(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆浸透膜（１１）で被濃縮液側（１２）と透過液側（１３）とに仕切られ、前記被濃縮液側（１２）に被濃縮液入口（１４）および濃縮液出口（１５）が設けられた逆浸透膜槽（７）と、該逆浸透膜槽（７）の前記被濃縮液側（１２）に被濃縮液を送り出すと共に該被濃縮液側（１２）から濃縮液を導入する複動ポンプ（８）と、前記被濃縮液入口（１４）と前記複動ポンプ（８）とを接続し該複動ポンプ（８）から該逆浸透膜槽（７）へ前記被濃縮液を導く第１通路（３）、および前記濃縮液出口（１５）と前記複動ポンプ（８）とを接続し該逆浸透膜槽（７）から該複動ポンプ（８）へ前記濃縮液を導く第２通路（４）とを備えた逆浸透膜濃縮装置において、前記複動ポンプ（８）には、ピストン（２３）を収容するシリンダ室（２４）を設け、該シリンダ室（２４）内において前記ピストン（２３）の前方及び後方には、それぞれ前部室（２５）及び後部室（２６）を形成し、該前部室（２５）には、前記第１通路（３）と、前記被濃縮液の供給源（１）に連通する第３通路（２）とを接続し、前記後部室（２６）には、前記第２通路（４）と、該後部室（２６）内の該濃縮液を排出する第４通路（５）とを接続しており、前記第１、第２、第３及び第４通路（３，４，２，５）の各々には、前記ピストン（２３）の動作に応じた前記前部室（２５）の圧力変化による開閉力と弾性力による閉弁力とによって開閉する第１、第２、第３及び第４弁（５０，５８，４２，６７）を設けてあることを特徴とする逆浸透膜濃縮装置。
【請求項２】
前記第２及び第４弁（５８，６７）の各々は、弁体（５６，６５）に一体的に設けたピストン部分（５９，６８）と、該ピストン部分（５９，６８）を収容するシリンダ（４６，５４）とを備え、該第２弁（５８）のシリンダ（４６）を第２弁用圧力伝達路（４５）を介して前記前部室（２５）に連通し、該前部室（２５）の圧力減少が閉弁力として、圧力増加が開弁力として該ピストン部分（５９）を通じて前記弁体（５６）に作用するようにし、該第４弁（６７）のシリンダ（５４）を第４弁用圧力伝達路（５３）を介して前記前部室（２５）に連通し、該前部室（２５）の圧力増加が閉弁力として、圧力減少が開弁力として該ピストン部分（６８）を通じて前記弁体（６５）に作用するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギ回収機能を備えた逆浸透膜濃縮装置に関し、特に、海水および地下灌水の淡水化、化学プロセスにおける廃液処理、果汁の濃縮などに用いられる逆浸透膜濃縮装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
逆浸透膜濃縮装置は、被濃縮液を、加圧して逆浸透膜に供給し、逆浸透膜を透過する透過液と、透過しない非透過液（濃縮液）とに分離する。種々の逆浸透膜濃縮装置のうちには、エネルギ回収機能を備えたものがある。この逆浸透膜濃縮装置では、被濃縮液を高圧ポンプで加圧して逆浸透膜に供給し、濃縮液を廃液として排出せずに高圧ポンプに再度供給し、該濃縮液を高圧ポンプの圧縮駆動力を助勢する動力として再利用する。濃縮液を高圧ポンプに再度供給するために、切換弁の操作による流路の切り換えが行われている。
【０００３】
上述した従来のエネルギ回収機能付逆浸透膜装置では、電気、油圧または空圧などの外部動力源、あるいは機械的な機構を用いて切換弁を操作し、流路を切り換えていた。このため、従来の逆浸透膜濃縮装置には、切り換え機構が複雑となり、製作コストが上昇し、さらには作動効率あるいは作動信頼性が低下するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、たとえば特開平２−２１９２７号公報の逆浸透膜濃縮装置がある。この装置は、圧縮ポンプの往復運動を利用して切換弁を切り換え、エネルギを回収するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この装置の場合、圧縮ポンプの前部及び後部シリンダ室の圧力変化だけで切換弁を切り換えるので、スプールの位置が不安定で開閉タイミングが合いにくく、異常高圧や切換弁の作動不良等が発生しやすい。
【０００６】
したがって、本発明は、エネルギ回収機能を備えた逆浸透膜濃縮装置において、被濃縮液及び濃縮液の流動を制御する弁を簡単な機構で迅速かつ確実に開閉させ、逆浸透膜濃縮装置の効率及び信頼性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、逆浸透膜で被濃縮液側と透過液側とに仕切られ、前記被濃縮液側に被濃縮液入口および濃縮液出口が設けられた逆浸透膜槽と、該逆浸透膜槽の前記被濃縮液側に被濃縮液を送り出すと共に該被濃縮液側から濃縮液を導入する複動ポンプと、前記被濃縮液入口と前記複動ポンプとを接続し該複動ポンプから該逆浸透膜槽へ前記被濃縮液を導く第１通路、および前記濃縮液出口と前記複動ポンプとを接続し該逆浸透膜槽から該複動ポンプへ前記濃縮液を導く第２通路とを備えた逆浸透膜濃縮装置において、前記複動ポンプには、ピストンを収容するシリンダ室を設け、該シリンダ室内において前記ピストンの前方及び後方には、それぞれ前部室及び後部室を形成し、該前部室には、前記第１通路と、前記被濃縮液の供給源に連通する第３通路とを接続し、前記後部室には、前記第２通路と、該後部室内の該濃縮液を排出する第４通路とを接続しており、前記第１、第２、第３及び第４通路の各々には、前記ピストンの動作に応じた前記前部室の圧力変化による開閉力と弾性力による閉弁力とによって開閉する第１、第２、第３及び第４弁を設ける。
【０００８】
すなわち、前記第２及び第４弁の各々は、弁体に一体的に設けたピストン部分と、該ピストン部分を収容するシリンダとを備え、該第２弁のシリンダを第２弁用圧力伝達路を介して前記前部室に連通し、該前部室の圧力減少が閉弁力として、圧力増加が開弁力として該ピストン部分を通じて前記該第２弁の弁体に作用するようにし、該第４弁のシリンダを第４弁用圧力伝達路を介して前記前部室に連通し、該前部室の圧力増加が閉弁力として、圧力減少が開弁力として該ピストン部分を通じて該第４弁の弁体に作用させるとよい。
【０００９】
上記の構造を有する逆浸透膜濃縮装置において、ピストンが後退すると、前部室内の圧力が減少すると共に後部室内の濃縮液は排出される。かかる前部室の圧力変化は、第１、第２、第３及び第４弁の各弁体にそれぞれ開弁力又は閉弁力として作用し、第３及び第４弁は開弁し、第１及び第２弁は閉弁する。前部室内の圧力減少、第３弁の開弁及び第１弁の閉弁により、前記供給源にある被濃縮液は、第３通路を通って前部室内に吸い込まれる。また、第４弁の開弁及び第２弁の閉弁により、後部室内の濃縮液は、第４通路を介して排出される。
【００１０】
一方、ピストンが前進すると、前部室内の圧力が上昇する。かかる圧力変化により、第１及び第２弁は開弁し、第３及び第４弁は閉弁する。このとき、第１、第２、第３及び第４弁は、弾性力が常に閉弁力として作用する構造になっているので、各弁の開閉の切り換わりは、圧力変化のみによって切り換わる場合に比較して、確実かつ迅速に行われる。
【００１１】
前部室内の圧力上昇、第１弁の開弁及び第３弁の閉弁により、前部室内の被濃縮液は、第１通路、被濃縮液入口を通って逆浸透膜槽の被濃縮液側に送り出される。そして、被濃縮液側に流入した被濃縮液のうち、逆浸透膜を透過したものは透過液となり、逆浸透膜を透過しなかったものは、被濃縮液側に残留し濃縮液となる。更に、被濃縮液側にある濃縮液は、第２弁が開弁し第４弁が閉弁していることから、ピストンの前進に伴い、濃縮液出口、第２通路を通って後部室内に押し込まれ、後部室内においてピストンに前進方向の力を付与する。これにより、複動ポンプは、濃縮液の圧力エネルギを駆動エネルギとして回収することができる。
【００１２】
また、第２及び第４弁においては、圧力伝達路によって前部室内の圧力変化が弁体の開閉力として用いられ、開弁動作はより迅速に行われ、かつ、閉弁状態はより強固に保持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態すなわち実施形態について添付図面を参照して詳細に説明するが、図中、同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。
図１は、本発明の実施形態に係る逆浸透膜濃縮装置の縦断面図であり、図２は、当該逆浸透膜濃縮装置を図１の矢印ＩＩ方向からみた図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。尚、以下の説明は、図１において参照符号２９で示されるフランジ付き蓋部材のある方を“前部”もしくは“前方”とし、参照符号１９で示されるクランクロッドのある方を“後部”もしくは“後方”として行う。逆浸透膜濃縮装置は、逆浸透膜槽７と複動ポンプ８とを備えている。逆浸透膜槽７の内部は、逆浸透膜１１によって、被濃縮液側１２と透過液側１３とに仕切られている。被濃縮液側１２には、被濃縮液入口１４および濃縮液出口１５が設けられ、透過液側１３には、透過液出口１６が設けられている。透過液出口１６には、透過液管６が接続されている。
【００１４】
複動ポンプ８は、クランクケース部１７とシリンダ部１８とにより構成されている。図３に示されるように、シリンダ部１８とクランクケース部１７とは、ボルト７５によって連結されている。クランクケース部１７の中には、駆動モータ８０に接続されたクランクロッド１９が設けられている。クランクロッド１９には、３カ所のクランクピン部１９ａが形成されている。二点鎖線で示される各クランクピン部１９ａの軸心Ｄは、図３に示されるように、一点鎖線で示されるクランクロッド自体の軸心Ｃから偏心している。尚、クランクロッドについては、往復運動する原動機及びポンプ等の技術分野において周知であるため、クランクロッドに関するさらに詳細な説明は省略する。図１に戻り、各クランクピン部１９ａには、コンロッド２０が取り付けられている。コンロッド２０は、クランクピン部１９ａを中心に回動可能になっている。各コンロッド２０の先端には、ピン２１を介してクロスヘッド２２が回動可能に連結される。各クロスヘッド２２には、ピストン２３が連結されている。
【００１５】
シリンダ部１８の内部には、シリンダ室２４が３つ設けられている。シリンダ室２４の各々には、ピストン２３が収容されている。尚、本実施形態に係る逆浸透膜濃縮装置において、３つのピストン及び各ピストンに付随する周辺構造は、全て同様であるため、本実施形態に関する以下の説明は、１つのピストンを対象に行う。
【００１６】
図１に示されるように、シリンダ室２４内においてピストン２３の前後には、前部室２５および後部室２６が形成される。また、ピストン２３には、前部室２５と後部室２６とを液密的に隔離するシール部材８３が設けられている。後部室２６の後方には、グランドパッキン２７およびグランドブッシュ２８が配設されている。また、シリンダ室２４は、ピストン２３の前方においてフランジ付き蓋部材２９により密閉されている。シリンダ室２４の壁部には、吸込み孔３０、送出し孔３１、注入孔３２および排出孔３３が設けられている。シリンダ部１８の吸込み孔３０及び注入孔３２側には、切換えブロック（Ａ）９が連結される。この連結について更に詳細に説明すると、シリンダ部１８において、吸込み孔３０及び注入孔３２の近傍には凹部が形成されており、その凹部に、切換えブロック（Ａ）９の凸部が嵌合されている。同様に、シリンダ部１８において、送出し孔３１及び排出孔３３の近傍にも凹部が形成されており、その凹部には、切換えブロック（Ｂ）１０の凸部が嵌合されている。図２に示されるように、切換えブロック（Ａ）９は、ボルト３５，３６によってブラケット３４を介してシリンダ部１８に固定されており、切換えブロック（Ｂ）１０は、ボルト３８，３９によってブラケット３７を介してシリンダ部１８に固定されている。
【００１７】
次に、シリンダ部１８に設けられた送出し孔３１、注入孔３２、排出孔３３及び吸込み孔３０について上記の順に説明する。図１、図４及び図５に示されるように、送出し孔３１は、切換えブロック（Ｂ）１０に形成された通路５２に連通されている。通路５２は、通路６１に接続され、通路６１は、送出し口５５に接続されている。更に、送出し口５５は、被濃縮液管３を介して被濃縮液入口１４に連通されている。符号５０は、通路５２を開閉するポペット型の送出し逆止弁である。送出し逆止弁５０は、通路５２の途中に設けてある環状の弁座４９に係合可能な弁体４８を有する。弁体４８は、前部室２５の圧力上昇が開弁力として作用する向きに配設されている。弁体４８には、スプリング５１の弾性力による閉弁力が常に作用している。
【００１８】
注入孔３２は、切換えブロック（Ａ）９に形成された通路８２に連通されている。この通路８２は、通路６３に接続され、通路６３は、注入口６４に接続されている。更に、注入口６４は、濃縮液管４を介して濃縮液出口１５に連通されている。尚、前述したように、本実施形態の逆浸透膜濃縮装置は、ピストン２３、シリンダ室２４及びそれらに付随する周辺構造を３つ有しているが、濃縮液を後部室２６内に導く上記濃縮液管４も各シリンダにつき独立して３本設けられている。符号５８は、通路８２を開閉するポペット型の注入止弁である。注入止弁５８は、注入孔３２近傍の環状の弁座５７に係合可能な弁体５６と、弁体５６に一体的に設けたピストン部分５９と、ピストン部分５９を往復運動可能に収容する注入止弁シリンダ４６とを有する。弁体５６は、後部室２６の圧力上昇が開弁力として作用する向きに配設されている。上記の如く、弁体５６とピストン部分５９とが一体的に連結されているので、ピストン部分５９が一方向に動くと、弁体５６も同方向に動くようになっている。符号４６ａは、弁体５６が弁座５７に係合した時に、注入止弁シリンダ４６内におけるピストン部分５９の弁体６５側に生じる空間である。ピストン部分５９の弁体５６との反対側には、スプリング６０が配設されている。スプリング６０は、ピストン部分５９に対し、弁体５６に向く弾性力を付与している。このため、弁体５６には、スプリング６０の弾性力による閉弁力がピストン部分５９を介して伝達され常に作用している。
【００１９】
排出孔３３は、切換えブロック（Ｂ）１０に形成された通路８１に連通されている。この通路８１は、通路７０に接続され、通路７０は、排出口７１に接続されている。そして、排出口７１には、排出液管５が接続されている。符号６７は、通路８１を開閉するポペット型の排出止弁６７である。排出止弁６７は、排出孔３３近傍の環状の弁座６６に係合可能な弁体６５と、弁体６５に一体的に設けたピストン部分６８と、ピストン部分６８を往復運動可能に収容する排出止弁シリンダ５４とを有する。弁体６５は、後部室２６の圧力上昇が開弁力として作用する向きに配設されている。上記の如く、弁体６５とピストン部分６８とが一体的に連結されているので、ピストン部分６８が一方向に動くと、弁体６５も同方向に動くようになっている。符号５４ａは、弁体６５が弁座６６に係合した時に、排出止弁シリンダ５４内におけるピストン部分６８の弁体６５との逆側に生じる空間である。弁体６５には、通路８１内に設けられたスプリング６９の弾性力による閉弁力が常に作用している。
【００２０】
吸込み孔３０は、切換えブロック（Ａ）９に形成された通路４４に連通されている。この通路４４は、通路６２に接続され、通路６２は、吸込口４７に接続されている。更に、吸込口４７は、被濃縮液供給管２を介して被濃縮液タンク１に連通されている。符号４２は、通路４４を開閉するポペット型の吸込み逆止弁４２である。吸込み逆止弁４２は、通路４４の途中に設けてある環状の弁座４１に係合可能な弁体４０を有する。弁体４０は、前部室２５の圧力減少が開弁力として作用する向きに配設されている。弁体４０には、スプリング４３の弾性力による閉弁力が常に作用している。
【００２１】
符号５３は、通路５２と排出止弁６７の排出止弁シリンダ５４とを連通する圧力伝達路である。より詳細には、圧力伝達路５３の一端は、通路５２における送出し孔３１と弁座４９との間の部分に接続されており、他端は、排出止弁シリンダ５４内の空間５４ａが形成される部分に接続されている。
また、符号４５は、通路４４と注入止弁５８の注入止弁シリンダ４６とを連通する圧力伝達路である。より詳細には、圧力伝達路４５の一端は、通路４４における吸込み孔３０と弁座４１との間の部分に接続されており、他端は、注入止弁シリンダ４６内の空間４６ａが形成される部分に接続されている。
【００２２】
次に逆浸透膜濃縮装置の動作について、主に図１、図４及び図５に基づいて説明する。逆浸透膜濃縮装置の複動ポンプ８において、駆動モータ８０によってクランクロッド１９が回転する。これにより、コンロッド２０を介してクランクロッド１９に接続されたクロスヘッド２２及びピストン２３が、クランクピン部１９ａの偏心の作用により前後に往復運動する。複動ポンプ８の動作は、前述したピストン２３の往復運動によって、被濃縮液の吸込み行程と被濃縮液の送出し行程と分けられる。
【００２３】
まず、複動ポンプ８における被濃縮液の吸込み行程について説明する。図４に示す状態は、上記の往復運動に関してピストン２３が最も前進した状態であり、この状態が吸込み行程の開始状態である。尚、後部室２６内には、１つ前の送出し行程でピストン２３が前進した際に押し込まれた濃縮液が収容されているものとする。この状態より、ピストン２３がＢ方向に後退し始めると、前部室２５内の圧力は減少し、後部室２６内の濃縮液は排出される。
【００２４】
逆浸透膜濃縮装置に設けられた各弁は、以下の状態となる。まず、吸込み逆止弁４２において、弁体４０には、前部室２５内の圧力減少による開弁力とスプリング４３の閉弁力とが作用する。しかし、開弁力の方が閉弁力よりも大きいことから、吸込み逆止弁４２は開弁する。
【００２５】
送出し逆止弁５０において、弁体４８には、通路５２内の圧力減少による閉弁力とスプリング５１の閉弁力とが作用する。したがって、送出し逆止弁５０は閉弁する。
【００２６】
注入止弁５８において、弁体５６には、まず、スプリング６０の閉弁力がピストン部分５９を介して作用している。更に、前部室２５の圧力が減少すると、通路４４及び圧力伝達路４５によって連通した注入止弁シリンダ４６内の空間４６ａの圧力も減少することから、注入止弁シリンダ４６内のピストン部分５９には、注入孔３２に向いた力が作用する。この注入孔３２に向いた力は、弁体５６にとって閉弁力となる。一方、ピストン２３が後退することにより後部室２６内の圧力が僅かに上昇するので、この僅かな圧力上昇による開弁力が弁体５６に作用する。しかし、上記閉弁力の総和は開弁力よりも大きいことから、注入止弁５８は閉弁する。また、本実施形態においては、スプリング６０の閉弁力に加え、圧力伝達路４５による閉弁力が弁体５６に作用するため、ピストン２３の後退時に後部室２６内の圧力が僅かに上昇しても、弁体５６が開弁することはなく、弁体５６の全閉状態はより強固に維持されるようになっている。
【００２７】
排出止弁６７において、弁体６５には、スプリング６９による閉弁力が作用している。しかし、ピストン２３が後退することにより後部室２６内の圧力が僅かに上昇するので、この僅かな圧力上昇による開弁力が弁体６５に作用する。更に、前部室２５の圧力が減少すると、通路５２及び圧力伝達路５３によって連通した排出止弁シリンダ５４内の空間５４ａの圧力も減少することから、排出止弁シリンダ５４内のピストン部分６８には、排出孔３３から離れる方向の力が作用する。この排出孔３３から離れる方向の力は、弁体６５にとって開弁力となる。そして、弁体６５に作用する上記開弁力の総和は、弁体６５に作用するスプリング６９の閉弁力よりも大きいことから、排出止弁６７は開弁する。
【００２８】
このように、被濃縮液の吸込み行程では、ピストン２３が後退し前部室２５内の圧力が減少すると共に、吸込み逆止弁４２が開弁し送出し逆止弁５０が閉弁するので、複動ポンプ８は、被濃縮液タンク１の被濃縮液を、被濃縮液供給管２、吸込口４７、通路６２、通路４４及び送出し孔３１を介して前部室２５内に吸い込む。また、注入止弁５８が閉弁し排出止弁６７が開弁するので、複動ポンプ８は、後部室２６内に収容していた濃縮液を、排出孔３３、通路８１、通路７０、排出口７１及び排気液管５を介して外部に排出する（図１及び図４参照）。尚、吸込み行程は、図４に示す位置にあったピストン２３がＢ方向に後退し図５に示される位置に到達した状態で終了する。
【００２９】
次に、被濃縮液の送出し行程について説明する。図５に示す状態は、ピストン２３が最も後退した状態であり、前述の吸込み行程の終了状態である。送出し行程は、図５に示した状態から始まる。尚、前部室２５内には、前述の吸込み行程中に吸い込まれた被濃縮液が収容されている。ピストン２３が図５に示す位置からＡ方向に前進し始めると、前部室２５内の圧力は上昇し、後部室２６内の圧力は僅かに減少する。
【００３０】
ピストン２３の前進により、逆浸透膜濃縮装置に設けられた各弁は以下の状態となる。まず、吸込み逆止弁４２において、弁体４０には、前部室２５内の圧力上昇による閉弁力とスプリング４３の閉弁力とが作用する。このため、吸込み逆止弁４２は閉弁する。
【００３１】
送出し逆止弁５０において、弁体４８には、通路５２内の圧力上昇による開弁力とスプリング５１の閉弁力とが作用する。しかし、開弁力の方が閉弁力よりも大きいことから、送出し逆止弁５０は開弁する。
【００３２】
注入止弁５８において、弁体５６には、まず、スプリング６０の閉弁力がピストン部分５９を介して弁体５６に作用している。また、弁体５６には、後部室２６の微小圧力による閉弁力が作用する。一方、前部室２５の圧力が上昇すると、通路４４及び圧力伝達路４５によって連通した注入止弁シリンダ４６内の空間４６ａの圧力も上昇することから、注入止弁シリンダ４６内のピストン部分５９には、注入孔３２から離れる方向の力が作用する。この注入孔３２から離れる方向の力は、弁体５６にとって開弁力となる。そして、弁体５６に作用する上記開弁力は、弁体５６に作用する上記閉弁力よりも大きいことから、注入止弁５８は開弁する。上記の弁体５６の開弁動作は、前部室２５の圧力上昇が圧力伝達路４５を介してピストン部分５９及び弁体５６に伝達されることにより行われるため、ピストン２３の前進に伴って瞬時に行われる。
【００３３】
排出止弁６７において、弁体６５には、まず、スプリング６９の閉弁力が作用している。また、弁体６５には、後部室２６の微小圧力による閉弁力が作用する。更に、前部室２５の圧力が上昇すると、通路５２及び圧力伝達路５３によって連通した排出止弁シリンダ５４内の圧力も上昇することから、排出止弁シリンダ５４内のピストン部分６８には、排出孔３３に向いた力が作用する。この排出孔３３に向いた力は、弁体６５にとっては閉弁力となる。したがって、排出止弁６７は閉弁する。
【００３４】
このように、被濃縮液の送出し行程では、ピストン２３が前進して前部室２５内の被濃縮液を圧縮すると共に、吸込み逆止弁４２が閉弁し送出し逆止弁５０が開弁するので、複動ポンプ８は、前部室２５内の被濃縮液を、送出し孔３１、通路５２、通路６１、送出し口５５及び被濃縮液管３を介して逆浸透膜槽７内へと送り出す（図１も参照）。そして、逆浸透膜槽７内に流入した被濃縮液のうち、逆浸透膜１１を透過したものは、透過液となって透過液側１３から透過液出口１６及び透過液管６を通って外部に取り出される。一方、逆浸透膜１１を透過しなかったものは、被濃縮液側１２に残留し濃縮液となる。
【００３５】
更に、圧力伝達路４５によって注入止弁５８が瞬時に開弁し排出止弁６７が閉弁することから、被濃縮液側１２内の濃縮液は、ピストン２３の前進により、濃縮液出口１５、濃縮液管４、注入口６４、通路６３、通路８２及び注入孔３２を介して、後部室２６内に押し込まれる。このとき、濃縮液は、排出止弁６７が閉弁していることから、圧力を保ったまま後部室２６内に導入され、ピストン２３にＡ方向（図５参照）の圧力すなわち前進力を付与する。尚、濃縮液が後部室２６内に導入された際には、濃縮液の圧力により弁体６５が僅かに開弁し、濃縮液が漏れて所望の前進力がピストン２３に作用しないことが懸念されるが、本実施形態では、圧力伝達路５３を上述の如く設け、前部室２５の圧力を弁体６５に閉弁力として伝達し、排出止弁６７の全閉状態をより強固に維持しているため、弁体６５が開くことは確実に防止されている。したがって、複動ポンプ８は、被濃縮液を透過液と被濃縮液とに分離するとともに、後部室２６内に導かれた濃縮液の圧力エネルギを、ピストン前進時の駆動エネルギとして回収することができる。また、駆動エネルギとして回収したエネルギの大きさは、〔シリンダ室２４の面積Ａｃ−ピストン２３の軸部の面積Ａｒ〕に依存する。後部室２６内に導かれた濃縮液は、引き続き行われる被濃縮液の吸込み行程において、排出液管５を介して外部に排出される。
【００３６】
上述のように構成した本実施形態によれば、以下の優れた効果を奏する。
（ａ）  送出し逆止弁５０、注入止弁５８、排出止弁６７及び吸込み逆止弁４２は、前部室２５内の圧力変化とスプリングの弾性力とによって開閉されるので、それらの弁の開閉の切り換えは、従来のように圧力変化のみによって開閉されていた場合に比べ確実かつ迅速に行われる。このため、開閉タイミングが合わずに、被濃縮液が前部室２５内に閉じ込められたり、濃縮液が被濃縮液側１２又は後部室２６内に閉じ込められたりする恐れがない。したがって、異常圧縮の発生が防止される。
【００３７】
（ｂ）  送出し逆止弁５０、注入止弁５８、排出止弁６７及び吸込み逆止弁４２の開閉の切り換えには、電動モータその他の駆動源を用いていないため、駆動源の故障による弁の開閉不良がない。加えて、逆浸透膜濃縮装置を小型化したり、コストを低減したりすることができる。
【００３８】
（ｃ）  送出し逆止弁５０、注入止弁５８、排出止弁６７及び吸込み逆止弁４２の開閉は、ポペット型の弁であるため、他の型式の弁と比較してより確実かつ迅速に行える。したがって、全閉時に、被濃縮液又は濃縮液が弁座と弁体との間から漏洩する恐れはなく、エネルギの回収効率は向上する。
【００３９】
（ｄ）  注入止弁５８及び排出止弁６７は、圧力伝達路４５，５３によって、それぞれ瞬時に開弁され又は強固に閉弁状態が維持されるため、被濃縮液の吸込み行程では、後部室２６内の濃縮液が確実に排出され、被濃縮液の送出し行程では、後部室２６内に導入された濃縮液が圧力低下することなくピストン２３に対して効果的に前進力を付与し、ピストン２３の駆動力が少なくて済むようになる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、各弁の開閉は、ピストンの動作による圧力変化とスプリングの弾性力とにより行われるので、従来のように圧力変化のみによって開閉されていた場合に比べ確実かつ迅速に行われる。
請求項２に記載の発明によれば、前部室内の圧力変化が圧力伝達路を介して弁体の開閉力として用いられるため、開弁動作は瞬時に行われ、かつ、閉弁状態はより強固に保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る逆浸透膜濃縮装置の縦断面図である。
【図２】  図２は、逆浸透膜濃縮装置を図１の矢印ＩＩ方向からみた図である。
【図３】  図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による逆浸透膜濃縮装置の横断面図である。
【図４】  本実施形態に係る逆浸透膜濃縮装置において、ピストンが最も前進した状態を示す図である。
【図５】  本実施形態に係る逆浸透膜濃縮装置において、ピストンが最も後退した状態を示す図である。
【符号の説明】
１…被濃縮液タンク（供給源）、２…被濃縮液供給管（第３通路）、３…被濃縮液管（第１通路）、４…濃縮液管（第２通路）、５…排出液管（第４通路）、７…逆浸透膜槽、８…複動ポンプ、１１…逆浸透膜、１２…被濃縮液側、１３…透過液側、１４…被濃縮液入口、１５…濃縮液出口、２３…ピストン、２４…シリンダ室、２５…前部室、２６…後部室、４２…吸込み逆止弁（第３弁）、４５…圧力伝達路（第２弁用圧力伝達路）、４６…注入止弁シリンダ（シリンダ）、５０…送出し逆止弁（第１弁）、５３…圧力伝達路（第４弁用圧力伝達路）、５４…排出止弁シリンダ（シリンダ）、５６…弁体、５８…注入止弁（第２弁）、５９…ピストン部分、６５…弁体、６７…排出止弁（第４弁）、６８…ピストン部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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