JPS61103503A - 中空糸濾過モジュール - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、炸水湯用の中空糸濾過モジュールに関する。

〔従来の技術〕

中空糸濾過膜は、優れた濾過機能を有しているため、従
来より高純度の工業用水、飲料水、医療用の無菌水等を
製造するための浄水器に使用されてきた。

これら浄水器に使用される中空糸濾過膜を具備する濾過
モジュールの構造としては、従来殆どのものが、筒状体
内に中空糸濾過膜をＵ字型にあるいは一端を封鎖した糸
状の形でそれぞれの開口端を開口状態を保ったままポリ
ウレタン等からなる固定部材に固定してなる構造を有す
るものであった。

中空糸濾過モジュールを使用して、大量の用水を工業的
規模で処理するには、中空糸濾過膜の本数を増加させる
かあるいは中空糸濾過膜の長さを長くすることで対処さ
れてきた。

しかし、単位面積当りの中空糸濾過膜の本数を増加させ
ると、ある程度比は設置本数に比例して処理用水量は増
加するが、中空糸濾過膜の設置密度が高くなり過ぎると
、中空糸濾過膜の東の中央部への処理用水の通過抵抗が
大きくなるため、設置本数に比例して処理用水量を増加
させることはできなくなる。一方、中空糸濾過膜の長さ
を長くすると、膜面積が増加するため、処理用水着を増
加させることができるが、この場合にも中空糸濾過膜の
、内径と濾過膜の性能との関係により、あるｋぎ以上で
は、中空糸濾過膜内部の波路抵抗が律速となり、処理用
水量を増加させることがでさなかった。

しかしながら、時によっては、大量の用水をできるだけ
コンパクトな中空糸Ｉ）！過モジュールを用いて処理す
ることを要請されることがあり、このような場合には、
従来知られていた構造の中空糸濾過モジュールでは対処
できなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、上述した従来の中空糸濾過モジュールの
有する問題点を解決するために、モジュールの一端に濾
液集合室を有し、この濾液集合室内の濾液を他端で回収
される濾液と合流させるための濾液配管を配設した全く
新たな構造の中空糸濾過モジュールを、特願昭５９−１
００５７１号および特願昭５９−１００５７２号として
提案した。

これらの中空糸濾過モジュールは、大量の用水をできる
だけコンパクトな形態のモジュールで処理するという目
的にはかなったものである。しかし、モジュールの構造
を簡略化するために、モジュール両端の環状部材の内面
に固着されたポリウレタン等の樹脂からなる固定部材の
中央部に濾液配管を配設すると、モジュールの輸送時、
設置丹 時、あるいは使用時にモジュール加わる振動や応力が、
濾液配管と固定部材との接合部に集中して加わるため、
この接合部に剥離が生じやすく、固定部材の仕切り部材
としての役割が十分果せなくなったり、極端な場合には
モジュールが破壊されてしまうことがあり、その傾向は
モジュールが大型化する程顕著となった。

本発明の目的は、この濾液配管と固定部材との接合部に
生じる上述した強度上の問題点を解決した、工業的浄水
器に使用するのに適した中空糸濾過モジュールを提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、中空糸濾過膜全体を効率よく利用
し、その結果コンパクトで、かつ頑丈な構造の中空糸濾
過モジュールを提供することにある。

〔問題点を解決するためのｆ段〕

、　　すなわち、本発明の中空糸濾過モジュールは、多
数の中空糸濾過膜をその開口端を集水面で開口状Ｅ；を
保ったまま集束固定する固定部材をその内面に有する二
つの環状部材がそれぞれの集水面を背にして対向するよ
う配設され、一方の集水面に濾液を収集する濾液集合室
が付設され、該濾液集合室内の濾液を他方の集水面の濾
液と合流させるだめの濾液配管が前記固定部材の中央部
を通過して配設されてなる中空糸濾過モジュールに於い
て、前記固定部材内での前記濾液６！管のの配設位置を
固定する剛性を有する支持部材が、少なくとも前記環状
部材に接合して配設されてなることを４￥徴とする。

〔発明を実施するための好適な態様〕

以下、本発明の中空糸濾過モジュールにつき図面を参照
しつつより詳細に説明する。

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの−・７５様
例を示す模式断面図である。

本発明の中′乍糸濾過モジュールは、基本的には環状部
材ｌと、Ｉ、Ｉ、Ｉ室部材２と、中空糸濾過１１り３と
、支持部材４と、濾液集合室５を形成する仕切り部材６
と、濾液配管７とから構成される。これらに加え、所望
により種々の部材が付設されてもよい。

環状部材ｌは、　？’ｆｌ水器内水中内糸濾過モジュー
ルを設置するに際して該モジュール全体を支持するため
の支持部材として機能するものであり、ノ１（本市には
リング状の形状を有するが、矩形等の断面形状のもので
もよく、またその外周面の形状に１５ｉ１　しては、浄
水器中の該モジュールの設置態様に合わせて種々の形状
をとり得る。他方の環状部材ｌ°は、濾液集合室５を形
成するための糸層部材として機能する。環状部材１．１
’の内面には、中空糸濾過＋１！Ｊ　３を固定し、かつ
これを超過膜として機能させるために被処理水と浄化水
との仕切り部材として機能する固定部材２が充填固着さ
れている。固定部材？には、多数の中空糸濾過ｆｌ＋２
３が集水面でその開口端を開口状態を保つよう集束して
固定されている。固定部材２は、一般にポリウレタン、
エポ午シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂
等の液状樹脂を固化させて形成される。なお１本発明に
いう集水面とは、被処理水が中空糸濾過１ｔ！２３の外
側から中空部へ透過し、中空部を通って開口端へ排出さ
れる際の該開口端の多数集った面をいう。

本発明の中空糸濾過モジュールは、環状部材ｌと固定部
材２と支持部材４とを有し、集水面が一端に形成された
中空糸膜固定部を二つ有し、これら中空糸Ｉ＋！、！固
定部が、それぞれの集水面を背にして瓦いに対向するよ
う配設されてなる。中空糸濾過ｎ！２３は、第１図のよ
うに二つの中空糸膜固定部間を濾液配管７とほぼ・Ｖ行
に直線状で接続して配設されたものでもよいし、あるい
は第３図のように中空糸１漠固定部に於いてＵ字型に固
定された二つのＵ字状の中空糸幅１ｌｉＳＩ模束がπい
に対向するよう配設されてもよい。一方の環状部材１′
の集水面には仕９Ｊり部材６が接合され、この仕！、ｌ
Ｊり部材６によって濾液を収集する濾液集合室５が形成
される。そして、閲液央合室５内に収集された濾液を送
液し、もう一方の集水面で得られる濾液と合流させるた
めの濾液配管７が、二つの濾過部材のそれぞれの固定部
材？内のほぼ中央部をＡ＾して配設されている。濾液配
管７は、二つの中空糸１１り固定部を一体化して中空糸
濾過モジュールを形成する接合部材としても機能してい
る。濾液配管７は第１図のようにモジュール構造の簡略
化のために一木配設するのが適当であるが、もちろん複
数本配設することもできる。

本発明の濾過モジュールに於ては、前記固定部材２内で
の濾液配管７の配設位置を固定する剛性を有する支持部
材４が、前記環状部材１．１′に接合するよう付設され
ている。第２ａ図および第２ｂ図は、支持部材４の一態
様例を示す平面図およびＡ−Ａ線切断断面図であり、濾
液配管７および環状部材ｉ、ｉ’との接合部８．９を有
すると同時に、中空糸濾過膜３の配設を可能にする空隙
部ｌＯを右している。空隙部ｌＯの個数は複数個であれ
ば幾つあってもよいが、８材の加工上、　３〜５個程度
が好ましい、接合部９は、濾液配管７の配設位置を固定
する機能を果すと同時に、濾液配管７から伝達される応
力ができるだけ固定部材２へ加わらないわよう、十分な
長さｌを有する筒状の形状とするのが好ましい、支持部
材４を設置する目的は、前述したように、濾液配管７を
経て固定部材２へ加わる応力を減することにあるので、
支持部材４は硬質の樹脂や金属を材料として製作するの
が適当である。支持部材４は二つの中空糸膜固定部の双
方に配設されることが好ましいが。

濾液集合室５を有さない側の環状部材ｌ内のみに配設し
ても同定部材２と濾液Ｉ￥管７との剥蹟に対してかなり
の防］ト効果が認められる。

本発明の中空糸濾過モジュールは、中空糸膜固定部を接
続する濾液配管７を設置したことにより、モジュール当
りのａ過液の集水口は濾液集合室５が設けられていない
側の集水面の一箇所でよく、多本数の中空糸ａ過モジュ
ールを組込んだ中空糸濾過′モジュールユニットに於け
る中空糸濾過モジュールの設置１／４足部を賽のにする
ことができる。更に、一般に中空糸濾過膜の場合、中空
糸濾過１１’２の内径と超過膜の透過性能との関係によ
り。

長さが長くなる程中空糸ａ過膜が本来有する透過性能を
現出できなくなる。すなわち、通常のｑ；　ＩＩ’Ｊで
は、透過膜の面積が例えば２倍になれば、同一・の操作
条件下では透過量も２倍になる。しかしながら、中空糸
１１りの場合には、その形態（内径）と透過性能との関
係によっても異るが２例えば膜面積が２倍になっても透
過がは２倍にならず低ドする。この低−ドする度合は、
長さが長くなる程人さくなる。：、’ｒ、　１図の例の
モンユールでは、集水面がモジュールの両端にあり、中
空糸１模を濾過した濾液が両端の集水口から集水される
ことにより、中空糸膜の長さを実質的に半分にする効果
があり、それだけｔｎｎ脱膜面積当の透過量を増加させ
ることかできる。また、第３図の例のように、モンユー
ルのｊ１位長さを同じにして二つに分割してＵ字型の中
空糸濾過膜が対向するよう配設することにより、中空糸
濾過膜の圧損に′シ与する長さは半分になり、それだけ
単位膜面積当りの透過量を増加させるどとができる。

更に、中空糸濾過膜をＵ字型に配列すれば、中空糸濾過
膜に適度の緩みを持たせられるので、中空糸濾過膜相互
の間に間隔をあけることができ。

被処理水がモジュールの中央部に位置する中空糸〜過膜
まで流れやすくなり、結果としてモジュールを構成する
中空糸濾過膜全体を、均一かつ効率よく使用することが
できる。

したがって、このような構造を有する本発明の中空糸濾
過モジュールは、構成する中空糸濾過膜全体を効−＋ｉ
よ〈利用し、その結果としてモンユールユニットの設置
面積が最小限度ですむコンパクトな中空糸濾過モジュー
ルを提供することができる。

第３図は１本発明の中空糸濾過モジュールの龍の態様例
を示す模式断面図であり、二つの中空糸１模固定部を分
割し、濾液集合室５を持たない中空糸膜固定部と濾液集
合室５を有する中空糸膜固定部とを、濾液配管７の連結
部材１１により連結して構成したものである。連結部材
１１は、外部の被処理液が濾液配管７の内部へ流入しな
いようにシール材を含むユニオン継手、フランジ継手、
ネジ継手等により構成されている０本態様例の場合には
、中空糸濾過モジュールの製造工程が簡略化できる利点
がある。

本発明の中空糸濾過モジュールを構成する部材　　　　
　、と゛しての環状部材、濾液配管等は、機械的強度お
よび耐久性を有するような材料であればどのような材料
でも使用できるが、焼却により有害ガスを出さずに完全
燃焼させることのできる炭化水素系の樹脂からなるもの
であることが好ましく、ポリカーボネート、ポリスチレ
ン、ＡＢＳ樹脂等が特に好ましい。

本発明の中空糸濾過モジュールに於ける中空糸濾過膜３
としては、種々のものが使用でき、例えばセルロース系
、ポリオレフィン系、ポリスルホン系、ポリビニルアル
コール系、ＰＭＭＡ系等の各種材料からなる中空糸濾過
膜が使用できる。しかし耐久性に優れ、かつ濾過性能に
優れたものとしては、ポリオレフィン系の多孔質中空糸
膜が挙げられる。その中でも、微細なコロイド状物を濾
過するのに好適であり、濾過膜の目詰まりに対する機能
回復操作として通常用いられる逆洗時にかかる外力に対
して耐えられるような膜が特に好ましく用いられ、この
ような中空糸膜の例としては１例えばポリエチレン中空
糸膜（ポリエチレン中空糸ＥＨＦ、商品名、三菱レイヨ
ンｖ４製）が挙げられる。

〔発明の効果〕

このように本発明の中空糸濾過モジュールによれば、構
成する中空糸濾過膜の利用効−ｉ＜が高く、モジュール
ユニットの構造が簡単でかつ耐久性に優れ、組立て加重
が容易な中空糸濾過モジュールを提供することができ、
その結果として中空糸濾過モジュールユニットのコンパ
クトが図れ、その設置面積の節減が可能となり、更に構
造面１ＭＬｅｒ−て加工面で経済的な工業性の高いｒｆ
１水器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの一態様例を
示す模式断面図であり、第２図は支持部材の一態様例を
示す拡大図で、第２ａ図はその・Ｆ面図、第２ｂ図は、
Ａ−Ａ線での切断断面図であり、第３図は、本発明の中
空糸濾過モジュールの他の態様例を示す模式断面図であ
る。 １：環状部材　　　　　　２：固定部材３：中空糸濾過
１１タ　　　　４：支持部材５：濾液集合室　　　　　
６：仕すＪり部材７：濾液配管　　　　８．９：接合部 １０：空隙部　　　　　　　１１：連結部材ｌ：接合部
の長さ 特　許　出　願　人　三菱レイヨン株式会社代　　　　
　理　　　　　人　　若　　　　　林　　　　　　忠第
３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）多数の中空糸濾過膜をその開口端を集水面で開口状
   態を保ったまま集束固定する固定部材をその内面に有す
   る二つの環状部材がそれぞれの集水面を背にして対向す
   るよう配設され、一方の集水面に濾液を収集する濾液集
   合室が付設され、該濾液集合室内の濾液を他方の集水面
   の濾液と合流させるための濾液配管が前記固定部材の中
   央部を通過して配設されてなる中空糸濾過モジュールに
   於いて、前記固定部材内での前記濾液配管の配設位置を
   固定する剛性を有する支持部材が、少なくとも一方の前
   記環状部材に接合して配設されてなることを特徴とする
   中空糸濾過モジュール。 ２）前記中空糸濾過膜が、固定部材によってＵ字型に固
   定され、Ｕ字型に集束された二つの中空糸濾過膜束が対
   向するよう配設されてなる特許請求の範囲第１項記載の
   中空糸濾過モジュール。 ３）前記中空糸濾過膜が、二つの固定部材によってその
   両端が固定され、前記濾液配管とほぼ平行に直線状に配
   設されてなる特許請求の範囲第１項記載の中空糸濾過モ
   ジュール。