JPH0252026A - 中空糸型逆浸透モジュールの製造方法 - 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］ 本発明は中空糸型逆浸透装置に利用されるモジュールの
製造方法に関し、詳細には、原水を均一に流し偏流がな
く且つ濃度分極もなく塩排除率を大きくした中空糸型逆
浸透モジュールを能率的に製造する方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 最近、海水の淡水化、かん木の淡水化或は純水製造用と
して逆浸透装置が使用される様になってきた。これらの
逆浸透装置としては、チューブラ−型、スパイラル型お
よび中空糸型があるが、中空糸型が他の型に比べて単位
膜面積当りの透過流量は小さいが表面積を大きくとる事
ができ、全体としての透過流量が著しく大きくなり、容
積効率が非常に高い利点があるので数多く課用されるに
至っている。

ところでこの様な中空糸型逆浸透モジュールは、圧力容
器内に多数の中空糸を束状に形成した膜組立体（エレメ
ント）を１個若しくは複数、車構成は複列に配設して構
成される。第９図はこの中空糸型逆浸透モジュールの一
例を示す構成説明図でシングルエレメント型を示したも
のである。

即ち１は圧力容器でその両側にそれぞれ蓋板２゜３を取
り付けて構成する。そして第１０図に示す様に該圧力容
器１内に配置するエレメント４の中心部には、有孔筒で
形成した流通筒体８を配し、その周辺に多数の中空繊維
５を束ねる様に配置する。該中空繊維５は端部でＵ字形
に折り曲げ、その開口部５ａ側を流通筒体８と共に樹脂
フランジ部７に埋設し、該フランジ部７の外周面に中空
繊維５の開口部５ａを露出する。またＵ字形に折り曲げ
た中空繊維の折り曲げ端側も樹脂フランジ部６で形成す
る。また該フランジ部６は他方開口側のフランジ部７よ
り小さい外径とする。そして圧力容器１内に配設するに
当たっては、フランジ部７の外周にリングパツキン７ａ
を配して水密的に配設される。一方該エレメント４のフ
ランジ部６側には原水導入パイプ９が接続され、該バイ
ブ９は蓋板２を貫通する様に連結されてエレメント４の
流通筒体８内に開口する。また圧力容器１内においてエ
レメント４のフランジ部７の外側には空所１１を形成し
、該空所１１は製造水の溜部となる０ＭＭＢ２は製造木
取り出しパイプ１２が設けられ空所１１と連通している
。また圧力容器１の外周部には濃縮木取り出しパイプ１
０が接続され、該パイプ１０には適当な開閉弁装置が設
けられる。そして造本に当たっては、原水は導入パイプ
９を介してエレメント４の流通筒体８内に圧送され、中
空繊維５の膜を通って浸透された製造水は、フランジ部
７の中空繊維開口部５ａを通って溜部１１に流れ、取り
出しバイブ１２から取り出される。一方浸透され得なか
った原水は濃縮水となって取り出しバイブ１０から取り
出され、原水はエレメント４の中心側から外周側に８勅
しながら浸透する。また反対にエレメント４の外周側か
ら原水を導入して、流通筒体８側に移動しながら浸透す
ることもあり、製造水の取り出しはフランジ部７の開口
部５ａと同様であるが、？！Ａ１１ｉ水の取り出しは流
通筒体８の一方側から取ることになる。

［発明が解決しようとする課題］ ところでこの様なエレメント４を構成する中空繊維５の
配列については、繊維本数を多く配置して浸透膜形成面
積を増大させること、原水の通過を阻害することなく、
しかも均整な通過が行なわれる様に配列されること、更
には配列並びに構成が容易であることが要求される。ま
た中空繊維５の開口部５ａの面積に応じた長さの繊維長
であることも浸透効率を左右している。またこれらの中
空繊維５は、エレメント４を構成するパッケージに均一
な密度となる様に配設される必要がある。

第１０図はエレメント４の一例を示したもので、中空繊
維５をほぼエレメントの長さとして流通筒体８の外周に
配置し、これらの周辺を結束用糸条５ｂによって巻き締
めて構成したものであるが、密度が高過ぎたり、パッケ
ージの成形に手数を要して製造能率が悪い、これらから
一般の糸巻パッケージの様に単繊条をトラバースさせた
り、或は集束したものをトラバースさせながらパッケー
ジを成形することも知られているが、単に流通筒体８に
中空繊維束を巻き付ける方法で製造したモジュールにお
いては、流通筒体８から外周方向へ流体を導くとぎ、流
体は予想に反して均一に流れず、偏流を起し易い。従っ
てこの様なモジュールでは流体の透過量が少なく、また
被処理液体の非透過成分の濃度分極のために高い分離効
率を得ることは困難であった。またモジュールを構成す
るエレメント４として巻き付ける中空繊条５は、その開
口端までの距離を長くすると、中空繊維内部の透過液体
の圧力のために透過率は低下する。これらからエレメン
トのパッケージ形成に当たっては、前記した様な要件を
具備するものを、容易に製造する方法の開発が望まれて
いた。

そこで本発明はこれらに基づいてなされたもので、均一
な浸透を行ない得る中空糸型逆浸透モジュールのエレメ
ントを能率的に製造する方法を）是イ共しようとするも
のである。

［課題を解決するための手段］ しかしてこの様な中空糸型逆浸透モジュールの製造方法
とは、中空繊維の単繊条を多数本集めて偏平状の繊条束
として順次流通筒体に巻き付けていく、この巻き付けに
当たっては流通筒体の軸に対して５〜６０度の範囲内に
おいて一定の螺旋角でトラバースしながら巻回すると共
に、同じ螺旋方向の繊条束はその直前に巻かれた繊条束
に対して平行で隣接するか若しくは側縁部が互いに重な
る様に巻き付け、反対の螺旋方向の繊条束とは交互に重
なり合フで交差部を形成する様に巻回し、該交差部は巻
き付け流通筒体の一定位置で且つ同一円周上を順次移動
する様に形成し、交差部以外では、平行な繊条束が層を
形成し、反対方向の繊条束が形成する層とが交互に積層
される様に形成する方法である。

［作用及び実施例］ 以下に本発明の代表的な実施例を述べる。

第１図は本発明方法に使用する巻取装置の全体を示す平
面図、第２図は第１図の切断線Ａ−Ａに沿う矢印方向断
面図で、これらの図においてエレメント４ａを構成する
流通筒体８を巻付芯体として駆動装置に挟持させる。駆
動装置は、駆動部１４から突出した駆動軸１４ａと、こ
れに対設された支持装置１３とによって構成され、前記
流通筒体８を該駆ａ＠１４ａと支持装置■３から突出退
入できる様に設けられた支軸１３ａに挟持させる。駆動
軸１４ａは変速装置１４ｂを介して調速され、支軸１３
ａは遊転して流通筒体８が回転される。一方トラバース
装置１５は、上下に２木の案内ロッド１６，１６が固定
して設けられ、該ロッド１６，１６がガイドブラケット
１８が摺動自在に設けられる。また前記ガイド１７は該
ガイドブラケット１８の頂部に取り付けられる。そして
ロッド１６，１６の間で且つその裏側（供給ＩＩ＋　）
には、エンドレスチェーン１９を弓長設して回動させ、
モの回動は駆動装置２０によって一定速度で行なわれる
。２１は支持部材である。そして該チェーン１９の一部
には、突起を設けた係合部材を固定し、この係合部材を
前記ガイドブラケット１８に形成した縦長溝に係合させ
る。よってチェーン１９が回動することによってガイド
プラゲット１８は案内ロッド１６，１６に沿ってトラバ
ースする。２４はガイドバーで繊条収容客器２３から引
か出す集合繊条群２２を案内する。そして巻き取り駆動
に当っては、巻取芯側の速度を順次減速する様にして、
前記交差部２５をほぼ一定の位置に形成する様にする。

なお本発明に使用する巻取装置は上記の実施例に限定さ
れず、他の装置を利用することもできる。

上記の巻取装置によって中空糸型逆浸透モジュールのエ
レメントを巻取る方法を以下に詳述する。第８図は本発
明に係るエレメント４ａの側面略図で一部を破断して示
す。第５図は第１図に示した巻取体を拡大した説明図、
第３．４．６．７図は巻き付け説明図である。これらの
図において、中空糸型逆浸透モジュールを構成するエレ
メント４ａは、第８図に示す様に往復トラバースされて
交差部２５を、巻付体のほぼ特定位置の周面上に形成す
る様に巻き取る。また巻き付けトラバースを行なうに当
たり、中空繊維５は、その単繊条を１０〜３０本集めて
１つの繊条群２２とし、この繊条群２２を複数横方向に
並べて、偏平な繊条束２２ａとして巻き付ける。即ちこ
れらの繊条を案内するガイド１７は、第３図に示す様に
単穴１７ａを３個横列に並べて構成し、中空繊維の繊条
群２２を第４図の様に集めて使用する。

従って該ガイド１７から引き出される繊条束２２ａは、
偏平な断面積となり、しかもその両側部は薄く形成され
る。またこれら両側部はトラバース方向によって一方側
が厚く、他側が薄くなる傾向がある。そしてトラバース
させながら流通筒体に巻き付けを行なうに当っては、こ
れらの繊条束２２ａは同じ螺旋方向のものは互いに隣接
する様、若しくはその両端縁部が互いに重なり合う様に
して次々に積層していく。第５図の切断線Ｂ−Ｂの一部
分を第６図に示す。この例においては繊条束２２ａは隣
接する様に平行に巻き付け、順次層状に巻き付ける。更
に前記交差部２５は第７図に略伝する様に流通筒体８長
手方向のほぼ特定位置の円周上に形成する。この様にし
て巻かれたエレメント４は、互いに交差して巻かれた繊
条束２２ａがその直前に巻かれた同じ螺旋方向の繊条束
と平行して隣接しく繊条束２２ａの側部を重ねる場合に
は、側縁部が重なって層状に積層し）、引き続いて巻か
れる繊条束が形成する交差部は、前回の交差部からほぼ
一定長さ方向の距離をおいて形成され、該交差部も前記
と同様に流通筒体の円周方向に順次形成される。

以上の様にして製造されるエレメントは、前記した様に
ＪＩＬ１ａ条を多数集めて偏平な繊条束として巻き付け
ると共に、螺旋トラバースの交差部を巻取長さ方向の一
定位置でしかも円周上に順次８動して形成するものであ
るので、次の様に形成することができる。即ち選択透過
性中空繊維条は一定厚さで平行に配列された層を形成す
ることになり、反対の螺旋方向の繊条が形成する層と交
互に規則正しく重畳されるので、巻き付け繊条の層中を
通過する流体は偏流を作ることなく均一に流れ、濃度分
極を起すことなく高い透過量と高い分離性を達成するこ
とができる様になった。なお、繊条束の交差部を特定位
置でしかも円周上に順次形成することは、−見交差部の
重なり部の繊維密度が交差部以外の部分より高くなり、
その近傍に密度の桁部分を形成して、原水の通過班を形
成する様に考えられるが、実際には前記した様に偏流を
生じず均一に流れる。この理由はエレメントを構成する
厚さ方向の繊維数はいずれの部分も同一であって、円筒
形である限り全体密度は均一であるからである。

また交差部においては密度のばらつきが積極的に形成さ
れ、一定圧の原水はこの桁部分を通って厚さ方向に中心
側へ流れるものがあるため次の様な作用を発揮する。

すなわち上記均密部では中心側に浸透する程、原水が濃
縮され、透過され得る能力が低下しており、中心側の中
空繊条は透過能の低い濃縮液に曝されて有効な浸透を行
なえなくなっているが、上記した様に前記交差部の近傍
では、密度の桁部分が形成されて、濃縮されていない（
透過能力のすぐれた）原水を中心側に送り入れることが
できるので、この原水は繊条束の螺旋方向にも浸透して
均密部において透過処理されることになり、濃度分極を
作らなくなることが考えられる。従って本発明方法によ
って製造される中空糸型逆浸透モジュールは、エレメン
トを大口径でしかも層厚で形成することができ、処理能
力のすぐれたものとすることができる。

［発明の効果コ 本発明により製造されるエレメントは、実質的に繊条密
度を均整にして原水の透過性を均一にでき、またその流
れ方向は放射状に均一に流れて偏流がなく濃度分極もな
くなり、浸透性のすぐれたモジュールを得ることができ
る様になり、特に海水の淡水化用の中空糸型逆浸透モジ
ュールとして塩排除率を向上させたものができる様にな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に使用する巻取装置の例を示す説明
平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面説明図、第３図
はトラバースガイドの側面図、第４図はトラバースガイ
ドの使用説明図、第５図は巻取られたエレメント成形体
を示す一部破断説明図、第６図は第５図のＢ−Ｂ線の一
部矢視断面図、第７図は巻取り成形例を示す説明図、第
８図は本発明により製造されたエレメントの一部破断正
面図、第９図は中空糸型逆浸透モジュールの従来例を示
す断面説明図、第１０図は従来のエレメントを示す一部
破断側面図、第１１図は２１０図の右側面図である。 １・・・圧力容器　　　　　　２．３・・・蓋板４・・
・エレメント　　　　　　５・・・中空ｉｎ　ｍ６．７
・・・樹脂フランジ部　８・・・流通筒体９・・・導入
バイブ １０・・・濃縮水取出バイブ １１・・・溜部 １２・・・製造水取出バイブ　１３・・・支持装置１４
・・・駆動装置 １５・・・トラバース装置　　１６・・・ガイドロッド
１７・・・ガイド １８・・・ガイドブラケッット １９・・・チェーン　　　　　２０・・・駆動装置２１
・・・支持部材　　　　　２２ａ・・・織条束２４・・
・ガイ ドパ− ２５・・・交差部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）有孔流通筒体の外周に多数の中空繊維を積層し、
   その一方側端の中空繊維の中空部を開口させてなる中空
   糸型逆浸透モジュールの製造方法において、前記中空繊
   維の単繊条を多数本集めて偏平状の繊条束とし、前記流
   通筒体の軸に対して５〜６０度の範囲内の螺旋角で往復
   トラバース巻回し、同じ螺旋方向の繊条束は、その直前
   に巻かれた繊条束と平行で隣接するか若しくは側縁部が
   互いに重なる様に配置し、他方反対の螺旋方向の繊条束
   に対しては交互に重なり合って交差部を形成し、該交差
   部は巻き付け流通筒体の一定位置で且つ同一円周上に順
   次形成し、上記交差部以外の位置では平行な繊条束によ
   って層を形成しつつ、厚さ方向へは螺旋方向の異なる繊
   条束を交互に積層することを特徴とする中空糸型逆浸透
   モジュールの製造方法。