JPS641667B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、加圧流体からエネルギーを回収する
方法及び装置であつて、特に逆浸透・限外濾過式
流体分離方法及び装置による水の脱塩精製に応用
できるものに関する。

従来の技術 逆浸透による脱塩は、列になつた半透膜を入れ
た耐圧容器内に高作動圧の塩水を圧送することに
よつて行う。作動圧が供給水の浸透圧以上であれ
ば、半透膜を通つて低圧側収集チヤンネルにかな
り塩分の減つた精製水が浸透してくる。適度な表
面積の半透膜を通して充分な精製水量を得るに
は、そして半透膜を通しての、少量ではあるが、
塩分拡散（膜を横切つて濃度勾配がある場合には
常に存在する）を確実に希釈するには、供給水浸
透圧以上のかなり高い作動圧を必要とする。浸透
圧が約25Kg／cm²の海水の場合、単段逆浸透での代
表的な作動圧は70Kg／cm²のオーダーである。

供給流の一部が膜を通つて浸透して行く間、膜
でさえぎられた塩の濃度が増大して行く。連続逆
浸透方法では、容器から濃縮流を排出して過剰な
塩の蓄積を防がねばならない。海水脱塩では、た
とえば、この濃縮流は供給流の70％となり、時に
はその90％ほどにもなる。濃縮流はほとんど作動
圧で容器を去るが、装置から排出される前に減圧
しなければならない。普通の逆浸透装置では、濃
縮流は、その全圧力エネルギを消散させながら作
動圧を調節する適当な背圧弁、たとえば絞り弁を
絞り込むことによつて減圧する。回収タービン装
置を用いて濃縮流の圧力エネルギの一部を回収す
ることが知られている。しかしながら、通常、こ
のようなエネルギ回収装置は、規模の上で効率で
も経済性でもみあつた大きな固定プラントの場合
にのみ実用となると考えられていた。

発明が解決しようとする課題 エネルギ回収装置がないと、家庭、ライフボー
ト等で用いるための小規模手動式逆浸透脱塩器は
ほとんど実用にならない。同様に、脱塩のために
風力を用いようとしてもエネルギ消費が大きくて
実現できない。

さらに、回収率を高めるためには、濃度分極を
制御しなければならない。供給水における濃度分
極は、供給水に濃度勾配を生じさせ、逆浸透時に
膜面における塩濃度を高くする傾向がある。この
傾向は、膜面に向つて塩水を大量移送したとき
に、その一部が膜を通つて行くにつれて境界層に
塩分が蓄積し、この境界層からの塩分の拡散によ
つて平衡状態が生じることによる。濃度分極は、
浸透圧の高い溶液（たとえば、海水）では特に有
害である。膜のところの濃度が高くなつて有効浸
透圧を高めるからである。濃度分極が生じたとき
には、所与の精製量を得るための作動圧を高めね
ばならず、製品の塩分も多くなり、膜の寿命も低
下する可能性もある。

逆浸透システムの代表的な設計では、膜群を通
して強制的に対流を生じさせることによつて濃度
分極の影響を減じている。この強制対流は、膜面
間に設けた適当な形状の供給チヤンネルを通して
精製水対濃縮水の流量比を低くしてこれらの混合
水を循環させるか、あるいは補助再循還装置もし
くは機械的撹拌装置を用いるかして行ないうる。
膜の列を通して循環を連続的に行うことが絶対必
要である。瞬時といえども流れの停滞があると、
激しい濃度分極の生じる可能性があるからであ
る。

精製水対濃縮水の流量比を低くして操作するの
も、濃度分極作用を減ずるのにほぼ好適である
が、もちろん、所定の精製水量当りの圧送エネル
ギ消費量は増大する。

課題を解決するための手段 本発明は、特に手動式あるいは風力式の脱塩装
置に適つた、エネルギ消費量の低い逆浸透を可能
とする。濃度分極は、膜のそばを通つて循環する
供給流の連続性を維持する装置を設け、大量の供
給では普通である過大なエネルギ消費を行うこと
なく精製水対濃縮水の低い流量比で操作すること
を可能とすることによつて減じられる。この装置
は方向弁タイミングを制御する簡単で有効な装置
を有し、濃縮流からの流体圧力エネルギの回収を
可能とする。これから述べるすべての実施例は弁
動作に対する公差を高め、したがつて製作、修理
を簡単にする一時停止装置を有する。

本発明の装置は、シリンダをポンプ作用室と膨
張室とに分離する可動ピストン装置を備えた往復
動式ポンプ装置と、ポンプ作用室に連通する入口
導管装置と出口導管装置と、膨張室に対する流れ
を制御する方向制御弁装置と、時期を得た弁動作
を行なわせる一時停止装置とを有することを特徴
とし、この装置は、例えば、膜分離装置に適用す
ることができる。往復動式ポンプ装置は、シリン
ダと可動ピストン装置とを有し、ピストン装置
は、シリンダを、加圧流体を加圧するポンプ作用
室と濃縮流体を減圧する膨張室とに分割してい
る。ピストン装置は、供給流体と濃縮流体の混合
を防ぐようにもポンプ作用、膨張両室を分離して
おり、膨張室を貫通し、シール手段を備えたピス
トンロツド装置と協働してシリンダからの流体の
漏洩を防ぐ。ポンプ装置は、これに機械的に連結
してあつてポンプ装置に往復動作を与える駆動装
置を有する。入口導管装置はポンプ作用室を供給
流体源と連通させており、膜分離装置に適用した
場合、出口導管装置はポンプ作用室を膜装置と連
通させてポンプ作用室からの加圧供給流体を膜装
置に導びく。戻し導管を設けて膜装置を膨張室と
連通させて膜装置からの濃縮流体分を膨張室に導
びく。第１弁装置は膨張室と連通し、ポンプ装置
と機械的に協働してポンプ装置に与えられた往復
動作の逆転毎に第１と第２の位置に変位させられ
る。第１と第２の位置の間には第１弁装置が閉じ
る中間位置がある。第２弁装置はポンプ作用室と
連通する逆止弁装置である。第１、第２の弁装置
は導管装置と協働して流体源から流体を受けて膜
装置に与えたりそこから受けたりする。一時停止
装置はポンプ装置と組合つていてポンプ装置の膨
張室への流体移送がゼロの間に第１弁装置が変位
するようにする。このようにして、第１弁装置が
第１位置にあるとき、ポンプ作用室からの加圧供
給流体が第２弁装置を通つて膜に向つて送られ、
濃縮流体は第１弁装置を通して膨張室に排出され
て膜装置からもどつてきた濃縮流体の減圧が供給
流体を加圧するのに助けとなる。第１弁装置の第
２位置において、減圧された濃縮流体が膨張室か
ら第１弁装置を通つて放出される一方、供給流体
が第２弁装置を通つてポンプ作用室内に導びき入
れられる。

本発明によるエネルギーを回収する方法はほぼ
上述したような装置を用い、次のような特徴を有
する。供給流体はピストンロツド装置の導入行程
によつてポンプ作用室内に導入され、同時に濃縮
流体が膨張室から排出される。ポンプ装置に加わ
る力の方向を逆転させて第１弁装置を機械的に変
位させ、ポンプ装置と膜装置の間に流体の流れを
向け、一時停止装置が膨張室での流体移送がゼロ
の間に第１弁装置を閉鎖中間位置を横切つて変位
させ、時機を得た弁変位を生じさせる。次に、ピ
ストン装置の圧縮行程で供給流体をポンプ作用室
内で加圧し、それを、例えば、膜装置に圧送す
る。膜装置からの濃縮流体分は膨張室に入つてそ
の圧力によつて圧縮行程にあるピストンにエネル
ギを追加する。供給流体は、膜装置を通る浸透流
体分と、膜から膨張室に戻して供給流体を加圧す
るための一部流体圧力を回収する濃縮流体分とに
分離される。

実施例 以下、添付図面を参照しながら本発明による好
ましい方法および装置について説明するが、この
特に述べたもの以外の方法、装置も可能である。
なお、図面で「上方」や「下方」という方向につ
いて言及するが、他の方向でもかまわないことは
明らかであろう。

第１図 本発明を適用したレバー作動式膜分離装置の第
１実施例10は、往復動式ポンプ装置１２と、方向
制御弁装置たる三方向弁組立体１３と、ポンプ装
置および弁組立体に機械的に連結された駆動装置
１４と、差動サージ・アブソーバ１５とを包含す
る。さらに、半透膜装置１７を収容した膜容器１
６と、選択式の低、高圧フイルタ１８，１９とを
包含する。供給流体２１は、浸透流体分２２と濃
縮流体分２３とに分離されるが、それぞれ、膜装
置を通つたものとそれに拒絶されたものとであ
る。

往復動式ポンプ装置１２は、シリンダ２４と可
動ピストン装置２５とを有する。ピストン装置
は、シリンダを、供給流体を加圧するポンプ作用
室２７と、濃縮流体を減圧する膨張室２８とに分
割している。ピストン装置は、膨張室を貫通して
いるピストンロツド装置３２および流体の混合、
漏洩を防ぐシール装置３０，３３と協働する。シ
リンダ２４、ピストン装置２５およびピストンロ
ツド装置３２は、ピストンロツド装置の押退け量
対ピストン装置の押退け量の比が浸透流体分対全
流体の回収比を決定するようなピストンロツド／
シリンダ割合を定める相対寸法を有する。あるい
は回収比はピストンロツド対ピストンの押退け量
比によつても定めうる。入口導管装置３６はポン
プ作用室２７と連通して供給流体に漬かつた導管
３５から供給流体２１を入れ、逆止弁３７はフイ
ルタ１８および導管部分３５を通して供給流体を
入れながら導管３６へのポンプ作用室からの逆流
を防いでいる。出口導管装置３９はポンプ作用室
を膜装置１７と差動サージ・アブソーバ１５およ
びフイルタ１９を経て連通させていてポンプ作用
室からの加圧供給流体を膜装置に導入する。逆止
弁４０がポンプ作用室への流体の逆流を防ぐ。

出口導管３９は、差動サージ・アブソーバ１
５、ポンプ作用室間を延びる導管部４１と、差動
サージ・アブソーバ１９間を延びる導管部４２
と、このフイルタ１９から膜容器へ延びる導管部
４３とから成る。戻し導管装置４４は膜装置を膨
張室２８と連通させており、膜装置から膨張室２
８に濃縮流体を導く。上記装置４４は差動サー
ジ・アブソーバ１５と膜容器１６の間を延びる導
管部４５と三方向弁組立体１３、差動サージ・ア
ブソーバ１５間を延びる導管部４６とを有する。
三方向弁組立体１３は濃縮流体分２３を通常廃棄
するための排出導管４７と、膨張室２８と連通す
る連絡導管４８とを有する。

弁組立体１３は三方向制御弁であつて、可動弁
部材たる摺動弁スプール４９を有する。このスプ
ールは直線移動して、その移動の上限と下限を上
下の止め５０，５１によつて決められる。図で
は、スプールは上限位置に示してあり、この位置
で導管部４６は連絡導管４８と接続して濃縮流体
分を膜から膨張室に導入する。図示してない下限
位置で、連絡導管４８は後述するように排出導管
４７に接続する。水は粘性、潤滑性が低いので、
スプール４９には適当な組成の、たとえばガラス
繊維入りのフルオロカーボン重合化合物で作つた
動的シールリング５２が嵌めてあつて漏洩を最少
限に抑えると共にスプールの動きをなめらかにし
ている。このようにして、弁組立体１３は可動ス
プールを有する二位置中央閉鎖式三方向弁であ
り、スプールが中間の閉鎖位置を通つて２つの位
置間を移動して導管の連絡を変換するようになつ
ている。弁組立体１３は膨張室２８と連通する特
定の導管に流体を向けたりそこから流体を受けた
りし、第１弁装置と呼ぶ。逆止弁３７，４０はポ
ンプ作用室２７と連通する導管内の流れを制御す
るものであり、第２弁装置と呼ぶ。後述するよう
に、第１、第２の弁装置は導管装置と協働して流
体源から流体を受け、そして膜装置に流体を与え
またそこから流体を受けたりするようになつてい
る。図示された第２の弁装置は一例に過ぎない。

駆動装置１４は内端をヒンジピン５５に枢着し
た手動レバー５４を包含し、このヒンジピンはピ
ストンロツド３２の内端に支えてある。リンク５
７が一端をピン５８によつてレバー５４に枢着し
てあり、反対端がピン５９によつてスプール４９
の外側に枢着してある。明らかなように、矢印６
１によつて示した円弧に沿つてレバー５４に与え
た往復動作がピストンロツド３２およびスプール
４９の相対する直線運動を生じさせ、スプールお
よびピストンロツドの相対変位量はピストンおよ
びスプールの動きに対するてこ比と抵抗に依存す
る。スプール４９の位置はピストン２５にかかる
液圧バイアス効果を決定するので、スプール４９
はピストンが逆転移動しうる前に変位しなければ
ならない。液圧バイアスはピストンを特定の方向
に比較的容易に移動させる。この方向は次のよう
にスプール４９によつて決定される。導管４６，
４８が連絡したとき、ピストンの上向き運動は室
２８内の濃縮流体による抵抗を受け、その圧力が
ピストンの下降運動を助ける。導管４７，４８が
接続すると、ピストンの下降運動が逆止弁３７，
４０による抵抗を受け、上昇運動は室２８内の圧
力が逃げることにより比較的容易となる。このよ
うにして、スプールが第１図に示す上方位置にあ
るとき、レバー５４の下向きの揺動がピストンが
シリンダ内で動く前にスプールを下方位置に変位
する。レバーが逆方向に揺動すれば、これが逆に
なる。液圧バイアスは一時停止状態を与え、ピス
トンが静止しているときに弁スプールが変位しな
ければならないので本発明の作動条件としては非
常に重要である。これは流体が非圧縮性であるか
らであつて、スプールが接続状態を変える前にピ
ストンが変位すれば損傷を与えることになるのは
ほぼ確かである。

差動サージ・アブソーバ１５は、シリンダ６５
とピストン６４とを有し、このピストンはシリン
ダ６５を濃縮サージ・アブソーバ室６６と供給サ
ージ・アブソーバ室６７とに分割する。ピストン
は濃縮サージ・アブソーバ室６６を貫通するピス
トンロツド６９と協働し、流体の混合、漏洩を防
ぐシール装置７０，７１を有する。サージ・アブ
ソーバの動作をなめらかにするためには、シール
は摩擦特性の低いものが選定されている。圧縮コ
イルばね７２がピストンロツドを囲んでおり、ピ
ストン６４と室との間に延びていてピストンをば
ね負荷して複動式のものとする。コイルばねはピ
ストンを供給サージ・アブソーバ室を排出する方
向に押圧している。供給サージ・アブソーバ室６
７は出口導管３９の部分４１内の加圧供給流体を
さらされており、また、導管部４２，４３を通し
て膜容器１６とも連通している。濃縮サージ・ア
ブソーバ室６６は戻し導管４４の導管部４５内の
濃縮流体分にさらされており、部分４６を通して
弁組立体１３とも連通している。

サージ・アブソーバ１５のピストンロツド６９
およびシリンダ６５は、ポンプ装置のピストンロ
ツド／シリンダ割合に類似した相対寸法を持つて
いるが、その何倍もの押退け量を有し、浸透流体
分対全流体分の回収比に順応することができる。
差動サージ・アブソーバの主な特徴は、ポンプ装
置１２と同様の比、すなわち同様の押退け量で濃
縮、供給サージ・アブソーバ室６６，６７を精密
に接続してポンプ装置に対する、より平担な負荷
として作用する。ばね７２は比較的小さく、ピス
トンロツド６９はピストン６４と比べて面積が比
較的小さい。差動サージ・アブソーバは後述する
ように始動時に数回のポンプ行程で完全に充填さ
れる。ここで注目すべきは、サージ・アブソーバ
からのピストンロツド６９の突出量がシステムの
作動圧力の視覚表示となることである。ピストン
ロツド／シリンダの面積比、すなわち押退け量は
実用的な回収比では１：10乃至１：２の範囲内に
ありうる。

膜装置１７はこの分野で知られた適当な配列で
膜容器１６内に収容されている。低圧精製水チヤ
ンネル７６が膜から精製水を受け取つて導管７７
を通して排出する。膜容器の膜配列の形状寸法は
供給流体の充分な強制対流を行なわせて過大な濃
度分極作用を防ぐように設計してある。供給流体
の流速が低すぎるほど低下したときには、濃度分
極作用が激しいものとなる可能性がある。

作 動 第１図を参照して、レバー５４がヒンジピン５
５のまわりに手動で上向きに揺動させられると、
弁スプール４９が下方止め５０によつてその最上
方位置に保持され、排出導管４７を閉じ、導管部
分４６を連絡導管４８と連通させて膜容器１６か
ら加圧濃縮流体分を差動サージ・アブソーバの室
６６、弁組立体１３を通して膨張室２８に流入さ
せ、ピストン２５の背面に作用させる。膨張室２
８内の濃縮流体からの力はレバー５４から力を増
大させ、ピストンはシリンダ２４内を矢印７４の
方向に下降してポンプ作用室２７内の供給流体を
加圧する。逆止弁３７は供給流体の圧力で閉じた
ままであり、逆止弁４０は開いてポンプ作用室２
７から加圧供給流体を導管部分４１を通して差動
サージ・アブソーバ１５の供給サージ・アブソー
バ室６７内に伝える。室６７からの加圧供給流体
は、導管部４２、高圧フイルタ１９、導管部４３
を通つて膜容器１６に流入する。膜装置を通過し
た浸透流体分は低圧精製水チヤンネル７６から導
管７７を通つて回収される。膜装置によつて拒絶
された濃縮流体分は導管部４５を通つて濃縮サー
ジ・アブソーバ室６６に流入し、導管部４６およ
び弁組立体１３を通つて膨張室２８に流入する。
この濃縮流体の圧力はピストン２５の背面に作用
し、これにより供給流体のエネルギのかなりの部
分を回収できる。膨張室２８内の濃縮流体の圧力
はポンプ作用室２７内の供給流体の圧力よりもほ
んの少し小さいので、濃縮流体の圧力が作用する
ピストンの背面の面積が小さいことを考慮すれ
ば、操作者はエネルギ回収なしに必要とされる力
のほんの一部を供給すればよい。

レバー５４を下方に押すと、該レバーがヒンジ
ピン５５の周りに揺動しピストンにかかつている
液圧バイアスがそれの上向き運動を妨げ、最初に
弁スプール４９が下降して止め５１に衝合する。
この位置で、導管部４６が閉じ、弁をサージ・ア
ブソーバ１５から隔離すると共に、排出導管４７
が開いて連絡導管４８と連通し、膨張室２８内の
流体を逃がす。スプールが止つたとき、液圧バイ
アスは逆転し、ピストン２５は上昇（矢印７４と
逆方向）可能となり、逆止弁３７が開いて供給流
体をポンプ作用室２７内に導入し、逆止弁４０は
閉じて差動サージ・アブソーバからの逆流を防
ぐ。明らかなように、第１弁装置はポンプ装置に
往復動作を与えている力に応答する。ピストンが
上昇すれば、膨張室から濃縮流体を弁組立体およ
び排出導管４７を通して排出する。

供給サージ・アブソーバ室６７内の圧力が、膜
装置１７を通つて浸透が行なわれた結果、少し低
下すると、ばね７２がピストン６４を導管４１，
４２に向つて押し下げる。このばね７２からの力
は、膜装置から濃縮サージ・アブソーバ室６６内
に流入し、ピストン６４の背面に作用している濃
縮流体の圧力によつて高められる。差動サージ・
アブソーバのピストン６４が下降することによつ
て、膜容器に入つて膜装置を横切る供給流体の流
れが持続し、濃縮分極を防ぐ。このようにして、
ポンプ装置の戻り行程中でも膜装置の濃縮流体側
での停滞状態が減じられ、この戻り行程を通じて
膜容器を通して適正な流れを維持するに充分な変
位をピストン６４が行うのである。明らかに、差
動サージ・アブソーバ１５は膜装置と連通して装
置作動中膜を横切る供給流体の圧力、流量をほぼ
均一に保つ装置として役立つ。差動サージ・アブ
ソーバは出口、戻し導管装置と連通し、膜装置と
第１、第２の弁装置との間に設けられて膜を横切
る供給流体の流れをほぼ均一に保ちながら圧力変
動を吸収する。

レバーが再び逆に作動されると、弁組立体はピ
ストンが方向を変える前に変位し、先に述べた動
作がくり返される。ポンプ室のピストン２５はそ
の動作の逆転の前にシリンダ２４の全行程を移動
してはいけない、すなわちポンプ行程の逆転がシ
リンダ２４のいかなるところでも起りうるという
ことに注目されたい。このようにして、本装置は
レバーの位置的な限界に敏感ではないので、操作
者はレバーをその移動円弧の任意の点で逆転しう
る。弁組立体１３はレバーの逆転で直接変位し、
またスプール４９を特定方向にピストン２５より
も容易に動かす液圧バイアスにより常にポンプ作
用の逆転の前に変位するので、第１弁装置は常に
ピストンロツドの静止中の或る時期に変位し、膨
張室からの流体の排出はゼロである。スプールが
完全に変位する前に膨張室から流体を排出すると
損傷を招くおそれがあるので、これは絶対必要な
ことである。したがつて、明らかなように、レバ
ーに加わる往復動作の方向が逆になると、ピスト
ンロツドがレバーの支点となり、先ず第１弁装置
を変位させるのである。第１弁装置は、いずれか
一方の位置に停止すれば、今度はレバーの支点と
なる。第１図の実施例では、三方向弁組立体１３
は中間の閉止位置を持ち、ここで、すべての弁導
管が閉ざされて２つの弁位置間でピストンを一時
的に液圧ロツクする。このようにして、レバー５
４およびリンク５７は第１弁装置およびポンプ装
置と協働する機械的なリンク装置として作用して
ポンプ装置に加えられる往復動作の逆転が第１弁
装置をその第１、第２の位置間で変位させる。

このように、第１弁装置の動作と膨張室への流
体の移動との間には遅延、すなわち一時停止があ
り、これはポンプ装置と第１弁装置の間に一時停
止位置を設けることによつて達成される。第１図
の実施例では、この一時停止位置は、リンク機構
と、ピストンロツドの運動の前にスプールを変位
させるに必要な力の差を選定することによつて構
成されている。実際に、ポンプ装置と第１弁装置
の間に別の一時停止装置を設けてもよい。一時停
止装置は、ポンプ装置に往復動作を与える力の逆
転が膨張室内のポンプ作用の逆転、すなわち流体
の排出または移送の前に弁装置を第１、第２の位
置間で変位させることを役割とする。第３図ある
いは第５乃至７図で述べることになつている別の
一時停止装置を含めてすべてのこの種の一時停止
装置は膨張室内で流体の移動がまつたく無い間に
第１弁装置を作動させるのである。こうして、破
壊的な衝撃を与えることなくピストンの液圧ロツ
クが可能となる。

したがつて、要約すれば、本発明の方法は次の
ような各工程を有することを特徴とする。供給流
体をピストン２５の導入行程によつてポンプ作用
室２７内に導びき、同時に濃縮流体を膨張室２８
から排出する。ポンプに加える力の方向を逆にし
て第１弁装置を機械的に変位させ、ポンプ装置と
膜装置の間で流体の流れを方向付け、一時停止装
置が膨張室の流体移動がゼロの間に弁装置をその
中間閉止位置を横切つて変位させ、時機を得た弁
変位を行なわせる。ピストンの圧縮行程によつて
ポンプ作用室内の供給流体を加圧してそれを膜装
置に圧送すると共に膜装置から膨張室に濃縮流体
分を流入させてその圧力を圧縮行程でピストンに
与えられたエネルギに加える。供給流体は、膜装
置を通過した浸透流体と、膜装置から膨張室にも
どつて供給流体を加圧するための圧力エネルギを
或る程度回収する濃縮流体分とに分離する。

上述の説明では第１弁装置はピストンに対して
側方に配置して示してあるが、本発明の範囲内で
他の位置をとつてもよい。所望ならば、別の弁装
置を用いうるが、２つの弁装置間の中間閉止位置
で２つの弁位置間の明確な時期にピストンを液圧
的にロツクするものでなければならない。

第２図 第１弁装置８１は第１図の実施例10で用いるた
めのものであつて、隔たつた止め８３，８４を有
するスプールあるいは摺動カム８２を備えた三方
向弁である。カム８２は以下に述べる導管と連通
する弁座８７，８８を有する二方向ポペツト弁８
５，８６を作動する。戻し導管部８９は差動サー
ジ・アブソーバ（図示せず）と連通し、連絡導管
９０はポンプの膨張室（図示せず）と連通し、排
出導管９１は濃縮流体出口（図示せず）と連通し
ている。弁８５，８６はそれぞればね９３，９４
を有し、これらのばねは流体圧力差と共に弁の閉
鎖を行なつて弁のシール状態を向上させる。シー
ル９６，９７がステムガイドに取付けてあつてポ
ペツト弁のステムを通る漏洩を防いでおり、硬化
鋼のボール９８，９９がステムを側方力から防い
でいる。カム８２の輪郭は、ポペツト弁の少なく
とも一方が常時着座したままであるようになつて
いることが必要である。両ポペツト弁が同時に持
ち上がると、瞬間といえども、導管８９，９０が
排出圧に通じて不作動状態になる。スプール８２
は第１図のリンク５７に連絡してあり、装置８１
は弁組立体１３の代りであり、同じように作用す
る。

作動にあたつて、弁は止め８４によつて限定さ
れる完全上昇位置にあり、この位置でカム８２が
弁８５を弁座８７から持ち上げ、導管８９，９０
が連絡して膜装置から膨張室に加圧濃縮流体を流
入させる。弁８６はばね９４および不均衡な静液
圧によつて着座している。ポンプの戻り行程で、
弁８６が弁座８８から持ち上げられて膨張室を排
出導管９１に通じさせ、弁８５がばね９３および
静液圧によつて閉ざされて膜装置からの濃縮流体
を阻止する。

第３図 ポンプシリンダ１０５は第１図に関連して述べ
たように入口導管３６、出口導管３９、連絡導管
４８と連通している。ポンプシリンダ１０５はピ
ストンロツド１０６を有し、これは可撓性のダイ
アフラムあるいはベローズ１０８と協動する。こ
のダイアフラムは一端を固定シール１１０によつ
てシリンダ１０５に、他端をピストンロツドに取
付けてある。ダイアフラムは、シリンダをポンプ
作用室１０９と膨張室１１１とに割けており、供
給、濃縮流体を隔離し、第１図の実施例のピスト
ンと同じに作用する。この可撓性ダイアフラム
は、ポンプ室１０９と膨張室１１１の間の圧力差
が通常小さいので適している。これは第１図のピ
ストン２５のシール装置３０にある摩擦損失をな
くし、公差をゆるめるので製作を簡単にする。好
ましくは、ダイアフラムは比較的剛くて弾力性が
あり、圧力差でつぶれないようなものでなければ
ならない。もしつぶれると、押退け量が減じ、満
足な機能を奏さなくなる。あるいは、供給流体を
連絡導管４８の排出圧力以上のブースト圧力で入
口導管３６に供給してもよい。ダイアフラムは供
給、濃縮流体間の硬い境界とはならず、明らか
に、ピストンロツドの動きで膨張室１１１内の流
体押退けをゼロのままポンプ作用室１０９内の流
体排出を可能とする。このように、ダイアフラム
はピストンロツドの運動による流体圧力に順応
し、レバーの往復動作の逆転に従順である。この
ダイアフラムの弾力性が膨張室内の流体移動なし
にタイムリイに弁を変位させる一時停止機能を奏
することになり、弁組立体を変位する際の力の差
と組合つた一時停止装置の代りにもなれば、それ
と組合わせて用いることもできるのは明らかであ
ろう。

第４図 ここに示す差動サージ・アブソーバ１１８は第
１図のもの１５と代えうる。このアブソーブ１１
８は、出口導管３９の導管部分４１，４２および
戻し導管４４の導管部分４５，４６と連通するシ
リンダ１１９を有する。さらに、ピストンロツド
１２１を有し、これは可撓性ダイアフラムまたは
ベローズ１２３と協働する。ダイアフラムは一端
を固定シール１２５によつてシリンダに取付けて
あり、他端をピストンロツドに取付けてある。ダ
イアフラムは、シリンダ１１９を濃縮サージ・ア
ブソーバ室１２９と供給サージ・アブソーバ室１
３０とに分割している。コイルばね１３１がピス
トンロツド１２１を囲んでおり、第１図のばね７
２と同じに作用する。第１図のピストン２５の代
りに第３図のダイアフラム１０８を用いることを
考えれば、第４図の構造にもそれが適用できよ
う。

第５，６図 ポンプ装置１３６は、別の実施例であり、軸線
１３９のまわりに回転できるようにジヤーナル
（図示せず）に装着したクランク軸１３８を包含
する駆動装置１３７を有する。このクランク軸１
３８は後述するように適当な位相角で隔たつた一
対のクランクピン１４０，１４１を有する。クラ
ンクピン１４０はほぼ行程の中間にあり、クラン
クピン１４１は上死点にあるように図示してあ
る。連結ロツド１４３，１４４がクランクピン１
４０，１４１をポンプ１３６のピストンロツド１
４６および弁スプール１４８に連結している。ピ
ストンロツド１４６はシリンダ１５０内を往復動
し、第１図のシリンダ２４と同様であつて、入
口，出口導管３６，３９を有する。弁スプール１
４８は第１図の弁組立体１３に類似する三方向弁
組立体、すなわち第１弁装置１５２の導管部４
５，４６および連絡導管４８と協働する。スプー
ル１４８には第１図のスプール４９の止め５０，
５１と同様の止めは設けていない。スプールの移
動がクランク軸の回転で限られるからである。

ポンプ装置１３６はロツド１４６に装着したピ
ストン１５４を有し、このピストン１５４はシリ
ンダを膨張室１５６とポンプ作用室１５７とに分
割する。ピストンロツド１４６は向い合つた弾性
パツド１５８を備えた一対の隔つた止め１５９，
１６０を有する。ピストン１５４はピストンデイ
スク１６１を有し、これにはピストンロツドの摺
動できる孔１６２が設けてある。ピストンデイス
クは止めのバツド１５８間に設けてあり、止め間
を自由に摺動することができ、止めに当たつたと
きの衝撃はパツドがゆるめる。動的シール１６３
がピストンデイスクの外周にあつて漏洩を防いで
いる。パツド１５８の間隔１６４およびピストン
デイスクの厚みは、ピストンロツド１４６がデイ
スク１６１を通つて軸線方向に移動し、このとき
にデイスクの移動が全ピストン行程の約10〜20パ
ーセントであつて無視しうる程度であるように決
められる。それ故、ピストンデイスク１６１はピ
ストンロツド上を遊動し、その往復行程はピスト
ンロツド１４６のものよりも少なくなる。最初の
実施例とは違つて、浸透流対供給流の比はもはや
ピストンロツド断面積対ピストン面積の比では簡
単に割り出せない。ピストンロツドとピストンの
行程が等しくないからである。

第２実施例136の動作は第１実施例のものとほ
とんど同じであるが、ピストンロツドの移動の逆
転の際デイスク１６１とピストンロツド１４６と
の間に相対的な運動、すなわち軸線方向摺動があ
り、ピストンデイスクの空動き、すなわち一時停
止を生じさせる。ここでは、ピストンデイスクが
ピストンロツドの止め間を往復動するように説明
したが、実際には止め上のパツド１５８間を往復
動する。

第６図は、クランク軸１３８の時計方向への１
回転の間におけるピストン、バルブ相対位置およ
び順序を示しており、角度間隔は明示のために誇
張してある。クランクピン１４０の上死点がクラ
ンク軸基準点となつており、ピストン圧縮行程開
始直前にあつてＡで示してあり、対応する下死点
はピストン吸入行程の直前にあつてＢで示してあ
る。一時停止Ｄは駆動装置に加えられた往復動作
の逆転の後、膨張室内の流体移動のない時間であ
り、この実施例では、一時停止は、Ａで示すピス
トンロツド圧縮行程の開始とピストン圧縮行程の
開始（Ｅで示す）の間の間隔（角度間隔即ち位相
角度で表わされる）として定義される。同じ定義
がピストンロツド吸入行程に適用でき、Ｂ、Ｆ間
の角度間隔となる。作動順序は次の通りである。
クランクピン１４０，１４１は第５図に合わせて
位相角Ｃのところに隔たつて破線で示してある
が、クランク軸基準点に対して異なつた位置にあ
つてもよい。

ピストンが吸入行程の終り、Ａに近づくと、弁
装置１５２は導管４８，４５を接続して膨張室か
ら濃縮流体を排出させ、その間導管４６を閉ざし
ている。室１５６，１５７内の流体圧力は低く、
Ａを過ぎて直ぐのＧで導管４８，４５は不連続と
なり、導管４６は閉じたままである。ピストンロ
ツド１４６は現在、室１５７に向つて下降してお
り、ピストンデイスク１６１は静止している。ピ
ストンロツドは室１５７内の供給流体を圧縮する
ポンプ・プランジヤとして作用する。室１５７内
の圧力が高まると、Ｅの少し前のＨで逆止弁４０
（第１図参照）が開き始めて供給流体を導管部分
４１を通して差動サージ・アブソーバ１５に流入
させる。ＨとＥの間のＪで第１弁装置が再び開い
て導管部分４８，４６を接続する。このとき、そ
の内部の圧力はピストンロツドのプランジヤ作用
によつてすでにほぼ等しくなつており、その直後
のＥで止め１５９がピストンデイスク１６１と接
触し、ピストンロツドと共に移動させ、一時停止
期間Ｄを終える。

クランク軸１３８がさらに回転すると、ピスト
ンロツドの行程が終り、弁スプール１４８がＩの
ところでその行程の上死点位置に達し、下降を開
始する。下死点Ｂで、ピストンデイスクはシリン
ダ内の下限に達し、一時停止期間を開始し、逆止
弁４０は閉じる。その直後のＫで、弁１５２は導
管４８，４６を閉ざし、導管４５も閉じたままで
ある。ピストンロツドは再び静止しているピスト
ンデイスク１６１を貫通し、ポンププランジヤと
して作用して室１５７から去る。Ｆの直前では圧
力が充分に減じるので、逆止弁３７がＬのところ
で開き、供給流体が導管３６を通つてポンプ作用
室１５７に入り始める。その直後のＭのところ
で、弁１５２が導管４８，４５を接続し、この段
階で導管４８，４５内の圧力がほぼ等しくなつて
いる。その直後のＦで、止め１６０がピストンデ
イスク１６１と接触し、ピストンデイクの一時停
止期間を遅らせ、ピストンが吸入行程を開始す
る。ピストンデイスクが吸入行程を完了すると、
弁がＮのところで下死点を通過し、方向を逆転す
る。ピストンロツド１４６は上死点Ａに戻つてサ
イクルを完了し、次のサイクルを開始できる。点
Ａ−Ｇ，Ｈ−Ｊ，Ｊ−Ｅ間の角度間隔および直径
方向に対向した側の対応する位置は誇張して示し
ており、圧力変化により、製作公差、流体圧縮
度、シリンダの容積変化等によつて異なるが、２
乃至５度が代表的なものである。一時停止期間Ｄ
は10乃至30度である。ダイアフラムからの引出寸
法（Ｐ、Ｒ）はそれぞれピストンロツド行程、ピ
ストンデイスク行程を表わしている。

ピストン位置に対する弁動作の上述順序を確保
するには、弁装置のクランクピン１４１は一時停
止期間Ｄの中間点Ｓから90度隔たつていなければ
ならない。したがつて、図示したように、クラン
クピン１４１はクランクピン１４０から遅れて
（90−Ｄ／２）位相のずれたところにあり、弁の上死 点Ｉは（90−Ｄ／２）位相がずれた分だけピストン 上死点Ａの後にある。同様に、Ｎも（90−Ｄ／２） 度の位相ずれ角度だけＡより前にある。クランク
ピン１４１をクランクピン１４０の先に（90＋
Ｄ／２）度位相をずらすことによつても同じ結果を 得ることができる。

このように、遊動ピストンを用いて一時停止機
能を与えるには、ピストンを作動させるためのク
ランクピンを有するクランク軸と、この一時停止
に合わせるべく90度以外の角度、すなわち（90±
Ｄ／２）度の位相のずれた弁装置とを必要とする。

これは第１弁装置を一時停止期間中完全に閉ざし
ておくことを可能とする。すなわち、第１弁装置
の弁閉止角Ｖはその両端で一時停止角Ｄと重な
り、第１弁装置の導管を横切る圧力を等しくする
ことによつて開閉を容易にする。関連した導管を
通して圧力をほぼ等しくすることによつて、弁シ
ール、弁座の寿命を延ばす。低粘性、低圧縮性、
低潤滑性の高圧流体では通常浸食や摩耗が激しい
のである。これはまた、弁装置を開くのに加える
べき力を減じ、弁作動機構の寿命、信頼性を向上
させる。弁スプールが止間を移動するためにピス
トン２５および三方向弁１３が間欠運動を行う第
１図の実施例と異なり、第５図の実施例136はリ
ンク機構によつて決定されるピストンの位置に本
質的に依存し、ピストンが上下の死点に達したと
きに三方向弁１５２をなめらかに切換える。第５
図のピストンロツド１４６、弁スプール１４８が
第１図のピストン２５、スプール４９の間欠運動
と対照的に共になめらかな準調和式往復動を行う
ことも明らかであろう。第１図の間欠運動は低速
ユニツトには適しているが、第５図の実施例は運
動の中断が望ましくない大きいユニツトとが高い
軸速度の場合適しており、所望量の一時停止はピ
ストンを遊動させることによつて得ることができ
る。流れ運動量が大きい装置では、弁作動に必要
な運動量以上に一時停止を増大させて液圧衝撃を
減じうる。明らかに、非圧縮性の海水では、クラ
ンク軸作動式の装置は遊動ピストンによつて確実
な一時停止を与えなければ作動しない。原液を移
送する方向弁の作動は比較的遅いと望ましく、こ
れは準調和式弁動作と一時停止装置によつて果さ
れる。弁閉鎖角Ｖは速度をゆるめるか弁スプール
の中間閉止部分を広げることによつて増大されう
るが、一時停止期間ＤがＶの両端で重なつていな
ければならない。

２つのクランクピンを持つた簡単なクランク軸
に均等の別のクランク機構を用いてピストンロツ
ドの準調和運動、ピストンロツドの方向転換毎の
ピストン一時停止期間および三方向弁の作動のた
めの一時停止期間の中間点から90度位相差を得る
ことができる。このような機構としては、たとえ
ば、斜板装置、スコツチ・ヨーク装置、軸線方向
半径方向ローラカム装置がある。明らかに、特に
カム装置の場合、広い範囲にわたるピストンロツ
ド・スプール加速、速度が可能となり、広い範囲
にわたる一時停止間隔、時間を適当なカム形状に
よつて得ることができる。

一時停止期間は適当な速度で弁を作動させるこ
とができ、かつまた第１弁を横切つて完全な圧力
均衡を可能とするに充分な長さでなければならな
い。過剰な停止時間はたいていの場合望ましくな
い。この一時停止の終りでピストンロツドをかな
りの速度で動かさねばならないからである。

第７図 ここに示すピストン装置１６８は第５図のシリ
ンダ１５０内で用いるものであり、次の通りにピ
ストンロツド１６９と協働する。ピストンロツド
は互に向い合つて配置した部分球面１７３，１７
４を有する一対の隔たつた支え１７１，１７２を
有する。可撓デイスク１７６がピストンロツド装
置１６９を受ける中央孔を有し、変形していない
状態では浅く彎曲した、背中合わせの面１７７，
１７８と、シリンダの内径よりもやや大きい直径
の外周１７９とを有する。この外周部は外方に突
出してシリンダ壁面と摺動密封係合する耐摩耗低
摩擦シールリング１８０を支えている。デイスク
は支えの間に取付けてあり、シリンダによつて皿
形に変形している。このデイスクは充分な可撓性
を持ち、ピストンロツドがその方向を転換すると
きに、デイスクの内方部分が撓んでロツド運動に
追従する一方、その外方部分にはシリンダ壁面と
デイスクの変形が限界に達するまで静的に接触し
続け、この限界に達したときにピストンデイスク
の外周がシリンダ壁面をすべる。ピストンは充分
に従順であつて、ピストンロツド運動の逆転時、
ピストンロツド装置およびデイスクの隣接部分の
運動を比較的少量だけ、たとえば全ピストンロツ
ド行程の10乃至20パーセントだけ許し、このとき
シールリングがシリンダ壁面をすべるのは無視し
うる。明らかなように、ピストンデイスクは、ピ
ストン下降時図示した上向きにくぼんだ形状に変
形し、ピストンロツドの運動方向が逆転すると１
７６．１の破線で示す下向きくぼんだ形状に変形
する。この変形では、壁面に対するデイスクのス
リツプは無視しうるほどである。このようにし
て、ピストンデイスク１７６はピストンロツド上
に支えられたほぼ平らで弾力性のあるダイアフラ
ムとして作用し、ピストンデイスクの運動を無視
しうるほどのままピストンロツドが運動するのに
充分に弾力的であり、先に述べたようにタイムリ
イに弁変位を行える一時停止機能を与える。

上述した弾性ピストンデイスクを第５図のクラ
ンク軸１３８と同様のクランク軸と共に用いた場
合、第５図の摺動ピストンデイスク以上の重要な
利点がある。デイスクを横切つた圧力差がほぼゼ
ロになつたときにのみ第１弁装置が導管を開閉
し、圧力差およびそれ相当の流速を減じて浸食を
減らすからである。圧力差を減じれば、弁作動力
も減じ、弁の摩耗も減じることになる。

明らかなように、第７図の可撓性ピストンデイ
スク１７６、第５図の遊動ピストンデイスク１６
１、第３図のダイアフラム１０８はほぼ均等のも
のであり、ピストンおよびそのロツドと協働して
ポンプ作用の逆転に応じてピストンの一部とピス
トンロツドとの間の相対的な軸線方向運動を許す
可撓的手段として定義できる。この可撓性手段
は、所望の値に選定でき、低粘性、低潤滑性、腐
食性のある塩水の脱塩に用いる場合特に重要であ
る確実な一時停止機能を与える。他の可撓性的手
段もピストンと協働するように用いうるし、他の
駆動手段、たとえば以下に述べる駆動手段と共に
用いることもできる。

第８図 この図に示す第３実施例181は風力を用いるよ
うになつたものであり、支持フレーム１８３と機
械的な駆動装置１８２とを有する。この駆動装置
はクランク軸１８５を駆動する水平軸線の風力タ
ービン１８４から動力を得る。軸１８５は連結ロ
ツド１８６を有し、ヨーク１８８によつて支承し
てある。ヨークはフレーム１８３に対して垂直軸
線１８９まわりに回転できるように支承されてい
てタービンをすべての風向で作動できるようにす
る。整合した軸１９１，１９２がフレーム１８３
に装着したブシユ１９３，１９４内に支えてあ
り、回り継手１９６がこれらの軸を連結していき
無視しうるほどの軸線方向運動をもつて相対回転
できるようにしている。軸１９１は連結ロツド１
８６にヒンジ止めしており、軸１９２はリンク１
９８にヒンジ止めしてある。リンク１９８は第１
実施例の10のレバー５４に取付けた継手１９９に
ヒンジ止めしてある。レバー５４は先に述べたよ
うにピストンロツド３２、スプール４９と協働
し、明らかなように、継手１９９はレバー５４に
沿つて軸線方向に変位することができ、クランク
軸１８５に対する平均トルクの変化に応じてポン
プ行程を調節することができる。風力タービンと
共に用いた場合、継手を軸線方向に調節すれば、
利用している風速を上回るポンプ排出量を得るこ
とができ、始動を容易にすべく風力タービンの負
荷を減じることもできる。

明らかに、第８図の機械的な駆動装置１８２
は、任意の原動源によつて作動される任意の低速
回転軸からレバー５４を駆動するのに応用でき
る。軸の方向が一定であれば、回り継手１９６お
よび整合軸１９１，１９２を省略し、ただ１本の
連結軸でもよい。連結ロツド１８６を継手１９９
に直結すればすえ付けに便利である。

第９図 本発明による多シリンダ式の実施例201は、そ
れぞれピストンロツド装置および弁作動装置２０
５，２０６を有する第１のポンプ装置、第１の弁
装置２０３，２０４を有する。弁作動装置は三方
向弁を変位する弁スプールの外方部分またはこの
均等手段でよい。この実施例201は、同様の第２
ポンプ装置２０８と共にそれぞれ第１弁装置２０
９、ピストンロツド装置２１０および弁作動装置
２１１を有し、これらのポンプシリンダおよび第
１弁装置は互に向い合つて配置してあつてピスト
ンロツドおよび弁作動装置にかかる側荷重を軽減
している。ピストンロツド連結装置２１３は整合
していて第１、第２のポンプ装置のピストンロツ
ド装置２０５，２１０を連結しており、関節式弁
作動器連結装置２１４が第１、第２のポンプ装置
の第１弁装置の弁作動器２０６，２１１を連結し
ている。レバー２１６は両ポンプの駆動手段とし
て作用し、ピストンロツド連結装置および弁作動
器連結装置にヒンジ止めしてあり、レバーを往復
動させると両ポンプのピストンを同時に互に逆の
方向に作動させる。各ポンプ装置の第１弁装置は
ピストン行程の逆転直後にほぼ同時に作動させら
れる。

供給流体源２１８が第１、第２のポンプ装置の
入口導管２１９，２２０と連通しており、普通の
独立したサージ・アブソーバ２２２が第１、第２
のポンプ装置から延びる出口導管２２３，２２４
と連通する。普通の独立した濃縮サージ・アブソ
ーバ２２６がそれぞれ第１、第２のポンプ装置の
第１弁装置２０４，２０９と連通する戻し導管２
２７，２２８と連通している。排出導管２３０，
２３１が第１弁装置２０４，２０９から延びてい
る濃縮流体分を排出し、導管２３６内の高圧フイ
ルタ２３５および膜容器２３４が戻し導管２２８
と出口導管とに連通している。２つ以上のポンプ
シリンダを均等に位相をずらして用いる場合、膜
を横切る流量の変動が減じ、差動サージ・アブソ
ーバの排出量を減じ、普通のアキユムレータを使
用できる。

作動にあたつて、第１ポンプ装置のポンプ作用
室および膨張室（図示せず）は膜装置に流体を供
給すると共に膜装置から流体を受け、他方、第２
ポンプ装置のポンプ作用室および膨張室は流体源
から供給流体を入れ濃縮流体を排出して膜を横切
つての流れの変動を減ずる。

このように、２つのシリンダを普通のアキユム
レータと共に用いると、膜を横切る圧力および流
れをほぼ均一に保つことができる。こうして、ア
キユムレータと組合わせた多段ポンプ装置は第１
図の差動サージ・アブソーバと均等であると考え
うる。サージ・アブソーバは差動サージ・アブソ
ーバとして図示したばね負荷式ピストンあるいは
ダイアフラムでありうるし、あるいはこの分野で
公知の他の形式のサージ・アブソーバ、たとえば
空気袋式アキユムレータとか、おもり負荷式ピス
トンアキユムレータとかを用いてもよい。

明らかに、第１弁装置の１つを１つの弁組立体
にスプールを組込むことによつて省略できる。こ
のスプールは、一方のポンプ装置の室を開くと共
に他のポンプ装置の室を閉じるという四方向弁の
機能を持つことになる。他の変更も可能であり、
たとえば入口、出口導管内の逆止弁を機械的に作
動させてもよい。

本発明を作動させる方法をさらに変更して、等
しく位置をずらした２つ以上のポンプを用いるこ
とに応用できる。供給流体を比較的低動力の外部
ポンプによつて膜作動圧以下の圧力に加圧してや
るとポンプを作動するに必要なエネルギーの一部
あるいはすべてを与えることができる。このよう
な供給ポンプ２３８が供給源２１８から延びる入
口導管に破線で示してあり、入口導管２１９，２
２０を加圧する。供給流体がポンプ装置に入る前
に充分な高圧であれば、レバー、クランク機構の
いずれにしてもシステムを駆動するのにさらに機
械的にエネルギを与える必要がまつたくない。第
９図のレバー２１６は弁タイミング機能のために
のみ設けることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したレバー作動式逆浸透
装置を示す概略断面図、第２図は本発明の別の弁
装置を示す断片断面図、第３図は第１図の実施例
で用いるピストン装置の別の実施例を示す断面
図、第４図は第１図の実施例で用いる別の差動サ
ージ・アブソーバを示す断面図、第５図は一時停
止装置を組込んだピストン装置の第３の実施例を
示す、本発明によるクランク軸作動式装置の部分
断面概略図、第６図は第５図の実施例のピスト
ン、弁装置の相対角度位置を示すタイミング・ダ
イアフラムであり、第７図は一時停止装置を組込
んだピストン装置の第４実施例の概略断面図、第
８図は第１図の装置を風力作動式にしたものを示
す部分断面概略図、第９図は２つのシリンダを有
するレバー作動式装置を示す概略図である。 １２……ポンプ、１３……弁組立体、１４……
駆動装置、１５……差動サージ・アブソーバ、１
６……膜容器、１７……膜装置、１８，１９……
フイルタ、２１……供給流体、２２……浸透流体
分、２３……濃縮流体分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ２４，１０５，１５０をポンプ作用
   室２７，１０９，１５７と膨張室２８，１１１，
   １５６とに分離する可動ピストン装置２５，１０
   ８，１５４，１６８を有し、そのポンプ作用室は
   それぞれ流体を受け又は加圧しつつ送出する入口
   導管装置３６と出口導管装置３９とに連通し、そ
   の膨張室は出口導管装置から送出された加圧流体
   を受け且つ排出し、しかも、その膨張室は上記加
   圧流体の流入・排出を制御する方向制御弁装置１
   ３，８１，１５２，２０４，２０９を備えてなる
   往復動式ポンプ装置１２，１３６，２０３，２０
   ８において、 (a) ピストン装置の吸入工程によつてポンプ作用
   室に入口導管装置を介して流体を吸引させると
   同時に膨張室から方向制御弁装置を介して流体
   を排出させる段階と、 (b) ピストン装置の圧縮工程によつてポンプ作用
   室から出口導管装置を介して流体を加圧しつつ
   送出すると同時に方向制御弁装置を介して膨張
   室に出口導管装置から送出された加圧流体を吸
   入させることによつて圧縮工程にあるピストン
   装置にエネルギーを補足する段階と、 (c) ピストン装置の吸入工程と圧縮工程との間
   に、ピストン装置が実質的に停止又は空転して
   膨張室内の流体が移動するのを実質的に防止し
   て方向制御弁装置の開閉の切換えを容易にでき
   るようにする段階と、 からなることを特徴とする上記ポンプ装置によつ
   て送出される加圧流体からエネルギーを回収する
   方法。 ２ ポンプ作用室の出口導管装置は逆浸透装置１
   ６の入口４３に連通しており、膨張室は方向制御
   弁装置を介して逆浸透装置の出口４５に連通して
   おり、ピストンの圧縮工程においてポンプ作用室
   から流体を送出して逆浸透装置に供給すると同時
   に濃縮流体を逆浸透装置から方向制御弁装置を介
   して膨張室に吸入させることにより上記段階(b)を
   行なうようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ ピストン装置をピストンデイスク１６１，１
   ７６とピストンロツド装置１４６，１６９とから
   構成し、ピストン装置が逆転する時にピストンデ
   イスクが静止したままピストンロツド装置を僅か
   だけ移動させると同時に方向制御弁装置の開閉を
   切換えて上記段階(c)を行なうことを特徴とする特
   許請求の範囲第１又は２項記載の方法。 ４ ピストン装置２５にその運動方向を反転させ
   る力が加えられてピストンロツド装置が静止する
   間に、この静止したピストンロツド装置を支点と
   して方向制御弁装置４９に力を作用させてその開
   閉を切換えるようにして上記段階(c)を行なうこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１又は２項記載の
   方法。 ５ シリンダ２４，１０５，１５０をポンプ作用
   室２７，１０９，１５７と膨張室２８，１１１，
   １５６とに分離する可動ピストン装置２５，１０
   ８，１５４，１６８を備えた往復動式ポンプ装置
   １２，１３６，２０３，２０８を有し、 そのピストン装置は膨張室を通つて延在するピ
   ストンロツド装置３２，１０６，１４６，１６９
   と協働し、 そのポンプ作用室は入口導管装置３６と出口導
   管装置３９と連通してそれぞれ流体を受け又は加
   圧しつつ送出し、 その膨張室は出口導管装置から送出された加圧
   流体を受け且つ排出し、 その膨張室は上記加圧流体の流れを制御する方
   向制御弁装置１３，８１，１５２，２０４，２０
   ９を有し、 その方向制御弁装置はピストンロツド装置と協
   働する装置において、 その方向制御弁装置は膨張室２８，１１１，１
   ５６を流体入口導管４６と流体排出導管４７とへ
   それぞれ接続させる二つの開口位置の間に中間閉
   止位置を有する３方向制御弁１３，１５２であ
   り、 その制御弁１３，１５２の可動弁部材４９，１
   ４８とポンプ装置のピストンロツド装置３２，１
   ０６，１４６，１６９とは、レバー装置１０又は
   回転クランク軸１３７によつて可動弁部材の運動
   方向が逆転するときにピストン装置がシリンダ２
   ４，１０５，１５０内で本質的に静止するように
   連動されていることを特徴とする上記ポンプ装置
   によつて送出される加圧流体からエネルギーを回
   収する装置。 ６ 入口導管装置３６及び出口導管装置３９にそ
   れぞれ逆流防止用の逆止弁３７，４０が設けられ
   ている特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７ レバー装置１０は、その一端部がピストンロ
   ツド装置３２の自由端部に螺番付けされた手動レ
   バー５４であり、方向制御弁装置１３の可動弁部
   材４９の自由端部はリンク５７を介してレバー装
   置５４に接続し、リンク５７は一端部でそのレバ
   ーにピン５８でピン止めされているので、可動弁
   部材４９とピストンロツド装置３２との相対運動
   はピストン２５と可動弁部材４９との運動に対す
   るてこ作用と抵抗とに依存していることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項記載の装置。 ８ レバー装置５４は、レバー装置の運動の逆転
   時にピストンロツド装置３２が支点となつて方向
   制御弁１３を二つの位置の間を移動及び変位さ
   せ、レバー装置が二つの位置の何れかに停止して
   いる時は弁装置１３がレバー装置５４の支点とな
   るようにピストンロツド装置３２に連結されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   装置。 ９ 回転クランク軸１３７はピストンロツド装置
   １４６と可動弁部材１４８とにそれぞれロツド１
   ４３，１４４を介して連結した位相角の異なるそ
   れぞれのクランクピン１４０，１４１を包含し、
   方向制御弁１５２が端部位置の一つに達したとき
   にピストンストロークの往復運動の方向を逆転す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載の装置。 １０ ピストンロツド装置２１０、方向制御弁２
   ０９及び弁作動装置２１１を有する第二ポンプ装
   置２０８がピストンロツド装置２０５、方向制御
   弁２０４及び弁作動装置２０６を有する第一ポン
   プ装置２０３に連結されており、第一ポンプ装置
   ２０３のピストンロツド装置２０５は連結装置２
   １３を介して第二ポンプ装置２０８に連結され、
   方向制御弁２０４，２０９の弁作動装置２０６，
   ２１１は関節接合の弁作動子連結装置２１４によ
   つて連結され、更に駆動装置は弁作動子連結装置
   ２１４と同様にピストンロツド装置２０５，２１
   ０のレバー装置２１６を含み、ポンプ装置２０
   ３，２０８のピストンロツド装置２０５，２１０
   の両者が同時にしかし互いに逆位相で作動するよ
   うにされ、方向制御弁はピストンストロークの逆
   転後すぐにどちらもほとんど同時に作動するよう
   にされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載の装置。