CN202343103U - 中空纤维膜组件 - Google Patents
中空纤维膜组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202343103U CN202343103U CN 201120305582 CN201120305582U CN202343103U CN 202343103 U CN202343103 U CN 202343103U CN 201120305582 CN201120305582 CN 201120305582 CN 201120305582 U CN201120305582 U CN 201120305582U CN 202343103 U CN202343103 U CN 202343103U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hollow fiber
- hollow
- adhesively fixed
- layer
- fiber membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
本实用新型的目的在于提供一种中空纤维膜组件,该中空纤维组件可以延长中空纤维膜的寿命,并且能够稳定而持续地生成水质良好的水。该中空纤维膜组件具备收容中空纤维膜束(3)的壳(5)以及将中空纤维膜束(3)的两端部粘接固定在壳上的粘接固定层(7A、7B),还具备在中空纤维膜束(3)的两端部内设置的十字板(25A、25B)以及分别包围中空纤维膜束(3)的两端部的整流筒(27、28),十字板(25A、25B)包含在粘接固定层(7A、7B)内,整流筒(27、28)的一部分固定在粘接固定层(7A、7B)上,在粘接固定层(7A、7B)内,十字板(25A、25B)与整流筒(27、28)在中空纤维膜束(3)的长度方向上彼此分开。
Description
技术领域
本实用新型涉及以河流水和地下水等比较清澈的原水或超纯水等被处理水为对象进行除浊、除菌的过滤用膜组件,特别是涉及适合用作超纯水生产线中的保安过滤器的中空纤维膜组件。
背景技术
在用来制造半导体、显示元件等电子电器部件的制造所使用的超纯水的生产线中,即将把使用微滤过滤膜、离子交换树脂、反渗透过滤膜制造的超纯水供给到使用点(ユ一スポイント)之前,使用微滤过滤膜或超滤过滤膜进行过滤。该微滤过滤膜或超滤过滤膜担负保安过滤器的功能。作为该用途的过滤膜组件,主要使用向中空纤维膜的外侧供给原水并进行过滤的外压式过滤膜组件。
另一方面,近年来,随着制造规模的扩大,使用的超纯水量逐渐增加,超纯水制造设备也有大型化的倾向,因此强烈要求对该制造设备进行小型化。在这样的状况下,要求具有高过滤性能的组件,即要求每一个组件的过滤流量大,并且每单位容积的过滤量大的组件。
但是,就以往的外压式过滤膜组件而言,在增加供水量以增大每单位时间的处理量的情况下,水在膜组件内高速流动,由此引起中空纤维膜剧烈振动的现象。这种现象将成为出现如下问题的原因,即在长时间持续过滤的过程中,中空纤维膜彼此之间、中空纤维膜和组件内的构成构件之间发生摩擦而导致膜表面的细孔堵塞,致使透水性能降低,或者中空纤维膜破损导致过滤水的水质降低。作为防止这样的水流引起的中空纤维膜损坏的方法,提出了在壳和中空纤维膜束之间设置保护用整流筒的方法(参考专利文献1~3)。
另外,捆绑多根中空纤维膜形成中空纤维膜束,将中空纤维膜束收容在壳内并且通过粘接层固定中空纤维膜的两端时,中空纤维膜的密度分布容易产生偏移(偏り),如果在产生大的偏移的情况下形成中空纤维膜组件,则导致个体之间的处理能力差异变大,从而使品质管理变得困难。为了防止这样 的中空纤维膜的密度分布偏移,例如,在专利文献4中公开了如下中空纤维膜组件:通过将补强用肋条(插入物)插入到中空纤维膜束的端部,使中空纤维膜的密度分布均匀。
现有技术文件
专利文献
专利文献1:(日本)特开昭62-204804号公报
专利文献2:(日本)特公平07-102307号公报
专利文献3:(日本)特开2000-37616号公报
专利文献4:国际公开第97/10893号小册子
实用新型内容
实用新型要解决的问题
但是,在向中空纤维膜束的端部插入补强用肋条等,进而安装上述整流筒形成中空纤维膜组件的情况下,如果以高流量持续进行过滤,则会出现由于中空纤维膜的破损等而导致过滤水的水质下降的情况。
本实用新型以解决上述问题为目的,其目的在于提供一种延长中空纤维膜的寿命,并能够稳定而持续地生成水质良好的水的中空纤维膜组件及过滤方法。
解决问题的方法
为了探明上述中空纤维膜破损的原因,本实用新型的发明人等反复进行了深入的研究以及验证。结果确认:例如将传统的插入物插入到中空纤维膜束的端部,并且通过传统的整流筒包围该端部并粘接时,主要在从粘接层向整流筒内露出的中空纤维膜的根部产生破损。此外,在传统的中空纤维膜组件中,由于从包含在粘接层内的插入物到中空纤维膜的根部的距离非常短,因此在中空纤维膜的根部因受到插入物的影响而产生缝隙,在面对该缝隙的中空纤维膜上产生破损,本实用新型的发明人等获得上述见解后想到了本实用新型。
即,本实用新型提供的一种中空纤维膜组件,具备:由两端具有开口的多根中空纤维膜构成的中空纤维膜束,收容中空纤维膜束的壳,将中空纤维膜束的两端部粘接固定在壳上并且划分露出中空纤维膜的开口的第一区域 和夹着中空纤维膜并与第一区域连通的第二区域的粘接固定层,以及设置在壳上的流体出入口,该中空纤维膜组件的特征在于:其具备设置在中空纤维膜束的至少一侧的端部内以用于降低多根中空纤维膜的密度分布偏移的偏移限制构件,以及包围中空纤维膜束端部侧的一部分的整流筒,偏移限制构件包含在粘接固定层内,整流筒的一部分固定在粘接固定层上,在粘接固定层内,偏移限制构件和整流筒在中空纤维膜束的长度方向彼此分开。
在本实用新型中,由于在中空纤维膜束的一侧端部上设置有偏移限制构件,因此至少在一侧端部可以降低中空纤维膜的密度分布偏移,另外,通过使用整流筒包围中空纤维膜束的端部侧的一部分,可以在强烈振动中保护中空纤维膜。另外,在传统的中空纤维膜组件中,在整流筒内从粘接层突出的中空纤维膜的根部和插入物之间的距离非常短,夹着插入物相邻的中空纤维膜的端部之间的间隙在粘接层内不被吸收,从而产生显露直到中空纤维膜的根部、并导致中空纤维膜的密度变得部分稀疏的缝隙。在这种情况下,流经该缝隙的被处理水的流量局部增加,导致壳内的流量不均匀(偏流),从而向缝隙附近的中空纤维膜施加过多的载荷,结果诱发增加过滤流量而引起的破损。针对这样的问题,在本实用新型中,由于在粘接固定层内,偏移限制构件和整流筒在中空纤维膜束的长度方向上彼此分开,因此容易将中空纤维膜的根部和偏移限制构件之间的距离拉长,使得由偏移限制构件的设置引起的缝隙不易出现在中空纤维膜的根部,从而,即使增加过滤流量也不易产生破损。其结果,可以延长中空纤维膜的寿命,并能够稳定而持续地供给水质良好的水。
另外,优选粘接固定层具有:与露出中空纤维膜的开口的中空纤维膜束的端面构成同一面的外端面以及在整流筒内形成的内端面,偏移限制构件沿中空纤维膜束的长度方向延伸,并且具有与外端面构成同一面的外端部以及在粘接固定层内设置的内端部,从偏移限制构件的外端部到内端部的长度小于从其内端部到粘接固定层的内端面的长度。在粘接固定层内的区域中,与设置有偏移限制构件的靠近外端面的区域相比,与中空纤维膜的根部相近的靠近内端面的区域的厚度大,结果容易确保充分的距离使得由偏移限制构件的设置引起的缝隙不在中空纤维膜的根部产生,因此可以有效地抑制中空纤维膜的根部破损。
另外,优选偏移限制构件的高度除以粘接固定层的厚度得到的值在0.1 以上,并且小于0.5。如果该值在0.5以上,则推测受偏移限制构件的影响可能导致壳内的流动变得不均匀(偏流),另一方面,特别是在制造时,如果低于0.1,则无法充分发挥作为偏移限制构件的功能而导致中空纤维膜束散乱在壳内,并且在组装组件时难以以规定尺寸保持中空纤维膜束。
另外,优选在中空纤维膜束的两端部形成的两侧的粘接固定层内,分别包含有偏移限制构件,并且还分别固定有整流筒的一部分,在两侧的粘接固定层内,偏移限制构件和整流筒分别在中空纤维膜束的长度方向上彼此分开。通过两侧的偏移限制构件,可以在中空纤维膜束的两端部减少中空纤维膜的偏移,并且通过两侧的整流筒可以在强烈振动中保护中空纤维膜。进而,由于在两侧的粘接固定层内偏移限制构件和整流筒分别在中空纤维膜束的长度方向上彼此分开,因此在中空纤维膜束的两端部可以有效地抑制中空纤维膜的根部破损。
另外,偏移限制构件优选为沿中空纤维膜束的长度方向延伸的平板状。由于是平板状,因此容易对多根中空纤维膜进行面分隔,容易将多根中空纤维膜以均等的根数分割,从而可以有效地降低偏移。
另外,优选还具备在中空纤维膜束的外周上安装的网状的偏流抑制部。通过在中空纤维膜束的外周上安装偏流抑制部,多根中空纤维膜之间的间隙变小,从而可以抑制壳内的偏流。
另外,优选偏流抑制部在中空纤维膜束的外周卷绕而成,其卷绕数为一层。通过将卷绕数设为最低限度的一层,有助于抑制尺寸扩大。
另外,优选在整流筒上,避开出入口的对面侧并且沿圆周方向形成多个流路孔。如果在出入口的对面侧形成流路孔,则液体通过该流路孔后处于容易以高速流动的状态,因此推测对中空纤维膜的损坏增大,但如上述结构所示,避开出入口的对面侧,并沿着圆周方向形成多个流路孔,由此可以使通过出入口出入的流体迂回并从各流路孔容易出入,从而防止流体的速度局部变高。
另外,偏移限制构件优选避开出入口的对面侧设置在粘接固定层内。与偏移限制构件设置在出入口的对面侧的情况相比,可以抑制流体速度局部变高而对中空纤维膜造成损坏。
另外,本实用新型是使用上述各中空纤维膜组件的过滤方法,其特征在于:向第一区域及第二区域中的至少一个区域导入被处理水,将透过中空纤 维膜后的过滤水从另一区域排出。根据本实用新型,可以延长中空纤维膜的寿命,并能够稳定而持续地生成水质良好的水。
实用新型的效果
根据本实用新型,可以延长中空纤维膜的寿命,并能够稳定而持续地生成水质良好的水。
附图说明
[图1]是示出本实用新型的实施方式涉及的中空纤维膜组件的剖面图。
[图2]是放大示出本实施方式涉及的中空纤维膜组件的上端部的剖面图。
[图3]是放大示出本实施方式涉及的中空纤维膜组件的下端部的剖面图。
[图4]是放大示出中空纤维膜束的上端面的图。
[图5]是放大示出中空纤维膜束的下端面的图。
[图6]是为了制造中空纤维膜组件而事先组装的组件前体的分解立体图。
[图7]是中空纤维膜组件的分解立体图。
[图8]是示意性地示出过滤装置的视图。
[图9]是示意性地示出本实施方式涉及的中空纤维膜组件和比较例涉及的中空纤维膜组件的剖面图,(a)是示出本实施方式涉及的中空纤维膜组件的下部的纵剖面图,(b)是沿(a)的b-b线的剖面图,(c)是示出传统的中空纤维膜组件的下部的纵剖面图,(d)是沿(c)的d-d线的剖面图。
符号说明
1…中空纤维膜组件
2…中空纤维膜
P…中空纤维膜的开口
3…中空纤维膜束
5…壳
7A、7B…粘接固定层
19…上部喷嘴(流体的出入口)
21…下部喷嘴(流体的出入口)
10a、11a…管路(流体的出入口)
25A、25B…十字板(偏移限制构件)
25k、25s…偏移限制构件的外端部
25m、25t…偏移限制构件的内端部
27…标准孔板(通常目皿)(整流筒)
27b…流路孔
28…裙形孔板(スカ一ト目皿)(整流筒)
29…偏流抑制部
71、73…粘接固定层的外端面
72、74…粘接固定层的内端面
A1…第一区域
A2…第二区域
d1、d2…偏移限制构件和整流筒之间的分开宽度
具体实施方式
下面,参照附图对本实用新型的优选实施方式涉及的中空纤维膜组件进行说明。需要说明的是,本实用新型并不限定于下述实施方式,可以包括实现本实用新型的其他实施方式。
本实施方式涉及的中空纤维膜组件(参考图1)1用于超纯水制造用的过滤装置(参考图8)100中。例如,中空纤维膜组件1用于在即将把使用微滤过滤膜、离子交换树脂、反渗透膜制造的超纯水供给到使用点之前进行的外压式过滤中,其担负作为保安过滤器的功能。另外,中空纤维膜组件1是如下这样的组件:为了实现设备的小型化,要求高的过滤性能,即每一台的过滤流量大,并且每单位容积的过滤流量大的组件。
如图1~图3所示,中空纤维膜组件1具备:由两端具有开口P(参考图4)的多根中空纤维膜2构成的中空纤维膜束3、收容中空纤维膜3的壳5、将中空纤维膜束3的两端部粘接固定在壳5上并且划分露出中空纤维膜2的开口P的第一区域A1和夹着中空纤维膜2与第一区域A1连通的第二区域A2的粘接固定层7A、7B。
壳5具备筒状的壳本体9、安装在壳本体9上端的配管连接盖(下面,称 为“顶盖(ヘツダキヤツプ)”)10,以及安装在壳本体9下端的配管连接盖(下面,称为“底盖(ボトムキヤツプ)”)11。
壳本体9具备:安装顶盖10的顶部15、安装底盖11的底部17,以及在顶部15和底部17之间设置且与顶部15和底部17粘接成一体的躯干部13。在顶部15上设置有流体出入用上部喷嘴(流体的出入口)19,在底部17上设置有流体出入用下部喷嘴(流体的出入口)21,上部喷嘴19和下部喷嘴21被设置为向与壳本体9的轴线SL垂直的方向突出。
在顶盖10上设置有流体出入用管路(流体的出入口)10a,顶盖10通过盖形螺母23的拧紧固定在壳5的上端。此外,在底该11上也同样地设置有流体出入用管路(流体的出入口)11a,底盖11通过盖形螺母23的拧紧固定在壳本体9的下端。
在收容于壳5内的中空纤维膜3的下端部以及上端部的内部,设置有用于降低多根中空纤维膜2的密度分布偏移的偏移限制构件25A、25B。偏移限制构件25A、25B可以适当地选择例如板状或棒状(柱状)。在本实施方式中,偏移限制构件25A、25B插入在中空纤维膜束3的两端部,从而在中空纤维膜束3的两端部降低中空纤维膜2的密度分布偏移。需要说明的是,偏移限制构件25A、25B也可以采用仅插入在中空纤维膜束3的任一侧的端部的方式,即使是这样的方式,通过插入在任一侧的偏移限制构件25A、25B,在中空纤维膜束3的一侧的端部也可以降低中空纤维膜2的密度分布偏移。
在本实施方式中,作为板状偏移限制构件的一个例子,以两块矩形平板垂直交叉而形成剖面X形的十字板25A、25B为例进行说明。将十字板25A、25B配置为两块矩形平板的交线部分25b沿着中空纤维膜束3的长度方向延伸。十字板25A、25B具备从交线部分25b以放射状突出的四片板片部25a(参考图4及图5),中空纤维膜束3的上端部或下端部通过四片板片部25a大致均等地分成四份,从而矫正中空纤维膜2的密度分布偏移。
需要说明的是,十字板25A、25B避开上部喷嘴19或下部喷嘴21的对面侧设置在粘接固定层7A、7B内。具体来说,将各板片部25a的侧边缘25c错开上部喷嘴19或下部喷嘴21的中心线CL设置。
在中空纤维膜束3的两端部分别安装有整流筒27、28。设置整流筒27、28的目的在于在上部喷嘴19或下部喷嘴21的附近保持中空纤维膜束3和壳本体9的内表面之间的间隔。将整流筒27、28设计成包围中空纤维膜束 3的外周的筒状体,其一部分埋设在粘接固定层7A、7B中从而得到固定。在本实施方式中,通过整流筒27、28包围中空纤维膜束3的两端部,可以在过滤时产生的强烈振动中保护中空纤维膜2的两端部。需要说明的是,整流筒27、28也可以采用仅设置在中空纤维膜束3的任一侧的方式,在这种方式的情况下,通过在任一侧设置的整流筒27、28,可以在强烈振动中保护中空纤维膜2的一侧的端部。
上端部侧的整流筒27沿壳本体9的轴线SL方向(中空纤维膜束3的长度方向)的长度,优选从粘接固定层7A的内端面74延伸到超过上部喷嘴19的内侧开口19a的下方位置,优选具有通过面对开口19a来干涉流体的流动这样程度的长度。同样地,下端部侧的整流筒28的长度,优选从粘接固定层7B的内端面72延伸到超过下部喷嘴21的内侧开口21a的上方位置,优选具有通过面对开口21a来干涉流体的流动这样程度的长度。需要说明的是,在下面的说明中,将上部喷嘴19侧的整流筒作为标准孔板27来说明,将下部喷嘴21侧的整流筒作为裙形孔板28来说明。
标准孔板27为圆筒状,在一侧端部形成法兰部27a。为了将标准孔板27安装在壳本体9内的特定位置,法兰部27a与形成在顶部15的台阶部15a抵接而卡止。另外,在标准孔板27上沿圆周方向形成有流体通过的多个流路孔27b。多个流路孔27b避开标准孔板27的圆周方向的一部分区域(封闭区域)27c形成。
具体来说,在标准孔板27的横截面上,在占一周(360度)中的一定角度θ的范围(60度~120度)内未形成流路孔27b而形成封闭壁部27c。将标准孔板27设置为使封闭壁部27c面对上部喷嘴19的内侧的开口19a,并且使封闭壁部27c的中心附近与上部喷嘴19的中心线CL大体一致。结果,标准孔板27的流路孔27b实现避开上部喷嘴19的对面侧并且沿圆周方向形成多个流路孔27b的方式。通过在与上部喷嘴19面对的位置上设置封闭壁部27c,可以使被处理水边迂回边从上部喷嘴19排出,从而可以抑制局部产生高速流动,能够有效地抑制对中空纤维膜2的损坏,从而延长其寿命。
如图3所示,裙形孔板28为圆筒状,其下端部埋设在粘接固定层7B内由此得到固定。
另外,如图1及图6所示,在中空纤维膜束3的长度方向的中央部分的外周上卷绕安装有网状的偏流抑制部29。偏流抑制部29的卷绕数为一层, 一方面考虑抑制液体的偏流,另一方面考虑避免产生过度的流速阻力。另外,通过卷绕一层,还可以有效地抑制尺寸扩大。
如图1~图3所示,在壳5内的上下位置分别形成有粘接固定层7A、7B。上侧的粘接固定层7A在其内包含中空纤维膜束3的上端部的各个中空纤维膜2以及十字板25A并将它们粘着而实现一体化,进而将标准孔板27的上部埋设以实现一体化并固定在顶部15的壳本体9的内表面上。下侧的粘接固定层7B在其内包含中空纤维膜束3的下端部的各个中空纤维膜2以及十字板25B并将被它们粘着而实现一体化,进而将裙形孔板28的下部埋设以实现一体化并固定在底部17的内表面上。
通过上侧的粘接固定层7A和下侧的粘接固定层7B,壳5内划分出三个空间。在该三个空间中,形成在顶盖10内的空间和形成在底盖11内的空间是露出中空纤维膜2端部的开口P的第一区域A1,形成在下侧的粘接固定层7B和上侧的粘接固定层7A之间的壳本体9内的空间是夹着中空纤维膜2并与第一区域A1连通的第二区域A2。
在本实施方式涉及的中空纤维膜组件1中,假设进行外压过滤,例如利用下部喷嘴21作为被处理水的导入口,经由下部喷嘴21在第二区域A2内接受被处理水。此外,利用上部喷嘴19作为被处理水的循环用或被处理水的浓缩用排出口,通过第二区域A2内的被处理水从壳本体9排出。另一方面,透过中空纤维膜2的过滤水流到第一区域A1中,通过顶壳10及底壳11的各个管路10a、11a排出。
接下来,参考图6、图7对本实施方式涉及的中空纤维膜组件的制造方法进行说明。图6是为了制造中空纤维膜组件而事先组装的组件前体的分解立体图,图7是中空纤维膜组件的分解立体图。
组件前体50具备用于形成壳本体9的粘接固定层形成容器51。粘接固定层形成容器51具备:圆筒状的本体容器51a、在本体容器51a的上部液密地固定的上部容器(下面,称为“顶部容器”)51b,以及在本体容器51a的下部液密地固定的下部容器(下面,称为“底部容器”)51c。在顶部容器51b上设置有上部喷嘴19,在底部容器51c上设置有下部喷嘴21。顶部容器51b以收容有标准孔板27的状态液密地粘接固定在本体容器51a的上端部上,底部容器51c以收容有裙形孔板28的状态液密地粘接固定在本体容器51a的下端部上。
中空纤维膜束3通过捆绑多根中空纤维膜2而形成。在中空纤维膜束3的两端部插入定心用的插入体53。插入体53的剖面为X形,也具有矫正多根中空纤维膜2的密度分布偏移的功能。插入在上部和下部的插入体53在规定的位置被切断,结果,在制造中空纤维膜元件4时成为十字板25A、25B。
在中空纤维膜束3的外周上卷绕有网状的偏流抑制部29。中空纤维膜束3以在两端部插入有插入体53且卷绕有偏流抑制部29的状态插入到粘接固定层形成容器51中。在粘接固定层形成容器51的两端上分别盖有P盖55,中空纤维膜束3的两端抵接而设置在P盖55上。
在P盖55上形成有用于注入粘接剂的孔(粘接剂注入口)55a,规定的粘接剂从粘接剂注入口55a注入并形成粘接层。粘接层在规定的位置被切断,从而在制造中空纤维膜元件4时成为粘接固定层7A、7B。
粘接剂的注入和固化可以通过利用离心力的所谓离心粘接法进行,也可以通过在静置下强制地注入粘接剂并使其固化的所谓静置粘接法进行。在通过离心粘接法进行的情况下,能够使形成粘接固定层7A、7B时位于内侧表面的中空纤维膜2的外表面的包覆层均匀,并且难以引起膜断裂,因此优选离心粘接法。需要说明的是,在进行离心粘接法的情况下,以喷嘴朝上的状态水平地回转是常规的做法。此外,在进行离心粘接法的情况下,优选在固化反应进行到粘接剂不再流动的程度的阶段停止回转,然后,利用炉子等加温使反应进行到实用的固化状态为止。
顶部容器51b侧形成的粘接层的界面在上部喷嘴19的附近形成在未进入到上部喷嘴19的内侧的开口19a的位置。此外,底部容器51c侧形成的粘接层的界面在下部喷嘴21的附近形成在未进入下部喷嘴21的内侧的开口21a的位置。在制造中空纤维膜元件4时,顶部容器51b侧形成的粘接层的界面成为粘接固定层7A的下端面74。此外,在制造中空纤维膜元件4时,底部容器51c侧形成的粘接层的界面成为粘接固定层7B的上端面72。
需要说明的是,在本实施方式中,说明了顶部容器51b和P盖55以单独的个体形式构成、底部容器51c和P盖55以单独的个体形式构成的例子,但也可以将底部容器和P盖部分(端部容器部分),或者顶部容器和P盖部分(端部容器)构成作为一体形成的容器状。另外,就粘接剂而言,可以在端部容器部分预先设置粘接剂注入口,从该注入口注入粘接剂,也可以从底部、顶部的中空纤维膜束的靠近中央的开口端直接注入粘接剂。另外,也可以从 底部容器、顶部容器上设置的喷嘴直接注入粘接剂。
通过粘接剂的固化,中空纤维膜束3的端部、插入体53及各整流筒27、28被一体化,进一步经由粘接层将它们固定在粘接固定层形成容器51的内表面上,从而形成组件前体50。然后,在规定的位置部分地切断组件前体50的两端,从而形成中空纤维膜2的端部开口P,由此完成中空纤维膜元件4。
需要说明的是,在本实施方式中,说明了在粘接固定层形成容器51上粘着粘接层,并将该粘接固定层形成容器51直接用作壳本体9的方式,但对于例如芯(カ一トリツジ)型组件用的中空纤维膜组件的情况而言,也可以通过预先使粘接固定层形成容器51采用与固化后的粘接剂的粘接力弱的材质构成、并形成能够剥离的结构,从而在粘接剂固化后剥离除去粘接固定层形成容器51。
如图7所示,在中空纤维膜元件4的两端部形成有用于螺纹接合盖形螺母23的外螺纹。在中空纤维膜元件4的两端部上,分别隔着O环等密封构件12安装用于与配管连接的底盖11或顶盖10,并且通过盖形螺母23的紧固来完成中空纤维膜组件1。需要说明的是,本实施方式涉及的中空纤维膜组件1用于在外表面表皮层捕捉微粒的外压过滤,另外,过滤方式可以采用终端过滤(全量过滤)、横流过滤中的任一方式。
接下来,参照图8说明将本实施方式涉及的中空纤维膜组件1设置于超纯水制造用过滤装置100的方式的一个例子,进而说明使用本实施方式涉及的中空纤维膜组件1的过滤方法。需要说明的是,在该超纯水制造用过滤装置100中,假定在外压过滤中使用的横流过滤方式。
如图8所示,过滤装置100例如用作超纯水的保安过滤器,从下部喷嘴21向中空纤维膜2的外侧即第二区域A2供给被处理水,过滤到中空纤维膜2的内部(中空部)一侧,从中空纤维膜束3的两端部侧即第一区域A1排出过滤水(超纯水)。另外,循环水(浓缩水)通过上部喷嘴19从第二区域A2排出。
过滤装置100具备:与中空纤维膜组件1的下部喷嘴21连接用于供给被处理水的供给配管101、以及与上部喷嘴19连接用于送出循环水的循环配管102。并且,在供给配管101和循环配管102的中间设有压力计和各种阀101a、102a等。另外,过滤装置100具备:作为过滤水的流路的上部过滤水排出管103和下部过滤水排出管104。上部过滤水排出管103和下部过 滤水排出管104与过滤水的合流管105连接,合流管105与外部的配管(图中未示出)相连接。需要说明的是,在合流管105上设有压力计和各种阀105a等。
中空纤维膜组件1被纵向设置,使得收容有标准孔板27的上部喷嘴19一侧在上,上部喷嘴19与循环配管102连接,并且顶盖10的管路10a与上部过滤水排出管103连接。此外,下部喷嘴21与供给配管101连接,底盖11的管路11a与下部过滤水排出管104连接。
超纯水等被处理水从供给配管101通过下部喷嘴21在规定的压力下导入到中空纤维膜组件1的第二区域(一次侧的区域)A2中。在壳本体9内,导入的被处理水的一部分被中空纤维膜2过滤后到达中空部,作为过滤水移动到上方或下方。移动到上方或下方的过滤水,从中空纤维膜2的端部的开口P流到顶盖10或底盖11内的第一区域(二次侧的区域)A1,并通过各管路10a、11a、上部过滤水排出管103或者下部过滤水排出管104排出到合流管105中,通过外部配管来获取该过滤水。另一方面,未透过中空纤维膜2在壳本体9内的第二区域A2上升的被处理水,作为循环水从上部喷嘴19排出,并被送至循环配管102。
通过上述过滤方法,可以在不引起中空纤维膜2破损的情况下长期稳定地获得水质良好的过滤水。此外,优选一边使供给到的水量的约2~5%作为循环水从上部喷嘴19流出一边进行过滤运转。通过这样操作,使通过中空纤维膜2排除的微粒等排出到中空纤维膜组件1外,因此难以引起膜面的堵塞,可以在更长的时间内获得稳定的过滤水量。
此外,与底盖11连接的下部过滤水排出管104通过弯管竖起,同与顶盖10连接的上部过滤水排出管103合流。由于上下两侧的整流筒(裙形孔板28、标准孔板27)的结构不同,因此过滤水在中空纤维膜组件1内的流动阻力和在各个过滤水排出管103、104内的流动阻力相平衡,结果来自上部过滤水排出管103的过滤水量和来自下部过滤水排出管104的过滤水量基本相同。由此,不需要为了平衡从顶盖10及底盖11流出的过滤水量,而在各个过滤水排出管103、104中设置流量调节用阀,结果还具有可以减少阀的数量这一优点。需要说明的是,在超纯水的最终过滤器用途中,也可以采用如下方法:从下侧供给被处理水并向上侧导出过滤水,以免在配管中滞留空气。
接下来,更详细地说明本实施方式涉及的中空纤维膜组件1的下端部及 上端部结构,并进一步说明中空纤维膜组件1的效果。
如图2所示,上侧的粘接固定层7A具有:与中空纤维膜2的内部连通的开口P露出的中空纤维膜束3的端面构成同一面的上端面(外端面)73以及在标准孔板27内形成的下端面(内端面)74。标准孔板27的上部固定在粘接固定层7A上,十字板25A包含在粘接固定层7A内。在粘接固定层7A内,十字板25A和标准孔板27在中空纤维膜束3的长度方向上彼此分开。例如,在粘接固定层7A的厚度为55mm左右的通常的中空纤维膜组件1的情况下,该分开的尺寸d1可以为1mm~50mm,特别优选为20mm~45mm。
并且,十字板25A以包含在上侧的粘接固定层7A内的状态沿中空纤维膜束3的长度方向延伸,该十字板25A具有:与粘接固定层7A的上端面73构成同一面的上端部(外端部)25s和在粘接固定层7A内设置的下端部(内端部)。并且,从十字板25A的上端部25s到下端部25t为止的长度L1比从十字板25A的下端部25t到粘接固定层7A的下端面74为止的长度L2短。
如图3所示,下侧的粘接固定层7B具有:与中空纤维膜束3的端面构成同一面的下端面(外端面)71和在裙形孔板28内形成的上端面(内端面)72。裙形孔板28的下部固定在粘接固定层7B,十字板25B包含在粘接固定层7B内。并且,在粘接固定层7B内,十字板25B和裙形孔板28在中空纤维膜束3的长度方向上彼此分开。例如,在粘接固定层7B的厚度为55mm左右的通常的中空纤维膜组件1的情况下,该分开的尺寸d2可以为1mm~50mm,特别优选为20mm~45mm。
并且,十字板25B以包含在下侧的粘接固定层7B内的状态沿中空纤维膜束3的长度方向延伸,该十字板25B具有:与粘接固定层7B的下端面71构成同一面的下端部(外端部)25k和在粘接固定层7B内设置的上端部(内端部)25m。并且,从十字板25B的下端面25k到上端部25m为止的长度L3比从十字板25B的上端部到粘接固定层7B的上端面72为止的长度L4短。
并且,在本实施方式中,优选十字板25A、25B的高度(在中空纤维膜束3的长度方向的长度)除以粘接固定层7A、7B的厚度所得到的值,即偏移限制构件的高度/粘接固定层7A、7B的厚度在0.1以上且小于0.5的范围。
接下来,参考图9说明相对于粘接固定层7A、7B、标准孔板27、裙形孔板28,十字板25A、25B的尺寸和配置具有如上所述的构成时所取得的效果。需要说明的是,图9示出本实施方式涉及的中空纤维膜组件1和假定为 传统型的比较例涉及的中空纤维膜组件200,(a)是示意性地示出下侧的粘接固定层7B的纵剖面图,(b)是(a)的沿b-b线的示意剖面图,(c)是示意性地示出比较例涉及的中空纤维膜组件200的下侧的粘接层的纵剖面图,(d)是(c)的沿d-d线的示意剖面图。
本实用新型的发明人等将比较例涉及的中空纤维膜组件(下面,称为“比较例”)200设置在超纯水制造用过滤装置中,通过外压过滤实施了规定的水处理,结果发现,在较短的时间内产生了中空纤维膜201的断裂。在此,本实用新型的发明人等对该断裂部位B进行了检验,结果判定:在插入物202(偏移限制构件25A、25B)插入到中空纤维膜束内的方式中,中空纤维膜201的断裂部位B不是不规则地产生,而是在整流筒203内从粘接固定层7B突出的中空纤维膜201的根部发生(参考图9(c))。进一步判定:断裂部位B刚好在设置有棒状或板状的插入物202的正上方(或正下方)的附近(参考图9(d))。
于是,为了探明上述原因,对比较例200进行了检验,结果判定:在比较例200中,由于插入物202的尺寸较长,因此插入物202的上端到达整流筒203的附近,其结果导致中空纤维膜201的根部和插入物202之间的距离极短。进一步判定:在比较例200中,由于该距离较短,夹着插入物202邻接的中空纤维膜201之间的缝隙在粘接固定层205内不被吸收,从而产生显露直到中空纤维膜201的根部、并导致中空纤维膜201的密度变得稀疏的缝隙SL。由此,本实用新型的发明人推测可能是出现了下述情况:在外压过滤时,进入整流筒203内经过过滤的水中的流经该缝隙SL的流量局部增加,结果导致壳内的流动变得不均匀(偏流),缝隙SL附近的中空纤维膜201的振动变得剧烈从而被施加过大的载荷,因此,在增加过滤流量时变得易于产生破损。
在此,就为了延长上述的中空纤维膜201的根部和插入物202之间的距离而增加粘接层205的厚度的方式而言,由于这种方式也会对中空纤维膜201的透过性能产生影响,因此实际上较为困难。另外,由于插入物202除减少多根中空纤维膜201的偏移这样的效果之外,还具有减少粘接剂的投入量这样的效果,因此本领域技术人员通常不会想到缩短插入物202的尺寸的构思。
但是,本实用新型的发明人等着眼于上述课题进行了逆向思考,如图 9(a)、(b)所示,缩短了十字板(偏移限制构件)25A、25B的尺寸,进一步,考虑了相对于粘接固定层7A、7B和整流筒27、28的偏移限制构件25A、25B的尺寸和设置,结果可以在不降低过滤处理能力的情况下,消除了中空纤维膜2的根部的断裂,并且能够进一步显著地提高了中空纤维膜2的寿命。
也就是说,在本实施方式涉及的中空纤维膜组件1中,在下部侧的粘接固定层7B内,使偏移限制构件25B和裙形孔板(整流板)28在中空纤维膜束3的长度方向上彼此分开,此外,在上部侧的粘接固定层7A内,使偏移限制构件25A和标准孔板(整流板)27在中空纤维膜束3的长度方向上彼此分开,由此,延长中空纤维膜2的根部和偏移限制构件25A、25B之间的距离变得容易,因此,不易在中空纤维膜2的根部出现由偏移限制构件25A、25B的设置引起的缝隙,即使增加过滤流量,也难以产生破损。结果,可以延长中空纤维膜2的寿命,并且稳定而持续地供给水质良好的水。
并且,在本实施方式中,在粘接固定层7A、7B内的区域中,在设置有偏移限制构件25A、25B的靠近外端面71、73的区域的厚度变得比接近中空纤维膜2的根部的靠近内端面72、74的区域的厚度更小,结果,易于确保充分的距离使得由设置偏移限制构件25A、25B引起的缝隙不会在中空纤维膜2的根部产生,因此,变得易于有效地抑制中空纤维膜2的根部处的破损。
需要说明的是,在本实施方式中,偏移限制构件25A、25B的高度除以粘接固定层7A、7B的厚度得到的值,即偏移限制构件高度/粘接固定层厚度在0.1以上并且小于0.5的范围。其中,如果偏移限制构件高度/粘接固定层厚度在0.5以上,则推测受到偏移限制构件25A、25B的影响,可能会导致壳5内的流动不均匀(偏流)。另一方面,特别是在制造时,如果小于0.1,则无法充分发挥作为偏移限制构件25A、25B的功能,导致中空纤维膜束3在壳5内散乱,并且在组装组件时难以以规定的尺寸保持中空纤维膜束3。
另外,在本实施方式中,在下侧及上侧两侧的粘接固定层7A、7B内,分别包含有偏移限制构件25A、25B,并且整流筒27、28的一部分分别固定在粘接固定层7A、7B上,在两侧的粘接固定层7A、7B内,偏移限制构件25A、25B和整流筒27、28分别在中空纤维膜束3的长度方向上彼此分开。因此,通过两侧的偏移限制构件25A、25B,在中空纤维膜束3的两端部可以减少中空纤维膜2的偏移,并且通过两侧的整流筒27、28,可以在强烈 振动中保护中空纤维膜2。并且,由于在两侧的粘接固定层7A、7B内,偏移限制构件25A、25B和整流筒27、28分别在中空纤维膜束3的长度方向上彼此分开,因此在中空纤维膜束3的两端部可以有效地抑制中空纤维膜2的根部的破损。
并且,本实施方式涉及的偏移限制构件25A、25B为沿中空纤维膜束3的长度方向延伸的平板状的十字板25A、25B,因此,可以容易地对中空纤维膜2进行面分隔,易于将多根中空纤维膜2以均等的根数分割,从而可以有效地降低偏移。
并且,本实施方式涉及的中空纤维膜组件1具备在中空纤维膜束3的外周上安装的网状的偏流抑制部29,因此,多根中空纤维膜2之间的间隙变小,从而可以抑制壳5内的偏流。特别是,偏流抑制部29在中空纤维膜束3的外周上卷绕而安装,由于其卷绕数为最低限度的一层,因此有助于抑制尺寸扩大。
并且,在本实施方式涉及的通常板孔27上,避开上部喷嘴(出入口)19的对面侧,沿圆周方向形成多个流路孔27b。例如,如果在上部喷嘴(出入口)19的对面侧形成流路孔27b,则液体通过该流路孔27b处于容易高速流动的状态,因此推测对中空纤维膜2的损害增大。但是,在本实施方方式中,避开上部喷嘴19(出入口)的对面侧,沿着圆周方向形成多个流路孔27b,由此可以使被处理水从标准孔板27迂回并通过各流路孔27b从上部喷嘴19排出,从而可以防止被处理水在局部形成高速状态。
并且,本实施方式涉及的偏移限制构件25A、25B避开下部喷嘴(出入口)21或上部喷嘴(出入口)19的对面侧设置在粘接固定层7A、7B内。根据该方式,可以抑制被处理水局部高速流动而引起的对中空纤维膜2的损坏。
接下来,更详细地说明构成本实施方式涉及的中空纤维膜组件的各要素以及其变形例。
(中空纤维膜)
作为中空纤维膜,可以使用反渗透膜、纳米过滤膜、超滤过滤膜以及微滤过滤膜。对于中空纤维膜的材料没有特别限定,可以举出聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯)、乙烯-乙烯醇共聚物、纤维素、乙酸纤维素、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯等,另外,也可以使用上述 这些物质的复合材料。
另外,作为中空纤维膜的形状,优选内径50~3000μm,更优选500~2000μm,优选内径与外径之比(内/外径比)为0.3~0.8。
特别优选过滤能力高的膜,为了提高过滤速度,优选使用在0.1MPa、25℃的条件下具有0.8ml/min/cm2以上的过滤能力的中空纤维膜。需要说明的是,优选断裂强度、压缩强度高的材料,并且具有0.5MPa以上的耐压性的材料。
(偏移限制构件)
在上述实施方式中,举例示出了由十字板25A、25B构成的偏移限制构件,但是就偏移限制构件而言,例如可以采用截面形状为圆形、椭圆形,或者四边形、六边形等多边形,或者星形形状,或者偏移限制构件采用板状,在截面形状为圆形、椭圆形的情况下,从与中空纤维膜接触时不易损伤中空纤维膜这一点来看是有利的。
此外,在截面形状为圆形、椭圆、多边形的情况下,偏移限制构件的粗度在中空纤维膜的外径的5倍以上20倍以下,从容易控制中空纤维膜的密度分布这一点来看优选该粗度。需要说明的是,这里所称的“粗度”表示在偏移限制构件的长度方向上其截面面积最大部分的等效圆直径。其中,由于中空纤维膜的外径通常为0.6mm~2.5mm,因此具体来说偏移限制构件的粗度从3mm~50mm的范围选择,优选从3mm~30mm的范围选择,特别优选从5mm~20mm的范围选择。
另外,在偏移限制构件为板状的情况下,从与上述相同的理由即容易控制中空纤维膜的密度分布这一点来看,优选其平均厚度为中空纤维膜外径的3倍以上15倍以下。需要说明的是,优选使偏移限制构件的前端部分做成容易插入到中空纤维膜3内的锥形形状等。
作为偏移限制构件的材料,可以广泛使用高分子材料、无机材料、金属材料等,但对该材料没有特别限制,优选与构成粘接固定层的粘接剂之间的相容性好而能够期待充分的粘接效果,并且具有与粘接剂相比拉伸弹性模量相同或更高的材料。
(偏流抑制部)
就包覆中空纤维膜束的网状的偏流抑制部而言,对其材料没有特别限制,可以举出聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、 聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯)、乙烯-乙烯醇共聚物、纤维素、乙酸纤维素、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物等,或者还可以使用这些物质的复合材料。
需要说明的是,如果考虑在中空纤维膜束上的安装,偏流抑制部优选聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物等。
(粘接固定层)
粘接固定层通过规定的粘接剂的注入和固化来形成。作为该粘接剂,优选环氧树脂、聚氨酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、硅树脂等高分子材料。其中,由于用于超纯水制造,因此考虑到过滤水的水质(粘接剂的溶出物引起的杂质、总有机物成分(通常所称的TOC成分)),在上述材料中特别优选环氧树脂。
此外,通过这些粘接剂形成的粘接固定层7A、7B需要具有能够耐受使用中产生的压差的耐压性,为此,优选具有适当的硬度。另一方面,为了更长时间切实地防止由物理清洗时等流体的流动导致的中空纤维膜的断裂,优选使用具有适当的柔软度的粘接剂。
实施例
在下面的实施例及比较例中,作为中空纤维膜,使用聚砜制超滤过滤膜和组件容器。其特性如下所述。
[聚砜制超滤过滤膜]
内径/外径:0.6mm/1.0mm,
外表面积换算短纤维透水量:500LMH(膜有效长度5cm时的测定值),
断裂强度:5.5MPa,
断裂伸长率:80%。
中空纤维膜的透水量是25℃的超滤过滤水从长度50mm的中空纤维膜的内表面透过到外表面时的过滤水量(LMH)。在进行透水量的计算时,用外表面换算了有效膜面积。对于中空纤维膜的断裂强度及断裂伸长率,使用(株)岛津制作所制的Autograph AGS-5D,在样品的长度30mm、拉伸速度50mm/分钟的条件下进行了测定。
断裂强度(MPa)是每一根中空纤维膜断裂时的荷重除以拉伸前的膜的截面积而计算出的值。断裂伸长率(%)是达到断裂时的拉伸长度与原有长度之比。
[中空纤维膜组件制作所使用的容器大小]
作为筒状容器,使用了如下所示规格的透明聚砜制容器。
过滤区域的圆筒部内径/外径:154mm/170mm,
喷嘴部的圆筒部内径/外径:162mm/183mm,
喷嘴的内径:58mm,
筒状容器的长度/喷嘴的中心间距离:1050mm/872mm。
[过滤评价方法和泄漏检查方法]
使用图1所示的过滤装置,以外压过滤方式进行运转。在实施评价之前,按照以下的方法进行泄露检查。
即,在取下两端的配管连接用盖后,将组件浸渍在水槽中使内部充满纯水。接下来,利用栓栓住一侧的喷嘴从而形成密闭状态,其它的喷嘴与空气配管连接。缓慢施加气压使压力升至0.1MPa,观察组件两端确认是否有气泡持续地从中空部放出。
[实施例1]
使用聚砜制的中空类膜11600根,使用PE制网(Takiron制,商标名Trical net)将全部的膜作成1束,并收纳在透明的聚砜制壳内,使用将两端部通过环氧树脂固定而制成的中空纤维膜组件进行过滤运转。
在中空纤维膜束的端部,使用将与形成粘结固定层的环氧树脂同样组成的材料作成高63mm、宽138mm、厚5mm的十字形状(十字板)作为偏移限制构件。此外,十字板避开下部喷嘴或上部喷嘴的对面侧设置在粘接固定层内。
需要说明的是,十字板与整流筒之间分开的距离为22mm,粘接层内十字板的高度为23mm,从粘接固定层的内端面到十字板的距离为28mm。
在过滤装置的规定的配管上安装中空纤维膜组件,过滤了作为非处理水的超纯水。该超纯水是对河流水使用微滤过滤膜、反渗透膜以及离子交换树脂进行处理并进行UV杀菌处理后制造的。
此时,调节泵出口阀的开度使向中空纤维膜组件供给的被处理水的流量达到25m3/h。
在进行1个月过滤运转时停止运转,使用气体,利用外压实施了泄漏检查(保持0.1MPa/2分钟),但是未观察到气体从组件切断端面漏出。
分解该膜组件取出中空纤维膜,利用SEM观察外表面,结果未观察到擦伤等异常。此外,测定了单纤维的透水量,结果为480L/h/m2/100kPa,几乎无变化。
此外,拔出粘接固定层的界面部(内端面)附近的中空纤维膜束,观察界面,结果确认中空纤维膜束未留下十字板的痕迹(未受到影响)。
需要说明的是,将粘接固定层分割成一半,测定了偏移限制构件高度/粘接固定层厚度,结果为23/55=0.42。
[实施例2]
使用与实施例1同样的聚砜制中空纤维膜11600根,使用PE制网将全部膜作成1束,并收纳在透明的聚砜制壳内,制作将两端部通过环氧树脂固定的中空纤维膜组件,并进行了过滤运转。
在中空纤维膜束的端部,使用将与形成粘接固定层的环氧树脂同样组成的材料作成高48mm、宽138mm、厚5mm的十字形状作为偏移限制构件。此外,十字板避开下部喷嘴或上部喷嘴的对面侧设置在粘接固定层内。
需要说明的是,十字板与整流筒之间分开的距离为47mm,粘接层内十字板的高度为8mm,从粘接固定层的内端面到十字板的距离为52mm。
在过滤装置的规定的配管上安装中空纤维膜组件,过滤作为非处理水的超纯水。该超纯水是对河流水使用微滤过滤膜、反渗透膜以及离子交换树脂进行处理并进行UV杀菌处理后制造的。
此时,调节泵出口阀的开度使向中空纤维膜组件供给的被处理水的流量达到25m3/h。
在进行1个月过滤运转时停止运转,使用气体,利用外压实施了泄漏检查(保持0.1MPa/2分钟),未观察到气体从组件切断端面漏出。
分解该膜组件取出中空纤维膜,利用SEM观察外表面,结果未观察到擦伤等异常。此外,测定了单纤维透水量,结果为480L/h/m2/100kPa,几乎无变化。
此外,拔出粘接固定层的界面部(内端面)附近的中空纤维膜束,观察界面,结果确认中空纤维膜束未留下十字板的痕迹(未受到影响)。
需要说明的是,将粘接固定层分割成一半,测定了偏移限制构件高度/ 粘接固定层厚度,结果为8/55=0.15。
[比较例1]
除了在中空纤维膜束的端部,使用将与形成粘结固定层的环氧树脂同样组成的材料作成高85mm、宽138mm、厚5mm的十字形状作为柱状插入物之外,使用与实施例1同样的中空纤维膜组件,仅从该组件的下侧端面供给原水并进行了过滤。
需要说明的是,十字板与整流筒之间分开的距离为10mm,粘接层内十字板的高度为45mm,从粘接固定层的内端面到十字板的距离为15mm。
在进行1个月过滤运转时进行冲洗操作,之后停止运转。使用气体,利用外压实施了泄漏检查(保持0.1MPa/2分钟),此时观察到了从组件切断端面漏出气体的多根(30根)膜。
分解该膜组件取出中空纤维膜,利用SEM观察外表面,结果未观察到擦伤等异常。此外,测定了单纤维透水量,结果为480L/h/m2/100kPa,几乎无变化。
此外,拔出粘接固定层的界面部(内端面)附近的中空纤维膜束,观察界面,结果确认中空纤维膜束留下了柱状插入物的痕迹。需要说明的是,将粘接固定层分割成一半,测定了插入物高度/粘接固定层厚度,结果为45/55=0.82。
工业实用性
根据本实用新型的中空纤维膜组件及使用该中空膜纤维组件的外压过滤方法,由于结构构件、制造工艺基本没有变化,因此不仅未增加生产成本,还提供了能够延长寿命的中空纤维膜组件。根据使用该中空纤维膜组件的外压过滤方法,可以长期稳定地制造水质优异的过滤水,特别适合用作超纯水制造设备的保安过滤器。另外,该中空纤维膜组件也可以用作注射用水制造设备中的热原除去用过滤器。
Claims (11)
1.一种中空纤维膜组件,其具备:
由两端具有开口的多根中空纤维膜构成的中空纤维膜束、
收容所述中空纤维膜束的壳、
将所述中空纤维膜束的两端部粘接固定在所述壳上、并且划分下述第一区域和下述第二区域的粘接固定层,所述第一区域中露出所述中空纤维膜的所述开口,所述第二区域夹着所述中空纤维膜并与所述第一区域连通,以及
设置在所述壳上的流体出入口,
其特征在于,所述中空纤维膜组件具备:
设置在所述中空纤维膜束的至少一侧的端部内以用于降低所述多根中空纤维膜的密度分布产生偏移的偏移限制构件,以及
包围所述中空纤维膜束的所述端部侧的一部分的整流筒,
所述偏移限制构件包含在所述粘接固定层内,
所述整流筒的一部分固定在所述粘接固定层上,
在所述粘接固定层内,所述偏移限制构件和所述整流筒在所述中空纤维膜束的长度方向彼此分开。
2.如权利要求1所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
所述粘接固定层具有:与露出所述中空纤维膜的开口的所述中空纤维膜束的端面构成同一面的外端面以及在所述整流筒内形成的内端面,
所述偏移限制构件沿所述中空纤维膜束的长度方向延伸,并且具有与所述外端面构成同一平面的外端部以及在所述粘接固定层内设置的内端部,
从所述偏移限制构件的所述外端部到所述内端部的长度小于从所述内端部到所述粘接固定层的所述内端面的长度。
3.如权利要求1所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
所述偏移限制构件的高度除以所述粘接固定层的厚度得到的值在0.1以上,并且小于0.5。
4.如权利要求2所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
所述偏移限制构件的高度除以所述粘接固定层的厚度得到的值在0.1以上,并且小于0.5。
5.如权利要求1~4中任一项所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
在所述中空纤维膜束的两端部形成的两侧的所述粘接固定层内,分别包含有所述偏移限制构件,并且还分别固定有所述整流筒的一部分,在两侧的所述粘接固定层内,所述偏移限制构件和所述整流筒分别在所述中空纤维膜束的长度方向上彼此分开。
6.如权利要求1~4中任一项所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
所述偏移限制构件为沿所述中空纤维膜束的长度方向延伸的平板状。
7.如权利要求5所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
所述偏移限制构件为沿所述中空纤维膜束的长度方向延伸的平板状。
8.如权利要求1所述的中空纤维膜组件,其特征在于,该中空纤维膜组件还具备在所述中空纤维膜束的外周上安装的网状的偏流抑制部。
9.如权利要求8所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
所述偏流抑制部在所述中空纤维膜束的外周上卷绕而成,其卷绕数为一层。
10.如权利要求1所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
在所述整流筒上,避开所述出入口的对面侧并且沿圆周方向形成多个流路孔。
11.如权利要求1所述的中空纤维膜组件,其特征在于,
所述偏移限制构件避开所述出入口的对面侧设置在所述粘接固定层内。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010-187575 | 2010-08-24 | ||
JP2010187575A JP5512464B2 (ja) | 2010-08-24 | 2010-08-24 | 中空糸膜モジュール、及びろ過方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN202343103U true CN202343103U (zh) | 2012-07-25 |
Family
ID=45900973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201120305582 Expired - Lifetime CN202343103U (zh) | 2010-08-24 | 2011-08-22 | 中空纤维膜组件 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5512464B2 (zh) |
CN (1) | CN202343103U (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104703674A (zh) * | 2012-08-10 | 2015-06-10 | 宇部兴产株式会社 | 气体分离膜组件 |
CN104772041A (zh) * | 2014-01-10 | 2015-07-15 | 旭化成化学株式会社 | 中空纤维膜组件及过滤方法 |
CN110052060A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-26 | 杭州科百特过滤器材有限公司 | 一种中空纤维脱气膜组件 |
CN110234419A (zh) * | 2017-01-31 | 2019-09-13 | 东丽株式会社 | 中空纤维膜组件 |
CN110290856A (zh) * | 2017-02-10 | 2019-09-27 | 旭化成株式会社 | 中空纤维膜组件及过滤方法 |
CN113557077A (zh) * | 2019-03-12 | 2021-10-26 | 旭化成株式会社 | 过滤方法、海水淡化方法、淡水制造方法、中空纤维膜组件以及海水淡化系统 |
CN114867547A (zh) * | 2019-12-19 | 2022-08-05 | 旭化成株式会社 | 中空纤维膜组件及其制造方法 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013146821A1 (ja) * | 2012-03-30 | 2015-12-14 | 東レ株式会社 | 中空糸膜モジュール |
JP6015285B2 (ja) * | 2012-09-21 | 2016-10-26 | 宇部興産株式会社 | 中空糸エレメントおよびそれを備えたガス分離膜モジュール |
KR101382473B1 (ko) | 2012-11-07 | 2014-04-21 | 주식회사 휴비스 | 중공사 분리막 모듈의 유체 분배 장치 |
KR101487765B1 (ko) * | 2013-12-20 | 2015-01-29 | 주식회사 휴비스 | 회전융착에 의해 체결된 수처리 모듈 |
KR101674730B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2016-11-10 | 주식회사 휴비스워터 | 수처리 모듈 |
KR101674733B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2016-11-11 | 주식회사 휴비스워터 | 수처리 모듈 |
KR101694801B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2017-01-11 | 주식회사 휴비스워터 | 수처리 모듈 |
KR101644558B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2016-08-02 | 주식회사 휴비스워터 | 수처리 모듈 |
KR101674729B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2016-11-10 | 주식회사 휴비스워터 | 수처리 모듈 |
KR101667851B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2016-10-20 | 주식회사 휴비스워터 | 수처리 모듈 |
KR101703674B1 (ko) * | 2015-05-22 | 2017-02-08 | 한국과학기술연구원 | 중공사막 모듈 및 이를 위한 중공사막 모듈 하우징 |
JP6628352B2 (ja) * | 2015-08-17 | 2020-01-08 | 旭化成株式会社 | 中空糸膜モジュール |
KR101816206B1 (ko) * | 2015-09-24 | 2018-01-08 | 롯데케미칼 주식회사 | 중공사막 모듈 |
KR101777314B1 (ko) * | 2015-09-24 | 2017-09-11 | 롯데케미칼 주식회사 | 중공사형 막 모듈 |
JP6725238B2 (ja) * | 2015-12-04 | 2020-07-15 | 旭化成株式会社 | 外圧式中空糸膜モジュールおよびその製造方法 |
JP6751818B2 (ja) * | 2017-06-20 | 2020-09-09 | 旭化成株式会社 | 中空糸膜モジュールおよびろ過方法 |
JP7016331B2 (ja) * | 2018-05-28 | 2022-02-04 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | 限外ろ過膜モジュール及び限外ろ過膜モジュールを用いた超純水製造方法 |
JP7443761B2 (ja) * | 2019-12-25 | 2024-03-06 | 東洋紡エムシー株式会社 | 中空糸膜モジュール |
JP7476462B2 (ja) * | 2019-12-25 | 2024-05-01 | 住友電工ファインポリマー株式会社 | 脱気用中空糸膜モジュールの製造方法及び脱気用中空糸膜モジュール |
-
2010
- 2010-08-24 JP JP2010187575A patent/JP5512464B2/ja active Active
-
2011
- 2011-08-22 CN CN 201120305582 patent/CN202343103U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104703674B (zh) * | 2012-08-10 | 2017-08-15 | 宇部兴产株式会社 | 气体分离膜组件 |
CN104703674A (zh) * | 2012-08-10 | 2015-06-10 | 宇部兴产株式会社 | 气体分离膜组件 |
CN104772041A (zh) * | 2014-01-10 | 2015-07-15 | 旭化成化学株式会社 | 中空纤维膜组件及过滤方法 |
US9802842B2 (en) | 2014-01-10 | 2017-10-31 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Hollow fiber membrane module and filtering method |
US11090610B2 (en) | 2017-01-31 | 2021-08-17 | Toray Industries, Inc. | Hollow fiber membrane module |
CN110234419B (zh) * | 2017-01-31 | 2021-09-24 | 东丽株式会社 | 中空纤维膜组件 |
CN110234419A (zh) * | 2017-01-31 | 2019-09-13 | 东丽株式会社 | 中空纤维膜组件 |
CN110290856A (zh) * | 2017-02-10 | 2019-09-27 | 旭化成株式会社 | 中空纤维膜组件及过滤方法 |
US11273412B2 (en) | 2017-02-10 | 2022-03-15 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Hollow fiber membrane module and filtration method |
CN113557077A (zh) * | 2019-03-12 | 2021-10-26 | 旭化成株式会社 | 过滤方法、海水淡化方法、淡水制造方法、中空纤维膜组件以及海水淡化系统 |
CN113557077B (zh) * | 2019-03-12 | 2023-09-12 | 旭化成株式会社 | 过滤方法、海水淡化方法、淡水制造方法、中空纤维膜组件以及海水淡化系统 |
CN110052060A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-26 | 杭州科百特过滤器材有限公司 | 一种中空纤维脱气膜组件 |
CN110052060B (zh) * | 2019-04-24 | 2022-07-01 | 杭州科百特过滤器材有限公司 | 一种中空纤维脱气膜组件 |
CN114867547A (zh) * | 2019-12-19 | 2022-08-05 | 旭化成株式会社 | 中空纤维膜组件及其制造方法 |
CN114867547B (zh) * | 2019-12-19 | 2025-01-24 | 旭化成株式会社 | 中空纤维膜组件及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012045453A (ja) | 2012-03-08 |
JP5512464B2 (ja) | 2014-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202343103U (zh) | 中空纤维膜组件 | |
US20100224548A1 (en) | Screen-Like Object Made of Hollow Fibers, a Method of Manufacturing a Hollow Fiber Bundle, a Cylindrical Module of Hollow Fiber Membrane, and an Immersion Type Module of Hollow Fiber Membrane | |
CN103153444B (zh) | 中空纤维膜组件以及使用该中空纤维膜组件的过滤方法及超纯水制造系统 | |
JP6276037B2 (ja) | 中空糸膜モジュール、及びろ過方法 | |
KR101302800B1 (ko) | 나권형 역삼투막 | |
JP2002306931A (ja) | 付着によって大きな障害を受ける工程に用いるための特殊な中空糸膜モジュールおよびその製造 | |
US20140174998A1 (en) | Filtration assembly including multiple modules sharing common hollow fiber support | |
CN104394966A (zh) | 中空丝膜模组 | |
JP6607038B2 (ja) | 中空糸膜モジュールおよび中空糸膜モジュールの製造方法 | |
JP6130739B2 (ja) | 圧縮空気用フィルタ装置 | |
US20090301959A1 (en) | Hollow Fibers, A Method of Manufacturing a Hollow Fiber Bundle, A Cylindrical Module of Hollow Fiber Membrane, and an Immersion Type Module of Hollow Fiber Membrane | |
KR101908704B1 (ko) | 중공사 막 모듈 | |
TW201012539A (en) | Immersion type hollow filament-membrane module | |
US20080116128A1 (en) | Hollow Fiber Membrane Cartridge | |
KR101625603B1 (ko) | 중공사막 고정모듈 및 이를 구비한 정수 장치 | |
CN103826730B (zh) | 用于过滤膜的集流管和包括该集流管的过滤膜组件 | |
WO2011150210A2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
WO2011150206A2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
CN202237813U (zh) | 集散型中空纤维膜柱式膜组件滤芯 | |
CN202460484U (zh) | 易组装可集成增强型外压中空纤维膜组件 | |
WO2012133068A1 (ja) | 中空糸膜モジュール | |
US20190070562A1 (en) | External-pressure type hollow fiber membrane module | |
JP4934978B2 (ja) | 中空糸膜モジュール | |
KR20150031066A (ko) | 중공사막 필터 및 그 제조 방법 | |
JP5076569B2 (ja) | 液体分離膜モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160422 Address after: Tokyo, Japan, Japan Patentee after: Asahi Kasei Kogyo K. K. Address before: Tokyo, Japan, Japan Patentee before: Asahi Kasei Chemical K. K. |
|
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120725 |