JP2013116459A - エネルギー回収装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】充填工程で、ピストン８ａ、８ｂがシリンダー装置７ａ、７ｂの端面に衝突せず、または当接してもその衝撃が小さいエネルギー回収装置を提供する。
【解決手段】２つのシリンダー装置７ａ、７ｂを、２つの流路切換装置２０ａ、２０ｂにそれぞれ連通し、２つのシリンダー装置７ａ、７ｂの他端側に、ピストン８ａ、８ｂの移動通過を検出する第５、６の位置検出器３６ａ、３６ｂを配設する。充填工程のシリンダー装置の第５、６の位置検出器３６ａ、３６ｂの信号により流路切換装置２０ａ、２０ｂで流出入ポートと流出ポートの間の流路面積を絞った状態として流路抵抗を大きくし、ピストンにブレーキ作用を加えて、ピストンの移動速度を低減させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、海水の淡水化、若しくは汚水からきれいな水を得る等のための、逆浸透法による水処理システムに用いられるエネルギー回収装置に関するものである。
海水から淡水を造水する方法の一つとして逆浸透法が知られている。この逆浸透法は、海水に海水の浸透圧（約２．５ＭＰa）以上の高い圧力を浸透圧の作用する方向と逆方向に加えて、半透膜（逆浸透膜）で濾過し、海水から塩類を除いた淡水を分離させるものである。淡水が分離されて塩類が濃縮された海水は高い圧力エネルギーを保持したまま膜分離装置から流出する。そこで、この流出する濃縮海水の有する高い圧力エネルギーを有効に利用するため、種々のエネルギー回収装置が実用化されている。
逆浸透法による海水淡水化システムにおける従来のエネルギー回収装置の一例を図８を参照して説明する。図８は、従来例の海水淡水化システムに用いられたエネルギー回収装置の構成と水の流れを示す模式図で、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。
図８において、給水手段としての取水ポンプ１で取水された海水が高圧ポンプ２で昇圧（一例として５〜７MPa）され、膜分離装置３に送られて濃縮海水４と淡水５に分離される。分離された淡水５は貯留槽（図示せず）に送水される。一方、膜分離装置３の流出口２３から流出した高圧濃縮海水４は、流路切換装置６に流入ポート６ａから流入し、流路切換装置６の第１の流出入ポート６ｂと連通された第１のシリンダー装置７ａの他端に流入し、ピストン８ａを高圧で矢印の方向に移動させる。ピストン８ａの移動によって第１のシリンダー装置７ａ内の低圧の海水が圧縮されて高圧となり一端の第１の連通口９から流出し、４つの逆止弁で構成された流路方向規制装置１０を介して増圧手段としての増圧ポンプ１１に流入し、高圧ポンプ２と同じ吐出圧力まで昇圧された後、高圧ポンプ２からの高圧海水と合流して膜分離装置３に送られ、高圧の濃縮海水４と淡水５に分離される。
上述の第１のシリンダー装置７ａの圧送工程と並行して、第２のシリンダー装置７ｂで充填工程が行われる。取水ポンプ１で取水された海水が流路方向規制装置１０を介して第２の連通口１２から第２のシリンダー装置７ｂの一端に供給され、ピストン８ｂを矢印の方向に移動させる。ピストン８ｂの移動によって第２のシリンダー装置７ｂ内の低圧の濃縮海水が押し出されて、流路切換装置６の第２の流出入ポート６ｃから流路切換装置６に流入し、第２の流出ポート６ｅから排出路６０に排出される。圧送工程にある第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが流路方向規制装置１０側に移動し、一端側に設けられた第１の位置検出器１３ａによりピストン８ａが検出されると、第１の位置検出器１３ａから第１の信号が制御装置１４に送信され、この第１の信号を受けて制御装置１４から切換信号が流路切換装置６の駆動装置１５に送られて流路切換装置６の流路が切り換えられる。
この流路切換装置６の流路の切り換えにより、今度は、第２のシリンダー装置７ｂが圧送工程、第１のシリンダー装置７ａが充填工程に切り換えられる。膜分離装置３の流出口２３から流出した高圧濃縮海水４が流路切換装置６の第２の流出入ポート６ｃと連通された第２のシリンダー装置７ｂの他端に流入し、ピストン８ｂを高圧で破線で示す矢印の方向に移動させる。ピストン８ｂの移動によって第２のシリンダー装置７ｂ内の低圧の海水が圧縮されて高圧となり一端から第２の連通口１２から流出し、流路方向規制装置１０を介して増圧ポンプ１１に流入し、高圧ポンプ２と同じ吐出圧力で高圧ポンプ２からの高圧海水と合流して膜分離装置３に送らる。
この第２の シリンダー装置７ｂの圧送工程と並行して、第１のシリンダー装置７ａで充填工程が行われる。取水ポンプ１で取水された海水が流路方向規制装置１０を介して第１の連通口９から第１のシリンダー装置７ａの一端に供給され、ピストン８ａを破線で示す矢印の方向に移動させる。ピストン８ａの移動によって第１のシリンダー装置７ａ内の低圧の濃縮海水が押し出されて、流路切換装置６の第１の流出入ポート６ｂから流路切換装置６に流入し、第１の流出ポート６ｄから排出路６０に排出される。圧送工程にある第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが流路方向規制装置１０側に移動し、一端側に設けられた第２の位置検出器１３ｂによりピストン８ｂが検出されると、第２の位置検出器１３ｂから第２の信号が制御装置１４に送信され、この第２の信号を受けて制御装置１４から切換信号が流路切換装置６の駆動装置１５に送られて流路切換装置６の流路が切り換えられる。
このように第１のシリンダー装置７ａと第２のシリンダー装置７ｂを圧送工程と充填工程に交互に切り換えて、これらの交互の切換を継続して行うことによってエネルギーの回収を効果的に行うことができる。かかるエネルギーの回収装置の一例が、米国特許第５７９７４２９号公報（特許文献１）に示されている。
米国特許第５７９７４２９号公報
そして、図８において用いられた従来の流路切換装置６は、１本のシリンダー１６に、第２の流出ポート６ｅと第２の流出入ポート６ｃと流入ポート６ａと第１の流出入ポート６ｂと第１の流出ポート６ｄが順次に配設されている。第１の流出ポート６ｄと第２の流出ポート６ｅは、排出路６０に連通され、流入ポート６ａは、膜分離装置３の流出口２３に連通され、第１の流出入ポート６ｂが第１のシリンダー装置７ａの他端に連通され、第２の流出入ポート６ｃが第２のシリンダー装置７ｂの他端に連通される。さらに、第１の流出ポート６ｄと第１の流出入ポート６ｂを遮断および連通させるとともに第１の流出入ポート６ｂと流入ポート６ａを遮断および連通させる第１のピストン１７ａと、第２の流出ポート６ｅと第２の流出入ポート６ｃを遮断および連通させるとともに第２の流出入ポート６ｃと流入ポート６ａを遮断および連通させる第２のピストン１７ｂが設けられ、これらの第１のピストン１７ａと第２のピストン１７ｂが、ピストンロッド１８で連結され、ピストンロッド１８が駆動装置１５に連結されて構成される。
かかる構成の従来の流路切換装置６の動作は、図８にあっては、第１のシリンダー装置７ａが圧送行程で、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程であり、第１のピストン１７ａが第１の流出入ポート６ｂと第１の流出ポート６ｄの連通を遮断し、流入ポート６ａが第１の流出入ポート６ｂに連通していて、高圧濃縮海水４が第１のシリンダー装置７ａに流入する。また、第２のピストン１７ｂが流入ポート６ａと第２の流出入ポート６ｃの連通を遮断し、第２の流出入ポート６ｃと第２の流出ポート６ｅを連通していて、第２のシリンダー装置７ｂ内の低圧な海水が排出路６０に排水される。そして、第１のシリンダー装置７ａの第１の位置検出器１３ａによりピストン８ａが検出されて、流路切換装置６が切り換えられるようにピストンロッド１８が紙面の上側から下側に移動して、破線で示すごとく、第１のピストン１７ａにより第１の流出入ポート６ｂと流入ポート６ａの連通が遮断されるとともに、第１の流出入ポート６ｂと第１の流出ポート６ｄが連通され、第２のピストン１７ｂにより第２の流出入ポート６ｃと流入ポート６ａが連通されるとともに、第２の流出入ポート６ｃと第２の流出ポート６ｅの連通が遮断される。この第１の位置検出装置１３ａからの第１の信号によるピストンロッド１８が紙面の上側から下側に移動する流路切換装置６の切り換えにより、今度は、第１のシリンダー装置７ａが充填工程となり、第２のシリンダー装置７ｂが圧送工程となる。そして、第２の位置検出装置１３ｂからの第２の信号によるピストンロッド１８が紙面の下側から上側に移動する流路切換装置６の切り換えにより、今度は、再び第１のシリンダー装置７ａが圧送工程となり、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程となる。
上述の従来のエネルギー回収装置にあっては、高圧濃縮海水４の流入ポート６ａへの流入が妨げられると、膜分離装置３に高圧の負荷が加わり、逆浸透膜が破損したり、流路切換装置６やその配管に振動および騒音が発生する虞があり、しかもエネルギーの回収効率が低下する。そこで、高圧濃縮海水４の流入ポート６ａへの流入が妨げられないように、第１の流出入ポート６ｂが第１のピストン１７ａにより閉塞されようとして流路面積が縮小されて高圧濃縮海水４が流入する流量が低下する分だけ、第２のピストン１７ｂによる第２の流出入ポート６ｃの閉塞を開放して流路面積を拡大して、第２の流出入ポート６ｃに流入する高圧濃縮海水４の流量が増加するように構成されている。もって、流入ポート６ａへ流入する高圧濃縮海水４の流れが妨げられるようなことがない。
上述の従来のエネルギー回収装置は、高圧濃縮海水４が途切れることなく常時一定の流量で連続して流入ポート６ａに流入し、しかも第１のシリンダー装置７ａに連通された第１の流出入ポート６ｂと第２のシリンダー装置７ｂに連通された第２の流出入ポート６ｃが同時に閉塞されることがないようにして、エネルギー交換が連続して行い得るという特徴を有する。しかしながら、流路切換装置６の流路の切り換え過渡期において、流路の変更や流路方向規制手段１０に用いられる逆止弁の応答性などにより、高圧濃縮海水４の流量や圧力に急激な変動が生じることがあり、振動と騒音が発生したり、逆浸透膜が損傷するなどの問題があった。また、エネルギー回収の効率も悪化する。
また、かかるエネルギー回収装置にあっては、エネルギーの回収効率を高めるために、ピストンが移動できる距離を最大限に利用して圧送工程の距離ができるだけ長くなるようにするために、充填工程を圧送工程よりも早く終了させておく必要がある。なぜならば、充填工程の途中で圧送工程に切り換えられると、それだけ圧送工程の距離が短いものとなってしまう。充填工程のピストンの移動速度は、取水ポンプ１からシリンダー装置に供給される海水の流量で調整され、圧送工程のピストンの移動速度は、膜分離装置３の流出口２３から流出してシリンダー装置に供給される流量で設定される。そこで、取水ポンプ１から供給される流量が、膜分離装置３の流出口２３から流出して供給される流量よりも多くなるように、取水ポンプ１の供給流量を調節することで、充填工程にあるシリンダー装置のピストンの移動速度を、圧送工程にあるシリンダー装置のピストンの移動速度よりも速くすることができる。
ところで、エネルギー回収装置で使用されるシリンダー装置のピストンの移動距離は、一般的に５〜８ｍと長く、シリンダー装置内を移動するピストンの移動速度が速いので、シリンダー装置の終端において、ピストンがシリンダー装置の端面に衝突して停止し、大きな衝撃音が発生したりウオーターハンマー（水撃作用）によりシリンダー装置やその配管に衝撃が加わり、機器が損傷する虞がある。特に、ピストンの移動速度が速い充填工程において、この現象が顕著であった。そこで、ピストンがシリンダー装置の端面に衝突する際に、クッション作用を奏する技術が、実開昭５７−１８１９０３号公報（特許文献２）や特開２００６−１３８３６１号公報（特許文献３）に示されている。これらの技術は、ピストンがシリンダー装置の端面に近づくと、ピストンの当接側の面形状によりシリンダー装置から排出される流水の流路が絞られて、流路抵抗が大きくなることでピストンの移動速度を低下させるようにしたものである。衝撃が軽減される優れたものであるが、ピストンの当接側の面形状およびシリンダー装置の端面の構造が複雑なものとなる。しかも、シリンダー装置内でのピストンの位置が摺動摩耗などで変化すると、そのクッション性能が低下するという問題があった。
実開昭５７−１８１９０３号公報 特開２００６−１３８３６１号公報
本発明は、上述のごとき従来のエネルギー回収装置の問題点に鑑みてなされたもので、ピストンがシリンダー装置の端面に衝突するようなことがなくまたは当接してもその衝撃が小さく、しかもエネルギー回収の効率も良いエネルギー回収装置を提供することを目的とする。
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、本発明のエネルギー回収装置は、第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置に前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第１の判断手段を設け、前記第２のシリンダー装置に前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第２の判断手段を設け、前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに前記一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第３の判断手段を設け、前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに前記一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第４の判断手段を設け、前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して前記他端側の所定の位置となったと判断して信号を発する第５の判断手段を設け、前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して前記他端側の所定の位置となったと判断して信号を発する第６の判断手段を設け、前記第１の判断手段の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記第３の判断手段の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記第５の判断手段の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られまたは前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記第２の判断手段の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記第４の判断手段の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記第６の判断手段の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られまたは前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成されている。
また、本発明のエネルギー回収装置は、第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第１の位置検出器を配設し、前記第１のシリンダー装置の前記外壁に前記第１の位置検出器よりも前記一端側に近い位置で前記ピストンの移動方向に間隔を開けて前記ピストンを検出して信号を発する第３の位置検出器を配設し、さらに前記第１のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第５の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第２の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記外壁に前記第２の位置検出器よりも前記一端側に近い位置で前記ピストンの移動方向に間隔を開けて前記ピストンを検出して信号を発する第４の位置検出器を配設し、さらに前記第２のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第６の位置検出器を配設し、制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第３の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第５の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第４の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第６の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成しても良い。
また、本発明のエネルギー回収装置は、第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置を、それぞれに前記第１のシリンダー装置と前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通する状態と前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態と前記他端が前記排出路に連通する状態とに切り換え制御できるようにし、前記第１のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第１の位置検出器を配設し、前記第１のシリンダー装置の前記外壁に前記第１の位置検出器よりも前記一端側に近い位置で前記ピストンの移動方向に間隔を開けて前記ピストンを検出して信号を発する第３の位置検出器を配設し、さらに前記第１のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第５の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第２の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記外壁に前記第２の位置検出器よりも前記一端側に近い位置で前記ピストンの移動方向に間隔を開けて前記ピストンを検出して信号を発する第４の位置検出器を配設し、さらに前記第２のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第６の位置検出器を配設し、制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第３の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第５の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られるように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第４の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第６の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞らるように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成することもできる。
また、本発明のエネルギー回収装置は、第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第１の位置検出器を配設するとともに、前記第１のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第５の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第２の位置検出器を配設するとともに、前記第２のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第６の位置検出器を配設し、制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の位置検出器の前記信号により、予め設定された第１の時間の計時が開始されるとともに前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置による前記第１の時間の計時で、前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第５の位置検出器の前記信号により、前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の位置検出器の前記信号により、予め設定された第２の時間の計時が開始されるとともに前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置による前記第２の時間の計時で、前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第６の位置検出器の前記信号により、前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成することもできる。
また、本発明のエネルギー回収装置は、第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して第１の計時開始信号を発する第１の計時開始位置検出器を配設し、前記第１の計時開始位置検出器から前記一端側に距離Ｌ１、Ｌ３を隔てた位置Ｐ１、Ｐ３を設定し、前記第１のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第５の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して第２の計時開始信号を発する第２の計時開始位置検出器を配設し、前記第２の計時開始位置検出器から前記一端側に距離Ｌ２、Ｌ４を隔てた位置Ｐ２、Ｐ４を設定し、前記第２のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第６の位置検出器を配設し、前記膜分離装置の前記流出口から流出する高圧濃縮水の流量を測定する流量測定手段を設け、この流量測定手段で測定された流量と前記第１のシリンダー装置および前記第２のシリンダー装置のそれぞれのシリンダー断面積とからそれぞれのピストンの移動速度を求め、前記移動速度から前記距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を移動するのに要する時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を予め算出して制御装置に記憶し、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の計時開始位置検出器の前記第１の計時開始信号により前記時間ｔ１、ｔ２の計時が開始され、前記時間ｔ１の計時で、前記制御装置からの信号により前記第２のシリンダー装置の他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記時間ｔ３の計時で、前記制御装置からの信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第５の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の計時開始位置検出器の前記第２の計時開始信号により前記時間ｔ２、ｔ４の計時が開始され、前記時間ｔ２の計時で、前記制御装置からの信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記時間ｔ４の計時で、前記制御装置からの信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第６の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成することもできる。
また、本発明のエネルギー回収装置は、第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して第１の計時開始信号を発する第１の計時開始位置検出器を配設し、前記第１の計時開始位置検出器から前記一端側に距離Ｌ１、Ｌ３を隔てた位置Ｐ１、Ｐ３を設定し、前記第２のシリンダー装置の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して第２の計時開始信号を発する第２の計時開始位置検出器を配設し、前記第２の計時開始位置検出器から前記一端側に距離Ｌ２、Ｌ４を隔てた位置Ｐ２、Ｐ４を設定し、前記膜分離装置の前記流出口から流出する高圧濃縮水の流量を測定する流量測定手段を設け、この流量測定手段で測定された流量と前記第１のシリンダー装置および前記第２のシリンダー装置のそれぞれのシリンダー断面積とからそれぞれのピストンの移動速度を求め、前記移動速度から前記距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を移動するのに要する時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を予め算出して制御装置に記憶し、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の計時開始位置検出器の前記第１の計時開始信号により前記時間ｔ１、ｔ３の計時が開始され、前記時間ｔ１の計時で、前記制御装置からの信号により前記第２のシリンダー装置の他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記時間ｔ３の計時で、前記制御装置からの信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第１の計時開始位置検出器の前記第１の計時開始信号により予め設定された第５の時間の計時が開始され、前記第５の時間の計時で、前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の計時開始位置検出器の前記第２の計時開始信号により前記時間ｔ２、ｔ４の計時が開始され、前記時間ｔ２の計時で、前記制御装置からの信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記時間ｔ４の計時で、前記制御装置からの信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第２の計時開始位置検出器の前記第２の計時開始信号により予め設定された第６の時間の計時が開始され、前記第６の時間の計時で、前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成することもできる。
さらに、前記第１の流路切換装置および前記第２の流路切換装置の流路切換速度が、前記第１のシリンダー装置および前記第２のシリンダー装置の前記他端と前記膜分離装置の前記流出口を連通するときには遅く、前記他端と前記膜分離装置の前記流出口の連通を遮断するときには速くなるように構成することも可能である。
そして、前記第１の流路切換装置および前記第２の流路切換装置が、それぞれのシリンダーに、前記流出ポートと前記流入ポートの間に前記流出入ポートを配設し、前記流出ポートと前記流出入ポートの間に位置して前記流出ポートと前記流出入ポートの連通を遮断するとともに前記流出入ポートと前記流入ポートの間に位置して前記流出入ポートと前記流入ポートの連通を遮断する第１のピストンを設け、前記第１のピストンが前記流出入ポートと前記流入ポートの間の位置から前記流出ポートと前記流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態を経て前記流出ポートと前記流出入ポートの間の位置に移動するように構成することもできる。
また、請求項３記載のエネルギー回収装置において、前記第１の流路切換装置および前記第２の流路切換装置が、それぞれのシリンダーに、前記流出ポートと前記流入ポートの間に前記流出入ポートを配設し、前記流出ポートと前記流出入ポートの間に位置して前記流出ポートと前記流出入ポートの連通を遮断するとともに前記流出入ポートと前記流入ポートの間に位置して前記流出入ポートと前記流入ポートの連通を遮断する第１のピストンを設け、前記第１のピストンが前記流出ポートと前記流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態の位置にあることを検出するピストン位置検出手段を設け、前記第１のピストンを前記流出入ポートと前記流入ポートの間の位置と前記流出ポートと前記流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態の位置と前記流出ポートと前記流出入ポートの間の位置に切り換え制御できるように構成しても良い。
請求項１記載のエネルギー回収装置によれば、第１と第２のシリンダー装置に第１と第２のシリンダー装置のピストンが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第１と第２の判断手段を設け、第１と第２のシリンダー装置のピストンが他端側から一端側に移動して所定の位置よりもさらに一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第３と第４の判断手段を設け、第１と第２のシリンダー装置のピストンが一端側から他端側に移動して他端側の所定の位置となったと判断して信号を発する第５と第６の判断手段を設けたので、第３と第４の判断手段の信号によりピストンがシリンダー装置の一端側の端面に衝突する前に流路切換装置が切り換えられて、圧送工程から充填工程となり、第５と第６の判断手段の信号によりピストンがシリンダー装置の他端側の端面に衝突する前に流路切換装置が切り換えられて、充填工程から流路面積が絞られた状態を経て圧送工程となる。もって、端面へのピストンの衝突による衝撃音や振動が生じない。しかも、第１と第２の判断手段の信号により一方のシリンダー装置が圧送工程にある間に他方のシリンダー装置を圧送工程に切り換えることで、膜分離装置からの高圧濃縮水の流出口から流出が妨げられるようなことがなく、高圧濃縮水の流量や圧力に急激な変動が生じることがなく、機器に振動と騒音が発生したり逆浸透膜が損傷するなどの虞がなく、またエネルギー回収の効率も良くなる。
請求項２記載のエネルギー回収装置によれば、第１ないし第６の判断手段として、ピストンの移動を検出して信号を発する第１ないし第６の位置検出器を設けたので、ピストンの位置が確実に検出でき、流路切換装置の切り換えを適切になし得る。
請求項３記載のエネルギー回収装置によれば、充填工程において、第５と第６の位置検出器の信号により、流路切換装置の排出路に連通する流路面積を絞った状態とするので、流路抵抗が大きくなり、ピストンの移動にブレーキ作用が加わる。そこで、ピストンの移動速度が減速されて、ピストンがシリンダー装置の他端側の端面に激しく衝突するようなことがない。もって、衝撃音や振動が低減される。
請求項４記載のエネルギー回収装置によれば、第３と第４の判断手段として、圧送工程において、所定の位置に配設した第１と第２の位置検出器からのピストンを検出した信号から所定時間を計時して、その計時後にはピストンがさらに一端側に移動して所定位置となったと推測して、流路切換装置を切り換えてシリンダー装置を圧送工程から充填工程となるようにするので、位置検出器を設置する個数を減少させることができる。
請求項５記載のエネルギー回収装置によれば、第１ないし第４の判断手段として、圧送工程において、シリンダー装置の適宜な位置に配設した第１と第２の位置検出器から一端側に所定の位置とさらなる所定位置までの距離を設定し、ピストンの移動速度から第１と第２の位置検出器でピストンを検出した信号から予め設定された所定の位置とさらなる所定位置まで移動する時間を計時し、その計時後に、ピストンが所定の位置とさらなる所定位置に移動したと推測して、流路切換装置を切り換えてシリンダー装置を圧送工程から充填工程となるようにするので、位置検出器を配設する位置を自由に設定することができるとともに設置する個数を減少させることができる。
請求項６記載のエネルギー回収装置によれば、第１ないし第４の判断手段として、圧送工程において、シリンダー装置に適宜な位置に配設した第１と第２の位置検出器から一端側に所定の位置とさらなる所定位置までの距離を設定し、ピストンの移動速度から第１と第２の位置検出器でピストンを検出した信号から予め設定された所定の位置とさらなる所定位置まで移動する時間を計時し、その計時後に、ピストンが所定の位置とさらなる所定位置に移動したと推測して、流路切換装置を切り換えてシリンダー装置を圧送工程から充填工程となるすることができる。また、第５と第６の判断手段として、充填工程において、シリンダー装置に適宜な位置に配設した第１と第２の位置検出器から他端側に所定の位置までのピストンが移動する第５と第６の時間を予め設定し、第１と第２の位置検出器でピストンを検出した信号から時間を計時し、その計時後に、ピストンが他端側の所定の位置に移動したと推測して、流路切換装置を切り換えてシリンダー装置を充填工程から圧送工程となるすることができる。もって、位置検出器を配設する位置を自由に設定することができるとともに設置する個数をさらに減少させることができる。
請求項７記載のエネルギー回収装置によれば、流路路切換装置の流路切換速度が、流出入ポートを流入ポートを連通させるときには遅いので、ピストンの移動速度が速い充填工程において、充填工程から圧送工程に切り換える際に、流出入ポートと流出ポートの間の流路面積を徐々に絞った状態を経て、流出入ポートと流出ポートの間の連通を遮断し、さらに流出入ポートを流入ポートの間を徐々に連通させる。流出入ポートと流出ポートの間の流路面積を徐々に絞った状態を経て流出入ポートと流出ポートの間の連通を遮断することで、流路抵抗が大きくなってピストンの移動にブレーキとして作用し、さらには移動を停止させる。もって、ピストンがシリンダー装置に他端側の面に衝突することがなく、または衝突してもその衝撃が小さく、振動や騒音の発生がない。しかも、流出入ポートを流入ポートの間を徐々に連通させるので、シリンダー装置に高圧濃縮水が急激に大量に流入することがなく、この点からも振動や騒音の発生が抑制される。
請求項８記載のエネルギー回収装置にあっては、流路切換装置を、第１のピストンが流出入ポートと流入ポートの間の位置から流出ポートと流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態を経て流出ポートと流出入ポートの間の位置に移動するようにしたので、シリンダー装置を充填工程から圧送工程に切り換えるときに、流路抵抗が大きくなり、充填工程にあるピストンの移動にブレーキとして作用する。もって、ピストンがシリンダー装置に他端側の面に衝突することがなく、または衝突してもその衝撃が小さく、振動や騒音の発生がない。構成することもできる。
請求項９記載のエネルギー回収装置にあっては、流路切換装置に、第１のピストンが流出ポートと流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態の位置にあることを検出するピストン位置検出手段を設けているので、このピストン位置検出手段の信号で第１のピストンを停止させることができ、流出ポートと流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態に確実に制御することができる。
本発明の第１実施例を図１および図２を参照して説明する。図１は、海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第１実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。図２は、流路切換装置の油圧流路の一例である。図１および図２において、図８に示された従来の構造と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
本発明の第１実施例において、第１のシリンダー装置７ａの他端は第１の流路切換装置２０ａの流出入ポート２２ｂに連通され、第２のシリンダー装置７ｂの他端は第２の流路切換装置２０ｂの流出入ポート２１ｂに連通される。また、第１の流路切換装置２０ａの流入ポート２２ａおよび第２の流路切換装置２０ｂの流入ポート２１ａは膜分離装置３の高圧濃縮海水４の流出口２３に連通される。さらに、第１の流路切換装置２０ａおよび第２の流路切換装置２０ｂの流出ポート２２ｃ、２１ｃがそれぞれ排出路６０に連通される。第１の流路切換装置２０ａは、シリンダー２４ａに流出ポート２２ｃと流入ポート２２ａの間に流出入ポート２２ｂを配設して、シリンダー２４ａに１つの流出ポート２２ｃと１つの流出入ポート２２ｂと１つの流入ポート２２ａと１つの調整ポート２９ａが順次に設けられる。そして、シリンダー２４ａ内に、流出ポート２２ｃと流出入ポート２２ｂの間に位置してこれを遮断するとともに流出入ポート２２ｂと流入ポート２２ａの間に位置してこれを遮断する第１のピストン２６ａと、第１のピストン２６ａが流出ポート２２ｃと流出入ポート２２ｂの間に位置した状態で、流入ポート２２ａより流出入ポート２２ｂと反対側に位置する第２のピストン２５ａを設け、第１のピストン２６ａと第２のピストン２５ａをピストンロッド２７ａで連結する。ピストンロッド２７ａの一端は駆動シリンダー装置２８ａに連結され、駆動シリンダー装置２８ａの駆動に連動してピストンロッド２７ａがシリンダー２４ａ内を往復動する。そして、シリンダー２４ａの流入ポート２２ａ側の端部に調整ポート２９ａが設けられる。
また、第２の流路切換装置２０ｂも同様に、シリンダー２４ｂに流出ポート２１ｃと流入ポート２１ａの間に流出入ポート２１ｂを配設して、シリンダー２４ｂに１つの流出ポート２１ｃと１つの流出入ポート２１ｂと１つの流入ポート２１ａと１つの調整ポート２９ｂが順次に設けられる。そして、シリンダー２４ｂ内に、流出ポート２１ｃと流出入ポート２１ｂの間に位置してこれを遮断するとともに流出入ポート２１ｂと流入ポート２１ａの間に位置してこれを遮断する第１のピストン２６ｂと、第１のピストン２６ｂが流出ポート２１ｃと流出入ポート２１ｂの間に位置した状態で、流入ポート２１ａより流出入ポート２１ｂと反対側に位置する第２のピストン２５ｂを設け、第１のピストン２６ｂと第２のピストン２５ｂをピストンロッド２７ｂで連結する。ピストンロッド２７ｂの一端は駆動シリンダー装置２８ｂに連結され、駆動シリンダー装置２８ｂの駆動に連動してピストンロッド２７ｂがシリンダー２４ｂ内を往復動する。そして、シリンダー２４ｂの流入ポート２１ａ側の端部に調整ポート２９ｂが設けられる。
さらに、第１のシリンダー装置７ａの流路方向規制手段１０側である一端側の外壁に第１の位置検出器３０ａが配設され、第２のシリンダー装置７ｂの流路方向規制手段１０側である一端側の外壁に第２の位置検出器３０ｂが配設される。さらに、第１の シリンダー装置７ａの外壁に、より一端側の流路方向規制手段１０側の位置に第１の位置検出器３０ａからピストン８ａの移動方向（図１で右側から左側）に適宜な間隔を設定して第３の位置検出器３１ａが配設され、第２のシリンダー装置７ｂの外壁に、より一端側の流路方向規制手段１０側の位置に第２の位置検出器３０ｂからピストン８ｂの移動方向（図１で右側から左側）に適宜な間隔を設定して第４の位置検出器３１ｂが配設される。また、第１のシリンダー装置７ａの第１の流路切換装置２０ａ側である他端側の外壁に第５の位置検出器３６ａが配設され、第２の シリンダー装置７ｂの第２の流路切換装置２０ｂ側である他端側の外壁に第６の位置検出器３６ｂが配設される。第１ないし第６の位置検出器３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、３６ａ、３６ｂの検出した信号が制御手段としての制御装置３２に送信される。これらの第１ないし第６の位置検出器３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、３６ａ、３６ｂは、一例として磁気近接センサーであり、ピストン８ａ、８ｂが移動して近接すると、これを検出して信号を出力する。制御装置３２にあっては、第１ないし第６の位置検出器３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、３６ａ、３６ｂの信号に応じて、駆動シリンダー装置２８ａ、２８ｂの油圧流路を切り換える電磁弁３３、３４に電圧を印加しまたは印加せず、若しくは印加する電流の方向を適宜に切り換え制御する。なお、３５は、油圧流路の油圧源である。そして、制御装置３２は、第１のシリンダー装置７ａおよび第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ａ、８ｂが他端側から一端側に移動する圧送工程の状態のときに、第１ないし第４の位置検出器３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂの検出した信号を受け付ける。また、制御装置３２は、第１のシリンダー装置７ａおよび第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ａ、８ｂが一端側から他端側に移動する充填工程の状態のときに、第５および第６の位置検出器３６ａ、３６ｂの検出した信号を受け付ける。制御装置３２にあっては、電磁弁３３、３４に電圧の印加の有無、若しくは印加する電流の方向から、第１のシリンダー装置７ａおよび第２のシリンダー装置７ｂが圧送工程にあるか充填工程にあるかを判別することができる。
そして、図１のごとく、第１のシリンダー装置７ａが圧送工程で、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程であるとすると、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが高圧濃縮海水４により押圧されて他端側から一端側に矢印（実線で示す）の図面で右側から左側の方向に移動して、第１のシリンダー装置７ａ内の低圧の海水が高圧とされて流路方向規制手段１０に流出され、もってエネルギーの回収がなされる。また、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが流路方向規制手段１０から流入する低圧の海水により押圧されて一端側から他端側に矢印（実線で示す）の図面で左側から右側の方向に移動して、第２のシリンダー装置７ｂ内のエネルギーが回収されて低圧となった濃縮海水が排出される。この第１のシリンダー装置７ａが圧送工程で、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程であると、第１の流路切換装置２０ａは、流出ポート２２ｃと流出入ポート２２ｂの連通が第１のピストン２６ａで遮断され、流出入ポート２２ｂと流入ポート２２ａが連通していて、高圧濃縮海水４が第１のシリンダー装置７ａ内に流入する。第２の流路切換装置２０ｂは、流出ポート２１ｃと流出入ポート２１ｂが連通され、第２のシリンダー装置７ｂ内の低圧の濃縮海水が流出ポート２１ｃから流出し、流入ポート２１ａと流出入ポート２１ａの連通が第１のピストン２６ｂで遮断され、高圧濃縮海水４が第２のシリンダー装置７ｂ内に流入しない。そして、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが高圧濃縮海水４により押圧されて矢印の方向に移動し、第１の位置検出器３０ａの位置に到達して第１の位置検出器３０ａから信号が制御装置３２に送信される。すると、制御装置３２は電磁弁３３に切換信号を送信して、電磁弁３３の油圧流路を切り換えて駆動シリンダー装置２８ｂを駆動させて、第２の流路切換装置２０ｂのピストンロッド２７ｂを軸方向に移動させて、第１のピストン２６ｂで流出入ポート２１ｂと流出ポート２１ｃの連通が遮断され流入ポート２１ａと流出入ポート２１ｂが連通され、第２のシリンダー装置７ｂも圧送工程の状態となる。この状態では、第１と第２のシリンダー装置７ａ、７ｂのいずれにも高圧濃縮海水４が流入する。そこで、高圧濃縮海水４の流れが妨げられることがなく、膜分離装置３の流出口２３の圧力が急激に高くなるようなことがない。さらに、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａがさらに矢印の方向に移動して第３の位置検出器３１ａの位置に到達して、第３の位置検出器３１ａから信号が制御装置３２に送信されると、今度は、制御装置３２は電磁弁３４に切換信号を送信して、電磁弁３４の油圧流路を切り換えて駆動シリンダー装置２８ａを駆動させて第１の流路切換装置２０ａのピストンロッド２７ａを軸方向に移動させて、第１のピストン２６ａが流入ポート２２ａと流出入ポート２２ｂの連通を遮断するととも流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通させ、第１のシリンダー装置７ａが充填工程の状態となる。この第１のシリンダー装置７ａが圧送工程にある間に、充填工程にある第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが一端側から他端側に移動して第６の位置検出器３６ｂの位置に到達すると、第６の位置検出器３６ｂから信号が制御装置３２に送信され、制御装置３２は電磁弁３３に切換信号を送信して、第２の流路切換装置２０ｂの流路を切り換えて流出入ポート２１ｂと流出ポート２１ｃの連通が絞られた状態を経て遮断され、さらに流入ポート２１ａと流出入ポート２１ｂが連通され、第２のシリンダー装置７ｂを圧送工程とする。この第２のシリンダー装置７ｂを充填工程から圧送工程状態とするのは、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａを第１の位置検出器３０ａで検出するのと、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂを第６の位置検出器３６ｂで検出するのと、いずれか早い方の検出信号に応じてなされる。
圧送工程となった第２のシリンダー装置７ｂは、ピストン８ｂが高圧濃縮海水４により押圧されて破線で示す矢印の方向に移動して、第２の位置検出器３０ｂの位置に到達して第２の位置検出器３０ｂから信号が制御装置３２に送信される。すると、制御装置３２は電磁弁３４に切換信号を送信して、電磁弁３４の油圧流路を切り換えて駆動シリンダー装置２８ａを駆動させて第１の流路切換装置２０ａのピストンロッド２７ａを軸方向に移動させて、第１のピストン２６ａで流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃの連通が遮断され流入ポート２２ａと流出入ポート２２ｂが連通されて、第１のシリンダー装置７ａが再び圧送工程の状態となる。この状態では、第１と第２のシリンダー装置７ａ、７ｂのいずれにも高圧濃縮海水４が流入する。そこで、高圧濃縮海水４の流れが妨げられることがなく、膜分離装置３の流出口２３の圧力が急激に高くなるようなことがない。さらに、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂがさらに破線で示す矢印の方向に移動して第４の位置検出器３１ｂの位置に到達して、第４の位置検出器３１ｂから信号が制御装置３２に送信されると、今度は、制御装置３２は電磁弁３３に切換信号を送信して、電磁弁３３の油圧流路を切り換えて駆動シリンダー装置２８ｂを駆動させて第２の流路切換装置２０ｂのピストンロッド２７ｂを軸方向に移動させて、第２のピストン２６ｂが流入ポート２１ａと流出入ポート２１ｂの連通を遮断するととも流出入ポート２１ｂと流出ポート２１ｃを連通させ、第２のシリンダー装置７ｂが再び充填工程の状態となる。この第２のシリンダー装置７ｂが圧送工程にある間に、充填工程にある第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが一端側から他端側に移動して第５の位置検出器３６ａの位置に到達すると、第５の位置検出器３６ａから信号が制御装置３２に送信され、制御装置３２は電磁弁３４に切換信号を送信して、第１の流路切換装置２０ａの流路を切り換えて第１のシリンダー装置７ａを圧送工程とする。この第１のシリンダー装置７ａを充填工程から圧送工程状態とするのは、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂを第２の位置検出器３０ｂで検出するのと、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａを第５の位置検出器３６ａで検出するのと、いずれか早い方の検出信号に応じてなされる。
以上のように、第１と第２のシリンダー装置７ａ、７ｂを、交互に圧送工程と充填工程に切り換えて繰り返し行うことにより、連続した海水の逆浸透圧濾過とエネルギーの回収が可能となる。 本発明にあっては、第１のシリンダー装置７ａに第１の流路切換装置２０ａを設け、第２のシリンダー装置７ｂに第２の流路切換装置２０ｂを設け、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａの位置を第１と第３の位置検出装置３０ａ、３１ａで検出するとともに、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂの位置を第２と第４の位置検出装置３０ｂ、３１ｂで検出することで、第１と第２の流路切換装置２０ａ、２０ｂの流路切換のタイミングを適宜に制御して、一方のシリンダー装置が圧送工程を終了する前に他方のシリンダー装置を圧送工程に切り換えることができる。なお、圧送工程におけるシリンダー装置のピストンの移動速度は、膜分離装置３の流出口２３から流出する高圧濃縮海水４の流量により制約される。また、充填工程にあるシリンダー装置にあるピストンの移動速度は、取水ポンプ１の吐き出し流量により決まる。そこで、取水ポンプ１の吐き出し流量を調整することで、圧送工程におけるシリンダー装置のピストンが流路方向規制手段１０に連通する一端側に移動到達する速度よりも、充填工程におけるシリンダー装置のピストンが他端側に移動到達する速度が早くなるように設定される。かかる設定状態にあっては、通常動作にあっては、第１と第２の位置検出器３０ａ、３０ｂでピストン８ａ、８ｂが検出される前に、第５と第６の位置検出器３６ａ、３６ｂでピストン８ａ、８ｂが検出される。ところで、一方のシリンダー装置が圧送工程にある状態で、他方のシリンダー装置が充填工程から圧送工程に必ず切り換えられるならば、２つのシリンダー装置に高圧濃縮海水４が何ら阻止されることなしに流入することができる。そのためには、第３と第４の位置検出器３１ａ、３１ｂでピストン８ａ、８ｂが検出されて圧送工程にある一方のシリンダー装置が充填工程に切り換えられる前に、第５と第６の位置検出器３６ａ、３６ｂでピストン８ａ、８ｂが検出されて、充填工程にある他方のシリンダー装置が圧送工程に切り換えられる必要がある。そこで、圧送工程よりも充填工程でのピストン８ａ、８ｂの移動速度が速くなるように設定されている。逆に、一方のシリンダー装置が充填工程にある状態で、他方のシリンダー装置が圧送工程から充填工程に切り換えられたならば、高圧濃縮海水４の流入が阻止され、重大な問題を生じさせる。かかる問題を生じさせないために、第１と第２の位置検出器３０ａ、３０ｂを設けて、圧送工程にある一方のシリンダー装置のピストンが一端側の所定の位置に移動到達して、一方のシリンダー装置の圧送工程が終了する前に、充填工程にある他方のシリンダー装置を圧送工程に必ず切り換えている。
従来技術では、１つの流路切換装置に２つの流出入ポートが設けられており、一方のシリンダー装置を充填工程から圧送工程に切り換える際、圧送工程に切り換えられる方のシリンダー装置に連通する流出入ポートにおいて流入する高圧濃縮海水４の増加の流量割合と、充填工程に切り換えられる他方のシリンダー装置に連通する流出入ポートにおいて流入する高圧濃縮海水４の減少の流量割合が１：１となるように、２つのピストンと２つの流出入ポートの間隔設定がなされている。そこで、２つの流出入ポートの切り換え動作中の開口面積は、１つの流出入ポートの全開の開口面積と等しくなるように設定される。これに対して本発明は、他方のシリンダー装置を圧送工程に切り換える際に、圧送工程にある一方のシリンダー装置の流路切換装置の流出入ポートが全開状態のままで他方の流路切換装置の流出入ポートを開成するので、２つの流出入ポート２１ｂ、２２ｂが同時に全開となり、高圧濃縮海水４の流入に対して、流出入ポートの十分な開口面積が保持でき、膜分離装置３の流出口２３の圧力の急激な上昇が発生せずに、流路切換の過渡期においても流量や圧力の急激な変動が生じることがない。
本発明に用いられる第１の流路切換装置２０ａの油圧流路の一例は、図２に示されるように、駆動シリンダー装置２８ａのシリンダーの一端側に油圧配管４０が接続され、逆止弁４１と流量調整弁４２を平行に介して電磁弁３４に接続されている。逆止弁４１は、駆動シリンダー置２８ａへ圧油を流入させる向きで配設される。また、駆動シリンダー装置２８ａのシリンダーの他端側に油圧配管４３が接続され、逆止弁４４と流量調整弁４５を平行に介して電磁弁３４に接続されている。逆止弁４４は、駆動シリンダー装置２８ａから圧油の流出を阻止する向きで配設される。電磁弁３４は制御装置３２からの制御信号により流路を切り換えて、油圧源３５から供給される圧油を駆動シリンダー装置２８ａに供給するとともに駆動シリンダー装置２８ａからの戻り油を貯油槽に排出する。駆動シリンダー装置２８ａのシリンダーの一端側の油圧配管４０に圧油が流入すると、第１のピストン２６ａが、流出入ポート２２ｂと流入ポート２２ａとの連通を遮断するとともに流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通した状態から、流出入ポート２２ｂと流入ポート２２ａを連通させるとともに流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃの連通を遮断するようにピストンロッド２７ａが移動する。また、駆動シリンダー装置２８ａのシリンダーの他端側の油圧配管４３に圧油が流入すると、第１のピストン２６ａが、流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃの連通を遮断するとともに流出入ポート２２ｂと流入ポート２２ａを連通した状態から、流出入ポート２２ｂと流入ポート２２ａの連通を遮断するとともに流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通させるようにピストンロッド２７ａが移動する。
図２に示す第１の流路切換装置２０ａの油圧流路において、圧油は流量規制のない逆止弁４１を通って油圧配管４０から駆動シリンダー装置２８ａに供給されるが、排出される流量は流量調整弁４５で適宜に絞られているため、第１のピストン２６ａの移動速度は遅く、第１の流路切換装置２０ａの流路切換が緩慢に行われ、第１のシリンダー装置７ａを充填工程から圧送工程に切り換えるときは、まず流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通する流路が第１のピストン２６ａで徐々に絞られて遮断され、それに続いて流入ポート２２ａと流出入ポート２２ｂの流路が徐々に連通される。逆に、圧送工程から充填工程に切り換わる場合、駆動シリンダー装置２８ａに油圧配管４３から供給される圧油は、流量規制のない逆止弁４４を通って駆動シリンダー装置２８ａに供給されるが、排出される流量は流量調整弁４２で適宜に絞られるが、その絞り量は流量調整弁４５による絞り量よりも大幅に少なく調整され、第１のピストン２６ａの移動速度が早くなるように設定される。そこで、第１の流路切換装置２０ａの流路切換が迅速に行われ、第１のシリンダー装置７ａを圧送工程から充填工程に切り換えるときは、流入ポート２２ａと流出入ポート２２ｂの連通が迅速に遮断されるとともに流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃが迅速に連通される。図２の第１の流路切換装置２０ａの油圧流路にあっては、第１のシリンダー装置７ａが充填工程から圧送工程への流路切換が緩やかに行われるので、第１のシリンダー装置７ａから排出される流体の流路が絞られることで流路抵抗が大きくなり、ピストン８ａの移動にブレーキとして作用して移動速度が減速し、さらに流路が遮断されることでピストン８ａが停止され、ピストン８ａがシリンダーの他端側に当接することがなく、また当接してもその衝撃を小さなものとすることができる。また、高圧濃縮海水４が流入する流路切換の過渡期においても流量や圧力の急激な変動が生じることがない。なお、第２の流路切換装置２０ｂの油圧流路にあっても、同様の構造であり、重複する説明を省略する。なお、第１のシリンダー装置７ａの充填工程から圧送工程への流路切換は、第２のシリンダー装置７ｂが圧送工程から充填工程に流路切換がなされる前に、終了しなければならない。そこで、第１の位置検出装置３０ａでピストン８ａが検出されてから第３の位置検出装置３１ａで検出されるまでに、第２のシリンダー装置７ｂの流路切換が終了するように流量調整弁４２、４５が設定される。同様に、第２の位置検出装置３０ｂでピストン８ｂが検出されてから第４の位置検出装置３１ｂで検出されるまでに、第１のシリンダー装置７ａの流路切換が終了するように流量調整弁４２、４５が調整される。
上述の第１実施例にあっては、第１の位置検出器３０ａと制御装置３２が第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第１の判断手段として作用し、第２の位置検出器３０ｂと制御装置３２が第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第２の判断手段として作用する。また、第３の位置検出器３１ａと制御装置３２が第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが他端側から一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第３の判断手段として作用し、第４の位置検出器３１ｂと制御装置３２が第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが他端側から一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第４の判断手段として作用する。さらに、第５の位置検出器３６ａと制御装置３２が第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが一端側から他端側に移動して他端側の所定の位置となったと判断して信号を発する第５の判断手段として作用し、第６の位置検出器３６ｂと制御装置３２が第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが一端側から他端側に移動して他端側の所定の位置となったと判断して信号を発する第６の判断手段として作用する。
次に、本発明の第２実施例を図３および図４を参照して説明する。図３は、海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第２実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。図４は、第２実施例の流路切換装置の油圧流路の一例である。図３および図４において、図１と図２および図８に記載した部材と同じ若しくは均等なものには同じ符号を付け、重複する説明を省略する。
図３および図４に示す第２実施例の構造において、第１実施例と相違するところは、駆動シリンダー装置２８ａ、２８ｂと、これを切り換えるための電磁弁の構造が相違し、この相違により第１と第２のシリンダー装置７ａ、７ｂの動作が相違していることにある。まず、第１の流路切換装置２０ａの駆動シリンダー装置２８ａのピストンロッド５５ａの一端側がシリンダーから突出していて、その突出する部分に位置検出用突起５７ａが配設されている。そして、第１の流路切換装置２０ａの第１のピストン２６ａが流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通させた位置から流出ポート２２ｃ側に移動して流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通する流路面積を絞った位置となった際に、位置検出用突起５７ａを検出するようにリミットスイッチ５６ａが配設される。また、第２の流路切換装置２０ｂの駆動シリンダー装置２８ｂのピストンロッド５５ｂの一端側がシリンダーから突出していて、その突出する部分に位置検出用突起５７ｂが配設されている。そして、第２の流路切換装置２０ｂの第１のピストン２６ｂが流出入ポート２１ｂと流出ポート２１ｃを連通させた位置から流出ポート２１ｃ側に移動して流出入ポート２１ｂと流出ポート２１ｃを連通する流路面積を絞った位置となった際に、位置検出用突起５７ｂを検出するようにリミットスイッチ５６ｂが配設される。さらに、駆動シリンダー装置２８ａ、２８ｂに圧油を供給する電磁弁５８ａ、５８ｂは、Ｐ、Ｔ、Ｘ、Ｙポートがブロックセンタまたはタンデムセンタのものが使用される。なお、５９ａ、５９ｂは貯油槽である。位置検出用突起５７ａ、５７ｂとリミットスイッチ５６ａ、５６ｂでピストン位置検出手段を構成している。
そして、図３のごとく、第１のシリンダー装置７ａが圧送工程で、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程であると、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが高圧濃縮海水４により押圧されて矢印の方向に移動し、第１の位置検出器３０ａの位置に到達して第１の位置検出器３０ａから信号が制御装置３２に送信されると、制御装置３２は電磁弁５８ｂに切換信号を送信して、電磁弁５８ｂの油圧流路を切り換えて駆動シリンダー装置２８ｂを駆動させて、第２の流路切換装置２０ｂのピストンロッド２７ｂを移動させて、第１のピストン２６ｂで流出入ポート２１ｂと流出ポート２１ｃの連通が完全に遮断され流入ポート２１ａと流出入ポート２１ｂが連通され、第２のシリンダー装置７ｂも圧送工程の状態となる。さらに、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａがさらに矢印の方向に移動して第３の位置検出器３１ａの位置に到達して、第３の位置検出器３１ａから信号が制御装置３２に送信されると、今度は、制御装置３２は電磁弁５８ａに切換信号を送信して、電磁弁５８ａの油圧流路を切り換えて駆動シリンダー装置２８ａを駆動させて第１の流路切換装置２０ａのピストンロッド２７ａを移動させて、第１のピストン２６ａが流入ポート２２ａと流出入ポート２２ｂの連通を遮断するととも流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通させ、第１のシリンダー装置７ａが充填工程の状態となる。この第１のシリンダー装置７ａが圧送工程にある間に、充填工程にある第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが一端側から他端側に移動して第６の位置検出器３６ｂの位置に到達すると、第６の位置検出器３６ｂから信号が制御装置３２に送信され、制御装置３２は電磁弁５８ｂに切換信号を送信して、第２の流路切換装置２０ｂの流路を切り換えてリミットスイッチ５６ｂが位置検出用突起５７ｂを検出するまでピストンロッド５５ｂを移動させ、第１のピストン２６ｂが流出入ポート２１ｂと流出ポート２１ｃを連通させる流路の流路面積を絞った状態とし、この流路面積を絞った状態で第１のピストン２６ｂの位置が維持される。そして、この第２のシリンダー装置７ｂを流路面積を絞った状態の充填工程から圧送工程への切り換えは、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａを第１の位置検出器３０ａで検出する信号に応じてなされる。
そして、圧送工程となった第２のシリンダー装置７ｂは、ピストン８ｂが破線の矢印の方向に移動し、第２の位置検出器３０ｂの位置に到達して第２の位置検出器３０ｂから信号が制御装置３２に送信されると、制御装置３２は電磁弁５８ａに切換信号を送信して、電磁弁５８ａの油圧流路を切り換えて駆動シリンダー装置２８ａを駆動させて、第１の流路切換装置２０ａのピストンロッド２７ａを移動させて、第１のピストン２６ａで流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃの連通が完全に遮断され流入ポート２２ａと流出入ポート２２ｂが連通され、第１のシリンダー装置７ａも圧送工程の状態となる。さらに、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂがさらに破線の矢印の方向に移動して第４の位置検出器３１ｂの位置に到達して、第４の位置検出器３１ｂから信号が制御装置３２に送信されると、今度は、制御装置３２は電磁弁５８ｂに切換信号を送信して、電磁弁５８ｂの油圧流路を切り換えて駆動シリンダー装置２８ｂを駆動させて第２の流路切換装置２０ｂのピストンロッド２７ｂを移動させて、第１のピストン２６ｂが流入ポート２１ａと流出入ポート２１ｂの連通を遮断するととも流出入ポート２１ｂと流出ポート２１ｃを連通させ、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程の状態となる。この第２のシリンダー装置７ｂが圧送工程にある間に、充填工程にある第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが一端側から他端側に移動して第５の位置検出器３６ａの位置に到達すると、第５の位置検出器３６ａから信号が制御装置３２に送信され、制御装置３２は電磁弁５８ａに切換信号を送信して、第１の流路切換装置２０ａの流路を切り換えてリミットスイッチ５６ａが位置検出用突起５７ａを検出するまでピストンロッド５５ａを移動させ、第１のピストン２６ａが流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通させる流路の流路面積を絞った状態とし、この流路面積を絞った状態で第１のピストン２６ａの位置が維持される。そして、この第１のシリンダー装置７ａを流路面積を絞った状態の充填工程から圧送工程状態とするのは、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂを第２の位置検出器３０ｂで検出する信号に応じてなされる。
この第２実施例にあっては、第１のシリンダー装置７ａを充填工程から圧送工程に切り換えるときは、第５の位置検出器３６ａの信号により、流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通する流路が第１のピストン２６ａで絞られた状態となるので、流路抵抗が大きくなり、ピストン８ａの移動にブレーキとして作用して移動速度が減速する。そして、第２の位置検出器３０ｂの信号により流出入ポート２２ｂと流出ポート２２ｃを連通する流路が遮断され、さらに流入ポート２２ａと流出入ポート２２ｂの流路が連通されて圧送工程に切り換えられる。そこで、ピストン８ａは、流路抵抗によりブレーキが作用して移動速度が減速しさらに流路が遮断されることで、ピストン８ａが第１のシリンダー装置７ａの他端側に当接することがなく、または当接してもその衝撃を小さなものとすることができる。第２のシリンダー装置７ｂを充填工程から圧送工程に切り換えるときにも、同様であり、重複する説明を省略する。なお、第１と第２のシリンダー装置７ａ、７ｂは、圧送工程でピストン８ａ、８ｂの移動距離を最大限としてエネルギーの回収効率を良好とするために、圧送工程が終了する前に充填工程が終了することが望ましい。言い換えれば、第１と第２の位置検出器３０ａ、３０ｂから信号が送信される前に第５と第６の位置検出器３６ａ、３６ｂから信号が送信されることが望ましい。そこで、第１実施例と同様に、取水ポンプ１の取水量を適宜に調整することで充填工程のピストン８ａ、８ｂの移動速度を速いものとしている。
さらに、本発明の第３実施例を図５を参照して説明する。図５は、海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第３実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。図５において、図１ないし図４および図８に記載した部材と同じ若しくは均等なものには同じ符号を付け、重複する説明を省略する。
図５に示す第３実施例の構造において、第１のシリンダー装置７ａの外壁で一端側に第１の位置検出器３０ａが配設され、ピストン８ａが検出されて信号が制御装置３２に送信される。また、第２のシリンダー装置７ｂの外壁で一端側に第２の位置検出器３０ｂが配設され、ピストン８ｂが検出されて信号が制御装置３２に送信される。さらに、第１のシリンダー装置７ａの外壁で他端側に第５の位置検出器３６ａが配設され、ピストン８ａが検出されて信号が制御装置３２に送信される。また、第２のシリンダー装置７ｂの外壁で他端側に第６の位置検出器３６ｂが配設され、ピストン８ｂが検出されて信号が制御装置３２に送信される。そして、制御装置３２には、所定の時間が記憶設定される。この第３の実施例において、図１に示す第１の実施例と相違するところは、第１の実施例で設けられた第３と第４の位置検出器３１ａ、３１ｂが設けられておらず、第１と第２の位置検出器３０ａ、３０ｂから第３と第４の位置検出器３１ａ、３１ｂが設けられた位置までの距離Ｌ１、Ｌ２をピストン８ａ、８ｂが移動するために必要な第１と第２の時間が予め設定されて制御装置３２に記憶設定されたことにある。
そして、第１のシリンダー装置７ａが圧送工程で、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程にある状態で、第１の位置検出器３０ａがピストン８ａを検出して信号が制御装置３２に与えられると、制御装置３２は第２の流路切換装置２０ｂの流路を切り換えて第２のシリンダー装置７ｂを充填工程から圧送工程に切り換えるとともに第１の時間の計時を開始し、第１の時間が計時されると、第１の流路切換装置２０ａの流路を切り換えて第１のシリンダー装置７ａを圧送工程から充填工程に切り換える。また、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程で、第６の位置検出器３６ｂがピストン８ｂを検出して信号が制御装置３２に与えられると、制御装置３２は第２の流路切換装置２０ｂの流路を絞りを経て切り換えて、第２のシリンダー装置７ｂを充填工程から圧送工程に切り換える。このようにして、第１のシリンダー装置７ａが充填工程で、第２のシリンダー装置７ｂが圧送工程になると、今度は、第２の位置検出器３０ｂがピストン８ｂを検出して信号が制御装置３２に与えられると、制御装置３２は第１の流路切換装置２０ａの流路を切り換えて第１のシリンダー装置７ａを充填工程から圧送工程に切り換えるとともに第２の時間の計時を開始し、第２の時間が計時されると、第２の流路切換装置２０ｂの流路を切り換えて第２のシリンダー装置７ｂを圧送工程から充填工程に切り換える。また、第１のシリンダー装置７ａが充填工程で、第５の位置検出器３６ａがピストン８ａを検出して信号が制御装置３２に与えられると、制御装置３２は第１の流路切換装置２０ａの流路を絞りを経て切り換えて、第１のシリンダー装置７ａを充填工程から圧送工程に切り換える。制御手段３２に予め設定記憶される第１と第２の時間は、第１と第２の流路切換装置２０ａ、２０ｂが、完全に切り換わるのに要する時間（例えば１秒）以上に設定する。
第３実施例のエネルギー回収装置によれば、圧送工程の一方のシリンダー装置の一端側に設けられた位置検出器による検出により一方のシリンダー装置が圧送工程を終了する前に充填工程にある他方のシリンダー装置に設けられた流路切換手段の流路を切り換えて、他方のシリンダー装置を圧送工程に切り換えることができ、２つの流路切換装置の流入ポートが同時に閉塞されることがない。そして、制御装置で、一端側に設けられた位置検出器による検出で計時が開始され、所定の時間が計時されると、ピストンがさらに一端側の所定位置となったと判断して、一方のシリンダー装置に設けられた流路切換装置の流路を切り換えて、一方のシリンダー装置を充填工程とし、２つのシリンダー装置を圧送工程と充填工程に交互に切り換えて、効率よくエネルギーを回収することができる。そして、充填工程にあるの一方のシリンダー装置の他端側に設けられた位置検出器による検出により一方のシリンダー装置に設けられた流路切換手段の流路を絞った状態を経て切り換えて、一方のシリンダー装置を圧送工程に切り換えることができ、流路を絞ることでピストンの移動速度を減速して、他端側にピストンが当接することがなく、また当接してもその衝撃は小さい。
上述の第３実施例にあっては、第１の位置検出器３０ａと制御装置３２が第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第１の判断手段として作用し、第２の位置検出器３０ｂと制御装置３２が第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第２の判断手段として作用する。また、第１の位置検出器３０ａと第１の位置検出器３０ａによるピストン８ａを検出した信号で第１の時間を計時する制御装置３２が、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが他端側から一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第３の判断手段として作用し、第２の位置検出器３０ｂと第２の位置検出器３０ｂによるピストン８ｂを検出した信号で第２の時間を計時する制御装置３２が、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが他端側から一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第４の判断手段として作用する。そして、第５の位置検出器３６ａと制御装置３２が第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが一端側から他端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第５の判断手段として作用し、第６の位置検出器３６ｂと制御装置３２が第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが一端側から他端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第６の判断手段として作用する。
さらにまた、本発明の第４実施例を図６を参照して説明する。図６は、海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第４実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。図６において、図１ないし図５および図８に記載した部材と同じ若しくは均等なものには同じ符号を付け、重複する説明を省略する。
図６に示す第４実施例の構造において、第１のシリンダー装置７ａの外壁で比較的に他端側に第１の計時開始位置検出器５０ａが配設され、ピストン８ａの移動通過が検出されて第１の計時開始信号が制御装置３２に送信される。そして、第１の計時開始位置検出器５０ａから流路方向規制手段１０側に距離Ｌ１だけ離れた位置にＰ１、さらに一端側に離れた距離Ｌ３の位置にＰ３が設定される。また、第２のシリンダー装置７ｂの外壁で比較的に他端側に第２の計時開始位置検出器５０ｂが配設され、ピストン８ｂの移動通過が検出されて第２の計時開始信号が制御装置３２に送信される。そして、第２の計時開始位置検出器５０ｂから流路方向規制手段１０側に距離Ｌ２だけ離れた位置にＰ２、さらに一端側に離れた距離Ｌ４の位置にＰ４が設定される。また、第１のシリンダー装置７ａの外壁で他端側に第５の位置検出器３６ａが配設され、ピストン８ａの移動通過が検出されて信号が制御装置３２に送信される。そして、第２のシリンダー装置７ｂの外壁で他端側に第６の位置検出器３６ｂが配設され、ピストン８ｂの移動通過が検出されて信号が制御装置３２に送信される。さらに、膜分離装置３の流出口２３に連通する流路５１に流量測定手段５２が配設されて、高圧濃縮海水４の流量が測定され、その測定値が制御装置３２に与えられる。制御装置３２は、高圧濃縮海水４の流量と第１と第２のシリンダー装置７ａ、７ｂのそれぞれのシリンダー断面積とから、それぞれのピストン８ａ、８ｂの移動速度を求め、これらの移動速度から第１と第２の計時開始位置検出器５０ａ、５０ｂから距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４まで移動する時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を予め算出し記憶する。
そして、第１のシリンダー装置７ａが圧送工程で、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程にある状態で、第１の計時開始位置検出器５０ａがピストン８ａを検出して第１の計時開始信号が制御装置３２に与えられると、ピストン８ａが他端側から一端側に移動させる状態に第１の流路切換装置２０ａを設定している制御装置３２は計時を開始し、時間ｔ１後に、第２の流路切換装置２０ｂの流路を切り換えて第２のシリンダー装置７ｂを充填工程から圧送工程に切り換える。さらに、時間ｔ３後に、第１の流路切換装置２０ａの流路を切り換えて第１のシリンダー装置７ａを圧送工程から充填工程に切り換える。また、充填工程にある第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂを第６の位置検出器３６ｂが検出すると、ピストン８ｂが一端側から他端側に移動させる状態に第２の流路切換装置２０ｂを設定している制御装置３２は、第２の流路切換装置２０ｂの流出流路を絞った状態を経て流路を切り換え、第２のシリンダー装置７ｂを圧送工程に切り換える。このようにして、第１のシリンダー装置７ａが充填工程で、第２のシリンダー装置７ｂが圧送工程になると、今度は、第２の計時開始位置検出器５０ｂがピストン８ｂを検出して第２の計時開始信号が制御装置３２に与えられると、制御装置３２は計時を開始し、時間ｔ２後に、第１の流路切換装置２０ａの流路を切り換えて第１のシリンダー装置７ａを充填工程から圧送工程に切り換える。さらに、時間ｔ４後に、第２の流路切換装置２０ｂの流路を切り換えて第２のシリンダー装置７ｂを圧送工程から充填工程に切り換える。また、充填工程にある第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａを第５の位置検出器３６ａが検出すると、制御装置３２は第１の流路切換装置２０ａの流出流路を絞った状態を経て流路を切り換え、第１のシリンダー装置７ａを圧送工程に切り換える。
第４実施例のエネルギー回収装置によれば、圧送工程の一方のシリンダー装置に設けられた計時開始位置検出器による検出で計時が開始されてから所定の時間が計時されるとピストンが距離が設定された位置に移動したと判断して、一方のシリンダー装置が圧送工程を終了する前に、充填工程にある他方のシリンダー装置に設けられた流路切換手段の流路を切り換えて、他方のシリンダー装置を圧送工程に切り換えることができる。そこで、２つの流路切換装置の高圧濃縮海水４が流入する流入ポートが同時に閉塞されることがない。そして、さらなる所定の時間が計時されると、ピストンがさらに一端側の所定位置となったと判断して、一方のシリンダー装置に設けられた流路切換装置の流路を切り換えて、一方のシリンダー装置を充填工程とする。２つのシリンダー装置を圧送工程と充填工程に交互に切り換えて、効率よくエネルギーを回収することができる。そして、充填工程にあるの一方のシリンダー装置の他端側に設けられた位置検出器による検出により一方のシリンダー装置に設けられた流路切換手段を流路を絞った状態を経て切り換えて、一方のシリンダー装置を圧送工程に切り換えることができ、流路を絞ることでピストンの移動速度を減速して、他端側にピストンが当接することがなく、また当接してもその衝撃は小さい。
上述の第４実施例にあっては、第１の計時開始位置検出器５０ａと時間ｔ１を計時する制御装置３２が、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第１の判断手段として作用し、第２の計時開始位置検出器５０ｂと時間ｔ２を計時する制御装置３２が、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第２の判断手段として作用する。また、第１の計時開始位置検出器５０ａと時間ｔ３を計時する制御装置３２が、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが他端側から一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第３の判断手段として作用し、第２の計時開始位置検出器５０ｂと時間ｔ４を計時する制御装置３２が、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが他端側から一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第４の判断手段として作用する。そして、第５の位置検出器３６ａと制御装置３２が第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが一端側から他端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第５の判断手段として作用し、第６の位置検出器３６ｂと制御装置３２が第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが一端側から他端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第６の判断手段として作用する。
さらに、本発明の第５実施例を図７を参照して説明する。図７は、海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第５実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。図７において、図１ないし図６および図８に記載した部材と同じ若しくは均等なものには同じ符号を付け、重複する説明を省略する。
図７に示す第５実施例の構造において、第４実施例と相違するところは、以下のようなものである。第５と第６の位置検出器３６ａ、３６ｂが設けられておらず、第１の計時開始位置検出器５０ａから他端側の第１の流路切換装置２０ａ側に第５の位置検出器３６ａが設けられた位置までの距離Ｌ５をピストン８ａが移動するのに必要であると予め設定した第５の時間が制御装置３２に記憶設定される。また、第２の計時開始位置検出器５０ｂから他端側の第２の流路切換装置２０ｂ側に第６の位置検出器３６ｂが設けられた位置までの距離Ｌ６をピストン８ａが移動するのに必要であると予め設定した第６の時間が制御装置３２に記憶設定される。
そして、充填工程で第１の計時開始位置検出器５０ａが一端側から他端側に移動するピストン８ａを検出して信号が制御装置３２に与えられると、第１のシリンダー装置７ａが充填工程となるように第１の流路切換装置２０ａを設定している制御装置３２は第５の時間の計時を開始し、第５の時間を計時すると、第１の流路切換装置２０ａの流路を切り換えて第１のシリンダー装置７ａを充填工程から流出ポート２２ｃへの流路面積を絞った状態を経て圧送工程に切り換える。また、充填工程で第２の計時開始位置検出器５０ｂが一端側から他端側に移動するピストン８ｂを検出して信号が制御装置３２に与えられると、第２のシリンダー装置７ｂが充填工程となるように第２の流路切換装置２０ｂを設定している制御装置３２は第６の時間の計時を開始し、第６の時間の計時すると、第２の流路切換装置２０ｂの流路を切り換えて第２のシリンダー装置７ｂを充填工程から流出ポート２１ｃへの流路面積を絞った状態を経て圧送工程に切り換える。
第５実施例のエネルギー回収装置によれば、第４実施例と同様に、圧送工程の一方のシリンダー装置に設けられた計時開始位置検出器による他端側から一端側に移動するピストンの検出で計時が開始されてから所定の時間が計時されるとピストンが距離が設定された位置に移動したと判断して、一方のシリンダー装置が圧送工程を終了する前に、充填工程にある他方のシリンダー装置に設けられた流路切換手段の流路を切り換えて、他方のシリンダー装置を圧送工程に切り換えることができる。そこで、２つの流路切換装置の高圧濃縮海水４が流入する流入ポートが同時に閉塞されることがない。さらに、他の所定の時間が計時されると、一方のシリンダー装置に設けられた流路切換装置の流路を切り換えて、一方のシリンダー装置を充填工程とする。また、充填工程の一方のシリンダー装置に設けられた計時開始位置検出器による一端側から他端側に移動するピストンの検出で計時が開始されてから所定の時間が計時されると、一方のシリンダー装置に設けられた流路切換手段の流路面積を絞った状態を経て切り換えて、一方のシリンダー装置を圧送工程に切り換えることができ、流路を絞ることでピストンの移動速度を減速して、他端側にピストンが当接することがなく、また当接してもその衝撃は小さい。
上述の第５実施例にあっては、第１の計時開始位置検出器５０ａと第５の時間を計時する制御手段３２が、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが一端側から他端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第５の判断手段として作用する。そして、第２の計時開始位置検出器５０ｂと第６の時間を計時する制御手段３２が、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが一端側から他端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第６の判断手段として作用する。
なお、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第１の判断手段、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが他端側から一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第２の判断手段は、第１ないし第３実施例のごとくピストンが所定の位置を移動通過するのを検出して判別しても良いが、第４および第５実施例のごとく所定の位置とは別の他の位置にあるピストンを検出して、所定の位置に移動到達する時間を計時して、その計時された時間後にピストンが所定の位置を移動通過すると推測して判別しても良い。また、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが所定の位置よりもさらに他端側から一端側に移動して所定位置となったと判断して信号を発する第３の判断手段、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが所定の位置よりもさらに他端側から一端側に移動して所定位置となったと判断して信号を発する第４の判断手段は、第１および第２実施例のごとくピストンがある位置を移動通過するのを検出して判断しても良く、さらに第２ないし第５実施例のごとくピストンがある位置を移動通過するのを検出して、その時点から所定の時間を計時して、その計時された時間後にピストンが所定の位置を移動通過すると推測して判別しても良い。さらに、第１のシリンダー装置７ａのピストン８ａが一端側から他端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第５の判断手段、第２のシリンダー装置７ｂのピストン８ｂが一端側から他端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第６の判断手段は、第１ないし第４実施例のごとくピストンがある位置を移動通過するのを検出して判断しても良く、また第５実施例のごとくピストンがある位置を移動通過するのを検出して、その時点から所定の時間を計時して、その計時された時間後にピストンが所定の位置を移動通過すると推測して判別しても良い。
また、上述の第３ないし第５実施例は、第１実施例と同じ駆動シリンダー装置と電磁弁が用いられているが、第２実施例と同じ駆動シリンダー装置と電磁弁が用いられても良いことは、勿論である。さらに、第２実施例では、流路切換装置の流出入ポートと流出ポートの間の流路の流路面積を第１のピストンにより絞った状態として流路抵抗を大きくすることで、シリンダー装置のピストンにブレーキ作用を加えているが、充填工程で、圧送工程に切り換えられる前に、シリンダー装置から流出する流路の流路抵抗が大きくなれば良く、流出ポートから排出路６０に接続される間の配管または排出路自体に絞り機構を設けても良い。
さらに、上述の従来例の説明および本発明の実施例の説明は、いずれも海水を淡水化する水処理システムに適用されたエネルギー回収装置であるが、かかる適用例に限られない。本発明のエネルギー回収装置を、汚れが溶解した汚水から飲料に適したきれいな水を作る水処理システム等にも適用できることは、容易に理解し得るであろう。
海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第１実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。 第１実施例の流路切換装置の油圧流路の一例である。 海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第２実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。 第２実施例の流路切換装置の油圧流路の一例である。 海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第３実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。 海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第４実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。 海水淡水化システムに用いられた本発明のエネルギー回収装置の第５実施例の模式図であり、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。 従来例の海水淡水化システムに用いられたエネルギー回収装置の構成と水の流れを示す模式図で、第１のシリンダー装置が圧送工程、第２のシリンダー装置が充填工程にある状態を示す。
１ 取水ポンプ
２ 高圧ポンプ
３ 膜分離装置
４ 高圧の濃縮海水
５ 淡水
６ 流路切換装置
６ａ 流入ポート
６ｂ 第１の流出入ポート
６ｃ 第２の流出入ポート
６ｄ 第１の流出ポート
６ｅ 第２の流出ポート
７ａ 第１のシリンダー装置
７ｂ 第２のシリンダー装置
８ａ、８ｂ ピストン
９ 第１の連通口
１０ 流路方向規制装置
１１ 増圧ポンプ
１２ 第２の連通口
１３ａ 第１の位置検出器
１３ｂ 第２の位置検出器
１４ 制御装置
１５ 駆動装置
１６ シリンダー
１７ａ 第１のピストン
１７ｂ 第２のピストン
１８ ピストンロッド
２０ａ 第１の流路切換装置
２０ｂ 第２の流路切換装置
２１ａ、２２ａ 流入ポート
２１ｂ、２２ｂ 流出入ポート
２１ｃ、２２ｃ 流出ポート
２３ 流出口
２４ａ、２４ｂ シリンダー
２５ａ、２５ｂ 第２のピストン
２６ａ、２６ｂ 第１のピストン
２７ａ、２７ｂ ピストンロッド
２８ａ、２８ｂ 駆動シリンダー装置
２９ａ、２９ｂ 調整ポート
３０ａ 第１の位置検出器
３０ｂ 第２の位置検出器
３１ａ 第３の位置検出器
３１ｂ 第４の位置検出器
３２ 制御装置
３３、３４ 電磁弁
３５ 油圧源
３６ａ 第５の位置検出器
３６ｂ 第６の位置検出器
４０、４３ 油圧配管
４１、４４ 逆止弁
４２、４５ 流量調整弁
５０ａ 第１の計時開始位置検出器
５０ｂ 第２の計時開始位置検出器
５１ 流路
５２ 流量測定手段
５５ａ、５５ｂ ピストンロッド
５６ａ、５６ｂ リミットスイッチ
５７ａ、５７ｂ 位置検出用突起
５８ａ、５８ｂ 電磁弁
５９ａ、５９ｂ 貯油槽
６０ 排出路

Claims (9)

  1. 第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置に前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第１の判断手段を設け、前記第２のシリンダー装置に前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して所定の位置となったと判断して信号を発する第２の判断手段を設け、前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに前記一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第３の判断手段を設け、前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して前記所定の位置よりもさらに前記一端側の所定位置となったと判断して信号を発する第４の判断手段を設け、前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して前記他端側の所定の位置となったと判断して信号を発する第５の判断手段を設け、前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して前記他端側の所定の位置となったと判断して信号を発する第６の判断手段を設け、前記第１の判断手段の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記第３の判断手段の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記第５の判断手段の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られまたは前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記第２の判断手段の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記第４の判断手段の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記第６の判断手段の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られまたは前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
  2. 第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第１の位置検出器を配設し、前記第１のシリンダー装置の前記外壁に前記第１の位置検出器よりも前記一端側に近い位置で前記ピストンの移動方向に間隔を開けて前記ピストンを検出して信号を発する第３の位置検出器を配設し、さらに前記第１のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第５の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第２の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記外壁に前記第２の位置検出器よりも前記一端側に近い位置で前記ピストンの移動方向に間隔を開けて前記ピストンを検出して信号を発する第４の位置検出器を配設し、さらに前記第２のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第６の位置検出器を配設し、制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第３の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第５の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第４の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第６の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
  3. 第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置を、それぞれに前記第１のシリンダー装置と前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通する状態と前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態と前記他端が前記排出路に連通する状態とに切り換え制御できるようにし、前記第１のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第１の位置検出器を配設し、前記第１のシリンダー装置の前記外壁に前記第１の位置検出器よりも前記一端側に近い位置で前記ピストンの移動方向に間隔を開けて前記ピストンを検出して信号を発する第３の位置検出器を配設し、さらに前記第１のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第５の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第２の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記外壁に前記第２の位置検出器よりも前記一端側に近い位置で前記ピストンの移動方向に間隔を開けて前記ピストンを検出して信号を発する第４の位置検出器を配設し、さらに前記第２のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第６の位置検出器を配設し、制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第３の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第５の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られるように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第４の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第６の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞らるように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
  4. 第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第１の位置検出器を配設するとともに、前記第１のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第５の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の前記一端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第２の位置検出器を配設するとともに、前記第２のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第６の位置検出器を配設し、制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の位置検出器の前記信号により、予め設定された第１の時間の計時が開始されるとともに前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置による前記第１の時間の計時で、前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第５の位置検出器の前記信号により、前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の位置検出器の前記信号により、予め設定された第２の時間の計時が開始されるとともに前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置による前記第２の時間の計時で、前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第６の位置検出器の前記信号により、前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
  5. 第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して第１の計時開始信号を発する第１の計時開始位置検出器を配設し、前記第１の計時開始位置検出器から前記一端側に距離Ｌ１、Ｌ３を隔てた位置Ｐ１、Ｐ３を設定し、前記第１のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第５の位置検出器を配設し、前記第２のシリンダー装置の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して第２の計時開始信号を発する第２の計時開始位置検出器を配設し、前記第２の計時開始位置検出器から前記一端側に距離Ｌ２、Ｌ４を隔てた位置Ｐ２、Ｐ４を設定し、前記第２のシリンダー装置の前記他端側の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して信号を発する第６の位置検出器を配設し、前記膜分離装置の前記流出口から流出する高圧濃縮水の流量を測定する流量測定手段を設け、この流量測定手段で測定された流量と前記第１のシリンダー装置および前記第２のシリンダー装置のそれぞれのシリンダー断面積とからそれぞれのピストンの移動速度を求め、前記移動速度から前記距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を移動するのに要する時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を予め算出して制御装置に記憶し、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の計時開始位置検出器の前記第１の計時開始信号により前記時間ｔ１、ｔ２の計時が開始され、前記時間ｔ１の計時で、前記制御装置からの信号により前記第２のシリンダー装置の他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記時間ｔ３の計時で、前記制御装置からの信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第５の位置検出器の前記信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の計時開始位置検出器の前記第２の計時開始信号により前記時間ｔ２，ｔ４の計時が開始され、前記時間ｔ２の計時で、前記制御装置からの信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記時間ｔ４の計時で、前記制御装置からの信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第６の位置検出器の前記信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
  6. 第１のシリンダー装置と第２のシリンダー装置のそれぞれの一端を流路方向規制手段を介して給液手段からの流入と増圧手段へ流出するようにするとともに、前記第１のシリンダー装置の他端を第１の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第２のシリンダー装置の他端を第２の流路切換装置の流出入ポートに連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流入ポートを膜分離装置の高圧濃縮水の流出口に連通し、前記第１の流路切換装置と前記第２の流路切換装置のそれぞれの流出ポートを排出路に連通し、前記第１のシリンダー装置の外壁に前記第１のシリンダー装置のピストンを検出して第１の計時開始信号を発する第１の計時開始位置検出器を配設し、前記第１の計時開始位置検出器から前記一端側に距離Ｌ１、Ｌ３を隔てた位置Ｐ１、Ｐ３を設定し、前記第２のシリンダー装置の外壁に前記第２のシリンダー装置のピストンを検出して第２の計時開始信号を発する第２の計時開始位置検出器を配設し、前記第２の計時開始位置検出器から前記一端側に距離Ｌ２、Ｌ４を隔てた位置Ｐ２、Ｐ４を設定し、前記膜分離装置の前記流出口から流出する高圧濃縮水の流量を測定する流量測定手段を設け、この流量測定手段で測定された流量と前記第１のシリンダー装置および前記第２のシリンダー装置のそれぞれのシリンダー断面積とからそれぞれのピストンの移動速度を求め、前記移動速度から前記距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を移動するのに要する時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を予め算出して制御装置に記憶し、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第１の計時開始位置検出器の前記第１の計時開始信号により前記時間ｔ１，ｔ３の計時が開始され、前記時間ｔ１の計時で、前記制御装置からの信号により前記第２のシリンダー装置の他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記時間ｔ３の計時で、前記制御装置からの信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第１のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第１の計時開始位置検出器の前記第１の計時開始信号により予め設定された第５の時間の計時が開始され、前記第５の時間の計時で、前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記他端側から前記一端側に移動して検出する前記第２の計時開始位置検出器の前記第２の計時開始信号により前記時間ｔ２、ｔ４の計時が開始され、前記時間ｔ２の計時で、前記制御装置からの信号により前記第１のシリンダー装置の前記他端が前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第１の流路切換装置の流路を切り換え、前記時間ｔ４の計時で、前記制御装置からの信号により前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換え、前記制御装置で前記第２のシリンダー装置のピストンが前記一端側から前記他端側に移動して検出する前記第２の計時開始位置検出器の前記第２の計時開始信号により予め設定された第６の時間の計時が開始され、前記第６の時間の計時で、前記第２のシリンダー装置の前記他端が前記排出路に連通する流路面積が絞られた状態を経て前記膜分離装置の前記流出口に連通しまたは前記膜分離装置の前記流出口に連通するように前記第２の流路切換装置の流路を切り換えるように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
  7. 請求項１ないし６記載のいずれかのエネルギー回収装置において、前記第１の流路切換装置および前記第２の流路切換装置の流路切換速度が、前記第１のシリンダー装置および前記第２のシリンダー装置の前記他端と前記膜分離装置の前記流出口を連通するときには遅く、前記他端と前記膜分離装置の前記流出口の連通を遮断するときには速くなるように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
  8. 請求項１ないし６記載のいずれかのエネルギー回収装置において、前記第１の流路切換装置および前記第２の流路切換装置が、それぞれのシリンダーに、前記流出ポートと前記流入ポートの間に前記流出入ポートを配設し、前記流出ポートと前記流出入ポートの間に位置して前記流出ポートと前記流出入ポートの連通を遮断するとともに前記流出入ポートと前記流入ポートの間に位置して前記流出入ポートと前記流入ポートの連通を遮断する第１のピストンを設け、前記第１のピストンが前記流出入ポートと前記流入ポートの間の位置から前記流出ポートと前記流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態を経て前記流出ポートと前記流出入ポートの間の位置に移動するように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
  9. 請求項３記載のエネルギー回収装置において、前記第１の流路切換装置および前記第２の流路切換装置が、それぞれのシリンダーに、前記流出ポートと前記流入ポートの間に前記流出入ポートを配設し、前記流出ポートと前記流出入ポートの間に位置して前記流出ポートと前記流出入ポートの連通を遮断するとともに前記流出入ポートと前記流入ポートの間に位置して前記流出入ポートと前記流入ポートの連通を遮断する第１のピストンを設け、前記第１のピストンが前記流出ポートと前記流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態の位置にあることを検出するピストン位置検出手段を設け、前記第１のピストンを前記流出入ポートと前記流入ポートの間の位置と前記流出ポートと前記流出入ポートを連通させる流路面積を絞った状態の位置と前記流出ポートと前記流出入ポートの間の位置に切り換え制御できるように構成したことを特徴とするエネルギー回収装置。
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