KR102192439B1

KR102192439B1 - 스파이럴형 막 모듈

Info

Publication number: KR102192439B1
Application number: KR1020187033567A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 우다; 겐타로우 고바야시
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2020-12-17
Also published as: CN109070007B; JP6723824B2; JP2017209603A; US10906004B2; WO2017203825A1; KR20180133510A; US20200070096A1; CN109070007A

Abstract

본 발명은, 압력 용기의 한쪽의 단부에서 원액의 공급과 농축액의 배출을 행할 수 있기 때문에, 세로 방향으로 설치하는 데 알맞은 스파이럴형 막 모듈을 제공한다.
본 발명의 스파이럴형 막 모듈은, 유공의 중심관(5)과, 막 부재가 중심관(5)에 감긴 권취체(R)와, 그 외주에 마련되는 외장재(13)를 구비하는 막 엘리멘트(1)와; 막 엘리멘트(1)를 수용하며, 축심 방향의 한쪽의 단부에 원액(7)의 공급부(22a) 및 농축액(9)의 배출부(22b)를 가지고, 축심 방향의 어느 한쪽의 단부에 투과액(8)의 배출부(23a)를 갖는 압력 용기(20)와; 그 한쪽의 단부와 막 엘리멘트(1) 사이에 배치되어, 원액(7)과 농축액(9)의 혼합을 방지하면서, 원액(7)의 공급부(22a)를 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 외측 또는 내측에 연통시키고, 농축액(9)의 배출부(22b)를 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 내측 또는 외측에 연통시키는 격벽(31∼33)을 갖는 액 유도 부재(30)를 구비한다.

Description

스파이럴형 막 모듈

본 발명은 압력 용기 내에 스파이럴형 막 엘리멘트를 수용한 스파이럴형 막 모듈에 관한 것이다.

종래의 스파이럴형 막 엘리멘트(이하, 단순히 「막 엘리멘트」라고도 함)의 구조로서는, 분리막, 공급측 유로재 및 투과측 유로재의 단수 또는 복수가, 유공(有孔)의 중심관에 감긴 권취체를 구비하는 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

도 9는 종래의 막 엘리멘트의 일부 절결 사시도이다. 이 도면에 나타내는 막 엘리멘트(1)는, 분리막(2), 공급측 유로재(6) 및 투과측 유로재(3)를 포함하는 막 부재가, 중심관(5)의 주위에 감긴 구조를 갖는다. 보다 구체적으로는, 투과측 유로재(3)의 양면에 분리막(2)을 중합시켜 3변을 접착함으로써 봉투형 막(주머니형 막)을 형성하고, 그 봉투형 막의 개구부를 중심관(5)에 부착하며, 네트형(메쉬형)의 공급측 유로재(6)와 함께 중심관(5)의 외주면에 스파이럴형으로 권취함으로써 구성된다. 이 권취체(R)의 상류측에는, 시일 캐리어 등의 상류측 단부재(10)가 마련되고, 하류측에는 텔레스코프 방지재 등의 하류측 단부재(12)가 마련된다.

상기 막 엘리멘트(1)를 사용할 때, 원액(7)은 막 엘리멘트(1)의 한쪽의 단부면측으로부터 공급된다. 공급된 원액(7)은, 공급측 유로재(6)를 따라 중심관(5)의 축심 방향과 평행한 방향으로 흘러, 막 엘리멘트(1)의 다른쪽의 단부면측으로부터 농축액(9)으로서 배출된다. 또한, 원액(7)이 공급측 유로재(6)를 따라 흐르는 과정에서 분리막(2)을 투과한 투과액(8)은, 도면 중 파선 화살표로 나타내는 바와 같이 투과측 유로재(3)를 따라 개구(5a)로부터 중심관(5)의 내부로 유입되어, 이 중심관(5)의 단부로부터 배출된다.

이러한 막 엘리멘트(1)를 압력 용기 내에 수용한, 종래의 스파이럴형 막 모듈에서는, 압력 용기의 한쪽의 단부에 원액의 공급부를 가지고, 다른쪽의 단부에 농축액의 배출부와 투과액의 배출부를 가지며, 상류측 단부재(10)의 외주에 마련한 시일재에 의해, 원액이 막 엘리멘트(1)의 내부를 유동하는 구조로 되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 압력 용기 내에 수용한 막 엘리멘트로부터 배출되는 농축액을, 막 엘리멘트의 외측에 있어서 반대 방향으로 유동시켜, 압력 용기의 외통에 있어서의 원액의 공급부에 가까운 위치에 마련한 배출부로부터 배출시키는 스파이럴형 막 모듈이 제안되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성10-137558호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2004-275817호 공보

그러나, 특허문헌 2에 기재된 스파이럴형 막 모듈은, 그 축심 방향이 수평이 되도록 설치하는 것을 상정하고 있다. 이 때문에, 스파이럴형 막 모듈의 축심 방향이 수직이 되도록 설치하는 경우, 외통에 마련한 원액의 공급부에 배관을 접속할 필요가 있기 때문에, 공간 절약화를 도모하기 어렵고, 배관 자체도 복잡해진다는 문제가 있다. 이 때문에, 특허문헌 2에 기재된 스파이럴형 막 모듈에서는, 세로 방향(수직)으로 설치하는 데 알맞은 구조라고는 할 수 없었다.

그래서, 본 발명의 목적은, 압력 용기의 한쪽의 단부에서 원액의 공급과 농축액의 배출을 행할 수 있기 때문에, 세로 방향으로 설치하는 데 알맞은 스파이럴형 막 모듈을 제공하는 데 있다.

상기 목적은 하기와 같은 본 발명에 따라 달성할 수 있다.

즉, 본 발명의 스파이럴형 막 모듈은,

유공의 중심관과, 분리막, 공급측 유로재 및 투과측 유로재를 포함하는 막 부재가 상기 중심관에 감긴, 권취체와, 이 권취체의 외주에 마련되는 외장재를 포함하는, 막 엘리멘트와

상기 막 엘리멘트를 수용하며, 축심 방향의 한쪽의 단부에 원액의 공급부 및 농축액의 배출부를 가지고, 축심 방향의 어느 한쪽의 단부에 투과액의 배출부를 갖는, 압력 용기와

상기 압력 용기의 상기 한쪽의 단부와 상기 막 엘리멘트 사이에 배치되어, 원액과 농축액의 혼합을 방지하면서, 상기 원액의 공급부를 상기 막 엘리멘트의 외장재의 외측 또는 내측에 연통시키고, 상기 농축액의 배출부를 상기 막 엘리멘트의 외장재의 내측 또는 외측에 연통시키는 격벽을 갖는, 액 유도 부재

를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스파이럴형 막 모듈에 의하면, 액 유도 부재가 압력 용기의 한쪽의 단부와 막 엘리멘트 사이에 배치되고, 이 액 유도 부재가 상기 원액의 공급부를 상기 막 엘리멘트의 외장재의 외측 또는 내측에 연통시키며, 상기 농축액의 배출부를 상기 막 엘리멘트의 외장재의 내측 또는 외측에 연통시키는 격벽을 갖기 때문에, 압력 용기의 한쪽의 단부에서 원액의 공급과 농축액의 배출을 행할 수 있다. 즉, 액 유도 부재의 격벽에 의해, 막 엘리멘트의 외장재의 외측 또는 내측으로 유도되는 원액은, 압력 용기의 다른쪽의 단부까지 유동한 후, 막 엘리멘트의 외장재의 내측으로 유입되어 또는 외장재의 외측으로 유출되어, 액 유도 부재의 격벽에 의해, 농축액의 배출부로 유도된다.

또한, 이 격벽에 의해, 원액과 농축액의 혼합을 방지할 수 있기 때문에, 특히 복잡한 배관 구조를 채용하는 일없이, 막 엘리멘트를 수용하는 압력 용기의 한쪽의 단부에, 원액의 공급부 및 농축액의 배출부를 갖는 구조로 할 수 있다. 이러한 구조에 의해, 스파이럴형 막 모듈을 세로 방향으로 설치하는 경우에, 설치 스페이스의 공간 절약화가 도모되어, 배관에의 접속이 용이해지고, 배관 경로도 간이화할 수 있기 때문에, 세로 방향으로 설치하는 데 알맞은 스파이럴형 막 모듈을 제공할 수 있다.

상기에 있어서, 상기 액 유도 부재의 격벽은, 상기 원액의 공급부로부터 유입되는 원액을 상기 외장재의 외측으로 유도하고, 상기 막 엘리멘트로부터 유출되는 농축액을 상기 농축액의 배출부로 유도하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서는, 외장재의 외측으로 유도된 원액은, 압력 용기의 다른쪽의 단부까지 유동한 후, 막 엘리멘트의 외장재의 내측으로 유입되어, 외장재의 내측을 유동하기 때문에, 막 엘리멘트의 외직경이 축소하는 방향으로 압력차가 생긴다. 이 때문에, 외장재의 외측 쪽이 더 높은 압력이 되기 때문에, 테이프 등에 의한 간이한 수단으로 막 엘리멘트와 액 유도 부재 사이의 시일을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 압력 용기는, 그 축심 방향이 상하로 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 스파이럴형 막 모듈을 세로 방향으로 설치함으로써, 설치 스페이스의 공간 절약화가 도모되어, 배관에의 접속이 용이해지고, 배관 경로도 간이화할 수 있게 된다.

또한, 상기 액 유도 부재는, 상기 외장재의 단부변에 인접하게 마련되는 원통형 격벽과, 상기 원통형 격벽의 내주측에 마련되는 원판형 격벽과, 상기 원판형 격벽에 마련되는 개구를 상기 농축액의 배출부와 연통시키는 환형 격벽을 갖는 것이 바람직하다. 이들 격벽을 가짐으로써, 간이한 구조에 의해, 압력 용기의 한쪽의 단부와 막 엘리멘트 사이에 배치하는 것만으로, 원액과 농축액의 혼합을 방지하면서, 원액의 공급부를 막 엘리멘트의 외장재의 외측 또는 내측에 연통시키고, 농축액의 배출부를 막 엘리멘트의 외장재의 내측 또는 외측에 연통시킬 수 있다.

특히, 상기 액 유도 부재는, 상기 원판형 격벽의 중앙에 마련되어 상기 중심관이 삽입되는 환형 지지부와, 상기 원판형 격벽 또는 상기 원통형 격벽으로부터 상기 압력 용기의 단부의 내벽으로 신장되는 다리부를 더 갖는 것이 바람직하다. 이러한 환형 지지부와 다리부에 의해, 스파이럴형 막 모듈을 세로 방향으로 설치하는 경우에, 막 엘리멘트의 하중을 지지할 수 있어, 중심관을 지지하면서, 원액과 농축액의 유로를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스파이럴형 막 모듈의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 스파이럴형 막 모듈의 일례를 나타내는 도면이고, (a)는 평면도, (b)는 저면도이다.
도 3은 본 발명의 스파이럴형 막 모듈의 액 유도 부재의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 스파이럴형 막 모듈의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 스파이럴형 막 모듈의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 스파이럴형 막 모듈의 액 유도 부재의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 스파이럴형 막 모듈의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 스파이럴형 막 모듈의 액 유도 부재의 다른 예를 나타내는 조립 사시도이다.
도 9는 종래의 스파이럴형 막 엘리멘트의 일례를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 스파이럴형 막 모듈은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 막 엘리멘트(1)와, 압력 용기(20)와, 액 유도 부재(30)를 구비하는 것이다. 이하, 순서대로 설명한다.

(막 엘리멘트)

막 엘리멘트(1)로서는, 도 9에 나타내는 바와 같은, 종래와 동일한 스파이럴형 막 엘리멘트를 사용할 수 있지만, 시일 캐리어 등의 기능을 갖는 상류측 단부재(10)와, 텔레스코프 방지재 등의 기능을 갖는 하류측 단부재(12)는, 생략하는 것도 가능하다. 이 때문에, 도 9를 참고로 하여, 설명한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 막 엘리멘트(1)는, 외주에 구멍을 구비하는 유공의 중심관(5)과, 분리막(2), 공급측 유로재(6) 및 투과측 유로재(3)의 단수 또는 복수를 포함하는 막 부재가 중심관(5)에 감긴 권취체(R)와, 이 권취체(R)의 외주에 마련되는 외장재(13)를 구비한다. 본 실시형태에서는, 분리막(2), 공급측 유로재(6) 및 투과측 유로재(3)를 포함하는 복수의 막 부재가, 중심관(5)의 둘레에 감겨져 있는 예를 나타내지만, 단수의 분리막 유닛이 중심관에 권취되어도 좋다.

막 엘리멘트(1)는, 통상, 공급측 유로와 투과측 유로의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부를 구비한다. 예컨대, 투과측 유로재(3)의 양면에 분리막(2)을 중합시켜 3변을 접착함으로써 봉투형 막(주머니형 막)을 형성하는 경우, 외주측 단부변의 밀봉부(11)와 상류측 단부변 및 하류측 단부변에 밀봉부가 형성된다. 또한, 상류측 단부변 및 하류측 단부변의 내주측 단부와 중심관(5) 사이에도 밀봉부를 마련하는 것이 바람직하다.

봉투형 막은, 그 개구부를 중심관(5)에 부착하고, 네트형(메쉬형)의 공급측 유로재(6)와 함께 중심관(5)의 외주면에 스파이럴형으로 권취됨으로써, 권취체(R)가 형성된다. 이 권취체(R)의 상류측에는, 시일 캐리어 등의 상류측 단부재(10)가 마련되고, 하류측에는, 필요에 따라 텔레스코프 방지재 등의 하류측 단부재(12)가 마련되어도 좋다.

분리막(2), 공급측 유로재(6) 및 투과측 유로재(3), 중심관(5)으로서는, 종래와 같은 것을 사용할 수 있다.

예컨대, 공급측 유로재(6)로서는, 임의의 재질을 이용한 네트형 시트, 메쉬 형 시트 등을 사용하는 것이 가능하지만, 예컨대, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀이 바람직하게 사용된다. 투과측 유로재(3)에는, 임의의 재질을 이용한 네트형 시트, 메쉬형 시트, 홈을 갖는 시트, 파형 시트 등을 사용할 수 있다. 분리막(2)에는, 역침투막, 나노 여과막, 초여과막 등을 사용할 수 있다.

외장재(13)로서는, 종래의 막 엘리멘트(1)와 마찬가지로, 수지 시트, 수지 테이프, 섬유 보강 수지, 이들의 복합 구조를 사용할 수 있다. 단, 본 발명의 스파이럴형 막 모듈에서는, 외측에 압력 용기를 구비하고 있어, 핸들링 시의 손상의 우려가 없기 때문에, 종래의 막 엘리멘트(1)에 비해서 내압성이 작은 외장재(13)를 채용할 수 있다. 이러한 외장재(13)로서는, 수지 테이프, 수지 필름 열 수축 튜브가 바람직하다.

(압력 용기)

압력 용기(20)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 막 엘리멘트(1)를 수용하며, 축심 방향의 한쪽의 단부에 원액(7)의 공급부(22a) 및 농축액(9)의 배출부(22b)를 가지고, 축심 방향의 어느 한쪽의 단부에 투과액(8)의 배출부(23a)를 갖는다. 본 실시형태에서는, 축심 방향의 한쪽의 단부가 하측에 배치되고, 다른쪽의 단부가 상측에 배치되며, 하측의 단부에 마련되는 바닥부 부재(22)에 원액(7)의 공급부(22a) 및 농축액(9)의 배출부(22b)를 가지고, 상측의 단부에 마련되는 상부 부재(23)에 투과액(8)의 배출부(23a)를 갖는 예를 나타낸다.

본 실시형태에 있어서의 압력 용기(20)는, 원통 부재(21)를 더 가지고, 원통 부재(21)의 상단 및 하단에, 상부 부재(23) 및 바닥부 부재(22)가, 액밀 상태로 감합된다. 액밀 상태로 하기 위해, 예컨대, O 링 등이 사용되고, 내부의 압력에 대한 빠짐 방지를 위한 각종 구조를 더 채용할 수 있다(모두 도시 생략).

원통 부재(21)는, 수지, 금속, 세라믹스 등의 임의의 재료로 형성하는 것이 가능하지만, 내압 성능과 경량화의 관점에서, 맨드릴 등의 원주형 금형을 이용하고, 이것에 보강 섬유(로빙 섬유)를 감은 섬유 보강 수지로 형성되는 것이 바람직하다.

도 1∼도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 바닥부 부재(22)의 원액(7)의 공급부(22a) 및 농축액(9)의 배출부(22b)에는, 외부 배관과 접속하기 위한 접속관(25a, 25b)을 액밀 상태로 감합시키는 개구가 형성된다. 도시한 예에서는, 베이스(26)에 외부 배관(26a, 26b)이 마련되고, 베이스(26)에 마련된 개구부에, 접속관(25a, 25b)이 액밀 상태로 감합된다. 접속관(25a, 25b)을 액밀 상태로 하기 위해, 예컨대, O 링 등이 사용되고, 빠짐 방지를 위한 각종 구조를 더 채용할 수 있다(모두 도시 생략).

또한, 도시한 예에서는, 베이스(26)에 마련되는 나사 구멍에 대하여, 바닥부 부재(22)에 결합되는 파스너(28)를 통해, 볼트(27)를 나사 결합함으로써, 압력 용기(20)를 베이스(26)에 고정한다.

상부 부재(23)에 투과액(8)의 배출부(23a)를 갖는 경우, 바닥부 부재(22)에는, 중심관(5)을 폐색시키는 감입부를 마련하는 것이 바람직하다. 이 예에서는, O 링 등을 바닥부 부재(22)의 감입부에 유지시켜, 삽입한 중심관(5)을 액밀 상태로 유지한다(도시 생략).

도 1∼도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 상부 부재(23)에는, 투과액(8)의 배출부(23a)에 더하여, 공기 제거부(23b)가 마련된다. 투과액(8)의 배출부(23a)는, 중심관(5)의 감입부와, 외부 배관의 접속부를 갖는다. 공기 제거부(23b)에는, 예컨대, 밸브를 갖는 배관이 접속되어, 압력 용기(20)의 내부에 원액(7)을 채울 때에는 밸브가 개방되고, 운전 시에는 밸브가 폐쇄된다.

(액 유도 부재)

액 유도 부재(30)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 압력 용기(20)의 한쪽의 단부와 막 엘리멘트(1) 사이에 배치된다. 도시한 예에서는, 액 유도 부재(30)와 막 엘리멘트(1)를 걸치도록, 테이프(29)를 감아, 간이한 시일이 행해져 있다. 또한, 액 유도 부재(30)는, 막 엘리멘트(1)의 권취체(R)의 하단과, 압력 용기(20)의 단부의 내벽과, 접촉하여 배치된다. 이때, 도시한 예에서는, 액 유도 부재(30)의 센터링을 위해, 원통 부재(21)의 내벽에 다리부(35)의 외벽이 접촉하는 구조로 이루어져 있지만, 다른 방법으로 센터링을 행하는 것도 가능하다(도 7 참조).

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 액 유도 부재(30)는, 원액(7)과 농축액(9)의 혼합을 방지하면서, 원액(7)의 공급부(22a)를 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 외측 또는 내측에 연통시키고, 농축액(9)의 배출부(22b)를 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 내측 또는 외측에 연통시키는 격벽(31∼33)을 갖는다. 본 실시형태에서는, 외장재(13)의 단부변에 인접하게 마련되는 원통형 격벽(31)과, 원통형 격벽(31)의 내주측에 마련되는 원판형 격벽(32)과, 원판형 격벽(32)에 마련된 개구를 농축액(9)의 배출부(22b)와 연통시키는 환형 격벽(33)을 갖는, 액 유도 부재(30)의 예를 나타낸다.

도시한 예의 액 유도 부재(30)에 의하면, 공급부(22a)로부터 유입되는 원액(7)은, 원판형 격벽(32)을 따라 외측으로 유동한 후, 원통형 격벽(31)의 외주면을 따라 유동하여, 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 외측으로 유도된다. 또한, 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 내측으로부터 유출되는 농축액(9)은, 원통형 격벽(31)의 내측에서, 원판형 격벽(32)을 따라 유동하여, 환형 격벽(33)으로 유도되어, 농축액(9)의 배출부(22b)로부터 배출된다.

도시한 예에서는, 원통형의 환형 격벽(33)이 마련되어 있지만, 환형 격벽(33)으로서는, 원액(7)과 농축액(9)의 혼합을 방지할 수 있는 형상이면, 어떤 형상이어도 좋다. 예컨대, 단면이 타원형, 사각형 등의 다각형 등의 환형 격벽(33)이어도 좋다.

또한, 도시한 예에서는, 액 유도 부재(30)가, 원판형 격벽(32)의 중앙에 마련되어 중심관(5)이 삽입되는 환형 지지부(34)와, 원통형 격벽(31)으로부터 압력 용기(20)의 단부의 내벽으로 신장되는 다리부(35)를 더 갖는다.

환형 지지부(34)는, 일단이 폐쇄된 구조로 이루어지는 것이 가능하고, 이에 의해 중심관(5)의 일단을 폐색시키는 것이 가능해진다. 또한, 환형 지지부(34)는, 막 엘리멘트(1)의 권취체(R)와 압력 용기(20)의 단부의 내벽 사이의 거리에 상당하는 길이로 이루어지는 것이 바람직하지만, 환형 지지부(34)의 일단만이, 권취체(R) 또는 압력 용기(20)의 내벽과 접촉하는 길이로 형성하여도 좋다. 또한, 환형 지지부(34)의 단면 형상도 특별히 한정되지 않는다.

도시한 예에서는, 액 유도 부재(30)가 3개의 다리부(35)를 갖지만, 다리부(35)의 형상이나 개수는, 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 외측으로의 유동을 특별히 방해하지 않는 것이면, 어떤 것이어도 좋다. 또한, 액 유도 부재(30)란 별개의 부재로서, 다리부(35)를 대신하는 스페이서를 마련하는 것도 가능하다.

(스파이럴형 막 모듈의 다른 실시형태)

(1) 전술한 실시형태에서는, 원액(7)의 공급부(22a)를 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 외측에 연통시키고, 농축액(9)의 배출부(22b)를 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 내측에 연통시키는 예를 나타내었지만, 도 4에 나타내는 바와 같이, 동일한 구조의 액 유도 부재(30)를 이용하여, 원액(7)의 공급부(22a)를 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 내측에 연통시키고, 농축액(9)의 배출부(22b)를 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 외측에 연통시키는 것이 가능하다.

이 예의 경우, 공급부(22a)로부터 유입되는 원액(7)은, 환형 격벽(33)으로 유도되어, 원판형 격벽(32)을 따라 외측으로 유동한 후, 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 내측으로 유입된다. 막 분리가 행해진 후, 막 엘리멘트(1)의 외장재(13)의 내측으로부터 유출되는 농축액(9)은, 외장재(13)의 외측을 유동한 후, 원통형 격벽(31)의 외주면을 따라 유동하고, 원판형 격벽(32)을 따라 내측으로 유동한 후, 농축액(9)의 배출부(22b)로부터 배출된다.

(2) 전술한 실시형태에서는, 상측의 단부에 마련되는 상부 부재(23)에 투과액(8)의 배출부(23a)를 갖는 예를 나타내었지만, 도 4에 나타내는 바와 같이, 하측의 단부에 마련되는 바닥부 부재(22)에, 투과액(8)의 배출부(23c)를 마련하는 것도 가능하다.

이 경우, 바닥부 부재(22)의 투과액(8)의 배출부(22c)에는, 외부 배관과 접속하기 위한 접속관(25c)을 액밀 상태로 감합시키는 개구가 형성된다. 도시한 예에서는, 베이스(26)에 외부 배관(26c)이 마련되고, 베이스(26)에 마련되는 개구부에, 접속관(25c)이 액밀 상태로 감합된다. 접속관(25c)을 액밀 상태로 하기 위해, 예컨대, O 링 등이 사용되고, 빠짐 방지를 위한 각종 구조를 더 채용할 수 있다(모두 도시 생략).

(3) 전술한 실시형태에서는, 막 엘리멘트(1)의 양측의 단부재를 생략한 예를 나타내었지만, 도 5에 나타내는 바와 같이, 막 엘리멘트(1)의 권취체(R)와 액 유도 부재(30) 사이에, 단부재(10, 12)를 배치하는 것도 가능하다. 도시한 예에서는, 액 유도 부재(30)와 단부재(10)와 막 엘리멘트(1)를 걸치도록, 테이프(29)를 감아, 간이한 시일이 행해지고 있다.

단부재(10, 12)에는, 시일재를 유지시킬 필요는 없고, 중심관(5)을 삽입할 수 있는 개구와, 액체를 유동시키기 위한 개구를 가지고 있으면, 어떤 구조여도 좋다. 단부재(10, 12)로서는, 예컨대, 원형의 다공판, 내측의 환형부와 외측의 환형부를 스포크로 연결한 성형체, 양자의 조합 등을 들 수 있다.

(4) 전술한 실시형태에서는, 원통형 격벽(31)으로부터 압력 용기(20)의 단부의 내벽으로 신장되는 3개의 다리부(35)를 갖는 액 유도 부재(30)의 예를 나타내었지만, 본 발명에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 원판형 격벽(32)으로부터 압력 용기(20)의 단부의 내벽으로 신장되는 다리부(35)를 가지고 있어도 좋다. 이러한 다리부(35)의 형상으로서는, 단면이 원형, 타원형, 삼각형 또는 사각형 등의 다각형 등을 들 수 있다.

(5) 전술한 실시형태에서는, 액 유도 부재(30)를 단일의 부재로 구성하는 예를 나타내었지만, 도 7∼도 8에 나타내는 바와 같이, 액 유도 부재(30)를 복수의 부재로 구성하는 것도 가능하다. 도시한 예에서는, 액 유도 부재(30)가, 하측에 배치되는 원판형 격벽 부재(30a)와, 그 상측에 배치되는 막 지지 부재(30b)와, 이들에 삽입되는 캡 부재(30c)로 구성된다. 이들 부재는, 접착 등에 의해 일체화하여도 좋지만, 별개체의 상태로 사용하는 것도 가능하다.

원판형 격벽 부재(30a)는, 원통형 격벽(31)의 일부인 하부 원통형 격벽(31a)과, 그 내주측에 마련되는 원판형 격벽(32)과, 원판형 격벽(32)에 마련되는 개구를 농축액(9)의 배출부(22b)와 연통시키는 환형 격벽(33)과, 원판형 격벽(32)의 중앙에 마련되어 캡 부재(30c)를 유지하는 하부 환형 유지부(36a)를 갖는다. 이 하부 환형 유지부(36a)에 의해 센터링이 가능하도록, 도시한 예에서는, 바닥부 부재(22)의 중앙 볼록부에 대하여, 하부 환형 유지부(36a)가 외측 끼움될 수 있도록 이루어진다.

막 지지 부재(30b)는, 원통형 격벽(31)의 일부인 상부 원통형 격벽(31b)과, 그 중앙에 마련되어 캡 부재(30c)를 유지하는 상부 환형 유지부(36b)와, 상부 원통형 격벽(31b)과 상부 환형 유지부(36b)를 연결하는 연결부(37)를 갖는다. 이 예에서는, 연결부(37)가 6부분에 마련되어 있지만, 보다 적은 개수를 마련하거나, 반대로 7부분 이상에 연결부(37)를 마련하는 것도 가능하다.

캡 부재(30c)는, 중심관(5)을 내측 끼움하는 개구를 가지고, 개구의 내부에 유지된 O 링(도시 생략)과 함께, 중심관(5)을 액밀 상태로 유지하는 기능을 갖는다. 이 캡 부재(30c)와, 상부 환형 유지부(36b)와, 하부 환형 유지부(36a)에 의해, 중심관(5)이 삽입되는 환형 지지부(34)를 구성한다.

또한, 액 유도 부재(30)를 복수의 부재로 구성하는 경우, 부재 사이를 시일하는 것이 바람직하다. 예컨대 도 7에 나타내는 바와 같이, 액 유도 부재(30)의 하부 원통형 격벽(31a)과 상부 원통형 격벽(31b)과 막 엘리멘트(1)를 걸치도록, 테이프(29)를 감아, 간이한 시일을 행할 수 있다.

1: 막 엘리멘트 2: 분리막
3: 투과측 유로재 5: 중심관
5a: 개구 6: 공급측 유로재
7: 원액 8: 투과액
9: 농축액 13: 외장재
20: 압력 용기 22a: 원액의 공급부
22b: 농축액의 배출부 23a: 투과액의 배출부
30: 액 유도 부재 31: 원통형 격벽(격벽)
32: 원판형 격벽(격벽) 33: 환형 격벽(격벽)
R: 권취체

Claims

유공(有孔)의 중심관과, 분리막, 공급측 유로재 및 투과측 유로재를 포함하는 막 부재가 상기 중심관에 감긴 권취체와, 이 권취체의 외주에 마련되는 외장재를 포함하는, 막 엘리멘트와,
상기 막 엘리멘트를 수용하며, 축심 방향의 한쪽의 단부에 원액의 공급부 및 농축액의 배출부를 가지고, 축심 방향의 어느 한쪽의 단부에 투과액의 배출부를 갖는, 압력 용기와,
상기 압력 용기의 상기 한쪽의 단부와 상기 막 엘리멘트 사이에 배치되어, 원액과 농축액의 혼합을 방지하면서, 상기 원액의 공급부를 상기 막 엘리멘트의 외장재의 외측 또는 내측에 연통시키고, 상기 농축액의 배출부를 상기 막 엘리멘트의 외장재의 내측 또는 외측에 연통시키는 격벽을 갖는, 액 유도 부재
를 구비하고,
상기 액 유도 부재는, 상기 외장재의 단부변에 인접하게 마련되는 원통형 격벽과, 상기 원통형 격벽의 내주측에 마련되는 원판형 격벽과, 상기 원판형 격벽에 마련되는 개구를 상기 농축액의 배출부와 연통시키는 환형 격벽을 갖는 것인, 스파이럴형 막 모듈.
제 1항에 있어서,
상기 액 유도 부재의 격벽은, 상기 원액의 공급부로부터 유입되는 원액을 상기 외장재의 외측으로 유도하고, 상기 막 엘리멘트로부터 유출되는 농축액을 상기 농축액의 배출부로 유도하는 것인, 스파이럴형 막 모듈.
제 1항에 있어서,
상기 압력 용기는, 그 축심 방향이 상하로 배치되는 것인, 스파이럴형 막 모듈.
제 3항에 있어서,
상기 압력 용기는, 상기 한쪽의 단부가 하측에 배치되는 것인, 스파이럴형 막 모듈.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 액 유도 부재는, 상기 원판형 격벽의 중앙에 마련되어 상기 중심관이 삽입되는 환형 지지부와, 상기 원판형 격벽 또는 상기 원통형 격벽으로부터 상기 압력 용기의 단부의 내벽으로 신장되는 다리부를 더 갖는 것인, 스파이럴형 막 모듈.