JP3324904B2 - 中空糸膜モジュール装置 - Google Patents
中空糸膜モジュール装置Info
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Description
菌,濾過,分離等流体中の微粒子を阻止する中空糸膜モ
ジュール本体をハウジング内に装着する構成の中空糸膜
モジュール装置に関する。
止を行う場合、平面状の膜にひだを付けたいわゆるプリ
ーツタイプ、平面状のフィルターを内筒に巻き付けたい
わゆるデプスタイプ及び繊維を束ね内筒に巻き付けたい
わゆるワインドタイプ等タイプの違いはあるが、各装置
の長さ及び径において統一的な寸法と外周部から流体を
侵入させ、流体流路孔を多数有する内筒から濾過流体を
得る機構において同じ物が一般に広く使用されている。
膜やフィルターの孔径を変えて用いられている。
る濾過精度が高いものは、一般的に、プリーツタイプが
使用されており、平面状の膜にひだを付け膜面積を大き
くして濾過流量を多く、寿命を長くする構造になってい
るものの、その膜面積には限界がある。
には、膜の孔径が小さくなり、その孔径が小さくなれば
なるほど、その濾過流量が少なくなる傾向がある。
流量及び寿命を飛躍的に大きくするために、一般的に使
われている中空糸膜を使用して、従来から使用されてい
る規格サイズの膜やフィルターのモジュールと互換性を
持たせることができるようにしたものがある。例えば、
図5に示すような中空糸膜モジュール本体である(特公
平2−12130号公報参照)。
円筒周壁部に流体流路孔101を多数有する外筒102
と、無孔の内筒103との間の空間部104に、内筒1
03と外筒102とはポッティング材105を介して固
定され、かつ、両開口端を開口状態に保ったままポッテ
ィング材105で封止固定された中空糸膜106を配
し、両ポッティン端の濾過液出口部107に、外部への
濾過液流出部に通ずる濾過液の集合室108を有する構
成とした。
モジュール本体100は、次に示すようなハウジング1
10に装着される。
ジング外筒、112,113はハウジングキャップであ
り、ハウジングキャップ112,113はハウジング外
筒111の両端部に、例えば、ねじ部とパッキン114
を用いて、着脱自在に取付けられている。ハウジングキ
ャップ112には、液体の入口管115と出口管116
を取付けている。ハウジングキャップ113には液体の
出口管117のみを取付けている。
3の裏側には、中空糸膜モジュール本体100の内筒部
まで伸びた円筒部119を取付け、円筒部119の途中
の壁面には、数個の貫通孔120を設けている。
軸方向外部側の所定位置に径方向外方に伸びる外向きフ
ランジ部119Aを有している。
筒102の両端部には、内筒103の内壁面と同一径の
位置まで伸びた内向きフランジ部102Aを有してい
る。
上記したハウジング110内に装着され、中空糸膜モジ
ュール装置として用いられる。
ハウジング外筒111内に収納し、ハウジング外筒11
1の両端部に取付けられるハウジングキャップ112,
113の円筒部119の外向きフランジ部119Aと中
空糸膜モジュール本体100の外筒102の内向きフラ
ンジ部102Aとの間にシール部材としての平板状のパ
ッキン121を配して、外筒102の外部の流体と集合
室108内の濾過液が混ざらないようにシールし、ハウ
ジングキャップ112,113の円筒部119の外向き
フランジ部119Aにて保持することで装着されてい
る。
いて説明する。
から外筒102の外部に流れて来た流体としての原水
は、外筒102に多数設けた流体流路孔101を通っ
て、多数の中空糸膜106の外部まで進み、次に、中空
糸膜106の周壁の多孔内を通って内部空洞部に進む。
この時、正常な液体のみ、中空糸膜106の周壁部を通
り、小さな塵などの微粒子の菌は多孔部を通ることがで
きず、中空糸膜106の壁外に捕獲される。各中空糸膜
106の濾過液出口部107を通って濾過液の集合室1
08まで進んで来た清浄な液体は、ハウジングキャップ
112,113の円筒部119の貫通孔120を通じて
出口管116,117へ流れ出し、そこで使用される。
を用いることにより、空間部104内における膜面積、
濾過流量及び寿命を伸ばすことができ、従来から使用さ
れている規格寸法の例えばプリーツタイプとの互換性を
持たせることができる。
た従来技術の場合では、中空糸膜モジュール本体100
の長さが所定の長さより短いとき、外筒102の内向き
フランジ部102Aと円筒部119の外向きフランジ部
119A間に配設されているパッキン121のシール性
が劣り、外筒102の外部を流れる原水が濾過液の集合
室108内に漏れることになり、濾過性能が悪くなる。
ジ部119Aにて中空糸膜モジュール本体100を保持
する場合、ハウジング110との長さ方向の寸法関係に
ついて気を付けなければならず、装着性が悪い。
と外筒102の内向きフランジ部102Aの接触面にO
リング122を配設しているが、構成部品及び工程が増
えることから、これにより装着性が悪くなると共に、メ
ンテナンスが大変になる。
外筒102の流体流路孔101の形状が断面矩形状であ
ることから、外筒102の周壁に沿って流れる原水は、
中空糸膜106が収納されている空間部104への流入
がスムーズに行われず、効率的とはいえない。
理量が充分でなくなり、濾過液量が充分に得られない。
するためになされたもので、その目的とするところは、
中空糸膜モジュール本体のハウジングへの装着・取外性
の向上を図ると共に、外筒の外部を流れる流体が濾過流
体の集合室に漏れるのをシールするシール性の向上を図
り得る中空糸膜モジュール装置を提供することにある。
本発明にあっては、周壁部に流体流路孔を多数有する外
筒と、該外筒内に配設される無孔の内筒と、前記外筒と
前記内筒との間の空間部に収納される多数本の中空糸膜
の束と、該中空糸膜束の各中空糸膜の端末を開口状態に
保ったまま封止固定するためのポッティング材と、前記
内,外筒の両端に、少なくとも前記空間部を閉塞し、前
記中空糸膜の開口端面側は軸方向所定間隔を有して濾過
流体の集合室を形成する閉塞部とを備えた中空糸膜モジ
ュール本体と、該中空糸膜モジュール本体が装着される
ハウジングの前記集合室と連通する濾過流体出口を有す
るハウジングキャップに設けられた前記中空糸膜モジュ
ール本体を保持する保持部と、前記集合室側の閉塞部と
の間に設けられるシール部材と、を備えた中空糸膜モジ
ュール装置において、前記外筒に有する流体流路孔を、
外側から内側に向って閉じる形状としたことを特徴とす
る。また、上記構成において、前記中空糸膜モジュール
本体を前記ハウジングキャップの保持部側に押圧する押
圧手段を設けるのが好ましい。
は、中空糸膜モジュール本体の外筒の流体流路孔を、外
側から内側に向って閉じる形状とすることで、外筒の周
壁に沿って流れる流体は、中空糸膜が収納されている空
間部への流入が傾きに沿ってスムーズに行われることか
ら、効率的となる。 これにより、空間部内における濾過
処理量が増加し、濾過流量が増加することになる。ま
た、中空糸膜モジュール本体をハウジングキャップの保
持部側に押圧手段によって押圧されることにより、ハウ
ジング内に装着される。
に装着するため、中空糸膜モジュール本体の長さとハウ
ジングの長さとの寸法関係を気にする必要がなくなる。
従って、中空糸膜モジュール本体のハウジングへの装着
及び取り外しが簡単に行うことができる。即ち、装着・
取外性の向上が図れ、ひいてはメンテナンスが容易にで
きる。
着される規格寸法の例えばプリーツタイプの装置との互
換性も有する。
ール本体の濾過流体の集合室側閉塞部とハウジングキャ
ップの保持部との間がシール部材を介して押圧されるこ
とから、従来技術のように他にシール部材を設けること
なく、その部分におけるシール性が向上する。
体の外筒の外部を流れる流体が濾過流体の集合室側に漏
れないようにシールする性能である。
する。本発明の一実施例に係る中空糸膜モジュール装置
を示す図1において、1は中空糸膜モジュール装置全体
を示しており、中空糸膜モジュール本体(以下、モジュ
ール本体と略称する)2が市販のハウジング3に装着さ
れている。
流路孔4を多数有する外筒5と、無孔の内筒6との間の
空間部7に収納される多数本の中空糸膜8の束と、この
中空糸膜束9の各中空糸膜8の端末を開口状態に保ちつ
つ封止固定するためのポッティング材10と、内,外筒
6,5の両端に少なくとも空間部7を閉塞する閉塞部を
成すキャップ11,12とを備えている。
筒5と内筒6との間に空間部7が形成されている。本実
施例では、内筒6を外筒5より長くしており、図中上側
の外筒5の開口端面と内筒6の開口端面とはほぼ同一面
となるようにしているため、図中下側において内筒6の
開口端面が外筒5の開口端面より下側に伸びている。
型に折り曲げて収納される。このとき、中空糸膜束9の
端末は図中上側の外筒5の開口端面と内筒6の開口端面
間に位置し、折曲部は図中下側の外筒5の開口端面近傍
に位置している。
8の端末を開口状態に保ちつつ各中空糸膜8間の隙間及
び各中空糸膜8と内,外筒6,5間の隙間をポッティン
グ材10にて封止固定している。
壁部には、図中上下方向に群として分かれた多数の流体
流路孔4を有している。この流体流路孔4は、外観上周
方向に長い長方形で(図1(a)参照)、外筒5の外側
から内側に向って閉じる形状として短辺部に空間部7に
向う斜面41を有している(図1(b)参照)。
11,12が設けられている。このキャップ11,12
は径方向内筒6の内壁面の径とほぼ同径の位置まで伸び
る内向きフランジ部11A,12Aを有する半断面略L
字状の筒状部材であり、その円筒部11B,12Bが外
筒5に対して嵌着されることで、キャップ11,12が
取付けられる。
ンジ部11A,12Bとは軸方向間隔を有しており、中
空糸膜8の開口端面側においては中空糸膜開口端面13
とキャップ11にて濾過流体の集合室14が形成され
る。その反対の折曲部側においては外筒5の開口端面よ
り突出している内筒6の開口端面がキャップ12の内向
きフランジ部12Aの内端の溝12Cに密接状態で嵌合
されている。これにより、空間部7と内筒6の内部とを
遮断し、濾過されていない流体が内筒6の内部を通って
集合室14に流れるのを阻止している。
ジ部11A,12Aの外部側端面に、後述するシール部
材としてのパッキン15が配されるパッキン溝11C,
12Dを設けている。
されるハウジング3について説明する。
ウジング外筒31と、ハウジング外筒31の開口端部を
閉塞するハウジングキャップ32とから成っている。
筒31の開口端部に、例えば、ねじ部とOリング33と
を用いて、着脱自在に取付けられている。
の入口34と濾過流体の出口35を有している。入口3
4は、モジュール本体2の外筒5とハウジング外筒31
との間と外部とを連通するようになっている。出口35
は、モジュール本体2の濾過流体の集合室14まで伸び
る円筒部36を介して集合室14と外部とを連通するよ
うになっている。
方向外方に伸びる外向きフランジ部36Aを有してい
る。
は、ほぼ中心軸線上に突出する凸部31Aを有してい
る。
ジング3内に押圧手段20によって装着されて中空糸膜
モジュール装置1として用いられる。
プリング22とから成っている。
2の内筒6の内部に挿入されるようになっており、軸方
向中途部には径方向外方に伸びる外向きフランジ部21
Aを有している。
の装着について説明する。
外周部とアダプタ21の柱部21Bの外周にコイルスプ
リング22を取付ける。このコイルスプリング22は、
一端がハウジング外筒31の底面に当接し、他端がアダ
プタ21の外向きフランジ部21Aの端面に当接してア
ダプタ21をハウジングキャップ32側に押圧する。
プリング22としているが、特にコイルスプリングに限
るものではなく、その他のばね手段又はベローズ状のも
のであっても良く、形状等は限定されるものではない。
12のパッキン溝11C,12Dにシール部材としての
平板状のパッキン15を装着したモジュール本体2をハ
ウジング外筒31内に挿入する。このとき、内筒6の内
部に、キャップ12の内向きフランジ部12Aの内部を
介してアダプタ21の柱部21Bが挿入され、パッキン
15がアダプタ21の外向きフランジ部21Aと当接す
る。
キャップ11の内向きフランジ部11Aの内部を介して
ハウジングキャップ32の円筒部36を挿入する。この
とき、パッキン15が円筒部36の外向きフランジ部3
6Aと当接する。
ング外筒31に対して取付けることで、モジュール本体
2の装着が完了する。このとき、コイルスプリング22
のスプリング力によってアダプタ21を介してモジュー
ル本体2がハウジングキャップ32の円筒部36の外向
きフランジ部36Aに押圧される。
Aがモジュール本体2の保持部を成している。
ン15にて外筒5の外部を流れる流体が濾過流体の集合
室14に漏れないようにシールされ、アダプタ21側の
パッキン15にて外筒5の外部を流れる流体が内筒6の
内部に漏れないようにシールしている。つまり、濾過さ
れた流体と濾過されていない流体とが混ざらないように
している。
グキャップ32の入口34がモジュール本体2の外筒5
とハウジング外筒31間に通じ、出口35が円筒部36
を介して濾過流体の集合室14に通じることになる。
ついて説明する。
筒5の外部に流れて来た流体としての原水は、外筒5に
多数有する流体流路孔4を通って、多数の中空糸膜8の
外部まで進み、次に、中空糸膜8の周壁の多孔内を通っ
て中空部に進む。このとき、正常な液体のみ、中空糸膜
8の周壁部を通り、小さな塵などの微粒子の菌は多孔部
を通ることができず、中空糸膜8の壁外に捕獲される。
各中空糸膜8の中空糸膜開口端面13を通って濾過流体
である濾過液の集合室14まで進んで来た清浄な液体
は、ハウジングキャップ32の円筒部36を通じて出口
35へ流れ出し、そこで使用される。
ことにより、市販されている例えばプリーツタイプと比
べて、空間部7内における膜面積、濾過流量及び寿命を
伸ばすことができる。
ーツタイプの装置との比較例を示す。
周壁部に約40mm×5mmの流体流路孔4を合計60個有
する最大外径69mmの外筒5と、その同心状に配した外
径29mm、内径27mmの無孔の内筒6との間の空間部7
に0.1μm 以上の微粒子等を阻止する外径0.4mm、
内径0.2mmのポリスルホン系の中空糸膜8を多数本配
して、それら外筒5、内筒6、中空糸膜8の片方の端部
をポリウレタン系のポッティング材10で封止固定し、
かつそのポッティング部10Aの端面から中空糸膜8の
中空部を開口させたものとする。
その外筒5の流体流路孔4は流入する流体を充分に流
せ、外筒5の強度に悪影響を与えない程度に有れば良
い。
無孔であれば肉厚は問わない。
は外径を細くした方が有利だが、精密濾過、限外濾過で
きるものであれば、材質、孔径、内径は問わない。
により変質させたり、溶出部が多かったり、外筒5、内
筒6、中空糸膜8への接着性に問題なければ材質は問わ
ない。但し、二液反応型の接着剤が比較的に容易に取扱
え、ポリウレタン系又はエポキシ系が好ましい。
は、例えば、長さ250mm、外径69mmであり、孔径
0.1μm のポリスルホン系中空糸膜8の有効全膜面積
は、1.5m2であった。
るプリーツタイプの装置と比較する。
する外筒200及び内筒201を同心状にした後、その
空間部202に平膜203をひだをつけて配し、外筒2
00、内筒201及び平膜203をポッティング材20
4により封止固定支持されたものである。
mm、 外径70mmとした場合の有効膜面積は、0.42m2
であった。
単位容積内における膜面積が飛躍的に大きくなっている
ことがわかる。
10Aが片側だけのため、両側をポッティングしたもの
と比べて優れた点がある。
りが向上し、ポッティング工程も一回で済み、かつ、ポ
ッティング欠陥による製品不良の確率も減る。次に、機
能的には中空糸膜開口端面13が片側だけのために、濾
過流量が少なくなる傾向はあるが、その反面初期の濾過
流量を長く維持できる。
るために、直列に連結しても使用でき、より多くの濾過
流量を得るために多数個のモジュール本体2を容易に1
個のハウジング3に装着することができる。
みを閉塞する凹部16Aを有する平板状のガイドキャッ
プ16を中空糸膜束9の折曲部側端部に取付けたり、図
3に示すように、ポッティング材10にて空間部7の折
曲部側端部を封止固定したりして、外筒5の外部を流れ
る流体が内筒6の内部を介して濾過流体の集合室14に
流れないようにすると共に、端面を平面とすることによ
り、モジュール本体2を容易に直列に連結することがで
きる。尚、内筒6の長さは外筒5の長さとほぼ同じとし
ているため、内筒6は外筒5より下側に伸びていない。
使用できることから、濾過寿命による交換頻度の減少に
つながり、同サイズ(連結して使用する場合)のモジュ
ール本体2単体と処理流量を比較した際、中空糸膜8の
膜内抵抗が減少し、処理流量にも優位性をもたらす。
ては、モジュール本体2をハウジングキャップ32の円
筒部36の外向きフランジ部36Aに対してコイルスプ
リング22のスプリング力にてハウジング3内に装着し
ているので、モジュール本体2の長さとハウジング3の
長さとの寸法関係を気にする必要がなくなる。
への装着及び取り外しが簡単に行うことができ、装着・
取外性の向上を図ることができる。これにより、メンテ
ナンスの容易化をも図ることができる。
装着される規格寸法の例えばプリーツタイプの装置との
互換性を有する。
グ力によってハウジングキャップ32の円筒部36の外
向きフランジ部36Aとモジュール本体2の濾過流体の
集合室14側のキャップ11の内向きフランジ部11A
との間及びアダプタ21の外向きフランジ部21Aとキ
ャップ12の内向きフランジ部12Aとの間が押圧され
ることから、それぞれの間に設けられているパッキン1
5による上記したシール性の向上を図ることができる。
ジュール本体2の装着・取外しが簡単であるにもかかわ
らず、外筒5の外部を流れる原水が濾過液の集合室14
に漏れるのをシールするシール性を十分確保することが
できる。
ル本体2を使用して装置設計を行えば、より小型化にす
ることができる。
流路孔4の形状を、空間部7に向う斜面41を有するも
のとすることで、外筒5の周壁に沿って流れる流体は、
中空糸膜8が収納されている空間部7への流入が斜面4
1に沿って(図1(b)矢印参照)スムーズに行われる
ことから、効率的である。
成すれば、より効率的に空間部7へ流体が流入されるこ
とになる。
量が増加し、濾過流量が増加することになる。
たが、円形でも良く、外筒の外側から内側に向って閉じ
る形状であれば形状は問わない。
濾過流体の集合室14の反対側のキャップ12を内筒6
をも閉塞するキャップとすれば、押圧手段20において
アダプタ21及びパッキン15が不要となり、装置構成
の簡略化を図ることができる。
グタイプとしたものを例にとって説明したが、中空糸膜
の両端が開口する両側ポッティングタイプとしても同様
に適用することができる。
もので、中空糸膜モジュール本体をハウジングキャップ
の保持部に対して押圧手段の押圧力にてハウジング内に
装着しているので、中空糸膜モジュール本体の長さとハ
ウジングの長さとの寸法関係を気にする必要がなくな
る。
ングへの装着及び取り外しが簡単に行うことができ、装
着・取外性の向上を図ることができる。これにより、メ
ンテナンスの容易化をも図ることができる。
着される規格寸法の例えばプリーツタイプの装置との互
換性を有する。
ール本体の濾過流体の集合室側閉塞部とハウジングキャ
ップの保持部との間がシール部材を介して押圧されるこ
とから、従来技術のように他にシール部材を設けること
なく、その部分における中空糸膜モジュール本体の外筒
の外部を流れる流体が濾過流体の集合室側に漏れないよ
うにシールするシール性の向上を図ることができる。
糸膜モジュール本体の装着・取外しが簡単であるにもか
かわらず、外筒の外部を流れる流体が濾過流体の集合室
に漏れるのをシールするシール性を十分確保することが
できる。
ジュール本体を使用して装置設計を行えば、より小型化
を図ることができる。
流体流路孔を、外側から内側に向って閉じる形状とする
ことで、外筒の周壁に沿って流れる流体は、中空糸膜が
収納されている空間部への流入が傾きに沿ってスムーズ
に行われることから、効率的となる。
が増加し、濾過流量が増加することになる。
モジュール装置の断面図であり、同図(b)は同図
(a)の外筒の流体流路孔部の横断面図である。
膜束の折曲部側にガイドキャップを設けた中空糸膜モジ
ュール本体の半断面図である。
の中空糸膜束の折曲部側端部をポッティングした中空糸
膜モジュール装置の断面図である。
である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 周壁部に流体流路孔を多数有する外筒
と、 該外筒内に配設される無孔の内筒と、 前記外筒と前記内筒との間の空間部に収納される多数本
の中空糸膜の束と、 該中空糸膜束の各中空糸膜の端末を開口状態に保ったま
ま封止固定するためのポッティング材と、 前記内,外筒の両端に、少なくとも前記空間部を閉塞
し、前記中空糸膜の開口端面側は軸方向所定間隔を有し
て濾過流体の集合室を形成する閉塞部とを備えた中空糸
膜モジュール本体と、 該中空糸膜モジュール本体が装着されるハウジングの前
記集合室と連通する濾過流体出口を有するハウジングキ
ャップに設けられた前記中空糸膜モジュール本体を保持
する保持部と、前記集合室側の閉塞部との間に設けられ
るシール部材と、を備えた中空糸膜モジュール装置にお
いて、前記外筒に有する流体流路孔を、外側から内側に向って
閉じる形状としたことを特徴とする中空糸膜モジュール
装置。 - 【請求項2】 前記中空糸膜モジュール本体を前記ハウ
ジングキャップの保持部側に押圧する押圧手段を設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の中空糸膜モジュール
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15269495A JP3324904B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 中空糸膜モジュール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15269495A JP3324904B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 中空糸膜モジュール装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08318137A JPH08318137A (ja) | 1996-12-03 |
JP3324904B2 true JP3324904B2 (ja) | 2002-09-17 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP15269495A Expired - Fee Related JP3324904B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 中空糸膜モジュール装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3324904B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
KR101716826B1 (ko) * | 2015-08-11 | 2017-03-15 | 연세대학교 원주산학협력단 | 중공사막 모듈 |
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1995
- 1995-05-25 JP JP15269495A patent/JP3324904B2/ja not_active Expired - Fee Related
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