JPH11290660A

JPH11290660A - 異物が混合する流動媒体を分離するための分離装置

Info

Publication number: JPH11290660A
Application number: JP10106964A
Authority: JP
Inventors: ハイネビルヘルム; Robert Rautenbach; ロイテンバツハロベルト; Wilhelm Heine
Original assignee: Rochem RO-Wasserbehandlung GmbH
Current assignee: Rochem RO-Wasserbehandlung GmbH
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-26
Also published as: EP0947237A1; DE19811945A1; EP0947237B1; DE29804927U1; KR100333779B1; KR19990076450A

Abstract

(57)【要約】【課題】動作が確実で故障のない、異物が混合する流
動媒体を分離するための分離装置を得る。【解決手段】分離装置１０は異物が混合する流動媒体
１１を、薄膜要素１３を有する薄膜分離体１２により分
離する。分離すべき流動媒体１１を取入口２５０から薄
膜分離体１２の供給側へ送り、異物で濃縮された濾膜浸
透物と、異物を除去された透過物１７とを、別の排出口
１６，１８から排出する。多数の薄膜要素１３は分離装
置１０を通つて流動媒体１１の流動方向１９へ延びる少
なくとも１本の流動管路２０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は異物が混合（負荷）
された流動媒体、特に市区町村営の公共下水や工業排水
を、薄膜要素を用いて分離ないし浄化するための分離装
置であつて、分離すべき流動媒体を投入口ないし取入口
から薄膜分離体の供給口へ送り、異物を濃縮された濾膜
浸透物と異物を除去された透過物とが別の排出口から排
出される分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の分離装置が知られており、
多くの成分からなる各種の流動媒体やガス状媒体の分離
工程に使用されている。公共下水や工業排水を上述のよ
うな分離装置を使用して分離する時は、分離装置から出
る濾膜浸透物を被分離物質で濃縮し、該濾膜浸透物を後
続の生物学的分解過程で最善の濃度にする。それには、
流動媒体から異物ないし非流動物をできる限り分離し、
後の２次処理をしないで自然環境へ戻すか、１処理工程
で工業用水または純粋な水にして放出する必要がある。
また、この種の分離装置は運転に要する消費エネルギを
できる限り少なくし、効率対経費比を有利にすることが
要請される。

【０００３】従来の分離装置は当該技術分野の最近の発
展ぶりをみる限り、上述の条件（パラメータ）について
は満足できる成果を挙げている。しかし、従来の分離装
置は連続運転による汚染や閉塞（詰まり）に問題があ
る。消費エネルギ量の割合が大きないわゆるクロス・フ
ロー配管分離装置（システム）は、原水中の固体成分が
多くても運転に支障を来たさず、高い効率が得られる
が、消費エネルギ量の割合が少ない分離装置では、原水
中の固形成分が多いと効率が非常に低くなる。特に、薄
膜の束密度が高い分離装置（システム）では、原水中の
固形成分が多いと効率が低下し、薄膜要素を定期的に洗
浄しても運転を継続できなくなることがある。この場合
には、労力を費して分離装置を分解し、洗浄し、再び組
み立てたうえ、浄化装置へ改めて組み込まなければなら
ない。このような運転開始から再生工事を開始するまで
の運転期間は、流動媒体の分離すべき異物の種類と異物
の量ないし負荷の程度とにより異なるが、それでも前者
の分離装置よりも短い。

【０００４】上述の原因には次のような問題もある。す
なわち、この種の分離装置では薄膜要素が決定的なもの
ではなく、薄膜要素を経てまたは薄膜要素に沿つて行わ
れる被分離媒体の過剰流動も問題である。この問題を解
決するために、公知の分離装置では薄膜要素が圧密封性
のハウジングの内部に偏平または板状に配設され、分離
すべき流動媒体はハウジングの内部で取入口から薄膜要
素をジグザグ状に貫流して濾膜浸透物排出口へ達する
か、流動媒体は全ての薄膜要素を並行して流れる。この
場合、異物で濃縮された濾膜浸透物も排出口からハウジ
ングの外部へ流れ出る。濾膜透過物例えば純水はハウジ
ングの軸心へ導かれ、排出口からハウジングの外部へ流
れ出る。従来から各種の分離装置における上述の混合形
態が知られており、例えば分離すべき流動媒体は一部の
薄膜要素に沿つて平行に流れ、次いで前後に直列に接続
された薄膜要素からなるブロツクを貫流するという形態
がある。

【０００５】上述の分離装置では、分離すべき流動媒体
の流れの転換と流動媒体の流体力学的抵抗とに対し、流
動媒体が全ての薄膜要素を貫流ないし擦過できるよう
に、導入された流動媒体を比較的高い圧力で処理しなけ
ればならないことが条件になる。それでも、分離すべき
流動媒体の流動速度が阻害され、流動媒体に含まれる異
物により薄膜要素が閉塞（目詰まり）するのを防ぐこと
はできない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、上述のような公知の分離装置よりも動作が
確実で故障が少ない、異物が混合する流動媒体を分離す
るための分離装置を提供することにある。つまり、閉塞
その他の原因で分離装置の運転が阻害され、制限され、
または運転不能になるような障害を防止でき、分解・組
立てが容易であり、構造が簡単でかつ調達が廉価であ
り、安い経費で所定の目的を達する運転ができる、異物
が混合する流動媒体を分離するための分離装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は異物が混合する流動媒体を薄膜要素
を有する薄膜分離体により分離するための分離装置であ
つて、分離すべき流動媒体を取入口から薄膜分離体の供
給側へ供給され、異物で濃縮された濾膜浸透物と異物を
除去された透過物とがそれぞれの排出口から排出される
分離装置において、多数の薄膜要素は分離装置を経て流
動媒体の流動方向へ延びる少なくとも１本の流動管路
を、少なくとも部分的に形成されることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明では多数の薄膜要素が少な
くとも１本の流動管路を実質的に囲み、かつ流動媒体の
流動方向に並ぶ構造が、分離装置に少なくとも部分的に
形成されることにより、上記課題が解決される。

【０００９】上述した解決策の利点は、本発明の分離装
置が公知のものとは異なる、流動媒体の取入口から排出
口まで実質的に全ての薄膜分離体を線状に貫通している
流動管路があり、分離すべき流動媒体が薄膜分離体に配
設された全ての薄膜要素に沿つて同時に流れることであ
る。各薄膜要素は外側から濾過ないし分離すべき流動媒
体により洗われ、薄膜要素の内側にある流動管路へ浄化
された濾膜透過物が流出する。分離装置の流動媒体に適
した構成では、分離装置の内部に規則正しく配設された
全ての薄膜要素へ、流動媒体が薄膜要素の全外側面から
同時に流れ込み、こうして流動媒体の流動物の透過を可
能にする。本発明による薄膜構造と流動管路の構成で
は、分離すべき流動媒体の流れの転向は起こらないの
で、固形成分が薄膜要素を閉塞したり、薄膜要素に付着
したりしない。

【００１０】上述した解決策の他の利点は、分離装置の
流動管路を実質的に狙い通りの線状に構成するのに、間
隔保持部材も案内要素も他の要素も全く必要としない点
にあり、したがつて、分離装置は製造容易でありかつ廉
価である。間隔保持部材などは分離装置の内部で分離す
べき流動媒体の流動方向に何らかの悪影響を及ぼす。分
離装置の運転に必要な原媒体側（すなわち分離すべき流
動媒体が案内される側面）と、濾液側ないし透過物側と
の間の圧力差は、原流動媒体側の正圧または透過物側の
負圧または両者の組合せにより達成される。実質的に線
状に形成された流動管路と流れの転向がない構成とによ
り、流動媒体が分離装置を貫流する時の流動抵抗は小さ
い。この理由から分離装置を貫流するのに必要な原流動
媒体側に加える正圧は低く、消費エネルギも僅かであ
る。原流動媒体は本発明により分離されるべき流動媒体
である。

【００１１】上述した解決策の他の利点は、構造が簡単
なために分解、浄化、再度の組立てを迅速にできること
であり、分離装置の構造が簡単であるから熟練者でなく
ても作業を実施できる。本発明の分離装置の構成は優れ
ており、薄膜要素にはそれぞれ１本の流動管路があり、
該流動管路の断面は任意の適当な形状、例えば多角形な
いしｎ角多面体、または円形に形成することができる。
しかし、特に有利なのは、各流動管路の断面を６角形に
することにより、薄膜要素を適当な手段により固定で
き、使用可能な面を最大限に利用できる。

【００１２】上述した解決策のように、各流動管路を中
心に薄膜要素を配設するために、薄膜要素の構成を特殊
なものにする必要はない。したがつて、原則的には任意
の適当な薄膜要素、例えば有利なのはクツシヨン薄膜に
形成された薄膜要素を使用できる。上述のクツシヨン薄
膜は、業界では薄膜クツシヨンとか薄膜ポケツトと呼ば
れる。このように呼ばれる種々の薄膜は、全て同じ概念
である。薄膜クツシヨンには、例えば流動管路の断面が
例えば６角の場合には、本発明による流動管路の形状を
６角形にするという制限がある。すなわち、各薄膜要素
間の流動管路も６角形にするという利点がある。それ以
外に別の薄膜要素は必要なく、分離装置の流動管路の全
使用断面が６角形であれば、流動管路の各薄膜要素の背
面全体も隣接の流動管路により加圧される。すなわち、
各薄膜要素の背面により隣接の流動管路の一部分が形成
される。こうして、この種の薄膜要素の構造が簡単にな
り、分離装置の全流動管路に最良の構造になる。

【００１３】薄膜要素を従来公知のいわゆる中空糸薄膜
から形成することは極めて有利である。中空糸薄膜には
それぞれの外径と内径があり、構造も種々である。これ
らの中空糸薄膜は分離装置の内部へ長手方向に簡単に配
設し、任意の方法で流動管路を形成することができると
いう利点がある。すなわち、適当な方法で任意の量の中
空糸薄膜を相隣接して、場合によつては直接接触させ
て、任意の断面をもつ流動管路を形成できる。この場
合、中空糸薄膜は中空糸の内部に空間があり、該空間で
透過物が中空糸薄膜の壁部を通り抜け、片側へ簡単に排
出され、中空糸薄膜の他側端は閉鎖されている。各薄膜
要素は共通の接続要素の内部に固定され、固定部の外側
では互いに連結されていないので、特に線状に構成され
た流動管路の縁部は固くなく、可撓性のものである。こ
うして、分離装置の閉塞の危険が決定的に除かれる。分
離装置の濃縮物取出口側の薄膜要素は自由に動き、固定
されていない。すなわち、薄膜要素の閉鎖されている端
部では糸状または繊維状の不純物も閉塞を起こさない。
何故なら、不純物は被分離媒体の流動とともに薄膜要素
により流動方向へ取り去られるからである。

【００１４】本発明の分離装置を適当な仕方で被分離媒
体の流動軌道に乗せるのは原理的に可能ではあるが、そ
れは、例えば分離装置を容器または被分離媒体を配設し
た設備とは別個に配置するという特定の使用目的には、
多数の薄膜要素を入れたハウジングを用意するのが有利
である。分離装置は規定通りに流動媒体の供給側の僅か
な正圧および／または透過物側の僅かな負圧で、すなわ
ち僅かな圧力差で働くので、ハウジングは大きな圧力に
耐えるものである必要はない。したがつて、ハウジング
の半製品の管で構成できるので妥当な価格で製造でき
る。ハウジングにはプラスチツクが、場合によつては被
分離媒体との馴染みのよい金属材料が適している。

【００１５】本発明の分離装置の別の有利な構成では、
薄膜要素の透過物排出口が、場合によつては圧密封性の
ハウジングの内部に取外し可能な閉鎖要素の内部に通じ
ていて、閉鎖要素は規定通りに分離装置の内部に設けら
れ、他の全ての薄膜要素のための片側の収納要素になつ
ている。したがつて、分解・取付けに際して閉鎖要素を
用いて、全ての薄膜要素が１工程で分離装置またはハウ
ジングから取り除かれ、または取り付けられる。接続要
素の内部には薄膜要素が、透過物が絶対的に非混合の形
や非損傷の形で薄膜要素から排出されるように固定され
ている。

【００１６】本発明の分離装置の他の有利な構成では、
閉鎖要素が透過物排出管路を有し、該透過物排出管路の
内部へ、薄膜要素の透過物排出口から出る透過物が浸入
する。その際、分離装置から出る透過物は透過物排出管
路と連通する透過物排出口から排出される。この構成で
は閉鎖要素が薄膜要素の秩序正しい固定のみに役立つの
ではなく、薄膜要素の透過物排出口から出る透過物を集
めて、閉鎖要素の上側にも配置可能な１つまたは複数の
透過物排出口から排出させる分離装置にもなる。

【００１７】閉鎖要素が設けてある場合には、薄膜要素
により解決策に応じて囲まれる流動管路に、障害なく確
実に被分離媒体が流れるようにするために、該閉鎖要素
が流動管路の数に応じて、多数の流動媒体の貫流路また
は貫流口をもつのが有利であり、それらの貫流路は閉鎖
要素を外側ないし排出側から分離装置の内部へ向けられ
ている。これらの貫流路または貫流口は、実質的に分離
装置の流動管路の延長部を形成する。

【００１８】特に、貫流路は排出側に向けられた端部の
断面が多角形、６角形または円形に形成され、分離装置
の内部に向けられた端部の断面が多角形、６角形または
円形に形成される。これは分離装置の内部の薄膜要素間
の流動管路の断面がどの形に形成されるかにより決ま
る。しかし、例えば閉鎖要素の内部に円形に形成された
流動管路では、薄膜要素の対応構造により接続要素の内
部の貫流路の断面の、排出側に向けられた薄膜要素の端
部を例えば６角形に形成することも有利であり、その場
合の目的はあくまでも、被分離媒体に及ぼす水力学的抵
抗を、分離装置の内部の構造上の処置によりできる限り
少なくすることにある。

【００１９】さらに、製造技術上の理由から、閉鎖要素
を２部分構成にする、すなわち薄膜要素を収納するため
の収納部分と、該収納部分に連結された被分離媒体供給
部分とから構成するのが有利である。閉鎖要素のこのよ
うな２部分構成により透過物収集管路と透過物排出口の
形成や、透過物取出口または多数の透過物取出口の形成
が簡単に可能になる。加えて排出要素の２部分構成によ
り、例えば公知の方法で薄膜要素の対応する端部に注入
樹脂または類似物を注ぎ込むことにより、閉鎖要素の内
部へ薄膜要素を簡単に固定できる。同じことが別個に形
成された閉鎖要素の供給部分についてもいえる。上述の
形式の貫流路または貫流口は、供給部分に合わせた種々
の断面に形成できる。閉鎖要素の収納部分と供給部分は
例えば適当な注入樹脂または適当なプラスチツクからも
製造することができ、上述の各部材の予定された構成に
したがつて、接着または材料含有直接の相互連結により
結合される。

【００２０】薄膜要素を確実に圧密封性にかつ機械的に
固く収納部分の内部に固定できるように、収納部分の内
部へ薄膜要素の基端部を固定するための硬質結合材を用
意し、ハウジングの内部に対して調節可能な、薄膜要素
の移動性を保障するために、軟質弾性結合材を用意する
のが有利であり、したがつて、所定の運転で被分離媒体
の分離装置への当たりによる薄膜要素の移動性にも拘ら
ず、薄膜要素の破損や気密性の低下が生じることはな
い。外側の軟弾性の連結材は収納部分に薄膜要素を秩序
正しく固定するのに役立ち、しかも薄膜要素の円滑な移
動性、つまり分離装置を長手方向に通る仮想軸線に関し
て径方向の移動性も可能にする。

【００２１】原理的には分離装置の構造と規定通りの機
能は、被分離媒体を規定通りに分離装置を、特に薄膜要
素を貫通させるための被分離媒体の圧力の発生の態様と
無関係である。すなわち、分離装置は流動媒体側が正圧
でも、透過物側が負圧でも運転できる。分離装置の貫流
性についても、種々の運転態様を実現できる。

【００２２】原則的には、上述のように、分離装置はク
ロス・フロー運転、すなわち高速で軸方向に貫流させる
運転でも、デツド・エンド運転でも可能であり、デツド
・エンド運転の場合には、透過物が取り出された分だけ
原水が分離装置の内部へ導入される。しかし、分離装置
の他の有利な運転態様では、被分離媒体の流れの内部に
配設されたポンプにより、いわゆるセミ・クロス・フロ
ー運転で分離装置の内部を通過する。これは、分離装置
をごく僅かな流動媒体が貫流することを意味している。
分離過程の推進力と濾過効率の向上のために、セミ・ク
ロス・フロ運転を行う場合には、流動媒体側の僅かな正
圧と透過物側の負圧との組合せ運転が有利である。こう
して、本発明の分離装置は万能であり、被分離媒体の内
部の固形濃度に関し極めて広い分野に使用できる。

【００２３】上述した公知の分離装置では、閉塞、被覆
層形成、または被分離媒体とともに運ばれる異物によ
り、薄膜要素その他に悪影響を及ぼすことがある。すな
わち、解決策に合つた分離装置の構造により、そのよう
な閉塞、被覆層形成、その他の影響を大幅に取り除くこ
とができる。しかし、薄膜の分離効果に影響が生じない
稀な現象を完全に防止することはできない。

【００２４】クロス・フロー運転では、分離装置の閉塞
は流動の高速化で回避されるが、ポンプの運転に大きな
エネルギを消費するという欠点を伴う。デツド・エンド
運転ではエネルギの消費量は小さいが、定期的な運転中
断と浄化が必要である。本発明による分離装置のセミ・
クロス・フロー運転での閉塞を防止するためには、特に
被分離媒体の供給と、所定の時間間隔で分離装置を貫流
させる空気の供給とが必要であり、空気の供給は例えば
次のように行うのが好ましい。

【００２５】すなわち、空気を分離装置へ周期的に、例
えば供給時間が１秒以上になるように選択した時間間隔
で通し、空気の供給を中断する時間を例えば６秒以上に
する。これには、例えば空気の相次ぐパルスにより空気
が衝撃力として作用し、該衝撃力が薄膜の表面に付着し
た粒子または粒子（plaques ）を除去することができる
という利点がある。詳しくは、空気の導入により流動管
路の内部の被分離媒体の渦巻き状態の強化が可能にな
り、薄膜要素の分離効果が向上するという利点がある。
その場合、分離装置の内部の片側に固定された薄膜要素
が、流動媒体の流れの内部で径方向へ移動できるように
助勢する作用がある。

【００２６】最後の利点は、ハウジングが少なくとも媒
体供給側端部に開口部を密閉する接続要素を備えている
ことであり、該接続要素は分離装置ないしハウジングの
少なくとも一端を閉鎖する。接続要素は必ずしも分離装
置の特定の構造および／または特定の運転に必要なもの
ではないことを指摘しておく。こうして、接続要素の構
造は分離装置とハウジングの構造や断面とは無関係に構
成できる。被分離媒体の圧力は周囲の圧力よりも低いの
で、接続要素は簡単な密閉処置により、例えば接続要素
の内部に設けた溝へエラストマ製のＯリングを嵌装する
ことにより、接続要素をハウジングの内部へ嵌合して密
閉できる。ゼーガーリング（Seeger circlip ring)に似
た安全リングを、ハウジングの対応する環状溝の内部へ
係合し、接続要素をハウジングの内部に取外し可能に嵌
合固定することができる。

【００２７】接続要素は同様に少なくとも１つの透過物
排出口をもつのが有利であり、該透過物排出口は上述の
ようにして接続要素の内部に形成された少なくとも１つ
の透過物排出口と、例えば圧密で各排出口と圧密に連結
される管により連絡可能である。接続要素の内部に被分
離媒体を通すために、例えば中央に設けた通過口により
被分離媒体が閉鎖要素に良く配分されて供給される。閉
鎖要素からその被分離媒体はそこに形成された通路を通
つて薄膜要素間の流動管路へ流入する。

【００２８】結局、上述のような種々の方法で製造可能
な多数の薄膜分離体を、ハウジングの内部に直列に接続
するのが有利である。この場合、分離装置は例えば半製
品として廉価で手に入る管からハウジングを形成し、１
つのハウジングの内部に薄膜分離体を配置して、所定の
機能を発揮させることができる。上述のような薄膜分離
体の直列配置は、幾つかの分離装置を長く接続する必要
がなく、また薄膜要素の内部の透過物管路の断面積がご
く狭くても透過物側の圧力損失が少ないという利点があ
る。

【００２９】薄膜要素の内部は非固定側面を閉鎖されて
おり、薄膜要素の非固定部分は流動媒体に対して相対的
に自由に移動可能である。これにより薄膜要素の閉塞が
殆ど阻止され、被分離媒体の内部の繊維または毛髪成分
も流動方向へ除去される。

【００３０】本発明の分離装置は流動媒体側を正圧でか
つ透過物側を負圧で、またはいずれか一方の方法で運転
できることも有利な点であり、これによりデツド・エン
ド運転、クロス・フロー運転、セミ・クロス・フロー運
転などの運転態様が可能になる。

【００３１】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明す
る。図１，２、図３，４、図５〜７に示すように、異物
が混入する流動媒体１１、特に都市下水や工業排水を分
離するための分離装置１０は、多数の薄膜分離体１２を
有する。各薄膜分離体１２は多数の薄膜要素１３から構
成される。薄膜要素１３を用いて流動媒体から物質を分
離するには、当業界では普通にフイード（Feed) と呼ば
れる被分離媒体（流動媒体）１１を薄膜要素１３の取入
口ないし入口側へ供給し、薄膜要素１３の選定された透
過性や選択性に基づいて、流動媒体１１を薄膜要素１３
へ透過させ、薄膜により透過を阻止された固形成分や他
の物質を、薄膜の媒体供給側ないし濾膜浸透物側に残
す。残された物質は分離装置１０の運転方法に応じて分
離装置１０から取り出される。つまり、分離装置１０の
クロス・フロー運転やセミ・クロス・フロー運転では連
続的に濃縮した形で、分離装置１０のデツド・エンド運
転では非連続的に濃縮した形で、それぞれ分離装置１０
から取り出され、次の処理装置へ送られる。透過物１７
も同様に集められ、分離装置１０の排出口１８から取り
出される。薄膜により透過を阻止された物質を物理的に
取り出す機構は公知であるので、これ以上説明しない。

【００３２】分離装置１０はハウジング２１を有する。
本実施例ではハウジング２１は管状のものであり、市場
で入手できる半製品としての管を、所定の長さに切つた
ものが用いられる。分離装置１０は排出側２３の圧力よ
りも僅かに高い正圧でのみ運転されるので、ハウジング
２１は適当なプラスチツクからでも金属からでも製造で
きる。

【００３３】図８，１０に示すように、ハウジング２１
の内部には閉鎖要素２２が取外し可能に配設される。閉
鎖要素２２は薄膜要素１３を個々に密封収納している。
本実施例では、閉鎖要素２２は２つの部分、すなわち薄
膜要素１３を収納する収納部分２２２と、被分離媒体
（流動媒体）１１が流入する供給部分２２３とから構成
される。被分離媒体（流動媒体）１１が流入する方向の
側方からみて、供給部分２２３は閉鎖要素２２を貫通す
る貫流路２２１の始端部分を形成する。公知のように、
例えば中空糸薄膜からなる薄膜要素１３は、樹脂やプラ
スチツクからなる閉鎖要素２２へ規則正しく挿入され、
樹脂が固まつた後に排出口１３１を開放される。原理的
には、薄膜クツシヨンからなる薄膜要素１３も同様にし
て、閉鎖要素２２の収納部分２２２へ挿入し、収納部分
２２２で被分離媒体１１を濾過することができる。この
ように、中空糸薄膜または薄膜クツシヨンからなる薄膜
要素１３は、閉鎖要素２２の内部へ挿入固定されるもの
であり、薄膜層が片側にしかない薄膜要素１３や、片側
が分離作用層である薄膜要素１３にも適用できる。

【００３４】図８に示す閉鎖要素２２では、流動媒体１
１がハウジング２１の周縁部から内部空間２４へ流入で
きるように、周縁部に自由空間が確保される。ハウジン
グ２１の内部は圧密封構造になつていないので、閉鎖要
素２２に配設された薄膜要素１３は、外周囲を被分離媒
体１１により洗われる。図５では閉鎖要素２２の断面は
外周面をジグザグ形に構成されるが、閉鎖要素２２の断
面は円形に構成してもよい。閉鎖要素２２は透過物１７
のための収集空間２２０を有する。薄膜要素１３を透過
した透過物１７は、排出口１３１から収集空間２２０へ
流入する。

【００３５】閉鎖要素２２で集められた透過物１７は、
分離装置１０の濾膜浸透物側へ向けて直列に配列された
連結導管１３２を経て、閉鎖要素２２の収集空間２２０
へ流入する。閉鎖要素２２の内部には排出口１８が備え
られ、収集空間２２０へ集められた透過物１７は排出口
１８から外部へ排出される。分離装置１０の閉鎖要素２
２には貫流路２２１が備えられる。分離装置１０の貫流
路２２１は閉鎖要素２２を、外側ないし排出側２３から
内部空間２４へ貫通する。上述した分離装置１０では、
貫流路２２１は排出側２３の端部の断面は６角形であ
り、分離装置１０の内部空間２４へ連通する端部の断面
は円形である。図８，９には閉鎖要素２２の貫流路２２
１が、入口の６角形の断面から出口の円形の断面になる
のを明示する。しかし、貫流路２２１の断面の形状は、
薄膜分離体１２に使用される薄膜要素１３の構造と被分
離媒体１１に応じて決められる。

【００３６】図８に示す実施例では、既に述べたよう
に、閉鎖要素２２は収納部分２２２と供給部分２２３と
から構成される。収納部分２２２の内部では薄膜要素１
３が硬弾性の連結部材２２４に固定され、基端部分ない
し固定部分と内部空間２４に対する圧密封が確保されて
いる。薄膜要素１３はハウジング２１の長手方向の一端
を、閉鎖要素２２の収納部分２２２に固定され、薄膜要
素１３の他端は固定されずにハウジング２１の内部空間
２４で径方向へ移動可能である。しかし、薄膜要素１３
の移動は薄膜要素１３が固定部分で破損または損傷する
ことがあるので、ハウジング２１の内部空間２４で薄膜
要素１３が破損または損傷を起こさないように、薄膜要
素１３は軟弾性の連結部材２２５により、閉鎖要素２２
の収納部分２２２に支持される。

【００３７】図１０に示すように、分離装置１０はハウ
ジング２１の少なくとも媒体供給側端部に、ハウジング
２１の開口部２１０を密閉する接続要素２５を備えら
れ、接続要素２５に被分離媒体１１を通す取入口ないし
通過口２５０を備えられる。接続要素２５に流動管２５
２を接続するための接続口２５３が備えられる。開口部
２１０は１つまたは多数の流動管２５２により、閉鎖要
素２２の排出口１３１へ連通される（図８）。もちろ
ん、流動管２５２の連結部は全体を圧密封に構成し、被
分離媒体１１と透過物１７との混合を阻止しなければな
らない。接続要素２５の内部で全ての接続口２５３が収
集管路２５４を経て排出口２５１に連通し、収集空間２
２０で収集された透過物１７が、流動管２５２、接続口
２５３、収集管路２５４を経て、排出口２５１へ排出さ
れる。

【００３８】図１０から明かなように、複数の分離装置
１０を直列に接続し、ハウジング２１の内部へ配置する
ことができる。図１０には２つだけの分離装置１０を示
すが、利用分野に応じて多くの分離装置１０を１つのハ
ウジング２１の内部へ配設することができる。薄膜要素
１３のハウジング２１の長手方向ついての平均長さは４
００〜２０００ｍｍである。

【００３９】既に述べたように、分離装置１０の運転に
際して、被分離媒体１１の圧力は流動媒体の内部に設け
た図示してないポンプにより、分離装置１０の排出側２
３の圧力よりも僅かに高くされる。この時、分離装置１
０はセミ・クロス・フロー運転を行うのが有利である。
分離装置１０の運転中は薄膜要素１３の閉塞（目詰ま
り）を防止するためと、薄膜要素１３の表面に被覆層が
生じるを防止するためと、被分離媒体１１が分離装置１
０の内部を流れる時の渦流を強めるために、セミ・クロ
ス・フロー運転では空気を分離装置１０の内部空間２４
へ所定時間ごとに供給する。空気の供給は流動媒体１１
の導入とは別の時間でも同時にでも行うことができる。
こうして、薄膜要素１３の運動が活性化され、薄膜の表
面に被覆層が生じるのを抑えることができる。この場合
に、空気の供給は例えば１秒間行い、６秒間中断すると
いうように周期的に行うのがよい。空気の衝撃パルスは
空気の新たな流れと配向を保障し、分離装置１０の内部
の流動媒体１１の一定した流路の形成が阻止され、各流
動管路２０の閉塞が一層回避される。

【００４０】透過物１７の流れの向きを転換するため
に、薄膜要素１３の透過物洗浄を行うことにより、薄膜
要素１３の被覆層や他の薄層を除去することができる。

【００４１】本発明による分離装置１０では薄膜要素１
３の相互間に、分離装置１０の内部を通過する流動媒体
１１の流動方向１９へ延びる流動管路２０を形成する。
本実施例では、流動管路２０の断面を実質的に６角形に
することにより、流動媒体１１が分離装置１０の内部を
貫流する際に、流動媒体（被分離媒体）１１による薄膜
要素１３の最善の擦過が保障される。

【００４２】

【発明の効果】本発明は上述のように、異物が混合する
流動媒体を薄膜要素を有する薄膜分離体により分離する
ための分離装置であつて、分離すべき流動媒体を取入口
から薄膜分離体の供給側へ供給され、異物で濃縮された
濾膜浸透物と異物を除去された透過物とがそれぞれの排
出口から排出される分離装置において、多数の薄膜要素
（１３）は分離装置（１０）を経て流動媒体（１１）の
流動方向（１９）へ延びる少なくとも１本の流動管路
（２０）を、少なくとも部分的に形成したものであるか
ら、分離装置の詰まりや閉塞を防止し、分離装置の運転
を阻害し、制限し、または運転不能にするような障害を
防止できる。

【００４３】分離装置の分解・組立てが容易であり、構
造が簡単でかつ製造価格が廉価であり、安い運転経費で
所定の目的に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る１本の流動管路を囲む６
枚のクツシヨン薄膜からなる薄膜分離体を閉鎖要素に支
持してなる分離装置の平面断面図である。

【図２】図１に示す分離装置における断面６角形のクツ
シヨン薄膜が１本の流動管路を囲む状態を拡大して示す
平面断面図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る１本の流動管路を囲
む中空糸薄膜からなる薄膜分離体を閉鎖要素に支持して
なる分離装置の平面断面図である。

【図４】図３に示す分離装置における中空糸薄膜が１本
の流動管路を囲む状態を拡大して示す平面断面図であ
る。

【図５】中空糸薄膜が束になつて配置された状態を示す
平面断面図である。

【図６】本発明の他の実施例に係る１本の流動管路を囲
む中空糸薄膜からなる薄膜分離体を閉鎖要素に支持して
なる分離装置の平面断面図である。

【図７】図６に示す分離装置における６角形の中空糸薄
膜の束が１本の流動管路を囲む状態を拡大して示す平面
断面図である。

【図８】ハウジングの内部に配置される閉鎖要素を示す
側面断面図である。

【図９】分離装置における閉鎖要素の供給部分を下方か
ら見た斜視図である。

【図１０】ハウジングの内部に２つの薄膜分離体を直列
に配設した状態を示す側面断面図である。

【図１１】ハウジングの取入口を閉鎖する接続要素の左
半部を断面で示す側面図である。

【符号の説明】

１０：分離装置１１：流動媒体（被分離媒体）１
２：薄膜分離体１３：薄膜要素１４：取入口１
５：空間１６：排出口１７：透過物１８：排出口
１９：流動方向２０：流動管路２１：ハウジング
２２：閉鎖要素２３：排出側２４：内部空間２
５：接続要素１３１：排出口１３２：連結導管２
１０：開口部２２０：収集空間２２１：貫流路２
２２：収納部分２２３：供給部分２２４：連結部材２２５：連結部
材２５０：取入口（通過口）２５１：排出口２５
２：流動管路２５３：接続口２５４：収集管路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異物が混合する流動媒体を薄膜要素を有す
る薄膜分離体により分離するための分離装置であつて、
分離すべき流動媒体を取入口から薄膜分離体の供給側へ
供給され、異物で濃縮された濾膜浸透物と異物を除去さ
れた透過物とがそれぞれの排出口から排出される分離装
置において、多数の薄膜要素（１３）は分離装置（１
０）を経て流動媒体（１１）の流動方向（１９）へ延び
る少なくとも１本の流動管路（２０）を、少なくとも部
分的に形成されることを特徴とする分離装置。
【請求項２】前記薄膜要素（１３）は断面多角形の流動
管路（２０）を有する、請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】前記流動管路（２０）の断面を６角形にし
た、請求項２に記載の分離装置。
【請求項４】前記流動管路（２０）の断面を円形にし
た、請求項２に記載の分離装置。
【請求項５】前記薄膜要素（１３）はクツシヨン薄膜か
らなる、請求項１〜４の少なくとも１つに記載の分離装
置。
【請求項６】前記薄膜要素（１３）は中空糸薄膜からな
る、請求項１〜４の少なくとも１つに記載の分離装置。
【請求項７】前記多数の薄膜要素（１３）をハウジング
（２１）の内部に配設した、請求項１〜６の少なくとも
１つに記載の分離装置。
【請求項８】前記薄膜要素（１３）の透過物排出口（１
３１）を、ハウジング（２１）の内部へ取外し可能に取
り付けた閉鎖要素（２２）に挿入支持した、請求項７に
記載の分離装置。
【請求項９】前記閉鎖要素（２２）は透過物流動管路
（２０）を有し、透過物（１７）が前記薄膜要素（１
３）の透過物排出口（１３１）から前記透過物流動管路
（２０）の内部へ流入し、さらに透過物流動管路（２
０）に連結した透過物排出口（１６）へ排出されるよう
に構成した、請求項８に記載の分離装置。
【請求項１０】前記閉鎖要素（２２）は流動管路（２
０）の数に対応して流動媒体（１１）のための多数の貫
流路（２２１）を有し、該貫流路（２２１）は閉鎖要素
（２２）を排出側（２３）から分離装置の内部空間（２
４）へ貫通する、請求項８，９の少なくとも１つに記載
の分離装置。
【請求項１１】前記貫流路（２２１）の排出側（２３）
の端部の断面は多角形、６角形または円形に、分離装置
の内部空間（２４）の端部の断面は多角形、６角形また
は円形に形成されている、請求項１０に記載の分離装
置。
【請求項１２】前記閉鎖要素（２２）は薄膜要素（１
３）を収納するための収納部分（２２２）と、収容部分
（２２２）に連結された分離すべき流動媒体（１１）を
供給するための供給部分（２２３）とから構成されてい
る、請求項８〜１１の少なくとも１つに記載の分離装
置。
【請求項１３】前記薄膜要素（１３）の基端固定部分は
収納部分（２２２）の内部に硬弾性の連結部材（２２
４）により支持され、分離装置の内部空間（２４）に接
する部分は薄膜要素（１３）の移動性を確保するための
軟弾性の連結部材（２２５）により支持される、請求項
１２に記載の分離装置。
【請求項１４】前記分離すべき流動媒体（１１）の流れ
の内部に配設したポンプを用いて、セミ・クロス・フロ
ー運転により前記流動媒体を分離装置（１０）の内部を
通過させるようにした、請求項１〜１３の少なくとも１
つに記載の分離装置。
【請求項１５】分離すべき流動媒体（１１）と空気を所
定の時間間隔をおいて分離装置（１０）の内部を通過さ
せるように構成した、請求項１〜１４の少なくとも１つ
に記載の分離装置。
【請求項１６】分離装置（１０）への空気および／また
は流動媒体（１１）の供給を周期的に行うように構成し
た、請求項１３に記載の分離装置。
【請求項１７】前記ハウジング（２１）は少なくとも媒
体供給側端部に開口部（２１０）を密閉する閉鎖要素
（２２）を備える、請求項７〜１６の少なくとも１つに
記載の分離装置。
【請求項１８】前記接続要素（２５）は分離すべき流動
媒体（１１）を通過させる通過口（２５０）を有する、
請求項１７に記載の分離装置。
【請求項１９】前記接続要素（２５）は少なくとも１つ
の透過物排出口（２５１）を有し、該透過物排出口（２
５１）は接続要素（２５）の内部に形成した少なくとも
１つの透過物排出口（１８）と連通可能である、請求項
１７，１８の少なくとも１つに記載の分離装置。
【請求項２０】多数の分離装置（１０）は互いに直列に
接続可能である、請求項１〜１９の少なくとも１つに記
載の分離装置。
【請求項２１】前記薄膜要素（１３）の内部空間（２
４）は、固定されてない部分の側面を閉鎖されている、
請求項１〜２０の少なくとも１つに記載の分離装置。
【請求項２２】前記薄膜要素（１３）の固定されてない
部分は流動媒体（１１）に対し相対移動可能である、請
求項１〜２１の少なくとも１つに記載の分離装置。
【請求項２３】前記薄膜分離体は流動媒体供給側（２
３）が正圧で、透過物側（１７）が負圧で運転されるよ
うに構成されている、請求項１〜２２の少なくとも１つ
に記載の分離装置。