JP5395020B2

JP5395020B2 - 濾過膜モジュール

Info

Publication number: JP5395020B2
Application number: JP2010213273A
Authority: JP
Inventors: ジャン，ジェ−ヨン
Original assignee: ピュア−エンビテックカンパニーリミテッド
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: JP2011240324A; KR101136025B1; KR20110126506A

Description

本発明は、濾過膜モジュールに係り、より詳細には、水処理に使われる平膜形の濾過膜をフレームと共にモジュール化した濾過膜モジュールに関するものである。

水処理に使われる濾過膜は、微細な孔隙が形成されて、汚染物質は濾過し、清潔な水のみを通過させうるように構成される。このような濾過膜の中でも平膜は、平面状またはシート状に形成した膜のことをいう。

濾過膜モジュールは、このような平膜形の濾過膜を、平板状のフレームに取り付けてモジュール化したものである。フレームは、濾過膜を支持し、濾過膜を通過した処理水を外部に供給できるように、流路が形成される。

このような濾過膜モジュールを支持台に複数個搭載した後、汚染された水の入っている水槽に設置し、濾過膜を通過した処理水を濾過膜モジュールのフレームを通じて吸い込むことによって、汚染物質の除去された処理水を得る水処理装置が一般的に使用されてきた。

上記のような従来技術による濾過膜モジュールが開示されている（例えば、特許文献１）。

従来技術による濾過膜モジュールの支持体（フレーム、１１０）には、平膜１３０を通過して濾過された処理水が、集水口１４３を通って排出されうるように、内部に縦長の多数の流管１１１が形成される。

水処理装置１には、浄化された水を集水口１４３から吸い込むように、吸入ポンプが設置され、この場合、流管１１１は縦長に形成されるので、集水口１４３に近づくほど真空が強くかけられることになる。そのため、平膜１３０の各箇所において圧力差が生じてしまう。

そこで、当該従来技術では、ダンピングチャンバー１４０'ａを設けることで上記圧力差を一部解消しようとしたが、一つの集水口１４３が担当する流管１１１の面積が大きく、なお、水圧分布によって加えられる圧力が異なることもあり、依然として圧力差が発生するという問題点があった。

なお、支持体１１０に集水口１４３を２つ設ける方式を用いるのが一般的であり、この場合、各集水口１４３から最も離れた中央部の流管１１１に加えられる圧力が、状況によっては非常に低くなるという問題点もあった。

大韓民国登録実用新案第０２４１５４０号

本発明は上記問題点を解決するためのもので、その課題は、濾過膜の各箇所に加えられる圧力差を最小化できるように構成した濾過膜モジュールを提供することである。

上記課題を解決するための本発明に係る濾過膜モジュールは、表面にスリット状の水路が形成される平板形のフレームと、前記フレームの表面に付着される濾過膜と、を含む濾過膜モジュールであって、前記フレームには、前記濾過膜を通過して前記水路に流入した処理水を外部に供給するために負圧がかかる吸入集水口が設けられ、前記水路は前記フレームの表面に凹入形成され、これら水路の間には凸部が形成され、前記濾過膜は、前記フレームの縁部側の固定部、及び前記水路の間に形成される前記凸部のいずれか一つに固定されて、前記負圧のかかる空間を分割するようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係る濾過膜モジュールは、前記濾過膜が、前記フレームに融着して固定されることを特徴とする。

また、本発明に係る濾過膜モジュールは、前記濾過膜が前記フレームに融着固定される前記縁部側の前記固定部はお互いに一定間隔を置く内側固定部と外側固定部とに二重に形成されることを特徴とする。
また、本発明に係る濾過膜モジュールは、前記濾過膜が前記フレームに融着固定される前記凸部側の前記固定部はお互いに一定間隔を置く第１固定部と第２固定部とに二重に形成されることを特徴とする。

また、本発明に係る濾過膜モジュールは、前記フレームの表面における前記水路の一端に、前記水路に沿って流れてきた処理水を合流させるように、前記水路と垂直に配置されるとともに前記水路と連通する合流流路が形成されることを特徴とする。

また、本発明に係る濾過膜モジュールは、前記濾過膜が固定される前記凸部の中の一つが前記縁部側まで延長されて前記合流流路が両分されることを特徴にする。

また、本発明に係る濾過膜モジュールは、前記吸入集水口が、前記フレームの両側端に２つ設けられ、前記濾過膜が前記フレームに固定される部位により分割される、前記負圧のかかる空間がそれぞれ、前記吸入集水口に一つずつ対応するように配置されることを特徴とする。

また、本発明に係る濾過膜モジュールは、前記水路が、前記フレームの両面にそれぞれ形成され、前記フレームに、前記両面における水路のそれぞれに流れる処理水を一箇所に集めてこれを吸入集水口に導く集水流路が形成されることを特徴とする。

また、本発明に係る濾過膜モジュールは、前記水路は前記フレームの表面に沿って上下で延長されて、前記凸部も前記フレームの表面に沿って上下で延長されるように形成されて、前記濾過膜と前記縁部が固定される部位は四角形の帯に形成されて、前記四角形の帯形状の内部に前記水路及び前記凸部が位置しており、前記濾過膜と前記凸部の中の一つが固定される部位は、前記四角形の帯に形成される固定部の内部の空間を横切るように形成されて、前記四角形の帯に形成される固定部の内部の空間を両分することを特徴にする。

以上のように、本発明に係る濾過膜モジュールによれば、負圧のかかる空間が分割されるので、濾過膜及び水路に負圧がかかる部分における圧力差が最小化して圧力が均一になり、その結果、濾過膜モジュールの効率及び耐久性を向上させることが可能になる。

本発明による濾過膜モジュールを示す斜視図である。本発明による濾過膜モジュールを示す分解斜視図である。本発明による濾過膜モジュールのフレームを示す正面図である。本発明による濾過膜モジュールのフレームを示す断面図で、図３におけるIV−IV断面である。本発明による濾過膜モジュールのフレームを示す断面図で、図３におけるＶ−Ｖ線断面である。本発明による濾過膜モジュールのフレームを示す正面図で、フレームと濾過膜とが結合する部位を示す図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明に係る濾過膜モジュールの好適な実施例について詳細に説明する。

図１は、本発明による濾過膜モジュール１を示す斜視図である。本発明による濾過膜モジュール１は、図１に示すように、平板形態のフレーム１０の表面に、平膜形の濾過膜２１及び板状部材２２が付着されてなる。

紙面上、フレーム１０の上部においては中央に取っ手５が設けられる。取っ手５は、設置者がフレーム１０を手で持つ時に使用するもので、濾過膜モジュール１の水処理装置における支持台への搭載を容易にする役割を果たす。

取っ手５の両側においてはフレーム１０の外側部に吸入集水口３が一つずつ設けられている。吸入集水口３は、濾過膜２１を通過した処理水を外部に排出させる通路である。

図２は、本発明による濾過膜モジュール１におけるフレーム１０、濾過膜２１及び板状部材２２を示す分解斜視図である。同図で、濾過膜２１及び板状部材２２は、フレーム１０の両側外面に取り付けられ、濾過膜２１とフレーム１０との間に板状部材２２が介在される。

濾過膜２１は、汚染された水中の汚染物質を濾過し、清潔な処理水のみをフレーム１０の方に通過させる。この時、清潔な水は板状部材２２を経由する。

図３は、本発明による濾過膜モジュール１におけるフレーム１０を示す正面図であり、図４及び図５は、本発明による濾過膜モジュール１におけるフレーム１０を示す断面図である。

図３乃至図５に示すように、本発明による濾過膜モジュール１におけるフレーム１０の表面には、濾過膜２１を通過した処理水が吸入集水口３まで流れるように導く流路１７，１４ａ，１４ｂ,１９，４が形成される。

フレーム１０の最外周には縁部１３が形成される。縁部１３は、略内側が開放された四角形状を有する。この縁部１３に濾過膜２１及び板状部材２２が取り付けられるが、その詳細は、図６を参照して後述する。

縁部１３の内側には複数本のスリット状の水路１７が縦方向に配列される。水路１７は、図４に示すように、縁部１３と段差を有するようにフレーム１０に凹設された部分である。これらの水路１７は、濾過膜２１の全部分に対応するようにフレーム１０の内側部をほとんど占めている。

一方、水路１７が形成されずに相対的に突出した部位は凸部１５とされ、水路１７の形状と対応して凸部１５も同様に、縦長に形成される。このように突出した凸部１５のフレーム１０裏面にも同様に、水路１７が形成され、よって、フレーム１０の両面に設置される濾過膜２１を通じて同時に水処理を行うことができる。

図３において、縦長に形成された複数本の水路１７の最上部には、複数の水路１７に沿って流れてきた処理水が合流する合流流路１４ａ，１４ｂが形成される。合流流路１４ａ，１４ｂは、横長に形成され、複数本の水路１７と連通するように形成される。このような合流流路１４ａ，１４ｂも、水路１７と同様に、フレーム１０の裏面にも形成される。

一方、並列に配置される複數の凸部１５の中で中央における凸部１５ａは、図３において、上方の縁部１３まで延長される。それによって凸部１５ａ及び水路１７と垂直に配置される合流流路１４ａ，１４ｂを左側の合流流路１４ａと右側の合流流路１４ｂで両分する。

合流流路１４ａ，１４ｂの両端において上方には集水流路１９が延在する。水路１７と合流流路１４ａ，１４ｂはフレーム１０の両面にそれぞれ形成され、このようにフレーム１０の両面からそれぞれ流れ込んだ処理水は、集水流路１９で会うこととなる。集水流路１９は、フレーム１０の両面から流れ込んだ処理水が１地点で会えるように、フレーム１０の表面に穴として形成される。集水流路１９は、フレーム１０の両側において吸入集水口３の下側に一つずつ形成される。

図３及び図５に示すように、集水流路１９でフレーム１０の両面からの処理水が合流した後には、吸入集水口３から外部に排出されるように集水穴４に流れる。集水穴４は、吸入集水口３の内部に形成される流路で、集水流路１９と連通して外部に処理水を導く。

このような流路構造を有する平板形状のフレーム１０は、両面に、図２に示すように、濾過膜２１及び板状部材２２が設置されるもので、この場合、濾過膜２１及び板状部材２２が固定される部位を、図６に示す。

図６で、ドットで表示された部位、すなわち、縁部１３及び中央における凸部１５ａの表面は、段差のない同一平面上に位置し、濾過膜２１及び板状部材２２がフレーム１０に固定される部位である。固定方式としては、ホットメルトなどを用いた熱融着方式を採択することができる。

縁部１３の固定部１３ａ，１３ｂは二重に形成される。すなわち、濾過膜２１がフレーム１０に固定される固定部１３ａ，１３ｂは四角形の帯を形成する内側固定部１３ａとそれより大きくて内側固定部１３ａの外側に位する外側固定部１３ｂとに分けられて二重に固定される。よって、内側固定部１３ａと外側固定部１３ｂとの間１３ｃは濾過膜２１がフレームに熱融着せずに接触しており、内側固定部１３ａと外側固定部１３ｂとの部位では濾過膜２１とフレーム１０とが熱融着によって固定される。

このように、熱融着固定が二重になることで融着固定に必要な費用が節減されると共に、より堅固に固定する事ができる。この時、内側固定部１３ａの幅と、外側固定部１３ｂの幅と、内側固定部１３ａと外側固定部１３ｂとの間の空間１３ｃの幅とは、３：３：５の割合を持つと良い。さらに具体的には、内側固定部１３ａの幅は３ｍｍ、外側固定部１３ｂの幅は３ｍｍ、これらの間の空間１３ｃの幅は５ｍｍとすれば、さらに堅固に濾過膜２１とフレーム１０とを固定することができる。

また、凸部１５ａの固定部１５ｂ,１５ｃも一定間隔を置く二つの固定部１５ｂ,１５ｃで成り立つ。すなわち、図６において左側に位する第１固定部１５ｂと右側に位する第２固定部１５ｃとの二つで構成される。第１固定部１５ｂと第２固定部１５ｃの幅も内側固定部１３ａ、外側固定部１３ｂの幅のように３ｍｍで、第１固定部１５ｂと第２固定部１５ｃとの間の空間の幅も５ｍｍである。第１固定部１５ｂ及び第２固定部１５ｃの両端はそれぞれ内側固定部１３ａの上下端まで延長される。

濾過膜２１の周縁部を縁部１３に、濾過膜２１の中央部を凸部１５ａに固定すると、吸入集水口３により発生する負圧が作用する空間が、図６に示すように、左右に両分される。

したがって、図６において、左側の吸入集水口３は、両分された空間のうち、左側の空間を担当し、右側の吸入集水口３は、両分された空間のうち、右側の空間を担当するようになる。

このように負圧の作用する空間を両分すると、それぞれ独立して圧力が作用するため、圧力差が生じうる空間そのものが半分とされ、結果として、空間が小さくなり、その分、圧力がばらつく可能性も減少することとなる。それによって、濾過膜２１の上部が圧力によって変形されるとか折れることも防止することができるようになる。

本発明に係る濾過膜モジュールによれば、負圧のかかる空間が分割されるので、濾過膜及び水路に負圧がかかる部分における圧力差が最小化して圧力が均一になり、その結果、濾過膜モジュールの効率及び耐久性を向上させることが可能になる。

１０フレーム
１７水路
１５凸部
１３縁部
２１濾過膜
３吸入集水口
１９集水流路
４集水穴

Claims

表面にスリット状の複数の水路が形成される平板形かつ長方形状のフレームと、前記フレームの表面に付着される一連の濾過膜と、を含む濾過膜モジュールであって、
前記複数の水路は前記フレームの長方形状の長辺方向に沿うように表面に凹入形成され、これら前記複数の水路の間には凸部が形成され、
前記一連の濾過膜は、前記フレームの縁部側の固定部、及び前記複数の水路の間に形成される前記凸部のいずれか一つに固定されて、前記負圧のかかる空間を複数に分割しており、
前記フレームには、前記一連の濾過膜を通過して前記複数の水路に流入した処理水を外部に供給するために負圧がかかる吸入集水口が分割された各空間ごとに設けられることで、負圧のかかる空間に独立して圧力が作用するようにしたことを特徴とする濾過膜モジュール。
前記濾過膜は、前記フレームに融着して固定されることを特徴とする請求項１に記載の濾過膜モジュール。
前記濾過膜が前記フレームに融着固定される前記縁部側の前記固定部はお互いに一定間隔を置く内側固定部と外側固定部とに二重に形成されることを特徴とする請求項２に記載の濾過膜モジュール。
前記濾過膜が前記フレームに融着固定される前記凸部側の固定部はお互いに一定間隔を置く第１固定部と第２固定部とに二重に形成されることを特徴とする請求項２に記載の濾過膜モジュール。
前記フレームの表面における前記水路の一端には、前記水路に沿って流れてきた処理水を合流させるように、前記水路と垂直に配置されるとともに前記水路と連通する合流流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の濾過膜モジュール。
前記濾過膜が固定される前記凸部の中の一つが前記縁部側まで延長されて前記合流流路が両分されることを特徴にする請求項５に記載の濾過膜モジュール。
前記吸入集水口は、前記フレームの両側端に２つが設けられ、
前記濾過膜が前記フレームに固定される部位により分割される、前記負圧のかかる空間はそれぞれ、前記吸入集水口に一つずつ対応するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の濾過膜モジュール。
前記水路は、前記フレームの両面にそれぞれ形成され、
前記フレームには、
前記両面における水路のそれぞれに流れる処理水を一箇所に集めてこれを吸入集水口に導く集水流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の濾過膜モジュール。
前記水路は前記フレームの表面に沿って上下で延長されて、前記凸部も前記フレームの表面に沿って上下で延長されるように形成されて、
前記濾過膜と前記縁部が固定される部位は四角形の帯に形成されて、前記四角形の帯形状の内部に前記水路及び前記凸部が位置しており、
前記濾過膜と前記凸部の中の一つが固定される部位は、前記四角形の帯に形成される固定部の内部の空間を横切るように形成されて、前記四角形の帯に形成される固定部の内部の空間を両分することを特徴にする請求項１に記載の濾過膜モジュール。