JPH06277467A - 回転平膜濾過機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転中心近傍に取り残されたガスを除去する
手段を備える回転平膜濾過機を提供する。 【構成】 回転軸と、回転軸に外嵌すると共に内縁部を
互いに当接させた状態で積み重なって配設された環状の
固定板と、隣接する固定板の外縁部によって内縁部が挟
持された環状の平板膜とを備え、固定板には透過液用の
径方向貫通孔と原液用の径方向孔と径方向孔に連通する
軸方向貫通孔とが別個独立に形成され、回転軸には、固
定板の透過液用貫通孔と連通する透過液用の径方向孔と
径方向孔に連通する軸方向孔とが形成され、隣接する固
定板の原液用貫通孔は互いに連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食品、医薬品、バイ
オ、ケミカル等の分野で利用される回転平膜濾過機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】円環板状の濾過膜を原液中で回転させつ
つ、該原液を濾過する回転平膜濾過機が従来から知られ
ている。従来の回転平膜濾過機は、一般に図３に示す構
造を有する。回転軸１０１が上下方向に延在している。
複数枚の円環板状の固定板１０２が、内縁部を互いに当
接させた状態で上下方向に積み重なって、回転軸１０１
に外嵌している。隣接する固定板１０２の当接部にはＯ
リング１０３が配設されている。隣接する各一対の固定
板１０２の外縁部が、Ｏリング１０４を介して、それぞ
れ一枚の円環板状の回転平膜１０５の内縁部を挟持して
いる。最下段の固定板１０２に当接する回転軸１０１の
フランジ部１０１ａに螺着した複数のタイロッド１０６
が、周方向に互いに所定間隔を隔てて上下方向に延在
し、固定板１０２を貫通している。タイロッド１０６
は、最上段の固定板１０２上に配設されたナット１０７
に螺合し、回転軸１０１と固定板１０２とＯリング１０
３、１０４と回転平膜１０５とを一体的に緊密に締結し
ている。

【０００３】回転平膜１０５の組立て時のセンタリング
のために、回転平膜１０５の内側面は、固定板１０２の
上面の外縁部に形成された円環状の段部１０２ａの側面
と、固定板１０２の下面の外縁部に形成された円環状の
段部１０２ｂの側面とに、僅かな径方向の隙間を隔てて
対峙している。一端が固定板１０２の円環状段部１０２
ａの側面に開口し他端が固定板１０２の内側面に開口す
る複数の径方向の貫通孔１０２ｃが、周方向に所定の間
隔を隔てて固定板１０２に形成されている。回転軸１０
１には、固定板に形成された貫通孔１０２ｃに連通する
径方向の孔１０１ｂが形成され、更に孔１０１ｂに連通
する軸方向の孔１０１ｃが形成されている。回転軸１０
１と固定板１０２との間には、孔１０１ｂを間に挟んで
一対のＯリング１０８が配設されている。回転軸１０１
のフランジ部１０１ａにも径方向の貫通孔１０１ａｂが
形成されている。貫通孔１０１ａｂの一端はフランジ部
１０１ａの上面外縁に形成された環状段部の側面に開口
し、他端は軸方向孔１０１ｃに連通している。

【０００４】複数枚の円環板状の固定板１０９が、外縁
部を互いに当接させた状態で上下方向に積み重なってい
る。隣接する各一対の固定板１０９の内縁部が、Ｏリン
グ１１０を介してそれぞれ一枚の円環板状の邪魔板１１
１の外縁部を挟持している。固定板１０９とＯリング１
１０と邪魔板１１１とは、周方向に互いに所定間隔を隔
てて配設され上下方向に延在するタイロッド１１２によ
り、一体的に緊密に締結されている。

【０００５】一体的に緊密に締結された固定板１０９、
Ｏリング１１０、邪魔板１１１、タイロッド１１２によ
って構成される邪魔板組立体が、円板状の底板１１３と
円板状の頂板１１４とにより挟持されている。邪魔板膜
組立体と底板１１３と頂板１１４とは、周方向に所定の
間隔を隔てて配設された複数のタイロッド１１５により
一体的に緊密に締結されている。積み重なった固定板１
０９と底板１１３と頂板１１４とによりケーシング１１
６が形成されている。

【０００６】一体的に緊密に締結された回転軸１０１
と、固定板１０２と、Ｏリング１０３、１０４、１０８
と、回転平膜１０５と、タイロッド１０６と、ナット１
０７とにより構成される回転平膜組立体が、ケーシング
１１６内に収容されている。回転平膜１０５は邪魔板１
１１の間に延びている。

【０００７】図示しない、モータにより回転軸１０１が
回転駆動され、ひいては、回転平膜１０５が回転駆動さ
れる。図示しない原液タンクに貯蔵された原液が、底板
１１３に形成された入口１１７を通ってケーシング１１
６内に流入し、回転平膜１０５と邪魔板１１１とにより
形成されるジグザグの流路を通って上方に流れ、頂板１
１４に形成された出口１１８を通ってケーシング１１６
から流出する。ケーシング１１６から流出した原液は図
示しない原液タンクに戻される。

【０００８】原液は、回転平膜１０５により濾過され
る。回転平膜１０５を透過した透過液は、固定板１０２
に形成された貫通孔１０２ｃと回転軸１０１に形成され
た径方向孔１０１ｂと軸方向孔１０１ｃとを通り、或い
は回転軸のフランジ部１０１ａに形成された貫通孔１０
１ａｂと軸方向孔１０１ｃとを通り、下方に流れケーシ
ング１１６から流出する。Ｏリング１０３は、隣接する
固定板１０２の当接部をシールし、透過液が該部に侵入
するのを阻止する。Ｏリング１０８は、固定板１０２と
回転軸１０１との当接部をシールし、透過液が該部に侵
入するのを阻止する。Ｏリング１０４は、固定板１０２
と回転平膜１０５との隙間をシールし、原液が透過液に
混入するのを阻止する。回転平膜濾過機にあっては、邪
魔板と回転平膜との相対回転により、邪魔板と回転平膜
との間に存在する原液に剪断力が働き、膜表面のケーキ
層が除去されて膜表面での濃度分極が抑制され、且つ膜
汚染が防止される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】回転平膜濾過機にあっ
ては、隣接する回転平膜の間に存在する原液中の密度の
大きな成分は平膜の回転に伴う遠心力により径方向外方
に移動するが、原液に含まれているガス或いは原液から
発生するガスは密度が小さいので回転中心近傍に取り残
される。このため、径方向内方部分の膜表面がガスに覆
われ、膜面積が減少するという問題を生ずる。また、回
転平膜の片方の表面のみがガスで覆われた場合には、平
膜に曲げ応力が発生する。平膜がセラミック製である場
合、曲げ応力により平膜が割れる可能性がある。粘度の
高い原液を濾過する場合には、上記問題は回転軸が垂直
に延在している濾過機、すなわち回転平膜が水平に延在
する濾過機に限らず、回転軸が水平に延在している濾過
機、すなわち回転平膜が垂直に延在する濾過機において
も生じ得る。本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、回転中心近傍に取り残されたガスを除去する
手段を備える回転平膜濾過機を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、回転軸と、回転軸に外嵌すると
共に内縁部を互いに当接させた状態で積み重なって配設
された環状の固定板と、隣接する固定板の外縁部によっ
て内縁部が挟持された環状の平板膜とを備え、固定板に
は透過液用の径方向貫通孔と原液用の径方向孔と径方向
孔に連通する軸方向貫通孔とが別個独立に形成され、回
転軸には、固定板の透過液用貫通孔と連通する透過液用
の径方向孔と径方向孔に連通する軸方向孔とが形成さ
れ、隣接する固定板の原液用貫通孔は互いに連通してい
る回転平膜濾過機を提供する。また本発明においては、
回転軸と、回転軸に外嵌すると共に内縁部を互いに当接
させた状態で積み重なって配設された環状の固定板と、
隣接する固定板の外縁部によって内縁部が挟持された環
状の平板膜とを備え、固定板には透過液用の径方向孔と
径方向孔に連通する軸方向貫通孔と原液用の径方向貫通
孔とが別個独立に形成され、回転軸には、固定板の透過
液用貫通孔と連通する透過液用の軸方向孔と、固定板の
原液用貫通孔と連通する原液用の径方向孔と径方向孔に
連通する軸方向孔とが別個独立に形成されている回転平
膜濾過機を提供する。本発明の好ましい態様において
は、平板膜の内縁近傍に軸方向の貫通孔が形成されてい
る。

【００１１】

【作用】本発明にあっては、固定板に形成された原液用
の径方向孔と径方向孔に連通する軸方向貫通孔とを通る
原液の流れが発生し、該原液の流れにより回転中心近傍
に取り残されたガスが除去される。また本発明にあって
は、固定板に形成された原液用の径方向貫通孔と回転軸
に形成された固定板の原液用貫通孔と連通する原液用の
径方向孔と径方向孔に連通する軸方向孔とを通る原液の
流れが発生し、該原液の流れにより回転中心近傍に取り
残されたガスが除去される。平板膜の内縁近傍に形成さ
れた軸方向の貫通孔により、該貫通孔を通る軸方向の原
液の流れが発生し、該原液の流れにより回転中心近傍に
取り残されたガスが除去される。これにより回転中心近
傍に取り残されたガスの除去が更に促進される。

【００１２】

【実施例】本発明の第１実施例を図１に基づいて説明す
る。図１に示すごとく、本実施例においては、図３に示
す従来の回転平膜濾過機と同様に、透過液は固定板２に
形成された径方向貫通孔２ｃと回転軸１に形成された径
方向孔１ｂと軸方向孔１ｃとを通り、或いは回転１のフ
ランジ部１ａに形成された径方向孔１ａｂと軸方向孔１
ｃとを通り、下方に流れケーシング１６から流出する。

【００１３】固定板２には、径方向貫通孔２ｃとは別個
独立に、一端が外周面に開口する径方向孔２ｄと、径方
向孔２ｄと連通する軸方向の貫通孔２ｅとが形成されて
いる。最上段の固定板２には貫通孔２ｅのみが形成され
ている。隣接する固定板２の貫通孔２ｅは連通してい
る。隣接する貫通孔２ｅの連通部の周囲は、図示しない
Ｏリングによりシールされている。回転軸１のフランジ
部１ａにも、径方向孔１ａｂとは別個独立に、径方向孔
１ｄと軸方向貫通孔１ｅとが形成されている。貫通孔１
ｅはフランジ部１ａの下面には到達しないように形成さ
れている。貫通孔１ｅは最下段の固定板２の貫通孔２ｅ
と連通している。該連通部の周囲は図示しないＯリング
によりシールされている。上記を除き、本実施例に係る
回転平膜濾過機の構造は従来の回転平膜濾過機の構造と
同様である。本実施例においては、固定板２に形成され
た径方向孔２ｄと軸方向孔２ｅとを通る、或いは回転軸
１のフランジ部１ａに形成された径方向孔１ｄと軸方向
孔１ｅとを通る上向きの原液の流れが発生し、該原液の
流れにより回転中心近傍に取り残されたガスが除去され
る。原液と共に貫通孔１ｅ、２ｅを通って上方に移動し
たガスは、回転平膜５と邪魔板１１との間に形成される
ジグザグの流路を通って移動してきた原液とケーシング
１６の頂部で合流し、ケーシング１６の出口１８を通っ
てケーシング外に排出される。

【００１４】本発明の第２実施例を図２に基づいて説明
する。図２に示すごとく、本実施例においては、固定板
２２には、上面の外縁部に形成された円環状の段部２２
ａの側面に一端が開口する複数の径方向孔２２ｃが、周
方向に所定の間隔を隔てて形成されている。更に固定板
２２には、径方向孔２２ｃに連通する軸方向貫通孔２２
ｄが形成されている。上から２段目の固定板２２の軸方
向貫通孔２２ｄ₁ は固定板２２の上面には到達しないよ
うに形成されている。最上段の固定板２２には径方向孔
２２ｃ、軸方向貫通孔２２ｄは形成されていない。隣接
する固定板２２の貫通孔２２ｄは連通している。隣接す
る貫通孔２２ｄの連通部の周囲は、図示しないＯリング
によりシールされている。また固定板２２には、径方向
孔２２ｃ、軸方向貫通孔２２ｄとは別個独立に、一端が
外周面に開口する複数の径方向貫通孔２２ｅが周方向に
所定の間隔を隔てて形成されている。

【００１５】回転軸２１には、固定板に形成された貫通
孔２２ｅに連通する径方向の孔２１ｄが形成され、更に
孔２１ｄに連通する軸方向の孔２１ｅが形成されてい
る。軸方向孔２１ｅは最下段の固定板２２の下方で閉じ
ている。軸方向孔２１ｅは上方に延びて回転軸２１を貫
通している。固定板２２の径方向貫通孔２２ｅと回転軸
２１の径方向孔２１ｄとの連通部は、孔２１ｄを間に挟
んで固定板２２と回転軸２１との間に配設された一対の
Ｏリング２８によりシールされている。回転軸２１のフ
ランジ部２１ａには、固定板２２の径方向孔２２ｃ、軸
方向貫通孔２２ｄと同様の径方向孔２１ａｃ、軸方向孔
２１ａｄが形成されている。軸方向孔２１ａｄの上端は
最下段の固定板２２の軸方向貫通孔２２ｄに連通してい
る。軸方向孔２１ａｄと最下段の固定板２２の軸方向貫
通孔２２ｄとの連通部の周囲は、図示しないＯリングに
よりシールされている。軸方向孔２１ａｄの下端は、軸
方向孔２１ｅの下方で回転軸２１に形成された軸方向孔
２１ｃに連通している。軸方向孔２１ｃは、軸方向孔２
１ｅの下端よりも僅かに下方で閉じている。軸方向孔２
１ｃは下方に延びて回転軸２１を貫通している。回転軸
２１のフランジ部２１ａには、径方向孔２１ａｃ、軸方
向孔２１ａｄとは別個独立に、一端が外周面に開口する
複数の径方向孔２１ｆが周方向に所定の間隔を隔てて形
成されている。孔２１ｆの他端は回転軸の軸方向孔２１
ｅに連通している。上記を除き、本実施例に係る回転平
膜濾過機の構造は従来の回転平膜濾過機の構造と同様で
ある。

【００１６】本実施例においては、固定板２２の径方向
孔２２ｅと回転軸２１の径方向孔２１ｄと軸方向孔２１
ｅとを通る、或いは回転軸２１のフランジ部２１ａに形
成された径方向孔２１ｆと回転軸２１の軸方向孔２１ｅ
とを通る上向きの原液の流れが発生し、該原液の流れに
より回転中心近傍に取り残されたガスが除去される。原
液と共に回転軸２１の軸方向孔２１ｅを通って上方に移
動したガスは、回転平膜２５と邪魔板３１との間に形成
されるジグザグの流路を通って移動してきた原液とケー
シング３６の頂部で合流し、ケーシング３６の出口３８
を通ってケーシング外に排出される。以上本発明の実施
例を説明したが、何れの実施例においても、回転中心近
傍に取り残されたガスが除去されることにより、回転平
膜の膜面積の減少が阻止され、また、回転平膜がセラミ
ック製である場合には、回転平膜の割れ発生が阻止され
る。

【００１７】上述の固定板２、２２等に形成するガス抜
き用の孔に加えて、図１、２に一点鎖線で示すように、
回転平膜５、２５に、固定板２、２２の外縁に近接する
位置にガス抜き用の軸方向貫通孔５ａ、２５ａを形成し
ても良い。回転平膜５、２５がセラミック製である場合
には、貫通孔５ａ、２５ａの断面は、該部に活性層を形
成して濾過膜の一部として機能させても良く、或いはシ
ール剤で被覆して濾過膜としては機能させなくも良い。
かかる構成によれば、回転平膜５、２５の貫通孔５ａ、
２５ａを通る上向きの原液の流れが生じ、該原液の流れ
により回転中心近傍に取り残されたガスが除去される。
従って、回転中心近傍に取り残されたガスの除去が更に
促進される。なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、回転軸は水平に延在しても良い。

【００１８】

【効果】以上説明したごとく、本発明にあっては、固定
板に形成された原液用の径方向孔と径方向孔に連通する
軸方向貫通孔とを通る原液の流れが発生し、該原液の流
れにより回転中心近傍に取り残されたガスが除去され
る。また本発明にあっては、固定板に形成された原液用
の径方向貫通孔と回転軸に形成された固定板の原液用貫
通孔と連通する原液用の径方向孔と径方向孔に連通する
軸方向孔とを通る原液の流れが発生し、該原液の流れに
より回転中心近傍に取り残されたガスが除去される。平
板膜の内縁近傍に形成された軸方向の貫通孔により、該
貫通孔を通る軸方向の原液の流れが発生し、該原液の流
れにより回転中心近傍に取り残されたガスが除去され
る。これにより回転中心近傍に取り残されたガスの除去
が更に促進される。回転中心近傍に取り残されたガスが
除去されることにより、回転平膜の膜面積の減少が阻止
され、また、回転平膜がセラミック製である場合には、
回転平膜の割れ発生が阻止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る回転平膜濾過機の構
成を示す断面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る回転平膜濾過機の構
成を示す断面図である。

【図３】従来構造の回転平膜濾過機の構造を示す断面図
である。

【符号の説明】 ２、２２ 固定板 ５、２５ 回転平膜 ５ａ、２５ａ 軸方向貫通孔 ２ｄ 固定板に形成された原液用径方向孔 ２ｅ 固定板に形成された原液用軸方向貫通孔 ２１ｄ 回転軸に形成された原液用径方向孔 ２１ｅ 回転軸に形成された原液用軸方向孔 ２２ｅ 固定板に形成された原液用径方向貫通孔

フロントページの続き (72)発明者 板倉 郁夫 北九州市小倉北区中島２丁目１番１号 東 陶機器株式会社内 (72)発明者 北村 正樹 北九州市小倉北区中島２丁目１番１号 東 陶機器株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と、回転軸に外嵌すると共に内縁
   部を互いに当接させた状態で積み重なって配設された環
   状の固定板と、隣接する固定板の外縁部によって内縁部
   が挟持された環状の平板膜とを備え、固定板には透過液
   用の径方向貫通孔と原液用の径方向孔と径方向孔に連通
   する軸方向貫通孔とが別個独立に形成され、回転軸に
   は、固定板の透過液用貫通孔と連通する透過液用の径方
   向孔と径方向孔に連通する軸方向孔とが形成され、隣接
   する固定板の原液用貫通孔は互いに連通している回転平
   膜濾過機。
2. 【請求項２】 回転軸と、回転軸に外嵌すると共に内縁
   部を互いに当接させた状態で積み重なって配設された環
   状の固定板と、隣接する固定板の外縁部によって内縁部
   が挟持された環状の平板膜とを備え、固定板には透過液
   用の径方向孔と径方向孔に連通する軸方向貫通孔と原液
   用の径方向貫通孔とが別個独立に形成され、回転軸に
   は、固定板の透過液用貫通孔と連通する透過液用の軸方
   向孔と、固定板の原液用貫通孔と連通する原液用の径方
   向孔と径方向孔に連通する軸方向孔とが別個独立に形成
   されている回転平膜濾過機。
3. 【請求項３】 平板膜の内縁近傍には軸方向の貫通孔が
   形成されている請求項１又は２に記載の回転平膜濾過
   機。
4. 【請求項４】 平板膜はセラミック製平板膜であり、貫
   通孔の断面に活性層が形成されている請求項３に記載の
   回転平膜濾過機。
5. 【請求項５】 平板膜はセラミック製平板膜であり、貫
   通孔の断面はシール剤で被覆されている請求項３に記載
   の回転平膜濾過機。