JPH10109022A - Filter module - Google Patents
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- JPH10109022A JPH10109022A JP8281701A JP28170196A JPH10109022A JP H10109022 A JPH10109022 A JP H10109022A JP 8281701 A JP8281701 A JP 8281701A JP 28170196 A JP28170196 A JP 28170196A JP H10109022 A JPH10109022 A JP H10109022A
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- ceramic filters
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、大容量化を図るた
め、金属からなる筒状のケーシング内に管状の多数のセ
ラミックフィルターをケーシングの軸線と平行に収容
し、原液をクロスフローろ過するろ過モジュールに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a filter for accommodating a large number of tubular ceramic filters in a cylindrical casing made of metal in parallel with the axis of the casing in order to increase the capacity, and for cross-flow-filtrating the undiluted solution. About the module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のろ過モジュールとして
は、例えば実開昭５６−６２１０４号公報記載の管状膜
分離装置及び特開昭６３−２１８２２２号公報記載のろ
過装置が知られている。前者は、金属からなる筒状のケ
ーシング内に管状の多数のセラミックフィルターをケー
シングの軸線と平行に収容し、かつこれらのセラミック
フィルターをケーシングの両端のヘッダーのＵ字形通路
を介して順次接続した、いわゆるフィルター直列接続型
のろ過モジュールである。一方、後者は、同様に金属か
らなる筒状のケーシング内に管状の多数のセラミックフ
ィルターをケーシングの軸線と平行に収容し、かつこれ
らのセラミックフィルターへの原液の導入をケーシング
の一端のキャップの原液供給口から、又、これらのセラ
ミックフィルターからの減損原液の排出をケーシングの
他端のキャップの減損原液出口から行うようにした、い
わゆるフィルター並列接続型のろ過モジュールである。
なお、セラミックフィルターによってろ過されたろ過液
の排出口は、いずれもケーシングの筒体に設けられてい
るものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of filtration module, for example, a tubular membrane separation device described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 56-62104 and a filtration device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-218222 are known. In the former, a large number of tubular ceramic filters are accommodated in a cylindrical casing made of metal in parallel with the axis of the casing, and these ceramic filters are sequentially connected via U-shaped passages of headers at both ends of the casing. It is a so-called filter series connection type filtration module. On the other hand, in the latter case, a large number of tubular ceramic filters are accommodated in a cylindrical casing also made of metal in parallel with the axis of the casing, and the introduction of the stock solution into these ceramic filters is performed by a stock solution in a cap at one end of the casing. This is a so-called filter parallel connection type filtration module in which the depleted stock solution is discharged from the supply port and from the ceramic filter at the other end of the casing at the cap at the other end of the casing.
In addition, the outlet of the filtrate filtered by the ceramic filter is provided in the cylinder of the casing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ろ過モジュールのうち、前者のフィルター直列接続型の
ものでは、入口と出口での圧力損失が大となってポンプ
圧力が過大となるので、セラミックフィルターの本数に
制限があり実用に適していない。又、直列接続されたセ
ラミックフィルターの上流側と下流側ではろ過圧力が大
幅に違ってくる不具合がある。一方、後者のフィルター
並列接続型のものでは、セラミックフィルターの本数が
増加するにつれて運転動力が増大する不具合がある。そ
こで、本発明は、ポンプ圧力と運転動力を適正な値とし
得、ひいては経済的なろ過モジュールを提供することを
目的とする。However, among the conventional filtration modules, the former filter series connection type has a large pressure loss at the inlet and the outlet and an excessive pump pressure. Is not suitable for practical use because of the limited number of In addition, there is a problem that the filtration pressure is significantly different between the upstream side and the downstream side of the ceramic filters connected in series. On the other hand, the latter filter parallel connection type has a problem that the driving power increases as the number of ceramic filters increases. Therefore, an object of the present invention is to provide an economical filtration module that can set the pump pressure and the operating power to appropriate values, and thus provide an economical filtration module.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のろ過モジュールは、金属からなる筒状のケ
ーシング内に管状の多数のセラミックフィルターをケー
シングの軸線と平行に収容したろ過モジュールにおい
て、前記多数のセラミックフィルターが複数本ずつ複数
のブロックに分割され、ブロック毎の原液通路がケーシ
ングの両端に付設したキャップ内で直列接続されている
ことを特徴とする。前記各ブロックのセラミックフィル
ターの本数は、ブロック毎の原液循環流速が等しくなる
ように上流側より下流側のブロックが少なくされている
ことが好ましい。In order to solve the above-mentioned problems, a filtration module according to the present invention is a filtration module in which a large number of tubular ceramic filters are accommodated in a cylindrical casing made of metal in parallel with the axis of the casing. The plurality of ceramic filters are divided into a plurality of blocks each having a plurality of filters, and the stock solution passages for each block are connected in series in caps provided at both ends of the casing. It is preferable that the number of ceramic filters in each block be such that the number of blocks on the downstream side is smaller than that on the upstream side so that the stock solution circulation flow rate for each block is equal.
【０００５】例えば７．６ｍ2 モジュール（セラミック
フィルター１９本の２段積み）において、各ブロックの
セラミックフィルターの本数は、４〜１０本が好まし
い。３本未満であると、直列数が大きく、ポンプ圧力が
高くなり、１１本を超えると、運転動力が高くなる。
又、ブロック数は、２〜５が好ましい。６を超えると、
ポンプ圧力が高くなる。一方、各ブロックのセラミック
フィルターの本数は、上記範囲内で上流側と下流側のブ
ロックの原液循環流速が等しくなるように調整すること
が一層好ましい。For example, in a 7.6 m 2 module (a two-stage stack of 19 ceramic filters), the number of ceramic filters in each block is preferably 4 to 10. If the number is less than 3, the number of series is large and the pump pressure is high. If the number is more than 11, the operation power is high.
The number of blocks is preferably 2 to 5. If it exceeds 6,
Pump pressure increases. On the other hand, it is more preferable to adjust the number of ceramic filters in each block so that the stock solution circulation flow rates in the upstream and downstream blocks are equal within the above range.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１、図２、図３、図４、
図５及び図６は本発明に係るろ過モジュールの実施の形
態の一例を示す縦断面図、図１におけるII−II線矢視半
截平面図、図１におけるIII −III 線半截断面図、図１
におけるIV−IV線断面図、図１におけるＶ−Ｖ線半截断
面図及び図１におけるVI−VI線矢視半截底面図である。
図中１はステンレス鋼等の金属からなる筒状のケーシン
グで、このケーシング１は、端部のフランジ２ａを介し
て連設した２本の筒体２と、この連設した筒体２の一端
（図１においては下端）部のフランジ２ａにフランジ３
ａを介して液密に接続され、原液供給口４及び後述する
減損原液排出管の挿通孔５を設けた第１のキャップ３
と、連設した筒体２の他端（図１においては上端）部の
フランジ２ａにフランジ６ａを介して液密に接続され、
エアー抜き口７を設けた第２のキャップ６とから構成さ
れており、一方（図１においては下方）の筒体２には、
逆洗液供給口８が、又、他方（図１においては上方）の
筒体２には、ろ過液排出口９が設けられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1, 2, 3, 4,
5 and 6 are longitudinal sectional views showing an example of an embodiment of a filtration module according to the present invention, a half-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, a half-sectional view taken along the line III-III in FIG.
5 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1, a sectional view taken along the line VV in FIG. 1, and a bottom view taken along the line VI-VI in FIG.
In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical casing made of a metal such as stainless steel. The casing 1 has two cylindrical members 2 connected to each other via a flange 2a at an end, and one end of the cylindrical member 2 connected to the cylindrical member. The flange 3a is attached to the flange 2a (the lower end in FIG. 1).
a first cap 3 which is connected in a liquid-tight manner through a, and is provided with a stock solution supply port 4 and an insertion hole 5 for an impaired stock solution discharge pipe to be described later.
Is connected to the flange 2a at the other end (the upper end in FIG. 1) of the continuously provided cylindrical body 2 through the flange 6a in a liquid-tight manner,
And a second cap 6 provided with an air vent 7. One (lower in FIG. 1) cylindrical body 2 has
A backwash liquid supply port 8 is provided, and a filtrate discharge port 9 is provided on the other (upper in FIG. 1) cylinder 2.
【０００７】上記ケーシング１の連設した筒体２内に
は、２つのフィルターアッセンブリー１０が連設して収
容されている。フィルターアッセンブリー１０は、筒体
２の内径より適宜に小さい外径を有する円板状に形成さ
れ、多数の貫通孔１１ａ、段付き貫通孔１２ａを有する
金属製の２枚の端板１１，１２を複数のタイロッド１３
により互いに平行にかつ各貫通孔１１ａ，１２ａが互い
に対向するように連結し、両端板１１，１２の各貫通孔
１１ａ，１２ａにそれらより適宜小外径の管状のセラミ
ックフィルター１４をシリコーンゴム等からなる断面Ｌ
字形の環状をなすパッキン１５を介在し挿通して構成さ
れており、貫通孔１１ａを有する一方の端板１１の外面
には、筒体２の外径より適宜に大きい外径を有する円板
状に形成され、各セラミックフィルター１４の原液通路
と対応する原液流通孔１６ａ及び複数のろ過液流通孔１
６ｂを有するパッキン押え１６が、六角穴付きボルト等
の締結具（図示せず）により接合されている。そして、
両フィルターアッセンブリー１０は、各原液流通孔１６
ａ及びろ過液流通孔１６ｂの周辺部にＯリング１７，１
８を介在させてパッキン押え１６を重ね合わせると共
に、筒体２同志を連結するフランジ２ａにＯリング１９
を介在させてそれぞれのパッキン押え１６を締結具（図
示せず）により個別に接合し、又、段付き貫通孔１２ａ
を有する他方の端板１２を第１、第２のキャップ３，６
のフランジ３ａ，６ａの段付き内周面にＯリング２０を
介在して軸方向（図１においては上下方向）へ摺動可能
に嵌合することによって、ケーシング１の連設した筒体
２内に連設して収容されている。[0007] Two filter assemblies 10 are accommodated in a continuous manner in the cylindrical body 2 of the casing 1. The filter assembly 10 is formed in a disk shape having an outer diameter appropriately smaller than the inner diameter of the cylindrical body 2 and includes two metal end plates 11 and 12 having a large number of through holes 11a and stepped through holes 12a. Multiple tie rods 13
And the through holes 11a and 12a are connected to each other so as to be opposed to each other. Section L
The outer surface of one end plate 11 having a through hole 11a is formed in a disc-like shape having an outer diameter appropriately larger than the outer diameter of the cylindrical body 2. And a stock solution passage hole 16a corresponding to the stock solution passage of each ceramic filter 14 and the plurality of filtrate solution holes 1
The packing presser 16 having 6b is joined by a fastener (not shown) such as a hexagon socket head bolt. And
Both filter assemblies 10 are provided with respective undiluted solution flow holes 16.
a and O-rings 17 and 1 around the filtrate flow hole 16b.
8, the packing presser 16 is overlapped, and the O-ring 19 is attached to the flange 2a connecting the cylindrical bodies 2 together.
The packing retainers 16 are individually joined by fasteners (not shown) with the stepped through holes 12a.
The other end plate 12 having the first and second caps 3 and 6
The flanges 3a and 6a are fitted in the stepped inner peripheral surfaces slidably in the axial direction (vertical direction in FIG. 1) with an O-ring 20 interposed therebetween, so that the casing 1 has It is housed continuously.
【０００８】一方、前記ケーシング１の第１のキャップ
３内には、このキャップ３内に連通したフィルターアッ
センブリー１０の多数のセラミックフィルター１４の原
液通路を中心部と周辺部とで同数の２つのブロックに分
割し、かつ中心部のブロックの原液通路を液密に囲む截
頭円錐筒状のヘッダーキャップ２１がフィルターアッセ
ンブリー１０の端板１２に取り付けて配置されており、
このヘッダーキャップ２１には、減損原液をケーシング
１外へ排出するＬ字形の減損原液排出管２２の一端が接
続され、かつ他端が前記挿通孔５を液密に挿通してケー
シング１外に突出されている。他方、前記ケーシング１
の第２のキャップ６内には、フィルターアッセンブリー
１０の多数のセラミックフィルター１４における周辺部
のブロックの原液通路から排出された原液を整流しなが
ら中心部のブロックに案内する短円筒状のガイド筒２３
が、基端部をフィルターアッセンブリー１０の端板１２
に当接させ、第２のキャップ６の内周面に取り付けて配
置されている。そして、２つのブロックのセラミックフ
ィルターの本数は、両ブロックの原液循環流速を等しく
するため、上流側より下流側のブロックを少なくしてあ
る。On the other hand, in the first cap 3 of the casing 1, the undiluted liquid passages of a large number of ceramic filters 14 of the filter assembly 10 communicating with the cap 3 are provided in the central portion and the peripheral portion in the same number of two blocks. And a truncated conical cylindrical header cap 21 that surrounds the undiluted liquid passage of the central block in a liquid-tight manner is attached to the end plate 12 of the filter assembly 10 and disposed.
One end of an L-shaped impaired stock solution discharge pipe 22 for discharging the impaired stock solution to the outside of the casing 1 is connected to the header cap 21, and the other end is inserted through the insertion hole 5 in a liquid-tight manner and protrudes out of the casing 1. Have been. On the other hand, the casing 1
In the second cap 6, a short cylindrical guide tube 23 for guiding the undiluted solution discharged from the undiluted solution passage of the peripheral block in the many ceramic filters 14 of the filter assembly 10 to the central block while rectifying the same.
However, the base end is the end plate 12 of the filter assembly 10.
, And attached to the inner peripheral surface of the second cap 6. The number of ceramic filters in the two blocks is smaller in blocks on the downstream side than on the upstream side in order to equalize the stock solution circulation flow rates in both blocks.
【０００９】上記構成のろ過モジュールにおいて、原液
供給口４から第１のキャップ３内に供給された原液は、
図１において矢印Ａで示すように、フィルターアッセン
ブリー１０の多数のセラミックフィルター１４における
周辺部のブロックの原液通路に流入してクロスフローろ
過された後第２のキャップ６内に排出され、図１におい
て矢印Ｂで示すように、ガイド筒２３によって整流され
つつ中心部のブロックの原液通路に流入して更にクロス
フローろ過された後第１のキャップ３内のヘッダーキャ
ップ２１に至り、減損原液排出管２２を経てケーシング
１外へ減損原液として排出される。一方、原液がケーシ
ング１内で１往復してフィルターアッセンブリー１０に
よりクロスフローろ過されることによって生成したろ過
液は、ろ過液排出口９からケーシング１外へ排出される
ものである。In the filtration module having the above configuration, the stock solution supplied from the stock solution supply port 4 into the first cap 3 is:
As shown by an arrow A in FIG. 1, a large number of ceramic filters 14 of the filter assembly 10 flow into the undiluted solution passage of the peripheral block, are cross-flow filtered, and then discharged into the second cap 6. As shown by the arrow B, while being rectified by the guide tube 23, the raw material flows into the stock solution passage of the central block, is further subjected to cross flow filtration, reaches the header cap 21 in the first cap 3, and then enters the impaired stock solution discharge pipe 22. , And is discharged out of the casing 1 as a depleted stock solution. On the other hand, the filtrate generated by the cross-flow filtration of the undiluted solution in the casing 1 by one reciprocation in the casing 1 is discharged from the filtrate outlet 9 to the outside of the casing 1.
【００１０】上記構成のろ過モジュールにおいては、ケ
ーシング１内の多数のセラミックフィルター１４が直並
列接続されて原液がケーシング１内を１往復するので、
全部のセラミックフィルター１４を直列接続又は並列接
続した場合に比べてポンプ圧力と運転動力を両者のほぼ
中間程度の適正な値とすることができ、ひいては経済的
なものとすることができる。又、各ブロックの原液循環
流速が等しくなるので、ろ過性能の向上及び少スペース
化を可能とすることができる。In the filtration module having the above structure, a large number of ceramic filters 14 in the casing 1 are connected in series and parallel, and the undiluted solution reciprocates in the casing 1 once.
As compared with the case where all the ceramic filters 14 are connected in series or in parallel, the pump pressure and the operating power can be set to appropriate values that are approximately intermediate between the two, and thus can be economical. In addition, since the stock solution circulating flow rate in each block becomes equal, it is possible to improve the filtration performance and reduce the space.
【００１１】なお、上述した実施の形態においては、ケ
ーシング１内で原液を１往復させる場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、原液の性状によ
り原液を１往復半又は２往復以上させるようにしてもよ
い。In the above-described embodiment, the case where the stock solution is made to reciprocate once in the casing 1 has been described. However, the present invention is not limited to this. You may make it do.
【００１２】ここで、膜面積０．２ｍ2 、流路断面積
２．３９×１０-4ｍ2 のセラミックフィルター４本又は
８本を単一のケーシング内にその軸線と平行に収容し、
セラミックフィルターを直並列接続（２本並列、２本直
列又は２本並列、４本直列）、直列接続及び並列接続
し、原液（比重γ：１０００ｋｇ／ｍ3 、液温：２５
℃）を膜面流速５ｍ／ｓ、平均ろ過圧力２．５ｋｇｆ／
ｃｍ2 としてクロスフローろ過したところ、循環流路ポ
ンプ圧力、運転動力及びろ過流束（ろ過性能）は、それ
ぞれ表１に示すようになった。なお、セラミックフィル
ターを８本直列接続した場合は、平均ろ過圧力が２．５
ｋｇｆ／ｃｍ2 以上となり、計測不可能であった。Here, four or eight ceramic filters having a membrane area of 0.2 m 2 and a flow path cross-sectional area of 2.39 × 10 −4 m 2 are accommodated in a single casing in parallel with the axis thereof,
A ceramic filter is connected in series / parallel (two parallel, two series or two parallel, four series), connected in series and parallel, and a stock solution (specific gravity γ: 1000 kg / m 3 , liquid temperature: 25)
° C) at a membrane surface flow rate of 5 m / s and an average filtration pressure of 2.5 kgf /
As a result of cross-flow filtration of cm 2 , the circulation channel pump pressure, operating power and filtration flux (filtration performance) were as shown in Table 1, respectively. When eight ceramic filters are connected in series, the average filtration pressure is 2.5
kgf / cm 2 or more and measurement was impossible.
【００１３】[0013]
【表１】 [Table 1]
【００１４】表１から、直並列接続とすることにより、
ポンプ圧力及び運転動力を直列接続と並列接続の場合の
ほぼ中間程度とし得、又、ろ過流束を並列接続の場合よ
りは勿論、直列接続の場合よりも高め得ることがわか
る。From Table 1, by making a series-parallel connection,
It can be seen that the pump pressure and operating power can be approximately intermediate between the series connection and the parallel connection, and that the filtration flux can be higher than in the case of the parallel connection as well as in the case of the parallel connection.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のろ過モジ
ュールによれば、単一のケーシング内で多数のセラミッ
クフィルターが直並列接続されて原液が１往復以上する
ので、全部のセラミックフィルターを直列接続又は並列
接続した従来のものに比べてポンプ圧力と運転動力を両
者のほぼ中間程度の適正な値とすることができると共に
透過流束を両者の値以上とすることができ、ひいては経
済的なろ過モジュールとすることができる。一方、上流
側より下流側のブロック程セラミックフィルターの本数
を少なくすることにより、ブロック毎の原液循環流速が
等しくなるので、ろ過性能の向上及び少スペース化を可
能とすることができる。As described above, according to the filtration module of the present invention, a large number of ceramic filters are connected in series and parallel in a single casing, and the stock solution goes through one or more round trips. The pump pressure and the operating power can be set to appropriate values that are approximately intermediate between the two, and the permeation flux can be made equal to or more than the values of both, as compared with conventional ones connected or connected in parallel. It can be a filtration module. On the other hand, by decreasing the number of ceramic filters in the block on the downstream side from the upstream side, the circulation speed of the stock solution in each block becomes equal, so that the filtration performance can be improved and the space can be reduced.
【図１】本発明に係るろ過モジュールの実施の形態の一
例を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an embodiment of a filtration module according to the present invention.
【図２】図１におけるII−II線矢視半截平面図である。FIG. 2 is a half plan view taken along the line II-II in FIG.
【図３】図１におけるIII −III 線半截断面図である。FIG. 3 is a half sectional view taken along line III-III in FIG. 1;
【図４】図１におけるIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線半截断面図である。FIG. 5 is a half sectional view taken along line VV in FIG. 1;
【図６】図１におけるVI−VI線矢視半截底面図である。FIG. 6 is a partially cutaway bottom view taken along line VI-VI in FIG. 1;
１ ケーシング ２ 筒体 ３ 第１のキャップ ４ 原液供給口 ６ 第２のキャップ ９ ろ過液排出口 １０ フィルターアッセンブリー １１ 端板 １２ 端板 １３ タイロット １４ セラミックフィルター １６ パッキン押え ２１ ヘッダーキャップ ２２ 減損原液排出管 ２３ ガイド筒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 2 Cylindrical body 3 1st cap 4 Undiluted solution supply port 6 2nd cap 9 Filtrate discharge port 10 Filter assembly 11 End plate 12 End plate 13 Tie lot 14 Ceramic filter 16 Packing retainer 21 Header cap 22 Depleted undiluted solution discharge pipe 23 Guide tube
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横谷 雄二 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yuji Yokotani 1 Minamifuji, Ogakie-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Toshiba Ceramics Corporation Kariya Works
Claims (2)
の多数のセラミックフィルターをケーシングの軸線と平
行に収容したろ過モジュールにおいて、前記多数のセラ
ミックフィルターが複数本ずつの複数のブロックに分割
され、ブロック毎の原液通路がケーシングの両端のキャ
ップ内で直列接続されていることを特徴とするろ過モジ
ュール。1. A filtration module in which a large number of tubular ceramic filters are accommodated in a cylindrical casing made of metal in parallel with an axis of the casing, wherein the large number of ceramic filters are divided into a plurality of blocks each having a plurality of filters. A filtration module, wherein a stock solution passage for each block is connected in series in caps at both ends of a casing.
の本数が、ブロック毎の原液循環流速が等しくなるよう
に上流側より下流側のブロックが少なくされていること
を特徴とする請求項１記載のろ過モジュール。2. The filter module according to claim 1, wherein the number of ceramic filters in each block is such that the number of blocks on the downstream side is smaller than that on the upstream side so that the stock solution circulation flow rate for each block is equal. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8281701A JPH10109022A (en) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | Filter module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8281701A JPH10109022A (en) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | Filter module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10109022A true JPH10109022A (en) | 1998-04-28 |
Family
ID=17642781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8281701A Pending JPH10109022A (en) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | Filter module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10109022A (en) |
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