(57)【要約】【課題】膜エレメントを構成する複数の膜チューブ間における流路閉塞の発生を防止することができるセラミック膜モジュールを提供する。【解決手段】膜エレメント１３は、セラミック製の複数の膜チューブ１６と、各膜チューブ１６を集束固定して支持する集束プレート１７とで構成され、集束プレート１７の被処理流体側の面に、補強用のリブ３６ａ，３６ｂが設けられ、リブ３６ａ，３６ｂを取付けた箇所を除いて、膜チューブ１６を集束プレート１７に配列することにより、リブ３６ａ，３６ｂの取付箇所に沿って、集束プレート１７の被処理流体側に、膜チューブ１６を取付けていない膜チューブ欠如領域Ａが形成され、膜チューブ欠如領域Ａが、濃縮水の排出を促す濃縮水排出流路３７ａ，３７ｂとして構成されている。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に、被処理流体を濾過する膜エレメントを設けたセラミック膜モジュールであって、
上記膜エレメントは、先端を閉塞した細い直管状をなすセラミック製の複数の膜チューブと、これら膜チューブを集束固定して水平方向に支持する集束プレートとで構成され、上記ケーシングは、被処理流体を供給する被処理流体供給部と、上記各膜チューブで濾過された濾過流体を排出する濾過流体排出部とを有し、上記集束プレートの被処理流体側の面又は濾過流体側の面の少なくともいずれかの面に、補強用のリブが設けられ、上記リブを取付けた箇所を除いて、上記膜チューブを集束プレートに配列することにより、リブ取付箇所に沿って、集束プレートの被処理流体側に、膜チューブを取付けていない膜チューブ欠如領域が形成され、上記膜チューブ欠如領域が、濃縮流体の排出を促す濃縮流体排出流路として構成されていることを特徴とするセラミック膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミック膜モジュールに関し、上水（浄水）処理、下水・廃水処理、ガス分離、ダスト分離の技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、膜モジュールとしては、図８に示すように、被処理水を膜チューブ１の外側から内側へ流して濾過する形式のものがある。すなわち、上記膜チューブ１は、直管状に形成されており、ケーシング２の内部に水平方向に多数設けられ、図９に示すように千鳥状に配列されている。
【０００３】
ケーシング２の上部には、被処理水を供給する被処理水供給部３が設けられ、ケーシング２の両端部には、上記各膜チューブ１で濾過された濾過水を排出する濾過水排出部４が設けられている。また、ケーシング２の下部には、上記濾過水排出部４から排出されずにケーシング２内に残った濃縮水や汚泥等を排出する濃縮水排出部５が設けられている。
【０００４】
これによると、上記被処理水供給部３からケーシング２内に供給された被処理水は、各膜チューブ１の外側から内側へ流れる際に濾過され、その後、各膜チューブ１の内部流路を通って濾過水排出部４から排出される。また、ケーシング２内の濃縮水や汚泥等は濃縮水排出部５からケーシング２の外部へ排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、被処理水中の濁質成分もしくは浮遊物質が多い場合、各膜チューブ１間に上記濁質成分や浮遊物質が堆積して、膜チューブ１間で流路閉塞が発生し、その結果、濾過分離機能が低下してしまうといった問題があった。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するものであり、膜チューブ間における流路閉塞の発生を防止することができるセラミック膜モジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、ケーシング内に、被処理流体を濾過する膜エレメントを設けたセラミック膜モジュールであって、
上記膜エレメントは、先端を閉塞した細い直管状をなすセラミック製の複数の膜チューブと、これら膜チューブを集束固定して水平方向に支持する集束プレートとで構成され、上記ケーシングは、被処理流体を供給する被処理流体供給部と、上記各膜チューブで濾過された濾過流体を排出する濾過流体排出部とを有し、上記集束プレートの被処理流体側の面又は濾過流体側の面の少なくともいずれかの面に、補強用のリブが設けられ、上記リブを取付けた箇所を除いて、上記膜チューブを集束プレートに配列することにより、リブ取付箇所に沿って、集束プレートの被処理流体側に、膜チューブを取付けていない膜チューブ欠如領域が形成され、上記膜チューブ欠如領域が、濃縮流体の排出を促す濃縮流体排出流路として構成されているものである。
【０００８】
これによると、被処理流体供給部からケーシング内に供給された被処理流体は、各膜チューブの外側から内側へ流れる際に濾過され、その後、各膜チューブの内部流路を通って濾過流体排出部から濾過流体として排出される。
【０００９】
この際、集束プレートはリブで補強されているため、集束プレートの厚みを薄くして膜エレメントの小型軽量化を図ることができる。
また、膜エレメントの膜チューブ欠如領域が濃縮流体の排出を促す濃縮流体排出流路として構成されるため、ケーシング内の濃縮流体や濁質成分，浮遊物質が上記濃縮流体排出流路を流れてスムーズに排出される。したがって、各膜チューブ間に上記濁質成分や浮遊物質が堆積して流路閉塞が発生するといった不具合を防止することができる。
【００１０】
尚、上記のように集束プレートをリブで補強する際に形成される膜チューブ欠如領域を、濃縮流体排出流路として利用することにより、集束プレートの補強と各膜チューブ間の流路閉塞防止とが両立して達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、セラミック膜モジュール１１は、水平状に設置されたケーシング１２内に、被処理水（被処理流体の一例）を濾過する膜エレメント１３を設けた構成を有している。
【００１２】
尚、上記ケーシング１２は種々の形状を採用できるが本実施の形態では直管円筒状のものについて説明する。すなわち、ケーシング１２は両端が膜エレメント装入口１４ａ，１４ｂとして開口し、両膜エレメント装入口１４ａ，１４ｂの外周縁にそれぞれフランジ１５を有している。
【００１３】
上記膜エレメント１３はケーシング１２内の一端部側と他端部側とにそれぞれ設けられており、一方の膜エレメント１３は一方の膜エレメント装入口１４ａを通してケーシング１２内に着脱自在であり、また、他方の膜エレメント１３は他方の膜エレメント装入口１４ｂを通してケーシング１２内に着脱自在である。
【００１４】
上記両膜エレメント１３はそれぞれ、先端を閉塞した細い直管状をなすセラミック製の複数の膜チューブ１６と、これら膜チューブ１６の基端部を集束固定して各膜チューブ１６を水平方向に片持ち状に支持する円板形状の集束プレート１７とで構成されている。尚、図３〜図５に示すように、上記各膜チューブ１６は、管壁を膜形成材のみで成形してなり、管外径１〜６ｍｍφ、管壁肉厚０．１〜０．８ｍｍの形状をなすものである。また、各膜チューブ１６の基端部は、集束プレート１７に形成された貫通孔に装入されており、各膜チューブ１６の基端部間に充填された接着材層１８によって集束プレート１７に水密に接着されている。尚、上記膜チューブ１６は、集束プレート１７上において、千鳥状（又は格子状）に配列されている。
【００１５】
図２に示すように、ケーシング１２内において、両膜エレメント１３間には給水空間２４が形成され、ケーシング１２の上部には、ケーシング１２内の給水空間２４に被処理水を供給する原水供給口２５（被処理流体供給部の一例）が設けられている。また、ケーシング１２の両端部にはそれぞれ、膜チューブ１６の内部流路２６に連通し且つ膜チューブ１６で濾過された濾過水（濾過流体の一例）を排出する濾過水排出部２７（濾過流体排出部に相当）が設けられている。上記濾過水排出部２７は、各膜チューブ１３の基端開口部を覆って配置される集水部材２８と、この集水部材２８に形成された濾過水排出口２９とで構成されている。さらに、ケーシング１２の両端下部には、ケーシング１２内に残った濃縮水や汚泥等を排出する濃縮水排出口３０（濃縮流体排出部に相当）が設けられている。
【００１６】
上記両膜エレメント１３の集束プレート１７はシール材３２を介してフランジ１５に水密に配置され、また、上記濾過水排出部２７の集水部材２８はシール材３３を介して集束プレート１７に水密に配置され、固定ボルト，ナット３４によってフランジ１５と集束プレート１７と濾過水排出部２７とが一体に締め付けて固定される。
【００１７】
また、図３〜図５に示すように、集束プレート１７の被処理流体側（すなわち濾過前の流体側に相当し、一次側又は原水供給側と表現してもよい）の面には、複数の補強用のリブ３６ａ，３６ｂが設けられている。これらリブ３６ａ，３６ｂは、集束プレート１７の径方向に設けられ、集束プレート１７の中心部で十字型に交差している。尚、上記集束プレート１７とリブ３６ａ，３６ｂとはプラスチック等によって一体成形されている。
【００１８】
上記リブ３６ａ，３６ｂを取付けた箇所を除いて、上記膜チューブ１６を集束プレート１７に配列することにより、上記リブ３６ａ，３６ｂの取付箇所に沿って、集束プレート１７の被処理流体側に、膜チューブ１６を取付けていない膜チューブ欠如領域Ａが形成されている。この膜チューブ欠如領域Ａによって、濃縮水の排出を促す十字型に交差した濃縮水排出流路３７ａ，３７ｂ（濃縮流体排出流路に相当）が膜エレメント１３に構成される。
【００１９】
以下、上記構成における作用を説明する。
図２に示すように、原水供給口２５からケーシング１２内に供給された被処理水は、各膜チューブ１６の外側から内側へ流れる際に濾過され、その後、各膜チューブ１６の内部流路２６を通って濾過水排出口２９から濾過水として排出される。
【００２０】
この際、図３に示すように、集束プレート１７はリブ３６ａ，３６ｂで補強されているため、集束プレート１７が集水部材２８側（濾過水排出側）に撓むのを防止することができ、集束プレート１７の厚みを薄くして膜エレメント１３の小型軽量化を図ることができる。
【００２１】
また、膜エレメント１３の膜チューブ欠如領域Ａが濃縮水排出流路３７ａ，３７ｂとして構成されるため、ケーシング１２内の濃縮水や濁質成分，浮遊物質が上記濃縮水排出流路３７ａ，３７ｂを流れてスムーズに排出される。したがって、各膜チューブ１６間に上記濁質成分や浮遊物質が堆積して流路閉塞が発生するといった不具合を防止することができる。
【００２２】
尚、上記のように集束プレート１７をリブ３６ａ，３６ｂで補強する際に形成される膜チューブ欠如領域Ａを、濃縮水排出流路３７ａ，３７ｂとして利用することにより、集束プレート１７の補強と各膜チューブ１６間の流路閉塞防止とが両立して達成される。
【００２３】
上記実施の形態では、図４，図５に示すように、リブ３６ａ，３６ｂを集束プレート１７の被処理流体側（すなわち濾過前の流体側に相当し、一次側又は原水供給側と表現してもよい）の面に設けているが、反対側である濾過流体側（濾過後の流体側に相当し、二次側又は濾過水排出側と表現してもよい）の面に設けてもよい。又は、集束プレート１７の被処理流体側と濾過流体側との両面に設けてもよい。
【００２４】
上記実施の形態では、被処理流体の一例として被処理水を挙げたが、水に限定されるものではなく、水以外の液体或いは気体であってもよい。
上記実施の形態では、図３に示すように、２本の補強用のリブ３６ａ，３６ｂを集束プレート１７の中心部で十字型に交差させて配置しているが、この配置形式に限定されるものではなく、他の実施の形態として、例えば、図６に示すように、複数本のリブ４１を集束プレート１７の中心部から放射状に配置してもよく、或いは、図７に示すように、複数本のリブ４２を格子状に配置してもよい。尚、上記のようなリブ４１，４２の配置形式においても、同様に、上記各リブ４１，４２の取付箇所に沿って、集束プレート１７の被処理流体側に、膜チューブ１６を取付けていない膜チューブ欠如領域Ａが形成されている。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、集束プレートはリブで補強されているため、集束プレートの厚みを薄くして膜エレメントの小型軽量化を図ることができる。
【００２６】
また、膜エレメントの膜チューブ欠如領域が濃縮流体排出流路として構成されるため、ケーシング内の濃縮流体や濁質成分，浮遊物質が上記濃縮流体排出流路を流れてスムーズに排出される。したがって、各膜チューブ間に上記濁質成分や浮遊物質が堆積して流路閉塞が発生するといった不具合を防止することができ、濾過分離機能の低下を防止することができる。
【００２７】
尚、上記のように集束プレートをリブで補強する際に形成される膜チューブ欠如領域を、濃縮流体排出流路として利用することにより、集束プレートの補強と各膜チューブ間の流路閉塞防止とが両立して達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるセラミック膜モジュールの一部切欠き斜視図である。
【図２】同、セラミック膜モジュールの断面図である。
【図３】同、セラミック膜モジュールの膜エレメントの正面図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図５】図３におけるＹ−Ｙ矢視図である。
【図６】本発明の他の実施の形態におけるセラミック膜モジュールの膜エレメントの正面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態におけるセラミック膜モジュールの膜エレメントの正面図である。
【図８】従来のセラミック膜モジュールの一部切欠き側面図である。
【図９】同、セラミック膜モジュールの膜チューブの配列を示す正面図である。
【符号の説明】
１１　　セラミック膜モジュール
１２　　ケーシング
１３　　膜エレメント
１６　　膜チューブ
１７　　集束プレート
２５　　原水供給口（被処理流体供給部）
２７　　濾過水排出部（濾過流体排出部）
３６ａ，３６ｂ，４１，４２　　リブ
３７ａ，３７ｂ　　濃縮水排出流路（濃縮流体排出流路）
Ａ　　膜チューブ欠如領域
【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】
2004081943.tif 000008
【図７】
2004081943.tif 000009
【図８】
2004081943.tif 000010
【図９】
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