(57)【要約】      （修正有）【課題】精密な金属部品を用いることなく、簡素化された構成により、一定以上の圧力で通水が生じることにより、圧力制御機器の破損等を防止する安全弁を提供する。【解決手段】中空糸膜として疎水性多孔質中空糸膜のみをハウジングに収容せしめた中空糸膜モジュールからなる圧力制御機器の安全弁。この安全弁は、中空糸膜モジュールを構成する多孔質中空糸膜がすべて疎水性であることから、一定圧力以下では通水しない一方、系内が一定圧力、例えば300kPaを超えると、急激に各多孔質中空糸膜を通じて通水が起こることにより、かかる安全弁を取り付けた水を内包している圧力制御機器内部の圧力が一定以上となることが抑えられる。また、安全弁が作動した後、圧力制御機器内が一定圧力以下となれば、圧力容器、ポンプあるいは配管などは本来の機能を取り戻し、内圧が再度一定以上となるまで動作し続けることから、その都度メンテナンスする必要がない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜として疎水性多孔質中空糸膜のみをハウジングに収容せしめた中空糸膜モジュールからなる圧力制御機器の安全弁。
【請求項２】
疎水性多孔質中空糸膜が、少くとも多孔質中空糸膜表面が疎水化された多孔質中空糸膜である請求項１記載の安全弁。
【請求項３】
疎水性多孔質中空糸膜が、ポリスルホン多孔質中空糸膜である請求項１記載の安全弁。
【請求項４】
水を内包する圧力容器、ポンプまたは配管の圧力制御機器の部品として用いられる請求項１、２または３記載の安全弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全弁に関する。さらに詳しくは、圧力容器、ポンプあるいは配管などの圧力制御機器の部品である安全弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
安全弁は、圧力容器、ポンプあるいは配管などの圧力制御機器の部品として用いられている。これは、例えば水を封入して密閉した状態で加熱した際に、内部圧力が上昇することにともない、これらの機器が破損することを防止するために用いられており(特許文献１)、圧力制御機器の内圧力が一定以上となった時点で作動するといった機能を有している。このような安全弁は、多くの精密な金属部品から構成されていることから、製造過程が複雑であり、また高価となる傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１２７１３９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１８４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、精密な金属部品を用いることなく、簡素化された構成により、一定以上の圧力で通水が生じることにより、圧力制御機器の破損等を防止する安全弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる本発明の目的は、中空糸膜として疎水性多孔質中空糸膜のみをハウジングに収容せしめた中空糸膜モジュールからなる圧力制御機器の安全弁によって達成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る安全弁は、中空糸膜モジュールを構成する多孔質中空糸膜がすべて疎水性であることから、一定圧力以下では通水しない一方、系内が一定圧力、例えば300kPaを超えると、急激に各多孔質中空糸膜を通じて通水が起こることにより、かかる安全弁を取り付けた水を内包している圧力制御機器内部の圧力が一定以上となることが抑えられるといったすぐれた効果を奏する。
【０００７】
また、安全弁が作動した後、圧力制御機器内が一定圧力以下となれば、圧力容器、ポンプあるいは配管などは本来の機能を取り戻し、内圧が再度一定以上となるまで動作し続けることから、その都度メンテナンスする必要はないといった特徴を有する。
【０００８】
さらに、精密な金属部品を用いることもないので、コストの削減を達成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例および比較例で行われた通水試験の結果を示すグラフである
【発明を実施するための形態】
【００１０】
安全弁は、疎水性多孔質中空糸膜のみを束着管に収容せしめた中空糸膜モジュールから構成されている。かかる多孔質中空糸膜としては、平均孔径が約0.04〜1.0μm、好ましくは約0.1〜0.2μm程度のものが用いられ、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどが、好ましくはポリスルホン製のものが用いられる。ポリスルホン多孔質中空糸膜としては、例えばジメチルホルムアミド〔DMF〕、ジメチルアセトアミドなどの水混和性有機溶媒の約10〜30重量％溶液に、約0.5〜15重量％のポリビニルピロリドン〔PVP〕、ポリエチレングリコール〔PEG〕などの増粘剤を添加したポリスルホン紡糸原液を、水や炭素数1〜5の低級アルコール水溶液中に、中空糸膜状に吐出させて凝固させるといった乾湿式紡糸または湿式紡糸を行うことにより製造されたものが用いられる。
【００１１】
親水性多孔質中空糸膜の疎水化処理は、例えば濃度約20％以上、好ましくは約20〜50％のアルコール、好ましくはエタノール、2-プロパノールなどの炭素数1〜5の低級アルコールの水溶液を多孔質中空糸膜内まで十分に浸み込むように、膜表面積1.0m2当たり液量約1.5L以上、圧力約100kPa以下の条件下で通液させた後、温度約40〜60℃、好ましくは約40〜50℃で約24〜72時間、好ましく約48〜72時間乾燥を行うことにより、多孔質中空糸膜を疎水化処理することにより行われる。かかる疎水化処理により、少くとも多孔質中空糸膜表面が疎水化された疎水性多孔質中空糸膜が得られる。
【００１２】
得られた疎水性多孔質中空糸膜は、中空糸膜を収容するハウジングに複数本を束ねて収容することにより中空糸膜モジュールを構成する。なお、疎水性多孔質中空糸膜を混在させた中空糸膜モジュールは、例えば特許文献２に示されるように公知であるが、本発明の如くハウジングに収容されるすべての多孔質中空糸膜として疎水性のものを用いた中空糸膜モジュールは、これまで提案されてはいない。仮に、公知の中空糸膜モジュールの如く、疎水性多孔質中空糸膜を混在させた中空糸膜モジュールを用いたのでは、低圧時においても通水が発生し、安全弁として機能しないこととなり好ましくない。
【００１３】
本発明の圧力制御機器の安全弁は、多孔質中空糸膜表面の疎水作用と水圧の関係を利用し、疎水作用によって生じる力が水圧を上回るような低い水圧の時には疎水作用が強く働くため、中空糸膜モジュールを介した通水は発生せず、水圧が多孔質中空糸膜表面の疎水作用によって生じる力を上回る状況下、例えば圧力制御機器の内圧力が高圧となった場合には、急激に各多孔質中空糸膜を通じて通水が起こるといった特性を有し、中空糸膜モジュールを介した通水が発生しすることで安全弁が働き、系内の圧力が一定以上になることを抑えることとなる。
【００１４】
得られた中空糸膜モジュールは、水を内包する圧力容器、ポンプあるいは配管などの圧力制御機器に取り付けられて、安全弁として用いられる。
【実施例】
【００１５】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１６】
実施例
平均膜孔径が0.2μmである親水性多孔質中空糸膜3,200本を収容した、膜面積0.26m2の中空糸膜モジュールについて、疎水化処理を施すべく、2-プロパノールの25重量％水溶液を500ml通水し、50℃、常圧下で48時間の乾燥処理を行った。得られた疎水化処理多孔質中空糸膜に水滴を滴下し、多孔質中空糸膜表面を確認したところ、水滴は膜内部に吸収されることなく、膜表面に存在していることが確認された。ここで親水性多孔質中空糸膜としては、ポリスルホン樹脂をDMFに溶解させ、PVPおよびPEGを添加剤として用いた製膜原液を用いて製膜されたものが用いられた。
【００１７】
得られた疎水化多孔質中空糸膜モジュールについて通水試験を実施した結果は、図１に示される。0〜300 kPaまではほとんど通水は確認されなかったのに対し、約300 kPa以上からの流量の急激な増加が確認された。
【００１８】
比較例
実施例において、疎水化処理が行われなかった。得られた疎水化処理されていない多孔質中空糸膜に水滴を滴下し、実施例と同様に多孔質中空糸膜表面を確認したところ、水滴は速やかに膜内部に吸収されてしまうことが確認された。
【００１９】
また、通水試験を実施したところ、図１に示される通り0〜150 kPaといった低圧時においても圧力増加に伴って通水量の増加がみられた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係る安全弁は、水を内包する圧力容器、ポンプあるいは配管などの圧力制御機器の部品として有効に用いられる。
【図１】
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