JP5703209B2 - Energy recovery chamber - Google Patents

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Description

本発明は、海水から塩分を除去して海水を淡水化する海水淡水化システムおよび該海水淡水化システム(海水淡水化プラント)に好適に用いられるエネルギー回収チャンバーに関するものである。   The present invention relates to a seawater desalination system that removes salt from seawater to desalinate seawater and an energy recovery chamber that is suitably used in the seawater desalination system (seawater desalination plant).

従来、海水を淡水化するシステムとして、海水を逆浸透膜分離装置に通水して脱塩する海水淡水化システムが知られている。この海水淡水化システムにおいては、取水された海水は、前処理装置により一定水質の条件に整えられたのち、高圧ポンプにより加圧され、逆浸透膜分離装置へと圧送され、逆浸透膜分離装置内の高圧海水の一部は、逆浸透圧力に打ち勝って逆浸透膜を通過し、塩分が除去された淡水として取り出される。その他の海水は、塩分濃度が高くなり濃縮された状態で逆浸透膜分離装置からリジェクト(濃縮海水)として排出される。ここで、海水淡水化システムにおける最大の運用コスト(電力費)は、前処理後の海水を浸透圧に打ち勝てる圧力即ち逆浸透圧まで上昇させるためのエネルギー、つまり高圧ポンプによる加圧エネルギーに大きく依存する。   Conventionally, as a system for desalinating seawater, a seawater desalination system is known in which seawater is passed through a reverse osmosis membrane separator and desalted. In this seawater desalination system, the collected seawater is adjusted to a constant water quality condition by a pretreatment device, and then pressurized by a high-pressure pump and pumped to a reverse osmosis membrane separation device. A part of the high-pressure seawater is taken out as fresh water from which the salt content has been removed by overcoming the reverse osmosis pressure and passing through the reverse osmosis membrane. The other seawater is discharged as reject (concentrated seawater) from the reverse osmosis membrane separation device in a state where the salinity is increased and concentrated. Here, the maximum operating cost (electric power cost) in the seawater desalination system greatly depends on the energy for raising the pretreated seawater to a pressure that can overcome the osmotic pressure, that is, the reverse osmotic pressure, that is, the pressurized energy by the high-pressure pump. To do.

すなわち、海水淡水化システムにおける最大の運用コストである電力費の半分以上は、高圧ポンプによる加圧に費やされることが多い。従って、逆浸透膜分離装置から排出される高塩分濃度で高圧のリジェクト(濃縮海水)が保有する圧力エネルギーを、海水の一部を昇圧するエネルギーに利用することが行われている。そして、逆浸透膜分離装置から吐出される濃縮海水の圧力エネルギーを海水の一部を昇圧するエネルギーに利用する手段として、円筒の筒内に移動可能に嵌装されたピストンによって円筒の内部を二つの容積室に分離し、2つの分離した空間の一方に濃縮海水の出入りを行う濃縮海水ポートを設け、もう一方に海水の出入りを行う海水ポートを設けたエネルギー回収チャンバーを利用することが行われている。   That is, more than half of the power cost, which is the maximum operation cost in the seawater desalination system, is often spent for pressurization by the high-pressure pump. Therefore, the pressure energy possessed by the high salinity and high pressure reject (concentrated seawater) discharged from the reverse osmosis membrane separator is used as energy for boosting a part of the seawater. Then, as a means for using the pressure energy of the concentrated seawater discharged from the reverse osmosis membrane separation device as energy for boosting a part of the seawater, the inside of the cylinder is circulated by a piston movably fitted in the cylinder. An energy recovery chamber is used, which is divided into two volume chambers and provided with a concentrated seawater port for entering and exiting concentrated seawater in one of the two separated spaces and a seawater port for entering and exiting seawater at the other. ing.

図13は、従来の海水淡水化システム(例えば特許文献1)の構成例を示す模式図である。図13に示すように、取水ポンプ(図示しない)により取水された海水は、前処理装置により前処理されて所定の水質条件に整えられたのち、海水供給ライン1を介してモータMが直結された高圧ポンプ2へ供給される。高圧ポンプ2で昇圧された海水は吐出ライン3を介して逆浸透膜(RO膜)を備えた逆浸透膜分離装置4に供給される。逆浸透膜分離装置4は、海水を塩分濃度の高い濃縮海水と塩分濃度の低い淡水に分離し海水から淡水を得る。この時、塩分濃度の高い濃縮海水が逆浸透膜分離装置4から排出されるが、この濃縮海水は依然高い圧力を有している。逆浸透膜分離装置4から濃縮海水を排出する濃縮海水ライン5は、制御弁6を介してエネルギー回収チャンバー10の濃縮海水ポートP1へ接続している。前処理された低圧の海水を供給する海水供給ライン1は、高圧ポンプ2の上流で分岐してバルブ7を介してエネルギー回収チャンバー10の海水ポートP2へ接続している。エネルギー回収チャンバー10は、内部にピストン12を備え、ピストン12はエネルギー回収チャンバー10内を二つの容積室に分離しながら移動可能に嵌装されている。   FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a conventional seawater desalination system (for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 13, seawater taken by a water intake pump (not shown) is pretreated by a pretreatment device and adjusted to a predetermined water quality condition, and then a motor M is directly connected via a seawater supply line 1. Supplied to the high-pressure pump 2. Seawater pressurized by the high-pressure pump 2 is supplied via a discharge line 3 to a reverse osmosis membrane separator 4 equipped with a reverse osmosis membrane (RO membrane). The reverse osmosis membrane separation device 4 obtains fresh water from seawater by separating seawater into concentrated seawater having a high salinity concentration and fresh water having a low salinity concentration. At this time, concentrated seawater with a high salinity is discharged from the reverse osmosis membrane separation device 4, but this concentrated seawater still has a high pressure. A concentrated seawater line 5 for discharging concentrated seawater from the reverse osmosis membrane separation device 4 is connected to a concentrated seawater port P1 of the energy recovery chamber 10 via a control valve 6. A seawater supply line 1 for supplying pre-processed low-pressure seawater branches upstream of the high-pressure pump 2 and is connected to a seawater port P2 of the energy recovery chamber 10 via a valve 7. The energy recovery chamber 10 includes a piston 12 therein, and the piston 12 is fitted so as to be movable while separating the inside of the energy recovery chamber 10 into two volume chambers.

エネルギー回収チャンバー10において濃縮海水の圧力を利用して昇圧された海水は、バルブ7を介してブースターポンプ8に供給される。そして、ブースターポンプ8によって海水は高圧ポンプ2の吐出ライン3と同じレベルの圧力になるようにさらに昇圧され、昇圧された海水はバルブ9を介して高圧ポンプ2の吐出ライン3に合流して逆浸透膜分離装置4に供給される。   Seawater that has been pressurized using the pressure of concentrated seawater in the energy recovery chamber 10 is supplied to the booster pump 8 via the valve 7. Then, the booster pump 8 further increases the pressure of the seawater so that the pressure becomes the same level as the discharge line 3 of the high-pressure pump 2, and the pressurized seawater merges with the discharge line 3 of the high-pressure pump 2 via the valve 9 and reverses. The osmotic membrane separation device 4 is supplied.

特開2009−243368号公報JP 2009-243368 A

上述したエネルギー回収チャンバーにおいては、高圧の濃縮海水がチャンバーに流入してチャンバー内の海水を昇圧する。チャンバーの内圧は、海水を吸い込むときは低圧に、濃縮海水で海水を押し出すときは高圧になる。すなわち、チャンバーの内圧は高圧と低圧を繰り返すため、チャンバーは、通常、ステンレス鋼等の金属を用いている。そして、ステンレス鋼の中でも海水腐食に配慮して二相ステンレス鋼と呼ばれる耐海水性に優れたステンレス鋼を用いる場合も多い。   In the energy recovery chamber described above, high-pressure concentrated seawater flows into the chamber and pressurizes the seawater in the chamber. The internal pressure of the chamber is low when sucking seawater, and high when pushing seawater with concentrated seawater. That is, since the internal pressure of the chamber repeats a high pressure and a low pressure, the chamber usually uses a metal such as stainless steel. Of the stainless steels, a stainless steel with excellent seawater resistance called duplex stainless steel is often used in consideration of seawater corrosion.

本発明者らは、エネルギー回収チャンバーのコスト低減、軽量化、内径精度向上のために、繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastic)の採用を検討する過程で以下の知見を得たものである。   The present inventors have obtained the following knowledge in the process of considering the use of fiber reinforced plastic (FRP) in order to reduce the cost, reduce the weight, and improve the inner diameter accuracy of the energy recovery chamber.

繊維強化プラスチック(FRP: Fiber Reinforced Plastic)は繰り返しの圧力変動には不向きというのが一般的な考えである。それは、積層されている各層に応力変動の繰り返しでクラックが入りやすく、一旦クラックが入るとそこから断層して漏れが発生することが懸念されるからである。また、繊維を織り込むとき、周方向を強化するような角度で繊維が入っているため、軸方向の荷重に弱いという特性がある。FRP製の容器に内圧をかけると、周方向には伸縮は少ないが、軸方向に伸縮する。
代表的なFRPであるガラス繊維強化プラスチックを用いてエネルギー回収チャンバーを製作する場合、図14に示すように溶融樹脂をガラス繊維に含浸させ、マンドレルと呼ばれる円筒金型に角度αで斜めにガラス繊維を巻いていき、その後、折り返すように逆にガラス繊維を巻いていくことで角度αの繊維方向の層を交互に積層して形成される。このとき、軸線に対する角度αは55度程度の角度で巻きつけるため、軸方向成分より周方向成分が大きく周方向に対して強度を持たせるようにしているので軸方向には相対的に弱い構造になっている。
The general idea is that fiber reinforced plastic (FRP) is not suitable for repeated pressure fluctuations. This is because cracks are likely to occur in each layer that is laminated due to repeated stress fluctuations, and once a crack has occurred, there is a concern that a fault may occur and leakage may occur. Further, when the fibers are woven, the fibers are contained at an angle that reinforces the circumferential direction. When internal pressure is applied to a container made of FRP, there is little expansion and contraction in the circumferential direction, but expansion and contraction in the axial direction.
When manufacturing an energy recovery chamber using a glass fiber reinforced plastic that is a typical FRP, glass fiber is impregnated with molten resin as shown in FIG. 14, and a glass fiber is obliquely inclined at an angle α in a cylindrical mold called a mandrel. Then, the glass fiber is wound in the opposite direction so as to be folded back, whereby the layers in the fiber direction at the angle α are alternately laminated. At this time, since the angle α with respect to the axis is wound at an angle of about 55 degrees, the circumferential component is larger than the axial component and the strength is given to the circumferential direction, so that the structure is relatively weak in the axial direction. It has become.

RO膜を用いた海水淡水化システムの濃縮海水は6〜7MPaと高圧であり、エネルギー回収チャンバーの場合、0.1MPaの低圧から6〜7MPaの高圧までの圧力変動を高頻度に繰り返すことになる。通常、エネルギー回収チャンバーは年間数百万回の繰り返し圧力変動を受けるという使用条件である。
より詳しくは、例えばRO膜入口での海水の圧力が6.5MPaとすると、濃縮海水はRO膜モジュールの圧力損失で僅かに圧力が低下した6.4MPa程度の圧力で排出される。エネルギー回収装置内で6.4MPaの濃縮海水を海水に伝達するが、エネルギー回収装置を通過する際にも圧力損失が僅かにあるので6.3MPaの海水がエネルギー回収装置から排出される。エネルギー回収装置から排出される6.3MPaの海水をRO膜入口の圧力6.5MPaに昇圧して高圧ポンプからの海水と合流させるため、ブースターポンプは入口圧力6.3MPaを6.5MPaに昇圧する。この圧力値は一例であるが、RO膜、配管、エネルギー回収装置の僅かな圧力損失をブースターポンプで補って高圧ポンプと合流させる。
FRP製のエネルギー回収チャンバーを製作する場合、FRP製の円筒形状のチャンバー本体の両端部にある開口をそれぞれ閉塞するフランジや端板を設け、これらフランジや端板をチャンバー本体の両端部に固定する必要がある。この場合、FRP製のチャンバー本体の両端部にスタッドボルトを埋め込み、両端部の開口をフランジで閉塞し、スタッドボルトにナットを螺合してフランジをチャンバー本体の両端部に固定する方法が考えられる。また、FRP製のチャンバー本体の両端部に端板を設け、これら端板をシアキーと呼ばれる止め金具を用いてチャンバー本体に固定する方法も考えられる。
The concentrated seawater of the seawater desalination system using the RO membrane has a high pressure of 6 to 7 MPa, and in the case of the energy recovery chamber, the pressure fluctuation from a low pressure of 0.1 MPa to a high pressure of 6 to 7 MPa is frequently repeated. . Normally, the energy recovery chamber is used under conditions where it undergoes repeated pressure fluctuations several million times a year.
More specifically, for example, when the pressure of seawater at the RO membrane inlet is 6.5 MPa, the concentrated seawater is discharged at a pressure of about 6.4 MPa, which is slightly reduced due to the pressure loss of the RO membrane module. The concentrated seawater of 6.4 MPa is transmitted to the seawater in the energy recovery device, but since there is a slight pressure loss when passing through the energy recovery device, 6.3 MPa of seawater is discharged from the energy recovery device. Since the 6.3 MPa seawater discharged from the energy recovery device is boosted to the RO membrane inlet pressure 6.5 MPa and merged with the seawater from the high pressure pump, the booster pump boosts the inlet pressure 6.3 MPa to 6.5 MPa. . This pressure value is an example, but a small pressure loss of the RO membrane, piping, and energy recovery device is compensated by a booster pump and merged with the high pressure pump.
When manufacturing an energy recovery chamber made of FRP, flanges and end plates that respectively close the openings at both ends of the cylindrical chamber body made of FRP are provided, and these flanges and end plates are fixed to both ends of the chamber body. There is a need. In this case, a method may be considered in which stud bolts are embedded at both ends of the FRP chamber body, the openings at both ends are closed with flanges, and nuts are screwed onto the stud bolts to fix the flanges to both ends of the chamber body. . Another possible method is to provide end plates at both ends of the FRP chamber main body and fix these end plates to the chamber main body using fasteners called shear keys.

しかしながら、いずれの方法を用いてフランジや端板をFRP製のチャンバー本体に固定したとしても、チャンバー断面積にチャンバー内圧を乗じた荷重がフランジや端板にかかり、その荷重はスタッドボルトやシアキーにかかる。そして、その荷重はチャンバー本体の軸方向の引張荷重として作用する。
例えば、内径300mmのチャンバーの内圧が7MPaとすると、約500,000N(≒50,000kgf)の力がフランジや端板に作用し、スタッドボルトやシアキーはこの荷重を受ける。エネルギー回収チャンバーの動作は、海水の吸込み時はチャンバー内圧が0.1MPa程度、濃縮海水の押し出し時は6〜7MPaになり、低圧から高圧までの圧力変動を繰り返す。したがって、スタットボルト、シアキーおよびチャンバー本体の軸方向の荷重も圧力変動に応じて荷重変動を繰り返すことになる。この事情は、金属製のチャンバー本体の両端部にある開口をフランジで閉止する場合も同様であり、繰り返し荷重による材料の劣化を抑制するという課題は、チャンバーの本体の材質に関係なく存在する。
特に金属製のチャンバーにおいては、海水や濃縮海水による腐食環境下であるため、繰り返し圧力変動による金属の疲労強度と腐食による強度劣化が複合するので、耐久性の検討がより複雑なものとなる。
However, even if the flange or end plate is fixed to the FRP chamber body using any method, a load obtained by multiplying the chamber cross-sectional area by the chamber internal pressure is applied to the flange or end plate, and the load is applied to the stud bolt or shear key. Take it. The load acts as a tensile load in the axial direction of the chamber body.
For example, when the internal pressure of the chamber having an inner diameter of 300 mm is 7 MPa, a force of about 500,000 N (≈50,000 kgf) acts on the flange and the end plate, and the stud bolt and the shear key receive this load. The operation of the energy recovery chamber is such that the pressure inside the chamber is about 0.1 MPa when the seawater is sucked and 6 to 7 MPa when the concentrated seawater is pushed out, and pressure fluctuations from low pressure to high pressure are repeated. Therefore, the load in the axial direction of the stat bolt, the shear key, and the chamber body also repeats the load variation according to the pressure variation. This situation is the same when the openings at both ends of the metal chamber main body are closed with flanges, and the problem of suppressing deterioration of the material due to repeated loading exists regardless of the material of the chamber main body.
In particular, since the metal chamber is in a corrosive environment with seawater or concentrated seawater, the fatigue strength of the metal due to repeated pressure fluctuations and the strength deterioration due to corrosion are combined, so the durability study becomes more complicated.

本発明者らは、上記知見に基づいて、チャンバー本体の両端部にある開口をそれぞれ閉塞する端板に加わるチャンバー内圧による軸方向荷重を受ける手段を着想し、本発明の創案に至ったものである。
すなわち、本発明は、濃縮海水の圧力エネルギーを海水を昇圧するエネルギーに利用するエネルギー回収チャンバーにおいて、円筒形状のチャンバー本体の両端部にある開口をそれぞれ閉塞する端板に加わるチャンバー内圧による荷重がチャンバー本体に作用することがなく、またたとえ作用したとしても荷重を飛躍的に軽減できるエネルギー回収チャンバーを提供することを目的とする。
Based on the above findings, the present inventors have conceived a means for receiving an axial load due to the chamber internal pressure applied to the end plates respectively closing the openings at both ends of the chamber body, and have led to the inventive idea. is there.
That is, according to the present invention, in an energy recovery chamber that uses the pressure energy of concentrated seawater as energy for boosting seawater, the load due to the chamber internal pressure applied to the end plates that respectively close the openings at both ends of the cylindrical chamber body is An object of the present invention is to provide an energy recovery chamber that does not act on the main body and can drastically reduce the load even if it acts.

上述した目的を達成するために、本発明のエネルギー回収チャンバーは、昇圧された海水を通水して淡水と濃縮海水とに分離する逆浸透膜分離装置から吐出される濃縮海水の圧力エネルギーを海水の昇圧に利用するエネルギー回収チャンバーであって、円筒形状のチャンバー本体と、前記チャンバー本体の両端部にある開口をそれぞれ閉塞し、前記チャンバー本体と共に内部に濃縮海水および海水を収容する空間を形成する端板と、前記空間へ濃縮海水の給排水を行う濃縮海水ポートと、前記空間へ海水の給排水を行う海水ポートと、前記空間内に延びて前記端板間を連結し、前記空間内の濃縮海水及び/又は海水の圧力によって前記端板に加わる荷重を受ける連結棒とを備え、前記少なくとも一方の端板は、前記荷重により前記チャンバー本体に対して前記連結棒の軸方向に移動可能であることを特徴とする。
本発明によれば、円筒形状のチャンバー本体の両端部にある開口をそれぞれ閉塞する端板の間を連結し、チャンバー内の濃縮海水及び/又は海水の圧力によって前記端板に加わる荷重を受ける連結棒を設けたため、端板に加わるチャンバー内圧による荷重がチャンバー本体に作用することがなく、また、たとえ作用したとしても荷重を飛躍的に軽減できる。
In order to achieve the above-described object, the energy recovery chamber of the present invention uses the pressure energy of concentrated seawater discharged from a reverse osmosis membrane separation device that passes pressurized seawater and separates it into fresh water and concentrated seawater. An energy recovery chamber used for boosting the pressure of the chamber, the cylindrical chamber body and the openings at both ends of the chamber body are respectively closed, and a space for containing concentrated seawater and seawater is formed inside the chamber body together with the chamber body. An end plate, a concentrated seawater port for supplying and discharging concentrated seawater to the space, a seawater port for supplying and discharging seawater to the space, and connecting the endplates extending into the space, and the concentrated seawater in the space And / or a connecting rod that receives a load applied to the end plate by the pressure of seawater, and the at least one end plate is formed by the load by the chamber. Characterized in that to the body is movable in the axial direction of the connecting rod.
According to the present invention, the connecting rods that connect the end plates that respectively close the openings at both ends of the cylindrical chamber main body and receive the load applied to the end plates by the pressure of the concentrated seawater and / or seawater in the chamber are provided. Since it is provided, the load due to the chamber internal pressure applied to the end plate does not act on the chamber body, and even if it acts, the load can be drastically reduced.

本発明の好ましい態様によれば、前記チャンバー本体は、繊維強化プラスチック(FRP)からなることを特徴とする。
本発明によれば、連結棒により端板に加わる軸方向の荷重を受けることができるため、チャンバー本体が繊維強化樹脂製のチャンバー本体であっても、チャンバー本体が損傷したり、壊れたりすることがなく、軸方向の繰り返し荷重に配慮した専用設計のチャンバーにする必要がない。
According to a preferred aspect of the present invention, the chamber body is made of fiber reinforced plastic (FRP).
According to the present invention, since it is possible to receive an axial load applied to the end plate by the connecting rod, even if the chamber body is a chamber body made of fiber reinforced resin, the chamber body may be damaged or broken. This eliminates the need for a specially designed chamber that takes into account repeated axial loads.

本発明の好ましい態様によれば、前記端板の前記空間側に流体の漏れを防止するシールプレートを設けたことを特徴とする。
本発明によれば、シールプレートによってチャンバー(空間)内の液体が外部へ漏れることを防止することができる。また、チャンバー外部から空気が混入するのを防止することができる。したがって、チャンバー本体の両端部にある開口を閉塞する端板には、流体のシール機能を持たせる必要がない。
According to a preferred aspect of the present invention, a seal plate for preventing fluid leakage is provided on the space side of the end plate.
According to the present invention, the liquid in the chamber (space) can be prevented from leaking outside by the seal plate. In addition, air can be prevented from being mixed from the outside of the chamber. Therefore, the end plate that closes the openings at both ends of the chamber body does not need to have a fluid sealing function.

本発明の好ましい態様によれば、前記端板の前記空間とは反対側にシアキーを設けて、前記端板が前記チャンバー本体外にずれないように前記端板の移動を制限したことを特徴とする。
本発明によれば、シアキーによって端板がチャンバー本体の外側にずれないように移動を制限している。すなわち、端板にチャンバー内圧がかからないときは、端板とシアキーとの間には、隙間ができるように構成する。そして、端板にチャンバー内圧がかかった場合、連結棒が引張荷重を受けて幾分延びるため、端板とシアキーとの間の隙間が小さくなるようになっている。すなわち、端板は、連結棒の伸びに応じてチャンバー本体の円筒面に沿って軸心方向に移動できるようになっている。なお、端板とシアキーが当接するような隙間設定にすると、チャンバー内圧により端板に加わる荷重の一部をシアキーが受けることになるが、シアキーには内圧による軸方向荷重すべてがかかることはない。
According to a preferred aspect of the present invention, a shear key is provided on the side of the end plate opposite to the space, and movement of the end plate is limited so that the end plate does not shift out of the chamber body. To do.
According to the present invention, the movement is limited by the shear key so that the end plate does not shift to the outside of the chamber body. In other words, when the chamber inner pressure is not applied to the end plate, a gap is formed between the end plate and the shear key. When the chamber internal pressure is applied to the end plate, the connecting rod is extended to some extent under the tensile load, so that the gap between the end plate and the shear key is reduced. That is, the end plate can be moved in the axial direction along the cylindrical surface of the chamber body according to the extension of the connecting rod. If the clearance is set so that the end plate and the shear key abut, the shear key receives a part of the load applied to the end plate by the chamber internal pressure, but the shear key is not subjected to all axial loads due to the internal pressure. .

本発明の好ましい態様によれば、前記端板の一方はフランジを構成し、前記フランジを締結具を介して前記チャンバー本体の端部に固定したことを特徴とする。
本発明によれば、フランジ構造の一方の端板はチャンバー本体に固定されているが、チャンバー内圧による軸方向荷重によって連結棒が伸びる最大の伸び量で他方の端板がシアキーに当接しないように隙間を設定することにより、チャンバー内圧による軸方向の荷重はチャンバー本体にかかることはない。
According to a preferred aspect of the present invention, one end of the end plate constitutes a flange, and the flange is fixed to an end of the chamber body via a fastener.
According to the present invention, one end plate of the flange structure is fixed to the chamber body, but the other end plate does not come into contact with the shear key with the maximum extension amount that the connecting rod extends due to the axial load caused by the chamber internal pressure. By setting a gap in the chamber, the axial load due to the chamber internal pressure is not applied to the chamber body.

本発明の好ましい態様によれば、前記連結棒の外周面にゴム又は樹脂のライニングを施すか又は前記連結棒の外周面をゴム製又は樹脂製のカバーで覆うようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、ゴムライニング又は樹脂ライニングあるいはゴム製や樹脂製のカバーで連結棒の外周面を覆うようにしているため、連結棒を高価なステンレス材で構成する必要がなく、安価な鋼材等を用いることができる。
According to a preferred aspect of the present invention, a rubber or resin lining is applied to the outer peripheral surface of the connecting rod, or the outer peripheral surface of the connecting rod is covered with a rubber or resin cover.
According to the present invention, since the outer peripheral surface of the connecting rod is covered with the rubber lining, the resin lining, or the rubber or resin cover, it is not necessary to configure the connecting rod with an expensive stainless steel, and an inexpensive steel material. Etc. can be used.

本発明のエネルギー回収装置の第1の態様は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエネルギー回収チャンバーであって、前記チャンバー本体の長手方向が鉛直に配置されたエネルギー回収チャンバーと、前記空間内の濃縮海水ポート側に水平方向に配置され、前記空間内に流入した濃縮海水を前記空間内の水平方向に整流させる多孔板と、前記空間内の海水ポート側に水平方向に配置され、前記空間内に流入した海水を前記空間内の水平方向に整流させる多孔板とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、濃縮海水ポート側に上下に間隔をおいて水平方向に2枚の多孔板を配置することによって、小径のポートから流入する流れを大径のチャンバー内に均一に流入させるようにする。多孔板でチャンバー内に均一に流入した濃縮海水と海水は、比重の差により上下に分離しようとし、同時にチャンバー断面積で上下方向に一様な流れが形成されるので、濃縮海水と海水の境界部が維持され、全体として濃縮海水と海水の境界部を維持したまま、すなわち濃縮海水と海水の混合を抑制しながら、濃縮海水によって海水を加圧し吐出することができる。海水が上方の海水ポートから多孔板を通ってチャンバー内に流入する場合も同様の整流効果を奏する。
A first aspect of the energy recovery device of the present invention is the energy recovery chamber according to any one of claims 1 to 6, wherein the energy recovery chamber in which the longitudinal direction of the chamber body is arranged vertically; A perforated plate that is horizontally disposed on the concentrated seawater port side in the space and rectifies the concentrated seawater that has flowed into the space in the horizontal direction, and is disposed horizontally on the seawater port side in the space. And a perforated plate for rectifying the seawater flowing into the space in the horizontal direction in the space.
According to the present invention, by arranging two perforated plates in the horizontal direction at an interval in the vertical direction on the concentrated seawater port side, the flow flowing in from the small-diameter port is made to uniformly flow into the large-diameter chamber. To. Concentrated seawater and seawater that uniformly flowed into the chamber with a perforated plate try to separate vertically due to the difference in specific gravity, and at the same time, a uniform flow is formed in the vertical direction with the cross-sectional area of the chamber. The seawater can be pressurized and discharged by the concentrated seawater while maintaining the boundary between the concentrated seawater and seawater as a whole, that is, while suppressing mixing of the concentrated seawater and seawater. The same rectifying effect is produced when seawater flows from the upper seawater port through the perforated plate into the chamber.

本発明のエネルギー回収装置の第2の態様は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエネルギー回収チャンバーと、前記連結棒に貫通されることで前記連結棒に沿って移動可能なピストンとを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ピストンの移動を連結棒でガイドすることにより、ピストンとチャンバー本体の内周面との接触をなくすか又は最小限にして、摺動面積(接触面積)を飛躍的に減少させることができる。したがって、従来のピストンを用いたエネルギー回収チャンバーに比較して、摩耗粉の発生量を低減できるとともに摩耗損失を低減できる。また、チャンバー本体の内周面はピストンをガイドする必要がなく、チャンバー本体に高精度の仕上げが不要となる。
According to a second aspect of the energy recovery apparatus of the present invention, the energy recovery chamber according to any one of claims 1 to 6 and a piston movable along the connecting rod by being penetrated by the connecting rod. It is characterized by comprising.
According to the present invention, the sliding movement (contact area) is drastically reduced by eliminating or minimizing the contact between the piston and the inner peripheral surface of the chamber body by guiding the movement of the piston with the connecting rod. Can be made. Therefore, compared with the energy recovery chamber using the conventional piston, the generation amount of wear powder can be reduced and the wear loss can be reduced. Further, the inner peripheral surface of the chamber main body does not need to guide the piston, and the chamber main body does not need high-precision finishing.

本発明の海水淡水化システムは、海水を昇圧する高圧ポンプと、昇圧された海水を通水して淡水と濃縮海水とに分離する逆浸透膜分離装置と、前記逆浸透膜分離装置で淡水と分離された濃縮海水の圧力エネルギーにより海水を昇圧する請求項7または8に記載のエネルギー回収装置と、前記エネルギー回収装置で昇圧された海水を昇圧して前記逆浸透膜分離装置に供給するブースターポンプを備えたことを特徴とする。   The seawater desalination system of the present invention includes a high-pressure pump that boosts seawater, a reverse osmosis membrane separation device that separates fresh water and concentrated seawater through the pressurized seawater, and the reverse osmosis membrane separation device The energy recovery device according to claim 7 or 8 that pressurizes seawater by pressure energy of the separated concentrated seawater, and a booster pump that boosts the seawater pressurized by the energy recovery device and supplies the seawater to the reverse osmosis membrane separation device It is provided with.

本発明によれば、以下に列挙する効果を奏する。
(1)本発明のエネルギー回収チャンバーによれば、円筒形状のチャンバー本体の両端部にある開口をそれぞれ閉塞する端板の間を連結し、チャンバー内の濃縮海水及び/又は海水の圧力によって前記端板に加わる荷重を受ける連結棒を設けたため、端板に加わるチャンバー内圧による荷重がチャンバー本体に作用することがない。また、構造によっては、端板に加わる荷重の一部がチャンバー本体に作用する場合があるが、この場合でもチャンバー本体に加わる荷重を飛躍的に軽減することができる。したがって、チャンバー本体が繊維強化樹脂製であっても、チャンバー内圧により端板に加わる軸方向の荷重によってチャンバー本体が損傷したり、壊れたりすることがなく、軸方向の繰り返し荷重に配慮した専用設計のチャンバーにする必要がない。
(2)チャンバー本体の開口をフランジ構造の端板で閉塞する場合であっても、フランジ構造の端板をチャンバー本体に結合する結合力が低くてもよいので、ボルト(またはスタッドボルト)の数を少なくすることや、ボルト(またはスタッドボルト)のサイズを小さくすることができる。
(3)金属製のチャンバー本体に金属フランジを溶接したチャンバーを使用する場合、溶接部に繰り返し荷重がかからないので、疲労破壊が生じない。
(4)端板をシアキーを用いてチャンバー本体に取り付ける場合、シアキーに繰り返し荷重がかからないようにすることができ、また、たとえシアキーに繰り返し荷重がかかる構造であっても、この繰り返し荷重を飛躍的に低減できるので、信頼性が向上する。
(5)本発明のエネルギー回収チャンバーに多孔板を配置したエネルギー回収装置によれば、チャンバーの下方から濃縮海水を給排水し、上方から海水を給排水することにより、濃縮海水と海水との比重差を利用して濃縮海水と海水を上下に分離しながら2流体の接触する境界部での混合を抑制しながら、高圧の濃縮海水から海水へ圧力伝達を行うことができる。
(6)本発明のエネルギー回収チャンバーにピストンを配置したエネルギー回収装置によれば、ピストンを連結棒でガイドすることにより、ピストンとチャンバー本体の内周面との接触をなくすか又は最小限にして、摺動面積(接触面積)を飛躍的に減少させることができる。したがって、従来のピストンを用いたエネルギー回収チャンバーに比較して、摩耗粉の発生量を低減できるとともに摩耗損失を低減できる。また、チャンバー本体の内周面はピストンをガイドする必要がなく、高精度の仕上げが不要となる。
The present invention has the following effects.
(1) According to the energy recovery chamber of the present invention, the end plates that respectively close the openings at both ends of the cylindrical chamber body are connected to each other, and the end plates are connected to the end plate by the pressure of the concentrated seawater and / or seawater in the chamber. Since the connecting rod that receives the applied load is provided, the load due to the chamber internal pressure applied to the end plate does not act on the chamber body. Depending on the structure, a part of the load applied to the end plate may act on the chamber body, but even in this case, the load applied to the chamber body can be drastically reduced. Therefore, even if the chamber body is made of fiber reinforced resin, the chamber body is not damaged or broken by the axial load applied to the end plate due to the internal pressure of the chamber. There is no need to make the chamber.
(2) Even when the opening of the chamber body is closed with the end plate of the flange structure, the bonding force for connecting the end plate of the flange structure to the chamber body may be low, so the number of bolts (or stud bolts) And the size of the bolt (or stud bolt) can be reduced.
(3) When a chamber in which a metal flange is welded to a metal chamber body is used, since a load is not repeatedly applied to the welded portion, fatigue failure does not occur.
(4) When the end plate is attached to the chamber body using a shear key, the shear key can be prevented from being subjected to repeated loads, and even if the shear key is subjected to repeated loads, this repeated load is dramatically increased. Therefore, reliability is improved.
(5) According to the energy recovery device in which the perforated plate is arranged in the energy recovery chamber of the present invention, the concentrated seawater is supplied and discharged from the lower part of the chamber, and the seawater is supplied and discharged from the upper part. The pressure transmission from the high-pressure concentrated seawater to the seawater can be performed while suppressing the mixing at the boundary portion where the two fluids contact while separating the concentrated seawater and the seawater up and down.
(6) According to the energy recovery device in which the piston is arranged in the energy recovery chamber of the present invention, the contact between the piston and the inner peripheral surface of the chamber main body is eliminated or minimized by guiding the piston with the connecting rod. The sliding area (contact area) can be drastically reduced. Therefore, compared with the energy recovery chamber using the conventional piston, the generation amount of wear powder can be reduced and the wear loss can be reduced. In addition, the inner peripheral surface of the chamber body does not need to guide the piston, and high-precision finishing is not necessary.

図1は、本発明のエネルギー回収チャンバーが用いられる海水淡水化システムの構成例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a seawater desalination system in which the energy recovery chamber of the present invention is used. 図2は、本発明のエネルギー回収チャンバーの実施形態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the energy recovery chamber of the present invention. 図3(a),(b),(c)は図2のIII部を拡大した拡大断面図であり、シアキーの詳細構造を示す図である。FIGS. 3A, 3B, and 3C are enlarged cross-sectional views enlarging a portion III in FIG. 2, and are views showing a detailed structure of the shear key. 図4は、本発明のエネルギー回収チャンバーの他の実施形態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the energy recovery chamber of the present invention. 図5は、本発明のエネルギー回収チャンバーの更に他の実施形態を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing still another embodiment of the energy recovery chamber of the present invention. 図6は、本発明のエネルギー回収チャンバーの更に他の実施形態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the energy recovery chamber of the present invention. 図7は、本発明のエネルギー回収チャンバーの更に他の実施形態を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing still another embodiment of the energy recovery chamber of the present invention. 図8は、図2に示すエネルギー回収チャンバーに多孔板を配置したエネルギー回収装置を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing an energy recovery apparatus in which a perforated plate is arranged in the energy recovery chamber shown in FIG. 図9は、多孔板を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing the perforated plate. 図10は、多孔板の固定方法を示す図であり、図8の要部拡大図である。FIG. 10 is a view showing a fixing method of the perforated plate, and is an enlarged view of a main part of FIG. 図11は多孔板と支柱の取り付け部の詳細を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing details of the perforated plate and the supporting portion of the support column. 図12は、図2に示すエネルギー回収チャンバーにピストンを配置したエネルギー回収装置を示す断面図である。12 is a cross-sectional view showing an energy recovery device in which a piston is arranged in the energy recovery chamber shown in FIG. 図13は、従来の海水淡水化システムの構成例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a conventional seawater desalination system. 図14は、繊維強化プラスチックを用いてエネルギー回収チャンバーを製作する場合を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic view showing a case where an energy recovery chamber is manufactured using fiber reinforced plastic.

以下、本発明に係るエネルギー回収チャンバーの実施形態について図1乃至図12を参照して説明する。なお、図1乃至図12において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of an energy recovery chamber according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本発明のエネルギー回収チャンバーが用いられる海水淡水化システムの構成例を示す模式図である。図1に示すように、取水ポンプ(図示しない)により取水された海水は、前処理装置により前処理されて所定の水質条件に整えられたのち、海水供給ライン1を介してモータMが直結された高圧ポンプ2へ供給される。高圧ポンプ2で昇圧された海水は吐出ライン3を介して逆浸透膜(RO膜)を備えた逆浸透膜分離装置4に供給される。逆浸透膜分離装置4は、海水を塩分濃度の高い濃縮海水と塩分濃度の低い淡水に分離し海水から淡水を得る。この時、塩分濃度の高い濃縮海水が逆浸透膜分離装置4から排出されるが、この濃縮海水は依然高い圧力を有している。逆浸透膜分離装置4から濃縮海水を排出する濃縮海水ライン5は、制御弁6を介してエネルギー回収チャンバー20の濃縮海水ポートP1へ接続している。前処理された低圧の海水を供給する海水供給ライン1は、高圧ポンプ2の上流で分岐してバルブ7を介してエネルギー回収チャンバー20の海水ポートP2へ接続している。エネルギー回収チャンバー20は、濃縮海水と海水の境界部によって二流体を分離しながらエネルギー伝達を行うものである。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a seawater desalination system in which the energy recovery chamber of the present invention is used. As shown in FIG. 1, seawater taken by a water intake pump (not shown) is pretreated by a pretreatment device and adjusted to a predetermined water quality condition, and then a motor M is directly connected via a seawater supply line 1. Supplied to the high-pressure pump 2. Seawater pressurized by the high-pressure pump 2 is supplied via a discharge line 3 to a reverse osmosis membrane separator 4 equipped with a reverse osmosis membrane (RO membrane). The reverse osmosis membrane separation device 4 obtains fresh water from seawater by separating seawater into concentrated seawater having a high salinity concentration and fresh water having a low salinity concentration. At this time, concentrated seawater with a high salinity is discharged from the reverse osmosis membrane separation device 4, but this concentrated seawater still has a high pressure. A concentrated seawater line 5 for discharging concentrated seawater from the reverse osmosis membrane separation device 4 is connected to a concentrated seawater port P1 of the energy recovery chamber 20 via a control valve 6. A seawater supply line 1 for supplying pretreated low-pressure seawater is branched upstream of the high-pressure pump 2 and connected to a seawater port P2 of the energy recovery chamber 20 via a valve 7. The energy recovery chamber 20 performs energy transmission while separating the two fluids at the boundary between concentrated seawater and seawater.

エネルギー回収チャンバー20において濃縮海水の圧力を利用して昇圧された海水は、バルブ7を介してブースターポンプ8に供給される。そして、ブースターポンプ8によって海水は高圧ポンプ2の吐出ライン3と同じレベルの圧力になるようにさらに昇圧され、昇圧された海水はバルブ9を介して高圧ポンプ2の吐出ライン3に合流して逆浸透膜分離装置4に供給される。一方、海水を昇圧してエネルギーを失った濃縮海水は、エネルギー回収チャンバー20から制御弁6を介して濃縮海水排出ライン17に排出される。   The seawater pressurized using the pressure of the concentrated seawater in the energy recovery chamber 20 is supplied to the booster pump 8 via the valve 7. Then, the booster pump 8 further increases the pressure of the seawater so that the pressure becomes the same level as the discharge line 3 of the high-pressure pump 2, and the pressurized seawater merges with the discharge line 3 of the high-pressure pump 2 via the valve 9 and reverses. The osmotic membrane separation device 4 is supplied. On the other hand, the concentrated seawater that has lost its energy by boosting the seawater is discharged from the energy recovery chamber 20 to the concentrated seawater discharge line 17 via the control valve 6.

図2は、本発明のエネルギー回収チャンバー20の実施形態を示す断面図である。図2に示すように、エネルギー回収チャンバー20は、繊維強化プラスチック(FRP)からなる円筒形状のチャンバー本体21と、チャンバー本体21の両端部にある開口をそれぞれ閉塞する端板22,22を備えている。チャンバー本体21と端板22,22とにより、内部にチャンバー(空間)CHが形成されている。チャンバー本体21の一端側には、チャンバーCHへ濃縮海水の給排水を行う濃縮海水ポートP1が形成され、チャンバー本体21の他端側には、チャンバーCHへ海水の給排水を行う海水ポートP2が形成されている。チャンバー本体21には、両端部の外径が中央部より大きな大径部21aが形成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the energy recovery chamber 20 of the present invention. As shown in FIG. 2, the energy recovery chamber 20 includes a cylindrical chamber body 21 made of fiber reinforced plastic (FRP) and end plates 22 and 22 that respectively close openings at both ends of the chamber body 21. Yes. A chamber (space) CH is formed inside the chamber body 21 and the end plates 22 and 22. A concentrated seawater port P1 for supplying and discharging concentrated seawater to the chamber CH is formed on one end side of the chamber body 21, and a seawater port P2 for supplying and discharging seawater to the chamber CH is formed on the other end side of the chamber body 21. ing. The chamber body 21 is formed with a large-diameter portion 21a in which the outer diameters at both ends are larger than the central portion.

前記2つの端板22,22は、チャンバー本体21内を延びる連結棒23によって連結されている。連結棒23は円筒形状のチャンバー本体21の軸心に配置されている。連結棒23の両端部にはネジ部23s,23sが形成されており、これらネジ部23s,23sに端板22,22が螺合され、これら端板22,22の外端面側にはロックナット24,24が設けられている。これにより、前記2つの端板22,22と連結棒23とは一体に連結される。連結棒23は、濃縮海水や海水と接触するため、二相ステンレス鋼などの耐海水性に優れた金属で構成されている。なお、端板22における連結棒23との連結部でない箇所にポートP1,P2を設けるようにしてもよい。   The two end plates 22 and 22 are connected by a connecting rod 23 that extends in the chamber body 21. The connecting rod 23 is disposed at the axial center of the cylindrical chamber body 21. Screw portions 23 s and 23 s are formed at both ends of the connecting rod 23, and end plates 22 and 22 are screwed into the screw portions 23 s and 23 s, and lock nuts are provided on the outer end face sides of the end plates 22 and 22. 24, 24 are provided. Thereby, the said two end plates 22 and 22 and the connection rod 23 are connected integrally. Since the connecting rod 23 is in contact with concentrated seawater or seawater, it is made of a metal having excellent seawater resistance such as duplex stainless steel. In addition, you may make it provide the port P1, P2 in the location which is not a connection part with the connection rod 23 in the end plate 22. FIG.

前記2つの端板22,22のチャンバー側には、チャンバーCH内の濃縮海水や海水の漏れを防止するシールプレート25,25が設けられている。すなわち、各シールプレート25はリング状をなし、シールプレート25の外径側はチャンバー本体21の内径側と密接し、シールプレート25の内径側は連結棒23の外径側と密接し、チャンバーCH内の濃縮海水や海水が外部に漏れることを防止している。さらに、シールプレート25,25を設けることによってチャンバー外部から空気が混入することを防止することができる。また、前記2つの端板22,22の外側には、シアキー26,26が設けられており、端板22,22がチャンバー本体21の外部へ移動することを制限している。本実施形態のシアキーとしては、例えば、C型止め輪を用いることができる。連結棒23の径、連結棒23と端板22との固定部であるネジ部23sおよびロックナット24は、チャンバーへ導入する流体の圧力に応じた荷重を受けるのに十分な強度の構成とする。   On the chamber side of the two end plates 22 and 22, seal plates 25 and 25 for preventing leakage of concentrated seawater and seawater in the chamber CH are provided. That is, each seal plate 25 has a ring shape, the outer diameter side of the seal plate 25 is in close contact with the inner diameter side of the chamber body 21, the inner diameter side of the seal plate 25 is in close contact with the outer diameter side of the connecting rod 23, and the chamber CH Concentrated seawater and seawater are prevented from leaking outside. Furthermore, by providing the seal plates 25, 25, it is possible to prevent air from entering from the outside of the chamber. In addition, shear keys 26 and 26 are provided outside the two end plates 22 and 22 to restrict the end plates 22 and 22 from moving outside the chamber body 21. As the shear key of this embodiment, for example, a C-type retaining ring can be used. The diameter of the connecting rod 23, the threaded portion 23s and the lock nut 24, which are the fixing portions between the connecting rod 23 and the end plate 22, are configured to have sufficient strength to receive a load corresponding to the pressure of the fluid introduced into the chamber. .

エネルギー回収チャンバー20を図2に示すように構成することにより、チャンバー本体21の両端部にある開口をそれぞれ閉塞する端板22,22に加わるチャンバー内圧による軸方向荷重を連結棒23で受けることができるので、シアキー26やチャンバー本体21に軸方向荷重がかからないようにすることができる。連結棒23はチャンバー本体21の軸心に配置しなくてもよく、また連結棒23を複数個配置してもよい。チャンバー内圧を受けて端板22が外側へ押し出される荷重を連結棒23で保持しているので、シアキー26は端板22がチャンバー外へずれないように移動を制限しているだけとなる。   By configuring the energy recovery chamber 20 as shown in FIG. 2, the connecting rod 23 can receive the axial load due to the chamber internal pressure applied to the end plates 22 and 22 that respectively close the openings at both ends of the chamber body 21. Therefore, it is possible to prevent an axial load from being applied to the shear key 26 and the chamber body 21. The connecting rod 23 may not be disposed on the axial center of the chamber body 21, and a plurality of connecting rods 23 may be disposed. Since the connecting rod 23 holds the load that pushes the end plate 22 outward under the pressure in the chamber, the shear key 26 only restricts the movement so that the end plate 22 does not move out of the chamber.

図3(a),(b),(c)は図2のIII部を拡大した拡大断面図であり、シアキー26の詳細構造を示す図である。図3(a)に示すように、チャンバー本体21の大径部21aの内径側には、リング状の溝付き金具27が嵌合されており、溝付き金具27の溝内に止め輪からなるキーリング28が配置されており、溝付き金具27とキーリング28とによりシアキー26が構成されている。図3(a)に示すように、端板22にチャンバー内圧がかからないときは、端板22とシアキー26のキーリング28との間には、隙間ができるように構成する。そして、端板22にチャンバー内圧がかかった場合、図3(b)に示すように、連結棒23が引張荷重を受けて幾分延びるため、端板22とキーリング28との間の隙間を小さくする。すなわち、端板22とシールプレート25は、連結棒23の伸びに応じてチャンバー本体21の円筒面に沿って軸心方向に移動できるようになっている。図2に示す構成においては、チャンバーの左右の端板22,22とシールプレート25,25がいずれもチャンバー本体21の円筒面に沿って軸心方向に移動できるようになっている。チャンバー内圧によって端板22に所定の圧力がかかったときに、図3(c)に示すように、端板22とシアキー26のキーリング28が当接するような隙間設定にすると、チャンバー内圧により端板22に加わる荷重の一部をシアキー26が受けることになるが、シアキー26には内圧による軸方向荷重すべてがかかることはない。   FIGS. 3A, 3B, and 3C are enlarged cross-sectional views enlarging a portion III in FIG. 2, and are views showing a detailed structure of the shear key 26. FIG. As shown in FIG. 3A, a ring-shaped grooved metal fitting 27 is fitted on the inner diameter side of the large-diameter portion 21a of the chamber body 21, and a retaining ring is formed in the groove of the grooved metal fitting 27. A key ring 28 is disposed, and the grooved bracket 27 and the key ring 28 constitute a shear key 26. As shown in FIG. 3A, when the chamber inner pressure is not applied to the end plate 22, a gap is formed between the end plate 22 and the key ring 28 of the shear key 26. When the chamber internal pressure is applied to the end plate 22, as shown in FIG. 3B, the connecting rod 23 receives a tensile load and extends somewhat, so that the gap between the end plate 22 and the key ring 28 is reduced. To do. That is, the end plate 22 and the seal plate 25 can move in the axial direction along the cylindrical surface of the chamber body 21 according to the extension of the connecting rod 23. In the configuration shown in FIG. 2, the left and right end plates 22, 22 and the seal plates 25, 25 of the chamber can be moved in the axial direction along the cylindrical surface of the chamber body 21. When a predetermined pressure is applied to the end plate 22 by the chamber internal pressure, as shown in FIG. 3C, if the gap is set such that the end plate 22 and the key ring 28 of the shear key 26 are in contact with each other, the end plate is set by the chamber internal pressure. The shear key 26 receives a part of the load applied to the 22, but the shear key 26 does not receive all the axial load due to the internal pressure.

図4は、本発明のエネルギー回収チャンバー20の他の実施形態を示す断面図である。図4に示すように、円筒形状のチャンバー本体21の両端部にある端板の一方をフランジ構造の端板22Fとし、他方をシアキー26で移動が制限される端板22としている。すなわち、チャンバー本体21の大径部21aにスタッドボルト31を埋め込み、スタッドボルト31をフランジ構造の端板22Fから突出するように設け、このスタッドボルト31にナット32を締め込むことにより、チャンバー本体21の端面に端板22Fを固定する。そして、他方の端板22は、図2に示すものと同様に、シアキー26により端板22がチャンバー外へずれないように移動を制限している。図4に示すエネルギー回収チャンバー20のその他の構成は、図2に示すエネルギー回収チャンバー20と同様である。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the energy recovery chamber 20 of the present invention. As shown in FIG. 4, one of the end plates at both ends of the cylindrical chamber main body 21 is an end plate 22 </ b> F having a flange structure, and the other is an end plate 22 whose movement is restricted by a shear key 26. That is, a stud bolt 31 is embedded in the large-diameter portion 21 a of the chamber body 21, the stud bolt 31 is provided so as to protrude from the end plate 22 F of the flange structure, and a nut 32 is tightened on the stud bolt 31, whereby the chamber body 21 The end plate 22F is fixed to the end surface of the. Then, like the one shown in FIG. 2, the movement of the other end plate 22 is restricted by the shear key 26 so that the end plate 22 does not shift out of the chamber. The other configuration of the energy recovery chamber 20 shown in FIG. 4 is the same as that of the energy recovery chamber 20 shown in FIG.

図4に示すように構成すると、フランジ構造の一方の端板22Fはチャンバー本体21に固定されているが、チャンバー内圧による軸方向荷重によって連結棒23が伸びる最大の伸び量で他方の端板22がシアキー26に当接しないように隙間(図3(a)参照)が設定されているため、チャンバー内圧による軸方向の荷重がチャンバー本体21にかかることはない。   When configured as shown in FIG. 4, one end plate 22F of the flange structure is fixed to the chamber body 21, but the other end plate 22 has the maximum extension amount that the connecting rod 23 extends due to the axial load caused by the chamber internal pressure. Since the gap (see FIG. 3A) is set so as not to contact the shear key 26, the axial load due to the chamber internal pressure is not applied to the chamber body 21.

図5は、本発明のエネルギー回収チャンバー20の他の実施形態を示す断面図である。図5に示すように、ポートP1はフランジ構造の端板22Fに配置されている。フランジ構造の端板22Fをステンレスなどの耐腐食性を有する金属により構成し、ポートも同様にステンレスなどの金属により構成してフランジ構造の端板22FとポートP1を溶接して一体化している。フランジ構造の端板をステンレスとしたためシールプレートが不要となり、通常のガスケットやOリングなどのフランジシール22sをつけてチャンバーを水密に保つようになっている。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the energy recovery chamber 20 of the present invention. As shown in FIG. 5, the port P1 is disposed on an end plate 22F having a flange structure. The flange-structured end plate 22F is made of a metal having corrosion resistance such as stainless steel, and the port is similarly made of a metal such as stainless steel, and the flange-structured end plate 22F and the port P1 are welded and integrated. Since the end plate of the flange structure is made of stainless steel, a seal plate is not required, and a flange seal 22s such as a normal gasket or an O-ring is attached to keep the chamber watertight.

図6は、本発明のエネルギー回収チャンバー20の更に他の実施形態を示す断面図である。図6に示すように、2つの端板22,22を連結する連結棒23の外周面には、ゴムライニング又は樹脂ライニングLIが施されている。なお、ゴムライニング又は樹脂ライニングに代えて、ゴム製や樹脂製のカバーで連結棒23の外周面を覆うようにしてもよい。図6に示すように構成することにより、連結棒23を高価なステンレス材で構成する必要がなく、安価な鋼材等を用いることができる。ライニングやカバーと金属製の連結棒23は圧力変動に伴って僅かに伸縮するので、ライニングやカバーのゴムには、例えば、シリコンゴムやエチレンプロピレンゴム(EPDM)を用い、ライニングやカバーの樹脂には、例えば、ABS樹脂や塩化ビニル樹脂を用いるようにし、用途に適した材質、弾性、耐久性を得るように構成するとよい。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the energy recovery chamber 20 of the present invention. As shown in FIG. 6, a rubber lining or a resin lining LI is applied to the outer peripheral surface of the connecting rod 23 that connects the two end plates 22 and 22. Note that the outer peripheral surface of the connecting rod 23 may be covered with a rubber or resin cover instead of the rubber lining or the resin lining. By configuring as shown in FIG. 6, it is not necessary to configure the connecting rod 23 with an expensive stainless steel material, and an inexpensive steel material or the like can be used. Since the lining and cover and the metal connecting rod 23 are slightly expanded and contracted with pressure fluctuation, for example, silicon rubber or ethylene propylene rubber (EPDM) is used as the lining or cover rubber, and the lining or cover resin is used. For example, an ABS resin or a vinyl chloride resin may be used, and the material, elasticity, and durability suitable for the application may be obtained.

図7は、本発明のエネルギー回収チャンバー20の他の実施形態を示す断面図である。図7に示すように、エネルギー回収チャンバー20は、繊維強化プラスチック(FRP)からなる円筒形状のチャンバー本体21と、チャンバー本体21の両端部にある開口をそれぞれ閉塞する端板22,22を備えている。チャンバー本体21と端板22,22とにより、内部にチャンバーCHが形成されている。チャンバー本体21の一端側には、チャンバーCHへ濃縮海水の給排水を行う濃縮海水ポートP1が形成され、チャンバー本体21の他端側には、チャンバーCHへ海水の給排水を行う海水ポートP2が形成されている。チャンバー本体21には、両端部の外径が中央部より大きな大径部21aが形成されている。
前記2つの端板22,22は、チャンバー本体21内を延びる連結棒23によって連結されている。連結棒23は円筒形状のチャンバー本体21の軸心に配置されている。連結棒23の両端部にはネジ部23s,23sが形成されており、これらネジ部23s,23sに端板22,22が螺合され、これら端板22,22の外端面側にはロックナット24,24が設けられている。これにより、前記2つの端板22,22と連結棒23とは一体に連結される。連結棒23は、濃縮海水や海水と接触するため、二相ステンレス鋼などの耐海水性に優れた金属で構成されている。なお、端板22における連結棒23との連結部でない箇所にポートP1,P2を設けるようにしてもよい。
前記2つの端板22,22のチャンバー側には、チャンバーCH内の濃縮海水や海水の漏れを防止するシールプレート25,25が設けられている。すなわち、各シールプレート25はリング状をなし、シールプレート25の外径側はチャンバー本体21の内径側と密接し、シールプレート25の内径側は連結棒23の外径側と密接し、チャンバーCH内の濃縮海水や海水が外部に漏れることを防止している。さらに、シールプレート25,25を設けることによってチャンバー外部から空気が混入することを防止することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the energy recovery chamber 20 of the present invention. As shown in FIG. 7, the energy recovery chamber 20 includes a cylindrical chamber body 21 made of fiber reinforced plastic (FRP) and end plates 22 and 22 that respectively close openings at both ends of the chamber body 21. Yes. A chamber CH is formed inside the chamber body 21 and the end plates 22 and 22. A concentrated seawater port P1 for supplying and discharging concentrated seawater to the chamber CH is formed on one end side of the chamber body 21, and a seawater port P2 for supplying and discharging seawater to the chamber CH is formed on the other end side of the chamber body 21. ing. The chamber body 21 is formed with a large-diameter portion 21a in which the outer diameters at both ends are larger than the central portion.
The two end plates 22 and 22 are connected by a connecting rod 23 that extends in the chamber body 21. The connecting rod 23 is disposed at the axial center of the cylindrical chamber body 21. Screw portions 23 s and 23 s are formed at both ends of the connecting rod 23, and end plates 22 and 22 are screwed into the screw portions 23 s and 23 s, and lock nuts are provided on the outer end face sides of the end plates 22 and 22. 24, 24 are provided. Thereby, the said two end plates 22 and 22 and the connection rod 23 are connected integrally. Since the connecting rod 23 is in contact with concentrated seawater or seawater, it is made of a metal having excellent seawater resistance such as duplex stainless steel. In addition, you may make it provide the port P1, P2 in the location which is not a connection part with the connection rod 23 in the end plate 22. FIG.
On the chamber side of the two end plates 22 and 22, seal plates 25 and 25 for preventing leakage of concentrated seawater and seawater in the chamber CH are provided. That is, each seal plate 25 has a ring shape, the outer diameter side of the seal plate 25 is in close contact with the inner diameter side of the chamber body 21, the inner diameter side of the seal plate 25 is in close contact with the outer diameter side of the connecting rod 23, and the chamber CH Concentrated seawater and seawater are prevented from leaking outside. Furthermore, by providing the seal plates 25, 25, it is possible to prevent air from entering from the outside of the chamber.

チャンバー本体21の両端部近傍の内径部には、中心側の内径dに対して、両端側の内径Dが大きくなるように段部が形成されている。前記2つの端板22,22の外径部は、外側が大径部22lで、チャンバー側(内側)が小径部となる段部を有する形状となっている。端板22,22の外径部における段部とチャンバー本体21の内径部に形成された段部との間には所定の隙間が設けられており、少なくとも一方の端板22が前記連結棒23の軸方向に移動可能になっている。そして、両端の端板22,22の外径部に形成された段部とチャンバー本体21の内径部に形成された段部のいずれかが係合部Eにおいて係合することによって、端板22がチャンバー内径部から外へ出ないように移動を規制している。
チャンバー内圧を受けて端板22が外側へ押し出される荷重を連結棒23で保持しているので、チャンバー本体21と端板22の段部は、端板22がチャンバー外へずれないように移動を制限しているだけとなる。
Step portions are formed in the inner diameter portion in the vicinity of both end portions of the chamber body 21 so that the inner diameter D on both end sides is larger than the inner diameter d on the center side. The outer diameter portions of the two end plates 22 and 22 have a shape having a step portion having a large diameter portion 22l on the outer side and a small diameter portion on the chamber side (inner side). A predetermined gap is provided between the step portion at the outer diameter portion of the end plates 22 and 22 and the step portion formed at the inner diameter portion of the chamber body 21, and at least one end plate 22 is connected to the connecting rod 23. It is possible to move in the axial direction. And either of the step part formed in the outer diameter part of the end plates 22 and 22 of both ends, and the step part formed in the internal diameter part of the chamber main body 21 engages in the engaging part E, The end plate 22 Is restricted from moving out of the inner diameter of the chamber.
Since the load that pushes the end plate 22 to the outside due to the internal pressure of the chamber is held by the connecting rod 23, the steps of the chamber body 21 and the end plate 22 move so that the end plate 22 does not shift out of the chamber. It is only limiting.

図2乃至図7に示す本発明に係るエネルギー回収チャンバーは、チャンバーの内圧によって端板22が受ける軸方向荷重を連結棒23で受けるようにし、軸方向荷重をFRP製のチャンバー本体21が受けないようにするものであるが、すべての軸方向荷重を連結棒23で受けるように構成してもよいし、連結棒23とチャンバー本体21の両方で軸方向荷重を分散して受けるように構成することも可能である。また、チャンバー本体21をFRPによって構成した例を説明したが、チャンバー本体21を金属製のものとしてもよい。チャンバー本体21が金属製の場合には、チャンバー本体21の一端部に金属フランジを溶接して、フランジ構造の端板をボルト・ナットで金属フランジに固定してもよい。このように金属製のチャンバー本体21の場合でも、端板22が受ける軸方向荷重の一部を連結棒23が受けるので、溶接部に加わる繰り返し荷重を低減でき、疲労破壊が生じない。そして、チャンバーに取り付けるボルトの数を少なくすることができ、ボルトのサイズも小さくすることができる。   In the energy recovery chamber according to the present invention shown in FIGS. 2 to 7, the axial load received by the end plate 22 by the internal pressure of the chamber is received by the connecting rod 23, and the axial load is not received by the FRP chamber body 21. As described above, all the axial loads may be received by the connecting rod 23, or the axial loads may be distributed and received by both the connecting rod 23 and the chamber body 21. It is also possible. Moreover, although the example which comprised the chamber main body 21 by FRP was demonstrated, the chamber main body 21 is good also as a metal thing. When the chamber main body 21 is made of metal, a metal flange may be welded to one end of the chamber main body 21, and the end plate of the flange structure may be fixed to the metal flange with a bolt and a nut. Thus, even in the case of the metal chamber main body 21, since the connecting rod 23 receives a part of the axial load received by the end plate 22, the repeated load applied to the welded portion can be reduced, and fatigue failure does not occur. In addition, the number of bolts attached to the chamber can be reduced, and the size of the bolts can also be reduced.

次に、図2乃至図7に示す本発明のエネルギー回収チャンバー20が適用されるエネルギー回収装置について説明する。
図8は、図2に示すエネルギー回収チャンバー20に多孔板40,40を配置したエネルギー回収装置を示す断面図である。本実施形態においては、図8に示すように、エネルギー交換チャンバー20は縦置きに設置されている。すなわち、長尺の円筒形状のチャンバー本体21は、チャンバーの長手方向が垂直方向に配置されており、濃縮海水ポートP1はチャンバーCHの下側で濃縮海水を給排水するようにチャンバーCHの下側に設けられ、海水ポートP2はチャンバーCHの上側で海水を給排水するようにチャンバーCHの上側に設けられている。チャンバー本体21内には、濃縮海水ポートP1および海水ポートP2の近傍に流体の整流を行う多孔板40,40が2枚ずつ配置されている。多孔板40,40はポートP1,P2から所定の距離離間して配置されている。
Next, an energy recovery apparatus to which the energy recovery chamber 20 of the present invention shown in FIGS. 2 to 7 is applied will be described.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an energy recovery device in which perforated plates 40 are arranged in the energy recovery chamber 20 shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the energy exchange chamber 20 is installed vertically. In other words, the long cylindrical chamber body 21 has the longitudinal direction of the chamber arranged in the vertical direction, and the concentrated seawater port P1 is disposed below the chamber CH so as to supply and drain the concentrated seawater below the chamber CH. The seawater port P2 is provided on the upper side of the chamber CH so as to supply and discharge seawater on the upper side of the chamber CH. In the chamber body 21, two perforated plates 40, 40 that rectify the fluid are arranged in the vicinity of the concentrated seawater port P1 and the seawater port P2. The perforated plates 40, 40 are arranged at a predetermined distance from the ports P1, P2.

図9は、多孔板40を示す平面図である。図9に示すように、多孔板40は円形状の平板に小径の孔hが均等間隔で多数形成された、いわゆるパンチングプレートからなり、中心部に連結棒23が貫通する貫通孔THが形成されている。
図10は、多孔板40の固定方法を示す図であり、図8の要部拡大図である。図10に示すように、多孔板40はシールプレート25に複数の支柱41で固定するように構成する。
図11は多孔板40と支柱41の取り付け部の詳細を示す断面図である。図11に示すように、支柱41は片側がメネジ、片側がオネジになっている。シールプレート25にはメネジが形成され、シールプレート25の円周方向で3箇所に支柱41を固定し(図10参照)、図11に示すように、多孔板40の孔hを通して一方の支柱41のオネジを他方の支柱41のメネジにねじ込んで上下の支柱41,41により多孔板40を挟持する。図10に示すように、2枚目の多孔板40は通常の止めネジ43を多孔板41の孔hを通して支柱41のメネジにねじ込んで支柱41を固定する。
このように、2枚ずつの多孔板40を配置することによって、小径のポートP1,P2から流入する濃縮海水、海水の流れを大径のチャンバーCH内に均一に流入させるようにする。
FIG. 9 is a plan view showing the porous plate 40. As shown in FIG. 9, the perforated plate 40 is formed of a so-called punching plate in which a large number of small-diameter holes h are formed at equal intervals on a circular flat plate, and a through-hole TH through which the connecting rod 23 passes is formed at the center. ing.
FIG. 10 is a view showing a fixing method of the perforated plate 40 and is an enlarged view of a main part of FIG. As shown in FIG. 10, the perforated plate 40 is configured to be fixed to the seal plate 25 with a plurality of support columns 41.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing details of the attachment portion of the perforated plate 40 and the support column 41. As shown in FIG. 11, the support column 41 has a female screw on one side and a male screw on one side. A female screw is formed on the seal plate 25, and the pillars 41 are fixed at three locations in the circumferential direction of the seal plate 25 (see FIG. 10). As shown in FIG. The perforated plate 40 is sandwiched between the upper and lower columns 41, 41 by screwing the male screw into the female screw of the other column 41. As shown in FIG. 10, the second perforated plate 40 fixes the support 41 by screwing a normal set screw 43 into the female screw of the support 41 through the hole h of the perforated plate 41.
As described above, by arranging the two perforated plates 40, the flow of the concentrated seawater and the seawater flowing from the small diameter ports P1 and P2 is made to uniformly flow into the large diameter chamber CH.

ここで、均一な流れとはチャンバーCH内のある水平断面での流れ速度と方向が一様であることを意味する。すなわち、図8におけるチャンバーCH内における縦方向の任意の水平断面での流れが図示した矢印の長さを流速、向きを流れ方向とすると、いずれの矢印も同じ長さで同じ向きであることを意味する。この流れはチャンバーCH内に配置した多孔板40の空孔率とポートP1,P2からの2枚の多孔板40の配置位置により調整可能であり、解析などにより最適な寸法、配置位置を決定する。
多孔板40でチャンバーCH内に均一に流入した濃縮海水と海水は、比重の差により上下に分離しようとし、同時にチャンバー断面積で上下方向に一様な流れが形成されるので、濃縮海水と海水の境界部Iが維持され、全体として濃縮海水と海水の境界部Iを維持したまま、すなわち濃縮海水と海水の混合を抑制しながら、濃縮海水によって海水を加圧し吐出することができる。海水が上方の海水ポートP2から多孔板40を通ってチャンバー内に流入する場合も同様の整流効果を奏する。
Here, the uniform flow means that the flow velocity and direction in a horizontal section in the chamber CH are uniform. That is, if the flow in an arbitrary horizontal section in the vertical direction in the chamber CH in FIG. 8 is the flow velocity and the direction of the arrow shown in the drawing is the flow direction, all the arrows have the same length and the same direction. means. This flow can be adjusted according to the porosity of the porous plate 40 arranged in the chamber CH and the arrangement position of the two porous plates 40 from the ports P1 and P2, and the optimal dimensions and arrangement position are determined by analysis or the like. .
The concentrated seawater and seawater that uniformly flowed into the chamber CH by the perforated plate 40 try to separate vertically due to the difference in specific gravity, and at the same time, a uniform flow is formed in the vertical direction with the chamber cross-sectional area. The boundary portion I is maintained and the boundary portion I between the concentrated seawater and the seawater is maintained as a whole, that is, while suppressing the mixing of the concentrated seawater and the seawater, the seawater can be pressurized and discharged by the concentrated seawater. The same rectifying effect is also obtained when seawater flows into the chamber from the upper seawater port P2 through the perforated plate 40.

図12は、図2に示すエネルギー回収チャンバー20にピストンを配置したエネルギー回収装置を示す断面図である。本エネルギー回収装置は、図13に示す従来技術と同様にピストンで濃縮海水と海水を分離して海水の押し引きをする形式のエネルギー回収装置である。図12に示すエネルギー回収チャンバーはその長手方向を水平方向に配置しているが、必ずしも水平方向に限られない。図12に示すように、チャンバーCH内には、連結棒23に沿って移動するピストン50が配置されている。ピストン50には連結棒23との摺動部にガイド部材51が設けられている。ガイド部材51は移動時の摩擦を低減し、連結棒23との摺動摩擦に対して耐久性がある樹脂等からなり、ピストン内周に設けられている。   12 is a cross-sectional view showing an energy recovery device in which a piston is arranged in the energy recovery chamber 20 shown in FIG. This energy recovery device is a type of energy recovery device that separates concentrated seawater and seawater with a piston and pushes and pulls seawater, as in the prior art shown in FIG. Although the longitudinal direction of the energy recovery chamber shown in FIG. 12 is arranged in the horizontal direction, it is not necessarily limited to the horizontal direction. As shown in FIG. 12, a piston 50 that moves along the connecting rod 23 is disposed in the chamber CH. The piston 50 is provided with a guide member 51 at a sliding portion with the connecting rod 23. The guide member 51 is made of a resin or the like that reduces friction during movement and is durable against sliding friction with the connecting rod 23, and is provided on the inner periphery of the piston.

図12に示す実施形態のチャンバーはチャンバーの側面から濃縮海水、海水を給排水する形式のものであるため、ピストン50がポートP1,P2を通過してしまわないように連結棒23にはストッパー52,52が設けられている。したがって、図12の破線で示したピストン50が濃縮海水ポート側に最大に移動しても、ピストン50がストッパー52で止まり、濃縮海水ポートP1から左には行かないように移動を制限している。ストッパー52は、連結棒23にピストン50を通した後に連結棒23より径が大きなリング状の部材を連結棒23に取り付けることにより構成する。ストッパー52は海水ポート側にも同様に設け、ピストン50は両ストッパー52,52の間を濃縮海水と海水の給排水に応じて軸方向に往復移動し、ピストンで仕切られた一方の流体をもう一方の流体で排出するように動作する。これによって、濃縮海水によって海水を加圧し吐出することができる。   Since the chamber of the embodiment shown in FIG. 12 is of a type that feeds and discharges concentrated seawater and seawater from the side of the chamber, the connecting rod 23 has a stopper 52, so that the piston 50 does not pass through the ports P1 and P2. 52 is provided. Therefore, even if the piston 50 shown by the broken line in FIG. 12 moves to the concentrated seawater port side to the maximum, the piston 50 stops at the stopper 52 and the movement is restricted so as not to go to the left from the concentrated seawater port P1. . The stopper 52 is configured by attaching a ring-shaped member having a diameter larger than that of the connecting rod 23 to the connecting rod 23 after passing the piston 50 through the connecting rod 23. The stopper 52 is similarly provided on the seawater port side, and the piston 50 reciprocates between the stoppers 52 and 52 in the axial direction according to the supply and drainage of the concentrated seawater and seawater, and one fluid separated by the piston is supplied to the other. Operate to drain with fluid. Thereby, seawater can be pressurized and discharged by concentrated seawater.

図12に示すエネルギー回収装置によれば、ピストン50を連結棒23でガイドすることにより、ピストン50とチャンバー本体21の内周面との接触をなくすか又は最小限にして、摺動面積(接触面積)を飛躍的に減少させることができる。したがって、従来のピストンを用いたエネルギー回収チャンバーに比較して、摩耗粉の発生量を低減できるとともに摩耗損失を低減できる。また、チャンバー本体21の内周面はピストン50をガイドする必要がなく、チャンバー本体21に高精度の仕上げが不要となる。   According to the energy recovery apparatus shown in FIG. 12, the piston 50 is guided by the connecting rod 23, thereby eliminating or minimizing contact between the piston 50 and the inner peripheral surface of the chamber body 21. Area) can be drastically reduced. Therefore, compared with the energy recovery chamber using the conventional piston, the generation amount of wear powder can be reduced and the wear loss can be reduced. Further, the inner peripheral surface of the chamber main body 21 does not need to guide the piston 50, and the chamber main body 21 does not require high-precision finishing.

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことはいうまでもなく、例えば、エネルギー回収チャンバーの形態等は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Although the embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and needless to say, may be implemented in various forms within the scope of the technical idea. The form and the like of the energy recovery chamber are not limited to the illustrated examples described above, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

1 海水供給ライン
2 高圧ポンプ
3 吐出ライン
4 逆浸透膜分離装置
5 濃縮海水ライン
6 制御弁
7 バルブ
8 ブースターポンプ
17 濃縮海水排出ライン
20 エネルギー回収チャンバー
21 チャンバー本体
21a 大径部
22 端板
22s フランジシール
22F フランジ形状の端板
22l 端板の大径部
23 連結棒
23s ネジ部
24 ロックナット
25 シールプレート
26 シアキー
27 溝付き金具
28 キーリング
31 スタッドボルト
32 ナット
40 多孔板
41 支柱
43 止めネジ
50 ピストン
51 ガイド部材
52 ストッパー
CH チャンバー(空間)
P1,P2 海水ポート
TH 貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seawater supply line 2 High pressure pump 3 Discharge line 4 Reverse osmosis membrane separator 5 Concentrated seawater line 6 Control valve 7 Valve 8 Booster pump 17 Concentrated seawater discharge line 20 Energy recovery chamber 21 Chamber main body 21a Large diameter part 22 End plate 22s Flange seal 22F Flange-shaped end plate 22l Large diameter part of end plate 23 Connecting rod 23s Screw part 24 Lock nut 25 Seal plate 26 Shear key 27 Grooved metal fitting 28 Key ring 31 Stud bolt 32 Nut 40 Perforated plate 41 Post 43 Set screw 50 Piston 51 Guide Member 52 Stopper CH Chamber (space)
P1, P2 Seawater port TH Through hole

Claims (9)

昇圧された海水を通水して淡水と濃縮海水とに分離する逆浸透膜分離装置から吐出される濃縮海水の圧力エネルギーを海水の昇圧に利用するエネルギー回収チャンバーであって、
円筒形状のチャンバー本体と、
前記チャンバー本体の両端部にある開口をそれぞれ閉塞し、前記チャンバー本体と共に内部に濃縮海水および海水を収容する空間を形成する端板と、
前記空間へ濃縮海水の給排水を行う濃縮海水ポートと、
前記空間へ海水の給排水を行う海水ポートと、
前記空間内に延びて前記端板間を連結し、前記空間内の濃縮海水及び/又は海水の圧力によって前記端板に加わる荷重を受ける連結棒とを備え、
前記少なくとも一方の端板は、前記荷重により前記チャンバー本体に対して前記連結棒の軸方向に移動可能であることを特徴とするエネルギー回収チャンバー。
An energy recovery chamber that utilizes the pressure energy of concentrated seawater discharged from a reverse osmosis membrane separation device that passes pressurized seawater and separates it into fresh water and concentrated seawater,
A cylindrical chamber body;
End plates that respectively close the openings at both ends of the chamber body and form a space for containing concentrated seawater and seawater together with the chamber body;
A concentrated seawater port for supplying and discharging concentrated seawater to the space;
A seawater port for supplying and discharging seawater to the space;
A connecting rod that extends into the space and connects the end plates, and receives a load applied to the end plates by the pressure of the concentrated seawater and / or seawater in the space;
The energy recovery chamber, wherein the at least one end plate is movable in the axial direction of the connecting rod with respect to the chamber body by the load.
前記チャンバー本体は、繊維強化プラスチック(FRP)からなることを特徴とする請求項1記載のエネルギー回収チャンバー。   The energy recovery chamber according to claim 1, wherein the chamber body is made of fiber reinforced plastic (FRP). 前記端板の前記空間側に流体の漏れを防止するシールプレートを設けたことを特徴とする請求項1記載のエネルギー回収チャンバー。   The energy recovery chamber according to claim 1, wherein a seal plate for preventing fluid leakage is provided on the space side of the end plate. 前記端板の前記空間とは反対側にシアキーを設けて、前記端板が前記チャンバー本体外にずれないように前記端板の移動を制限したことを特徴とする請求項1記載のエネルギー回収チャンバー。   The energy recovery chamber according to claim 1, wherein a shear key is provided on a side of the end plate opposite to the space, and movement of the end plate is restricted so that the end plate does not shift out of the chamber body. . 前記端板の一方はフランジを構成し、前記フランジを締結具を介して前記チャンバー本体の端部に固定したことを特徴とする請求項1記載のエネルギー回収チャンバー。   The energy recovery chamber according to claim 1, wherein one of the end plates constitutes a flange, and the flange is fixed to an end of the chamber body via a fastener. 前記連結棒の外周面にゴム又は樹脂のライニングを施すか又は前記連結棒の外周面をゴム製又は樹脂製のカバーで覆うようにしたことを特徴とする請求項1記載のエネルギー回収チャンバー。   The energy recovery chamber according to claim 1, wherein the outer peripheral surface of the connecting rod is provided with a rubber or resin lining, or the outer peripheral surface of the connecting rod is covered with a rubber or resin cover. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエネルギー回収チャンバーであって、前記チャンバー本体の長手方向が鉛直に配置されたエネルギー回収チャンバーと、
前記空間内の濃縮海水ポート側に水平方向に配置され、前記空間内に流入した濃縮海水を前記空間内の水平方向に整流させる多孔板と、
前記空間内の海水ポート側に水平方向に配置され、前記空間内に流入した海水を前記空間内の水平方向に整流させる多孔板とを備えたことを特徴とするエネルギー回収装置。
The energy recovery chamber according to any one of claims 1 to 6, wherein an energy recovery chamber in which a longitudinal direction of the chamber body is arranged vertically;
A perforated plate arranged horizontally on the concentrated seawater port side in the space and rectifying the concentrated seawater flowing into the space in the horizontal direction;
An energy recovery apparatus comprising: a perforated plate arranged horizontally on the seawater port side in the space and rectifying the seawater flowing into the space in the horizontal direction in the space.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエネルギー回収チャンバーと、
前記連結棒に貫通されることで前記連結棒に沿って移動可能なピストンとを備えたことを特徴とするエネルギー回収装置。
The energy recovery chamber according to any one of claims 1 to 6,
An energy recovery apparatus comprising: a piston that is penetrated by the connecting rod and is movable along the connecting rod.
海水を昇圧する高圧ポンプと、
昇圧された海水を通水して淡水と濃縮海水とに分離する逆浸透膜分離装置と、
前記逆浸透膜分離装置で淡水と分離された濃縮海水の圧力エネルギーにより海水を昇圧する請求項7または8に記載のエネルギー回収装置と、
前記エネルギー回収装置で昇圧された海水を昇圧して前記逆浸透膜分離装置に供給するブースターポンプを備えたことを特徴とする海水淡水化システム。
A high-pressure pump for boosting seawater;
A reverse osmosis membrane separation device that separates fresh water and concentrated seawater by passing pressurized seawater;
The energy recovery device according to claim 7 or 8, wherein the seawater is pressurized by pressure energy of the concentrated seawater separated from fresh water by the reverse osmosis membrane separation device;
A seawater desalination system comprising a booster pump that pressurizes seawater pressurized by the energy recovery device and supplies the seawater to the reverse osmosis membrane separation device.
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