JPS6087804A - 濾過装置 - Google Patents

濾過装置

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JPS6087804A
JPS6087804A JP59191893A JP19189384A JPS6087804A JP S6087804 A JPS6087804 A JP S6087804A JP 59191893 A JP59191893 A JP 59191893A JP 19189384 A JP19189384 A JP 19189384A JP S6087804 A JPS6087804 A JP S6087804A
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conical
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tube
module
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JP59191893A
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マイケル・アラン・ドリスコル
ジエイムズ・ハーバート・エドワーズ
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EMD Millipore Corp
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Millipore Corp
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/02—Couplings of the quick-acting type in which the connection is maintained only by friction of the parts being joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/17—Supported filter elements arranged for inward flow filtration open-ended the arrival of the mixture to be filtered and the discharge of the concentrated mixture are situated on both opposite sides of the filtering element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • B01D63/12—Spiral-wound membrane modules comprising multiple spiral-wound assemblies
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
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    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、膜式分離器を用いるろ過装置に関し、特に、
軸方向に配列したろ過モジュールを使用する機構に関す
る。
今日のｐ過装置には、ｐ液管にらせん状に巻装されたＰ
膜から成るフィルタ・モジュールがしばしば用いられて
いる。この種のｐ過装置は、不純溶液から極めて純粋な
ｐ液、例えは脱塩された純粋水特に薬学的に純粋な水を
生成するのに好適に使用されている。本発明のｐ過装置
の対象とされる不純溶液は、濾過を必要とする任意の溶
液であってよく、例えば人間が飲むには安全であると考
えられる水であってもよい。
ｐ過すべき溶液は、ｐ過モジュールの心臓部である半透
膜を通して圧力下でｐ過される。フィルター内の膜は、
ｐ過すべき特定の溶液に適合するようにいろいろに変更
される。膜の細孔度は、不純溶液内の分子の分子量また
は粒子の粒度の関数として選定される。本発明は、通常
の飲用水から薬学的に純粋な水を生成する場合に関連し
て説明する。
上記半透膜は、中心のｐ液管の外周にらせん状に巻回さ
れ固着されたシートである。ｐ液管には、その周シの半
透膜即ち一過膜に連通ずる多数の半径方向の穴が穿設さ
れている。未ｐ過液が圧力下で膜を通して圧送され、ｐ
液管内へ半径方向に通される。このような沖液管とその
周シに巻回された膜とから成るモジュールが多数個設け
られて直列に円筒形圧力容器内に配設され、それらのｐ
液管が直列に連結されてｐ液を装置外へ搬出するための
中央収集導管が構成される。このような基本的構成を治
する装置は、米国特許第３．８８０．７５５号に開示さ
れている。
らせん状に巻回された膜は、長時間使用すると膨張し、
中心ｐ導管の軸方向にずれて、望遠鏡のように伸長する
傾向（「望遠鏡状伸長現象」と称する）がちシ、モジュ
ールの両端が僅かに円錐形になってしまう。このような
理由から、直列に連結される各モジュールは互いに突合
せ関係に配列されていない。なぜなら、突合せ関係に連
結すると、各モジュールの「望遠鏡状伸長現象」の累積
によってモジュール、特にｐ過装置の両端に位置するモ
ジュールが破損してしまうことがある。
この欠点を防止するために、らせん状の巻装膜に当接さ
せてそれらの軸方向の移動従って望遠鏡状伸長現象を制
限する押えプレートが設けられている。そのような押え
プレートは、通常、Ｐ膜に係合する平坦な面を鳴する円
形プレートであシ、濃縮液を１つのモジュールから他の
モジュールへ通すだめの多数の穴を鳴している。ある種
の押えプレートは、スポーク付車輪に類似しておシ、そ
の車輪のハブにはｐ液通路の一部を構成する穴が設けら
れている。車輪のリムは、その周縁においてフィルター
モジュールの面に係合させることができる環状リングで
あシ、へプからリムにまで放射状に延長しているスポー
クは、フィルタモジュールの「望遠鏡状伸長現象」を防
止するためにモジュールの端部に係合する押圧部側であ
る。各モジュールの芯を構成するｔ液管は、各モジュー
ルとモジュールの間の間隙において連結管によって相互
に連結しなければならないか、ここで問題が生じる。第
１に、モジュール間の間隙には未濾過の、即ち不純な流
体が包含されているので、連結省とモジュールとの間の
継手部は、流体密としなけれはならず、かつ、装置内の
流体圧がかけられたシ、除去されたシしたとき液圧ショ
ックによる歪曲作用に耐えるのに十分な強度を有するも
のとしなけれはならない。
第２に、流体の流れを制限するこれらの区域は、また、
ある種の用例においてはバクテリアの繁殖を助長するこ
とになる。
第５に、連結管自体が、高圧を受けるので流体漏れの源
となシ、また、連結管は、ゴムやその他の可撓性材料型
たれゴムと金机の複合側斜で形成されている場合、変形
して密封作用を失うことにもなる。
米国特許第３．９２８．２０４号には、金弯とゴムの複
合連結管を使用し、連結管内へ突入させたｐ液管の端部
と連結管の端部との１ｉＪＪに弾性のワッシャを介設す
ることが開示されている。このワッシャは、らせん状に
巻装されたモジュールを含むフィルタユニット内で流れ
方向が逆転されたとき生じる液圧衝撃を吸収するための
ものであるといわれている。
米国特許第４．２３２０１０号には、全体的にゴムだけ
から成る連結管が開示されている。この連結管は、衝撃
に耐えるのに十分な硬度を有し、フィルターモジュール
の軸方向に延長した？５液管に衝接するように内方へ突
出したワッシャを構成する外側部分と、モジュールのｐ
液管に対し良好な密封作用を提供するように比較的硬度
の低いゴムで形成された内側部分を有している。
その他の従来例として、両端に小径の突出管を有するプ
ラグ状のものがある。この突出管をモジュールのｐ液管
の端部へ挿入し、０リングによって密封する。しかし、
密封０リングに依存した連結管は、液圧ショックを受け
たとき０リングが変形してしまうのみならず、沖液管の
通路内に流体を通流させない無駄な空間部分を形成する
。このようなことは望ましくなく、回避しなければなら
ない。
米国特許第４．２９へ９５１号には、ｐ液留の端部を受
容するための同軸孔を有する成形されたエラストマー製
球状体を用いることが開示されている。換言すれは、こ
れは、ｐ液管の端部を受容して位置づけする可撓性のゴ
ム球体であシ、シールを形成するためにエラストマー材
に依存している。
しかしながら、エラストマー材は、一時的な、また恒久
的な変形を受けやすく、シール（密封劇）としての信頼
性が低い。
発明の概要 本発明は、直列に連結されたフィルターモジュールを収
容する圧力容器を備えた濾過装置に適用される。各モジ
ュールは、ｐ液収集督（以下、単に収集管またはｐ液管
とも称する）の周漫に巻装されたｐ膜を有する。各収集
管には、「望遠鏡状伸長現象」を防止するためにν膜に
係合する押え手段を固定する。直列に隣接するフィルタ
ーモジュールを連結する手段は、モジュールに対し流体
密連結部を形成するように円錐形のテーパ部分を両端に
備えた左右対称の管状部材によって構成する。
第１図を参照すると、膜分離法によって濾過を行うため
のｐ過装漁：１０が示されている。濾過装置１０は、一
端を入口端板１４（第１図ではみられない）によって閉
鎮され、他端を出口端板１６によって閉鎖された円筒形
圧力容器１２と、圧力容器１２内に直列に配列された複
数個のフィルターモジュール１８とから成る。モジュー
ル１８は、ｍ１図では２個だけしか示されていないが、
必要に応じて任意の数のモジュールを設けることができ
る。
各モジュール１Ｂは、例えばポリスルホンから成る剛性
のｐ液収集管９０を構成する芯と、該芯部ち管９０の外
周にらせん状に巻装された沖膜９４とから成っておシ、
両端にはフィルタ押え部拐即ち「望遠鏡状伸長現象」防
止プレート２０を備えている。各隣接する対のモジュー
ルは、一部片構成の連結管２２によって相互に連結する
。一連のモジュール１８の最後のモジュール１８れｐ液
排出管２４に接続する。不純溶液、即ち未ｐ過液体は、
圧力下で導入パイプ２６を通して一連のモジュールの最
初のモジュールへ導入され、濾過されたｐ液は、膜９４
を透過し、各モジュールのＰ液収集管２０の側壁の孔９
２（第５図）を通って収集管９０内に流入し、ｐ液排出
管２４を通して収集槽（図示せず）へ送られる。一方、
１回の通しでは濾過されなかった不純溶液は排出パイプ
２８を通してポンプ送シ機構（図示せず）へ戻される。
入口端板１４および出口端板１６は、割シリングの形の
締付カラー２０によって圧力容器に路く締着する。
第２図を参照すると、端板１４．１６が詳細に示されて
いる。圧力容器１２の両端には半径方向外方に突出する
フランジ３２を設ける。端板１４．１６は、フランジ３
２と同径とし、各々対応する７、１７ンジ３２と合致す
る環状の平坦面３４を備えたものとする。各端板に形成
した環状溝６６内に圧縮自在の環状ワッシャ３８を装着
し該ワッシャを各フランジ３２の斜切面４０に係合させ
る。環状の溝形断面形状とした締付リング３ｏは、フラ
ンジ３２と対応する端板の表面に強く保合し、ワッシャ
３８を圧縮させる。この締付圧力は、リング３０の突部
４４に挿入したボルト４２によって与えられる。
不純溶液導入パイプ２６および排出パイプ２８は、それ
ぞれ端板１４および１６の偏心部位に溶接によって接続
する。１５液排出管２４は、端板１６の外側面の中心に
溶接する。端板１６の内側面には管２４と連通ずる中空
ボス５０を設ける。
ボス５０にブいては後に詳述するＯ フィルタ押え装置即ち「望遠鏡状伸長現象」防止部材２
０は、ポリスルホンで形成される。第４．５図に明示さ
れているように、これらの部材２０は、スポーク付車輪
に類似しておシ、リム部分６０と、スポーク６２と、へ
プロ４を冶している。
ハブ６４の中心には、第８．９図にも示されるボス６６
を受容する穴が穿設されている。ハブ６４、スポーク６
２およびリム６０の内側面は同一平面内にあシ、フィル
タ係合表面７０（第５図）を画定する。この表面７０は
、らせん状に巻回されたＰ＃９４の「望遠鏡状伸長現象
」を防止するために該Ｐ膜の端部に衝接する。
随意選択の部材として可撓性のリップシール７４を受容
する溝がリム６０の外周面に形成されている。リップシ
ール７４の目的は、不純溶液を圧力容器１２とモジュー
ル１８との間の空間７８（第３図）へ逃がすことなく、
全体的に半径方向内方へ導き、各スポーク６２と６２の
間、の開口アロを通してｐ膜へ流入させることである。
しかしながら、時には、特に不純溶液即ち未濾過溶液が
時間の経過と共に生物学的に劣化する性質のものである
場合、未濾過溶液のポケット、即ちデッドスペースが生
じるのを防止するために、部分７−ルを用いて未濾過溶
液の一部分をモジュール１８の外側空間７８へ通すこと
が望ましい場合がある。いずれにしても、リップシール
７４は、随意選択の部材であシ、本発明の一部を構成す
るものではない。
次に、第３．６．７図を参照して連結管２２およびその
モジュール１８に対する構造的関係を説明する。連結管
２２は、金属または高密度プラスチック等の実質的に非
弾性の材料で形成された対称的な形態の一部片構成のＫ
Ｕ性郡部材あシ、連続した平滑な中央孔８４と、ハブ部
分８０を有している。ハブ部分８２には、該連結管をフ
ィルタモジュール１８内へ挿入したシ、それから取出す
ためにスパナや他の把持手段によって係合し易くするた
めの互いに対向した平行な平坦面８２が形成されている
。中央孔８４の内壁の両端部分は、符号８５で示される
ように面取シされており、または拡径孔とされておシ、
円形の交差端８６を画定している。へプ部分８２の両端
からそれぞれ対応する交差端８６までは、テーバした円
錐形の外側雄部分８８が形成されている。第３図にみら
れるように、フィルタモジュール１８は、先に述べたよ
うに、例えばポリスルホンで形成された剛性のｐ液収集
管９０を構成する芯と、収集管９０の周シにらせん状に
巻装されたｐ膜９４とから成っている。管９０の側壁に
は、管の内部をフィルタモジュールのＰ膜に連通させる
多数の半径方向の穴９２が穿設されている。
ｒ膜９４０両端に１つづつ設けられた押えプレート２０
は、ｐ液管９０の端面に溶剤によって接合される。プレ
ート２００ノ１プロ４は、プラグまたはボス６６の環状
リプ１００と嵌合しそれを受容する拡径孔９８を有して
いる。プラグ６６は、例えはポリスルホンなどの硬質材
料で形成されておシ、押えプレート２０のハブ６４に溶
剤によつて接合される。ボス６６の平坦な端面１０２は
、へプロ４の、平坦な外端面１０４と同一平面内に位置
する。
ボス６６の内壁面は、連結管２０の円錐形雌表面８８と
同じテーパを有する円錐形能表面１１０を有する。ボス
６６の端部には、ボスの外周面１０６と交差する円形交
差端１１６を画定する環状の雌テーパ部分１１２が形成
されている。組立てられると、ボス６６のテーパ部分１
１２は、ｐ液管９０の内周面１０８に対して鋭角をなし
、同様に、連結管９０のテーパ部分８５は、ボス６６”
の内側テーバ表面１１０に対して鋭角をなす。この構成
は、ｐ液管９０、ボス６６および連結管２２を通シ、次
のｐ液管９０へ流れる流体の流れを円滑な無拘束の流れ
とするのを助成する。
組立に当ってはｐ液管９０およびその周シに巻装された
半透過性ｐ膜９４の両端をトリミングし、ボス６６と押
えプレート２０を接合し、ボスおよび押えプレートをｐ
液管９０に接合する。第１番目の押えプレート２０のだ
めのボス６６の孔はプラグによって閉鎖するか、あるい
はボス６６を中実部材として形成する。
使用に当っては、不純溶液が導入バイブ２６から第１番
目の押えグレート２０の各スポーク６２０間の開口アロ
を通してＰＦＪ９４内へ圧力下で圧送され、ｐ液として
穴９２を通ってＰ液管９０内へ流入する。ｐ液は、ｐ液
管９０を通ル連結管２２を通って第１図でみて左から右
へ順次に次のモジュールのＰ液管９０へ移動し、最後に
ｐ液排出管２４を通って流出する。
連結管２２はボス６６の内孔に恒久的に取付するのでは
なく、締シ嵌めによって組立てる。連結管２２の塩テー
パ部分８８およびボス６６の雌テーパ部分１１０の円錐
夾角は、８°よシ小さく、両者の間に掛止結合を設定す
るように定める。すべての部品が組立てられて流体密関
係が設定された状匙で不純溶液が第１図でみて左上から
圧力容器１２内に流入すると、該溶液は、第１番目のモ
ジュール１８の下流端を第１番目の連結管２２の上流側
の端部と流体密の錠止関係に結合させる方向に押、圧す
る力を創生ずる。そして、その力は、第１番目の連結管
の下流端を第２番目のモジュールの上流端の方へ押圧し
て、やけシ両者の流体密締ル欽めを保証する。このよう
にし、力が順次に下流へ伝えられ、最後のモジュールの
押えプレート２０のボス６６が端板１６のボス５０に対
して綜シ嵌めされる。ボス５０は、連結管２２の塩テー
パ部分８８と同様のものであり、戸よυも小さい円錐夾
角を有する塩テーパ部分を備えておシ、最後の押えプレ
ート２０のボス６６の雌テーパ部分１１０と嵌合する。
本発明の連結管２２には弾性部相が用いられていないの
で、流体衝撃によって歪みを生じることがなく、また、
不純溶液かｐ液管内へ漏入するおそれもない。
しかも、本発明のモジュールは、構造が簡単であるため
、掃除や交換を行う場合、締＃）飲めによって組みつけ
られている連結管２２から単に９耐するだけで容易に取
外すことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるろ過装置の分解透視図、第２図は
一部切除され、一部断面図で示されたろ過装置の側面図
、第３図は２つの隣接したフィルタモジニールの一部分
と連結管の断面図、第４図はＰ脱揮えプレートの正面因
、第５図は押えプレートの側面図、第６図は連結管の断
面図、第７図は連結管の端面図、第８図は連結管と嵌合
するボスの断面図、第９図は第８図のボスの断面図、第
１０１内は連結管およびフィルタモジュールの一部分の
分解透視図である。 １２：圧力容器 １８：フィルタモジ二−ル ２０：押え部材、押えグレート ２２：連結管 ６６：ボス ８０：ハブ部分 ８２：平坦面 ８５二面取された端部分 ８６：交差端 ８８二円錐形の雄テーパ部分 ９０：Ｐ液収集管 ９４：Ｐ膜 １１０：円錐形の雌テーパ部分

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）軸方向に延長した管を有するフィルタモジュールの
    ための連結管であって、両端にフィルタモジュールとの
    流体密結合を設定する円錐形テーパ部分を有する剛性の
    管状部材から成ることを特徴とする連結管。 ２）前記円錐形テーパ部分は８°より小さい円錐夾角を
    有するものである特許請求の範囲第１項記載の連結管。 ３）該連結管の開放した両端部分は、前記テーバ部分と
    交差する円形交差端を形成するように面取多されている
    特許請求の範囲第１項記載の連結籠。 ４）前記両端の円錐形テーパ部分の間に２つの平行な外
    側平坦面が形成されている特許請求の範囲第１項記載の
    連結管。 ５）前記各円錐形テーパ部分は実質的に非弾性の材料で
    形成されている特許請求の範囲第１項記載の連結管。 ６）圧力容器と、 該圧力容器内に直列に配列されており、各々、汁液収集
    管とその周シにらせん状に巻装されたｆ膜とを有する複
    数個のフィルタモジュールと、各フィルタモジュールの
    汁液収集管に固定され、ｐ膜に係合するととができる押
    え手段と、前記各瞬接するフィルタモジュールを互いに
    連結するだめのものであって、両端に該各フィルタモジ
    ュールとの流体密結合を設定する円錐形テーパ部分を壱
    する剛性の管状部材によって構成された連結管とから成
    るｐ過装置。 ７）前記円錐形テーパ部分はヂよシ小さい円錐夾角を有
    するものである特許請求の範囲第６項記載のｐ過装置。 ８）ｇσ記連結管の開放した両端部分は、０す記デーパ
    部分と交差する円形交差端を形成するように面取シされ
    ている特許請求の範囲第６項記載の沖過装置。 ９）前記各フィルタモジュールと流体密関係に結合する
    だめの結合手段は、該モジュールと連結管とに設けられ
    た相互に連結する円錐形雌テーバ表面と円錐形能表面と
    から成ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
    ろ過装置。 １０）　前記円錐形雌テーパ部分および円錐形能テーパ
    部分は中実の、実質的に非弾性材料で形成されている特
    許請求の範囲第６項記戦のろ過装置。
JP59191893A 1983-09-15 1984-09-14 濾過装置 Pending JPS6087804A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/532,733 US4517085A (en) 1983-09-15 1983-09-15 Filtration devices
US532733 1983-09-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6087804A true JPS6087804A (ja) 1985-05-17

Family

ID=24122933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59191893A Pending JPS6087804A (ja) 1983-09-15 1984-09-14 濾過装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4517085A (ja)
EP (1) EP0141201A1 (ja)
JP (1) JPS6087804A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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