(57)【要約】【課題】　中空糸膜の分散性を一層向上させることにより優れた濾過効率が得られるようにする中空糸膜モジュールを提供する。【解決手段】　中空糸膜束２を筒状ケース１に収納し、該中空糸膜束の端部を分散手段で分散させると共に樹脂で接着固定した中空糸膜モジュールである。中空糸膜束２の分散手段が、前記筒状ケース１の端部内壁側に配置するリング７と、該リング７に掛け渡す複数のピン８，８’又はプレート１８，１９とからなる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　中空糸膜束を筒状ケースに収納し、該中空糸膜束の端部を分散手段で分散させると共に樹脂で接着固定した中空糸膜モジュールであって、前記分散手段は別体に構成された前記筒状ケース端部の内壁側に配置するリングと、該リングに掛け渡して配置する複数のピン又はプレートとを有している中空糸膜モジュール。
【請求項２】
　前記ピン又はプレートを互いに平行に配置した請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項３】
　前記ピン又はプレートを互いに交差するように配置した請求項１又は２に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項４】
　前記筒状ケースとリングとが一体化されている請求項１〜３のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は中空糸膜モジュールに関し、さらに詳しくは、中空糸膜の分散性を向上し濾過効率を向上させるようにした中空糸膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
　例えば、数百本〜数万本の中空糸膜を束ねてストレート状にした中空糸膜束を筒状ケースに充填し、その中空糸束の両端部を樹脂で接着固定するように構成した外圧式の中空糸膜モシュールでは、原水を中空糸膜束の外側に供給することにより中空糸膜内に透過させ、その透過した濾過水を中空糸膜端の開口から取り出すようになっている。この中空糸膜モジュールの濾過能力（濾過水量）を向上するには、基本的には出来るだけ多数本の中空糸膜で中空糸膜束を構成することが望ましい。しかし、その一方で、中空糸膜の本数を多くするほど相互が密着状態になり、原水が中空糸膜束の外周側の中空糸膜にしか接触できなくなり、思うように濾過水量を高めることができなくなる。
【０００３】
　従来、上記のような問題の対策として、中空糸膜束の端部を樹脂で接着固定（ポッティング）するとき、その中空糸膜束端部に複数本のピンを長手方向に沿って差し込んで中空糸膜相互を分散させることが行われていた。また、特許文献１には、中空糸膜束を仕切部材で複数の糸束に分割し、その分割された各糸束内にピンを挿入することで、中空糸膜ケース内で中空糸膜を直径方向に分散させる方法が開示されている。
【０００４】
　しかし、このような方法では、ピンは中空糸膜束の端部をスポット状に拡散するだけでなる上に、樹脂を遠心法で注入して固化させる際に、ピンや仕切部材が結局動いてしまい、必ずしも十分に高い分散効果が得られるとはいえなかった。特許文献１には、ピンや仕切部材が動かないようにするため、中空糸膜束内に仕切部材およびピンを配置した後、中空糸膜束外周を紐で縛って固定することも開示されているが、紐で縛る際に仕切板および挿入ピンの位置がずれやすく、また紐で縛られることによって中空糸膜間の隙間が少なくなって分散性が悪化するため、結局樹脂の流動が妨げられるという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−１８５２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、中空糸膜の分散性を一層向上させることにより、優れた濾過効率が得られるようにする中空糸膜モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　上記目的を達成する本発明の中空糸膜モジュールは、中空糸膜束を筒状ケースに収納し、該中空糸膜束の端部を分散手段で分散させると共に樹脂で接着固定した中空糸膜モジュールであって、前記分散手段は別体に構成された前記筒状ケース端部の内壁側に配置するリングと、該リングに掛け渡して配置する複数のピン又はプレートとを有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
　このように筒状ケース端部の内壁にリングを固定し、このリングに複数のピン又はプレートを掛け渡すことにより、中空糸膜束を線状に横断して複数の群に分割するため、従来の分散ピンがスポット状に分離する分散作用に比べて高い分散性が得られ、中空糸膜モジュールの濾過効率を向上することができる。また、筒状ケース内に中空糸膜を収納した後でも、分散ピンやプレートを配置できるので、中空糸膜束を容易に複数の群に分割することができ、高い分散性を得ることができる。さらに、中空糸膜端部に樹脂を遠心法で注入して固化させる際にも、紐等で縛ることなく各中空糸膜の間隙を確保し、分散性を高めることができるので、樹脂の流動が妨げられることがなく、ポッティング不良を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
　図１は、本発明の実施形態からなる中空糸膜モジュールを例示する縦断面図である。
【０００９】
　筒状ケース１は、ケース本体３の両端部にソケット４ａ，４ｂを装着して構成されている。ソケット４ａには原水の排水口１０が設けられ、またソケット４ｂには原水供給口１１が設けられている。この筒状ケース１に、両端を切断して一定長にした中空糸膜束２が挿入され、その両端部が樹脂２０により接着固定されている。図では理解を容易にするため、中空糸膜束２を単純な１本として図示しているが、実際には多数本の中空糸膜が束ねられて構成されている。
【００１０】
　さらに、筒状ケース１の両端部に設けたソケット４ａ，４ｂの端部には、それぞれキャップ５ａ，５ｂが取り付けられ、袋ナット６ａ，６ｂにより締め付け固定されている。
【００１１】
　中空糸膜束２の両端部の樹脂による接着固定は、ソケット４ａ側では中空糸膜の相互間を封止し、中空糸膜の端部は樹脂を内部に浸入させないように開口状態にしてある。他方、ソケット４ｂ側の中空糸膜束２の端部は、中空糸膜の端部内側に樹脂が侵入して封止されている。このように中空糸膜束２の両端部を樹脂で接着固定するとき、それぞれの筒状ケース１の端部内壁にリング７を挿入固定し、かつそのリング７に別部品として構成された複数の分散用のピン８を横断するように掛け渡している。このようにピン８が中空糸膜束２の端部を線状に横断することにより複数の中空糸膜群に分割されている。この分割により中空糸膜相互間が分離するため分散性が向上している。また、ピン８はリング７に掛け渡されて固定されるので、遠心ポッティングによってもその分散性が損なわれない。
【００１２】
　上記中空糸膜モジュールによる原水の処理は、次のようにして行われる。
【００１３】
　原水を原水供給口１１から筒状ケース１内に供給すると、原水は筒状ケース１内を経由して排水口１０から排出される間に、一部が中空糸膜束２の各中空糸膜を透過して内部に浸入する。各中空糸膜の内部に浸入した濾過水は中空糸膜束２の端部からキャップ５ａに集められて取り出される。しかし、本発明において、原水供給口１１を使用せずに、ソケット４ｂ側の樹脂２０に貫通孔を設け、その貫通孔から原水を供給するようにしてもよい。また、排出口１０を閉めきることで、供給した原水の全量を各中空糸膜を透過させて中空糸膜内部に侵入させるようにしてもよい。
【００１４】
　図２および図３は、上記のように中空糸膜束２の両端部を樹脂２０で接着固定するとき、中空糸膜束の分散手段として使用されるリング７とピン８を例示したものである。
【００１５】
　リング７とピン８は金属又は樹脂から形成され、リング７はその片面に互いに対向するように複数対の固定溝９，９を設けている。これら複数対の固定溝９，９に、それぞれピン８を平行に装着することにより環状空間が複数の領域に区分されるようになっている。したがって、筒状ケース１の端部において中空糸膜束２の端部を樹脂２０で接着固定するとき、予め中空糸膜束２の端部に上記のようにリング７とピン８を挿入すると、中空糸膜束２の端部が複数の群に分割されて、中空糸膜相互の分散性を向上することができる。
【００１６】
　図４および図５は、他の実施形態からなる分散手段を示す。
【００１７】
　この分散手段は、分散用のピン８に代えてプレート１８を使用するようにしたものである。また、リング７の固定溝９は厚さ方向に貫通するように形成され、その固定溝９に差し込んだプレート１８が筒状ケース１の軸方向に深く侵入するようになっている。このようにプレート１８が中空糸膜束２の端部に奥深く侵入するため、中空糸膜束２に対する整束作用が一層向上し、図２および図３の整束手段よりも更に高い分散効果を得ることができる。
【００１８】
　さらに、平面形状が四角形のプレート１８に代えて、図６に示すような櫛形のプレート１９を用いてもよい。この櫛形のプレート１９では、樹脂で接着固定する際に隣り合った櫛部２１の間隙に樹脂を流動させることができるため、各中空糸膜端部に一層確実に樹脂を行きわたらせることができる。
【００１９】
　また、ピン８、プレート１８、プレート１９等の表面に溝２３や凸部２２（図６参照）を設けるようにすれば、プレートと中空糸膜との間にも空間を形成することができ、ピン８、プレート１８、１９等の表面での樹脂の流れが容易になり、短時間で樹脂を全体に行きわたらせることができる。
【００２０】
　図７は、更に他の実施形態からなる分散手段を示す。
【００２１】
　この実施形態では、平行に配置した複数の分散用のピン８に対して、これらに交差するピン８’を設けるようにしたものである。図示の例では、ピン８’は１本であるが、勿論、複数本であってもよい。また、プレート１８の場合でも、互いに交差する箇所に切り込みを入れて相互に噛み合うようにすれば、同様の交差配置が可能である。
【００２２】
　このようにピン８又はプレート１８に対して、これと交差する方向のピン８’又はプレートを加えることにより、区分数を増加させることができるので、更に高い中空糸膜束２の分散効果を得ることができる。また、リング７が筒状ケース１に一体的に構成されていれば、部材点数を減らすことができ、製造工程を簡素化することができる。
【００２３】
　なる、上述した実施形態では中空糸膜束を筒状ケースにストレート状に収納する場合について説明したが、Ｕ字状に折り曲げて筒状ケースに収納するようにしたものであってもよい。
【実施例】
【００２４】
　実施例１
　ＶＰ２０パイプ（水道用塩化ピニールパイプ）を切り出した本体ケース３の両端部に、最外部での内径が１９３ｍｍで原水の排水口が側面に設置されたソケット４ａ、および同じく内径が１９３ｍｍで原水供給口が側面に設置されたソケット４ｂを装着し、筒状ケース１を構成した。そして、筒状ケース１の両端内部に、内径／外径が１８２ｍｍ／１９２．５ｍｍ、厚みが１０ｍｍのリング７を挿入、瞬間接着剤でソケット内面に固定した。その後、リング７に５個の分散ピン８を図２に示すように掛け渡し、リング内面積を３：４：４：４：３の割合で分割した。次いで、５０ｋＰａにおける膜透過係数が１ｍ3／ｍ2／ｈの中空糸膜９０００本を３：４：４：４：３の割合で筒状ケース１内の分割されたスペース内に分けて挿入し、遠心樹脂注入機で樹脂を筒小ケース１の両端部に封入した。
【００２５】
　樹脂が硬化した後、樹脂注入キャップを取り外して筒状ケース１の片端部の樹脂固定部を切断して、中空糸膜間に樹脂が充填されているか確認したところ、遠心時の回転で若干中空糸膜が偏ってはいたが、すべての中空糸膜間に樹脂が充填されていた。
【００２６】
　この後、ソケット４ａ，４ｂにキャップ５ａ，５ｂを袋ナット６ａ，６ｂで固定し、全長２２００ｍｍの図１に示す中空糸膜モジュールを製作した。
【００２７】
　温度２５℃の純水を５０ｋＰａで供給し濾過流量を測定したところ、２５ｍ2 ／ｈであった。なお、濾過流量の流量測定にあたっては、水頭差による影響を受けないようにするため、キャップ５ａに接続した濾過水取り出しホース９の先端を、原水圧測定のための圧力計と同じ高さに流量計を配置した。
【００２８】
　実施例２　
　分散ピン８の代わりに、図６に示す表面に凸部２２と溝２３を設けた櫛形のプレート１９を設置した以外は実施例１と同様にした。
【００２９】
　樹脂が硬化した後、樹脂注入キャップを取り外して筒状ケースの片端部の樹脂固定部を切断して、中空糸膜間に樹脂が充填されているか確認したところ、すべての中空糸膜間に樹脂が充填されており、また、遠心時の回転での中空糸膜の偏りも見られず、中空糸膜が両鏡に分散されていた、
　上記中空糸膜モジュールを使用し、実施例１と同様に純水での濾過流量を測定したところ、２５ｍ2 ／ｈであった。
【００３０】
　比較例１
　リング７および分散ピン８のいずれをも設置しなかったこと以外は、実施例１と同様に中空糸膜モジュールを製作した。
【００３１】
　樹脂が硬化した後、樹脂注入キャップを取り外して筒状ケースの片端部の樹脂固定部を切断して、中空糸膜間に樹脂が充填されているか確認したところ、６箇所で中空糸膜間に樹脂が充填されていない部分があり、筒状ケース内での糸の落ち込み、また遠心時の回転での中空糸膜の偏りが確認できた。
【００３２】
　また、上記中空糸膜モジュールについて、実施例１と同様に純水での濾過流量を測定したところ２４ｍ2 ／ｈであった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態からなる中空糸膜モジュールの縦断面図である。
【図２】本発明の中空糸膜モジュールに使用される分散手段を例示した平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ矢視断面で、分散ピンの装着前の状態を示す説明図である。
【図４】本発明の中空糸膜モジュールに使用される他の例からなる分散手段を例示した平面図である。
【図５】図４のＹ−Ｙ矢視断面で、分散用のプレートの装着前の状態を示す説明図である。
【図６】本発明の中空糸膜モジュールに使用される更に他の例からなる分散手段を例示した平面図である。
【図７】本発明の中空糸膜モジュールに使用される更に他の例からなる分散手段を例示した平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
　１　筒状ケース
　２　中空糸膜束
　３　本体ケース
　４ａ，４ｂ　ソケット
　７　リング
　８，８’　ピン
　９　固定溝
１８，１９　プレート
２０　樹脂
２１　櫛部
２２　凸部
２３　溝
【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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