に、チャンバ９４が形成される。このチャンバ９４は、バルブピストン５３の連通穴７６を介して第一開口５６の側と連通する。従って、閉弁状態において、チャンバ９４は、バルブピストン５３の連通穴７６を介して先端側の第一開口５６と連通し、バルブピストン５３にかかる開弁方向と閉弁方向の流体圧力の一部または全部をバランスさせる。これにより、第一開口５６が流体入口側（高圧側）として使用された場合でも、スプリング８２の付勢力を大きくする必要がなく、開弁に必要な駆動力を低減することができる。

【0084】

第二弁群５０を構成する各弁（再生弁１２、分配弁１３、再生排水弁１１、逆洗排水弁９および洗浄排水弁１０）は、第一弁群４９を構成する各弁６〜８よりも小さいが、第一弁群４９を構成する各弁６〜８と基本的には同様の構成である（図７、図９）。そこで、以下では両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。但し、第一弁群４９の各弁６〜８の構成と、第二弁群５０の各弁９〜１３の構成とを一応区別できるように、後者の構成には添え字「Ａ」を付している。たとえば、第一弁群４９のバルブピストンは「バルブピストン５３」として示すが、第二弁群５０のバルブピストンは「バルブピストン５３Ａ」として示している。

【0085】

第二弁群５０を構成する各弁のバルブ収容穴５２Ａは、後方へ開口して形成されている。それ故、各バルブ収容穴５２Ａは、前方に円錐台状部５４Ａが配置され、後方に円筒状部５５Ａが配置される。また、円錐台状部５４Ａの下部に第一開口５６Ａが形成され、円筒状部５５Ａの下部に第二開口５７Ａが形成されている。

【0086】

図１を参照して、再生弁１２は、第一開口５６Ａがエゼクタ３０の吸引口３８と連通し、第二開口５７Ａが再生剤口４０と連通する。分配弁１３は、第一開口５６Ａがエゼクタ３０の出口と連通し、第二開口５７Ａが下部通水口１９と連通する。再生排水弁１１は、第一開口５６Ａが中央通水口２１と連通し、第二開口５７Ａが排水口２５と連通する。逆洗排水弁９は、第一開口５６Ａが上部通水口１７と連通し、第二開口５７Ａが排水口２５と連通する。洗浄排水弁１０は、第一開口５６Ａが下部通水口１９と連通し、第二開口５７Ａが排水口２５と連通する。

【0087】

第一弁群４９の場合、バルブキャップ８３は、キャップ本体８４と筒材８５とから構成されたが、第二弁群５０の場合、バルブキャップ８３Ａは、キャップ本体８４と筒材８５とが一体形成されている。つまり、図９に示すように、筒部８５Ａの基端部において、筒部８５Ａにバルブキャップ８３Ａが予め固定された一部品とされる。

【0088】

その他、バルブキャップ８３Ａやバルブピストン５３Ａのデザインなどにおいて、第一弁群４９と第二弁群５０の各弁は若干異なるものの、基本的な相違はないので、説明は省略する。

【0089】

図８は、エゼクタ３０とその周辺部品の分解斜視図である。また、図９は、エゼクタ３０とその周辺部品の組立状態の概略縦断面図であり、再生弁１２と共に示している。

【0090】

エゼクタ収容部５１は、第一通水弁６と隣接して設けられ、第一通水弁６のバルブ収容穴５２と平行に、バルブハウジング５の前後方向外側へ開口したエゼクタ収容穴９５を備える。エゼクタ収容穴９５には、エゼクタ本体３４、ノズル３５、定流量弁３３およびストレーナ３２が順に組み入れられて、蓋材９８で開口部を封止される。この際、蓋材９８は、エゼクタ収容穴９５の基端部に着脱可能にねじ込まれて取り付けられる。

【0091】

エゼクタ本体３４は、基端側へ開口する第一円筒部９９、この第一円筒部９９の先端壁の中央部から先端側へ行くに従って拡径するディフューザ部３７、およびこのディフューザ部３７の先端部から先端側へ延出する第二円筒部１００を備える。第一円筒部９９には、その周側壁に吸引口３８（図８）が形成される一方、先端壁の中央に軸方向へ沿う小穴からなるスロート部３６が形成されており、このスロート部３６が、第一円筒部９９とディフューザ部３７とを連通させる。

【0092】

ノズル３５は、先端部が先細りの円錐状に形成された筒状に形成され、基端部に円筒状部１０１、先端部に円錐状部１０２を備える。円錐状部１０２の先端部には、ノズル孔１０３が形成されている。円筒状部１０１の中空穴には、定流量弁３３とストレーナ３２の先端部がはめ込まれる。

【0093】

定流量弁３３は、円板の中央部に貫通孔を形成したゴムオリフィスである。一方、ストレーナ３２は、円筒状で、周側壁に多数のスリット１０４が形成されている。

【0094】

エゼクタ収容穴９５は、基端側へ開口しており、エゼクタ本体３４、ノズル３５、定流量弁３３、ストレーナ３２が順に組み入れられて、蓋材９８で開口部を封止される。その際、エゼクタ本体３４の第二円筒部１００とバルブハウジング５のエゼクタ収容穴９５との隙間が、Ｏリング１０５で封止される。また、エゼクタ本体３４とノズル３５との隙間、およびこれらとエゼクタ収容穴９５との隙間が、Ｏリング１０６で封止される。さらに、エゼクタ収容穴９５の基端部には、バルブハウジング５と蓋材９８との隙間が、Ｏリング１０７で封止される。

【0095】

エゼクタ収容穴９５にエゼクタ３０（３４，３５）などを組み付けた状態では、図９に示すように、ストレーナ３２と対応した位置に、駆動水路３１が開口し、エゼクタ本体３４の吸引口３８と対応した位置に、再生弁１２からの再生剤路３９が開口する。さらに、図１で説明したように、エゼクタ本体３４の先端部には、第一再生路４３と第二再生路４４とが分岐して設けられる。

【0096】

このような構成であるから、再生工程において、駆動水入口２９から水を供給すると、その水は、ストレーナ３２の外周から内側へ入り、ノズル３５からエゼクタ３０の先端側へ噴出される。これに伴い、再生剤口４０から再生剤が吸引口３８に引き込まれ、再生剤と駆動水との混合水がエゼクタ３０から吐出される。そして、その混合水は、第一再生路４３および第二再生路４４とに分岐して、圧力タンク３へ供給される。

【0097】

第一弁群４９および第二弁群５０の各弁６〜１３は、カム４７により開閉を操作される。図３に示すように、第一弁群４９と第二弁群５０との間には、左右方向へ沿ってカムシャフト４８が設けられており、このカムシャフト４８に、前記各弁６〜１３と対応してカム４７が設けられている。

【0098】

カム４７の外周面は、バルブシャフト７０（７０Ａ）に設けたローラ７３（７３Ａ）への当接部とされる。ローラ７３（７３Ａ）の回転軸は左右方向へ沿って配置され、ローラ７３（７３Ａ）の外周面がカム４７の外周面に当接する。また、ローラ７３（７３Ａ）は、スプリング８２（８２Ａ）により、カム４７の外周面に付勢される。従って、カム４７が回転すると、ローラ７３（７３Ａ）が回転しつつ、バルブ収容穴５２（５２Ａ）に対しバルブシャフト７０（７０Ａ）が進退される。

【0099】

カムシャフト４８の回転に伴い、カム４７がバルブシャフト７０（７０Ａ）を、バルブハウジング５の前後方向外側へ押し込めば、バルブピストン５３（５３Ａ）が弁座部６７（６７Ａ）から離れて開弁状態となる（図６）。逆に、カムシャフト４８の回転に伴い、バルブシャフト７０（７０Ａ）の前記押し込みが解かれると、スプリング８２（８２Ａ）の付勢力により、バルブピストン５３（５３Ａ）がバルブハウジング５の前後方向内側へ移動し、閉弁状態となる（図５）。

【0100】

各弁６〜１３に対応するカム４７の形状を変えることで、図２に示すような開閉状態に制御することができる。カム４７の回転は、カムシャフト４８をモータ１０８で回転させることで行われる。具体的には、モータ１０８を回転させると、その回転力は減速歯車列１０９を介してカムシャフト４８に伝達され、カム４７を回転させることができる。なお、カム４７は、工程ごとに間欠的に回転される。

【0101】

減速歯車列１０９を構成すると共にカムシャフト４８の端部に設けられるカムギア１１０の側面には、短円筒状に突出して、内筒１１１と外筒１１２とが同心円状に形成されている。内筒１１１には、周方向一箇所に原点検出用の切欠き１１３が形成され、外筒１１２には、各工程位置と対応して工程検出用の切欠き１１４が形成されている。そして、内筒１１１および外筒１１２の各切欠き１１３，１１４は、フォトインタラプタのようなフォトセンサ（図示省略）で読取可能とされている。従って、カム４７の原点位置や現在位置（言い換えればどの工程を実行中か）をセンサで確認可能である。また、このような工程位置を目視で確認できるように、カムギア１１０の軸端に、工程位置の指示板（図示省略）を設けてもよい。

【0102】

本実施例によれば、第一弁群４９には、第一通水弁６、第二通水弁７およびバイパス弁８という通水系統の弁を配置し、第二弁群５０には、再生弁１２、分配弁１３、再生排水弁１１、逆洗排水弁９および洗浄排水弁１０という再生系統の弁を配置した。通水系統と再生系統とを分けることで、各工程における流路を取り易い。また、第一弁群４９は、第二弁群５０よりも弁数が少ないため、通水弁６，７やバイパス弁８として比較的大きな口径の弁を用いても、流路制御弁１の全体の収まりがよい。これにより、通水系統の口径を大きくして、通水容量を大きくとることができる。

【0103】

また、第一通水弁６と第二通水弁７との間にバイパス弁８を配置することで、第一通水路１４と第二通水路１５との間にバイパス路２４を取り易い。しかも、原水入口２２および処理水出口２３を第一弁群４９の側に設けることで、通水系統を完全にまとめることができる。

【0104】

一方、逆洗排水弁９、洗浄排水弁１０および再生排水弁１１をまとめることで、排水系統の流路を取り易い。しかも、排水口２５を第二弁群５０の側に設けることで、再生系統を完全にまとめることができる。また、再生弁１２と分配弁１３とをまとめることで、再生剤の流路も取り易い。

【0105】

また、各弁６〜１３は、閉弁状態において、バルブ収容穴５２（５２Ａ）の基端部にチャンバ９４（９４Ａ）が形成され、このチャンバ９４（９４Ａ）はバルブピストン５３（５３Ａ）の連通穴７６（７６Ａ）を介して先端側の第一開口５６（５６Ａ）と連通する。これにより、バルブピストン５３（５３Ａ）にかかる開弁方向と閉弁方向の流体圧力の一部または全部をバランスさせることができる。

【0106】

また、バルブ収容穴５２（５２Ａ）に、バルブフレーム５８（５８Ａ）、バルブピストン５３（５３Ａ）およびスプリング８２（８２Ａ）を順に組み入れて、バルブキャップ８３（８３Ａ）で開口部を封止するので、組立ておよびメンテナンスが容易である。しかも、バルブ収容穴５２（５２Ａ）にバルブフレーム５８（５８Ａ）を設け、そのバルブフレーム５８（５８Ａ）にバルブピストン５３（５３Ａ）を進退可能に設けるので、バルブピストン５３（５３Ａ）の摺動面積を減少させることができる。その上、バルブフレーム５８（５８Ａ）の周側壁には大きな開口６４（６４Ａ），６５（６５Ａ）が形成されているので、通水流路を確保して圧力損失を低減することができる。

【0107】

さらに、エゼクタ収容穴９５に、エゼクタ本体３４、ノズル３５、定流量弁３３およびストレーナ３２を組み入れて、蓋材９８で開口部を封止するので、組立ておよびメンテナンスが容易である。

【0108】

ところで、前記実施例において、流路制御弁１のバルブハウジング５、バルブフレーム５８（５８Ａ）、バルブピストン５３（５３Ａ）およびバルブキャップ８３（８３Ａ）などは、樹脂成形部品である。これら部品には、ＯリングやＸリングのようなシールリングが装着されて、他の部材との隙間を封止する箇所がある。たとえば、バルブピストン５３（５３Ａ）には、第一シール材７７（７７Ａ）や第二シール材７８（７８Ａ）が装着されて、弁座部６７や筒部８５との隙間を封止される。

【0109】

従来、樹脂成形部品での流体シール構造は、樹脂成形部品に円環状溝を形成しておき、そこにシールリングをはめ込んでいる。但し、この方法では、摺動する二部材間にシールリングが挟み込まれていることが条件となり、そうでない場合には、流体の流速による負圧のため、円環状溝からシールリングが外れるおそれがある。これを防止するには、シールリングは、樹脂成形部品に取り付けられる内径側を大きく形成して、円環状溝に引っ掛けられる必要があった。

【0110】

これに対し、樹脂成形部品１４６のプラスチックと、シールリング１４７のゴムとを分子間結合させてもよい。具体的には、たとえば図１０から図１５に示す各種形状で、樹脂成形部品１４６をゴム成形金型にセットし、ゴムの加硫反応を用いて樹脂とゴムとを接合することで、シールリング１４７を形成する。この方法では、ゴムと樹脂とはお互いの界面がほとんど存在しないので、樹脂側の成形溝などに脱落防止用の工夫は不要である。このような接合方法は、前記実施例の各シール部に適用することができる。

【0111】

本発明の流路制御弁１は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、前記実施例では、イオン交換装置２の流路制御弁１について説明したが、本発明の流路制御弁１は、イオン交換装置２に限らず、各種流路の開閉や切替えに広く用いることができる。それに伴い、前記実施例では、バルブハウジング５に複数の弁６〜１３を設置した例を示したが、バルブハウジング５への弁の設置個数は、適宜に変更可能であり、場合により単数でもよい。つまり、本発明の流路制御弁１は、図５に示される弁を、少なくとも一つ備えればよい。

【0112】

また、流路制御弁１をイオン交換装置２に用いる場合でも、前記実施例では、イオン交換装置２は、陽イオン交換樹脂を用いて原水中の硬度成分を除去する硬水軟化装置としたが、イオン交換装置２は、硬水軟化装置に限らず、たとえば、陰イオン交換樹脂を用いた硝酸性窒素除去装置でもよい。また、イオン交換装置２は、たとえば、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を用いた２床２塔式や混床塔式などの純水製造装置でもよい。

【0113】

また、前記実施例では、流路制御弁１は八つの弁を備えたが、イオン交換装置２の構成に応じて、弁の数は変更可能である。その場合でも、第一弁群４９には、第一通水弁６、第二通水弁７およびバイパス弁８が含まれ、再生弁１２は、第一弁群４９または第二弁群５０のいずれかに含まれ、第二弁群５０には、第一弁群４９に含まれない残りの弁が含まれるのがよい。さらに、前記実施例では、再生弁１２と分配弁１３とは、隣接して配置されたが、場合により前後に対向して配置されてもよい。

【0114】

また、前記実施例では、バルブフレーム５８（５８Ａ）の円環状部６６（６６Ａ）に傾斜面を形成して弁座部６７（６７Ａ）としたが、バルブフレーム５８（５８Ａ）の円環状部６６（６６Ａ）の内穴を弁座部６７（６７Ａ）としてもよい。つまり、その穴にバルブピストン５３（５３Ａ）の先端部が突入するか否かで、閉弁と開弁とを切り替えるようにしてもよい。その場合、第一シール材７７（７７Ａ）は、バルブピストン５３（５３Ａ）の先端部の外周面に設ければよい。

【符号の説明】

【0115】

１ 流路制御弁
２ イオン交換装置
３ 圧力タンク
４ 再生剤タンク
５ バルブハウジング
６ 第一通水弁
７ 第二通水弁
８ バイパス弁
９ 逆洗排水弁
１０ 洗浄排水弁
１１ 再生排水弁
１２ 再生弁
１３ 分配弁
１４ 第一通水路
１５ 第二通水路
１６ 再生排水路
１７ 上部通水口
１８ 内管
１９ 下部通水口
２０ 外管
２１ 中央通水口
２２ 原水入口
２３ 処理水出口
２４ バイパス路
２５ 排水口
２６ 逆洗排水路
２７ 洗浄排水路
２８ 定流量弁
２９ 駆動水入口
３０ エゼクタ
３１ 駆動水路
３２ ストレーナ
３３ 定流量弁
３４ エゼクタ本体
３５ ノズル
３６ スロート部
３７ ディフューザ部
３８ 吸引口
３９ 再生剤路
４０ 再生剤口
４１ 再生剤配管
４２ 再生剤流量計
４３ 第一再生路
４４ 第二再生路
４５ 第一オリフィス
４６ 第二オリフィス
４７ カム
４８ カムシャフト
４９ 第一弁群
５０ 第二弁群
５１ エゼクタ収容部
５２ バルブ収容穴
５３ バルブピストン
５６ 第一開口
５７ 第二開口
５８ バルブフレーム
６４，６５ 開口
６６ 円環状部
６７ 弁座部
７０ バルブシャフト
７６ 連通穴
７７ 第一シール材
７８ 第二シール材
８２ スプリング
８３ バルブキャップ
８４ キャップ本体
８５ 筒部（筒材）
９４ チャンバ
９５ エゼクタ収容穴
９８ 蓋材
１０８ モータ
１０９ 減速歯車列
１１０ カムギア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】