JPH1076146A - スパイラル型膜モジュール - Google Patents

スパイラル型膜モジュール

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Publication number
JPH1076146A
JPH1076146A JP23323896A JP23323896A JPH1076146A JP H1076146 A JPH1076146 A JP H1076146A JP 23323896 A JP23323896 A JP 23323896A JP 23323896 A JP23323896 A JP 23323896A JP H1076146 A JPH1076146 A JP H1076146A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bag
membrane
membrane module
flow path
membranes
Prior art date
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Pending
Application number
JP23323896A
Other languages
English (en)
Inventor
Koki Shigemi
弘毅 重見
Keiji Kamimura
啓二 上村
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kurita Water Industries Ltd filed Critical Kurita Water Industries Ltd
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Priority to US08/895,838 priority patent/US5858229A/en
Priority to EP97305406A priority patent/EP0819466B1/en
Priority to DE69731430T priority patent/DE69731430T2/de
Publication of JPH1076146A publication Critical patent/JPH1076146A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

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。袋状膜10同士の間の外部
流路は、ブライン遮断壁、絞り壁及びシャフト20に囲
まれており、ブライン出口24が狭くなっている。外部
流路内に邪魔壁が形成される。

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。
【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6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が小口径では差圧が高くな
り過ぎるため、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】
【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、袋状膜同士の間の外部流路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てなり、該袋
状膜同士の間の外部流路は、第4の辺部に沿って閉塞さ
れ、第3の辺部に沿っては一部が開放されると共に残部
が閉塞され、第1の辺部に沿っては全体が開放している
ことを特徴とするものである。
【0011】かかるスパイラル型膜モジュールにおいて
は、原水は袋状膜の第1の辺部に沿う巻回体の一方の端
面から袋状膜同士の間の外部流路に流入する。この原水
は、巻回体軸心線と略平行方向に流れ、袋状膜の第3の
辺部に沿う巻回体の他方の端面から濃縮水として流出す
る。
【0012】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。
【0013】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。これに
より、透過水量が増加する。
【0014】本発明では、該第3の辺部に沿う外部流路
流出口(巻回体の他方の端面)は、第3の辺部の一部分
にのみ設けられており、濃縮水の出口が絞られた構成と
なっている。このため、外部流路内の原水水圧を高く維
持することができ、これによっても透過水量が増加す
る。
【0015】本発明では、外部流路を挟んで対面する袋
状膜同士を乱流促進用の邪魔壁で接合することにより、
外部流路を流れる原水の乱流化を促進させることができ
る。このようにすれば、膜面に沿う濃度勾配が解消ない
し減少され、透過水量が増大する。
【0016】
【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は
外部流路を示す模式図、図4はスパイラル型膜モジュー
ルの斜視図、図5は膜分離装置の断面図である。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】第4の辺部14の開放口にマウスピース
(合成樹脂製の偏平な口金部材)16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。
【0020】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。
【0021】樹脂が固化することにより袋状膜10の側
辺部がシャフト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及び外部流路材21をシャフト20の
周囲に巻回する。なお、袋状膜の巻回方法としては、セ
ンター軸に最初の袋状膜を強固に固定し、2枚目以降を
順次膜同志を次々に接合していく方法でも良い。
【0022】この巻回に際しては、袋状膜10に対し、
第4の辺部14に沿ってブライン遮断壁形成用の接着剤
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同士の間の外部流路が巻回体
の外周囲と隔絶される。
【0023】また、第3の辺部に沿って絞り壁形成用の
接着剤22を袋状膜10に塗着しておく。この接着剤2
2は、第3の辺部のうちシャフト20側(第2の辺部
側)から第4の辺部側へ向って、該第3の辺部の途中部
分まで延在している。袋状膜10の巻回後に接着剤22
が硬化すると、袋状膜10同志の間の外部流路の濃縮水
出口(ブライン出口)24が絞り壁で狭められたものと
なる。
【0024】このようにブライン出口24が狭いことに
より、外部流路内の原水水圧を高い圧力に維持すること
ができる。
【0025】なお、接着剤22はシャフト20近傍にお
いて幅(シャフト20と平行方向の幅)が広がってい
る。これは、絞り壁とシャフト20との交叉隔部付近で
の外部流路内における原水滞留を解消するためのもので
ある。
【0026】この外部流路を挟んで対面する袋状膜10
同士の中央部付近において、邪魔壁形成用の接着剤25
が袋状膜10に塗着されている。この接着剤25は絞り
壁の凹弧状曲線に倣って湾曲して設けられている。この
接着剤25が袋状膜10の巻回後に硬化することによ
り、邪魔壁が形成される。この邪魔壁は、ブライン遮断
壁及びシャフト20の双方から所定距離だけ離れてい
る。
【0027】この邪魔壁を設けることにより、外部流路
内を流れる原水の乱流化が促進される。
【0028】袋状膜10を巻回し、接着剤22、23、
25が硬化した後、巻回体の外周面の両端部にトップリ
ング30及びエンドリング31を合成樹脂モールド等に
より形成し、各リング30、31の外周にシールリング
28、29を設ける。
【0029】このように構成されたスパイラル型膜モジ
ュール26は、図5の如く耐圧ベッセル27内にシール
リング28、29を介して挿入される。耐圧ベッセル2
7には透過水の取出ポート32が設けられている。
【0030】膜モジュール26の一方の端面(第1の辺
部側)から原水を袋状膜10同士の間の外部流路に供給
し、膜モジュール26の他方の端面のブライン出口24
から濃縮水(ブライン)を流出させ、袋状膜10を透過
した透過水をマウスピース16を経て取出ポート32か
ら取り出す。
【0031】なお、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。
【0032】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、集水管による膜面積
の制限を受けない。また、透過水を膜モジュールの周面
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25mm)のもので十分である。
【0033】また、ブライン出口24を絞り壁で狭くし
ているので、外部流路内の原水水圧が高く、しかも邪魔
壁によって原水の乱流化が促進されるため、透過水量が
きわめて多いものとなる。
【0034】さらに、絞り壁とシャフト20との交叉隔
部付近での原水滞留が解消されるため、この付近での袋
状膜10の目詰りも防止される。
【0035】なお、ブライン出口24はシャフト20側
に配置されても良く、また第3の辺部の中央付近にブラ
イン出口24を配置しても良い。
【0036】
【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、外部流路内の原水水圧を
高くすることができ、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、外部流路内の原水の乱流化を促進することに
より透過水をさらに増加させることも可能である。
【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】外部流路を示す模式図である。
【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】膜分離装置の断面図である。
【図6】従来例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 20 シャフト 21 外部流路材 22 絞り壁形成用接着剤 23 ブライン遮断壁形成用接着剤 24 ブライン出口 25 邪魔壁形成用接着剤 26 スパイラル型膜モジュール

Claims (2)

    【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
    間の外部流路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
    周面に臨ませてなり、 該袋状膜同士の間の外部流路は、第4の辺部に沿って閉
    塞され、第3の辺部に沿っては一部が開放されると共に
    残部が閉塞され、第1の辺部に沿っては全体が開放して
    いる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において、前記外部流路を挟ん
    で対面する袋状膜同士を結合している、乱流促進用の邪
    魔壁が設けられていることを特徴とするスパイラル型膜
    モジュール。
JP23323896A 1996-07-19 1996-09-03 スパイラル型膜モジュール Pending JPH1076146A (ja)

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JP23323896A JPH1076146A (ja) 1996-09-03 1996-09-03 スパイラル型膜モジュール
US08/895,838 US5858229A (en) 1996-07-19 1997-07-17 Spiral wound type membrane module
EP97305406A EP0819466B1 (en) 1996-07-19 1997-07-18 Spiral wound type membrane module
DE69731430T DE69731430T2 (de) 1996-07-19 1997-07-18 Spiralförmig gewickeltes Membranmodul

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JP23323896A JPH1076146A (ja) 1996-09-03 1996-09-03 スパイラル型膜モジュール

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JP23323896A Pending JPH1076146A (ja) 1996-07-19 1996-09-03 スパイラル型膜モジュール

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JP (1) JPH1076146A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4599633B2 (ja) * 1999-04-15 2010-12-15 栗田工業株式会社 膜分離装置
US8337698B2 (en) 2009-10-30 2012-12-25 A. O. Smith (Shanghai) Water Treatment Products Co., Ltd. Spiral wound reverse osmosis membrane element

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