JPH04210213A - 濾過素子 - 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、上水、下水等を始めとした各種の微粒子、懸
濁物質を多く含む溶液中より、当該微粒子、懸濁物質を
精密に濾過除去することを目的とした濾過素子に関する
。 ［従来の技術］ 従来、上水や下水等の浄化処理において、処理原液中に
含まれる各種微粒子、懸濁物質の除去には数段の沈降分
離、砂濾過が用いられている。 沈降分離は清澄な液を得ることと、濃厚な粒子、懸濁物
質（スラッジ）を得ることを主目的としている。沈降に
よって得られた清澄な液（上澄み液）をさらに精製する
目的て砂濾過等か行われる。 一方スラッジはさらに濾布等を用いた各種の濾過方法に
よって濃縮か行われ、さらに加熱や焼却によって乾燥、
処理か行われている。 また上水や下水等の場合に限らす、一般に各種の微粒子
や、懸濁物質を多く含む溶液の濾過には、濾布、濾紙、
けい藻土等の濾材か用いられている。 ［発明が解決しようとする問題点コ 上水や下水等の処理に於いて、より精製された処理液を
得ることは環境保全の点から近年しだいに重要視されつ
つある。また沈降等により分Ｍしたスラッジ中に含まれ
る水分をさらに除去することにより、より濃厚なスラッ
ジを得て後段の処理の負担を軽減して効率化を図ること
が検討されているが、この場合も除去された水分がより
精製されたものであることが要望されている。 また一般に各種の微粒子や、懸濁物質を多く含む液の濾
過、例えば微生物の培養液等に於いてもより精密な濾過
分離が要求されるようになった。 ところか前述した、砂濾過や他の濾材による濾過は荒濾
過といえるものであり、大量の比較的大きな粒子、懸濁
物質を除去することか可能であるか濾過精度か悪く、粒
子、懸濁物質の漏出が避けられないという問題があった
。また濾布、濾紙等の濾材では濾材中に粒子が入り込み
やすく、洗浄等て濾材を再生しても入り込んだ粒子を除
去することが困難であり、次第に目詰まりが生じて濾過
性能が低下してしまうという問題がある。 コントロールされた孔径１μｍ以下の微細孔を有する濾
過膜を用いた精密濾過法では、上記問題を解決した精度
の良い濾過除去を行うことができる。しかしながら、精
密濾過法は、原液中の粒子、懸濁物質が比較的低濃度の
場合に主として用いられる方法である。これは、膜の微
細孔が先の濾布等のそれに比して極めて微細であり、粒
子、懸濁物質を大量に含む原液を処理した場合に膜表面
にただちにそれらが蓄積して堆積層を形成し、濾過速度
か急速に低下してしまうからである。濾過膜表面に生じ
た堆積層を除去すれば、再度濾過を行う事も可能と考え
られるが、精密濾過膜を用いた濾過素子でこの点が十分
に考慮されたものは殆と見られなかった。 又上記のような原液を濾過するために濾過操作法の面か
らの検討か行われ、クロスフロー濾過を用いた精密濾過
法が比較的粒子濃度の高い原液の濾過に適応しうろこと
かわかり、一部用いられるようになってきた。しかしな
からクロスフロー濾過では濾過を行うために常時原液の
流れを形成する必要があり、このための回路、動力、コ
ントロールシステムが必要であり、全体が複雑になって
しまうという問題点がある。又必要な流れの形成か行え
ないような粒子濃度、粘度の原液には全く適用できない
。 精密濾過膜のうちで中空糸状の濾過膜く中空糸濾過膜）
を用いることにより、大きな濾過速度を得たり、濾過速
度の低下をより少なくしたり、堆積層の除去のしやすさ
を向上させた素子を構成することができる。これは、中
空糸濾過膜はその形状から素子の濾過面積を他の構造の
もの、例えば平板状の濾過膜を用いた場合に比べて極め
て大きくする二とがてきるからであり、かつ糸状の形状
で膜自体か支持構造体としての機能を一部有しているの
で、複雑な膜支持体が不要であり、構造が比較的簡単て
、何らかの流体の流れを濾過膜そのものにあてる等の操
作により、比較的容易に付着した堆積層を除去すること
ができるからである。しかしながら中空糸濾過膜を用い
た従来から使用されてきた一般的な構造の素子ではこの
特性を十分に生かすことができず、上記目的の濾過に使
用することは困難であった。そこで本発明は中空糸濾過
膜を用いた濾過素子の特徴をより生かし、多量の微粒子
、懸濁物質等を含む液の濾過を、簡便なシステムで、よ
り効率的に実施することが可能となる構造の濾過素子を
提供することを目的としている。 一問題を解決するための手段Ｉ 濾過素子を構成する精密濾過膜に複数の中空糸濾過膜を
束状にして用いる。 この束の横断面において、前記中空糸状の濾過膜かほぼ
均一な密度て充填されている部分の周囲を結ぶ線を想定
したときに、少なくとも一つの閉塞した曲線が得られる
が、その曲線の長さの合計をＡとする。さて前記束の前
記横断面における前記中空糸濾過膜が充填されている部
分の前記密度と同様の密度となる櫟に、前記中空糸濾過
膜を同数用いて円柱状の束を構成し、この円柱状の束の
横断面において前記中空糸濾過膜が充填されている部分
の周囲を結ぶ線を想定したときに得られる円の円周の長
さをＢとする時、Ａ≧ＢＸ１．５となるように前記束を
構成する。又前記中空糸濾過膜の束の一方の端部は中空
糸濾過膜の開口部を有するように支持固定し、もう一方
の端部は中空糸濾過膜の開口部がないように構成し、且
つ束の形状をほぼ維持した状態で自由に移動しろる構造
とする。又、前記中空糸濾過膜の支持固定部分にキャッ
プ体を設置し、さらに前記中空糸束に濾過によって付着
した堆積層と容易に接触しない位置に、連通部を有する
筐体を設置する。以上のようにすることによって多量の
微粒子、懸濁物質を含む溶液をより効率良く濾過するこ
とが可能な濾過素子を提供することができる。 ［作用］ 第１図は中空糸濾過膜を用いたこれまで広く使用されて
いる一般的な濾過素子の構造を示したもので、中空糸濾
過膜１はその両端部分を固定樹脂２て接着固定され、筐
体７により保持されている。 固定樹脂による接着固定部分の一方には中空糸濾過膜の
開口部３が形成されている。濾過を行う場合、流体４は
筐体７に設けられた連通部８より被濾過側（原液側）５
に導入され、中空糸濾過膜の外側より中空糸濾過膜壁に
形成されている微細孔を通過して中空糸濾過膜の中空部
分に流部し、中空糸濾過膜の開口部３より濾過側６に出
てくる。 流体４中の懸濁物質等は、中空糸濾過膜の外表面に主と
して捕捉される。第２図ａは第１図に示した一般的な濾
過素子を用いて多量の微粒子、！！！！濁物質全物質原
液を濾過した場合の中空糸束部分の状態を示したもので
、第２図すはそのｘ−ｘ’凹断面示したものである。一
般に中空糸濾過膜を用いた濾過素子は中空糸濾過膜を円
柱状の束としている。このため多量の微粒子、懸濁物質
を含む溶液の濾過を行うと濾過開始直後は中空糸濾過膜
壁てが有効に働き、中空糸濾過膜を用いた濾過素子の特
徴である大きな濾過面積を生かした高い濾過速度を得る
ことができる。しかしながら直ちに円柱状の中空糸束の
外周１０に懸濁物質の堆積層１１が生じこれが濾過の抵
抗となって濾過性能の急速な低下が生じてしまう。 原液１２はこの堆積層１１を通過して中空糸束に達し直
ちに濾過が行われるが、堆積層を通過してくる量よりも
中空糸濾過膜で濾過可能な量が大きいので、この濾過は
中空糸束のうち堆積層に近い部分１３の中空糸濾過膜に
より行われ、中空糸束の中央付近の中空糸濾過膜は有効
に働かない無駄な部分１４となってしまうのである。 又第１図に示したような構造では付着した堆積物を除去
１ずらく、中空糸間や中空糸と筐体との間に保持された
堆積物をきれいに除去するのが困難であるという開題点
かある。 第３図は中空糸濾過膜を用いた濾過素子の中空糸束部分
の横断面を示１−だものである。第３図ａは本発明の濾
過素子の一例を示したもので、中空糸濾過膜をほぼ均一
な充填密度の楕円状の束としたものである。中空糸濾過
膜が占める部分２０の周囲を結んだ線を想定すると図の
ように一つの閉塞した曲線２１（楕円）が得られる。こ
の曲線２１の長さをＡとする。 第３図ｄは第３図ａに示した中空糸束を中空糸濾過膜の
本数及び充填密度は同一のままに、即ち中空糸濾過膜が
占める部分２０の面積を同しにしたままに、これまで一
般的に使用されてきた通常の中空糸濾過素子での束形成
である円柱状の束とした場合の断面を示したものである
。図のように中空糸濾過膜が占める部分２０の周囲を結
ぶと円２２か得られる。この円２２の円周の長さをＢと
する。ここで本発明においてはＡの長さかＢの長さの１
５倍以上となるように濾過素子の中空糸束を構成するの
である。中空糸束の断面形状をこれまて一般的に用いら
れている形状である円から本発明のようにその束の断面
の周囲の長さかより長くなる変形された形状とすること
によって、中空糸束の中央付近に存在する濾過時に無駄
となってしまう部分を減少させ、濾過に有効に使用され
る周囲の部分を増加させることができ、濾過素子の効率
を向上させることができるのである。 尚Ａの長さがＢよりも長くなれば素子の効率は上昇する
が、１．５倍未満の長さのものでは、その効果があまり
明確でなく、濾過素子の作製が容易な通常の円柱状の束
をわざわざ変形させるメリットが少ないので好ましくな
い。 又中空糸濾過膜束の断面における中空糸濾過膜のの充填
部分の密度は２０％以上であることが好ましい。充填密
度か２０％以下になると、中空糸濾過膜間に入り込んだ
懸濁物質の堆積物が多くなり、これを除去することが困
難になるからである。尚ここで言う充填密度とは中空糸
束の横断面を見たとき、この束の断面積（前記中空糸濾
過膜が占める部分２０の面積）に対する、各中空糸濾過
膜の断面が実際に占めている部分の面積の割合を意味す
る。第４図ａは第３図ａに示した断面が楕円状の中空糸
束を用いた本発明の濾過素子を使用して、多量の微粒子
、懸濁物質を含む原液を濾過した場合の中空糸束部分の
部分断面図を示したちのて、ｂはこのｘ−ｘ’凹断面示
したものである。中空糸束断面は中空糸束の幅αが中空
糸束の厚みβよりも大きい横に長い扁平な楕円状の形状
となっている。濾過によって懸濁物質の堆積層１１が生
じ、これによる濾過速度の低下は生じるが、中空糸濾過
膜にこれまでの円柱状の束を用いる場合に比べて無駄な
部分が生じないので効率の良い濾過ができるのである。 このように扁平な楕円状の形状を更に変形した三日月状
の形状とすることによっても更に効率を上げることがで
きる。又第３図す、ｃに示したような構成の束とするこ
ともできる。第３図すはリング状の断面となるように中
空糸束を構成した濾過素子を示したもので、束の内側と
外側に２本の閉塞した曲線２３．２４か°形成される。 これらの曲線の合計の長さかＡとなる。本例では、リン
グ状の束の内側の部分の中空糸濾過膜も有効に働く部分
として作用し、より濾過の効率かよくなる。 又第３図Ｃは断面が放射状の形状になるように中空糸束
を構成したちのである。同様に中空糸濾過膜が実質的に
占める部分２０の周囲に図のような閉塞した曲線２５か
形成され、楕円状やリング状のもの等に比べてさらにこ
の曲線の長さＡがより大きくできるのでさらに効率の高
いものを得ることが可能となる。ス、これらの形状を組
み合わせた物例えば、リング状と放射状の形状を組み合
わせたような物も好ましい。しかしながら束の形状が複
雑になるに従って素子の作製が困難となっていくので、
無闇に複雑な形状にするのは好ましくなく、素子作製の
容易さと濾過性能の向上効果を鑑みて設定するのが良い
。 第５図ａは第３図すに示した、中空糸束の中心部をなく
してリング状にした本発明の濾過素子の中空糸束部分を
示したちのである。中空糸束の一端は中空糸濾過膜１の
開口部分を有するように固定樹脂２で接着固定されてい
る。中空糸濾過膜１の他端は図のように樹脂で閉塞され
ている。この閉塞部１５は、ちょうど中空糸束の形状と
同様なリング状であり、中央部分は図のように開いた形
となっている。第５図すはこの素子を多量の微粒子、懸
濁物質を含む溶液の濾過に用いた場合の中空糸束部分の
部分断面図を示したもので、ＣはＸ−Ｘ′断面を示した
ものである。この場合は中空糸束の外周１０と内周１６
に懸濁物質が堆積していく。第４図の例の場合と同様に
中空糸濾過膜に無駄となる部分がないので、効率の良い
濾過ができる。 本発明では、中空糸束の一端は固定樹脂等により中空糸
濾過膜の開口部を有するように接着固定し、他端は中空
糸濾過膜の開口部がない構造とし、この開口部のない端
部側を中空糸束の形状を実質的に保持した状態で、自由
に移動させることができるように構成するのが好ましい
。こうする二とにより、濾過により中空糸束に付着した
堆積層を中空糸束に流体を吹きつけたり、素子を左右に
振動させるといった操作により、中空糸束を揺動させて
付着した堆積物を容易に除去することがてきるからであ
る。自由に移動させることが可能な中空糸濾過膜端部は
上記のように中空糸束の形状を維持するのが好ましいか
、中空糸濾過膜が個々にバラバラに移動するように構成
しても同様な除去効果を発揮することが可能である。し
かし中空糸濾過膜が絡み合ったり折れ曲がったりする可
能性があるので、使用時取り扱いに注意する必要がある
。 中空糸濾過膜の素材としては再生セルロース、酢酸セル
ロース、ニトロセルロース等のセルロース誘導体、ポリ
ビニルアルコール系、ポリアクリロニトリル系、ポリメ
チルメタクリレート系、ポリアミド系、さらにはポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリテ
トラフルオロエチレン等のフッソ樹脂系ポリマー等種々
のものか利用できる。 中空糸濾過膜の平均細孔径は１μｍ以下か望ましく、特
に微生物等の除去には０．２μｍ以下か必要である。１
μｍ以上になると濾布、けい藻土等による荒濾過に近く
なり、精密濾過膜を用いる利点が少なくなってしまう。 尚本発明の濾過素子は特に数千ｐｐｍ以上の濃度の、多
量の微粒子、懸濁物質等を含む液体の全量濾過に最も好
適に用いることができるが、熱論それ以外の種々の液体
の濾過にも効果的に用い得ることは明らかであろう。 以下実施例により本発明をより詳細に説明するが、実施
例は本発明を限定するものではない。 ［実施例］ 第６図は本発明を用いた実施例を示したもので、第４図
に示した扁平な楕円形状の断面を有する中空糸束を複数
用いたものである。各束の片端は、固定樹脂２により中
空糸濾過膜１の開口部３を有するように接着固定されて
いる。また固定樹脂２にはキャップ体３０が液密に固定
されており、さらに素子の作製時や取り扱時等に中空糸
束を保護するための筐体３１が固定されている。中空糸
束の固定樹脂２と反対側の端部は、充填樹脂３２により
中空糸濾過膜１の開口部か閉塞されている。 又この充填樹脂３２は、中空糸束の扁平な楕円形状を維
持するように各中空糸濾過膜を接着固定している。この
部分では各々の中空糸束自体は分離しており、又筐体３
１とは固定されていないのてそれぞれ自由に移動するこ
とができる。充填樹脂３２を用いる代わりに例えばポリ
オレフィン系といっな熱可塑性素材による中空糸濾過膜
等では、熱溶着により各中空糸濾過膜開口部の閉塞、端
部の固定を行ってもよい。 多量の微粒子、懸濁物質等を含む原液１２は筐体３１の
外側より導入され、中空糸濾過膜１表面で濾過され、原
液は中空糸濾過膜の開口部３よりキャップ体３０の内側
に出てくる。キャップ体３０は固定樹脂２に液密に固定
されており、濾過時はこのキャップ体３０を介してさら
に濾液を採取するラインに液密に脱着可能に接続される
ので、必要な処理量に応して素子の数を増減したり、素
子を交換したりすることが容易に実施できる。 濾過がすすむにつれて懸濁物質等が各中空糸束表面に蓄
積して堆積層か形成されてくるか、それぞれの堆積層か
接触してしまうと素子としての濾過効率か低下してしま
う。これは堆積層が接触してしまうと堆積層の外表面か
ら中空糸束までの距離か増加し、またこの堆積層が実質
的なプレ濾過層として作用し、このプレ濾過層としての
表面積が減少してしまうことになるからである。それで
各々の束はある程度はなれて設置するのが良く、本実施
例では放射状に設置している。束間の距離は５ｍｍ以上
、望ましくは１０ｍｍ以上が良い。 これ以下であると短時間の濾過ですぐに堆積層が接触し
てしまうので、濾過素子としての効率が低下してしまう
。又堆積層が接触しないようにするには、短時間で濾過
を終了しなければならず実用的でない。扁平な束の断面
の長い方向（第４図すに示しなα方向）に関しては連続
して設置しても良い− さて濾過終了後生した堆積層を除去することによって、
繰り返し効率の良いｆ！ｉ過を実施することか可能とな
る。本発明ては中空糸束の一端か、内空糸束の形状を実
質的に維持した状態で自由に移動てきるようになってい
るので、素子全体を上下、左右に振動させることにより
、付着した堆積層を振るい落とすことかてきる。又筐体
の外部より、水や空気等の流体を吹き付けることによっ
て堆積層を除去しようとする場合も同様に中空糸束自体
が揺動するので、高い除去効果を得ることかできる。特
に本実施例のように断面か扁平な楕円状の中空糸束を用
いた場合は、束の厚み方向く第４図すに示しなβ方向〉
に束を大きく曲げることができるので、より除去効果を
発揮させ易い利点がある。又筐体３１は、濾過により生
じる堆積層が容易に接触しない程度に中空糸束より離れ
ていることが望ましく、中空糸束までの最短距離で１０
ｍｍ以上、好ましくは１５ｍｍ以上か良い。これは蓄積
した堆積層がこの筐体に接触してしまうと、筐体か堆積
層を保持する作用を示してしまうので堆積層の除去を妨
げることになってしまうがらである。 以下に本発明の効果を確認するために行った実験例を示
す。 実験例１ 細孔径０１μｍ、外径４４０μｍのポリプロピレン製の
中空糸濾過膜を２２０本用い、長さ２５ｃｍ、有効濾過
面積６００　ｃｍ”の、中空糸束部分が第４図に示した
扁平な楕円形状の濾過素子を作成した。 その他の部分（キャップ体、筐体等）は第６図に示した
構造のものを用いた。中空糸濾過膜の充填密度は約５０
％とした。 ここで実施例１は断面の周囲の長さが約３０ｍｒｎ、実
施例２は約３７ｍｍ、実施例３は約４５ｍｍとなるよう
に束形状を設定した。 ポリプロピレンは疎水性であるので、界面活性剤（Ｔｒ
ｉｔｏｎ　Ｘ１００）を用いて親水化処理したものを用
いた。本濾過素子を第７図に示した実験回路にセットし
、濾過圧２Ｋｇ／ｃｍ２ての加圧濾過実験を行った。原
液には上水処理において沈殿池で生した凝集処理液（Ｓ
Ｓ濃度２．５％）を用いた。原液タンク３５中の原液３
６は加圧空気３７により濾過素子３８を設置した濾過タ
ンク３９に圧送され、所定の濾過圧て濾過が行われる。 生じた濾液４０は濾液タンク４１に集められる。 比較例として、同様な充填密度で通常の円柱状の形状の
中空糸束を用いた素子を作製し同様に濾過実験を行った
。尚このときの中空糸束の断面の円周長は約２５ｍｍで
あった。 実験結果 第８図は各濾過素子での積算濾過量の経時変化を示した
もので、濾過開始直後は急速に濾過が行われて濾液が得
られている。しがし数分後には急激に濾過速度が低下し
、得られる濾液の増加量が減少していくのがわかる。こ
の傾向は実施例、比較例何れの場合も生じており、懸濁
物質の堆積層による濾過速度の低下が生じていることが
分かる。 ここで実施例と比較例を見てみると、３０分の濾過て実
施例１で約１２０ｍ１、実施例２で約１５０ｍ１、実施
例３で約１−８０−の濾液が得られ、一方比較例では約
１１０ｍ１であった。実施例ではいずれの場合も比較例
よりも多い濾液が得られていおり、又束断面の周囲の長
さか長くなるに従って濾過量が増えていくことが分かる
。しかしなから、束の断面の周囲の長さが比較例の約１
．２倍の実施例１では比較例と余り明確な差がなく、濾
過時間がさらに長くなると同じになってしまう可能性も
ある。束の周囲の長さが比較例の約１．５倍である実施
例２では約１．４−倍の濾液が得られており、少なくと
もこの程度の効率の向上が見られることが望ましく、こ
の長さに満たないものではメリットが低いことが分かる
。 実験例２ 細孔径０．１μｍ、外径４４０μｍのポリプロピレン類
の中空糸濾過膜を用い、長さ２５ｃｍ、有効濾過面積１
２００　ｃｒｎ”の第６図に示したものと同様の構成の
濾過素子を２種作製した。 一方は、その内部と中空糸束まてとの最短距離が１５ｍ
ｍである径の大きな筐体を用い（実施例４１１、他方は
中空糸束に近接する径の小さな筐体を甲いた（実施例５
）。尚由空糸濾過膜め充填密度は約５０％とした。 これらの濾過素子を第７図に示した実験回路に設置し、
実験例１と同様な条件で３０分濾過を実施した。その後
濾過タンクより濾過素子を取り出し、水を入れた容器に
入れて左右に振る操作を実施し、付着した堆積層を除去
する実験を行った。 比較例として同様な中空糸濾過膜を用いて、同し濾過面
積の第１図に示した一般的な構造の中空糸濾過素子を作
成して同様に実験を行った。 実験結果 実施例４では水中で５〜６回左右に振ることにより付着
した堆積層が中空糸束より容易に剥がれ、奇麗に除去す
ることができた。実施例５は筐体に堆積層が接触した状
態となり、やや実施例４に比べて除去しにくがったが、
１３〜１５回程振ることにより除去することができた。 一方比教例では同様な操作では部分的に除去することは
できたが、中空糸束と筐体の間や量定樹脂との間に付着
した堆積層は容易に除去できず、３０回以上振っても残
存した。 これらの結果から中空糸束の一端が自由に移動できるよ
うに構成している本発明の素子が極めて効率よく蓄積し
た堆積層を除去できることがゎがる。 さらに、中空糸束の保護等の為に具備された筐体が堆積
層と接触しない位置になるように中空糸束よりはなれて
設置することにより、堆積層の除去が更に効果的に実施
できるようになることがゎがる。 実験例３ 細孔径０．１μｍ、外径４４０μｍのポリプロピレン類
の中空糸濾過膜を２２０本用い、長さ２５ｃｍ、有効濾
過面積６００　ｃｍ２の、中空糸束部分が第４図に示し
た扁平な楕円形状の濾過素子を作成した。 その他の部分（キャップ体、筐体等）は第６図に示した
構造のものを用いた。 ここで実施例６は中空糸の充填密度が約３５％、実施例
７は約２０％、実施例８は約１５％となるように東形状
を設定した。 これらの濾過素子を第７図に示した実験回路に設置し、
実験例１と同様な条件て３０分濾過を実施した。その後
濾過タンクより濾過素子を取り出し、水を入れた容器に
入れて左右に振る操作を実施し、付着した堆積層を除去
する実験を行った。 実験結果 実施例６では水中で５〜６回左右に振ることにより付着
した堆積層が中空糸束より容易に剥がれ、又中空糸束中
にも殆ど堆積物が残存せず、奇麗に除去することができ
た。実施例７でも同様に束外面に付着した堆積層は容易
に除去できたが、やや実施例６に比べて中空糸束中に堆
積物が残存し、これを除去するのに１０〜１５回程度振
る必要があった。一方実施例８では１０回前後振ること
により束に付着した堆積層を剥がすことができたが、中
空糸束の内側にかなりの堆積物が残存しており３０回以
上振っても奇麗に除去することができなかった。以上の
結果から中空糸束の中空糸濾過膜の充填密度があまり低
いと堆積物の除去が行い難くなることがわかる。 ［発明の効果］ 以上述べたように、本発明による濾過素子は以下に示す
利点を有している。 ■中空糸濾過膜を束として用い、その束の横断面におい
て、中空糸濾過膜が占めている部分の周囲を結ぶ線を想
定したときに得られる曲線の長さが、同様な本数の中空
糸濾過膜を用いて同じ充填密度の円柱状の束を構成し、
その横断面を見たときに同様に周囲を結ぶ線として得ら
れる円の円周の長さの１．５倍以上であるような形状に
その束をするので、中空糸濾過膜が有効に働くようにな
り、微粒子、懸濁物質等を多量に含む液の濾過が効率良
〈実施できるようになる。 ■中空糸束の一端は中空糸濾過膜の開口部かなく、実質
的な束の形状を保持した状態で自由に移動てきるように
構成しているので、蓄積した堆積層の除去が効果的に実
施できる。 ■筐体を堆積層と接触しない位置になるように中空糸束
よりはなして設置しているので、堆積層の除去が更に効
果的に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこれまで一般的に用いられている中空糸濾過素
子の部分断面図を示したものであり、第２図ａはそれを
用いて懸濁物質等を多量に含む原液を濾過した場合の中
空県東部分の部分断面図を、ｂはそのｘ−ｘ’断面図を
示したものである。第３図ａ、ｂ、ｃは本発明の濾過素
子の中空県東部分の横断面の例を示したものであり、ｄ
はこれらの束を通常の中空糸濾過素子で一般的に使用さ
れている円柱状の中空糸束形状とした時の横断面を示し
たものである。第４図ａは、第３図ａに示した横断面構
造を有する中空糸束を用いた本発明の濾過素子を用いて
、同様な原液を濾過した場合の中空県東部分を示した部
分断面図であり、ｂはそのｘ−ｘ’断面図を示したもの
である。第５図ａは同様に第３図すに示した横断面構造
の中空糸束を用いた本発明の濾過素子の中空県東部分の
部分断面図を示したもので、ｂはこの濾過素子を用いて
懸濁物質を含む原液を濾過した時の中空県東部分の部分
断面図、Ｃはそのｘ−ｘ’断面図を示したものである。 第６図は本発明の濾過素子の一実施例を示した部分断面
図である。第７図は実験回路を示したもので、第８図は
実験例の結果を示したものである。 １・・・中空糸濾過膜　　　訃・・固定樹脂３・・・開
口部　　　　　　４・・・流体５・・・被濾過側　　　
　　６・・・濾過側７・・・筐体　　　　　　　８・・
・連通部１０・・・中空糸束の外周　　１１・・・堆積
層１２・・・原液　　　　　　　１３・・・近い部分１
４・・・無駄な部分 １５・・・閉塞部　　　　　　１６・・中空糸束の内周
２０・・・中空糸濾過膜が占める部分 ２↑、２３，２４．２５・・・曲線 ２２・・・円 ３０・・・キャップ体　　　　３１・・・筐体３２・・
・充填樹脂 ３５・・・原液タンク ３６・・・原液　　　　　　　３７・・・加圧空気３８
・・・濾過素子　　　　　３９・・・濾過タンク４０・
・・濾液　　　　　　　４１・・・濾液タンク特許出願
人　株式会社新素材総合研究所第１図 奮 ５：被濾過側 ６：１１過劉 ７二筐体 第２図 １：中空糸濾過膜 ２：固定樹脂 ｌＯ：中空糸束の外周 １１：堆積層 １２：原漬 １３：近い部分 １４：無駄な部分 ２２：円 第４図 ｌ：中空糸濾過膜 ２：固定樹脂 １１：ｌｔ積層 α：束の輻 β：束の厚み 第５図 第６図 ３１：筐体 ３２：充填樹脂 第７図 ３５°原液タンク ３６：原液 ３７：加圧空気 ３８：濾過素子 ３９：１＠過タンク ４０　：ｌｌｌ液 ４１：ｌ！潜タンク 第８図 ｍ液量　（ｍｌ） 濾過時間　（分） 手続補正書（方式） 平成４年３月４日 １、事件の表示 平成２年特許願第８８６９９号 ２、発明の名称 濾過素子 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 〒１５６ ５、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 別紙の通り（内容に変更なし） 明　　細　　書

【図面の簡単な説明】

第１図はこれまで一般的に用いられている中空糸濾過素
子の部分断面図を示したちのてあり、第２図ａはそれを
用いて懸濁物質等を多量に含む原液を濾過した場合の中
空糸束部分の部分断面図を、第２図すはそのＸ−Ｘ“断
面図を示したものである。第３図ａ、ｂ、ｃは本発明の
濾過素子の中空糸束部分の横断面の例を示したものであ
り、第３図ｄはこれらの束を通常の中空糸濾過素子て一
般的に使用されている円柱状の中空糸束形状とした時の
横断面を示したものである。第４図ａは、第３図ａに示
した横断面構造を有する中空糸束を用いた本発明の濾過
素子を用いて、同様な原液を濾過した場合の中空糸束部
分を示した部分断面図であり、第４図すはそのｘ−ｘ’
断面図を示したものである。第５図ａは同様に第３図す
に示した横断面構造の中空糸束を用いた本発明の濾過素
子の中空糸束部分の部分断面図を示したもので、第５図
すはこの濾過素子を用いて懸濁物質を含む原液を濾過し
た時の中空糸束部分の部分断面図、第５図ＣはそのＸ−
Ｘ“断面図を示したものである。 第６図は本発明の濾過素子の一実施例を示した部分断面
図である。第７図は実験回路を示したもので、第８図は
実験例の結果を示したものである。 ■・・・中空糸濾過膜　　　２・・・固定樹脂３・・・
開口部　　　　　　４・・・流体５・・・被濾過側　　
　　　６・・・濾過側７・・・筐体　　　　　　　８・
・・連通部１０・・・中空糸束の外周　　１１・・・堆
積層１２・・・原液　　　　　　　１３・・・近い部分
１４・・・無駄な部分 １５・・・閉塞部　　　　　　１６・・・中空糸束の内
周２０・・・中空糸濾過膜が占める部分 ２１．２３，２４．２５・・・曲線 ２２・・・円 ３０・・・キャップ体　　　　３１・・・筐体３２・・
・充填樹脂 ３５・・・原液タンク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の中空糸状の濾過膜よりなる束を用いた液体
   濾過用の濾過素子であって、前記束の横断面において、
   前記中空糸状の濾過膜がほぼ均一な密度で充填されてい
   る部分の周囲を結ぶ線を想定したときに、少なくとも一
   つの閉塞した曲線が得られその曲線の長さの合計をＡと
   する。前記束の前記横断面における前記中空糸状の濾過
   膜が充填されている部分の前記密度と同様の密度となる
   様に前記中空糸状の濾過膜を同数用いて円柱状の束を構
   成し、この円柱状の束の横断面において前記中空糸状の
   濾過膜が充填されている部分の周囲を結ぶ線を想定した
   ときに得られる円の円周の長さをＢとする時、Ａ≧Ｂ×
   １．５となるように前記束が構成されていることを特徴
   とする濾過素子。
2. （２）前記束の横断面における前記中空糸状の濾過膜が
   充填されている部分の形状が楕円状又はリング状、又は
   三日月状、又は放射状、あるいはこれらの何れか少なく
   とも２つが混合した形状である特許請求の範囲第１項に
   記載の濾過素子。
3. （３）前記束の一方の端部が中空糸状の濾過膜の開口部
   分を有するように接着固定されており、他方の端部は中
   空糸状の濾過膜の開口部分がなく、且つ前記束の形状が
   ほぼ維持された状態で移動可能に構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   濾過素子。
4. （４）前記中空糸状の濾過膜の開口部分を有するように
   接着固定されている部分に液密にキャップ体が固定され
   ている特許請求の範囲第１項ないし第３項何れかに記載
   の濾過素子。
5. （５）前記中空糸状の濾過膜の開口部分を有するように
   接着固定されている部分に、連通部を有する筐体が固定
   されており、前記筐体は濾過によって前記中空糸束に生
   じた堆積層に容易に接触しない位置にあるように構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第４項何れかに記載の濾過素子。
6. （６）前記中空糸状の濾過膜の微細孔の平均孔径が１μ
   ｍ以下である特許請求の範囲第１項ないし第５項何れか
   に記載の濾過素子。
7. （７）前記束の横断面における前記中空糸状の濾過膜が
   充填されている部分の充填密度が２０％以上であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項何れか
   に記載の濾過素子。