JPH10323665A

JPH10323665A - 非常用造水機

Info

Publication number: JPH10323665A
Application number: JP8228098A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Imai; 和雄今井; Takurou Shiyama; 卓朗獅山; Masao Toyoda; 征男豊田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】分離膜エレメントの性能低下がしにくく、かつ
保管・メンテナンスが容易である、等の優れた性能を有
する新規な非常用造水機を提供すること。【解決手段】原水の汲上げ・昇圧するパワーユニット
と、分離膜ユニットとに分割し構成することを特徴とす
る非常用造水機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震、風水害、大
火災、大渇水などの災害非常時において、河川、湖、
池、プール、防災貯水槽などの原水中の混合成分または
溶解成分を分離することにより、飲料水と雑用水（洗濯
水、風呂水、食器洗い水など）を供給する非常用造水機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川、湖などの水からＳＳ成分、塩分な
どの混合または溶解成分を除去して飲料水にするには、
限外濾過膜や逆浸透膜から構成した分離膜エレメントを
内装した単位構造体を複数本組み付けた分離膜ユニット
と、該分離膜ユニットに原水を汲上げ・加圧供給するパ
ワーユニットとが一体構成された装置が使用される。

【０００３】原水はパワーユニットから分離膜ユニット
に加圧供給されることにより、分離膜エレメントの供給
管に導入されて、分離膜エレメントで分離膜を介して、
ＳＳ成分、塩分などの混合または溶解成分が分離され、
分離後の透過水が中心管を経て透過水管から排出し飲料
水となる、また高圧の濃縮水が排出管から排出するよう
になっていて、雑用水となる。

【０００４】通常は分離膜ユニットと原水を汲上げ・加
圧供給するパワーユニットとは区分けされずに一体に製
作されるのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、消防自動車や
外部可搬式ポンプからも原水の供給を受けられるように
した一体型の装置では、寒冷地での保管中における分離
膜ユニットの凍結対策が必要な時、装置全体をしかるべ
き保管室に移す等、大袈裟なことになる。また装置が大
型になると必然的に配管接続箇所も多くなって、分離膜
エレメントの保存液の液漏れや、外気吸い込みによる保
存液の失効による分離膜エレメントの性能低下が生じる
危険性が高くなる。また長期間の保管や実運転などによ
って分離膜エレメントの性能が低下し、該エレメントの
交換を必要する時期が到来した場合、その為にメンテナ
ンス要員の現地派遣など、維持管理費増大の一因になっ
ている。

【０００６】したがって、本発明の目的は、かかる従来
の非常用造水機の欠点を解消し、分離膜エレメントの性
能低下がしにくく、かつ保管・メンテナンスが容易であ
る、等の優れた性能を有する新規な非常用造水機を提供
することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、災害非常時など電力
が復旧していない時にでも、運転が可能である新規な非
常用造水機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意検討の
結果、本発明の目的は下記の構成を有する本発明によっ
て工業的に有利に達成された。

【０００９】［１］原水の汲上げ・昇圧するパワーユニ
ットと、分離膜ユニットとに分割して構成することを特
徴とする非常用造水機。

【００１０】［２］該分離膜ユニットに配設された分離
膜が逆浸透膜であることを特徴とする上記［１］記載の
非常用造水機。

【００１１】［３］該逆浸透膜が原水圧力７ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、温度２５℃、塩濃度５００ｍｇ／ｌ(Nacl)の条件
で、透水量０．６ｍ³／ｍ²・日以上、塩排除率は９８．
０％以上の性能を有する逆浸透膜であることを特徴とす
る上記［２］記載の非常用造水機。

【００１２】［４］動力源と原水の汲上げ・昇圧する手
段を一つのパワーユニットに配置したことを特徴とする
上記［１］記載の非常用造水機。

【００１３】［５］該パワーユニットの動力源がエンジ
ンであることと、別途に人力駆動可能な手段と、高圧の
原水を受け入れる手段とを並列に備え、それぞれ逆止弁
構造を有することを特徴とする上記［１］記載の非常用
造水機。

【００１４】［６］動力源と原水の汲上げ・昇圧する手
段をサブフレームに配設したことを特徴とする上記
［１］記載の非常用造水機。

【００１５】［７］該サブフレームとパワーユニットの
間に防振手段を配設したことを特徴とする上記［６］記
載の非常用造水機。

【００１６】［８］該パワーユニットと該分離膜ユニッ
トの間を、閉回路のワンタッチ継ぎ手とフレキシブルホ
ースで接続することを特徴とする上記［１］記載の非常
用造水機。

【００１７】［９］該分離膜の下流に殺菌剤導入機構を
設け、かつ両者の間に逆止コーンを設けたことを特徴と
する上記［１］記載の非常用造水機。

【００１８】［１０］殺菌剤供給源として水と固形殺菌
剤を投入した容器を有することを特徴とする上記［１］
記載の非常用造水機。

【００１９】即ち、本発明の基本構成は「原水の汲上げ
・昇圧するパワーユニットと、分離膜ユニットとに分割
して構成したことを特徴とする非常用造水機」である。
通常原水を汲上げ・加圧供給するポンプの駆動源として
エンジンを使用する。また、人力を駆動源としたポンプ
で、原水を汲上げ・加圧供給する。更には、消防自動車
や外部可搬式ポンプからも原水の供給を受け入れられる
ようにしたパワーユニットとの配管接続口には、取外し
時には自動的に閉回路となるワンタッチ継ぎ手金具を使
用した分離膜ユニットに構成することにより、該ユニッ
トを小型、軽量化すると共に、配管接続箇所を最小限に
減じることで、該ユニット内を密閉度の高い構造にし、
且つ容易に取付け・取外しが可能な構造にする。

【００２０】この結果、寒冷地での凍結対策を容易なら
しめ、該ユニットにエレメントの性能劣化を防止する為
に充填した保存液の配管接続箇所からの液漏れや、外気
吸い込みによる保存液の失効による分離膜エレメントの
性能劣化を著しく抑制せしめることが可能となる。

【００２１】また、長期間の保管や実運転によって分離
膜エレメントの性能が低下し、エレメントの交換を必要
する時期が到来した場合、分離膜ユニットを分割・構成
したことによって、現地で分離膜エレメント交換作業を
するのではなく、工場での生産管理の基で装填されたユ
ニットごとを交換することによって、低廉・迅速で、且
つ高い信頼性が期待できると共に、能率的で合理的なメ
ンテナンスが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２３】本発明の非常用造水機は、その本体は少な
くとも動力源、原水の汲上げ・昇圧する手段としてのパ
ワーユニット、及び分離膜ユニットとにより構成される
ものであり、必要に応じて、前処理手段、滅菌手段、制
御手段、保護機能等を有する。その本体は災害地や被災
地など、運搬が困難で設置に大きな制限がある地域にお
いても、有効に運用・活用ができるように軽量かつ少容
積であり、特に限定されるものではないが全体の重量は
１００〜１８０ｋｇ、体積は１．０〜２．５ｍ³が好ま
しい。さらに薬剤や燃料の補給などのメンテナンスなし
で８時間以上稼働できることが好ましい。また、取り扱
いや装置メンテナンスがし易く、重量が軽減できるよう
に各ユニットのフレームは一体構造が好ましく、鋼管曲
げ一体構造が特に好ましい。

【００２４】災害被災地では電力供給などの各種運用基
盤に支障が生じている可能性が高いので、駆動源やエネ
ルギー源を内蔵していることが好ましい。原水の汲上げ
等を外から支援を必要とせずスタンドアローンで機能で
きることが好ましい。また、河川水、湖沼水、プールの
水、井戸水など飲料に不適とされる水源から、水中の
菌、ウイルス、微粒子はもとより塩分、重金属、有機物
を除去し、飲料に耐え得る水を生産できる能力が要求さ
れる。

【００２５】なお、本発明の造水機は災害地や被災地で
の用途だけに限定されるものでなく、運用条件や立地が
同様であれば、同等の有用性を発揮しうるものであり、
例えば、僻地や野外での催し物やイベント、キャンプな
どが挙げられる。

【００２６】以下に本発明を図面に基ずいて詳細に説明
するが、これにより本発明は何等限定されるものではな
い。図１は本発明に係わる装置の一例を示すフロー図で
ある。本発明において、原水を取り入れる取水口に関し
ては特に限定されるものでなく、ホースの先に好ましく
は１０〜５０メッシュ金網などよりなるストレーナー
（１）を有するものなどが挙げられる。しかし、かかる
構成のみでは、取水口の位置を的確に設定することは困
難であり、例えば岸付近のゴミ、水面の浮遊物、あるい
は水底の沈殿物を吸い込んだりする恐れがある。そこで
原水取水口を所定の水深乃至は位置に設定させる浮力調
整手段を有することが好ましい。具体的には、浮きと重
しを設けて原水取水口を所定水深に設定する。浮きとし
ては、発泡体や中空体等が用いられ、形状としてはドー
ナツ状、球状、方形状など特に限定されない。図１では
ちくわ形状の浮き子（３）を用いている。重しも、材質
形状に関して特に限定されず、図１ではパイプ形状の取
水管兼ポール（４）がその役目を果たしている。この場
合、ポールに貫通した浮きを上下にずらして浮力バラン
スを調整できる。また、球状のブイのような場合ならば
係留するロープ長などを調整すればよい。なお、浮きと
重しが明確に区分できる必要はなく、肝要なことは取水
口が所定の水深に位置するように浮力バランスが調整さ
れることである。また、前記ポール中にパイプ孔を形成
して水面上部分に空気抜口を設けて、取水管に溜まる空
気を抜くと、姿勢安定性が向上する。また、前記空気抜
口には逆止コーンを用いた空気抜き弁を用いることも好
ましい。また、位置が明瞭に判明するように目印（５）
を設けても良い。一定位置に保つためには余裕を持たせ
たロープ（６）で、アンカー（７）を係留することによ
り達成される。例えば、浮きとしては、外径Φ２９５ｍ
ｍ、重さ１．０４ｋｇ、浮力１４ｋｇ、球形の一体成型
されたＰＶＣ製浮きや、直径Φ３５０ｍｍ、長さ６００
ｍｍ、円筒形の発泡スチレンの浮き等が、取水管兼ポー
ルとしては、外径Φ３０程度のステンレス製パイプを取
水管とし、その先には蛍光塗料を塗った、プラスチック
製のポールを取付けたものが、アンカーとしては３０ｋ
ｇ程度の重りが、取水ホースとしては、外径Φ３０程度
のスパイラルワイヤー入りの透明軟質塩ビホース等があ
る。

【００２７】本発明の動力源はエンジン（14）が好まし
く、具体例を挙げるならばガソリンエンジンやディーゼ
ルエンジン等がある。また、軽量化を考慮して空冷式エ
ンジンが好ましい。あるいは、電源車や非常用電源で電
気の確保できうる場合には、電動モーターを用いても良
い。

【００２８】本発明の原水汲上げ・加圧用の原水ポンプ
（13）は、河川、湖、池、プール、防災貯水槽などの水
源から本発明の非常用造水機の本体に原水を導入する機
能を果たすものである。本発明の造水機が使用される立
地を考慮すると、原水吸い上げ揚程は２ｍ以上が好まし
い。具体例を挙げるなら好ましくは能力が５ｍ以上、
より好ましくは能力が９ｍ以上の自吸能力を持つポンプ
である。また、同ポンプは原水を高圧に昇圧する機能を
も果たすものである。膜性能により若干相違してくるが
好ましくは能力が５ｋｇｆ／ｃｍ²以上、より好ましく
は能力が７ｋｇｆ／ｃｍ²以上のポンプが好ましい。即
ち、原水汲上げ・加圧用の原水ポンプ（13）は、自吸能
力と加圧能力を兼ね備えた型式のポンプが必要となる。

【００２９】一般的にはポンプの回転数が高くなると全
揚程、吐出量共に上がる傾向にあるが、最適な運転範囲
が存在し、その範疇でポンプ仕様を選択することが肝要
である。

【００３０】また、ポンプと同様にエンジン（14）に
も、その回転数には最適な運転範囲が存在するので、必
要なポンプ性能を得る為には、軸出力と軸回転数からエ
ンジン仕様を選択することが重要である。駆動力の伝達
方法には、ベルト、チエーン等による方法と、直結駆動
する方法があるが、エンジン出力軸とポンプの回転数が
合致する時には直結駆動する方法が、両者の回転数がか
け離れている場合には、ベルト、チエーン等により、減
速又は増速する方法がとられる。

【００３１】図１では軸継ぎ手（17) を介して直接エン
ジンの回転力をポンプ（13）に伝えている。なお、図２
に示したように、エンジン（14）、原水の汲上げ・加圧
用の原水ポンプ（13) をサブフレーム（42）に配置する
ことも好ましい。本発明のサブフレームとは、エンジン
（14）、原水の汲上げ・加圧用の原水ポンプ（13) 等の
振動発生源と造水機のその他構成要素あるいは造水機本
体のパワーユニットフレーム(40)とを隔離する骨組み乃
至は基板である。かかるサブフレーム(42)により、エン
ジン（14）、原水の汲上げ・加圧用の原水ポンプ（13)
の発生する振動が、パワーユニットフレーム(40)に伝わ
り難くなることにより、振動の不快感が減り、かつ造水
機のネジのゆるみなどのトラブルが減少する。サブフレ
ーム(42)は各構成毎に別々設けても良いが、１つの共通
の基板にエンジン（14）、原水の汲上げ・加圧用の原水
ポンプ（13) を配置する方が経済的かつ省スペースであ
り、メンテナンスがし易く好ましい。サブフレーム(42)
とパワーユニットフレーム(40)との間に防振手段を配置
することが好ましい。防振手段としては、防振材（43）
にて固定することが挙げられ、材質的には、天然ゴム、
ネオプレンなどの防振ゴムが挙げられる。なお、エンジ
ン（14）、原水の汲上げ・加圧用の原水ポンプ（13)
と、サブフレーム(42)との間は、通常の金属ボルトなど
による固定で十分である。

【００３２】また本発明では前記のエンジン（14）と原
水汲上げ・加圧用の原水ポンプ（13) による、原水汲上
げ・加圧手段の他に、人力を動力源とする手段、更には
消防自動車や、駆動源をエンジン（ガソリンやディーゼ
ル）、電動モータ、及び圧縮空気などとした外部可般式
ポンプからも原水の供給を受けることができる。

【００３３】人力駆動可能な、原水を汲上げて該原水を
高圧に昇圧する手段としては特に限定されるものではな
いが、ここで人力駆動可能とは、人間の手あるいは足を
駆動源とすることが可能であり、好ましくは往復運動機
構のものが良いが、必要に応じてハンドル式の機構でも
良い。また、短時間に疲労しない程度の負荷であること
が好ましい。特に足踏み式は疲労が少なく好ましい。ま
た、往復運動の戻り時はバネの回復力により戻るバネ機
構を備えることも好ましい。本発明の人力駆動可能な、
原水を汲上げて該原水を高圧に昇圧する手段（15) は、
河川、湖沼、池、プール、防災貯水槽等の水源から本発
明の非常用造水機が使用される立地を考慮すると、原水
吸い上げ揚程は２ｍ以上が好ましい。本発明の人力駆動
可能な、原水を汲上げて該原水を高圧に昇圧する手段
は、原水または、前処理された原水を膜分離できる圧力
まで昇圧する機能も兼ね備えているものである。膜性能
により若干相違してくるが好ましくは能力が３ｋｇｆ／
ｃｍ²以上、より好ましくは能力が５ｋｇｆ／ｃｍ²以上
のポンプが好ましい。具体例を挙げるなら好ましくは能
力が３ｋｇｆ／ｃｍ²以上の逆止弁内蔵の自吸式の手漕
ぎウイングポンプである。

【００３４】また、駆動源をエンジン（ガソリンやディ
ーゼル）、電動モータ、及び圧縮空気などとした外部可
搬式ポンプ(9) から加圧された原水供給を受ける場合
も、原水受け口(10)より原水の供給を受ける。更に消防
自動車ポンプ（11) から加圧された原水供給を受ける場
合は、消防ホース接続金具(12)から受け入れる。前記の
外部可搬式ポンプ(9) や消防自動車ポンプ（11) からの
原水圧力は、10ｋｇｆ／ｃｍ²以上もの高い水圧で供給
される可能性があるので、原水の水圧制御のために逃し
弁（19) を設けて、８ｋｇｆ／ｃｍ²以上の高い水圧で
供給された場合には、該弁より原水をバイパスさせるこ
とが好ましい。

【００３５】本発明ではエンジン駆動ポンプ(13)と、人
力駆動可能な、原水を汲上げて該原水を高圧に昇圧する
手段（15) と、高圧に昇圧された原水を受け入れる手段
とを兼備していることにより、災害非常時に柔軟に対応
可能となる。これらの諸手段は並列配置で設けられてい
ることが好ましい。直列配置では使用していない方の手
段が余計な抵抗となりエンネルギー効率が低下するから
である。また、各手段にそれぞれ逆止弁(16)を装備する
と各手段間に切り換えバルブ設けなくても、逆流を防ぐ
ことができ機構が単純で切り換えの手間が掛からず好ま
しい。即ち、前記の各種原水を受け入れる手段は、どれ
か１手段を選択使用するようにし、他の手段は機能させ
ずにバイパスさせる。

【００３６】本発明では原水汲上げ・加圧手段はパワー
ユニットに配設し、これに殺菌剤添加装置を組み入れ
る。もう一つのユニットである分離膜ユニットは、持ち
運び可能なように小型・軽量にし、取付け・取外し容易
なる構造にする。該造水機の不使用時は分離膜ユニット
をパワーユニットより取外して保管する。

【００３７】この結果、分離膜エレメントの性能低下を
防止する為に充填した保存液の配管接続箇所からの液漏
れや、外気吸い込みによる保存液の失効による分離膜エ
レメントの性能劣化を著しく抑制せしめることが可能と
なった。また、小型・軽量化された分離膜ユニットの凍
結対策も行い易くなった。更に、長期間の保管や実運転
によって分離膜エレメントの性能が低下した場合にも、
現地で分離膜エレメント交換作業をするのではなく、工
場での生産管理の基で装填されたユニットごとを交換す
ることによって、低廉・迅速で、且つ高い信頼性が期待
できると共に、能率的で合理的なメンテナンスが可能と
なった。

【００３８】本発明の分離膜ユニットに組み込まれた分
離膜は、好ましくは逆浸透膜（ＲＯ膜）である。ここで
逆浸透膜とは、被分離混合液中の一部の成分、例えば溶
媒を透過させ他の成分を透過させない半透性の膜であ
る。その素材には酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの
高分子素材がよく使用されている。またその膜構造は膜
の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部あ
るいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔
を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の上に別の素材で
形成された非常に薄い活性層を有する複合膜がある。膜
形態には中空糸、平膜がある。しかし、本発明の方法
は、逆浸透膜の素材、膜構造や膜形態によらず利用する
ことができいづれも効果がある。代表的な逆浸透膜とし
ては、例えば酢酸セルロース系やポリアミド系の非対称
膜およびポリアミド系、ポリ尿素系の活性層を有する複
合膜などがあげられる。これらのなかでも、酢酸セルロ
ース系の非対称膜、ポリアミド系の複合膜に本発明の方
法が有効であり、さらに芳香族系のポリアミド複合膜で
は効果が大きい。

【００３９】膜性能としては、原水圧力７ｋｇｆ／ｃｍ
²、温度２５℃、塩濃度５００ｍｇ／ｌ(Nacl)の条件
で、好ましくは透水量０．３ｍ³／ｍ²・日以上、より好
ましくは透水量０．６ｍ³／ｍ²・日以上である。また、
前記と同様の条件で塩排除率は好ましくは９８．０％以
上、より好ましくは９９．０％以上である。

【００４０】逆浸透膜エレメントとは上記逆浸透膜を実
際に使用するために形態化したものであり平膜は、スパ
イラル、チューブラー、プレート・アンド・フレームの
エレメントに組み込んで、また中空糸は束ねた上でエレ
メントに組み込んで使用することができるが、本発明は
これらの逆浸透膜エレメントの形態に左右されるもので
はない。

【００４１】逆浸透膜モジュールユニットとは上述の逆
浸透膜エレメントを１〜数本圧力容器の中に収めたモジ
ュールを並列に配置したものでその組合せ、本数、配列
は目的に応じて任意に行なうことができる。

【００４２】生産水の衛生状態や保存性を保つために殺
菌剤を導入する手段を設けることが好ましい。特に限定
されるものではないが、以下のような例が挙げられる。
殺菌剤ボトル（37）に水と固形の殺菌剤を投入する。こ
こで、過剰の殺菌剤を投入しておくことにより、得られ
る殺菌剤溶液は飽和状態となり、常に濃度がほぼ一定状
態となり、殺菌剤の定量的添加が簡便にできる。なお、
殺菌剤ボトル（37）は1.5 〜 3Ｌ程度の容積であること
が好ましい。なぜなら、 8時間以上殺菌剤溶液が払底す
ることなく稼働できるからである。この殺菌剤溶液を細
いキャピラリーである殺菌剤チューブ（36）を通して、
アスピレーター（34）で生産水に導入する。分離膜は殺
菌剤で性能劣化する可能性があるので、図１のようにＲ
Ｏ膜モジュール（26）の下流に設けることが好ましい。
また、殺菌剤の添加割合は殺菌剤チューブ（36）の長さ
を調整したり、点滴に用いられる流速調整具と同様の機
構を有する殺菌剤調整弁（35）を用いて調整しても良
い。殺菌剤として特に限定されるものではないが、取り
扱い易さから剤型は固形が好ましい。また殺菌力を考慮
すると塩素系が好ましく、具体例を例示するなら次亜塩
素酸カルシウムや次亜塩素酸ナトリウム等である。

【００４３】なお、造水機が停止したとき、生産水が逆
流して前記殺菌剤が分離膜に侵入し膜を損ねる恐れがあ
る。チャッキ弁（16）を設けても、わずかな隙間から徐
々に漏れて侵入を防げないことがある。そこで、系内が
陽圧時には密閉されるが陰圧時に大気が吸引できる逆止
コーン（30）を分離膜と殺菌剤を導入するアスピレータ
ー（34）の間に設けることが好ましい。逆止コーンとし
て特に限定されるものではないが、例えば、図３に示さ
れたような構造のものが好適に用いられる。図３におい
て、Ａはハウジング、Ｂはリップシール、Ｃはガイド、
Ｄはボール、およびＥは流路である。

【００４４】なお、分離膜の上流に原水の前処理手段を
設けることが好ましい。前処理手段としては、糸巻きタ
イプのプレフィルターが好ましく、１〜５０μｍの分画
性能を有することが好ましく、材質としてはポリプロピ
レン、コットンなどが好ましい。また、複数段用いるこ
とも好ましく、前段に１０〜５０μｍ、後段に１〜１０
μｍのフィルターを用いることが特に好ましい。また、
かかる前処理手段の設置位置は、分離膜の上流ならば特
に限定されないが、揚程や高圧の圧損、あるいは前処理
手段の耐圧性などを考慮すると、原水を昇圧する手段と
分離膜ユニットの間が好ましい。

【００４５】

【実施例】

［実施例１］図１の通り水源からの原水の取水法は、エ
ンジン駆動による原水ポンプ(13)、手漕ぎポンプ(15)、
外部可搬式ポンプ(9) 、消防自動車ポンプ(11)の手段が
選択可能とした。パワーユニットにはサブフレーム(42)
に原水ポンプ(13)とエンジン(14)を配設し、両者は軸継
ぎ手(17)で直結し、振動防止の為に防振材(43)を介し
て、パワーユニットフレーム(40)に金属ボルト 4本で取
り付けた。

【００４６】原水受け口(10)には原水ポンプ(13)、手漕
ぎポンプ(15)や、外部可搬式ポンプ(9) を接続し、消防
自動車のホース接続用金具(12)には、消防自動車のホー
スを接続できるようにした。更には逆止弁(16)、原水圧
力を制御する逃し弁(19)と、原水の濾過用プレフィルタ
ー(20)等を配設した。また、該パワーユニットには、も
う一つの機能として分離膜ユニットで生産された飲料水
に殺菌剤を添加する為の、アスピレータ(34)、殺菌剤ボ
トル(37)、殺菌剤調節弁(35)等を、配設し、移動用キャ
スター付きの鋼管製一体フレーム構造とした。

【００４７】一方の分離膜ユニットは、 4インチ・スパ
イラルモジュール（SUL-G10) 3本を直列にユニット化
し、持ち運び・取付け・取り外しが容易なように軽量・
コンパクトな構造として、前記パワーユニットの側面に
取付けし、両ユニット間は両端にワンタッチ継ぎ手(23)
及び(25)を取り付けた原水用フレキシブルホース(24)、
及びワンタッチ継ぎ手(31)及び(33)を取り付けた透過水
用フレキシブルホース(32)で接続した。

【００４８】特に分離膜ユニット側のワンタッチ継ぎ手
(25)及び(31)は、切り離すと自動的に閉回路となる継ぎ
手を採用した。こうすることによって分離膜ユニット系
内の密閉度が保たれ、長期保管中には保存液を充填して
おく上において、非常に好都合となる。

【００４９】主な各構成要素は下記の通りにした。（頭
に図面中の対応する符号番号を付した。）｛１：ストレーナー｝ステンレス製の 25 メッシュ綾織
り金網（SUS304）を、皿状に成型加工したもの（直径 2
00 ｍｍ）を、内向きに組み合わせた。

【００５０】｛９：外部可搬式ポンプ｝吸込み揚程＝６ｍAq 、吐出能力＝ 60 ｍAq × 30 Ｌ／
ｍｉｎ（3000ｒｐｍ）。動力源はガソリンエンジンとし
エンジン出力軸に直結した灌漑用ポンプ。

【００５１】｛13：原水ポンプ｝芯金にゴムライニング
をしたローラーをケーシング内に遠心力で押しつける形
式のポンプで、吸込み揚程＝７ｍAq 、吐出能力＝ 75ｍ
Aq× 20 Ｌ／ｍｉｎ（900ｒｐｍ）。動力源はガソリン
エンジンとし軸継ぎ手で直結した。

【００５２】｛15：手漕ぎポンプ｝人力による自吸式の
ウイング式手動ポンプで、吐出量＝0.24リットル／スト
ローク、吐出圧（最大）＝４ｋｇｆ／ｃｍ² ｛12：消防ホース接続金具｝消防自動車から原水供給を
受ける接続口で 65 ｍｍの雌金具（町野式）とした。

【００５３】｛19：逃し弁｝設定圧力＝８ｋｇｆ／ｃｍ
²、消防自動車や外部可搬式ポンプから供給を受ける原
水圧力を減圧する。

【００５４】｛13：プレフイルター｝糸巻きタイプ（Ｐ
Ｐ樹脂、10μｍ× 10 インチ）、一本入りハウジング
（セントラルフィルター社製CF-2510-P ）｛14：エンジン（駆動源）｝単気筒の空冷４サイクルＯ
ＨＶガソリンエンジン（1/2 減速）、160 CC、最大出力
＝5.5 ＰＳ（2,000ｒｐｍ）、1.1 ｋｇ−ｍ（1,250ｒｐ
ｍ）、燃料タンク：3.6 Ｌ、 7ｋｇｆ／ｃｍ²運転時
で、連続 8時間の運転が可能｛26：分離膜ユニット｝架橋全芳香族ポリアミド複合
膜、 4インチ・スパイラルモジュール（SUL-G10)を 3本
直列をユニット化した。原水が淡水の時 500Ｌ/ 日（水
温 25 ℃）の飲料水を生産した。

【００５５】｛30：フロート弁｝運転開始時などの時、
逆浸透膜モジュール容器や配管中に水が満ちる迄、系内
の空気を自動的に抜き出す。停止時などの時には、逆に
系内が負圧になり、外気が入り込む。

【００５６】｛34：アスピレーター｝100Ｌ／hrの生産
水がアスピレーター内部を通過させることにより、吸引
口の気圧は、約 400Torrに下がり、吸引口につないだ殺
菌剤（次亜塩素酸カルシウム）水溶液を吸上げた。

【００５７】｛35：殺菌剤調整弁｝点滴に使用されるの
と同じ｛36：殺菌剤チューブ｝内径：Φ2 のプラスチック製チューブ｛37：殺菌剤ボトル｝容量： 2Ｌのポリエチレン製ボトル．ボトルには、生産
水を 2Ｌと殺菌剤（ 15 ｇ錠剤の次亜塩素酸カルシウ
ム）を入れ、溶解させた上、飽和溶液として使用する。

【００５８】｛40：パワーユニット・フレーム｝Φ 31.
8 ×ｔ 1.6パイプ折曲げ・溶接品。

【００５９】｛41：分離膜ユニット・フレーム｝Φ 31.
8 ×ｔ 1.6パイプ折曲げ・溶接品。

【００６０】｛42：サブフレーム｝ｔ4.5 板折曲げ・溶
接品。材質：ＳＰＣＣ図 2に示す通り、サブフレームには、駆動源（エンジン
又は、電動モーター）と、原水ポンプを取り付けた。

【００６１】｛43：防振材｝サブフレームのパワーユニ
ット・レームへの取付けには、防振材（倉敷化工社製 K
A-50）を用いた。

【００６２】エンジンを動力源とした原水汲上げ・加圧
ポンプと別途に人力駆動可能な手段と、高圧の原水を受
け入れる手段とを並列に備え、それぞれ逆止弁構造を有
するパワーユニットと、分離膜ユニットからなる構成に
したことにより、下記表１の外形寸法、重量の装置がで
きた。

【００６３】

【表１】 135 ｋｇという軽量の機体の割には原水吸い上げ揚程 6
ｍ、造水能力はエンジンポンプの場合で 12 ｍ³／日と
いう高い能力が得られた。原水として琵琶湖水を用い、
8時間稼働させて 4．0ｍ³を造水した。生産水は飲料
水基準を満たすものであり、殺菌剤濃度は0.2〜0.3ｐｐ
ｍに常時維持できた。また、サブフレームにより装置全
体の振動が顕著に抑制されたことが認められた。停止時
には逆止コーンにより生産水ラインへの殺菌剤の逆流は
防がれた。

【００６４】また、小型・軽量化された分離膜ユニット
は、パワーユニットから容易に取外しができ、接続配管
口のワンタッチ継ぎ手からは水漏れもなく、分離膜ユニ
ット系内は高い密閉度を保つことができた。保管中に凍
結の危険性がある場合には、保存液を充満した少容積の
分離膜ユニットのみを不凍場所に保管し、大型のパワー
ユニットは系内の水抜きをすることによって凍結の心配
なく長期保管ができた。また、分離膜ユニットをパワ
ーユニットから切り離し、保管することによって、保存
液の液漏れや、外気吸い込みによる保存液の失効による
分離膜エレメントの保存中の性能低下が著しく抑制する
ことができた。更に、長期間の保管や実運転によって分
離膜エレメントの性能低下などの理由で、エレメント交
換が必要となった場合には、現地でエレメント交換をす
るのではなく、工場での生産管理の基で装填されたユニ
ットごとを交換することによって、低廉・迅速で、且つ
高い信頼性が得られ、能率的で合理的なメンテナンスが
可能となった。

【００６５】

【発明の効果】上述のように本発明の構成によれば、次
のような効果が得られる。

【００６６】(a) 地震、風水害、大火災、大渇水などの
非常事態時や、山間部のダム工事現場など飲料水が確保
できない場合において、身近にある河川、湖、池、プー
ル、防災貯水槽などの原水を分離膜処理し、飲料水の確
保が容易に行える。

【００６７】(b) 逆浸透膜又は限外濾過膜装置を使用し
たことにより、従来技術に比べて、装置全体のコンパク
ト化が図れ、大量の原水を短時間に高能率的に分離膜処
理でき、飲料水の確保が強化できる。

【００６８】(c) 小型・軽量化された分離膜ユニット
は、パワーユニットから容易に取外しができ、接続配管
口のワンタッチ継ぎ手からは水漏れもなく、分離膜ユニ
ット系内は高い密閉度を保つことができた。この結果、
保管中に凍結の危険性がある場合には、保存液を充満し
た少容積の分離膜ユニットのみを不凍場所に保管するこ
とで、凍結の心配なく長期保管ができた。また、保存液
の液漏れや、外気吸い込みによる保存液の失効による分
離膜エレメントの保存中の性能低下が著しく抑制するこ
とができた。更に、長期間の保管や実運転によって分離
膜エレメントの性能低下などの理由で、エレメント交換
が必要となった場合には、現地でエレメント交換をする
のではなく、工場での生産管理の基で装填されたユニッ
トごとを交換することによって、低廉・迅速で、且つ高
い信頼性が得られ、能率的で合理的なメンテナンスが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフロー図である。

【図２】本発明のサブフレームを図示した透視斜視図
である。

【図３】本発明の逆止コーンの断面図である。

【符号の説明】

１：ストレーナー２：チャッキ弁３：浮き子４：取水管兼ポール５：目印し６：ロープ７：アンカー８：取水ホース９：外部可搬式ポンプ１０：原水受け口１１：消防自動車ポンプ１２：消防自動車のホース接続用金具１３：原水ポンプ（ローラーポンプ）１４：エンジン１５：自吸式のウイング式手漕ぎポンプ１６：逆止弁（チャッキ弁）１７：軸継ぎ手１８：原水加圧配管１９：逃し弁２０：プレフイルター（10μｍ）２１：圧力計２２：圧力計２３：ワンタッチ継ぎ手（常時開回路）２４：フレキシブルホース（原水用）２５：ワンタッチ継ぎ手（閉回路）２６：逆浸透膜モジュール２７：濃縮水（雑用水）配管２８：調圧弁２９：透過水（飲料水）配管３０：フロート弁３１：ワンタッチ継ぎ手（閉回路）３２：フレキシブルホース（透過水（飲料水）用）３３：ワンタッチ継ぎ手（常時開回路）３４：アスピレーター（エゼクタ）３５：殺菌剤調整弁３６：殺菌剤チューブ３７：殺菌剤ボトル３８：飲料水配管４０：パワーユニット・フレーム４１：分離膜ユニット・フレーム４２：サブフレーム４３：防振材Ａ：ハウジングＢ：リップシールＣ：ガイドＤ：ボールＥ：流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｐ５４０５４０Ｅ５５０５５０Ｃ５６０５６０Ｅ 1/76 1/76 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水の汲上げ・昇圧するパワーユニット
と、分離膜ユニットとに分割して構成することを特徴と
する非常用造水機。
【請求項２】該分離膜ユニットに配設された分離膜が逆
浸透膜であることを特徴とする請求項１記載の非常用造
水機。
【請求項３】該逆浸透膜が原水圧力７ｋｇｆ／ｃｍ²、
温度２５℃、塩濃度５００ｍｇ／ｌ(Nacl)の条件で、透
水量０．６ｍ³／ｍ²・日以上、塩排除率は９８．０％以
上の性能を有する逆浸透膜であることを特徴とする請求
項２記載の非常用造水機。
【請求項４】動力源と原水の汲上げ・昇圧する手段を一
つのパワーユニットに配置したことを特徴とする請求項
１記載の非常用造水機。
【請求項５】該パワーユニットの動力源がエンジンであ
ることと、別途に人力駆動可能な手段と、高圧の原水を
受け入れる手段とを並列に備え、それぞれ逆止弁構造を
有することを特徴とする請求項１記載の非常用造水機。
【請求項６】動力源と原水の汲上げ・昇圧する手段をサ
ブフレームに配設したことを特徴とする請求項１記載の
非常用造水機。
【請求項７】該サブフレームとパワーユニットの間に防
振手段を配設したことを特徴とする請求項６記載の非常
用造水機。
【請求項８】該パワーユニットと該分離膜ユニットの間
を、閉回路のワンタッチ継ぎ手とフレキシブルホースで
接続することを特徴とする請求項１記載の非常用造水
機。
【請求項９】該分離膜の下流に殺菌剤導入機構を設け、
かつ両者の間に逆止コーンを設けたことを特徴とする請
求項１記載の非常用造水機。
【請求項１０】殺菌剤供給源として水と固形殺菌剤を投
入した容器を有することを特徴とする請求項１記載の非
常用造水機。