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JP3456795B2 - Reciprocating pump power recovery system - Google Patents
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JP3456795B2 - Reciprocating pump power recovery system - Google Patents

Reciprocating pump power recovery system

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JP3456795B2
JP3456795B2 JP10431095A JP10431095A JP3456795B2 JP 3456795 B2 JP3456795 B2 JP 3456795B2 JP 10431095 A JP10431095 A JP 10431095A JP 10431095 A JP10431095 A JP 10431095A JP 3456795 B2 JP3456795 B2 JP 3456795B2
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    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、逆浸透膜(RO膜)等
の膜分離装置を使用する純水または淡水製造工程におい
て発生する余剰エネルギーを、往復動ポンプを使用して
回収するように構成した往復動ポンプ式動力回収システ
ムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a reciprocating pump to recover surplus energy generated in the process of producing pure water or fresh water using a membrane separation device such as a reverse osmosis membrane (RO membrane). The present invention relates to a reciprocating pump type power recovery system configured.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、通常水の純水化または海水の淡水
化を行う手段として、逆浸透膜(RO膜)を使用した膜
分離装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a membrane separation device using a reverse osmosis membrane (RO membrane) is known as a means for purifying ordinary water or desalting seawater.

【0003】この種の膜分離装置は、一般に、海水等
を、ポンプ装置によって昇圧し、これを膜分離装置に供
給することにより、その一部を淡水化することができ
る。例えば、海水をポンプ装置により6MPaまで昇圧
して、これを膜分離装置に供給した場合、1回の膜通過
で約40%が淡水化し、残りの6MPaの圧力を有する
約60%の濃縮された海水は廃液として捨てられてい
る。このことは、約60%のエネルギー損失となる。
In this type of membrane separation device, generally, seawater or the like is pressurized by a pump device and supplied to the membrane separation device, whereby a part of the water can be desalinated. For example, when seawater was pressurized to 6 MPa with a pump device and supplied to a membrane separation device, about 40% was desalinated in one pass of the membrane, and the remaining about 60% having a pressure of 6 MPa was concentrated. Seawater is discarded as waste liquid. This results in an energy loss of about 60%.

【0004】従来、例えば図10に示すように、原水貯
槽10に貯留した原水を、ポンプ装置12によって膜分
離装置14に供給し、1回の膜通過により所要量の純水
化を行い、残りの非分離の濃縮原水を外部へ排出するよ
うにシステム構成したものが知られている。この場合、
膜分離装置14の原水供給側圧力P1 、未分離の濃縮原
水出口側圧力P2 、純水出口側圧力P3 は、一例として
次のように設定することができる。
Conventionally, for example, as shown in FIG. 10, raw water stored in a raw water storage tank 10 is supplied to a membrane separation device 14 by a pump device 12, and a required amount of pure water is obtained by passing the membrane once, and the rest is left. It is known that the system is configured to discharge the non-separated concentrated raw water of the above to the outside. in this case,
The raw water supply side pressure P1, the unseparated concentrated raw water outlet side pressure P2, and the pure water outlet side pressure P3 of the membrane separation device 14 can be set as follows as an example.

【0005】P1 :35 kgf /cm2 G P2 =P1 −3 kgf /cm2 G P3 =低圧 この場合、前記非分離の原水出口側圧力P2 のエネルギ
ーは全て損失として消費されている。
P1: 35 kgf / cm 2 G P2 = P 1 -3 kgf / cm 2 G P3 = low pressure In this case, the energy of the non-separated raw water outlet side pressure P 2 is consumed as a loss.

【0006】また、この種の淡水化システムとして、ポ
ンプPとモータMとを軸シール機構(スタフィンボック
ス)Sを設けて接続した構成からなるものを使用し、前
記モータMにさらに軸シール機構Sを介してタービンT
を接続し、このように構成したポンプPとタービンTと
を、図11に示すように、原水貯槽10と膜分離装置1
4とを相互に連通する原水供給系と濃縮原水還流系とに
接続する方式が提案されている。このように構成するこ
とにより、還流する非分離の濃縮原水がタービンTを通
ることによって、そのエネルギーをポンプPの運転エネ
ルギーとして一部転換させることができる。
As this type of desalination system, a system in which a pump P and a motor M are connected by providing a shaft seal mechanism (staffin box) S is used, and the motor M is further provided with a shaft seal mechanism. Turbine T through S
11, the pump P and the turbine T configured as described above are connected to the raw water storage tank 10 and the membrane separation device 1 as shown in FIG.
A method has been proposed in which 4 and 4 are connected to a raw water supply system and a concentrated raw water reflux system that communicate with each other. With this configuration, the non-separated concentrated raw water that flows back can be partially converted as the operating energy of the pump P by passing through the turbine T.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たエネルギー回収システムにおいては、モータMに対す
る軸シール機構Sの付加並びにタービンTの追加等によ
り、機構的に複雑となる共に大形化するため、大形の
淡水化システムの場合には比較的有利であるが、小形の
淡水化システムとする場合には、製造に手間が掛り製造
コストが増大し、さらにはエネルギー回収効率も低下す
る等の難点がある。また、かかるタービンによるエネル
ギー回収には、流体の残余運動量が大きいことが必要で
あり、一般に吐出流量の低い淡水化においては、エネル
ギー回収は困難である。
However [0005] In the energy recovery system described above, the addition or the like of the additional and turbine T of the shaft sealing mechanism S to the motor M, to large in size, both when it comes to mechanically complex, It is relatively advantageous in the case of a large-scale desalination system, but in the case of a small-scale desalination system, it takes time and labor to manufacture, the manufacturing cost increases, and the energy recovery efficiency also decreases. There is. Also, the energy generated by such a turbine
Gee recovery requires large residual momentum of the fluid.
Yes, in the case of desalination with low discharge flow,
Gee recovery is difficult.

【0008】そこで、本発明の目的は、小形および軽量
化を達成すると共に、低騒音および低振動で、エネルギ
ー回収効率に優れた往復動ポンプ式動力回収システムを
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reciprocating pump type power recovery system which is compact and lightweight, has low noise and vibration, and is excellent in energy recovery efficiency.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る往復動ポンプ式動力回収システムは、
ピストンの前後にそれぞれポンプ室を形成した往復動ポ
ンプユニットをクランク機構を介して共通の回転駆動軸
にそれぞれ所定の位相角をもって連動するように構成配
置してなる多連往復動ポンプを備え、各往復動ポンプユ
ニットの主ポンプ室側に対しそれぞれ吸込弁および吐出
弁を介して原水供給系に接続すると共に、この原水供給
系を膜分離装置に連通接続し、前記膜分離装置より濃縮
原水排出系を導出して、この濃縮原水排出系を前記各往
復動ポンプユニットの従ポンプ室側に対し主ポンプ室の
ピストンによるポンプ動作に対応して、順次切替え接続
する吸込側の切替弁ユニットと吐出側の切替弁ユニット
とを介して連通接続し、前記各主ポンプ室の原水吐出工
程において、前記濃縮原水排出系を介して濃縮原水のエ
ネルギーを前記各従ポンプ室に順次導入して回収するよ
うに構成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a reciprocating pump type power recovery system according to the present invention comprises:
A reciprocating pump unit in which pump chambers are formed in front of and behind the piston is a common rotary drive shaft via a crank mechanism.
Respectively connected to a predetermined comprises a multiple-reciprocating pump structure arranged comprising to work with a phase angle, the raw water supply system via respective to the main pumping chamber side suction valve and the discharge valve of each reciprocating pump units At the same time, the raw water supply system is connected to the membrane separation device so that the concentrated raw water discharge system is led out from the membrane separation device, and the concentrated raw water discharge system is mainly connected to the sub pump chamber side of each reciprocating pump unit. Corresponding to the pump operation by the piston of the pump chamber, it is connected in communication through the switching valve unit on the suction side and the switching valve unit on the discharge side that are sequentially switched and connected, and in the raw water discharge step of each of the main pump chambers, the concentration is performed. It is characterized in that the concentrated raw water energy is sequentially introduced into each of the sub-pump chambers through the raw water discharge system to be recovered.

【0010】この場合、各往復動ポンプユニットは、ピ
ストンの主ピストン部側に主ポンプ室を形成し、ロッド
部の挿通側に従ポンプ室を形成し、前記ロッド部の端部
をクランク機構を介して多連往復動ポンプの共通の回転
駆動軸に連結することができる。
In this case, each reciprocating pump unit forms a main pump chamber on the side of the main piston portion of the piston, forms a subordinate pump chamber on the insertion side of the rod portion, and connects the end portion of the rod portion to the crank mechanism. Via a common rotary drive shaft of a multiple reciprocating pump.

【0011】また、各往復動ポンプユニットの主ポンプ
室側に対して接続配置する吸込弁および吐出弁は、それ
ぞれボール弁、ウィング弁、フラット弁または電磁弁で
構成することができる。
The suction valve and the discharge valve connected to the main pump chamber side of each reciprocating pump unit can be constituted by a ball valve, a wing valve, a flat valve or a solenoid valve, respectively.

【0012】さらに、各往復動ポンプユニットの従ポン
プ室側に対して接続配置する吸込側および吐出側の切替
弁ユニットは、それぞれ同一構成のシリンダ形弁ケーシ
ングに回転形弁体を収納配置した構成からなり、前記弁
ケーシングの外周部に前記各往復動ポンプユニットの数
に対応して等角度離間して弁室内と連通する複数の流体
排出孔または流体導入孔を設けと共に、弁ケーシング
の一側端面部に単一の流体導入孔または流体排出孔を設
け、前記回転形弁体の円周部に設けた流体排出孔または
流体導入孔に跨がって連通可能となるように切欠部を設
け、さらに前記各切替弁ユニットの回転軸を相互に結合
すると共に往復動ポンプユニットの回転駆動軸と同期回
転するよう構成し、各往復動ポンプユニットのピストン
によるポンプ動作に対応して前記各切替弁ユニットの切
替え操作を行うように構成することができる。
Further, the suction side and discharge side switching valve units connected to the sub pump chamber side of each reciprocating pump unit are arranged such that the rotary valve body is housed in a cylinder type valve casing having the same structure. made, the number with Ru provided with a plurality of fluid discharge hole or fluid introduction hole communicating with the valve chamber and equiangularly spaced to correspond to the respective reciprocating pump unit to the outer circumferential portion of the valve casing, the valve casing one A single fluid introduction hole or a fluid discharge hole is provided in the side end surface portion, and a cutout portion is provided so as to be able to communicate across the fluid discharge hole or the fluid introduction hole provided in the circumferential portion of the rotary valve body. Further, the rotary shafts of the switching valve units are coupled to each other and are configured to rotate synchronously with the rotary drive shaft of the reciprocating pump unit, and the pump operation by the piston of each reciprocating pump unit is provided. It may be configured to correspond to perform switching operation of each switching valve unit.

【0013】[0013]

【作用】本発明に係る往復動ポンプ式動力回収システム
によれば、多連往復動ポンプを使用して、各往復動ポン
プユニットの主ポンプ室側に対しそれぞれ吸込弁および
吐出弁を介して原水供給系に接続すると共に、この原水
供給系を膜分離装置に連通接続し、前記膜分離装置より
濃縮原水排出系を導出して、この濃縮原水排出系を前記
各往復動ポンプユニットの従ポンプ室側に対し主ポンプ
室のピストンによるポンプ動作に対応して、順次切替え
接続する吸込側の切替弁ユニットと吐出側の切替弁ユニ
ットとを介して連通接続することにより、前記各主ポン
プ室の原水吐出工程において、前記濃縮原水排出系を介
して濃縮原水のエネルギーを、前記各従ポンプ室に順次
導入して回収し、この種の往復動ポンプの駆動エネルギ
ーの節約を有効に達成することができる。
According to the reciprocating pump type power recovery system of the present invention, the multiple reciprocating pumps are used, and the raw water is supplied to the main pump chamber side of each reciprocating pump unit via the suction valve and the discharge valve, respectively. In addition to being connected to the supply system, this raw water supply system is connected to the membrane separation device so as to lead out the concentrated raw water discharge system from the membrane separation device, and the concentrated raw water discharge system is connected to the sub pump chamber of each reciprocating pump unit. Corresponding to the pump operation by the piston in the main pump chamber, the raw water in each of the main pump chambers is connected by communicating through the switching valve unit on the suction side and the switching valve unit on the discharge side that are sequentially switched and connected. In the discharge step, the energy of the concentrated raw water is sequentially introduced into each of the slave pump chambers through the concentrated raw water discharge system to be recovered, thereby effectively saving the driving energy of this type of reciprocating pump. It can be formed.

【0014】[0014]

【実施例】次に、本発明に係る往復動ポンプ式動力回収
システムの実施例につき、添付図面を参照しながら以下
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of a reciprocating pump type power recovery system according to the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0015】図1は、本発明に係る往復動ポンプ式動力
回収システムの基本構成を示すもので、参照符号20は
往復動ポンプユニットを示し、このポンプユニット20
は往復動作するピストン22とこれを挿通するシリンダ
部24とを備え、このピストン22の往復移動するシリ
ンダ部24の前後に、それぞれ主ポンプ室26と従ポン
プ室28とをそれぞれ設けた構成からなる。しかるに、
前記主ポンプ室26は、直径Dからなる主ピストン部2
2aに面しており、前記従ポンプ室28は前記主ピスト
ン部22aの反対側において直径d(d<D)のロッド
部22bが挿通しており、このロッド部22bの端部に
は、クランク機構30を介して回転駆動軸32が結合さ
れている。従って、前記主ポンプ室26は大きな容積変
化を保持すると共に、従ポンプ室28は比較的小さな容
積変化を行うことになる。
FIG. 1 shows a basic structure of a reciprocating pump type power recovery system according to the present invention. Reference numeral 20 indicates a reciprocating pump unit.
Is provided with a reciprocating piston 22 and a cylinder portion 24 that passes through the piston 22, and a main pump chamber 26 and a sub pump chamber 28 are provided in front of and behind the reciprocating cylinder portion 24 of the piston 22, respectively. . However,
The main pump chamber 26 has a main piston portion 2 having a diameter D.
2a, a rod portion 22b having a diameter d (d <D) is inserted through the sub-pump chamber 28 on the opposite side of the main piston portion 22a, and a crank portion is provided at an end portion of the rod portion 22b. A rotary drive shaft 32 is connected via a mechanism 30. Therefore, the main pump chamber 26 holds a large volume change, and the slave pump chamber 28 makes a relatively small volume change.

【0016】このように構成したポンプユニット20
は、前記回転駆動軸32の作動により、クランク機構3
0を介してピストン22が往復動作を行い、これにより
前記一対のポンプ室26、28においては、それぞれ吸
込工程と吐出工程とからなるポンプ動作を交互に繰返し
達成することができる。
The pump unit 20 constructed in this way
By the operation of the rotary drive shaft 32.
The piston 22 reciprocates through 0, whereby the pump operation including the suction process and the discharge process can be alternately repeated in the pair of pump chambers 26 and 28.

【0017】なお、前記各ポンプ室26、28における
容積変化の比率については、後述する膜分離装置の性能
によって決定される原水の供給量と非分離の濃縮原水量
との比率によって設定することができる。
[0017] Incidentally, the the ratio of the volume change in each pump chamber 26, 28 is thus set to the ratio of the supply amount and the non-separation of the concentrated raw water quantity of the raw water which is determined by the performance of which will be described later membrane separator You can

【0018】そこで、本発明においては、前記各ポンプ
室26、28に対しては、原水の供給と非分離の濃縮原
水の排出とを行うために、膜分離装置34と相互に連通
するように接続される。すなわち、この場合、前記主ポ
ンプ室26は、それぞれ吸込弁VA および吐出弁VB を
介して原水供給系36を膜分離装置34に連通接続し、
また従ポンプ室28も同様にして、吸込側切替弁(分配
弁)Va および吐出側切替弁(排出弁)Vb を介して膜
分離装置34から導出される濃縮原水排出系38を外部
排出が可能となるように配管接続する。なお、図1にお
いて、参照符号40は膜分離装置34において得られる
純水もしくは淡水を取出すための純水取出系を示す。
Therefore, in the present invention, in order to supply the raw water and discharge the non-separated concentrated raw water to the pump chambers 26 and 28, the pump chambers 26 and 28 are connected to each other so as to communicate with each other. Connected. That is, in this case, the main pump chamber 26 connects the raw water supply system 36 to the membrane separation device 34 via the suction valve VA and the discharge valve VB, respectively,
Similarly, in the secondary pump chamber 28, the concentrated raw water discharge system 38 derived from the membrane separation device 34 can be discharged to the outside through the suction side switching valve (distribution valve) Va and the discharge side switching valve (discharge valve) Vb. Connect the pipe so that In FIG. 1, reference numeral 40 indicates a pure water extraction system for extracting pure water or fresh water obtained in the membrane separation device 34.

【0019】しかるに、本発明に係る往復動ポンプ式動
力回収システムの一実施例としては、図2に示すよう
に、前記構成からなるポンプユニット20を3連にし
て、接続配置することにより構成する。すなわち、第1
のポンプユニット20(1) と、第2のポンプユニット2
0(2) と、第3のポンプユニット20(3) とを、それぞ
れクランク機構30を介して共通の回転駆動軸32に、
それぞれ所定の位相差(120°)をもって接続する。
However, as one embodiment of the reciprocating pump type power recovery system according to the present invention, as shown in FIG. 2, three pump units 20 having the above-mentioned structure are connected and arranged. . That is, the first
Pump unit 20 (1) and second pump unit 2
0 (2) and the third pump unit 20 (3) to the common rotary drive shaft 32 via the crank mechanism 30, respectively.
They are connected with a predetermined phase difference (120 °).

【0020】前記各ポンプユニットの各主ポンプ室(2
6)に対しては、それぞれ吸込弁VA1、VA2、VA3およ
び吐出弁VB1、VB2、VB3を介して共通の原水供給系3
6を所定の膜分離装置34に連通接続する。この場合、
吸込弁VA1、VA2、VA3および吐出弁VB1、VB2、VB3
としては、公知のボール弁、ウィング弁、フラット弁か
らなる逆止弁または電磁弁等を使用することができる。
Each main pump chamber (2 of each pump unit)
For 6), a common raw water supply system 3 via suction valves VA1, VA2, VA3 and discharge valves VB1, VB2, VB3, respectively.
6 is communicatively connected to a predetermined membrane separation device 34. in this case,
Suction valves VA1, VA2, VA3 and discharge valves VB1, VB2, VB3
A known check valve such as a ball valve, a wing valve, a flat valve, a solenoid valve, or the like can be used.

【0021】また、各従ポンプ室(28)に対しては、
前記膜分離装置34から導出される濃縮原水排出系38
を、それぞれ吸込側切替弁(分配弁)Va および吐出側
切替弁(排出弁)Vb をそれぞれ連動するように構成し
た一対の切替弁ユニット42、44を介して外部排出が
可能となるように配管接続される。
Also, for each slave pump chamber (28),
Concentrated raw water discharge system 38 derived from the membrane separator 34
Is connected to the suction side switching valve (distribution valve) Va and the discharge side switching valve (discharging valve) Vb through a pair of switching valve units 42 and 44, respectively, so that external discharge is possible. Connected.

【0022】図3は、前記切替弁ユニット42、44の
一実施例を示す断面図であり、図4の(a)および
(b)は、それぞれ一方の切替弁ユニット42における
吸込側切替弁(分配弁)Va の回転形弁体43と、他方
の切替弁ユニット44における吐出側切替弁(排出弁)
Vb の回転形弁体45との構成を示す。しかるに、図3
および図4において、一対の切替弁ユニット42、44
は、基本的に同一構成からなる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the switching valve units 42 and 44. FIGS. 4A and 4B show the suction side switching valve () of one switching valve unit 42, respectively. Distribution valve) Va rotary valve body 43, and discharge side switching valve (discharging valve) in the other switching valve unit 44
The structure with the rotary valve body 45 of Vb is shown. However, Fig. 3
And in FIG. 4, a pair of switching valve units 42, 44
Have basically the same configuration.

【0023】一方の切替弁ユニット42は、シリンダ形
弁ケーシング46を備え、この弁ケーシング46の一側
端面部に弁室47内と連通する1つの流体導入孔48を
設けると共に、外周部に等角度(120°)離間して弁
室47内と連通する3つの流体排出孔50(1) 、50
(2) 、50(3) を設ける。そして、このように構成され
た弁室47の内部には、隣接する2つの流体排出孔に跨
がって相互に連通可能となるように切欠部43aを設け
ると共に他の部分は密閉シールし得るように構成した筒
体からなる回転形弁体43が配設される。従って、この
回転形弁体43は、回転軸52に軸着して回転自在に構
成される。なお、図3において参照符号54は前記回転
軸52を軸支する軸受機構を示すと共に、55は弁ケー
シング46の底部に設けたドレン孔を示す。
One of the switching valve units 42 is provided with a cylinder type valve casing 46, and one fluid introduction hole 48 communicating with the inside of the valve chamber 47 is provided at one end surface portion of the valve casing 46, and at the outer peripheral portion thereof. Three fluid discharge holes 50 (1), 50, which are separated by an angle (120 °) and communicate with the inside of the valve chamber 47.
(2) and 50 (3) are provided. In the valve chamber 47 thus configured, a notch 43a is provided so as to communicate with each other across two adjacent fluid discharge holes, and the other portion can be hermetically sealed. A rotary valve body 43 having a cylindrical body configured as described above is provided. Therefore, the rotary valve body 43 is rotatably mounted on the rotary shaft 52. In FIG. 3, reference numeral 54 indicates a bearing mechanism that pivotally supports the rotary shaft 52, and reference numeral 55 indicates a drain hole provided at the bottom of the valve casing 46.

【0024】また、他方の切替弁ユニット44は、基本
的に前記切替弁ユニット42の構成と同一である。すな
わち、この切替弁ユニット44は、シリンダ形弁ケーシ
ング56を備え、この弁ケーシング56の外周部に等角
度(120°)離間して弁室57内と連通する3つの流
体導入孔60(1) 、60(2) 、60(3) を設けると共
に、一側端面部に弁室57内と連通する1つの流体排出
孔58を設ける。そして、このように構成された弁室5
7の内部には、隣接する2つの流体導入孔に跨がって相
互に連通可能となるように切欠部45aを設けると共
に、他の部分は密閉シールし得るように構成した筒体か
らなる回転形弁体45が配設される。従って、この回転
形弁体45は、回転軸62に軸着して回転自在に構成さ
れる。なお、図3において、参照符号64は前記回転軸
62を軸支する軸受機構を示すと共に、65は弁ケーシ
ング56の底部に設けたドレン孔を示す。
The other switching valve unit 44 has basically the same structure as the switching valve unit 42. That is, the switching valve unit 44 includes a cylinder type valve casing 56, and three fluid introduction holes 60 (1) that communicate with the inside of the valve chamber 57 at an equal angle (120 °) apart from the outer peripheral portion of the valve casing 56. , 60 (2), 60 (3), and one fluid discharge hole 58 communicating with the inside of the valve chamber 57 is provided at one end face portion. And the valve chamber 5 configured in this way
A notch 45a is provided in the inside of 7 so as to be able to communicate with each other across two adjacent fluid introduction holes, and the other part is formed of a cylindrical body configured to be hermetically sealed. A shaped valve body 45 is provided. Therefore, the rotary valve body 45 is rotatably mounted on the rotary shaft 62. In FIG. 3, reference numeral 64 indicates a bearing mechanism that pivotally supports the rotary shaft 62, and reference numeral 65 indicates a drain hole provided at the bottom of the valve casing 56.

【0025】さらに、前記各切替弁ユニット42、44
に設けられる回転軸52、62は、弁ケーシング46、
56の外部においてカップリング66により結合され、
同期回転するように構成されている。そして、前記カッ
プリング66に対しては、図2に示すように、各往復動
ポンプユニット20(1) 、20(2) 、20(3) を駆動す
る回転駆動軸32と、タイミングベルト68を介して結
合され、前記各往復動ポンプユニットのポンプ動作と同
期して、前記各切替弁ユニット42、44の切替弁操作
が行われるように構成される。なお、前記切替弁ユニッ
ト42、44の回転軸52、62は、カップリング66
で連結すると共に、前記回転駆動軸32と直接連結する
ように構成してもよい。
Further, each switching valve unit 42, 44
The rotary shafts 52, 62 provided on the valve casing 46,
Coupled by a coupling 66 on the outside of 56,
It is configured to rotate synchronously. As shown in FIG. 2, the coupling 66 includes a rotary drive shaft 32 for driving the reciprocating pump units 20 (1), 20 (2), 20 (3) and a timing belt 68. The switching valve units 42 and 44 are connected via the switching valve units 42 and 44 in synchronization with the pumping operation of the reciprocating pump units. The rotary shafts 52 and 62 of the switching valve units 42 and 44 are coupled to each other by a coupling 66.
And the rotary drive shaft 32 may be directly connected.

【0026】前記切替弁ユニット42の回転形弁体43
の構成につき、詳細に説明すると、図4の(a)に示す
ように、切替弁ユニット42の弁ケーシング46の内周
面には、その外周部に設けた流体排出孔50(1) 、50
(2) 、50(3) と連通する流体排出室51(1) 、51
(2) 、51(3) が、それぞれ所要の開口幅α(30°)
でかつ等角度(120°)離間して設けられている。そ
して、これらの流体排出室51(1) 、51(2) 、51
(3) に対応して、弁室47内に設けられる回転形弁体4
3は、その外周面に所要の角度β(150°)に亘って
切欠部43aが設けられ、他の外周面は弁室47の内周
面に摺動接触するよう構成される。
The rotary valve body 43 of the switching valve unit 42
The configuration will be described in detail. As shown in FIG. 4A, the fluid discharge holes 50 (1), 50 provided on the outer peripheral portion of the inner peripheral surface of the valve casing 46 of the switching valve unit 42.
(2) Fluid discharge chambers 51 (1), 51 communicating with 50 (3)
(2) and 51 (3) are the required opening width α (30 °)
And are spaced apart by an equal angle (120 °). Then, these fluid discharge chambers 51 (1), 51 (2), 51
Corresponding to (3), the rotary valve body 4 provided in the valve chamber 47.
3, the notch 43a is provided on the outer peripheral surface thereof over a required angle β (150 °), and the other outer peripheral surface is configured to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the valve chamber 47.

【0027】同様に、前記切替弁ユニット44の回転形
弁体45の構成についても、図4の(b)に示すよう
に、切替弁ユニット44の弁ケーシング56の内周面に
は、その外周部に設けた流体導入孔60(1) 、60(2)
、60(3) と連通する流体導入室61(1) 、61(2)
、61(3) が、それぞれ所要の開口幅α(30°)で
かつ等角度(120°)離間して設けられている。そし
て、これらの流体導入室61(1) 、61(2) 、61(3)
に対応して、弁室57内に設けられる回転形弁体45
は、その外周面に所要の角度β(150°)亘って切欠
部45aが設けられ、他の外周面は弁室57の内周面に
摺動接触するよう構成される。
Similarly, with respect to the structure of the rotary valve body 45 of the switching valve unit 44, as shown in FIG. 4B, the inner peripheral surface of the valve casing 56 of the switching valve unit 44 has an outer periphery thereof. Fluid introduction holes 60 (1), 60 (2)
, 60 (3), fluid introduction chambers 61 (1), 61 (2)
, 61 (3) are provided with a required opening width α (30 °) and at an equal angle (120 °). Then, these fluid introduction chambers 61 (1), 61 (2), 61 (3)
Corresponding to, the rotary valve body 45 provided in the valve chamber 57
Is provided with a notch 45a on its outer peripheral surface over a required angle β (150 °), and the other outer peripheral surface is configured to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the valve chamber 57.

【0028】すなわち、この場合、前記流体排出室51
(1) 〜 (3)および流体導入室61(1) 〜 (3)の開口幅α
と、回転形弁体43、45の切欠部43a、45aの角
度βとの関係は、β=180°−αとなる。また、前記
各流体排出孔50とその流体室51および流体導入孔6
0とその流体室61の設定位置は、多連(単一の場合も
含む)に等分(360°/多連数)した位置となる〔図
4の(a)、(b)参照〕。
That is, in this case, the fluid discharge chamber 51
(1) to (3) and opening width α of the fluid introduction chambers 61 (1) to (3)
And the angle β of the cutouts 43a, 45a of the rotary valve bodies 43, 45 are β = 180 ° . In addition, each of the fluid discharge holes 50 and the fluid chamber 51 and the fluid introduction hole 6 are provided.
The set positions of 0 and its fluid chamber 61 are equal (360 ° / number of multiple stations) to multiple stations (including a single station) [see (a) and (b) of FIG. 4].

【0029】次に、前記構成からなる本実施例の往復動
ポンプ式動力回収システムの動作につき説明する。
Next, the operation of the reciprocating pump type power recovery system of the present embodiment constructed as described above will be explained.

【0030】図2に示す実施例の往復動ポンプユニット
20(1) 、20(2) 、20(3) による各主ポンプ室26
におけるピストン22の動作に伴い、各吸込弁VA1〜V
A3と吐出弁VB1〜VB3が順次開閉動作して、原水を膜分
離装置34へ供給する所定のポンプ動作が行われる。こ
の場合における、前記各主ポンプ室26におけるピスト
ン22の動作は、図5に示す通りであり、またこの時に
おける各主ポンプ室26におけるポンプ動作(吐出工程
と吸込工程)は図6に示す通りである。
Each main pump chamber 26 by the reciprocating pump units 20 (1), 20 (2), 20 (3) of the embodiment shown in FIG.
The suction valves VA1 to VA along with the operation of the piston 22 in
A3 and the discharge valves VB1 to VB3 are sequentially opened and closed to perform a predetermined pump operation for supplying raw water to the membrane separation device 34. The operation of the piston 22 in each main pump chamber 26 in this case is as shown in FIG. 5, and the pump operation (discharging step and suction step) in each main pump chamber 26 at this time is as shown in FIG. Is.

【0031】一方、各従ポンプ室28においては、それ
ぞれピストン22の動作が各主ポンプ室26における吸
込工程に際して、吸込側の切替弁Va は閉じると共に、
吐出側の切替弁Vb は開くように設定される。なお、前
記各切替弁Va およびVb の動作については後に詳述す
る。
On the other hand, in each of the sub pump chambers 28, the operation of the piston 22 closes the switching valve Va on the suction side during the suction process in each of the main pump chambers 26.
The switching valve Vb on the discharge side is set to open. The operation of each of the switching valves Va and Vb will be described in detail later.

【0032】このように構成することにより、前記各主
ポンプ室26から原水供給系36を介して順次送液され
る原水は、膜分離装置34へ導入されて所要の原水の純
水化ないし淡水化が行われ、このようにして得られた純
水ないし淡水は、純水取出系40を介して分離回収され
る。これに対し、非分離の濃縮原水は、濃縮原水排出系
38よりそれぞれ切替弁Va ,Vb の切り替え操作と共
に、前記各従ポンプ室28へ導入して、前記各主ポンプ
室26に対するピストン22の吐出動作を補助しながら
順次排出が行なわれる。すなわち、膜分離装置34から
導出される濃縮原水のエネルギーは、各従ポンプ室28
内に回収して、膜分離装置34へ原水を供給するための
各主ポンプ室26に対するポンプ動作エネルギーとして
有効に利用することができる。
With this structure, the raw water sequentially delivered from each of the main pump chambers 26 through the raw water supply system 36 is introduced into the membrane separation device 34 to convert the raw water into pure water or fresh water. The purified water or fresh water thus obtained is separated and collected through the pure water extraction system 40 . On the other hand, the unseparated concentrated raw water is introduced from the concentrated raw water discharge system 38 into each of the sub pump chambers 28 together with the switching operation of the switching valves Va and Vb to discharge the piston 22 to each of the main pump chambers 26. sequentially discharged is divided by a line while assisting the operation. That is, the energy of the concentrated raw water derived from the membrane separator 34 is supplied to each sub pump chamber 28.
It can be effectively recovered as the pump operation energy for each main pump chamber 26 for supplying the raw water to the membrane separation device 34 .

【0033】そこで、今図1に示す往復動ポンプユニッ
トの基本構成において、主ポンプ室26における原水の
吐出量をQ、吐出圧をpとし、膜分離装置34において
得られる分離水量すなわち純水量をQ2 、非分離の濃縮
原水量をQ1 、主ピストン部22aの直径をD、ロッド
部22bの直径をd、ピストン22の往復動長さ(スト
ローク長)をL、クランク機構30の回転数をN、クラ
ンク機構30の回転運動を行う円の半径をrとする。
Therefore, in the basic structure of the reciprocating pump unit shown in FIG. 1, the discharge amount of raw water in the main pump chamber 26 is Q and the discharge pressure is p, and the amount of separated water obtained in the membrane separator 34, that is, the amount of pure water is obtained. Q2, non-separated concentrated raw water amount Q1, main piston portion 22a diameter D, rod portion 22b diameter d, piston 22 reciprocating length (stroke length) L, and crank mechanism 30 rotation speed N. , R is the radius of the circle that rotates the crank mechanism 30.

【0034】これにより、まず原水の吐出量Qは、次式
(1)で表わされる。
As a result, the discharge amount Q of raw water is expressed by the following equation (1).

【0035】[0035]

【数1】 この場合、所要の濃縮原水量Q1 に対して、次式(2)
によりロッド部22bの直径dを設定することができ
る。
[Equation 1] In this case, for the required concentrated raw water amount Q1, the following formula (2)
Thus, the diameter d of the rod portion 22b can be set.

【0036】[0036]

【数2】 前記式(2)から[Equation 2] From the equation (2)

【0037】[0037]

【数3】 が得られ、次式(4)が求められる。[Equation 3] Is obtained, and the following equation (4) is obtained.

【0038】[0038]

【数4】 この時、Q1 =0.6Qとすると、前記式(4)から次
の通り算出することができる。
[Equation 4] At this time, if Q1 = 0.6Q, it can be calculated as follows from the equation (4).

【0039】[0039]

【数5】 [Equation 5]

【0040】実施に際しては、多少の漏れ、非分離水の
増減、往復動ポンプ特有の多少の脈動等による濃縮原水
排出系38の流量変化に対応すべく、濃縮原水排出系3
8に適宜アキュムレータ(蓄圧器)と逃し弁(レリーフ
弁)または調圧弁等を設置し、ロッド部22bの直径d
と主ピストン部22aの直径Dとの関係は、d>0.6
3Dとなるように、ケースバイケースで決定すればよ
い。
When carrying out, some leakage , non-separated water
Concentrated raw water due to fluctuations and slight pulsations unique to reciprocating pumps
Concentrated raw water discharge system 3 to cope with changes in the flow rate of discharge system 38
8 Accumulator (accumulator) and relief valve (relief)
Valve) or pressure regulating valve, etc., and the diameter d of the rod portion 22b
And the diameter D of the main piston portion 22a is d> 0.6
It may be determined on a case-by-case basis so that it becomes 3D.

【0041】このように、高圧に昇圧した非分離の濃縮
原水を、高圧のまま漏れを極力少なくして、従ポンプ室
28に導き、主ポンプ室26におけるピストン22の吐
出工程での動力の補助を行い、主ポンプ室26における
ピストン22の吸込工程時には、従ポンプ室28の圧力
を開放してやることにより、前記濃縮原水のエネルギー
を高効率で回収することができる。
In this way, the unseparated concentrated raw water whose pressure has been increased to a high pressure is guided to the sub pump chamber 28 while keeping the high pressure as much as possible to assist the power in the discharge process of the piston 22 in the main pump chamber 26. In the suction process of the piston 22 in the main pump chamber 26, the pressure of the sub pump chamber 28 is released, so that the energy of the concentrated raw water can be recovered with high efficiency.

【0042】次に、前述した本実施例における切替弁ユ
ニット42、44の動作につき詳細に説明する。
Next, the operation of the switching valve units 42 and 44 in this embodiment described above will be described in detail.

【0043】すなわち、図7の(a)〜(h)は、各往
復動ポンプユニット20(1) 、20(2) 、20(3) の各
従ポンプ室28へ濃縮原水を導入するための切替弁ユニ
ット42における、回転形弁体43の0°(a)、30
°(b)、60°(c)、120°(d)、180°
(e)、240°(f)、300°(g)、360°
(h)の各位置における動作状態を示すものである。
That is, (a) to (h) of FIG.
Return pump units 20 (1), 20 (2), 20 (3)
Switching valve unit for introducing concentrated raw water into the slave pump chamber 28
Of the rotary valve body 43 in the0 °(A),Thirty
°(B),60 °(C),120 °(D),180 °
(E),240 °(F),300 °(G),360 °
The operation state at each position in (h) is shown.

【0044】また、図8の(a)〜(g)は、各従ポン
プ室28からの濃縮原水を排出するための切替弁ユニッ
ト44における、回転形弁体45の0°(a)、60°
(b)、120°(c)、180°(d)、240°
(e)、300°(f)、360°(g)の各位置にお
ける動作状態を示すものである。
Further, FIGS. 8A to 8G show each sub-pond.
Switching unit for discharging concentrated raw water from the pump chamber 28
Of the rotary valve body 45 in0 °(A),60 °
(B),120 °(C),180 °(D),240 °
(E),300 °(F),360 °At each position of (g)
It shows the operating state.

【0045】従って、前記各切替弁ユニット42、44
の各往復動ポンプユニット20(1)、20(2) 、20(3)
の各従ポンプ室28に対する開閉動作は、図9に示す
ようになる。そこで、図1からも明らかなように、ポン
プが吐出工程にある時には、必ずそのポンプの従ポンプ
室には、主ポンプ室とほぼ同じ(流れによる圧損分だけ
低い)圧力が掛かっているので、動力を大幅に回収ない
し節減することができる。すなわち、図5において、ポ
ンプNo.1が吐出工程にある0〜180゜の位相角度
においては、このポンプの切替弁Va は開弁し、切替弁
Vb は閉弁しており、膜分離装置側に開いて排出系側に
閉じているので、従ポンプ室に圧力が掛かっている。ま
た、同じ位相角度範囲内において、120〜180゜の
間は、ポンプNo.2も同時に吐出工程にあるので、こ
のポンプも切替弁Va が開弁し、切替弁Vb は閉弁して
いるので、ポンプNo.2の従ポンプ室も加圧されてい
る。さらに、同じ位相角度範囲内において、ポンプN
o.2が吸込工程にある0〜120゜の間は、このポン
プの切替弁Va は閉弁して膜分離装置に連通し、切替弁
Vbは開弁して排出系に開いているので、従ポンプ室に
は吐出圧は掛かっていないのである。
Therefore, each switching valve unit 42, 44 is
Each reciprocating pump unit 20 (1), 20 (2), 20 (3)
The opening / closing operation of each sub pump chamber 28 is as shown in FIG. Therefore, as is clear from FIG.
When a pump is in the discharge process, be sure to
The chamber is almost the same as the main pump chamber (only the pressure loss due to the flow is
(Low) pressure is applied, so power is not significantly recovered.
You can save money. That is, in FIG.
No. 0 to 180 ° phase angle, 1 in the discharge process
In this pump, the switching valve Va of this pump is opened, and the switching valve
Vb is closed, open on the membrane separator side and open on the exhaust side.
Since it is closed, the secondary pump chamber is under pressure. Well
Also, within the same phase angle range, 120 to 180 °
Between the pump No. Since 2 is also in the discharging process at the same time,
The switching valve Va of the pump also opens and the switching valve Vb closes.
Pump No. The secondary pump chamber of 2 is also pressurized
It Further, within the same phase angle range, the pump N
o. 2 is in the suction process between 0 and 120 °
The switching valve Va of the valve is closed and communicates with the membrane separation device.
Since Vb is opened to the discharge system by opening the valve,
The discharge pressure is not applied.

【0046】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、例
えば、往復動ポンプユニットは、2連以上からなる多連
構成とすることができるばかりでなく、カム駆動を行う
異径シリンダを使用してそれぞれ主ポンプ室と従ポンプ
室に対応させた複式ポンプを使用することも可能であ
り、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において種
々の設計変更をすることができる。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, the reciprocating pump unit may have a multi-unit structure including two or more stations. Not only can it be driven by cam
Main pump chamber and slave pump respectively using different diameter cylinders
It is also possible to use a dual pump corresponding to the room
In addition, various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明に係る動力回収形ポンプによれば、ピストンの前後
にそれぞれポンプ室を形成した往復動ポンプユニットを
クランク機構を介して共通の回転駆動軸にそれぞれ所定
の位相角をもって連動するように構成配置してなる多連
往復動ポンプを備え、各往復動ポンプユニットの主ポン
プ室側に対しそれぞれ吸込弁および吐出弁を介して原水
供給系に接続すると共に、この原水供給系を膜分離装置
に連通接続し、前記膜分離装置より濃縮原水排出系を導
出して、この濃縮原水排出系を前記各往復動ポンプユニ
ットの従ポンプ室側に対し主ポンプ室のピストンによる
ポンプ動作に対応して、順次切替え接続する吸込側の切
替弁ユニットと吐出側の切替弁ユニットとを介して連通
接続し、前記各主ポンプ室の原水吐出工程において、前
記濃縮原水排出系を介して濃縮原水のエネルギーを前記
各従ポンプ室に順次導入して回収する構成としたことに
より、各往復動ポンプユニットの主ポンプ室において原
水の供給に際して与えたエネルギーを、膜分離装置より
オーバーフローした濃縮原水に保持されているエネルギ
ーを対応する従ポンプ室に導入することによって、これ
を有効に回収し、この種の往復動ポンプの駆動エネルギ
ーの節約を達成することができる。
As is apparent from the above-described embodiments, according to the power recovery type pump of the present invention, the reciprocating pump unit having the pump chambers formed in front of and behind the piston is provided.
It is equipped with multiple reciprocating pumps configured and arranged so as to interlock with a common rotary drive shaft through a crank mechanism at a predetermined phase angle. It is connected to a raw water supply system via a discharge valve, the raw water supply system is connected to a membrane separation device, and a concentrated raw water discharge system is led out from the membrane separation device, and the concentrated raw water discharge system is reciprocally moved. Corresponding to the pump operation by the piston of the main pump chamber to the sub-pump chamber side of the pump unit, the intake side switching valve unit and the discharge side switching valve unit, which are sequentially switched and connected, are communicatively connected, In the raw water discharge process of the pump chamber, the energy of the concentrated raw water is sequentially introduced into the respective sub pump chambers through the concentrated raw water discharge system to be recovered, whereby each reciprocating pump The energy provided during the supply of raw water in the main pump chamber of the unit is effectively recovered by introducing the energy retained in the concentrated raw water overflowing from the membrane separator into the corresponding sub pump chamber. Savings in the drive energy of the reciprocating pump can be achieved.

【0048】特に、本発明によれば、小形のポンプ装置
の構成において、装置の軽量化と共に、低騒音および低
振動を維持することができ、きわめて経済的かつ効率的
なエネルギー回収装置として広範に応用することができ
る利点を有する。
In particular, according to the present invention, in the structure of a small-sized pump device, the device can be lightened and low noise and low vibration can be maintained, so that the energy recovery device can be widely used as an extremely economical and efficient energy recovery device. It has the advantage that it can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る往復動ポンプ式動力回収システム
の基本構成を示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing a basic configuration of a reciprocating pump type power recovery system according to the present invention.

【図2】本発明に係る往復動ポンプ式動力回収システム
の一実施例を示す概略系統図である。
FIG. 2 is a schematic system diagram showing an embodiment of a reciprocating pump type power recovery system according to the present invention.

【図3】本発明に係る往復動ポンプ式動力回収システム
に使用する切替弁ユニットの一実施例を示す概略側面断
面図である。
FIG. 3 is a schematic side sectional view showing an embodiment of a switching valve unit used in the reciprocating pump type power recovery system according to the present invention.

【図4】図3に示す切替弁ユニットの要部構造を示すも
のであって、(a)は図3のIV(a) − IV(a)線要部断面
図、(b)は図3のIV(b) − IV(b)線要部断面図であ
る。
4A and 4B show a structure of a main part of the switching valve unit shown in FIG. 3, in which FIG. 4A is a sectional view of a main part taken along line IV (a) -IV (a) of FIG. 3 and FIG. IV (b) -IV (b) line main part sectional view of FIG.

【図5】図1に示す往復動ポンプユニットを使用した場
合における図2に示す実施例の各往復動ポンプユニット
の主ポンプ室におけるポンプ動作を示す波形図である。
5 is a waveform diagram showing a pump operation in a main pump chamber of each reciprocating pump unit of the embodiment shown in FIG. 2 when the reciprocating pump unit shown in FIG. 1 is used.

【図6】図5に示す各往復動ポンプユニットの主ポンプ
室におけるポンプ動作を示す説明図である。
6 is an explanatory view showing a pump operation in a main pump chamber of each reciprocating pump unit shown in FIG.

【図7】(a)〜(h)は図4の(a)に示す切替弁ユ
ニットのそれぞれ動作状態を示す説明図である。
7 (a) to 7 (h) are explanatory views showing respective operating states of the switching valve unit shown in FIG. 4 (a).

【図8】(a)〜(g)は図4の(b)に示す切替弁ユ
ニットのそれぞれ動作状態を示す説明図である。
8 (a) to (g) are explanatory views showing respective operating states of the switching valve unit shown in FIG. 4 (b).

【図9】図7および図8に示す各切替弁ユニットの各往
復動ポンプユニットの従ポンプ室との関係における切替
動作を示す説明図である。
9 is an explanatory diagram showing a switching operation in relation to the slave pump chamber of each reciprocating pump unit of each switching valve unit shown in FIGS. 7 and 8. FIG.

【図10】従来の膜分離装置の基本構成を示す概略系統
図である。
FIG. 10 is a schematic system diagram showing a basic configuration of a conventional membrane separation device.

【図11】従来の膜分離装置に適用された動力回収形ポ
ンプシステムの概略系統図である。
FIG. 11 is a schematic system diagram of a power recovery type pump system applied to a conventional membrane separation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20、20(1) 〜20(3) 往復動ポンプユニット 22 ピストン 22a 主ピストン部 22b ロッド部 24 シリンダ部 26 主ポンプ室 28 従ポンプ室 30 クランク機構 32 回転駆動軸 34 膜分離装置 36 原水供給系 38 濃縮原水排出系 40 純水取出系 42、44 切替弁ユニット 43、45 回転形弁体 43a、45a 切欠部 46、56 弁ケーシング 47、57 弁室 48 流体導入孔 50(1) 、50(2) 、50(3) 流体排出孔 51(1) 、51(2) 、51(3) 流体排出室 52、62 回転軸 54、64 軸受機構 55、65 ドレン孔 58 流体排出孔 60(1) 、60(2) 、60(3) 流体導入孔 61(1) 、61(2) 、61(3) 流体導入室 66 カップリング 68 タイミングベルト VA (VA1〜VA3) 吸込弁 VB (VB1〜VB3) 吐出弁 Va 切替弁(分配弁) Vb 切替弁(排出弁) 20, 20 (1) ~ 20 (3) Reciprocating pump unit 22 pistons 22a Main piston part 22b Rod part 24 Cylinder 26 Main pump room 28 Secondary pump room 30 crank mechanism 32 rotary drive shaft 34 Membrane separation device 36 Raw water supply system 38 Concentrated raw water discharge system 40 Pure water extraction system 42,44 Switching valve unit 43, 45 rotary valve body 43a, 45a Notch 46, 56 valve casing 47, 57 valve chamber 48 fluid inlet 50 (1), 50 (2), 50 (3) Fluid discharge hole 51 (1), 51 (2), 51 (3) Fluid discharge chamber 52, 62 rotating shaft 54, 64 bearing mechanism 55, 65 drain hole 58 Fluid discharge hole 60 (1), 60 (2), 60 (3) Fluid introduction hole 61 (1), 61 (2), 61 (3) Fluid introduction chamber 66 Coupling 68 Timing belt VA (VA1 to VA3) Suction valve VB (VB1 to VB3) Discharge valve Va switching valve (distribution valve) Vb switching valve (discharge valve)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ピストンの前後にそれぞれポンプ室を形
成した往復動ポンプユニットをクランク機構を介して共
通の回転駆動軸にそれぞれ所定の位相角をもって連動す
るように構成配置してなる多連往復動ポンプを備え、各
往復動ポンプユニットの主ポンプ室側に対しそれぞれ吸
込弁および吐出弁を介して原水供給系に接続すると共
に、この原水供給系を膜分離装置に連通接続し、前記膜
分離装置より濃縮原水排出系を導出して、この濃縮原水
排出系を前記各往復動ポンプユニットの従ポンプ室側に
対し主ポンプ室のピストンによるポンプ動作に対応し
て、順次切替え接続する吸込側の切替弁ユニットと吐出
側の切替弁ユニットとを介して連通接続し、前記各主ポ
ンプ室の原水吐出工程において、前記濃縮原水排出系を
介して濃縮原水のエネルギーを前記各従ポンプ室に順次
導入して回収するように構成することを特徴とする往復
動ポンプ式動力回収システム。
1. A reciprocating pump unit in which pump chambers are formed in front of and behind a piston, respectively , through a crank mechanism.
Each reciprocating pump unit is equipped with multiple reciprocating pumps that are configured and arranged so as to interlock with each other through a predetermined rotary drive shaft, and a suction valve and a discharge valve are provided to the main pump chamber side of each reciprocating pump unit. The raw water supply system is connected to the raw water supply system, and the raw water supply system is connected to a membrane separation device. The concentrated raw water discharge system is led out from the membrane separation device, and the concentrated raw water discharge system is used as a sub-pump for each reciprocating pump unit. Corresponding to the pump operation by the piston of the main pump chamber to the chamber side, the intake side switching valve unit and the discharge side switching valve unit, which are sequentially switched and connected, are connected in communication and the raw water discharge of each main pump chamber is performed. In the step, the reciprocating pump type power recovery system is configured so that the energy of the concentrated raw water is sequentially introduced into each of the slave pump chambers through the concentrated raw water discharge system and recovered. Temu.
【請求項2】 各往復動ポンプユニットは、ピストンの
主ピストン部側に主ポンプ室を形成し、ロッド部の挿通
側に従ポンプ室を形成し、前記ロッド部の端部をクラン
ク機構を介して多連往復動ポンプの共通の回転駆動軸に
連結してなる請求項1記載の往復動ポンプ式動力回収シ
ステム。
2. A reciprocating pump unit, wherein a main pump chamber is formed on a main piston portion side of a piston, a subordinate pump chamber is formed on an insertion side of a rod portion, and an end portion of the rod portion is interposed by a crank mechanism. The reciprocating pump type power recovery system according to claim 1, wherein the reciprocating pump type power recovery system is connected to a common rotary drive shaft of a multiple reciprocating pump.
【請求項3】 各往復動ポンプユニットの主ポンプ室側
に対して接続配置する吸込弁および吐出弁は、それぞれ
ボール弁または電磁弁で構成してなる請求項1記載の往
復動ポンプ式動力回収システム。
3. The reciprocating pump type power recovery system according to claim 1, wherein the suction valve and the discharge valve connected to the main pump chamber side of each reciprocating pump unit are ball valves or solenoid valves, respectively. system.
【請求項4】 各往復動ポンプユニットの従ポンプ室側
に対して接続配置する吸込側および吐出側の切替弁ユニ
ットは、それぞれ同一構成のシリンダ形弁ケーシングに
回転形弁体を収納配置した構成からなり、前記弁ケーシ
ングの外周部に前記各往復動ポンプユニットの数に対応
して等角度離間して弁室内と連通する複数の流体排出孔
または流体導入孔を設けると共に、弁ケーシングの一側
端面部に単一の流体導入孔または流体排出孔を設け、前
記回転形弁体の円周部に設けた流体排出孔または流体導
入孔に跨がって連通可能となるように切欠部を設け、さ
らに前記各切替弁ユニットの回転軸を相互に結合すると
共に往復動ポンプユニットの回転駆動軸と同期回転する
よう構成し、各往復動ポンプユニットのピストンによる
ポンプ動作に対応して前記各切替弁ユニットの切替え操
作を行うように構成してなる請求項1記載の往復動ポン
プ式動力回収システム。
4. The suction-side and discharge-side switching valve units connected to the sub-pump chamber side of each reciprocating pump unit are arranged such that a rotary valve body is housed in a cylinder type valve casing having the same structure. And a plurality of fluid discharge holes or fluid introduction holes communicating with the valve chamber at equal angular intervals in the outer peripheral portion of the valve casing in correspondence with the number of the reciprocating pump units. A single fluid introduction hole or a fluid discharge hole is provided in the end face portion, and a cutout portion is provided so as to be able to communicate across the fluid discharge hole or the fluid introduction hole provided in the circumferential portion of the rotary valve body. Further, the rotary shafts of the switching valve units are coupled to each other and are configured to rotate synchronously with the rotary drive shaft of the reciprocating pump unit, which corresponds to the pump operation by the piston of each reciprocating pump unit. The reciprocating pump type power recovery system according to claim 1, wherein the switching valve unit is configured to perform a switching operation.
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