(57)【要約】【課題】スパイラル型膜エレメントを圧力容器から容易に取り出すことができる膜エレメント取り出し用工具を提供する。【解決手段】膜エレメント取り出し用工具１は、一端に挿入部１２が設けられ、他端にハンドル１３が設けられた本体部１１と、本体部１１から突出し、圧力容器３の内周面上を摺動可能な支持部１５とを備えている。挿入部１２には、当該挿入部１２から径方向に広がってスパイラル型膜エレメント１２の中心管２１の内周面を押圧することにより、本体部１１をスパイラル型膜エレメント２に連結する係止部１４Ａが設けられている。係止部１４Ａは、操作部１７によって操作される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の圧力容器内に挿入された、分離膜および流路材を含む積層体が中心管の回りに巻き回されたスパイラル型膜エレメントを、前記圧力容器から取り出す際に使用される工具であって、
所定方向に延び、一端に前記中心管内に挿入される挿入部が設けられ、他端にハンドルが設けられた本体部と、
前記挿入部から径方向に広がって前記中心管の内周面を押圧することにより前記本体部を前記スパイラル型膜エレメントに連結する係止部と、
前記係止部を操作するための操作部と、
前記本体部から突出し、前記圧力容器の内周面に当接することにより前記本体部を介して前記スパイラル型膜エレメントを支える、前記圧力容器の内周面上を摺動可能な支持部と、
を備えた、膜エレメント取り出し用工具。
【請求項２】
前記係止部は、前記中心管の内周面を押圧したときに、前記本体部が前記中心管と平行になるように、前記本体部が延びる方向において前記中心管の内径以上の長さで前記中心管の内周面と接触する、請求項１に記載の膜エレメント取り出し用工具。
【請求項３】
前記支持部は、前記本体部を中心とする径方向に伸縮可能な伸縮機構で構成されており、
前記伸縮機構を操作するための第２の操作部をさらに備える、請求項１または２に記載の膜エレメント取り出し用工具。
【請求項４】
前記支持部の先端には、車輪が設けられている、請求項１〜３に記載の膜エレメント取り出し用工具。
【請求項５】
前記支持部は、前記本体部を中心とする周方向に互いに離間するように一対設けられている、請求項１〜４に記載の膜エレメント取り出し用工具。
【請求項６】
前記操作部は、前記ハンドルの近傍に設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の膜エレメント取り出し用工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の圧力容器内に挿入されたスパイラル型膜エレメントを圧力容器から取り出す際に使用される工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば海水淡水化処理や超純水の製造などに用いられるスパイラル型膜エレメントが知られている（例えば、特許文献１参照）。このスパイラル型膜エレメントは、海水淡水化処理などの処理量の多い用途では、筒状の圧力容器内に一列に複数本（例えば、４〜１０本程度）挿入される。そして、圧力容器の一方の端部に原水が供給されると、その原水がスパイラル型膜エレメントの分離膜によって透過水と濃縮水とに分離され、それらが圧力容器の他方の端部から別々に排出される。
【０００３】
スパイラル型膜エレメントは、分離膜の汚染具合などに応じて交換される。スパイラル型膜エレメントには、一般的に、圧力容器との隙間を原水の上流側の圧力を利用してシールする断面略Ｕ字状のパッキンが備えられている。そのため、従来、スパイラル型膜エレメントを交換する際には、圧力容器の一方の開口から最上流側に位置するスパイラル型膜エレメントを押すことにより、他方の開口からスパイラル型膜エレメントを最下流側から順に押し出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２０１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は外径が８インチのスパイラル型膜エレメントが主流であったが、近年では外径が１６〜２４インチと大型のスパイラル型膜エレメントが開発されてきている。このような大型のスパイラル型膜エレメントは重量が従来と比べて４〜８倍と大きく、従来のように押し出しによってスパイラル型膜エレメントを圧力容器から取り出すことが困難である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、スパイラル型膜エレメントを圧力容器から容易に取り出すことができる膜エレメント取り出し用工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、筒状の圧力容器内に挿入された、分離膜および流路材を含む積層体が中心管の回りに巻き回されたスパイラル型膜エレメントを、前記圧力容器から取り出す際に使用される工具であって、所定方向に延び、一端に前記中心管内に挿入される挿入部が設けられ、他端にハンドルが設けられた本体部と、前記挿入部から径方向に広がって前記中心管の内周面を押圧することにより前記本体部を前記スパイラル型膜エレメントに連結する係止部と、前記係止部を操作するための操作部と、前記本体部から突出し、前記圧力容器の内周面に当接することにより前記本体部を介して前記スパイラル型膜エレメントを支える、前記圧力容器の内周面上を摺動可能な支持部と、を備えた、膜エレメント取り出し用工具を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成によれば、本体部と支持部とで構成されるテコの原理により圧力容器内で膜エレメントの一端を持ち上げることができる。その状態で、支持部を圧力容器の内周面上に摺動させながら本体部を引けば、膜エレメントを圧力容器から簡単に引き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る膜エレメント取り出し用工具を用いてスパイラル型膜エレメントを圧力容器から取り出す方法を説明する図
【図２】図１に示す膜エレメント取り出し用工具の正面図
【図３】スパイラル型膜エレメントの構成図
【図４】変形例の膜エレメント取り出し用工具の先端を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００１１】
図１および図２に、本発明の一実施形態に係る膜エレメント取り出し用工具１（以下、単に「工具１」という。）を示す。この工具１は、ベッセルと呼ばれる筒状の圧力容器３内に挿入されたスパイラル型膜エレメント２を圧力容器３から取り出す際に使用されるものである。
【００１２】
図例では、スパイラル型膜エレメント２として、逆浸透膜エレメントが用いられている。ただし、スパイラル型膜エレメント２は、例えば限外濾過膜エレメントであってもよい。
【００１３】
スパイラル型膜エレメント２は、集水管として機能する中心管２１と、中心管２１の回りに巻き回された積層体２２と、積層体２２の両側に配置された一対の端部材２６と、積層体２２を取り巻く外装材２８とを備えている。端部材２６は、中心管２１の両端部に外嵌されている。端部材２６には、中心管２１の軸方向に沿って原水または濃縮水を流通させる複数の流通口が形成されており、中心管２１には、内部に濾過水を流入させる複数の導入孔が形成されている。端部材２６は、積層体２２がテレスコピック状に伸張することを防止する役割も果たす。
【００１４】
積層体２２は、巻き回される方向が一方の対辺方向となる矩形状をなしており、図３に示すように、透過水流路材２４の両面に分離膜２３が重ね合わされた膜部材と、原水流路材２５とを含む。膜部材は、一方向に開口する袋状となるように分離膜２３同士が３辺で接合されており、その開口が中心管２１の導入孔と連通している。透過水流路材２４は、例えば樹脂からなる網であり、互いに接合される分離膜同士の間に透過水を流すための流路を形成する。原水流路材２５は、例えば樹脂からなる網（透過水流路材２４よりも網目の大きな網）であり、巻き回される膜部材の周回部分同士の間に原水を流すための流路を形成する。
【００１５】
分離膜２３を構成する材料としては、低圧化に優れた芳香族ポリアミド系、透過性に優れたポリビニルアルコール系、ナノフィルトレーション膜に好適なスルホン化ポリエーテルスルホン系などが挙げられる。
【００１６】
図１では、圧力容器３内を原水が左から右に流れるようになっている。圧力容器３内では、スパイラル型膜エレメント２同士が、双方の膜エレメント２の中心管２１内に嵌り込む連結器４によって連結されている。また、最上流側に位置するスパイラル型膜エレメント２における中心管２１の連結器４と反対側の端部にはプラグ５が取り付けられており、原水の中心管２１内への流入が阻止されている。さらに、各スパイラル型膜エレメント２における上流側の端部材２６の外周面には、断面略Ｕ字状のパッキン２７が装着されている。
【００１７】
圧力容器３の両端にはキャップ（図示せず）が取り付けられる。下流側（図１では右側）のキャップの中央には取り出し管が設けられており、この取り出し管が最下流側に位置するスパイラル型膜エレメント２の中心管２１と連結されることにより、全ての膜エレメント２の中心管２１の中心軸が圧力容器３の中心軸と一致するようになっている。なお、圧力容器３から下流側のキャップを取り外したときには、最下流側に位置するスパイラル型膜エレメント２の一端（下流側の端部材２６）が下がって、圧力容器３の内周面上に載置されるようになる。
【００１８】
上述したスパイラル型膜エレメント２を圧力容器３から取り出す際に使用される工具１は、所定方向に延びる棒状の本体部１１と、側面視で本体部１からＴ字状に突出する支持部１５とを有している。本実施形態では、図２に示すように、支持部１５が、本体部１１を中心とする周方向に互いに離間するように、換言すれば互いに異なる角度方向に突出するように一対設けられている。
【００１９】
本体部１１の一端には、スパイラル型膜エレメント２の中心管２１に挿入される挿入部１２が設けられている。この挿入部１２は、中心管２１の内径よりも僅かに小さな直径の円柱状をなしている。また、本体部１１の他端は二股状に分岐しており、それらの先端同士を結ぶように、使用者に把持されるハンドル１３が設けられている。
【００２０】
挿入部１２には、当該挿入部１２から径方向に広がって中心管２１の内周面を押圧可能な係止部１４Ａが設けられている。この係止部１４Ａの押圧により、本体部１１がスパイラル型膜エレメント２に連結される。本実施形態では、係止部１４Ａが、本体部１１を中心とする径方向に往復可能な複数（図例では４つ）の可動爪で構成されている。中心管２１の内周面を傷つけないために、可動爪の外表面である中心管２１の内周面と接触する押圧面はウレタンやポリアセタールなどの樹脂で覆われていることが好ましい。
【００２１】
係止部１４Ａは、第１レバー（本発明の操作部に相当）１７によって操作される。この第１レバー１７は、ハンドル１３の近傍である、本体部１１の他端の二股状に分岐した部分に設けられている。また、本体部１１には、第１レバー１７への入力に応じて係止部１４Ａを駆動させる油圧機構（図示せず）が内蔵されている。例えば、このような油圧機構としては、第１レバー１７を一度引くたびに可動爪を所定量だけ径方向外側に前進させ、第１レバー１７を引いた状態を維持することにより可動爪を径方向内側に後退させる油圧機構を用いることができる。
【００２２】
係止部１４Ａは、中心管２１の内周面を押圧したときに、その押圧力によって本体部１１が中心管２１と自動的に平行になるように、本体部１１が延びる方向（軸方向）において中心管２１の内径以上の長さで中心管２１の内周面と接触することが好ましい。これを実現するために、本実施形態では、各可動爪の押圧面が、本体部１１の軸方向に沿って延びる長尺状をなしており、この押圧面によって中心管２１の内周面が線状に押圧される。より好ましくは、係止部１４Ａが本体部１１の軸方向において中心管２１の内周面と接触する長さは、中心管２１の内径の２倍以上である。
【００２３】
支持部１５は、圧力容器３の内周面に当接することにより、本体部１１を介してスパイラル型膜エレメント２を支えるためのものである。また、各支持部１５の先端には車輪１６が設けられており、圧力容器２の内周面上を摺動可能となっている。圧力容器３の内周面を傷つけないために、車輪１６の材質としてはウレタンやポリアセタールなどの樹脂を用いることが好ましい。なお、支持部１５の先端には、車輪１６に代えて、コロまたはボールを配設してもよい。あるいは、支持部１５の先端に多数の微細な突起を形成して、圧力容器３の内周面に対する摺動性を高めることも可能である。
【００２４】
支持部１５は、本体部１１を中心とする径方向に伸縮可能な伸縮機構で構成されている。例えば、支持部１５を油圧シリンダそのものとしてもよい。本実施形態では、本体部１１における挿入部１２の根元に、挿入部１２よりも直径が大きな拡径部１９が設けられており、支持部１５の固定側がこの拡径部１９に接続されている。
【００２５】
支持部１５は、当該支持部１５が縮んだときに、拡径部１９における本体部１１の中心が、スパイラル型膜エレメント２の下流側の一端が圧力容器３の内周面上に載置された状態での中心管２１の延長線（すなわち、圧力容器３の中心軸に対して下流側に向かって下方に傾斜する線）よりも下方に位置し、当該支持部１５が伸びたときに、拡径部１９における本体部１１の中心が圧力容器３の中心軸と合致するように構成されていることが好ましい。
【００２６】
支持部１５は、第２レバー（本発明の第２の操作部に相当）１８によって操作される。この第２レバー１８は、ハンドル１３の近傍である、本体部１１の他端の二股状に分岐した部分に設けられている。また、本体部１１には、第２レバー１８への入力に応じて支持部１５を駆動させる油圧機構（図示せず）が内蔵されている。例えば、このような油圧機構としては、第２レバー１８を一度引くたびに支持部１５を所定量だけ伸ばし、第２レバー１８を引いた状態を維持することにより支持部１５を縮める油圧機構を用いることができる。
【００２７】
以上説明した工具１を使用するには、次のようにすればよい。
【００２８】
まず、圧力容器３の下流側である一方の開口を通じて、工具１の挿入部１２をスパイラル型膜エレメント２の中心管２１に挿入する。この状態では、スパイラル型膜エレメント２の下流側の一端は、圧力容器３の内周面上に載置されている。
【００２９】
ついで、第１レバー１７を引き、係止部１４Ａを拡張させて本体部１１をスパイラル型膜エレメント２と連結する。このとき、係止部１４Ａが中心管２１の内周面を本体部１１の軸方向に沿って押圧することにより、本体部１１が自動的に中心管２１と平行になる。
【００３０】
その後、第２レバー１８を引き、支持部１５を伸ばして本体部１１によってスパイラル型膜エレメント２の一端を持ち上げる。本実施形態では、係止部１４Ａの押圧によって本体部１１が自動的に中心管２１と平行になる、すなわち係止部１４Ａが本体部１１の軸方向において十分な保持力を有しているので、支持部１５を伸ばすだけで、スパイラル型膜エレメント２の一端を持ち上げることができる。なお、係止部１４Ａが本体部１１の軸方向において十分な保持力を有していない場合には、ハンドル１３を下方に押し下げることによりスパイラル型膜エレメント２の一端を持ち上げることができる。
【００３１】
その状態で、ハンドル１３を手前に引けば、支持部１５が圧力容器３の内周面上を摺動し、スパイラル型膜エレメント２を小さな力で簡単に圧力容器３から引き出すことができる。
【００３２】
なお、前記実施形態では、複数の可動爪で構成された係止部１４Ａが採用されていたが、図４に示すように、径方向に膨張および収縮可能な筒状のブラダーで構成された係止部１４Ｂを採用することも可能である。この場合、挿入部１２に、当該挿入部１２よりも直径の小さな軸部１２ａを設け、この軸部１２ａの周囲にブラダーを配設すればよい。
【００３３】
また、前記実施形態では本体部１１に内蔵した油圧機構により係止部１４Ａおよび支持部１５を駆動させたが、油圧機構を本体部１１に内蔵する以外にも、本体部１１を気体または液体の配管が接続可能な構成にし、空気圧や水圧を利用して係止部１４Ａおよび支持部１５を駆動させることも可能である。あるいは、係止部１４Ａおよび支持部１５の駆動に、螺子機構を利用することも可能である。
【００３４】
また、支持部１５は、必ずしも伸縮機構で構成されている必要はなく、ただの棒状の支柱であってもよい。この場合は、支持部１５の長さを拡径部１９における本体部１１の中心が圧力容器３の中心軸と合致する程度にし、係止部１４Ａによる中心管２１の内周面の押圧によって本体部１１が中心管２１と平行になることにより、スパイラル型膜エレメント２の一端が自動的に持ち上がるようにしてもよい。あるいは、支持部１５の長さをそれよりも短くしておいて、ハンドル１３を下方に押し下げることによりスパイラル型膜エレメント２の一端を持ち上げてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１    膜エレメント取り出し用工具
１１  本体部
１２  挿入部
１３  ハンドル
１４Ａ，１４Ｂ  係止部
１５  支持部
１６  車輪
１７  第１レバー（操作部）
１８  第２レバー（第２の操作部）
２    スパイラル型膜エレメント
２１  中心管
２２  積層体
２３  分離膜
２４  透過水流路材
２５  原水流路材
３    圧力容器
３ａ  内周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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