(57)【要約】      （修正有）【課題】高温・高圧環境下や腐食性環境下での使用が可能であり、取扱が容易であって、シール性に優れている、分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造を提供する。【解決手段】シール構造は、管板１３の取付孔１３１内周面に設けられた受け部１３２の上面１３３に、環状の金属製第１シール部材２を介して金属リング３が配置され、金属リング上面のテーパ面３１に環状の複数の金属製第２シール部材４１，４２，４３が積層状に配置され、押さえ部材５の下端部５１で第１シール部材、金属リング、第２シール部材を押圧することにより、第１シール部材が受け部の上面と金属リングの下面３２との間を密封し、第２シール部材が金属リングのテーパ面と膜分離エレメントの上端部外周面との間を密封するものである。【選択図】図３
0003187737.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モジュール本体内に金属製管板が水平状に設けられ、管板の複数箇所に取付孔が上下貫通状にあけられ、各取付孔に垂直管状の膜分離エレメントの上端部が挿入固定されており、膜分離エレメントの上端部がセラミックスにより形成されている分離膜モジュールにおいて、
各取付孔の内周面下部に内方突出環状の受け部が形成され、
受け部の上面に、環状の金属製第１シール部材を介して金属リングが配置され、
金属リングの上面のうち少なくとも内側部分が、上方に向かって次第に径が大きくなる斜め内向きのテーパ面よりなり、
金属リングのテーパ面に、該テーパ面に沿うように傾斜した環状の複数の金属製第２シール部材が積層状に配置されており、
垂直筒状の押さえ部材が、取付孔と膜分離エレメントの上端部との間に上方から挿入されて、その下端部で第１シール部材、金属リングおよび複数の第２シール部材を押圧しうるように管板に固定されており、
押圧により変形させられた第１シール部材によって、受け部の上面と金属リングの下面との間が密封され、
押圧により変形させられた複数の第２シール部材によって、金属リングのテーパ面と膜分離エレメントの上端部外周面との間が密封されている、分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造。
【請求項２】
複数の第２シール部材は、上側に配置されるものほど幅狭となされていて、全体として略山形に積層可能である、請求項１記載の分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造。
【請求項３】
押さえ部材は、その外周面に形成された雄ねじが取付孔の内周面における受け部の上方部分に形成された雌ねじにねじ嵌められることにより、管板に固定されており、押さえ部材の下端部と複数の第２シール部材との間に環状スペーサが介在されている、請求項１または２記載の分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造。
【請求項４】
モジュール本体内に金属製管板が水平状に設けられ、管板の複数箇所に取付孔が上下貫通状にあけられ、各取付孔に垂直管状の膜分離エレメントの上端部が挿入固定されており、膜分離エレメントの上端部がセラミックスにより形成されている分離膜モジュールにおいて、
各取付孔の内周面下部に内方突出環状の受け部が形成され、受け部の上面のうち少なくとも内側部分が、上方に向かって次第に径が大きくなる斜め内向きのテーパ面よりなり、
受け部のテーパ面に、該テーパ面に沿うように傾斜した環状の複数の金属製シール部材が積層状に配置されており、
垂直筒状の押さえ部材が、取付孔と膜分離エレメントの上端部との間に上方から挿入されて、その下端部で複数のシール部材を押圧しうるように管板に固定されており、
押圧により変形させられた複数のシール部材によって、受け部のテーパ面と膜分離エレメントの上端部外周面との間が密封されている、分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造。
【請求項５】
複数のシール部材は、上側に配置されるものほど幅狭となされていて、全体として略山形に積層可能である、請求項４記載の分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造。
【請求項６】
押さえ部材は、その外周面に形成された雄ねじが取付孔の内周面における受け部の上方部分に形成された雌ねじにねじ嵌められることにより、管板に固定されており、押さえ部材の下端部と複数のシール部材との間に環状スペーサが介在されている、請求項４または５記載の分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、例えばゼオライト分離膜等の多孔質膜を用いて混合流体の分離操作を行う分離膜モジュールに関し、より詳細には、分離膜モジュールにおいて、管板とこれに吊下状に保持される膜分離エレメントとの間をシールするためのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
分離膜モジュールとして、モジュール本体内に金属製管板が水平状に設けられ、管板の複数箇所に取付孔が上下貫通状にあけられ、各取付孔に垂直管状の膜分離エレメントの上端部が挿入固定されており、膜分離エレメントの上端部がセラミックスにより形成されているものが知られている。
【０００３】
上記構造の分離膜モジュールにおいては、管板の各取付孔の内周面と膜分離エレメントの上端部との間をシールすることによって、膜の供給側と透過側の圧力を保持する必要があり、そのためのシール構造として、ゴム製のＯ−リングやテフロン（登録商標）製の環状シール部材を使用したものがあった（例えば、下記特許文献１参照）。
しかしながら、これらのシール材の場合、高温・高圧環境下や腐食性環境下での耐性に欠けるため、使用条件に制限が生じてしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、高温・高圧環境下や腐食性環境下でも使用可能な管板および膜分離エレメント間のシール構造として、下記特許文献２に示すものが提案されている。
図８を参照すると、このシール構造は、管板(81)の各取付孔(82)の内周面下部に内方突出環状の受け部(83)が形成され、受け部(83)の上面が上方に向かって次第に径が大きくなる斜め内向きのテーパ面(831)よりなり、受け部(83)と膜分離エレメント(84)の上端部(841)との間に、受け部(83)のテーパ面(831)および膜分離エレメント(84)の上端部(841)外周面に沿いうるシール面(851)(852)を有する金属シールリング(85)が配置され、垂直筒状の押さえ部材(86)が、取付孔(82)と膜分離エレメント(84)の上端部(841)との間に上方から挿入されて、その下端部(861)で金属シールリング(85)を押圧しうるように管板(81)に固定されているものである。押さえ部材(86)は、その外周面に形成された雄ねじ(862)が、取付孔(82)の内周面における受け部(83)の上方部分に形成された雌ねじ(87)にねじ嵌められることにより、管板(81)に固定されている。
【０００５】
また、その他のシール構造として、下記特許文献３に記載のものも提案されている。このシール構造は、図９に示すように、受け部(83)と膜分離エレメント(84)の上端部(841)との間に、金属シートよりなる横断面略Ｕ形の環状シール部材(88)がその凹所開口を上に向けて配置され、垂直筒状の押さえ部材(86)が、取付孔(82)と膜分離エレメント(84)の上端部(841)との間に上方から挿入されて、その下端部(861)の内側部分に設けられた筒状垂下壁(861a)によって環状シール部材(88)を押圧しうるように管板(81)に固定されているものである。
【０００６】
しかしながら、図８に示す特許文献２記載のシール構造の場合、硬くて変形しにくい金属シールリング(85)を使用しているため、所望のシール性能を確保するのが難しかった。
また、図９に示す特許文献３記載のシール構造では、環状シール部材(88)が比較的変形しやすい金属シートによって構成されているものの、これを押圧変形させる押さえ部材(86)の筒状垂下壁(861a)の形状が、シールすべき受け部(83)のテーパ面(831)や膜分離エレメント(84)の上端部(841)外周面に対応するものではないので、環状シール部材(88)がこれらの面に密着せず、十分なシール性能が得られない虞があった。さらに、このシール構造の場合、押さえ部材(86)の筒状垂下壁(861a)が環状シール部材(88)に直接接触させられているため、押さえ部材(86)をねじ込む際に環状シール部材(88)がこれと共回りしたり、破損したりする虞があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２２６３７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−７２９７２号公報
【特許文献３】特開２０１２−２３９９４９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
この考案の目的は、高温・高圧環境下や腐食性環境下での使用が可能であって、取扱が容易であり、かつ優れたシール性能が得られる、分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この考案の分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造のうち第１のものは、モジュール本体内に金属製管板が水平状に設けられ、管板の複数箇所に取付孔が上下貫通状にあけられ、各取付孔に垂直管状の膜分離エレメントの上端部が挿入固定されており、膜分離エレメントの上端部がセラミックスにより形成されている分離膜モジュールにおいて、各取付孔の内周面下部に内方突出環状の受け部が形成され、受け部の上面に、環状の金属製第１シール部材を介して金属リングが配置され、金属リングの上面のうち少なくとも内側部分が、上方に向かって次第に径が大きくなる斜め内向きのテーパ面よりなり、金属リングのテーパ面に、該テーパ面に沿うように傾斜した環状の複数の金属製第２シール部材が積層状に配置されており、垂直筒状の押さえ部材が、取付孔と膜分離エレメントの上端部との間に上方から挿入されて、その下端部で第１シール部材、金属リングおよび複数の第２シール部材を押圧しうるように管板に固定されており、押圧により変形させられた第１シール部材によって、受け部の上面と金属リングの下面との間が密封され、押圧により変形させられた複数の第２シール部材によって、金属リングのテーパ面と膜分離エレメントの上端部外周面との間が密封されているものである（請求項１）。
【００１０】
この考案による上記第１のシール構造によれば、受け部の上面と金属リングの下面との間を密封する金属製第１シール部材を、比較的厚みが小さく変形容易なものによって構成することができ、また、金属リングのテーパ面に、環状の複数の金属製第２シール部材が積層状に配置されていて、各第２シール部材を比較的厚みが小さく変形容易なものとすることができるので、優れたシール性能が得られ、その取扱も容易である。また、このシール構造によれば、金属製第１シール部材、金属リングおよび金属製第２シール部材の材料を適宜選定することにより、高温・高圧環境下や腐食性環境下でも問題なく使用することが可能となる。
【００１１】
この考案による第１のシール構造において、複数の第２シール部材が、上側に配置されるものほど幅狭となされていて、全体として略山形に積層可能であるのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
上記の構成によれば、複数の第２シール部材を金属リングのテーパ面に積層状に配置するのが容易となり、また、押圧による各第２シール部材の変形およびシールすべき面への密着も良好に行われる。
【００１３】
また、この考案による第１のシール構造において、押さえ部材は、その外周面に形成された雄ねじが取付孔の内周面における受け部の上方部分に形成された雌ねじにねじ嵌められることにより、管板に固定されており、押さえ部材の下端部と複数の第２シール部材との間に環状スペーサが介在されている場合がある（請求項３）。
【００１４】
上記の場合、従来の押さえ部材（特許文献１、２参照）をそのまま利用して容易に取付施工することが可能である上、環状スペーサによって、押さえ部材の下端部と複数の第２シール部材との接触が回避されるので、施工時の第２シール部材の共回りや破損を確実に防止することができる。
【００１５】
次に、この考案の分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造のうち第２のものは、モジュール本体内に金属製管板が水平状に設けられ、管板の複数箇所に取付孔が上下貫通状にあけられ、各取付孔に垂直管状の膜分離エレメントの上端部が挿入固定されており、膜分離エレメントの上端部がセラミックスにより形成されている分離膜モジュールにおいて、各取付孔の内周面下部に内方突出環状の受け部が形成され、受け部の上面のうち少なくとも内側部分が、上方に向かって次第に径が大きくなる斜め内向きのテーパ面よりなり、受け部のテーパ面に、該テーパ面に沿うように傾斜した環状の複数の金属製シール部材が積層状に配置されており、垂直筒状の押さえ部材が、取付孔と膜分離エレメントの上端部との間に上方から挿入されて、その下端部で複数のシール部材を押圧しうるように管板に固定されており、押圧により変形させられた複数のシール部材によって、受け部のテーパ面と膜分離エレメントの上端部外周面との間が密封されているものである（請求項４）。
【００１６】
この考案による上記第２のシール構造によれば、受け部のテーパ面に、環状の複数の金属製シール部材が積層状に配置されており、そのため各シール部材を比較的厚みが小さく変形し易いものとすることができるので、優れたシール性能が得られ、その取扱も容易である。また、金属製シール部材の材料を適宜選定すれば、高温・高圧環境下や腐食性環境下でも問題なく使用することができる。
【００１７】
この考案による第２のシール構造において、複数のシール部材が、上側に配置されるものほど幅狭となされていて、全体として略山形に積層可能であるのが好ましい（請求項５）。
【００１８】
上記の構成によれば、複数のシール部材を受け部のテーパ面に積層状に配置するのが容易となり、また、押圧による各シール部材の変形およびシールすべき面への密着も良好に行われる。
【００１９】
また、この考案による第２のシール構造において、押さえ部材は、その外周面に形成された雄ねじが取付孔の内周面における受け部の上方部分に形成された雌ねじにねじ嵌められることにより、管板に固定されており、押さえ部材の下端部と複数のシール部材との間に環状スペーサが介在されている場合がある（請求項６）。
【００２０】
上記の場合、従来の押さえ部材（特許文献１、２参照）をそのまま利用して容易に取付施工することが可能である上、環状スペーサによって、押さえ部材の下端部と複数のシール部材との接触が回避されるので、施工時のシール部材の共回りや破損を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この考案の実施形態を示すものであって、分離膜モジュールの垂直縦断面図である。
【図２】同分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造を示すものであって、シール前の分離状態の断面図である。
【図３】同シール構造のシール時の状態の断面図である。
【図４】同シール構造に用いられる金属リングを示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は横断面図である。
【図５】同シール構造に用いられる複数の第２シール部材を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は横断面図である。
【図６】同シール構造のもう１つの実施形態を示すものであって、シール前の分離状態の断面図である。
【図７】同シール構造のシール時の状態の断面図である。
【図８】分離膜モジュールにおける管板および膜分離エレメント間のシール構造の従来例を示す断面図である。
【図９】同シール構造のもう１つの従来例を示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
この考案の実施の形態を、図１〜図７を参照しながら次に説明する。
図１は、この考案を適用した分離膜モジュールの全体構造を示すものである。図示の分離膜モジュール(11)は、上下に長いシェル構造のモジュール本体(12)と、モジュール本体(12)内の上部に水平状に配置されかつ複数箇所に取付孔(131)を有する管板(13)と、管板(13)の各取付孔(131)に上端部(142)が挿入固定されている複数の垂直管状の膜分離エレメント(14)と、各膜分離エレメント(14)の上端部(142)を除いた部分を取り囲んでいる複数の外管(15)とを備えている。
【００２３】
モジュール本体(12)は、垂直有底筒状の胴体(121)と、胴体(121)の上端部に接合されたドーム状の蓋体(122)とよりなる。
胴体(121)と蓋体(122)との間に、管板(13)の周縁部が挟み止められている。管板(13)の下方には、水平な上仕切板(161)が設けられており、管板(13)と上仕切板(161)との間の空間が、上流体通路(P1)となされている。
胴体(121)の底部よりもやや上方位置には、水平な下仕切板(162)が設けられており、胴体(121)の底部と下仕切板(162)との間の空間が下流体通路(P2)となされている。また、下仕切板(162)の下面に沿うように、多孔板またはメッシュよりなる水平な支持部材(163)が設けられている。
下流体通路(P2)内に垂直仕切板(164)が設けられ、この仕切板(164)により下流体通路(P2)が、入口通路(P21)と、第１の出口通路(P22)とに区画されている。胴体(121)の底部には、入口通路(P21)に連通する流体入口(123)と、第１の出口通路(P22)に連通する第１の流体出口(124)とが設けられている。管板(13)と蓋体(122)との間の空間によって、第２の出口通路(P3)が構成されている。蓋体(122)の頂部には、第２の出口通路(P3)に連通する第２の流体出口(125)が設けられている。
【００２４】
各膜分離エレメント(14)は、セラミックスからなる垂直管状の支持体の外表面にゼオライト膜を形成してなる分離膜(141)を備えている。分離膜(141)の上端には、緻密質セラミックスよりなる垂直筒状の上端部材(142)が、分離膜(141)内と連通するように接続されている。分離膜(141)の下端には、これの開口を閉鎖するように、緻密質セラミックスよりなる短円柱状の下端部材(143)が接続されている。
【００２５】
外管(15)の上端は、上仕切板(161)にあけられた膜分離エレメント挿通孔(161a)の縁部に接合されており、分離膜(141)の上端とほぼ同レベルに位置させられている。外管(15)の下端は、下仕切板(162)にあけられた膜分離エレメント挿通孔(162a)の縁部に接合されており、下端部材(143)の下端とほぼ同レベルに位置させられている。外管(15)と膜分離エレメント(14)との間に設けられた横断面環状の垂直な間隙は、その上端が上流体通路(P1)に、下端が下流体通路(P2)にそれぞれ連通させられており、それぞれ上向きまたは下向きの垂直流体通路(P41)(P42)を形成している。
【００２６】
上記の分離膜モジュール(11)にあっては、流体入口(123)を通じて入口通路(P21)に流入した混合流体が、入口通路(P21)と連通する垂直流体通路(P41)を上向きに流れて、上流体通路(P1)に導入され、ここで反転して、出口通路(P22)と連通する垂直流体通路(P42)を下向きに流れて、出口通路(P22)に達し、第１の流体出口(124)から排出される。混合流体が垂直流体通路(P41)(P42)を流れる間に、混合流体のうち分離すべき特定の成分が分離膜(141)を透過し、透過した成分は、分離膜(141)および上端部材(142)の内部を経て第２の出口通路(P3)に流入し、第２の流体出口(125)から排出される。
【００２７】
なお、この実施形態の分離膜モジュールは、上記のように膜分離エレメント(14)および外管(15)を組み合わせた、いわゆる２重管方式のものであるが、例えば特許文献２や特許文献３に開示されているように、外管(15)に代えて、モジュール本体内における管板の下方に複数の水平な邪魔板を多段状に配置し、混合流体を分離膜と接触するように蛇行状に流通させる方式の分離膜モジュールについても、この考案を適用することができる。
【００２８】
図２および図３は、管板(13)および膜分離エレメント(14)間のシール構造を詳しく示したものである。
管板(13)の取付孔(131)は、膜分離エレメント(14)を吊り下げるべき複数箇所に上下貫通状にあけられたものであって、その内周面の下部に内方突出環状の受け部(132)を有している。受け部(132)の上面(133)は、水平面となされている。
取付孔(131)の内周面における受け部(132)の上方部分には、雌ねじ(134)が形成されている。
【００２９】
図３に示すように、受け部(132)の上面(133)に、環状の金属製第１シール部材(2)を介して金属リング(3)が配置されている。金属リング(3)の上面の内側部分は、上方に向かって次第に径が大きくなる斜め内向きのテーパ面(31)よりなる。
金属リング(3)のテーパ面(31)には、該テーパ面(31)に沿うように傾斜した環状の３つの金属製第２シール部材(41)(42)(43)が積層状に配置されている。
そして、垂直筒状の押さえ部材(5)が、取付孔(131)と膜分離エレメント(14)の上端部（上端部材）(142)との間に上方から挿入されて、その下端部(51)で第１シール部材(2)、金属リング(3)および複数の第２シール部材(41)(42)(43)を押圧しうるように管板(13)に固定されている。
【００３０】
第１シール部材(2)は、環状をした薄板体よりなり、例えばオーステナイト系ステンレス鋼、若しくはテフロン(登録商標)を付加したオーステナイト系ステンレス鋼によって形成されている。
【００３１】
図４は、金属リング(3)の詳細を示したものである。図示の金属リング(3)は、上面の内側部分がテーパ面(31)よりなり、同外側部分が水平面よりなるものであって、略五角形の横断面を有している。もっとも、金属リング(3)は、図示の形状に限らず、例えば上面全体がテーパ面よりなる横断面略四角形としてもよい。テーパ面(31)の傾斜角度も特に限定されないが、テーパ面(31)への第２シール部材(41)(42)(43)の配置のし易さや、配置された第２シール部材(41)(42)(43)の膜分離エレメント上端部(142)外周面への密着性などを考慮して、通常は４５°前後となされる。
金属リング(3)の材質は特に限定されないが、例えばＳＵＳ３０４等の鋼材が好適に用いられる。
金属リング(3)の寸法は、第１シール部材(2)および第２シール部材(41)(42)(43)によって所望のシール性能が得られるよう、膜分離エレメント(14)の上端部(142)の外径、管板(13)の取付孔(131)の孔径、受け部(132)の上面(133)と押さえ部材(5)の下端部(51)との距離、および第２シール部材(41)(42)(43)の枚数・厚み等に応じて適宜設定される。
【００３２】
図５には、各第２シール部材(41)(42)(43)を示したものである。
下位の第２シール部材(41)は、環状をした略薄板体よりなり、その上面側が中心を向くように傾斜させられている。下位の第２シール部材(41)の下面(411)は、金属リング(3)のテーパ面(31)に載せられ、押さえ部材(5)の下端部(51)による押圧によって同テーパ面(31)に密着させられる。下位の第２シール部材(41)の内周面(412)および外周面(413)は、ほぼ垂直となされている。また、下位の第２シール部材(41)の上面は、外周縁部分を除いて、下面(411)と平行なテーパ面(414)によって構成されている。
中間位の第２シール部材(42)は、下位の第２シール部材(41)よりもやや幅狭の略薄板体よりなり、下位の第２シール部材(41)と同様に、その上面側が中心の方を向くように傾斜させられている。中間位の第２シール部材(42)の下面(421)は、下位の第２シール部材(41)のテーパ面(414)に載せられ、押さえ部材(5)の下端部(51)による押圧によって同テーパ面(414)に密着させられる。中間位の第２シール部材(42)の内周面(422)および外周面(423)は、ほぼ垂直となされている。また、中間位の第２シール部材(42)の上面は、その内側部分が、下面(421)と平行なテーパ面(424)によって構成され、同外側部分が水平面となされている。
上位の第２シール部材(43)は、中間位の第２シール部材(42)よりもやや幅狭であって、横断面四角形のリング状をしている。上位の第２シール部材(43)の下面(421)は、中間位の第２シール部材(42)のテーパ面(424)に載せられ、押さえ部材(5)の下端部(51)による押圧によって同テーパ面(424)に密着させられる。上位の第２シール部材(43)の内周面(432)および外周面(433)は、ほぼ垂直となされている。そして、上位の第２シール部材(43)の内周面(432)が、膜分離エレメント(14)の上端部外周面(142a)と密着させられるようになっている（図３参照）。上位の第２シール部材(43)の上面(434)は、水平面よりなる。
なお、第２シール部材は、少なくとも２つに分割されていればよいが、好適には、この実施形態のように３つ、又はそれ以上の数となされる。
また、図示のものでは、上位の第２シール部材(43)の内周面(432)のみが、膜分離エレメント(14)の上端部外周面(142a)と密着させられるようになっているが、同面(142a)に密着させるのは、中間位の第２シール部材(42)の内周面(422)若しくは下位の第２シール部材(41)の内周面(412)であってもよい。また、３つの第２シール部材(41)(42)(43)のうちいずれか２つの内周面、或いは全ての第２シール部材(41)(42)(43)の内周面(412)(422)(432)が膜分離エレメント(14)の上端部外周面(142a)と密着させられるようにしてもよい。
第２シール部材(41)(42)(43)を構成する金属の材質は、特に限定されないが、例えば金属リング(3)と同様に、ＳＵＳ３０４が用いられる。但し、高温・高圧環境下や腐食性環境下で使用する場合には、相応の耐性を有する鋼材を選定する必要があり、例えば酸性環境下では第２シール部材(41)(42)(43)および金属リング(3)の材料としてＳＵＳ３１６やＳＵＳ３１６Ｌが好適に用いられる。
【００３３】
押さえ部材(5)の外周面には、取付孔(131)内周面の雌ねじ(134)にねじ合わせられる雄ねじ(52)が形成されている。また、押さえ部材(5)は、同部材(5)の内径よりも小さい径の中心孔(531)を有する頂壁(53)を備えており、この頂壁(53)によって膜分離エレメント(14)の上方への移動が阻止される。
図２および図３に示すように、押さえ部材(5)の下端部(51)と第２シール部材(41)(42)(43)との間には、環状スペーサ(6)が介在されている。スペーサは、薄板状のものであって、例えばオーステナイト系ステンレス鋼、若しくはテフロン(登録商標)を付加したオーステナイト系ステンレス鋼によって形成されている。
なお、押さえ部材(5)を管板(13)に固定する手段は、上記のような雄ねじ(52)と雌ねじ(134)によるねじ接合に限らず、例えば、押さえ部材の上端部にフランジを形成して、フランジを管板の上面にスペーサを介してボルト等で固定するようにしてもよい。この場合、上記のスペーサ(6)は省略可能である。
【００３４】
押さえ部材(5)の雄ねじ(52)を、取付孔(131)の雌ねじ(132)にねじ込んで、所要のトルク（通常２００Ｎｍ以上）で締め付けると、押さえ部材(5)の下端部(51)によって、第２シール部材(41)(42)(43)、金属リング(3)および第１シール部材(2)が押圧される。
そうすると、第１シール部材(2)が押圧により圧縮変形させられて、受け部(132)の上面(133)と金属リング(3)の下面(32)との間が密封される。また、押圧により圧縮変形させられた第２シール部材(41)(42)(43)によって、金属リング(3)のテーパ面(31)と膜分離エレメント(14)の上端部外周面(142a)との間が密封される。より具体的に言うと、下位の第２シール部材(41)の下面(411)が金属リング(3)のテーパ面(31)に密着させられ、３つの第２シール部材(41)(42)(43)の互いに重なり合う面(414)(421),(424)(431)どうしが密着させられ、上位の第２シール部材(43)の内周面(432)が金属リング(3)のテーパ面(31)に密着させられている。
この際、押さえ部材(5)の下端部(51)と第２シール部材(41)(42)(43)との間には、スペーサ(6)が介在されていて、両者が直に接触することがないので、第２シール部材(41)(42)(43)が押さえ部材(5)と共回りして捻れたり、第２シール部材(41)(42)(43)が破損したりする虞がない。
また、上位の第２シール部材(2)の内周面(21)が膜分離エレメント(14)の上端部外周面(142a)に密着させられることで、両面(21)(142a)どうしの摩擦抵抗力の作用により、膜分離エレメント(14)が管板(13)に吊下状態で保持されている。つまり、上記シール構造は、管板(13)に膜分離エレメント(14)の上端部(142)を取り付けるための取付構造を兼ねているものである。
【００３５】
上記のシール構造によれば、管板(13)の取付孔(131)内周面と膜分離エレメント(14)の上端部外周面(142a)との間が確実にシールされ、分離膜(141)の供給側と透過側の圧力が保持される。膜分離の指標となる分離係数は、シール性能、つまりシール部からの流体の漏れの度合いによって左右されるが、この実施形態のシール構造によれば、例えば分離膜(141)自体が有する分離係数が２５０である場合、膜分離モジュール(11)全体としての分離係数を少なくとも約２００程度に保持することができる。
また、上記のシール構造は、その取付施工が簡単であって、取扱も容易であり、さらには、第１シール材(2)、金属リング(3)および第２シール部材(41)(42)(43)の材料を適宜選定すれば、高温・高圧環境下や腐食性環境下でも使用可能となる。
【００３６】
図６および図７は、この考案のもう１つの実施形態を示すものである。
この実施形態のシール構造では、各取付孔(131)の内周面下部に形成されている受け部(132)の上面が、上方に向かって次第に径が大きくなる斜め内向きのテーパ面(133A)よりなる。なお、受け部(132)の上面のうち内側部分のみを、上記のようなテーパ面としてもよい。
【００３７】
受け部(312)のテーパ面(133A)には、該テーパ面(133A)に沿うように傾斜した環状の３つの金属製シール部材(41A)(42A)(43A)が積層状に配置されている。これらのシール部材(41A)(42A)(43A)は、図１〜図５に示すシール構造の第２シール部材(41)(42)(43)と実質的に同じものであるので、詳しい説明は省略する。
【００３８】
そして、押さえ部材(5)が、取付孔(131)と膜分離エレメント(14)の上端部(142)との間に上方から挿入されて、その下端部(51)で複数のシール部材(41A)(42A)(43A)を押圧しうるように管板(13)に固定され、押圧により変形させられた３つのシール部材(41A)(42A)(43A)によって、受け部(132)のテーパ面(133A)と膜分離エレメント(14)の上端部外周面(142a)との間が密封されている。
【００３９】
この実施形態のシール構造では、先の実施形態で使用されていた第１シール部材(2)および金属リング(3)が省略されており、それだけ部品点数が少なくて済むので、施工が容易となり、コストも抑えられる。
その他は、図１〜図５に示すシール構造と実質的に同じである。
【符号の説明】
【００４０】
(11)：分離膜モジュール
(12)：モジュール本体
(13)：管板
(131)：取付孔
(132)：受け部
(133)：（受け部の）上面
(133A)：（受け部の）テーパ面
(134)：雌ねじ
(14)：膜分離エレメント
(142)：上端部材（膜分離エレメントの上端部）
(2)：第１シール部材
(3)：金属リング
(31)：（金属リングの）テーパ面
(32)：（金属リングの）下面
(41)(42)(43)：第２シール部材
(41A)(42A)(43A)：シール部材
(5)：押さえ部材
(51)：（押さえ部材の）下端部
(52)：雄ねじ
【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】
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【図８】
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【図９】
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