JP2512345Y2 - 外圧型中空糸膜モジュ―ル - Google Patents
外圧型中空糸膜モジュ―ルInfo
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- JP2512345Y2 JP2512345Y2 JP1990056364U JP5636490U JP2512345Y2 JP 2512345 Y2 JP2512345 Y2 JP 2512345Y2 JP 1990056364 U JP1990056364 U JP 1990056364U JP 5636490 U JP5636490 U JP 5636490U JP 2512345 Y2 JP2512345 Y2 JP 2512345Y2
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- Japan
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- hollow fiber
- fiber membrane
- case
- external pressure
- support
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は外圧型中空糸膜モジュールに関するものであ
る。
る。
（従来の技術） 原液から固形分の分離、原液からの特定の液体の分
離、原液からの気体の分離、混合気体からの特定の気体
の分離に精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透分離膜、パー
ベィパレーション膜、脱気膜、あるいは気体分離膜が用
いられている。
離、原液からの気体の分離、混合気体からの特定の気体
の分離に精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透分離膜、パー
ベィパレーション膜、脱気膜、あるいは気体分離膜が用
いられている。
これらの透過膜乃至は半透膜を用いた膜モジュールに
は、各種型式のものが知られているが、中空糸膜モジュ
ールにおいては、モジュール単位容積当たりの膜面積を
大きくとり得、モジュールのコンパクト化に有利であ
り、特に、中空糸膜の外部を原液側とする外圧型中空糸
膜モジュールが、半導体製造用水、注射液製造用水等の
超純水の製造から水道水の濾過、果汁等の比較的濁質の
液体分離に広範囲に用いられている。
は、各種型式のものが知られているが、中空糸膜モジュ
ールにおいては、モジュール単位容積当たりの膜面積を
大きくとり得、モジュールのコンパクト化に有利であ
り、特に、中空糸膜の外部を原液側とする外圧型中空糸
膜モジュールが、半導体製造用水、注射液製造用水等の
超純水の製造から水道水の濾過、果汁等の比較的濁質の
液体分離に広範囲に用いられている。
外圧型モジュールには、両端固定式と片端固定式とが
存在する。
存在する。
第２図は両端固定式の外圧型中空糸膜モジュールを示
し、筒状ケース１′内に中空糸膜束２′を収容し、中空
糸膜束２′の一端を注型樹脂３′により筒状ケース１′
の内面に固定すると共に中空糸膜の一端21′をその注型
樹脂３′の外面に導出し、中空糸膜束２′の他端を注型
樹脂４′により筒状ケース１′の内面に固定すると共に
各中空糸膜の他端をその注型樹脂４′に埋入して封口
し、同注型樹脂４′に原液流通穴５′、…を設けてい
る。
し、筒状ケース１′内に中空糸膜束２′を収容し、中空
糸膜束２′の一端を注型樹脂３′により筒状ケース１′
の内面に固定すると共に中空糸膜の一端21′をその注型
樹脂３′の外面に導出し、中空糸膜束２′の他端を注型
樹脂４′により筒状ケース１′の内面に固定すると共に
各中空糸膜の他端をその注型樹脂４′に埋入して封口
し、同注型樹脂４′に原液流通穴５′、…を設けてい
る。
この両端固定式の外圧型中空糸膜モジュールにより流
体、例えば原液を分離処理するには、原液流入口11′か
ら筒状ケース１′内に原液を圧入し、原液中の特定の液
体を中空糸膜で透過分離し、該中空糸膜を透過した特定
の液体、すなわち透過液を中空糸膜一端の開口から取り
出し、上記特定液体の分離により濃縮された原液を原液
流出穴５′…から流出させていく。
体、例えば原液を分離処理するには、原液流入口11′か
ら筒状ケース１′内に原液を圧入し、原液中の特定の液
体を中空糸膜で透過分離し、該中空糸膜を透過した特定
の液体、すなわち透過液を中空糸膜一端の開口から取り
出し、上記特定液体の分離により濃縮された原液を原液
流出穴５′…から流出させていく。
第３図は、片端固定式の外圧型中空糸膜モジュールを
示し、上記の両端固定式に対し、中空糸膜束の他端側の
注型樹脂４′を省略し、各中空糸膜の他端20′を中空糸
膜内への封止材（樹脂）の封入によって封止し、中空糸
膜束２′の一端のみを固定し、他端は自由状態としてあ
り、原液の分離処理の様相は上記両端固定式の外圧型中
空糸膜モジュールに同様である。
示し、上記の両端固定式に対し、中空糸膜束の他端側の
注型樹脂４′を省略し、各中空糸膜の他端20′を中空糸
膜内への封止材（樹脂）の封入によって封止し、中空糸
膜束２′の一端のみを固定し、他端は自由状態としてあ
り、原液の分離処理の様相は上記両端固定式の外圧型中
空糸膜モジュールに同様である。
（解決しようとする課題） しかしながら、上記の片端固定式においては、両端固
定式に較べ、原液流入口11′からの原液流の圧力を横荷
重とする中空糸膜束２′の撓みが大きく、中空糸膜の折
損が懸念される。両端固定式においては、中空糸膜束を
両端で支持してあるから、上記横荷重に対する中空糸膜
束の撓みを小さくでき、中空糸膜の折損を回避できる
が、滅菌処理のための熱水の注入、滅菌処理後での冷却
のための冷水の注入に基づく急峻な加熱冷却の際、筒上
ケースと中空糸膜束との熱膨張係数の差異又は加熱冷却
速度の差異のために、筒状ケースと注型樹脂との界面に
熱応力が発生し、この熱応力が大なるときは、その界面
が剥離し、漏れ事故が発生し、透過液の汚損が懸念され
る。
定式に較べ、原液流入口11′からの原液流の圧力を横荷
重とする中空糸膜束２′の撓みが大きく、中空糸膜の折
損が懸念される。両端固定式においては、中空糸膜束を
両端で支持してあるから、上記横荷重に対する中空糸膜
束の撓みを小さくでき、中空糸膜の折損を回避できる
が、滅菌処理のための熱水の注入、滅菌処理後での冷却
のための冷水の注入に基づく急峻な加熱冷却の際、筒上
ケースと中空糸膜束との熱膨張係数の差異又は加熱冷却
速度の差異のために、筒状ケースと注型樹脂との界面に
熱応力が発生し、この熱応力が大なるときは、その界面
が剥離し、漏れ事故が発生し、透過液の汚損が懸念され
る。
このように、従来の両端固定式外圧型中空糸膜モジュ
ール、片端固定式の外圧型中空糸膜モジュールには、そ
れぞれ一長一短がある。
ール、片端固定式の外圧型中空糸膜モジュールには、そ
れぞれ一長一短がある。
本考案の目的は、原液流入圧力による中空糸膜の折損
並びに急峻な加熱冷却時での筒状ケースと注型樹脂との
間の界面の剥離を防止できる外圧型中空糸膜モジュール
を提供することにある。
並びに急峻な加熱冷却時での筒状ケースと注型樹脂との
間の界面の剥離を防止できる外圧型中空糸膜モジュール
を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本考案に係わる外圧型中空糸膜モジュールは、被処理
流体が流入される筒状ケース内に中空糸膜束が収容さ
れ、中空糸膜の一端部と筒状ケースとの間が注型樹脂に
よって封止されると共に中空糸膜の一端が該注型樹脂の
外面に表出され、中空糸膜の他端部にサポートが取り付
けられると共に中空糸膜の他端が封止され、該サポート
のケース一端側方向への移動に対する係止用突部がケー
ス他端部内面に設けられ、該係止用突部と上記サポート
との間にギャップが存在し、上記サポートと筒状ケース
内面との間に流体流通間隙が保持されていることを特徴
とする構成である。
流体が流入される筒状ケース内に中空糸膜束が収容さ
れ、中空糸膜の一端部と筒状ケースとの間が注型樹脂に
よって封止されると共に中空糸膜の一端が該注型樹脂の
外面に表出され、中空糸膜の他端部にサポートが取り付
けられると共に中空糸膜の他端が封止され、該サポート
のケース一端側方向への移動に対する係止用突部がケー
ス他端部内面に設けられ、該係止用突部と上記サポート
との間にギャップが存在し、上記サポートと筒状ケース
内面との間に流体流通間隙が保持されていることを特徴
とする構成である。
（実施例の説明） 以下、図面により本考案の実施例について説明する。
第１図Ａは本考案の一実施例を示す縦断面図、第１図
Ｂは第１図Ａにおけるｂ−ｂ断面図である。
Ｂは第１図Ａにおけるｂ−ｂ断面図である。
第１図Ａ並びに第１図Ｂにおいて、１は筒状ケースで
あり、一端に原液流入口11を有している。２は中空糸膜
束であり、筒状ケース１内に収容してある。３はケース
一端の内部に注型した樹脂ブロックであり、ケース内面
と各中空糸膜との間を封止している。各中空糸膜の一端
２はこの注型樹脂ブロック３の外面に開口させてある。
４は中空糸膜束２の他端に取り付けたサポートであり、
外周に突子41、…を有するカップ状であって、樹脂42の
注入によって中空糸膜の他端22を封口してある。12は筒
状ケース１の他端部内面に突設したリングであり、上記
サポート４の突子41と当該リング12との係止により、サ
ポート４のケース一端側への移動（Ａ方向移動）が阻止
される。Ａ方向への流体流動がない状態では、第１図Ｃ
に示すように、リング12と上記サポート４との間にギャ
ップｇが存在している。従って、リング12にサポート４
が当接された第１図Ａに示す状態では、中空糸膜が前記
ギャップ長さ分だけ圧縮状態で弛まされている。５、…
はサポート４とケース内面10との間に設けた原液流通間
隙である。
あり、一端に原液流入口11を有している。２は中空糸膜
束であり、筒状ケース１内に収容してある。３はケース
一端の内部に注型した樹脂ブロックであり、ケース内面
と各中空糸膜との間を封止している。各中空糸膜の一端
２はこの注型樹脂ブロック３の外面に開口させてある。
４は中空糸膜束２の他端に取り付けたサポートであり、
外周に突子41、…を有するカップ状であって、樹脂42の
注入によって中空糸膜の他端22を封口してある。12は筒
状ケース１の他端部内面に突設したリングであり、上記
サポート４の突子41と当該リング12との係止により、サ
ポート４のケース一端側への移動（Ａ方向移動）が阻止
される。Ａ方向への流体流動がない状態では、第１図Ｃ
に示すように、リング12と上記サポート４との間にギャ
ップｇが存在している。従って、リング12にサポート４
が当接された第１図Ａに示す状態では、中空糸膜が前記
ギャップ長さ分だけ圧縮状態で弛まされている。５、…
はサポート４とケース内面10との間に設けた原液流通間
隙である。
上記において、原液は筒状ケース一端部の原液流入口
11より筒状ケース１内に供給され、筒状ケース他端の原
液流通間隙５から流出していく。この間に、原液中の溶
媒が中空糸膜２を透過し、この透過液が中空糸膜束２の
一端21から取り出され、これに伴い、原液が濃縮されて
いく。
11より筒状ケース１内に供給され、筒状ケース他端の原
液流通間隙５から流出していく。この間に、原液中の溶
媒が中空糸膜２を透過し、この透過液が中空糸膜束２の
一端21から取り出され、これに伴い、原液が濃縮されて
いく。
この場合、中空糸膜束２が原液流入口11から流入して
くる原液の流動圧力Ｐを横荷重として撓み変形を受け
る。而るに、中空糸膜２の一端が筒状ケース１一端の注
型樹脂ブロック３に固定され、中空糸膜束２他端の横方
向移動（横荷重方向の移動）がサポート４のケース内面
への当接で充分に防止されるから、力学的に、横荷重Ｐ
を受けた両端固定梁と等価であり、最大曲げモーメント
は中空糸膜束２の一端側に生じ、その最大曲げモーメン
トＭは、注型樹脂ブロック３から原液流入口11までの距
離をａ、中空糸膜束２の長さをＩとすれば、 で与えられる。
くる原液の流動圧力Ｐを横荷重として撓み変形を受け
る。而るに、中空糸膜２の一端が筒状ケース１一端の注
型樹脂ブロック３に固定され、中空糸膜束２他端の横方
向移動（横荷重方向の移動）がサポート４のケース内面
への当接で充分に防止されるから、力学的に、横荷重Ｐ
を受けた両端固定梁と等価であり、最大曲げモーメント
は中空糸膜束２の一端側に生じ、その最大曲げモーメン
トＭは、注型樹脂ブロック３から原液流入口11までの距
離をａ、中空糸膜束２の長さをＩとすれば、 で与えられる。
これに対して、中空糸膜束２の他端が自由状態の片端固
定の場合、最大曲げモーメントＭ′は、 Ｍ′＝ap であり、Ｍ＜Ｍ′となる。したがって、本考案モジュー
ルにおいては、片端固定式の外圧型中空糸膜モジュール
に較べて、原液流入圧力による中空糸膜の折れ損を良く
防止できる。
定の場合、最大曲げモーメントＭ′は、 Ｍ′＝ap であり、Ｍ＜Ｍ′となる。したがって、本考案モジュー
ルにおいては、片端固定式の外圧型中空糸膜モジュール
に較べて、原液流入圧力による中空糸膜の折れ損を良く
防止できる。
上記において、原液の流通方向を逆方向にすること、
即ち、原液流通間隙５を原液流入口とし、原液流通口11
を原液流出口として原液を流通することもできる。この
場合、原液流動圧によってサポート４がケース１に係止
し、サポート４が受ける液圧をケース１で支持し得るの
で、中空糸膜２の折損を防止できる。現に、内径105mm
φ、長さ100cmの筒状ケース内に、外径1mmの中空糸膜60
00本を収容し、上記第１図Ａ並びに第１図Ｂの通りに両
端固定式とした実施例品と、他端を自由状態の片端固定
式とした比較例品とを原液流入速度1m/s、膜間差圧1kg/
cm2で運転したところ、比較例品では３ケ月後に中空糸
膜の２本が折れたが、実施例品では何らの異常も観られ
なかった。更に、3kg/cm2、60秒フラッシュ・20秒停止
を１サイクルとするフラッシング洗浄を行ったところ、
比較例品では300サイクル後に中空糸膜の３本が、600サ
イクル後に７本が折れたが、実施例品では、600サイク
ル経過後においても、何ら異常は観られなかった。
即ち、原液流通間隙５を原液流入口とし、原液流通口11
を原液流出口として原液を流通することもできる。この
場合、原液流動圧によってサポート４がケース１に係止
し、サポート４が受ける液圧をケース１で支持し得るの
で、中空糸膜２の折損を防止できる。現に、内径105mm
φ、長さ100cmの筒状ケース内に、外径1mmの中空糸膜60
00本を収容し、上記第１図Ａ並びに第１図Ｂの通りに両
端固定式とした実施例品と、他端を自由状態の片端固定
式とした比較例品とを原液流入速度1m/s、膜間差圧1kg/
cm2で運転したところ、比較例品では３ケ月後に中空糸
膜の２本が折れたが、実施例品では何らの異常も観られ
なかった。更に、3kg/cm2、60秒フラッシュ・20秒停止
を１サイクルとするフラッシング洗浄を行ったところ、
比較例品では300サイクル後に中空糸膜の３本が、600サ
イクル後に７本が折れたが、実施例品では、600サイク
ル経過後においても、何ら異常は観られなかった。
本考案に係わるモジュールを滅菌処理する場合、原液
流入口11又は、原液流通間隙５より熱水を注入し、次い
で、冷水を注入して冷却する。この場合、中空糸膜束２
と筒状ケース１との熱膨張係数の差異、加熱冷却速度の
差異等のために、両者間に熱膨張・収縮差が生じるが、
サポート４の突子41と筒状ケース内面のリング12との間
に第１図Ｃに示すようにギャップｇが存在するか、また
は、第１図Ａに示すように、リング12にサポート４が当
接された状態のときは中空糸膜が弛んだ状態にあるの
で、上記熱膨張・収縮差をよく収縮できる。従って、中
空糸膜に引張り応力が発生するのを抑制でき、中空糸膜
の破断や注型樹脂３と筒状ケース１との接着界面の剥離
をよく防止できる。
流入口11又は、原液流通間隙５より熱水を注入し、次い
で、冷水を注入して冷却する。この場合、中空糸膜束２
と筒状ケース１との熱膨張係数の差異、加熱冷却速度の
差異等のために、両者間に熱膨張・収縮差が生じるが、
サポート４の突子41と筒状ケース内面のリング12との間
に第１図Ｃに示すようにギャップｇが存在するか、また
は、第１図Ａに示すように、リング12にサポート４が当
接された状態のときは中空糸膜が弛んだ状態にあるの
で、上記熱膨張・収縮差をよく収縮できる。従って、中
空糸膜に引張り応力が発生するのを抑制でき、中空糸膜
の破断や注型樹脂３と筒状ケース１との接着界面の剥離
をよく防止できる。
（考案の効果） 上述したとおり、本考案に係わる外圧型中空糸膜モジ
ュールにおいては、原液流入圧力による中空糸膜の折損
をよく防止でき、しかも、急峻な加熱・冷却に対して
も、筒状ケースと注型樹脂との間の界面での剥離を良く
防止でき、従来の片端固定式外圧型中空糸膜モジュー
ル、両端固定式外圧型中空糸膜モジュールの欠点を排除
し、利点のみを保有する外圧型中空糸膜モジュールを平
易に提供できる。又、サポートと筒状ケース内面との間
の原液流通間隙を原液流入口とする場合、その原液流通
間隙の形状を変えることにより、モジュール内の原液流
れを層流域から乱流域に変えることが可能であり、モジ
ュー内の原液流れを均一化し、透過性能を向上させ得
る。
ュールにおいては、原液流入圧力による中空糸膜の折損
をよく防止でき、しかも、急峻な加熱・冷却に対して
も、筒状ケースと注型樹脂との間の界面での剥離を良く
防止でき、従来の片端固定式外圧型中空糸膜モジュー
ル、両端固定式外圧型中空糸膜モジュールの欠点を排除
し、利点のみを保有する外圧型中空糸膜モジュールを平
易に提供できる。又、サポートと筒状ケース内面との間
の原液流通間隙を原液流入口とする場合、その原液流通
間隙の形状を変えることにより、モジュール内の原液流
れを層流域から乱流域に変えることが可能であり、モジ
ュー内の原液流れを均一化し、透過性能を向上させ得
る。
第１図Ａは本考案の一実施例を示す縦断面図、第１図Ｂ
は第1Aにおけるｂ−ｂ線断面図、第１図Ｃは本考案の要
部を示す説明図、第２図並びに第３図はそれぞれ従来例
を示す縦断面図である。 １……筒状ケース、11……流体流入口、２……中空糸膜
束、３……注型樹脂、４……サポート、５……原液流通
間隙。
は第1Aにおけるｂ−ｂ線断面図、第１図Ｃは本考案の要
部を示す説明図、第２図並びに第３図はそれぞれ従来例
を示す縦断面図である。 １……筒状ケース、11……流体流入口、２……中空糸膜
束、３……注型樹脂、４……サポート、５……原液流通
間隙。
Claims (1)
- 【請求項１】被処理流体が流入される筒状ケース内に中
空糸膜束が収容され、中空糸膜の一端部と筒状ケースと
の間が注型樹脂によって封止されると共に中空糸膜の一
端が該注型樹脂の外面に表出され、中空糸膜の他端部に
サポートが取り付けられると共に中空糸膜の他端が封止
され、該サポートのケース一端側方向への移動に対する
係止用突部がケース他端部内面に設けられ、該係止用突
部と上記サポートとの間にギャップが存在し、上記サポ
ートと筒状ケース内面との間に流体流通間隙が保持され
ていることを特徴とする外圧型中空糸膜モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990056364U JP2512345Y2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 外圧型中空糸膜モジュ―ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990056364U JP2512345Y2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 外圧型中空糸膜モジュ―ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414129U JPH0414129U (ja) | 1992-02-05 |
| JP2512345Y2 true JP2512345Y2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=31580125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990056364U Expired - Lifetime JP2512345Y2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 外圧型中空糸膜モジュ―ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2512345Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61192308A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-26 | Ebara Corp | 中空糸膜モジユ−ル |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP1990056364U patent/JP2512345Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414129U (ja) | 1992-02-05 |
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