(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端近傍の外周面に複数の流通口を有し、分離エレメントを内装可能に構成されている筒状ベッセルであって、一端側の前記複数の流通口のうち少なくとも２個が他端の対応する流通口と筒外周方向の実質的に同一の位置に設けられているとともに、前記流通口を解体することなく前記分離エレメントを交換できるように構成されている筒状ベッセル。
【請求項２】
両端近傍の外周面に複数の流通口を有し、分離エレメントを内装可能に構成されている筒状ベッセルであって、一端側の前記複数の流通口のそれぞれが他端の対応する流通口と筒外周方向の実質的に同一の位置に設けられているとともに、前記流通口を解体することなく前記分離エレメントを交換できるように構成されている筒状ベッセル。
【請求項３】
さらに流体の排出口が設けられている、請求項１または２に記載の筒状ベッセル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の筒状ベッセルに分離エレメントが内装された流体処理装置の単位構造体であって、前記分離エレメントが前記筒状ベッセルから着脱可能に構成されている流体処理装置の単位構造体。
【請求項５】
前記複数の流通口を前記筒状ベッセルの軸心について互いに対称の位置に配置した、請求項４に記載の流体処理装置の単位構造体。
【請求項６】
前記筒状ベッセルの一端部外周面に設けた複数個の流通口は、それぞれ前記筒状ベッセルの他端部外周面に設けた複数個の流通口と筒外周方向に実質的に対応する位置に設けたものである、請求項４に記載の流体処理装置の単位構造体。
【請求項７】
前記分離エレメントは、管材の周囲に透過膜をスペーサを介してスパイラルに巻回して構成したものである、請求項４〜６のいずれかに記載の流体処理装置の単位構造体。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれかに記載の流体処理装置の単位構造体が複数本実質的に平行に配設され、かつ、隣り合う前記単位構造体の対応する流通口が互いに対向連結するように組み立てられたものを備えている流体処理装置。
【請求項９】
請求項４〜７のいずれかに記載の流体処理装置の単位構造体の複数本を実質的に平行に並列させると共に、該並列させた流体処理装置の単位構造体を前記流通口を互いに対向させるように配置され、該複数本の流体処理装置の単位構造体の間に、これら流体処理装置の単位構造体に交差させると共に、各端近傍の流通口と連通する流体移送管を介在させるように組み立てられ、かつ、前記流通口と前記流体移送管とをシール部材を介して面結合された流体処理装置。
【請求項１０】
前記流体処理装置の単位構造体の両端近傍の一方に介在させた流体移送管を供給管にし、他方に介在させた流体移送管を排出管にした、請求項９に記載の流体処理装置。
【請求項１１】
被処理流体を請求項８〜１０のいずれかに記載の流体処理装置に供給し、該被処理流体中に混合または溶解している成分を低減する分離流体の製造方法。
【請求項１２】
被処理流体を請求項８〜１０のいずれかに記載の流体処理装置に供給し、該被処理流体中に混合または溶解している成分を富化する分離流体の製造方法。
【請求項１３】
前記分離エレメントが、内部が低圧側空間と高圧側空間とに区切る透過膜を有し、該低圧側空間に接続された低圧側流通口と、両端近傍の外周面に設けられ前記高圧側空間に接続された複数の高圧側流通口とを有する流体処理装置の単位構造体であって、一端側の前記複数の高圧側流通口のうち少なくとも２個が他端の対応する高圧側流通口と筒外周方向の実質的に同一の位置に設けられている、請求項４〜７のいずれかに記載の流体処理装置の単位構造体。
【請求項１４】
請求項１３に記載の流体処理装置の単位構造体の複数が、対応する両端の高圧側流通口において互いの高圧側空間が連続通じるように連結されたものを備えている流体処理装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の流体処理装置を構成している単位構造体の高圧側流通口より被処理流体を供給し、前記透過膜により分離された分離流体を前記低圧側流通口より回収する分離流体の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の流体処理装置を構成している単位構造体の一端側の高圧側流通口より被処理液体を供給し、前記分離膜により前記被処理流体の一部を分離し、高圧側空間に残った前記被処理流体の一部を他端側の前記高圧側流通口より回収する分離流体の製造方法。
【請求項１７】
請求項４〜７のいずれかに記載の流体処理装置の単位構造体を用いた流体の処理方法であって、該流体処理装置の単位構造体は、一端近傍の外周面に第一の流通口および第二の流通口を有し、他端近傍の外周面に前記第一の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第三の流通口および前記第二の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第四の流通口を有する筒状ベッセルに分離エレメントが内装されたものであり、該液体処理装置の単位構造体に、前記第一の流通口よりベッセル内部に被処理流体を供給し、該被処理流体の一部を前記第二の流通口より他の筒状ベッセルの流通口に流入せしめ、前記被処理流体の残余の部分の少なくとも一部をベッセル内部を前記分離エレメントにより処理した後に前記第三の流通口より排出し、前記第四の流通口よりベッセル内部に供給される他の筒状ベッセルの流通口よりの被処理流体をベッセル内部を経由して前記第三の流通口より排出することによって処理済み流体を得る、流体の処理方法。
【請求項１８】
請求項４〜７のいずれかに記載の流体処理装置の単位構造体を用いた流体の処理方法であって、該流体処理装置の単位構造体は、一端近傍の外周面に第一の流通口および第二の流通口を有し、他端近傍の外周面に前記第一の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第三の流通口および前記第二の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第四の流通口を有する筒状ベッセルに分離エレメントが内装されたものであり、該液体処理装置の単位構造体に、前記第一の流通口よりベッセル内部に被処理流体を供給し、該被処理流体の一部を前記第二の流通口より他の筒状ベッセルの流通口に流入せしめ、前記被処理流体の残余の部分の少なくとも一部をベッセル内部を前記分離エレメントにより処理した後に前記第四の流通口より排出し、前記第三の流通口よりベッセル内部に供給される他の筒状ベッセルの流通口よりの被処理流体をベッセル内部を経由して前記第四の流通口より排出することによって処理済み流体を得る、流体の処理方法。
【請求項１９】
前記分離エレメントは透過膜を有してなり、前記処理済み流体は該透過膜を透過した流体である、請求項１７または１８に記載の流体の処理方法。
【請求項２０】
一端近傍の外周面に第一の流通口を有し、他端近傍の外周面に前記第一の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第二の流通口を有し、かつ外周面の筒外周方向の前記第一および第二の流通口とは異なる位置に第三の流通口を備えてなる、請求項１〜３のいずれかに記載の筒状ベッセル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体中の混合または溶解成分を分離する流体処理装置とその単位構造体、およびそれを構成する筒状ベッセル、ならびに当該流体処理装置を使用した分離流体の製造方法、および流体の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、海水淡水化などを行う流体処理装置は、図７に示すように、筒状ベッセル１の中に逆浸透膜（透過膜）から構成した分離エレメント２を内装した単位構造体１０を複数本組み付けた装置が使用されている。その分離エレメント２は中心管１１の周囲に透過膜をスペーサを介してスパイラル状に巻回して構成されており、単位構造体１０の端部の供給管１２から海水を加圧供給すると、海水は各段の分離エレメント２で透過膜を介して塩分を分離され、分離後の低圧の淡水が中心管１１を経て排出管１３から排出し、また高圧の濃縮水が排出管１４から排出するようになっている。
【０００３】
すなわち、筒状ベッセル内は分離エレメント２の透過膜（分離膜）を境に高圧の海水および濃縮水の存する高圧側空間と分離後の低圧の淡水の存する低圧側空間とに区切られている。
【０００４】
しかし、従来の流体処理装置は、通常、図８に示すように、複数本の単位構造体１０を、フレーム２０上に横並びに載せるように固定し、これら単位構造体１０の両端部に突出する供給管１２、排出管１３、１４をそれぞれの管毎にマニホルド２２、２３、２４によって集結するように構成されていた。
【０００５】
しかし、フレーム２０を現地において枠組みする作業やマニホルド２２、２３、２４を連結する配管作業は非常に煩雑であるため、これらの作業が流体処理装置に占めるコストの割合は装置本体のコスト以上に大きくなってしまうという問題があった。さらに単位構造体１０の両端部にマニホルド２２、２３、２４を取り付けていると、分離エレメント２を定期交換するとき、そのつどマニホルドを取り外したり、組み付けたりする必要があるためメンテナンス作業が極めて非能率になるという問題があった。
【０００６】
また、かかる流体処理装置を用いて分離流体を製造するに際しては、マニホルド２２、２４に高圧の海水や濃縮水を流通させるため圧損が大きく、ポンプ等の負担が大きかった。したがって、装置全体の稼働率が低く、かかる装置を用いた分離流体の製造方法は生産性が低かった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来の欠点を解消し、組立性を向上することにより、装置のコスト低減を可能にした流体処理装置とその単位構造体およびこれを構成する筒状ベッセルを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、複雑なマニホルドを必要としない流体処理装置とその単位構造体を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、上記流体処理装置を使用することにより安価な分離流体の製造方法および液体の処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の筒状ベッセルの一態様は、両端近傍の外周面に複数の流通口を有し、分離エレメントを内装可能に構成されている筒状ベッセルであって、一端側の前記複数の流通口のうち少なくとも２個が他端の対応する流通口と筒外周方向の実質的に同一の位置に設けられているとともに、前記流通口を解体することなく前記分離エレメントを交換できるように構成されている筒状ベッセルからなるものである。
【００１１】
本発明の筒状ベッセルの他の態様は、両端近傍の外周面に複数の流通口を有し、分離エレメントを内装可能に構成されている筒状ベッセルであって、一端側の前記複数の流通口のそれぞれが他端の対応する流通口と筒外周方向の実質的に同一の位置に設けられているとともに、前記流通口を解体することなく前記分離エレメントを交換できるように構成されている筒状ベッセルである。
【００１２】
本発明の流体処理装置の単位構造体の一態様は、前記筒状ベッセルに分離エレメントが内装され、前記分離エレメントが前記筒状ベッセルから着脱可能に構成されているものである。
【００１３】
本発明の流体処理装置の一態様は、両端近傍の外周面にそれぞれ流通口を有し、分離エレメントを内装した筒状ベッセルが複数本実質的に平行に配設され、かつ隣り合う前記筒状ベッセルの対応する流通口が互いに対向連結するように組み立てられたものを備えてなるものである。
【００１４】
本発明の流体処理装置の他の態様は、前記流体処理装置の単位構造体の複数本を実質的に平行に並列させると共に、該並列させた流体処理装置の単位構造体を前記流通口を互いに対向させるように配置され、該複数本の流体処理装置の単位構造体の間に、これら流体処理装置の単位構造体に交差させると共に、各端近傍の流通口と連通する流体移送管を介在させるように組み立てられ、かつ、前記流通口と前記流体移送管とをシール部材を介して面結合された流体処理装置である。
【００１５】
本発明の筒状ベッセルを用いた流体処理装置における被処理流体の流通は次のとおりとなる。
【００１６】
筒状ベッセルの一端近傍の第一の流通口から被処理流体が供給され、被処理流体の一部はそのまま前記一端の近傍で、例えば第一の流通口と筒軸芯に対して対称の位置に設けられた第二の流通口に連結された別の筒状ベッセルの第一の流通口に供給される。残余の被処理流体は筒状ベッセル内部を経由して他端近傍に設けられた第三の流通口より排出される。前記他端近傍であって第二の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第四の流通口が設けてあるので、上記別のベッセルの他端側に同様の流通口が設けられていれば、それら流通口を連結することができ、連結された流通口から被処理流体を受入れ、前記第三の流通口から排出する。なお、第三の流通口から被処理流体を流入させて第四の流通口から排出させることもできる。
【００１７】
このように流入側（一端側）と排出側（他端側）とが筒外周方向に実質的に一致する位置に複数の流通口を有しているので、複数の筒状ベッセルを流入側と排出側で連結することができる。このように連結させた複数の筒状ベッセルの両端にあたる筒状ベッセルでは、隣り合う筒状ベッセルと連結される部位に対応し、筒外周方向に実質的に同一の位置に少なくとも２個の流通口を設け、それ以外に上記２個の流通口とは筒外周方向の位置と異なる位置に第三の流通口を備えてあれば、そこから被処理流体を供給または排出することができる。
【００１８】
本発明の流体処理装置は、このように両端近傍の外周面にそれぞれ流通口を有し、分離エレメントを内装した筒状ベッセルの複数本が実質的に平行に配設され、かつ隣合う前記筒状ベッセルの対応する流通口が互いに対向連結するように組み立てられてなるため、流通口間の連結にマニホルドを使用する必要がなくなり、その結果としてマニホルドの連結作業を不要にすることができる。また、筒状ベッセルの端部（底面）にマニホルドを設けないので、分離エレメントの交換に際してはベッセル端部の底面を簡単に開くことができ、分離エレメントの定期交換を容易にすることができる。また、筒状ベッセルを積み上げて組み立てるため、従来のように筒状ベッセル載置用のフレームが不要になり、フレームの枠組み作業もなくすことができる。
【００１９】
本発明の分離流体の製造方法の一態様は、被処理流体を前記した流体処理装置に供給し、該被処理流体中に混合または溶解している成分を低減することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の分離流体の製造方法の他の態様は、被処理流体を前記した流体処理装置に供給し、該被処理流体中に混合または溶解している成分を富化することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の分離流体の製造方法は、単体構造体を流通口を介して対向連結した流体処理装置を用いることにより、マニホルド等に起因する圧損やエレメント交換に伴う稼働率低下による生産性の低下を最小限にとどめることができる。
【００２２】
本発明の流体処理装置の単位構造体のさらに他の態様は、前記分離エレメントが、内部が低圧側空間と高圧側空間とに区切る透過膜を有し、該低圧側空間に接続された低圧側流通口と、両端近傍の外周面に設けられ前記高圧側空間に接続された複数の高圧側流通口とを有し、一端側の前記複数の高圧側流通口のうち少なくとも２個が他端の対応する高圧側流通口と筒外周方向の実質的に同一の位置に設けられているものである。
【００２３】
本発明の流体処理装置のさらに他の態様は、前記した流体処理装置の単位構造体の複数が、対応する両端の高圧側流通口において互いの高圧側空間が連続通じるように連結されたものを備えている流体処理装置である。
【００２４】
本発明の分離流体の製造方法のさらに他の態様は、前記した流体処理装置を構成している単位構造体の高圧側流通口より被処理流体を供給し、前記透過膜により分離された分離流体を前記低圧側流通口より回収する分離流体の製造方法である。
【００２５】
本発明の分離流体の製造方法のさらにまた他の態様は、前記した流体処理装置を構成している単位構造体の一端側の高圧側流通口より被処理液体を供給し、前記分離膜により前記被処理流体の一部を分離し、高圧側空間に残った前記被処理流体の一部を他端側の前記高圧側流通口より回収する分離流体の製造方法である。
【００２６】
本発明の流体の処理方法の一態様は、前記流体処理装置の単位構造体が、一端近傍の外周面に第一の流通口および第二の流通口を有し、他端近傍の外周面に前記第一の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第三の流通口および前記第二の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第四の流通口を有する筒状ベッセルに分離エレメントが内装されたものであり、該液体処理装置の単位構造体に、前記第一の流通口よりベッセル内部に被処理流体を供給し、該被処理流体の一部を前記第二の流通口より他の筒状ベッセルの流通口に流入せしめ、前記被処理流体の残余の部分の少なくとも一部をベッセル内部を前記分離エレメントにより処理した後に前記第三の流通口より排出し、前記第四の流通口よりベッセル内部に供給される他の筒状ベッセルの流通口よりの被処理流体をベッセル内部を経由して前記第三の流通口より排出することによって処理済み流体を得る、流体の処理方法である。
【００２７】
本発明の流体の処理方法の他の態様は、前記流体処理装置の単位構造体が、一端近傍の外周面に第一の流通口および第二の流通口を有し、他端近傍の外周面に前記第一の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第三の流通口および前記第二の流通口と筒外周方向に実質的に同一の位置に第四の流通口を有する筒状ベッセルに分離エレメントが内装されたものであり、該液体処理装置の単位構造体に、前記第一の流通口よりベッセル内部に被処理流体を供給し、該被処理流体の一部を前記第二の流通口より他の筒状ベッセルの流通口に流入せしめ、前記被処理流体の残余の部分の少なくとも一部をベッセル内部を前記分離エレメントにより処理した後に前記第四の流通口より排出し、前記第三の流通口よりベッセル内部に供給される他の筒状ベッセルの流通口よりの被処理流体をベッセル内部を経由して前記第四の流通口より排出することによって処理済み流体を得る、流体の処理方法である。
【００２８】
本発明の筒状ベッセルのさらにまた他の態様は、一端近傍の外周面に第一の流通口を有し、他端近傍の筒外周方向に前記第一の流通口と実質的に同一の位置に第二の流通口を有し、かつ外周面の筒外周方向の前記第一および第二の流通口とは異なる位置に第三の流通口を備えてなる前記筒状ベッセルである。
【００２９】
本発明において、筒状ベッセルの断面形状としては、円形のほか、四角形、六角形などの多角形や円や楕円の曲線と直線を組み合わせた形状などがある。
【００３０】
上記のとおりの本発明の流体処理装置および筒状ベッセルは、海水淡水化装置のほか、かん水脱塩装置またはシステム、河川水や水道水の浄化装置、液体中の不要成分の低減または除去用装置、ジュース、スープ等の飲料または魚釣り等のための餌となる蚕のさなぎエキスの濃縮装置など有効成分の濃縮装置およびそのベッセルとしても使用することができる。また、空気中の酸素富化もしくは低減装置、空気中の塵埃の除去装置など、気体中の不要成分の除去装置およびそのベッセルとしても使用可能である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の実施例からなる流体処理装置を示す。
【００３２】
この流体処理装置は、複数本の単位構造体１０−１、１０−２、１０−３が両端部が互いに連通し、互いに実質的に平行となるように横積みに積み上げられて構成されている。各単体構造体１０は、その筒状ベッセル１の両端部がそれぞれ中間部の本体部よりも大きな外径に形成され、その内側に複数個の分離エレメント２を直列に内装して構成されている。外径の大きな両端部外周面には、それぞれベッセルの軸心を挟んで対称の位置（図のように流通口が各端に２個のときは対向する位置）に一対ずつの流通口３２−１１、３２−１２、３４−１１、３４−１２を外周面から僅かに突出するように設けている。
【００３３】
筒状ベッセル１に挿入される分離エレメント２としては、従来公知のものがいずれも使用可能であり、通常、透過膜を中心管の周囲に膜の連続するターンの間にスペーサを介してスパイラル状に巻回した構成になっている。
【００３４】
上記のように構成された複数本の単位構造体１０−１、１０−２、１０−３は、それぞれ横置きに両端部を基台４０の上に順次スペーサ４４および図示しないＯリング等の封止部材を介在させ、かつ下側と上側の筒状ベッセルの流通口を互いに対向連結させながら積み上げられている。このように積み上げた単位構造体１０の両端部周囲にベルト４１が巻き掛けられ、その両端部を基台４０の両側面に突設させたフランジ４５、４５に係止させ、ボルトとナットにより一体に締め付けられている。
【００３５】
上記のように複数本の単位構造体１０を積み上げ、ベルト４１により締め付けるときは、図２(A) に示すように１列の単位で締め付けてもよく、また図２(B) に示すように横複数列の単位に並べて締め付けてもよい。締付手段は、上記のようなベルトに限定されることはなく、長尺ボルトとナットの組合せなど他の手段を使用してもよいことは勿論である。
【００３６】
このような構成における流体の流通は次のとおりとなる。
【００３７】
例えば、供給管４６を経て第一の筒状ベッセル１０−１の流入側流通口３２−１１から被処理流体を矢印方向に供給すると、一部はそのまま流入側流通口３２−１２からこれと連結された流入側流通口３２−２１より第二の筒状ベッセル１０−２に流入し、残余の部分は第一の筒状ベッセル１０−１内を分離エレメント２により処理されながら流通し、排出側流通口３４−１１から排出される。第二の筒状ベッセル１０−２に流入した被処理流体は、さらに分岐して一部は第二の流入側流通口３２−２２からこれと連結された流入側流通口３２−３１より第三の筒状ベッセルに流入しこの中で分離エレメント２により処理されて排出側流通口３４−３１よりこれと連結された第二の排出側流通口３４−２２を経て第二の筒状ベッセルに戻る。第二の筒状ベッセル内を分離エレメントにより処理されつつ流通した被処理流体は第二の排出側流通口３４−２１からこれと連結された第一の排出側流通口３４−１２を経て第一の筒状ベッセル１０−１に戻り、そのまま第一の排出側流通口３４−１１より排出される。
【００３８】
この構成では第一の筒状ベッセル１０−１の供給管４６と連結される流通口３２−１１と排出管４７に連結される流通口３４−１１の筒外周方向の位置は一致していなくてもよい。
【００３９】
図３及び図４は、本発明の他の実施例を示すものである。
【００４０】
この実施例の流体処理装置は、筒状ベッセル１の両端部外周面に設けた流通口３２、３４を筒状ベッセル１の外周面に突出させないようにした点で上記実施例と異なっている。このように流通口３２、３４を壁面内に設けたことにより、筒状ベッセル１の積み上げにスペーサ４４を不要にすることができる。また、筒状ベッセル１の積み上げ状態を安定にするため、両端部外周面の上下当接面が実質的に平面に加工されている。
【００４１】
この実施例の場合も、複数段に積み上げた筒状ベッセル１をベルト４１により締め付けるとき、図４(A) に示すように１列の単位で締め付けてもよく、或いは図４(B) に示すように横複数列の単位に並べて締め付けてもよい。
【００４２】
本態様の流体処理装置は、いずれも上記のように組立てられた流体処理装置において、最下段の単位構造体１０の下面側の流通口３２には被処理流体の供給管４６が連結され、また流通口３４には排出管４７が連結されている。また、最上段の単位構造体１０の上面側の流通口３２、３４は、それぞれ埋栓によって閉塞されている。もちろん、最上段および最下段の単位構造体１０は、他の単位構造体と連結しない側には流通口がなくてもよい場合（例えば図３の最上段の場合）や、一箇所にあればよい場合（例えば図５の最上段と最下段の場合）もある。
【００４３】
供給管４６と排出管４７との取り付け位置は、必ずしも図１のように最下段の単位構造体１０下面側の流通口３２、３４に取り付けなくてもよく、例えば、図５や図６に示す実施例のように、排出管４７を最上段の単位構造体１０上面側の流通口３４に取り付け、最下段の単位構造体１０に設けた供給管４６と対角線の配置になるようにしてもよい。この場合の流体の流通は、図１の例における排出側流通口での被処理流体の流通方向が逆になる。このため、全ての被処理流体が筒状ベッセル間の連結部を２回ずつ、筒状ベッセルの内部を１回ずつ通過するため流体の抵抗が均一化できる。このように供給管４６と排出管４７とを、対角線の配置にすることにより被処理流体の処置装置内の圧損の分布を均一化して偏流を防止することができる。なお、この構成では複数のベッセルのうち両端（１０−１と１０−３）のものは、供給管４６または排出管４７と連結する流通口が少なくとも１個あればよい。この第三の流通口の筒外周方向の位置が隣のベッセルに連結される流通口と異なっておれば、隣り合うベッセルの間を遠く離して配置せずに両端のベッセルは他のベッセルと同一の長さのものが使用できる。
【００４４】
上記実施態様の流体処理装置による分離処理は、被処理用流体を供給管４６から高圧に加圧して供給することにより行われる。加圧された被処理用流体は流通口３２、３２同士の連結部を介して各単位構造体１０に分配され、各単位構造体１０に分配された流体は、それぞれ分離エレメント２により流体中に混合または溶解された不要成分を分離され、分離後の低圧の流体（海水淡水化装置の場合は淡水）は中心管１１を経て排出管１３から吐出され、また濃縮された流体は流通口３４、３４同士の連結部を介して排出管４７から吐出される。
【００４５】
上述した実施態様の流体処理装置によると、複数本の単位構造体１０をそれぞれ下側の単位構造体が上側の単位構造体を直接支えるように積み上げているので、従来の装置において単位構造体の搭載用に使用していた支持用フレームが全く不要になる。また、流通口３２、３４を対向させて連結するため、マニホルドも不要になっている。マニホルドを使用するとしても、低圧の流体を吐出する排出管１３の相互連結に使用するだけである。このようにマニホルドを単位構造体１０の片側端部だけに使用し、反対側の端部には使用しないので、分離エレメントの定期交換に際してマニホルドを解体・除去する必要がなく何ら支障になることはない。
【００４６】
なお、上記実施例では各単位構造体の両端部にそれぞれ２個ずつ流通口を設けたが、さらに多数の流通口を設けてもよい。例えば、４個ずつの流通口を軸方向からみて略十字の方向に開口するように設け、これを組み上げるときに図２(B) または図４(B) のようにし、各単位構造体を図の上下のみならず、左右にも連結することにより、さらに処理装置内の圧損等を低減できるため好ましい。
【００４７】
また、各単位構造体の両端側面の流通口の数は同数である必要はない。例えば、図５の最下段のベッセルのように、流体処理装置のベッセルのうち端のものは流体の導入口や排出口に連結されるが、このようなベッセルは一端側面の流体流通口の数が他端よりも多く（例えば２個あるいは３個）設けられていてもよい。
【００４８】
上述した態様の本発明の流体処理装置によると、それぞれ下側の単位構造体１０が上側の単位構造体１０を直接支えるようしているので、従来の装置において単位構造体の搭載用に使用していた支持用フレームが実質的に不要になる。また、流通口３２、３４を直接対向させて連結するようにしているため、マニホルドも不要になっている。マニホルドを使用するとしても、低圧の流体を吐出する排出管１３の相互連結に使用するだけである。このようにマニホルドを単位構造体１０の片側端部だけに使用し、反対側の端部には使用しないので、瀘過エレメントの定期交換を容易にすることができる。
【００４９】
なお、上述した実施例では、複数本の単位構造体１０を締め付ける手段としてボルト３８、ナット３９を使用したが、この締付け手段としてはボルト、ナットに限定されることなく、ベルトで巻き掛けるなど他の手段を使用するようにしてもよい。
【００５０】
図９及び図１０は、本発明の他の実施例からなる流体処理装置を示す。
【００５１】
この流体処理装置は、複数本の単位構造体１０を横置きに並列すると共に、これを上下に配置している。さらに、上下に配置した単位構造体１０の両端部の間には、それぞれ移送管１５、１５が挟まれ、かつ単位構造体１０の列を横切るように配置されている。この移送管１５は、十字形の連結管１５ａと直線状の連結管１５ｂとの組合せから構成されている。
【００５２】
各単位構造体１０は、筒状ベッセル１の内側に複数個の分離エレメント２を直列に内装するように構成され、かつその筒状ベッセル１の両端近傍の外周面に、それぞれ流通口３２、３４を外側に突出するように設けている。上下に配置した単位構造体１０は、相互の流通口３２、３４を互いに対向させ、かつその対向し合う流通口３２、３２同士および３４、３４同士を十字形の連結管１５ａで連結し、これら連結管１５ａ、１５ａ同士を直線状の連結管１５ｂで連結している。
【００５３】
筒状ベッセル１に挿入された分離エレメント２としては、従来公知のものがいずれも使用可能であり、一般には透過膜を中心管の周囲に膜の連続するターンの間にスペーサを介してスパイラル状に巻回した構成になっている。
【００５４】
上下に配置された単位構造体１０、１０は、図１０(A) 、(B) に示すように、流通口３２、３２を互いに対向させ、かつ十字形の連結管１５ａによって連結されている。この流通口３２、３２と連結管１５ａとの結合は、流通口３２側の周囲側面が被処理流体の流通方向に略直交する平面に加工され、他方、連結管１５ａの端面に平フランジ４８が形成されており、この平フランジ４８と流通口３２周囲の平面とが両者間にＯリング４２を介在させて面結合されている。
【００５５】
また、単位構造体１０、１０の両端部の間にスペーサ３５を介在させ、両外側に別のスペーサ３６、３６とアングル材３７、３７を当てがい、その両側のアングル材３７、３７を跨ぐようにボルト３８を係合させ、ナット３９により締め付け固定している。
【００５６】
上記流通口３２と連結管１５ａとの面結合および締付け構造は、単位構造体１０の反対側の端部に設けた流通口３４、３４同士の連結についても同様の構造によって行われている。
【００５７】
流通口と連結管との結合が、上述したような面結合によって行われていると、単位構造体の製造誤差や流体処理装置の組立誤差により流通口の中心軸と連結管開口部の中心軸とが一致しない場合でも、両者の平面部分の広さの範囲であれば問題なく結合することができる。この場合、流通口と連結管開口部との結合は平面を介しているため、両者の中心軸の位置ずれが中心軸に直交する面内のいずれの方向へのずれであっても差し支えない。中心軸方向の位置ずれはシール部材の弾性変形特性等により決定されるシール能力の範囲内で補償できる。このように平面結合を用いれば、流通口や連結管開口部の開口直径を大きくすることにより流動抵抗を低減して、より大量の被処理流体を処理でき、中心軸の位置ずれの補償範囲を広くすることができる。
【００５８】
また、上述した例では、単位構造体の流通口の周囲側面と連結管開口部とを平面を介する面結合により結合したが、例えば両者を円筒面を介する面結合により結合してもよい。これは、例えば単位構造体の側面を円筒面に加工し、これと、これに沿った円筒面を有するフランジを有する連結管開口部とをシール部材を介して結合させることにより形成することができる。
【００５９】
ただし、この場合、流通口の中心軸と連結管開口部の中心軸との位置ずれは円筒面の円筒軸方向成分については上記と同様に補償できるが、この方向と中心軸とに直交する方向については補償しにくい。しかしながら、単位構造体の流通口の周囲側面を平面に加工するよりも加工が容易であり、主として単位構造体の製造誤差による単位構造体の軸方向の位置ずれを補償できるので十分である場合も多い。
【００６０】
なお、単位構造体の流通口に複雑な構造のジョイントを埋め込み、連結管開口部にも同様のジョイントを設けて、これらの間を連結する方法も考えられるが、この場合には中心軸間の位置ずれの補償範囲が狭く、大口径のジョイントが高価なため単位構造体の流通口を大きくできず流動抵抗が大きくなる。また、かかるジョイントを埋め込むためには、ジョイントの埋め込み部にもシール構造が必要となるため構造が極めて複雑となる。
【００６１】
上述した本実施態様の流体処理装置による分離処理は、被処理用流体を矢印Ｘのように、一方の流体移送管１５から高圧に加圧して供給することにより行われる。加圧された被処理用流体は流通口３２、３２同士の連結部を介して各単位構造体１０に分配され、各単位構造体１０に分配された流体は、それぞれ瀘過エレメント２により流体中に混合または溶解された不要または有効成分を分離され、分離後の流体は中心管１１を経て排出管１３から吐出され、また濃縮された流体は流通口３４、３４同士の連結部を介して、他方の流体移送管１５から矢印Ｙのように吐出される。
【００６２】
【発明の効果】
上述のとおり、本発明の筒状ベッセルは、両端近傍の外周面に複数の流通口を有し、分離エレメントを内装可能に構成されており、一端側の前記複数の流通口のうち少なくとも２個が他端の対応する流通口と筒外周方向の実質的に同一の位置に設けられているとともに、前記流通口を解体することなく前記分離エレメントを交換できるように構成されているため、ベッセル相互の連結にマニホルドを使用する必要がなくなり、連結作業を不要にすることができる。
【００６３】
また、本発明の流体処理装置は、前記流体処理装置の単位構造体が複数本実質的に平行に配設され、かつ隣り合う前記筒状ベッセルの対応する流通口が互いに対向連結するように組み立てられたものを備えているため、ベッセル相互の連結にマニホルドを使用する必要がなくなり、連結作業を不要にすることができる。また、容易に分離エレメントを交換できる。
【００６４】
また、本発明の流体処理装置の別の態様は、前記流体処理装置の単位構造体の複数本を実質的に平行に並列させると共に、該並列させた流体処理装置の単位構造体を前記流通口を互いに対向させるように配置され、該複数本の流体処理装置の単位構造体の間に、これら流体処理装置の単位構造体に交差させると共に、各端近傍の流通口と連通する流体移送管を介在させるように組み立てられ、かつ、前記流通口と前記流体移送管とをシール部材を介して面結合されているので、筒状ベッセルの製造誤差等に対する補償範囲を広くすることができる。また、容易に分離エレメントを交換できる。
【００６５】
また、本発明の分離流体の製造方法および流体の処理方法によれば、マニホルド等に起因する圧損やエレメント交換に伴う稼働率低下による生産性の低下を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例からなる流体処理装置の正面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１の装置の側面図であって、互いに異なる態様を示す。
【図３】本発明の他の実施例からなる流体処理装置の正面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図３の装置の側面図であって、互いに異なる態様を示す。
【図５】本発明のさらに他の実施例からなる流体処理装置の正面図である。
【図６】本発明のさらにまた他の実施例からなる流体処理装置の正面図である。
【図７】従来の液体処理装置に使用される単位構造体の概略外観図である。
【図８】従来の液体処理装置の概略正面図である。
【図９】本発明の別の実施例からなる流体処理装置の概略斜視図である。
【図１０】（Ａ）が図９の装置の単位構造体の端部を示す側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【符号の説明】
１：筒状ベッセル
２：分離エレメント
１０：単位構造体
１５：流体移送管
１５ａ：（十字形の）連結管
１５ｂ：（直線状の）連結管
３２：流通口
３４：流通口
４０：基台
４１：ベルト
４２：Ｏリング
４６：供給管
４７：排出管
４８：平フランジ
【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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【図１０】
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