JPH0544225U - 流体分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】膜ユニットを多段に積層してなる流体分離構造
体に被処理流体を流動させるための回転体を納めて膜面
でのゲル層・ケ−ク層の生成を防止する流体分離装置に
おいて、組立て・分解が容易で、運転中、組立て中での
膜の傷付きを確実に排除できる流体分離装置を提供す
る。 【構成】中央に孔を有する支持板の両面に透過膜を添設
し、支持板と透過膜との間に透過流体用通路を設けた膜
ユニットの複数箇を所定の間隔で積層し、多段の羽根車
を、上記膜ユニット積層体の中央孔連通空間に設けたこ
とを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は透過膜により流体を分離、精製、濃縮等する場合に使用する流体分離 装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

流体を透過膜により分離、精製、濃縮等する場合、処理流体中の非透過物質が 透過膜面に付着・堆積してゲル層・ケ−ク層を生成し、透過速度の低下が惹起さ れるので、被処理流体と膜面との間に相対的な流体流れを発生させることが必要 である。

【０００３】 図３は従来公知の流体分離装置の一例を示している。 図３において、Ａ’は膜ユニットを示し、中央に刳貫を有する支持板１’の両 面に透過流体通路用溝１３’，１３’を設け、その支持板各面に透過膜２’を添 設し、各透過膜２’の内周並びに外周を支持板１’にシ−ルし、外周に厚肉部１ ２’を設け、この厚肉部１２’に透過流体取出用通路１４’を設けてある。４’ は回転円盤であり、回転軸４３’にカラ−４４’を介して所定の間隔で多段に取 着してある。３１’は被処理流体流入口３１０’を有する一方の端板、３２’は 被処理流体流出口３２０’を有する他方の端板である。８’はモ−タである。

【０００４】 図３に示す流体分離装置の組立てにおいては、膜ユニットＡ’をパッキング５ ’を介して積層し、膜ユニットＡ’，Ａ’間に形成される間隙Ｄ’に回転円盤４ ’を納めつつ多段回転円盤を組立て、膜ユニット積層体Ｃ’に両側に端板３１’ ，３２’を配し、これらの膜ユニット積層体Ｃ’並びに端板３１’，３２’をボ ルト６’で締結し、多段回転円盤の回転軸４３’を各端板３１’，３２’にメカ ニカルシ−ル７１’並びに軸受７２’により軸支している。

【０００５】 上記流体分離装置においては、回転円盤の回転により回転円盤と膜との間の被 処理流体にせん断流れを発生させて、膜面でのゲル層・ケ−ク層の生成を防止で きる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記流体分離装置において、被処理流体に上記ゲル層・ケ−ク層の生成を防止 得るに足るせん断流れを発生させるには、被処理流体の物性、回転円盤の回転速 度等により異なるが、回転円盤と膜ユニットとの間の間隙をかなり小さくする必 要があり、かかる小間隙のもとでは、回転振動等による回転円盤または膜ユニッ トの僅かの撓み変形でも、透過膜と回転円盤とが接触して透過膜が損傷を受け易 く、危険である。

【０００７】 また、上記流体分離装置の組立てにおいては、回転円盤と膜ユニットとを交互 に配置し、膜ユニット間にパッキングを介在させ、このパッキングを最終的にボ ルトで締め付ける必要があるが、その締め付け前後において、膜ユニット間の距 離が変わるので、その距離の変化によって回転円盤と膜ユニットとが接触するこ とのないように回転円盤の厳重な位置決めが必要であって、装置の組立てが困難 であり、組立て作業も煩雑である。

【０００８】 本考案の目的は、膜ユニットを多段に積層してなる流体分離構造体に被処理流 体を流動させるための回転体を納めて膜面でのゲル層・ケ−ク層の生成を防止す る流体分離装置において、組立て・分解が容易で、運転中、組立て中での膜の傷 付きを確実に排除できる流体分離装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の流体分離装置は、中央に孔を有する支持板の両面に透過膜を添設し、 支持板と透過膜との間に透過流体用通路を設けた膜ユニットの複数箇を所定の間 隔で積層し、羽根車を上記膜ユニット積層体の中央孔連通空間に設けたことを特 徴とする構成である。

【００１０】

【作用】

羽根車の回転により被処理流体が遠心力により流動され、その時の流体圧力の ために膜ユニット間の間隙の被処理流体がじょう乱されるので、膜面でのゲル層 ・ケ−ク層の発生が防止される。 また、羽根の外径を膜ユニット積層体の中央孔連通空間の内径よりも小さくで き、羽根車と膜ユニットとの接触を排除できるので、膜の接触損傷を良好に防止 できる。

【００１１】

【実施例】

以下、図面により本考案の実施例を説明する。 図１は本考案の実施例の断面図を示している。 図１において、１は支持板であり、中央１１を刳貫き、周囲に厚肉部１２を形 成し、両面に透過液通路１３，１３を設け、これらの通路１３，１３を厚肉部１ ２の外周面に導出するための透過液取出用孔１４を設けてある。２，２は支持板 １の両側に添設した透過膜であり、内周縁並びに外周縁を支持板１に融着等によ りシ−ルしてある。Ａは上記の支持板１と透過膜２とからなる膜ユニットを示し ている。３１は一方の端板であり、原液流入口３１０を有する。３２は他方の端 板であり、原液流出口３２０を有する。

【００１２】 ４は渦巻羽根であり、図２にその一例を示すように、下側中央に吸込部４１を 、外周に吐出部４２を有する。４３は回転軸である。Ｂは該回転軸４３に前記の 羽根４を所定の間隔でキ−等４４により取着した羽根車を示している。Ｃは膜ユ ニットＡの積層体を示し、パッキング５を介して膜ユニットＡを積層し、積層間 には、支持板１の周囲厚肉部１２により間隙Ｄが保持されている。

【００１３】 上記支持板１の中央刳貫部１１の内径は上記羽根４の外径よりも大としてあり 、膜ユニット積層体Ｃの中央刳貫部連通空間に上記の羽根車Ｂを収容し、膜ユニ ット積層体Ｃの一方側に端板３１を、他方側に端板３２をそれぞれ配置し、膜ユ ニット積層体Ｃ並びに両端板３１，３２をボルト６で締結すると共に羽根車Ｂの 回転軸４３を各端板３１，３２にメカニカルシ−ル７１並びに軸受７２により軸 支してある。

【００１４】 図１において、８はモ−タである。このモ−タ８の駆動により羽根車Ｂを回転 させると、各羽根４内の原液が遠心力により外周の吐出部４２から放出され、そ の原液放出により羽根４内の中央部が減圧され、その減圧部に羽根４，４間の原 液が吸込部４１より吸い込まれ、羽根間相互での原液の放出と吸い込みとの連鎖 によって原液が流動されていく。この原液の流動に伴い発生する圧力変動によっ て膜ユニットＡ，Ａ間の原液がじょう乱され、膜面でのゲル層・ケ−ク層の発生 が防止される。

【００１５】 上記において、原液がタ−ビンポンプと同様な作用で移送されていくので、圧 力損失を充分に小さくできる。

【００１６】 上記において原液出口は各間隙Ｄの奥方において、支持板１の厚肉部１２に設 けてもよい。 また、間隙Ｄ，Ｄ間を間隙Ｄの奥方において連通するために、膜ユニットＡに 、貫通孔を設けることもできる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案の流体分離装置は上述した通りの構成であり、膜ユニットを間隔を隔て て多層に積層し、その積層体の中央刳貫部連通空間に多段ポンプ作用を有する羽 根車を収容してあり、その羽根車の羽根の外径を上記膜ユニット積層体の中央刳 貫部の内径よりも小さくしても、膜ユニット間の原液をじょう乱させて膜面での ゲル層・ケ−ク層の発生を防止できるので、流体分離装置の組立て、分解時、羽 根と膜ユニットとの接触・干渉を防止でき、その組立て・分解を容易に行なうこ とができる。また、膜ユニットの回転羽根との接触による膜の傷付きも排除でき る。

【提出日】平成４年１１月３０日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は透過膜により流体を分離、精製、濃縮等する場合に使用する流体分離 装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

流体を透過膜により分離、精製、濃縮等する場合、処理流体中の非透過物質が 透過膜面に付着・堆積してゲル層・ケーク層を生成し、透過速度の低下が惹起さ れるので、被処理流体と膜面との間に相対的な流体流れを発生させることが必要 である。

【０００３】 図３は従来公知の流体分離装置の一例を示している。 図３において、Ａ’は膜ユニットを示し、中央に刳貫を有する支持板１’の両 面に透過流体通路用溝１３’，１３’を設け、その支持板各面に透過膜２’を添 設し、各透過膜２’の内周並びに外周を支持板１’にシールし、外周に厚肉部１ ２’を設け、この厚肉部１２’に透過流体取出用通路１４’を設けてある。４’ は回転円盤であり、回転軸４３’にカラー４４’を介して所定の間隔で多段に取 着してある。３１’は被処理流体流入口３１０’を有する一方の端板、３２’は 被処理流体流出口３２０’を有する他方の端板である。８’はモータである。

【０００４】 図３に示す流体分離装置の組立てにおいては、膜ユニットＡ’をパッキング５ ’を介して積層し、膜ユニットＡ’，Ａ’間に形成される間隙Ｄ’に回転円盤４ ’を納めつつ多段回転円盤を組立て、膜ユニット積層体Ｃ’に両側に端板３１’ ，３２’を配し、これらの膜ユニット積層体Ｃ’並びに端板３１’，３２’をボ ルト６’で締結し、多段回転円盤の回転軸４３’を各端板３１’，３２’にメカ ニカルシール７１’並びに軸受７２’により軸支している。

【０００５】 上記流体分離装置においては、回転円盤の回転により回転円盤と膜との間の被 処理流体にせん断流れを発生させて、膜面でのゲル層・ケーク層の生成を防止で きる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記流体分離装置において、被処理流体に上記ゲル層・ケーク層の生成を防止 得るに足るせん断流れを発生させるには、被処理流体の物性、回転円盤の回転速 度等により異なるが、回転円盤と膜ユニットとの間の間隙をかなり小さくする必 要があり、かかる小間隙のもとでは、回転振動等による回転円盤または膜ユニッ トの僅かの撓み変形でも、透過膜と回転円盤とが接触して透過膜が損傷を受け易 く、危険である。

【０００７】 また、上記流体分離装置の組立てにおいては、回転円盤と膜ユニットとを交互 に配置し、膜ユニット間にパッキングを介在させ、このパッキングを最終的にボ ルトで締め付ける必要があるが、その締め付け前後において、膜ユニット間の距 離が変わるので、その距離の変化によって回転円盤と膜ユニットとが接触するこ とのないように回転円盤の厳重な位置決めが必要であって、装置の組立てが困難 であり、組立て作業も煩雑である。

【０００８】 本考案の目的は、膜ユニットを多段に積層してなる流体分離構造体に被処理流 体を流動させるための回転体を納めて膜面でのゲル層・ケーク層の生成を防止す る流体分離装置において、組立て・分解が容易で、運転中、組立て中での膜の傷 付きを確実に排除できる流体分離装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の流体分離装置は、中央に孔を有する支持板の両面に透過膜を添設し、 支持板と透過膜との間に透過流体用通路を設けた膜ユニットの複数箇を所定の間 隔で積層し、羽根車を上記膜ユニット積層体の中央孔連通空間に設けたことを特 徴とする構成である。

【００１０】

【作用】

羽根車の回転により被処理流体が遠心力により流動され、その時の流体圧力の ために膜ユニット間の間隙の被処理流体がじょう乱されるので、膜面でのゲル層 ・ケーク層の発生が防止される。 また、羽根の外径を膜ユニット積層体の中央孔連通空間の内径よりも小さくで き、羽根車と膜ユニットとの接触を排除できるので、膜の接触損傷を良好に防止 できる。

【００１１】

【実施例】

以下、図面により本考案の実施例を説明する。 図１は本考案の実施例の断面図を示している。 図１において、１は支持板であり、中央１１を刳貫き、周囲に厚肉部１２を形 成し、両面に透過液通路１３，１３を設け、これらの通路１３，１３を厚肉部１ ２の外周面に導出するための透過液取出用孔１４を設けてある。２，２は支持板 １の両側に添設した透過膜であり、内周縁並びに外周縁を支持板１に融着等によ リシールしてある。Ａは上記の支持板１と透過膜２とからなる膜ユニットを示し ている。３１は一方の端板であり、原液流入口３１０を有する。３２は他方の端 板であり、原液流出口３２０を有する。

【００１２】 ４は渦巻羽根であり、図２にその一例を示すように、下側中央に吸込部４１を 、外周に吐出部４２を有する。４３は回転軸である。Ｂは該回転軸４３に前記の 羽根４を所定の間隔でキー等４４により取着した羽根車を示している。Ｃは膜ユ ニットＡの積層体を示し、パッキング５を介して膜ユニットＡを積層し、積層間 には、支持板１の周囲厚肉部１２により間隙Ｄが保持されている。

【００１３】 上記支持板１の中央刳貫部１１の内径は上記羽根４の外径よりも大としてあり 、膜ユニット積層体Ｃの中央刳貫部連通空間に上記の羽根車Ｂを収容し、膜ユニ ット積層体Ｃの一方側に端板３１を、他方側に端板３２をそれぞれ配置し、膜ユ ニット積層体Ｃ並びに両端板３１，３２をボルト６で締結すると共に羽根車Ｂの 回転軸４３を各端板３１，３２にメカニカルシール７１並びに軸受７２により軸 支してある。

【００１４】 図１において、８はモータである。このモータ８の駆動により羽根車Ｂを回転 させると、各羽根４内の原液が遠心力により外周の吐出部４２から放出され、そ の原液放出により羽根４内の中央部が減圧され、その減圧部に羽根４，４間の原 液が吸込部４１より吸い込まれ、羽根間相互での原液の放出と吸い込みとの連鎖 によって原液が流動されていく。この原液の流動に伴い発生する圧力変動によっ て膜ユニットＡ，Ａ間の原液がじよう乱され、膜面でのゲル層・ケーク層の発生 が防止される。

【００１５】 上記において、原液がタービンポンプと同様な作用で移送されていくので、圧 力損失を充分に小さくできる。

【００１６】 上記において原液出口は各間隙Ｄの奥方において、支持板１の厚肉部１２に設 けてもよい。 また、間隙Ｄ，Ｄ間を間隙Ｄの奥方において連通するために、膜ユニットＡに 、貫通孔を設けることもできる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案の流体分離装置は上述した通りの構成であり、膜ユニットを間隔を隔て て多層に積層し、その積層体の中央刳貫部連通空間に多段ポンプ作用を有する羽 根車を収容してあり、その羽根車の羽根の外径を上記膜ユニット積層体の中央刳 貫部の内径よりも小さくしても、膜ユニット間の原液をじよう乱させて膜面での ゲル層・ケーク層の発生を防止できるので、流体分離装置の組立て、分解時、羽 根と膜ユニットとの接触・干渉を防止でき、その組立て・分解を容易に行なうこ とができる。また、膜ユニットの回転羽根との接触による膜の傷付きも排除でき る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【図２】本考案において使用する羽根の一例を示す底面
図である。

【図３】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】 １ 支持板 １１ 中央孔 １３ 透過流体通路用溝 ２ 透過膜 Ａ 膜ユニット ４ 羽根 ４１ 吸込口 ４２ 吐出口 Ｂ 羽根車 Ｃ 膜ユニット積層体 Ｄ 膜ユニット間の間隙

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中央に孔を有する支持板の両面に透過膜を
   添設し、支持板と透過膜との間に透過流体用通路を設け
   た膜ユニットの複数箇を所定の間隔で積層し、羽根車を
   上記膜ユニット積層体の中央孔連通空間に設けたことを
   特徴とする流体分離装置。