(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求処理水量に応じて所望台数を連結して使用するための脱気モジュール１であって、モジュール本体２のいずれか一方の端部に被処理水が流通する流入口３と流出口４とを備えたモジュールキャップ５を嵌合し、このモジュールキャップ５の天井面１３と前記モジュール本体２の端面１２との間に空間部１４を形成し、この空間部１４内に当該空間部１４内を前記端面１２側と前記天井面１３側とに仕切る流通口６を備えた仕切部材７を設け、この仕切部材７により前記空間部１４内に端面側空間部１５と天井面側空間部１６とを形成し、前記端面側空間部１５内に粒状遊動体８を収容し、さらに前記モジュール本体２の他方の端部に処理水が流通する処理水入口９と処理水出口１０とを備えた処理水側モジュールキャップ１１を嵌合して構成し、前記脱気モジュール１の複数台連結を可能とするために、前段側の前記モジュールキャップ５の流出口４と次段側の前記モジュールキャップ５の流入口３とを対向させた状態で連結するように構成するとともに、前段側の前記処理水側モジュールキャップ１１の処理水出口１０と次段側の前記処理水側モジュールキャップ１１の処理水入口９とを対向させた状態で連結するように構成し、さらに隣接する前記モジュール本体２同士の真空吸引ラインの連結は、前段側の前記モジュール本体２の第二接合口２１と次段側の前記モジュール本体２の第一接合口２０とを対向させた状態で連結するように構成したことを特徴とする脱気モジュール。
【請求項２】
前記処理水側モジュールキャップ１１の天井面１８と前記モジュール本体２の他側端面１７との間に他側空間部１９を形成し、この他側空間部１９内に当該他側空間部１９内を前記他側端面１７側と前記天井面１８側とに仕切る流通口６を備えた仕切部材７を設け、この仕切部材７により前記他側空間部１９内に端面側空間部２７と天井面側空間部２８とを形成し、前記端面側空間部２７内に粒状遊動体８を収容したことを特徴とする請求項１に記載の脱気モジュール。
【請求項３】
前記流通口６が、複数の小孔により形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脱気モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、中空糸状気体分離膜等を利用して液体中の溶存気体を脱気除去する真空脱気装置に使用される脱気モジュールの構造に関するもので、とくに前記真空脱気装置による処理量の増加要求への対応が可能な，すなわち要求処理水量に応じて複数台を連結して使用するための脱気モジュールの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、ビル，マンション等の建造物における赤水防止対策として、脱気装置が用いられるようになってきている。また、ボイラ，温水器および冷却器などの冷熱機器類への給水ライン中にも、これら機器類の内部腐食の防止を目的として脱気装置が組み込まれている。
【０００３】
前記脱気装置としては、中空糸状気体分離膜等を用いたものが、装置のコンパクトさや、取扱いの簡便さから多用されている。この種の脱気装置は、使用機器等への給水ライン中に中空糸状気体分離膜等の気体分離膜を収納してなる脱気モジュールを接続し、この脱気モジュール内へ原水を通水し、この通水過程において前記脱気モジュール内を真空引きして、原水中の溶存気体を脱気除去する構成となっている。前記脱気モジュールは、中空糸状気体分離膜等の集合体からなるモジュール本体の両端部にモジュールキャップをそれぞれ嵌着して形成されている。
【０００４】
ところで、前記構成の脱気装置において、原水中の溶存気体からの脱気除去は、前記脱気モジュール内へ原水を通水し、この通水過程において前記脱気モジュール内を真空引きすることによって行う。この原水中の溶存気体の脱気除去を連続して行うと、原水中の鉄分，マンガン，泥および藻等が中空糸状気体分離膜等の集合体からなる前記モジュール本体の端面（流体流入口側）に付着し、時間とともに前記モジュール本体の端面において前記鉄分等は成長する。一般に、前記脱気装置においては、前記鉄分等の付着，成長を防止するために、前記脱気装置の手前にフィルタを装備しているが、イオン状あるいはフィルタの濾過精度よりも小さいものは、フィルタを透過し前記モジュール本体の端面に付着し、それが成長して中空糸状分離膜等の入口を閉鎖してしまう。このような閉塞（目詰まり）が発生すると、前記脱気装置における処理水の流量が低下し、前記脱気装置全体としての効率も低下する。また、前記モジュール自体の寿命も短くなる。
【０００５】
そこで、前記モジュール本体の端面への鉄分等の付着，成長を防止することを目的として、本特許出願人は、先に特許出願（特開平９−１０３６０６号参照）しており、具体的には図９に示す気体分離膜モジュールを提案している。ところで、近時、前記脱気装置による処理量の増加要求への対応と装置全体のコンパクト化が要望されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記モジュール本体の端面への鉄分等の付着，成長を防止するとともに、前記脱気装置による処理量の増加要求への対応および装置全体のコンパクト化が容易にできる脱気モジュールを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、請求項１に記載の発明は、要求処理水量に応じて所望台数を連結して使用するための脱気モジュールであって、モジュール本体のいずれか一方の端部に被処理水が流通する流入口と流出口とを備えたモジュールキャップを嵌合し、このモジュールキャップの天井面と前記モジュール本体の端面との間に空間部を形成し、この空間部内に当該空間部内を前記端面側と前記天井面側とに仕切る流通口を備えた仕切部材を設け、この仕切部材により前記空間部内に端面側空間部と天井面側空間部とを形成し、前記端面側空間部内に粒状遊動体を収容し、さらに前記モジュール本体の他方の端部に処理水が流通する処理水入口と処理水出口とを備えた処理水側モジュールキャップを嵌合して構成し、前記脱気モジュールの複数台連結を可能とするために、前段側の前記モジュールキャップの流出口と次段側の前記モジュールキャップの流入口とを対向させた状態で連結するように構成するとともに、前段側の前記処理水側モジュールキャップの処理水出口と次段側の前記処理水側モジュールキャップの処理水入口とを対向させた状態で連結するように構成し、さらに隣接する前記モジュール本体同士の真空吸引ラインの連結は、前段側の前記モジュール本体の第二接合口と次段側の前記モジュール本体の第一接合口とを対向させた状態で連結するように構成したことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記処理水側モジュールキャップの天井面と前記モジュール本体の他側端面との間に他側空間部を形成し、この他側空間部内に当該他側空間部内を前記他側端面側と前記天井面側とに仕切る流通口を備えた仕切部材を設け、この仕切部材により前記他側空間部内に端面側空間部と天井面側空間部とを形成し、前記端面側空間部内に粒状遊動体を収容したことを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記流通口が、複数の小孔により形成されていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の第一の実施の形態について説明すると、この発明は、中空糸状気体分離膜の集合体からなるモジュール本体の一方の端部に、被処理水が流通する流入口と流出口とを備えたモジュールキャップを嵌合し、このモジュールキャップの天井面と前記モジュール本体の両端面との間に空間部を形成し、この空間部内に当該空間部内を前記端面側と前記天井面側とに仕切る複数の小孔よりなる流通口を備えた仕切部材を設け、この仕切部材を介して前記空間部内を端面側空間部と天井面側空間部とに分割し、前記端面側空間部内に粒状遊動体を収容し、さらに前記モジュール本体の他方の端部に処理水が流通する処理水入口と処理水出口を備えた処理水側モジュールキャップを嵌合した構成の脱気モジュールにおいて実現される。
【００１６】
前記モジュールキャップは、箱形に形成してあって、被処理水が流通する流入口と流出口とが設けられている。この流入口および流出口は、適宜な形状の開口穴としてそれぞれ形成されている。そして、前記脱気モジュールを複数台連結するときは、前段側におけるモジュールキャップの流出口と次段側におけるモジュールキャップの流入口とを対向させ、所定の連結手段（たとえば、ボルト締め等）により連結する。また、前記仕切部材の流通口は、前記流入口に対応する位置となるように配置されている。さらに、前記脱気モジュールを複数台連結した場合は、最下流側に配置した脱気モジュールの前記モジュールキャップにおける前記流出口を適宜の手段で封止する。さらにまた、隣接する前記モジュール本体同士の真空吸引ラインの連結は、たとえば吸盤式流路接合素子により連結し、各モジュール本体同士の連結間隔を短くしている。
【００１７】
前記のように、複数台の脱気モジュールを連結することにより脱気処理水量を増加させることができる。すなわち、最上流側に配置した脱気モジュールの流入口から流入した被処理水は、前記天井面側空間部と前記端面側空間部とに分流して流入し、前記天井面側空間部へ流入した被処理水は、つぎに連結した脱気モジュール内へ流入する。一方、前記流通口を介して前記端面側空間部へ流入した被処理水は、この被処理水の流速により前記粒状遊動体が遊動旋回する。この粒状遊動体の遊動旋回により前記端面への鉄分等の付着を防止するとともに、すでに前記端面に付着している鉄分等を除去する。そして、被処理水は、前記モジュール本体内へ流入し、このモジュール本体内を通過する際に真空引きされ、被処理水中の溶存気体は脱気処理され、処理水は処理水側モジュールキャップの処理水出口を介して負荷側へ供給される。また、前記粒状遊動体は、前記流通口が前記粒状遊動体より小さ目の小孔により形成されているので、前記端面側空間部から流出することはない。さらに、前記流通口の対向位置に案内羽根を設け、前記粒状遊動体の遊動旋回を確実に行わせる構成とすることもできる。さらにまた、前記処理水側モジュールキャップ内に前記仕切部材を設けるとともに、この仕切部材により形成された端面側空間部内に前記粒状遊動体を収容することも、前記と同様に実施することができる。
【００１８】
つぎに、前記第一の実施の形態に代わる第二の実施の形態について説明する。ここで説明する脱気モジュールの実施の形態は、前記モジュール本体を複数台連結することができるものであって、前記モジュール本体の両端部に流体が流通する流通口を備えたモジュールキャップをそれぞれ嵌合し、この両モジュールキャップに流体が流通する流入口と流出口とを備えたマニホールドをそれぞれ嵌合するとともに、前記両モジュールキャップ内に粒状遊動体をそれぞれ収容した構成のものである。また、前記流通口を複数の小孔で形成し、前記粒状遊動体の流出を防止する。さらに、前記流通口の対向位置に案内羽根を設け、前記粒状遊動体の遊動旋回を確実に行わせる構成とすることもできる。
【００１９】
ここで、前記脱気モジュールを複数台連結した構成において、前記マニホールドおよび前記粒状遊動体を前記モジュールキャップの一方または両方に設けることについて説明すると、たとえば前記モジュール本体を複数台連結し、さらに前記モジュール本体内へ導入する被処理水を前記モジュール本体の両端部から交互に導入する場合がある。この被処理水を交互に導入する場合においては、前記第二の実施の形態のように、前記両端部に前記マニホールドをそれぞれ嵌合するとともに、前記各モジュールキャップ内に粒状遊動体をそれぞれ収容し、被処理水の交互導入に対応するようにしている。したがって、被処理水の導入がいずれか一方に限定される場合は、前記マニホールドおよび前記粒状遊動体の収容は、いずれか一方でよいことになる。また、被処理水の脱気処理は、前記第一の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００２０】
以上のように、この発明の脱気モジュールは、モジュール本体の端面への鉄分等の付着，成長を防止するとともに、前記脱気モジュールの連結が容易で、装置全体をコンパクト化することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を実施した脱気モジュールの構造を概略的に示す第一実施例の断面説明図であり、図２は、図１の正面説明図であり、図３は、図１の脱気モジュールを複数台（この実施例では３台）連結した状態を示す断面説明図である。
【００２２】
図１において、この発明における脱気モジュール１は、基本的に、中空糸状気体分離膜の集合体からなるモジュール本体２と、このモジュール本体２の一方の端部に嵌合し、被処理水が流通する流入口３と流出口４とを備えたモジュールキャップ５と、前記モジュール本体２の他方の端部に嵌合し、処理水が流通する処理水入口９と処理水出口１０とを備えた処理水側モジュールキャップ１１とにより構成されている。
【００２３】
図１および図２に示すように、前記モジュール本体２の一方の端部に前記モジュールキャップ５を嵌合することにより、前記モジュール本体２の端面１２と前記モジュールキャップ５の天井面１３との間に空間部１４が形成される。この空間部１４内には、この空間部１４内を前記端面１２側と前記天井面１３側とに仕切る仕切部材７が設けられており、この仕切部材７により前記空間部１４内に端面側空間部１５と天井面側空間部１６とを形成している。この仕切部材７には、被処理水が流通する流通口６が設けられている。この流通口６は、前記端面側空間部１５内へ収容された粒状遊動体８の粒径よりも小さい小孔を複数個穿設することにより形成されている（図２参照）。そして、この流通口６は、前記流入口３と対応する位置となるように配置されている（図２参照）。これにより、前記空間部１４内は、前記仕切部材７により２つの空間部に分割され、前記流入口３から流入した被処理水は、その一部が分流して前記流通口６から前記端面側空間部１５内へ流入する。すなわち、前記仕切部材７は、前記空間部１４内を流通する被処理水を、前記天井面側空間部１６内を流通して次段に接続された脱気モジュール１内へ流通する被処理水として、また前記流通口６を介して前記端面側空間部１５内への被処理水として分流する。
【００２４】
そして、前記モジュール本体２の他方の端部に前記処理水側モジュールキャップ１１を嵌合し、この嵌合により前記モジュール本体２の他側端面１７と前記処理水側モジュールキャップ１１の天井面１８との間に他側空間部１９が形成される。この他側空間部１９が処理水の流路となり、前記処理水出口１０から処理水が流出する。
【００２５】
前記モジュールキャップ５および前記処理水側モジュールキャップ１１は、合成樹脂等で箱形に形成してあって、前記流入口３，前記流出口４，前記処理水入口９および前記処理水出口１０は、所定径の孔を開口している。そして、前記脱気モジュール１を複数台連結する場合は、図３に示すように、１番目に配置した脱気モジュール１の前記モジュールキャップ５の流出口４および前記処理水側モジュールキャップ１１の処理水入口９と、２番目に配置した脱気モジュール１の前記モジュールキャップ５の流入口３および前記処理水側モジュールキャップ１１の処理水出口１０とを対向させ、所定の連結手段（たとえば、ボルト締め等）により連結する。このとき、前記仕切部材７の流通口６は、前記流入口３と対応した位置に配置されていることは、前記のとおりである。さらに、前記脱気モジュール１を複数台連結した場合は、最下流側に配置した脱気モジュール１の前記流出口４および前記処理水入口９を適宜の手段で封止する（詳細な説明は省略する。）。
【００２６】
ここで、隣接する前記モジュール本体２同士の真空吸引ライン（符号省略）の連結について説明する。この真空吸引ラインの連結は、前記モジュール本体２の長手方向（図１の上下方向）の中央部において、一側に開口した第一接合口２０と他側に開口した第二接合口２１とを介して行われる。具体的には、図４に示すような吸盤式流路接合素子２２（詳細は、本特許出願人の特許出願に係る特願平１０−２３８５１号を参照。以下、「接合素子２２」と略称する。）を介して連結する。
【００２７】
すなわち、図３に示すように、最上流側（１番目）に配置した脱気モジュール１の第二接合口２１に前記接合素子２２の流路案内部２３を挿入する。この状態で前記第二接合口２１の周囲に前記接合素子２２の第一吸盤部２４を前記第二接合口２１をカバーする状態で吸着させるとともに、２番目に配置した脱気モジュール１の第一接合口２０の周囲に前記接合素子２２の第二吸盤部２５を前記第一接合口２０をカバーする状態で吸着させる。つぎに、同様の手順で2 番目に配置した脱気モジュール１と３番目に配置した脱気モジュール1 とを前記接合素子２２を介して連結する。そして、１番目に配置した脱気モジュール１の第一接合口２０は、真空ポンプ（図示省略）に連通する真空吸引ライン（図示省略）に接続され、また３番目に配置した脱気モジュール１の第二接合口２１は、適宜の手段で封止されている。したがって、前記脱気モジュール１同士の真空吸引ラインの連結に前記接合素子２２を用いることにより、前記各脱気モジュール１同士の連結間隔を短くすることができる。
【００２８】
以上のように、前記各脱気モジュール１を連結することにより、脱気処理水量を所望に応じて、簡単に増加させることができる。すなわち、図３に示すように、１番目に配置した脱気モジュール１の前記流入口３から流入した被処理水は、前記天井面側空間部１６と前記端面側空間部１５とに分流して流入し、前記天井面側空間部１６へ流入した被処理水は、１番目の脱気モジュール１の前記流出口４を介して２番目に配置した脱気モジュール１の前記流入口３から前記と同様に流入する。一方、前記流通口６を介して前記端面側空間部１５へ流入した被処理水は、この被処理水の流速により前記粒状遊動体８が遊動旋回する。この粒状遊動体８の遊動回転により、前記端面１２への鉄分等の付着を防止するとともに、すでに前記端面１２に付着している鉄分等を除去する。そして、被処理水は、前記モジュール本体２内へ流入し、このモジュール本体２内を通過する際に真空引きされ、被処理水中の溶存気体は脱気処理され、処理水は前記処理水側モジュールキャップ１１の前記処理水出口１０を介して負荷側へ供給される。また、前記粒状遊動体８は、前記流通口６が前記粒状遊動体８より小さ目の小孔により形成されているので、前記端面側空間部１５から流出することはない。さらに、図５に示すように、前記仕切部材７の前記流通口６に対向する位置に案内羽根２６を設け、前記粒状遊動体８の遊動旋回を確実にする構成とすることもできる。
【００２９】
つぎに、この発明の第二実施例を図６に基づいて説明する。前記第一実施例では被処理水の導入方向が一方向（図１の上方から下方へ）に限定したものであったが、この第二実施例では、たとえば前記モジュール本体２へ導入する被処理水を両端部から交互に導入し、中空糸状気体分離膜を逆洗する場合がある。この第二実施例は、前記逆洗に対応する構成としたものである。すなわち、第一実施例で説明した前記モジュール本体２の他側端面１７と前記処理水側モジュールキャップ１１の天井面１８との間に形成された他側空間部１９を前記仕切部材７で分割し、前記他側空間部１９内に端面側空間部２７と天井面側空間部２８を形成し、前記端面側空間部２７内に前記粒状遊動体８を収容した構成としたものである。この点において、ここにおいて説明した構成以外の構成は、前記第一実施例と重複するので、詳細な説明を省略する。
【００３０】
つぎに、この発明に関連する他の実施例として、第一他例を図７に基づいて説明する。この第一他例で説明する構成部材のうち、前記第一実施例で説明した構成部材と共通する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３１】
図７に示す第一他例は、脱気モジュール１を複数台連結するためになされたものであって、モジュール本体２の端部に流体が流通する流通口２９を備えたモジュールキャップ３０，３０をそれぞれ嵌合し、この両モジュールキャップ３０のいずれか一方に（この第一他例では、図７の上方）、被処理水が流通する流入口３１と流出口３２とを備えた箱形のマニホールド３３を嵌合し、このマニホールド３３を嵌合した側の前記モジュールキャップ３０内に前記粒状遊動体８を収容した構成としている。また、前記流通口２９は、複数の小孔により形成し、前記粒状遊動体８が前記モジュールキャップ３０内から流出するのを防止している。そして、この第一他例にあっては、前記流通口２９は、前記第一実施例における流通口と同様、前記マニホールド３３の流入口３１と対応する位置となるように配置されており、かつ前記モジュールキャップ３０は、前記第一実施例における仕切部材７と同様の機能を有するものであるから、前記流入口３１から流入した被処理水は、前記流通口２９への流入分および前記モジュールキャップ３０の外面と前記マニホールド３３の天井面との間に形成された流路３４への流入分とに分流される。この点において、この第一他例は、前記第一実施例で説明した仕切部材７の作用を前記モジュールキャップ３０が代用しているものであるから、被処理水の脱気処理等については、詳細な説明を省略する。
【００３２】
つぎに、この発明に関連する他の実施例として、第二他例を図８に基づいて説明する。前記第一他例では、被処理水の導入方向が一方向（図７の上方から下方へ）に限定したものであったが、この第二他例では、被処理水の導入方向を二方向（図８の上方から下方へと、下方から上方への二方向）に交互に変更できるようにしたものである。すなわち、前記第一他例で説明した前記マニホールド３３を前記両モジュールキャップ３０にそれぞれ嵌合し、この両モジュールキャップ３０内に前記粒状遊動体８をそれぞれ収容した構成としたものである。この点において、被処理水の脱気処理等は、前記第一他例および前記第二実施例と重複するので、詳細な説明を省略する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の脱気モジュールによれば、モジュール本体の端面への鉄分などの付着，成長を防止するとともに、前記脱気モジュールの連結が容易にできるので、処理水量の増加要求にも迅速に対応することができる。さらに、装置全体をコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明を実施した脱気モジュールの構成を概略的に示す第一実施例の断面説明図である。
【図２】  図１の正面図である。
【図３】  図１に示した脱気モジュールを複数台連結した状態を示す断面説明図である。
【図４】  図３に示したモジュール本体を連結する吸盤式流路接合素子の構成を示す拡大断面説明図である。
【図５】  図１に示した仕切部材に案内羽根を装着した状態を示す拡大断面説明図である。
【図６】  この発明の第二実施例の構成を概略的に示す断面説明図である。
【図７】  この発明に関連する他の実施例としての第一他例の構成を概略的に示す断面説明図である。
【図８】  この発明に関連する他の実施例としての第二他例の構成を概略的に示す断面説明図である。
【図９】  従来の脱気モジュールの構成を概略的に示す断面説明図である。
【符号の説明】
１  脱気モジュール
２  モジュール本体
３  流入口
４  流出口
５  モジュールキャップ
６  流通口
７  仕切部材
８  粒状遊動体
９  処理水入口
１０  処理水出口
１１  処理水側モジュールキャップ
１２  端面
１３  天井面
１４  空間部
１５  端面側空間部
１６  天井面側空間部
１７  他側端面
１８  天井面
１９  他側空間部
２０  第一接合口
２１  第二接合口
２７  端面側空間部
２８  天井面側空間部
【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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