CN210814738U - 分离膜元件、分离膜模块及净水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供分离膜元件、分离膜模块及净水器，该分离膜元件即使进行高回收率运转性能也不容易降低。分离膜元件(10)具备：集液管(21)；分离膜(12)，配置于集液管的周围；第一端面(10p)，是集液管的长度方向上的分离膜的一方的端面；第二端面(10q)，是集液管的长度方向上的分离膜的另一方的端面；第一原液流路(15)，从第一端面至第二端面以直线状延伸；及第二原液流路(16)，从第二端面至第一端面以直线状延伸。原液经过第一端面(10p)流入到第一原液流路(15)，经过第二端面(10q)从第一原液流路(15)流出之后，经过第二端面(10q)流入到第二原液流路(16)。

Description

分离膜元件、分离膜模块及净水器

技术领域

本实用新型涉及分离膜元件、分离膜模块及净水器。

背景技术

分离膜元件在海水的淡化、纯水的制造、自来水的净化、废水处理、原油的采掘等各种领域中使用。例如，螺旋型的分离膜元件具备集水管和缠绕于集水管的分离膜。应处理的原水在由分离膜与分离膜之间规定的原水流路上流动。透过水经过透过水流路而汇集于集水管。

在使用分离膜元件处理原水时，希望能够从原水回收较多的透过水。专利文献1记载有能够进行长期稳定运转的树状构造的RO装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-125527号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2014/0042080号说明书

实用新型内容

实用新型所要解决的课题

但是，有时无法采用树状构造，或要求以单级使用分离膜元件。在这种情况下，不容易充分发挥分离膜元件的性能。

若以单级使用分离膜元件而进行高回收率运转，则在原水流路的出口附近处原水的线速度大幅降低，阻盐率及透过水的流量大幅降低。这是因为，通过原水的线速度降低，因原水间隔件产生的原水的搅拌效果降低，浓差极化层发展。由此，阻盐率及透过水的流量降低。

专利文献2记载的反浸透膜元件具有曲折的原水流路。但是，曲折的原水流路产生多个滞流区域。滞流区域中的原水的线速度非常慢，因此滞流区域几乎不对分离功能起作用。

本实用新型提供即使进行高回收率运转性能也不容易降低的分离膜元件。

用于解决课题的技术方案

本实用新型提供一种分离膜元件，具备：集液管；分离膜，配置于上述集液管的周围；第一端面，是上述集液管的长度方向上的上述分离膜的一方的端面；第二端面，是上述集液管的长度方向上的上述分离膜的另一方的端面；第一原液流路，从上述第一端面至上述第二端面以直线状延伸；第二原液流路，从上述第二端面至上述第一端面以直线状延伸；及联络流路，将所述第二端面中的所述第一原液流路的出口与所述第二端面中的所述第二原液流路的入口连接。

在另一方面中，本实用新型提供一种分离膜元件，具备：层叠的多个分离膜，具有平板且矩形的形状；第一端面，是从上述层叠的多个分离膜的彼此相向的一对端面中选出的一方的端面；第二端面，是从上述一对端面选出的另一方的端面；第一原液流路，从上述第一端面至上述第二端面以直线状延伸；第二原液流路，从上述第二端面至上述第一端面以直线状延伸，及联络流路，将所述第二端面中的所述第一原液流路的出口与所述第二端面中的所述第二原液流路的入口连接。

在又一方面中，本实用新型是分离膜元件，具备：集液管；及多个分割元件，沿集液管的周向排列，上述多个分割元件具有：形成与上述集液管的长度方向平行地延伸的第一原液流路的至少一个分割元件；及形成与上述集液管的长度方向平行地延伸的第二原液流路的至少一个分割元件，上述多个分割元件分别包含外壁部和配置于外壁部的内侧的分离膜，原液沿着上述集液管的周向的流动由上述多个分割元件各自的上述外壁部隔断。

实用新型效果

在本实用新型的分离膜元件中，原液流路的合计的长度为第一端面与第二端面之间的距离的2倍以上。通过减少原液流路的流路截面积并增加原液流路的合计长度，能够提高原液的线速度而抑制浓差极化层发展。换句话说，本实用新型的分离膜元件即使进行高回收率运转性能(阻盐率及透过液的流量)也不容易降低。

附图说明

图1是本实用新型的一实施方式所涉及的分离膜元件的立体图。

图2是图1所示的分离膜元件的纵向剖视图。

图3是图1所示的分离膜元件的展开立体图。

图4A是从第一端面或第二端面观察时的分离膜元件的主视图。

图4B是第一端面或第二端面的局部放大立体图。

图5是表示使分隔件与原水间隔件一体化的方法的图。

图6是变形例所涉及的原水间隔件的立体图。

图7A是表示第一角度及第二角度的其他例的示意图。

图7B是表示第一角度及第二角度的又一其他例的示意图。

图7C是表示第一角度及第二角度的又一其他例的示意图。

图8A是变形例1所涉及的分离膜元件的立体图。

图8B是从第二端面观察时的分离膜元件的示意的俯视图。

图8C是从第一端面观察时的分离膜元件的示意的俯视图。

图9A是变形例2所涉及的分离膜元件的立体图。

图9B是从第一端面或第二端面观察时的分离膜元件的示意性的主视图。

图10是变形例1的分离膜元件所使用的4个原水间隔件的展开图。

图11是表示为了决定分隔件的位置而使用的曲线的图。

图12A是从第一端面或第二端面观察实施方式2所涉及的分离膜元件时的示意性的俯视图。

图12B是实施方式2所涉及的分离膜元件所使用的分离膜的展开图。

图12C是实施方式2所涉及的分离膜元件的分解剖视图。

图13A是实施方式3所涉及的分离膜元件的概略的立体图。

图13B是图13A所示的分离膜元件的剖视图。

图14A是从第一端面或第二端面观察实施方式4所涉及的分离膜元件时的示意性的俯视图。

图14B是分割元件的剖视图。

图14C是分割元件所使用的分离膜的展开图。

图14D是分割元件的分解剖视图。

图14E是实施方式4所涉及的分离膜元件的纵向剖视图。

图14F是实施方式4所涉及的分离膜元件的其他纵向剖视图。

图15A是其他分割元件的剖视图。

图15B是又一其他分割元件的剖视图。

图15C是又一其他分割元件的剖视图。

图16是本实用新型的一实施方式所涉及的分离膜模块的剖视图。

图17A是变形例所涉及的分离膜模块的剖视图。

图17B是其他变形例所涉及的分离膜模块的剖视图。

图17C是又一其他变形例所涉及的分离膜模块的剖视图。

图17D是又一其他变形例所涉及的分离膜模块的剖视图。

图17E是又一其他变形例所涉及的分离膜模块的剖视图。

图18A是罩的一个例子的立体图。

图18B是其他罩的一个例子的立体图。

图19是表示图18A所示的罩的变形例的图。

图20是图17C所示的分离膜模块所使用的罩的一个例子的立体图。

图21是本实用新型的一实施方式所涉及的净水器的主视图。

图22是参照例的分离膜元件的立体图。

图23是表示实施例及参照例的分离膜元件的回收率和透过水的流量的关系的坐标图。

图24是对专利文献2记载的反浸透膜元件的问题点进行说明的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。本实用新型不限定于以下的实施方式。

图1概略地示出本实施方式的分离膜元件10的结构。如图1所示，分离膜元件10具备第一端面10p、第二端面10q、第一原水流路15及第二原水流路16。第一端面10p及第二端面10q是彼此相向的端面。第一原水流路15从第一端面10p延伸至第二端面10q。第二原水流路16从第二端面10q延伸至第一端面10p。第一原水流路15串联连接于第二原水流路16。

作为可以由分离膜元件10处理(过滤)的液体，可举出水(原水)。在本说明书中，为了简单，作为液体的代表而使用“水”的术语。

详细而言，分离膜元件10具备集水管21及层叠体22。层叠体22包含分离膜12，配置于集水管21的周围。第一原水流路15及第二原水流路16是形成于层叠体22的内部的流路。第一端面10p是集水管21的长度方向上的分离膜12的一方的端面。第二端面10q是集水管21的长度方向上的分离膜12的另一方的端面。

如箭头所示那样，在分离膜元件10中，原水经过第一端面10p流入到第一原水流路15，经过第二端面10q从第一原水流路15流出。其后，原水经过第二端面10q流入到第二原水流路16，经过第一端面10p从第二原水流路16流出。原水在第一端面10p与第二端面10q之间往复。

在以往的分离膜元件中，原水流路的长度与分离膜元件的端面之间的距离相等。例如，在将透过水的回收率设定为50％进行运转的情况下，原水流路的出口附近的原水的流量是入口附近的原水的流量的大约一半。因此，在原水流路的出口附近，原水的线速度显著降低。作为其结果，浓差极化层发展，阻盐率及透过水的流量降低。

相对于此，在本实施方式的分离膜元件10中，原水流路的合计的长度是第一端面10p与第二端面10q之间的距离的2倍以上。通过减少原水流路的流路截面积，并增加原水流路的合计长度，能够提高原水的线速度而抑制浓差极化层发展。换句话说，本实施方式的分离膜元件10即使进行高回收率运转性能(阻盐率及透过水的流量)也不容易降低。另外，通过提高原水的线速度，也能够抑制水垢的附着。

特别是，在随着向原水的流动方向上的下游侧行进而原水流路的流路截面积阶段性地减少的情况下，能够更充分地得到由提高原水的线速度产生的上述的效果。

如图24所示，专利文献2记载的反浸透膜元件具备曲折的原水流路。原水流路的合计的长度是反浸透膜元件的端面之间的距离的2倍以上。但是，曲折的原水流路产生多个滞流区域SA。滞流区域SA的原水的线速度非常慢。换句话说，滞流区域SA几乎不对分离功能起作用。

相对于此，在本实施方式的分离膜元件10中，原水经过第二端面10q从第一原水流路15流出之后，经过第二端面10q流入到第二原水流路16。换句话说，原水从作为分离膜与分离膜之间的空间的第一原水流路15暂时向外部排出，再次流入到作为分离膜与分离膜之间的其他空间的第二原水流路16。原水在各个原水流路内直行，流动的方向未改变，因此在第一原水流路15、在第二原水流路16均难以产生滞流区域。

在本实施方式中，第一原水流路15和第二原水流路16均未曲折，而在第一端面10p与第二端面10q之间以直线状延伸。原水在各原水流路以直线状流动。根据这样的结构，能够更可靠地防止形成滞流区域。

在本说明书中，“直线状”是指从第一端面10p至第二端面10q为止、或从第二端面10q至第一端面10p为止原水的流动方向没有大幅变化。即，以直线状延伸的流路是指具有在第一端面10p与第二端面10q之间实质未形成滞流区域的形状及结构的流路。流路也可以有稍微伴随有弯曲、扭曲、扩大、缩小等的部分。

在本实施方式中，第一原水流路15的长度与第二原水流路16的长度相等。第一原水流路15中的原水的流动方向与第二原水流路16中的原水的流动方向平行。详细而言，第一原水流路15中的原水的流动方向是与第二原水流路16中的原水的流动方向以180度相反的方向。第一原水流路15中的原水的流动方向及第二原水流路16中的原水的流动方向与集水管21的长度方向平行。在从第一原水流路15向第二原水流路16移动时，原水的流动方向以180度反转。根据这样的结构，能够紧凑地构成分离膜元件10。

第二原水流路16的流路截面积例如也可以比第一原水流路15的流路截面积小。根据这样的结构，第二原水流路16中原水的线速度难以降低。因此，分离膜元件10适于高回收率运转。

第一原水流路15的流路截面积可通过将作为第一原水流路15的空间的体积除以集水管21的长度方向上的第一原水流路15的长度来计算。集水管21的长度方向上的第一原水流路15的长度与第一端面10p和第二端面10q之间的最短距离相等。第二原水流路16的流路截面积也可由相同的方法计算。

在本实施方式中，与将第一端面10p和第二端面10q以最短距离连结的线段垂直的截面中的第一原水流路15的面积恒定。换言之，第一原水流路15的流路截面积通过与将第一端面10p和第二端面10q以最短距离连结的线段垂直的截面中的第一原水流路15的面积来表示。根据这样的结构，能够更可靠地防止形成滞流区域。“与将第一端面10p和第二端面10q以最短距离连结的线段垂直的截面”是与集水管21的长度方向垂直的截面。

同样，与将第一端面10p和第二端面10q以最短距离连结的线段垂直的截面中的第二原水流路16的面积恒定。换言之，第二原水流路16的流路截面积通过与将第一端面10p和第二端面10q以最短距离连结的线段垂直的截面中的第二原水流路16的面积来表示。根据这样的结构，能够更可靠地防止形成滞流区域。

第一原水流路15的入口位于第一端面10p。第一原水流路15的出口位于第二端面10q。第二原水流路16的入口位于第二端面10q。第二原水流路16的出口位于第一端面10p。换言之，第一原水流路15在第一端面10p及第二端面10q分别开口。第二原水流路16在第一端面10p及第二端面10q分别开口。

图2概略地示出分离膜元件10的纵截面。如图2所示，分离膜元件10还具备联络流路27。联络流路27将第二端面10q中的第一原水流路15的出口和第二端面10q中的第二原水流路16的入口连接。联络流路27能够进行原水从第一原水流路15向第二原水流路16的移送。

在本实施方式中，联络流路27可以是覆盖第二端面10q的罩28的内部空间。罩28覆盖第二端面10q，形成作为联络流路27的隔离室。根据这样的结构，可从第一原水流路15向第二原水流路16移送原水。罩28例如安装于层叠体22。分离膜元件10也可以具备覆盖分离膜12的圆筒状的壳。罩28也可以安装于圆筒状的壳的端部。如后述那样，罩28也可以是收容分离膜元件10的整体的外壳的一部分。

分离膜元件10也可以具备适配器，该适配器包含将第一端面10p中的第一原水流路15的入口和第一端面10p中的第二原水流路16的出口分隔的隔壁。适配器防止应该处理的原水和浓缩后的原水(浓缩水)的混合，并且向第一原水流路15引导应该处理的原水，从第二原水流路16回收浓缩水。这样的适配器也可以安装于层叠体22，也可以是收容分离膜元件10的整体的外壳的一部分。

图3将图1所示的分离膜元件10局部展开而示出。层叠体22由分离膜12、原水间隔件13及透过水间隔件14构成。分离膜12的端面构成层叠体22的端面。详细而言，层叠体22由多个分离膜12、多个原水间隔件13及多个透过水间隔件14构成。原水间隔件13及透过水间隔件14例如是网状的部件。作为原水间隔件13，例如使用具有菱形的开口的压出网。作为透过水间隔件14，也可以使用特里科经编的编织物、平纹编织的纺织物等。

多个分离膜12彼此重叠，并以具有袋状的构造的方式3边被密封，缠绕于集水管21。以位于袋状的构造的外部的方式在分离膜12与分离膜12之间配置有原水间隔件13。原水间隔件13在分离膜12与分离膜12之间确保作为原水流路的空间。原水流路包含第一原水流路15及第二原水流路16。以位于袋状的构造的内部的方式在分离膜12与分离膜12之间配置有透过水间隔件14。透过水间隔件14在分离膜12与分离膜12之间确保作为透过水流路的空间。由1对分离膜12及透过水间隔件14构成膜叶11。以透过水流路与集水管21连通的方式将膜叶11的开口端与集水管21连接。

第一端面10p及第二端面10q分别可以是集水管21的长度方向上的分离膜12的端面。根据这样的结构，从分离膜12的端部至端部形成第一原水流路15及第二原水流路16，因此能够最大限度地发挥分离膜12的分离功能。

本实施方式的分离膜元件10可以是螺旋型的分离膜元件。螺旋型的分离膜元件的材料、构造、特性、制造方法等是众所周知的。因此，能够通过最小限度的设计变更，在现有的螺旋型的分离膜元件中应用本说明书记载的技术。

分离膜12例如是反浸透膜、纳滤膜、超滤膜或精密过滤膜。典型而言，分离膜12是反浸透膜或纳滤膜。分离膜12也可以是具有多孔性支撑体和由多孔性支撑体支撑的分离功能层的复合半透膜。作为多孔性支撑体，可使用将微多孔层形成在无纺布上的超滤膜。作为微多孔层的材料，可举出聚砜、聚芳醚砜、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯等。分离功能层可由聚酰胺构成。

集水管21的作用是汇集透过了各分离膜12的透过水并将该透过水向分离膜元件10的外部引导。在集水管21，沿着其长度方向以预定间隔设置有多个贯通孔21h。透过水经过这些贯通孔21h流入到集水管21中。

图4A是从第一端面10p或第二端面10q观察时的分离膜元件10的主视图。在本实施方式中，第一原水流路15是占有集水管21的周向上的第一角度θ1的区域的流路。第二原水流路16是占有集水管21的周向上的第二角度θ2的区域的流路。第一角度θ1与第二角度θ2不同。详细而言，第一角度θ1比第二角度θ2大。根据这样的结构，能够充分抑制第二原水流路16中的原水的线速度的降低。另外，通过适当地变更第一角度θ1及第二角度θ2，也能够使第一原水流路15中的原水的线速度和第二原水流路16中的原水的线速度均匀化。

在图4A的例子中，第一角度θ1是240度，第二角度θ2是120度。因此，第二原水流路16的流路截面积相对于第一原水流路15的流路截面积的比率为0.5。

分离膜元件10还具备多个分隔件23。多个分隔件23分别分隔第一原水流路15和第二原水流路16。多个分隔件23分别沿集水管21的长度方向延伸。根据这样的结构，能够可靠地分隔第一原水流路15和第二原水流路16。也能够防止原水从第一原水流路15向第二原水流路16走捷径地流动。

分隔件23从第一端面10p延伸至第二端面10q。根据这样的结构，能够可靠地分隔第一原水流路15和第二原水流路16。

图4B将第一端面10p或第二端面10q的局部放大而示出。如图4B所示，在膜叶11与膜叶11之间配置有原水间隔件13。在该例子中，分隔件23的右侧的空间是第一原水流路15，分隔件23的左侧的空间是第二原水流路16。分隔件23与原水间隔件13一体化。换言之，分隔件23也可以是原水间隔件13的一部分。根据这样的结构，能够可靠地分隔第一原水流路15和第二原水流路16。也能够防止原水从第一原水流路15向第二原水流路16走捷径地流动。各分隔件23具有带状的形状。

如图4A所示，多个分隔件23包含在第一角度位置P1处沿集水管21的半径方向排列的多个第一分隔件231和在第二角度位置P2处沿集水管21的半径方向排列的多个第二分隔件232。第一角度位置P1及第二角度位置P2是集水管21的周向上的预定的角度位置。根据这样的结构，能够可靠地分隔第一原水流路15和第二原水流路16。也能够防止原水从第一原水流路15向第二原水流路16走捷径地流动。

图5示出使分隔件23与原水间隔件13一体化的方法的一个例子。具体而言，在原水间隔件13的预定位置配置作为分隔件23的原料部件的带条23a。由耐热片25夹着原水间隔件13及带条23a，以带条23a熔融而原水间隔件13未熔融的温度对原水间隔件13及带条23a施加热及压力。耐热片25是利用硅酮等对表面进行了剥离处理的耐热片。通过带条23a熔融及固化，形成与原水间隔件13一体化的分隔件23。分隔件23例如由热熔树脂制作。根据图5所示的方法，能够容易使分隔件23与原水间隔件13一体化。能够使分隔件23的厚度与原水间隔件13的厚度一致，并且能够形成平滑的表面的分隔件23。在分隔件23形成后，将耐热片25从原水间隔件13剥离并除去。在集水管21缠绕了膜叶11和原水间隔件13之后对卷绕体进行再加热，由此也能够提高分隔件23与分离膜12之间的密封性。

分隔件23也可以由硅酮密封剂制作。在使用硅酮密封剂的情况下，能够取代耐热片25而使用蜡纸。

图6表示变形例所涉及的原水间隔件131。原水间隔件131具备具有多个开口的片状的主体部132和与主体部132一体化的多个分隔件23。多个分隔件23彼此平行地排列。分隔件23具有超过主体部132的厚度的厚度。这样的原水间隔件131可通过加工片材材料而由卷对卷方式制成。具有分隔件23的原水间隔件也可以通过将具有多个开口部的网和作为分隔件23的带状的部件交替连接而制成。

图7A、图7B及图7C示出参照图4A而说明的第一角度θ1及第二角度θ2的其他例。第一角度θ1是第一原水流路15所占有的区域的角度。第二角度θ2是第二原水流路16所占有的区域的角度。如图7A所示，例如，第一角度θ1是257度，第二角度θ2是103度。如图7B所示，例如，第一角度θ1是270度，第二角度θ2是90度。如图7C所示，例如，第一角度θ1是288度，第二角度θ2是72度。能够以充分维持原水的线速度的方式适当地设定第一角度θ1及第二角度θ2。

(变形例1)

图8A概略地表示变形例1所涉及的分离膜元件20的结构。图8B是从第二端面10q观察时的分离膜元件20的示意性的俯视图。图8C是从第一端面10p观察时的分离膜元件20的示意性的俯视图。与分离膜元件10相关的所有说明只要技术上不矛盾，则也能够应用于分离膜元件20。

如图8A所示，分离膜元件20除了具备分离膜元件10的结构之外，还具备从第一端面10p延伸至第二端面10q的第三原水流路17。如箭头所示那样，在分离膜元件20中，原水经过第一端面10p流入到第一原水流路15，经过第二端面10q从第一原水流路15流出。接下来，原水经过第二端面10q流入到第二原水流路16，经过第一端面10p从第二原水流路16流出。并且，原水经过第一端面10p流入到第三原水流路17，经过第二端面10q从第三原水流路17流出。换句话说，原水在第一端面10p与第二端面10q之间往复1.5次。根据本变形例，通过进一步增加原水流路的合计长度，各原水流路的流路截面积减少。作为其结果，能够提高原水的线速度而进一步抑制浓差极化层发展。

与第一原水流路15及第二原水流路16相同，第三原水流路17也在第一端面10p与第二端面10q之间以直线状延伸。根据这样的结构，能够更可靠地防止形成滞流区域。

在从第一原水流路15向第二原水流路16转移时，原水的流动方向以180度反转。在从第二原水流路16向第三原水流路17转移时，原水的流动方向以180度反转。这样的原水的流动也可应用于其他变形例及其他实施方式。

在本变形例中，第一原水流路15占有集水管21的周向上的第一角度θ1的区域。第二原水流路16占有集水管21的周向上的第二角度θ2的区域。第三原水流路17占有集水管21的周向上的第三角度θ3的区域。第一角度θ1比第二角度θ2大。第二角度θ2比第三角度θ3大。根据这样的结构，能够充分防止原水的线速度的降低。例如，第一角度θ1是160度，第二角度θ2是120度，第三角度θ3是80度。

第二原水流路16的流路截面积比第一原水流路15的流路截面积小。第三原水流路17的流路截面积比第二原水流路16的流路截面积小。换句话说，位于下游侧的原水流路的流路截面积比位于上游侧的原水流路的流路截面积小。根据这样的结构，在第二原水流路16及第三原水流路17中原水的线速度难以降低。因此，分离膜元件20适于高回收率运转。

多个分隔件23将第一原水流路15、第二原水流路16及第三原水流路17彼此分隔。由此，原水在流路上依次流经第一原水流路15、第二原水流路16及第三原水流路17，而不会走捷径。

参照图4A说明的结构也可应用于本变形例。具体而言，多个分隔件23包含在第一角度位置处沿集水管21的半径方向排列的多个第一分隔件、在第二角度位置处沿集水管21的半径方向排列的多个第二分隔件及在第三角度位置处沿集水管21的半径方向排列的多个第三分隔件。第一角度位置、第二角度位置及第三角度位置是集水管21的周向上的预定的角度位置。根据这样的结构，能够将第一原水流路15、第二原水流路16及第三原水流路17彼此可靠地分隔。

分离膜元件20还具备联络流路31及联络流路32。联络流路31将第二端面10q中的第一原水流路15的出口和第二端面10q中的第二原水流路16的入口连接。联络流路31从第三原水流路17隔离。联络流路32将第一端面10p中的第二原水流路16的出口和第一端面10p中的第三原水流路17的入口连接。联络流路32从第一原水流路15隔离。联络流路31能够进行原水从第一原水流路15向第二原水流路16的移送。联络流路32能够进行原水从第二原水流路16向第三原水流路17的移送。

在本变形例中，联络流路31可以是覆盖第二端面10q的罩281的内部空间。联络流路32可以是覆盖第一端面10p的罩282的内部空间。如图8B所示，罩281覆盖第二端面10q，形成作为联络流路31的隔离室。罩281将第一原水流路15的出口及第二原水流路16的入口从第三原水流路17的出口隔离。如图8C所示，罩282覆盖第一端面10p，形成作为联络流路32的隔离室。罩282将第二原水流路16的出口及第三原水流路17的入口从第一原水流路15的入口隔离。根据这样的结构，原水按第一原水流路15、第二原水流路16及第三原水流路17的顺序依次流动。也能够防止形成参照图24说明的滞流区域SA。也能够防止原水不流经第二原水流路16而从第一原水流路15向第三原水流路17走捷径地流动，或防止原水从第三原水流路17返回第一原水流路15。罩281及罩282例如安装于层叠体22。

(变形例2)

图9A概略地表示变形例2所涉及的分离膜元件30的结构。图9B是从第一端面10p或第二端面10q观察时的分离膜元件30的示意性的俯视图。与分离膜元件10及20相关的所有说明只要在技术上不矛盾，则也能够应用于分离膜元件30。

如图9A及图9B所示，分离膜元件30除了分离膜元件20的结构之外，还具备从第二端面10q延伸至第一端面10p的第四原水流路18。如箭头所示那样，在分离膜元件30中，原水经过第一端面10p流入到第一原水流路15，经过第二端面10q从第一原水流路15流出。接下来，原水经过第二端面10q流入到第二原水流路16，经过第一端面10p从第二原水流路16流出。接下来，原水经过第一端面10p流入到第三原水流路17，经过第二端面10q从第三原水流路17流出。并且，原水经过第二端面10q流入到第四原水流路18，经过第一端面10p从第四原水流路18流出。换句话说，原水在第一端面10p与第二端面10q之间往复2次。根据本变形例，通过进一步增加原水流路的合计长度而减少各原水流路的流路截面积。作为其结果，能够提高原水的线速度而进一步抑制浓差极化层发展。

与第一原水流路15、第二原水流路16及第三原水流路17相同，第四原水流路18也在第一端面10p与第二端面10q之间以直线状延伸。根据这样的结构，能够更可靠地防止形成滞流区域。

在本变形例中，第一原水流路15占有集水管21的周向上的第一角度θ1的区域。第二原水流路16占有集水管21的周向上的第二角度θ2的区域。第三原水流路17占有集水管21的周向上的第三角度θ3的区域。第四原水流路18占有集水管21的周向上的第四角度θ4的区域。第一角度θ1比第二角度θ2大。第二角度θ2比第三角度θ3大。第三角度θ3比第四角度θ4大。根据这样的结构，能够充分防止原水的线速度的降低。例如，第一角度θ1是120度，第二角度θ2是100度，第三角度θ3是80度，第四角度θ4是60度。

第二原水流路16的流路截面积比第一原水流路15的流路截面积小。第三原水流路17的流路截面积比第二原水流路16的流路截面积小。第四原水流路18的流路截面积比第三原水流路17的流路截面积小。根据这样的结构，在第二原水流路16、第三原水流路17及第四原水流路18中原水的线速度难以降低。因此，分离膜元件30适于高回收率运转。

多个分隔件23将第一原水流路15、第二原水流路16、第三原水流路17及第四原水流路18彼此分隔。由此，原水依次流经第一原水流路15、第二原水流路16、第三原水流路17及第四原水流路18，而不会在流路上走捷径。

如能够从变形例1及变形例2理解的那样，原水流路的数量不限定于2个，也可以是3个以上。原水流路的数量越增加，则各原水流路的流路截面积越减少，原水的线速度越提高。考虑分隔件23的膜面积的减少、制造容易性等来决定原水流路的数量及各原水流路占有的区域的角度。

如能够从本变形例理解的那样，也可以是，本实施方式的分离膜元件除了第一原水流路15及第二原水流路16之外，还具备从第一端面10p至第二端面10q以直线状延伸的至少一个追加的原水流路。至少一个追加的原水流路本变形例中相当于第三原水流路17及第四原水流路18。原水经过第一端面10p或第二端面10q从追加的原水流路流出。其后，原水再次经过在从追加的原水流路流出时经过的第一端面10p或第二端面10q，向位于追加的原水流路的下游侧的其他追加的原水流路流入。追加的原水流路彼此可以彼此相邻，也可以分离。

例如，当分离膜元件具备n个(n是2以上的整数)原水流路时，原水经过第一端面10p或第二端面10q而从第k个(k是1以上、n-1以下的任意整数)原水流路流出。其后，原水再次经过在从第k个原水流路流出时经过的第一端面10p或第二端面10q，向位于第k个原水流路的下游侧的第(k+1)个原水流路流入。

接下来，对原水间隔件13的分隔件23的位置进行说明。

分离膜元件10、20及30例如具有缠绕于集水管21的4个膜叶11(参照图3)及4个原水间隔件13。各膜叶11例如通过1对分离膜12及透过水间隔件14构成。当在集水管21缠绕膜叶11及原水间隔件13时，工件(组装中的分离膜元件)的半径慢慢增加，因此4个原水间隔件13中的分隔件23的间隔不是等间隔。膜叶11及原水间隔件13的数量也可以是4个以外的多个。

图10将变形例1的分离膜元件20由4个膜叶11及4个原水间隔件13构成的情况下的4个原水间隔件13展开而示出。纵向的线的位置表示分隔件23的位置。图10的左侧是接近集水管21的一侧，分隔件23密集地配置。上述原水间隔件13的端部在集水管21周围优选以大致90度的等间隔配置。若将4个膜叶11及原水间隔件13以90度的间隔配置，则分离膜元件20的外形更加接近圆形，也能够使外径相对于集水管21的中心的偏心极小。“外径的偏心”是指与分离膜元件20外接的圆的中心和集水管21的中心之间的偏离的大小。

分隔件23的位置例如能够使用由极坐标的方程式r＝r₀+bθ(r₀：集水管21的半径，b：常量)表示的曲线来决定。如图11所示，该曲线是半径对应每圈以等间隔增加的漩涡形，也称为阿基米德螺旋。展开状态的原水间隔件13中的分隔件23的位置能够通过对将膜叶11及原水间隔件13缠绕于集水管21的状态下的至分隔件23的位置为止的螺旋的弧长进行计算来决定。至某个卷绕角度θ(单位：弧度)为止的弧长能够通过将微小角度Δθ的弧长r·Δθ(r和Δθ的积)积分至卷绕角度θ来决定。常量b由b＝w/(2π)表示。常量b以片状部件的厚度的合计与每圈的半径的增加长度w一致的方式决定。在图10的例子中，片状部件的厚度的合计是4个膜叶11的合计厚度和4个原水间隔件13的合计厚度的合计。

以下，对其他几个实施方式进行说明。对与各实施方式共用的要素标注相同的附图标记，有时省略它们的说明。只要在技术上不矛盾，与各实施方式相关的说明可彼此适用。只要在技术上不矛盾，各实施方式也可以彼此组合。

(实施方式2)

图12A是从第一端面10p或第二端面10q观察实施方式2所涉及的分离膜元件40时的俯视图。图12A省略原水间隔件及透过水间隔件，仅示出折叠的分离膜12。分离膜元件40具有折叠构造。具体而言，分离膜12折叠而缠绕至集水管21。在本实施方式中，使用多个折叠的分离膜12，分别缠绕于集水管21。本实施方式的分离膜元件40也起到与实施方式1的分离膜元件(10、20、30)相同的效果。

在分离膜12与分离膜12之间设置有分隔件236。分离膜元件40具备多个分隔件236。通过上述分隔件236将第一原水流路15和第二原水流路16分隔。多个分隔件236分别沿集水管21的半径方向及集水管21的长度方向这两个方向延伸。根据这样的结构，能够可靠地分隔第一原水流路15和第二原水流路16。分隔件236是与原水间隔件13不同的部件，且也可以是由具有隔水性的材料制作的部件。在这种情况下，能够更可靠地防止原水从第一原水流路15向第二原水流路16走捷径地流动。

图12B将分离膜元件40所使用的分离膜12展开而示出。图12C是分离膜元件40的分解剖视图，且示出分离膜12、原水间隔件13、透过水间隔件14及分隔件236的位置关系。如图12B所示，在分离膜12的透过侧的表面上设置有密封树脂29。密封树脂29以包围分离膜12的透过侧的空间的方式沿着分离膜12的外周部设置。分离膜12的透过侧的空间被密封树脂29封闭而作为透过水流路发挥功能。透过水流路与集水管21的贯通孔21h(参照图3)连通。

实线所示的位置P1表示凸折部的位置。由单点划线示出的位置P2表示凹折部的位置。如图12C所示，分离膜12交替夹着原水间隔件13及透过水间隔件14并且在位置P1及位置P2处以之字形折叠。分隔件236与分离膜12的端部粘合。

原水在与分离膜12的折痕平行的方向上以直线状流动。透过水在与分离膜12的折痕垂直的方向上以螺旋状流动。

分离膜12、原水间隔件13、透过水间隔件14及分隔件236缠绕于集水管21。在折痕的前后分离膜12的曲率产生差别，因此在折痕的前后合适的折叠宽度不同。若考虑曲率之差而在折痕的前后改变折叠宽度，则能够避免缠绕于集水管21时在分离膜12产生皱褶等不良状况。

分隔件236可由能够隔断水的薄膜构成。作为薄膜的材料，可举出树脂、金属、陶瓷等。在分隔件236由具有可挠性的材料制作的情况下，分隔件236当缠绕于集水管21时能够与分离膜12一起变形。例如，分隔件236也可以由聚氯乙烯等软质的树脂片制作。

在本实施方式的分离膜元件40上，与周向相关的透过水流路的长度与从位置P1至位置P2为止的距离相等。换句话说，分离膜元件40的透过水流路比螺旋型的分离膜元件的透过水流路短，因此分离膜元件40的透过水流路中的流动阻力小。因此，即便将比螺旋型的分离膜元件所使用的元件薄的透过水间隔件14用于分离膜元件40而增大流动阻力，也能够允许该情况。分离膜元件40能够使用较薄的透过水间隔件14。通过使用较薄的透过水间隔件14，能够增加分离膜元件40的膜面积。透过水间隔件14的厚度未特别限定，也可以是5密耳(mil)以下，也可以是1～5密耳。在分离膜12的支撑体一定程度具有使透过水流动的功能的情况下，也可以省略透过水间隔件14。

(实施方式3)

图13A是实施方式3所涉及的分离膜元件50的概略的立体图。图13B表示图13A所示的分离膜元件50的截面。

本实施方式的分离膜元件50具备层叠的平板状的多个分离膜12。第一端面10p及第二端面10q是层叠的多个分离膜12的彼此相向的端面，且是分离膜元件50的端面。本实施方式的分离膜元件50也起到与实施方式1及实施方式2的分离膜元件10、20、30及40相同的效果。

详细而言，分离膜元件50具备层叠的多个平板状的块71。各块71由分离膜12、原水间隔件13及透过水间隔件14构成。折叠的分离膜12用于各块71。在分离膜12的褶与褶之间交替配置有原水间隔件13及透过水间隔件14。从多个块71选出的一个块71具有第一原水流路15。从多个块71选出的其他块71具有第二原水流路16。从多个块71选出的又一其他块71具有第三原水流路17。在本实施方式中，具有第一原水流路15的块71、具有第二原水流路16的块71及具有第三原水流路17的块71依次层叠。在本实施方式中，原水流路15、16及17也分别在第一端面10p与第二端面10q之间以直线状延伸。

如箭头所示那样，在分离膜元件50中，原水也在第一端面10p与第二端面10q之间往复。详细而言，原水经过第一端面10p而流入到第一原水流路15，经过第二端面10q而从第一原水流路15流出。其后，原水经过第二端面10q流入到第二原水流路16，经过第一端面10p从第二原水流路16流出。并且，原水经过第一端面10p流入到第三原水流路17，经过第二端面10q从第三原水流路17流出。

分离膜元件50例如俯视具有矩形的形状。原水从第一端面10p朝向第二端面10q、或从第二端面10q朝向第一端面10p在各原水流路中流动。将透过水沿与原水的流动方向及块71的层叠方向垂直的方向引导。

分离膜元件50具备多个平板状的分隔件237。分隔件237将第一原水流路15和第二原水流路16分隔。其他分隔件237将第二原水流路16和第三原水流路17分隔。各分隔件237配置于分离膜12与分离膜12之间。详细而言，各分隔件237配置于块71与块71之间。根据这样的结构，能够可靠地分隔第一原水流路15和第二原水流路16。能够可靠地分隔第二原水流路16和第三原水流路17。分隔件237是与原水间隔件13不同的部件，也可以是由具有隔水性的材料制作的部件。在这种情况下，能够更可靠地防止原水从第一原水流路15向第二原水流路16走捷径地流动。能够更可靠地防止原水从第二原水流路16向第三原水流路17走捷径地流动。分隔件237可由能够隔断水的薄膜、能够隔断水的板等构成。作为薄膜及板的材料，可举出树脂、金属、陶瓷等。

原水间隔件13配置于分离膜12的分离功能层侧。透过水间隔件14配置于分离膜12的支撑体侧。在分离膜12的透过侧的表面上设置有密封树脂29。密封树脂29以包围分离膜12的透过侧的空间的方式沿着分离膜12的外周部设置。分离膜12的透过侧的空间由密封树脂29封闭而作为透过水流路发挥功能。

块71可通过与参照图12B及图12C说明的分离膜元件40的制成方法相同的方法而制成。

如参照图12B及图12C说明的那样，密封树脂29以包围分离膜12的透过侧的空间的方式沿着分离膜12的外周部设置。分离膜12的透过侧的空间由密封树脂29围起而作为透过水流路发挥功能。在折叠分离膜12时，在块71的3边存在密封树脂29，在块71的1边不存在密封树脂29。透过水从不存在密封树脂29的1边流出。

由实线示出的位置P1表示凸折部的位置。由单点划线示出的位置P2表示凹折部的位置。如图12C所示，分离膜12交替夹着原水间隔件13及透过水间隔件14并且在位置P1及位置P2处以之字形折叠。取代分隔件236而将分隔件237与分离膜12的端部粘合。

如图13A所示，联络流路31将第二端面10q中的第一原水流路15的出口和第二端面10q中的第二原水流路16的入口连接。联络流路31从第三原水流路17隔离。联络流路32将第一端面10p中的第二原水流路16的出口和第一端面10p中的第三原水流路17的入口连接。联络流路32从第一原水流路15隔离。联络流路31能够进行原水从第一原水流路15向第二原水流路16的顺畅的移送。联络流路32能够进行原水从第二原水流路16向第三原水流路17的顺畅的移送。

联络流路31也可以是覆盖第二端面10q的罩285的内部空间。罩285覆盖第二端面10q，形成作为联络流路31的隔离室。联络流路32也可以是覆盖第一端面10p的罩286的内部空间。罩286覆盖第一端面10p，形成作为联络流路32的隔离室。根据这样的结构，原水可从第一原水流路15向第二原水流路16顺畅地移送，原水可从第二原水流路16向第三原水流路17顺畅地移送。也能够防止形成参照图24说明的滞流区域SA。罩285及/或罩286也可以是收容分离膜元件50的整体的外壳的一部分。

分离膜元件50还具备为了汇集透过水而设置的集合流路33。集合流路33是用于经过第三端面10r而汇集透过水的流路。第三端面10r是从层叠的多个分离膜12的彼此相向的其他一对端面选出的一个端面。根据这样的构造，能够避免原水与透过水的混合，并且能够将透过水向分离膜元件50的外部引导。

详细而言，集合流路33也可以是覆盖第三端面10r的罩287的内部空间。罩287覆盖第三端面10r，形成作为集合流路33的隔离室。在罩287设置有流出口289。经过流出口289将透过水向分离膜元件50的外部引导。

块71的数量也可以是2个。在这种情况下，省略1组分隔件237及块71，省略第三原水流路17。分离膜元件50具备第一原水流路15及第二原水流路16。分离膜元件50也可以仅具备一个分隔件237。

块71也可以具有多个分离膜12。块71也可以具有多个原水间隔件13。块71也可以具有多个透过水间隔件14。

在本实施方式中，第一原水流路15的流路截面积与第二原水流路16的流路截面积相等，与第三原水流路17的流路截面积相等。换句话说，使用具有相同构造的多个块71。因此，量产效果好，能够抑制分离膜元件50的制造成本。当然，第二原水流路16的流路截面积也可以比第一原水流路15的流路截面积小。第三原水流路17的流路截面积也可以比第二原水流路16的流路截面积小。根据这样的结构，原水的线速度难以降低，因此能够提供适于高回收率运转的层叠型的分离膜元件。

本实施方式的分离膜元件50的透过水流路比螺旋型的分离膜元件的透过水流路短，因此分离膜元件50的透过水流路中的流动阻力小。因此，即便将比螺旋型的分离膜元件所使用的元件薄的透过水间隔件14用于分离膜元件50而增大流动阻力，也能够允许该情况。通过使用较薄的透过水间隔件14，能够增加分离膜元件50的膜面积。透过水间隔件14的厚度未特别限定，也可以是5密耳(mil)以下，也可以是1～5密耳。在分离膜12的支撑体一定程度具有使透过水流动的功能的情况下，也可以省略透过水间隔件14。

例如，能够对分离膜12的支撑体赋予多孔质构造，或在分离膜12的支撑体的表面设置微小的凹凸而以一定程度对分离膜12的支撑体赋予透过水间隔件14的代替功能。在这种情况下，即便省略透过水间隔件14也能够构成分离膜元件50。分离膜元件50的透过水流路短，因此即便透过水流路的流动阻力比较大，透过水的压力损失也不会变得过大，不会对分离膜元件50的使用时的有效压力带来较大的影响。在透过水流路短的情况下，不仅流路其本身短，透过分离膜12流入到透过水流路的透过水的量也少。这些效果相辅相成，透过水流路中的透过水的压力损失(流动损失)减少。

(实施方式4)

图14A是从第一端面10p或第二端面10q观察实施方式4所涉及的分离膜元件60时的示意性的俯视图。如图14A所示，本实施方式的分离膜元件60具备沿集水管21的周向排列的多个分割元件81。分割元件81具有部分圆环的截面形状。“部分圆环”是指通过在特定的角度范围内将圆环的一部分切除而得到的形状。多个分割元件81中的每一个均为独立的隔间。分离膜元件60作为整体具有圆筒的形状。

各分割元件81形成第一原水流路15、第二原水流路16或第三原水流路17。在本实施方式中，4个分割元件81形成第一原水流路15，3个分割元件81形成第二原水流路16，2个分割元件81形成第三原水流路17。因此，第一原水流路15的流路截面积比第二原水流路16的流路截面积大。第二原水流路16的流路截面积比第三原水流路17的流路截面积大。随着向下游侧行进，原水流路的流路截面积缩小，因此即使进行高回收率运转也能够较高地维持原水流路中的原水的流速。

图14B示出图14A所示的分离膜元件60所使用的分割元件81的截面。截面是与集水管21的长度方向垂直的截面。多个分割元件81分别包含外壁部83和配置于外壁部83的内侧的分离膜12。原水沿着集水管21的周向的流动由多个分割元件81各自的外壁部83隔断。根据这样的结构，能够可靠地分隔第一原水流路15和第二原水流路16。能够可靠地分隔第二原水流路16和第三原水流路17。分割元件81各自独立，因此能够可靠地防止原水从第一原水流路15向第二原水流路16走捷径地流动。能够可靠地防止原水从第二原水流路16向第三原水流路17走捷径地流动。

根据本实施方式，能够将成为小划分的分割元件81作为流路的单位构造，调整各原水流路的流路截面积。换句话说，能够将分割元件81作为一个单位控制原水的流动。

分割元件81还具备多个原水间隔件13及透过水间隔件14。在分割元件81中，分离膜12折叠而配置于外壁部83的内侧。在外壁部83设置有与集水管21的贯通孔21h连通的贯通孔83h。外壁部83例如具有两端开口的筒的形状。在分离膜12的褶与褶之间交替配置有原水间隔件13及透过水间隔件14。多个原水间隔件13也可以连结成为一个。透过水间隔件14也可以分成多个部分。

作为外壁部83的材料，可使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯等热塑性树脂作成的树脂片。也可以通过折弯树脂片而制成筒状的外壁部83，也可以通过将多个部件组合而制成外壁部83。在筒状的外壁部83的内部配置有分离膜12、原水间隔件13及透过水间隔件14。

根据本实施方式，透过水流路非常短。因此，分割元件81能够使用较薄的透过水间隔件14。通过使用较薄的透过水间隔件14，能够增加分离膜元件60的膜面积。透过水间隔件14的厚度未特别限定，可以是5密耳(mil)以下，也可以是1～5密耳。在分离膜12的支撑体一定程度具有使透过水流动的功能的情况下，也可以省略透过水间隔件14。

图14C将分割元件81所使用的分离膜12展开而示出。图14D表示分割元件81的分离膜12、原水间隔件13、透过水间隔件14及分隔件外壁部83的位置关系。

如图14C所示，在分离膜12的透过侧的表面上设置有密封树脂29。密封树脂29以在折叠并且贴合分离膜12时形成透过侧的空间的方式沿着分离膜12的外周部设置。分离膜12的透过侧的空间作为通过密封树脂29而与原水流路隔离的透过水流路发挥功能。分离膜12的支撑体与外壁部83的内表面的间隙由密封树脂29水密地密封。透过水流路与集水管21的贯通孔21h连通。

实线所示的位置P1表示凸折部的位置。由单点划线示出的位置P2表示凹折部的位置。如图14C所示，分离膜12交替夹着原水间隔件13及透过水间隔件14并且在位置P1及位置P2处以之字形折叠。

原水沿与分离膜12的折痕平行的方向以直线状流动。透过水沿与分离膜12的折痕垂直的方向流动。

分割元件81具有部分圆环的截面形状，因此为了通过分离膜12、原水间隔件13及透过水间隔件14无间隙地填埋该部分圆环的内部，分离膜12的合适的折叠宽度根据场所而不同。通过以防止在外壁部83的内部产生较大的间隙的方式改变分离膜12的折叠宽度，从而难以在内部产生间隙。由此，能够使原水均匀地在原水流路的整体流动。分割元件81也可以折叠螺旋型膜元件的膜叶11而使用。

如图14D所示，外壁部83例如由4个部分83a、83a、83b及83c构成。密封树脂29(参照图14C)对折叠的分离膜12的支撑体彼此及分离膜12的支撑体与外壁部83之间进行密封。由此，在分割元件81中，原水流路和透过水流路彼此隔离。

图14E示出包含透过水流路的位置中的分离膜元件60的纵截面。在图14E中，箭头表示透过水的流动。图14F表示包含原水流路的位置中的分离膜元件60的纵截面。在图14F中，箭头表示原水的流动。此外，在图14E及图14F中，省略之前的实施方式所说明的罩281及罩282。

如图14E所示，多个分割元件81以它们的透过水流路与集水管21的贯通孔21h连通的方式配置于集水管21的周围。在分割元件81与集水管21之间设置有由密封树脂34封闭的连接流路36。连接流路36可通过将特里科经编的编织物、网孔等多孔体1周或多周缠绕于集水管21而形成。例如，透过水间隔件14缠绕于集水管21而形成连接流路36。换句话说，连接流路36遍及360°包围集水管21。因此，不需要集水管21的贯通孔21h和分割元件81的贯通孔83h的对位，并且能够减少集水管21的贯通孔21h的数量。通过连接流路36的移动，将透过水从在分割元件81的外壁部83设置的贯通孔83h顺畅地向集水管21的贯通孔21h引导。

分割元件81的透过水流路由在与原水流路的入口及出口对应的位置配置的密封树脂29封闭。在与集水管21的长度方向正交的方向上，分离膜12的端部与外壁部83粘合。详细而言，图14D所示的分离膜12的凹折部的折痕的顶部(图中的下侧的顶部)与外壁部83粘合。由此，在分割元件81中，原水流路和透过水流路彼此隔离。

如图14F所示，在集水管21的长度方向上，第一原水流路15的两端开口。

图15A、图15B及图15C示出变形例所涉及的分割元件85、87及89的截面。如能够从这些变形例理解的那样，分离膜12、原水间隔件13及透过水间隔件14的配置及形状未特别限定。

在图15A所示的分割元件85中，分离膜12折叠。透过水间隔件14具有树木的枝的形状。换言之，透过水流路具有树木的枝的形状。

图15B所示的分割元件87具备折叠的分离膜12。分离膜12以夹着透过水间隔件14的方式折叠，与透过水间隔件一起形成膜叶11。包含分离膜12及透过水间隔件14的膜叶11以之字形折叠。以位于分离膜12与分离膜12之间的方式在折叠的膜叶11的外侧配置有原水间隔件13。

在图15C所示的分割元件89中，分离膜12以夹着透过水间隔件14的方式折叠，与透过水间隔件一起形成膜叶11。膜叶11以漩涡形状卷绕而配置于外壁部83的内侧。以位于分离膜12与分离膜12之间的方式将原水间隔件13配置于以漩涡形状卷绕的膜叶11的外侧。分离膜12位于原水间隔件13与透过水间隔件14之间。在该变形例中，使用单一的原水间隔件13。

在以往的螺旋型的分离膜元件中，缠绕于集水管之前的分离膜在两折的状态下具有约1m的长度，较长。因此，分离膜元件的制造设备也必然需要较大的地板面积。

相对于此，在本实施方式的分离膜元件60中，分离膜12未缠绕于集水管21。分割元件81的制造工序能够与用于将分割元件81安装于集水管21的工序独立地实施。因此，分离膜元件60带来制造设备的地板面积的大幅减少。另外，能够通过热熔接法等工艺形成所需要的密封部。

本实施方式的分离膜元件60也能够成为与以往的螺旋型的分离膜元件相同的使用方法。换句话说，也可以使原水仅向分离膜元件60的一个方向流动而处理原水。

以往的螺旋型的分离膜元件具备缠绕于集水管的多个膜叶及多个原水间隔件。各膜叶例如由1对分离膜及透过水间隔件构成。在制造以往的螺旋型的分离膜元件时，为了形成膜叶而在分离膜涂覆粘合剂。将粘合剂固化的时机调整为在膜叶及原水间隔件卷绕于集水管之后结束。换句话说，不得不使用需要花费至固化为止的时间的粘合剂，制造所花费的时间往往变长。

为了消除制造的繁琐，期望新的构造的分离膜元件。但是，大幅变更分离膜元件的形状需要变更现有的水处理设备，或导致设置空间的增加，因此往往不采用。因此，期望可具有与螺旋型的分离膜元件相同的大小及相同的形状的新的分离膜元件。

本实施方式的分离膜元件60能够应对上述的要求。本实施方式的分离膜元件60具备集水管21和沿集水管21的周向排列的多个分割元件81。多个分割元件81具有形成与集水管21的长度方向平行地延伸的第一原水流路15的至少一个分割元件81和形成第二原水流路16的至少一个分割元件81。多个分割元件81分别包含外壁部83和配置于外壁部83的内侧的分离膜12。原水沿着集水管21的周向的流动由分割元件81的外壁部83隔断。本实施方式的分离膜元件60不仅适于高回收率运转，还能够满足上述的要求。例如，也能够将本实施方式的分离膜元件60放入到现有的压力容器，构成分离膜模块。

(使用分离膜元件的自来水的净化)

例如，能够使用分离膜元件10来净化自来水。使自来水经过第一端面10p而流入到第一原水流路15。使自来水经过第二端面10q而从第一原水流路15排出。使自来水的流动方向反转180度，使经过第二端面10q而从第一原水流路15排出的自来水向第二原水流路16流入。使自来水经过第一端面10p从第二原水流路16排出。透过水是被高度净化的水，具有较高的附加价值。例如，即便在自来水不适于饮用的国家及地域，也能够通过利用分离膜元件10进行处理而由自来水制作饮用水。若进行高回收率运转，则被浓缩而排出并废弃的自来水的量也少，较为经济。

在分离膜元件10为反浸透膜元件或纳滤膜元件时，也能够从自来水大幅除去砷、重金属等原子级别的有害物质。作为其结果，得到更安全的饮用水。也具有能够从硬水制造软水这样的优点。

在使用了分离膜元件20的情况下，使自来水经过第一端面10p从第二原水流路16流出，使自来水的流动方向再次反转180度，使经过第一端面10p而从第二原水流路16排出的自来水向第三原水流路17流入。使自来水经过第二端面10q从第三原水流路17排出。透过水适于作为饮用水的使用。若进行高回收率运转，则浓缩水的量也少，较为经济。

本实用新型的分离膜元件能够实现紧凑并且高回收率，因此特别适用于设置空间有限的场所，例如家庭中的自来水的净化。

如以上那样，根据本实施方式的分离膜元件10～60，能够以较高的回收率处理原水。“较高回收率”例如也可以为50％以上，也可以为60％以上。回收率的上限值未特别限定。例如，通过使用分离膜元件10～60以较高的回收率处理自来水，能够减少废弃的水的量。作为其结果，能够大幅节约水资源。“回收率”是透过水的流量相对于原水的流量的比率。“原水的流量”是第一原水流路15的入口中的原水的流量。

(分离膜模块的实施方式)

图16示出本实用新型的一实施方式所涉及的分离膜模块100的截面。分离膜模块100具备外壳42及分离膜元件10。分离膜元件10配置于外壳42的内部。通过外壳42的内部空间形成联络流路27。根据这样的结构，容易再利用外壳42，通过仅更换分离膜元件10，便能够简单地恢复分离膜模块100的性能。

外壳42具有原水入口42a、浓缩水出口42b及透过水出口42c。原水入口42a与分离膜元件10的第一端面10p中的第一原水流路15的入口连通。浓缩水出口42b与分离膜元件10的第一端面10p中的第二原水流路16的出口连通。浓缩水出口42b也可以与分离膜元件10中的最下游侧的原水流路的出口连通。透过水出口42c与集水管21连通。

图17A、图17B、图17C、图17D及图17E分别表示变形例所涉及的分离膜模块101、102、103、104及105的截面。这些图为了容易理解而省略集水管21。在这些图中，箭头表示原水的流动。

图17A所示的分离膜模块101除了参照图16而说明的分离膜模块100的结构之外，还具备衬垫43及适配器44。衬垫43配置于分离膜元件10的外周面与外壳42的内周面之间，防止原水和浓缩水的混合。衬垫43也被称为盐水密封件。适配器44将第二原水流路16的出口和外壳42的原水出口42b连接。通过适配器44，能够防止应该向第一原水流路15供给的原水和从第二原水流路16排出的原水的混合。第一原水流路15通过联络流路27而与第二原水流路16连接。联络流路27是外壳42的内部空间的一部分。

图17B所示的分离膜模块102具备参照图8A、图8B及图8C说明的分离膜元件20。原水入口42a设置于外壳42的长度方向(圆筒的高度方向)的一方的端面。原水出口42b设置于外壳42的长度方向的另一方的端面。在分离膜元件20中，第一原水流路15和第二原水流路16通过形成于罩281的内部的联络流路31而连接。第二原水流路16和第三原水流路17通过形成于罩282的内部的联络流路32而连接。外壳42的内部空间由衬垫43被分成与原水入口42a连通的空间和与原水出口42b连通的空间。第一原水流路15朝向与原水入口42a连通的空间开口。第三原水流路17朝向与原水出口42b连通的空间开口。

图17C所示的分离膜模块103具备参照图9A及图9B说明的分离膜元件30。在分离膜元件30中，第一原水流路15和第二原水流路16通过形成于罩283的内部的联络流路38而连接。第二原水流路16和第三原水流路17通过形成于罩284的内部的联络流路39而连接。第三原水流路17经过外壳42的内部空间而与第四原水流路18连接。适配器44将第四原水流路18的出口和外壳42的原水出口42b连接。

图17D所示的分离膜模块104具备分离膜元件70。分离膜元件70具有第一原水流路15、第二原水流路16、第三原水流路17、第四原水流路18及第五原水流路19。第一原水流路15和第二原水流路16通过形成于罩291的内部的联络流路51而连接。第二原水流路16和第三原水流路17通过形成于罩293的内部的联络流路52而连接。第三原水流路17和第四原水流路18通过形成于罩292的内部的联络流路53而连接。第四原水流路18和第五原水流路19通过形成于罩294的内部的联络流路54而连接。外壳42的内部空间由衬垫43被分成与原水入口42a连通的空间和与原水出口42b连通的空间。第一原水流路15朝向与原水入口42a连通的空间开口。第五原水流路19朝向与原水出口42b连通的空间开口。

图17E所示的分离膜模块105具备分离膜元件80。分离膜元件80具有第一原水流路15、第二原水流路16、第三原水流路17及第四原水流路18。第一原水流路15和第二原水流路16通过形成于罩295的内部的联络流路55而连接。第二原水流路16和第三原水流路17通过形成于罩296的内部的联络流路56而连接。第三原水流路17和第四原水流路18通过形成于罩297的内部的联络流路57而连接。联络流路55及57分别将未彼此相邻的原水流路彼此连接。适配器44将第四原水流路18的出口和外壳42的原水出口42b连接。

参照图17A～图17E说明的分离膜模块具有以下那样的结构。在原水流路的数n(n是2以上的整数)为偶数时，原水入口42a和原水出口42b位于相同侧，因此使用用于将外壳42的原水出口42b和原水流路连接的适配器44。用于将原水流路和原水流路连接的联络流路的数量为(n-1)个。

在原水流路的数n为奇数时，不需要用于将外壳42的原水出口42b和原水流路连接的适配器44。用于将原水流路和原水流路连接的联络流路的数为(n-1)个。

无论原水流路的数量如何，都不需要用于将外壳42的原水入口42a和第一原水流路15连接的适配器。也考虑取代用于将外壳42的原水出口42b和最下游的原水流路连接的适配器44而使用用于将外壳42的原水入口42a和第一原水流路15连接的适配器。但是，根据以下的理由，通过适配器44将外壳42的原水出口42b和最下游的原水流路连接较为有利。

例如，第一原水流路15的开口面积比第三原水流路17的开口面积大。用于将第一原水流路15和原水入口42a连接的适配器的尺寸超过用于将第三原水流路17和原水出口42b连接的适配器的尺寸。换句话说，从元件尺寸的观点出发，适配器44设置于出口侧较为有利。另外，外壳42的原水入口42a中的原水的压力相对较高，外壳42的原水出口42b中的原水的压力相对较低。当在原水入口42a安装有适配器的情况下，适配器的内部成为相对高压，适配器的外部成为相对低压。当在原水出口42b安装有适配器的情况下，适配器的内部成为相对低压，适配器的外部成为相对高压。后者的情况下更容易对适配器赋予耐压性，因此较为有利。

图18A是罩282的一个例子的立体图。图18A的上图是从罩282的外表面侧观察时的图。图18A的下图是从罩282的内表面侧观察时的图。罩282具有作为面向第一原水流路15的开口部15p及联络流路32发挥功能的凹部。

图18B是罩281的一个例子的立体图。图18B的上图是从罩281的外表面侧观察时的图。图18B的下图是从罩281的内表面侧观察时的图。罩281具有作为面向第三原水流路17的开口部17p及联络流路31发挥功能的凹部。

罩281及282例如是由注塑成型制成的树脂元件。罩281及282分别在俯视时具有圆形的形状。根据图18A所示的构造，罩282和分离膜元件的元件主体(层叠体22)的连接较为容易。根据图18B所示的构造，罩281和分离膜元件的元件主体(层叠体22)的连接较为容易。

图19示出图18A所示的罩282的变形例。如图19所示，也可以在罩282设置有用于嵌入盐水密封件(U形衬垫)的槽282a。槽282a遍及罩282的周向的全域设置。根据这样的构造，能够使参照图17A而说明的衬垫43保持于罩282。

图20是图17C所示的分离膜模块103的分离膜元件30所使用的罩284的一个例子的立体图。图20的上图是从分离膜元件30的外表面侧观察时的图。图20的下图是从分离膜元件30的内表面侧观察时的图。罩284具有作为面向第一原水流路15的开口部15p及联络流路39发挥功能的凹部。联络流路39是将第二原水流路16和第三原水流路17连接的流路。罩284包含将第四原水流路18和外壳42的原水出口42b(参照图17C)连接的适配器44。作为适配器44发挥功能的喷嘴状的部分与其他部分一体形成。能够使用O型环等密封部件使适配器44与外壳42的原水出口42b嵌合。

(净水器的实施方式)

图21是本实用新型的一个实施方式所涉及的净水器的主视图。净水器200具备预过滤器90、活性炭过滤器91及分离膜过滤器92。预过滤器90、活性炭过滤器91及分离膜过滤器92以使原水按该顺序依次流动的方式彼此连接。预过滤器90例如是由无纺布构成的纤维过滤器。分离膜过滤器92可使用本实施方式的分离膜元件10、20、30、40、50、60、70或80。根据这样的结构，能够以高回收率及高透过水的流量生成纯净的水。

原水例如是自来水。本实施方式的净水器200能够实现高回收率及高透过水的流量，因此特别适于水资源匮乏的国家及地域中的使用。

根据本实施方式的净水器200，自来水经过预过滤器90而被净化。由预过滤器90净化过的自来水由分离膜过滤器92进一步净化。详细而言，自来水经过预过滤器90而被净化。预过滤器90是纤维过滤器，通过纤维过滤固体成分。由预过滤器90净化过的自来水进一步经过活性炭过滤器91而被净化。活性炭过滤器91将溶解于自来水的成分吸附并除去。特别是当在分离膜过滤器92作为分离膜而使用反浸透膜的情况下，反浸透膜容易由于氯而受到损伤。通过利用活性炭过滤器91将为了杀菌而添加于自来水的氯成分除去，能够保护分离膜过滤器92的反浸透膜。由预过滤器90及活性炭过滤器91净化过的自来水被分离膜过滤器92进一步净化。由净水器200生成的透过水极其纯净，适于作为饮用水的使用。

预过滤器90、活性炭过滤器91及分离膜过滤器92分别收纳于外壳，安装于净水器200的主体部93。能够将预过滤器90、活性炭过滤器91及分离膜过滤器92从主体部93取下，根据需要来更换。

实施例

为了确认本实用新型的分离膜元件的优越性，进行了以下的实验。作为实施例的分离膜元件，制成参照图13A及图13B说明的分离膜元件。第一原水流路、第二原水流路及第三原水流路各自的流路截面积相等。作为参照例的分离膜元件，制成具有图22所示的构造的层叠型的分离膜元件。该分离膜元件不具有联络流路，原水仅向一个方向流动。

利用以下的方法测定实施例及参照例的分离膜元件中的透过水的流量(cm³/min)。作为原水，使用以750重量ppm的浓度包含NaCl的NaCl水溶液。将分离膜元件的入口中的原水的压力设定为0.3MPa，变更在分离膜元件的下游侧配置的阀的开度，并且调查了回收率和透过水的流量之间的关系。结果如图23所示。

图23中，横轴表示透过水的回收率。纵轴表示透过水的流量。如从图23的坐标图可知的那样，在进行了实验的所有回收率中，实施例的分离膜元件的透过水的流量大幅超过参照例的分离膜元件的透过水的流量。作为产生这样的较大的差别的重要原因，列举下述内容。

实施例的分离膜元件的原水流路的流路截面积是参照例的分离膜元件的原水流路的流路截面积的1/3。因此，在浓缩水的流量相同的情况下，实施例的分离膜元件的原水流路的出口处的浓缩水的流速是参照例的分离膜元件的原水流路的出口处的浓缩水的流速的3倍。若浓缩水的流速快则能够抑制浓差极化，因此透过水的流量增加。

例如，若以50％的回收率比较，则实施例中的透过水的流量是参照例中的透过水的流量的约1.6倍。在以相同的回收率比较的情况下，透过水的流量增加60％是指浓缩水的流量增加60％。实施例的分离膜元件中的浓缩水的流量是参照例的分离膜元件中的浓缩水的1.6倍，因此实施例的分离膜元件的原水流路的出口处的浓缩水的流速与参照例的分离膜元件的原水流路的出口处的浓缩水的流速比较而成为约5倍(3×1.6＝4.8)。可以说该较大的浓缩水的流速之差带来透过水的流量的较大的差别。

工业实用性

本实用新型的分离膜元件可在海水的淡化、纯水的制造、自来水的净化、废水处理等各种用途中使用。本实用新型的分离膜元件适于要求紧凑设计的用途例如家庭用的净水器。

Claims (19)

1.一种分离膜元件，其特征在于：

集液管；

分离膜，配置于所述集液管的周围；

第一端面，是所述集液管的长度方向上的所述分离膜的一方的端面；

第二端面，是所述集液管的长度方向上的所述分离膜的另一方的端面；

第一原液流路，从所述第一端面至所述第二端面以直线状延伸；

第二原液流路，从所述第二端面至所述第一端面以直线状延伸；及，

联络流路，将所述第二端面中的所述第一原液流路的出口与所述第二端面中的所述第二原液流路的入口连接。

2.根据权利要求1所述的分离膜元件，其中，

所述第二原液流路的流路截面积比所述第一原液流路的流路截面积小。

3.根据权利要求1所述的分离膜元件，其中，

所述第一原液流路是占有所述集液管的周向上的第一角度的区域的流路，

所述第二原液流路是占有所述集液管的周向上的第二角度的区域的流路，

所述第一角度与所述第二角度不同。

4.根据权利要求1所述的分离膜元件，其中，

还具备将所述第一原液流路和所述第二原液流路分隔的多个分隔件，

所述多个分隔件分别沿所述集液管的长度方向延伸。

5.根据权利要求4所述的分离膜元件，其中，

还具备配置于所述第一原液流路及所述第二原液流路的原液间隔件，

所述多个分隔件分别与所述原液间隔件一体化。

6.根据权利要求5所述的分离膜元件，其中，

在所述集液管的周向上决定第一角度位置和第二角度位置，

所述多个分隔件包含在所述第一角度位置处沿所述集液管的半径方向排列的多个第一分隔件和在所述第二角度位置处沿所述集液管的所述半径方向排列的多个第二分隔件。

7.根据权利要求4所述的分离膜元件，其中，

所述分隔件通过从由热熔树脂及硅酮密封剂构成的组中选出的至少一个来制作。

8.根据权利要求1所述的分离膜元件，其中，

所述联络流路是覆盖所述第二端面的罩的内部空间。

9.根据权利要求1所述的分离膜元件，其中，

还具备从所述第一端面至所述第二端面以直线状延伸的第三原液流路，

所述原液经过所述第一端面从所述第二原液流路流出之后，经过所述第一端面流入到所述第三原液流路。

10.根据权利要求1所述的分离膜元件，其中，

还具备从所述第一端面至所述第二端面以直线状延伸的至少一个追加的原液流路，

所述原液经过所述第一端面或所述第二端面从所述追加的原液流路流出之后，再次经过从所述追加的原液流路流出时经过的所述第一端面或所述第二端面，向位于所述追加的原液流路的下游侧的其他追加的原液流路流入。

11.根据权利要求1所述的分离膜元件，其中，

将所述分离膜折叠而缠绕于所述集液管。

12.根据权利要求11所述的分离膜元件，其中，

还具备将所述第一原液流路和所述第二原液流路分隔的多个分隔件，

所述多个分隔件分别沿所述集液管的半径方向及所述集液管的长度方向这两个方向延伸。

13.根据权利要求1所述的分离膜元件，其中，

还具备沿所述集液管的周向排列的多个分割元件，

通过所述多个分割元件形成所述第一原液流路及所述第二原液流路，

所述多个分割元件分别包含外壁部和配置于所述外壁部的内侧的所述分离膜，

所述原液沿着所述集液管的周向的流动由所述多个分割元件各自的所述外壁部隔断。

14.一种分离膜元件，其特征在于：

层叠的多个分离膜，具有平板且矩形的形状；

第一端面，是从所述层叠的多个分离膜的彼此相向的一对端面中选出的一方的端面；

第二端面，是从所述一对端面选出的另一方的端面；

第一原液流路，从所述第一端面至所述第二端面以直线状延伸；

第二原液流路，从所述第二端面至所述第一端面以直线状延伸；及，

联络流路，将所述第二端面中的所述第一原液流路的出口与所述第二端面中的所述第二原液流路的入口连接。

15.根据权利要求14所述的分离膜元件，其中，

还具备将所述第一原液流路和所述第二原液流路分隔的分隔件，

所述分隔件是平板状，配置于所述分离膜与所述分离膜之间。

16.根据权利要求14所述的分离膜元件，其中，

还具备集合流路，所述集合流路为了经过从所述层叠的多个分离膜的彼此相向的其他一对端面选出的一个端面汇集透过液而设置。

17.一种分离膜模块，其特征在于：

外壳；及

配置于所述外壳的内部的权利要求1～16中任一项所述的分离膜元件。

18.根据权利要求17所述的分离膜模块，其中，

所述分离膜元件是权利要求1所述的分离膜元件，

所述联络流路是所述外壳的内部空间。

19.一种净水器，其特征在于：

预过滤器；

活性炭过滤器；及

分离膜过滤器，

所述预过滤器、所述活性炭过滤器及所述分离膜过滤器以原水按该顺序依次流动的方式彼此连接，

所述分离膜过滤器包含权利要求1～16中任一项所述的分离膜元件。

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