JPH0213070Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、流体瀘過用の中空糸瀘過モジユール
に関し、より詳しくは懸濁物質を多量に含む用水
の処理に適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
て浄化水が得ると同時に、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
以上のポンプ動力を必要としたり、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る。

〔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
方式での処理を用いる場合にも、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、管内に固定された中空糸束の中空糸間に被処
理水をその流路を分散させて供給するための複数
の配管を設けたことにより、常に中空糸瀘過モジ
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、
直管内に、該直管とほぼ平行に配設されたＵ字状
に束ねた中空糸及び／または一端を封鎖した中空
糸の束と、該直管内を上流部と下流部とに仕切る
仕切り部材と、前記中空糸束を前記下流部側で固
定し、前記仕切部材と対向する前記中空糸束の開
口端面を形成する固定部材と、前記上流部と下流
部とを連通する液流路を構成する複数の配管とが
配設され、前記仕切部材と、前記配管外壁とによ
つて該直管内部と前記中空糸束開口端面が液密に
仕切られて瀘液集合室が形成され、かつ、前記瀘
液集合室に連通し、該直管の外部に通ずる側管が
該直管の管壁に配設されて構成される。

〔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。

本考案の中空糸瀘過モジユールの一態様例の平
面図および断面図を第１図Ａ及びＢに示す。

本考案の中空糸瀘過モジユールは、基本的には
直管１と、中空糸束２と、固定部材３と、仕切り
部材４と、側管５と、配管６を有してなり、所望
によりこれら部材に加え、中空糸束の分散状態を
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。

本考案の中空糸瀘過モジユールの本体を構成す
る直管１は、通常、円形断面を有し、その全長に
わたつて内径が等しくされるが、圧損をその程大
きくしない範囲で絞りや邪魔板等を付設する等、
内径の異なる部分があつてもよい。

中空糸束２は、この開口端を開口状態に保ちつ
つ、固定部材３により直管１内に直管１とほぼ平
行に固定されて配設される。この例では、中空糸
２は所定の位置（第１図Ａのハツチング箇所２
ａ）に多数の群落状に配置されている。なお、中
空糸２の固定形態はこれに限定されるものではな
く、例えば第２図Ａ及び第２図Ｂに示すように固
定部材３の全面に固定されるなど、所望の中空糸
瀘過モジユールの構成や機能等に応じて適宜選択
し得る。なお、第１図のように中空糸束を群落状
に設けた場合には、モジユール内の中空糸束全体
が一本の束となるのが防止され、中空糸束の分散
状態をより良好に保ちやすくすることができるの
で都合が良い。

固定部材３は、通常、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
のポツテイング剤を固化することによつて形成さ
れる。この固定部材３は、仕切り部材４の下流部
側の面と対向した中空糸束の開口端面３ｂを形成
している。

仕切り部材４は、直管１内に、その内部を上流
部１ａと下流部１ｂとに仕切るように配置され
る。ここでいう上流部と下流部とは、被処理水の
流れる方向によつて規定された部分であり、第１
図の例では、仕切り部材の下方から上方の中空糸
束２へ向つて被処理水が流されるので、仕切り部
材の下方側を上流部１ａ、また上方側を下流部１
ｂとした。

更に固定部材３と仕切り部材４との間には、こ
れらを貫通した複数の配管６が配設されている。
この配管６は、上流部１ａと下流部１ｂとを連通
する液流路を構成し、上流部１ａ側から被処理水
を下流部１ｂ側にある中空糸束２に供給する機能
を有する。

配管６には、その断面が円形、楕円形、矩形な
ど種々の構造の管状の部材を使用することがで
き、その構造も上流部１ａと下流部１ｂとを連通
し、被処理水の良好な流れを阻害しない範囲内
で、均一な内径を有するもの、あるいは部分的に
異なる内径を有するものなどとしても良い。

配管６の個数、その内径あるいは配置等は、上
流部１ａからの被処理水の流れを分散させて、適
度な流速で中空糸束２側に供給し、常に中空糸瀘
過モジユール内の中空糸２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ことができる
のに適したものとされ、このような効果が得られ
るように、例えば中空糸瀘過モジユールの大きさ
や各部の構造、特に中空糸の長さ、設置本数、あ
るいはその配置、瀘過モジユールの所望とする処
理能力等に応じて適宜選択すれば良い。

例えば、第２図のように固定部材２の全面に中
空糸が固定されている場合には、配管６の開口６
ａは固定部材全面の中空糸間に、上記のような効
果が得られるように散在させると良い。開口６ａ
を散在させて設けるにあたつては、これらが均一
に分散するように、あるいは所定の分布となるよ
うにしても良く、また第１図の例のように中空糸
が所定の部分に群落状に配置されている場合に
は、中空糸に被処理水が効果的に接触するような
位置とすれば良い。

なお、配管６の内径は、被処理水の種類にもよ
るが、これがあまり小さすぎると良好な被処理水
の流れが得られにくくなるので、少なくとも８mm
以上とするのが良い。更に、例えば各配管６の断
面積の総和（部分的に内径の異なる配管を用いた
場合には、上流部１ａから下流部１ｂへの被処理
水の流量を規定する部分、すなわち一番細い部分
での断面積の総和）の直管１の断面積に対する割
合は、中空糸を押し上げて常にばらけた状態に維
持することができるような適度な流速が被処理水
に得られ、しかも、過度な被処理水圧を必要とし
ない程度とされる。なお、この割合は、所望とす
る瀘過モジユールの構造や機能によつて一概には
規定できないが、例えば５〜40％程度とするのが
適当である。これらの要件を考慮し、配管として
第１図に示したような直管状のものを使用する際
には、その断面積の直管１の断面積に対する割合
が、２〜10％程度である配管６を、４〜９個程度
設けるのが上記のような効果を得る上で好まし
い。一方、配管６の開口６ａの開口方向は、第１
図のように直管と平行であるものには限られず、
直管の軸方向に対して角度を持つたものでもかま
わない。

仕切り部材４は、更に、配管６を固定部材３と
ともに支持し、かつ配管６の外壁とともに固定部
材３により固定された中空糸束２の開口端面３ｂ
を、直管１の内部と液密に仕切り、固定部材３の
下部に中空糸で瀘過された用水を収集する瀘液集
合室７を形成する機能も有する。

なお、これらの仕切り部材４と配管６とは別部
材として、若しくは一体成形された部材として形
成されたものであつても良い。

側管５は、この瀘液集合室７内に収集された用
水を直管１の外部に導くためのものであり、直管
１の管壁を貫いて配設される。

一方、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２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。Ｕ字状に束ねた中空糸の場合には、中空糸
の上端、すなわち固定部材３による固定部とは反
対側のＵ字を形成している部分については、第１
図に示すように開口６ａ上部を開放するように集
束してもよいし、第３図に示すように直管１の断
面を大きく覆うようにして、開口６ａを通過した
被処理水が中空糸と接触しやすいように集束して
もよい。

本考案の中空糸瀘過モジユールに用いる中空糸
としては、柔難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。

第１図に示した本考案の中空糸瀘過モジユール
は、例えば以下に例示するような方法により容易
に製造することが可能である。

先ず、第１図ので示した部分は、中空糸束２
を固定しつつポツテイング剤を固化させて固定部
材３を形成し、その下面を切断して中空糸の開口
端面３ｂを形成して製作される。

次いで、この部分の固定部材３の所定部分に
配管６を接合するための挿入孔を形成する。な
お、この挿入孔は、先ずポツテイング剤による固
定の際に、配管６に相当する内型を配置しておい
て、中空糸２の固定と同時に形成しても良い。

このようにして形成した孔のそれぞれに、液流
路を構成する配管６を挿入接合する。

次に、直管１と同様の径の瀘液集合室７の外壁
となる管状部材１ｃを固定部材３に接合した後、
配管６の他端に仕切部材４を接合して支持し、
で示した部分を形成するとともに、瀘液集合室７
を形成する。なお、配管６と仕切り部材４、また
は仕切部材４と管状部材１ｃ、あるいはこれらの
全ては一体化されて成形されたものであつても良
い。

最後に、瀘液集合室７と直管１外部とを連通す
る側管５を管状部材１ｃに設けられた孔に接合
し、更にこの，の組立体の上下におよび
で示した直管１を接合することによりモジユール
が完成する。

第２図Ａ及び第２図Ｂの態様では、中空糸は固
定部材３の全面（ハツチング部分）に固定され、
中空糸の配設部が直管１の最下部に位置し、した
がつて瀘液集合室７および側管５も直管１の最下
部に位置している。この場合の仕切り部材４によ
り仕切られる上流部は、配管６の下端部に接続さ
れる被処理水の配管６への供給部となる。

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上流部１ａに導入し、
これを配管６を介して、開口６ａから下流部１ｂ
に設けられた中空糸の配設部に導く。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固
定部材３の下部に設けられた瀘液集合室７に導か
れ、側管５からモジユールの外部に取出される。
一方、大部分の瀘過されなかつた被処理水は直管
１の上方から取出され、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
水の圧力損失は小さい。また、薬液処理、気泡接
触処理等各種の瀘過機能の回復処理に際しても、
開口６ａを通過した薬液、気泡等が接触しやすい
状態で中空糸が配設されているので、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、被処理水の
通過抵抗が小さく、複数個直列に接続して設置す
る際もコンパクトにまとめることが可能である。
特に圧力損失が小さいので、ポンプエネルギーの
節約が可能となる。

また、被処理水の流路が、複数の配管が配設さ
れたことにより適度に分散し、かつそれが適度な
流速をもつて中空糸束内部に供給されるので、比
較的不純物を多く含有する被処理水に対してこの
モジユールを使用しても中空糸全体がひとまとま
りの束を形成し難く、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、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もより
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Ａ及びＢはそれぞれ本考案の中空糸瀘過
モジユールの一態様例を示す平面図および断面
図、第２図Ａ及びＢはそれぞれ本考案の中空糸瀘
過モジユールの他の態様例を示す部分断面図及び
平面図、第３図はモジユール内でのＵ字状に束ね
中空糸の上端（Ｕ字形成部）の配設様式を例示す
る模式図である。 １：直管、１ｃ：管状部材、２：中空糸束、２
ａ：中空糸配設部、３：固定部材、３ａ：固定部
材下流部側端面、３ｂ：中空糸束開口端面、４：
仕切り部材、５：側管、６：配管、６ａ：配管開
口、７：瀘液集合室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直管内に、該直管とほぼ平行に配設されたＵ字
   状に束ねた中空糸及び／または一端を封鎖した中
   空糸の束と、該直管内を上流部と下流部とに仕切
   る仕切り部材と、前記中空糸束を前記下流部側で
   固定し、前記仕切部材と対向する前記中空糸束の
   開口端面を形成する固定部材と、前記上流部と下
   流部とを連通する液流路を構成する複数の配管と
   が配設され、前記仕切部材と、前記配管外壁とに
   よつて該直管内部と前記中空糸束開口端面が液密
   に仕切られて瀘液集合室が形成され、かつ、前記
   瀘液集合室に連通し、該直管の外部に通ずる側管
   が該直管の管壁に配設されてなる中空糸瀘過モジ
   ユール。