JP2001503676A - 濾過膜モジュール体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 第１の連結部及び第２の連結部を有するフィルタハウジングを備えた濾過膜モジュール体であり、フィルタハウジング内に膜仕切り部が配設され、膜仕切り部内には束をなす濾過膜が設けられ、濾過膜モジュール体の両端部での濾過膜は膜ホルダ内に収容され、少なくとも一の分配パイプが濾過膜に対し横断するよう装着され、濾過膜には膜仕切り部に対する分配開口部が少なくとも一形成され、且つ濾過膜モジュール体には少なくとも一の分配仕切り部か具備され、分配仕切り部は連結部を介し少なくとも一の分配パイプと連通するよう構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 濾過膜モジュール体 （技術分野） 本発明は第１の連結部及び第２の連結部を有するフィルタハウジングを備え、 フィルタハウジング内には膜仕切り部が設けられ、膜仕切り部内には束をなす濾 過膜が配設され、濾過膜モジュール体の両端部において濾過膜が膜ホルダ内に収 められている濾過膜モジュール体に関する。 （背景技術） このような濾過膜モジュール体は実際上既知である。一般的な濾過膜モジュー ル体の場合、細いチューブ状の濾過膜がフィルタハウジング内に装着され、フィ ルタハウジングの端部において濾過膜が膜ホルダ内に収められ、濾過膜とフィル タハウジングとの間の空間が閉鎖されている。濾過対象の流体は細いチューブ状 の濾過膜を通過させ、膜壁部を通過した流体である濾過液が濾過膜モジュール体 からフィルタハウジングに形成された１あるいはそれ以上の開口部を経て放出さ れる。 この濾過膜モジュール体の欠点は流体がフィルタハウジングの壁部の開口部へ 向かって強く放出され、この流れの一部が濾過膜に対し巾方向に流れることにあ る。この結果強い横断力が濾過膜の壁部に加わり、フィルタハウジングの壁部の 開口部を経て濾過膜が押圧される。 この横断力により細いチューブ状の濾過膜が圧搾されるため、流体が濾過膜を 経て流れることができなくなり、濾過膜 モジュール体の能力が低下される。更に濾過膜が損傷され、漏洩が著しく生じ易 くなる。濾過モジュール体の使用開始からある時間が経過すると、濾過膜は処理 対象の流体の成分で飽和されてしまうため、充分な洗浄が必要となる。 洗浄の際、洗浄液はフィルタハウジングの壁部の開口部を経て供給され、反対 方向に濾過膜の壁部を通過される。この処理中濾過処理中濾過された成分が膜壁 部から洗い落とされ濾過膜から送出され、一方洗浄液による逆の横断力が濾過膜 の壁部に与えられる。更に洗浄中洗浄液はすべての濾過膜まで十分には達せず、 すべての濾過膜が十分には洗浄されずに、濾過された成分の一部がそこに残留し て満足できるような除去は行われない。 即ち周知の濾過膜モジュール体においては、濾過対象の流体がフィルタハウジ ングに形成される開口部を経て供給され、正常使用に比べ流体が逆方向に流れる ようになる。濾過液は濾過膜内に集められ開口部の端部から流出される。且つ洗 浄中流体は濾過膜の開口端部を経て供給される。 （発明の開示） 本発明によれば、少なくとも一の分配パイプが濾過膜の方向に対し巾方向に配 置され、分配パイプには膜仕切り部への分配開口部が少なくとも一が設けられる ことを特徴とする濾過膜モジュール体が提供される。これにより濾過液が確実に 分配パイプの方向に濾過膜に対し実質的に平行に流れる。この結果、濾過膜には 横断力が加わらないか、或いは横断力が加わっても極めて小さいものとなる。こ れにより損傷が防止 され、濾過膜は圧搾されないので、濾過膜モジュール体のサイズが一定の場合、 分配パイプのないモジュール体に比べ能力が大きくなる。更に洗浄液が分配パイ プを経て供給されるとき濾過膜まで円滑に達することができる。このように濾過 膜が良好に洗浄されるため洗浄能力が充分に向上される。 好ましい実施態様によれば、濾過膜モジュール体は少なくとも一の分配仕切り 部が連結部を介し少なくとも一の分配パイプと連通する構成をとることを特徴と する。このため濾過液の放出能力が向上される。分配仕切り部は異なる方法によ って実現可能である。第１の方法では分配仕切り部は膜仕切り部を環状に外囲す るよう設けられる。第２の方法では分配仕切り部が膜仕切り部の中央部に配置さ れるパイプであることを特徴とする。第３の方法では分配仕切り部が膜仕切り部 の内側に設けられる一組のパイプであることを特徴とする。分配仕切り部を設け ることにより濾過液が適切に放出され、濾過膜モジュール体の濾過能力を最適に 得ることができる。 好ましくは少なくとも一の分配パイプは分配仕切り部を貫通する、あるいはそ の内部へ突出される。このように分配パイプは分配仕切り部と容易に連結でき、 フィルタハウジングの内部に設けることができる。 好ましい実施態様においては、濾過膜モジュール体が複数の分配パイプを使用 する場合、隣接する分配パイプが互いに連係させて回転され、濾過膜モジュール 体の長手軸方向に対し平行に装着されることを特徴とする。従って分配パイプは 膜仕切り部の内部に均等に分散させて装着され、これにより 更に濾過液が濾過膜に対し平行に流動され、濾過膜の洗浄が促進される。 濾過膜モジュール体の長手方向における分配パイプの断面が濾過膜モジュール 体の断面方向での断面より大きいか、あるいは等しいことが好ましい。本発明に よる実施態様の分配パイプの場合、分配パイプの断面積即ち分配パイプの放出能 力を同一にするものとする、分配パイプは濾過膜モジュール体の断面で占める空 間が少なくて済む。即ち濾過膜モジュール体内において、より多くの濾過膜を収 納出来、濾過能力が増加され得る。 また好適な実施態様によれば、分配パイプの分配開口部は実質的に濾過膜モジ ュール体の長手方向に延びる。本実施態様により、濾過液が濾過膜モジュール体 内で円方向に流れ濾過膜で巾方向に向かうことが防止される。これにより濾過膜 が損傷され、圧搾される可能性が低減され得、従ってその能力が更に増大される 。 好ましくは分配パイプの分配開口部の表面積が濾過膜モジュール体の中心部か ら半径方向外向きに向かうに伴い増加する。本実施態様では分配パイプと濾過膜 との間の流入面積比は濾過膜モジュール体の中心部への半径方向距離の関数とし て一定に維持可能である。これにより更に確実に濾過膜に対し平行に濾過液が流 れることができる。 以下本発明を添付図面に沿って説明するが、同一の部分に同一の参照番号で示 されている。 （図面の簡単な説明） 図１は本発明の第１の実施態様による濾過膜モジュール体の長手方向の断面図 、図２は図１に示す好ましい第１の実施態様の縦断面図、図３は本発明による第 ２の実施態様による濾過膜モジュール体の長手方向の断面図、図４は図３に示す 第２の実施態様の縦断面図、図５は本発明の第３の実施態様による濾過膜モジュ ール体の長手方向の断面図、図６は図５の第３の実施態様の縦断面図、図７は本 発明の第４の実施態様による濾過膜モジュール体の長手方向の断面図、図８は図 ７の第４の実施態様の縦断面図である。 （発明を実施するための最良の形態） 本発明による好ましい実施態様においては、濾過対象の流体は第１の連結部を 介して供給され、濾過された液は第２の連結部を経て放出され、従って第１の連 結部は入口部として第２の連結部は出口部として示されるものとする。濾過膜モ ジュール体の洗浄中、洗浄液は出口部を経て供給される。一方この実施態様では 濾過対象の流体が第２の連結部を経て供給され、濾過液が第１の連結部を経て放 出されるように構成される。この構成では洗浄液は次に第１の連結部を経て供給 される。 更に詳述するに図１及び図２には本発明の好ましい第１の実施態様による濾過 膜モジュール体を示している。濾過膜モジュール体はフィルタハウジング１０を 包有し、フィルタハウジング１０には膜仕切り部２０が形成される。またこの膜 仕切り部２０内には束をなす膜２１及びフィルタハウジング１０内の中央部に装 着されるチューブ４５が設けられ、この 場合チューブ４５は分配仕切り部４０として機能する。実際上濾過膜の直径は0. 2〜15mmの間であるが、本発明はこの直径に限定されない。且つ図示の実施態様 では、フィルタハウジング１０及びチューブ４５の断面形状が円形であるが、こ の断面は別の形状にもし得る。 フィルタハウジング１０の端部では、濾過膜２１が膜ホルダ３０内に収容され る。本実施態様では、膜ホルダ３０もまたチューブ４５のホルダとして機能し、 膜ホルダ３０により濾過膜２１と膜仕切り部２０の壁部との間の空間が閉鎖され る。 フィルタハウジング１０及びチューブ４５は好ましくはPVCのようなプラスチ ックから作成されるが、金属または別の材料から作成することもできるが、これ らの材料は濾過対象流体に対し不活性にする要がある。一方プラスチックは一般 に濾過対象の流体に対し化学的に不活性であり、腐食させずに製造が容易であり 軽量であるので、有用である。また図示の実施態様では、膜ホルダ３０は濾過膜 モジュール体内で塗布される樹脂からなり、その内部に濾過膜２１が埋め込まれ ている。濾過膜モジュール体の端部では濾過膜２１が開放される。分配仕切り部 ４０の、密封されていない端部が出口部４２として機能する。 分配パイプ５０はチューブ４５を貫通して装着される。分配パイプ５０はチュ ーブ４５を貫通し実質的に垂直に設けられ、分配パイプ５０には分配開口部５１ が設けられる。図１及び図２に示す第１の実施態様では、隣接する２本の分配パ イプ５０は常に互いに６０度なして回転されることは図２から理解されよう。図 １に示す如く分配パイプ５０間には更に２本の分配パイプ５０が設けられており 、分配パイプ５０はそれぞれ左及び右の分配パイプ５０に対し６０度及び１２０ 度回転される。分配パイプ５０の必要な本数は濾過膜モジュール体の特定用途及 び濾過膜の濾過特性による。 図３及び図４に第２の実施態様を示す。第２の実施態様においては第１の実施 態様と殆ど同様であるが、例えば樹脂からなるホルダは濾過膜モジュール体の２ 端部の全断面に亙って与えられる。ホルダにより濾過膜２１ではなく濾過膜モジ ュール体の端部が完全に密封される。分配仕切り部４０はパイプ６０を介しフィ ルタハウジングの壁部内に設けられた出口部４２と連通している。パイプ６０は 分配パイプ５０として構成できるが、分配開口部５１は設けられていない。 図５及び図６は本発明の好適な第３の実施態様による濾過膜モジュール体を示 している。本実施態様では分配仕切り部４０がフィルタハウジング１０とフィル タハウジング１０の内部に設けられるチューブ４６との間に装着される。チュー ブ４６は濾過膜２１を保持し、濾過膜モジュール体の端部では濾過膜は膜ホルダ ３０内に収められ濾過膜２１と分配仕切り部４０との間の空間、即ちチューブ４ ６が閉鎖される。第３の本実施態様でも、膜ホルダ３０はチューブ４６内に与え られる樹脂により形成される。分配仕切り部４０の密封されていない端部は出口 部４２として機能する。 分配パイプ５０はチューブ４６を貫通し、分配仕切り部４ ０内に突出するよう装着され、分配パイプ５０には分配開口部５１が具備されて いる。分配パイプはチューブ４６に対し、延いては分配仕切り部４０に対し実質 的に垂直に延びる。図５及び図６に示す第３の実施態様では、隣接する２本の分 配パイプ５０は常に互いに９０度をなして回転されることが図６から理解されよ う。図５に示す分配パイプ５０間には更に一本の分配パイプ５０が配設されてい る。 フィルタハウジング１０の内径に等しきなるように分配パイプ５０の長さを選 択し、内部に分配パイプ５０が貫通し突出するチューブ４６内に溝を直径方向に 互いに対向して配置する。これに伴い濾過膜を保持するチューブ４６がフィルタ ハウジング１０内の中央部に配置される。チューブ４６は分配パイプ５０により フィルタハウジング１０内に固定し得る。 図７及び図８に好適な第４の実施態様を示す。本実施態様の構成はほぼ第３の 実施態様と同様であるが、例えば樹脂からなるホルダが濾過膜モジュール体の２ 端部の全断面にわたり配設される。ホルダは膜ホルダ３０、並びにフィルタハウ ジング１０内のチューブ４６用のホルダ３１として機能し、濾過膜ではなく濾過 膜モジュール体の端部が完全に密封される。フィルタハウジング１０の壁部に形 成される開口部は出口部４２として機能する。 実際上濾過対象である流体は出口部２２を経て好ましい実施態様の濾過膜２１ 内へ供給される。流体は壁部を通過できない流体内の１以上の部材を除き、膜壁 部を通過して濾過さ れる。壁部を通過した流体、即ち濾過液を放出させる要がある。この放出された 流体は分配開口部５１を経て分配パイプ５０内に流入し、その後濾過液は分配パ イプ５０から溝５２を経て分配仕切り部４０内に流入することにより行われる。 濾過液は次に出口部４２を経て分配仕切り部４０から離れる方向に流動する。濾 過膜を内蔵する膜仕切り部と隣接する分配仕切り部４０の壁部には、分配パイプ ５０用以外の溝が設けられていない。分配パイプ５０が分配仕切り部４０内に設 けられた後、分配パイプ５０は溝４１を密封する必要がある。 分配パイプ５０及び分配開口部５１により、濾過液は濾過膜モジュール体の長 手方向に分配パイプ５０へ、即ち分配仕切り部４０に対し半径方向ではなく濾過 膜に対し平行に流動する。これにより濾過膜に半径方向に横断する力が加わる( これにより濾過膜が損傷されたり圧搾される)ことが防止される。且つまたこれ により、濾過膜の洗浄処理が大幅に改善される。 図示の好ましい実施態様においては分配開口部５１は、濾過膜モジュール体の 巾方向ではなく実質的に長手方向に向けられるように分配パイプ５０内に配設さ れる。これにより流体が周方向に分配開口部５１へ流れることが防止され、従っ て周方向の横断力が濾過膜２１に加わることが防止される。 濾過膜の数を半径方向に増加し得ることは図２、図４、図６、及び図８から理 解されよう。従って半径方向に向けられた濾過液が分配開口部５１へ流れること を阻止するためには 、分配パイプ５０内の分配開口部５１の表面積は半径方向に増大する要がある。 これは濾過膜モジュール体の中心から半径方向外向きに分配パイプ５０の分配開 口部５１のサイズを増加することにより実現され得る。また分配開口部５１の数 は上記方向に増加でき、且つまた上記方向に開口部が拡大された一の長い分配開 口部５１を分配パイプ５０内に設けることもできる。これにより洗浄液を供給し 濾過膜を清掃する効率が向上され得る。 分配パイプ５０が濾過膜モジュール体の周方向において占有場所を拡大させず 、且つ分配パイプ５０が濾過液を送出するに十分な断面積を有することができる ようにするため、分配パイプ５０は濾過膜モジュール体に対する断面寸法が長手 寸法より小さくなるするように選択される。即ちより多くの濾過膜２１が濾過膜 モジュール体内に収納でき、濾過膜モジュール体は一定容量のものに比べ小型に するよう構成設計可能である。 本発明は上述の実施態様に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲及び 添付の請求の範囲内で、濾過膜モジュール体を各種の実施態様をもって実施可能 であり、すべて本発明の保護の態様に含まれる。例えば濾過膜モジュール体内に ２以上の分配仕切り部を設けることが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 コエンヘン，ダルク マリヌス オランダ国 7701 エルエス デデムスフ アルト ノールト ステゲレン 42 (72)発明者 ロエシンク，ヘンドリク ダルク ウイル レム オランダ国 7623 アーヨツト ボルネ ボンゲルツベク １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の連結部（２２）及び第２の連結部（４２）を有するフィルタハウジン グ（１０）を備え、フィルタハウジング（１０）内には膜仕切り部（２０）が配 設され、膜仕切り部（２０）内に束をなす濾過膜（２１）が具備され、濾過膜モ ジュール体の両端部の濾過膜（２１）が膜ホルダ（３０）内に収められ、少なく とも一の分配パイプ（５０）が濾過膜（２１）に対し巾方向に設けられ、分配パ イプ（５０）には膜仕切り部（２０）への分配開口部（５１）が少なくとも一形 成されることを特徴とする濾過膜モジュール体。 ２．少なくとも一の分配仕切り部（４０）が連結部（２２、４２）を介し少なく とも一の分配パイプ（５０）と連通されることを特徴とする請求項１の濾過膜モ ジュール体。 ３．分配仕切り部（４０）が膜仕切り部（２０）を環状に囲むように設けられる ことを特徴とする請求項１または２の濾過膜モジュール体。 ４．分配仕切り部（４０）は膜仕切り部（２０）の内部の中央部に配置されるチ ューブ（４５）であることを特徴とする請求項１〜３の一の濾過膜モジュール体 。 ５．分配仕切り部（４０）は膜仕切り部（２０）内の中央部に配置される複数本 のパイプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一の濾過膜モジュール 体。 ６．少なくとも一の分配パイプ（５０）が分配仕切り部（４０）内を貫通して突 出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一の濾過膜モジュール体。 ７．複数の分配パイプ（５０）を使用するとき、隣接する分配パイプ（５０）が 互いに関連されて回転され、濾過膜モジュール体の長手軸に対し平行に装着され ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一の濾過膜モジュール体。 ８．濾過膜モジュール体の長手方向（５０ａ）へ向かう分配パイプの断面が濾過 膜モジュール体の断面方向（５０ｂ）の断面より大、あるいは等しいことを特徴 とする請求項１〜７のいずれか一の濾過膜モジュール体。 ９．分配パイプ（５０）内の分配開口部（５１）が実質的に濾過膜モジュール体 の長手方向に延びることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一の濾過膜モジュ ール体。 １０．分配パイプ（５０）内の分配開口部（５１）の表面積が濾過膜モジュール 体の中央部から半径方向外向きに向かうに応じ増加することを特徴とする請求項 １〜９のいずれか一の濾過膜モジュール体。 １１．濾過膜モジュール体がプラスチックから作られることを特徴とする請求項 １〜１０のいずれか一の濾過膜モジュール体。 １２．膜ホルダ（３０）が樹脂から作られることを特徴とする請求項１〜１１の いずれか一の濾過膜モジュール体。