TWI221096B - Hollow fiber membrane module - Google Patents

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1221096 A7 _ B7 五、發明説明（1) [發明之所屬枝術領域」 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是關於在河川水、湖沼水、地下水、伏流水等 之上水處理、下水2次處理水、海水、工業用水、工程水 等之水處理領域等所使用的中空纖維膜元件。更詳細地說 ，是關於由具有柔軟性素材且可對中空纖維膜和元件殻套 進行水密性黏合固定的封裝材所組成的中空纖維膜元件。 [習知技術1 中空纖維膜元件，是被廣泛地使用在：半導體洗淨用 超純水或無熱源（pyrogenfree)水的製造；由電鍍塗料的 回收所造成的回收系統；於發酵液中的酵素濃縮、除菌等 之各種工業製品製造過程中的濾膜過濾處理，或淨水及下 水等之除濁等。其中，於上水處理或下水處理等水處理領 域的部份，近年來爲要降低處理成本，就需要更大型的中 空纖維膜元件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以往，於這般的中空纖維膜元件中，做爲對中空纖維 膜和元件殼套進行黏合固定用的封裝材，雖然是使用環氧 樹脂，但是因環氧樹脂的彈性率高，故在其與中空纖維膜 的黏合介面容易造成中空纖維膜斷裂而成爲問題。因此， 就有在環氧樹脂和中空纖維膜的黏合介面塡充矽橡膠等具 有柔軟性樹脂來防止介面附近中空纖維膜斷裂的手法。然 而，該方法因需要2次的黏合步驟，故有不經濟的缺點。 針對該缺點，近年來有對封裝材採用尿烷樹脂之提案（曰 本特開平7 - 4 7 2 3 9號公報或日本特開平7 - ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公瘦Ί ' -5- 1221096 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 148421號公報等）。例如，在日本特開平7-4 7 2 3 9號公報中，揭示著使用從二苯基甲烷二異氰酸 酯與聚氧丁二醇（以下稱PTMG)所得到的二異氰酸酯基 末端預聚合體，及由P TMG與蓖麻油或蓖麻油誘導體多 元醇所組成的硬化劑成份來硬化成尿烷樹脂橡膠狀範圍的 高溫側溫度是超過1 0 0 °C，儲存彈性係數爲1 〇 7 N / m 2，及揭示著使用該尿烷樹脂做爲封裝材的中空纖維膜元 件，在90它熱水采壓差〇.2MPa (200KPa) 的條件下，能連續過濾6個月期間不産生漏損。 然而，對該組成所得的尿烷樹脂來說，因要獲得1 0 8 N/m 2以上的儲存彈性係數實屬困難，故在採用大口徑中 空纖維膜元件時，由於壓差的關係使封裝部大變形，因此 有容易發生漏損的問題存在。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，在日本特開平7 - 1 4842 1號公報中，揭示 著使用從收納在具有流體滲透性的保護筒內的中空纖維膜 束所形成的單位過濾單元及具有梁長橫跨箱殼兩端封裝部 的梁，來促使封裝部的變形變小的手法。然而，對該元件 來說，因需要製作單位元過濾單元所需的構件或梁構件， 況且，再加上這些構件的組裝工程，因此有使製造工程煩 雜成本變高的問題存在。 在國際公開9 7/1 0 8 9 3號手冊中，揭示著將肋 板以埋設在封裝部內的狀態，直接固定在殼套內壁，做爲 抑制封裝部變形，來提升其耐久性的手段。於同文獻中， 揭示著將肋板直接固定在殼套內壁的手段，方法有焊接固 本紙張尺度適用中國國家樣準（CN’S ) A4規格（210X297公釐） -6 - 1221096 A7 B7 五、發明説明（3) I 1 -I —- m, 11^^-_ I -=- m m j ii n If (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 定、藉由榫槽來組合固定及鎖緊固定以及一體成型。又， 在日本特開昭6 3 - 1 7 1 6 0 6號公報、日本特開平 06 — 296834號公報、日本特開平1 1 一 3 0 0 1 7 3號公報中，亦有揭示爲要防止封裝部的破損 或爲要提升密封性的技術。 [發明開示1 本發明是以提供在實用上能維持耐壓性的中空纖維膜 元件爲目的。 本發明又以提供大型的中空纖維膜元件在不增厚封裝 部厚度的狀況下，於實用上能維持耐壓性，可減低在封裝 部介面中空纖維膜的斷裂爲目的。 再者本發明又以中空纖維膜元件是採用由矽類樹脂等 形成封裝材，來提升在具有耐臭氧性的中空纖維膜元件內 封裝部的耐久性爲目的。 本發明者們爲要達成上述目的進行銳意檢討結果，完 成本發明。 經濟部智慧財4^a (工消費合作Ti印製 -Γ 即’本發明之中空纖維膜元件，是具有元件殼套及至 少其中的一端部爲固定在該殼套的複數條中空纖維膜所形 成的中空纖維膜束，以及中空纖維膜的端部爲仲介著封裝 材在開□狀態下固定在殻套部內的封裝部至少有一部份埋 設有或剪力環，其特徵爲封裝材是柔軟性的封裝材， Kit反力環是固定在殼套內壁或是與殼套內壁一體成型 ’且肋板或剪力環是不直接接觸中空纖維膜而埋設在封裝 本纸張尺度適财Hu家標準（CNS)从秘（21QX297公董） 1221096 A7 __B7 五、發明説明（4) 部。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者’本發明亦包含使用上述中空纖維膜元件，從中 空纖維膜束外表面側供給原料水，從內表面側採取滲透水 的外壓式過濾方法。 [發明之最佳實施形熊】 第1圖爲表示本發明中空纖維膜元件（以下簡稱元件 )之一例的模式圖。如第1圖所示，本發明中空纖維膜元 件，是具有元件殼套1及由複數條中空纖維膜2所形成的 中空纖維膜束以及肋板3與/或剪力環4，中空纖維膜束 之一端或兩端的中空開口端部是以封裝材5固定在元件殻 套1。第1圖爲表示中空纖維膜是在呈開口的封裝部6端 面外側（上側），用與殼蓋7 —體成型的緊固件8，仲介 著◦型環9挾入，鎖殼蓋形螺帽（未圖示於第1圖中）進 行固定之一例。 經濟部智慧財產局a(工消費合作社印製 所謂元件殼套，是指與封裝部直接接觸之元件套或筒 套。殻套的素材，例如有聚碾、聚醚颯、聚丙烯、A B S 樹脂、A S樹脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚 四氟乙烯、四氟乙烯-過氟烷基乙烯醚共聚物樹脂、乙烯 -四氟乙烯共聚物樹脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物樹脂 、聚碳酸酯、聚醚酮類、聚苯乙醚、聚苯硫醚及在這些裏 面放入玻璃纖維、碳素纖維、矽石微粉末、碳素微粉末等 混成的高分子化合物類，亦包括有不銹鋼、鋁合金、鈦等 金屬類。雖並無特別限定殼套的尺寸，但本發明於具有大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4g ( 210X297公釐） -8- 1221096 A7 B7 五、發明説明（5) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 口徑（例如外徑爲8 0〜4 0 0 m m )殻套時有特別顯著 的效果。亦無限定殼套的厚度，可根據元件的使用水壓， 給予適宜的選擇即可。 本發明如第1圖所示，爲要抑制封裝部6的變形或維 持其耐久性，對封裝部6埋設有肋板3及/或剪力環4。 對於肋板，從均等支撐封裝部及儘量不短缺地將中空 纖維膜的塡充條數量進行均等配置的觀點來考量，其針對 中空纖維膜元件的長方向爲垂直方向的剖面形狀，最好是 如第2圖〜第6圖所示，從十字形、格子形、放射形、十 字形及放射形與圓的組合形等其中擇一爲佳。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 對於肋板或剪力環的埋設，從封裝部的耐久性來考量 時，在中空纖維膜端部仲介著封裝材於開口狀態下被固定 著的封裝部內，將肋板或剪力環以不直接接觸中空纖維膜 來進行埋設。於此，所謂埋設，是指包括肋板或剪力環的 局部或全部埋設在封裝部內的狀況。但從爲了抑制因要使 中空纖維膜中空部開口而切斷中空纖維膜端部時及因肋板 造成切斷器的損傷或過濾運轉時因中空纖維膜橫向擺動所 造成的中空纖維膜破損，最好是將肋板或剪力環的全部埋 設在封裝部內爲佳。對於肋板或剪力環亦可因應使用形態 ，給予附加適宜的附屬品。例如：亦可在肋板中央附加要 懸挂元件的懸挂部。 肋板或剪力環，是不直接接觸中空纖維膜埋設在封裝 部內。雖然對封裝部的要求是要與中空纖維膜或殼套具同 等的耐藥品性，卻有即使在塊狀時具有充分的耐藥品性， 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9 - 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 1221096 五、發明説明（6) 可是爲薄膜時其耐久性就極端差的狀況。因此，肋 力環就必需要求爲不直接接觸中空纖維膜。另，本 括具有肋板而不具有剪力環的元件，及具有剪力環 有肋板的元件，以及同時具有肋板和剪力環的元件 時具有肋板和剪力環的元件時，于封裝部內，並無 剪力環雙方都不直接接觸中空纖維膜來進行埋設的 只要肋板或剪力環的其中一方不直接接觸中空纖維 埋設即可。但從封裝部的耐久性來考量時，最好肋 力環雙方都不直接接觸中空纖維膜來進行埋設爲佳。 對於肋板或剪力環與中空纖維膜的距離雖無特 ’但其下限以在1 m m以上爲佳，在1 · 5 m m以 佳，若在2mm以上時又更佳。又，與肋板或剪力 距離的中空纖維膜和肋板或剪力環的距離上限，以 中空纖維膜元件的塡充條數量來考量，其上限以在1 mm以下爲佳，在5mm以下時更佳。與肋板或剪 近距離的中空纖維膜和肋板或剪力環的距離，以1 mm爲佳，以1·5〜l〇mm爲更佳，若在2〜1 mm又更佳，最佳爲2〜5mm。 爲要使肋板或剪力環與中空纖維膜兩者之間保 以上的距離，雖亦可將別的素材介於其中，但從封 耐久性來考量時，在肋板或.剪力環與中空纖維膜之 好是有至少具1 mm厚的封裝材本身所形成的塡充 。填充層的厚度，在1·5mm以上爲較佳，若在 以上則更佳。對於塡充層厚度的上限雖亦無特別限 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 板或剪 發明包 而不具 。當同 肋板和 要求， 膜進行 板和剪 別限定 上時更 環最近 要確保 0 力環最 〜1 0 0 持一定 裝部的 間，最 層爲佳 2mm 定，但 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 1221096 A7 B7 五、發明説明（7) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以要確保中空纖維膜元件的塡充條數量來考量，其上限以 在1 〇mm以下爲佳，在5mm以下時更佳。塡充層厚度 的適宜範圍爲1〜1 0mm，以1 · 5mm〜1 〇mm爲 較佳範圍’更佳的範圍爲2〜1 0 m m，最佳的範圍爲2 〜5 m m 〇 做爲防止肋板或剪力環與中空纖維膜直接接觸的方法 ，例如有（a )於事先將中空纖維膜彼此藉由與封裝材同 一素材進行黏合固定，再將該黏合固定後的中空纖維膜收 納在已固定有肋板及/或剪力環的殼套內，進行固定。（ b )在將中空纖維膜收納至殼套內之前，對肋板及/或剪 力環事先施加與封裝材同一素材的打底層。（c)用與封 裝材同一素材的環狀物將中空纖維膜成束後，再收納黏合 固定在已固定有肋板及/或剪力環的殼套內等方法。 經濟部智慧財產^7B(工消費合作社印製 對於肋板固定在殼套內的固定方法並無特別的限定， 例如可將肋板藉由焊接固定、榫槽組合、鎖緊等任一方法 直接固定在殼套內壁，亦可與殼套內壁爲一體成型。於第 7圖中，繪有肋板3和殼套1內壁爲藉由榫槽組合1 1進 行固定的例子。此外，如第1圖所示，當亦可將肋板3仲 介著後述之剪力環4等固定在殼套1內壁。於該狀況時， 肋板可直接固定在剪力環的內壁或亦可與剪力環爲一體成 型。肋板亦可藉由焊接、榫槽組合、鎖緊等任一方法直接 固定在剪力環內圍壁，更可使肋板和剪力環及殼套內壁形 成爲一體成型。這些固定方法中，從削減零件數、肋板打 底層的容易度、組裝容易度的觀點來考量時，尤以剪力環 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1221096 A7 B7 五、發明説明（8) 和殼套采一體成型製作，再榫槽組合或鎖緊已預先塗好之 肋板進行固定爲佳。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之元件可用剪力環取代上述肋板，或同時具剪 力環與勒板。剪力環是在過濾或逆洗時支撐將變形之封裝 部，同時對作用于封裝部具體而言是對作用於殼套內壁和 封裝部境界面的剪應力具有分散功能。本發明之元件藉由 設有剪力環，可提供耐久性更高的封裝部構造。 對於剪力環固定在殼套內的固定方法雖並無特別限定 ，但以藉由焊接、榫槽組合、鎖緊、插梢等任一方法直接 固定在殼套內壁，或與殼套內壁形成爲一體成型爲佳。 從要維持封裝部水密性的觀點來考量時，每1處封裝 部以配置1或2個剪力環爲佳。剪力環能抑制封裝部在鑄 造時空氣脫逃，從要維持剪力環對封裝部的支撐功能來考 量時’以將該環狀底面或上面設置成與封裝部端面平行爲 佳。 經濟部智慧財4局員工消費合作社印髮 從要分散施加在封裝部剪力環部位周邊的應力來考量 時’以在轉角部施以R加工（加工成圓角）爲佳。施有R 加工的剪力環和殼套內壁爲一體成型所形成的元件其殼套 內壁之一例（縱剖面模式圖）繪製在第23、24圖。於 此，對於剪力環轉角部R加工的R値（圓角半徑），以要 確保應力分散的效果和封裝部的支撐效果來考量時，r値 是剪力環突出厚〔（殼套內徑-剪力環內徑）/2〕之 2 0〜8 0%爲佳，其中尤以R値爲4 0〜6 0%更佳。 對於剪力環的設置位置雖並無特別限定，但若在封裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） -12· 1221096 A7 __B7 五、發明説明（9) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 部僅設置1處剪力環時，如第2 3圖所示，最好是將剪力 環設置固定在封裝部厚度的中央部。在封裝部僅設置2處 剪力環時，如第2 4圖所示，最好是將剪力環進行等距配 置。另，於第2 4圖中，所表示之2個剪力環的厚度雖相 同，亦可將其厚度爲不同。配置關係最好如下：於第2 3 圖中其關係爲（a 1) = (a3)x2 ，於第24圖中其 關係爲（bl) = (b3)x 3 ，其中a3、b3表示從 封裝部外端面至剪力環厚度方向中心爲止的距離，a 1、 b 1表示封裝部整體厚度。又，從分散應力及確保中空纖 維膜塡充條數量的觀點考量時，剪力環內徑和殻套內徑的 關係，最好是殼套內徑對剪力環內徑的比率，即，於第 23圖中之d2/dl的値，於第24圖中之e2/e 1 的値，在1 · 05〜1 · 33的範圍爲佳。再者，全部的 剪力環厚度〔只配置1處時，就其厚度計（於第2 3圖中 爲a2)，配置2處時，就其厚度合計（於第24圖中爲 b 2 X 2 )〕，從封裝部的支撐及應力分散的觀點來考量 時，其占封裝部厚度的比率最好是1 5〜7 5%。 經濟部智慧財產局B(工消費合作社印^ 本發明之中空纖維膜元件，如第1圖所示，從抑制封 裝部變形的觀點考量時，在中空纖維膜2開口側之封裝部 6端面的外側，緊固件8最好是配置成於實質上並不阻塞 中空纖維膜開口端部。尤其是當從中空纖維膜外表面供給 原料水，過濾水朝內表面側進行滲過時，即舉凡外壓式過 濾所使用的中空纖維膜元件時，藉由緊固件的設置可使其 有顯著效果。在使用外壓式過濾，對於原料水供給時，是 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -13- 1221096 A7 B7 五、發明説明（1() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 從露有中空纖維膜的一側朝封裝部外端面進行加壓。在逆 洗時，是從封裝部外端面朝露有中空纖維膜的一側進行加 壓，但在實際的過濾運轉中，逆洗時間和過濾時間相比微 乎其微，故對封裝部施加的應力，通常幾乎是過濾時的應 力，即，其爲從露有中空纖維膜的一側朝封裝部端面側的 應力。因此，針對朝封裝外端面方向的變形應力就施以抗 力做爲手段（緊固件）成爲抑制封裝部變形的有效手段。 緊固件是由框部和分隔部形成，從框部和分隔部或者 分隔部和分隔部所形成的空間可集中過濾水，在框部和分 隔部抑制封裝部的變形。雖無特別限制緊固件的形狀，但 從爲了抑制封裝部從殼套內壁松脫，分散施加在封裝部的 應力的觀點來考量時，如第8圖〜第1 5圖所示，框部 12之垂直於中空纖維膜元件長向方向的剖面形狀最好爲 圓形，分隔部1 3之垂直於中空纖維膜元件長向方向的剖 面形狀最好爲十字形、格子形、放射形、蜂巢形、十字形 或放射形和圓形的組合等之任一形狀。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印契 緊固件的素材，以要抑制封裝部變形的觀點來考量時 ，最好是受外力難變形的素材，緊固件的組成素材，例如 有聚碾I、聚醚颯、聚丙烯、A B S樹脂、A S樹脂、聚苯 乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、四氟乙烯-氟化烷乙烯醚共聚物樹脂、乙烯-四氟乙烯共聚物樹脂、 四氟乙烯-六氟丙烯共聚物樹脂、聚碳酸酯、聚醚酮類、 聚苯乙醚、聚苯硫醚、不具橡膠彈性的環氧樹脂等單純物 或混合物及在這些裏面放入玻璃纖維、碳素纖維、矽石微 本紙張尺度適用中國國家嘌準（CNS ) A4規格（210·〆297公釐） 1221096 A7 B7 五、發明説明（ 粉末、碳素微粉末等混成的合成樹脂類，亦包括有不銹鋼 、鋁合金、鈦等金屬類。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 緊固件，最好是設置成於實質上並不阻塞中空纖維膜 開口端部。當封裝部變形時，會使封裝部外端面變形，有 時會造成與緊固件接觸。此時，爲要防止在緊固件境界面 附近的封裝部變行所造成的應力集中，在緊固件之諸轉角 中，對可能接觸封裝部外端面的部份最好于事先施以R加 工。如此般之緊固件的一例，如第1 6 ( a )圖、第1 6 (b)圖所示。第16 (b)圖爲表示第16 (a)圖中 緊固件A - A >剖面圖，剖面圖下側爲可能接觸中空纖維膜 元件封裝部外端面的部份。 爲要緊固件設置成於實質上並不阻塞中空纖維膜開口 端部，也有另一方法，即將緊固件仲介著塑膠制或金屬制 網片配置在封裝部外端面。該方法，由於是在封裝部外端 面和緊固件之間仲介著網片，因此封裝部的變形範圍被分 割成更小，因可使封裝部的實質變形量變小，故爲更佳。 經濟部智慧財/i^7M工消費合作社印製 當將中空纖維膜元件直接對過濾水配管進行安裝時， 緊固件是可固定在中空纖維膜元件本體和連接配管之相連 接的殼蓋。其與殼蓋的固定手段，亦需視殼蓋或緊固件的 素材而定，例如有焊接固定或藉由熔合固定等使兩者爲一 體的方法；緊固件和殼蓋爲一體成型的方法；以中空纖維 膜元件本體和殼蓋將緊固件挾入的方法等。以中空纖維膜 元件本體和殼蓋挾住所使用的緊固件之一例（透視圖）如 第1 7圖及第1 8圖所示。對於緊固件，亦可設有過濾水 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 1221096 A7 B7 五、發明説明（d (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的集水器。緊固件和殼蓋爲一體時的一例（透視圖），如 第1 9圖〜第2 1圖所示。如第1 9圖所示，亦可對殼蓋 的集水器設有與運轉裝置連接的連接配管。如第2 1圖所 示，在殼蓋亦可設有對連接配管進行固定的緊系手段1 5 〇 當將中空纖維膜筒收納在附有管板的水箱時，以上述 殼蓋爲根據的固定方法雖亦可行，但對水箱管板附加固定 功能做爲緊固件亦是可行。使緊固件本身對中空纖維膜筒 之水箱具有設置固定功能的一例如第2 2圖所示，第2 2 圖爲設有螺栓孔1 7的凸緣與緊固件一體成型者之一例（ 透視圖）。亦可取代第2 2圖的凸緣，使用其他連接手段 或市販品。 如第2 0圖所示，對於緊固件亦可設有爲要密封〇型 環的◦型環溝槽1 4。該溝槽，並不限於使用在0型環， 亦可做爲方形剪力環或其他特殊扁密封條等之密封材使用 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 殼套內壁亦與前記載之肋板或剪力環相同，從要抑制 封裝部極端降低耐藥品性的觀點來考量時，其以不直接接 觸中空纖維膜爲佳。最好其與中空纖維膜的距離爲1 mm 以上，若爲1 · 5 m m以上則更佳，又若爲2 m m以上的 距離就又更佳。此外，與殼套內壁最接近之中空纖維膜和 殼套內壁的距離，以1〜10mm爲佳，若爲1 · 5〜 1 0mm則更佳，又若爲1〜5mm就又更佳，最佳爲2 〜5 mm。防止殻套內壁與中空纖維膜直接接觸的手法’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 1221096 A7 ____B7_ 五、發明説明（id (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 與前所記載有關肋板或剪力環的狀況相同。以在殼套內壁 與中空纖維膜之間配置由厚度1 mm以上封裝材本身所形 成的塡充層爲佳。雖亦無特別限制塡充層厚度的上限，但 爲確保對中空纖維膜元件內中空纖維膜的塡充條數量，其 厚度以1 0mm以下爲佳，又以5mm以下爲更佳。塡充 層厚度的適宜範圍爲1〜10mm，更佳範圍爲1·5〜 1 0mm，又更佳範圍爲2〜5mm，最佳範圍爲2〜5 mm ° 中空纖維膜元件的封裝材，從緩和在封裝部所形成薄 膜部份的應力集中，以及抑制在封裝部境界面的中空纖維 膜破裂，以固化後之J I S — A硬度爲2 5〜90的封裝 材爲佳，於此所謂J I S - A硬度，是指使用J I S -K 6 2 5 3 A型硬度測驗器經肯式硬度測驗所測定之値。 又，若因測定溫度造成相異値之樹脂時，則指於使用溫度 時之硬度。 經濟部智慈財凌局員工消費合作社印製 做爲封裝材，可使用固化後具柔軟性的1液或2液性 熱固性樹脂。做爲封裝材例如有尿烷樹脂、矽橡膠等矽類 樹脂，又有將橡膠狀物與環氧樹脂進行混合或共聚合，附 加橡膠狀彈性形成橡膠改性環氧樹脂。這些例子當中，從 耐臭氧性的觀點來考量時，以矽橡膠等矽類樹脂爲佳。 本發明之中空纖維膜元件，其中空纖維膜筒亦可懸挂 支撐在水箱型過濾裝置的過濾箱內或水箱型過濾裝置的外 側箱內。此時，做爲可使用在筒本身的素材，可使用與元 件殼套同樣的上述素材。 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4· ( 210X297/^ )'' -17- 1221096 A7 B7 五、發明説明（1》 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 做爲中空纖維膜，例如可使用孔徑範圍在極限外過濾 膜（以下稱u F膜）、精密過濾膜（以下稱M F膜）範圍 內的纖維膜。這些纖維膜的孔徑，以極限外過濾膜而言， 在量化分子量爲3,0 0 0〜1 〇 〇,〇 〇 〇道爾頓（dalton )，於精以密過濾膜而言，平均孔徑在0 · 0 0 1〜1 μ rn 者爲佳。於此之平均孔徑，是指根據ASTM: F — 3 1 6 - 8 6藉由氣流法所測定之値。又中空纖維膜的中 空率，以3 0〜9 0 %爲佳。於此所謂中空率，是指對水 濕潤狀態的中空纖維膜質量進行測定，從其單純體積（從 內徑、外徑、長度算出體積）和使用的聚合體密度算出之 値。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 做爲組成中空纖維膜的素材，只要是做爲上述U F膜 ' M F膜可制膜的素材就無限定，例如以U F膜而言’其 有：乙基纖維素、醋酸纖維素、雙醋酸纖維素、三醋酸纖 維素等纖維素類、6 —尼龍、6，6 -尼龍等聚醯胺類、乙 烯醇樹脂、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯等亞克力類樹脂； 聚氯乙烯、聚偏氟乙烯（PVDF)等鹵化類樹脂；聚醚 颯、聚碾等颯類樹脂；聚醚酮、聚醚乙醚酮等乙醚類樹脂 等，以M F膜而言，其有：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等聚 烯烴類、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、四氟乙烯 -六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-過氟烷基乙烯醚共聚物等 氟素類樹脂；聚碾、聚醚碾等碾類樹脂；乙烯醇類樹脂等 。這些例子中，從耐臭氧性來考量時，以氯化類樹脂、氟 素類樹脂爲佳。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） " -18 - 1221096 A7 B7 五、發明説明（ 由於本發明之元件是根據上述組成，故封裝部厚度不 需太厚也充分具有耐壓性。雖需視元件直徑而定，但例如 封裝部厚度即使是在3 0〜1 2 0mm範圍，亦具有充分 的耐壓性。 本發明之中空纖維膜元件，例如根據下述方法得以製 造。將根據溫度相分離法或濃度相分離法（針對溫度相分 離法，例如日本特開2 0 0 1 - 6 2 2 6 7之實施例等） 制膜而成的中空纖維膜多數條成束，單側收納在具有凸緣 的殼套內。對於中空部欲開口側，於事先堵塞端部之中空 部後，例如對其安裝如第2 5圖所示之應對凸緣而具固定 部份的黏合用工具，以V -帶狀焊接或夾具進行鎖緊，或 當殻套施有螺紋加工時以蓋形螺帽進行鎖緊，固定成不漏 樹脂。又，對在堵塞中空部的同時，又需原料水供給口的 欲設置側，於事先將如第2 7圖所示之管狀物的多數配置 成與中空纖維膜平行，再將如第2 6圖所示之黏合用工具 插入管部內，固定成不漏樹脂。接著，將上述兩側安裝有 黏合用工具的殼套進行轉動，利用離心力，對兩側投入液 態封裝材。另，在第2 5圖及第2 6圖中，圖號1 8表示 樹脂注入口。根據所使用的封裝材種類有時必須加溫至 4 0〜8 0 °C程度。經過指定時間，封裝材固化後，就結 束轉動，然後拆除兩側的黏合用工具。在中空部欲開口側 ，爲使中空部開口，將其黏合端部用轉動圓鋸等切斷，使 中空部開口。又，對於在堵塞中空部的同時’又需原料水 供給口的開口側，由於拆除如第2 4圖所示之管狀物’可 本紙張尺度適用中國國家標準（CN’S ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印契 -19- 1221096 A7 ____B7 _ 五、發明説明（id 製作成本發明之單側濾水集水型外壓式過濾膜元件。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之元件，雖可使用於舉凡內壓式過濾方法、外 壓式過濾方法中之任一過濾方法，但尤其適宜使用在從中 空纖維膜束外表面側供給原料水而從內表面側採集滲透水 之外壓式過濾方法。又，本發明之元件，已提高其耐藥品 性，例如可使用在臭氧存在下所進行之過濾方法，更適宜 使用在臭氧存在下所進行之外壓式過濾方法。 於中空纖維膜元件之外壓式過濾方法，在中空纖維膜 外表面側因會堆積非滲透性污染物資，故進行定期性氣泡 淸洗或逆洗、沖洗或是複數之物理洗淨，可持續更穩定之 過濾運轉。使用中空纖維膜元件之外壓式過濾方法的詳細 例子，有國際公開00/6 3 1 2 2號等。 經濟部智慧財產局B (工消費合作社印製 本發明之元件，即使是使用臭氧之過濾方法，亦可發 揮更上一層的效果。做爲在原料水中混入臭氧使其溶解的 方法，除了散氣管或U型管之方法外，亦可適用於使用噴 射器以促進臭氧溶解于原料水之方法。再者，不是針對原 料水，而是使過濾水含有臭氧，將臭氧含有水做爲逆洗水 來使用的手法亦可能在減輕中空纖維膜元件封裝部的臭氧 氧化劣化的同時，成爲一種可氧化分解膜面污染物質的優 良手法。臭氧可連續性供給，亦可間歇性供給。本發明之 元件，因是根據上述組成，故即使在例如臭氧濃度0 · 3 〜3 m g /公升的殘酷條件下，歷經長期間亦可維持於實 用上之耐壓性。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -20- 1221096 A7 B7_ 五、發明説明（1分 [實施例】 --—til If — n - -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下根據實施例，對本發明之一例進行說明。另’實 施例中封裝材的j I s — A硬度，是使用j I S—K62 5 3 A型硬度測驗器（高分子計測器株式會社製 A型）進行測定。 [參考例1 1 — 尿烷樹脂的主劑，是使用日本步y^少 > 株式會社 製之「C — 4 4 0 3」（商品名），固化劑，是使用該株 式會社製之「N - 4 2 2 1」（商品名），以質量比（主 劑/固化劑）：6 3 / 3 7進行混合，分成複數次投入附 有凸緣的AB S樹脂製殼套（內徑/外徑：1 6 9mm/ 1 8 3 m m )內，在環境溫度爲3 0 °C的條件下放置4小 時，使其固化後，以5 0 °C進行1 6小時的後加熱處理， 形成厚度6 5 m m的封裝部。另，封裝材尿烷樹脂固化後 的J I S— A硬度，在25t爲95，在4CTC爲90。 經濟部智慧財凌笱：貝工消費合作社印^ 其次，將塡充著上述尿烷樹脂的殼套，仲介著扁密封 條收納在凸緣設有螺栓孔之不銹鋼制圓筒狀耐壓容器內。 在殼套的凸緣部，夾住〇型環安裝和具螺栓孔之凸緣一體 成型且有十字形平剖面分隔部之緊固件（參考省略了〇型 環溝槽之剖面圖：第28圖），用螺栓固定後，從耐壓容 器未安裝緊固件側以水溫4 0 ± 1 °C、壓力3 0 0 K P a 的水壓進行了加壓。對封裝部變形進行觀察結果，在封裝 部端面之中，最大變形顯示在離用緊固件（框部、分隔部 本紙張尺ϋΐ用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -21 - 1221096 A7 B7 _ 五、發明説明（1含 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) )支撐部分最遠的部分，加壓前後（變形前後）的厚度爲 相差2 m m。雖對上述水壓加壓持續進行了 2 4 0小時’ 確認對封裝部並無龜裂等破壞。 [參考例2 1 使用寸> 二1^7夕株式會社製之「SU — 1 760」 (商品名）的主劑和固化劑，以質量比（主劑/固化劑） :2 0/8 0進行混合，分成複數次投入在設有如第2 3 圖所示一體成形之剪力環（內徑1 6 0mm、厚度1 5 mm、R加工·· 2mmR)且設有凸緣的AB S樹脂製殼 套（內徑/外徑：169mm/183mm)內，在環境 溫度4 0 t的條件下放置4小時，使其固化後，再以6 0 °C進行2 0小時的後加熱處理，以尿烷樹脂做爲封裝材’ 形成厚度6 5 m m的封裝部。另，尿烷樹脂固化後的 J I S-A 硬度在 25°C 爲 78，在 60°C 爲 71。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印裂 其次，將塡充著上述尿烷樹脂的殼套，仲介著扁密封 條收納在凸緣設有螺栓孔之不銹鋼制圓筒狀耐壓容器內。 在殻套的凸緣部，夾住〇型環安裝具螺栓孔之凸緣且分隔 部爲圓形和十字形組合之平剖面的緊固件（參考省略了 〇 型環溝槽之剖面圖：第29圖）’用螺栓固定後，從耐壓 容器未安裝緊固件側以水溫4 0 ± 1 °C、壓力3 0 0 K P a的水壓進行了加壓。對封裝部變形進行觀察結果， 在封裝部端面之中，最大變形顯示在緊固件中央圓形分隔 部所支撐部分的中心部分，加壓前後（變形前後）的厚度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22- 1221096 A7 B7 五、發明説明（β 爲相差2mm。雖對上述水壓加壓持續進行了 2 0 〇小時 ’確認對封裝部並無龜裂等破壞。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [參考例3】 使用G E東紙芝シy〕一 >株式會社製之「τ S E -3 3 3 7」（商品名）的A劑和B劑，以質量比（A劑/ B劑）：1 / 1進行混合，投入在殼套內壁焊接固定有第 2 3圖所示之剪力環（內徑1 3 7mm、厚度2 0mm、 R加工：3mmR)且設有SUS — 304製凸緣的 ABS樹脂製殼套（內徑/外徑：157mm/165 m m )內，在環境溫度6 0 °C的條件下放置5小時，使其 固化後，以1 2 0 °C進行3小時的後加熱處理，以矽橡膠 做爲封裝材，形成厚度6 0mm的封裝部。另，矽橡膠固 化後的J I S— A硬度在25°C、6CTC均爲60。 經濟部智慈財產笱肖工消費合作社印製 其次，將塡充著上述矽橡膠的殼套，仲介著扁密封條 收納在凸緣設有螺栓孔之不銹鋼制圓筒狀耐壓容器內。在 殼套的凸緣部，夾住〇型環安裝具螺栓孔之凸緣且分隔部 爲圓形和放射形組合之平剖面的緊固件（參考省略了〇型 環溝槽之剖面圖：第30圖），用螺栓固定後，從耐壓容 器未安裝緊固件側以水溫2 5 ± 1 °C、壓力5 0 0 K P a 的水壓進行了加壓。對封裝部變形進行觀察結果，在封裝 部端面之中，最大變形顯示在緊固件中央圓形分隔部包圍 部位及中央圓形分隔部往框部延伸之分隔部分割成6處部 位所支撐部分的中心部分，加壓前後（變形前後）的厚度 本紙張尺度適用中國國家嘌準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -23 - 1221096 A7 __B7_ _ _ 五、發明説明（2() 爲相差2 m m。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖對上述水壓加壓持續進行了 4 5 0小時，確認對封 裝部並無龜裂等破壞。 [參考例4】 對設有凸緣的殼套焊接固定剪力環使其爲與參考例3 同樣的構造後，再對剪力環焊接固定平剖面爲十字形的肋 板。 接著，使用G E東紙芝シy π — y株式會社製之「 T S E — 3 3 3 7」（商品名）的A劑和B劑，以質量比 (A劑/ B劑）·· 1 / 1進行混合，投入在上述殼套內， 在環境溫度6 0 °C的條件下放置5小時，使其固化後，以 1 2 0 °C進行3小時的後加熱處理，以矽橡膠做爲封裝材 ，形成厚度6 0 m m的封裝部。矽橡膠固化後的J I S -A硬度在室溫、6 0°C均爲6 0。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印^ 其次，將塡充著上述矽橡膠的殼套，仲介著扁密封條 收納在凸緣設有螺栓孔之不銹鋼制圓筒狀耐壓容器內，安 裝殼蓋後，從殼蓋兩側以水溫2 5 土 1 °C、壓力5 0 0 K P a的水壓進行了重復交叉加壓。以上述水壓重復加壓 了 1 0 , 0 0 0次後，對封裝部進行檢查結果，確認並無龜 裂等破壞。 【實施例1】 將曰本特開2 0 0 1 — 6 2 2 6 7號公報中記載之方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~ -24- 1221096 A7 B7 五、發明説明（21) 法所得的p v D F中空纖維精密過濾膜（內徑/外徑： 〇· 70/1 · 25mm，根據 ASTM 316 — 86 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其平均孔徑爲0 · 2//m、中空率70%) 1 200條成 束，並準備4束。 接著準備附有凸緣之SUS—304制殼套1(內徑 /外徑：140/150mm、長度 1000mm)，該 殼套1設有如第2 3圖所示一體成型剪力環4 (內徑 13〇mm、厚度 21mm、R 加工：3mmR)。於該 殼套剪力環4，施有2mm的GE東芝シリ：I 一 >株式會 社製矽橡膠「T S A - 3 3 3 7」（商品名、以A劑/ B 劑：1 / 1質量比進行混合後使用）打底層，以榫槽組合 固定著平剖面爲十字形的SUS — 304肋板3。 將上述4束中空纖維膜束收納在上述殼套後，一致用 「TS E — 3 3 3 7」制厚度爲3mm的環狀物進行固定 。對於殼套凸緣側，在密封中空纖維膜束中空部後，安裝 黏合用工具，對於殼套無凸緣側，在配置3 7支外徑爲 1 〇mm的聚丙烯制管狀物後，安裝黏合用工具。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在環境溫度6 0 t的條件下採離心鑄塑，將安裝有上 述黏合用工具的殼套兩側端部和中空纖維膜以封裝材G E 東芝シリ〕一> 株式會社製矽橡膠「TSA — 3 3 3 7」 (商品名、以A劑/ B劑：1 / 1質量比進行混合）固定 後，進行環境溫度1 2 0 °C的後加熱處理。 其次，切斷凸緣側不要的封裝部，使中空纖維膜1的 中空部開口，又對其反側拆除管狀物，中空部成密封，開 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 1221096 A7 B7 五、發明説明（23 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 口著3 7處的原水供給□，完成單側集水型的中空纖維膜 筒。該筒封裝部6的厚度，在凸緣側爲1 0 0mm，在其 反側爲3 0 m m。 另，做爲封裝材5之矽橡膠的J I S - A硬度，在 25°C、60°C 均爲 60。 接著，如第3 1圖所示，將上述中空纖維膜筒，附有 凸緣側朝上，仲介著平封條2 1收納在設有凸緣的外殻套 19 (不銹鋼制圓筒形耐壓容器）內。又，於第3 1圖中 ，圖號1 0表示中空纖維膜元件的濃縮液注入口兼排氣孔 ，圖號21表示排氣噴嘴。然後，對殼套1凸緣，挾住〇 型環，安裝平剖面爲圓形和放射形組合成分隔部的緊固件 8 (參考省略了〇型環溝槽之剖面圖：第10圖）和凸緣 經濟部智慧財產(工消費合作社印製 1 6以及殻蓋7所一體形成者後，以螺栓2 2進行固定。 從外殼套1 9的緊固件側及其反側，以水溫4 3 ± 2 °C、 壓力3 0 OKP a的水壓進行重復交叉加壓。此時，對所 供給之溫水，以噴射器添加臭氧氣，調節臭氧氣添加量使 臭氧水濃度達到1 〇mg/公升。重復進行了 1 5,000 次上述臭氧水的水壓重復加壓（9 0秒/周期）後，對封 裝部進行檢查結果，確認無龜裂等破壞或造成中空纖維膜 損傷。再次進行重復加壓對其進行評估，延長爲 5 0，0 0 〇次的重復加壓後，對封裝部進行檢查結果，確 認無龜裂等破壞或造成中空纖維膜損傷。又一次，繼續對 其進行重復加壓進行評估，延長爲7 0,0 0 0次的重復加 壓後再度對封裝部進行檢查結果，確認無龜裂等破壞或造 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -26 - 1221096 A7 B7 五、發明説明（2i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成中空纖維膜損傷。上述之重復加壓試驗，相當於4年份 之實際過濾運轉時假定以每3 0分進行逆洗的周期運轉狀 況。實驗後’拆開元件後，在封裝部，中空纖維膜和肋板 的距離最短爲2 m m，中空纖維膜和剪力環的距離最短爲 3 m m 〇 【實施例2】 將日本特開2 0 0 1 - 6 2 2 6 7號公報中記載之方 法所得的P V D F中空纖維精密過濾膜（內徑/外徑： 0·70/1·25mm，根據ASTM 316—86 其平均孔徑爲0 · 2//m、中空率70%) 1250條成 束，並準備4束。 接著，將上述4束中空纖維膜束收納在S U S -304製殼套1(內徑/外徑：155/165mm、長 度1000mm)內後，一致用矽橡膠「XE14 — 經濟部智慧財/1¾員工消費合作社印髮 B 7 1 7 9」（商品名、G E東芝シy〕一 >株式會社製 )所形成厚度爲3mm的環狀物進行固定。另，該殼套如 第2 3圖所示，設有一體成型的剪力環4 (內徑1 4 5 mm、厚度21mm、R加工：3mmR)，平剖面爲十 字形的肋板3以榫槽組合安裝在該剪力環。又，肋板3， 施有2mm的GE東芝シリ口一 >株式會社製「XE 1 4 一 B 7 1 7 9」（商品名）的A劑、B劑質量比：1 / 1 進行混合後所得之矽橡膠做爲打底層。 其次，對於殼套凸緣側，在密封中空纖維膜束中空部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公5 -27- 1221096 A7 B7 五、發明説明（ 後’安裝黏合用工具，對於殼套無凸緣側，在配置3 7支 外徑爲1 Oxnm的聚丙燦制管狀物後，安裝黏合用工具。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對安裝有黏合用工具的殼套兩側端部和中空纖維膜， 使用G E東芝シy π — >株式會社製「X E 1 4 — β 7 1 7 9」（商品名）的Α劑、Β劑質量比：1 / 1進 行混合後所得之矽橡膠封裝材，在環境溫度6 0 °C條件下 離心鑄塑進行黏合固定。 將上述中空纖維膜筒進行環境溫度1 2 0 °C的後加熱 處理後’切斷凸緣側不要的封裝部，使中空纖維膜的中空 部開□’又對其反側拆除管狀物，使3 7處的原水供給口 爲開口’而中空部成密封，就完成單側集水型的中空纖維 膜筒。該筒封裝部6的厚度，在凸緣側爲1 0 0 m m，在 其反側爲3 0 m m。 另’做爲封裝材之矽橡膠的j I S—A硬度，在2 5 r、6 0。(：均爲 5 8。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 接著’如第3 1圖所示，將上述中空纖維膜筒1凸緣 側朝_h ’仲介著平封條2 1收納在設有凸緣的外殼套1 9 (不绣鋼制圓筒形耐壓容器）內。然後，對殼套凸緣，挾 住0型環’安裝平剖面爲圓形和十字形組合成分隔部的緊 固件8 (參考省略了〇型環溝槽之剖面圖：第9圖）和凸 緣以及殼蓋7所一體形成者後，以螺栓2 2進行固定。從 外殼套1 9的緊固件側及其反側，以水溫4 5 ± 2 °C、壓 力2 0 0 K P a的水壓進行重復交叉加壓。此時，對所供 給之溫水’以噴射器添加臭氧氣，調節臭氧氣添加量使臭 本紙張尺度適财關家標準THTs )八4胁（210X297公釐） -28- 1221096 A7 B7___ 五、發明説明（ 氧水濃度達到10mg/公升。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 重復進行了 2 0,0 0 0次上述臭氧水的水壓重復加壓 (9 0秒/周期）後，對封裝部進行檢查結果，確認無龜 裂等破壞或造成中空纖維膜損傷。再次進行重復加壓對其 進行評估，延長爲6 0,0 0 0次的重復加壓後，對封裝部 進行檢查結果，確認無龜裂等破壞或造成中空纖維膜損傷 。又一次，繼續對其進行重復加壓進行評估，延長爲 8 0，0 0 〇次的重復加壓後再度對封裝部進行檢查結果， 確認無龜裂等破壞或造成中空纖維膜損傷。上述之重復加 壓試驗，相當於4 . 5年份之實際過濾運轉時假定以每3 0 分進行逆洗的周期運轉狀況。實驗後，拆開元件後，在封 裝部，中空纖維膜和肋板的距離最短爲2 m m，中空纖維 膜和剪力環的距離最短爲3 m m。 【實施例3】 將曰本特開2 0 0 1 — 6 2 2 6 7號公報中記載之方 法所得的P V D F中空纖維精密過濾膜（內徑/外徑： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇·70/1·25mm，根據ASTM 316—86 其平均孔徑爲〇 · 2//m、中空率70%) 1 260條成 束，並準備4束。 將上述4束中空纖維膜束收納在S U S - 3 0 4制殼 套（內徑/外徑：1 5 5/1 6 5mm、長度1〇〇〇 mm)內。於該殼套，設有如第2 3圖所示之一體成型的 剪力環4 (內徑145mm、厚度21mm、R加工：3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29- 1221096 A7 B7 五、發明説明（2d m m R )，平剖面爲十字形的肋板3以榫槽組合安裝在剪 力環4。肋板3 ，施有2mm的GE東芝シリπ — ；y株式 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 會社製「X E 1 4 - B 7 1 7 9」（商品名）的A劑、B 劑質量比（A劑/ B劑）：1 / 1進行混合後所得之矽橡 膠做爲打底層。 其次，對於殼套凸緣側，在密封中空纖維膜束中空部 後，安裝黏合用工具，對於殼套無凸緣側，在配置3 7支 外徑爲1 1 m m的聚丙烯制管狀物後，安裝黏合用工具。 對安裝有黏合用工具的殼套兩側端部和中空纖維膜， 使用G E東芝シU〕一 >株式會社製「X E 1 4 -B 7 1 7 9」（商品名）的A劑、B劑質量比（A劑/ B 劑）：1 / 1進行混合後所得之矽橡膠封裝材，在環境溫 度6 0 °C條件下離心鑄塑進行黏合固定。 經濟部智慧財產^員工消費合作社印製 將上述中空纖維膜筒進行環境溫度1 2 0 °C的後加熱 處理後，切斷凸緣側不要的封裝部，使中空纖維膜的中空 部開□’又對其反側拆除管狀物，使3 7處的原水供給口 爲開口’而中空部成密封，就完成單側集水型的中空纖維 膜筒。該筒封裝部6的厚度，在凸緣側爲1 1 〇 m m，在 其反側爲3 0 m m。 另’做爲封裝材之矽橡膠的J I S— A硬度，在2 5 °C、6 0 °C 均爲 5 8。 接著’如第3 2圖所示，將上述中空纖維膜筒1凸緣 側朝上’仲介著〇型環9收納在附有螺紋的不銹鋼制外殼 套1 9內。然後，挾住〇型環，安裝平剖面爲圓形和放射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ωχ297公釐） -30- 1221096 A7 B7 五、發明説明（2分 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 形組合成分隔部的緊固件8 (參考省略了 ◦型環溝槽之咅ij 面圖：第1 5圖）和殼蓋7所一體形成者後，鎖緊蓋形螺 帽2 3固定外殼套1 9和殼蓋7。從外殼套1 9的緊固件 側及其反側，以水溫4 3 ± 2 t、壓力2 0 0 K P a的水 壓進行重復交叉加壓。此時，對所供給之溫水，以噴射器 添加臭氧氣，調節臭氧氣添加量使臭氧水濃度達到1 〇 m g /公升。 經濟部智慧財產苟B (工消費合作社印契 重復進行了 5 0，0 0 0次上述臭氧水的水壓重復加壓 (9 〇秒/周期）後，對封裝部進行檢查結果，確認無龜 裂等破壞或造成中空纖維膜損傷。再次進行重復加壓對其 進行評估，延長爲1 0 0，0 0 0次的重復加壓後，對封裝 部進行檢查結果，確認無龜裂等破壞或造成中空纖維膜損 傷。又一次，繼續對其進行重復加壓進行評估，延長爲 1 6 0，〇 〇 〇次的重復加壓後再度對封裝部進行檢查結果 ’確認無龜裂等破壞或造成中空纖維膜損傷。上述之重復 加壓試驗，相當於9 . 3年份之實際過濾運轉時假定以每 3 0分進行逆洗的周期運轉狀況。實驗後，拆開元件後， 在封裝部，中空纖維膜和肋板的距離最短爲2 m m。 [參考例5 1 除了未安裝緊固件外，其他均與參考例1爲同一條件 準備了評估用樣品，進行了與參考例1爲同一條件之水壓 加壓。對封裝部的變形進行觀察結果，最大變形顯示在封 裝部中心部，加壓前後（變形前後）的厚度相差8 m m。 本紙張尺度適用中國國家樣準（CMS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 1221096 A7 B7 五、發明説明（ 持續進行上述水壓加壓結果，於1 1小時在沿著封裝部週 邊部發生聚集破壞，因漏水而中止評估。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [參考例6 1 除了未安裝剪力環、緊固件外，其他均與參考例2爲 同一條件準備了評估用樣品，進行了與參考例2爲同一條 件之水壓加壓。對封裝部的變形進行觀察結果，最大變形 顯示在封裝部中心部，加壓前後（變形前後）的厚度相差 1 4 m m 〇 持續進行上述水壓加壓結果，於7小時在沿著封裝部 週邊部發生聚集破壞，因漏水而中止評估。 [參考例7 1 經濟部智慧財產苟Μ工消費合作社印災 除了未安裝剪力環、緊固件及肋板外，其他均與參考 例4爲同一條件準備了評估用樣品，進行了與參考例3爲 同一條件之水壓加壓。對封裝部的變形進行觀察結果，最 大變形顯示在封裝部中心部，加壓前後（變形前後）的厚 度相差1 4 m m。 又使用該樣品，進行了與參考例4爲同一條件之水壓 重復加壓實驗結果，在3 4 0 7次時因加壓泵浦流量異常 ’而停止重復加壓裝置。對該樣品封裝部進行確認結果， 在離封裝部週邊部8 m m的內側，發生圓弧形龜裂，因涉 及漏水發生而中止評估。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） -32- 1221096 A7 B7 五、發明説明（2$ [比較例1】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 除了未安裝剪力環、緊固件及肋板外，其他均與實施 例1爲同一條件準備了中空纖維膜筒，以臭氧水進行了重 復加壓。 在1 0，0 0 0次重復加壓結束時，對封裝部的變形進 行觀察結果，在封裝部已經發生龜裂，在漏氣檢查時亦確 認發生漏氣。 [1：匕較仞丨2 ] 除了未安裝剪力環、緊固件及肋板外，其他均與實施 例2爲同一條件準備了中空纖維膜筒，以臭氧水進行了重 復加壓。 在1 0，0 0 0次重復加壓結束時，對封裝部的變形進 行確認結果，在封裝部已經發生龜裂，在漏氣檢查時亦確 δΕ發生漏氣。 【産Ai：之可利用件1 經濟部智慧財產笱肖工消費合作社印製 本發明，可提供一種使用柔軟性封裝材於過濾時能抑 制封裝部變形的中空纖維膜元件。尤其是指可提供一種不 需增加封裝部厚度，於實用上能維持耐壓性，且可抑制在 封裝部介面的中空纖維膜發生斷裂之大型中空纖維膜元件 °再者’本發明亦可提供一種提升封裝部的耐藥品性，抑 制封裝材介面膜損傷之中空纖維膜元件。本發明是對河川 水 '湖沼水、伏流水等之上水處理或下水2次處理水的除 本纸張尺度適财國國家鮮（CNS) Α4·( 210X 297公廣） -33- 1221096 A7 ___B7_ 五、發明説明（3d 濁等之水m S領域有用，尤其是對使用臭氧之外壓過濾模 組件的水處理領域有用。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [圖面之簡單說明1 第1圖爲表示本發明中空纖維膜元件之一例的縱剖面 圖。 第2圖爲表不本發明所使用肋板之一例的剖面圖。 第3圖爲表示本發明所使用肋板之一例的剖面圖。 第4圖爲表示本發明所使用肋板之一例的剖面圖。 第5圖爲表示本發明所使用肋板之一例的剖面圖。 第6圖爲表示本發明所使用肋板之一例的剖面圖。 第7圖爲表示藉由榫槽組合固定在殻套內壁的肋板之 一例的透視圖。 第8圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的剖面圖。 第9圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的剖面圖。 第1 0圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的剖面圖 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 1圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的剖面圖 〇 第1 2圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的剖面圖 〇 第1 3圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的剖面圖 〇 第1 4圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的剖面圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -34- 1221096 A7 B7 五、發明説明（31) 〇 第1 5圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的剖面圖 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 6圖（a )爲表示施以R加工後緊固件之一例的 剖面圖。 第16圖（b)爲第16圖（a)之A — A，剖面圖 〇 第1 7圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的透視圖 〇 第1 8圖爲表示本發明所使用緊固件之一例的透視圖 第19圖爲表示本發明所使用之殻蓋和緊固件爲一體 成型者之一例的透視圖。 第2 0圖爲表示本發明所使用之殼蓋和緊固件爲一體 成型者之一例的透視圖。 弟2 1圖爲表不本發明所使用之殼盖和緊固件爲一'體 成型者之一例的透視圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2 2圖爲表示本發明所使用之具有螺栓孔的凸緣和 緊固件爲一體成型者之透視圖。 第2 3圖爲表示1個剪力環和殼套內壁爲一體成型元 件之殼套內壁之一例的剖面模式圖。 第2 4圖爲表不2個剪力環和威套內壁爲一體成型兀 件之殼套內壁之一例的剖面模式圖。 第2 5圖爲表示對中空纖維中空部開口側之封裝部的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -35- 1221096 A7 B7 i、發明説明（33 離心鑄造所使用黏合用工具之一例的剖面模式圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第2 6圖爲表示對中空纖維中空部密封側之封裝部的 離心鑄造所使用黏合用工具之一例的剖面模式圖。 第2 7圖爲表示要形成中空纖維中空部密封側之原水 供給用開口而爲管狀物之一例的剖面模式圖。 第2 8圖爲在參考例1所使用之凸緣和緊固件爲一體 成型者的剖面圖。 第2 9圖爲在參考例2所使用之凸緣和緊固件爲一體 成型者的剖面圖。 第3 0圖爲在參考例3所使用之凸緣和緊固件爲一體 成型者的剖面圖。 第3 1圖爲在實施例1、2所使用之裝置的剖面模式 圖。 弟3 2圖爲在實施例3所使用之裝置的剖面模式圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要元件對照表 1 :組件殼套 2:中空纖維膜 3 :肋板 4 :剪力環 5 ·封裝材 6 :封裝部 7 :殻蓋 8 :緊固件 本紙張尺度適用中國國家嘌準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -36- 1221096 A7 B7 五、發明説明（3$ 9 :〇型環 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 :濃縮液注入口兼排氣孔 1 1 :榫槽組合 1 2 :框部 13:分隔部 1 4 : 〇型環溝槽 15:緊繫手段 1 6 :凸緣 1 7 :螺栓孔 1 8 :樹脂注入口 1 9 :外殼套 2 0 :排氣噴嘴 2 :平密封條 2 2 :螺栓 2 3 :蓋形螺帽 a 1、b 1 :封裝部整體厚度 a2、b2:剪力環厚度 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印发 a 3、b 3 :封裝部外端面至剪力環厚度中心的距離 dl、el:剪力環內徑 d2、e2:殼套內徑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -37-

Claims (1)

1221096 年月 修正補充 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 第91132501號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國93年3月8日修正 1 · 一種中空纖維膜組件，是具有：組件殼套、及至 少其中的一端部被固定在該殼套之複數條中空纖維膜所構 成的中空纖維膜束、以及在將中空纖維膜端部中介著封裝 材在開口狀態下固定在殻套部內的封裝部，被埋設著至少 其中一部份的肋板或剪力環的中空纖維膜組件，其特徵爲 上述封裝材是柔軟性的封裝材，上述肋板是被固定在 殼套內壁，上述剪力環是固定在殼套內壁或是與殼套內壁 一體成型，並且，肋板或剪力環的其中之一是不直接接觸 中空纖維膜而被埋設在封裝部。 2 .如申請專利範圍第1項所記載之中空纖維膜組件 ，其中，在肋板或剪力環與中空纖維膜之間，存在有僅由 至少具有1 m m厚度的封裝材所構成的塡充層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 ·如申請專利範圍第2項所記載之中空纖維膜組件 ，其中，塡充層的厚度爲2mm以上。 4 ·如申請專利範圍第1項所記載之中空纖維膜組件 ’其中，緊固件於實質上是不阻塞中空纖維膜開口端部地 配置在中空纖維膜開口側之封裝部端面外側。 5 ·如申請專利範圍第4項所記載之中空纖維膜組件 ，其中，緊固件是由框部和分隔部形成，分隔部之垂直於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X297公釐） < A8 B8 C8 D8 1221096 S3. 3 . - g 六、申請專利範圍 2 中空纖維膜組件長度方向的剖面形狀爲十字形、格子形、 放射形、蜂巢形及十字形或放射形和圓形的組合等之任一 形狀。 6 ·如申請專利範圍第4項所記載之中空纖維膜組件 ’其中，於緊固件設有〇型環溝槽。 7 ·如申請專利範圍第1項所記載之中空纖維膜組件 ’其中，剪力環是配置成與封裝部端面平行。 8 ·如申請專利範圍第1項所記載之中空纖維膜組件 ’其中，剪力環轉角部施有R (圓弧）加工。 9 ·如申請專利範圍第1項所記載之中空纖維膜組件 ’其中，該中空纖維膜組件同時具有肋板和剪力環，肋板 是中介著剪力環固定在殼套內，肋板爲直接固定在剪力環 內壁或是與剪力環一體成型。 1 0 .如申請專利範圍第1項至第9項任一項所記載 之中空纖維膜組件，其中，封裝材固化後的j I S — A硬 度爲2 5〜9 0。 1 1 ·如申請專利範圍第1項至第9項任一項所記載 之中空纖維膜組件，其中，於封裝部，中空纖維膜是不直 接接觸殼套內壁地被固定在殼套內。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項所記載之中空纖維膜 組件，其中，於封裝部，在殼套內壁和中空纖維膜之間， 存在有僅由厚度1 m m以上的封裝材所構成的塡充層。 1 3 · —種外壓式過濾方法，其特徵爲：其爲使用如 申請專利範圍第1項至第9項任一項所記載之中空纖維膜 本纸張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（21〇X29>7公董） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 t<—，一—〜一 .·-*—.一.‘··.二.〜

1221096 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 組件，從中空纖維膜束外表面側供給原料水，從內表面側 採集透過水之外壓式過濾方法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •I裝 、1T+ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）