JPH08206462A - 中空糸膜モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な透過流量を維持するとともに、長寿命
化を図る。また、シート状物を形状、寸法が異なる品種
であっても、共通化し得るシート状物を設けることで製
作の容易化を図ることにある。 【構成】 多数本の中空糸膜２の束３を全周に渡って可
撓性のシート状物５にて巻つけられた状態でケース６内
に挿入し、前記シート状物５は前記ケース６内に溜った
気体をケース６外に抜くための気体抜き用通路４を有す
るもので、該シート状物５の気体抜き用通路４及び各中
空糸膜２の端末を開口しつつ封止材７にてケース６の端
部に封止固定する中空糸膜モジュールにおいて、前記シ
ート状物５を前記気体抜き用通路４を有する部分５２と
通水部５１とを備えた構成とすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば浄水器等に用い
られる中空糸膜モジュールに関し、特に気体抜き用通路
を有するシート状物を備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の中空糸膜モジュールとし
ては、例えば図５に示すようなものがある。

【０００３】１００がケースであって、有底の筒状のも
のであり、図中下側の底部にはろ過すべき原水の複数の
入口１０１が設けられている。またケース１００の上側
は完全に開口しており、ろ過された水の出口側となって
いる。

【０００４】１０２は中空糸膜であって、中空の細い糸
（細い管）であって、その管状の膜がろ過膜となってい
る。この中空糸膜１０２を多数集めて中空糸膜束１０３
を作り、Ｕ字形に曲げて、その反転部を図中下にしてケ
ース１００の中へ開口部から装填し、ケース１００の開
口端部にて中空糸膜１００の一本一本をケース１００の
外部と連通させながら、ケース１００と中空糸膜束１０
３、一本一本の中空糸膜１０２との間をポッティング剤
で封止し、ろ過すべき原水が中空糸膜１０２の外側を通
って上方の透過水出口側に流れるのを阻止している。１
０４がその封止部（ポッティング部）である。

【０００５】通常、ケース１００底部に設けた入口１０
１を介してケース１００内部に原水と同時に空気が混入
した場合、空気はケース１００内周壁に溜りやすい。そ
こで、滞留した空気をケース１００の外部に排出するた
めに気体（空気）抜き用通路１０５を備えた可撓性のシ
ート状物１０６がケース１００の内周に全周に渡って設
けられている。これにより、中空糸膜モジュールの透過
効率を良好に維持しようとしている。

【０００６】このシート状物１０６は、例えば図６に示
すように、空気は通すが水は通さない疎水性の疎水性シ
ート１０７、１０７を重ね合わせて、縦縞状に、例えば
熱により通水方向（図中上下方向）に溶着した部分１０
８と溶着されない部分１０９を交互に作ったものであっ
て、溶着されない部分１０９の対向する疎水性シート１
０７、１０７の間に隙間ができ、その部分が空気抜き用
通路１０５となる。

【０００７】シート状物１０６は、まだ中空糸膜モジュ
ールに組み込まれていない単体では、複数の空気抜き用
通路通路１０５の上下端部は溶着され、閉じられてい
る。

【０００８】このシート状物１０６のケース１００への
組み込みについて説明する。

【０００９】まず、中空糸膜束１０３の全周を巻き付
け、その状態でケース１００内にシート状物１０６がケ
ース１００の内周壁に近接するように装填する。このと
き、一本一本の空気抜き用通路１０５は通水方向（図中
上下方向）に向いている。

【００１０】そして、シート状物１０６の上部を、中空
糸膜束１０３と共にケース１００の封止部１０４で封止
する。封止後その上側で中空糸膜束１０３と共に切断す
ることによって、中空糸膜１０３が開口すると共にシー
ト状物１０６の一本一本の空気抜き用通路１０５が透過
水出口側に開口することになる。

【００１１】次に空気抜き用通路１０５を有するシート
状物１０６を備えた中空糸膜モジュールの作用について
説明する。

【００１２】加圧された原水は、ケース１００底部の入
口１０４からケース１００内に入って、多数本の中空糸
膜１０２を外側から内側へ透過して、上方の透過水出口
側に出ていく。そして、ケース１００内に滞留した空気
は、シート状物１０６の疎水性シート１０７を外側から
内側へ透過して空気抜き用通路１０５を通り、同じよう
に上方の透過水出口側に排出されて行く。

【００１３】このようにケース１００内部に滞留した空
気を排出し、空気に邪魔されない分だけ原水が中空糸膜
１０２に接触する面積が増えるから、中空糸膜モジュー
ルの透過効率が良好となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術の場合には、次のような問題がある。

【００１５】第１に、空気抜き用通路１０５を有するシ
ート状物１０６は、水を通さない疎水性であって、中空
糸膜束１０３の全周を巻いているために、ろ過運転時、
加圧された原水が多数本の中空糸膜１０２の外側から内
側へ透過してろ過される際、その流れによってシート状
物１０６が中空糸膜１０２の外表面に引き寄せられ、す
ぼみ、中空糸膜１０２の外表面に引っ付く場合があり、
中空糸膜１０２の有効なろ過面積が減少しやすい。この
ように最適に機能する中空糸膜１０２が少なくなるた
め、良好な透過流量を維持しにくく、寿命は延びにく
い。

【００１６】第２に、シート状物１０６は一対の疎水性
シート１０７を縦縞状に溶着した部分１０８と溶着しな
い部分１０９を交互に作っているから、形状、寸法が異
なる品目毎に作製しなければならず、製作性が煩雑であ
る。仮にシート状物１０６を大きく作って中空糸膜モジ
ュールの形状、寸法に応じて切断するとしても、形状、
寸法によっては、空気抜き用通路１０５の部分を切断す
ることになる場合がある。

【００１７】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
良好な透過流量を維持するとともに、長寿命化を図り得
る中空糸膜モジュールを提供することにある。

【００１８】また、シート状物を形状、寸法が異なる品
種であっても、共通化し得るシート状物を設けることで
製作の容易化を図ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、多数本の中空糸膜の束を全周に
渡って可撓性のシート状物にて巻つけられた状態でケー
ス内に挿入し、前記シート状物は前記ケース内に溜った
気体をケース外に抜くための気体抜き用通路を有するも
ので、該シート状物の気体抜き用通路及び各中空糸膜の
端末を開口しつつ封止材にてケースの端部に封止固定す
る中空糸膜モジュールにおいて、前記シート状物を前記
気体抜き用通路を有する部分と通水部とを備えた構成と
することを特徴とする。

【００２０】また、通水部は切断可能な材料であること
が好適である。

【００２１】

【作用】上記構成の中空糸膜モジュールにあっては、中
空糸膜束全周を、ケース内に溜った気体をケース外に抜
くための気体抜き用通路を有する部分と通水部とを設け
たシート状物で巻つけられている。

【００２２】即ち、通水部は水を自由に通すから、ろ過
運転時に加圧された原水が中空糸膜の外側から内側に流
れる流れが生じるが、シート状物が中空糸膜の外表面側
に引き寄せられることがなく、シート状物がすぼむこと
がない。このために、多数本の中空糸膜のろ過面積に無
効な部分が生ずることがなく、中空糸膜が最適に機能す
ることになる。その結果、良好な透過流量を維持するこ
とができ、長寿命化が図れる。

【００２３】また、通水部を切断可能な材料とすれば、
その通水部を中空糸膜束を巻つける方向（周方向）に大
きめに作っておけば、どこで切断しても良いから、中空
糸膜モジュールの形状、寸法が変わっても、その寸法変
化を通水部で対応することができる。従って、シート状
物を周方向に大きく作っておき、それを切断することで
形状、寸法の異なる多数品目への共通化が可能となり、
製作が容易となる。

【００２４】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係る中空糸膜モジュー
ルを示している。この中空糸膜モジュール１は、ろ過用
の中空糸膜２を多数集めた中空糸膜束３と、この中空糸
膜束３に全周に渡って巻つけられる気体抜き用通路とし
ての空気抜き用通路４を有する可撓性のシート状物５
と、シート状物５が巻かれた中空糸膜束３を収納するケ
ース６と、ケース６に収納されたシート状物５及び中空
糸膜束３をケース６の一端にて空気抜き用通路４及び中
空糸膜２の一本一本をケース６の外部と連通させながら
封止固定する封止材としてのポッティング剤７と、を備
えている。

【００２５】中空糸膜２は、内部に全長に渡って中空孔
が設けられた繊維であり、この中空糸膜２を多数集めて
中空糸膜束３を作り、ほぼ中央位置にてＵ字状に折り曲
げられている。

【００２６】ケース６は、有底の筒状で、図中下側の底
部にはろ過すべき原水の複数の入口６１が設けられてい
る。またケース６の上側は完全に開口しており、ろ過さ
れた水の出口側となっている。

【００２７】シート状物５は、材料の異なる２つの部
分、即ち、水を通す材料としての不織布８から成る不織
布部５１（図中網線部）と、空気抜き用通路４を有する
空気は通すが水は通さない材料としての疎水性シート９
から成る疎水性部５２とを、中空糸膜束３を巻つける方
向いわゆる横方向に繰り返し設け、所定幅を有する横長
の帯状に構成している。

【００２８】疎水性部５２は、所定幅を有し、シート状
物５の全長を成す横長の帯状の不織布８に横方向に所定
間隔でもって複数の位置に、一対の疎水性シート９、９
を重ね合わせて、縦縞状に、例えば熱により通水方向
（図中上下方向）に溶着した部分（溶着部）９１と、溶
着しない部分（非溶着部）９２を作ったものである。

【００２９】溶着部９１は不織布８が溶けると共に疎水
性シート９、９同士が互いに溶け、また非溶着部９２は
不織布８はそのまま残るため、その対向する疎水性シー
ト９、９間にて水を遮断し空気（気体）を通過させるこ
とができ、空気抜き用通路４が構成されるのである。

【００３０】この実施例では、疎水性部５２において、
溶着部９１を疎水性シート９、９の横方向両端部とその
間の３つとして空気抜き用通路４を２個持っているが、
溶着部９１を両端部だけとして、空気抜き用通路４を１
個としても良く、また溶着部９１を増やして空気抜き用
通路４を３個以上としても良い。

【００３１】このように、不織布８に、その横方向所定
間隔を有して複数の一対の疎水性シート９、９を重ね合
わせて溶着部９１と非溶着部９２を設けることで、空気
抜き用通路４を有する疎水性部５２と不織布部５１とを
備えたシート状物５が形成される。

【００３２】尚、シート状物５としては、上記構成に限
るものではなく、空気抜き用通路４が形成された複数の
一対の疎水性シート９、９のそれぞれの巻つける方向
（横方向）の両端部に、所定長さの不織布８を例えば熱
で溶着して繰り返しつなげてシート状物５としても良
い。

【００３３】シート状物５は、まだ中空糸膜モジュール
に組み込まれていない単体の状態では、疎水性部５２の
複数の空気抜き用通路４の通水方向（図中上下方向）端
部は溶着され、閉じられている。

【００３４】次に、上記構成の中空糸膜モジュールの製
造方法の一例について説明する。

【００３５】まず、Ｕ字状の中空糸膜束３にシート状物
５を全周に巻き付け（図１（ｃ）参照）、その状態でケ
ース６内にシート状物５がケース６の内周壁に近接する
ように装填する。このとき、一本一本の空気抜き用通路
４は通水方向（図中上下方向）に向いている。

【００３６】そして、シート状物５の上部を、中空糸膜
束３と共にケース６の開口端部でポッティング剤７にて
封止固定する。封止固定後その上側で中空糸膜束３と共
に切断することによって、中空糸膜２が開口すると共に
シート状物５の一本一本の空気抜き用通路４が透過水出
口側に開口することになる。

【００３７】次に上記構成の中空糸膜モジュール１の作
用について説明する。

【００３８】加圧された原水は、ケース６底部の入口６
１からケース６内に入って、多数の中空糸膜２を外側か
ら内側へ透過して、上方の透過水出口側に出ていく。

【００３９】このとき、ケース６内部に原水と同時に空
気も混入した場合、空気はケース６の内周壁に溜りやす
い。しかし、その部分には空気抜き用通路４を有するシ
ート状物５が設けてあるので、ケース６内に滞留した空
気は、シート状物５の疎水性シート９を外側から内側へ
透過して空気抜き用通路４を通り、上方の透過水出口側
に排出されて行く。つまり、シート状物５の疎水性部５
２の疎水性シート９の非溶着部９２を外側から内側へ透
過して不織布８を介して空気抜き用通路４を通り、その
開口する上方の透過出口側に排出されるのである。

【００４０】これにより、混入した空気による透過効率
が低下されるのを防ぐことができる。

【００４１】そして、本発明に係るシート状物５を中空
糸膜モジュールに組み込んだことによる作用、効果は次
の通りである。

【００４２】シート状物５を空気抜き用通路４を形成す
べく疎水性シート９、９を重ね合わせた疎水性部５２
と、不織布部５１とを、中空糸膜束３を巻つける方向
（周方向）に設けることにより、不織布部５１は水を自
由に通すから、ろ過運転時に加圧された原水が中空糸膜
２の外側から内側へと流れる流れが生じても、シート状
物５が中空糸膜２の外表面側に、引き寄せられることが
なく、シート状物５がすぼむことがない。このために、
多数本の中空糸膜２のろ過面積に無効な部分が生ずるこ
とがなく、中空糸膜２が最適に機能することになる。そ
の結果、良好な透過流量を維持することができるととも
に、長寿命化を図ることができる。

【００４３】また、不織布部５１を周方向に大きめに作
っておけば、不織布部５１は切断可能であるから、どこ
で切断しても良いから、中空糸膜モジュールの形状、寸
法が変わっても、その寸法変化は不織布部５１で対応で
きる。従って、シート状物５を周方向に大きく作ってお
き、それを切断することで形状、寸法の異なる多数品目
への共通化が可能となり、製作が容易となる。

【００４４】上記説明は、周方向の寸法変化、即ち中空
糸膜モジュールの直径の変化への対応であるが、縦方向
へのある程度の寸法変化に対しても共用可能である。即
ち、シート状物５を中空糸膜束３に全周に巻いて、ケー
ス６の開口端部で中空糸膜束３と共に切断するのである
から、シート状物５の切断する切断の量で対応すること
ができるのである。

【００４５】本発明についての実験データを図３及び図
４で示す。

【００４６】図３は、中空糸膜モジュールのろ過するた
めに原液に加圧する圧力（kgf/cm²)と透過流量（l/min)
との関係を示すグラフである。対象の中空糸膜モジュー
ルは、外径φ４０mm、長さ８０mm、膜面積０．３m²であ
る。データは、次の３種類について取っており、これに
よれば、本発明に係るシート状物を使用すれば、シート
状物なし（不織布のみ）のものと全く同じ透過流量を示
し、シート状物を使用することによる透過流量について
の能力低下のないことを示している。

【００４７】．シート状物なしのもの（不織布の
み）。

【００４８】．空気抜き用通路を有する一対の疎水性
シートによる従来のシート状物使用のもの。

【００４９】．本発明に係るシート状物使用のもの。

【００５０】図４は、上記対象の中空糸膜モジュールに
ついて、濁度（１０±１度）、圧損（５kg/cm²）、温度
（２５℃）で、本発明に係るシート状物使用のものと従
来のシート状物使用のものとの濁度ろ過能力の比較をす
べく通水量（ｌ）（通水した総量）と透過流量（l/min)
との関係を示すグラフである。これによれば、通水量の
増加と共に目詰まり等により流量が低下していく様子
と、従来のシート状物使用のものと本発明に係るシート
状物使用のものとの間に流量差があることと、そのため
に、流量低下による寿命にも差のあることを示してい
る。

【００５１】即ち、従来のシート状物使用のものと比較
して、本発明に係るシート状物使用のものにおいて流量
・濁度ろ過能力が向上していることがわかる。

【００５２】尚、上記実施例では、通水部において切断
可能な材料として、不織布を用いたものを例にとって説
明したが、ネットを用いても同様に適用することができ
る。この場合、気体抜き用通路を形成するための疎水性
シートとの融点が同等が好ましい（融点については、溶
着を良好とするためである。）。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
中空糸膜束全周を、ケース内に溜った気体をケース外に
抜くための気体抜き用通路を有する部分と通水部とを設
けたシート状物で巻つけるようにしたことから、ろ過運
転時に加圧された原水が中空糸膜の外側から内側へと流
れる流れが生じても、通水部にて水を自由に通すので、
シート状物が中空糸膜の外表面側に、引き寄せられるこ
とがなく、シート状物がすぼむことがない。このため
に、多数本の中空糸膜のろ過面積に無効な部分が生ずる
ことがなく、中空糸膜が最適に機能することになる。そ
の結果、良好な透過流量を維持することができるととも
に、長寿命化を図ることができる。

【００５４】また、通水部を切断可能な材料とすれば、
その通水部を中空糸膜束を巻つける方向（周方向）に大
きめに作っておけば、どこで切断しても良いので、中空
糸膜モジュールの形状、寸法が変わっても、その寸法変
化を通水部で対応することができる。従って、シート状
物を周方向に大きく作っておき、それを切断することで
形状、寸法の異なる多数品目への共通化が可能となり、
製作の容易化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係る中空糸膜
モジュールの断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の
上面図であり、同図（ｃ）は中空糸膜束が全周に渡って
本発明に係るシート状物にて巻きつかれた状態を示す概
略斜視図である。

【図２】図２（ａ）は図１のシート状物の平面図であ
り、同図（ｂ）はＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】図３はシート状物に伴う中空糸膜モジュールの
圧力と流量の関係を示すグラフである。

【図４】図４はシート状物に伴う中空糸膜モジュールの
通水量とろ過能力（透過流量）の関係を示すグラフであ
る。

【図５】図５（ａ）は従来の中空糸膜モジュールの断面
図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の上面図である。

【図６】図６（ａ）は図５のシート状物の平面図であ
り、同図（ｂ）はＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 中空糸膜モジュール ２ 中空糸膜 ３ 中空糸膜束 ４ 空気抜き用通路（気体抜き用通路） ５ シート状物 ５１ 不織布部（通水部） ５２ 疎水性部 ６ ケース ６１ 入口 ７ ポッティング剤（封止材） ８ 不織布 ９ 疎水性シート ９１ 溶着部 ９２ 非溶着部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数本の中空糸膜の束を全周に渡って可
   撓性のシート状物にて巻つけられた状態でケース内に挿
   入し、前記シート状物は前記ケース内に溜った気体をケ
   ース外に抜くための気体抜き用通路を有するもので、該
   シート状物の気体抜き用通路及び各中空糸膜の端末を開
   口しつつ封止材にてケースの端部に封止固定する中空糸
   膜モジュールにおいて、 前記シート状物を前記気体抜き用通路を有する部分と通
   水部とを備えた構成とすることを特徴とする中空糸膜モ
   ジュール。
2. 【請求項２】 通水部は切断可能な材料であることを特
   徴とする請求項１に記載の中空糸膜モジュール。