JPH03504459A - 薄膜濾過装置及び薄膜濾過ユニットを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 薄膜濾過装置及び薄膜濾過ユニットを製造する方法本発明は、薄膜ユニットによ って液体を２つの部分に分離する装置に関する。以後、処理される液体を供給液 と呼び、薄膜を透過する液体を透過液と呼び、薄膜を透過しない液体を濃縮液を 呼ぶことにする。

装置は、複数の個々の、交換できる濾過ユニットから成る形式のものであり、各 濾過ユニットは薄膜のスタック（積重体）から成り、濾過ユニット内に、流路の ２つの別個の系、即ち、供給液または濃縮液を運ぶ第１の系及び透過液を運ぶ第 ２の系が各薄膜の向き合った面に沿って液体を運ぶため、設けられている。

この種の装置は、西独特許第３３１７５１７Ｃ２号から知られている。この装置 は管状の圧力容器を有し、この圧力容器内で、一連の隣接する濾過ユニットが前 述のように構成されたスタックの形態で配列されている。

供給液は管状の圧力容器の一端に供給され、濾過ユニットの外側に沿って圧力容 器の他端に向かって流され、そこで、液体の流れは１８０°向きが変えられ、直 列に連続して、濾過ユニットの流路の前記第１の系を通して圧力容器の最初に述 べた一端に向けて強制的に戻される。

液体は、供給が行われる端と同一の端で濃縮液部分として放出される。透過液は 各濾過ユニットの薄膜に垂直に配列したチューブに集められ、これらのチューブ は圧力容器の軸線に平行に配列した放出導管に連結されており、透過液部分を放 出するのに役立前述の装置を用いるとき、薄膜の破損の場合には、装置を完全に 分解する必要があり、このことは、厄介で時開のかかる作業である、この理由は 、検査のためにすべての濾過ユニットを圧力容器から取り出す必要があるからで ある。

その上、この公知の装置は大容量が必要な場合には使用に適していない。

限外濾過では、今までは６０ｍ”／モジュールまでの薄膜面積を持った濾過モジ ュールを使用するのが一般的であった。しがしながら、特に地上水から飲料水を 製造する際、５．０００ｍ”／モジュールまでの薄膜面積を持ったモジュールを 用いる必要がある。

この必要性を満たすため、薄膜の寸法を増大しなけらばならず、したがって、１ ×１ｍまでの面積を持つ薄膜及び多数の濾過ユニットを有する装置を用いること が望ましい。

このことは、前述の公知の装置では実際には不可能である。さらに、公知の装置 では直列な流れと平列な流れとを組み合わせることも不可能である。

本発明の目的は、公知の装置の前述の欠点をなくす、または減らすことである。

この目的及びその他の目的を達成するため、以下の説明から明らかになるように 、本発明の装置は、並べて配置されかつ中間の板によって互いに分離されたカセ ットの配列体を有し、各カセットは、カセットフレームと、前記第１の系の流路 がカセットフレーム内で２つの自由領域に向かって開口しており、前記第２の系 の流路が少なくとも一端で開口しかつ各濾過ユニットから透過液を別個に放出す るための手段と連通するように、カセットフレーム内に配置された濾過ユニット と、を有し、装置は、さらに、供給液を少なくとも１つのカセットフレームの自 由領域に供給する手段と、濃縮液を少なくとも１つのカセットフレームの自由領 域から放出する手段と、隣接するカセットフレームの自由領域を相互に連結する 中間板中に、所望に応じて、設けられて流路開口と、カセット及び中間板の配列 体を支持する手段と、カセットフレームを中間板に対して密封状態で係合させる ようにこの配列体を互いにクランプし、かつ任意の選択したカセットを個々に除 去できるように前記配列体をクランプ解除する手段と、を有する、ことを特徴と する装置である。

個々の濾過ユニット、即ち個々のカセットから透過液を別個に放出する手段を検 査することによって、薄膜の欠陥及び破損を容易に局部的に知ることができる。

即ち、薄膜の欠陥または破損には、一般に、未処理または部分的に処理した液体 を透過液と混合すると透過液が変色するという作用がある。

このような場合、欠陥または破損は、透明なチューブの形態の放出手段を用いて 容易に局部的に知ることができる。

薄膜の欠陥または破損が局部的にわかり、供給液の供給を止めた後、カセット及 び中間板の配列体にかけられたクランプ圧力を解除し欠陥のある濾過ユニットを 含むカセットに隣接した板をそのカセットからはずすことによって装置を容易に 迅速に分離できる。その後、そのカセットは自由に外すことができ、その後、カ セット内の欠陥のある濾過ユニットを新しい濾過ユニットと交換するか、または 全く新しいカセットを挿入できる。

新しい濾過ユニットを持ったカセットを装置の定位置に置いた後、クランプ圧力 を再び加え、その後、装置は完全に作動できる状態になる。

カセットを隣接の板に押すことによって密封を確保することは本発明の重要な特 徴である。

本発明の好ましい実施例では、各中間板は、補強フレームを備えており、補強フ レームは板の周囲に沿って延び、板の両側から突出し、板から突出するフレーム 部分が隣接するカセットフレームに部分的に重なり、かつカセットフレームが板 と密封状態で係合するとき、カセットフレームに対する張力解放支持体として役 立つような形状及び寸法を有する。したがって、カセットは高い内部圧力に抵抗 できる。

カセットの周囲に緊密に嵌合する補強フレームを用いるとき、くさびを挿入する 空間を形成するようにカセットフレームと補強フレームを構成することが実際に は好ましい。

カセット及び板の配列体（配列体）は、有利には、端板に取付けられた２つの平 行な支持ロッドによって支持されている。一方補強フレームが設けられる場合に は、これらの補強フレームだけがロッドに直接支持される。

有利には、装置は、２つのロッドをさらに有し、該ロッドは支持ロッドに平行に 配置され、端板に同様に取付けられており、４つのすべてのロッドは中空であり 、各ロッドは１つの端板の外側に配置したナツトに協働するスピンドルを含み、 かつ端板をカセット及び板の配列体に対してクランプするのに役立つ。

好ましくは、各ナツトはスプロケットに固定されており、４つのすべてのスプロ ケットは、これらのスプロケットを共通の駆動モータによって同期して回転させ るようにチェーンによって互いに連結されている。

好ましくは、カセットフレームは長方形であり、濾過ユニットはカセットフレー ムの中間部分に配列され、自由領域がカセットフレームの端部に位置決めされて いる。

本発明の有利な実施例では、透過液収集用の室が各濾過ユニットの上部に設けら れている。

前記自由領域が供給液を濾過ユニットに供給するための入口領域ｔたは濃縮液用 の収集領域を構成するかは個々のカセットの流れの方向によって決まる。

流れの方向はカセットの間に設けられる板の構造によって決められる。もし流路 開口がすべての板の両端に設けられるならば、装置に供給される液体は供給側で すべての自由領域に分配され、装置の反対側に向く方向に平行な流れが得られる 。装置の反対側の自由領域は、したがって、濃縮液用の共通な収集領域として役 立つ。

もし板が装置の反対側に交互に流路開口を持つならば、装置の一端の領域に供給 される液体は、装置の反対端部に達するまですべての濾過ユニットを通して直列 的に強制的に流される。実際には、装置の全長またはその一部にわたって平列／ 直列の流れを用いるのが好ましい。

もし装置の一部を液体の分離に用いることを望むだけならば、流路開口のない板 を用いようとする装置の一部の中に最後のカセットに対して配置する。

穴のない板は装置の端部で液体を制限するために同様に用いられる。

供給液の供給／濃縮液の収集用の手段を持ったまたは持たないカセットと、穴の ない、一端に穴のある、または両端に穴のある、適当に配列した中間板との適当 な構成により、簡単な方法で広範囲のいろいろな必要性を満たす流れのパターン を得ることができる。− 有利には、濾過ユニットを構成するスタックの薄膜は対の薄膜の形態で作られ、 各対の２つの薄膜が、透過液を濾過ユニットの内部から透過液収集室に向けて大 きな抵抗なしに流すようにスぺピレンの単繊維によって形成した糸のような合成 糸がら作られた網またはウェブの形態のスペーサ要素を使用するのが有利である ことが見い出されている。

編んだ網またはウェブは織った網またはウェブより適していることが見い出され ている。その理由は、前者は織った網またはウェブより平らでなく、その結果液 体の流れに対して作用する抵抗が小さいからである。特に適した網またはウェブ は、熱処理、例えば網またはウェブの剛性を増大させる処理に関連して２軸延伸 した、編んだ網またはウェブである。

薄膜が前述の対の形態で作られるとき、スペーサ要素が２つの連続する対の互い に向き合う薄膜の間に適当に挿入されるのがよく、スペーサ要素は好才しくは押 出し成形した網またはウェブがら成る。

特に好ましい実施例では、薄膜のスタックは、薄膜を装置の縦軸に対して垂直な 面に配置し、かつスタックを２つの端板の間に挟み込むように、配列される。

したがって、スタックの未被覆の側か流路への液体の供給領域及び濃縮液の収集 領域のそれぞれに隣接する。

スタックを支持するため、横方向のリブがスタックの未被覆の側に設けられ、前 記リブの端部が端板の縁の対応するスロットに受は入れられる。

前述の透過液収集室は、好ましくは、スタックの上部に配置され、この場合、底 部板はスタックの下側に配置され、端板に連結される。

透過液収集室内に、横方向のリブがスタックを支持するため同様に設けられても よい。

好ましくは、端板及び底板を持った前記スタックと、透過液出口を持った透過液 収集室とによって構成された濾過ユニットは、薄膜の破損または欠陥が生じた場 合に、濾過ユニットを容易に迅速に取り出して新しいユニットと交換できるよう に、カセットフレーム内に緩く配列される。

本発明は、また、流路の２つの別個の系、即ち供給液または濃縮液を運ぶための 第１の系及び透過液を運ぶ第２の系が各薄膜の向かい合った面に沿って液体を運 ぶために設けられた、薄膜のスタックから成る濾過ユニットを製造する方法に関 するものである。

本発明の方法は、 （ａ）封筒形状の薄膜ユニットのスタックを組み立て、（ｂ）隣接する薄膜ユニ ット間にそれらの縁からスタックの面の全長及び幅を横切って延びる領域に前記 面から所定の距離まで硬化性液体結合剤を導入し、 （ｃ）導入した結合剤を硬化させ、 （ｄ）前記所定の距離より短い深さ式で硬化した結合剤及び薄膜の縁部分を除去 する、ことを特徴とする。

前述した、スタックの面からの材料の除去により、封筒形状のＦｉｌ膜ユニット の縁領域が除去され、それによって、各薄膜ユニットからの自由出口開口がＦＮ Ｈユニットの全長にわたって形成され、このため、ユニットから流出する透過液 の流れに対する抵抗が最少に減少される。材料を除去した深さが限られているた め、薄膜ユニット間の自由空間に対しては流路は形成されない、濾過ユニットを 、濾過ハウジング、例えば、供給液または濃縮液用の入口室と透過液用の出口室 とを持つ前述の形式のカセットに置くと、互いの確実な分離が特殊なシーリング 手段を設ける必要なく得られる。

大きな製造上の問題なく、薄膜ユニットの向がい合う側の間に例えば網またはウ ェブの形態のスペーサ要素を置き、同様に、所望に応じて、例えば、比較的狙い 網またはウェブの形態のスペーサ要素を隣接する薄膜ユニット間の空間に置くこ とができるという別の利点を本発明は有する６ 好ましくは、両側が、例えば、ポリエチレンで包まれたポリプロピレンの芯から 成る複合繊維の不織布から成り、例えば、ポリスルホンの形態の１１Ｍ材料の薄 い被覆層がその不織布に付着されているようなＦｉＭユニットが用いられる。

前述のスペーサ要素、即ち両方のスペーサ要素は２つの薄膜を離しておくのに役 立ち、隣接する薄膜ユニットを離しておくスペーサ要素は、別個の要素から成る しのではなく、薄膜と一体の部分によって構成される。

ＦＩＭは１例えば、ポリスルホンまたはポリビニリデンフルオリドから成る薄膜 層を編んだウェブの形態の一軸異形押出成形した基体に付着させることによって 製造され、薄膜は封筒形状の薄膜ユニットの内面に１かれ、それによって、透過 液出口に向かう透過液の流れを促進する。所望に応じて、別の網またはウェブが スペーサ要素として各薄膜ユニット内にさらに設けられてもよい。

別の好ましい実施例では、例えば粗い網の形態の、強度のある、二軸異形押出成 形した基体に薄膜層を付着させることによって形成された薄膜が用いられる。こ れにより両側に異形押出成形した薄膜を得ることができる。このような薄膜を用 いると、流れ促進流路系が薄膜ユニットの内部と隣接する薄膜ユニットの間の空 間の両方に形成される。

前記空間内の流路系（濃縮液流路）は基体のメツシュ領域中に薄膜層を押し込む 濃縮液内の作動圧力の影響で形成される。

さらに他の実施例では、−軸異形押出成形した基体に成形された薄膜層から成り 、基体の裏側に粗い網が例えば溶着により固定された’Ｆｉｇユニットが用いら れる。網は薄膜の側部を離しておくことを確保する。その理由は、作動圧力によ り薄膜層が粗い網のメツシュに対応する領域中に入るように変形され、−軸異形 押出成形した基体が透過液の流路の形成を保証するからである。

薄膜基体の裏側に固定した網を用いる代わりに、薄い異形押出成形した孔のある 板を用いてもよい。そのような板の固定は、例えばスポット溶着によって得られ る。

このような系は比較的大きな強度と剛性を持ち、比較的大きなせん断力に抵抗で きる。前記板は一軸または二軸異形押出成形されてもよい。

適当な別個のスペーサ要素及び（又は）一体のスペーサ要素を選ぶことによって 、所望の主な流れ方向が濃縮液及び透過液の両方の側に得られる。濃縮液側の主 な流れ方向を透過液側の主な流れ方向に垂直にし、かつ透過液側の流れを各薄膜 ユニットの出口開口に向けて直接案内することを確保するスペーサ要素を用いる ことが好ましい。

封筒形状の薄膜ユニットは、好ましくは、例えば長方形の薄膜シートを別の薄膜 シートの上に重ね、溶着または接着によってすべての４つの縁に沿ってシートを 結合することによって製造され、分離要素が、所望に応じて、溶着または接着前 に薄膜層の間に挟まれる。

所望に応じて、薄膜ユニットへの結合剤の接着を改善するために、硬化性結合剤 に接触するようになる領域の表面処理の後に、薄膜ユニット及びスペーサ要素（ もしあれば）のスタックを組み立て、硬化性結合剤を薄膜ユニットの間の空間、 スタックの少なくとも片面、所望に応じて両面に導入する。

この目的に用いる硬化性結合剤は、好ましくは、ポリウレタンであるが、薄膜ユ ニット間の結合を行うことができかつ薄膜濾過装置の作動中の状態の下で抵抗性 のある、例えばエポキシ樹脂のような他の材料も考えられる。

結合剤が硬化した後、薄膜ユニット、それらの間に設けられた任意のスペーサ要 素及び結合剤の縁部分が、結合剤が薄膜ユニットの間の空間に予め導入された面 から除去される。結合剤によって形成された残りの部分に影響しないように所望 の開口が薄膜ユニットの縁に沿って形成されたとき、材料の除去が止められる。

本発明の方法は、前述のような構成の濾過装置に使用する濾過ユニットを製造す るのに特に適しているが、この方法によって製造されたユニットは同一の流路パ ターンが望まれる別の４１１１濾過装置に用いてもよい。

本発明を添付図面を参照してさらに説明する。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の好ましい実施例の装置の分解図である。

第２図は、本発明の他の実ａＸの装置の端面図である。

第３図は、第２図の線■−■に沿った断面図である。

第４図は、本発明の装置に使用するのに適して濾過ユニットの分解図である。

第５図乃至第７図は、本発明の方法による濾過ユニットを製造する工程を示す。

第８図乃至第１０図は、本発明の方法を実施するのに用いてもよい薄膜ユニット の例を示す。

第１１図は、第１０図の薄膜ユニットから作られた濾過ユニットの拡大概略部分 断面図である。

第１２図は、第１１図の線ｘｎ−ｘｉに沿った部分断面図である。

第１３図は、第１０図の薄膜ユニットから作られた変形した濾過ユニットの隅の 概略斜示図である。

第１４図は、本発明の装置に使用するカセットフレーム（濾過ユニットなし）の 側面図である。

第１５図は、第１４図の線ｘｖ−ｘｖに沿った断面図である。

第１６図は、第１４区の線ｘｖｒ−ｘｖｒに沿った断面図である。

第１７図は、本発明の装置に使用する補強フレームを持った板の側面図である。

第１８図は、第１７図の線Ｘ■−Ｘ■に沿った断面図である。

第１図に示す装置は、５つのカセットフレームｌ、２．３．４及び５を有し、各 カセットフレームは中央に配置した濾過ユニットを含み、濾過ユニットは、自由 領域を各カセットフレームの両端に形成するように、カセットフレームの内部の 一部だけを占めている。内部に濾過ユニットが配置されたカセットフレームを以 後カセットと呼ぶ、各カセットの上部側には透過液用放出チューブ９が設けられ ている。このチューブ９は透過液収集室（以下にさらに説明する）と連通してい る。隣接するカセット間には、板１０．１１．１２及び１３が設けられている。

各板の周囲に沿って、板の両側から突出するフレーム１４が設けられている。

板１０は、端板１７及び１８に取付けられた２つのロッド１６に支持されており 、端板１７及び１８は、フレーム１９に取付けられている。

端板は別の２つのロッド２０によって連結されている。ロッド１６．２０は、中 空であり、端板１８の外部でスピンドル固定具２２に固定されたスピンドル２１ を含んでいる。

装置を組み立てるとき、スピンドル２１のねじ山付き端部を端板１７の外部に取 付けたナツト２３にねじ込む、ナツトはスプロケットに連結されており、４つの スプロケット２４すべてをモータ（図示せず）によって同期して駆動できる。第 １図から明らかなように、２つのカセットフレーム、即ちカセットフレーム１及 び５は、それぞれ、液体供給用及び液体集中用の供給／放出チューブ２５に連結 されている。板１０−１３には、流路開口２６が装置の一方の側及び他方の側に 交互に設けられている。

第２図及び第３図に示す装置は、同様に、フレーム３０を有し、このフレーム上 に、端板３３及び３４に取付けられた２対の中空ロッド３１及び３２が支持され ている。ロッド３１及び３２に、４つのカセットフレーム３５．３６．３７及び ３８の配列体が支持されている。板３９が各２つのカセットフレームの間、端板 ３３とカセットフレーム３５との間の領域、及びカセットフレーム３８と端板３ ４との間の領域に設けられている。各板３９にはフレームの両側から突出する一 体に連結された補強フレーム４０が設けられている。

カセットフレーム３５−３８はＯリングによって板３９に対して密封されている 。各カセットフレームは、スペーサ要素を介在した、対の薄膜のスタックの形態 の濾過ユニット４２を含む、濾過ユニットのスタックは、その両端が端板４３の 間に囲まれており、その下側が底板４４によって囲まれている。濾過ユニットは 、その上部に、透過液出口４６を持った透過液収集室４５が設けられている。

カセットフレームの外側とカセットフレームに重なる補強フレーム４０の部分と の間に空間には、くさび４７が適当な間隔で設けられている。したがって、カセ ットフレームは、高い内部圧力を受けるとき、変形されないように保護されてい る。

中空ロッド３１及び３２の各々は、端板３４の外側に固定したスピンドル固定具 ４９に取付けられたスピンドル４８を含む、スピンドルはその両端にねじ山が設 けられており、スプロケット５１に固定されたナツト５０に係合する。４つのス プロケット５１のすべてはチェーン（図示せず）によって駆動装置に連結されて いる。この駆動装置によって、端板を互いに向けてまたは互いに離すように移動 できる。

第４図に示す濾過ユニットは、例えば、１００以上の程度の、対に配置した多数 の薄膜６１から成る薄膜スタックを有し、網またはウェブの形態のスペーサ要素 が薄膜の多対６２の間に設けられて、透過液を後述する透過液収薬室に向けて薄 膜に沿って流動させることができるように、薄膜を互いに成る距離離して保持す るのに役立つ、対の薄膜は網またはウェブ６３より粗い網またはウェブ６４の形 態のスペーサ要素によって互いに間隔を隔てられている。薄膜のスタックの端部 に、端板６５が設けられており、これらの端板６５は薄膜のスタック６０の下側 で底板６６によって相互に連結されている。

薄膜のスタック６０の側面に、支持リブ６７が設けられており、支持リブの端部 は端板の縁部でスロットに固定されている。

濾過ユニットの上側は、上部板６９によって構成されており、上部板は、下方に 延びる側壁部分６９ａ及び端壁部分６９ｂと共に、薄膜のスタック６０の上部に 透過液収集室７０を形成する。

この室内では、横方向の支持リブ７１が設けらており１．支持リブには、円孤形 切欠き７２が、室７０内に収薬した透過液を透過液出ロア３に向けて流動させる ため、それらの上部に作られている。

第４図に示す濾過ユニットは、有利には、次のように製造される。各支持リブ６ ７の一端を端板６５の１つの対応する縁のスロット６８に挿入して溶接する０次 いで、多対の２つの薄膜の間に網またはウェブ６３を置き、接着剤または加熱シ ーリングによって多対を３つの縁に沿って閉じることにより、スペーサ要素６３ を介在した薄膜の所望の数の対６２を製造する。次いで、このように製造した薄 膜の対６２を対の間にスペーサ要素６４を介在させて前記端壁６５に互いに積重 ねる。他の端板６５をスタックに対して配置し、支持リブの自由端を板の縁のス ロット６８に導入して溶接することによって支持リブと連結させる０次に、成形 材料または結合剤を上部及び下部から薄膜の対６２の間の空間に導入する。この ことは、成形材料を部分的に充填した成形材料容器中に、それぞれ、ユニットを 直立した位置に、または反転させて直立した位置に配置することによって行う、 成形材料はスペーサ要素６４のすきまに浸透する。成形材料はユニットの上面及 び底面から、それぞれ、例えば４０ｍｍの距Ｍ′！で導入される。

成形材料の硬化中、成形材料容器を取外しておき、上部及び下部が処理されたと き、底板６６を２つの端板６５の間の定位置で溶接する。

このようにして製造したユニットの上部に面切削作業、即ち機械加工作業を行い 、前述の距離よりかなり短い深さ、例えば３ｍＩｎまで材料を除去する。したが って、薄膜の連続した対６２の間のスペーサ要素６４によって形成される流路と 連通ずることなく、多対６２の２つの１膜の間の流路に対して自由流路が形成さ れる。

Ａｌｌに、支持リブ７１及び壁部分６９ａ及び６つｂ′５：持った上部板６９を ユニットに溶接することによって透過液収集室を形成する。

第５図−第７図は、本発明による濾過ユニットを製造する基本的な工程を示す６ 第５図は、Ｆｌｔ重ねて置いた薄膜の対６２の概略部分断面図である。第４図の スペーサ要素６３及び６４は第５図では省略されている。この理由は、後述する ように、発明を実施する成る態様では、薄膜の所望の間隔を別個のスペーサ要素 以外の手段によって得ることができるからである。

第６図は、上面から距離主まで、スタックの上面から、薄膜の対６２によって構 成された薄膜ユニットの間の空間に結合剤を導入することを示す。もしスペーサ 要素６４が薄膜ユニットの間に備えられているならば、結合剤は当然スペーサ要 素のすきまに浸透する。第６図の一点鎖線１０２は、結合剤の硬化中、例えば面 切削作業、即ち機械加工によって材料を除去する深さ坑を表す。

除去される材料は、結合剤、薄膜ユニット及び（もしあるならば）スペーサ要素 ６３及び６４の縁部分である。

第７図は最終形態の薄膜ユニットのスタックを示す、各薄膜ユニット内に流路１ ０３が形成されており、流路はスタックの上部に薄膜ユニットの全長にわたって 延びる制限のない開口１０４を有し、この結果、Ｆｉｔ膜ユニット内に収集され た透過液は最少の抵抗でこのユニットから流出できることがわかる。他方、スタ ックの上部全体は、薄膜ユニットの自由開口１０４も含めて、薄膜ユニットの間 に残っている糸状の結合剤１０６によって′ｆｉｉＭユニット間に形成された濃 縮液流路から密封状態で分離されている。

第４図を参照して説明した実施例では、結合剤がやはりスタックの底部から薄膜 ユニットの間に導入されるが、材料の除去は行わない。この作業によって、糸状 の結合剤がやはりスタックの底部において薄膜ユニット間に形成され、その上、 薄膜ユニットは、もし予め閉じられていないならば、それらの底部の縁に沿って 閉じられる。もし薄膜ユニットが積重ね前に４つのすべての縁に沿って既に閉じ られているならば、スタックの底部におけるこの処理工程を省略してもよいが、 所望に応じて、薄膜ユニットを安定にするために使用できる。他方、そのような 場合、材料の除去を含む、完全に連続した作業工程を、もしさらに別の透過液出 口室を持った濾過ユニットをスタックの底部に構成することを望むならば、スタ ックの底部に対しても繰り返してもよい。

第８図は、やはり２つのＦＨ膜１０７及び１０８から作られた薄膜ユニットを示 す。各薄膜は一軸方向に異形押出成形した基体から成り、基体上には薄膜被覆が 付着されており、薄膜の異形押出成形した面が向き合わされて配置されている。

第８図の詳細から明らかなように、互いに向き合う２つの薄膜の側は、透過液用 の多数の狭い垂直流路１０９を形成するように、垂直に延びる異形構造を有する 。第８図に示す形式の薄膜ユニットのスタックを作るとき、スペーサ要素６４は 、有利には、第４図に示すように、ｙｉＭユニットの間にはさまれてもよい。

第９図は、第８図に示す薄Ｍ１０７及び１０８に対応する２つの薄膜１１０及び １１１を示す、薄膜ユニットは、さらに、薄膜１１０及び１１１の間に配置した 硬質のスペーサ要素１１２を有し、前記スペーサ要素はその両側に対向する薄膜 の側の異形構造体に直角に延びるリブ状突起１１３を備えている。

濃縮液側にかかる比較的高い液体圧力の結果、薄膜は、作動中、リブ状突起間の くぼみに押され、それによって、処理すべき液体の水平流路を形成し、これらの 流路は透過液側の流路に直角に延びる。

かくして、図示の薄膜ユニットでは、流路系が透過液側及び濃縮液側の両方に形 成される。

対応する利点のある流路パターンが第１０図に示す薄膜ユニッして説明したもの に対応する異形構造を持つ薄膜１１４と、より長いリブ状突起１１７によって分 離した微細な異形領域１１６をから成る二重異形構造を有する別の薄膜１１５と から成り、第１１図及び第１２図に示すように、リブ状突起１１７は、スタ・ン クで薄膜ユニットを使用する際、濃縮液側に水平流路１１８を形成し、他方、薄 膜１１４の異形構造は透過液側に垂直流路１１９を形成する。これらの図面では 、各薄膜は、前述のように異形押出成形した編物から成る基体１１４１及び１１ ５１にそれぞれ付着した薄膜被覆１１４及び１１５の形態で示されている。

第１３図に示す変形した濾過ユニットは第１０図に示すような薄膜ユニットから 作られ、薄膜ユニットは、すきまを形成するように横方向の縁に向かってテーパ 状であり、すきまには、濾過ユニットの隅に、硬化した結合剤が充填されている 。

第１３図は、また、濾過ユニットが透過液用の非常に多数の垂直流路１１９と、 これらの流路から分離した、処理すべき液体用の少ない数の水平流１ｉ４１１８ とを有することを示す。

第３図の部品３５−３’８に対応する第１４図、第１５図及び第１．６図に示す カセットフレームは、フレームの側部を構成する４つの平らなバー、即ち、底部 バー８０、上部バー８１及び２つの横バー８２．８３を有する。横バー８２は開 口８４を有し、この開口を通してカセットフレームの内部は給水供給／濃縮出ロ ノ（イブ８５と連通し、パイプには同様な開口８６が設けられている。

上部バー８１には、透過液出口チューブ８７が設けられている。

横バーの縁には、○リングを収容するための渭８８が設けられている。

第１７図及び第１８図は、第３図の部品３つに対応する長方形板１２′１を示し 、この板は、その周囲に、一体のフレーム１２２を備え、フレーム１２２は、カ セット及び板の配列体を組み立てるとき、隣接するカセットフレーム８０−８３ を部分的に重ねるように、フレームの両側から突出している。板の右側の端部に 、−列の貫通孔が設けられており、隣接するカセットフレームの自由領域間の流 路を形成する。

板１２１をカセット及び板の配列体内で端板として用いるとき、穴は板に設けら れない。

所望の流路パターンによって、板には、一端だけに代えて、両端に穴を設けても よい。

Ｆｉｇ、４ 特表千３−５０４４５９　（Ｊ３） ＦＩＧ、１３ 国際調査報告 １−ｍ−ｎ＠−ＩＡｌＭ（ａ訃ｅＭＮ６ＰＣＴ／ＤＫ８８１００２０４国際調査 報告 ０Ｋ８８００２０４ Ｓ＾　　　２５８８９

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．以下供給液という液体を薄膜濾過によって透過液部分と濃縮液部分とに分離 する装置であって、前記装置は複数の個々の交換できる濾過ユニット（６，４２ ）を有し、各濾過ユニットは多数の薄腹（６１）のスタックから成り、スタック 内に、流路の２つの別個の系、即ち供給液または濃縮液を運ぶための第１の系及 び透過液を運ぶ第２の系が各薄膜の向かい合った面に沿って液体を運ぶために設 けられた装置において、装置は並べて配置されかつ中間の板（１０−１３、３９ ）によって互いに分離されたカセット（１−５、６、３５−３８、４２）の配列 体を有し、各カセットは、カセットフレーム（１−５、３５−３８）と、前記第 １の系の流路がカセットフレーム内で２つの自由領域（７、８）に向かって開口 しており、前記第２の系の流路が少なくとも一端で開口しかつ各濾過ユニットか ら透過液を別個に放出するための手段（９、８７）と連通するように、カセット フレーム内に配置された濾過ユニット（６、４２）と、を有し、装置は、さらに 、供給液を少なくとも１つのカセットフレーム（１−５、３５−３８）の自由領 域（７、８）に供給する手段（２５、８５）と、濃縮液を少なくとも１つのカセ ットフレームの自由領域から放出する手段（２５、８５）と、隣接するカセット フレーム（１−５、３５−３８）の自由領域（７、８）を相互に連続する中間板 （１０−１３、３９、１２１）中に、所望に応じて、設けられて流路開口（２６ 、１２３）と、カセット及び中間板の配列体を支持する手段（１６、３１）と、 カセットフレームを中間板に対して密封状態で係合させるようにこの配列体を互 いにクランプし、かつ任意の選択したカセットを個々に除去できるように前記配 列体をクランプ解除する手段（２１−２４）と、を有する、ことを特徴とする装 置。
2. ２．請求の範囲１項記載の装置において、各中間板（１０−１３、３９、１２１ ）は、補強フレームを備えており、補強フレームは板の周囲に沿って延び、板の 両側から突出し、板から突出するフレーム部分が隣接するカセットフレーム（１ −５、３５−３８）に部分的に重なり、かつカセットフレームが板（１０−１３ 、３９、１２１）と密封状態で係合するとき、カセットフレームに対する張力解 放支持体として役立つような形状及び寸法を有する、ことを特徴とする装置。
3. ３．請求の範囲２項記載の装置において、カセットフレームの外側面と補強フレ ームの内側面との間の空間にくさび（４７）が設けらている、ことを特徴とする 装置。
4. ４．請求の範囲１項記載の装置において、カセット（１−５、６、３５−３８、 ４２）及び板（１０−１３、３９、１２１）の配列体は端板（１７−１８、３３ −３４）に取付けられた２つの平行な支持ロッド（１６、３１）によって支持さ れている、ことを特徴とする装置。
5. ５．請求の範囲４項記載の装置において、２つのロッド（２０、３２）をさらに 有し、該ロッドは支持ロッド（１６、３１）に平行に配置され、端板に同様に取 付けられており、４つのすべてのロッドは中空であり、各ロッドは１つの端板（ １７−１８、３３−３４）の外側に配置したナット（２３、４９）に協働するス ピンドル（２１、４７）を含み、かつ端板（１７−１８、３３−３４）をカセッ ト（１−５、６、３５−３８、４２）及び板（１０−１３、３９、１２１）の配 列体に対してクランプするのに役立つ、ことを特徴とする装置。
6. ６．請求の範囲５項記載の装置において、各ナット（２３、５０）はスプロケッ ト（２４、５１）に固定されている、ことを特徴とする装置。
7. ７．請求の範囲１項記載の装置において、カセットフレーム（１−５、３５−３ ８）は長方形であり、濾過ユニット（６、４２）はカセットフレームの中間部分 に配列され、自由領域（７、８）はカセットフレームの端部に位置決めされてい る、ことを特徴とする装置。
8. ８．請求の範囲７項記載の装置において、透過液の収集用の室（７０）が各濾過 ユニットの上部に設けられている、ことを特徴とする装置。
9. ９．請求の範囲１項記載の装置において、板（１０−１３、３９、１２１）の少 なくともいくつかは板の一端に流路開口（２６、１２３）を有する、ことを特徴 とする装置。
10. １０．請求の範囲９項記載の装置において、板の或るものは板の両端に流路開口 （２６、１２３）を有する、ことを特徴とする装置。
11. １１．流路の２つの別個の系、即ち供給液または濃縮液を運ぶための第１の系及 び透過液を運ぶ第２の系が各薄膜の向かい合った面に沿って液体を運ぶために設 けられた、薄膜のスタックから成る濾過ユニットを製造する方法において、（ａ ）封筒形状の薄膜ユニット（６２、１０７、１０８、１１０、１１１、１１４、 １１５）のスタックを組み立て、（ｂ）隣接する薄膜ユニット間にそれらの縁か らスタックの面の全長及び幅を横切って延びる領域に前記面から所定の距離（ａ ）まで硬化性液体結合剤（１０１）を導入し、（ｃ）導入した結合剤を硬化させ 、 （ｄ）前記所定の距離より短い深さ（ｂ）まで硬化した結合剤及び薄膜の縁部分 を除去する、 ことを特徴とする方法。
12. １２．請求の範囲１１項記載の方法において、組込んだ一体のまたは別個のスペ ーサ要素を持つ薄膜ユニット（６２、１０７、１０８、１１０、１１１、１１４ 、１１５）を用いる、ことを特徴とする方法。
13. １３．請求の範囲１１または１２項記載の方法において、スペーサ要素（６４） を封筒形状の薄膜ユニットの間にはさむ、ことを特徴とする方法。
14. １４．請求の範囲１１または１２項記載の方法において、各薄膜ユニット内に透 過液用の流路を形成するような構造の組込んだスペーサ要素を持った薄膜ユニツ ト（６２、１０７、１０８、１１０、１１１、１１４、１１５）を用いる、こと を特徴とする方法。
15. １５．請求の範囲１１または１４項記載の方法において、隣接する薄膜ユニット 間に流路を形成するような構造の組込んだスペーサ要素を持った薄膜ユニットを 用いる、ことを特徴とする方法。
16. １６．請求の範囲１１項記載の方法において、２つの長方形薄膜シートを溶接、 加熱シーリング、接着等によってそれらの縁に沿って結合することにより製造し た封筒形状の薄膜ユニットを用いる、ことを特徴とする方法。
17. １７．請求の範囲１１項記載の方法において、ポリウレタンから成る結合剤を用 いる、ことを特徴とする方法。
18. １８．請求の範囲１１項記載の方法において、材料の除去を面切削作業または機 械加工作業によって行う、ことを特徴とする方法。
19. １９．請求の範囲１１項記載の方法において、スタックの２つの向き合った面領 域で工程（ｂ）及び（ｃ）を行う、ことを特徴とする方法。
20. ２０．請求の範囲１９項記載の方法において、スタックの２つの向かい合った面 領域で工程（ｄ）を行う、ことを特徴とする方法。