JPS6235802B2 - - Google Patents
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- JPS6235802B2 JPS6235802B2 JP58144920A JP14492083A JPS6235802B2 JP S6235802 B2 JPS6235802 B2 JP S6235802B2 JP 58144920 A JP58144920 A JP 58144920A JP 14492083 A JP14492083 A JP 14492083A JP S6235802 B2 JPS6235802 B2 JP S6235802B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permeate
- liquid separation
- channel material
- stock solution
- membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は半透膜を用いた液体分離装置の改良に
関し、さらに詳しくは、逆浸透膜を用いた液体分
離装置の分離性能及び耐久性を向上せしめた液体
分離装置に関する。 ［従来の技術］ 従来から半透膜を用いた液体分離装置には、透
析、限外濾過、逆浸透圧などの原理を利用したも
のが多く知られている。特に逆浸透圧などの原理
に係るものは他のものにくらべ、原液（被処理
液）に加える圧力が大きいことに起因して装置の
耐久性が低いという欠点がある。 第４図は従来の装置（たとえば特開昭54−
31087号公報）における原液を分離する機構の断
面図を示している。第４図に示すように、透過液
流路材１４に支持された逆浸透膜１３の上面から
矢印で示すように原液を加圧下に逆浸透膜と接触
させると、原液の一部は逆浸透膜１３を透過し、
残された原液は濃縮されていく。そして透過した
透過液は透過液流路材１４の溝２１に沿つて流
れ、収集される。この場合における透過液流路材
１４としては、通常トリコツト編物が使用され、
その表面に形成される突起２５および溝２１が利
用される。 しかし、このような態様の装置においては、流
路材１４に逆浸透膜１３が高圧で押付けられる結
果、図示のように前記流路材１４の表面の凹凸に
沿つた形状に逆浸透膜１３が変形、引き伸され、
結果として、膜の脱塩率が低下するという悪影響
を与える。更に、変形が進んだり、破壊伸度の小
さな膜の場合には、この変形により、部分的にひ
びが入つたり、破れたりして透過液の品質を低下
させるという欠点がしばしば生じることがあり、
また長時間の運転において経時的に上記の現象が
進行していくという欠陥を避けることができない
ものである。 別の公知例としてプレートを使用するもの（特
開昭57−209603号公報）があるが、これでは可撓
性がないので板状体モジユールしか作れず不都合
であつた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、上記のごとき従来技術の欠陥を改善
するため、流路材としてカレンダー加工した布帛
を用いることにより、半透膜を損傷せず、長期に
わたつて、すぐれた性能を発揮することのできる
液体分離装置を提供せんとするものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するため下記の構成
からなる。 「原液流路と透過液流路との間に半透膜を介在
させ、原液を加圧下に半透膜に接触させることに
より、濃縮液と前記半透膜を通過する透過液とに
分離するように構成した液体分離装置において、
２枚の半透膜間に介在する透過液の流路材とし
て、カレンダー加工により溝部と突起部が形成さ
れ、かつ突起部の表面が平滑化された布帛を用い
たことを特徴とする液体分離装置。」 本発明においては、上記カレンダー加工された
布帛が、ポリエステル繊維を用いたトリコツト編
地であることがコストや形態安定性などの実用的
な面において好ましい。 第１図は本発明に係る装置の軸方向断面図であ
り、第２図は、第１図におけるＸ―Ｘ断面図であ
る。 第１〜２図において、円筒容器１は液体分離素
子４を内蔵しており、側面蓋２，３によつて、密
閉されている。また前記円筒容器１には被分離液
体である原液を供給するための原液供給管５と原
液を排出するための原液排出管６が設けられてお
り、さらに液体分離素子４には透過液排出管７が
接続されている。また、液体分離素子４と円筒容
器との間には、原液を後述するように液体分離素
子４の渦巻状に構成された原液通路２０に円滑に
導くため、シール部１７が設けられている。 第２図に示した如く、液体分離素子４は中心部
の壁面に列状に多数の小孔９をその管軸方向に配
列した中空管８を配置し、前記小孔９を通つて来
た透過液を外部に導くための透過液排出管７が中
空管８に連接されている。中空管８には前記小孔
９を覆うごとく２枚の逆浸透膜１３，１３′がそ
の一端を接着して取り付けられ、該逆浸透膜１
３，１３′の間は透過液流路２４が形成され、該
流路２４には表面に溝２１を有する多孔質の透過
液の流路材１４が挿入され、その端部は閉塞部１
０として液密に接着されている。 そして上記のように一端を中空管８に接着し、
他端を閉塞部１０で接着した逆浸透膜１３，１
３′の間に流路材を挿入し、中空管のまわりに渦
巻線状に巻き付け、この巻き付けたものの端部を
端部シール１６，１６′によつて固定し、原液通
路２０の透過液流路２４をそれぞれ液密にシール
したものである。 上記した構造の液体分離装置に対し、原液は原
液供給管５より原液の溶媒、溶質の種類、濃度、
逆浸透膜の種類、厚さなどによつて定まる浸透圧
よりも高い圧力で送り込まれ、円筒容器１の空間
部１８を充満した後、液体分離素子４の外周母線
１２上に開口している渦巻線状に構成されている
原液通路２０に導かれる。原液通路２０に沿つて
液体分離素子４の内部に侵入した原液は、中空管
８の近辺において該中空管に沿つた方向に流れの
方向を変換し、端部シール１６′に設けた透孔２
３を通り抜け、円筒容器１の側面蓋３と液体分離
素子４の端部シール１６′に囲まれた空間部空管
１９を経て原液排出口６から系外に排出される。 この過程において、逆浸透膜１３，１３′を通
過した透過液は、透過液流路材１４の多孔性の孔
を通つて該流路材１４の溝２１に集められ渦巻状
の透過液流路２４を通つて中空管８の管壁に至
り、該管壁に設けた小孔９を介して透過液排出管
７より系外に取り出される。 第３図は透過液流路２４の構造を示す断面図で
ある。 第３図から明らかな如く逆浸透膜１３，１３′
を通過した透過液は、さらに流路材１４の表面に
設けた溝２１を通り中空管８に導かれる。原液か
ら溶媒が逆浸透膜を通つて分離されるためには前
記したように、その系における浸透圧を超える高
い圧力が原液に加えられる結果、逆浸透膜１３お
よび１３′はそれぞれ流路材１４の表面に強く押
しつけられる。この圧力は、たとえば海水から水
を分離する場合には膜の種類にもよるが、40Kg／
cm2(G)、高い場合には70Kg／cm2(G)もの圧力が加えら
れ、この圧力のため半透膜は第４図に示すように
流路材へ押し付けられ、いわゆるエンボス変形を
起こす。 本発明に係る装置は第３図に示す流路材はカレ
ンダー加工により表面の微少な凹凸がつぶされ、
非常に滑らかな面となつている。従つて、第５図
に示すように、膜のエンボス変形は流路材の溝部
のみで発生し最少限に抑えられる。また、カレン
ダー加工において流路材の厚みも減少するため、
その分膜充填密度を上げることができ、分離装置
単位体積当りの透過液量が増加する。そしてこの
傾向は特に長期間使用したときに顕著に発現す
る。すなわち本発明の装置は長期間安定して運転
することができる。 本発明で適用するカレンダー加工の条件は、
各々の流路材の物性に応じて、膜の変形防止の効
果と、流路材が薄くなることに伴なう透過液流路
断面積減少の影響を考慮して、液体分離装置が最
高の性能を発揮するよう設定することが必要であ
る。一般的には、荷重20〜50トン／全幅、温度30
〜180℃、送り速度５〜20ｍ／分の範囲で最適点
を選択できる。 ［実施例］ 実施例 １ 透過液流路材として、ポリエチレンテレフタレ
ートを主原料とする糸をダブルデンビ組織に編成
し、これを熱処理で硬化させたトリコツト編地を
製作した。上記流路材のカレンダー加工品（第３
図の番号１４で示す形状で、トリコツト編地の厚
さ220μｍ、溝部の深さ90μｍ、溝部の幅200μ
ｍ、突起部の上の平滑面の幅420μｍであつて、
溝部はストライプ形状）、及び比較例としてカレ
ンダー加工品してないもののそれぞれを使用し
て、口径８インチのスパイラル型液体分離装置を
製作し、その性能を比較した。3.5％食塩水を原
液とし、圧力56Kg／cm2(G)、温度25℃で運転した結
果を第１表に示す。カレンダー加工により液体分
離装置の塩除去率が向上し、透過液の水質が25％
改善された。また単位体積当りの膜面積も約10％
増加し、ほぼ対応して透過液量も増加した。
関し、さらに詳しくは、逆浸透膜を用いた液体分
離装置の分離性能及び耐久性を向上せしめた液体
分離装置に関する。 ［従来の技術］ 従来から半透膜を用いた液体分離装置には、透
析、限外濾過、逆浸透圧などの原理を利用したも
のが多く知られている。特に逆浸透圧などの原理
に係るものは他のものにくらべ、原液（被処理
液）に加える圧力が大きいことに起因して装置の
耐久性が低いという欠点がある。 第４図は従来の装置（たとえば特開昭54−
31087号公報）における原液を分離する機構の断
面図を示している。第４図に示すように、透過液
流路材１４に支持された逆浸透膜１３の上面から
矢印で示すように原液を加圧下に逆浸透膜と接触
させると、原液の一部は逆浸透膜１３を透過し、
残された原液は濃縮されていく。そして透過した
透過液は透過液流路材１４の溝２１に沿つて流
れ、収集される。この場合における透過液流路材
１４としては、通常トリコツト編物が使用され、
その表面に形成される突起２５および溝２１が利
用される。 しかし、このような態様の装置においては、流
路材１４に逆浸透膜１３が高圧で押付けられる結
果、図示のように前記流路材１４の表面の凹凸に
沿つた形状に逆浸透膜１３が変形、引き伸され、
結果として、膜の脱塩率が低下するという悪影響
を与える。更に、変形が進んだり、破壊伸度の小
さな膜の場合には、この変形により、部分的にひ
びが入つたり、破れたりして透過液の品質を低下
させるという欠点がしばしば生じることがあり、
また長時間の運転において経時的に上記の現象が
進行していくという欠陥を避けることができない
ものである。 別の公知例としてプレートを使用するもの（特
開昭57−209603号公報）があるが、これでは可撓
性がないので板状体モジユールしか作れず不都合
であつた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、上記のごとき従来技術の欠陥を改善
するため、流路材としてカレンダー加工した布帛
を用いることにより、半透膜を損傷せず、長期に
わたつて、すぐれた性能を発揮することのできる
液体分離装置を提供せんとするものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するため下記の構成
からなる。 「原液流路と透過液流路との間に半透膜を介在
させ、原液を加圧下に半透膜に接触させることに
より、濃縮液と前記半透膜を通過する透過液とに
分離するように構成した液体分離装置において、
２枚の半透膜間に介在する透過液の流路材とし
て、カレンダー加工により溝部と突起部が形成さ
れ、かつ突起部の表面が平滑化された布帛を用い
たことを特徴とする液体分離装置。」 本発明においては、上記カレンダー加工された
布帛が、ポリエステル繊維を用いたトリコツト編
地であることがコストや形態安定性などの実用的
な面において好ましい。 第１図は本発明に係る装置の軸方向断面図であ
り、第２図は、第１図におけるＸ―Ｘ断面図であ
る。 第１〜２図において、円筒容器１は液体分離素
子４を内蔵しており、側面蓋２，３によつて、密
閉されている。また前記円筒容器１には被分離液
体である原液を供給するための原液供給管５と原
液を排出するための原液排出管６が設けられてお
り、さらに液体分離素子４には透過液排出管７が
接続されている。また、液体分離素子４と円筒容
器との間には、原液を後述するように液体分離素
子４の渦巻状に構成された原液通路２０に円滑に
導くため、シール部１７が設けられている。 第２図に示した如く、液体分離素子４は中心部
の壁面に列状に多数の小孔９をその管軸方向に配
列した中空管８を配置し、前記小孔９を通つて来
た透過液を外部に導くための透過液排出管７が中
空管８に連接されている。中空管８には前記小孔
９を覆うごとく２枚の逆浸透膜１３，１３′がそ
の一端を接着して取り付けられ、該逆浸透膜１
３，１３′の間は透過液流路２４が形成され、該
流路２４には表面に溝２１を有する多孔質の透過
液の流路材１４が挿入され、その端部は閉塞部１
０として液密に接着されている。 そして上記のように一端を中空管８に接着し、
他端を閉塞部１０で接着した逆浸透膜１３，１
３′の間に流路材を挿入し、中空管のまわりに渦
巻線状に巻き付け、この巻き付けたものの端部を
端部シール１６，１６′によつて固定し、原液通
路２０の透過液流路２４をそれぞれ液密にシール
したものである。 上記した構造の液体分離装置に対し、原液は原
液供給管５より原液の溶媒、溶質の種類、濃度、
逆浸透膜の種類、厚さなどによつて定まる浸透圧
よりも高い圧力で送り込まれ、円筒容器１の空間
部１８を充満した後、液体分離素子４の外周母線
１２上に開口している渦巻線状に構成されている
原液通路２０に導かれる。原液通路２０に沿つて
液体分離素子４の内部に侵入した原液は、中空管
８の近辺において該中空管に沿つた方向に流れの
方向を変換し、端部シール１６′に設けた透孔２
３を通り抜け、円筒容器１の側面蓋３と液体分離
素子４の端部シール１６′に囲まれた空間部空管
１９を経て原液排出口６から系外に排出される。 この過程において、逆浸透膜１３，１３′を通
過した透過液は、透過液流路材１４の多孔性の孔
を通つて該流路材１４の溝２１に集められ渦巻状
の透過液流路２４を通つて中空管８の管壁に至
り、該管壁に設けた小孔９を介して透過液排出管
７より系外に取り出される。 第３図は透過液流路２４の構造を示す断面図で
ある。 第３図から明らかな如く逆浸透膜１３，１３′
を通過した透過液は、さらに流路材１４の表面に
設けた溝２１を通り中空管８に導かれる。原液か
ら溶媒が逆浸透膜を通つて分離されるためには前
記したように、その系における浸透圧を超える高
い圧力が原液に加えられる結果、逆浸透膜１３お
よび１３′はそれぞれ流路材１４の表面に強く押
しつけられる。この圧力は、たとえば海水から水
を分離する場合には膜の種類にもよるが、40Kg／
cm2(G)、高い場合には70Kg／cm2(G)もの圧力が加えら
れ、この圧力のため半透膜は第４図に示すように
流路材へ押し付けられ、いわゆるエンボス変形を
起こす。 本発明に係る装置は第３図に示す流路材はカレ
ンダー加工により表面の微少な凹凸がつぶされ、
非常に滑らかな面となつている。従つて、第５図
に示すように、膜のエンボス変形は流路材の溝部
のみで発生し最少限に抑えられる。また、カレン
ダー加工において流路材の厚みも減少するため、
その分膜充填密度を上げることができ、分離装置
単位体積当りの透過液量が増加する。そしてこの
傾向は特に長期間使用したときに顕著に発現す
る。すなわち本発明の装置は長期間安定して運転
することができる。 本発明で適用するカレンダー加工の条件は、
各々の流路材の物性に応じて、膜の変形防止の効
果と、流路材が薄くなることに伴なう透過液流路
断面積減少の影響を考慮して、液体分離装置が最
高の性能を発揮するよう設定することが必要であ
る。一般的には、荷重20〜50トン／全幅、温度30
〜180℃、送り速度５〜20ｍ／分の範囲で最適点
を選択できる。 ［実施例］ 実施例 １ 透過液流路材として、ポリエチレンテレフタレ
ートを主原料とする糸をダブルデンビ組織に編成
し、これを熱処理で硬化させたトリコツト編地を
製作した。上記流路材のカレンダー加工品（第３
図の番号１４で示す形状で、トリコツト編地の厚
さ220μｍ、溝部の深さ90μｍ、溝部の幅200μ
ｍ、突起部の上の平滑面の幅420μｍであつて、
溝部はストライプ形状）、及び比較例としてカレ
ンダー加工品してないもののそれぞれを使用し
て、口径８インチのスパイラル型液体分離装置を
製作し、その性能を比較した。3.5％食塩水を原
液とし、圧力56Kg／cm2(G)、温度25℃で運転した結
果を第１表に示す。カレンダー加工により液体分
離装置の塩除去率が向上し、透過液の水質が25％
改善された。また単位体積当りの膜面積も約10％
増加し、ほぼ対応して透過液量も増加した。
【表】
【表】
実施例 ２
実施例１と同様にしてモジユールを作り、圧力
60Kg／cm2で100時間運転後の流路材（トリコツト
編地）厚さ変化を測定した。その結果、カレンダ
ー加工したものは５％の変化率であつたのに対
し、カレンダー加工しないものは15％厚さが変化
し、薄くなつた。また塩排除率と造水量の変化は
第２表のとおりで、カレンダー加工したものは耐
久性にも優れていた。
60Kg／cm2で100時間運転後の流路材（トリコツト
編地）厚さ変化を測定した。その結果、カレンダ
ー加工したものは５％の変化率であつたのに対
し、カレンダー加工しないものは15％厚さが変化
し、薄くなつた。また塩排除率と造水量の変化は
第２表のとおりで、カレンダー加工したものは耐
久性にも優れていた。
【表】
［発明の効果］
本発明は、上記の如き従来技術を改善し、以下
の効果を有するものである。 (1) 流路材の表面平滑性が向上して、膜の変形が
最少限に抑えられることにより、液体分離装置
の性能低下を防止し、また寿命を大幅に伸ば
す。 (2) 流路材が薄くなるため、その分だけ膜充填密
度を上げることができ、これにより液体分離装
置単位体積当りの透過液量が増加する。 なお、本発明に係る装置はスパイラル型以外に
もチユーブラー型、その他透過液流路材を用いる
構造を有するすべての液体分離装置に適用可能で
あり、その利用分野は極めて広い。
の効果を有するものである。 (1) 流路材の表面平滑性が向上して、膜の変形が
最少限に抑えられることにより、液体分離装置
の性能低下を防止し、また寿命を大幅に伸ば
す。 (2) 流路材が薄くなるため、その分だけ膜充填密
度を上げることができ、これにより液体分離装
置単位体積当りの透過液量が増加する。 なお、本発明に係る装置はスパイラル型以外に
もチユーブラー型、その他透過液流路材を用いる
構造を有するすべての液体分離装置に適用可能で
あり、その利用分野は極めて広い。
第１図は本発明に係る装置の軸方向の断面図で
あり、第２図は第１図におけるＸ―Ｘ断面図を示
す。第３図は本発明に係る装置の透過液流路の構
造を示す断面図であり、第４図は従来装置におけ
る加圧時の透過液流路の状態を示す断面図であ
る。第５図は、本発明の採用により膜の変形が減
少する状況を第４図と比較して示したものであ
る。 ４：液体分離素子、１３，１３′：逆浸透膜、
１４：透過液流路材、１５：原液通路材、２０：
原液通路。
あり、第２図は第１図におけるＸ―Ｘ断面図を示
す。第３図は本発明に係る装置の透過液流路の構
造を示す断面図であり、第４図は従来装置におけ
る加圧時の透過液流路の状態を示す断面図であ
る。第５図は、本発明の採用により膜の変形が減
少する状況を第４図と比較して示したものであ
る。 ４：液体分離素子、１３，１３′：逆浸透膜、
１４：透過液流路材、１５：原液通路材、２０：
原液通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原液流路と透過液流路との間に半透膜を介在
させ、原液を加圧下に半透膜に接触させることに
より、濃縮液と前記半透膜を通過する透過液とに
分離するように構成した液体分離装置において、
２枚の半透膜間に介在する透過液の流路材とし
て、カレンダー加工により溝部と突起部が形成さ
れ、かつ突起部の表面が平滑化された布帛を用い
たことを特徴とする液体分離装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、カレンダー
加工された布帛が、ポリエステル繊維を用いたト
リコツト編地であることを特徴とする液体分離装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14492083A JPS6038003A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 液体分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14492083A JPS6038003A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 液体分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6038003A JPS6038003A (ja) | 1985-02-27 |
| JPS6235802B2 true JPS6235802B2 (ja) | 1987-08-04 |
Family
ID=15373301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14492083A Granted JPS6038003A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 液体分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038003A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647503U (ja) * | 1987-06-30 | 1989-01-17 | ||
| JPH03101603U (ja) * | 1990-02-03 | 1991-10-23 | ||
| JPH03101602U (ja) * | 1990-02-03 | 1991-10-23 | ||
| JPH0612010U (ja) * | 1991-10-11 | 1994-02-15 | 株式会社ノダ | 積層板 |
| JPH0612009U (ja) * | 1991-10-04 | 1994-02-15 | 株式会社ノダ | 積層板 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015085234A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 日東電工株式会社 | 正浸透膜エレメント |
| JP6637232B2 (ja) * | 2014-11-13 | 2020-01-29 | 日東電工株式会社 | スパイラル型膜エレメント用透過側流路材、及びその製造方法 |
| US20190046929A1 (en) * | 2016-01-29 | 2019-02-14 | Toray Industries, Inc. | Separation membrane element |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5431087A (en) * | 1977-08-11 | 1979-03-07 | Toray Ind Inc | Separating apparatus for liquid |
| JPS57209603A (en) * | 1981-06-26 | 1982-12-23 | Nikoraebitsuchi Chi Reonitsudo | Membrane element and apparatus for separating mixture of gas and liquid phases |
-
1983
- 1983-08-10 JP JP14492083A patent/JPS6038003A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647503U (ja) * | 1987-06-30 | 1989-01-17 | ||
| JPH03101603U (ja) * | 1990-02-03 | 1991-10-23 | ||
| JPH03101602U (ja) * | 1990-02-03 | 1991-10-23 | ||
| JPH0612009U (ja) * | 1991-10-04 | 1994-02-15 | 株式会社ノダ | 積層板 |
| JPH0612010U (ja) * | 1991-10-11 | 1994-02-15 | 株式会社ノダ | 積層板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6038003A (ja) | 1985-02-27 |
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