JP6970781B2 - エネルギー回収装置 - Google Patents

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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。
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、シリンダ装置が圧送工程から充填工程に切り換わる際に、流路切換装置の流出入ポートに連通されたシリンダ装置内の高圧濃縮海水が流出ポートとの連通が開始された直後に流出入ポートから流路切換装置のシリンダ内に高速(一例として最大局部流速100m/s)で噴出されることにより流路切換装置のシリンダ内に負圧部が生じ、過渡的に激しいキャビテーションが発生する。また、充填工程において充填工程が終了する直前に流出入ポートの流路面積を縮小して流路抵抗を大きくし、シリンダ装置のピストンの移動速度を減速させる必要があるが、流路面積を縮小することにより流出入ポートと流出ポートとの間に差圧が生じると共に、流路切換装置のシリンダ内の負圧が大きくなり、やはりキャビテーションが発生する。上記キャビテーションの発生は、装置や配管の振動・騒音の原因になると共に、長期間の使用によって流路切換装置のシリンダやピストンにキャビテーションによる浸食が進行し、漏水が生じたり、エネルギー回収効率が低下したりする等の問題があった。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、充填工程の開始時や終了時におけるキャビテーション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と、前記切換用シリンダ装置を駆動する駆動装置とを備え、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、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て前記駆動装置に接続された切換用ピストンロッドとを備え、前記切換用ピストンロッドに、前記切換用シリンダの一端側の第1シリンダ室と他端側の第2シリンダ室とを連通させるロッド内連通流路が形成されていると共に、前記切換用シリンダの他端側に前記第2シリンダ室と外部とを連通させ大気を導入可能な流体用連通孔が形成され、前記ロッド内連通流路が、前記第1シリンダ室内に開口した第1シリンダ室側開口部と、前記第2シリンダ室内に開口した第2シリンダ室側開口部とを有し、前記流体連通孔と前記第2シリンダ室側開口部とが、互いに対向していないことを特徴とする。
このエネルギー回収装置では、切換用ピストンロッドに、切換用シリンダの一端側の第1シリンダ室と他端側の第2シリンダ室とを連通させるロッド内連通流路が形成されていると共に、切換用シリンダの他端側に第2シリンダ室と外部とを連通させ大気を導入可能な流体用連通孔が形成され、ロッド内連通流路が、第1シリンダ室内に開口した第1シリンダ室側開口部と、第2シリンダ室内に開口した第2シリンダ室側開口部とを有し、流体連通孔と第2シリンダ室側開口部とが、互いに対向していないので、充填工程の開始時や終了時に切換用シリンダ内に発生した負圧部に大気圧の空気が流体用連通孔及びロッド内連通流路を介して供給されることで、キャビテーションの発生が抑制される。
充填工程開始時においては、切換用シリンダの流出入ポートに連通されたシリンダ装置内の高圧濃縮海水が切換用シリンダの流出ポートとの連通が開始された直後に流出入ポートから切換用シリンダ内に高速で噴出されることにより、切換用シリンダ内に負圧部が発生するが、このとき切換用シリンダの外部から流体用連通孔とロッド内連通流路とを介して負圧部に大気圧の空気が供給されて負圧部の圧力低下が防止され、キャビテーションの発生が抑制される。
また、充填工程終了時においては、切換用シリンダの流出入ポートに連通されたシリンダ装置内の低圧濃縮海水が切換用シリンダの流出ポートとの連通が遮断される直前に流出入ポートから切換用シリンダ内に高速で噴出されることにより、切換用シリンダ内に負圧部が発生するが、このとき切換用シリンダの外部から大気圧の空気が流体用連通孔とロッド内連通流路とを介して負圧部に供給されて負圧部の圧力低下が防止され、キャビテーションの発生が抑制される。
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、前記流体用連通孔と外部との間に設けられ大気の前記流体用連通孔側への導入及び外部への排出が可能であると共に海水の外部への排出を防止可能な吸排気弁機構を備え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、流体用連通孔と外部との間に設けられ大気の流体用連通孔側への導入及び外部への排出が可能であると共に海水の外部への排出を防止可能な吸排気弁機構を備えているので、吸排気弁機構により空気のみが外部に排出され、液体である海水は外部への排出が規制される。このように海水の外部への排出が規制されるため、排出された海水を回収するための設備を別途設ける必要がなく、装置全体をコンパクトに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、前記吸排気弁機構が、前記流体用連通孔に一端が接続された接続管部と、前記接続管部の他端が底部導入口に接続され前記流体用連通孔から排出される海水を貯留可能な貯留部と、前記貯留部の上部に設けられ外部と連通して大気の導入及び排出が可能な上部貫通管と、前記流体用連通孔からの海水が前記貯留部内に一定以上流入した際に浮いて前記上部貫通管の下端通気口を閉塞可能なフロート部材と、前記貯留部内に設けられ前記貯留部内の海水が一定未満であるときに前記底部導入口から離間させて前記フロート部材を支持するフロート部材支持部とを備え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、流体用連通孔からの海水が貯留部内に一定以上流入した際に浮いて上部貫通管の下端通気口を閉塞可能なフロート部材と、貯留部内に設けられ貯留部内の海水が一定未満であるときに底部導入口から離間させてフロート部材を支持するフロート部材支持部とを備えているので、海水量に応じたフロート部材の上下動によって大気の導入・排出と海水の外部への排出規制とを行うことができる。
この発明では、貯留部内に海水が流入しないとき又は貯留部内の海水が一定未満であるときは、フロート部材が底部導入口と離れて支持され底部導入口及び下端通気口が開口していることで、大気の流入及び排出が可能になる。また、貯留部内に海水が一定以上流入すると海水の浮力でフロート部材が浮いて上昇し、下端通気口を閉塞し、外部との連通が遮断されて海水の外部への排出を防止することができる。このように簡易な構成で、大気の導入・排出が可能であると共に、海水の外部への排出を規制することが可能になる。
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、切換用ピストンロッドに、切換用シリンダの一端側の第1シリンダ室と他端側の第2シリンダ室とを連通させるロッド内連通流路が形成されていると共に、切換用シリンダの他端側に第2シリンダ室と外部とを連通させ大気を導入可能な流体用連通孔が形成され、ロッド内連通流路が、第1シリンダ室内に開口した第1シリンダ室側開口部と、第2シリンダ室内に開口した第2シリンダ室側開口部とを有し、流体連通孔と第2シリンダ室側開口部とが、互いに対向していないので、充填工程の開始時や終了時に切換用シリンダ内に発生した負圧部に大気圧の空気が流体用連通孔及びロッド内連通流路を介して供給されることで、キャビテーションの発生が抑制される。
したがって、本発明のエネルギー回収装置では、キャビテーションの発生に起因する装置や配管の振動・騒音、及び漏水やエネルギー回収効率の低下を抑制することができる。
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。 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、空気導入・排気時の吸排気弁機構を示す断面図である。 第2実施形態において、海水の排出を防いだ状態の吸排気弁機構を示す断面図である。
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4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と、切換用シリンダ装置13を駆動する駆動装置14とを備えている。
上記切換用シリンダ装置13は、図2に示すように、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、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て駆動装置14に接続された切換用ピストンロッド22とを備えている。
上記切換用ピストンロッド22には、切換用シリンダ20の一端側の第1シリンダ室33aと他端側の第2シリンダ室33bとを連通させるロッド内連通流路22aが形成されていると共に、切換用シリンダ20の他端側に第2シリンダ室33bと外部とを連通させ大気を導入可能な流体用連通孔13dが形成されている。
ロッド内連通流路22aは、図2に示すように、第1シリンダ室33a内に開口した第1シリンダ室側開口部と、第2シリンダ室33b内に開口した第2シリンダ室側開口部とを有し、流体連通孔13dと第2シリンダ室側開口部とは、互いに対向していない。
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、切換用シリンダ装置13を駆動する駆動装置14を備えている。
また、上記制御部Cは、図1及び図2に示すように、第1流路切換機構6Aの駆動装置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流体用連通孔13dとを有している。
上記駆動装置14は、図2から図4に示すように、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、図1に示すように、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、駆動装置14に連結されて駆動装置14に連動して切換用シリンダ20内を往復動する。
なお、流体用連通孔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と第2突起部27bと第2軸突起部25bとの距離L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6圧油流出入口23fから第5圧油流出入口23eへの圧油の流れは規制されないが、第5圧油流出入口23eから第6圧油流出入口23f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、流体用連通孔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より流体用連通孔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、排水側ピストン21a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、駆動装置14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の排水側ピストン21aの移動速度が減速される。
そして、排水側ピストン21a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は、流出入ポート13cの流路面積が漸減して流路抵抗が大きくなるため、低圧濃縮海水が切換用シリンダ20内に高速で噴出され、流出入ポート13cと流出ポート13aとの間に差圧が生じると共に、切換用シリンダ20の第1シリンダ室33a内に負圧部が生じる。
このとき、特に排水側ピストン21aの一端側端面近傍Sの負圧が大きくなるが、この負圧の作用により外部から大気圧の空気が、流体用連通孔13d、切換用シリンダ20の他端側にある第2シリンダ室33b及びロッド内連通流路22aを介して、排水側ピストン21aの一端側端面近傍Sの負圧部に供給されて負圧部の圧力低下が防止され、キャビテーションの発生が抑制される。
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における駆動装置14の駆動速度が減速される。
駆動装置14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、駆動装置14が減速された状態で移動し、流出入ポート13cと流出ポート13aとが緩やかに連通される。
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との連通が開始された直後は流出入ポート13cの流路面積が大きく絞られた状態にあるが、流出入ポート13cに作用する高圧濃縮海水の圧力は高圧(一例として6MPa)であり、流出ポート13aの圧力は低圧(一例として0〜0.05MPa)であるため、流出入ポート13cから切換用シリンダ20内に高圧濃縮海水が高速(一例として、絞り部の局部流速は最大100m/s)で噴出されて流出入ポート13cと流出ポート13aとの間に差圧が生じると共に切換用シリンダ20の第1シリンダ室33a内に負圧部が生じる。
このとき、特に切換用シリンダ20内の排水側ピストン21aの一端側端面近傍Sの負圧が大きくなるが、この負圧の作用により外部から大気圧の空気が流体用連通孔13d、切換用シリンダ20の他端側にある第2シリンダ室33b及びロッド内連通流路22aを介して、排水側ピストン21aの一端側端面近傍Sの負圧部に供給されて負圧部の圧力低下が防止され、キャビテーションの発生が抑制される。
排水側ピストン21aが所定の位置Q2aに到達したとき、駆動装置14の駆動速度が減速前の速度に増速される。駆動装置14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の駆動装置14の第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の流路が切り換わると、駆動装置14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と供給側ピストン21bとが一端側(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、駆動装置14の駆動速度が減速される。
駆動装置14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、流出入ポート13cの流路面積が漸減して流路抵抗が大きくなるため、流出入ポート13cと流出ポート13aとの間に差圧が生じると共に、流路切換装置のシリンダ内に負圧部が生じ、特に排水側ピストン21aの一端側端面近傍Sの負圧が大きくなる。
このとき、生じた負圧の作用により大気圧の空気が、流体用連通孔13d、切換用シリンダ20の他端側にある第2シリンダ室33b及びロッド内連通流路22aを介して、排水側ピストン21aの一端側端面近傍Sの負圧部に供給されて負圧部の圧力低下が防止され、キャビテーションの発生が抑制される。
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における駆動装置14の第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における駆動装置14の駆動速度が減速される。
駆動装置14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。
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、駆動装置14が減速された状態で移動し、流出入ポート13cと流出ポート13aとが緩やかに連通される。
切換用シリンダ13の流出入ポート13cと流出ポート13aとの連通が開始された直後は流出入ポート13cの流路面積が大きく絞られた状態にあり、流出入ポート13cに作用する高圧濃縮海水の圧力は高圧(一例として6MPa)で、流出ポート13aの圧力は低圧(一例として0〜0.05MPa)であるため、流出入ポート13cから切換用シリンダ20内に高圧濃縮海水が高速(一例として、絞り部の局部流速は最大100m/s)で噴出されて流出入ポート13cと流出ポート13aとの間に差圧が生じると共に切換用シリンダ20の第1シリンダ室33a内に負圧部が生じる。
このとき、特に切換用シリンダ20内の排水側ピストン21aの一端側端面近傍Sの負圧が大きくなるが、この負圧の作用により外部から大気圧の空気が流体用連通孔13d、切換用シリンダ20の他端側にある第2シリンダ室33b及びロッド内連通流路22aを介して、排水側ピストン21aの一端側端面近傍Sの負圧部に供給されて負圧部の圧力低下が防止され、キャビテーションの発生が抑制される。
排水側ピストン21aが所定の位置Q2bに到達したとき、駆動装置14の駆動速度が所定の速度に増速される。これに伴い第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。
このように本実施形態のエネルギー回収装置1では、切換用シリンダ20の一端側の第1シリンダ室33aと他端側の第2シリンダ室33bとを連通させるロッド内連通流路22aが形成されていると共に、切換用シリンダ20の他端側に第2シリンダ室33bと外部とを連通させ大気を導入可能な流体用連通孔13dが形成され、ロッド内連通流路22aが、第1シリンダ室33a内に開口した第1シリンダ室側開口部と、第2シリンダ室33b内に開口した第2シリンダ室側開口部とを有し、流体連通孔13dと第2シリンダ室側開口部とが、互いに対向していないので、充填工程の開始時や終了時に切換用シリンダ20内に発生した負圧部に大気圧の空気が流体用連通孔13d及びロッド内連通流路22aを介して供給されることで、キャビテーションの発生が抑制される。
次に、本発明におけるエネルギー回収装置の第2実施形態を、図5及び図6に基づいて説明する。なお、以下の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の第2シリンダ室33bが流体用連通孔13dを介して外部に直接連通しているのに対し、第2実施形態のエネルギー回収装置では、図5から図6に示すように、切換用シリンダ20の第2シリンダ室33bが流体用連通孔13dに接続された吸排気弁機構40を介して外部に連通されている点である。
上記吸排気弁機構40は、流体用連通孔13dに一端が接続された接続管部41と、接続管部41の他端が底部導入口42aに接続され流体用連通孔13dから排出される海水を貯留可能な貯留部42と、貯留部42の上部に設けられ外部と連通して大気の導入及び排出が可能な上部貫通管43と、流体用連通孔13dからの海水が貯留部42内に一定以上流入した際に浮いて上部貫通管43の下端通気口43aを閉塞可能なフロート部材44と、貯留部42内に設けられ貯留部42内の海水が一定未満であるときに底部導入口42aから離間させてフロート部材44を支持するフロート部材支持部45とを備えている。
なお、上記フロート部材44は、海水で浮く球体であり、下端通気口43aの内径よりも大きな直径を有している。
第2実施形態では、第1シリンダ室33a及び第2シリンダ室33bの内部の圧力が大気圧より高くなると、第2シリンダ室33b内の空気は流体用連通孔13dを通って吸排気弁機構40に入り、上部貫通管43から外部に排出される。また、第1シリンダ室33a及び第2シリンダ室33bの内部の圧力が大気圧より低くなると、外部から空気が上部貫通管43から吸排気弁機構40に入り、流体用連通孔13dから第2シリンダ室33bに流入する。さらに、この空気が流体用連通孔13dを通って第1シリンダ室33aの負圧部に供給される。
第2シリンダ室33b内の空気と海水とが混ざった状態の流体が吸排気弁機構40に流入した場合は、上部貫通管43から空気が排出された後、吸排気弁機構40内に設けられたフロート部材44が、流入した海水の浮力で上昇して上部貫通管43の下端通気口43aを閉塞し、第2シリンダ室33bと外部との連通が遮断される。
なお、上部貫通管43の下端通気口43aは、浮上するフロート部材44を捉えやすくするために下方に向けて内径が漸次大きくテーパ状に形成されている。また、上部貫通管43の下端通気口43aとフロート部材支持部45とは、フロート部材44が浮上した際にフロート部材44がフロート部材支持部45の外に出ない程度の間隔を空けて、互いに対向状態に配されている。
このように第2実施形態のエネルギー回収装置では、流体用連通孔13dと外部との間に設けられ大気の流体用連通孔13d側への導入及び外部への排出が可能であると共に海水の外部への排出を防止可能な吸排気弁機構40を備えているので、吸排気弁機構40により空気のみが外部に排出され、液体である海水は外部への排出が規制される。このように海水の外部への排出が規制されるため、排出された海水を回収するための設備を別途設ける必要がなく、装置全体をコンパクトにすることが可能になる。
また、流体用連通孔13dからの海水が貯留部42内に一定以上流入した際に浮いて上部貫通管43の下端通気口43aを閉塞可能なフロート部材44と、貯留部42内に設けられ貯留部42内の海水が一定未満であるときに底部導入口42aから離間させてフロート部材44を支持するフロート部材支持部45とを備えているので、海水量に応じたフロート部材44の上下動によって大気の導入・排出と海水の外部への排出規制とを行うことができる。
すなわち、貯留部42内に海水が流入しないとき又は貯留部42内の海水が一定未満であるときは、フロート部材44が底部導入口42aと離れて支持され底部導入口42a下端通気口43aが開口していることで、大気の流入及び排出が可能になる。また、貯留部42内に海水が一定以上流入すると海水の浮力でフロート部材44が浮いて上昇し、下端通気口43aを閉塞し、外部との連通が遮断されて海水の外部への排出を防止することができる。このように簡易な構成で、大気の導入・排出が可能であると共に、海水の外部への排出を規制することが可能になる。
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。
例えば、上記駆動装置は、上述した構造に限られるものではなく、電動アクチュエータや油圧サーボ弁などを用いて構成しても構わない。
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…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…流体用連通孔、14…駆動装置、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…切換用ピストンロッド、23…油圧シリンダ、24…油圧ピストン、25…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、33a…第1シリンダ室、33b…第2シリンダ室、40…吸排気弁機構、41…接続管部、42…貯留部、42a…底部導入口、43…上部貫通管、44…フロート部材、45…フロート部材支持部、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 (3)

  1. 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と、前記切換用シリンダ装置を駆動する駆動装置とを備え、
    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、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て前記駆動装置に接続された切換用ピストンロッドとを備え、
    前記切換用ピストンロッドに、前記切換用シリンダの一端側の第1シリンダ室と他端側の第2シリンダ室とを連通させるロッド内連通流路が形成されていると共に、前記切換用シリンダの他端側に前記第2シリンダ室と外部とを連通させ大気を導入可能な流体用連通孔が形成され、
    前記ロッド内連通流路が、前記第1シリンダ室内に開口した第1シリンダ室側開口部と、前記第2シリンダ室内に開口した第2シリンダ室側開口部とを有し、
    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、
    前記流体連通孔が、前記流入ポートよりも他端側に設けられ、前記流出入ポートが完全に閉塞されて前記流出入ポートと前記流出ポートとの連通が開始された直後又は遮断される直前に、外部から大気圧の空気を導入し、
    前記流体連通孔と前記第2シリンダ室側開口部とが、互いに対向していないことを特徴とするエネルギー回収装置。
  2. 請求項1に記載のエネルギー回収装置において、
    前記流体用連通孔と外部との間に設けられ大気の前記流体用連通孔側への導入及び外部への排出が可能であると共に海水の外部への排出を防止可能な吸排気弁機構を備えていることを特徴とするエネルギー回収装置。
  3. 請求項2に記載のエネルギー回収装置において、
    前記吸排気弁機構が、前記流体用連通孔に一端が接続された接続管部と、
    前記接続管部の他端が底部導入口に接続され前記流体用連通孔から排出される海水を貯留可能な貯留部と、
    前記貯留部の上部に設けられ外部と連通して大気の導入及び排出が可能な上部貫通管と、
    前記流体用連通孔からの海水が前記貯留部内に一定以上流入した際に浮いて前記上部貫通管の下端通気口を閉塞可能なフロート部材と、
    前記貯留部内に設けられ前記貯留部内の海水が一定未満であるときに前記底部導入口から離間させて前記フロート部材を支持するフロート部材支持部とを備えていることを特徴とするエネルギー回収装置。
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