(57)【要約】【課題】中空糸膜両束端部をそれぞれ束着管に嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜両端部を各束着管にポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束側周面あるいはその近傍に位置する中空糸膜のみならず、中空糸膜束内部に位置する中空糸膜をも有効に機能させることを可能とする中空糸膜モジュールを提供する。【解決手段】中空糸膜両束端部をそれぞれ束着管に嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜両端部を各束着管にそれぞれポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束の片端部の中空糸膜中空開口部を封止材によって封止せしめるとともに、中空糸膜の中空内部が封止された側のモジュール端部のポッティング部中央部分に、モジュール外部から供給された流体の流出口となる、モジュール内部への貫通穴を設けた中空糸膜モジュール。【選択図】図１
2014104383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜束端部を束着管にそれぞれ嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜端部を各束着管にそれぞれポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、
中空糸膜束の片端部の中空糸膜開口部を封止材によって封止せしめるとともに、中空糸膜の中空内部が封止されたモジュール端部のポッティング部中央部分にモジュール内部への貫通穴を設けたことを特徴とする中空糸膜モジュール。
【請求項２】
中空糸膜の中空内部が、ポッティング材と同じ材料によって封止されている請求項１記載の中空糸膜モジュール。
【請求項３】
液体の脱気に用いられる請求項１または２記載の中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜モジュールに関する。さらに詳しくは、液体の脱気などに用いられる中空糸膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、中空糸膜モジュールは液体の脱気、ろ過、分離、濃縮などに、あるいは気体の加湿、除湿などに用いられている。例えば、水中など液体中の気体を除去する方法としては、例えば特許文献１の図４に示されるような中空糸膜モジュールを用いた膜式脱気方法が採用されており、これは中空糸膜モジュールの中空糸膜束外側部に被処理液体を流し、中空糸膜内部空間側を減圧にしてそこから液体中に溶存する気体の除去が行われる。
【０００３】
このような中空糸膜モジュールとしては、また図２に示されるように、複数本の中空糸膜４の束端部を左右の束着管にそれぞれ挿嵌し、各束着管に中空糸膜端部をポッティング部５、５’を介して固定せしめたものが用いられ、中空糸膜モジュール１の長軸方向に対して側周面からろ過の対象となる液体等が供給されるといったものも挙げられる。しかるに、これらの中空糸膜モジュール１をOリング８、８’を介して格納しているハウジング７には、液体流入口９および液体流出口１０が中空糸膜４の長軸方向に対して側周面側に設けられている。その結果、膜モジュール側周面から供給された液体は、中空糸膜内部空間側を脱気口１１、１１’から減圧した場合に主として中空糸膜束の外表面を通過して脱気されることとなるため、中空糸膜束の中心部分に位置する中空糸膜４は、中空糸膜束外表面近傍に位置する中空糸膜４と比べると有効に使用されないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１３３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、中空糸膜束端部を束着管にそれぞれ嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜端部を各束着管にポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束側周面あるいはその近傍に位置する中空糸膜のみならず、中空糸膜束内部に位置する中空糸膜をも有効に機能させることを可能とする中空糸膜モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる本発明の目的は、中空糸膜束端部を束着管にそれぞれ嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜端部を各束着管にそれぞれポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束の片端部の中空糸膜開口部を封止材によって封止せしめるとともに、中空糸膜の中空内部が封止されたモジュール端部のポッティング部中央部分にモジュール内部への貫通穴を設けた中空糸膜モジュールによって達成される。
【発明の効果】
【０００７】
中空糸膜束の片端部の中空糸膜開口部を封止せめるとともに、中空糸膜の中空内部が封止されたモジュール端部のポッティング部中央部分にモジュール内部への貫通穴を設けることにより、中空糸膜モジュールに流体を循環させた場合、従来は主として中空糸膜束の側周面あるいはその近傍を通過していた流体が、中空糸膜束中心部を通過するようにその流路を変更することが可能となる。その結果、中空糸膜束の側周面付近だけではなく、中央部付近に位置する中空糸膜をも有効に機能させることができるといったすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る中空糸膜モジュールの一態様を示す図であり、(a)は下半分を長軸方向中心線端面図として示した正面図、(b)は左側面図、(c)は右側面図、(d)はこれをハウジングに装着せしめた態様を示す長軸方向中心線端面図である
【図２】従来の中空糸膜モジュールの一態様を示す長軸方向中心線端面図である
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る中空糸膜モジュールは、中空糸膜束端部を束着管にそれぞれ嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜端部を各束着管にそれぞれポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束の片端部の中空糸膜開口部が封止材によって封止されるとともに、中空糸膜の中空内部が封止されたモジュール端部のポッティング部中央部分にモジュール内部への貫通穴が設けられている。
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明に係る中空糸膜モジュール用の具体的態様を詳細に説明する。なお、以下に述べる具体的態様はあくまで本発明の一態様を例示しているに過ぎず、本発明は次の各態様に限定されるものではない。
【実施例】
【００１１】
図１(a)は、本発明に係る中空糸膜モジュール１の一態様を示す一部端面正面図であり、図の上半分は中空糸膜モジュールの正面図、図の下半分は中空糸膜モジュールの長軸方向に対する中心線端面図となっている。左束着管２および右束着管３には、そこに充填される複数本の中空糸膜４からなる中空糸膜束端部がそれぞれ収容され、中空糸膜モジュールの両端部には、各中空糸膜４端部の外壁面間および中空糸膜４端部と左束着管２あるいは右束着管３との内壁面間を封止固定するポッティング部５、５’が備えられている。一般に、ポッティング部は、好ましくはエポキシ系接着剤のように耐熱性の高い接着剤で一次封入をして第１ポッティング部(外部側)を設け、さらに発熱の低い軟性のある接着剤で２次封入をして第２ポッティング部(内部側)を設けるといった多段ポッティングにより形成される。このように多段ポッティングとすることにより、ポッティングが硬化する際に生じる発熱を抑えることができ、特に中空糸膜との界面間の発熱を抑えることで中空糸膜の切れなどを防止することができる。
【００１２】
本発明においては、一方のポッティング部５に位置する中空糸膜４は、その中空内部がポッティング材と同じ材料によって封止されているが、他方のポッティング部５’に位置する中空糸膜４はその中空内部が外部に開放されている。中空内部が外部に開放されるように各中空糸膜端部の外壁面間および中空糸膜端部と左束着管あるいは右束着管との内壁面間をそれぞれ封止固定してポッティング部を形成させる方法としては、例えばポッティングする前に中空糸膜端部の中空部を封止した後、ポッティングを行ってポッティング部形成し、さらに中空糸膜中空部が開口するように中空糸膜をカットする方法などが挙げられる。また、中空内部をポッティング材と同じ材料によって封止する方法としては、中空糸膜端部をポッティング材と同じ材料によって封止したうえで束着管内に収容し、ポッティング部を形成する態様のほか、中空糸膜端部を封止していない中空糸膜束を束着管内に収容し、ポッティング部を形成すると同時に中空糸膜端部の封止をあわせて行う方法が挙げられる。このとき、中空糸膜束の束着管内への収容は、中空糸膜端部を束着管端部と揃える態様のほか中空糸膜端部を束着管端部よりも束着管内側に配置して中空糸膜端部を封止する態様のいずれも用いることができる。
【００１３】
中空糸膜の中空内部が封止されたモジュール端部のポッティング部５の中央部分にはモジュール内部へのポッティング部貫通穴６が設けられている。かかる貫通穴は、ポッティング前に例えば先端が円錐形となっている軸方向突起を中空糸膜束に挿入してポッティングを行った後、突起を取り外すことなどによって形成される。
【００１４】
ポッティング部貫通穴６は、中空糸膜モジュール１の外部から供給された液体の流出口として機能する。脱気対象となる液体は、中空糸膜束側周表面から供給されて中空糸膜束中央部まで到達した後、封止されたモジュール端部ポッティング部５の中央に設けられたポッティング部貫通穴６から流出することとなる。かかる構成を採用することにより、中空糸膜の配置位置にかかわらず収容されているすべての中空糸膜を有効に利用することができ、中空糸膜モジュールの性能を向上させることができるといったすぐれた効果を奏する。
【００１５】
図１(b)は、図１(a)で示した中空糸膜モジュール１の左側面図、図１(c)は、図１(a)で示した中空糸膜モジュール１の右側面図である。図１(c)では中空糸膜４の開口部分は中空糸膜端部中空開口部１３となっているのに対して、図１(b)では中空糸膜４の開口部分が封止剤によって封止されて中空糸膜端部中空閉塞部１２となっており、また中空糸膜の中空内部が封止されたモジュール端部のポッティング部５の中央部分にモジュール内部へのポッティング部貫通穴６が設けられている。中空糸膜中空部分が封止剤によって封止されていることにより、かかる部分からの気体または液体の流出、流入はなく、ポッティング部５の中央部分に設けられたモジュール内部へのポッティング部貫通穴６が中空糸膜束外部より供給された液体の流出口となって機能することとなる。
【００１６】
図１(d)は、図１(a)で示した中空糸膜モジュール１を、左束着管２または右束着管３に装着したOリング８、８’を介してハウジング７に格納せしめた態様を示す長軸方向中心線端面図である。図２に示されるように、従来のハウジング７には中空糸膜４の長軸方向に対して側周面側に液体流入口９に加えて液体流出口１０が設けられていたため、供給された液体の大部分は中空糸膜束の側周表面あるいはその近傍を通過するだけになっていたが、本発明では液体流出口１０が中空糸膜モジュール１の片端部側に設けられることとなるため、脱気対象となる液体は、中空糸膜束外表面から中空糸膜束中央部まで到達することとなり、中空糸膜４の配置位置にかかわらず収容されたすべての中空糸膜を有効に利用して脱気が行われることから、同じ中空糸膜本数を用いた中空糸膜モジュールの場合に、さらなる性能の向上を達成せしめることが可能となる。
【符号の説明】
【００１７】
１            中空糸膜モジュール
２            左束着管
３            右束着管
４            中空糸膜
５、５’      ポッティング部
６            ポッティング部貫通穴
７            ハウジング
８、８’      Oリング
９            液体流入口
１０          液体流出口
１１、１１’  脱気口
１２          中空糸膜端部中空閉塞部
１３          中空糸膜端部中空開口部
【図１】
2014104383.tif 000003
【図２】
2014104383.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月5日(2014.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜モジュールに関する。さらに詳しくは、液体の脱気などに用いられる中空糸膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、中空糸膜モジュールは液体の脱気、ろ過、分離、濃縮などに、あるいは気体の加湿、除湿などに用いられている。例えば、水中など液体中の気体を除去する方法としては、例えば特許文献１の図４に示されるような中空糸膜モジュールを用いた膜式脱気方法が採用されており、これは中空糸膜モジュールの中空糸膜束外側部に被処理液体を流し、中空糸膜内部空間側を減圧にしてそこから液体中に溶存する気体の除去が行われる。
【０００３】
このような中空糸膜モジュールとしては、例えば図２に示されるように、複数本の中空糸膜４の両束端部を左右の束着管にそれぞれ挿嵌し、各束着管に中空糸膜端部をポッティング部５、５’を介して固定せしめたものが用いられ、中空糸膜モジュール１の長軸方向に対して側周面からろ過の対象となる液体等が供給されるといったものが挙げられる。しかるに、これらの中空糸膜モジュール１をOリング８、８’を介して格納しているハウジング７には、液体流入口９および液体流出口１０が中空糸膜４の長軸方向に対して側周面側に設けられている。その結果、膜モジュール側周面から供給された液体は、中空糸膜内部空間側を脱気口１１、１１’から減圧した場合に主として中空糸膜束の外表面を通過して脱気されることとなるため、中空糸膜束の中心部分に位置する中空糸膜４は、中空糸膜束外表面近傍に位置する中空糸膜４と比べると有効に使用されないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１３３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、中空糸膜両束端部をそれぞれ束着管に嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜両端部を各束着管にポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束側周面あるいはその近傍に位置する中空糸膜のみならず、中空糸膜束内部に位置する中空糸膜をも有効に機能させることを可能とする中空糸膜モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる本発明の目的は、中空糸膜両束端部をそれぞれ束着管に嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜両端部を各束着管にそれぞれポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束の片端部の中空糸膜中空開口部を封止材によって封止せしめるとともに、中空糸膜の中空内部が封止された側のモジュール端部のポッティング部中央部分に、モジュール外部から供給された流体の流出口となる、モジュール内部への貫通穴を設けた中空糸膜モジュールによって達成される。
【発明の効果】
【０００７】
中空糸膜束の片端部の中空糸膜中空開口部を封止せめるとともに、中空糸膜、一般には多孔質中空糸膜の中空内部が封止されたモジュール端部のポッティング部中央部分にモジュール内部への貫通穴を設けることにより、中空糸膜モジュールに流体を循環させた場合、従来は主として中空糸膜束の側周面あるいはその近傍を通過していた流体、例えば液体が、中空糸膜束中心部を通過するようにその流路を変更することが可能となる。その結果、中空糸膜束の側周面付近だけではなく、中央部付近に位置する中空糸膜をも有効に機能させることができるといったすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る中空糸膜モジュールの一態様を示す図であり、(a)は下半分を長軸方向中心線端面図として示した正面図、(b)は左側面図、(c)は右側面図、(d)はこれをハウジングに装着せしめた態様を示す長軸方向中心線端面図である
【図２】従来の中空糸膜モジュールの一態様を示す長軸方向中心線端面図である
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る中空糸膜モジュールは、中空糸膜両束端部をそれぞれ束着管に嵌挿し、中空糸膜、一般には多孔質中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜両端部を各束着管にそれぞれポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束の片端部の中空糸膜中空開口部が封止材によって封止されるとともに、中空糸膜の中空内部が封止された側のモジュール端部のポッティング部中央部分に、モジュール外部から供給された流体の流出口となる、モジュール内部への貫通穴が設けられている。
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明に係る中空糸膜モジュール用の具体的態様を詳細に説明する。なお、以下に述べる具体的態様はあくまで本発明の一態様を例示しているに過ぎず、本発明は次の各態様に限定されるものではない。
【実施例】
【００１１】
図１(a)は、本発明に係る中空糸膜モジュール１の一態様を示す一部端面正面図であり、図の上半分は中空糸膜モジュールの正面図、図の下半分は中空糸膜モジュールの長軸方向に対する中心線端面図となっている。左束着管２および右束着管３には、そこに充填される複数本の中空糸膜４、一般には多孔質中空糸膜からなる中空糸膜束端部がそれぞれ収容され、中空糸膜モジュールの両端部には、各中空糸膜４端部の外壁面間および中空糸膜４端部と左束着管２あるいは右束着管３との内壁面間を封止固定するポッティング部５、５’が備えられている。一般に、ポッティング部は、好ましくはエポキシ系接着剤のように耐熱性の高い接着剤で一次封入をして第１ポッティング部(外部側)を設け、さらに発熱の低い軟性のある接着剤で二次封入をして第２ポッティング部(内部側)を設けるといった多段ポッティングにより形成される。このように多段ポッティングとすることにより、ポッティングが硬化する際に生じる発熱を抑えることができ、特に中空糸膜との界面間の発熱を抑えることで中空糸膜の切れなどを防止することができる。
【００１２】
本発明においては、一方のポッティング部５に位置する中空糸膜４は、その中空内部がポッティング材と同じ材料によって封止されているが、他方のポッティング部５’に位置する中空糸膜４はその中空内部が外部に開放されている。中空内部が外部に開放されるように各中空糸膜端部の外壁面間および中空糸膜端部と右束着管３との内壁面間をそれぞれ封止固定してポッティング部を形成させる方法としては、例えばポッティングする前に中空糸膜端部の中空部を封止した後、ポッティングを行ってポッティング部形成し、さらに中空糸膜中空部が開口するように中空糸膜をカットする方法などが挙げられる。また、中空内部をポッティング材と同じ材料によって封止する方法としては、中空糸膜端部をポッティング材と同じ材料によって封止したうえで束着管内に収容し、ポッティング部を形成する態様のほか、中空糸膜端部を封止していない中空糸膜束を束着管内に収容し、ポッティング部を形成すると同時に中空糸膜端部の封止をあわせて行う方法が挙げられる。このとき、中空糸膜束の束着管内への収容は、中空糸膜端部を束着管端部と揃える態様のほか中空糸膜端部を束着管端部よりも束着管内側に配置して中空糸膜端部を封止する態様のいずれも用いることができる。
【００１３】
中空糸膜の中空内部が封止されたモジュール端部のポッティング部５の中央部分には、モジュール外部から供給された液体等の流体の流出口となる、モジュール内部へのポッティング部貫通穴６が設けられている。かかる貫通穴は、ポッティング前に例えば先端が円錐形となっている軸方向突起を中空糸膜束に挿入してポッティングを行った後、突起を取り外すことなどによって形成される。
【００１４】
ポッティング部貫通穴６は、中空糸膜モジュール１の外部から供給された流体の流出口として機能する。脱気対象等となる流体は、中空糸膜束側周表面から供給されて中空糸膜束中央部まで到達した後、封止されたモジュール端部ポッティング部５の中央に設けられたポッティング部貫通穴６から流出することとなる。かかる構成を採用することにより、中空糸膜の配置位置にかかわらず収容されているすべての中空糸膜を有効に利用することができ、中空糸膜モジュールの性能を向上させることができるといったすぐれた効果を奏する。
【００１５】
図１(b)は、図１(a)で示した中空糸膜モジュール１の左側面図、図１(c)は、図１(a)で示した中空糸膜モジュール１の右側面図である。図１(c)では中空糸膜４の開口部分は中空糸膜端部中空開口部１３となっているのに対して、図１(b)では中空糸膜４の開口部分が封止剤によって封止されて中空糸膜端部中空閉塞部１２となっており、また中空糸膜の中空内部が封止された側のモジュール端部のポッティング部５の中央部分にモジュール内部へのポッティング部貫通穴６が設けられている。中空糸膜中空部分が封止剤によって封止されていることにより、かかる部分からの気体または液体の流出、流入はなく、ポッティング部５の中央部分に設けられたモジュール内部へのポッティング部貫通穴６が中空糸膜束外部より供給された流体の流出口となって機能することとなる。
【００１６】
図１(d)は、図１(a)で示した中空糸膜モジュール１を、左束着管２または右束着管３に装着したOリング８、８’を介してハウジング７に格納せしめた態様を示す長軸方向中心線端面図である。図２に示されるように、従来のハウジング７には中空糸膜４の長軸方向に対して側周面側に液体流入口９に加えて液体流出口１０が設けられていたため、供給された液体の大部分は中空糸膜束の側周表面あるいはその近傍を通過するだけになっていたが、本発明では液体流出口１０が中空糸膜モジュール１の片端部側に設けられることとなるため、脱気対象となる液体は、中空糸膜束外表面から中空糸膜束中央部まで到達することとなり、中空糸膜４の配置位置にかかわらず収容されたすべての中空糸膜を有効に利用して脱気が行われることから、同じ中空糸膜本数を用いた中空糸膜モジュールの場合に、さらなる性能の向上を達成せしめることが可能となる。
【符号の説明】
【００１７】
１            中空糸膜モジュール
２            左束着管
３            右束着管
４            中空糸膜
５、５’      ポッティング部
６            ポッティング部貫通穴
７            ハウジング
８、８’      Oリング
９            液体流入口
１０          液体流出口
１１、１１’  脱気口
１２          中空糸膜端部中空閉塞部
１３          中空糸膜端部中空開口部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜両束端部をそれぞれ束着管に嵌挿し、中空糸膜の中空内部のみが外部に開放されるように中空糸膜両端部を各束着管にそれぞれポッティング部を介して固定せしめた中空糸膜モジュールにおいて、
中空糸膜束の片端部の中空糸膜中空開口部を封止材によって封止せしめるとともに、中空糸膜の中空内部が封止された側のモジュール端部のポッティング部中央部分に、モジュール外部から供給された流体の流出口となる、モジュール内部への貫通穴を設けたことを特徴とする中空糸膜モジュール。
【請求項２】
中空糸膜の中空内部が、ポッティング材と同じ材料によって封止されている請求項１記載の中空糸膜モジュール。
【請求項３】
液体の脱気に用いられる請求項１または２記載の中空糸膜モジュール。