JP6076831B2 - Hollow fiber membrane module - Google Patents

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JP6076831B2 JP2013107904A JP2013107904A JP6076831B2 JP 6076831 B2 JP6076831 B2 JP 6076831B2 JP 2013107904 A JP2013107904 A JP 2013107904A JP 2013107904 A JP2013107904 A JP 2013107904A JP 6076831 B2 JP6076831 B2 JP 6076831B2
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Description

本発明は、各種水処理分野で使用する中空糸膜モジュールに関する。   The present invention relates to a hollow fiber membrane module used in various water treatment fields.

中空糸膜モジュールは、各種水処理分野において汎用されており、一般に流体の出入口を有したケーシング、キャップ、中空糸膜束及び中空糸膜束の端部を樹脂封止固定した樹脂封止部分から構成されているものが多い（特許文献１の図１）。   Hollow fiber membrane modules are widely used in various water treatment fields. Generally, a casing having a fluid inlet / outlet, a cap, a hollow fiber membrane bundle, and a resin-sealed portion in which ends of the hollow fiber membrane bundle are resin-sealed and fixed. Many are configured (FIG. 1 of Patent Document 1).

特許文献２の中空糸膜モジュールは、円筒ケース内の中心部に配置された集水管の周囲に中空糸膜束が配置されており、集水管と中空糸膜束が封止用樹脂で一体化されている。そして、前記封止用樹脂で一体化された集水管と中空糸膜束が、前記集水管の端面が前記中空糸膜束の端面よりも内側に引っ込んだ状態で固定されている。
集水管の開口部付近の内周壁は、他部材、例えば、パイプと接続できるような内部構造（例えば、ねじ込むためのねじ山、嵌め込むための段差を有している）をしており、ＵＳ２００３／０１５０８０７公報の図１のような公知の中空糸膜モジュールと同様に両端側に液出入口を有するキャップを被せられることが記載されている（段落番号００１４、００１５）。 In the hollow fiber membrane module of Patent Document 2, a hollow fiber membrane bundle is arranged around a water collection pipe arranged in the center of a cylindrical case, and the water collection pipe and the hollow fiber membrane bundle are integrated with a sealing resin. Has been. The water collecting tube and the hollow fiber membrane bundle integrated with the sealing resin are fixed in a state where the end surface of the water collecting tube is retracted inward from the end surface of the hollow fiber membrane bundle.
The inner peripheral wall in the vicinity of the opening of the water collecting pipe has an internal structure that can be connected to another member, for example, a pipe (for example, a screw thread for screwing and a step for fitting), and US 2003 It is described that caps having liquid inlets and outlets can be put on both ends in the same manner as known hollow fiber membrane modules as shown in FIG. 1 of Japanese Patent No. 0150807 (paragraph numbers 0014 and 0015).

特許文献３の中空糸膜モジュールは、円筒ケース内の中心部に配置された集水管の周囲に中空糸膜束が配置されており、集水管と中空糸膜束が封止用樹脂で一体化されている。そして、前記封止用樹脂で一体化されている端部において、前記集水管端部と前記中空糸膜束端部の間に樹脂製リングが介在されており、前記集水管端部、前記中空糸膜束端部及び前記樹脂製リングが前記封止用樹脂で一体化されている。
樹脂製リングの端面は、中空糸膜束の端面と同一面を形成しているが、樹脂製リングの端面は、中空糸膜束の端面よりも２〜１０ｍｍ程度内側に引っ込んだ状態で固定されていてもよいこと、ＵＳ２００３／０１５０８０７公報の図１のような公知の中空糸膜モジュールと同様に、両端側に液出入口を有するキャップを被せられることが記載されている（段落番号００１５、００１６）。 In the hollow fiber membrane module of Patent Document 3, a hollow fiber membrane bundle is arranged around a water collection pipe arranged in the center of the cylindrical case, and the water collection pipe and the hollow fiber membrane bundle are integrated with a sealing resin. Has been. And in the end part integrated with the sealing resin, a resin ring is interposed between the water collecting pipe end part and the hollow fiber membrane bundle end part, and the water collecting pipe end part, the hollow The thread membrane bundle end and the resin ring are integrated with the sealing resin.
The end face of the resin ring forms the same surface as the end face of the hollow fiber membrane bundle, but the end face of the resin ring is fixed in a state of being retracted about 2 to 10 mm from the end face of the hollow fiber membrane bundle. It is described that, like the known hollow fiber membrane module as shown in FIG. 1 of US2003 / 0150807, caps having liquid inlets and outlets can be put on both ends (paragraphs 0015 and 0016). .

中空糸膜モジュールにキャップを被せたとき、集水管はキャップの中心部を貫通して延ばされることになり、さらにキャップの周面にも液出入口（例えば、濃縮水出口や原水入口）が設けられることが多い。
このため、中空糸膜モジュールの濾過運転時には、キャップに対して、原水を圧入するときの圧力、濃縮水が流入するときの圧力、集水管や液出入口を通って液体が移動するときの圧力（荷重）が加えられるため、高い耐久性が要求されることになる。 When the cap is put on the hollow fiber membrane module, the water collecting pipe is extended through the center of the cap, and a liquid inlet / outlet (for example, a concentrated water outlet or a raw water inlet) is also provided on the peripheral surface of the cap. There are many cases.
For this reason, during the filtration operation of the hollow fiber membrane module, the pressure when the raw water is pressed into the cap, the pressure when the concentrated water flows in, the pressure when the liquid moves through the water collection pipe and the liquid inlet / outlet ( Load), a high durability is required.

米国特許出願公開第２００３／０１５０８０７号明細書US Patent Application Publication No. 2003/0150807 特開２０１０−３６１２２号公報JP 2010-36122 A 特開２０１０−５１８４４号公報JP 2010-51844 A

本発明は、濾過運転時においてキャップに加えられる圧力を軽減することができる中空糸膜モジュールと、その製造方法を提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the hollow fiber membrane module which can reduce the pressure added to a cap at the time of filtration operation, and its manufacturing method.

本発明は、課題の解決手段として、
円筒ケースハウジング内に集水管と中空糸膜束が収容されており、
前記集水管の周囲に前記中空糸膜束が配置され、少なくとも一端側の中空糸膜束が封止用樹脂で一体化されており、
円筒ケースハウジングの少なくとも一端側が液出入口を有しているキャップで覆われている中空糸膜モジュールであって、
前記の少なくとも一端側の中空糸膜束が封止用樹脂で一体化された部分において、前記封止用樹脂の内側に筒部材が配置されており、前記筒部材の一端開口部側が前記集水管の端部開口部に対して固定されており、
さらにキャップを貫通して軸方向に延ばされた連結管を有しており、前記連結管が前記筒部材の内壁面に対して固定されている、中空糸膜モジュールを提供する。 As a means for solving the problems, the present invention
A water collection tube and a hollow fiber membrane bundle are accommodated in the cylindrical case housing,
The hollow fiber membrane bundle is disposed around the water collecting pipe, and at least one end of the hollow fiber membrane bundle is integrated with a sealing resin,
A hollow fiber membrane module in which at least one end side of the cylindrical case housing is covered with a cap having a liquid inlet / outlet,
In the portion where the hollow fiber membrane bundle on at least one end side is integrated with the sealing resin, a cylindrical member is disposed inside the sealing resin, and the one end opening side of the cylindrical member is the water collecting pipe Fixed to the end opening of the
Furthermore, the present invention provides a hollow fiber membrane module having a connecting pipe extending in the axial direction through the cap, wherein the connecting pipe is fixed to an inner wall surface of the cylindrical member.

本発明の中空糸膜モジュールは、キャップ中心部を連結管が貫通しており、前記連結管がキャップに対する補強機能を発揮するものであるため、運転時においてキャップに対して継続して圧力が加えられたときであっても、キャップが破損することがなくなる。   In the hollow fiber membrane module of the present invention, the connecting pipe penetrates through the center of the cap, and the connecting pipe exerts a reinforcing function for the cap. Even if it is done, the cap will not be damaged.

本発明の中空糸膜モジュールの軸方向（縦方向）への部分断面図。The fragmentary sectional view to the axial direction (longitudinal direction) of the hollow fiber membrane module of this invention. 図１の部分断面図。The fragmentary sectional view of FIG. 図１とは別実施形態の中空糸膜モジュールの図２に相当する部分断面図。The fragmentary sectional view equivalent to FIG. 2 of the hollow fiber membrane module of embodiment different from FIG. 図３の中空糸膜モジュールの組立方法を説明するための部分断面図。The fragmentary sectional view for demonstrating the assembly method of the hollow fiber membrane module of FIG. 本発明の中空糸膜モジュールで使用する集水管の部分断面図。The fragmentary sectional view of the water collection pipe used with the hollow fiber membrane module of the present invention. （ａ）は図５の集水管の部分断面図、（ｂ）は他実施形態の集水管の部分断面図。(A) is the fragmentary sectional view of the water collecting pipe of FIG. 5, (b) is the fragmentary sectional view of the water collecting pipe of other embodiment.

（１）図１、図２の中空糸膜モジュール
中空糸膜モジュール１０は、円筒状のケースハウジング１１内に集水管１２と中空糸膜束１３が収容されている。
ケースハウジング１１は、必要に応じて原水入口、透過水出口、濃縮水出口等を備えることができる。
ケースハウジング１１の両端には、ヘッダー１５が取り付けられている。これらのヘッダー１５に対して、液出入口（例えば、原水入口や濃縮水出口）４１を有しているキャップ４０が被せられている。 (1) Hollow fiber membrane module of FIGS. 1 and 2 In the hollow fiber membrane module 10, a water collection pipe 12 and a hollow fiber membrane bundle 13 are accommodated in a cylindrical case housing 11.
The case housing 11 can include a raw water inlet, a permeated water outlet, a concentrated water outlet, and the like as necessary.
Headers 15 are attached to both ends of the case housing 11. A cap 40 having a liquid inlet / outlet (for example, raw water inlet or concentrated water outlet) 41 is put on these headers 15.

ケースハウジング１１、集水管１２、ヘッダー１５、キャップ４０は、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂製や金属製のものを用いることができる。
前記の合成樹脂を使用するときは、ケースハウジング１１、集水管１２、ヘッダー１５、キャップ４０の強度を高めたり光を遮断したりする目的で、充填剤や顔料等を含有することができる。 The case housing 11, the water collection pipe 12, the header 15, and the cap 40 may be made of resin or metal such as polyvinyl chloride, ABS resin, acrylic resin, polycarbonate, polyethylene, or polypropylene.
When the synthetic resin is used, a filler, a pigment, or the like can be contained for the purpose of increasing the strength of the case housing 11, the water collecting pipe 12, the header 15, and the cap 40 or blocking light.

中空糸膜束１３の両端側は、それらの間に配置された筒部材３０と共に樹脂封止部３５にて封止用樹脂で一体化されている。
筒部材３０の周壁部３１の外周面３１ａと中空糸膜束１３が封止用樹脂で固着されており、集水管１２は樹脂と接していない。
なお、集水管１２自体の長さをより長くして、筒部材３０の長さをより短くすることで、集水管１２の端部と筒部材３０の両方が樹脂と接触するようにしてもよい。 Both ends of the hollow fiber membrane bundle 13 are integrated with a sealing resin at a resin sealing portion 35 together with a cylindrical member 30 disposed therebetween.
The outer peripheral surface 31a of the peripheral wall portion 31 of the cylindrical member 30 and the hollow fiber membrane bundle 13 are fixed with a sealing resin, and the water collecting pipe 12 is not in contact with the resin.
In addition, you may make it both the edge part of the water collection pipe | tube 12, and the cylindrical member 30 contact resin by making the length of the water collection pipe | tube 12 itself longer, and shortening the length of the cylinder member 30 further. .

筒部材３０は、周壁部３１の下方において、下部外周壁部３２ａと下部内周壁部３２ｂの間に形成された筒状溝部３３を有している。
筒部材３０の内側には、筒状溝部３３と軸方向に対向する位置に環状段差面３１ｃが形成されている。
筒部材３０と集水管１２は、筒部材３０の筒状溝部３３内に集水管１２の端部が嵌め込まれた状態で固定されている。 The cylindrical member 30 has a cylindrical groove portion 33 formed between the lower outer peripheral wall portion 32 a and the lower inner peripheral wall portion 32 b below the peripheral wall portion 31.
An annular step surface 31 c is formed inside the cylindrical member 30 at a position facing the cylindrical groove portion 33 in the axial direction.
The cylindrical member 30 and the water collecting pipe 12 are fixed in a state where the end of the water collecting pipe 12 is fitted in the cylindrical groove portion 33 of the cylindrical member 30.

筒部材３０は、目視で反対側の樹脂封止部３５が容易に見える程度の透明性を有するものにすることができる。
筒部材３０を透明にするときは、ＰＥＴ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂製のものが好ましい。 The cylindrical member 30 can be made to have such transparency that the resin sealing portion 35 on the opposite side can be easily seen with the naked eye.
When the cylindrical member 30 is made transparent, it is preferably made of resin such as PET resin, polystyrene resin, polyamide resin, acrylic resin, ABS resin, polycarbonate resin.

樹脂封止部３５を形成するために用いる封止用樹脂としては、尿素樹脂接着剤、メラミン樹脂接着剤、フェノール樹脂接着剤、レソルシノール樹脂接着剤、エポキシ樹脂接着剤、ポリウレタン接着剤、ビニルウレタン接着剤を挙げることができ、これらの中でもポリウレタン接着剤が好ましい。   As a sealing resin used to form the resin sealing portion 35, urea resin adhesive, melamine resin adhesive, phenol resin adhesive, resorcinol resin adhesive, epoxy resin adhesive, polyurethane adhesive, vinyl urethane adhesive Among these, polyurethane adhesive is preferable.

集水管１２は公知のパイプを使用できるほか、コルゲート管を使用することができる。
集水管（コルゲート管）１２は各種分野において汎用されているものであり、図５及び図６に示すように、周方向に連続して形成された凹部２１と周方向に連続して形成された凸部２２が、それぞれ軸方向に交互に形成されたものである。 The water collecting pipe 12 can be a known pipe or a corrugated pipe.
The water collecting pipe (corrugated pipe) 12 is widely used in various fields. As shown in FIGS. 5 and 6, the water collecting pipe (corrugated pipe) 12 is continuously formed in the circumferential direction with the concave portion 21 continuously formed in the circumferential direction. The convex portions 22 are alternately formed in the axial direction.

集水管（コルゲート管）１２は、図５に示すように、周面の凹部２１に通水孔２５を有しているものである。通水孔２５は凹部２１のみに形成され、凸部２２には形成されていない。   As shown in FIG. 5, the water collecting pipe (corrugated pipe) 12 has a water passage hole 25 in the concave portion 21 on the peripheral surface. The water passage hole 25 is formed only in the concave portion 21 and is not formed in the convex portion 22.

通水孔２１は、１つの凹部２１に等間隔で２〜１２個形成されていることが好ましく、４〜１０個形成されていることがより好ましく、６〜８個形成されていることがさらに好ましい。
例えば、１つの凹部２１に１０個の通水孔２５が形成され、凹部２１が全体で１００あれば、合計で１０００個の通水孔２５が形成されていることになる。
表面が平滑な集水管の場合、余りに多くの通水孔を形成すると、集水管自体の強度が低下して実用できなくなるが、集水管１２としてコルゲート管を使用すると、凸部２２が補強用のリブとして作用することから、表面が平滑な集水管と比べるより多くの通水孔を形成することができる。 It is preferable that 2 to 12 water passage holes 21 are formed at equal intervals in one recess 21, more preferably 4 to 10 holes, and further 6 to 8 holes are further formed. preferable.
For example, if ten recesses 21 are formed in one recess 21 and the recesses 21 are 100 as a whole, a total of 1000 channels 25 are formed.
In the case of a water collecting pipe having a smooth surface, if too many water holes are formed, the strength of the water collecting pipe itself is lowered and cannot be used practically. However, when a corrugated pipe is used as the water collecting pipe 12, the convex portion 22 is used for reinforcement. Since it acts as a rib, more water holes can be formed as compared with a water collection pipe having a smooth surface.

通水孔２５の開口部径は、集水管１２の大きさにより調整することができるが、２〜１０ｍｍが好ましく、３〜８ｍｍがより好ましく、４〜５ｍｍがさらに好ましい。なお、通水孔２５が円形の場合には前記開口部径は内径であり、円形以外の場合には同面積の円に換算したときの内径である。
上記したとおり、コルゲート管を使用することによって、表面が平滑な集水管と比べるとより多くの通水孔２５を形成することができるため、通水孔２５全体の総開口面積を大きくしたまま（あるいは従来と同程度に維持したまま）、開口部径を小さくすることができる。通水孔２５の開口部径を小さくすることで、通水孔２５から集水管１２内に透過水が流入するときの水圧を減少させることができるため、通水孔２５に近接する位置にある中空糸膜１３への影響を小さくできるので好ましい。 Although the opening diameter of the water passage hole 25 can be adjusted by the size of the water collecting pipe 12, 2 to 10 mm is preferable, 3 to 8 mm is more preferable, and 4 to 5 mm is more preferable. When the water passage hole 25 is circular, the diameter of the opening is an inner diameter, and when the water passage hole 25 is not circular, it is an inner diameter when converted to a circle having the same area.
As described above, by using a corrugated pipe, more water passage holes 25 can be formed as compared with a water collection pipe having a smooth surface, so that the total opening area of the whole water passage hole 25 remains large ( Alternatively, the diameter of the opening can be reduced while maintaining the same level as before. By reducing the diameter of the opening of the water passage hole 25, the water pressure when the permeate flows into the water collecting pipe 12 from the water passage hole 25 can be reduced. This is preferable because the influence on the hollow fiber membrane 13 can be reduced.

通水孔２５の総開口面積は、集水管１２の半径方向断面積の３倍以上であることが好ましく、３〜６倍であることがより好ましい。なお、集水管１２の半径方向断面積は、半径方向に正対する凹部同士間の断面積である。
前記断面積比が３以上であると、通水孔２５から集水管１２内に透過水が流入するときの水圧をより減少させることができるため好ましい。 The total opening area of the water passage holes 25 is preferably at least 3 times the radial cross-sectional area of the water collecting pipe 12, and more preferably 3 to 6 times. In addition, the radial direction cross-sectional area of the water collecting pipe 12 is a cross-sectional area between the recesses facing directly in the radial direction.
The cross-sectional area ratio of 3 or more is preferable because the water pressure when the permeate flows into the water collecting pipe 12 from the water passage hole 25 can be further reduced.

集水管（コルゲート管）１２の凹凸部の軸方向断面形状は、図６（ａ）、（ｂ）に示すような台形状のものが好ましく、前記台形の角部分は中空糸膜１３と接触した場合でも損傷させることがないように丸みを付けたものが好ましい。
図６（ａ）は、凸部２２が閉塞面２０で閉塞されたものであり、図６（ｂ）は、閉塞面２０に相当するものがなく、凸部２２が開口したものであり、どちらの構造のものでも使用することができる。
軸方向に隣接する凸部２２同士の間隔（ｐ1）は、軸方向に隣接する凹部２１同士の間隔と同じであるから、凹部２１に形成する通水孔２５の開口径を考慮して決定される。
凸部２２の高さ（凹部２１の深さ）（ｈ1）は６〜８ｍｍ程度にすることができる。 The cross-sectional shape in the axial direction of the concave and convex portion of the water collecting pipe (corrugated pipe) 12 is preferably a trapezoidal shape as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). A rounded one is preferred so that it will not be damaged.
6 (a) shows the projection 22 closed by the closing surface 20, and FIG. 6 (b) shows no projection corresponding to the closing surface 20, and the projection 22 is open. Even those of the structure can be used.
Since the interval (p 1 ) between the convex portions 22 adjacent in the axial direction is the same as the interval between the concave portions 21 adjacent in the axial direction, it is determined in consideration of the opening diameter of the water passage hole 25 formed in the concave portion 21. Is done.
The height of the convex portion 22 (depth of the concave portion 21) (h 1 ) can be about 6 to 8 mm.

図１では、集水管１２の周囲を覆った状態で保護ネット４０を配置することができる。
また、保護ネットは、中空糸膜束１３を包み込むようにして配置することもできる。 In FIG. 1, the protection net | network 40 can be arrange | positioned in the state which covered the circumference | surroundings of the water collection pipe | tube 12. FIG.
Further, the protective net can be disposed so as to wrap the hollow fiber membrane bundle 13.

図１に示す中空糸膜モジュール１０は、さらにキャップ４０を貫通して軸方向に延ばされ、筒部材３０に対して固定された連結管５０を有している。連結管５０は、透過水出口または透過水ラインとして使用される。   The hollow fiber membrane module 10 shown in FIG. 1 further includes a connecting pipe 50 that extends through the cap 40 in the axial direction and is fixed to the cylindrical member 30. The connecting pipe 50 is used as a permeate outlet or a permeate line.

連結管５０は、周壁部５１と、一端開口部側に形成されたフランジ部５２を有している。
連結管５０は、フランジ部５２の半径方向の環状周面５３が筒部材３０の内周面３１ｂに当接されている。
また、連結管５０は、フランジ部の環状平面５２ａが筒部材の環状段差面３１ｃに当接された状態であってもよい。 The connecting pipe 50 has a peripheral wall portion 51 and a flange portion 52 formed on one end opening side.
In the connecting pipe 50, the annular circumferential surface 53 in the radial direction of the flange portion 52 is in contact with the inner circumferential surface 31 b of the cylindrical member 30.
Further, the connecting pipe 50 may be in a state where the annular flat surface 52a of the flange portion is in contact with the annular step surface 31c of the cylindrical member.

連結管５０は、連結管のフランジ部５２、連結管の周壁部５１の外周面、および連結管の周壁部５１の外周面に正対する筒部材の内周面３１ｂにより形成される筒状空間（接着部６０）内に充填された接着剤により筒部材３０に対して固定されている。   The connecting pipe 50 has a cylindrical space formed by a flange portion 52 of the connecting pipe, an outer peripheral surface of the peripheral wall portion 51 of the connecting pipe, and an inner peripheral surface 31b of the cylindrical member facing the outer peripheral surface of the peripheral wall portion 51 of the connecting pipe ( It is fixed to the cylindrical member 30 by an adhesive filled in the adhesive part 60).

次に図１、図２に示す中空糸膜モジュールの作製方法を説明する。
本発明の中空糸膜モジュールは、周知の遠心接着法（特開昭５１−９３７８８号公報、特開昭５２−３８７９７号公報、特開昭６１−１７１５０３号公報、特開昭６１−１７１５０４号公報等）のほか、特開２００５−５２７３６号公報の段落番号００２９〜００３１に記載された製造方法、特開２００６−２８１０５１号公報の段落番号００１０〜００２４に記載された製造方法を利用することで、集水管１２、中空糸膜（束）１３及び筒部材３０を封止用樹脂で一体化することで製造することができる。
その後、樹脂封止部３５を切断して中空糸膜（束）１３の端部を開口させる。
その後、連結管５０を所定位置に配置した状態で、筒状空間（接着部６０）内に接着剤を充填して筒部材３０に対して固定する。
その後、キャップ４０を取り付ける。キャップ４０は、中心部を連結管５０が貫通するようにして、開口周縁部をヘッダー１５に対して嵌め込んで取り付ける。
キャップ４０と連結管５０の接触部分にはシール部材を介在させたり、締め付け具で外側から締め付けたりすることができる。
また、キャップ４０とヘッダー１５との接触部分にもシール部材を介在させることができる。 Next, a method for producing the hollow fiber membrane module shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
The hollow fiber membrane module of the present invention has a well-known centrifugal bonding method (Japanese Patent Laid-Open Nos. 51-93788, 52-38797, 61-171503, 61-171504). In addition to the manufacturing method described in paragraph numbers 0029 to 0031 of JP 2005-52736 A and the manufacturing method described in paragraph numbers 0010 to 0024 of JP 2006-281051 A, It can be manufactured by integrating the water collecting pipe 12, the hollow fiber membrane (bundle) 13, and the cylindrical member 30 with a sealing resin.
Then, the resin sealing part 35 is cut | disconnected and the edge part of the hollow fiber membrane (bundle) 13 is opened.
Thereafter, with the connecting pipe 50 disposed at a predetermined position, the cylindrical space (adhesive portion 60) is filled with an adhesive and fixed to the cylindrical member 30.
Thereafter, the cap 40 is attached. The cap 40 is attached by fitting the peripheral edge of the opening to the header 15 so that the connecting pipe 50 passes through the center.
A seal member can be interposed at the contact portion between the cap 40 and the connecting pipe 50 or can be tightened from the outside with a tightening tool.
In addition, a seal member can be interposed at a contact portion between the cap 40 and the header 15.

集水管として図５に示すようなコルゲート管を使用した図１、図２に示す中空糸膜モジュールの濾過運転方法について説明する。なお、連結管５０を透過水出口および透過水ラインとし、液出口４１を濃縮水出口とした場合について説明する。
中空糸膜モジュール１０の運転時においては、中空糸膜１３で濾過して得られた透過水は、集水管１２の凹部２１に形成されている通水孔２５を通って集水管１２内部に入る。
その後、集水管１２の端部に接続された筒部材３０および連結管５０を経て排水されるか、又は透過水タンクに送られて貯水される。透過水タンクに貯水された透過水は中空糸膜１３の逆圧洗浄等に再利用することができる。 A filtration operation method of the hollow fiber membrane module shown in FIGS. 1 and 2 using a corrugated pipe as shown in FIG. 5 as the water collecting pipe will be described. The case where the connecting pipe 50 is a permeated water outlet and a permeated water line and the liquid outlet 41 is a concentrated water outlet will be described.
During operation of the hollow fiber membrane module 10, the permeated water obtained by filtration through the hollow fiber membrane 13 enters the interior of the water collection pipe 12 through the water passage hole 25 formed in the recess 21 of the water collection pipe 12. .
Thereafter, the water is drained through the cylindrical member 30 and the connecting pipe 50 connected to the end of the water collecting pipe 12, or sent to a permeate tank to be stored. The permeated water stored in the permeated water tank can be reused for back pressure washing of the hollow fiber membrane 13 and the like.

集水管１２としてコルゲート管を使用した場合には、凹部２１に形成された通水孔２５と中空糸膜１３は凸部２２の高さ分だけの間隔が存在している。
このため、公知の表面が平坦な集水管のように通水孔と中空糸膜が実質的に接触した状態にある場合と比べると、通水孔２５から集水管１２内部に透過水が流れ込むときの中空糸膜１３に対する水圧（吸引圧）の影響が緩和される。
また、通水孔２５の総開口面積を減少させることなく、１つの通水孔２５の開口径も小さくできるので、より前記水圧（吸引圧）の影響を緩和する効果が大きくなる。
そして、通水孔２５側に中空糸膜１３が引き寄せられたとしても、凸部２２の存在によって凹部２１に形成された通水孔２５が閉塞されることもない。
よって、集水管としてコルゲート管を使用した中空糸膜モジュール１０を濾過運転するときは、中空糸膜１３が変形したり、損傷したりすることが防止されるほか、透過水が流れ込むときの抵抗も非常に小さくできるため、濾過能力も高いレベルで維持することができる。 When a corrugated pipe is used as the water collecting pipe 12, the water passage hole 25 formed in the concave portion 21 and the hollow fiber membrane 13 have an interval corresponding to the height of the convex portion 22.
For this reason, when permeated water flows into the water collection pipe 12 from the water flow hole 25 as compared with the case where the water flow hole and the hollow fiber membrane are substantially in contact with each other as in a water collection pipe having a flat known surface. The influence of water pressure (suction pressure) on the hollow fiber membrane 13 is alleviated.
In addition, since the opening diameter of one water passage hole 25 can be reduced without reducing the total opening area of the water passage holes 25, the effect of alleviating the influence of the water pressure (suction pressure) is further increased.
Even if the hollow fiber membrane 13 is drawn toward the water passage hole 25, the water passage hole 25 formed in the concave portion 21 is not blocked by the presence of the convex portion 22.
Therefore, when filtering the hollow fiber membrane module 10 using a corrugated pipe as a water collecting pipe, the hollow fiber membrane 13 is prevented from being deformed or damaged, and resistance when permeate flows in is also reduced. Since it can be made very small, the filtration capacity can also be maintained at a high level.

このような濾過運転過程において、透過水出口および透過水ラインとして機能する連結管５０には、透過水の排水に伴い圧力が加えられ、その圧力はキャップ４０の中心部に対しても伝えられる。
また、透過水の生成に伴って生じる濃縮水は、キャップ４０内の空間４２内を満たした後、濃縮水出口４２から排水されるが、このときキャップ４０には内側から圧力が加えられる。この圧力は、キャップ４０の中心部分がもっとも大きくなるものと考えられる。
このようにして濾過運転時にはキャップ４０に対して（特にキャップ４０の中心部に対して）、継続的に圧力が加えられることになる。
しかし、本発明の中空糸膜モジュール１０では、キャップ４０は開口周縁部がヘッダー１５により支持され、中心部には連結管５０が貫通されている。
連結管５０は、筒部材３０に対して固定されており、筒部材３０は、中空糸膜束３３と共に封止用樹脂で一体化され、集水管１２に取り付けられている。
運転時においてキャップ４０に対して圧力が加えられた場合には、ヘッダー１５と連結管５０がキャップ４０に対する補強機能を発揮するため、特に連結管５０がキャップ４０の中心部分に対する補強機能を発揮するため、キャップ４０が割れるなどの破損が発生することが防止される。 In such a filtration operation process, pressure is applied to the connecting pipe 50 functioning as a permeate outlet and a permeate line along with drainage of the permeate, and the pressure is also transmitted to the center of the cap 40.
Further, the concentrated water generated along with the generation of the permeated water fills the space 42 in the cap 40 and then drains from the concentrated water outlet 42. At this time, pressure is applied to the cap 40 from the inside. This pressure is considered to be the largest in the central portion of the cap 40.
In this way, pressure is continuously applied to the cap 40 (particularly to the center of the cap 40) during the filtration operation.
However, in the hollow fiber membrane module 10 of the present invention, the opening periphery of the cap 40 is supported by the header 15, and the connecting pipe 50 is penetrated through the center.
The connecting pipe 50 is fixed to the cylindrical member 30, and the cylindrical member 30 is integrated with the sealing resin together with the hollow fiber membrane bundle 33 and attached to the water collecting pipe 12.
When pressure is applied to the cap 40 during operation, the header 15 and the connecting pipe 50 exhibit a reinforcing function for the cap 40, and thus the connecting pipe 50 particularly exhibits a reinforcing function for the central portion of the cap 40. Therefore, the occurrence of breakage such as breaking of the cap 40 is prevented.

（２）図３、図４の中空糸膜モジュール
図３、図４の中空糸膜モジュールは、図１、図２の中空糸膜モジュール１０とは、連結管の形状および構造が異なっており、それに伴い筒部材の形状および構造が異なっている。さらに連結管と筒部材の固定方法が異なっている。但し、その他は図１、図２の中空糸膜モジュール１０と同じものである。 (2) The hollow fiber membrane module of FIGS. 3 and 4 The hollow fiber membrane module of FIGS. 3 and 4 is different from the hollow fiber membrane module 10 of FIGS. Accordingly, the shape and structure of the cylindrical member are different. Further, the connecting pipe and the cylindrical member are fixed differently. However, the others are the same as those of the hollow fiber membrane module 10 of FIGS.

筒部材１３０は、中空糸膜束１３の両端側において樹脂封止部３５にて封止用樹脂で中空糸膜束１３と共に一体化されている。
筒部材１３０は、第１周壁部１３１の下方において、第１周壁部１３１よりも厚い第２周壁部１３２を有している。
筒部材１３０の第１周壁部１３１の外周面１３１ａ、第２周壁部１３２の外周面１３２ａと中空糸膜束１３が封止用樹脂で固着されており、集水管１２は樹脂と接していない。 The cylindrical member 130 is integrated with the hollow fiber membrane bundle 13 with a sealing resin at the resin sealing portion 35 on both ends of the hollow fiber membrane bundle 13.
The cylindrical member 130 has a second peripheral wall 132 that is thicker than the first peripheral wall 131 below the first peripheral wall 131.
The outer peripheral surface 131a of the first peripheral wall portion 131 of the cylindrical member 130, the outer peripheral surface 132a of the second peripheral wall portion 132, and the hollow fiber membrane bundle 13 are fixed with a sealing resin, and the water collecting pipe 12 is not in contact with the resin.

筒部材１３０の第２周壁部１３２の内周面には、ネジ部１３２が設けられている。
第２周壁部１３２の下方には、下部外周壁部１３３ａと下部内周壁部１３３ｂの間に形成された筒状溝部１３４を有している。
第１周壁部１３１と第２周壁部１３２の境界部分には、それらの厚みの大小により第１環状段差面１３１ｃが形成されている。
第２周壁部１３２（ネジ部１３２）と筒状溝部１３４の境界部分には、筒状溝部１３４と軸方向に対向する位置に第２環状段差面１３２ｂが形成されている。
筒部材１３０は、筒状溝部１３４内に集水管１２の端部が嵌め込まれることで集水管１２に対して固定されている。 A screw part 132 is provided on the inner peripheral surface of the second peripheral wall part 132 of the cylindrical member 130.
Below the second peripheral wall 132, there is a cylindrical groove 134 formed between the lower outer peripheral wall 133a and the lower inner peripheral wall 133b.
A first annular stepped surface 131c is formed at the boundary between the first peripheral wall 131 and the second peripheral wall 132 depending on the thickness thereof.
A second annular stepped surface 132b is formed at a position facing the cylindrical groove 134 in the axial direction at the boundary between the second peripheral wall 132 (screw part 132) and the cylindrical groove 134.
The cylindrical member 130 is fixed to the water collecting pipe 12 by fitting the end of the water collecting pipe 12 into the cylindrical groove 134.

連結管１５０は、筒部材１３０側の開口部１５１側の外周面にネジ部１５２を有している。ネジ部１５２は、筒部材１３０のネジ部１３１とネジ合わせできるものである。
ネジ部１５２の軸方向長さｍ１とネジ部１３２の軸方向長さＭ１は、同じ長さである。 The connecting pipe 150 has a screw part 152 on the outer peripheral surface on the opening 151 side on the cylinder member 130 side. The screw portion 152 can be screwed with the screw portion 131 of the cylindrical member 130.
The axial length m1 of the screw portion 152 and the axial length M1 of the screw portion 132 are the same length.

連結管１５０は、ネジ部１５２と軸方向に接した外周面において、軸方向に間隔をおいて形成された複数の環状凸部１５３と、複数の環状凸部１５３間に形成された複数の環状溝部１５４を有している。
環状凸部１５３の先端部は、平面でもよいし、丸みを帯びた形状でもよい。
環状凸部１５３を含む外径ｄ１は、第１周壁部１３１の内径Ｄ１よりも小さくなるように調整されている。
なお、連結管１５０のネジ部１５２の外径ｄ２は、第１周壁部１３１の内径Ｄ１よりも小さくなっている。 The connecting pipe 150 has a plurality of annular protrusions 153 formed at intervals in the axial direction and a plurality of annular protrusions formed between the plurality of annular protrusions 153 on the outer peripheral surface in contact with the screw portion 152 in the axial direction. A groove 154 is provided.
The tip of the annular convex portion 153 may be a flat surface or a rounded shape.
The outer diameter d1 including the annular protrusion 153 is adjusted to be smaller than the inner diameter D1 of the first peripheral wall 131.
The outer diameter d2 of the threaded portion 152 of the connecting pipe 150 is smaller than the inner diameter D1 of the first peripheral wall portion 131.

連結管１５０は、ネジ部１５２が筒部材１３０のネジ部１３３にネジ合わされることで筒部材１３０に対して固定されている。
なお、筒部材１３０に対して連結管１５０を取り付けるとき、連結管１５０のネジ部１５２の外径ｄ２は、第１周壁部１３１の内径Ｄ１よりも小さくなっているため、ネジ部１５２とネジ部１３３のネジ合わせは円滑に実施される。
また連結管１５０を筒部材１３０に取り付けるとき、複数の環状溝部１５４にＯリングを嵌め込んだ状態でネジ込んで装着する方法を適用することができる。このような装着方法を適用するとき、連結管１５０は、Ｏリングと内周面１３１ｂの摩擦抵抗を受けながら筒部材１３０に装着される。また前記の装着方法を適用するときには、必要に応じて潤滑剤（例えば石鹸水）を介在させながら装着することができる。
図３では、連結管１５０の開口部１５１の環状端面１５５が第２環状段差面１３２ｂに当接されているが、当接されていなくてもよい。
また図３では、連結管１５０の環状凸部１５３は第１環状段差面１３１ｃに当接されていないが、当接されるようにしてもよい。 The connecting pipe 150 is fixed to the cylindrical member 130 by screwing the screw portion 152 to the screw portion 133 of the cylindrical member 130.
Note that when the connecting pipe 150 is attached to the cylindrical member 130, the outer diameter d2 of the screw portion 152 of the connecting pipe 150 is smaller than the inner diameter D1 of the first peripheral wall portion 131. The threading of 133 is smoothly performed.
Moreover, when attaching the connecting pipe 150 to the cylindrical member 130, a method of screwing and mounting the O-rings in a plurality of annular grooves 154 can be applied. When such a mounting method is applied, the connecting pipe 150 is mounted on the cylindrical member 130 while receiving the frictional resistance between the O-ring and the inner peripheral surface 131b. Moreover, when applying the above-mentioned mounting method, it can mount | wear, interposing a lubricant (for example, soapy water) as needed.
In FIG. 3, the annular end surface 155 of the opening 151 of the connecting pipe 150 is in contact with the second annular step surface 132b, but it may not be in contact.
In FIG. 3, the annular convex portion 153 of the connecting pipe 150 is not in contact with the first annular step surface 131c, but may be in contact.

１０ 中空糸膜モジュール
１１ ケースハウジング
１２ 集水管
１３ 中空糸膜（束）
２１ 凹部
２２ 凸部
２５ 通水孔
３０ 筒部材
３５ 樹脂封止部
４０ キャップ
５０ 連結管
６０ 接着部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hollow fiber membrane module 11 Case housing 12 Catchment pipe 13 Hollow fiber membrane (bundle)
21 Concave part 22 Convex part 25 Water flow hole 30 Cylindrical member 35 Resin sealing part 40 Cap 50 Connecting pipe 60 Adhesive part

Claims (7)

円筒ケースハウジング内に集水管と中空糸膜束が収容されており、
前記集水管の周囲に前記中空糸膜束が配置され、少なくとも一端側の中空糸膜束が封止用樹脂で一体化されており、
円筒ケースハウジングの少なくとも一端側が液出入口を有しているキャップで覆われている中空糸膜モジュールであって、
前記の少なくとも一端側の中空糸膜束が封止用樹脂で一体化された部分において、前記封止用樹脂の内側に筒部材が配置されており、前記筒部材の一端開口部側が前記集水管の端部開口部に対して固定されており、
さらにキャップを貫通して軸方向に延ばされた連結管を有しており、前記連結管が前記筒部材の内壁面に対して固定されている、中空糸膜モジュール。 A water collection tube and a hollow fiber membrane bundle are accommodated in the cylindrical case housing,
The hollow fiber membrane bundle is disposed around the water collecting pipe, and at least one end of the hollow fiber membrane bundle is integrated with a sealing resin,
A hollow fiber membrane module in which at least one end side of the cylindrical case housing is covered with a cap having a liquid inlet / outlet,
In the portion where the hollow fiber membrane bundle on at least one end side is integrated with the sealing resin, a cylindrical member is disposed inside the sealing resin, and the one end opening side of the cylindrical member is the water collecting pipe Fixed to the end opening of the
Furthermore, the hollow fiber membrane module which has a connecting pipe extended in the axial direction through the cap, and the said connecting pipe is being fixed with respect to the inner wall face of the said cylindrical member. 前記連結管と前記筒部材が、前記連結管の一端開口部側の外周面と前記筒部材の内壁面との間に介在させた接着剤により固定されているものである、請求項１記載の中空糸膜モジュール。   The said connecting pipe and the said cylindrical member are being fixed by the adhesive agent interposed between the outer peripheral surface of the one end opening part side of the said connecting pipe, and the inner wall face of the said cylindrical member. Hollow fiber membrane module. 前記連結管が一端開口部側にフランジ部を有しているものであり、
前記連結管と前記筒部材が、
前記連結管の一端開口部側のフランジ部の半径方向の環状周面が前記筒部材の内壁面に当接されており、
前記連結管のフランジ部、前記連結管の外周面、および前記連結管の外周面に正対する前記筒部材の内壁面により形成される筒状空間内に充填された接着剤により固定されているものである、請求項１記載の中空糸膜モジュール。 The connecting pipe has a flange portion on one end opening side,
The connecting pipe and the cylindrical member are
The annular circumferential surface of the flange portion on the one end opening side of the connecting pipe is in contact with the inner wall surface of the cylindrical member,
Fixed by an adhesive filled in a cylindrical space formed by the flange portion of the connecting pipe, the outer peripheral surface of the connecting pipe, and the inner wall surface of the cylindrical member facing the outer peripheral surface of the connecting pipe The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein 前記筒部材が、内壁面に環状段差面を有しているものであり、
前記連結管が一端開口部側にフランジ部を有しているものであり、
前記連結管と前記筒部材が、
前記連結管の一端開口部側のフランジ部の環状平面が前記筒部材の環状段差面に当接されており、
前記連結管のフランジ部、前記連結管の外周面、および前記連結管の外周面に正対する前記筒部材の内壁面により形成される筒状空間内に充填された接着剤により固定されているものである、請求項１記載の中空糸膜モジュール。 The cylindrical member has an annular step surface on the inner wall surface,
The connecting pipe has a flange portion on one end opening side,
The connecting pipe and the cylindrical member are
The annular flat surface of the flange portion on the one end opening side of the connecting pipe is in contact with the annular step surface of the cylindrical member,
Fixed by an adhesive filled in a cylindrical space formed by the flange portion of the connecting pipe, the outer peripheral surface of the connecting pipe, and the inner wall surface of the cylindrical member facing the outer peripheral surface of the connecting pipe The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein 前記連結管と前記筒部材が、前記連結管の一端開口部側の外周面に設けられたネジ部と前記筒部材の内壁面に設けられたネジ部がネジ合わされることで固定されているものである、請求項１記載の中空糸膜モジュール。   The connecting pipe and the cylindrical member are fixed by screwing together a screw part provided on the outer peripheral surface on the one end opening side of the connecting pipe and a screw part provided on the inner wall surface of the cylindrical member. The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein 前記連結管が、
一端開口部側の外周面にネジ部を有しており、
前記ネジ部と軸方向に接した外周面において、軸方向に間隔をおいて形成された複数の環状凸部と、前記環状凸部間に形成された複数の環状溝部を有しているものであり、
前記連結管の環状凸部が、前記筒部材のネジ部がない内壁面に当接されないように高さが調整されている、請求項５記載の中空糸膜モジュール。 The connecting pipe is
It has a threaded part on the outer peripheral surface on the one end opening side,
The outer peripheral surface in contact with the screw portion in the axial direction has a plurality of annular convex portions formed at intervals in the axial direction and a plurality of annular groove portions formed between the annular convex portions. Yes,
The hollow fiber membrane module according to claim 5, wherein the height of the annular convex portion of the connecting pipe is adjusted so as not to contact an inner wall surface of the cylindrical member that does not have a threaded portion. 前記筒部材が、内壁面に環状段差面を有しているものであり、
前記連結管の一端開口部側の環状端面が前記環状段差面に当接されている、請求項５または６記載の中空糸膜モジュール。 The cylindrical member has an annular step surface on the inner wall surface,
The hollow fiber membrane module of Claim 5 or 6 with which the cyclic | annular end surface of the one end opening part side of the said connection pipe is contact | abutted to the said cyclic | annular level | step difference surface.
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