JPH0626339Y2 - 逆浸透膜濃縮装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、被濃縮液を高圧に加圧して逆浸透膜に供給
し、当該逆浸透膜を透過する透過液と、透過しない濃縮
液とに分離する逆浸透膜濃縮装置に関するものである。

〔従来の技術と考案が解決しようとする課題〕

先行技術としての米国特許第４２８８３２６号明細書
は、一台の往復式ポンプを使用した逆浸透膜濃縮装置を
提案している。

すなわち、この装置は、往復ポンプにおける両シリンダ
室のうち断面積の大きい前部シリンダ室を第１管路を介
して前記逆浸透膜の液入口に、断面積の小さい後部シリ
ンダ室を第２管路を介して前記逆浸透膜槽の液出口に各
々接続し、前記第１管路中に、液入口への方向にのみ開
くようにした逆止弁を設け、前記前部シリンダ室への被
濃縮液供給配管に、往復ポンプにおける前部シリンダ室
への前進動のとき閉じる供給弁を設ける一方、前記後部
シリンダ室からの濃縮液排出配管及び前記第２管路に、
往復ポンプの前進動のとき第２管路を連通して濃縮液排
出配管と後部シリンダ室との連通を遮断する第１切換位
置と、往復ポンプの後退動のとき第２管路の連通を遮断
して濃縮液排出配管を後部シリンダ室に連通する第２切
換位置とに切換えるようにした切換弁を設けて成るもの
で、往復ポンプにおける前進動のときにおいては、切換
弁が第１切換位置になることにより、被濃縮液を両シリ
ンダ室における断面積の差にて高圧に加圧し透過液を製
造する。往復ポンプにおける後退動のときにおいては、
切換弁が第２切換位置になることにより、前部シリンダ
室に新しい被濃縮液を被濃縮液供給配管を介して吸入す
る一方、後部シリンダ室の古い濃縮液を濃縮液排出管路
を介して排出するように作動するものである。

この装置において、前記切換弁の第１切換位置から第２
切換位置への切換え作動及び第２切換位置から第１切換
位置切換え作動を、往復ポンプにおける往復動の始端及
び終端の時期において行うようにタイミング合わせをし
ないと、切換弁の切換え作動と往復ポンプの往復動との
間におけるタイミングずれの間において、逆浸透膜槽内
における被濃縮液が、当該逆浸透膜槽内に閉じ込められ
た状態で往復ポンプにて圧縮されて異常な高圧になるか
ら、逆浸透膜槽における逆浸透膜を破損したり、前記往
復ポンプを駆動するための駆動機構を破損したりする事
故が発生する。

そこで、前記先行技術の米国特許では、往復ポンプにお
いてそのシリンダ内を往復動するピストンを、当該ピス
トンをシリンダ外から往復動するためのピストンロッド
に対して、往復動の方向に適宜寸法の間だけ自在に相対
摺動できるように連結して、往復動における始端の時期
及び終端の時期において、ピストンの往復動を一次的に
停止し、この停止中において、前記切換弁の切換え作動
を行うように構成することにより、前記切換弁の切換え
作動中において、逆浸透膜槽の圧力が被濃縮液の閉じ込
め圧縮にて異常に上昇することを防止するようにしてい
る。

しかし、このように、往復ポンプにおけるピストンを、
そのピストンロッドに対して、往復動の方向に適宜寸法
の間だけ自在に相対摺動できるように連結することは、
それだけ構造が複雑になるから、往復ポンプが大型化す
ると共に、往復ポンプの製造コストのアップを招来する
のであり、しかも、ピストンが、シリンダとピストンロ
ッドの両方に対して摺動することにより、その摺動部分
及びシール部の損傷が大きくなり、耐久性が低下する点
に問題があった。

本考案は、これら問題を解消した逆浸透膜濃縮装置を提
供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本考案は、逆浸透膜槽と往復ポ
ンプとから成り、前記往復ポンプにおける両シリンダ室
のうち断面積の大きい前部シリンダ室を第１管路を介し
て前記逆浸透膜槽の液入口に、断面積の小さい後部のシ
リンダ室を第２管路を介して前記逆浸透膜槽の液出口に
各々接続し、前記第１管路中に、液入口への方向にのみ
開くようにした逆止弁を設け、前記前部シリンダ室への
被濃縮液供給配管に、往復ポンプにおける前部シリンダ
室への前進動のとき閉じる供給弁を設ける一方、前記後
部シリンダ室からの濃縮液排出配管及び前記第２管路
に、往復ポンプの前進動のとき第２管路を連通して濃縮
液排出配管と後部シリンダ室との連通を遮断する第１切
換位置と、往復ポンプの後退動のとき第２管路の連通を
遮断して濃縮液排出配管を後部シリンダ室に連通する第
２切換位置とに切換えるようにした切換弁を設けて成る
逆浸透膜濃縮装置において、前記往復ポンプにおけるシ
リンダに、その前進動の終端の時期において前部シリン
ダ室を後部シリンダ室に連通する第１迂回通路と、後退
動の終端の時期において後部シリンダ室を前部シリンダ
室に連通する第２迂回通路とを設ける構成にした。

〔作用〕

この構成において、往復ポンプにおける前進動が、その
終端の付近にまで進行すると、圧縮行程中の前部シリン
ダ室は、第１迂回通路を介して後部シリンダ室に連通
し、当該前部シリンダ室内における被濃縮液が、前記第
１迂回通路より後部シリンダ室に逃げることになるか
ら、この時期において、切換弁を第１切換位置から第２
切換位置に切換え作動することにより、逆浸透膜槽内に
おける圧力が、前記切換弁の第１切換位置から第２切換
位置への切換え作動中に異常に上昇することを防止でき
る。

また、往復ポンプにおける後退動が、その終端の付近に
まで進行すると、圧縮行程中の後部シリンダ室は、第２
迂回通路を介して前部シリンダ室に連通し、当該後部シ
リンダ室内における濃縮液が、前記第２迂回通路より前
部シリンダ室に逃げることになるから、この時期におい
て、切換弁を第２切換位置から第１切換位置に切換え作
動することにより、逆浸透膜槽内における圧力が、前記
切換弁の第２切換位置から第１切換位置への切換え作動
中に異常に上昇することを防止できる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面について説明すると、図に
おいて符号１は、逆浸透膜２を内蔵し、且つ、透過液取
出管路３を備えた逆浸透膜槽を示し、この逆浸透膜槽１
には、その一端部に被濃縮液の液入口４を、他端部に濃
縮液の液出口５を各々備えている。

符号６は、前記逆浸透膜槽１に対する往復ポンプを示
し、この往復ポンプ６は、一対のシリンダヘッド７，８
間に位置するシリンダ９と、該シリンダ９内に往復動自
在に挿入したピストン１０とを備え、該ピストン１０
を、シリンダ９外に突出するピストンロッド１１を介し
て油圧シリンダ機構等の往復駆動機構１２に連結し、該
往復駆動機構１２により、前記往復ポンプ６を往復動す
るように構成する。

前記往復ポンプ６のシリンダ７内における二つのシリン
ダ室１３，１４のうち前記ピストンロッド１１を有しな
い断面積の大きい前部シリンダ室１３を、第１管路１５
を介して前記逆浸透膜槽１における液入口４に接続する
一方、ピストンロッド１１を有する断面積の小さい後部
シリンダ室１４を、第２管路１６を介して前記逆浸透膜
槽１における液出口５に接続することにより、逆浸透膜
槽１と往復ポンプ６との間を閉ループの循環管路に構成
する。

前記前部シリンダ室１３には、被濃縮液供給配管１７を
接続して、この被濃縮液供給配管１７中には、前記往復
ポンプ６におけるピストン１０が前部シリンダ室１３の
方向に前進動するときにおいて閉じるようにした逆止弁
形式の供給弁１８を設け、また、前記第１管路１５中に
は、前部シリンダ室１３から逆浸透膜槽１への方向にの
み開くようにした逆止弁１９が設ける。なお、前記被濃
縮液供給配管１７は、前記第１管路１５に対して接続す
るようにしても良い。

一方、前記第２管路１６には、濃縮液排出配管２０を接
続し（なお、この濃縮液排出配管２０は、往復ポンプ６
における後部シリンダ室１４に対して直接的に接続して
も良い）、この濃縮液排出配管20及び前記第２管路16に
は、前記往復ポンプ６の往復動に関連し、往復ポンプ６
における前進動のときにおいて第２管路１６を連通して
濃縮液排出配管２０と後部シリンダ室１４との連通を遮
断する第１切換位置と、往復ポンプ６における後退動の
ときにおいて第２管路１６の連通を遮断して濃縮液排出
配管２０を後部シリンダ室１４に連通する第２切換位置
とに切換えるようにした切換弁２１を設ける。

そして、前記往復ポンプ６におけるシリンダ９の一端部
には、ピストン１０が図に一点鎖線で示すように最も前
進した前進動の終端の時期において、前記シリンダ室１
３を後部シリンダ室１４に連通する第１迂回通路２２を
設ける一方、シリンダ９の他端部には、ピストン１０が
図に二点鎖線で示すように最も後退した後退動の終端の
時期において、後部シリンダ室１４を前部シリンダ室１
３に連通する第２迂回通路２３を設ける。なお、前記第
１迂回通路２２は、シリンダ９に穿設した二つのポート
２２ａ，２２ｂと、一方のシリンダヘッド７の内面に刻
設した溝２２ｃとによって構成され、また、前記第２迂
回通路２３も、同様に、シリンダ９に穿設した二つのポ
ート２３ａ，２３ｂと、他方のシリンダヘッド８の内面
に刻設した溝２３ｃとによって構成されている。

この構成において、往復ポンプ６におけるピストン１０
の前進動のとき、切換弁２１は、第１切換位置にあるか
ら、前部シリンダ室１３内の被濃縮液は、ピストン１０
の前進動により、逆浸透膜槽１を経たのち後部シリンダ
室１４内に流入する流動を行い、この流動中において被
濃縮液は、前部シリンダ室１３と後部シリンダ室１４と
における断面積の差にて高い圧力に加圧されることによ
り、逆浸透膜槽１における透過液取出管路３からは、前
記断面積の差に相当する量の透過液が取り出される。

また、往復ポンプ６におけるピストン１０の後退動きと
き、切換弁２１は、第２切換位置にあるから、ピストン
１０の後退動に伴って、前部シリンダ室１３内に、新し
い被濃縮液が被濃縮液供給配管１７を介して吸入される
一方、後部シリンダ室１３内における古い濃縮液は、濃
縮液排出配管２０を介して排出されるのである。

そして、前記往復ポンプ６における前進動に際して、ピ
ストン１０の前進動が、図に一点鎖線で示すように、前
進動の終端の付近にまで進行すると、圧縮行程中の前部
シリンダ室１３は、第１迂回通路２２を介して後部シリ
ンダ室１４に連通し、当該前部シリンダ室１３内におけ
る被濃縮液が、前記第１迂回通路２２より後部シリンダ
室１４に逃げることになるから、この時期において、切
換弁２１を第１切換位置から第２切換位置に切換作動す
ることにより、逆浸透膜槽１内における圧力が、切換弁
２１の第１切換位置から第２切換位置への切換え作動中
に異常に上昇することを防止できる。

また、往復ポンプ６における後退動に際して、ピストン
１０の後退動が、図に二点鎖線で示すように、後退動の
終端の付近にまで進行すると、圧縮行程中の後部シリン
ダ室１４は、第２迂回通路２３を介して前部シリンダ室
１３に連通し、当該後部シリンダ室１４内における濃縮
液が、前記第２迂回通路２３より前部シリンダ室１３に
逃げることになるから、この時期において、切換弁２１
を第２切換位置から第１切換位置に切換え作動すること
により、逆浸透膜槽１内における圧力が、前記切換弁２
１の第２切換位置から第１切換位置への切換え作動中に
異常に上昇することを防止できる。

前記第１迂回通路２２による連通は透過液量の減少を、
また、戦記第２迂回通路２３による連通は透過液への濃
縮液の混入を各々招来することになるが、前記第１迂回
通路２２及び第２迂回通路による連通を、ピストン１０
の前進動の終端の時期、及びピストン１０の後退動の終
端に時期においてのみ行うものであるから、透過液量の
減少及び透過液に対する濃縮液の混入を最小限にとどめ
ることができるのであり、透過液量の減少及び透過液に
対する濃縮液の混入をより低減するには、前記第１迂回
通路２２における一方のポート２２ｂを小径にする等し
て、当該第１迂回通路２２中に絞りオイフイスを設ける
ことに加えて、前記第２迂回通路２３における一方のポ
ート２３ｂを小径にする等して、当該第２迂回通路２３
中に絞りオイフイスを設ければ良いのであり、この場
合、これら第１迂回通路２２及び第２迂回通路２３中に
設ける絞りオリフイスとして、弁等のような可変式のオ
リフイスを使用しても良いのである。

〔考案の効果〕

以上の通り本考案は、往復ポンプにおけるシリンダに、
第１迂回通路と第２迂回通路とを設けることにより、逆
浸透膜槽内における圧力が、切換弁の切換え作動中に異
常に上昇することを防止でき、前記先行技術のように、
往復ポンプにおけるピストンをそのピストンロッドに対
して相対摺動可能に構成する必要がないから、構造が簡
単で、往復ポンプを小型・軽量化できると共に、往復ポ
ンプの製造コストを低減でき、且つ、耐久性を向上でき
るのであり、しかも、第１迂回通路及び第２迂回通路に
よる連通を、ピストンの前進動の終端の時期及びピスト
ンの後退動の終端に時期において行うように構成したこ
とにより、第１迂回通路による透過液量の減少、及び第
２迂回通路による透過液に対する濃縮液の混入を最小限
にとどめることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は全体を示す図、
第２図は第１図の要部拡大断面図である。 １……逆浸透膜槽、２……逆浸透膜、３……透過液取出
管路、４……液入口、５……液出口、６……往復ポン
プ、７，８……シリンダヘッド、９……シリンダ、１０
……ピストン、１１……ピストンロッド、１２……往復
駆動機構、１３……前部シリンダ室、１４……後部シリ
ンダ室、１５……第１管路、１７……第２管路、１８…
…被濃縮液供給配管、１９……供給弁、２０……濃縮液
排出配管、２１……切換弁、２２……第１迂回通路、２
３……第２迂回通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】逆浸透膜槽と往復ポンプとから成り、前記
   往復ポンプにおける両シリンダ室のうち断面積の大きい
   前部シリンダ室を第１管路を介して前記逆浸透膜槽の液
   入口に、断面積の小さい後部シリンダ室を第２管路を介
   して前記逆浸透膜槽の液出口に各々接続し、前記第１管
   路中に、液入口への方向にのみ開くようにした逆止弁を
   設け、前記前部シリンダ室への被濃縮液供給配管に、往
   復ポンプにおける前部シリンダ室への前進動のとき閉じ
   る供給弁を設ける一方、前記後部シリンダ室からの濃縮
   液排出配管及び前記第２管路に、往復ポンプの前進動の
   とき第２管路を連通して濃縮液排出配管と後部シリンダ
   室との連通を遮断する第１切換位置と、往復ポンプの後
   退動のとき第２管路の連通を遮断して濃縮液排出配管を
   後部シリンダ室に連通する第２切換位置とに切換えるよ
   うにした切換弁を設けて成る逆浸透膜濃縮装置におい
   て、前記往復ポンプにおけるシリンダに、その前進動の
   終端の時期において前部シリンダ室を後部シリンダ室に
   連通する第１迂回通路と、後退動の終端の時期において
   後部シリンダ室を前部シリンダ室に連通する第２迂回通
   路とを設けたことを特徴とする逆浸透膜濃縮装置。