内圧容器の蓋装填装置
【課題】 大型化したベッセルの場合でもベッセル蓋を芯ずれなく簡便にかつ効率的に装填することができる蓋装填装置を提供する。
【解決手段】 流体分離素子が装填される内圧容器に蓋を装填するための装置であって、蓋の外面側に接続して保持するための蓋保持部材２を有し、該蓋保持部材は流体分離素子装填方向に移動して蓋の装填作業を行うことができ、かつ、流体分離素子装填方向に対し垂直な面内で少なくとも１方向に位置調整可能な位置調整機構５を備えるものである。
【解決手段】 流体分離素子が装填される内圧容器に蓋を装填するための装置であって、蓋の外面側に接続して保持するための蓋保持部材２を有し、該蓋保持部材は流体分離素子装填方向に移動して蓋の装填作業を行うことができ、かつ、流体分離素子装填方向に対し垂直な面内で少なくとも１方向に位置調整可能な位置調整機構５を備えるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体分離素子が装填される内圧容器である筒状ベッセルにおいて、該ベッセルの蓋を簡便かつ効率的に装填あるいは脱着することができる蓋装填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜処理や限外濾過膜処理に使用される流体分離素子の代表的な形態として、スパイラル型流体分離素子があげられる。スパイラル型流体分離素子は、分離膜が透過側流路材と供給側流路材と共に集水管の周りにスパイラル状に巻き付けられてなり、供給流体が供給側流路材へ導入され、分離膜にて供給流体を分離し、分離された透過側流体が透過側流路材を通過し、集水管へ集水される構造をとる。該流体分離素子は、図７に示すような内圧容器（いわゆる筒状のベッセル３１）内へ装填されて使用される。
【０００３】
ベッセル３１内に規定本数の流体分離素子３２を装填した後には、図９に示すように、スラストリング２７を取り付け、さらに、集水管へ集水された透過側流体をベッセル外部へ取り出すための透過水アダプタ２８を取り付け、次いで、シールリング１９付きのエンドプラグ部１３およびエンドプレート部１４からなるベッセル蓋（図８参照）を、ベッセル内の端部へ装填し、さらに、リテーナリング２９でベッセル３１とベッセル蓋１を掛止めすることにより組み立てられる。組み立てられたベッセル内へ高圧ポンプで供給流体が加圧導入されることによって、膜による分離処理が行われる。図９の場合は、図の右側の図示されてない部分から供給流体が加圧導入され左側へと流れる。
【０００４】
筒状のベッセル３１は、フィラメントワインディング法によって繊維及び樹脂を巻回積層する方法による繊維強化樹脂によって、あるいは金属によって形成される。繊維強化樹脂により形成されるベッセルとしては、例えば、特開2006-15573号公報に記載されているようなものがある。このようなベッセルは主に外径が４インチや８インチのスパイラル形流体分離素子を装填して使用する際に用いられている。
【０００５】
ベッセル内の端部に装填されるベッセル蓋は、金属あるいは金属と樹脂の複合体あるいは繊維強化樹脂（ＦＲＰ）によって形成される。ベッセル内の端部に装填されたベッセル蓋はリテーナリング２９による掛止めによって、あるいはボルトによって固定されている。該ベッセル蓋をベッセル内に装着する作業は従来から人手によって行われてきている。
【０００６】
しかし、近年、スパイラル型流体分離素子は、外径が１６インチや１８インチへと、さらにはそれ以上へと大口径化してきており、それに伴い、これら大型流体分離素子を装填するためのベッセルも大型化してきている。このような大型化したベッセルの場合、ベッセル蓋も大型化し重くなる。例えば、１６インチ流体分離素子用ベッセルの蓋は、８インチ流体分離素子用ベッセルの蓋に比べて、直径が約２倍、蓋面積が約４倍となり、重量も約４倍となる。そこで、直径が約４０ｃｍ、重さが６０ｋｇのように大きく重い１６インチ用蓋の場合、８インチ流体分離素子用ベッセルの場合と同様な方法で人手にてベッセルに装填しようとしても、ベッセル蓋の自重のためにベッセル蓋を人手で持ち上げることが難しい。また、ベッセル蓋の面積が増加するため、ベッセル蓋をベッセル装填方向に対し垂直な蓋面でまっすぐに装填する事が難しく、例えば、ベッセル蓋がベッセル内壁やリテーナリング溝３０に引っかかって傾きベッセル蓋１を正常位置に装填することができないという問題が生じる。さらに、ベッセル蓋に取り付けられたシールリング１９の大径化により、ベッセル内壁とシールリングの接触面積が増加するため、シールリングの抵抗が増加しリテーナリング２９で掛止めすることが出来る位置までベッセル蓋を装填することが容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2006-15573号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、大型化したベッセルの場合でもベッセル蓋を芯ずれなく簡便にかつ効率的に装填することができる蓋装填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の内圧容器の蓋装填装置は以下の構成からなる。
【００１０】
流体分離素子が装填される内圧容器に蓋を装填するための装置であって、蓋の外面側を接続して保持するための蓋保持部材を有し、該蓋保持部材は流体分離素子装填方向に移動して蓋の装填作業を行うことができ、かつ、流体分離素子装填方向に対し垂直な面内で少なくとも１方向に位置調整可能な位置調整機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の蓋装填装置を用いると、大型化したベッセル蓋の場合でも、ベッセルへの流体分離素子の装填方向に対して垂直に蓋面を把持した状態のままで蓋をベッセル内に容易に移動させ装填することができる。さらに、装填方向に対して直角な面内のベッセル蓋の位置調整を容易に行うことができるので、ベッセル位置に対する蓋の装填位置を容易に最適化させることができ、装填作業を効率化、容易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の蓋装填装置の一例を示す側面概略図である。
【図２】図１の蓋装填装置における蓋保持部材２及びベッセル蓋１を示す。図２（ａ）はベッセル蓋の外面側を接続する状態を示す縦断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図である。
【図３】図１の蓋装填装置における進退移動機構を示す上面図である。
【図４】図１の蓋装填装置における蓋保持部材２の上下移動機構を示す。図４（ａ）は図１の左側から見た背面図である。図４（ｂ）は図１の上側から見た上面図である。
【図５】本発明の蓋装填装置における蓋保持部材２の２方向移動機構の一例を示す側面図である。
【図６】本発明の蓋装填装置を載せた台車とベッセルを載せた台のフレームとの連結を例示する。図６（ａ）はボルト固定方式であり、図６（ｂ）は落としピン固定方式である。
【図７】本発明で用いるベッセルの一例を示す。
【図８】本発明で用いるベッセル蓋の一例を示す。図８（ａ）は縦断面図、図８（ｂ）は正面図である。
【図９】ベッセル内に流体分離素子及びベッセル蓋を装填して固定した状態の一例を示す部分縦断面図である。
【図１０】実施例で用いた蓋装填装置及びそれを載せた台車を示す。図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の蓋装填装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の蓋装填装置の一例を側面から見た概略図である。図２は、その蓋装填装置における蓋保持部材をベッセル蓋の外面側に接続する状態を例示するものである。図３は、その蓋装填装置における進退移動機構を上面から見た概略図である。図４は、蓋保持部材を上下移動させる機構を例示するものである。図５は、蓋保持部材を２方向移動させる機構を例示するものである。図６は、蓋装填装置を載せた台車を静止させるための固定方式を例示するものである。
【００１５】
図７は、流体分離素子が装填される内圧容器（ベッセル）を例示し、図８は内圧容器の蓋（ベッセル蓋）を例示する。図９は、ベッセル内の端部にベッセル蓋を装填した状態を例示する。
【００１６】
ベッセル蓋には通常、供給水を流入させるための孔や、ブライン水や透過水を排出させるための孔が配置されている。その構造は、ベッセルの上流側に配される場合と、下流側に配される場合とでは孔配置が異なる場合が多い。図２、図８及び図９に示すベッセル蓋は、ベッセルの下流側に配される場合を例示するものである。このベッセル蓋は、一般的にエンドプラグ部１３およびエンドプレート部１４が積層された構造の円板状であって、エンドプラグ部１３の外周面にシールリング１９が装着されている。その中央には、透過水を取り出すための透過水孔１８が開けられ、周縁部側には、ブライン水を取り出すためのブライン水孔１７が開けられている。エンドプレート部１４が外側となるようにベッセル内の端部に装填される。
【００１７】
図８に示す構造のベッセル蓋の他に、エンドプラグ部およびエンドプレート部が一体に構成されるような構造のベッセル蓋等を用いることもできる。また、上流側に配されるベッセル蓋の場合には、中央に、供給水を流入させるための供給水孔が開けられている構造のものを用いればよい。さらに、ベッセルの種類によっては透過水孔１８が片側にしかないものもある。また、供給水流入させるための供給水孔や、濃縮水取り出しのためのブライン水孔がベッセルの側面に配置されているサイドポート型ベッセルの場合には、ベッセル蓋としてブライン水孔や供給水孔が存在しない蓋が用いられる。これらベッセル蓋は、ベッセル内の高圧に耐えられることが要求されるために、通常は、ステンレス等の金属やFRP又は樹脂と金属による複合体で構成されている。シールリングはＯリングに代表させる丸形断面のものが一般的であるが、ベッセル内の圧力に耐えるものであれば何でもよく、たとえば四角、Ｘ型、Ｃ型などの断面形状のものを使用してもよい。
【００１８】
ベッセルとしては、図７に示すような筒形状のものが一般的であるが、筒の側面に水の流入、流出孔のあるサイドポート型でもよい。ベッセル内の端部に図８のベッセル蓋を装填した状態を図９に例示する。
【００１９】
本発明の蓋装填装置によって、ベッセル内の端部にベッセル蓋を装填させる作業を行う際には、最初に、図２に示すように、ベッセル蓋の装填後に外側となる面（図２ではエンドプレート部１４の表面）に蓋保持部材２の先端のフランジ部２５を接続し、取り外し可能な固定手段により固定させる。ここで、ベッセル蓋１は、その蓋の表面が、蓋保持部材２の進退移動方向（図１の両向き矢印の方向Ａ）に対して垂直となるように接続させる。
【００２０】
このようにベッセル蓋１は、その蓋面が蓋保持部材２の進退移動方向に対して垂直となるように把持されているので、蓋保持部材をベッセルの流体分離素子装填方向と同じ方向（図１の両向き矢印方向Ａ）に進退移動させることにより、ベッセル長手方向に対するベッセル蓋の装填方向の傾きが無くなる。この結果、ベッセル蓋１の装填時にベッセル内壁や、ベッセル内のリテーナリング溝３０に引っかかることが無くなる。
【００２１】
ベッセル蓋１を把持するための蓋保持部材２の構造について詳しく説明する。図２や図８に示す構造のベッセル蓋の場合、ベッセルに取り付けられた時にはエンドプレート部１４が外側となる。蓋保持部材２は、ベッセル蓋１をその蓋面が蓋保持部材２の進退移動方向（図１の両向き矢印方向Ａ）に対し垂直となるように把持するため、ベッセル蓋のエンドプレート部１４に、図２ａに示すように複数本の蓋取り付けボルト３にて固定される。ベッセル蓋１と蓋保持部材２とが上記した位置関係で取り付けられるものであれば、複数本の蓋取り付けボルト３を取り付ける位置（ボルト孔１６の位置）は特に限定されず、例えば、ベッセル蓋中心を中心とした円の円周上に２〜８箇所程度（図２では４箇所）設ければよい。但し、ベッセル蓋にある水の流出入用孔（図２では透過水孔１８、ブライン水孔１７）を避けるように蓋取り付けボルト３の位置を決める必要がある。
【００２２】
蓋保持部材２のフランジ部２５とベッセル蓋のエンドプレート部１４との接合面に、対応する凸部１５及び凹部１５′を設けて嵌合可能とすれば、ベッセル蓋１を蓋保持部材２に取り付ける際に、ベッセル蓋１と蓋保持部材２のフランジ部２５とのボルト孔１６どうしの位置合わせが容易となり、取り付けボルト３を取り付けやすくなる。図２（ａ）では、対応する凸部１５及び凹部１５′を、ベッセル蓋中心を中心としたリング状に繋がった環状凸部・環状凹部としているが、これに限定されるものではなく、複数の円弧状の凸部・凹部でもよいし、複数の点状や直線状の凸部・凹部としてもよい。より嵌合しやすくするためには、凸部の先端角部や凹部の開口端角部を面取りあるいはアール取りしてもよい。図２（ａ）ではベッセル蓋のエンドプレート部１４と蓋保持部材２との接続・固定にボルト３を使用しているが、たとえば蝶ネジであってもよく、取り外し可能な固定用治具であればその他の形状や手段であってもよい。図２（ｂ）は図２（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図である。図２では、ボルト孔１６を４つ設けているが、ボルト孔の数は２つ以上であることが望ましく、その孔の配置はほぼ均等位置に配置されていることが望ましい。ボルト孔が１つであってもベッセル蓋を蓋保持部材に取り付けることは可能であるが、特にベッセル蓋をベッセルから取り外す際に１点支持ではベッセル蓋が傾く可能性が高くなり、ベッセル蓋が傾くとその取り出しが難しくなり易く、またベッセル内壁を傷つけ易くなる。蓋把持部材２の材質は、金属や樹脂など、ベッセル蓋を保持できる強度をもつ材質であれば何でもよいが、ＳＵＳ等の腐食に強いものであることが好ましい。
【００２３】
図１及び図３に示す場合、ベッセル蓋１を把持した蓋保持部材２をベッセルに近づくように前進させ、またはベッセルから離れるように後退させる動作（進退方向の動作）は、主として、進退用保持部材７と進退用ボールネジ８とによって行われる。進退用保持部材７は進退用ボールネジ８を介して前後方向に移動可能となっている。即ち、進退用ボールネジ８の一端に取り付けられたハンドル９を回すことにより進退用ボールネジ８が回転され、この回転が進退用保持部材７を進退方向に移動させる。
【００２４】
進退用保持部材７の先端側には、該進退用保持部材７に対し垂直な平板状のガイド取付け基板２６が取り付けられ、該ガイド取付け基板２６には蓋保持部材昇降ガイド４とガイド嵌合部３３及び蓋保持部材２とが取り付けられている。進退用保持部材７の進退方向の移動によって、蓋保持部材２及びベッセル蓋１を前後に移動させる。蓋保持部材２及びベッセル蓋１を前進方向（図１の右方向）へと移動させることによって、ベッセル蓋１はベッセル（図１に図示なし）内へ挿入され、所定の装填位置へ配置される。また、重いベッセル蓋１と、蓋保持部材２や進退用保持部材７等の部材との自重を支えるための補強として、進退用ボールネジ８に平行となるように１本もしくは複数本のガイド棒１０を設けることが好ましい。さらに、重いベッセル蓋１を支えるためには、進退用保持部材７とガイド取付け基板２６との垂直接合を補強するための部材を介在させることが好ましい。
【００２５】
図１及び図３の態様では、進退用保持部材７を前後方向へ移動可能とするために進退用ボールネジ８を用いているが、台形ネジやラックアンドピニオンやスクリュージャッキ等の手段によって前後方向に移動可能とさせてもよい。蓋保持部材２はハンドル９を回して進退用ボールネジ８を回転させることで前進あるいは後退され、ベッセル蓋１を進退方向に移動させるが、その回転部へ減速機を設ければより小さい力で進退方向へ移動させることができるため好ましい。
【００２６】
また、蓋面が進退方向に対し垂直となるようにベッセル蓋１を把持するための蓋保持部材２は、ベッセル内へ挿入させる時のベッセル蓋の位置が、ベッセルの位置（例えば、その高さ位置）に対して適切となるように位置調整される。即ち、蓋保持部材２の進退移動方向に対して垂直な面内のうちの少なくとも１方向に移動調整可能となっている。
【００２７】
図１及び図４の場合では、蓋保持部材昇降ガイド４に嵌合されたガイド嵌合部３３が上下に移動することによって、蓋保持部材２の進退移動方向に対して垂直な面内のうちの１方向（上下方向）に移動調整可能となっている。ここで、進退用保持部材７の先端側に取り付けられているガイド取付け基板２６には、蓋保持部材昇降ガイド４が取り付けられている。蓋保持部材昇降ガイド４は、蓋保持部材２の基端側（図１、図３の左端側）に設けられたガイド嵌合部３３の動きを規制するためのものであり、ガイド嵌合部３３の左右にガイドレールを設置することによって蓋保持部材昇降ガイド４とすればよい。蓋保持部材２の先端側（図１、図３の右端側）は、ベッセル蓋を接続・保持するためのフランジ部２５となっている。ガイド嵌合部３３の上端部は垂直に屈曲していて、屈曲した水平部には、昇降用ボルト５が入るように上下方向にネジ切りされたボルト孔が設けられている。このボルト孔とその上に設けられた固定ナット６とに昇降用ボルト５が上下に挿入されて取り付けられ、昇降用ボルト５の下端はガイド取付け基板２６の上面に押し当てられている。また、ガイド嵌合部３３は、蓋保持部材昇降ガイド４によって動きが規制されていて、蓋保持部材昇降ガイド４に案内されて上下方向のみに移動可能である。ガイド嵌合部３３が上下動すると、蓋保持部材２の先端のフランジ部２５も同時に上下動する。ガイド取付け基板２６は進退用保持部材７の先端に固定されていて、昇降用ボルト５の下端はガイド取付け基板２６の上面に押し当てられているので、昇降用ボルト５を回しても、ガイド取付け基板２６は上下動せず、ガイド嵌合部３３及び固定ナット６が上下動する。この上下方向移動による蓋保持部材２の高さ調整は、昇降用ボルト５もしくは固定ナット６を回転させることによって距離Ｓを伸縮させ、これによって、蓋保持部材昇降ガイド４に案内されたガイド嵌合部３３を上下動させることにより行われる。このようにして、昇降用ボルト５と固定ナット６の操作によって、把持させたベッセル蓋１の高さ位置を、ベッセル位置に適合する所定位置とすることができる。これにより、ベッセルの中心とベッセル蓋１の中心との位置合わせが容易となり、芯ずれなくベッセル蓋１をベッセル内へ容易に装填することができる。
【００２８】
ここで、蓋保持部材２（ガイド嵌合部３３）を昇降させるための昇降用ボルト５としては、例えばジャッキボルトを用いることができる。また、ガイド嵌合部３３の上端水平部にはネジ貫通用の孔をあけ、この孔の上に設けた固定ナット６のネジ山と昇降用ボルト５のネジ山とを螺合させることによって上下位置調整してもよい。また、昇降ガイド４は、図３に示すようにガイド嵌合部３３を抱え込むような鍵形の形状でもよいが、丸棒と穴によるガイド形状（図示なし）であってもよい。さらに軸受け構造をとると動きがスムーズになるため好ましい。またさらに一般的に使用されるガイド、たとえばＬＭガイドなどでもよい。
【００２９】
さらに、ベッセル蓋１の垂直面内の調整は、図５に示すように、互いにほぼ直交する向きに設けた２個のボールネジ（第１ボールネジ２１、第２ボールネジ２２）とその規制ガイド（第１ガイド２３、第２ガイド２４）により、それぞれ水平方向位置調整及び上下方向位置調整を行う２軸調整を行うこととしてもよい。このように２軸調整を行うこととすれば、装填方向に対し垂直な面内で２方向に位置調整することが可能となり、ベッセル装填時における位置調整がさらに容易となる。この場合において、第１ガイド２３による位置規制と第１ボールネジ２１を回すことによる水平動とにより蓋保持部材は水平方向に移動する。また、第２ガイド２４による位置規制と第２ボールネジ２２を回すことによる上下とにより蓋保持部材は上下方向に移動する。また調整機構は、通常のラックアンドピニオンによってもよい。
【００３０】
上記した一連のユニット、即ち、ベッセル蓋１、蓋保持部材２、昇降ガイド４，進退用保持部材７、進退用ボールネジ８、ガイド１０等を合わせた機構を、車輪付き台車１２の上に設置させると、台車１２の下部の移動用車輪１１によって、ベッセル蓋１をベッセルが置かれた所定位置まで容易に移動させることができる。また、蓋保持部材２に把持させたベッセル蓋１を進退用ボールネジ８によって前進させてベッセル内に挿入させて装填する時、ベッセル蓋とベッセル内壁との抵抗が大きいと、その反力により台車の車輪１１が動き、蓋装填装置及び台車が後退移動し、ベッセル蓋１をベッセル内に挿入、装填することが困難となる。このため、台車１２に、ストッパー付き車輪やフロアストッパー、さらに車輪止め４６を設けることが好ましい。
【００３１】
さらに、ベッセル蓋の装填の動作を行う時には、ベッセルを載置している台（図示なし）の脚部フレーム４１と台車１２とを連結させるようにして蓋装填装置及び台車の後退移動を防止してもよい。その固定方法としては、蓋装填装置及び台車を前後に移動させないように固定させるものであれば何でも良いが、たとえば、ボルトによる連結、落としピンによる連結、シャコ万力（Ｃ型クランプ）によるフレームの連結、ロープ・ワイヤー等でフレームどうしを縛る連結などが簡便な手段として挙げられる。図６（ａ）は、台車から延びる部材の先端部４２と、ベッセルを載せた台のフレーム４１とを固定ボルト４３で固定する場合を示す。図６（ｂ）は、台車から延びる部材の先端部４２と、ベッセルを載せた台のフレーム４１に取り付けられた突起部４５とを固定落としピン４４で固定する場合を示す。
【００３２】
また、台車を移動させる際の操作性を向上させるため、台車に持ち手４７を取り付けてもよい。また、耐腐食性のため蓋保持部材、台車フレーム、ハンドル、ネジ、ジャッキボルト等の金属材はＳＵＳ製とすることが好ましい。他部材で構成する場合には防錆対応されている部材を用いることが好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を具体的な実施例を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１）
流体分離素子として直径１６インチの逆浸透膜エレメントを装填したベッセル内の端部へ、図８に示す構造のベッセル蓋（直径４０ｃｍ、重さ６０ｋｇ）を装填する作業を、図１０に示す蓋装填装置を使用して、下記手順にて行った。
【００３５】
ベッセル蓋１のエンドプレート部に蓋保持部材２のフランジ部２５を４本の蓋取り付けボルト（Ｍ１６の六角穴付きボルト）にて取り付けた。この際、蓋保持部材２の長さ（フランジ部２５も含む長さ、）ｆは２３０ｍｍとし、フランジ部２５の外径は１３０ｍｍとした。また、取り付けた時にベッセル蓋１の透過水孔がボルト３の取り付け時や進退用保持部材７の前後動作の邪魔にならないようにした。取り付けられたベッセル蓋１は、その蓋面が蓋保持部材２の長さ方向に対し垂直となるようにした。
【００３６】
蓋保持部材昇降ガイド４として、ガイド嵌合部３３の左右側面に無給油ガイドレールを設けた。ガイド嵌合部３３の左右側面はガイドレールにあうように角形のプレートであり、このプレートが蓋保持部材２の長さ方向に対し垂直に設けられている。ガイド嵌合部３３はガイドレール４に沿って上下方向に可動するようになっている。それらの相対的位置の調整用の昇降用ボルト５としては、Ｍ１０のジャッキボルトを用い、回転により上下移動を調整可能とした。ガイドレール（蓋保持部材昇降ガイド４）は、進退用保持部材７の先端のガイド取り付け基板２６に取り付けられている。水平板状の進退用保持部材７の下には、ブロックナットによって棒状（長さ５００ｍｍ）の３０度台形ネジ８が連結されている。この台形ネジ（進退用ボールネジ８）はフランジ付きスリーブベアリングを介して台車の上に固定されている。なお、重いベッセル蓋の自重やベッセル蓋を把持する部分の自重を支えるために、２本の２０ｍｍφのシャフトをガイド棒１０として使用し、そのシャフト（ガイド棒１０）と進退用保持部材７はフランジ付きスリーブベアリングを介して連結させた。これにより、６０ｋｇと重いベッセル蓋の重量を支え、前後への可動を容易にさせた。台車１１は支える重量によって転倒しないように、外寸を長さ９３０ｍｍ、幅６００ｍｍとし、さらに１００ｍｍφのストッパー付きキャスター１２を４個、台車１１の下部に設けた。ここで、蓋保持部材２、台車のフレーム、ハンドル９、ネジ、ジャッキボルトは耐腐食性に優れたＳＵＳ製とした。
【００３７】
台車１１に乗せた蓋装填装置でベッセル蓋１を把持したまま、ベッセルの位置まで移動させ、キャスターのストッパーを効かせ、三角型の輪留め４６をし、さらに、台車から延びる部材４２の先端部を、ベッセルを載せた台のフレームに固定させ、蓋装填時の抵抗により生まれる反力による台車の後退を制限した。
【００３８】
次いで、台形ネジ８の端に取り付けられたハンドル９を回転させることで、進退用保持部材７及びこれに連接されている蓋保持部材２やベッセル蓋１等を前進させ、ベッセル蓋１を、ベッセル内の所定の嵌め込み位置まで挿入させた。
【００３９】
ベッセル蓋１をベッセル内の所定位置に装填した後、ベッセル蓋１とフランジ部２５とを連結していたＭ１６六角ボルト３を取り外し、次いで、台車の車輪固定とベッセル台フレームへの固定とを解除し、蓋装填装置を載せた台車を後退させてベッセルから離した。次いで、ベッセル蓋の外周部とベッセルの間に、３つ割のリテーナリングを取り付け、ベッセルへのベッセル蓋の装填を完了させた。
【００４０】
（実施例２）
実施例１で使用した蓋装填装置を使用して、ベッセル内に取り付けられたベッセル蓋の取り外し作業を次の手順で行った。
【００４１】
まず、ベッセル蓋１の外周部とベッセルの間に取り付けられたリテーナリングを取り外した。次いで、蓋装填装置の蓋保持部材２の先端のフランジ部２５を前進させ、フランジ部がベッセル蓋１の面に接触するようにし、フランジ部２５とベッセル蓋１との対応する凹凸部を嵌合させ、ボルト孔どうしが合わさるようにした。この際、フランジ部２５とベッセル蓋１との相対的位置関係が適正となるようにするため、フランジ部２５の位置調整を、上下位置調整機構であるＭ１０ジャッキボルト５によって行った。次いで、４本のボルト孔の各々にＭ１６六角ボルト３を取り付けて、ベッセル蓋１とフランジ部２５とを連結させた。次いで、ハンドル９を回転させて台形ネジ８を回し、進退用保持部材７及び蓋保持部材２（フランジ部２５）等を後退する方向に移動させ、ベッセル蓋１を取り外した。台車１１を所定位置まで移動させ、ベッセル蓋１とフランジ部２５とを連結しているボルト３を外した。
【００４２】
この取り外し作業において、ベッセル蓋１とフランジ部とを連結するＭ１６六角ボルト３の取り付け本数を２本に変えて同様に取り外し作業を行ってみたが、支障なくベッセル蓋１を取り外すことができた。
【００４３】
（比較例１）
実施例１で用いた１６インチ逆浸透膜エレメント用のベッセル蓋１をベッセルに装填する作業を人手によって行った。まず人手によってベッセル蓋１（重さ６０ｋｇ）を持ち上げようとしたが重過ぎて一人では持っていることが困難であり、２人にて抱えて持った。抱えて持ったベッセル蓋１をベッセル内へ押し込もうとしたが、装填方向にまっすぐに装填することが難しく、ベッセル蓋１が途中で引っかかった。さらに強引に棒状のものでたたいて装填しようとしたが、シールリングの抵抗が高いため、ベッセル蓋１をさらに押し込むことが困難で、リテーナリングが装着可能な所定位置までベッセル蓋１を押し込むことができなかった。
【００４４】
（参考例）
８インチ逆浸透膜エレメントを装填するベッセルへベッセル蓋を装填する作業を人手によって行った。この場合のベッセル蓋は直径約202mm、重さ5〜10ｋｇと比較的小さく軽量であるので、一人で持つことができ、ベッセル内へのリテーナリングの装着が可能となる所定位置まで装填することが手作業で行うことができた。
【符号の説明】
【００４５】
１ ベッセル蓋、 ２ 蓋保持部材、 ３ 蓋取り付けボルト、 ４ 蓋保持部材昇降ガイド、 ５ 昇降用ボルト、 ６ 固定ナット、 ７ 進退用保持部材、 ８ 進退用ボールネジ、 ９ ハンドル、 １０ ガイド棒、 １１ 車輪、 １２ 台車、 １３ エンドプラグ部、 １４ エンドプレート部、 １５ 嵌合凸部、 １５′ 嵌合凹部、 １６ ボルト孔、 １７ ブライン水孔、 １８ 透過水孔、 １９ シールリング、 ２１ 第１ボールネジ、 ２２ 第２ボールネジ、 ２３ 第１ガイド、 ２４ 第２ガイド、 ２５ フランジ部、 ２６ ガイド取付け基板、 ２７ スラストリング、 ２８ 透過水アダプタ、 ２９ リテーナリング、 ３０ リテーナリング溝、 ３１ ベッセル、 ３２ 流体分離素子（逆浸透膜エレメント）、 ３３ ガイド嵌合部、 ４１ ベッセル台のフレーム、 ４２ 台車から延びる部材の先端部、 ４３ 台車固定用ボルト、 ４４ 台車固定用落としピン、 ４５ 突起部、 ４６ 輪留め、 ４７ 持ち手
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体分離素子が装填される内圧容器である筒状ベッセルにおいて、該ベッセルの蓋を簡便かつ効率的に装填あるいは脱着することができる蓋装填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜処理や限外濾過膜処理に使用される流体分離素子の代表的な形態として、スパイラル型流体分離素子があげられる。スパイラル型流体分離素子は、分離膜が透過側流路材と供給側流路材と共に集水管の周りにスパイラル状に巻き付けられてなり、供給流体が供給側流路材へ導入され、分離膜にて供給流体を分離し、分離された透過側流体が透過側流路材を通過し、集水管へ集水される構造をとる。該流体分離素子は、図７に示すような内圧容器（いわゆる筒状のベッセル３１）内へ装填されて使用される。
【０００３】
ベッセル３１内に規定本数の流体分離素子３２を装填した後には、図９に示すように、スラストリング２７を取り付け、さらに、集水管へ集水された透過側流体をベッセル外部へ取り出すための透過水アダプタ２８を取り付け、次いで、シールリング１９付きのエンドプラグ部１３およびエンドプレート部１４からなるベッセル蓋（図８参照）を、ベッセル内の端部へ装填し、さらに、リテーナリング２９でベッセル３１とベッセル蓋１を掛止めすることにより組み立てられる。組み立てられたベッセル内へ高圧ポンプで供給流体が加圧導入されることによって、膜による分離処理が行われる。図９の場合は、図の右側の図示されてない部分から供給流体が加圧導入され左側へと流れる。
【０００４】
筒状のベッセル３１は、フィラメントワインディング法によって繊維及び樹脂を巻回積層する方法による繊維強化樹脂によって、あるいは金属によって形成される。繊維強化樹脂により形成されるベッセルとしては、例えば、特開2006-15573号公報に記載されているようなものがある。このようなベッセルは主に外径が４インチや８インチのスパイラル形流体分離素子を装填して使用する際に用いられている。
【０００５】
ベッセル内の端部に装填されるベッセル蓋は、金属あるいは金属と樹脂の複合体あるいは繊維強化樹脂（ＦＲＰ）によって形成される。ベッセル内の端部に装填されたベッセル蓋はリテーナリング２９による掛止めによって、あるいはボルトによって固定されている。該ベッセル蓋をベッセル内に装着する作業は従来から人手によって行われてきている。
【０００６】
しかし、近年、スパイラル型流体分離素子は、外径が１６インチや１８インチへと、さらにはそれ以上へと大口径化してきており、それに伴い、これら大型流体分離素子を装填するためのベッセルも大型化してきている。このような大型化したベッセルの場合、ベッセル蓋も大型化し重くなる。例えば、１６インチ流体分離素子用ベッセルの蓋は、８インチ流体分離素子用ベッセルの蓋に比べて、直径が約２倍、蓋面積が約４倍となり、重量も約４倍となる。そこで、直径が約４０ｃｍ、重さが６０ｋｇのように大きく重い１６インチ用蓋の場合、８インチ流体分離素子用ベッセルの場合と同様な方法で人手にてベッセルに装填しようとしても、ベッセル蓋の自重のためにベッセル蓋を人手で持ち上げることが難しい。また、ベッセル蓋の面積が増加するため、ベッセル蓋をベッセル装填方向に対し垂直な蓋面でまっすぐに装填する事が難しく、例えば、ベッセル蓋がベッセル内壁やリテーナリング溝３０に引っかかって傾きベッセル蓋１を正常位置に装填することができないという問題が生じる。さらに、ベッセル蓋に取り付けられたシールリング１９の大径化により、ベッセル内壁とシールリングの接触面積が増加するため、シールリングの抵抗が増加しリテーナリング２９で掛止めすることが出来る位置までベッセル蓋を装填することが容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2006-15573号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、大型化したベッセルの場合でもベッセル蓋を芯ずれなく簡便にかつ効率的に装填することができる蓋装填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の内圧容器の蓋装填装置は以下の構成からなる。
【００１０】
流体分離素子が装填される内圧容器に蓋を装填するための装置であって、蓋の外面側を接続して保持するための蓋保持部材を有し、該蓋保持部材は流体分離素子装填方向に移動して蓋の装填作業を行うことができ、かつ、流体分離素子装填方向に対し垂直な面内で少なくとも１方向に位置調整可能な位置調整機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の蓋装填装置を用いると、大型化したベッセル蓋の場合でも、ベッセルへの流体分離素子の装填方向に対して垂直に蓋面を把持した状態のままで蓋をベッセル内に容易に移動させ装填することができる。さらに、装填方向に対して直角な面内のベッセル蓋の位置調整を容易に行うことができるので、ベッセル位置に対する蓋の装填位置を容易に最適化させることができ、装填作業を効率化、容易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の蓋装填装置の一例を示す側面概略図である。
【図２】図１の蓋装填装置における蓋保持部材２及びベッセル蓋１を示す。図２（ａ）はベッセル蓋の外面側を接続する状態を示す縦断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図である。
【図３】図１の蓋装填装置における進退移動機構を示す上面図である。
【図４】図１の蓋装填装置における蓋保持部材２の上下移動機構を示す。図４（ａ）は図１の左側から見た背面図である。図４（ｂ）は図１の上側から見た上面図である。
【図５】本発明の蓋装填装置における蓋保持部材２の２方向移動機構の一例を示す側面図である。
【図６】本発明の蓋装填装置を載せた台車とベッセルを載せた台のフレームとの連結を例示する。図６（ａ）はボルト固定方式であり、図６（ｂ）は落としピン固定方式である。
【図７】本発明で用いるベッセルの一例を示す。
【図８】本発明で用いるベッセル蓋の一例を示す。図８（ａ）は縦断面図、図８（ｂ）は正面図である。
【図９】ベッセル内に流体分離素子及びベッセル蓋を装填して固定した状態の一例を示す部分縦断面図である。
【図１０】実施例で用いた蓋装填装置及びそれを載せた台車を示す。図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の蓋装填装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の蓋装填装置の一例を側面から見た概略図である。図２は、その蓋装填装置における蓋保持部材をベッセル蓋の外面側に接続する状態を例示するものである。図３は、その蓋装填装置における進退移動機構を上面から見た概略図である。図４は、蓋保持部材を上下移動させる機構を例示するものである。図５は、蓋保持部材を２方向移動させる機構を例示するものである。図６は、蓋装填装置を載せた台車を静止させるための固定方式を例示するものである。
【００１５】
図７は、流体分離素子が装填される内圧容器（ベッセル）を例示し、図８は内圧容器の蓋（ベッセル蓋）を例示する。図９は、ベッセル内の端部にベッセル蓋を装填した状態を例示する。
【００１６】
ベッセル蓋には通常、供給水を流入させるための孔や、ブライン水や透過水を排出させるための孔が配置されている。その構造は、ベッセルの上流側に配される場合と、下流側に配される場合とでは孔配置が異なる場合が多い。図２、図８及び図９に示すベッセル蓋は、ベッセルの下流側に配される場合を例示するものである。このベッセル蓋は、一般的にエンドプラグ部１３およびエンドプレート部１４が積層された構造の円板状であって、エンドプラグ部１３の外周面にシールリング１９が装着されている。その中央には、透過水を取り出すための透過水孔１８が開けられ、周縁部側には、ブライン水を取り出すためのブライン水孔１７が開けられている。エンドプレート部１４が外側となるようにベッセル内の端部に装填される。
【００１７】
図８に示す構造のベッセル蓋の他に、エンドプラグ部およびエンドプレート部が一体に構成されるような構造のベッセル蓋等を用いることもできる。また、上流側に配されるベッセル蓋の場合には、中央に、供給水を流入させるための供給水孔が開けられている構造のものを用いればよい。さらに、ベッセルの種類によっては透過水孔１８が片側にしかないものもある。また、供給水流入させるための供給水孔や、濃縮水取り出しのためのブライン水孔がベッセルの側面に配置されているサイドポート型ベッセルの場合には、ベッセル蓋としてブライン水孔や供給水孔が存在しない蓋が用いられる。これらベッセル蓋は、ベッセル内の高圧に耐えられることが要求されるために、通常は、ステンレス等の金属やFRP又は樹脂と金属による複合体で構成されている。シールリングはＯリングに代表させる丸形断面のものが一般的であるが、ベッセル内の圧力に耐えるものであれば何でもよく、たとえば四角、Ｘ型、Ｃ型などの断面形状のものを使用してもよい。
【００１８】
ベッセルとしては、図７に示すような筒形状のものが一般的であるが、筒の側面に水の流入、流出孔のあるサイドポート型でもよい。ベッセル内の端部に図８のベッセル蓋を装填した状態を図９に例示する。
【００１９】
本発明の蓋装填装置によって、ベッセル内の端部にベッセル蓋を装填させる作業を行う際には、最初に、図２に示すように、ベッセル蓋の装填後に外側となる面（図２ではエンドプレート部１４の表面）に蓋保持部材２の先端のフランジ部２５を接続し、取り外し可能な固定手段により固定させる。ここで、ベッセル蓋１は、その蓋の表面が、蓋保持部材２の進退移動方向（図１の両向き矢印の方向Ａ）に対して垂直となるように接続させる。
【００２０】
このようにベッセル蓋１は、その蓋面が蓋保持部材２の進退移動方向に対して垂直となるように把持されているので、蓋保持部材をベッセルの流体分離素子装填方向と同じ方向（図１の両向き矢印方向Ａ）に進退移動させることにより、ベッセル長手方向に対するベッセル蓋の装填方向の傾きが無くなる。この結果、ベッセル蓋１の装填時にベッセル内壁や、ベッセル内のリテーナリング溝３０に引っかかることが無くなる。
【００２１】
ベッセル蓋１を把持するための蓋保持部材２の構造について詳しく説明する。図２や図８に示す構造のベッセル蓋の場合、ベッセルに取り付けられた時にはエンドプレート部１４が外側となる。蓋保持部材２は、ベッセル蓋１をその蓋面が蓋保持部材２の進退移動方向（図１の両向き矢印方向Ａ）に対し垂直となるように把持するため、ベッセル蓋のエンドプレート部１４に、図２ａに示すように複数本の蓋取り付けボルト３にて固定される。ベッセル蓋１と蓋保持部材２とが上記した位置関係で取り付けられるものであれば、複数本の蓋取り付けボルト３を取り付ける位置（ボルト孔１６の位置）は特に限定されず、例えば、ベッセル蓋中心を中心とした円の円周上に２〜８箇所程度（図２では４箇所）設ければよい。但し、ベッセル蓋にある水の流出入用孔（図２では透過水孔１８、ブライン水孔１７）を避けるように蓋取り付けボルト３の位置を決める必要がある。
【００２２】
蓋保持部材２のフランジ部２５とベッセル蓋のエンドプレート部１４との接合面に、対応する凸部１５及び凹部１５′を設けて嵌合可能とすれば、ベッセル蓋１を蓋保持部材２に取り付ける際に、ベッセル蓋１と蓋保持部材２のフランジ部２５とのボルト孔１６どうしの位置合わせが容易となり、取り付けボルト３を取り付けやすくなる。図２（ａ）では、対応する凸部１５及び凹部１５′を、ベッセル蓋中心を中心としたリング状に繋がった環状凸部・環状凹部としているが、これに限定されるものではなく、複数の円弧状の凸部・凹部でもよいし、複数の点状や直線状の凸部・凹部としてもよい。より嵌合しやすくするためには、凸部の先端角部や凹部の開口端角部を面取りあるいはアール取りしてもよい。図２（ａ）ではベッセル蓋のエンドプレート部１４と蓋保持部材２との接続・固定にボルト３を使用しているが、たとえば蝶ネジであってもよく、取り外し可能な固定用治具であればその他の形状や手段であってもよい。図２（ｂ）は図２（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図である。図２では、ボルト孔１６を４つ設けているが、ボルト孔の数は２つ以上であることが望ましく、その孔の配置はほぼ均等位置に配置されていることが望ましい。ボルト孔が１つであってもベッセル蓋を蓋保持部材に取り付けることは可能であるが、特にベッセル蓋をベッセルから取り外す際に１点支持ではベッセル蓋が傾く可能性が高くなり、ベッセル蓋が傾くとその取り出しが難しくなり易く、またベッセル内壁を傷つけ易くなる。蓋把持部材２の材質は、金属や樹脂など、ベッセル蓋を保持できる強度をもつ材質であれば何でもよいが、ＳＵＳ等の腐食に強いものであることが好ましい。
【００２３】
図１及び図３に示す場合、ベッセル蓋１を把持した蓋保持部材２をベッセルに近づくように前進させ、またはベッセルから離れるように後退させる動作（進退方向の動作）は、主として、進退用保持部材７と進退用ボールネジ８とによって行われる。進退用保持部材７は進退用ボールネジ８を介して前後方向に移動可能となっている。即ち、進退用ボールネジ８の一端に取り付けられたハンドル９を回すことにより進退用ボールネジ８が回転され、この回転が進退用保持部材７を進退方向に移動させる。
【００２４】
進退用保持部材７の先端側には、該進退用保持部材７に対し垂直な平板状のガイド取付け基板２６が取り付けられ、該ガイド取付け基板２６には蓋保持部材昇降ガイド４とガイド嵌合部３３及び蓋保持部材２とが取り付けられている。進退用保持部材７の進退方向の移動によって、蓋保持部材２及びベッセル蓋１を前後に移動させる。蓋保持部材２及びベッセル蓋１を前進方向（図１の右方向）へと移動させることによって、ベッセル蓋１はベッセル（図１に図示なし）内へ挿入され、所定の装填位置へ配置される。また、重いベッセル蓋１と、蓋保持部材２や進退用保持部材７等の部材との自重を支えるための補強として、進退用ボールネジ８に平行となるように１本もしくは複数本のガイド棒１０を設けることが好ましい。さらに、重いベッセル蓋１を支えるためには、進退用保持部材７とガイド取付け基板２６との垂直接合を補強するための部材を介在させることが好ましい。
【００２５】
図１及び図３の態様では、進退用保持部材７を前後方向へ移動可能とするために進退用ボールネジ８を用いているが、台形ネジやラックアンドピニオンやスクリュージャッキ等の手段によって前後方向に移動可能とさせてもよい。蓋保持部材２はハンドル９を回して進退用ボールネジ８を回転させることで前進あるいは後退され、ベッセル蓋１を進退方向に移動させるが、その回転部へ減速機を設ければより小さい力で進退方向へ移動させることができるため好ましい。
【００２６】
また、蓋面が進退方向に対し垂直となるようにベッセル蓋１を把持するための蓋保持部材２は、ベッセル内へ挿入させる時のベッセル蓋の位置が、ベッセルの位置（例えば、その高さ位置）に対して適切となるように位置調整される。即ち、蓋保持部材２の進退移動方向に対して垂直な面内のうちの少なくとも１方向に移動調整可能となっている。
【００２７】
図１及び図４の場合では、蓋保持部材昇降ガイド４に嵌合されたガイド嵌合部３３が上下に移動することによって、蓋保持部材２の進退移動方向に対して垂直な面内のうちの１方向（上下方向）に移動調整可能となっている。ここで、進退用保持部材７の先端側に取り付けられているガイド取付け基板２６には、蓋保持部材昇降ガイド４が取り付けられている。蓋保持部材昇降ガイド４は、蓋保持部材２の基端側（図１、図３の左端側）に設けられたガイド嵌合部３３の動きを規制するためのものであり、ガイド嵌合部３３の左右にガイドレールを設置することによって蓋保持部材昇降ガイド４とすればよい。蓋保持部材２の先端側（図１、図３の右端側）は、ベッセル蓋を接続・保持するためのフランジ部２５となっている。ガイド嵌合部３３の上端部は垂直に屈曲していて、屈曲した水平部には、昇降用ボルト５が入るように上下方向にネジ切りされたボルト孔が設けられている。このボルト孔とその上に設けられた固定ナット６とに昇降用ボルト５が上下に挿入されて取り付けられ、昇降用ボルト５の下端はガイド取付け基板２６の上面に押し当てられている。また、ガイド嵌合部３３は、蓋保持部材昇降ガイド４によって動きが規制されていて、蓋保持部材昇降ガイド４に案内されて上下方向のみに移動可能である。ガイド嵌合部３３が上下動すると、蓋保持部材２の先端のフランジ部２５も同時に上下動する。ガイド取付け基板２６は進退用保持部材７の先端に固定されていて、昇降用ボルト５の下端はガイド取付け基板２６の上面に押し当てられているので、昇降用ボルト５を回しても、ガイド取付け基板２６は上下動せず、ガイド嵌合部３３及び固定ナット６が上下動する。この上下方向移動による蓋保持部材２の高さ調整は、昇降用ボルト５もしくは固定ナット６を回転させることによって距離Ｓを伸縮させ、これによって、蓋保持部材昇降ガイド４に案内されたガイド嵌合部３３を上下動させることにより行われる。このようにして、昇降用ボルト５と固定ナット６の操作によって、把持させたベッセル蓋１の高さ位置を、ベッセル位置に適合する所定位置とすることができる。これにより、ベッセルの中心とベッセル蓋１の中心との位置合わせが容易となり、芯ずれなくベッセル蓋１をベッセル内へ容易に装填することができる。
【００２８】
ここで、蓋保持部材２（ガイド嵌合部３３）を昇降させるための昇降用ボルト５としては、例えばジャッキボルトを用いることができる。また、ガイド嵌合部３３の上端水平部にはネジ貫通用の孔をあけ、この孔の上に設けた固定ナット６のネジ山と昇降用ボルト５のネジ山とを螺合させることによって上下位置調整してもよい。また、昇降ガイド４は、図３に示すようにガイド嵌合部３３を抱え込むような鍵形の形状でもよいが、丸棒と穴によるガイド形状（図示なし）であってもよい。さらに軸受け構造をとると動きがスムーズになるため好ましい。またさらに一般的に使用されるガイド、たとえばＬＭガイドなどでもよい。
【００２９】
さらに、ベッセル蓋１の垂直面内の調整は、図５に示すように、互いにほぼ直交する向きに設けた２個のボールネジ（第１ボールネジ２１、第２ボールネジ２２）とその規制ガイド（第１ガイド２３、第２ガイド２４）により、それぞれ水平方向位置調整及び上下方向位置調整を行う２軸調整を行うこととしてもよい。このように２軸調整を行うこととすれば、装填方向に対し垂直な面内で２方向に位置調整することが可能となり、ベッセル装填時における位置調整がさらに容易となる。この場合において、第１ガイド２３による位置規制と第１ボールネジ２１を回すことによる水平動とにより蓋保持部材は水平方向に移動する。また、第２ガイド２４による位置規制と第２ボールネジ２２を回すことによる上下とにより蓋保持部材は上下方向に移動する。また調整機構は、通常のラックアンドピニオンによってもよい。
【００３０】
上記した一連のユニット、即ち、ベッセル蓋１、蓋保持部材２、昇降ガイド４，進退用保持部材７、進退用ボールネジ８、ガイド１０等を合わせた機構を、車輪付き台車１２の上に設置させると、台車１２の下部の移動用車輪１１によって、ベッセル蓋１をベッセルが置かれた所定位置まで容易に移動させることができる。また、蓋保持部材２に把持させたベッセル蓋１を進退用ボールネジ８によって前進させてベッセル内に挿入させて装填する時、ベッセル蓋とベッセル内壁との抵抗が大きいと、その反力により台車の車輪１１が動き、蓋装填装置及び台車が後退移動し、ベッセル蓋１をベッセル内に挿入、装填することが困難となる。このため、台車１２に、ストッパー付き車輪やフロアストッパー、さらに車輪止め４６を設けることが好ましい。
【００３１】
さらに、ベッセル蓋の装填の動作を行う時には、ベッセルを載置している台（図示なし）の脚部フレーム４１と台車１２とを連結させるようにして蓋装填装置及び台車の後退移動を防止してもよい。その固定方法としては、蓋装填装置及び台車を前後に移動させないように固定させるものであれば何でも良いが、たとえば、ボルトによる連結、落としピンによる連結、シャコ万力（Ｃ型クランプ）によるフレームの連結、ロープ・ワイヤー等でフレームどうしを縛る連結などが簡便な手段として挙げられる。図６（ａ）は、台車から延びる部材の先端部４２と、ベッセルを載せた台のフレーム４１とを固定ボルト４３で固定する場合を示す。図６（ｂ）は、台車から延びる部材の先端部４２と、ベッセルを載せた台のフレーム４１に取り付けられた突起部４５とを固定落としピン４４で固定する場合を示す。
【００３２】
また、台車を移動させる際の操作性を向上させるため、台車に持ち手４７を取り付けてもよい。また、耐腐食性のため蓋保持部材、台車フレーム、ハンドル、ネジ、ジャッキボルト等の金属材はＳＵＳ製とすることが好ましい。他部材で構成する場合には防錆対応されている部材を用いることが好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を具体的な実施例を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１）
流体分離素子として直径１６インチの逆浸透膜エレメントを装填したベッセル内の端部へ、図８に示す構造のベッセル蓋（直径４０ｃｍ、重さ６０ｋｇ）を装填する作業を、図１０に示す蓋装填装置を使用して、下記手順にて行った。
【００３５】
ベッセル蓋１のエンドプレート部に蓋保持部材２のフランジ部２５を４本の蓋取り付けボルト（Ｍ１６の六角穴付きボルト）にて取り付けた。この際、蓋保持部材２の長さ（フランジ部２５も含む長さ、）ｆは２３０ｍｍとし、フランジ部２５の外径は１３０ｍｍとした。また、取り付けた時にベッセル蓋１の透過水孔がボルト３の取り付け時や進退用保持部材７の前後動作の邪魔にならないようにした。取り付けられたベッセル蓋１は、その蓋面が蓋保持部材２の長さ方向に対し垂直となるようにした。
【００３６】
蓋保持部材昇降ガイド４として、ガイド嵌合部３３の左右側面に無給油ガイドレールを設けた。ガイド嵌合部３３の左右側面はガイドレールにあうように角形のプレートであり、このプレートが蓋保持部材２の長さ方向に対し垂直に設けられている。ガイド嵌合部３３はガイドレール４に沿って上下方向に可動するようになっている。それらの相対的位置の調整用の昇降用ボルト５としては、Ｍ１０のジャッキボルトを用い、回転により上下移動を調整可能とした。ガイドレール（蓋保持部材昇降ガイド４）は、進退用保持部材７の先端のガイド取り付け基板２６に取り付けられている。水平板状の進退用保持部材７の下には、ブロックナットによって棒状（長さ５００ｍｍ）の３０度台形ネジ８が連結されている。この台形ネジ（進退用ボールネジ８）はフランジ付きスリーブベアリングを介して台車の上に固定されている。なお、重いベッセル蓋の自重やベッセル蓋を把持する部分の自重を支えるために、２本の２０ｍｍφのシャフトをガイド棒１０として使用し、そのシャフト（ガイド棒１０）と進退用保持部材７はフランジ付きスリーブベアリングを介して連結させた。これにより、６０ｋｇと重いベッセル蓋の重量を支え、前後への可動を容易にさせた。台車１１は支える重量によって転倒しないように、外寸を長さ９３０ｍｍ、幅６００ｍｍとし、さらに１００ｍｍφのストッパー付きキャスター１２を４個、台車１１の下部に設けた。ここで、蓋保持部材２、台車のフレーム、ハンドル９、ネジ、ジャッキボルトは耐腐食性に優れたＳＵＳ製とした。
【００３７】
台車１１に乗せた蓋装填装置でベッセル蓋１を把持したまま、ベッセルの位置まで移動させ、キャスターのストッパーを効かせ、三角型の輪留め４６をし、さらに、台車から延びる部材４２の先端部を、ベッセルを載せた台のフレームに固定させ、蓋装填時の抵抗により生まれる反力による台車の後退を制限した。
【００３８】
次いで、台形ネジ８の端に取り付けられたハンドル９を回転させることで、進退用保持部材７及びこれに連接されている蓋保持部材２やベッセル蓋１等を前進させ、ベッセル蓋１を、ベッセル内の所定の嵌め込み位置まで挿入させた。
【００３９】
ベッセル蓋１をベッセル内の所定位置に装填した後、ベッセル蓋１とフランジ部２５とを連結していたＭ１６六角ボルト３を取り外し、次いで、台車の車輪固定とベッセル台フレームへの固定とを解除し、蓋装填装置を載せた台車を後退させてベッセルから離した。次いで、ベッセル蓋の外周部とベッセルの間に、３つ割のリテーナリングを取り付け、ベッセルへのベッセル蓋の装填を完了させた。
【００４０】
（実施例２）
実施例１で使用した蓋装填装置を使用して、ベッセル内に取り付けられたベッセル蓋の取り外し作業を次の手順で行った。
【００４１】
まず、ベッセル蓋１の外周部とベッセルの間に取り付けられたリテーナリングを取り外した。次いで、蓋装填装置の蓋保持部材２の先端のフランジ部２５を前進させ、フランジ部がベッセル蓋１の面に接触するようにし、フランジ部２５とベッセル蓋１との対応する凹凸部を嵌合させ、ボルト孔どうしが合わさるようにした。この際、フランジ部２５とベッセル蓋１との相対的位置関係が適正となるようにするため、フランジ部２５の位置調整を、上下位置調整機構であるＭ１０ジャッキボルト５によって行った。次いで、４本のボルト孔の各々にＭ１６六角ボルト３を取り付けて、ベッセル蓋１とフランジ部２５とを連結させた。次いで、ハンドル９を回転させて台形ネジ８を回し、進退用保持部材７及び蓋保持部材２（フランジ部２５）等を後退する方向に移動させ、ベッセル蓋１を取り外した。台車１１を所定位置まで移動させ、ベッセル蓋１とフランジ部２５とを連結しているボルト３を外した。
【００４２】
この取り外し作業において、ベッセル蓋１とフランジ部とを連結するＭ１６六角ボルト３の取り付け本数を２本に変えて同様に取り外し作業を行ってみたが、支障なくベッセル蓋１を取り外すことができた。
【００４３】
（比較例１）
実施例１で用いた１６インチ逆浸透膜エレメント用のベッセル蓋１をベッセルに装填する作業を人手によって行った。まず人手によってベッセル蓋１（重さ６０ｋｇ）を持ち上げようとしたが重過ぎて一人では持っていることが困難であり、２人にて抱えて持った。抱えて持ったベッセル蓋１をベッセル内へ押し込もうとしたが、装填方向にまっすぐに装填することが難しく、ベッセル蓋１が途中で引っかかった。さらに強引に棒状のものでたたいて装填しようとしたが、シールリングの抵抗が高いため、ベッセル蓋１をさらに押し込むことが困難で、リテーナリングが装着可能な所定位置までベッセル蓋１を押し込むことができなかった。
【００４４】
（参考例）
８インチ逆浸透膜エレメントを装填するベッセルへベッセル蓋を装填する作業を人手によって行った。この場合のベッセル蓋は直径約202mm、重さ5〜10ｋｇと比較的小さく軽量であるので、一人で持つことができ、ベッセル内へのリテーナリングの装着が可能となる所定位置まで装填することが手作業で行うことができた。
【符号の説明】
【００４５】
１ ベッセル蓋、 ２ 蓋保持部材、 ３ 蓋取り付けボルト、 ４ 蓋保持部材昇降ガイド、 ５ 昇降用ボルト、 ６ 固定ナット、 ７ 進退用保持部材、 ８ 進退用ボールネジ、 ９ ハンドル、 １０ ガイド棒、 １１ 車輪、 １２ 台車、 １３ エンドプラグ部、 １４ エンドプレート部、 １５ 嵌合凸部、 １５′ 嵌合凹部、 １６ ボルト孔、 １７ ブライン水孔、 １８ 透過水孔、 １９ シールリング、 ２１ 第１ボールネジ、 ２２ 第２ボールネジ、 ２３ 第１ガイド、 ２４ 第２ガイド、 ２５ フランジ部、 ２６ ガイド取付け基板、 ２７ スラストリング、 ２８ 透過水アダプタ、 ２９ リテーナリング、 ３０ リテーナリング溝、 ３１ ベッセル、 ３２ 流体分離素子（逆浸透膜エレメント）、 ３３ ガイド嵌合部、 ４１ ベッセル台のフレーム、 ４２ 台車から延びる部材の先端部、 ４３ 台車固定用ボルト、 ４４ 台車固定用落としピン、 ４５ 突起部、 ４６ 輪留め、 ４７ 持ち手
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体分離素子が装填される内圧容器に蓋を装填するための装置であって、蓋の外面側を接続して保持するための蓋保持部材を有し、該蓋保持部材は流体分離素子装填方向に移動して蓋の装填作業を行うことができ、かつ、流体分離素子装填方向に対し垂直な面内で少なくとも１方向に位置調整可能な位置調整機構を備えることを特徴とする内圧容器の蓋装填装置。
【請求項２】
位置調整機構が、流体分離素子装填方向に対し垂直な面内の１方向もしくは２方向に位置調整可能な機構であることを特徴とする請求項１記載の内圧容器の蓋装填装置。
【請求項３】
蓋保持部材を蓋の外面側に接続する際に、対応する凹凸の嵌合により位置固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内圧容器の蓋装填装置。
【請求項４】
流体分離素子装填方向に対し垂直な面内で位置調整可能な位置調整機構が、ボルトによる押しつけでの位置調整機構、ボールネジによる位置調整機構、及び、ラックアンドピニオンによる位置調整機構のうちのいずれか１以上である請求項１〜３のいずれかに記載の内圧容器の蓋装填装置。
【請求項１】
流体分離素子が装填される内圧容器に蓋を装填するための装置であって、蓋の外面側を接続して保持するための蓋保持部材を有し、該蓋保持部材は流体分離素子装填方向に移動して蓋の装填作業を行うことができ、かつ、流体分離素子装填方向に対し垂直な面内で少なくとも１方向に位置調整可能な位置調整機構を備えることを特徴とする内圧容器の蓋装填装置。
【請求項２】
位置調整機構が、流体分離素子装填方向に対し垂直な面内の１方向もしくは２方向に位置調整可能な機構であることを特徴とする請求項１記載の内圧容器の蓋装填装置。
【請求項３】
蓋保持部材を蓋の外面側に接続する際に、対応する凹凸の嵌合により位置固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内圧容器の蓋装填装置。
【請求項４】
流体分離素子装填方向に対し垂直な面内で位置調整可能な位置調整機構が、ボルトによる押しつけでの位置調整機構、ボールネジによる位置調整機構、及び、ラックアンドピニオンによる位置調整機構のうちのいずれか１以上である請求項１〜３のいずれかに記載の内圧容器の蓋装填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２１２６２３（Ｐ２０１１−２１２６２３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４９６５（Ｐ２０１０−８４９６５）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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