JP2012145182A - 管部材、流体移送管及び流体移送ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】熱応力による不具合の発生を防止することができる管部材、流体移送管、及び流体移送ユニットを提供する。
【解決手段】中空糸膜モジュール２を支持するフレーム３に当接して取り付けられ、中空糸膜モジュール２に連結するヘッダー管４の一部を構成する熱可塑性樹脂からなるヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｅであって、互いに並設され、液体の流路を形成するパイプ４２，４３と、フレーム３と当接する当接部４６とを備え、当接部４６には、当該当接部４６とフレーム３とを固定するためのボルトが挿通される貫通孔４８が設けられており、貫通孔４８は、パイプ４２，４３の軸方向に沿って延びる長孔である。
【選択図】図２

Description

本発明は、管部材、流体移送管及びこれらを用いた流体移送ユニットに関する。

従来、膜ユニットとして、処理槽の液中に浸漬される中空糸膜の上側から吸引して処理槽の処理液を固液分離する膜モジュールを有するものが知られている。例えば、特許文献１に記載の膜ユニットでは、複数の膜モジュールと、この複数の膜モジュールが接続され、膜モジュールから吸い出されたろ過液を集液するヘッダー管と、複数の膜モジュールを支持すると共にヘッダー管が固定されるフレーム（支持体）とを備えている。この膜ユニットでは、フレームの上側枠状部材の長辺に沿ってヘッダー管を構成する管部材が互いに離間して固定されており、膜モジュールの口金とヘッダー管との間に可撓性ホースが接続されている。

特開２００９−２８７１６号公報

ところで、上述のような膜ユニットにおいては、更なるコンパクト化が求められている。その一つの方法として、従来のように管部材を離間して配置するヘッダー管に変えて、管を並設して一体化した管部材からなるヘッダー管を用いることが考えられている。このようなヘッダー管の固定方法に関して、従来のものでは、ヘッダー管を構成する管部材をＵ字状の固定部材にてフレームに固定しているが、管を並設して一体化した管部材からなるヘッダー管では、従来の固定方法ではフレームへの固定が不安定となる。そのため、フレームとヘッダー管とをボルト締結して強固に固定する必要がある。

ここで、膜モジュールを支持するフレームは、変形を防止すると共に強度を確保するために、金属部材にて形成することが好ましく、また、ヘッダー管を構成する管部材は、成形加工の容易性から熱可塑性樹脂にて形成することが好ましい。このように、フレームとヘッダー管とが異種材料にて形成される場合、以下のような問題が生じる。すなわち、フレームとヘッダー管とでは、それぞれの材質が異なるため、温度の上昇に対応して長さが変化する線膨張率（熱膨張率・係数）が異なる。そのため、フレームとヘッダー管とがボルト締結にて固定された状態で処理水に浸漬された際、温度変化による線膨張率の違いにより熱応力が生じる。この熱応力は、管部材にクラックなどの不具合を発生させるといった問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、熱応力による不具合の発生を防止することができる管部材、流体移送管、及び流体移送ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る管部材は、流体移送手段を支持する支持体に当接して取り付けられ、流体移送手段に連結する流体移送管の少なくとも一部を構成する熱可塑性樹脂からなる管部材であって、互いに並設され、流体の流路を形成する複数の管と、支持体と当接する当接部とを備え、当接部には、当該当接部と支持体とを固定するための固定手段が挿通される貫通孔が設けられており、貫通孔は、管の軸方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする。

この管部材では、当接部と支持体とを固定する固定手段が挿通される貫通孔が管の軸方向に延びる長孔となっている。これにより、熱可塑性樹脂からなる管部材が例えば金属部材などの異種材料からなる支持体に固定されて処理液中に浸漬されたときに線膨張（熱膨張）した場合であっても、管の軸方向に延びる長孔によって線膨張した分だけ管部材を軸方向にスライドさせることができる。そのため、熱応力を緩和させることができ、その結果、クラックなどの不具合を防止することができる。

複数の管のそれぞれには、流路に連通すると共に流体移送手段に接続される管状の接続部が複数設けられており、接続部は、管の軸方向において等間隔に設けられていると共に、隣り合う管との間において等間隔に設けられていることが好ましい。このような構成によれば、接続部に接続される流体移送手段のピッチ間隔を等間隔に位置決めすることができる。また、流体移送手段が等間隔にて接続されるため、各流体移送手段のろ過圧力を均一にすることができ、ろ過膜のろ過性能を均一にすることができる。

複数の管の外周面にリブ部が設けられていることが好ましい。このように、管の外周面に補強用のリブ部を設けることにより、管の内部圧力の変動による変形を防止することができる。

複数の管の全ての流路に連通する連通部を更に備えることが好ましい。この連通部に吸水装置を接続し、吸水装置にて吸水を行うことによって、流体移送手段を介して処理槽内の処理水を吸い上げる構成とすることができる。

連通部の先端側の開口部の周囲には、フランジ部が設けられており、フランジ部には、当該フランジ部を固定する固定手段が挿通される貫通孔が形成されており、貫通孔は、連通部の径方向に沿って延びる長孔であることが好ましい。フランジ部に対向配置されて固定される吸水装置の相フランジ部は、ＩＳＯ規格以外の各国の工業規格によってサイズ（外径、ボルト中心径）がまちまちである。そのため、フランジ部同士を突き合わせた際、ボルトが挿通される貫通孔の位置が合わないといった問題が生じ、これを解決するために、中間部材などを間に配置するといった対策を取る必要があった。そこで、フランジ部の貫通孔を長孔にすることにより、様々な規格の相フランジの貫通孔に対応することが可能となる。

複数の管には、連通部と連通する部分において、管同士を連通させる開口部がそれぞれ形成されており、各開口部は、管における連通部の内面に対応する位置から管の中心軸の高さ位置まで形成されており、複数の管は、開口部における管の中心軸の高さ位置において連結部材にて連結されていることが好ましい。このような構成によれば、管部材に接続される流体移送手段のろ過液を効率的に集液することができる。また、開口部を管部材の中心軸の高さ位置まで形成し、この高さ位置において管同士を連結部材にて連結しているため、連通部と連通する部分においてリブ構造となる。そのため、強度を確保することができる。

また、本発明に係る流体移送管は、流体移送手段を支持する支持体に当接して取り付けられ、流体移送手段に連結する流体移送管であって、熱可塑性樹脂からなる第１管部材及び第２管部材が連結されて構成されており、第１管部材は、互いに並設され、流体の流路を形成する複数の管と、支持体と当接する当接部とを備え、第２管部材は、互いに並設され、流体の流路を形成する複数の管と、支持体と当接する当接部と、複数の管の全ての流路に連通する連通部とを備え、第１管部材及び第２管部材の当接部には、当該当接部と支持体とを固定するための固定手段が挿通される貫通孔が設けられており、貫通孔は、管の軸方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする。

この流体移送管では、第１及び第２の管部材において、当接部と支持体とを固定する固定手段が挿通される貫通孔が管の軸方向に延びる長孔となっている。これにより、熱可塑性樹脂からなる管部材が例えば金属部材などの異種材料からなる支持体に固定されて処理液中に浸漬されたときに線膨張（熱膨張）した場合であっても、管の軸方向に延びる長孔によって線膨張した分だけ管部材を軸方向にスライドさせることができる。そのため、熱応力を緩和させることができ、その結果、クラックなどの不具合を防止することができる。

また、本発明に係る流体移送ユニットは、上述の流体移送管と、流体移送手段と、流体移送手段を支持する支持体とを備えることを特徴とする。この流体移送ユニットでは、上述の流体移送管の第１及び第２の管部材において、当接部と支持体とを固定する固定手段が挿通される貫通孔が管の軸方向に延びる長孔となっている。これにより、熱可塑性樹脂からなる管部材が例えば金属部材などの異種材料からなる支持体に固定されて処理液中に浸漬されたときに線膨張（熱膨張）した場合であっても、管の軸方向に延びる長孔によって線膨張した分だけ管部材を軸方向にスライドさせることができる。そのため、熱応力を緩和させることができ、その結果、クラックなどの不具合を防止することができる。

なお、流体移送管は、流体を移送する配管であればよい。ここで流体とは、液体、気体又は気液混合されたものの総括名称である。また、流体移送手段は、上記流体を移送できるものであれば制限はなく、流体を移送する配管であってもよいが、膜モジュールが好ましく、中空糸膜モジュールであることが更に好ましい。また、流体移送ユニットは、上記流体移送管及び流体移送手段から構成されるものであれよく、移送される流体に制限はないが、流体移送手段が膜モジュール又は中空糸膜モジュールからなる膜ユニットであることが好ましい。

本発明によれば、熱応力による不具合を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るヘッダー管ユニットにより構成されたヘッダー管を備える膜ユニットの概要を示す図である。 第１ヘッダー管ユニットの上方斜視図である。 図２に示す第１ヘッダー管ユニットの下方斜視図である。 図２に示す第１ヘッダー管ユニットを下から見た図である。 図２に示す第１ヘッダー管ユニットを前から見た図である。 第２ヘッダー管ユニットの上方斜視図である。 図６に示す第２ヘッダー管ユニットの下方斜視図である。 図６に示す第２ヘッダー管ユニットを上から見た図である。 図６に示す第２ヘッダー管ユニットの断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係るヘッダー管ユニットにより構成されたヘッダー管を備える膜ユニットの概要を示す図である。図１に示す膜ユニット（流体移送ユニット）１は、処理槽内の処理水中に浸漬して処理水の汚泥等の懸濁物質を除去する機能を有しており、処理水の浄化を行う複数の中空糸膜モジュール２と、中空糸中空糸膜モジュール２を支持するフレーム（支持体）３と、フレーム３に当接して固定され、中空糸膜モジュール（流体移送手段）２の上方に設けられて中空糸膜モジュール２の濾過水を吸い出すヘッダー管（流体移送管）４とを備えている。膜ユニット１には、図示しないが、中空糸膜モジュール２の下方に設けられて中空糸膜モジュール２を支持するアンダーサポートや、中空糸膜モジュール２に散気する散気管などがフレーム３に組み付けられている。

フレーム３は、金属部材によって形成されており、長方形状をなす中空の上側枠状部材３１と、上側枠状部材３１の下側に配置されて当該上側枠状部材３１と同形状の中空の下側枠状部材３２と、上側枠状部材３１及び下側枠状部材３２同士を連結する四本の中空の柱部材３３から構成されている。長方形枠状の上側枠状部材３１及び下側枠状部材３２は、各辺が断面矩形状に構成されていると共に、各辺の内部空間が互いに連通されている。上側枠状部材３１と下側枠状部材３２とは、上方から見て四辺が互いに重なり合うように対向配置されており、柱部材３３は、上側枠状部材３１の四隅と下側枠状部材３２の四隅とをそれぞれ連結している。

上側枠状部材３１の内部空間と下側枠状部材３２の内部空間とは、柱部材３３の内部空間を介して互いに連通されている。また、上側枠状部材３１の一方の短辺における外周面には、当該上側枠状部材３１の内部空間に連通されたパイプ状の継手部３４が形成されている。この継手部３４には図示されない気体供給装置が接続されており、供給された気体は、上側枠状部材３１の内部空間、柱部材３３の内部空間、及び下側枠状部材３２の内部空間全体へ広がる。なお、フレーム３を構成する各部材には、処理水が海水である場合にも対応するべく、接液する金属部材の表面または内外表面には、耐海水、耐アルカリ性、耐酸性のあるＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等の樹脂コーティングや、塗料による塗装、若しくはスーパーステンレスを用いることが好ましい。

フレーム３の上側枠状部材３１の上面には、ヘッダー管４が当接して取り付けられている。このヘッダー管４は、上側枠状部材３１の長辺の長さと略同一の長さを有しており、また、合計の幅が上側枠状部材３１の短辺の長さと略同一とされている。ヘッダー管４は、５個の第１ヘッダー管ユニット（第１管部材）４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅと、１個の第２ヘッダー管ユニット（第２管部材）４１ｆとにより構成されている。第１及び第２のヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｆは、樹脂成形によって成形されている。樹脂材料としては、例えば、ＡＢＳや硬質塩化ビニールや変形ポリフェニレンエーテル樹脂やポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。

ヘッダー管４を構成する第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ｆについて、図２〜図９を参照しながら説明する。最初に、第１ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｅについて説明する。図２は、第１ヘッダー管ユニットの上方斜視図であり、図３は、図２に示す第１ヘッダー管ユニットの下方斜視図である。図４は、図２に示す第１ヘッダー管ユニットを下から見た図であり、図５は、図２に示す第１ヘッダー管ユニットを前から見た図である。なお、第１ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｅは、全て同様の構成を有しており、以下の説明では、第１ヘッダー管ユニット４１ａについて具体的に説明する。

図２〜図５に示すように、第１ヘッダー管ユニット４１ａは、２本のパイプ４２，４３と、この２本のパイプ４２，４３を連結する連結部４５と、フレーム３に当接する当接部４６とを有している。パイプ（管）４２とパイプ４３とは、略平行に並べて設けられている。パイプ４２及びパイプ４３は、中空糸膜モジュール２から吸い出されたろ過水の流路Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ独立して形成している。パイプ４２，４３の一方の端部（図２の右側）の開口部の直径は、パイプ４２，４３の他方の端部（図２の左側）の開口部の直径よりも大きくなっている。このような構成により、ヘッダー管４では、例えば第１ヘッダー管ユニット４１ｂのパイプ４２，４３の一方の端部に第１ヘッダー管ユニット４１ａのパイプ４２，４３の他方の端部が挿入され、第１ヘッダー管ユニット４１ａ，４１ｂ同士が連結されている。

連結部４５は、パイプ４２とパイプ４３とを互いに平行に並設させている。連結部４５は、板状の部材であり、上側連結部４５ａと、下側連結部４５ｂとを有している。上側連結部４５ａ及び下側連結部４５ｂは、パイプ４２，４３の軸方向（長手方向）の両端部側において、パイプ４２とパイプ４３とを連結している。パイプ４２，４３の一端側（開口部の直径が大きい側）において、上側連結部４５ａと下側連結部４５ｂとは、パイプ４２，４３の外周面の一部に沿って形成されている。また、パイプ４２，４３の他端側（開口部の直径が小さい側）において、上側連結部４５ａ及び下側連結部４５ｂは、連続して形成されており、パイプ４２，４３の外周面の全周に沿って形成されている。一対の上側連結部４５ａの間には、補強のためのリブ部４７がパイプ４２の外周面とパイプ４３に外周面とにわたって複数（ここでは４つ）設けられている。

当接部４６は、パイプ４２，４３の並設方向の外側に向かってそれぞれ張り出している。当接部４６の端面は、下側連結部４５ｂの端面と面一となっている。当接部４６における上側枠状部材３１との当接面（下面）は、平坦面となっている。当接部４６は、上側枠状部材３１の対向する一対の長辺の上面に載置されて固定される。各当接部４６には、複数（ここでは２つ）の貫通孔４８が形成されている。貫通孔４８は、第１ヘッダー管ユニット４１ａとフレーム３とを固定するためのボルト（固定手段）が挿通される孔である。図４に示すように、貫通孔４８は、当接部４６の厚み方向に貫通しており、パイプ４２，４３の軸方向に沿って所定の間隔をあけて設けられている。この貫通孔４８は、パイプ４２，４３の軸方向に延びる長孔となっている。貫通孔４８の長さは、例えば１０〜２０ｍｍ程度、貫通孔４８の幅は、例えば８〜１２ｍｍ程度となっている。当接部４６と下側連結部４５ｂとは、パイプ４２，４３の台座を構成している。

パイプ４２，４３の外周面と当接部４６の上面との間には、補強のためのリブ部４９が設けられている。リブ部４９は、パイプ４２，４３の外周面と当接部４６の上面との間に所定の間隔をあけて複数（ここでは３つ）形成されている。リブ部４９の端面は、当接部４６の端面と面一となっている。

パイプ４２，４３には、接続部５０が設けられている。接続部５０は、中空状の管であり、当接部４６よりも下方に突出している。接続部５０は、パイプ４２，４３の流路Ｆ１，Ｆ２と連通している。図４に示すように、接続部５０は、各パイプ４２，４３に複数（ここでは２つ）設けられており、パイプ４２，４３の軸方向に沿って所定の間隔ｄ１をあけて配置されている。また、接続部５０は、並設されたパイプ４２とパイプ４３とにおいて、パイプ４２，４３の並設方向に沿って所定の間隔ｄ２をあけて配置されている。これらの間隔ｄ１、ｄ２は、等間隔（ｄ１＝ｄ２）となっており、中空糸膜モジュール２の設置間隔に合わせて設定されている。接続部５０には、図１に示す伸縮継手５１が接続され、中空糸膜モジュール２が接続される。

ここで、フレーム３に組み込まれる中空糸膜モジュール２同士の設置間隔は、複数中空糸膜の処理水内での揺れを考慮して当該中空糸膜モジュール２の外径の１．２倍以上且つ２倍以下程度に設定することが好ましい。例えば、中空糸膜モジュール２同士のピッチは１５０ｍｍ以上且つ３００ｍｍ以下程度が好ましい。中空糸膜モジュール２同士が近すぎる場合、隣接する中空糸膜２ａ同士がぶつかり合い、中空糸膜２ａの擦化が進行する可能性がある。また、中空糸膜２ａの揺れの幅が抑制され、汚泥の付着抑制効果が損なわれる可能性もあるため、中空糸膜モジュール２同士の設置間隔は該中空糸膜モジュール２の外径の１．２倍以上、好ましくは１．５倍以上程度に設定することが好ましい。中空糸膜モジュール２が接続される接続部５０は、このような中空糸膜モジュール２の設置間隔に合わせて設定されている。

次に、第２ヘッダー管ユニット４１ｆについて説明する。図６は、第２ヘッダー管ユニットの上方斜視図であり、図７は、図６に示す第２ヘッダー管ユニットの下方斜視図である。図８は、図６に示す第２ヘッダー管ユニットを上から見た図であり、図９は、図６に示す第２ヘッダー管ユニットの線断面図である。

図６〜図９に示すように、第２ヘッダー管ユニット４１ｆは、２本のパイプ５２，５３と、この２本のパイプ５２，５３を連結する連結部５５と、フレーム３に当接する当接部５６とを有している。パイプ５２とパイプ５３とは、略平行に並べて設けられている。パイプ５２及びパイプ５３は、中空糸膜モジュール２から吸い出されたろ過水の流路Ｆ１，Ｆ２を形成している。パイプ５２，５３の一方の端部（図６の右側）の開口部の直径は、パイプ５２，５３の他方の端部（図６の左側）の開口部の直径よりも大きくなっている。

連結部５５は、パイプ５２とパイプ５３とを互いに平行に並設させている。連結部５５は、板状の部材であり、上側連結部５５ａと、下側連結部５５ｂとを有している。上側連結部５５ａ及び下側連結部５５ｂは、パイプ５２，５３の軸方向（長手方向）の両端部側において、パイプ５２とパイプ５３とを連結している。パイプ５２，５３の一端側（開口部の直径が大きい側）において、上側連結部５５ａと下側連結部５５ｂとは、パイプ５２，５３の外周面の一部に沿って形成されている。また、パイプ５２，５３の他端側（開口部の直径が小さい側）において、上側連結部５５ａ及び下側連結部５５ｂは、連続して形成されており、パイプ５２，５３の外周面の全周に沿って形成されている。

当接部５６は、パイプ５２，５３の並設方向の外側に向かってそれぞれ張り出している。当接部５６の端面は、下側連結部５５ｂの端面と面一となっている。当接部５６における上側枠状部材３１との当接面（下面）は、平坦面となっている。当接部５６は、上側枠状部材３１の対向する一対の長辺の上面に載置されて固定される。各当接部５６には、複数（ここでは２つ）の貫通孔５８が形成されている。貫通孔５８は、第２ヘッダー管ユニット４１ｆとフレーム３とを固定するためのボルトが挿通される孔である。図６及び図７に示すように、貫通孔５８は、当接部５６の厚み方向に貫通しており、パイプ５２，５３の軸方向に沿って所定の間隔をあけて設けられている。この貫通孔５８は、パイプ５２，５３の軸方向に延びる長孔となっている。貫通孔５８の長さは、例えば１０〜２０ｍｍ程度、貫通孔５８の幅は、例えば８〜１２ｍｍ程度となっている。当接部５６と下側連結部５５ｂとは、パイプ５２，５３の台座を構成している。

パイプ５２，５３の外周面と当接部５６の上面との間には、補強のためのリブ部５９が設けられている。リブ部５９は、パイプ５２，５３の外周面と当接部５６の上面との間に所定の間隔をあけて複数（ここでは３つ）形成されている。リブ部５９の端面は、当接部５６の端面と面一となっている。

パイプ５２，５３には、接続部６０が設けられている。接続部６０は、中空状の管であり、当接部５６よりも下方に突出している。接続部６０は、パイプ５２，５３の流路Ｆ１，Ｆ２と連通している。接続部６０は、各パイプ５２，５３に複数（ここでは２つ）設けられており、パイプ５２，５３の軸方向に沿って所定の間隔をあけて配置されている。また、接続部６０は、並設されたパイプ５２とパイプ５３とにおいて、パイプ５２，５３の並設方向に沿って所定の間隔をあけて配置されている。これらの間隔は、等間隔となっており、上述した中空糸膜モジュール２の設置間隔に合わせて設定されている。接続部６０には、図１に示す伸縮継手５１が接続され、中空糸膜モジュール２が接続される。

パイプ５２及びパイプ５３には、吸水継手（連通部）６２が接続されている。吸水継手６２は、パイプ５２及びパイプ５３の両方に連通しており、パイプ５２，５３から上方に向かって延びるように設けられている。吸水継手６２は、本体部６３と、本体部６３の上端部（先端側）の周囲に設けられたフランジ部６４とを有している。本体部６３は、円筒形状をなしており、フランジ部６４は、本体部６３の上端部から本体部６３の径方向（放射方向）に突出し、円環状をなしている。

図９に示すように、吸水継手６２は、パイプ５２，５３から上方に突出するように形成された円筒形状の突出部６５に本体部６３が挿入されて接着固定されている。吸水継手６２は、突出部６５と共に構成されている。パイプ５２，５３のそれぞれには、吸水継手６２が接続される部分（突出部６５の内面６５ａ側）に開口部Ｋ１，Ｋ２が形成されている。開口部Ｋ１，Ｋ２は、並設されたそれぞれのパイプ５２，５３において、流路Ｆ１（パイプ５２）と流路Ｆ２（パイプ５３）とが連通するように形成されている。開口部Ｋ１，Ｋ２は、パイプ５２，５３の横断面視において、パイプ５２，５３の円周の１／４が開口するように形成されている。

具体的には、開口部Ｋ１は、パイプ５２の上部（突出部６５の内面６５ａに対応する位置）から中心軸の高さ位置まで形成されている。また、開口部Ｋ２は、パイプ５３の上部から中心軸の高さ位置まで形成されている。パイプ５２とパイプ５３との間には、パイプ５２とパイプ５３との開口部Ｋ１，Ｋ２に連設された連結部材Ｊが設けられており、この連結部材Ｊは、パイプ５２，５３の中心軸の高さと同じ高さ位置に形成されている。このような構成により、リブ構造となっている。

本体部６３の外周面とフランジ部６４の下面との間には、本体部６３の周方向に所定の間隔をあけて複数のリブ部６６が設けられている。フランジ部６４には、図示しない吸水装置の相フランジとボルト締結するための貫通孔６７が設けられている。貫通孔６７は、フランジ部６４の厚み方向に貫通しており、フランジ部６４の周方向に沿って所定の間隔をあけて複数（ここでは８つ）形成されている。貫通孔６７は、本体部６３の径方向に沿って延びる長孔となっている。貫通孔６７の長孔の長さは、例えば１５〜３０ｍｍ程度、貫通孔６７の長孔の幅は、例えば１８〜２０ｍｍ程度となっている。なお、貫通孔６７の数は、フランジ部６４の径や加わる圧力により設定されている。

本体部６３の貫通孔６７に対応する位置には、本体部６３の軸方向（長さ方向）に沿って凹部６８が設けられている。凹部６８は、断面半円形状をなしている。この凹部６８は、吸水継手６２が吸水装置に接続される際、ボルトとナットとの間に挿通されるワッシャーの一部が位置する部分である。これにより、ワッシャーが本体部６３の外周面に干渉するといった不具合を防止することができる。吸水継手６２には、図示しない吸水装置が接続され、当該吸水装置で吸水を行うことによって、ヘッダー管４は伸縮継手５１及び中空糸膜モジュール２を介して処理槽内の処理水を吸い上げることができる。

ヘッダー管４は、５個の第１ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｅを連結すると共に、１個の第２ヘッダー管ユニット４１ｆを第１のヘッダー管４の一端部に連結して構成される。ヘッダー管４の一端部に該当する第２ヘッダー管ユニット４１ｆのパイプ５２，５３の一端部には、封止用キャップ６９が取り付けられている。ヘッダー管４の他端部に該当する第１ヘッダー管ユニット４１ｅのパイプ４２，４３の他端部には、封止用キャップ７０が取り付けられている。

ヘッダー管４をフレーム３に取り付ける際には、ヘッダー管４をフレームの上側枠状部材３１の上面に載置し、第１ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｅ及び第２ヘッダー管ユニット４１ｆの当接部４６，５６と上側枠状部材３１の上面を当接させた状態で、第１ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｅ及び第２ヘッダー管ユニット４１ｆの当接部４６，５６の貫通孔４８，５８と上側枠状部材３１の貫通孔（図示しない）とにボルトを挿通して締結する。

ここで、フレーム３は、変形の抑制や強度の確保といった観点などから金属部材にて形成されていることが一般的であり、ヘッダー管４を構成する第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｆは、加工の容易性などから熱可塑性樹脂にて形成されている。このように、フレーム３と第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｆは、異種材料にて構成されているため熱膨張率（線膨張率・係数）が異なり、熱可塑性樹脂からなる第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｆは、フレーム３よりも熱膨張率が高い。そのため、フレーム３にヘッダー管４がボルト締結された膜ユニット１が処理水中に浸漬されたときに、フレーム３よりも第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ｆが線膨張し、第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｆに熱応力が加わる。このとき、フレーム３に第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ｆが固定されているため、熱応力によってクラックなどの不具合が生じるといった問題がある。

そこで、本実施形態に係る第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｆでは、ボルトが挿通される貫通孔４８，５８をパイプ４２，４３，５２，５３の軸方向に沿って延びる長孔としている。これにより、熱膨張（線膨張）によって第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ｆに熱応力が生じた場合であっても、パイプ４２，４３，５２，５３の軸方向に延びる長孔によって第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｆを軸方向にスライドさせることができるため、熱応力を緩和することができる。その結果、クラックなどの不具合を防止することができる。

また、接続部５０，６０は、等間隔に設けられている。これにより、接続部５０，６０に伸縮継手５１を介して接続される中空糸膜モジュール２のピッチ間隔を等間隔に位置決めすることができる。また、中空糸膜モジュール２が等間隔にて接続されるため、各中空糸膜モジュール２のろ過圧力を均一にすることができ、中空糸膜２ａのろ過性能を均一にすることができる。

また、第２ヘッダー管ユニット４１ｆにおいて、吸水継手６２のフランジ部６４に形成された貫通孔６７は、吸水継手６２の本体部６３の径方向に延在する長孔となっている。フランジ部６４に対向配置されて固定される吸水装置の相フランジ部は、ＩＳＯ規格以外の各国の工業規格によってサイズ（外径）がまちまちである。そのため、フランジ部同士を突き合わせた際、ボルトが挿通される貫通孔の位置が合わないといった問題が生じ、これを解決するために、中間部材などを間に配置するといった対策を取る必要があった。そこで、フランジ部６４の貫通孔６７を長孔にすることにより、様々な規格の相フランジの貫通孔に対応することが可能となる。

また、第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｆのパイプ４２，４３，５２，５３の外周面にリブ部４７，４９，５９が設けられているので、パイプ４２，４３，５２，５３の内部圧力の変動による変形を防止することができる。

また、パイプ５２，５３において、吸水継手６２が接続される部分には開口部Ｋ１，Ｋ２が設けられており、この開口部Ｋ１，Ｋ２は、パイプ５２の上部から中心軸の高さ位置まで形成されている。そして、パイプ５２，５３は、開口部Ｋ１，Ｋ２が形成された中心軸の高さ位置において連結部材Ｊにて連結されている。このような構成により、吸水継手６２と連通する部分においてリブ構造となる。そのため、例えば逆洗の際に加圧され場合であってもその加圧に耐え得る強度を確保することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、本発明の管部材をヘッダー管４を構成する第１及び第２ヘッダー管ユニット４１ａ〜４１ｂに適用しているが、管部材は他の構成に適用されてもよい。

また、第２ヘッダー管ユニット４１ｆの配置数は、１個に限定されない。例えば、第２ヘッダー管ユニット４１ｆは、ヘッダー管４の両端部側に配置されてもよい。また、第２ヘッダー管ユニット４１ｆの配置位置も上記実施形態に限定されず、例えばヘッダー管４の中央位置に配置されてもよい。

また、上記実施形態では、第２ヘッダー管ユニット４１ｆにおいて、吸水継手６２がパイプ５２，５３から上方（パイプ５２，５３の軸方向に直交する方向）に突出する構成としているが、吸水継手６２は、他の位置に設けられてもよい。例えば、吸水継手６２は、パイプ５２，５３の軸方向に沿って突出するように設けられてもよい。要は、パイプ５２，５３の両方と連通する構成であればよい。

また、上記実施形態では、流体移送手段として中空糸膜モジュール２、流体移送管としてヘッダー管４を用い、流体移送ユニットを膜ユニット１として構成しているが、流体移送ユニットは膜ユニット１だけに限定されない。

１…膜ユニット（流体移送ユニット）、２…中空糸膜モジュール（流体移送手段）、３…フレーム（支持体）、４…ヘッダー管（流体移送管）、４１ａ〜４１ｅ…第１ヘッダー管ユニット（第１管部材）、４１ｆ…第２ヘッダー管ユニット（第２管部材）、４２，４３，５２，５３…パイプ（管）４６，５６…当接部、４８，５８…貫通孔、４７，４９，５９…リブ部、６２…吸水継手（連通部）、６４…フランジ部、Ｋ１，Ｋ２…開口部。

Claims (11)

1. 流体移送手段を支持する支持体に当接して取り付けられ、前記流体移送手段に連結する流体移送管の少なくとも一部を構成する熱可塑性樹脂からなる管部材であって、
   互いに並設され、流体の流路を形成する複数の管と、
   前記支持体と当接する当接部とを備え、
   前記当接部には、当該当接部と前記支持体とを固定するための固定手段が挿通される貫通孔が設けられており、
   前記貫通孔は、前記管の軸方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする管部材。
2. 前記複数の管のそれぞれには、前記流路に連通すると共に前記流体移送手段に接続される管状の接続部が複数設けられており、
   前記接続部は、前記管の軸方向において等間隔に設けられていると共に、隣り合う管との間において等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１記載の管部材。
3. 前記複数の管の外周面にリブ部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の管部材。
4. 前記複数の管の全ての流路に連通する連通部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の管部材。
5. 前記連通部の先端側の開口部の周囲には、フランジ部が設けられており、
   前記フランジ部には、当該フランジ部を固定する固定手段が挿通される貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔は、前記連通部の径方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする請求項４記載の管部材。
6. 前記複数の管には、前記連通部と連通する部分において、前記管同士を連通させる開口部がそれぞれ形成されており、
   前記各開口部は、前記管における前記連通部の内面に対応する位置から前記管の中心軸の高さ位置まで形成されており、
   前記複数の管は、前記開口部における前記管の中心軸の高さ位置において連結部材にて連結されていることを特徴とする請求項４又は５記載の管部材。
7. 前記流体移送手段が膜モジュールであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の管部材。
8. 流体移送手段を支持する支持体に当接して取り付けられ、前記流体移送手段に連結する流体移送管であって、
   熱可塑性樹脂からなる第１管部材及び第２管部材が連結されて構成されており、
   前記第１管部材は、互いに並設され、流体の流路を形成する複数の管と、前記支持体と当接する当接部とを備え、
   前記第２管部材は、互いに並設され、流体の流路を形成する複数の管と、前記支持体と当接する当接部と、前記複数の管の全ての流路に連通する連通部とを備え、
   前記第１管部材及び前記第２管部材の前記当接部には、当該当接部と前記支持体とを固定するための固定手段が挿通される貫通孔が設けられており、
   前記貫通孔は、前記管の軸方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする流体移送管。
9. 前記流体移送手段が膜モジュールであることを特徴とする請求項８記載の流体移送管。
10. 請求項８又は９に記載の流体移送管と、
    流体移送手段と、
    前記流体移送手段を支持する支持体とを備えることを特徴とする流体移送ユニット。
11. 前記流体移送手段が膜モジュールであることを特徴とする請求項１０記載の流体移送ユニット。

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