JPH0751151Y2

JPH0751151Y2 - 逆浸透膜濃縮装置

Info

Publication number: JPH0751151Y2
Application number: JP4931590U
Authority: JP
Inventors: 実植村; 郷司井原
Original assignee: Sasakura Engineering Co Ltd
Current assignee: Sasakura Engineering Co Ltd
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1990-05-10
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2005-05-10
Also published as: JPH049632U

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、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〕

一般に、この種の逆浸透膜濃縮装置は、被濃縮液を約60
kg/cm²程度の高圧に加圧して逆浸透膜に対して供給する
もので、前記逆浸透膜を透過しない濃縮液は、前記と略
同じ高い圧力を持った状態で排出されるので、エネルギ
ーの損失が大きいのであった。

そこで、先行技術としての特開平1-123605号公報は、被
濃縮液をブースターポンプによって加圧して逆浸透膜に
供給し、該逆浸透膜を透過する透過液と透過しない濃縮
液とに分離するようにした逆浸透膜濃縮装置において、
前記逆浸透膜を透過しない濃縮液により、エネルギー回
収用シリンダ機構におけるピストンを往復動し、このエ
ネルギー回収用シリンダ機構におけるピストンにて往復
動ポンプを往復駆動し、この往復動ポンプの駆動によっ
て加圧した被濃縮液を、前記ブースターポンプにて加圧
した被濃縮液と一緒にして、前記逆浸透膜に対して供給
するように構成して成るエネルギー回収型の逆浸透膜濃
縮装置を提案している。

そして、この先行技術によると、逆浸透膜を透過しない
濃縮液における高い圧力を利用して、被濃縮液を加圧す
ることができるから、ブースターポンプの負荷を、前記
濃縮液の圧力によって被濃縮液の一部を加圧することが
できる分だけ軽減できることにより、エネルギーの回収
を図ることができる利点を有する。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、この先行技術におけるエネルギー回収型の逆浸
透膜濃縮装置は、逆浸透膜に対する被濃縮液の供給を、
ブースターポンプと、往復動ポンプとの両方から行うも
のであるから、前記ブースターポンプによる被濃縮液の
単位時間当たりの供給量は、被濃縮液を前記往復動ポン
プによって供給する分だけ少なくなることになる。

従って、前記ブースターポンプとしては、前記のように
少ない量の被濃縮液を、一挙に、約60kg/cm²程度の高圧
に加圧するものを使用しなければならず、換言すると、
高揚程で小流量のものを使用しなければならず、当該ブ
ースターポンプにおけるポンプ効率が著しく低いから、
運転経費が可成り嵩むのであり、しかも高揚程で小流量
のブースターポンプの製作には、高度な精度を必要とし
て、可成り高価であるから、装置の価格が大幅にアップ
と言う問題がある。

これに加えて、高揚程で小流量のブースターポンプは、
故障の発生率が高く、且つ、耐久性が低いとする言う問
題もあった。

本考案は、これらの問題を解消すると共に、処理能力を
向上できるようにしたエネルギー回収型の逆浸透膜濃縮
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、逆浸透膜を内蔵し、
且つ、該逆浸透膜に対する被濃縮液供給口及び濃縮液出
口を備えた逆浸透膜槽と、ブースターポンプと、エネル
ギー回収手段となら成り、前記エネルギー回収手段を、
各々ピストンを内蔵した第１シリンダ機構と第２シリン
ダ機構とを同心状に並設したものに構成して、該両シリ
ンダ機構内におけるピストンを、第１シリンダ機構と第
２シリンダ機構との間の隔壁を摺動自在に貫通するロッ
ドにて一体的に連結し、前記両シリンダ機構におけるピ
ストンと前記隔壁との間の一方のシリンダ室に、前記逆
浸透膜槽における濃縮液出口からの濃縮液管路を各々接
続して、この濃縮液管路中に、前記第１シリンダ機構に
おける一方のシリンダ室を前記濃縮液出口に連通すると
共に前記第２シリンダ機構における一方のシリンダ室を
濃縮排出管路に連通する第１切換状態と、前記第１シリ
ンダ機構における一方のシリンダ室を濃縮液排出管路に
連通すると共に前記第２シリンダ機構における一方のシ
リンダ室を前記濃縮液出口に連通する第２切換状態とに
交互に切り換えるための切換弁を設ける一方、前記両シ
リンダ機構における他方のシリンダ室への吸込み口に被
濃縮液導入管路を各々接続する一方、前記両シリンダ機
構における他方のシリンダ室からの吐出口と、前記逆浸
透膜槽における被濃縮液供給口とを接続する被濃縮液供
給管路中に、前記ブースターポンプを設ける構成にし
た。

〔作用〕

この構成において、切換弁が第１切換状態にあるとき、
逆浸透膜槽における濃縮液出口から高い圧力を持った状
態で排出される濃縮液は、第１シリンダ機構における一
方のシリンダ室内に流入して、第１シリンダ機構におけ
るピストンを、当該第１シリンダ機構における他方のシ
リンダ室を縮小する方向に移動するから、この他方のシ
リンダ室内に予め吸い込まれている被濃縮液は、当該他
方のシリンダ室内から加圧されて押し出され、ブースタ
ーポンプによって更に加圧されたのち、逆浸透膜槽に供
給される。この第１シリンダ機構におけるピストンの移
動と同時に、第２シリンダ機構におけるピストンも、同
じ方向に移動することにより、当該第２シリンダ機構に
おける一方のシリンダ室内の濃縮液が排出されると共
に、当該第２シリンダ機構における他方のシリンダ室内
に被濃縮液が吸い込まれる。

そして、次に、切換弁が第２切換状態に切り換わると、
逆浸透膜槽における濃縮液出口から高い圧力を持った状
態で排出される濃縮液は、第２シリンダ機構における一
方のシリンダ室内に流入して、第２シリンダ機構におけ
るピストンを、当該第２シリンダ機構における他方のシ
リンダ室を縮小する方向に移動するから、この他方のシ
リンダ室内に先に吸い込まれている被濃縮液は、当該他
方のシリンダ室内から加圧されて押し出され、ブースタ
ーポンプによって更に加圧されたのち、逆浸透膜槽に供
給される。この第２シリンダ機構におけるピストンの移
動と同時に、第１シリンダ機構におけるピストンも、同
じ方向に移動することにより、当該第１シリンダ機構に
おける一方のシリンダ室内の濃縮液が排出されると共
に、当該第１シリンダ機構における他方のシリンダ室内
に被濃縮液が吸い込まれるのであり、以下、前記作動を
繰り返すことにより濃縮操作を行うのである。

この場合において、被濃縮液は、先づ、両シリンダ機構
における他方のシリンダ室において、逆浸透膜槽から排
出される濃縮液によって加圧され、次いで、ブースター
ポンプによって更に加圧されたのち、逆浸透膜槽に対し
て供給されることにより、前記ブースターポンプとして
は、前記両シリンダ機構による加圧のみでは不足する分
を加圧するだけで良いから、当該ブースターポンプにお
ける揚程を、前記先行技術におけるブースターポンプの
ように所定の浸透圧力まで一挙に加圧する場合よりも大
幅に低減できるのであり、しかも、このブースターポン
プには、逆浸透膜槽に対して供給する被濃縮液の全量が
流れるので、当該ブースターポンプにおける流量を、前
記先行技術におけるブースターポンプの場合よりも大幅
に増大できるのである。

また、エネルギー回収手段を、前記のように、各々ピス
トンを内蔵した第１シリンダ機構と第２シリンダ機構と
を同心状に並設し、該両シリンダ機構内におけるピスト
ンを、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構との間の隔
壁を摺動自在に貫通するロッドにて一体的に連結する構
成にしたことにより、両シリンダ機構の一方のシリンダ
室における断面積は、他方のシリンダ室における断面積
よりも前記ロッドの断面積だけ小さくて、この小さい断
面積の一方のシリンダ室内に、大きい断面積の他方のシ
リンダ室から押し出された濃縮液が流入するのであるか
ら、ピストンが往復動するときの速度を、一方のシリン
ダ室と他方のシリンダ室と同じ断面積に構成した場合に
よりも増速することができるのである。

〔考案の効果〕

従って、本考案によると、ブースターポンプとして、低
揚程で流量の多いものを使用できるから、ブースターポ
ンプにおけるポンプ効率が高くて、運転経費を節約する
ことができると共に、低揚程で大流量のブースターポン
プは、高揚程で小流量のブースターポンプよりも製作が
容易で、安価に製作できるから、装置の価格を低減でき
るのであり、その上、ブースターポンプにおける故障の
発生率を低減できると共に、耐久性を向上できると言う
効果を有する。

加えて、本考案によると、エネルギー回収手段における
ピストンの往復動の速度を増速することができ、従っ
て、単位時間当たりの往復動の回数を多くすることがで
きるから、濃縮処理能力の向上を図ることができる効果
をも有する。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面（第１図及び第２図）につ
いて説明すると、図において符号１は、内部に逆浸透膜
２を備えた逆浸透膜槽を、符号６は、遠心ポンプ等のブ
ースターポンプを各々示し、前記逆浸透膜槽１には、前
記逆浸透膜２の一方側に被濃縮液供給口３と濃縮液出口
４が、前記逆浸透膜２の他方側に透過液出口５が各々設
けられている。

符号７は、エネルギー回収手段を示し、該エネルギー回
収手段７は、第１シリンダ機構８と、第２シリンダ機構
９とを隔壁10を挟んで同芯状に並設したものに構成し
て、前記第１シリンダ機構８におけるピストン11と、第
２シリンダ機構９におけるピストン12とを、前記隔壁10
を摺動自在に貫通するロッド13を介して一体的に連結す
る。

そして、前記第１シリンダ機構８における隔壁10側の一
方のシリンダ室14と、前記第２シリンダ機構における隔
壁10側の一方のシリンダ室15との各々に、供給口16,17
と、排出口18,19とを設けて、前記両供給口16,17に、前
記逆浸透膜槽１における濃縮液出口４からの濃縮液管路
20を、前記両排出口18,19に濃縮液排出管路21を各々接
続する一方、前記第１シリンダ機構８における他方のシ
リンダ室22と、前記第２シリンダ機構９における他方の
シリンダ室23との各々に、吸込み口24,25と、吐出口26,
27とを設けて、前記両吸込み口24,25に、被濃縮液タン
ク（図示せず）等からの被濃縮液導入管路28を、前記両
吐出口26,27を、前記逆浸透膜槽１における被濃縮液供
給口３への被濃縮液供給管路29を各々接続して、この被
濃縮液供給管路29中に、前記ブースターポンプ６を設け
る。

前記両一方のシリンダ室14,15における供給口16,17及び
排出口18,19には、各々切換弁30,31を設ける一方、前記
両他方のシリンダ室22,23における吸込み口24,25には、
各々当該他方のシリンダ室22,23への方向にのみ開くよ
うにした逆止弁32,33を設け、更に、前記両他方のシリ
ンダ室22,23における吐出口26,27には、各々切換弁34,3
5を設ける。

符号36は、前記両シリンダ機構8,9に設けたセンサー37,
38からの信号によって、前記各切換弁30,31,34,35を切
換作動するための制御回路を示し、該制御回路36は、両
ピストン11,12が右方向への往復動の略終端において一
方のセンサー38に近接すると、該センサー38からの信号
により、前記第１シリンダ機構８における切換弁34を、
吐出口26を開く状態に、前記第２シリンダ機構９におけ
る切換弁35を、吐出口27を閉じる状態にすると共に、前
記切換弁30を、第１シリンダ機構８における供給口16を
開いて、第２シリンダ機構９における供給口17を閉じる
第１切換状態に、前記切換弁31を、第１シリンダ機構８
における排出口18を閉じて第２シリンダ機構９における
排出口19を開く第１切換状態にし、そして、両ピストン
11、12が左方向への往復動の略終端において他方のセン
サー37に近接すると、該センサー37からの信号により、
前記第１シリンダ機構８における切換弁34を、吐出口26
を閉じる状態に、前記第２シリンダ機構９における切換
弁35を、吐出口27を開く状態にすると共に、前記切換弁
30を、第１シリンダ機構８における供給口16を閉じて、
第２シリンダ機構９における供給口17を開く第２切換状
態に、前記切換弁31を、第１シリンダ機構８における排
出口18を開いて第２シリンダ機構９における排出口19を
閉じる第２切換状態にするものである。

なお、符号39,40,41は、蓄圧器（アキユムレーター）を
示す。

この構成において、第１図に示すように、第１シリンダ
機構８における切換弁34が吐出口26を開く状態で、第２
シリンダ機構９における切換弁35が吐出口27を閉じる状
態であるときで、且つ、両切換弁30,31が第１切換状態
にあるとき、逆浸透膜槽１における濃縮液出口４から高
い圧力を持った状態で排出される濃縮液は、第１シリン
ダ機構８における一方のシリンダ室14内に流入して、第
１シリンダ機構８におけるピストン11を、矢印Ａで示す
ように、左方向、つまり当該第１シリンダ機構８におけ
る他方のシリンダ室22を縮小する方向に移動するから、
この他方のシリンダ室22内に予め吸い込まれている被濃
縮液は、当該他方のシリンダ室22内から圧力されて押し
出され、ブースターポンプ６によって更に加圧されたの
ち、逆浸透膜槽１に供給される。この第１シリンダ機構
８におけるピストン11の移動と同時に、第２シリンダ機
構９におけるピストン12も、同じ方向に移動することに
より、当該第２シリンダ機構９における一方のシリンダ
室15内の濃縮液が排出されると共に、当該第２シリンダ
機構９における他方のシリンダ室23内に被濃縮液が吸い
込まれる。

そして、前記左方向の移動の略終端において、ピストン
11がセンサー37に近接すると、第２図に示すように、第
１シリンダ機構８における切換弁34が吐出口26を閉じる
状態に、第２シリンダ機構９における切換弁35が吐出口
27を開く状態に各々切換わると同時に、両切換弁30,31
が第１切換状態から第２切換状態に切換わることによ
り、逆浸透膜槽１における濃縮液出口４から高い圧力を
持った状態で排出される濃縮液は、第２シリンダ機構９
における一方のシリンダ室15内に流入して、第２シリン
ダ機構９におけるピストン12を、第２図に矢印Ｂで示す
ように、右方向、つまり当該第２シリンダ機構９におけ
る他方のシリンダ室23を縮小する方向に移動するから、
この他方のシリンダ室23内に先に吸い込まれている被濃
縮液は、当該他方のシリンダ室23内から加圧されて押し
出され、ブースターポンプ６によって更に加圧されたの
ち、逆浸透膜槽１に供給される。この第２シリンダ機構
９におけるピストン12の移動と同時に、第１シリンダ機
構８におけるピストン11も、同じ方向に移動することに
より、当該第１シリンダ機構８における一方のシリンダ
室14内の濃縮液が排出されると共に、当該第１シリンダ
機構８における他方のシリンダ室22内に被濃縮液が吸い
込まれるのであり、この右方向への移動の略終端におい
て、ピストン12がセンサー38に近接すると、第１シリン
ダ機構８における切換弁34が吐出口26を開く状態に、第
２シリンダ機構９における切換弁35が吐出口27を閉じる
状態に各々切換わると同時に、両切換弁30,31が第２切
換状態から第１切換状態に切換わって、両ピストン11,1
2が、左方向に移動すると言うように、以下、前記作動
を繰り返すことにより、濃縮操作を行うのである。

なお、前記第１シリンダ機構８の吐出口26に対する切換
弁34、及び前記第２シリンダ機構９の吐出口27に対する
切換弁37に代えて、第３図に示すように、逆止弁34a、3
5aを使用するように構成しても良く、また、前記両切換
弁30と31とを、第３図に示すように、一つの切換弁30a
にて兼用するように構成しても良いのであり、この場合
には、供給口16,17が、排出口18,19を兼ねることにな
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は第１実施例を示
す図、第２図は第１実施例の作用状態を示す図、第３図
は第２実施例を示す図である。１……逆浸透膜槽、２……逆浸透膜、３……被濃縮液供
給口、４……濃縮液出口、６……ブースターポンプ、７
……エネルギー回収手段、８……第１シリンダ機構、９
……第２シリンダ機構、10……隔壁、11,12……ピスト
ン、13……ロッド、14,15……一方のシリンダ室、16,17
……濃縮液供給口、18,19……濃縮液排出口、20……濃
縮液管路、21……濃縮液排出管路、22,23……他方のシ
リンダ室、24,25……吸込み口、26,27……吐出口、28…
…被濃縮液導入管路、29……被濃縮液供給管路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】逆浸透膜を内蔵し、且つ、該逆浸透膜に対
する被濃縮液供給口及び濃縮液出口を備えた逆浸透膜槽
と、ブースターポンプと、エネルギー回収手段とから成
り、前記エネルギー回収手段を、各々ピストンを内蔵し
た第１シリンダ機構と第２シリンダ機構とを同心状に並
設したものに構成して、該両シリンダ機構内におけるピ
ストンを、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構との間
の隔壁を摺動自在に貫通するロッドにて一体的に連結
し、前記両シリンダ機構におけるピストンと前記隔壁と
の間の一方のシリンダ室に、前記逆浸透膜槽における濃
縮液出口からの濃縮液管路を各々接続して、この濃縮液
管路中に、前記第１シリンダ機構における一方のシリン
ダ室を前記濃縮液出口に連通すると共に前記第２シリン
ダ機構における一方のシリンダ室を濃縮液排出管路に連
通する第１切換状態と、前記第１シリンダ機構における
一方のシリンダ室を濃縮液排出管路に連通すると共に前
記第２シリンダ機構における一方のシリンダ室を前記濃
縮液出口に連通する第２切換状態とに交互に切り換える
ための切換弁を設ける一方、前記両シリンダ機構におけ
る他方のシリンダ室への吸込み口に被濃縮液導入管路を
各々接続する一方、前記両シリンダ機構における他方の
シリンダ室からの吐出口と、前記逆浸透膜槽における被
濃縮液供給口とを接続する被濃縮液供給管路中に、前記
ブースターポンプを設けたことを特徴とする逆浸透膜濃
縮装置。