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JP2004230215A - Ion exchange resin filter - Google Patents

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Publication number
JP2004230215A
JP2004230215A JP2003018774A JP2003018774A JP2004230215A JP 2004230215 A JP2004230215 A JP 2004230215A JP 2003018774 A JP2003018774 A JP 2003018774A JP 2003018774 A JP2003018774 A JP 2003018774A JP 2004230215 A JP2004230215 A JP 2004230215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exchange resin
ion exchange
water
ion
elastic body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003018774A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Wakabayashi
計介 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2003018774A priority Critical patent/JP2004230215A/en
Publication of JP2004230215A publication Critical patent/JP2004230215A/en
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion exchange resin-packed filter constituted so that an ion exchange resin-packed state is maintained when water is made to pass through this filter and the ion exchange resin is effectively prevented from being damaged when the water impregnated in the ion exchange resin is frozen at a sub-zero temperature. <P>SOLUTION: A movable partition plate 9 constituting a pressing unit 6 is made to press the ion exchange resin 2 to the side of a water-permeable plate 4 disposed on the side of a discharge port 1b of this filter by the pressing force of an elastic body 5 so as to keep the resin 2 in a packed state when water is made to pass through this filter at normal temperature. When water 11 enclosed in a space between another movable partition plate 8 and a fixed partition plate 7 is frozen and swollen to push down the plates 8, 9 and a connection part 7 to the inflow side of this filter against the elastic force of the body 5, a gap is created between them and the adjacent resins 2, and thus the damage to the resin 2 is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流水中のイオンを補足するイオン交換樹脂が押圧固定されたイオン交換樹脂フィルタに関するものであり、特に、凍結によるイオン交換樹脂の損傷を防止する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
イオン交換樹脂フィルタは、粒状のイオン交換樹脂がカラムに充填され、このイオン交換樹脂表面における交換反応によって流水中のイオンを補足しこれを除去するものである。このようなイオン交換樹脂フィルタは、縦置き型の構成とされているものが多い。縦置き型のイオン交換樹脂フィルタでは、重力の作用によりイオン交換樹脂の充填状態を維持するようにしている。
【0003】
しかしながら、イオン交換樹脂フィルタの使用目的やその設置スペースによっては、イオン交換樹脂フィルタを横置き型とせざるを得ない場合もあり、その場合にはイオン交換樹脂の充填状態を維持する工夫が必要になる。このような観点から、横置き型のイオン交換樹脂フィルタとしては、例えば、イオン交換樹脂の通過を阻止できる透水性パック部材をカラム内に配置し、この透水性パック部材を弾性部材であるコイルスプリングでイオン交換樹脂に向かって押圧するという構造のものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
この特許文献1に記載のイオン交換樹脂フィルタでは、透水性パック部材をコイルスプリングでイオン交換樹脂側に押圧するといった簡単な構造で、イオン交換樹脂に隙間を生じさせないようにしながらその充填状態を維持することができ、イオン交換能の低下も防げるようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−252576号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献1に記載されているイオン交換樹脂フィルタでは、イオン交換樹脂が隙間無く動かないように弾性体で押さえ付ける構成となっているため、氷点下時においてイオン交換樹脂に膨潤した水が膨張した場合には、イオン交換樹脂が破損してしまう可能性がある。イオン交換樹脂が破損してしまうと、イオン交換能が低下したり、樹脂の大きさが小さくなり隙間が無くなるため、圧損が上がってしまうという問題がある。
【0007】
本発明は、このような従来構造のものの有する欠点を解消することを目的に提案されたものであり、通水時にはイオン交換樹脂の充填状態を維持することができ、氷点下時においてもイオン交換樹脂の損傷を招くことのないイオン交換樹脂フィルタを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のイオン交換樹脂フィルタは、流水中のイオンを補足するイオン交換樹脂がカラムに充填された横置き型のイオン交換樹脂フィルタであり、イオン交換樹脂が弾性体により押圧固定されるとともに、氷点下時には、カラムの内部に封入した水の凍結膨張により弾性体による押圧が解放されることを特徴とするものである。
【0009】
このイオン交換樹脂フィルタでは、常温の通水時には、イオン交換樹脂が弾性体により押圧固定され、イオン交換樹脂の良好な充填状態が維持される。そして、氷点下時には、カラムの内部に封入した水の凍結膨張により弾性体による押圧が解放されて、通水時には隙間無く充填されていたイオン交換樹脂の間に隙間を生じさせるようになっている。したがって、イオン交換樹脂に膨潤している水の凍結による体積の膨張が許容されることになる。
【0010】
【発明の効果】
本発明のイオン交換樹脂フィルタによれば、常温の通水時にはイオン交換樹脂が弾性体により押圧固定され良好な充填状態が維持されることから、イオン交換樹脂表面における交換反応を適切に進行させて、流水中のイオンを確実に補足することができる。また、外気が氷点下になった場合には、イオン交換樹脂を押さえ付けている弾性体による押圧が開放されてイオン交換樹脂の間に隙間を生じさせ、イオン交換樹脂に膨潤している水の凍結による体積の膨張が許容されることから、イオン交換樹脂が破損することはなく、イオン交換能の低下や圧損の上昇等の問題を解消することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したイオン交換樹脂フィルタの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【0012】
(第1の実施形態)
本実施形態のイオン交換樹脂フィルタは、常温の通水時は連結された2枚の板を押圧することでイオン交換樹脂が隙間無く動かないようにし、氷点下停止時には連結された2枚の板の流入側とその間に設置された板との間に封入した水の凍結膨張により、連結された板を流入側に押し下げるような構造としたものである。
【0013】
図1に本実施形態のイオン交換樹脂フィルタの構成を示す。このイオン交換樹脂フィルタは、カラム1に粒状のイオン交換樹脂2を充填してなるものであり、横置き型の構成を有するものである。したがって、カラム1は横置きとされ、図中左側がイオン交換樹脂2によるイオン除去処理の対象となる原液が流入する流入口1a、右側がイオン除去処理後の処理液が排出される排出口1bである。
【0014】
カラム1にはイオン交換樹脂2が充填されているが、このイオン交換樹脂2の種類は、除去対象不純物の種類に応じて適宜決めればよい。例えば、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂、及びそれらの混合樹脂等を挙げることができる。また、充填されるイオン交換樹脂2は、複数層に配置することもでき、複数種のイオン交換樹脂の混床式構成とすることもできる。
【0015】
前記カラム1の流入口1a側の端部、及び排出口1b側の端部には、それぞれ透水性板3,4が配されており、円滑な通水を可能とするとともに、イオン交換樹脂2の流失を防止するようになっている。そして、流入口1a側の透水性板3にはスプリング等の弾性体5の一端部が固定され、この弾性体5により押圧ユニット6を押圧し、イオン交換樹脂2を排出口1b側の透水性板4側に押しつけるように構成されている。
【0016】
ここで、押圧ユニット6について詳述すると、この押圧ユニット6は、カラム1に固定される固定仕切板7と、カラム1内で移動可能な2枚の可動仕切板8,9とを備えている。2枚の可動仕切板8,9は、固定仕切板7を挟んで両側に配置されるとともに、固定仕切板7を貫通する連結部10により互いに連結されている。したがって、これら2枚の可動仕切板8,9と連結部10は一体となってカラム1内を移動し、可動仕切板8が固定仕切板7に当接するまで図中右方向に移動可能であり、可動仕切板9が固定仕切板7に当接するまで図中左方向に移動可能である。
【0017】
このような押圧ユニット6においては、可動仕切板8の背面側が前記弾性体5の他端部によって支持されている。したがって、常温の通水時においては、2枚の可動仕切板8,9及び連結部10は、弾性体5の弾性力によって図中右方向に付勢され、その結果、可動仕切板9が前記イオン交換樹脂2に当接して、このイオン交換樹脂2を排出口1b側の透水性板4側に押しつけるようになっている。
【0018】
また、可動仕切板8と固定仕切板7の間、及び可動仕切板9と固定仕切板7の間には、それぞれ可動仕切板8,9及び連結部10の移動に伴って互いに相補的に容積が変動する空間が形成されることになるが、そのうちの一方の空間、具体的には可動仕切板8と固定仕切板7の間の空間には、水11が封入されている。したがって、氷点下時においてこの封入された水11が凍結して膨張すると、可動仕切板8と固定仕切板7の間の空間を拡張させて、可動仕切板8,9及び連結部10を図中左方向に移動させるようになっている。
【0019】
なお、可動仕切板8と固定仕切板7の間の空間に水11を封入する関係で、固定仕切板7や可動仕切板8、9は、それぞれ不透水性板により形成されている。また、連結部10も不透水性の材料により形成されている。また、可動仕切板8と固定仕切板7の間の空間から水11が漏れるのを防止するために、固定仕切板7の内周側とこの固定仕切板7を貫通する連結部10の外周側には、それぞれO−リングを取り付けておくことが好ましい。
【0020】
このように固定仕切板7や可動仕切板8,9を不透水性板により形成し、連結部10も不透水性の材料により形成した場合、カラム1の流入口1aから流入した原液(被処理水)が押圧ユニット6を通過することができず、イオン交換樹脂2が充填される空間に原液を導入することができない。そこで、本実施形態では、可動仕切板8,9及び連結部10の中心部分を貫通するように流水通過孔12を形成し、この流水通過孔12を介して原液がイオン交換樹脂2が充填される空間に通水されるようにしている。
【0021】
以上の構成を有するイオン交換樹脂フィルタにおいて、当該イオン交換樹脂フィルタが搭載されているシステムが作動し、イオン交換樹脂フィルタに通水されている際には、図1に示すように、可動仕切板8,9及び連結部10が弾性体5により図中右方向に付勢され、可動仕切板9が弾性体5の押圧力によりイオン交換樹脂2を排出口1b側の透水性板4側に押しつける。その結果、イオン交換樹脂2は隙間無く動かないように押しつけられ、良好な充填状態が維持される。したがって、隙間の発生等によりイオン交換されずに原液がそのまま排出されることがなく、流水中のイオンを確実に補足することができる。
【0022】
一方、イオン交換樹脂フィルタが搭載されているシステムを停止する際には、通常、空気パージによりイオン交換樹脂フィルタ内の水を抜いておく。ただし、イオン交換樹脂2が乾燥するまでパージしてしまうと、イオン交換樹脂2が破損する虞れがあるので、イオン交換樹脂2は、ある程度水が膨潤した状態にしておかなければならない。このような状態で放置した際に、外気温が氷点下まで下がり、弾性体5の押圧力によりイオン交換樹脂2が隙間無く動かないように押しつけられた状態のままで膨潤した水が凍結すると、内部に充填されたイオン交換樹脂2が破損してしまう可能性がある。内部に充填されたイオン交換樹脂2が破損してしまうと、イオン交換樹脂フィルタのイオン交換能が低下したり、イオン交換樹脂2の大きさが小さくなって隙間が無くなるため、圧損が上がってしまうという問題がある。
【0023】
本実施形態のイオン交換樹脂フィルタでは、このように外気温が氷点下まで低下した場合には、可動仕切板8と固定仕切板7の間の空間に封入された水11が凍結して膨張し、可動仕切板8と固定仕切板7の間の空間を拡張する。水11の凍結膨張による可動仕切板8の押圧力は、弾性体5による押圧力よりも遥かに大きい。したがって、水11の凍結膨張時には、図2に示すように、可動仕切板8,9及び連結部10が弾性体5の弾性力に抗しては図中左方向に移動することになる。
【0024】
すなわち、外気氷点下時のシステム停止時には、イオン交換樹脂フィルタの可動仕切板8と固定仕切板7の間の空間に封入された水11が凍結膨張し、可動仕切板8,9及び連結部10が弾性体5の弾性力に抗して流入側に押し下げられる。その結果、流水時には隙間無く動かないように押さえ付けられていたイオン交換樹脂2がある程度自由に動くことができるようになり、イオン交換樹脂2の粒子間に隙間ができ、イオン交換樹脂2に膨潤した水が凍結膨張しても、その体積増加分を許容することができる。
【0025】
以上のように、本実施形態のイオン交換樹脂フィルタにおいては、常温の通水時にはイオン交換樹脂2の良好な充填状態が維持されることから、流水中のイオンを確実に補足することができ、また、外気が氷点下になった場合には、イオン交換樹脂2の粒子間に隙間を生じさせて、イオン交換樹脂2に膨潤している水の凍結による体積の膨張が許容されることから、イオン交換樹脂2が破損することはなく、イオン交換能の低下や圧損の上昇等の問題を解消することができる。
【0026】
(第2の実施形態)
本実施形態のイオン交換樹脂フィルタは、常温の通水時は弾性体により付勢される押圧板によってイオン交換樹脂を押圧することでイオン交換樹脂が隙間無く動かないようにし、氷点下停止時には、押圧板のイオン交換樹脂充填側に連結されるピストンの内部に封入された水の凍結膨張により、押圧板を流入側に押し下げるような構造としたものである。
【0027】
図3に本実施形態のイオン交換樹脂フィルタの構成を示す。このイオン交換樹脂フィルタの基本的な構成は先の第1の実施形態のものと同様であり、カラム1に粒状のイオン交換樹脂2を充填してなるものである。カラム1は横置きとされ、図中左側がイオン交換樹脂2によるイオン除去処理の対象となる原液が流入する流入口1a、右側がイオン除去処理後の処理液が排出される排出口1bである。また、カラム1の流入口1a側の端部、及び排出口1b側の端部には、それぞれ透水性板3,4が配されており、円滑な通水を可能とするとともに、イオン交換樹脂2の流失を防止するようになっている。
【0028】
そして、流入口1a側の透水性板3にはスプリング等の弾性体5の一端部が固定され、この弾性体5により押圧板13を押圧し、イオン交換樹脂2を排出口1b側の透水性板4側に押しつけるように構成されている。この押圧板13は、透水性板により形成されており、イオン交換樹脂フィルタ内の通水を妨げることのないようにされている。
【0029】
一方、押圧板13の弾性体5で支持される面とは反対側の面は、一対のピストン14で支持されている。これらピストン14は、シリンダ部14aとスライド部14bとから構成されており、シリンダ部14aの基端部が排出口1b側の透水性板4に固定されるとともに、スライド部14bの先端が押圧板13に当接されている。
【0030】
これら一対のピストン14において、スライド部14bによって封止されるシリンダ部14aの空間内には、それぞれ水15が封入されており、この封入された水15が凍結し膨張すると、スライド部14bによって封止されるシリンダ部14aの空間が拡張し、押圧板13を図中左方向に移動させるようになっている。
【0031】
以上の構成を有するイオン交換樹脂フィルタにおいて、当該イオン交換樹脂フィルタが搭載されているシステムが作動し、イオン交換樹脂フィルタに通水されている際には、図3に示すように、押圧板13が弾性体5により図中右方向に付勢され、押圧板13が弾性体5の押圧力によりイオン交換樹脂2を排出口1b側の透水性板4側に押しつける。その結果、イオン交換樹脂2は隙間無く動かないように押しつけられ、良好な充填状態が維持される。したがって、隙間の発生等によりイオン交換されずに原液がそのまま排出されることがなく、流水中のイオンを確実に補足することができる。
【0032】
一方、イオン交換樹脂フィルタが搭載されているシステムを停止する際には、通常、空気パージによりイオン交換樹脂フィルタ内の水を抜いておく。ただし、イオン交換樹脂2が乾燥するまでパージしてしまうと、イオン交換樹脂2が破損する虞れがあるので、イオン交換樹脂2は、ある程度水が膨潤した状態にしておかなければならない。このような状態で放置した際に、外気温が氷点下まで下がり、前記弾性体5の押圧力によりイオン交換樹脂2が隙間無く動かないように押しつけられた状態のままで膨潤した水が凍結すると、内部に充填されたイオン交換樹脂2が破損してしまう可能性がある。内部に充填されたイオン交換樹脂2が破損してしまうと、イオン交換樹脂フィルタのイオン交換能が低下したり、イオン交換樹脂2の大きさが小さくなって隙間が無くなるため、圧損が上がってしまうという問題がある。
【0033】
本実施形態のイオン交換樹脂フィルタでは、このように外気温が氷点下まで低下した場合には、ピストン14を構成するスライド部14bによって封止されるシリンダ部14aの空間内に封入された水15が凍結して膨張し、スライド部14bによって封止されるシリンダ部14aの空間を拡張する。水15の凍結膨張によるスライド部14bの押圧力は、弾性体5による押圧力よりも遥かに大きい。したがって、水15の凍結膨張時には、図4に示すように、押圧板13はピストン14のスライド部14bにより弾性体5の弾性力に抗して押圧され、図中左方向に移動することになる。
【0034】
すなわち、外気氷点下時のシステム停止時には、イオン交換樹脂フィルタのピストン14に封入された水15が凍結膨張し、押圧板13が弾性体5の弾性力に抗して流入側に押し下げられる。その結果、流水時には隙間無く動かないように押さえ付けられていたイオン交換樹脂2がある程度自由に動くことができるようになり、イオン交換樹脂2の粒子間に隙間ができ、イオン交換樹脂2に膨潤した水が凍結膨張しても、その体積増加分を許容することができる。
【0035】
以上のように、本実施形態のイオン交換樹脂フィルタにおいても、常温の通水時にはイオン交換樹脂2の良好な充填状態が維持されることから、流水中のイオンを確実に補足することができ、また、外気が氷点下になった場合には、イオン交換樹脂2の粒子間に隙間を生じさせて、イオン交換樹脂2に膨潤している水の凍結による体積の膨張が許容されることから、イオン交換樹脂2が破損することはなく、イオン交換能の低下や圧損の上昇等の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態のイオン交換フィルタの構成を示す図である。
【図2】水の凍結膨張による弾性体の押圧力解除状態を示す図である。
【図3】第2の実施形態のイオン交換フィルタの構成を示す図である。
【図4】水の凍結膨張による弾性体の押圧力解除状態を示す図である。
【符号の説明】
1 カラム
2 イオン交換樹脂
5 弾性体
6 押圧ユニット
7 固定仕切板
8,9 可動仕切板
10 連結部
11 水
12 貫通孔
14 ピストン
15 水
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ion exchange resin filter in which an ion exchange resin for capturing ions in running water is pressed and fixed, and more particularly to a technique for preventing damage to the ion exchange resin due to freezing.
[0002]
[Prior art]
The ion exchange resin filter is a filter in which a granular ion exchange resin is packed in a column, and captures and removes ions in running water by an exchange reaction on the surface of the ion exchange resin. Many of such ion exchange resin filters have a vertical configuration. In the vertical type ion exchange resin filter, the filling state of the ion exchange resin is maintained by the action of gravity.
[0003]
However, depending on the purpose of use of the ion exchange resin filter and its installation space, the ion exchange resin filter may be forced to be of a horizontal type, in which case it is necessary to take measures to maintain the filling state of the ion exchange resin. Become. From such a viewpoint, as a horizontal type ion exchange resin filter, for example, a water permeable pack member that can block the passage of the ion exchange resin is arranged in a column, and this water permeable pack member is a coil spring that is an elastic member. A structure in which the pressure is applied toward an ion exchange resin has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
The ion-exchange resin filter described in Patent Document 1 has a simple structure in which the water-permeable pack member is pressed toward the ion-exchange resin by a coil spring, and maintains the filled state while preventing a gap from being generated in the ion-exchange resin. And the ion exchange capacity can be prevented from lowering.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-252576 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the ion-exchange resin filter described in Patent Document 1 has a configuration in which the ion-exchange resin is pressed by an elastic body so as not to move without a gap. When expanded, the ion exchange resin may be damaged. If the ion-exchange resin is damaged, there is a problem that the ion-exchange ability is reduced, the size of the resin is reduced, and no gap is formed, so that the pressure loss increases.
[0007]
The present invention has been proposed for the purpose of overcoming the drawbacks of the conventional structure, and can maintain the state of filling the ion-exchange resin at the time of passing water, and can maintain the ion-exchange resin even at a temperature below freezing. It is an object of the present invention to provide an ion exchange resin filter that does not cause damage to the filter.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The ion-exchange resin filter of the present invention is a horizontal-type ion-exchange resin filter in which a column is filled with an ion-exchange resin that captures ions in running water, and the ion-exchange resin is pressed and fixed by an elastic body and has a temperature below the freezing point. Sometimes, the pressure by the elastic body is released due to the freezing and expansion of the water sealed in the column.
[0009]
In this ion exchange resin filter, when water is passed at room temperature, the ion exchange resin is pressed and fixed by the elastic body, and a favorable filling state of the ion exchange resin is maintained. When the temperature is below the freezing point, the pressure of the elastic body is released due to the freezing and expansion of the water sealed in the column, and a gap is formed between the ion-exchange resins that have been filled without a gap when the water flows. Therefore, expansion of the volume due to freezing of the water swelling in the ion exchange resin is allowed.
[0010]
【The invention's effect】
According to the ion-exchange resin filter of the present invention, the ion-exchange resin is pressed and fixed by the elastic body to maintain a good filling state at the time of passing water at normal temperature, so that the exchange reaction on the ion-exchange resin surface proceeds appropriately. In addition, ions in running water can be reliably captured. Also, when the outside air falls below the freezing point, the pressure applied by the elastic body holding down the ion exchange resin is released, creating a gap between the ion exchange resins and freezing the water swelling in the ion exchange resin. Is allowed, the ion exchange resin is not damaged, and problems such as a decrease in ion exchange capacity and an increase in pressure loss can be solved.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an ion exchange resin filter to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0012]
(1st Embodiment)
The ion-exchange resin filter of the present embodiment prevents the ion-exchange resin from moving without gaps by pressing the two connected plates at the time of passing water at normal temperature, and the two connected plates at the time of stopping below freezing. The structure is such that the connected plate is pushed down to the inflow side due to the freezing and expansion of the water sealed between the inflow side and the plate provided therebetween.
[0013]
FIG. 1 shows the configuration of the ion exchange resin filter of the present embodiment. This ion-exchange resin filter is obtained by filling a column 1 with a granular ion-exchange resin 2, and has a horizontal configuration. Accordingly, the column 1 is placed horizontally, and the left side in the figure is an inlet 1a into which a stock solution to be subjected to ion removal processing by the ion exchange resin 2 flows, and the right side is an outlet 1b through which the processing solution after the ion removal processing is discharged. It is.
[0014]
The column 1 is filled with the ion-exchange resin 2, and the type of the ion-exchange resin 2 may be appropriately determined according to the type of the impurity to be removed. For example, an anion exchange resin, a cation exchange resin, and a mixed resin thereof can be used. Further, the ion exchange resin 2 to be filled can be arranged in a plurality of layers, and can be a mixed bed type structure of a plurality of types of ion exchange resins.
[0015]
Water-permeable plates 3 and 4 are provided at the end of the column 1 on the side of the inlet 1a and the end of the column 1 on the side of the outlet 1b, respectively. To prevent spills. One end of an elastic body 5 such as a spring is fixed to the water permeable plate 3 on the inflow port 1a side, and the pressing unit 6 is pressed by the elastic body 5 to displace the ion exchange resin 2 on the water outlet 1b side. It is configured to press against the plate 4 side.
[0016]
Here, the pressing unit 6 will be described in detail. The pressing unit 6 includes a fixed partition plate 7 fixed to the column 1 and two movable partition plates 8 and 9 movable in the column 1. . The two movable partition plates 8 and 9 are arranged on both sides of the fixed partition plate 7 and are connected to each other by a connecting portion 10 penetrating the fixed partition plate 7. Therefore, these two movable partition plates 8 and 9 and the connecting portion 10 move integrally in the column 1 and can move rightward in the drawing until the movable partition plate 8 comes into contact with the fixed partition plate 7. The movable partition plate 9 can be moved leftward in the figure until the movable partition plate 9 contacts the fixed partition plate 7.
[0017]
In such a pressing unit 6, the back side of the movable partition plate 8 is supported by the other end of the elastic body 5. Therefore, at the time of passing water at normal temperature, the two movable partition plates 8 and 9 and the connecting portion 10 are urged rightward in the drawing by the elastic force of the elastic body 5, and as a result, the movable partition plate 9 The ion-exchange resin 2 comes into contact with the ion-exchange resin 2 and is pressed against the water-permeable plate 4 on the discharge port 1b side.
[0018]
In addition, the volume between the movable partition plate 8 and the fixed partition plate 7 and the volume between the movable partition plate 9 and the fixed partition plate 7 complementarily to each other as the movable partition plates 8 and 9 and the connecting portion 10 move. Is formed, and water 11 is sealed in one of the spaces, specifically, the space between the movable partition plate 8 and the fixed partition plate 7. Therefore, when the enclosed water 11 freezes and expands when the temperature is below freezing, the space between the movable partition plate 8 and the fixed partition plate 7 is expanded, and the movable partition plates 8 and 9 and the connecting portion 10 are moved to the left in the figure. It is designed to move in the direction.
[0019]
In addition, since the water 11 is sealed in the space between the movable partition plate 8 and the fixed partition plate 7, the fixed partition plate 7 and the movable partition plates 8 and 9 are each formed of an impermeable plate. Further, the connecting portion 10 is also formed of a water-impermeable material. Further, in order to prevent water 11 from leaking from the space between the movable partition plate 8 and the fixed partition plate 7, an inner peripheral side of the fixed partition plate 7 and an outer peripheral side of the connecting portion 10 penetrating the fixed partition plate 7. It is preferable that an O-ring is attached to each.
[0020]
When the fixed partition plate 7 and the movable partition plates 8 and 9 are formed of a water-impermeable plate and the connecting portion 10 is also formed of a water-impermeable material as described above, the undiluted solution flowing from the inlet 1a of the column 1 (the treatment target) Water) cannot pass through the pressing unit 6, and the stock solution cannot be introduced into the space filled with the ion exchange resin 2. Therefore, in the present embodiment, the flowing water passage hole 12 is formed so as to penetrate the movable partition plates 8 and 9 and the center portion of the connecting portion 10, and the stock solution is filled with the ion exchange resin 2 through the flowing water passage hole 12. Water is passed through the space.
[0021]
In the ion-exchange resin filter having the above configuration, when the system on which the ion-exchange resin filter is mounted operates and water is passed through the ion-exchange resin filter, as shown in FIG. 8, 9 and the connecting portion 10 are urged rightward in the figure by the elastic body 5, and the movable partition plate 9 presses the ion exchange resin 2 against the water permeable plate 4 side of the outlet 1b side by the pressing force of the elastic body 5. . As a result, the ion exchange resin 2 is pressed so as not to move without a gap, and a good filling state is maintained. Therefore, the undiluted solution is not discharged as it is without ion exchange due to a gap or the like, and the ions in the running water can be reliably captured.
[0022]
On the other hand, when the system in which the ion exchange resin filter is mounted is stopped, the water in the ion exchange resin filter is usually drained by air purging. However, if the ion-exchange resin 2 is purged until it dries, the ion-exchange resin 2 may be damaged. Therefore, the ion-exchange resin 2 must be kept in a state where water is swollen to some extent. When left in such a state, when the outside air temperature falls below the freezing point and the water swollen while the ion exchange resin 2 is pressed so as not to move without a gap by the pressing force of the elastic body 5 freezes, There is a possibility that the ion-exchange resin 2 filled in the resin may be damaged. If the ion exchange resin 2 filled therein is damaged, the ion exchange capacity of the ion exchange resin filter is reduced, or the size of the ion exchange resin 2 is reduced to eliminate the gap, thereby increasing the pressure loss. There is a problem.
[0023]
In the ion exchange resin filter of the present embodiment, when the outside air temperature falls below the freezing point, the water 11 sealed in the space between the movable partition plate 8 and the fixed partition plate 7 freezes and expands, The space between the movable partition plate 8 and the fixed partition plate 7 is expanded. The pressing force of the movable partition plate 8 due to the freezing and expansion of the water 11 is much larger than the pressing force of the elastic body 5. Therefore, when the water 11 freezes and expands, as shown in FIG. 2, the movable partition plates 8 and 9 and the connecting portion 10 move leftward in the figure against the elastic force of the elastic body 5.
[0024]
That is, when the system is stopped at a temperature below the freezing point of the outside air, the water 11 sealed in the space between the movable partition plate 8 and the fixed partition plate 7 of the ion exchange resin filter freezes and expands, and the movable partition plates 8 and 9 and the connecting portion 10 are moved. It is pushed down to the inflow side against the elastic force of the elastic body 5. As a result, the ion-exchange resin 2, which has been pressed so as not to move without any gap at the time of flowing water, can move to some extent freely, and a gap is formed between the particles of the ion-exchange resin 2, and the ion-exchange resin 2 swells. Even if the frozen water expands, the volume increase can be tolerated.
[0025]
As described above, in the ion-exchange resin filter of the present embodiment, since the ion-exchange resin 2 is kept in a good filling state at the time of passing water at normal temperature, it is possible to surely capture ions in running water, Further, when the outside air falls below the freezing point, a gap is generated between the particles of the ion exchange resin 2 and the volume expansion due to the freezing of the water swelling in the ion exchange resin 2 is allowed. The exchange resin 2 is not damaged, and problems such as a decrease in ion exchange capacity and an increase in pressure loss can be solved.
[0026]
(Second embodiment)
The ion-exchange resin filter of the present embodiment prevents the ion-exchange resin from moving without gaps by pressing the ion-exchange resin with a pressing plate that is urged by an elastic body at the time of passing water at room temperature. The pressure plate is pushed down to the inflow side by the freezing and expansion of the water sealed in the piston connected to the ion exchange resin filling side of the plate.
[0027]
FIG. 3 shows a configuration of the ion exchange resin filter of the present embodiment. The basic structure of this ion exchange resin filter is the same as that of the first embodiment, and is formed by filling a column 1 with a granular ion exchange resin 2. The column 1 is placed horizontally, and the left side in the figure is an inlet 1a into which a stock solution to be subjected to the ion removal treatment by the ion exchange resin 2 flows, and the right side is an outlet 1b through which the treatment liquid after the ion removal treatment is discharged. . In addition, water-permeable plates 3 and 4 are disposed at the end of the column 1 on the side of the inlet 1a and the end of the column 1b, respectively. 2 is prevented.
[0028]
One end of an elastic body 5 such as a spring is fixed to the water permeable plate 3 on the inlet 1a side. The pressing plate 13 is pressed by the elastic body 5, and the ion exchange resin 2 is permeable to the water permeable side on the outlet 1b side. It is configured to press against the plate 4 side. The pressing plate 13 is formed of a water-permeable plate so as not to hinder water flow in the ion exchange resin filter.
[0029]
On the other hand, the surface of the pressing plate 13 opposite to the surface supported by the elastic body 5 is supported by a pair of pistons 14. These pistons 14 are composed of a cylinder part 14a and a slide part 14b. The base end of the cylinder part 14a is fixed to the water-permeable plate 4 on the discharge port 1b side, and the tip of the slide part 14b is a pressing plate. 13.
[0030]
In the pair of pistons 14, water 15 is sealed in the space of the cylinder portion 14a sealed by the slide portion 14b. When the sealed water 15 freezes and expands, the water 15 is sealed by the slide portion 14b. The space of the cylinder portion 14a to be stopped is expanded, and the pressing plate 13 is moved leftward in the drawing.
[0031]
In the ion-exchange resin filter having the above configuration, when the system on which the ion-exchange resin filter is mounted operates and water is passed through the ion-exchange resin filter, as shown in FIG. Is urged rightward in the figure by the elastic body 5, and the pressing plate 13 presses the ion exchange resin 2 against the water permeable plate 4 on the discharge port 1 b side by the pressing force of the elastic body 5. As a result, the ion exchange resin 2 is pressed so as not to move without a gap, and a good filling state is maintained. Therefore, the undiluted solution is not discharged as it is without ion exchange due to a gap or the like, and the ions in the running water can be reliably captured.
[0032]
On the other hand, when the system in which the ion exchange resin filter is mounted is stopped, the water in the ion exchange resin filter is usually drained by air purging. However, if the ion-exchange resin 2 is purged until it dries, the ion-exchange resin 2 may be damaged. Therefore, the ion-exchange resin 2 must be kept in a state where water is swollen to some extent. When left in such a state, when the outside air temperature falls below the freezing point and the water swollen while the ion exchange resin 2 is pressed by the pressing force of the elastic body 5 so as not to move without gaps freezes, There is a possibility that the ion exchange resin 2 filled inside may be damaged. If the ion exchange resin 2 filled therein is damaged, the ion exchange capacity of the ion exchange resin filter is reduced, or the size of the ion exchange resin 2 is reduced to eliminate the gap, thereby increasing the pressure loss. There is a problem.
[0033]
In the ion exchange resin filter of the present embodiment, when the outside air temperature falls below the freezing point, the water 15 sealed in the space of the cylinder portion 14a sealed by the slide portion 14b constituting the piston 14 is used. It freezes and expands, expanding the space of the cylinder portion 14a sealed by the slide portion 14b. The pressing force of the slide portion 14 b due to the freezing and expansion of the water 15 is much larger than the pressing force of the elastic body 5. Therefore, when the water 15 freezes and expands, as shown in FIG. 4, the pressing plate 13 is pressed against the elastic force of the elastic body 5 by the slide portion 14b of the piston 14, and moves leftward in the figure. .
[0034]
That is, when the system is stopped below the freezing point of the outside air, the water 15 sealed in the piston 14 of the ion exchange resin filter freezes and expands, and the pressing plate 13 is pushed down to the inflow side against the elastic force of the elastic body 5. As a result, the ion-exchange resin 2, which has been pressed so as not to move without any gap at the time of flowing water, can move to some extent freely, and a gap is formed between the particles of the ion-exchange resin 2, and the ion-exchange resin 2 swells. Even if the frozen water expands, the volume increase can be tolerated.
[0035]
As described above, also in the ion exchange resin filter of the present embodiment, since the favorable filling state of the ion exchange resin 2 is maintained at the time of passing water at normal temperature, it is possible to surely capture the ions in the running water, Further, when the outside air falls below the freezing point, a gap is generated between the particles of the ion exchange resin 2 and the volume expansion due to the freezing of the water swelling in the ion exchange resin 2 is allowed. The exchange resin 2 is not damaged, and problems such as a decrease in ion exchange capacity and an increase in pressure loss can be solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an ion exchange filter according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a pressing force of an elastic body is released by freezing and expansion of water.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an ion exchange filter according to a second embodiment.
FIG. 4 is a view showing a state in which a pressing force of an elastic body is released by freeze expansion of water.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Column 2 Ion exchange resin 5 Elastic body 6 Pressing unit 7 Fixed partition plate 8, 9 Movable partition plate 10 Connecting part 11 Water 12 Through hole 14 Piston 15 Water

Claims (5)

流水中のイオンを補足するイオン交換樹脂がカラムに充填された横置き型のイオン交換樹脂フィルタにおいて、
前記イオン交換樹脂が弾性体により押圧固定されるとともに、
氷点下時には、前記カラムの内部に封入した水の凍結膨張により前記弾性体による押圧が解放されることを特徴とするイオン交換樹脂フィルタ。
In a horizontal type ion exchange resin filter filled with columns with ion exchange resin that captures ions in running water,
While the ion exchange resin is pressed and fixed by the elastic body,
An ion-exchange resin filter characterized in that when the temperature is below freezing, the pressure exerted by the elastic body is released due to the freezing and expansion of water sealed in the column.
前記カラムに固定される固定仕切板と、前記カラム内で移動可能な2枚の可動仕切板とを備え、
前記2枚の可動仕切板は、前記固定仕切板を挟んで両側に配置されるとともに、前記固定仕切板を貫通する連結部により互いに連結され、
一方の可動仕切板が前記弾性体による押圧力によりイオン交換樹脂を押圧固定し、他方の可動仕切板と前記固定仕切板の間の空間に水が封入されて、氷点下時にこの封入した水の凍結膨張により前記弾性体による押圧力を解放することを特徴とする請求項1に記載のイオン交換樹脂フィルタ。
A fixed partition plate fixed to the column, comprising two movable partition plates movable in the column,
The two movable partition plates are arranged on both sides of the fixed partition plate, and are connected to each other by a connecting portion penetrating the fixed partition plate,
One movable partition plate presses and fixes the ion exchange resin by the pressing force of the elastic body, and water is sealed in the space between the other movable partition plate and the fixed partition plate. The ion exchange resin filter according to claim 1, wherein the pressing force by the elastic body is released.
前記固定仕切板及び可動仕切板は不透水性板からなり、
前記2枚の可動仕切板及び連結部には、これらを貫通する流水通過孔が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のイオン交換樹脂フィルタ。
The fixed partition and the movable partition are made of a water-impermeable plate,
3. The ion-exchange resin filter according to claim 2, wherein the two movable partition plates and the connecting portion are provided with flowing water passage holes passing therethrough.
前記弾性体の押圧力によりイオン交換樹脂を押圧する押圧板と、内部に水が封入され前記押圧板のイオン交換樹脂充填側に連結されるピストンとを備え、
氷点下時に前記ピストンに封入された水の凍結膨張により、前記ピストンに連結された押圧板が前記弾性体の押圧力に抗して押し下げられて、前記弾性体による押圧が解放されることを特徴とする請求項1に記載のイオン交換樹脂フィルタ。
A pressing plate that presses the ion exchange resin by the pressing force of the elastic body, and a piston that is filled with water and is connected to the ion exchange resin filling side of the pressing plate,
The pressure plate connected to the piston is pressed down against the pressing force of the elastic body due to the freezing and expansion of the water sealed in the piston when the temperature is below freezing, and the pressing by the elastic body is released. The ion exchange resin filter according to claim 1, wherein
前記押圧板は、透水板からなることを特徴とする請求項4に記載のイオン交換樹脂フィルタ。The ion exchange resin filter according to claim 4, wherein the pressing plate is formed of a water permeable plate.
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