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【発明の名称】 浄水モジュール
【発明者】 【氏名】馬場 幸一

【氏名】山田 英樹

【氏名】白土 雅孝

【氏名】田村 真紀夫

【要約】 【課題】ケーシングとキャップとの間の液密状態を向上することが可能な浄水モジュールを提供する。

【構成】本発明に係る浄水モジュールは、筒状に形成され外周面に少なくとも一つの開口を有するケーシング本体11、及びケーシング本体11の軸方向端部の少なくとも一方に設けられた第1のフランジ部12を有するケーシング1と、ケーシング内に配置される浄水用分離膜4と、ケーシングの軸方向の少なくとも一方の端部を塞ぐとともに、第1のフランジ12と対応する第2のフランジ部22を有するキャップ2,3と、第1及び第2のフランジ部12,22の間に配置され、両者を液密に接続するシール部材6と、第1及び第2のフランジ部を挟持するクランプ継手7とを備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筒状に形成され外周面に少なくとも一つの開口を有するケーシング本体、及び前記ケーシング本体の軸方向端部の少なくとも一方に設けられた第1のフランジ部を有するケーシングと、
前記ケーシング内に配置される浄水用分離膜と、
前記ケーシングの軸方向の少なくとも一方の端部を塞ぐとともに、前記第1のフランジと対応する第2のフランジ部を有するキャップと、
前記第1及び第2のフランジ部の間に配置され、両者を液密に接続するシール部材と、
前記第1及び第2のフランジ部を挟持する挟持手段と
を備えている、浄水モジュール。
【請求項2】
前記ケーシング本体の軸方向の端面が前記第2のフランジ部に当接し、
前記第1のフランジ部が、前記第2のフランジ部と軸方向に所定間隔をおいた状態で前記ケーシング本体の外周面に固着される、請求項1に記載の浄水モジュール。
【請求項3】
前記第1のフランジ部において前記キャップと対向する軸方向の端面、及び前記第2のフランジ部において前記ケーシングと対向する軸方向の端面の少なくとも一方には、前記ケーシングの内部側に切欠部が形成されており、
前記切欠部に前記シール部材が配置される、請求項1に記載の浄水モジュール。
【請求項4】
前記シール部材は、軸方向の両端部に径方向内方に突出する一対の突出部を有している、請求項1から3のいずれかに記載の浄水モジュール。
【請求項5】
前記一対の突出部のうち少なくとも一方は、非圧縮状態で軸方向の外側に向けて傾斜している、請求項4に記載の浄水モジュール。
【請求項6】
前記シール部材に沿って配置される非伸縮性の支持部材をさらに備えている、請求項1から5のいずれかに記載の浄水モジュール。
【請求項7】
前記第1のフランジ部は、前記ケーシング本体の外周面と端面とを覆う断面L字型の壁面を有している、請求項1から6のいずれかに記載の浄水モジュール。
【請求項8】
前記ケーシング本体が繊維強化樹脂により形成されている、請求項1から7のいずれかに記載の浄水モジュール。
【請求項9】
前記第1及び第2のフランジ部がステンレスにより形成されている、請求項1から8のいずれかに記載の浄水モジュール。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、浄水用の分離膜を内蔵する浄水モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、浄水用の分離膜モジュールは、家庭用のみならず、工業用等、種々の用途で用いられている。特に、工業用で用いる場合、モジュールを大型化する必要があるが、その際には、モジュール自体の強度が問題になる。そこで、例えば、特許文献1には、次のようなモジュールが記載されている。すなわち、モジュールを円筒状のケーシングと、その両端部を塞ぐキャップとから構成している。そして、ケーシングの端部に形成されたフランジとキャップに形成されたフランジとを当接させ、これらをクランプ式シール継手で挟持することでモジュールを液密に保っている。さらに、このモジュールでは、ケーシングとキャップの材質、及び両者のフランジの厚みが異なるように構成している。この構成により、例えば、キャップをステンレスで形成して剛性を高める一方、ケーシングを合成樹脂で形成して軽量化することを可能としている。また、ケーシングを構成する材料の強度が低くても、フランジを厚くすることで強度不足を補うようにしている。
【特許文献1】特許第3529450号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記モジュールでは、ケーシングとキャップにフランジを形成し、これらをクランプ式シール継手で挟持することで液密を保っているが、モジュールが大型化すると、内部に作用する圧力も大きくなる。そのため、単に挟持強度を高めるだけでは、液密を保つのが困難になり、液漏れが発生するという問題が考えられる。
【0004】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ケーシングとキャップとの間の液密状態を向上することが可能な浄水モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る浄水モジュールは、上記問題を解決するためになされたものであり、筒状に形成され外周面に少なくとも一つの開口を有するケーシング本体、及び前記ケーシング本体の軸方向端部の少なくとも一方に設けられた第1のフランジ部を有するケーシングと、前記ケーシング内に配置される複数の中空糸膜と、前記ケーシングの軸方向の少なくとも一方の端部を塞ぐとともに、前記第1のフランジ部と対応する第2のフランジ部を有するキャップと、前記第1及び第2のフランジ部の間に配置され、両者を液密に接続するシール部材と、前記第1及び第2のフランジを挟持する挟持手段とを備えている。
【0006】
この構成によれば、ケーシング及びキャップに形成されたフランジ部の間にシール部材を配置した上で、両フランジ部を挟持しているため、シール部材が圧縮された状態でケーシング及びキャップの間に配置される。そのため、圧縮されたシール部材がケーシング及びキャップに密着し、両者の隙間を確実に埋めることができる。その結果、ケーシング及びキャップ間の液密性を確実に向上することができる。
【0007】
上記モジュールにおいて、ケーシング本体の軸方向の端面を第2のフランジ部に当接させ、第1のフランジ部を、第2のフランジ部と軸方向に所定間隔をおいた状態でケーシング本体の外周面に固着することができる。この構成によれば、両フランジ間の隙間を一定にすることができるため、その間に配置されるシール部材には、常に一定の圧力が作用する。そのため、シール部材に作用する負荷の変動がないため、シール部材の劣化を防止することができる。その結果、液密性を長く維持することができる。
【0008】
両フランジ部の間に隙間を形成するには、上記構成以外にも、例えば、両フランジ部間にスペーサを設ければよい。スペーサとしては、別個の部材を準備してもよいし、フランジ部に突出部を設ける等、種々のものを選択できる。
【0009】
また、シール部材を配置する隙間の幅を一定にするには、例えば、次のように構成することもできる。すなわち、第1のフランジ部においてキャップと対向する軸方向の端面、及び第2のフランジ部においてケーシングと対向する軸方向の端面の少なくとも一方に、ケーシングの内部側に切欠部を形成し、この切欠部にシール部材を配置すればよい。
【0010】
上記シール部材は、ケーシング及びキャップの断面形状に合わせて矩形状、環状、多角形状等に形成することができる。このとき、軸方向の両端部に径方向内方に突出する一対の突出部を形成することが好ましい。このように構成すると、ケーシングの内圧を突出部間の凹部に作用させることができる。これにより、凹部に作用する圧力が両突出部を軸方向の外側に向けて押圧するため、シール部材とケーシング及びキャップとの密着性がさらに向上し、液密性を確実に向上することができる。
【0011】
また、突出部の少なくとも一方が、非圧縮状態で軸方向の外側に向けて傾斜していることが好ましい。このようにすると、ケーシングとキャップとを接続する際、傾斜した突出部を押し込みながらケーシングとキャップとの間にシール部材を挟むので、シール部材との密着性をさらに向上することができる。
【0012】
上記モジュールにおいては、シール部材に沿って配置される非伸縮性の支持部材を設けることが好ましい。その理由は、以下の通りである。すなわち、上記シール部材には、ケーシングの内部から内圧が作用するため、径方向外方に向かう力が作用する。そのため、シール部材がケーシングとキャップとの間から径方向にはみ出してしまう恐れもある。そこで、上記のように支持部材を設けると、支持部材が非伸縮性であるため、それ自身が延びることはなく、シール部材が径方向に移動するのを防止することができる。なお、支持部材は、シール部材の形状に合わせて、環状、矩形状等種々の形状にすることができる。また、シール部材の内部に埋め込むこともできるし、シール部材の径方向の外周面に沿って配置することもできる。或いは、シール部材の内部と径方向外方の両方に設けることもできる。また、支持部材は、例えば、金属線によって構成することができる。
【0013】
上記モジュールにおいて、第1のフランジ部を、ケーシング本体の外周面と端面とを覆う断面L字型の壁面を有するように構成することができる。このような構成によれば、フランジ部が2つの面でケーシング本体に固定されるため、挟持手段により大きな力が作用したり、複数の方向から力が作用しても、フランジ部をケーシングに対して強固に固定することができる。
【0014】
上記モジュールにおいて、ケーシング本体を繊維強化樹脂により形成すると、モジュールの軽量化を図ることができる。このとき、液密性を向上するには、第1及び第2のフランジ部をステンレスにより形成して剛性を高めることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る浄水モジュールによれば、ケーシングとキャップとの間の液密状態を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明に係る浄水モジュールの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る浄水モジュールの一部断面図であり、同図の上側のみ断面を示している。
【0017】
図1に示すように、この浄水モジュールは、円筒状のケーシング1と、その軸方向の端部を塞ぐ一対のキャップ2,3とを備えている。各キャップ2,3は、半球状のキャップ本体21,31と、このキャップ本体21,31の周縁部に取り付けられたフランジ部(第2のフランジ部)22とで構成されている。そして、図1の下側のキャップ3には処理対象となる水の流入孔33が形成されるとともに、上側のキャップ2には水の流出孔23が形成されている。
【0018】
一方、ケーシング1は、円筒状のケーシング本体11と、その軸方向の両端部に取り付けられたフランジ部(第1のフランジ部)12とで構成されている。フランジ部12は、ケーシング本体11の外周面に固着されており、これによって、フランジ部12の上面と、ケーシング本体11の上端面とが同一平面を形成している。また、ケーシング本体11には、複数の公知の中空糸膜4が軸方向に延びるように配置されており、この中空糸膜4によって水の浄化が行われる。浄化された水は、ケーシング本体11の上端及び下端近傍の外周面に形成された各排出孔13,14から排出される。
【0019】
各中空糸膜4の長さは、ケーシング本体11とほぼ同じであり、その上端部及び下端部が樹脂5によりケーシング本体11に固定されている。つまり、複数の中空糸膜4の隙間、及び中空糸膜4とケーシング本体11の内壁面との隙間に樹脂5が充填され、これによって中空糸膜4を固定している。このように、中空糸膜4は、上端部及び下端部のみが樹脂5で固定されているため、それ以外の中間部分が浄水機能を果たす。
【0020】
次に、図2を参照しつつケーシングとキャップとの接続部分について詳細に説明する。図2はキャップとケーシングの接続部分の拡大断面図である。同図では、浄水モジュールの上側の接続部分のみを説明するが、下側の接続部分も同様の構成である。
【0021】
図2に示すように、ケーシング1のフランジ12は、径方向外方に裾広がりに傾斜する傾斜面121を有しており、断面が略直角形状に形成されている。この傾斜面121の途中には、段部123が形成されており、後述するクランプ継手(把持手段)7が取り付けられる。一方、キャップ2のフランジ22は、断面矩形状に形成され、径方向外方の面には裾広がりのテーパ状の傾斜面223が形成され、この傾斜面223にクランプ継手が取り付けられる。また、各フランジ12,22のケーシング1またはキャップ2と対向する対向面122,222は、平坦に形成されている。
【0022】
ケーシング1のフランジ12とキャップ2のフランジ22との間には、環状のシール部材6が介挿されている。より詳細には、シール部材6は、断面矩形状に形成され、各フランジ12,22の対向面122,222のほぼ全面に亘ってシール部材6が当接している。つまり、シール部材6の径方向内方の面がケーシング1の内部を臨み、径方向外方の面がケーシング1の外部を臨むように配置されている。そして、シール部材6を圧縮するように、両フランジ12,22がクランプ継手7によって挟持されている。シール部材6は、弾性体で形成されており、ケーシング1の内部を臨む面において、軸方向の両端に径方向内方に突出する一対の突出部61が形成されている。これにより、両突出部61の間には、環状の凹部62が形成される。また、シール部材6の内部には、環状の金属芯材(支持部材)63が埋め込まれている。つまり、金属芯材63は、シール部材61の長さ方向に沿って埋め込まれている。
【0023】
上記モジュールにおいては、強度確保の観点からキャップ2及び各フランジ12,22をステンレス等の金属で構成することが好ましい。一方、ケーシング本体11は、軽量化の観点から、繊維強化プラスチック等で構成することが好ましい。
【0024】
次に、上記モジュールの使用方法について説明する。まず、ケーシング1の下側の排出孔14を閉じ、上側の排出孔13のみを開口しておく。そして、処理対象となる水を下側のキャップ3の流入孔33からケーシング1内に圧送する。キャップ3内に流入した水は各中空糸膜4の内部に流入する。こうして、中空糸膜4内に流入した水は、内圧により、上端に行くまでに、その外周面から浸みだし、膜を径方向に通過する過程において不純物が取り除かれて浄化される。中空糸膜4から浸みだした水は、ケーシング1内に貯まっていき、上側の排出孔13から排出される。また、中空糸膜4の外周面からしみ出さなかった水は、上側のキャップ2の流出孔23から流出する。そして、浄水作業の終了後、下側の排出孔14を開口すれば、ケーシング1内に貯まった水を排水することができる。
【0025】
以上のように、本実施形態によれば、ケーシング1及びキャップ2に形成されたフランジ12,22の間にシール部材6を配置した上で、両フランジ12,22を挟持しているため、シール部材6が圧縮された状態でケーシング1及びキャップ2の間に配置される。そのため、圧縮されたシール部材6がケーシング1及びキャップ2に密着し、両者の隙間を確実に埋めることができる。その結果、ケーシング1及びキャップ2間の液密性を確実に向上することができる。
【0026】
特に、本実施形態では、シール部材6の軸方向の両端部に径方向内方に突出する一対の突出部61を形成しているため、ケーシング1の内圧を突出部61間の凹部62に作用させることができる。これにより、凹部62に作用する圧力が両突出部61を軸方向の外側に向けて押圧するため、シール部材6とケーシング1及びキャップ2との密着性がさらに向上し、液密性を確実に向上することができる。また、シール部材6に金属芯線63が埋め込まれているため、ケーシング1の内圧によってシール部材6が径方向外方へ押圧されたとしても、金属芯線63により、シール部材6が移動するのを防止することができる。これは、金属芯線63が非伸縮性を有し、伸びないことによる。
【0027】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ケーシング本体11の外周面にフランジ部12を固定しているが、例えば、図3のように固定することもできる。すなわち、フランジ部12における径方向内方を向く面に、ケーシング本体11の外周面111と端面112とを覆う断面L字型の壁面124を形成することができる。こうすることで、フランジ部12が2つの面でケーシング本体11に固定されるため、クランプ継手7により大きな力が作用したり、複数の方向から力が作用しても、フランジ部12をケーシング1に対して強固に固定することができる。
【0028】
また、図4のように構成することもできる。同図に示すように、この例では、図2の状態から、フランジ部12を、ケーシング本体11の端面から所定長さだけ軸方向にずらせた位置に配置している。これにより、フランジ部12の対向面122とケーシング本体11の外周面111とで断面L字型の段部が形成される。そして、キャップ2のフランジ部22が、ケーシング本体11の端面112に当接するので、両フランジ部12,22の間には、シール部材6が配置される隙間が形成される。この隙間の長さsは、非圧縮状態のシール部材6の厚みよりも小さくする必要がある。
【0029】
この構成によれば、両フランジ部12,22の隙間を一定にすることができるため、その間に配置されるシール部材6には、一定の圧力が作用する。そのため、シール部材6に作用する負荷の変動がなく、シール部材6の劣化を防止することができる。その結果、液密性を長く維持することができる。
【0030】
また、図5に示すように、構成することもできる。同図に示すように、ケーシング1のフランジ部12においてキャップと対向する軸方向の端面122、及びキャップ2のフランジ部22においてケーシング1と対向する軸方向の端面222に、ケーシング1の内部側に開口する切欠部124,224を形成する。そして、切欠部同士が対向して形成される隙間に、シール部材6を配置する。この隙間の幅は、上記したように、非圧縮状態のシール部材6の厚みよりも小さくする。この構成においても、シール部材6が配置される隙間の幅が一定であるので、上記効果を得ることができる。なお、切欠部は、ケーシング側、またはキャップ側のいずれか一方の形成することもできる。
【0031】
シール部材6の構成は、上記したもの以外でもよく、例えば、図6に示すように、一方の突出部61を外側に傾斜させたものを用いてもよい。こうすることで、ケーシング1とキャップ2とを接続する際、傾斜した突出部61を押し込みながらケーシング1とキャップ2との間にシール部材6を挟むので、シール部材6との密着性をさらに向上することができる。勿論、両方の突出部61を外側に傾斜させることもできる。
【0032】
さらに、図7に示すように、シール部材6の外周面に、補強用のバックアップリング(支持部材)8を設けることもできる。バックアップリング8を設けることで、シール部材6が内圧によりケーシング1から外部へはみ出すのを防止することができる。バックアップリング8を構成する材料としては例えば、PTFE、ポリアミド樹脂、ステンレス、繊維強化プラスチック等がある。また、より高圧で使用する際にはバックアップリング8を複数個重ねて使用したり、異種材料のバックアップリングを複数個用いることもできる。なお、バックアップリング8を用いる場合、想定される内圧により、シール部材1に金属芯材を設けてもよいし、設けなくてもよい。キャップの装脱着の際のシール部材6の脱落や歪みを防止する観点から、シール部材6をフランジ部12または22にパテや粘着剤等を用いて固定することも本発明の範囲内である。
【0033】
また、両フランジ部12,22を挟持する手段としては、上述したクランプ継手以外であっても、両フランジを強固に挟持できれば、特には限定されない。例えば、Vバンドカップリング、サニタリークランプバンド等を用いることもできる。
【0034】
上記実施形態では、分離膜として、中空糸膜を用いているが、これ以外の分離膜を用いることもでき、例えば、平膜、管状膜などを用いることができる。
【0035】
また、上記実施形態では、上下の各キャップ2,3に水の流通孔23,33を設けているが、水が流入する流入孔のみを設けることもできる。これは、例えば、比較的汚れの少ない水が対象となり、導入した水のすべてを浄化しようとする場合が対象となる。このとき、一方のキャップに孔を形成しないようにすることもできるし、キャップを設けず、ケーシング1の一端を予め閉じたものとすることもできる。
【0036】
また、ケーシング1の外周面に形成される排出孔13,14も、2つでなく、水抜き用の排出孔14を形成しないようにすることもできるし、或いは、必要に応じて3個以上の排出孔を形成することもできる。
【0037】
上記実施形態では、内圧ろ過型浄水モジュールの一実施形態について説明したが、もちろん外圧ろ過型浄水モジュールにも本願発明を好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明に係る浄水モジュールの一実施形態を示す一部断面図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】図1の浄水モジュールの他の例を示す要部拡大図である。
【図4】図1の浄水モジュールのさらに他の例を示す要部拡大図である。
【図5】図1の浄水モジュールのさらに異なる他の例を示す要部拡大図である。
【図6】図1の浄水モジュールで用いられるシール部材の他の例を示す断面図である。
【図7】図3から図5の浄水モジュールにバックアップリングを取り付けた例を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【0039】
1 ケーシング
11 ケーシング本体
12 フランジ部(第1のフランジ部)
2,3 キャップ
21 キャップ本体
22 フランジ部(第2のフランジ部)
4 中空糸膜(分離膜)
6 シール部材
7 クランプ継手(狭持手段)

【出願人】 【識別番号】000003160
【氏名又は名称】東洋紡績株式会社
【識別番号】000004400
【氏名又は名称】オルガノ株式会社
【出願日】 平成18年7月4日(2006.7.4)
【代理人】 【識別番号】100065215
【弁理士】
【氏名又は名称】三枝 英二

【識別番号】100076510
【弁理士】
【氏名又は名称】掛樋 悠路

【識別番号】100124039
【弁理士】
【氏名又は名称】立花 顕治


【公開番号】 特開2008−12414(P2008−12414A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−184833(P2006−184833)