(57)【要約】【課題】局部的な負荷により中空糸膜が損傷しないようにした中空糸膜モジュールを提供する。【解決手段】筒状ケース１に挿入した中空糸膜束２の両端部を樹脂２０で接着固定し、該両端の接着固定部よりそれぞれ内側の筒状ケースの内壁に整流筒７ａ，７ｂとその外周を囲む環状流路８ａ，８ｂを設け、２箇所の環状流路の一方に原水供給口１１を、他方に排水口１０を設けた中空糸膜モジュールにおいて、前記排水口１０を設けた環状流路８ａの半径方向隙間を排水口１０の近傍で最大にするか、及び／又は排水口を設けた側の整流筒７ａの整流孔９を排水口１０と対面する部分に設けないようにした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水供給口と排水口を有する筒状ケースに中空糸膜束を挿入し、該中空糸膜束の端部を前記筒状ケースの軸方向に関して前記排水口よりも外側で樹脂で接着固定すると共に、整流孔を有する整流筒を前記排水口と前記中空糸膜束との間に設けて該整流筒と前記筒状ケースとの間に環状流路を形成し、該環状流路の半径方向の幅を前記排水口の近傍で最大にした中空糸膜モジュール。
【請求項２】
前記環状流路の中心を前記整流筒の中心とがずれている請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項３】
前記整流筒の前記排水口と対面する部分が平面状に形成されている請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項４】
前記整流筒の前記排水口と対面する部分に整流孔を設けない部分を形成した請求項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】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は中空糸膜モジュールに関し、さらに詳しくは、運転開始時の立ち上げ時間を短縮可能にした中空糸膜モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空糸膜を数百本〜数万本束ねた中空糸膜束を筒状ケースに収納し、その中空糸膜束の両端部を樹脂で接着固定するようにした中空糸膜モジュールでは、原水供給口と排水口とを、例えば筒状ケースの両端部にかつ筒状ケースの軸方向に関して上記接着固定部よりも内側に設けている。この原水供給口と排水口とを設けた箇所には、筒状ケース内壁に整流筒を設け、その外周を環状流路が囲むようにした構成になっている。
【０００３】
この中空糸膜モジュールに対し、原水供給口から原水を供給すると、原水は環状流路から整流筒を経て中空糸膜束の外側域に入り、ここで中空糸膜を透過して内部に浸入し、その濾過水が中空糸膜の開口した端部から取り出されるようになっている。また、クロスフロー式で原水を処理する場合には、中空糸膜を透過しなかった残りの原水が、反対側の整流筒を通過し、環状流路を経て排水口から排出される。
【０００４】
このような中空糸膜モジュールでは、運転開始時に原水供給口から原水を供給し、クロスフロー式で原水を処理する時と同じように排水口から原水が流出するようにする。このように原水を供給することにより、両端の接着固定部間の濾過域に原水を充満させることができる。
【０００５】
しかしながら、中空糸膜モジュール内に原水が充満したからといって、直ぐ濾過を開始すると、配管等の途中に存在していた空気が時間の経過と共に中空糸膜モジュール内に浸入するので、その空気が有効膜面積を減少させることになる。したがって、原水が濾過域に充満した後も、しばらくの間原水の供給を継続して排水口から流出させるようにする必要がある。
【０００６】
上記のように濾過域に流入した原水は、整流筒の整流孔を経て整流筒周囲の環状流路へ流出し、最後に排水口から流れ出る。そのため整流筒の周囲に流れ出た原水が排水口の近傍に集中し、その排水口近傍における圧力損失が増大する。その結果、運転動力を上昇させる必要が生ずる上に、濾過開始までの時間、運転エネルギーのほか、原水も無駄にせざるを得なくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、圧力損失や運転動力を低減　すると共に、運転開始時の立ち上げ時間を短縮可能にする中空糸膜モジュールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の中空糸膜モジュールは、原水供給口と排水口を有する筒状ケースに中空糸膜束を挿入し、該中空糸膜束の端部を前記筒状ケースの軸方向に関して前記排水口よりも外側で樹脂で接着固定すると共に、整流孔を有する整流筒を前記排水口と前記中空糸膜束との間に設けて該整流筒と前記筒状ケースとの間に環状流路を形成し、該環状流路の半径方向の幅を前記排水口の近傍で最大にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
このように環状流路の半径方向の幅を排水口の近傍で最大にすることにより、排水口近傍の原水の圧力損失を低減することができ、その結果、運転動力を低減することができ、さらには濾過開始までの時間、運転エネルギーや原水を節約することができる。
【００１０】
特に半径方向の幅を最大にする手段として、環状通路の中心と整流筒の中心とをずらせるようにした場合は、複数個の整流孔を流出する原水の流速を整流孔間で均一化し、複数本の中空糸膜に対する負荷を均一化することができる。その結果、局所的に負荷がかかって損傷する中空糸膜を低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，図に示す実施形態に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００１２】
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示し、図２は図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【００１３】
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。図では中空糸膜束２を単純な１本として図示したが、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。
【００１４】
中空糸膜束２の両端部の接着固定は、ソケット４ａ側では中空糸膜の相互間を封止し、中空糸膜の端部は内部に樹脂を浸入させず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、中空糸膜の端部の内側に樹脂を浸入させて封止されている。中空糸膜の相互間にも樹脂を浸入させているが、この相互間部分には不図示の分散ピン等を挿入し、その抜き取り後に貫通孔が形成されるようにしている。
【００１５】
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。さらに筒状ケース１の両端部の内壁には、筒状ケース１の軸方向に関して上記樹脂２０の接着固定部よりも内側の位置に、それぞれ整流筒７ａ，７ｂが設けられ、その外周を囲むように環状流路８ａ，８ｂが設けられている。この環状流路８ａ，８ｂは、それぞれソケット４ａ，４ｂの内側に形成されている。また、整流筒７ａ，７ｂには、それぞれ原水の流れを分散させる多数の整流孔９が穿設されている。
【００１６】
上記構成のうち、原水の排水側を構成する整流筒７ａと環状流路８ａとは、図２に示す関係に組み立てられている。すなわち、整流筒７ａの中心に対して環状流路８ａ（ソケット４ａの内周円）の中心がずてている。そのためソケット４ａの内周面と整流筒７ａの外周面との間の環状流路８ａの半径方向の幅は周方向に連続的に変化し、排水口１０に対応する部分で最大寸法Ｌｍａｘ　になっている。また、整流筒７ａには多数の整流孔９が設けられているが、排水口１０に対面する部分には整流孔９を設けない部分を形成し、閉塞された状態になっている。
【００１７】
このように環状流路８ａの半径方向隙間を排水口１０の近傍で最大にしたことにより、排水口１０近傍の原水の流速を減速させて、圧力損失を低減することができる。そして、環状流路８ａの中心と整流筒７ａの中心とをずらし、環状流路８ａの半径方向の幅を排水口１０の近傍で最大にしているので、複数個の整流孔９を流れる原水の流速が整流孔９間で均一化され、複数本の中空糸膜に対する負荷を均一化することができる。その結果、局所的に負荷がかかって損傷する中空糸膜を低減することができる。また、整流筒７ａの整流孔９を排水口１０と対面する部分には設けていないため、エアバブリングを停止したときの水の逆流を防いだり、水流の安定化を図る効果も得られる。したがって、上記と同様に整流筒７ａ内側の中空糸膜に対する負荷を低減し、損傷を防止することができる。
【００１８】
本発明において、上記のように環状流路８ａの半径方向隙間を排水口１０に対応する部分で最大寸法Ｌｍａｘ　にする手段としては、上記実施形態のように偏芯構成にする場合に限定されるものでなく、例えば、図３に例示するように、整流筒７ａが排水口１０に対応する部分を平面形状にすることでもよい。
【００１９】
また、上記のように排水口１０を設けた側の環状流路８ａの半径方向隙間を排水口１０の近傍で最大にすることと、整流筒７ａの整流孔９を排水口１０と対面する部分に設けないようにすることとは、図１及び図２の実施形態のように、同時に具備されていることが最も好ましい。
【００２０】
例えば、図４の例では、環状流路８ａの半径方向隙間を周方向の全周で同一寸法にしているが、整流筒７ａの整流孔９を排水口１０と対面する部分だけに設けないようにしたものである。また、図５および図６にそれぞれ示す例では、整流筒７ａが排水口１０と対面する部分に整流孔９を設けるようにしているが、環状流路８ａの半径方向隙間を排水口１０の近傍で最大にしたものである。これらの実施形態においても、排水口近傍における圧力損失を低減することができ、また図４、図５の態様においては、局部的な負荷による中空糸膜の損傷を低減するので、耐久性に優れた中空糸膜モジュールを得ることができる。
【００２１】
上記構成からなる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。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内を経由して原水排水口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に集められ取り出される。
【００２２】
なお、原水の供給は、筒状ケース１の周面に設けた原水供給口１０を使用せずに、ソケット４ｂ側の樹脂２０の層に貫通孔を設け、キャップ５ｂ、貫通孔を通して筒状ケース１内に供給するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記実施形態では、中空糸膜束をストレート状にして両端部を樹脂で接着固定した態様について説明したが、中空糸膜束をＵ字状に曲げた上で、端部を樹脂で接着固定するようにした中空糸膜モジュールであってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
上述したように本発明の中空糸膜モジュールによれば、環状流路の半径方向の幅を排水口の近傍で最大にすることにより、排水口近傍の原水の圧力損失を低減することができ、その結果、運転動力を低減することができ、さらには濾過開始までの時間、運転エネルギーや原水を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【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】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態からなる中空糸膜モジュールの図２に対応する断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態からなる中空糸膜モジュールの図２に対応する断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態からなる中空糸膜モジュールの図２に対応する断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態からなる中空糸膜モジュールの図２に対応する断面図である。
【符号の説明】
１　筒状ケース
２　中空糸膜束
３　本体ケース
４ａ，４ｂ　ソケット
５ａ，５ｂ　キャップ
６ａ，６ｂ　袋ナット
７ａ，７ｂ　整流筒
８ａ，８ｂ　環状流路
９　整流孔
１０　排水口
１１　原水供給口
２０　樹脂
【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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