JPH11267476A - 異物が混合する流動媒体を分離するための分離装置 - Google Patents

異物が混合する流動媒体を分離するための分離装置

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JPH11267476A
JPH11267476A JP10111495A JP11149598A JPH11267476A JP H11267476 A JPH11267476 A JP H11267476A JP 10111495 A JP10111495 A JP 10111495A JP 11149598 A JP11149598 A JP 11149598A JP H11267476 A JPH11267476 A JP H11267476A
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flow
permeate
fluid medium
thin film
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ハイネ ビルヘルム
Robert Rautenbach
ロイテンバツハ ロベルト
Wilhelm Heine
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Rochem RO-Wasserbehandlung GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作が確実で故障のない、異物が混合する流
動媒体を分離するための分離装置を得る。 【解決手段】 分離装置１０は異物が混合する流動媒体
１１を、薄膜要素１３を有する薄膜分離体１２により分
離する。分離すべき流動媒体１１を取入口２５０から薄
膜分離体１２の供給側へ送り、異物で濃縮された濾膜浸
透物と、異物を除去された透過物１７とを、別の排出口
１６，１８から排出する。多数の薄膜要素１３は分離装
置１０を通つて流動媒体１１の流動方向１９へ延びる少
なくとも１つの流動管路２０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は異物が混合（負荷）
された流動媒体、特に市区町村営の公共下水や工業排水
を、薄膜要素を用いて浄化ないし分離するための分離装
置であつて、分離すべき流動媒体を投入口ないし取入口
から薄膜分離体の供給口へ送り、異物を濃縮された濾膜
浸透物と異物を除去された透過物とが別々の排出口から
排出される分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、公知の分離装置は多くの成分から
なる各種の流動媒体やガス状媒体の分離工程に使用され
ている。公共下水や工業排水を上述のような分離装置を
使用して分離する時は、分離装置から出る濾膜浸透物を
後続の生物学的分解過程で処理する最善の濃度にする。
それには、流動媒体から異物ないし固形成分をできる限
り分離し、後の２次処理をしないで自然環境へ戻すか、
１処理工程で工業用水または清浄水にして放出する必要
がある。また、この種の分離装置は運転に要する消費エ
ネルギをできる限り少なくし、効率対経費比を有利にす
ることが要請される。
【０００３】従来の分離装置は最近の当該技術分野の発
展ぶりをみる限り、上述の条件（パラメータ）について
は満足できる成果を挙げている。しかし、従来の分離装
置は連続運転による汚染や閉塞（詰まり）に問題があ
る。消費エネルギ量の割合が大きないわゆるクロス・フ
ロー配管分離装置（システム）は、原水中の固形成分が
多くても運転に支障を来たさず、高い効率が得られる
が、消費エネルギ量の割合が少ない分離装置では、原水
中の固形成分が多いと効率が非常に低くなる。特に、薄
膜の束密度が高い分離装置（システム）では、原水中の
固形成分が多いと効率が低下し、薄膜要素を定期的に洗
浄しても運転を継続できなくなる。この時は、労力を費
して分離装置を分解し、洗浄し、再組立てしたうえ、浄
化装置へ改めて組み込まなければならない。このような
運転開始から再生工事を開始するまでの運転期間は、流
動媒体の分離すべき異物の種類と異物の量ないし負荷の
程度とにより異なるが、それでも前者の分離装置よりも
短い。
【０００４】上述の原因には次のような問題もある。す
なわち、この種の分離装置では薄膜要素が決定的なもの
ではなく、薄膜要素を経てまたは薄膜要素に沿つて行わ
れる被分離媒体の過剰流動も問題である。この問題を解
決するために、公知の分離装置では薄膜要素が圧密封性
のハウジングの内部に偏平または板状に配設され、分離
すべき流動媒体はハウジングの内部で取入口から薄膜要
素をジグザグ状に貫流して濾膜浸透物の排出口へ達する
か、流動媒体は全ての薄膜要素を並行して流れる。この
場合、異物で濃縮された濾膜浸透物例えば純水はハウジ
ングの軸心へ導かれ、排出口からハウジングの外部へ流
れ出る。
【０００５】従来から各種の分離装置における上述の混
合形態が知られており、例えば分離すべき流動媒体は一
部の薄膜要素に沿つて平行に流れ、次いで前後に直列に
接続された薄膜要素からなるブロツクを貫流するという
形態がある。上述の分離装置では、分離すべき流動媒体
の流れの転向と流動媒体の流体力学的抵抗とに対し、流
動媒体が全ての薄膜要素を貫流ないし通過できるよう
に、導入された流動媒体を比較的高い圧力で処理しなけ
ればならないことが条件になる。それでも、分離すべき
流動媒体の流動速度が阻害され、流動媒体に含まれる異
物により薄膜要素が閉塞（目詰まり）するのを防ぐこと
はできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、上述したような公知の分離装置よりも動作
が確実で故障が少ない、異物が混合する流動媒体を分離
するための分離装置を提供することにある。つまり、閉
塞その他の原因で分離装置の運転が阻害され、制限さ
れ、または運転不能になるような障害を防止でき、分解
・組立てが容易であり、構造が簡単でかつ製造が廉価で
あり、安い経費で所定の目的を達する運転ができる、異
物が混合する流動媒体を分離するための分離装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は異物が混合する流動媒体を薄膜要素
を有する薄膜分離体により分離するための分離装置であ
つて、分離すべき流動媒体が取入口から薄膜分離体の供
給側へ供給され、異物で濃縮された濾膜浸透物と異物を
除去された透過物とがそれぞれの排出口から排出される
分離装置において、多数の薄膜要素は分離装置を経て流
動媒体の流動方向へ延びる少なくとも１つの流動管路
を、少なくとも部分的に形成されることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明では分離装置として多数の
薄膜要素が少なくとも１つの流動管路を実質的に囲み、
かつ流動媒体の流動方向に並ぶ構造が、少なくとも部分
的に形成されることにより、上記課題が解決される。
【０００９】上述した解決策の利点は、本発明の分離装
置が公知のものとは異なる、流動媒体の取入口から排出
口まで実質的に全ての薄膜分離体を線状に貫通する流動
管路があり、分離すべき流動媒体が薄膜分離体に配設さ
れた全ての薄膜要素に沿つて同時に流れることである。
各薄膜要素は外側から濾過ないし分離すべき流動媒体に
より洗われ、浄化された濾膜透過物が薄膜要素の内側に
ある流動管路へ流出する。分離装置の流動媒体に適した
構成では、分離装置の内部に規則正しく配設された全て
の薄膜要素へ、流動媒体が薄膜要素の全外側面から同時
に流れ込み、流動媒体の流動物つまり濾膜透過物の透過
を可能にする。本発明による薄膜構造と流動管路の構成
では、分離すべき流動媒体の流れの転向は起こらないの
で、固形成分が薄膜要素を閉塞したり、薄膜要素に付着
したりしない。
【００１０】上述した解決策の他の利点は、分離装置の
流動管路を実質的に狙い通りの線状に構成するのに、間
隔保持部材や案内要素その他の要素を全く必要としない
点にあり、したがつて、分離装置の製造が容易でありか
つ廉価である。間隔保持部材などは分離装置の内部で分
離すべき流動媒体の流動方向に何らかの悪影響を及ぼ
す。分離装置の運転に必要な原流動媒体側（すなわち分
離すべき流動媒体が案内される側面）と、濾膜透過物側
との間の圧力差は、原流動媒体側の正圧または濾膜透過
物側の負圧または両者の組合せにより達成される。ほぼ
線状に形成された流動管路と流れの転向がない構成とに
より、流動媒体が分離装置を貫流する時の流動抵抗は小
さい。上述の理由から分離装置を貫流するのに必要な原
流動媒体側に加える正圧は低く、消費エネルギ量も僅か
である。原流動媒体とは本発明の分離装置により分離さ
れるべき流動媒体である。
【００１１】上述した解決策の他の利点は、分離装置の
構造が簡単なので熟練者でなくても、分解、浄化、再組
立てを迅速に行うことができることである。本発明の分
離装置では薄膜要素に１つの流動管路があり、該流動管
路の断面は任意の適当な形状、例えば多角形ないしｎ角
多面体、または円形に形成することができる。しかし、
好ましくは、各流動管路の断面を６角形にすることによ
り、薄膜要素を適当な手段により固定でき、使用可能な
面を最大限に利用できる。
【００１２】上述した解決策のように、各流動管路を中
心にして薄膜要素を配設するために、薄膜要素の構成を
特殊なものにする必要はない。したがつて、原則的には
任意の適当な薄膜要素、例えば好ましくは、クツシヨン
薄膜に構成された薄膜要素を使用できる。上述のクツシ
ヨン薄膜は、業界では薄膜クツシヨンとか薄膜ポケツト
と呼ばれる。このように呼ばれる種々の薄膜は、全て同
じ概念である。薄膜クツシヨンには、例えば流動管路の
断面が６角形の場合には、本発明による流動管路の断面
も６角形にするという制限がある。すなわち、各薄膜要
素間の流動管路も断面６角形にするという利点がある。
それ以外に別の薄膜要素は必要なく、分離装置の流動管
路の全使用断面が６角形であれば、流動管路の各薄膜要
素の背面全体も隣接の流動管路により加圧される。すな
わち、各薄膜要素の背面により隣接の流動管路の一部分
が形成される。こうして、この種の薄膜要素の構造が簡
単になり、分離装置の全ての流動管路にとつて最良の構
造になる。
【００１３】薄膜要素を従来公知のいわゆる中空糸薄膜
から形成することは極めて有利である。中空糸薄膜には
それぞれの外径と内径があり、構造もさまざまである。
これらの中空糸薄膜は分離装置の内部へ長手方向に簡単
に配設し、任意の方法で流動管路を形成することができ
るという利点がある。すなわち、適当な方法で任意の量
の中空糸薄膜を相隣接して、場合によつては直接接触さ
せて、任意の断面をもつ流動管路を形成できる。中空糸
薄膜は中空糸の内部に空間があり、該空間で透過物が中
空糸薄膜の壁部を通過して片側へ排出され、中空糸薄膜
の他側の端部は閉鎖されている。各薄膜要素は共通の接
続要素の内部に固定され、固定部分の外側では互いに連
結されていない。特に線状に構成された流動管路の縁部
は固くなく、可撓性のものである。こうして、分離装置
の閉塞の恐れが決定的に除かれる。分離装置の濃縮物取
出口側の薄膜要素は固定されず自由に動く。すなわち、
薄膜要素の閉鎖されている端部では糸状または繊維状の
不純物も閉塞を起こさない。何故なら、不純物は被分離
媒体の流動とともに薄膜要素により流動方向へ取り去ら
れるからである。
【００１４】本発明の分離装置を適当な手段により被分
離媒体の流動管路に配置するのは原理的に可能ではある
が、例えば被分離媒体を収容する設備または容器とは別
個に分離装置を配置するという特定の使用目的には、ハ
ウジングに多数の薄膜要素を入れる構造が好ましい。分
離装置は流動媒体の供給側の僅かな正圧および／または
透過物側の僅かな負圧で、すなわち僅かな圧力差で働く
ので、ハウジングは大きな圧力に耐えるものである必要
はない。したがつて、ハウジングは半製品の管で構成で
きるので妥当な価格で製造できる。ハウジングにはプラ
スチツクが、場合によつては被分離媒体との馴染みのよ
い金属材料が適している。
【００１５】本発明の分離装置の別の有利な構成では、
薄膜要素の透過物排出口が、場合によつては圧密封性の
ハウジングの内部に取外し可能な閉鎖要素の内部に通じ
ていて、閉鎖要素は規定通りに分離装置の内部に設けら
れ、他の全ての薄膜要素の片側を収納する要素になつて
いる。したがつて、閉鎖要素を外すか取り付ければ、全
ての薄膜要素が１工程で分離装置ないしハウジングから
取り除かれるか取り付けられる。接続要素の内部には薄
膜要素が固定され、透過物が絶対的に非混合の形や非損
傷の形で薄膜要素から排出されるようになつている。
【００１６】本発明の分離装置の他の有利な構成では、
閉鎖要素は透過物の排出管路を有し、薄膜要素の透過物
排出口から出る透過物が排出管路の内部へ流入する。こ
の構成では閉鎖要素が薄膜要素を秩序正しく固定するの
に役立つだけでなく、薄膜要素の透過物排出口から出る
透過物を集めて、閉鎖要素の上側にも配置可能な１つま
たは複数の閉鎖要素の透過物排出口を接続する。
【００１７】閉鎖要素に薄膜要素が設けてある場合に、
被分離媒体が薄膜要素により囲まれる流動管路へ障害な
く確実に流れるようにするために、閉鎖要素は流動管路
の数に応じて、多数の流動媒体の貫流路ないし貫流口を
備えるのが好ましい。これらの貫流路は閉鎖要素を外側
ないし排出側から分離装置の内部へ方向づけられ、実質
的に分離装置の流動管路の延長部を形成する。
【００１８】特に、貫流路は排出側へ向けられた端部の
断面が多角形、６角形または円形に形成され、分離装置
の内部へ向けられた端部の断面も多角形、６角形または
円形に形成される。貫流路の断面は分離装置の内部の薄
膜要素間の流動管路の断面がどの形に形成されるかによ
り決まる。しかし、例えば閉鎖要素の内部に円形に形成
された流動管路では、薄膜要素の対応する構造により接
続要素の内部の貫流路の排出側へ向けられた端部の断面
を、例えば６角形に形成することが好ましく、その場合
の目的はあくまでも、被分離媒体に及ぼす水力学的抵抗
を、分離装置の内部の構造上できる限り小さくすること
にある。
【００１９】さらに、製造技術上の理由から、閉鎖要素
を２部分構成にする、すなわち薄膜要素を収納するため
の収納部分と、該収納部分に結合された被分離媒体の供
給部分とから構成するのが好ましい。このような閉鎖要
素の２部分構成により透過物収集管路と透過物排出口の
構成が簡単になる。加えて閉鎖要素の２部分構成によ
り、例えば公知の方法で薄膜要素の対応する端部へ溶融
樹脂または類似物を注入することにより、薄膜要素を閉
鎖要素の内部へ簡単に固定できる。同様なことが別個に
形成される閉鎖要素の供給部分についてもいえる。上述
の形式の貫流路ないし貫流口は、供給部分に合せた種々
の断面に形成できる。閉鎖要素の収納部分と供給部分は
例えば適当な溶融樹脂またはプラスチツクからも製造す
ることができ、各結合部材に応じて接着されるか相互に
直接接合される。
【００２０】薄膜要素を閉鎖要素の収納部分の内部へ、
圧密封性をもつて機械的に確実に固定できるように、薄
膜要素の基端部を収納部分の内部へ固定するには硬質の
結合部材を用い、薄膜要素のハウジングの内部での移動
性（横揺れ）を保障するには、軟質の結合部材を用いる
のが好ましい。したがつて、所定の運転で被分離媒体が
薄膜分離体に当つて薄膜要素が移動しても、薄膜要素の
破損や気密性の低下が生じることはない。外側の軟質の
結合部材は収納部分に薄膜要素を秩序正しく固定するの
に役立ち、かつ分離装置を長手方向に通る仮想軸線に関
して、薄膜要素の径方向の移動を可能にする。
【００２１】原理的には分離装置の構造と被分離媒体を
規定通りに分離する機能とは、薄膜要素を貫通させるた
めの被分離媒体の圧力の発生の態様とは無関係である。
すなわち、薄膜分離体は流動媒体側が正圧でも、透過物
側が負圧でも運転できる。分離装置の原流動媒体の貫流
性についても、種々の運転態様を実現できる。
【００２２】原理的には、上述のように、分離装置はク
ロス・フロー運転、すなわち被分離媒体を高速で軸方向
に貫流させる運転でも、デツド・エンド運転でも可能で
あり、デツド・エンド運転の場合には、透過物が取り出
された分だけ原流動媒体ないし被分離媒体が分離装置の
内部へ導入される。しかし、分離装置の他の有利な運転
態様、いわゆるセミ・クロス・フロー運転では、被分離
媒体の流れの内部に配設されたポンプにより、被分離媒
体が分離装置の内部を通過するようにされる。これは、
ごく僅かな流動媒体が分離装置を貫流することを意味し
ている。分離過程の推進力と濾過効率の向上のために、
セミ・クロス・フロー運転を行う場合には、流動媒体側
の僅かな正圧と透過物側の負圧との組合せ運転が好まし
い。このように、本発明の分離装置は万能であり、被分
離媒体の固形成分の濃度について極めて広い分野に使用
できる。
【００２３】上述した公知の分離装置では、閉塞、被覆
層形成、または被分離媒体とともに運ばれる異物によ
り、薄膜要素その他に悪影響を及ぼすことがある。しか
し、本発明の解決策に合つた分離装置の構造によれば、
閉塞、被覆層形成、その他の影響を大幅に取り除くこと
ができるが、薄膜の分離効果に影響が生じない稀な現象
を完全に防止することはできない。
【００２４】クロス・フロー運転では、分離装置の閉塞
は流動の高速化で回避されるが、ポンプの運転に多大な
エネルギを消費するという欠点を伴う。デツド・エンド
運転ではエネルギの消費量は小さいが、定期的な運転中
断による浄化ないし再生が必要である。本発明による分
離装置のセミ・クロス・フロー運転での閉塞を防止する
ためには、分離装置への被分離媒体の供給と空気の供給
とを所定の時間間隔で行う必要がある。
【００２５】空気の供給は例えば次のように行うのが好
ましい。すなわち、空気を分離装置へ例えば１秒以上の
時間供給し、空気の供給を６秒以上の時間中断するのを
周期的に行う。空気の供給には、例えば空気の相次ぐパ
ルスが衝撃力として薄膜に作用し、薄膜の表面に付着し
た粒子または粒子（plaques ）を除去するという利点が
ある。詳しくは、空気の導入により流動管路の内部での
被分離媒体の渦巻き状態が強化され、また分離装置の内
部に片側を固定された薄膜要素が、流動媒体の流れの内
部で径方向へ揺れ動き、薄膜要素の分離効果が向上する
という利点がある。
【００２６】上述した解決策の他の利点は、ハウジング
が少なくとも媒体供給側端部に開口部を密閉する接続要
素を備えていることであり、該接続要素は分離装置ない
しハウジングの少なくとも一端を閉鎖する。接続要素は
必ずしも分離装置の特定の構造および／または特定の運
転に必要なものではない。接続要素は分離装置ないしハ
ウジングの構造や断面とは無関係に構成できる。被分離
媒体の圧力は周囲の圧力よりも低いので、接続要素は簡
単な密閉手段により、例えば接続要素に設けた溝へエラ
ストマ製のＯリングを嵌装することにより、ハウジング
の内部へ嵌合して密閉できる。ゼーガーリング（Seeger
circlip ring)に似た安全リングを、ハウジングの対応
する環状溝の内部へ係合し、接続要素をハウジングの内
部へ取外し可能に嵌合固定することができる。
【００２７】接続要素には少なくとも１つの透過物排出
口を備えるのが好ましく、該透過物排出口は例えば管に
より各排出口と圧密封に接続される。接続要素の内部へ
被分離媒体を通すために、例えば中央に設けた通過口に
より、被分離媒体は閉鎖要素へ均等に配分して供給され
る。被分離媒体は閉鎖要素に形成された通路を経て薄膜
要素間の流動管路へ流入する。
【００２８】結局、上述のような分離装置ないし薄膜分
離体は種々の方法で製造可能であり、多数の分離装置な
いし薄膜分離体をハウジングの内部で直列に接続するの
が好ましい。この場合、例えば半製品として廉価で入手
できる管からハウジングを形成し、１つのハウジングの
内部に複数の分離装置ないし薄膜分離体を直列に配置し
て、所定の機能を発揮させることができる。上述のよう
な分離装置ないし薄膜分離体の直列配置は、幾つかの分
離装置ないし薄膜分離体を長く接続する必要がなく、ま
た薄膜要素の内部の透過物管路の断面積がごく狭くても
透過物側の圧力損失が少ないという利点がある。
【００２９】薄膜要素の先端面を閉鎖されている非固定
部分は流動媒体に対して相対的に自由に移動可能であ
る。薄膜要素の横揺れにより薄膜要素の閉塞が殆ど阻止
され、被分離媒体に含まれる繊維または毛髪成分も流動
方向へ除去される。
【００３０】本発明の分離装置は流動媒体側を正圧で透
過物側を負圧で、またはいずれか一方の方法で運転でき
ることも有利な点であり、これによりデツド・エンド運
転、クロス・フロー運転、セミ・クロス・フロー運転な
どの運転態様が可能になる。
【００３１】
【実施例】本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明す
る。図１，２の実施例、図３，４の実施例、図５〜７の
実施例に示すように、異物が混入する流動媒体ないし被
分離媒体、特に都市下水や工業排水を分離するための分
離装置１０（図８）は、多数の薄膜分離体１２を備えて
いる。各薄膜分離体１２は多数の薄膜要素１３から構成
される。薄膜要素１３を用いて流動媒体から物質を分離
するには、当業界では普通にフイード（Feed) と呼ばれ
る被分離媒体（流動媒体）１１（図８）を薄膜要素１３
の取入口ないし入口側へ供給し、薄膜要素１３の選定さ
れた透過性や選択性に基づいて、流動媒体１１をして薄
膜要素１３を透過させ、薄膜要素１３により透過を阻止
された固形成分や他の物質を、薄膜の媒体供給側ないし
濾膜浸透物側に残す。残された物質は分離装置１０の運
転方法に応じて分離装置１０から取り出される。つま
り、分離装置１０のクロス・フロー運転やセミ・クロス
・フロー運転では連続的に濃縮した形で、分離装置１０
のデツド・エンド運転では非連続的に濃縮した形で、そ
れぞれ分離装置１０から取り出され、次の処理装置へ送
られる。透過物１７も同様に集められ、分離装置１０の
排出口１８から取り出される。薄膜により透過を阻止さ
れた物質を物理的に取り出す機構は公知であるので、こ
れ以上説明しない。
【００３２】図８に示すように、分離装置１０はハウジ
ング２１を有する。本実施例ではハウジング２１は管状
のものであり、市場で入手できる半製品としての管を、
所定の長さに切つたものが用いられる。分離装置１０は
排出側２３の圧力よりも僅かに高い正圧でのみ運転され
るので、ハウジング２１は適当なプラスチツクからでも
金属からでも製造できる。
【００３３】図８，１０に示すように、ハウジング２１
の内部には閉鎖要素２２が取外し可能に配設される。閉
鎖要素２２は薄膜要素１３を個々に密封収納している。
本実施例では、閉鎖要素２２は２つの部分、すなわち薄
膜要素１３を収納する収納部分２２２と、被分離媒体
（流動媒体）１１が流入する供給部分２２３とから構成
される。被分離媒体（流動媒体）１１が流入する方向か
らみて、供給部分２２３は閉鎖要素２２を貫通する貫流
路２２１の始端部分を形成する。公知のように、例えば
中空糸薄膜からなる薄膜要素１３は、樹脂やプラスチツ
クからなる閉鎖要素２２へ規則正しく挿入され、樹脂が
固まつた後に排出口１３１を開放される。原理的には、
薄膜クツシヨンからなる薄膜要素１３も同様にして、閉
鎖要素２２の収納部分２２２へ挿入し、収納部分２２２
で被分離媒体１１を濾過することができる。このよう
に、中空糸薄膜または薄膜クツシヨンからなる薄膜要素
１３は、閉鎖要素２２の内部へ挿入固定されるものであ
り、薄膜層が片側にしかない薄膜要素１３や、片側が分
離作用層である薄膜要素１３にも適用できる。
【００３４】図８に示す閉鎖要素２２では、流動媒体１
１がハウジング２１の内周縁部から内部空間２４へ流入
できるように、内周縁部に自由空間が確保される。ハウ
ジング２１の内部は圧密封構造になつていないので、閉
鎖要素２２に配設された薄膜要素１３は、外側周囲を被
分離媒体１１により洗われる。図５では閉鎖要素２２の
断面は外周面をジグザグ形に構成されるが、閉鎖要素２
２の断面は円形に構成してもよい。閉鎖要素２２は透過
物１７のための収集空間２２０を有する。薄膜要素１３
を透過した透過物１７は、排出口１３１から収集空間２
２０へ流入する。
【００３５】閉鎖要素２２で集められた透過物１７は、
分離装置１０の濾膜浸透物側へ向けて直列に配列された
連結導管１３２を経て、閉鎖要素２２の収集空間２２０
へ流入する。閉鎖要素２２の内部には排出口１８が備え
られ、収集空間２２０へ集められた透過物１７は排出口
１８から外部へ排出される。分離装置１０の閉鎖要素２
２には貫流路２２１が備えられる。分離装置１０の貫流
路２２１は閉鎖要素２２を、外側ないし排出側２３から
内部空間２４へ貫通する。上述した分離装置１０では、
貫流路２２１は排出側２３の端部の断面は６角形であ
り、分離装置１０の内部空間２４へ連通する端部の断面
は円形である。図８，９には閉鎖要素２２の貫流路２２
１が、入口の６角形の断面から出口の円形の断面になる
のを明示する。しかし、貫流路２２１の断面の形状は、
薄膜分離体１２に使用される薄膜要素１３の構造と被分
離媒体１１に応じて決められる。
【００３６】図８に示す実施例では、既に述べたよう
に、閉鎖要素２２は収納部分２２２と供給部分２２３と
から構成される。収納部分２２２の内部では薄膜要素１
３が硬質の結合部材２２４に固定され、基端部分ないし
固定部分の内部空間２４に対する圧密封性が確保されて
いる。薄膜要素１３はハウジング２１の長手方向の一端
を、閉鎖要素２２の収納部分２２２に固定され、薄膜要
素１３の他端は固定されずにハウジング２１の内部空間
２４で径方向へ移動（横揺れ）可能である。薄膜要素１
３の移動は薄膜要素１３が固定部分で破損または損傷す
ることがあるので、ハウジング２１の内部空間２４で薄
膜要素１３が破損または損傷を起こさないように、薄膜
要素１３は軟質の結合部材２２５により、閉鎖要素２２
の収納部分２２２に支持される。
【００３７】図１０に示すように、分離装置１０はハウ
ジング２１の少なくとも媒体供給側端部に、ハウジング
２１の開口部２１０を密閉する接続要素２５を備えら
れ、接続要素２５に被分離媒体１１を導入する取入口な
いし通過口２５０を備えられる。接続要素２５に流動管
２５２を接続するための接続口２５３が備えられる。開
口部２１０は１つまたは多数の流動管２５２により、閉
鎖要素２２の排出口１３１へ連通される（図８）。もち
ろん、流動管２５２の連結部は全体を圧密封に構成し、
被分離媒体１１と透過物１７との混合を阻止しなければ
ならない。接続要素２５の内部で全ての接続口２５３が
収集管路２５４を経て排出口２５１に連通し、収集空間
２２０で収集された透過物１７が、流動管２５２、接続
口２５３、収集管路２５４を経て、排出口２５１へ排出
される。
【００３８】図１０から明かなように、複数の分離装置
１０を直列に接続し、ハウジング２１の内部へ配置する
ことができる。図１０には２つだけの分離装置１０を示
すが、利用分野に応じて多くの分離装置１０を１つのハ
ウジング２１の内部へ配設することができる。薄膜要素
１３のハウジング２１の長手方向ついての平均長さは４
００〜２０００ｍｍである。
【００３９】既に述べたように、分離装置１０の運転に
際して、被分離媒体１１の圧力は流動媒体の内部に配設
した図示してないポンプにより、分離装置１０の排出側
２３の圧力よりも僅かに高くされる。この時、分離装置
１０はセミ・クロス・フロー運転を行うのが好ましい。
分離装置１０の運転中の薄膜要素１３の閉塞（目詰ま
り）を防止するためと、薄膜要素１３の表面に被覆層が
生じるを防止するためと、被分離媒体１１が分離装置１
０の内部を流れる時の渦流を強めるために、セミ・クロ
ス・フロー運転では空気を分離装置１０の内部空間２４
へ所定時間ごとに供給する。空気の供給は流動媒体１１
の導入とは別の時間でも同時にでも行うことができる。
こうして、薄膜要素１３の運動が活性化され、薄膜の表
面に被覆層が生じるのを抑えることができる。この場合
に、空気の供給は例えば１秒間行い、６秒間中断すると
いうように周期的に行うのがよい。空気の衝撃パルスは
空気の新たな流れと転向を保障し、分離装置１０の内部
の流動媒体１１の一定した流れ（定常流）の形成が阻止
され、各流動管路２０の閉塞が一層回避される。透過物
１７の流れが転向するので、薄膜要素１３の透過物によ
る洗浄が行われ、薄膜要素１３の被覆層や他の薄層を除
去することができる。
【００４０】本発明による分離装置１０では薄膜要素１
３の相互間に、分離装置１０の内部を通過する流動媒体
１１の流動方向１９へ延びる流動管路２０を形成する。
流動管路２０の断面を実質的に６角形にすることによ
り、流動媒体１１が分離装置１０の内部を貫流する際
に、流動媒体（被分離媒体）１１による薄膜要素１３の
最善の通過が保障される。
【００４１】
【発明の効果】本発明は上述のように、異物が混合する
流動媒体を薄膜要素を有する薄膜分離体により分離する
ための分離装置であつて、分離すべき流動媒体が取入口
から薄膜分離体の供給側へ供給され、異物で濃縮された
濾膜浸透物と異物を除去された透過物とが別々の排出口
から排出される分離装置において、多数の薄膜要素は分
離装置を経て流動媒体の流動方向へ延びる少なくとも１
つの流動管路を、少なくとも部分的に形成したものであ
るから、分離装置の詰まりや閉塞を防止し、分離装置の
運転を妨げたり運転不能にするような障害を防止でき
る。
【００４２】分離装置の分解・組立てが容易であり、構
造が簡単でかつ製造価格が廉価であり、安い運転経費で
所定の目的を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る１つの流動管路を囲む６
枚のクツシヨン薄膜からなる薄膜分離体を閉鎖要素に支
持してなる分離装置の平面断面図である。
【図２】図１に示す分離装置における断面６角形のクツ
シヨン薄膜が１つの流動管路を囲む状態を拡大して示す
平面断面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る１つの流動管路を囲
む中空糸薄膜からなる薄膜分離体を閉鎖要素に支持して
なる分離装置の平面断面図である。
【図４】図３に示す分離装置における中空糸薄膜が１つ
の流動管路を囲む状態を拡大して示す平面断面図であ
る。
【図５】中空糸薄膜が束になつて配置された状態を示す
平面断面図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る１つの流動管路を囲
む中空糸薄膜からなる薄膜分離体を閉鎖要素に支持して
なる分離装置の平面断面図である。
【図７】図６に示す分離装置における６角形の中空糸薄
膜の束が１つの流動管路を囲む状態を拡大して示す平面
断面図である。
【図８】ハウジングの内部に配置される閉鎖要素を示す
側面断面図である。
【図９】分離装置における閉鎖要素の供給部分を下方か
ら見た斜視図である。
【図１０】ハウジングの内部に２つの薄膜分離体を直列
に配設した状態を示す側面断面図である。
【図１１】ハウジングの取入口を閉鎖する接続要素の左
半部を断面で示す側面図である。
【符号の説明】 １０：分離装置 １１：流動媒体（被分離媒体） １
２：薄膜分離体 １３：薄膜要素 １４：取入口 １
５：空間 １６：排出口 １７：透過物 １８：排出口
１９：流動方向 ２０：流動管路 ２１：ハウジング
２２：閉鎖要素 ２３：排出側 ２４：内部空間 ２
５：接続要素 １３１：排出口 １３２：連結導管 ２
１０：開口部 ２２０：収集空間 ２２１：貫流路 ２
２２：収納部分２２３：供給部分 ２２４：結合部材
２２５：結合部材 ２５０：取入口（通過口） ２５
１：排出口 ２５２：流動管路 ２５３：接続口 ２５
４：収集管路

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】異物が混合する流動媒体を薄膜要素を有す
    る薄膜分離体により分離するための分離装置であつて、
    分離すべき流動媒体が取入口から薄膜分離体の供給側へ
    供給され、異物で濃縮された濾膜浸透物と異物を除去さ
    れた透過物とがそれぞれの排出口から排出される分離装
    置において、多数の薄膜要素（１３）は分離装置（１
    ０）を経て流動媒体（１１）の流動方向（１９）へ延び
    る少なくとも１つの流動管路（２０）を、少なくとも部
    分的に形成されることを特徴とする分離装置。
  2. 【請求項２】前記薄膜要素（１３）は断面多角形の流動
    管路（２０）を有する、請求項１に記載の分離装置。
  3. 【請求項３】前記流動管路（２０）の断面を６角形にし
    た、請求項２に記載の分離装置。
  4. 【請求項４】前記流動管路（２０）の断面を円形にし
    た、請求項２に記載の分離装置。
  5. 【請求項５】前記薄膜要素（１３）はクツシヨン薄膜か
    らなる、請求項１〜４の少なくとも１つに記載の分離装
    置。
  6. 【請求項６】前記薄膜要素（１３）は中空糸薄膜からな
    る、請求項１〜４の少なくとも１つに記載の分離装置。
  7. 【請求項７】前記多数の薄膜要素（１３）をハウジング
    （２１）の内部に配設した、請求項１〜６の少なくとも
    １つに記載の分離装置。
  8. 【請求項８】前記薄膜要素（１３）の透過物排出口（１
    ３１）を、ハウジング（２１）の内部へ取外し可能に取
    り付けた閉鎖要素（２２）に挿入支持した、請求項７に
    記載の分離装置。
  9. 【請求項９】前記閉鎖要素（２２）は透過物流動管路
    （２０）を有し、透過物（１７）が前記薄膜要素（１
    ３）の透過物排出口（１３１）から前記透過物流動管路
    （２０）の内部へ流入し、さらに透過物流動管路（２
    ０）に連結した透過物排出口（１６）へ排出されるよう
    に構成した、請求項８に記載の分離装置。
  10. 【請求項１０】前記閉鎖要素（２２）は流動管路（２
    ０）の数に対応して流動媒体（１１）のための多数の貫
    流路（２２１）を有し、該貫流路（２２１）は閉鎖要素
    （２２）を排出側（２３）から分離装置の内部空間（２
    ４）へ貫通する、請求項８，９の少なくとも１つに記載
    の分離装置。
  11. 【請求項１１】前記貫流路（２２１）の排出側（２３）
    の端部の断面は多角形、６角形または円形に、分離装置
    の内部空間（２４）の端部の断面は多角形、６角形また
    は円形に形成されている、請求項１０に記載の分離装
    置。
  12. 【請求項１２】前記閉鎖要素（２２）は薄膜要素（１
    ３）を収納するための収納部分（２２２）と、収容部分
    （２２２）に連結された分離すべき流動媒体（１１）を
    供給するための供給部分（２２３）とから構成されてい
    る、請求項８〜１１の少なくとも１つに記載の分離装
    置。
  13. 【請求項１３】前記薄膜要素（１３）の基端固定部分は
    収納部分（２２２）の内部に硬質の結合部材（２２４）
    により支持され、分離装置の内部空間（２４）に接する
    部分は薄膜要素（１３）の移動性を確保するための軟質
    の結合部材（２２５）により支持される、請求項１２に
    記載の分離装置。
  14. 【請求項１４】前記分離すべき流動媒体（１１）の流れ
    の内部に配設したポンプを用いて、セミ・クロス・フロ
    ー運転により前記流動媒体を分離装置（１０）の内部を
    通過させるようにした、請求項１〜１３の少なくとも１
    つに記載の分離装置。
  15. 【請求項１５】分離すべき流動媒体（１１）と空気を所
    定の時間間隔をおいて分離装置（１０）の内部を通過さ
    せるように構成した、請求項１〜１４の少なくとも１つ
    に記載の分離装置。
  16. 【請求項１６】分離装置（１０）への空気および／また
    は流動媒体（１１）の供給を周期的に行うように構成し
    た、請求項１３に記載の分離装置。
  17. 【請求項１７】前記ハウジング（２１）は少なくとも媒
    体供給側端部に開口部（２１０）を密閉する閉鎖要素
    （２２）を備える、請求項７〜１６の少なくとも１つに
    記載の分離装置。
  18. 【請求項１８】前記接続要素（２５）は分離すべき流動
    媒体（１１）を通過させる通過口（２５０）を有する、
    請求項１７に記載の分離装置。
  19. 【請求項１９】前記接続要素（２５）は少なくとも１つ
    の透過物排出口（２５１）を有し、該透過物排出口（２
    ５１）は接続要素（２５）の内部に形成した少なくとも
    １つの透過物排出口（１８）と連通可能である、請求項
    １７，１８の少なくとも１つに記載の分離装置。
  20. 【請求項２０】多数の分離装置（１０）は互いに直列に
    接続可能である、請求項１〜１９の少なくとも１つに記
    載の分離装置。
  21. 【請求項２１】前記薄膜要素（１３）の内部空間（２
    ４）は、固定されてない部分の側面を閉鎖されている、
    請求項１〜２０の少なくとも１つに記載の分離装置。
  22. 【請求項２２】前記薄膜要素（１３）の固定されてない
    部分は流動媒体（１１）に対し相対移動可能である、請
    求項１〜２１の少なくとも１つに記載の分離装置。
  23. 【請求項２３】前記薄膜分離体は流動媒体供給側（２
    ３）が正圧で、透過物側（１７）が負圧で運転されるよ
    うに構成されている、請求項１〜２２の少なくとも１つ
    に記載の分離装置。
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