JPH07299338A

JPH07299338A - 中空糸膜エレメント

Info

Publication number: JPH07299338A
Application number: JP6119498A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sugimoto; 正彦杉本
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1995-11-14

Abstract

(57)【要約】【目的】中空糸膜エレメントの製作時や中空糸膜モジ
ュールの使用時におけるこれら中空糸膜の伸縮に対応
し、容易に中空糸膜エレメント長を調節できる中空糸膜
エレメントを提供する。【構成】複数の中空糸膜からなる中空糸膜束の両端部
がそれぞれ独立したケースハウジング内で固定封止さ
れ、前記両ケースハウジングがスペーサを介して接続さ
れた膜エレメントであって、前記スペーサが前記両ケー
スハウジング間距離を可変かつ固定する機構を有するこ
とを特徴とする中空糸膜エレメント。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空糸膜エレメントに
関し、より詳細には中空糸膜の樹脂封止固定時の中空糸
膜収縮あるいは有機溶剤の脱水処理や液体の脱気処理に
好適に使用される可変長構造を有する中空糸膜エレメン
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、共沸混合物や有機溶剤の脱水処理
などには、選択透過膜を用いた浸透気化法が用いられて
いる。ここに浸透気化法とは、膜の一次側（分離液供給
側）に分離液を供給し、膜の二次側（透過側）を減圧に
するか、またはキャリヤーガスを通気することによっ
て、分離物質を気体状態で膜透過させる方法である。こ
の浸透気化法では、一般に平膜状の透過膜が使用されて
いるが、平膜を使用した場合には流体との接触面積が小
さいという問題点があり、一定容積内のろ過膜面積が大
きくとれる観点から、中空糸膜が膜分離用の用途にも利
用されている。ここに、中空糸膜は複数の中空糸膜から
なる中空糸膜束を直線状に整束した状態で円筒状ケース
ハウジング内に充填し、ケースハウジングの両端部を樹
脂等により封止固定したものが一般的に使用され、例え
ば、特開平２−１７４９０２号公報および特開平２−２
９０２０２号公報では、中空糸膜の中空部に原水を供給
し、透過側を減圧にした脱気方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の中空糸膜を浸透気化法で使用する場合には、膜の二次
側を減圧にするために、中空糸膜が乾燥して収縮し、あ
るいは、高温の被処理液を膜に供給する場合には、さら
に熱収縮を起こし、収縮量が増加する場合も生じる。し
かしながら通常の場合では、中空糸膜は円筒状ケースハ
ウジングとの結合が強固であるために、中空糸膜の収縮
により中空糸膜の長さ方向に引っ張り応力がかかり、円
筒状ケースハウジング内での中空糸膜の損傷を防ぐこと
ができない。また中空糸膜の収縮による中空糸膜の損傷
は、一般的な中空糸膜の円筒状ケースハウジング内にお
ける樹脂封止固定において、樹脂固定の熱履歴によって
中空糸膜が収縮する場合にも観察される。一方、処理水
として水濃度の低い有機溶剤の処理を行う場合には中空
糸膜は膨潤して中空糸膜長が伸びることもある。このよ
うな現状に鑑み、中空糸膜エレメント製作時、中空糸膜
モジュール使用時におけるこれら中空糸膜伸縮に対応
し、容易に中空糸膜エレメント長を調節できる中空糸膜
エレメントの開発が熱望されている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記目的を達
成させるため鋭意検討の結果、中空糸膜エレメントの中
空糸膜束の両端部をそれぞれ独立したケーシングで樹脂
封止すると共に、このケースハウジング間距離を可変か
つ固定しうる機構を有するスペーサで両ケースハウジン
グを接続すれば前記問題点を解消できることを見いだ
し、本発明を完成させた。

【０００５】すなわち本発明は、複数の中空糸膜からな
る中空糸膜束の両端部がそれぞれ独立したケースハウジ
ング内で固定封止され、前記両ケースハウジングがスペ
ーサを介して接続された膜エレメントであって、前記ス
ペーサが前記両ケースハウジング間距離を可変かつ固定
する機構を有することを特徴とする中空糸膜エレメント
を提供するものである。また、両ケースハウジング間距
離の可変かつ固定する機構を有するスペーサがタイロッ
ド、ターンバックルの少なくともいずれか１種である前
記中空糸膜エレメントを提供するものである。また、中
空糸膜の伸縮率が０．３〜８％の範囲内にあることを特
徴とするこれら中空糸膜エレメントを提供するものであ
る。さらに、中空糸膜の内側または外側のいずれか片方
の側に有機溶剤と水の混合物を流し、もう一方の側を減
圧にして使用するものである前記中空糸膜エレメントを
提供するものである。以下、詳細に本発明を説明する。

【０００６】本発明にいう中空糸膜エレメントは、複数
の中空糸膜を束状にして、その両端部をそれぞれ独立し
たケースハウジングに挿入し、ケースハウジング内を中
空糸膜束端部と共に樹脂により封止固定した後開孔し、
両ケースハウジング間がスペーサを介し接続されている
ものである。中空糸膜エレメントの大きさとしては特に
制限はないが。また、本発明における中空糸膜エレメン
トは中空糸膜開孔部側に蓋部を接続して使用することが
でき、ケースハウジングあるいは樹脂封止部の中空糸膜
開孔部側と蓋部とをＯリングを介して接続することによ
り気密性を保持させることができる。

【０００７】本発明における中空糸膜エレメントはケー
スハウジング間を接続するスペーサを有する。このスペ
ーサは、両ケースハウジング間距離を可変かつ固定する
ための機構を有すれば特に制限なく使用できる。可変機
構としては、ネジ部の回転によるもの、スライド式等が
例示でき、固定機構としてはネジ、ナットによる固定の
他、予め設定された孔にビスなどを挿入して固定するも
のなどが例示できる。なお、可変、固定の操作性の観点
からこれら機構を有するスペーサとしてはタイロッド、
ターンバックル等を例示できる。中でも操作性、収納性
の観点から、タイロッド、ターンバックルが好適であ
る。また、スペーサは中空糸膜エレメントに少なくとも
１本あれば足りるが、両ケースハウジングを安定に固定
するためには２本以上４本以下であることが好ましい。
また、ケースハウジングとスペーサは、必ずしも一体に
接続されている必要はない。図１に、スペーサとしてタ
イロッドを用いた場合の本発明における接続方法の１例
を示し、図２に図１におけるタイロッド固定機構を拡大
して示す。ここにおいてタイロッド５によるケースハウ
ジング間距離の可変ならびに固定方法は、タイロッドの
ネジ部５−１を回転することにより行う。また、中空糸
膜１は中空糸膜開孔部側に蓋部３を有し、この蓋部３の
ネジ部３−１においてタイロッド５を回転させることに
より距離を変え、ナット６で蓋部３とタイロッド５を固
定させる。この場合、蓋部３とケースハウジング４とは
連結金具６により固定されているため、結果としてタイ
ロッド５を介して両ケースハウジング間距離を可変し固
定することができる。なおケースハウジング４と蓋部３
は独立に成形され、また、ケースハウジング４とタイロ
ッド５は必ずしも固定されている必要はないため、ケー
スハウジング４がタイロッド貫通孔を有していれば、タ
イロッド５との固定機構を有する蓋部３のみを他のケー
スハウジングに接続して使用することも可能となる。な
お、ネジ部３−１が蓋部３ではなく、ケースハウジング
４にのみに設けられていても、あるいは蓋部３とケース
ハウジング４の双方に設けられていてもスペーサによる
距離の可変ならびに固定が可能であれば本発明の目的を
達成することができる。加えて、中空糸膜１を封止固定
する両端二つのケースハウジング４のいずれか一方で距
離を可変することができれば、必ずしも双方で距離調節
部を有する必要はない。さらに、ケースハウジング４の
側部にタイロッド貫通孔、あるいは前述したネジ部がケ
ースハウジング４と一体に成形されている場合には、中
空糸膜エレメントとタイロッドとの接続が容易であり特
に好ましい。尚、ターンバックル等をスペーサとして使
用した場合にも、タイロッドと同様な可変、固定が可能
である。

【０００８】本発明において、両ケースハウジング間距
離を可変させる範囲は、使用する中空糸膜の伸縮率から
求める。例えば、ケースハウジング樹脂封止固定時の遠
心法における熱履歴による中空糸膜の収縮を基準にする
場合には、予め熱履歴による収縮率を求め、収縮量を加
味したスペーサ長に調節する。中空糸膜はスペーサ長よ
り収縮量分だけ長いので、この状態で遠心法による樹脂
封止固定を行えば、中空糸膜収縮による中空糸膜の損傷
を防ぐことができる。例えば、樹脂封止両端部間の中空
糸膜長が１００ｃｍであり、中空糸膜の収縮率が５％で
ある場合には、スペーサにより両端部間を９５ｃｍに可
変した後固定し、遠心法による樹脂封止固定を行えば、
中空糸膜収縮による損傷を防ぐことができる。また、浸
透気化法による中空糸膜の収縮を基準にする場合には、
予め測定した中空糸膜の収縮量から前記と同様に中空糸
膜長をスペーサ長を可変、固定したのち、浸透気化法の
実施に使用する。なお、スペーサ長の加減は必ずしも伸
縮量と同一である必要はなく、浸透気化法の実施その他
において、中空糸膜により多くのゆるみを持たせて使用
することも可能である。

【０００９】本発明の中空糸膜エレメントを構成する膜
素材は、ポリイミド系、ポリアミドイミド系、ポリアク
リロニトリル系、ポリサルホン系、シリコン系、ポリイ
オンコンプレッスク系およびこれらの共重合体やブレン
ド体などの他、酢酸セルロ−ス系樹脂、ポリエ−テルス
ルホンやポリスルホンなどのポリスルホン系樹脂、ポリ
アクリロニトリル系樹脂、ポリビニルアルコ−ル系樹
脂、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィ
ン系樹脂、ポリメチルメタクリレ−ト系樹脂、フッ素基
含有樹脂、ＡＳ樹脂などが例示され、さらにこれらが複
合的に組み合わされているような複合膜でもよい。ま
た、孔径に関しては逆浸透膜領域における数オングスト
ロ−ムから数１００μｍ程度のラフなろ過までどのよう
な孔径のものでも使用可能である。また、中空糸膜の伸
縮率は０．８〜８％の範囲であることが好ましい。

【００１０】本発明に用いるハウジングの材質としては
特に制限はなく、例えばポリスルホン系樹脂、ポリ塩化
ビニル系樹脂、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポ
リオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリメチルメタ
クリレ−ト系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ＡＳ樹
脂、４−フッ化エチレンやポリフッ化ビニリデンなどの
フッ素基含有樹脂、鉄、ステンレルスチ−ル、セラミッ
クス、ガラスなどを例示することができ、処理対象物や
設置環境などにより適宜選択することができる。

【００１１】なお、本発明の中空糸膜エレメントにおけ
る中空糸膜の濾過処理使用部は、図３に示すようにケー
スハウジングに覆われていない。そこで、この中空糸膜
エレメントを他のケーシングに収納することにより中空
糸膜モジュールとして使用する。中空糸膜モジュール
は、少なくとも一個の流体の入口または出口ポートを有
するケーシングに中空糸膜エレメントを充填したもので
ある。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、中空糸膜エレメントの
両端部間の距離が可変であるため、従来中空糸膜間距離
が固定されていたために生じた中空糸膜の収縮による損
傷を未然に防ぐことができる。中空糸膜の収縮は中空糸
膜エレメント製作時はもとより、濾過原水に含まれる物
質による中空糸膜の収縮、浸透気化法などで使用におけ
る加温、乾燥などによっても生じるが、このような使用
における中空糸膜の損傷を防止できるため、濾過効率の
上昇、経済効率の上昇が可能である。また、使用におい
て中空糸膜が伸長する場合には、適度の中空糸膜長に調
節することにより操作性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における中空糸膜エレメントの縦断面図
である。

【図２】中空糸膜エレメントのタイロッド固定部の一例
である。

【図３】本発明における中空糸膜エレメントの横断面図
である。

【図４】本発明による中空糸膜エレメントを組み込んだ
中空糸膜モジュールの一例である。

【符号の説明】

１中空糸膜２ナット３蓋部３−１ネジ部４ケースハウジング５タイロッド５−１タイロッドネジ部６連結金具７固定樹脂８Ｏリング１０流出パイプ１１供給パイプ１２吸引パイプ１３中空糸膜エレメント１４ケーシング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の中空糸膜からなる中空糸膜束の両
端部がそれぞれ独立したケースハウジング内で固定封止
され、前記両ケースハウジングがスペーサを介して接続
された膜エレメントであって、前記スペーサが前記両ケ
ースハウジング間距離を可変かつ固定する機構を有する
ことを特徴とする中空糸膜エレメント。
【請求項２】両ケースハウジング間距離の可変かつ固
定する機構を有するスペーサがタイロッド、ターンバッ
クルの少なくともいずれか１種である請求項１記載の中
空糸膜エレメント。
【請求項３】中空糸膜の伸縮率が０．３〜８％の範囲
内にあることを特徴とする請求項１または２記載の中空
糸膜エレメント。
【請求項４】中空糸膜の内側または外側のいずれか片
方の側に有機溶剤と水の混合物を流し、もう一方の側を
減圧にして使用するものである請求項３記載の中空糸膜
エレメント。