JPH1028849A - スパイラル型膜モジュール - Google Patents

スパイラル型膜モジュール

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JPH1028849A
JPH1028849A JP19086996A JP19086996A JPH1028849A JP H1028849 A JPH1028849 A JP H1028849A JP 19086996 A JP19086996 A JP 19086996A JP 19086996 A JP19086996 A JP 19086996A JP H1028849 A JPH1028849 A JP H1028849A
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JP
Japan
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raw water
membrane
bag
wound body
water
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Pending
Application number
JP19086996A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Kamimura
啓二 上村
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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Priority to US08/895,838 priority patent/US5858229A/en
Priority to DE69731430T priority patent/DE69731430T2/de
Priority to EP97305406A priority patent/EP0819466B1/en
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパイラル型膜モジュールにおいて集水管を
無くし、透過水流通抵抗を小さくする。原水流路の下流
域における汚れの付着を防止する。 【解決手段】 辺部11,12,13が閉じ、辺部14
が開放した袋状膜10内に流路材15が挿入され、袋状
膜10に接着剤16,17,18が付着される。この袋
状膜10がシャフト20の周りに巻回される。この巻回
された袋状膜10の端面にソケット25を装着し、その
外周側を原水流路口とし、内側を濃縮水流出口とする。
接着剤16が硬化すると、原水がU字状に流れる原水往
路21、復路22が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、精密濾過装置、限
外濾過装置、逆浸透膜分離装置などの膜分離装置に用い
られるスパイラル型膜モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】膜分離装置に用いられる膜モジュールと
して、集水管の外周に分離膜を巻回したスパイラル型膜
モジュールがある。
【0003】図5は従来のスパイラル型膜モジュールの
構造を示す一部分解斜視図である。
【0004】集水管1の外周に複数の袋状の分離膜2が
メッシュスペーサ3を介して巻回されている。
【0005】集水管1には管内外を連通するスリット状
開口が穿設されている。分離膜2は袋状のものであり、
その中央部が集水管1をくるんでいる。この袋状分離膜
2の内部にはメッシュスペーサ等よりなる流路材4が挿
入されており、この袋状分離膜(袋状膜)2の内部が透
過水流路となっている。
【0006】袋状膜2の巻回体5の両端にトップリング
6とエンドリング7とが設けられ、その外周にブライン
シール8が周設されている。
【0007】原水は、巻回体5の前端面から袋状膜2同
士の間の原水流路に流入し、そのまま巻回体5の長手方
向に流れ、巻回体5の後端面から濃縮水として流出す
る。この原水流路を流れる間に水が袋状膜2を透過して
その内部に入り、集水管1内に流入し、該集水管1の後
端側からモジュール外に取り出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のスパイラル
型膜モジュールには、次のような解決すべき課題があっ
た。
【0009】 集水管1内の透過水流量を多くするた
めには該集水管1を大径化する必要があるが、そのよう
にするとスパイラル型膜モジュールの径も大きくなって
しまう。
【0010】 袋状膜2内に透過してきた透過水は、
該袋状膜2内をスパイラル状に回りながら集水管1まで
流れるため、袋状膜2内の流通抵抗が大きい。しかも、
袋状膜2内から集水管1に流れ込む集水管スリット部付
近での流通抵抗も大きい。
【0011】 原水流路を流れる原水流量は、下流側
になるほど減少する。(原水が濃縮される分だけ原水流
量が減る。)このため、原水流路下流域では原水流速が
小さくなり、汚れが付着し易くなる。
【0012】本発明は、上記従来の問題点を解決し、集
水管が不要であり、透過水流通抵抗が小さいスパイラル
型膜モジュールを提供することを目的とする。
【0013】また、本発明は、原水流路下流域でも原水
(濃縮水)の流速を大きなものとすることができるスパ
イラル型膜モジュールを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明のスパイラル型膜
モジュールは、袋状膜の内部に透過水流路材が配置さ
れ、袋状膜同士の間には原水流路材が配置されているス
パイラル型膜モジュールにおいて、該袋状膜は第1、第
2、第3及び第4の辺部を有した略方形であり、該第
1、第2及び第3の辺部は封じられ、該第4の辺部が開
放部となっており、前記第4の辺部と直交する第1の辺
部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前
記第4の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第4の辺
部に対向する第2の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、
該袋状膜同士の間の原水流路は、該第3及び第4の辺部
において封じられており、該原水流路は、該巻回体の軸
心線と略平行方向に該巻回体の前端面から巻回体の該軸
心線方向の途中まで延在する仕切材によって原水往路と
原水復路とに区画され、該原水往路と原水復路とは該巻
回体の後部側で連通しており、該原水往路は、該巻回体
の前端面の外周側及び内周側の一方に臨んでおり、該原
水復路は、該巻回体の前端面の外周側及び内周側の他方
に臨んでいることを特徴とするものである。
【0015】かかるスパイラル型膜モジュールにおいて
は、巻回体の前端面の外周側(又は内周側)から原水が
原水往路に流入する。この原水は、原水往路を巻回体軸
心線と略平行方向に流れ、次いで流れ方向を反転させ、
原水復路を流れ、巻回体前端面の内周側(又は外周側)
から濃縮水として流出する。
【0016】袋状膜を透過した水は、袋状膜内を巻回体
軸心線と略平行方向に流れ、巻回体の後端面の開放口か
ら流出する。
【0017】このように、透過水が袋状膜内を巻回体の
軸心線と平行方向に流れるため、従来のスパイラル型膜
モジュールに用いられていた集水管が不要となる。そし
て、袋状膜内から該集水管内に流れ込む際の流通抵抗が
無くなり、透過水流通抵抗が小さくなる。
【0018】なお、集水管を無くしているため、その分
だけ袋状膜の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を拡張できる。そして、このように袋状膜の巻回
方向長さを大きくしても透過水の流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
【0019】本発明では、原水往路及び原水復路の流路
幅を下流側ほど小さくするのが好ましい。このようにす
ることにより、原水流路の下流側での原水(濃縮水)流
速を従来よりも高めることができ、原水流路下流域にお
ける汚れの付着を防止できる。
【0020】本発明では、複数枚の袋状膜が一つのシャ
フトの周りに巻回されており、前記仕切材は、一つの袋
状膜とそれに重なる別の袋状膜との間に介在され、該仕
切材は該袋状膜の数と同数個設けられており、該仕切材
の前端部は、それぞれ該巻回体の前端面に臨み、且つ巻
回体の軸心から等半径位に位置しており、前記仕切材の
前端部に連なる円筒状のソケットが巻回体と同軸的に巻
回体の前端面に連設されていることが好ましい。このソ
ケットによって原水の流入側と濃縮水の流出側とが区画
される。
【0021】本発明では、袋状膜の第2の辺部のうち前
記仕切材の前端部の位置からフィンが突設されており、
該フィンが前記ソケットに接合されていることが好まし
い。このようにすることにより、ソケットと仕切材とが
フィンを介してつながるようになり、原水の流入側と濃
縮水の流出側とが水密的に区分けされる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して発明の実施の
形態について説明する。図1(a)は本発明の実施の形
態に係るスパイラル型膜モジュールに用いられる一枚の
袋状膜及び該袋状膜が巻き付けられるシャフトの斜視図
である。図1(b),(c)はそれぞれ図1(a)のB
−B線、C−C線に沿う断面図である。図1(d)は図
1(a)のD付近の構成を示す斜視図である。図2はシ
ャフトの周りに袋状膜を巻き付ける方法を示す断面図、
図3は巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図、図
4はスパイラル型膜モジュールの側面図である。
【0023】この実施の形態に用いられている袋状膜1
0は、正方形又は長方形状のものであり、第1の辺部1
1、第2の辺部12、第3の辺部13及び第4の辺部1
4を有している。この袋状膜10は、長い一枚の分離膜
フィルムを第2の辺部12の部分で二つに折り返し、第
1の辺部11及び第3の辺部13において折り重なった
分離膜フィルム同士を接着剤等によって接着し、第4の
辺部14については接着を行うことなく開放口とした袋
状のものである。この袋状の膜10内に流路材(例えば
メッシュスペーサ等よりなる。)15が挿入配置されて
いる。なお、第2の辺部12部分で二つに折り返さず二
枚の分離膜フィルムを第1の辺部11、第2の辺部1
2、第3の辺部13を接着するようにしても良い。
【0024】この袋状膜10の一方の面には、接着剤1
6,17,18が付着され、この袋状膜10がシャフト
20の周りに巻き付けられる。接着剤16は、第2の辺
部12の途中部分からシャフト20の長手方向と略平行
方向に延在している。この実施の形態にあっては、接着
剤16は長帯状に付着されており、第2の辺部12から
離れるほど第1の辺部11から離反する方向に斜めに設
けられている。
【0025】接着剤17は第3の辺部13に沿って付着
され、接着剤18は第4の辺部14に沿って付着されて
いる。
【0026】複数枚の袋状膜10をシャフト20の周囲
に巻き付けることにより、重なり合った袋状膜10同士
は接着剤16,17,18の部分において水密的に接合
される。これにより、袋状膜10,10同士の間には、
矢印,,,の順で原水(及び濃縮水)が流れる
原水流路が構成される。接着剤16は、硬化することに
より原水流路を原水往路21と原水復路22とに区画す
る仕切材となる。
【0027】この実施の形態にあっては、第2の辺部1
2のうち接着剤16の端部が臨む部分から、前方に向っ
てフィン19が延設されている。このフィン19は、例
えば合成樹脂フィルム又はシートよりなり、袋状膜10
に対し接着等により接合されるのが好ましい。
【0028】袋状膜10,10…をシャフト20の周り
に巻き付けることにより、図3に示すように巻回体24
が形成される。この巻回体24の前端面からは、フィン
19が延出する。各袋状膜10の第2の辺部12におい
て同一箇所にフィン19を設けておくことにより、フィ
ン19は巻回体24の軸心から等半径位上に位置し、フ
ィン19が重なり合うことによりフィン19がリング状
の突出部を形成することになる。このリング状の突出部
内に円筒状のソケット25の後端を挿入し、該ソケット
25とフィン19を接着剤等により接合する。なお、ソ
ケット25をフィン19に外嵌めしても良い。また、フ
ィン19の部分を旋盤で切込み溝を付け、該溝にソケッ
ト25を埋め込むようにしても良い。
【0029】このようにソケット25とフィン19とを
接合することにより、巻回体24の前端面の外周側に原
水の流入口が形成され、ソケット25の内周側に濃縮水
の流出口が形成される。
【0030】なお、図4に示すように、巻回体24の前
縁及び後縁にそれぞれトップリング26及びエンドリン
グ27を合成樹脂モールド等により形成し、トップリン
グ26の外周にブラインシール28を周設する。
【0031】なお、袋状膜10をシャフト20の周りに
巻き付けるに際しては、図2に示すように、接着剤16
よりも内周側と外周側とにそれぞれメッシュスペーサ2
9,30を介在させておく。これらのメッシュスペーサ
29,30を介在させることにより、原水流路が構成さ
れる。
【0032】このように構成されたスパイラル型膜モジ
ュールにおいては、図4に示すように、ソケット25の
外周側の端面から原水が袋状膜10,10同士の間の原
水往路21に流入する。この原水は、巻回体24の軸心
線と略平行方向に原水往路21を流れ、次いで図1の
のように接着剤16(仕切材)の先端側を回り込んで原
水復路22に流入し、再び巻回体24の軸心線と平行方
向に流れ、ソケット25の内側の端面から取り出され
る。そして、このように原水が原水流路を流れる間に、
水が袋状膜10内に透過し、透過水は巻回体24の後端
面から流出する。
【0033】このスパイラル型膜モジュールにあって
は、透過水が袋状膜10内を巻回体24の軸心線と平行
方向に流れて後端面から取り出されるため、従来のスパ
イラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不要で
ある。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際の流
通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さくな
る。
【0034】なお、集水管を省略しており、その分だけ
袋状膜10の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方
向の長さを大きくしても、透過水流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
【0035】この実施の形態にあっては、原水往路21
及び原水復路22はそれぞれ下流側ほど流路幅が小さく
なるように構成されている。従って、原水流路の下流側
においても原水(濃縮水)の流速が十分に大きなものと
なり、原水流路下流域における汚れの付着を防止するこ
とができる。
【0036】また、この実施の形態にあっては、ソケッ
ト25をフィン19を用いて巻回体24に接続してお
り、ソケット25と巻回体24との接続強度が高い。そ
して、このソケット25によって原水の流入側と濃縮水
の流出側とが水密的に区画分離される。
【0037】なお、上記実施の形態においては、ソケッ
ト25の外周側に原水流入部を配置し、ソケット25の
内側に濃縮水流出部を配置しているが、逆にソケット2
5の内側を原水流入部とし、ソケット25の外周側を濃
縮水流入部としても良い。ただし、この場合には、接着
剤16を図1とは逆向きに、即ち接着剤16が第2の辺
部12から離れるほど第1の辺部11に接近するように
傾ける。
【0038】
【発明の効果】以上の通り、本発明のスパイラル型膜モ
ジュールにおいては、集水管が不要であり、透過水の流
通抵抗が小さい。また、膜面積を大きくとることがで
き、しかも膜面積を大きくしても透過水流通抵抗が増大
しない。
【0039】本発明では、原水流路の下流域における原
水(濃縮水)の流速を大きくし、原水流路下流域におけ
る汚れの付着を防止することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)図は実施の形態に係る袋状膜の斜視図、
(b)図は(a)図のB−B線に沿う断面図、(c)図
は(a)図のC−C線に沿う断面図、(d)図は(a)
図のD付近の構成を示す斜視図である。
【図2】実施の形態に係るスパイラル型膜モジュールの
袋状膜の巻き付け方法を示す断面図である。
【図3】巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図で
ある。
【図4】実施の形態に係るスパイラル型膜モジュールの
側面図である。
【図5】従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す
一部分解斜視図である。
【符号の説明】
10 袋状膜 11 第1の辺部 12 第2の辺部 13 第3の辺部 14 第4の辺部 15 流路材 16,17,18 接着剤 19 フィン 20 シャフト 21 原水往路 22 原水復路 24 巻回体 25 ソケット 29,30 メッシュスペーサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 袋状膜の内部に透過水流路材が配置さ
    れ、袋状膜同士の間には原水流路材が配置されているス
    パイラル型膜モジュールにおいて、 該袋状膜は第1、第2、第3及び第4の辺部を有した略
    方形であり、該第1、第2及び第3の辺部は封じられ、
    該第4の辺部が開放部となっており、 前記第4の辺部と直交する第1の辺部をシャフトに当て
    て袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第4の辺部を該巻
    回体の後端面に臨ませ、該第4の辺部に対向する第2の
    辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、 該袋状膜同士の間の原水流路は、該第3及び第4の辺部
    において封じられており、 該原水流路は、該巻回体の軸心線と略平行方向に該巻回
    体の前端面から巻回体の該軸心線方向の途中まで延在す
    る仕切材によって原水往路と原水復路とに区画され、 該原水往路と原水復路とは該巻回体の後部側で連通して
    おり、 該原水往路は、該巻回体の前端面の外周側及び内周側の
    一方に臨んでおり、 該原水復路は、該巻回体の前端面の外周側及び内周側の
    他方に臨んでいることを特徴とするスパイラル型膜モジ
    ュール。
JP19086996A 1996-07-19 1996-07-19 スパイラル型膜モジュール Pending JPH1028849A (ja)

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DE69731430T DE69731430T2 (de) 1996-07-19 1997-07-18 Spiralförmig gewickeltes Membranmodul
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