JP6723741B2 - 膜エレメント、及びこれに用いる膜エレメント用端部部材 - Google Patents

Description

本発明は、繊維補強樹脂を含む外装材を備えるスパイラル型の膜エレメント、及びこれに用いる膜エレメント用端部部材に関する。

膜エレメントにより原液を濾過して透過液を生成する膜濾過装置の一例として、膜部材が巻回されることにより形成された膜巻回体を有する膜エレメントと、当該膜エレメントを収容する耐圧容器とを備えた膜濾過装置が知られている。

この種の膜濾過装置における膜巻回体は、膜部材が巻回されることにより形成されているため、耐圧容器内を流れる原液などから受ける軸線方向の圧力により膜部材が軸線方向にずれて、膜巻回体がテレスコープ状に変形する場合がある。このような問題に対して、膜巻回体の端面に対向するように端部部材（いわゆるテレスコープ防止部材）を取り付けることにより、膜部材が軸線方向にずれるのを防止するといった技術が知られている（例えば、下記特許文献１）。

また、膜エレメントの外周には、外装材が設けられており、当該外装材は、膜巻回体の外周及びテレスコープ防止部材の一部に跨るように取り付けられている。このとき、特許文献２に記載されているように、接着剤を塗布したガラス繊維（ガラス繊維ロービング）を膜巻回体の外周に巻き付けることで、外装材を形成することが一般的であった。

また、特許文献１にも記載されていように、従来、テレスコープ防止部材としては、膜巻回体の突き合わせ部に、膜巻回体を嵌め込むための円筒部（スカート）を有するタイプと、当該円筒部を有していないタイプとが存在した。

しかし、前者のタイプでは、円筒部の内径に合わせて、高い精度で膜巻回体の外径を制御する必要があり、また、膜巻回体の外径が制限され、膜面積を増加させるために限界があるので、円筒部を有していない後者のタイプが主流になりつつある。但し、後者のタイプでは、ガラス繊維ロービングを巻き付ける際に、膜巻回体と端部部材との境界部において、ガラス繊維ロービングの落ち込みが生じるという問題があった。

このため、特許文献３には、端部部材の突き合わせ部に、複数の突起を環状に設けて、ガラス繊維ロービングの落ち込みを防止したテレスコープ防止部材が、提案されている。

特開２００５−１１１４７３号公報 特開２０１０−１９４４０６号公報 特開２０１２−１８３４６４号公報

しかしながら、特許文献３に記載されたテレスコープ防止部材では、膜巻回体の外径が環状に形成された突起の位置より大きい場合には、ガラス繊維ロービングの落ち込みを十分に防止することができず、また、テレスコープ防止部材と膜巻回体との段差によって、巻き付け不良が生じる場合がある。

逆に、膜巻回体の外径が環状に形成された突起の位置より小さい場合には、特に、突起の先端付近で、ガラス繊維ロービングの巻き付けが不均一（大きな隙間が部分的に生じる）となり、その位置で外装材の接着強度が低下するという問題があった。そして、前記の何れの場合であっても、環状に形成された複数の突起によって、外装材の接着強度を高める効果は少なかった。

そこで、本発明の目的は、膜巻回体の外径が多少変化しても、補強繊維の落ち込みや巻き付け不良を防止しつつ、外装材の接着力を補強することができる膜エレメント用端部部材及びこれを備えた膜エレメントを提供する。

本発明の目的は、以下の如き作用効果を奏する本発明によって達成される。
即ち、本発明の膜エレメントは、外周に孔を有する中心管と、膜部材が前記中心管に巻回された膜巻回体と、その膜巻回体の両端に配置された端部部材と、少なくとも前記膜巻回体の外周に設けられた外装材と、を備えた膜エレメントにおいて、前記外装材は、前記膜巻回体の外周に巻き付けられた補強繊維を有する繊維補強樹脂を含み、前記端部部材は、液体が流動可能な開口を有する本体と、前記本体から前記膜巻回体の側に延びる複数の可撓部と、を備え、前記可撓部が前記膜巻回体の外周面側に変形した状態で、前記可撓部の外周にも前記補強繊維が巻き付けられていることを特徴とする。

本発明の膜エレメントによると、端部部材が前記本体から膜巻回体の側に延びる複数の可撓部を備え備えるため、外装材を形成する際に、膜巻回体の端面と本体の間に、補強繊維が落ち込むのを効果的に防止することができる。また、可撓部が膜巻回体の外周面側に変形した状態で、可撓部の外周にも補強繊維が巻き付けられているため、膜巻回体の外径が多少変化しても、膜巻回体の外周面との段差による巻き付け不良を防止できる。また、このとき、可撓部が外装材と接着して一体化するため、接着力を補強することができる。その結果、膜巻回体の外径が多少変化しても、補強繊維の落ち込みや巻き付け不良を防止しつつ、外装材の接着力を補強することができる膜エレメント用端部部材を提供できる。

上記において、前記端部部材の本体は、前記膜巻回体の端部を覆い、前記膜巻回体の外径より内径が大きいカバー部を有すると共に、前記可撓部は、前記カバー部から延びていることが好ましい。このようなカバー部を有することで、膜巻回体の端面と本体の間に、補強繊維が落ち込むのをより確実に防止することができ、外装材によって端部部材をより強固に膜巻回体と接着一体化することができる。

また、前記可撓部は、外周側の表面に凹凸を有することが好ましい。外周側の表面に凹凸を有することにより、補強繊維を巻き付ける際に、ズレを生じにくくしてより均一な巻き付けを行うことができる。特に、前記凹凸が、周方向に延びる溝である場合、十分な接着強度を確保しながら、補強繊維のより均一な巻き付けが可能となる。

また、前記可撓部同士の間隙は、前記可撓部の周方向の幅より小さいことが好ましい。このような構成とすることで、膜巻回体の外周の多くの部分を可撓部で覆うことができ、補強繊維をより均一に巻き付けることができ、外装材の接着力の補強効果も大きくなる。

更に、前記可撓部は、ほぼ等間隔で１０箇所以上に設けられていることが好ましい。このような構成とすることで、可撓部の周方向の幅が相対的に小さくなり、径方向の可撓性を確保し易くなる。また、ほぼ等間隔で１０箇所以上に設けることで、補強繊維をより均一に巻き付けることができ、外装材の接着力の補強効果も大きくなる。

一方、本発明の膜エレメント用端部部材は、上記いずれかに記載の膜エレメントに用いられる膜エレメント用端部部材であって、液体が流動可能な開口を有する本体と、前記本体から前記膜巻回体の側に延びる複数の可撓部と、を備えることを特徴とする。

本発明の膜エレメント用端部部材は、前記本体から前記膜巻回体の側に延びる複数の可撓部を備えるため、前述のように、膜巻回体の外径が多少変化しても、補強繊維の落ち込みや巻き付け不良を防止しつつ、外装材の接着力を補強することができる。

また、本発明の別の膜エレメント用端部部材は、スパイラル型膜エレメントの端部に配置される膜エレメント用端部部材において、前記膜エレメントの膜巻回体の側に延びる複数の可撓部を備えることを特徴とする。

この膜エレメント用端部部材は、膜エレメントの膜巻回体の側に延びる複数の可撓部を備えるため、前述のように、膜巻回体の外径が多少変化しても、補強繊維の落ち込みや巻き付け不良を防止しつつ、外装材の接着力を補強することができる。

上記において、前記端部部材の本体は、前記膜巻回体の端部を覆い、前記膜巻回体の外径より内径が大きいカバー部を有すると共に、前記可撓部は、前記カバー部から延びていることが好ましい。

このようなカバー部を有することで、膜巻回体の端面と本体の間に、補強繊維が落ち込むのをより確実に防止することができ、外装材によって端部部材をより強固に膜巻回体と接着一体化することができる。

また、前記可撓部は、外周側の表面に凹凸を有することが好ましい。外周側の表面に凹凸を有することにより、補強繊維を巻き付ける際に、ズレを生じにくくしてより均一な巻き付けを行うことができる。特に、前記凹凸が、周方向に延びる溝である場合、十分な接着強度を確保しながら、補強繊維のより均一な巻き付けが可能となる。

また、前記可撓部同士の間隙は、前記可撓部の周方向の幅より小さいことが好ましい。このような構成とすることで、膜巻回体の外周の多くの部分を可撓部が覆うことができるため、補強繊維の落ち込みや巻き付け不良をより効果的に防止しつつ、外装材の接着力の補効果をより高めることができる。

更に、前記可撓部は、ほぼ等間隔で１０箇所以上に設けられていることが好ましい。このような構成とすることで、可撓部の周方向の幅が相対的に小さくなり、径方向の可撓性を確保し易くなる。また、ほぼ等間隔で１０箇所以上に設けることで、補強繊維をより均一に巻き付けることができ、外装材の接着力の補強効果も大きくなる。

本発明の膜エレメントを備えた膜濾過装置の一例を示した概略断面図である。 膜エレメントの一例を示した斜視図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はその端部部材を示す斜視図である。 膜エレメントの一例の内部構成を示した概略断面図である。 膜エレメントの要部の一例を示しており、（ａ）は、取付前における端部部材の要部縦断面、（ｂ）は、取付前における端部部材の全体の右側面図、（ｃ）は、取付後における端部部材の周辺の縦断面である。 膜エレメント用端部部材の他の例を示す縦断面図である。 膜エレメント用端部部材の可撓部の他の例を示す展開平面図である。 膜エレメント用端部部材の可撓部の他の例を示す展開平面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る膜エレメント１０を備えた膜濾過装置５０の一例を示した概略断面図である。また、図２（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ膜エレメント１０の分解斜視図、及びその端部部材１３を示す斜視図である。図示した例では、膜濾過装置５０は、膜エレメント１０を耐圧容器４０内に一直線上に複数配置することにより構成されている。

耐圧容器４０は、樹脂製等の円筒体からなり、例えばＦＲＰ(Fiberglass Reinforced Plastics)により形成される。この耐圧容器４０内に軸線方向に沿って複数の膜エレメント１０が並べて配置されている。耐圧容器４０の一端部には、排水や海水などの原水（原液）が流入する原水流入口４８が形成されており、当該原水流入口４８から所定の圧力で流入する原水が複数の膜エレメント１０で濾過されることにより、浄化された透過水（透過液）と、濾過後の原水である濃縮水（濃縮液）とが得られる。耐圧容器４０の他端部には、透過水が流出する透過水流出口４６と、濃縮水が流出する濃縮水流出口４４とが形成されている。

図２（ａ）に示すように、膜エレメント１０は、外周に孔を有する中心管２０と、膜部材１６が中心管２０に巻回された膜巻回体１１と、その膜巻回体１１の両端に配置された端部部材１３と、を備えている。更に、膜エレメント１０は、少なくとも膜巻回体１１の外周に設けられた外装材１５を備えている（図３参照）。

膜部材１６は、例えば、分離膜１２と供給側流路材１８と透過側流路材１４を含むものである。本実施形態では、分離膜１２がＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ：逆浸透膜）膜であるＲＯ膜エレメントの例について説明する。

より具体的には、樹脂製の網状部材からなる矩形形状の透過側流路材１４の両面に、同一の矩形形状からなる２枚の分離膜１２が重ね合わせられるとともに、その３辺が接着されることにより、１辺に開口部を有する袋状膜部材１７が形成される。また、２枚の分離膜１２を用いる代わりに、１枚の分離膜１２を中央で折り曲げて、透過側流路材１４の両面に重ね合わせて、２辺を接着した袋状膜部材１７としてもよい。そして、この袋状膜部材１７の開口部が中心管２０の外周面に取り付けられ、樹脂製の網状部材からなる供給側流路材１８とともに中心管２０の周囲に巻回されることにより、前記膜エレメント１０が形成される。前記分離膜１２は、例えば不織布層上に多孔性支持体及びスキン層（緻密層）が順次に積層されることにより形成される。

前記のようにして形成された膜エレメント１０の一端側から原水を供給すると、原水スペーサとして機能する供給側流路材１８により形成された原水流路を介して、膜エレメント１０内を原水が通過する。その際、原水が分離膜１２により濾過され、原水から濾過された透過水が、透過水スペーサとして機能する透過側流路材１４により形成された透過水流路内に浸透する。

その後、透過水流路内に浸透した透過水が、当該透過水流路を通って中心管２０側に流れ、中心管２０の外周に形成された複数の通水孔から中心管２０内に導かれる。これにより、膜エレメント１０の他端側から、中心管２０を介して透過水が流出するとともに、供給側流路材１８により形成された原水流路を介して濃縮水が流出することとなる。

図１に示すように、耐圧容器４０内に収容されている複数の膜エレメント１０は、隣接する膜エレメント１０の中心管２０同士が管状のインターコネクタ４２で連結されている。このインターコネクタ４２は、膜エレメント１０の中心管２０に対して着脱可能な取付部材を構成している。したがって、原水流入口４８から流入した原水は、当該原水流入口４８側の膜エレメント１０から順に原水流路内に流れ込み、各膜エレメント１０で原水から濾過された透過水が、インターコネクタ４２により接続された１本の中心管２０を介して透過水流出口４６から流出する。一方、各膜エレメント１０の原水流路を通過することにより透過水が濾過されて濃縮された濃縮水は、濃縮水流出口４４から流出する。

ただし、膜濾過装置５０は、耐圧容器４０内に複数の膜エレメント１０が収容されているような構成に限らず、耐圧容器４０内に膜エレメント１０が１つだけ収容されているような構成であってもよい。また、膜エレメント１０としては、ＲＯ膜を用いたＲＯ膜エレメントに限らず、ＭＦ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｉｌｔｅｒ：精密濾過膜）膜エレメントやＵＦ（Ｕｌｔｒａ Ｆｉｌｔｅｒ：限外濾過膜）膜エレメントなど、他の各種膜エレメントを採用することができる。

図３は、膜エレメント１０の内部構成を示した概略断面図である。上述のようにしてスパイラル状に巻回された膜部材１６は、円筒形状の膜巻回体１１を構成しており、当該膜巻回体１１に端部部材１３及び外装材１５が取り付けられることにより、膜エレメント１０が形成されている。

端部部材１３は、膜巻回体１１の軸線方向Ａの端部に配置され、膜部材１６（図２（ａ）参照）が軸線方向Ａにずれるのを防止するための膜エレメント用端部部材である。この例では、膜巻回体１１の軸線方向Ａの両端部に、本発明における端部部材１３が配置されているが、このような構成に限らず、一方の端部にのみに、当該端部部材１３が配置された構成であってもよい。端部部材１３は、テレスコープ防止部材又はシールキャリアともよばれ、テレスコープを防止する機能や、シールを保持する機能を有することも可能である。

端部部材１３は、図２（ｂ）〜図３に示すように、液体が流動可能な開口１３１ａを有し、膜巻回体１１の端面に対向する本体１３１を備えている。また、本体１３１は、中心管２０を挿入する環状部１３１ｂと、これを連結するための連結部１３１ｃを有している。更に、端部部材１３は、本体１３１における膜巻回体１１より外周側の位置から膜巻回体１１側に延び、少なくとも径方向ＲＤに可撓性を有する複数の可撓部１３５を備える。本実施形態では、可撓部１３５がカバー部１３２を介して、本体１３１に設けられているが、可撓部１３５がカバー部１３２を介さずに、本体１３１に設けられていてもよい（図５（ａ）参照）。カバー部１３２は、本体１３１から膜巻回体１１の軸線方向Ａ（図３参照）に沿って膜巻回体１１側に延びている。本体１３１、可撓部１３５、及びカバー部１３２は、一体的に形成されることにより構成されているのが好ましい。端部部材１３の材質としては、ＡＢＳ、ノリル（登録商標、変性PPE樹脂）、ＰＶＣなどの樹脂を例示することができる。このように、本発明では、端部部材１３の本体１３１は、膜巻回体１１の端部を覆い、膜巻回体１１の外径より内径が大きいカバー部１３２を有することが好ましい。

端部部材１３の本体１３１は、例えば膜巻回体１１の端面よりも外径が大きい円板状に形成されている。本体１３１の外周面には、パッキン（図示せず）を収容して保持するための環状凹部１３３が形成されている。この環状凹部１３３内にパッキンが取り付けられた状態で、膜エレメント１０が耐圧容器４０内に配置されることにより、パッキンの表面が耐圧容器４０の内周面に当接するようになっている。このように、端部部材１３は、パッキン（シール）を保持するシール保持部材（シールキャリア）としても機能するようになっている。

図４は、膜エレメント１０の要部の一例を示しており、（ａ）は、取付前における端部部材１３の要部の縦断面、（ｂ）は、取付前における端部部材１３の全体の右側面図、（ｃ）は、取付後における端部部材１３の周辺の縦断面である。図２（ｂ）及び図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、端部部材１３のカバー部１３２は、本体１３１から膜巻回体１１側に向かって円環状に突出しており、その内径が膜巻回体１１の外径より大きいかほぼ一致している。また、取付前における可撓部１３５は、本体１３１のカバー部１３２の先端から、膜巻回体１１側に向かって舌片状に突出しており、その内径が膜巻回体１１の外径より大きい。

図４（ｃ）に示すように、取付後においては、可撓部１３５が径方向ＲＤに可撓性を有することにより、径方向ＲＤの内周側に変形して倒れ込み、好ましくは、可撓部１３５の先端が膜巻回体１１の外周に当接した状態で、外装材１５が設けられている。このとき、本体１３１が膜巻回体１１の端面に当接するように端部部材１３が配置される。この状態で、カバー部１３２の外周、可撓部１３５及び膜巻回体１１の外周に跨るように、外装材１５が設けられることにより、膜巻回体１１が外装材１５により覆われた構成となる。つまり、本発明では、可撓部１３５が膜巻回体１１の外周面側に変形した状態で、可撓部１３５の外周にも補強繊維が巻き付けられている。

外装材１５は、膜巻回体１１の外周に巻き付けられた補強繊維を有する繊維補強樹脂を含み、例えばガラス繊維と接着剤からなるＦＲＰ外装材である。外装材１５は、一方の端部部材１３から、他方の端部部材１３まで、膜巻回体１１の外周面に沿ってほぼ周方向ＰＤに連続して巻回されることにより、膜巻回体１１の外周全体が覆われるようになっている。ＦＲＰ外装材では、接着剤を含む補強繊維（例えばガラス繊維ロービング）が巻き付けられ、固化した接着剤中に補強繊維が埋設した状態となる。

本実施形態では、端部部材１３が、本体１３１における膜巻回体１１より外周側の位置から膜巻回体１１側に延びる複数の可撓部１３５を備えるため、外装材１５を形成する際に、補強繊維の落ち込みを効果的に防止することができる。また、可撓部１３５が少なくとも径方向ＲＤに可撓性を有するため、膜巻回体１１の外径が小さい場合でも、膜巻回体１１の外径に追従して可撓部１３５が変形し、段差による補強繊維の巻き付け不良を防止できる。また、補強繊維を巻き付けた状態で、可撓部１３５が外装材１５と接着して一体化するため、接着力を補強することができる。このとき、図４（ｃ）に示すように、可撓部１３５の内周側にも接着剤が浸透することによって、外装材１５に対する補強効果をより高めることができる。

本実施形態では、平面視が矩形の可撓部１３５をほぼ等間隔で、４０箇所に設けているが、可撓部１３５の数としては、６〜１００が好ましく、１２〜８０がより好ましく、１８〜５０が更に好ましい。特に、可撓部１３５は、ほぼ等間隔で１０箇所以上に設けられていることが好ましい。複数の可撓部１３５は、金型等を用いた樹脂成形により、形成することができる。

本実施形態では、可撓部１３５が、外周側の表面に、周方向ＰＤに溝が延びる凹凸を有する場合の例を示している。凹凸を有する場合、その凹部の深さとしては、０．０１〜
１．５ｍｍが好ましい。

このような凹凸は、端部部材１３の成形品に対する後加工によって起伏部を形成することも可能であるが、加工コストがかかるため、金型に起伏を設ける方法を採用することが好ましい。金型に起伏を設ける方法としては、ＮＣ旋盤などを用いた切削加工やシボ加工による方法の他、放電加工、レーザ加工、ブラスト加工による方法などを例示することができる。

端部部材１３の可撓部１３５は、周方向ＰＤの幅Ｗが一定であり、その幅Ｗが径方向ＲＤの厚みｔより大きいか、又は、周方向ＰＤの幅Ｗが軸線方向Ａで変化し、最も周方向ＰＤの幅Ｗが大きい位置においてその幅Ｗが径方向の厚みｔより大きいことが好ましい。

つまり、可撓部１３５は、径方向ＲＤの厚みｔが最も薄い部分の厚みｔが０．０１〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．２ｍｍであることがより好ましい。本実施形態では、可撓部１３５が、外周側の表面に凹凸を有する場合を例に示しているが、その場合、凹凸の最も薄い部分の厚みｔが上記範囲であることが好ましい。厚みがこの範囲内であると、強度をある程度維持しつつ径方向の可撓性を得ることができる観点から好ましい。

また、可撓部１３５は、例えば４インチエレメントの場合、最も周方向ＰＤの幅Ｗが大きい位置においてその幅Ｗが３〜１５ｍｍであることが好ましく、６〜１０ｍｍであることがより好ましい。例えば８インチエレメントの場合、最も周方向ＰＤの幅Ｗが大きい位置において６〜３０ｍｍであることが好ましく、１２〜２０ｍｍであることがより好ましい。例えば１６インチエレメントの場合、最も周方向ＰＤの幅Ｗが大きい位置において１２〜６０ｍｍであることが好ましく、２４〜４０ｍｍであることがより好ましい。
なお、幅Ｗは、周方向ＰＤに沿った長さにより測定する値である。

また、端部部材１３の可撓部１３５は、周方向ＰＤの幅Ｗが一定であり、その幅Ｗが可撓部１３５同士の間隔Ｉより広いか、又は、周方向ＰＤの幅Ｗが軸線方向Ａで変化し、最も周方向ＰＤの幅Ｗが広い位置においてその幅Ｗが可撓部１３５同士の間隔Ｉより広いものであることが好ましい。具体的には、最も周方向ＰＤの幅Ｗが広い位置において、可撓部１３５同士の間隔Ｉは、例えば４インチエレメントの場合、０．２〜１２ｍｍであることが好ましく、０．５〜５ｍｍであることがより好ましい。例えば８インチエレメントの場合、０．２〜２５ｍｍであることが好ましく、０．５〜１０ｍｍであることがより好ましい。例えば１６インチエレメントの場合、０．２〜７０ｍｍであることが好ましく、０．５〜３０ｍｍであることがより好ましい。なお、間隔Ｉは、直線距離により測定する値である。

また、可撓部１３５の長さＬ１は、５〜５０ｍｍであることが好ましく、２０〜３５ｍｍであることがより好ましい。

カバー部１３２を設ける場合、その長さＬ２は、１〜２０ｍｍであることが好ましく、５〜１０ｍｍであることがより好ましい。また、カバー部１３２の厚みは、０．２〜２ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍであることがより好ましい。
（他の実施形態）
（１）本発明では、図４に示すような断面形状の端部部材に限らず、図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、種々の断面形状の端部部材が可能である。

図５（ａ）に示す例では、端部部材１３には、外周側の表面に凹凸を有さない可撓部１３５を設けている。また、この例では、可撓部１３５がカバー部１３２を介さずに、本体１３１に設けられている。

図５（ｂ）に示す例では、内周側の表面に周方向ＰＤに延びる凹条を有することで、可撓部１３５の軸線方向Ａの中央部より基端部側に、径方向ＲＤの厚みｔが部分的に薄い肉薄部１３６を有している。このような肉薄部１３６を設けることで、径方向ＲＤの可撓性をより高めることができ、しかも肉薄部１３６を設ける位置により、変形状態における形状を調節することができる。

図５（ｃ）に示す例では、外周側の表面に周方向ＰＤに延びる凹条を有することで、可撓部１３５の軸線方向Ａの中央部より基端部側に、径方向ＲＤの厚みｔが部分的に薄い肉薄部１３６を有している。

図５（ｄ）に示す例では、端部部材１３には、先端側が径方向ＲＤの外周側に広がった可撓部１３５を設けている。この例では、可撓部１３５の全体が外周側に広がっているが、可撓部１３５の一部が外周側に広がっていてもよい。また、先端側が径方向ＲＤの外周側に広がっていない可撓部１３５の先端部に対して、切欠きを設けることで、その部分が外周側に広がるようにしてもよい。

図５（ｅ）に示す例では、端部部材１３には、先端側ほど厚みが薄くなる可撓部１３５を設けている。その場合において、この例では、可撓部１３５の内周側の表面が外周側に広がっているが、可撓部１３５の内周側の表面が外周側に広がっていなくてもよい。

（２）本発明では、図４に示すような形状の可撓部に限らず、図６（ａ）〜（ｆ）、及び図７（ａ）〜（ｆ）に示すように、種々の形状の可撓部が可能である。

図６（ａ）に示す例では、矩形の可撓部１３５が、その幅が可撓部１３５同士の間隔より広い状態で設けられている。

図６（ｂ）に示す例では、先端が最も幅が広くなるように、矩形の幅広部を有する可撓部１３５を設けている。このように、本発明において、先端に位置する辺は、周方向ＰＤと平行であることが好ましい。

図６（ｃ）に示す例では、先端が最も幅が広くなるように、台形の幅広部を有する可撓部１３５を設けている。このように、本発明において、先端に位置する部分の形状は、何れの形状であってもよい。

図６（ｄ）に示す例では、先端が最も幅が狭くなるように、六角形の可撓部１３５を設けている。このように、本発明において、可撓部１３５の全体の形状は、何れの形状であってもよい。

図６（ｅ）に示す例では、矩形の幹部から両側に広がる枝部を有する可撓部１３５を設けている。この例では、幹部の先端に、六角形の先端部を有している。枝部は、先端側に傾斜しているが、何れの方向に傾斜していてもよい。このように、両側に広がる枝部を有することで、外装材を形成する際に均一な形成を行うことができる。

図６（ｆ）に示す例では、矩形の幹部から両側に広がる枝部を有する可撓部１３５を設けている。この例では、幹部の先端に、五角形の先端部を有している。

図７（ａ）に示す例では、可撓部１３５の先端が最も幅が狭く、軸線方向Ａの中央部より基端部側に周方向ＰＤの幅が部分的に狭い幅狭部を設けている。

図７（ｂ）に示す例では、先端が最も幅が狭くなるように、角が取れたほぼ三角形の可撓部１３５を設けている。この例では、可撓部１３５の基端部同士が繋がっているが、この様な形態も、本発明においては複数の可撓部１３５を有していると定義される。

図７（ｃ）に示す例では、先端が最も幅が狭くなるように、角が取れたほぼ三角形の可撓部１３５を設けており、図７（ｂ）に示す例よりも可撓部１３５の数が多くなっている。

図７（ｄ）に示す例では、先端が最も幅が狭くなるように、台形の可撓部１３５を設けている。このような形状の可撓部１３５によっても、外装材を形成する際に均一な形成を行うことができる。

図７（ｅ）に示す例では、矩形の可撓部１３５と五角形の可撓部１３５とを、交互に設けている。この例では、２種の可撓部１３５の長さが異なっている。

図７（ｆ）に示す例では、本体１３１の側を幅の狭い台形とし、先端側を幅の広い五角形として、両者が連続した可撓部１３５を設けている。このように、本発明では、可撓部１３５が、軸線方向Ａの中央部より基端部側に、周方向ＰＤの幅Ｗが部分的に狭い幅狭部を有することが好ましい。このような幅狭部を設けることで、径方向ＲＤの可撓性をより高めることができる。

（３）前述の実施形態では、環状部１３１ｂを連結するための連結部１３１ｃが、多数の円孔を設けた板状体にリブを形成した連結部１３１ｃにより、本体１３１の開口１３１ａを形成する例を示したが、本発明において、本体１３１の開口１３１ａは、何れの形状であってもよい。例えば、スポーク状の連結部１３１ｃを有することで、液体が流動可能な開口１３１ａを本体１３１に形成してもよい。

（４）前述の実施形態では、本体１３１、可撓部１３５、及びカバー部１３２は、一体的に同一材料で形成されている例を示したが、これらは、別材料で形成されていてもよい。例えば、可撓部１３５を可撓性の高い（より柔軟な）樹脂で構成し、他の部分と一体的に成形したり、両者を成形後に固着してもよい。また、可撓部１３５を金属製のバネ材で構成し、その基端部を本体１３１又はカバー部１３２に埋設させて、可撓部１３５を形成することも可能である。

（５）前述の実施形態では、周方向ＰＤに溝が延びる凹凸を有する場合の例を示したが、凹凸の形状、大きさ、間隔などは、何れでもよい。例えば、平面視形状が円形、楕円形、三角形、四角形などの複数の凸部を設けてもよい。

（６）前述の実施形態では、環状に連続したカバー部１３２を設けた例を示したが、複数に分割されたカバー部１３２を設けることも可能である。

（７）前述の実施形態では、接着剤を有するガラス繊維（ガラス繊維ロービング）を用いてＦＲＰ外装材を形成する例を示したが、その他の外装材を使用することも可能であるた。但し、ガラス繊維、セラミック繊維や高弾性率の樹脂繊維などの補強繊維により補強された繊維補強樹脂が好ましい。

補強繊維の形態としては、マルチフィラメント、モノフィラメントの繊維の他、それらにより構成される織布、不織布、編布、ネットなどの布帛が挙げられる。これらの布帛によるＦＲＰ外装材では、補強繊維が周方向又は周方向から傾斜した方向に連続し、固化した接着剤中に埋設した状態となる。

１０ 膜エレメント
１１ 膜巻回体
１２ 分離膜
１３ 端部部材
１３１ 本体
１３１ａ 開口
１３１ｂ 環状部
１３２ カバー部
１３５ 可撓部
１４ 透過側流路材
１５ 外装材
１６ 膜部材
１８ 供給側流路材
２０ 中心管
４０ 耐圧容器
５０ 膜濾過装置

Claims (9)

1. 外周に孔を有する中心管と、膜部材が前記中心管に巻回された膜巻回体と、その膜巻回体の両端に配置された端部部材と、少なくとも前記膜巻回体の外周に設けられた外装材と、を備えた膜エレメントにおいて、
   前記外装材は、前記膜巻回体の外周に巻き付けられた補強繊維を有する繊維補強樹脂を含み、
   前記端部部材は、液体が流動可能な開口を有する本体と、前記本体から前記膜巻回体の側に延びる複数の可撓部と、を備え、
   前記可撓部が前記膜巻回体の外周面側に変形して前記可撓部の先端が前記膜巻回体の外周に当接した状態で、前記可撓部の外周にも前記補強繊維が巻き付けられていることを特徴とする膜エレメント。
2. 前記端部部材の本体は、前記膜巻回体の端部を覆い、前記膜巻回体の外径より内径が大きいカバー部を有すると共に、
   前記可撓部は、前記カバー部から延びている請求項１に記載の膜エレメント。
3. 前記可撓部は、外周側の表面に凹凸を有する請求項１又は２に記載の膜エレメント。
4. 前記凹凸は、周方向に延びる溝である請求項３に記載の膜エレメント。
5. 前記可撓部は、展開平面図における形状が矩形であり、複数の前記可撓部が周方向に１列に並んで構成され、前記可撓部の周方向の幅と、前記可撓部間の周方向の間隔がそれぞれ一定であり、また、前記可撓部間の周方向の間隔が前記周方向の幅より小さい請求項１〜４いずれかに記載の膜エレメント。
6. 前記可撓部は、等間隔で１０〜１００箇所に設けられている請求項１〜５いずれかに記載の膜エレメント。
7. 請求項１〜６いずれかに記載の膜エレメントに用いられる膜エレメント用端部部材であって、
   液体が流動可能な開口を有する本体と、前記本体から前記膜巻回体の側に延びる複数の可撓部と、を備える膜エレメント用端部部材。
8. 前記可撓部は、外周側の表面に凹凸を有する請求項７に記載の膜エレメント用端部部材。
9. 前記凹凸は、周方向に延びる溝である請求項８に記載の膜エレメント用端部部材。

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