JP3953256B2 - 配管構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型或いは原液を循環せずに濾過を行う全濾過型の精密濾過または限外濾過装置を構成する配管構造及びこれを用いた濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を原液としてクロスフロー型の精密濾過または限界濾過装置により大量に浄化処理を行う従来の濾過装置の配管構造は、図16に示すように別途用意された山形鋼等を立体的に組み付けた支持構造物109により各種配管が個々に支持された状態で相互に連結されるのが一般である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、各種配管を支持するために支持構造物109を別途用意して組み立てなければならず、支持構造物109を構築するための部品コストや作業コストがかかり、組み立てた支持構造物109に個々の配管を支持させるための固定作業が面倒であった。
【０００４】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、濾過装置の配管の一部が該配管を支持する支持部材を兼ねるように構成することで、従来のように各種配管を個々に固定するための支持構造物を別途用意する必要がなく、支持構造物を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等を容易にした配管構造及びこれを用いた濾過装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る配管構造は、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型または原液を循環せずに濾過を行う全濾過型の精密濾過または限外濾過装置を構成する配管構造であって、原液配管 (20) 、濾過液配管 (22) 及び原液戻り配管 (30) に濾過膜モジュール（２）が複数個並列にそれぞれ接続され、該濾過膜ユニット（５）の配管の一部である原液戻り配管(30)は、水平部（30ａ）と起立部（30ｂ）とがエルボ（30ｃ）により接続されてＬ字形状で形成されており、該起立部（30ｂ）の下端部が台座（51）に固定され、該原液戻り配管（30）の水平部（30ａ）の他端部が台座（51）から起立した縦材（52）に取り付けられた横材（54）に固定手段により固定支持されて濾過膜ユニット（５）の配管の一部である原液戻り配管（30）が該濾過膜ユニット（５）の支持部材を兼ねて該濾過膜ユニット（５）はそれ自体で独立して自立出来るように構成したことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、配管の一部が該配管を支持する支持部材を兼ねるので、従来のように各種配管を個々に固定するための支持構造物を別途用意する必要がなく、部品点数を削減してコストの低減を図ることが出来、支持構造物を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等が容易に出来る。
【０００７】
また、濾過膜ユニットの配管の一部が該濾過膜ユニットの支持部材を兼ねることで、濾過膜ユニットをそれ自体で独立して自立させることが可能となり、濾過膜ユニットを支持するための支持構造物を別途用意する必要がなく、部品点数を削減してコストの低減を図ることが出来、支持構造物を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等を容易に行うことが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る配管構造及びこれを用いた濾過装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る配管構造を濾過膜ユニットに適用した濾過装置の構成を示す平面図、図２は濾過装置の配管及び制御系の構成を示す図、図３は濾過装置の制御系ブロック図、図４はコントロールユニットと濾過膜ユニットを接続した様子を示す正面図である。
【０００９】
また、図５は原液供給ユニットの構成を示す平面図、図６（ａ）はコントロールユニットの構成を示す正面図、図６（ｂ）はコントロールユニットの構成を示す平面図、図６（ｃ）はコントロールユニットの構成を示す左側面図、図６（ｄ）はコントロールユニットの構成を示す右側面図である。
【００１０】
また、図７は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す斜視図、図８は濾過膜ユニットの他の構成を示す斜視図、図９（ａ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す正面図、図９（ｂ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す左側面図、図10（ａ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す平面図、図10（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ矢視図である。
【００１１】
また、図11は逆洗ユニットの構成を示す平面図、図12は洗浄ユニットの構成を示す平面図、図13は配管相互を接続する接続手段の構成を示す斜視説明図、図14及び図15は各種レイアウトを施した濾過装置の構成を示す平面図である。
【００１２】
図１及び図２において、１は原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の濾過装置であり、濾過精度に応じて精密濾過用または限外濾過用に適宜対応した濾過膜モジュール２を適用する。
【００１３】
尚、本実施形態では、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の濾過装置に本発明に係る配管構造を適用した場合の一例について説明するが、他の構成として、原液を循環せずに供給した原液を全て濾過膜を透過させて濾過を行う全濾過型の濾過装置の配管構造に適用することも出来る。
【００１４】
また、１つの中空糸状膜が１つのケース内に収容されたカートリッジ式の濾過膜モジュール２の代わりに複数の中空糸状膜が１つのタンク内に収容されたタンク式の濾過装置に本発明に係る配管構造を適用することも出来る。
【００１５】
図１に示す濾過装置１は原液を供給するための原液供給ポンプ３を有する原液供給ユニット４と、原液を流通させて濾過を行う濾過膜モジュール２を有する濾過膜ユニット５と、該濾過膜モジュール２に濾過液を供給するための逆洗ポンプ６を有する逆洗ユニット７と、該濾過膜モジュール２に洗浄用の薬液を供給するための薬液ポンプ８を有する洗浄ユニット９と、原液供給ポンプ３により供給される原液、逆洗ポンプ６により供給される濾過液、薬液ポンプ８により供給される薬液の圧力、流量、温度等の流通条件を調整するための調整手段を有するコントロールユニット10とが夫々個別にそれ自体で独立して自立し得る配管ユニットとして構成されている。
【００１６】
そして、用途に応じて原液供給ユニット４、濾過膜ユニット５、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９、コントロールユニット10の中から必要な各配管ユニットが適宜選択して接続され、選択された各配管ユニットは必要に応じて夫々１または複数組み合わせて接続し得るように構成されている。
【００１７】
また、図２及び図３に示すように、コントロールユニット10において原液、濾過液、薬液の圧力、流量、温度等の流通条件を調整する調整手段を制御する流通条件制御部11と、原液供給ポンプ３、逆洗ポンプ６、薬液ポンプ８を夫々制御する動力制御部12とが夫々個別に独立した制御ユニットとして構成されている。
【００１８】
原液供給ユニット４は、図５に示すように、台座51上に原液供給ポンプ３が設置され、該原液供給ポンプ３に接続された原液供給配管53及び該原液供給ポンプ３を制御する動力パネルB1が台座51から起立した図示しない支持部材に固定支持されて原液供給ユニット４はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００１９】
コントロールユニット10は、図６に示すように、台座51から起立した図示しない支持部材により原液配管20、濾過液配管22、原液戻り配管30等の各種配管及びローカルコントロールパネルA1が固定支持されてコントロールユニット10はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００２０】
図７に示す濾過膜ユニット５はコントロールユニット10に直接連結され、図８に示す濾過膜ユニット５は図７のコントロールユニット10の下流側に順次連結される。
【００２１】
図７に示す濾過膜ユニット５は、本発明に係る配管構造が適用されたものであり、配管の一部が該配管を支持する支持部材を兼ねるものである。即ち、図７において、濾過膜ユニット５の配管の一部である原液戻り配管30は、水平部30ａと起立部30ｂとがエルボ30ｃにより接続されてＬ字形状で形成されており、該起立部30ｂの下端部が台座51に固定されている。これにより、原液戻り配管30が濾過膜ユニット５の支持部材を兼ねており、該濾過膜ユニット５はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００２２】
図８に示す参考例としての濾過膜ユニット５は、台座51から起立したパイプ状の縦材52に取り付けられた断面コ字形状の横材54に原液配管20、濾過液配管22、原液戻り配管30が図示しない固定手段により固定支持されており、濾過膜モジュール２が下部に配置された原液配管20と上部に配置された濾過液配管22との間に取り付けて支持されている。
【００２３】
また、最終段の濾過膜ユニット５の各配管の終端部は着脱可能なフランジ等により開口部が気密的或いは水密的に閉鎖される。
【００２４】
逆洗ユニット７は、図11に示すように、台座51上に逆洗ポンプ６、薬液タンク33及び薬液ポンプ34が設置され、該逆洗ポンプ６に接続された逆洗配管35及び該逆洗ポンプ６及び薬液ポンプ34を制御する動力パネルC1が台座51から起立した図示しない支持部材により固定支持されて逆洗ユニット７はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００２５】
洗浄ユニット９は、図12に示すように、台座51上に薬液ポンプ８及び薬液タンク23が設置され、該薬液ポンプ８に接続された薬液配管21及び該薬液ポンプ８を制御する動力パネルD1が台座51から起立した図示しない支持部材により固定支持されて洗浄ユニット９はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００２６】
上記構成によれば、原液供給ユニット４、濾過膜ユニット５、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９、コントロールユニット10を夫々個々にそれ自体で独立して自立し得る配管ユニットとして構成し、各配管ユニット毎を接続して容易に濾過装置を構成することが出来る。
【００２７】
即ち、上記各配管ユニットを予め工場等で個々に生産しておき、個々の各配管ユニット毎に所望する能力に応じて各配管ユニットを適宜選択的に所定の数だけ設置現場に運搬して現場で組み合わせて接続することで、所望する能力を発揮する濾過装置を容易に設置することが出来、レイアウトの変更や増設等も容易に行うことが出来る。また、各配管ユニット毎で部品交換やメンテナンスが容易に出来る。
【００２８】
図２及び図５に示すように、原液供給ユニット４は濾過されるべき河川水や湖沼水、地下水或いは海水等の原液が貯蔵された原液タンク38から動力パネルB1により制御される原液供給ポンプ３により原液が原液供給配管53を介してコントロールユニット10に供給される。
【００２９】
図２及び図６に示すように、コントロールユニット10には原液供給ポンプ３により原液供給配管53、原液配管20を介して供給される原液の圧力を測定する原液圧力センサ13、原液の流量を制御して調整する原液流量調整弁14、原液の温度を測定する温度センサ15が設けられている。
【００３０】
また、コントロールユニット10には濾過液の圧力を測定する濾過液圧力センサ16、濾過液の流量を測定する濾過液流量センサ17、濾過液の流量を制御して調整する濾過液流量調整弁18が設けられている。
【００３１】
また、コントロールユニット10には薬液タンク23から薬液ポンプ８により薬液配管21を介して供給される薬液を濾過膜ユニット５よりも上流側で原液配管20に導く該薬液配管21の開閉を行う薬液開閉弁19、濾過膜ユニット５よりも下流側で濾過液配管22から薬液タンク23に戻る薬液戻り配管24の開閉を行う薬液戻り開閉弁25が設けられている。
【００３２】
また、コントロールユニット10には濾過液タンク39から逆洗ポンプ６により逆洗配管35を介して濾過液配管22に供給される濾過液の流量を制御して調整する逆洗濾過液流量調整弁29、エアバブリングを行うためのエアーを濾過膜ユニット５に導くエアー配管26の開閉を行うエアー開閉弁27、原液配管20から排液を行う排液流量調整弁28、原液戻り配管30からの排液流量を調整する排液流量調整弁31、原液戻り配管30から原液タンク38へ導かれる戻り原液の開閉を行う戻り原液開閉弁32、原液戻り配管30を流通する戻り原液の圧力を測定する戻り原液圧力センサ36等の原液、濾過液、薬液等の圧力、流量、温度等の流通条件を調整するための調整手段が設けられている。
【００３３】
また、コントロールユニット10にはローカルコントロールパネルA1が設けられており、コントロールユニット10に設けられた上記各種のセンサにより検知された検知情報は該ローカルコントロールパネルA1からメインコントロールパネルＭに伝達され、該メインコントロールパネルＭのタッチパネルを兼ねる表示部37に表示される。
【００３４】
また、ローカルコントロールパネルA1ではメインコントロールパネルＭから指示された制御情報に応じてコントロールユニット10に設けられた上記各種の流量調整弁や開閉弁を操作する。コントロールユニット10により圧力、流量、温度等の流通条件が調整された原液は濾過膜ユニット５に供給される。
【００３５】
本実施形態の濾過膜ユニット５は図２、図４、図７、図９〜図10に示すように、原液配管20にクロスフロー方式の中空糸状膜で構成される濾過膜モジュール２が複数個並列に接続されてユニット化されており、原液配管20を通って濾過膜モジュール２に供給された原液は動力パネルB1により制御される原液供給ポンプ３の作用により所定の圧力が付与されて濾過膜モジュール２の中空糸状膜の外側から内側に透過することで濾過され、該濾過膜モジュール２により濾過された濾過液が中空糸状膜の内側を流通して濾過液配管22に導かれて濾過液タンク39に貯蔵される。
【００３６】
一方、原液配管20を通って濾過膜モジュール２に供給された原液の一部は循環戻り原液として濾過膜モジュール２の中空糸状膜の外側を流通して原液戻り配管30に導かれて原液タンク38に戻るようになっている。
【００３７】
尚、濾過膜モジュール２の他の構成として、原液配管20を通って濾過膜モジュール２に供給された原液が中空糸状膜の内側から外側に透過することで濾過され、該濾過膜モジュール２により濾過された濾過液が中空糸状膜の外側を流通して濾過液配管22に導かれて濾過液タンク39に貯蔵され、原液配管20を通って濾過膜モジュール２に供給された原液の一部が循環戻り原液として濾過膜モジュール２の中空糸状膜の内側を流通して原液戻り配管30に導かれて原液タンク38に戻る構成でも良い。
【００３８】
濾過膜モジュール２の濾過膜に蓄積した懸濁物質を物理的に押し流して排除するための逆洗ユニット７は図２及び図11に示すように、濾過液タンク39に貯蔵された濾過液を動力パネルC1により制御される逆洗ポンプ６により逆洗配管35を介して濾過液配管22に供給する。
【００３９】
この時、濾過膜モジュール２の中空糸状膜の内側を濾過液が逆流すると共に、逆洗ポンプ６により所定の圧力が付与されて濾過液が濾過膜モジュール２の中空糸状膜の内側から外側に透過することで濾過膜モジュール２の中空糸状膜の外側表面に蓄積した懸濁物質を物理的に剥離する。
【００４０】
33は逆洗時に逆洗ポンプ６により濾過膜モジュール２に供給される濾過液に混合されるＮａＣｌＯ（次亜塩素酸ナトリウム）等の洗浄用の薬液を貯蔵する薬液タンクであり、34は薬液タンク33から逆洗配管35に上記洗浄用の薬液を注入するための動力パネルC1により制御される薬液ポンプである。逆洗ユニット７による逆洗工程は１０分〜２時間に１回１０秒間〜５分間程度の割合で比較的日常的に行われる。
【００４１】
また、同じく濾過膜モジュール２の濾過膜に蓄積した懸濁物質を薬液により化学分解して排除するための洗浄ユニット９は図２及び図12に示すように、薬液タンク23に貯蔵されたＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）、クエン酸、シュウ酸、硝酸、塩酸等の洗浄用薬液を動力パネルD1により制御される薬液ポンプ８により薬液配管21から原液配管20に供給する。
【００４２】
洗浄ユニット９による洗浄工程は一旦、濾過装置１を停止して濾過膜モジュール２及び各種配管内部を水洗いした後、上記薬液による洗浄を行う。この時、薬液ポンプ８により低圧力が付与されて薬液が濾過膜モジュール２の中空糸状膜に接触し、該中空糸状膜に蓄積した懸濁物質を化学分解する。
【００４３】
次に水洗いによるすすぎを行う。この時、化学分解された懸濁物質が中空糸状膜の外側を流通して押し流されて排液される。ここで、濾過膜モジュール２の中空糸状膜の外側から内側に透過する際に薬液は濾過されて濾過液のみが濾過膜モジュール２の中空糸状膜の内側を流通する。
【００４４】
洗浄ユニット９による洗浄は精密濾過（ＭＦ）膜モジュール及び限外濾過（ＵＦ）膜モジュールを使用した場合には数箇月〜１年に１回の割合で行うため比較的使用頻度が少ない。
【００４５】
また、濾過膜モジュール２に原液を張った状態で行われるエアバブリングによる洗浄は１０分〜３日に１回１０秒間〜５分間程度の割合で行われる。
【００４６】
原液、濾過液、薬液等は温度により粘度が変化するため季節や天候等による温度差で流量が変化する場合がある。従って、温度センサ15により検知された原液配管20を流通する原液、濾過液、薬液等の温度情報に応じて原液、濾過液、薬液等の温度を調整するヒータを設けても良い。
【００４７】
本実施形態では、図２及び図３に示すように、コントロールユニット10に設けられたローカルコントロールパネルA1により原液、濾過液、薬液或いはエアー等の圧力、流量、温度等の流通条件を制御して調整する一方で、原液供給ポンプ３は原液供給ユニット４に設けられた動力パネルB1により制御し、逆洗ポンプ６は逆洗ユニット７に設けられた動力パネルC1により制御し、薬液ポンプ８は洗浄ユニット９に設けられた動力パネルD1により制御するように流通条件制御部11と動力制御部12とを個々に独立した制御ユニットとして構成している。
【００４８】
ここで、濾過膜ユニット５の増設に応じて原液供給ユニット４、コントロールユニット10が増設され、これに応じてローカルコントロールパネルA1，A2，…An、動力パネルB1，B2，…Bnも増設される。
【００４９】
また、例えば、濾過膜ユニット５が５台程度であれば、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９は各１台ずつで切り換え式で兼用することでも良いが、濾過膜ユニット５が５台以上の場合には切り換え操作が面倒になるため、濾過膜ユニット５の増設に応じて逆洗ユニット７、洗浄ユニット９も同様に増設され、これに応じて動力パネルC1，C2，…Cn、動力パネルD1，D2，…Dnも増設される。
【００５０】
尚、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９を各１台ずつで切り換え式で兼用する場合の濾過膜ユニット５の台数は各設計に応じて５台以外の他の台数であっても良い。
【００５１】
原液供給ポンプ３、逆洗ポンプ６、薬液ポンプ８，34の出力調整は、各原液供給ユニット４、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９の夫々に設けられた各動力パネルB1，B2，…Bn、動力パネルC1，C2，…Cn、動力パネルD1，D2，…Dnに設けられたインバータにより各ポンプの駆動源となる三相交流モータに印加する印加電圧の周波数を変化させることにより該モータの回転数を変化させることで行っている。
【００５２】
例えば、原液を濾過する濾過運転状態では、濾過液配管22を流通する濾過液の流量を濾過液流量センサ17により検知し、この検知情報がコントロールユニット10のローカルコントロールパネルA1を介してメインコントロールパネルＭに送られ、該メインコントロールパネルＭに設けられたメモリに随時記憶される。
【００５３】
そして、メインコントロールパネルＭに設けられたＣＰＵ（中央演算処理装置）により予めメモリに記憶された制御プログラムに従って原液供給ポンプ３の駆動情報がコントロールユニット10のローカルコントロールパネルA1を介して原液供給ユニット４に設けられた動力パネルB1に送られ、該動力パネルB1に設けられたインバータにより原液供給ポンプ３の出力を調整することで濾過液配管22を流通する濾過液の流量が一定に維持される。
【００５４】
同様に逆洗ユニット７の逆洗ポンプ６や薬液ポンプ34の駆動情報もメインコントロールパネルＭからコントロールユニット10に設けられたローカルコントロールパネルA1、原液供給ユニット４に設けられた動力パネルB1を順次経由して逆洗ユニット７に設けられた動力パネルC1に送られ、該動力パネルC1に設けられたインバータにより逆洗ポンプ６や薬液ポンプ34の出力を調整することで逆洗時の濾過液や薬液の流量が制御される。
【００５５】
また、同様に洗浄ユニット９の薬液ポンプ８の駆動情報もメインコントロールパネルＭからコントロールユニット10に設けられたローカルコントロールパネルA1、原液供給ユニット４に設けられた動力パネルB1、逆洗ユニット７に設けられた動力パネルC1を順次経由して洗浄ユニット９に設けられた動力パネルD1に送られ、該動力パネルD1に設けられたインバータにより薬液ポンプ８の出力を調整することで洗浄時の薬液の流量が制御される。
【００５６】
尚、図２に示した制御系では、メインコントロールパネルＭ、ローカルコントロールパネルA1、動力パネルB1、動力パネルC1、動力パネルD1が順次リンク接続された一例である。
【００５７】
図13は上記のように個別にそれ自体で独立して自立し得る原液供給ユニット４、濾過膜ユニット５、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９、コントロールユニット10等の各配管相互を容易に接続し得る接続手段となるジョイント部材41であり、一対のハウジング42，43と、接続される管44，45の間に介在されるゴムリング46等を有して構成される。
【００５８】
管44，45の端部外周面にはハウジング42，43の両側内周部に設けられたテーパ面47に係合し得る凸部44ａ，45ａが形成されており、管44，45の間にゴムリング46を介在させ、ハウジング42，43のテーパ面47を管44，45の凸部44ａ，45ａに係合した状態でハウジング42，43のフランジ部42ａ，43ａに設けられたボルト穴42ｂ，43ｂにボルト48を差し込んで該ボルト48にナット49を螺合して締着することでハウジング42，43のテーパ面47に沿って管44，45の凸部44ａ，45ａが近接する方向に移動し、ゴムリング46の内壁面に突出したリブ46ａの両側面に管44，45の端面を圧接した状態で管44，45がゴムリング46を介して水密的或いは気密的に接続される。
【００５９】
ボルト48は締め付け用の六角頭部48ａの内側に回り止め用の六角係止部48ｂが二段で形成されており、ハウジング43のフランジ部43ａに形成された長穴からなるボルト穴43ｂの短径辺に六角係止部48ｂが嵌入係止されてボルト48の回転が阻止され、ナット49をボルト48に締着する際のボルト48の共回りを防止する。
【００６０】
尚、管44，45の凸部44ａ，45ａの代わりにハウジング42，43のテーパ面47に係合し得る凹部を管44，45に設け、ゴムリング46を介在させて該凹部にハウジング42，43のテーパ面47を係合した状態でハウジング42，43のフランジ部42ａ，43ａに設けられたボルト穴42ｂ，43ｂにボルト48を差し込んで該ボルト48にナット49を螺合して締着して接続する構成でも良い。
【００６１】
配管相互の接続は上述したジョイント部材41を利用して接続すれば配管相互の撓みがゴムリング46によりある程度許容されるため狭いスペースにおける配管の引回しが容易となり、斜め配管設計等も可能となるため接続用管や継ぎ手等を削減することが出来、ジョイント部材41を取り付けて配管相互を接続する際の作業性も良く効率的である。
【００６２】
尚、ジョイント部材41の代わりに従来の管端部に設けたフランジ相互を当接させて複数箇所をボルト止めする構成で配管相互を接続することでも良い。
【００６３】
図14及び図15は原液供給ユニット４、濾過膜ユニット５、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９、コントロールユニット10を各種の台数で各種のレイアウトにより配置した一例を示す。
【００６４】
上記構成によれば、濾過膜ユニット５の配管の一部である原液戻り配管30が該濾過膜ユニット５の支持部材を兼ねて該濾過膜ユニット５はそれ自体で独立して自立するため従来のような支持構造物109を別途用意する必要がなく、部品点数を削減してコストの低減を図ることが出来、支持構造物109を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等を容易に行うことが出来る。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、配管の一部が該配管を支持する支持部材を兼ねるので、従来のように各種配管を個々に固定するための支持構造物を別途用意する必要がなく、部品点数を削減してコストの低減を図ることが出来、支持構造物を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等が容易に出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る配管構造を濾過膜ユニットに適用した濾過装置の構成を示す平面図である。
【図２】 濾過装置の配管及び制御系の構成を示す図である。
【図３】 濾過装置の制御系ブロック図である。
【図４】 コントロールユニットと濾過膜ユニットを接続した様子を示す正面図である。
【図５】 原液供給ユニットの構成を示す平面図である。
【図６】 （ａ）はコントロールユニットの構成を示す正面図、（ｂ）はコントロールユニットの構成を示す平面図、（ｃ）はコントロールユニットの構成を示す左側面図、（ｄ）はコントロールユニットの構成を示す右側面図である。
【図７】 本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す斜視図である。
【図８】 濾過膜ユニットの他の構成を示す斜視図である。
【図９】 （ａ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す正面図、（ｂ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す左側面図である。
【図10】 （ａ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ矢視図である。
【図11】 逆洗ユニットの構成を示す平面図である。
【図12】 洗浄ユニットの構成を示す平面図である。
【図13】 配管相互を接続する接続手段の構成を示す斜視説明図である。
【図14】 各種レイアウトを施した濾過装置の構成を示す平面図である。
【図15】 各種レイアウトを施した濾過装置の構成を示す平面図である。
【図16】 従来の支持構造物の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…濾過装置、２…濾過膜モジュール、３…原液供給ポンプ、４…原液供給ユニット、５…濾過膜ユニット、６…逆洗ポンプ、７…逆洗ユニット、８…薬液ポンプ、９…洗浄ユニット、10…コントロールユニット、11…流通条件制御部、12…動力制御部、13…原液圧力センサ、14…原液流量調整弁、15…温度センサ、16…濾過液圧力センサ、17…濾過液流量センサ、18…濾過液流量調整弁、19…薬液開閉弁、20…原液配管、21…薬液配管、22…濾過液配管、23…薬液タンク、24…薬液戻り配管、25…薬液戻り開閉弁、26…エアー配管、27…エアー開閉弁、28…排液流量調整弁、29…逆洗濾過液流量調整弁、30…原液戻り配管、30ａ…水平部、30ｂ…起立部、30ｃ…エルボ、31…排液流量調整弁、32…原液開閉弁、33…薬液タンク、34…薬液ポンプ、35…逆洗配管、36…戻り原液圧力センサ、37…表示部、38…原液タンク、39…濾過液タンク、41…ジョイント部材、42，43…ハウジング、42ａ，43ａ…フランジ部、42ｂ，43ｂ…ボルト穴、44，45…管、44ａ，45ａ…凸部、46…ゴムリング、46ａ…リブ、47…テーパ面、48…ボルト、48ａ…六角頭部、48ｂ…六角係止部、49…ナット、51…台座、52…縦材、53…原液供給配管、54…横材、A1，A2，…An…ローカルコントロールパネル、B1，B2，…Bn…動力パネル、C1，C2，…Cn…動力パネル、D1，D2，…Dn…動力パネル、Ｍ…メインコントロールパネル
【発明の属する技術分野】
本発明は、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型或いは原液を循環せずに濾過を行う全濾過型の精密濾過または限外濾過装置を構成する配管構造及びこれを用いた濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を原液としてクロスフロー型の精密濾過または限界濾過装置により大量に浄化処理を行う従来の濾過装置の配管構造は、図16に示すように別途用意された山形鋼等を立体的に組み付けた支持構造物109により各種配管が個々に支持された状態で相互に連結されるのが一般である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、各種配管を支持するために支持構造物109を別途用意して組み立てなければならず、支持構造物109を構築するための部品コストや作業コストがかかり、組み立てた支持構造物109に個々の配管を支持させるための固定作業が面倒であった。
【０００４】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、濾過装置の配管の一部が該配管を支持する支持部材を兼ねるように構成することで、従来のように各種配管を個々に固定するための支持構造物を別途用意する必要がなく、支持構造物を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等を容易にした配管構造及びこれを用いた濾過装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る配管構造は、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型または原液を循環せずに濾過を行う全濾過型の精密濾過または限外濾過装置を構成する配管構造であって、原液配管 (20) 、濾過液配管 (22) 及び原液戻り配管 (30) に濾過膜モジュール（２）が複数個並列にそれぞれ接続され、該濾過膜ユニット（５）の配管の一部である原液戻り配管(30)は、水平部（30ａ）と起立部（30ｂ）とがエルボ（30ｃ）により接続されてＬ字形状で形成されており、該起立部（30ｂ）の下端部が台座（51）に固定され、該原液戻り配管（30）の水平部（30ａ）の他端部が台座（51）から起立した縦材（52）に取り付けられた横材（54）に固定手段により固定支持されて濾過膜ユニット（５）の配管の一部である原液戻り配管（30）が該濾過膜ユニット（５）の支持部材を兼ねて該濾過膜ユニット（５）はそれ自体で独立して自立出来るように構成したことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、配管の一部が該配管を支持する支持部材を兼ねるので、従来のように各種配管を個々に固定するための支持構造物を別途用意する必要がなく、部品点数を削減してコストの低減を図ることが出来、支持構造物を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等が容易に出来る。
【０００７】
また、濾過膜ユニットの配管の一部が該濾過膜ユニットの支持部材を兼ねることで、濾過膜ユニットをそれ自体で独立して自立させることが可能となり、濾過膜ユニットを支持するための支持構造物を別途用意する必要がなく、部品点数を削減してコストの低減を図ることが出来、支持構造物を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等を容易に行うことが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る配管構造及びこれを用いた濾過装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る配管構造を濾過膜ユニットに適用した濾過装置の構成を示す平面図、図２は濾過装置の配管及び制御系の構成を示す図、図３は濾過装置の制御系ブロック図、図４はコントロールユニットと濾過膜ユニットを接続した様子を示す正面図である。
【０００９】
また、図５は原液供給ユニットの構成を示す平面図、図６（ａ）はコントロールユニットの構成を示す正面図、図６（ｂ）はコントロールユニットの構成を示す平面図、図６（ｃ）はコントロールユニットの構成を示す左側面図、図６（ｄ）はコントロールユニットの構成を示す右側面図である。
【００１０】
また、図７は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す斜視図、図８は濾過膜ユニットの他の構成を示す斜視図、図９（ａ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す正面図、図９（ｂ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す左側面図、図10（ａ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す平面図、図10（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ矢視図である。
【００１１】
また、図11は逆洗ユニットの構成を示す平面図、図12は洗浄ユニットの構成を示す平面図、図13は配管相互を接続する接続手段の構成を示す斜視説明図、図14及び図15は各種レイアウトを施した濾過装置の構成を示す平面図である。
【００１２】
図１及び図２において、１は原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の濾過装置であり、濾過精度に応じて精密濾過用または限外濾過用に適宜対応した濾過膜モジュール２を適用する。
【００１３】
尚、本実施形態では、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の濾過装置に本発明に係る配管構造を適用した場合の一例について説明するが、他の構成として、原液を循環せずに供給した原液を全て濾過膜を透過させて濾過を行う全濾過型の濾過装置の配管構造に適用することも出来る。
【００１４】
また、１つの中空糸状膜が１つのケース内に収容されたカートリッジ式の濾過膜モジュール２の代わりに複数の中空糸状膜が１つのタンク内に収容されたタンク式の濾過装置に本発明に係る配管構造を適用することも出来る。
【００１５】
図１に示す濾過装置１は原液を供給するための原液供給ポンプ３を有する原液供給ユニット４と、原液を流通させて濾過を行う濾過膜モジュール２を有する濾過膜ユニット５と、該濾過膜モジュール２に濾過液を供給するための逆洗ポンプ６を有する逆洗ユニット７と、該濾過膜モジュール２に洗浄用の薬液を供給するための薬液ポンプ８を有する洗浄ユニット９と、原液供給ポンプ３により供給される原液、逆洗ポンプ６により供給される濾過液、薬液ポンプ８により供給される薬液の圧力、流量、温度等の流通条件を調整するための調整手段を有するコントロールユニット10とが夫々個別にそれ自体で独立して自立し得る配管ユニットとして構成されている。
【００１６】
そして、用途に応じて原液供給ユニット４、濾過膜ユニット５、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９、コントロールユニット10の中から必要な各配管ユニットが適宜選択して接続され、選択された各配管ユニットは必要に応じて夫々１または複数組み合わせて接続し得るように構成されている。
【００１７】
また、図２及び図３に示すように、コントロールユニット10において原液、濾過液、薬液の圧力、流量、温度等の流通条件を調整する調整手段を制御する流通条件制御部11と、原液供給ポンプ３、逆洗ポンプ６、薬液ポンプ８を夫々制御する動力制御部12とが夫々個別に独立した制御ユニットとして構成されている。
【００１８】
原液供給ユニット４は、図５に示すように、台座51上に原液供給ポンプ３が設置され、該原液供給ポンプ３に接続された原液供給配管53及び該原液供給ポンプ３を制御する動力パネルB1が台座51から起立した図示しない支持部材に固定支持されて原液供給ユニット４はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００１９】
コントロールユニット10は、図６に示すように、台座51から起立した図示しない支持部材により原液配管20、濾過液配管22、原液戻り配管30等の各種配管及びローカルコントロールパネルA1が固定支持されてコントロールユニット10はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００２０】
図７に示す濾過膜ユニット５はコントロールユニット10に直接連結され、図８に示す濾過膜ユニット５は図７のコントロールユニット10の下流側に順次連結される。
【００２１】
図７に示す濾過膜ユニット５は、本発明に係る配管構造が適用されたものであり、配管の一部が該配管を支持する支持部材を兼ねるものである。即ち、図７において、濾過膜ユニット５の配管の一部である原液戻り配管30は、水平部30ａと起立部30ｂとがエルボ30ｃにより接続されてＬ字形状で形成されており、該起立部30ｂの下端部が台座51に固定されている。これにより、原液戻り配管30が濾過膜ユニット５の支持部材を兼ねており、該濾過膜ユニット５はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００２２】
図８に示す参考例としての濾過膜ユニット５は、台座51から起立したパイプ状の縦材52に取り付けられた断面コ字形状の横材54に原液配管20、濾過液配管22、原液戻り配管30が図示しない固定手段により固定支持されており、濾過膜モジュール２が下部に配置された原液配管20と上部に配置された濾過液配管22との間に取り付けて支持されている。
【００２３】
また、最終段の濾過膜ユニット５の各配管の終端部は着脱可能なフランジ等により開口部が気密的或いは水密的に閉鎖される。
【００２４】
逆洗ユニット７は、図11に示すように、台座51上に逆洗ポンプ６、薬液タンク33及び薬液ポンプ34が設置され、該逆洗ポンプ６に接続された逆洗配管35及び該逆洗ポンプ６及び薬液ポンプ34を制御する動力パネルC1が台座51から起立した図示しない支持部材により固定支持されて逆洗ユニット７はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００２５】
洗浄ユニット９は、図12に示すように、台座51上に薬液ポンプ８及び薬液タンク23が設置され、該薬液ポンプ８に接続された薬液配管21及び該薬液ポンプ８を制御する動力パネルD1が台座51から起立した図示しない支持部材により固定支持されて洗浄ユニット９はそれ自体で独立して自立出来るように構成されている。
【００２６】
上記構成によれば、原液供給ユニット４、濾過膜ユニット５、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９、コントロールユニット10を夫々個々にそれ自体で独立して自立し得る配管ユニットとして構成し、各配管ユニット毎を接続して容易に濾過装置を構成することが出来る。
【００２７】
即ち、上記各配管ユニットを予め工場等で個々に生産しておき、個々の各配管ユニット毎に所望する能力に応じて各配管ユニットを適宜選択的に所定の数だけ設置現場に運搬して現場で組み合わせて接続することで、所望する能力を発揮する濾過装置を容易に設置することが出来、レイアウトの変更や増設等も容易に行うことが出来る。また、各配管ユニット毎で部品交換やメンテナンスが容易に出来る。
【００２８】
図２及び図５に示すように、原液供給ユニット４は濾過されるべき河川水や湖沼水、地下水或いは海水等の原液が貯蔵された原液タンク38から動力パネルB1により制御される原液供給ポンプ３により原液が原液供給配管53を介してコントロールユニット10に供給される。
【００２９】
図２及び図６に示すように、コントロールユニット10には原液供給ポンプ３により原液供給配管53、原液配管20を介して供給される原液の圧力を測定する原液圧力センサ13、原液の流量を制御して調整する原液流量調整弁14、原液の温度を測定する温度センサ15が設けられている。
【００３０】
また、コントロールユニット10には濾過液の圧力を測定する濾過液圧力センサ16、濾過液の流量を測定する濾過液流量センサ17、濾過液の流量を制御して調整する濾過液流量調整弁18が設けられている。
【００３１】
また、コントロールユニット10には薬液タンク23から薬液ポンプ８により薬液配管21を介して供給される薬液を濾過膜ユニット５よりも上流側で原液配管20に導く該薬液配管21の開閉を行う薬液開閉弁19、濾過膜ユニット５よりも下流側で濾過液配管22から薬液タンク23に戻る薬液戻り配管24の開閉を行う薬液戻り開閉弁25が設けられている。
【００３２】
また、コントロールユニット10には濾過液タンク39から逆洗ポンプ６により逆洗配管35を介して濾過液配管22に供給される濾過液の流量を制御して調整する逆洗濾過液流量調整弁29、エアバブリングを行うためのエアーを濾過膜ユニット５に導くエアー配管26の開閉を行うエアー開閉弁27、原液配管20から排液を行う排液流量調整弁28、原液戻り配管30からの排液流量を調整する排液流量調整弁31、原液戻り配管30から原液タンク38へ導かれる戻り原液の開閉を行う戻り原液開閉弁32、原液戻り配管30を流通する戻り原液の圧力を測定する戻り原液圧力センサ36等の原液、濾過液、薬液等の圧力、流量、温度等の流通条件を調整するための調整手段が設けられている。
【００３３】
また、コントロールユニット10にはローカルコントロールパネルA1が設けられており、コントロールユニット10に設けられた上記各種のセンサにより検知された検知情報は該ローカルコントロールパネルA1からメインコントロールパネルＭに伝達され、該メインコントロールパネルＭのタッチパネルを兼ねる表示部37に表示される。
【００３４】
また、ローカルコントロールパネルA1ではメインコントロールパネルＭから指示された制御情報に応じてコントロールユニット10に設けられた上記各種の流量調整弁や開閉弁を操作する。コントロールユニット10により圧力、流量、温度等の流通条件が調整された原液は濾過膜ユニット５に供給される。
【００３５】
本実施形態の濾過膜ユニット５は図２、図４、図７、図９〜図10に示すように、原液配管20にクロスフロー方式の中空糸状膜で構成される濾過膜モジュール２が複数個並列に接続されてユニット化されており、原液配管20を通って濾過膜モジュール２に供給された原液は動力パネルB1により制御される原液供給ポンプ３の作用により所定の圧力が付与されて濾過膜モジュール２の中空糸状膜の外側から内側に透過することで濾過され、該濾過膜モジュール２により濾過された濾過液が中空糸状膜の内側を流通して濾過液配管22に導かれて濾過液タンク39に貯蔵される。
【００３６】
一方、原液配管20を通って濾過膜モジュール２に供給された原液の一部は循環戻り原液として濾過膜モジュール２の中空糸状膜の外側を流通して原液戻り配管30に導かれて原液タンク38に戻るようになっている。
【００３７】
尚、濾過膜モジュール２の他の構成として、原液配管20を通って濾過膜モジュール２に供給された原液が中空糸状膜の内側から外側に透過することで濾過され、該濾過膜モジュール２により濾過された濾過液が中空糸状膜の外側を流通して濾過液配管22に導かれて濾過液タンク39に貯蔵され、原液配管20を通って濾過膜モジュール２に供給された原液の一部が循環戻り原液として濾過膜モジュール２の中空糸状膜の内側を流通して原液戻り配管30に導かれて原液タンク38に戻る構成でも良い。
【００３８】
濾過膜モジュール２の濾過膜に蓄積した懸濁物質を物理的に押し流して排除するための逆洗ユニット７は図２及び図11に示すように、濾過液タンク39に貯蔵された濾過液を動力パネルC1により制御される逆洗ポンプ６により逆洗配管35を介して濾過液配管22に供給する。
【００３９】
この時、濾過膜モジュール２の中空糸状膜の内側を濾過液が逆流すると共に、逆洗ポンプ６により所定の圧力が付与されて濾過液が濾過膜モジュール２の中空糸状膜の内側から外側に透過することで濾過膜モジュール２の中空糸状膜の外側表面に蓄積した懸濁物質を物理的に剥離する。
【００４０】
33は逆洗時に逆洗ポンプ６により濾過膜モジュール２に供給される濾過液に混合されるＮａＣｌＯ（次亜塩素酸ナトリウム）等の洗浄用の薬液を貯蔵する薬液タンクであり、34は薬液タンク33から逆洗配管35に上記洗浄用の薬液を注入するための動力パネルC1により制御される薬液ポンプである。逆洗ユニット７による逆洗工程は１０分〜２時間に１回１０秒間〜５分間程度の割合で比較的日常的に行われる。
【００４１】
また、同じく濾過膜モジュール２の濾過膜に蓄積した懸濁物質を薬液により化学分解して排除するための洗浄ユニット９は図２及び図12に示すように、薬液タンク23に貯蔵されたＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）、クエン酸、シュウ酸、硝酸、塩酸等の洗浄用薬液を動力パネルD1により制御される薬液ポンプ８により薬液配管21から原液配管20に供給する。
【００４２】
洗浄ユニット９による洗浄工程は一旦、濾過装置１を停止して濾過膜モジュール２及び各種配管内部を水洗いした後、上記薬液による洗浄を行う。この時、薬液ポンプ８により低圧力が付与されて薬液が濾過膜モジュール２の中空糸状膜に接触し、該中空糸状膜に蓄積した懸濁物質を化学分解する。
【００４３】
次に水洗いによるすすぎを行う。この時、化学分解された懸濁物質が中空糸状膜の外側を流通して押し流されて排液される。ここで、濾過膜モジュール２の中空糸状膜の外側から内側に透過する際に薬液は濾過されて濾過液のみが濾過膜モジュール２の中空糸状膜の内側を流通する。
【００４４】
洗浄ユニット９による洗浄は精密濾過（ＭＦ）膜モジュール及び限外濾過（ＵＦ）膜モジュールを使用した場合には数箇月〜１年に１回の割合で行うため比較的使用頻度が少ない。
【００４５】
また、濾過膜モジュール２に原液を張った状態で行われるエアバブリングによる洗浄は１０分〜３日に１回１０秒間〜５分間程度の割合で行われる。
【００４６】
原液、濾過液、薬液等は温度により粘度が変化するため季節や天候等による温度差で流量が変化する場合がある。従って、温度センサ15により検知された原液配管20を流通する原液、濾過液、薬液等の温度情報に応じて原液、濾過液、薬液等の温度を調整するヒータを設けても良い。
【００４７】
本実施形態では、図２及び図３に示すように、コントロールユニット10に設けられたローカルコントロールパネルA1により原液、濾過液、薬液或いはエアー等の圧力、流量、温度等の流通条件を制御して調整する一方で、原液供給ポンプ３は原液供給ユニット４に設けられた動力パネルB1により制御し、逆洗ポンプ６は逆洗ユニット７に設けられた動力パネルC1により制御し、薬液ポンプ８は洗浄ユニット９に設けられた動力パネルD1により制御するように流通条件制御部11と動力制御部12とを個々に独立した制御ユニットとして構成している。
【００４８】
ここで、濾過膜ユニット５の増設に応じて原液供給ユニット４、コントロールユニット10が増設され、これに応じてローカルコントロールパネルA1，A2，…An、動力パネルB1，B2，…Bnも増設される。
【００４９】
また、例えば、濾過膜ユニット５が５台程度であれば、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９は各１台ずつで切り換え式で兼用することでも良いが、濾過膜ユニット５が５台以上の場合には切り換え操作が面倒になるため、濾過膜ユニット５の増設に応じて逆洗ユニット７、洗浄ユニット９も同様に増設され、これに応じて動力パネルC1，C2，…Cn、動力パネルD1，D2，…Dnも増設される。
【００５０】
尚、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９を各１台ずつで切り換え式で兼用する場合の濾過膜ユニット５の台数は各設計に応じて５台以外の他の台数であっても良い。
【００５１】
原液供給ポンプ３、逆洗ポンプ６、薬液ポンプ８，34の出力調整は、各原液供給ユニット４、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９の夫々に設けられた各動力パネルB1，B2，…Bn、動力パネルC1，C2，…Cn、動力パネルD1，D2，…Dnに設けられたインバータにより各ポンプの駆動源となる三相交流モータに印加する印加電圧の周波数を変化させることにより該モータの回転数を変化させることで行っている。
【００５２】
例えば、原液を濾過する濾過運転状態では、濾過液配管22を流通する濾過液の流量を濾過液流量センサ17により検知し、この検知情報がコントロールユニット10のローカルコントロールパネルA1を介してメインコントロールパネルＭに送られ、該メインコントロールパネルＭに設けられたメモリに随時記憶される。
【００５３】
そして、メインコントロールパネルＭに設けられたＣＰＵ（中央演算処理装置）により予めメモリに記憶された制御プログラムに従って原液供給ポンプ３の駆動情報がコントロールユニット10のローカルコントロールパネルA1を介して原液供給ユニット４に設けられた動力パネルB1に送られ、該動力パネルB1に設けられたインバータにより原液供給ポンプ３の出力を調整することで濾過液配管22を流通する濾過液の流量が一定に維持される。
【００５４】
同様に逆洗ユニット７の逆洗ポンプ６や薬液ポンプ34の駆動情報もメインコントロールパネルＭからコントロールユニット10に設けられたローカルコントロールパネルA1、原液供給ユニット４に設けられた動力パネルB1を順次経由して逆洗ユニット７に設けられた動力パネルC1に送られ、該動力パネルC1に設けられたインバータにより逆洗ポンプ６や薬液ポンプ34の出力を調整することで逆洗時の濾過液や薬液の流量が制御される。
【００５５】
また、同様に洗浄ユニット９の薬液ポンプ８の駆動情報もメインコントロールパネルＭからコントロールユニット10に設けられたローカルコントロールパネルA1、原液供給ユニット４に設けられた動力パネルB1、逆洗ユニット７に設けられた動力パネルC1を順次経由して洗浄ユニット９に設けられた動力パネルD1に送られ、該動力パネルD1に設けられたインバータにより薬液ポンプ８の出力を調整することで洗浄時の薬液の流量が制御される。
【００５６】
尚、図２に示した制御系では、メインコントロールパネルＭ、ローカルコントロールパネルA1、動力パネルB1、動力パネルC1、動力パネルD1が順次リンク接続された一例である。
【００５７】
図13は上記のように個別にそれ自体で独立して自立し得る原液供給ユニット４、濾過膜ユニット５、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９、コントロールユニット10等の各配管相互を容易に接続し得る接続手段となるジョイント部材41であり、一対のハウジング42，43と、接続される管44，45の間に介在されるゴムリング46等を有して構成される。
【００５８】
管44，45の端部外周面にはハウジング42，43の両側内周部に設けられたテーパ面47に係合し得る凸部44ａ，45ａが形成されており、管44，45の間にゴムリング46を介在させ、ハウジング42，43のテーパ面47を管44，45の凸部44ａ，45ａに係合した状態でハウジング42，43のフランジ部42ａ，43ａに設けられたボルト穴42ｂ，43ｂにボルト48を差し込んで該ボルト48にナット49を螺合して締着することでハウジング42，43のテーパ面47に沿って管44，45の凸部44ａ，45ａが近接する方向に移動し、ゴムリング46の内壁面に突出したリブ46ａの両側面に管44，45の端面を圧接した状態で管44，45がゴムリング46を介して水密的或いは気密的に接続される。
【００５９】
ボルト48は締め付け用の六角頭部48ａの内側に回り止め用の六角係止部48ｂが二段で形成されており、ハウジング43のフランジ部43ａに形成された長穴からなるボルト穴43ｂの短径辺に六角係止部48ｂが嵌入係止されてボルト48の回転が阻止され、ナット49をボルト48に締着する際のボルト48の共回りを防止する。
【００６０】
尚、管44，45の凸部44ａ，45ａの代わりにハウジング42，43のテーパ面47に係合し得る凹部を管44，45に設け、ゴムリング46を介在させて該凹部にハウジング42，43のテーパ面47を係合した状態でハウジング42，43のフランジ部42ａ，43ａに設けられたボルト穴42ｂ，43ｂにボルト48を差し込んで該ボルト48にナット49を螺合して締着して接続する構成でも良い。
【００６１】
配管相互の接続は上述したジョイント部材41を利用して接続すれば配管相互の撓みがゴムリング46によりある程度許容されるため狭いスペースにおける配管の引回しが容易となり、斜め配管設計等も可能となるため接続用管や継ぎ手等を削減することが出来、ジョイント部材41を取り付けて配管相互を接続する際の作業性も良く効率的である。
【００６２】
尚、ジョイント部材41の代わりに従来の管端部に設けたフランジ相互を当接させて複数箇所をボルト止めする構成で配管相互を接続することでも良い。
【００６３】
図14及び図15は原液供給ユニット４、濾過膜ユニット５、逆洗ユニット７、洗浄ユニット９、コントロールユニット10を各種の台数で各種のレイアウトにより配置した一例を示す。
【００６４】
上記構成によれば、濾過膜ユニット５の配管の一部である原液戻り配管30が該濾過膜ユニット５の支持部材を兼ねて該濾過膜ユニット５はそれ自体で独立して自立するため従来のような支持構造物109を別途用意する必要がなく、部品点数を削減してコストの低減を図ることが出来、支持構造物109を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等を容易に行うことが出来る。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、配管の一部が該配管を支持する支持部材を兼ねるので、従来のように各種配管を個々に固定するための支持構造物を別途用意する必要がなく、部品点数を削減してコストの低減を図ることが出来、支持構造物を再構築する必要がないためレイアウトの変更や増設等が容易に出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る配管構造を濾過膜ユニットに適用した濾過装置の構成を示す平面図である。
【図２】 濾過装置の配管及び制御系の構成を示す図である。
【図３】 濾過装置の制御系ブロック図である。
【図４】 コントロールユニットと濾過膜ユニットを接続した様子を示す正面図である。
【図５】 原液供給ユニットの構成を示す平面図である。
【図６】 （ａ）はコントロールユニットの構成を示す正面図、（ｂ）はコントロールユニットの構成を示す平面図、（ｃ）はコントロールユニットの構成を示す左側面図、（ｄ）はコントロールユニットの構成を示す右側面図である。
【図７】 本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す斜視図である。
【図８】 濾過膜ユニットの他の構成を示す斜視図である。
【図９】 （ａ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す正面図、（ｂ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す左側面図である。
【図10】 （ａ）は本発明に係る配管構造が適用された濾過膜ユニットの構成を示す平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ矢視図である。
【図11】 逆洗ユニットの構成を示す平面図である。
【図12】 洗浄ユニットの構成を示す平面図である。
【図13】 配管相互を接続する接続手段の構成を示す斜視説明図である。
【図14】 各種レイアウトを施した濾過装置の構成を示す平面図である。
【図15】 各種レイアウトを施した濾過装置の構成を示す平面図である。
【図16】 従来の支持構造物の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…濾過装置、２…濾過膜モジュール、３…原液供給ポンプ、４…原液供給ユニット、５…濾過膜ユニット、６…逆洗ポンプ、７…逆洗ユニット、８…薬液ポンプ、９…洗浄ユニット、10…コントロールユニット、11…流通条件制御部、12…動力制御部、13…原液圧力センサ、14…原液流量調整弁、15…温度センサ、16…濾過液圧力センサ、17…濾過液流量センサ、18…濾過液流量調整弁、19…薬液開閉弁、20…原液配管、21…薬液配管、22…濾過液配管、23…薬液タンク、24…薬液戻り配管、25…薬液戻り開閉弁、26…エアー配管、27…エアー開閉弁、28…排液流量調整弁、29…逆洗濾過液流量調整弁、30…原液戻り配管、30ａ…水平部、30ｂ…起立部、30ｃ…エルボ、31…排液流量調整弁、32…原液開閉弁、33…薬液タンク、34…薬液ポンプ、35…逆洗配管、36…戻り原液圧力センサ、37…表示部、38…原液タンク、39…濾過液タンク、41…ジョイント部材、42，43…ハウジング、42ａ，43ａ…フランジ部、42ｂ，43ｂ…ボルト穴、44，45…管、44ａ，45ａ…凸部、46…ゴムリング、46ａ…リブ、47…テーパ面、48…ボルト、48ａ…六角頭部、48ｂ…六角係止部、49…ナット、51…台座、52…縦材、53…原液供給配管、54…横材、A1，A2，…An…ローカルコントロールパネル、B1，B2，…Bn…動力パネル、C1，C2，…Cn…動力パネル、D1，D2，…Dn…動力パネル、Ｍ…メインコントロールパネル
Claims (1)
- 原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型または原液を循環せずに濾過を行う全濾過型の精密濾過または限外濾過装置を構成する配管構造であって、
原液配管 (20) 、濾過液配管 (22) 及び原液戻り配管 (30) に濾過膜モジュール（２）が複数個並列にそれぞれ接続され、該濾過膜ユニット（５）の配管の一部である原液戻り配管(30)は、水平部（30ａ）と起立部（30ｂ）とがエルボ（30ｃ）により接続されてＬ字形状で形成されており、該起立部（30ｂ）の下端部が台座（51）に固定され、該原液戻り配管（30）の水平部（30ａ）の他端部が台座（51）から起立した縦材（52）に取り付けられた横材（54）に固定手段により固定支持されて濾過膜ユニット（５）の配管の一部である原液戻り配管（30）が該濾過膜ユニット（５）の支持部材を兼ねて該濾過膜ユニット（５）はそれ自体で独立して自立出来るように構成したことを特徴とする配管構造。
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