JPH1043558A - スパイラル型膜モジュール及び通水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集水管が不要であり、膜面積を大きくとるこ
とができ、透過水量がきわめて多いスパイラル型膜モジ
ュールを提供する。 【解決手段】 一辺が開放口となっている袋状膜１０内
に内部流路材１５が挿入され、開放口にマウスピース１
６が装着されている。複数の袋状膜１０が外部流路材２
１及び形状保持ビーム１９を介してシャフト２０回りに
巻回され、スパイラル型膜モジュール２６とされる。マ
ウスピース１６は膜モジュール２６の周面に開口する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、精密濾過装置、限
外濾過装置、逆浸透膜分離装置などの膜分離装置に用い
られるスパイラル型膜モジュールに関する。また、本発
明は、このスパイラル型膜モジュールへの通水方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】膜分離装置に用いられる膜モジュールと
して、集水管の外周に分離膜を巻回したスパイラル型膜
モジュールがある。

【０００３】図７は従来のスパイラル型膜モジュールの
構造を示す一部分解斜視図である。

【０００４】集水管１の外周に複数の袋状の分離膜２が
メッシュスペーサ（外部流路材）３を介して巻回されて
いる。

【０００５】集水管１には管内外を連通するスリット状
開口が穿設されている。分離膜２は袋状のものであり、
その内部が集水管１内に連通している。この袋状分離膜
２の内部にはメッシュスペーサ等よりなる内部流路材４
が挿入されており、この袋状分離膜（以下、袋状膜とい
う。）２の内部が透過水流路となっている。

【０００６】袋状膜２の巻回体５の両端にトップリング
６とエンドリング７とが設けられ、その外周にブライン
シール８が周設されている。

【０００７】原水は、巻回体５の前端面から袋状膜２同
士の間の原水流路に流入し、そのまま巻回体５の長手方
向に流れ、巻回体５の後端面から濃縮水として流出す
る。この原水流路を流れる間に水が袋状膜２を透過して
その内部に入り、集水管１内に流入し、該集水管１の後
端側からモジュール外に取り出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスパイラル
型膜モジュールにおいては、集水管１内の透過水流量を
多くするためには該集水管１を大径化する必要がある
が、そのようにするとスパイラル型膜モジュールの径も
大きくなってしまう。スパイラル型膜モジュールの径を
大きくすることなく集水管１のみを大径化したのでは、
膜面積が小さくなってしまう。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決し、集
水管が不要であり、膜面積を大きくとることができ、透
過水量がきわめて多いスパイラル型膜モジュールを提供
することを目的とする。

【００１０】また、本発明は、濁度の低い原水について
は全量濾過することもできるスパイラル型膜モジュール
及びこのスパイラル型膜モジュールへの通水方法を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のスパイラル型膜
モジュールは、複数の袋状膜がモジュールの軸心回りに
巻回されてなり、該袋状膜の内部に内部流路材が配置さ
れ、袋状膜同士の間に外部流路材が配置されているスパ
イラル型膜モジュールにおいて、該袋状膜は第１、第
２、第３及び第４の辺部を有した略方形であり、該第
１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部が開
放部となっており、該第４の辺部と平行な第２の辺部側
を中心として該袋状膜を巻回して巻回体とし、該第４の
辺部を該巻回体の外周面に臨ませたことを特徴とするを
該第４の辺部に沿って巻回体の外周囲部分と隔絶したこ
とを特徴とするものである。

【００１２】かかるスパイラル型膜モジュールにおいて
は、原水は例えば巻回体の一方の端面から袋状膜同士の
間の流路に流入する。この原水は、巻回体軸心線と略平
行方向に流れ、巻回体の他方の端面から濃縮水として流
出する。

【００１３】袋状膜を透過した水は、袋状膜内を巻回方
向に流れ、巻回体の外周面の開放口から流出する。

【００１４】このように、透過水が巻回体の外周面から
取り出されるため、従来のスパイラル型膜モジュールに
用いられていた集水管が不要となる。そして、集水管を
無くすことにより、その分だけ袋状膜の巻回方向の長さ
を大きくとることができ、膜面積を拡張できる。

【００１５】本発明では、原水の濁度が低い場合、巻回
体の外周面の袋状膜開放部から袋状膜内に原水を流入さ
せ、原水の全量を袋状膜を透過させる全量濾過処理も可
能である。

【００１６】この場合、袋状膜を透過した透過水は、袋
状膜同士の間の流路を流れ、巻回体の端面から取り出さ
れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して発明の実施の
形態について説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形
態に係るスパイラル型膜モジュールに用いられる一枚の
袋状膜の斜視図である。図１（ｂ），（ｃ）はそれぞれ
巻回用シャフトの周りに袋状膜を巻き付ける方法を示す
断面図、図２は袋状膜の巻回方法を示す斜視図、図３
（ａ）はマウスピースの斜視図、図３（ｂ）はマウスプ
ラグの斜視図、図４はスパイラル型膜モジュールの斜視
図、図５、６は通水方法を示す側面図である。

【００１８】この実施の形態に用いられている袋状膜１
０は、正方形又は長方形状のものであり、第１の辺部１
１、第２の辺部１２、第３の辺部１３及び第４の辺部１
４を有している。この袋状膜１０は、長い一枚の分離膜
フィルム９を第２の辺部１２の部分で二つに折り返し、
第１の辺部１１及び第３の辺部１３において折り重なっ
た分離膜フィルム同士を接着剤等によって接着し、第４
の辺部１４については接着を行うことなく開放口とした
袋状のものである。なお、第２の辺部１２部分で二つに
折り返したものの代りに、二枚の分離膜フィルムを重ね
合わせ、第１の辺部１１、第２の辺部１２、第３の辺部
１３を接着するようにした袋状膜を用いても良い。

【００１９】この袋状膜１０内に内部流路材（例えばメ
ッシュスペーサ等よりなる。）１５が挿入配置されてい
る。

【００２０】第４の辺部１４の開放口にマウスピース１
６が内嵌され、接着剤にて接着される。複数枚のこの袋
状膜１０がシャフト２０に巻き付けられる。このシャフ
ト２０は、中空筒状のものであり、周面にはシャフト長
手方向に延在する複数条のスリット１７が設けられてい
る。

【００２１】各袋状膜１０の第２の辺部１２が該スリッ
ト１７に挿入された後、シャフト２０内に例えばエポキ
シ樹脂液などの固化樹脂液が注入され、袋状膜１０の辺
部１２がシャフト２０に固着される。シャフト２０は、
この固化樹脂の注入作業に際しては支持台１８によって
保持されている。

【００２２】スリット１７には、袋状膜のほかに形状保
持ビーム１９の端部も挿入され、該形状保持ビーム１９
の端部もシャフト２０に固着される。なお、１本のスリ
ット１７に複数の形状保持ビーム１９が間隔をおいて装
着される。

【００２３】この形状保持ビーム１９は、合成樹脂の帯
板よりなるものであり、袋状膜１０と一緒にシャフト２
０の周囲に巻回される。この形状保持ビーム１９は、袋
状膜１０の巻回体が縮径方向に圧迫されたときの縮径変
形を防止する役割を果すためのものである。

【００２４】樹脂が固化することにより袋状膜１０の側
辺部及び形状保持ビーム１９の端部がシャフト２０に固
着された後、袋状膜１０同志の間にメッシュスペーサ等
よりなる外部流路材２１を介在させ、袋状膜１０、形状
保持ビーム１９及び外部流路材２１をシャフト２０の周
囲に巻回する。

【００２５】なお、この巻回時にマウスピース１６が潰
れることを防止するために、マウスピース１６にマウス
プラグ２２を挿入しておく。

【００２６】また、この巻回に際しては、袋状膜１０に
対し、第４の辺部１４に沿って接着剤２３を塗着してお
く。巻回後、この接着剤２３が硬化することにより、袋
状膜１０同士の間の流路が巻回体の外周囲と隔絶され
る。

【００２７】その後、巻回体の外周面の両端部にトップ
リング２４及びエンドリング２５を合成樹脂モールド等
により形成し、各リング２４、２５の外周にブラインシ
ール（図示略）を設ける。最後にマウスプラグ２２を引
き抜く。

【００２８】このように構成されたスパイラル型膜モジ
ュール２６に対しては、図５又は図６のように通水す
る。

【００２９】図５の通水方法では、膜モジュール２６の
一方の端面から原水を袋状膜１０同士の間に流し、膜モ
ジュール２６の他方の端面から濃縮水を流出させ、袋状
膜１０を透過した透過をマウスピース１６から取り出
す。

【００３０】この図５の通水方法の場合、膜モジュール
２６の逆洗を行うには、膜モジュール２６の周面のマウ
スピース１６から逆洗水（さらに必要に応じ空気）を袋
状膜１０内に送り込み、逆洗排水を膜モジュール２６の
両端面から取り出す。

【００３１】図６の通水方法では、マウスピース１６か
ら原水を各袋状膜１０内に流入させ、原水の全量を透過
処理する。透過水は、袋状膜１０同士の間に入り、膜モ
ジュール２６の両端面から流出する。

【００３２】図６の通水方法において膜モジュール２６
の逆洗を行うには、逆洗水（さらに必要に応じ空気）を
膜モジュール２６の両端面から袋状膜１０同士の間に供
給し、逆洗排水をマウスピース１６から流出させる。

【００３３】このスパイラル型膜モジュール２６におい
ては、集水管が用いられておらず、膜モジュールの径を
大きくすることなく膜面積を大きくすることができる。
また、透過水を膜モジュールの周面又は端面から取り出
すため、透過水の流通抵抗が小さく、透過水量を多くす
ることが可能である。なお、シャフト２０は集水管に比
べきわめて小径である。ちなみに、従来のスパイラル型
膜モジュールの集水管は通常の場合直径５０〜７０ｍｍ
程度であるのに対し、本発明のシャフト２０は３０ｍｍ
以下とりわけ５〜３０ｍｍ程度の直径（例えば直径約２
５ｍｍ）のもので十分である。

【００３４】

【発明の効果】以上の通り、本発明のスパイラル型膜モ
ジュールは、膜面積が大きく、しかも透過水の流通抵抗
も小さい。従って、本発明のスパイラル型膜モジュール
及び通水方法によるときわめて大きな透過水量を得るこ
とができる。本発明によると、原水の全量濾過処理も可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）図は実施の形態に係るスパイラル型膜モ
ジュールに用いられる袋状膜の斜視図、（ｂ）図は袋状
膜及びシャフトの断面図、（ｃ）図は袋状膜の巻回方法
を示す断面図である。

【図２】袋状膜の巻回方法を示す斜視図である。

【図３】（ａ）図はマウスピースの斜視図、（ｂ）図は
マウスプラグの斜視図である。

【図４】実施の形態に係るスパイラル型膜モジュールの
斜視図である。

【図５】通水方法を示す断面図である。

【図６】通水方法を示す断面図である。

【図７】通水方法を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 袋状膜 １５ 内部流路材 １６ マウスピース １７ スリット １９ 形状保持ビーム ２０ シャフト ２１ 外部流路材 ２２ マウスプラグ ２３ 接着剤 ２４ トップリング ２５ エンドリング ２６ スパイラル型膜モジュール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の袋状膜がモジュールの軸心回りに
   巻回されてなり、 該袋状膜の内部に内部流路材が配置され、袋状膜同士の
   間に外部流路材が配置されているスパイラル型膜モジュ
   ールにおいて、 該袋状膜は第１、第２、第３及び第４の辺部を有した略
   方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、
   該第４の辺部が開放部となっており、 該第４の辺部と平行な第２の辺部側を中心として該袋状
   膜を巻回して巻回体とし、該第４の辺部を該巻回体の外
   周面に臨ませたことを特徴とするスパイラル型膜モジュ
   ール。
2. 【請求項２】 請求項１のスパイラル型膜モジュールに
   対し、巻回体の端面から袋状膜同士の間に原水を流入さ
   せ、袋状膜の第４の辺部の開放部から透過水を取り出す
   ことを特徴とするスパイラル型膜モジュールへの通水方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１のスパイラル型膜モジュールに
   対し、袋状膜の第４の辺部の開放部から袋状膜内に原水
   を流入させ、巻回体の端面の袋状膜同士の間から透過水
   を取り出すことを特徴とするスパイラル型膜モジュール
   への通水方法。