JP4991724B2 - 逆浸透濾過システム保管タンク - Google Patents

Description

関連出願

（関連出願の相互引用）
本出願は、２００５年８月２６日出願の米国仮特許出願第６０／７１１，６４９号の利益を主張する。

本発明は、逆浸透濾過システムの分野に関する。

逆浸透水濾過システムは、源水を有する適当な膜の片側を加圧し、膜に水をゆっくりと通過させ、水中の不純物を、膜を通る余分な源水の制御された流れによって洗い流すために、膜の源水側に残す。膜を通過する濾過水すなわち生産水は、保管タンクを生産水保管領域と圧搾水領域とに分割する可撓性の嚢を有する、保管タンク内に蓄積される。通常、嚢によって区画される生産水保管タンク領域が満たされると、嚢は、タンク壁部にぴったりと接触する。次に、生産水が分配されると、圧搾水が、嚢とタンク壁部との間の領域に結合される。しかし、嚢はタンク壁部とぴったり接触しているので、圧搾水が嚢とタンク壁部との間で滲出するには、少し時間がかかる。したがって、圧搾水の流れには、初期のもたつきが存在し、したがって生産水の加圧の際に、初期の生産水分配における望ましくないもたつき及び躊躇がもたらされる。

改善された製造しやすさと性能を有する、逆浸透濾過用保管タンクが開示される。図１に見ることができるように、好ましい実施形態の保管タンク２０は、上方シェル２２と下方シェル２４から製作され、下方シェル２４は、完成したタンク２０を平坦な表面上で支持するための中空の円形基部２６を有する。タンクの断面図である図１は、上方タンク・シェル２２と下方タンク・シェル２４の内側にそれぞれ、リブすなわち突起２８、３０が示されている。これらのリブは、タンク・シェルの内側表面上に一体成形されたリブ様突起であり、その機能は以下で説明される。図２は、リブの正面図を示す、上方シェル２２内をのぞき込んだ図である。

図１にはまた、タンク内に配置されることになる嚢内に出入りする生産水のための中央開口部３４と、生産水を分配する目的で選択的に加圧するための圧搾水の用の複数の周辺開口部３６とを備えた頂部部材３２も示されている。この好ましい実施形態では、２つのタンク・シェル２２、２４は、説明したばかりのリブによって主に中断されるほぼ球形の内面を形成するために、２つの部材を強力かつ恒久的に接合するように、互いにスピン溶接される。

次に図３を参照すると、図の左側は、図１と同じ断面を示し、図の右側は、嚢３８が設置された後のタンクの断面を示す。嚢３８は、好ましくは、逆浸透濾過保管タンクの嚢のために従来から使用される、何らかの可撓性材料製のブロー成形された球形の嚢であり、部材３２の下向きの突起４０を覆うように嵌め込まれて、それに封止されるネックを有する。図３の下方部分に見ることができるように、リブ３０は、嚢をシェル２４の壁部から離して局所的に保持し、図１に示すリブ２８は、シェルの内周周囲の別の位置にて、シェル２２に対して同じことを行う。その点に関して、２つのシェル２２、２４の相対的な角度向きは重要ではなく、制御される必要はない。

好ましい実施形態の完成したアセンブリの斜視図を、図４に見ることができる。図に示されるように、好ましい実施形態では、上方シェル２２の頂部４２は、バヨネット・タイプのコネクタ４４を有し、コネクタ４４は、タンクの頂部４２を逆浸透濾過システム・アセンブリの残りの部分に締結させ、Ｏリング溝４６（図１及び図２参照）内のＯリングが、生産水接続部を封止し、頂部４２の内周内部のＯリング・フィッティングが、特に加圧時に、圧搾水の漏れを防止するためにその内周を封止する。

動作に際して、濾過中は、逆浸透膜を通過する生産水が嚢の内側に蓄積するように、嚢３８とタンク２０の内周との間の圧搾水領域が、ドレインへと排出される。すなわち嚢は、基本的に生産水で膨張し、ほとんどの圧搾水をドレインへ排水する。ただし、タンクの内周上のリブ２８、３０は、嚢を局所的にタンクの内壁から離して保持して、ポート３６を通るこれらの領域への流れ通路をリブの周りに残す。したがって、嚢が満たされシステムが遮断されるときにも、リブのそれぞれの側部にあるこれらの流れ通路は維持される。次に、蛇口を開くこと、又は製氷機の弁をオンにすることなどによって、生産水が要求されるときや、システムが圧搾水を加圧するとき、圧搾水は、嚢３８とタンク内周との間の領域内へと自由に流入し、生産水を、分配目的で実質的に直ちに加圧する。結果的に、本発明のタンクは、容易に射出成形及びスピン溶接され、かつ、満たされた保管タンクからの生産水の初期分配の際のもたつき及び躊躇をなくすという、さらなる利点を有する。

好ましい実施形態では、リブが、圧搾水の初期流入のための流路を形成するように、タンクの内面上に配置される。あるいは、タンク内の同様の凹みを使用することができるが、それらはタンクを弱くし、タンクのための平均壁厚を幾分より厚くすることが必要となり、費用が増すので、好ましくない。しかし、さらなる代替形態として、リブは、必ずしもタンクの内面全体にわたって延び、又は円周方向に向けられる必要はないが、少なくとも、圧搾水接続部からタンクへと出るべきである。各「リブ」はまた、互いに隣接する２つの盛り上がった領域の形とし、それによって、盛り上がった領域の間に別の圧搾水流路を形成することができる。同様に、タンク・シェルは、球形以外の内部を形成することができ、かつ／又は、スピン溶接以外の手段によって組み立てることができるが、スピン溶接が好ましい。というのもスピン溶接は、成形された材料自体と実質的に同じくらい強い溶接強度をもたらす、非常に低価格な製造技術であるからである。

すなわち、本発明のいくつかの好ましい実施形態を、限定ではなく例示のために、本明細書において開示し説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細における様々な変更を加えることができることが、当業者には理解されるであろう。

本発明の好ましい一実施形態によるタンク・アセンブリを示す断面図である。 図１の実施形態の上方シェル２２を直接のぞき込んだ図である。 図１と同様であるが嚢が図の右側に示される断面図である。 好ましい実施形態の最終的なタンク・アセンブリを示す斜視図である。。

Claims (10)

1. 囲いを形成するために互いに結合される、第１及び第２の成形シェルと、
   前記囲い内部にあり、前記囲い内部で生産水を圧搾水から分離するように結合される嚢と、
   前記嚢の前記生産水側へ水を入れるための、前記囲いの壁部を通る第１のポートと、
   前記嚢の前記圧搾水側への圧搾水を入れるための、前記囲いの壁部を通る第２のポートとを備え、
   前記囲いの内面は、前記嚢が生産水で満たされているときに、前記囲いの内面と前記嚢との間に複数のチャネルを形成する、前記囲いの内面上に成形された複数のリブを有し、
   前記嚢が生産水で満たされているときに前記囲い内への圧搾水の流れを前記囲いと前記嚢との間に受け入れ、
   前記複数のチャネルが、前記第２のポート付近から異なる方向へ発している逆浸透生産水保管タンク。
2. 前記第１及び第２の成形シェルが、実質的に球形の囲いとなっている請求項１に記載のタンク。
3. 前記第１及び第２の成形シェルが、互いにスピン溶接される請求項２に記載のタンク。
4. 前記第１及び第２のポートが、同心ポートである請求項１に記載のタンク。
5. 前記第１の成形シェルがインサートを内部に備える開口部を有し、前記インサートが、
   生産水のための中央導管と、前記中央導管に隣接して圧搾水のための少なくとも１つの通路とを備え、前記嚢が前記中央導管に結合される請求項４に記載のタンク。
6. 囲いを形成するように同一平面内で互いに結合され、前記平面に対して垂直な共軸を有する第１及び第２の成形シェルと、
   前記囲い内にあり、圧搾水から生産水を分離するように結合される嚢と、
   前記第１の成形シェル内の、実質的にその軸上にあってインサートを有する開口部とを備え、
   前記インサートが、生産水のための中央導管と、前記中央導管に隣接して圧搾水のための少なくとも１つの通路とを備え、前記嚢が、前記中央導管に結合され、
   前記囲いの内面は、前記嚢が生産水で満たされているときに、前記囲いの内面と前記嚢との間に複数のチャネルを形成する、前記囲いの内面上に成形された複数のリブを有し、
   前記嚢が生産水で満たされているときに前記囲い内への圧搾水の流れを前記囲いと前記嚢との間に受け入れ、
   前記複数のチャネルが、前記第２のポート付近から異なる方向へ発している逆浸透生産水保管タンク。
7. 前記第１及び第２の成形シェルが実質的に球形の囲いである請求項６に記載のタンク。
8. 前記第１及び第２の成形シェルが、互いにスピン溶接される請求項６に記載のタンク。
9. 球形の囲いを形成するように１つの平面内で互いにスピン溶接され、前記平面に対して垂直の共軸を有する、第１及び第２の成形シェルと、
   前記囲い内にあり、圧搾水から生産水を分離するように結合される嚢と、
   前記第１の成形シェル内の、実質的にその軸にあり内部にインサートを有する開口部とを備え、
   前記インサートが、生産水のための中央導管と、前記中央導管に隣接して圧搾水のための少なくとも１つの通路とを備え、前記嚢が前記中央導管に結合され、
   前記囲いの内面は、前記嚢が生産水で満たされているときに、前記囲いの内面と前記嚢との間に複数のチャネルを形成する、前記囲いの内面上に成形された複数のリブを有し、
   前記嚢が生産水で満たされているときに前記囲い内への圧搾水の流れを前記囲いと前記嚢との間に受け入れ、
   前記複数のチャネルが、前記第２のポート付近から異なる方向へ発している逆浸透生産水保管タンク。
10. 球形の囲いを形成するように１つの平面内で互いにスピン溶接され、前記平面に対して垂直の共軸を有する、第１及び第２の成形シェルと、
    前記囲い内にあり、圧搾水から生産水を分離するように結合される嚢と、
    前記第１の成形シェル内の、実質的にその軸上にありインサートを有する開口部とを備え、
    前記インサートが、生産水のための中央導管と、前記中央導管に隣接した、圧搾水のための少なくとも１つの通路とを備え、前記嚢が、前記中央導管に結合され、
    前記囲いの内面が、前記囲いの内面上に成形され、前記第１の成形シェル内の前記開口部付近から異なる方向へ発していて、前記嚢が生産水で満たされるときに前記囲いの内面と前記嚢との間に複数のチャネルを形成する複数のリブを有し、
    前記複数のリブは、前記嚢が生産水で満たされているときに、前記囲い内への圧搾水の流れを前記囲いと前記嚢の間で受け入れる、逆浸透生産水保管タンク。

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