海水淡化系統(tǒng)及能量交換腔室的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種海水淡化系統(tǒng)，將能量交換腔室設(shè)為沒(méi)有活塞的方式，從而解決滑動(dòng)部件磨耗的問(wèn)題，此外能夠抑制腔室內(nèi)的濃縮海水與海水的混合。所述海水淡化系統(tǒng)將通過(guò)泵升壓后的海水通過(guò)反滲透膜分離裝置（4）而分離為淡水和濃縮海水，從而從海水生成淡水，所述海水淡化系統(tǒng)具有能量交換腔室（20），該能量交換腔室（20）將從反滲透膜分離裝置（3）吐出的濃縮海水的壓力能量利用為對(duì)海水的一部分進(jìn)行升壓的能量，能量交換腔室（20）具有：進(jìn)行濃縮海水的進(jìn)出的濃縮海水端口（P1）；進(jìn)行海水的進(jìn)出的海水端口（P2）；和多個(gè)被劃分的流路（R），設(shè)置于腔室內(nèi)，并且連通濃縮海水端口（P1）和海水端口（P2）。
【專(zhuān)利說(shuō)明】海水淡化系統(tǒng)及能量交換腔室
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年5月17日、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01080021285.7、發(fā)明名稱(chēng)為“海水淡化系統(tǒng)及能量交換腔室”(PCT/JP2010/058270號(hào)國(guó)際申請(qǐng)進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段)的發(fā)明專(zhuān)利的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及從海水中去除鹽成分而對(duì)海水進(jìn)行淡化的海水淡化系統(tǒng)及適用于該海水淡化系統(tǒng)(海水淡化設(shè)備)的能量交換腔室。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，作為對(duì)海水進(jìn)行淡化的系統(tǒng)，公知有將海水通過(guò)反滲透膜分離裝置而脫鹽的海水淡化系統(tǒng)。在該海水淡化系統(tǒng)中，獲取的海水通過(guò)預(yù)處理裝置調(diào)整為規(guī)定水質(zhì)的條件后，通過(guò)高壓泵加壓，壓送到反滲透膜分離裝置，反滲透膜分離裝置內(nèi)的高壓海水的一部分克服反滲透壓力而通過(guò)反滲透膜，作為去除了鹽成分的淡水而取出。其他海水的鹽成分濃度升高，在濃縮的狀態(tài)下從反滲透膜分離裝置作為廢水(濃縮海水)排出。在此，海水淡化系統(tǒng)中的最大的運(yùn)用成本(電費(fèi))很大程度上取決于用于將預(yù)處理后的海水升壓到克服滲透壓的壓力即反滲透壓的能量，即取決于通過(guò)高壓泵施加的加壓能。
[0004]S卩，海水淡化設(shè)備中的最大的運(yùn)用成本即電費(fèi)的一半以上用于通過(guò)高壓泵施加的加壓的情況較多。因此，在從反滲透膜分離裝置排出的高鹽成分濃度下，將高壓的廢水(濃縮海水)所保有的壓力能量利用為使海水的一部分升壓的能量。并且，作為將從反滲透分離裝置吐出的濃縮海水的壓力能量利用為使海水的一部分升壓的能量的方法，利用能量交換腔室來(lái)進(jìn)行，該能量交換腔室通過(guò)在圓筒的筒內(nèi)能夠移動(dòng)地嵌合安裝的活塞將圓筒的內(nèi)部分離為兩個(gè)容積室，在兩個(gè)分離的空間中的一個(gè)空間設(shè)置進(jìn)行濃縮海水的進(jìn)出的濃縮海水端口，在另一個(gè)空間設(shè)置進(jìn)行海水的進(jìn)出的海水端口。
[0005]圖25是表示現(xiàn)有的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。如圖25所示,通過(guò)取水泵(未圖示)獲取的海水通過(guò)預(yù)處理裝置進(jìn)行預(yù)處理而調(diào)整為規(guī)定的水質(zhì)條件后，經(jīng)由海水供給管I向直接連接有電動(dòng)機(jī)M的高壓泵2供給。通過(guò)高壓泵2升壓的海水經(jīng)由吐出管3供給到反滲透膜分離裝置4。反滲透膜分離裝置4將海水分離為鹽成分濃度高的濃縮海水和鹽成分濃度低的淡水而從海水獲得淡水。此時(shí)，鹽成分濃度高的濃縮海水從反滲透膜分離裝置4排出，但該濃縮海水仍然具有高的壓力。從反滲透膜分離裝置4排出濃縮海水的濃縮海水管5經(jīng)由方向切換閥6連接到能量交換腔室10的濃縮海水端口 P1。供給預(yù)處理后的低壓海水的海水供給管I在高壓泵2的上游分支而經(jīng)由閥門(mén)7連接到能量交換腔室10的海水端口 P2。能量交換腔室10在內(nèi)部具有活塞12，活塞12將能量交換腔室10內(nèi)部分離為兩個(gè)容積室并嵌合安裝為能夠移動(dòng)。
[0006]在能量交換腔室10中利用濃縮海水的壓力將被升壓的海水供給到升壓泵8。并且，海水被升壓泵8進(jìn)一步升壓為達(dá)到與高壓泵2的吐出管3相同水平的壓力，升壓后的海水經(jīng)由閥門(mén)9合流到高壓泵2的吐出管3而被供給到反滲透膜分離裝置4。[0007]這種海水淡化系統(tǒng)及能量交換腔室例如記載于美國(guó)專(zhuān)利第5306428號(hào)公報(bào)、美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)第2006-0151033號(hào)公報(bào)、美國(guó)專(zhuān)利第7168927號(hào)公報(bào)等。
[0008]在能量交換腔室10中，為了吸入海水端口 P2的海水，方向切換閥6向排出濃縮海水的一側(cè)切換，海水從海水端口 P2流入能量交換腔室10內(nèi)，活塞12向濃縮海水端口 Pl側(cè)移動(dòng)。在該狀態(tài)下，在能量交換腔室10內(nèi)基本充滿(mǎn)海水。并且，如果方向切換閥6切換到向能量交換腔室10供給濃縮海水的一側(cè)，則活塞12向海水端口 P2側(cè)移動(dòng)，以壓出流入到能量交換腔室10內(nèi)的海水，海水端口 P2側(cè)的閥門(mén)7向升壓泵8側(cè)供給海水。
[0009]海水端口 P2側(cè)的閥門(mén)7由檢驗(yàn)閥、方向切換閥等公知的流體設(shè)備構(gòu)成，以使高壓流體流向升壓泵8側(cè)，使低壓的流體流向能量交換腔室10。
[0010]升壓泵8將由能量交換腔室10升壓后的海水升壓到與高壓泵2相同程度的壓力，因此能夠通過(guò)微小的能量驅(qū)動(dòng)。即，供給到反滲透膜分離裝置4的海水的流量是來(lái)自高壓泵2和能量交換腔室10的海水的流量相加后的流量，能夠得到較多的系統(tǒng)整體的處理流量，來(lái)自能量交換腔室10的海水利用高壓的濃縮海水的能量進(jìn)行升壓，因此能夠減少系統(tǒng)整體的投入能量。換言之，能夠構(gòu)筑能夠減小為了獲得相同的處理流量所需的高壓泵的容量及驅(qū)動(dòng)能量的系統(tǒng)。
[0011]所述現(xiàn)有的能量交換腔室根據(jù)通過(guò)海水淡化系統(tǒng)應(yīng)處理的容量(流量)適當(dāng)選定大小、數(shù)量，但通常為大徑且長(zhǎng)條形的圓筒型，并具有將腔室內(nèi)分離為兩個(gè)容積室并嵌合安裝為能夠移動(dòng)的活塞。
[0012]圖26是表示現(xiàn)有的能量交換腔室10的構(gòu)成例的剖面圖。如圖26所示,能量交換腔室10由圓筒形狀的缸體11、在缸體11內(nèi)往復(fù)移動(dòng)的活塞12及閉塞缸體11的兩開(kāi)口端的凸緣13構(gòu)成。凸緣13通過(guò)螺栓14及螺母15固定于缸體11的凸緣部Ilf上，在一個(gè)凸緣13上形成有濃縮海水端口 P1，在另一個(gè)凸緣13上形成有海水端口 P2。
[0013]在此，活塞12從提高與缸體內(nèi)壁的滑動(dòng)性的目的出發(fā)，在圓筒形的活塞12的圓筒面上嵌入有滑動(dòng)環(huán)16?；瑒?dòng)環(huán)16由低摩擦且耐磨耗性?xún)?yōu)良的材質(zhì)構(gòu)成，例如選擇工程塑料等。為了使海水流入腔室內(nèi)而壓出濃縮海水，活塞12始終在腔室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作。因此，活塞12即使是耐磨耗性?xún)?yōu)良的材質(zhì)，最終也磨耗而需要更換。此外，由于活塞12在腔室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作，因此難以掌握磨耗狀態(tài)。如果滑動(dòng)環(huán)16磨耗，則活塞12的金屬部與缸體11的金屬部直接接觸，對(duì)各部件造成損傷。有時(shí)會(huì)達(dá)到必須更換腔室本身的狀態(tài)。
[0014]此外，需要能量交換腔室的內(nèi)徑是與活塞的外徑(滑動(dòng)環(huán)外徑)配合且均勻的圓筒。因此，如果腔室為數(shù)米的長(zhǎng)條形，則內(nèi)徑的加工變得困難，進(jìn)而腔室本身成為非常昂貴的廣品。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0016]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0017]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:美國(guó)專(zhuān)利第5306428號(hào)公報(bào)
[0018]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)第2006-0151033號(hào)公報(bào)
[0019]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:美國(guó)專(zhuān)利第7168927號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]發(fā)明所要解決的問(wèn)題[0021]如上所述，在現(xiàn)有的能量交換腔室中，為了吸入和吐出海水，需要使活塞在腔室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作，使腔室內(nèi)的活塞的位置在濃縮海水端口側(cè)與海水端口側(cè)之間往復(fù)動(dòng)作。
[0022]因此，現(xiàn)有的能量交換腔室內(nèi)的活塞與缸體內(nèi)壁滑動(dòng)，從而活塞的滑動(dòng)部件磨耗，因此需要定期更換。此外，需要將長(zhǎng)條形的腔室的內(nèi)徑配合活塞的外形地高精度地加工，力口工成本非常高昂。
[0023]本
【發(fā)明者】們研究了將沒(méi)有活塞的方式的能量交換腔室適用于海水淡化系統(tǒng)。在該能量交換腔室中，采用濃縮海水與海水的界面(interface)通過(guò)濃縮海水與海水雙方的壓力平衡而在腔室內(nèi)移動(dòng)的方式。
[0024]本方式的問(wèn)題點(diǎn)在于，由于界面處的濃縮海水與海水的混合，獲取海水的鹽成分濃度在腔室內(nèi)升高。由此，在腔室內(nèi)升壓的被升壓海水與從高壓泵吐出的海水合流并導(dǎo)入到反滲透膜分離裝置時(shí)，該被升壓海水的鹽成分濃度升高，因此反滲透膜的淡化率降低，除此之外還可推測(cè)出反滲透膜的壽命縮短而引起反滲透膜本身的更換周期縮短等問(wèn)題。
[0025]本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行的，其目的在于提供一種能量交換腔室及具有該能量交換腔室的海水淡化系統(tǒng)，將通過(guò)從海水淡化系統(tǒng)的反滲透膜分離裝置吐出的濃縮海水的壓力能量對(duì)海水的一部分進(jìn)行升壓的能量交換腔室設(shè)為沒(méi)有活塞的方式，從而能夠解決滑動(dòng)部件磨耗的問(wèn)題，此外腔室不需要過(guò)高的加工精度且不需要長(zhǎng)條形加工，此外雖然是沒(méi)有活塞的方式但能夠抑制腔室內(nèi)的濃縮海水與海水的混合。
[0026]用于解決問(wèn)題的方法
[0027]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)將通過(guò)泵升壓后的海水通過(guò)反滲透膜分離裝置而分離為淡水和濃縮海水，從而從海水生成淡水，其特征在于，具有能量交換腔室，該能量交換腔室將從所述反滲透膜分離裝置吐出的濃縮海水的壓力能量利用為對(duì)所述海水的一部分進(jìn)行升壓的能量，所述能量交換腔室具有:進(jìn)行所述濃縮海水的進(jìn)出的濃縮海水端口 ；進(jìn)行所述海水的進(jìn)出的海水端口 ；和多個(gè)被劃分的流路，設(shè)置于腔室內(nèi)，并且連通所述濃縮海水端口和所述海水端口。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，從濃縮海水端口流入到腔室內(nèi)的濃縮海水和從海水端口流入到腔室內(nèi)的海水流入多個(gè)被劃分的流路，在這些流路內(nèi)，濃縮海水與海水接觸，但是由于在流路剖面積小的流路內(nèi)所生成的渦流是管路內(nèi)的小渦流，因此不會(huì)大幅擴(kuò)散，濃縮海水與海水的界面不會(huì)混亂。這樣集合多個(gè)流路剖面積小的流路而構(gòu)成大腔室，因此能夠在各流路中維持濃縮海水與海水的界面(interface)，以整體上維持濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)，即抑制濃縮海水與海水的混合，并通過(guò)濃縮海水對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出。另外，由于在濃縮海水與海水接觸的邊界，兩者混合，因此界面在此是指濃縮海水與海水的邊界部且濃縮海水與海水以規(guī)定的比例混合的區(qū)域(后述)，該區(qū)域是具有規(guī)定的體積的區(qū)域。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，不需要腔室內(nèi)的活塞，不需要進(jìn)行維護(hù)，從而能夠提高作為系統(tǒng)的可靠性。此外，腔室內(nèi)的圓筒的加工變得容易，因此腔室的制作變得容易且價(jià)格便宜。
[0030]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述多個(gè)被劃分的流路由多個(gè)管形成。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，由于多個(gè)被劃分的流路由多個(gè)管構(gòu)成，因此能夠在腔室內(nèi)簡(jiǎn)單地設(shè)置多個(gè)流路。
[0032]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述多個(gè)被劃分的流路由多個(gè)隔板形成。
[0033]根據(jù)本發(fā)明，由于多個(gè)被劃分的流路由多個(gè)隔板形成，因此能夠在腔室內(nèi)簡(jiǎn)單地設(shè)置多個(gè)流路。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述多個(gè)被劃分的流路由蜂窩結(jié)構(gòu)形成。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，由于多個(gè)被劃分的流路由蜂窩結(jié)構(gòu)形成，因此能夠在腔室內(nèi)簡(jiǎn)單地設(shè)置多個(gè)流路。
[0036]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，具有保持所述多個(gè)被劃分的流路的導(dǎo)管，該導(dǎo)管嵌合安裝于所述能量交換腔室內(nèi)。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，將保持多個(gè)被劃分的流路的導(dǎo)管作為與腔室的內(nèi)徑大致相同直徑的導(dǎo)管設(shè)為能夠裝卸于腔室，從而能夠容易地更換由管或蜂窩結(jié)構(gòu)等構(gòu)成的流路本身。此外，在向耐壓容器即腔室安裝由管或蜂窩結(jié)構(gòu)等構(gòu)成的流路時(shí)，不需要對(duì)腔室實(shí)施加工、焊接、粘接等，只要將安裝有流路的導(dǎo)管作為其他的組件(Piece)嵌入腔室即可，構(gòu)成變得簡(jiǎn)單，還容易進(jìn)行組裝。
[0038]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述導(dǎo)管在長(zhǎng)度方向上被分割為多個(gè)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，由于保持多個(gè)被劃分的流路的導(dǎo)管被分割為多個(gè)，因此導(dǎo)管內(nèi)的流路也能夠采用在長(zhǎng)度方向上被分割為多個(gè)的構(gòu)成，構(gòu)成流路的管或蜂窩結(jié)構(gòu)等的制作變得容易。
[0040]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述導(dǎo)管還延伸設(shè)置至所述能量交換腔室內(nèi)的沒(méi)有所述多個(gè)被劃分的流路的空間。
[0041]根據(jù)本發(fā)明，由于導(dǎo)管延伸設(shè)置至沒(méi)有多個(gè)被劃分的流路的空間，因此能夠在延伸設(shè)置的該導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置整流機(jī)構(gòu)等。
[0042]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述導(dǎo)管上設(shè)置有連通內(nèi)徑側(cè)與外徑側(cè)的孔。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，由于連通導(dǎo)管的內(nèi)徑側(cè)與外徑側(cè)的孔作為壓力平衡孔發(fā)揮作用，因此即使對(duì)導(dǎo)管施加高內(nèi)壓，也能夠通過(guò)從壓力平衡孔釋放該內(nèi)壓而使導(dǎo)管內(nèi)外的壓力相同，從而能夠抵消作用于導(dǎo)管的力。
[0044]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，具有多個(gè)所述能量交換腔室，并具有至少一個(gè)切換閥，該切換閥切換向所述多個(gè)能量交換腔室中的濃縮海水端口供給濃縮海水和從該濃縮海水端口排出濃縮海水。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，具有至少兩個(gè)能量交換腔室，從而可以采用以下動(dòng)作方式。
[0046]I)高壓的濃縮海水通過(guò)切換閥導(dǎo)入到第I能量交換腔室，能夠利用濃縮海水的壓力使第I能量交換腔室內(nèi)的海水升壓，并從第I能量交換腔室吐出升壓后的海水。與此并行地，海水導(dǎo)入到第2能量交換腔室內(nèi)，同時(shí)第2能量交換腔室內(nèi)的濃縮海水通過(guò)切換閥排出。
[0047]2)高壓的濃縮海水通過(guò)切換閥導(dǎo)入到第2能量交換腔室，能夠利用濃縮海水的壓力使第2能量交換腔室內(nèi)的海水升壓，并從第2能量交換腔室吐出升壓后的海水。與此并行地，海水導(dǎo)入到第I能量交換腔室內(nèi)，同時(shí)第I能量交換腔室內(nèi)的濃縮海水通過(guò)方向切換閥排出。
[0048]因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠始終吐出升壓后的海水，能夠使來(lái)自能量交換腔室的吐出流量穩(wěn)定，進(jìn)而能夠穩(wěn)定地從反滲透膜分離裝置供給淡水。
[0049]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，還具有其他的能量交換腔室，該其他的能量交換腔室具有:進(jìn)行所述濃縮海水的進(jìn)出的濃縮海水端口 ；進(jìn)行所述海水的進(jìn)出的海水端口 ；和在腔室內(nèi)設(shè)置為能夠往復(fù)移動(dòng)的活塞。
[0050]根據(jù)本發(fā)明，在具有連通濃縮海水端口和海水端口的多個(gè)被劃分的流路的能量交換腔室中，能夠在各流路中維持濃縮海水與海水的界面，以整體上維持濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)，即抑制濃縮海水與海水的混合，并通過(guò)濃縮海水對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出，并且在具有在腔室內(nèi)設(shè)置為能夠往復(fù)移動(dòng)的活塞的其他的能量交換腔室中，能夠通過(guò)濃縮海水驅(qū)動(dòng)活塞而對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出。
[0051]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述其他的能量交換腔室具有檢測(cè)所述活塞的位置的傳感器。
[0052]根據(jù)本發(fā)明，由于通過(guò)傳感器檢測(cè)活塞的有無(wú)，根據(jù)傳感器的信號(hào)切換活塞的移動(dòng)方向，因此能夠切換方向切換閥的流路。在此，在沒(méi)有活塞而具有多個(gè)流路的方式的能量交換腔室中，也根據(jù)所述傳感器的信號(hào)切換濃縮海水和海水的供排水。這樣，通過(guò)檢測(cè)一個(gè)能量交換腔室內(nèi)的活塞的位置，即使活塞的移動(dòng)速度根據(jù)濃縮海水和海水的壓力、流量的變動(dòng)而變化，也能夠與此相應(yīng)地切換另一個(gè)能量交換腔室內(nèi)的供排水。因此，能夠在不向沒(méi)有活塞而具有多個(gè)流路的方式的能量交換腔室過(guò)多地供給濃縮海水、或過(guò)多地吸入海水的情況下，根據(jù)系統(tǒng)的變動(dòng)切實(shí)地進(jìn)行供排水。
[0053]本發(fā)明的能量交換腔室在將通過(guò)泵升壓后的海水通過(guò)反滲透膜分離裝置而分離為淡水和濃縮海水從而從海水生成淡水的海水淡化系統(tǒng)中，將從所述反滲透膜分離裝置吐出的濃縮海水的壓力能量利用為對(duì)所述海水進(jìn)行升壓的能量，其特征在于，所述能量交換腔室具有:進(jìn)行所述濃縮海水的進(jìn)出的濃縮海水端口 ；進(jìn)行所述海水的進(jìn)出的海水端口 ；和多個(gè)被劃分的流路，設(shè)置于能量交換腔室內(nèi)，并且連通所述濃縮海水端口和所述海水端□。
[0054]根據(jù)本發(fā)明，從濃縮海水端口流入到腔室內(nèi)的濃縮海水和從海水端口流入到腔室內(nèi)的海水流入多個(gè)被劃分的流路，在這些流路內(nèi)，濃縮海水與海水接觸，但是由于在流路剖面積小的流路內(nèi)所生成的渦流是管路內(nèi)的小渦流，因此不會(huì)大幅擴(kuò)散，濃縮海水與海水的界面不會(huì)混亂。這樣集合多個(gè)流路剖面積小的流路而構(gòu)成大腔室，因此能夠在各流路中維持濃縮海水與海水的界面(interface)，以整體上維持濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)，即抑制濃縮海水與海水的混合，并通過(guò)濃縮海水對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出。
[0055]根據(jù)本發(fā)明，不需要腔室內(nèi)的活塞，不需要進(jìn)行維護(hù)，從而能夠提高系統(tǒng)的可靠性。此外，腔室內(nèi)的圓筒的加工變得容易，因此腔室的制作變得容易且價(jià)格便宜。
[0056]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述多個(gè)被劃分的流路由多個(gè)管形成。
[0057]根據(jù)本發(fā)明，由于多個(gè)被劃分的流路由多個(gè)管構(gòu)成，因此能夠容易制作腔室。
[0058]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述多個(gè)被劃分的流路由多個(gè)隔板形成。
[0059]根據(jù)本發(fā)明，由于多個(gè)被劃分的流路由多個(gè)隔板形成，因此能夠容易制作腔室。
[0060]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述多個(gè)被劃分的流路由蜂窩結(jié)構(gòu)形成。
[0061]根據(jù)本發(fā)明，由于多個(gè)被劃分的流路由蜂窩結(jié)構(gòu)形成，因此能夠容易制作腔室。
[0062]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，具有保持所述多個(gè)被劃分的流路的導(dǎo)管，該導(dǎo)管嵌合安裝于所述能量交換腔室內(nèi)。
[0063]根據(jù)本發(fā)明，將保持多個(gè)被劃分的流路的導(dǎo)管設(shè)置為與腔室的內(nèi)徑大致相同直徑的導(dǎo)管并能夠裝卸于腔室，從而能夠簡(jiǎn)單地更換由管或蜂窩結(jié)構(gòu)等構(gòu)成的流路本身。此外，在向耐壓容器即腔室安裝由管或蜂窩結(jié)構(gòu)等構(gòu)成的流路時(shí)，不需要對(duì)腔室實(shí)施加工、焊接、粘接等，只要將安裝有流路的導(dǎo)管作為其他的組件(Piece)嵌入腔室即可，構(gòu)成變得簡(jiǎn)單，還容易進(jìn)行組裝。
[0064]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述導(dǎo)管在長(zhǎng)度方向上被分割為多個(gè)。
[0065]根據(jù)本發(fā)明，保持多個(gè)被劃分的流路的導(dǎo)管被分割為多個(gè)，從而導(dǎo)管內(nèi)的流路也能夠采用在長(zhǎng)度方向上被分割為多個(gè)的構(gòu)成，構(gòu)成流路的管或蜂窩結(jié)構(gòu)等的制作變得容易。
[0066]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述導(dǎo)管還延伸設(shè)置至所述能量交換腔室內(nèi)的沒(méi)有所述多個(gè)被劃分的流路的空間。
[0067]根據(jù)本發(fā)明，由于導(dǎo)管延伸設(shè)置至沒(méi)有多個(gè)被劃分的流路的空間，因此能夠在該延伸設(shè)置的導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置整流機(jī)構(gòu)等。
[0068]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，所述導(dǎo)管上設(shè)置有連通內(nèi)徑側(cè)與外徑側(cè)的孔。
[0069]根據(jù)本發(fā)明，連通導(dǎo)管的內(nèi)徑側(cè)與外徑側(cè)的孔作為壓力平衡孔發(fā)揮作用，因此即使對(duì)導(dǎo)管施加高內(nèi)壓，也能夠通過(guò)從壓力平衡孔釋放該內(nèi)壓而使導(dǎo)管內(nèi)外的壓力相同，從而能夠抵消作用于導(dǎo)管的力。
[0070]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，在所述濃縮海水端口與所述多個(gè)被劃分的流路之間具有整流機(jī)構(gòu)。
[0071]根據(jù)本發(fā)明，流入腔室的濃縮海水能夠均勻地流過(guò)被劃分的流路，因此能夠使?jié)饪s海水與海水的界面均勻。
[0072]本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，在所述海水端口與所述多個(gè)被劃分的流路之間具有整流機(jī)構(gòu)。
[0073]根據(jù)本發(fā)明，流入腔室的海水能夠均勻地流過(guò)被劃分的流路，因此能夠使?jié)饪s海水與海水的界面均勻。
[0074]本發(fā)明的能量交換腔室裝置在將通過(guò)泵升壓后的海水通過(guò)反滲透膜分離裝置而分離為淡水和濃縮海水從而從海水生成淡水的海水淡化系統(tǒng)中，將從所述反滲透膜分離裝置吐出的濃縮海水的壓力能量利用為對(duì)海水進(jìn)行升壓的能量，其特征在于，具有:圓筒狀的轉(zhuǎn)子，其在殼體內(nèi)設(shè)置為能夠旋轉(zhuǎn)；能量交換腔室，設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)，并且在該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸心周?chē)O(shè)置有多個(gè)；和端口盤(pán)(portplate),固定于所述殼體,并且在所述轉(zhuǎn)子的兩端被設(shè)置為對(duì)置，在所述端口盤(pán)中的一個(gè)上形成有進(jìn)行所述濃縮海水的進(jìn)出的濃縮海水端口，在所述端口盤(pán)中的另一個(gè)上形成有進(jìn)行所述海水的進(jìn)出的海水端口，通過(guò)所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來(lái)切換所述各端口與所述能量交換腔室的連通，在所述能量交換腔室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)被劃分的流路，連通所述濃縮海水端口和所述海水端口。
[0075]根據(jù)本發(fā)明，如果轉(zhuǎn)子以旋轉(zhuǎn)軸心為中心旋轉(zhuǎn)，則形成在旋轉(zhuǎn)軸心周?chē)亩鄠€(gè)能量交換腔室旋轉(zhuǎn)，從而切換各腔室與形成在端口塊上的濃縮海水端口和海水端口的連通。由此，能夠?qū)饪s海水導(dǎo)入一個(gè)能量交換腔室而對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出，與此并行地能夠?qū)⒑Ｋ肓硪粋€(gè)能量交換腔室內(nèi)而排出濃縮海水。并且，通過(guò)在能量交換腔室中形成剖面積小的多個(gè)被劃分的流路，能夠抑制濃縮海水與海水的混合，并且通過(guò)濃縮海水對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出。
[0076]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制由于腔室內(nèi)的湍流擴(kuò)散而引起的濃縮海水與海水的混合，不會(huì)將濃度高的海水送往反滲透膜分離裝置，因此能夠充分發(fā)揮反滲透膜分離裝置的性能，并且能夠延長(zhǎng)反滲透膜本身的更換周期。
[0077]發(fā)明效果
[0078]根據(jù)本發(fā)明能夠獲得以下效果。
[0079]I)由于是腔室內(nèi)沒(méi)有活塞的方式，因此能夠解決滑動(dòng)部件磨耗的問(wèn)題，此外腔室不需要過(guò)高的加工精度且也不需要長(zhǎng)條形加工。因此，能夠降低腔室的制作成本。
[0080]2)雖然是腔室內(nèi)沒(méi)有活塞的方式但能夠抑制腔室內(nèi)的濃縮海水與海水的混合，能夠在維持濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)下通過(guò)濃縮海水對(duì)海水進(jìn)行加壓。
[0081]3)由于能夠抑制由于腔室內(nèi)的湍流擴(kuò)散而引起的濃縮海水與海水的混合，不會(huì)將濃度高的海水送往反滲透膜分離裝置，因此能夠充分發(fā)揮反滲透膜分離裝置的性能，并且能夠延長(zhǎng)反滲透膜本身的更換周期。
[0082]4)將保持多個(gè)被劃分的流路的導(dǎo)管設(shè)置為與腔室的內(nèi)徑大致相同直徑的導(dǎo)管并能夠裝卸于腔室，從而能夠容易地更換由管或蜂窩結(jié)構(gòu)等構(gòu)成的流路本身。此外，在向耐壓容器即腔室安裝由管或蜂窩結(jié)構(gòu)等構(gòu)成的流路時(shí)，不需要對(duì)腔室實(shí)施加工、焊接、粘接等，只要將安裝有流路的導(dǎo)管作為其他的組件(piece)嵌入腔室即可，構(gòu)成變得簡(jiǎn)單，還容易進(jìn)行組裝。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0083]圖1是表示本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。
[0084]圖2是表示本發(fā)明的能量交換腔室的構(gòu)成例的剖面圖。
[0085]圖3是圖2的II1-1II線剖面圖。
[0086]圖4A是表示腔室內(nèi)沒(méi)有所劃分的多個(gè)流路時(shí)的濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)的示意剖面圖。
[0087]圖4B是表示腔室內(nèi)存在所劃分的多個(gè)流路時(shí)的濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)的示意剖面圖。
[0088]圖5是表示本發(fā)明的能量交換腔室的其他實(shí)施方式的立體圖。
[0089]圖6是表示在圖2所示的能量交換腔室中設(shè)置有整流機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式的剖面圖。
[0090]圖7是表示在能量交換腔室中設(shè)置有其他整流機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式的剖面圖。
[0091]圖8是圖7所示的整流機(jī)構(gòu)的立體圖。
[0092]圖9是表示在能量交換腔室中還設(shè)置有其他整流機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式的剖面圖。
[0093]圖10是圖9所示的整流機(jī)構(gòu)的俯視圖。
[0094]圖11是表示圖9所示的實(shí)施方式中濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)的示意剖面圖。
[0095]圖12是表示在圖9所示的能量交換腔室中設(shè)置有濃縮海水排出端口的實(shí)施方式的剖面圖。
[0096]圖13是表示在本發(fā)明的能量交換腔室中將整流機(jī)構(gòu)和管設(shè)置在缸體內(nèi)時(shí)的具體例的圖，其是能量交換腔室的剖面圖。
[0097]圖14是表示在本發(fā)明的能量交換腔室中將整流機(jī)構(gòu)和管設(shè)置在缸體內(nèi)時(shí)的具體例的圖，其是切除了缸體的大致一半而表示缸體的內(nèi)部的立體圖。
[0098]圖15是圖13的主要部分放大圖。[0099]圖16是圖13的XVI部的放大剖面圖。
[0100]圖17是表示在導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置圖5所示的隔板而形成有蜂窩狀的多個(gè)流路的例子的立體圖。
[0101]圖18是具體地表示切換向能量交換腔室導(dǎo)入濃縮海水及從能量交換腔室排出濃縮海水的方向切換閥、和用于向能量交換腔室供給獲取海水及從能量交換腔室排出獲取海水的閥門(mén)的構(gòu)成的線路圖。
[0102]圖19是表示具有兩個(gè)本發(fā)明的能量交換腔室的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。
[0103]圖20A是表示圖19所示的海水淡化系統(tǒng)中的方向切換閥與兩個(gè)能量交換腔室的關(guān)系的示意剖面圖。
[0104]圖20B是表示圖19所示的海水淡化系統(tǒng)中的方向切換閥與兩個(gè)能量交換腔室的關(guān)系的示意剖面圖。
[0105]圖21是表示具有三個(gè)本發(fā)明的能量交換腔室的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。
[0106]圖22是表示具有圖2至圖13所示的本發(fā)明的能量交換腔室和具有活塞的能量交換腔室的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。
[0107]圖23是本發(fā)明的能量交換腔室裝置的縱剖面圖。
[0108]圖24是圖23的XXIV-XXIV剖面圖。
[0109]圖25是表不現(xiàn)有的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的不意圖。
[0110]圖26是表示現(xiàn)有的能量交換腔室的構(gòu)成例的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0111]以下參照?qǐng)D1至圖24說(shuō)明本發(fā)明涉及的海水淡化系統(tǒng)的實(shí)施方式。另外，在圖1至圖24中，對(duì)相同或相應(yīng)的構(gòu)成要素標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)而省略重復(fù)說(shuō)明。
[0112]圖1是表示本發(fā)明的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。如圖1所示，通過(guò)取水泵(未圖示)獲取的海水通過(guò)預(yù)處理裝置進(jìn)行預(yù)處理而調(diào)整為規(guī)定的水質(zhì)條件后，經(jīng)由海水供給管I向直接連接有電動(dòng)機(jī)M的高壓泵2供給。通過(guò)高壓泵2升壓的海水經(jīng)由吐出管3供給到反滲透膜分離裝置4。反滲透膜分離裝置4將海水分離為鹽成分濃度高的濃縮海水和鹽成分濃度低的淡水而從海水獲得淡水。此時(shí)，鹽成分濃度高的濃縮海水從反滲透膜分離裝置4排出，但該濃縮海水仍然具有高壓力。從反滲透膜分離裝置4排出濃縮海水的濃縮海水管5經(jīng)由方向切換閥6連接到能量交換腔室20的濃縮海水端口 P1。供給預(yù)處理后的低壓海水的海水供給管I在高壓泵2的上游分支而經(jīng)由閥門(mén)7連接到能量交換腔室20的海水端口 P2。能量交換腔室20具有腔室內(nèi)的在濃縮海水端口 Pl與海水端口 P2之間被劃分的流路，根據(jù)濃縮海水與海水的界面分離兩種流體并進(jìn)行能量傳遞。
[0113]在能量交換腔室20中利用濃縮海水的壓力而被升壓的海水供給到升壓泵8。并且，海水通過(guò)升壓泵8被進(jìn)一步升壓為達(dá)到與高壓泵2的吐出管3相同水平的壓力，升壓后的海水經(jīng)由閥門(mén)9合流到高壓泵2的吐出管3而被供給到反滲透膜分離裝置4。另一方面，對(duì)海水進(jìn)行升壓而失去能量的濃縮海水從能量交換腔室20經(jīng)由方向切換閥6排出到濃縮海水排出管17。[0114]圖2是表示本發(fā)明的能量交換腔室20的構(gòu)成例的剖面圖。如圖2所示，能量交換腔室20具有長(zhǎng)條形的圓筒形狀的缸體21和閉塞缸體21的兩開(kāi)口端的凸緣23。凸緣23通過(guò)螺栓14及螺母15固定于缸體21的凸緣部21f，在一個(gè)凸緣23上形成濃縮海水端口 P1，在另一個(gè)凸緣23上形成海水端口 P2。在缸體21內(nèi)，比缸體21內(nèi)所形成的腔室直徑小的多個(gè)管25配設(shè)于濃縮海水端口 Pl和海水端口 P2之間，通過(guò)固定在腔室內(nèi)的小徑的多個(gè)管25形成多個(gè)被劃分的流路。并且，濃縮海水端口 Pl和海水端口 P2通過(guò)這些流路連通。
[0115]圖3是圖2的II1-1II線剖面圖。如圖3所示，形成在缸體21內(nèi)的腔室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)小徑的管25。并且，在各管25內(nèi)形成有流入濃縮海水及海水的流路R。由于各管25由小徑的管構(gòu)成，因此將管內(nèi)的流路剖面積設(shè)定得小。
[0116]在此，在沒(méi)有該劃分的流路時(shí)，從濃縮海水端口 Pl流入的濃縮海水?dāng)U散到從海水端口 P2吸入的海水中而混合。從海水端口 P2吸入海水時(shí)，海水也同樣向濃縮海水?dāng)U散。這是因?yàn)樵谇皇覂?nèi)流入有各種流體時(shí)形成渦流而大幅擴(kuò)散。
[0117]根據(jù)本發(fā)明的能量交換腔室20，被吸入到腔室內(nèi)的流體流入由固定在腔室內(nèi)的多個(gè)管25構(gòu)成的被劃分的流路剖面積小的流路R。此時(shí)，雖然濃縮海水與海水接觸，但是在流路剖面積小的流路R內(nèi)所生成的渦流是管路內(nèi)的小渦流，因此不會(huì)大幅擴(kuò)散，從而濃縮海水與海水的界面不會(huì)混亂。由于這樣集合多個(gè)流路剖面積小的流路R構(gòu)成大腔室，因此能夠在各流路R中維持濃縮海水與海水的界面，以整體上維持濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)，即抑制濃縮海水與海水的混合，并通過(guò)濃縮海水對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出。
[0118]圖4A及圖4B是表示從濃縮海水端口向充滿(mǎn)海水的腔室內(nèi)流入濃縮海水時(shí)的混合的狀況的圖，其是表示腔室內(nèi)存在所劃分的多個(gè)流路時(shí)和沒(méi)有所劃分的多個(gè)流路時(shí)的濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)的示意剖面圖。圖4A表示腔室內(nèi)沒(méi)有所劃分的多個(gè)流路而僅存在單一流路時(shí)的濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)，圖4B表示腔室內(nèi)存在所劃分的多個(gè)流路時(shí)的濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)。
[0119]在圖4A及圖4B中，AlO所示的區(qū)域是濃縮海水為100%?90%的區(qū)域，隨著從濃縮海水端口 Pl朝向海水端口 P2，按各區(qū)域(A9?A2)濃度分別降低10%，Al所示的區(qū)域是濃縮海水為10%?0%的區(qū)域。另外，在Al所示的區(qū)域中，在與區(qū)域A2的邊界部及靠近區(qū)域A2的部分，濃縮海水為10%，但在靠近海水端口 P2的部分，濃縮海水為0%，即海水為100%。
[0120]如圖4A所示，在腔室內(nèi)沒(méi)有所劃分的多個(gè)流路時(shí)，從濃縮海水端口 PI流入的濃縮海水向從海水端口 P2吸入的海水中擴(kuò)散，在大范圍內(nèi)混合。在從海水端口 P2吸入海水時(shí)，海水也同樣向濃縮海水內(nèi)擴(kuò)散。這是因?yàn)樵谇皇覂?nèi)流入有各種流體時(shí)，如A9至A2所示的各區(qū)域中所表示的那樣形成渦流而大幅擴(kuò)散。
[0121]與此相對(duì)，如圖4B所示，在腔室內(nèi)存在所劃分的多個(gè)流路R時(shí)，濃縮海水從濃縮海水端口 Pl流入所劃分的流路剖面積小的各流路R，海水從海水端口 P2流入各流路R。此時(shí)，雖然在各流路R內(nèi)濃縮海水與海水接觸，但是在流路剖面積小的流路R內(nèi)所生成的渦流是管路內(nèi)的小渦流，因此不會(huì)大幅擴(kuò)散，從而濃縮海水與海水的界面I (A9?A2所示的區(qū)域)不會(huì)混亂。
[0122]S卩，在圖4B中AlO所示的區(qū)域是濃縮海水為100%?90%的區(qū)域，隨著從濃縮海水端口 Pl朝向海水端口 P2，按各區(qū)域濃度分別降低10%，A1所示的區(qū)域是濃縮海水為10%?0%的區(qū)域。從濃縮海水端口 Pl朝向海水端口 P2方向觀察時(shí)，從與區(qū)域AlO鄰接的濃縮海水為90%?80%的區(qū)域A9開(kāi)始，濃縮海水的比例依次減小10%，濃縮海水與海水的界面是從濃縮海水為90%?80%的區(qū)域A9到濃縮海水為20%?10%的區(qū)域A2為止的8個(gè)細(xì)帶狀的區(qū)域的集合，由界面I表示。
[0123]由于這樣集合多個(gè)流路剖面積小的流路R而構(gòu)成大腔室，因此能夠在各流路R中維持濃縮海水與海水的界面I，以整體上維持濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)，即抑制濃縮海水與海水的混合，并通過(guò)濃縮海水對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出。
[0124]根據(jù)本發(fā)明，如圖4B所示，即使沒(méi)有腔室內(nèi)的活塞，通過(guò)在腔室內(nèi)設(shè)置所劃分的多個(gè)流路R，也能夠以將濃縮海水與海水大致一分為二的狀態(tài)進(jìn)行能量交換。
[0125]圖5是表示本發(fā)明的能量交換腔室的其他實(shí)施方式的立體圖。在圖2及圖3所示的實(shí)施方式中，在腔室內(nèi)所劃分的多個(gè)流路由細(xì)的管25構(gòu)成，但是在圖5所示的實(shí)施方式中，形成在缸體21內(nèi)的腔室內(nèi)設(shè)置隔板26而形成蜂窩狀的多個(gè)流路R。另外，不限于蜂窩狀，也可以形成格子狀的多個(gè)流路。這樣，在形成有蜂窩狀或格子狀的多個(gè)流路R時(shí)，各流路R內(nèi)所生成的渦流也是管路內(nèi)的小渦流，因此不會(huì)大幅擴(kuò)散，從而濃縮海水與海水的界面不會(huì)混亂，能夠獲得與圖2及圖3所示的例子相同的作用效果。
[0126]另外，優(yōu)選管25及蜂窩、格子狀的隔板26薄。管25或隔板26的大小越小，越能夠減少界面處的混合，但阻力也增大，因此在管的情況下，優(yōu)選直徑為5?IOmm左右。在蜂窩的情況下，也優(yōu)選六邊的對(duì)邊的距離為5?IOmm左右。在格子狀時(shí)，也優(yōu)選四邊的對(duì)邊的距離為5?10臟左右。
[0127]圖6是表示圖2所示能量交換腔室20中設(shè)置有整流機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式的剖面圖。如圖6所示，在濃縮海水端口 P1、海水端口 P2與流路R之間設(shè)置有空間S1、S2，并在各空間S1、S2設(shè)置有流入時(shí)進(jìn)行流體的整流的整流機(jī)構(gòu)27、27。整流機(jī)構(gòu)27由從小徑的端口朝向大徑的腔室內(nèi)圓筒部擴(kuò)展為喇叭狀的圓錐狀的整流板構(gòu)成。
[0128]圖7是表示能量交換腔室20中設(shè)置有其他整流機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式的剖面圖。另外，圖7所示的能量交換腔室20與圖2中的能量交換腔室20相比，腔室的內(nèi)徑相對(duì)于濃縮海水端口 Pl及海水端口 P2的直徑更大。
[0129]在圖7所示的實(shí)施方式中，在腔室內(nèi)的空間S1、S2的中央部設(shè)置有從流入側(cè)擴(kuò)大再縮小的圓錐在底面接合而成的形狀的整流機(jī)構(gòu)28、28。通過(guò)該整流機(jī)構(gòu)28，供給到腔室中央部的流體暫時(shí)向外側(cè)擴(kuò)展，再向內(nèi)側(cè)收縮，從而能夠使來(lái)自小徑的端口的流動(dòng)均勻地流向腔室內(nèi)的被劃分的各流路。
[0130]圖6中說(shuō)明的從小徑的端口朝向大徑的腔室內(nèi)圓筒部擴(kuò)展為喇叭狀的圓錐狀的整流板在端口內(nèi)徑與腔室內(nèi)徑之比較小時(shí)，即從端口朝向腔室擴(kuò)展的幅度小時(shí)有效，但是如圖7所示在端口內(nèi)徑與腔室內(nèi)徑之比大時(shí)，即從端口朝向腔室擴(kuò)展的幅度大時(shí)，本實(shí)施方式的整流機(jī)構(gòu)28有效。
[0131]圖8是圖7所示的整流機(jī)構(gòu)28的立體圖。如圖8所示，整流機(jī)構(gòu)28為從左側(cè)朝向右側(cè)擴(kuò)大的圓錐28a和從左側(cè)朝向右側(cè)縮小的圓錐28b在底面彼此接合而成的形狀。該整流機(jī)構(gòu)28為了保持在腔室中央而在圓錐部件上安裝有多個(gè)支撐板28c，這些支撐板28c固定于腔室的內(nèi)壁。
[0132]如圖6至圖8所示，通過(guò)整流為流入腔室內(nèi)的流動(dòng)均勻地流向各流路R，濃縮海水與海水的界面能夠?qū)⑶皇覂?nèi)的一個(gè)空間一分為二。流動(dòng)方向根據(jù)方向切換閥、閥門(mén)而改變，濃縮海水與海水的界面在濃縮海水端口 Pl與海水端口 P2之間進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作。
[0133]圖9是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式中的能量交換腔室20的構(gòu)成的剖面圖。在圖9所示的實(shí)施方式中，設(shè)置有其他整流機(jī)構(gòu)。在濃縮海水端口 Pl與流路R之間以及海水端口 P2與流路R之間設(shè)置有空間S1、S2，并設(shè)置有流入各空間S1、S2時(shí)進(jìn)行流體的整流的整流機(jī)構(gòu) 29a、29b、29c、29d。
[0134]圖10是圖9所示的整流機(jī)構(gòu)的俯視圖。如圖10所示，整流機(jī)構(gòu)29a (29b、29c、29d)由在圓板狀的部件上形成有多個(gè)孔29h的多孔板構(gòu)成。多孔板與端口 P1、P2分離開(kāi)規(guī)定的距離，且鄰接的多孔板彼此也分離開(kāi)規(guī)定的距離而配置。并且，多孔板被配置為與所劃分的流路的端部也分離開(kāi)規(guī)定的距離。
[0135]圖9所示的本實(shí)施方式也在腔室的內(nèi)徑相對(duì)于端口內(nèi)徑之比大時(shí)有效。這樣，通過(guò)配置多孔板能夠使從小徑的端口 P1、P2流入的流動(dòng)向大徑的腔室內(nèi)均勻地分散而均勻地流向多個(gè)所劃分的流路。
[0136]圖10所示的多孔板使用在圓板狀的部件上形成有多個(gè)孔29h的沖孔板。沖孔板能夠通過(guò)孔的直徑、孔間間距計(jì)算相對(duì)于板整個(gè)面積的孔隙率?？紫堵蔬x定為在多孔板沒(méi)有較大的壓力損失的程度上具有良好的整流作用的數(shù)值。
[0137]此外，由設(shè)置于一個(gè)端口側(cè)的兩張多孔板所構(gòu)成的整流機(jī)構(gòu)29a、29b(或29c、29d)各自的孔徑、孔隙率也可以不同。
[0138]圖11是表示圖9所示的實(shí)施方式中從濃縮海水端口 Pl向充滿(mǎn)海水的能量交換腔室20內(nèi)流入濃縮海水時(shí)的混合的狀況的圖，其是表示濃縮海水與海水的界面的狀態(tài)的示意剖面圖。在圖11中，AlO所示的區(qū)域是濃縮海水為100%?90%的區(qū)域，隨著從濃縮海水端口 Pl朝向海水端口 P2，按各區(qū)域濃度依次降低10%，A1所示的區(qū)域是濃縮海水為10%?0%的區(qū)域。從濃縮海水端口 Pl朝向海水端口 P2方向觀察時(shí)，從與區(qū)域AlO鄰接的濃縮海水為90%?80%的區(qū)域A9開(kāi)始，濃縮海水的比例分別減小10%，濃縮海水與海水的界面是從濃縮海水為90%?80%的區(qū)域A9到濃縮海水為20%?10%的區(qū)域A2為止的8個(gè)細(xì)帶狀的區(qū)域的集合，由界面I表示。
[0139]可知通過(guò)將多孔板用作整流機(jī)構(gòu)29a、29b、29c、29d，即使流路從小徑的端口朝向大徑的腔室擴(kuò)大，濃縮海水與海水的界面I也在腔室內(nèi)在兩個(gè)端口 P1、P2之間將流體一分為二分割為區(qū)域AlO和Al。如果從濃縮海水端口 Pl進(jìn)一步流入濃縮海水，則界面I向海水端口 P2側(cè)移動(dòng)，從海水端口 P2吐出升壓為與濃縮海水的壓力相同壓力的海水。接著，從海水端口 P2吸入海水，從濃縮海水端口 Pl排出濃縮海水。此時(shí)也同樣地通過(guò)由海水端口P2側(cè)的兩張多孔板構(gòu)成的整流機(jī)構(gòu)29c、29d整流為均勻地流入腔室內(nèi)的海水均勻地分散而流入細(xì)管即管25 (流路R)，通過(guò)細(xì)管抑制湍流擴(kuò)散，通過(guò)界面I使兩個(gè)流體的混合為最小限度并排出濃縮海水。
[0140]圖12是表示圖9所示的具有由細(xì)管構(gòu)成的流路和四個(gè)由多孔板構(gòu)成的整流機(jī)構(gòu)的能量交換腔室中設(shè)置有濃縮海水排出端口的實(shí)施方式的示意剖面圖。在圖12中，濃縮海水排出端口 P3設(shè)置于濃縮海水端口 Pl側(cè)的細(xì)管與由多孔板構(gòu)成的整流機(jī)構(gòu)29b之間的缸體21的壁面。
[0141]在進(jìn)行腔室吸入海水的工序時(shí)，從濃縮海水排出端口 P3排出濃縮海水，在整流機(jī)構(gòu)29b的跟前從濃縮海水排出端口 P3排出位于濃縮海水與海水的混合區(qū)域的流體。即，在整流機(jī)構(gòu)29b的跟前排出位于混合區(qū)域的流體后，接著再次通過(guò)濃縮海水推出海水時(shí)，從濃縮海水供給端口 Pl供給濃縮海水。這樣，通過(guò)從腔室內(nèi)排出位于混合區(qū)域的流體，始終形成新的界面，從而能夠防止?jié)饪s海水與海水的混合由于界面的往復(fù)動(dòng)作而擴(kuò)大。
[0142]另外，也可以通過(guò)控制來(lái)使幾次吸入吐出循環(huán)中的一次吸入工序的時(shí)間延長(zhǎng)，從濃縮海水排出端口 P3排出位于混合區(qū)域的流體。
[0143]圖13及圖14是表示本發(fā)明的能量交換腔室20中將整流機(jī)構(gòu)29a、29b、29c、29d和管25設(shè)置在缸體21內(nèi)時(shí)的具體例的圖，圖13是能量交換腔室20的剖面圖，圖14是切除了缸體21的大致一半而表示缸體21的內(nèi)部的立體圖。
[0144]如圖13及圖14所示，在能量交換腔室20的缸體21內(nèi)，從濃縮海水端口 Pl側(cè)朝向海水端口 P2側(cè)依次配置有導(dǎo)管PA、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管PD、導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PF、導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PD、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PA。這些導(dǎo)管PA?PF用作將整流機(jī)構(gòu)29a?29d及管25固定于腔室的部件。導(dǎo)管PA、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管H)、導(dǎo)管PE以導(dǎo)管PF為中心左右對(duì)稱(chēng)地配置。整流機(jī)構(gòu)29a被導(dǎo)管PB和導(dǎo)管PC夾持，整流機(jī)構(gòu)29b被導(dǎo)管PC和導(dǎo)管H)夾持。此外，整流機(jī)構(gòu)29c被導(dǎo)管PC和導(dǎo)管H)夾持，整流機(jī)構(gòu)29d被導(dǎo)管PB和導(dǎo)管PC夾持。
[0145]圖15是圖13的主要部分放大圖。如圖15所示，導(dǎo)管PA、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管PD、導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PF在軸向上分別在其外端部形成有凹凸形狀，在這些凹凸部55分別嵌合而連接。
[0146]在此，整流機(jī)構(gòu)29a、29b (29c、29d)被設(shè)置為夾持在導(dǎo)管PB與導(dǎo)管PC之間及導(dǎo)管PC與導(dǎo)管ro之間的凹凸部55的空隙，其被固定在軸向上。
[0147]此外，如圖13所示，管25被設(shè)置在導(dǎo)管PF和兩個(gè)導(dǎo)管PE內(nèi)。在此，作為管25的固定方法，考慮粘接、從導(dǎo)管的圓周方向側(cè)進(jìn)行的螺釘固定等各種方法，但關(guān)鍵是只要能將管25固定為在導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PF內(nèi)不向軸向移動(dòng)則可以是任何固定方法。
[0148]在圖13所示的例子中，將管25在軸向上一分為三分割而設(shè)置于腔室內(nèi)。管的分割數(shù)、各管的軸向長(zhǎng)度及各管的內(nèi)外徑根據(jù)使用條件來(lái)適當(dāng)設(shè)定，并不限于圖13所示的方式(一分為三分割)。
[0149]另外,在各導(dǎo)管PA?PF上,在其外周面上的一處或多處設(shè)置有壓力平衡孔56。適當(dāng)設(shè)定壓力平衡孔56的直徑、壓力平衡孔56在軸向及圓周方向上的數(shù)量。
[0150]圖16是圖13的XVI部的放大剖面圖。如圖16所示，在導(dǎo)管PA的端部設(shè)置有固定墊片57。固定墊片57具有軸部57a，軸部57a嵌合于形成在導(dǎo)管PA的端部上的孔h中。并且，在固定墊片57與導(dǎo)管PA的端面之間設(shè)置有O形圈58。
[0151]固定墊片57的軸部57a能夠在孔h內(nèi)向軸向移動(dòng)，孔h的深度及軸部57a的長(zhǎng)度被設(shè)定為能夠使固定墊片57在軸向上移動(dòng)所期望的距離。另外，固定墊片57還被設(shè)置在與圖16所示的導(dǎo)管PA位于對(duì)稱(chēng)位置的另一個(gè)導(dǎo)管PA上(參照?qǐng)D13)。
[0152]如圖13及圖16所示，在導(dǎo)管PA的端部設(shè)置由于O形圈58的彈性變形而能夠在軸向上移動(dòng)的固定墊片57，用凸緣23按壓固定墊片57，從而能夠在腔室內(nèi)在軸向上固定導(dǎo)管PA?PF0
[0153]如上所述，圖13至圖16所示的能量交換腔室20采用以下(I)?(3)的構(gòu)成。
[0154](I)腔室的分割設(shè)置
[0155]本發(fā)明的能量交換腔室的尺寸(長(zhǎng)度)根據(jù)使用條件而有多種。例如，腔室的長(zhǎng)度有Im的情況，也有8m的情況。此外，設(shè)置在腔室內(nèi)的管需要與腔室大致相同的長(zhǎng)度，但是管為長(zhǎng)條形時(shí)制作上存在困難，制作成本變高。除此之外，將長(zhǎng)條形的管設(shè)置于腔室內(nèi)需要寬廣的作業(yè)空間。
[0156]在本發(fā)明中，如圖13所示，通過(guò)采用在軸向上分割管的方式，能夠解決上述問(wèn)題點(diǎn)。
[0157](2)壓力平衡孔的設(shè)置
[0158]為了在能量交換腔室上嵌合安裝導(dǎo)管PA、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管PD、導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PF，在腔室與導(dǎo)管PA?PF之間在半徑方向上略微設(shè)置有間隙(clearance)。
[0159]能量交換腔室(導(dǎo)管PA?PF)的內(nèi)壓存在最大達(dá)到8MPa以上的高壓的可能性。因此，導(dǎo)管PA?PF由于該內(nèi)壓而在所述半徑方向間隙的范圍內(nèi)向徑向方向(半徑方向)膨脹的可能性高。除此之外，所述內(nèi)壓周期地從低壓至高壓、從高壓至低壓地變化。由于所述內(nèi)壓的周期性變化而產(chǎn)生的導(dǎo)管的膨脹及收縮的反復(fù)促使該管劣化、產(chǎn)生疲勞破壞的可能性聞。
[0160]在本發(fā)明中，通過(guò)在各導(dǎo)管上設(shè)置壓力平衡孔56，能夠使該導(dǎo)管的內(nèi)外壓力相同，抵消作用于該導(dǎo)管的力，解決上述問(wèn)題點(diǎn)。
[0161](3)固定墊片和O形圈的設(shè)置
[0162]能量交換腔室內(nèi)的流體的流動(dòng)方向從圖13的左至右或從右至左的方向周期性地改變。S卩，導(dǎo)管PA、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管PD、導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PF如果在腔室內(nèi)在軸向上不固定，則隨著所述流動(dòng)在軸向上移動(dòng)。如果各導(dǎo)管在軸向上移動(dòng)，則通過(guò)整流機(jī)構(gòu)29a、29b、29c、29d整流的流動(dòng)變得混亂，存在不能形成合適的濃縮水與海水的界面的可能性，從而存在損失作為設(shè)備的功能的可能性。
[0163]此外，所述腔室內(nèi)表面與各導(dǎo)管的外周在軸向上摩擦，還存在由于各部件的摩擦磨耗而產(chǎn)生磨耗粉的可能性。并且，所產(chǎn)生的磨耗粉存在流入系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)備而對(duì)系統(tǒng)整體的功能帶來(lái)故障的可能性。
[0164]在本發(fā)明中,通過(guò)使用固定墊片57和O形圈58,在腔室內(nèi)嵌合安裝導(dǎo)管PA、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管H)、導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PF之后，將凸緣23固定于缸體21時(shí)，使凸緣23的腔室側(cè)的端面與固定墊片57的凸緣側(cè)的端面接觸而將導(dǎo)管PA、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管PD、導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PF以被左右的凸緣23、23夾持的方式在軸向上固定。此時(shí)，導(dǎo)管PA、導(dǎo)管PB、導(dǎo)管PC、導(dǎo)管PD、導(dǎo)管PE、導(dǎo)管PF通過(guò)O形圈58的彈性變形和由此引起的反作用力而被固定。固定墊片57和O形圈58的設(shè)置數(shù)量根據(jù)使用條件而設(shè)當(dāng)設(shè)定。
[0165]在此是使用O形圈的方式，但關(guān)鍵是只要根據(jù)設(shè)置條件在軸向上產(chǎn)生彈力，則不限于O形圈，也可以是彈簧等。
[0166]在本發(fā)明中，通過(guò)使用固定墊片和O形圈或彈簧，各導(dǎo)管在能量交換腔室內(nèi)在軸向上被固定,能夠解決上述問(wèn)題點(diǎn)。
[0167]圖13至圖16所示的能量交換腔室20能夠?qū)崿F(xiàn)以下的作用效果。
[0168]( i )將其設(shè)置為與腔室內(nèi)的內(nèi)徑大致相同直徑的導(dǎo)管且能夠裝卸于腔室，從而能夠容易地進(jìn)行管本身的更換。
[0169](ii)在向耐壓容器即腔室安裝管時(shí)，不需要對(duì)腔室實(shí)施加工、焊接、粘接等，只要將安裝有管的導(dǎo)管作為其他的組件(piece)嵌入腔室即可，構(gòu)成變得簡(jiǎn)單。[0170](iii)在導(dǎo)管上設(shè)置階梯(凹凸部)并在階梯部設(shè)置間隙而成的圓周槽上安裝由多孔板構(gòu)成的整流機(jī)構(gòu)，因此對(duì)沿著腔室內(nèi)周部的流動(dòng)不設(shè)置階梯且不需要其他支撐部件，因此能夠在多孔板的下游形成均勻的流動(dòng)。
[0171]在圖13至圖16所示的實(shí)施方式中表示了在導(dǎo)管PE、PF內(nèi)配置管25的例子，但是也可以在導(dǎo)管PE、PF內(nèi)設(shè)置圖5所示的隔板而形成蜂窩狀的多個(gè)流路。此時(shí)當(dāng)然也可以將形成流路的導(dǎo)管PE、PF嵌合安裝于能量交換腔室20。
[0172]圖17是表示在導(dǎo)管PE、PF內(nèi)設(shè)置圖5所示的隔板26而形成有蜂窩狀的多個(gè)流路R的例子的立體圖。如圖17所示，蜂窩的六邊孔在連通濃縮海水端口與海水端口的方向上被加工成圓筒，將蜂窩嵌合安裝于導(dǎo)管PE、PF，從而導(dǎo)管內(nèi)周與蜂窩的加工部線接觸。通過(guò)用粘接劑粘接該線接觸的部分，形成多個(gè)流路R。另外，也可以代替蜂窩結(jié)構(gòu)而形成格子狀的流路。
[0173]圖18是具體地表示切換向能量交換腔室20導(dǎo)入濃縮海水及從能量交換腔室20排出濃縮海水的方向切換閥6、用于向能量交換腔室20供給獲取海水及從能量交換腔室20排出獲取海水的閥門(mén)7的構(gòu)成的線路圖。方向切換閥6是具有供給端口、控制端口、返回端口的三通閥，其是能夠根據(jù)外部信號(hào)任意調(diào)整閥開(kāi)度的控制閥。此外，閥門(mén)7是具有兩個(gè)檢驗(yàn)閥的檢驗(yàn)閥模塊。
[0174]圖19是表示具有兩個(gè)本發(fā)明的能量交換腔室的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。與圖1所示的海水淡化系統(tǒng)同樣地，來(lái)自反滲透膜分離裝置4的高壓的濃縮海水被供給至方向切換閥6。在本實(shí)施方式中，方向切換閥6是具有兩個(gè)輸出端口的四通閥，以使向兩個(gè)能量交換腔室20中的任一個(gè)供給濃縮海水，同時(shí)從另一個(gè)能量交換腔室20排出濃縮海水的方式動(dòng)作。設(shè)置于海水端口 P2的閥門(mén)7與圖1及圖18中說(shuō)明的閥門(mén)相同。
[0175]在本實(shí)施方式中，方向切換閥6采用四通閥，從而交替地向兩個(gè)能量交換腔室20供給濃縮海水，從兩個(gè)能量交換腔室20交替地吐出升壓后的海水，因此能夠穩(wěn)定地保持從反滲透膜分離裝置4得到的淡水的流量。
[0176]圖20A及圖20B是表示圖19所示的海水淡化系統(tǒng)中的方向切換閥與兩個(gè)能量交換腔室的關(guān)系的示意剖面圖。在圖20A及圖20B中，為了區(qū)分兩個(gè)能量交換腔室而進(jìn)行說(shuō)明，用20A表示一個(gè)腔室，用20B表示另一個(gè)腔室。如圖20A及圖20B所示，方向切換閥6由外殼101、滑閥(spool) 102及驅(qū)動(dòng)部103構(gòu)成，在外殼101上嵌合滑閥102，使滑閥102移動(dòng)，從而進(jìn)行流路的切換。
[0177]在方向切換閥6上形成有一個(gè)供給端口 P、兩個(gè)控制端口 A、B及兩個(gè)返回端口 Q。在本發(fā)明的方向切換閥6中，供給端口 P連通至濃縮海水管5，兩個(gè)控制端口 A、B分別連通至能量交換腔室20A、20B，返回端口 Q連通至濃縮海水管17。
[0178]本方向切換閥6的功能在于，通過(guò)滑閥102的動(dòng)作，一邊將供給到方向切換閥6的來(lái)自反滲透膜分離裝置4的高壓的濃縮海水交替地導(dǎo)入到能量交換腔室20A、20B，一邊排出能量交換腔室20A、20B內(nèi)的海水。
[0179]在圖20A及圖20B所示的實(shí)施方式的方向切換閥6的例子中，滑閥102是三臺(tái)肩(three rands),但是只要方向切換閥上形成有一個(gè)以上的供給端口 P、兩個(gè)控制端口 A、B、兩個(gè)以上的返回端口 Q，通過(guò)滑閥的動(dòng)作(控制閥內(nèi)的流路的切換)連通供給端口 P與任一個(gè)控制端口 A (或B)，且連通任意另一個(gè)控制端口 B (或A)與返回端口 Q，則也可以是旋轉(zhuǎn)滑閥形等，并不限于本圖的構(gòu)造、方式例。
[0180]接著，說(shuō)明通過(guò)方向切換閥6的滑閥102的動(dòng)作進(jìn)行的方向切換例。
[0181](A)圖20A表示滑閥102向方向切換閥6的供給端口 P與控制端口 A連通的方向動(dòng)作的情況。
[0182]高壓的濃縮海水通過(guò)方向切換閥6 (P端口一 A端口)向能量交換腔室20A (圖20A中的上方)導(dǎo)入。
[0183]能量交換腔室20A (圖20A中的上方)內(nèi)的界面(濃縮海水與海水的界面)1向該圖中的右方向移動(dòng)。
[0184]通過(guò)閥門(mén)7 (參照?qǐng)D19)導(dǎo)入到能量交換腔室20A內(nèi)的海水由于界面I的移動(dòng)而升壓，升壓后的海水通過(guò)閥門(mén)7供給到升壓泵8 (參照?qǐng)D19)。
[0185]此外，與此并行地，方向切換閥6的控制端口 B與返回端口 Q連通，能量交換腔室20B內(nèi)的損失能量而成為低壓的濃縮海水向濃縮海水排出管17排出，并且海水從海水供給管I通過(guò)閥門(mén)?導(dǎo)入到能量交換腔室20B (圖20A中的下方)。
[0186](B)圖20B表示滑閥102向方向切換閥6的供給端口 P與控制端口 B連通的方向動(dòng)作的情況。
[0187]高壓的濃縮海水通過(guò)方向切換閥6 (P端口一 B端口)向能量交換腔室20B (圖20B中的下方)導(dǎo)入。
[0188]能量交換腔室20B (圖20B中 的下方)內(nèi)的界面I向該圖中的右方向移動(dòng)。
[0189]通過(guò)閥門(mén)7 (參照?qǐng)D19)導(dǎo)入到能量交換腔室20B內(nèi)的海水由于界面I的移動(dòng)而升壓，升壓后的海水通過(guò)閥門(mén)7供給到升壓泵8 (參照?qǐng)D19)。
[0190]此外，與此并行地，方向切換閥6的控制端口 A與返回端口 Q連通，能量交換腔室20A內(nèi)的損失能量而成為低壓的濃縮海水向濃縮海水排出管17排出，并且海水從海水供給管I通過(guò)閥門(mén)?導(dǎo)入到能量交換腔室20A (圖20B中的上方)。
[0191]圖21是表示具有三個(gè)本發(fā)明的能量交換腔室的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。在本實(shí)施方式中，三個(gè)能量交換腔室20、20、20各自的濃縮海水端口上具有方向切換閥6，在海水端口上具有閥門(mén)7。控制三個(gè)方向切換閥6，以使三個(gè)能量交換腔室的濃縮海水與海水的進(jìn)出時(shí)機(jī)錯(cuò)開(kāi)，從兩個(gè)能量交換腔室同時(shí)吐出高壓海水，與此并行地，向一個(gè)能量交換腔室吸入海水。在具有兩個(gè)能量交換腔室的圖19及圖20所示的實(shí)施方式時(shí)，由于從兩個(gè)腔室交替地吐出海水，因此通過(guò)兩個(gè)腔室獲得與一個(gè)腔室相應(yīng)的吐出流量，而在本實(shí)施方式中，通過(guò)具有三個(gè)能量交換腔室，獲得與兩個(gè)腔室相應(yīng)的吐出流量。
[0192]如圖19至圖21所示，能夠配置多個(gè)本發(fā)明的能量交換腔室20而構(gòu)成海水淡化系統(tǒng)，也可以根據(jù)海水淡化系統(tǒng)的造水量的規(guī)模增減能量交換腔室20的數(shù)量，從而應(yīng)對(duì)任意的造水量。
[0193]另外，在圖21中，設(shè)置于能量交換腔室20的濃縮海水端口的方向切換閥6和設(shè)置于能量交換腔室20的海水端口的閥門(mén)7不通過(guò)配管來(lái)連接，而是直接安裝于腔室的凸緣。這樣，能夠容易地增設(shè)腔室的數(shù)量，此外能夠?qū)⒐苈芬鸬膿p失抑制為最小限度。
[0194]圖22是表示并設(shè)有圖2至圖13所示的本發(fā)明的能量交換腔室20和圖26所示的具有活塞12的能量交換腔室10的海水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成的示意圖。
[0195]本海水淡化系統(tǒng)具有兩個(gè)能量交換腔室20、10，一個(gè)是圖2至圖13所示的本發(fā)明的能量交換腔室20，另一個(gè)是具有活塞12的能量交換腔室10。在能量交換腔室10的濃縮海水端口 Pl的附近安裝有傳感器40，在海水端口 P2的附近安裝有傳感器41。各傳感器40,41在各自的位置檢測(cè)活塞12的有無(wú)。
[0196]并且，通過(guò)各傳感器40、41檢測(cè)活塞12的有無(wú)，為了根據(jù)傳感器的信號(hào)切換活塞12的移動(dòng)方向，切換方向切換閥6的流路。在此，在沒(méi)有活塞的本發(fā)明的能量交換腔室20中，也根據(jù)所述傳感器的信號(hào)切換濃縮海水和海水的供給排出。這樣，通過(guò)檢測(cè)一個(gè)腔室10內(nèi)的活塞12的位置，即使活塞12的移動(dòng)速度根據(jù)濃縮海水和海水的壓力、流量的變動(dòng)而變化，也能夠與此相應(yīng)地切換腔室20內(nèi)的供排水。因此，能夠在不向沒(méi)有活塞的具有多個(gè)流路的方式的能量交換腔室20過(guò)多地供給濃縮海水、或過(guò)多地吸入海水的情況下，根據(jù)系統(tǒng)的變動(dòng)切實(shí)地進(jìn)行供排水。
[0197]另外，在圖21所示的具有三個(gè)能量交換腔室20的海水淡化系統(tǒng)中，也可以將一個(gè)能量交換腔室20更換為具有活塞的能量交換腔室10。
[0198]接著，說(shuō)明一個(gè)圓筒部件中設(shè)置有多個(gè)能量交換腔室，且通過(guò)使圓筒部件旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行濃縮海水和海水的供排水的旋轉(zhuǎn)式能量交換腔室裝置。
[0199]圖23是旋轉(zhuǎn)式的能量交換腔室裝置的縱剖面圖。圖24是圖23的XXIV-XXIV剖面圖。如圖23及圖24所示，能量交換腔室裝置具有可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在圓筒狀的殼體30內(nèi)的轉(zhuǎn)子31。以轉(zhuǎn)子31的旋轉(zhuǎn)軸心O為中心等間隔地設(shè)置有多個(gè)中空?qǐng)A筒狀的能量交換腔室20 (實(shí)施方式中為6個(gè))。
[0200]此外，在殼體30的兩個(gè)開(kāi)口端設(shè)置有端口塊33、34。在端口塊33上設(shè)置有濃縮海水供給端口 PSl和濃縮海水排出端口 PDl作為濃縮海水端口 Pl。在端口 34上設(shè)置有海水吸入端口 PS2和海水吐出端口 PD2作為海水端口 P2。如果轉(zhuǎn)子31以旋轉(zhuǎn)軸心O為中心旋轉(zhuǎn)，則以旋轉(zhuǎn)軸心O為中心等間隔形成的中空?qǐng)A筒狀的能量交換腔室20旋轉(zhuǎn)，從而各腔室20與形成在端口塊33、34上的端口連通，切換濃縮海水端口 PSl、濃縮海水排出端口 TO1、海水吸入端口 PS2、海水吐出端口 TO2。通過(guò)端口塊33、34的端口形狀將濃縮海水導(dǎo)入到能量交換腔室20而對(duì)海水進(jìn)行加壓并吐出并且將海水吸入到能量交換腔室20內(nèi)而排出濃縮海水的作用與圖1至圖22所示的能量交換腔室20相同。
[0201]在圖23及圖24所不的能量交換腔室裝直中的能量交換腔室20中，在濃縮海水端口 Pl與海水端口 P2之間，也由固定于腔室內(nèi)的小徑的多個(gè)管25形成有多個(gè)被劃分的流路R0
[0202]在以轉(zhuǎn)子31的旋轉(zhuǎn)軸心O為中心等間隔形成的中空?qǐng)A筒狀的腔室僅為貫通孔時(shí)，產(chǎn)生在該腔室內(nèi)濃縮海水和海水混合的問(wèn)題。
[0203]在本發(fā)明中，如圖23及圖24所示，在轉(zhuǎn)子31中所形成的中空?qǐng)A筒狀的能量交換腔室20上形成小剖面積的多個(gè)被劃分的流路R，從而能夠抑制濃縮海水與海水的混合并通過(guò)濃縮海水加壓并吐出海水。在圖23及圖24所示的能量交換腔室裝置中，通過(guò)與圖6及圖7所示的例子同樣地設(shè)置整流機(jī)構(gòu)，也能夠進(jìn)一步減少濃縮海水與海水的混合。
[0204]如上所述，無(wú)論在通過(guò)方向切換閥或閥門(mén)切換流路的方式下，還是在旋轉(zhuǎn)的鉆子中形成有腔室且腔室旋轉(zhuǎn)的方式下，如本發(fā)明那樣通過(guò)在濃縮海水端口與海水端口之間形成固定于腔室內(nèi)的多個(gè)被劃分的流路，均能夠抑制濃縮海水與海水的混合，并且能夠通過(guò)濃縮海水加壓并吐出海水。[0205]以上說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，當(dāng)然可以在其技術(shù)思想的范圍內(nèi)以各種不同的方式來(lái)實(shí)施，例如能量交換腔室的方式等不僅限定于上述圖示例，當(dāng)然可以在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)添加各種變更。
[0206]工業(yè)上的可利用性
[0207]本發(fā)明能夠適用于從海水中去除鹽成分而對(duì)海水進(jìn)行淡化的海水淡化系統(tǒng)及適用于該海水淡化系統(tǒng)(海水淡化設(shè)備)的能量交換腔室。
【權(quán)利要求】
1.一種能量交換腔室，其特征在于，其在將通過(guò)泵升壓后的海水通過(guò)反滲透膜分離裝置而分離為淡水和濃縮海水從而從海水生成淡水的海水淡化系統(tǒng)中，將從所述反滲透膜分離裝置吐出的濃縮海水的壓力能量利用為對(duì)所述海水進(jìn)行升壓的能量， 所述能量交換腔室具有:進(jìn)行所述濃縮海水的進(jìn)出的濃縮海水端口 ；和進(jìn)行所述海水的進(jìn)出的海水端口， 在所述能量交換腔室內(nèi)，配置第一整流機(jī)構(gòu)和第二整流機(jī)構(gòu)，所述第一整流機(jī)構(gòu)配置在與所述濃縮海水端口分離開(kāi)規(guī)定的距離的位置，所述第二整流機(jī)構(gòu)配置在與所述第一整流機(jī)構(gòu)進(jìn)一步分離開(kāi)規(guī)定的距離的位置， 并且配置第三整流機(jī)構(gòu)和第四整流機(jī)構(gòu)，所述第三整流機(jī)構(gòu)配置在與所述海水端口分離開(kāi)規(guī)定的距離的位置，所述第四整流機(jī)構(gòu)配置在與所述第三整流機(jī)構(gòu)進(jìn)一步分離開(kāi)規(guī)定的距離的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量交換腔室，其特征在于，所述第一整流機(jī)構(gòu)和所述第三整流機(jī)構(gòu)都為圓板狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能量交換腔室，其特征在于，所述第一整流機(jī)構(gòu)和所述第二整流機(jī)構(gòu)都為多孔板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量交換腔室，其特征在于，所述第二整流機(jī)構(gòu)和所述第四整流機(jī)構(gòu)都為圓板狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的能量交換腔室，其特征在于，所述第二整流機(jī)構(gòu)和所述第四整流機(jī)構(gòu)都為多孔板。
6.一種海水淡化系統(tǒng)，其將通過(guò)泵升壓后的海水通過(guò)反滲透膜分離裝置而分離為淡水和濃縮海水，從而從海水生成淡水，其特征在于，其具有能量交換腔室，所述能量交換腔室將從所述反滲透膜分離裝置吐出的濃縮海水的壓力能量利用為對(duì)所述海水進(jìn)行升壓的能量， 所述能量交換腔室具有:進(jìn)行所述濃縮海水的進(jìn)出的濃縮海水端口 ；和進(jìn)行所述海水的進(jìn)出的海水端口， 在所述能量交換腔室內(nèi)，配置第一整流機(jī)構(gòu)和第二整流機(jī)構(gòu)，所述第一整流機(jī)構(gòu)配置在與所述濃縮海水端口分離開(kāi)規(guī)定的距離的位置，所述第二整流機(jī)構(gòu)配置在與所述第一整流機(jī)構(gòu)進(jìn)一步分離開(kāi)規(guī)定的距離的位置， 并且配置第三整流機(jī)構(gòu)和第四整流機(jī)構(gòu)，所述第三整流機(jī)構(gòu)配置在與所述海水端口分離開(kāi)規(guī)定的距離的位置，所述第四整流機(jī)構(gòu)配置在與所述第三整流機(jī)構(gòu)進(jìn)一步分離開(kāi)規(guī)定的距離的位置。
【文檔編號(hào)】B01D61/06GK103537190SQ201310407476
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2009年5月15日
【發(fā)明者】高橋圭端, 信田昌男, 江口真人, 后藤正典 申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所