JPS63229107A - 逆浸透膜濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被濃縮液を高圧で逆浸透膜に供給して、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。

〔従来の技術とその問題点〕

従来この種の逆浸透膜濃縮装置は、第２図に示すように
逆浸透膜槽１と被濃縮液の循環ポンプ２との間を閉ルー
プの循環管路３に構成し、この閉ループ循環管路３に、
加圧ポンプ４付き被濃縮液注入管路５を介して被濃縮液
を高圧（５０〜６０ｋｇ　／　ａＪ　）で供給すること
により、前記逆浸透膜槽１における逆浸透膜を透過した
透過液を透過液取出管路６より機外に取り出す一方、濃
縮液を定圧排水弁７付き濃縮液排出管路８から系外に排
出するようにしたものであった。

このものは被濃縮液の分離が連続運転にてできる利点を
有する反面、加圧ポンプ４は、透過液量と濃縮液量の合
計量の被濃縮液を高圧に加圧するものでなければならな
いから、該加圧ポンプにおける動力消費が大きくて、運
転経費が著しく嵩む点に問題があった。

そこで、先行技術としての特公昭５９−４８１２２号公
報は、その公報における第３図に記載され、且つ、本明
細書に添付した第３図に示すように逆浸透膜槽１と被濃
縮液の循環ポンプ２との間を閉ループの循環管路３に形
成する一方、加圧ポンプ４をバイパスして前記循環ポン
プ２の吸込側に接続したバイパス管路９を設け、更に、
前記閉ループ循環管路３に、前記バイパス管路９からの
流れ及び濃縮液排出管路８への流れを阻止し閉ループ循
環管路３における循環流れを許容する状態と、バイパス
管路９からの流れ及び濃縮液排出管路８への流れを許容
し閉ループ循環管路３の濃縮液排出管路８の接続部より
下流側への流れを阻止する状態とに切換可能な二つの流
路切換弁１０ａ。

１０ｂを設けて成る逆浸透膜濃縮装置を提案している。

そして、この先行技術の逆浸透膜濃縮装置は、逆浸透膜
槽１及び循環ポンプ２を含む閉ループ循環管路３の圧力
を、加圧ポンプ４にて高圧にすることによって、透過液
取出管路６から透過液を取り出し、前記閉ループ循環管
路３における被濃縮液の濃度が高くなると、前記の運転
を停止し、両流路切換弁１０ａ、１０ｂを各々切換え操
作して、被濃縮液注入管路５からバイパス管路９を介し
て被濃縮液を注入する一方、濃縮液排出管路８から濃縮
液を排出することによって、前記閉ループ循環管路３内
における濃縮液を新しい被濃縮液と総入れ替えするよう
にしたものであって、加圧ポンプ４によって被濃縮液を
透過液の量だけ高圧に加圧するだけで良いから、加圧ポ
ンプ４の駆動に要する動力消費を従来の場合よりも道か
に低減できる利点を有する反面、閉ループ循環管路３内
における被濃縮液の濃度が高くなると、濃縮運転を停止
し、二つの流路切換弁１０ａ、１０ｂの切換え操作によ
って、前記閉ループ循環管路３内における被濃縮液を総
入れ替えしなければならず、濃縮運転が連続的でなく断
続的、つまり回分式であることに加えて、前記閉ループ
循環管路３内における被濃縮液を総入れ替えすることに
可成り長い時間を要することになり、換言すると、濃縮
運転を中断する時間が長いので、濃縮の処理能力が低い
のである。

しかも、前記従来及び先行技術の逆浸透膜濃縮装置は、
いずれも、加圧ポンプと循環ポンプとの二台のポンプを
必要とするから、構造が複雑で、且つ、著しく大型にな
ると共に、可成り高価であった。

本発明は、これらの問題を解消し、小型で、且つ、安価
な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。

〔問題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、透過液取出管路付き
逆浸透膜槽と、シリンダ内のピストンをシリンダから突
出するピストンロッドにて往復動するようにした往復動
式ポンプとからなり、前記往復動式ポンプにおける両シ
リンダ室のうち前記ピストンロッドを存しない前部シリ
ンダ室を、前記逆浸透膜槽における被濃縮液入口に、前
記ピストンロッドを有する後部シリンダ室を、前記逆浸
透膜槽における被濃縮液出口に接続して、往復動式ポン
プと逆浸透膜槽との間を閉ループ管路に構成し、該閉ル
ープ管路に接続した被濃縮液供給管路中に、前記ピスト
ンが前部シリンダ室の方向に前進動するとき閉じるよう
にした逆流阻止弁を設ける一方、前記閉ループ管路には
、当該閉ループ管路に対する前記被濃縮液供給管路の接
続部よりも後部シリンダ室側の部位に濃縮液排出管路を
接続し、該濃縮液排出管路中に、前記ピストンが前部シ
リンダ室の方向に前進動するとき閉で、ピストンが後部
シリンダ室の方向に後退動するとき開くようにした濃縮
液排出弁を設けた構成にしたものである。

〔作　　用〕

このように構成すると、往復動式ポンプにおけるピスト
ンが前部シリンダ室の方向に前進動するとき、閉ループ
管路からの濃縮液排出管路中における濃縮液排出弁、及
び閉ループ管路への被濃縮液供給管路中における逆流阻
止弁は何れも閉じているから、往復動式ポンプの前部シ
リンダ室内における被濃縮液は、当該前部シリンダ室か
ら押し出され、逆浸透膜槽を経て、往復動式ポンプにお
ける後部シリンダ室に入る流動を行う。この場合、往復
動式ポンプにおける後部シリンダ室内には、ピストンを
往復動するためのピストンロッドが存在して、当該後部
シリ・ング室の内容積は、前部シリンダ室の内容積より
もピストンロッドの体積分だけ少ないから、前記閉ルー
プ管路内における被濃縮液は、ピストンの前進動中にお
いて、前記の内容槽の差によって高い圧力に加圧される
ことになり、道浸ｊ３膜槽における透過液取出管路から
は、前部シリンダ室の内容積と後部シリンダ室の内容積
との差、つまり、ピストンロッドの体積に相当する量の
透過液が取り出される一方、後部シリンダ室には、濃度
の高い濃縮液が流入する。

もして、往復動式ポンプにおけるピストンが前部シリン
ダ室への前進動から後部シリンダ室の方向への後退動に
移行すると、後部シリンダ室の容積が縮小し、前部シリ
ンダ室の容積が増大されると共に、濃縮液排出管路中に
おける濃縮液排出弁、及び被濃縮液供給管路中における
逆流阻止弁が何れも開となっているのであるが、この場
合、濃縮液排出管路の閉ループ管路に対する接続部を、
被濃縮液供給管路の閉ループ管路に対する接続部よりも
後部シリンダ室側の部位に位置したことにより、後部シ
リンダ室内における濃縮液は、濃縮液排出管路から閉ル
ープ管路外に排出される一方、前部シリンダ室に連通ず
る閉ループ管路内には、被濃縮液供給管路から新しい被
濃縮液が吸入されるのであり、以下、前記動作を繰り返
すことにより、一台の往復動式ポンプにて、被濃縮液の
吸入と濃縮液の排出とを自動的に行いながら濃縮操作が
できるのである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面（第１図）について説明する
に、図において符号１１は、透過液の取出管路１２を備
えた逆浸透膜槽、符号１３は、シリンダ１４内にピスト
ン１５を摺動自在に備えた比較的大きい容積の往復動式
ポンプを各々示し、該往復動式ポンプ１３におけるピス
トン１５には、シリンダ１４外に突出するピストンロッ
ド１６を備え、このピストンロッド１６に形成したねじ
軸部１６ａに歯車１７を噛合し、この歯車１７を、モー
タ１８にて正逆回転することにより、ピストン１５を往
復動するように構成する。

前記逆浸透膜槽１１と前記往復動式ポンプ１３との間を
、逆浸透膜槽１１における被濃縮液人口１１ａと往復動
式ポンプ１３における両シリンダ室のうちピストンロッ
ド１６を有しない前部シリンダ室１４ａとを第１管路１
９ａを介して接続すると共に、逆浸透膜槽１１における
被濃縮液出口１１ｂと往復動式ポンプ１３における両シ
リンダ室のうちピストンロッド１６を有する後部シリン
ダ室１４ｂとを第２管路１９ｂを介して接続することに
より、閉ループ管路１９に構成する。

前記閉ループ管路１９における第１管路１９ａには、被
濃縮液供給管路２０を接続して、この被濃縮液供給管路
２０中に、前記ピストンが前部シリンダ室の方向に前進
動するとき閉じるようにした逆流阻止弁の一つの実施例
であるところの逆止弁２１を設ける。

一方、閉ループ管路１９における第２管路１９ｂには、
濃縮液排出管路２２を接続して、この濃縮液排出管路２
２中に、前記往復動式ポンプ１３におけるピストン１５
の動きに関連して当該ピストン１５が前部シリンダ室１
４ａの方向に前進動するとき閉で、ピストン１５が後部
シリンダ室１４ｂの方向に後退動するとき開くようにし
た濃縮液排出弁２３を設ける。

例えば、この濃縮液排出弁２３は、前記ねじ軸部１６ａ
に、これと平行にロフト２４を固着し、該ロッド２４の
両端部には、各々外向き方向にのみ回動自在に構成した
爪体２５，２６をピンにて枢着して設け、ピストン１５
の前進動の当初において一方の爪体２５が、濃縮液排出
弁２３におけるレバー２３ａに接当してこれを二点鎖線
で示すように右方向に倒すことにより濃縮液排出弁２３
を閉じ、ピストン１５の後退動の当初において他方の爪
体２６が、濃縮液排出弁２３におけるレバー２３ａに接
当してこれを実線で示すように左方向に倒すことにより
濃縮液排出弁２３を開くように構成する。

この構成において、往復動式ポンプ１３におけるピスト
ン１５が前部シリンダ室１４ａの方向に前進動するとき
、閉ループ管路１９の第２管路１９ｂに接続した濃縮液
排出管路２２中における濃縮液排出弁２３は閉じている
から、往復動式ポンプ１３の前部シリンダ室１４ａ内に
おける被濃縮液は、当該前部シリンダ室１４ａから押し
出されて逆浸透膜槽１１を経て、往復動式ポンプ１３に
おける後部シリンダ室１４ｂに至る流動を行う。

この場合、往復動式ポンプ１３における後部シリンダ室
１４ｂ内には、ピストン１５を往復動するためのピスト
ンロフト１６が存在して、当該後部シリンダ室１４ｂの
内容積は、前部シリンダ室１４ａの内容積よりもピスト
ンロッド１６の体積分だけ少ないから、前記閉ループ管
路１９内における被濃縮液は、被濃縮液供給管路２０中
の逆止弁２１が閉になっていることにより、前記内容積
の差によって高い圧力に加圧され、その一部が逆浸透膜
槽１１における逆浸透膜を透過し、逆浸透膜槽１１にお
ける透過液取出管路１２からは、前部シリンダ室１４ａ
の内容積と後部シリンダ室１４ｂの内容積との差、つま
り、ピストンロッド１６の体積に相当する量の透過液が
取り出される一方、後部シリンダ室１４ｂには、濃縮に
よって濃度が高くなった濃縮液が流入する。

次いで、往復動式ポンプ１３におけるピストン１５が前
部シリンダ室１４ａへの前進動から後部シリンダ室１４
ｂの方向への後退動に移行すると、後部シリンダ室１４
ｂの容積が縮小し、及び前部シリンダ室１４ａの容積が
増大することにより、閉ループ管路１９内における被濃
縮液は、後部シリンダ室１４ｂから逆浸透膜槽１１を経
て前部シリンダ室１４ａに向かう流動を行うことになる
が、ピストン１５の後退動に際しては、濃縮液排出管路
２２中における濃縮液排出弁２３が開となっていると共
に、濃縮液排出管路２２の閉ループ管路１９に対する接
続部が、逆止弁２１付き被濃縮液供給管路２０の閉ルー
プ管路１９に対する接続部よりも後部シリンダ室１４ｂ
側の部位に位置していることにより、後部シリンダ室１
４ｂ内における濃縮液は、前記濃縮液排出管路２２から
閉ループ管路１９外に排出される一方、閉ループ管路１
９内には、被濃縮液供給管路２０から新しい被濃縮液が
吸入されるのである。

なお、この場合、前記閉ループ管路１９中に、当該閉ル
ープ１９に対する被濃縮液供給管路２０の接続部と、当
該閉ループ管路１９に対する濃縮液排出管路２２の接続
部との間の部位に、後部シリンダ室１４ｂへの方向にの
み開くようにしだ逆止弁２７を設けておけば、ピストン
１５の後退動に際して、後部シリンダ室１４ｂから押し
出された濃縮液が、被濃縮液供給管路２０より吸入され
る新しい被濃縮液に混合することを、前記逆止弁２７に
て阻止することができるから、被濃縮液供給管路２０よ
り吸入される新しい被濃縮液に、高い濃度の濃縮液が混
合することによる濃縮能力の低下を回避し、濃縮能力の
向上を図ることができるのである。

前記実施例は、往復動式ポンプ１３におけるピストン１
５を往復動する機構として、ピストンロッド１６に設け
たねじ軸部１６ａに歯車１７を噛合し、この歯車１７を
モータ１８にて正逆回転する場合であったが、ピストン
１５を往復動する機構としては、前記実施例のものに限
らず、油圧機構等の他の形式の機構を使用しても良いの
であり、また、濃縮液排出弁２３は、ピストンロンド１
６の往復動に電気的に関連する等、他の関連手段によっ
て開閉作動するようにしても良（、被濃縮液供給管路２
０中の逆流阻止弁としては、前記実施例の逆止弁２１に
限らず、ピストンロッド１６の往復動に関連して開閉作
動するものを使用しても良いのである。

更にまた、前記実施例は、被濃縮液供給管路２０を閉ル
ープ管路１９における第１管路１９ａに、濃縮液排出管
路２２を閉ループ管路１９における第２管路１９ｂに各
々接続することによって、濃縮液排出管路２２の接続部
、被濃縮液供給管路２０の接続部よりも後部シリンダ室
１４ｂ側の部位に位置した場合を示したが、被濃縮液供
給管路２０及び濃縮液排出管路２２を、共に閉ループ管
路１９における第１管路１９．ａ又は第２管路１９ｂに
対して接続したり、或いは、被濃縮液供給管路２０を前
部シリンダ室１４ａに、濃縮液排出管路２２を後部シリ
ンダ室１４ｂに対して各々接続するようにしても、同様
の作用が得られるのである。

従って、本発明の特許請求の範囲において「閉ループ管
路に接続した被濃縮液供給管路」には、図面の場合の他
に、被濃縮液供給管路を第２管路１９ｂに接続したり、
或いは前部シリンダ室１４ａに接続したりする場合を含
むのであり、また、本発明の特許請求の範囲において「
閉ループ管路に濃縮液排出管路を接続する」には、図面
の場合の他に、濃縮液排出管路を第１管路１９ａに接続
したり、或いは後部シリンダ室１４ｂに接続したりする
場合を含むのである。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によると、一台の往復動式ポンプによ
り、濃縮後の濃縮液の排出と、新しい被濃縮液の吸入と
を自動的に行いながら濃縮操作をすることができ、前記
先行技術のように閉ループ管路内の濃縮液の全部を総入
れ替えするための長い中断時間を必要としないから、濃
縮の処理能力を向上できると共に、先行技術のような切
換え操作が不必要で、操作に要する経費を節減できるの
である。

しかも、本発明は、一台の往復動式ポンプを駆動するの
みで良く、消費動力を節減できるから、前記した操作に
要する経費の節減と相俟って、運転コストを著しく低減
できるのであり、その上、一台の往復動式ポンプで良い
から、装置を著しく小型化できると共に、装置を安価に
提供できる効果を有する。

また、閉ループ管路中に、当該閉ループ管路に対する前
記被濃縮液供給管路の接続部と当該閉ループ管路に対す
る前記濃縮液排出管路の接続部との間の部位に後部シリ
ンダ室への方向にのみ開くようにした逆止弁を設けた構
成にすることによって、濃縮能力をより向上することが
できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は従来の逆浸
透膜濃縮装置を示す図、第３図は先行技術の逆浸透膜濃
縮装置を示す図である。 １１・・・・逆浸透膜槽、１２・・・・透過液取出管路
、１３・・・・往復動式ポンプ、１４・・・・シリンダ
、１４ａ・・・・前部シリンダ室、１４ｂ・・・・後部
シリンダ室、１５・・・・ピストン、１６・・・・ピス
トン口・ノド、１９・・・・閉ループ管路、２０・・・
・被濃縮液供給管路、２１・・・・逆止弁、２２・・・
・濃縮液排出管路、２３・・・・濃縮液排出弁、２７・
・・・逆止弁。 特許出願人　　株式会社　笹倉機械製作所手Ｐ♂ン■正
書（自発） 昭和６２年　４月２２日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿　　　　　　　　　直
１、ｍ件の表示 特顎昭６２−６１６３９号 ２、発明の名称 逆浸透膜濃縮装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特　許　出　廓　人住所　　　
　　　　　　　大阪市西淀用区御幣島６丁目７番５号名
称　　　　　　　　　　株式会社　符合機械製作所４、
代　理　人 住所　　　　　　　　　　　■５３０大阪市北区天神ｆ
ｉ！２丁目北１番２１号明　　細　　書 ６、補正の内容 、！メ ヘシ、Δ、２３＝”。 °・ゝ′、１１νｉ　、’ ｆｉｌ、＠書に最初に添付した明細書、第１０頁１１行
目「前進動するとき」を「前進動するときのみ」に訂正
する。 （２）、同上、第１５頁１１行目「接続部、」を「接続
部を、」に訂正する。 （３）３同上、第１６頁２行目「被濃縮液供給管路」の
次に「２０」を加入する。 （４）、同上、第１６頁７行目「濃縮液排出管路」の次
に「２２」を加入する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、透過液取出管路付き逆浸透膜槽と、シリンダ内
   のピストンをシリンダから突出するピストンロッドにて
   往復動するようにした往復動式ポンプとからなり、前記
   往復動式ポンプにおける両シリンダ室のうち前記ピスト
   ンロッドを有しない前部シリンダ室を、前記逆浸透膜槽
   における被濃縮液入口に、前記ピストンロッドを有する
   後部シリンダ室を、前記逆浸透膜槽における被濃縮液出
   口に接続して、往復動式ポンプと逆浸透膜槽との間を閉
   ループ管路に構成し、該閉ループ管路に接続した被濃縮
   液供給管路中に、前記ピストンが前部シリンダ室の方向
   に前進動するとき閉じるようにした逆流阻止弁を設ける
   一方、前記閉ループ管路には、当該閉ループ管路に対す
   る前記被濃縮液供給管路の接続部よりも後部シリンダ室
   側の部位に濃縮液排出管路を接続し、該濃縮液排出管路
   中に、前記ピストンが前部シリンダ室の方向に前進動す
   るとき閉で、ピストンが後部シリンダ室の方向に後退動
   するとき開くようにした濃縮液排出弁を設けたことを特
   徴とする逆浸透膜濃縮装置。
2. （２）、前記閉ループ管路中に、当該閉ループ管路に対
   する前記被濃縮液供給管路の接続部と当該閉ループ管路
   に対する前記濃縮液排出管路の接続部との間の部位に後
   部シリンダ室への方向にのみ開くようにした逆止弁を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲の第１項に記載し
   た逆浸透膜濃縮装置。