JP6018949B2 - Membrane module - Google Patents

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

本発明は、膜モジュールに関する。   The present invention relates to a membrane module.

例えば、血液浄化療法、血漿交換療法などの医療分野、水の浄化や水質の調整などの水処理分野、血漿分画製剤やバイオ医薬品などの製造工程におけるウィルス除去などの濾過処理には、内部に分離膜を内蔵した膜モジュールが用いられている。   For example, in the medical field such as blood purification therapy and plasma exchange therapy, the water treatment field such as water purification and water quality adjustment, and the filtration process such as virus removal in the manufacturing process of plasma fractionation products and biopharmaceuticals, etc. A membrane module incorporating a separation membrane is used.

この種の膜モジュールには、例えば中空糸膜が収容される筒状体と、筒状体の開口部の外周に嵌め込まれ当該開口を閉鎖する蓋体を有しているものがある。筒状体と蓋体には、液体の流入出を行うためのノズルがそれぞれ設けられている。また、筒状体の端面と蓋体の内面の間には、液体の漏れを防止するためのシール部材が設けられている(特許文献1参照)。なお、この特許文献1に記載されているUリングは、そのU字の開口面が外側に向けられているものである。   Some membrane modules of this type have, for example, a cylindrical body in which a hollow fiber membrane is accommodated, and a lid that is fitted to the outer periphery of the opening of the cylindrical body and closes the opening. The cylindrical body and the lid are each provided with a nozzle for flowing in and out of the liquid. Further, a seal member for preventing leakage of liquid is provided between the end face of the cylindrical body and the inner face of the lid (see Patent Document 1). Note that the U-ring described in Patent Document 1 has a U-shaped opening surface directed outward.

そして、上記膜モジュールを用いた処理時には、液体をノズルから膜モジュール内に流入させ、中空糸膜を通過させ、他のノズルから排出している。   And at the time of the process using the said membrane module, a liquid is made to flow in into a membrane module from a nozzle, a hollow fiber membrane is allowed to pass through, and it discharges | emits from another nozzle.

特開平2−59026号公報JP-A-2-59026

ところで、上記濾過処理などの処理時には、膜モジュール内の液体圧力が上昇し、膜モジュールの内面に大きな圧力が付加される。このとき、膜モジュールの蓋体が外側に撓んで変形する。特に、大型の膜モジュールの場合には、内部の受圧面積が大きいため大きな力がかかり、膜モジュールの蓋体の変形の程度が大きい。また、膜モジュールの筒状体及び蓋体が合成樹脂からなる場合、加圧により形状が変形しやすい。   By the way, at the time of processes such as the filtration process, the liquid pressure in the membrane module rises and a large pressure is applied to the inner surface of the membrane module. At this time, the lid of the membrane module is bent outward and deformed. In particular, in the case of a large membrane module, a large force is applied because the internal pressure receiving area is large, and the degree of deformation of the lid of the membrane module is large. Further, when the cylindrical body and the lid of the membrane module are made of synthetic resin, the shape is easily deformed by pressurization.

膜モジュールの蓋体部分に大きな力がかかると、蓋体が外側に撓んで変形して浮き上がる。このとき、シール部材と膜モジュールの筒状体の端面或いは蓋体の内面との間に隙間ができ、筒状体と蓋体との間のシール性が低下する。特に大型のモジュールの場合、蓋体の撓み量が大きく、筒状体と蓋体の間のシール性が著しく低下する。また、膜モジュールの筒状体及び蓋体が合成樹脂からなる場合、筒状体および蓋体の形状が相互に変形し、シール部材と筒状体の端面或いは蓋体の内面との間に隙間ができやすく、シール性が低下しやすい。   When a large force is applied to the lid portion of the membrane module, the lid body bends outward and deforms and floats. At this time, a gap is formed between the sealing member and the end surface of the tubular body of the membrane module or the inner surface of the lid, and the sealing performance between the tubular body and the lid is reduced. In particular, in the case of a large module, the amount of bending of the lid is large, and the sealing performance between the cylindrical body and the lid is remarkably lowered. Further, when the cylindrical body and the lid of the membrane module are made of synthetic resin, the shapes of the cylindrical body and the lid are mutually deformed, and a gap is formed between the seal member and the end surface of the cylindrical body or the inner surface of the lid. It is easy to be done and the sealing performance is likely to deteriorate.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、膜モジュール内に高い圧力が付加された場合にも、筒状体と蓋体との間のシール性を維持することをその目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at maintaining the sealing performance between a cylindrical body and a cover body also when a high pressure is added in a membrane module.

上記目的を達成する本発明は、膜が収容される一方もしくは両端が開口した筒状体と、前記筒状体の開口部の外周に嵌め込まれ前記開口を閉鎖する蓋体とを有する、膜モジュールであって、前記筒状体と前記蓋体が合成樹脂からなり、前記筒状体の開口部の端面と前記蓋体の内面との間に、断面U字状のシールリングが設けられており、前記シールリングのU字開口が前記筒状体の中心軸側に向けられており、前記シールリングの外周面は、前記U字開口と反対側に位置し外側に凸の円弧状部と、前記円弧状部に接続され、断面において前記円弧状部から前記U字開口側の端に向かって直線状に延設する平坦面を有し、前記平坦面は、無荷重時において前記U字開口側に向けて広がっており、前記シールリングのU字開口の前方には、前記蓋体の内面から突出する凸部が形成されているものである。 The present invention that achieves the above-described object includes a membrane module having a cylindrical body in which one or both ends of the membrane are accommodated, and a lid body that is fitted on the outer periphery of the opening of the cylindrical body and closes the opening. The cylindrical body and the lid are made of synthetic resin, and a seal ring having a U-shaped cross section is provided between an end surface of the opening of the cylindrical body and the inner surface of the lid. The U-shaped opening of the seal ring is directed toward the central axis of the cylindrical body, and the outer peripheral surface of the seal ring is located on the opposite side of the U-shaped opening and has an outwardly convex arcuate portion; A flat surface connected to the arc-shaped portion and extending linearly from the arc-shaped portion toward the end on the U-shaped opening side in the cross section, the flat surface opening the U-shaped opening when no load is applied The lid extends in front of the U-shaped opening of the seal ring. In which protrusion protruding from the inner surface is formed.

本発明によれば、シールリングのU字開口が筒状体の中心軸側に向けられているので、膜モジュール内の圧力が上がった場合、シールリングのU字開口側に圧力がかかり、シールリングのU字開口が開く方向に変形する。したがって、シールリングは、収容された空間の変形に合わせて形状を変化させることで、筒状体の開口部の端面、及び、蓋体の内面との接触を維持できる。このとき、シールリングのU字開口が筒状体の中心軸側に向けられている形状によって、加圧によって受けている力を利用して密着性をより強固にできる。この結果、膜モジュール内に大きな圧力がかかっても、シールリングと筒状体の端面及び蓋体の内面との接触を維持でき、筒状体と蓋体との間の高いシール性を維持できる。   According to the present invention, since the U-shaped opening of the seal ring is directed to the central axis side of the cylindrical body, when the pressure in the membrane module rises, pressure is applied to the U-shaped opening side of the seal ring, and the seal The ring U-shaped opening is deformed in the opening direction. Therefore, the seal ring can maintain contact with the end surface of the opening of the cylindrical body and the inner surface of the lid body by changing the shape according to the deformation of the accommodated space. At this time, due to the shape in which the U-shaped opening of the seal ring is directed toward the central axis of the cylindrical body, the adhesiveness can be further strengthened by using the force received by pressurization. As a result, even when a large pressure is applied to the membrane module, the seal ring can be kept in contact with the end surface of the cylindrical body and the inner surface of the lid, and high sealing performance between the cylindrical body and the lid can be maintained. .

前記蓋体の内面と前記筒状体の端面に接する前記シールリングの外周面におけるU字開口側の端には、角部が形成されていてもよい。   A corner may be formed at an end on the U-shaped opening side of the outer peripheral surface of the seal ring that contacts the inner surface of the lid and the end surface of the cylindrical body.

また、前記シールリングのU字開口の内面は、互いに対向する平坦面を有していてもよい。   The inner surface of the U-shaped opening of the seal ring may have flat surfaces that face each other.

前記シールリングのつぶし率が10%〜33%であってもよい。   The crushing rate of the seal ring may be 10% to 33%.

以上の膜モジュールは、前記シールリングが100mm以上の内径を有するものであってもよい。
In the above membrane module, the seal ring may have an inner diameter of 100 mm or more.

本発明によれば、膜モジュール内に高い圧力が付加された場合にも、筒状体と蓋体との間のシール性を維持することができるので、膜モジュールの信頼性を向上できる。   According to the present invention, even when a high pressure is applied to the membrane module, the sealing performance between the cylindrical body and the lid can be maintained, so that the reliability of the membrane module can be improved.

膜モジュールの構成の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of a structure of a membrane module. シールリング周辺部分の拡大図である。It is an enlarged view of a seal ring peripheral part. シールリングの断面図である。It is sectional drawing of a seal ring. 蓋体がヘッダーと固定用ナットを有する場合の膜モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a membrane module in case a cover body has a header and a fixing nut. 外周面に角部があるシールリングの断面図である。It is sectional drawing of the seal ring which has a corner | angular part in an outer peripheral surface.

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる膜モジュール1の構成の概略を示す縦断面の説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of the configuration of the membrane module 1 according to the present embodiment. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

膜モジュール1は、例えば図1に示すように中空糸膜Aを軸方向に向けて収容する円筒状体10と、筒状体10の開口部の外周に嵌め込まれ当該開口を閉鎖する蓋体11を有している。   For example, as shown in FIG. 1, the membrane module 1 includes a cylindrical body 10 that accommodates the hollow fiber membrane A in the axial direction, and a lid body 11 that is fitted on the outer periphery of the opening of the cylindrical body 10 and closes the opening. have.

中空糸膜Aの両端部は、筒状体10の両端部の内周面にポッティング剤Bによって固定されている。   Both ends of the hollow fiber membrane A are fixed to the inner peripheral surfaces of both ends of the cylindrical body 10 by a potting agent B.

蓋体11の中心部には、筒状体10の中空糸膜Aの一次側(膜の内側)に通じる第1のノズル20が設けられている。また、筒状体10の側壁には、中空糸膜Aの二次側(膜の外側)に通じる2つの第2のノズル21が設けられている。例えば第2のノズル21は、筒状体10の両端部の近傍にそれぞれ一つずつ設けられている。   A first nozzle 20 that communicates with the primary side (inside the membrane) of the hollow fiber membrane A of the cylindrical body 10 is provided at the center of the lid body 11. In addition, two second nozzles 21 communicating with the secondary side (the outside of the membrane) of the hollow fiber membrane A are provided on the side wall of the cylindrical body 10. For example, one second nozzle 21 is provided in the vicinity of both end portions of the cylindrical body 10.

筒状体10の両端部の外周面には、後述の蓋体11の螺子部60と螺合する螺旋状の螺子部40が設けられている。   On the outer peripheral surface of both end portions of the cylindrical body 10, a helical screw portion 40 that is screwed with a screw portion 60 of the lid 11 described later is provided.

蓋体11の内面は、例えば筒状体10の端部の外周面に対向して接する第1の内面50と、筒状体10の開口部の端面10aに対向する第2の内面51と、筒状体10の端面10aから離れて第1のノズル20の内周面に接続される第3の内面52を、蓋体11の開口側から第1のノズル20側に向けてこの順で備えている。   The inner surface of the lid 11 includes, for example, a first inner surface 50 that faces the outer peripheral surface of the end portion of the cylindrical body 10, a second inner surface 51 that faces the end surface 10 a of the opening of the cylindrical body 10, and A third inner surface 52 is provided in this order from the opening side of the lid body 11 to the first nozzle 20 side, which is separated from the end surface 10a of the cylindrical body 10 and connected to the inner peripheral surface of the first nozzle 20. ing.

第1の内面50には、筒状体10の螺子部40と螺合する螺子部60が形成されている。蓋体11の螺子部60と筒状体10の螺子部40を螺合することにより、蓋体11を筒状体10に回転させて嵌め込み固定できる。第2の内面51は、例えば図2に示すように筒状体10の端面10aに接触する接触部70を外側に有し、その内側に後述のシールリング80を収容する、環状で断面が凹状のシール収容部71を有している。   The first inner surface 50 is formed with a screw portion 60 that is screwed with the screw portion 40 of the cylindrical body 10. By screwing the screw portion 60 of the lid body 11 and the screw portion 40 of the cylindrical body 10, the lid body 11 can be rotated and fitted and fixed to the cylindrical body 10. For example, as shown in FIG. 2, the second inner surface 51 has a contact portion 70 that contacts the end surface 10 a of the cylindrical body 10 on the outer side, and accommodates a seal ring 80 (described later) on the inner side. The seal accommodating portion 71 is provided.

第3の内面52は、図1に示すように第1のノズル20と中空糸膜Aの一次側を連通させる内部空間Cを形成している。   As shown in FIG. 1, the third inner surface 52 forms an internal space C that communicates the primary side of the first nozzle 20 and the hollow fiber membrane A.

図2に示すように蓋体11の第2の内面51のシール収容部71には、弾性を有する断面U字状のシールリング80が設けられている。シールリング80は、U字開口が筒状体10の中心軸P側に向けられている。   As shown in FIG. 2, the seal accommodating portion 71 of the second inner surface 51 of the lid body 11 is provided with a seal ring 80 having a U-shaped cross section having elasticity. The seal ring 80 has a U-shaped opening directed toward the central axis P of the cylindrical body 10.

シールリング80の外周面90のU字開口側の端には角部91が形成されている。また、シールリング80のU字開口の内面92には、互いに対向し鋭角に交わる2つの平坦面93が形成されている。シールリング80のU字開口と反対側の外周面90は、Oリングと同様に円弧状に形成されている。   A corner 91 is formed at the end of the outer peripheral surface 90 of the seal ring 80 on the U-shaped opening side. Further, two flat surfaces 93 that face each other and intersect at an acute angle are formed on the inner surface 92 of the U-shaped opening of the seal ring 80. The outer peripheral surface 90 opposite to the U-shaped opening of the seal ring 80 is formed in an arc shape like the O-ring.

シールリング80は、図3に示すように無荷重時において、筒状体10の端面10aと蓋体11の第2の内面51との距離D(図2に示す)の1.5倍以上の高さHを有している。また、シール収容部71に収容された時のシールリング80のつぶし率は、10%〜33%になっている。ここでつぶし率とは、シールリング80がつぶされた長さ(H−D)をシールリング80の高さHで除した百分率(%)である。   As shown in FIG. 3, the seal ring 80 is 1.5 times or more the distance D (shown in FIG. 2) between the end surface 10a of the cylindrical body 10 and the second inner surface 51 of the lid body 11 when no load is applied. It has a height H. Further, the crushing rate of the seal ring 80 when accommodated in the seal accommodating portion 71 is 10% to 33%. Here, the crushing rate is a percentage (%) obtained by dividing the crushing length (HD) of the seal ring 80 by the height H of the seal ring 80.

膜モジュール1は、シールリング80が100mm以上の内径を有するものであり、大型の膜モジュールである。   The membrane module 1 is a large membrane module in which the seal ring 80 has an inner diameter of 100 mm or more.

以上のように構成された膜モジュール1を用いて、濾過処理を行う際には、例えば濾過処理用回路の濾過液供給管に第1のノズル20が接続され、濾過液排出管に第2のノズル21が接続される。そして、濾過原液が、第1のノズル20から膜モジュール1内に供給され、中空糸膜Aを通過し濾過されて、第2のノズル21から排出される。   When performing the filtration process using the membrane module 1 configured as described above, for example, the first nozzle 20 is connected to the filtrate supply pipe of the circuit for filtration process, and the second nozzle is connected to the filtrate discharge pipe. A nozzle 21 is connected. Then, the filtrate stock solution is supplied from the first nozzle 20 into the membrane module 1, passes through the hollow fiber membrane A, is filtered, and is discharged from the second nozzle 21.

本実施の形態によれば、シールリング80のU字開口が筒状体10の中心軸P側に向けられているので、膜モジュール1内に濾過原液が供給され膜モジュール1内の圧力が上がった場合に、図2に示したように内部空間C側からシールリング80のU字開口側に向けて圧力がかかる。この圧力が大きい場合には、シールリング80のU字開口が開く方向に変形する。これにより、膜モジュール1内に大きな圧力がかかって蓋体11が外側に変形して浮き上がり筒状体10の端面10aと蓋体11の第2の内面51と距離が広がっても、シールリング80と、筒状体10の端面10a及び蓋体11の第2の内面51との接触が維持される。この結果、筒状体10と蓋体11との間の高いシール性を維持できる。   According to the present embodiment, since the U-shaped opening of the seal ring 80 is directed toward the central axis P of the cylindrical body 10, the filtrate stock solution is supplied into the membrane module 1 and the pressure in the membrane module 1 is increased. In this case, pressure is applied from the inner space C side toward the U-shaped opening side of the seal ring 80 as shown in FIG. When this pressure is large, the seal ring 80 is deformed in the direction of opening the U-shaped opening. As a result, even if a large pressure is applied to the inside of the membrane module 1 and the lid body 11 is deformed to the outside, the surface 10a of the cylindrical body 10 and the second inner surface 51 of the lid body 11 are increased in distance. And the contact with the end surface 10a of the cylindrical body 10 and the 2nd inner surface 51 of the cover body 11 is maintained. As a result, a high sealing performance between the cylindrical body 10 and the lid body 11 can be maintained.

また、上記実施の形態では、シールリング80の外周面90のU字開口側の端には、角部91が形成されているので、シールリング80と筒状体10の端面10a及び蓋体11の第2の内面51との間に内部空間Cの濾過液が流れ込み難く隙間ができにくい。それゆえ内部空間Cの濾過液がシーリング80の外側に漏れるのを効果的に防止できる。   Moreover, in the said embodiment, since the corner | angular part 91 is formed in the edge by the side of the U-shaped opening of the outer peripheral surface 90 of the seal ring 80, the end surface 10a of the seal ring 80, the cylindrical body 10, and the cover body 11 are formed. It is difficult for the filtrate in the internal space C to flow between the second inner surface 51 and the second inner surface 51. Therefore, it is possible to effectively prevent the filtrate in the internal space C from leaking outside the sealing 80.

また、シールリング80のU字開口の内面92は、互いに対向する平坦面93を有しているので、内部空間C側からかかる圧力をU字開口が開く方向の圧力に効果的に変えて、シーリング80のU字開口を押し広げることができる。これにより、筒状体10と蓋体11の間のシール性がさらに向上する。   Further, since the inner surface 92 of the U-shaped opening of the seal ring 80 has the flat surfaces 93 facing each other, the pressure applied from the inner space C side is effectively changed to the pressure in the direction in which the U-shaped opening opens, The U-shaped opening of the sealing 80 can be expanded. Thereby, the sealing performance between the cylindrical body 10 and the lid body 11 is further improved.

シールリング80は、無荷重時において、筒状体10の端面10aと蓋体11の第2の内面51の距離Dの1.5倍以上の高さHを有している。この結果、蓋体11が内圧により浮き上がっても、シールリング80が伸びるので、シールリング80と、筒状体10の端面10a或いは蓋体11の第2の内面52との間に隙間ができず、高いシール性を確保できる。   The seal ring 80 has a height H that is 1.5 times or more the distance D between the end surface 10a of the cylindrical body 10 and the second inner surface 51 of the lid 11 when no load is applied. As a result, even if the lid 11 is lifted by the internal pressure, the seal ring 80 is extended, so that no gap is formed between the seal ring 80 and the end surface 10a of the cylindrical body 10 or the second inner surface 52 of the lid 11. High sealing performance can be secured.

シールリング80のつぶし率は10%〜33%であるので、シールリング80と筒状体10の端面10a及び蓋体11の第2の内面51とが強く密着し、濾過液の漏れをより一層抑制できる。なお、シールリング80の断面が円形で、一般的なOリングのつぶし率は10%〜25%である。   Since the crushing rate of the seal ring 80 is 10% to 33%, the seal ring 80 and the end surface 10a of the cylindrical body 10 and the second inner surface 51 of the lid body 11 are in close contact with each other, further leaking filtrate. Can be suppressed. In addition, the cross section of the seal ring 80 is circular, and the crushing rate of a general O-ring is 10% to 25%.

シールリング80は、100mm以上の内径を有しており、膜モジュール1は、大型の膜モジュールである。大型の膜モジュールは、処理時の膜モジュール1の受圧面積が大きく、濾過処理時に内圧がかかった場合には、大きな力が内部にかかるため、蓋体11の変形量、浮き上り量も大きくなる。このため、大型の膜モジュールでは、特にシール部材と筒状体の端面或いは蓋体の内面との隙間ができやすく、シール性が低下しやすい。本実施の形態によれば、かかる大型の膜モジュール1であっても、筒状体10と蓋体11との間の高いシール性を確保できる。   The seal ring 80 has an inner diameter of 100 mm or more, and the membrane module 1 is a large membrane module. The large membrane module has a large pressure receiving area of the membrane module 1 during processing, and when internal pressure is applied during filtration processing, a large force is applied to the inside, so that the deformation amount and the floating amount of the lid 11 also increase. . For this reason, in a large membrane module, in particular, a gap between the sealing member and the end surface of the cylindrical body or the inner surface of the lid body is likely to be formed, and the sealing performance is likely to deteriorate. According to this Embodiment, even if it is this large sized membrane module 1, the high sealing performance between the cylindrical body 10 and the cover body 11 is securable.

膜モジュールの筒状体10及び蓋体11は合成樹脂からなる。合成樹脂からなる部材は大きな圧力がかかった際に変形しやすく、部材間の隙間ができやすく、シール性は低下しやすい。本実施の形態によれば、合成樹脂からなる膜モジュールの筒状体10及び蓋体11を有する膜モジュールであっても、筒状体10と蓋体11との間の高いシール性を確保できる。   The tubular body 10 and the lid 11 of the membrane module are made of synthetic resin. A member made of a synthetic resin is easily deformed when a large pressure is applied, a gap between the members is easily formed, and a sealing property is easily deteriorated. According to the present embodiment, even a membrane module having a cylindrical body 10 and a lid 11 of a membrane module made of a synthetic resin can ensure high sealing performance between the cylindrical body 10 and the lid 11. .

膜モジュールに、無菌性が要求される場合は、組み立て後に高温高圧の蒸気で滅菌処理が行われてから出荷される場合がある。この場合、筒状体にシール部材を挟んで蓋体を嵌め込み、その時点でシール性が確保されていても、高温に曝されることにより、シール部材の圧縮永久ひずみが大きくなり、筒状体や蓋体に対する押圧力が低下する。この結果、筒状体と蓋体との間のシール性が低下してしまう。本実施の形態によれば、圧力付加時にシールリング80のU字開口が押し広がるので、高温に曝されてシール部材の圧縮永久ひずみが大きくなっていても、高いシール性を維持できる。   When sterility is required for the membrane module, it may be shipped after being sterilized with high-temperature and high-pressure steam after assembly. In this case, the lid member is fitted into the tubular body with the sealing member interposed therebetween, and even if the sealing performance is ensured at that time, the compression set of the sealing member increases due to exposure to high temperature, and the tubular body. And the pressing force against the lid is reduced. As a result, the sealing performance between the cylindrical body and the lid body is degraded. According to the present embodiment, since the U-shaped opening of the seal ring 80 pushes and expands when pressure is applied, high sealing performance can be maintained even if the compression set of the seal member is increased due to exposure to high temperatures.

なお、滅菌処理後のリーク試験を行ったところ、筒状体10と蓋体11のシールリングにOリングを用いた場合は、膜モジュールのサンプル16本中8本に漏れが生じた。更に本発明と同様な断面U字状のシールリングで、そのU字開口を中心軸P側とは反対の外側に向けたシールリングを用いた場合には、筒状体10の端面10aと蓋体11の接触部70に生じた隙間に、シールリングが外側に押されてその角部91の一方が落ち込み、膜モジュールのサンプル16本中6本に漏れが生じた。本発明のようにU字開口を中心軸P側に向けたシールリング80を用いた場合には、膜モジュールのサンプル40本の全てで漏れがなかった。なお、リーク試験は、まず図1に示す膜モジュール内全体を水で満たし、一方のノズル20と二つのノズル21を密栓し、残りのノズル20から0.5MPaの水で加圧することにより、筒状体10と蓋体11が螺合した螺子部から水漏れを確認することにより行った。   In addition, when a leak test after sterilization was performed, when an O-ring was used for the seal ring of the cylindrical body 10 and the lid body 11, leakage occurred in 8 out of 16 samples of the membrane module. Further, when a seal ring having a U-shaped cross section similar to that of the present invention and having a U-shaped opening directed to the outside opposite to the central axis P side is used, the end face 10a of the cylindrical body 10 and the lid The seal ring was pushed outward into the gap generated in the contact portion 70 of the body 11, and one of the corner portions 91 fell, and leakage occurred in six of the 16 samples of the membrane module. When the seal ring 80 with the U-shaped opening toward the central axis P side was used as in the present invention, there was no leakage in all 40 membrane module samples. The leak test is performed by first filling the entire membrane module shown in FIG. 1 with water, sealing one nozzle 20 and two nozzles 21 and pressurizing with 0.5 MPa water from the remaining nozzles 20. This was performed by confirming water leakage from the screw portion in which the body 10 and the lid 11 were screwed together.

以上の実施の形態では、蓋体11が一つの部材により一体的に構成されていたが、複数の部材により構成して、内圧による歪みや浮き上がりを分散させてもよい。例えば図4に示すように蓋体11が、筒状体10の開口部に取り付けられ当該開口を閉鎖するヘッダー100と、ヘッダー100の外周を囲み、ヘッダー100を筒状体10に固定する略円筒状の固定用ナット101を備えていてもよい。かかる場合、ヘッダー100は、中央に第1のノズル20を備えている。ヘッダー100の内面52には、シール収容部71が設けられ、ヘッダー100の内面52と筒状体10の端面10aとの間にシールリング80が設けられる。固定用ナット101の内面には、筒状体10の螺子部40と螺合する螺子部60が形成されている。かかる場合、固定用ナット101によりヘッダー100の歪みや浮き上がりが抑制され、筒状体10と蓋体11の間のシール性がさらに向上する。   In the above embodiment, the lid body 11 is integrally formed by a single member. However, the lid body 11 may be formed by a plurality of members to disperse distortion and lifting due to internal pressure. For example, as shown in FIG. 4, a lid 11 is attached to the opening of the tubular body 10 and closes the opening, and a substantially cylinder that surrounds the outer periphery of the header 100 and fixes the header 100 to the tubular body 10. A fixed nut 101 may be provided. In such a case, the header 100 includes the first nozzle 20 in the center. A seal housing portion 71 is provided on the inner surface 52 of the header 100, and a seal ring 80 is provided between the inner surface 52 of the header 100 and the end surface 10 a of the tubular body 10. On the inner surface of the fixing nut 101, a screw portion 60 that is screwed with the screw portion 40 of the cylindrical body 10 is formed. In such a case, distortion and lifting of the header 100 are suppressed by the fixing nut 101, and the sealing performance between the tubular body 10 and the lid body 11 is further improved.

上記実施の形態で記載したシールリング80は、U字開口と反対側の外周面90が円弧状であったが、図5のようにU字開口と反対側の外周面90が角部110を有し、当該角部110は直角であってもよい。   In the seal ring 80 described in the above embodiment, the outer peripheral surface 90 on the side opposite to the U-shaped opening has an arc shape, but the outer peripheral surface 90 on the side opposite to the U-shaped opening has a corner 110 as shown in FIG. And the corner 110 may be a right angle.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.

以上の実施の形態における膜モジュール1の膜は中空糸膜Aであったが、本発明の適用が可能な分離膜としては、この他、平膜型、スパイラル型、プリーツ型、管状型などが使用できる。また、以上の実施の形態における膜モジュール1は、特にその用途を限定していないが、本発明は、例えば、血液浄化療法、血漿交換療法などの医療分野、水の浄化や水質の調整などの水処理分野、血漿分画製剤やバイオ医薬品などの製造工程におけるウィルス除去などの濾過処理などを行う膜モジュールにも適用してもよい。   The membrane of the membrane module 1 in the above embodiment is the hollow fiber membrane A, but other separation membranes to which the present invention can be applied include a flat membrane type, a spiral type, a pleat type, and a tubular type. Can be used. In addition, the membrane module 1 in the above embodiment is not particularly limited in its use, but the present invention can be applied to medical fields such as blood purification therapy and plasma exchange therapy, water purification and water quality adjustment, for example. The present invention may also be applied to a membrane module that performs filtration processing such as virus removal in the water treatment field, plasma fractionation preparation, biopharmaceutical manufacturing process, and the like.

本発明は、膜モジュール内に高い圧力が付加された場合にも筒状体と蓋体との間のシール性を維持する際に有用である。   The present invention is useful in maintaining the sealing performance between the cylindrical body and the lid body even when a high pressure is applied in the membrane module.

1 膜モジュール
10 筒状体
10a 端面
11 蓋体
51 第2の内面
80 シールリング
A 中空糸膜
P 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Membrane module 10 Tubular body 10a End surface 11 Lid 51 Second inner surface 80 Seal ring A Hollow fiber membrane P Center axis

Claims (5)

膜が収容される一方もしくは両端が開口した筒状体と、前記筒状体の開口部の外周に嵌め込まれ前記開口を閉鎖する蓋体とを有する、膜モジュールであって、
前記筒状体と前記蓋体が合成樹脂からなり、
前記筒状体の開口部の端面と前記蓋体の内面との間に、断面U字状のシールリングが設けられており、
前記シールリングのU字開口が前記筒状体の中心軸側に向けられており、
前記シールリングの外周面は、前記U字開口と反対側に位置し外側に凸の円弧状部と、前記円弧状部に接続され、断面において前記円弧状部から前記U字開口側の端に向かって直線状に延設する平坦面を有し、前記平坦面は、無荷重時において前記U字開口側に向けて広がっており、
前記シールリングのU字開口の前方には、前記蓋体の内面から突出する凸部が形成されている、膜モジュール。
A membrane module having a cylindrical body in which one or both ends of the membrane is accommodated and a lid body that is fitted on the outer periphery of the opening of the cylindrical body and closes the opening,
The cylindrical body and the lid body are made of synthetic resin,
A seal ring having a U-shaped cross section is provided between the end face of the opening of the cylindrical body and the inner surface of the lid body,
The U-shaped opening of the seal ring is directed toward the central axis of the cylindrical body ;
The outer peripheral surface of the seal ring is connected to the arcuate portion that is located on the opposite side of the U-shaped opening and protrudes outward, and to the end of the U-shaped opening from the arcuate portion in the cross section. And has a flat surface extending linearly toward the U-shaped opening side when no load is applied,
A membrane module in which a convex portion protruding from the inner surface of the lid is formed in front of the U-shaped opening of the seal ring .
前記蓋体の内面と前記筒状体の端面に接する前記シールリングの外周面におけるU字開口側の端には、角部が形成されている、請求項1に記載の膜モジュール。   The membrane module according to claim 1, wherein a corner portion is formed at an end on the U-shaped opening side of an outer peripheral surface of the seal ring that is in contact with an inner surface of the lid and an end surface of the cylindrical body. 前記シールリングのU字開口の内面は、互いに対向する平坦面を有する、請求項1又は2に記載の膜モジュール。   The membrane module according to claim 1 or 2, wherein the inner surface of the U-shaped opening of the seal ring has flat surfaces facing each other. 前記シールリングのつぶし率が10%〜33%である、請求項1〜3のいずれかに記載の膜モジュール。 The membrane module according to claim 1 , wherein a crushing rate of the seal ring is 10% to 33%. 前記シールリングは、100mm以上の内径を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の膜モジュール。 The membrane module according to claim 1 , wherein the seal ring has an inner diameter of 100 mm or more.
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