逆浸透膜エレメント交換装置
【課題】圧力容器に対する逆浸透膜エレメントの装填作業の自動化を図ると共に、作業の安全性を維持することのできる逆浸透膜エレメント交換装置を提供する。
【解決手段】ロール状に形成されたＲＯ膜エレメント８０を長手方向に寝かせた状態で載置する載置台１２と、載置台１２を昇降させる昇降手段と、載置台１２をＲＯ膜エレメント８０の載置方向と平行に移動させる平行移動手段と、載置台１２に載置したＲＯ膜エレメント８０を圧力容器（ベッセル９２）に押し込む押込手段１５と、を備え、押込手段１５は、ＲＯ膜エレメント８０の長手方向長さ以上の押し込み量を有する構成としたことを特徴とする逆浸透膜エレメント交換装置。
【解決手段】ロール状に形成されたＲＯ膜エレメント８０を長手方向に寝かせた状態で載置する載置台１２と、載置台１２を昇降させる昇降手段と、載置台１２をＲＯ膜エレメント８０の載置方向と平行に移動させる平行移動手段と、載置台１２に載置したＲＯ膜エレメント８０を圧力容器（ベッセル９２）に押し込む押込手段１５と、を備え、押込手段１５は、ＲＯ膜エレメント８０の長手方向長さ以上の押し込み量を有する構成としたことを特徴とする逆浸透膜エレメント交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜エレメントの交換に用いる装置に係り、特に、長尺なベッセルに対する逆浸透膜エレメントの装填に好適な逆浸透膜エレメント交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜エレメントを用いた海水淡水化設備において、逆浸透膜エレメントを交換する方法としては、特許文献１に開示されているようなものが知られている。具体的には、圧力容器（ベッセル）内に装填された複数の逆浸透膜エレメントのうち、ベッセルにおける一方の開口部（供給水側あるいは透過水側）から、使用済みの逆浸透膜エレメントを抜き取ると共に、他方の開口部から新たな逆浸透膜エレメントを装填するというものである。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されている逆浸透膜エレメントの交換方法は、メンテナンス期間を短く（実施形態中では１年単位）し、端部の逆浸透膜エレメントだけを交換するというものである。このような方法では、メンテナンス頻度が多くなり、稼動効率が悪いという問題がある。また、特許文献１に開示されている方法では、ベッセルの開口部における供給水側と透過水側の双方に作業員が必要となるため、交換作業には、必ず複数の作業員が必要となり、作業効率が悪いといった問題もある。
【０００４】
しかし、海水淡水化設備の稼動効率を考慮し、ベッセル内に装填された逆浸透膜エレメントの全数交換を行う場合には、次のような問題があった。海水淡水化設備は近年、処理水の多量化を目的として、逆浸透膜エレメントの直径が大型化されると共に、ベッセルの長尺化による装填数の増加も図られている。このため、ベッセルに対する逆浸透膜エレメント装填時の摺動抵抗（摩擦抵抗）が増加し、装填作業、および抜き取り作業が人力では困難となるという問題が生じてきている。
【０００５】
これに対し、逆浸透膜エレメント装填時の摺動抵抗の低減を図るための手段が、特許文献２に開示されている。具体的には、ベッセルの内周面に、逆浸透エレメントとの間における摩擦抵抗低減処理を施すというものである。ここで、摩擦抵抗低減処理の具体的手段としては、特に限定されてはいないが、ベッセルの内周面に凸部や凹部、滑り性の高い部材、及び回転体などを設置するというものであれば良いという。このような手段を施して、逆浸透膜エレメントの摺動抵抗を低減させれば、逆浸透膜エレメントの交換作業が容易となり、作業性も向上すると考えられる。
【０００６】
この他に、作業者の作業負担を軽減することを視野に入れ、逆浸透膜エレメントの交換作業の自動化を図るための手段が、特許文献３に開示されている。特許文献３に開示されている手段は、海水淡水化設備においてベッセルを垂直方向に配置し、ベッセルに対して逆浸透膜エレメントを吊上げ方式、あるいは押し込み方式で装填するというものである。このような手段によれば、逆浸透膜エレメントを持ち上げ、回転させ、押し込むといった作業を作業員が行う必要が無くなり、作業負担が軽減されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１１４２３９号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１０４７５０号
【特許文献３】国際公開第２０１１／００７３２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
確かに、特許文献３に開示されているような自動化手段で交換作業を行えば、作業員の作業負担が軽減し、作業効率も向上することが考えられる。しかし、特許文献３に開示されている手段では、ベッセルが垂直配置されるため、逆浸透膜エレメントの装填数が増えるほど、引き上げ、あるいは押し込みに掛かる負荷が増大する。この負荷は、逆浸透膜エレメントの自重に重力加速度が付加されたものであるため、水平状態に配置された逆浸透膜エレメントを押し込む際の摺動抵抗（摩擦抵抗）よりも大きいことは明らかである。
【０００９】
また、垂直状態に配置したベッセルに対して重量物である逆浸透膜エレメントを装填する作業には、逆浸透膜エレメントの落下といった危険が伴うため、作業の安全性に懸念が生ずる。
【００１０】
そこで本発明では、ベッセルに対する逆浸透膜エレメントの装填作業の自動化を図ると共に、作業の安全性を維持することのできる逆浸透膜エレメント交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る逆浸透膜エレメント交換装置は、ロール状に形成された逆浸透膜エレメントを長手方向に寝かせた状態で載置する載置台と、前記載置台を昇降させる昇降手段と、前記載置台を前記逆浸透膜エレメントの載置方向と平行に移動させる平行移動手段と、前記載置台に載置した前記逆浸透膜エレメントを圧力容器に押し込む押込手段と、を備え、前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの長手方向長さ以上の押し込み量を有する構成としたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置では、前記逆浸透膜エレメントを前記載置台に載せた状態で移動を可能とする移動手段を備えるようにすると良い。
【００１３】
このような構成を備えることにより、逆浸透膜エレメントを保管する場所と、逆浸透膜エレメントを装填する圧力容器の設置場所との距離が遠い場合であっても、逆浸透膜エレメントの輸送作業が容易となる。
【００１４】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置において前記載置台には、前記逆浸透膜エレメントの支持部に、摩擦抵抗軽減手段を備えるようにすることが望ましい。
【００１５】
このような特徴を有することによれば、載置台の支持部に搭載した逆浸透膜エレメントを押し出す際の摩擦抵抗が低減する。このため、押込手段の駆動力を低減することができる。また、摩擦抵抗による逆浸透膜エレメント外周部の損傷を抑制することもできる。
【００１６】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置では、前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器に押し込む際の反力による前記載置台の移動を抑制する反力受を備えるようにすると良い。
このような特徴を有することにより、逆浸透膜エレメントの装填作業時に、反力による逆浸透膜エレメント交換装置の転倒や、逆浸透膜エレメントの押し込み不足が生じる虞が無くなる。
【００１７】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置において前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの後端部に当接する当接棒と、前記当接棒を支持し、前記載置台に沿って前記圧力容器側へスライドするスライド板とを基本とし、前記逆浸透膜エレメントの下部に位置する前記載置台に駆動機構を設けた構成とすることができる。
このような特徴を有することによれば、載置台の全長を短くし、逆浸透膜エレメント交換装置全体としての小型化を図ることができる。
【００１８】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置において前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの後端を押圧する液圧シリンダとすることもできる。
このような特徴を有することによれば、機械式の押込手段に比べて、簡易な構成で、大きな押し込み力を得ることが可能となる。
【００１９】
さらに、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置において前記液圧シリンダは、ロッドをテレスコピック構造とした多段式液圧シリンダとしても良い。
このような特徴を有することによれば、逆浸透膜エレメントの押し込み距離を長くすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置によれば、従来、最も労力が必要とされていた圧力容器に対する逆浸透膜エレメントの装填作業の自動化を図ることができる。また、装填作業は、逆浸透膜エレメントを長手方向に寝かせた状態で行うため、逆浸透膜エレメントを垂直に押し込む（引き上げる）といった作業を行う従来技術に比べ、安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の側面構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の正面構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の平面構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置における載置台の構成を示す図であり、押出手段にチェーン駆動方式を採用した場合の例を示す。
【図６】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置における載置台の構成を示す図であり、押出手段にリニアガイド方式を採用した場合の例を示す。
【図７】反力受の変形形態としてのベッセル把持冶具の構成を示す斜視図である。
【図８】ベッセル把持冶具と、載置台とを連結するための連結棒の構成を示す斜視図である。
【図９】ベッセル把持冶具の使用形態を示す斜視図である。
【図１０】反力受の変形形態としての床面滑り防止冶具の構成を示す斜視図である。
【図１１】床面滑り防止冶具における脚部の内部構造を示す図であり、（Ａ）は定常時、（Ｂ）はロック時を示す図である。
【図１２】実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による圧力容器への装填を行う逆浸透膜エレメントの構成を示す斜視図である。
【図１３】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの装填準備の様子を示す斜視図である。
【図１４】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの装填状態の様子を示す斜視図である。
【図１５】第２の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置に用いる油圧シリンダの構成を示す図であり、（Ａ）はロッドを短縮させた状態（Ｂ）はロッドを伸張させた状態をそれぞれ示す。
【図１６】第２の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの装填準備の様子を示す斜視図である。
【図１７】第２の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置により逆浸透膜エレメントを装填する様子のうち、第１ロッドを伸張させた状態を示す斜視図である。
【図１８】第２の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置により逆浸透膜エレメントを装填する様子のうち、第２ロッドを伸張させた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の逆浸透エレメント交換装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１から図６を参照して、第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置について説明する。なお、図１は、第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の側面構成を示す図であり、図２は、同正面構成を示す図、図３は、同平面構成を示す図、図４は、同斜視図である。また、図５、図６は、それぞれ逆浸透膜エレメント交換装置の一部構成である載置台の構成例を示す図である。本実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置（以下、単に交換装置１０と称す）は、載置台１２と、載置台１２を支持するベース４０とを基本として構成されている。
【００２３】
載置台１２は、逆浸透膜エレメント（以下、単にＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓ Ｏｓｍｏｓｉｓ）膜エレメント８０と称す）を載置するための台である。
なお、本実施形態で用いるＲＯ膜エレメント８０は、図１２に示すように、中心パイプ８２の外周に、袋状に形成された浸透膜８４と、原水（塩分含有水）を通過させるためのメッシュスペーサ８８が層を成すようにして、ロール状に巻かれている。袋状に形成された浸透膜８４の内部には、透過された水を通過させるためのスペーサとして、流路材８６が配置されている。このような構成のＲＯ膜エレメント８０では、一方の端板９０（供給水側）における開口部から、浸透膜８４間に配置されたメッシュスペーサ８８部分に原水（塩分含有水）が流れ込む。メッシュスペーサ８８部分に流れ込んだ原水に、浸透圧力以上の圧力を付与することで、原水中の水が浸透膜８４を透過して、袋状に形成した浸透膜８４内部の流路材８６に流れ込む。流路材８６に流れ込んだ水（透過水）は、中心パイプ８２に流れ込み、他方の端板９０（透過水側）の中心に設けられた孔（中心パイプ８２に繋がった孔）から排出される。なお、透過されずにメッシュスペーサ８８部分に残った濃縮水は、他方の端板側のメッシュスペーサ８８部分から排出される。
【００２４】
このような構成とされるＲＯ膜エレメント８０を載置する載置台１２には、少なくとも支持部１４と、押込手段１５が備えられる。実施形態で用いるＲＯ膜エレメント８０は、図１２に示すように、円柱形を成すものであるため、載置台１２には水平状態、すなわち長手方向に寝かせた状態で載置することとなる。このような載置形態を採ることで、水平状態で配置されたベッセル（圧力容器）９２（図１３、１４参照）に対する装填が可能となるからである。
【００２５】
このような理由から支持部１４は、ＲＯ膜エレメント８０の載置方向に沿って配置される。本実施形態の場合、支持部１４は、載置台１２の幅方向端部側に、長手方向に沿って２列のライン状に設けている。円柱状のＲＯ膜エレメント８０を安定支持するためには、断面視した状態で、最低２点の支持点が必要となる。一方で、支持点を増やすことによれば、ＲＯ膜エレメント８０の支持状態の安定化を図ることはできるが、ＲＯ膜エレメント８０を押し出す際の摺動抵抗（摩擦抵抗）が増加することとなる。このため、支持部１４を２列のライン状とすることで、摩擦抵抗の低減と、支持状態の安定化の双方の効果を得ることができる。
【００２６】
ここで、本実施形態の支持部１４には、摩擦抵抗低減手段１４ａが設けられている。なお、摩擦抵抗低減手段１４ａとは、ＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２側へ押し出す際の摩擦抵抗を低減することができる手段であれば良く、その構成を限定するものでは無い。例えば、図１から図４に示す例では、摩擦抵抗低減手段１４ａとして、支持部１４の先端に複数のローラを配置している。ローラの転がり方向とＲＯ膜エレメント８０の押し出し方向を一致させれば、支持部１４とＲＯ膜エレメント８０との間における摩擦抵抗を低減することができるからである。また、ローラに替えて、支持部１４の先端に樹脂製のレールを配置した場合でも、摩擦抵抗低減手段１４ａとしての体を成す。滑り性の良い樹脂（例えばポリエチレン系の樹脂）であれば、ＲＯ膜エレメント８０を押し出した際の摩擦抵抗を低減することができるからである。
【００２７】
押込手段１５は、本実施形態の場合、当接棒１８とスライド板１６を基本として構成されている。当接棒１８は、支持部１４に載置されたＲＯ膜エレメント８０の後端部分に当接され、詳細を後述するスライド板１６による押し出しにより、ＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２内部へ押し込む役割を担う。本実施形態では、当接棒１８の先端に、ＲＯ膜エレメント８０に対する押圧力の分散を図るための当接板１８ａを設けている。具体的な構成としては、当接板１８ａの平面積を当接棒１８の先端部の平面積よりも大きく、かつＲＯ膜エレメント８０の端板９０の平面積より小さくすれば良い。
【００２８】
スライド板１６は、上述した当接棒１８の後端側を支持すると共に、載置台１２の長手方向に沿って設けられた溝に沿ってスライドする板片である。スライド板１６のスライドは、スライド板１６の下部、すなわち載置台１２の内部に設けられた駆動機構により実現される。駆動機構の方式については特に限定するものでは無いが、例えば図５に示すようなチェーン駆動方式や、図６に示すようなリニアガイド方式などを挙げることができる。
【００２９】
チェーン駆動方式は、図５に示すように、駆動歯車２０と従動歯車２２の間に掛け回されたチェーン２６と、チェーン２６に固着されたスライダ２８を基本として構成される。スライド板１６は、スライダ２８上に固定されることで、駆動歯車２０の回動に伴ってスライドが成されることとなる。ここで、スライダ２８の下部には、スライダ２８の安定性を向上させるためのスライドガイド２４を設けるようにすると良い。なお、駆動歯車２０には、モータ等の図示しない駆動手段を設けるようにする。
【００３０】
リニアガイド方式は、２つの軸受３０，３２間に架け渡されたボールネジ３４と、このボールネジ３４の回転に応じてボールネジ３４上を移動するスライダ３６とを基本として構成される。上述したように、スライダ３６上にスライド板１６を配置することで、ボールネジ３４の回転に伴ってスライド板１６のスライドが成されることとなる。なお、何れか一方の軸受け側には、ボールネジ３４を回転させるための駆動手段３８を設けるようにする。
【００３１】
このように、載置台１２の内部に押込手段１５の駆動機構を備えるようにすることで、ＲＯ膜エレメント８０の搭載スペースの延長線上に駆動機構を配置する必要が無い。このため、載置台１２の短縮化、すなわち交換装置１０の小型化を図ることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、載置台１２の先端側に、図１３、図１４に示すように、ベッセル９２の先端に係合する反力受９４を設けるようにしている。反力受９４をベッセル９２先端に引掛け、この状態でＲＯ膜エレメントの装填を行うことで、ＲＯ膜エレメント８０を押し出す際の反力で、交換装置１０がベッセル９２の開口部から離間してしまうといった事態を避けることができる。なお、反力受９４の形態は特に限定するものでは無い。例えば、反力受の形態を、図７に示すような治具（以下、ベッセル把持冶具９４ａと称す）としても良い。すなわち、円弧状の２つの冶具本体９５ａ，９５ｂにおける一方の端部を蝶番９５ｃにより連結し、他方の端部に、把持固定のためのロック機構９５ｄを設けるというものである。なお、反力受として、図７に示すようなベッセル把持治具９４ａを採用する場合、ベッセル把持冶具９４ａと載置台１２との間に図８に示すような連結棒９６を設けるようにすると良い。ベッセル把持冶具９４ａと連結棒９６の接続に関しては、種々の形態を採ることができるが、一例としては、次のようなものを挙げることができる。
【００３３】
すなわち、ベッセル把持冶具９４ａにおける冶具本体９５ｂの外周に、連結棒９６の直径より若干大きな幅を持つ凹部（図７に示す例では円弧状凹部９５ｅ）を形成する。これに対し連結棒９６には、一対のフランジ９６ａを設ける。対を成すフランジ９６ａの配置幅を冶具本体９５ｂの厚みより若干広くする。ベッセル把持冶具９４ａと連結棒９６とにこのような構成を付加することで、冶具本体９５ｂの円弧状凹部９５ｅに連結棒９６を嵌め込み、フランジ９６ａにより軸方向（ＲＯ膜エレメント８０の押し込み方向）への抜け止めを図ることができる（図９参照）。なお、本発明では、連結棒９６自体を反力受として適用させることもできる。具体的には、ベッセル９２自体を固定するためのフレーム（棚：不図示）に、連結棒９６のフランジ９６ａを引掛けるようにすれば良い。このような構成であっても、反力受としての効果を得ることができるからである。
【００３４】
また、実施形態で使用する反力受としては、載置台１２をベッセル９２に固定するものだけでなく、交換装置１０そのものがベッセル９２から離間する方向へ動くことを防止する効果を得られるものも適用することができる。具体的には、図１０に示す床面滑り防止冶具９４ｂのようなものを、詳細を後述する交換装置１０の台車部６８の下に配置する場合であっても、これを反力受とすることができる。床面滑り防止冶具９４ｂは、冶具フレーム９８ａと、脚部９８ｂとを基本として構成される。図１０に示す実施形態においては、冶具フレーム９８ａは、コ字状を成し、脚部９８ｂは、コ字状を成す冶具フレーム９８ａの両端部に設けられている。このような構成とすることで、床面滑り防止冶具９４ｂを床面に載置した際、冶具フレーム９８ａに傾斜面が形成され、台車部６８の下部に形成される隙間に配置しやすくなる。
【００３５】
図１０に示す例では、脚部９８ｂにフロアストッパ機構を持たせている。具体的には、脚部９８ｂの下面にゴム板などの弾性体シート９８ｄを設け、ストッパーレバー９８ｃを下げることにより、弾性体シート９８ｄの中央部を引き上げ、載置面（床面）に対する吸盤作用を奏するようにするというものである（図１１（Ａ）、（ｂ）参照）。これにより、床面に対する滑り防止効果を高めることができる。
その他、ストッパーレバー９８ｃを上げることにより、弾性体シート９８ｄを床面に押し付けて滑り防止効果を得る構成としても良い。
【００３６】
ベース４０は、詳細を上述した載置台１２を支持する役割を担う。ベース４０は、垂直フレーム４２と水平フレーム５４、台車部６８を基本として構成される。垂直フレーム４２は、詳細を後述する台車部６８を基部として垂直方向に立設された支柱型フレームである。垂直フレーム４２には、詳細を後述する水平フレーム５４を垂直方向に昇降させるための昇降手段と、作業員が交換装置１０を移動させる際に使用するハンドル５０が設けられている。
【００３７】
昇降手段は、例えばリニアガイド方式のものであれば良い。すなわち、垂直フレーム４２の長手方向（垂直方向）に沿って配置されたボールネジ４４と、このボールネジ４４の回転に伴って昇降移動することを可能とするスライダ４８とを有するものであれば良い。このような基本構成を有する昇降手段では、ボールネジ４４の一方の端部（本実施形態では上端部）には軸受、他方の端部（本実施形態では下端部）には、駆動用のモータ４６等を設けるようにすれば良い。このような構成とすることで、モータ４６を駆動させてボールネジ４４を回転させることで、スライダ４８を垂直フレーム４２に沿って昇降させることが可能となる。なお、垂直フレーム４２におけるハンドル５０の配置側には、図示しない操作盤が設けられている。操作盤は、載置台１２の昇降動作、水平移動、および押込手段１５による押し込み動作を行うための制御信号を、各駆動部であるモータ等に出力するための制御部である。また、本実施形態では、垂直フレーム４２における幅方向両端部に、スライドレール５２を設け、載置台１２の昇降動作の安定化を図るようにしている。
【００３８】
水平フレーム５４は、上述した載置台１２を支持するフレームであり、上述した垂直フレーム４２に設けられたスライダ４８に接続された水平フレームベース５６を基点として、水平方向に延設されている。具体的には、水平フレーム５４は、水平フレームベース５６を基点として、垂直フレーム４２から離間する方向に延設されたフォーク状のフレームである。水平フレーム５４には、リニアガイド５８、ハンドル６６、操作盤６４、マニュアルハンドル６２などが設けられている。
【００３９】
リニアガイド５８は、上述した載置台１２をＲＯ膜エレメント８０の載置方向に対して平行に移動させるための平行移動手段の一例である。本実施形態におけるリニアガイド５８は、水平フレーム５４を構成する複数（実施形態においては２つ）のフォーク部分にそれぞれ設けられる。このような構成とすることで、重量物、および長尺物を移動させる際の安定性を向上させることができる。このような構成とする場合、各リニアガイド５８を構成するボールネジを駆動させる各モータは、同期制御されるように電気的に接続しておく。このような構成とすることで、各ボールネジ上を水平移動するスライダ６０の移動量が等しくなるからである。なお、水平フレーム５４に設けたリニアガイド５８のスライダ６０上には、上述した載置台１２が搭載・固定される。このような構成とすることで、載置台１２をＲＯ膜エレメント８０の載置方向に対して平行に移動させることができる。
【００４０】
ハンドル５０は、水平フレーム５４を構成するフォーク部分の先端側に設けられるバーハンドル（パイプ）である。ハンドル５０の配置形態は、水平フレーム５４を構成する複数のフォーク部分の先端を接続するというものである。このような構成のハンドル５０を設けることにより、交換装置１０を水平フレーム５４の先端側からでも移動させることが可能となる。
【００４１】
操作盤６４は、載置台１２の昇降動作、水平移動、および押込手段１５による押し込み動作を行うための制御信号を、各駆動部であるモータ等に出力するための制御部である。水平フレーム５４の先端側に操作盤６４を配置することで、水平フレーム５４先端側からであっても、載置台１２の昇降動作、水平移動、および押し込み動作を行わせることが可能となる。
【００４２】
マニュアルハンドル６２は、載置台１２の水平移動を手動で行うための回転ハンドルである。マニュアルハンドル６２を介して載置台１２を水平移動させる場合には、マニュアルハンドル６２を回転させれば良い。このため、ＲＯ膜エレメント８０を装填する対象となるベッセル９２との位置ズレを微調整する場合に使用するのが好適である。制御信号による移動動作では、初期挙動が大きくなり、位置ズレの微調整が困難となる場合があるからである。
【００４３】
台車部６８は、交換装置１０の移動を容易にするための走行手段である。台車部６８は、交換装置１０の安定性を高めるために、垂直フレーム４２よりも幅広に形成し、水平フレーム５４を延設させた側に延設する形態とすると良い。台車部６８には、垂直フレーム４２を立設した面と反対側の面に、複数（本実施形態では４つ）の車輪７０，７４が設けられている。本実施形態のように車輪７０，７４を４つとした場合、４つの車輪７０，７４は、台車部６８を平面視した際に四隅となる部分に設けるようにすると良い。このような構成とすることで、交換装置１０の安定性を高めることができる。
【００４４】
車輪７０，７４を４つとした場合、少なくとも２つの車輪７４は、固定のための軸を回転可能な構成とする。このような構成とすることで、交換装置１０の進行方向を変えることが容易となる。また、少なくとも２つの車輪７０には、車輪７０の回転を止めるロック機構７２を備えるようにする。このような構成とすることで、交換装置１０を所定位置に停止させておくことが可能となる。
【００４５】
上記のような交換装置を用いたＲＯ膜エレメント８０の装填作業は、次のようにして行われる。
まず、交換装置１０における載置台１２に、ＲＯ膜エレメント８０を搭載する。ＲＯ膜エレメント８０の搭載作業は、作業員による手作業であっても良いし、既存のクランプ装置などを利用しても良い。
【００４６】
次に、ＲＯ膜エレメント８０を搭載した交換装置１０を、ＲＯ膜エレメント８０の装填対象となるベッセル９２の開口部付近まで移動させる。ベッセル９２の開口部付近まで交換装置１０を移動させた後、昇降手段、および平行移動手段を用いて、ＲＯ膜エレメント８０の長手方向中心軸をベッセル９２の開口部の中心位置（長手方向中心軸）に合わせる。そして、載置台１２（ＲＯ膜エレメント８０）の位置合わせを行った状態で、反力受９４をベッセル９２の開口部外周に引掛ける（図１３参照）。
【００４７】
位置合わせ、反力受９４の設置を終えた後、押込手段１５を作動させてＲＯ膜エレメント８０をベッセル内部に押し込み、装填する（図１４参照）。
このような交換装置１０を用いたＲＯ膜エレメント８０の装填作業によれば、最も労力を伴うＲＯ膜エレメント８０の装填を自動で行うことができる。このため、ベッセル９２の長尺化により、装填するＲＯ膜エレメント８０の数が増えた場合や、ＲＯ膜エレメント８０の大径化が成された場合であっても、装填作業が容易となる。また、水平に載置したＲＯ膜エレメント８０を水平に配置されたベッセル９２に装填する装置であるため、従来技術のように、ＲＯ膜エレメント８０の落下による危険性は少なく、作業時の安全性が高い。
【００４８】
次に、本発明の交換装置に係る第２の実施形態について、図１５〜１８を参照して説明する。なお、本実施形態に係る交換装置の殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係る交換装置１０と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に１００を足した符号を付して、詳細な説明は省略することとする。
【００４９】
第１の実施形態に係る交換装置１０と、本実施形態に係る交換装置１１０との相違点は、押込手段の形態にある。具体的には、本実施形態に係る交換装置１１０では、押込手段を液圧（油圧）シリンダ１１５としている。さらに、本実施形態では、載置台１１２に搭載したＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２の内部深くまで押込むことを可能とするために、シリンダロッドをテレスコピック型とした多段（図１５に示す例では２段）式油圧シリンダ１１５とした。本実施形態で用いる油圧シリンダ１１５は、内部に油室（不図示）を備えるシリンダ１１５ａと、油室に対する作動油の流入により伸張する第１ロッド１１５ｂと、第２ロッド１１５ｃを基本として構成される。
【００５０】
このような構成とすることで、第１の実施形態に係る交換装置１０よりも、ＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２の内部深くにまで押し込むことが可能となる。よって、先に押し込んだＲＯ膜エレメント８０を、後から押し込むＲＯ膜エレメント８０で押すという状況が低減される。このため、ＲＯ膜エレメント８０の装填数が増えた場合であっても、ＲＯ膜エレメントの装填数に応じて、押込み時の摩擦抵抗が増すことを抑制することができる。
【００５１】
このような構成の交換装置１１０によるＲＯ膜エレメント８０の装填作業では、まず、ＲＯ膜エレメント８０を載置台１１２に搭載する。次に、ＲＯ膜エレメント８０を搭載した交換装置１１０を、ＲＯ膜エレメント８０の装填対象となるベッセル９２の開口部付近まで移動させる。ベッセル９２の開口部付近まで交換装置１１０を移動させた後、昇降手段、および平行移動手段を用いて、ＲＯ膜エレメント８０の先端の中心位置をベッセル９２の開口部の中心位置に合わせる。載置台（ＲＯ膜エレメント８０）の位置合わせを行った状態で、反力受９４をベッセル９２に引掛ける（図１６参照）。
【００５２】
位置合わせ、反力受９４の設置を終えた後、図１７に示すように、油圧シリンダ１１５の一段目のロッド（第１ロッド１１５ｂ）を伸長させる。この動作により、ＲＯ膜エレメント８０のベッセル９２内部への装填が完了する。次に、図１８に示すように、油圧シリンダ１１５の二段目のロッド（第２ロッド１１５ｃ）を伸長させる。これにより、ＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２内部における奥深くまで押し込むことができる。
【００５３】
このような構成の交換装置１１０であっても、ＲＯ膜エレメント８０の装填作業の自動化と、作業の安全性向上を図ることができる。なお、上記説明では、油圧シリンダにおけるロッドの段数を２段としていたが、さらに多段に延びる油圧シリンダを用いても良い。また、油圧シリンダを用いて第１の実施形態に係る交換装置と同様な効果を奏する場合には、油圧シリンダを単純な復動型のものとすれば良い。なお、押込手段として油圧シリンダを採用する場合には、作動油を貯留するためのタンクと、この作動油を圧送するためのポンプを備えるようにする必要があるが、機械式の押込手段に比べ、簡易な構成で大きな押し込み力を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１０………交換装置、１２………載置台、１４………支持部、１４ａ………摩擦抵抗低減手段、１５………押込手段、１６………スライド板、１８………当接棒、１８ａ………当接板、２０………駆動歯車、２２………従動歯車、２４………スライドガイド、２６………チェーン、２８………スライダ、３０………軸受、３２………軸受、３４………ボールネジ、３６………スライダ、３８………駆動手段、４０………ベース、４２………垂直フレーム、４４………ボールネジ、４６………モータ、４８………スライダ、５０………ハンドル、５２………スライドレール、５４………水平フレーム、５６………水平フレームベース、５８………リニアガイド、６０………スライダ、６２………マニュアルハンドル、６４………操作盤、６６………ハンドル、６８………台車部、７０………車輪、７２………ロック機構、７４………車輪、８０………ＲＯ膜エレメント、８２………中心パイプ、８４………浸透膜、８６………流路材、８８………メッシュスペーサ、９０………端板、９２………ベッセル、９４………反力受。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜エレメントの交換に用いる装置に係り、特に、長尺なベッセルに対する逆浸透膜エレメントの装填に好適な逆浸透膜エレメント交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜エレメントを用いた海水淡水化設備において、逆浸透膜エレメントを交換する方法としては、特許文献１に開示されているようなものが知られている。具体的には、圧力容器（ベッセル）内に装填された複数の逆浸透膜エレメントのうち、ベッセルにおける一方の開口部（供給水側あるいは透過水側）から、使用済みの逆浸透膜エレメントを抜き取ると共に、他方の開口部から新たな逆浸透膜エレメントを装填するというものである。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されている逆浸透膜エレメントの交換方法は、メンテナンス期間を短く（実施形態中では１年単位）し、端部の逆浸透膜エレメントだけを交換するというものである。このような方法では、メンテナンス頻度が多くなり、稼動効率が悪いという問題がある。また、特許文献１に開示されている方法では、ベッセルの開口部における供給水側と透過水側の双方に作業員が必要となるため、交換作業には、必ず複数の作業員が必要となり、作業効率が悪いといった問題もある。
【０００４】
しかし、海水淡水化設備の稼動効率を考慮し、ベッセル内に装填された逆浸透膜エレメントの全数交換を行う場合には、次のような問題があった。海水淡水化設備は近年、処理水の多量化を目的として、逆浸透膜エレメントの直径が大型化されると共に、ベッセルの長尺化による装填数の増加も図られている。このため、ベッセルに対する逆浸透膜エレメント装填時の摺動抵抗（摩擦抵抗）が増加し、装填作業、および抜き取り作業が人力では困難となるという問題が生じてきている。
【０００５】
これに対し、逆浸透膜エレメント装填時の摺動抵抗の低減を図るための手段が、特許文献２に開示されている。具体的には、ベッセルの内周面に、逆浸透エレメントとの間における摩擦抵抗低減処理を施すというものである。ここで、摩擦抵抗低減処理の具体的手段としては、特に限定されてはいないが、ベッセルの内周面に凸部や凹部、滑り性の高い部材、及び回転体などを設置するというものであれば良いという。このような手段を施して、逆浸透膜エレメントの摺動抵抗を低減させれば、逆浸透膜エレメントの交換作業が容易となり、作業性も向上すると考えられる。
【０００６】
この他に、作業者の作業負担を軽減することを視野に入れ、逆浸透膜エレメントの交換作業の自動化を図るための手段が、特許文献３に開示されている。特許文献３に開示されている手段は、海水淡水化設備においてベッセルを垂直方向に配置し、ベッセルに対して逆浸透膜エレメントを吊上げ方式、あるいは押し込み方式で装填するというものである。このような手段によれば、逆浸透膜エレメントを持ち上げ、回転させ、押し込むといった作業を作業員が行う必要が無くなり、作業負担が軽減されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１１４２３９号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１０４７５０号
【特許文献３】国際公開第２０１１／００７３２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
確かに、特許文献３に開示されているような自動化手段で交換作業を行えば、作業員の作業負担が軽減し、作業効率も向上することが考えられる。しかし、特許文献３に開示されている手段では、ベッセルが垂直配置されるため、逆浸透膜エレメントの装填数が増えるほど、引き上げ、あるいは押し込みに掛かる負荷が増大する。この負荷は、逆浸透膜エレメントの自重に重力加速度が付加されたものであるため、水平状態に配置された逆浸透膜エレメントを押し込む際の摺動抵抗（摩擦抵抗）よりも大きいことは明らかである。
【０００９】
また、垂直状態に配置したベッセルに対して重量物である逆浸透膜エレメントを装填する作業には、逆浸透膜エレメントの落下といった危険が伴うため、作業の安全性に懸念が生ずる。
【００１０】
そこで本発明では、ベッセルに対する逆浸透膜エレメントの装填作業の自動化を図ると共に、作業の安全性を維持することのできる逆浸透膜エレメント交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る逆浸透膜エレメント交換装置は、ロール状に形成された逆浸透膜エレメントを長手方向に寝かせた状態で載置する載置台と、前記載置台を昇降させる昇降手段と、前記載置台を前記逆浸透膜エレメントの載置方向と平行に移動させる平行移動手段と、前記載置台に載置した前記逆浸透膜エレメントを圧力容器に押し込む押込手段と、を備え、前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの長手方向長さ以上の押し込み量を有する構成としたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置では、前記逆浸透膜エレメントを前記載置台に載せた状態で移動を可能とする移動手段を備えるようにすると良い。
【００１３】
このような構成を備えることにより、逆浸透膜エレメントを保管する場所と、逆浸透膜エレメントを装填する圧力容器の設置場所との距離が遠い場合であっても、逆浸透膜エレメントの輸送作業が容易となる。
【００１４】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置において前記載置台には、前記逆浸透膜エレメントの支持部に、摩擦抵抗軽減手段を備えるようにすることが望ましい。
【００１５】
このような特徴を有することによれば、載置台の支持部に搭載した逆浸透膜エレメントを押し出す際の摩擦抵抗が低減する。このため、押込手段の駆動力を低減することができる。また、摩擦抵抗による逆浸透膜エレメント外周部の損傷を抑制することもできる。
【００１６】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置では、前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器に押し込む際の反力による前記載置台の移動を抑制する反力受を備えるようにすると良い。
このような特徴を有することにより、逆浸透膜エレメントの装填作業時に、反力による逆浸透膜エレメント交換装置の転倒や、逆浸透膜エレメントの押し込み不足が生じる虞が無くなる。
【００１７】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置において前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの後端部に当接する当接棒と、前記当接棒を支持し、前記載置台に沿って前記圧力容器側へスライドするスライド板とを基本とし、前記逆浸透膜エレメントの下部に位置する前記載置台に駆動機構を設けた構成とすることができる。
このような特徴を有することによれば、載置台の全長を短くし、逆浸透膜エレメント交換装置全体としての小型化を図ることができる。
【００１８】
また、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置において前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの後端を押圧する液圧シリンダとすることもできる。
このような特徴を有することによれば、機械式の押込手段に比べて、簡易な構成で、大きな押し込み力を得ることが可能となる。
【００１９】
さらに、上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置において前記液圧シリンダは、ロッドをテレスコピック構造とした多段式液圧シリンダとしても良い。
このような特徴を有することによれば、逆浸透膜エレメントの押し込み距離を長くすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記のような特徴を有する逆浸透膜エレメント交換装置によれば、従来、最も労力が必要とされていた圧力容器に対する逆浸透膜エレメントの装填作業の自動化を図ることができる。また、装填作業は、逆浸透膜エレメントを長手方向に寝かせた状態で行うため、逆浸透膜エレメントを垂直に押し込む（引き上げる）といった作業を行う従来技術に比べ、安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の側面構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の正面構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の平面構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置における載置台の構成を示す図であり、押出手段にチェーン駆動方式を採用した場合の例を示す。
【図６】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置における載置台の構成を示す図であり、押出手段にリニアガイド方式を採用した場合の例を示す。
【図７】反力受の変形形態としてのベッセル把持冶具の構成を示す斜視図である。
【図８】ベッセル把持冶具と、載置台とを連結するための連結棒の構成を示す斜視図である。
【図９】ベッセル把持冶具の使用形態を示す斜視図である。
【図１０】反力受の変形形態としての床面滑り防止冶具の構成を示す斜視図である。
【図１１】床面滑り防止冶具における脚部の内部構造を示す図であり、（Ａ）は定常時、（Ｂ）はロック時を示す図である。
【図１２】実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による圧力容器への装填を行う逆浸透膜エレメントの構成を示す斜視図である。
【図１３】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの装填準備の様子を示す斜視図である。
【図１４】第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの装填状態の様子を示す斜視図である。
【図１５】第２の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置に用いる油圧シリンダの構成を示す図であり、（Ａ）はロッドを短縮させた状態（Ｂ）はロッドを伸張させた状態をそれぞれ示す。
【図１６】第２の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置による逆浸透膜エレメントの装填準備の様子を示す斜視図である。
【図１７】第２の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置により逆浸透膜エレメントを装填する様子のうち、第１ロッドを伸張させた状態を示す斜視図である。
【図１８】第２の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置により逆浸透膜エレメントを装填する様子のうち、第２ロッドを伸張させた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の逆浸透エレメント交換装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１から図６を参照して、第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置について説明する。なお、図１は、第１の実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置の側面構成を示す図であり、図２は、同正面構成を示す図、図３は、同平面構成を示す図、図４は、同斜視図である。また、図５、図６は、それぞれ逆浸透膜エレメント交換装置の一部構成である載置台の構成例を示す図である。本実施形態に係る逆浸透膜エレメント交換装置（以下、単に交換装置１０と称す）は、載置台１２と、載置台１２を支持するベース４０とを基本として構成されている。
【００２３】
載置台１２は、逆浸透膜エレメント（以下、単にＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓ Ｏｓｍｏｓｉｓ）膜エレメント８０と称す）を載置するための台である。
なお、本実施形態で用いるＲＯ膜エレメント８０は、図１２に示すように、中心パイプ８２の外周に、袋状に形成された浸透膜８４と、原水（塩分含有水）を通過させるためのメッシュスペーサ８８が層を成すようにして、ロール状に巻かれている。袋状に形成された浸透膜８４の内部には、透過された水を通過させるためのスペーサとして、流路材８６が配置されている。このような構成のＲＯ膜エレメント８０では、一方の端板９０（供給水側）における開口部から、浸透膜８４間に配置されたメッシュスペーサ８８部分に原水（塩分含有水）が流れ込む。メッシュスペーサ８８部分に流れ込んだ原水に、浸透圧力以上の圧力を付与することで、原水中の水が浸透膜８４を透過して、袋状に形成した浸透膜８４内部の流路材８６に流れ込む。流路材８６に流れ込んだ水（透過水）は、中心パイプ８２に流れ込み、他方の端板９０（透過水側）の中心に設けられた孔（中心パイプ８２に繋がった孔）から排出される。なお、透過されずにメッシュスペーサ８８部分に残った濃縮水は、他方の端板側のメッシュスペーサ８８部分から排出される。
【００２４】
このような構成とされるＲＯ膜エレメント８０を載置する載置台１２には、少なくとも支持部１４と、押込手段１５が備えられる。実施形態で用いるＲＯ膜エレメント８０は、図１２に示すように、円柱形を成すものであるため、載置台１２には水平状態、すなわち長手方向に寝かせた状態で載置することとなる。このような載置形態を採ることで、水平状態で配置されたベッセル（圧力容器）９２（図１３、１４参照）に対する装填が可能となるからである。
【００２５】
このような理由から支持部１４は、ＲＯ膜エレメント８０の載置方向に沿って配置される。本実施形態の場合、支持部１４は、載置台１２の幅方向端部側に、長手方向に沿って２列のライン状に設けている。円柱状のＲＯ膜エレメント８０を安定支持するためには、断面視した状態で、最低２点の支持点が必要となる。一方で、支持点を増やすことによれば、ＲＯ膜エレメント８０の支持状態の安定化を図ることはできるが、ＲＯ膜エレメント８０を押し出す際の摺動抵抗（摩擦抵抗）が増加することとなる。このため、支持部１４を２列のライン状とすることで、摩擦抵抗の低減と、支持状態の安定化の双方の効果を得ることができる。
【００２６】
ここで、本実施形態の支持部１４には、摩擦抵抗低減手段１４ａが設けられている。なお、摩擦抵抗低減手段１４ａとは、ＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２側へ押し出す際の摩擦抵抗を低減することができる手段であれば良く、その構成を限定するものでは無い。例えば、図１から図４に示す例では、摩擦抵抗低減手段１４ａとして、支持部１４の先端に複数のローラを配置している。ローラの転がり方向とＲＯ膜エレメント８０の押し出し方向を一致させれば、支持部１４とＲＯ膜エレメント８０との間における摩擦抵抗を低減することができるからである。また、ローラに替えて、支持部１４の先端に樹脂製のレールを配置した場合でも、摩擦抵抗低減手段１４ａとしての体を成す。滑り性の良い樹脂（例えばポリエチレン系の樹脂）であれば、ＲＯ膜エレメント８０を押し出した際の摩擦抵抗を低減することができるからである。
【００２７】
押込手段１５は、本実施形態の場合、当接棒１８とスライド板１６を基本として構成されている。当接棒１８は、支持部１４に載置されたＲＯ膜エレメント８０の後端部分に当接され、詳細を後述するスライド板１６による押し出しにより、ＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２内部へ押し込む役割を担う。本実施形態では、当接棒１８の先端に、ＲＯ膜エレメント８０に対する押圧力の分散を図るための当接板１８ａを設けている。具体的な構成としては、当接板１８ａの平面積を当接棒１８の先端部の平面積よりも大きく、かつＲＯ膜エレメント８０の端板９０の平面積より小さくすれば良い。
【００２８】
スライド板１６は、上述した当接棒１８の後端側を支持すると共に、載置台１２の長手方向に沿って設けられた溝に沿ってスライドする板片である。スライド板１６のスライドは、スライド板１６の下部、すなわち載置台１２の内部に設けられた駆動機構により実現される。駆動機構の方式については特に限定するものでは無いが、例えば図５に示すようなチェーン駆動方式や、図６に示すようなリニアガイド方式などを挙げることができる。
【００２９】
チェーン駆動方式は、図５に示すように、駆動歯車２０と従動歯車２２の間に掛け回されたチェーン２６と、チェーン２６に固着されたスライダ２８を基本として構成される。スライド板１６は、スライダ２８上に固定されることで、駆動歯車２０の回動に伴ってスライドが成されることとなる。ここで、スライダ２８の下部には、スライダ２８の安定性を向上させるためのスライドガイド２４を設けるようにすると良い。なお、駆動歯車２０には、モータ等の図示しない駆動手段を設けるようにする。
【００３０】
リニアガイド方式は、２つの軸受３０，３２間に架け渡されたボールネジ３４と、このボールネジ３４の回転に応じてボールネジ３４上を移動するスライダ３６とを基本として構成される。上述したように、スライダ３６上にスライド板１６を配置することで、ボールネジ３４の回転に伴ってスライド板１６のスライドが成されることとなる。なお、何れか一方の軸受け側には、ボールネジ３４を回転させるための駆動手段３８を設けるようにする。
【００３１】
このように、載置台１２の内部に押込手段１５の駆動機構を備えるようにすることで、ＲＯ膜エレメント８０の搭載スペースの延長線上に駆動機構を配置する必要が無い。このため、載置台１２の短縮化、すなわち交換装置１０の小型化を図ることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、載置台１２の先端側に、図１３、図１４に示すように、ベッセル９２の先端に係合する反力受９４を設けるようにしている。反力受９４をベッセル９２先端に引掛け、この状態でＲＯ膜エレメントの装填を行うことで、ＲＯ膜エレメント８０を押し出す際の反力で、交換装置１０がベッセル９２の開口部から離間してしまうといった事態を避けることができる。なお、反力受９４の形態は特に限定するものでは無い。例えば、反力受の形態を、図７に示すような治具（以下、ベッセル把持冶具９４ａと称す）としても良い。すなわち、円弧状の２つの冶具本体９５ａ，９５ｂにおける一方の端部を蝶番９５ｃにより連結し、他方の端部に、把持固定のためのロック機構９５ｄを設けるというものである。なお、反力受として、図７に示すようなベッセル把持治具９４ａを採用する場合、ベッセル把持冶具９４ａと載置台１２との間に図８に示すような連結棒９６を設けるようにすると良い。ベッセル把持冶具９４ａと連結棒９６の接続に関しては、種々の形態を採ることができるが、一例としては、次のようなものを挙げることができる。
【００３３】
すなわち、ベッセル把持冶具９４ａにおける冶具本体９５ｂの外周に、連結棒９６の直径より若干大きな幅を持つ凹部（図７に示す例では円弧状凹部９５ｅ）を形成する。これに対し連結棒９６には、一対のフランジ９６ａを設ける。対を成すフランジ９６ａの配置幅を冶具本体９５ｂの厚みより若干広くする。ベッセル把持冶具９４ａと連結棒９６とにこのような構成を付加することで、冶具本体９５ｂの円弧状凹部９５ｅに連結棒９６を嵌め込み、フランジ９６ａにより軸方向（ＲＯ膜エレメント８０の押し込み方向）への抜け止めを図ることができる（図９参照）。なお、本発明では、連結棒９６自体を反力受として適用させることもできる。具体的には、ベッセル９２自体を固定するためのフレーム（棚：不図示）に、連結棒９６のフランジ９６ａを引掛けるようにすれば良い。このような構成であっても、反力受としての効果を得ることができるからである。
【００３４】
また、実施形態で使用する反力受としては、載置台１２をベッセル９２に固定するものだけでなく、交換装置１０そのものがベッセル９２から離間する方向へ動くことを防止する効果を得られるものも適用することができる。具体的には、図１０に示す床面滑り防止冶具９４ｂのようなものを、詳細を後述する交換装置１０の台車部６８の下に配置する場合であっても、これを反力受とすることができる。床面滑り防止冶具９４ｂは、冶具フレーム９８ａと、脚部９８ｂとを基本として構成される。図１０に示す実施形態においては、冶具フレーム９８ａは、コ字状を成し、脚部９８ｂは、コ字状を成す冶具フレーム９８ａの両端部に設けられている。このような構成とすることで、床面滑り防止冶具９４ｂを床面に載置した際、冶具フレーム９８ａに傾斜面が形成され、台車部６８の下部に形成される隙間に配置しやすくなる。
【００３５】
図１０に示す例では、脚部９８ｂにフロアストッパ機構を持たせている。具体的には、脚部９８ｂの下面にゴム板などの弾性体シート９８ｄを設け、ストッパーレバー９８ｃを下げることにより、弾性体シート９８ｄの中央部を引き上げ、載置面（床面）に対する吸盤作用を奏するようにするというものである（図１１（Ａ）、（ｂ）参照）。これにより、床面に対する滑り防止効果を高めることができる。
その他、ストッパーレバー９８ｃを上げることにより、弾性体シート９８ｄを床面に押し付けて滑り防止効果を得る構成としても良い。
【００３６】
ベース４０は、詳細を上述した載置台１２を支持する役割を担う。ベース４０は、垂直フレーム４２と水平フレーム５４、台車部６８を基本として構成される。垂直フレーム４２は、詳細を後述する台車部６８を基部として垂直方向に立設された支柱型フレームである。垂直フレーム４２には、詳細を後述する水平フレーム５４を垂直方向に昇降させるための昇降手段と、作業員が交換装置１０を移動させる際に使用するハンドル５０が設けられている。
【００３７】
昇降手段は、例えばリニアガイド方式のものであれば良い。すなわち、垂直フレーム４２の長手方向（垂直方向）に沿って配置されたボールネジ４４と、このボールネジ４４の回転に伴って昇降移動することを可能とするスライダ４８とを有するものであれば良い。このような基本構成を有する昇降手段では、ボールネジ４４の一方の端部（本実施形態では上端部）には軸受、他方の端部（本実施形態では下端部）には、駆動用のモータ４６等を設けるようにすれば良い。このような構成とすることで、モータ４６を駆動させてボールネジ４４を回転させることで、スライダ４８を垂直フレーム４２に沿って昇降させることが可能となる。なお、垂直フレーム４２におけるハンドル５０の配置側には、図示しない操作盤が設けられている。操作盤は、載置台１２の昇降動作、水平移動、および押込手段１５による押し込み動作を行うための制御信号を、各駆動部であるモータ等に出力するための制御部である。また、本実施形態では、垂直フレーム４２における幅方向両端部に、スライドレール５２を設け、載置台１２の昇降動作の安定化を図るようにしている。
【００３８】
水平フレーム５４は、上述した載置台１２を支持するフレームであり、上述した垂直フレーム４２に設けられたスライダ４８に接続された水平フレームベース５６を基点として、水平方向に延設されている。具体的には、水平フレーム５４は、水平フレームベース５６を基点として、垂直フレーム４２から離間する方向に延設されたフォーク状のフレームである。水平フレーム５４には、リニアガイド５８、ハンドル６６、操作盤６４、マニュアルハンドル６２などが設けられている。
【００３９】
リニアガイド５８は、上述した載置台１２をＲＯ膜エレメント８０の載置方向に対して平行に移動させるための平行移動手段の一例である。本実施形態におけるリニアガイド５８は、水平フレーム５４を構成する複数（実施形態においては２つ）のフォーク部分にそれぞれ設けられる。このような構成とすることで、重量物、および長尺物を移動させる際の安定性を向上させることができる。このような構成とする場合、各リニアガイド５８を構成するボールネジを駆動させる各モータは、同期制御されるように電気的に接続しておく。このような構成とすることで、各ボールネジ上を水平移動するスライダ６０の移動量が等しくなるからである。なお、水平フレーム５４に設けたリニアガイド５８のスライダ６０上には、上述した載置台１２が搭載・固定される。このような構成とすることで、載置台１２をＲＯ膜エレメント８０の載置方向に対して平行に移動させることができる。
【００４０】
ハンドル５０は、水平フレーム５４を構成するフォーク部分の先端側に設けられるバーハンドル（パイプ）である。ハンドル５０の配置形態は、水平フレーム５４を構成する複数のフォーク部分の先端を接続するというものである。このような構成のハンドル５０を設けることにより、交換装置１０を水平フレーム５４の先端側からでも移動させることが可能となる。
【００４１】
操作盤６４は、載置台１２の昇降動作、水平移動、および押込手段１５による押し込み動作を行うための制御信号を、各駆動部であるモータ等に出力するための制御部である。水平フレーム５４の先端側に操作盤６４を配置することで、水平フレーム５４先端側からであっても、載置台１２の昇降動作、水平移動、および押し込み動作を行わせることが可能となる。
【００４２】
マニュアルハンドル６２は、載置台１２の水平移動を手動で行うための回転ハンドルである。マニュアルハンドル６２を介して載置台１２を水平移動させる場合には、マニュアルハンドル６２を回転させれば良い。このため、ＲＯ膜エレメント８０を装填する対象となるベッセル９２との位置ズレを微調整する場合に使用するのが好適である。制御信号による移動動作では、初期挙動が大きくなり、位置ズレの微調整が困難となる場合があるからである。
【００４３】
台車部６８は、交換装置１０の移動を容易にするための走行手段である。台車部６８は、交換装置１０の安定性を高めるために、垂直フレーム４２よりも幅広に形成し、水平フレーム５４を延設させた側に延設する形態とすると良い。台車部６８には、垂直フレーム４２を立設した面と反対側の面に、複数（本実施形態では４つ）の車輪７０，７４が設けられている。本実施形態のように車輪７０，７４を４つとした場合、４つの車輪７０，７４は、台車部６８を平面視した際に四隅となる部分に設けるようにすると良い。このような構成とすることで、交換装置１０の安定性を高めることができる。
【００４４】
車輪７０，７４を４つとした場合、少なくとも２つの車輪７４は、固定のための軸を回転可能な構成とする。このような構成とすることで、交換装置１０の進行方向を変えることが容易となる。また、少なくとも２つの車輪７０には、車輪７０の回転を止めるロック機構７２を備えるようにする。このような構成とすることで、交換装置１０を所定位置に停止させておくことが可能となる。
【００４５】
上記のような交換装置を用いたＲＯ膜エレメント８０の装填作業は、次のようにして行われる。
まず、交換装置１０における載置台１２に、ＲＯ膜エレメント８０を搭載する。ＲＯ膜エレメント８０の搭載作業は、作業員による手作業であっても良いし、既存のクランプ装置などを利用しても良い。
【００４６】
次に、ＲＯ膜エレメント８０を搭載した交換装置１０を、ＲＯ膜エレメント８０の装填対象となるベッセル９２の開口部付近まで移動させる。ベッセル９２の開口部付近まで交換装置１０を移動させた後、昇降手段、および平行移動手段を用いて、ＲＯ膜エレメント８０の長手方向中心軸をベッセル９２の開口部の中心位置（長手方向中心軸）に合わせる。そして、載置台１２（ＲＯ膜エレメント８０）の位置合わせを行った状態で、反力受９４をベッセル９２の開口部外周に引掛ける（図１３参照）。
【００４７】
位置合わせ、反力受９４の設置を終えた後、押込手段１５を作動させてＲＯ膜エレメント８０をベッセル内部に押し込み、装填する（図１４参照）。
このような交換装置１０を用いたＲＯ膜エレメント８０の装填作業によれば、最も労力を伴うＲＯ膜エレメント８０の装填を自動で行うことができる。このため、ベッセル９２の長尺化により、装填するＲＯ膜エレメント８０の数が増えた場合や、ＲＯ膜エレメント８０の大径化が成された場合であっても、装填作業が容易となる。また、水平に載置したＲＯ膜エレメント８０を水平に配置されたベッセル９２に装填する装置であるため、従来技術のように、ＲＯ膜エレメント８０の落下による危険性は少なく、作業時の安全性が高い。
【００４８】
次に、本発明の交換装置に係る第２の実施形態について、図１５〜１８を参照して説明する。なお、本実施形態に係る交換装置の殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係る交換装置１０と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に１００を足した符号を付して、詳細な説明は省略することとする。
【００４９】
第１の実施形態に係る交換装置１０と、本実施形態に係る交換装置１１０との相違点は、押込手段の形態にある。具体的には、本実施形態に係る交換装置１１０では、押込手段を液圧（油圧）シリンダ１１５としている。さらに、本実施形態では、載置台１１２に搭載したＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２の内部深くまで押込むことを可能とするために、シリンダロッドをテレスコピック型とした多段（図１５に示す例では２段）式油圧シリンダ１１５とした。本実施形態で用いる油圧シリンダ１１５は、内部に油室（不図示）を備えるシリンダ１１５ａと、油室に対する作動油の流入により伸張する第１ロッド１１５ｂと、第２ロッド１１５ｃを基本として構成される。
【００５０】
このような構成とすることで、第１の実施形態に係る交換装置１０よりも、ＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２の内部深くにまで押し込むことが可能となる。よって、先に押し込んだＲＯ膜エレメント８０を、後から押し込むＲＯ膜エレメント８０で押すという状況が低減される。このため、ＲＯ膜エレメント８０の装填数が増えた場合であっても、ＲＯ膜エレメントの装填数に応じて、押込み時の摩擦抵抗が増すことを抑制することができる。
【００５１】
このような構成の交換装置１１０によるＲＯ膜エレメント８０の装填作業では、まず、ＲＯ膜エレメント８０を載置台１１２に搭載する。次に、ＲＯ膜エレメント８０を搭載した交換装置１１０を、ＲＯ膜エレメント８０の装填対象となるベッセル９２の開口部付近まで移動させる。ベッセル９２の開口部付近まで交換装置１１０を移動させた後、昇降手段、および平行移動手段を用いて、ＲＯ膜エレメント８０の先端の中心位置をベッセル９２の開口部の中心位置に合わせる。載置台（ＲＯ膜エレメント８０）の位置合わせを行った状態で、反力受９４をベッセル９２に引掛ける（図１６参照）。
【００５２】
位置合わせ、反力受９４の設置を終えた後、図１７に示すように、油圧シリンダ１１５の一段目のロッド（第１ロッド１１５ｂ）を伸長させる。この動作により、ＲＯ膜エレメント８０のベッセル９２内部への装填が完了する。次に、図１８に示すように、油圧シリンダ１１５の二段目のロッド（第２ロッド１１５ｃ）を伸長させる。これにより、ＲＯ膜エレメント８０をベッセル９２内部における奥深くまで押し込むことができる。
【００５３】
このような構成の交換装置１１０であっても、ＲＯ膜エレメント８０の装填作業の自動化と、作業の安全性向上を図ることができる。なお、上記説明では、油圧シリンダにおけるロッドの段数を２段としていたが、さらに多段に延びる油圧シリンダを用いても良い。また、油圧シリンダを用いて第１の実施形態に係る交換装置と同様な効果を奏する場合には、油圧シリンダを単純な復動型のものとすれば良い。なお、押込手段として油圧シリンダを採用する場合には、作動油を貯留するためのタンクと、この作動油を圧送するためのポンプを備えるようにする必要があるが、機械式の押込手段に比べ、簡易な構成で大きな押し込み力を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１０………交換装置、１２………載置台、１４………支持部、１４ａ………摩擦抵抗低減手段、１５………押込手段、１６………スライド板、１８………当接棒、１８ａ………当接板、２０………駆動歯車、２２………従動歯車、２４………スライドガイド、２６………チェーン、２８………スライダ、３０………軸受、３２………軸受、３４………ボールネジ、３６………スライダ、３８………駆動手段、４０………ベース、４２………垂直フレーム、４４………ボールネジ、４６………モータ、４８………スライダ、５０………ハンドル、５２………スライドレール、５４………水平フレーム、５６………水平フレームベース、５８………リニアガイド、６０………スライダ、６２………マニュアルハンドル、６４………操作盤、６６………ハンドル、６８………台車部、７０………車輪、７２………ロック機構、７４………車輪、８０………ＲＯ膜エレメント、８２………中心パイプ、８４………浸透膜、８６………流路材、８８………メッシュスペーサ、９０………端板、９２………ベッセル、９４………反力受。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール状に形成された逆浸透膜エレメントを長手方向に寝かせた状態で載置する載置台と、
前記載置台を昇降させる昇降手段と、
前記載置台を前記逆浸透膜エレメントの載置方向と平行に移動させる平行移動手段と、
前記載置台に載置した前記逆浸透膜エレメントを圧力容器に押し込む押込手段と、
を備え、
前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの長手方向長さ以上の押し込み量を有する構成としたことを特徴とする逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項２】
前記逆浸透膜エレメントを前記載置台に載せた状態で移動を可能とする移動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項３】
前記載置台には、前記逆浸透膜エレメントの支持部に、摩擦抵抗軽減手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項４】
前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器に押し込む際の反力による前記載置台の移動を抑制する反力受を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項５】
前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの後端部に当接する当接棒と、前記当接棒を支持し、前記載置台に沿って前記圧力容器側へスライドするスライド板とを基本として構成し、前記逆浸透膜エレメントの下部に位置する前記載置台に駆動機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の逆浸透エレメント交換装置。
【請求項６】
前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの後端を押圧する液圧シリンダであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の逆浸透膜エレメント。
【請求項７】
前記液圧シリンダは、ロッドをテレスコピック構造とした多段式液圧シリンダであることを特徴とする請求項６に記載の逆浸透膜エレメント。
【請求項１】
ロール状に形成された逆浸透膜エレメントを長手方向に寝かせた状態で載置する載置台と、
前記載置台を昇降させる昇降手段と、
前記載置台を前記逆浸透膜エレメントの載置方向と平行に移動させる平行移動手段と、
前記載置台に載置した前記逆浸透膜エレメントを圧力容器に押し込む押込手段と、
を備え、
前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの長手方向長さ以上の押し込み量を有する構成としたことを特徴とする逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項２】
前記逆浸透膜エレメントを前記載置台に載せた状態で移動を可能とする移動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項３】
前記載置台には、前記逆浸透膜エレメントの支持部に、摩擦抵抗軽減手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項４】
前記逆浸透膜エレメントを前記圧力容器に押し込む際の反力による前記載置台の移動を抑制する反力受を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の逆浸透膜エレメント交換装置。
【請求項５】
前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの後端部に当接する当接棒と、前記当接棒を支持し、前記載置台に沿って前記圧力容器側へスライドするスライド板とを基本として構成し、前記逆浸透膜エレメントの下部に位置する前記載置台に駆動機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の逆浸透エレメント交換装置。
【請求項６】
前記押込手段は、前記逆浸透膜エレメントの後端を押圧する液圧シリンダであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の逆浸透膜エレメント。
【請求項７】
前記液圧シリンダは、ロッドをテレスコピック構造とした多段式液圧シリンダであることを特徴とする請求項６に記載の逆浸透膜エレメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−５２３１６（Ｐ２０１３−５２３１６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９００９５（Ｐ２０１１−１９００９５）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２２年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、最先端研究開発支援プログラム（最先端ＰＧ（Ｍｅｇａ−ｔｏｎ Ｗａｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）１００万ｍ３／日規模大型プラント構成最適化インテリジェントメガトンモジュールシステム）、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２２年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、最先端研究開発支援プログラム（最先端ＰＧ（Ｍｅｇａ−ｔｏｎ Ｗａｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）１００万ｍ３／日規模大型プラント構成最適化インテリジェントメガトンモジュールシステム）、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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