(57)【要約】【課題】  製造性に優れ、密封性能に優れた中空糸膜モジュールを備える分離装置及びシールを提供する。【解決手段】  中空糸膜モジュール１００と、中空糸膜モジュール１００が装着されるハウジング３００と、中空糸膜モジュール１００のケース１０とハウジング３００との間の環状隙間を封止するためのシール２０１，２０２と、を備える分離装置において、ケース１０の外周には環状の凸部１４，１５が設けられると共に、シール２０１，２０２の内周には凸部１４，１５に嵌合する環状の凹部２０１ａ，２０２ａが設けられる。【選択図】  図３
2006142176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜モジュールと、
中空糸膜モジュールが装着されるハウジングと、
中空糸膜モジュールのケースとハウジングとの間の環状隙間を封止するためのシールと、を備える分離装置において、
前記ケースの外周には環状の凸部が設けられると共に、
前記シールの内周には該凸部に嵌合する環状の凹部が設けられることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
中空糸膜モジュールと該中空糸膜モジュールが装着されるハウジングとの間の環状隙間を封止するためのシールにおいて、
前記中空糸膜モジュールのケースの外周に設けられた環状の凸部に嵌合する環状の凹部を備えることを特徴とするシール。
【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を備える分離装置及びそのような分離装置に用いられるシールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
濾過装置，加湿装置あるいは除湿装置など、流体中から不純物や水蒸気を分離する分離装置においては、中空糸膜モジュールを用いたものが知られている。一般的に、そのような分離装置においては、中空糸膜モジュールが、ハウジング内に装着されて使用される。そして、中空糸膜モジュールのケース（の外周）とハウジング（の内周）との間の環状隙間を封止するために、この環状隙間にはシールが装着される（例えば、特許文献１参照）。このような分離装置について、図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は従来例に係る分離装置の模式的断面図（軸心を通るように切断した模式的断面図）の一部である。
【０００３】
図６に示す分離装置の場合には、中空糸膜モジュール５１０のケース５１１に装着溝５１１ａが形成されている。そして、この装着溝５１１ａに装着されたシール（Ｏリング）５３０によって、ケース５１１とハウジング５２０との間の環状隙間を封止している。
【０００４】
図７に示す分離装置の場合には、ハウジング５６０に装着溝５６１が形成されている。そして、この装着溝５６１に装着されたシール（Ｏリング）５３０によって、中空糸膜モジュール５５０のケース５５１とハウジング５６０との間の環状隙間を封止している。
【０００５】
このような従来例に係る分離装置においては、中空糸膜モジュールのケースまたはハウジングにシールを装着するための装着溝を設けなければならない。従って、溝加工が必要となるため加工性に難がある。特に、図７に示すようにハウジング５６０の内周に装着溝５６１を形成する場合、加工性が劣る。また、装着溝を設ける側の部材（ケースまたはハウジング）の肉厚を厚くしなければならないことから、必要な材料の量が多くなり、重量を増加させたり、コストを増加させたりする原因となる。更に、中空糸膜モジュールをハウジングに装着する過程で、装着溝内に装着されたシールは、ハウジングまたはケースから摩擦を受ける。そのため、シールが装着溝内でねじれてしまうなど、シール性が低下してしまう場合がある。
【０００６】
また、中空糸膜モジュールのケースの両端にキャップを溶着して、これらのキャップの部分を、ハウジングに対して密封性を維持しつつ装着させる分離装置も知られている。このような分離装置について、図８を参照して説明する。図８は従来例に係る分離装置の模式的断面図（軸心を通るように切断した模式的断面図）である。
【０００７】
図８に示す分離装置の場合、中空糸膜モジュール６００のケース６１０の両端にキャップ６２０，６３０がそれぞれ溶着されている。これらのキャップ６２０，６３０には、それぞれケース６１０の外径よりも小径の円筒部６２１，６３１が設けられている。また、中空糸膜モジュール６００が装着されるハウジング７００は、第１ハウジング７１０と第２ハウジング７２０から構成される。これらの第１ハウジング７１０と第２ハウジング７２０は、クランプ９００によって固定される。そして、これら第１ハウジング７１０及び第２ハウジング７２０には、それぞれ円筒部７１１，７２１が設けられている。そして、キャップ６２０，６３０にそれぞれ設けられている円筒部６２１，６３１が、それぞれ第１ハウジング７１０の円筒部７１１，第２ハウジング７２０の円筒部７２１に嵌め込まれる。
【０００８】
また、キャップ６２０に設けられた円筒部６２１の外周には装着溝６２１ａが設けられており、この装着溝６２１ａにシール（Ｏリング）８００が装着されている。そして、このシール８００によって、第１ハウジング７１０に設けられた円筒部７１１とキャップ６２０に設けられた円筒部６２１との間の環状隙間が封止されている。同様に、キャップ６３０に設けられた円筒部６３１の外周には装着溝６３１ａが設けられており、この装着溝６３１ａにシール８００が装着されている。そして、このシール８００によって、第２ハウジング７２０に設けられた円筒部７２１とキャップ６３０に設けられた円筒部６３１との間の環状隙間が封止されている。
【０００９】
以上のように構成される分離装置の場合には、シールを装着するための装着溝を形成する部材（キャップ）が装置全体に対して小さな部品であるため、肉厚を厚くしなければならない部分が少なくて済む。また、組込み過程において、シールはあまり摩擦を受けないので、シールが装着溝内でねじれてしまうなどの不具合もない。
【００１０】
しかしながら、ケースにキャップを溶着する構成であることから、溶着作業が別途増えてしまう欠点がある。また、溶着後に、中空糸膜モジュール内の中空糸膜を補修できないという欠点もある。また、溶着した部分には、溶着時に生じる応力が残留するため、強度的に弱く、濾過や逆圧洗浄時に作用する外力によって、経時的に劣化し、ひび割れが生じてしまうなどの欠点もある。また、溶着時に溶剤が十分に浸透せず、液漏れが生じる可能性もある。更に、気密検査において、ＮＧが出た場合に、溶着部分からの漏れであるのか中空糸膜からの漏れであるのかを判別できないという欠点もある。
【特許文献１】特開平８−１１２５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、製造性に優れ、密封性能に優れた中空糸膜モジュールを備える分離装置及びシールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１３】
すなわち、本発明の分離装置は、
中空糸膜モジュールと、
中空糸膜モジュールが装着されるハウジングと、
中空糸膜モジュールのケースとハウジングとの間の環状隙間を封止するためのシールと、を備える分離装置において、
前記ケースの外周には環状の凸部が設けられると共に、
前記シールの内周には該凸部に嵌合する環状の凹部が設けられることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のシールにあっては、
中空糸膜モジュールと該中空糸膜モジュールが装着されるハウジングとの間の環状隙間を封止するためのシールにおいて、
前記中空糸膜モジュールのケースの外周に設けられた環状の凸部に嵌合する環状の凹部を備えることを特徴とする。
【００１５】
これらの発明によれば、シールの内周に設けられた凹部を、中空糸膜モジュールのケースに設けられた凸部に嵌合させれば良いので、ケースやハウジングに、シールを装着するための溝を設ける必要がない。従って、加工性に優れ、また、ケースやハウジングを肉厚にしなくても良い。また、シールはケースに設けられた凸部に嵌合されるため、中空糸膜
モジュールをハウジングに装着する過程で、シールがねじれてしまうという不具合もない。また、中空糸膜モジュールをハウジングに対して密着性を維持しながら装着するために、中空糸膜モジュールの両端を覆うようなキャップを溶着する必要もないので、溶着作業が増えてしまうようなこともない。また、中空糸膜の補修作業ができなくなってしまうこともない。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、製造性が向上し、密封性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例】
【００１８】
図１〜図５を参照して、本発明の実施例に係る分離装置について説明する。図１は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図（軸心を通るように切断した模式的断面図）である。図２は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの底面図である。図３は本発明の実施例に係る分離装置の模式的断面図（軸心を通るように切断した模式的断面図）である。図４は本発明の実施例に係るシールの平面図である。図５は本発明の実施例に係るシールの断面図（図４中ＡＡ断面図）である。
【００１９】
本発明の実施例に係る分離装置は、コンプレッサドレン処理や浄水器など液体中から微粒子などの不純物を除去するための濾過装置として適用することができる。
【００２０】
＜中空糸膜モジュール＞
特に、図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係る中空糸膜モジュール１００について説明する。本発明の実施例に係る中空糸膜モジュール１００は、略円筒形状のケース１０と、ケース１０内に収められる複数の中空糸膜２０と、各中空糸膜２０の中空内部のみが外部に開放されるように、各中空糸膜の外壁面間及びケース１０の内壁面間を封止固定するポッティング部３０とを備えている。
【００２１】
ケース１０は略円筒形状であり、両端にそれぞれ開口部１１，１２を備えている。また、ケース１０の胴体部には複数の貫通孔１３が設けられている。更に、ケース１０の外周には、両端付近にそれぞれ環状の凸部１４，１５が設けられている。また、ポッティング部３０は、ケース１０の両端の開口部１１，１２付近にそれぞれ設けられている。
【００２２】
＜分離装置＞
特に、図３を参照して、本発明の実施例に係る分離装置について説明する。本発明の実施例に係る分離装置は、上述した中空糸膜モジュール１００と、中空糸膜モジュール１００を収容するハウジング３００とを備えている。そして、中空糸膜モジュール１００はハウジング３００に対して着脱自在に装着することができるように構成されている。
【００２３】
ハウジング３００は、第１ハウジング３１０と第２ハウジング３２０とから構成されている。第１ハウジング３１０と第２ハウジング３２０にはそれぞれフェルール部３１２，３２２が設けられている。そして、これらのフェルール部３１２，３２２の間に略ワッシャ形状のシール部材４００が挟み込まれた状態で、クランプ４０１によってフェルール部３１２，３２２が挟み込まれる。これにより、第１ハウジング３１０と第２ハウジング３２０は固定されている。
【００２４】
第１ハウジング３１０と第２ハウジング３２０には、それぞれ端部に、流路の一部となる開口部３１１，３２１が設けられている。また、第２ハウジング３２０には、側面側にも流路の一部となる管状の開口部３２５，３２６が設けられている。そして、第１ハウジング３１０と第２ハウジング３２０には、それぞれ中空糸膜モジュール１００を、軸方向に位置決めするための円筒部３１３，３２３、及び径方向に位置決めするための円筒部３１４，３２４が設けられている。
【００２５】
そして、中空糸膜モジュール１００のケース１０に設けられた環状の凸部１４，１５にそれぞれ嵌合されたシール２０１，２０２によって、中空糸膜モジュール１００のケース１０と円筒部３１４との間の環状隙間、及び中空糸膜モジュール１００のケース１０と円筒部３２４との間の環状隙間がそれぞれ封止されている。これにより、中空糸膜モジュール１００のケース１０とハウジング３００との間の環状隙間が封止されている。
【００２６】
＜シール＞
特に、図４及び図５を参照して、本発明の実施例に係るシール２０１，２０２について説明する。これらのシール２０１，２０２は、上述の通り、それぞれ中空糸膜モジュール１００のケース１０と円筒部３１４との間の環状隙間、及び中空糸膜モジュール１００のケース１０と円筒部３２４との間の環状隙間を封止するもので、平面形状は、図４に示す通り、円形状である。そして、これらのシール２０１，２０２の断面形状は、図５に示す通り、外周側が楕円形状となるような略半楕円形状である（略半円形状でも良い）。そして、シール２０１，２０２の内周には、ケース１０に設けられた環状の凸部１４，１５に対してそれぞれ嵌合する環状の凹部２０１ａ，２０２ａが設けられている。
【００２７】
以上の構成により、シール２０１，２０２はケース１０に設けられた環状の凸部１４，１５に対してそれぞれ嵌合した状態で、分離装置内に組み込まれる。そして、シール２０１，２０２は、それぞれ内周面がケース１０の外周面に密着し、外周面が第１ハウジング３１０の円筒部３１４の内周面，第２ハウジング３２０の円筒部３２４の内周面に密着する。
【００２８】
＜組み立て手順＞
まず、中空糸膜モジュール１００のケース１０に設けられた環状の凸部１４，１５に、それぞれシール２０１，２０２を嵌合する。次に、中空糸膜モジュール１００を第２ハウジング３２０に装着する。すなわち、中空糸膜モジュール１００の開口部１２側の端部を第２ハウジング３２０に設けられた円筒部３２４内に、その先端が円筒部３２３の先端に突き当たるまで差し込む。このとき、シール２０２は所定の位置に配置される。
【００２９】
次に、第２ハウジング３２０のフェルール部３２２にシール部材４００を装着する。そして、中空糸膜モジュール１００の開口部１１側の端部が第１ハウジング３１０に設けられた円筒部３１４内に差し込まれるように、第１ハウジング３１０を第２ハウジング３２０に組み込む。このとき、中空糸膜モジュール１００の開口部１１側の先端が円筒部３１３の先端に突き当たるようにする。これにより、シール部材４００は第１ハウジング３１０のフェルール部３１２と第２ハウジング３２０のフェルール部３２２に挟み込まれるようにして、所定の位置に装着される。また、シール２０１も所定の位置に配置される。
【００３０】
そして、フェルール部３１２，３１２を挟み込むように、クランプ４０１を装着する。これにより、第１ハウジング３１０と第２ハウジング３２０は固定される。また、これらの間には、シール部材４００が設けられているので、第１ハウジング３１０と第２ハウジング３２０の間から流体が漏れることもない。
【００３１】
＜分離装置の使用例＞
本発明の実施例に係る分離装置を濾過装置として用いる場合の一例を説明する。例えば、図３に示すように、第１ハウジング３１０に設けられた開口部３１１から装置内部に濾過対象となる液体を流入させる。すると、濾過対象となる液体は、中空糸膜モジュール１００のケース１０の開口部１１側から、各中空糸膜２０の中空内部内に入り込んでいく。そして、中空糸膜２０の中空内部を通っていく過程で、一部の液体が膜の内側から外側へと流れていく。このとき、濾過対象となる液体中に含まれる微粒子などの不純物は膜の内壁に捉えられるため、不純物を含まない液体のみが膜の外側へと流れていく。
【００３２】
そして、濾過された液体は、ケース１０に設けられた複数の貫通孔１３から中空糸膜モジュール１００の外側へと流れていく。その後、濾過された液体は、第２ハウジング３２０に設けられた環状の開口部３２５，３２６から分離装置の外部へと出て行く。なお、開口部３２５，３２６については、いずれも濾過された液体を取り出すために用いることもできるし、一方をハウジング３００内に滞留した液体を排出するためのドレン口として用いることもできる。
【００３３】
また、中空糸膜２０によって濾過されなかった液体は、中空糸膜モジュール１００のケース１０の開口部１２側から中空糸膜モジュール１００の外部に出て行き、更に、第２ハウジング３２０に設けられた開口部３２１から分離装置の外部へと出て行く。
【００３４】
＜本発明の実施例に係る分離装置の優れた点＞
上述したように、本発明の実施例に係る分離装置によれば、シール２０１，２０２の内周に設けられた環状の凹部２０１ａ，２０２ａを、中空糸膜モジュール１００のケース１０に設けられた環状の凸部１４，１５にそれぞれ嵌合させれば良いので、ケースやハウジングに、シール２０１，２０２を装着するための溝を設ける必要がない。
【００３５】
従って、加工性に優れ、また、ケースやハウジングを肉厚にしなくても良い。また、これに伴い、ケースやハウジングを軽量化することができ、材料費や製造費などのコストを削減することもできる。
【００３６】
また、シール２０１，２０２はケース１０に設けられた環状の凸部１４，１５に嵌合されるため、中空糸膜モジュール１００をハウジング３００に装着する過程で、シール２０１，２０２がねじれてしまうという不具合もない。従って、安定した密封性能を維持することができる。
【００３７】
また、中空糸膜モジュール１００をハウジング３００に対して密着性を維持しながら装着するために、中空糸膜モジュール１００の両端を覆うようなキャップを溶着する必要もないので、溶着作業が増えてしまうようなこともない。従って、製造工程を少なくすることができ、製造性に優れる。また、中空糸膜モジュール１００のケース１０の両端は開放されているので、中空糸膜２０の補修作業を行うことができる。従って、中空糸膜モジュール１００の製造時における不良率の低減を期待できる。
【００３８】
＜その他＞
上述した実施例においては、ハウジング内に円筒部を設けて、この円筒部の内壁面と中空糸膜モジュールのケースの外壁面に密着するシールを用いる場合を示したが、本願発明は、ハウジングの内周面と中空糸膜モジュールのケースの外壁面に密着するシールを用いる構成についても適用できる。
【００３９】
また、上述した実施例においては、濾過装置を例にして説明したが、本願発明は、気体中の水蒸気を分離して加湿や除湿を行う加湿装置または除湿装置として用いられる分離装
置にも適用することができる。なお、濾過装置の場合と加湿装置や除湿装置の場合とでは、流路の構成が異なるが、その点については公知技術であるので、その説明は省略する。また、本実施例では、濾過対象液のうちの一部のみが濾過されるタイプ（クロスフロー）の濾過装置を例にして説明したが、濾過対象液を全て濾過させるタイプの濾過装置にも、本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの底面図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係る分離装置の模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例に係るシールの平面図である。
【図５】図５は本発明の実施例に係るシールの断面図である。
【図６】図６は従来例に係る分離装置の模式的断面図の一部である。
【図７】図７は従来例に係る分離装置の模式的断面図の一部である。
【図８】図８は従来例に係る分離装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ケース
１１，１２  開口部
１３  貫通孔
１４，１５  凸部
２０  中空糸膜
３０  ポッティング部
１００  中空糸膜モジュール
２０１，２０２  シール
２０１ａ，２０２ａ  凹部
３００  ハウジング
３１０  第１ハウジング
３２０  第２ハウジング
３１１，３２１  開口部
３１２，３２２  フェルール部
３１３，３２３  円筒部
３１４，３２４  円筒部
３２５，３２６  開口部
４００  シール部材
４０１  クランプ
【図１】
2006142176.tif 000003
【図２】
2006142176.tif 000004
【図３】
2006142176.tif 000005
【図４】
2006142176.tif 000006
【図５】
2006142176.tif 000007
【図６】
2006142176.tif 000008
【図７】
2006142176.tif 000009
【図８】
2006142176.tif 000010