(57)【要約】【課題】中空糸膜モジュールにおいて、供給される液体の流れによる中空糸の損傷の発生を抑制する。【解決手段】中空糸１６を保持する流入口側保持部材２０の、中空糸１６が植設された面と反対側の面に対向するよう、液体の流入口３０を配置する。流入口３０から流入する液体の流れは、まず流入口側保持部材２０にぶつかり、放射状に流れ、流入口側保持部材２０の周面を回り込むようにして、筒体２４内の空間に送られる。供給される液体の流れが中空糸に直接衝突することがなくなり、中空糸１６の損傷の発生が低減される。【選択図】図２
2012000600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸の外部から内部へと液体を通し、濾過する中空糸膜モジュールであって、
液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口とを有するケーシングと、
ケーシングに収めらた複数の中空糸からなる中空糸束と、
流入口から流出口に向かう液体の流れに沿って中空糸が配置されるよう、中空糸を保持する保持部材であって、ケーシング内の流入口側に配置され、中空糸が植設されて、中空糸の端を封止する流入口側保持部材を含む、保持部材と、
を有し、
流入口は、流入口側保持部材の中空糸が植設された面の反対側の面に対向し、流入口から流入した液体が、流入口が対向する前記の面にぶつかり、流入口保持部材の側方の全周に配置された流路から中空糸周囲の空間に送られる、
中空糸膜モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の中空糸膜モジュールであって、
ケーシングから中空糸と平行に延び、中空糸束を囲むように配列されて、先端において流入口側保持部材を支持する棒状の複数の支持部材と、
前記支持部材の根元付近に配置された板状部材と、
を有し、
液体は、流入口側保持部材側面から支持部材の間を通過して中空糸周囲の空間に送られ、前記板状部材は、この液体の流れの一部を遮るように配置されている、
中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸の外部から内部へと液体を通し、中空糸を膜として利用して液体を濾過する中空糸膜モジュールに関し、特に複数の中空糸を束ねた中空糸束をケーシングに収めた中空糸膜モジュールの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空糸の外部から内部へと液体を通し、中空糸を膜として用いて液体を濾過する中空糸膜モジュールが知られている。下記特許文献１においては、束になった中空糸を有底円筒状のケース本体に収め、ケース本体の側面から液体がケース本体内に流入する中空糸膜モジュールが開示されている。
【０００３】
下記特許文献２には、中空糸の外部の空間に導入される液体を、中空糸の端部を保持する部材（モールドコンパウンド）の円柱側面に向けて導入する、フィルタ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２８３２号公報
【特許文献２】特許第４３１２２７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体がケース本体の側面から流入する場合、ケース本体内に収められる中空糸の側面に向かって流れる。この流れが中空糸に衝撃を与え、中空糸の寿命を短くすることがある。また、上記特許文献２の場合でも、中空糸への液体の流れが不均一となり、中空糸に与える衝撃が一部の中空糸に集中するので、中空糸の寿命が短くなるという同様の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の中空糸膜モジュールは、ケーシング内に、複数の中空糸からなる中空糸束を収容している。中空糸は、保持部材によって保持され、ケーシングの流入口から流出口に向かう液体の流れに沿うように配置される。保持部材は、流入口側に配置された流入口側保持部材を含む。流入口側保持部材には、その一つの面に中空糸が植え込まれるようにして設けられている。これにより、流入口側保持部材は中空糸を保持し、また中空糸の端を封止している。ケーシングの流入口は、流入口側保持部材の中空糸が植設された面の反対側の面に対向して配置される。流入口より流入する液体は、流入口側保持部材にぶつかり、その後、流入口側保持部材の側面の全周に配置された流路から中空糸の周囲の空間に送られる。
【０００７】
また、ケーシングから中空糸と平行に延び、中空糸束を囲むように配列された棒状の複数の支持部材を配置し、この支持部材の先端において流入口側保持部材を支持するようにできる。液体は、流入口側の保持部材の側方から支持部材の間を通過して中空糸周囲の空間へと送られる。この液体の流れの一部を遮るように、前記支持部材の根元付近に板状の部材を設けるようにすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
流入口から流入する液体が、流入口側保持部材の中空糸が植設された面と反対側の面にぶつかり、その後中空糸の周囲の空間に送られるようにしたので、液体が中空糸に与える衝撃を低減し、また液体の供給の偏りを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の中空糸膜モジュールの断面図である。
【図２】流入口側保持部材の周囲の詳細を示す断面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線による断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本実施形態の中空糸膜モジュール１０の概略構成を示す断面図である。中空糸膜モジュール１０は、中空糸をフィルタの膜として使用する膜エレメント１２と、この膜エレメント１２を収容するケーシング１４を含む。膜エレメント１２は、複数の中空糸１６が束になった中空糸束１８と、中空糸１６をケーシング１４内の所定位置に保持するための保持部材２０，２２を含む。ケーシング１４は、略筒状、好ましくは略円筒状の筒体２４と、筒体の両端の開口を覆うようにそれぞれ配置されるキャップ２６，２８を含む。筒体２４の断面形状は、円以外に、楕円、多角形など適宜採用することができる。キャップ２６には、流体が流入する流入口３０を規定する流入管３２が設けられ、キャップ２８には、液体が流出する流出口３４を規定する流出管３６が設けられている。二つのキャップを区別するために、以降、キャップ２６を流入側キャップ２６、キャップ２８を流出側キャップ２８と記す。筒体２４の側面には、筒体内部に溜まったエアを抜くためのエア抜きポート３８が設けられている。エア抜きポート３８は、通常、エア抜き栓４０で塞がれ、必要に応じてエア抜き栓４０を緩めることでエアを抜く。
【００１１】
膜エレメント１２は、中空糸束１８と、これの両端に位置する保持部材２０，２２を含み、ケーシング１４内に、その筒体２４の軸線方向に沿うように中空糸１６または中空糸束１８が配置されている。これにより、筒体２４の内側の空間は、中空糸１６によって、中空糸の内側の空間と外側の空間に仕切られた状態となる。以降、筒体２４の、中空糸の外側の空間を中空糸外側空間、内側の空間を中空糸内側空間と記す。中空糸束１８は、筒体２４の内側形状に対応した形状、この中空糸膜モジュール１０においては円筒形の束となっている。そして、二つの保持部材２０，２２は、中空糸束１８の端面の形状に対応した形状である円板形となっている。二つの保持部材２０，２２を区別するために、以降、流入口３０側に位置する保持部材を流入口側保持部材２０、流出口３４側に位置する保持部材を流出口側保持部材２２と記す。中空糸１６は、流入口側保持部材２０に植え込まれるようにして固定されており、また、中空糸１６の端の開口は、流入口側保持部材２０により塞がれている。一方、流出口側の端においては、中空糸１６は、流出口側保持部材２２に植え込まれるようにして固定されることは同じであるが、中空糸１６の端の開口は、流出口側保持部材２２を貫いて開放している。
【００１２】
流入口側保持部材２０は、その円板形の表裏の両側（図１中の左右の側）が連通するようにケーシング１４に支持されている。一方、流出口側では、流出口側保持部材２２の両側は封止された状態となっている。具体的には、流出口側保持部材２２と流出側キャップ２８の間に、Ｏリング等のシール部材４２を挟むことにより封止を行っている。流入口からケーシング１４内に流入した液体は、個々の中空糸の周囲の空間、つまり中空糸外側空間に入り、筒体２４の軸線に沿って流れる。液体は、筒体２４内の中空糸外側空間を流れつつ、中空糸１６である膜を通過して中空糸内側空間に入り、中空糸１６の流出口側の端に達し、更に流出口３４へと流れる。液体が中空糸１６を、その外側空間から内側空間に通過する際、濾過が行われる。つまり、中空糸がフィルタとして機能する。
【００１３】
図２は、流入口側、特に流入口側保持部材２０周囲の詳細な構造を示す部分拡大図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線による断面図である。筒体２４の端部は、筒体２４より径が大きく、内側の空間に流入口側保持部材２０を収容する保持部材収容部４４を有する。保持部材収容部４４の外周側面には、ねじが形成されており、これが流入側キャップ２６の円筒部４６内周面に設けられたねじと螺合して、筒体２４と流入側キャップ２６が一体とされている。流入側キャップ２６の保持部材収容部４４の端に対応する部分には、溝が形成され、この溝内にＯリング等のシール部材４８が配置され、流入側キャップ２６と筒体２４の間の封止が達成されている。流出側キャップ２８と筒体２４の間にも同様の封止構造が設けられている。筒体２４の端には、流入口側保持部材２０を支持する支持部材５０が設けられている。支持部材５０は、筒体２４の端部の、保持部材収容部４４の内側の空間に、筒体の軸方向に沿って突出して設けられた棒状または針状の部材であり、周方向に複数が配列されている。支持部材５０を多数配置すると、全体として櫛形状となり、このとき、一本一本の支持部材５０が櫛の歯になっている。支持部材５０の先端は、流入口側保持部材２０の端面に当接して結合し、これを支持するようにしてよい。また、支持部材５０の先端が、流入口側保持部材２０に差し込まれて、これを支持するようにしてもよい。
【００１４】
流入口側保持部材２０は、概略円板形状を有しており、この円板の一方の面、図２において左側の面に、複数の中空糸１６が植設さている。流入口側保持部材２０の側方部分（または外周部分）の周囲には、保持部材収容部４４との間に隙間が設けられている。この隙間が液体の流路となる。また、流入口側保持部材２０の周面には、軸線に沿う方向に溝５２が設けられている。図３に示すように、この中空糸膜モジュール１０においては、８本の溝が、周方向に等間隔で配置されているが、溝の本数、配置される位置については、他の態様を採ることも可能である。この溝５２も液体の流れる流路の一部となる。流入口側保持部材２０の周面と保持部材収容部４４の内周面を密着させ、溝５２のみが流路となるようにしてもよい。この場合、流入口側保持部材の側方に、全周にわたって複数の流路が間隔をあけて配列される形態となる。
【００１５】
流入口３０は、流入口側保持部材２０の、中空糸１６が植設された面と反対側の面に対向して設けられている。特に、中空糸膜モジュール１０において、流入口３０は、筒体２４と同軸に配置されている。しかし、流入口３０は、中空糸膜モジュールの周囲の他機器の構成に合わせて、筒体２４の軸線からオフセットした位置に配置されてもよい。櫛状部材を形成する支持部材５０の根元に、流路の一部を遮るように板状部材５４を設けることができる。板状部材５４は、円環形状に配置されてもよい。
【００１６】
筒体２４の軸線方向に沿って、流入口３０から流入した液体は、まず流入口側保持部材２０にぶつかり、その後放射状に流れて、流入口側保持部材２０の外周に向かう。そして、流入口側保持部材２０の周面と保持部材収容部４４の内周面との間の隙間を通過し、その後、半径方向内側に向きを変えて、支持部材５０の間を通って、筒体２４の中空糸外側空間に流れる。板状部材５４は、流入口側保持部材２０の周面に沿った流れから半径方向内側に向かう方向に向きを変える流れの外周側に位置する。つまり、板状部材５４は、この流入口側保持部材２０の周部分を回り込むように流れる曲がった流れの速度の速い領域に配置され、流れを邪魔して、筒体２４内の空間に流れ込む液体の速度を低下させる。
【００１７】
流入口から流れ込む液体が、一旦流入口側保持部材２０にぶつかるので、その速度を減じることができ、中空糸に与える衝撃を緩和することができる。また、中空糸束の周囲から液体を中空糸外側空間に供給することにより、液体の流れが一箇所に集中しないようにすることができる。
【００１８】
図２に示す流入口側保持部材２０は、流入口３０に対向する面が段付きの形状となっているが、円錐、または円錐台形状とすることもできる。また、流入口３０に対向する面に、放射状に延びる突条を設け、液体が径方向外側に向けて流れやすくするようしてもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１０  中空糸膜モジュール、１４  ケーシング、１６  中空糸、２０  流入口側保持部材、２４  筒体、２６  流入側キャップ、３０  流入口、４４  保持部材収容部、４６  円筒部、５０  支持部材、５４  板状部材。
【図１】
2012000600.tif 000003
【図２】
2012000600.tif 000004
【図３】
2012000600.tif 000005