(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の共通な軸線（Ｓ）の少なくとも一部を渦巻状に包囲して、円板状の膜モジュール（２０，１２０）を形成する多数の管状膜（２２，２４，２６，２８）を有し、分流法で材料混合物を分離する装置用の膜モジュールにおいて、
前記管状膜（２２，２４，２６，２８）のうちの少なくとも２本の管状膜が、これらの管状膜を螺旋状に形成して１本の管状膜ストランドを形成する工程中に１本の共通の螺旋軸線（Ｗ）を螺旋状に包囲し、ロープ状に捻られていること、及び
前記膜モジュールは、それぞれロープ状に捻った少なくとも２本の前記管状膜から成る少なくとも２本の前記管状膜ストランドを有する少なくとも２本の膜螺旋ユニット（２００）から構成され、この場合、前記管状膜ストランドの螺旋軸線（Ｗ）が、１本の共通の主螺旋軸線（ＨＷ）を螺旋状に包囲することを特徴とする膜モジュール。
【請求項２】
前記膜モジュールの前記膜螺旋ユニット（２００）を貫流する液体の流れ方向に沿った曲率半径が小さくなるように、この膜螺旋ユニット（２００）が、第１部分（２０ａ）に沿って共通の軸線（Ｓ）を渦巻き状に包囲し、そしてこの流れ方向に沿った曲率半径（Ｒ）が大きくなるように、前記膜モジュールの前記膜螺旋ユニット（２００）が、前記第１部分に続く第２部分（２０ｃ）に沿って前記共通の軸線（Ｓ）を渦巻き状に包囲することを特徴とする請求項１に記載の膜モジュール。
【請求項３】
前記第１部分（２０ａ）及び前記第２部分（２０ｃ）は、同じ外径を有することを特徴とする請求項２に記載の膜モジュール。
【請求項４】
全ての前記管状膜（２２，２４，２６，２８）は、同じ長さを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の膜モジュール。
【請求項５】
前記膜モジュールは、この膜モジュールの渦巻状の周囲の少なくとも一部に沿って平行に延在する前記膜螺旋ユニット（２００）を有し、これらの膜螺旋ユニット（２００）はそれぞれ、ロープ状に捻った少なくとも２本の前記管状膜ストランドから成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の膜モジュール。
【請求項６】
複数の前記膜螺旋ユニット（２００）は、共通の軸線に対して垂直に延在する平面上で互いに並んで延在し、この場合、これらの前記膜螺旋ユニット（２００）の半径方向の順序が、前記第１部分（２０ａ）と前記第２部分（２０ｃ）との間で反対になることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の膜モジュール。
【請求項７】
前記膜モジュールは、少なくとも３本の前記膜螺旋ユニット（２００）を有し、これらの前記膜螺旋ユニット（２００）の各々が、複数の前記管状膜ストランドを有することを特徴とする請求項１に記載の膜モジュール。
【請求項８】
少なくとも１本の前記管状膜ストランドの前記管状膜が、これらの管状膜の材料に比べて硬い材料から成る支持体を螺旋状に包囲することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の膜モジュール。
【請求項９】
少なくとも３本の管状膜ストランドによって材料混合物を分離する装置用の膜螺旋ユニットにおいて、
これらの管状膜ストランドの各々は、１本の共通の螺旋軸線（Ｗ）を螺旋状に包囲する複数の管状膜を有し、この場合、これらの個々の管状膜ストランドの前記螺旋軸線（Ｗ）は、１本の共通の主螺旋軸線（ＨＷ）を螺旋状に包囲することを特徴とする膜螺旋ユニット。
【請求項１０】
３n 本の前記管状膜ストランドの各々が、１本の共通の前記螺旋軸線（Ｗ）を螺旋状に包囲する複数の前記管状膜を有し、この場合、個々の前記管状膜ストランドは、それぞれ３n-1 本の膜螺旋ユニットから成る３つのグループに束ねられていて、これらのグループは、１本の主螺旋軸線（ＨＷ）を螺旋状に包囲し、ｎは、２以上の自然数であることを特徴とする３n 本の前記管状膜ストランドを有する請求項９に記載の膜螺旋ユニット。
【請求項１１】
前記各グループは、それぞれ３n-2 本の前記管状膜ストランドから成る３つの下位のグループを有し、これらの下位のグループは、１本の共通の並行螺旋軸線（ＮＷ１，ＮＷ２，ＮＷ３）を螺旋状に包囲し、ｎは、３以上の自然数であることを特徴とする３n 本の前記管状膜ストランドを有する請求項１０に記載の膜螺旋ユニット。
【請求項１２】
合成樹脂用の押出しノズルと毛細管又は膜用の収容装置を使用して請求項１〜１１のいずれか１項に記載の分離装置用の１本の螺旋軸線を螺旋状に包囲する毛細管又は管状膜を製造する方法において、
押出しノズルから押出された毛細管又は膜用の収容装置が、押出しの間に回転することを特徴とする方法。
【請求項１３】
合成樹脂用の押出しノズルと毛細管又は膜用の収容装置を使用して、１本の螺旋軸を螺状に包囲する毛細管又は管状膜を製造する方法において、
押出された毛細管又膜用の押出しノズルが、押出しの間に回転する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、分流法(Querstromverfahren)で材料混合物を分離する装置用の膜モジュールに関する。この膜モジュールは、１本の軸線の少なくとも一部をほぼ螺旋状に包囲する多数の管状膜から構成されたほぼ円板状の１つのモジュールを形成する。
【０００２】
このような膜モジュールによって稼働する分流分離法(Quelstrom-Trennverfahren)は、例えば果汁を精製するために使用される。この目的のために、精製されていない果汁が、給水管を経由して管状膜内に流入される。この工程では、果汁の（分子の大きさまでの）微細な材料部分、いわゆるパーミート（Permeat)が、管状膜の壁を通過し、パーミートのタンク内に到達する。その一方で、大きな材料部分、リテンタート（Retentat）は、排水管を経由して管状膜から排出され、そして別の処理部に供給される。果汁のこのような分離つまり精製では、管壁面上に沈積する固体物質が、管状膜を貫流する果汁によって溶解されて、再び管状膜から除去されることによって、フィルタとして作用する管状膜の詰まりが回避され得る。
【０００３】
説明した分流分離法で使用される膜モジュールの満足のいく濾過効率を得るため、比較的大きなフィルタ面を使用する必要がある。さらに、満足のいく濾過効率に必要な有効なフィルタ面に対する管状膜の内部容量の十分に小さい比を得るため、管状膜が十分に小さい内径を有することを保証しなければならない。この場合、多数の管状膜が平行に貫流されるときにだけ、満足のいく濾過効率が得られる。実際の使用に対して必要な対応する分離装置のコンパクトな構造を実現するため、直線状に延在する管状膜の代わりに曲げられた管状膜を使用することが国際特許発明第 98/19778 号明細書中で提唱されている。この明細書中に記されている分離装置の第１の実施形では、１本の共通の螺旋軸線を螺旋状に包囲する複数の管状膜が使用される。これらの管状膜の損傷を阻止するため、これに関連して個別にこの共通の螺旋軸線を包囲するこれらの管状膜を束ねることが提唱されている。この束では、個々の管状膜がロープ状に捻られている。
【０００４】
この明細書中に記されている分離装置のもう１つの実施形では、個々の管状膜が、冒頭で述べた種類の膜モジュールを形成する。扁平で円板状のモジュールを形成するこれらの個々の管状膜は、１本の共通の軸線を渦巻き状に包囲する。このような膜モジュールは、特に扁平に形成された分離装置が必要になるときに使用される。されに、１つの膜モジュール当たり十分な濾過効率を得るため、多数の管状膜が渦巻き状に互いに平行に一層で又は多層で巻かれ得る。
【０００５】
最後に説明したこれらの膜モジュールの製造では、従来の巻取り装置を使用して得られる膜モジュールは、多くの場合に目標の形からずれる。何故なら、巻取り装置で個々の管状膜を巻くと、大きな問題を伴うからである。すなわち、完成した膜モジュールの直径が、軸線方向の長さに比べて非常に長い。その結果、モジュールの軸線方向の非常に小さい引張り応力又は圧縮ひずみが、巻取り面からの個々の管の飛び出しを引き起こす。この理由から、冒頭で述べた膜モジュールを製造する場合は、個々の管状膜を手で巻くか、又はとりわけ大きな制御経費をかけることが一般に必要である。さらに、巻取り工程中に個々の膜モジュール内で個々の管状膜と管状膜との間を多数の地点で張り合わせることも一般にさらに必要である。個々の管状膜がその所定の位置からずれないように、先に説明した種類の公知の膜モジュールの完成後に、これらの膜モジュールのとくに用心のための処理がさらに必要である。
【０００６】
以上で説明したこの従来の技術における問題に鑑みて、本発明の課題は、特別な制御経費なしに自動的に製造でき、かつ満足のいく形状安定性を有する冒頭で述べた種類の膜モジュールを提供することにある。
この課題は、本発明により、公知の膜モジュールを改良することによって解決される。この改良では、少なくとも２本の管状膜が、少なくともこれらの管状膜の一部をほぼ渦巻状に形成して１本の管状膜ストランドを形成する工程中に１本の共通の螺旋軸線を螺旋状に包囲し、特にロープ状に捻られている。
【０００７】
本発明は、個々の管状膜ストランドの形成された外側の輪郭が個々の管状膜を捻ることによって得られるという認識に基づいている。この外側の輪郭は、これらの管状膜ストランドを渦巻き状に巻いたときにこうして完成した膜モジュールの安定性をもたらす。何故なら、膜モジュールの管状膜ストランドの連続した巻き体の複数の仕切面が、ほぼ一体的に互いに密接するからである。これによって、渦巻軸線方向の応力がモジュールにかかったときでも、高い安定性が得られる。これによって、一方では、個々の管状巻く自体が、巻き工程の間にその目標位置から飛び出すことが阻止され得る。さらに、個々の管ストランド又は巻き体が、膜モジュールの処理時にその目標位置からずれることが阻止され得る。他方では、個々の管状幕が１本の共通の軸線を渦巻き状に包囲する膜モジュールを製造するために捻った管状膜を使用すると、対応する巻取り装置が、多くの場合に十分な安定性を呈する１本のストランドだけを必ず供給できる。これによって、巻き工程が簡単になる。その結果、この巻き工程は、比較的僅かな制御経費で自動的に実施され得る。この場合、安定性をそれほど損なうことなしに、個々の管状膜間及び／又は渦巻き巻き体間の接着接合部分の数が低減され得る。この場合、特に、このような接着接合部分を完全に省略してもよいし、又はこれとは違った接合部分を使用してもよい。本発明の膜モジュールのこの製造では、個々の管状膜が、ロープ状に捻ることによって２つの層に自動的に巻かれる。その結果、このように２層状に巻いた場合は、従来の膜モジュールにおいて２層状に巻くために必要な個々の管状膜の内側の被覆部分を 180°だけ省略できる。このことは、巻き工程をさらに簡単にし、かつ巻き工程用の装置に関する経費をさらに低減する。通常、分流法で材料混合物を分離する装置では、多数の膜モジュールが平行に稼動される。この場合、１本の給水管と１本の排水管だけが、全部の管状膜用に設けられている。このような装置では、管状膜を貫流する液体の流れ方向に沿った曲率半径が小さくなるように、モジュールの管状膜が最初の部分に沿って共通の軸線を渦巻き状に包囲し、かつ、この流れ方向に沿った曲率半径が大きくなるように、このモジュールのこれらの管状膜がこの最初の部分に続く２番目の部分に沿ってこの共通の軸線を渦巻き状に包囲する場合に、必要な整備作業が、個々の膜モジュールの交換を明らかに簡単にする。管状膜のこの敷設によって、膜モジュール内の材料混合物が、最初に共通の軸線方向に向かって流れ、その後にこの共通の軸線から渦巻き状に排出される。その結果、給水管と排水管の双方が、この膜モジュールの外側に配置され得る。交換すべき膜モジュールが共通の軸線方向に沿って別の２つの膜モジュール間に配置されているときは、給水管と排水管のこの配置は、管状膜又は管状膜ストランドの分離後にこの給水管とこの排水管とによる障害なしに個々の膜モジュールを交換することを可能にする。
【０００８】
この実施形では、最初の部分と２番目の部分がほぼ同じ外径を有するときに特に効果的であることが実証されている。
モジュールの全ての管状膜が同じ長さを有するならば、本発明の膜モジュールの製造のさらなる簡素化は、全部の管状膜に対する均一な濾過作用を同時に保証することで実現され得る。
冒頭で既に述べたように、膜モジュールが多数の管状膜を有するときに、特に高い濾過効率が、本発明の膜モジュールによって得られる。これらの管状膜は、本発明の膜モジュールでは渦巻き状の周囲の一部に少なくとも沿って平行に延在し、それぞれロープ状に捻った少なくとも２本の管状膜から成る少なくとも２本のストランドの形態で実現できる。最後に説明した本発明の実施形では、これらのストランドが共通の軸線に対して垂直に延在している平面上で相並んで延在しているときに、全部の管状膜がほぼ同じ長さを有する膜モジュールが得られる。この場合、これらのストランドの半径方向の順序が、最初の部分と２番目の部分との間で反対になるか、又は、これらのストランドが共通の軸線に沿って順番に配置されている。
【０００９】
本発明の膜モジュールが、それぞれロープ状に捻った少なくとも２本の管状膜から成る少なくとも２本のストランドを有するならば、さらなる安定化が実現される。この場合、これらのストランドの螺旋軸線が、別の共通の螺旋軸線を螺旋状に包囲する。この場合、モジュールが少なくとも２本のストランドを有し、これらのストランドの各々が、多数の、特に３本の管状膜を有するときに、特に効果的であることが実証されている。さらに、本発明の膜モジュールの所望の安定性の点で、少なくとも１本のストランドの管状膜が、これらの管状膜の材料に比べて硬い材料から成る支持体を螺旋状に包囲するときに効果的であることが実証されている。
【００１０】
本発明の膜モジュールを使用するにあたっては、ディーン流れ（Dean-Stroemung）が膜の貫流時に膜内で発生するように、少なくとも１本のストランドの膜が螺旋状に包囲するときに、濾過作用が向上する。分流濾過するための装置内でのディーン流れの発生は、国際特許発明第 97/05946 号明細書中に記されている。この明細書のディーン流れを得るのに必要な管状膜の要件に関する内容は、この明細書中に詳しく説明されている。
【００１１】
１本の共通の螺旋軸を螺旋状に包囲する多数の管状膜から成る管状膜ストランドを製造する場合には、個々の管状膜の長さが、捻ることによってこの共通の螺旋軸に沿っていろいろに変化してしまうという問題が発生する。これによって、個々の管状膜ストランドの個々の管状膜の側面が、この共通の軸線に沿ってずれる。少なくとも３本の管状膜ストランドを有する膜螺旋ユニットを本発明の膜モジュールを製造するために使用すれば、このずれは、低減又は阻止され得る。これらの管状膜ストランドの各々が、１本の共通の螺旋軸を螺旋状に包囲する多数の、特に３本の管状膜を有する。この場合、個々のストランドの螺旋軸が、別の１本の共通の螺旋軸を螺旋状に包囲する。本発明の別の構成では、膜螺旋ユニット３n が複数の管状膜ストランドを有することも可能である。これらの管状膜ストランドの各々は、１本の共通の螺旋軸を包囲する多数の、特に３本の管状膜を有する。この場合、個々の管状膜ストランドは、それぞれ３n-1 本の管状膜ストランドから成るグループに束ねられている。これらのグループは、１本の主螺旋軸線を螺旋状に包囲する。この場合、管状膜ストランドの各グループは、それぞれ３n-1 本の管状膜ストランドから成る３つの下位のグループを同様に有してもよい。これらの下位のグループは、１本の共通の平行螺旋軸線を螺旋状に包囲する。
【００１２】
本発明の膜モジュール又は膜螺旋ユニットでは、螺旋軸線周りの螺旋状の周囲を包囲するための個々の管状膜の軸線方向の長さ（被覆周期；Umschlag-Periode）は、最大でも管状膜の外径の 10 倍である。本発明のこの構成による分離装置が特に有効であることが分かっている。
さらに、螺旋状に形成される工程中の共通の螺旋軸の曲率半径が、個々の管状膜の内径の 10 倍に少なくとも等しいときに、効果的であることが実証されている。ここでも、この構成は特に有効に働く。本発明の膜モジュールを使用して製造された分離装置の総合的な効果を考慮すると、個々の管状膜の長さがこれらの管状膜の内径の 3000 倍であるときに特に優れていることが実証されている。
本発明によれば、１つのモジュール内の個々の膜の総数は、好ましくは 15 本よりも多い。この寸法の規則を守れば、特に効果的な分離装置になる。
【００１３】
これらの膜モジュールの少なくとも一部が、枠状のホルダによって包囲されているならば、本発明の膜モジュールはさらに安定になる。このようホルダは、説明した配置に高い安定性を付与するだけではなくて、予め設定され、かつ分離装置の効果の観点から重要な又は必須な個々の管状膜及び／又は膜モジュール間の間隔を保持するのにも寄与する。１つの膜モジュールの少なくとも２つの膜が互いに不動に連結されているときに、安定性がさらに向上し得る。これによって、より高い安定性が得られるだけではなくて、所定の間隔が個々の管状膜間で確定される。
【００１４】
本発明は、合成樹脂用の押出しノズル及び毛細管又は膜用の収容装置を使用して、１本の螺旋軸を螺旋状に包囲する管状膜を製造する方法に関する。
押出しノズルから押出される毛細管又は膜用の収容装置が、押出しの間に本発明にしたがって回転する。特に２本，３本又は４本の管状膜が同時に押出されるときに、この方法は、特に簡単な製造を保証する。この場合、膜が、収容装置の回転運動によって自動的にかつ一定に捻られる。したがって、捻りを発生させるための特別な方法ステップは不要である。その代わりに又は付加的に、押出しノズルを回転させてもよい。これによって、収容装置が回転する構造と同じ効果が得られる。
以下に、本発明を本発明に特有の全ての点に関し、かつ先の記述で詳しく説明しなかった詳細を参照して図面に基づいて詳しく説明する。
【００１５】
図１，２中に示された分離装置は、集水容器１０及び全部で７個の膜モジュール２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０から主に構成されている。これらの膜モジュール２０〜８０の各々は、扁平な円板の形に形成されている。これらの膜モジュールによって分離すべき材料混合物が、１本の給水管１２によって供給される。各膜モジュール２０〜８０は、この給水管１２に連結されている。矢印Ａ，Ｂによって図１，２中に示したように、材料混合物の分離されなかった部分(Retentat ；リテンタート) が、膜モジュールの貫流後に排水管１４によって排水される。矢印Ｃによって図２中に示したように、材料混合物の膜モジュール２０〜８０によって分離された部分(Permeat；パーミート) は、容器１０内に集められ、もう１つの排水管１６を介してこの容器から排出される。
【００１６】
以下に、図１，２中に示された分離装置の個々の膜モジュールの構造を図３に基づいて膜モジュール２０を例に説明する。したがって、この膜モジュール２０は、全部で３つの管状膜２２，２４，２６から成る１本のストランドを有する。１本の共通の螺旋軸線Ｗを螺旋状に包囲する。この共通の螺旋軸線Ｗは、最初の渦巻軸線Ｓ（図３ｂ参照）を渦巻状に包囲する部分２０ａを形成する。この部分２０ａ内では、螺旋軸線の曲率半径が、管状膜２２，２４，２６を貫流する材料混合物の流れ方向Ａに徐々に小さくなる。その結果、材料混合物は、渦巻状に包囲するこの最初の部分２０ａに沿って共通の軸線Ｓに向かって流れる。渦巻状に包囲するこの最初の部分２０ａに引続いて、この螺旋軸線は、同じ回転方向で渦巻状に包囲する２番目の部分２０ｃに移行する。部分２０ｂは、この図ではより分かりやすくするために垂直に引き伸ばされている。実際は、渦巻が斜めに上昇して２番目の部分に移行する。螺旋軸線Ｗの曲率半径が、この２番目の渦巻状の部分２０ｃに沿って管状膜２２，２４，２６を貫流する材料混合物の流れ方向Ａに徐々に大きくなる。その結果、材料混合物は、この２番目の部分に沿って軸線Ｓに対して放射状に外側に向かって流れ、これらの渦巻状に包囲する部分２０ａ，２０ｃの外側に配置された１本の排水管によって排出され得る。
【００１７】
こうして、以上により、図３ｂ中に概略的に示された膜モジュールの配置が、扁平な円板の形で可能になる。この場合、図１，２中に示したように、給水管と排水管の双方が、この扁平な円板の外側に配置され得る。
図３中に示された管状膜ストランドの図４中に示された詳細な図によれば、３つの管状膜２２，２４，２６がロープ状に互いに捻られている。その結果、これらの３つの管状膜は、１本の共通の螺旋軸線Ｗを螺旋状に包囲する。この場合、この螺旋軸線は、渦巻状の回転に応じて部分２０ａ，２０ｃに沿って曲げられている。この場合、曲率半径Ｒは、渦巻状の部分２０ａ沿いでは徐々に小さくなり、渦巻状の部分２０ｃ沿いでは徐々に大きくなる。図４中に示された本発明の実施形では、個々の管状膜２２，２４，２６の長手方向軸線が、螺旋軸線Ｗから同じ間隔を有することがさらに保証されている。
【００１８】
本発明の図５中に示された実施形では、２本の管状膜２２，２４だけが、管状膜ストランド２０を形成するために捻られている。図５中では、この管状膜ストランドの包絡端部が、円Ｋによって示されている。
図６中に示された管状ストランドは、図４に基づいて示された管状膜ストランドに一致する。この場合、この図でも、管状膜ストランドが、円Ｋによって示されている。さらに図６中では、長手方向軸線２３，２５，２７が、螺旋軸線Ｗに対して垂直に延在する断面端部上でこの螺旋軸線Ｗから同じ間隔を有することが特に明確に分かる。
図７中に示された本発明の実施形は、１本の共通の螺旋軸線Ｗを螺旋状に包囲する４本の管状膜２２，２４，２６，２８を有する。この場合、これらの管状膜から形成された管状膜ストランドの包絡端部が、ここでも円Ｋによって示されている。本発明のこの実施形でも、管状膜２２，２４，２６，２８の長手方向軸線２３，２５，２７，２９が、螺旋軸線Ｗに対して垂直に延在する断面端部上でこの螺旋軸線Ｗから同じ間隔を有する。
【００１９】
図８中に示された本発明の実施形は、図７中に示された実施形にほぼ一致する。この場合、１つのホルダ２１がさらに設けられている。管状膜２２，２４，２６，２８が、このホルダ２１によって束ねられる。このフレーム状のホルダ２１は、同時に渦巻状に包囲する管状膜ストランドの個々の湾曲部分(Windungen) 間の予め設定された間隔を保証するための固定装置と間隔保持器として使用される。
図９は、本発明のもう１つの実施形を示す。この実施形では、２本の管状膜が、１本の管状膜ストランドを形成するために捻られている。本発明のこの実施形では、両管状膜２２，２４を互いに連結する１つのウェブ２１によって固定が実施される。このウェブ２１は、管状膜ストランドの螺旋軸線Ｗを交差し、かつ両管状膜２２，２４と一体的に構成してもよい。
【００２０】
図１０は、２本の管状膜ストランド１３０，１４０を有する本発明の膜モジュール１２０を示す。これらの管状膜ストランド１３０，１４０の各々では、螺旋軸線Ｗ，Ｗ′が、図３に基づいて説明した本発明の実施形のように渦巻状に包囲する最初の部分２０ａ，偏向部分２０ｂ及び渦巻状に包囲する２番目の部分２０ｃに沿って延在している。この場合、これらの管状膜ストランド１３０，１４０は、渦巻軸線に対して垂直に延在する平面上で相並んで配置されている。そして、これらの管状膜ストランド１３０，１４０の半径方向の順序が、最初の部分と２番目の部分との間で反対になる。
【００２１】
特に図１０に基づいて説明した本発明の実施形によって、大きな外径と広い膜面積を有する複数の管状膜から円板状の巻き体（モジュール）を作ることが可能である。このことは、広いフィルタ面を有する垂直式のフィルタ設備の構造の場合に特に有益である。この場合、重なり合って配置された多数の膜モジュールの直径に対する全長の比を方向１に沿って可能な限り最適にすることが目的である。何故なら、任意に使用できる全長（部屋の高さ）が、多くの用途の運転において非常に低いからである。そのため、例えば以下の寸法を有する膜モジュールが使用され得る：
【００２２】
管状膜の内径：  5.5 mm
管状膜の外径：  8.5 mm
１本のストランド当りのなわれた管の数：  3 本
１個の円板当りの渦巻状に巻かれた層の数：  ２
固定した円板の厚さ：  39 mm
円板の内径：  250 mm
個々の管の長さ：  30 m
【００２３】
この場合、内径は、中心の凹部の直径を意味する。
モジュールが、これらの寸法で製造され得る。これらのモジュールは、並行して巻かれた多数の管状膜ストランドを有する。この場合、約 220 m2 の総フィルタ面を有するフィルタ配置が、以下のように製造され得る：
表１
0004414627.tif 000002
【００２４】
−  最後に、本発明の膜モジュールのさらなる利点を挙げることができる。
−  個々の巻き層間のパーミートの排出が容易である。
−  膜面の上層の構造に対するパーミートの途中時間の背圧の効果が改善される。
−  膜状管の外側の化学的な洗浄が容易である。
図１１中に示された膜螺旋ユニット２００は、全部で１２本の管状膜を有する。これらの管状膜は、管状膜を４本ずつ有する３本のグループ２２０，２３０，２４０に束ねられている。グループ２２０，２３０，２４０の各々の管状膜はそれぞれ、１本の螺旋軸線Ｗを螺旋状に包囲する。この場合、各グループの管状膜の長手方向軸線とそれに対応する螺旋軸線Ｗとの間の間隔は、この螺旋軸線に対して垂直に延在している断面上で等しい。グループ２２０，２３０，２４０によって形成された管状膜ストランドの螺旋軸線は、１本の主螺旋軸線ＨＷを螺旋状に包囲する。この場合、全ての螺旋軸線Ｗは、主螺旋軸線ＨＷに対して垂直に延在している断面上でこの主螺旋軸線ＨＷから同じ間隔を有する。同じ縮が全ての管状膜の螺旋軸線Ｗ又は主螺旋軸線ＨＷを捻ることによってこの主螺旋軸線ＨＷによって予め設定された方向に沿って起こることが、個々の管状膜のこの配置によって保証される。その結果、個々の管状膜の側面間の軸線方向のずれが発生しない。
【００２５】
この軸線方向のずれを阻止する本発明のもう１つの実施形が、図１２中に示されている。この図中に示された膜螺旋ユニットは、全部で９本の管状膜ストランドを有する。これらの管状膜ストランドの各々は、１本の共通の螺旋軸線を包囲する３本の管状膜から構成される。これらの９本の管状膜ストランドは、３つのグループ３１０，３２０，３３０に束ねられている。これらのグループの各々は、３本の管状膜ストランドを有する。この場合、第１グループ３１０の管状膜ストランド３１２，３１４，３１６の螺旋軸線が、第１並行螺旋軸線ＮＷ１を包囲し、第２グループ３２０の管状膜ストランド３２２，３２４，３２６の螺旋軸線が、第２並行螺旋軸線ＮＷ２を包囲し、そして第３グループ３３０の管状膜ストランド３３２，３３４，３３６の螺旋軸線が、第３並行螺旋軸線ＮＷ３を包囲する。この場合、各グループの管状膜ストランドの全ての螺旋軸が、それに対応する並行軸線から同じ間隔を有するように、各グループの管状膜ストランドの包絡端部が互いに密接することが保証されている。並行螺旋軸線ＮＷ１，ＮＷ２，ＮＷ３は、１本の主螺旋軸線ＨＷを螺旋状に有する。この場合、ここでも、全ての並行螺旋軸線ＮＷ１，ＮＷ２，ＮＷ３がこの主螺旋軸線ＨＷから同じ間隔を有するように、複数の管状膜ストランドから成る個々のグループの包絡端部が互いに密接することが保証されている。
【００２６】
図１２中に示された種類の配置を３本束ねて、それらの主螺旋軸線がもう１本の螺旋軸線を包囲することによって、図１２に基づいて示された管状膜の配置をさらに発展させてもよい。その結果、こうして得られた膜モジュールは、全部で27本の管状膜ストランドを有する。これらの管状膜ストランドの各々は、３本の管状膜を有する。このようにして、３n 本の管状膜ストランドを有する別の配置が構成され得る。これらの管状膜ストランドの各々は、１本の共通の螺旋軸を螺旋状に包囲する多数の、特に３本の管状膜を有する。この場合、個々の管状膜ストランドは、それぞれ３n-1 本の管状膜から成る３つのグループに束ねられている。これらのグループは、１本の主螺旋軸線を螺旋状に包囲する。この場合も同様に、これらのグループ３n-2 の各々が、複数の管状膜ストランドを有する。これらの管状膜ストランドは、１本の共通の並行螺旋軸線を螺旋状に包囲するこの場合も同様に、これらの下位のグループ３n-3 の各々は、複数の管状膜ストランドを有し得る。これらの管状膜ストランドは、１本の共通の下位の螺旋軸線を螺旋状に包囲し、それより下位のグループも同様に構成されている。この場合、ｎは自然数である。
【００２７】
図１３中には、本発明の製造方法の実施の形態が示されている。これによれば、３つの排出口を有する押出しノズル４３６が設けられている。さらに、収容装置として使用される容器４３８が設けられている。この容器は、モータ４４０によって回転駆動されている。容器４３８が押出しノズル４３６による押出しの間に回転すると、互いに捻られた複数の管状膜から形成された１本の膜螺旋ユニットが生じる。この膜螺旋ユニットは、容器４３８内で投げ縄状に堆積される。この膜螺旋ユニットに付与されたロープ状の捻れは不変である。特別な捻り工程は必要ない。
以上の説明，請求項及び図中に記載の本発明のこれらの特徴は、個別でも任意に組合わせたときでも本発明のいろいろな実施形でこの本発明を実現するために重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全部で７個の本発明の膜モジュールによって構成された分離装置の概略的な上面図である。
【図２】  図１の分離装置の前面図である。
【図３】  図１の分離装置の膜モジュールの概略図である。
【図４】  図３中に示された膜モジュールの管状膜ストランドの詳細図である。
【図５】  本発明の管状膜ストランドの各種の実施形の断面図である。
【図６】  本発明の管状膜ストランドの各種の実施形の断面図である。
【図７】  本発明の管状膜ストランドの各種の実施形の断面図である。
【図８】  本発明の管状膜ストランドの各種の実施形の断面図である。
【図９】  本発明の管状膜ストランドの各種の実施形の断面図である。
【図１０】  本発明のその他の実施形による膜モジュールの概略図である。
【図１１】  本発明の膜螺旋構成単位の断面図である。
【図１２】  本発明のもう１つの実施形による膜螺旋構成単位の断面図である。
【図１３】  本発明の押出し法の概略図である。
【符号の説明】
１０    集水容器
１２    給水管
１４    排水管
１６    排水管
２０    膜モジュール
２０ａ  部分
２０ｂ  部分，偏向部分
２０ｃ  部分
２１    ホルダ，ウェブ
２２    管状膜
２３    長手方向軸線
２４    管状膜
２５    長手方向軸線
２６    管状膜
２７    長手方向軸線
２８    管状膜
２９    長手方向軸線
３０    膜モジュール
４０    膜モジュール
５０    膜モジュール
６０    膜モジュール
７０    膜モジュール
８０    膜モジュール
１２０  膜モジュール
１３０  管状膜ストランド
１４０  管状膜ストランド
２００  膜螺旋ユニット
２２０  グループ
２３０  グループ
２４０  グループ
３１０  グループ
３１２  管状膜ストランド
３１４  管状膜ストランド
３１６  管状膜ストランド
３２０  グループ
３２２  管状膜ストランド
３２４  管状膜ストランド
３２６  管状膜ストランド
３３０  グループ
３３２  管状膜ストランド
３３４  管状膜ストランド
３３６  管状膜ストランド
４３６  押出しノズル
４３８  容器
４４０  モータ
Ｗ    螺旋軸線
Ｗ′  螺旋軸線
Ｓ    渦巻軸線
Ａ    流れ方向
Ｋ    円
ＨＷ    主螺旋軸線
ＮＷ１  並行螺旋軸線
ＮＷ２  並行螺旋軸線
ＮＷ３  並行螺旋軸線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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