(57)【要約】【課題】純水の水質の悪化を抑制すると共に、中間タンクの容量を小さくできる水処理装置を提供する。【解決手段】水処理装置１は、前処理ユニット１０と、第１ポンプ８と、第１インバータ９と、前処理水Ｗ２を貯留する中間タンク１１と、中間タンク１１の水位を検出水位値として出力する水位検出手段と、前処理水Ｗ２から透過水Ｗ４を製造する膜分離ユニット１４と、第２ポンプ１２と、第２インバータ１３と、透過水Ｗ４の流量を検出流量値として出力する流量検出手段と、中間タンク１１の検出水位値が目標水位値となるように、フィードバック制御アルゴリズムにより演算した第１駆動周波数に対応する指令信号を第１インバータ９に出力する第１制御部３１と、透過水Ｗ４の検出流量値が目標流量値となるように、フィードバック制御アルゴリズムにより演算した第２駆動周波数に対応する指令信号を第２インバータ１３に出力する第２制御部３２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給水から前処理水を製造する前処理ユニットと、
入力された第１駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を前記前処理ユニットに向けて吐出する第１ポンプと、
入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記第１ポンプに出力する第１インバータと、
前処理水を貯留する中間タンクと、
前記中間タンクの水位を検出する水位検出手段と、
前記中間タンクに貯留された前処理水から透過水を製造する膜分離ユニットと、
入力された第２駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、前処理水を前記膜分離ユニットに向けて吐出する第２ポンプと、
入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記第２ポンプに出力する第２インバータと、
前記膜分離ユニットで製造された透過水の流量する流量検出手段と、
前記水位検出手段の検出水位値が予め設定された目標水位値となるように、フィードバック制御アルゴリズムにより前記第１ポンプの第１駆動周波数を演算し、当該第１駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前記第１インバータに出力する第１制御部と、
前記流量検出手段の検出流量値が予め設定された目標流量値となるように、フィードバック制御アルゴリズムにより前記第２ポンプの第２駆動周波数を演算し、当該第２駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前記第２インバータに出力する第２制御部と、
を備える水処理装置。
【請求項２】
前記前処理ユニットは、供給水から前処理水としての第１透過水を製造する第１膜分離ユニットであり、
前記中間タンクは、第１透過水を貯留し、
前記膜分離ユニットは、前記中間タンクに貯留された第１透過水から第２透過水を製造する第２膜分離ユニットである、
請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
第２透過水から精製水を製造する精製ユニットを備え、
前記第１膜分離ユニット及び前記第２膜分離ユニットは、それぞれ逆浸透膜モジュールを含んで構成され、
前記精製ユニットは、電気脱イオンスタック又はイオン交換樹脂床を含んで構成される、
請求項２に記載の水処理装置。
【請求項４】
第２透過水から脱炭酸水を製造する脱炭酸ユニットと、
脱炭酸水から精製水を製造する精製ユニットと、を備え、
前記第１膜分離ユニット及び前記第２膜分離ユニットは、それぞれ逆浸透膜モジュールを含んで構成され、
前記脱炭酸ユニットは、脱炭酸膜モジュールを含んで構成され、
前記精製ユニットは、電気脱イオンスタック又はイオン交換樹脂床を含んで構成される、
請求項２に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記第１制御部は、前記水位検出手段の検出水位値が目標水位値よりも低い警戒水位値未満の場合には、前記第１ポンプの第１駆動周波数を前記水位検出手段の検出水位値が警戒水位値以上の場合に出力される前記第１駆動周波数の範囲よりも高い規定駆動周波数に固定して、当該規定駆動周波数に対応する指令信号を前記第１インバータに出力する、
請求項１〜４のいずれかに記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給水から前処理水を製造する前処理ユニットと、前処理水を貯留する中間タンクと、当該中間タンクに貯留された前処理水から透過水を製造する膜分離ユニットと、を備えた水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品や化粧品の製造、電子部品や精密機器の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。この種の純水を製造する場合には、一般に、逆浸透膜を用いた膜分離ユニットが用いられる。地下水や水道水等の原水を、膜分離ユニットで膜分離処理することにより、溶存塩類の大部分を除去した純水としての透過水を製造することができる。また、膜分離ユニットの前段に、前処理ユニットを設けることにより、純水の純度を更に高めることができる。例えば、膜分離ユニットの前段に、前処理ユニットとして別の膜分離ユニットを設けた水処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５６３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記水処理装置のように、２段の膜分離ユニットを直列に設けた水処理装置では、それぞれの膜分離ユニットに水を圧送するポンプ（加圧ポンプ）が設けられる。また、２段の膜分離ユニットの間には、前段の膜分離ユニットで製造された透過水（前処理水）を一時的に貯留する中間タンクが設けられる。２段の膜分離ユニットの間に中間タンクを設けることにより、前段の膜分離ユニットと後段の膜分離ユニットとを、それぞれ独立して運転することができる。例えば、流量フィードバック制御では、各膜分離ユニットで製造される透過水の流量が予め設定された目標流量値となるように、それぞれのポンプの駆動周波数がインバータにより制御される。
【０００５】
２段の膜分離ユニットを直列に設けた従来の水処理装置では、中間タンクの水位が予め設定された下限基準水位よりも下がると、前段に設けられたポンプの運転が開始され、前段の膜分離ユニットから一定流量の透過水が中間タンクに供給される。そして、中間タンクの水位が上限基準水位に達すると、前段に設けられたポンプの運転が停止され、前段の膜分離ユニットから中間タンクへ透過水が供給されなくなる。一方、後段に設けられたポンプでは、需要箇所へ純水を供給するために、給水要求に応答して、運転が継続して行われる。
【０００６】
このように、２段の膜分離ユニットを直列に設けた従来の水処理装置においては、後段に設けられたポンプで運転が継続して行われる一方、前段に設けられたポンプでは、中間タンクの水位に応じて運転と停止（以下、「発停」ともいう）が繰り返されていた。一般に、膜分離ユニットは、運転を開始した直後は水質が低下するため、ポンプの発停が頻繁に行われると、純水の水質を高い水準に保ちにくくなる。
【０００７】
また、ポンプの発停の際に、透過水の水質が予め設定された水質となるまで内部で透過水を循環させる場合がある（以下、「内部循環」ともいう）。この内部循環が実施されている間、中間タンクには透過水が供給されないため、中間タンクの水位は徐々に低下する。そのため、内部循環が実施されている間に水位が低下する分を見越して、中間タンクの容量を大きくしておく必要があった。
【０００８】
従って、本発明は、純水の水質の悪化を抑制すると共に、中間タンクの容量を小さくすることができる水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、供給水から前処理水を製造する前処理ユニットと、入力された第１駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を前記前処理ユニットに向けて吐出する第１ポンプと、入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記第１ポンプに出力する第１インバータと、前処理水を貯留する中間タンクと、前記中間タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記中間タンクに貯留された前処理水から透過水を製造する膜分離ユニットと、入力された第２駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、前処理水を前記膜分離ユニットに向けて吐出する第２ポンプと、入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記第２ポンプに出力する第２インバータと、前記膜分離ユニットで製造された透過水の流量を検出する流量検出手段と、前記水位検出手段の検出水位値が予め設定された目標水位値となるように、フィードバック制御アルゴリズムにより前記第１ポンプの第１駆動周波数を演算し、当該第１駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前記第１インバータに出力する第１制御部と、前記流量検出手段の検出流量値が予め設定された目標流量値となるように、フィードバック制御アルゴリズムにより前記第２ポンプの第２駆動周波数を演算し、当該第２駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前記第２インバータに出力する第２制御部と、を備える水処理装置に関する。
【００１０】
また、前記前処理ユニットは、供給水から前処理水としての第１透過水を製造する第１膜分離ユニットであり、前記中間タンクは、第１透過水を貯留し、前記膜分離ユニットは、前記中間タンクに貯留された第１透過水から第２透過水を製造する第２膜分離ユニットであることが望ましい。
【００１１】
また、第２透過水から精製水を製造する精製ユニットを備え、前記第１膜分離ユニット及び前記第２膜分離ユニットは、それぞれ逆浸透膜モジュールを含んで構成され、前記精製ユニットは、電気脱イオンスタック又はイオン交換樹脂床を含んで構成されることが好ましい。
【００１２】
また、第２透過水から脱炭酸水を製造する脱炭酸ユニットと、脱炭酸水から精製水を製造する精製ユニットと、を備え、前記第１膜分離ユニット及び前記第２膜分離ユニットは、それぞれ逆浸透膜モジュールを含んで構成され、前記脱炭酸ユニットは、脱炭酸膜モジュールを含んで構成され、前記精製ユニットは、電気脱イオンスタック又はイオン交換樹脂床を含んで構成されることが好ましい。
【００１３】
また、前記第１制御部は、前記水位検出手段の検出水位値が目標水位値よりも低い警戒水位値未満の場合には、前記第１ポンプの駆動周波数を前記水位検出手段の検出水位値が警戒水位値以上の場合に出力される前記第１駆動周波数の範囲よりも高い規定駆動周波数に固定して、当該規定駆動周波数に対応する指令信号を前記第１インバータに出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、純水の水質の悪化を抑制すると共に、中間タンクの容量を小さくすることができる水処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る純水製造装置１の全体概略図である。
【図２Ａ】第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の前段部分である。
【図２Ｂ】第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の第１中段部分である。
【図２Ｃ】第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の第２中段部分である。
【図２Ｄ】第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の後段部分である。
【図３】第１制御部３１において水位フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】第２制御部３２において流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体概略図である。
【図６Ａ】第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の第２中段部分である。
【図６Ｂ】第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の後段部分である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る水処理装置を純水製造装置に適用した場合の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る純水製造装置１について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体概略図である。図２Ａは、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の前段部分である。図２Ｂは、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の第１中段部分である。図２Ｃは、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の第２中段部分である。図２Ｄは、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の後段部分である。本実施形態に係る純水製造装置１は、例えば、原水（例えば、水道水）から脱塩水（脱イオン水）を製造する純水製造装置に適用される。純水製造装置１で製造された脱塩水は、純水として、需要箇所等に送出される。なお、本実施形態に係る純水製造装置１において、需要箇所等へ純水を供給することを「採水」ともいう。
【００１７】
図１に示すように、第１実施形態に係る純水製造装置１は、第１オプション機器ＯＰ１と、プレフィルタ４と、第２オプション機器ＯＰ２と、第１ポンプとしての前段加圧ポンプ８と、第１インバータとしての前段インバータ９と、第１膜分離ユニット（前処理ユニット）としての前段ＲＯ膜モジュール１０と、中間タンク１１と、第２ポンプとしての後段加圧ポンプ１２と、第２インバータとしての後段インバータ１３と、第２膜分離ユニットとしての後段ＲＯ膜モジュール１４と、第１流路切換弁Ｖ７１と、精製ユニットとしての電気脱イオンスタック１６（以下、「ＥＤＩスタック」ともいう）と、第２流路切換弁Ｖ７２と、第３オプション機器ＯＰ３と、制御ユニット３０と、入力操作部４０と、直流電源装置５０と、表示部６０と、を備える。
【００１８】
第１オプション機器ＯＰ１〜第３オプション機器ＯＰ３は、純水製造装置１に着脱可能なオプション機器として、純水製造装置１に装備される機器である。第１オプション機器ＯＰ１は、軟水器２及び活性炭濾過器３を含む。第２オプション機器ＯＰ２は、硬度センサＳ１及び残留塩素センサＳ２を含む。第３オプション機器ＯＰ３は、第２比抵抗センサＲＳ２、全有機炭素センサＴＯＣ及び第３温度センサＴＥ３を含む。
【００１９】
また、図１に示すように、純水製造装置１は、供給水ラインＬ１と、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２と、前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３と、前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３と、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３と、後段ＲＯ透過水リターンラインＬ４４と、後段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５４と、脱塩水ラインＬ３と、脱塩水リターンラインＬ４５と、を備える。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００２０】
また、純水製造装置１は、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、図１に示す構成に加えて、第１開閉弁Ｖ１１〜第７開閉弁Ｖ１７と、真空破壊弁Ｖ４１と、減圧弁Ｖ４２と、供給水補給弁Ｖ３１と、第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４と、第１定流量弁Ｖ５１〜第６定流量弁Ｖ５６と、第１逆止弁Ｖ６１〜第６逆止弁Ｖ６６と、第１圧力計Ｐ１〜第６圧力計Ｐ６と、第１圧力センサＰＳ１〜第４圧力センサＰＳ４と、圧力スイッチＰＳＷと、第１温度センサＴＥ１〜第５温度センサＴＥ５と、第１流量センサＦＭ１〜第３流量センサＦＭ３と、第１電気伝導率センサＥＣ１及び第２電気伝導率センサＥＣ２と、第１比抵抗センサＲＳ１及び第２比抵抗センサＲＳ２と、水位検出手段としての水位センサ１１１と、を備える。
【００２１】
図１、図２Ａ〜図２Ｃでは、電気的な接続の経路を省略するが、制御ユニット３０は、供給水補給弁Ｖ３１、第１流路切換弁Ｖ７１、第２流路切換弁Ｖ７２、第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４、圧力スイッチＰＳＷ、第１温度センサＴＥ１〜第５温度センサＴＥ５、第１圧力センサＰＳ１〜第４圧力センサＰＳ４、第１流量センサＦＭ１〜第３流量センサＦＭ３、第１電気伝導率センサＥＣ１及び第２電気伝導率センサＥＣ２、第１比抵抗センサＲＳ１及び第２比抵抗センサＲＳ２、全有機炭素センサＴＯＣ、硬度センサＳ１、残留塩素センサＳ２、水位センサ１１１等と電気的に接続される。
【００２２】
まず、純水製造装置１における全体構成図の前段部分について説明する。
図１及び図２Ａに示すように、供給水ラインＬ１には、供給水Ｗ１が流通する。供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１を、前段ＲＯ膜モジュール１０へ流通させるラインである。供給水ラインＬ１は、第１供給水ラインＬ１１と、第２供給水ラインＬ１２と、を有する。
【００２３】
第１供給水ラインＬ１１には、原水Ｗ１１（供給水Ｗ１）が流通する。第１供給水ラインＬ１１は、原水Ｗ１１の供給源（不図示）と軟水器２とをつなぐラインである。第１供給水ラインＬ１１の上流側の端部は、原水Ｗ１１の供給源（不図示）に接続されている。また、第１供給水ラインＬ１１の下流側の端部は、軟水器２に接続されている。
【００２４】
第１供給水ラインＬ１１には、図２Ａに示すように、上流側から順に、接続部Ｊ１、第１開閉弁Ｖ１１、及び軟水器２が設けられている。第１開閉弁Ｖ１１は、第１供給水ラインＬ１１の開閉を操作可能な手動弁である。
【００２５】
軟水器２は、原水Ｗ１１中に含まれる硬度成分をナトリウムイオンに置換して軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）を製造する機器である。軟水器２は、圧力タンク内に陽イオン交換樹脂床を収容したイオン交換塔を有する。
【００２６】
第２供給水ラインＬ１２には、軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）が流通する。第２供給水ラインＬ１２は、軟水Ｗ１２を、前段ＲＯ膜モジュール１０へ流通させるラインである。第２供給水ラインＬ１２は、軟水器２と前段ＲＯ膜モジュール１０とをつなぐラインである。図２Ａに示すように、第２供給水ラインＬ１２の上流側の端部は、軟水器２に接続されている。また、図２Ｂに示すように、第２供給水ラインＬ１２の下流側の端部は、前段ＲＯ膜モジュール１０の一次側入口ポート（供給水Ｗ１の入口）に接続されている。
【００２７】
第２供給水ラインＬ１２には、上流側から順に、図２Ａに示すように、第２開閉弁Ｖ１２、接続部Ｊ２、第３開閉弁Ｖ１３、活性炭濾過器３、第４開閉弁Ｖ１４、接続部Ｊ３、プレフィルタ４、接続部Ｊ４、及び接続部Ｊ５が設けられている。また、接続部Ｊ５以降には、図２Ｂに示すように、第５開閉弁Ｖ１５、接続部Ｊ６、減圧弁Ｖ４２、供給水補給弁Ｖ３１、接続部Ｊ５１、接続部Ｊ７、接続部Ｊ８、前段加圧ポンプ８、接続部Ｊ９、及び前段ＲＯ膜モジュール１０が設けられている。第２開閉弁Ｖ１２〜第５開閉弁Ｖ１５は、第２供給水ラインＬ１２の開閉を操作可能な手動弁である。供給水補給弁Ｖ３１は、第２供給水ラインＬ１２の開閉を制御可能な自動弁である。供給水補給弁Ｖ３１は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。供給水補給弁Ｖ３１の開閉は、制御ユニット３０の第１制御部３１（後述）から送信される流路開閉信号により制御される。
【００２８】
活性炭濾過器３は、軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）に含まれる塩素成分（主として遊離残留塩素）を除去する機器である。活性炭濾過器３は、圧力タンク内に活性炭からなる濾材床を収容した濾過塔を有する。活性炭濾過器３は、軟水Ｗ１２に含まれる塩素成分を分解除去する他、有機成分を吸着除去したり、懸濁物質を捕捉したりして軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）を浄化する。
【００２９】
プレフィルタ４は、活性炭濾過器３により浄化された軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）に含まれる微粒子を除去するフィルタである。プレフィルタ４は、のハウジング内にフィルタエレメントが収容されて構成される。フィルタエレメントとしては、例えば、濾過精度が１〜５０μｍの不織布フィルタエレメント又は糸巻きフィルタエレメント等が用いられる。
【００３０】
硬度センサＳ１は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の全硬度（すなわち、硬度リーク量）を測定する機器である。残留塩素センサＳ２は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の遊離残留塩素濃度（すなわち、塩素リーク量）を測定する機器である。硬度センサＳ１及び残留塩素センサＳ２は、図２Ａに示すように、測定ラインＬ１１０を介して、接続部Ｊ５において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ５は、供給水ラインＬ１におけるプレフィルタ４と第５開閉弁Ｖ１５との間に配置されている。硬度センサＳ１及び残留塩素センサＳ２は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。硬度センサＳ１で測定された硬度リーク量、及び残留塩素センサＳ２で測定された塩素リーク量は、それぞれ制御ユニット３０の第１制御部３１へ検出信号として送信される。
【００３１】
次に、純水製造装置１における全体構成図の中段部分について説明する。
図２Ｂに示すように、接続部Ｊ６には、真空破壊弁Ｖ４１が接続されている。真空破壊弁Ｖ４１は、常閉式の圧力作動弁であり、供給水ラインＬ１の管内圧力が大気圧力よりも低くなった場合に弁が開いて大気を吸入する。真空破壊弁Ｖ４１を設けることにより、原水Ｗ１１（供給水Ｗ１）が断水となって供給水ラインＬ１が負圧になったとしても、ＲＯ膜モジュール７の膜の破損等の不具合を防止することができる。
【００３２】
減圧弁Ｖ４２は、軟水器２、活性炭濾過器３及びプレフィルタ４を通過した軟水Ｗ１２の圧力を、前段ＲＯ膜モジュール１０から流出する濃縮水Ｗ３の圧力よりも低い圧力に調整する機器である。減圧弁Ｖ４２は、軟水Ｗ１２の圧力よりも濃縮水Ｗ３の圧力が大きく（軟水Ｗ１２の圧力＜濃縮水Ｗ３の圧力）なるように、軟水Ｗ１２の圧力を調整する。これにより、濃縮水Ｗ３の一部が軟水Ｗ１２に循環され、軟水Ｗ１２に濃縮水Ｗ３が混合された供給水は、前段ＲＯ膜モジュール１０に供給される。すなわち、前段ＲＯ膜モジュール１０においては、前段加圧ポンプ８により供給水を循環させながら、透過水を生産するクロスフロー方式の分離操作が行われる。
【００３３】
接続部Ｊ５１には、後述する前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３の下流側の端部及び前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３の下流側の端部が接続されている。
【００３４】
前段加圧ポンプ８は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１を吸入し、前段ＲＯ膜モジュール１０へ向けて圧送（吐出）する装置である。前段ＲＯ膜モジュール１０には、前段インバータ９から周波数が変換された駆動電力が供給される。前段ＲＯ膜モジュール１０は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【００３５】
前段インバータ９は、前段加圧ポンプ８に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。前段インバータ９は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。前段インバータ９には、制御ユニット３０の第１制御部３１から指令信号が入力される。前段インバータ９は、第１制御部３１により入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を前段加圧ポンプ８に出力する。
【００３６】
前段ＲＯ膜モジュール１０は、前段加圧ポンプ８により圧送された供給水Ｗ１を、溶存塩類が除去された前処理水としての前段透過水Ｗ２と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３と、に分離する。前段ＲＯ膜モジュール１０は、単一又は複数のスパイラル型ＲＯ膜エレメントを圧力容器（ベッセル）に収容して構成される。当該ＲＯ膜エレメントに使用されるＲＯ膜としては、架橋芳香族ポリアミド系複合膜等が例示される。架橋芳香族ポリアミド系複合膜からなるＲＯ膜エレメントとしては、東レ社製：型式名「ＴＭＧ２０−４００」、ウンジン・ケミカル社製：型式名「ＲＥ８０４０−ＢＬＦ」、日東電工社製：型式名「ＥＳＰＡ１」等が市販されており、これらのエレメントを好適に用いることができる。
【００３７】
前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３は、前段ＲＯ膜モジュール１０で分離された濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１を供給水ラインＬ１へ返送するラインである。前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３の上流側の端部は、前段ＲＯ膜モジュール１０の一次側出口ポート（濃縮水Ｗ３の出口）に接続されている。前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３の下流側の端部は、接続部Ｊ５１において供給水ラインＬ１に接続されている。前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３には、第１逆止弁Ｖ６１及び第１定流量弁Ｖ５１が設けられている。
【００３８】
ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１は、前段ＲＯ膜モジュール１０で分離された濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２を、前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３の途中から装置の外へ排出するラインである。ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１の上流側の端部は、接続部Ｊ５３に接続されている。接続部Ｊ５３は、前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３における前段ＲＯ膜モジュール１０と接続部Ｊ５２との間に配置されている。第１濃縮水排水ラインＬ６１１、第２濃縮水排水ラインＬ６１２及び第３濃縮水排水ラインＬ６１３の上流側の端部は、接続部Ｊ５５及びＪ５６において、ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１に接続されている。
【００３９】
第１濃縮水排水ラインＬ６１１〜第３濃縮水排水ラインＬ６１３には、それぞれ、第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４、及び第２定流量弁Ｖ５２〜第４定流量弁Ｖ５４が設けられている。第２定流量弁Ｖ５２〜第４定流量弁Ｖ５４は、それぞれ異なる流量値に設定されている。第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４により、第１濃縮水排水ラインＬ６１１〜第３濃縮水排水ラインＬ６１３を個別に開閉することができる。第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４の開放数を適宜に選択することにより、装置外へ排出する濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することができる。この調節により、前段透過水Ｗ２の回収率を予め設定された値に保つことができる。なお、前段透過水Ｗ２の回収率とは、前段ＲＯ膜モジュール１０に供給される軟水Ｗ１２（濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１が混合される前の供給水Ｗ１）の流量に対する前段透過水Ｗ２の割合（％）をいう。
【００４０】
第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４は、それぞれ制御ユニット３０と電気的に接続されている。第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４の開閉は、制御ユニット３０の第１制御部３１から送信される駆動信号により制御される。
【００４１】
第１濃縮水排水ラインＬ６１１、第２濃縮水排水ラインＬ６１２及び第３濃縮水排水ラインＬ６１３の下流側の端部は、接続部Ｊ５７及びＪ５８において、合流排水ラインＬ６２の上流側の端部に接続されている。合流排水ラインＬ６２の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。合流排水ラインＬ６２の途中には、第２逆止弁Ｖ６２が設けられている。
【００４２】
前段ＲＯ透過水ラインＬ２２は、前段ＲＯ膜モジュール１０で分離された前段透過水Ｗ２を後段ＲＯ膜モジュール１４に流通させるラインである。前段ＲＯ透過水ラインＬ２２の上流側の端部は、図２Ｂに示すように、前段ＲＯ膜モジュール１０の二次側ポート（前段透過水Ｗ２の出口）に接続されている。前段ＲＯ透過水ラインＬ２２の下流側の端部は、図２Ｃに示すように、中間タンク１１等を介して、後段ＲＯ膜モジュール１４の一次側入口ポート（前段透過水Ｗ２の入口）に接続されている。
【００４３】
前段ＲＯ透過水ラインＬ２２には、上流側から順に、図２Ｂに示すように、接続部Ｊ５４、前段透過水補給弁Ｖ３５、第３逆止弁Ｖ６３、接続部Ｊ１０、接続部Ｊ１２、接続部Ｊ１３、第６開閉弁Ｖ１６が設けられている。また、第６開閉弁Ｖ１６以降には、図２Ｃに示すように、中間タンク１１、第７開閉弁Ｖ１７、接続部Ｊ６１、接続部Ｊ２１、後段加圧ポンプ１２、接続部Ｊ２２、後段ＲＯ膜モジュール１４が設けられている。図２Ｂに示すように、接続部Ｊ５４には、前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３の上流側の端部が接続されている。また、図２Ｃに示すように、接続部Ｊ６１には、後段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５４の下流側の端部が接続されている。
【００４４】
前段透過水補給弁Ｖ３５は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２の開閉を制御可能な弁である。前段透過水補給弁Ｖ３５は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。前段透過水補給弁Ｖ３５における弁の開閉は、制御ユニット３０の第１制御部３１から送信される流路開閉信号により制御される。
【００４５】
前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３は、図２Ｂに示すように、前段ＲＯ膜モジュール１０で分離された前段透過水Ｗ２を、前段ＲＯ膜モジュール１０の上流側の供給水ラインＬ１へ返送するラインである。前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３の上流側の端部は、接続部Ｊ５４に接続されている。前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３の下流側の端部は、接続部Ｊ５２において、前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３に接続されている。接続部Ｊ５２は、前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３における接続部Ｊ５３と接続部Ｊ５１との間に配置されている。前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３における接続部Ｊ５２から接続部Ｊ５１までの部分は、前段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５３における接続部Ｊ５２から接続部Ｊ５１までの部分と共通する。
【００４６】
前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３には、図２Ｂに示すように、リリーフ弁Ｖ４３が設けられている。リリーフ弁Ｖ４３は、常閉式の圧力作動弁であって、一次側の圧力が二次側の圧力よりも一定の圧力以上高い場合に開放される調整弁である。詳細には、リリーフ弁Ｖ４３は、前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３の管内圧力が予め設定された圧力以上になったときに開状態となり、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２を流通される前段透過水Ｗ２を、接続部Ｊ５４を介して前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３に流通させるための弁である。
【００４７】
リリーフ弁Ｖ４３における二次側の圧力（接続部Ｊ５１での供給水Ｗ１の圧力）は、減圧弁Ｖ４２により前段加圧ポンプ８の運転圧力未満に調整される。前段透過水補給弁Ｖ３５が閉状態に制御された状態で前段加圧ポンプ８を駆動させると、リリーフ弁Ｖ４３における一次側の圧力（接続部Ｊ５４での前段透過水Ｗ２の圧力）は、二次側の圧力よりも高くなる。これにより、リリーフ弁Ｖ４３が開放されて、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２を流通する前段透過水Ｗ２を、前段ＲＯ透過水リターンラインＬ４３に流通させることができる。
【００４８】
図２Ｃに示すように、中間タンク１１は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２における前段ＲＯ膜モジュール１０と後段ＲＯ膜モジュール１４との間に設けられている。中間タンク１１は、前段ＲＯ膜モジュール１０で分離された前段透過水Ｗ２を貯留するタンクである。
【００４９】
中間タンク１１には、図２Ｃに示すように、水位センサ１１１が設けられている。水位センサ１１１は、中間タンク１１に貯留された前段透過水Ｗ２の水位を検出する機器である。水位センサ１１１は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。水位センサ１１１で測定された中間タンク１１の水位（以下、「検出水位値」ともいう）は、制御ユニット３０の第１制御部３１へ検出信号として送信される。
【００５０】
本実施形態において、水位センサ１１１は、例えば、レベルスイッチである。レベルスイッチは、予め設定された液面位置の検出器であり、例えば、複数の液面位置（例えば、４位置）を検出するように構成されている。図２Ｃでは、水位センサ１１１として、フロート式のレベルスイッチを設けた例を示す。なお、水位センサ１１１は、レベルスイッチには制限されず、例えば、連続式レベルセンサであってもよい。連続式レベルセンサとしては、例えば、静電容量式センサ、圧力式センサ、超音波式センサ等が用いられる。
【００５１】
後段加圧ポンプ１２は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２を流通する前段透過水Ｗ２を吸入し、後段ＲＯ膜モジュール１４へ向けて圧送する装置である。後段加圧ポンプ１２には、後段インバータ１３から周波数が変換された駆動電力が供給される。後段加圧ポンプ１２は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【００５２】
後段インバータ１３は、後段加圧ポンプ１２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。後段インバータ１３は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。後段インバータ１３には、制御ユニット３０の第１制御部３１から指令信号が入力される。後段インバータ１３は、第１制御部３１から入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を後段加圧ポンプ１２に出力する。
【００５３】
後段ＲＯ膜モジュール１４は、前段ＲＯ膜モジュール１０で分離されて後段加圧ポンプ１２により圧送された前段透過水Ｗ２を、前段透過水Ｗ２よりも溶存塩類が除去された後段透過水Ｗ４と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ５と、に分離する。後段ＲＯ膜モジュール１４は、単一又は複数のスパイラル型ＲＯ膜エレメントを圧力容器（ベッセル）に収容して構成される。
【００５４】
後段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５４は、図２Ｃに示すように、後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された濃縮水Ｗ５の一部Ｗ５１を、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２へ返送するラインである。後段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５４の上流側の端部は、後段ＲＯ膜モジュール１４の一次側出口ポート（濃縮水の出口）に接続されている。後段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５４の下流側の端部は、接続部Ｊ６１に接続されている。接続部Ｊ６１は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２における中間タンク１１と後段加圧ポンプ１２との間に配置されている。
【００５５】
後段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５４には、図２Ｃに示すように、上流側から順に、接続部Ｊ６３、接続部Ｊ６２、第５逆止弁Ｖ６５、第６定流量弁Ｖ５６、及び接続部Ｊ６１が設けられている。接続部Ｊ６２には、第１後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６３の上流側の端部が接続されている。接続部Ｊ６３には、第２後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６４の上流側の端部が接続されている。
【００５６】
第１後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６３及び第２後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６４は、後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された濃縮水Ｗ５の残部Ｗ５２を、後段ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５４の途中から装置の外に排出するラインである。第１後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６３の下流側の端部及び第２後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６４の下流側の端部は、接続部Ｊ６４において、後段ＲＯ濃縮水送出ラインＬ６５の上流側の端部に接続されている。後段ＲＯ濃縮水送出ラインＬ６５の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。第１後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６３及び第２後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６４には、それぞれ、第１調整弁Ｖ３６及び第２調整弁Ｖ３７、並びに第７定流量弁Ｖ５７及び第８定流量弁Ｖ５８が設けられている。
【００５７】
第１調整弁Ｖ３６及び第２調整弁Ｖ３７により、第１後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６３及び第２後段ＲＯ濃縮水ラインＬ６４を個別に開閉することにより、濃縮水Ｗ５の送出流量を調節することができる。第１調整弁Ｖ３６及び第２調整弁Ｖ３７は、それぞれ制御ユニット３０と電気的に接続されている。第１調整弁Ｖ３６及び第２調整弁Ｖ３７の開閉は、制御ユニット３０の第２制御部３２から送信される駆動信号により制御される。
【００５８】
後段ＲＯ濃縮水送出ラインＬ６５には、第８開閉弁Ｖ１８が設けられている。第８開閉弁Ｖ１８は、後段ＲＯ濃縮水送出ラインＬ６５の開閉を操作可能な手動弁である。
【００５９】
後段ＲＯ透過水ラインＬ２３は、後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された後段透過水Ｗ４をＥＤＩスタック１６に流通させるラインである。後段ＲＯ透過水ラインＬ２３の上流側の端部は、図２Ｃに示すように、後段ＲＯ膜モジュール１４の二次側ポート（後段透過水Ｗ４の出口）に接続されている。後段ＲＯ透過水ラインＬ２３の下流側の端部は、図２Ｄに示すように、第１流路切換弁Ｖ７１を介して、ＥＤＩスタック１６に接続されている。
【００６０】
次に、純水製造装置１における全体構成図の後段部分について説明する。
後段ＲＯ透過水ラインＬ２３は、前段側透過水ラインＬ２３１と、中段側透過水ラインＬ２３２と、脱塩室流入ラインＬ２３３と、濃縮室流入ラインＬ２３４と、を有する。前段側透過水ラインＬ２３１には、上流側から順に、図２Ｃに示すように、第４逆止弁Ｖ６４、接続部Ｊ２３、及び第９開閉弁Ｖ１９が設けられている。また、第９開閉弁Ｖ１９以降には、図２Ｄに示すように、接続部Ｊ３１、接続部Ｊ３２、及び第１流路切換弁Ｖ７１が設けられている。
【００６１】
第１流路切換弁Ｖ７１は、後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された後段透過水Ｗ４を、中段側透過水ラインＬ２３２を介してＥＤＩスタック１６へ向けて流通させる流路（採水側流路）、又は、後段ＲＯ透過水リターンラインＬ４４を介して中間タンク１１へ向けて流通させる流路（循環側流路）に切り換え可能な自動弁である。第１流路切換弁Ｖ７１は、例えば、電動式又は電磁式の三方弁により構成される。第１流路切換弁Ｖ７１は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。第１流路切換弁Ｖ７１における流路の切り換えは、制御ユニット３０の第２制御部３２から送信される流路切換信号により制御される。
【００６２】
後段ＲＯ透過水リターンラインＬ４４は、後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された後段透過水Ｗ４を、前段ＲＯ膜モジュール１０と後段ＲＯ膜モジュール１４との間に設けられた中間タンク１１へ返送するラインである。後段ＲＯ透過水リターンラインＬ４４の上流側の端部は、図２Ｄに示すように、第１流路切換弁Ｖ７１に接続されている。後段ＲＯ透過水リターンラインＬ４４の下流側は、図２Ｃに示すように、中間タンク１１に接続されている。
【００６３】
前段側透過水ラインＬ２３１の上流側の端部は、図２Ｃに示すように、後段ＲＯ膜モジュール１４の二次側ポート（後段透過水Ｗ４の出口）に接続されている。前段側透過水ラインＬ２３１の下流側の端部は、第１流路切換弁Ｖ７１に接続されている。中段側透過水ラインＬ２３２の上流側の端部は、第１流路切換弁Ｖ７１に接続されている。中段側透過水ラインＬ２３２の下流側の端部は、分岐部Ｊ７１において、脱塩室流入ラインＬ２３３の上流側の端部及び濃縮室流入ラインＬ２３４の上流側の端部に接続されている。
【００６４】
脱塩室流入ラインＬ２３３の下流側の端部は、ＥＤＩスタック１６の一次側ポート（脱塩室１６１の入口側）に接続されている。脱塩室流入ラインＬ２３３には、接続部Ｊ３３が配置されている。濃縮室流入ラインＬ２３４の下流側の端部は、ＥＤＩスタック１６の一次側ポート（濃縮室１６２の各入口側）に接続されている。濃縮室流入ラインＬ２３４には、上流側から順に、第５定流量弁Ｖ５５、及び接続部Ｊ３４が設けられている。
【００６５】
ＥＤＩスタック１６は、後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された後段透過水Ｗ４を脱塩処理（脱イオン処理）して、脱塩水Ｗ６と濃縮水Ｗ７とを得る水処理機器である。ＥＤＩスタック１６は、直流電源装置５０（図１参照）と電気的に接続されている。ＥＤＩスタック１６には、直流電源装置５０から直流電圧が印加される。ＥＤＩスタック１６は、直流電源装置５０から印加された直流電圧により通電され、動作する。
【００６６】
直流電源装置５０は、直流電圧をＥＤＩスタック１６の一対の電極間に印加する。直流電源装置５０は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。直流電源装置５０は、制御ユニット３０の第２制御部３２により入力された指令信号に応答して、直流電圧をＥＤＩスタック１６に出力する。
【００６７】
ＥＤＩスタック１６は、一対の電極間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜（不図示）が交互に配置される。ＥＤＩスタック１６の内部は、これらイオン交換膜により、脱塩室１６１及び濃縮室１６２（陽極室及び陰極室を含む）に区画される。脱塩室１６１には、イオン交換体（不図示）が充填される。脱塩室１６１に充填されるイオン交換体としては、例えば、イオン交換樹脂又はイオン交換繊維等が用いられる。なお、図２Ｄでは、ＥＤＩスタック１６の内部に区画された複数の脱塩室１６１及び濃縮室１６２を模式的に示す。
【００６８】
脱塩室１６１の入口側には、後段透過水Ｗ４を流入させる脱塩室流入ラインＬ２３３が接続されている。脱塩室１６１の出口側には、脱塩室１６１においてイオンが除去されて排出された脱塩水Ｗ６を流通させる脱塩水ラインＬ３が接続されている。濃縮室１６２の入口側には、後段透過水Ｗ４を流入させる濃縮室流入ラインＬ２３４が接続されている。濃縮室１６２の出口側には、イオンが濃縮されて排出された濃縮水Ｗ７を、装置の外に排出するＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４が接続されている。ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４の上流側の端部は、ＥＤＩスタック１６の二次側ポート（濃縮室１６２の出口側）に接続されている。ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。
【００６９】
脱塩室１６１及び濃縮室１６２それぞれには、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３を流通する後段透過水Ｗ４が流入される。後段透過水Ｗ４に含まれる残留イオンは、脱塩室１６１内に充填されたイオン交換体（不図示）により捕捉され、脱塩水Ｗ６となる。脱塩水Ｗ６は、脱塩水ラインＬ３（後述）を介して需要箇所へ送出される。また、脱塩室１６１内のイオン交換体に捕捉された残留イオンは、印加された直流電圧の電気エネルギーにより濃縮室１６２に移動する。そして、残留イオンを含む水は、濃縮水Ｗ７として、濃縮室１６２からＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４を介して装置の外に排出される。
【００７０】
脱塩水ラインＬ３は、ＥＤＩスタック１６で得られた脱塩水Ｗ６を純水として需要箇所に向けて送出するラインである。脱塩水ラインＬ３は、上流側脱塩水ラインＬ３１と、下流側脱塩水ラインＬ３２と、を有する。
【００７１】
上流側脱塩水ラインＬ３１の上流側の端部は、ＥＤＩスタック１６の二次側ポート（脱塩室１６１の出口側）に接続されている。上流側脱塩水ラインＬ３１の下流側の端部は、第２流路切換弁Ｖ７２を介して、下流側脱塩水ラインＬ３２及び脱塩水リターンラインＬ４５（後述）に接続されている。上流側脱塩水ラインＬ３１には、上流側から順に、接続部Ｊ３６、接続部Ｊ３７、接続部Ｊ３８、第７開閉弁Ｖ１７、及び第２流路切換弁Ｖ７２が設けられている。第７開閉弁Ｖ１７は、上流側脱塩水ラインＬ３１の開閉を操作可能な手動弁である。
【００７２】
第２流路切換弁Ｖ７２は、ＥＤＩスタック１６の脱塩室１６１で得られた脱塩水Ｗ６を、下流側脱塩水ラインＬ３２を介して需要箇所に向けて送出させる流路（採水側流路）、又は、脱塩水リターンラインＬ４５を介して中間タンク１１に向けて流通させる流路（循環側流路）に切り換え可能な自動弁である。第２流路切換弁Ｖ７２は、例えば、電動式又は電磁式の三方弁により構成される。第２流路切換弁Ｖ７２は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。第２流路切換弁Ｖ７２における流路の切り換えは、制御ユニット３０の第２制御部３２から送信される流路切換信号により制御される。
【００７３】
第２流路切換弁Ｖ７２は、第２制御部３２により採水側流路に切り換えられることにより、ＥＤＩスタック１６で得られた脱塩水Ｗ６を脱塩水ラインＬ３から需要箇所に供給するように送り出す処理を実行可能な送出手段として機能する。
【００７４】
下流側脱塩水ラインＬ３２の上流側の端部は、第２流路切換弁Ｖ７２に接続されている。下流側脱塩水ラインＬ３２の下流側の端部は、需要箇所の装置等（不図示）に接続されている。
【００７５】
脱塩水リターンラインＬ４５は、ＥＤＩスタック１６の脱塩室１６１で得られた脱塩水Ｗ６を、脱塩水ラインＬ３の途中から、前段ＲＯ膜モジュール１０と後段ＲＯ膜モジュール１４との間に設けられた中間タンク１１へ返送するラインである。本実施形態において、脱塩水リターンラインＬ４５の上流側の端部は、第２流路切換弁Ｖ７２に接続されている。脱塩水リターンラインＬ４５の下流側の端部は、中間タンク１１に接続されている。
【００７６】
第１圧力計Ｐ１〜第６圧力計Ｐ６は、接続された各ラインを流通する水の圧力を計測する機器である。図２Ａに示すように、第１圧力計Ｐ１〜第４圧力計Ｐ４は、接続部Ｊ１〜Ｊ４において、それぞれ、供給水ラインＬ１に接続されている。図２Ｄに示すように、第５圧力計Ｐ５は、接続部Ｊ３５において、ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４に接続されている。第６圧力計Ｐ６は、接続部Ｊ３６において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。
【００７７】
第１圧力センサＰＳ１〜第４圧力センサＰＳ４は、接続された各ラインを流通する水の圧力を計測する機器である。図２Ｂ〜図２Ｄに示すように、第１圧力センサＰＳ１は、接続部Ｊ９において、供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ９は、供給水ラインＬ１における前段加圧ポンプ８と前段ＲＯ膜モジュール１０との間に配置されている。第２圧力センサＰＳ２は、接続部Ｊ２２において、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２に接続されている。接続部Ｊ２２は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２における後段加圧ポンプ１２と後段ＲＯ膜モジュール１４との間に配置されている。第３圧力センサＰＳ３は、接続部Ｊ３３において、脱塩室流入ラインＬ２３３に接続されている。接続部Ｊ３３は、脱塩室流入ラインＬ２３３の途中に配置されている。第４圧力センサＰＳ４は、接続部Ｊ３４において、濃縮室流入ラインＬ２３４に接続されている。接続部Ｊ３４は、濃縮室流入ラインＬ２３４における第５定流量弁Ｖ５５とＥＤＩスタック１６との間に配置されている。
【００７８】
第１圧力センサＰＳ１〜第４圧力センサＰＳ４は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。第１圧力センサＰＳ１〜第４圧力センサＰＳ４で測定された供給水Ｗ１、前段透過水Ｗ２又は後段透過水Ｗ４の圧力は、制御ユニット３０へ検出信号として送信される。
【００７９】
圧力スイッチＰＳＷは、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力が第１設定圧力値以下又は第２設定圧力値以上であることを検出する機器である。図２Ｂに示すように、圧力スイッチＰＳＷは、接続部Ｊ７において、供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ７は、供給水ラインＬ１における接続部Ｊ５１と前段加圧ポンプ８との間に配置されている。圧力スイッチＰＳＷで検出された供給水Ｗ１の圧力の検出信号は、制御ユニット３０へ送信される。
【００８０】
第１温度センサＴＥ１〜第５温度センサＴＥ５は、接続された各ラインを流通する水の温度を測定する機器である。第１温度センサＴＥ１は、接続部Ｊ８において、供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ８は、供給水ラインＬ１における接続部Ｊ５１と前段加圧ポンプ８との間に配置されている。第２温度センサＴＥ２は、接続部Ｊ３１において、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３に接続されている。接続部Ｊ３１は、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３における後段ＲＯ膜モジュール１４と第１流路切換弁Ｖ７１との間に配置されている。第３温度センサＴＥ３は、接続部Ｊ４３において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ４３は、脱塩水ラインＬ３における第２流路切換弁Ｖ７２よりも下流側の下流側脱塩水ラインＬ３２に配置されている。
【００８１】
第４温度センサＴＥ４は、図２Ｂに示すように、接続部Ｊ１２において、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２に接続されている。接続部Ｊ１２は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２における前段ＲＯ膜モジュール１０と中間タンク１１との間に配置されている。第５温度センサＴＥ５は、図２Ｃに示すように、接続部Ｊ２１において、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２に接続されている。接続部Ｊ２１は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２における中間タンク１１と後段加圧ポンプ１２との間に配置されている。
【００８２】
第１温度センサＴＥ１〜第５温度センサＴＥ５は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。第１温度センサＴＥ１〜第５温度センサＴＥ５で測定された供給水Ｗ１、前段透過水Ｗ２、後段透過水Ｗ４又は脱塩水Ｗ６の温度（検出水温値）は、制御ユニット３０へ検出信号として送信される。
【００８３】
第１流量センサＦＭ１〜第３流量センサＦＭ３は、接続された各ラインを流通する水の流量を測定する機器である。第１流量センサＦＭ１は、接続部Ｊ１０において、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２に接続されている。接続部Ｊ１０は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２における前段ＲＯ膜モジュール１０と中間タンク１１との間に配置されている。流量検出手段としての第２流量センサＦＭ２は、接続部Ｊ３８において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ３８は、脱塩水ラインＬ３におけるＥＤＩスタック１６と第２流路切換弁Ｖ７２との間に配置されている。第３流量センサＦＭ３は、図２Ｃに示すように、接続部Ｊ２３において、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３に接続されている。接続部Ｊ２３は、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３における後段ＲＯ膜モジュール１４と第１流路切換弁Ｖ７１との間に配置されている。
【００８４】
第１流量センサＦＭ１〜第３流量センサＦＭ３は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。第１流量センサＦＭ１〜第３流量センサＦＭ３で測定された前段透過水Ｗ２、後段透過水Ｗ４又は脱塩水Ｗ６の流量（検出流量値）は、制御ユニット３０へ検出信号として送信される。
【００８５】
第１電気伝導率センサＥＣ１及び第２電気伝導率センサＥＣ２は、接続された各ラインを流通する水の電気伝導率（電気的特性値）を測定する機器である。第１電気伝導率センサＥＣ１は、接続部Ｊ３２において、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３に接続されている。接続部Ｊ３２は、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３における後段ＲＯ膜モジュール１４と第１流路切換弁Ｖ７１との間に配置されている。第２電気伝導率センサＥＣ２は、図２Ｂに示すように、接続部Ｊ１３において、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２に接続されている。接続部Ｊ１３は、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２における前段ＲＯ膜モジュール１０と中間タンク１１との間に配置されている。第１電気伝導率センサＥＣ１及び第２電気伝導率センサＥＣ２は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。第１電気伝導率センサＥＣ１及び第２電気伝導率センサＥＣ２で測定された前段透過水Ｗ２又は後段透過水Ｗ４の電気伝導率は、制御ユニット３０へ検出信号として送信される。
【００８６】
第１比抵抗センサＲＳ１及び第２比抵抗センサＲＳ２は、脱塩水ラインＬ３を流通する脱塩水Ｗ６の比抵抗（電気的特性値）を測定する機器である。第１比抵抗センサＲＳ１は、接続部Ｊ３７において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ３７は、脱塩水ラインＬ３におけるＥＤＩスタック１６と第２流路切換弁Ｖ７２との間に配置されている。第２比抵抗センサＲＳ２は、接続部Ｊ４１において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ４１は、脱塩水ラインＬ３における第２流路切換弁Ｖ７２よりも下流側の下流側脱塩水ラインＬ３２に配置されている。なお、第１比抵抗センサＲＳ１及び第２比抵抗センサＲＳ２は、測定された比抵抗値の温度補償のため、温度センサを内蔵している。そのため、第１比抵抗センサＲＳ１及び第２比抵抗センサＲＳ２は、脱塩水Ｗ６の水温を測定することができる。第１比抵抗センサＲＳ１及び第２比抵抗センサＲＳ２は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。第１比抵抗センサＲＳ１で測定された脱塩水Ｗ６の比抵抗（及び温度）、及び第２比抵抗センサＲＳ２で測定された脱塩水Ｗ６の比抵抗（及び温度）は、それぞれ、制御ユニット３０へ検出信号として送信される。
【００８７】
全有機炭素センサＴＯＣは、脱塩水ラインＬ３を流通する脱塩水Ｗ６の有機体炭素量を検出する機器である。有機体炭素とは、水中に存在する有機物中の炭素である。全有機炭素センサＴＯＣは、接続部Ｊ４２において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ４２は、脱塩水ラインＬ３における第２流路切換弁Ｖ７２よりも下流側の下流側脱塩水ラインＬ３２に配置されている。
【００８８】
全有機炭素センサＴＯＣは、制御ユニット３０と電気的に接続されている。全有機炭素センサＴＯＣで検出された脱塩水Ｗ６の全有機炭素量は、制御ユニット３０へ検出信号として送信される。
【００８９】
入力操作部４０は、装置の運転状態に係る選択（例えば、運転／停止の選択、警報の解除等）、装置の運転条件に係る各種設定について、ユーザー又は管理者の入力操作を受け付ける入力インターフェースである。この入力操作部４０は、ディスプレイとボタンスイッチを組み合わせた操作パネル、ディスプレイ上で直接操作するタッチパネル等により構成される。入力操作部４０は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。入力操作部４０から入力された情報は、制御ユニット３０に送信される。
【００９０】
表示部６０は、所望の情報を表示する。表示部６０は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。
【００９１】
次に、制御ユニット３０について説明する。制御ユニット３０は、第１制御部３１と、第２制御部３２と、を備える。第１制御部３１及び第２制御部３２は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。マイクロプロセッサのＣＰＵは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って、後述する各種の制御を実行する。マイクロプロセッサのメモリには、純水製造装置１を制御するためのデータや各種プログラムが記憶される。また、マイクロプロセッサには、時間の計時等を管理するインテグレーテッドタイマユニット（以下、「ＩＴＵ」ともいう）が組み込まれている。
【００９２】
以下、制御ユニット３０を構成する第１制御部３１及び第２制御部３２について説明する。
【００９３】
第１制御部３１は、前段ＲＯ膜モジュール１０で製造される前段透過水Ｗ２の流量を制御する。第１制御部３１は、需要箇所おいて純水の消費水量が減少して、水位センサ１１１（中間タンク１１）の検出水位値Ｗが目標水位値Ｍ以上となった場合には、前段加圧ポンプ８の回転速度を遅くして、中間タンク１１への給水流量を減らすことにより、水位センサ１１１の検出水位値Ｗが目標水位値Ｍとなるように調節する。また、第１制御部３１は、需要箇所において純水の消費水量が増加して、水位センサ１１１の検出水位値Ｗが目標水位値Ｍ未満（後述の警戒水位値Ｌ未満を含む）となった場合には、前段加圧ポンプ８の回転速度を速くして中間タンク１１への給水流量を増やすことにより、水位センサ１１１の検出水位値Ｗが目標水位値Ｍとなるように調節する。
【００９４】
本実施形態の中間タンク１１には、図２Ｃに示すように、目標水位値Ｍ及びこの目標水位値Ｍよりも低い警戒水位値Ｌが設定されている。目標水位値Ｍは、中間タンク１１に貯留される前段透過水Ｗ２の基準水位である。純水製造装置１の運転中において、中間タンク１１の水位は、需要箇所に純水を安定して供給できるように、目標水位値Ｍとなるように制御される。警戒水位値Ｌは、需要箇所へ純水を安定して供給可能な限界水位である。中間タンク１１の水位が警戒水位値Ｌ未満となった場合には、中間タンク１１に可能な限り速やかに前段透過水Ｗ２を補給する必要がある。そのため、中間タンク１１が警戒水位値Ｌ未満となった場合には、補給される前段透過水Ｗ２の流量が最大となるように、前段加圧ポンプ８が最大出力で駆動される。
【００９５】
第１制御部３１は、前段ＲＯ膜モジュール１０に対する水位フィードバック水量制御として、水位センサ１１１の検出水位値が予め設定された目標水位値となるように、フィードバック制御アルゴリズム、例えば速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより前段加圧ポンプ８の第１駆動周波数を演算し、当該第１駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前段インバータ９に出力する。
【００９６】
具体的には、第１制御部３１は、水位センサ１１１における検出水位値Ｗが警戒水位値Ｌ以上の場合には、設定した目標水位値Ｍ及び水位センサ１１１の検出水位値Ｗを用いて前段加圧ポンプ８に供給する第１駆動周波数を演算し、当該第１駆動周波数に対応する電流値信号（指令信号）を前段インバータ９に出力する。
【００９７】
また、第１制御部３１は、水位センサ１１１における検出水位値Ｗが警戒水位値Ｌ未満の場合には、前段加圧ポンプ８の第１駆動周波数を、水位フィードバック水量制御における第１駆動周波数よりも高い規定駆動周波数に固定し、当該規定駆動周波数に対応する電流値信号を前段インバータ９に出力する。本実施形態において、規定駆動周波数は、前段加圧ポンプ８の最大駆動周波数である。
【００９８】
なお、規定駆動周波数は、水位センサ１１１の検出水位値Ｗが警戒水位値Ｌ以上の場合に出力される第１駆動周波数の範囲よりも高い周波数であればよい。従って、規定駆動周波数を、水位フィードバック水量制御における駆動周波数の範囲の最大値（例えば、最大駆動周波数若しくはその近傍値）としてもよい。なお、第１制御部３１による水位フィードバック水量制御の具体的な処理手順については後述する。
【００９９】
第２制御部３２は、後段ＲＯ膜モジュール１４に対する流量フィードバック水量制御として、第３流量センサＦＭ３の検出流量値が予め設定された目標流量値となるように、フィードバック制御アルゴリズム、例えば速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより後段加圧ポンプ１２を駆動するための第２駆動周波数を演算し、当該第２駆動周波数の演算値に対応する電流値信号（指令信号）を後段インバータ１３に出力する。なお、第２制御部３２による流量フィードバック水量制御の具体的な処理手順については後述する。
【０１００】
次に、第１制御部３１（制御ユニット３０）による水位フィードバック水量制御について説明する。図３は、第１制御部３１において水位フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの処理は、純水製造装置１の運転中において、繰り返し実行される。
【０１０１】
図３に示すステップＳＴ１０１において、第１制御部３１は、中間タンク１１の目標水位値Ｍを取得する。この目標水位値Ｍは、例えば、装置管理者が入力操作部４０を介して制御ユニット３０のメモリ（不図示）に入力した設定値である。
【０１０２】
ステップＳＴ１０２において、第１制御部３１は、ＩＴＵによる計時ｔが制御周期（Δｔ）である１００ｍｓに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、第１制御部３１により、ＩＴＵによる計時ｔが１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、第１制御部３１により、ＩＴＵによる計時ｔが１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ戻る。
【０１０３】
ステップＳＴ１０３において、第１制御部３１は、水位センサ１１１の検出水位値Ｗをフィードバック値として取得する。
【０１０４】
ステップＳＴ１０４において、第１制御部３１は、検出水位値Ｗが警戒水位値Ｌ以上か否かを判定する。このステップＳＴ１０４において、第１制御部３１により、検出水位値Ｗ≧警戒水位値Ｌである（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。また、ステップＳＴ１０４において、第１制御部３１により、検出水位値Ｗ＜警戒水位値Ｌである（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０８へ移行する。
【０１０５】
ステップＳＴ１０５において、第１制御部３１は、ステップＳＴ１０３で取得した検出水位値（フィードバック値）Ｗと、ステップＳＴ１０１で取得した目標水位値Ｍとの偏差がゼロとなるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより操作量Ｕｎを演算する。なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期Δｔ（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵｎを演算し、これを前回の制御周期時点の操作量Ｕｎ−１に加算することで現時点の操作量Ｕｎを決定する。
【０１０６】
水位フィードバック水量制御における速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムに用いられる演算式は、下記の式（１ａ）及び式（１ｂ）により表される。
ΔＵｎ＝Ｋｐ｛（ｅｎ−ｅｎ−１）＋（Δｔ／Ｔｉ）×ｅｎ＋（Ｔｄ／Δｔ）×（ｅｎ−２ｅｎ−１＋ｅｎ−２）｝            （１ａ）
Ｕｎ＝Ｕｎ−１＋ΔＵｎ            （１ｂ）
【０１０７】
式（１ａ）及び式（１ｂ）において、Δｔ：制御周期、Ｕｎ：現時点の操作量、Ｕｎ−１：前回の制御周期時点の操作量、ΔＵｎ：前回から今回までの操作量の変化分、ｅｎ：現時点の偏差の大きさ、ｅｎ−１：前回の制御周期時点の偏差の大きさ、ｅｎ−２：前々回の制御周期時点の偏差の大きさ、Ｋｐ：比例ゲイン、Ｔｉ：積分時間、Ｔｄ：微分時間である。なお、現時点の偏差の大きさｅｎは、下記の式（２）により求められる。
ｅｎ＝Ｍ−Ｗ            （２）
【０１０８】
ステップＳＴ１０６において、第１制御部３１は、現時点の操作量Ｕｎ、及び前段加圧ポンプ８の最大駆動周波数Ｆｍａｘ（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）を使用して、所定の演算式により、前段加圧ポンプ８の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］を演算する。
【０１０９】
ステップＳＴ１０７において、第１制御部３１は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（指令信号：４〜２０ｍＡ）に変換し、この電流値信号を前段インバータ９に出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。なお、ステップＳＴ１０７において、第１制御部３１が電流値信号を前段インバータ９へ出力すると、前段インバータ９は、入力された電流値信号で指定された周波数に変換された駆動電力を前段加圧ポンプ８に供給する。その結果、前段加圧ポンプ８は、前段インバータ９から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。
【０１１０】
一方、ステップＳＴ１０８（ステップＳＴ１０４：ＮＯ判定）において、第１制御部３１は、前段加圧ポンプ８の駆動周波数Ｆとして、予め設定された最大駆動周波数Ｆｍａｘを設定する。すなわち、水位センサ１１１の検出水位値Ｗが警戒水位値Ｌ未満の場合には、中間タンク１１に補給される前段透過水Ｗ２の流量が最大となるように、前段加圧ポンプ８を最大出力で駆動する。このため、中間タンク１１の貯水量が少なくなった場合には、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより現時点の操作量Ｕｎを演算することなく、予め設定された最大駆動周波数Ｆｍａｘを駆動周波数Ｆに設定する。これにより、駆動周波数Ｆは、規定駆動周波数に固定される。ステップＳＴ１０８の終了後、処理はステップＳＴ１０７へ移行する。ステップＳＴ１０７以降においては、設定された最大駆動周波数Ｆｍａｘに対応する電流値信号（指令信号）に変換され、前段インバータ９に出力される。これにより、前段加圧ポンプ８が最大出力で駆動される。
【０１１１】
次に、第２制御部３２（制御ユニット３０）による流量フィードバック水量制御について説明する。図４は、第２制御部３２において流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理は、純水製造装置１の運転中において、繰り返し実行される。
【０１１２】
図４に示すステップＳＴ２０１において、第２制御部３２は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑｐ´を取得する。この目標流量値Ｑｐ´は、例えば、装置管理者が入力操作部４０を介して制御ユニット３０のメモリ（不図示）に入力した設定値である。
【０１１３】
ステップＳＴ２０２において、第２制御部３２は、ＩＴＵによる計時ｔが制御周期（Δｔ）である１００ｍｓに達したか否かを判定する。このステップＳＴ２０２において、第２制御部３２により、ＩＴＵによる計時ｔが１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０３へ移行する。また、ステップＳＴ２０２において、第２制御部３２により、ＩＴＵによる計時ｔが１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０２へ戻る。
【０１１４】
ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ判定）において、第２制御部３２は、第２流量センサＦＭ２の検出流量値Ｑｐをフィードバック値として取得する。
【０１１５】
ステップＳＴ２０４において、第２制御部３２は、ステップＳＴ２０３で取得した検出流量値（フィードバック値）Ｑｐと、ステップＳＴ２０１で取得した目標流量値Ｑｐ´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより操作量Ｕｎを演算する。なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期Δｔ（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵｎを演算し、これを前回の制御周期時点の操作量Ｕｎ−１に加算することで現時点の操作量Ｕｎを決定する。
【０１１６】
流量フィードバック水量制御における速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムに用いられる演算式は、上記の式（１ａ）及び式（１ｂ）により表される。また、現時点の偏差の大きさｅｎは、下記の式（３）により求められる。
ｅｎ＝Ｑｐ´−Ｑｐ            （３）
【０１１７】
ステップＳＴ２０５において、第２制御部３２は、現時点の操作量Ｕｎ、目標流量値Ｑｐ´及び後段加圧ポンプ１２の最大駆動周波数Ｆｍａｘ（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）を使用して、所定の演算式により、加圧ポンプ５の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］を演算する。
【０１１８】
ステップＳＴ２０６において、第２制御部３２は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（指令信号：４〜２０ｍＡ）に変換し、この電流値信号を後段インバータ１３に出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ２０１へリターンする）。なお、ステップＳＴ２０６において、第２制御部３２が電流値信号を後段インバータ１３へ出力すると、後段インバータ１３は、入力された電流値信号で指定された周波数に変換された駆動電力を後段加圧ポンプ１２に供給する。その結果、後段加圧ポンプ１２は、後段インバータ１３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。
【０１１９】
上述した第１実施形態に係る純水製造装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
【０１２０】
第１実施形態に係る純水製造装置１において、第１制御部３１は、水位センサ１１１において測定された中間タンク１１の検出水位値が予め設定された目標水位値となるように、フィードバック制御アルゴリズムにより前段加圧ポンプ８の第１駆動周波数を演算し、当該第１駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前段インバータ９に出力する。
【０１２１】
これによれば、前段加圧ポンプ８は、前段透過水Ｗ２の消費水量に見合った駆動周波数により連続的に駆動される。そのため、中間タンク１１の検出水位値を目標水位値に収束させた場合でも、前段加圧ポンプ８を停止させることなく、前段加圧ポンプ８をアイドリング駆動周波数で駆動させることができるので、目標水位値を基準にして加圧ポンプを単純にオンオフ制御する場合に比べて、前段加圧ポンプ８の発停頻度を少なくすることができる。前段加圧ポンプ８の発停頻度が少なくなると、前段ＲＯ膜モジュール１０で製造される前段透過水Ｗ２の水質も低下しにくくなるため、純水製造装置１で製造される純水の水質の悪化を抑制することができる。
【０１２２】
また、第１実施形態に係る純水製造装置１によれば、需要箇所の使用水量に応じて中間タンク１１の水位を常に一定のレベルに保つことができるため、中間タンク１１の容量を必要以上に大きくする必要がない。そのため、従来よりも中間タンク１１の容量を小さくすることができる。
【０１２３】
また、第１制御部３１は、水位センサ１１１における検出水位値Ｗが警戒水位値Ｌ未満の場合には、前段加圧ポンプ８の第１駆動周波数を、水位フィードバック水量制御における第１駆動周波数よりも高い規定駆動周波数に固定し、当該規定駆動周波数に対応する電流値信号を前段インバータ９に出力する。これによれば、需要箇所において純水の消費水量が急激に増えた場合に、前段加圧ポンプ８の回転速度を高めた状態に駆動周波数が固定されるため、消費水量の急激な変化に速やかに対応することができる。とくに、規定駆動周波数を前段加圧ポンプ８の最大駆動周波数に設定した場合には、消費水量の急激な変化により速やかに対応することができる。
【０１２４】
また、第１実施形態に係る純水製造装置１によれば、後段ＲＯ膜モジュール１４の前段に、前処理ユニットとして前段ＲＯ膜モジュール１０を設けたので、後段ＲＯ膜モジュール１４で製造される後段透過水Ｗ４の純度を更に高めることができる。
【０１２５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る純水製造装置１Ａについて、図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体概略図である。図６Ａは、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の第２中段部分である。図６Ｂは、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の後段部分である。なお、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの前段部分及び第１中段部分は、図２Ａ及び図２Ｂ（第１実施形態）と同じであるため図示と説明を省略する。
【０１２６】
第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。また、第２実施形態において、供給水ラインＬ１の上流側から供給水補給弁Ｖ３１までの構成は、第１実施形態と同様である。そのため、第２実施形態においては、第１実施形態における供給水ラインＬ１の上流側から供給水補給弁Ｖ３１までの構成についての主な図面（図２Ａに対応する図面）及びその説明を省略する。また、本実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図として援用される図において、「脱塩水Ｗ６」は、「脱イオン水Ｗ９」と読み替える。また、脱塩水Ｗ６の流通するラインは、同じ符号のまま、脱イオン水Ｗ９の流通するラインとして読み替える。例えば、「脱塩水ラインＬ３」は、「脱イオン水ラインＬ３」と読み替える。
【０１２７】
第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第１実施形態に係る純水製造装置１が後段ＲＯ膜モジュール１４の下流側にＥＤＩスタック１６を備えているのに対して、ＥＤＩスタック１６の代わりに脱炭酸装置１５及びイオン交換器１７を備えている点、及びこれらの周辺の構成において、第１実施形態に係る純水製造装置１と主に異なる。
【０１２８】
図５に示すように、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第１オプション機器ＯＰ１と、プレフィルタ４と、第２オプション機器ＯＰ２と、前段加圧ポンプ８と、前段インバータ９と、前段ＲＯ膜モジュール１０と、中間タンク１１と、後段加圧ポンプ１２と、後段インバータ１３と、脱炭酸ユニットとしての脱炭酸装置１５と、第１流路切換弁Ｖ７１と、精製ユニットとしてのイオン交換器１７と、第２流路切換弁Ｖ７２と、第３オプション機器ＯＰ３と、制御ユニット３０Ａと、入力操作部４０と、表示部６０と、を備える。
【０１２９】
第２実施形態において、後段ＲＯ濃縮水送出ラインＬ６５の下流側の端部は、図６Ｂに示すように、脱炭酸装置１５に接続されている。後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された濃縮水Ｗ５のうち、前段ＲＯ透過水ラインＬ２２へ返送されなかった残部Ｗ５２は、後段ＲＯ濃縮水送出ラインＬ６５を介して脱炭酸装置１５に送出される。脱炭酸装置１５に送出された濃縮水Ｗ５は、真空ポンプ１５２（後述）の封水Ｗ８として利用され、その後、封水排出ラインＬ７５（後述）を介して装置の外に排出される。
【０１３０】
第２実施形態において、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３の上流側の端部は、図６Ａに示すように、後段ＲＯ膜モジュール１４の二次側ポート（後段透過水Ｗ４の出口）に接続されている。また、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３の下流側の端部は、図６Ｂに示すように、脱炭酸装置１５を介して、第１流路切換弁Ｖ７１に接続されている。本実施形態の後段ＲＯ透過水ラインＬ２３は、前段側透過水ラインＬ２３１と、中段側透過水ラインＬ２３２と、を有する。
【０１３１】
前段側透過水ラインＬ２３１には、上流側から順に、図６Ａに示すように、第４逆止弁Ｖ６４、接続部Ｊ２３、及び第９開閉弁Ｖ１９が設けられている。また、第９開閉弁Ｖ１９以降には、図６Ｂに示すように、脱炭酸装置１５、接続部Ｊ３１、接続部Ｊ３２、及び第１流路切換弁Ｖ７１が設けられている。本実施形態の前段側透過水ラインＬ２３１において、脱炭酸装置１５を除いた構成は、第１実施形態と同じである。
【０１３２】
本実施形態において、中段側透過水ラインＬ２３２の上流側の端部は、第１流路切換弁Ｖ７１に接続されている。また、中段側透過水ラインＬ２３２の下流側の端部は、イオン交換器１７に接続されている。
【０１３３】
脱炭酸装置１５は、後段透過水Ｗ４に含まれる遊離炭酸（溶存炭酸ガス）を、脱炭酸膜モジュール（後述）により脱気処理して、精製水としての脱炭酸水を製造する設備である。後段ＲＯ膜モジュール１４の下流側に脱炭酸装置１５を設けることにより、ＲＯ膜を透過しやすい遊離炭酸を後段透過水Ｗ４から除去することができる。従って、より純度の高い後段透過水Ｗ４を得ることができる。なお、本実施形態では、脱炭酸装置１５で製造された脱炭酸水を、便宜上、「後段透過水Ｗ４」ともいう。
【０１３４】
本実施形態の脱炭酸装置１５では、中空糸膜からなる外部灌流式の脱炭酸膜モジュールを用い、中空糸膜の内側を真空ポンプ１５２（後述）で吸引しながら、空気等の掃引ガスを導入し、膜壁を介して遊離炭酸を掃引ガス中に移行させつつ排気する。このような用途に適した脱炭酸膜モジュールとしては、例えば、セルガード社製：製品名「Ｌｉｑｕｉ−Ｃｅｌ  Ｇ−５２１Ｒ」等が挙げられる。
【０１３５】
ここで、脱炭酸装置１５の構成について説明する。図６Ｂに示すように、脱炭酸装置１５は、脱炭酸膜モジュール１５１と、真空ポンプ１５２と、インバータ１５３と、封水タンク１５４と、エアフィルタ１５５と、を備える。また、脱炭酸装置１５は、エア流量センサＦＭ４と、逆止弁Ｖ６７と、真空センサＶＳ１と、温度センサＴＥ６と、定流量弁Ｖ６０と、空気吸引ラインＬ７１と、空気排出ラインＬ７２と、封水導入ラインＬ７３と、混合空気回収ラインＬ７４と、封水排出ラインＬ７５と、を備える。
【０１３６】
脱炭酸膜モジュール１５１は、後段透過水Ｗ４に含まれる遊離炭酸を脱気処理して、精製水としての脱炭酸水を製造する。脱炭酸膜モジュール１５１は、掃引ガスとしての空気が流入する空気流入口、炭酸ガスを含む空気が排出される空気排出口、炭酸ガスを含む透過水Ｗ２が流入する水流入口、及び炭酸ガスが除去された透過水Ｗ２が排出される透過水排出口を備える（いずれも不図示）。外部灌流式の脱炭酸膜モジュールの場合、空気流入口及び空気排出口は、中空糸膜の内側と連通する。一方、水流入口及び透過水排出口は、中空糸膜の外側と連通する。脱炭酸膜モジュール１５１の水流入口には、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３の一方の端部が接続され、脱炭酸膜モジュール１５１の透過水排出口には、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３の他方の端部が接続されている。すなわち、脱炭酸膜モジュール１５１は、後段透過水Ｗ４の流路として、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３の一部を構成する。
【０１３７】
空気吸引ラインＬ７１は、脱炭酸膜モジュール１５１に空気（掃引ガス）を導入するラインである。空気吸引ラインＬ７１の上流側の端部は、大気に解放されている。空気吸引ラインＬ７１の下流側の端部は、脱炭酸膜モジュール１５１の空気流入口に接続されている。また、空気吸引ラインＬ７１には、上流側から順に、エアフィルタ１５５及びエア流量センサＦＭ４が設けられている。エアフィルタ１５５は、導入される空気から異物を除去するための部品である。エア流量センサＦＭ４は、吸引する空気の流量を測定して検出流量値として出力する機器である。エア流量センサＦＭ４は、制御ユニット３０Ａと電気的に接続されている。エア流量センサＦＭ４で測定された空気の流量は、制御ユニット３０Ａへ検出信号として送信される。制御ユニット３０Ａにおいて、脱炭酸膜モジュール１５１に導入される空気の流量をモニタすることにより、掃引ガスの供給流量が適正か否かを判定することができる。
【０１３８】
空気排出ラインＬ７２は、脱炭酸膜モジュール１５１から排出された、炭酸ガスを含む空気（以下、「混合空気」ともいう）を真空ポンプ１５２に導入するラインである。空気排出ラインＬ７２の上流側の端部は、脱炭酸膜モジュール１５１の空気排出口に接続されている。空気排出ラインＬ７２の下流側の端部は、真空ポンプ１５２の空気吸引口（不図示）に接続されている。空気排出ラインＬ７２には、上流側から順に、逆止弁Ｖ６７及び接続部Ｊ４４が設けられている。
【０１３９】
真空センサＶＳ１は、脱炭酸膜モジュール１５１内の真空度を測定する機器である。真空センサＶＳ１は、接続部Ｊ４４において、空気排出ラインＬ７２に接続されている。真空センサＶＳ１は、制御ユニット３０Ａと電気的に接続されている。真空センサＶＳ１で測定された真空度は、制御ユニット３０Ａへ検出信号として送信される。制御ユニット３０Ａにおいて、脱炭酸膜モジュール１５１の真空度をモニタすることにより、エアフィルタ１５５における異物の詰まり具合を判定することができる。
【０１４０】
真空ポンプ１５２は、脱炭酸膜モジュール１５１に空気を流入させると共に、脱炭酸膜モジュール１５１から炭酸ガスを含む空気を排出させる装置である。本実施形態の真空ポンプ１５２は、水封式の真空ポンプである。真空ポンプ１５２は、脱炭酸膜モジュール１５１から炭酸ガスを含む空気を吸引すると共に、この空気と封水タンク１５４から導入された封水Ｗ８とを混合した流体（以下、「混合流体」ともいう）を排出する。また、真空ポンプ１５２には、インバータ１５３から周波数が変換された駆動電力が供給される。真空ポンプ１５２は、インバータ１５３から供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【０１４１】
インバータ１５３は、真空ポンプ１５２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。インバータ１５３は、制御ユニット３０と電気的に接続されている。インバータ１５３には、制御ユニット３０の第２制御部３２Ａから指令信号が入力される。インバータ１５３は、第２制御部３２Ａにより入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を真空ポンプ１５２に出力する。
【０１４２】
封水導入ラインＬ７３は、封水タンク１５４に貯留された封水Ｗ８を真空ポンプ１５２に導入するラインである。封水導入ラインＬ７３の上流側の端部は、封水タンク１５４の液相部（底部）に接続されている。封水導入ラインＬ７３の下流側の端部は、真空ポンプ１５２の封水導入口（不図示）に接続されている。封水導入ラインＬ７３には、上流側から順に、定流量弁Ｖ６０及び接続部Ｊ４５が設けられている。封水Ｗ８は、水封式の真空ポンプ１５２において、内部の気密性を保つために導入される。
【０１４３】
温度センサＴＥ６は、到達真空度に影響する封水Ｗ８の温度を測定する機器である。温度センサＴＥ６は、接続部Ｊ４５において、封水導入ラインＬ７３に接続されている。温度センサＴＥ６は、制御ユニット３０Ａと電気的に接続されている。温度センサＴＥ６で測定された封水Ｗ８の温度は、制御ユニット３０Ａへ検出信号として送信される。
【０１４４】
混合空気回収ラインＬ７４は、真空ポンプ１５２から排出された混合流体を封水タンク１５４に回収するラインである。混合空気回収ラインＬ７４の上流側の端部は、真空ポンプ１５２の混合空気排出口（不図示）に接続されている。混合空気回収ラインＬ７４の下流側の端部は、封水タンク１５４の気相部（上部）に接続されている。
【０１４５】
封水排出ラインＬ７５は、封水タンク１５４においてオーバーフローした封水Ｗ８を、脱炭酸装置１５の外に排出するラインである。封水排出ラインＬ７５の上流側の端部は、封水タンク１５４の気相部（側面のオーバーフロー設定位置）に接続されている。封水排出ラインＬ７５の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。
【０１４６】
封水タンク１５４は、封水Ｗ８を貯留するタンクである。封水タンク１５４の液相部（底部）には、封水導入ラインＬ７３の上流側の端部が接続されている。封水タンク１５４の気相部（上部）には、後段ＲＯ濃縮水送出ラインＬ６５及び混合空気回収ラインＬ７４の下流側の端部がそれぞれ接続されている。後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された濃縮水Ｗ５の一部（残部Ｗ５２）が後段ＲＯ濃縮水送出ラインＬ６５を介して封水タンク１５４に供給される、封水タンク１５４は所定の水量に保たれる。
【０１４７】
図６Ｂに示す脱炭酸装置１５において、真空ポンプ１５２が駆動されると、空気吸引ラインＬ７１から吸引された空気が、エアフィルタ１５５及びエア流量センサＦＭ４を経て脱炭酸膜モジュール１５１へ導入される。この空気は、脱炭酸膜モジュール１５１の内部において中空糸膜の内側を流通し、空気排出口から空気排出ラインＬ７２に排出される。これにより、脱炭酸膜モジュール１５１の外部が減圧され、中空糸膜の内側は真空状態に保たれつつ、空気が連続的に流通する。
【０１４８】
一方、後段ＲＯ膜モジュール１４で分離された後段透過水Ｗ４は、後段ＲＯ透過水ラインＬ２３を介して、脱炭酸膜モジュール１５１の水流入口に流入する。後段透過水Ｗ４が中空糸膜の外側を通過する際に、後段透過水Ｗ４に含まれる遊離炭酸（溶存炭酸ガス）は、中空糸膜の外側から分圧の低い中空糸膜の内側に向かって膜壁を透過する。そして、炭酸ガスの除去された後段透過水Ｗ４は、水排出口から後段ＲＯ透過水ラインＬ２３に向けて排出される。また、中空糸膜の内側に排出された炭酸ガスは、導入された空気と共に脱炭酸膜モジュール１５１の空気排出口から空気排出ラインＬ７２に排出される。炭酸ガスを含む空気は、真空ポンプ１５２において、封水タンク１５４から導入された封水Ｗ８と混合され、混合空気回収ラインＬ７４を介して封水タンク１５４内に放出される。
【０１４９】
再び、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の後段部分における他の構成について説明する。
【０１５０】
イオン交換器１７は、透過水Ｗ２に残留するカチオンをＨ型の陽イオン交換樹脂で除去すると共に、透過水Ｗ２に残留するアニオンをＯＨ型の陰イオン交換樹脂で除去して脱イオン水Ｗ９を製造する非再生型の混床式イオン交換塔である。イオン交換器１７は、図８に示すように、圧力タンク１７１と、一次側開閉弁Ｖ２１と、二次側開閉弁Ｖ２２と、を備える。
【０１５１】
圧力タンク１７１は、内部にイオン交換樹脂床及びその支持床（いずれも不図示）が収容された容器である。圧力タンク１７１の一次側ポートには、中段側透過水ラインＬ２３２の下流側の端部が接続されている。中段側透過水ラインＬ２３２において、圧力タンク１７１における一次側ポートの近傍には、一次側開閉弁Ｖ２１が設けられている。一次側開閉弁Ｖ２１は、中段側透過水ラインＬ２３２の開閉を操作可能な手動弁である。
【０１５２】
脱イオン水ラインＬ３は、イオン交換器１７で製造された脱イオン水Ｗ９を純水として需要箇所に向けて送出するラインである。脱イオン水ラインＬ３は、上流側脱イオン水ラインＬ３１と、下流側脱イオン水ラインＬ３２と、を有する。
【０１５３】
上流側脱イオン水ラインＬ３１の上流側の端部は、圧力タンク１７１の二次側ポート（脱イオン水Ｗ９の出口側）に接続されている。上流側脱イオン水ラインＬ３１の下流側の端部は、第２流路切換弁Ｖ７２を介して、下流側脱イオン水ラインＬ３２及び脱イオン水リターンラインＬ４５に接続されている。上流側脱イオン水ラインＬ３１において、圧力タンク１７１における二次側ポートの近傍には、二次側開閉弁Ｖ２２が設けられている。二次側開閉弁Ｖ２２は、中段側透過水ラインＬ２１２の開閉を操作可能な手動弁である。また、本実施形態の上流側脱イオン水ラインＬ３１には、接続部Ｊ３７において、第１比抵抗センサＲＳ１が接続されている。また、上流側脱イオン水ラインＬ３１には、第１比抵抗センサＲＳ１の下流側に、第１１開閉弁Ｖ２３が接続されている。第１１開閉弁Ｖ２３は、上流側脱イオン水ラインＬ３１の開閉を操作可能な手動弁である。
【０１５４】
第２実施形態に係る純水製造装置１Ａにおいて、制御ユニット３０Ａによる前段ＲＯ膜モジュール１０に対する水位フィードバック水量制御、及び後段ＲＯ膜モジュール１４に対する流量フィードバック水量制御は、第１実施形態の制御ユニット３０と実質的に同じであるため説明を省略する。
【０１５５】
上述した第２実施形態に係る純水製造装置１Ａにおいても、第１制御部３１Ａは、水位センサ１１１において測定された中間タンク１１の検出水位値が予め設定された目標水位値となるように、フィードバック制御アルゴリズムにより演算された第１駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前段インバータ９に出力する。そのため、第１実施形態と同様に、前段加圧ポンプ８の発停頻度が少なくなるため、純水製造装置１Ａで製造される純水の水質の悪化を抑制することができる。また、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａにおいても、中間タンク１１の容量を必要以上に大きくする必要がないため、従来よりも中間タンク１１の容量を小さくすることができる。その他、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、前述した第１実施形態に係る純水製造装置１と同じ効果を奏する。
【０１５６】
また、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、後段ＲＯ膜モジュール１４の下流側に脱炭酸装置１５を備えるため、後段ＲＯ膜モジュール１４で除去することのできない遊離炭酸の除去された純度の高い後段透過水Ｗ４を得ることができる。
【０１５７】
更に、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、脱炭酸装置１５の下流側にイオン交換器１７を備えるため、後段透過水Ｗ４に含まれる残留イオンの除去された脱イオン水Ｗ９を得ることができる。
【０１５８】
このように、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、後段ＲＯ膜モジュール１４の下流側に脱炭酸装置１５及びイオン交換器１７を備えるため、より純度の高い純水を製造することができる。
【０１５９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【０１６０】
第１実施形態においては、精製ユニットとしてＥＤＩスタック１６を設けた例について説明した。これに限らず、精製ユニットとして第２実施形態に示すイオン交換器１７（図６Ｂ参照）を設けてもよい。また、第２実施形態では、精製ユニットとしてイオン交換器１７を設けた例について説明した。これに限らず、精製ユニットとして第１実施形態に示すＥＤＩスタック１６（図２Ｄ参照）を設けた構成としてもよい。
【０１６１】
上記実施形態においては、後段ＲＯ膜モジュール１４に対する前処理ユニットとして前段ＲＯ膜モジュール１０を設けた例について説明した。これに限らず、前処理ユニットとして、除鉄除マンガン装置、砂濾過装置、精密濾過膜装置、限外濾過膜装置等の各種濾過装置を設けた構成としてもよいし、これら濾過装置とＲＯ膜モジュールとの組み合わせた構成としてもよい。
【０１６２】
上記実施形態においては、加圧ポンプ（５，８，１２）の駆動周波数を、速度形ＰＩＤアルゴリズムにより演算する例について説明した。これに限らず、これら加圧ポンプの駆動周波数を位置形ＰＩＤアルゴリズムにより演算してもよい。また、ＰＩＤアルゴリズムに限らず、Ｐアルゴリズム又はＰＩアルゴリズム等により駆動周波数を演算してもよい。
【０１６３】
上記実施形態においては、制御ユニット（３０，３０Ａ）からインバータ（６，９，１３）への指令信号として電流値信号を出力する例について説明した。これに限らず、制御ユニットからこれらインバータへの指令信号として電圧値信号（例えば、０〜１０Ｖ）を出力するように構成してもよい。
【０１６４】
上記実施形態では、第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４の開放数を選択することにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を段階的に調節する例について説明した。これに限らず、例えば、ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１を分岐させずに、当該ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１に比例制御弁を設けた構成としてもよい。この場合、制御ユニット（３０，３０Ａ）から指令信号を比例制御弁に送信して弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することができる。
【０１６５】
また、ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１に比例制御弁を設けた構成において、ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１に流量センサを設けた構成としてもよい。この場合は、流量センサで測定された流量値を、制御ユニット（３０，３０Ａ）にフィードバック値として入力することにより、濃縮水Ｗ３の実際の排水流量をより正確に制御することができる。
【符号の説明】
【０１６６】
１，１Ａ  純水製造装置（水処理装置）
８  前段加圧ポンプ（第１ポンプ）
９  前段インバータ（第１インバータ）
１２  後段加圧ポンプ（第２ポンプ）
１３  後段インバータ（第２インバータ）
１０  前段ＲＯ膜モジュール（前処理ユニット）
１４  後段ＲＯ膜モジュール（膜分離ユニット）
１５  脱炭酸装置  （脱炭酸ユニット）
１６  電気脱イオンスタック（精製ユニット）
１７  イオン交換器（精製ユニット）
３０，３０Ａ  制御ユニット
３１，３１Ａ  第１制御部
３２，３２Ａ  第２制御部
ＦＭ２  第２流量センサ（流量検出手段）
Ｌ１  供給水ライン
Ｗ１  供給水
Ｗ２  透過水、前段透過水
Ｗ４  後段透過水
Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７  濃縮水
Ｗ６  脱塩水
Ｗ９  脱イオン水
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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