(57)【要約】  半透膜材料（１７）を使用した分離要素（１１）を含み、高品質水を生成するＲＯモードでも、または異なる塩濃度の２つの水溶液からパワーを生成するＰＲＯモードでも動作することができるように設計されたシステム。好ましい一実施形態では、分離要素を出た出口流から、分離要素に供給される入口流に圧力を伝達する回転圧力伝達装置（２９）が含まれる。
2009536878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
択一的に、塩水から高品質水を生成し、または異なる塩濃度の２つの水流からパワーを生成するシステムであって、
ＲＯモードでも、またはＰＲＯモードでも動作する能力を有する半透膜要素であって、半透膜材料によって分離された第１の副室と第２の副室とを有し、さらに、前記第１の副室に接続された入口および出口と、前記第２の副室に接続された第１および第２のポートとを有する半透膜要素と、
水力タービンパワー発生装置と、
前記要素の前記第１の副室の前記出口を前記水力タービンに接続する第１の導管手段と、
高塩濃度水の液体供給流を、該塩水の供給源から高圧で送出する手段であって、前記第１の副室入口に通じる第２の導管を含む手段と、
前記第２の副室の前記第１のポートに接続された第１および第２の枝を有する第３の導管手段と、
前記第１の枝を通して前記第２の副室に低塩濃度水を供給する手段であって、前記第２の枝は、透過水の放出管として機能する手段と、
前記半透膜材料に沿ったスイーピング流を達成するために、前記第２の副室の前記第２のポートから一部の低塩濃度水を抜き取る手段と、
前記第１の枝が、前記低塩濃度水供給手段を、前記第２の室の前記第１のポートに動作可能に接続するパワー生成ＰＲＯモード、または前記第２の放出枝の中を透過水が流れるように、前記第２の放出枝が前記第２の副室に動作可能に接続される高品質水生成ＲＯモードで、前記システムを動作させる制御手段と
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
高圧入口ポートと、低圧入口ポートと、高圧出口ポートと、低圧出口ポートとを有する等圧圧力伝達装置を含み、前記第１の導管手段は、前記圧力伝達装置の前記高圧入口ポートに通じる枝を含み、前記供給流送出手段は、（ａ）高塩濃度水の連続流を前記圧力伝達装置の前記低圧入口ポートに供給する供給手段と、（ｂ）前記圧力伝達装置の前記高圧出口ポートに接続された前記第２の導管の第１の枝と、（ｃ）前記第１の枝のブースタポンプと、（ｄ）塩水源に接続された前記第２の導管の第２の枝と、（ｅ）前記第２の枝の高圧ポンプとを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記供給流送出手段は、供給手段（ａ）に第１の低圧ポンプを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の導管手段は、前記水力タービンの上流に、閉じることができる弁を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２の枝（ｄ）は、前記高圧ポンプの下流に、閉じることができる弁を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記第３の導管手段の前記第１の枝（ｂ）に供給ポンプが含まれ、前記第３の導管手段は、前記第２の副室を、前記第３の導管手段の前記第１の枝（ｂ）または前記第２の枝（ｄ）に相互接続する三方弁を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記等圧圧力伝達装置は回転圧力伝達装置であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記抜取り手段は、前記第２の室の前記第１および第２のポートに接続された再循環ポンプを含む再循環導管を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記第３の導管手段は、前記ＲＯモードにおいて、前記再循環ポンプが前記第２の枝（ｄ）に透過水を送出することを可能にする、前記第２の副室への三方弁を含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記抜取り手段は、前記第２の室を出た低塩濃度水の一部を分流して放出する手段を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
択一的に、ＲＯモードにおいて塩水から高品質水を生成し、またはＰＲＯモードにおいて異なる塩濃度の２つの水流からパワーを生成する方法であって、
ＲＯモードでも、またはＰＲＯモードでも動作する能力を有する半透膜分離要素を提供するステップであって、前記半透膜分離要素は、半透膜材料によって分離された２つの副室と、それぞれの前記副室にそれぞれ接続された１対のポートとを有するステップと、
前記ＰＲＯモードにおいて、
前記副室のうちの一方の副室に、高塩濃度水溶液の入口液体流を、前記２つの水流間の浸透圧差の約９０％以下の圧力で供給するステップと、
前記要素の前記副室のうちのもう一方の副室に、低塩濃度水溶液の入口液体流を、低圧で供給するステップと、
前記半透膜材料に隣接した塩濃度分極を防ぐために、前記低塩濃度流の前記入口流の少なくとも約１０％に等しい量を、前記もう一方の副室から抜き取るステップと、
前記一方の副室を出た体積が増した液体流の少なくとも一部を、水力タービンパワー発生装置に送出するステップと、
前記ＲＯモードにおいて、
前記半透膜要素の一方の副室に、高塩濃度水溶液の連続液体流を、少なくとも約７００ｐｓｉｇ（４９．５ｋｇ／ｃｍ2）の圧力で供給するステップと、
前記半透膜要素のもう一方の副室から透過水の連続流を抜き取るステップと、
前記一方の副室への入口流の体積の少なくとも約４０％の体積に等しい前記一方の副室からのブラインの連続流を抜き取るステップと、
（ａ）前記抜き取られたブライン流を前記水力タービンに導くステップ、および／または
（ｂ）前記一方の副室に供給されている前記高塩濃度液体の圧力を上昇させるために、前記抜き取られたブライン流の圧力を伝達するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
高圧入口ポートと、低圧入口ポートと、高圧出口ポートと、低圧出口ポートとを有する圧力伝達装置が提供され、前記ＰＲＯモードにおいて、前記液体圧力伝達装置の前記高圧入口ポートに、前記体積が増した流れの大部分が送出され、前記圧力伝達装置の前記低圧入口ポートに、入来高塩濃度液体が供給され、その中で加圧され、前記圧力交換装置の前記高圧出口ポートからの前記加圧された高塩濃度液体は、その圧力をさらに高めた後に、前記入来供給液体として、前記一方の副室に送出されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記等圧圧力伝達装置は回転圧力伝達装置であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＲＯモードにおいて、前記高圧液体は、前記ＰＲＯモードの場合と同じ前記分離要素の副室に供給され、その結果、前記半透膜材料を透過する透過水の流れは、前記ＲＯモードとＰＲＯモードとで逆方向であることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記高圧液体は、前記ＲＯモードと前記ＰＲＯモードとで、前記分離要素の逆の副室に供給され、そのため、前記要素内の前記半透膜材料を透過する透過水の流れは、前記ＲＯモードとＰＲＯモードとでともに同じ方向であることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記抜取りステップは、前記抜き取られた流れの少なくとも一部を分流して放出するステップを含むことを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
択一的に、ＲＯモードにおいて塩水から高品質水を生成し、またはＰＲＯモードにおいて異なる塩濃度の２つの水流からパワーを生成する方法であって、
ＲＯモードでも、またはＰＲＯモードでも動作する能力を有する半透膜分離要素を提供するステップであって、前記半透膜分離要素は、半透膜材料によって分離された第１および第２の液体副室と、それぞれの前記副室にそれぞれ接続されたポートの対とを有するステップと、
高圧入口ポートと、低圧入口ポートと、高圧出口ポートと、低圧出口ポートとを有する回転液体圧力伝達装置を提供するステップと、
高塩濃度水溶液の入来連続液体流を、前記圧力伝達装置の前記低圧入口ポートに供給するステップと、
前記ＰＲＯモードにおいて、
前記第１の副室に、その第１のポートを通して、高塩濃度水溶液の液体供給流を、前記２つの水流間の浸透圧差の約９０％以下の圧力で供給するステップと、
前記要素の前記第２の副室に、その第１のポートを通して、低塩濃度水溶液の連続液体流を、低圧で供給するステップと、
前記半透膜材料に隣接した塩濃度分極を防ぐために、前記第２の副室への前記入口流の少なくとも約１０％に等しい量を抜き取るステップと、
前記第１の副室の第２のポートから出た体積が増した流れを、水力タービンパワー発生装置および前記回転液体圧力伝達装置の前記高圧入口ポートに送出し、送出される前記流れを、前記半透膜を透過して流れる体積にほぼ等しい体積の液体が、パワーを生成するように動作する前記水力タービンに導かれ、前記体積の残りの部分が前記高圧入口ポートに導かれるように調整するステップと、
前記回転圧力交換装置の前記高圧出口ポートからの加圧された高塩濃度水溶液流を、前記入来供給流として、前記第１の副室に送出するステップと、
前記ＲＯモードにおいて、
前記第２の副室に、高塩濃度水溶液の連続液体流を、少なくとも約７００ｐｓｉｇ（４９．５ｋｇ／ｃｍ2）の圧力で供給するステップと、
前記第１の副室から透過水の連続流を抜き取るステップと、
前記第２の副室への入口流の体積の少なくとも約４０％の体積に等しい前記第２の副室からのブラインの連続流を抜き取るステップと、
前記抜き取られたブライン流を、前記回転圧力伝達装置の前記高圧入口ポートに導くステップであって、前記回転圧力伝達装置において、前記抜き取られたブライン流が、前記入来高塩濃度水溶液流の圧力を上昇させるステップと、
前記回転圧力伝達装置の前記高圧出口ポートを出た前記流れの圧力を高め、それを、高塩濃度水溶液の構成流と結合して、前記第２の副室への高濃度水溶液の前記供給を構成するステップと
を含み、
それによって、前記ＲＯモードとＰＲＯモードの両方で、水が、前記半透膜材料を同じ方向に透過し、その結果、ＲＯモードでは高品質水が効率的に生成され、ＰＲＯモードではパワーが生成される
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記ＰＲＯモードから前記ＲＯモードに切り換えるときに、前記分離要素の前記第１の副室は空にされることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記分離要素は、螺旋状に巻かれた半透膜シート材料から形成されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記抜取りステップは、前記抜き取られた流れの少なくとも一部を分流して放出するステップを含むことを特徴とする請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年５月１２日に出願された米国特許仮出願第６０／７４７１５３号明細書の優先権を主張するものである。この仮出願の開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ＰＲＯ動作モードでは、浸透圧によって、希薄溶液から濃厚溶液に膜を透過して水が移動してパワーを発生させ、ＲＯ動作モードでは、膜の両側の浸透圧差に打ち勝つように水圧が使用されたときに、膜を透過した高品質水の流れが得られるような性質の装置において半透膜を使用するシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
Sidney Loebの特許文献１は、異なる浸透圧の液体を使用してパワーを発生させる基本的な発想を開示し、海水（ｓｅａｗａｔｅｒ）と淡水（ｆｒｅｓｈ  ｗａｔｅｒ）、（死海（Ｄｅａｄ  Ｓｅａ）などの）高塩分の水体と海水、他の同様の液体対などの組合せが、このような再生可能エネルギー生成プログラムの有望な候補たり得ることを示唆した。この過程は現在、プレッシャーリターデッドオズモーシス（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−Ｒｅｔａｒｄｅｄ  Ｏｓｍｏｓｉｓ：ＰＲＯ）として知られている。前記特許文献１には、２つの大きく異なる浸透圧を有するこのような天然の液体源が利用できない場合に使用することができるいくつかのシステムが記載されている。特許文献２は、その時点では希釈された高圧、高塩濃度の液体がノズルから放出されて、タービンを駆動するＰＲＯシステムを記載している。
【０００４】
それ以降、塩濃度が大きく異なる利用可能な天然の水源、あるいは汚水処理排液などの工業用または自治体設備の利用可能な放出流（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｓｔｒｅａｍ）を使用して、パワー、例えば電力を発生させる再生可能なエネルギー源として、ＰＲＯシステムを有利に使用する方法を記載したいくつかの米国特許が発行され、論文が書かれた。例えば、非特許文献１、２００１年２月１３日発行、Prueittの特許文献３、２００２年２月２１日公開、Statkraft SFの特許文献４および２００５年２月２４日公開、サリー大学（University of Surrey）の特許文献５を参照されたい。しかしながら、このような望ましいシステムが提案されているにもかかわらず、また、海水または塩水源から淡水を生み出す大規模逆浸透（ｒｅｖｅｒｓｅ  ｏｓｍｏｓｉｓ：ＲＯ）施設が世界的にますます一般的に使用されているにもかかわらず、このようなＰＲＯシステムはまだ商業化されていない。プラントを建設するのに必要な巨額の資本費が、実績を上げている他の再生可能なエネルギー生成源の代替として、このようなシステムが商業的に受け入れられることを拒んでいると考えられる。その結果、ＰＲＯシステムを商業的により魅力的にする方法の探索が続けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３９０６２５０号明細書
【特許文献２】米国特許第３９７８３４４号明細書
【特許文献３】米国特許第６１８５９４０Ｂ１号明細書
【特許文献４】国際公開第０２／１３９５５Ａ１号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２００５／０１７３５２Ａ１号パンフレット
【特許文献６】米国特許第６０１７２００号明細書
【特許文献７】米国特許第４８８７９４２号明細書
【特許文献８】米国特許第５３３８１５８号明細書
【特許文献９】米国特許第６５４０４８７号明細書
【特許文献１０】米国特許第６６５９７３１号明細書
【非特許文献１】Energy Production at the Dead Sea by Pressure-Retarded Osmosis: Challenge or Chimera by Sidney Loeb, 15 July 1998, Desalination 120 (1998) 247-262
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＲＯ淡水生成装置としてでも、またはＰＲＯパワー発生装置としてでも動作することができる設備を設計することによって、このような設備に商業化の機会を与えると予想される驚くべき利点が得られることが分かった。本明細書では、ＲＯモードでも、またはＰＲＯモードでも効率的かつ経済的に動作することができるシステムが提供される。これは、両方の動作モードで、異なる塩濃度の２つの水体間の半透膜を透過して水が流れる同じ一連の膜要素および機器が使用されるため、ハイブリッドＲＯ／ＰＲＯシステムと呼ばれる。好ましい一実施形態では、システム全体の単純化された制御を提供し、どちらのモードにおいても、半透膜材料要素またはカートリッジに供給される供給塩水流を非常に効率的に加圧する回転圧力伝達装置（ｒｏｔａｒｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｄｅｖｉｃｅ）を組み込むことによって、このようなシステムの全体効率が向上する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
特定の一態様では、本発明が、択一的に、塩水から高品質水を生成し、または異なる塩濃度の２つの水流からパワーを生成するシステムであって、ＲＯモードでも、またはＰＲＯモードでも動作する能力を有する半透膜要素であって、半透膜材料によって分離された第１の副室と第２の副室とを有し、さらに、前記第１の副室に接続された入口および出口と、前記第２の副室に接続された第１および第２のポートとを有する半透膜要素と、水力タービンパワー発生装置と、前記要素の前記第１の副室の前記出口を前記水力タービンに接続する第１の導管手段と、高塩濃度水の液体供給流を、該塩水の供給源から高圧で送出する手段であって、前記第１の副室入口に通じる第２の導管を含む手段と、前記第２の副室の前記第１のポートに接続された第１および第２の枝を有する第３の導管手段と、前記第１の枝を通して前記第２の副室に低塩濃度水を供給する手段であって、前記第２の枝は、透過水の放出管として機能する手段と、前記半透膜材料に沿ったスイーピング流を達成するために、前記第２の副室の前記第２のポートから一部の低塩濃度水を抜き取る手段と、前記第１の枝が、前記低塩濃度水供給手段を、前記第２の室の前記第１のポートに動作可能に接続するパワー生成ＰＲＯモード、または前記第２の放出枝の中を透過水が流れるように、前記第２の放出枝が前記第２の副室に動作可能に接続される高品質水生成ＲＯモードで、前記システムを動作させる制御手段とを含むシステムを提供する。
【０００８】
特定の他の態様では、択一的に、ＲＯモードにおいて塩水から高品質水を生成し、またはＰＲＯモードにおいて異なる塩濃度の２つの水流からパワーを生成する方法であって、ＲＯモードでも、またはＰＲＯモードでも動作する能力を有する半透膜分離要素を提供するステップであって、前記半透膜分離要素は、半透膜材料によって分離された２つの副室と、それぞれの前記副室にそれぞれ接続された１対のポートとを有するステップと、前記ＰＲＯモードにおいて、前記副室のうちの一方の副室に、高塩濃度水溶液の入口液体流を、前記２つの水流間の浸透圧差の約９０％以下の圧力で供給するステップと、前記要素の前記副室のうちのもう一方の副室に、低塩濃度水溶液の入口液体流を、低圧で供給するステップと、前記半透膜材料に隣接した塩濃度分極を防ぐために、前記低塩濃度流の前記入口流の少なくとも約１０％に等しい量を、前記もう一方の副室から抜き取るステップと、前記一方の副室を出た体積が増した液体流の少なくとも一部を、水力タービンパワー発生装置に送出するステップと、前記ＲＯモードにおいて、前記半透膜要素の一方の副室に、高塩濃度水溶液の連続液体流を、少なくとも約７００ｐｓｉｇ（４９．５ｋｇ／ｃｍ2）の圧力で供給するステップと、前記半透膜要素のもう一方の副室から透過水の連続流を抜き取るステップと、前記一方の副室への入口流の体積の少なくとも約４０％の体積に等しい前記一方の副室からのブラインの連続流を抜き取るステップと、（ａ）前記抜き取られたブライン流を前記水力タービンに導くステップ、および／または（ｂ）前記一方の副室に供給されている前記高塩濃度液体の圧力を上昇させるために、前記抜き取られたブライン流の圧力を伝達するステップとを含む方法。
【０００９】
他の特定の態様では、本発明が、択一的に、ＲＯモードにおいて塩水から高品質水を生成し、またはＰＲＯモードにおいて異なる塩濃度の２つの水流からパワーを生成する方法であって、ＲＯモードでも、またはＰＲＯモードでも動作する能力を有する半透膜分離要素を提供するステップであって、前記半透膜分離要素は、半透膜材料によって分離された第１および第２の液体副室と、それぞれの前記副室にそれぞれ接続されたポートの対とを有するステップと、高圧入口ポートと、低圧入口ポートと、高圧出口ポートと、低圧出口ポートとを有する回転液体圧力伝達装置を提供するステップと、高塩濃度水溶液の入来連続液体流を、前記圧力伝達装置の前記低圧入口ポートに供給するステップと、前記ＰＲＯモードにおいて、前記第１の副室に、その第１のポートを通して、高塩濃度水溶液の液体供給流を、前記２つの水流間の浸透圧差の約９０％以下の圧力で供給するステップと、前記要素の前記第２の副室に、その第１のポートを通して、低塩濃度水溶液の連続液体流を、低圧で供給するステップと、前記半透膜材料に隣接した塩濃度分極を防ぐために、前記第２の副室への前記入口流の少なくとも約１０％に等しい量を抜き取るステップと、前記第１の副室の第２のポートから出た体積が増した流れを、水力タービンパワー発生装置および前記回転液体圧力伝達装置の前記高圧入口ポートに送出し、送出される前記流れを、前記半透膜を透過して流れる体積にほぼ等しい体積の液体が、パワーを生成するように動作する前記水力タービンに導かれ、前記体積の残りの部分が前記高圧入口ポートに導かれるように調整するステップと、前記回転圧力交換装置の前記高圧出口ポートからの加圧された高塩濃度水溶液流を、前記入来供給流として、前記第１の副室に送出するステップと、前記ＲＯモードにおいて、前記第２の副室に、高塩濃度水溶液の連続液体流を、少なくとも約７００ｐｓｉｇ（４９．５ｋｇ／ｃｍ2）の圧力で供給するステップと、前記第１の副室から透過水の連続流を抜き取るステップと、前記第２の室への入口流の体積の少なくとも約４０％の体積に等しい前記第２の室からのブラインの連続流を抜き取るステップと、前記抜き取られたブライン流を、前記回転圧力伝達装置の前記高圧入口ポートに導くステップであって、前記回転圧力伝達装置において、前記抜き取られたブライン流が、前記入来高塩濃度水溶液流の圧力を上昇させるステップと、前記回転圧力伝達装置の前記高圧出口ポートを出た前記流れの圧力を高め、それを、高塩濃度水溶液の構成流と結合して、前記第２の副室への高濃度水溶液の前記供給を構成するステップとを含み、それによって、前記ＲＯモードとＰＲＯモードの両方で、水が、前記半透膜材料を同じ方向に透過し、その結果、ＲＯモードでは高品質水が効率的に生成され、ＰＲＯモードではパワーが生成される方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のさまざまな特徴を具体化するハイブリッドＲＯ／ＰＲＯシステムを示す概略図である。
【図２】本発明のさまざまな特徴を具体化するハイブリッドＲＯ／ＰＲＯシステムの代替実施形態の概略図である。
【図３】本発明のさまざまな特徴を具体化するハイブリッドＲＯ／ＰＲＯシステムの他の代替実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、ＰＲＯモードでは、相対的に低塩濃度の流れの中の水が半透膜を透過して相対的に高塩濃度の水溶液を希釈し、それによって相対的に高塩濃度の水溶液の塩濃度を低下させ、一方、ＲＯモードでは、相対的に高圧の塩溶液からの水が半透膜を透過するような性質の半透膜材料を使用した分離要素またはカートリッジを利用する。本出願の目的上、用語低塩濃度（ｌｏｗ  ｓａｌｔ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）または低塩分（ｌｏｗ  ｓａｌｉｎｉｔｙ）は、比較的に低塩濃度の流れまたは塩濃度がほぼゼロの流れを定義するために使用され、これらは例えば、自然界で利用可能な淡水またはかん水（ｂｒａｃｋｉｓｈ  ｗａｔｅｒ）、あるいはＲＯモードの間に半透膜材料を透過した水である。これらの用語は、ＰＲＯモードにおいて膜の低圧側に供給される流れを記述するために使用され、したがって以前の透過水流または海水を含むことがある。ＲＯモード動作によって得られる透過水の流れはしばしば、飲用に適した品質を有するが、そうである必要は必ずしもない。飲用に適するかどうかは例えば、使用される半透膜材料の特定の性能特性およびおそらくはＲＯモードにおける供給溶液の特定の性能特性に依存し得る。ＲＯモードにおいて膜を透過した高品質水は、淡水と同等に取り扱うことができる。図１〜３では、用語淡水流が低塩分流を表すために使用され、用語海水が、高塩濃度流ないし高塩分流を表すために使用される。
【００１２】
半透膜材料をこの目的に使用するさまざまな分離要素構造があり、これらには例えば、中空繊維、中央の心の周りに螺旋状に巻かれたシート材料、プレートアンドフレーム（ｐｌａｔｅ−ａｎｄ−ｆｒａｍｅ）配置およびチューブアンドシェル（ｔｕｂｅ−ａｎｄ−ｓｈｅｌｌ）配置が含まれる。これらのうちの任意の構造を使用することができ、使用される膜のタイプはさまざまである。システムによって、中空繊維分離要素が有利な場合もあり、他の構造、例えば螺旋状に巻かれた要素が有利な場合もある。ＲＯ十字流濾過において現在使用されている螺旋状に巻かれた要素のさまざまな異なる構造が知られている。螺旋状に巻かれた最も一般的な十字流ＲＯ要素構造では、非常に多孔質の供給シート層が、共通に使用されている膜の区別面に対して配置され、ＰＲＯ用途で使用するために再設計される要素の流動特性は、透過の結果として体積が減る入口流が、ＰＲＯモードとＲＯモードの両方において、その供給層に最もよく導かれ、その結果として、水流が、動作中に膜材料を通して常に同じ方向に流れるようなものとすることができる。図１の実施形態では、半透膜分離要素が、膜材料を通してどちらの方向にも水が効率的に流れるように設計された半透膜分離要素である。図２の実施形態では、ＲＯモードとＰＲＯモードとで、体積が減る方の流れが要素の半透膜材料の同じ側に供給されるように、高塩濃度と低塩濃度の２つの入来流の流入が切り換えられる。後者の場合、膜を透過する水流が常に同じ方向であり、膜の性質および／または要素の流動特性の観点から、この方が有利な場合がある。
【００１３】
一般に、ＰＲＯモードにおいて分離要素に供給される２つの水溶液は、少なくとも約２％、好ましくは少なくとも約３％、塩濃度が異なる。例えば、河川、湖または他の地下水源からの淡水、あるいはそれよりもわずかに高塩分のかん水を、低塩濃度流として、海水またはより高塩分の流れと組み合わせて使用することができる。あるいは、例えば約５％から約１０％の相対的に高塩濃度を含むブライン（ｂｒｉｎｅ）水溶液の反対側に、通常約３％の塩を含む海水を使用することもできる。一般に、当技術分野ではよく知られているように、ＲＯモードで動作しているとき、供給液体はかん水または海水である。
【００１４】
図１および２に示された好ましい実施形態では、システムが、どちらのモードでも全体の動作効率を高め、システムの経済性を相当に向上させる圧力伝達装置を使用する。図３は、このような装置を含まないより基本的なシステムを示す。このような装置が含められるときには、適当な任意の等圧圧力伝達装置、例えば特許文献６に示されたタイプのものを使用することができる。しかし、好ましい装置は、特許文献７、８、９および１０に示された回転型の装置である。これらの等圧圧力伝達装置は、高圧入口ポート、高圧出口ポート、低圧入口ポートおよび低圧出口ポートを有する。この回転装置は、高速で回転する円筒形のロータ（ｒｏｔｏｒ）を有し、ロータの中を縦に延びる複数のチャネルに、最初に一端から、次いで他端から、それらの容積の約４０％〜７５％に等しい量の液体が択一的に供給され、その間に、それぞれの供給圧力にほぼ等しい圧力の液体が、同じ量、反対端から放出される。このようにして、高圧液体流の高い圧力が低圧流に極めて効率的に伝達され、その結果、高圧液体は、ほとんどの場合、例えばほぼ大気圧まで減圧される。
【００１５】
図１および図２の実施形態の多くの部分は同様であり、その場合、両方に対して同じ参照符号が使用される。より具体的には、図１および図２で使用される回転圧力伝達装置は全く同じである。
【００１６】
図１に示されたシステムには、半透膜材料１７によって分離された第１の副室（ｓｕｂｃｈａｍｂｅｒ）１３と第２の副室１５とを具体化する分離膜要素またはカートリッジ１１が示されている。図面ではこれらが全て概略的に示されている。入口１９が第１の副室へのアクセスを提供し、第１のポート２１が第２の副室へのアクセスを提供する。第１の副室１３は出口２３を有し、第２の副室は第２のポート２５を有する。第１の室からの出口２３は枝分れ導管２７に接続されており、第１の枝２７ａは圧力伝達装置２９に通じており、第２の枝２７ｂは、使用可能なパワーを、発電機３３を動かすなどによって生成する水力タービン（ｈｙｄｒｏｔｕｒｂｉｎｅ）３１に通じている。塩分による衝撃を防ぐ予防措置がとられる場合には、水力タービン３１からの放出流３５または他の放出流を、高塩濃度水源に適宜戻すことができるが、一部の流れを他の目的に使用すると有利な場合もある。
【００１７】
ＰＲＯモードで動作しているときには通常、淡水または相対的に低塩分の水が、低塩濃度液体の入口流として、第２の副室１５の第１のポート２１に供給される。用語低塩濃度流または低塩分流および高塩濃度流または高塩分流が全体を通じて一般に使用されるが、これらの用語は、それぞれの特定の動作において互いに対して相対的であることを理解されたい。したがって、低塩濃度流は、塩濃度が実質的にゼロの淡水、または、高塩濃度流が、塩濃度が相対的にかなり高い流れ、例えばグレートソルトレーク（Ｇｒｅａｔ  Ｓａｌｔ  Ｌａｋｅ）からの流れであるときには、わずかに塩分を含む流れ、あるいは、海水であることもある。同様に、低塩濃度流が淡水であるときには、高塩濃度流が海水であることもある。例えば、水は、低圧ポンプ３９の取入れ口に接続された淡水源３７から供給することができ、低圧ポンプ３９は、三方弁４３を含む枝分れ導管４１の１つの枝４１ａに水を放出する。この導管の第２の枝４１ｂは三方弁４３から淡水貯水池（ｆｒｅｓｈ  ｗａｔｅｒ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）４５に通じており、システムがＲＯモードで動作しているとき、流れはこの貯水池に導かれる。供給ポンプ３９は貯水池４５から吸引することもできる。
【００１８】
要素の第１の副室１３の入口１９に通じる供給導管４７は、その反対端が、回転圧力伝達装置２９の高圧出口ポート４９に接続されており、この管路は、入口に供給される高塩濃度液体流の圧力をさらにわずかに上昇させるように設計されたブースタポンプ（ｂｏｏｓｔｅｒ  ｐｕｍｐ）５１を含む。圧力伝達装置２９の低圧入口ポート５７に放出する低圧ポンプ５５によって適当な源５３からポンピングすることによって、高塩濃度液体が供給される。第１の副室の出口２３からの枝２７ａは圧力伝達装置の高圧入口ポート５９に通じており、低圧出口ポート６１は放出導管６３に接続され、これを放出流３５と結合し、これらを一緒に使用し、または一緒に放出することができる。
【００１９】
次に、図１のシステムの例示的な動作を、最初にＰＲＯモードから説明する。コントローラないし制御装置６５が、モータ駆動式の低圧ポンプ３９および５５を始動させる。ブースタポンプ５１は、所望の最小取入れ口圧力を感知したときに自動的に始動するようにするか、あるいは、一方または両方のポンプ３９および５５の後に個別に始動させ得る。これによって、分離要素１１の第１および第２の副室１３、１５がそれぞれ、高塩濃度水および低塩濃度水で満たされ、浸透現象によって、膜１７を通して第１の副室１３内へ水が移動して、溶液を希釈する。ＰＲＯ分野ではよく知られているように、この工程が有効であるためには、これらの２つの液体の浸透圧差を超えて、第１の副室内の液体の圧力が第２の副室内の圧力を上回ってはならない。好ましくは、前記２つの水流間の浸透圧差の約９０％以下の圧力が使用され、適当な場合には、それが少なくとも約３００ｐｓｉｇ（２１．２ｋｇ／ｃｍ2）である。淡水流が使用される場合であっても、濃度勾配に促されて、膜の流入側の塩濃度が高まる可能性があるため、このような潜在的な濃度分極を制限するために、低圧側の半透膜材料１７を横切るスイーピング（ｓｗｅｅｐｉｎｇ）循環が提供される。このスイーピング循環は、第２の副室１５の第２のポート２５を、小型の再循環ポンプ６９を含む再循環管路６７に接続することによって提供されることが好ましく、再循環ポンプ６９は、源３７からポンピングされる液体とともに再循環させるために、少量の液体流を戻す、好ましくは三方弁４３の下流の導管４１に送出するように動作する。第２の副室への流入の性質および第２の室への流れの量に応じて、抜き取られる流れは、低圧ポンプによって供給される液体の流量の少なくとも約１０％に等しいことが好ましく、少なくとも約２０％に等しいことがより好ましい。さらに、濃度勾配によって塩が侵入するため、および淡水であってもある程度の塩分を有することがあるため、水が膜を透過した結果としての第２の室内の望ましくないバルク塩濃度の大幅な上昇を防ぐために、抜き取られた流れの少なくとも一部、好ましくは低圧供給ポンプ３９によって供給される流入量の約２％、より好ましくは少なくとも約５％に少なくともほぼ等しい量の流れが放出管路に取り出される。低濃度流がやや大きな塩分を有するときには、より大きな割合の再循環流が取り出されることもあり得る。これは、再循環管路６７に、制御弁７０を介して放出口に通じるＴ字形のものを含めることによって容易に達成され、制御弁７０は、所望の流量を通過させることができるように変更可能にセットすることができる。塩濃度のこのような上昇を防ぐために取り出される第２の室からの流れの量ももちろん、スイーピング流の一部として機能し、第２の室の入口に戻される抜き取られた流れの量を低減させる。
【００２０】
第１の副室１３への入口流には、膜材料１７を透過した水が加わり、そのため、それからの出口流は大幅に増え、通常は４０〜５０％増える。枝分れ導管２７内の第１の室１３からの出力流は、Ｔ字形のものにある適当な流量コントローラ７１によって、それぞれの枝を通る流量を所望の流量にセットするように制御することもできるが、図１および２の場合のように回転圧力伝達装置が含まれるときには、規定された流量の高塩濃度液体を第１の副室に供給するようにブースタポンプ５１を制御することによって、水力タービンに導かれる残りの流量が制御される。このような制御によって、回転装置２９内の液体シールを通した非常にわずかな損失に備えて、分離要素１１に供給されている高塩濃度液体の入口流の流量よりもわずかに大きい枝２７ａ内の液体の連続流量が維持される。出口２３からの流れの残りの部分は、水力タービン３１に通じる枝２７ｂに分流され、タービンを駆動し、電気エネルギーを発生させる。一般に、放出流の大部分は、回転圧力伝達装置２９の高圧入口ポート５９に入り、それは、低圧ポンプ５５によって供給されている低圧の高塩濃度液体の入来流にその圧力を伝達する。次いで、これによって減圧され、希釈された流れが、水力タービンからの同様の放出流３５とともに、適当な水体に通常はほぼ大気圧で放出される。この水体は、低圧ポンプ５５が吸引する海水源５３と同じ海水源とすることができる。
【００２１】
一般的な１つの動作の例として、低圧淡水ポンプ３９が、約１５ｐｓｉｇ（１．０６ｋｇ／ｃｍ2）の流れを供給するように動作し、高塩濃度液体用、例えば海水用の低圧ポンプ５５が、圧力伝達装置２９に液体を、約３０ｐｓｉｇ（２．１２ｋｇ／ｃｍ2）の圧力で供給するように動作する。この海水は、圧力伝達装置２９の低圧入口ポート５７に入り、約２５５ｐｓｉｇ（１８．０ｋｇ／ｃｍ2）の流れとして高圧出口ポート４９から出てくる。次いで、膜分離要素の第１の副室１３に入る前に、供給導管４７内で、その圧力が、ブースタポンプ５１によって約３００ｐｓｉｇ（２１．２ｋｇ／ｃｍ2）の入口圧まで高められる。要素１１の出口２３に、約２８８ｐｓｉｇ（２０．４ｋｇ／ｃｍ2）の希薄流が現れ、それは、高圧入口ポート５９に通じる枝と水力タービン３１に通じる枝との間で分割される。例えば、海水の入口流量が１００ガロン毎分（ｇａｌｌｏｎｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ：ｇｐｍ）（３７９Ｌ／分）、淡水の入口流量が約５１ｇｐｍ（１９３Ｌ／分）で、管路６７を流れる再循環流量が約１０ｇｐｍ（３７．９Ｌ／分）の場合、枝分れ導管２７への出口流量は約１４１ｇｐｍ（５３４Ｌ／分）となり得、次いでこれが、約１０１ｇｐｍ（３８３Ｌ／分）が圧力伝達装置２９に送られ、約４０ｇｐｍ（１５２Ｌ／分）が、水力タービン３１を駆動し、電気エネルギーを生み出すために使用されるように分割される。好ましくは、第２の副室１５内の塩濃度の望ましくない上昇を防ぐために、弁７０を開くことによって再循環流の一部が取り出され、地下水源などに放出される。これに応じて、ポンプ３９からの淡水の供給が増やされる。例えば、５％の取出しを補償するためには、淡水の供給が約５％増やされ、１０５ｇｐｍ（３９８Ｌ／分）にされる。回転圧力伝達装置２９を使用すると、２つの低圧ポンプ３９および５５ならびにブースタポンプ５１が動作していれば、始動が本質的に自動であるため、ＰＲＯモードにおけるシステムの全体動作は巧妙である。さらに、このような極めて効率的な回転圧力伝達装置が使用されるとき、動作は本質的に自制式（ｓｅｌｆ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ）であり、かつ自始動式（ｓｅｌｆ−ｓｔａｒｔｉｎｇ）である。
【００２２】
ＲＯモードでシステムを動作させたいときには、制御装置６５が、ＰＲＯモードの代わりにＲＯモードにセットされ、大規模ＲＯ淡水化システムの場合と概ね同じように動作が開始される。ＲＯ分野では知られているとおり、半透膜分離要素に一般に塩水流が、海水に関しては少なくとも約６００ｐｓｉｇ（４２．４ｋｇ／ｃｍ2）、一般に少なくとも約７００ｐｓｉｇ（４９．５ｋｇ／ｃｍ2）、好ましくは約８００ｐｓｉｇ（５６．６ｋｇ／ｃｍ2）の圧力で供給される。例えば、降雨および降雪の結果、淡水が比較的に豊富にあり、そのため淡水の補助的な供給が必要ない冬の数か月の間、有用なパワーを発生させるためにシステムをＰＲＯモードで動作させることが企図される。年内に、淡水の供給が限られてきたときに、システムを、ＲＯモードで動作し、高品質水の安定した流れを生み出すように切り換えることができる。高品質水は飲用に適した品質の水であるはずである。しかしながら、いくつかの点で、あたかもエネルギー貯蔵装置または電池であるかのようにシステムを動作させることもでき、そのため、過剰なパワーが送電網から入手可能であるときには、システムをＲＯモードで動作させて、高品質水を生成し、適当な貯水池に貯蔵し、濃縮されたブラインを生成し、それは別のため池（ｂａｓｉｎ）に貯蔵してよい。その後に、エネルギーが必要となったときに、この貯蔵された濃縮ブラインおよび水を供給流として戻して、ＰＲＯモードでエネルギーを発生させることができ、または水処理施設などからの雑排水流を低塩分液体として使用することもできよう。また、かん水のＲＯ処理に由来するブラインは、後に、容易に入手可能な他の高塩分液体がない状況においてＰＲＯサイクルで使用するために、有利に保持することができよう。
【００２３】
システムがＲＯモードで動作するときには、分離要素の第２の副室１５の第１のポート２１を淡水貯水池４５に通じる枝導管４１ｂに接続するように、三方弁４３が切り換えられ、再循環回路の弁７３が閉じられる。あるいは、導管４１内の第１のポート２１のすぐ上流の弁（図示せず）およびブリード弁（ｂｌｅｅｄ  ｖａｌｖｅ）７０を閉じ、再循環ポンプを使用して、第２の副室からの透過水を導管６７および枝４１ｂを通してポンピングすることもできる。高塩濃度供給液体として海水が使用されていると仮定すると、それを、分離要素１１の第１の副室１３の入口１９に、例えば約８００ｐｓｉｇ（５６．６ｋｇ／ｃｍ2）で供給することができる。第１の副室１３に通じる入口導管４７は、ブースタポンプ５１の下流側の位置に合流する枝４７ａを含む。この枝は弁７５を含み、この弁は、ＰＲＯ動作中は閉じられており、ＲＯ動作中は制御装置６５によって開かれる。高圧ポンプ７７が、海洋などの源から海水を枝４７ａに、約８００ｐｓｉｇ（５６．６ｋｇ／ｃｍ2）で供給する。低圧ポンプ５５は動き続け、圧力伝達装置２９の低圧入口ポート５７に海水を約３０ｐｓｉｇ（２．１２ｋｇ／ｃｍ2）で供給し続ける。
【００２４】
このＲＯモードにおいて、第１の副室１３に海水約１００ｇｐｍ（３７９Ｌ／分）がポンピングされる場合に、逆浸透によって、膜を通して第２の副室１５内へ淡水が透過し、第２の副室１５からの透過水流が約４０ｇｐｍ（１５２Ｌ／分）に等しくなり得、この透過水が貯水池４５に送出されるとする。したがって、出口２３を通って第１の副室１３から出る、しばしばブラインと呼ばれる塩分が増大した海水の流出量は、海水の流入量よりも、透過水量の分だけ小さくなり、その結果、出口ブライン流量は約６０ｇｐｍ（２２７Ｌ／分）、すなわち流入量の６０％となる。一般に、ブライン流量は、流入量の少なくとも約４０％、好ましくは少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約６０％に維持される。ＲＯ分野で知られているように、制御弁（図示せず）を使用して、第１の副室１３の圧力を所望の圧力に維持することができる。水力タービン３１に通じる管路内の弁７９が閉じられ、その結果、流れ全体が、圧力伝達装置２９の高圧入口ポート５９に導かれる。この回転ロータでは、ブラインの出口流の圧力が、低圧ポンプ５５によって供給されているほぼ同じ体積の新鮮な海水に伝達され、圧力約７５５ｐｓｉｇ（５３．４ｋｇ／ｃｍ2）、流量約５９ｇｐｍ（２２４Ｌ／分）の高圧の出口流が放出される。ブースタポンプ５１は、この海水の圧力を約８００ｐｓｉｇ（５６．６ｋｇ／ｃｍ2）まで上昇させ、ポンプ５１を使用して、ブライン放出量を制御することができる。この昇圧された流れが、高圧ポンプ７７からの出力流と合流して、分離要素１１に所望の入口流、すなわち８００ｐｓｉｇ（５６．６ｋｇ／ｃｍ2）の海水１００ｇｐｍ（３７９Ｌ／分）を供給する。出口ポート６１からの低圧のブライン放出流は、前述のとおり、適宜放出され、またはため池に導かれる。
【００２５】
したがって、比較的に単純な制御動作によって、システム全体が、淡水のＲＯ製造と、電気エネルギーなどの使用可能なパワーの効率的で経済的なＰＲＯ生成との間で容易に転換される。この特徴はしたがって、淡水の供給が地域または区域の需要を満たしている自然条件下でのＲＯ淡水化プラントの効率的な代替使用を提供する。したがってそれは、システム全体の経済性を向上させる。
【００２６】
図２の実施形態では、使用される構成部品は同じだが、ＲＯ動作モードであるのかまたはＰＲＯ動作モードであるのかにかかわらず、分離要素１１の半透膜材料１７を透過する水流が常に同じ方向であるように、システムを空にし、２つのクロスオーバ弁（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ  ｖａｌｖｅ）８１を活動化する方策がとられる。ポート対１９、２１に通じる管路内に弁８１ａが配置され、分離要素１１のポート対２３、２５から延びる管路内に同様の弁８１ｂが配置される。これらの両方の弁は一般にシャトル弁と呼ばれる。
【００２７】
示された図２のシステムは、ＰＲＯモードにおいては、前述の動作と全く同じように動作することができる。次いで、淡水を生成したいときには、制御装置６５が全てのポンプを停止させ、水力タービンに通じる弁７９および弁６５を閉じた後に遠隔制御されたドレンスピゴット（ｄｒａｉｎ  ｓｐｉｇｏｔ）８３を通して第１の副室１３を空にし、三方弁４３を切り換え、高圧ポンプに通じる管路内の弁７５を開き、２つのクロスオーバシャトル弁８１ａおよび８１ｂを切り換え、次いで低圧ポンプ５５、高圧ポンプ７７およびブースタポンプ５１（自動的に始動しない場合）を再始動させる。制御装置６５は、入口の弁８１ａを、圧力伝達装置２９からの高塩濃度液体を含む高圧、高塩濃度の液体の入口流が、代わりに第２の副室１５に供給されるように切り換える。これによって、水は、膜１７を透過して、第１の副室１３に入り、そこから、かつての入口ポート１９を通って、または出口ポート２３からクロスオーバ弁８１ｂおよび再循環管路６７を経由して貯水池に流れる。第２の副室１５の第２のポート２５からのブライン出口流はこのとき、クロスオーバ弁８１ｂを介して、圧力伝達装置の高圧入口ポート５９に通じる枝分れ導管２７に接続されている。システムは次いで、前記説明とほぼ同じようにＲＯモードで動作する。唯一の変化は、高塩濃度液体（例えば海水）が、第１のポート２１を通して第２の副室１５に供給され、透過した淡水が第１の副室１３から放出されることである。クロスオーバ弁８１を介して流れを導くこれらの変更の結果、ＲＯモードで半透膜１７を透過する水流の方向は、ＰＲＯモードに関して以前に説明した方向、すなわち第２の副室１５から第１の副室１３への方向と同じである。システムを再びＰＲＯモードに切り換えたいときには、最初に第２の副室１５を空にすることが望ましく、この目的は、再循環管路６７内の制御弁７０を開くことによって達成することができる。
【００２８】
図３は、図１に示されたシステムと同様のハイブリッドＲＯ／ＰＲＯシステムを示し、したがって、両方に共通の構成要素には同じ参照符号が付けられている。制御装置６５とシステムのさまざまな構成要素との間には有線接続が概略的に示されている。図１および２にも同様の接続またはそれらの等価物が存在するが、全体を分かりやすくするためにそれらの図には示されていない。しかしながら図３のシステムは、ＰＲＯモードでは希薄液体の高圧放出流を使用し、またはＲＯモードではブラインの高圧放出流を使用することによって、高濃度液体の入来流を昇圧する圧力伝達装置を使用しない。このシステムはしたがって、いくらか単純化されており、枝分れのない出口導管８７が、第１の副室の出口ポート２３を水力タービン３１に直接に接続し、その結果、両方のモードで、高圧液体の出口流全体がパワーを生み出すために使用され、次いで前述と同様に放出され、または保持される。
【００２９】
海水入口側でもこのシステムは単純化されており、供給導管４７に単一の可変圧力ポンプ８９が接続されている。このポンプは、約３００ｐｓｉｇ（２１．２ｋｇ／ｃｍ2）から約８００ｐｓｉｇ（５６．６ｋｇ／ｃｍ2）の吐出し圧力を提供するように動作することができる。あるいは、低圧ポンプおよびオプションのブースタポンプ回路を使用することもできる。
【００３０】
ＰＲＯモードで動作させたいときには、それに応じて制御装置６５がセットされ、図３に示されているように、淡水供給ポンプ３９を含む管路４１ａを第２の副室１５の第１のポート２１に接続するように、三方弁４３が活動化される。制御装置は次いで、所望の流量、例えば１００ｇｐｍ（３７９Ｌ／分）、および所望の圧力、例えば３００ｐｓｉｇ（２１．２ｋｇ／ｃｍ2）の海水流を第１の副室１３に供給するように、ポンプ８９をセットする。再循環ポンプ６９とともに作動された供給ポンプ３９を介して第２の副室１５に淡水が供給され、浸透現象によって、半透膜材料１７を通して第１の副室１３へ水が移動する。前記説明と同様に、抜き取られた流れの一部が弁７０を通して取り出される。透過した水は、第１の副室への海水の入口流と合わさり、体積が増した放出流が出口ポート２３から出る。この流れ全体が管路８７を通して水力タービン３１に導かれ、そこで、前述のとおりにパワーを発生させ、次いで放出される。
【００３１】
システムをＲＯモードで動作させたいときには、モータ駆動の全てのポンプが停止され、制御装置６５がＲＯモードに切り換えられる。これは、三方弁４３が、導管４１を枝管路４１ｂを通して貯水池４５に接続するようにし、次いで、可変圧力ポンプ８９が、液体、例えば海水を約８００ｐｓｉｇ（５６．６ｋｇ／ｃｍ2）で送出するようにする。第２の副室の第１のポート１５のすぐ上流の弁９１および制御弁７０が閉じられ、再循環ポンプ６９が、第２の副室１５から透過水を抜き取り、それを、ポンプ８９が動作している限り、三方弁４３を通して貯水池４５に送出するように動作する。第１の副室１３からのブラインの放出流は、全体が管路８７を通してタービン３１に送出され、そこで、タービンを回転させ、パワーを発生させ、次いで前述と同様に保持され、または放出される。
【００３２】
このように、この場合も、制御装置６５が、非常に単純かつ簡単な方法で、システムを、ＰＲＯモード動作とＲＯモード動作との間で切り換えることができることが分かる。このことは、システムの汎用性を大幅に増大させ、したがって、ＰＲＯ型のエネルギー発生システムの構造および動作をより経済的に実行可能なものにする。
【００３３】
本発明の発明者が知る発明を実施するための最良の形態を構成するいくつかの好ましい実施形態に関して本発明を説明したが、当業者には明らかなさまざまな変更および修正を、本明細書に添付された特許請求の範囲に定義された範囲から逸脱することなく実施できることを理解されたい。例えば、さしあたり淡水の供給が豊富にある環境では、抜き取られた流れの全てを取り出して、放出することができ、それに応じて、上流の室への供給を増大させることができる。ある種の放出流をため池などに保持することによって、ある種の放出、例えば海水ＲＯ淡水化ユニットからのより高塩分のブラインの放出による環境への影響を最小化し、同時に、後のＰＲＯモードでのパワー生成を有利にすることができる。例えば、水力タービンを使用して、直接に、または例えば電動機を介して間接的に、供給ポンプの１つ、例えば低圧淡水ポンプまたは低圧海水ポンプを駆動することができる。流れに敏感な半透膜材料を利用し、かつ／または特定の供給流を好む分離要素内において流れを常に同じ方向に維持するのに有用であるだけでなく、図２の配置は、流れの方向にかなり鈍感な分離要素が使用されるときにも有用であることができる。この場合、例えばＰＲＯモードで動作している間に、半透膜材料を透過する流れが逆向きになるように室を効果的に切り換えるために、図２に示されたシステムのシャトル弁をたまに切り換えることが望ましいことがある。このような定期的な流れの逆転は、水が透過する側の膜の表面に蓄積した物質を除去することによって、洗浄を容易にすることができる。
【００３４】
特許請求の範囲では、本発明の特定の特徴が強調されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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