(57)【要約】【課題】従来のものよりもエネルギ消費が少く、分離能力が高く、設置に広い場所を必要とせず、従来の装置との互換性がある濾過・分離装置を提供する。【解決手段】限外濾過、循環浸透およびナノ濾過の方法により薄膜を使用して被分離流動媒体を濾過しかつ分離するための濾過・分離装置には、薄膜クツシヨンを内張りした圧密なケース（１４）と、濾過・分離装置の内部へ導入される被分離流動媒体の投入口（１５）と、濾過・分離装置から取り出される透過物（１８）および残留物（１９）の排出口（１６，１７）とを備える。多数の薄膜クツシヨン（１３）を濾過・分離装置を貫通する透過物排出・収集装置（２１）に巻き付けて多要素螺旋体（２０）を形成する。各薄膜クツシヨン（１３）の終端（１３０）に設けた透過物排出口（１３１）を、透過物排出・収集装置（２１）の透過物投入口（２１０）に連通する。【選択図】            図１
2004237276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
限外濾過、循環浸透およびナノ濾過の方法により薄膜を使用して被分離流動媒体を濾過しかつ分離するための濾過・分離装置であつて、薄膜クツシヨンを内張りした圧密なケース（１４）と、濾過・分離装置の内部へ導入される被分離流動媒体の投入口（１５）と、濾過・分離装置から取り出される透過物（１８）および残留物（１９）の排出口（１６，１７）とを有し、多数の薄膜クツシヨン（１３）を濾過・分離装置を貫通する透過物排出・収集装置（２１）に巻き付けて多要素螺旋体（２０）を形成し、各薄膜クツシヨン（１３）の終端（１３０）に設けた透過物排出口（１３１）を、透過物排出・収集装置（２１）の透過物投入口（２１０）に連通したことを特徴とする濾過・分離装置。
【請求項２】
薄膜クツシヨン（１３）は輪郭が長方形であり、端面（１３２）の１つに透過物排出口（１３１）を形成した、請求項１に記載の濾過・分離装置。
【請求項３】
濾過・分離装置の内部に多要素螺旋体（２０）を形成する少くと１組の薄膜クツシヨン（１３）を収容した、請求項１，２のいずれかに記載の濾過・分離装置。
【請求項４】
多要素螺旋体（２０）を形成する少くとも１組の薄膜クツシヨン（１３）を、第２の多要素螺旋体（２２）を形成する間隔保持要素（２３）により相互に間隔を存して保持する、請求項１〜３のいずれかに記載の濾過・分離装置。
【請求項５】
間隔保持要素（２３）が格子構造のものである、請求項４に記載の濾過・分離装置。
【請求項６】
格子構造を直角に交差する多数の棒状の第１の格子要素（２３０）と棒状の第２の格子要素（２３１）により形成し、第１の格子要素（２３０）の断面積を第２の格子要素（２３１）よりも広くした、請求項５に記載の濾過・分離装置。
【請求項７】
第１，第２の格子要素（２３０，２３１）の断面が円環状のものである、請求項６に記載の濾過・分離装置。
【請求項８】
間隔保持要素（２３）を弾性またはエラストマの被加工材で形成した、請求項４〜７のいずれかに記載の濾過・分離装置。
【請求項９】
薄膜クツシヨン（１３）を形成する薄膜要素（１３３，１３４）の間に少くとも１つの中間要素（１３５）を配設した、請求項１〜８のいずれかに記載の濾過・分離装置。
【請求項１０】
中間要素（１３５）がフリースに類似の構造を有する、請求項９に記載の濾過・分離装置。
【請求項１１】
多要素螺旋体（２０，２２）の外周面（２４）に糸状の要素を巻き付けた、請求項１〜１０のいずれかに記載の濾過・分離装置。
【請求項１２】
多要素螺旋体（２０，２２）に糸状の要素を巻き付けた後硬化するように、糸状の要素に樹脂またはプラスチツクを含浸させた、請求項１１に記載の濾過・分離装置。
【請求項１３】
多要素螺旋体（２０，２２）および透過物排出・収集装置（２１）の両端面に、ケース（１４）に対して多要素螺旋体（２０，２２）および透過物排出・収集装置（２１）と圧密に接する遮断要素（２５，２６）をそれぞれ備え、遮断要素（２５，２６）の内側に少くとも１つの被分離流動媒体の投入口（１５）と少くとも１つの残留物（１９）の排出口（１７）とをそれぞれ設けた、請求項１〜１２のいずれかに記載の濾過・分離装置。
【請求項１４】
多要素螺旋体（２０，２２）と透過物排出・収集装置（２１）と遮断要素（２５，２６）とを、ケース（１４）に挿入かつ取出し可能な分離ユニツト（１１０）を構成した、請求項１３に記載の濾過・分離装置。
【請求項１５】
多要素螺旋体（２０，２２）を別個の管状要素（２７）に巻き付け、管状要素（２７）の内部孔（２７０）に透過物排出・収集装置（２１）を収容した、請求項１〜１４のいずれかに記載の濾過・分離装置。
【請求項１６】
管状要素（２７）に多数の径方向の孔（２７１）を設け、径方向の孔（２７１）を透過物排出・収集装置（２１）の透過物投入口（２１０）に連通した、請求項１５に記載の濾過・分離装置。
【請求項１７】
管状要素（２７）をプラスチツク被加工材から形成した、請求項１５，１６のいずれかに記載の濾過・分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜を内張りした実質的に圧密なケースと、濾過・分離装置の内部へ導入される被分離流動媒体の投入口と、濾過・分離装置から取り出された透過物および残留物の排出口とを有する流動媒体のための濾過・分離装置、特に限外濾過、循環浸透およびナノ濾過の方法により、薄膜を使用して流動媒体を濾過しかつ分離するための濾過・分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＰ−Ｂ−Ｏ２８９７４０公報に開示される公知の濾過・分離装置では、被分離流動媒体が単一の薄膜要素の積層体を貫流するように導かれ、薄膜要素は積層体の間に配設され、かつ間隔保持要素により包囲されている。この場合、薄膜要素はいわゆるポケツト状の薄膜クツシヨンに形成してあり、しばしば粗媒体とも呼ばれる被分離流動媒体は、濾過・分離装置の投入口から積層された薄膜要素の周囲を経て濾過・分離装置の排出口へとジグザグに流れる。
【０００３】
薄膜クツシヨンの内部に集まつた透過物は、薄膜クツシヨンの中央の透過物排出口ヘ運ばれ、透過物排出口から濾過・分離装置を貫通する透過物収集管を経て外部へ排出される。
【０００４】
当然のことながら、被分離流動媒体は濾過・分離装置の投入口から個々の薄膜要素の周囲を通り、濾過・分離装置の排出口へジグザグに流れるので、濾過・分離装置を経て凝縮した形で（即ち残留物として）濾過・分離装置の外部へ出て行き、投入口から排出口まで行く間に圧力が著しく低下する。圧力低下の程度は濾過・分離装置の内部に上下に重なつて積層された薄膜の数が多ければ多いほど大きい。通常、この種の濾過・分離装置は濾過・分離装置の投入口側で極めて高い圧力が被分離流動媒体に及ぶだけの十分なエネルギがある場合にのみ運転される。実際に使用して分離機能が認められた濾過・分離装置の運転には、大きなエネルギが必要になる。確かに理論的には、濾過・分離装置毎に薄膜要素の数を増やすことにより、濾過・分離装置の分離能力を高めることはできるが、前述の原理が原因で、濾過・分離装置の運転に必要なエネルギは大きくなる。
【０００５】
これまで、例えば流動媒体を濾過・分離装置の投入口から薄膜要素を経て排出口へジグザグに導くのではなく、流動媒体は連続的に並行して薄膜要素を擦過させる。即ち濾過・分離装置を通る流動媒体の通路をより直線的にすることにより、薄膜面積は同じままにして濾過・分離装置のエネルギ消費を減らすことが試みられてきた。この場合、薄膜要素は流動方向に配置された。この構造の濾過・分離装置の典型例は、例えばＥＰ−Ｂ−０  ７０７  ８８４公報に開示されている。この濾過・分離装置でも分離能力を高める必要がある場合には、流動方向に対して実質上線形にもう１組の薄膜要素を濾過・分離装置の内部に設けている。この場合、濾過・分離装置毎の薄膜の有効面積の拡張は、濾過・分離装置をモジユール化して延長するというスマートな方法で行うことができた。
【０００６】
上述の濾過・分離装置では、初めに記載した濾過・分離装置と同様の分離能力をもたせると、エネルギの消費が極めて少い点に特徴がある。
【０００７】
上述の２種の濾過・分離装置はいずれも、濾過・分離装置の内部つまり濾過・分離装置のケースの内部に設けられる薄膜要素の数、即ち利用される薄膜の全面積は構造上の制約から限定される。例えば、民生用船舶、軍用船舶またはボートの分野での濾過・分離装置の使用は、一方では濾過・分離装置の運転に必要なエネルギ消費を低くし、もう一方では可能な限り狭い場所で高い分離能力を発揮させる必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は各濾過・分離装置の利点を全て取り入れ、特に薄膜面積を大きくし、被分離流動媒体が濾過・分離装置に及ぼす液圧抵抗を可能な限り少くし、しかも構造が極めて簡単であり、従来公知の装置よりも廉価な費用で製造することができる濾過・分離装置、さらには従来のものよりもエネルギ消費が少く、分離能力が高く、設置に広い場所を必要とせず、従来の装置との互換性がある濾過・分離装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題は以下のようにして解決される。本発明の構成は限外濾過、循環浸透およびナノ濾過の方法により薄膜を使用して被分離流動媒体を濾過しかつ分離するための濾過・分離装置であつて、薄膜クツシヨンを内張りした圧密なケース（１４）と、濾過・分離装置の内部へ導入される被分離流動媒体の投入口（１５）と、濾過・分離装置から取り出される透過物（１８）および残留物（１９）の排出口（１６，１７）とを有し、多数の薄膜クツシヨン（１３）を濾過・分離装置を貫通する透過物排出・収集装置（２１）に巻き付けて多要素螺旋体（２０）を形成し、各薄膜クツシヨン（１３）の終端（１３０）に設けた透過物排出口（１３１）を、透過物排出・収集装置（２１）の透過物投入口（２１０）に連通したことを特徴とする。
【００１０】
即ち、本発明の課題は薄膜を薄膜クツシヨン状に形成し、多数の薄膜を多要素螺旋体として濾過・分離装置を事実上貫通する透過物排出・収集装置に巻き付け、各薄膜クツシヨンの一端部に透過物排出口を設け、この透過物排出口を各薄膜クツシヨンと対応する透過物排出・収集装置の透過物排出口に連通することにより解決される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
各薄膜クツシヨンの長さは濾過・分離装置の全長により決まる。即ち、薄膜クツシヨンを螺旋状ないし渦巻状に上下に重ねて巻き付けて濾過・分離装置のケースへ収容する。多要素螺旋体の径方向の厚さは多要素螺旋体を形成する薄膜クツシヨンの数と各薄膜クツシヨンの幅により決まる。
【００１２】
濾過・分離装置の内部で分離される流動媒体は、多要素螺旋体と交差する方向にすべての薄膜クツシヨンの間を同時に、濾過・分離装置の投入口から排出口まで流れる。即ち、被分離流動媒体のための開放管路の様式を採つているので、各薄膜クツシヨンの両側全面を同時に流れることができる。
【００１３】
各薄膜クツシヨンは長方形の輪郭をなし、一端面に透過物排出口が形成される。この種の薄膜クツシヨンは、透過物排出口が薄膜の表面と交差する方向に多数の透過物排出口を、薄膜クツシヨンを製造した後に別の作業工程で設けられる。円環形の排出口を形成される公知の薄膜クツシヨンと比較すると、本発明による長方形の薄膜クツシヨンは専ら３側面ないし３側線で薄膜要素の溶接または接着により閉鎖される。
【００１４】
濾過・分離装置の内部に多要素螺旋体を形成する薄膜クツシヨンを少くとも１組収容することも可能である。しかし、濾過・分離装置の内部に幾組かの多要素螺旋体を収容し、各薄膜クツシヨンを線形に（前後に）連続して接続することも可能である。この変形構造の場合、濾過・分離装置を通過する度に、各組の多層螺旋体ないし多要素螺旋体に選定された薄膜要素の種類に応じて、被分離流動媒体から異なる誘導体を分離することができる。
【００１５】
多要素螺旋体を形成する薄膜クツシヨン間隔が可能な限り阻害されないように、線形の管路を濾過・分離装置の内部に通すためには、多要素螺旋体を形成する薄膜クツシヨンを間隔保持要素により相互に間隔を存して保持するのが有利である。各薄膜クツシヨンが多要素螺旋体の完成後にいわば密接状態になつた場合も、薄膜クツシヨンの間に配置された間隔要素は薄膜クツシヨンと同様に螺旋状になつて、被分離流動媒体のための閉鎖不可能な流動管路を確保する。
【００１６】
間隔保持要素の有利な構成とは以下のようなものである。即ち、間隔保持要素を格子構造にすると、間隔保持要素は隣接する薄膜クツシヨンとの接触が微細になる。こうして、間隔保持要素が流動媒体に及ぼす流動抵抗を無視できる程に小さくすることができる。
【００１７】
間隔保持要素の格子構造は、直角に交差する多数の棒状の第１，第２の格子要素で形成するのが有利である。この場合、第１の格子要素は断面が第２の格子要素のそれよりも大きく形成され、断面が広い第１の格子要素は被分離流動媒体の流動方向と平行に薄膜クツシヨンの間に配置され、断面の狭い第２の格子要素は第１の格子要素と直交し、その結果被分離流動媒体を薄膜要素の隣接する表面の間と、第２の格子要素の間とに、阻害されことなく貫流させることができる。
【００１８】
本発明が提案する薄膜要素間の構造では、間隔保持要素が及ぼす流動抵抗を可能な限り小さくするために、間隔保持要素の断面形状はほぼ円環形であり、間隔保持要素は場合によつては単一体のこともあるが、弾性材料またはエラストマ被加工材から製造できるので、製造が簡単かつ廉価であり、多要素螺旋体に上下に重ねて巻き付ける薄膜要素への適応も可能になる。
【００１９】
特に薄膜クツシヨンを形成する薄膜要素の間に少くとも１つの中間要素を設ける。中間要素が薄膜クツシヨンを安定させるとともに排水機能を果し、薄膜クツシヨンの薄膜要素を透過した透過物が透過口へ流れるのを容易になる。
【００２０】
透過物が流出しやすくなるように、中間要素としてフリースに類似の構造のものを設けると、透過物は中間要素の表面の両側のみでなく、中間要素の内部をも流れることができる。
【００２１】
多数の薄膜クツシヨンと多数の間隔保持要素から、円環形の断面構造をもつ成形体を規定の最終型に保持するために、多要素螺旋体の外周面に糸状要素を巻き付ける。この場合、唯一の糸状要素がコイル巻きにして多要素螺旋体に巻き付けられるが、多数の糸状要素が多要素螺旋体のそれぞれ特定の範囲に巻き付けられてもよい。
【００２２】
特に、糸状要素には硬化性樹脂またはプラスチツクを含浸させるか吹き付けるかして、糸状要素を多要素螺旋体に巻き付けた後に硬化させる。これにより、多要素螺旋体は最終仕上げの後に、目標通りの構造をなす最終姿勢（形状）に維持し、薄膜クツシヨンと間隔保持要素と中間要素のもつ復元力により、再び平坦な姿勢に跳ねもどることがない。
【００２３】
濾過・分離装置の別の有利な構成では、多要素螺旋体と透過物排出・収集装置は両端側に、ケースに対し多要素螺旋体および透過物排出・収集装置が圧密に接する遮断要素を備えており、遮断要素は少くとも１つの流動媒体投入口と少くとも１つの残留物排出口とを備えている。遮断要素はケースの内部に圧密に閉鎖された内部空間を形成しており、被分離流動媒体は投入口から排出口まで、内部空間にあつて螺旋状に上下に重なつて巻き付けられた薄膜クツシヨンの両側を線形に流れる。
【００２４】
多要素螺旋体が透過物排出・収集装置を形成し、多要素螺旋体と透過物排出・収集装置と遮断要素とからなる分離ユニツトが濾過・分離装置のケースの内部へ取出し可能に挿入され、故障、手入れ、その他の検査作業の際に、遮断要素の１つと分離ユニツトを濾過・分離装置から取り出すことができる。上述した濾過・分離装置の構成により、分離ユニツトの容易な交換が確実に行われる。
【００２５】
分離ユニツトを既製品化しやすくし、かつ多要素螺旋体が故障の時分離ユニツトを高い費用をかけずに濾過・分離装置から取り出し、機能する他の分離ユニツトと交換できるように、かつ濾過・分離装置を線形ないし軸方向に貫通する棒状の透過物排出・収集装置をケースから取り出したり交換したりしないで分離ユニツトの交換を行うために、多要素螺旋体を上下に連続して別体の管状要素に巻き付けるのが有利である。この場合、管状要素の内部の孔に透過物排出・収集装置を収容し、即ち分離ユニツトを既製品化して、棒状の透過物排出・収集装置に取り外し可能に外挿するようにするだけでよい。この場合、管状要素をプラスチツク被加工材で製造することにより、金属製の管状要素よりも生産費を大幅に軽減でき、適当なプラスチツク被加工材の選択により管状要素の内側表面と透過物排出・収集装置の透過物投入口との間の密封をも可能にする。この場合、透過物投入口は透過物排出・収集装置の表面の周囲に１つまたは多数の軸方向溝として形成することができる。
【００２６】
薄膜クツシヨンの透過物排出口から出る透過物を、管状要素を経て透過物排出・収集装置の透過物投入口へ導くために、管状要素に多数の径方向の孔を設けるのが有利である。径方向の孔は薄膜クツシヨンの透過物と透過物排出・収集装置の透過物投入口とに連通する。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を概略図に基づき詳述する。図１，２に示すように、濾過・分離装置１０の構造を説明すると、濾過・分離装置１０は圧密なケース１４を有し、ケース１４は各図中で円筒形の管状要素として構成される。濾過・分離装置１０にケース１４を軸方向に貫通する透過物排出・収集装置２１が設けられる。透過物排出・収集装置２１は締付ボルトの機能も有する。締付ボルトは分離ユニツト１１０を支持している。これについてはより詳細に説明する。
【００２８】
図２は分離ユニツト１１０の一部分を示す。分離ユニツト１１０は濾過・分離装置１０を貫通する透過物排出・収集装置２１の他に遮断要素２５，２６を有する。遮断要素２５，２６は、図を分りやすくするために図２には示してない。透過物排出・収集装置２１には別の管状要素２７が装着される。管状要素２７は透過物排出・収集装置２１から引き抜くことができる。同じく、濾過・分離装置１０を貫通する別体の管状要素２７、即ちケース１４の軸長よりも僅かに短い管状要素２７には、図３に示すように、薄膜クツシヨン１３のように形成された多数の薄膜が、多層螺旋体ないし多要素螺旋体２０のように巻き付けられる。図１，２は薄膜を上下に重ねて巻き付けた多要素螺旋体２０の最終の状態を示す。
【００２９】
図３は図２の線３Ａ−３Ａによる拡大断面図である。図３では管状要素２７の内部の孔２７０に挿入された透過物排出・収集装置２１は、図２の薄膜クツシヨン１３を上下に巻き付けられた多要素螺旋体２０とは異なり、薄膜クツシヨン１３を上下に巻き付けられていない単一の薄膜クツシヨン１３からなる。図３の連続線で示す薄膜クツシヨン１３は縮尺通りではない。実際の態様では薄膜クツシヨン１３は例えば幅９５０ｍｍ、長さ７５５ｍｍのものであり、長さは管状要素２７の径方向の薄膜クツシヨン１３の実長と考えてよい。薄膜クツシヨン１３の幅と長さは可能な実施例に基づくものであり、濾過・分離装置１０の構成が異なれば、薄膜クツシヨン１３の幅と長さは全く異なるものにすることができる。
【００３０】
図３に示す実施例では、多要素螺旋体２０は１８個の薄膜クツシヨン１３から構成される。この場合にも、薄膜クツシヨン１３の数が異なつても多要素螺旋体２０を形成することができる。また、図３に示すものは、濾過・分離装置１０を理解しやすくするための模式図であることを断つておく。したがつて、各多要素螺旋体２０を形成する薄膜クツシヨン１３はこれを取り外して示す。
【００３１】
薄膜クツシヨン１３は図６〜８に示すような構造のものであるが、後に詳細に説明する。多要素螺旋体２０は最終的な巻付け状態では、図１，２に示す断面形状になる。
【００３２】
図３に示すように、多要素螺旋体２０の薄膜クツシヨン１３は、透過物排出口１３１が管状要素２７に形成された径方向の孔２７１に通じるように配置されている。薄膜クツシヨン１３の透過物排出口１３１から出る透過物１８は、径方向の孔２７１を通り抜けて、管状要素２７の内部孔２７０に配置された透過物排出・収集装置２１の軸方向溝をなす透過物投入口２１０へ入り、透過物投入口２１０を経て外部へ出ることができる。何故なら、軸方向の溝をなす透過物投入口２１０は、透過物排出・収集装置２１の外周面に形成され、かつ透過物排出・収集装置２１の一端に形成された環状の管路に連通し、環状の管路から透過物排出口１６を経て透過物排出・収集装置２１の外部へ通じるからである。しかし、溝型の透過物投入口２１０の代りに、管状要素２７の内部孔２７０と濾過・分離装置１０を貫通するボルト状の透過物排出・収集装置２１との間に、別体の管状の管路を設け、透過物１８が管状の管路を通つて透過物排出口１６へ流れるように構成することができる。
【００３３】
本実施例の濾過・分離装置１０では、１８個の薄膜クツシヨン１３に合せて１８個の径方向の孔２７１が管状要素２７に設けられている。多数の径方向の孔２７１は、各薄膜クツシヨン１３の長さに合せて管状要素２７の軸方向に配列され、薄膜クツシヨン１３からの透過物１８の流出を可能な限り一様にする。第２の多要素螺旋体２２では、多要素螺旋体２０を形成する薄膜クツシヨン１３が、間隔保持要素２３により相互に間隔を存して保持される。図３には間隔保持要素２３を薄膜クツシヨン１３とは別の鎖線で示す。
【００３４】
図４，５に示すように、幅と長さが薄膜クツシヨン１３とほぼ同じ間隔保持要素２３は格子構造のものである。図４，５は分かりやすくするために、間隔保持要素２３の構造を拡大して示す。間隔保持要素２３の格子構造は、実際上直角に交差する多数の棒状の第１の格子要素２３０と、棒状の第２の格子要素２３１とから形成される。第１の格子要素２３０の断面積は第２の格子要素２３１のそれよりも大きい。間隔保持要素２３は第２の多要素螺旋体２２を形成するために、濾過・分離装置１０の内部と、薄膜クツシヨン１３からなる第１の多要素螺旋体２０とに対して、間隔保持要素２３の第１の格子要素２３０が管状要素２７またはボルト状の透過物排出・収集装置２１の軸方向に並ぶように配置されている。
その結果、多要素螺旋体２０，２２を貫流する被分離流動媒体１１は、第２の格子要素２３１に沿つて流れることができる。したがつて、被分離流動媒体１１にとつては無視しうる極く僅かな流動抵抗となる。
【００３５】
図４，５に示す実施例では、間隔保持要素２３の第１の格子要素２３０と第２の格子要素２３１の断面は本質的に円形である。しかし、濾過・分離装置１０を特別に所望された目的に使用する場合、例えば被分離流動媒体１１を渦流にして多要素螺旋体２０を通じて薄膜クツシヨン１３へ流すものにすれば、断面を他の形状にすることもできる。間隔保持要素２３は弾性被加工材、例えばエラストマ・プラスチツクのようなプラスチツクで形成可能である。
【００３６】
薄膜クツシヨン１３からなる第１の多要素螺旋体２０を図１，２に示すような最終形状にすると、薄膜クツシヨン１３の間に設けた間隔保持要素２３が薄膜クツシヨン１３に隣接する各薄膜要素１３３，１３４の表面に付着して各薄膜要素１３３，１３４が直接上下に重なり、被分離流動媒体１１を通す流動管路の形成を妨げる。その結果、図１の右側に示すように、流動媒体１１は端面から薄膜クツシヨン１３からなる多要素螺旋体２０の内部へ入り、薄膜クツシヨン１３の全面を擦過した後、多要素螺旋体２０の外部へ出て行くことができる（図１の左側を参照）。第１の多要素螺旋体２０の薄膜要素１３３，１３４の間に、間隔保持要素２３を配設することにより第２の多要素螺旋体２２を形成すると、流動断面積が十分に大きい、流動媒体１１のための流動管路が確保される。
【００３７】
図１の実施例で、第１の多要素螺旋体２０および第２の多要素螺旋体２２を３６個の要素から形成すると、即ち１８個の薄膜クツシヨン１３と１８個の間隔保持要素２３から形成し、図１，２に示すように最終の巻付け状態にすると、各薄膜要素１３３，１３４は間隔保持要素２３の中間に配置されて上下に重なり、多要素螺旋体２０，２２は間隔保持要素２３の外周面２４に固定される（図２を参照）。これは、例えば多要素螺旋体２０，２２の外周面２４に１つまたは多数の糸状要素を巻き付けることにより得られる。多要素螺旋体２０，２２に対する糸状要素の巻付け状態を強固にするために、糸状要素に硬化可能な樹脂またはプラスチツクを含浸させることができる。熱の適当な照射または樹脂あるいはプラスチツクの硬化工程の適切な調節により、多要素螺旋体２０，２２に対する糸状要素の巻付け完了後に、糸状要素の硬化工程を開始することができる。しかし、多要素螺旋体２０，２２の外周面２４に例えばエラストマ被加工材製の帯状要素をコイル状に巻くこともできる。
【００３８】
図２に示すように、多要素螺旋体２０，２２の完成体は、例えば濾過・分離装置１０をボルトのように貫通する透過物排出・収集装置２１に外嵌される。次いで、多要素螺旋体２０，２２と管状要素２７との結合体は、両端側に遮断要素２５，２６を備えられ、各遮断要素２５，２６は少くとも１つの被分離流動媒体１１の投入口１５と、少くとも１つの残留物排出口１７とを備えられる。適当な密閉手段とキヤツプナツトにより遮断要素２５，２６は管状要素２７に対して密閉され、多要素螺旋体２０，２２と透過物排出・収集装置２１と遮断要素２５，２６とからなる分離ユニツト１１０は、ケース１４に入れた後、密閉手段としての遮断要素２５，２６により、図１に示すように、ケース１４に対し圧密に位置決めされる。
【００３９】
濾過・分離装置１０の内部で使用される薄膜クツシヨン１３は、図６に示すように実質上長方形のものである。この種の薄膜クツシヨン１３は例えばＥＰ−Ｂ−Ｏ  １２９６６３  に開示されており、公知の方法で製造することができる。薄膜クツシヨン１３は通常２つの薄膜要素１３３，１３４を重ね合され、適当なポリマ被加工材により保持される。特に、ポリマは濾過・分離装置１０により達成すべき分離課題、つまり被分離流動媒体１１に応じて選定される。図７，８に示すように、各薄膜要素１３３，１３４は流路の始端１３６で、公知の方法例えば超音波処理により溶着されるか、または適当に接着される。
【００４０】
本発明による濾過・分離装置１０に使用される薄膜クツシヨン１３は、薄膜クツシヨン１３の端面１３２の一方に、透過物排出口１３１を形成したことであり、透過物排出口１３１は管状要素２７の径方向の孔２７１と同列であり、薄膜クツシヨン１３から透過物排出口１３１を経て外部へ出る透過物１８は、管状要素２７の径方向の孔２７１へ入ることができる。薄膜クツシヨン１３の内部、即ち薄膜クツシヨン１３を形成する薄膜要素１３３，１３４の間には少くとも１つの中間要素１３５が配設される。図７に示す薄膜クツシヨン１３の構成を参照されたい。中間要素１３５をフリース状の構造とすることにより、透過物はより容易に透過物排出口１３１へ流出することができる。しかし、原理的には、図８の薄膜クツシヨン１３のように、薄膜要素１３３，１３４の間には中間要素１３５を設けないでもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば濾過・分離装置の部に線形流動方向に配置された薄膜を有するので、流動媒体が濾過・分離装置の内部を線形に貫流し、また上下に積層配置された薄膜要素をジグザグに還流する濾過・分離装置の効果をも奏する。
【００４２】
本発明の濾過・分離装置はいわば流動媒体が投入口から排出口まで貫流するための「開放管路」を形成し、従来の濾過・分離装置と比較して、同じ外形寸法で濾過・分離装置の内部の薄膜の面積が４倍以上も広い。
【００４３】
本発明による濾過・分離装置は、構造が公知のそれよりも簡単にすることができる。つまり、薄膜クツシヨンを機械的に安定に位置決めするために、濾過・分離装置を貫通する管状の透過物排出・収集装置へ薄膜クツシヨンを巻き付けて多層螺旋体ないし多要素螺旋体を形成したので、薄膜クツシヨンの強制的曲折により、薄膜クツシヨンの独立した安定性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る濾過・分離装置の側面断面図である。
【図２】管状要素にボルト状の透過物排出・収集装置を嵌合し、管状要素に薄膜クツシヨンと間隔保持要素とを上下に重ねて巻き付けて多要素螺旋体を形成した、図１の濾過・分離装置の一部を示す側面断面図である。
【図３】管状要素の内部空間に透過物排出・収集装置を挿入し、各薄膜クツシヨンの間に間隔保持要素を配設してない点で異なる、破断線が図２の線３Ａ−３Ａに相当する拡大正面断面図である。
【図４】間隔保持要素の一部を拡大して示す正面断面図である。
【図５】間隔保持要素の一部を拡大して示す平面断面図である。
【図６】片側に透過物排出口を有する薄膜クツシヨンの側面図である。
【図７】中間要素を有する薄膜クツシヨンを示す、図６の線７Ａ−７Ａによる側面断面図である。
【図８】中間要素のない薄膜クツシヨンを示す、図６の線８Ａ−８Ａによる側面断面図である。
【符号の説明】
１０：濾過・分離装置  １１：流動媒体  １３：薄膜クツシヨン  １４：ケース１５：投入口  １６：透過物排出口  １７：残留物排出口  １８：透過物  １９：残留物  ２０：第１の多要素螺旋体  ２１：透過物排出・収集装置  ２２：第２の多要素螺旋体  ２３：間隔保持要素  ２４：外周面  ２５：遮断要素  ２６：遮断要素  ２７：管状要素  １１０：分離ユニツト  １３０：終端  １３１：透過物排出口  １３２：端面  １３３：薄膜要素  １３４：薄膜要素  １３５：中間要素  １３６：始端  ２１０：透過物投入口  ２３０：第１の格子要素  ２３１：第２の格子要素  ２７０：内部孔  ２７１：径方向の孔
【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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