JPH119969A - 中空糸膜モジュールおよび中空糸膜モジュール集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空糸膜モジュールのケースとキャップとの
接合が簡便に行え、また複数モジュールからなる集合体
を容易に構成することを可能にする、取り扱い易い、安
価に製造可能な中空糸膜モジュールおよび集合体を提供
する。 【解決手段】 モジュールケース（１）とキャップ
（５）との間に隙間を有していても液漏れしない様なシ
ール材（３）と、溝（２）に係合する接続具（４）とか
らなるサイドシール接続手段を用いることで、接続具
（４）を外してシール材（３）をずらすことにより、膜
分離装置からのモジュールケース（１）のみの脱着が容
易に行える。また、キャップ（５）に有するノズル
（６）をカップリング手段により相互に接続できるよう
にしたので、接続用配管なしにモジュール集合体を容易
に構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸膜モジュー
ルに関し、さらに詳しくはモジュールケース部分のみの
交換が容易で、使用し易い、安価な中空糸膜モジュール
およびその集合体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、人間の手で取扱える限度の重量、
あるいはそれ以上の重量を有する中型から大型の中空糸
膜モジュールは、多数本の中空糸膜を束ねて装填したモ
ジュールケースとキャップとが、接着あるいは弾性Ｏ−
リング等のシール材を介するフランジ構造により、多数
本のボルト等で結合されているのが一般的である。

【０００３】一方、特開平７−２９９３３４号公報にみ
られるように、モジュールケースとキャップとの接続を
Ｖバンドカップリングやストラブカップリングでの接続
ができるようにした簡便なモジュールの構造が提案され
ている。また、特開平６−４７２５９号公報では、スパ
イラル型逆浸透膜モジュールにおけるベッセル同士を特
殊なチーズを用いて直列に接続する構造が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中型か
ら大型の中空糸膜モジュールでは、取扱い重量を減らす
ことなどを目的としてモジュールケースのみの交換が要
求されており、前記のような従来型のモジュールでは、
一度膜分離装置に組み込まれて固定されると、モジュー
ルケースの交換を行おうとする場合に、取外しができな
いか、または取外しが不便で、同時に多数本の交換では
長時間を要し、実用上の使用に耐えなかった。

【０００５】また、前記特開平７−２９９３３４号公報
にみられるようなＶバンドカップリングやストラブカッ
プリングを使用する場合、前者では、モジュールケース
やキャップの接続部分の構造が特殊で、加工が安価にで
きないという欠点があり、後者では、カップリングによ
る傷がモジュールケースやキャップにつきやすく、寿命
が短くなるという欠点がある。

【０００６】一方、大量処理を目的とする膜分離装置で
は、処理能力の大きなモジュールを装着した方が構成が
シンプルで安価にでき、利点が大きいため、モジュール
の大型化の要求が強い。しかし、モジュールを大型にす
ればする程重量が増し、人間の手では取扱えない場合も
あり、不便である。このような場合は、大型のリフター
などの特別な運搬手段が必要となり、コストがかかって
しまい、大型化したメリットが少なくなってしまう。

【０００７】このため、特開平１−５００６４９号公報
や特開平７−１９４９４３号公報には、比較的取扱いや
すい重量のモジュールケースを集合、組み立てて大型の
モジュールにする構造が提案されている。しかし、構造
が複雑であることから、コスト的に不利であった。

【０００８】そこで、本発明は上述のような問題を解決
するため、安価で、使い易く、交換が簡便で、寿命が長
く、信頼性の高い中空糸膜モジュールならびにその集合
体を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような状況を鑑み、
モジュールケースとキャップとの接続構造およびモジュ
ールの集合方法を検討した結果、加工の安価な溝での接
続手段による固定と、キャップ部分でカップリング手段
により集合させる構造が前記目的を達成できることを見
出し、本発明を完成させた。

【００１０】すなわち本発明は、少なくとも１つの液の
出入口を有するモジュールケースと、このケースの少な
くとも片端に配置され、少なくとも２つの液の出入口ノ
ズルを持つキャップとの接合が、該接続部分を外周から
液密にシールするシール材を変形させるように覆うと同
時に、両者の接続部分の外周にそれぞれ有する溝に係合
する接続手段によることを特徴とする中空糸膜モジュー
ルを提供する。

【００１１】また、上記中空糸膜モジュールの複数が、
キャップの液の出入口ノズルにおいてカップリング手段
により相互に接続されてなる中空糸膜モジュール集合体
を提供する。

【００１２】本発明になる中空糸膜モジュールでは、モ
ジュールケースとキャップとを接合する接続手段が、前
記したようにサイドシール構造によることを特徴とす
る。

【００１３】本発明において、少くともモジュールケー
スとキャップとの接続部分は、液密性や加工性の点か
ら、それぞれ円筒状であることが好ましい。

【００１４】また、本発明におけるモジュールケースと
キャップとの両者の接続部分に有する溝は、接続される
端部からシール材でシールされる部分を除き、モジュー
ルケースおよびキャップのそれぞれの外周に帯状に形成
することが好ましく、その形状は接続具が固定できれば
どのようなものであってもよい。具体的には、幅が３〜
３０ｍｍ、深さが０．５〜１０ｍｍ程度の溝である。さ
らに好ましくは、幅が５〜１５ｍｍ、深さが１〜４ｍｍ
程度である。

【００１５】本発明では、装置の配管とモジュールケー
スの液の出入口との接続部分に、キャップとモジュール
ケースとの接合の場合と同様に溝を有し、それらの接続
がサイドシール接続手段による場合も含む。

【００１６】モジュールケースおよびキャップの材質は
どのようなものでもよい。例えば、ポリサルホン、ポリ
カーボネート、繊維強化プラスチック類（ＦＲＰ）、ポ
リ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル・ブタジエ
ン・スチレン系樹脂（ＡＢＳ）、アクリル系樹脂、ポリ
プロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ステンレ
ス鋼などが挙げられる。

【００１７】また、本発明に用いられる接続手段のシー
ル材としては、円筒状の接続部相互を外周から液密にシ
ール可能にする幅広なリング状弾性体が好ましく用いら
れるが、溝への係止による押圧で変形し、モジュールケ
ースとキャップの周囲を同時にシールできる構造であれ
ばどのような形状のものでもよい。また、その材質も特
に限定されない。例えば、エチレンプロピレンゴム、フ
ッ素ゴム、ニトリルゴム、ニトリルブタジエンゴム（Ｎ
ＢＲ）、シリコンゴム、テフロンなどが挙げられる。

【００１８】また、接続手段は溝で固定できる構造であ
ればどのようなものでもよい。例えば、ヴィクトリック
ジョイント（日本ヴィクトリック（株）製）などを使用
してもよい。その材質もどのようなものでもよい。例え
ば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウムなどの金属、ポリ
サルホン、ポリカーボネート、ＰＶＣ等のプラスチック
などが挙げられる。

【００１９】また、本発明のキャップは、液の出入口ノ
ズルをキャップの側面に少なくとも２か所有するものが
好ましい。ここで、キャップの側面とは、モジュールケ
ースとキャップを接続具で接続した状態で、モジュール
ケースの横断面方向と同一の方向を側面とする。キャッ
プの側面に液の出入口ノズルがあれば、モジュールを立
てたときに配管の取付けがし易いためである。また、キ
ャップに液の出入口ノズルを２か所以上設けることで、
複数のモジュールを集合させるときにキャップ同士を接
続し易くするためである。

【００２０】この場合のキャップの材質は、強度を必要
とするため、ステンレス鋼が実用的であるが、プラスチ
ックやＦＲＰの場合は、強度を十分にとるために十分な
肉厚と強度設計が必要となる。

【００２１】また、本発明においては、中空糸膜モジュ
ールの２本以上を接続したモジュール集合体も提案す
る。キャップ側面の液の出入口ノズルにおいて、隣り合
うモジュール同士をカップリング手段を用いてキャップ
間で接続する。これにより、キャップ自体を配管として
も利用できるため、モジュール間の配管が不要になり、
コスト的に有利になる。

【００２２】モジュールキャップ同士あるいはモジュー
ルキャップと装置の配管との接続はどのようなカップリ
ング手段を用いても構わないが、例えばＶバンドカップ
リングやクランプバンド等が好適に使用される。

【００２３】本発明におけるモジュールケースとキャッ
プの接続手段では、モジュールケース端部とキャップ端
部との間に、ある程度の隙間をとることができる。しか
も、液密にシールをした接続状態のままで、隙間部分が
変動しても、接続状態に問題はない。このため、モジュ
ールケースやキャップの公差が多少あっても接続が可能
であり、熱膨脹によるモジュールやケースの伸縮を考慮
しなくても装置の設計が可能になる。

【００２４】また、本発明のモジュールケースとキャッ
プの接続手段では、多少の曲りにも対応できるため、キ
ャップ部分につながる配管中にフレキシブル配管等を取
り付ける必要もなくなる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図１および図２に本発明の
中空糸膜モジュールおよび中空糸膜モジュール集合体を
例示するが、本発明は、これらに限定されるものではな
い。

【００２６】図１は、側面に２か所の液の出入口ノズル
（６）を有するキャップ（５）を上下に装着し、中空糸
膜（７）の両端がモジュールケース（１）と接着部
（８）で固定された本発明になる中空糸膜モジュールの
一例を示す部分断面図である。液の出入口（１０）を２
か所有するモジュールケース（１）とキャップ（５）に
は、それぞれ溝（２）を有し、接続手段の接続具（４）
がシール材（３）を介して溝（２）に係止され、モジュ
ールケース（１）を上下のキャップ（５）に固定してい
る。シール材（３）は、接続具（４）により押圧されて
変形し、モジュールケース（１）およびキャップ（５）
の側面を同時に液密にシールしている。キャップ（５）
とモジュールケース（１）との空間（９）は、ある程度
伸縮しても、液密な接続に支障はない。図１の例では、
接続手段にヴィクトリックジョイントＧ−０型（日本ヴ
ィクトリック（株）製）を用いた。

【００２７】図２は、図１の中空糸膜モジュールを３本
接続した中空糸膜モジュール集合体の一例である。キャ
ップ（５）の液の出入口ノズル（６）同士およびキャッ
プ（５）と装置の配管（１３）をＩ．Ｄ．Ｆ．クランプ
バンド（東洋ステンレス工業（株）製）（１１）により
接続している。また、末端モジュールのキャップ（５）
の液の出入口ノズル（６）の末端にはＩ．Ｄ．Ｆ．クラ
ンプバンド（１１）により、盲板（１２）を装着してあ
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明の中空糸膜モジュールでは、サイ
ドシール接続手段を用いたため、モジュールケースとキ
ャップとの間にある程度の空間的余裕が許容され、接続
具を外し、シール材をずらすだけで、モジュールケース
のみの交換を簡単に行うことが可能となる。また、モジ
ュールケースとキャップとは、簡単で安価な溝のみの加
工でサイドシール接続手段により液密にシール、結合す
ることが可能となる。さらに、キャップに有する液の出
入口ノズル同士をカップリング手段により接続すること
で、コンパクトで、安価な中空糸膜モジュール集合体を
構成することができ、大型中空糸膜モジュールの代用が
可能となる。保守、管理においてはモジュールケース部
分のみを脱着すればよいため、取り扱い重量が少なくて
済み、使い易い大型中空糸膜モジュールとなる。

【００２９】本発明になる中空糸膜モジュールおよびそ
の集合体は、どの様な用途にも適応が可能である。例え
ば、従来の凝集−沈殿−砂濾過−塩素滅菌工程を経る方
法に代わる新たな技術として水浄化システムへの応用
が、また、食品分野においては、コーヒー、紅茶、果汁
の濃縮あるいは果汁の清澄化に、バイオ・酵素・製薬分
野においては、無菌パイロジェンフリー精製水の製造
等、さらに電子工業分野においては、ウエハー研磨排水
の再利用などがあげられる。特に、大量処理や、安価な
処理が要求される用途には、産業上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる中空糸膜モジュールの部分断面
図である。

【図２】 図１の中空糸膜モジュールを３本接続した本
発明の中空糸膜モジュール集合体を示す概略図である。

【符号の説明】

１ モジュールケース ２ 溝 ３ シール材 ４ 接続具 ５ キャップ ６ 出入口ノズル ７ 中空糸膜 ８ 接着部 ９ 空間 １０ 液の出入口 １１ クランプバンド １２ 盲板 １３ 装置の配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの液の出入口を有するモ
   ジュールケースと、このケースの少なくとも片端に配置
   され、少なくとも２つの液の出入口ノズルを持つキャッ
   プとの接合が、該接続部分を外周から液密にシールする
   シール材を変形させるように覆うと同時に、両者の接続
   部分の外周にそれぞれ有する溝に係合する接続手段によ
   ることを特徴とする中空糸膜モジュール。
2. 【請求項２】 少なくとも１つの液の出入口を有するモ
   ジュールケースと、このケースの少なくとも片端に配置
   され、モジュール相互の接続を可能にする少なくとも２
   つの液の出入口ノズルを持つキャップとの接合が、該接
   続部分を外周から液密にシールするシール材を覆うと同
   時に、両者の接続部分の外周にそれぞれ有する溝に係合
   する接続手段によってなる中空糸膜モジュールの複数
   が、キャップの液の出入口ノズルにおいてカップリング
   手段により相互に接続されてなることを特徴とする中空
   糸膜モジュール集合体。