JPH0626392Y2 - 純水製造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、純水製造装置に係り、特に、純水中へのケ
イ酸混入防止を図ることのできる純水製造装置に関す
る。

「従来の技術」 学校や研究所等の分析実験室などでは、実験に必要な純
水を得るために純水製造装置が使用されている。

この純水製造装置は、原水を活性炭や各種イオン交換樹
脂などに順次通し、次いで蒸留することによって純水を
製造するものである。この純水製造装置には、イオン交
換樹脂塔と蒸留器との間および蒸留器の後にそれぞれ純
水の電気伝導度を測定する水質計が設けられている。

一方、分析実験などに使用される純水としては、分析実
験の種類によって蒸留操作前の純水を使用することがで
きる場合がある。このような場合に使用される純水は、
イオン交換樹脂塔に通し、次いで水質計でその電気伝導
度を測定することによってフリーのイオンが存在しない
ことを確認して採水される。

「考案が解決しようとする問題点」 ところが、上記の純水製造装置にあっては、ケイ酸が原
水中に含まれ、かつこのケイ酸が活性炭やイオン交換樹
脂などに吸着されないために蒸留操作前の純水中に残留
する場合があり、このような場合に水質計を用いてその
純水中のケイ酸を測定することができない問題があっ
た。

また、この装置から得られたケイ酸を含む純水を各種分
析実験などに使用した場合には、その分析値に影響を及
ぼす問題があった。さらに、純水からケイ酸を除去する
には、蒸留操作を行なえばよいが、分析実験などに必要
な水質レベルと無関係に常に蒸留することは、手間がか
かって面倒であると共に、無駄であった。

「問題点を解決するための手段」 そこで、この考案の純水製造装置は、イオン交換樹脂塔
から流出した純水の一部をケイ酸含有量を測定する測定
部に送水し、その測定部で純水中のケイ酸含有量を測定
し、そのケイ酸含有量が基準値以下の場合には水を純水
貯留部に導入する一方、ケイ酸含有量が基準値を越えた
場合には純水貯留部への導入を遮断し、純水を蒸留部に
送って蒸留するようにしたことにより、上記の問題を解
決するようにした。

以下、図面を参照してこの考案の純水製造装置を説明す
る。

図面は、この考案の純水製造装置の一例を示すものであ
って、図中符号１は、純水製造装置である。この純水製
造装置１は、原水を各種イオン交換樹脂に通したり、さ
らに蒸留器に通したりして純水（以下、原水をイオン交
換樹脂に通して得た水を純水、この純水を蒸留して得た
水を高純水と呼ぶこととする。）に換えるための装置で
ある。このような純水製造装置１は、概略、活性炭フィ
ルタ２と陽イオン交換樹脂塔３と陰イオン交換樹脂塔４
と光電比色計（測定部）５とコントロールユニット（制
御部）６と分配器７と第１電磁弁９および第２電磁弁８
と蒸留器10とからなるものである。

この純水製造装置１において、まず、水道水等の原水
は、活性炭フィルタ２によりミネラルや有機物等の不純
物を除去され、一旦原水タンク11内に貯留されたのち、
ポンプ12により、陽イオン交換樹脂塔３、続いて陰イオ
ン交換樹脂塔４に順次送られる。これら陽イオン交換樹
脂塔３および陰イオン交換樹脂塔４において原水は、原
水中の各種イオンが吸着、除去されて純水となる。

次に、この純水は、混合式イオン交換樹脂塔13および送
水管14を通って分配器７に送られるとともに、上記の純
水の一部は送水管15を通ってポンプ16により光電比色計
５に送られる。

ここで、この光電比色計５は、ケイ酸に酸性でモリブデ
ン酸アンモニウムを所定量滴下することによってケイ酸
が黄色を呈することを利用し、そのケイ酸濃度に比例す
る黄色と同波長の光に対する吸光度を測定する装置であ
って、このものは、概略、光源ランプ17と単波長フィル
タ18と試料用セル19と光電池20と電流計21とから構成さ
れている。この光電比色計５において、光源ランプ17の
光および反射鏡22による光源ランプ17の反射光は、順
次、熱線遮断フィルタ23、レンズ24、特定の波長光のみ
を通過せしめる単波長フィルタ18、さらに可変絞り25、
集光レンズ26を通って試料用セル19に送られる。この試
料用セル19は、石英、ガラスなどからなる有底柱状の容
器であって、その内部に酸性にしてからモリブデン酸ア
ンモニウムを所定量滴下して調製した試料の純水が注入
され、この試料に集光レンズ26で集光された光を透過さ
せる構成となったものである。また、この試料用セル19
には、試料の純水を酸性にしてからこれにモリブデン酸
アンモニウムを所定量滴下する自動滴定装置が内蔵され
ているが、図示しない。そして、この試料用セル19を通
過した光は、光電池20に受光され、上記の試料の吸光度
は、試料用セル19を通過した光と通過しない光との光エ
ネルギー差から求められ、電流計21に表示される。そし
て、この測定に際しては、予め、モリブデン酸アンモニ
ウム所定量滴下条件で、既知濃度のケイ酸水溶液の特定
波長の光に対する吸光度を求めておくことが望ましい。

なお、上記の反射鏡22、光源ランプ17、熱線遮断フィル
タ23、レンズ24、単波長フィルタ18、可変絞り25、集光
レンズ26、試料用セル19、光電池20は、この順に同軸上
に配置されている。

このような構成の光電比色計５には、この光電比色計５
で測定されたケイ酸濃度（測定データ）に基づいて、後
述する電磁弁８、９に電気信号を送ってその開閉を制御
するコントロールユニット６が配設されている。そし
て、これら光電比色計５とコントロールユニット６と電
磁弁８、９とは、ケイ酸濃度コントロールシステムを構
成している。

一方、分配器７に送られた純水は、上記の光電比色計５
による純水中のケイ酸含有量に応じて電磁弁８を通って
蒸留器10に送られるか、あるいはそのまま電磁弁９を通
って純水タンク27内に貯留される。すなわち、上記の光
電比色計５のケイ酸測定値が基準値を上回る場合には、
コントロールユニット６により電磁弁９が閉じられると
同時に電磁弁８が開かれ、純水は速やかに蒸留器10に送
られる。そして、この蒸留器10において純水は、その純
水中のケイ酸が除去されて高純水となる。この高純水
は、電気伝導度測定電極28でその残留ケイ酸量が測定さ
れ、その測定値が基準値を下回れば、高純水タンク29内
に貯留される。また、上記の光電比色計５のケイ酸測定
値が下回る場合には、コントロールユニット６により電
磁弁８が閉じられると同時に電磁弁９が開かれ、再度、
電気伝導度測定電極30により純水中の残留ケイ酸量が測
定されたのち、純水タンク27内に貯留される。

このようにして製造され、かつ純水タンク27内に貯留さ
れた純水は、例えば高い水質レベルを要求されない分析
実験などに使用することができ、また高純水タンク29内
に貯留された高純水は、例えば水質レベルの高い分析実
験などに使用することができる。そして、この純水製造
装置１から得られる純水および高純水は、いずれにおい
てもケイ酸含有量が極めて少ないものとなる。

なお、上記の純水製造装置１においては、必要に応じて
例えば下記の二つの操作のいずれか一方を実施すること
によって常に高純水を製造することができる。

コントロールユニット６と電磁弁８との連絡を解除す
る。

電磁弁８を制御するコントロールユニット６の動作基
準となる純水中のケイ酸濃度の基準値を低く設定する。

上記の二つの操作によって、常に電磁弁８を開放状態と
することができるので、分配器７以前で製造された純水
を蒸留器10に送ることができ、よって純水から高純水を
製造することができる。

以下、実験例を示してこの考案の作用効果を明確にす
る。

（実験例） ケイ酸（ＳｉＯ_２として）濃度50mg／の水道水を20
用意し、図面に示した純水製造装置１で純水を製造し
た。得られた純水のケイ酸濃度を測定し、その結果を表
に示した。なお、純水中のケイ酸許容限界濃度（基準
値）は、１mg／であり、この純水製造装置１の光電比
色計５の測定範囲は、０〜50mg／である。また、単波
長フィルタ18には、波長410nmのものを使用し、試料に
滴下する酸性溶液には、12N（規定）の塩酸を用い、そ
してその滴下量を0.1mlとした。さらに、モリブデン酸
アンモニウムの試料中の濃度を10容量％とし、その滴下
量を２mlとした。

そして、純水製造装置１内のイオン交換樹脂が再生後10
日目を実施例１とし、再生後30日目を実施例２とした。

※…実施例２においては、光電比色計５により８mg／
程度のケイ酸が検出されたことから、直ちにケイ酸濃度
コントロールシステムが作動して電磁弁８が開かれると
ともに、電磁弁９が開かれて純水が蒸留器10に送られる
ため、純水タンク27内に純水が貯留されておらず、した
がってケイ酸は測定されていない。

上記の表から明らかなように、実施例２のように純水中
のケイ酸含有量が高い場合には、ケイ酸濃度コントロー
ルシステムが作動するので、純水中からケイ酸を速やか
に除去できることがわかる。

「考案の効果」 以上説明したように、この考案の純水製造装置によれ
ば、原水をイオン交換樹脂塔に通して脱イオン化した純
水中のケイ酸含有量を測定し、ついで、制御部により、
測定値が基準値以下であれば純水貯溜部に純水を導入す
る一方、ケイ酸含有量が基準値を越えたら純水を蒸留部
に送液して蒸留し、純水貯溜部には流入しないようにす
るため、原水中のケイ酸濃度が何等かの原因により不意
に上昇した場合にも、純水貯溜部の純水の品質低下を防
ぐことができる。つまり、この場合には、純水を蒸留器
によって蒸留することにより、基準値を満たした高純水
を生産することができ、純水の最終的な基準品質を確保
することができる。さらに、原水中のケイ酸濃度が上昇
した場合には、この原水を廃棄することなく、蒸留器に
送液するという操作を自動的に行うことによって高純水
を生産することができるので、必ず、基準値を満たした
「一定値の純水」を得ることができ、純水の水量を確保
することもできる。また、仮に、純水の品質確保の為
に、常に原水を蒸留器に送液した場合には、蒸留のため
に高いエネルギーを必要とするが、本考案では、原水中
のケイ酸濃度が上昇した場合にのみ、原水を自動的に蒸
留器に送るものとしているので、ケイ酸濃度が低い場合
には蒸留を行うことがなく、したがって、エネルギーコ
ストを最低限に押えることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この考案の純水製造装置の一例を示す概略構成
図である。 １…純水製造装置、３、４…イオン交換樹脂塔、５…光
電比色計（測定部）、６…コントロールユニット（制御
部）、７…分配器、８…第２電磁弁、９…第１電磁弁、
５、６、８、９…ケイ酸濃度コントロールシステム、10
…蒸留器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】原水が送り込まれ、この原水中のイオンを
   除去して純水とするイオン交換樹脂塔と、このイオン交
   換樹脂塔から流出した純水を２つの排出口からそれぞれ
   排出する分配器と、この分配器の一方の排出口に第１弁
   を介して接続され、分配器から供給された純水を蒸留し
   て高純水とする蒸留器と、前記分配器の他方の排出口に
   第２弁を介して接続された純水貯溜部と、上記イオン交
   換樹脂塔から流出した純水中のケイ酸含有量を、前記分
   配器の上流側の位置からサンプリングして測定する測定
   部と、この測定部によって測定されたケイ酸含有量が基
   準値以下の場合には前記第１弁を閉じて前記第２弁を開
   き、前記ケイ酸含有量が基準値を越えた場合には第１弁
   を開いて第２弁を閉じる制御部とを具備したことを特徴
   とする純水製造装置。