JPH01266816A - 平膜ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ろ過用の膜支持体、該膜支持体をろ過用平膜
でシールした単位ろ過用板状体、及び該単位ろ過用板状
体の積層体を容器に装着してなるろ過装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、高粘度又は高濃度懸濁液のろ過には、型枠の間に
スペーサーを介してろ過用平膜を挟んて積み重ね、積層
された型枠の両液外側の型枠の外側にシール用板を載せ
て全体を抑圧固定する加圧板方式のろ過装置か用いられ
てきた。この透析装置に似たろ過装置はろ過すべき液（
ろ過原液という）の流路か型枠により一定の間隔か保た
れているため流路の閉塞か起こらない利点がある。

現在用いられている加圧板方式のろ過装置の一つは、膜
を表面に張った大きな膜支持板を、ろ過原液の流路形成
のために膜支持板の周縁に配置したゴム製スペーサーを
介して積層して上下から固定し、かつ、膜支持板にはろ
過原液及びろ過された液（ろ液という）の波路形成用穴
を夫々同じ位置に設け、０−リングをセットして金属て
かしめてシールしたものを数枚重ね合わせ、その両最外
側面を厚い耐圧板を載せて両面から抑圧・固定して完全
にシールしたものである。

しかしながら、このようなろ過装置においては、膜支持
板への膜の装着か煩雑てあり、また、各膜支持板の同じ
位置に垂直に設けられた穴の結合て形成される液流入路
から膜支持板間の狭い空間内に速い速度て垂直に進路を
変更してろ過原液か流入する際に非常に大きな圧力損失
を生じる。

また、膜支持板は液の流路を形成させながら、膜のシー
ルを完全にする必要上、一定の形状を保つことか必要な
ために、一定の厚さ以下に薄くすることかできない。

他の加圧板ろ過装置として、剛直な膜支持板の表裏にシ
ート状半透膜を接着して膜シート板を作り、これを積層
し、さらにその円外表面を２枚の剛直な板で覆い集液管
取り付は金具で締め伺けて、剛直な膜力セットとし、こ
れを耐圧容器に取り付けてろ過装置としたものもある。

この場合膜支持板の表面に膜シートを載せてその周囲を
融着して接着する場合、膜材質と膜支持体材質が同一の
ものでなければ安定した接着は不可能である。

さらにこのろ過装置でも、膜シート板をかなり厚くして
剛直性を保持している。そのために膜表面積のわりには
重いものになり、大きな膜支持板を用いることは装置的
に不可能に近い。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の平膜支持板使用のろ過装置は、支持板
か厚く頑丈に出来ていなければならず、そのために余り
面積の大きなものに出来ず、従って、膜の充填密度が小
さい。また、膜の着脱か煩雑で、ろ過原液の流路抵抗か
大きくろ過に要するエネルギー消費か大きい等欠点の多
い効率の悪いものてあった。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記従来の耐圧板式の平膜使用ろ過装置の
問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、実用さ
れているろ過用平膜はかなり柔軟性かあり、相当程度の
伸張によっても、破損することなく、その膜性能（半透
性）も変化せず、また、膜同士が接触しても激しい擦り
合わせがなされなければ破損しないものであることを知
り、この性質をうまく利用して、本発明を完成するに至
った。

すなわち本発明は、 （１）ろ過された液（ろ液）の流路を形成する。Ｗかな
凹凸流路からなる表面と所々にスペーサーの役割を果た
す平坦凸部とを表裏面に有し、かつ、ろ液の集液口を少
なくとも１個有し、該集液口は平坦凸部の中心に開けら
れた穴であり、該果液口平坦凸部にはその周縁からその
中心穴に向けて多数の溝又は貫通孔か設けられて前記凹
凸流路と連通している、ものからなる平面板状体である
ことを特徴とする膜支持体、 （２）膜支持体の表裏面を袋状ろ過用平膜でシー−ルし
てなる単位ろ過用板状体、 （３）単位ろ過用板状体が、複数枚同一位置において積
層され、該集液１穴に通される多孔パイプの上下端にお
いて、該単位ろ過用板状体の積層体が押圧緊締され、こ
れにより積層膜が積層膜支持体に集液口平坦凸部で完全
にシールされ、該緊締された単位ろ過用板状体の積層体
か容器内に固定されてなり、該容器内にろ過すべき原液
（ろ過原液）か流され、集液１穴に設けた該多孔パイプ
を通してろ液が回収されるようにされてなることを特徴
とするろ過装置、 を提供するものである。

本発明のろ過装置は、膜支持体を薄くて大きなものとし
てろ過面積を増加させることができ、平膜表面でのろ過
原液の流れを乱してろ過速度な上げることかできるため
、ろ過動率か高く、シかも＋Ｉ！２の着脱、ろ過装置の
組立が極めて容易である等の利点を有する。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は、本発明のろ過装置の膜支持体の１例を示す図
であり、Ａは上から見た平面図、ＢはＡのａ−ａ′線に
おける断面図である。ＣはＡにおけるｂ−ｂ　’線にお
ける拡大断面図である。図において、ｌはろ液流路表面
、２はスペーサーの役割を果たす平坦凸部、３はろ液の
集液口、４はろ液果液溝である。ろ液流路の表面は、第
１図Ｂに示すように細かな凹凸の多数の平行ＩＩｑｌｌ
からなっている。

第２図は、本発明のろ過装置のる液流路表面の他の例を
示す斜視図である。

第１．２図に示すような細かな凹凸のある表面で構成さ
れた膜支持体のる液流路に膜をセットし加圧すれば、膜
はその柔軟性のために、第３図Ａに示したものから、Ｂ
に示したものに伸張され、膜支持体の波路表面の凹凸の
四部表面に膜ｍが湾曲面を形成して密接し、装着時（Ａ
）の膜のろ過面積よりも加圧時（Ｂ）のろ過面積か増加
する。

第４図は、本発明の膜支持体の斜視図である。

第５図は膜で包まれている膜支持体、すなわち。

単位ろ過用板状体の拡大横断面図であり、第１図Ｃに該
当するものである。第５図において１ｍは膜支持体を包
んで表裏に張られている膜、２．４は前出のものと同じ
ものを表わす。Ｓは膜と膜支持体凹凸表面との間のる液
流路を構成する数ｍｍの間隙である。

スペーサーとしての役割を果たさせる平坦凸部２は、第
４図に示すように、平行に連続した帯状に設けてもよい
し、第６図に示すように平坦な円板状、楕円板状、その
他の形状の離れ島の形態や第７図に示すように平行にＦ
ＩＴ続的な帯状に設けてもよい。何れにしてもこれらの
平坦凸部は、張る膜ｍのろ液流路形成のためのスペーサ
ーの役割を果たすものであるから、すべて同じ高さにな
るように設ける。

また、１！：！ｍて包んた膜支持体、すなわち、単位ろ
過用板状体は多数枚積層したものを容器内（ろ過原液が
流される）に装着してろ過を行わせるために、各膜支持
体の形状は同じに、スペーサーとしての平坦凸部や集液
口の穴を中心に有する平坦凸部も同じ位置に重なるよう
に作られることか必要なことはいうまでもない。

膜支持体には少なくとも１個のる液果液口か設けられる
。このろ液集液口３は、第８図に示すように、膜支持体
内部と細い溝３１や貫通細管３２て連通し、ろ液が抵抗
なく集液口３に達するようになっている。この集液口に
は、多孔性の集液パイプ（図示しない）を貫通して膜で
シールした膜支持体、すなわち、単位ろ過用板状体を積
層する。各単位ろ過用板状体の集液口の周囲の平坦凸部
にはバッキングを設けてシールし、単位ろ過用板状体内
からのる液の漏出と単位ろ過用板状体外から単位ろ過用
板状体内部へのろ過原液の流入を防止する。積層体の最
外側の集液口ももちろん同様にシールする。このバッキ
ングの代わりに、膜支持体の集液口平坦凸部の周囲を少
し高く２段にして、バッキングの作用を兼ねるように形
成するとよい。このバッキング又はバッキングの代わり
の２段平坦凸部の厚さは、スペーサー用の平坦凸部の高
さとほぼ回しレベルにするとよい。

このようにして膜を貼った膜支持体、すなわち単位ろ過
用板状体は、集液口穴か接合されるように積層され、貫
通した集液パイプからろ液を取り出す。単位ろ過用板状
体の積層体は集液パイプに設けた螺着等による連結用締
具により、適宜に両側から抑圧固定し、単位ろ過用板状
体の気密性を確実にする。ろ過用平膜はその柔軟性によ
り、バッキング又は集液口の平坦凸部によってシールさ
れ、ろ適時に膜支持体表面の凹凸溝に接触してろ過面桔
を増大する。

膜支持体の表面のスペーサーの役割をする平坦凸部もろ
過膜に覆われており、この単位ろ過用板状体を積層した
時、一つの単位ろ過用板状体の平坦凸部と他の単位ろ過
用板状体の平坦凸部同士か２枚の膜を介して接している
。従って、単位ろ過用板状体を使用する時や栄位ろ過用
板状体の積層体の取り扱い時に、相互に擦り合えばろ過
膜に損傷を与える結果になる。

単位ろ過用板状体の積層体は、集液管部で単位ろ過用板
状体の＃散か防止され、単位ろ過用板状体内部の気密性
か保持されている。従って、第９．１Ｏ１１１図に示す
ように、この中位ろ過用板状体の積層体をろ過原液を流
す容器５に収めて蓋す固定すれば、中位ろ過用板状体か
相互に動き、表面にシールされたろ過膜同士か擦れ合い
損傷されるようなことは起こらない。しかし、積層体の
取り扱いを簡便化し、さらにはその安全性を高めるため
に集液管部て締めた積層体をイ；？状紐等て強固に均質
に締めることは好ましい。あるいは膜シート板請層体の
外表面に回し大きさのプラスチック板等を重ね合せてカ
セット化すればさらに好ましい。これにより積層体か一
定の形状を保ち、取り扱いか簡便で、安定した単位ろ過
用板状体の積層体となる。

このように積層体を容器にセットし、固く押さえて気密
化すれば、均質なる液流路を形成した。膜密度の高い、
高性能のろ過’Ａ’ｌｋが完成される。

第９図は、単位ろ過用板状体の積層体の容器への装着の
例を示したものの断面図である。第１０．１１図は、単
位ろ過用板状体の積層体の容器への他の装着例を示した
ものの断面図である。

（発明の効果） 本発明の膜支持体にろ過用平膜を貼った中位ろ過用板状
体の積層体からなるろ過装置は次の利点を有する。

■膜膜支持体薄く軽く大きくてきる。従って、膜の充填
密度を高くでき、ろ過動率か上昇する。

■単位ろ過用板状体の積層組立は、ろ液の集液［１での
膜のシールを完全にすることに留意するだけでよいので
、極めて簡単である。

■ろ過装置の組立、解体作業は簡単て、ろ過１模表面の
洗節も簡単である。また、組立てたままろ過膜の逆洗も
簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の膜支持体の１例を示す。 Ａは平面図、Ｂはろ液流路形状を示すＡ図のａ−ａ′線
の断面図、ＣはＡ図のｂ−ｂ　′線の断面図である。第
２図は膜支持体の流路形状の他の例を示す斜視図、第３
図はろ過用平膜とる液流路凹凸の関係を示す図で、Ａは
加圧してない状態、Ｂは膜か圧を受けている状態を示す
模式図である。第４図は膜支持体の斜視図、第５図は膜
でシールされた膜支持体の拡大断面図、第６図、第７図
はスペーサー用モ坦凸部の他の例を示す斜視図、第８図
は集液口周縁の平坦凸部の構造を示す斜視図、第９．１
０．１１図は膜でシールされた栄位ろ過用板状体を積層
して容器にセットしたろ過装置を例示した断面図である
。 符号−の説明 ｌ・・・膜支持体のる液流路 ２・・・膜支持体のスペーサー用平坦凸部３・・・果液
口 ４・・・集液溝 ５・・・ろ液取り出しパイプ ロ・・・収納容器 ７・・・ろ過原液流入口 ８・・・ろ過原液流出口 ９・・・仕切板 １１・・・ろ液流路凹凸細溝 ３１・・・集液口集液用溝 ３２−・・集液口集液用貫通孔 ｍ・・・ろ過平膜 Ｓ・・・ろ液流路間隙 １１（舟、・お 第　　３　　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ろ過された液（ろ液）の流路を形成する細かな凹
   凸流路からなる表面と所々にスペーサーの役割を果たす
   平坦凸部とを表裏面に有し、かつ、ろ液の集液口を少な
   くとも１個有し、該集液口は平坦凸部の中心に開けられ
   た穴であり、該集液口平坦凸部にはその周縁からその中
   心穴に向けて多数の溝又は貫通孔が設けられて前記凹凸
   流路と連通している、ものからなる平面板状体であるこ
   とを特徴とする膜支持体。
2. （２）ろ過された液（ろ液）の流路を形成する細かな凹
   凸流路からなる表面と所々にスペーサーの役割を果たす
   平坦凸部とを表裏面に有し、かつ、ろ液の集液口を少な
   くとも１個有し、該集液口は平坦凸部の中心に開けられ
   た穴であり、該集液口平坦凸部にはその周縁からその中
   心穴に向けて多数の溝又は貫通孔が設けられて前記凹凸
   流路と連通している、ものからなる平面板状体である膜
   支持体の表裏面を袋状ろ過用平膜でシールしてなる単位
   ろ過用板状体。
3. （３）ろ過された液（ろ液）の流路を形成する細かな凹
   凸流路からなる表面と所々にスペーサーの役割を果たす
   平坦凸部とを表裏面に有し、かつ、ろ液の集液口を少な
   くとも１個有し、該集液口は平坦凸部の中心に開けられ
   た穴であり、該集液口平坦凸部にはその周縁からその中
   心穴に向けて多数の溝又は貫通孔が設けられて前記凹凸
   流路と連通している、ものからなる平面板状体である膜
   支持体の表裏面を袋状ろ過用平膜でシールしてなる単位
   ろ過用板状体が、複数枚同一位置において積層され、該
   集液口穴に通される多孔パイプの上下端において、該単
   位ろ過用板状体の積層体が押圧緊締され、これにより積
   層膜が積層膜支持体に集液口平坦凸部で完全にシールさ
   れ、該緊締された単位ろ過用板状体の積層体が容器内に
   固定されてなり、該容器内にろ過すべき原液（ろ過原液
   ）が流され、集液口穴に設けた該多孔パイプを通してろ
   液が回収されるようにされてなることを特徴とするろ過
   装置。
4. （４）積層膜の積層膜支持体の集液口平坦凸部での完全
   シールが、スペーサー用担持凸部の高さと同じ高さの集
   液口周縁の平坦凸部表面と膜の密接によって成される請
   求項３記載のろ過装置。