(57)【要約】【課題】低価格化を図り、また、平膜エレメントと蓋との接合の信頼性を確保することができる平膜エレメント製造装置を提供すること。【解決手段】支持板３１の表裏少なくとも一方の面に膜シート３２の周縁を接合することにより形成された膜シート３２で被処理水を濾過する平膜エレメント３０と、平膜エレメント３０における膜シート３２で濾過された濾過水を排出口３４に集水するための蓋３３とを接合するための平膜エレメント製造装置１において、溶液を塗布するためのシリンジバルブ１３を、支持板３１と蓋３３との接合面である接合ライン３６に沿って移動させる移動装置２と、シリンジバルブ１３と接合ライン３６との間隔を一定にするためのガイド装置とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持板の表裏少なくとも一方の面に膜シートの周縁を接合することにより形成される前記膜シートで被処理水を濾過する平膜エレメントと、前記平膜エレメントにおける膜シートで濾過された濾過水を排出口に集水するための蓋とを溶液により接合するための平膜エレメント製造装置において、溶液を塗布するためのシリンジバルブを、前記支持板と蓋との接合面である接合ラインに沿って移動させる移動装置と、シリンジバルブと前記接合ラインとの間隔を一定にするためのガイド装置とを設けたことを特徴とする平膜エレメント製造装置。
【請求項２】
前記ガイド装置は、バネ及びローラで構成することを特徴とする請求項１記載の平膜エレメント製造装置。
【請求項３】
平膜エレメントの表裏接合ラインを鉛直方向とし、該接合ラインに沿って表裏２個のシリンジバルブを配したことを特徴とする請求項１又は２記載の平膜エレメント製造装置。
【請求項４】
前記蓋に嵌合部を設け、該嵌合部が前記平膜エレメントの濾過水合流部と嵌合するように配置したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の平膜エレメント製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平膜エレメント製造装置に関し、特に、排水などの被処理水に浸漬設置され、被処理水を濾過して固液分離を行う平膜エレメントの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水などの被処理水に浸漬設置され、被処理水を濾過して固液分離を行う平膜エレメント製造には、例えば、特許文献１に開示されているように、濾過水を排出口に集水するための樹脂を素材とする蓋を、同じく樹脂を素材とする支持板を用いた平膜エレメントに、レーザ装置を用いてレーザ溶着する方式が用いられている。
しかしながら、上記従来のレーザ溶着する方式の平膜エレメント製造装置は、レーザ装置が高価な上、レーザ溶着ラインを、図１１の７３で示したように略矩形状にする必要があるため、レーザ移動装置を含めた全体装置が高価になる課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１３１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来例の平膜エレメント製造装置の問題点に鑑み、低価格化を図り、また、平膜エレメントと蓋との接合の信頼性を確保することができる平膜エレメント製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の平膜エレメント製造装置は、支持板の表裏少なくとも一方の面に膜シートの周縁を接合することにより形成される、前記膜シートで被処理水を濾過する平膜エレメントと、前記平膜エレメントにおける膜シートで濾過された濾過水を排出口に集水するための蓋とを溶液により接合するための平膜エレメント製造装置において、溶液を塗布するためのシリンジバルブを、前記支持板と蓋との接合面である接合ラインに沿って移動させる移動装置と、シリンジバルブと前記接合ラインとの間隔を一定にするためのガイド装置とを設けている。
このことにより、本方式では平膜エレメントと蓋とを溶液により接合する方式のため、価格を大幅に低減することが可能となる。
また、溶液を塗布するためのシリンジバルブを接合ラインに沿って移動させる移動装置において、シリンジバルブと接合ラインとの間隔を一定にするためのガイド装置を設けているので、平膜エレメントの反りや変形により接合ラインが反っている場合であっても、確実に接合することが可能となる。
【０００６】
この場合において、前記ガイド装置は、バネ及びローラで構成している。
したがって、低価格な部品で構成可能である。
【０００７】
また、平膜エレメントの表裏接合ラインを鉛直方向とし、該接合ラインに沿って表裏２個のシリンジバルブを配している。
このため、平膜エレメント製造作業は略直線状の接合ラインに沿って、２個のシリンジバルブを移動させるのみで平膜エレメント製造作業が可能となり、平膜エレメント製造装置がシンプルで低価格化が図れることとなる。
【０００８】
また、前記蓋に嵌合部を設け、該嵌合部が前記平膜エレメントの濾過水合流部と嵌合するように配置している。
このため、毛細管現象により嵌合部の微小隙間にも溶液が十分に奥まで入り込むので、接合の強度も十分確保されるため、高い信頼性を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の平膜エレメント製造装置は、支持板を用いた平膜エレメントと、蓋とを溶液により接合する方式のため、価格を大幅に低減することが可能となる。
また、溶液を塗布するためのシリンジバルブと接合ラインとの間隔を一定にするためのガイド装置を設けているので、平膜エレメントにおける支持板の反りや変形により接合ラインが反っている場合であっても、確実に接合することが可能となる。
また、シリンジバルブは接合ラインに対して非接触で動作可能なため、シリンジバルブ及び接合ラインを傷付けることはない。
【００１０】
また、前記ガイド装置は、引っ張りバネ及びローラで構成しているので、低価格な部品で構成可能である。
【００１１】
また、平膜エレメントの表裏接合ラインを鉛直方向とし、該接合ラインに沿って表裏２個のシリンジバルブを配しているので、平膜エレメント製造作業は略直線状の接合ラインに沿って、２個のシリンジバルブを移動させるのみで平膜エレメント製造作業が可能となり、平膜エレメント製造装置がシンプルで低価格化が図れることができる。
【００１２】
また、前記蓋に嵌合部を設け、該嵌合部が前記平膜エレメントの濾過水合流部と嵌合するように配置しているので、毛細管現象により嵌合部の微小隙間にも溶液が十分に奥まで入り込むので、接合の強度も十分確保されるため、高い信頼性を有するなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の平膜エレメント製造装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】図１に平膜エレメントを装着した正面図である。
【図３】図２の左側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面を示す平面図である。
【図５】図３において、支持板が反っている場合の動作を説明する側面図である。
【図６】図４において、支持板が反っている場合の動作を説明する平面図である。
【図７】平膜エレメント及び蓋の要部詳細を説明する斜視図である。
【図８】平膜エレメントに蓋を装着した場合の接合ラインを説明する斜視図である。
【図９】支持板の要部詳細を説明する斜視図である。
【図１０】蓋の要部詳細を説明する斜視図である。
【図１１】平膜エレメント及び従来の蓋を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の平膜エレメント製造装置の実施の形態を、図１〜図４により説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態である平膜エレメント製造装置の正面図であり、一部を切り欠いた状態を示している。図２は図１の平膜エレメント製造装置に平膜エレメントを装着した正面図、図３は図２の左側面図、図４は図２のＡ−Ａから見た平面断面図である。
【００１６】
１は平膜エレメント製造装置で、主な部品としては移動装置２、鉛直方向に支持された固定板３があり、固定板３は移動装置２、コモンベース４とそれぞれ一体化されている。
【００１７】
移動装置２は、モータ５、カップリング６、ボールネジ７、スライドレール８ａ、８ｂ、ボールネジ７に嵌合する全体スライダー９で構成されている。全体スライダー９には別のスライドレール１０が固定されており、スライドレール１０にはベアリングなどを通して別のスライダー１１が嵌合されている。スライダー１１にはシリンジバルブ固定具１２が固定されており、シリンジバルブ固定具１２には２個のシリンジバルブ１３（１３ａ、１３ｂ）が固定されている。シリンジバルブ１３には先端にノズル１４（１４ａ、１４ｂ）が、また溶液配管１５、エアー配管１６が接続されている。
【００１８】
また、シリンジバルブ１３には接続具２０により、ローラ２１が固定されている。
また、スライダー１１と、ローラ２１の反対側に位置する全体スライダー９ａとは引っ張りバネ２２が設置されており、スライダー１１に固定されている全ての部品、すなわちシリンジバルブ１３、ローラ２１などは全体スライダー９ａに引き付けられている。
【００１９】
上記ローラ２１と、引っ張りバネ２２の両部品は、シリンジバルブ１３の支持板３１に対するガイド装置としての機能をなすが、その機能、動作は後述する。
【００２０】
平膜エレメント３０は、例えば、ＡＢＳなどの樹脂を素材とする支持板３１の表裏少なくとも一方の面に膜シート３２を、例えば、レーザ溶着方式により接合したもので、被処理水を濾過する機能を持つ。
【００２１】
前記平膜エレメント３０における膜シート３２で濾過された濾過水を蓋３３に設けられた排出口３４に導くためには樹脂を素材とする支持板３１と、同様に、例えば、ＡＢＳなどの樹脂を素材とする蓋３３の嵌合部である、接合ライン３６を、例えば、メチルエチルケトンなどの溶剤、又は流動性の接着剤などにより接合する必要がある。
【００２２】
この平膜エレメント製造装置１は、この接合ライン３６を、シリンジバルブ１３ａ、１３ｂのノズル１４ａ、１４ｂから吐出される図示しない溶液（例えば、メチルエチルケトンなどの溶剤、又は流動性の接着剤）により接合するための装置であり、シリンジバルブ１３を２個設け、接合ライン３６の表裏を同時に接合するものである。
【００２３】
図２〜図４は、平膜エレメント３０及び蓋３３を接合ライン３６部分で嵌合させて平膜エレメント製造装置１にセットした図を示しており、本実施例では固定板３に取り付けた取り付け金具３７、３８及び、移動装置２に取り付けた取り付け金具３９、４０で位置決めを行い、さらには固定板３に、回転可能に取り付けた上部押さえ金具４１、下部押さえ金具４２で平膜エレメント３０における支持板３１の上下の部分を固定板３から外れないように固定板３に押し付ける。
【００２４】
固定板３には、さらに上部べース４３、下部べース４４を設け、その高さは支持板における接合ライン３６の部分と同一高さとする。
【００２５】
コモンベース４のノズル１４の下部位置には溶液ボトル４５を設ける。４６は固定板３を切り欠いた開口部である。
【００２６】
次に、上記平膜エレメント製造装置１の動作を説明する。
【００２７】
まず、準備段階では、図１に示すように、移動装置２におけるモータ５により、ボールネジ７を回転させて、全体スライダー９を最下点（初期位置）４７まで移動する。
【００２８】
溶液の塗布開始、又は塗布停止は、加圧されて溶液配管１５により導かれた溶液に対して、シリンジバルブ１３内に設けた図示しないエアーバルブをエアー配管１６の圧力制御により開閉することにより実現するもので、ディスペンサーとして市販されている。
【００２９】
ノズル１４の目詰まり確認のための溶液の試験吐出は、この位置で行うことが好ましく、吐出された溶液は、溶液ボトル４５で受けることができる。
【００３０】
上部押さえ金具４１、下部押さえ金具４２は、図示のように横向き位置に回転しておく。
【００３１】
次に、図２〜図４に示すように、支持板３１の表裏少なくとも一方の面に膜シート３２を接合する平膜エレメント３０を、取り付け金具３７、３８、３９、４０により位置決めされて固定板３に装着し、さらには上部押さえ金具４１、下部押さえ金具４２を縦向きに回転して支持板３１の上部端面、及び下部端面を押さえて、固定板３に押し付ける。
【００３２】
次に、移動装置２により全体スライダー９が、最下点（初期位置）４７から上部に移動するに従って、全体スライダー９に取り付けられているローラ２１が下部べース４４、支持板３１の表面３１ａ、上部べース４３の順に押し付けられながら移動し、再び逆方向に移動して元の最下点（初期位置）４７に戻る。
【００３３】
全体スライダー９が最下点（初期位置）４７から上部に移動する途中、それぞれのシリンジバルブ１３の先端に取り付けられたノズル１４が支持板３１の接合ライン３６を通過し始めてから、通過し終わるまでの間、それぞれのノズル１４から図示しない溶液を吐出することにより、接合ライン上に溶液を塗布する。
【００３４】
溶液の塗布開始、又は停止は加圧されて導かれた溶液に対して、シリンジバルブ１３内に設けた図示しないエアーバルブをエアー配管１６の圧力制御により開閉することにより実現する。
【００３５】
シリンジバルブ固定具１２はスライダー１１上に搭載されているので、引っ張りバネ２２により常に全体スライダー９に引き付けられており、したがって、ローラ２１は支持板３１の表面３１ａに対して常に押し付けられることとなる。
【００３６】
図５は、図３において支持板３１の中央部が反っている場合の平膜エレメント製造動作を説明する図であり、また、図６は図４において、同様に支持板３１の中央部が反っている場合の平膜エレメント製造動作を説明する図である。
【００３７】
平膜エレメント３０の全体形状に関わる支持板３１は、例えば、ＡＢＳなどの樹脂を素材とする薄板状の形状ため、樹脂製造中の温度の影響や、樹脂保管時の撓みの影響などにより、中央部がどちらかの方向に反る場合がある。
【００３８】
図５において、支持板３１の中央部が本図に示すように、右方向に反っている場合、溶液塗布時には、引っ張りバネ２２によりローラ２１が常に支持板の表面に押し付けられる構造のため、支持板の変形に対応してローラ２１は右方向に移動する。この時、シリンジバルブ１３ａ、１３ｂは共にシリンジバルブ固定具１２によりローラ２１と一体に取り付けられているため、支持板の変形に対応して右方向に移動する。
【００３９】
このことを、図６の平面図で説明すると、支持板３１の反りによる下方向への膨らみによりローラ２１は下方向に移動し、一体化されたシリンジバルブ固定具１２は下方向に移動する。
すなわち、ノズル１４ａ、１４ｂと支持板３１との間隔は常に一定に保たれるので、支持板３１が反っていたとしてもノズル１４ａ、１４ｂが支持板に衝突や接触することはなく、すなわちノズル１４ａ、１４ｂは非接触で動作することとなり、ノズル１４ａ、１４ｂ及び支持板３１共に傷付けることはなく、常に良好な接合動作を行うことが可能となる。
このように、ローラ２１と、引っ張りバネ２２の両部品は、シリンジバルブ１３の支持板３１に対するガイド装置としての機能をなす。
【００４０】
支持板３１が図５と逆方向に反っていた場合には、上部押さえ金具４１、下部押さえ金具４２で支持板３１の上下の部分を固定板３から外れないように固定板３に押し付けるため、支持板上下端面の反りは上部押さえ金具４１、下部押さえ金具４２、固定板３に挟まれることにより反りは矯正され、常に良好な接合動作を行うことが可能となる。
【００４１】
次に、接合対象としている平膜エレメントを、図７〜図１０により説明する。
図７は平膜エレメント３０の一部を切り欠いた状態図と蓋３３の斜視図を示している。
図８は平膜エレメント３０に蓋３３を嵌合した平膜エレメント３０の斜視図である。
図９は平膜エレメント３０における支持板３１の要部を示す斜視図である。
図１０は支持板３１と嵌合する蓋３３の要部を示す斜視図である。
【００４２】
これらの図に示すように、平膜エレメント３０は、主として膜シート３２と支持板３１とで構成される。
【００４３】
膜シート３２は、透水性を有する材質で構成され、被処理水を固液分離可能な平膜が使用される。
【００４４】
支持板３１は、縦に長い矩形状を有する薄板材であり、主に膜シート３２が接合される平膜面部５０と、空洞部５１により構成される。平膜面部５０には集水溝５２を複数個設け、支持板３１を貫通する連通孔５３を通じて、空洞部５１と連通している。
【００４５】
蓋３３には、空洞部６０を有する嵌合部６１（６１ａ、６１ｂ）、及びこの空洞部６０と連通する排出口３４を設けている。
【００４６】
支持板３１の空洞部５１に、蓋３３における嵌合部６１ａ、６１ｂを嵌合すると、図８に示すように、その合わせ部が前述の接合ライン３６となる。
【００４７】
接合ライン３６に溶液を塗布することにより、短時間で接合するためには接合ライン３６を構成する、蓋３３の角部６２を面取りしておくことが望ましい。また、蓋３３の嵌合部６１（６１ａ、６１ｂ）と、支持板３１の空洞部５１とは微小隙間を設けておくのが望ましい。この微小隙間で構成される接合ライン３６に樹脂の溶剤、又は接着剤などの溶液が塗布されると、毛細管現象により十分内部まで溶液が浸透し、支持板３１と蓋３３は確実に接合される。
【００４８】
なお、図２に示したように、固定板３に装着された支持板３１における接合ライン３６は、支持板３１の表面、裏面共に鉛直方向を向いている。このため、塗布された溶液の内で、微小隙間より内部に浸透しなかった溶液は接合ラインに沿って上部から下部に流動することから、浸透漏れを防止することができる。この時、接合ライン３６の最下部３６ａは、接合ラインに沿って上部から下部に流動する溶液により十分に塗布、浸透させることができる。
【００４９】
この場合、接合ライン３６の上部への溶液の浸透が不足する場合には、上部における塗布時に、モータ５によるボールネジ７の回転数を低減し、シリンジバルブ１３の移動速度を遅くすることにより、十分な量の溶液を接合ライン３６上に塗布することが可能となり、溶液の浸透不足が生じることはない。
【００５０】
また、シリンジバルブ１３及びその先端に設けられたノズル１４は接合ライン３６に対して垂直ではなく、傾斜させているため、接合ライン３６の頂部３６ｂにも十分な量の溶液を塗布、浸透させることができる。
【００５１】
次に、上記平膜エレメント製造装置１により、膜シート３２が平膜面部５０に接合された平膜エレメント３０に蓋３３が接合された平膜エレメント３０の作用について説明する。
【００５２】
平膜エレメント３０を被処理水中に浸漬設置し、外部に設けられた吸引ポンプ（図示省略）を駆動させて平膜エレメント３０と接合された蓋３３における排出口３４から吸引を行うと、その吸引力により被処理水が膜シート３２を透過して固液分離され、濾過水として膜シート３２と支持板３１との間に取り込まれる。取り込まれた濾過水は、排出口３４からの吸引力により各集水溝５２、５２・・・を伝って各連通孔５３、５３・・・へ流れ落ち、空洞部５１に一旦合流されてから排出口３４から排水される。
【００５３】
なお、図１１は、従来の平膜エレメント３０の製造方法を示した図である。
従来の平膜エレメント３０の製造方法の一例として、特許文献１に開示されているように、レーザ透過性の透明な蓋７０における裏面７１と、平膜エレメント３０における熱可塑性樹脂を素材とする支持板３１の側面７２とを合わせておき、レーザ光を接合ライン７３に沿って照射することにより、蓋７０を熱溶着するものである。
しかしながら、この平膜エレメント製造方法においてはレーザ溶着を用いるため、レーザ装置が高価な上、レーザ光を照射するレーザ溶着ラインを７３で示したように略矩形状にする必要があるため、レーザ光は縦及び横方向に移動させる必要があるなど、移動装置を含めた全体装置が高価になるという問題があった。
【００５４】
これに対して、本実施例の平膜エレメント製造方法を適用する平膜エレメント製造装置は、溶液を接合ラインに沿って塗布するのみでよく、低価格で容易に実現できる効果を有する。
なお、ここでは溶液として、例えば、樹脂の溶剤であるメチルエチルケトンを、支持板及び蓋として、例えば、ＡＢＳ樹脂を素材とする材質を用いた場合を例に取って説明したが、この組み合わせに限定されるものではなく、接合ラインに流動性の接着剤を塗布することにより平膜エレメントと蓋を接着する方式であってもよいことはいうまでもないことである。
【００５５】
また、ここでは膜シートを支持板に接合した平膜エレメントと蓋を接合する装置に関して説明したが、支持板に蓋を接合した後に膜シートを接合して平膜エレメントを製造する工程としてもよいことはいうまでもないことである。
【００５６】
また、支持板が反っている場合であっても、ガイド装置により確実に接着できることを示したが、接合ラインが支持板の反りとは別の方向に蛇行しているような場合には、上記のガイド装置の機能を拡張し、支持板の端面に新たなガイド装置を設けることにより、すなわちＸ／Ｙ二次元に移動可能なスライド装置を設けることにより、蛇行している接合ラインに沿って確実に接合することが可能となる。
【００５７】
以上、本発明の平膜エレメント製造装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の平膜エレメント製造装置は、低価格化を図り、また、平膜エレメントと蓋との接合の信頼性を確保することができるという特性を有していることから、排水などの被処理水に浸漬設置され、被処理水を濾過して固液分離を行う平膜エレメントの製造の用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  平膜エレメント製造装置
２  移動装置
３  固定板
４  コモンベース
５  モータ
６  カップリング
７  ボールネジ
８ａ  スライドレール
８ｂ  スライドレール
９  全体スライダー
９ａ  全体スライダー
１０  スライドレール
１１  スライダー
１２  シリンジバルブ固定具
１３（１３ａ、１３ｂ）  シリンジバルブ
１４（１４ａ、１４ｂ）  ノズル
１５  溶液配管
１６  エアー配管
２０  接続具
２１  ローラ
２２  引っ張りバネ
３０  平膜エレメント
３１  支持板
３２  膜シート
３３  蓋
３４  排出口
３６  接合ライン
３７  取り付け金具
３８  取り付け金具
３９  取り付け金具
４０  取り付け金具
４１  上部押さえ金具
４２  下部押さえ金具
４３  上部べース
４４  下部べース
４５  溶液ボトル
４６  開口部
４７  最下点（初期位置）
５０  平膜面部
５１  空洞部
５２  集水溝
５３  連通孔
６０  空洞部
６１（６１ａ、６１ｂ）  嵌合部
６２  角部
７０  蓋
７１  裏面
７２  側面
７３  接合ライン
【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】
2011104539.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011104539.tif 000011
【図１０】
2011104539.tif 000012
【図１１】
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