JP6237283B2 - 透析システム - Google Patents

Description

本発明は、透析システムに関する。

多人数用透析装置における使用済透析液の排出方法を開示した先行文献として、特開２０１３−１７４９２号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された多人数用透析装置における使用済透析液の排出方法においては、逆浸透排水を第１の熱交換器に供給し、原水と逆浸透排水との温度差を利用して、熱交換により原水を温める。さらに、各コンソールから排出された使用済透析液を、第２の熱交換器を備えた１つの配管に集め、使用済透析液と逆浸透水との温度差を利用して熱交換により逆浸透水を温めた後、この熱交換に使用した使用済透析液を排出する。

特開２０１３−１７４９２号公報

特許文献１に記載された多人数用透析装置における使用済透析液の排出方法においては、各コンソールから排出された大量の使用済透析液が１つの配管を連続して流れるため、熱交換効率を改善してさらに省エネルギー化を図れる余地があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、省エネルギー化の向上を図れる透析システムを提供することを目的とする。

本発明に基づく透析システムは、原水を供給する原水供給部と、逆浸透膜を有し、原水を、逆浸透膜を透過した逆浸透水と、逆浸透膜を透過せずに不純物が濃縮された濃縮水とに分離する逆浸透装置と、逆浸透水を一時的に貯える逆浸透水用タンクと、逆浸透水用タンクから送り出された逆浸透水が調製されてなる透析液を供給する透析液供給装置と、透析液供給装置から透析液の供給を受ける複数の透析装置と、透析装置にて使用された透析液からなる使用済透析液を一時的に貯える使用済透析液用タンクと、原水供給部から供給された原水と逆浸透装置から排出された濃縮水とを熱交換させる第１熱交換器と、第１熱交換器を通過した原水と使用済透析液用タンクから排出された使用済透析液とを熱交換させる第２熱交換器とを備える。逆浸透装置は間欠運転する。逆浸透装置の運転中においては、逆浸透水用タンクでの逆浸透水の貯水量が増加しつつ使用済透析液用タンクでの使用済透析液の貯液量が減少し、かつ、逆浸透装置の停止中においては、逆浸透水用タンクでの逆浸透水の貯水量が減少しつつ使用済透析液用タンクでの使用済透析液の貯液量が増加する。

本発明の一形態においては、使用済透析液用タンクが水平方向に延在するパイプ状の外形を有する。

本発明の一形態においては、使用済透析液用タンクが複数設けられている。
本発明の一形態においては、使用済透析液用タンクの少なくとも一部が透明である。

本発明の一形態においては、使用済透析液用タンクは、使用済透析液用タンクの延在方向にて互いに間隔を置いて配置されて使用済透析液用タンクの内部を仕切る仕切板を含む。仕切板には、使用済透析液の流路となる複数の貫通孔が設けられている。

本発明の一形態においては、使用済透析液用タンクには、溢水管が接続されている。

本発明によれば、省エネルギー化の向上を図れる。

本発明の一実施形態に係る透析システムの構成を示す系統図である。 使用済透析液用タンクの構成を示す断面図である。 使用済透析液用タンク内に配置される仕切板の形状を示す側面図である。 逆浸透装置が運転中の状態を示す系統図である。 逆浸透装置が停止中の状態を示す系統図である。

以下、本発明の一実施形態に係る透析システムについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の一実施形態に係る透析システムの構成を示す系統図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る透析システム１は、原水１１１を供給する原水供給部１１０と、逆浸透膜を有し、原水１１１を、逆浸透膜を透過した逆浸透水１４１と、逆浸透膜を透過せずに不純物が濃縮された濃縮水１４２とに分離する逆浸透装置１４０と、逆浸透水１４１を一時的に貯える逆浸透水用タンク１５０とを備える。

また、透析システム１は、逆浸透水用タンク１５０から送り出された逆浸透水１４１が調製されてなる透析液２１１を供給する透析液供給装置２１０と、透析液供給装置２１０から透析液２１１の供給を受ける複数の透析装置と、透析装置にて使用された透析液２１１からなる使用済透析液２２を一時的に貯える使用済透析液用タンクとを備える。

さらに、透析システム１は、原水供給部１１０から供給された原水１１１と逆浸透装置１４０から排出された濃縮水１４２とを熱交換させる第１熱交換器１２０と、第１熱交換器１２０を通過した原水１１１と使用済透析液用タンクから排出された使用済透析液２２とを熱交換させる第２熱交換器１３０とを備える。

本実施形態においては、複数の透析装置は、３つのグループに分かれて配置されている。すなわち、複数の透析装置を各々含む、第１透析装置グループ２２０と第２透析装置グループ２２１と第３透析装置グループ２２２とが構成されている。

第１透析装置グループ２２０から排出された使用済透析液２２は、第１使用済透析液用タンク２３０に集められて一時的に貯えられる。第２透析装置グループ２２１から排出された使用済透析液２２は、第２使用済透析液用タンク２３１に集められて一時的に貯えられる。第３透析装置グループ２２２から排出された使用済透析液２２は、第３使用済透析液用タンク２３２に集められて一時的に貯えられる。

第１使用済透析液用タンク２３０には、第１溢水管２６０および第１ポンプ２５０が接続されている。第２使用済透析液用タンク２３１には、第２溢水管２６１および第２ポンプ２５１が接続されている。第３使用済透析液用タンク２３２には、第３溢水管２６２および第３ポンプ２５２が接続されている。

第１使用済透析液用タンク２３０、第２使用済透析液用タンク２３１および第３使用済透析液用タンク２３２は、第４使用済透析液用タンク２３３にそれぞれ接続されている。第４使用済透析液用タンク２３３には、第４溢水管２６３および第４ポンプ２５３が接続されている。上記のように、本実施形態においては、使用済透析液用タンクが複数設けられている。

原水供給部１１０と第１熱交換器１２０と第２熱交換器１３０と逆浸透装置１４０と逆浸透水用タンク１５０とは、機械室１０に配置されている。透析液供給装置２１０と全ての透析装置と全ての使用済透析液用タンクとは、透析室２０に配置されている。

次に、透析システム１における一連の動作について説明する。原水供給部１１０から供給された、たとえば水道水からなる原水１１１は、第１熱交換器１２０、第２熱交換器１３０および逆浸透装置１４０に順に送られる。逆浸透装置１４０に送られた原水１１１は、逆浸透膜に沿って流れることにより、逆浸透膜を透過した逆浸透水１４１と逆浸透膜を透過せずに不純物が濃縮された濃縮水１４２とに分離される。

逆浸透装置１４０にて生成された逆浸透水１４１は、逆浸透水用タンク１５０に送られて一時的に貯えられる。逆浸透装置１４０にて生成された濃縮水１４２は、第１熱交換器１２０に送られて、原水１１１と熱交換して冷却された後、排出される。すなわち、第１熱交換器１２０の第１配管１２１を通過する原水１１１は、第１熱交換器１２０の第２配管１２２を通過する濃縮水１４２と熱交換して加熱される。

逆浸透水用タンク１５０に貯えられた逆浸透水１４１は、透析液供給装置２１０に送られて、透析液２１１に調製される。透析液供給装置２１０にて調製された透析液２１１は、第１透析装置グループ２２０、第２透析装置グループ２２１および第３透析装置グループ２２２の各々に含まれる透析装置に供給される。

第１透析装置グループ２２０に含まれる透析装置から排出される使用済透析液２２は、第１使用済透析液用タンク２３０に一時的に貯えられる。第１使用済透析液用タンク２３０に貯えられた使用済透析液２２の一部は、第１ポンプ２５０によって加圧されて第４使用済透析液用タンク２３３に送られる。第１使用済透析液用タンク２３０内の使用済透析液２２の液面の高さが所定の高さを超えた場合は、所定の高さを超えた分の使用済透析液２２が第１溢水管２６０から排出される。

第２透析装置グループ２２１に含まれる透析装置から排出される使用済透析液２２は、第２使用済透析液用タンク２３１に一時的に貯えられる。第２使用済透析液用タンク２３１に貯えられた使用済透析液２２の一部は、第２ポンプ２５１によって加圧されて第４使用済透析液用タンク２３３に送られる。第２使用済透析液用タンク２３１内の使用済透析液２２の液面の高さが所定の高さを超えた場合は、所定の高さを超えた分の使用済透析液２２が第２溢水管２６１から排出される。

第３透析装置グループ２２２に含まれる透析装置から排出される使用済透析液２２は、第３使用済透析液用タンク２３２に一時的に貯えられる。第３使用済透析液用タンク２３２に貯えられた使用済透析液２２の一部は、第３ポンプ２５２によって加圧されて第４使用済透析液用タンク２３３に送られる。第３使用済透析液用タンク２３２内の使用済透析液２２の液面の高さが所定の高さを超えた場合は、所定の高さを超えた分の使用済透析液２２が第３溢水管２６２から排出される。

第４使用済透析液用タンク２３３に送られた使用済透析液２２は、一時的に貯えられる。第４使用済透析液用タンク２３３内の使用済透析液２２の液面の高さが所定の高さを超えた場合は、所定の高さを超えた分の使用済透析液２２が第４溢水管２６３から排出される。

第４使用済透析液用タンク２３３に貯えられた使用済透析液２２の一部は、第４ポンプ２５３によって加圧されて第２熱交換器１３０に送られ、原水１１１と熱交換して冷却された後、排出される。すなわち、第２熱交換器１３０の第１配管１３１を通過する原水１１１は、第２熱交換器１３０の第２配管１３２を通過する使用済透析液２２と熱交換して加熱される。

以下、使用済透析液用タンクの構成について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、第４使用済透析液用タンク２３３について説明するが、第１使用済透析液用タンク２３０、第２使用済透析液用タンク２３１および第３使用済透析液用タンク２３２の各々も同様の構成を有している。

図２は、使用済透析液用タンクの構成を示す断面図である。図３は、使用済透析液用タンク内に配置される仕切板の形状を示す側面図である。

図２に示すように、第４使用済透析液用タンク２３３は、水平方向に延在するパイプ状の外形を有している。本実施形態においては、第４使用済透析液用タンク２３３は、略円筒状の形状を有している。ただし、第４使用済透析液用タンク２３３の形状は、略円筒状に限られず、たとえば、横断面矩形状の筒状であってもよい。

第４使用済透析液用タンク２３３は、透明の塩化ビニルから形成されている。ただし、第４使用済透析液用タンク２３３の材料は、塩化ビニルに限られず、使用済透析液２２および洗浄液などに耐性を有し、かつ、タンク内を視認可能なように少なくとも一部が透明であればよい。

使用済透析液２２に含まれる成分が第４使用済透析液用タンク２３３の内側に付着して、第４使用済透析液用タンク２３３内における使用済透析液２２の流路が狭くなることがある。第４使用済透析液用タンク２３３を少なくとも１部が透明の部材で形成することにより、第４使用済透析液用タンク２３３内の状況を確認してメンテナンスすることが可能となる。

上記のように、第４使用済透析液用タンク２３３には第４溢水管２６３が接続されており、透析室の床面２から第４使用済透析液用タンク２３３内の使用済透析液２２の液面までの所定の高さｈが最高高さＨとなるように設定されている。所定の高さｈは、たとえば、３０ｃｍである。

本実施形態においては、第４使用済透析液用タンク２３３内にて使用済透析液２２の液面が最高高さＨに達した状態において、１００Ｌの使用済透析液２２が貯液されている。第１使用済透析液用タンク２３０内にて使用済透析液２２の液面が最高高さＨに達した状態において、３６Ｌの使用済透析液２２が貯液されている。第２使用済透析液用タンク２３１内にて使用済透析液２２の液面が最高高さＨに達した状態において、５０Ｌの使用済透析液２２が貯液されている。第３使用済透析液用タンク２３２内にて使用済透析液２２の液面が最高高さＨに達した状態において、３６Ｌの使用済透析液２２が貯液されている。

上記のように使用済透析液用タンクが水平方向に延在するパイプ状の外形を有していることにより、必要な容量を確保しつつ使用済透析液用タンクを低背化できる。これにより、使用済透析液用タンクを透析装置と干渉しないように透析室２０の床面２に沿うように配置することができ、透析室２０内における透析装置の配置の自由度を高く維持できる。

また、本実施形態に係る透析システムにおいては複数の使用済透析液用タンクを備えているため、必要な容量を確保しつつ各使用済透析液用タンクをさらに低背化および小型化することができる。複数の使用済透析液用タンクをそれぞれ透析室２０の別の場所に配置することにより、透析室２０内における透析装置の配置の自由度をさらに高くすることができる。

第４使用済透析液用タンク２３３は、第４使用済透析液用タンク２３３の延在方向にて互いに間隔を置いて配置されて第４使用済透析液用タンク２３３の内部を仕切る３つの仕切板３００を含む。なお、仕切板３００の数は３つに限られず、１つでも複数でもよい。また、仕切板３００は、必ずしも設けられていなくてもよい。

図３に示すように、仕切板３００には、使用済透析液２２の流路となる複数の円形の貫通孔３０１が設けられている。本実施形態においては、仕切板３００は円板状の形状を有している。複数の貫通孔３０１の各々の中心は、仕切板３００の中心３０２を中心とした円３０３上において等間隔に位置している。ただし、貫通孔３０１の配置は上記に限られず、第４使用済透析液用タンク２３３内の使用済透析液２２の流路を複数に分割できる配置であればよい。また、貫通孔３０１の形状は円形に限られず、多角形状などでもよい。

仕切板３００を設けることにより、仮に地震によって第４使用済透析液用タンク２３３に長周期地震動が作用した場合に、第４使用済透析液用タンク２３３内における使用済透析液２２の移動を妨げることができる。これにより、第４使用済透析液用タンク２３３が使用済透析液２２の移動に伴って発生する力によって破壊することを抑制できる。

以下、透析システム１のシークエンスについて説明する。図４は、逆浸透装置が運転中の状態を示す系統図である。図５は、逆浸透装置が停止中の状態を示す系統図である。

図４，５に示すように、逆浸透装置１４０は間欠運転する。図４に示すように、逆浸透装置１４０の運転中においては、逆浸透水用タンク１５０での逆浸透水１４１の貯水量が増加しつつ第４使用済透析液用タンク２３３での使用済透析液２２の貯液量が減少し、かつ、図５に示すように、逆浸透装置１４０の停止中においては、逆浸透水用タンク１５０での逆浸透水１４１の貯水量が減少しつつ第４使用済透析液用タンク２３３での使用済透析液２２の貯液量が増加する。

具体的には、図４に示すように逆浸透装置１４０の運転開始時においては、逆浸透水用タンク１５０内にて逆浸透水１４１の液面が最低高さＬに達した状態であり、第４使用済透析液用タンク２３３内にて使用済透析液２２の液面が最高高さＨに達した状態である。

なお、逆浸透水用タンク１５０内にて逆浸透水１４１の液面が最低高さＬの状態から最高高さＨの状態まで変化した際の貯水量の変化量は６０Ｌである。同様に、第４使用済透析液用タンク２３３内にて使用済透析液２２の液面が最高高さＨの状態から最低高さＬの状態まで変化した際の貯水量の変化量は６０Ｌである。

逆浸透装置１４０が運転を開始することにより、逆浸透装置１４０から逆浸透水１４１が３１．５Ｌ／ｍｉｎの流速で逆浸透水用タンク１５０に送られる。逆浸透水用タンク１５０から逆浸透水１４１が３０Ｌ／ｍｉｎの流速で透析液供給装置２１０に送られる。よって、逆浸透水用タンク１５０には、１．５Ｌ／ｍｉｎの速度で逆浸透水１４１が貯水される。

透析液供給装置２１０にて調製された透析液が各透析装置にて使用されて、使用済透析液２２として３０Ｌ／ｍｉｎの流速で第４使用済透析液用タンク２３３に送られる。第４使用済透析液用タンク２３３から使用済透析液２２が３１．５Ｌ／ｍｉｎの流速で第２熱交換器１３０に送られて排出される。よって、第４使用済透析液用タンク２３３からは、１．５Ｌ／ｍｉｎの速度で使用済透析液２２が放出される。

逆浸透装置１４０の運転開始時から４０分経過後に、図５に示すように、逆浸透水用タンク１５０内にて逆浸透水１４１の液面が最高高さＬに達し、第４使用済透析液用タンク２３３内にて使用済透析液２２の液面が最低高さＬに達している。この時点において、逆浸透装置１４０の運転を停止する。

図５に示すように、逆浸透装置１４０の運転停止中においても、逆浸透水用タンク１５０から逆浸透水１４１が３０Ｌ／ｍｉｎの流速で透析液供給装置２１０に送られる。よって、逆浸透水用タンク１５０からは、３０Ｌ／ｍｉｎの速度で逆浸透水１４１が放出される。

また、逆浸透装置１４０の運転停止中においても、透析液供給装置２１０にて調製された透析液が各透析装置にて使用されて、使用済透析液２２として３０Ｌ／ｍｉｎの流速で第４使用済透析液用タンク２３３に送られる。よって、第４使用済透析液用タンク２３３には、３０Ｌ／ｍｉｎの速度で使用済透析液２２が貯液される。

逆浸透装置１４０の運転停止時から２分経過後に、図４に示すように、逆浸透水用タンク１５０内にて逆浸透水１４１の液面が最低高さＬに達し、第４使用済透析液用タンク２３３内にて使用済透析液２２の液面が最高高さＨに達している。

上記のように、本実施形態に係る透析システム１は、図４に示す状態と図５に示す状態とを交互に繰り返すシークエンスで運転される。すなわち、逆浸透装置１４０は、４０分間の連続運転と２分間の運転停止とを繰り返す。このように、逆浸透装置１４０を間欠運転することにより、逆浸透装置１４０の運転に必要なエネルギーの削減を図れる。

また、使用済透析液２２を使用済透析液用タンクに一時的に貯えることにより、上記のシークエンスを実行することが可能となり、無駄に排出される使用済透析液２２を低減して熱交換効率を改善することにより省エネルギー化を図れる。

なお、上記のシークエンスは一例であって、逆浸透装置１４０を間欠運転しつつ、使用済透析液２２の熱量を有効利用できるシークエンスであればよい。さらに、透析システム１は、第１および第２熱交換器１２０，１３０での熱交換効率を向上するために、熱媒体を用いたヒートポンプを備えていてもよい。

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 透析システム、２ 床面、１０ 機械室、２０ 透析室、２２ 使用済透析液、１１０ 原水供給部、１１１ 原水、１２０ 第１熱交換器、１２１，１３１ 第１配管、１２２，１３２ 第２配管、１３０ 第２熱交換器、１４０ 逆浸透装置、１４１ 逆浸透水、１４２ 濃縮水、１５０ 逆浸透水用タンク、２１０ 透析液供給装置、２１１ 透析液、２２０ 第１透析装置グループ、２２１ 第２透析装置グループ、２２２ 第３透析装置グループ、２３０ 第１使用済透析液用タンク、２３１ 第２使用済透析液用タンク、２３２ 第３使用済透析液用タンク、２３３ 第４使用済透析液用タンク、２５０ 第１ポンプ、２５１ 第２ポンプ、２５２ 第３ポンプ、２５３ 第４ポンプ、２６０ 第１溢水管、２６１ 第２溢水管、２６２ 第３溢水管、２６３ 第４溢水管、３００ 仕切板、３０１ 貫通孔。

Claims (6)

1. 原水を供給する原水供給部と、
   逆浸透膜を有し、前記原水を、該逆浸透膜を透過した逆浸透水と、該逆浸透膜を透過せずに不純物が濃縮された濃縮水とに分離する逆浸透装置と、
   前記逆浸透水を一時的に貯える逆浸透水用タンクと、
   前記逆浸透水用タンクから送り出された前記逆浸透水が調製されてなる透析液を供給する透析液供給装置と、
   前記透析液供給装置から前記透析液の供給を受ける複数の透析装置と、
   前記透析装置にて使用された前記透析液からなる使用済透析液を一時的に貯える使用済透析液用タンクと、
   前記原水供給部から供給された前記原水と前記逆浸透装置から排出された前記濃縮水とを熱交換させる第１熱交換器と、
   前記第１熱交換器を通過した前記原水と前記使用済透析液用タンクから排出された前記使用済透析液とを熱交換させる第２熱交換器とを備え、
   前記逆浸透装置は間欠運転し、
   前記逆浸透装置の運転中においては、前記逆浸透水用タンクでの前記逆浸透水の貯水量が増加しつつ前記使用済透析液用タンクでの前記使用済透析液の貯液量が減少し、かつ、前記逆浸透装置の停止中においては、前記逆浸透水用タンクでの前記逆浸透水の貯水量が減少しつつ前記使用済透析液用タンクでの前記使用済透析液の貯液量が増加する、透析システム。
2. 前記使用済透析液用タンクが水平方向に延在するパイプ状の外形を有する、請求項１に記載の透析システム。
3. 前記使用済透析液用タンクが複数設けられている、請求項２に記載の透析システム。
4. 前記使用済透析液用タンクの少なくとも一部が透明である、請求項１から３のいずれか１項に記載の透析システム。
5. 前記使用済透析液用タンクは、前記使用済透析液用タンクの延在方向にて互いに間隔を置いて配置されて前記使用済透析液用タンクの内部を仕切る仕切板を含み、
   前記仕切板には、前記使用済透析液の流路となる複数の貫通孔が設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の透析システム。
6. 前記使用済透析液用タンクには、溢水管が接続されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の透析システム。

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