JPH0470929B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、浄水器用の中空糸濾過モジユールに
関する。

〔従来の技術〕

中空糸濾過膜は、優れた濾過機能を有している
ため、従来より高純度の工業用水、飲料水、医療
用の無菌水等を製造するための浄水器に使用され
てきた。

これら浄水器に使用される中空糸濾過膜を具備
する濾過モジユールの構造としては、従来殆どの
ものが、筒状体内に中空糸濾過膜をＵ字型にある
いは一端を封鎖した糸状の形でそれぞれの開口端
を開口状態を保つたままポリウレタン等からなる
固定部材に固定してなる構造を有するものであつ
た。

中空糸濾過モジユールを使用して、大量の用水
を工業的規模で処理するには、中空糸濾過膜の本
数を増加させるかあるいは中空糸濾過膜の長さを
長くすることで対処されてきた。

しかし、単位面積当りの中空糸濾過膜の本数を
増加させると、ある程度迄は設置本数に比例して
処理用水量は増加するが、中空糸濾過膜の設置密
度が高くなり過ぎると、中空糸濾過膜の束の中央
部への処理用水の通過抵抗が大きくなるため、設
置本数に比例して処理用水量を増加させることは
できなくなる。一方、中空糸濾過膜の長さを長く
すると、膜面積が増加するため、処理用水量を増
加させることができるが、この場合にも中空糸濾
過膜の内径と濾過膜と性能との関係により、ある
長さ以上では、中空糸濾過膜内部の流路抵抗が律
速となり、処理用水量を増加させることができな
かつた。

しかしながら、時によつては、大量の用水をで
きるだけコンパクトな中空糸濾過モジユールを用
いて処理することを要請されることがあり、この
ような場合には、従来知られていた構造の中空糸
濾過モジユールでは対処できなかつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、上述した従来の中空糸濾過モジ
ユールの有する問題点を解決するために、モジユ
ールの一端に濾液集合室を有し、この濾液集合室
内の濾液を他端で回収される濾液と合流させるた
めの濾液配管を配設した全く新たな構造の中空糸
濾過モジユールを、特願昭59−100571号および特
願昭59−100572号として提案した。

これらの中空糸濾過モジユールは、大量の用水
をできるだけコンパクトな形態のモジユールで処
理するという目的にはなかつたものである。しか
し、モジユールの構造を簡略化するために、モジ
ユール両端の環状部材の内面に固着されたポリウ
レタン等の樹脂からなる固定部材の中央部に濾液
配管を配設すると、モジユールの輸送時、設置
時、あるいは使用時にモジユール加わる振動や応
力が、濾液配管と固定部材との接合部に集中して
加わるため、この接合部に剥離が生じやすく、固
定部材の仕切り部材としての役割が十分果せなく
なつたり、極端な場合にはモジユールが破壊され
てしまうことがあり、その傾向はモジユールが大
型化する程顕著となつた。

本発明の目的は、この濾液配管と固定部材との
接合部に生じる上述した強度上の問題点を解決し
た、工業的浄水器に使用するのに適した中空糸濾
過モジユールを提供することにある。

本発明の他の目的は、中空糸濾過膜全体を効率
よく利用し、その結果コンパクトで、かつ頑丈な
構造の中空糸濾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〕 すなわち、本発明の中空糸濾過モジユールは、
多数の中空糸濾過膜をその開口端を集水面で開口
状態を保つたまま集速固定する固定部材をその内
面に有する二つの環状部材がそれぞれの集水面を
背にして対向するよう配設され、一方の集水面に
濾液を収集する濾液集合室が付設され、該濾液集
合室内の濾液を地方の集水面の濾液と合流させる
ための濾液配管が前記固定部材の中央部を通過し
て配設されてなる中空糸濾過モジユールに於い
て、前記固定部材内での前記濾液配管のの配設位
置を固定する剛性を有する支持部材が、少なくと
も前記環状部材に接合して配設されてなることを
特徴とする。

〔発明を実施するための好適な態様〕

以下、本発明の中空糸濾過モジユールにつき図
面を参照しつつより詳細に説明する。

第１図は、本発明の中空糸濾過モジユールの一
態様例を示す模式断面図である。

本発明の中空糸濾過モジユールは、基本的には
環状部材１と、固定部材２と、中空糸濾過膜３
と、支持部材４と、濾液集合室５を形成する仕切
り部材６と、瀘液配管７とから構成される。これ
らに加え、所望により種々の部材が付設されても
よい。

環状部材１は、浄水器内に中空糸濾過モジユー
ルを設置するに際して該モジユール全体を支持す
るための支持部材として機能するものであり、基
本的にはリング状の形状を有するが、矩形等の断
面形状のものでもよく、またその外周面の形状に
関しては、浄水器中の該モジユールの設置態様に
合わせて種々の形状をとり得る。他方の環状部材
１′は、濾液集合室５を形成するための基礎部材
として機能する。環状部材１，１′の内面には、
中空糸濾過膜３を固定し、かつこれを濾過膜とし
て機能させるために被処理水と浄化水との仕切り
部材として機能する固定部材２が充填固着されて
いる。固定部材２には、多数の中空糸濾過膜３が
集水面でその開口端を開口状態を保つように集束
して固定されている。固定部材２は、一般にポリ
ウレタン、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、シリコン樹脂等の液状樹脂を固化させて形成
される。なお、本発明にいう集水面とは、被処理
水が中空糸濾過膜３の外側から中空部へ透過し、
中空部を通つて開口端へ排出される際の該開口端
の多数集つた面をいう。

本発明の中空糸濾過モジユールは、環状部材１
と固定部材２と支持部材４とを有し、集水面が一
端に形成された中空糸膜固定部を二つ有し、これ
ら中空糸膜固定部が、それぞれの集水面を背にし
て互いに対向するよう配設されてなる。中空糸濾
過膜３は、第１図のように二つの中空糸膜固定部
間を濾液配管７とほぼ平行に直線状で接続して配
設されたものでもよいし、あるいは第３図のよう
に中空糸膜固定部に於いてＵ字型に固定された二
つのＵ字状の中空糸濾過膜束が互いに対向するよ
う配設されてもよい。一方の環状部材１′の集水
面には仕切り部材６が接合され、この仕切り部材
６によつて濾液を収集する濾液集合室５が形成さ
れる。そして、濾液集合室５内に収集された濾液
を送液し、もう一方の集水面で得られる濾液と合
流させるための濾液配管７が、二つの濾過部材の
それぞれの固定部材２内のほぼ中央部を通過して
配設されている。濾液配管７は、二つの中空糸膜
固定部を一体化して中空糸濾過モジユールを形成
する接合部材としても機能している。濾液配管７
は第１図のようにモジユール構造の簡略化のため
に一本配設するのが適当であるが、もちろん複数
本配設することもできる。

本発明の濾過モジユールに於いては、前記固定
部材２内での濾液配管７の配設位置を固定する剛
性を有する支持部材４が、前記環状部材１，１′
に接合するよう付設されている。第２ａ図および
第２ｂ図は、支持部材４の一態様例を示す平面図
およびＡ−Ａ線切断断面図であり、濾液配管７お
よび環状部材１，１′との接合部８，９を有する
と同時に、中空糸濾過膜３の配設を可能にする空
隙部１０を有している。空隙部１０の個数は複数
個であれば幾つあつてもよいが、素材の加工上、
３〜５個程度が好ましい。接合部９は、濾液配管
７の配設位置を固定する機能を果すと同時に、濾
液配管７から伝達される応力ができるだけ固定部
材２へ加わらないよう、十分な長さｌを有する筒
状の形状とするのが好ましい。支持部材４を設置
する目的は、前述したように、濾液配管７を経て
固定部材２へ加わる応力を減ずることにあるの
で、支持部材４は硬質の樹脂や金属を材料として
製作するのが適当である。支持部材４は二つの中
空糸膜固定部の双方に配設されることが好ましい
が、濾液集合室５を有さない側の環状部材１内の
みに配設しても固定部材２と濾液配管７との剥離
に対してかなりの防止効果が認められる。

本発明の中空糸濾過モジユールは、中空糸膜固
定部を接続する濾液配管７を設置したことによ
り、モジユール当りの濾過液の集水口は濾液集合
室５が設けられていない側の集水面の一箇所でよ
く、多本数の中空糸濾過モジユールを組込んだ中
空糸濾過モジユールユニツトに於ける中空糸濾過
モジユールの設置固定部を半分にすることができ
る。更に、一般に中空糸濾過膜の場合、中空糸濾
過膜の内径と濾過膜の透過性能との関係により、
長さが長くなる程中空糸濾過膜が本来有する透過
性能を現出できなくなり。すなわち、通常の平膜
では、透過膜の面積が例えば２倍になれば、同一
の操作条件下では透過量も２倍になる。しかしな
がら、中空糸膜の場合には、その形態（内径）と
透過性能との関係によつても異るが、例えば膜面
積が２倍になつても透過量は２倍にならず低下す
る。この低下する度合は、長さが長くなる程大き
くなる。第１図の例のモジユールでは、集水面が
モジユールの両端にあり、中空糸膜を濾過した濾
液が両端の集水口から集水されることにより、中
空糸膜の長さを実質的に半分にする効果があり、
それだけ単位膜面積当りの透過量を増加させるこ
とができる。また、第３図の例のように、モジユ
ールの単位長さを同じにして二つに分割してＵ字
型の中空糸濾過膜が対向するよう配設することに
より、中空糸濾過膜の圧損に寄与する長さは半分
になり、それだけ単位膜面積当りの透過量を増加
させることができる。

更に、中空糸濾過膜をＵ字型に配列すれば、中
空糸濾過膜に適度の緩みを持たらせられるので、
中空糸濾過膜相互の間に間隔をあけることがで
き、被処理水がモジユールの中央部に位置する中
空糸濾過膜まで流れやすくなり、結果としてモジ
ユールを構成する中空糸濾過膜全体を、均一かつ
効率よく使用することができる。

したがつて、このような構造を有する本発明の
中空糸濾過モジユールは、構成する中空糸濾過膜
全体を効率よく利用し、その結果としてモジユー
ルユニツトの設置面積が最小限度ですむコンパク
トな中空糸濾過モジユールを提供することができ
る。

第３図は、本発明の中空糸濾過モジユールの他
の態様例を示す模式断面図であり、二つの中空糸
膜固定部を分割し、濾液集合室５を持たない中空
糸膜固定部と瀘液集合室５を有する中空糸膜固定
部とを、瀘液配管７の連結部材１１により連結し
て構成したものである。連結部材１１は、外部の
被処理液が瀘液配管７の内部へ流入しないように
シール材を含むユニオン継手、フランジ継手、ネ
ジ継手等により構成されている。本態様例の場合
には、中空糸濾過モジユールの製造工程が簡略化
できる利点がある。

本発明の中空糸濾過モジユールを構成する部材
としての環状部材、濾過配管等は、機械的強度お
よび耐久性を有するような材料であればどのよう
な材料でも使用できるが、焼却により有害ガスを
出さずに完全燃焼させることのできる炭化水素系
の樹脂からなるものであることが好ましく、ポリ
カーボネート、ポリスチレン、ABS樹脂等が特
に好ましい。

本発明の中空糸濾過モジユールに於ける中空糸
濾過膜３としては、種々のものが使用でき、例え
ばセルロース系、ポリオレフイン系、ポリスルホ
ン系、ポリビニルアルコール系、PMMA系等の
各種材料からなる中空糸濾過膜が使用できる。し
かし耐久性に優れ、かつ濾過性能に優れたものと
しては、ポリオレフイン系の多孔質中空糸膜が挙
げられる。その中でも、微細なコロイド状物を濾
過するのに好適であり、濾過膜の目詰まりに対す
る機能回復操作として通常用いられる逆洗時にか
かる外力に対して耐えられるような膜が特に好ま
しく用いられ、このような中空糸膜の例として
は、例えばポリエチレン中空糸膜（ポリエチレン
中空糸EHF、商品名、三菱レイヨン(株)製）が挙
げられる。

〔発明の効果〕

このように本発明の中空糸濾過モジユールによ
れば、構成する中空糸濾過膜の利用効率が高く、
モジユールユニツトの構造が簡単でかつ耐久性に
優れ、組立て加工が容易な中空糸濾過モジユール
を提供することができ、その結果として中空糸濾
過モジユールユニツトのコンパクトが図れ、その
設置面積の節減が可能となり、更に構造面、組立
て加工面で経済的な工場性の高い浄水器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中空糸濾過モジユールの一
態様例を示す模式断面図であり、第２図は支持部
材の一態様例を示す拡大図で、第２ａ図はその平
面図、第２ｂ図は、Ａ−Ａ線での切断断面図であ
り、第３図は、本発明の中空糸濾過モジユールの
他の態様例を示す模式断面図である。 １：環状部材、２：固定部材、３：中空糸濾過
膜、４：支持部材、５：濾液集合室、６：仕切り
部材、７：濾液配管、８，９：接合部、１０：空
隙部、１１：連結部材、ｌ：接合部の長さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の中空糸濾過膜をその開口端を集水面で
   開口状態を保つたまま集束固定する固定部材をそ
   の内面に有する二つの環状部材がそれぞれの集水
   面を背にして対向するよう配設され、一方の集水
   面に濾液を収集する瀘液集合室が付設され、該濾
   液集合室内の濾液を他方の集水面の濾液と合流さ
   せるための濾液配管が前記固定部材の中央部を通
   過して配設されてなる中空糸濾過モジユールに於
   いて、前記固定部材内での前記濾液配管の配設位
   置を固定する剛性を有する支持部材が、少なくと
   も一方の前記環状部材に接合して配設されてなる
   ことを特徴とする中空糸濾過モジユール。 ２ 前記中空糸濾過膜が、固定部材によつてＵ字
   型に固定され、Ｕ字型に集束された二つの中空糸
   濾過膜束が対向するよう配設されてなる特許請求
   の範囲第１項記載の中空糸濾過モジユール。 ３ 前記中空糸濾過膜が、二つの固定部材によつ
   てその両端が固定され、前記濾液配管とほぼ平行
   に直線状に配設されてなる特許請求の範囲第１項
   記載の中空糸濾過モジユール。