(57)【要約】      （修正有）【課題】ゼオライト膜素体の全面を洗浄すると共に複数のゼオライト膜素体を連続洗浄する。【解決手段】ゼオライト膜素体６を回転自在に支持するチェーンコロ１ａと、このチェーンコロ１ａを所要の間隔で取り付けて複数のゼオライト膜素体６を移送可能な移送体１と、この移送体１によって移送されるゼオライト膜素体６を前記移送方向と交差する方向の両側から挟んで洗浄可能な位置に設けた回転ブラシ２と、を備えた洗浄装置Ｗである。【効果】チェーンコロ１ａ上にセットされたゼオライト膜素体６が一組の回転ブラシ２の間を順次移送される間に洗浄するので、複数のゼオライト膜素体６を連続洗浄できる。また、ゼオライト膜素体６を支持するチェーンコロ１ａが自由回転するので、回転ブラシ２の回転によってゼオライト膜素体６も回転し、ゼオライト膜素体６の全面を洗浄できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゼオライト膜素体の表面を洗浄する装置であって、前記ゼオライト膜素体を回転自在に支持するチェーンコロと、前記チェーンコロを所要の間隔で取り付けて複数の前記ゼオライト膜素体を移送可能な移送体と、前記移送体によって移送される前記ゼオライト膜素体を前記移送方向と交差する方向の両側から挟んで洗浄可能な位置に設けた回転ブラシとを備えたことを特徴とするゼオライト膜洗浄装置。
【請求項２】
前記チェーンコロの表面は、合成ゴムとしたことを特徴とする請求項１に記載のゼオライト膜洗浄装置。
【請求項３】
前記回転ブラシに洗浄液を供給する洗浄液供給部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のゼオライト膜洗浄装置。
【請求項４】
前記移送体の移送方向に前記回転ブラシを複数設けると共に、前記回転ブラシの毛材の線径を、前記移送体の下流側に設ける回転ブラシほど細くしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のゼオライト膜洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼオライト膜素体の外表面に付着した未反応物質などの付着物を洗浄する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゼオライト結晶は、結晶中に分子サイズ程度の細孔を有しており、この細孔のサイズや形状によって他の分子を選択的に通過させる分子ふるいの性質を有している。ゼオライトは、この分子ふるいの性質を利用して、ガス分離膜、逆気化分離、逆浸透分離、ガスセンサーなどの分野に応用されている。とりわけ、水とエタノール等の有機物が含まれる混合液から水のみを脱水し高純度の有機物を得る分離膜としての用途が注目されている。
【０００３】
ゼオライトを分離膜として利用する場合、ゼオライト膜自体には十分な機械的強度がないため、多孔質のセラミックス等からなる管状の支持体の表面にゼオライトの結晶を薄膜状に析出させ、ゼオライト膜を支持させた状態とする。このようなゼオライト膜素体を製造する方法としては、セラミックスなどの管状の支持体の表面にゼオライトの種結晶を付着させ、これをシリカ源とアルミナ源からなる原料溶液を混合した反応液に浸漬し、反応液を攪拌しながら水熱合成することにより支持体の表面にゼオライト膜を形成する水熱合成法が知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
この水熱合成法では、反応液に浸漬させてゼオライト膜を形成した直後のゼオライト膜素体の外表面には、未反応物質、ゼオライト粒子などが付着している。この付着物は、ゼオライト膜の分離性能を低下させる原因となるため、ゼオライト膜形成後に洗浄して取り除いておく必要がある。
【０００５】
そこで、従来は、ブラシ支持体とブラシ毛を有する回転ブラシを回転させ、ブラシ毛をゼオライト膜素体に接触させてその接触箇所に洗浄水を供給するとともに、回転ブラシとゼオライト膜素体との接触箇所を次々と変えることによりゼオライト膜素体を洗浄する洗浄装置を使用し、ゼオライト膜の形成後にその外表面に付着している付着物の洗浄を行っていた（例えば特許文献２）。また、作業者が流水と洗浄ブラシを使用して、人手によるブラッシングをする場合もあった。
【０００６】
しかしながら、従来の洗浄装置は、ゼオライト膜素体を１本ずつ洗浄するものであったため、大量に生産されたゼオライト膜素体を連続的に洗浄することが出来ないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２には、４つの回転ブラシに囲まれる位置にゼオライト膜素体を挿入して洗浄する構成が開示されているが、この構成によっても角の部分は洗い残しとなる可能性があった。そのため、この従来の洗浄装置では、ゼオライト膜素体の全面を確実に洗浄するためには、ゼオライト膜素体を上下に昇降させる機構を設けるだけでは不十分で、ゼオライト膜素体を長手方向の中心軸線を中心として回転させる機構をさらに設ける必要があり、コストアップとなっていた。
【０００８】
一方、人手によるブラッシングに関しても、ゼオライト膜素体全面をブラシ洗浄するには、作業中にゼオライト膜素体を回転させて向きを変えなければならず、手間がかかっていた。また、そもそも人手によるブラッシングでは、ゼオライト膜素体１本あたりの洗浄時間が長くなり、作業性に劣るという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−５７７８４号公報
【特許文献２】特開２００７−９１５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする問題点は、従来の洗浄装置では、ゼオライト膜素体を１本ずつ洗浄しなければならず、連続洗浄ができなかったという点である。また、従来は、ゼオライト膜素体の全面を洗浄するには、ゼオライト膜素体自体を回転させる機構を設けたり、ゼオライト膜素体の向きを変えてブラシ洗浄する必要があったという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明のゼオライト膜洗浄装置は、
ゼオライト膜素体の表面を洗浄する装置であって、前記ゼオライト膜素体を回転自在に支持するチェーンコロと、前記チェーンコロを所要の間隔で取り付けて複数の前記ゼオライト膜素体を移送可能な移送体と、前記移送体によって移送される前記ゼオライト膜素体を前記移送方向と交差する方向の両側から挟んで洗浄可能な位置に設けた回転ブラシとを備えたことを最も主要な特徴としている。
なお、「前記移送方向と交差する方向」の一例として、ゼオライト膜素体の移送方向と直交する方向があるが、以下、本明細書においては、ゼオライト膜素体の移送方向と直交する方向を「上下方向」という。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、チェーンコロ上に夫々横置きした複数のゼオライト膜素体を移送体によって移送する間に、回転ブラシがゼオライト膜素体を上下方向の両側から挟んで洗浄するので、複数のゼオライト膜素体の全面を一度に連続的に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例のゼオライト膜洗浄装置の要部を上方から見た状態を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線矢視方向断面を示す概略図である。
【図３】移送体の移送方向に沿って毛材の線径が異なる複数の回転ブラシを設けた第２実施例の構成を説明する概略図である。
【図４】回転ブラシの構成を説明する概略図である。
【図５】洗浄液供給部の構成を説明する図で、（ａ）はゼオライト膜素体の上方に設けた洗浄液供給部の一部を側方から見た模式図、（ｂ）はゼオライト膜素体の下方に設けた洗浄液供給部の一部を側方から見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明では、複数のゼオライト膜素体の全面を連続洗浄するという目的を、チェーンコロを所要の間隔で取り付けた移送体によって回転自在に支持されて移送されるゼオライト膜素体を上下方向の両側から回転ブラシで挟んで洗浄することによって実現した。
【００１５】
チェーンコロは、アルカリ性の洗浄液を使用することを考慮すると、耐アルカリ性に優れる素材を使用する方が望ましい。但し、例えばエンプラ（エンジニアリングプラスチック）を使用する場合は、弾力性がないため、ゼオライト膜の表面を疵付けてしまう虞がある。よって、ゼオライト膜の表面を疵付けないようにするためには、チェーンコロの表面には弾力性を有する素材を用いる方が望ましい。
【００１６】
また、チェーンコロの表面に弾力性を有する素材を用いた場合は、ゼオライト膜素体の長手方向に若干反りが生じていてもその撓みを吸収することができるので、ゼオライト膜素体の回転が安定する。
【００１７】
そこで、本発明では、ゼオライト膜素体を回転自在に支持するチェーンコロの表面は合成ゴムとした方がより好ましい。好ましい合成ゴムの例としては、クロロピレンゴムやエチレンプロピレンゴムが挙げられる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施するための各種の形態と共に最良の形態を、図１〜図５を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例のゼオライト膜洗浄装置Ｗの要部を上方から見た状態を示す概略図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’線矢視方向断面を示す概略図である。
【００１９】
図１〜図２に示すように、第１実施例のゼオライト膜洗浄装置Ｗは、複数のゼオライト膜素体６を回転自在に支持した状態で水平方向に移送可能な移送体１と、移送体１の上側及び下側に、ゼオライト膜素体６を上下方向の両側から挟んで洗浄可能な位置に設けられた上下一組の回転ブラシ２とを備えたものである。そして、前記移送体１は、ゼオライト膜素体６を回転自在に支持するチェーンコロ１ａと、このチェーンコロ１ａを所要の間隔を空けて取り付けるチェーン１ｂと、このチェーン１ｂを回動させる駆動装置によって構成されている。
【００２０】
第１実施例では、チェーンコロ１ａは、チェーン１ｂに対し等間隔に取り付けられている。ゼオライト膜素体６は、図２に示すように、隣接する一組のチェーンコロ１ａ，１ａによって支持され、左右何れの方向にも回転自在な状態となっている。
【００２１】
図２において、矢印Ｘは回転ブラシ２の回転方向を、矢印Ｙは回転ブラシ２の回転に伴ってゼオライト膜素体６が回転する方向を、矢印Ｚは移送体１の移送方向を示している。第１実施例では、移送体１の上方に設ける回転ブラシ２と、下方に設ける回転ブラシ２は、何れも図２の方向から見て時計回りの方向（矢印Ｘの方向）に回転させている。こうすることにより、ゼオライト膜素体６は、図２の方向から見て反時計周りの方向（矢印Ｙの方向）に回転する。
【００２２】
本発明は、ゼオライト膜素体６の全面を洗浄するために、ゼオライト膜素体６をチェーンコロ１ａで回転自在に支持し、回転ブラシ２の回転によりゼオライト膜素体６を回転させる構成を採用したので、ゼオライト膜素体６をスムーズに回転させるには、ゼオライト膜素体６の上下に設ける一組の回転ブラシ２の回転方向は、第１実施例で例示したように同一とすることが好ましい。
【００２３】
第１実施例のゼオライト膜洗浄装置Ｗは、図１〜図２に示すように、回転ブラシ２に洗浄液４を供給する洗浄液供給部３を備えたものである。洗浄液供給部３は、移送体１の上方に設ける回転ブラシ２の上部と、下方に設ける回転ブラシ２の下部に夫々設けられ、近接した回転ブラシ２に向けて常時洗浄液４を噴射する。したがって、第１実施例のゼオライト膜洗浄装置Ｗでは、回転ブラシ２に常時洗浄液４が供給され、回転ブラシ２やゼオライト膜素体６に付着した付着物を効果的に洗い流すことができる。
【００２４】
ゼオライト膜素体６を回転自在に支持するチェーンコロ１ａの表面は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３  ショアＡ（デュロメータタイプＡ）における硬さ６０度のクロロピレンゴムを使用した。耐アルカリ性に優れるため、洗浄液４と長時間接触しても変質せず、また、適度な弾力性が得られるため、ゼオライト膜素体６の表面を疵付けることもない。
【００２５】
図１〜図２において、５は、チェーンコロ１ａの間にセットしたゼオライト膜素体６が回転ブラシ２による洗浄中にチェーンコロ１ａ上から飛び出して落下してしまうのを防止するために、ゼオライト膜素体６の長手方向両端部に設けたゼオライト膜素体ガイドを示している。図２に示すように、ゼオライト膜素体ガイド５は、ゼオライト膜素体６の回転を妨げないように、ゼオライト膜素体６の上面よりも若干上方の位置に設けている。
【００２６】
ちなみに、ゼオライト膜素体６の長手方向両端部にはゼオライト膜が形成されていないので、この両端部と回転ブラシ２の間にゼオライト膜素体ガイド５が存在しても、ゼオライト膜の洗浄を妨げることにはならない。
【００２７】
以上のように構成されたゼオライト膜洗浄装置Ｗによれば、上下方向に配置された一組の回転ブラシ２の間を、移送体１のチェーンコロ１ａに支持されたゼオライト膜素体６が次々と通過するので、複数のゼオライト膜素体６を一度に連続洗浄できる。また、本発明では、ゼオライト膜素体６を支持するチェーンコロ１ａが自由回転するので、回転ブラシ２の回転力でゼオライト膜素体６も回転し、自動的にゼオライト膜素体６の全面を洗浄できる。
【００２８】
このように、本発明では、人手を必要とするのは最初にチェーンコロ１ａの間にゼオライト膜素体６をセットするときのみとなり、その後は全自動でゼオライト膜素体６の連続洗浄及び全面洗浄ができるので、人手による作業を大幅に削減できる。
【００２９】
第２実施例のゼオライト膜洗浄装置Ｗは、図３に示すように、移送体１の移送方向（矢印Ｚで示した方向）に回転ブラシ２１〜２６を複数設けると共に、回転ブラシ２１〜２６の毛材の線径を、移送体１の下流側に設ける回転ブラシほど細くした構成である。
【００３０】
上下一組の回転ブラシ２１〜２６は、夫々、ゼオライト膜素体６を上下両側から挟んで洗浄可能な位置に設けた点、回転ブラシ２１〜２６に洗浄液４を供給する洗浄液供給部３を夫々設けた点、ゼオライト膜素体６を回転自在に支持するチェーンコロ１ａの表面に硬さ６０度のクロロピレンゴムを使用した点は、第１実施例と同様である。
【００３１】
図４は、回転ブラシ２１を例として、回転ブラシが回転ドラム２ａと毛材２ｂから構成されることを示す概略図である。円筒状の回転ドラム２ａの直径Ｌ２は４０ｍｍ程度、回転ドラム２ａの外周面に植毛された毛材２ｂの長さＬ１は３０ｍｍ程度であり、これらのサイズは回転ブラシ２１〜２６において共通している。
【００３２】
表１に示すとおり、第２実施例のゼオライト膜洗浄装置Ｗでは、回転ブラシ２１〜２６の毛材２ｂの線径は、Φ０．６〜Φ０．１の範囲とし、移送体１の下流側に設ける回転ブラシほど０．１ｍｍずつ細い線径となるように設定した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
一般に毛材２ｂの線径が太いほどブラシの腰が強くなり洗浄効果は高まるが、ゼオライト膜素体６に疵を付けてしまう虞も高くなる。特に、移送体１の移送方向に沿って複数の回転ブラシを列設する場合は、１本のゼオライト膜素体６に対する洗浄時間が長くなるので、ゼオライト膜素体６を疵付ける可能性が高くなる。
【００３５】
そこで、上記第２実施例のように、移送体１の上流側では毛材２ｂの線径を太くし、洗浄力の高い回転ブラシでしっかりと洗浄すると共に、下流側になるほど徐々に毛材２ｂの線径が細くして、洗浄力の低い回転ブラシで丁寧に洗浄するように構成すれば、ゼオライト膜素体６を疵付けることなく、洗浄効果を高めることができる。
【００３６】
なお、毛材２ｂの線径を「移送体１の下流側に設ける回転ブラシほど細くした」とは、表１に例示したような、すべての線径を異ならせた上で下流側ほど細くする構成に限らない。例えば、回転ブラシ２１〜２２はΦ０．５、回転ブラシ２３〜２４はΦ０．３、回転ブラシ２５〜２６はΦ０．１とするように、隣接する数個の回転ブラシをグループとし、グループ単位で徐々に細くする構成も含むものである。
【００３７】
また、回転ブラシ２１〜２６は、線径の細い数本の毛材を縒って太くした毛材を使用する方が、縒り合わせた毛材の表面に形成される隙間や窪みの部分に汚れが入り込んで洗浄力が増すのでより好ましい。具体的には、例えばΦ０．０２の細い線径の毛材を複数本束ねて縒り合わせてΦ０．５の太い線径の毛材としたものを、回転ブラシ２１〜２２の毛材として使用する。この場合、縒り合わせていない通常のΦ０．５の毛材を使用するよりも洗浄力が高くなる。
【００３８】
回転ブラシ２１〜２６の回転軸は、駆動モータ（不図示）と直結しており、回転速度は１０〜３００ｒｐｍの範囲で調節可能としている。
【００３９】
第２実施例のように、移送体１の移送方向に沿って複数の回転ブラシ２１〜２６を列設する場合、回転ブラシ２１〜２６の回転速度は全て一定にしても良い。しかし、第２実施例において、装置全体の洗浄効果を維持しつつ、ゼオライト膜素体６を疵付けない効果をより高めるためには、移送体１の上流側ほど回転ブラシの回転速度を遅くする方がより好ましい。
【００４０】
具体的には、例えば上流側の回転ブラシ２１〜２３は、毛材２ｂの線径が太いグループであり（Φ０．６〜Φ０．４）、ゼオライト膜素体６を疵付ける虞が若干あるので、ブラシの回転速度は遅くする（例えば１０〜１２０ｒｐｍの範囲とする）。一方、下流側の回転ブラシ２４〜２６は、毛材２ｂの線径が細いグループであり（Φ０．３〜Φ０．１）、ゼオライト膜素体６を疵付ける虞は低いので、ブラシの回転速度を速くすること（例えば６０〜３００ｒｐｍの範囲で、上流側のグループに対して設定した回転速度よりも速くすること）が好ましい。
【００４１】
このように、第２実施例のゼオライト膜洗浄装置Ｗでは、移送体１の移送方向に沿って上下一組の複数の回転ブラシ２１〜２６を列設し、それらの間をゼオライト膜素体６が通過する構成としたので、回転ブラシ２１〜２６の回転速度やその毛材２ｂの線径、素材等を異ならせることにより、移送体１の上流側と下流側で洗浄力に変化を付けることができる。
【００４２】
図５は、第２実施例のゼオライト膜洗浄装置Ｗの洗浄液供給部３の一部を側方から見た模式図である。（ａ）に示すように、ゼオライト膜素体６を上側から洗浄する回転ブラシ２１〜２３の上方には、洗浄液４を供給する洗浄液供給パイプ３ａが配管されており、バルブ３ｂを介して先端にノズル３ｃが夫々取り付けられている。そして、ノズル３ｃから回転ブラシ２１〜２３に向けて洗浄液４が常時噴射される。なお、洗浄液供給パイプ３ａには、ノズル３ｃが取付けられた枝管に分岐する前の本管の部分にポンプ（不図示）が設けられている。
【００４３】
また、図５（ｂ）に示すように、ゼオライト膜素体６を下側から洗浄する回転ブラシ２１〜２３に洗浄液４を供給する洗浄液供給部３は、上下の位置関係が逆転している点を除き、（ａ）で示した洗浄液供給部３と同様の構成である。洗浄液供給パイプ３ａから供給された洗浄液はバルブ３ｂを介して先端のノズル３ｃから上向きに噴射され、回転ブラシ２１〜２３に向けて洗浄液４が常時噴射される。
【００４４】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００４５】
例えば、上記実施例では、ゼオライト膜素体の移送方向と直交する方向の両側に回転ブラシを設ける例を開示したが、回転ブラシは、ゼオライト膜素体の移送方向と交差する方向の両側から挟んで洗浄可能な位置に設ければ良く、直交していなくても良い。
【００４６】
また、上記実施例では、チェーンコロ１ａの表面にＪＩＳ  Ｋ  ６２５３  ショアＡによる硬さ６０度のクロロピレンゴムを使用する例を開示したが、合成ゴムの種類及び硬さはこれに限らない。また、上記実施例では、洗浄液供給パイプ３ａの本管から分岐した枝管に夫々バルブ３ｂを設ける例を開示したが、バルブ３ｂの代わりにポンプを設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のゼオライト膜洗浄装置は、ゼオライト膜素体の製造時にゼオライト膜に付着した未反応物質等の洗浄に使用できることは勿論、定期的なメンテナンス時にゼオライト膜素体を各種装置から取り外して洗浄する場合にも利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  移送体
１ａ  チェーンコロ
２  回転ブラシ
２１  回転ブラシ（毛材の線径０．６ｍｍ）
２２  回転ブラシ（毛材の線径０．５ｍｍ）
２３  回転ブラシ（毛材の線径０．４ｍｍ）
２３  回転ブラシ（毛材の線径０．３ｍｍ）
２４  回転ブラシ（毛材の線径０．２ｍｍ）
２６  回転ブラシ（毛材の線径０．１ｍｍ）
２ｂ  毛材
３  洗浄液供給部
４  洗浄液
６  ゼオライト膜素体
Ｗ  ゼオライト膜洗浄装置
【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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