(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆浸透膜が巻き取られた逆浸透膜エレメントを収容する圧力容器を複数備えるとともに、前記逆浸透膜エレメントが挿入される前記圧力容器の開口部が同一方向を向くように束ねて配置することにより複数の前記開口部を同一面に配置した逆浸透膜モジュールから  前記逆浸透膜エレメントを交換する逆浸透膜エレメント交換装置であって、
前記開口部に対向して配置され、前記逆浸透膜エレメントを前記開口部から前記圧力容器に押し込む方向に前記逆浸透膜エレメントの端部が向いた状態で前記逆浸透膜エレメントが載置される載置台と、
前記載置台を前記押し込む方向に垂直であって水平となる第１の方向に移動させる第１の移動手段と、
前記載置台を前記押し込む方向及び前記第１の方向に垂直な第２の方向に移動させる第２の移動手段と、
前記開口部に対向したロッドを前記圧力容器側に移動させることにより前記載置台に載置した前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器に押し込み、前記圧力容器に収容された前記逆浸透膜エレメントに連結手段を介して接続されたロッドを前記圧力容器から離れる方向に移動させることにより前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器から取り出す駆動手段と、
前記第１の移動手段及び第２の移動手段の移動量を制御して前記載置台に配置された前記逆浸透膜エレメントを複数の前記開口部のいずれかに対向させて前記駆動手段を駆動させる制御部と、を有し、
前記第１の移動手段は、
前記第１の方向に延びるレールと、
前記レール上に配置され前記載置台及び前記第２の移動手段を支持した状態で立てられ前記レール上を走行する枠部と、
枠部の上部に配置された転接ローラと、
前記枠部の上部及び前記転接ローラにより前記押し込む方向から挟まれるとともに前記第１の方向に延びるガイドレールと、
を有することを特徴とする逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項２】
前記載置台には、
前記載置台に搭載した前記逆浸透膜エレメントの位置を前記第１の方向及び前記第２の方向に調整可能な第３の移動手段と、前記載置台と前記開口部との相対位置を前記開口部に配置されたターゲットを用いて調整する相対位置調整手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項３】
前記逆浸透膜エレメントは、前記逆浸透膜が周囲に巻かれ前記逆浸透膜でろ過されたろ過水が排出される中心パイプを有し、
前記ロッドは、前記中心パイプを挿通可能とされ、
前記連結手段は、
前記ロッドの先端に配置されるとともに前記中心パイプに挿通可能とされ、空気圧または液圧により膨張して前記中心パイプに圧着することにより前記中心パイプと前記ロッドとを連結する中空の弾性部材であり、
前記制御部は、
前記駆動手段を介して前記ロッドを前記圧力容器から引き出す制御が可能とされ、前記連結手段により前記中心パイプと前記ロッドとを連結させたのち前記ロッドを前記圧力容器から引き出す制御を行なうことにより前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器から取り出し可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項４】
前記圧力容器は、前記逆浸透膜エレメントが複数挿入可能とされるとともに前記逆浸透膜エレメントは前記圧力容器内で直列に接続され、
前記逆浸透膜エレメントは、前記逆浸透膜が周囲に巻かれ前記逆浸透膜でろ過されたろ過水が排出される中心パイプを有し、
前記圧力容器内で隣り合う前記逆浸透膜エレメント同士は、前記中心パイプにはめ込み可能な中空のジョイントにより互いに隣接する前記中心パイプ同士を接続することにより接続され、
前記ジョイントの内壁には前記内壁から突出した突出部が配置され、
前記ロッドは、前記中心パイプを挿通可能とされ、
前記連結手段は、
前記ロッドの先端に配置されるとともに前記突出部に係合する形状を有し、
前記制御部は、
前記駆動手段を介して前記ロッドを前記圧力容器から引き出す制御が可能とされ、前記連結手段を係合部に係合させたのち前記ロッドを前記圧力容器から引き出す制御を行なうことにより前記逆浸透膜エレメントを前記ジョイントとともに前記圧力容器から取り出し可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、
前記ロッドを先端とするテレスコピック構造を有し、前記逆浸透膜エレメントの挿入方向に伸縮可能な多段式液圧シリンダであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項６】
前記駆動手段には、前記ロッドの繰り出し量を算出するエンコーダが配置されたことを特徴とする請求項５に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項７】
前記載置台には、
前記逆浸透膜エレメントを複数装填した装填手段が配置され、
前記装填手段は、
前記駆動手段が前記載置台に載置された前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器に挿入したのち新たな前記逆浸透膜エレメントを前記載置台に載置可能とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の逆浸透膜エレメント交換装置を、前記逆浸透膜モジュールの複数の前記開口部に対向する位置に配置してなることを特徴とする逆浸透膜ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜エレメント交換装置、及びこれを包含する逆浸透膜ろ過装置に係り、特に、逆浸透膜エレメントを収容する圧力容器が複数有する場合であっても効率的に逆浸透膜エレメントの交換が可能な逆浸透膜エレメント交換装置、逆浸透膜ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜エレメントを用いた海水淡水化設備において、逆浸透膜エレメントを交換する方法としては、特許文献１に開示されているようなものが知られている。具体的には、圧力容器（ベッセル）内に装填された複数の逆浸透膜エレメントのうち、ベッセルにおける一方の開口部（供給水側あるいは透過水側）から、使用済みの逆浸透膜エレメントを抜き取ると共に、他方の開口部から新たな逆浸透膜エレメントを挿入してベッセル内に収容するというものである。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されている逆浸透膜エレメントの交換方法は、メンテナンス期間を短く（実施形態中では１年単位）し、端部の逆浸透膜エレメントだけを交換するというものである。このような方法では、メンテナンス頻度が多くなり、稼動効率が悪いという問題がある。また、特許文献１に開示されている方法では、ベッセルの開口部における供給水側とろ過水側の双方に作業員が必要となるため、交換作業には、必ず複数の作業員が必要となり、作業効率が悪いといった問題もある。
【０００４】
しかし、海水淡水化設備の稼動効率を考慮し、ベッセル内に収容された逆浸透膜エレメントの全数交換を行う場合には、次のような問題があった。海水淡水化設備は近年、処理水の多量化を目的として、逆浸透膜エレメントの直径が大型化されると共に、ベッセルの長尺化による収容数の増加も図られている。このため、ベッセルに対する逆浸透膜エレメント挿入時の摺動抵抗（摩擦抵抗）が増加し、ベッセルへの挿入作業、および取り出し作業が人力では困難となるという問題が生じてきている。
【０００５】
このような作業者の作業負担を軽減することを視野に入れ、逆浸透膜エレメントの交換作業の自動化を図るための手段が、特許文献２に開示されている。特許文献２に開示されている手段は、海水淡水化設備においてベッセルを垂直方向に配置し、ベッセルに対して逆浸透膜エレメントを吊上げ方式、あるいは押し込み方式で収容するというものである。このような手段によれば、逆浸透膜エレメントを持ち上げ、回転させ、押し込むといった作業を作業員が行う必要が無くなり、作業負担が軽減されることとなる。
【０００６】
しかし、特許文献２に開示されている手段では、ベッセルが垂直配置されるため、逆浸透膜エレメントの収容数が増えるほど、引き上げ、あるいは押し込みに掛かる負荷が増大する。この負荷は、逆浸透膜エレメントの自重に重力加速度が付加されたものであるため、水平状態に配置された逆浸透膜エレメントを押し込む際の摺動抵抗（摩擦抵抗）よりも大きいことは明らかである。
【０００７】
また、垂直状態に配置したベッセルに対して重量物である逆浸透膜エレメントを装填する作業には、逆浸透膜エレメントの落下といった危険が伴うため、作業の安全性に懸念が生ずる。
【０００８】
これに対し、逆浸透膜エレメント挿入時の摺動抵抗の低減を図るための手段が、特許文献３に開示されている。具体的には、ベッセルの内周面に、逆浸透エレメントとの間における摩擦抵抗低減処理を施すというものである。ここで、摩擦抵抗低減処理の具体的手段としては、特に限定されてはいないが、ベッセルの内周面に凸部や凹部、滑り性の高い部材、及び回転体などを設置するというものであれば良いという。このような手段を施して、逆浸透膜エレメントの摺動抵抗を低減させれば、逆浸透膜エレメントの交換作業が容易となり、作業性も向上すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１１４２３９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／００７３２６号
【特許文献３】国際公開第２００９／１０４７５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、逆浸透膜エレメントを用いた海水淡水化設備では、逆浸透膜エレメントを収容する圧力容器を水平に配置するとともに、逆浸透膜エレメントを挿入するベッセルの開口部が同一面に向くようにベッセルを複数束ねたモジュール構造を有している。よって、開口部は、水平方向にも垂直方向にも配列された状態となり、逆浸透膜エレメントの交換には高所作業を伴うことになる。この場合従来は、交換する逆浸透膜エレメントを保持したアームリフトをフォークリフト等に乗せて逆浸透膜エレメントを開口部の高さまで持ち上げ作業員により逆浸透膜エレメントを開口部から挿入していた。このため、作業効率の向上に限界があったとともに作業員による高所作業を伴うので作業の安全性に問題があった。
【００１１】
そこで本発明では、複数の圧力容器に対する逆浸透膜エレメントの挿入作業及び取り出し作業の効率化を図ると共に、作業の安全性を維持することができる逆浸透膜エレメント交換装置及びこれを包含する逆浸透膜ろ過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】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る逆浸透膜エレメント交換装置は、逆浸透膜が巻き取られた逆浸透膜エレメントを収容する圧力容器を複数備えるとともに、前記逆浸透膜エレメントが挿入される前記圧力容器の開口部が同一方向を向くように束ねて配置することにより複数の前記開口部を同一面に配置した逆浸透膜モジュールから前記逆浸透膜エレメントを交換する逆浸透膜エレメント交換装置であって、前記開口部に対向して配置され、前記逆浸透膜エレメントを前記開口部から前記圧力容器に押し込む方向に前記逆浸透膜エレメントの端部が向いた状態で前記逆浸透膜エレメントが載置される載置台と、前記載置台を前記押し込む方向に垂直であって水平となる第１の方向に移動させる第１の移動手段と、前記載置台を前記押し込む方向及び前記第１の方向に垂直な第２の方向に移動させる第２の移動手段と、前記開口部に対向したロッドを前記圧力容器側に移動させることにより前記載置台に載置した前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器に押し込み、前記圧力容器に収容された前記逆浸透膜エレメントに連結手段を介して接続されたロッドを前記圧力容器から離れる方向に移動させることにより前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器から取り出す駆動手段と、前記第１の移動手段及び第２の移動手段の移動量を制御して前記載置台に配置された前記逆浸透膜エレメントを複数の前記開口部のいずれかに対向させて前記駆動手段を駆動させる制御部と、を有し、前記第１の移動手段は、前記第１の方向に延びるレールと、前記レール上に配置され前記載置台及び前記第２の移動手段を支持した状態で立てられ前記レール上を走行する枠部と、枠部の上部に配置された転接ローラと、前記枠部の上部及び前記転接ローラにより前記押し込む方向から挟まれるとともに前記第１の方向に延びるガイドレールと、を有することを特徴とする。
上記構成により、逆浸透膜モジュールに対する逆浸透膜エレメントの交換を迅速かつ安全に行なうことができる。
【００１３】
また、前記載置台には、前記載置台に搭載した前記逆浸透膜エレメントの位置を前記第１の方向及び前記第２の方向に調整可能な第３の移動手段と、前記載置台と前記開口部との相対位置を前記開口部に配置されたターゲットを用いて調整する相対位置調整手段が設けられたことを特徴とする。
上記構成により、第１の移動手段及び第２の移動手段により移動後の載置台と開口部との相対位置のズレを、開口部に配置されたターゲットを用いて調整する相対位置調整手段により調整することができるので、逆浸透膜エレメントを開口部に確実に挿入することができ、また圧力容器に収容された逆浸透膜エレメントを確実に取り出すことができる。
【００１４】
そして、前記逆浸透膜エレメントは、前記逆浸透膜が周囲に巻かれ前記逆浸透膜でろ過されたろ過水が排出される中心パイプを有し、前記ロッドは、前記中心パイプを挿通可能とされ、前記連結手段は、前記ロッドの先端に配置されるとともに前記中心パイプに挿通可能とされ、空気圧または液圧により膨張して前記中心パイプに圧着することにより前記中心パイプと前記ロッドとを連結する中空の弾性部材であり、前記制御部は、前記駆動手段を介して前記ロッドを前記圧力容器から引き出す制御が可能とされ、前記連結手段により前記中心パイプと前記ロッドとを連結させたのち前記ロッドを前記圧力容器から引き出す制御を行なうことにより前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器から取り出し可能とすることを特徴とする。
上記構成により、簡易な構成で圧力容器に収容された逆浸透膜エレメントを取り出すことができる。
【００１５】
また、前記圧力容器は、前記逆浸透膜エレメントが複数挿入可能とされるとともに前記逆浸透膜エレメントは前記圧力容器内で直列に接続され、前記逆浸透膜エレメントは、前記逆浸透膜が周囲に巻かれ前記逆浸透膜でろ過されたろ過水が排出される中心パイプを有し、前記圧力容器内で隣り合う前記逆浸透膜エレメント同士は、前記中心パイプにはめ込み可能な中空のジョイントにより互いに隣接する前記中心パイプ同士を接続することにより接続され、前記ジョイントの内壁には前記内壁から突出した突出部が配置され、前記ロッドは、前記中心パイプを挿通可能とされ、前記連結手段は、前記ロッドの先端に配置されるとともに前記突出部に係合する形状を有し、前記制御部は、前記駆動手段を介して前記ロッドを前記圧力容器から引き出す制御が可能とされ、前記連結手段を係合部に係合させたのち前記ロッドを前記圧力容器から引き出す制御を行なうことにより前記逆浸透膜エレメントを前記ジョイントとともに前記圧力容器から取り出し可能とすることを特徴とする。
上記構成により、簡易な構成で圧力容器に収容された逆浸透膜エレメントを取り出すことができる。
【００１６】
そして、前記駆動手段は、前記ロッドを先端とするテレスコピック構造を有し、前記逆浸透膜エレメントの挿入方向に伸縮可能な多段式液圧シリンダであることを特徴とする。
上記構成により、駆動手段は逆浸透膜エレメントを圧力容器の奥にまで押し込むことが可能となるとともに、ロッドの収縮時は駆動手段が短くなるので、逆浸透膜エレメント交換装置の占有エリアを小さくすることができる。
【００１７】
また、前記駆動手段には、前記ロッドの繰り出し量を算出するエンコーダが配置されたことを特徴とする。
上記構成により、ロッドの実際の繰り出し量を検知することができるので、逆浸透膜エレメントの挿入及び取り出しを確実に行うことができる。
【００１８】
そして、前記載置台には、前記逆浸透膜エレメントを複数装填した装填手段が配置され、前記装填手段は、前記駆動手段が前記載置台に載置された前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器に挿入したのち新たな前記逆浸透膜エレメントを前記載置台に載置可能とすることを特徴とする。
上記構成により、逆浸透膜エレメントの圧力容器への挿入を連続して行なうことができるので作業効率を向上させることができる。
【００１９】
一方、本発明に係る逆浸透膜ろ過装置は、上述の逆浸透膜エレメント交換装置を、前記逆浸透膜モジュールの複数の前記開口部に対向する位置に配置してなることを特徴とする。
上記構成により、圧力容器に収容された逆浸透膜エレメントの交換を迅速かつ安全に行なうことが可能な逆浸透膜ろ過装置となる。
【発明の効果】
【００２０】
上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置及び逆浸透膜ろ過装置によれば、従来、最も労力が必要とされていた圧力容器に対する逆浸透膜エレメントの交換作業を自動化して作業の迅速及び安全を図ることができる。また、圧力容器が高所に配置されていても逆浸透膜エレメントを圧力容器に自動で挿入し、または圧力容器に収容された使用済みの逆浸透膜エレメントを取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置、及び本実施形態の逆浸透膜エレメント装置の適用対象となる逆浸透膜モジュールの正面図である。
【図２】図１の斜視図（載置台の記載を省略）である。
【図３】本実施形態の逆浸透膜エレメントの模式図を示す。
【図４】本実施形態の載置台の側面図である。
【図５】本実施形態の載置台の平面図である。
【図６】第１実施形態の駆動手段の模式図である。
【図７】第２実施形態の駆動手段の模式図である。
【図８】本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置の動作（押し込み前）を示す模式図である。
【図９】本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置の動作（押し込み後）を示す模式図である。
【図１０】第３実施形態の駆動手段の模式図であり、図１０（Ａ）は収縮時の模式図、図１０（Ｂ）は伸長時の模式図である。
【図１１】第３実施形態の駆動手段の動作（収縮時）を示す模式図である。
【図１２】第３実施形態の駆動手段の動作（１段目伸長時）を示す模式図である。
【図１３】第３実施形態の駆動手段の動作（２段目伸長時）を示す模式図である。
【図１４】第１実施形態の連結手段を用いてＲＯ膜エレメントを取り出す工程を示す図である。
【図１５】第２実施形態の連結手段を用いてＲＯ膜エレメントを取り出す場合を示す図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ線断面図である。
【図１７】図１５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１８】図１５のＣ矢視図であって、連結手段の係合部の通過時を示す図である。
【図１９】図１５のＣ矢視図であって、連結手段が係合部を通過したのちに連結手段を回転させＲＯ膜エレメントを取り出すときの配置を示す図である。
【図２０】第１実施形態の装填手段の模式図である。
【図２１】第２実施形態の装填手段の模式図である。
【図２２】第３実施形態の装填手段の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。なお図中においてＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（水平方向）、Ｚ軸（上下方向）は、互いに直交するものとする。
【００２３】
図１に本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置、及び本実施形態の逆浸透膜エレメント装置の適用対象となる逆浸透膜モジュール１００の正面図を示し、図２に図１の斜視図（載置台の記載を省略）を示す。本実施形態の適用対象となる逆浸透膜モジュール１００は、例えば海水から淡水を抽出するものであり、この逆浸透膜モジュール１００と本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置１０により逆浸透膜ろ過装置が形成される。
【００２４】
逆浸透膜モジュール１００は、長手方向が水平（Ｙ軸方向）となるように配置されたシリンダ形状の圧力容器１０２（ベッセル）を複数束ねた態様で固定され、各圧力容器１０２に逆浸透膜エレメント（以下、単にＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓ  Ｏｓｍｏｓｉｓ）膜エレメントと称す））が収容されたものである。また逆浸透膜モジュール１００においては、ＲＯ膜エレメント１０８（図３）を挿入または取り出すための圧力容器１０２の開口部１０４が同一面（逆浸透膜モジュール１００の−Ｙ軸側の面）を形成するように配置されている。すなわち、図１、図２に示すように、圧力容器１０２がフレーム１０６に支持されて水平方向（Ｘ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）にアレイ状に配列され開口部１０４が配列面（ＸＺ平面）を形成したものとなっている。
【００２５】
図３に逆浸透膜エレメントの模式図を示す。図３に示すように、本実施形態で用いるＲＯ膜エレメント１０８は、中心パイプ１１０の外周に、袋状に形成された逆浸透膜１１２と、原水（塩分含有水）を通過させるためのメッシュスペーサ１１４が層を成すようにして、ロール状に巻かれている。袋状に形成された逆浸透膜１１２の内部には、透過された水を通過させるためのスペーサとして、流路材１１６が配置されている。このような構成のＲＯ膜エレメント１０８では、一方（−Ｙ軸側）の端部（供給水側）における開口部１０４から、逆浸透膜１１２間に配置されたメッシュスペーサ１１４に原水（塩分含有水）が流れ込む。メッシュスペーサ１１４に流れ込んだ原水に、浸透圧力以上の圧力を付与することで、原水中の水が逆浸透膜１１２を透過して、袋状に形成した逆浸透膜１１２内部の流路材１１６に流れ込む。流路材１１６に流れ込んだ水（ろ過水）は、中心パイプ１１０に流れ込み、他方（＋Ｙ軸側）の端部（ろ過水側）の中心に設けられた孔（中心パイプ１１０に繋がった孔）から排出される。なお、ろ過されずにメッシュスペーサ１１４に残った濃縮水は、他方の端部側のメッシュスペーサ１１４から排出される。
【００２６】
このＲＯ膜エレメント１０８は、圧力容器１０２内で複数個収容され、圧力容器１０２内で原水により加圧され、この加圧により逆浸透膜において原水がろ過水と濃縮水に分離する。ここで、互いに隣り合うＲＯ膜エレメント１０８は、中心パイプ１１０同士が、中心パイプ１１０の端部にはめ込まれる中空のジョイント１１８により接続されることにより、圧力容器１０２内に収容された状態で直列に接続される（図１５参照）。よって各ＲＯ膜エレメント１０８でろ過されたろ過水は、一本に繋がった中心パイプ１１０を通じて圧力容器１０２の外部に排出される。また前段のＲＯ膜エレメント１０８から排出された濃縮水は次段のＲＯ膜エレメント１０８に供給されてろ過水と濃縮水に分離され、最後段のＲＯ膜エレメント１０８から排出された濃縮水は圧力容器１０２の外部に排出される。
【００２７】
図１、図２に示すように、本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置１０は、主にスタッカークレーン１２、載置台３８（図２では不図示）、制御部３６により構成されている。スタッカークレーン１２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に立てられた状態で水平方向に移動可能な矩形の枠部１４（第１の移動手段）と、載置台３８が配置され枠部１４に取り付けられ枠部１４に沿って載置台３８とともに上下方向に移動する荷受台２２（第２の移動手段）により外形が形成される。枠部１４は、逆浸透膜モジュール１００の圧力容器１０２の開口部１０４（配列面：ＸＺ平面）に対向するように配置されている。そして枠部１４が配置される床面には枠部１４が走行するレール１６が配置され、レール１６の長手方向は圧力容器１０２が水平方向に配列される方向に平行な方向（第１の方向：Ｘ方向）に向けられている。そして枠部１４の下端に配置された走行車輪１８がレール１６上を移動することにより、枠部１４が配列面（ＸＺ面）の水平方向（Ｘ方向）の両端部にまで移動可能となっている。
【００２８】
よって枠部１４がレール１６上を走行し枠部１４に対向する開口部１０４が交替しても枠部１４と枠部１４に対向する開口部１０４（配列面）との距離は一定となる。さらにレール１６は逆浸透膜モジュール１００の配列面（ＸＺ面）の水平方向（Ｘ軸方向）の端部に対向する位置よりもさらに延設され、枠部１４が配列面（ＸＺ面）の対向位置から外れる位置となる準備エリア１２２（図２）まで移動できるようにしている。これによりＲＯ膜エレメント１０８を準備エリア１２２において載置台３８に容易に載置し、または載置台３８に配置された使用済みのＲＯ膜エレメント１０８を準備エリア１２２で容易に取り出すことができる。
【００２９】
また、走行車輪１８には同軸の歯車（不図示）が配置され、この歯車（不図示）に噛み合う走行モータ２０から動力を受けてレール１６上を走行可能となっている。走行モータ２０は、制御部３６により回転方向及び回転量を制御可能とされ、この回転方向及び回転量に対応して走行車輪１８を任意の方向に任意の回転量で回転させて枠部１４を任意の位置に移動させることができる。
【００３０】
荷受台２２は、枠部１４を厚み方向から挟み込む態様で配置されており、荷受台２２に配置された転接ローラ２４が枠部１４を厚み方向（Ｙ軸方向）から挟むように当接し、チェーン２６により吊り下げられている。チェーン２６は昇降モータ２８からの動力を受けて上下方向（第２の方向：Ｚ方向）に移動することができる。昇降モータ２８は、制御部３６により回転方向及び回転量を制御可能とされ、この回転方向及び回転量に対応してチェーン２６の繰り出し方向及び繰り出し量を制御することにより荷受台２２を任意の高さ位置に移動させることができる。
【００３１】
また図２に示すように、床面にはレール１６と平行してスタッカークレーン１２側への電力供給を行なう絶縁トロリ３０が配置され、スタッカークレーン１２、制御部３６（載置台３８）は常時絶縁トロリ３０から電力が供給される。また枠部１４の上端が通過する位置には水平かつレール１６と同一方向にガイドレール３２が配置され、枠部１４の上端に配置された転接ローラ３４がガイドレール３２に当接することにより枠部１４の転倒を防止している。
【００３２】
制御部３６は、走行モータ２０、昇降モータ２８、そして後述の駆動手段５８、７２を駆動させる駆動モータ７０の回転方向及び回転量を制御するものである。また制御部３６は、載置台３８をアレイ状に配列された複数の圧力容器１０２の開口部１０４のうちのいずれかに対向する位置に移動させ、載置台３８に配置されたＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２に挿入し（押し込み）、または圧力容器１０２に収容された使用済みのＲＯ膜エレメント１０８を取り出す制御を行なうものである。本実施形態ではスタッカークレーン１２の下部に配置されているが、スタッカークレーン１２から切り離して配置してもよい。
【００３３】
制御部３６は、逆浸透膜モジュール１００を構成する各圧力容器１０２の開口部１０４と載置台３８とが対向する位置、及び載置台３８が準備エリア１２２に配置されるときの走行モータ２０、昇降モータ２８の回転量を一定の角度分解能でデータ化した回転量情報（ある回転位置を基準とした回転角度の情報であって周回成分を含むもの）を保持している。また制御部３６は、走行モータ２０、昇降モータ２８の現在の回転量をデータ化した回転量情報を常時取得している。さらに制御部３６は、各圧力容器１０２の開口部１０４と載置台３８とが対向する位置の情報および準備エリア１２２の位置情報に対応して、回転量情報を選択できるようになっている。
【００３４】
また、制御部３６は、キー操作等により新たな移動先となる開口部１０４の位置情報等が入力されると、現在の位置情報に対応する回転量情報と移動先の位置情報に対応する回転量情報との差分を算出し、その差分に応じた回転方向及び回転量に対応する出力信号を走行モータ２０、昇降モータ２８にそれぞれ出力して、載置台３８を新たな移動先の開口部１０４に対向する位置等に移動させることができる。
【００３５】
なお、スタッカークレーン１２、ガイドレール３２、載置台３８は、載置台３８が後述のようにＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２に挿入する際、または圧力容器１０２に収容された使用済みのＲＯ膜エレメント１０８を取り出す際に、ＲＯ膜エレメント１０８の重量及びＲＯ膜エレメント１０８と圧力容器１０２との摩擦抵抗に起因して受ける反力に対して剛性を維持し、ＲＯ膜エレメント１０８の出し入れが確実に行えるように設計されているものとする。
【００３６】
図４に本実施形態の載置台の側面図を示し、図５に本実施形態の載置台の平面図を示す。載置台３８は、荷受台２２上に配置・固定されるとともにＲＯ膜エレメント１０８を載置させるための台である。載置台３８は、荷受台２２に立設された支柱状の第１の部材４０と、水平方向（Ｘ軸方向）に長手方向を有し第１の部材４０に取り付けられるとともに第１の部材４０との相対位置を上下方向（Ｚ軸方向）にスライド可能な第２の部材４６と、第２の部材４６に取り付けられるとともに、第２の部材４６との相対位置を水平方向（Ｘ軸方向）にスライド可能な第３の部材５０により全体が構成されている。
【００３７】
第１の部材４０と第２の部材４６とは、昇降移動手段（第３の移動手段）を介して接続されている。昇降移動手段は、第２の部材４６の第１の部材４０との上下方向の相対位置をスライドさせるリニアガイドであり、第１の部材４０に取り付けられ上下方向を長手方向としその長手方向を回転軸として回転するボールネジ４２と、ボールネジ４２を回転させるモータ４４と、第２の部材４６に取り付けられるともにボールネジ４２と螺合するスライダ（不図示：第２の部材４６と一体化されている）と、を有する。よって、第２の部材４６はボールネジ４２の回転方向及び回転量に依存して第１の部材４０との上下方向の相対位置をスライドさせることができる。
【００３８】
第２の部材４６と第３の部材５０とは、水平移動手段（第３の移動手段）を介して接続されている。水平移動手段は、第３の部材５０の第２の部材４６との水平方向の相対位置をスライドさせるリニアガイドであり、第２の部材４６に取り付けられ、水平方向（Ｘ軸方向）を長手方向としその長手方向を回転軸として回転するボールネジ４８と、ボールネジ４８を回転させるモータ（不図示）と、第３の部材５０に取り付けられるとともにボールネジ４８に螺合するスライダ（不図示：第３の部材５０と一体化している）と、を有する。よって、第３の部材５０はボールネジ４８の回転方向及び回転量に依存して第２の部材４６との水平方向の相対位置をスライドさせることができる。
【００３９】
第３の部材５０には、ＲＯ膜エレメント１０８を水平に支持する支持部５２と、支持部５２に配置されたＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２に押し出し、または圧力容器１０２に収容された使用済みのＲＯ膜エレメント１０８を取り出す駆動手段５８、７２（図６、図７参照）と、圧力容器１０２の開口部１０４に配置されたターゲットを用いて開口部１０４と載置台３８（支持部５２上に配置されたＲＯ膜エレメント１０８）との相対位置のズレ（Ｘ軸方向及びＺ軸方向のズレ）を調整する相対位置調整手段（不図示）と、が配置される。
【００４０】
相対位置調整手段（不図示）は、前述の制御部３６が載置台３８を所定の圧力容器１０２の開口部１０４に対向させる位置に移動させたのちに制御部３６により駆動させるものである。相対位置調整手段は、例えば第３の部材５０に配置され、ＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２に挿入する方向に光軸が向けられその方向に映る被写体の画像データを撮影するカメラ（不図示）と、画像データから圧力容器１０２の開口部１０４の所定位置に配置されたターゲット（不図示）を識別し、ターゲット（不図示）が画像中の所定の位置となるように昇降移動手段のモータ４４と水平移動手段のモータ（不図示）の回転量を制御する相対位置調整部（不図示）と、を有する構成としてもよい。
【００４１】
また、例えば、第３の部材５０に配置され圧力容器１０２の開口部１０４の所定位置に配置されたターゲット（不図示）に向けてレーザ光を発する送信部（不図示）と、第３の部材５０に取り付けられターゲット（不図示）で反射されたレーザ光を受光する受信部（不図示）と、昇降移動手段のモータ４４と水平移動手段のモータ（不図示）の回転量を制御して受信部（不図示）に送信部（不図示）からのレーザ光を受光させる相対位置調整部（不図示）と、を有する構成としてもよい。
【００４２】
前者の構成では、ターゲット（不図示）が画像中で所定の位置（例えば中心）となった場合に圧力容器１０２の中心軸とＲＯ膜エレメント１０８の中心軸とが同軸で配置されるように予め調整しておく必要がある。また後者の構成では、ターゲット（不図示）は例えばレーザ光の反射率が高いミラーを用いることとし、受信部（不図示）がレーザ光の反射光を受光したとき（または反射光が最大強度となったとき）に圧力容器１０２の中心軸とＲＯ膜エレメント１０８の中心軸とが同軸で配置されるように予め調整しておく必要がある。
【００４３】
このように、枠部１４（第１の移動手段）及び荷受台２２（第２の移動手段）により移動後の載置台３８と開口部１０４との相対位置のズレを、開口部１０４（開口部１０４以外の場所でもよい）に配置されたターゲット（不図示）を用いて調整する相対位置調整手段（不図示）により調整することができるので、逆浸透膜エレメントを開口部１０４に確実に挿入することができ、また後述のように圧力容器１０２に収容されたＲＯ膜エレメント１０８を確実に取り出すことができる。なお、相対位置調整手段（不図示）は、載置台３８のＸ軸方向及びＺ軸方向の小さな位置ズレの微調整を行なうものであるが、前述の相対位置調整部（不図示）による制御を制御部３６が直接行ってもよい。
【００４４】
支持部５２は、ＲＯ膜エレメント１０８の側面に転接する転接ローラ５２ａを有し、転接ローラ５２ａのＲＯ膜エレメント１０８との転接位置がＲＯ膜エレメント１０８の側面に倣うように支持部５２が配置されている。そして、支持部５２は、ＲＯ膜エレメント１０８の端面方向から見てＲＯ膜エレメント１０８が転接ローラ５２ａにより２点支持（図１参照）となるように配列され（３点支持以上でもよい）、ＲＯ膜エレメント１０８の圧力容器１０２への挿入方向（Ｙ軸方向）に並んで配列されている。転接ローラ５２ａの回転軸はＲＯ膜エレメント１０８を押し込む方向（＋Ｙ軸方向）または取り出す方向（−Ｙ軸方向）に垂直な方向に向けられ、ＲＯ膜エレメント１０８がロッド５６により押し込まれて載置台３８上を移動する際に転接ローラ５２ａはＲＯ膜エレメント１０８との摩擦力により回転する。これにより、ロッド５６がＲＯ膜エレメント１０８を押し込む際の（引き込む際の）摩擦抵抗を低減させることができる。なお転接ローラ５２ａの代わりにＲＯ膜エレメント１０８との摩擦抵抗が小さい材料を配置してもよい。
【００４５】
図６に、第１実施形態の駆動手段の模式図を示す。第１実施形態の駆動手段５８は、チェーン駆動によりロッド５６を駆動させるものである。駆動手段５８を配置するため、第３の部材５０には内部空間５０ａが配置され、第３の部材５０の＋Ｚ軸側の面の支持部５２の間となる位置には、Ｙ軸方向に長手方向を有し内部空間５０ａを開放するスリット５０ｂ（図５参照）が配置されている。そして、第１実施形態の駆動手段５８は、この内部空間５０ａに、駆動歯車６０と従動歯車６２の間に掛け回されたチェーン６４と、チェーン６４に固着されたスライダ６６を基本として構成される。スライダ６６は、スリット５０ｂを貫通して外部に露出し、スライダ６６の露出した部分にはＲＯ膜エレメント１０８を挿入する方向（＋Ｙ軸方向）に長手方向を有するロッド５６が接続される。ここで駆動手段５８の駆動モータ７０（図６では不図示）は駆動歯車６０を駆動するように配置されている。なお、駆動歯車６０と従動歯車６２との間の長さ（ロッド５６の繰り出し量）は、圧力容器１０２の長手方向の長さ及びＲＯ膜エレメント１０８の長さを考慮して設計される。上記構成により、駆動モータ７０（図６では不図示）により駆動する駆動歯車６０の回動によりスライダ６６及びロッド５６のＹ軸方向のスライドが可能となる。
【００４６】
なお、スライダ６６の下部には、スライダ６６の安定性を向上させるためのスライドガイド６８を設けるようにすると良い。また、ロッド５６を用いて圧力容器１０２にＲＯ膜エレメント１０８を挿入する（押し込む）際は、ロッド５６の＋Ｙ軸側の先端にＲＯ膜エレメント１０８の中心パイプ１１０の内径より大きく且つＲＯ膜エレメント１０８の端部より小さな当接板５６ａを配置するものとする。
【００４７】
図７に、第２実施形態の駆動手段の模式図を示す。第２実施形態の駆動手段７２は、上述の昇降移動手段及び水平移動手段と同様にリニアガイドによりロッド５６を駆動させている。駆動手段７２は、第３の部材５０の内部空間５０ａに配置されＹ軸方向を長手方向としその長手方向を回転軸として回転するボールネジ７４と、ボールネジ７４を回転させる駆動モータ７０と、ボールネジ７４に螺合するとともにＲＯ膜エレメント１０８の挿入方向の延長線上に配置されスリット５０ｂから露出するスライダ７６と、を有し、スライダ７６のスリット５０ｂから露出した部分にはロッド５６が取り付けられる。なお、駆動手段７２の繰り出し量（ボールネジ７４の長さ）は、圧力容器１０２の長手方向の長さ及びＲＯ膜エレメント１０８の長さを考慮して設計される。
【００４８】
前述の制御部３６は、第１実施形態及び第２実施形態の駆動手段５８、７２を駆動させるため、ロッド５６が＋Ｙ軸側に最も繰り出されたときの駆動モータ７０の回転量をデータ化した回転量情報、ロッド５６が−Ｙ軸側に最も繰り出されたときの駆動モータ７０の回転量をデータ化した回転量情報を保持している。さらに制御部３６は、駆動モータ７０の現在の回転量をデータ化した回転量情報を常時取得している。また制御部３６は、ロッド５６が−Ｙ軸側に最も繰り出したときの位置情報及びロッド５６が＋Ｙ軸側に最も繰り出したときの位置情報に対応して、それぞれ回転量情報を抽出できるようになっている。
【００４９】
よって制御部３６は、キー操作等によりロッド５６が＋Ｙ軸側に最も繰り出されたときの位置情報または−Ｙ軸側に最も繰り出されたときの位置情報が入力されると、それに対応する回転量情報と駆動モータ７０の現在の回転量情報との差分を算出し、その差分に応じた回転方向及び回転量に対応する出力信号を駆動モータ７０に出力して、ロッド５６を所定の位置に移動させることができる。すなわち載置台３８に載置したＲＯ膜エレメント１０８を押し込んで圧力容器１０２に挿入させる、或いは後述のように圧力容器１０２に収容されたＲＯ膜エレメント１０８を引き出して圧力容器１０２から取り出すことができる。
【００５０】
図８に、本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置の動作（押し込み前）を示し、図９に、本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置の動作（押し込み後）を示す。本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置１０の動作について説明する。ここでは、圧力容器１０２にＲＯ膜エレメント１０８を挿入する（押し込む）場合について説明する。
【００５１】
まず逆浸透膜エレメント交換装置１０の起動時は、スタッカークレーン１２が準備エリア１２２に対向する位置にあり載置台３８が最も低い位置となる状態になっているものとする。また載置台３８に配置された駆動手段５８、７２の駆動モータ７０は、ロッド５６が最も−Ｙ軸側にスライドされた状態時の回転量になっているものとする。
【００５２】
まず、準備エリア１２２において作業員がリフト等を用いてＲＯ膜エレメント１０８を載置台３８（支持部５２）に載置する（図１参照）。このときロッド５６の＋Ｙ軸側の先端に配置された当接板５６ａがＲＯ膜エレメント１０８の−Ｙ軸側の端部に対向もしくは当接している。
【００５３】
そして、作業員は制御部３６においてＲＯ膜エレメント１０８を挿入する圧力容器１０２の開口部１０４の位置の情報をキー操作等により入力し、制御部３６は載置台３８が前記開口部１０４に対向する位置となるように走行モータ２０、及び昇降モータ２８に出力信号を出力する。そして載置台３８が前記開口部１０４に対向する位置に移動したのちに、ＲＯ膜エレメント１０８の中心軸と圧力容器１０２の中心軸とが同軸となるように（図８）、制御部３６は相対位置調整手段（不図示）を駆動させて載置台３８のＸ軸方向及びＺ軸方向の微調整を行なう。
【００５４】
そして作業員は、キー操作等により制御部３６にロッド５６が＋Ｙ軸側の最も繰り出すときの位置情報を入力する。すると制御部３６は駆動手段５８、７２の駆動モータ７０に出力信号を出力して駆動モータ７０を駆動させ、ロッド５６を＋Ｙ軸側に移動させる。これによりロッド５６が＋Ｙ軸側（圧力容器１０２側）に移動するとともに、ロッド５６がＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２側に押し込むことになる。そして、ロッド５６が＋Ｙ軸側に最も繰り出す位置に到達することにより駆動モータ７０の駆動が停止する（図９）。
【００５５】
次に、作業員は、ロッド５６が−Ｙ軸側に最も繰り出すときの位置情報を制御部３６に入力し、制御部３６は駆動モータ７０に出力信号を出力してロッド５６を−Ｙ軸側に移動させ、さらに作業員は載置台３８が準備エリア１２２に対向する位置となる位置情報を制御部３６に入力し、制御部３６は走行モータ２０及び昇降モータ２８に出力信号を出力してスタッカークレーン１２（枠部１４、荷受台２２）を準備エリア１２２に対向する位置に移動させる。
【００５６】
上述のように一つの圧力容器１０２には複数のＲＯ膜エレメント１０８が収容されるので、上述の工程を繰り返して同じ圧力容器１０２にＲＯ膜エレメント１０８を挿入する作業を繰り返す。このとき、新たに挿入するＲＯ膜エレメント１０８の中心パイプ１１０の＋Ｙ軸側の端部には、長手方向の両端で中心パイプ１１０にはめ込まれるジョイント１１８（図１５参照）を予めはめ込んでおく。そして、既にＲＯ膜エレメント１０８が挿入された圧力容器１０２に新たなＲＯ膜エレメント１０８を挿入する際にジョイント１１８が既に挿入されたＲＯ膜エレメント１０８の中心パイプ１１０の−Ｙ軸側の端部にはめ込まれるとともに（図１５参照）、ロッド５６が既に挿入されたＲＯ膜エレメント１０８とともに新たなＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２内に押し込むことになる。この作業は圧力容器１０２内がＲＯ膜エレメント１０８で全て充填されるまで繰り返され、一つの圧力容器１０２に所定数のＲＯ膜エレメント１０８が収容されたのちは他の圧力容器１０２で上述の作業を繰り返すことになる。
【００５７】
このように、本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置１０は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向にアレイ状に配置された圧力容器１０２を有する逆浸透膜モジュール１００において、各圧力容器１０２の開口部１０４に対向する位置にスタッカークレーン１２により確実にＲＯ膜エレメント１０８を人力に頼らず移動させ、ＲＯ膜エレメント１０８の中心軸と圧力容器１０２の中心軸とが同軸となるように相対位置調整手段（不図示）により載置台３８と開口部１０４との位置ずれを人力に頼らず修正し、載置台３８に配置されたロッド５６の＋Ｙ軸方向への駆動によりＲＯ膜エレメント１０８を人力に頼らずに圧力容器１０２内に確実に挿入する（押し込む）ことができ、逆浸透膜モジュール１００に対する逆浸透膜エレメントの挿入を迅速かつ安全に行なうことができる。
【００５８】
図１０に、第３実施形態の駆動手段の模式図を示し、図１０（Ａ）は収縮時の模式図、図１０（Ｂ）は伸長時の模式図を示す。また、図１１に、第３実施形態の駆動手段の動作（収縮時）を示し、図１２に、第３実施形態の駆動手段の動作（１段目伸長時）を示し、図１３に、第３実施形態の駆動手段の動作（２段目伸長時）を示す。
【００５９】
第１実施形態及び第２実施形態の駆動手段５８、７２では、一つの圧力容器１０２にＲＯ膜エレメント１０８を挿入する作業を繰り返すたびにロッド５６が押し出すＲＯ膜エレメント１０８の個数が増加するため、ＲＯ膜エレメント１０８と圧力容器１０２との摩擦抵抗が増加し、駆動手段５８、７２の負担が増加する。よって、本実施形態では、載置台３８に搭載したＲＯ膜エレメント１０８を初めから圧力容器１０２の内部深くまで押込むことを可能とするために、シリンダロッドをテレスコピック型とした多段式油圧シリンダ７８とした。
【００６０】
本実施形態で用いる多段式油圧シリンダ７８は、内部に油室（不図示）を備えるシリンダ８０と、油室に対する作動油の流入によりシリンダ８０から＋Ｙ軸側に伸張する第１ロッド８２と、作動油の流入により第１ロッド８２からさらに＋Ｙ軸側に伸長する第２ロッド８４を基本として構成される。多段式油圧シリンダ７８は、作動油を蓄えた予備タンク（不図示）にポンプ（不図示）を介して接続され、ポンプ（不図示）は正転・逆転が可能とされ作動油を予備タンク（不図示）側から多段式油圧シリンダ７８側に一定の圧力で供給し、また多段式油圧シリンダ７８内の作動油を一定の吸引力（圧力）で吸引して準備タンクに供給することができる。したがって、多段式油圧シリンダ７８は、ポンプ（不図示）の正転・逆転により＋Ｙ軸方向に一定の力で伸長し若しくは−Ｙ軸方向に一定の力で収縮することができる。なお、このポンプ（不図示）の駆動は上述の制御部３６からの駆動信号により行なうことができる。
【００６１】
図１１乃至図１３に示すように、多段式油圧シリンダ７８は、載置台３８の第３の部材５０の支持部５２より−Ｙ軸側となる位置に配置され、第２ロッド８４の先端がＲＯ膜エレメント１０８の−Ｙ軸側の端部に当接する（図１１）。そして、ポンプ（不図示）により作動油が供給されると、シリンダ８０から第２ロッド８４とともに第１ロッド８２が＋Ｙ軸方向に延出し（図１２）、第１ロッド８２がシリンダ８０に対して延出しきった後に第１ロッド８２から第２ロッド８４が＋Ｙ軸方向にさらに延出するようになっている（図１３）。そして第１ロッド８２、第２ロッド８４の延出とともにＲＯ膜エレメント１０８が圧力容器１０２内に挿入される。
【００６２】
また多段式油圧シリンダ７８のシリンダ８０（第３の部材５０でもよい）にはワイヤー（不図示）の巻き取り機構（不図示）とワイヤー（不図示）の繰り出し量をデータ化するエンコーダ（不図示）が取り付けられている。そしてワイヤー（不図示）の先端は第２ロッド８４の先端に取り付けられている。エンコーダ（不図示）は、制御部３６にワイヤー（不図示）の繰り出し量の情報を出力するようになっている。これにより制御部３６は、多段式油圧シリンダ７８が最も収縮した状態でのワイヤー（不図示）の繰り出し量の情報と最も伸長した現在の繰り出し量の情報を保持することが可能となり、また現在の繰り出し量の情報も取得することができる。したがって、制御部３６は第３実施形態の駆動手段である多段式油圧シリンダ７８を、第１実施形態及び第２実施形態の駆動手段５８、７２と同様に制御することができる。
【００６３】
このような構成とすることで、第１実施形態及び第２実施形態に係る駆動手段５８、７２よりも、ＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２の内部深くにまで押し込むことが可能となる。よって、先に押し込んだＲＯ膜エレメント１０８を、後から押し込むＲＯ膜エレメント１０８で押すという状況が低減される。このため、ＲＯ膜エレメント１０８の装填数が増えた場合であっても、ＲＯ膜エレメント１０８の装填数に応じて、押込み時の摩擦抵抗が増すことを抑制することができる。また、ロッド５６の収縮時は第１ロッド８２及び第２ロッド８４がシリンダ８０に収容されて多段式油圧シリンダ７８の長手方向（Ｙ軸方向）の長さが短くなるので、逆浸透膜エレメント交換装置１０の占有エリアを小さくすることができる。さらに、エンコーダ（不図示）により、第２ロッド８４の実際の繰り出し量を検知することができるので、ＲＯ膜エレメント１０８の挿入及び後述の取り出しを確実に行うことができる。
【００６４】
図１４に、第１実施形態の連結手段を用いてＲＯ膜エレメントを取り出す工程を示す。本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置１０は、ＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２に挿入するのみならず、圧力容器１０２に収容された使用済みのＲＯ膜エレメント１０８を第１実施形態乃至第３実施形態の駆動手段を用いて圧力容器１０２から取り出すことができる。この場合、前述のロッド５６（第２ロッド８４もロッド５６同様に適用可能とする）の先端に連結手段８６を配置することになる。連結手段８６は、内部が中空の弾性部材であって中空の内部が注入管８８に接続されている。そして注入管８８を介して空気圧または液圧が連結手段８６の内部に印加されることにより連結手段８６は膨張し、連結手段８６の外壁が中心パイプ１１０の内壁に圧着する。よってロッド５６は、連結手段８６の中心パイプ１１０に対する圧着力（摩擦力）により中心パイプ１１０と連結することができる。
【００６５】
なお、連結手段８６は、空気圧または液圧が印加される前の外径が中心パイプ１１０の内径より小さくなって中心パイプ１１０に挿通可能とし、中心パイプ１１０に挿入しない状態で空気圧または液圧を印加した場合はその外径が中心パイプ１１０の内径より大きくなり中心パイプ１１０の内壁と当接可能となるように設計されている。また注入管８８は、空気または液体を一定の圧力で供給するコンプレッサー（不図示）に接続され、このコンプレッサー（不図示）の駆動・停止の制御は制御部３６が行なうことができる。
【００６６】
上述の連結手段８６を用いたＲＯ膜エレメント１０８の圧力容器１０２からの取り出し工程は以下のようになる。まず、図１４の上段に示すように、制御部３６によりロッド５６を＋Ｙ軸方向に繰り出し、空気圧または液圧が印加される前の連結手段８６を中心パイプ１１０に挿入する。次に、図１４の中段に示すように、制御部３６によりコンプレッサー（不図示）を駆動して、連結手段８６の内部に空気或いはオイル等の液体を一定の圧力で供給して連結手段８６を膨張させる。これにより連結手段８６の外壁が中心パイプ１１０の内壁に圧着し、その圧着力（摩擦力）によりロッド５６と中心パイプ１１０とが連結される。そして、図１４の下段に示すように、連結手段８６が中心パイプ１１０に圧着した状態で制御部３６がロッド５６を−Ｙ軸方向に引き込む制御を行なう。すると、連結手段８６と中心パイプ１１０との摩擦力により、ＲＯ膜エレメント１０８は連結手段８６とともに−Ｙ軸方向に引き込まれて圧力容器１０２から取り出され、載置台３８の支持部５２（図４等参照）に載置される。
【００６７】
なお、制御部３６がコンプレッサー（不図示）の駆動を停止することにより連結手段８６への空気圧または液圧が解除されて連結手段８６と中心パイプ１１０との圧着が解除され、ロッド５６をさらに−Ｙ軸方向に移動することにより載置部３８に載置されたＲＯ膜エレメント１０８からロッド５６を引き出すことができる。しかし、スタッカークレーン１２による載置台３８の移動時の安全性を考慮して制御部３６により載置部３８を準備エリア１２２に移動させたのち行うことが望ましい。
【００６８】
図１５に、第２実施形態の連結手段を用いてＲＯ膜エレメントを取り出す場合の模式図を示し、図１６に、図１５のＡ−Ａ線断面図を示し、図１７に、図１５のＢ−Ｂ線断面図を示し、図１８に、図１５のＣ矢視図であって、連結手段の係合部の通過時を示し、図１９に、図１５のＣ矢視図であって、連結手段が係合部を通過したのちに連結手段を回転させＲＯ膜エレメントを取り出すときの配置を示す。
【００６９】
図１５に示すように、ＲＯ膜エレメント１０８は、圧力容器１０２（図１５では不図示）内でジョイント１１８を介して接続されている。ジョイント１１８は中空パイプにはめ込み可能な中空な部材であって互いに隣り合う中空パイプ同士を連結している。本実施形態ではロッド５６の先端（当接板５６ａ）に取り付けられた連結手段９０と、ジョイント１１８に設けられた突起部１２０と、を用いてＲＯ膜エレメント１０８をジョイント１１８とともに取り出すこととしている。
【００７０】
連結手段９０は、図１５に示すようにその外形がジョイント１１８の内径より小さくなるように設計された円筒形の部材であってロッド５６と同軸となるようにロッド５６の先端に取り付けられている。また、連結手段９０において、その外周にＹ軸方向に長手方向を有する溝９２が連結手段９０の中心軸を中心として４回対称となるように配置されている。そして、図１６に示すように、連結手段９０の互いに隣り合う溝９２同士の間となる位置には突起部１２０と係合（当接）する凸部９４が配置される。
【００７１】
一方、図１７に示すように、ジョイント１１８の内壁にはその内壁から突出した突起部１２０が配置されている。突起部１２０は、溝９２同様にＹ軸方向に長手方向を有し溝９２の幅より狭い幅を有し且つ溝９２の深さより短くなる高さを有するように設計され、ジョイント１１８の中心軸を中心として４回対称となるように配置される。なお、本実施形態においては、ロッド５６は、中心パイプ１１０の内径より小さな外径を有するものとし、図１６の示す方向（Ｙ軸方向）からみてロッド５６が溝９２からはみ出ないように設計されているものとする。ここで、ロッド５６は、長手方向の中心軸を中心として回転可能な構成を有しており、この回転制御は制御部３６により行なうことができるものとする。これにより、図１８に示すように突起部１２０と溝９２とが互いに対向するようにロッド５６の回転角度を調整した場合には、突起部１２０と連結手段９０とが干渉することはなく、連結手段９０が突起部１２０を通過可能となる。また図１９に示すように、突起部１２０と凸部９４とが互いに対向するようにロッド５６の回転角度を調整した場合には凸部９４と突起部１２０とが係合（当接）する。
【００７２】
上述の連結手段９０及び突起部１２０を用いたＲＯ膜エレメント１０８の取り出し工程は以下のようになる。まず、制御部３６により先端に連結手段９０を取り付けたロッド５６を＋Ｙ軸方向に移動させて、連結手段９０及びロッド５６を中心パイプ１１０に挿入する。このとき連結手段９０と突起部１２０の配置が図１８の配置となるように制御部３６によりロッド５６の回転角度を調整しておく。そしてロッド５６をさらに中心パイプ１１０の奥側に繰り出し、連結手段９０がジョイント１１８の突起部１２０を完全に通過するまでロッド５６を繰り出す。そして制御部３６は、連結手段９０と突起部１２０との配置が図１９の配置となるようにロッド５６を回転させ、ロッド５６を−Ｙ軸方向に繰り出す制御を行なう。
【００７３】
これにより、連結手段９０の凸部９４は突起部１２０に係合（当接）し、連結手段９０が突起部１２０を−Ｙ軸方向に引き込むことになる。よって、連結手段９０より−Ｙ軸側に配置されたＲＯ膜エレメント１０８はジョイント１１８とともに−Ｙ軸方向に引き込まれて圧力容器１０２から取り出され載置台３８の支持部５２に載置される。なお、連結手段９０より＋Ｙ軸側に配置されたＲＯ膜エレメント１０８とジョイント１１８との摩擦力が、そのＲＯ膜エレメント１０８と圧力容器１０２との摩擦力より小さい場合には、そのＲＯ膜エレメント１０８とジョイント１１８との接続は解除され、そのＲＯ膜エレメント１０８は圧力容器１０２に残ることになる。
【００７４】
本実施形態においても、ＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２から取り出し載置台３８に載置したのち、連結手段９０と突起部１２０との配置が図１８の配置となるようにロッド５６を回転させた上でさらにロッド５６を−Ｙ軸側に移動させることによりロッド５６及び連結手段９０をＲＯ膜エレメント１０８から取り出すことは可能である。しかし、上述の安全性を考慮して制御部３６により載置部を準備エリア１２２に移動させたのち行うことが望ましい。なお連結手段９０に配置された溝９２及び突起部１２０は、それぞれ４つ配置されているが、それぞれ１つ以上であればよく、また４回対称となっているが他の回転対称性となる配置でもよく、また回転対称性がない配置となってもよい。
【００７５】
上述の第１実施形態の連結手段８６または第２実施形態の連結手段９０を用いた本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置１０によるＲＯ膜エレメント１０８の取り出し工程は以下のようになる。まず逆浸透膜エレメント交換装置１０の立ち上げ時の状態は、上述のＲＯ膜エレメント１０８の挿入工程と同様であるが、載置台３８に配置されたロッド５６に上述の連結手段８６または連結手段９０を取り付ける。そして上述のＲＯ膜エレメント１０８の挿入工程と同様に取り出しの対象となる圧力容器１０２の開口部１０４に対向する位置に載置台３８を配置する。そして上述の連結手段８６または連結手段９０を用いてＲＯ膜エレメント１０８を圧力容器１０２から取り出し、載置台３８を準備エリア１２２に移動させ、作業員がリフト等を用いて載置台３８に載置された使用済みのＲＯ膜エレメント１０８を取りだす。上述のように圧力容器１０２には複数のＲＯ膜エレメント１０８が収容されているので、全てのＲＯ膜エレメント１０８が取り出されるまで上述の工程を繰り返す。
【００７６】
このように、本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置１０は、逆浸透膜モジュール１００からのＲＯ膜エレメント１０８の取り出しを、ＲＯ膜エレメント１０８の挿入工程と同様に、迅速かつ安全に行なうことができる。よって、上述のＲＯ膜エレメント１０８の取り出し工程を行なったのち上述のＲＯ膜エレメント１０８の挿入工程を行なうことにより、圧力容器１０２内の使用済みのＲＯ膜エレメント１０８を新たなＲＯ膜エレメント１０８に交換することができる。
【００７７】
図２０に第１実施形態の装填手段を示し、図２１に、第２実施形態の装填手段を示し、図２２に第３実施形態の装填手段を示す。図２０に示すように第１実施形態の装填手段は、第３の部材５０の支持部５２が配置される部分に水平に搬出方向が向けられたベルトコンベア９６を配置し、このベルトコンベア９６上に複数のＲＯ膜エレメント１０８を配置した構成を有している。そして駆動手段である多段式油圧シリンダ７８に＋Ｙ軸方向から対向するＲＯ膜エレメント１０８は、多段式油圧シリンダ７８を＋Ｙ軸方向に伸長させることにより＋Ｙ軸方向に押し出されて圧力容器１０２に挿入される。そして一旦、多段式油圧シリンダ７８を収縮させたのちベルトコンベア９６を駆動させて新たなＲＯ膜エレメント１０８を多段式油圧シリンダ７８に＋Ｙ軸方向から対向するように搬送し、上述の押し込む工程及び搬送する工程を繰り返して圧力容器１０２に連続的にＲＯ膜エレメント１０８を挿入することができる。
【００７８】
図２１に示すように、第２実施形態の装填手段は、第３の部材５０の支持部５２が配置される部分に配置され、多段のカートリッジ９８が上下方向に移動可能となるように立設させた構成を有している。また、各カートリッジ９８のＹ軸に対向する面は開口され、カートリッジ９８の＋Ｙ軸に対向する面は圧力容器１０２に対向し、−Ｙ軸に対向する面は多段式油圧シリンダ７８に対向している。そして各カートリッジ９８にはＲＯ膜エレメント１０８が配置されている。上記構成において、最下段のカートリッジ９８に配置されたＲＯ膜エレメント１０８を多段式油圧シリンダ７８に対向させ、多段式油圧シリンダ７８によりそのＲＯ膜エレメント１０８を押し込んで圧力容器１０２に挿入する。そして、一旦、多段式油圧シリンダ７８を収縮させたのち一つ上段のカートリッジ９８を一段下げて次のＲＯ膜エレメント１０８を多段式油圧シリンダ７８に対向させ、上述の押し込む工程及びカートリッジ９８を一段下げる工程を繰り返す。
【００７９】
図２２に示す第３実施形態の装填手段は、第２実施形態の装填手段と同様であるが、カートリッジ９８の移動方向が第２実施形態とは逆方向を向いている。第１実施形態乃至第３実施形態の装填手段により、本実施形態の逆浸透膜エレメント交換装置１０においてＲＯ膜エレメント１０８の圧力容器１０２への連続的な挿入が可能となり、処理速度を向上させることができる。なお駆動手段は、第３実施形態の多段式油圧シリンダ７８のみならず、第１実施形態の駆動手段５８、第２実施形態の駆動手段７２を用いることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０………逆浸透膜エレメント交換装置、１２………スタッカークレーン、１４………枠部、１６………レール、１８………走行車輪、２０………走行モータ、２２………荷受台、２４………転接ローラ、２６………チェーン、２８………昇降モータ、３０………絶縁トロリ、３２………ガイドレール、３４………転接ローラ、３６………制御部、３８………載置台、４０………第１の部材、４２………ボールネジ、４４………モータ、４６………第２の部材、４８………ボールネジ、５０………第３の部材、５０ａ………内部空間、５０ｂ………スリット、５２………支持部、５２ａ………転接ローラ、５６………ロッド、５６ａ………当接板、５８………駆動手段、６０………駆動歯車、６２………従動歯車、６４………チェーン、６６………スライダ、６８………スライドガイド、７０………駆動モータ、７２………駆動手段、７４………ボールネジ、７６………スライダ、７８………多段式油圧シリンダ、８０………シリンダ、８２………第１ロッド、８４………第２ロッド、８６………連結手段、８８………注入管、９０………連結手段、９２………溝、９４………凸部、９６………ベルトコンベア、９８………カートリッジ、１００………逆浸透膜モジュール、１０２………圧力容器、１０４………開口部、１０６………フレーム、１０８………ＲＯ膜エレメント、１１０………中心パイプ、１１２………逆浸透膜、１１４………メッシュスペーサ、１１６………流路材、１１８………ジョイント、１２０………突起部、１２２………準備エリア。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図３】
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