(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空曝気シャフト（１）、曝気ヘッド（２）、中空糸膜（４）、上端ソケット（５）、下端ソケット（６）、上端カバー（７）、下端カバー（８）、水生成口（９）、曝気入口（１０）、保護網（１１）、及び接着材（１２）を備えるシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールであって、前述の中空糸膜（４）、中空曝気シャフト（１）、上端ソケット（５）、下端ソケット（６）、及び接着材（１２）は一体に固定され、前述の曝気ヘッド（２）は前述の中空曝気シャフト（１）に接続され、前述の曝気ヘッド（２）の数は少なくとも一つであり、前述の水生成口（９）は前述の膜モジュールの上端及び／或いは下端に設置され、前述の曝気入口（１０）は前述の中空曝気シャフト（１）の一端又は両端に設置され、前述の保護網（１１）は前述の膜モジュールの周りに覆われることを特徴とする、シャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項２】
さらに水生成連絡管（３）を備え、前述の水生成連絡管（３）は中空糸膜（４）、中空曝気シャフト（１）、上端ソケット（５）、下端ソケット（６）、及び接着材（１２）と一体に固定されることを特徴とする、請求項１に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項３】
前述の中空曝気シャフト（１）は、前述の膜モジュールの中心軸の位置に設置されており、その一端又は両端が開口されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項４】
前述の曝気ヘッド（２）は一つである場合、前述の中空曝気シャフト（１）の下端ソケット（６）付近の中空膜糸が露出する部位に装着されるが、前述の曝気ヘッド（２）は二つ以上である場合、一つの曝気ヘッドは前述の中空曝気シャフト（１）の下端ソケット（６）付近の中空膜糸が露出する部位に装着され、他の曝気ヘッドは等間隔で前述の中空曝気シャフト（１）に配列されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項５】
前述の曝気ヘッド（２）の形状は中心リング状であって、中心リングには二つ以上の曝気分岐管が放射状で設置されており、前述の曝気ヘッド（２）の外囲寸法は前述の上端ソケット（５）や下端ソケット（６）の外径と相等であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項６】
前述の水生成連絡管（３）は両端で開口されており、その数は一つ以上であって、前述の水生成連絡管（３）は一つである場合、前述の中空曝気シャフト（１）の外面に直接に外挿され、且つ前述の中空曝気シャフト（１）とは同軸であるが、前述の水生成連絡管（３）は複数である場合、一つの水生成連絡管は前述の中空曝気シャフト（１）の外面に外挿され、他の水生成連絡管は前述の中空曝気シャフト（１）の周りに均一に配列される、或いはすべての水生成連絡管は前述の中空曝気シャフト（１）の周りに均一に配列されることを特徴とする、請求項２に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項７】
前述の中空糸膜（４）の両端はそれぞれ、前述の上端ソケット（５）と下端ソケット（６）に固定され、且つ前述の中空糸膜（４）の中空口は両端でも開放されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項８】
前述の保護網（１１）は、前述の中空糸膜（４）を外部と仕切るように前述の膜モジュールの周りに設けられ、前述の保護網（１１）のメッシュ数は５０メッシュ以上であり、前述の保護網（１１）の材料は、金属材料、無機材料及び有機材料からなる群より選ばれることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項９】
前述の保護網（１１）の材料は、ステンレス、アクリロン、ナイロン及びセラミックからなる群より選ばれることを特徴とする、請求項８に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールを備えるフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルターデバイスに関し、具体的には、シャフト式浸漬型中空糸膜モジュールに関し、さらに当該シャフト式浸漬型中空糸膜モジュールを備えるフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
中空糸膜は水処理、バイオセパレーション、空気ろ過などに広く使用されている。中空糸膜モジュールの典型的な構造形態は、束ねた中空糸膜を耐圧ケーシングに装入し、膜束の端部を固定させたものである。こうして膜束をケーシングに直接装入する形態では、糸膜の結びつけや糸乱れが生じやすく、これにより透過流束の減少や膜モジュールの寿命の短縮が招かれる。
【０００３】
そこで、直接に固定される膜モジュールの改良が行われている。膜束の表面に綱状の保護層を設けることや、仕切板で膜を複数の束に分けることは、いずれも膜をある程度保護できるが、やはり膜束に傷を付けやすく、水流の分配と生成された水の収集もうまくできず、膜糸の糸折れを招くことが多く、ろ過効率が低い。特に、膜モジュールの直径と長さが長くなる場合は、問題がより厳しくなる。
【０００４】
これらの問題に対して、膜束の端部に配水装置を付設し、配水を分散させるとともに、配水器、膜束及びケーシングを一体に接着・固定することが提案されたが、こうしても、配水が均一ではないことがまだあり、単位コストの上昇にも繋がる。
【０００５】
今まで、本分野においては、構造が合理的であり、水流の分配と生成された水の収集がより合理的で効率的であり、中空糸膜の利用効率が高く、ろ過効率が高く、透過流束が大きく、寿命が長く、且つ単位コストが低い中空糸膜モジュールはまだ開発されていない。
【０００６】
それで、本分野においては、構造が合理的であり、水流の分配と生成された水の収集がより合理的で効率的であり、中空糸膜の利用効率が高く、ろ過効率が高く、透過流束が大きく、寿命が長く、且つ単位コストが低い中空糸膜モジュールが切望されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、構造が合理的であり、水流の分配と生成された水の収集がより合理的で効率的であり、中空糸膜の利用効率が高く、ろ過効率が高く、透過流束が大きく、寿命が長く、且つ単位コストが低い新規な中空糸膜モジュールを提供することで、従来技術にある問題点を解決した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールの一つは、中空曝気シャフト、曝気ヘッド、中空糸膜、上端ソケット、下端ソケット、上端カバー、下端カバー、水生成口、曝気入口、保護網、及び接着材を備えるシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールであって、前述の中空糸膜、中空曝気シャフト、上端ソケット、下端ソケット、及び接着材は一体に固定され、前述の曝気ヘッドは前述の中空曝気シャフトに接続され、前述の曝気ヘッドの数は少なくとも一つであり、前述の水生成口は前述の膜モジュールの上端及び／或いは下端に設置され、前述の曝気入口は前述の中空曝気シャフトの一端又は両端に設置され、前述の保護網は前述の膜モジュールの周りに覆われることを特徴としている。
【０００９】
一つの好ましい実施形態において、前述の膜モジュールは、さらに、水生成連絡管を備え、前述の水生成連絡管は中空糸膜、中空曝気シャフト、上端ソケット、下端ソケット、及び接着材と一体に固定される。
【００１０】
他の好ましい実施形態において、前述の中空曝気シャフトは、前述の膜モジュールの中心軸の位置に設置され、その一端又は両端が開口されている。
他の好ましい実施形態において、前述の曝気ヘッドは一つである場合、前述の中空曝気シャフトの下端ソケット付近の中空膜糸が露出する部位に装着されるが、前述の曝気ヘッドは二つ以上である場合、一つの曝気ヘッドは前述の中空曝気シャフトの下端ソケット付近の中空膜糸が露出する部位に装着され、他の曝気ヘッドは等間隔で前述の中空曝気シャフトに配列される。
【００１１】
他の好ましい実施形態において、前述の曝気ヘッドの形状は中心リング状であって、中心リングには二つ以上の曝気分岐管が放射状で設置されており、前述の曝気ヘッドの外囲寸法は前述の上端ソケットや下端ソケットの外径と相等である。
【００１２】
他の好ましい実施形態において、前述の水生成連絡管の両端は開口され、その数は一つ以上である。前述の水生成連絡管は一つである場合、前述の中空曝気シャフトの外面に直接に外挿され、且つ前述の中空曝気シャフトとは同軸であるが、前述の水生成連絡管は複数である場合、一つの水生成連絡管は前述の中空曝気シャフトの外面に外挿され、他の水生成連絡管は前述の中空曝気シャフトの周りに均一に配列される、或いはすべての水生成連絡管は前述の中空曝気シャフトの周りに均一に配列される。
【００１３】
他の好ましい実施形態において、前述の中空糸膜の両端はそれぞれ、前述の上端ソケットと下端ソケットに固定され、且つ前述の中空糸膜の中空口は両端でも開放されている。
他の好ましい実施形態において、前述の保護網は、前述の中空糸膜を外部と仕切るように前述の膜モジュールの周りに設けられ、前述の保護網のメッシュ数は５０メッシュ以上であり、前述の保護網の材料は、金属材料、無機材料及び有機材料からなる群より選ばれる。
【００１４】
他の好ましい実施形態において、前述の保護網の材料は、ステンレス、アクリロン、ナイロン及びセラミックからなる群より選ばれる。
本発明のもう一つは、前述のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールを備えるフィルターを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の主な効果は以下の通りである。
本発明に係るシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールは、構造が合理的であり、水流の分配と生成された水の収集がより合理的で効率的であり、中空糸膜の利用効率が高く、ろ過効率が高く、透過流束が大きく、寿命が長く、且つ単位コストが低いので、混濁な水源に好ましく直接適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る水生成連絡管付きシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールの概念図である。
【図２】図１に示す実施形態における水生成連絡管が中空曝気シャフトと偏心配列されている場合を示す。
【図３】図１に示す実施形態における水生成連絡管が中空曝気シャフトの両側で対称的に配列されている場合を示す。
【図４】図１に示す実施形態における水生成連絡管が中空曝気シャフトと同軸配列されている場合を示す。
【図５】図１に示す実施形態における水生成連絡管が中空曝気シャフトの周りに均一に配列されている場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の発明者らは幅広く深く研究した結果、本発明に係る特殊な構造によれば、構造が合理的であり、水流の分配と生成された水の収集がより合理的で効率的であり、中空糸膜の利用効率が高く、ろ過効率が高く、透過流束が大きく、寿命が長く、且つ単位コストが低いシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールが得られることを見出した。
【００１８】
本発明の一つは、中空曝気シャフト１、曝気ヘッド２、中空糸膜４、上端ソケット５、下端ソケット６、上端カバー７、下端カバー８、水生成口９、曝気入口１０、保護網１１、及び接着材１２を備えるシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールであって、前述の中空糸膜４、中空曝気シャフト１、上端ソケット５、下端ソケット６、及び接着材１２は一体に固定され、前述の曝気ヘッド２は前述の中空曝気シャフト１に接続され、前述の曝気ヘッド２の数は少なくとも一つであり、前述の水生成口９は前述の膜モジュールの上端及び／或いは下端に設置され、前述の曝気入口１０は前述の中空曝気シャフト１の一端又は両端に設置され、前述の保護網１１は前述の膜モジュールの周りに覆われることを特徴とする、シャフト式浸漬型中空糸膜モジュールを提供する。
【００１９】
本発明の一つの好ましい実施形態において、前述の膜モジュールは、さらに、水生成連絡管３を備え、前述の水生成連絡管３は中空糸膜４、中空曝気シャフト１、上端ソケット５、下端ソケット６、及び接着材１２と一体に固定される。
【００２０】
本発明の他の好ましい実施形態において、前述の中空曝気シャフト１は、前述の膜モジュールの中心軸の位置に設置されており、一端で開口されてもよいし、両端で開口されてもよい。
【００２１】
本発明の他の好ましい実施形態において、前述の曝気ヘッド２は一つである場合、前述の中空曝気シャフト１の下端ソケット６付近の中空膜糸が露出する部位に装着されるが、前述の曝気ヘッド２は二つ以上である場合、一つの曝気ヘッドは前述の中空曝気シャフト１の下端ソケット６付近の中空膜糸が露出する部位に装着され、他の曝気ヘッドは等間隔で前述の中空曝気シャフト１に配列される。
【００２２】
本発明の他の好ましい実施形態において、前述の曝気ヘッド２の形状は中心リング状であって、中心リングには二つ以上の曝気分岐管が放射状で設置されており、前述の曝気ヘッド２の外囲寸法は前述の上端ソケット５や下端ソケット６の外径と相等である。
【００２３】
本発明の他の好ましい実施形態において、前述の水生成連絡管３は両端で開口されてもよく、その数は一つ以上である。前述の水生成連絡管３は一つである場合、前述の中空曝気シャフト１の外面に直接に外挿され、且つ前述の中空曝気シャフト１とは同軸であるが、前述の水生成連絡管３は複数である場合、一つの水生成連絡管は前述の中空曝気シャフト１の外面に外挿され、他の水生成連絡管は前述の中空曝気シャフト１の周りに均一に配列される、或いはすべての水生成連絡管は前述の中空曝気シャフト１の周りに均一に配列される。
【００２４】
本発明の他の好ましい実施形態において、前述の中空糸膜４の両端はそれぞれ、前述の上端ソケット５と下端ソケット６に固定され、且つ前述の中空糸膜４の中空口は両端でも開放されている。
【００２５】
本発明の他の好ましい実施形態において、前述の保護網１１は、前述の中空糸膜４を外部と仕切るように前述の膜モジュールの周りに設けられ、前述の保護網１１のメッシュ数は５０メッシュ以上であり、前述の保護網１１の材料は、金属材料、無機材料及び有機材料などからなる群より選ばれる。
【００２６】
本発明の他の好ましい実施形態において、前述の保護網１１の材料は、ステンレス、アクリロン、ナイロン及びセラミックなどからなる群より選ばれる。
本発明のもう一つは、前述のシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールを備えるフィルターを提供する。
【００２７】
以下、図面によって、さらに本発明を説明するが、これらは本発明を説明するために用いるもので、発明の範囲の制限にはならないと理解されるものである。
図1は、本発明の一つの実施形態に係る水生成連絡管３付きシャフト式浸漬型中空糸膜モジュールを示す。当該中空糸膜モジュールは、図１に示すように、略円柱状構造のものであり、中空曝気シャフト１と、前述の中空曝気シャフト１に接続される曝気ヘッド２と、水生成連絡管３と、中空糸膜４と、上端ソケット５と、下端ソケット６と、上端カバー７と、下端カバー８と、前述の膜モジュールの上端及び下端にそれぞれ設置される水生成口９と、前述の中空曝気シャフト１に設置される曝気入口１０と、前述の膜モジュールの周りに覆われる保護網１１と、接着材１２と、を備える。前述の水生成連絡管３は中空糸膜４、中空曝気シャフト１、上端ソケット５、下端ソケット６、及び接着材１２と一体に固定される。前述の中空曝気シャフト１は、前述の膜モジュールの中心軸の位置に設置されており、一端で開口されてもよいし、両端で開口されてもよい。前述の曝気ヘッド２は、前述の中空曝気シャフト１の下端ソケット６付近の中空膜糸が露出する部位に装着される。前述の曝気ヘッド２の形状は中心リング状でもよく、且つ中心リングには二つ以上の曝気分岐管（図示せず）が放射状で設置されてもよく、前述の曝気ヘッド２の外囲寸法は前述の上端ソケット５や下端ソケット６の外径と相等である。前述の水生成連絡管３は両端で開口されてもよく、その数は一つ以上であってもよく。前述の中空糸膜４の両端はそれぞれ、前述の上端ソケット５と下端ソケット６に固定され、且つ前述の中空糸膜４の中空口は両端でも開放されている。前述の保護網１１は、前述の中空糸膜４を外部と仕切るように前述の膜モジュールの周りに設けられ、前述の保護網１１のメッシュ数は５０メッシュ以上であってもよく、前述の保護網１１の材料は、金属材料、無機材料及び有機材料などからなる群より選ばれてもよく、好ましくは、ステンレス、アクリロン、ナイロン及びセラミックなどからなる群より選ばれる。
【００２８】
図２は、図１に示す実施形態における水生成連絡管３が中空曝気シャフト１と偏心配列されている場合を示す。図２に示すように、水生成連絡管３は、中空曝気シャフト１の近傍で偏心的に配列されている。
【００２９】
図３は、図１に示す実施形態における水生成連絡管３が中空曝気シャフト１の両側で対称的に配列されている場合を示す。図３に示すように、水生成連絡管３は、中空曝気シャフト１の両側で対称的に配列されている。
【００３０】
図４は、図１に示す実施形態における水生成連絡管３が中空曝気シャフト１と同軸配列されている場合を示す。図４に示すように、水生成連絡管３は、中空曝気シャフト１と同軸配列されている。
【００３１】
図５は、図１に示す実施形態における水生成連絡管３が中空曝気シャフト１の周りに均一に配列されている場合を示す。図５に示すように、水生成連絡管３は、中空曝気シャフト１の周りに均一に配列されている。
【００３２】
なお、はっきりと理解されるために、本発明を詳細に説明したが、この分野の技術者は、明細書を読み終わった後、本発明の精神と実質的な前提から離れることなく各種の修正や変更をすることができ、それらの修正や変更はすべて本発明の請求の範囲に含まれると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００３３】
１      中空曝気シャフト
２      曝気ヘッド
３      水生成連絡管
４      中空糸膜
５      上端ソケット
６      下端ソケット
７      上端カバー
８      下端カバー
９      水生成口
１０    曝気入口
１１    保護膜
１２    接着剤
【図１】
0004751483.tif 000002
【図２】
0004751483.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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