(57)【要約】【課題】本発明は、径サイズ１０インチ以上、全長１ｍ以上、重量５０ｋｇ以上の大型流体分離膜エレメントを圧力容器に装填する際に、所定の位置に対し±３ｍｍ以内の範囲内に簡便に挿入することを目的とする。【解決手段】本発明は、圧力容器に重量が５０ｋｇ以上の流体分離膜エレメントを装填する際に、容器内の所定の位置にエレメントを設置するために押込み冶具を用いて位置調整を行うことを特徴とするエレメント装填方法である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器に重量が５０ｋｇ以上の流体分離膜エレメントを装填する際に、容器内の所定の位置にエレメントを設置するために押込み冶具を用いて位置調整を行うことを特徴とするエレメント装填方法。
【請求項２】
前記押込み冶具は、圧力容器の端部に固定するためのフレームと、ネジシャフト、ネジシャフトの端部付近に固定されたハンドル、前記ネジシャフトの他端部付近に筒状部材を接続したものであって、前記筒状部材はエレメントのコネクターと係合可能な構造を有することを特徴とする請求項１に記載のエレメント装填方法。
【請求項３】
前記ハンドル一回転あたり前記筒状部材が２ｍｍ〜１０ｍｍ前進することを特徴とする請求項２に記載のエレメント装填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は選択透過性膜からなる流体分離膜エレメントを圧力容器に装填する方法に関する。より詳しくは、圧力容器に超大型の流体分離膜エレメントを所定の位置に簡便に精度よく装填する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体分離膜エレメントのサイズはせいぜい直径１０インチまでが主流であったが、高効率、使用する流体分離膜エレメント数の減少による省スペース化より、大型化が求められている。しかし、流体分離膜エレメントが大型化すると重量も増えるため、今までの様に人力で流体分離膜エレメントを圧力容器の所定の位置に装填するのは困難である。例えば従来、直径が８インチ、長さが１ｍのエレメントの場合、湿潤重量はおよそ３０ｋｇであった。しかし、直径が１０インチ、長さが２ｍのエレメント又は直径が１６インチ、長さが１ｍのエレメントでは、乾燥重量でも８０ｋｇ、湿潤重量では９０ｋｇを超える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、径サイズ１０インチ以上、全長１ｍ以上、重量５０ｋｇ以上の大型流体分離膜エレメントを圧力容器に装填する際に、所定の位置に対し±３ｍｍ以内の範囲内に簡便に挿入することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、大型流体分離膜エレメントを所定の位置に挿入するために下記の構成を含む。
（１）圧力容器に重量が５０ｋｇ以上の流体分離膜エレメントを装填する際に、容器内の所定の位置にエレメントを設置するために押込み治具を用いて位置調整を行うことを特徴とするエレメント装填方法。
（２）前記押込み冶具は、圧力容器の端部に固定するためのフレームと、ネジシャフト、ネジシャフトの端部付近に固定されたハンドル、前記ネジシャフトの他端部付近に筒状部材を接続したものであって、前記筒状部材はエレメントのコネクターと係合可能な構造を有することを特徴とする（１）に記載のエレメント装填方法。
（３）前記ハンドル一回転あたり前記筒状部材が２ｍｍ〜１０ｍｍ前進することを特徴とする（２）に記載のエレメント装填方法。
【発明の効果】
【０００５】
本発明を適用することにより、圧力容器内に流体分離膜エレメントを所定の位置に少ない労力で正確に装填することができるため作業を安全かつ効率よく行うことができ、装填作業における部材の破損や分離処理中の液漏れ等を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】装填冶具の全体を示す模式図である。
【図２】圧力容器の形状を示す図である。
【図３】流体分離膜エレメントの形状を示す図である。
【図４】端板の形状を示す図である。
【図５】押込み冶具の構成を示す図である。
【図６】押さえ板の形状を示す図である。
【図７】圧力容器内において、流体分離膜エレメントの位置調整を行う前の流体分離膜エレメント、端板、押さえ板の位置関係を示す概略図。
【図８】流体分離膜エレメントの位置調整を行うための部材を取り付けた状態の概略図。
【図９】押込み冶具のフレームが圧力容器の端面に接触するようにワイヤー巻取装置によりワイヤーを巻取った状態を示す概略図。
【図１０】押込み冶具のハンドルを廻し、流体分離膜エレメントの位置調整を行った状態を示す概略図。
【図１１】コネクターの係合部を示す図である。
【図１２】ラチェット式巻取方式の全体を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【０００８】
本発明における流体分離膜エレメントとは、選択透過性を有する流体分離膜を集合して構成される素子であり、圧力容器に流体分離膜エレメントを装填した流体分離膜モジュールとして、流体分離処理に使用されるものである。
【０００９】
本発明における選択透過性膜としては、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜およびガス分離膜、正浸透膜が挙げられ、また膜形状として、平膜（スパイラル膜）、中空糸膜、管状膜が挙げられるが、いずれの選択透過性膜であっても、本発明が適用可能である。
【００１０】
本発明における流体分離膜エレメントは、圧力容器に装填され、圧力容器の両端面には端板が設置される。流体分離膜エレメントは、１本もしくは複数本が順に圧力容器の端面より押込まれることで圧力容器内に装填される。流体分離膜エレメントの片端面もしくは両端面および端板には流体を通すためのコネクターが取付けられる。流体分離膜エレメントを圧力容器内に挿入する際、奥側にある端板のコネクターもしくはエレメントの中間コネクターと、挿入する流体分離膜エレメントのコネクターとの係合により、流体同士をシールする役割があるので、押込み位置の精度が必要となる。また、コネクターは耐食性が必要なため、プラスチック部材が用いられることが多く、押込み過ぎるとコネクターが変形したり破損する場合がある。具体的には、図１１に示すように、流体分離膜エレメントのコネクター先端部が端板のコネクターOリングの中心より３ｍｍ奥側の位置を所定位置とした場合、流体分離膜エレメントが所定位置より＋３ｍｍ奥に押込まれれば流体分離膜エレメントのコネクターと端板のコネクターが接触する。また、流体分離膜エレメントの押込み量が所定位置に対し３ｍｍ少ない場合は、流体分離膜エレメントのコネクターが端板のコネクターのOリングと完全に係合せず、流体のシールが出来なくなる。
【００１１】
本発明におけるエレメント装填において、流体分離膜エレメントを圧力容器に装填・抜出するための部材は、押込み量の調整が可能な押込み冶具1、押さえ板2、ワイヤー4、ワイヤー巻取装置5、Ｉボルト6で構成される。全体構造については図１に、圧力容器3、流体分離膜エレメント7、端板8の形状については図２〜４に示す。
【００１２】
本発明において、流体分離膜エレメントの押込み量の調整を可能とする押込み冶具1は、ネジシャフト11と筒状部材12、ハンドル13、フレーム14で構成されており、図５に示す。本発明における押込み治具1の構成部材は以下のようなものが一例としてあげられるが、これに限定されるものではない。
【００１３】
本発明におけるネジシャフト11とは、回転動作を直線方向の動作に変換するためのもので、ネジの形状は三角ネジ、台形ネジ、ボールネジ等が用いられ、より好ましくは大きな負荷を伝達出来る角ネジ、台形ネジが良い。ネジのピッチはエレメント挿入の時の位置精度の確保と装填作業効率の向上を両立させるため、２ｍｍから１０ｍｍの範囲のピッチを持つものが好ましい。
【００１４】
本発明における筒状部材12とは、ネジシャフト11に固定し、流体分離膜エレメント7と接触する部材である。筒状部材12には長さ方向に複数の穴が設けられており、固定時に使用する穴を変更することで押込み冶具の全長を変更することが可能である。なお、筒状部材12はエレメントのコネクターを嵌め込める形状を有している。このような構造とすることにより、エレメントの押込み作業においてコネクターの変形や破損を防止することができる。
【００１５】
本発明におけるハンドル13は、ネジシャフト11を回転させるための取っ手であり、ネジシャフト11を回転させ付設されている筒状部材12を移動させることにより流体分離膜エレメント7を移動させるものである。ハンドル13の形状は円形、十字バー、クランクバー等が用いられる。
【００１６】
本発明におけるフレーム14は、Ｉボルト6を取付ける部材であり、圧力容器3と接触するものである。フレーム14の形状は平板、コの字曲げの鋼板、角棒が用いられる。
【００１７】
本発明における押込み冶具1の構造について説明する。ネジシャフト11には先端に穴が1個、筒状部材12には複数の穴が設けられており、ネジシャフト11と筒状部材12は穴を重ね合わせ、ピンを差込むことで固定される。筒状部材12においてピンを差込む穴を変更することで、筒状部材12の突き出し量が変更され押込み冶具1の全長を変更することが可能である。ハンドル13は筒状部材12と反対側のネジシャフト11端部に付いており、ハンドル13と筒状部材12の間の部分のネジシャフト11には、Ｉボルト6を取付けるフレーム14が付いている。フレーム14がワイヤー4で拘束されている時にハンドル13を回転させると一回転あたり筒状部材12がネジシャフト11の1ピッチ分前進する仕組みとなっている。押込み冶具1の素材には、押込み時に発生する荷重に耐える強度と、圧力容器内に付着する流体による腐食に対する耐食性を有するプラスチックか金属が好ましく、より好ましくは優れた強度特性と耐食性を有するコーティング材か、Super Duplex等のステンレス材が良い。
【００１８】
本発明における押さえ板2とは、滑車部21とフランジ部22で構成されており、図６に示す。押込み冶具1と押さえ板2はワイヤー4で拘束されており、ワイヤー4を巻取りすることで押込み冶具1が流体分離膜エレメント7を押込む方向に移動する。押さえ板2の素材には、押込み時に発生する荷重に耐える強度と、圧力容器内に付着する流体による腐食に対する耐食性を有するプラスチックか金属が好ましく、より好ましくは優れた強度特性と耐食性を有するコーティング材か、Super Duplex等のステンレス材が良い。
【００１９】
本発明におけるワイヤー巻取装置5とは、ワイヤー4をプーリーに巻取る装置で、好ましくは電動式が良い。
【００２０】
図７〜１０に本発明におけるエレメント装填手順の一例を示す。図７に示すように、流体分離膜エレメント7を圧力容器3の溝部31まで挿入し、押込み側と反対側の圧力容器開口部より端板8を所定の位置に設置し、圧力容器端面に押さえ板2を設置する。次に、図８に示すように、押込み冶具に取付けたIボルト6と押さえ板2に取付けられた滑車21にワイヤー4を通し、押込み冶具1を流体分離膜エレメント7に接触させる。ワイヤー巻取装置5でワイヤー4を巻取ることで、フレーム14が圧力容器3と接触するまで流体分離膜エレメント7をさらに挿入する（図示せず）。次に、一旦、ワイヤーを緩めて押込み冶具1を流体分離膜エレメント7から離す（図示せず）。さらに、筒状部材12とネジシャフト11の固定位置を変更することで押込み冶具の全長を長くし、図９に示すようにワイヤー巻取装置5でワイヤー4を巻取った際に、流体分離膜エレメント7の奥側のコネクターａ32が端板8のコネクターｂ33に近接するように調整する。最後に、図１０に示すように、押込み冶具1のハンドル13を回すことで押込み冶具1の筒状部材12を前進させて押込み量の微調整を行う。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明をさらに実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２２】
（実施例１）
流体分離膜エレメント7を図１１に示す所定の位置に挿入するため、図１に示すような流体分離膜エレメント装填冶具を準備した。ここで、押込み治具1のネジシャフト11のネジピッチは２ｍｍ、筒状部材12は４０ｍｍピッチ６個の穴を設け、ハンドル13の形状は円形にし、フレーム14はコの字曲げの鋼板を使用した。材質はいずれもステンレス材にて作製した。押さえ板2についてもステンレス材で作製し、ワイヤー巻取装置5は電動ウインチを使用した。図７に示すように、流体分離膜エレメント7を圧力容器3の溝部31まで挿入し、押込み側と反対側の圧力容器開口部より端板8を所定の位置に設置し、圧力容器端面に押さえ板2を設置した。次に、図８に示すように、押込み冶具に取付けたIボルト6と押さえ板2に取付けられた滑車21にワイヤー4を通し、押込み冶具1を流体分離膜エレメント7に接触させた。ワイヤー巻取装置5でワイヤー4を巻取ることで、フレーム14が圧力容器3と接触するまで流体分離膜エレメント7をさらに挿入した。次に、一旦、ワイヤーを緩めて押込み冶具1を流体分離膜エレメント7から離した。さらに、筒状部材12とネジシャフト11の固定位置を変更することで押込み冶具1の全長を長くし、図９に示すようにワイヤー巻取装置5でワイヤー4を巻取った際に、流体分離膜エレメント7の奥側のコネクターａ32が端板8のコネクターｂ33に近接するように調整した。最後に、図１０に示すように、押込み冶具1のハンドル13を回すことで押込み冶具1の筒状部材12を前進させて押込み量の微調整を行うことで、流体分離膜エレメント7のコネクターa32の先端部が端板8のコネクターb33のOリング34より４ｍｍ奥に押込まれた位置、つまり所定位置＋１ｍｍ奥の位置に設置出来た。
【００２３】
（比較例１）
図１１に示すように、２組のラチェット式巻取装置35とパイプ36とワイヤー37を用いて圧力容器3と流体分離膜エレメント7を拘束し、ワイヤー37を巻取ることで流体分離膜エレメント7を押込む装填冶具を作製した。
流体分離膜エレメント7を図１１に示す所定の位置に挿入するため、装填作業を実施した。パイプ36の外径は圧力容器の内径と隙間があると位置がずれて押せなくなるため、圧力容器3の内径と合わせているが、パイプが邪魔をして圧力容器3の内部が見えず、流体分離膜エレメント7の押込み量が確認出来なかった。ラチェット式巻取装置35はラチェットハンドルの１回の反転で押込む量が約３０ｍｍであったため押込み量の微調整が出来ず、流体分離膜エレメント7を所定の位置より３ｍｍ以上奥に押込んだ。図12に所定位置の時のコネクターa32とコネクターb33の位置関係を示すが、３ｍｍの余裕代をオーバーし、コネクターa32とコネクターb33が接触して変形が発生した。しかも、ラチェット式巻取装置35を操作するために２人作業が必要であった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明を適用することにより、エレメントの径が１０インチ、長さが１ｍ、重量が５０ｋｇを超えるような大型の流体分離膜エレメントも圧力容器内の所定の位置に少ない労力で精度よく装填することが可能となるため、産業の発展に寄与することが大である。
【符号の説明】
【００２５】
1  押込み冶具
2  押さえ板
3  圧力容器
4  ワイヤー
5  ワイヤー巻取装置
6  Iボルト
7  流体分離膜エレメント
8  端板
11 ネジシャフト
12 筒状部材
13 ハンドル
14 フレーム
21 滑車部
22 フランジ部
31 溝部
32 コネクターa
33 コネクターb
34 Oリング
35 ラチェット式巻取装置
36 パイプ
37 ワイヤー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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