JP2010094570A - 膜モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 液出入りノズルの向きを調整できる膜モジュールの提供。
【解決手段】 ケースハウジング11とキャップ20がネジ合わされて接続されている。ケースハウジング11の環状端面とキャップ20の環状端面の接触部分には、ｏ−リング25と平板リング状のパッキン27が厚さ方向に重ねられた状態で配置されている。パッキン27の厚みを変更することで、液出入口22の向きが調整できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、各種水処理用途に使用される膜モジュールと、その組立方法に関する。

分離膜モジュールは、筒状のケースハウジング内に中空糸膜等の分離膜が収容され、ケースハウジングの両端側は、液出入りノズルを有するキャップで閉塞されたものが汎用されている。

キャップに設けられた液出入りノズルは、ケースハウジングの軸方向に突き出されたもののほか、ケースハウジングの軸方向に対して垂直方向に突き出されたものがある。ケースハウジングの軸方向に対して垂直方向にノズルが突き出されたタイプの膜モジュールを設置するときは、設置状況に応じて、両方のノズルの突き出し方向が異なる方が好ましい場合がある。

しかしながら、従来、ネジ式のモジュールでは、横向きノズルの向きを調整する方法はなかった。
ＵＳ６，１８３，６３９ ＵＳ２００３／１５０８０７

本発明は、ケースハウジングに被せたキャップが有する液出入りノズルの突き出し方向を調整できる膜モジュールと、その組立方法を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、
筒状のケースハウジング内に濾過膜が収容され、前記筒状のケースハウジングの一端側に、前記ケースハウジングの軸方向に対して横方向に突き出した液出入ノズルを有するキャップが被せられており、
前記ケースハウジングの一端側の外周壁面がネジ部を有し、前記キャップが開口部側の内周面にネジ部を有しており、
前記ケースハウジングの環状端面と前記キャップの環状端面の接触部分にｏ−リングが介在された状態で、前記ケースハウジングと前記キャップがネジ合わされて接続されることで接続部分が水密状態に維持されている膜モジュールであって、
前記２つの環状端面の間において、ｏ−リングに加えて、更に平板リング状のパッキンが厚さ方向に重ねられた状態で配置されており、前記パッキンの厚みを変更することで、前記キャップが有する液出入口の向きを調整できる、膜モジュールとその組立方法を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、
筒状のケースハウジング内に濾過膜が収容され、前記筒状のケースハウジングの両端側に、前記ケースハウジングの軸方向に対して横方向に突き出した液出入ノズルを有するキャップが被せられており、
前記ケースハウジングの両端側の外周壁面がネジ部を有し、前記両端側のキャップが開口部側の内周面にネジ部を有しており、
前記ケースハウジングの両端部側の環状端面と前記キャップの環状端面の接触部分にｏ−リングが介在された状態で、前記ケースハウジングと前記キャップがネジ合わされて接続されることで接続部分が水密状態に維持されている膜モジュールであって、
少なくとも一端側の前記２つの環状端面の間において、ｏ−リングに加えて、更に平板リング状のパッキンが厚さ方向に重ねられた状態で配置されており、前記パッキンの厚みを変更することで、少なくとも一端側のキャップが有する液出入口の向きを調整できる、膜モジュールとその組立方法を提供する。

本発明の膜モジュールは、キャップが有する液出入りノズルの向きを調整することができる。このため、膜モジュールを含む水処理システムの設置状況等に応じて液出入りノズルの向きを調整することで、システムを構成する各装置等の配置を変更することができるようになり、設置スペースの有効利用を図ることができる。

＜膜モジュール＞
図１〜図４により、本発明の膜モジュールと膜モジュールの液出入りノズルの向きを調整する方法を説明する。

図１は、本発明の膜モジュール１０の正面図、図２は、従来の膜モジュール１０’の軸方向の部分断面図、図３は、図１の膜モジュール１０の軸方向の部分断面図、図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の膜モジュール１０を両側から見た平面図である。なお、図２の膜モジュール１０’と図３の膜モジュール１０は、図３の膜モジュール１０が平板リング状のパッキンを有しており、図２の膜モジュール１０’が前記パッキンを有していないほかは全く同一であり、図２の膜モジュール１０’も本発明の膜モジュールの構造の一部として採用することもできる。

図１に示すとおり、膜モジュール１０は、筒状のケースハウジング１１の両端側にキャップ２０、２１が接続されている。

キャップ２０は、膜モジュール１０の軸方向に対して横方向（即ち、軸方向に対して垂直方向、斜め上方向又は斜め下方向を含む）に突き出された濃縮液ノズル２２を有している。キャップ２１は、同様に膜モジュール１０の軸方向に対して横方向に突き出された原液ノズル２３を有している。

図２、図３に示すとおり、ケースハウジング１１内には、所要本数の中空糸膜１２が収容されており、中心部には、複数の集水孔を有する集水管１３が配置されている。中空糸膜１２の両端側は、封止用樹脂１５により、集水管１３、ケースハウジング１１の内壁面と共に一体化されている。集水管１３には、濾過液ノズル２４が接続されている。なお、どのノズルを濃縮液ノズル、原液ノズル、濾過液ノズルにするかは、膜モジュール１０の設置状況等に応じて適宜設定することができる。

ケースハウジング１１の外周壁面には、ネジ部（雄ネジ部又は雌ネジ部）１６が形成されている。キャップ２０は、開口部側の内周面において、ネジ部１６とネジ合わせることができるネジ部（雌ネジ部又は雄ネジ部）１７が形成されている。なお、キャップ２１側もキャップ２０側と同様のネジ部を有している。

図２の膜モジュール１０’では、ケースハウジング１１の環状端面１１ａと接するキャップ２０の環状端面に環状溝２６が形成されており、環状溝２６にはｏリング２５が嵌め込まれている。そして、ケースハウジング１１のネジ部１６とキャップ２０のネジ部１７が最後まで（即ち、それ以上回らなくなるまで）きつくネジ合わされていることで、濾過運転時においてケースハウジング１１内に高圧が付加された場合でも、ケースハウジング１１とキャップ２０の接続部分の水密状態（水が漏れない状態）が維持できるように接続されている。

図３の膜モジュール１０では、ケースハウジング１１の環状端面１１ａと接するキャップ２０の環状端面に環状溝２６が形成されており、環状溝２６にはｏリング２５が嵌め込まれている。更にｏリング２５の厚さ方向下側には、平板リング状のパッキン２７が配置されている。そして、ケースハウジング１１のネジ部１６とキャップ２０のネジ部１７が最後まで（即ち、それ以上回らなくなるまで）きつくネジ合わせることで、濾過運転時においてケースハウジング１１内に高圧が付加された場合でも、ケースハウジング１１とキャップ２０の接続部分の水密状態が維持できるように接続されている。

ｏリング２５と平板リング状のパッキン２７は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ネオプレンゴム、エチレンプロピレンゴムからなるものを用いることができる。平板リング状のパッキン２７は、厚みが０．３〜５ｍｍの範囲から選択することができるが、１枚のパッキンのみで前記厚さ範囲になるようにしてもよいし、複数枚のパッキンを組み合わせて前記厚さ範囲になるようにしてもよい。

図３には示していないが、キャップ２１側のケースハウジング１１とキャップ２１との接続部分は、図２のようにｏリングのみを配置する構造でもよいし、図３のようにｏリングと平板リング状パッキンを併用して配置する構造でもよい。

本発明の膜モジュール１０は、
（形態１）キャップ２０側のみにおいて、図３に示すようにｏリング２５と平板リング状パッキン２７を一緒に配置して、キャップ２１側は図２と同様にｏリング２５のみを配置する構造にした膜モジュール１０と（又は、キャップ２０とキャップ２１で逆の配置状態）、
（形態２）キャップ２０側とキャップ２１側の両方において、図３に示すようにｏリングと平板リング状パッキンを一緒に配置し、キャップ２０で用いた平板リング状パッキン２７の厚みと、キャップ２１で用いた平板リング状パッキンの厚みを異ならせた膜モジュール１０、
のいずれかの形態にすることができる。

このような形態１、２にすることにより、ケースハウジング１１のネジ部１６とキャップ２０のネジ部１７を最後までネジ合わせたとき、図４（ａ）、（ｂ）に示すとおり、濃縮液ノズル２２と原液ノズル２３の向きを異ならせることができる。

このように膜モジュール１０は、濃縮液ノズル２２の突き出し方向（図４中のＸ₁）と原液ノズル２３の突き出し方向（図４中のＸ₂）とがなす角度（α）を異ならせることができるので、濃縮液ノズル２２を濃縮タンクに近い方向に突き出したり、原液ノズル２３を原液タンクに近い方向に突き出したりできるようになる。このため、例えば、濃縮液ノズル２２と濃縮タンクを最短で接続することができるようになり、設置状態に応じたスペースの効果的な利用やパイプの節約等ができるようになる。

なお、膜モジュール１０におけるケースハウジング１１とキャップ２０、２１との接続状態は、ケースハウジング１１の一端側にのみキャップがあるものにも適用することができる。このような膜モジュールは、例えば、ケースハウジング自体が固定されている場合や、ケースハウジングの質量が大きく、容易に動かせないようなときに、液出入りノズルの向きを調整したいときに適している。

＜膜モジュールの組立方法＞
次に、図１〜図４により、本発明の膜モジュール１０の組立方法を説明する。

ケースハウジング１１内に、集水管１３、中空糸膜１２を収容し、両端側を封止用樹脂１５で封止固定する。その後、両端側を切断して、中空糸膜１２を開口させる。ここまでは周知の組立方法と同じである。

次に、図１において、ケースハウジング１１の一端側とキャップ２０との間の溝２６にｏリング２５を嵌め込み、その下に平板リング状パッキン２７を配置する。この状態で、ケースハウジング１１のネジ部１６とキャップ２０のネジ部１７を最後まできつくネジ合わせて、図４（ａ）に示すように、濃縮液ノズル２２がｘ₁軸方向に突き出されるようにする。この工程では、平板リング状パッキン２７を使用しないで、ｏリング２５のみを使用することもできる。

次に、図１において、ケースハウジング１１の他端側とキャップ２１との間の溝にｏリングを嵌め込み、その上に平板リング状パッキン（但し、キャップ２０側にて平板リング状パッキン２７を使用したときは、それとは厚みの異なるパッキン）を配置する。この状態で、ケースハウジング１１のネジ部とキャップ２１のネジ部を最後まできつくネジ合わせて、図４（ｂ）に示すように、原液ノズル２３がｘ₂軸方向に突き出されるようにする。

なお、本発明の組立方法は、ケースハウジング１１の一端側にのみキャップがあるものにも適用することができるため、例えば、ケースハウジング自体が固定されている場合や、ケースハウジングの質量が大きく、容易に動かせないようなときであっても、液出入りノズルの向きを容易に調整できる。

また、本発明の組立方法は、ケースハウジングとキャップをネジ合わせる構造の膜モジュールであれば、液出入りノズルの向きを調整することができるため、既設の膜モジュールに対して、液出入りノズルの向きを調整する方法としても適用することができる。

実施例１
図１、図３に示す膜モジュール１０を組み立てた。各部品の詳細は、以下のとおりである。

ケースハウジング１１：ＡＢＳ樹脂製のもので、内径２６２ｍｍ、外径２７７ｍｍ、高さ１１００ｍｍを用いた。ネジ１６のピッチは１２ｍ／ｍ。

キャップ２０、２１：ＡＢＳ樹脂製のもので、最大内径２７８ｍｍ、最大外径３００ｍｍ、最大高さ１７５ｍｍを用いた。ネジ１７のピッチは１２ｍ／ｍ。

ｏリング：ＥＰＤＭゴム製のもので、断面の直径は３．５３ｍｍ。

平板リング状パッキン：シリコーンゴム製のもので、厚さ３．０ｍｍ。

キャップ２０側には、図２に示すようにしてｏリングのみを配置し、キャップ２１側は図３に示すようにしてｏリングと平板リング状パッキンを一緒に配置して、ケースハウジング１１のネジ部とキャップ２０、２１のネジ部を最後まできつくネジ合わせて、接続部分を水密状態にした。このときのキャップ２１で用いた平板リング状パッキンの厚みを変えたときの角度α（図４（ｂ））の変化を表１に示す。

パッキンの厚さ０ｍｍは、キャップ２０、２１の両方においてｏリングのみを使用した場合を示している。キャップ外径の変位量（mm）とは、キャップをケースハウジングに締め付けるときのノズルの回転距離である。

表１から明らかなとおり、平板リング状のパッキンの厚みを変えることで、ノズル方向（特に両端部のノズル間の角度）を変えることができる。

本発明の膜モジュールの正面図。 従来の膜モジュールの軸方向における部分拡大断面図。 図１の膜モジュールの軸方向における部分拡大断面図。 図１の膜モジュールの組立方法を説明するための両側からの平面図。

符号の説明

１０ 膜モジュール
１１ ケースハウジング
１２ 中空糸膜
１３ 集水管
１５ 封止用樹脂
２０、２１ キャップ
２２ 濃縮液ノズル
２３ 原液ノズル
２５ ｏリング
２７ 平板リング状パッキン

Claims (5)

1. 筒状のケースハウジング内に濾過膜が収容され、前記筒状のケースハウジングの一端側に、前記ケースハウジングの軸方向に対して横方向に突き出した液出入ノズルを有するキャップが被せられており、
   前記ケースハウジングの一端側の外周壁面がネジ部を有し、前記キャップが開口部側の内周面にネジ部を有しており、
   前記ケースハウジングの環状端面と前記キャップの環状端面の接触部分にｏ−リングが介在された状態で、前記ケースハウジングと前記キャップがネジ合わされて接続されることで接続部分が水密状態に維持されている膜モジュールであって、
   前記２つの環状端面の間において、ｏ−リングに加えて、更に平板リング状のパッキンが厚さ方向に重ねられた状態で配置されており、前記パッキンの厚みを変更することで、前記キャップが有する液出入口の向きを調整できる、膜モジュール。
2. 筒状のケースハウジング内に濾過膜が収容され、前記筒状のケースハウジングの両端側に、前記ケースハウジングの軸方向に対して横方向に突き出した液出入ノズルを有するキャップが被せられており、
   前記ケースハウジングの両端側の外周壁面がネジ部を有し、前記両端側のキャップが開口部側の内周面にネジ部を有しており、
   前記ケースハウジングの両端部側の環状端面と前記キャップの環状端面の接触部分にｏ−リングが介在された状態で、前記ケースハウジングと前記キャップがネジ合わされて接続されることで接続部分が水密状態に維持されている膜モジュールであって、
   少なくとも一端側の前記２つの環状端面の間において、ｏ−リングに加えて、更に平板リング状のパッキンが厚さ方向に重ねられた状態で配置されており、前記パッキンの厚みを変更することで、少なくとも一端側のキャップが有する液出入口の向きを調整できる、膜モジュール。
3. 前記平板リング状のパッキンの厚みが０．３〜５ｍｍの範囲から選択されるものである、請求項１又は２記載の膜モジュール。
4. 請求項１又は２記載の膜モジュールの組立方法であって、
   少なくとも一端側の前記２つの環状端面の間において、ｏ−リングに加えて、更に平板リング状のパッキンを厚さ方向に重ねた状態で配置するとき、前記パッキンの厚みを変更することで、前記キャップが有する液出入口の向きを調整する、膜モジュールの組立方法。
5. 前記平板リング状のパッキンの厚みを０．３〜５ｍｍの範囲で変更する、請求項４記載の膜モジュールの組立方法。

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