(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端面間を貫通する少なくとも一つの貫通孔を有し、貫通孔内から外周面に向かって被処理水を通水してろ過水を得る柱状のろ過体同士、或いは、両端面間を貫通する少なくとも一つの貫通孔を有し、外周面から貫通孔内に向かって被処理水を通水してろ過水を得る柱状のろ過体同士を、横置き又は斜め置きした状態でろ過体の軸線方向に連結するろ過体連結部材であって、
第１の内径を有し、連結されるろ過体が係止される筒状の縮径部と、
前記縮径部の軸線方向両外側のそれぞれに該縮径部と一体的に配設され、前記第１の内径よりも大きい第２の内径を有して、連結されるろ過体が挿入される筒状の嵌合部と、
前記縮径部の外周面および前記嵌合部の外周面の少なくとも一部と一体的に、且つ、前記縮径部および前記嵌合部の外周面側で縮径部および嵌合部の軸線と平行な方向に向かって液体が流通できるように配設された外周支持部と、
を備え、
前記嵌合部の端面の少なくとも一部に、該嵌合部の軸線方向外方および径方向内方に向かって突出し、連結されるろ過体の荷重を支持する爪部を嵌合部と一体的に配設したことを特徴とする、ろ過体連結部材。
【請求項２】
前記爪部の端面側の内面に、爪部の端縁から嵌合部側に向かってテーパー状に傾斜した傾斜面を有することを特徴とする、請求項１に記載のろ過体連結部材。
【請求項３】
前記外周支持部が、前記嵌合部および前記縮径部の軸線と平行な方向に延在する３つ以上の突起からなり、
前記突起が、前記縮径部および前記嵌合部の周方向に互いに等間隔で配設されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のろ過体連結部材。
【請求項４】
両端面間を貫通する少なくとも一つの貫通孔を有し、貫通孔内から外周面に向かって被処理水を通水してろ過水を得る柱状のろ過体同士、或いは、両端面間を貫通する少なくとも一つの貫通孔を有し、外周面から貫通孔内に向かって被処理水を通水してろ過水を得る柱状のろ過体同士を、請求項１〜３の何れかに記載のろ過体連結部材を用いて、横置き又は斜め置きした状態でろ過体の軸線方向に連結した連結ろ過体と、
前記連結ろ過体の外径よりも大きい内径を有する筒状のハウジングと、
前記連結ろ過体の両端部のそれぞれに取り付けられ、前記ハウジングの内部に収容された連結ろ過体を、該連結ろ過体の軸線方向内方に向かって押圧した状態でハウジング内に固定すると共に、ハウジングの内周面と連結ろ過体の外周面との間に形成された空間を液密に封止する端部固定部材と、
前記ハウジング外から前記ろ過体の貫通孔へ液体を供給し、或いは、前記ろ過体の貫通孔から前記ハウジング外へ液体を流出させる第１の流路と、
前記ハウジングの内周面と連結ろ過体の外周面との間に形成された空間から前記ハウジング外へ液体を流出させ、或いは、前記ハウジング外から前記ハウジングの内周面と連結ろ過体の外周面との間に形成された空間へ液体を供給する第２の流路と、
を備えることを特徴とする、ろ過モジュール。
【請求項５】
前記ハウジングが、前記端部固定部材を固定するための環状溝を内周面に有し、
前記端部固定部材が、
前記ハウジングの内径に対応した外径と、前記ろ過体の外径に対応した内径とを有する筒状の拡径部と、
前記拡径部の軸線方向一端側に該拡径部と一体的に配設され、前記拡径部の内径よりも小さい内径を有して前記連結ろ過体が係止される筒状の係止部と、
前記係止部の内径よりも小さい内径と、前記係止部の外径よりも小さい外径とを有し、外周面に前記環状溝と嵌合するリング部材が配設される筒状の縮径部と、
前記拡径部と前記縮径部とを軸線方向に一体的に連結するテーパー部と、
を有し、
前記端部固定部材の内側空間が前記第１の流路を形成することを特徴とする、請求項４に記載のろ過モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過体連結部材および該ろ過体連結部材を用いたろ過モジュールに関し、特に、質量が大きいろ過体の連結に用いられるろ過体連結部材、および、該ろ過体連結部材を用いて連結したろ過体をハウジング内に収容してなるろ過モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上水処理システムや、下水処理システムや、海水淡水化システム等の各種水処理システムでは、例えば、耐久性に優れるセラミック製のろ過膜や金属製のろ過膜をろ過体として用いて被処理水をろ過している。
【０００３】
具体的には、上記水処理システムでは、例えば、図５に一部切り欠き断面を示すような、多数の管状膜２１１をレンコン状に一体化してなる長さ１ｍ程度のモノリス型の多孔質セラミック膜２１０を、シール部材２３０を介して円筒状のハウジング２２０内に液密状態で設置して構成したろ過モジュール２００を用いて被処理水をろ過している。そして、このろ過モジュール２００では、図５に矢印で水の流れを示すように、ろ過モジュール２００の一端側からモノリス型多孔質セラミック膜２１０の管状膜２１１内に流入した被処理水が該管状膜２１１でろ過され、得られたろ過水が、モノリス型多孔質セラミック膜２１０の外周面２１２と、ハウジング２２０の内周面２２２との間を通ってハウジング２２０に設けられた流出口２２１から流出する。また、ろ過モジュール２００では、定期的に、或いは、ろ過の継続に伴ってモノリス型多孔質セラミック膜２１０が閉塞した場合には、モノリス型多孔質セラミック膜２１０の外周面２１２側から管状膜２１１内に向かって逆洗水を流してモノリス型多孔質セラミック膜２１０を逆洗（逆流洗浄）している。
【０００４】
ところで、近年、上述したようなハウジング内にろ過体（ろ過膜）を設置してなるろ過モジュールを用いた水処理システムにおいては、効率性の観点から、ろ過モジュールの設置面積低減およびコスト削減が求められている。
【０００５】
そこで、ろ過モジュールの設置面積を低減可能なろ過モジュールの設置構造として、円筒状のハウジングの中心軸線が水平面と平行になるように横置きした複数のろ過モジュールを、鉛直方向に並列に配置した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８５７１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来のろ過モジュールの設置構造では、横置きしたろ過モジュールを鉛直方向に並列配置して集積化することでろ過モジュールの設置面積を低減することはできるものの、長さ１ｍ程度のろ過体ごとにハウジング等を準備する必要があるため、コストを十分に削減することができなかった。
【０００８】
そのため、十分にコストを削減するためには、一つのハウジング内に収納するろ過体の長さを長くし、使用するハウジング等の数を低減する必要があった。即ち、ハウジング内に設置するセラミック製のろ過膜や金属製のろ過膜などのろ過体の長さを長くする必要があった。
【０００９】
ここで、ハウジング内に設置するろ過体の長さを長くする方法としては、ろ過体の長さを単純に長くする方法と、連結部材を用いて複数のろ過体をハウジング内で連結する方法とが考えられる。しかし、セラミック製または金属製のろ過体は、材質上、単位長さ当たりの質量が大きい（例えば、見掛け密度が１０００ｋｇ／ｍ3以上である）ため、ろ過体の長さを単純に長くする方法では、ろ過体の質量が非常に大きくなり、ろ過体のハンドリング性が悪化する。そのため、ハウジング内に設置するろ過体の長さを長くする方法としては、連結部材を用いて複数のろ過体を連結する方法が好ましい。また、連結部材を用いて複数のろ過体を連結する際には、質量の大きいろ過体を連結しながらハウジング内に挿入する操作を容易にする観点から、ろ過体の軸線が水平面と平行になるように横置きして連結することが特に好ましい。
【００１０】
しかし、上述したようなセラミック製または金属製のろ過体を連結するためには、連結部材でろ過体の荷重を支持しつつ、連結部分においてろ過体の一次側（被処理水流入側）から二次側（ろ過水流出側）へと被処理水が漏れ出さないように連結部分を確実にシールする必要がある。また、各ろ過体で被処理水をろ過して得たろ過水をハウジングの流出口から流出させ、或いは、各ろ過体を逆洗することができるように、ろ過体を連結部材で連結してなる組立体（連結ろ過体）の外周面とハウジングの内周面との間を水が流れ得るようにする必要がある。なお、連結部材でろ過体の荷重を支持しつつ連結部分を確実にシールすることは、ろ過体の軸線が水平面と平行になるように横置きした状態、或いは、ろ過体の軸線が水平面に対して傾斜するように斜め置きした状態でろ過体を連結する際に特に求められていた。
【００１１】
そこで、この発明は、ろ過体の荷重を支持しつつ連結部分を確実にシールすることを可能にし、且つ、連結したろ過体の周囲を水等の液体が流れることを可能にしたろ過体連結部材を提供することを目的とする。また、この発明は、該ろ過体連結部材を用いて連結したろ過体をハウジング内に収容してなるろ過モジュール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】
【００１２】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のろ過体連結部材は、両端面間を貫通する少なくとも一つの貫通孔を有し、貫通孔内から外周面に向かって被処理水を通水してろ過水を得る柱状のろ過体同士、或いは、両端面間を貫通する少なくとも一つの貫通孔を有し、外周面から貫通孔内に向かって被処理水を通水してろ過水を得る柱状のろ過体同士を、横置き又は斜め置きした状態でろ過体の軸線方向に連結するろ過体連結部材であって、第１の内径を有し、連結されるろ過体が係止される筒状の縮径部と、前記縮径部の軸線方向両外側のそれぞれに該縮径部と一体的に配設され、前記第１の内径よりも大きい第２の内径を有して、連結されるろ過体が挿入される筒状の嵌合部と、前記縮径部の外周面および前記嵌合部の外周面の少なくとも一部と一体的に、且つ、前記縮径部および前記嵌合部の外周面側で縮径部および嵌合部の軸線と平行な方向に向かって液体が流通できるように配設された外周支持部とを備え、前記嵌合部の端面の少なくとも一部に、該嵌合部の軸線方向外方および径方向内方に向かって突出し、連結されるろ過体の荷重を支持する爪部を嵌合部と一体的に配設したことを特徴とする。このように、第１の内径を有する縮径部の軸線方向両側に第２の内径を有する嵌合部を配設すれば、連結されるろ過体の端面同士が縮径部を挟んで対向するようにろ過体を嵌合部に挿入することで、ろ過体の荷重を支持しつつろ過体同士を連結することができる。また、連結されるろ過体の端面の外周縁部が当接する縮径部の端面にゴムパッキン等のシール材を配設した状態でろ過体同士を連結すれば、連結部分を確実にシールすることができる。更に、縮径部および嵌合部の軸線と平行な方向に向かって液体が流通できるように外周支持部を配設すれば、連結したろ過体をハウジング等に収容した際に、連結したろ過体をハウジングの内周面に対して外周支持部で支持しつつ、連結したろ過体の周囲（連結したろ過体の外周面とハウジング内周面との間）に液体を流すことができる。
【００１３】
また、爪部を配設すれば、ろ過体を横置き或いは斜め置きした状態で連結する場合に、ろ過体の荷重を爪部で支持することができる。従って、ろ過体の連結される側の端面の外周縁部と、ろ過体の外周面の連結される側の端部とを一体的にシールするシール材を用いて連結部分をシールする場合であっても、ろ過体の荷重によりシール材が局所的に潰れるのを抑制することができる。即ち、連結部分をより確実にシールすることができると共に、シール材の劣化を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明のろ過体連結部材は、前記爪部の端面側の内面に、爪部の端縁から嵌合部側に向かってテーパー状に傾斜した傾斜面を有することが好ましい。傾斜面を設ければ、ろ過体を連結する際に、傾斜面を利用して嵌合部にろ過体を容易に挿入することができるからである。
【００１５】
更に、本発明のろ過体連結部材は、前記外周支持部が、前記嵌合部および前記縮径部の軸線と平行な方向に延在する３つ以上の突起からなり、前記突起が、前記縮径部および前記嵌合部の周方向に互いに等間隔で配設されていることが好ましい。突起を周方向に互いに等間隔で配設して外周支持部を形成すれば、縮径部および嵌合部の外周面側での液体の均等な流通を可能にしつつ、ろ過体連結部材を用いて連結したろ過体をハウジング等に収容した状態で搬送する際などに、ハウジング内でろ過体が自由に動くのを防止することができるからである。
【００１６】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のろ過モジュールは、両端面間を貫通する少なくとも一つの貫通孔を有し、貫通孔内から外周面に向かって被処理水を通水してろ過水を得る柱状のろ過体同士、或いは、両端面間を貫通する少なくとも一つの貫通孔を有し、外周面から貫通孔内に向かって被処理水を通水してろ過水を得る柱状のろ過体同士を、上記ろ過体連結部材の何れかを用いて、横置き又は斜め置きした状態でろ過体の軸線方向に連結した連結ろ過体と、前記連結ろ過体の外径よりも大きい内径を有する筒状のハウジングと、前記連結ろ過体の両端部のそれぞれに取り付けられ、前記ハウジングの内部に収容された連結ろ過体を、該連結ろ過体の軸線方向内方に向かって押圧した状態でハウジング内に固定すると共に、ハウジングの内周面と連結ろ過体の外周面との間に形成された空間を液密に封止する端部固定部材と、前記ハウジング外から前記ろ過体の貫通孔へ液体を供給し、或いは、前記ろ過体の貫通孔から前記ハウジング外へ液体を流出させる第１の流路と、前記ハウジングの内周面と連結ろ過体の外周面との間に形成された空間から前記ハウジング外へ液体を流出させ、或いは、前記ハウジング外から前記ハウジングの内周面と連結ろ過体の外周面との間に形成された空間へ液体を供給する第２の流路とを備えることを特徴とする。このように、上述したろ過体連結部材を用いれば、ろ過体の荷重を支持しつつ連結部分を確実にシールすることができると共に、連結ろ過体の外周面とハウジングの内周面との間に水等の液体を流すことができる。また、上述したろ過体連結部材を用いて連結された複数のろ過体（連結ろ過体）をハウジング内に収容してろ過モジュールとすれば、一つのハウジング内に収納するろ過体の長さを長くし、コストを削減することができる。即ち、ろ過体ごとにハウジングを準備する場合と比較して、使用するハウジング等の数を低減し、コストを削減することができる。
【００１７】
そして、本発明のろ過モジュールは、前記ハウジングが、前記端部固定部材を固定するための環状溝を内周面に有し、前記端部固定部材が、前記ハウジングの内径に対応した外径と、前記ろ過体の外径に対応した内径とを有する筒状の拡径部と、前記拡径部の軸線方向一端側に該拡径部と一体的に配設され、前記拡径部の内径よりも小さい内径を有して前記連結ろ過体が係止される筒状の係止部と、前記係止部の内径よりも小さい内径と、前記係止部の外径よりも小さい外径とを有し、外周面に前記環状溝と嵌合するリング部材が配設される筒状の縮径部と、前記拡径部と前記縮径部とを軸線方向に一体的に連結するテーパー部とを有し、前記端部固定部材の内側空間が前記第１の流路を形成することが好ましい。拡径部よりも内径の小さな係止部を有する端部固定部材を用いれば、連結ろ過体の端面の外周縁部が当接する係止部の端面にゴムパッキン等のシール材を配設した状態で連結ろ過体をハウジング内に固定することができるからである。また、環状溝とリング部材とを用いれば、端部固定部材をハウジングに容易に固定することができるからである。更に、拡径部とテーパー部との間に筒状の係止部を設ければ、連結ろ過体の端面とテーパー部との間の距離を確保して、連結ろ過体の端面近傍で液体を良好に流すことができるからである。
なお、本発明において、「ハウジングの内径に対応した外径」とは、Ｏリング等のシール材を介してハウジングの内周面に嵌合させ得る外径を指し、「ろ過体の外径に対応した内径」とは、ゴムパッキン等のシール材を介してろ過体の外周面と嵌合し得る内径を指す。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のろ過体連結部材によれば、ろ過体の荷重を支持しつつ連結部分を確実にシールすることができると共に、連結したろ過体の周囲に水等の液体を流すことができる。また、本発明によれば、該ろ過体連結部材を用いて連結したろ過体をハウジング内に収容してなるろ過モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従う代表的なろ過モジュールの一部切り欠き断面図である。
【図２】図１に示すろ過モジュールに用いられているろ過体連結部材を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図、（ｅ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示すろ過モジュールに用いられている端部固定部材を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図、（ｅ）は図３（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明のろ過体連結部材の一変形例の平面図であり、（ｂ）は、本発明のろ過体連結部材の他の変形例の正面図である。
【図５】従来のろ過モジュールの一例の一部切り欠き断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明のろ過体連結部材は、比較的質量の大きい柱状のろ過体、例えば柱状のセラミック製のろ過膜や柱状の金属製のろ過膜を、ろ過体の軸線方向に連結する際に用いられる。そして、本発明のろ過体連結部材は、連結したろ過体を横置き（ろ過体の軸線が水平面と平行になるように設置）または斜め置き（ろ過体の軸線が水平面に対して傾斜するように設置）して使用する際に特に好適に用いることができる。また、本発明のろ過モジュールは、本発明のろ過体連結部材を用いて連結したろ過体（連結ろ過体）をハウジング内に収容してなることを特徴とする。そして、本発明のろ過モジュールは、上水処理システムや、下水処理システムや、海水淡水化システム等の各種水処理システムにおいて被処理水をろ過する際に使用される。
【００２１】
ここで、本発明のろ過モジュールの一例について、一部を切り欠いて図１に示す。図１に示すろ過モジュール１００は、ろ過体としての円柱状セラミックろ過膜１０を該セラミックろ過膜１０の軸線方向（図１では左右方向）に例えば３本連結してなる連結ろ過体を、ハウジングとしての円筒状ベッセル４０に液密に収容および固定してなる。そして、このろ過モジュール１００では、セラミックろ過膜１０同士は、本発明のろ過体連結部材の一例のろ過体連結部材２０を介して連結されている。なお、図１では、切り欠き断面の一部を拡大して示している。
【００２２】
＜ろ過体＞
ろ過体としてのセラミックろ過膜１０は、円柱状で、図１に断面を示すように、両端面間をセラミックろ過膜１０の軸線方向に貫通する複数の貫通孔１１を有している。また、セラミックろ過膜１０の体積密度（見掛け密度＝セラミックろ過膜の質量／セラミックろ過膜の嵩体積）は、例えば１０００ｋｇ／ｍ3以上と比較的大きい。そして、セラミックろ過膜１０の貫通孔１１の周囲には、被処理水をろ過するための分離層（図示せず）が設けられている。
【００２３】
即ち、このセラミックろ過膜１０は、各貫通孔１１の周囲に分離層を形成してなる複数の管状膜を、支持層を介してレンコン状に一体化してなるモノリス型の多孔質セラミック膜である。そして、このセラミックろ過膜１０では、図１に矢印で水の流れを示すように、貫通孔１１内からセラミックろ過膜１０の外周面１２側に向かって被処理水を通水することで、ろ過水を得ることができる。また、このセラミックろ過膜１０では、ろ過時とは逆方向に、即ち、外周面１２側から貫通孔１１内に向かって逆洗水を流すことで、セラミックろ過膜１０を逆流洗浄することができる。
【００２４】
なお、本発明のろ過体連結部材で連結するろ過体、或いは、本発明のろ過モジュールで用いるろ過体は、上記一例とは逆方向に被処理水を通水してろ過水を得るろ過体であっても良い。具体的には、本発明では、例えば、円柱状で、両端面間を貫通する貫通孔と、ろ過体の外周面に沿って形成された分離膜とを有し、外周面から貫通孔内に向かって被処理水を通水してろ過水を得るろ過体をろ過体連結部材で連結してろ過モジュールに用いても良い。
【００２５】
＜ろ過体連結部材＞
ろ過体としてのセラミックろ過膜１０を軸線方向に連結するろ過体連結部材２０は、図２（ａ）に正面図、（ｂ）に平面図、（ｃ）に側面図、（ｄ）に底面図、（ｅ）に図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図をそれぞれ示すように、略円筒状をしている。
【００２６】
そして、図１および図２（ｅ）に示すように、ろ過体連結部材２０は、第１の内径Ｄ1を有する円筒状の縮径部２１と、第１の内径Ｄ1よりも大きい第２の内径Ｄ2を有し、且つ、縮径部２１の軸線方向（図１および図２（ｅ）では左右方向）両外側のそれぞれに縮径部２１と一体的に配設された円筒状の嵌合部２２と、各嵌合部２２の端面の少なくとも一部に嵌合部２２と一体的に配設された爪部２３と、縮径部２１の外周面および嵌合部２２の外周面の少なくとも一部と一体的に配設された外周支持部としての複数の突起２５とを備えている。なお、ろ過体連結部材２０は、特に限定されることなく、硬質塩化ビニル樹脂や、ガラス繊維入りポリプロピレン樹脂などの耐薬品性の高い樹脂を用いて作製することができる。
【００２７】
縮径部２１は、図１および図２（ｅ）に示すように、略円筒状のろ過体連結部材２０の軸線方向中央部に位置している。また、図１に示すように、縮径部２１の内径Ｄ1は、嵌合部２２の内径Ｄ2よりも小さく、且つ、ろ過体連結部材２０を用いて連結されるセラミックろ過膜１０の外径（即ち、円柱状のセラミックろ過膜１０の端面の直径）よりも小さい。
【００２８】
そして、図１に示すように、セラミックろ過膜１０を連結する際には、縮径部２１には、シール材としてのゴムパッキン６０を介してセラミックろ過膜１０が液密に係止される。即ち、嵌合部２２の内径Ｄ2と縮径部２１の内径Ｄ1との差の半分（＝（Ｄ2−Ｄ1）／２）の大きさだけ嵌合部２２の内周面よりもろ過体連結部材２０の径方向内方に突出する縮径部２１の各端面（換言すれば、縮径部２１と嵌合部２２とで形成される段差部分）に、セラミックろ過膜１０の連結される側の端面の外周縁部がゴムパッキン６０を介して係止される。
【００２９】
嵌合部２２は、図１および図２（ｅ）に示すように、円筒状の縮径部２１の軸線方向両外側にそれぞれ位置している。また、各嵌合部２２は、縮径部２１と外径が等しく、且つ、縮径部２１と同軸に配設されている。更に、嵌合部２２の内径Ｄ2は、ろ過体連結部材２０を用いて連結されるセラミックろ過膜１０の外径よりも大きい。
【００３０】
そして、図１に示すように、セラミックろ過膜１０を連結する際には、嵌合部２２の内周面側には、シール材としてのゴムパッキン６０を介してセラミックろ過膜１０が挿入される。従って、嵌合部２２は、連結されるセラミックろ過膜１０の外周面形状に対応した内周面形状を有している。即ち、嵌合部２２は、シール材としてのゴムパッキン６０を介して、ろ過体連結部材２０にセラミックろ過膜１０を液密に挿入および係止し得るような形状および寸法とされている。
【００３１】
なお、本発明のろ過体連結部材では、嵌合部とろ過体との間にシール材を介在させることなく、ろ過体の端面の外周縁部と縮径部の端面との間のみに環状のシール材を介在させた状態でろ過体を連結しても良い。そして、嵌合部とろ過体との間にシール材を介在させることなくろ過体を連結させるろ過体連結部材では、嵌合部の内周面形状は、ろ過体と直接嵌合し得る形状にすることができる。
【００３２】
爪部２３は、図１および図２（ａ），（ｂ），（ｅ）に示すように、嵌合部２２の縮径部２１側とは反対側の端面の一部に、嵌合部２２から軸線方向外方に突出するように配設されている。また、爪部２３は、嵌合部２２の内周面よりもろ過体連結部材２０の径方向内方（即ち、円筒状の嵌合部２２の径方向内方）に突出する部分を有している。更に、爪部２３の嵌合部２２側とは反対側の端部の内面には、爪部２３の端縁から嵌合部２２側に向かってテーパー状に傾斜した傾斜面２４が設けられている。即ち、爪部２３の傾斜面２４が形成されている部分の厚さは、嵌合部２２側に向かって次第に厚くなっている。
【００３３】
そして、図１に示すように、セラミックろ過膜１０を連結する際には、連結されるセラミックろ過膜１０の下側（連結ろ過体を横置きした際にセラミックろ過膜１０の荷重を受ける側）に爪部２３が位置するように配置したろ過体連結部材２０の嵌合部２２にセラミックろ過膜１０が挿入される。即ち、嵌合部２２および爪部２３上にセラミックろ過膜１０が載置され、嵌合部２２および爪部２３がセラミックろ過膜１０を支持する。従って、爪部２３が嵌合部２２の内周面よりもろ過体連結部材２０の径方向内方に突出する（立ち上がる）高さは、嵌合部２２の内周面に配置されるゴムパッキン６０の厚さと略等しい。より具体的には、爪部２３が突出する高さは、ろ過体連結部材２０にセラミックろ過膜１０を挿入し、且つ、セラミックろ過膜１０内に水を充填した状態におけるゴムパッキン６０の厚さと等しい。
【００３４】
なお、本発明のろ過体連結部材では、爪部を配設しなくても良いが、特に、ろ過体の端面の外周縁部とろ過体の端部の外周面とを一体的に覆うシール材を用いてろ過体を連結する場合には、爪部を配設することが好ましい。爪部を配設すれば、嵌合部以外に爪部でもろ過体の荷重を負担することができるので、嵌合部に配置されたシール材の一部、特に横置きしたろ過体の端部下側を覆う部分にろ過体の荷重がかかってシール材が局所的に潰れて変形するのを防止することができるからである。即ち、シール材の局所的な変形の発生を防止して、ろ過体の連結部分のシール性が低下するのを防止することができると共に、シール材の劣化を抑制することができるからである。因みに、本発明のろ過体連結部材では、爪部を形成する範囲は、ろ過体の荷重を負担してシール材の局所的な変形を抑制し得る範囲であれば任意の範囲とすることができる。従って、爪部は、嵌合部の端面全体に設けても良いし、爪部を形成した部分の中心角の大きさが例えば３０〜１２０°となる範囲に設けても良い。
【００３５】
また、本発明のろ過体連結部材では、爪部にテーパー状の傾斜面を形成しなくても良いが、嵌合部へのろ過体の挿入を容易にする観点からは、爪部に傾斜面を形成することが好ましい。傾斜面を形成すれば、ろ過体を連結する際に、傾斜面を利用して嵌合部へろ過体を容易に挿入することができるからである。
【００３６】
外周支持部としての突起２５は、図１および図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、縮径部２１および嵌合部２２の外周面上に、周方向に等間隔で合計８つ配設されている。また、突起２５は、ろ過体連結部材２０の縮径部２１および嵌合部２２の軸線と平行な方向（軸線方向）に延在しており、突起２５の軸線方向の長さは、縮径部２１および嵌合部２２の軸線方向の合計長さと略等しい。より詳細には、縮径部２１および嵌合部２２の外周面のうち、軸線方向両側に爪部２３が形成されていない範囲には、５つの突起２５が、縮径部２１および嵌合部２２の軸線方向の合計長さよりも若干短い長さで配設されている。また、縮径部２１および嵌合部２２の外周面のうち、軸線方向両側に爪部２３が形成されている範囲では、３つの突起２５が、縮径部２１、嵌合部２２および爪部２３の外周面上に、縮径部２１および嵌合部２２の軸線方向の合計長さよりも長く、且つ、縮径部２１、嵌合部２２および爪部２３の軸線方向の合計長さよりも若干短い長さで配設されている。
【００３７】
更に、図１に示すように、突起２５の高さは、縮径部２１および嵌合部２２の外周面上に突起２５を一体的に形成してなるろ過体連結部材２０の外径（突起２５を含む最大外径）Ｄ3が、ベッセル４０の内径よりも小さくなるように設計されている。より詳細には、突起２５は、ろ過体連結部材２０でセラミックろ過膜１０を連結してなる連結ろ過体を、ベッセル４０内に収容可能であり、且つ、ベッセルに収容した連結ろ過体がベッセル内で大きく遊動しない程度の高さとされている。
【００３８】
そして、図１に示すように、ろ過体連結部材２０を介してセラミックろ過膜１０を連結してなる連結ろ過体をベッセル４０内に収容する際には、突起２５がベッセル４０の内周面に当接して連結ろ過体を支持する。また、突起２５は、縮径部２１および嵌合部２２の外周面上に周方向に等間隔で配設されているので、連結ろ過体をベッセル４０内に収容した際に、ろ過体連結部材２０の外周面の突起２５が配設されていない部分と、ベッセル４０の内周面との間には、軸線方向に延びる空間が形成される。従って、ろ過体連結部材２０の縮径部２１および嵌合部２２の外周面側では、縮径部２１および嵌合部２２の軸線と平行な方向に向かって液体が均等に流通することができる。
【００３９】
なお、本発明のろ過体連結部材では、外周支持部としての突起の形状は適宜変更することができる。具体的には、例えば図４（ａ）に本発明のろ過体連結部材の一変形例の平面図を示すように、ろ過体連結部材２０Ａの突起２５Ａの形状は流線形状としても良い。このように、突起２５Ａの形状を流線形状とすれば、突起２５Ａの間に形成される空間を液体がより良好に流れることができる。なお、図４（ａ）中、符号２３Ａは爪部を示し、２４Ａは傾斜面を示す。
【００４０】
また、本発明のろ過体連結部材では、外周支持部は突起に限定されることはなく、縮径部および嵌合部の外周面側で軸線方向に液体が流通可能であり、且つ、連結ろ過体をハウジング（ベッセル）の内周面に支持可能であれば、任意の形状にすることができる。具体的には、例えば図４（ｂ）に本発明のろ過体連結部材の他の変形例の正面図を示すように、ろ過体連結部材２０Ｂの外周支持部２５Ｂは、縮径部２１Ｂおよび嵌合部２２Ｂの外周面上に一体的に配設され、且つ、縮径部２１Ｂおよび嵌合部２２Ｂの軸線方向に延びる貫通孔２６Ｂを有する筒状体としても良い。このように、外周支持部を筒状体とすれば、連結ろ過体をベッセル４０の内周面に良好に支持することができる。なお、図４（ｂ）中、符号２３Ｂは爪部を示す。
【００４１】
そして、上述したろ過体連結部材２０によれば、セラミックろ過膜１０の端面同士が縮径部２１を挟んで対向するようにセラミックろ過膜１０を嵌合部２２に挿入することで、セラミックろ過膜１０同士を軸線方向に連結することができる。
【００４２】
ここで、各嵌合部２２は縮径部２１と同軸で配設されており、また、連結されるセラミックろ過膜１０の端部の外周面は、同軸で配設された嵌合部２２の内周面で支持される。従って、このろ過体連結部材２０では、セラミックろ過膜１０同士を良好な同軸度で連結することができる。なお、「同軸度」とは、ＪＩＳ Ｂ０１８２等に記載の「共通の軸線をもつように配置された二つの部分の軸線が一致していない程度」を指す。
【００４３】
また、ろ過体連結部材２０では、環状のゴム部材の外周縁に円筒状のゴム部材を一体的に配設してなるゴムパッキン６０を、縮径部２１の端面および嵌合部２２の内周面にシール材として配置すると共に、セラミックろ過膜１０を縮径部２１側に向かって軸線方向に押圧してセラミックろ過膜１０同士を連結している。従って、セラミックろ過膜１０の連結される側の端面の外周縁部および端部の外周面を一体的にシールして、連結ろ過体の一次側から二次側へと被処理水が漏れ出さないように連結部分を確実にシール（即ち、液密に封止）することができる。
【００４４】
更に、ろ過体連結部材２０は、爪部２３を有しているので、セラミックろ過膜１０を横置き或いは斜め置きした状態で連結する場合であっても、セラミックろ過膜１０の大きな荷重を爪部２３で支持することができる。従って、セラミックろ過膜１０の荷重によりゴムパッキン６０が嵌合部２２の内周面側で局所的に潰れるのを抑制し、嵌合部２２の内周面のシール面圧を均一化することができる。そのため、ろ過体連結部材２０では、連結部分をより確実にシールすることができると共に、ゴムパッキン６０が局所的に潰れて劣化するのを抑制することができる。また、ろ過体連結部材２０の爪部２３には傾斜面２４が形成されているので、ろ過体連結部材２０では、傾斜面２４を利用してセラミックろ過膜１０を嵌合部２２へ容易に挿入することができる。
【００４５】
そして、このろ過体連結部材２０には、軸線方向に延びる突起２５が周方向に均等に配設されているので、連結ろ過体をベッセル４０（ハウジング）に配置した際に、連結ろ過体の外周面とベッセル４０の内周面との間で液体を均等に流通させることができる。従って、一本のベッセル４０内に連結ろ過体を設置した場合であっても、ベッセル４０内からのろ過水の流出口４１をセラミックろ過膜１０ごとに配設することなくろ過および逆洗を実施することができる。また、一本当たりの質量が大きいセラミックろ過膜１０を複数本連結してなる連結ろ過体は非常に重いため、連結ろ過体の設置時やメンテナンス時には、連結ろ過体をベッセル４０に収容した状態で搬送する必要があるが、ろ過体連結部材２０には突起２５が周方向に均等に配設されているので、搬送時にベッセル４０内で連結ろ過体が自由に動くのを防止することができる。
【００４６】
＜ろ過モジュール＞
図１に示すように、ろ過モジュール１００は、上記ろ過体連結部材２０を用いて連結したセラミックろ過膜よりなる連結ろ過体を、端部固定部材３０を用いてベッセル４０内に液密に収容および固定してなる。なお、連結ろ過体は、ろ過体連結部材２０内に配置したゴムパッキン６０を用いて連結部分を確実にシールするために、連結ろ過体の両端面から連結ろ過体の軸線方向内方に向かって所定の圧力をかけた状態でベッセル４０内に固定される。
【００４７】
ここで、ベッセル４０としては、特に限定されることなく、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の、規格化されたＲＯ（半透膜）用ベッセルなどを用いることができる。規格化されたＦＲＰ製ＲＯ用ベッセルを用いれば、製造コストを削減することができると共に、ろ過モジュールを海水淡水化処理等で使用した場合でも、ベッセル４０が錆びることがないからである。
【００４８】
そして、図１に示すように、ベッセル４０は、円筒状で、ろ過体連結部材２０の外径Ｄ3と略等しい内径を有している。また、ベッセル４０には、連結ろ過体で被処理水をろ過して得たろ過水が流出する、第２の流路としての流出口４１が設けられている。なお、流出口４１は、連結ろ過体を逆洗する際には、逆洗水の流入口として機能する。更に、ベッセル４０の両端部の内周面には、端部固定部材３０を固定するための環状溝４２が形成されている。因みに、環状溝４２は、環状溝４２を用いて端部固定部材３０を固定した際に、両端を端部固定部材３０で挟まれた連結ろ過体が軸線方向内方に向かって所定の圧力で押圧される位置に形成されている。
【００４９】
また、図３（ａ）に正面図、（ｂ）に平面図、（ｃ）に側面図、（ｄ）に底面図、（ｅ）に図３（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図をそれぞれ示すように、端部固定部材３０は、円筒状の拡径部３１と、拡径部３１の軸線方向一端側に該拡径部３１と一体的に配設された円筒状の係止部３２と、係止部３２の拡径部３１側とは反対側の端面に一体的に配設され、且つ、内周面が次第に縮径するテーパー部３４と、テーパー部３４の係止部３２側とは反対側の端面に一体的に配設された縮径部３３とを有している。
【００５０】
ここで、拡径部３１は、ベッセル４０の内径に略等しい外径Ｄ5と、セラミックろ過膜１０の外径およびセラミックろ過膜１０の端部外周面に配置されるシール材としてのゴムパッキン６０の厚みの和に略等しい内径Ｄ4とを有する。そして、拡径部３１の内周面には、連結ろ過体の両端に位置するセラミックろ過膜１０がゴムパッキン６０を介して挿入される。即ち、拡径部３１には、セラミックろ過体１０の端部が嵌合する。また、拡径部３１の外周面は、端部固定部材３０をベッセル４０内に固定した際に、ベッセル４０の内周面と嵌合する。
【００５１】
なお、拡径部３１の係止部３２側とは反対側の端面の一部には、ろ過体連結部材２０の爪部２３と同様の形状を有する爪部３５が配設されている。従って、この端部固定部材３０では、上述したろ過体連結部材２０と同様にして、連結ろ過体を横置き或いは斜め置きした状態で固定する場合であっても、連結ろ過体の大きな荷重を爪部３５でも支持することができる。従って、連結ろ過体の荷重によりゴムパッキン６０が拡径部３１の内周面側で局所的に潰れるのを抑制し、拡径部３１の内周面のシール面圧を均一化することができる。そのため、端部固定部材３０では、固定部分をより確実にシールすることができると共に、ゴムパッキン６０が局所的に潰れて劣化するのを抑制することができる。また、爪部３５には傾斜面３６が形成されているので、端部固定部材３０は、傾斜面３６を利用して連結ろ過体の端部へ容易に取り付けることができる。
【００５２】
また、図１および図３（ｅ）に示すように、係止部３２は、拡径部３１の内径Ｄ4よりも小さい内径Ｄ6を有している。また、係止部３２は、拡径部３１と外径が等しく、且つ、拡径部３１と同軸に配設されている。そして、係止部３２には、連結ろ過体の両端に位置するセラミックろ過膜１０の端面が、シール材としてのゴムパッキン６０を介して液密に係止される。即ち、係止部３２の内径Ｄ6と拡径部３１の内径Ｄ4との差により形成される段差部分に、セラミックろ過膜１０の端面の外周縁部がゴムパッキン６０を介して係止される。
【００５３】
テーパー部３４を介して係止部３２と一体的に連結された縮径部３３は、係止部３２の内径Ｄ6よりも小さい内径Ｄ7と、係止部３２の外径Ｄ5よりも小さい外径Ｄ8とを有する。そして、図１に示すように、縮径部３３の外周面には、ベッセル４０の内周面に形成された環状溝４２と嵌合して端部固定部材３０をベッセル内に固定するリング部材８０が配設される。なお、リング部材８０としては、特に限定されることなく、スナップリング等を用いることができる。
【００５４】
また、図１に示すように、テーパー部３４は、内部空間が係止部３２側から縮径部３３側に向かって次第に縮径している。即ち、テーパー部３４の内部空間は、裁頭円錐形状をしている。更に、テーパー部３４の外周面には、Ｏリング７０を設置するための環状溝３７が形成されている。
【００５５】
そして、この端部固定部材３０は、テーパー部３４の外周面に形成された環状溝３７にＯリング７０を設置した状態で連結ろ過体の両端部のそれぞれに取り付けられ、リング部材８０によりベッセル４０に容易に固定される。即ち、ベッセル４０の内周面と連結ろ過体の外周面との間に形成された空間５０は、Ｏリング７０を配置した端部固定部材３０により液密に封止される。
【００５６】
ここで、連結ろ過体の端部に取り付けられた端部固定部材３０の内側の空間は、被処理水のろ過時にベッセル４０外からセラミックろ過膜１０の貫通孔１１に被処理水を供給する第１の流路を形成する。なお、この第１の流路は、連結ろ過体を逆洗する際には、セラミックろ過膜１０の貫通孔１１からベッセル４０の外へと逆洗排水を排出する流出口として機能する。因みに、この端部固定部材３０では、拡径部３１とテーパー部３４との間に円筒状の係止部３２が位置しているので、連結ろ過体の端面とテーパー部３４の内周面との間に所定長さの空間が存在している。従って、係止部３２を設けることなく拡径部３１とテーパー部３４とを隣接配置した場合と比較して、テーパー部３４の内周面が逆洗排水の流れの抵抗になり難く、逆洗時に逆洗排水を良好に流すことができる。
【００５７】
そして、このようなろ過モジュール１００によれば、一つのベッセル４０内に収納するセラミックろ過膜１０の全長を長くして、コストを削減することができる。即ち、セラミックろ過膜１０ごとにベッセル４０を準備する場合と比較して、使用するベッセル４０等の数を低減し、コストを削減することができる。なお、このろ過モジュール１００では、上記ろ過体連結部材２０を用いているので、セラミックろ過膜１０の荷重を支持しつつ連結部分を確実にシールすることができると共に、連結ろ過体の外周面とハウジングの内周面との間に水等の液体を流すことができる。従って、通常のろ過操作および逆洗操作に支障は生じない。
【００５８】
因みに、ベッセル４０内への連結ろ過体の収容および固定は、特に限定されることなく、例えば以下のようにして実施することができる。
【００５９】
まず、セラミックろ過膜１０の一端にゴムパッキン６０を介して端部固定部材３０を取り付ける。次に、一端に端部固定部材３０を取り付けたセラミックろ過膜１０に対し、ろ過体連結部材２０およびゴムパッキン６０を用いて所望の本数のセラミックろ過膜を連結して、一端に端部固定部材３０が取り付けられた連結ろ過体を構成する。その後、連結ろ過体の他端にパッキン６０を介して端部固定部材３０を取り付ける。そして、両端に端部固定部材３０を取り付けた連結ろ過体を、端部固定部材３０にＯリング７０を取り付けた状態でベッセル４０内に圧入する。そして最後に、連結ろ過体を内部に収容したベッセル４０の両端からリング部材８０を圧入して、端部固定部材３０および連結ろ過体をベッセル４０に固定する。
【００６０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明のろ過体連結部材およびろ過モジュールは上述した一例に限定されることは無く、適宜変更を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、ろ過体の荷重を支持しつつ連結部分を確実にシールすることを可能にし、且つ、連結したろ過体の周囲を水等の液体が流れることを可能にしたろ過体連結部材を提供することができる。また、該ろ過体連結部材を用いて連結したろ過体をハウジング内に収容してなるろ過モジュールを提供することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  セラミックろ過膜
１１  貫通孔
１２  外周面
２０，２０Ａ，２０Ｂ  ろ過体連結部材
２１，２１Ｂ  縮径部
２２，２２Ｂ  嵌合部
２３，２３Ａ，２３Ｂ  爪部
２４，２４Ａ  傾斜面
２５，２５Ａ  突起
２５Ｂ  外周支持部
２６Ｂ  貫通孔
３０  端部固定部材
３１  拡径部
３２  係止部
３３  縮径部
３４  テーパー部
３５  爪部
３６  傾斜面
３７  環状溝
４０  ベッセル
４１  流出口
４２  環状溝
５０  空間
６０  ゴムパッキン
７０  Ｏリング
８０  リング部材
１００  ろ過モジュール
２００  ろ過モジュール
２１０  多孔質セラミック膜
２１１  管状膜
２１２  外周面
２２０  ハウジング
２２１  流出口
２３０  シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005813345.tif 000004
【図４】
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【図５】
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