JPS6323924Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、浄水器用の中空糸瀘過モジユールに
関し、より詳しくは、例えば原子力発電用水等の
ように金属イオンや微細なコロイド状物を含む用
水を比較的大量に浄化処理するための浄水器用に
適した中空糸瀘過モジユールに関する。

［従来の技術］ 従来より水中の鉄錆や浮遊物を除去するための
浄水器としては、代表的には限外瀘過フイルター
を使用したものが知られているが、フイルターの
目詰まりが生じやすかつた。また、このような浄
水器により除去できる微粒子のサイズには限界が
あり、かつ金属イオンを除去することはできなか
つた。

例えば沸騰水型原子力発電のタービンから回収
される回収水には、約15ppb程度の鉄イオンや微
細なコロイド状物等の不純物が含まれているが、
これをそのまま回収し原子炉に復水循環させる
と、前記不純物が炉中で凝集付着し、発電効率の
低下を招くため、これら不純物の量が少なくとも
0.5ppb程度以下になるように浄化して復水させる
必要がある。

上記のように、回収水中に含まれる不純物であ
る極く微細なコロイド状物や、金属イオン等を高
い効率で除去することが必要な場合には、一般の
水処理分野では、逆浸透膜を使用した浄水装置が
好適に使用されている。しかしながら、逆浸透膜
装置の場合には、瀘過に要する圧力が非常に高く
なりやすく、したがつて装置を大型なものにする
必要があり、原子力発電回収水の処理等クローズ
ドシステムにすることが必要な系での瀘過モジユ
ールとしては不向きであつた。

一方、多孔質中空糸瀘過膜は、優れた浄水機能
を有しているが、微細なコロイド状物や金属イオ
ン等を比較的多量に含む水を大量に瀘過処理する
必要がある分野に適用した場合、瀘過膜の目詰ま
りが起りやすく、またこの目詰まりを解消させ機
能回復させることが難しいという問題から、従来
あまり使用されていなかつたのが現状である。更
に、原子力発電循環水の処理の場合には、機能面
からだけではなく、経済性、維持管理、廃棄物処
理の面から実質的な瀘過装置が開発されていない
のが現状である。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案の目的は、金属イオンや極く微細なコロ
イド状物を比較的多量に含む水を大量に浄水処理
するのに好適な中空糸瀘過モジユールを提供する
ことにある。

本考案の他の目的は、浄化装置に瀘過モジユー
ルを設置したままの状態で目詰まりを生じた瀘過
膜の機能回復のための洗浄操作を容易に実施する
ことのできる中空糸瀘過モジユールを提供するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本考案の中空糸瀘過モジユールは、
環状部材と、前記環状部材の内面に固着され、多
数の中空糸瀘過膜をそれぞれの開口端を開口状態
を保つたままＵ字型に集束固定した固定部材と、
前記環状部材に接合し、前記中空糸瀘過膜のＵ字
形成方向に伸びるように配設された支持部材と、
前記中空糸瀘過膜のＵ字状部の中央を通過し、前
記支持部材に接続する中空糸サポート部材と、前
記支持部材と平行を保ち、かつその開口が前記環
状部材側の逆側に位置するように前記中空糸サポ
ート部材に設けられた閉管からなるスペーサーと
を具備し、該スペーサーが複数個の貫通孔を有す
ることを特徴とする。

［考案を実施するための好適な態様］ 以下、本考案の中空糸瀘過モジユールにつき図
面を参照しつつより詳細に説明する。

第１図は、本考案の中空糸瀘過モジユールの一
態様例を示す模式図であり、第１ａ図はその斜視
図（中空糸瀘過膜の図示は省略されている）、第
１ｂ図は、Ａ−Ａ線での切断断面図、第１ｃ図
は、Ｂ−Ｂ線での切断面の拡大部分図である。

本考案の中空糸瀘過モジユールは、基本的には
環状部材１と、固定部材２と、中空糸瀘過膜３
と、支持部材４と、中空糸サポート部材５と、ス
ペーサー６とから構成される。

環状部材１は、浄水器内に中空糸瀘過モジユー
ルを設置するに際して該モジユール全体を支持す
るための支持部材として機能するものであり、代
表的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い。また、その外周面の形状
に関しては、浄水器中の該モジユールの設置態様
に合わせて種々の形状をとり得る。この環状部材
１の内面には、中空糸瀘過膜３の端部を固定し、
かつこれを瀘過膜として機能させるために浄化す
べき水と浄化された水との仕切り部材として機能
する固定部材２が接合される。固定部材２には、
多数の中空糸瀘過膜３がそれぞれの開口端を開口
状態を保つたままＵ字型に集束して固定されてい
る。固定部材２は、ポリウレタン、エポキシ樹
脂、シリコン樹脂等により構成されるのが一般的
である。環状部材１には、支持部材４が接合さ
れ、中空糸瀘過膜のＵ字形成方向に伸びるように
配設される。この例に於いては、支持部材４は、
二本の支柱の形でそれぞれがほぼ平行を保つて設
置されているが、種々の形状をとることが可能で
ある。また支柱の形で設置される場合には、該支
柱は種々の断面形状をとることが可能であり、例
えば円弧、円、矩形等が代表的なものとして例示
できる。支持部材４は、中空糸瀘過膜３が接触す
ることにより該瀘過膜が損傷されることのないよ
う、エツジ部を有さないものであることが好まし
い。

この支持部材４の先端部若しくは途中に、中空
糸瀘過膜３のＵ字状部の中央を通過し（第１ｂ図
参照）、中空糸瀘過膜３を常時そのままのＵ字型
を保つて保持するための丸棒状の中空糸サポート
部材５が接合されている。そしてこの中空糸サポ
ート部材５のほぼ中央に、スペーサー６が前記支
持部材と平行を保つて接合されている。このスペ
ーサー６は、一端のみが閉じられた閉管からな
り、環状部材１側の逆側に、すなわち中空糸瀘過
モジユール外部へ向いた開口６ａを有する。

第２図は、本考案の中空糸瀘過モジユールの他
の実施態様例に於けるスペーサーの近傍の拡大部
分図であり、第１ａ図はその斜視図、第２ｂ図は
Ｂ−Ｂ線での切断断面図である。本考案に於いて
は、第１ｃ図に示したように、２本の中空糸サポ
ート部材５がスペーサー６を挟持して固定してい
るものであつても良いし、第２ｂ図に示すように
１本の中空糸サポート部材５がスペーサー６を貫
通しつつ固定しているものでもさしつかえない。

本考案の有するスペーサー６は、先に述べたよ
うに、環状部材１側方向と逆の方向へ向いた開口
６ａを有する閉管からなるものであり、その断面
形状は、第１ａ図に示したような円形に限定され
ることなく、例えば楕円、角部が面どりされた
種々の多角形等のあらゆる形状を取り得るもので
ある。

このスペーサー６には、閉管内の中空部６ｂと
閉管外部とを連通した貫通孔７が複数個設けられ
ている。この貫通孔７は、中空糸瀘過膜３の気泡
による機能回復処理に際し、中空部６ｂに開口６
ａから流入した気泡が集合することによつて形成
された気相から、新たな大きさと放出方向を有す
る気泡を送り出し、Ｕ字形に収束された中空糸瀘
過膜３内部へも効果的に気泡を送り込む機能を有
する。

本考案の有するスペーサー６の大きさは、中空
糸瀘過モジユールの大きさにしたがい適宜選択さ
れるので一概には規定できないが、管状スペーサ
ー６の長さについては、下方はＵ字型に集束され
ている中空糸瀘過膜３より幾分突出する程度の長
さで、上方は中空糸瀘過膜３の中央内部に気泡を
送り込むことができるのに十分な長さであること
が好ましい。一方、管状スペーサー６の有する開
口６ａの大きさは、中空糸束の中央内部に送り込
むためのモジユールの下方からの気泡の必要量を
十分に収集できる程度の大きさとされ、環状部材
１の内部断面積の1/50以上であることが適当であ
る。

一方、スペーサー６に設けられる貫通孔７の形
状、大きさあるいは設置位置等は、特にＵ字形に
集束された中空糸瀘過膜３内側部分に向けて瀘過
膜の機能回復処理に十分な量の気泡を効率良く送
り込むことができるように、中空糸瀘過モジユー
ルの構断、それに伴なつたスペーサー６の形状及
び大きさ、並びに中空糸瀘過膜３のモジユール内
での設置状態等に応じて適宜選択すれば良い。

すなわち、貫通孔７の形状は、その内部断面が
円形、楕円形、多角形等の種々の形状とすること
ができる。また、貫通孔７は、第１ａ図に示した
ようにその内径がスペーサー６の内部から外部へ
向けて一定であるような形状のものでも良いし、
スペーサー６の内部から外部へ向けて細くなつた
ノズル形状のものであつても良く、良好な気泡の
形成を可能とする形状ならばどのような形状のも
のでも良い。更に、貫通孔７の設置位置及び開口
の方向は、気泡が中空糸束内部に効果的に送り込
まれるような位置及び方向とされるが、スペーサ
ー６の側壁の中空糸支持部材５が接合されている
面、すなわちＵ字形に収束された中空糸瀘過膜３
の中央部へ向いた面に主として設けるのが好適で
ある。スペーサー６に設けられた多数個の貫通孔
７の内径は、必要に応じて同一としても良く、ま
た種々に変化させても良い。スペーサー６に設け
られる貫通孔７の個数は、スペーサー６の大きさ
やスペーサー６から放出させるべき気泡の量等に
応じて決定される。

例えば、Ｕ字形に集束した中空糸瀘過膜３内側
部分の広い範囲に均一に分散させて気泡を送り込
むためには、スペーサーのＵ字形に収束された中
空糸瀘過膜３の中央部へ向いた面の下方から上方
の全域にわたつて、多数の貫通孔を設け、上方に
ある貫通孔の内径を下方に設けられた貫通孔の内
径よりも、良好な気泡の形成が妨げられない範囲
内でより小さくしたような構造のスペーサーが好
適である。これは、スペーサー上方部にある貫通
孔の内径をできるだけ小さくすることにより気泡
の放出速度を抑えてスペーサー内部に形成される
気相の占める体積をより大きくして、気相と液相
との境界面がスペーサーの下方部分にまで達する
ようにし、下方部分にある貫通孔からは、スペー
サー内の気泡をもれなく貫通孔から中空糸束の中
央部方向へ放出することが可能となりるためであ
る。

なお、スペーサー６は、中空糸サポート部材５
とは異り、中空糸瀘過膜３のＵ字状部の中央を通
過し、Ｕ字型を保持する機能は有さない。中空糸
サポート部材５およびスペーサー６も、前記支持
部材４と同様エツジ部を有さない断面形状のもの
であることが好ましい。

本考案の中空糸瀘過モジユールを構成する部材
としての環状部材、支持部材、中空糸サポート部
材およびスペーサーは、いずれも焼却により有害
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
い。また、中空糸瀘過膜３としては、種々のもの
が使用でき、例えばセルロース系、ポリオレフイ
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瀘過
膜が使用できる。しかし耐久性に優れ、かつ瀘過
性能に優れたものとしては、ポリオレフイン系の
多孔質中空糸膜が挙げられる。その中でも、微細
なコロイド状物を瀘過するのに好適であり、瀘過
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、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(株)製）が挙げられる。

本考案の中空糸瀘過モジユールを、コロイド状
物を比較的多く含む水を大量に処理する必要があ
る分野で使用する場合には、瀘過膜の目詰まりが
生ずることは避けられないが、本考案の中空糸瀘
過モジユールではその機能回復処理を簡単かつ効
率的に実施してその初期性能を回復させることが
できる。この機能回復処理法としては、瀘過実施
時とは逆の水流を流すと同時に、モジユールの下
方から気体を吹き込むことによつて生ずる気泡を
中空糸瀘過膜３に当てて、中空糸瀘過膜３に物理
的振動を加え、中空糸瀘過膜３の表面に凝集付着
しているコロイド状物等を震い落す方法を用いる
のがよい。しかしながら、この気泡による瀘過機
能の再生処理を従来型の中空糸瀘過モジユールの
際に、気泡が中空糸瀘過膜３の全表面に対しては
なかなかうまく当たらないことが多く、そのため
に十分な中空糸瀘過膜３の機能回復ができなかつ
たり、気泡による液体の乱れに起因する中空糸瀘
過膜３同士にからみあいが生じ、瀘過機能の低下
をきたしたり、極端な場合には、この中空糸同士
のからみあいにより中空糸瀘過膜３の一部が損傷
され、もはや瀘過膜として機能できないような事
態が発生することもあつた。

しかしながら、本考案の中空糸瀘過モジユール
に於いては、中空糸瀘過膜３をＵ字型をそのまま
のＵ字形を保つための中空糸サポート部材５が支
持部材４に接合されて設けられているために、気
泡によるモジユールの瀘過機能再生処理時に中空
糸瀘過膜３のＵ字型集束形状が乱れることがな
い。また、本考案で用いる中空糸サポート部材５
は、瀘過実施時に水流により中空糸瀘過膜３が浮
き上がるのを防止するとともに、過度に中空糸瀘
過膜３が屈曲疲労を受け、早期に劣化が生じるの
を防止する役目も果す。更に本考案の中空糸瀘過
モジユールに於いては、中空糸サポート部材５の
ほぼ中央に、スペーサー６が支持部材と平行を保
つて接合されているので、前記気泡処理法により
中空糸瀘過膜３の機能回復処理を実施する場合に
は、気泡がスペーサー６によつてＵ字型に集束さ
れている多数の中空糸瀘過膜３の中央内部にも送
り込まれるので、中空糸瀘過膜３の外表面だけで
なく中央内部に対しても気泡を当てることが可能
である。特に、本考案の中空糸瀘過モジユールの
有するスペーサー６は、開口６ａより中空部６ｂ
に流入した多数の気泡がそこに滞留して集合し気
相を形成し、その気相から再び貫通孔７を通じて
新たな大きさと放出方向を持つて放出されるよう
な構造となつており、スペーサー６に設ける貫通
孔７の大きさ、数、あるいはその設置位置等を制
御することにより、中空糸束内部の全体に均一に
十分な量の気泡を効率良く当てることができ、効
果的に中空糸瀘過膜３の表面に凝集付着したコロ
イド状物等を瀘過膜表面から震い落すことができ
る。

第３図は、本考案の中空糸瀘過モジユールの他
の一態様例を示す模式斜視図である。本図に於い
ても中空糸瀘過膜の図示は省略されている。この
例に於いては、支持部材４が円筒状の形状のもの
として設けられ、この円筒状支持部材４の下方内
部に、スペーサー６を有する中空糸サポート部材
５が接合されている。円筒状支持部材４は、中空
糸サポート部材５を固定する支持体としての役割
を果すと同時に、中空糸瀘過モジユールが製造さ
れてから実際に使用されるまでの間の貯蔵あるい
は輸送時に、中空糸瀘過膜３が損傷されないよう
保護する機能も有する。また、本例に於いては、
環状部材１と円筒状部材４とがそれぞれ別々の部
材として形成されているが、もちろんこれらを完
全に一体化して形成することもできる。なお、円
筒状支持部材４の表面の環状部材１に近い部位に
設けられた開口８は、前記の気泡再生処理時に気
泡が中空糸瀘過モジユールの内部にたまるのを防
止し、該モジユール外へ気泡を排出する役割を果
す。また、このように支持部材４が円筒状形状の
場合には、より大きな開口７を多数設け、浄化処
理時あるいは気泡再生処理時に中空糸瀘過膜３の
移動自由度を円筒内に留めることなく増加させる
とともに、中空糸瀘過膜３と浄化すべき水との接
触効率を高めることも有効である。

なお、これまで述べた本考案の例に於いては、
中空糸サポート部材が、スペーサーを中心とした
放射状の２方に伸びて設けられていたが、本考案
の中空糸サポート部材は、スペーサーを中心とし
た放射状に３方以上に伸びて設けられているもの
であつても良い。その際には、支持部材は、中空
糸サポート部材のスペーサーから伸びる本数に応
じた本数で設けられ、多本数の中空糸瀘過膜は、
３本以上の中空糸サポート部材に均等に分配され
て保持され、３つ以上に中空糸束に分割される。
このような構造を有する本考案の中空糸瀘過モジ
ユールに於いては、瀘過処理水に対する、あるい
は瀘過膜の機能回復処理の際の気泡に対する中空
糸瀘過膜の分布がより分散され平均化され、更に
効率良い瀘過及びモジユールの再生処理効果を得
ることができる。

［考案の効果］ このような本考案の中空糸瀘過モジユールによ
れば、中空糸サポート部材の設置により、気泡に
よる再生処理時には、中空糸瀘過膜のＵ字型の集
束形状が過度に乱れることがなく、また瀘過実施
時には、水流により中空糸瀘過膜が浮き上がるの
を防止するとともに、過度に中空糸瀘過膜が屈曲
疲労を受けるのを防止することもできる。

更に中空糸サポート部材の中央部にスペーサー
を設けたことにより、再生処理時に、中空糸束の
内部に対しても気泡を当てることができ、浄水器
用の中空糸瀘過モジユールとして優れた性能を発
揮することが可能である。

特に、本考案の中空糸瀘過モジユールの有する
スペーサーは、再生処理時により多くの気泡を収
集するのに十分な広さの中空糸瀘過モジユール外
部へ向いた開口を有し、かつスペーサー内に流入
した気泡を、一時滞留させてから貫通孔によつて
中空糸束内部方向へ新たに放出することのできる
構造となつており、中空糸束内部の全体に均一
に、十分な量の気泡を当てることが可能であり、
気泡処理法による中空糸瀘過膜の機能回復処理を
より速やかにかつ効果的に実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の中空糸瀘過モジユールの一
態様を示す模式図であり、第１ａ図はその斜視
図、第１ｂ図はＡ−Ａ線断面図、第１ｃ図はＢ−
Ｂ線に沿つた切断面拡大部分図であり、第１ａ図
と第１ｂ図に於いては中空糸瀘過膜の図示は省略
されている。第２ａ図は本考案の中空糸瀘過モジ
ユールの中空糸サポート部材およびスペーサーの
近傍の他の実施態様例に於ける斜視図、第２ｂ図
は第２ａ図のＢ−Ｂ線での切断面拡大部分図、第
３図は本考案の中空糸瀘過モジユールの他の態様
例を示す模式斜視図であるが、これらの図に於い
ても中空糸瀘過膜の図示は省略されている。 １：環状部材、２：固定部材、３：中空糸瀘過
膜、４：支持部材、５：中空糸サポート部材、
６：スペーサー、６ａ，８：開口、６ｂ：中空
部、７：貫通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 環状部材と、前記環状部材の内面に固着され、
   多数の中空糸瀘過膜をそれぞれの開口端を開口状
   態を保つたままＵ字型に集束固定した固定部材
   と、前記環状部材に接合し、前記中空糸瀘過膜の
   Ｕ字形成方向に伸びるように配設された支持部材
   と、前記中空糸瀘過膜のＵ字状部の中央を通過
   し、前記支持部材に接続する中空糸サポート部材
   と、前記支持部材と平行を保ち、かつその開口が
   前記環状部材側の逆側に位置するように前記中空
   糸サポート部材に設けられた閉管からなるスペー
   サーとを具備し、該スペーサーが複数個の貫通孔
   を有することを特徴とする中空糸瀘過モジユー
   ル。