JP5090414B2

JP5090414B2 - 平膜エレメントの締結構造

Info

Publication number: JP5090414B2
Application number: JP2009203872A
Authority: JP
Inventors: 雄介大川; 泰幸奥野; 恵星林田; 秀実長川
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP2011050903A

Description

本発明は、平膜エレメントの締結構造に関し、特に、支持板の少なくとも一方の面に膜シートの周縁を接合することにより構成され、支持板に膜シートで濾過した濾過水を排出する排出口を形成した平膜エレメントを複数積層するようにした平膜エレメントの締結構造に関するものである。

従来、排水等の被処理水に浸漬して設置され、被処理水を濾過して固液分離を行う平膜エレメントは、例えば、図４に示すように、濾過可能な膜シート１の周縁１１が矩形状の支持板２の面に接合して構成されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

この平膜エレメントＡ’で濾過を行う場合、支持板２に設けられた排出口３から吸引が行われ、この排出口３からの吸引力により被処理水が膜シート１を透過して、濾過水として集水されて系外へ排出されるようにされている。

特開平６−１７８９２０号公報特開平７−１３２２１４号公報特開２００５−３１３１５３号公報

ところで、従来の平膜エレメントＡ’は、複数積層するようにした平膜エレメントＡ’の締結と、排出口３から排出される濾過水の集水（例えば、ホースによる接続）とを、それぞれ独立して行うようにしているため、構造が複雑になるとともに、曝気による振動によって集水部が破損しやすく、漏水等の不具合が生じるという問題があった。

本発明は、上記従来の平膜エレメントの有する問題点に鑑み、平膜エレメントの締結と濾過水の集水とを一体的に行うことにより、構造の簡素化と、集水部の破損等による漏水等の不具合の発生を防止できるようにした平膜エレメントの締結構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の平膜エレメントの締結構造は、支持板の少なくとも一方の面に膜シートの周縁を接合することにより構成され、支持板に膜シートで濾過した濾過水を排出する排出口を形成した平膜エレメントを複数積層するようにした平膜エレメントの締結構造において、前記排出口を、積層した平膜エレメントの積層方向に貫通するように形成し、平膜エレメントの一方の面の排出口の周縁を環状の凹溝に、他方の面の排出口の周縁を環状の凸条に、それぞれ形成し、凹溝の底部にパッキンを配設して、隣接する平膜エレメントの排出口の周縁同士を当接することにより、環状の凹溝及び凸条からなる嵌合シール構造に形成するとともに、前記排出口内に棒状又は管状の締結部材を挿通し、該締結部材の端部に配設したナット部材により積層した平膜エレメントを締め付けるようにしたことを特徴とする。

この場合において、棒状の締結部材をボルトで構成することができる。

また、管状の締結部材の周面に透孔を形成し、膜シートで濾過した濾過水が管状の締結部材の内部を流通するように構成することができる。

本発明の平膜エレメントの締結構造によれば、排出口を、積層した平膜エレメントの積層方向に貫通するように形成し、該排出口内に棒状又は管状の締結部材を挿通し、該締結部材の端部に配設したナット部材により積層した平膜エレメントを締め付けるようにすることにより、平膜エレメントの締結と濾過水の集水とを一体的に行うことができ、これによって、構造を簡素化できるともに、排出口内に挿通した棒状又は管状の締結部材により排出口の周縁を均一に締め付けることができることから、集水部の破損等による漏水等の不具合の発生を確実に防止することができる。

そして、隣接する平膜エレメントの排出口の周縁を環状の凹溝及び凸条からなる嵌合シール構造に形成することにより、隣接する平膜エレメントの排出口の周縁からの漏水を確実に防止することができる。

また、棒状の締結部材をボルトで構成することにより、締結部材を簡易に構成することができる。

また、管状の締結部材の周面に透孔を形成し、膜シートで濾過した濾過水が管状の締結部材の内部を流通するように構成することにより、排出口の形状を大きくすることなく濾過水の流路を確保することができる。

本発明の平膜エレメントの締結構造を適用する平膜エレメントの一例を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＸ部の拡大図である。本発明の平膜エレメントの締結構造の第１実施例を示す説明図である。本発明の平膜エレメントの締結構造の第２実施例を示す説明図である。従来の平膜エレメントを示す一部を切り欠いた斜視図である。

以下、本発明の平膜エレメントの締結構造の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の平膜エレメントの締結構造の第１実施例を示す。

本発明の平膜エレメントの締結構造を適用する平膜エレメントＡは、従来の平膜エレメントＡ’と同様、濾過可能な膜シート１の周縁１１が矩形状の支持板２の面に接合して構成され、膜シート１で被処理水を濾過するようにされている。

そして、この平膜エレメントＡにおいては、膜シート１を支持板２の膜シート１が接合された面に線状に接合することにより、膜シート１の接合した周縁１１の内側を上下に仕切る横方向の接合部１２を形成するようにしている。

この場合において、膜シート１は、透水性を有する材質で構成され、被処理水を固液分離可能な平膜を使用することができる。

支持板２は、縦長の矩形状の板材からなり、主に膜シート１が接合される膜面部を備えるようにしている。
なお、膜シート１が接合される膜面部は、支持板２の一方の面に形成するようにするほか、両方の面に形成するようにすることもできる。

支持板２を構成する材料には、レーザー吸収性を有する熱可塑性樹脂を採用することが好ましく、例えば、カーボンブラックを含有したＡＢＳ樹脂を好適に用いることができる。
これにより、膜シート１の支持板２への接合にレーザーによる接合方法を用いることができる。
なお、膜シート１の支持板２への接合方法は、これに限定されず、膜シート１の周縁１１及び接合部１２を、線状に接合することができるものである限りにおいて、その他の加熱手段による溶着や接着剤による接着による任意の方法を採用することができる。

また、支持板２を２つ以上の部材から構成する場合には、一方の部材をレーザー透過性を有する樹脂を採用することが好ましく、例えば、透明なＡＢＳ樹脂を好適に用いることができる。
これにより、この部材の外側からレーザーを照射して、２つの部材を溶着することができる。

ところで、本実施例においては、横方向の接合部１２を１箇所に形成することにより、膜シート１の接合した周縁１１の内側の膜シート１と支持板２に挟まれた空間を２室Ｒ１、Ｒ２に上下に仕切るようにしたが、接合部１２を形成する数は、これに限定されず、例えば、接合部１２を２箇所（又はそれ以上の箇所）に形成することもできる。

そして、支持板２の膜シート１が接合された面に、濾過水を集水する複数本の横方向の集水溝を形成する（図１において、横方向の集水溝を形成した部分に符号２Ａを付す。）とともに、これらの集水溝で集水された濾過水を排出する排出口３（ヘッダー管）をそれぞれの仕切られた空間毎に備えるようにしている。
ここで、集水溝で集水された濾過水を排出口３に導くために、本実施例においては、支持板２の膜シート１が接合された面に、膜シート１を上端で支持して通水空間を確保できるようにする多数のエンボス状の突起部を形成する（図１において、突起部を形成した部分に符号２Ｂを付す。）とともに、突起部を形成した部分と排出口３とを連通部４を介して接続するようにしている。
なお、多数のエンボス状の突起部を形成することに代えて、支持板２の膜シート１が接合された面の略全面に集水溝を形成し、これらの集水溝で集水された濾過水を排出口３に排出する縦方向の溝を形成することもできる。
これにより、複数の室Ｒ１、Ｒ２に上下に仕切られた膜シート１と支持板２に挟まれた空間からそれぞれの排出口３を介して均一に濾過水を吸引したり、該空間に均一に薬剤洗浄のための薬剤を注入することができるものとなる。
また、支持板２の両方の面に膜シート１を接合する場合には、支持板２を貫通することによって支持板２の両側に形成された複数の室Ｒ１、Ｒ２同士を連通する小孔（図示省略）を、例えば、膜シート１の接合した周縁１１や接合部１２の下縁に沿って形成することができ、これにより、平膜エレメントＡを水中に沈めた際に上記室Ｒ１、Ｒ２に滞留する空気を、この小孔を介して、排出口３から速やかに排出することができ、滞留する空気が濾過効率の低下や膜シート１に対する負荷の要因になることを防止することができる。

この平膜エレメントＡによれば、膜シート１を支持板２の膜シート１が接合された面に線状に接合することにより、膜シート１の接合した周縁１１の内側を上下に仕切る横方向の接合部１２を形成することにより、膜シート１の接合強度を横方向の接合部１２によって高めることができるとともに、膜シート１のテンションの大きさを膜シート１の全面に亘って均一化することができる。
これによって、濾過や薬剤洗浄が膜シート１の全面に亘って均一に行うことができ、また、濾過時や薬剤洗浄時の流速を上げることが可能となることと相俟って、濾過や薬剤洗浄の効率を向上することができ、また、平膜エレメントＡを大形化（大面積化）することができる。
また、膜シート１のテンションの大きさを膜シート１の全面に亘って均一化できるため、膜シート１に弛みや偏りが生じることを防止し、膜シート１を対向して配設した場合に隣接する膜シート１同士が接触することによって膜シート１が摩耗することを防止することができる。

ところで、本実施例において、平膜エレメントＡは、複数積層して被処理水に浸漬して設置されるが、複数積層した平膜エレメントＡの締結を、支持板２に形成した排出口３を、積層した平膜エレメントＡの積層方向に貫通するように形成し、排出口３内に両端に雄ねじを形成した管部材５１Ａからなる管状の締結部材５を挿通し、締結部材５の両端部に配設したナット部材５２により積層した平膜エレメントＡを締め付けるようにしている。
この場合、管部材５１Ａの周面に透孔５１Ｈを形成し、膜シート１で濾過した濾過水が透孔５１Ｈを通って管部材５１Ａの内部に流入することにより、管部材５１Ａの内部の空間が膜シート１で濾過した濾過水の流路となるとうにしている。
これにより、排出口３の形状を大きくすることなく濾過水の流路を確保することができる。

そして、管部材５１Ａに管状の排水部材６Ａを接続し、この排水部材６Ａを介して管部材５１Ａ内を流通してきた濾過水を系外へ排出するようにしている。

また、隣接する平膜エレメントＡの排出口３の周縁を環状の凹溝３１ａ及び凸条３１ｂからなる嵌合シール構造３１に形成するとともに、凹溝３１ａの底部にパッキン３１ｃを配設して、これを凸条３１ｂの先端面に押圧するようにしている。
これにより、隣接する平膜エレメントの排出口の周縁からの漏水を確実に防止することができる。

なお、複数積層した平膜エレメントＡの締結は、排出口３の位置のみで行うようにするほか、必要に応じて、排出口３以外の位置、例えば、平膜エレメントＡの排出口３の対称位置に形成した貫通孔７を用いて、同様の構造（ただし、排水部材６Ａは不要。）で、複数積層した平膜エレメントＡの締結を行うようにすることもできる。

この平膜エレメントの締結構造によれば、排出口３を積層した平膜エレメントＡの積層方向に貫通するように形成し、排出口３内に棒状の締結部材５を挿通し、締結部材５の端部に配設したナット部材５２により積層した平膜エレメントＡを締め付けるようにすることにより、平膜エレメントＡの締結と濾過水の集水とを一体的に行うことができ、これによって、構造を簡素化できるともに、排出口３内に挿通した棒状の締結部材５により排出口３の周縁を均一に締め付けることができることから、集水部の破損等による漏水等の不具合の発生を確実に防止することができる。

図３に、本発明の平膜エレメントの締結構造の第２実施例を示す。

本実施例において、平膜エレメントＡは、複数積層して被処理水に浸漬して設置されるが、複数積層した平膜エレメントＡの締結を、支持板２に形成した排出口３を、積層した平膜エレメントＡの積層方向に貫通するように形成し、排出口３内に両端に雄ねじを形成したボルト部材５１Ｂからなる棒状の締結部材５を挿通し、締結部材５の両端部に配設したナット部材５２により積層した平膜エレメントＡを締め付けるようにしている。
この場合、ボルト部材５１Ｂの外周の排出口３の空間が膜シート１で濾過した濾過水の流路となる。
なお、締結部材５の両端部にナット部材５２を配設することに代えて、一端側を溶接等による固定構造とすることもできる。
また、締結部材５は、ステンレススチール等の金属製のものほか、合成樹脂製のものを用いることができる。

そして、端部に位置する平膜エレメントＡの排出口３とナット部材５２との間に、適宜シール構造を施した排水部材６Ｂを配設し、この排水部材６Ｂを介して排出口３内を流通してきた濾過水を系外へ排出するようにしたり、上記第１実施例と同様、管状の排水部材（図示省略）を接続し、この排水部材を介して排出口３内を流通してきた濾過水を系外へ排出するようにしている。

なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様である。

以上、本発明の平膜エレメントの締結構造について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の平膜エレメントの締結構造は、平膜エレメントの締結と濾過水の集水とを一体的に行うことにより、構造の簡素化と、集水部の破損等による漏水等の不具合の発生を防止できるものであることから、浸漬型膜分離装置に用いられる平膜エレメントの締結の用途に好適に用いることができ、特に、大形化（大面積化）する必要のある平膜エレメントに好適に用いることができる。

Ａ平膜エレメント
１膜シート
１１周縁（接合部）
１２接合部
２支持板
３排出口（ヘッダー管）
３１嵌合シール構造
３１ａ凹溝
３１ｂ凸条
３１ｃパッキン
４連通部
５締結部材
５１Ａ管部材
５１Ｂボルト部材
５１Ｈ透孔
５２ナット部材
６Ａ排水部材
６Ｂ排水部材
７貫通孔

Claims

支持板の少なくとも一方の面に膜シートの周縁を接合することにより構成され、支持板に膜シートで濾過した濾過水を排出する排出口を形成した平膜エレメントを複数積層するようにした平膜エレメントの締結構造において、前記排出口を、積層した平膜エレメントの積層方向に貫通するように形成し、平膜エレメントの一方の面の排出口の周縁を環状の凹溝に、他方の面の排出口の周縁を環状の凸条に、それぞれ形成し、凹溝の底部にパッキンを配設して、隣接する平膜エレメントの排出口の周縁同士を当接することにより、環状の凹溝及び凸条からなる嵌合シール構造に形成するとともに、前記排出口内に棒状又は管状の締結部材を挿通し、該締結部材の端部に配設したナット部材により積層した平膜エレメントを締め付けるようにしたことを特徴とする平膜エレメントの締結構造。
管状の締結部材の周面に透孔を形成し、膜シートで濾過した濾過水が管状の締結部材の内部を流通するようにしてなることを特徴とする請求項１記載の平膜エレメントの締結構造。