JPH02222713A - Liquid separation device - Google Patents
Liquid separation deviceInfo
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- JPH02222713A JPH02222713A JP4284089A JP4284089A JPH02222713A JP H02222713 A JPH02222713 A JP H02222713A JP 4284089 A JP4284089 A JP 4284089A JP 4284089 A JP4284089 A JP 4284089A JP H02222713 A JPH02222713 A JP H02222713A
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は例えばメタンガス製造装置におけるメタン発酵
液の濃縮分離等に用いられる液体分離装置に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a liquid separation device used, for example, for concentrating and separating a methane fermentation liquid in a methane gas production device.
（従来の技術）
従来から液体の限外濾過、精密濾過のために高分子膜の
ような濾過エレメントが用いられているが、このうちプ
レートアンドフレーム型で代表される平板型高分子膜は
、膜自身の強度が小さいために逆洗が行えない欠点があ
る。このため、本発明者等は特開昭６２−１１４６０７
号公報に示されるように、薄肉の多孔質セラミック平板
をこれと厚さがほぼ等しい弾性枠に接合した逆洗可能な
セラミックエレメントを先に発明し、これを原液スペー
サ及び透過液スペーサとともに積層した液体分離装置を
開発した。ところがこのような液体分離装置においては
原液スペーサに形成された縦長の原液供給用透孔をセラ
ミックエレメントの弾性枠に透設された原液供給排出孔
にまで延ばす必要があり、このためセラミックエレメン
トの弾性枠に押圧力が作用しない部分が不可避的に発生
してシール性が低下し、セラミックエレメントと透過液
スペーサとの間で原液が透過液側にリークしてしまうお
それがあった。(Prior art) Filtration elements such as polymer membranes have traditionally been used for ultrafiltration and precision filtration of liquids, but among these, flat polymer membranes, typically the plate-and-frame type, are There is a drawback that backwashing cannot be performed because the strength of the membrane itself is low. For this reason, the inventors of the present invention
As shown in the publication, we first invented a backwashable ceramic element in which a thin porous ceramic flat plate was bonded to an elastic frame with approximately the same thickness, and this was laminated together with a stock solution spacer and a permeate spacer. Developed a liquid separation device. However, in such a liquid separation device, it is necessary to extend the vertically elongated stock solution supply hole formed in the stock solution spacer to the stock solution supply/discharge hole formed in the elastic frame of the ceramic element. A portion where no pressing force is applied inevitably occurs on the frame, reducing sealing performance, and there is a risk that the stock solution may leak to the permeate side between the ceramic element and the permeate spacer.
そこで本発明者等はシール性の低下を防止するために、
弾性枠の原液供給排出孔に隣接する位１に多数のリブを
突設することによりこの問題を解決した液体分離装置を
先に発明し、特願昭６２−３１３０４３号として既に出
願した。ところがこの先願発明の場合にはリブの断面積
の分だけ膜面流路面積が減少し、圧損が増加する傾向が
あり、また、リブ部が流路障害物となって、閉塞を招く
懸念があった。Therefore, in order to prevent the deterioration of sealing performance, the present inventors
We have previously invented a liquid separator that solves this problem by protruding a large number of ribs from the elastic frame adjacent to the stock solution supply and discharge hole, and have already filed an application as Japanese Patent Application No. 313043/1982. However, in the case of this prior invention, the membrane surface flow path area decreases by the cross-sectional area of the ribs, which tends to increase pressure loss, and there is also a concern that the ribs become obstructions in the flow path, leading to blockage. there were.
（発明が解決しようとする問題点）
本発明はこのような従来の問題点を解決して、シール性
の低下による原液のバイパスのおそれがなく、また膜面
流路面積を低下させることもなく、全体としての濾過性
能の向上を図ることができる液体分離装置を目的として
完成されたものである。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves these conventional problems, and eliminates the risk of bypass of the stock solution due to deterioration of sealing performance, and does not reduce the membrane surface flow path area. This was completed with the aim of creating a liquid separation device that could improve overall filtration performance.
（問題点を解決するための手段）
本発明は、原液供給排出孔を備えた弾性枠にセラミック
板を固定したセラミックエレメントの両側面に、上記原
液供給排出孔まで達する縦長の原液供給用透孔を備えた
原液スペーサと、多数の横長の透過液排出孔を備えた透
過液スペーサとを密着させた液体分離装置であって、弾
性枠の原液供給排出孔とセラミック板との中間部分の内
部に、弾性枠の弾性変形を防止する補強板を埋設したこ
とを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides vertically long through holes for stock solution supply that reach the stock solution supply and discharge holes on both sides of a ceramic element in which a ceramic plate is fixed to an elastic frame provided with stock solution supply and discharge holes. This is a liquid separation device in which a undiluted liquid spacer with a undiluted liquid spacer and a permeated liquid spacer with a large number of horizontally elongated permeated liquid discharge holes are brought into close contact with each other. , is characterized by having a reinforcing plate embedded therein to prevent elastic deformation of the elastic frame.
（実施例）
次に本発明を図示の実施例によって更に詳細に説明する
。(Example) Next, the present invention will be explained in more detail with reference to illustrated examples.
第１図は本発明に用いられるセラミックエレメント０ω
を示すもので、（１１）は厚さが３ｍ程度の多孔性セラ
ミックからなる液体分離用のセラミック板、（１２）は
このセラミック板（１１）の周囲を取囲むように額縁状
に一体成形されたゴム等の弾性材料からなる弾性枠であ
る。この弾性枠（１２）の上部と下部には原液供給排出
孔（１３）が透設され、またその左右両側には透過液排
出孔（１４）が複数個設けられている。 （１５）は原
液と透過液とが混合しないようにシールするための突条
であり（１６）は透過液と外部空間とをシールするため
の突条である。また（１７）は弾性枠（１２）の上下に
透設された取付用の透孔である。 （１Ｂ）はこれらの
原液供給排出孔（Ｉ３）とセラミック板（１１）との中
間部分の弾性枠（１２）の内部に埋設された補強板であ
る。補強板（１８）は弾性枠（１２）の弾性変形を防止
するためのものであり、例えば厚さが２閣程度の鉄板を
使用することが好ましいがこれ以外の金属板等を使用す
ることもできる。Figure 1 shows the ceramic element 0ω used in the present invention.
(11) is a ceramic plate for liquid separation made of porous ceramic with a thickness of about 3 m, and (12) is an integrally molded frame-like plate surrounding this ceramic plate (11). It is an elastic frame made of elastic material such as rubber. A stock solution supply/discharge hole (13) is transparently provided in the upper and lower parts of the elastic frame (12), and a plurality of permeated liquid discharge holes (14) are provided on both left and right sides thereof. (15) is a protrusion for sealing the stock solution and the permeated liquid so that they do not mix, and (16) is a protrusion for sealing the permeated liquid and the external space. Further, reference numeral (17) is a through hole for attachment provided at the top and bottom of the elastic frame (12). (1B) is a reinforcing plate embedded inside the elastic frame (12) at the intermediate portion between the stock solution supply/discharge hole (I3) and the ceramic plate (11). The reinforcing plate (18) is for preventing elastic deformation of the elastic frame (12), and it is preferable to use, for example, an iron plate with a thickness of about 2 mm, but other metal plates may also be used. can.
第２図は上述したセラミックエレメント００の片側に位
置するとともにセラミックエレメント０（Ｄを嵌込むた
めの透過液スペーサ（２０）を示す、透過液スペーサ（
２０）は全体が合成樹脂からなるもので、中央部にセラ
ミックエレメント０ＩＩｌを嵌込むための凹部（２１）
を備えるとともに上部と下部にセラミックエレメント０
０の透孔（１７）を正確に位置決めして嵌込むための突
起（２２）を備えている。さらに透過液スペーサ（２０
）はその上部の中央部に下面を半円形状としだ片持式の
フック（２３）を備えるとともに、下部の中ｒ部にも半
円形の凹部（２４）を備えている。なお（２５）はセラ
ミックエレメント０ＩＩｌの原液供給排出孔（１３）と
連通ずる原液供給排出孔、（２６）は多数の横長の透過
液排出孔でその端部は側方へ延長され、第２図に破線で
示された裏面の縦方向の凹溝（２７）によって相互に連
通されている。本実施例においては第１図のセラミック
エレメント００）は第２図の透過液スペーサ（２０）に
嵌込まれて使用され、その状態は第４図に断面図として
示されている。なお第４図に明示されているように、弾
性枠（１２）の原液供給排出孔（１３）のセラミック板
（１１）側の端部（１３ａ）はテーパ状に面取りし、圧
力損失を減少させることが好ましい。FIG. 2 shows a permeate spacer (20) located on one side of the ceramic element 00 described above and for fitting the ceramic element 0 (D).
20) is entirely made of synthetic resin, and has a recess (21) in the center for fitting the ceramic element 0IIl.
and ceramic elements at the top and bottom
It is provided with a protrusion (22) for accurately positioning and fitting the through hole (17). Additionally, a permeate spacer (20
) is provided with a cantilevered hook (23) with a semicircular lower surface in the center of its upper part, and also has a semicircular recess (24) in the middle r part of its lower part. Note that (25) is a stock solution supply/discharge hole that communicates with the stock solution supply/discharge hole (13) of ceramic element 0IIl, and (26) is a large number of horizontally elongated permeate discharge holes, the ends of which are extended laterally, as shown in FIG. They communicate with each other by a longitudinal groove (27) on the back side, indicated by a broken line. In this embodiment, the ceramic element 00) shown in FIG. 1 is used by being fitted into the permeate spacer (20) shown in FIG. 2, and its state is shown as a sectional view in FIG. As clearly shown in Fig. 4, the end (13a) of the raw solution supply/discharge hole (13) of the elastic frame (12) on the ceramic plate (11) side is chamfered in a tapered shape to reduce pressure loss. It is preferable.
第３図は原液スペーサ（３０）を示す、この原液スペー
サ（３０）は上述の透過液スペーサ（２０）と同一の外
形を持つもので、やはり上部にフック（３３）を備え、
下部に凹部（３４）を備えている。この原液スペーサ（
３０）は全体が合成樹脂からなり、その肉厚は１〜２ｍ
ｍ程度のごく肉薄の板状体である。原液スペーサ（３０
）の中央部分には多数本の縦長の原液供給用透孔（３１
）が透設されており、これらの原液供給用透孔（３１）
の上下端は前述したセラミックエレメント０Φの原液供
給排出孔（１３）まで達するように形成されている。ま
た（３６）はセラミックエレメント０ωの透過液排出孔
（１４）と合致する位置に透設された透過液排出孔であ
る。FIG. 3 shows a concentrate spacer (30), which has the same external shape as the above-mentioned permeate spacer (20), and also has a hook (33) at the top.
A recess (34) is provided at the bottom. This stock solution spacer (
30) is entirely made of synthetic resin, and its wall thickness is 1 to 2 m.
It is a very thin plate-like body with a thickness of about m. Undiluted spacer (30
) has a number of vertically elongated through-holes (31
) are provided through the holes (31) for supplying the stock solution.
The upper and lower ends of are formed so as to reach the stock solution supply and discharge hole (13) of the ceramic element 0Φ described above. Further, (36) is a permeated liquid discharge hole provided at a position that matches the permeated liquid discharge hole (14) of the ceramic element 0ω.
以上に説明したセラミックエレメントＧｏ）が嵌入され
た透過液スペーサ（２０）と原液スペーサ（３０）は、
第５図に示されるように垂直なフレーム（１）、（２）
間に上下に間隔を置いて架設された２本の水平棒（３）
、（４）間に積層状態で取付けられる。取付けは、上部
のフック（２３）、（３３）を上部の水平棒（３）に掛
けるとともに、下部の半円形状の凹部（２４）、（３４
）を下部の水平棒（４）の上に載せる方法によって行わ
れる。このようにすれば透過液スペーサ（２０）と原液
スペーサ（３０）とは水平棒（３）、（４）によって容
易にしかも正確に位置決めされて積層されることとなり
シリンダ（５）によってプレスヘッド（６）を前進させ
てこれらを押圧すれば相互間が密着し、液体分離が可能
な状態となる。The permeated liquid spacer (20) and stock liquid spacer (30) into which the ceramic element Go) described above is fitted,
Vertical frames (1), (2) as shown in Figure 5
Two horizontal bars (3) installed with a vertical interval between them
, (4) are installed in a stacked state between them. To install, hang the upper hooks (23) and (33) on the upper horizontal bar (3), and also hang the upper hooks (23) and (33) on the lower semicircular recesses (24) and (34).
) is placed on the lower horizontal bar (4). In this way, the permeate spacer (20) and stock solution spacer (30) can be easily and accurately positioned and stacked by the horizontal rods (3) and (4), and the press head ( 6) is advanced and pressed, they come into close contact with each other and liquid separation becomes possible.
なおこのとき、弾性枠（１２）に埋設された補強板（１
８）がこの部分の変形を防止するので、弾性枠（１２）
と透過液スペーサ（２０）とは撓むことなく密着するこ
とに注目すべきである。At this time, the reinforcing plate (1) embedded in the elastic frame (12)
8) prevents deformation of this part, so the elastic frame (12)
It should be noted that the permeate spacer (20) and the permeate spacer (20) are in close contact with each other without bending.
（作用）
このように構成されたものは、原液入口（７）から供給
された原液を原液供給排出孔（１３）を介して原液スペ
ーサ（３０）へ導き、その縦長の原液供給用透孔（３１
）を介してセラミックエレメントＯＩのセラミック板（
１１）の片面に接触させて原液の濾過を行わせ、透過液
は透過液スペーサ（２０）によって集められて透過液排
出孔（２６）から取出されるものであることは従来のこ
の種の液体分離装置と同様である、しかし本発明におい
ては、弾性枠（１２）の原液供給排出孔（１３）とセラ
ミック板（１１）との中間部分に埋設された補強板（１
８）が弾性枠（１２）のこの部分の変形を阻止するため
、その剛性によってセラミックエレメントｑωと透過液
スペーサ（２０）とは強く密着しこの部分を確実にシー
ルする。このため、透過液スペーサ（２０）の原液供給
排出孔（２５）内を流れてきた原液が透過液排出孔（２
６）に向って流れるバイパス現象は確実に防止され、し
かも先願発明とは異なり原液スペーサ（３０）の原液供
給用透孔（３１）の内部に突出するリプ等がないため、
膜面流路面積は十分に確保され、原液は支障なくセラミ
ック板（１１）の表面へ導かれることとなる。この結果
、第６図のグラフに示されるように、本発明の液体分離
装置は旧タイプの液体分離装置および先願発明の液体分
離装置に比較して、圧力損失を大幅に低下させることが
できる。(Function) The device configured as described above guides the stock solution supplied from the stock solution inlet (7) to the stock solution spacer (30) via the stock solution supply discharge hole (13), and the vertically long stock solution supply through hole ( 31
) of the ceramic element OI through the ceramic plate (
11) to perform filtration of the stock solution, and the permeate is collected by the permeate spacer (20) and taken out from the permeate discharge hole (26). It is similar to the separation device, but in the present invention, a reinforcing plate (1
8) prevents deformation of this portion of the elastic frame (12), and due to its rigidity, the ceramic element qω and the permeate spacer (20) come into close contact with each other to reliably seal this portion. Therefore, the stock solution flowing through the stock solution supply and discharge hole (25) of the permeate spacer (20) is transferred to the permeate solution discharge hole (25).
6) is reliably prevented, and unlike the prior invention, there is no lip etc. that protrudes inside the stock solution supply hole (31) of the stock solution spacer (30).
A sufficient membrane surface flow path area is ensured, and the stock solution is guided to the surface of the ceramic plate (11) without any hindrance. As a result, as shown in the graph of FIG. 6, the liquid separator of the present invention can significantly reduce pressure loss compared to the old type liquid separator and the liquid separator of the prior invention. .
また本実施例においては、透過液スペーサ（２０）の各
透過液排出孔（２６）の端部が側方に延長されたうえで
裏面に形成された縦長の凹溝（２７）により連通させで
あるので、この透過液は透過液排出孔（２６）からスム
ーズに凹溝（２７）を経てその下端に集まり、ここから
セラミックエレメントＯＩの透過液排出孔（１４）等を
介して外部へ取出される。このときの透過液の流路断面
積は従来のものよりもはるかに大きいので流路抵抗を最
少にとどめることができ、またこれらの透過液排出孔（
２６）の端部は比較的細く形成されているのでこの部分
に接するセラミックエレメント０ωの弾性枠（１２）を
確実に押圧して原液スペーサ（３０）との間で完全なシ
ールを確保することができる。In addition, in this embodiment, the ends of each permeate discharge hole (26) of the permeate spacer (20) are extended laterally and communicated with each other through a vertical groove (27) formed on the back surface. Therefore, this permeate flows smoothly from the permeate discharge hole (26) through the groove (27), collects at the lower end thereof, and is taken out from there through the permeate discharge hole (14) of the ceramic element OI, etc. Ru. The cross-sectional area of the permeate flow path at this time is much larger than that of conventional ones, so flow path resistance can be kept to a minimum, and these permeate discharge holes (
Since the end of 26) is formed relatively thin, it is possible to reliably press the elastic frame (12) of the ceramic element 0ω in contact with this part to ensure a complete seal with the stock solution spacer (30). can.
（発明の効果）
本発明は以上の説明から明らかなように、セラミックエ
レメントの弾性枠の原液供給排出孔とセラミック板との
中間部分の内側に、その弾性変形を防止する補強板を埋
設することによりシール性を向上させ、原液が透過液側
へバイパスするおそれをなくするとともに、原液スペー
サの原液供給孔内への突起物を無くして膜面流路面積を
確保しつつ流路閉塞性を改善し、同時に装置内部の圧力
損失を低減させることに成功したものであるから、従来
の問題点を一掃した液体分離装置として、産業の発展に
寄与するところは極めて大である。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention includes embedding a reinforcing plate inside the intermediate portion between the raw solution supply/discharge hole of the elastic frame of the ceramic element and the ceramic plate to prevent elastic deformation thereof. This improves sealing performance, eliminates the risk of the stock solution bypassing to the permeate side, and eliminates protrusions into the stock solution supply hole of the stock solution spacer to improve flow path blockage while securing the membrane surface flow path area. However, at the same time, the device succeeded in reducing the pressure loss inside the device, so it will greatly contribute to the development of industry as a liquid separation device that eliminates the problems of conventional devices.
図面はいずれも本発明の実施例を示すもので第１図はセ
ラミックエレメントの正面図、第２図は透過液スペーサ
の正面図、第３図は原液スペーサの正面図、第４図はそ
の組立状態の拡大断面図、第５図は装置全体の一部切欠
側面図、第６図は本発明と従来の液体分離装置との圧力
損失を示すグラフである。
（ｌｕｌｌ ：セラミックエレメント、（１１） ；セ
ラミック板、＜１２） ：弾性枠、（１３） ：原液供
給排出孔、（１８） ：補強板、（２０） ：透過液ス
ペーサ、（２６） ：透過液排出孔、（３０） ：原液
スペーサ、（３１） ：原液供給用透孔。The drawings all show embodiments of the present invention: Fig. 1 is a front view of the ceramic element, Fig. 2 is a front view of the permeate spacer, Fig. 3 is a front view of the stock solution spacer, and Fig. 4 is its assembly. FIG. 5 is a partially cutaway side view of the entire device, and FIG. 6 is a graph showing pressure loss between the present invention and a conventional liquid separation device. (lull: Ceramic element, (11): Ceramic plate, <12): Elastic frame, (13): Raw solution supply/discharge hole, (18): Reinforcement plate, (20): Permeated liquid spacer, (26): Permeated liquid Discharge hole, (30): Stock solution spacer, (31): Stock solution supply through hole.
Claims (1)
ミック板（１１）を固定したセラミックエレメント（１
０）の両側面に、上記原液供給排出孔（１３）まで達す
る縦長の原液供給用透孔（３１）を備えた原液スペーサ
（３０）と、多数の横長の透過液排出孔（２６）を備え
た透過液スペーサ（２０）とを密着させた液体分離装置
であって、弾性枠（１２）の原液供給排出孔（１３）と
セラミック板（１１）との中間部分の内部に、弾性枠（
１２）の弾性変形を防止する補強板（１８）を埋設した
ことを特徴とする液体分離装置。A ceramic element (1) has a ceramic plate (11) fixed to an elastic frame (12) equipped with a stock solution supply and discharge hole (13).
0) is equipped with a stock solution spacer (30) equipped with a vertically long stock solution supply through hole (31) that reaches the stock solution supply and discharge hole (13), and a large number of horizontally long permeated liquid discharge holes (26). This is a liquid separation device in which a permeated liquid spacer (20) is placed in close contact with the elastic frame (12), and the elastic frame (
12) A liquid separation device characterized in that a reinforcing plate (18) is embedded therein to prevent elastic deformation of the liquid separator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284089A JPH0620518B2 (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Liquid separation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284089A JPH0620518B2 (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Liquid separation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02222713A true JPH02222713A (en) | 1990-09-05 |
| JPH0620518B2 JPH0620518B2 (en) | 1994-03-23 |
Family
ID=12647184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4284089A Expired - Fee Related JPH0620518B2 (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Liquid separation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620518B2 (en) |
-
1989
- 1989-02-22 JP JP4284089A patent/JPH0620518B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620518B2 (en) | 1994-03-23 |
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Legal Events
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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