(57)【要約】【課題】膜支持板や蓋体に安価な汎用プラスチックを用いても、処理液流路が締め付け圧によって変形することなく、処理液の円滑な流れを確保でき、低コスト化を図ることのできる膜装置を提供すること。【解決手段】平膜１０２を膜支持体１０１の片側又は両側に配設した膜モジュール１０を複数並設してなり、前記膜支持体１０１の少なくとも一端側に処理液取出流路１０３を有し、該複数の膜モジュール１０の処理液取出流路１０３の部位を膜の並設方向と直交する方向から内方向に向かって押圧して該膜モジュール１０を固定してなる膜装置１において、前記膜支持体１０１が汎用プラスチックにより形成され、前記処理液取出流路１０３に該流路の断面積を保持する鋼材からなる補強部材１６を設け、電気的防食手段を施したことを特徴とする。【選択図】        図１
2009066556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平膜を膜支持体の片側又は両側に配設した膜モジュールを複数並設してなり、前記膜支持体の少なくとも一端側に処理液取出流路を有し、該複数の膜モジュールの処理液取出流路の部位を膜の並設方向と直交する方向から内方向に向かって押圧して該膜モジュールを固定してなる膜装置において、
前記膜支持体が汎用プラスチックにより形成され、前記処理液取出流路に該流路の断面積を保持する鋼材からなる補強部材を設け、電気的防食手段を施したことを特徴とする膜装置。
【請求項２】
本体と蓋体とからなる膜モジュールを複数並設してなり、該蓋体に処理液取出流路を有し、該複数の膜モジュールの処理液取出流路の部位を膜の並設方向と直交する方向から内方向に向かって押圧して該膜モジュールを固定してなる膜装置において、
前記蓋体が汎用プラスチックにより形成され、前記処理液取出流路に該流路の断面積を保持する鋼材からなる補強部材を設け、電気的防食手段を施したことを特徴とする膜装置。
【請求項３】
前記鋼材が炭素鋼であり、前記電気的防食手段がカソード防食方式であることを特徴とする請求項１又は２記載の膜装置。
【請求項４】
前記鋼材がステンレス鋼であり、前記電気的防食手段がアノード防食方式であることを特徴とする請求項１又は２記載の膜装置。
【請求項５】
前記処理液取出流路が、断面が円形又はスリット状であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の膜装置。
【請求項６】
前記電気的防食手段が、前記補強部材を作用極とし、該補強部材に直接又は間接に接触する導電部材を対極となるように導通し、該導電部材を前記補強部材よりも卑な金属で形成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の膜装置。
【請求項７】
前記電気的防食手段が、外部に排出された処理液を貯留する電解室を有し、該電解室に前記金属管よりも卑な金属で形成された対極を浸漬し、作用極となる前記補強部材に負の電位を印加すると共に前記対極に正の電位を印加する電源を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の膜装置。
【請求項８】
海水を膜ろ過して得られる処理液を前記電解室で電解し、生成される次亜塩素酸またはその塩を前記膜の洗浄に用いることを特徴とする請求項７記載の膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膜装置に関し、詳しくは、処理液流路を確実に確保できる膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、膜装置としては、特許文献１、２に記載のものが知られている。特許文献１には、平膜を膜支持体の片側又は両側に配設した膜モジュールを複数並設してなり、前記膜支持体の少なくとも一端側に処理液取出流路を有し、該複数の膜モジュールの処理液取出流路の部位を膜の並設方向と直交する方向から内方向に向かって押圧して該膜モジュールを固定してなる膜装置が開示されている。
【０００３】
また特許文献２、３には、平膜を膜支持体の片側又は両側に配設し、本体と蓋体とからなる膜モジュールを複数並設してなり、該蓋体に処理液取出流路を有し、該複数の膜モジュールの処理液取出流路の部位を膜の並設方向と直交する方向から内方向に向かって押圧して該膜モジュールを固定してなる膜装置が開示されている。
【特許文献１】特許第２５３８７８９号公報
【特許文献２】特開平６−２１８２４１号公報
【特許文献３】特開平９−５７０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の膜装置において、膜支持板にＰＶＣ等の安価なプラスチック材を用いた場合、多数並設した状態で両側から押圧して締め付けた際、その締め付け圧によって処理液流路が変形し、処理液の円滑な流れを阻害してしまう問題がある。
【０００５】
また特許文献２、３に記載の膜装置においても、処理液流路を有する蓋体の部位にＰＶＣ等の安価なプラスチック材を用いた場合、多数並設した状態で両側から押圧して締め付けた際、その締め付け圧によって処理液流路が変形し、処理液の円滑な流れを阻害してしまう問題がある。
【０００６】
このため膜支持板や蓋体は、一般に強度に優れるエンジニアリングプラスチックのような高価な強化樹脂材を用いて形成されているが、かかる材質では膜以上に高価となってしまい、これにより膜装置は高コストなものとなっている。
【０００７】
そこで、本発明は、膜支持板や蓋体に安価な汎用プラスチックを用いても、処理液流路が締め付け圧によって変形することなく、処理液の円滑な流れを確保でき、低コスト化を図ることのできる膜装置を提供することを課題とする。
【０００８】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１０】
（請求項１）
平膜を膜支持体の片側又は両側に配設した膜モジュールを複数並設してなり、前記膜支持体の少なくとも一端側に処理液取出流路を有し、該複数の膜モジュールの処理液取出流路の部位を膜の並設方向と直交する方向から内方向に向かって押圧して該膜モジュールを固定してなる膜装置において、
前記膜支持体が汎用プラスチックにより形成され、前記処理液取出流路に該流路の断面積を保持する鋼材からなる補強部材を設け、電気的防食手段を施したことを特徴とする膜装置。
【００１１】
（請求項２）
本体と蓋体とからなる膜モジュールを複数並設してなり、該蓋体に処理液取出流路を有し、該複数の膜モジュールの処理液取出流路の部位を膜の並設方向と直交する方向から内方向に向かって押圧して該膜モジュールを固定してなる膜装置において、
前記蓋体が汎用プラスチックにより形成され、前記処理液取出流路に該流路の断面積を保持する鋼材からなる補強部材を設け、電気的防食手段を施したことを特徴とする膜装置。
【００１２】
（請求項３）
前記鋼材が炭素鋼であり、前記電気的防食手段がカソード防食方式であることを特徴とする請求項１又は２記載の膜装置。
【００１３】
（請求項４）
前記鋼材がステンレス鋼であり、前記電気的防食手段がアノード防食方式であることを特徴とする請求項１又は２記載の膜装置。
【００１４】
（請求項５）
前記処理液取出流路が、断面が円形又はスリット状であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の膜装置。
【００１５】
（請求項６）
前記電気的防食手段が、前記補強部材を作用極とし、該補強部材に直接又は間接に接触する導電部材を対極となるように導通し、該導電部材を前記補強部材よりも卑な金属で形成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の膜装置。
【００１６】
（請求項７）    
前記電気的防食手段が、外部に排出された処理液を貯留する電解室を有し、該電解室に前記金属管よりも卑な金属で形成された対極を浸漬し、作用極となる前記補強部材に負の電位を印加すると共に前記対極に正の電位を印加する電源を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の膜装置。
【００１７】
（請求項８）
海水を膜ろ過して得られる処理液を前記電解室で電解し、生成される次亜塩素酸またはその塩を前記膜の洗浄に用いることを特徴とする請求項７記載の膜装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、処理液流路を有する部位の部材に安価な汎用プラスチックを用いても、処理液流路が締め付け圧によって変形することなく、液体の円滑な流れを確保でき、低コスト化を図ることのできる膜装置を提供することができる。即ち、膜ろ過装置、透析装置、電解装置などの膜装置における処理液取出流路の閉塞を防止できるのみならず、電気防食によって鋼材からなる補強部材の腐食を防止できる。このとき鋼材として炭素鋼を使用することにより、加工性、経済性に優れるセルスタックを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の膜装置は、膜ろ過装置、透析装置、電解装置などの各種の膜装置が含まれ、処理液取出流路が締め付け圧によって変形を起こす可能性のあるものであれば特に限定されない。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る膜装置の一例を示す概略構成図である。
【００２２】
１０は膜モジュールであり、膜支持体１０１の片側又は両側に平膜１０２を配設している。以下の説明では両側に配設された例について説明する。
【００２３】
膜モジュール１０は複数並設されている。図示の例では２つが示されているが、格別限定されず膜面積と処理量によって適宜決められる。
【００２４】
１０３は膜支持体１０１の少なくとも一端側に形成される処理液取出流路であり、図示の例では下端側に形成されている。
【００２５】
複数の膜モジュール１０、１０は処理液取出流路１０３の部位を膜の並設方向と直交する方向から内方向に向かって（膜モジュール１０の面方向（図示左右方向）の両側から）押圧して固定されている。
【００２６】
１１は複数の膜モジュール１０、１０を、定間隔をあけて並設させるための枠状のスペーサーである。
【００２７】
膜装置には複数の膜支持体１０１間に原液流路１３が設けられ、各膜モジュール１０の上下に開口１０４、１０５が形成されている。
【００２８】
原液槽１４から循環ポンプ１５の駆動によって膜装置内に原液が供給されると、処理液は平膜１０２を通過し、処理液取出流路１０３から外部に排出される。
【００２９】
１６は処理液取出流路１０３の補強部材である。補強部材１６は炭素鋼製の金属管によって構成される。従って、低コストで形成できる。補強部材１６は前記処理液取出流路１０３が押圧によって形状が変形するのを防止するもので、流路の断面積を保持する役割を果たす。具体的には、鋼材として炭素鋼を用いた金属管を処理液取出流路１０３に挿通することにより実現できる。
【００３０】
このような金属管の設置により、膜支持体１０１に汎用プラスチックを用いることができ、コスト低減に寄与する。
【００３１】
本発明において、鋼材は炭素鋼以外にステンレス鋼を用いることもできる。腐食性の強い流体の膜処理の場合に好適である。
【００３２】
本発明では、前記鋼材の腐食を防止する上で、電気的防食手段を有することが重要である。膜装置自体に耐久性を付与するためである。鋼材が炭素鋼である場合には電気的防食手段はカソード防食方式であることが好ましく、また鋼材がステンレス鋼である場合には電気的防食手段はアノード防食方式であることが好ましい。
【００３３】
以下に、電気的防食手段の好ましい態様として、炭素鋼に対するカソード防食方式を説明する。
【００３４】
具体的には、電解室１８を設け、集液管１７を介して処理液を導入する。電解室１８内には、内部に貯留される処理液内に浸漬するように対極１９を設け、電源２０から正の電位が印加されるように構成する。この対極１９は、金属管１６に使用される金属よりも電位が卑な金属によって形成される。
【００３５】
作用極となる各金属管１６には、電源２０からそれぞれ負の電位が印加されるので、金属管１６と対極１９との間で処理液を介して電荷の移動が可能となり、各金属管１６の防食を図ることができる。
【００３６】
電源２０から各金属管１６及び対極１９に常時電位を印加しても、防食目的の極めて微弱な電位で済むため、支持板１０１にエンジニアリングプラスチックのような高価な硬質材を用いる場合に比べれば、支持板１０１に塩化ビニル樹脂のような安価な材質を使用して低コスト化を図る方がコスト的には安くて済む。
【００３７】
図２は、金属管１６を防食するための別の態様を示している。図１と同一符号は同一構成であるため詳細な説明は省略する。
【００３８】
これは、原液に海水を使用し、海水を膜装置１を介して膜処理する場合に特に好ましい態様であり、各金属管１６から排出される処理液（海水）を集液する集液管１７の液流路の途中から分岐管２１が分岐され、排出された処理液の一部が電解室１８に貯留されるようになっている。
【００３９】
電解室１８内には、内部に貯留される処理液内に浸漬するように対極１９が設けられ、電源２０から正の電位が印加されるようになっている。この対極１９は、金属管１６に使用される金属よりも電位が卑な金属によって形成されている。
【００４０】
作用極となる各金属管１６には、電源２０からそれぞれ負の電位が印加されるので、金属管１６と対極１９との間で処理液を介して電荷の移動が可能となり、各金属管１６の防食を図ることができる。
【００４１】
また、電解室１８内には、海水が電気分解され、
ＮａＣｌ→Ｎａ＋＋Ｃｌ−
Ｃｌ−＋Ｈ２Ｏ＝ＨＣｌＯ＋Ｈ＋＋２ｅ−
の反応によって次亜塩素酸またはその塩が生成される。
【００４２】
この電解室１８内に生成された次亜塩素酸またはその塩は、移送ポンプ２２によって取り出され、移送管２３を介して原液入口に供給可能とされている。２４は移送管２３を開閉する開閉弁である。
【００４３】
従って、この態様によれば、膜１０２の洗浄時、原液の供給を停止すると共に開閉弁２４を開閉して、電解室１８内の次亜塩素酸またはその塩を膜装置内に供給して膜１０２の洗浄を行うことにより、膜１０２の殺菌洗浄が容易となる。
【００４４】
次に、本発明の他の態様を説明する。
【００４５】
図３は、カートリッジ式の膜モジュールを用いた例を示す概略斜視図であり、図４の（Ａ）、（Ｂ）は蓋体の要部断面図である。
【００４６】
本体１５０と蓋体１５１とからなる膜モジュール１０が図示しないカートリッジに収納され、それが複数並設されている。なお、図面では便宜上１枚のみが示されている。
【００４７】
複数の膜モジュールは図面の矢符の部位を押圧され固定されている。該蓋体１５１の押圧される部位には処理液取出流路１０３が設けられ、金属管１６が挿通されている。
【００４８】
この金属管１６は図１に示すように防食処理が施されるが、図面上は省略されている。
【００４９】
かかる金属管１６の存在によって、蓋体１５１は汎用プラスチックにより形成でき、コスト低下に寄与する。金属管１６の材質は、炭素鋼製である。
【００５０】
以上の説明で、処理液取出流路１０３は、断面が円形の態様に限定されず、スリット状であってもよい。
【００５１】
スリット状の場合には、スリットの内側を板状炭素鋼板を用いて補強できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る膜装置の一例を示す概略構成図
【図２】金属管１６を防食するための別の態様を示す図
【図３】カートリッジ式の膜モジュールを用いた例を示す概略図
【図４】蓋体の要部断面図
【符号の説明】
【００５３】
１：膜装置
１０：膜モジュール
１１：スペーサー
１３：原液流路
１４：原液槽
１５：循環ポンプ
１６：補強部材（金属管）
１７：集液管
１８：電解室
１９：対極
１０１：膜支持体
１０２：平膜
１０３：処理液取出流路
１０４、１０５：開口
２０：電源
２１：分岐管
２２：移送ポンプ
２３：移送管
２４：開閉弁
【図１】
2009066556.tif 000003
【図２】
2009066556.tif 000004
【図３】
2009066556.tif 000005
【図４】
2009066556.tif 000006