JPH0213068Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、被処理水の流れる直管内に中空糸の
束を、直管とほぼ平行に配設した中空糸瀘過モジ
ユールに関し、より詳しくは、このモジユール内
の中空糸の束の内部に被処理水を十分にゆきわた
せるための分配ユニツトを配設した中空糸瀘過モ
ジユールに関する。

〔従来の技術〕

中空糸瀘過膜は、優れた瀘過機能を有し、かつ
単位容積内に収納できる瀘過膜の膜面積が大きい
ため、従来より高純度の飲料水、医療用の無菌水
等を始めとして種々の用途に広く用いられてい
る。

このような中空糸瀘過膜をモジユール化した中
空糸瀘過モジユールとしては、中空糸の中空部か
ら外部へ向けて瀘過するものと、中空糸の外部か
ら中空部へ向けて瀘過するものとの二通りのタイ
プがある。しかし、前者のタイプのモジユールで
は中空糸内部の被処理水の通過抵抗が大きく、ま
た、被処理水中の懸濁物質等が中空糸の中空部に
残存して目詰まりを起こし、その瀘過機能の回復
処理が困難なために、各種の用水処理用には後者
のタイプが多く用いられてきた。

しかし、これら従来の中空糸瀘過モジユール
は、その殆どが被処理水の全量をモジユールで処
理して浄化水として回収する方式に適したものと
して構成されており、被処理水を部分的に処理し
て浄化水を得ると同時に、被処理水の残りの大部
分については循環させて処理する方式（循環処理
方式）での使用にはあまり適したものとはいえな
かつた。すなわち、上記循環処理方式に従来の中
空糸瀘過モジユールを使用する場合には、浄水器
内に配設されたモジユールの中空糸に対しては、
被処理水は被処理水入口から出口に向かう横向き
の一方向の流れとして接触した。したがつて、被
処理水の流速を高めると中空糸に一定方向にのみ
応力が加わるため、中空糸が損傷されやすかつ
た。また、浄水器内に複数のモジユールを直列に
連結して循環処理方式に使用しようとすると、被
処理水の流れが複雑に屈曲する連結方式をとらざ
るをえず、被処理水の圧力損失が大きくなり必要
以上のポンプ能力を必要としたり、連結数の制限
を受けたりするという問題が生じた。

そこで、本考案者らは、被処理水の流れる配管
内にＵ字状等に集束した中空糸を被処理水の流れ
とほぼ平行となるように配設し、中空糸の開口端
により形成され、この配管内に配管と同心円状に
位置する浄化水の出口をこの配管の外側面に導く
曲管を配設した、新規な構造の中空糸瀘過モジユ
ールを先に提案した。このモジユールによれば、
被処理水の圧力損失が小さく、中空糸の損傷が防
止され、モジユールを所望の数だけ直列に接続し
て使用することができ、特に循環処理方式での使
用に適したものであつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、この中空糸瀘過モジユールを循環処理
方式での処理に用いる場合にも、被処理水が比較
的不純物を多く含有する場合には、中空糸の外表
面に付着した不純物により、中空糸どうしが容易
に付着しあつてモジユール内に配設された中空糸
全体がひとまとまりの棒状の束を形成しやすかつ
た。このような束が形成されると、束の内部には
被処理水は侵入接触し難いため、短期間で中空糸
瀘過モジユールの有効瀘過面積が減少して瀘過機
能の低下が生じると同時に、中空糸の目詰まり解
消の機能回復処理の実施をも困難にするという問
題が生じた。

本考案は上述の問題点に鑑み成されたものであ
り、中空糸の束の内部に被処理水を十分にゆきわ
たせるための分配ユニツトを配設することによ
り、中空糸瀘過モジユール内の中空糸をできるだ
け長期間ばらけた膜表面積の大きな状態に保つ
て、モジユールの使用可能な時間を延長するとと
もに、モジユールの目詰まり解消の機能回復処理
をより短時間で効率的に実施することのできる中
空糸瀘過モジユールを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本考案の中空糸瀘過モジユールは、
直管と、その一端が該直管内で直管と同心円状に
配置され他端が該直管の外部に位置する曲管と、
該直管内に直管とほぼ平行に配設されたＵ字状に
束ねた中空糸および／または一端を封鎖した中空
糸の束と、該中空糸束の開口端面を曲管内に向け
曲管の端部に液密に固定する固定部材とを有して
なる中空糸瀘過モジユールにおいて、該中空糸束
の中央内部に、筒状体の側面または底部に、該筒
状体の開口部に対して斜め下方に延びる筒状体内
部と連通する複数個の側管を有する分配ユニツト
が配設されてなることを特徴とする。

〔考案を実施するための好適な態様〕

以下、本考案の中空糸瀘過モジユールにつき図
面を参照しつつより詳細に説明する。

第１図は、本考案の中空糸瀘過モジユールの一
態様例を示す模式断面図である。

本考案の中空糸瀘過モジユールは、基本的には
直管１と、曲管２と、中空糸束３と、固定部材４
と、分配ユニツト５とを有してなり、所望により
これら部材に加え、分配ユニツト５を固定するた
めのサポート部材６、中空糸の束３の分散状態を
保つための中空糸サポート部材等の各種の補助部
材が付設されてもよい。

曲管２は、その一端は直管１内でほぼ直管１と
同心円状に位置して中空糸で瀘過された浄化水の
取水口となり、他端は直管１の外部に位置して浄
化水の出口となる。第１図には、曲管２が90度曲
げられて直管１の外に出る例が示されているが、
直管１と曲管２のなす角度は自由に選択される。
また、曲管２の内径は、図示されるように部分的
に異つていてもよい。曲管２は、直管１にしつか
りと固定されていることが好ましく、第１図では
直管１がフランジ８により接合された複数の直管
からなり、曲管２がこのフランジ８により固定さ
れているが、固定手段はこの態様に限定されるも
のではない。このフランジ８には、被処理水が自
由に流動できるよう、十分な面積の流路が設けら
れていることが好ましい。第２図は、このような
フランジ８の一例を示す平面図である。直管１
は、その全長にわたつて内径が等しくされている
が、圧損をそれ程大きくしない範囲で、絞りや邪
魔板等を付設する等、内径の異る部分があつても
よい。

中空糸束３は直管１内に直管１とほぼ平行に配
設されるが、該中空糸束３を構成する中空糸の形
状としては、Ｕ字状に束ねたものを使用すること
が好ましいが、もちろん一端を封鎖した線状のも
のも使用できる。また、中空糸の材質としては柔
軟性を有しかつ中空糸瀘過膜の目詰まりに対する
機能回復操作時の外力や薬品に耐えられるような
ものが好ましく、このような中空糸の例としてポ
リオレフイン、弗素化ポリオレフイン、ポリスル
フオン、ポリアクリロニトリル等の素材からなる
限外瀘過用または精密瀘過用の中空糸膜を挙げる
ことができる。

この中空糸束３は、中空糸の開口端を開口状態
に保つたままポリウレタン、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等のボツテイ
ング剤を固化させてなる固定部材４によりその開
口端を有する面が曲管２の端部と液密になるよう
固定保持される。中空糸束３は曲管２の端（フラ
ンジ等の固定手段を用いた場合は曲管２の開口部
につながる固定手段の開口部、以下総合して曲管
の端という）に直接固定してもよいが、曲管２の
端の中に挿入できる管状の部材に予め中空糸束３
を固定し、これを曲管２の端に挿入固定するのが
モジユール製作上便利であり好ましい。

中空糸束３は固定部材４中に均一に分布させて
固定してもよいが、円形の固定部材４の円環状の
周辺部に密に、中央部は比較的疎に分布させる
と、分配ユニツト５の配設が容易になり、かつ中
空糸束３も分散状態を保ちやすいので好ましい。

直管１内で中空糸の存在しない部分の長さは、
スペース効率の点からはできるだけ短いことが好
ましい。

中空糸束３の中央内部でかつできるだけ固定部
材４により固定されている中空糸束３の根本に近
い部分に、分配ユニツト５が配設される。第３図
は、本考案の中空糸瀘過モジユールに配設される
分配ユニツト５の一態様例を示す斜視図である。

分配ユニツト５は、基本的には筒状体９と、複
数個の側管１０とが一体化されてなり、筒状体９
は、側管１０の開口端１１から流入した用水を集
め、その開口端１２から用水を放水する役割を果
す。筒状体９の断面形成は、円形とするのが一般
的であるが、楕円あるいは多角形形状としてもよ
い。筒状体９の長さは、上方に伸びる中空糸の長
さの1/2以下、より好ましくは1/4以下の中空糸の
根本に近い部分にその開口端１２が位置するよう
な長さであることが好ましい。筒状体９の断面積
は、配管１の断面積の1/4以下とすることが適当
である。

この筒状体９の底部は、開放されていてもよい
が、通常は閉じられる。底部を閉じるのに第３図
に示されるようにキヤツプ１３を配設してもよ
い。例えばスラツジを多く含む用水を処理する場
合には、このようなキヤツプ１３を取り付けるの
は好ましい態様である。

側管１０は、筒状体９の側面または底面に筒状
体９の内部と連通した状態で接続し、該筒状体の
開口端１２に対して斜め下方に延びる状態で配設
されている。この側管１０は、モジユールの中空
糸束３の外部にその開口端１１が位置するように
通常は構成され、中空糸瀘過モジユールの下方か
ら流れてくる被処理水をその開口端１１から取水
して筒状体９へ送水すると同時に、中空糸瀘過モ
ジユール内の中空糸束３を物理的に分割隔離する
機能を果す。したがつて、側管１０の開口端１１
の形状は、第４ａ図に示されるような被処理水を
取水しやすい形状とするのがよいが、モジユール
にこの分配ユニツト５を取り付ける態様によつて
は、第４ｂ図に示すような形状とするのが好まし
い場合もある。側管１０と筒状体９とが形成する
角度αは、130〜160度程度が好ましい。また、側
管１０は直管に限定されず、第４ｃ図に示される
ような曲管でもよいが、その外周は、中空糸と接
触するため、中空糸を損傷することのないエツジ
部のない円形が好ましい。側管１０の個数はでき
るだけ多い方が好ましいが、実用上は、３〜８個
程度の個数が適当である。特に、３個以上の側管
１０を筒状体９の中心軸に対して放射対称状に配
設すれば、この分配ユニツト５を中空糸瀘過モジ
ユールに取り付けた場合に配設の安定性が高ま
る。なお、通常、各側管１０の断面積の和が筒状
体９の断面積とほぼ等しくなるよう側管１０の太
さを決めるのがよい。

分配ユニツト５は、金属、特に耐蝕性に優れた
ステンレスを材質とするのよいが、被処理水が低
流速の場合には、各種のプラスチツクも使用でき
る。

分配ユニツト５は、中空糸瀘過モジユールの中
空糸束３の中央内部に筒状体９が直管１とほぼ同
心円状に位置するようにして、すなわち被処理水
の流れと平行になるように任意の固定手段により
固定される。直管１、曲管２等に接続するサポー
ト部材６をこの固定手段として、筒状体１１の底
部が固定部材４と接触せずにやや固定部材４から
浮いた状態で、すなわち分配ユニツト５が中空糸
を強く押さえつけないような状態で固定されてい
ることが好ましい。

第５ａ〜５ｄ図は、分配ユニツト５を中空糸瀘
過モジユール内に固定するサポート部材６の幾つ
かの態様例を例示する模式図である。第５ａ図に
示したサポート部材６は、四本の支柱を有するリ
ング状の部材が曲管の端に支柱を介して接続され
てなるもので、このリング状の部材上に分配ユニ
ツト５が固定されている。第５ｂ図のサポート部
材６は井げた状のもので、これについても同様に
曲管の端に接続固定され使用される。第５ｃおよ
び５ｄ図のサポート部材６は、いずれも直管１の
管内壁に固定されたものであり、第５ｃ図に示す
突起状の部材からなるもの、あるいは第５ｄ図に
示すように複数の棒状部材を橋渡ししたもの等各
種の態様のものが使用できる。サポート部材６に
ついても分配ユニツト５と同様に金属、特に耐蝕
性に優れたステンレスを材質とするのよい。

なお、本考案の中空糸瀘過モジユールにおいて
は、中空糸のＵ字形成部のＵ字の中央を通過し、
モジユール内での中空糸の分散状態を均一に保つ
ための各種の形状の中空糸サポート部材７が付設
されてもよい。

本考案の中空糸瀘過モジユールにおいては、直
管１の下方から被処理水を導入し、中空糸瀘過膜
で瀘過された浄化水は中空糸の内部を通つて曲管
２の端から取出される。一方、大部分の瀘過され
なかつた被処理水は直管の上方１から取出され、
直列に接続された次の中空糸瀘過モジユールに供
給されたり、循環させて処理される。このよう
に、被処理水の大部分は直管に沿つて流れるた
め、モジユール内での被処理水の圧力損失は極め
て小さい。

また、中空糸束３の中央部に分配ユニツト５が
配設されているので、下方から流れてきた被処理
水の一部は分配ユニツト５の側管１０の開口端１
１から流入し、筒状体９の開口端１２から放水さ
れることにより、中空糸束３の中央部（内部）に
対して被処理水が強制的に供給され、この水流に
より中空糸全体が一体の束となるのが防止され
る。また、中空糸瀘過モジユールの中空糸束は、
分配ユニツト５の側管１０により側管の数に応じ
た数にその根本部分で物理的に分離されるため、
これによつても中空糸が一本の束となるのが防止
される。

また、薬液処理、気泡接触処理等の各種のモジ
ユールの瀘過機能の回復処理に際しても、この分
配ユニツト５を介して薬液、気泡等が中空糸束の
中央部（内部）に対して供給されるので、より短
時間、かつ効率的に機能回復処理を実施すること
ができる。

本考案の中空糸瀘過モジユールは、飲料水、工
業用水、医療用水、超純水、パイロジエンフリー
水等の各種用水の瀘過、研磨廃水、含油排水、凝
集処理水、キレート反応処理水、生物処理水、濁
水、含金属粉廃水、脱脂液、含SS溶剤等の瀘過、
金、銀等の有価金属粉末、フロツク等の瀘過回
収、食品や製薬工業における有価液の回収等に好
適に用いることができる。

〔考案の効果〕

本考案の中空糸瀘過モジユールは、構造が簡単
で、被処理水の通過抵抗が小さいという特徴を有
しており、設置の際もコンパクトにまとめること
が可能である。特にこの圧力損失が小さいという
特徴はポンプエネルギーを節約できるという効果
を発揮する。

また、本考案の中空糸瀘過モジユール直列に連
結した場合も圧損が小さいため被瀘過流体の流
速。

また、分配ユニツトが中空糸束の内部に配設さ
れ、中空糸束の中央部（内部）に対して被処理水
が強制的に供給されるので、モジユール内の中空
糸が長期間ばらけた表面積の大きな状態に保た
れ、モジユールの有効使用期間を延長することが
可能となつた。また、モジユールの目詰まり解消
の機能回復処理をより短時間で効率に実施するこ
とも可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の中空糸瀘過モジユールの一
態様例を示す模式断面図、第２図はフランジの平
面図、第３図は分配ユニツトの一態様例を示す斜
視図、第４ａ〜４ｃ図は、分配ユニツトの側管の
態様例を示す部分断面図、第５ａ〜５ｄ図は、分
配ユニツトを固定するサポート部材の態様例を例
示する模式図である。 １：直管、２：曲管、３：中空糸束、４：固定
部材、５：分配ユニツト、６：サポート部材、
８：フランジ、９：筒状体、１０：側管、１１：
側管の開口端、１２：筒状体の開口端、１３：キ
ヤツプ、α：側管と筒状体とが形成する角度。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 直管と、その一端が該直管内で直管と同心円
   状に配置され他端が該直管の外部に位置する曲
   管と、該直管内に直管とほぼ平行に配設された
   Ｕ字状に束ねた中空糸および／または一端を封
   鎖した中空糸の束と、該中空糸束の開口端面を
   曲管内に向け曲管の端部に液密に固定する固定
   部材とを有してなる中空糸瀘過モジユールにお
   いて、該中空糸束の中央内部に、筒状体の側面
   または底部に、該筒状体の開口部に対して斜め
   下方に延びる筒状体内部と連通する複数個の側
   管を有する分配ユニツトが配設されてなること
   を特徴とする中空糸瀘過モジユール。 ２ 前記分配ユニツトの側管の数が３〜８個であ
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の中空糸
   瀘過モジユール。 ３ 前記分配ユニツトの側管が筒状体の側面に接
   続設され、筒状体の底部にキヤツプが配設され
   た実用新案登録請求の範囲第１または２項記載
   の中空糸瀘過モジユール。 ４ 前記分配ユニツトが、直管または曲管に接続
   するサポート部材により、その筒状体の底部が
   固定部材と接触せず、かつ筒状体が直管と同心
   円状に位置するようにして中空糸束の中央内部
   に固定されてなる実用新案登録請求の範囲第
   １，２または３項記載の中空糸瀘過モジユー
   ル。