JPS63264105A - 逆浸透膜濃縮装置の往復動式ポンプ - 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使用する往復動式ポンプに関するも
のである。

〔従来の技術とその問題点〕

従来、この種の逆浸！ｆｆ５を濃縮装置は、逆浸透膜槽
の一端における被濃縮液出入口と、他端における被濃縮
液出入口との間を繋ぐ閉ループ管路の途中に、循環ポン
プを設ける一方、この閉ループ管路に、被濃縮液を加圧
ポンプにて高圧（５０〜６０ｋｇ／ａｎりにして供給す
るようにしたものであった。

しかし、この従来の逆浸透膜濃縮装置は、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１
でなるのであった。

これに対して本発明者達は、昭和６２年３月１６日に提
出した特許出願（特願昭６２−６１６３９゛号）におい
て、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成り、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、被濃縮液供給管路と濃縮液排出管路と
を接続して成る逆浸透膜濃縮装置を提案した。

そして、この先願にかかる逆浸透膜濃縮装置は、一台の
往復動式ポンプによって、閉ループ管路内における被濃
縮液を、逆浸透膜槽と当該ポンプとの間を流動させるこ
とができると同時に、前記閉ループ管路内における被濃
縮液を高圧に加圧できるから、逆浸透膜濃縮装置を、前
記従来の場合よりも小型、軽量化できると共に、安価に
提供できるのであった。

しかし、前記先願の逆浸透膜濃縮装置における往復動式
ポンプは、そのピストンロッドの先端にねじ軸を同一軸
線状に連結し、このねじ軸に被嵌螺合したナンドを、原
動機によって正逆回転することにより、ピストンロッド
延いてはピストンを、小さい動力でもって大きい出力で
往復動するように構成したものであって、ここにおける
ピストンロッドの長さは、ピストンのストロークに適宜
長さを加えた寸法に、また、このピストンロッドに連結
したねじ軸の長さもピストンのストロークに適宜寸法を
加えた寸法にしなけばならず、従って、往復動式ポンプ
の全長は、そのピストンのストロークの３倍以上の長さ
になり、換言すると往復動式ポンプの全長が長いものに
なるから、逆浸透膜濃縮装置の小型・軽量化、及び低コ
スト化は、未だ不十分であった。

本発明は、前記先願の逆浸透膜濃縮装置における往復動
式ポンプを、ねじ軸とこれに螺合被嵌するナンドとから
成るねし機構によって往復動する場合において、往復動
式ポンプの全長を短縮することにより、逆浸透膜濃縮装
置をより小型・軽量化、及び低コスト化を図るものであ
る。

〔問題を解決するための手段〕

このため本発明は、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成り、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、被濃縮液供給管路と濃
縮液排出管路とを接続して成る逆浸透膜濃縮装置におい
て、前記往復動式ポンプにおけるピストンロッドを中空
軸に形成して、その内部に、原動機にて正逆回転される
ねじ軸を挿入し、該ねじ軸に、前記ピストンロッドに固
着したナツトを被嵌螺合した構成にしたものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明するに、図にお
いて符号１は、透過液の取出管路２を備えた逆浸透膜槽
、符号３は、比較的大きい容積の往復動式ポンプを各々
示す。

この往復動式ポンプ３は、一対のヘッド４．５間に複数
本のステーボルト６にて締結されたシリンダ７と、該シ
リンダ７内に摺動自在に挿入したピストン８とを備え、
該ピストン８には、そのシリンダ７外に突出する中空状
のピストンロッド９を備え、この中空状のピストンロッ
ド９内に、前記各ステーボルト６に取付く軸受ｌＯにて
回転自在に軸支されたねじ軸１１を挿入し、該ねじ軸１
１に、前記ピストンロッド９の先端に固着したナンド１
２を被嵌螺合する一方、このねじ軸１１を、モータ１３
等に原動機に軸継手１４を介して連結し、モータ１３に
て正逆回転することにより、ピストン８を往復動するよ
うに構成する。

前記逆浸透膜槽１と前記往復動式ポンプ３との間を、逆
浸透膜槽１における被濃縮液人口１ａと往復動式ポンプ
３における両シリンダ室のうちピストンロッド９を有し
ない前部シリンダ室７ａとを第１管路１５ａを介して接
続すると共に、逆浸透膜槽ｌにおける被濃縮液出口１ｂ
と往復動式ポンプ３における両シリンダ室のうちピスト
ンロッド９を有する後部シリンダ室７ｂとを第２管路１
５ｂを介して接続することにより、閉ループ管路１５に
構成する。

前記閉ループ管路１５における第１管路１５ａには、被
濃縮液供給管路１６を接続して、この被濃縮液供給管路
１６中に、前記ピストン８が前部シリンダ室７ａの方向
に前進動するときのみ閉じるようにした逆止弁形式の被
濃縮液供給弁１７を設ける。

一方、閉ループ管路１５における第２管路１５ｂには、
濃縮液排出管路１８を接続して、この濃縮液排出管路１
８中に、濃縮液排出弁１９を設ける。この濃縮液排出弁
１９は、前記往復動式ポンプ３におけるピストン８の動
きに関連し、当該ピストン８が前部シリンダ室７ａの方
向に前進動するとき閉で、ピストン８が後部シリンダ室
７ｂの方向に後退勤するとき開くように構成されている
。

例えば、前記ピストンロッド９に固着した部材２０を、
当該ピストンロッド９の回り止めを兼ねて、前記ステー
ボルト６に摺動自在に被嵌する一方、前記濃縮液排出弁
１９の開閉レバー１９ａを、回動自在な中間レバー２１
に対してばね２２を介して連結し、この中間レバー２１
と、前記ステーボルト６に摺動自在に被嵌した二つの連
動片２３゜２４との間を、前記ピストン８の前進動の終
わりの時期において前記部材２０が一方の連動片２３に
接当すると前記濃縮液排出弁１９が開き、前記ピストン
８の後退勤の終わりの時期において前記部材２０が他方
の連動片２４に接当すると前記濃縮液排出弁１９が閉じ
るようにワイヤー２５．２６を介して連動連結する。

この構成において、往復動式ポンプ３におけるピストン
８が、ねじ軸１１の正回転により、前部シリンダ室７ａ
の方向に前進動するとき、閉ループ管路１５の第２管路
１５ｂに接続した濃縮液排出管路１８中における濃縮液
排出弁１９は閉じているから、往復動式ポンプ３の前部
シリンダ室７ａ内における被濃縮液は、当該前部シリン
ダ室７ａから押し出されて逆浸透膜槽１を経て、往復動
式ポンプ３における後部シリンダ室７ｂに至る流動を行
う。この場合、往復動式ポンプ３における後部シリンダ
室７ｂ内には、ピストン８を往復動するためのピストン
ロッド９が存在して、当該後部シリンダ室７ｂの内容積
ば、前部シリンダ室７ａの内容積よりもピストンロッド
９の体積分だけ少ないから、前記閉ループ管路１５内に
おける被濃縮液は、被濃縮液供給管路１６中の被濃縮液
供給弁１７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
１における逆浸透膜を透過し、逆浸透膜槽１における透
過液取出管路２からは、前部シリンダ室７ａの内容積と
後部シリンダ室７ｂの内容積との差、つまり、ピストン
ロッド９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７ｂには、２！Ｉ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３におけるピストン８が、ねじ
軸１１の逆回転により、前部シリンダ室７ａへの前進動
から後部シリンダ室７ｂの方向への後退勤に移行すると
、後部シリンダ室７ｂの容積が縮小する一方、前部シリ
ンダ室７ａの容積が増大することにより、閉ループ管路
１５内における被濃縮液は、後部シリンダ室７ｂから逆
浸透膜槽Ｉを経て前部シリンダ室７ａに向かう流動を行
うことになるが、ピストン８の後退勤に際しては、濃縮
液排出管路１日中における濃縮液排出弁Ｉ９が開となっ
ていることにより、後部シリンダ室７ｂ内における濃縮
液は、前記濃縮液排出管路１８から閉ループ管路１５外
に排出される一方、閉ループ管路１５内には、被濃縮液
供給管路１６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１５中に、当該閉ル
ープ管路１５に対する被濃縮液供給管路　　１６の接続
部と、当該閉ループ管路１５に対する濃縮液排出管路１
８の接続部との間の部位に、後部シリンダ室７ｂへの方
向にのみ開くようにした逆止弁２７を設けておけば、ピ
ストン８の後退勤、に際して、後部シリンダ室７ｂから
押し出された濃縮液が、被濃縮液供給管路１６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２
７にて阻止することができるから、被濃縮液供給管路１
６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、ねじ軸１１を回転するためのモータ１３
を、当該ねじ軸１１の先端部に配設して、該モータ１３
の出力軸とねじ軸１１とを軸継手１４を介して直結した
場合を示したが、モータ１３を、二点鎖線で示すように
ねじ軸１１に対して並設して、該モータ１３の出力をと
ねじ軸１１にベルト又は歯車若しくはチェノ等の動力伝
達機１４ａを介して動力伝達するように構成しても良い
のであり、また、前記濃縮液排出弁１９は、ピストンロ
ッド９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く、被濃縮液供給管
路１６中における被濃縮液供給弁１７としては、前記実
施例の逆止弁形式の（のに限らず、ピストンロッド９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。

更にまた、前記実施例は、被濃縮液供給管路１６を閉ル
ープ管路１５における第１管路１５ａに、濃縮液排出管
路１８を閉ループ管路１５における第２管路１５ｂに各
々接続することによって、濃縮液排出管路１８の接続部
を、被濃縮液供給管路１６の接続部よりも後部シリンダ
室７ｂ側の部位に位置した場合を示したが、被濃縮液供
給管路１６及び濃縮液排出管路１８を、共に閉ループ管
路１５における第１管路１５ａ又は第２管路１５ｂに対
して接続したり、或いは、被濃縮液供給管路１６を前部
シリンダ室７ａに、濃縮液排出管路１８を後部シリンダ
室７ｂ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１６を第２管路１５ｂに接続した
り、或いは前部シリンダ室７ａ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１８を第１管路１５ａ
に接続したり、或いは後部シリンダ室７ｂに接続したり
する場合を含むのである。

〔発明の作用・効果〕

以上の通り本発明は、前記した先願の逆浸透膜濃縮装置
に使用される往復動式ポンプにおいて、そのピストンを
、ねじ軸とこれに被嵌螺合するナツトとから成るねし機
構によって往復作動する場合に、前記ピストンに連結し
たピストンロッドを中空軸に形成して、その内部に、原
動機にて正逆回転されるねじ軸を挿入し、該ねじ軸に、
前記ピストンロッドに固着したナツトを被嵌螺合したも
ので、ねじ軸の正逆回転にてピストンを、小さい動力で
もって大きい出力で往復動することができるものであり
ながら、このねじ軸を、中空状のピストンロッド内に挿
入したことより、ねじ軸の長さとピストンロッドの長さ
とをピストンの１ストロークの分だけオバーラップする
ことができるから、往復動式ポンプの全長は、前記した
先願のもののようにピストンのストロークの二倍以上に
なることはなく、１ストロ一ク分だけ短くなるのである
。

従って、本願発明によると、往復動式ポンプ、延いては
該往復動式ポンプを使用した逆浸透膜濃縮装置を、より
小型・軽量化できると共に、安価に提供できる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す縦断正面図である。 １・・・・逆浸ｉ３膜槽、２・・・・透過液取出管路、
３・・・・往復動式ポンプ、７・・・・シリンダ、７ａ
・・・・前部シリンダ室、７ｂ・・・・後部シリンダ室
、８・・・・ピストン、９・・・・ピストンロッド、１
１・・・・ねじ軸、１２・・・・ナツト、１３・・・・
モータ、１５・・・・閉ループ管路、１６・・・・被濃
縮液供給管路、１７・・・・被濃縮液供給弁、１８・・
・・濃縮液排出管路、１９・・・・濃縮液排出弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、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成り、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、被濃縮液供給管路と、濃縮液排出
   管路とを接続して成る逆浸透膜濃縮装置において、前記
   往復動式ポンプにおけるピストンロッドを中空軸に形成
   して、その内部に、原動機にて正逆回転されるねじ軸を
   挿入し、該ねじ軸に、前記ピストンロッドに固着したナ
   ットを被嵌螺合したことを特徴とする逆浸透膜濃縮装置
   の往復動式ポンプ。