JP2016022410A

JP2016022410A - エネルギー回収装置

Info

Publication number: JP2016022410A
Application number: JP2014146672A
Authority: JP
Inventors: 吉輝谷川; Yoshiteru Tanigawa; 昇太工藤; Shota Kudo
Original assignee: Dengyosha Machine Works Ltd; DMW Corp
Current assignee: Dengyosha Machine Works Ltd; DMW Corp
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-17
Also published as: JP6057348B2

Abstract

【課題】充填工程の終了時や開始時における衝撃音の発生を抑制することができるエネルギー回収装置を提供すること。
【解決手段】第１流路切換機構６Ａを介して濃縮水管４に接続された第１シリンダ装置９Ａと、第２流路切換機構６Ｂを介して濃縮水管に接続された第２シリンダ装置９Ｂと、濃縮海水を第１シリンダ装置と第２シリンダ装置に交互に流し込む制御機能及び第１シリンダ装置と第２シリンダ装置から交互に排出する制御機能を有した制御部Ｃと、第１シリンダ装置と第２シリンダ装置とに交互に海水を充填すると共にこれらシリンダ装置から交互に押し出される高圧海水を膜分離装置に戻す流路方向規制機構１１とを備え、制御部が、第１又は第２流路切換機構を制御して、第１又は第２シリンダ装置から濃縮海水が排出される時には緩やかに排出を開始させ、濃縮海水の排出が終了する時には緩やかに排出を終了させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、海水の淡水化等に用いられる逆浸透膜法による水処理システムのエネルギー回収装置に関する。

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）でろ過し、塩類と淡水とを分離するものである。この逆浸透法において、淡水が分離されて塩類が濃縮された海水（濃縮海水）は、高い圧力エネルギーを保持したまま逆浸透膜モジュールから流出する。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。

従来、例えば特許文献１には、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が提案されている。この特許文献１では、一対のシリンダ装置のそれぞれの一端が、４つの逆止弁で構成された流路方向規制装置を介して取水ポンプおよび増圧ポンプに連通されている。また、シリンダ装置の他端は流路切換装置の流出入ポートに連通される。また、流路切換装置の流入ポートは逆浸透膜モジュールの高圧な濃縮海水の流出口に連通される。さらに、流路切換装置の一端に流出ポートが設けられている。

このエネルギー回収装置では、取水ポンプから送水される海水を高圧ポンプで加圧して逆浸透膜モジュールに供給すると共に、逆浸透膜モジュールから排出される高圧の濃縮海水をシリンダ装置に供給して高圧で海水を押し出すピストンを駆動し、シリンダ装置からも増圧ポンプを介して高圧海水を逆浸透膜モジュールに送っている。この逆浸透膜モジュールから排出される高圧の濃縮海水をシリンダ装置に供給して高圧で海水を押し出すピストンを駆動する操作を圧送工程と称している。
また、圧送工程終了後、取水ポンプから流路方向規制装置を介してシリンダ装置に海水を供給し、圧送工程と逆方向にピストンを駆動することで濃縮海水を排出しながら海水を充填する操作を充填工程と称している。
このようにこのエネルギー回収装置では、シリンダ装置のピストンがシリンダの端部に達した際に流路切換装置によって逆浸透膜モジュールからの高圧濃縮海水を一対のシリンダ装置に交互に供給すると共に取水ポンプから一対のシリンダ装置に交互に海水を充填するように制御を行っている。

これによって、２つのシリンダ装置で海水の圧送工程と充填工程とを繰り返し行って連続ろ過が可能となる。このように、逆浸透膜モジュールから排出される濃縮海水の高圧エネルギーを利用して２つのシリンダ装置から増圧ポンプに高圧海水を供給することで、それだけ増圧ポンプの消費エネルギーが削減され、圧送工程におけるエネルギーが回収できる。
また、この特許文献１の技術は、２つのシリンダ装置の充填工程と圧送工程とを相互に切り換える２つの流路切換装置の流路切換タイミングを適宜に設定できるように構成することにより、流路切換の際に生じる急激な圧力変動による衝撃を低減して瞬間的に高い圧力が逆浸透膜モジュールに負荷されないように改良された優れた技術である。

特開２０１３−８６０４３号公報

上記従来の技術において、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術では、流路切換装置の流出ポートから下流側に排水管が接続され、かつ排水管の下流先端開口部が水槽の水面下に位置する場合や排水管の途中に立ち上り部が形成されている場合において、充填工程終了時に流出入ポートから流出ポートへの連通が遮断される際に衝撃音が発生するという問題があった。また、充填工程開始時にも流出入ポートと流出ポートとが連通される際に衝撃音が発生するという問題があった。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、充填工程の終了時や開始時における衝撃音の発生を抑制することができるエネルギー回収装置を提供することを目的とする。

本発明者はこの原因を解明すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
上記充填工程では流路切換装置の流出入ポートが全開となり、シリンダ装置から濃縮海水が一定流量で流路切換装置の流出ポートから排水管に排出され、排水管内は一定圧力で下流側に移動する安定した連続流れが形成されている。しかしながら、充填工程終了時に流出入ポートと流出ポートとの連通が、一定速度で移動する流路切換装置のピストンにより短時間で遮断されることによって、一定圧力で下流側に移動する安定した連続流れが急激に停止する。このため、排水管内の圧力が瞬間的に低下することに伴うウォーターハンマーが発生し、その結果として衝撃音が生ずることが判明した。
一方、充填工程開始時においては、一定速度で移動する流路切換装置のピストンで流出入ポートと流出ポートとが短時間で連通されることによって、圧送工程で高圧に保持されたシリンダ装置内の高圧の残圧が流出入ポートから開放されることで濃縮海水が一気に噴出し、衝撃音が発生することも明らかになった。本発明者は上記の知見に基づき本発明を完成した。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るエネルギー回収装置は、高圧海水を逆浸透膜で淡水と濃縮海水とに分離し前記淡水を淡水管に排出すると共に高圧の前記濃縮海水を濃縮水管に排出する膜分離装置に接続されるエネルギー回収装置であって、前記濃縮水管との連通と遮断とを行うと共に前記濃縮海水の排水管との連通と遮断とを行う第１流路切換機構を介して一端が前記濃縮水管と前記排水管とに接続され、第１シリンダ内を往復移動する第１ピストンを有した第１シリンダ装置と、前記濃縮水管との連通と遮断とを行うと共に排水管との連通と遮断とを行う第２流路切換機構を介して一端が前記濃縮水管と前記排水管とに接続され、第２シリンダ内を往復移動する第２ピストンを有した第２シリンダ装置と、前記第１流路切換機構及び前記第２流路切換機構を制御して前記濃縮水管及び前記排水管に対する前記第１シリンダ装置と前記第２シリンダ装置との接続を切り換え、高圧の前記濃縮海水を前記第１シリンダ装置と前記第２シリンダ装置とに交互に流し込む制御機能と前記濃縮海水を前記第１シリンダ装置及び前記第２シリンダ装置から交互に排出する制御機能とを有した制御部と、前記第１シリンダ装置の他端と前記第２シリンダ装置の他端とに接続され、海水を前記第１シリンダ装置と前記第２シリンダ装置とに交互に供給すると共に、前記第１シリンダ装置と前記第２シリンダ装置とから高圧で交互に押し出される前記海水を増圧手段を介して前記膜分離装置に戻す流路方向規制機構とを備え、前記第１流路切換機構及び前記第２流路切換機構が、前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置への前記濃縮海水の供給とその停止及び前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置からの前記濃縮海水の排出とその停止との切り換えを行う切換用シリンダ装置を備え、前記切換用シリンダ装置が、前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置の一端と前記排水管と前記濃縮水管とに接続された切換用シリンダと、前記切換用シリンダ内で往復移動し前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置の一端と前記排水管及び前記濃縮水管との連通及び遮断が可能な排水側ピストンとを有し、前記制御部が、前記第１流路切換機構を制御して、前記第１シリンダ装置の一端と前記排水管とが連通される時に前記排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を開始させると共に、前記第１シリンダ装置の一端と前記排水管との連通が遮断される時に前記排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を遮断させ、さらに前記第２流路切換機構を制御して、前記第２シリンダ装置の一端と前記排水管とが連通される時に前記排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を開始させると共に、前記第２シリンダ装置の一端と前記排水管との連通が遮断される時に前記排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を遮断させることを特徴とする。

このエネルギー回収装置では、制御部が、第１シリンダ装置又は第２シリンダ装置の一端と排水管とが連通される時に排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を開始させると共に、第１シリンダ装置又は第２シリンダ装置の一端と排水管との連通が遮断される時に排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を遮断させるので、排水管との連通の際に、シリンダ装置内の残圧を緩やかに開放させる共に、遮断の際に、シリンダ装置からの排出流量を緩やかに減少させることで衝撃音の発生を防止することができる。

充填工程終了時における衝撃音を防止するには、排水管内にウォーターハンマーを発生させないようにする必要があり、そのためには排水管内を一定圧力で下流側に移動する安定した連続流れを急激に停止させないようにする必要がある。また、充填工程開始時の衝撃音を防止するには、シリンダ装置内の高圧の残圧を一気に開放しないようにして、濃縮海水の噴出を抑制する必要がある。
そこで、本発明では、充填工程終了時に流出入ポートと流出ポートとの連通が遮断される前に切換用シリンダ装置の排水側ピストンの移動速度を減速することによって、流出入ポートと流出ポートとの連通を徐々に遮断し、排水管に排出される濃縮海水の流量を緩やかに減少させて排水管内の安定した連続流れの急激な停止を抑制することができる。
また、充填工程開始時においては、切換用シリンダ装置の排水側ピストンが移動して流出入ポートと流出ポートとの連通が開始される前に切換用シリンダ装置の排水側ピストンの移動速度を減速することによって、流出入ポートと流出ポートとの連通を徐々に開始させ、シリンダ装置内の残圧を緩やかに開放することで濃縮海水の噴出を抑制することができる。

第２の発明に係るエネルギー回収装置は、第１の発明において、前記制御部が、前記第１シリンダ及び前記第２シリンダに設けられ前記第１ピストン又は前記第２ピストンが対応する前記第１シリンダ又は前記第２シリンダの他端近傍に達したことを検出する一対の位置検出器を備え、一対の前記位置検出器の検出信号に基づいて前記第１流路切換機構及び前記第２流路切換機構を制御することを特徴とする。
すなわち、このエネルギー回収装置では、位置検出器の検出信号に基づいて第１流路切換機構及び第２流路切換機構を制御するので、第１ピストン又は第２ピストンの位置を正確に検出でき、第１ピストン又は第２ピストンの位置に応じて第１流路切換機構及び第２流路切換機構を制御することが可能になる。

第３の発明に係るエネルギー回収装置は、第２の発明において、前記第１流路切換機構及び前記第２流路切換機構が、前記切換用シリンダ装置を駆動する駆動シリンダ装置とを備え、前記制御部が、前記第１流路切換機構の前記駆動シリンダ装置に第１油圧配管を介して圧油を供給すると共に前記第２流路切換機構の前記駆動シリンダ装置に第２油圧配管を介して圧油を供給する油圧源と、前記第１油圧配管に接続された第１切換弁と、前記第２油圧配管に接続された第２切換弁と、前記第１切換弁及び前記第２切換弁を制御する制御部本体と、前記駆動シリンダ装置内の圧油流量を調整する圧油調整機構とを備え、前記制御部本体が、前記検出信号に基づいて前記第１切換弁及び前記第２切換弁を制御して前記駆動シリンダ装置を操作することを特徴とする。
すなわち、このエネルギー回収装置では、制御部が、駆動シリンダ装置内の圧油流量を調整する圧油調整機構を備え、制御部本体が、検出信号に基づいて第１切換弁及び第２切換弁を制御して駆動シリンダ装置を操作するので、切換弁によって切り換え操作される駆動シリンダ装置内の圧油流量を圧油調整機構により調整して、駆動シリンダ装置のピストンの移動速度を減速させることができる。

第４の発明に係るエネルギー回収装置は、第３の発明において、前記第１油圧配管及び前記第２油圧配管が、接続された前記第１切換弁又は前記第２切換弁を介して流路切換される第１流出入用管と第２流出入用管とに分岐され、前記切換用シリンダ装置が、前記切換用シリンダ内で前記排水側ピストンと一体で往復移動する供給側ピストンと、一端に前記排水側ピストンが設けられていると共に中間部に前記供給側ピストンが設けられ他端が前記切換用シリンダの他端から外部に突出した切換用ピストンロッドとを備え、前記駆動シリンダ装置が、前記第１流出入用管に接続された第１圧油流出入口と前記第２流出入用管に接続された第２圧油流出入口とを有する油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内で往復移動する油圧ピストンと、中間部に前記油圧ピストンが設けられていると共に一端が前記切換用ピストンロッドの他端に連結された油圧ピストンロッドとを備え、前記油圧シリンダが、前記油圧ピストンよりも他端側に第１油圧室を有すると共に一端側に第２油圧室を有し、さらに前記第１油圧室内に突出した第１突起部と、前記第２油圧室内に突出した第２突起部とを有し、前記油圧ピストンロッドが、前記油圧ピストンよりも他端側にあって往復移動時に前記第１突起部に対向した際に前記第１突起部より他端側の前記第１油圧室を閉塞する第１軸突起部と、前記油圧ピストンよりも一端側にあって往復移動時に前記第２突起部に対向した際に前記第２突起部より一端側の前記第２油圧室を閉塞する第２軸突起部とを有し、前記圧油調整機構が、前記第１油圧室に前記第１突起部を挟んで一端が接続された一対の第１油圧管と、前記第２油圧室に前記第２突起部を挟んで一端が接続された一対の第２油圧管と、前記一対の第１油圧管の他端側に互いに並列に接続され前記一対の第１油圧管を連通させる第１逆止弁及び第１流量調整弁と、前記一対の第２油圧管の他端側に互いに並列に接続され前記一対の第２油圧管を連通させる第２逆止弁及び第２流量調整弁とを備え、前記切換用シリンダが、前記排水管に接続され一端側に設けられた流出ポートと、前記濃縮水管に接続され中間部に設けられた流入ポートと、前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置に接続され前記流出ポートと前記流入ポートとの間に設けられた流出入ポートとを有し、前記排水側ピストンが前記流出入ポートを閉塞する際に、前記第１突起部と前記第１軸突起部とが互いに対向する位置に設定されると共に前記第２突起部と前記第２軸突起部とが互いに対向する位置に設定され、前記第１逆止弁が、前記第１突起部の他端側の前記第１油圧管から一端側の前記第１油圧管への方向のみ流通可能であり、前記第２逆止弁が、前記第２突起部の一端側の前記第２油圧管から他端側の前記第２油圧管への方向のみ流通可能であることを特徴とする。
すなわち、このエネルギー回収装置では、圧油調整機構が、一対の第１油圧管と、一対の第２油圧管と、第１逆止弁及び第１流量調整弁と、第２逆止弁及び第２流量調整弁とを備えているので、第１突起部と第１軸突起部とが互いに対向し始める位置に達すると、また第２突起部と第２軸突起部とが互いに対向し始める位置に達すると、圧油が第１油圧室又は第２油圧室内に流れることができなくなり、一部が流量調整弁を介して一対の油圧管から油圧室に流れる。したがって、第１突起部と第１軸突起部とが互いに対向していない位置にある状態、また第２突起部と第２軸突起部とが互いに対向していない位置にある状態での油圧室内の圧油流量よりも少なくなるように、流量調整弁の圧油流量を設定することで、油圧ピストンの移動速度が減速される。

第５の発明に係るエネルギー回収装置は、第４の発明において、前記切換用ピストンロッドに、前記切換用シリンダ内の一端側と他端側とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とする。
すなわち、このエネルギー回収装置では、切換用ピストンロッドに、切換用ピストンロッドに、切換用シリンダ内の一端側と他端側とを連通する連通孔が形成されているので、調整ポートの取付スペースが不要になり、その分だけシリンダ長さを短縮することができる。また、調整ポートに付随する配管類も不要になり、流路切換装置をコンパクトにすることができる。

第６の発明に係るエネルギー回収装置は、第４又は第５の発明において、前記油圧ピストンと前記油圧ピストンロッドとが、一体成形されていることを特徴とする。
すなわち、このエネルギー回収装置では、油圧ピストンと油圧ピストンロッドとが、一体成形されているので、部品点数を削減することができると共に装置の作製が容易になる。特に、油圧ピストンの外径が小さい場合、機械加工により油圧ピストンと油圧ピストンロッドとを一体成形することが容易になる。

第７の発明に係るエネルギー回収装置は、第４又は第５の発明において、前記油圧ピストンロッドの他端側の外周面に第１雄ねじ溝部が形成されていると共に、一端側の外周面に第２雄ねじ溝部が形成され、前記第１軸突起部が円環部材であり、前記第１雄ねじ溝部に前記第１軸突起部が嵌入されると共に前記第１軸突起部が前記第１雄ねじ溝部に螺入されたナットで固定されて軸回りの回転と軸方向への移動とが規制され、前記第２軸突起部が円環部材であり、前記第２雄ねじ溝部に前記第２軸突起部が嵌入されると共に前記第２軸突起部が前記第２雄ねじ溝部に螺入されたナットで固定されて軸回りの回転と軸方向への移動とが規制されて構成されていることを特徴とする。
すなわち、このエネルギー回収装置では、円環部材の第１軸突起部が第１雄ねじ溝部に螺入されたナットで固定されていると共に、円環部材の第２軸突起部が第２雄ねじ溝部に螺入されたナットで固定されているので、第１軸突起部及び第２軸突起部の配設位置を容易に変更可能であり、油圧ピストンの減速開始位置や油圧ピストンの減速状態での移動距離を容易に変更することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明によるエネルギー回収装置によれば、充填工程終了時に流出入ポートと流出ポートとの連通が遮断される前に切換用シリンダ装置の排水側ピストンの移動速度を減速するので、排水管内の安定した連続流れの急激な停止が抑制され、ウォーターハンマーによる衝撃音の発生を防止できる。また、充填工程開始時においては、流出入ポートと流出ポートとの連通が開始される前に切換用シリンダ装置の排水側ピストンの移動速度を減速するので、シリンダ装置内の残圧が緩やかに開放されて衝撃音の発生を防止できる。

本発明に係るエネルギー回収装置の第１実施形態を示す模式図である。第１実施形態において、切換用シリンダ装置及び駆動シリンダ装置を示す断面図である。第１実施形態において、切換用シリンダ装置及び駆動シリンダ装置のピストンが一端側へ移動する際の状態を説明するための概略的な断面及び配管を示す図である。第１実施形態において、切換用シリンダ装置及び駆動シリンダ装置のピストンが他端側へ移動する際の状態を説明するための概略的な断面及び配管を示す図である。第１実施形態において、切換用シリンダ装置及び駆動シリンダ装置の動作を順に示す断面図である。第１実施形態において、切換用シリンダ装置及び駆動シリンダ装置の動作を順に示す断面図である。本発明に係るエネルギー回収装置の第２実施形態において、切換用シリンダ装置及び駆動シリンダ装置を示す断面図である。本発明に係るエネルギー回収装置の第３実施形態において、油圧ピストン及び油圧シリンダロッドを示す正面図である。

以下、本発明におけるエネルギー回収装置の第１実施形態を、図１から図６に基づいて説明する。

本実施形態におけるエネルギー回収装置１は、図１に示すように、高圧海水の供給管２ａに接続され高圧海水を逆浸透膜で淡水と濃縮海水とに分離し淡水を淡水管３に排出すると共に高圧の濃縮海水を濃縮水管４に排出する膜分離装置５に接続されるエネルギー回収装置である。

このエネルギー回収装置１は、濃縮水管４との連通と遮断とを行うと共に濃縮海水の排水管１９との連通と遮断とを行う第１流路切換機構６Ａを介して一端が濃縮水管４と排水管１９とに接続され、第１シリンダ７Ａ内を往復移動する第１ピストン８Ａを有した第１シリンダ装置９Ａと、濃縮水管４との連通と遮断とを行うと共に排水管１９との連通と遮断とを行う第２流路切換機構６Ｂを介して一端が濃縮水管４と排水管１９とに接続され、第２シリンダ７Ｂ内を往復移動する第２ピストン８Ｂを有した第２シリンダ装置９Ｂと、第１流路切換機構６Ａ及び第２流路切換機構６Ｂを制御して濃縮水管４及び排水管１９に対する第１シリンダ装置９Ａと第２シリンダ装置９Ｂとの接続を切り換え、高圧の濃縮海水を第１シリンダ装置９Ａと第２シリンダ装置９Ｂとに交互に流し込む制御機能と濃縮海水を第１シリンダ装置９Ａ及び第２シリンダ装置９Ｂから交互に排出する制御機能とを有した制御部Ｃと、第１シリンダ装置９Ａの他端と第２シリンダ装置９Ｂの他端とに接続され、海水を第１シリンダ装置９Ａと第２シリンダ装置９Ｂとに交互に供給すると共に、第１シリンダ装置９Ａと第２シリンダ装置９Ｂとから高圧で交互に押し出される海水を増圧手段１０を介して膜分離装置５に戻す流路方向規制機構１１とを備えている。

なお、供給管２aの基端側には加圧ポンプ３３が、また送水管２ｂの基端側には、取水ポンプ１２がそれぞれ接続されている。
また、濃縮水管４は、途中で分岐されて第１流路切換機構６Ａと第２流路切換機構６Ｂとに接続されている。
上記第１流路切換機構６Ａ及び第２流路切換機構６Ｂは、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂへの濃縮海水の供給とその停止及び第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂからの濃縮海水の排出とその停止との切り換えを行う切換用シリンダ装置１３を備えている。

上記切換用シリンダ装置１３は、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの一端と排水管１９と濃縮水管４とに接続された切換用シリンダ２０と、切換用シリンダ２０内で往復移動し第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの一端と排水管１９及び濃縮水管４との連通及び遮断が可能な排水側ピストン２１ａとを有している。
上記制御部Ｃは、第１流路切換機構６Ａを制御して、第１シリンダ装置９Ａの一端と排水管１９とが連通される時に排水側ピストン２１ａの移動速度を減速させて緩やかに連通を開始させると共に、第１シリンダ装置９Ａの一端と排水管１９との連通が遮断される時に排水側ピストン２１ａの移動速度を減速させて緩やかに連通を遮断させ、さらに第２流路切換機構６Ｂを制御して、第２シリンダ装置９Ｂの一端と排水管１９とが連通される時に排水側ピストン２１ａの移動速度を減速させて緩やかに連通を開始させると共に、第２シリンダ装置９Ｂの一端と排水管１９との連通が遮断される時に排水側ピストン２１ａの移動速度を減速させて緩やかに連通を遮断させる機能を有している。

この制御部Ｃは、第１シリンダ７Ａ及び第２シリンダ７Ｂの他端近傍に設けられ第１ピストン８Ａ又は第２ピストン８Ｂが対応する第１シリンダ７Ａ又は第２シリンダ７Ｂの他端近傍に達したことを検出する一対の第１位置検出器Ｓ１を備えている。また、制御部Ｃは、一対の第１位置検出器Ｓ１の検出信号に基づいて第１流路切換機構６Ａ及び第２流路切換機構６Ｂを制御する機能を有している。

上記第１流路切換機構６Ａ及び上記第２流路切換機構６Ｂは、図２に示すように、切換用シリンダ装置１３を駆動する駆動シリンダ装置１４を備えている。
また、上記制御部Ｃは、第１流路切換機構６Ａの駆動シリンダ装置１４に第１油圧配管１５Ａを介して圧油を供給すると共に第２流路切換機構６Ｂの駆動シリンダ装置１４に第２油圧配管１５Ｂを介して圧油を供給する油圧ポンプ（油圧源）１６と、第１油圧配管１５Ａに接続された第１切換弁１７Ａと、第２油圧配管１５Ｂに接続された第２切換弁１７Ｂと、第１切換弁１７Ａ及び第２切換弁１７Ｂを制御する制御部本体Ｃ１と、駆動シリンダ装置１４内の圧油流量を調整する圧油調整機構１８とを備えている。

上記制御部本体Ｃ１は、前記検出信号に基づいて電磁弁である第１切換弁１７Ａ及び第２切換弁１７Ｂを制御して駆動シリンダ装置１４を操作する機能を有している。
上記切換用シリンダ装置１３は、切換用シリンダ２０内で排水側ピストン２１ａと一体で往復移動する供給側ピストン２１ｂと、一端に排水側ピストン２１ａが設けられていると共に中間部に供給側ピストン２１ｂが設けられ他端が切換用シリンダ２０の他端から外部に突出した切換用ピストンロッド２２とを備えている。

上記切換用シリンダ２０は、濃縮海水の排水管１９に接続され一端側に設けられた流出ポート１３ａと、濃縮水管４に接続され中間部に設けられた流入ポート１３ｂと、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂに接続され流出ポート１３ａと流入ポート１３ｂとの間に設けられた流出入ポート１３ｃと、流入ポート１３ｂよりも他端側に設けられた調整ポート１３ｄとを有している。

上記駆動シリンダ装置１４は、第１流出入用管１５ａに接続された第１圧油流出入口２３ａと第２流出入用管１５ｂに接続された第２圧油流出入口２３ｄとを有する油圧シリンダ２３と、油圧シリンダ２３内で往復移動する油圧ピストン２４と、中間部に油圧ピストン２４が設けられていると共に一端が切換用ピストンロッド２２の他端に連結された油圧ピストンロッド２５とを備えている。上記油圧シリンダ２３は、油圧ピストン２４よりも他端側に第１油圧室２６ａを有すると共に一端側に第２油圧室２６ｂを有し、さらに第１油圧室２６ａ内に突出した第１突起部２７ａと、第２油圧室２６ｂ内に突出した第２突起部２７ｂとを有している。
上記第１突起部２７ａ及び第２突起部２７ｂは、半径方向内方に突出した円環状の突条部として形成されている。

上記油圧ピストンロッド２５は、油圧ピストン２４よりも他端側にあって往復移動時に第１突起部２７ａに対向した際に第１突起部２７ａより他端側の第１油圧室２６ａを閉塞する第１軸突起部２５ａと、油圧ピストン２４よりも一端側にあって往復移動時に第２突起部２７ｂに対向した際に第２突起部２７ｂより一端側の第２油圧室２６ｂを閉塞する第２軸突起部２５ｂとを有している。
上記第１軸突起部２５ａ及び第２軸突起部２５ｂは、対応する第１突起部２７ａ又は第２突起部２７ｂに合わせて半径方向外方に突出した円環状の突条部として形成されている。

上記圧油調整機構１８は、第１油圧室２６ａに第１突起部２７ａを挟んで一端が接続された一対の第１油圧管２９ａと、第２油圧室２６ｂに第２突起部２７ｂを挟んで一端が接続された一対の第２油圧管２９ｂと、一対の第１油圧管２９ａの他端側に互いに並列に接続され一対の第１油圧管２９ａを連通させる第１逆止弁３０ａ及び第１流量調整弁３１ａと、一対の第２油圧管２９ｂの他端側に互いに並列に接続され一対の第２油圧管２９ｂを連通させる第２逆止弁３０ｂ及び第２流量調整弁３１ｂとを備えている。
すなわち、第１逆止弁３０ａ及び第１流量調整弁３１ａのそれぞれの一端は、一対の第１油圧管２９ａの一方に接続されていると共に、それぞれの他端は、一対の第１油圧管２９ａの他方に接続されている。また、第２逆止弁３０ｂ及び第２流量調整弁３１ｂのそれぞれの一端は、一対の第２油圧管２９ｂの一方に接続されていると共に、それぞれの他端は、一対の第２油圧管２９ｂの他方に接続されている。

また、排水側ピストン２１ａが流出入ポート１３ｃを閉塞する際に、第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとが互いに対向する位置に設定されると共に第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとが互いに対向する位置に設定されている。
さらに、上記第１逆止弁３０ａは、第１突起部２７ａの他端側の第１油圧管２９ａから一端側の第１油圧管２９ａへの方向のみ流通可能であり、上記第２逆止弁３０ｂは、第２突起部２７ｂの一端側の第２油圧管２９ｂから他端側の第２油圧管２９ｂへの方向のみ流通可能である。

第１シリンダ装置９Ａおよび第２シリンダ装置９Ｂのそれぞれの他端は、４つの逆止弁１１ａで構成された流路方向規制機構１１を介して取水ポンプ１２および増圧手段１０に連通されている。なお、増圧手段１０は、例えば増圧ポンプである。
第１シリンダ装置９Ａの一端は、第１流路切換機構６Ａにおける切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃに連通され、第２シリンダ装置９Ｂの一端は、第２流路切換機構６Ｂにおける切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃに連通されている。

上記流路方向規制機構１１は、接続管１１ｂを介して送水管２ｂに接続された環状管１１ｃを有し、この環状管１１ｃに第１シリンダ装置９Ａ及び第２シリンダ装置９Ｂのそれぞれの他端がシリンダ接続管１１ｄを介して接続されている。環状管１１ｃにおいて、シリンダ接続管１１ｄの接続部分の両側には、それぞれ一対の逆止弁１１ａが設けられている。また、環状管１１ｃにおける２つのシリンダ接続管１１ｄの接続部分の間と供給管２ａが、増圧手段１０を介して連結管１１ｅで接続されている。
なお、送水管２ｂの流路方向規制機構１１との接続部と供給管２ａと連結管１１ｅとの接続部との間には、高圧ポンプ３３が接続されている。

また、切換用シリンダ装置１３の流入ポート１３ｂは、濃縮水管４に連通されている。さらに、切換用シリンダ装置１３の一端には、流出ポート１３ａが設けられている。切換用シリンダ２０内に配設された排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２１ｂは切換用ピストンロッド２２に連結されている。また、切換用ピストンロッド２２の一端は、駆動シリンダ装置１４に連結されて駆動シリンダ装置１４に連動して切換用シリンダ２０内を往復動する。

なお、調整ポート１３ｄは、排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２１ｂの往復動に必要な流体の排出・流入口であって、第１切換用シリンダ２０の端部に設けられている。
第１シリンダ装置９Ａ及び第２シリンダ装置９Ｂの流路方向規制機構１１側の外周壁には、第１位置検出器Ｓ１及び第２位置検出器Ｓ２が配設されている。また、第１位置検出器Ｓ１と第２位置検出器Ｓ２とは、対応する第１ピストン８Ａ又は第２ピストン８Ｂの移動方向に適宜な間隔設定がなされて配設されている。

次に、駆動シリンダ装置１４の構成について図２を用いて、より詳細に説明する。
駆動シリンダ装置１４の油圧シリンダ２３には、軸方向中央部に油圧ピストン室２６ｃが形成されていると共に、油圧ピストン室２６ｃの他端側に第１油圧室２６ａが形成され、一端側（流出ポート１３ａ側）に第２油圧室２６ｂが形成されている。油圧ピストン室２６ｃ内に油圧ピストン２４が配設され、油圧ピストン２４の第１油圧室２６ａ側に第１油圧ピストンロッド２５Ａの一端がボルト（図示せず）で接合されていると共に、第２油圧室２６ｂ側に第２油圧ピストンロッド２５Ｂの一端がボルト（図示せず）で接合され、全体で油圧ピストンロッド２５を構成している。

油圧ピストン２４の往復動によって第１油圧ピストンロッド２５Ａは、第１油圧室２６ａ内を往復動し、第２油圧ピストンロッド２５Ｂは第２油圧室２６ｂ内を往復動する。油圧ピストン室２６ｃと第１油圧室２６ａと第２油圧室２６ｂとは、軸方向と直交する断面が円形に形成され、第１油圧室２６ａと第２油圧室２６ｂとの内壁に、内側に向けて突出した環状の第１突起部２７ａと第２突起部２７ｂとがそれぞれ設けられ、第１油圧室２６ａと第２油圧室２６ｂとの内径を狭窄している。

第１油圧ピストンロッド２５Ａと第２油圧ピストンロッド２５Ｂとには、上述した第１軸突起部２５ａと第２軸突起部２５ｂとがそれぞれ設けられている。第１軸突起部２５ａの外径は、第１突起部２７ａの内径よりわずかに小さく、第２軸突起部２５ｂの外径は第２突起部２７ｂの内径よりわずかに小さく形成されている。さらに、第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとの距離Ｌ_１と第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとの距離Ｌ_２とは等しく設定されている。

第１油圧室２６ａの軸方向他端側の側壁端部には、第１圧油流出入口２３ａが設けられ、第１油圧配管１５Ａ又は第２油圧配管１５Ｂの第１流出入用管１５ａに連結される。また、第１油圧室２６ａの側壁に第１突起部２７ａを挟んで第３圧油流出入口２３ｂと第４圧油流出入口２３ｃとが設けられている。一対の第１油圧管２９ａのうち一方の一端が第３圧油流出入口２３ｂに接続され、一対の第１油圧管２９ａのうち他方の一端が第４圧油流出入口２３ｃに接続されている。一対の第１油圧管２９ａは、他端がそれぞれ２つに分岐され、分岐された一方は第１逆止弁３０ａを介して一対の第１油圧管２９ａを連通し、他方は第１流量調整弁３１ａを介して一対の第１油圧管２９ａを連通している。
第１逆止弁３０ａによって第３圧油流出入口２３ｂから第４圧油流出入口２３ｃへの圧油の流れは規制されないが、第４圧油流出入口２３ｃから第３圧油流出入口２３ｂへの流れは規制される。

第２油圧室２６ｂの軸方向一端側の側壁端部には、第２圧油流出入口２３ｄが設けられ、第１油圧配管１５Ａ又は第２油圧配管１５Ｂの第２流出入用管１５ｂに連結されている。
また、第２油圧室２６ｂの側壁には、第２突起部２７ｂを挟んで第５圧油流出入口２３ｅと第６圧油流出入口２３ｆとが設けられている。一対の第２油圧管２９ｂのうち一方の一端が第５圧油流出入口２３ｅに接続され、一対の第２油圧管２９ｂのうち他方の一端が第６圧油流出入口２３ｆに接続されている。一対の第２油圧管２９ｂは、他端がそれぞれ２つに分岐され、分岐された一方は第２逆止弁３０ｂを介して一対の第２油圧管２９ｂを連通し、他方は第２流量調整弁３１ｂを介して一対の第２油圧管２９ｂを連通している。
第２逆止弁３０ｂによって第５圧油流出入口２３ｅから第６圧油流出入口２３ｆへの圧油の流れは規制されないが、第６圧油流出入口２３ｆから第５圧油流出入口２３ｅへの流れは規制される。

第２油圧ピストンロッド２５Ｂは、一端が第２油圧室２６ｂの側壁を貫通突出し、切換用ピストンロッド２２の一端と軸継手３４で連結され、切換用ピストンロッド２２は駆動シリンダ装置１４によって駆動される。
切換用シリンダ装置１３は、切換用シリンダ２０に流出ポート１３ａ、流出入ポート１３ｃ、流入ポート１３ｂ、調整ポート１３ｄが設けられ、流出入ポート１３ｃは第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの一端と連通されている。

切換用ピストンロッド２２には、排水側ピストン２１ａと供給側ピストン２１ｂとが連結され、切換用ピストンロッド２２と一体で切換用シリンダ２０内を往復動する。排水側ピストン２１ａは、流出ポート１３ａと流出入ポート１３ｃとの間に位置して流出ポート１３ａと流出入ポート１３ｃとの連通を遮断すると共に、流出入ポート１３ｃと流入ポート１３ｂとの間に位置して流出入ポート１３ｃと流入ポート１３ｂとの連通を遮断するように切換用シリンダ２０内を往復動する。

供給側ピストン２１ｂは、排水側ピストン２１ａが流出ポート１３ａと流出入ポート１３ｃとの間に位置した状態で、流入ポート１３ｂより調整ポート１３ｄ側に位置するように配設されている。すなわち、供給側ピストン２１ｂは、往復動によって流出ポート１３ａと流出入ポート１３ｃと流入ポート１３ｂとのいずれのポートも連通及び遮断しない位置に配設されている。

次に、本実施形態のエネルギー回収装置１の動作について、図面を参照して説明する。
まず、図１に示すように、圧送工程にある第１シリンダ装置９Ａの第１ピストン８Ａが実線の矢印の方向（紙面右から左）に移動し、第１位置検出器Ｓ１の位置に到達すると、第１位置検出器Ｓ１から検出信号が制御部Ｃの制御部本体Ｃ１に送信される。この検出信号を制御部本体Ｃ１が受信すると、制御部本体Ｃ１から第２流路切換機構６Ｂの駆動シリンダ装置１４の油圧流路を切り換える第２切換弁１７Ｂに切換信号が送信される。

切換信号を受けた第２切換弁１７Ｂでは、油圧ポンプ１６からの油圧流路を切り換え、第２流路切換機構６Ｂにおける駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４を駆動して、第２流路切換機構６Ｂにおける切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２１ｂが一端側（紙面下方側）に所定の一定速度で移動を開始する。このとき、移動開始時点では第２流路切換機構６Ｂの切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃは全開状態で第２シリンダ装置９Ｂから濃縮海水が一定流量で排水管１９に排出されている。

そして、図３に示すように、供給側ピストン２１ｂが一定速度で矢印方向（紙面下方）に移動して、流出入ポート１３ｃの開口部を完全に閉塞する前の所定の位置Ｐｂに到達したとき、駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４を駆動する圧油の流量が絞られることによって油圧ピストン２４の駆動速度が減速され、同時に第２流路切換機構６Ｂにおける切換用シリンダ装置１３の供給側ピストン２１ｂの移動速度が減速される。

供給側ピストン２１ｂが位置Ｐｂに到達してから第２流路切換機構６Ｂにおける切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃが完全に閉塞されて切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの連通が遮断されるまでの間、濃縮海水の排水管１９への流出流量は漸減しながら緩やかに停止する。このように流出流量が緩やかに減少することによって、排水管１９内の安定した連続流れが急激に停止することがなくなるため、キャビテーションが発生せず、充填工程終了時の衝撃音の発生を防止できる。

この切り換えが完了すると、第２流路切換機構６Ｂにおける切換用シリンダ装置１３の流入ポート１３ｂと流出入ポート１３ｃとが連通されて高圧の濃縮海水が膜分離装置５から第２シリンダ装置９Ｂに供給されるとともに、流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの連通が遮断されて、第２シリンダ装置９Ｂの圧送工程が開始される。
そして、このとき、まだ圧送工程にある第１シリンダ装置９Ａの第１ピストン８Ａがさらに実線の矢印の方向に移動して第２位置検出器Ｓ２の位置に到達すると、第２位置検出器Ｓ２から検出信号が制御部本体Ｃ１送信される。

この検出信号を制御部本体Ｃ１が受信すると、第１流路切換機構６Ａにおける駆動シリンダ装置１４の油圧流路を切り換える第１切換弁１７Ａに、制御部本体Ｃ１から切換信号が送信される。切換信号を受けた第１切換弁１７Ａは、油圧ポンプ１６（油圧源）からの油圧流路を切り換え、第１流路切換機構６Ａにおける駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４を駆動して第１流路切換機構６Ａにおける排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２１ｂが下端位置から他端側（紙面上方）に移動を開始する。

図４に示すように、移動開始時点では第１流路切換機構６Ａにおける切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃは全開状態であり、膜分離装置５から高圧の濃縮海水が一定流量で第１シリンダ装置９Ａに流入している。排水側ピストン２１ａが所定の一定速度で他端側（紙面上方）に移動して、流出入ポート１３ｃが、流出ポート１３ａとの連通が始まる前の所定の位置Ｑ１ａに到達したとき、第１流路切換機構６Ａにおける駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４を駆動する油圧の流量が絞られることによって、油圧ピストン２４の駆動速度が減速される。

油圧ピストン２４の減速に伴い、第１流路切換機構６Ａにおける切換用シリンダ装置１３の供給側ピストン２１ｂの移動速度が減速され、流出入ポート１３ｃが緩やかに開成されて流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの連通が始まり、第１シリンダ装置９Ａの充填工程が開始される。排水側ピストン２１ａが所定の位置Ｑ１ａから位置Ｑ２ａに到達するまでの間は、油圧ピストン２４が減速された状態で移動するため、流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとが緩やかに連通され、第１シリンダ装置９Ａ内に保持されていた高圧の残圧が緩やかに開放される。そこで、濃縮海水が一気に噴き出すことがなく充填工程開始時の衝撃音が防止できる。

排水側ピストン２１ａが所定の位置Ｑ２ａに到達したとき、駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４を駆動する油圧流量が元の所定の流量に復帰し、油圧ピストン２４の駆動速度が減速前の速度に増速される。油圧ピストン２４の増速に伴い第１流路切換機構６Ａにおける切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａの移動速度も減速前の速度に増速されて流出入ポート１３ｃが全開になり、濃縮海水が一定流量で排水管１９に排出される。

圧送工程にある第２シリンダ装置９Ｂの第２ピストン８Ｂが破線で示した矢印の方向（切換用シリンダ装置１３側）に移動し、第１位置検出器Ｓ１の位置に到達すると、第１位置検出器Ｓ１から検出信号が制御部本体Ｃ１送信される。検出信号を制御部本体Ｃ１が受信すると、制御部本体Ｃ１から第１流路切換機構６Ａの駆動シリンダ装置１４の油圧流路を切り換える第１切換弁１７Ａに切換信号が送信されて第１切換弁１７Ａの油圧流路が切り換わる。

第１切換弁１７Ａの油圧流路が切り換わると、駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４が駆動されて第１流路切換機構６Ａの切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａ供給側ピストン２１ｂが一端側（紙面下方）に所定の一定速度で移動を開始する。
移動開始時点では、第１流路切換機構６Ａにおける切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃが全開状態で、第１シリンダ装置９Ａから濃縮海水が一定流量で排水管１９に排出されている。排水側ピストン２１ａが一定速度で一端側（紙面下方）に移動して、図３に示すように、流出入ポート１３ｃの開口部を完全に閉塞する前の所定の位置Ｐａに到達したとき、駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４を駆動する油圧の流量が絞られることによって、油圧ピストン２４の駆動速度が減速される。

油圧ピストン２４の減速に伴い、第１流路切換機構６Ａにおける切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａの移動速度が減速され、流出入ポート１３ｃが緩やかに閉塞される。そこで排水側ピストン２１ａが位置Ｐａに到達してから流出入ポート１３ｃが完全に閉塞されて流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの連通が遮断されるまでの間、濃縮海水の排水管１９への流出流量は漸減しながら緩やかに停止する。この切り換えが完了すると、第１流路切換機構６Ａにおける切換用シリンダ装置１３の流入ポート１３ｂと流出入ポート１３ｃとが連通されて高圧の濃縮海水が膜分離装置５から第１シリンダ装置９Ａに供給されると共に、流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの連通が遮断されて、第１シリンダ装置９Ａの圧送工程が開始される。

そして、このとき、まだ圧送工程にある第２シリンダ装置９Ｂの第２ピストン８Ｂがさらに他端側（破線の矢印の方向）に移動して第２位置検出器Ｓ２の位置に到達すると、第２位置検出器Ｓ２から検出信号が制御部本体Ｃ１に送信される。この検出信号を制御部本体Ｃ１が受信すると、制御部本体Ｃ１から第２流路切換機構６Ｂにおける駆動シリンダ装置１４の油圧流路を切り換える第２切換弁１７Ｂに切換信号が送信されて第２切換弁１７Ｂの油圧流路が切り換わる。

第２切換弁１７Ｂの油圧流路が切り換わると、第２流路切換機構６Ｂにおける駆動シリンダ装置１４が駆動されて切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２１ｂが他端側（紙面上方）に移動を開始する。移動開始時点では、第２流路切換機構６Ｂにおける切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃは全開状態であり、膜分離装置５から高圧の濃縮海水が一定流量で第２シリンダ装置９Ｂに流入している。排水側ピストン２１ａが所定の一定速度で他端側（紙面上方）に移動して、流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの連通が始まる前の所定の位置Ｑ１ｂに到達したとき、第２流路切換機構６Ｂにおける駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４を駆動する油圧の流量が絞られることによって、油圧ピストン２４の駆動速度が減速される。

油圧ピストン２４の減速に伴い第２流路切換機構６Ｂにおける切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａの移動速度が減速され、流出入ポート１３ｃが緩やかに開成されて流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの連通が始まり、第２シリンダ装置９Ｂの充填工程が開始される。
図４に示すように、排水側ピストン２１ａが所定の位置Ｑ１ｂから位置Ｑ２ｂに到達するまでの間は、油圧ピストン２４が減速された状態で移動するため、流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとが緩やかに連通され、第２シリンダ装置９Ｂ内に保持されていた高圧の残圧が緩やかに開放される。そこで、濃縮海水が一気に噴き出すことがなく、充填工程開始時の衝撃音が防止できる。

排水側ピストン２１ａが所定の位置Ｑ２ｂに到達したとき、駆動シリンダ装置１４の油圧ピストン２４を駆動する油圧流量が減速前の流量に復帰し、油圧ピストン２４の駆動速度が所定の速度に増速される。油圧ピストン２４の増速に伴い第２流路切換機構６Ｂにおける切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａも減速前の速度に増速されて流出入ポート１３ｃが全開になり、濃縮海水が一定流量で排水管１９に排出される。

次に、駆動シリンダ装置１４と切換用シリンダ装置１３との動作について、図５及び図６を参照して説明する。

図５の（ａ）は、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂが充填工程にあり、流出入ポート１３ｃが全開で濃縮海水の排出が行われている時の状態である。また、図５の（ｂ）は、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの流出入ポート１３ｃが全閉に近づき充填工程が終了する直前の状態である。また、図５の（ｃ）は、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの充填工程が終了し、流出ポート１３ａと流出入ポート１３ｃとの連通が遮断され、流出入ポート１３ｃと流入ポート１３ｂとが連通されて、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの圧送工程が開始された時の状態である。また、図５の（ｄ）は、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂが圧送工程にあり、流出入ポート１３ｃが全開で濃縮海水の流入が行われているときの状態である。

また、図６の（ｅ）は、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの流出入ポート１３ｃが全閉に近づき圧送工程が終了する直前の状態である。また、図６の（ｆ）は、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの圧送工程が終了し、流出ポート１３ａと流出入ポート１３ｃとが連通され、流出入ポート１３ｃと流入ポート１３ｂとが遮断されて、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの充填工程が開始された時の状態である。また、図６の（ｇ）は、図５の（ａ）の状態に戻り、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂが充填工程にあり、流出入ポート１３ｃが全開で濃縮海水の排出が行われている時の状態である。

まず、図５の（ａ）に示すように、駆動シリンダ装置１４の第２圧油流出入口２３ｄから流入する圧油により、油圧ピストン２４は油圧ピストン室２６ｃの他端側（紙面右端部）に移動し停止している。このとき、切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａは、流出入ポート１３ｃと流入ポート１３ｂとの間に位置しており、流出入ポート１３ｃは全開の状態で、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂから濃縮海水の排出が行われている。

この状態から流路切換信号（検出信号）が第１切換弁１７Ａ又は第２切換弁１７Ｂに送信されると油圧流路が切り換わり、駆動シリンダ装置１４の第１圧油流出入口２３ａから圧油が流入し、油圧ピストン２４は圧油に押圧されて油圧ピストン室２６ｃ内を一端側（紙面左方向）に移動を開始し、同時に切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａと供給側ピストン２１ｂも一端側（紙面左方向）に移動を開始する。

油圧ピストン２４の一端側（紙面左方向）への移動により、油圧ピストン室２６ｃ内と第２油圧室２６ｂとにある圧油は第２圧油流出入口２３ｄから外部に流出する。油圧ピストン２４は圧油の流量によって移動速度が適宜に調整され、圧油の流量に応じて一定速度で移動する。油圧ピストン２４の一端側（紙面左方向）への移動速度を調整する圧油流量は、図３及び図４に示すように、第２圧油流出入口２３ｄに接続された第１油圧配管１５Ａ又は第２油圧配管１５Ｂに設けられた管流量調整弁３５により行われる。

次に、図５の（ｂ）に示すように、油圧ピストン２４が一端側（紙面左方向）に一定速度で移動して第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとが、及び第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとがそれぞれ対向し始める位置に達すると、圧油は第１油圧室２６ａ内を流れることができなくなるため、第３圧油流出入口２３ｂから一対の第１油圧管２９ａ、第１逆止弁３０ａ、一部は第１流量調整弁３１ａを通って第４圧油流出入口２３ｃから再び第１油圧室２６ａに流入し、油圧ピストン２４を押圧する。

一方、第２油圧室２６ｂ側の油圧ピストン室２６ｃ内と第２油圧室２６ｂ内とにある圧油は、第２油圧室２６ｂ内を流れることができなくなるため、第５圧油流出入口２３ｅから第２油圧管２９ｂに入り、第２流量調整弁３１ｂが設けられた管路と一対の第２油圧管２９ｂを通って再び第２油圧室２６ｂに流入し、第２圧油流出入口２３ｄから外部に流出する。第２流量調整弁３１ｂは、第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとが対向していない状態での圧油流量より少なくなるように、すなわち油圧ピストン２４の移動速度が減速できるように適宜な圧油流量に設定されている。

駆動シリンダ装置１４の第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとが対向し始める位置に達した時、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂは充填工程終了直前にあり、切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃは一部が開口して濃縮海水が排出されている。この時点から油圧ピストン２４の移動速度が減速され、同時に排水側ピストン２１ａの移動速度が減速されて流出入ポート１３ｃから流出する濃縮海水の流量が緩やかに漸減する。

次に、図５の（ｃ）に示すように、油圧ピストン２４が減速されて一端側（紙面左方向）にさらに移動し、第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとの対向が解除されると、油圧ピストン室２６ｃ内と第２油圧室２６ｂ内との圧油は、第２油圧室２６ｂ内を通って第２圧油流出入口２３ｄから外部に流出するようになり、圧油流量が初期の流量に回復して油圧ピストン２４の移動速度は減速前の速度に復帰する。この時点において、流出入ポート１３ｃと流入ポート１３ｂとは連通されて、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂに高圧濃縮海水が流入している。

次に、図５の（ｄ）に示すように、駆動シリンダ装置１４の第１圧油流出入口２３ａから流入する圧油により、油圧ピストン２４は油圧ピストン室２６ｃの一端部（紙面左端部）に移動し停止している。このとき、切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａは、流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの間に位置しており、流出入ポート１３ｃは全開の状態で、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂに高圧の濃縮海水の濃縮海水が流入している。

この状態から流路切換信号（検出信号）が第１切換弁１７Ａ又は第２切換弁１７Ｂに送信されると油圧流路が切り換わり、駆動シリンダ装置１４の第２圧油流出入口２３ｄから圧油が流入し、油圧ピストン２４は圧油に押圧されて油圧ピストン室２６ｃ内を他端側（紙面右方向）に移動を開始し、同時に切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａと供給側ピストン２１ｂも他端側（紙面右方向）に移動を開始する。

油圧ピストン２４の他端側（紙面右方向）への移動により、油圧ピストン室２６ｃ内と第１油圧室２６ａ内にある圧油は、第１圧油流出入口２３ａから外部に流出する。油圧ピストン２４は、圧油の流量によって移動速度が適宜に調整され、圧油の流量に応じて一定速度で移動する。油圧ピストン２４の他端側（紙面右方向）への移動速度を調整する圧油流量は、第１圧油流出入口２３ａに接続された第１油圧配管１５Ａ又は第２油圧配管１５Ｂに設けられた管流量調整弁３５により行われる。

次に、図６の（ｅ）に示すように、油圧ピストン２４が他端側（紙面右方向）に一定速度で移動して第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとが、及び第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとがそれぞれ対向し始める位置に達すると、圧油は第２油圧室２６ｂ内を流れることができなくなるため、第６圧油流出入口２３ｆから第２油圧管２９ｂ、第２逆止弁３０ｂ、一部は第２流量調整弁３１ｂを通って第５圧油流出入口２３ｅから再び第２油圧室２６ｂに流入し、油圧ピストン２４を押圧する。

一方、第１油圧室２６ａ側の油圧ピストン室２６ｃ内と第１油圧室２６ａ内とにある圧油は、第１油圧室２６ａ内を流れることができなくなるため、第４圧油流出入口２３ｃから第１油圧管２９ａに入り、第１流量調整弁３１ａが設けられた管路と第１油圧管２９ａとを通って再び第１油圧室２６ａに流入し、第１圧油流出入口２３ａから外部に流出する。第１流量調整弁３１ａは、第１突起部２７ａと第２軸突起部２５ｂとが対向していない状態での圧油流量より少なくなるように、すなわち油圧ピストン２４の移動速度が減速できるように適宜な圧油流量に設定されている。

駆動シリンダ装置１４の第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとが対向し始める位置に達した時、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂは圧送工程終了直前にあり、切換用シリンダ装置１３の流出入ポート１３ｃは一部が開口して高圧の濃縮海水が流入している。この時点から油圧ピストン２４の移動速度が減速され、同時に排水側ピストン２１ａの移動速度が減速されて流出入ポート１３ｃの緩やかな閉塞から緩やかな開口に移行する。

次に、図６の（ｆ）に示すように、油圧ピストン２４が減速されて他端側（紙面右方向）にさらに移動し、第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとの対向が解除されると、油圧ピストン室２６ｃ内と第１油圧室２６ａ内の圧油は、第１油圧室２６ａ内を通って第１圧油流出入口２３ａから外部に流出されるようになり、圧油流量が初期の流量に回復して油圧ピストン２４の移動速度は減速前の速度に復帰する。この時点において、流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとは連通されて、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂから濃縮海水が排出されている。
次に、図６の（ｇ）に示すように、駆動シリンダ装置１４の第２圧油流出入口２３ｄから流入する圧油により、油圧ピストン２４は油圧ピストン室２６ｃの他端部（紙面右端部）に移動して停止し、図５の（ａ）の状態に戻る。

上述した動作では、第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとの配設位置や軸方向長さ、及び第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとの配設位置や軸方向長さを変更することで、油圧ピストン２４の減速開始位置や油圧ピストン２４の減速状態での移動距離を変更することができる。また、第１流量調整弁３１ａ及び第２流量調整弁３１ｂの流量を調整することにより、油圧ピストン２４の移動速度を任意に設定することができる。すなわち、切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａの減速速度、減速開始位置、減速解除位置を適宜に設定できる。

したがって、充填工程開始時における流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの連通を緩やかに行うことができるので、第１シリンダ装置９Ａ及び第２シリンダ装置９Ｂの残圧を緩やかに開放することができる。また、充填工程終了時における流出入ポート１３ｃと流出ポート１３ａとの遮断を緩やかに行うことができるので、濃縮海水の排出を緩やかに漸減しながら停止することができる。
なお、本実施形態では、第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとの距離Ｌ_１と、第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとの距離Ｌ_２とが等しいが、Ｌ_１とＬ_２とが異なるように突起部の位置を設定することも可能である。

このように本実施形態のエネルギー回収装置１では、制御部Ｃが、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの一端と排水管１９とが連通される時に排水側ピストン２１ａの移動速度を減速させて緩やかに連通を開始させると共に、第１シリンダ装置９Ａ又は第２シリンダ装置９Ｂの一端と排水管１９との連通が遮断される時に排水側ピストン２１ａの移動速度を減速させて緩やかに連通を遮断させるので、排水管１９との連通の際に、シリンダ装置内の残圧を緩やかに開放させると共に、遮断の際に、シリンダ装置からの排出流量を緩やかに減少させることでウォーターハンマーによる衝撃音の発生を防止することができる。

また、制御部Ｃが、駆動シリンダ装置１４内の圧油流量を調整する圧油調整機構１８を備え、制御部本体Ｃ１が、検出信号に基づいて第１切換弁１７Ａ及び第２切換弁１７Ｂを制御して駆動シリンダ装置１４を操作するので、切換弁によって切り換え操作される駆動シリンダ装置１４内の圧油流量を圧油調整機構１８により調整して、駆動シリンダ装置１４のピストンの移動速度を減速させることができる。

さらに、圧油調整機構１８が、一対の第１油圧管２９ａと、一対の第２油圧管２９ｂと、第１逆止弁３０ａ及び第１流量調整弁３１ａと、第２逆止弁３０ｂ及び第２流量調整弁３１ｂとを備えているので、第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとが互いに対向し始める位置に達すると、また第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとが互いに対向し始める位置に達すると、圧油が第１油圧室２６ａ又は第２油圧室２６ｂ内に流れることができなくなり、一部が第１流量調整弁３１ａ又は第２流量調整弁３１ｂを介して一対の第１油圧管２９ａ又は第２油圧管２９ｂから油圧室に流れる。したがって、第１突起部２７ａと第１軸突起部２５ａとが互いに対向していない位置にある状態、また第２突起部２７ｂと第２軸突起部２５ｂとが互いに対向していない位置にある状態での油圧室内の圧油流量よりも少なくなるように、第１流量調整弁３１ａ又は第２流量調整弁３１ｂの圧油流量を設定することで、油圧ピストンの移動速度が減速される。

次に、本発明におけるエネルギー回収装置の第２及び第３実施形態を、図７及び図８に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、切換用シリンダ２０の調整ポート１３ｄが形成されているのに対し、第２実施形態のエネルギー回収装置では、図７に示すように、調整ポートが無く、切換用ピストンロッド１２２に、排水側ピストン２１ａの一端部側と供給側ピストン２１ｂの他端側との間に連通孔１２２ａが形成され、切換用シリンダ内の一端側にある第１シリンダ室２２３ａと他端側にある第２シリンダ室２２３ｂとが連通されている点である。

また、第１実施形態では、別部材である油圧ピストン２４と第１油圧ピストンロッド２５Ａと第２油圧ピストンロッド２５Ｂとがボルトで接合されているのに対し、第２実施形態のエネルギー回収装置では、油圧ピストン２４と第１油圧ピストンロッド２５Ａ及び第２油圧ピストンロッド２５Ｂとが、一体成形されて油圧ピストンロッド１２５となっている点で異なっている。

なお、切換用シリンダ内のうち、供給側ピストン２２１ｂよりも他端側が、第１シリンダ室２２３ａとされ、排水側ピストン２２１ａよりも一端側が、第２シリンダ室２２３ｂとされる。
上記連通孔１２２ａは、一端側が排水側ピストン２１ａの端面に開口されていると共に、他端側が供給側ピストン２２１ｂの内側であって切換用ピストンロッド１２２の外周面に開口されている。なお、供給側ピストン２２１ｂは、連通孔１２２ａを開口させるスペースを確保するために一端側が閉塞された筒状に形成されている。

第２実施形態では、第１シリンダ装置９Ａが充填工程にあって流出入ポート１３ｃが全開で濃縮海水の排出が行われている際、油圧ピストン２４が一端側（紙面左方向）に移動すると同時に切換用シリンダ装置１３の排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２２１ｂも一端側（紙面左方向）に移動するが、このとき、第２シリンダ室２２３ｂが縮小され、縮小容量と同量の濃縮海水が第２シリンダ室２２３ｂから連通孔１２２ａを通って第１シリンダ室２２３ａに流入するため、排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２２１ｂの移動が阻害されない。

また、逆に、排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２２１ｂが他端側（紙面右方向）に移動するときは、第１シリンダ室２２３ａが縮小され、縮小容量と同量の濃縮海水が第１シリンダ室２２３ａから連通孔１２２ａを通って第２シリンダ室２２３ｂに排出されるため、排水側ピストン２１ａ及び供給側ピストン２２１ｂの移動が阻害されない。
すなわち、連通孔１２２ａは第１実施形態の調整ポートと同じ作用を果たすことができる。

このように第２実施形態のエレルギー回収装置では、切換用ピストンロッド１２２に、切換用ピストンロッドに、排水側ピストン２１ａの一端部側（第２シリンダ室２２３ｂ）と供給側ピストン２２１ｂの他端側（第１シリンダ室２２３ａ）との間に連通した連通孔１２２ａが形成されているので、調整ポートの取付スペースが不要になり、その分だけシリンダ長さを短縮することができる。また、調整ポートに付随する配管類も不要になり、流路切換機構をコンパクトにすることができる。

さらに、油圧ピストン２４と第１油圧ピストンロッド２５Ａ及び第２油圧ピストンロッド２５Ｂとが、一体成形されているので、部品点数を削減することができると共に装置の作製が容易になる。特に、油圧ピストン２４の外径が小さい場合、機械加工により油圧ピストン２４と第１油圧ピストンロッド２５Ａ及び第２油圧ピストンロッド２５Ｂとを一体成形することが容易になる。

次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第１軸突起部２５ａ及び第２軸突起部２５ｂが第１油圧ピストンロッド２５Ａ及び第２油圧ピストンロッド２５Ｂに固定されているのに対し、第３実施形態のエネルギー回収装置では、図８に示すように、第１軸突起部３２５ａ及び第２軸突起部３２５ｂとが軸方向に移動可能に設置されている点である。

すなわち、第３実施形態では、第１油圧ピストンロッド３２５Ａの他端側の外周面に第１雄ねじ溝部３０１ａが形成され、第２油圧ピストンロッド３２５Ｂの一端側の外周面に第２雄ねじ溝部３０１ｂが形成されている。また、第１軸突起部３２５ａが円環部材であり、第１雄ねじ溝部３０１ａに第１軸突起部３２５ａが嵌入されていると共に、第２軸突起部３２５ｂが円環部材であり、第２雄ねじ溝部３０１ｂに第２軸突起部３２５ｂが嵌入されている。

第１油圧ピストンロッド３２５Ａの中央付近には、第１段差部３２５ｃが設けられ、第１段差部３２５ｃから先端部まで第１雄ねじ溝部３０１ａが形成されている。第１油圧ピストンロッド３２５Ａに第１ナット３２６ａが第１段差部３２５ｃまで螺入されて第１ナット３２６ａの油圧ピストン２４側への移動が規制され、さらに第１軸突起部材３２５ａが第１ナット３２６ａに当接する位置まで嵌入されている。
第１軸突起部材３２５ａは円筒形で、外径は第１ナット３２６ａの最大外径より大きく形成されている。第１軸突起部材３２５ａは第１ナット３２６ａと第２ナット３２７ａにより、軸回りの回転と軸方向への移動が規制される。第１軸突起部材３２５ａの配設位置は、第１ナット３２６ａと第２ナット３２７ａとを第１油圧ピストンロッド３２５Ａの他端側に移動することで容易に所望の位置に設定できる。

また、第２油圧ピストンロッド３２５Ｂの中央付近には、第２段差部３２５ｄが設けられ、第２段差部３２５ｄから先端部に向けて第２雄ねじ溝部３０１ｂが設けられている。第２油圧ピストンロッド３２５Ｂの先端部付近は、第２雄ねじ溝部３０１ｂが設けられた部分より小径に形成され、図示しない切換用シリンダ装置１３の切換用ピストンロッド２２に連結するためのねじ溝が形成されている。
第２油圧ピストンロッド３２５Ｂには、第３ナット３２６ｂが第２段差部３２５ｄまで螺入されて第３ナット３２６ｂの油圧ピストン２４側への移動が規制され、さらに第２軸突起部材３２５ｂが第３ナット３２６ｂに当接する位置まで嵌入されている。
第２軸突起部材３２５ｂは円筒形で、外径は第３ナット３２６ｂの最大外径より大きく形成されている。第２軸突起部材３２５ｂは、第３ナット３２６ｂと第４ナット３２７ｂとにより、軸回りの回転と軸方向への移動とが規制される。第２軸突起部材３２５ｂの配設位置は、第３ナット３２６ｂと第４ナット３２７ｂとを第２油圧ピストンロッド３２５Ｂの先端側に移動することで所望の位置に設定できる。

このように第３実施形態のエネルギー回収装置では、第１軸突起部３２５ａが円環部材であり、第１雄ねじ溝部３０１ａに嵌入されていると共に、第１ナット３２６ａと第２ナット３２７ａとにより第１軸突起部３２５ａの軸回りの回転と軸方向への移動とが規制され、第２軸突起部３２５ｂが円環部材であり、第２雄ねじ溝部３０１ｂに嵌入されていると共に、第３ナット３２６ｂと第４ナット３２７ｂとにより第２軸突起部３２５ｂの軸回りの回転と軸方向への移動とが規制されているので、第１軸突起部３２５ａ及び第２軸突起部３２５ｂの配設位置が容易に変更可能であり、油圧ピストン２４の減速開始位置や油圧ピストン２４の減速状態での移動距離を容易に変更することができる。
なお、第３実施形態では、第１軸突起部及び第２軸突起部を円環部材でそれぞれ形成し、これらの円環部材を油圧ピストンロッドの雄ねじ溝部に嵌入し、それぞれ二つのナットにより軸回りの回転と軸方向への移動とを規制して構成したが、内側に雌ねじ溝部が形成された円環部材を油圧ピストンロッドの雄ねじ溝部に螺入し、さらに円環部材に当接する位置までナットを螺入して軸回りの回転と軸方向への移動とを規制することもできる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１…エネルギー回収装置、２ａ…供給管、２ｂ…送水管、３…淡水管、４…濃縮水管、５…膜分離装置、６Ａ…第１流路切換機構、６Ｂ…第２流路切換機構、７Ａ…第１シリンダ、７Ｂ…第２シリンダ、９Ａ…第１シリンダ装置、９Ｂ…第２シリンダ装置、１０…増圧手段、１１…流路方向規制機構、１３，２１３…切換用シリンダ装置、１３ａ…流出ポート、１３ｂ…流入ポート、１３ｃ…流出入ポート、１３ｄ…調整ポート、１４…駆動シリンダ装置、１５Ａ…第１油圧配管、１５Ｂ…第２油圧配管、１６…油圧ポンプ（油圧源）、１７Ａ…第１切換弁、１７Ｂ…第２切換弁、１８…圧油調整機構、１９…濃縮海水の排水管、２０…切換用シリンダ、２１ａ…排水側ピストン、２１ｂ，２２１ｂ…供給側ピストン、２２，１２２…切換用ピストンロッド、２３…油圧シリンダ、２３ａ…第１圧油流出入口、２３ｄ…第２圧油流出入口、２４…油圧ピストン、２５，１２５…油圧ピストンロッド、２５Ａ…第１油圧ピストンロッド、２５Ｂ…第２油圧ピストンロッド、２５ａ，３２５ａ…第１軸突起部、２５ｂ，３２５ｂ…第２軸突起部、２６ａ…第１油圧室、２６ｂ…第２油圧室、２７ａ…第１突起部、２７ｂ…第２突起部、２９ａ…第１油圧管、２９ｂ…第２油圧管、３０ａ…第１逆止弁、３０ｂ…第２逆止弁、３１ａ…第１流量調整弁、３１ｂ…第２流量調整弁、１２２ａ…連通孔、３０１ａ…第１雄ねじ溝部、３０１ｂ…第２雄ねじ溝部、３２６ａ…第１ナット、３２７ａ…第２ナット、３２６ｂ…第３ナット、３２７ｂ…第４ナット、Ｃ…制御部、Ｃ１…制御部本体、Ｓ１…第１位置検出器、Ｓ２…第２位置検出器

Claims

高圧海水を逆浸透膜で淡水と濃縮海水とに分離し前記淡水を淡水管に排出すると共に高圧の前記濃縮海水を濃縮水管に排出する膜分離装置に接続されるエネルギー回収装置であって、
前記濃縮水管との連通と遮断とを行うと共に前記濃縮海水の排水管との連通と遮断とを行う第１流路切換機構を介して一端が前記濃縮水管と前記排水管とに接続され、第１シリンダ内を往復移動する第１ピストンを有した第１シリンダ装置と、
前記濃縮水管との連通と遮断とを行うと共に排水管との連通と遮断とを行う第２流路切換機構を介して一端が前記濃縮水管と前記排水管とに接続され、第２シリンダ内を往復移動する第２ピストンを有した第２シリンダ装置と、
前記第１流路切換機構及び前記第２流路切換機構を制御して前記濃縮水管及び前記排水管に対する前記第１シリンダ装置と前記第２シリンダ装置との接続を切り換え、高圧の前記濃縮海水を前記第１シリンダ装置と前記第２シリンダ装置とに交互に流し込む制御機能と前記濃縮海水を前記第１シリンダ装置及び前記第２シリンダ装置から交互に排出する制御機能とを有した制御部と、
前記第１シリンダ装置の他端と前記第２シリンダ装置の他端とに接続され、海水を前記第１シリンダ装置と前記第２シリンダ装置とに交互に供給すると共に、前記第１シリンダ装置と前記第２シリンダ装置とから高圧で交互に押し出される前記海水を増圧手段を介して前記膜分離装置に戻す流路方向規制機構とを備え、
前記第１流路切換機構及び前記第２流路切換機構が、前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置への前記濃縮海水の供給とその停止及び前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置からの前記濃縮海水の排出とその停止との切り換えを行う切換用シリンダ装置を備え、
前記切換用シリンダ装置が、前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置の一端と前記排水管と前記濃縮水管とに接続された切換用シリンダと、前記切換用シリンダ内で往復移動し前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置の一端と前記排水管及び前記濃縮水管との連通及び遮断が可能な排水側ピストンとを有し、前記制御部が、前記第１流路切換機構を制御して、前記第１シリンダ装置の一端と前記排水管とが連通される時に前記排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を開始させると共に、前記第１シリンダ装置の一端と前記排水管との連通が遮断される時に前記排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を遮断させ、さらに前記第２流路切換機構を制御して、前記第２シリンダ装置の一端と前記排水管とが連通される時に前記排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を開始させると共に、前記第２シリンダ装置の一端と前記排水管との連通が遮断される時に前記排水側ピストンの移動速度を減速させて緩やかに連通を遮断させることを特徴とするエネルギー回収装置。
請求項１に記載のエネルギー回収装置において、
前記制御部が、前記第１シリンダ及び前記第２シリンダに設けられ前記第１ピストン又は前記第２ピストンが対応する前記第１シリンダ又は前記第２シリンダの他端近傍に達したことを検出する一対の位置検出器を備え、
一対の前記位置検出器の検出信号に基づいて前記第１流路切換機構及び前記第２流路切換機構を制御することを特徴とするエネルギー回収装置。
請求項２に記載のエネルギー回収装置において、
前記第１流路切換機構及び前記第２流路切換機構が、前記切換用シリンダ装置を駆動する駆動シリンダ装置とを備え、
前記制御部が、前記第１流路切換機構の前記駆動シリンダ装置に第１油圧配管を介して圧油を供給すると共に前記第２流路切換機構の前記駆動シリンダ装置に第２油圧配管を介して圧油を供給する油圧源と、前記第１油圧配管に接続された第１切換弁と、前記第２油圧配管に接続された第２切換弁と、前記第１切換弁及び前記第２切換弁を制御する制御部本体と、前記駆動シリンダ装置内の圧油流量を調整する圧油調整機構とを備え、
前記制御部本体が、前記検出信号に基づいて前記第１切換弁及び前記第２切換弁を制御して前記駆動シリンダ装置を操作することを特徴とするエネルギー回収装置。
請求項３に記載のエネルギー回収装置において、
前記第１油圧配管及び前記第２油圧配管が、接続された前記第１切換弁又は前記第２切換弁を介して流路切換される第１流出入用管と第２流出入用管とに分岐され、
前記切換用シリンダ装置が、前記切換用シリンダ内で前記排水側ピストンと一体で往復移動する供給側ピストンと、一端に前記排水側ピストンが設けられていると共に中間部に前記供給側ピストンが設けられ他端が前記切換用シリンダの他端から外部に突出した切換用ピストンロッドとを備え、
前記駆動シリンダ装置が、前記第１流出入用管に接続された第１圧油流出入口と前記第２流出入用管に接続された第２圧油流出入口とを有する油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内で往復移動する油圧ピストンと、中間部に前記油圧ピストンが設けられていると共に一端が前記切換用ピストンロッドの他端に連結された油圧ピストンロッドとを備え、
前記油圧シリンダが、前記油圧ピストンよりも他端側に第１油圧室を有すると共に一端側に第２油圧室を有し、さらに前記第１油圧室内に突出した第１突起部と、前記第２油圧室内に突出した第２突起部とを有し、
前記油圧ピストンロッドが、前記油圧ピストンよりも他端側にあって往復移動時に前記第１突起部に対向した際に前記第１突起部より他端側の前記第１油圧室を閉塞する第１軸突起部と、前記油圧ピストンよりも一端側にあって往復移動時に前記第２突起部に対向した際に前記第２突起部より一端側の前記第２油圧室を閉塞する第２軸突起部とを有し、
前記圧油調整機構が、前記第１油圧室に前記第１突起部を挟んで一端が接続された一対の第１油圧管と、前記第２油圧室に前記第２突起部を挟んで一端が接続された一対の第２油圧管と、前記一対の第１油圧管の他端側に互いに並列に接続され前記一対の第１油圧管を連通させる第１逆止弁及び第１流量調整弁と、前記一対の第２油圧管の他端側に互いに並列に接続され前記一対の第２油圧管を連通させる第２逆止弁及び第２流量調整弁とを備え、
前記切換用シリンダが、前記排水管に接続され一端側に設けられた流出ポートと、前記濃縮水管に接続され中間部に設けられた流入ポートと、前記第１シリンダ装置又は前記第２シリンダ装置に接続され前記流出ポートと前記流入ポートとの間に設けられた流出入ポートとを有し、
前記排水側ピストンが前記流出入ポートを閉塞する際に、前記第１突起部と前記第１軸突起部とが互いに対向する位置に設定されると共に前記第２突起部と前記第２軸突起部とが互いに対向する位置に設定され、
前記第１逆止弁が、前記第１突起部の他端側の前記第１油圧管から一端側の前記第１油圧管への方向のみ流通可能であり、前記第２逆止弁が、前記第２突起部の一端側の前記第２油圧管から他端側の前記第２油圧管への方向のみ流通可能であることを特徴とするエネルギー回収装置。
請求項４に記載のエネルギー回収装置において、
前記切換用ピストンロッドに、前記切換用シリンダ内の一端側と他端側とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とするエネルギー回収装置。
請求項４又は５に記載のエネルギー回収装置において、
前記油圧ピストンと前記油圧ピストンロッドとが、一体成形されていることを特徴とするエネルギー回収装置。
請求項４から６のいずれか一項に記載のエネルギー回収装置において、
前記油圧ピストンロッドの他端側の外周面に第１雄ねじ溝部が形成されていると共に、一端側の外周面に第２雄ねじ溝部が形成され、
前記第１軸突起部が円環部材であり、前記第１雄ねじ溝部に前記第１軸突起部が嵌入されると共に前記第１軸突起部が前記第１雄ねじ溝部に螺入されたナットで固定されて軸回りの回転と軸方向への移動とが規制され、
前記第２軸突起部が円環部材であり、前記第２雄ねじ溝部に前記第２軸突起部が嵌入されると共に前記第２軸突起部が前記第２雄ねじ溝部に螺入されたナットで固定されて軸回りの回転と軸方向への移動とが規制されて構成されていることを特徴とするエネルギー回収装置。