JP2000508586A - 液体の流れを案内、制御、調整、測定及び監視するための装置及び水調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流れる液体を案内、制御、調整、及び監視するため、特に膜型水調和装置のための装置が提供され、それにより、流れる液体の流路は、表面（２）と、この表面に設けられ、流れる液体のために流路部分を形成する複数の凹部（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…）を有する第１の本体（１）と、第１の本体に非回転的に結合され、前記凹部（１０ａ，１０b，１０ｃ，…）を周囲から封止分離する第２の本体（４）と、前記流路部分に連通する液体のための入口及び出口（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）とによって、構成されている。この設計は、従来の管結合に比べて特別小型な構成を達成する。さらに、そのような装置を備えた水調和装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 液体の流れを案内、制御、調整、測定及び監視するための装置及び水調和装置 本発明は、特に、膜型水調和装置のための、液体の流れを案内、制御、調整、 測定、及び監視するための装置及び水調和装置に関する。 膜型水調和装置、例えば、可逆浸透の原理によって動作する水調和装置におい て、未処理の水は、高圧下で合成膜を透過する。水中に存在する物質は、膜によ って選択的に保持され、それによって、純水（浸透されたもの）と残存した物（ 濃縮されたもの）を含む水とに分離される。 公知の膜型水処理装置において、液体の流れは、管を通り抜ける。それによっ て、制御、調整、及び監視に必要とされる調整弁、制御弁、圧力センサ、圧力ス イッチ、流量計等の機能部は、各々ネジ結合によって、配管系内に固定され設置 されている。 この従来の構成は、全体の構成のために、多くの空間と、不相応の長い組立時 間が必要となるという不都合があった。 さらには、各機能部の交換または追加の機能部の挿入が困難であるので、結局 、構成を変えなければ実現できなかった。 本発明の目的は、特に膜型水処理装置のための、液体の流を案内し、制御し、 監視するための装置、および水処理装置自体であって、場所を取らずに、小型に 設計され、組立及び修理に時間がかからず、操作しやすく、高い融通性のあるこ れら装置を提供することにある。 この目的は、請求項１による装置及び請求項１３による水調和装置によって達 成される。更に、本発明の進展は、従属した請求項によって明らかにされる。本 発明の更なる特徴及び利点は、図面に関連した実施例の説明から明らかにされる であろう。 第１図は本発明の装置の各構成部品を分解しながら、前面側から見た斜視図； 第２図は本発明の装置の後面側から見た斜視図； 第３図は本発明の装置の一部の部分断面図； 第４図は流路を概略的に示した膜型水調和装置の概略図である。 第１図乃至第３図に示すように、本発明の装置は、樹脂または金属製で厚さｄ の矩形断面を有する板状の本体を備えている。本体１は前面側２に示される一板 面を備えている。この前面側２には、複数の溝形状の細長い凹部１０ａ，１０ｂ ，１０ｃ…を備え、各々は本体の外縁部の各々に平行に延在しており、本体１中 に流れる流体の為の流れチャンネル、即ち、流路の各部を形成している。凹部１ ０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…は、矩形または円弧状の断面を有している。本体は、 赤色ブロンズまたはグラスファイバ強化樹脂、真ちゅう（ＭＳ）、ポリプロピレ ン−ランダム（ＰＰ−Ｒ）またはステンレススチ−ルで形成されている。ＭＳま たは赤色ブロンズを使用し、高濃縮水を用いる時には、本体は、媒体に整合する ように、品質を良くするかまたは被覆される。さらに、本体１は、流路を形成す る溝形状の凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…に加えて更に矩形断面を備えた数多 くの凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，…を備えている。これらの凹部は、前面側２ に形成され、本体１の外縁部に平行に整列した縁部を備えている。凹部１２ａ， １２ｂ，１２ｃは、装置に対して適当な大きさのスライド部材または受容器１３ を収容する目的を果たす。 第２図に示すように、本体は、前面側２に対向する後面側３の予め定められた 位置に形成された開口によって示される複数の連結部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ， Ｇ，Ｈを備えている。これらの連結部は、流体の入口及び出口の役割を果たす。 さらに、連結部３１，３２，３３，３４が、測定及び制御器具を取り付けるた めに、後面の予め定められた位置に設けられている。 流体の流れを案内し、制御し、調整するかまたは監視するための機能部のため の受容器１３は、各凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの中にそれぞれ挿入される。受 容器１３の輪郭は、各凹部の形状に対応した形状を有する。 第３図に示すように、受容器１３は、挿入したときに垂直に延在する流路１４ を有し、それによって、流路の端部が本体中に設けられた流路を通って、本体１ の前面２で予め定められた流路と連通する。例えば、第３図に示される受容器１ ３は、第１図に示される凹部または流路部分１０ｅ及び１０ｄを連絡するために 、働く。受容器１３の流路は、ゴムリング形のパッキングによって、連結部にお いて周囲に液体が漏れることを防ぐために、本体に対して、密封されている。受 容器１３は、挿入されたとき、前面側に対向するその後面に、本体１の後面３の 開口を通って延在し、後面３と流路１４との間を連絡する管状の突出部１６を有 している。第３図に示される実施例においては、受容器１３は、流路１４内に取 り付けられたタービン１７と、後方の突出部に設けられたセンサ１８とを備えて いる。流体を制御し、調整し、監視するためのその他の機能部、例えば、他の型 の弁やタービン、またはセンサが必要に応じて設けられる。好ましくは、受容器 は、受容器本体を凹部に押し込んだり、それから引き出すために、突出部１６に 対向した側に設けられたハンドル１９を備えている。 それゆえ、本体の前面側の凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…は、受容器１３、 本体内に設けられた流路１１及び後面側の連結部を通って連結され、示された流 路系を形成している。 第２図に示すように、前面板体４は、凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…を有す る本体１の前面側２を覆っている。前面板体４は、本体の外形に対応する外形を 備え、分離できるが、本体に対して回転できないように、固定されるような、例 えば、ボルトによって、本体に固定されている。 前面板体４は、凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを覆い、それによって、流路部分 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ、…から液体の漏洩するのを防止するために、対応する ガスケット４０が前面板体４と対応する凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…の縁と の間に配列されている。例えば、ガスケットは、ゴムシールリングのようなもの で形成されている。 さらに、前面板４は、予め定められた位置に複数の開口を有している。試験用 蛇口と同様に、制御弁、調整弁、逆止弁、圧力計、圧力スイッチ、流量計、伝導 率センサ等の本体が流路を通る水の流れを案内し、制御し、調整し、監視する機 能部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，…が、開口に設けられている。第１図において、 参照参照符号４２ａを有する機能部は、圧力計であり、参照符号４２ｂを有する 機能部は、試験用蛇口であり、参照符号４２ｃを有する機能部は、弁である。 前面板体４は、更に、前面板体４が設けられている場合においても、受容器１ ３を引き抜いたり、それらに挿入して交換するために本件１の凹部１２ａ，１２ ｂ，１２ｃに対応する複数の開口４３あ，４３ｂ，４３ｃを備えている。 本体は、前面側２と後面側３との間の上側５に追加の開口を有している。更な る開口は、本体内の流路系に連絡しており、例えば、その中に挿入された伝導率 センサー５１または受容器を固定するための調節部材５２を有している。 変形例によれば、本体１及び前面板体４は、２つの分離された形態よりも、む しろ一体の鋳造品として製造されている。この実施例は、材料として樹脂を用い たとき、特に利点がある。 本発明の膜型水調和装置１００は、第４図に示されている。水調和装置は、液 体の流れを案内し、制御し、調整し、監視するための装置１０１を有しており、 この装置は、以下の説明において、制御ブロック１０１と呼ぶ。水調和装置は、 液体の入口Ｍ１及び２つの出口Ｍ２，Ｍ３を備えた膜１０２を更に有している。 入口Ｐ１と出口Ｐ２を有する高圧ポンプ１０３は、膜１０２の上の流れに必要な 液体圧を発生させるように設けられている。装置に必要な電気器具は、分離され たＥキャビネット１０４に設けられている。微細なフィルタ１０５が、流入する 未処理水の前もって行われる予備ろ過のために設けられている。 制御ブロック１０１は、４つの出口Ｄ，Ｂ，Ｆ，及びＨと４つの入口Ｃ，Ａ， Ｅ，及びＧを持っている。入口Ａは、制御ブロック内の流路Ｋ１を通って出口Ｂ に連絡し、その際、この流路は、入口Ａと出口Ｂとの間に連続して、次の装置ま たは部材を有している：試験用蛇口３Ａ、ソレノイド弁２Ａ，圧力スイッチ５Ａ ， 圧力計４Ａ、及び伝導率センサ８Ａ。出口Ｂは、ポンプ１０３の入口Ｐ１に接続 され、ポンプ１０３の出口Ｐ２は、入口Ｃに接続されている。さらに、制御ブロ ック１０１の入口Ｃは、流路Ｋ２を通って出口Ｄと連絡している。次の装置は、 入口Ｃ及び出口Ｄの間に連続して、流路Ｋ２中に配置されている：圧力スイッチ ５Ｃ、圧力計４Ｃ、調整弁１Ｃ、及び更なる圧力計４Ｃ’。 出口Ｄは、膜１０２の入口Ｍ１に接続されている。膜１０２の浸透放出口Ｍ３ は、制御ブロック１０１の入口Ｇに接続されている。入口Ｇは、制御ブロック１ ０１内に設けられた流路Ｋ３を通って、出口Ｈに連絡している。次の装置は、Ｇ とＨの間に連続して、流路Ｋ３内に配列されている：試験用蛇口３Ｇ、流量計７ Ｇ，逆止弁６Ｇ、及び伝導率センサ８Ｇ。流路Ｋ３は、通過して、膜の出口Ｍ３ から出てきた浸透液を清浄な生成物として監視と放出するための役割をなす。 膜１０２の濃縮液放出口Ｍ２は、制御ブロックの入口Ｅに接続されている。制 御ブロックの入口Ｅは、制御ブロック１０１内に設けられた流路Ｋ４を通って出 口Ｂに連絡している。次の装置は、入口Ｅ及び出口Ｂの間に連続して配置されて いる：調整弁１Ｅ、流量計７Ｅ、及び逆止弁６Ｅ。流路Ｋ４は、膜の出口Ｍ２か ら放出された濃縮液の一部をポンプ１０３を通って膜１０２へ再循環させる役割 を果たす。 更に、制御ブロック１０１の入口Ｅは、制御ブロック内に設けられた流路Ｋ５ を通って出口Ｆに連絡している。次の装置は、入口Ｅと出口Ｆとの間に連続して 設けられている：試験用蛇口３Ｆ、圧力計４Ｆ，調整弁１Ｆ、流量計７Ｆ、逆止 弁６Ｆ，及び伝導率センサ８Ｆ。流路Ｋ５は、出口Ｍ２で膜から出た濃縮液の一 部分を残留水として放出するための役割をなす。 入口Ｅは更に制御ブロック内１０１中に形成された流路Ｋ６を通って出口Ｆに 連絡する。ソレノイド弁２Ｆは、流路Ｋ６内に設けられている。流路Ｋ６は、動 作の停止または中断の後に、未処理水で膜を洗浄するのに必要とされる。 制御ブロック１０１は、第１図乃至第３図に示された実施例の形態である。こ れは、全ての流路が本体の表面または本体内に延在していることを示している。 制御ブロックの接合は、本体の後面に設けられており、一方、制御、調整、及び 監視装置は、前面側にすぐ見分けられるように規則正しく配列されており、操作 者が容易に利用できるようになっている。膜型水処理装置の動作を、第４図を参 照しながら、以下に述べる。 動作において、微細なろ過装置１０５内でろ過された未処理水は、制御ブロッ ク１０１の本体に流入し、制御ブロックの後面で、連結部Ａを通って、流路Ｋ１ 中に配置された装置、即ち、試験用蛇口３Ａ、ソレノイド弁２Ａ、圧力計４Ａ、 圧力スイッチ５Ａを通る。未処理水は、混合液として出口Ｂで制御ブロックを出 て、必要とされる作動圧力を生じる高圧ポンプ１０３内に流入する。 混合液は、制御ブロックの後面側の連結部Ｃで、本体内に再び入る。加圧され た混合液は、圧力スイッチ５Ｃ、圧力計４Ｃ，調整弁１Ｃ、更なる圧力計４Ｃ’ 及び伝導率センサ８Ａによって、監視され、予備調整されて、制御ブロックの後 面の出口Ｄを通って膜１０２内にはいる。 膜は、混合された水を分離して、２つの異なる質と量とにする。一部は生成物 として、膜の出口Ｍ３から制御ブロックの後面の結合Ｇを通って本体に入る。こ の生成物部分は、流量計７Ｇ、逆止弁６Ｇ，及び伝導率センサ８Ｇによって監視 され、更に利用されるために、制御ブロックの後面側の出口Ｈから本体をでる。 出口Ｍ２で濃縮物として膜から出た第２の部分は、連結部Ｅで本体内に流入し 、再び、２つの異なる流れに分かれる。 主な流れは、未処理水に混合され、流路Ｋ４、調整弁１Ｅ、流量計７Ｅ、及び 逆止弁６Ｅを通って膜から放出することを保証される。濃縮液の一部の再循環は 、膜における放出流速を一定に保つために必要とされるので、膜はろ過作用を呈 さない。これは、回収律を７５％に増加させることができる。濃縮液のより少な い部分は、システム（系）の閉塞を防ぐために、制御ブロックの後面側の出口Ｆ を通り、流路Ｋ５、試験用蛇口３Ｆ，圧力計４Ｆ，調整弁１Ｆ，流量計７Ｆ，逆 止弁６Ｆ，及び伝導率センサ８Ｆを通って放出される。 膜型装置が生成終了または中断によって停止したときに、膜１０２は、連結部 Ｅ、出口Ｆ，及びソレノイド弁２Ｆを有する流路Ｋ６を通った未処理水によって 洗浄される。 前記に述べた事から明らかなように、前述の装置の本質的な利点は、測定、制 御、または調整装置を、特に、機能部のための受容器をスライド部材として設け ることによって、容易に交換できる小型な構造を有することである。操作者によ って、調整されなければならない制御及び調整装置が、前面側にはっきりと設け られているという事実により、使用者は、より簡単に操作できる。流路系の設計 の際の弁の使用により、特別な用途のために選択的に動作できるようなある追加 のループを設けることができる。 このように、前述の制御装置または制御ブロックは、又他の膜型水処理装置、 例えば、ナノろ過装置、極超ろ過装置、ミクロろ過装置などに用いることができ る。前述の制御系は、特に、生成物の容量が約６００〜２０００ｌ／ｈである中 規模に適しているが、生成物の容量が、約５０〜５００ｌ／ｈの小さな装置にも また適用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 水調和装置の為に流体の流れを制御し、調整し、測定し、監視する装置 であって、表面（２）と、前記表面に設けられた複数の凹部（１０ａ，１０ｂ， １０ｃ，…）を備えるとともに、流れる流体のための流路部分を形成する第１の 板体（１）と、前記第１の板体に非回転的に結合するとともに周囲から前記凹部 を封止分離する第２の板体（２）と、 前記流路部分に連絡する液体の入口及び出口（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ） とを備え、それらによって、前記流路部分の液体の流れを案内し、制御し、調整 し、監視するらめに少なくとも１つの機能部が設けられていることを特徴とする 装置。 ２． 請求項１記載の装置において、前記第１の板体は、更に、内部に延在す る溝または孔部状の空洞部を備えていることを特徴とする装置。 ３． 請求項２記載の装置において、前記第１の板体（１）は、前記入口及び 出口のための開口（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）を備え、前記開口は、前 記表面に対向する側に設けられ、前記凹部（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…）に連 絡していることを特徴とする装置。 ４． 請求項３記載の装置において、前記表面の凹部（１０ａ，１０ｂ，１０ ，…．）、前記内部の前記流路（１１）、及び前記開口（Ａ，Ｂ，Ｃ，…）は、 前記液体のための流路系を形成していることを特徴とする装置。 ５． 請求項１乃至４の内のいずれかに記載の装置において、前記第２の板体 （４）は、前記第１の板体の表面で、前記凹部（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）の内 の一つと連絡する少なくとも一つの開口を備え、その開口中に流体の流れを制御 し、調整し、監視するための機能部を配置されることを特徴とする装置。 ６． 請求項１乃至５の内のいずれかに記載の装置において、前記第１の板体 （１）は、鋳造品であることを特徴とする装置。 ７． 請求項１乃至５の内のいずれかに記載の装置において、前記第１の板体 （１）及び前記第２の板体（４）は、一体に形成された鋳造品であることを特徴 とする装置。 ８． 請求項１乃至７の内のいずれかに記載の装置において、前記第１の板体 は、表面に少なくとも一つの更なる凹部（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を備え、前 記さらなる凹部は、流れる流体を制御し、調整し、監視するための機能部を含む 受容器（１３）を受けることを特徴とする装置。 ９． 請求項６乃至８の内のいずれかに記載の装置において、前記凹部（１２ ａ，１２ｂ，１２ｃ）に対応する断面を備え第２の板体（４）に設けられた開口 （４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）を通って、前記受容器（１３）は、この凹部に挿入 されかつ取り外されるように設計されていることを特徴とする装置。 １０． 請求項６乃至９の内のいずれかに記載の装置において、前記受容器と 、前記第１の板体（１）との間の接合点は、流体の漏れを防ぐようにシールされ ていることを特徴とする装置。 １１． 請求項１乃至１０の内のいずれかに記載の装置において、前記第１の 板体（１）は、定められた厚さ（ｄ）を有する板体として形成されており、前記 第２の板体（４）は、前記第１の板体の厚さよりも小さな厚さを有することを特 徴とする装置。 １２． 請求項５乃至１１の内のいずれかに記載の装置において、前記機能部 は、制御弁、圧力計、圧力スイッチ、流量計、調整弁、逆止弁、及び伝導率セン サをそれぞれ備えていることを特徴とする装置。 １３． 請求項１乃至１１の内のいずれかに記載の装置を膜型の水調和装置と して用いることを特徴とする使用。 １４． 第１の入口（Ｍ１）、第１の出口（Ｍ２）、及び第２の出口（Ｍ３） を有する膜（１０２）と、ポンプ（１０３）と、制御装置（１０１）とを備えた 水調和装置であって、 前記制御装置は、第１、第２、第３、及び第４の入口（Ａ，Ｃ，Ｇ，Ｅ）と、 第１、第２、第３、及び第４の出口（Ｂ，Ｄ，Ｈ，Ｆ）とを備え、 それにより、前記第１の入口（Ａ）は、第１の流路（Ｋ１）を通って第１の出 口（Ｂ）に連絡し、前記第２の入口（Ｃ）は、第２の流路（Ｋ２）を通って第２ の出口（Ｄ）に連絡し、前記第３の入口（Ｇ）は、第３の流路（Ｋ３）を通って 第３の出口（Ｈ）に連絡し、前記第４の入口（Ｅ）は、第４の流路（Ｋ４）を通 って第１の出口（Ｂ）と、第５の流路（Ｋ５）を介して第４の出口（Ｆ）とに連 絡し、そしてそれにより、前記第１の出口（Ｄ）は第２の入口（Ｃ）にポンプ（ １０３）を介して連絡し、前記第２の出口（Ｄ）は前記膜（１０２）の入口（Ｍ １）に連絡し、前記膜の第１の出口（Ｍ２）は、第４の入口（Ｅ）に連絡し、前 記膜の第２の出口（Ｍ３）は、第３の入口（Ｇ）に連絡し、それによって、前記 制御装置（１０１）は、ブロックとして形成されていることを特徴とする水調和 装置。 １５． 請求項１４記載の水調和装置において、前記入口（Ａ，Ｃ，Ｇ，Ｅ） 及び前記出口（Ｂ，Ｄ，Ｈ，Ｆ）は、前記ブロックの一側に配置されていること を特徴とする装置。 １６． 請求項１４または１５記載の水処理装置において、流路（Ｋ１，Ｋ２ ，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５）内の液体の流れを制御、測定、調整、及び監視をする制御 装置、測定装置または調整装置をそれぞれ備え、これらの装置は、連結部に対向 した前記ブロックの一側に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする 水調和装置。 １７． 請求項１４乃至１６の内のいずれかに記載の水調和装置において、前 記ブロックは、単一の鋳造部品であることを特徴とする水調和装置。 １８． 請求項１４乃至１６の内のいずれか記載の水調和装置において、前記 ブロックは、前記流路を受け入れる本体と、前記流路を覆う板体とを備えている ことを特徴とする装置。 １９． 請求項１６乃至１８の内のいずれかに記載の水調和装置において、少 なくとも１つのスライド部材（１３）が設けられ、前記スライド部材は、前記ブ ロックに対して押し込み再び脱離できるように設計され、制御装置、測定装置、 または調整装置のそれぞれを備えていることを特徴とする水調和装置。 ２０． 水調和装置のために液体の流れを制御、調整、測定、及び監視するた めの装置であって、一体に形成された本体（１，４，１０１）であって、液体が 流れる流路系（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）を形成している流路と、前記流路系に 連絡する入口（Ｃ，Ａ，Ｅ，Ｇ）と液体のための出口（Ｄ，Ｂ，Ｆ．Ｈ）とを備 えた前記本体と、 前記流路系に流れる液体を制御し、調整し、測定し、監視するための少なくと も一つの機能部（１３，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）とを備えていることを特徴と する装置。 ２１． 請求項２０記載の装置において、前記本体は、鋳造品から製造されて いることを特徴とする装置。 ２２． 請求項２０または２１記載の装置を備えた制御装置を有することを特 徴とする膜型水調和装置。