JPH0213069Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は流体瀘過用の中空糸瀘過モジユールに
関し、より詳しくは大量の水中の懸濁物質の除去
等に適した中空糸瀘過モジユールに関する。

〔従来の技術〕

中空糸瀘過膜は優れた瀘過機能を有しているた
め従来より高純度の工業用水の製造や気体の瀘過
等を始めとして種々の用途に広く用いられてきて
いる。

中空糸瀘過モジユールとしては、中空糸の中空
部から外部へ向けて瀘過するものと、中空糸の外
部から中空部へ向けて瀟過するものとの２通のタ
イプがあるが、前者は中空糸の内部の通過抵抗が
大きく、又、被処理水中の懸濁物質等が中空糸中
空部に残存して目詰まりを起し易いために、これ
らの用途には後者のタイプが多く用いられてい
た。

〔考案が解決しようとする問題点〕

これらのモジユールの構造は、被処理水が中空
糸に対し被処理水入口から出口に向かう横向きの
一方向の流れとして接触するものであるため、被
処理水の流速を高めると中空糸に一定方向のみに
応力が加わり、中空糸が損傷されやすかつた。ま
た、複数のモジユールを直列に連結して使用する
場合には被処理流体の流れは複雑に屈曲する連結
方式をとらざるをえず、被処理流体の圧力損失が
大きく必要以上のポンプ能力を必要としたり、連
結数の制限を受けたり、エネルギー損失が大きい
等という不便があつた。

さらに、被処理水が比較的不純物を多く含有す
る場合には、中空糸の外表面に付着した不純物に
より、中空糸どうしが容易に付着しあつてモジユ
ール内に配設された中空糸全体がひとまとまりの
棒状の束を形成しやすかつた。このような束が形
成されると、束の内部には被処理水は侵入接触し
難いため、短期間で中空糸瀘過モジユールの有効
瀘過面積が減少して瀘過機能の低下が生じると同
時に、中空糸の目詰まり解消の機能回復処理の実
施をも困難にするという問題点があつた。

本考案は上述の問題点に鑑み成されたものであ
り、その目的は全く新しい構造であつて、工業的
流体処理に好適に使用でき、長期間使用しても、
中空糸どうしの付着が起こりにくく、有効使用時
間が長く、また目詰まりを生じた中空糸の機能回
復のための洗浄操作を容易に実施することのでき
る中空糸瀘過モジユールを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の上記目的は、直管と、Ｕ字状に束ねた
中空糸束の開口端を固定する固定部材と、直管の
外部に突出した側管とを有していて、該固定部材
の中空糸開口端を有する面が該側管と液密に接続
されてなるモジユールにおいて、該中空糸束のＵ
字状部の中央を通過し中心から放射方向に伸びて
いる複数の腕を有し且つ該中空糸が、そのＵ字状
部の中央を該中空糸サポート部材の腕または腕か
ら伸びる枝部が通過するように該中空糸サポート
部材にかけられている中空糸瀘過モジユールによ
り達成される。

以下、本考案の中空糸瀘過モジユールにつき図
面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図及び第３図は本考案の中空糸瀘過モジユ
ールの好ましい態様を示す模式的断面図である。

第１図において、１は直管、２は中空糸サポー
ト部材、３は中空糸、４は側管、５は固定部材、
６はフランジをそれぞれ表わす。側管４は図に示
すようにその一端が直管１の内部において直管１
と同心円状に配置されており他端は直管１の外部
に位置していて、フランジ６により直管１に固定
されている。中空糸はその中央部においてＵ字状
に曲げ合わされている。この中空糸の複数が開口
部がそろうように束ねられて、その開口部が並ん
で形成している平面部分は固定部材５により液密
に固定されていて、中空糸内と側管内は連通して
いる。また中空糸は、Ｕ字状に曲げ合わされてい
る部分において第９図に示すように中空糸サポー
ト部材２に分散してひつかけられている。またフ
ランジ６は直管内の液体の流れを妨げないもので
あり、第２図に平面図で示すような構造になつて
いる。

第３図に示す中空糸瀘過モジユールは、図に示
すように側管が直管と連通しており、固定部材が
その側管の端に固定されていて、中空糸束が直管
内と側管内に存在するものである。このようなモ
ジユールの場合、直管と側管がなす角度は10゜〜
90゜好ましくは20゜〜70゜である。また側管は直管と
一体のものでもフランジ等で継ぎあわされたもの
であつてよいが、直管と曲管の接合部のところが
中空糸を傷つけないようなものにしなければなら
ない。

本考案の中空糸瀘過モジユールに配設される中
空糸サポート部材２は、中心からほぼ同一平面内
で放射状に伸びた複数（好ましくは２〜８本）の
腕８を有しており、各腕に枝部９が設けられてい
てもよいが、全体として、中空糸を傷つけないよ
う鋭利なエツジ部のないものである。中空糸は、
そのＵ字状部の中央を該中空糸サポート部材の腕
または腕から伸びる枝部が通過するように該中空
糸サポート部材にかけられている（以後、ひつか
けられていると表現する）が、腕または枝部には
中空糸ずれ防止用突起１０等を設けることが好ま
しい。

第４図乃至第８図に本考案のモジユールに用い
る中空糸サポート部材の代表的な態様を示す。

第４図、第５図に示す中空糸サポート部材は、
腕８が同一平面上において中心から放射方向に伸
びておりそれぞれの腕には中空糸をひつかけるた
めの枝部９が腕８が成す平面内に存在するように
腕８につけられているもの（タイプ１）の代表例
である。このタイプの場合、腕の数は４〜８本が
適当であり、また腕につけられている枝部はそれ
ぞれの腕に２〜５本程度が適当であり腕の長さの
１／２の位置より中心部にはつけないことが好まし
い。このような中空糸サポート部材には第９図に
示すように枝部９に中空糸３が分散してひつかけ
られるが、中空糸がずれておちないように中空糸
ずれ防止用突起１０が設けられている。

第６図に示す中空糸サポート部材は、（タイプ
１）のものの枝をそれぞれが同心円の一部分をな
すように加工したもの（タイプ２）の代表例であ
るがこのタイプの場合は腕の数は２〜４本が適当
である。この場合にも中空糸ずれ防止用突起１０
を配置することが好ましい。

第７図に示す中空糸サポート部材は、腕８が同
一平面上において中心から放射方向に伸びており
それぞれの腕に中空糸ずれ防止用突起１０を腕が
なす平面に対して垂直方向に取り付けたもの（タ
イプ３）の代表例である。このタイプの場合、中
空糸は直接腕にひつかけられる。この場合には中
空糸ずれ防止用突起１０が複数個腕に直接配置さ
れているため中空糸の腕上での区分けがなかれ
る。またこのタイプの場合、腕の数は３〜８本が
好ましく、中空糸ずれ防止用突起の取り付け位置
は腕の長さの1/2の位置より外側であることが好
ましい。

第８図に示す中空糸サポート部材は、凹凸の設
けられた腕８が同一平面上において中心から放射
方向に伸びてなるもの（タイプ４）の代表例であ
り、このタイプのものも腕に直接中空糸がひつか
けられて使用されるものであるが、この場合は凹
凸があるために中空糸のかたよりがおこらない。

以上のような中空糸サポート部材は中空糸の開
口部を固定部材に固定してしまつた後からひつか
けることができる。

このような中空糸サポート部材を使用して中空
糸束の頂部（Ｕ字形成部）を分散させることによ
り、モジユール内の中空糸が全体としてバラけた
状態で存在することになり、中空糸瀘過モジユー
ルの直管内を流れる流体が中空糸束の外表面なら
ず中空糸全体に均一にあたりやすくなり中空糸ど
うしの付着が防止されるため瀘過効率が良くなる
と共に、瀘過機能回復のための洗浄等も効率よく
均一に行われる。

第１０図〜第１２図は中空糸サポート部材のモ
ジユール内での支持状態を例示する模式図であ
り、この中空糸サポート部材は第１０図のように
直管内に設けた支持棒１１より吊り下げたり、第
１１図のように下から支柱１２（１〜４本が好ま
しい）でささえたり、第１２図のように直管内壁
に直接固定することができる。また、中空糸サポ
ート部材を中空パイプで作り、液体に対する浮力
によつて支持する方法や、流速により浮上させる
方法等もとりうる。

また中空糸束を固定部材に固定するのに、第１
３図において点線部１３に示すような分散した状
態あるいは中央部が疎になるように固定すれば、
中空糸サポート部材との対応上中空糸がより均一
に分散しやすくなり、直管内を通過する液体が更
に中空糸束の内部まで均一にあたるようになる。

本考案の中空糸瀘過モジユールにおいて、側管
及び直管は全体が同じ径のものでもよいし、途中
で変わつているものでもよい。又、直管内におい
て中空糸の保持や局所的に流速を高める等のため
に圧損をそれほど大きくしない範囲であれば絞り
を入れてもよい。

又、一本の直管に対して側管が複数存在する構
造をとつてもよい。例えば直管の１つの円周上に
配置するとか直管の周囲に螺旋状に配置する等の
方法をとることができる。第１４図は円周上に複
数配置した例である。複数の側管を有する場合そ
の全てに中空糸束が入つていてもよく、その一部
に入つていてもよい。中空糸が入つてない側管が
ある場合はその側管の端を封鎖しておけばよい。
一本の直管に中空糸束を複数本装置すると、マク
ロに見た直管内の流体の流れをより均一にするこ
とが可能となる。

中空糸としては柔難性を有しかつ中空糸の目詰
まりに対する機能回復操作時の外力や薬品に耐え
られるようなものが好ましく、そのような中空糸
の例としてポリオレフイン、弗素化ポリオレフイ
ン、ポリスルフオン、ポリアクリロニトリル等の
素材からなる限外瀘過または精密瀘過中空糸膜を
挙げることができる。

この中空糸膜は中空糸の開口端を開口状態に保
つたまま側管端部においてポリウレタン、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂
等のポツテイング剤により該開口端を有する面と
側管端部が液密になるよう固定保持される。中空
糸束は側管の端（フランジ等の固定部材を用いた
場合は側管の開口部につながる固定部材の開口
部）（以下総合して側管の端という）に直接固定
してもよいが、側管の端の中に挿入できる管にに
あらかじめ中空糸束を固定し、これを側管の端に
挿入固定するのがモジユール製作上便利であり好
ましい。

該モジユールは直管部ａの部分から被処理流体
を導入し、膜で瀘過された瀘過流体は中空糸内部
を通つて曲幹端ｃから取出される。一方、瀘過さ
れなかつた流体は直管の他の端ｂから取出され
る。これにより被瀘過流体の流れは直管内を直線
的に流れるため圧力損失が小さいという特徴を有
している。

本考案のモジユールは（飲料水、工業用水、医
療用水、超純水、パイロジエンフリー水等の各種
用水の瀘過、研磨廃水、含油排水、凝集処理水、
キレート反応処理水、生物処理水、濁水、含金属
粉廃水、脱脂液、含SS溶剤等の瀘過、金、銀等
の有価金属粉末、フロツク等の瀘過回収、食品や
製薬工業における有価液の回収等）に好適に用い
ることができる。

〔本考案の効果〕

本考案の中空糸瀘過モジユールは中空糸サポー
トを有しているため、中空糸瀘過モジユールの直
管内を流れる液体が中空糸に均一にあたりやすく
瀘過効率が良いと共に、瀘過機能回復のための洗
浄等も効率よく均一に行われ、中空糸どうしの付
着の防止及びその回復処理操作も効率よく行われ
る。

また本考案の中空糸瀘過モジユールは構造が簡
単なうえ、被処理流体の通過抵抗が小さいという
特徴を有しており、設置の際もコンパクトにまと
めることが可能である。特にこの圧力損失が小さ
いという特徴はポンプエネルギーを節約できると
いう効果を発揮する。

また、本考案の中空糸瀘過モジユールは直列に
連結した場合も圧損が小さいために、被瀘過流体
の流速を高めたり脈動流をおこさせたりして洗浄
するのも容易であり、薬剤による洗浄も容易であ
るという特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本考案の中空糸瀘過モジユ
ールの好ましい態様を示す断面模式図であり、第
２図はフランジの平面図であり、第４図乃至第８
図は中空糸サポート部材の他の態様例を示す図で
あり、第９図は中空糸サポート部材に中空糸をか
けているところを表す模式図であり、第１０図乃
至第１２図は中空糸サポート部材の直管内での設
置の幾つかの態様例を示す模式図であり、第１３
図は中空糸束の固定部への固定の好ましい１態様
を示した模式図であり、第１４図は側管を同一円
周上に複数配置した中空糸瀘過モジユールの断面
模式図と側面図である。 １：直管、２：中空糸サポート部材、３：中空
糸、４：側管、５：固定部材、６：フランジ、
７：側管、８：腕、９：枝部、１０：中空糸ずれ
防止用突起、１１：支持棒、１２：支柱、１３：
中空糸が固定される領域、ａ：瀘過する前の液体
の流れ、ｂ：瀘過されなかつた液体の流れ、ｃ：
瀘過された液体の流れ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 直管と、Ｕ字状に束ねた中空糸束と、該中空
   糸束の開口端を固定する固定部材と、直管の外
   部に突出した側管とを有していて、該固定部材
   の中空糸開口端を有する面が該側管と液密に接
   続されてなるモジユールにおいて、中心から放
   射方向に伸びている複数の腕を有してなる中空
   糸サポート部材を直管内に有し且つ該中空糸
   が、そのＵ字状部の中央を該中空糸サポート部
   材の腕または腕から伸びる枝部が通過するよう
   に該中空糸サポート部材にかけられていること
   を特徴とする中空糸瀘過モジユール。 (2) 前記側管が、その一端が直管の内部において
   該直管と同心円状に配置され他端が該直管の外
   部に位置するものであり、固定部材が直管内の
   側管の端に固定されている、実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の中空糸瀘過モジユール。 (3) 前記側管が直管と連通しており、固定部材が
   その側管の端に固定されていて、中空糸束が直
   管内と側管内に存在する、実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の中空糸瀘過モジユール。