(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一カ所に流体の出入口を有するケースに分離膜が内挿された分離膜モジュールにおいて、当該ケースの流体の出入口に脱着可能に合成樹脂からなる配管接続ノズルが固定されてなり、前記流体出入り口の外径と配管接続ノズルの外径が実質的に同じであり、かつ、配管接続ノズルが差し込み型あるいはねじ込み型であることを特徴とする分離膜モジュール。
【請求項２】
分離膜モジュールのケースへの配管接続ノズルの固定がネジボルトで行われ、液密シールはＯ−リングまたはパッキンにてシールされていることを特徴とする請求項１記載の分離膜モジュール。
【請求項３】
分離膜モジュールのケースへの配管接続ノズルの固定が、テーパーネジによりケースにねじ込んで固定されていることを特徴とする請求項１記載の分離膜モジュール。
【請求項４】
配管接続ノズルの配管接続側の形状がネジ、クランプ式シール継手のいずれかで接続可能な形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜モジュール。
【請求項５】
分離膜モジュールに内挿される分離膜が、中空糸膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜モジュール。
【請求項６】
重量が２０ｋｇ以上である請求項１〜５のいずれかに記載の分離膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は分離膜モジュールに関し、分離膜モジュールのケースに設けられた流体の出入口と配管接続ノズルとの接続の信頼性を高めることにより、破損度の大きい配管接続ノズルを脱着可能にし、分離膜モジュールの修理を容易にして分離膜モジュール本体の再使用を可能とした分離膜モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、分離膜モジュールは各種分野で使用され、例えば、水浄化の分野においては従来の凝集−沈澱−砂濾過−塩素滅菌工程を経る水浄化システムに代わる新たな技術としての応用、食品分野においてはコーヒー、紅茶、果汁の濃縮あるいは果汁の清澄化に、また、バイオ・酵素・製薬分野においては無菌パイロジェンフリー精製水の製造等、さらに電子工業分野においてはウエハー研磨排水の再利用にと使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、分離膜モジュールのケース胴体は強度があり破損されにくいが、ケースと一体成形された流体の出入口ノズルは、一般にケースから突き出ていることから取扱い上破損しやすい。しかも、分離膜モジュールは用途の拡大により大型化しており、その重量も重くなり、設置操作に際して破損しやすくなっている。さらに、このような分離膜モジュールは、一般に加圧下で使用されることが多く、取扱いの不備でケースの一部が破損すると機能を果たさなくなる場合もある。この様な状況に対応するため、分離膜モジュールのケースのノズルと装置の配管との間にジョイントを入れたりするが、ジョイントはある程度の長さが必要なため装置のコンパクト性が損なわれる。また、ノズルのジョイントとの接続部分が破壊される場合もある。
【０００４】
分離膜モジュールは一般に高価であるため、破損すると多額の費用がかかる。また、代替品の購入までに時間もかかるため、この間分離膜モジュールを使用した装置をストップさせなければならない等、不利益が大きい。かかる現状から、分離膜モジュールの配管接続ノズルの一部破損に容易に対応でき、しかも、本来の機能である分離性能を維持しうる信頼性のある分離膜モジュールの開発が熱望されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記状況に鑑み、分離膜を内挿した分離膜モジュールのケースのノズル部について鋭意検討したところ、配管接続ノズルを特定の材料、特定の接続方法、形状にして脱着可能にしたところ前記問題点を解決し得ることを見いだし本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、少なくとも一カ所に流体の出入口を有するケースに分離膜が内挿された分離膜モジュールにおいて、当該ケースの流体の出入口に脱着可能に合成樹脂からなる配管接続ノズルが固定されてなり、前記流体出入り口の外径と配管接続ノズルの外径が実質的に同じであり、かつ、配管接続ノズルが差し込み型あるいはねじ込み型であることを特徴とする分離膜モジュールを提供するものである。また、分離膜モジュールのケースへの配管接続ノズルの固定がネジボルトで行われ、液密シールはＯ−リングまたはパッキンにてシールされていることを特徴とする前記分離膜モジュールを提供するものである。また、分離膜モジュールのケースへの配管接続ノズルの固定が、テーパーネジによりケースにねじ込んで固定されていることを特徴とする前記分離膜モジュールを提供するものである。また、配管接続ノズルの配管接続側の形状がネジ、クランプ式シール継手のいずれかで接続可能な形状であることを特徴とする上記のいずれかに記載の分離膜モジュールを提供するものである。さらに、分離膜モジュールに内挿される分離膜が、中空糸膜であることを特徴とする上記のいずれかに記載の分離膜モジュール。加えて重量が２０ｋｇ以上である上記のいずれかに記載の分離膜モジュールを提供するものである。以下、本発明を詳しく説明する。
【０００７】
本発明で使用できる分離膜モジュールのケースは、少なくとも一カ所に、ケース内部と外部との流体の出入りのための貫通孔を有していればよく、ケースの形状は円筒状でも多角柱状でも特に制限はない。図１に本発明で使用し得る円筒状のケースであって、流体の出入のための貫通孔、すなわち流体の出入口を２個有するケースを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００８】
本発明の分離膜モジュールのケースには、上記流体の出入口に、処理原液あるいは分離膜透過液のための通路となる配管接続ノズルを取り付ける。この配管接続ノズルの形状は、分離膜モジュールのケースへの接続が容易かつ確実であることが好ましい。例えば、図１−２〜図４に示すごとく、流体出入り口の外径と配管接続ノズルの外径が実質的に同じであり、分離膜モジュールのケースの流体出入口と配管接続ノズル３の固定は、流体出入口に本発明における配管接続ノズルを重ね、配管接続ノズルの前面に配置した数本の皿ネジボルト４を締結することにより流体の出入口に固定し、この際、Ｏ−リング５を用いて液密シールを行なう。この分離膜モジュールは、皿ネジボルトの締め外しにより配管接続ノズルの交換のための着脱を可能にすることができる（図１−２〜図３）。また、本発明における配管接続ノズルと流体出入口との固定を、配管接続ノズルをそれ自体にテーパーネジ９を切り固定させることもできる（図４）。なお、これらの配管接続ノズルは、いずれも従来の分離膜モジュールのケースのノズル部と大きさは変わらない。
【０００９】
一方、本発明における配管接続ノズルは、他の分離膜モジュールあるいは他の配管等に操作性よく、かつ確実に取り付けられる構造であることが好ましい。このような配管接続ノズルの形状を、図１−２〜図４に例示する。例えば、配管接続ノズル３の配管側の接続は、図１に示すごとくフラットにしておくことも可能であり（図１）、また図２ではクランプ式シール継手としてヘルールでの、図３ではクランプ式シール継手としてＶバンドカップリングでの接続が容易となる形状を例示している。取扱いの上のトラブルで一番破壊しやすい配管接続ノズルが破壊した場合に、簡単に配管接続ノズルの交換のための脱着ができ、分離膜モジュールの修理が容易であると共に、配管接続ノズルに互換性を持たせることにより、ヘルールでの接続を可能としたり、Ｖバンドカップリングでの接続を可能としたり、選択が可能となる。
【００１０】
本発明に適応できる分離膜モジュールのケースならびに配管接続ノズルの材質としては、処理液に耐性があればどの様なものでもよい。例えばＦＲＰ、ポリサルホン、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ナイロン、アクリル、フッ素基含有樹脂、ポリイミド、ＡＳ、ＡＢＳ、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの合成樹脂材質や、ステンレス、セラミック、ガラス等の無機材質を使用することができる。
【００１１】
本発明においては、配管接続ノズルの材質としては、上記の内合成樹脂材質であるものを使用する。合成樹脂は一般に安価であり、かつ無機材質と比較して軟らかく壊れやすい。このため、例えば配管接続ノズルが固定された分離膜モジュールのケースに過大な力がかかった場合には、配管接続ノズルが破壊されることでケースに致命的な損傷を与えることがなくなる。配管接続ノズルの取り替えのみで分離膜モジュール自体の再使用を可能とするためコスト的に有利である。
【００１２】
本発明で使用することができる分離膜モジュールとしては、どの様な形状のものでもよい。例えば、中空糸型膜モジュール、スパイラル型膜モジュール、プリーツ型膜モジュール、チューブラー型膜モジュールなどが挙げられる。この中で、特に、中空糸膜モジュールは、膜モジュールの構造上、ケースに流体出入口部を設けることが多く、かつコンパクト性が要求されるため、本発明を適応するのに最適である。
【００１３】
本発明で使用できる分離膜モジュールの大きさには特に制限はない。本発明においては、分離膜モジュールの重量が例えば２０Ｋｇ以上あって、落とすと破損する可能性の高い分離膜モジュールや、設置時や分離膜モジュール交換時の移動等で配管接続ノズルの破損が起こりやすい場合に特に有効である。また、激しい振動の生じる場所や、取扱いの不便な場所で使用される分離膜モジュールなどにも有効である。
【００１４】
本発明の分離膜モジュールは、従来の分離膜モジュールが使用できる分野で使用することができ、特に応用分野に制限はない。従って、例えば水浄化システムへの応用、食品分野での果汁などの濃縮や清澄化、製薬分野におけるパイロジェンフリー精製水の製造等、電子工業分野においてはウエハー研磨排水の再利用などにも使用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の分離膜モジュールによれば、分離膜モジュールケースの破壊しやすい流体出入口部に流体出入り口の外径と実質的に同じ外径を有する合成樹脂からなる配管接続ノズルが脱着可能に接続されているため、何等かの原因によりこの部分が破壊されたり使用できなくなった場合にも、配管接続ノズルの取り替えにより容易かつ確実に分離膜モジュールを修復することができる。このため高価な分離膜モジュールの本体部をそのまま使用できると共に、分離膜モジュールの設置などの諸操作も不要となり、コスト、時間、操作性などの点で有利である。しかも、配管接続ノズルの接続は信頼性が高く、分離性能の低下を招くこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配管接続ノズルを固定した分離膜モジュールの一例を示す。図１−１は、分離膜モジュールの全体図を示し、図１−２は、流体出入口周辺をＡ−Ａ’で切断した断面の拡大図を示す。
【図２】本発明による配管接続ノズルで、配管側がヘルールで接続可能な形状の一例を示す。
【図３】本発明による配管接続ノズルで、配管側がＶバンドカップリングで接続可能な形状の一例を示す。
【図４】本発明による配管接続ノズルで、ケースへの固定がテーパーメネジを切った形状の一例を示す。
【図５】従来の分離膜モジュールの流体出入口の一例を示す。
【符号の説明】
１    分離膜モジュールケース
２    流体の出入口
３    配管接続ノズル
４    皿ネジボルト
５    Ｏ−リング
６    テーパーメネジ
７    へルールによる接続部
８    Ｖバンドカップリングによる接続部
９        テーパーメネジ
【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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