JP3439937B2 - シールキャップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、筒状の濾過体のよ
うな筒状体の両端部と取付部材との間に介在させる封止
用シール材に関するものであって、特に、前記端部に被
着して使用できるシールキャップに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、流体中の異物を除去する濾過体、
例えば、河川水のような原水に含まれる濁質、雑菌類等
を除去して清浄水を得るための濾過体として、図３に示
すような、複数の連通孔４１を透設した膜エレメントと
いわれる濾過体がある。この膜エレメント４としては、
例えば、外径×長さ＝３０×１０００ｍｍの微細多孔質
セラミックス製円柱状ロッドであって、その長手方向に
は内径１〜３ｍｍ程度の連通孔が１ないし複数本透設さ
れている。 【０００３】そして、このようなセラミックス製筒体か
らなる膜エレメントを濾過体として使用した膜モジュー
ル濾過装置としては、例えば、図４に示す構造のものが
実用化されている。この膜モジュール濾過装置を概説す
ると、ケーシング１は、ケーシング本体１１、本体上部
１２および本体下部１３からなり、その内部には、上部
フランジ１４と下部フランジ１５の位置において、上部
プレート３１と下部プレート３３が設けられ、ケーシン
グ１内を上部室２２、中間室２１、および下部室２３の
３室が密閉して区画されている。 【０００４】そして、この上部プレート３１と下部プレ
ート３３との間には、多数の膜エレメント４が、その上
端部および下端部をそれぞれ前記の上部プレート３１と
下部プレート３３の取付孔に嵌合されて、適宜な間隔を
隔てて列設されている。また、この事例では、上部プレ
ート３１と下部プレート３３の外側には、それら膜エレ
メント４の抜け出し防止、原水通路の確保、プレート３
１、３３の補強などの目的で、カバープレート３２、３
４が添着されている。 【０００５】このように構成された膜モジュール濾過装
置において、膜エレメント４の所要本数は濾過容量によ
って増減して、４〜複数本数備えられている。そして、
濾過対象原水、例えば、河川水を下方の下部室２３に送
入し、適宜な圧力下で下部室２３から膜エレメント４の
連通孔４１を通じて上部室２２へ流通させると、この連
通孔４１の内壁が所定な孔径の濾過膜として、例えば公
称孔径０．１μｍの濾過膜として機能し、原水に含まれ
る微細異物、雑菌類などが除去される。そして、膜エレ
メント４の微細多孔質壁を透過した清浄水は、一旦中間
室２１に貯溜してから適宜に外部に取り出すことができ
るのである。 【０００６】ここで、膜エレメント４の端部と取付部材
である上部プレート３１と上部のカバープレート３２と
の取り合いを説明すると、図５に例示するように、膜エ
レメント４の上端部は、上部プレート３１の取付孔に挿
入され、その上端端面４３は上部カバープレート３２の
連通孔段部にクッション材５２を介して当接して、抜け
出しが防止されている。そして、上部カバープレート３
２と上部プレート３１との境界に設けられたテーパ状凹
溝部にはＯリング５１が装入され、膜エレメント４の端
部側面４２の封止構造が形成されている。なお、上部プ
レート３１とカバープレート３２とは、固定ボルト３５
により締結されている。また、このような取り合い状況
は、下部プレート３３と下部のカバープレート３４との
取り合いの場合も同様である。 【０００７】以上説明した取り合い構造においては、カ
バープレート３２、３４を取り外せば、クッション材５
２とＯリング５１を容易に取り出すことができるという
利点があるが、図５に例示するＯリング５１の場合、比
較的短期間、例えば、装着後２、３か月のうちにゴム素
材が弾性を失い、封止性能が著しく劣化してしまうとい
う現象が見出された。その結果、処理液の漏洩を防止す
るために、思いのほか頻繁にＯリングを交換しなければ
ならないという問題があった。また、図５に例示する取
り合い構造においては、クッション材５２とＯリング５
１の２種類の部材を準備しなければならないので、メン
テナンスがわずらわしいという不具合もあった。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、前記膜エレメ
ントのような筒状体の端部における封止とクッションの
双方の機能を兼ねるとともに、使用中の封止性能の劣化
を防止することが可能となるシールキャップを提供す
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、Ｏリングなど
のゴム素材が比較的短期間のうちに弾性を失う現象を研
究した結果、この原因は、ゴムのような弾性体を変形さ
せた状態で保持する場合、ある許容される変形率、例え
ば、４０％以上の変形を与えると、素材の内部組織が破
壊されるような変質を引き起こして弾性変形が塑性変形
に移行していまい、弾性を失うにいたることを見出して
完成したものであり、上記の問題を解決するところの本
発明のシールキャップは、列設される複数のセラミック
ス製膜エレメントである筒状体の端部に被着して取付部
材である上部プレートとカバープレートとに接して配置
され、封止とクッションを兼ねる弾性環状部材からなる
シールキャップであって、このシールキャップは、前記
膜エレメントの端部の側面に被着し前記上部プレートに
接する垂直な胴部と、前記端部の周辺端面に被着し前記
カバープレートに接する水平な頂部とからなる断面形状
を有し、このシールキャップ使用時の変形の度合いを軽
減するため、前記胴部の上部プレート側には胴部外側環
状膨出部と、胴部の膜エレメント側には胴部内側環状膨
出部の一対の環状膨出部を設けるとともに、前記胴部外
側環状膨出部の膨出部の高さを胴部厚さの１５％〜３０
％に形成して、使用時の変形率を４０％以下に設定可能
とし、さらにシールキャップの前記頂部のカバープレー
ト側には、膜エレメントに対する衝撃を緩和するクッシ
ョン作用を有し、膜エレメントの全長のバラツキを吸収
して内部応力の片寄りを緩和できる頂部外側環状膨出部
を設けたことを特徴とするものである。 【００１０】 【００１１】なお、ここでいう変形率とは、シール材の
シール方向におけるシール前の厚さをｄ0 、シール中の
厚さをｄ1 としたとき、計算式（ｄ0 −ｄ1 ）×１００
／ｄ0 （％）から求めることのできる値であり、弾性体
の変形の程度を示す尺度である。 【００１２】 【発明の実施の形態】次に、本発明の１実施形態につい
て、図１、２を参照して説明する。先ず、この実施形態
のシールキャップ６は、ゴムのような弾性体から形成さ
れるが、その配置を例示すると、図１の配置断面略図に
示されるように、セラミックスからなる膜エレメント４
のような筒状体の端部に被着した状態で、取付部材であ
るところの上部プレート３１およびカバープレート３２
とに接した形態で配設されている。 【００１３】そして、このシールキャップ６を形成する
環状部材の特長とする形状は、その部分断面略図である
図２に示すように、先ず、前記筒状体の端部の側面４２
に被着する垂直な胴部６１と、前記端部の周辺端面４３
に被着する水平な頂部６２からなる断面Ｌ字状をなして
いる点にあり、次いで、その胴部６１には、その外側、
すなわち上部プレート３２側に胴部外側環状膨出部６３
と、その内側、すなわち膜エレメント４側に胴部内側環
状膨出部６４の一対の環状膨出部６３、６４が設けられ
るとともに、前記頂部６２の外側、すなわちカバープレ
ート３２側に頂部外側環状膨出部６５が設けられている
点にある。 【００１４】ここで、膜エレメントが前述のような、外
径×長さ＝３０×１０００ｍｍの微細多孔質セラミック
ス製円柱状ロッドである場合に採用されるシールャップ
６の形状の１例を示すと、胴部長さ７ｍｍ、厚さ４ｍ
ｍ、頂部幅６ｍｍ、厚さ２ｍｍ、胴部外側および内側環
状膨出部６３、６４はＲ２ｍｍ、膨出高さ０．５〜０．
８ｍｍ、頂部外側環状膨出部６５はＲ０．５ｍｍ、膨出
高さ０．５ｍｍであり、胴部環状膨出部６３、６４が幅
広の基部を持つのに比べ、頂部外側環状膨出部６５は幅
が狭く形成されている。 【００１５】ここで、前述の実施形態にように、頂部６
２に頂部外側環状膨出部６５が設けられている場合に
は、セラミックスからなる膜エレメント４に対する衝撃
を緩和するクッション作用が確実であるので好ましく、
また製造誤差として±０．５ｍｍ程度存在する膜エレメ
ント４の全長のバラツキがこの頂部外側環状膨出部６５
に吸収され、内部応力の偏りが緩和されるという利点が
得られるので好適であるが、この頂部外側環状膨出部６
５は本発明において必須のものではなく、これが欠けて
いても、シールキャップ６の頂部６２自体がクッション
作用を発揮するので、本発明の目的を達することが可能
である。 【００１６】また、前述の実施形態にように、胴部６１
には、胴部外側環状膨出部６３と胴部内側環状膨出部６
４の一対の環状膨出部６３、６４を設けた形態では、シ
ールキャップ６の使用時の変形の度合いを一層軽減で
き、その使用時の変形率を４０％以下に設定することが
容易であるから、弾性の劣化を効果的に抑制するととも
に、封止作用を向上させることができるので好適な形態
である。なお、この場合、胴部外側環状膨出部６３の膨
出高さを胴部厚さの好ましくは１５％以上、３０％以下
として設けておくのが封止作用と変形率の点から好まし
い。なお、前記の環状膨出部の断面形状としては、円弧
状、三角形状、台形状、矩形状、波形状、などが採用可
能である。 【００１７】 【発明の効果】本発明のシールキャップは、以上に説明
したように構成されているので、膜エレメントのような
筒状体の端部における封止とクッションの双方の機能を
兼ねることが可能となり、シールのための変形程度を少
なく保てるので、弾性の劣化を抑制することができ、効
果的な封止性能を長期間にわたり発揮できる。また、筒
状体の寸法のバラツキを吸収できるという優れた効果も
ある。よって本発明は従来の問題点を解消したシールキ
ャップとして、その工業的価値が極めて大なるものがあ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施形態を説明するための配置断面略
図。 【図２】実施形態の部分断面図。 【図３】膜エレメントの斜視略図。 【図４】従来の膜モジュール濾過装置の部分断面略図。 【図５】図４の要部拡大断面図。 【符号の説明】 ３１ 上部プレート、３２ カバープレート 、４ 膜
エレメント、４１ 連通孔、４２ 側面、４３ 端面、
６ シールキャップ、６１ 胴部、６２ 頂部、６３
胴部外側環状膨出部、６４ 胴部内側環状膨出部、６５
頂部外側環状膨出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−143903（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−128532（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 列設される複数のセラミックス製膜エレ
   メントである筒状体の端部に被着して取付部材である上
   部プレートとカバープレートとに接して配置され、封止
   とクッションを兼ねる弾性環状部材からなるシールキャ
   ップであって、このシールキャップは、前記膜エレメン
   トの端部の側面に被着し前記上部プレートに接する垂直
   な胴部と、前記端部の周辺端面に被着し前記カバープレ
   ートに接する水平な頂部とからなる断面形状を有し、こ
   のシールキャップ使用時の変形の度合いを軽減するた
   め、前記胴部の上部プレート側には胴部外側環状膨出部
   と、胴部の膜エレメント側には胴部内側環状膨出部の一
   対の環状膨出部を設けるとともに、前記胴部外側環状膨
   出部の膨出部の高さを胴部厚さの１５％〜３０％に形成
   して、使用時の変形率を４０％以下に設定可能とし、さ
   らにシールキャップの前記頂部のカバープレート側に
   は、膜エレメントに対する衝撃を緩和するクッション作
   用を有し、膜エレメントの全長のバラツキを吸収して内
   部応力の片寄りを緩和できる頂部外側環状膨出部を設け
   たことを特徴とするシールキャップ。