JPH0829228B2 - 分離用管状型膜モジュール - Google Patents

分離用管状型膜モジュール

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JPH0829228B2
JPH0829228B2 JP63202162A JP20216288A JPH0829228B2 JP H0829228 B2 JPH0829228 B2 JP H0829228B2 JP 63202162 A JP63202162 A JP 63202162A JP 20216288 A JP20216288 A JP 20216288A JP H0829228 B2 JPH0829228 B2 JP H0829228B2
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    • B01DSEPARATION
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    • B01D63/06Tubular membrane modules
    • B01D63/062Tubular membrane modules with membranes on a surface of a support tube
    • B01D63/063Tubular membrane modules with membranes on a surface of a support tube on the inner surface thereof
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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    • B01D2313/105Supply manifolds
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    • B01DSEPARATION
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は限外濾過膜及び低圧用逆浸透膜を有する分
離用管状型膜モジュール(以下、単にモジュールと称
す)に関し、更に詳しくは、プラスチックを用いた軽量
で生産性の良好な膜モジュールヘッドに関するものであ
る。
(ロ)従来の技術 一般に、モジュールは、液体の濃縮、分離、精製等に
広く利用されている。これは、膜を管内面に敷設するこ
とで耐圧性を管に依存でき、管状であるが故に構造も単
純化できることにある。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかし、管状膜の管中心軸方向への圧力は、ヘッドに
掛かるので、耐圧上ヘッドは厚肉により種々の問題が生
じ構造の簡略化が望まれていた。即ち、従来において
は、例えば、ヘッド全体を金属製にしたり、通常の金属
製Uベンドをプラスチック製ヘッド内に埋め込んだりし
ていた。しかし、前者では、ヘッド内にU流路を穿設す
るのでコスト的に高いことや、重すぎるのでモジュール
の設置・運搬等が困難になる問題があり、後者では重量
的には前者よりも若干軽くなっても多数のUベンドの芯
出しに手間がかかる等の問題点があった。
(ニ)課題を解決するための手段 軽量で生産性の良好なプラスチックのヘッドを提供す
るに際して、最も重要となるのは、ヘッドに掛かる耐圧
の受け方と、モジュール内の液の流れである。これらに
ついて、本発明者らは、鋭意検討した。
この発明は、分離用半透膜を内面に有する複数本の多
孔支持管と、胴部に透過液口を有する円筒状ケースと、
このケースおよび多孔支持管の両端にそれぞれ装着さ
れ、それによってケースの中に上記各多孔支持管を水平
で平行に、かつジグザグ状に連通配列させて直列式支持
管群を形成するとともに、多孔支持管の一端側から注入
された原液が上記各多孔支持管を介して最終的に濃縮液
を上記一端側から排出し、透過液を上記ケースの透過液
口から排出しうる、プラスチックからなる一対の第1お
よび第2ヘッダーと、これら一対のヘッダーの連結手段
とからなる分離用管状型膜モジュールにおいて、第1ヘ
ッダーは、外表面に原液注入口および濃縮液排出口を、
内面に複数の溝状の第1連通口を有する第1ヘッダー外
部分と、この外部分および上記ケース間に挟持され、上
記第1連通口に対応する多孔支持管嵌合用第1開口を有
する第1ヘッダー内部分とに分割構成され、一方、第2
ヘッダーは、内面に複数の溝状の第2連通口を有する第
2ヘッダー外部分と、この外部分および上記ケース間に
挟持され、上記各第2連通口に対応する多孔支持管嵌合
用第2開口を有する第2ヘッダー内部分とに分割構成さ
れ、上記連結手段は、上記直列式支持管群間の間隙の略
中心部分及び第1ヘッダーを貫通する引棒と、棒状で、
先端に第2連通口を貫通して上記引棒に結合されて上記
第1および第2ヘッダーを引張状態に連結するたるのネ
ジ穴、および胴部を貫通して設けられ上記第2連通口の
分断を回避する横穴を備えたヘッダー固定金具と、第1
ヘッダー外部分および第1ヘッダー内部分と第2ヘッダ
ー外部分および第2ヘッダー内部分をそれぞれ外周縁部
で結合する補助結合手段とからなる分離用管状型膜モジ
ュールである。
すなわち、この発明は、ケースおよび多孔支持管の両
端にそれぞれ装着される一対のプラスチック製ヘッダー
を、各ヘッダーを2つの分割部材の結合体として構成す
るとともに、これら一対のヘッダーを、第1ヘッダーか
ら支持管群に貫通される引棒と、第2ヘッダーから挿入
されて引棒に結合され、それによって両ヘッダーを引張
状態に連結して各ヘッダーの耐圧性を向上しうるヘッダ
ー固定金具と、両ヘッダーにおける各分割部材を外周縁
部で結合する補助結合手段とから連結し、しかもヘッダ
ー固定金具に胴部を貫通する横穴を設け、それによって
多孔支持管内に液の溜留部分が発生するおそれを防止し
たものである。
この発明において、まず、両ヘッダーをプラスチック
で成型する場合、材質の強度及び成型性の点より、分割
されたそれぞれがガラス繊維や、カーボン繊維等の無機
物質を有するプラスチック材料よりなるのが好ましい。
すなわち、ガラス繊維を有するプラスチック材料を用
いて成型したヘッダーにおいては、肉厚であってもプラ
スチック材料のみから成型した場合に比べて、各ヘッダ
ーに形成される溝状の連通口及び多孔支持管嵌合用開口
の寸法精度の高い成型品が得られる。
この発明において、例えば、ガラス繊維をプラスチッ
クに含有してなるヘッダーの材料としては、ポリサルホ
ン系樹脂、さらにはナイロン系樹脂、変性PPO(ポリフ
ェニレンオキサイド)樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂等が挙げられる。特に、変性PPO樹脂は安価で、成型
性が良好な素材であり、広く使用されている。そして、
ヘッダーは、ガラス繊維を用いた場合、その含有量は5
〜40%が好ましく、30%がより好ましい。
この発明における第1ヘッダー1は、例えば、第1図
において、第1ヘッダー外部分1aの第1挿入孔2及び第
1ヘッダー内部分1bの第2挿入孔3を介して支持管群4
間の間隙の略中心部分5に挿入されるタイロッド(引
棒)6に、Oリング7とカラー8が装着されており、組
立時に、カラー8とタイロッド6のナット9により締め
込まれる構造になっている。
この発明における第2ヘッダー10は、例えば、第2図
において、胴部11aを貫通して設けられた横穴12と、先
端にタイロッド6に結合可能なネジ穴11bとを有するヘ
ッダー固定金具11が、第2ヘッダー外部分10aの内面に
形成された複数の第2連通口13のうち中央部分に位置す
る第2連通口中央部13aおよび第2ヘッダー内部分10bの
第3挿入孔14を介して、その先端部11cが第3挿入孔14
内途中に形成された係止部13bに係止されてタイロッド
6と結合されている。そして、これらヘッダー外・内部
分10a,10bは、タイロッド6の軸部3bに設けられた座金6
aと、固定金具11のネジ部11dに螺着されたナット15によ
って締め付けられた構造になっている。
そして、2分割された各ヘッダーは、分割部材を成型
後、更に、超音波溶着、又は第3図(e)および第4図
(e)に示すようなガスケット40および41を用いて密着
性を向上させており、その結果、上述したタイロッド等
を用いて締め付けることにより、加圧時の変形を確実に
防止できる。
この発明において、モジュール内の液の流れは、第5
図(b)に示したように、上がり下がりのないスムーズ
なもので、モジュール内の滞留を起こさない構成となっ
ている。
すなわち、直列式支持管群4をジグザグ状に連通せし
めるように、第1および第2ヘッダー外部分1a,10aにそ
れぞれ複数の第1、第2連通口24,13が設けられ、か
つ、第2図に示すように第2ヘッダー外部分10aに挿入
された固定金具11に横穴12を設けているから、モジュー
ルを一本の長尺ボルトで締め付けた場合、第7図に示す
ようなモジュール内に液が滞留する、すなわち、多孔支
持管34aに斜線で示す滞留部分17が発生するのを防止で
きる。
しかも、第6図に示すように、第5図のような液の流
れを期待できるものであっても、長尺ボルト18の先端18
aと袋ナット20との結合により内側のヘッダー部分19を
締め付けた構成のものでは圧力を内側のヘッダー部分19
だけで受けるから、耐圧性は低く、一方、第2ヘッダー
10に加わる圧力を第2ヘッダー外部分10aおよび内部分1
0bの両方で受ける連結手段を有する本発明においては、
耐圧性の面でも優れている。
(ホ)実施例 以下図に示す実施例にもとづいてこの発明を詳述す
る。なお、これによってこの発明は限定を受けるもので
はない。
第1〜10図において、限外濾過用管状型膜モジュール
(以下、モジュールと称す)は、限外濾過膜を内面に有
する18本の多孔支持管4aと、胴部20aに透過液口21を有
する円筒状ケース20と、このケースおよび多孔支持管4a
の両端にそれぞれ装着され、それによってケース20の中
に各多孔支持管4aを水平で平行に、かつジグザグ状に連
通配列させて直列式支持管群4を形成するとともに、多
孔支持管4aの一端側から注入された原液が上記各多孔支
持管4aを介して最終的に濃縮液を一端側から排出し、透
過液を上記ケース20の透過液口21から排出しうる、プラ
スチック樹脂にガラス繊維を含有した一対の第1および
第2ヘッダー1および10と、これら一対のヘッダーの連
結手段とから主としてなる。
更に、第1ヘッダー1は、外表面に原液注入口22およ
び濃縮液排出口23を、内面に8個の溝状の第1連通口24
[第3図(d)参照]を有する第1ヘッダー外部分1a
と、この外部分およびケース20間に挟持され、第1連通
口24に対応する18個の多孔支持管嵌合用第1開口25[第
3図(c)参照]を有する第1ヘッダー内部分1bとに分
割構成され、接合面50a,50bにて接合される。
一方、第2ヘッダー10は、内面に9個の溝状の第2連
通口13[第4図(d)参照]を有する第2ヘッダー外部
分10aと、この外部分およびケース20間に挟持され、各
第2連通口13に対応する18個の多孔支持管嵌合用第2開
口26を有する第2ヘッダー内部分10bとに分割構成さ
れ、接合面51b,51aにて接合される。
更に、連結手段は、直列式支持管群4間の間隙の略中
心部分5及び第1ヘッダー1を貫通する引棒6と、棒状
で、先端に第2連通口13a[第4図(d)及び第2図参
照]を貫通して引棒6に結合されて第1および第2ヘッ
ダー1および10を引張状態に連結するためのネジ穴11
b、および胴部11aを貫通して設けられ第2連通口13aの
分断を回避する横穴12を備えたヘッダー固定金具11と、
第1ヘッダー外および内部分1aおよび1bと第2ヘッダー
外および内部分10aおよび10bをそれぞれ外周縁部で結合
する補助結合手段としてのネジ穴27a,27bおよび28a,28
b、結合ネジ29および30とからなる[第3図(a)
(c)(d)及び第4図(a)(c)(d)参照]。
実施例 ヘッダーをノリル樹脂(GFN3J;EPL社製)を用いて成
型し、各ヘッダー部分を超音波溶着を行った場合と、ガ
スケット40,41を用いた場合のヘッダーを用いてモジュ
ール化し、送水量1.8m3/Hrで加圧し、各ヘッダー部分の
接合部からモレが発生した時の圧力(モジュール入口)
を表1に示した。
比較例1 上記実施例1と同じで、接着剤としてエポキシ接着剤
を用いた場合を同じく表1に示した。表1のモレの発生
は、いずれも上記接合部で発生した。
比較例2 ヘッダー固定用の金具を第6図に示す袋ナット20に
し、以下の樹脂を用いて各ヘッダーを成型し耐圧試験を
行った。接合部は、ガスケットを用いた。その結果は、
表2に示した。
但し、 樹脂(1)ノリル:GFN3J;EPL社 樹脂(2)ポリサルホン:ガラス繊維30%含有日産化学
工業社 表2のモレの発生は、第2ヘッダーにおける内側のヘ
ッダー部分19の破損による。
(ヘ)発明の効果 この発明によれば、分離用管状型膜モジュールにおい
て、ケースおよび多孔支持管の両端にそれぞれ装着され
る一対のプラスチック製ヘッダーを、各ヘッダーを2つ
の分割部材の結合体として構成するとともに、これら一
対のヘッダーを、第1ヘッダーから支持管群に貫通され
る引棒と、第2ヘッダーから挿入されて引棒に結合さ
れ、それによって両ヘッダーを引張状態に連結するヘッ
ダー固定金具と、両ヘッダーにおける各分割部材を外周
縁部で結合する補助結合手段とから連結し、しかもヘッ
ダー固定金具の胴部を貫通する横穴を設けたので、多孔
支持管内に液の滞留部分が発生するおそれを防止できる
とともに、各ヘッダーの耐圧性を向上できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す第1ヘッダー部分の
構成説明図、第2図は上記実施例における第2ヘッダー
部分の構成説明図、第3図および第4図はそれぞれ上記
実施例における第1ヘッダーの要部分解斜視図および第
2ヘッダーの要部分解斜視図、第5図は上記実施例にお
ける液の流れを説明するための要部構成説明図、第6図
は従来例を示す構成説明図、第7図は従来例における液
の流れを説明するための要部構成説明図である。 1……第1ヘッダー、 1a……第1ヘッダー外部分、 1b……第1ヘッダー内部分、 4……直列式支持管群、4a……多孔支持管、 6……タイロッド(引棒)、8……カラー、 9,15……ナット、10……第2ヘッダー、 10a……第2ヘッダー外部分、 10b……第2ヘッダー内部分、 11……ヘッダー固定金具、11a……胴部、 11b……ネジ穴、11d……ネジ部、 12……横穴、13……第2連通口、 13a……第2連通口中央部、 13b……係止部、20……ケース、 21……透過液口、22……原液注入口、 23……濃縮液排出口、24……第1連通口、 25……多孔支持管嵌合用第1開口、 26……多孔支持管嵌合用第2開口、 27a,27b,28a,28b……補助ネジ穴、 29,30……補助ネジ、 40,41……ガスケット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分離用半透膜を内面に有する複数本の多孔
    支持管と、胴部に透過液口を有する円筒状ケースと、こ
    のケースおよび多孔支持管の両端にそれぞれ装着され、
    それによってケースの中に上記各多孔支持管を水平で平
    行に、かつジグザグ状に連通配列させて直列式支持管群
    を形成するとともに、多孔支持管の一端側から注入され
    た原液が上記各多孔支持管を介して最終的に濃縮液を上
    記一端側から排出し、透過液を上記ケースの透過液口か
    ら排出しうる、プラスチックからなる一対の第1および
    第2ヘッダーと、これら一対のヘッダーの連結手段とか
    らなる分離用管状型膜モジュールにおいて、 第1ヘッダーは、外表面に原液注入口および濃縮液排出
    口を、内面に複数の溝状の第1連通口を有する第1ヘッ
    ダー外部分と、この外部分および上記ケース間に挟持さ
    れ、上記第1連通口に対応する多孔支持管嵌合用第1開
    口を有する第1ヘッダー内部分とに分割構成され、 一方、第2ヘッダーは、内面に複数の溝状の第2連通口
    を有する第2ヘッダー外部分と、この外部分および上記
    ケース間に挟持され、上記各第2連通口に対応する多孔
    支持管嵌合用第2開口を有する第2ヘッダー内部分とに
    分割構成され、 上記連結手段は、上記直列式支持管群間の間隙の略中心
    部分及び第1ヘッダーを貫通する引棒と、棒状で、先端
    に第2連通口を貫通して上記引棒に結合されて上記第1
    および第2ヘッダーを引張状態に連結するためのネジ
    穴、および胴部を貫通して設けられ上記第2連通口の分
    断を回避する横穴を備えたヘッダー固定金具と、第1ヘ
    ッダー外部分および第1ヘッダー内部分と第2ヘッダー
    外部分および第2ヘッダー内部分をそれぞれ外周縁部で
    結合する補助結合手段とからなる分離用管状型膜モジュ
    ール。
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