JP3180639B2 - 気体分離膜モジュール - Google Patents
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Description
離膜を利用して液体中の溶存気体を分離除去する真空脱
気装置に使用される気体分離膜モジュールの構造に関す
るものである。
における赤水防止対策として、脱気装置が用いられるよ
うになってきている。また、ボイラ,温水器および冷却
器等の冷熱機器類への給水ライン中にも、これら機器類
の内部腐食の防止を目的として脱気装置が組み込まれて
いる。
膜を用いたものが、装置のコンパクトさ、取扱いの簡便
さから多用されている。この種の脱気装置は、使用機器
等への給水ライン中に中空糸状気体分離膜等の気体分離
膜を収納してなる気体分離膜モジュールを接続し、この
気体分離膜モジュール内に原水を通水し、この通水過程
において前記気体分離膜モジュール内を真空引きして、
原水中の溶存気体を分離除去する構成となっている。前
記気体分離膜モジュールは、中空糸状気体分離膜の集合
体からなるモジュール本体の両端部にモジュールキャッ
プをそれぞれ嵌着して形成されている。
て、原水中の溶存気体からの分離除去は、気体分離膜モ
ジュール内に原水を通水し、この通水過程において前記
気体分離膜モジュール内を真空引きすることによって行
う。この原水中の溶存気体の分離除去を連続して行う
と、原水中の鉄分,マンガン,泥および藻等が中空糸状
気体分離膜の集合体からなるモジュール本体の端部(流
体流入口側)に付着し、時間とともに前記モジュール本
体の端部において前記鉄分等は成長する。一般に、前記
脱気装置においては、前記鉄分等の付着,成長を防止す
るために、前記脱気装置の手前にフィルタを装備してい
るが、イオン状あるいはフィルタのろ過精度よりも小さ
いものは、フィルタを透過しモジュール本体の端面に付
着し、それが成長し中空糸状気体分離膜の入口を閉塞し
てしまう。このような閉塞(目詰まり)が発生すると、
前記脱気装置における処理水の流量が低下し、前記脱気
装置全体としての効率も低下する。また、前記モジュー
ル自体の寿命も短くなる。
の端部への鉄分等の付着,成長を防止することを解決課
題とするものである。
解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明
は、中空糸状気体分離膜の集合体により構成されたモジ
ュール本体と、該モジュール本体の両端部にそれぞれ嵌
着されたモジュールキャップとよりなり、該両モジュー
ルキャップにそれぞれ流体流入口および流体流出口を設
けてなる気体分離膜モジュールにおいて、前記モジュー
ル本体と前記両モジュールキャップとの間に空間部をそ
れぞれ形成し、該両空間部内に多数の粒状遊動体をそれ
ぞれ収容したことを特徴とし、請求項2に記載の発明
は、前記粒状遊動体が前記両空間部のうちの少なくとも
流体流入側の空間部内に収容されていることを特徴と
し、また請求項3に記載の発明は、前記流体流入口およ
び前記流体流出口に前記粒状遊動体の流出防止手段を設
けたことを特徴とし、さらに請求項4に記載の発明は、
前記流体流入口および前記流体流出口を前記両モジュー
ルキャップの中心部からそれぞれ偏倚して設けたことを
特徴としている。
ュールは、中空糸状気体分離膜の集合体からなるモジュ
ール本体,モジュールキャップ,粒状遊動体および流出
防止手段により構成されている。具体的には、前記モジ
ュール本体の両端部に前記モジュールキャップを嵌着
し、それらの間に粒状遊動体を収容し、前記モジュール
キャップの流体流入口および流体流出口に前記流出防止
手段を設ける構造となっている。
溶存気体除去処理を行う場合、原水は、前記一方のモジ
ュールキャップから流入され、前記モジュール本体を通
過し、前記他方のモジュールキャップから流出される。
前記モジュール本体通過の際に、このモジュール本体内
を真空引きして、原水中の溶存気体は分離除去される。
等が混入している場合がある。脱気装置においては、前
記鉄分等を除去するために、前記脱気装置の手前にフィ
ルタを装備している。しかし、イオン状あるいはフィル
タのろ過精度よりも小さい前記鉄分等は、前記フィルタ
を透過しモジュール本体の端面に付着,成長し、中空糸
状気体分離膜の入口を閉塞してしまう。
おいては、前記モジュール本体と前記モジュールキャッ
プとの間に多数の粒状遊動体を介在させているので、原
水が前記モジュールキャップを通って前記モジュール本
体に流入する際、前記粒状遊動体が旋回し、この粒状遊
動体が前記モジュール本体の端面に接触する。前記のご
とく粒状遊動体がモジュール本体の端面に接触しながら
旋回するので、前記モジュール本体端面への鉄分等の付
着を防止するとともに、何らかの原因でモジュール本体
の端面に鉄分等が付着したとしても、付着した鉄分等を
除去する。また、前記モジュールキャップに設けられて
いる流体流入口および流体流出口に、前記粒状遊動体よ
りも小さい目を有する流出防止手段を設ける構造とした
ので、前記モジュールキャップ外への流出が防止され
る。
いて詳細に説明する。まず、この発明の第一実施例を示
す図1について説明すると、図1は、この発明に係る気
体分離膜モジュールの構造を概略的に示す断面説明図で
ある。図1において、この発明に係る気体分離膜モジュ
ールは、中空糸状気体分離膜1,モジュールケース2,
およびモジュールキャップ5により構成されている。具
体的には、前記中空糸状気体分離膜1の集合体を前記モ
ジュールケース2に収容してモジュール本体4とし、該
モジュール本体4の両端部に前記モジュールキャップ5
をそれぞれ嵌着し、前記モジュール本体4と前記各モジ
ュールキャップ5との間に適宜な空間部10をそれぞれ
形成している。そして、この両空間部10内には、前記
モジュール本体4の端面を洗浄するための粒状遊動体8
が多数収容されている。この粒状遊動体8は、プラスチ
ックビーズのように、比較的比重が軽いものが好適であ
り、その形状としては、球状,米粒状,円柱状等に形成
されたものが適用される。
ュールキャップ5に設けられた流体流入口6から流入
し、モジュール本体4の中空糸状気体分離膜1を通過す
る際に、溶存気体が分離され、他方のモジュールキャッ
プ5に設けられている流体流出口7から処理水(脱気
水)として流出する。前記溶存気体の分離は、前記モジ
ュールケース2に設けられている抽気孔3に水封式真空
ポンプ等(図示省略)の真空引きを行うための装置を接
続し、原水が前記中空糸状気体分離膜1を通過している
ときに、前記水封式真空ポンプ等で真空引きすることに
よって行われる。
ルキャップ5内を介して中空糸状気体分離膜1に流入す
る際、前記モジュールキャップ5と前記モジュール本体
4との間に形成された空間部10内に収容された粒状遊
動体8は、流入した原水により遊動旋回する。前記粒状
遊動体8が前記空間部10内で遊動旋回することによ
り、前記粒状遊動体8は前記モジュール本体4の端面に
接触する。したがって、前記粒状遊動体8が前記モジュ
ール本体4の端面に接触することにより、前記モジュー
ル本体4の端面への鉄分等の付着を防止するとともに、
何らかの原因で前記モジュール本体の端面に付着した鉄
分等を除去する。
流体流出口7を通って気体分離膜モジュール外に流出す
る際に、前記処理水により、モジュール本体4とモジュ
ールキャップ5との間に形成された空間部10内に収容
された粒状遊動体8が遊動旋回する。この粒状遊動体8
の遊動旋回により、処理水流出側においても原水流入側
と同様に、前記モジュール本体4の端面への鉄分等の付
着を防止するとともに、何らかの原因で前記モジュール
本体4の端面に付着した鉄分等を除去する。
について説明する。この実施例は、前記モジュールキャ
ップ5に設けられている流体流入口6および流体流出口
7の大きさと、前記粒状遊動体8の大きさとを比較し、
前記粒状遊動体8が前記流体流入口6および前記流体流
出口7から流出するおそれのある程に小さい場合、金網
などの流出防止手段9を前記流体流入口6および前記流
体流出口7にそれぞれ設けた構成である。
前記粒状遊動体8と前記流体流入口6および前記流体流
出口7とのバランスに拘泥することなく、すなわち前記
粒状遊動体8の流出を気にせず、前記粒状遊動体8の粒
径と前記流体流入口6および前記流体流出口7の各口径
をより良い効果を得ることができる値に設定することが
できる。
手段9として金網を用いる構成について説明したが、こ
の発明はこれに限定されるものではなく、たとえばスポ
ンジ等を用いる構成も、実施に応じて好適である。
について説明する。前記両実施例において、前記モジュ
ールキャップ5に設けた流体流入口6および流体流出口
7は、前記両モジュールキャップ5の外周部における中
心部に接続するものとして図示し説明したが、この第三
実施例にあっては、前記流体流入口6および前記流体流
出口7をそれぞれ中心部から偏倚した位置に設けたもの
として実現している。すなわち図3においては、円形の
前記モジュールキャップ5に対して、接線方向から接続
した構造のものを図示している。この構成によれば、前
記モジュールキャップ5によって画成された空間部10
内における前記粒状遊動体8の遊動旋回力が向上し、前
記モジュール本体4の端面の鉄分等の除去および付着防
止を効率良く達成することができる。尚、前記両モジュ
ールキャップ5が矩形のものであっても、前記両流入出
口6,7を中心部から偏倚した位置にそれぞれ設けるこ
とにより、前記粒状遊動体8の遊動旋回力が向上する。
0内にそれぞれ収容する前記粒状遊動体8の量は、前記
両空間部10の容積(前記モジュール本体4の直径,前
記モジュールキャップ5の直径および深さ等)と、前記
粒状遊動体8の大きさとにより決定される。具体的に
は、前記粒状遊動体8が前記空間部10内において効率
良く遊動旋回し、前記モジュール本体4の端面に均一に
接触するのに必要な量として決定される。
内に流入する流体により粒状遊動体が旋回し、その粒状
遊動体がモジュール本体の端面に接触するので、モジュ
ール本体端面への鉄分等の付着を防止するとともに、何
らかの原因でモジュール本体の端面に付着した鉄分等を
除去することが可能となる。また、モジュールキャップ
に設けられている流体流入口および流体流出口に流出防
止手段を設けた構成としたので、空間部に収容された粒
状遊動体がモジュールキャップ外へ流出することを防止
することができる。さらに、両モジュールキャップの流
体流入口および流体流出口が偏倚した位置に設けられて
いるので、モジュールキャップ内,すなわち空間部内に
おける粒状遊動体の遊動旋回力が上昇し、モジュール本
体端面の鉄分等の除去および付着防止を効率良く達成す
ることができる。
ールの概略的な断面説明図である。
ールの概略的な断面説明図である。
キャップの概略的な断面説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 中空糸状気体分離膜1の集合体により構
成されたモジュール本体4と、該モジュール本体4の両
端部にそれぞれ嵌着されたモジュールキャップ5,5と
よりなり、該両モジュールキャップ5にそれぞれ流体流
入口6および流体流出口7を設けてなる気体分離膜モジ
ュールにおいて、前記モジュール本体4と前記両モジュ
ールキャップ5との間に空間部10,10をそれぞれ形
成し、該両空間部10内に多数の粒状遊動体8をそれぞ
れ収容したことを特徴とする気体分離膜モジュール。 - 【請求項2】 前記粒状遊動体8が前記両空間部10の
うちの少なくとも流体流入側の空間部10内に収容され
ていることを特徴とする請求項1に記載の気体分離膜モ
ジュール。 - 【請求項3】 前記流体流入口6および前記流体流出口
7に前記粒状遊動体8の流出を防止する流出防止手段9
を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2のい
ずれかに記載の気体分離膜モジュール。 - 【請求項4】 前記流体流入口6および前記流体流出口
7を前記両モジュールキャップ5の中心部からそれぞれ
偏倚して設けたことを特徴とする請求項1から請求項3
のいずれか1つに記載の気体分離膜モジュール。
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