JPH0634905B2 - ろ過装置のフイルタモジユ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ろ過装置の構成要素であり、多数のフィル
タから構成されたろ過装置のフィルタモジュールに関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

原子力発電プラントにおいては、放射線低減対策として
腐食生成物の発生の抑制とその除去が行なわれる。腐食
生成物の除去は、例えば、原子力発電プラントで発生し
た放射線廃液や一次冷却系の復水中に存在する懸濁液を
ろ過装置を用いて分離除去する。

このろ過装置としては、従来、粉末イオン交換樹脂のよ
うなプリコートフィルタを使用したものがあるが、この
場合には樹脂廃棄物が多量に発生し、またろ過効率も低
く、さらにろ過装置の据付スペースおよび設備費の増大
という不具合がある。

そこで、最近、中空糸膜フィルタを用いた中空糸膜ろ過
装置が採用される傾向にある。従来の初期中空糸膜ろ過
装置における中空糸膜フィルタモジュールの構成を第６
図に示す。中空糸膜フィルタモジュール１はろ過装置の
容器本体内に複数個設けられ、それぞれ容器本体内の仕
切板３に取り付けられ固定される。この中空糸膜フィル
タモジュール１は中空糸膜フィルタ５を略Ｕ字形とし、
この中空糸膜フィルタ５の両端部を端部部材７にて接着
し固定したものである。廃液は中空糸膜フィルタ５の外
側から供給され、この中空糸膜フィルタ５でろ過処理さ
れる。ろ過処理されたろ過水は中空糸膜フィルタ５の中
空部を上昇し、中空糸膜フィルタ５の両端から仕切板３
の上部へ導かれる。

しかしながら、このような従来の初期中空糸膜ろ過装置
における中空糸膜フィルタモジュール１では、ろ過面積
を大きくするために内径の小さな中空糸膜フィルタ５
（内径が０．１〜０．５mmφ）が用いられるので、中空
糸膜フィルタ５内を流れるろ過水の圧力損失を考慮する
と、その中空糸膜フィルタ５の長さは約１ｍが限度と考
えられる。したがって、必要なろ過処理能力を得るため
には、長さが１ｍ以下の中空糸膜フィルタ５から構成さ
れた中空糸膜フィルタモジュール１を多数取り付けなけ
ればならない。その結果、ろ過装置が水平方向に大型化
し、ろ過装置の据付スペースが増大することとなる。ま
た、ろ過装置の容器本体自体も、横長構造のものより縦
長構造の方が構造上有利であることが知られている。

第７図は従来の他の中空糸膜ろ過装置における中空糸膜
フィルタモジュールを示す断面図である。

この中空糸膜ろ過装置では、中空糸膜フィルタモジュー
ル９が１個または複数個（例えば２個）直列に接続して
結合され、この直列結合された中空糸膜フィルタモジュ
ール９の結合体が容器本体の仕切板１１に多数取り付け
られて、固定される。各中空糸膜フィルタモジュール９
は、取水管１３の周囲に多数の中空糸膜フィルタ１５を
配置し、これら取水管１３および中空糸膜フィルタ１５
の両端を開口状態にて端部部材１７に接着し固定したも
のである。中空糸膜フィルタモジュール９の直列結合は
中間固定金具１９によってなされ、中空糸膜フィルタモ
ジュール９の結合体の最下端には先端固定金具２１が設
けられる。このような中空糸膜フィルタモジュール９で
は、中空糸膜フィルタ１５でろ過処理されたろ過水は、
中空糸膜フィルタ１５の中空部から中間および先端固定
金具１９，２１により形成された空間内部に流れ、取水
管１３を上昇して仕切板１１の上部へ導かれる。

ところが、このような従来の他の中空糸膜ろ過装置にお
ける中空糸膜フィルタモジュール９では、端部部材１７
が、取水管１３および中空糸膜フィルタ１５を固着する
固着剤２３とリング２５とから構成される。したがっ
て、取水管１３は固着剤２３のみによってリング２５に
固着されることになる。その結果、取水管１３と端部部
材１７との固着強度が充分でない場合があり、この場合
には、複数の中空糸膜フィルタモジュール９の直列結合
が困難となる恐れがある。

また、取水管１３を固着剤２３にてリング２５に固着さ
せる際、取水管１３とリング２５との双方が直径方向に
相対移動することがあり、取水管１３を端部部材１７の
直径方向中央に設定し取り付けることが難しい。そのた
め、中空糸膜フィルタモジュール９の製造が困難であ
る。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、
長手方向に複数直列接続し結合させるに充分な強度を有
し、かつ製造の容易なろ過装置のフィルタモジュールを
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、この発明に係るろ過装置の
フィルタモジュールは、ろ過装置の容器本体内に複数個
設けられたものにおいて、各フィルタモジュールが、取
水管とこの取水管の周囲に配設された多数本のフィルタ
を上記取水管の端部に配設された端部部材にて一体的に
固着し、かつ上記取水管と端部部材とを支持材を介して
固定したものであり、上記取水管と端部部材との固着強
度を増大させたものである。

さらに長手方向に接続された上記フィルタモジュールの
端部部材の間にろ過水溜めが形成されたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

原子力発電所内で用いられるカートリッジタイプの縦型
中空糸膜ろ過装置は、ろ過装置の容器本体内に中空糸膜
フィルタモジュールを複数配設し、この中空糸膜フィル
タモジュールにて廃液をろ過するものである。容器本体
内には第１図に示す仕切板３１が配設され、中空糸膜フ
ィルタモジュール３３はこの仕切板３１に垂設されると
ともに、仕切板３１により、容器本体内がろ過水チャン
バ３５とろ過処理チャンバ３７とに区画される。ろ過処
理チャンバ３７には廃液が満され、ろ過水チャンバ３５
にはろ過処理されたろ過水が導かれる。

中空糸膜フィルタモジュール３３は、図に示すように、
２個またはそれ以上（図では２個）の中空糸膜フィルタ
モジュール３３が直列に接続して結合され、中空糸膜フ
ィルタモジュール結合体３９として仕切板３１に垂下さ
れる。各中空糸膜フィルタモジュール３３は、取水管４
１と、この取水管４１の周囲に配置された多数の中空糸
膜フィルタ４３と、取水管４１の両端部に配設され、取
水管４１および中空糸膜フィルタ４３を一体的に固着す
る端部部材４５とから構成され、さらに取水管４１が支
持材４７を介して端部部材４５に固着される。

端部部材４５は、略円筒形状のリング４９の内側に溶融
状態の固着剤５１を充填し固化させたものであり、この
固着剤５１により、取水管４１の両端部と多数の中空糸
膜フィルタ４３の両端部とが束ねられる。また、端部部
材４５は、第２図および第３図に示すように、小径の短
円筒５３と大径のリングプレート５５とが同心円上に配
置され、アーム５７にて一体に形成されたものである。
アーム５７はリングプレート５５の周方向に等間隔に３
本配置される。また、短円筒５３は、内部に取水管４１
を嵌装し得るように形成される。リングプレート５５
は、端部部材４５におけるリング４９の当接部とほぼ同
径に形成される。

このような端部部材４５の成形においては、まず支持材
４７をリング４９に固定し、このリング４９に固定され
た支持材４７の短円筒５３に取水管４１を嵌装させ固定
させる。次に、支持材４７の短円筒５３とリングプレー
ト５５との間隙の多数の中空糸膜フィルタ４３を貫通し
て配置させる。最後に、この状態で溶融状態の固着剤５
１を流し込み、固化させる。この際、取水管４１および
中空糸膜フィルタ４３が開口状態に維持される。

さて、取水管４１および中空糸膜フィルタ４３等から構
成された中空糸膜フィルタモジュール３３は長手方向に
接続され、上下２段の中空糸膜フィルタモジュール３３
から成る中空糸膜フィルタモジュール結合体３９として
構成される。中空糸膜フィルタモジュール３９の接続
は、直列配置された中空糸膜フィルタモジュール３３の
対応する端部部材４５のリング４９を、円筒形状の中間
固定金具５６で結合することによりなされる。その結
果、この固定金具５６と両端部部材４５とに囲まれてろ
過水溜め５７Ａが形成される。

また、中空糸膜フィルタモジュール３９の最下端の端部
部材４５にも、その端部部材４５のリング４９に有底円
筒形状の下端固定金具５９が取り付けられる。この場合
にも、この下端固定金具５９と最下端の端部部材４５と
に囲まれてろ過水溜め５７Ｂが形成される。

仕切板３１にも、フランジの形成された上端固定金具６
１が設けられる。中空糸膜フィルタモジュール結合体３
９は、最上端の端部部材４５におけるリング４９が固定
金具６１に取り付けられることにより仕切板３１に垂設
される。これら中間、下端、上端固定金具５６，５９，
６１と端部部材４５との取付は捩込み、差込みあるいは
接着等の結合手段によりなされる。また、固定金具５
６，５９，６１と端部部材４５のリング４９との取付部
にはシール６３が介装され、このシール６３により、ろ
過水溜め５７Ａ，５７Ｂおよびろ過水チャンバ３５内
へ、ろ過処理チャンバ３７内の廃液が混入しないよう設
けられる。

次に、中空糸膜フィルタろ過装置のろ過処理時における
中空糸膜フィルタモジュール３３または中空糸膜フィル
タモジュール結合体３９の作用につき説明する。

ろ過処理チャンバ３７内に導かれた廃液は、中空糸膜フ
ィルタモジュール結合体３９の中空糸膜フィルタモジュ
ール３３へ導かれ、この中空糸膜フィルタモジュール３
３の中空糸膜フィルタ４３を通過する際にろ過される。
ろ過は、廃液中の水が中空糸膜フィルタ４３の中空部へ
浸透し、廃液中のクラッドが中空糸膜フィルタ４３の外
表面に捕捉されることによりなされ、このろ過により水
とクラッドとが分離する。

分離されたろ過水は、中空糸膜フィルタ４３の中空部を
通って、ろ過水チャンバ３５、ろ過水溜め５７Ａ，５７
Ｂへ案内される。ろ過水溜め５７Ａに案内されたろ過水
は、上段に配置された中空糸膜フィルタモジュール３３
の取水管４１を経てろ過水チャンバ３５内へ導かれる。
また、ろ過水溜め５７Ｂへ導かれたろ過水は、下段に配
置された中空糸膜フィルタモジュール３３の取水管４
１、ろ過水溜め５７Ａおよび上段配置された中空糸膜フ
ィルタモジュール３３の取水管４１を順次経てろ過水チ
ャンバ３５内へ導かれる。一方、多数の中空糸膜フィル
タ４３に捕捉されたクラッドは一時これらの中空糸膜フ
ィルタに付着するが、大部分はその後落下する。

各中空糸膜フィルタモジュール３３によるろ過作用は、
ろ過水チャンバ３５とろ過処理チャンバ３７とにおける
ろ過差圧が予め定められた最大値に達するまで継続的に
行なわれる。

このように、上記実施例によれば、中空糸膜フィルタモ
ジュール３３の取水管４１が支持材４７を介して端部部
材４５のリング４９に直接固定され支持されることか
ら、取水管４１と端部部材４５との固着強度を増大する
ことができる。その結果、中空糸膜フィルタモジュール
３３を直列に多数接続することが可能となり、それゆえ
中空糸膜ろ過装置のろ過効率を向上させることができる
とともに、ろ過装置の据付スペースを縮小させることが
できる。この中空糸膜フィルタモジュール３３を多数接
続する場合にも、各中空糸膜フィルタモジュール３３間
にろ過水溜め５７Ａが存在するため、各中空糸膜フィル
タモジュール３３の中空糸膜フィルタ４３内を流れるろ
過水の圧力損失は、最適な値に維持される。

また、中空糸膜フィルタモジュールの製造時に、取水管
４１を端部部材４５の直径方向中央に取り付けるに際
し、支持材４７がその位置決めのガイドとして機能する
ことから、取水管の取付が迅速となり、そのため、中空
糸膜フィルタモジュールの製造を容易に行なうことがで
きる。

なお、上記実施例では、支持材４７の短円筒５３の一端
がリングプレート５５と面一に形成され、かつアーム５
７が３本の場合につき説明したが、第４図のように、短
円筒５３Ａの上下両端がリングプレート５５から突出
し、かつ４本のアーム５７Ａから構成される支持材４７
Ａであってもよい。さらに、第５図に示すように、支持
材４７と端部部材４５のリング４９とが予め一体に形成
されたものであってもよい。

また、この実施例におけるフィルタモジュールは、多数
の中空糸膜フィルタ４３が配設された中空糸膜フィルタ
モジュール３９につき説明したが、中空糸膜フィルタ４
３以外の他の筒状フィルタから構成されるフィルタモジ
ュールであってもよい。

さらに、この実施例では、２個またはそれ以上の中空糸
膜フィルタモジュール３３が中空糸膜フィルタモジュー
ル結合体３９として支持板３１に垂設されたものにつき
説明したが、単一の中空糸膜フィルタモジュール３３が
仕切板３１に垂設されるものであってもよい。

また、この実施例では原子力発電プラントにおける廃液
等のろ過について説明したが、他のプラントにおける廃
液あるいは懸濁液をろ過するものにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係るろ過装置のフィルタモジ
ュールによれば、取水管と端部部材とが支持材を介して
固定されたことから、これら取水管と短部部材との固着
強度が増大し、フィルタモジュールの長手方向強度を複
数直列に接続し垂下させるに充分な強度とすることがで
きるとともに、フィルタモジュールの製造を容易化させ
ることができるという効果を奏する。

さらに中空糸膜フィルタ内を流れるろ過水の圧力損失は
最適な値に維持されるので、中空糸膜モジュールを長手
方向に適宜接続を可能とし、ろ過装置の据付スペースの
大幅な低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るろ過装置のフィルタモジュール
における一実施例を示す断面図、第２図は第１図の要部
を拡大して示す断面図、第３図はこの実施例の支持材を
示す図であり、（Ａ）は断側面図、（Ｂ）は平面図、第
４図は支持材の第１変形例を示し、（Ａ）は断側面図、
（Ｂ）は平面図、第５図は支持材の第２変形例を示し、
（Ａ）は断側面図、（Ｂ）は平面図、第６図は従来の初
期中空糸膜ろ過装置における中空糸膜フィルタモジュー
ルを示す断面図、第７図は従来の他の中空糸膜ろ過装置
における中空糸膜フィルタモジュールを示す断面図であ
る。 ３３……中空糸膜フィルタモジュール、４１……取水
管、４３……中空糸膜フィルタ、４５……端部部材、４
７……支持材、４９……リング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ろ過装置の容器本体内に複数個設けられた
   ろ過装置のフィルタモジュールにおいて、各フィルタモ
   ジュールは、取水管とこの取水管の周囲に配置された多
   数本のフィルタが上記取水管の端部に配設された端部部
   材にて一体的に固着され、かつ上記取水管と端部部材と
   が支持材を介して固定され、さらに長手方向に接続され
   た上記フィルタモジュールの端部部材の間にろ過水溜め
   が形成されたものであることを特徴とするろ過装置のフ
   ィルタモジュール。
2. 【請求項２】端部部材には支持材が予め一体に形成され
   た特許請求の範囲第１項記載のろ過装置のフィルタモジ
   ュール。