JP2007190547A - スパイラル型膜モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】膜エレメント同士を簡易に連結でき、しかも運転時に連結の緩みや外れが生じないスパイラル型膜モジュールを提供する。
【解決手段】有孔の中心管３のまわりに膜と流路材が多層に巻き付けられたスパイラル膜エレメント２０が、連結機構Ｊを介して複数直列に連結されて圧力容器１０内に収容されているスパイラル型膜モジュールにおいて、前記連結機構Ｊは、前記膜エレメント２０の上流側端部又は下流側端部の一方に設けられて、上流側端又は下流側端の他方に係合可能な係合部９ｄを有する可動部材Ｍを備えると共に、その可動部材Ｍは、前記圧力容器１０の内壁１０ａに当接して前記係合部９ｄによる係合をロックする当接部９ｃを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体中に溶存等している成分を分離するためのスパイラル膜エレメントが連結機構を介して複数連結されて、圧力容器内に収容されているスパイラル型膜モジュールに関する。

スパイラル型膜モジュールは、一般的に、複数のスパイラル膜エレメントが連結されて、圧力容器内に収容されている構造を有する（例えば、特許文献１参照）。この分離膜エレメントは、その基本構造として、有孔の中心管の周囲に、供給側流路材を膜の分離層側に挟み込んだ二つ折りの膜リーフ、及びこれに隣り合う透過側流路材とからなる分離膜ユニットの単数又は複数の積層体を巻き付けた構造を有する。

図２０は、従来の分離膜モジュールのエレメント連結部の断面図を示すものである。この図に示すように、分離膜ユニット３２の両端には、テレスコープ防止部材３６、３７が設けられている。分離膜ユニット３２の外側にはＦＲＰ（外装材）３１が巻き付けられている。ＦＲＰ３１は、これを硬化することにより、分離膜ユニット３２及びテレスコープ防止部材３６、３７と一体となっている。

テレスコープ防止部材３６、３７には、それぞれハブ板３６ａ、３７ａが設けられている。実際に流体分離を行う際には、その供給側と濃縮側の圧力差に起因する力が、分離膜エレメントの供給側から濃縮側の向きに作用する。この力は濃縮側に設けられているテレスコープ防止部材３６で支持している。これにより、分離膜ユニット３２がテレスコープ現象を起こすのを防止する。更に、前記テレスコープ防止部材３７には、供給液シール部材３８を把持する機能も有する。供給液シール部材３８は、圧力容器３９とＦＲＰ３１との間の間隙をシールする。

分離膜ユニット３２同士を直列に連結する場合、中心管３３に内挿可能な接続管としてのカプラー３４が中心管３３に内挿されて両者は接続される。中心管３３の両端付近に於ける内周面には、Ｏリング３５がそれぞれ設けられている。また、カプラー３４の両端付近には、前記Ｏリング３５を保持可能な環状の溝４０が設けられている。この構造の分離膜モジュールによると、テレスコープ現象の低減が図れる。

しかしながら、分離膜エレメント同士は固定されていないため、運転の起動時および停止時には、相互に軸方向に相対変位を生じ、Ｏリング３５が中心管３３の内面と摺動し易い。これにより、Ｏリング３５の摩耗が起こる結果、供給側から透過側ヘリークを生じ、水質が悪化するリスクがある。また、カプラー３４の内径ｒは中心管３３の内径Ｒよりも小さい為、該カプラー３４が透過液の流れに対し抵抗になっている。その結果、透過側流路の圧力損失が大きいという問題があった。

このような問題を解消するべく、下記の特許文献２には、中心管の端部の突き合わせ面にＯリングを保持すると共に、テレスコープ防止部材（キャップ）のハブに係合部を設けて、エレメント同士を締め付けることでＯリングを圧縮可能なエレメントの連結構造が開示されている。この連結構造によると、エレメント同士の相対変位を防止することでＯリングの摩耗を防止でき、透過側流路の圧力損失を低減できる。

しかしながら、この連結構造では、運転の開始又は停止操作による圧力変化などによって係合部が緩まないようにする必要があり、テレスコープ防止部材の係合部を緩みにくくするほど、係合連結の操作や連結解除の操作が煩雑になるという問題があった。

特開平１１−２６７４６９号公報 特開２００４−５３６７０３号公報

そこで、本発明の目的は、膜エレメント同士を簡易に連結でき、しかも運転時に連結の緩みや外れが生じないスパイラル型膜モジュールを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明のスパイラル型膜モジュールは、有孔の中心管のまわりに膜と流路材が多層に巻き付けられたスパイラル膜エレメントが、連結機構を介して複数直列に連結されて圧力容器内に収容されているスパイラル型膜モジュールにおいて、前記連結機構は、前記膜エレメントの上流側端部又は下流側端部の一方に設けられて、上流側端又は下流側端の他方に係合可能な係合部を有する可動部材を備えると共に、その可動部材は、前記圧力容器の内壁に当接して前記係合部による係合をロックする当接部を有することを特徴とする。

本発明によると、隣接する膜エレメント同士の相対変位を抑制する連結機構として、係合部を有する可動部材を備え、その可動部材が圧力容器の内壁に当接して係合をロックする当接部を有するため、係合部が係合する状態で膜エレメントを圧力容器に収容するだけで、膜エレメント同士を簡易に連結でき、しかも運転時に連結の緩みや外れが生じないものとなる。

上記において、前記連結機構は、前記当接部が内壁に当接していない状態では、前記係合部による係合を解除する解除機構を備えることが好ましい。この構成によると、膜エレメントを圧力容器に収容するだけで、膜エレメント同士を簡易に連結でき、逆に、膜エレメントを圧力容器から取り出すだけで、膜エレメント同士の連結を解除できる。

また、前記可動部材は、弾性復元力により前記係合を解除する可とう部を有するレバー部材であることが好ましい。この構成によると、可とう部の変形によって簡易な構造で、係合部の係合と解除を行うことができるようになる。

更に、連結される前記上流側端部と前記下流側端部は、両者の相対回転によって前記可動部材の係合部を相手側の係合部に案内する案内傾斜部をそれぞれ備えることが好ましい。上流側端部と下流側端部に案内傾斜部をそれぞれ設けることにより、係合部同士の位置が少々ズレた状態でも、両者を突き合わせて押し込む際に、案内傾斜部により相対回転が生じて係合部が案内され、両者の係合をスムーズに行うことができる。

また、前記連結機構とは別に、液体の流れを受けることで作動して、前記膜エレメントの上流側端部と下流側端部との離反を抑止するロック機構を備えることが好ましい。この構成によると、膜モジュールの使用時に生じる液体の流れによってロック機構が作動し、膜エレメント端部の離反を抑止することができ、上記の当接部によるロックと併せて二重に膜エレメント端部同士を連結・固定することができるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の一例を示す要部断面図（非連結状態）であり、図２は、その連結状態を示している。また、図３は、図１におけるＡ−Ａ矢視図を示す要部拡大図であり、図４はＢ−Ｂ矢視図を示す要部拡大図である。尚、説明を容易にする為に拡大または縮小等して図示した部分がある。

本発明のスパイラル型膜モジュールは、図２に示すように、有孔の中心管３のまわりに膜と流路材が多層に巻き付けられたスパイラル膜エレメント２０（以下、「膜エレメント」という）が、連結機構Ｊを介して複数直列に連結されて圧力容器１０内に収容されているものである。本発明は、膜エレメント２０の連結機構Ｊに特徴を有するものであり、それ以外の膜モジュールに関する構成は、従来公知のものが何れも採用できる。

膜エレメント２０は、膜と流路材とからなる分離膜ユニット２が有孔の中心管３の周囲に巻回した構造を有する。分離膜ユニット２は、例えば、二つ折りにした分離膜の間に供給側流路材を配置した構成の膜リーフと透過側流路材とを交互に重ねた構造を有する。かかる膜エレメント２０は、従来公知の分離膜、透過側流路材、供給側流路材、中心管３などを何れも採用できる。

例えば、供給側流路材と透過側流路材が複数用いられる場合には、複数の膜リーフが中心管３の周りに巻き付けられた構造となる。膜エレメント２０の外側には、外装材としての繊維補強樹脂であるＦＲＰ１が形成されている。また、膜エレメント２０は、複数個接続されて圧力容器１０内に収容されている。

図１に示すように、分離膜ユニット２の濃縮側には、テレスコープ防止部材４が設けられている。テレスコープ防止部材４は、膜エレメント２０がテレスコープ状に変形することを防止する。テレスコープ防止部材４には、中心管３の貫通が可能な貫通孔４ｅが設けられており、中心管３の濃縮側の端部がその貫通孔４ｅに嵌挿されている。また、テレスコープ防止部材４には、その貫通孔４ｅを中心にしてハブ板４ａが設けられている。

テレスコープ防止部材４の貫通孔４ｅに於ける内周面には、中心管３との水密保持のためにＯリング７が設けられている。Ｏリング７を設けることにより供給液と透過液との混合の防止が図れ、分離性能が向上する。また、貫通孔４ｅに於ける内周面には、Ｏリング７の径方向環状溝４ｃが設けられている。尚、テレスコープ防止部材４と中心管３の水密保持には、接着、超音波溶着または摩擦溶着なども適用することができる。

また、分離膜ユニット２の供給側には、テレスコープ防止部材４に嵌合可能な嵌合部材５が設けられている。嵌合部材５はテレスコープ防止部材４と嵌合することにより、膜エレメントの直列接続を可能にする。嵌合部材５には中心管３が貫通可能な貫通孔５ｅが設けられており、中心管３の供給側の端部がその貫通孔５ｅを貫通し、一部突出した状態で嵌挿されている。また、嵌合部材５にはその貫通孔５ｅを中心にしてハブ板５ａが設けられている。

嵌合部材５の外周側には、環状溝５ｃが設けられている。環状溝５ｃには圧力容器１０と膜エレメント２０との間の間隙をシールする環状のシール部材６が把持されている。シール部材６は、径方向に突出し周方向に延びる環状であり、圧力容器１０の内壁１０ａに密着した状態となる。圧力容器１０に確実に密着させるため、シール部材６の材質としては、弾性体であることが好ましい。

嵌合の際には、中心管３が嵌合部材５から供給側に突出している分だけ、テレスコープ防止部材４の貫通孔４ｅに嵌挿される。貫通孔４ｅには、Ｏリング８と、これを嵌挿することが可能な径方向環状溝４ｃとが設けられている。Ｏリング８を設けることにより中心管３との水密保持が可能になる。テレスコープ防止部材４と嵌合部材５は後述するように相対変位を抑制するように連結されるので、Ｏリング８と中心管３との相対変位も抑えられ摩耗が防止される。また、相対変位が抑制されることより、Ｏリングのラップ長さ３ａは短くて済むため、カプラーを廃止してＯリングのシール位置を中心管３の外周面に移動することが可能となる。カプラー等の接続手段が不要となることより、透過側流路の狭窄部が無くなり、圧力損失が低減する。また、部品数・材料費の削減が図れる。

テレスコープ防止部材４と嵌合部材５には、それぞれラップ部４ｂよびラップ部５ｂが設けられており、当該部分をＦＲＰ１で巻き付けることにより、膜エレメント２０に固定されている。これにより、分離膜ユニット２とテレスコープ防止部材４及び嵌合部材５とを一体化させている。

本発明のスパイラル型膜モジュールは、前記連結機構が、前記膜エレメントの上流側端部又は下流側端部の一方に設けられて、上流側端又は下流側端の他方に係合可能な係合部を有する可動部材を備えると共に、その可動部材は、前記圧力容器の内壁に当接して前記係合部による係合をロックする当接部を有することを特徴とする。本実施形態では、図１〜図４に示すように、連結機構Ｊを構成する可動部材Ｍが、膜エレメント２０の下流側端部に相当するテレスコープ防止部材４に設けられたレバー部材９であり、このレバー部材９が上流側端部に相当する嵌合部材５に係合可能な係合部９ｄを有する例を示す。

このレバー部材９は、テレスコープ防止部材４に設けたガイド溝４ｆに沿って嵌挿され取り付けられている。ガイド溝４ｆの先端はレバー部材９を回転自由に保持できるように広がっている。つまり、レバー部材９が回転機構を有し、圧力容器１０への装填時に、圧力容器１０の内壁１０ａとの当接によって回転動作する。

レバー部材９は、その略中央に支点９ａを有し、下流側端部に係合部９ｄを、その他端に当接部９ｃを有し、支点９ａ付近から分岐した可とう部９ｂを有する。当接部９ｃは、圧力容器１０の内壁１０ａに当接して係合部９ｄによる係合をロックする機能を有する。

また、レバー部材９の可とう部９ｂは、弾性復元力によりその係合を解除する機能を有する。つまり、本実施形態の連結機構Ｊは、当接部９ｃが内壁１０ａに当接していない状態では、係合部９ｄによる係合を解除する解除機構を備えている。

レバー部材９による連結動作を、以下に説明する。圧力容器１０の外部において、嵌合部材５のガイド５ｇ間に隣接するテレスコープ防止部材４のガイド４ｇを位置合わせし、嵌合する。その後、嵌合部を圧力容器１０へ装填する際、レバー部材９の当接部９ｃが圧力容器１０の内壁１０ａと当接して押し下げられ、レバー部材９の可とう部９ｂは湾曲し、支点９ａを中心にレバー部材９は矢印９ｅの向きに回転する。その際、レバー部材９の係合部９ｄは嵌合部材５の係合部５ｆと係合しロックが完了する。

膜エレメント２０を圧力容器１０から取り出す際には、レバー部材９の可とう部９ｂの作用により、レバー部材９は矢印９ｅとは反対の向きに回転し、ロックは自動的に解除される。ロック機構を動作させるための一連の動作においては、従来の膜エレメントの装填作業と比べて、余分な動作を必要としない。

レバー部材９は、可とう部９ｂと同じ材質で形成してもよく、その場合、ポリプロピレンなどの柔軟かつ高強度の樹脂材料で形成することが好ましい。また、可とう部９ｂは、板バネなどで形成することも可能である。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、連結機構の可動部材が、支点で回転自在に支持され、支点から分岐した可とう部を有するレバー部材で構成される例を示したが、本発明では、図５〜図８に示すように、可とう部１１ｅによって揺動可能なレバー部材１１を用いて連結機構Ｊを構成してもよい。

この例では、Ｚ字状の断面形状を有するレバー部材１１が、ロック用の孔５ｈを有する嵌合部材５に取り付けられている。また、テレスコープ防止部材４の対応する位置には係合部４ｈとなる孔を形成している。

圧力容器１０に膜エレメント２０を装填する際には、圧力容器１０の内壁１０ａとレバー部材の当接部１１ｃが干渉し、レバー部材１１は押し下げられ、レバー部材１１の係合部１１ｄがレバー部材の孔１１ｈ、嵌合部材５の孔５ｈ、さらにはテレスコープ防止部材４の係合部４ｈに同時に嵌挿され（図６の状態）、隣接する膜エレメント２０同士の相対変位が抑制される。

なお、嵌合部材５には凹部５ｉがあり、また、テレスコープ防止部材には凸部４ｉがあり、嵌合時の位置合わせと、嵌合後の回り止めの機能を有するようにしてもよい。

（２）また、本発明では、図９〜図１２に示すように、本体が可とう性であり、これによって揺動変形可能な可動部材Ｍを用いて連結機構Ｊを構成してもよい。このとき、可動部材Ｍを嵌合部材５と一体的に形成したレバー部で構成してもよい。

この例では、嵌合部材５に一体に形成されたレバー部５ｊが、圧力容器１０への装填時に、当接部５ｌの当接によって押し下げられ、レバー部５ｊ先端の係合部５ｋと、隣接するテレスコープ防止部材４に設けられた係合部４ｋが筋合して（図１０の状態）、隣接する膜エレメント２０同士の相対変位が抑制される。

なお、嵌合部材には凹部５ｍがあり、また、テレスコープ防止部材には凸部４ｍがあり、嵌合時の位置合わせと、嵌合後の回り止めの機能を有するようにしてもよい。

（３）前述の実施形態では、いずれも可動部材がレバー状の部材を有する例を示したが、本発明における可動部材は、ボタン状の部材を有するものであってもよい。例えば、図５〜図８に示す実施形態において、レバー部材１１の代わりにコイルバネによって外側に付勢されたボタン部材を設けて、ボタン部材の下端をテレスコープ防止部材４の係合部４ｈに係合可能な係合部とし、ボタン部材の上端を圧力容器１０の内壁１０ａに当接して係合部による係合をロックする当接部として構成してもよい。

その際、コイルバネは、当接部が内壁に当接していない状態では、前記係合部による係合を解除する解除機構を構成する。

（４）前述の実施形態では、連結機構がテレスコープ防止部材と嵌合部材とに設けられた例を示したが、本発明の連結機構は、隣接する膜エレメントの上流側端部と下流側端部とを連結するものであればよく、テレスコープ防止部材と嵌合部材との組合せ以外も可能である。

例えば、両者は嵌合構造を有している必要はなく、突き合わせ面にシールリングを有するもの等でもよい。その場合、本発明における連結機構を２箇所以上に設けるのが好ましい。なお、連結機構を１箇所だけ設ける場合、少なくとも隣接する中心管が嵌合する構造を有することが好ましい。

（５）前述の実施形態では、圧力容器の両端面に供給口や排出口が設けられたエンドエントリータイプの圧力容器に適する可動部材の例を示したが、本発明における可動部材は、圧力容器の胴部の両端付近に供給口や排出口が設けられたサイドエントリータイプの圧力容器にも適するものが好ましい。つまり、サイドエントリータイプでは内壁に開口が存在するため、特に膜エレメントを取り出す際に、前述の実施形態の可動部材では当接部が引っかかり易く、このため開口が存在しても容易に膜エレメントを取り出せる連結機構（特に可動部材）が望ましい。このような連結機構としては、例えば図１３〜図１６に示すものが例示される。

まず、図１３に示す例は、図９〜１２に示す例において、レバー部材５ｊの当接部５ｌを更に円弧状に延長したものである。つまり、揺動変形可能な可動部材Ｍを用いて連結機構Ｊを構成する際に、嵌合部材５に一体に形成されたレバー部５ｊの当接部５ｌより先端側に、内側に湾曲した延長部５ｏを設けている。この延長部５ｏによって、膜エレメント２０の後退時にも、当接部５ｌが開口に引っかからなくなる。

次に、図１４に示す例は、図１３のようにレバー部５ｊを円弧状に延長したものであるが、環状のシール部材６と一体化した可動部材Ｍを設けた例である。つまり、揺動変形可能な可動部材Ｍを用いて連結機構Ｊを構成する際に、シール部材６に一体に形成されたレバー部６ａの当接部６ｃより先端側に、内側に湾曲した延長部６ｄを設けている。この延長部６ｄによって、膜エレメント２０の後退時にも、当接部６ｃが開口に引っかからなくなる。

また、図１５に示す例は、圧力容器１０の開口の直径より、可動部材Ｍの幅Ｃ１を大きくすることで、当接部５ｌが開口に引っかからなくしている。つまり、揺動変形可能な可動部材Ｍを用いて連結機構Ｊを構成する際に、嵌合部材５に一体に形成されたレバー部５ｊ、特に当接部５ｌの幅Ｃ１を開口の直径より大きくしている。これによって、膜エレメント２０の後退時にも、当接部５ｌが開口に落ち込まなくなり、引っかかりを防止できる。

また、図１６に示す例は、可動部材Ｍの係合部５ｋがテレスコープ防止部材４の係合部４ｋに係合する際に、レバー部５ｊが変形し、係合部５ｋが凸部４ｏを乗り越えて係合部４ｋに係合し、圧力容器１０の内部において、係合を解除しようとすると、当接部５ｌが外側に移動して内壁１０ａに当接することによって、係合がロックされている例である。

つまり、この例では、可動部材Ｍの係合部５ｋが係合した状態では当接部５ｌは内壁１０ａに当接しておらず、係合部５ｋが凸部４ｏを乗り越えようとする際には、当接部５ｌが内壁１０ａに当接するため、圧力容器１０の内部では係合が解除できない構造である。このため、膜エレメント２０の後退時にも、当接部５ｌが開口に引っかからなくなる。

また、この構造によると、圧力容器１０の外部で膜エレメント２０を連結して係合させる際に、係合部５ｋが凸部４ｏを乗り越える時の感触や音で、係合が適切に行われたかどうかを実感できるという利点がある。

（６）また、本発明では、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、連結される上流側端部と下流側端部が、両者の相対回転によって可動部材Ｍの係合部１６ｃを相手側の係合部１５ａに案内する案内傾斜部１６ｄをそれぞれ備えるものでもよい。その際、上流側端部と下流側端部が、円弧状の外周面を有する内嵌部１５と、これに外嵌可能な外嵌部１６とをそれぞれ備えることが好ましい。

例えば、図１７（ａ）に示す例は、上流側端部と下流側端部が、円弧状の外周面を有する内嵌部１５と、これに外嵌可能な円弧状の内周面を有する外嵌部１６とを備え、これによって連結機構Ｊが構成されている。この連結機構Ｊでは、外嵌部１６の突出部１６ａが可動部材Ｍに相当し、外嵌部１６の内周面に設けられた凹状の係合部１６ｃと、内嵌部１５の外周面に設けられた凸状の係合部１５ａとが係合する。

係合部１５ａ，１６ｃの正面視の断面形状は、いずれの形状でもよいが、図１８（ａ）に示すように、正面視の断面形状が台形であるもの、図１８（ｂ）に示すように、正面視の断面形状が円弧状であるもの、図１８（ｃ）に示すように、正面視の断面形状が凹状と凸状の２つの円弧の組合せであるもの、が好ましい。また、係合部１５ａ，１６ｃの平面視形状としては、いずれの形状でもよいが、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形などが挙げられる。係合部１５ａ，１６ｃの凹凸は、上下を逆転させることも可能である。

また、外嵌部１６である可動部材Ｍは、圧力容器１０の内壁１０ａに当接して係合部１５ａ，１６ｃによる係合をロックする当接部１６ｂを有する。当接部１６ｂの正面視の断面形状は、いずれの形状でもよいが、円弧状、半円状、台形、三角形などが好ましい。当接部１６ｂの平面視形状としては、いずれの形状でもよいが、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形などが挙げられる。

図１７（ａ）に示す例は、上流側端部の外嵌部１６と下流側端部の外嵌部１６とが、波形の端面を有しており、この端面が、係合部１６ｃを係合部１５ａに案内する案内傾斜部１６ｄを構成する。図１９（ａ）〜（ｅ）に基づいて、この案内傾斜部１６ｄを利用した膜エレメント２０の連結及び離脱の動作を説明する。

図１９（ａ）の矢印の方向に、膜エレメント２０同士を突き合わせて押し込む際、まず図１９（ｂ）に示すように、両者の案内傾斜部１６ｄ同士が突き当たる。更に押し込むことにより、図１９（ｃ）に示すように、係合部同士の位置が少々ズレた状態でも、案内傾斜部１６の摺動により相対回転が生じ、係合部が案内され、両者の係合による連結を行うことができる。

膜エレメント２０の離脱を行う際には、図１９（ｄ）〜（ｅ）に示すように、膜エレメント２０同士を相対回転させることにより、案内傾斜部１６の摺動により離反力が生じ、係合部１５ａ，１６ｃによる係合を解除することができる（図１９では、係合部１５ａ，１６ｃの図示を省略）。

一方、図１７（ｂ）に示す例は、上流側端部の外嵌部１６と下流側端部の外嵌部１６とが、三角形の突出部を有するジグザグ形の端面を有しており、この端面が、係合部１６ｃを係合部１５ａに案内する案内傾斜部１６ｄを構成する。

また、図１７（ｃ）に示す例は、上流側端部の外嵌部１６と下流側端部の外嵌部１６とが、台形の突出部を有するジグザグ形の端面を有しており、この端面が、係合部１６ｃを係合部１５ａに案内する案内傾斜部１６ｄを構成する。

（７）前述の実施形態では、連結機構が膜エレメントの上流側端部と下流側端部とに固定して設けられている例を示したが、上流側端部又は下流側端部の少なくとも一方に対して、係合部の位置を変えられるような連結機構を設けるのが好ましい。このような連結機構を設けることにより、特に大口径膜エレメントに適用する際に、大口径膜エレメントの回転等による位置合わせが不要になるため、膜エレメントの連結がより容易になる。

係合部の位置を変えられるような連結機構としては、例えば図１７（ａ）〜（ｃ）に示す連結機構Ｊを設ける際に、上流側端部又は下流側端部の少なくとも一方に対して、係合部１６ｃ又は係合部１５ａを有する連結用部材を回転自在に設けたものが挙げられる。連結用部材を回転自在に設けるには、例えば、膜エレメントの上流側端部又は下流側端部の外周などに周方向の案内溝を設けると共に、これに外嵌しかつ前記案内溝に沿って内周面に形成した突起が案内される円筒状部材で連結用部材を構成した構造が採用できる。

更に、回転自在に設けた連結用部材をラチェット機構により、一方向のみの回転を許容するように構成してもよい。この構成により、膜エレメントの逆方向の回転を連結用部材に伝達することができ、これによって、膜エレメント同士が離反できるようになる。

（８）また、本発明では、当接部によるロックとは別のロック機構を設けて、上記の当接部によるロックと併せて二重に膜エレメント端部同士を連結・固定できるようにしてもよい。例えば、前記連結機構とは別に、液体の流れを受けることで作動して、前記膜エレメントの上流側端部と下流側端部との離反を抑止するロック機構を備えることが好ましい。

このようなロック機構としては、例えば液体の流れを受けて回転する回転羽根を上流側端部又は下流側端部の少なくとも一方に設けて、他方に回転した回転羽根が係合する固定係合部を設けた構造が挙げられる。また、液体の流れを受けて下流側に揺動するフック部材を上流側端部に設けて、下流側端部に揺動したフック部材が係合する固定係合部を設けた構造が挙げられる。

本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の一例を示す要部断面図（非連結状態） 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の一例を示す要部断面図（連結状態） 図１におけるＡ−Ａ矢視図を示す要部拡大図 図１におけるＢ−Ｂ矢視図を示す要部拡大図 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部断面図（非連結状態） 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部断面図（連結状態） 図５におけるＣ−Ｃ矢視図を示す要部拡大図 図５におけるＤ−Ｄ矢視図を示す要部拡大図 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部断面図（非連結状態） 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部断面図（連結状態） 図９におけるＥ−Ｅ矢視図を示す要部拡大図 図９におけるＦ−Ｆ矢視図を示す要部拡大図 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部断面図（非連結状態） 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部断面図（非連結状態） 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部斜視図 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部断面図 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結機構の他の例を示す要部断面図（非連結状態） 本発明のスパイラル型膜モジュールの係合部の他の例を示す要部断面図（連結状態） 本発明のスパイラル型膜モジュールの連結及び離脱の動作を説明するための説明図 従来のスパイラル型膜モジュールの連結機構の例を示す要部断面図

符号の説明

１ ＦＲＰ
２ 分離膜ユニット
３ 中心管
４ テレスコープ防止部材
４ｈ 孔（係合部）
４ｋ 係合部
５ 嵌合部材
５ｆ 係合部
５ｊ レバー部
５ｋ 係合部
９ レバー部材
９ａ 支点
９ｂ 可とう部
９ｃ 当接部
９ｄ 係合部
１０ 圧力容器
１０ａ 内壁
１１ レバー部材
１１ｃ 当接部
１１ｄ 嵌合部
１５ 内嵌部
１５ａ 係合部
１６ 外嵌部
１６ａ 突出部
１６ｂ 当接部
１６ｃ 係合部
１６ｄ 案内傾斜部
２０ 膜エレメント
Ｊ 連結機構
Ｍ 可動部材

Claims (5)

1. 有孔の中心管のまわりに膜と流路材が多層に巻き付けられたスパイラル膜エレメントが、連結機構を介して複数直列に連結されて圧力容器内に収容されているスパイラル型膜モジュールにおいて、
   前記連結機構は、前記膜エレメントの上流側端部又は下流側端部の一方に設けられて、上流側端又は下流側端の他方に係合可能な係合部を有する可動部材を備えると共に、その可動部材は、前記圧力容器の内壁に当接して前記係合部による係合をロックする当接部を有することを特徴とするスパイラル型膜モジュール。
2. 前記連結機構は、前記当接部が内壁に当接していない状態では、前記係合部による係合を解除する解除機構を備える請求項１記載のスパイラル型膜モジュール。
3. 前記可動部材は、弾性復元力により前記係合を解除する可とう部を有するレバー部材である請求項２に記載のスパイラル型膜モジュール。
4. 連結される前記上流側端部と前記下流側端部は、両者の相対回転によって前記可動部材の係合部を相手側の係合部に案内する案内傾斜部をそれぞれ備える請求項１記載のスパイラル型膜モジュール。
5. 前記連結機構とは別に、液体の流れを受けることで作動して、前記膜エレメントの上流側端部と下流側端部との離反を抑止するロック機構を備える請求項１記載のスパイラル型膜モジュール。

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