(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を開口するケース内に中空糸束を収容し、その中空糸束の両端を、中空糸束を形成する中空糸の端部が開口するように、ケースの両端で固定してなり、ケース内の濾過水を排出する濾過水流出流路を形成してなる中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールの一端に原水を供給する原水供給路と、
前記中空糸内を通過してなる濃縮水を排出するドレン排出路と、
前記中空糸膜モジュールの一端に結合していた原水供給路を、ドレン排出路が結合されていた中空糸膜モジュールの他端に結合し、中空糸膜モジュールの他端に結合されていたドレン排出路を、原水供給路が結合されていた中空糸膜モジュールの一端に結合するように流路を切り替える切り替え手段とを備えてなり、
前記中空糸膜モジュールは複数個が外部ケースに収容され、その外部ケースは、一端に液を導出入可能にするところの、前記原水供給路又はドレン排出路と結合可能な第１管路を備え、かつ前記複数の中空糸膜モジュールにおける中空糸の一端が開口する第１室と、他端に液を導出入可能にするところの、前記原水供給路又はドレン排出路と結合可能な第２管路を備え、かつ前記複数の中空糸膜モジュールにおける中空糸の他端が開口する第２室と、前記中空糸膜モジュールにおける濾過水流出口から流出する濾過水を取り出す第３管路とを備えてなり、かつ、
前記切り替え手段は、前記外部ケースを回転させて、第１管路に結合していた原水供給路を第２管路に結合し、第２管路に結合していたドレン排出路を第１管路に結合する手段であることを特徴とする中空糸膜濾過装置。
【請求項２】
原水を供給する原水供給配管及び濃縮水を排出するドレン排出配管の一方に接続される第１流路、前記原水供給配管及びドレン排出配管の他方に接続される第２流路、並びに濾過水を外部に取り出す第３流路を有し、且つ内部を前記第１流路を備えた第１室と前記第３流路を備えた第３室とに水密に区分する第１隔壁、及び内部を前記第３室と前記第２流路を備えた第２室とに水密に区分する第２隔壁を備えてなる外部ケースと、
両端が開口してなり、原水を濾過する中空糸膜、及び前記中空糸膜が内部に収納され、両端において固定されてなる、側面に濾過水流出流路が設けられた中空糸膜ケースを備えてなる、前記外部ケースの内部に収容された中空糸膜モジュールと
を備え、
前記外部ケースは、前記外部ケースと交わる軸線の回りに回動可能に設けられ、
前記第２流路は、前記第１流路に対して、前記軸線に関して回転対称であり、
前記中空糸膜モジュールは、一方の端面が、前記外部ケースにおける第１室に臨み、他方の端面が、前記外部ケースにおける第２室に臨み、且つ側面に設けられた濾過水流通流路が、前記外部ケースにおける第３室に臨むように、前記第１隔壁及び前記第２隔壁に水密に装着されてなることを特徴とする中空糸膜濾過装置。
【請求項３】
前記請求項２における外部ケースは、前記請求項２における第３流路に対して回動可能に形成された外部ケースである前記請求項２に記載の中空糸膜濾過装置。
【請求項４】
前記請求項２における第３流路は、自在に屈曲可能な屈曲部を備えてなる管路である前記請求項２又は３に記載の中空糸膜濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空糸膜濾過装置に関し、さらに詳しくは、濾過に使用される中空糸の開口部が目詰まりしたとしてもこれを容易に除去することのできる構造の簡単な中空糸膜濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
液体、特に水の中に存在するバクテリア、ビールス、及びその他の有機物の粒子などを除去するのに、精密濾過膜及び限外濾過膜等の中空糸膜を用いたフィルタが広く用いられてきた。
【０００３】
なかでも、中空糸状の中空糸膜である中空糸膜は、モジュールにおける単位体積当たりの膜面積が大きく取れる故に、液体を濾過する濾過装置に広く用いられてきた。
【０００４】
中空糸膜を用いて、液体の処理量が２０〜３０リットル／分以上である濾過装置を構成する場合には、従来は、１０，０００〜２０，０００本の中空糸膜からなる中空糸膜の束と、この中空糸膜の束を収容する比較的小型の圧力容器とを備える中空糸膜モジュールを並列状に複数接続することが一般的であった。
【０００５】
しかし、中空糸膜モジュールを並列状に複数接続して、より処理量の大きな濾過装置を構成する場合には、中空糸膜モジュールの本数が多くなると、中空糸膜モジュール同士を接続する配管が複雑になるという問題があった。
【０００６】
中空糸膜モジュールは、一般的には、一方又は両方の末端が開口した円筒状の圧力容器に中空糸膜の束を装填し、前記圧力容器の開口した末端において、前記中空糸膜の束をウレタン樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂でポッティングし、前記ポッティングした末端を切断して中空糸膜の両端を開口させることによって形成される。前記中空糸膜モジュールにおいては、内側から外側に向かって原水が濾過される内圧型中空糸膜が通常用いられる。したがって、前記中空糸膜モジュールにおいては、中空糸膜をポッティングした末端の一方から原水を供給し、圧力容器の側面から濾過水を取り出している。
【０００７】
したがって、前記中空糸膜モジュールにおいては、中空糸膜における原水が流入する末端開口部が、原水中の微粒子によって短期間の内に閉塞され、中空糸膜が目詰まりするという問題があった。
【０００８】
本発明は、中空糸膜モジュールを用いて濾過を行ったときに生じる目詰まりを容易に解消して中空糸膜モジュールの頻繁なメンテナンスの必要のない簡単な構成の中空糸膜濾過装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、従来使用されている中空糸膜モジュールを転用して水濾過をすることができ、しかも濾過中に生じる中空糸の目詰まりを容易に解消することができて頻繁なメンテナンスの必要のない簡単な構成の中空糸膜濾過装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、中空糸膜モジュールを並列状に複数接続した濾過装置が有する、配管が複雑であるという問題点が無く、且つ、原水中の微粒子によって中空糸膜が目詰まりしたときには逆洗浄によって容易に性能を回復し得る中空糸膜濾過装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、更に、より大きな処理量が要求される場合においても、この要求に容易に対応できる中空糸膜濾過装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、
両端を開口するケース内に中空糸束を収容し、その中空糸束の両端を、中空糸束を形成する中空糸の端部が開口するように、ケースの両端で固定してなり、ケース内の濾過水を排出する濾過水流出流路を形成してなる中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールの一端に原水を供給する原水供給路と、
前記中空糸内を通過してなる濃縮水を排出するドレン排出路と、
前記中空糸膜モジュールの一端に結合していた原水供給路を、ドレン排出路が結合されていた中空糸膜モジュールの他端に結合し、中空糸膜モジュールの他端に結合されていたドレン排出路を、原水供給路が結合されていた中空糸膜モジュールの一端に結合するように流路を切り替える切り替え手段とを備えてなり、
前記中空糸膜モジュールは複数個が外部ケースに収容され、その外部ケースは、一端に液を導出入可能にするところの、前記原水供給路又はドレン排出路と結合可能な第１管路を備え、かつ前記複数の中空糸膜モジュールにおける中空糸の一端が開口する第１室と、他端に液を導出入可能にするところの、前記原水供給路又はドレン排出路と結合可能な第２管路を備え、かつ前記複数の中空糸膜モジュールにおける中空糸の他端が開口する第２室と、前記中空糸膜モジュールにおける濾過水流出口から流出する濾過水を取り出す第３管路とを備えてなり、かつ、
前記切り替え手段は、前記外部ケースを回転させて、第１管路に結合していた原水供給路を第２管路に結合し、第２管路に結合していたドレン排出路を第１管路に結合する手段であることを特徴とする中空糸膜濾過装置
である。
【００１３】
また、この発明は、（１）原水を供給する原水供給配管及び濃縮水を排出するドレン排出配管の一方に接続される第１流路、前記原水供給配管及びドレン排出配管の他方に接続される第２流路、並びに濾過水を外部に取り出す第３流路を有し、且つ内部を前記第１流路を備えた第１室と前記第３流路を備えた第３室とに水密に区分する第１隔壁、及び前記第３室と前記第２流路を備えた第２室とに水密に区分する第２隔壁を備える外部ケースと、
両端が開口してなり、原水を濾過する中空糸膜、及び前記中空糸膜が内部に収納され、両端において固定されてなる、側面に濾過水流出流路が設けられた中空糸膜ケースを備えてなる、前記外部ケースの内部に収容された中空糸膜モジュールと
を備え、
前記外部ケースは、前記外部ケースと交わる軸線の回りに回動可能に設けられ、
前記第２流路は、前記第１流路に対して、前記軸線に関して回転対称であり、
前記中空糸膜モジュールは、一方の端面が、前記外部ケースにおける第１室に臨み、他方の端面が、前記外部ケースにおける第２室に臨み、且つ側面に設けられた濾過水流通流路が、前記外部ケースにおける第３室に臨むように、前記第１隔壁及び前記第２隔壁に水密に装着されてなる
ことを特徴とする中空糸膜濾過装置、
（２）前記（１）における外部ケースは、前記（１）における第３流路に対して回動可能に形成された外部ケースである前記（１）に記載の中空糸膜濾過装置、及び
（３）前記（１）における第３流路は、自在に屈曲可能な屈曲部を備えてなる管路である（１）又は（２）に記載の中空糸膜濾過装置
である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（１）例１
本発明の中空糸膜濾過装置は、中空糸膜モジュールを使用する。
図１に示すように、この中空糸膜モジュール３は、後に詳述するが、両端を開口する開口部と周側面に形成された濾過水流出流路３１ａとを備えるケース５０を有し、複数の中空糸を束ねてなる中空糸束を前記ケース５０の内部に収容し、その中空糸束の両端が、中空糸束を形成する中空糸の各端部が開口するように、ケース５０の両端で固定されてなり、中空糸の一端開口部から流入した原水が中空糸膜を透過して濾過された濾過水が濾過水流出流路３１ａから排出されると共に、中空糸内を流通することにより濃縮された濃縮水を中空糸の他端開口部から排出されるように形成されてなる。
【００１５】
本発明の中空糸膜濾過装置は、前記中空糸膜モジュール３における中空糸の一端開口部に原水を供給する原水供給路５１を通じて前記中空糸に原水を供給するのであるが、長時間の原水供給を継続すると中空糸膜モジュール３の一端（あるいは末端）開口部が不純物により閉塞されることがあるので、所定の時期が到来すると、それまで中空糸膜モジュール３における中空糸の一端開口部側に結合されていた原水供給路５１を、それまでドレン排出路５２が結合されていた中空糸膜モジュール３における中空糸の他端開口部側に結合し、それまで中空糸膜モジュール３における中空糸の他端開口部側に結合されていたドレン排出路５２を、それまで中空糸膜モジュール３における中空糸膜の一端開口部側に結合するというように、流路の切り替えを行うことを本質とする。
【００１６】
なお、この中空糸膜モジュールは、濃縮水を排出するタイプであるから、後述するドレン排出路には、原液排出路からの原液の圧力が高められるように、原水圧力増大手段が設けられる。この原水圧力増大手段としては、原水の圧力を増大させることのできる機能を有する限り様々の手段を採用することができるのであるが、簡単な装置構成としては、例えばドレン排出路に介装された流路絞り装置（図示せず。）を挙げることができる。この流路絞り装置は、流路を切り替えるても常にドレン排出路側に設置されるように適宜に配設される。また、以後の説明における中空糸膜濾過装置においても、ドレン排出路あるいはドレン排出管路に流路絞り装置が介装されているものとする。
【００１７】
このように流路を切り替えると、それまで原水供給路５１が結合されていた中空糸膜モジュール３における中空糸の一端開口部が、液導入口から液排出口に切り替わる。したがって、流路の切り替えを行うと、それまでドレン排出路５２が結合していた中空糸膜モジュール３の他端に原水供給路５１が結合して、それまで原水供給路５１が結合していた中空糸膜モジュール３の一端側の中空糸開口部から、濃縮水が排出されるから、その中空糸開口部を閉塞していた様々の閉塞原因物質が、押し流され、いわば逆洗操作をしているのと同様の状態が現出する。
【００１８】
本発明においては、中空糸膜モジュール３における原水の導入口及び濃縮水の排出口を互いに切り替えることが重要であり、その切り替えを切り替え手段（流路切り替え手段とも称することがある。）で行う。
【００１９】
流路切り替え手段としては、中空糸膜モジュールにおける原水の導入口を濃縮水の排出口に切り替え、且つそれまで濃縮水の排出口であったのを原水の導入口に切り替えることができる限り様々の仕組みが採用される。
【００２０】
図２に示されるように、もっとも原始的な切り替え手段は、中空糸膜モジュール３におけるケース５０の一端に装着された一端部キャップ（図示せず。）に設けられた液導出入口５３の端部外周面に形成されたオスネジ山（図示せず。）、原水供給路５１の端部外周面に形成されたオスネジ山（図示せず。）、及びこれらオスネジ山に共通に螺合するメスネジ山を内周面に形成してなる第１のジョイント５４と、中空糸膜モジュール３におけるケース５０の他端に装着された他端部キャップに設けられた液導出入口５３の端部外周面に形成されたオスネジ山、ドレン排出路５２の端部外周面に形成されたオスネジ山、及びこれらオスネジ山に共通に螺合するメスネジ山を内周面に形成してなる第２のジョイント（図１及び図２に示されず。）とを有して形成されることができる。
【００２１】
図２に示される切り替え手段においては、液導出入口５３の外径と原水供給路５１の外径とドレン排出路５２の外径とが同じであること、換言すると、液導出入口５３の外周に設けられたオスネジ山と原水供給路５１のオスネジ山とドレン排出路５２のオスネジ山とが第１のジョイント５４のメスネジ山及び第２のジョイントのメスネジ山と螺合可能に形成されていることが重要である。
【００２２】
また、流路を切り替えるには、原水供給路５１の先端部（オスネジ山を形成してなる部位である端部）が、中空糸膜モジュール３における一方の液導出入口５３から他方の液導出入口５３へと伸縮自在に形成され、また、ドレン排出路５２の先端部（オスネジ山を形成してなる部位である端部）が、中空糸膜モジュール３における他方の液導出入口５３から一方の液導出入口５３へと伸縮自在に形成されていることが必要である。原水供給路５１及びドレン排出路５２を伸縮自在に形成するには、原水供給路５１及びドレン排出路５２を、柔軟性部材で螺旋状、コイル状、蛇腹状あるいはその他の伸縮構造に形成されたパイプに形成しても良い。また、原水供給路本管（図示せず。）と、一端がこの原水供給路本管に結合され、他端がその外周にオスネジ山を形成してなり、巻き取り・巻き戻し可能に形成された長尺の管路とで、原水供給路５１を形成しても良い。同様にして、ドレン排出路本管（図示せず。）と、一端がこのドレン排出路本管に結合され、他端がその外周にオスネジ山を形成してなり、巻き取り・巻き戻し可能に形成された長尺の管路とで、ドレン排出路５２を形成しても良い。
【００２３】
いずれの切り替え手段によるにしても、原水供給路５１から中空糸膜モジュール３における中空糸の一端開口部へと原水を供給すると、原水が中空糸の中を通過し、通過しつつ原水が中空糸膜を浸出して濾過され、その濾過水がケース５０内から濾過水流出流路３１ａを通じて外部に排出され、一方、中空糸の内部を流通する原水は濃縮されて中空糸の他端開口部からドレン排出路５２へと排出される。このような濾過作用を継続している内に、原水が流入する中空糸の一端開口部が固形物で閉塞される可能性がある。
【００２４】
そこで、原水の供給を開始してから所定の時間の経過の後、あるいは中空糸の一端開口部が固形物で閉塞されたときに、切り替え手段により、それまで中空糸膜モジュール３の原水供給路５１を結合していた液導出入路５３から原水供給路５１を外し、また、中空糸膜モジュール３のドレン排出路５２を結合していた液導出入路５３からドレン排出路５２を外し、ドレン排出路５２を、それまで原水供給路５１を結合していた液導出入路５３に結合し、また、原水供給路５１を、それまでドレン排出路５２を結合していた液導出入路５３に結合する。そして、原水供給を再開する。
【００２５】
そうすると、中空糸膜モジュール３において原水が供給されていた液導出入路５３がそれまで液導入路として機能していたのが、液導出路としての機能を有するようになり、同様に、濃縮水が排出されていた液導出入路５３がそれまで液排出路として機能していたのが、液導入路としての機能を有するようになる。その結果、それまで液導入路として機能していた中空糸の端部開口部における夾雑物が、中空糸の内部から吐出される濃縮液により、押し流され、いわば逆洗の機能が発揮されるようになり、中空糸の閉塞が解消され、あるいは予防される。
【００２６】
なお、図１及び図２を用いて説明した中空糸膜濾過装置は、中空糸膜モジュールを固定状態にしておいて、原水供給路及びドレン排出路の流路切り替えを行う装置であるが、本発明においては、原水供給路及びドレン排出路を伸縮させたりせずに固定状態にしておき、中空糸膜モジュールを回動乃至回転させて流路を切り替えるようにしてなる中空糸膜濾過装置であっても良い。
【００２７】
以上において、図１及び図２を用いて説明された中空糸膜濾過装置は、中空糸の目詰まりを防止することのできる便利な濾過装置ではあるが、切り替え手段の切り替え操作においては、原水供給操作、ドレン排出操作、濾過水取出操作を一旦停止して、原水供給路とドレン排出路との切り替えを行わねばならないという不利な一面がある。
（２）例２
前記例１に示されるような中空糸膜濾過装置が有する不利な点を解消することのできる中空糸膜濾過装置の一例を、図３に示す。この例に示される中空糸膜濾過装置は、中空糸膜濾過装置の運転を停止することなく、流路を切り替えて中空糸における目詰まりを解消することを目的とするのに好都合である。
【００２８】
図３に示すように、この中空糸膜濾過装置は、中空糸膜モジュール３と、原水供給路５１と、ドレン排出路５２と、流路切り替え手段５４とを備える。前記中空糸膜モジュール３は、前記図１及び図２を用いて説明した中空糸膜濾過装置における中空糸膜モジュール３と同様の構造を有し、ケース５０の両端部それぞれに端部キャップを装着し、そのキャップには液導出入路が設けられてなる。なお、その詳細については後述する。
【００２９】
前記原水供給路５１は、原水供給源とケース５０の一端部に装着された端部キャップにおける液導出入路５３と結合され、前記ドレン排出路５２はケース５０の他端部に装着された端部キャップにおける液導出入路５３と結合される。
【００３０】
流路切り替え手段５４は、前記原水供給路５１に介装された第１三方切り替え弁５５と、前記原水供給路５１においてこの第１三方切り替え弁５５と液導出入路５３との間に介装された第２三方切り替え弁５６と、前記ドレン排出路５２に介装された第３三方切り替え弁５７と、前記ドレン排出路５２においてこの第３三方切り替え弁５７と液導出入路５３との間に介装された第４三方切り替え弁５８と、前記第１三方切り替え弁５５と第４切り替え弁５８とを結合する第１バイパス５９と、前記第２三方切り替え弁５６と第３切り替え弁５７とを結合する第２バイパス６０とを備えてなる。なお、ドレン排出路５２における第３三方切り替え弁５７の下流側には、流路絞り装置あるいはドレン弁のような、原水側の圧力を高める装置が介装される。
【００３１】
また、この中空糸膜濾過装置におけるケース５０に設けられている濾過水流出流路３１ａには、濾過水供給配管が結合される。
【００３２】
この中空糸膜濾過装置においては、当初、第１三方切り替え弁５５、第２三方切り替え弁５６、第３三方切り替え弁５７及び第４三方切り替え弁５８をそれぞれ第１バイパス５９側及び第２バイパス６０側を閉鎖状態にしておく。原水供給路５１から原水を液導出入路５３を介して中空糸束に供給する。中空糸束における各中空糸の一端開口部から原水が流入する。流入した原水が中空糸膜を通過して濾過水となる。中空糸の中空部を通過する原水は濃縮されて中空糸の他端開口部から濃縮水として流出する。流出した濃縮水は、液導出入路５３を通じてドレン排出路５２へと流出していく。濾過水は、濾過水流出流路３１ａを経由して濾過水供給管路へと流通していく。
【００３３】
このような濃縮操作を継続してから一定時間が経過した後、あるいはドレン排出路５２からの濃縮水流量の低下あるいは濾過水流出流路３１ａにおける濾過水流量の低下が検知されるときには、前記第１三方切り替え弁５５、第２三方切り替え弁５６、第３三方切り替え弁５７及び第４三方切り替え弁５８を切り替えて、原水供給路５１を流れる原水を、第１三方切り替え弁５５、第１バイパス５９、及び第４三方切り替え弁５８へと流通するようにし、原水供給路５１が結合されている液導出入路５３、第１三方切り替え弁５５、第２バイパス５９、第３三方切り替え弁５７及びドレン排出路５２が連通状態になるようにする。
【００３４】
そうすると、原水が、原水供給路５１、第１三方切り替え弁５５、第１バイパス５９、第４三方切り替え弁５８、ドレン排出路５２が結合されている液導出入口５３を経由して中空糸の末端開口部に至り、中空糸中に流入する。中空糸中を流通する原水は、前述下のと同様に、中空糸膜を通過して濾過水となり、中空糸の中空部を通過する原水は濃縮されて濃縮水となる。濃縮水は、切り替え動作が行われるまでは、原水の流入口となっていた中空糸の末端開口部から、流出する。その末端開口部に付着する固形物が濃縮水に押し流されて、液導出入口５３、原水供給路５１、第２三方切り替え弁５６、第２バイパス６０、第３三方切り替え弁５７及びドレン排出路５２を経由して流通していく。
【００３５】
このように、この例にあっても、前記例１におけるのと同様に、中空糸の末端開口部を閉塞する固形分を逆洗により、除去することができる。
【００３６】
この例における中空糸膜濾過装置は、前記流路切り替え手段５４における第１三方切り替え弁５５、第２三方切り替え弁５６、第３三方切り替え弁５７及び第４三方切り替え弁５８を手動により切り替えるようにしてもよいが、これら切り替え弁の切り替え動作を、制御手段例えばコンピュータにおける演算制御手段により行うようにすると、無人運転が可能になる。
【００３７】
この例に示される中空糸膜濾過装置は、中空糸膜モジュールが固定状態であり、また、原水供給路及びドレン排出路も伸縮自在に構成される必要がなく固定状態であり、そうでありながら、弁の切り替え操作で流路の切り替えを行うことができ、しかもコンピュータの動作指令によって無人運転も可能になる。
【００３８】
本発明においては、図３に示される中空糸膜モジュールの代わりに図４に示されるような、内部に複数の中空糸膜モジュール３を外部ケース１内に装填してなる中空糸膜モジュールセットを用い、この中空糸膜モジュールセットにおける第１管路１１を原水供給路５１に接続し、この中空糸膜モジュールセットにおける第２管路１２をドレン排出路５２に接続してなる中空糸膜濾過装置を含む。このような構成を有する中空糸膜濾過装置においては、前記中空糸膜モジュールセットを、後述するように回転させる必要がなく、弁の切り替え操作だけで、又、運転を中断することなく、中空糸の開口部における目詰まりの防止乃至目詰まりの解消を行うことができる。
（３）例３
さらに本発明について具体的に説明する。
【００３９】
本発明の一例である中空糸膜濾過装置は、
（ａ）原水供給路の一例である原水供給配管、及びドレン排出路の一例であるドレン排出配管の一方に接続される第１流路、前記原水供給配管及び前記ドレン排出配管の他方に接続される第２流路、及び濾過水を取り出す第３流路を有し、且つ内部を、前記第１流路を備えた第１室と前記第３流路を備えた第３室とに水密に区分する第１隔壁と、前記第３室と前記第２流路を備えた第２室とに水密に区分する第２隔壁とを備える外部ケースと、
（ｂ）前記外部ケースの内部に収容されてなる中空糸膜モジュールと
を備える。
【００４０】
前記外部ケースは、前記外部ケースと交わる軸線の回りに回動可能に設けられ、且つ前記外部ケースの備える前記第１流路と前記第２流路とは前記軸線に関して互いに回転対称である。
【００４１】
そして、前記中空糸膜モジュールは、
▲１▼前記内圧形中空糸を収納する、側面に濾過水流出流路が設けられた中空糸膜ケース、及び
▲２▼それぞれの端部が前記中空糸膜ケースの内壁における両端部に水密に固定されてなる、原水を濾過する中空糸膜
を有している。前記中空糸膜は、前記中空糸膜ケースの両方の端面において開口している。
【００４２】
前記中空糸膜モジュールは、一方の端面が、前記外部ケースにおける第１室に臨み、他方の端面が、前記外部ケースにおける第２室に臨み、且つ側面に設けられた濾過水流通流路が、前記外部ケースにおける第３室に臨むように、前記第１隔壁及び前記第２隔壁に水密に装着されている。
【００４３】
以下、本発明に係る中空糸膜濾過装置の一態様について、図面を用いて説明する。
１．本発明の中空糸膜濾過装置の例
本発明の中空糸膜濾過装置の一例を図４に示す。
【００４４】
図４の中空糸膜濾過装置は、略円柱形の形状を有する外部ケース１を備える。
【００４５】
図４に示すように、前記外部ケース１は、本体１ｂと蓋部１ａとを備える。この本体１ｂは、一端が開口されてなり、他端が、液導出入口を有する閉鎖された端面１ｂ２に形成されてなる。前記蓋部１ａは、本体１ｂの一端開口部に装着され、これを覆蓋する。
【００４６】
前記蓋部１ａは、前記外部ケース１のもう一方の端面を形成する端面１ａ２が一端に形成され他端が開口した略円筒状の形状を有する。前記端面１ａ２には、前記端面１ａ２に対して垂直の方向に延びる第１管路１１が立設され、開口部には、外側に延びるフランジ１ａ１が形成されている。前記第１管路１１は、後述する原水供給配管Ａ及びドレン排出配管Ｂの一方に接続される。
【００４７】
前記本体１ｂにおいては、前記端面１ｂ２に対して垂直の方向に延びる第２管路１２が前記端面１ｂ２に立設され、開口部には、外側に延びるフランジ１ｂ１が形成されている。前記第２管路１２は、原水供給配管Ａ及びドレン排出配管Ｂの他方に接続される。前記本体１ｂの側面からは、前記本体１ｂの半径方向に沿って外側の方向に濾過水取出管路１４が延びている。前記濾過水取出管路１４は、前記本体１ｂと蓋部１ａとによって形成される外部ケース１における端面１ａ２及び１ｂ２のいずれからも等しい距離に位置している。前記濾過水取出管路１４は、前記濾過水取出管路の軸線Ｌの回りに回動可能な水密継手１３ａによって、前記軸線Ｌに沿って延びる第３管路１３に接続されている。
【００４８】
前記第２管路１２は、前記第１管路１１に対して、前記軸線Ｌに関して回転対称の位置に設けられている。前記第１管路１１、第２管路１２、及び第３管路１３のそれぞれの端部には螺子がきられている。尚、前記第１管路１１及び第２管路１２は、外径及び端部にきられた螺子のピッチのいずれも同一である。
【００４９】
図４に示すように、前記蓋部１ａの内部に設けられた、前記端面１ａ２に対して平行な第１隔壁２と、前記本体１ｂの内部における前記端面１ｂ２の近傍に設けられた、前記端面１ｂ２に対して平行な第２隔壁４とによって、前記外部ケース１の内部は、第１管路１１を備える第１室１Ａ、第２管路１２を備える第２室１Ｂ、及び第３流路を備える第３室１Ｃの３つに区分されている。
【００５０】
蓋部１ａの内壁には、前記第１隔壁２を支持する環状突起１ａ３が突設されている。前記環状突起１ａ３における第３室１Ｃに臨む側の面は、蓋部１ａの側壁に対して垂直に形成されている。環状突起１ａ３の前記面が前記第１隔壁２における第１室１Ａに臨む側の面に当接することによって、前記第１隔壁２は環状突起１ａ３により支持されている。第１隔壁２の外周部にはＯリング２１が嵌装され、蓋部１ａの内壁と第１隔壁２の外周部との間から水が漏れるのを防止している。
【００５１】
本体１ｂの内壁には、前記第２隔壁４を支持する突起１ｂ３が突設されている。前記突起１ｂ３における第３室１Ｃに臨む側の面は、本体１ｂの側壁に対して垂直に形成されている。突起１ｂ３の前記面が前記第２隔壁４における第２室１Ｂに臨む側の面に当接することによって、前記第２隔壁４は突起１ｂ３により支持されている。第２隔壁４の外周部にはＯリング４１が嵌め込まれ、本体１ｂの内壁と第２隔壁４の外周部との間から水が漏れるのを防止している。
【００５２】
第１隔壁２は、前記外部ケース１の内径とほぼ等しい外径を有する円板であり、後述する中空糸膜モジュール３が装着される開口部である中空糸膜モジュール取付口２２が、中心部に１個、周辺部に６個設けられている。図４に示すように、中空糸膜モジュール取付口２２における第３室１Ｃに臨む側は、中空糸膜モジュール３の端部の外径とほぼ等しい内径を有し、第１室１Ａに臨む側は、前記中空糸膜モジュール３の端部の外径よりも小さな内径を有する。中空糸膜モジュール取付口２２における前記第３室１Ｃに臨む側の部分と前記第１室１Ａに臨む側の部分との間には段差が設けられている。
【００５３】
第２隔壁４も、前記第１隔壁２と同様に、外部ケース１の内径とほぼ等しい外径を有する円板であり、中空糸膜モジュール３が装着される開口部である中空糸膜モジュール取付口４２が、中心部に１個、周辺部に６個設けられている。第１隔壁２と同様、第２隔壁４においても、中空糸膜モジュール取付口４２は、第３室１Ｃに臨む側において中空糸膜モジュール３の端部の外径とほぼ等しい内径を有し、第２室１Ｂに臨む側において、前記中空糸膜モジュール３の端部の外径よりも小さな内径を有する。中空糸膜モジュール取付口４２における前記第３室１Ｃに臨む側の部分と前記第２室１Ｂに臨む側の部分との間には段差が設けられている。
【００５４】
前記外部ケース１の内部に収容される中空糸膜モジュール３は、図５に示すように、略円筒形の形状を有する、両端の開口した中空糸膜ケース３１と、この中空糸膜ケース３１の内部に装填された内圧型中空糸膜３２の束とを有している。中空糸膜ケース３１の両端部において、前記内圧型中空糸膜３２は熱硬化性樹脂によりポッティングされ、これによりポッティング部３１１と３１２とが形成されている。前記内圧型中空糸膜３２の両端は開口し、開口部３２ａと開口部３２ｂとが形成されている。中空糸膜ケースの側面における、ポッティング部３１１及び３１２の近傍には、それぞれ濾過水取出口３１ａが設けられている。
【００５５】
図４に示すように、中空糸膜モジュール３は、一方の端部において、第１隔壁２に設けられた中空糸膜モジュール取付口２２に嵌装され、他方の端部において前記第２隔壁４に設けられた中空糸膜モジュール取付口４２に嵌装される。そして、前記中空糸膜モジュール３の備える中空糸膜ケース３１の一端に嵌挿されたパッキン３３が、第１隔壁２における中空糸膜モジュール取付口２２の内周面に密着し、前記中空糸ケース３１の他端に嵌装されたパッキン３４が、第２隔壁４における中空糸膜モジュール取付口４２の内周面に密着する。これによって、中空糸膜モジュール３の外周面と、中空糸膜モジュール取付口２２及び中空糸膜モジュール取付口４２の内周面との間からの水の漏れが防止される。
【００５６】
図４の中空糸膜濾過装置において、外部ケース１、第１管路１１、第２管路１２、第３管路１３、第１室１Ａ、第２室１Ｂ、及び第３室１Ｃは、それぞれ本発明の中空糸膜濾過装置における外部ケース、第１流路、第２流路、第３流路、第１室、第２室、及び第３室に相当し、第１隔壁２及び第２隔壁４は、それぞれ、本発明の中空糸膜濾過装置における第１隔壁及び第２隔壁に相当する。そして、中空糸膜モジュール３は、本発明の中空糸膜濾過装置における中空糸膜モジュールに相当し、中空糸膜ケース３１は、本発明の中空糸膜濾過装置における中空糸膜ケースに相当する。内圧型中空糸膜３２は、本発明の中空糸膜濾過装置における中空糸膜に相当する。
以下、図４に示された中空糸膜濾過装置の作用について説明する。
【００５７】
図４の中空糸膜濾過装置を給水配管に介装した状態を図６に示す。図６において、給水配管は、上水道に接続され、前記中空糸膜濾過装置に原水を供給する原水供給配管Ａと、前記中空糸膜濾過装置で濃縮された濃縮水を外部に排出するドレン排出配管Ｂと、マンション、アパート、及びオフィスビル等の、濾過水が供給される被給水建造物に接続される濾過水供給配管Ｃとを備えている。前記原水供給配管Ａ及びドレン排出配管Ｂの一端には、それぞれユニオン継手Ａ１及びＢ１が設けられている。前記ドレン排出配管Ｂにおける前記ユニオン継手Ｂ１近傍には、ドレン弁Ｂ２が介装されている。前記ドレン弁Ｂ２としては、開度が調節できる調整弁等が挙げられる。尚、前記ドレン排出配管Ｂは、前記濃縮液が流通する際に抵抗が生じるように形成されていれば、前記ドレン弁Ｂ２が介装された態様には限定されない。このようなドレン排出配管Ｂとしては、例えば前記ユニオン継手Ｂ１の近傍に絞りが形成された配管等を挙げることができる。
【００５８】
前記原水供給配管Ａは、前記ユニオン継手Ａ１によって第１管路１１及び第２管路１２の一方に接続され、前記ドレン排出配管Ｂは、前記ユニオン継手Ｂ１によって第１管路１１及び第２管路１２の他方に接続される。濾過水供給配管Ｃの末端にもユニオン継手Ｃ１が設けられ、前記濾過水供給配管Ｃは、前記ユニオン継手Ｃ１によって前記第３管路１３に接続される。
【００５９】
図６において、（Ａ）は、前記中空糸膜濾過装置における第２管路１２が原水供給配管Ａに接続され、第１管路１１がドレン排出配管Ｂに接続された状態を示す。一方、（Ｂ）は、第１管路１１が原水供給配管Ａに接続され、第２管路１２がドレン排出配管Ｂに接続された状態を示す。
【００６０】
図６の（Ａ）に示された状態においては、原水は、第２管路１２を通って、外部ケース１における第２室１Ｂに流入する。第２室１Ｂに流入した原水は、中空糸膜モジュール３の一端から、内圧型中空糸膜３２の開口部３２ｂを通って、内圧型中空糸膜３２の内部、即ち中空部に流入する。ここで、ドレン弁Ｂ２を絞ると、前記中空糸膜濾過装置に供給される原水に圧力が加わるから、内圧型中空糸膜３２の中空部に流入した原水は、内圧型中空糸膜３２を透過する。前記内圧型中空糸膜３２を透過した濾過水は、内圧型中空糸膜３２と中空糸膜ケース３１との間に形成された空間へと流出し、濾過水流出流路３１ａを通って第３室１Ｃへと流出する。第３室１Ｃに流出した濾過水は、第３管路１３を通って濾過水供給配管Ｃに流出する。液体が前記内圧型中空糸膜３２を透過するときに、バクテリアやビールスなどの除去しようとする不純物が原水から除去されるから、前記第３流路からは、バクテリアやビールスなどの不純物が含まれない濾過水が流出する。一方、内圧型中空糸膜３２の、前記開口部３２ｂとは反対側の開口部３２ａからは濃縮水が排出され、前記濃縮水は、第１管路１１及びドレン排出配管Ｂを通って外部に排出される。
【００６１】
図６における（Ａ）に示される状態において、中空糸膜３２の開口部３２ｂが原水中の微粒子で目詰まりしたら、ユニオン継手Ａ１及びＢ１を緩めて、原水供給配管Ａから第２管路１２を外し、ドレン排出配管Ｂから第１管路１１を外す。そして、外部ケース１を、軸線Ｌの回りに１８０°回転させる。前述のように第２管路１２は、第１管路１１に対して軸線Ｌに関して回転対称の関係にあるから、外部ケースを図６における（Ａ）の状態から１８０°回転させると、第１管路１１の末端が原水供給配管Ａの末端と向かい合い、第２管路１２の末端がドレン排出配管Ｂの末端に向かい合う。この状態でユニオン継手Ａ１及びＢ１を締めると、原水供給配管Ａと第１管路１１とが接続され、ドレン排出配管Ｂと第２管路１２とが接続される。この状態を図６における（Ｂ）に示す。
【００６２】
図６における（Ｂ）に示される状態においては、原水供給配管Ａから供給された原水は、第１管路１１を通って、外部ケース１における第１室１Ａに流入する。第１室１Ａに流入した原水は、中空糸膜モジュール３の一端から、内圧型中空糸膜３２の開口部３２ａを通って、内圧型中空糸膜３２の中空部に流入する。内圧型中空糸膜３２の中空部に流入した原水は、前記（Ａ）の場合と同様、内圧型中空糸膜３２により濾過され、第３室１Ｃ及び濾過水供給配管Ｃを通って被給水建造物に給水される。一方、内圧型中空糸膜３２の開口部３２ｂからは濃縮水が排出されるから、前記濃縮水の圧力によって、開口部３２ｂを閉塞していた微粒子が除去され、濃縮水と一緒に第２管路１２及びドレン排出配管Ｂを通って外部に排出される。これによって、開口部３２ｂの目詰まりが解消される。尚、ドレン弁Ｂ２を開放することにより、前記開口部３２ｂの目詰まりをより効率的に解消することができる。
２．本発明の中空糸膜濾過装置の構成要素に関する説明
以下、本発明の中空糸膜濾過装置が備える各構成要素について説明する。
２．１  外部ケース
本発明の中空糸膜濾過装置において、外部ケースは、後述する中空糸膜モジュールを収納する容器としての機能と、中空糸膜モジュールの一端に原水を導入する機能と、前記中空糸膜モジュールの他端から流出する濃縮水を集めて外部に排出する機能と、前記中空糸膜モジュールを透過した濾過水を集めて外部に取り出す機能とを有している。
【００６３】
本発明の中空糸膜濾過装置に供給し得る原水としては、例えば、水道水、工業用水、及び井戸水等を挙げることができる。
【００６４】
外部ケースには、原水を供給する原水供給配管及び濃縮水を排出するドレン排出配管の一方に接続される第１流路と、前記原水供給配管及び前記ドレン排出配管の他方に接続される第２流路とを備えている。前記外部ケースは、更に、前記中空糸膜モジュールで濾過された濾過水を外部に取り出す第３流路も備えている。
【００６５】
外部ケースは、前記外部ケースと交わる軸線の回りに回動可能に形成されている。外部ケースを前記軸線の回りに回動可能に構成する態様としては、前記外部ケースの壁面における前記軸線が交わる位置に、前記外部ケースに対して回動可能に第３流路を設ける第１の態様、及び前記軸線上に延びる軸を外部ケースに設け、前記軸において前記外部ケースを回動可能に保持する第２の態様等を挙げることができる。前記第２の態様を有する外部ケースにおいては、ゴム、熱可塑性エラストマ、及び軟質合成樹脂等から選択される軟質材料で構成された管、並びに金属等で構成された蛇腹型の管等から形成される屈曲部を有する管路によって第３流路を形成することができる。
【００６６】
前記第１流路は、前記第２流路に関して前記軸線に関して回転対称の位置に設けられている。前記第１流路及び第２流路としては、例えば前記外部ケースの壁面に設けられた開口部及び管路等を挙げることができる。前記第１流路及び第２流路として管路を備える中空糸膜濾過装置においては、前記管路の末端に、原水供給配管、ドレン排出配管に接続されるユニオン継手等の継手を設けることができる。又、前記第１流路及び第２流路として開口部を備える中空糸膜濾過装置においては、原水供給配管及びドレン排出配管の末端が螺合する螺子を前記開口部の内周に形成することができる。
【００６７】
第３流路としては、前記第１流路及び第２流路と同様、前記外部ケースの壁面に設けられた開口部及び管路等を挙げることができる。前記第３流路として管路が用いられている中空糸膜濾過装置においては、例えばマンション、アパート、及びオフィスビル等の被給水建造物における給水配管に接続する継手を前記管路の末端に設けることができる。又、前記第３流路として開口部を備える中空糸膜濾過装置においては、給水配管の末端が螺合する螺子を前記開口部の内周に形成することができる。
【００６８】
外部ケースの形状は、原水の流入圧力及び収納する中空糸膜モジュールの本数に応じて任意に選択することができる。
【００６９】
外部ケースの形状としては、図４に示されたような円柱形の他、例えば円柱の両方の端面が外向きに凸の曲面である俵形のような形状、繭型、葉巻型、卵型、ラグビーボール型、回転楕円形、球形、並びに円盤型など、各種回転体の形状を挙げることができる。外部ケースの形状としては、この他、四角柱形、五角柱形、六角柱形、及び八角柱形などの角柱形、直方体形、楕円柱形、正十二面体、及び正二十面体などの形状も挙げることができる。
【００７０】
外部ケースは、２つ以上の部分に分割可能であることが、中空糸膜モジュールの収納及び取り出しに便利である点で好ましい。外部ケースを２つ以上の部分に分割し得るように構成する態様には特に制限はなく、例えば、回転体の形状を有する外部ケースの場合には、外部ケースは、中心軸に対して直交する平面に沿って分割し得るように構成されてもよく、中心軸を包含する平面に沿って分割し得るように構成されてもよい。外部ケースが角柱形の形状を有している場合には、外部ケースを、底面に対して平行な平面に沿って分割し得るように構成されてもよく、底面に対して直交する平面に沿って分割し得るように構成されてもよい。又、前記回転体の形状のうち、円柱形もしくは俵形、角柱形、又は直方体の形状を有する外部ケースの場合には、蓋と本体とに分割し得るように構成されてもよい。
外部ケースの材質としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、高張力鋼、ボイラ用合金鋼、圧力容器用合金鋼、鋳鉄、可鍛鋳鉄、チタニウム合金、ニッケル系合金、ニッケル−コバルト系合金及びアルミニウム合金などの金属材料、ガラス繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂、及びアラミド繊維強化樹脂などの繊維強化樹脂、繊維強化金属、セラミックス、ならびに繊維強化セラミックスなどを挙げることができる。
【００７１】
外部ケースが、円柱形、俵形、及び角柱形などの相対向する２つの端面を備える形状を有している場合には、一方の端面に第１流路を設け、他方の端面に第２流路を設けることができる。又、一方の端面に第１流路を設け、側面に第２流路を設けてもよい。更に、一方の端面に第１流路と第２流路との両方を設けてもよい。前記外部ケースにおいては、第３流路を側面に設けてもよく、一方の端面に設けてもよい。
【００７２】
２つの部分に分割し得るように構成された外部ケースの場合には、分割された外部ケースの一方に第１流路を設け、分割された外部ケースの他方に第２流路を設けることができ、又、分割された外部ケースの一方に第１流路と第２流路との両方を設けることができる。
２．２  第１隔壁及び第２隔壁
前記外部ケースは、後述する中空糸膜モジュールの両端部を保持する第１隔壁及び第２隔壁によって、前記第１流路を備える第１室、前記第２流路を備える第２室、及び前記第３流路を備える第３室に水密に区分されている。
【００７３】
第１隔壁は、前記外部ケースの内部を第１室と第３室とに水密に区画する機能を有し、第２隔壁は、前記外部ケースの内部を第２室と第３室とに水密に区画する機能を有する。ここで、「水密に区分する」とは、外部ケースの内壁と外部ケース隔壁の外周との間から水漏れが生じないように前記外部ケースの内部を区分することを意味する。
【００７４】
更に、前記第１隔壁及び第２隔壁は、中空糸膜モジュールを、外部ケースの内部における所定の位置に保持する機能も有する。ここで、中空糸膜モジュールを水密に保持するとは、中空糸膜モジュールと第１隔壁及び第２隔壁との間から液が漏れないように、中空糸膜モジュールを保持することを意味する。
【００７５】
前記第１隔壁及び第２隔壁としては、例えば、中空糸膜モジュールを装着する２以上の開口を備えた、円形、長方形、又は多角形の形状を有する板状体を挙げることができる。前記板状体は、外部ケースの内壁に固定されてもよく、着脱可能に取り付けられてもよい。前記板状体を外部ケースの内壁に固定する態様としては、接着、熱融着、及び溶接などを挙げることができる。前記板状体を外部ケースの内壁に着脱可能に取り付ける場合には、前記板状体の周縁にＯリングなどのパッキンを嵌挿し、一方、外部ケースの内壁には、前記板状体を所定の位置に保持する、突起又は溝などを設けることができる。なお、前記板状体における、中空糸膜モジュールを装着する開口部にもＯリングなどのパッキンを嵌挿することができる。
【００７６】
第１隔壁及び第２隔壁としては、他には、外部ケースと一体に形成された、中空糸膜モジュールを装着する２以上の開口を備えた隔壁を挙げることができる。
２．３  中空糸膜モジュール
中空糸膜モジュールは、内圧形中空糸を収納する、側面に濾過水流出流路が設けられた中空糸膜ケースと、それぞれの端部が前記中空糸膜ケースの内壁における両端部に水密に固定された、両端が開口してなる中空糸膜とを備える。
中空糸膜モジュールの両端を前記第１隔壁及び第２隔壁に水密に装着することのできる形状であれば、前記中空糸膜モジュールの形状には特に制限はない。このような形状としては、例えば、円柱形、楕円柱形、角柱形、及び直方体形などの形状を挙げることができる。
２．３．１  中空糸膜ケース
中空糸膜ケースは、内部に中空糸膜を保持する機能と、中空糸膜モジュールの外郭を形成する機能とを有している。
空糸膜ケースとしては、例えば、両端に開口部を有し、且つ側面に濾過水流出口を有する円筒状の中空糸膜ケース等を挙げることができる。前記中空糸膜ケースにおいて濾過水流出口を設ける箇所は、前記中空糸膜ケースの側面上であれば特に制限はない。又、濾過水流出口の個数にも制限はない。
【００７７】
中空糸膜ケースの内部に中空糸膜を固定する方法としては、各種の方法を挙げることができる。
【００７８】
例えば、両端に開口部を有する中空糸膜ケースにおいては、内部に中空糸膜の束を装填し、中空糸膜ケースの両端の部分において、熱硬化性樹脂を用いて前記中空糸膜をポッティングして固定する方法を挙げることができる。前記方法により中空糸膜の固定された中空糸膜モジュールにおいては、ポッティングされた両端を切断することにより、原水が流入する原水流入口を一方の末端に形成し、濃縮水が流出する濃縮水流出口を他方の末端に形成することができる。
２．３．２  中空糸膜
中空糸膜は、前記原水を濾過する機能を有する。
【００７９】
このような中空糸膜としては、例えば、主にビールスやバクテリアなどのサブμｍ以上の大きさの粒子を除去する精密濾過膜、主に蛋白質、多糖類などの高分子有機物やコロイド粒子、エマルジョン粒子などのサブμｍ以下の大きさの粒子や溶質を除去する限外濾過膜、及び主に糖、アミノ酸、ビタミンなどの低分子有機物や塩類などの溶質を除去する逆浸透膜など、液体の濾過に用いられる膜を挙げることができる。
【００８０】
中空糸膜の構造には制限はなく、例えば精密濾過膜としては、均質な多孔質構造を有する均質膜、膜断面方向に細孔径が変化する非対象膜、無孔薄膜を裂くことにより細孔を形成した延伸膜などを挙げることができ、限外濾過膜及び逆浸透膜としては、非対称膜、及び非対称膜の表面に界面重合等によって分離層を形成した複合膜などを挙げることができる。
【００８１】
中空糸膜の材質にも制限はなく、精密濾過膜としては、例えば酢酸セルロース、三酢酸セルロース、酪酸セルロース、及び酢酸酪酸セルロースなどのセルロース系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１０、ナイロン６Ｔ、及びポリ−ｍ−キリシレンアジパミドなどのポリアミド系樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、及びポリエーテルエーテルスルホンなどのポリスルホン系樹脂、ポリ（弗化ビニリデン）及びポリ（四弗化エチレン）などの弗素系樹脂、並びにポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂などの高分子材料から形成された高中空糸膜、並びにセラミックス膜、多孔質炭素焼結体膜、及び多孔質金属焼結体膜などの無機材料膜などを挙げることができる。又、限外濾過膜及び逆浸透膜に用いられる材質としては、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、酪酸セルロース、及び酢酸酪酸セルロースなどのセルロース系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１０、ナイロン６Ｔ、及びポリ−ｍ−キリシレンアジパミドなどのポリアミド系樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、及びポリエーテルエーテルスルホンなどのポリスルホン系樹脂、並びにポリ（弗化ビニリデン）などを挙げることができる。
【００８２】
中空糸膜としては、内側から加圧する内圧型中空糸膜を用いることができる。
２．３．３  中空糸膜モジュールと第１隔壁及び第２隔壁との関係
中空糸膜モジュールは、一方の端部が外部ケースにおける第１室に臨み、他方の端部が第２室に臨み、濾過水流出口が第３室に臨むように、前記外部ケースの内部において、第１隔壁及び第２隔壁によって保持される。
【００８３】
中空糸膜モジュールは、例えば、中空糸膜モジュールの側面を一周する外周と実質的に同一の形状と大きさとを有する開口部を第１隔壁及び第２隔壁に開け、前記中空糸膜モジュールをこの開口部に嵌装することにより、前記第１隔壁及び第２隔壁に装着することができる。前記第１隔壁及び第２隔壁は、中空糸膜モジュールの末端部を支持する位置に設けられてもよく、又、中空糸膜モジュールにの中央部を支持する位置に設けられてもよい。前記第１隔壁及び第２隔壁に設けられた前記開口部の内周面、及び中空糸膜モジュールにおける、前記開口部に嵌装される部分の外周面のいずれかにＯリングなどのパッキンを嵌装すれば、前記開口部の内周と中空糸膜モジュールの外周とが完全に密着し、前記開口部と中空糸膜モジュールとの間の液漏れを完全に防止することができる。
【００８４】
なお、前記中空糸膜モジュールにおける末端部を前記第１隔壁及び第２隔壁の開口部に嵌装する場合においては、例えば図４の例のように、外部ケース隔壁の開口部に段差を設け、中空糸膜モジュールの末端部をこの段差によって保持することができる。
【００８５】
この他には、中空糸膜モジュールの両端部に螺子を切り、前記中空糸膜モジュールの末端部を第１隔壁及び第２隔壁の開口部に挿入して、ナットで固定することができる。又、前記中空糸膜モジュールの両端部における、螺子を切った端部の近傍に、第１隔壁及び第２隔壁の開口部を通過し得ない大きさを有する膨張部を形成し、前記それぞれの膨張部とナットとで前記第１隔壁及び第２隔壁を挟んで固定してもよい。更に、前記中空糸膜モジュールの末端に設けられた螺子が螺合するように、前記第１画壁及び第２隔壁の開口部にも螺子を切り、前記中空糸膜モジュールの末端に設けられた螺子を、前記開口部の螺子と螺合させることにより、中空糸膜モジュールを外部ケース隔壁の開口部に固定してもよい。
３．本発明に係る中空糸膜濾過装置の他の例
本発明に係る中空糸膜濾過装置の他の例を図７に示す。図７において、図４〜図６と同一の符号は、特に断らない限り、前記符号が図４〜図６において示す要素と同一の要素を示す。
【００８６】
図７に示された中空糸膜濾過装置においては、外部ケース１の側面における、端面１ａ２及び端面１ｂ２のいずれからも等距離にある位置に、半径方向に沿って外側に延びる、共通の軸線Ｌを有する回転軸１５ａ及び１５ｂが立設されている。前記回転軸１５ａ及び１５ｂは、それぞれ軸受け１６によって回動可能に支持されている。前記外部ケース１における本体１ｂの側面には、半径方向に沿って外側に向かって濾過水取出管路１４が延びている。一方、一端が前記濾過水取出管路１４に接続されている第３管路１３は、エラストマ製の屈曲自在な屈曲部１３ｂと、前記屈曲部１３ｂの一端に設けられた、実質的に屈曲性を有しない剛直部１３ｃとを備えている。前記第３管路１３は、前記屈曲部１３ｂにおける前記剛直部１３ｃが設けられた端部と反対側の端部において、前記濾過水取出管路１４に接続されている。
【００８７】
前記第２管路１２は、前記第１管路１１に対して、前記回転軸１５ａ及び１５ｂの軸線Ｌに関して回転対称の位置に設けられている。前記第１管路１１、第２管路１２、及び第３管路１３のそれぞれの端部には螺子がきられている。尚、前記図４における中空糸膜濾過装置と同様、第１管路１１及び第２管路１２は、外径、及び端部にきられた螺子のピッチのいずれも同一である。
【００８８】
図７の中空糸膜濾過装置において、外部ケース１、第１管路１１、第２管路１２、第３管路１３、第１室１Ａ、第２室１Ｂ、及び第３室１Ｃは、それぞれ本発明の中空糸膜濾過装置における外部ケース、第１流路、第２流路、第３流路、第１室、第２室、及び第３室に相当し、第１隔壁２及び第２隔壁４は、それぞれ、本発明の中空糸膜濾過装置における第１隔壁及び第２隔壁に相当する。そして、中空糸膜モジュール３は、本発明の中空糸膜濾過装置における中空糸膜モジュールに相当し、中空糸膜ケース３１は、本発明の中空糸膜濾過装置における中空糸膜ケースに相当する。内圧型中空糸膜３２は、本発明の中空糸膜濾過装置における中空糸膜に相当する。
【００８９】
以下、図７に示された中空糸膜濾過装置の作用について説明する。
【００９０】
図７の中空糸膜濾過装置を給水配管に介装した状態を図８に示す。
【００９１】
図８において、（Ａ）は、前記中空糸膜濾過装置における第１管路１１が原水供給配管Ａに接続され、第２管路１２がドレン排出配管Ｂに接続された状態を示す。一方、（Ｂ）は、第２管路１２が原水供給配管Ａに接続され、第１管路１１がドレン排出配管Ｂに接続された状態を示す。
【００９２】
図８の（Ａ）に示された状態において、原水は、第１管路１１を通って、外部ケース１の第１室１Ａに流入する。第１室１Ａに流入した原水は、中空糸膜モジュール３の一端から、内圧型中空糸膜３２の開口部３２ａを通って、内圧型中空糸膜３２の中空部に流入する。
【００９３】
ドレン弁Ｂ２を絞り、前記原水に圧力を加えると、内圧型中空糸膜３２の中空部に流入した原水は、内圧型中空糸膜３２を透過して、内圧型中空糸膜３２と中空糸膜ケース３１との間に形成された空間へと流出し、濾過水流出流路３１ａを通って第３室１Ｃへと流出する。第３室１Ｃに流出した液体は、第３管路１３を通って濾過水供給配管Ｃに流出する。液体が前記内圧型中空糸膜３２を透過するときに、バクテリアやビールスなどの除去しようとする不純物が原水から除去されるから、前記第３流路からは、バクテリアやビールスなどの不純物が含まれない濾過水が流出する。一方、内圧型中空糸膜３２の、前記開口部３２ａとは反対側の開口部３２ｂからは濃縮水が排出され、前記濃縮水は、第２管路１２及びドレン排出配管Ｂを通って外部に排出される。
【００９４】
図８における（Ａ）に示される状態において、中空糸膜３２の開口部３２ａが原水中の微粒子で目詰まりしたら、ユニオン継手Ａ１及びＢ１を緩めて、原水供給配管Ａから第１管路１１を外し、ドレン排出配管Ｂから第２管路１２を外す。そして、外部ケース１を、回転軸１５ａ及び１５ｂの回りに１８０°回転させる。前述のように第２管路１２は、第１管路１１に対して軸線Ｌに関して回転対称の関係にあるから、外部ケースを図８における（Ａ）の状態から１８０°回転させると、第２管路１２の末端が原水供給配管Ａの末端と向かい合い、第１管路１１の末端がドレン排出配管Ｂの末端に向かい合う。一方、第３管路１３における屈曲部１３は、外部ケース１が回転するのに応じて屈曲するから、外部ケース１の回転を妨げない。この状態でユニオン継手Ａ１及びＢ１を締めると、原水供給配管Ａと第２管路１２とが接続され、ドレン排出配管Ｂと第１管路１１とが接続される。この状態を図８における（Ｂ）に示す。
【００９５】
図８における（Ｂ）に示される状態においては、原水供給配管Ａから供給された原水は、第２管路１２を通って、外部ケース１における第１室１Ａに流入する。第１室１Ａに流入した原水は、中空糸膜モジュール３の一端から、内圧型中空糸膜３２の開口部３２ｂを通って、内圧型中空糸膜３２の中空部に流入する。内圧型中空糸膜３２の中空部に流入した原水は、前記（Ａ）の場合と同様、内圧型中空糸膜３２により濾過され、第３室１Ｃ及び濾過水供給配管Ｃを通って被給水建造物に給水される。一方、内圧型中空糸膜３２の開口部３２ａからは濃縮水が排出されるから、前記濃縮水の圧力によって、開口部３２ａを閉塞していた微粒子が除去され、濃縮水と一緒に第１管路１１及びドレン排出配管Ｂを通って外部に排出される。これによって、開口部３２ａの目詰まりが解消される。
【００９６】
尚、ドレン弁Ｂ２を開放することにより、開口部３２ａの目詰まりをより効率的に解消することができる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によって提供される中空糸膜濾過装置は、中空糸膜モジュールを並列状に複数接続した濾過装置が有する、配管が複雑であるという問題点が無い。又原水中の微粒子によって中空糸膜が目詰まりしたときには逆洗浄によって容易に性能を回復することができる。
【００９８】
本発明によって提供される中空糸膜濾過装置は、より大きな処理量が要求される場合においても、この要求に容易に対応し得るという特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の中空糸膜濾過装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】図２は本発明の中空糸膜濾過装置の一例における液導出入路と原水供給路又はドレン排出路とをジョイントで接続してなる断面を示す概略説明図である。
【図３】図３は本発明の中空糸膜濾過装置の他の例を示す概略説明図である。
【図４】図４は、本発明の中空糸膜濾過装置のさらに他の一例を示す縦断面図である。
【図５】図５は、図４に示された中空糸膜濾過装置において用いられる中空糸膜モジュールの構造を示す縦断面図である。
【図６】図６は、図４に示された中空糸膜濾過装置を給水配管に介装した状態を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明に係る中空糸膜濾過装置の他の例を示す縦断面図である。
【図８】図８は、図７に示された中空糸膜濾過装置を給水配管に介装した状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１…外部ケース、１Ａ…第１室、１Ｂ…第２室、１Ｃ…第３室、２…第１隔壁、３…中空糸膜モジュール、４…第２隔壁、１１…第１管路、１２…第２管路、１３…第３管路、１３ａ…水密継手、１３ｂ…屈曲部、１３ｃ…剛直部、１４…濾過水取出管路、１５ａ、１５ｂ…回転軸、１６…軸受け、２１…Ｏリング、２２…中空糸膜モジュール取付口、３１…中空糸膜ケース、３１ａ…濾過水流出流路、３２…内圧型中空糸膜、３２ａ、３２ｂ…開口部、３３、３４…パッキン、４１…Ｏリング、４２…中空糸膜モジュール取付口、５０…ケース、５１…原水供給路、５２…ドレン排出路、５３…液導出入路、５４…流路切り替え手段、５５…第１三方切り替え弁、５６…第２三方切り替え弁、５７…第３三方切り替え弁、５８…第４三方切り替え弁、５９…第１バイパス、６０…第２バイパス、３１１、３１２…ポッティング部、Ａ…原水供給配管、Ａ１…ユニオン継手、Ｂ…ドレン排出配管、Ｂ１…ユニオン継手、Ｂ２…ドレン弁、Ｃ…濾過水供給配管、Ｃ１…ユニオン継手
【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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