JP2008006393A

JP2008006393A - 脱炭酸装置及び脱炭酸方法

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Publication number: JP2008006393A
Application number: JP2006180737A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Aso; 健一阿曽; Isamu Sato; 勇佐藤
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: JP4673804B2

Abstract

【課題】脱炭酸膜を通じて透過水中に空気等の気体を混入させてしまうことがなく、良好に純水の製造を行うことができる脱炭酸装置及び脱炭酸方法を提供すること。
【解決手段】この脱炭酸装置Ｂは、逆浸透膜装置Ａとイオン交換樹脂ボンベＣとの間に接続され、逆浸透膜装置Ａを透過した透過水４中の炭酸ガス４ａを脱気してイオン交換樹脂ボンベＣに向けて透過水４を送水する脱炭酸装置Ｂであって、脱炭酸膜Ｂ３と、脱炭酸膜Ｂ３の上流側に設けられ、透過水４の逆流を防止する逆止弁Ｖ１と、逆止弁Ｖ１の下流側に設けられ、脱気水５を陽圧状態に保持するリリーフ弁Ｖ２とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、脱炭酸装置及び脱炭酸方法に係り、特に逆浸透膜装置やイオン交換装置を用いた純水製造工程において、逆浸透膜装置透過後の透過水中の炭酸ガスを脱気する脱炭酸装置及び脱炭酸方法に関する。

工業用水等の原水から純水を製造する純水製造装置にはイオン交換装置が用いられる。イオン交換装置はイオン交換樹脂を有しており、このイオン交換樹脂に原水を通過させることにより、原水中の不純物イオンが除去されて純度の高い精製水（純水）が得られる。

しかしながら、イオン交換装置に直接原水を通過させるとイオン交換樹脂への負荷が過大となり、イオン交換樹脂の再生や交換を頻繁に行わなくてはならない。そこで、純水製造装置においては、イオン交換装置の上流側に逆浸透膜装置を配置することが行われている。

逆浸透膜装置は逆浸透膜を有しており、この逆浸透膜によって原水中の塩類、微粒子、有機化合物等を除去することができる。したがって、イオン交換樹脂の負荷を軽減することができて、イオン交換樹脂の再生や交換の頻度を低減することが可能である。このように、前段に逆浸透膜装置、後段にイオン交換装置を配して原水を精製することにより、純度の高い純水を得ることができる。

なお、本出願においては、純水製造装置への流入前（逆浸透膜透過前）の被処理水を原水、逆浸透膜装置透過後の処理水を透過水、イオン交換装置通過後の処理水を純水ということとする。

ところが、原水中に炭酸ガスが含まれている場合、この逆浸透膜装置によっては炭酸ガスを脱気することができない。炭酸ガスを含んだままの透過水がイオン交換装置に至ると、イオン交換樹脂への負荷が大きくなる。そこで、一般に逆浸透膜装置とイオン交換装置との間に脱炭酸装置を接続して透過水中の炭酸ガスを脱気することが行われる。

脱炭酸装置は気体が通過可能な脱炭酸膜を有しており、例えば脱炭酸膜の一方の膜面に沿って透過水を通過させ、他方の膜面に沿って空気等の気体を向流に通気させ、透過水中の炭酸ガスを脱炭酸膜を通じて気体中へと放出させる。これにより、透過水中の炭酸ガスが脱気され、イオン交換樹脂への負荷も軽減されて一層純度の高い純水を得ることができる。なお、本出願では透過水が脱炭酸を通過し脱気処理された水を脱気水ということとする。

図９に、逆浸透膜装置１０１、脱炭酸装置１０２、イオン交換装置１０３を有して構成された従来の純水製造装置１００の例を示す。ＲＯポンプ１０４により加圧して送水された原水は、逆浸透膜装置１０１の逆浸透膜１０５を透過して後段の脱炭酸装置１０２へと送られる。脱炭酸装置１０２へと送られた透過水中の炭酸ガスが脱炭酸膜１０６を通じて脱気され、脱気水は更に後段のイオン交換装置１０３へと送られる。脱気水は、このイオン交換装置１０３においてイオン交換樹脂（図示せず）を通過して純水となり、種々の用途に利用される。

なお、逆浸透膜装置１０１内で濃縮された原水は排水管１０７によって排水される。また、脱炭酸装置１０２には気体供給装置１０８によって空気等の気体が供給され、脱炭酸膜１０６の表裏に気体と透過水とが接触するように構成されている。このような、脱炭酸装置を用いた純水製造装置の例として、例えば特許文献１，２に開示されたものがある。
特開２００１−１２１１５１号公報特開２００３−８００３６号公報

しかしながら、脱炭酸膜１０６は気体を通過させるので、脱炭酸膜１０６に接している透過水が負圧となった場合は逆に気体が透過水中に混入してしまう。

例えば、原水加圧送水用のＲＯポンプ１０４を停止して純水製造工程を終了する際に、浸透圧の作用によって逆浸透膜１０５透過後の透過水が逆浸透膜１０５を通って上流に逆流する、いわゆるサックバック現象を生じてしまう。そうすると、脱炭酸膜１０６近傍の透過水が負圧となってしまい、脱炭酸膜１０６を通じて気体が透過水中に混入してしまう。

また、例えば脱炭酸装置１０２よりもその下流側に接続されたイオン交換装置１０３が低い位置に設置され両者に揚程差が生じている場合は、純水製造工程終了後にも脱炭酸装置１０２とイオン交換装置１０３との接続配管内の脱気水がイオン交換装置１０３側へと流出する、いわゆるサイフォン現象を生じてしまう。そうすると、脱炭酸膜１０６近傍の透過水が負圧となってしまい、やはり脱炭酸膜１０６を通じて気体が透過水中に混入してしまう。

上記のように、透過水中に気体が混入してしまうと純水製造工程を再開した際にその気体が脱炭酸装置１０２の下流側に接続されたイオン交換装置１０３へと送られ、その内部に溜まってしまう。そうすると、イオン交換樹脂への負荷が大きくなってイオン交換効率が低下し、ひいては純水製造効率が低下してしまうという問題があった。特に、イオン交換装置１０３が内部にイオン交換樹脂を密閉封止したイオン交換樹脂ボンベである場合には、内部に溜まってしまった気体を抜気するためにイオン交換樹脂ボンベの上蓋部に設置された気体抜きねじを緩めボンベ内の気体を抜く作業を定期的に行う必要があった。

本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、脱炭酸膜を通じて透過水中に空気等の気体を混入させてしまうことがなく、良好に純水の製造を行うことができる脱炭酸装置及び脱炭酸方法を提供することを例示的課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての脱炭酸装置は、逆浸透膜装置とイオン交換装置との間に接続され、逆浸透膜装置を透過した透過水中の炭酸ガスを脱気してイオン交換装置に向けて脱気水を送水する脱炭酸装置であって、脱炭酸膜と、脱炭酸膜の上流側に設けられて透過水の逆流を防止する逆流防止手段と、逆流防止手段の下流側に設けられて脱気水を陽圧状態に保持する陽圧保持手段と、を有する。

脱炭酸膜の上流側に設けられた逆流防止手段が透過水の逆流を防止するので、逆浸透膜装置でサックバック現象が生じても逆流防止手段の下流側の透過水が逆流しない。したがって、脱炭酸膜近傍の透過水が負圧とならず、脱炭酸膜を通じて気体が透過水中に混入しない。

また、陽圧保持手段が逆流防止手段の下流側に設けられているので、例えサイフォン現象によって脱炭酸装置とイオン交換装置との接続配管内の脱気水がイオン交換装置側へと流出しても脱炭酸膜近傍の透過水が負圧とならない。したがって、脱炭酸膜を通じて透過水中に気体が混入しない。

上記の逆流防止手段が逆止弁であってもよい。例えば、株式会社テイエルブイ製のチャッキ弁（型式：ＣＫＦ３Ｒ）等を逆流防止弁として用いることにより、簡便かつ安価に透過水の逆流を防止することができる。また、陽圧保持手段がアキュムレータや脱炭酸膜の下流側に設けられたリリーフ弁であってもよい。

例えば、ＮＯＫ株式会社製のブラダ型アキュムレータ（型式：ＡＬ）等を脱炭酸装置の近傍上流側又は下流側に設けることにより、簡便かつ安価に脱炭酸膜近傍の透過水を陽圧状態に保持できるので、サイフォン現象が生じても脱炭酸膜を通じて透過水中に気体が混入しない。また、例えば、積水化学工業株式会社製リリーフバルブ（型式：Ｔｙｐｅ７１５）等を脱炭酸膜の下流側に設けることによっても、サイフォン現象による悪影響を排除することができる。

上記の逆流防止手段が開閉制御可能な第１の開閉弁であり、陽圧保持手段が脱炭酸膜の下流側に設けられて開閉制御可能な第２の開閉弁であり、かつ、逆浸透膜装置への原水供給を停止する際に、第１の開閉弁を閉成させるより先に第２の開閉弁を閉成させるとともに逆浸透膜装置における原水の圧力が０．０２ＭＰａ以下となる前に第１の開閉弁を閉成させる弁開閉制御装置をさらに有してもよい。

脱炭酸膜の上流と下流とにそれぞれ設けられた第１、第２の開閉弁を弁開閉制御装置により制御することで、脱炭酸膜を通じて透過水中に気体が混入するのを防止することができる。例えば、逆浸透膜装置への原水供給停止（純水製造工程終了）に伴って、脱炭酸膜近傍での透過水の圧力が低下するが、まず第１の開閉弁を閉成させるより先に第２の開閉弁を閉成させることにより、サイフォン現象による悪影響を排除しつつ脱炭酸膜近傍での透過水の陽圧状態を確保することができる。そして、最終的に原水が大気圧開放されるより前に第１の開閉弁を閉成させることにより、サックバック現象による悪影響を排除しつつ脱炭酸膜近傍での透過水の陽圧状態を確保することができる。

原水の圧力が０．００６ＭＰａ以下になると、多くの場合脱炭酸膜１０６を通じて気体が透過水中に混入してしまう。したがって、より詳細には原水の圧力が０．００６ＭＰａ以下となる前に第１の開閉弁を閉成させることが望ましい。なお、本出願において原水の「圧力」は「大気圧との差圧」を意味する。

本発明の他の例示的側面としての脱炭酸方法は、逆浸透膜装置とイオン交換装置との間に接続されて脱炭酸膜を有する脱炭酸装置により、逆浸透膜装置を透過した透過水中の炭酸ガスを脱気する脱炭酸方法であって、逆浸透膜装置への原水供給を停止する際に、脱炭酸膜の上流側に設けられた逆流防止手段によって透過水の逆流を防止する工程と、逆流防止手段の下流側に設けられた陽圧保持手段によって脱気水を陽圧状態に保持する工程と、を有する。

本発明の更に他の例示的側面としての脱炭酸方法は、逆浸透膜装置とイオン交換装置との間に接続されて脱炭酸膜を有する脱炭酸装置により、逆浸透膜装置を透過した透過水中の炭酸ガスを脱気する脱炭酸方法であって、逆浸透膜装置への原水供給を停止する際に、脱炭酸膜の上流側に設けられた第１の開閉弁を閉成させるより先に脱炭酸膜の下流側に設けられた第２の開閉弁を閉成させる工程と、透過水の圧力が０．００６ＭＰａ以下となる前に第１の開閉弁を閉成させる工程と、を有する。

例えば、逆浸透膜装置への原水供給停止（純水製造工程終了）に伴って、脱炭酸膜近傍での透過水の圧力が低下するが、まず第１の開閉弁を閉成させるより先に脱炭酸膜の下流側に設けられた第２の開閉弁を閉成させることにより、サイフォン現象による悪影響を排除しつつ脱炭酸膜近傍での透過水の陽圧状態を確保することができる。そして、最終的に透過水圧力が大気圧まで降下するより前に脱炭酸膜の上流側に設けられた第１の開閉弁を閉成させることにより、サックバック現象による悪影響を排除しつつ脱炭酸膜近傍での透過水の陽圧状態を確保することができる。

透過水の圧力が０．００６ＭＰａ以下になると、脱炭酸膜を通じて透過水中に気体が混入してしまう。したがって、より詳細には原水の圧力が０．００６ＭＰａ以下となる前に第１の開閉弁を閉成させることが望ましい。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、サックバック現象やサイフォン現象による悪影響を受けることなく、脱炭酸膜近傍を陽圧状態に保持することができる。したがって、脱炭酸膜を通じて透過水中に空気等の気体を混入させてしまうことがなく、良好に純水の製造を行うことができる。

発明を実施するための形態

［実施の形態１］
以下、図面を用いて本発明の実施の形態１に係る脱炭酸装置Ｂを用いた純水製造装置Ｓについて説明する。図１は、純水製造装置Ｓの全体構成を示す概略ブロック図である。純水製造装置Ｓは、上流側から順に逆浸透膜装置Ａ、脱炭酸装置Ｂ、イオン交換樹脂ボンベ（イオン交換装置）Ｃが配管により接続されて大略構成されている。

逆浸透膜装置Ａは内部に逆浸透膜Ａ１を有し、原水加圧用のＲＯポンプＥから送水された原水２から塩類、微粒子、有機化合物等を除去するためのものである。逆浸透膜Ａ１を透過した透過水４は、接続配管Ｐ１を通って脱炭酸装置Ｂへと送られるようになっている。

逆浸透膜装置Ａの逆浸透膜Ａ１前段側には排水管Ａ２が設けられ、逆浸透膜Ａ１を透過できず、濃縮された原水２の一部を排水できるようになっている。また、ＲＯポンプＥはインバータ回路Ｅ１によってインバータ制御可能とされており、送水開始及び停止時の急激な圧力変化を防止することができるようになっていてもよい。

脱炭酸装置Ｂは脱炭酸ベッセルＢ１、逆流防止手段としての逆止弁Ｖ１、陽圧保持手段としてのリリーフ弁Ｖ２を有して逆浸透膜装置Ａの後段に接続されている。逆止弁Ｖ１は脱炭酸ベッセルＢ１の上流側に設けられ、リリーフ弁Ｖ２は脱炭酸ベッセルＢ１の下流側に設けられており、接続配管Ｐ１から送られてきた透過水４が逆止弁Ｖ１、脱炭酸ベッセルＢ１、リリーフ弁Ｖ２を通って接続配管Ｐ４を介して後段のイオン交換樹脂ボンベＣへと送られるようになっている。

図２は、脱炭酸ベッセルＢ１の内部構成を示す概略構成図である。脱炭酸ベッセルＢ１は、大略円筒形状のベッセル本体Ｂ２の内部に中空糸膜状の脱炭酸膜Ｂ３が設けられて大略構成されたもので、中空糸内部に気体供給装置Ｄから供給された空気等の気体６を透過水４と向流方向に（すなわち、図１中上から下に向けて接続配管Ｐ６から接続配管Ｐ７へと）通気させるようになっている。一方、透過水４は中空糸外部を図１中下から上に向けて接続配管Ｐ２から接続配管Ｐ３へと送水され、透過水４と気体６とは脱炭酸膜Ｂ３の表裏にそれぞれ接触するように構成されている（以下、気体６が通過する中空糸内部を脱炭酸膜Ｂ３の内側、透過水４が通過する中空糸外部を脱炭酸膜Ｂ３の外側と定義する。）。このように、脱炭酸膜Ｂ３の表裏に透過水４と気体６とをそれぞれ接触させ、かつ互いに向流となるように流下させることで、透過水４中の炭酸ガス４ａを効率よく気体６中へと脱気させることができるようになっている。

逆止弁Ｖ１は、接続配管Ｐ２中の透過水４が接続配管Ｐ１内へと逆流するのを防止するためのものである。これにより、逆浸透膜装置Ａ内においてサックバック現象が生じたとしても、脱炭酸装置Ｂへと伝わらないようにその影響を遮断することができる。

リリーフ弁Ｖ２は、脱炭酸膜Ｂ３近傍すなわち脱炭酸ベッセルＢ１内部、接続配管Ｐ２内部、接続配管Ｐ３内部を陽圧状態に保持するためのものである。リリーフ弁Ｖ２は、その上流側の管路内の圧力が一定圧力以上となると、下流側に開放する弁である。換言すると、上流側の管路内の圧力が一定圧力以上とならないと下流側に開放しないので、その作用を利用して上流側（すなわち接続配管Ｐ３内部、脱炭酸ベッセルＢ１内部、接続配管Ｐ２内部）を一定圧力以上に保持する機能が実現できる。したがって、例えば脱炭酸装置Ｂとイオン交換樹脂ボンベＣとの間の揚程差を原因とするサイフォン現象により下流側の接続配管Ｐ４内の脱気水５がイオン交換樹脂ボンベＣ側に流出しても、それによりリリーフ弁Ｖ２の上流側が負圧になることはない。

イオン交換樹脂ボンベＣの内部構成の概略を図３に示す。イオン交換樹脂ボンベＣは、ボンベ本体Ｃ１内にイオン交換樹脂Ｃ２が充填されて大略構成され、脱炭酸装置Ｂの後段に接続されている。接続配管Ｐ４から流入した脱気水５は、イオン交換樹脂Ｃ２を通過した後に取水管Ｃ３から純水８として取り出され、接続配管Ｐ５から外部に送水されるようになっている。

次に、この純水製造装置Ｓによる純水製造工程について図４に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ＲＯポンプＥの稼動を開始し、原水２の送水を開始する（Ｓ．１）。それとともに、気体供給装置Ｄから気体６を脱炭酸膜Ｂ３の内側に向けて供給する（Ｓ．２）。

原水２は、逆浸透膜装置Ａの逆浸透膜Ａ１を透過し、塩類等が除去され、逆止弁Ｖ１を通って脱炭酸装置Ｂへと送られる（Ｓ．３）。逆浸透膜Ａ１により濃縮された原水２は、排水管Ａ２から排水される（Ｓ．４）。

脱炭酸装置Ｂへと送られた透過水４は、脱炭酸膜Ｂ３の外側を流れる。それに伴い、透過水４中の炭酸ガス４ａが脱炭酸膜Ｂ３を通じて気体６側へと脱気される（Ｓ．５）。

炭酸ガスが脱気された脱気水５は、リリーフ弁Ｖ２を通ってイオン交換樹脂ボンベＣへと送られる（Ｓ．６）。リリーフ弁Ｖ２によって、接続配管Ｐ２内や脱炭酸装置Ｂ内の透過水４、接続配管Ｐ３内の脱気水５は、純水製造中も常時一定圧力以上の陽圧状態とされている（Ｓ．７）。イオン交換樹脂ボンベＣへと送られた脱気水５は、ボンベ内部でイオン交換樹脂Ｃ２を通過して純水８となって接続配管Ｐ５から外部へと送水される（Ｓ．８）。

上記の工程が継続され、純水製造が行われるが、純水製造を終了する際には（Ｓ．９）、ＲＯポンプＥを停止させる（Ｓ．１０）。ここで、ＲＯポンプＥがインバータ回路Ｅ１によりインバータ制御されている場合には、急激な圧力低下が防止され、原水２の圧力が徐々に減圧されていく。

そして、ＲＯポンプＥが略停止状態となり、逆浸透膜Ａ１上流側の原水２の圧力が略大気圧まで降下すると、浸透圧の作用により下流側の透過水４が逆浸透膜Ａ１を通過して上流側へと逆流しようとする（Ｓ．１１）。しかし、逆浸透膜装置Ａと脱炭酸装置Ｂとの間に設けられた逆止弁Ｖ１が、逆止弁Ｖ１より下流側の透過水４の逆止弁Ｖ１より上流側への逆流を防止するので（Ｓ．１２）、脱炭酸膜Ｂ３近傍では透過水４は逆流しない。したがって、脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４が負圧とならず、気体６が脱炭酸膜Ｂ３を通じて透過水４中に混入しない。

一方、イオン交換樹脂ボンベＣが脱炭酸装置Ｂより低い位置に設置されて両者間に揚程差が存在するような場合、ＲＯポンプＥの停止後もサイフォン現象により接続配管Ｐ４内の脱気水５がイオン交換樹脂ボンベＣ側へと流出しようとする（Ｓ．１３）。しかし、脱炭酸装置Ｂとイオン交換樹脂ボンベＣとの間に設けられたリリーフ弁Ｖ２が、リリーフ弁Ｖ２より上流側を陽圧状態に保持する（Ｓ．１４）。したがって、接続配管Ｐ３内の脱気水５及び脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４が負圧とならず、気体６が脱炭酸膜Ｂ３を通じて透過水４中に混入しない。

上記説明においては、脱炭酸装置Ｂと逆浸透膜装置Ａとの間（すなわち脱炭酸装置Ｂの上流側）に逆止弁Ｖ１を用いたが、逆止弁の代わりにここにもリリーフ弁を用い、リリーフ弁の逆流防止機能を利用してももちろんよい。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る脱炭酸装置Ｆを用いた純水製造装置Ｔの全体構成を示す概略ブロック図である。この純水製造装置Ｔは、上流側より順に逆浸透膜装置Ａ、脱炭酸装置Ｆ、イオン交換樹脂ボンベＣが配管により接続されて大略構成され、更に制御装置（弁開閉制御装置）Ｇを有している。なお、本実施の形態２において上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付し説明を省略する。

脱炭酸装置Ｆは、脱炭酸ベッセルＢ１、逆流防止手段としての開閉弁ＶＣ１（第１の開閉弁）、陽圧保持手段としての開閉弁ＶＣ２（第２の開閉弁）を有して逆浸透膜装置Ａとイオン交換樹脂ボンベＣとの間に接続されている。開閉弁ＶＣ１は脱炭酸ベッセルＢ１の上流側に設けられ、開閉弁ＶＣ２は脱炭酸ベッセルＢ１の下流側に設けられている。

制御装置Ｇは開閉弁ＶＣ１、開閉弁ＶＣ２の開閉制御を行うためのものであり、両開閉弁ＶＣ１，ＶＣ２と接続されている。制御装置Ｇは、例えばコンピュータであってもよいし、シーケンサのように動作プログラムの記憶が可能なコントローラであってもよい。なお、開閉弁ＶＣ１と脱炭酸ベッセルＢ１との間には透過水４の圧力を検出する圧力センサ１０が設けられ、センサ出力が制御装置Ｇに入力されるようになっている。

この純水製造装置Ｔによる純水製造工程のうち、ＲＯポンプＥを停止させて精製を終了する工程について図６に示すフローチャートを用いて説明する。

純水製造中はＲＯポンプＥが稼動するとともに開閉弁ＶＣ１，ＶＣ２とも開成状態となっており、原水２、透過水４及び脱気水５が逆浸透膜装置Ａ、脱炭酸装置Ｆ、イオン交換樹脂ボンベＣを通って純水８となって外部に送水されている（Ｓ．２１）。純水製造終了時（Ｓ．２２）には、まずＲＯポンプＥを徐々に停止させる（Ｓ．２３）。ＲＯポンプＥがインバータ回路Ｅ１によってインバータ制御可能となっている場合は、脱炭酸膜Ｂ３近傍の陽圧保持制御を容易に行うことができる。その際、透過水４の圧力状態は圧力センサ１０によって常に監視され、制御装置Ｇへと入力される。

透過水４の圧力が第１の所定圧力となったとき（Ｓ．２４）、まず制御装置Ｇは開閉弁ＶＣ２を閉成する（Ｓ．２５）。そして、透過水４の圧力が第１の所定圧力よりも低圧であって正圧の第２の所定圧力となったとき（Ｓ．２６）、制御装置Ｇは開閉弁ＶＣ１を閉成する（Ｓ．２７）。

透過水４の圧力が第１の所定圧力となった時点で開閉弁ＶＣ１より先に開閉弁ＶＣ２を閉成するので、接続配管Ｐ３内の脱気水５及び脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４は開閉弁ＶＣ２より後段部分の、例えばサイフォン現象等による影響を受けない。したがって、接続配管Ｐ３内の脱気水５及び脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４が負圧とならず、気体６が脱炭酸膜Ｂ３を通じて透過水４中に混入しない。

また、透過水４の圧力が第２の所定圧力となった時点で開閉弁ＶＣ１を閉成するので、脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４は開閉弁ＶＣ１より前段部分の、例えば浸透圧による逆流等による影響を受けない。したがって、脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４が負圧とならず、気体６が脱炭酸膜Ｂ３を通じて透過水４中に混入しない。

なお、第２の所定圧力は０．０２ＭＰａより大きいことが望ましい。０．０２ＭＰａ以下となると、脱炭酸膜Ｂ３を通じて透過水４中に気体が混入してしまう可能性があるからである。

第２の開閉弁ＶＣ２の閉成から第１の開閉弁ＶＣ１の閉成までの時間（遅れ時間）をタイマー制御する場合、ＲＯポンプＥと脱炭酸膜Ｂ３との間の配管長が長い場合は、慣性抵抗の影響を考慮して遅れ時間を長く設定するのが好ましい。一方、脱炭酸膜Ｂ３の後段にあるイオン交換樹脂ボンベＣが低い位置にありサイフォン現象を強く引き起こす場合は、遅れ時間を短く設定するのが好ましい。

また、ポンプ固有の性能によるが、インバーター制御機能付きのポンプのように、ＲＯポンプＥが停止信号発信からインペラ停止までに数秒を要するポンプの場合、遅れ時間を長く設定することが好ましい。設置条件にもよるが、１〜３秒が好ましい。

［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る脱炭酸装置Ｈを用いた純水製造装置Ｕの全体構成を示す概略ブロック図である。この純水製造装置Ｕは、上流側より順に逆浸透膜装置Ａ、脱炭酸装置Ｈ、イオン交換樹脂ボンベＣが配管により接続されて大略構成され、更に制御装置（弁開閉制御装置）Ｇを有している。なお、本実施の形態３において上記実施の形態１，２と同様の構成については、同様の符号を付し説明を省略する。

脱炭酸装置Ｈは、脱炭酸ベッセルＢ１、逆流防止手段としての逆止弁Ｖ１、陽圧保持手段としてのアキュムレータ１２及び開閉弁ＶＣ２を有して逆浸透膜装置Ａとイオン交換樹脂ボンベＣとの間に接続されている。逆止弁Ｖ１は脱炭酸ベッセルＢ１の上流側に設けられ、開閉弁ＶＣ２は脱炭酸ベッセルＢ１の下流側に設けられている。また、アキュムレータ１２が逆止弁Ｖ１と脱炭酸ベッセルＢ１との間に設けられている。

制御装置Ｇは開閉弁ＶＣ２の開閉制御を行うためのものであり、開閉弁ＶＣ２と接続されている。逆止弁Ｖ１と脱炭酸ベッセルＢ１との間には透過水４の圧力を検出する圧力センサ１０が設けられ、センサ出力が制御装置Ｇに入力されるようになっている。

アキュムレータ１２は、図８（ａ）にその内部構成を示すように、本体ケース１２ａ内部にニトリルゴム等の弾性樹脂を材料とするブラダ１２ｂを有して構成され、接続配管Ｐ２に接続されている。ブラダ１２ｂ内部には蓄圧用のガスが封入され、ブラダ１２ｂ外部と本体ケース１２ａ内部とで区画された空間１２ｃが接続配管Ｐ２内部と連通されて空間１２ｃ内に透過水４が充満するようになっている。

このアキュムレータ１２は、透過水４に高い圧力が加わった場合には図８（ａ）に示すようにブラダ１２ｂが圧縮され、透過水４の圧力が減少した場合には図８（ｂ）に示すようにブラダ１２ｂが拡張されることにより、透過水４の圧力変化を減少させる機能を有している。アキュムレータ１２は、一般に配管中を流下する液体の脈動を減少させる目的で使用されるが、本実施の形態３においては、脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４の陽圧を保持する目的で使用する。なお、本実施の形態３においては、アキュムレータ１２を逆止弁Ｖ１と脱炭酸ベッセルＢ１との間に設けたが、脱炭酸ベッセルＢ１と開閉弁ＶＣ２との間に設けてもよい。

この純水製造装置Ｕにおいて、ＲＯポンプＥを停止させて純水製造を終了する工程については、実施の形態２における工程（Ｓ．２１）〜工程（Ｓ．２４）と同様である。すなわち、純水製造中はＲＯポンプＥが稼動し、開閉弁ＶＣ２が開成状態となっているが（Ｓ．２１）、純水製造工程終了時にはＲＯポンプＥを徐々に停止させ（Ｓ．２２）、透過水４の圧力が第１の所定圧力（アキュムレータ１２の設定圧力）となったとき（Ｓ．２３）、制御装置Ｇが開閉弁ＶＣ２を閉成する（Ｓ．２４）。

透過水４の圧力が第１の所定圧力となった時点で開閉弁ＶＣ２を閉成するので、接続配管Ｐ３内の脱気水５及び脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４は開閉弁ＶＣ２より後段部分の、例えばサイフォン現象等による影響を受けない。また、脱炭酸装置Ｈの上流側に逆止弁Ｖ１が設けられているので、脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４は逆止弁Ｖ１より前段部分の、例えばサックバック現象等による影響を受けない。更に、逆止弁Ｖ１と脱炭酸ベッセルＢ１との間にアキュムレータ１２が設けられているので、ＲＯポンプＥ停止後も脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４を常に陽圧状態に保持することができる。したがって、接続配管Ｐ３内の脱気水５及び脱炭酸膜Ｂ３近傍の透過水４が負圧とならず、気体６が脱炭酸膜Ｂ３を通じて透過水４中に混入しない。

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。

［実施例１］
上記実施の形態１で説明した純水製造装置Ｓを用い、リリーフ弁Ｖ２の設定圧力を種々変更して脱炭酸膜１０６を通じて透過水４中に気体６が混入するか否かについての実験を行った。実験は、原水２の流量１ｍ^３／ｈで所定時間純水製造工程を行った後にＲＯポンプＥを停止させ、そのまま一定時間放置後にイオン交換樹脂ボンベＣ内の混入気体量をボンベ本体Ｃ１のサイトグラスより目視確認することにより行った。なお、流量計（図示せず）は逆浸透膜装置Ａと逆止弁Ｖ１との間に設置した。実験に使用した機器、計器類について表１に示す。

実験結果について、表２に示す。リリーフ弁Ｖ２の設定圧力が０．０２ＭＰａの場合、原水２の流量が１〜１０ｍ^３／ｈのいずれの場合にも透過水４への気体６の混入は見られなかった。なお、リリーフ弁Ｖ２の陽圧保持力は、圧力計（ＤＵ３／８×φ７５×０．６ＭＰａ：東洋計器興業株式会社製）によって測定した。

本発明の実施の形態１に係る脱炭酸装置を用いた純水製造装置の全体構成を示す概略ブロック図である。図１に示す脱炭酸装置に用いられる脱炭酸ベッセルの内部構成を示す概略構成図である。図１に示すイオン交換樹脂ボンベの内部構成を示す概略構成図である。図１に示す純水製造装置による純水製造工程を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態２に係る脱炭酸装置を用いた純水製造装置の全体構成を示す概略ブロック図である。図２に示す純水製造装置による純水製造工程のうち、ＲＯポンプを停止させて純水製造工程を終了する工程について説明するフローチャートである。本発明の実施の形態３に係る脱炭酸装置を用いた純水製造装置の全体構成を示す概略ブロック図である。図７に示すアキュムレータの内部構成を示す断面図である。従来の脱炭酸装置を用いた純水製造装置の全体構成を示す概略ブロック図である。

符号の説明

２：原水
４：透過水
４ａ：炭酸ガス
５：脱気水
６：気体
８：純水
１０：圧力センサ
１２：アキュムレータ
１２ａ：本体ケース
１２ｂ：ブラダ
１２ｃ：空間
１００：純水製造装置
１０１：逆浸透膜装置
１０２：脱炭酸装置
１０３：イオン交換装置
１０４：ＲＯポンプ
１０５：逆浸透膜
１０６：脱炭酸膜
１０７：排水管
１０８：気体供給装置
Ｓ，Ｔ，Ｕ：純水製造装置
Ａ：逆浸透膜装置
Ａ１：逆浸透膜
Ａ２：排水管
Ｂ，Ｆ，Ｈ：脱炭酸装置
Ｂ１：脱炭酸ベッセル
Ｂ２：ベッセル本体
Ｂ３：脱炭酸膜
Ｃ：イオン交換樹脂ボンベ（イオン交換装置）
Ｃ１：ボンベ本体
Ｃ２：イオン交換樹脂
Ｃ３：取水管
Ｄ：気体供給装置
Ｅ：ＲＯポンプ
Ｅ１：インバータ回路
Ｇ：制御装置（弁開閉制御装置）
Ｐ１〜Ｐ７：接続配管
Ｖ１：逆止弁（逆流防止手段）
Ｖ２：リリーフ弁（陽圧保持手段）
ＶＣ１：第１の開閉弁（逆流防止手段）
ＶＣ２：第２の開閉弁（陽圧保持手段）

Claims

逆浸透膜装置とイオン交換装置との間に接続され、前記逆浸透膜装置を透過した透過水中の炭酸ガスを脱気して前記イオン交換装置に向けて脱気水を送水する脱炭酸装置であって、
脱炭酸膜と、
該脱炭酸膜の上流側に設けられ、前記透過水の逆流を防止する逆流防止手段と、
該逆流防止手段の下流側に設けられ、前記脱気水を陽圧状態に保持する陽圧保持手段と、を有する脱炭酸装置。
前記逆流防止手段が逆止弁であり、前記陽圧保持手段がアキュムレータである請求項１に記載の脱炭酸装置。
前記逆流防止手段が逆止弁であり、前記陽圧保持手段が前記脱炭酸膜の下流側に設けられたリリーフ弁である請求項１に記載の脱炭酸装置。
前記逆流防止手段が開閉制御可能な第１の開閉弁であり、前記陽圧保持手段が前記脱炭酸膜の下流側に設けられて開閉制御可能な第２の開閉弁であり、かつ、
原水の送水を停止する際に、前記第１の開閉弁を閉成させるより先に前記第２の開閉弁を閉成させるとともに前記透過水の圧力が０．０２ＭＰａ以下となる前に前記第１の開閉弁を閉成させる弁開閉制御装置を更に有する請求項１に記載の脱炭酸装置。
逆浸透膜装置とイオン交換装置との間に接続されて脱炭酸膜を有する脱炭酸装置により、前記逆浸透膜装置を透過した透過水中の炭酸ガスを脱気する脱炭酸方法であって、
前記逆浸透膜装置への原水供給を停止する際に、前記脱炭酸膜の上流側に設けられた逆流防止手段によって前記透過水の逆流を防止する工程と、
該逆流防止手段の下流側に設けられた陽圧保持手段によって前記脱気水を陽圧状態に保持する工程と、を有する脱炭酸方法。
逆浸透膜装置とイオン交換装置との間に接続されて脱炭酸膜を有する脱炭酸装置により、前記逆浸透膜装置を透過した透過水中の炭酸ガスを脱気する脱炭酸方法であって、
前記逆浸透膜装置への原水供給を停止する際に、前記脱炭酸膜の上流側に設けられた第１の開閉弁を閉成させるより先に前記脱炭酸膜の下流側に設けられた第２の開閉弁を閉成させる工程と、
前記透過水の圧力が０．０２ＭＰａ以下となる前に前記第１の開閉弁を閉成させる工程と、を有する脱炭酸方法。