JPH11169686A - スパイラル型膜モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全量濾過形式のスパイラル型膜モジュールに
おいて集水管を無くし、透過水流通抵抗を小さくする。 【解決手段】 辺部１１，１２，１３が閉じ、辺部１４
が開放した袋状膜１０内に透過水流路材１５が挿入さ
れ、袋状膜１０に接着剤１６，１７，１８が付着され
る。この袋状膜１０がシャフト２０の周りに巻回され
る。原水は巻回体２４の前端面から流入し、全量濾過さ
れる。透過水は巻回体の後端面の開放部３０から取り出
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。詳しくは、
該モジュールに導入された原水の全量を濾過する全量濾
過方式（デッドエンド形式）の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４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、
その中央部が集水管１をくるんでいる。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流路材４が挿
入されており、この袋状分離膜（袋状膜）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
型膜モジュールには、次のような解決すべき課題があっ
た。

【０００９】 懸濁質濃度が低い原水を全量濾過する
全量濾過方式の場合、原水の一部を濃縮水として流出さ
せるクロスフロー方式のものに比べて透過水が多くな
る。このように集水管１内の透過水流量を多くした場合
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。 袋状膜２内に透過してきた透過水は、該袋状膜２内
をスパイラル状に回りながら集水管１まで流れるため、
袋状膜２内の流通抵抗が大きい。しかも、袋状膜２内か
ら集水管１に流れ込む集水管スリット部付近での流通抵
抗も大きい。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、透過水流通抵抗が小さいスパイラル
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、袋状膜の内部に透過水流路材が配置さ
れ、袋状膜同士の間には原水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の辺部は開
放部となっており、前記第４の辺部と直交する第１の辺
部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前
記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺
部に対向する第２の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、
該袋状膜同士の間の原水流路は、該第１、第３及び第４
の辺部の全体が封じられており、原水は該巻回体の前端
面から袋状膜同士の間の原水流路に導入され、全量濾過
され、透過水は巻回体の後端面から取り出されることを
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、巻回体の前端面から原水が原水流路に流入する。こ
の原水は、原水流路を流れながら全量が濾過される。

【００１２】袋状膜を透過した水は、袋状膜内を巻回体
軸心線と略平行方向に流れ、巻回体の後端面の袋状膜開
放部から流出する。

【００１３】このように、透過水が袋状膜内を巻回体の
軸心線と平行方向に流れるため、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、袋状膜内から該集水管内に流れ込む際の流通抵抗が
無くなり、透過水流通抵抗が小さくなる。

【００１４】なお、集水管を無くしているため、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。そして、このように袋状膜の巻回
方向長さを大きくしても透過水の流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。

【００１５】

【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
袋状膜及び該袋状膜が巻き付けられるシャフトの斜視図
である。図１（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図１（ａ）のＢ
−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。図２はシャフト
の周りに袋状膜を巻き付ける方法を示す断面図、図３は
スパイラル型膜モジュールの側面図である。

【００１６】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透過水流出用の
開放部３０とした袋状のものである。

【００１７】この袋状の膜１０内に透過水流路材（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。なお、袋状膜１０としては、長い一枚のフィル
ムを第２の辺部１２部分で二つに折り返したものに限ら
ず、二枚の分離膜フィルムを重ね合わせ、第１の辺部１
１、第２の辺部１２及び第３の辺部１３を接着するよう
にしたものであっても良い。

【００１８】この袋状膜１０の第１の辺部１１に沿う両
面には接着剤１６が付着されている。また、袋状膜１０
の一方の面には接着剤１７，１８が付着され、この袋状
膜１０がシャフト２０の周りに巻き付けられる。接着剤
１６は第１の辺部１１に沿って付着され、接着剤１７は
第３の辺部１３に沿って付着され、接着剤１８は第４の
辺部１４に沿って付着されている。

【００１９】複数枚の袋状膜１０をシャフト２０の周囲
に巻き付けることにより、袋状膜１０が接着剤１６によ
ってシャフト２０に接着される。また、シャフト２０に
巻き付けられることにより重なり合った袋状膜１０同士
は接着剤１６，１７，１８の部分において水密的に接合
される。これにより、袋状膜１０，１０……同士の間に
は３辺部１１，１３，１４に沿って密閉され１つの辺部
１２に沿って開放した原水流路が構成される。

【００２０】なお、袋状膜１０，１０……をシャフト２
０の周りに巻き付けるに際し、図２の如く原水流路材
（メッシュスペーサ２９）を介在させる。これにより、
原水流路に原水流路材が挿入された巻回体２４が形成さ
れる。図３の通り、この巻回体２４の前縁及び後縁にそ
れぞれトップリング２６及びエンドリング２７を合成樹
脂モールド等により形成し、トップリング２６の外周に
ブラインシール２８を周設する。

【００２１】このように構成されたスパイラル型膜モジ
ュールにおいては、図３に示すように、巻回体２４の前
端面から原水が袋状膜１０，１０……同士の間の原水流
路に流入する。この原水は、巻回体２４の軸心線と略平
行方向に原水流路を流れる間に、その全量が袋状膜１０
内に透過し、透過水は巻回体２４の後端面から流出す
る。

【００２２】このスパイラル型膜モジュールにあって
は、透過水が袋状膜１０内を巻回体２４の軸心線と平行
方向に流れて後端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で
ある。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際の流
通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さくな
る。

【００２３】なお、集水管を省略しており、その分だけ
袋状膜１０の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方
向の長さを大きくしても、透過水が透過水出口（開放部
３０）まで流れる距離には変わりはないから、透過水流
通抵抗は増大せず、透過水量を多くすることができる。

【００２４】この実施の形態にあっては、複数枚の袋状
膜１０をシャフト２０に巻きつけているが、１枚の袋状
膜のみをシャフト２０に巻きつけても良い。

【００２５】また、上記実施の形態にあっては、袋状膜
１０の第１の辺部１１に沿って図１の上下両面に接着剤
１６を付着しているが、シャフト２０に付着する図１の
下面側にのみ接着剤１６を付着させても良い。この場
合、接着剤１８は第１の辺部１１の端縁に確実に達する
ように付着させ、原水が透過水取出側（巻回体２４の後
方側）にリークしないようにする。

【００２６】

【発明の効果】以上の通り、本発明のスパイラル型膜モ
ジュールにおいては、集水管が不要であり、透過水の流
通抵抗が小さい。また、膜面積を大きくとることがで
き、しかも膜面積を大きくしても透過水流通抵抗が増大
しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）図は実施の形態に係る袋状膜の斜視図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）図
は（ａ）図のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図２】実施の形態に係るスパイラル型膜モジュールの
袋状膜の巻き付け方法を示す断面図である。

【図３】実施の形態に係るスパイラル型膜モジュールの
側面図である。

【図４】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。

【符号の説明】

１０ 袋状膜 １１ 第１の辺部 １２ 第２の辺部 １３ 第３の辺部 １４ 第４の辺部 １５ 透過水流路材 １６，１７，１８ 接着剤 ２０ シャフト ２４ 巻回体 ２９ 原水流路材（メッシュスペーサ） ３０ 透過水流出用の開放部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広田 守之 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗田 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 袋状膜の内部に透過水流路材が配置さ
   れ、袋状膜同士の間には原水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の辺部は開放部となっており、 前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当て
   て袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻
   回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の
   辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、 該袋状膜同士の間の原水流路は、該第１、第３及び第４
   の辺部の全体が封じられており、 原水は該巻回体の前端面から袋状膜同士の間の原水流路
   に導入され、全量濾過され、透過水は巻回体の後端面か
   ら取り出されることを特徴とするスパイラル型膜モジュ
   ール。