JPH0318490B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、外側ケーシング内に相前後して配置
され両端が開放しそして蓋で閉鎖されている槽状
の多数の内側ケーシングを備え、この内側ケーシ
ングがそれぞれ積層された多数のダイヤフラムク
ツシヨンを有し、このダイヤフラムクツシヨンが
その間に設けられた点状に作用するスペーサを備
え、開放した槽横断面を通つて流入する媒体がク
ツシヨン外面に溢れ、ダイヤフラム内面に達した
媒体がダイヤフラムクツシヨン積層体の貫通孔と
この貫通孔内に設けられた管状ボルトを通つて、
外側ケーシングの中を長手方向に延びる排出管へ
流れる、液状およびガス状媒体をろ過および分離
するための装置、特に逆浸透および限外ろ過によ
つて水の脱塩および水の浄化を行うための装置に
関する。

ろ過および分離するためのこの装置は例えば本
出願人の西独国特許第2945317号公報によつて知
られている。

この種の周知のろ過兼分離装置は、流過速度が
変化したとき、特に運転開始時に、圧力波、圧力
衝撃およびせき止め現象の形態の不所望な運転状
態をしばしば生じる。これは本発明者の目下の認
識では装置の流入側の層流に基因していると考え
られる。

本発明の課題は前記欠点を取除くことである。

この課題を解決するために本発明では、列をな
して配置された内側ケーシングを互に接続せず
に、各内側ケーシングがその管状ボルトを介して
共通の出口管に個別的に接続される。この解決手
段が、内側ケーシングの固定連結時に発生する安
定した流動媒体流れを妨害するので、或程度の乱
流が強制的に生ずる。本発明の他の特徴に従つ
て、流れ方向におけるダイヤフラム積層体の長さ
を内側ケーシングの軸方向の伸長よりも短くする
と、きわめて有利である。これによつて、隣接す
る２つの槽状内側ケーシングの間にも、乱流を発
生する隙間が形成される。

本発明の他の特許は特許請求の範囲第２〜９項
に記載されている。

以下、添付の図に基づいて本発明の好ましい実
施例を詳しく説明する。

第１図に軸方向断面を示した本発明による装置
は管状の外側ケーシング１を含んでいる。この外
側ケーシングは一端がドーム形の底２によつて閉
鎖されている。外側ケーシング１の自由端には環
状フランジ３が設けられている。この環状フラン
ジに、蓋５がボルト４によつて固定されている。
この蓋５には、原水入口接続部１０と、塩水出口
接続部９と、浸透物排出管１１用出口が設けられ
ている。接続部９，１０が第１図において同じレ
ベルにあるので、原水入口接続部１０は第１図で
は90度ずらして記入されている。蓋５と外側ケー
シング１の間には環状シール６が設けられてい
る。

外側ケーシング１の内部にはカセツト状に形成
された内側ケーシング８が設けられている。この
内側ケーシングはそれぞれダイヤフラムクツシヨ
ン１９の積層体、すなわちダイヤフラムパツドま
たはダイヤフラム緩和材の積層体を含んでいる。

この内側ケーシング８はそれぞれ槽状の下方部
分１３を備えている。この下方部分の上側は平ら
な蓋１４によつて閉鎖可能である。内側ケーシン
グ８はその端面が開放しているので、槽状の流過
横断面を形成している。内側ケーシング８は直接
的に相互連結されないで、それぞれ浸透物排出管
１１によつて担持されている。

蓋１４によつて上側を閉鎖された下方部分１３
の内方室はダイヤフラムクツシヨン１９の積層体
と、その間に配置されたスペーサ２０によつて完
全に充てんされている。個々のダイヤフラムクツ
シヨンは特に５つの層からなつている。すなわ
ち、２つの外側ダイヤフラム層と、それぞれその
内側にあるドレン層と、中央に設けられた分離層
とからなつている。この５つの層は縁のところで
互に緊密に連結されている。５つの層は好ましく
は溶接技術的に互に良好に適合する材料、特に５
つの層に重ねて超音波で溶接することができる同
じような合成樹脂から出来ている。各ダイヤフラ
ムクツシヨン１９は２つの中央開口３５を備えて
いる。これと同様に、各スペーサ２０にも２つの
中央開口３６が設けられている。これによつて、
構成要素１９，２０を２本の管状中央ボルト２５
で積層することができる。この中央ボルト２５は
支えリング５１によつて動かぬようケーシング下
方部分１３に固定され、それによつて固定装置と
しての働きをすることができる。第２図に示すよ
うに、管状の中央ボルト２５の上方の自由端には
ナツト２９がねじ込まれ、それによつて蓋１４を
ケーシング下方部分１３の方へ移動させて、その
間に位置しているダイヤフラムを締付けることが
できる。この締付けは支持リング３７を用いるこ
とによつて可能であり、そしてダイヤフラムを損
傷することがない。この支持リングは管状の中央
ボルト２５を取囲み、かつスペーサ２０の中央開
口３６の中に動かぬように設けられている。第
４，５図に示すように、支持リング３７は複数の
セグメント４１からなる上方と下方の管状部分３
９を備えている。支持リング３７の最大厚さはダ
イヤフラムクツシヨン１９の厚さとスペーサ２０
の厚さを加算したものに相当する。すなわち、支
持リング３７の環状部分３９が密に重なるまで、
第２図に示したナツト２９をしつかりと締付ける
ことができる。この状態で、拡がつている唇形シ
ール３８が、隣接する２つのダイヤフラムクツシ
ヨンの向き合つたダイヤフラム層に緊密に接触す
る。このダイヤフラムクツシヨンは第６図に明瞭
に示すように、スペーサ２０よりも管状中央ボル
ト２５に近接している。支持リング３７の中央開
口４０は円形ではない。この中央開口は次のよう
に形成されている。すなわち、支持リング３７が
管状中央ボルト２５に密接することができ、中央
開口の半径方向の拡がり部３３が周方向にわたつ
て３個配置されるように形成されている。従つ
て、個々のダイヤフラムクツシヨンの内側で中央
開口２５の方へ流れる浸透物はセグメント４１の
間の通路４２と半径方向拡がり部３３を通つて中
央ボルト２５の外面に達し、そして管状のボルト
の半径方向孔２６に流入する。この中央ボルトは
軸方向孔３４を有する。

第２図に示すように、内側ケーシングの蓋１４
は環状のつば１５を担持している。このつばには
被覆キヤツプ３０が差込まれ、このキヤツプは環
状シール３１によつてシール可能である。管状の
中央ボルト２５の上端は開放している。浸透物は
ボルト２５の外側から蓋１４の通路を通つて前記
上端の開口に星状に到達することができる。この
流動媒体の流通は、固定装置の領域の被覆キヤツ
プ３０の内部１６における菌の汚染または沈着を
防止するという目的を有する。

管状の中央ボルト２５の下端はスペーサとして
の働きをする付加的なシールリング３２を担持し
ている。ケーシング底１３の形と寸法は、管状中
央ボルト２５の下側自由端部を浸透物排出管１１
の半径方向孔５２に装着することができるように
定められる。中央ボルト２５の両側において２個
のナツト５３がケーシング底すなわちケーシング
下方部分１３に設けられている。このナツトに
は、それぞれ当て板２７を固定するために役立つ
ボルト５４をねじ込むことができる。ボルト５４
を完全にねじ込むと、内側ケーシング８が浸透物
排出管１１に密着し、その際環状シール３２が強
く圧縮されて、管２５と管１１の間がシールされ
る。

第１図に示すように、カセツト状の内側ケーシ
ング８は当て板２７によつて管１１に固定され、
かつ互に密接するように並置され、そして第１図
において最も左側に位置する内側ケーシングは塩
水出口９の手前で蓋の内面に密接している。

個々のダイヤフラムクツシヨンは特に長方形に
形成されている。この長方形の長さは好ましくは
巾の２倍である。この場合、ダイヤフラムクツシ
ヨンとスペーサはそれぞれ２つの孔３５，３６を
備えている。外側からクツシヨンの内部に侵入し
た個々の流動媒体粒子に関して、平均で管状中央
ボルト２５まで同じ長さの流動媒体路程が生じる
ように、孔３５，３６が設けられている。すなわ
ち、ダイヤフラムクツシヨンの大きさがａ×2a
であるときにはクツシヨンの中央孔はａと同じ間
隔だけ互に離れていて、その縁部の間隔はそれぞ
れa/2である。

試験装置では200×100×100mmの内側ケーシン
グの中に45枚のダイヤフラムクツシヨン１９と46
枚のスペーサ２０が設けられた。その結果、作用
面積は約２m²である。

水の脱塩の場合には、運転時に、塩を含む原水
が接続部１０から供給される。原水はそこから外
側ケーシング１の内方とカセツト状内側ケーシン
グ８の外方を外側ケーシングの底２まで流れ、そ
こから、相対する両端部が開放している槽状内側
ケーシング８の内部横断面を前記と反対方向に流
過する。その際、原水は個々のダイヤフラムクツ
シヨンのすべてのダイヤフラム外面にわたつて流
れる。ダイヤフラムを通過しない原水は凝縮され
て塩水として出口９から排出される。個々のダイ
ヤフラムクツシヨンに入つた脱塩済の水は個々の
クツシヨンの内側で支持リング３７の半径方向通
路と半径方向孔２６を通つて管状ボルト２５の中
に流入し、浸透物排出管１１に達する。

管状のシール担体５５が浸透物排出管１１にし
つかりと装着される場合には、本発明による装置
の組立はきわめて簡単である。このシール担体は
環状シール５６を担持し、かつ本装置の個々の構
造要素の軸方向の間隔を正しく設定する。組込み
状態において環状シール５６は蓋５と管１１に密
接する。シール担体の段差面５８はそれに対応す
る形をした外側ケーシング１の段部５７を背面か
ら付勢している。

蓋５を取外すと、浸透物排出管１１を、それに
固定されたすべての内側ケーシング８と共に引出
すことができ、それによつて必要に応じて個々の
またはすべての内側ケーシングを交換することあ
るいは新しいダイヤフラム積層体を設けることが
できる。内側ケーシングが互に連結されていない
ので、その都度ボルト５４を弛め、内側ケーシン
グ８を浸透物排出管１１から引出すだけでよい。
内側孔５２によつて設定される内側ケーシング８
の組立て位置は、支持部材５７と５８が互にしつ
かりと係合したときに最も左側に位置している内
側ケーシング８が蓋５の内面に密接し、その結果
原水入口１０と塩水出口９が互に分離されるよう
に、選択されている。

上記の説明は逆浸透による水の脱塩に関するも
のである。本発明はこの用途に制限されない。な
ぜならば本発明による装置が逆浸透と限外ろ過に
よる任意の液状およびガス状媒体のろ過および分
離に適しているからである。

特に高圧および高速のときに層流を発生しない
ようにすることは本発明にとつてきわめて重要で
ある。このような層流はダイヤフラム積層体の破
壊、圧力衝撃および意図する物理的過程の逆転に
つながる。これに関連して本発明による解決手
段、すなわち個々の内側ケーシング８を互に連結
しないで浸透物排出管１１に個別的に取外し可能
に固定するという解決手段は、組立上の利点だけ
でなく流体技術上の利点をもたらす。なぜなら、
個々のカセツトの間に流れの乱れが生じ得るから
である。これに関連して、本発明に従い個々のダ
イヤフラムクツシヨンの軸方向の長さを内側ケー
シング８の軸方向の長さよりも短くして、隣り合
う内側ケーシングの間に、乱流を生じる扁平な隙
間１８を形成すると非常に好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による液状およびガス状媒体
のろ過兼分離装置の軸方向断面図、第２図は第１
図の−線に沿つて切断した拡大横断面図、第
３図は第１図の左側面図、第４図はダイヤフラム
クツシヨンの間に設けた間隔保持リングの平面
図、第５図は第４図の−線に沿つた断面図、
第６図は第２図の部分拡大図である。 ８……内側ケーシング、１１……排出管、１３
……底、１４……蓋、１８……隙間、１９……ダ
イヤフラムクツシヨン、２０……スペーサ、２５
……ボルト、２６……半径方向孔、２７……当て
板、２９……固定要素、３２……シール、３３…
…拡がり部、３５……クツシヨン孔、３７……間
隔保持リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外側ケーシング内に相前後して配置され両端
   が開放しそして蓋で閉鎖されている槽状の多数の
   内側ケーシングを備え、この内側ケーシングがそ
   れぞれ積層された多数のダイヤフラムクツシヨン
   を有し、このダイヤフラムクツシヨンがその間に
   設けられた点状に作用するスペーサを備え、開放
   した槽横断面を通つて流入する媒体がクツシヨン
   外面に溢れ、ダイヤフラム内面に達した媒体がダ
   イヤフラムクツシヨン積層体の貫通孔とこの貫通
   孔内に設けられた管状ボルトを通つて、外側ケー
   シングの中を長手方向に延びる排出管へ流れる、
   液状およびガス状媒体をろ過および分離するため
   の装置、特に逆浸透および限外ろ過によつて水の
   脱塩および水の浄化を行うための装置において、
   内側ケーシング８が連結されないで並置され、各
   内側ケーシング８が個別的に排出管１１に固定さ
   れていることを特徴とする装置。 ２ ダイヤフラムクツシヨン１９の積層体を貫通
   する管状のボルト２５が、スペーサとして作用す
   るシール３２を介して排出管１１に直接的に差込
   まれていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３ 内側ケーシング８の底１３にねじ止めされた
   当て板２７が排出管１１を摩擦的におよび／また
   は形状補完的に取囲んでいることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４ 隣接する２つの内側ケーシング８の間に乱流
   を発生する隙間１８を形成するために、流れ方向
   におけるダイヤフラム積層体１９の長さがそれを
   収容する内側ケーシング８の軸方向長さよりも短
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第３項記載の装置。 ５ ダイヤフラムクツシヨン１９がスペーサ２０
   内に設けられた間隔保持リング３７と共に蓋１４
   と底１３の間に挟まれ、この間隔保持リング３７
   が管状ボルト２５を取囲むその内周に半径方向の
   拡がり部３３を備え、内側へ通じる半径方向孔２
   ６が管状のボルト２５に設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いずれか１つに記載の装置。 ６ ダイヤフラムクツシヨン１９が正方形または
   長方形であり、中央に設けたクツシヨン孔３５が
   間隔ａをおいて設けられ、かつその縁の間隔が
   （a/2）であり、クツシヨン面積がａ×ｎ・ａで
   あり、その際ｎは整数で特に２であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第５項までのい
   ずれか１つに記載の装置。 ７ 菌の沈着を防ぐために、内側ケーシング８と
   ダイヤフラムクツシヨン１９のすべての固定要素
   ２９が排出管１１へ流れる媒体によつて周りを洗
   われるように配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１
   つに記載の装置。 ８ ダイヤフラムクツシヨンが中央の分離箔と、
   これに隣接する２枚の網状織物層と、外側からこ
   の織物層を覆うダイヤフラム箔によつて形成さ
   れ、この５枚の層のすべてが表面が接触するよう
   重ねられ、その縁部が超音波で溶接されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第７項
   までのいずれか１つに記載の装置。 ９ すべてのダイヤフラムクツシヨンが化学的に
   類似している合成樹脂、例えばポリエステル、ポ
   リプロピレンまたはポリスルフオンを基礎とする
   合成樹脂からなつていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第８項までのいずれか１つに
   記載の装置。