JPH08296550A - 動力回収形ポンプ - Google Patents

動力回収形ポンプ

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JPH08296550A
JPH08296550A JP10258195A JP10258195A JPH08296550A JP H08296550 A JPH08296550 A JP H08296550A JP 10258195 A JP10258195 A JP 10258195A JP 10258195 A JP10258195 A JP 10258195A JP H08296550 A JPH08296550 A JP H08296550A
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JP
Japan
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raw water
pump chamber
pump
valve
discharge
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Application number
JP10258195A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Tsutsui
俊明 筒井
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Nikkiso Co Ltd
Original Assignee
Nikkiso Co Ltd
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Publication date
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  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小形および軽量化を達成すると共に、低騒音
および低振動で、エネルギー回収効率に優れた動力回収
形ポンプを提供する。 【構成】 一対のポンプ室22、24に対し共通のプラ
ンジャ26の往復動作により各ポンプ室において吸込工
程と吐出工程のポンプ動作を同時にかつ交互に行うよう
構成した往復動複式ポンプ20からなり、前記一方のポ
ンプ室22に対し吸込弁V1 および吐出弁V2 を介して
原水供給系38を接続して、この原水供給系を分離手段
36に連通接続し、前記分離手段より未分離原水排出系
40を導出して、この未分離原水排出系を前記他方のポ
ンプ室24に対し吸込弁V3 および吐出弁V4 を介して
連通接続し、前記一方のポンプ室22の原水吐出工程に
おいて、前記未分離原水排出系を介して未分離原水のエ
ネルギーを前記他方のポンプ室24に導入して前記プラ
ンジャの動作に利用することにより、動力を回収するよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、逆浸透膜(RO膜)等
の膜分離装置等からなる分離手段を使用する純水または
淡水製造工程において発生する余剰エネルギーを回収す
ることができる動力回収形ポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、通常水の純水化または海水の淡水
化を行う手段として、逆浸透膜(RO膜)を使用した膜
分離装置が知られている。
【0003】この種の膜分離装置は、一般に、海水等
を、ポンプ装置によって昇圧し、これを膜分離装置に供
給することにより、その一部を淡水化することができ
る。例えば、海水をポンプ装置により6MPaまで昇圧
して、これを膜分離装置に供給した場合、1回の膜通過
で約40%が淡水化し、残りの5.5MPaの圧力を有
する約60%の濃縮された海水は廃液として捨てられて
いる。このことは、次式で示されるように、55%のエ
ネルギー損失となる。すなわち、5.5×60/6.0
×100=0.55(55%)となる。
【0004】従来、例えば図4に示すように、原水貯槽
10に貯留した原水を、ポンプ装置12によって膜分離
装置14に供給し、1回の膜通過により所要量の純水化
を行い、残りの未分離の濃縮原水を外部へ排出するよう
にシステム構成したものが知られている。この場合、膜
分離装置14の原水供給側圧力P1 、未分離の濃縮原水
出口側圧力P2 、純水出口側圧力P3 は、一例として次
のように設定することができる。
【0005】P1 :35 ( kgf/cm2 G) P2 =P1 −3 ( kgf/cm2 G) P3 =低圧 この場合、前記未分離の濃縮原水出口側圧力P2 のエネ
ルギーは全て損失として消費されている。
【0006】また、この種の淡水化システムとして、ポ
ンプPとモータMとを軸シール機構(スタフィンボック
ス)Sを設けて接続した構成からなるものを使用し、前
記モータMにさらに軸シール機構Sを介してタービンT
を接続し、このように構成したポンプPとタービンTと
を、図5に示すように、原水貯槽10と膜分離装置14
とを相互に連通する原水供給系と未分離の濃縮原水排出
系とに接続する方式が提案されている。このように構成
することにより、排出される未分離の濃縮原水がタービ
ンTを通ることによって、そのエネルギーをポンプPの
運転エネルギーとして一部転換させることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たエネルギー回収システムにおいては、モータMに対す
る軸シール機構Sの付加並びにタービンTの追加等によ
り、機構的に複雑となる共に大形化するため、大形の淡
水化システムの場合には比較的有利であるが、小形の淡
水化システムとする場合には、製造に手間が掛り製造コ
ストが増大し、さらにはエネルギー回収効率も低下する
等の難点がある。
【0008】そこで、本発明の目的は、小形および軽量
化を達成すると共に、低騒音および低振動で、エネルギ
ー回収効率に優れた動力回収形ポンプを提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る動力回収形ポンプは、一対のポンプ室
に対し共通のプランジャの往復動作により各ポンプ室に
おいて吸込工程と吐出工程のポンプ動作を同時にかつ交
互に行うよう構成した往復動複式ポンプからなり、前記
一方のポンプ室に対し吸込弁および吐出弁を介して原水
供給系を接続して、この原水供給系を分離手段に連通接
続し、前記分離手段より未分離原水排出系を導出して、
この未分離原水排出系を前記他方のポンプ室に対し吸込
弁および吐出弁を介して連通接続し、前記一方のポンプ
室の原水吐出工程において、前記未分離原水排出系を介
して未分離原水のエネルギーを前記他方のポンプ室に導
入して前記プランジャの動作に利用することにより、動
力を回収するように構成することを特徴とする。
【0010】この場合、各ポンプ室に対応して設ける吸
込弁および吐出弁は、それぞれ電磁弁で構成し、各電磁
弁を各ポンプ室の動作タイミングに合せて開閉操作する
ように構成することができる。
【0011】また、各ポンプ室に対応して設ける吸込弁
および吐出弁は、原水供給系に接続するポンプ室の吐出
弁と、未分離原水排出系に接続するポンプ室の吸込弁お
よび吐出弁とを、共通の操作軸により連動する複合弁と
して構成することができる。
【0012】さらに、原水供給系に接続するポンプ室の
容積と、未分離原水排出系に接続するポンプ室の容積と
を、それぞれ大小の異なる容積となるように設定するよ
う構成することができる。
【0013】この場合、駆動モータはキャンドモータに
より構成すれば好適である。
【0014】そして、複数のプランジャを使用して多連
の往復動複式ポンプを構成し、原水の供給の脈動率を低
減するように構成すれば、さらに好適である。
【0015】
【作用】本発明に係る動力回収形ポンプによれば、往復
動複式ポンプを使用して、一方のポンプ室に対し吸込弁
および吐出弁を介して原水供給系を接続して、この原水
供給系を分離手段に連通接続し、前記分離手段より未分
離原水排出系を導出して、この未分離原水排出系を他方
のポンプ室に対し吸込弁および吐出弁を介して連通接続
することにより、一方のポンプ室の原水吐出工程におい
て、前記未分離原水排出系を介して得られる未分離原水
のエネルギーを、前記他方のポンプ室に導入して前記プ
ランジャの動作に利用することにより、動力を回収し
て、この種の往復動ポンプの駆動エネルギーの節約を達
成することができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明に係る動力回収形ポンプの実施
例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
【0017】図1は、本発明に係る動力回収形ポンプの
一実施例を示すもので、ポンプ構造の構成と流路系の接
続構成を示す概略図である。すなわち、本実施例のポン
プ20は、ポンプ容積の異なる一対のポンプ室22、2
4を備え、これらのポンプ室22、24に対して単一の
プランジャ26からなる往復動機構を設けて、複式ポン
プ装置を構成している。
【0018】しかるに、このポンプ装置20における前
記プランジャ26は、前記一対のポンプ室22、24に
対応させて、その両端26a、26bの断面積が異なる
ように構成する。従って、この場合、前記プランジャ2
6は、前記一方の大容積からなるポンプ室22に対して
は、大断面積からなるプランジャ26の一端26aを臨
ませると共に、前記他方の小容積からなるポンプ室24
に対しては、小断面積からなるプランジャ26の他端2
6bを臨ませるように配置する。
【0019】なお、前記各ポンプ室22、24における
容積変化の比率については、後述する膜分離装置からな
る分離手段の性能すなわちオーバーフロー量によって決
定される原水の供給量と非分離の濃縮原水量との比率に
によって設定することができる。
【0020】また、このプランジャ26は、これを往復
動自在に配置する挿通路28において、シール部材3
0、30を介して液密に軸封されている。そして、この
プランジャ26の一側部において、偏心カム32を嵌合
装着し、この偏心カム32を駆動モータ34により偏心
回転させることにより、前記プランジャ26をその軸方
向に沿って往復動作させることができると共に、前記一
対のポンプ室22、24における吸込工程と吐出工程と
からなるポンプ動作を交互に繰返し達成することができ
る。
【0021】このように構成した前記各ポンプ室22、
24に対しては、原水の供給と非分離の濃縮原水の排出
とを行うために、膜分離装置36と相互に連通するよう
に接続される。すなわち、この場合、前記一方のポンプ
室22は、それぞれ吸込弁V1 および吐出弁V2 を介し
て原水供給系38を膜分離装置36に連通接続し、また
他方のポンプ室24も同様にして、吸込弁V3 および吐
出弁V4 を介して膜分離装置36から導出される未分離
の濃縮原水排出系40を外部排出が可能となるように配
管接続する。
【0022】なお、図1において、参照符号42は膜分
離装置36において得られる純水もしくは淡水を取出す
ための純水取出系を示すと共に、参照符号44はポンプ
室24に連通する濃縮原水排出系40に対するバイパス
系を示すものであって、さらに参照符号46は前記バイ
パス系44に設けたレリーフ弁を示す。
【0023】次に、前述した本実施例のポンプ装置の動
作につき説明する。図1に示す状態において、プランジ
ャ26を右行させることにより、吸込弁V1 が開いて、
ポンプ室22内に原水供給系38より原水が導入され
る。これと同時に、ポンプ室24内の濃縮原水が吐出弁
V4 から外部へ排出される。
【0024】次いで、プランジャ26を左行させること
により、吐出弁V2 から膜分離装置36に所定量の原水
が供給される。これと同時に、ポンプ室24の吸込弁V
3 が開いて、ポンプ室24内に膜分離装置36から導出
される濃縮原水排出系40より未分離の濃縮原水が導入
される。従って、この場合、膜分離装置36から導出さ
れる濃縮原水のエネルギーを、ポンプ室24内に導入し
て前記プランジャ26の動作に利用することにより、動
力を回収して、膜分離装置36へ原水を供給するための
エネルギーとして有効に利用することができる。
【0025】また、この際に、前記膜分離装置36にお
いて得られる純水もしくは淡水は、純水取出系42より
回収することができる。また、前記濃縮原水排出系40
より得られる濃縮原水の量が、ポンプ室24の容積より
超過する場合、これら超過分は前記バイパス系44を介
して直接外部へ排出される。
【0026】また、代案として、前記各弁V1 、V2 、
V3 、V4 をそれぞれ電磁弁で構成して、これらの電磁
弁を、図2に示すように、ポンプ動作のタイミングに合
せてそれぞれ開閉操作するように構成すれば好適であ
る。
【0027】さらにまた、図3の(a)、(b)に示す
ように、ポンプ室22における吐出弁V2 と、ポンプ室
24における吸込弁V3 および吐出弁V4 とに対応する
各弁部v2 、v3 、v4 を設けて、これらの各弁部v2
、v3 、v4 を共通の操作軸50により結合して同時
に連動する複合弁として構成することにより、前記電磁
弁に比較して開閉操作の制御を簡便に達成することがで
きる。
【0028】しかるに、図3の(a)はポンプ室24の
吐出工程(ポンプ室22の吸込工程)で濃縮原水を外部
へ排出する状態を示し、また図3の(b)はポンプ室2
2の吐出工程(ポンプ室24の吸込工程)で原水を膜分
離装置36へ供給する状態を示す。なお、本実施例にお
いて、各弁部v2 、v3 、v4 の共通操作軸50は、適
宜装置の外側部に設けたソレノイド52等により操作す
るように構成することもできる。また、本実施例の複合
弁をしようする場合、ポンプ室22の吸込弁V1 として
は、電磁弁またはボール弁を使用することができる。そ
して、各弁V1ないし弁部v2 、v3 、v4 の開閉操作
は、図2に示す通りとなる。
【0029】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、例
えば、ポンプ装置においてプランジャ26を2本ないし
3本の複数に設定した多連ポンプ構成とすることによ
り、送液の脈動率を低減させて、膜分離装置における逆
浸透膜の保護ないし長寿命化を達成するようすることが
できる。また、前記プランジャ26を駆動するための駆
動モータ34をキャンドモータにより構成することによ
り、モータ駆動軸の軸シールが不要となるため、駆動モ
ータ34をポンプ装置内に密閉構造として組込むことが
可能となる。さらに、本実施例においては、分離手段と
して逆浸透膜を利用した膜分離装置の場合について説明
したが、本発明ポンプは、この種の膜分離装置のみに限
定されることなく、種々の構成からなる分離装置を使用
したものに対しても広範囲に応用することができること
は勿論である。その他、本発明の精神を逸脱しない範囲
内において多くの設計変更をすることができる。
【0030】
【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明に係る動力回収形ポンプによれば、一対のポンプ室
に対し共通のプランジャの往復動作により各ポンプ室に
おいて吸込工程と吐出工程のポンプ動作を同時にかつ交
互に行うよう構成した往復動複式ポンプからなり、前記
一方のポンプ室に対し吸込弁および吐出弁を介して原水
供給系に接続して、この原水供給系を分離手段に連通接
続し、前記分離手段より未分離原水排出系を導出して、
この未分離原水排出系を前記他方のポンプ室に対し吸込
弁および吐出弁を介して連通接続し、前記一方のポンプ
室の原水吐出工程において、前記未分離原水排出系を介
して濃縮原水のエネルギーを前記他方のポンプ室に導入
して回収する構成としたことにより、一方のポンプ室に
おいて原水の供給に際して与えたエネルギーを、膜分離
装置よりオーバーフローした濃縮原水に保持されている
エネルギーを他方のポンプ室に導入してプランジャの動
作に利用することによって、動力を有効に回収し、この
種の往復動ポンプの駆動エネルギーの節約を達成するこ
とができる。
【0031】特に、本発明によれば、小形のポンプ装置
の構成において、きわめて経済的かつ効率的なエネルギ
ー回収装置として広範に応用することができる利点を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る動力回収形ポンプの一実施例を流
路配管系と共に示す概略断面側面図である。
【図2】図1に示す動力回収形ポンプの各ポンプ室に適
用する弁を電磁弁で構成した場合の各電磁弁の開閉操作
を示すタイミングチャート図である。
【図3】図1に示す動力回収形ポンプの各ポンプ室に適
用することができる複合弁の実施例を示すもので、
(a)は一方の動作状態を示す要部断面説明図、(b)
は他方の動作状態を示す要部断面説明図である。
【図4】従来の膜分離装置の基本構成を示す概略系統図
である。
【図5】従来の膜分離装置に適用された動力回収形ポン
プシステムの概略系統図である。
【符号の説明】
20 ポンプ装置 22 ポンプ室 24 ポンプ室 26 プランジャ 26a プランジャの一端部 26b プランジャの他端部 28 挿通路 30 シール部材 32 偏心カム 34 駆動モータ 36 膜分離装置 38 原水供給系 40 濃縮原水排出系 42 純水取出系 44 バイパス系 46 レリーフ弁 50 操作軸 52 ソレノイド V1 吸込弁(ポンプ室22) V2 (v2 ) 吐出弁(ポンプ室22) V3 (v3 ) 吸込弁(ポンプ室24) V4 (v4 ) 吐出弁(ポンプ室24)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のポンプ室に対し共通のプランジャ
    の往復動作により各ポンプ室において吸込工程と吐出工
    程のポンプ動作を同時にかつ交互に行うよう構成した往
    復動複式ポンプからなり、前記一方のポンプ室に対し吸
    込弁および吐出弁を介して原水供給系を接続して、この
    原水供給系を分離手段に連通接続し、前記分離手段より
    未分離原水排出系を導出して、この未分離原水排出系を
    前記他方のポンプ室に対し吸込弁および吐出弁を介して
    連通接続し、前記一方のポンプ室の原水吐出工程におい
    て、前記未分離原水排出系を介して未分離原水のエネル
    ギーを前記他方のポンプ室に導入して前記プランジャの
    動作に利用することにより、動力を回収するように構成
    することを特徴とする動力回収形ポンプ。
  2. 【請求項2】 各ポンプ室に対応して設ける吸込弁およ
    び吐出弁は、それぞれ電磁弁で構成し、各電磁弁を各ポ
    ンプ室の動作タイミングに合せて開閉操作するように構
    成してなる請求項1記載の動力回収形ポンプ。
  3. 【請求項3】 各ポンプ室に対応して設ける吸込弁およ
    び吐出弁は、原水供給系に接続するポンプ室の吐出弁
    と、未分離原水排出系に接続するポンプ室の吸込弁およ
    び吐出弁とを、共通の操作軸により連動する複合弁とし
    て構成してなる請求項1記載の動力回収形ポンプ。
  4. 【請求項4】 原水供給系に接続するポンプ室の容積
    と、未分離原水排出系に接続するポンプ室の容積とを、
    それぞれ大小の異なる容積となるように設定してなる請
    求項1記載の動力回収形ポンプ。
  5. 【請求項5】 駆動モータはキャンドモータにより構成
    してなる請求項4記載の動力回収形ポンプ。
  6. 【請求項6】 複数のプランジャを使用して多連の往復
    動複式ポンプを構成して、原水の供給の脈動率を低減す
    るように構成してなる請求項1記載の動力回収形ポン
    プ。
JP10258195A 1995-04-26 1995-04-26 動力回収形ポンプ Pending JPH08296550A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011083741A (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 Kyb Co Ltd 海水淡水化装置
JP2012196678A (ja) * 2012-07-25 2012-10-18 Miura Co Ltd 膜濾過システムの運転方法および膜濾過システム
JP2013022499A (ja) * 2011-07-20 2013-02-04 Dmw Corp エネルギー回収装置
CN107701389A (zh) * 2017-10-31 2018-02-16 舟山梅朋水处理有限公司 液体压力变送装置及设备

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Effective date: 20040406