JP2013052317A - Ｒｏ膜エレメント交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力容器からＲＯ膜エレメントの取り出しと搬送を効率的に行うことができるＲＯ膜エレメント交換装置を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明のＲＯ膜エレメント交換装置１０は、長手方向を水平にしたＲＯ膜エレメントを支持可能な載置台１２を備えた本体と、前記載置台１２の前記ＲＯ膜エレメントを取り出す箇所と前記ＲＯ膜エレメントが挿入された圧力容器の開口の間を移動可能な移動手段と、前記ＲＯ膜エレメントの軸芯に沿ってロッドを前記載置台から前記圧力容器の前記ＲＯ膜エレメントへ伸縮可能な伸縮手段１５と、前記ロッドに取り付けて、前記ＲＯ膜エレメントの中心管と結合する結合手段３００と、を備えたことを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、海水淡水化や超純水を製造するＲＯ（逆浸透）膜ろ過装置に使用されるＲＯ膜エレメントを交換するＲＯ膜エレメント交換装置に関する。

ＲＯ膜は、水に溶けている塩類、有機物等を除去し、水だけを通すことができる分離膜である。ＲＯ膜は海水から真水を得る海水淡水化や、電子部品の洗浄に用いる超純水を製造する膜として利用されている。

図２６はＲＯ膜エレメントの構成概略図である。ＲＯ膜エレメント２８０を構成する逆浸透膜２８４は、内部に透過水流路材２８６を保持して、３辺を接着樹脂で封止された封筒状になっている。逆浸透膜２８４と逆浸透膜２８４の間のメッシュスペーサー２８８は、原水流路の確保と、乱流を促進させる機能を有している。上流側から供給される原水は中心管２８２と平行に軸方向に流れる。逆浸透膜２８４を透過した透過水は、透過水流路材２８６に沿って膜封筒の開放端へ流れ、中心管２８２側面の孔から管内へ流入して、下流側から外部へと取り出される。一方、透過水流路材２８６を透過しない原水は、メッシュスペーサー２８８内を中心管２８２と平行に軸方向に流れて下流側から濃縮水として外部へ取り出される。

図２７はＲＯ膜モジュールの概略断面図である。ＲＯ膜エレメント２８０は、圧力容器２９２に収容されている。ＲＯ膜モジュール２９４が長尺の場合には、ＲＯ膜エレメント２８０が複数本直列に装填される。このときＲＯ膜エレメント２８０同士の中心管はエレメント間ジョイント２９６で連結されて、原水が混入しないようにしている。ＲＯ膜モジュール２９４の最上流のＲＯ膜エレメント２８０には中心管への原水の混入を防止するためにプロダクトキャップ２９７を装着している。またＲＯ膜モジュール２９４の最下流のＲＯ膜エレメント２８０はスペシャルアダプター２９８を介して中心管と圧力容器２９２の透過水配管部を連結させている。

ＲＯ膜ユニットは、複数の前記ＲＯ膜モジュールを立体的に配置することによって形成することができる。このようなＲＯ膜ユニットは省スペース化を図りつつ、体積効率の優れたユニットであり、大量の処理水を処理することができる。またＲＯ膜ろ過装置のユニット化によってメンテナンスするユニットをローテーション化すれば、常時ろ過膜を稼動させることができ、大容量の処理水（例えば、百万トン／日）を製造することができる。

このようなＲＯ膜エレメントは、長さ数ｍ、重さ数十ｋｇと重量物であり、また使用後のＲＯ膜エレメントは、水分を含み重量が倍以上となっている。このため、手作業で運搬することができず、特許文献１，２に開示のような運搬装置を用いてＲＯ膜エレメントの取り付け、取り外しの作業を行っていた。

特許第３２９１６５５号公報 特開平１１−１３０３９２号公報

しかしながら従来のＲＯ膜エレメントの取り付け・取り外しは、特許文献１，２に開示のような搬送装置を用いて、ＲＯ膜エレメントを挟持しながら圧力容器の開口まで膜エレメントを搬送することはできるが、その後は、複数の作業員による手作業で圧力容器内へ膜エレメントを取り付け又は取り外し作業を行っていた。このため、作業者の熟練を要する煩雑な作業であり、交換に時間がかかり、ＲＯ膜ろ過工程を長時間停止しなければならず、生産効率が悪くなっていた。またＲＯ膜ユニットへの取り付け又は取り外し作業は高所での重量物を取り扱う危険な作業であった。

そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、圧力容器からＲＯ膜エレメントの引き抜きと搬送を効率的に行うことができるＲＯ膜エレメント交換装置を提供することを目的としている。

本発明のＲＯ膜エレメント交換装置は、長手方向を水平にしたＲＯ膜エレメントを支持可能な載置台を備えた本体と、前記載置台の前記ＲＯ膜エレメントを取り出す箇所と前記ＲＯ膜エレメントが挿入された圧力容器の開口の間を移動可能な移動手段と、前記ＲＯ膜エレメントの軸芯に沿ってロッドを前記載置台から前記圧力容器の前記ＲＯ膜エレメントへ向けて伸縮可能な伸縮手段と、前記ロッドに取り付けて、前記ＲＯ膜エレメントの中心管と結合する結合手段と、を備えたことを特徴としている。

この場合において、前記結合手段は、前記中心管のエレメント間ジョイントに形成された突起部に掛止する掛止部を備えているとよい。
これにより、エレメント間ジョイントと共にＲＯ膜エレメントと確実に結合して圧力容器から容易に引き抜くことができる。

前記結合手段は、膨張体を膨張させて前記中心管の内壁に圧着可能な圧着部を備えているとよい。
これにより、ＲＯ膜エレメントと確実に結合させることができ、圧力容器から容易に引き抜くことができる。また圧力容器の交換装置側にあるＲＯ膜エレメントを近距離で引き抜くことができる。

前記本体は、前記ＲＯ膜エレメントの引き抜き時に反力を抑制する反力受部を備えているとよい。
これにより、ＲＯ膜エレメントの引き抜き時に生じる反力による装置の移動がなくなり、ＲＯ膜エレメントを効率よく引き抜くことができる。

前記載置台は、前記ＲＯ膜エレメントの載置面に前記ＲＯ膜エレメントが摺動可能な摩擦抵抗低減手段を備えているとよい。
これにより、載置台とＲＯ膜エレメントの間で摩擦抵抗が低減されて、圧力容器から引き抜かれたＲＯ膜エレメントを容易に載置台へ載置することができる。

前記本体は、複数のロッドを収容可能なラックを備えているとよい。
これにより、複数のＲＯ膜エレメントの引き抜きを迅速に行うことができる。

前記伸縮手段は、ロッドをテレスコピック構造とした多段式シリンダであるとよい。
これにより伸縮手段を長尺化させることができ、圧力容器内の複数のＲＯ膜エレメントを引き抜くことができる。

前記移動手段は、前記載置台を鉛直方向に移動可能な昇降部と、前記載置台を前記ＲＯ膜エレメントの載置方向と平行に移動可能な平行移動部と、からなるとよい。
これにより、ＲＯ膜ユニットにおける高所の圧力容器の開口へ載置台を移動させることができる。従って作業者の高所作業がなくなり安全性を高めることができる。

本発明のＲＯ膜エレメント交換装置によれば、圧力容器から容易にＲＯ膜エレメントを取り出すことができる。また高所の圧力容器の開口まで載置台を移動させることができ、作業者の高所作業がなくなり、安全かつ迅速な交換作業を行なうことができる。またＲＯ膜エレメントの交換作業に係る作業員の人数を大幅に削減することができる。

第１実施形態のＲＯ膜エレメント交換装置の側面図である。 第１実施形態のＲＯ膜エレメント交換装置の正面図である。 第１実施形態のＲＯ膜エレメント交換装置の平面図である。 第１実施形態のＲＯ膜エレメント交換装置の斜め上方から見た斜視図である。 第１実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置における載置台の構成を示す図であり、押出手段にチェーン駆動方式を採用した場合の例を示す。 第１実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置における載置台の構成を示す図であり、押出手段にリニアガイド方式を採用した場合の例を示す。 反力受の変形形態としての圧力容器把持冶具の構成を示す斜視図である。 圧力容器把持冶具と、載置台とを連結するための連結棒の構成を示す斜視図である。 圧力容器把持冶具の使用形態を示す斜視図である。 反力受の変形形態としての床面滑り防止冶具の構成を示す斜視図である。 床面滑り防止冶具における脚部の内部構造を示す図であり、（Ａ）は定常時、（Ｂ）はロック時を示す図である。 第１実施形態の結合手段の動作説明図である。 第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの結合の様子を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの引き抜きの様子を示す斜視図である。 第２実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置に用いる油圧シリンダの構成を示す図であり、（Ａ）はロッドを短縮させた状態（Ｂ）はロッドを伸張させた状態をそれぞれ示す。 第２実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの引き抜き準備の様子を示す斜視図である。 第２実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置により逆浸透膜エレメントを装填する様子のうち、第２ロッドを縮小させた状態を示す斜視図である。 第２実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置により逆浸透膜エレメントを装填する様子のうち、第１ロッドを縮小させた状態を示す斜視図である。 第２実施形態の結合手段の説明図である。 図１９におけるＡ−Ａ矢視図である。 図１９におけるＢ−Ｂ矢視図である。 結合手段を中心管に挿入し掛止部が突起部を通過するときの断面図である。 ＲＯ膜エレメントを引き抜く際の図１９における中心管内のＣ矢視図である。 ラックを備えた載置台の側面図である。 図２４のＤ−Ｄ矢視図である。 ＲＯ膜エレメントの構成概略図である。 ＲＯ膜モジュールの概略断面図である。

本発明のＲＯ膜エレメント交換装置の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
まず、第１実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置について説明する。図１は、第１実施形態のＲＯ膜エレメント交換装置の側面図であり、図２は同正面図、図３は同平面図、図４は同斜視図である。なお図１〜図４に示すＸＹＺ軸は互いに直交し、Ｘ軸方向を水平方向、Ｙ軸方向を垂直方向、Ｚ軸方向を載置方向とする。また、図５、図６は、それぞれＲＯ膜エレメント交換装置の一部構成である載置台の構成例を示す図である。本実施形態に係るＲＯ膜エレメント交換装置（以下、単に交換装置１０と称す）は、本体に載置台１２と、載置台１２を支持するベース４０とを備えた構成である。

載置台１２は、ＲＯ膜エレメント２８０を載置する台である。載置台１２には、少なくとも支持部１４と、伸縮手段１５と、結合手段３００が備えられる。実施形態で用いるＲＯ膜エレメント２８０は、円柱形を成すものであるため、載置台１２には水平状態、すなわち長手方向に寝かせた状態で載置することとなる。このような載置形態を採ることで、水平状態で配置された圧力容器に対する装填が可能となるからである。

このような理由から支持部１４は、ＲＯ膜エレメント２８０の載置方向（Ｚ軸方向）に沿って配置される。本実施形態の場合、支持部１４は、載置台１２の幅方向端部側に、長手方向に沿って２列のライン状に設けている。円柱状のＲＯ膜エレメント２８０を安定支持するためには、断面視した状態で、最低２点の支持点が必要となる。一方で、支持点を増やすことによれば、ＲＯ膜エレメント２８０の支持状態の安定化を図ることはできるが、ＲＯ膜エレメント２８０を押し出す、又は引き抜く際の摺動抵抗（摩擦抵抗）が増加することとなる。このため、支持部１４を２列のライン状とすることで、摩擦抵抗の低減と、支持状態の安定化の双方の効果を得ることができる。

ここで、本実施形態の支持部１４には、摩擦抵抗低減手段１４ａが設けられている。なお、摩擦抵抗低減手段１４ａとは、ＲＯ膜エレメント２８０を圧力容器側へ押し出す、又は圧力容器から載置台１２側へ引き抜く際の摩擦抵抗を低減することができる手段であれば良く、その構成を限定するものでは無い。例えば、図１から図４に示す例では、摩擦抵抗低減手段１４ａとして、支持部１４の先端に複数のローラを配置している。ローラの転がり方向とＲＯ膜エレメント２８０の押し出し又は引き抜き方向を一致させれば、支持部１４とＲＯ膜エレメント２８０との間における摩擦抵抗を低減することができるからである。また、ローラに替えて、支持部１４の先端に樹脂製のレールを配置した場合でも、摩擦抵抗低減手段１４ａとしての体を成す。滑り性の良い樹脂（例えばポリエチレン系の樹脂）であれば、ＲＯ膜エレメント２８０を押し出し又は引き抜いた際の摩擦抵抗を低減することができるからである。

伸縮手段１５は、本実施形態の場合、当接棒１８とスライド板１６を基本として構成されている。当接棒１８は、支持部１４に載置されたＲＯ膜エレメント２８０の後端部分に当接され、詳細を後述するスライド板１６による押し出し又は結合手段による引き抜きにより、ＲＯ膜エレメント２８０を圧力容器内部へ押し込む役割、又は圧力容器から載置台１２へ引き抜く役割を担う。本実施形態では、当接棒１８の先端に、ＲＯ膜エレメント２８０に対する押圧力の分散を図るための当接板１８ａを設けている。具体的な構成としては、当接板１８ａの平面積を当接棒１８の先端部の平面積よりも大きく、かつＲＯ膜エレメント２８０の端板９０の平面積より小さくすれば良い。

スライド板１６は、上述した当接棒１８の後端側を支持すると共に、載置台１２の長手方向に沿って設けられた溝に沿ってスライドする板片である。スライド板１６のスライドは、スライド板１６の下部、すなわち載置台１２の内部に設けられた駆動機構により実現される。駆動機構の方式については特に限定するものでは無いが、例えば図５に示すようなチェーン駆動方式や、図６に示すようなリニアガイド方式などを挙げることができる。

チェーン駆動方式は、図５に示すように、駆動歯車２０と従動歯車２２の間に掛け回されたチェーン２６と、チェーン２６に固着されたスライダ２８を基本として構成される。スライド板１６は、スライダ２８上に固定されることで、駆動歯車２０の回動に伴ってスライドが成されることとなる。ここで、スライダ２８の下部には、スライダ２８の安定性を向上させるためのスライドガイド２４を設けるようにすると良い。なお、駆動歯車２０には、モータ等の図示しない駆動手段を設けるようにする。

リニアガイド方式は、２つの軸受３０，３２間に架け渡されたボールネジ３４と、このボールネジ３４の回転に応じてボールネジ３４上を移動するスライダ３６とを基本として構成される。上述したように、スライダ３６上にスライド板１６を配置することで、ボールネジ３４の回転に伴ってスライド板１６のスライドが成されることとなる。なお、何れか一方の軸受け側には、ボールネジ３４を回転させるための駆動手段３８を設けるようにする。

このように、載置台１２の内部に伸縮手段１５の駆動機構を備えるようにすることで、ＲＯ膜エレメント２８０の搭載スペースの延長線上に駆動機構を配置する必要が無い。このため、載置台１２の短縮化、すなわち交換装置１０の小型化を図ることができる。

結合手段３００は、当接板１８ａの外側（圧力容器側）に取り付けてある。第１実施形態の結合手段は圧着部３０２を備えている。圧着部３０２は、膨張体３０４と注入ケーブル３０６から構成されている。膨張体３０４は、所定の弾性力を備え、中心管の開口に挿入する際には開口径よりも小さい直径の中空体である。注入ケーブル３０６は前記膨張体に気体又は流体を注入又は排出可能なケーブルである。このような構成の圧着部３０２は、膨張体３０４を中心管の開口に挿入する。膨張体３０４を挿入した後、注入ケーブル３０６を介して膨張体３０４に気体又は流体を注入する。膨張体３０４は所定の弾性力を備えており、内部に気体又は流体が充満して体積が増大して中心管の内壁に圧着して結合できる。

なお、本実施形態では、載置台１２の先端側に、図１３、図１４に示すように、圧力容器２９２の先端に係合する反力受９４を設けるようにしている。反力受９４を圧力容器２９２先端に装着し、この状態でＲＯ膜エレメント２８０の引き抜きを行うことで、ＲＯ膜エレメント２８０を引き抜く際の反力で、交換装置１０が圧力容器２９２の開口部へ接近してしまうといった事態を避けることができる。なお、反力受９４の形態は特に限定するものでは無い。例えば、反力受の形態を、図７に示すような治具（以下、圧力容器把持冶具９４ａと称す）としても良い。すなわち、円弧状の２つの冶具本体９５ａ，９５ｂにおける一方の端部を蝶番９５ｃにより連結し、他方の端部に、把持固定のためのロック機構９５ｄを設けるというものである。なお、反力受として、図７に示すような圧力容器把持治具９４ａを採用する場合、圧力容器把持冶具９４ａと載置台１２との間に図８に示すような連結棒９６を設けるようにすると良い。圧力容器把持冶具９４ａと連結棒９６の接続に関しては、種々の形態を採ることができるが、一例としては、次のようなものを挙げることができる。

すなわち、圧力容器把持冶具９４ａにおける冶具本体９５ｂの外周に、連結棒９６の直径より若干大きな幅を持つ凹部（図７に示す例では円弧状凹部９５ｅ）を形成する。これに対し連結棒９６には、一対のフランジ９６ａを設ける。対を成すフランジ９６ａの配置幅を冶具本体９５ｂの厚みより若干広くする。圧力容器把持冶具９４ａと連結棒９６とにこのような構成を付加することで、冶具本体９５ｂの円弧状凹部９５ｅに連結棒９６を嵌め込み、フランジ９６ａにより軸方向（ＲＯ膜エレメント２８０の引き抜き方向）への抜け止めを図ることができる（図９参照）。なお、本発明では、連結棒９６自体を反力受として適用させることもできる。具体的には、圧力容器２９２自体を固定するためのフレーム（棚：不図示）に、連結棒９６のフランジ９６ａを引掛けるようにすれば良い。このような構成であっても、反力受としての効果を得ることができるからである。

また、実施形態で使用する反力受としては、載置台１２を圧力容器に固定するものだけでなく、交換装置１０そのものが圧力容器へ接近する方向へ動くことを防止する効果を得られるものも適用することができる。具体的には、図１０に示す床面滑り防止冶具９４ｂのようなものを、詳細を後述する交換装置１０の台車部６８の下に配置する場合であっても、これを反力受とすることができる。床面滑り防止冶具９４ｂは、冶具フレーム９８ａと、脚部９８ｂとを基本として構成される。図１０に示す実施形態においては、冶具フレーム９８ａは、コ字状を成し、脚部９８ｂは、コ字状を成す冶具フレーム９８ａの両端部に設けられている。このような構成とすることで、床面滑り防止冶具９４ｂを床面に載置した際、冶具フレーム９８ａに傾斜面が形成され、台車部６８の下部に形成される隙間に配置しやすくなる。

図１０に示す例では、脚部９８ｂにフロアストッパ機構を持たせている。具体的には、脚部９８ｂの下面にゴム板などの弾性体シート９８ｄを設け、ストッパーレバー９８ｃを下げることにより、弾性体シート９８ｄの中央部を引き上げ、載置面（床面）に対する吸盤作用を奏するようにするというものである（図１１（Ａ）、（Ｂ）参照）。これにより、床面に対する滑り防止効果を高めることができる。

ベース４０は、詳細を上述した載置台１２を支持する役割を担う。ベース４０は、垂直フレーム４２と水平フレーム５４、台車部６８を基本として構成される。垂直フレーム４２は、詳細を後述する台車部６８を基部として垂直方向（Ｙ軸方向）に立設された支柱型フレームである。垂直フレーム４２には、詳細を後述する水平フレーム５４を垂直方向に昇降させるための昇降部と、作業員が交換装置１０を移動させる際に使用するハンドル５０が設けられている。

昇降部は、例えばリニアガイド方式のものであれば良い。すなわち、垂直フレーム４２の長手方向（垂直方向：Ｙ軸方向）に沿って配置されたボールネジ４４と、このボールネジ４４の回転に伴って昇降移動することを可能とするスライダ４８とを有するものであれば良い。このような基本構成を有する昇降部では、ボールネジ４４の一方の端部（本実施形態では上端部）には軸受、他方の端部（本実施形態では下端部）には、駆動用のモータ４６等を設けるようにすれば良い。このような構成とすることで、モータ４６を駆動させてボールネジ４４を回転させることで、スライダ４８を垂直フレーム４２に沿って昇降させることが可能となる。なお、垂直フレーム４２におけるハンドル５０の配置側には、図示しない操作盤が設けられている。操作盤は、載置台１２の昇降動作、水平移動、および伸縮手段１５による押し込み動作を行うための制御信号を、各駆動部であるモータ等に出力するための制御部である。また、本実施形態では、垂直フレーム４２における幅方向両端部に、スライドレール５２を設け、載置台１２の昇降動作の安定化を図るようにしている。

水平フレーム５４は、上述した載置台１２を支持するフレームであり、上述した垂直フレーム４２に設けられたスライダ４８に接続された水平フレームベース５６を基点として、水平方向（Ｘ軸方向）に延設されている。具体的には、水平フレーム５４は、水平フレームベース５６を基点として、垂直フレーム４２から離間する方向に延設されたフォーク状のフレームである。水平フレーム５４には、リニアガイド５８、ハンドル６６、操作盤６４、マニュアルハンドル６２などが設けられている。

リニアガイド５８は、上述した載置台１２をＲＯ膜エレメント２８０の載置方向に対して平行に移動させるための平行移動部の一例である。本実施形態におけるリニアガイド５８は、水平フレーム５４を構成する複数（実施形態においては２つ）のフォーク部分にそれぞれ設けられる。このような構成とすることで、重量物、および長尺物を移動させる際の安定性を向上させることができる。このような構成とする場合、各リニアガイド５８を構成するボールネジを駆動させる各モータは、同期制御されるように電気的に接続しておく。このような構成とすることで、各ボールネジ上を水平移動するスライダ６０の移動量が等しくなるからである。なお、水平フレーム５４に設けたリニアガイド５８のスライダ６０上には、上述した載置台１２が搭載・固定される。このような構成とすることで、載置台１２をＲＯ膜エレメント２８０の載置方向（Ｚ軸方向）に対して平行に移動させることができる。

ハンドル５０は、水平フレーム５４を構成するフォーク部分の先端側に設けられるバーハンドル（パイプ）である。ハンドル５０の配置形態は、水平フレーム５４を構成する複数のフォーク部分の先端を接続するというものである。このような構成のハンドル５０を設けることにより、交換装置１０を水平フレーム５４の先端側からでも移動させることが可能となる。

操作盤６４は、載置台１２の昇降動作、水平移動、および伸縮手段１５による押し込み又は引き抜き、結合手段３００によるＲＯ膜エレメント２８０との結合動作を行うための制御信号を、各駆動部であるモータ等に出力するための制御部である。水平フレーム５４の先端側に操作盤６４を配置することで、水平フレーム５４の先端側からであっても、載置台１２の昇降動作、水平移動、押し込み又は引き抜き、結合動作を行わせることが可能となる。

マニュアルハンドル６２は、載置台１２の水平移動を手動で行うための回転ハンドルである。マニュアルハンドル６２を介して載置台１２を水平移動させる場合には、マニュアルハンドル６２を回転させれば良い。このため、ＲＯ膜エレメント２８０を装填する対象となる圧力容器２９２との位置ズレを微調整する場合に使用するのが好適である。制御信号による移動動作では、初期挙動が大きくなり、位置ズレの微調整が困難となる場合があるからである。

台車部６８は、交換装置１０の移動を容易にするための走行手段である。台車部６８は、交換装置１０の安定性を高めるために、垂直フレーム４２よりも幅広に形成し、水平フレーム５４を延設させた側に延設する形態とすると良い。台車部６８には、垂直フレーム４２を立設した面と反対側の面に、複数（本実施形態では４つ）の車輪７０，７４が設けられている。本実施形態のように車輪７０，７４を４つとした場合、４つの車輪７０，７４は、台車部６８を平面視した際に四隅となる部分に設けるようにすると良い。このような構成とすることで、交換装置１０の安定性を高めることができる。

車輪７０，７４を４つとした場合、少なくとも２つの車輪７４は、固定のための軸を回転可能な構成とする。このような構成とすることで、交換装置１０の進行方向を変えることが容易となる。また、少なくとも２つの車輪７０には、車輪７０の回転を止めるロック機構７２を備えるようにする。このような構成とすることで、交換装置１０を所定位置に停止させておくことが可能となる。

上記のような交換装置を用いたＲＯ膜エレメント２８０の引き抜き作業は、次のようにして行われる。図１２は第１実施形態の結合手段の動作説明図である。
まず、交換装置１０における載置台１２を圧力容器２９２の開口部まで移動させる。具体的な載置台１２の移動作業は、台車部６８でＲＯ膜エレメント２８０を引き抜く圧力容器２９２の開口部付近まで装置を移動する。そして昇降部、および平行移動部を用いて、載置台１２の伸縮手段の中心軸を圧力容器２９２の開口部の中心位置（長手方向中心軸）に合わせる。そして、反力受９４を圧力容器２９２の開口部外周に装着する。位置合わせ、反力受９４の設置を終えた後、伸縮手段１５を伸長させてＲＯ膜エレメント２８０の中心管２８２へ圧着部３０２を挿入させる。圧着部３０２の膨張体３０４を所定量中心管内へ挿入した後、注入ケーブル３０６を介して、膨張体３０４に気体又は液体を注入する。膨張体３０４は所定の弾性力を供えており、内部に気体又は液体が充満して体積が増大して中心管２８２の内壁に圧着して結合する（図１３参照）。

次に圧着部３０２が中心管に圧着し結合した状態で、伸縮手段１５を縮小させて圧力容器２９２内のＲＯ膜エレメント２８０を外部へと引き抜き、ＲＯ膜エレメント２８０を載置台１２上に載置する（図１４参照）。

このような交換装置を用いたＲＯ膜エレメントの装填作業によれば、最も労力を伴うＲＯ膜エレメントの引き抜き作業を自動で行うことができる。また、水平に配置されたＲＯ膜エレメントを水平状態のまま外部へ引き抜く装置であるため、従来技術のように、ＲＯ膜エレメントの落下による危険性は少なく、作業時の安全性が高い。圧着部によるＲＯ膜エレメントとの結合は、特に圧力容器に単一のＲＯ膜エレメントが充填されている場合に特に有効である。

次に、第２実施形態の交換装置について以下説明する。なお、本実施形態に係る交換装置の殆どの構成は、上述した第１実施形態の交換装置１０と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に１００を足した符号を付して（伸縮手段１５と結合手段３００を除く）、詳細な説明は省略することとする。第１実施形態に係る交換装置１０と、本実施形態に係る交換装置１１０との相違点は、伸縮手段１５と結合手段３００の形態にある。

具体的には、本実施形態に係る交換装置１１０では、伸縮手段を液圧（油圧）シリンダ１１５としている。さらに、本実施形態では、ロッドを圧力容器２９２の内部深くまで挿入することを可能とするために、シリンダロッドをテレスコピック型とした多段（図１５に示す例では２段）式油圧シリンダ１１５とした。本実施形態で用いる油圧シリンダ１１５は、内部に油室（不図示）を備えるシリンダ１１５ａと、油室に対する作動油の流入により伸張する第１ロッド１１５ｂと、第２ロッド１１５ｃを基本として構成される。またシリンダ１１５は軸芯を中心として回転可能に構成している。このような構成とすることで、第１実施形態に係る交換装置１０よりも、圧力容器２９２の内部深く配置されたＲＯ膜エレメント２８０を引き抜くことが可能となる。

図１９は第２実施形態の結合手段の説明図である。図２０は図１９におけるＡ−Ａ矢視図である。図２１は図１９におけるＢ−Ｂ矢視図である。図２２は結合手段を中心管に挿入し掛止部が突起部を通過するときの中心管の断面図である。図２３はＲＯ膜エレメントを引き抜く際の図１９における中心管内のＣ矢視図である。

第２実施形態の結合手段３００は、伸縮手段１５の最先端のシリンダロッド（図１５では第２ロッド１１５ｃ）に取り付けた掛止部３１０である。掛止部３１０はエレメント間ジョイント２９６の内部に設けた突起部３２０と平面視で重ならない形状に形成されている。具体的に実施形態の突起部３２０は、一例として、エレメント間ジョイント２９６の内壁から軸芯に向かって突出した十字状に形成されている。なお突起部３２０の突出量は、開口径の半径よりも短く、互いに接触しない長さに設定している。また最先端のシリンダロッドは突起部３２０と接触しない直径に設定している。実施形態の掛止部３１０は、断面形状が、エレメント間ジョイント２９６の突起部３２０と平面視で重ならない箇所に中心管２８２の軸芯に沿った溝状に加工された凹部３１２が形成されている。このような構成の掛止部３１０は、挿入の際に凹部３１２で突起部３２０を回避することができる（図２２）。また掛止部３１０が突起部３２０を通過した後シリンダを回転させて、突起部３２０と掛止部３１０の凸部３１４（凹部が形成されていない外周部分）が平面視で重なる位置に合わせることができる（図２３）。

このような構成の交換装置１１０によるＲＯ膜エレメント２８０の引き抜き作業は、次のようにして行われる。まず、交換装置１１０における載置台１１２を、ＲＯ膜エレメント２８０の装填対象となる圧力容器２９２の開口部付近まで移動させる。圧力容器２９２の開口部付近まで交換装置１１０を移動させた後、昇降部、および平行移動部を用いて、伸縮手段の中心軸を圧力容器２９２の開口部の中心位置に合わせる。載置台（ＲＯ膜エレメント２８０）の位置合わせを行った状態で、反力受１９４を圧力容器２９２に装着する。そして第１ロッド１１５ｂ及び第２ロッド１１５ｃを伸張させる（図１６参照）。次に掛止部３１０が中心管の突起部に当接したら、第２ロッド１１５ｃを伸張しながら回転させて、突起部３２０を掛止部３１０の凹部３１２に挿入させる（図２２）。掛止部３１０が突起部３２０を通過した後、伸縮手段１５を回転させて、掛止部３１０の凸部３１４と突起部３２０が平面視で重なるように配置する（図２３）。

次ぎに図１７に示すように、油圧シリンダ１１５の二段目のロッド（第２ロッド１１５ｃ）を縮小させる。この動作により、ＲＯ膜エレメント２８０の圧力容器２９２内部のＲＯ膜エレメント２８０間の結合が解除されて、交換装置側のＲＯ膜エレメント２８０が引き抜かれる。次に、図１８に示すように、油圧シリンダ１１５の一段目のロッド（第１ロッド１１５ｂ）を縮小させる。これにより、ＲＯ膜エレメント２８０を圧力容器２９２から載置台１１２上に引き抜くことができる。

図２４はラックを備えた載置台の説明図である、図２５は図２４のＤ−Ｄ矢視図である。ラック４００は、載置台１１２の先端側に取り付けることができる。ラック４００は、圧力容器から引き抜いたＲＯ膜エレメント２８０を複数収容できる棚である。本実施形態のラック４００は、中心Ｃを回転中心として回転可能に構成されたラック４００である。このような構成のラック４００は、載置台１１２と圧力容器の開口の間に配置し、ラック４００の何れかの開口４０２の軸芯を伸縮手段１５及び圧力容器２９２の軸芯に合わせる。そして伸縮手段１５を伸張させてラック４００の開口４０２を貫通させた結合手段３００をＲＯ膜エレメント２８０に結合させる。伸縮手段１５を縮小させて、圧力容器２９２から引き抜かれたＲＯ膜エレメント２８０をラック４００内の開口４０２に収納することができる。

このような構成の交換装置１１０であっても、ＲＯ膜エレメント２８０の装填作業の自動化と、作業の安全性向上を図ることができる。また圧力容器２９２の長尺化により、装填するＲＯ膜エレメント２８０の数が増えた場合や、ＲＯ膜エレメント２８０の大径化が成された場合であっても、引き抜き作業が容易となる。なお、上記説明では、油圧シリンダにおけるロッドの段数を２段としていたが、さらに多段に延びる油圧シリンダを用いても良い。また、油圧シリンダを用いて第１実施形態に係る交換装置と同様な効果を奏する場合には、油圧シリンダを単純な復動型のものとすれば良い。なお、伸縮手段として油圧シリンダを採用する場合には、作動油を貯留するためのタンクと、この作動油を圧送するためのポンプを備えるようにする必要があるが、機械式の伸縮手段に比べ、簡易な構成で大きな押し込み力を得ることが可能となる。掛止部によるＲＯ膜エレメントの結合は、特に長尺の圧力容器に複数のＲＯ膜エレメントが充填されている場合に有効である。また、伸縮手段に取り付ける掛止部と圧着部を組み替えることによって、効率的にＲＯ膜エレメントを引き抜くことができる。

１０………交換装置、１２………載置台、１４………支持部、１４ａ………摩擦抵抗低減手段、１５………伸縮手段、１６………スライド板、１８………当接棒、１８ａ………当接板、２０………駆動歯車、２２………従動歯車、２４………スライドガイド、２６………チェーン、２８………スライダ、３０………軸受、３２………軸受、３４………ボールネジ、３６………スライダ、３８………駆動手段、４０………ベース、４２………垂直フレーム、４４………ボールネジ、４６………モータ、４８………スライダ、５０………ハンドル、５２………スライドレール、５４………水平フレーム、５６………水平フレームベース、５８………リニアガイド、６０………スライダ、６２………マニュアルハンドル、６４………操作盤、６６………ハンドル、６８………台車部、７０………車輪、７２………ロック機構、７４………車輪、９４………反力受、９６………連結棒、２８０………ＲＯ膜エレメント、２８２………中心管、２８４………逆浸透膜、２８６………透過水流路材、２８８………メッシュスペーサー、２９２………圧力容器、２９４………ＲＯ膜モジュール、２９６………エレメント間ジョイント、２９７………プロダクトキャップ、２９８………スペシャルアダプター、３００………結合手段、３０２………圧着部、３０４………膨張体、３０６………注入ケーブル、３１０………掛止部、３１２………凹部、３１４………凸部、３２０………突起部、４００………ラック、４０２………開口。

Claims (8)

1. 長手方向を水平にしたＲＯ膜エレメントを支持可能な載置台を備えた本体と、
   前記載置台の前記ＲＯ膜エレメントを取り出す箇所と前記ＲＯ膜エレメントが挿入された圧力容器の開口の間を移動可能な移動手段と、
   前記ＲＯ膜エレメントの軸芯に沿ってロッドを前記載置台から前記圧力容器の前記ＲＯ膜エレメントへ向けて伸縮可能な伸縮手段と、
   前記ロッドに取り付けて、前記ＲＯ膜エレメントの中心管と結合する結合手段と、
   を備えたことを特徴とするＲＯ膜エレメント交換装置。
2. 前記結合手段は、前記中心管のエレメント間ジョイントに形成された突起部に掛止する掛止部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＲＯ膜エレメント交換装置。
3. 前記結合手段は、膨張体を膨張させて前記中心管の内壁に圧着可能な圧着部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＲＯ膜エレメント交換装置。
4. 前記本体は、前記ＲＯ膜エレメントの引き抜き時に反力を吸収する反力受を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＲＯ膜エレメント交換装置。
5. 前記載置台は、前記ＲＯ膜エレメントの載置面に前記ＲＯ膜エレメントが摺動可能な摩擦抵抗低減手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＲＯ膜エレメント交換装置。
6. 前記本体は、複数のロッドを収容可能なラックを備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＲＯ膜エレメント交換装置。
7. 前記伸縮手段は、ロッドをテレスコピック構造とした多段式シリンダであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＲＯ膜エレメント交換装置。
8. 前記移動手段は、前記載置台を鉛直方向に移動可能な昇降部と、前記載置台を前記ＲＯ膜エレメントの載置方向と平行に移動可能な平行移動部と、からなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＲＯ膜エレメント交換装置。