JPH038349Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は外圧濾過型中空糸膜モジユールに関す
るものであり、詳しくは濾過液側の汚染の極めて
少ない膜エレメント交換可能な外圧濾過型中空糸
膜モジユールに関するものである。

〔従来技術〕

中空糸膜モジユールは膜の充填密度が高く、濾
過装置の小型・軽量化を図ることができるため、
純水製造、食品加工、その他の分野で広く用いら
れており、特に半導体製造に用いられる超純水製
造における端末用フイルター等、精密濾過用のフ
イルターとして欠かすことのできないものとなつ
ている。

通常、中空糸膜モジユールは、複数本の中空糸
を束ね、その両端を樹脂などで固着封止した後、
少くともその一方側の樹脂固着部を切断し、中空
糸の端部を開口した形が一般的である。また、モ
ジユールの使用形態としては、濾過原液を中空糸
の開口部より圧入し、濾過液をその外側へ取出す
内圧濾過型が多い。これは、濾過により生じる膜
面の汚れを、濾過原液の流れによつて洗い落とす
効果があるためで、モジユールは中空糸の両端が
開口されたものが用いられる。一方、極めて清澄
な濾過原液から微量の微粒子等を除去する場合に
は、中空糸の外側から濾過原液を圧入し、中空糸
の内側へ濾過液を取出す外圧濾過型も使われてい
る。しかしながら、どちらの型のモジユールにお
いても、濾過液中の微粒子を皆無にする事は困難
で、超純水製造等における端末フイルターとして
のこの中空糸膜モジユールを使う場合、大きな問
題となつており、その改良が望まれている。

この微粒子は、通常0.2μm以上もしくは0.1μm
以上の大きさのものを対象として測定されるが、
超純水製造における端末フイルター用の中空糸膜
モジユールはこのサイズの微粒子を100％阻止で
きる膜が用いられているため、膜を通して濾過原
液中の微粒子がリークしているとは考えにくく、
中空糸膜モジユールの濾過水の接触する部分から
微粒子が濾過水中に混入するためと考えられる。

中空糸膜モジユールの製造工程は、膜を作る工
程とこの膜を使つてモジユールに組立てる工程の
２つに大別されるが、内圧濾過型のモジユールは
中空糸膜の外表面が濾過液側となるため、モジユ
ール組立て工程における膜の汚染及びハウジング
本体の内表面の汚染が、直接濾過液の汚染に影響
を与えていることが充分考えられ、構造上好まし
くない。

一方、外圧濾過型のモジユールでは中空糸膜の
内表面が濾過液側となるため、モジユール組立て
工程における膜の汚染及びハウジング本体の内表
面の汚染が直接濾過液に汚染に影響を与えにく
く、構造上内圧濾過型よりも優れているといえ
る。

しかし、中空糸膜の外側から圧力をかけて使用
するため、膜エレメントを収納するハウジングの
耐圧性を大きくする必要があり、このためコスト
的に高価になる問題がある。このため、膜エレメ
ントのみを交換可能としたタイプのモジユールも
提案されている（実開昭61−195301号公報）が、
モジユールの構成を見ると、ハウジング、キヤツ
プ及び膜エレメントからなり、ハウジングと膜エ
レメントの間、及びキヤツプと膜エレメントの間
が、シール部材を用いて液密性を持たせた構造に
なつており、シール部材からのリーク及び膜エレ
メント交換時の濾過液接触面の汚染が懸念され
る。

また、特開昭61−234905号公報に見られるモジ
ユール構造では、膜エレメントの開口部側がキヤ
ツプに接着固定されており、膜エレメント交換時
の汚染については考慮された構造となつている
が、該エレメントのハウジングへの固定は供給水
側と濾過水側の２つの流路を有する部材を用いな
ければならないため、濾過水流路の構造が複雑で
あり、また供給水側と濾過水側の連通防止をシー
ル部材を用いて行つているため、リークの可能性
は否定できない。

このような欠点を解決するため、本考案者らは
膜部と濾過水流路を形成するキヤツプ体を一体化
し、この一体化された膜エレメントとハウジング
との固定をフランジにて行なう構造も考案した
が、この構造では尚、ハウジングの供給水出口の
位置が中空糸膜の開口端側固着部よりも下になる
ため、供給水に浸漬されない部分が生じ、そのた
め、濾過性能が低下したり、洗浄が十分に行なえ
ないという問題があつた。

〔考案の目的〕

本考案は、従来の中空糸膜モジユールでは達成
できなかつた濾過液側の汚染の極めて小さいモジ
ユールとして開発された膜部とキヤツプ体を一体
化させた構造をもとに、さらに改良することによ
り濾過性能の低下を防ぎ、洗浄性に優れた構造の
外圧濾過式中空糸膜モジユールを得ることを目的
としたものである。

〔考案の構成〕

本考案は、中空糸膜の一端が封止された状態で
集束固着され、他端は開口状態で集束固着される
と共に、該固着部には濾過液出口及びフランジを
有するキヤツプ体が固着され、かつ両固着部が剛
性を有する有孔円筒体の両端部に固定された中空
糸膜エレメントと、該膜エレメントのキヤツプ体
を支持するフランジ、供給水の入口、及び出口を
有し、該膜エレメントの少くとも膜部を収納でき
るハウジングとより成る中空糸膜モジユールであ
つて、中空糸膜の開口端側の固着部がハウジング
のフランジ側開口部に嵌合するキヤツプ体の周脚
内に収納、固定されており、かつ供給水出口がハ
ウジング側壁の、キヤツプ体周脚の下端に接する
部位に設けられていることを特徴とする外圧濾過
型中空糸膜モジユールである。

本考案のモジユールで重要なことは、膜エレメ
ントはキヤツプ体と接着固定されている事、キヤ
ツプ体はフランジを有し、又ハウジングもフラン
ジを有し、双方のフランジ部分にて膜エレメント
とハウジングが簡単に着脱できる事に加えて、キ
ヤツプ体が、フランジ部を介して濾過液出口と反
対側に、中空糸膜の開口端側の固着部を収納、固
定するための部材、即ちキヤツプ体の周辺をとり
囲む周脚を有していることである。

以下、図面を参照し、より詳細に説明する。

第１図は本考案の中空糸膜モジユールの一態様
例を示す断面図である。本考案のモジユールは、
基本的には膜エレメント１及びハウジング２から
構成される。膜エレメント１は、濾過液出口９、
フランジ１０、及びフランジ１０を介して濾過液
出口９と反対側に位置する周脚１４を有するキヤ
ツプ体３、中空糸膜７、有孔円筒体６、及び固着
部４，５より成る。一方、ハウジング２はキヤツ
プ体３を支持するフランジ１１、濾過原液となる
供給水の入口８、及び供給水出口１３を有してい
る。膜エレメント１とハウジング２は、Ｏリン
グ、ゴムシート等のシール部材１２を介してフラ
ンジ１０，１１にて固定、一体化される構造にな
つている。フランジ１０，１１の形状は特に限定
されず、シール部材１２を介して液密にシール出
来れば良い。

キヤツプ体３の内腔は濾過液の集液室にあたる
ため、キヤツプ本体の内面は出来るだけ平滑かつ
簡単な構造であるとが望ましい。また、周脚１４
はキヤツプ体３の一部であり、フランジ１０を介
して濾過液出部９と反対側に位置しており、ハウ
ジング２のフランジ側開口部の内側に嵌合収納さ
れる。周脚１４はキヤツプ体３の外周全体に連続
して設けられていても、一部が途中欠けていても
差しつかえはない。その長さはハウジング２の側
壁に設けられた供給水出口１３の位置によつて適
宜変えることが出来る。また、必要により、周脚
１４の外面とハウジング２の開口部内面との間隙
部に続くフランジ１０部に、該間隙部内に残留し
た空気や供給水等を除くためのエアー抜き１５を
設けることも可能である。

供給水出口１３は、濾過時には閉鎖するか、も
しくは開口部を狭まくして供給水の一部を循環さ
せる他、ハウジング２内の脱気や、洗浄時には洗
浄水の出口として使われる。

第１図に示したように、供給水出口１３の上端
部と、周脚１４の下端及び固着部４の下面が、同
一の水平面上に来るように位置関係を調整するこ
とによつて、使用時にモジユール内上部に供給水
で満たされない空間を生ずることがなくなり、中
空糸膜７が完全に供給水に浸漬されるので、濾過
性能が低下したり、洗浄が不十分になる問題を解
消できる利点が得られる。

固着部４，５は、中空糸膜７がほぼ直線状にな
るように集束して固定されており、固着部４にお
ける中空糸膜７の端面は開口されており、固着部
５における中空糸膜７の端面は封止されている。
固着部の材質としてはポリウレタン、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等
の液状樹脂を用いるのが良く、これらの樹脂を用
いて中空糸膜の束と共に注型成形し、一体化す
る。このとき、樹脂にクレー、タルク、シリカな
どの無機物を加えることもできる。また、固着部
の外枠として金属又は樹脂の成形品を用いること
も可能である。固着部４はキヤツプ体３と液密に
接着されている事が重要であるが、この接着剤と
しては固着部の材質と同じものであつても、異な
るものでも差仕えない。固着部５は、水供給時の
中空糸膜７の折れ曲がりを防止するため、中空糸
膜束全体を一つにまとめるために有効であり、形
状としては円板状の他、半球形、円錘形とする事
もでき、又導水口を固着部の一部に設けることも
可能である。

有孔円筒体６は、膜エレメント１の取扱時及び
濾過起動時の水圧による中空糸膜７の破損を防ぐ
ために有効であり、プラスチツク製のネツト、エ
クスパンデツトメタル等を円筒状にしたもので、
座屈強度１Kg以上の剛性を有するものであれば使
用可能であり、孔の大きさ、数等は限定されな
い。また、供給水入口８の位置は特に限定されな
いが、好しくは供給水が中空糸膜７に対して平行
方向に供給される様に配慮した方が、濾過時の中
空糸膜７の破損の可能性は少ない。

本考案の中空糸膜モジユールにおける中空糸膜
としては種々のものが使用でき、例えば、ポリオ
レフイン系、ポリスルホン系、ポリビニルアルコ
ール系、ポリアクリロニトリル系等の各種材料か
らなる中空糸膜が使用できる。しかし、モジユー
ルからの微粒子の発生をより低減化するために
は、モジユール構造ばかりでなく、濾過液の接触
する中空糸膜内表面の清浄度も考慮することが必
要で、この意味から少くとも内表面にスキン層を
持つたものが好適である。

〔考案の効果〕

このように本考案の中空糸膜モジユールによれ
ば、モジユール製造時における濾過液接触面の汚
染を防ぐことが可能であり、また簡便に、しかも
汚染することなく膜エレメントを交換することが
できるため、結果として濾過液中の微粒子数を低
減することができる様になり、さらに、濾過性能
の低下が防止でき、洗浄性に優れた特長を有して
おり超純水製造の端末フイルター等の精密濾過の
用途に適した極めて好適なモジユールである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の外圧濾過型中空糸膜モジユー
ルの一態様例を示す断面図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中空糸膜の一端が封止された状態で集束固着さ
   れ、他端は開口状態で集束固着されると共に、該
   固着部には濾過液出口及びフランジを有するキヤ
   ツプ体が固着され、かつ両固着部が剛性を有する
   有孔円筒体の両端部に固定された中空糸膜エレメ
   ントと、該膜エレメントのキヤツプ体を支持する
   フランジ、供給水の入口、及び出口を有し、該膜
   エレメントの少くとも膜部を収納できるハウジン
   グとより成る中空糸膜モジユールであつて、中空
   糸膜の開口端側の固着部がハウジングのフランジ
   側開口部に嵌合するキヤツプ体の周脚内に収納、
   固定されており、かつ供給水出口がハウジング側
   壁の、キヤツプ体周脚の下端に接する部位に設け
   られていることを特徴とする外圧濾過型中空糸膜
   モジユール。