JP2014195789A - 海水淡水化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】海水淡水化装置のエネルギ効率を向上させる。
【解決手段】本発明は、海水から塩分を除去して淡水を取り出す海水淡水化装置１００であって、海水を吸い込んで吐出するポンプ１と、ポンプ１から吐出された海水の一部が通過する際にこの海水から塩分を除去して淡水化する逆浸透膜４と、逆浸透膜を通過せずに排出された排出海水を作動流体として駆動されるとともに、排出海水を増圧して吐出する増圧ユニット３０と、を備え、排出海水は逆浸透膜４又は当該逆浸透膜とは異なる逆浸透膜４ａに導かれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、海水から塩分を除去して淡水を取り出す海水淡水化装置に関するものである。

真水を生成する方法として、ポンプによって加圧された海水を、塩分を除去する逆浸透膜に送り、淡水を取り出す海水淡水化装置が知られている。また、このような海水淡水化装置であって、排出される海水の圧力を利用し、エネルギ効率の向上を図る装置が知られている。

特許文献１には、原料水を供給してブラインを排出しつつ製造水を取り出すようにした逆浸透膜装置に対して、排出されたブラインの圧力を利用して前記原料水を供給する逆浸透膜装置用エネルギ回収装置が開示されている。

特開２００３−１４４８５６号公報

特許文献１に記載の逆浸透膜装置用エネルギ回収装置では、排出される海水の圧力及び油圧装置による油圧によって往復動ポンプを駆動し、原料水を加圧して吐出している。このように、引用文献１に記載の発明では、往復動ポンプの駆動には、排出される海水の圧力及び油圧装置による油圧を必要としているため、エネルギ効率が高いとは言えない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、海水淡水化装置のエネルギ効率を向上させることを目的とする。

本発明は、海水から塩分を除去して淡水を取り出す海水淡水化装置であって、海水を吸い込んで吐出するポンプと、前記ポンプから吐出された海水の一部が通過する際にこの海水から塩分を除去して淡水化する逆浸透膜と、前記逆浸透膜を通過せずに排出された排出海水を作動流体として駆動されるとともに、前記排出海水を増圧して吐出する増圧ユニットと、前記増圧ユニットから吐出される排出海水は前記逆浸透膜又は当該逆浸透膜とは異なる逆浸透膜に導かれることを特徴とする。

本発明では、逆浸透膜を通過せずに排出された排出海水を作動流体として増圧シリンダが駆動され、増圧シリンダは排出海水を増圧して吐出する。つまり、本発明では、ポンプによって加圧された圧力をある程度保持している排出海水を増圧して逆浸透膜に吐出する。このため、ポンプによって大気圧下の海水を逆浸透膜を通過させるために必要な圧力まで増圧させるための消費エネルギを抑えることができる。また、増圧シリンダは他の駆動源を必要とせず、逆浸透膜を通過せずに排出された排出海水の圧力のみで駆動することができる。よって、海水淡水化装置のエネルギ効率を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る海水淡水化装置の構成図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る海水淡水化装置の構成図である。 本発明の第２実施形態に係る海水淡水化装置の構成図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る海水淡水化装置の構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る海水淡水化装置１００について説明する。

海水淡水化装置１００は、海水から塩分を除去して淡水を取り出す装置である。海水淡水化装置１００は、海水を吸い込んで吐出するポンプ１と、ポンプ１から吐出された海水の一部が通過する際にこの海水から塩分を除去して淡水化する逆浸透膜４と、逆浸透膜４を通過せずに排出された排出海水を作動流体として駆動され、排出海水を増圧して吐出する増圧ユニット３０と、を備える。

ポンプ１は電動機（図示省略）によって回転駆動され、吸込通路２を通じて吸い込んだ海水を加圧して吐出する。ポンプ１から吐出された海水は、供給通路３を通じて逆浸透膜４へ供給される。供給通路３には、ポンプ１から逆浸透膜４への海水の流れのみを許容する逆止弁２０ａが設けられ、海水の逆流を防止している。

逆浸透膜４は、水を通す一方、塩類などの水以外の不純物を透過させない性質をもつ濾過膜である。逆浸透膜４の上流には、上流室５が設けられる。上流室５には供給通路３が接続され、ポンプ１から吐出された海水が導かれる。逆浸透膜４の下流には下流室６が設けられる。下流室６には、逆浸透膜４によって淡水化された水を外部へ供給する淡水通路７が接続される。

上流室５には、逆浸透膜４によって濾過されなかった海水を排出する排出通路８が接続される。排出通路８には、リリーフ通路９ａが分岐して接続される。リリーフ通路９ａには、リリーフ弁１０が設けられる。リリーフ弁１０は、排出通路８内の海水の圧力が所定値に達した場合に開弁し、排出通路８内の海水を外部へ排出して逃がすことで排出通路８内の圧力を所定値以下に保つ。

排出通路８には、逆浸透膜４から増圧ユニット３０への海水の流れのみを許容する逆止弁２０ｂと、逆止弁２０ｂの下流に設けられ逆浸透膜４から排出された排出海水を蓄えるアキュムレータ１１と、が設けられる。逆止弁２０ｂは、逆浸透膜４への海水の逆流を防止している。アキュムレータ１１は、逆浸透膜４から排出された海水を一時的に蓄えて、その内部に封入されるガス圧によって排出通路８内の海水圧力を安定した状態に保つ。排出通路８は、アキュムレータ１１の下流において、作動通路６０と第１吸込通路６１と第２吸込通路６２とに分岐し、増圧ユニット３０に接続される。排出海水はこの３つの通路６０，６１，６２を通じて増圧ユニット３０に供給される。

増圧ユニット３０は、作動流体としての排出海水によって往復動するとともに、往復動に伴って排出海水を増圧して吐出する増圧シリンダ４０と、増圧シリンダ４０に対する排出海水の給排を制御して、増圧シリンダ４０の駆動を制御する制御弁５０と、を備える。

制御弁５０は、ソレノイドの励磁によってポジションが切り換わる４ポート３ポジションの電磁切換弁である。制御弁５０は、図１において左側に示す第１連通ポジション５０ａと、右側に示す第２連通ポジション５０ｂと、排出海水の通過を許容しない遮断ポジション５０ｃと、を備える。制御弁５０は、消磁時においては遮断ポジション５０ｃとなるノーマルクローズ型の電磁切換弁である。制御弁５０の一方のポートには、作動通路６０及び排水通路９ｂが、他方のポートには第１及び第２給排通路６３，６４が接続される。制御弁５０は各ポジションの切り換えによって、作動通路６０及び排水通路９ｂと、第１及び第２給排通路６３，６４との連通状態を切り換える。このため、制御弁５０を制御することにより、第１又は第２圧力室４５ａ，４５ｂへの排出海水の給排を制御することができる。

増圧シリンダ４０は、シリンダチューブ４１と、シリンダチューブ４１に摺動自在に収容されるピストン４４と、を備える。

シリンダチューブ４１は、筒状の大径部４１ａと、大径部４１ａの一方の端面から延設され内径が大径部４１ａの内径より小さい筒状の第１小径部４１ｂと、大径部４１ａの他方の端面から延設され内径が大径部４１ａの内径より小さい第２小径部４１ｃと、を備える。

ピストン４４は、シリンダチューブ４１の第１及び第２小径部４１ｂ，４１ｃに摺動自在に挿入されるピストンロッド４２と、ピストンロッド４２と一体に設けられてシリンダチューブ４１の大径部４１ａ内に摺動自在に収容されるピストンヘッド４３と、を備える。本実施形態においては、第１小径部４１ｂの内径と第２小径部４２ｃの内径とは同径に形成される。ピストンロッド４２は、その一方の端面によって第１小径部４１ｂ内に第１増圧室４６ａを区画し、他方の端面によって第２小径部４１ｃ内に第２増圧室４６ｂを区画する。ピストンヘッド４３は、シリンダチューブ４１の大径部４１ａ内に第１及び第２圧力室４５ａ，４５ｂを区画する。

第１及び第２小径部４１ｂ，４１ｃの中空部断面積は、大径部４１ａの中空部断面積の半分より小さく設定される。ピストンヘッド４３の受圧面積は、大径部４１ａの中空部断面積と第１及び第２小径部４１ｂ，４１ｃの中空部断面積との差に相当する。つまり、ピストンヘッド４３の受圧面積と、第１及び第２小径部４１ｂ，４１ｃの中空部断面積との面積比が、１より大きくなる。このように受圧面積比を設定することで、第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂの圧力は、第１及び第２圧力室４５ａ，４５ｂより面積比分増圧される。

第１及び第２圧力室４５ａ，４５ｂには、制御弁５０に接続された第１及び第２給排通路６３，６４が接続されている。このため、第１及び第２圧力室４５ａ，４５ｂには、制御弁５０を通じて、作動流体としての排出海水が給排される。第１及び第２圧力室４５ａ，４５ｂの一方の圧力室内に排出海水が供給され、他方から排出されると、ピストン４４が移動する。

ピストン４４の移動によって、第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂの一方は収縮し、他方は膨張する。第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂの一方の収縮に伴って、その増圧室内の排出海水は増圧して吐出される。同時に他方の膨張に伴って、その増圧室内には排出海水が吸い込まれる。

第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂには、第１及び第２吸込通路６１，６２がそれぞれ接続され、第１及び第２吸込通路６１，６２を通じて、被増圧流体としての排出海水が供給される。また、第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂには増圧された排出海水を吐出するための第１及び第２吐出通路６５，６６が接続される。第１及び第２吐出通路６５，６６は、合流して環流通路１３に連通しているため、増圧された排出海水は、第１及び第２吐出通路６５，６６と環流通路１３を通じて逆浸透膜４へ導かれる。

第１及び第２吸込通路６１，６２には、排出通路８から第１及び第２増圧室４６ａ、４６ｂへの海水の流れのみを許容する逆止弁２０ｃ，２０ｄが設けられ、海水の逆流を防止している。第１及び第２吐出通路６５，６６には、第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂから環流通路１３への海水の流れのみを許容する逆止弁２０ｅ，２０ｆが設けられ、海水の逆流を防止している。

このように、増圧ユニット３０は、逆浸透膜４を通過せずに排出された排出海水を作動流体として駆動され、排出海水を増圧して吐出する。増圧ユニット３０によって増圧された排出海水は、環流通路１３を通じて逆浸透膜４へ導かれ、淡水化される。増圧ユニット３０を駆動した排出海水は排水通路９ｂを通じて排出される。

次に、図１を参照して海水淡水化装置１００の動作について説明する。

ポンプ１から吐出された海水は、逆浸透膜４の上流室５に供給される。ポンプ１の吐出圧により、上流室５内の圧力が上昇すると、海水の一部が逆浸透膜４を通過する。このとき、逆浸透膜４は海水中の塩類などの不純物を通過させないで濾過する。逆浸透膜４によって濾過された水は、下流室６から淡水通路７を通じて取り出される。

逆浸透膜４を通過しなかった海水は、排出通路８から分岐した作動通路６０と第１吸込通路６１と第２吸込通路６２とを通じて増圧ユニット３０に供給される。排出通路８にはアキュムレータ１１が設けられているため、排出海水は一定の圧力に保たれ、安定した状態で増圧ユニット３０へ供給される。また、排出通路８内の圧力が所定値に達した場合には、リリーフ通路９ａに設けられたリリーフ弁１０が開弁し、排出海水はリリーフ通路９ａを通じて外部に排出される。このため、排出通路８内の排出海水の圧力は常に所定値以下に保たれる。

増圧ユニット３０は、作動通路６０を通じて供給された排出海水を作動流体として、増圧シリンダ４０が駆動されると共に、第１及び第２吸込通路６１，６２を通じて供給された排出海水を増圧して吐出する。吐出された排出海水は、環流通路１３を通じて逆浸透膜４へ導かれる。増圧ユニット３０においては、排出海水が作動流体及び被増圧流体の両方として使用される。このため、排出海水が導かれる第１吸込通路６１と第２吸込通路６２は、内部の圧力がほぼ同じ圧力となる。

以上のように、海水淡水化装置１００は海水を淡水化して真水を生成するとともに、排出海水によって増圧ユニット３０を駆動し、排出海水を増圧して逆浸透膜に供給する。

次に、増圧ユニット３０における排出海水の増圧作用について詳細に説明する。

制御弁５０が遮断ポジション５０ｃである場合には、作動通路６０及び排水通路９ｂと、第１及び第２給排通路６３，６４とは互いに連通しない。そのため、ポンプ１が駆動し、作動通路６０に排出海水が導かれても、第１及び第２圧力室４５ａ、４５ｂには排出海水が供給されず、増圧シリンダ４０は駆動しない。

制御弁５０が第１連通ポジション５０ａに切り換わると、第１給排通路６３は作動通路６０と連通し、第２給排通路６４は排水通路９ｂと連通する。このため、排出海水が第１圧力室４５ａに供給されると同時に第２圧力室４５ｂ内の排出海水が外部に排出される。よって、第１連通ポジション５０ａにあっては、第１圧力室４５ａが膨張、第２圧力室４５ｂが収縮するため、ピストン４４は図１において右方向に移動する。ピストン４４の移動に伴い、第２増圧室４６ｂは収縮し、第１増圧室４６ａは膨張する。

第２増圧室４６ｂの収縮に伴って、第２増圧室４６ｂ内の排出海水は増圧され、第２吐出通路を通じて吐出される。吐出された排出海水は、環流通路１３を通じて逆浸透膜４へ導かれる。第２吸込通路６２には逆止弁２０ｄが設けられているため、第２増圧室４６ｂから排出通路８へ排出海水が逆流することはない。

第１増圧室４６ａの膨張に伴って第１増圧室４６ａ内の圧力は低下する。このため、第１増圧室４６ａには、第１吸込通路６１を通じて排出海水が吸い込まれる。ここで吸い込まれた排出海水が、次に制御弁５０を切り換えた際の増圧される排出海水となる。第１吐出通路６５には、逆止弁２０ｅが設けられているため、環流通路１３及び第２吐出通路６６を通じて排出海水が逆流することはない。

このように、制御弁５０が第１連通ポジション５０ａに切り換わると、ピストン４４の図１中右方向への移動に伴い第２増圧室４６ｂは収縮し、その収縮に伴って第２増圧室４６ｂ内の排出海水は増圧されて吐出される。同時に第１増圧室４６ａは膨張するため、その膨張に伴って第１増圧室４６内には排出海水が吸い込まれる。そして、第２増圧室４６ｂ内の排出海水が吐出された後、制御弁５０のポジションが第２連通ポジション５０ｂに切り換えられる。

制御弁５０が第２連通ポジション５０ｂに切り換わると、第１給排通路６３は排水通路９ｂと連通し、第２給排通路６４は作動通路６０と連通する。このため、制御弁５０が第１連通ポジション５０ａの状態とは反対に、第１圧力室４５ａが収縮し第２圧力室４５ｂが膨張するため、ピストン４４は図１において左方向に移動する。ピストン４４の左方向への移動に伴い、第１増圧室４６ａは収縮し、第２増圧室４６ｂは膨張する。

第１増圧室４６ａの収縮に伴って、第１増圧室４６ａ内の排出海水は増圧され、第１吐出通路６５を通じて吐出される。吐出された排出海水は環流通路１３を通じて逆浸透膜４へ導かれる。第１吸込通路６１には逆止弁２０ｃが設けられているため、第１増圧室４６ａから排出通路８へ排出海水が逆流することはない。

第２増圧室４６ｂの膨張に伴って第２増圧室４６ｂ内の圧力は低下する。このため、第２増圧室４６ｂには、第２吸込通路６２を通じて排出海水が吸い込まれる。ここで吸い込まれた排出海水が、次に制御弁５０を切り換えた際の増圧される排出海水となる。第２吐出通路６６には、逆止弁２０ｆが設けられているため、環流通路１３及び第１吐出通路６５を通じて排出海水が逆流することはない。

このように、制御弁５０が第２連通ポジション５０ｂに切り換わると、ピストン４４の図１中左方向への移動に伴い第１増圧室４６ａは収縮し、その収縮に伴い第１増圧室４６ａ内の排出海水は増圧されて吐出される。同時に第２増圧室４６ｂは膨張するため、その膨張に伴って第２増圧室４６ｂ内には排出海水が吸い込まれる。そして、第１増圧室４６ａ内の排出海水が吐出された後、制御弁５０のポジションが再び第１連通ポジション５０ａに切り換えられる。

制御弁５０の切り換え制御は、吐出される排出海水の圧力が逆浸透膜４の耐圧を超えないように制御されていればよい。制御方法としては、例えば第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂ内に圧力計を設けて圧力が所定値に達した場合に制御弁５０を切り換える方法、ピストン４４にストロークセンサを設けてピストン４４が所定位置に達した場合に制御弁５０を切り換える方法、第１増圧室４６ａと第２増圧室４６ｂの圧力を供給通路３の圧力に追従させるように制御弁を切り換える方法がある。

以上のように、海水淡水化装置１００では、制御弁５０によって第１及び第２圧力室４５ａ，４５ｂに対する排出海水の給排を切り換えてピストン４４を往復動させ、第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂの収縮と膨張が切り換えられる。第１及び第２増圧室４６ａ，４６ｂは一方の収縮に伴って排出海水を増圧して吐出すると同時に、他方の膨張に伴って新たに増圧される排出海水を吸い込む。

以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

海水淡水化装置１００では、逆浸透膜４を通過せずに排出された排出海水を作動流体として増圧シリンダ４０が駆動され、増圧シリンダ４０は排出海水を増圧して吐出する。つまり、海水淡水化装置１００では、ポンプ１によって加圧された圧力をある程度保持している排出海水を増圧して逆浸透膜４に吐出する。このため、ポンプによって大気圧下の海水を逆浸透膜を通過させるために必要な圧力まで増圧させるための消費エネルギを抑えることができる。また、増圧シリンダ４０は油圧や電気といった他の駆動源を使用して増圧を補助する必要がなく、逆浸透膜４を通過せずに排出された排出海水の圧力のみで駆動することができる。よって、海水淡水化装置１００のエネルギ効率を向上させることができる。

以下、図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る海水淡水化装置１００の変形例について説明する。

上記第１実施形態では、増圧ユニット３０から吐出される排出海水は、その排出海水を生成した逆浸透膜４に導かれる。これに代えて、逆浸透膜４とは別の新たな逆浸透膜４ａを設け、増圧ユニット３０にて増圧した排出海水を逆浸透膜４ａに導くようにしてもよい。この場合、新たな逆浸透膜４ａは、逆浸透膜４とまったく同一のものとしてもよいし、種類が異なる逆浸透膜としてもよい。

排出海水を生成する逆浸透膜４とは別の新たな逆浸透膜４ａに増圧ユニット３０にて増圧された排出海水を導くとした場合には、新たな逆浸透膜４ａのための駆動源を別途設ける必要がなくなる。このため、新たに海水淡水化装置を設置する場合と比べ容易に増設できる。また、一つの設備とすることができるため、設置コストが低減し保守メンテナンスも容易なものとすることができる。

＜第２実施形態＞
次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態に係る海水淡水化装置２００について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。

海水淡水化装置２００の基本的な構成は、第１実施形態に係る海水淡水化装置１００と同様である。海水淡水化装置２００は複数の増圧ユニット３０を備えている点で海水淡水化装置１００と相違する。以下では、３つの増圧ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えた海水淡水化装置２００を例にとって説明する。

海水淡水化装置２００は、互いに並列に設けられた３つの増圧ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えている。各増圧ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、排出通路８から分岐した排出通路８ａ，８ｂ，８ｃを通じて供給された排出海水を作動流体として駆動し、排出海水を増圧して吐出する装置である。各増圧ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃから吐出される海水は、各環流通路１３ａ，１３ｂ，１３ｃが合流した環流通路１３を通じて逆浸透膜４に導かれる。

各増圧ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃに設けられる制御弁５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、各増圧ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃの増圧海水吐出タイミングの位相が互いにずれるように切り換え制御される。

具体的な制御方法としては、例えば各制御弁５０ａ，５０ｂ，５０ｃの切り換えタイミングを所定時間ずらす時間制御がある。このような時間制御を行うことによって各増圧ユニット３０ａ、３０ｂ，３０ｃの増圧シリンダ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの駆動の位相を互いにずらすことができる。

位相のずれ量は、増圧ユニット３０の台数や、増圧シリンダ４０の能力によって適宜設定すればよい。同一の増圧ユニット３０が３つ備えられている場合では、増圧シリンダ４０の１往復動に必要な時間の３分の１ずつ各増圧シリンダ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの駆動の位相をずらすのが好適である。

以上の第２実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

海水淡水化装置２００は、複数の増圧ユニット３０ａ、３０ｂ，３０ｃを備え、各増圧ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃはそれぞれの排出通路８ａ，８ｂ，８ｃから供給された排出海水によって駆動し、排出海水を増圧して吐出する。この際、各増圧ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃの制御弁５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、互いに増圧された排出海水の吐出タイミングの位相がずれるように制御される。このため、一つの増圧シリンダ４０の往復動によって生じる脈動を、他の増圧シリンダ４０によって生じる脈動によって打ち消すことができるため、安定して増圧された排出海水を逆浸透膜４に導くことができる。

以下、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る海水淡水化装置２００の変形例について説明する。

上記第２実施形態では、増圧ユニット３０から吐出される増圧された排出海水は、排出海水を生成した逆浸透膜４に導かれる。これに代えて、逆浸透膜４とは別の新たな逆浸透膜４ａを設け、増圧された排出海水を逆浸透膜４ａに導くとしてもよい。この場合、新たな逆浸透膜４ａは、逆浸透膜４とまったく同一のものとしてもよいし、種類が異なる逆浸透膜としてもよい。

また、新たな逆浸透膜４ａは複数設けられてもよい。複数の増圧ユニット３０は全て新たな逆浸透膜４ａに接続されるとしてもよいし、一部が逆浸透膜４と接続されるとしてもよい。複数の逆浸透膜に対しそれぞれ増圧された排出海水を導くとした場合、同一の逆浸透膜に接続する増圧ユニット３０同士で位相がずれるように制御されていればよい。

第２実施形態の効果に加え、排出海水を生成する逆浸透膜４とは別の新たな逆浸透膜４ａを複数設けて増圧海水を導くとした場合には、上記第１実施形態の変形例と同様の効果を得ることができる。さらに、増圧ユニット３０と逆浸透膜４ａを共に複数設けた場合には、一部の増圧ユニット３０と逆浸透膜４を稼働させ、他の一部を停止して保守点検を行うとこともできる。このように運用した場合には、海水淡水化装置２００を稼働させたままでも増圧ユニット３０や逆浸透膜４ａの保守点検ができるため、保守点検が容易になり、稼働効率を向上させることもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００，２００ 海水淡水化装置
１ ポンプ
４，４ａ 逆浸透膜
１０ リリーフ弁
１１ アキュムレータ
３０ 増圧ユニット
４０ 増圧シリンダ
４１ シリンダチューブ
４１ａ 大径部
４１ｂ 第１小径部
４１ｃ 第２小径部
４２ ピストンロッド
４３ ピストンヘッド
４４ ピストン
４５ａ 第１圧力室
４５ｂ 第２圧力室
４６ａ 第１増圧室
４６ｂ 第２増圧室
５０ 制御弁

Claims (6)

1. 海水から塩分を除去して淡水を取り出す海水淡水化装置であって、
   海水を吸い込んで吐出するポンプと、
   前記ポンプから吐出された海水の一部が通過する際にこの海水から塩分を除去して淡水化する逆浸透膜と、
   前記逆浸透膜を通過せずに排出された排出海水を作動流体として駆動されるとともに、前記排出海水を増圧して吐出する増圧ユニットと、を備え
   前記増圧ユニットから吐出される排出海水は前記逆浸透膜又は当該逆浸透膜とは異なる逆浸透膜に導かれることを特徴とする海水淡水化装置。
2. 前記増圧ユニットは、
   作動流体としての前記排出海水によって往復動するとともに、往復動に伴って前記排出海水を増圧して吐出する増圧シリンダと、
   前記増圧シリンダに対する前記排出海水の給排を制御して、前記増圧シリンダの往復動を制御する制御弁と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の海水淡水化装置。
3. 前記増圧シリンダは、
   筒状の大径部と、前記大径部の両端のそれぞれから延設され内径が前記大径部の内径より小さい筒状の第１及び第２小径部と、を備えるシリンダチューブと、
   前記シリンダチューブの前記第１及び第２小径部内に摺動自在に挿入され、その両端面によって前記第１及び第２小径部内に第１及び第２増圧室を区画するピストンロッドと、
   前記ピストンロッドと一体に設けられて前記シリンダチューブの前記大径部内に摺動自在に収容され、前記シリンダチューブの前記大径部内に第１及び第２圧力室を区画するピストンヘッドと、を備え、
   前記第１及び第２増圧室に面する前記ピストンロッドの受圧面積は、前記第１及び第２圧力室に面する前記ピストンヘッドの受圧面積より小さく設定され、
   前記制御弁は、前記第１及び第２圧力室に対する前記排出海水の給排を切り換えて、前記ピストンロッド及び前記ピストンヘッドを往復動させることによって、前記第１及び第２増圧室の収縮と膨張を切り換え、
   前記第１及び第２増圧室は、その一方の膨張に伴って前記排出海水を吸い込むと同時に、他方の収縮に伴って前記排出海水を増圧して吐出することを特徴とする請求項２に記載の海水淡水化装置。
4. 前記逆浸透膜を通過せずに排出された前記排出海水は、分岐して前記制御弁と前記第１増圧室と前記第２増圧室とに導かれ、前記増圧シリンダを駆動する作動流体及び前記増圧シリンダによって増圧して吐出される被増圧流体の両方として使用されることを特徴とする請求項３に記載の海水淡水化装置。
5. 前記増圧ユニットは、
   前記第１増圧室から吐出された前記排出海水を前記逆浸透膜へ導く第１吐出通路と、
   前記第２増圧室から吐出された前記排出海水を前記逆浸透膜へ導く第２吐出通路と、を備え、
   前記第１吐出通路及び前記第２吐出通路には、前記第１増圧室及び前記第２増圧室から前記逆浸透膜への前記排出海水の通過のみを許容する逆止弁が設けられることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の海水淡水化装置。
6. 複数の前記増圧シリンダが互いに並列に設けられ、
   複数の前記増圧シリンダにそれぞれ設けられる前記制御弁は、前記増圧シリンダの海水吐出タイミングの位相が互いにずれるように制御されることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の海水淡水化装置。

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