JPH11267469A - Fluid separating element assembly - Google Patents

Fluid separating element assembly

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JPH11267469A
JPH11267469A JP10094106A JP9410698A JPH11267469A JP H11267469 A JPH11267469 A JP H11267469A JP 10094106 A JP10094106 A JP 10094106A JP 9410698 A JP9410698 A JP 9410698A JP H11267469 A JPH11267469 A JP H11267469A
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JP
Japan
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fluid separation
separation element
telescope
element assembly
assembly according
Prior art date
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Application number
JP10094106A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Fujiwara
浩二 藤原
Hiroyuki Ikada
洋行 筏
Hisaaki Fujino
久昭 藤野
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the adequate sepn. of fluid even if a pressure loss increases by forming a membrane unit around a water collecting pipe, providing the outer side thereof with an armor body and fixing a telescope preventive plate by means of this armor body to one end of this fluid separating element. SOLUTION: The fluid separating element 9 is constituted by winding the membrane unit 7 around the water collecting pipe 3 having water collecting holes 2 and forming the armor body 8 on the outer side thereof. The telescope preventive plate 10 is mounted at one end of the fluid separating element 9 by means of the armor body 8. Namely, the telescope preventive plate 10 is set at the prescribed position with respect to the upstream end of the membrane unit 7 and thereafter, the armor body 8 is formed by a filament winding method. The projecting part of the armor body 8 from the end face of the membrane unit 7 is arranged at part of the outer peripheral surface of the telescope preventive plate 10, by which the telescope preventive plate 10 is integrally fixed to the fluid separating element 9. As a result, the effective area of the separating membrane is enlarged and a module having high performance is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流体分離素子組立
体に関する。詳しくは、逆浸透装置や限外濾過装置、精
密濾過装置、さらには気体分離装置等に用いるのに好適
な流体分離素子組立体に関する。The present invention relates to a fluid separation element assembly. More specifically, the present invention relates to a fluid separation element assembly suitable for use in a reverse osmosis device, an ultrafiltration device, a microfiltration device, a gas separation device, and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、海水淡水化や半導体分野における
超純水用途、さらには、一般かん水用途や有機物分離、
排水再利用などを始めとする膜の透過液を利用する様々
な流体分離分野において、分離膜を用いた流体分離素子
の使用が急速に増加してきている。2. Description of the Related Art In recent years, ultrapure water applications in seawater desalination and semiconductor fields, as well as general brine applications and organic matter separation,
In various fluid separation fields using a permeated liquid of a membrane, such as reuse of wastewater, the use of a fluid separation element using a separation membrane is rapidly increasing.

【０００３】分離膜を用いた流体分離素子としては、特
公昭５２−５４３１号公報や特公昭４４−１４２１６号
公報に記載されているスパイラル型流体分離素子があ
る。これら流体分離素子の原液流れ方向下流側端面に
は、原液が通過する際に生じる圧力損失によって流体分
離素子が望遠鏡（テレスコープ）状に変形することを防
止するために、テレスコープ防止板が取り付けられ、流
体分離素子組立体として用いられている。また、実際に
流体分離を行う際には、複数本の流体分離素子組立体を
接続し圧力容器に収納して分離膜モジュールとして使用
するが、圧力容器と流体分離素子組立体の間を原液が流
れて、モジュールの分離性能が低下するのを防ぐため
に、流体分離素子の上流側端面にテレスコープ防止板を
取り付けて、そのテレスコープ防止板に原液シール部材
を装着する。このように通常、流体分離素子の両端面に
テレスコープ防止板を設けている。[0003] As a fluid separation element using a separation membrane, there is a spiral type fluid separation element described in JP-B-52-5431 and JP-B-44-14216. To prevent the fluid separation element from being deformed into a telescope shape due to the pressure loss generated when the stock solution passes, a telescope preventing plate is attached to the downstream end face of the fluid separation element in the direction of flow of the stock solution. And used as a fluid separation element assembly. Also, when actually performing fluid separation, a plurality of fluid separation element assemblies are connected and housed in a pressure vessel to be used as a separation membrane module, but undiluted liquid flows between the pressure vessel and the fluid separation element assembly. In order to prevent the separation performance of the module from deteriorating, a telescope prevention plate is attached to the upstream end face of the fluid separation element, and a stock solution sealing member is attached to the telescope prevention plate. As described above, usually, the telescope prevention plates are provided on both end surfaces of the fluid separation element.

【０００４】ところが、このように流体分離素子の両端
面にテレスコープ防止板を設けた流体分離素子組立体を
複数個接続して流体分離膜モジュールに組み立てると、
圧力容器でテレスコープ防止板が占めるスペースが大き
くなり、その分分離膜の有効面積が低下してモジュール
としての性能低下を招くことになる。[0004] However, when a plurality of fluid separation element assemblies provided with telescope preventing plates on both end surfaces of the fluid separation element are connected to each other to assemble them into a fluid separation membrane module,
The space occupied by the telescope prevention plate in the pressure vessel is increased, and the effective area of the separation membrane is reduced by that much, resulting in a decrease in performance as a module.

【０００５】また、テレスコープ防止板の流体分離素子
への固定については、従来、接着や、機械的に特別な機
構や部材を用いて固定していたが、このような固定方法
では、工数がかかるとともに、製造コスト増大の要因と
もなる。[0005] Further, the fixing of the telescope prevention plate to the fluid separation element has conventionally been performed by bonding or mechanically using a special mechanism or member. However, such a fixing method requires a large number of steps. In addition to this, it also causes an increase in manufacturing cost.

【０００６】さらに、上記のように流体分離素子の両端
面にテレスコープ防止板を設ける場合、とくに下流側の
端面に設けられるテレスコープ防止板には、流体分離時
にかかる大きな圧力損失によるスラスト荷重に耐えるこ
とができるよう、流体分離素子に対し高い固定強度が要
求される。この要求を満たそうとすると、このテレスコ
ープ防止板部の占有スペースがさらに増大したり、固定
のための機構が複雑化したり、製造コストが増大したり
するおそれがあった。Further, when the telescope prevention plates are provided on both end surfaces of the fluid separation element as described above, especially the telescope prevention plates provided on the downstream end surface are subjected to a thrust load due to a large pressure loss applied during fluid separation. A high fixing strength is required for the fluid separation element so that it can withstand. To satisfy this requirement, there is a possibility that the space occupied by the telescope preventing plate portion is further increased, a fixing mechanism is complicated, and a manufacturing cost is increased.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、有効
膜面積が大きく、圧力損失が大きくなっても好適に流体
分離でき、かつ安価に製造できる流体分離素子組立体を
提供することにある。また、本発明の課題は、併せて、
その流体分離素子組立体、およびその流体分離素子組立
体を用いた流体分離膜モジュールに、望ましいシール性
能を付与することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fluid separation element assembly which can be suitably separated from fluid even if the effective membrane area is large and the pressure loss is large, and which can be manufactured at low cost. . Further, the object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide the fluid separation element assembly and a fluid separation membrane module using the fluid separation element assembly with desirable sealing performance.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の流体分離素子組立体は、集水孔を有する集
水管の周りに分離膜、透過液流路材および原液流路材を
含む膜ユニットを形成し、その膜ユニットの外側に外装
体を形成してなる流体分離素子と、その流体分離素子の
一端部に設けられたテレスコープ防止板とを有している
流体分離素子組立体であって、テレスコープ防止板が外
装体により流体分離素子に固定されていることを特徴と
するものからなる。In order to achieve the above object, a fluid separation element assembly according to the present invention comprises a separation membrane, a permeate flow path material and a raw liquid flow path material around a water collection pipe having a water collection hole. A fluid separation element having a membrane unit including: a fluid separation element having an exterior body formed outside the membrane unit; and a telescope prevention plate provided at one end of the fluid separation element. An assembly, wherein the telescope prevention plate is fixed to the fluid separation element by an exterior body.

【０００９】すなわち、本発明においては、テレスコー
プ防止板が流体分離素子の一端部のみに設けられ、この
流体分離素子組立体を用いて流体分離膜モジュールを構
成するときには、テレスコープ防止板が流体分離素子の
上流側の端部に位置するように配される。そして、この
テレスコープ防止板は、特別な機構や部材を使用するこ
となく、外装体の形成を利用して、テレスコープ防止板
の外周面の少なくとも一部を外装体で被されることで流
体分離素子に固定される。このような固定は、たとえば
外装体をＦＲＰで形成し、そのＦＲＰ製外装体をフィラ
メントワインディング法によって形成し、その際テレス
コープ防止板の外周面の少なくとも一部を包み込むよう
に固定することで、容易に実施できる。また、流体分離
素子の上流側にテレスコープ防止板を設け、そのテレス
コープ防止板と流体分離素子が外装体により固定され、
なおかつ、テレスコープ防止板に原液シール部材を設け
ることにより、圧力容器と流体分離素子との間の空間を
多量の原液が流れることを防ぐことができる。That is, in the present invention, the telescope prevention plate is provided only at one end of the fluid separation element, and when the fluid separation membrane module is constructed using the fluid separation element assembly, the telescope prevention plate is provided with the fluid separation element. It is arranged so as to be located at the upstream end of the separation element. This telescope prevention plate is formed by using at least a part of the outer peripheral surface of the telescope prevention plate with the outer body without using any special mechanism or member and utilizing the formation of the outer body. Fixed to the separation element. Such fixing is performed, for example, by forming an exterior body by FRP, forming the FRP exterior body by a filament winding method, and fixing at this time so as to wrap at least a part of the outer peripheral surface of the telescope prevention plate. Can be easily implemented. Also, a telescope prevention plate is provided on the upstream side of the fluid separation element, and the telescope prevention plate and the fluid separation element are fixed by an exterior body,
In addition, by providing a stock solution sealing member on the telescope prevention plate, it is possible to prevent a large amount of stock solution from flowing in the space between the pressure vessel and the fluid separation element.

【００１０】また、テレスコープ防止板を、原液流路を
有する円板部と、その円板部の中心部に設けられた、透
過液流路を有する接続管部を備えた構成とし、接続管部
を集水管に内挿するようにすれば、上記外装体形成前に
テレスコープ防止板を所定の位置に正確に位置決めする
ことが可能になる。[0010] The telescope preventing plate may include a disk portion having a stock solution flow path and a connection pipe portion provided at the center of the disk portion and having a permeate flow path. If the portion is inserted into the water collecting pipe, the telescope preventing plate can be accurately positioned at a predetermined position before the outer package is formed.

【００１１】さらに、この流体分離素子組立体において
は、原液の、分離膜を通った透過液への混入を適切に防
止するために、各種部位に原液シール部材を設けること
が好ましい。原液シール部材は、たとえば、テレスコー
プ防止板の外周面や外装体の外周面に設けることができ
る。テレスコープ防止板の外周面に原液シール部材を設
ける場合には、テレスコープ防止板の外周面に凹部を形
成し、その凹部に原液シール部材を装着することが好ま
しい。Further, in this fluid separation element assembly, in order to appropriately prevent the undiluted solution from being mixed into the permeated solution passing through the separation membrane, it is preferable to provide undiluted solution seal members at various portions. The stock solution seal member can be provided, for example, on the outer peripheral surface of the telescope prevention plate or the outer peripheral surface of the exterior body. When a stock solution seal member is provided on the outer peripheral surface of the telescope prevention plate, it is preferable to form a concave portion on the outer peripheral surface of the telescope prevention plate and attach the stock solution seal member to the concave portion.

【００１２】本発明に係る流体分離膜モジュールは、上
記のような流体分離素子組立体を、圧力容器に少なくと
も１個収容したものからなる。A fluid separation membrane module according to the present invention comprises at least one fluid separation element assembly as described above housed in a pressure vessel.

【００１３】上記のような本発明に係る流体分離素子組
立体においては、テレスコープ防止板が流体分離素子の
一端部のみに、とくに上流側端部のみに設けられるの
で、この流体分離素子組立体を複数個接続して圧力容器
内に収容しモジュールを構成する場合には、下流側の流
体分離素子組立体のテレスコープ防止板が、その上流側
に位置する流体分離素子のテレスコープを防止する部材
として機能する。ただし、最下流側に位置する流体分離
素子の下流側端面部には、別にテレスコープ防止板を設
ける必要が生じる場合もある。In the fluid separation element assembly according to the present invention as described above, since the telescope preventing plate is provided only at one end of the fluid separation element, particularly only at the upstream end, the fluid separation element assembly is provided. Are connected in a pressure vessel to form a module, the telescope preventing plate of the downstream fluid separation element assembly prevents the telescope of the fluid separation element located on the upstream side. Functions as a member. However, it may be necessary to separately provide a telescope prevention plate at the downstream end face of the fluid separation element located at the most downstream side.

【００１４】上流側にテレスコープ防止板が固定された
流体分離素子によって、その上流に位置する流体分離素
子の膜ユニットが圧力損失によるスラスト荷重のために
下流側へテレスコープ状に変形するのを防ぐ。上流側に
固定されたテレスコープ防止板が上流側の流体分離素子
端面と接してテレスコープを防止する部材として機能す
る。その結果、流体分離が可能となる。The fluid separation element having the telescope preventing plate fixed on the upstream side prevents the membrane unit of the fluid separation element located upstream from being deformed telescopically downstream due to a thrust load due to pressure loss. prevent. The telescope prevention plate fixed on the upstream side functions as a member for preventing the telescope by contacting the end face of the fluid separation element on the upstream side. As a result, fluid separation becomes possible.

【００１５】また、テレスコープ防止板はその上流側の
流体分離素子に固定されていないので、上流側流体分離
素子の端面と下流側流体分離素子に固定されたテレスコ
ープ防止板の間に、わずかながら空間が生じる。そのた
め、その隙間から圧力容器と流体分離素子の間の空間
へ、流体分離素子で処理されなかった原液が流れ込み、
その隙間の圧力もその流体分離素子端面にかかる圧力と
同じである。その結果、流体分離素子の外周（外装体）
にかかる圧力は、流体分離素子１本の入口と出口との差
圧に等しく、運転圧力と比べはるかに小さい。そのた
め、外装体の耐圧性を格別高くする必要がない。（空間
がなければ流体分離素子の外周にかかる圧力も運転圧力
と等しくなり、外装体の耐圧性を高くしなければならな
い。）Since the telescope prevention plate is not fixed to the upstream fluid separation element, there is a slight space between the end face of the upstream fluid separation element and the telescope prevention plate fixed to the downstream fluid separation element. Occurs. Therefore, the undiluted solution not processed by the fluid separation element flows into the space between the pressure vessel and the fluid separation element from the gap,
The pressure in the gap is the same as the pressure applied to the end face of the fluid separation element. As a result, the outer periphery (outer body) of the fluid separation element
Is equal to the differential pressure between the inlet and outlet of one fluid separation element, and is much smaller than the operating pressure. Therefore, it is not necessary to make the pressure resistance of the exterior body particularly high. (If there is no space, the pressure applied to the outer periphery of the fluid separation element is also equal to the operating pressure, and the pressure resistance of the exterior body must be increased.)

【００１６】このように、隣接する流体分離素子間に
は、確実に１枚のテレスコープ防止板しか介在しないこ
とになり、流体分離膜モジュール内におけるテレスコー
プ防止板の占有スペースが小さく抑えられて分離膜の有
効面積が大きく確保され、モジュール全体としての性能
が高められる。そのため、コスト低減も可能となる。As described above, only one telescope prevention plate is reliably interposed between adjacent fluid separation elements, and the space occupied by the telescope prevention plate in the fluid separation membrane module is reduced. A large effective area of the separation membrane is secured, and the performance of the module as a whole is enhanced. Therefore, cost can be reduced.

【００１７】また、このテレスコープ防止板は、たとえ
ば外装体をフィラメントワインディング法によりＦＲＰ
で形成する際に、その形成を利用して固定できるので、
特別な固定機構や部材を用いることなく、極めて容易に
所望の状態に固定される。したがって、固定のための工
数やコストが大幅に低減される。Further, this telescope preventing plate is made by, for example, forming the outer body by FRP by a filament winding method.
When forming with, because it can be fixed using the formation,
It is very easily fixed in a desired state without using any special fixing mechanism or member. Therefore, the man-hour and cost for fixing are greatly reduced.

【００１８】さらに、上記テレスコープ防止板や流体分
離素子に原液シール部材を付設すれば、原液が透過液に
混入することを適切に防ぐことができるようになり、分
離性能の高い流体分離素子組立体となる。Further, if a stock solution sealing member is attached to the telescope preventing plate or the fluid separation element, it becomes possible to appropriately prevent the stock solution from being mixed into the permeated liquid, and to assemble the fluid separation element with high separation performance. It becomes three-dimensional.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施態様に係る流体分離素子組立体を示している。流体
分離素子組立体１においては、集水孔２を有する集水管
３の周りに、分離膜４と透過液流路材５と原液流路材６
とを含む膜ユニット７がスパイラル状に巻回されてお
り、その膜ユニット７の外側に外装体８が形成されて流
体分離素子９が構成されている。この流体分離素子９の
端面が露出され、その一方の端部に、つまり上流側の端
部に、流体分離素子９がテレスコープ状に変形すること
を防止するために、テレスコープ防止板１０が固定され
ている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a fluid separation element assembly according to one embodiment of the present invention. In the fluid separation element assembly 1, a separation membrane 4, a permeate flow path material 5, and a raw liquid flow path material 6 are provided around a water collection pipe 3 having a water collection hole 2.
Is wound in a spiral shape, and an outer package 8 is formed outside the membrane unit 7 to form a fluid separation element 9. An end face of the fluid separation element 9 is exposed, and at one end thereof, that is, at an end on the upstream side, a telescope prevention plate 10 is provided to prevent the fluid separation element 9 from being deformed into a telescopic shape. Fixed.

【００２０】このテレスコープ防止板１０は、図３に示
すように、その外周面側において、外装体８によって流
体分離素子９に固定されている。外装体８は、本実施態
様ではＦＲＰからなり、フィラメントワインディング法
によって膜ユニット７の外周上に形成されている。すな
わち、テレスコープ防止板１０を、膜ユニット７の上流
端に対し所定位置にセットした後、フィラメントワイン
ディング法により外装体８を形成し、形成した外装体８
の膜ユニット７端面からの筒状突き出し部をテレスコー
プ防止板１０の外周面の一部に配置することで、テレス
コープ防止板１０を流体分離素子９に一体的に固定して
いる。この固定には、特別に付加する部材は必要なく、
また、特別な機構も必要ない。As shown in FIG. 3, the telescope preventing plate 10 is fixed to the fluid separating element 9 by an outer package 8 on the outer peripheral surface side. The exterior body 8 is made of FRP in the present embodiment, and is formed on the outer periphery of the membrane unit 7 by a filament winding method. That is, after the telescope prevention plate 10 is set at a predetermined position with respect to the upstream end of the membrane unit 7, the exterior body 8 is formed by the filament winding method, and the formed exterior body 8 is formed.
By disposing a cylindrical protrusion from the end face of the membrane unit 7 on a part of the outer peripheral surface of the telescope prevention plate 10, the telescope prevention plate 10 is integrally fixed to the fluid separation element 9. This fixation does not require any special additional members,
Also, no special mechanism is required.

【００２１】テレスコープ防止板１０は、原液流路１１
を有する円板部１２と、その円板部１２の中心部に、透
過液流路１３を有する接続管部１４とを備えたものから
なる。テレスコープ防止板１０が、原液流路１１および
透過液流路１３を備えているだけでなく接続管部１４を
備えていることで、従来必要であった、複数個の流体分
離素子組立体を連続に接続して用いる場合の接続手段が
不要になる。また、その結果、省スペースとなるので、
圧力容器に収容して流体分離膜モジュールとして用いる
場合には、流体分離素子部分の長さを大きくすることが
でき、性能や効率を高めることができる。The anti-telescope plate 10 includes a stock solution flow path 11
And a connecting pipe portion 14 having a permeated liquid flow path 13 at the center of the disk portion 12. Since the telescope prevention plate 10 includes not only the raw liquid flow path 11 and the permeated liquid flow path 13 but also the connection pipe section 14, a plurality of fluid separation element assemblies conventionally required are provided. The connection means in the case of continuous connection and use becomes unnecessary. Also, as a result, space is saved,
When used as a fluid separation membrane module housed in a pressure vessel, the length of the fluid separation element can be increased, and performance and efficiency can be improved.

【００２２】また、この接続管部１４には、原液が透過
液に混入することを防ぐために原液混入防止部材１９が
取り付けられている。テレスコープ防止板１０を流体分
離素子９に装着した際に、この原液混入防止部材１９が
集水管３の集水孔２の位置よりも端部側に位置するよう
に取り付けることで、集水孔２から原液が透過液に混入
することを防ぐ。一般的な１０１６ｍｍ長の流体分離素
子の場合、集水管端部から１０〜９０ｍｍの範囲に原液
混入防止部材１９を位置することが好ましく、流体分離
素子とテレスコープ防止板の接続時のがたつきを少なく
するためには、４０〜７０ｍｍの範囲に位置することが
より好ましい。The connecting pipe 14 is provided with a stock solution preventing member 19 for preventing the stock solution from being mixed into the permeated solution. When the telescope prevention plate 10 is mounted on the fluid separation element 9, the uncollected raw liquid mixing member 19 is attached to the end of the water collection pipe 3 at a position closer to the end of the water collection hole 2. 2 prevents the undiluted solution from being mixed into the permeate. In the case of a general fluid separation element having a length of 1016 mm, it is preferable that the undiluted liquid mixing preventing member 19 is located within a range of 10 to 90 mm from the end of the water collecting pipe. Is more preferably located in the range of 40 to 70 mm.

【００２３】また、その接続管部１４は、流体分離素子
９の集水管３に内挿される。そのため、接続管部１４の
外径は、流体分離素子９の集水管３の内径よりも小さ
く、流体分離素子９との接続時のがたつきを少なくし、
原液のシール性をよくするためには、その差が０．０１
〜０．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。そして、透
過液の流路を十分に確保し、かつ十分な強度を得るため
に、接続管部１４の内外径差が６ｍｍ以上であることが
好ましく、より好ましくは８〜１２ｍｍの範囲である。
接続管部１４を集水管３に内挿することにより、前述の
外装体８による固定の前に、テレスコープ防止板１０が
流体分離素子９に対して正確に位置決めされる。The connecting pipe 14 is inserted into the water collecting pipe 3 of the fluid separating element 9. For this reason, the outer diameter of the connection pipe portion 14 is smaller than the inner diameter of the water collecting pipe 3 of the fluid separation element 9, and the backlash at the time of connection with the fluid separation element 9 is reduced,
In order to improve the sealability of the stock solution, the difference is 0.01
It is preferably in the range of 0.5 mm. Then, in order to secure a sufficient flow path for the permeated liquid and obtain sufficient strength, the difference between the inner and outer diameters of the connection pipe portion 14 is preferably 6 mm or more, and more preferably 8 to 12 mm.
By inserting the connecting pipe portion 14 into the water collecting pipe 3, the telescope preventing plate 10 is accurately positioned with respect to the fluid separation element 9 before fixing by the above-mentioned exterior body 8.

【００２４】テレスコープ防止板１０の円板部１２の材
質は、原液流路１１を十分に大きく確保し、かつ、十分
な強度を得るために、曲げ強度が５０ＭＰａ以上の高剛
性のものが好ましい。高剛性の材料としては、たとえ
ば、金属、プラスチック、ＦＲＰなどがあるが、使用中
に生じる錆などの腐食を受けにくいステンレススチー
ル、ノリルやポリカーボネイト、硬質塩化ビニールなど
が好ましい。また、流体分離素子９を長くして膜面積を
大きくするためには円板部１２が薄いほうがよいが、強
度を得るためには厚いほうがよい。また、リブ４１を厚
くすることでも強度を高めることができる。これらを考
慮して上記の材料を使用する場合、テレスコープ防止板
１０の円板部１２の厚さは５〜３５ｍｍの範囲にあるこ
とが好ましい。The material of the disk portion 12 of the telescope prevention plate 10 is preferably a material having a high rigidity with a bending strength of 50 MPa or more in order to secure a sufficiently large stock solution flow path 11 and obtain sufficient strength. . Examples of the high-rigidity material include metal, plastic, and FRP, and stainless steel, noryl, polycarbonate, and hard vinyl chloride, which are hardly susceptible to corrosion such as rust generated during use, are preferable. Further, in order to lengthen the fluid separation element 9 and increase the membrane area, it is preferable that the disk portion 12 is thin, but it is preferable that the disk portion 12 is thick in order to obtain strength. The strength can also be increased by making the rib 41 thicker. When the above materials are used in consideration of these, the thickness of the disk portion 12 of the telescope prevention plate 10 is preferably in the range of 5 to 35 mm.

【００２５】流体分離を行うためには、たとえば図２に
示すように、上述した流体分離素子組立体１を複数個接
続して、圧力容器１５に収容し、流体分離膜モジュール
４０とする。このとき、各流体分離素子組立体１のテレ
スコープ防止板１０が上流側に位置される。ただし、最
下流側の流体分離素子９の下流端には、別のテレスコー
プ防止板１０ａが設けられている。In order to perform fluid separation, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of the above-described fluid separation element assemblies 1 are connected and housed in a pressure vessel 15 to form a fluid separation membrane module 40. At this time, the telescope prevention plate 10 of each fluid separation element assembly 1 is located on the upstream side. However, another telescope prevention plate 10a is provided at the downstream end of the most downstream fluid separation element 9.

【００２６】本発明の流体分離膜モジュールは、図２お
よび図３に示すように、隣接する２つの流体分離素子９
が１つのテレスコープ防止板１０を介して接続される。
このため、接続に要する空間が１つのテレスコープ防止
板１０の厚み分だけとなるため、流体分離素子の両端に
テレスコープ防止板が装着されており、さらにその他に
接続手段を必要としていた従来の流体分離膜モジュール
に比べ、流体分離素子９を長くして、従来の圧力容器に
収容することができる。すなわち、外形寸法を変更せず
にモジュール内部における有効膜面積を増加することが
でき、流体分離素子１本当たりの造水量を増やすことが
できる。一方、従来と同じ造水量を確保する場合には、
運転圧力を下げることができるため、運転コストの削減
が可能である。新規設備を建設する場合には、配管、圧
力容器など数量の削減だけでなく、低圧ポンプの採用や
配管、圧力容器１５の耐圧を低く設定できるため、初期
投資の大幅な削減ができる。As shown in FIGS. 2 and 3, the fluid separation membrane module according to the present invention has two fluid separation elements 9 adjacent to each other.
Are connected via one telescope prevention plate 10.
For this reason, since the space required for connection is only the thickness of one telescope prevention plate 10, the telescope prevention plates are mounted at both ends of the fluid separation element, and a conventional connection device which additionally requires connection means. Compared to the fluid separation membrane module, the fluid separation element 9 can be made longer and housed in a conventional pressure vessel. That is, the effective membrane area inside the module can be increased without changing the external dimensions, and the amount of fresh water per fluid separation element can be increased. On the other hand, when securing the same fresh water production as before,
Since the operating pressure can be reduced, the operating cost can be reduced. When constructing a new facility, not only the number of pipes and pressure vessels can be reduced, but also the use of a low-pressure pump and the pressure resistance of the pipes and the pressure vessel 15 can be set low, so that the initial investment can be greatly reduced.

【００２７】このような流体分離膜モジュール４０を用
いた流体分離では、図１に示すように、圧力容器内に送
られた原液２０が、テレスコープ防止板１０の原液流路
１１を通過して流体分離素子９の膜ユニット７へと進
む。膜ユニット７に送られた原液２０は、原液流路材６
を下流へ進むと同時に分離膜４を透過して、塩などの不
要成分が除去され透過液流路材５へと流れる。そして、
透過液流路材５に流入した透過液２１は、流体分離素子
９の中心に位置する集水管３へと進む。集水孔２と通し
て集水管３内に到達した透過液２１は、その集水管３内
を下流側へと流れ、次のテレスコープ防止板１０の透過
液流路である接続管部１４、さらに次の流体分離素子９
の集水管３へ進む。１つの流体分子素子９で処理されな
かった原液は、テレスコープ防止板１０の原液流路１１
を通って、次の流体分離素子９へと進み、下流側の流体
分離素子９で処理される。In the fluid separation using such a fluid separation membrane module 40, as shown in FIG. 1, the stock solution 20 sent into the pressure vessel passes through the stock solution channel 11 of the telescope prevention plate 10, The process proceeds to the membrane unit 7 of the fluid separation element 9. The stock solution 20 sent to the membrane unit 7 contains the stock solution flow path material 6
At the same time as passing through the separation membrane 4, unnecessary components such as salts are removed and flow to the permeated liquid channel material 5. And
The permeated liquid 21 flowing into the permeated liquid flow path member 5 proceeds to the water collecting pipe 3 located at the center of the fluid separation element 9. The permeated liquid 21 that has reached the inside of the water collection pipe 3 through the water collection hole 2 flows downstream in the water collection pipe 3, and the connection pipe part 14, which is the next permeated liquid flow path of the telescope prevention plate 10, Further next fluid separation element 9
To the water collecting pipe 3 The undiluted solution that has not been processed by one fluid molecular element 9 is passed through the undiluted solution channel 11 of the telescope prevention plate 10.
To the next fluid separation element 9 and is processed by the downstream fluid separation element 9.

【００２８】このとき、介在するテレスコープ防止板１
０は、その上流側に位置する膜ユニット７のテレスコー
プを防止する。また、上流側の流体分離素子９から、圧
力損失に伴うスラスト荷重を受けるが、テレスコープ防
止板１０はその下流側の流体分離素子９に固定されてお
り、該流体分離素子９の上流側端面で上記スラスト荷重
が受けられるので、安定した形態を維持できる。また、
テレスコープ防止板１０自身は、比較的薄い、剛性の低
いものであっても、その下流側の流体分離素子９による
支持によって、十分に所望の形状や姿勢に保たれる。At this time, the interposed telescope prevention plate 1
0 prevents telescoping of the membrane unit 7 located upstream thereof. Further, a thrust load accompanying pressure loss is received from the upstream fluid separation element 9, but the telescope prevention plate 10 is fixed to the downstream fluid separation element 9, and the upstream end face of the fluid separation element 9. , The above-mentioned thrust load can be received, so that a stable form can be maintained. Also,
Even if the telescope prevention plate 10 itself is relatively thin and has low rigidity, the desired shape and posture can be sufficiently maintained by the support by the fluid separation element 9 on the downstream side.

【００２９】また、上記流体分離の際には、圧力容器１
５と流体分離素子９の外装体８との隙間にも原液が流れ
る。原液が圧力容器１５と流体分離素子９との隙間を流
れることにより、原液が隙間に滞留して微生物が発生し
たり、原液中の有機物が腐敗することを防ぐ。しかし、
流れる原液の量が多すぎると、分離膜面を流れる原液の
量が減り、分離膜面の濃度分布が大きくなるため、透過
液の造水量や塩除去率を低下させてしまうばかりでな
く、分離膜面への付着物の量も増加する。そのため、造
水のための処理回数が増えるばかりでなく処理に要する
時間が長くなり、しかも分離膜の寿命が短くなる。そこ
で、流体分離素子９の外装体８やテレスコープ防止板１
０の外周面に原液シール部材を付設することが好まし
い。When the fluid is separated, the pressure vessel 1
The undiluted solution also flows into the gap between the fluid 5 and the exterior body 8 of the fluid separation element 9. The undiluted solution flows through the gap between the pressure vessel 15 and the fluid separation element 9, thereby preventing the undiluted solution from staying in the gap and generating microorganisms, and preventing organic matter in the undiluted solution from spoiling. But,
If the amount of the flowing undiluted solution is too large, the amount of the undiluted solution flowing on the separation membrane surface is reduced, and the concentration distribution on the separation membrane surface is increased. The amount of deposits on the film surface also increases. Therefore, not only the number of times of processing for fresh water is increased, but also the time required for the processing is increased, and the life of the separation membrane is shortened. Therefore, the exterior body 8 of the fluid separation element 9 and the telescope prevention plate 1
It is preferable to provide a stock solution sealing member on the outer peripheral surface of the zero.

【００３０】原液シール部材は、流体分離素子９の外装
体８またはテレスコープ防止板１０の外周部、あるいは
それらの両方に設けることができる。まず、流体分離素
子９の外装体外周面に原液シール部材を付設する場合、
図４に示すように、径方向に突出し周方向に延びる環状
の原液シール部材２５を圧力容器１５の内周面に密着さ
せ使用する。原液シール部材２５の材質としては、高剛
性の部材、弾性体を用いることができるが、圧力容器１
５に原液シール部材２５をしっかりと密着させるために
は弾性体であることが好ましい。The stock solution sealing member can be provided on the outer casing 8 of the fluid separation element 9 and / or the outer peripheral portion of the telescope prevention plate 10, or both. First, when a stock solution sealing member is attached to the outer peripheral surface of the outer casing of the fluid separation element 9,
As shown in FIG. 4, an annular stock solution seal member 25 projecting in the radial direction and extending in the circumferential direction is used in close contact with the inner peripheral surface of the pressure vessel 15. As the material of the stock solution seal member 25, a highly rigid member or an elastic body can be used.
In order to firmly contact the stock solution seal member 25 with the seal 5, it is preferable to use an elastic body.

【００３１】テレスコープ防止板１０の外周面に原液シ
ール部材を付設する場合は、図２および図３に示したよ
うに、原液シール部材２８を固定するためにテレスコー
プ防止板１０に凹部２７を設け、その凹部２７に原液シ
ール部材２８を嵌入して装着することが好ましい。この
場合の原液シール部材２８は、圧力容器１５の内周面に
密着させ使用するため弾性体であることが好ましい。な
お、流体分離素子９の外装体８とテレスコープ防止板１
０の両方に、原液シール部材を設けてもよい。When a stock solution seal member is provided on the outer peripheral surface of the telescope prevention plate 10, a recess 27 is formed in the telescope prevention plate 10 to fix the stock solution seal member 28, as shown in FIGS. It is preferable to provide a stock solution seal member 28 in the recess 27 and mount it. In this case, the stock solution seal member 28 is preferably an elastic body because it is used in close contact with the inner peripheral surface of the pressure vessel 15. The exterior body 8 of the fluid separation element 9 and the telescope prevention plate 1
0 may be provided with a stock solution sealing member.

【００３２】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の流体分離
素子組立体によれば、テレスコープ防止板を流体分離素
子の上流端にのみ外装体の形成を利用して固定したの
で、流体分離膜モジュールに構成する場合のテレスコー
プ防止板の占有スペースを小さく抑えることができ、分
離膜の有効面積を拡大して性能の高いモジュールを得る
ことができる。As described above, according to the fluid separation element assembly of the present invention, the telescope prevention plate is fixed only at the upstream end of the fluid separation element by utilizing the formation of the outer package, so that the fluid separation element is fixed. When configured as a membrane module, the space occupied by the telescope prevention plate can be reduced, and the effective area of the separation membrane can be increased to obtain a high-performance module.

【００３３】また、テレスコープ防止板の固定に、特別
な機構や部材を用いる必要がなく、ＦＲＰ製等の外装体
の形成を利用して確実に固定できるので、所望のテレス
コープ防止板配設構造を安価に達成できる。Further, it is not necessary to use a special mechanism or member for fixing the telescope prevention plate, and the telescope prevention plate can be securely fixed by utilizing the formation of an exterior body made of FRP or the like. The structure can be achieved at low cost.

【００３４】また、上流端に固定したテレスコープ防止
板にかかるスラスト荷重を、流体分離素子自身で受ける
ことができるので、テレスコープ防止板に格別高い強度
は必要なくなり、占有スペースの一層の削減やコスト低
減が可能になるとともに、高圧の流体分離にも対応でき
る。Further, the thrust load applied to the telescope prevention plate fixed to the upstream end can be received by the fluid separation element itself, so that the telescope prevention plate does not need to have a particularly high strength, and the occupied space can be further reduced. It is possible to reduce the cost and to cope with high pressure fluid separation.

【００３５】また、テレスコープ防止板に接続管部を設
けておけば、固定前の位置決めが容易になるとともに、
正確に位置決めできる。In addition, if a connecting pipe portion is provided on the telescope preventing plate, positioning before fixing is facilitated, and
Can be positioned accurately.

【００３６】さらに、テレスコープ防止板や外装体に原
液シール部材を付設すれば、所望の高いシール性能を同
時に付与できる。Further, if a stock solution sealing member is attached to the telescope preventing plate or the outer package, a desired high sealing performance can be simultaneously provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施態様に係る流体分離素子組立体
の部分分解斜視図である。FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a fluid separation element assembly according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の一実施態様に係る流体分離膜モジュー
ルの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a fluid separation membrane module according to one embodiment of the present invention.

【図３】図２の流体分離膜モジュールの拡大部分縦断面
図である。FIG. 3 is an enlarged partial longitudinal sectional view of the fluid separation membrane module of FIG. 2;

【図４】外装体の外周面への原液シール部材の設置構造
を示す流体分離膜モジュールの部分縦断面図である。FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of a fluid separation membrane module showing a structure for installing a stock solution sealing member on an outer peripheral surface of an outer package.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 流体分離素子組立体 ２ 集水孔 ３ 集水管 ４ 分離膜 ５ 透過液流路材 ６ 原液流路材 ７ 膜ユニット ８ 外装体 ９ 流体分離素子 １０ テレスコープ防止板 １１ 原液流路 １２ 円板部 １３ 透過液流路 １４ 接続管部 １５ 圧力容器 １９ 原液混入防止部材 ２０ 原液 ２１ 透過液 ２５ 原液シール部材 ２７ 凹部 ２８ 原液シール部材 ４０ 流体分離膜モジュール ４１ リブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid separation element assembly 2 Water collecting hole 3 Water collecting pipe 4 Separation membrane 5 Permeate liquid flow path material 6 Raw liquid flow path material 7 Membrane unit 8 Outer body 9 Fluid separation element 10 Telescope prevention plate 11 Raw liquid flow path 12 Disk part DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Permeate liquid flow path 14 Connection pipe part 15 Pressure vessel 19 Undiluted-solution mixing prevention member 20 Undiluted solution 21 Permeated liquid 25 Undiluted-liquid seal member 27 Depression 28 Undiluted-liquid seal member 40 Fluid separation membrane module 41 Rib

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 集水孔を有する集水管の周りに分離膜、
透過液流路材および原液流路材を含む膜ユニットを形成
し、その膜ユニットの外側に外装体を形成してなる流体
分離素子と、その流体分離素子の一端部に設けられたテ
レスコープ防止板とを有している流体分離素子組立体で
あって、テレスコープ防止板が外装体により流体分離素
子に固定されていることを特徴とする流体分離素子組立
体。1. A separation membrane around a collecting pipe having a collecting hole,
A fluid separation element comprising a membrane unit including a permeated liquid flow path material and a raw liquid flow path material, and an outer package formed outside the membrane unit, and a telescope protection provided at one end of the fluid separation element. A fluid separation element assembly comprising: a plate; and a telescope prevention plate fixed to the fluid separation element by an exterior body. 【請求項２】 テレスコープ防止板が、その外周面の少
なくとも一部を外装体で被されることで固定されてい
る、請求項１に記載の流体分離素子組立体。2. The fluid separation element assembly according to claim 1, wherein the telescope prevention plate is fixed by covering at least a part of an outer peripheral surface thereof with an exterior body. 【請求項３】 外装体がＦＲＰからなる、請求項１また
は２に記載の流体分離素子組立体。3. The fluid separation element assembly according to claim 1, wherein the exterior body is made of FRP. 【請求項４】 外装体がフィラメントワインディング法
により形成されている、請求項３に記載の流体分離素子
組立体。4. The fluid separation element assembly according to claim 3, wherein the exterior body is formed by a filament winding method. 【請求項５】 テレスコープ防止板が、流体分離素子の
原液の流れ方向に関して上流側の端部に固定されてい
る、請求項１ないし４のいずれかに記載の流体分離素子
組立体。5. The fluid separation element assembly according to claim 1, wherein the telescope prevention plate is fixed to an upstream end of the fluid separation element with respect to the flow direction of the stock solution. 【請求項６】 テレスコープ防止板が、原液流路を有す
る円板部と、その円板部の中心部に設けられた、透過液
流路を有する接続管部とを備えている、請求項１ないし
５のいずれかに記載の流体分離素子組立体。6. The telescope preventing plate includes a disc portion having a stock solution flow path, and a connection pipe portion having a permeate flow path provided at the center of the disc portion. 6. The fluid separation element assembly according to any one of 1 to 5. 【請求項７】 接続管部が流体分離素子の集水管に内挿
される、請求項６に記載の流体分離素子組立体。7. The fluid separation element assembly according to claim 6, wherein the connecting pipe portion is inserted into a water collection pipe of the fluid separation element. 【請求項８】 接続管部が集水管への原液混入防止部材
を備えている、請求項６または７に記載の流体分離素子
組立体。8. The fluid separation element assembly according to claim 6, wherein the connection pipe portion includes a member for preventing undiluted liquid from entering the water collection pipe. 【請求項９】 テレスコープ防止板の外周面に原液シー
ル部材が設けられている、請求項１ないし８のいずれか
に記載の流体分離素子組立体。9. The fluid separation element assembly according to claim 1, wherein a stock solution sealing member is provided on an outer peripheral surface of the telescope prevention plate. 【請求項１０】 原液シール部材がテレスコープ防止板
の外周面に設けられた凹部に装着されている、請求項９
に記載の流体分離素子組立体。10. The unsealed liquid sealing member is mounted in a concave portion provided on the outer peripheral surface of the telescope preventing plate.
3. The fluid separation element assembly according to claim 1. 【請求項１１】 外装体の外周面に原液シール部材が設
けられている、請求項１ないし１０のいずれかに記載の
流体分離素子組立体。11. The fluid separation element assembly according to claim 1, wherein a stock solution sealing member is provided on an outer peripheral surface of the exterior body. 【請求項１２】 圧力容器に、請求項１ないし１１のい
ずれかに記載の流体分離素子組立体を少なくとも１個収
容してなることを特徴とする流体分離膜モジュール。12. A fluid separation membrane module comprising at least one fluid separation element assembly according to claim 1 in a pressure vessel.
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