JP3597351B2

JP3597351B2 - 濾過装置

Info

Publication number: JP3597351B2
Application number: JP25010797A
Authority: JP
Inventors: 俊夫古川; 正男中山; 一雅鈴木; 勉手塚
Original assignee: Kikkoman Corp
Current assignee: Kikkoman Corp
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: JPH1176767A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、分解・組立を簡便にし、容易に洗浄可能にした濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒容器の内部に濾過膜モジュールを装着して成る濾過装置として、「スパイラル式膜分離装置」（実公平６−２８１７８）、及び「液体分離装置」（実開平６−８１６２０）を挙げることができる。
また、濾過膜モジュールを直列に配列したものとして、「液体分離装置」（実開昭５８−１４６５１２）、及び「スパイラル型膜分離装置」（特開平６−１８２１６３）を挙げることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
まず円筒容器の内部に濾過膜モジュールを装着した上記従来技術は、円筒容器が一体的に構成されており、汚染防止上特に重要な洗浄対策がなされていない。次に濾過膜モジュールを直列に配列した上記従来技術において、前者は、耐圧構造ではなく、さらに連結部のシール部に液溜りができ汚染防止上好ましくない。一方後者においては、濾過膜モジュールの連結部が筒型ジョイントという表示のみで、具体的な構成は開示されていない。
【０００４】
また、濾過膜を利用した濾過装置は、定温分離操作として省エネルギー、品質の維持、良好な操作性等の利点を有するが、ポンプによる液循環の段階で発生する熱を吸収したり、または配管系統あるいは濾過膜モジュール等からの熱の逸散を補う必要がある。これのために従来は、配管系統に熱交換器を設置するのが一般的であり、耐圧構造のための機器のコスト、維持管理、保有液量の損失、微生物による汚染等の問題点があった。
【０００５】
そこで本願発明者は種々検討の結果、円筒容器を分割すれば洗浄が隅々まで十分にでき、汚染防止上有効であること、そして濾過膜モジュールの直列配置に際し、継手部材を介在させ濾過膜モジュールを一方の側から押圧して容器内に定位させれば、確実なシール性が得られるとともに液溜りも生じないこと、さらに容器自体に温度制御装置を設置すれば前記した問題点を解消することが可能であること等を知見して本願発明を完成させた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本願発明は、ａ．中心部に設けられた濾過液管（３９）、該管（３９）に巻着された濾過膜（４０）、及び左右の側板（４２、４３）に原液通路（４４）あるいは濃縮液通路（４５）を有し前記膜（４０）を収納する濾過膜ケーシング（３８）より成る濾過膜モジュール（３）、
ｂ．原液入口（１３）、濃縮液出口（１４）、及び濾過液出口（１５）を備え少なくとも２個に分割され着脱自在に一体化して成る濾過容器（２）、
ｃ．前記濾過膜モジュール（３）の外周部でかつ濃縮液の流れの下流側に設けられたシール部材（４６）、
ｄ．分割された濾過容器（２）の一方に設置され、濾過膜モジュール（３）を前記容器（２）の外部から押圧するよう形成されたモジュール押圧部材（４）、
ｅ．分割された濾過容器（２）の他の一方の内壁と濾過膜モジュール（３）の間に介装されるモジュール受部材（５）、
以上より構成され、濾過膜モジュール（３）を濾過容器（２）内に収納し濾過膜モジュール（３）を前記押圧部材（４）で押圧して濾過膜モジュール（３）を濾過容器（２）内に定位させる濾過装置（１）において、
前記濾過膜モジュール（３）は、継手部材（５７）を介して複数個を直列に並べてなり、
前記継手部材（５７）は、外径が前記モジュール（３）と同一であり、前記濾過液管（３９、３９）の延出部（３６、３６）を挿入する濾過液通路（５８）を備えると共に、向かい合う濃縮液通路（４５）と原液通路（４４）とを連通する連通路（５９）を備え、且つ接する濾過膜モジュール（３、３）とのシール性を保つシール部材（６７、６７）を備えることを特徴とする濾過装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例は、図６以降で説明するが、本発明の前提技術を図１〜５で予め説明する。
まず図１において、濾過装置１は、濾過装置１の本体を構成する濾過容器２、該容器２内に装着させた濾過膜モジュール３、及び該モジュール３を濾過容器２内に固定定位させるモジュール押圧部材４とモジュール受部材５より構成されている。
濾過容器２は、モジュール受部材５が装着されるヘッド容器６、モジュール押圧部材４が装着される端部容器７、及び両容器６，７に介装される中央容器８から構成されている。
【０００８】
図２において、ヘッド容器６は、円筒部材９と同図において左側を覆う側壁１０より成り、もう一方の端部は開口されており、その開口部の外周部には、テーパ状の肩部１１を備えたフランジ１２が設けられている。そして、ヘッド容器６の例えば下部には原液入口１３、一方上部には濃縮液出口１４、さらに、側壁１０の中心部には濾過液出口１５がそれぞれ設けられている。
【０００９】
図３において端部容器７は、円筒部材１６と同図においてその右側を覆う側壁１７より成り、もう一方の端部は開口されており、その開口部の外周部には、前記ヘッド容器６と同様にテーパ状肩部１８を備えたフランジ１９が設けられている。
中央容器８は、その両端が開口された円筒部材２３、開口部の外周部に設けられたフランジ２４，２５、及び円筒部材２３の外周部のほぼ全体に設けられた温度制御装置例えばジャケット２６より構成されている。ジャケット２６には、コントロール水の入口３７ａ、及び出口３７ｂが設けられており、後述するごとく温度制御されたコントロール水が循環する。フランジ２４，２５は、前記フランジ１２，１９と同じ形をしており、ヘッド容器６、端部容器７、及び中央部容器８は、それぞれ開口部がフランジ１２，１９，２４，２５を介して突合わされ一体化され、濾過容器２を構成する。
温度制御装置としては、その他冷却パイプを巻着しそこにコントロール水を流通させる方法もある。
【００１０】
フランジ１２，１９，２４，２５の固定は、例えばクランプ２７により簡単に着脱自在に行うことができる。
図４，５にクランプの１例を示すが、内周面にテーパ状の凹部２８を有する１対の半輪３０，３１から成り、この１対の半輪３０，３１の一端をヒンジピン３２で回転自在に軸着し、その他端にボルト３３を取り付けてボルト３３の回動により、突き合わされたフランジ１２，１９，２４，２５をナット３４により締め付ける構成となっている。
【００１１】
図２，３において濾過膜モジュール３は、濾過膜ケーシング３８、該ケーシング３８の中心部に設けられた濾過液管３９、及び該濾過液管３９の外周部にスパイラル状に巻着されている濾過膜４０より構成されている。
濾過膜ケーシング３８は、円筒部材４１と左右の側板４２，４３より形成され、左側板４２には、原液をその内部に導入するための原液通路４４が、右側板４３には、濃縮液を濃縮液出口１４へ導くための濃縮液通路４５がそれぞれ設けられている。
また、濾過膜ケーシング３８のヘッド容器６側の外周部には、シール部材４６が設けられており、このシール部材４６により濾過容器２内は、原液入口１３に通じる原液室４７、及び濃縮液出口１４に通じる濃縮液室４８に分けられる。
シール部材４６は、濃縮液出口１４のエッジ部４９（図２において左側）近辺に設ければ、濃縮液の滞留部がなくなり汚染の防止になる。
【００１２】
濾過液管３９は、濾過膜ケーシング３８の中心部に挿通されており、ヘッド容器６側は、該ケーシング３８の外部に延設されておりかつその外部に開口している。一方、端部容器７側は、右側板４３に当接固定され閉鎖されている。そして、濾過液管３９には、濾過液通路３５が設けられており、濾過膜４０を通過した濾過液は、濾過液管３９に導かれる構成となっている。
４９ｂは濾過膜モジュール３の支持板で、該モジュールを濾過容器２の内部に位置させるためのものであり、濾過容器２の内壁面もしくは濾過膜モジュール３の外周部に設けられる。
【００１３】
モジュール押圧部材４は、ボルト５０で形成されており、端部容器７の側壁１７の中心部に設けられた押圧部材設置孔６０に、該ボルト５０は挿通される。押圧部材設置孔６０にはネジが設けられており、ボルト５０と螺合し、その先端が濾過膜モジュール３の右側板４３を押圧する作用を有する。５１はシール部材で、濃縮液が外部へ漏れるのを防止する。
【００１４】
モジュール受部材５は、中央部に濾過液通路５２を備え、小径部５３と大径部５４よりなる部材で、小径部５３が濾過液出口１５に挿通され、モジュール受部材５の段部５５が、モジュール押圧部材４の押圧力によりヘッド容器６における側壁１０の内壁面に当接する。
そして、濾過液管３９の延出部３６は、モジュール受部材５の濾過液通路５２に挿通され、その端面５６と濾過膜モジュール３の左側板４２とが当接する。これにより、モジュール受部材５を介して、濾過液出口１５と濾過液管３９が連通することになる。６５，６６は、原液室４７と外部とのシール部材である。
【００１５】
【作用】
まず原液が、原液入口１３から原液室４７に供給され、次に原液は左側板４２の原液通路４４を通り濾過膜モジュール３に流入する。そこで、濾過膜４０を通過した濾過液は、濾過液通路３５を通り濾過液管３９、モジュール受部材５の濾過液通路５２、そして濾過液出口１５より回収される。一方濃縮液は、右側板４３の濃縮液通路４５を通過し濃縮液出口１４より排出される。
【００１６】
次に図６，７，８に本発明に係る実施例を示す。本実施例は、１個の濾過容器２の内部に直列に濾過膜モジュール３を例えば３個配置した例で、それらモジュール３を連結するのに図８に示す継手部材５７を用いる。継手部材５７は、円柱状でその中心部に濾過液通路５８を備え、その外周部に向かい合う濃縮液通路４５と原液通路４４とを連通する連通路５９を備え、外径は、濾過膜モジュール３の外径と同じにする。
本実施例の場合は、濾過液管３９の両端部は外部に延出させておき、その延出部３６を継手部材５７の濾過液通路５８に挿通させ、各濾過膜モジュール３の濾過液管３９どうしを連通するのである。６７，６８は、シール部材である。
【００１７】
次にモジュール押圧部材４の他の実施例を図９に示す。本実施例は、モジュール押圧部材４をボルト５０とキャップ部材６３で構成した例で、また、濾過膜モジュール３の濾過液管３９を両端部に延出させて成るものである。
そして、端部容器７の側壁１０に開口部６９を設け、その開口部６９をボルト挿通板６４で閉止し、また濾過液管３９の端部をキャップ部材６３で覆い、該部材６３を介してボルト５０で濾過膜モジュール３を押圧する構成となっている。本実施例を図６の実施例に応用することにより、濾過膜モジュール３の共通化がなされる。
【００１８】
図１０に濾過容器２を２分割にした例を示す。濾過容器２の形状によっては図１のように３分割にしなくても、本図のように２分割でも十分に洗浄可能である。
また、図１１に濾過容器２どうしの固定手段の他の実施例を示す。本実施例はヘッド容器６のフランジを通常のリング状のフランジ７６に形成し、また中央容器のフランジを部分的に肉厚形状にして雌ネジ７７を設けボルト７８で固定する例で、濾過容器２をＦＲＰで形成する場合に有効である。
【００１９】
図１２に濾過装置を多段に配置した例を示す。原液タンク７０の原液出口７１と第１段目の濾過装置１Ａの原液入口１３Ａを循環ポンプ７２を介して、第１段目の濾過装置１Ａの濃縮液出口１４Ａと第２段目の濾過装置１Ｂの原液入口１３Ｂ、そして第２段目の濾過装置１Ｂの濃縮液出口１４Ｂと原液タンク７０をそれぞれ連結する。一方、濾過装置１Ａ，１Ｂのそれぞれの濾過液出口１５Ａ，１５Ｂは、濾過液タンク７３に連結される。原液は、循環ポンプ７２により循環されながら濃縮されてゆく。
そして、ジャケット２６Ａ，２６Ｂに制御装置７４により温度制御されたコントロール水が循環ポンプ７５により循環供給され、濃縮液の温度コントロールを行う。
【００２０】
【発明の効果】
本願発明は、以上のごとく構成されており、濾過容器内に液溜りがなく、かつ装置を簡単に分解して洗浄できるため汚染防止上有効である。また、容器に温度制御装置を設置したのでそれらの機器が低コストで設置でき、さらに、配管系統が簡素化され汚染源も減少する等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】濾過装置の正面断面図
【図２】ヘッド容器部の正面断面図
【図３】端部容器部の正面断面図
【図４】クランプの正面図
【図５】図４の５−５視断面図
【図６】濾過膜モジュールを直列に配置した実施例図
【図７】図６の継手部の詳細図
【図８】図７の８−８視断面図
【図９】モジュール受部材の他の実施例図
【図１０】濾過容器を２分割にした実施例図
【図１１】濾過容器どうしの固定手段の他の実施例図
【図１２】濾過装置を多段に配置した実施例図
【符号の説明】
１濾過装置
２濾過容器
３濾過膜モジュール
４モジュール押圧部材
５モジュール受部材
６ヘッド容器
７端部容器
８中央部容器
１３原液入口
１４濃縮液出口
１５濾過液出口
２６ジャケット
２７クランプ
３８濾過膜ケーシング
３９濾過液管

Claims

ａ．中心部に設けられた濾過液管（３９）、該管（３９）に巻着された濾過膜（４０）、及び左右の側板（４２、４３）に原液通路（４４）あるいは濃縮液通路（４５）を有し前記膜（４０）を収納する濾過膜ケーシング（３８）より成る濾過膜モジュール（３）、
ｂ．原液入口（１３）、濃縮液出口（１４）、及び濾過液出口（１５）を備え少なくとも２個に分割され着脱自在に一体化して成る濾過容器（２）、
ｃ．前記濾過膜モジュール（３）の外周部でかつ濃縮液の流れの下流側に設けられたシール部材（４６）、
ｄ．分割された濾過容器（２）の一方に設置され、濾過膜モジュール（３）を前記容器（２）の外部から押圧するよう形成されたモジュール押圧部材（４）、
ｅ．分割された濾過容器（２）の他の一方の内壁と濾過膜モジュール（３）の間に介装されるモジュール受部材（５）、
以上より構成され、濾過膜モジュール（３）を濾過容器（２）内に収納し濾過膜モジュール（３）を前記押圧部材（４）で押圧して濾過膜モジュール（３）を濾過容器（２）内に定位させる濾過装置（１）において、
前記濾過膜モジュール（３）は、継手部材（５７）を介して複数個を直列に並べてなり、
前記継手部材（５７）は、外径が前記モジュール（３）と同一であり、前記濾過液管（３９、３９）の延出部（３６、３６）を挿入する濾過液通路（５８）を備えると共に、向かい合う濃縮液通路（４５）と原液通路（４４）とを連通する連通路（５９）を備え、且つ接する濾過膜モジュール（３、３）とのシール性を保つシール部材（６７、６７）を備えることを特徴とする濾過装置。
前記濾過容器（２）をジャケット（２６）で囲い、このジャケット（２６）に温度制御された水を通すことで、濾過温度を制御可能にしたことを特徴とする請求項１記載の濾過装置。