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JP5458003B2 - Spiral membrane element and separation membrane module - Google Patents
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Description

本発明は、スパイラル型膜エレメントおよびこのスパイラル型膜エレメントを用いた分離膜モジュールに関する。   The present invention relates to a spiral membrane element and a separation membrane module using the spiral membrane element.

従来、例えば海水淡水化処理や超純水の製造などに用いられるスパイラル型膜エレメントが知られている。例えば、特許文献1には、図4および図5に示すような、スパイラル型膜エレメント12を用いた分離膜モジュール10が開示されている。この分離膜モジュール10では、筒状の圧力容器11内にスパイラル型膜エレメント12が一列に複数本挿入されている。そして、図4中に矢印で示すように、分離膜モジュール10の一方の端部から圧力容器11内に原水が供給されると、その原水がスパイラル型膜エレメント12の分離膜によって透過水と濃縮水とに分離され、それらが分離膜モジュール10の他方の端部から別々に排出される。   Conventionally, for example, a spiral membrane element used for seawater desalination or ultrapure water production is known. For example, Patent Document 1 discloses a separation membrane module 10 using a spiral membrane element 12 as shown in FIGS. 4 and 5. In the separation membrane module 10, a plurality of spiral membrane elements 12 are inserted in a row in a cylindrical pressure vessel 11. Then, as shown by arrows in FIG. 4, when raw water is supplied into the pressure vessel 11 from one end of the separation membrane module 10, the raw water is concentrated with permeated water by the separation membrane of the spiral membrane element 12. They are separated into water and discharged separately from the other end of the separation membrane module 10.

各スパイラル型膜エレメント12は、中心管の回りに巻き回された、分離膜を含む積層体と、この積層体を挟んで配置された一対の端部材13とを有している。図4に示す分離膜モジュール10では、上流側の端部材13に、スパイラル型膜エレメント12と圧力容器11の内周面との隙間を原水の上流側の圧力を利用してシールする断面略U字状のパッキン15が装着されている。   Each spiral membrane element 12 includes a laminated body including a separation membrane wound around a central tube, and a pair of end members 13 arranged with the laminated body interposed therebetween. In the separation membrane module 10 shown in FIG. 4, the upstream end member 13 seals the gap between the spiral membrane element 12 and the inner peripheral surface of the pressure vessel 11 using the upstream pressure of the raw water. A letter-shaped packing 15 is attached.

パッキン15は、上流側の圧力が作用していない自然体でも圧力容器11の内周面の直径と同程度の外径を有している。このため、従来、スパイラル型膜エレメント12を圧力容器11内に挿入する際には、スパイラル型膜エレメント12の自重によって押し潰されるパッキン15を圧力容器11の内周面と摩擦させながらスパイラル型膜エレメント12を圧力容器11内に押し込んでいた。   The packing 15 has an outer diameter equivalent to the diameter of the inner peripheral surface of the pressure vessel 11 even in a natural body where no upstream pressure acts. For this reason, conventionally, when the spiral membrane element 12 is inserted into the pressure vessel 11, the spiral membrane is rubbed against the inner peripheral surface of the pressure vessel 11 while the packing 15 crushed by the dead weight of the spiral membrane element 12 is rubbed. The element 12 was pushed into the pressure vessel 11.

従来は外径が8インチのスパイラル型膜エレメントが主流であったが、近年では外径が16〜24インチと大型のスパイラル型膜エレメントが開発されてきている。しかしながら、このような大型のスパイラル型膜エレメントでは、圧力容器の内周面とパッキンとの接触面積が増大するとともに、スパイラル型膜エレメントの重量が増大する。   Conventionally, spiral membrane elements having an outer diameter of 8 inches have been the mainstream, but in recent years, large spiral membrane elements having an outer diameter of 16 to 24 inches have been developed. However, in such a large spiral membrane element, the contact area between the inner peripheral surface of the pressure vessel and the packing increases, and the weight of the spiral membrane element increases.

そこで、特許文献1では、スパイラル型膜エレメント12を圧力容器11内に容易に挿入できるようにするために、図4および図5に示すように、圧力容器11の内周面に当該内周面から突出する一対のレール17などを設けて、スパイラル型膜エレメント12の挿入時の摩擦抵抗を小さくすることが提案されている。   Therefore, in Patent Document 1, in order to easily insert the spiral membrane element 12 into the pressure vessel 11, as shown in FIGS. 4 and 5, the inner circumferential surface of the pressure vessel 11 is arranged on the inner circumferential surface. It has been proposed to provide a pair of rails 17 and the like protruding from the surface to reduce the frictional resistance when the spiral membrane element 12 is inserted.

特開2009−220104号公報JP 2009-220104 A

しかしながら、図4および図5に示すように圧力容器11の内周面に当該内周面から突出するレール17を設けた場合には、スパイラル型膜エレメント12が圧力容器11内に挿入される際に、レール17の頂点がパッキン15に食い込んだ状態でパッキン15がレール17と摩擦することになる。このため、パッキン15が局所的に摩耗するなどしてパッキンが破損するおそれがある。   However, when the rail 17 protruding from the inner peripheral surface is provided on the inner peripheral surface of the pressure vessel 11 as shown in FIGS. 4 and 5, the spiral membrane element 12 is inserted into the pressure vessel 11. In addition, the packing 15 rubs against the rail 17 with the top of the rail 17 biting into the packing 15. For this reason, there is a possibility that the packing 15 may be damaged due to local wear of the packing 15.

本発明は、このような事情に鑑み、凹凸のない内周面を有する圧力容器内に容易に挿入することができるスパイラル型膜エレメント、およびこのスパイラル型膜エレメントを用いた分離膜モジュールを提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention provides a spiral membrane element that can be easily inserted into a pressure vessel having an inner peripheral surface without irregularities, and a separation membrane module using the spiral membrane element. For the purpose.

前記課題を解決するために、本発明は、筒状の圧力容器内に挿入されるスパイラル型膜エレメントであって、中心管と、前記中心管の回りに巻き回された、分離膜および流路材を含む積層体と、前記積層体を挟むように前記中心管の両端部に固定された一対の端部材と、前記一対の端部材の一方に装着された環状のシール部材と、を備え、前記一対の端部材のそれぞれの外周面には、当該外周面から突出する、少なくとも前記中心管の軸方向に転動可能な回転体が取り付けられている、スパイラル型膜エレメントを提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a spiral membrane element inserted into a cylindrical pressure vessel, a central tube, and a separation membrane and a channel wound around the central tube A laminate including a material, a pair of end members fixed to both ends of the central tube so as to sandwich the laminate, and an annular seal member attached to one of the pair of end members, Provided is a spiral membrane element in which a rotating body that protrudes from the outer peripheral surface and that can roll at least in the axial direction of the central tube is attached to the outer peripheral surface of each of the pair of end members.

また、本発明は、筒状の圧力容器と、前記圧力容器内に挿入された複数本のスパイラル型膜エレメントとを備え、前記複数本のスパイラル型膜エレメントのそれぞれが、上記のスパイラル型膜エレメントである、分離膜モジュールを提供する。   Further, the present invention includes a cylindrical pressure vessel and a plurality of spiral membrane elements inserted into the pressure vessel, and each of the plurality of spiral membrane elements includes the spiral membrane element described above. A separation membrane module is provided.

上記の構成によれば、端部材に取り付けられた回転体によって、スパイラル型膜エレメントの自重を受けることができる。従って、圧力容器が凹凸のない内周面を有していても、その圧力容器の内周面に回転体を接触させてスパイラル型膜エレメントをスムーズに挿入することができる。   According to the above configuration, the weight of the spiral membrane element can be received by the rotating body attached to the end member. Therefore, even if the pressure vessel has an inner peripheral surface without unevenness, the spiral membrane element can be smoothly inserted by bringing the rotating body into contact with the inner peripheral surface of the pressure vessel.

本発明の一実施形態に係るスパイラル型膜エレメントを用いた分離膜モジュールの断面図Sectional drawing of the separation membrane module using the spiral membrane element which concerns on one Embodiment of this invention 図1に示すスパイラル型膜エレメントの構成図Configuration of spiral membrane element shown in FIG. (a)は端部材の一部断面側面図、(b)はその正面図(A) is a partially sectional side view of an end member, and (b) is a front view thereof. 従来のスパイラル型膜エレメントを用いた分離膜モジュールの断面図Cross-sectional view of a separation membrane module using a conventional spiral membrane element 図4に示す分離膜モジュールの図4と直交する方向での断面図Sectional drawing in the direction orthogonal to FIG. 4 of the separation membrane module shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description relates to an example of the present invention, and the present invention is not limited to these.

図1に、本発明の一実施形態に係るスパイラル型膜エレメント2を用いた分離膜モジュール1を示す。この分離膜モジュール1は、ベッセルと呼ばれる筒状の圧力容器7と、圧力容器7内に挿入された複数本のスパイラル型膜エレメント2とを備えている。   FIG. 1 shows a separation membrane module 1 using a spiral membrane element 2 according to an embodiment of the present invention. The separation membrane module 1 includes a cylindrical pressure vessel 7 called a vessel and a plurality of spiral membrane elements 2 inserted into the pressure vessel 7.

圧力容器7の両端には、円盤状のキャップ8,9が取り付けられている。一方(図1では左側)のキャップ8には、原水を圧力容器7内に供給するための供給管81が中心からずれた位置に設けられている。他方(図1では右側)のキャップ9には、透過水を取り出すための第1排出管91が中心に設けられており、濃縮水を取り出すための第2排出管92が中心からずれた位置に設けられている。すなわち、圧力容器7内には、一方のキャップ8から他方のキャップ9に向かう原水の流れが形成される。なお、供給管81および第2排出管92は、圧力容器7に設けられていてもよい。   Disc-shaped caps 8 and 9 are attached to both ends of the pressure vessel 7. On one side (left side in FIG. 1), a supply pipe 81 for supplying raw water into the pressure vessel 7 is provided at a position shifted from the center. The other (right side in FIG. 1) cap 9 is provided with a first discharge pipe 91 for taking out permeate at the center, and a second discharge pipe 92 for taking out concentrated water at a position shifted from the center. Is provided. That is, a flow of raw water from one cap 8 toward the other cap 9 is formed in the pressure vessel 7. The supply pipe 81 and the second discharge pipe 92 may be provided in the pressure vessel 7.

本実施形態では、スパイラル型膜エレメント2として、逆浸透膜エレメントが用いられている。ただし、スパイラル型膜エレメント2は、例えば限外濾過膜エレメントであってもよい。   In the present embodiment, a reverse osmosis membrane element is used as the spiral membrane element 2. However, the spiral membrane element 2 may be an ultrafiltration membrane element, for example.

各スパイラル型膜エレメント2は、集水管として機能する中心管21と、中心管21の回りに巻き回された積層体22と、積層体22を挟むように中心管21の両端部に固定された一対の端部材3と、積層体22を取り巻く外装材28とを有している。一対の端部材3は、積層体22がテレスコピック状に伸張することを防止する役割も果たす。   Each spiral membrane element 2 is fixed to both ends of the central tube 21 so as to sandwich the laminated body 22 between the central tube 21 functioning as a water collecting pipe, the laminated body 22 wound around the central pipe 21, and the laminated body 22. A pair of end members 3 and an exterior material 28 surrounding the laminate 22 are provided. The pair of end members 3 also serves to prevent the laminate 22 from extending in a telescopic manner.

本実施形態では、一対の端部材3のうちの上流側の端部材3に、環状のシール部材として、スパイラル型膜エレメント2と圧力容器7の内周面7aとの隙間を原水の上流側の圧力を利用してシールする断面略U字状のパッキン5が装着されている。ただし、本発明のシール部材は、パッキン5に限定されるものではなく、スパイラル型膜エレメント2と圧力容器7の内周面7aとの隙間をシール可能なものであればどのような形状を有していてもよい。   In the present embodiment, the upstream end member 3 of the pair of end members 3 is provided with an annular seal member with a gap between the spiral membrane element 2 and the inner peripheral surface 7a of the pressure vessel 7 on the upstream side of the raw water. A packing 5 having a substantially U-shaped cross section for sealing using pressure is mounted. However, the sealing member of the present invention is not limited to the packing 5, and has any shape as long as it can seal the gap between the spiral membrane element 2 and the inner peripheral surface 7 a of the pressure vessel 7. You may do it.

また、本実施形態では、各端部材3が中心管21にそれらの端面が略一致するように固定されていて、隣り合うスパイラル型膜エレメント2同士が連結器61によって連結されたときに端部材3同士が密着するようになっている。なお、最上流側に位置する膜エレメント2の中心管21にはプラグ62が取り付けられ、最下流側に位置する膜エレメント2の中心管21は第2の連結器63によって第1排出管91と連結される。   In the present embodiment, each end member 3 is fixed to the central tube 21 so that their end faces substantially coincide with each other, and when the adjacent spiral membrane elements 2 are connected to each other by the connector 61, the end members The three are in close contact with each other. A plug 62 is attached to the central pipe 21 of the membrane element 2 located on the most upstream side, and the central pipe 21 of the membrane element 2 located on the most downstream side is connected to the first discharge pipe 91 by the second connector 63. Connected.

図2に示すように、中心管21には、内部に濾過水を流入させる複数の導入孔が形成されている。   As shown in FIG. 2, the central tube 21 is formed with a plurality of introduction holes through which filtered water flows.

積層体22は、巻き回される方向が一方の対辺方向となる矩形状をなしており、透過水流路材24の両面に分離膜23が重ね合わされた膜部材と、原水流路材25とを含む。膜部材は、一方向に開口する袋状となるように分離膜23同士が3辺で接合されており、その開口が中心管21の導入孔と連通している。透過水流路材24は、例えば樹脂からなる網であり、互いに接合される分離膜同士の間に透過水を流すための流路を形成する。原水流路材25は、例えば樹脂からなる網(透過水流路材24よりも網目の大きな網)であり、巻き回される膜部材の周回部分同士の間に原水を流すための流路を形成する。   The laminated body 22 has a rectangular shape in which the winding direction is one opposite side direction, and a membrane member in which separation membranes 23 are overlapped on both surfaces of the permeate channel material 24 and the raw water channel material 25. Including. In the membrane member, the separation membranes 23 are joined to each other at three sides so as to have a bag shape opened in one direction, and the opening communicates with the introduction hole of the central tube 21. The permeate flow path member 24 is a net made of, for example, a resin, and forms a flow path for allowing permeate to flow between the separation membranes joined to each other. The raw water channel material 25 is, for example, a net made of resin (a net having a mesh size larger than that of the permeated water channel material 24), and forms a channel for flowing raw water between the surrounding portions of the wound membrane member. To do.

分離膜23を構成する材料としては、低圧化に優れた芳香族ポリアミド系、透過性に優れたポリビニルアルコール系、ナノフィルトレーション膜に好適なスルホン化ポリエーテルスルホン系などが挙げられる。   Examples of the material constituting the separation membrane 23 include aromatic polyamides excellent in pressure reduction, polyvinyl alcohols excellent in permeability, and sulfonated polyether sulfones suitable for nanofiltration membranes.

一対の端部材3は、相互に同一の形状を有している。具体的には、図3(a)および(b)に示すように、各端部材3は、中心管21の端部に外側から嵌合する内側筒部31と、内側筒部31を離間しながら取り囲む、内側筒部31と同心の外側筒部32とを有している。外側筒部32の外周面32aは、端部材3の外周面を構成する。なお、以下では説明の便宜のために、図3(a)の右側(端部材3が積層体22と反対側を向く方向)を前方、左側(端部材3が積層体22側を向く方向)を後方という。   The pair of end members 3 have the same shape. Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, each end member 3 separates the inner cylinder portion 31 and the inner cylinder portion 31 that are fitted to the end portion of the central tube 21 from the outside. The inner cylinder part 31 and the outer cylinder part 32 which are concentric are included. The outer peripheral surface 32 a of the outer cylindrical portion 32 constitutes the outer peripheral surface of the end member 3. In the following, for convenience of explanation, the right side (the direction in which the end member 3 faces the side opposite to the laminate 22) in FIG. 3A is the front side, and the left side (the direction in which the end member 3 faces the side of the laminate 22). Is called the rear.

外側筒部32の外周面32aには、パッキン5が挿入される、周方向に延びる保持溝33が形成されている。さらに、外周面32aには、保持溝33よりも後方に、外装材28の軸方向の動きを規制する鍔部38が、保持溝33を形成する一対の側面のうちの後方の側面と連続するように設けられている。鍔部33は、外周面32aにおける保持溝33よりも前方の部分よりも径方向外側に張り出しており、外周面32aの最大径を規定している。また、外側筒部32には、外装材28を内側から保持するガイド部37が設けられている。なお、ガイド部37は、外装材28を外側から保持するスカートであってもよい。   A holding groove 33 extending in the circumferential direction is formed in the outer peripheral surface 32 a of the outer cylindrical portion 32 and into which the packing 5 is inserted. Further, on the outer peripheral surface 32 a, a flange portion 38 that restricts the axial movement of the exterior material 28 is connected to the rear side surface of the pair of side surfaces that form the holding groove 33, behind the holding groove 33. It is provided as follows. The flange portion 33 protrudes radially outward from a portion of the outer peripheral surface 32a that is forward of the holding groove 33, and defines the maximum diameter of the outer peripheral surface 32a. The outer cylinder portion 32 is provided with a guide portion 37 that holds the exterior material 28 from the inside. The guide portion 37 may be a skirt that holds the exterior material 28 from the outside.

外側筒部32の前端面には、外側筒部32の内周面32bと外周面32aとをつなぐように溝が形成されていてもよい。このような溝が形成されていれば、端部材3同士が密着したとしても、端部材3同士の間に、端部材3を貫通する後述する流通口30を膜エレメント2と圧力容器7の内周面7aとの間の空間と連通する流路が確保される。これにより、スパイラル型膜エレメント2を通過した原水がスパイラル型膜エレメント2の周囲に導かれるため、原水の圧力が急激に上昇する運転開始時などに、スパイラル型膜エレメント2の内外で大きな圧力差が生じることを防いで、スパイラル型膜エレメント2が破損するのを防ぐことができる。   A groove may be formed on the front end surface of the outer cylindrical portion 32 so as to connect the inner peripheral surface 32 b and the outer peripheral surface 32 a of the outer cylindrical portion 32. If such a groove is formed, even if the end members 3 are in close contact with each other, a flow port 30 (described later) penetrating the end member 3 is provided between the end members 3 and the membrane element 2 and the pressure vessel 7. A flow path communicating with the space between the peripheral surface 7a is secured. As a result, the raw water that has passed through the spiral membrane element 2 is guided to the periphery of the spiral membrane element 2, so that a large pressure difference occurs inside and outside the spiral membrane element 2 at the start of operation when the pressure of the raw water suddenly increases. Can be prevented, and the spiral membrane element 2 can be prevented from being damaged.

外側筒部32の外周面32aには、当該外周面32aから突出する複数の回転体4が取り付けられている。回転体4は、外周面32aの周方向に等角度間隔で並ぶように3個以上(図例では8個)配置されている。本実施形態では、回転体4として、任意の方向に転動可能なボールが採用されている。   A plurality of rotating bodies 4 projecting from the outer peripheral surface 32 a are attached to the outer peripheral surface 32 a of the outer cylindrical portion 32. Three or more rotating bodies 4 (eight in the illustrated example) are arranged so as to be arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the outer peripheral surface 32a. In the present embodiment, a ball that can roll in any direction is adopted as the rotating body 4.

回転体4が設けられていない場合、スパイラル型膜エレメント2が圧力容器7内に挿入されると、スパイラル型膜エレメント2の自重によって、スパイラル型膜エレメント2の真下ではパッキン5が端部材3に装着されただけの状態から径方向内側に一定距離押し潰される。回転体4の頂点は、中心管21の軸心を中心とする、端部材3に装着されただけの状態のパッキン5の外径から前記の一定距離だけ半径が小さな仮想円よりも径方向外側に位置している。すなわち、回転体4は、圧力容器7内でのスパイラル型膜エレメント2の自重によるパッキン5の変形を規制し得るように、外周面32aから突出している。このため、中心管21の軸心を通る鉛直線上に1つの回転体4が位置する姿勢でスパイラル型膜エレメント2を圧力容器7内に挿入すれば、その回転体4によってスパイラル型膜エレメント2の自重を受けることができる。   When the rotating body 4 is not provided, when the spiral membrane element 2 is inserted into the pressure vessel 7, the packing 5 is attached to the end member 3 just below the spiral membrane element 2 due to its own weight. It is crushed by a certain distance radially inward from the state of being mounted. The apex of the rotating body 4 is radially outer than the virtual circle whose radius is smaller by the predetermined distance from the outer diameter of the packing 5 just attached to the end member 3, centered on the axis of the central tube 21. Is located. That is, the rotating body 4 protrudes from the outer peripheral surface 32a so that deformation of the packing 5 due to the weight of the spiral membrane element 2 in the pressure vessel 7 can be regulated. For this reason, if the spiral membrane element 2 is inserted into the pressure vessel 7 in a posture in which one rotary body 4 is positioned on a vertical line passing through the axis of the central tube 21, You can receive your own weight.

さらに、回転体4は、中心管21の軸心を通る鉛直線上に隣り合う回転体4の間の中間点が位置する姿勢でスパイラル型膜エレメント2が水平面上に載置され、パッキン5が変形したときに、下方に位置する2つの回転体4がその水平面に当接するように突出していることが好ましい。このようになっていれば、スパイラル型膜エレメント2がどのような姿勢であっても回転体4をフラットな面に接触させることができ、スパイラル型膜エレメント2をハンドリングする際にも回転体4を利用することができる。   Further, in the rotating body 4, the spiral membrane element 2 is placed on the horizontal plane in a posture in which an intermediate point between the adjacent rotating bodies 4 is positioned on a vertical line passing through the axis of the central tube 21, and the packing 5 is deformed. When it does, it is preferable that the two rotary bodies 4 located below protrude so that the horizontal surface may contact | abut. With this configuration, the rotating body 4 can be brought into contact with a flat surface regardless of the posture of the spiral membrane element 2, and the rotating body 4 can be used when handling the spiral membrane element 2. Can be used.

さらには、回転体4の頂点は、中心管21の軸心を中心とする、圧力容器7の内周面7aと同一の直径の円上に位置していることが好ましい。このようになっていれば、スパイラル型膜エレメント2を圧力容器7内に挿入するだけでそれらの中心軸を合わせることができる。   Furthermore, it is preferable that the apex of the rotating body 4 is located on a circle having the same diameter as the inner peripheral surface 7a of the pressure vessel 7 with the axis of the central tube 21 as the center. If it is in this way, the center axis | shafts can be united only by inserting the spiral type | mold membrane element 2 in the pressure vessel 7. FIG.

回転体4の材質は、原水に侵食されないものであれば特に限定されるものではなく、金属であってもよいし、樹脂であってもよい。中でも、スパイラル型膜エレメント2の自重を受けるとともに、原水にかけられる操作圧力に耐えるという観点から、例えばステンレスが好ましい。   The material of the rotating body 4 is not particularly limited as long as it is not eroded by raw water, and may be a metal or a resin. Among these, stainless steel is preferable, for example, from the viewpoint of receiving the weight of the spiral membrane element 2 and withstanding the operating pressure applied to the raw water.

回転体4の個数は、より少ない個数で端部材3と圧力容器7の内周面7aとの接触を回避するという観点から、3〜16個が好ましく、6〜12個がより好ましい。   From the viewpoint of avoiding contact between the end member 3 and the inner peripheral surface 7a of the pressure vessel 7 with a smaller number, the number of the rotators 4 is preferably 3 to 16, and more preferably 6 to 12.

内側筒部31と外側筒部32とは、回転体4と対応する位置で複数のリブ35によって連結されている。すなわち、リブ35は、内側筒部31から放射状に延びている。本実施形態では、外側筒部31に、回転体4と対応する位置で径方向内側に突出する複数の突出部34が設けられており、リブ35の先端は突出部34に接続されている。さらに、本実施形態では、隣り合うリブ35同士の間でも、内側筒部31と外側筒部32とが第2のリブ36によって連結されている。リブ35および第2のリブ36は、径方向にフラットな板状をなしており、リブ35と第2のリブ36との間には、外側筒部32の内周面32bに面する略三角柱状の空間が形成されている。そして、この空間によって、端部材3を貫通して原水を流通させる流通口30が構成されている。   The inner cylinder part 31 and the outer cylinder part 32 are connected by a plurality of ribs 35 at positions corresponding to the rotating body 4. That is, the rib 35 extends radially from the inner cylinder portion 31. In the present embodiment, the outer cylindrical portion 31 is provided with a plurality of protruding portions 34 that protrude radially inward at positions corresponding to the rotating body 4, and the tips of the ribs 35 are connected to the protruding portions 34. Further, in the present embodiment, the inner cylindrical portion 31 and the outer cylindrical portion 32 are connected by the second rib 36 even between the adjacent ribs 35. The rib 35 and the second rib 36 have a flat plate shape in the radial direction, and a substantially triangular shape that faces the inner peripheral surface 32 b of the outer cylindrical portion 32 between the rib 35 and the second rib 36. A columnar space is formed. And the circulation port 30 which penetrates the end member 3 and distribute | circulates raw | natural water is comprised by this space.

外側筒部32に設けられた突出部34には、スリーブ41が外周面32aに露出するように埋め込まれている。スリーブ41には回転体3と反対側に突出するねじ軸41が形成されており、このねじ軸41が突出部34内に形成されたねじ穴32cに螺合することにより、スリーブ41が突出部34に固定されている。スリーブ41は、回転体4を保持するものであり、スリーブ41内には回転体4を支持する複数のボール(図示せず)が配置されている。   A sleeve 41 is embedded in the protruding portion 34 provided on the outer cylindrical portion 32 so as to be exposed on the outer peripheral surface 32a. The sleeve 41 is formed with a screw shaft 41 that protrudes on the opposite side of the rotating body 3, and the screw shaft 41 is screwed into a screw hole 32 c formed in the protrusion 34, whereby the sleeve 41 is protruded. 34 is fixed. The sleeve 41 holds the rotating body 4, and a plurality of balls (not shown) that support the rotating body 4 are arranged in the sleeve 41.

本実施形態のスパイラル型膜モジュール2では、端部材3に取り付けられた回転体4によって、スパイラル型膜エレメント2の自重を受けることができる。従って、圧力容器7が凹凸のない内周面7aを有していても、その圧力容器7の内周面7aに回転体4を接触させてスパイラル型膜エレメント2をスムーズに挿入することができる。   In the spiral membrane module 2 of this embodiment, the rotating membrane 4 attached to the end member 3 can receive the weight of the spiral membrane element 2. Therefore, even if the pressure vessel 7 has the inner peripheral surface 7a without unevenness, the spiral membrane element 2 can be smoothly inserted by bringing the rotating body 4 into contact with the inner peripheral surface 7a of the pressure vessel 7. .

また、本実施形態では3個以上の回転体4が外周面32aの周方向に等角度間隔で並んでいる。このため、中心管21の軸心を通る鉛直線上に1つの回転体4を位置させたときには、その回転体4の両側でパッキン5が圧力容器7の内周面7aに過度に押し付けられることを防止できる。また、中心管21の軸心を通る鉛直線上に隣り合う回転体4の間の中間点を位置させたときには、その2つの回転体4でスパイラル膜エレメント2の挿入をガイドすることができる。従って、いずれの場合も、スパイラル型膜エレメント2の圧力容器7内への挿入をさらに容易に行うことができる。   In the present embodiment, three or more rotating bodies 4 are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the outer peripheral surface 32a. For this reason, when one rotating body 4 is positioned on a vertical line passing through the axis of the central tube 21, the packing 5 is excessively pressed against the inner peripheral surface 7 a of the pressure vessel 7 on both sides of the rotating body 4. Can be prevented. Further, when the intermediate point between the adjacent rotating bodies 4 is positioned on the vertical line passing through the axis of the central tube 21, the insertion of the spiral membrane element 2 can be guided by the two rotating bodies 4. Therefore, in any case, the spiral membrane element 2 can be more easily inserted into the pressure vessel 7.

さらに、端部材3の外側筒部32と内側筒部33とは、回転体4と対応する位置でリブ35によって連結されているので、どの回転体4が下方に位置してもスパイラル型膜エレメント2の自重に耐え得る十分な強度を端部材3に付与することができる。   Further, since the outer cylindrical portion 32 and the inner cylindrical portion 33 of the end member 3 are connected by the rib 35 at a position corresponding to the rotating body 4, no matter which rotating body 4 is positioned below, the spiral membrane element The end member 3 can be given sufficient strength to withstand the weight of 2.

また、外側筒部32には径方向内側に突出する突出部34が設けられ、この突出部34に回転体4を保持するスリーブ41が埋め込まれているので、流通口30の面積を極力大きく確保しながら回転体4を回転可能に支持する機構を端部材3に設けることができる。   In addition, the outer cylindrical portion 32 is provided with a protruding portion 34 that protrudes radially inward, and a sleeve 41 that holds the rotating body 4 is embedded in the protruding portion 34, so that the area of the circulation port 30 is as large as possible. However, the end member 3 can be provided with a mechanism for rotatably supporting the rotating body 4.

<変形例>
前記実施形態では、端部材3が中心管21にそれらの端面が一致するように固定されていたが、端部材3は、中心管21の端面よりも内側に位置するように中心管21に固定されていてもよい。この場合には、隣り合うスパイラル型膜エレメント2同士が連結されたときに端部材3同士の間に隙間が形成され、この隙間によってスパイラル型膜エレメント2を通過した原水をスパイラル型膜エレメント2の周囲に導く流路が構成されるため、端部材3の端面に溝を形成する必要はない。
<Modification>
In the embodiment, the end member 3 is fixed to the central tube 21 so that the end surfaces thereof coincide with each other. However, the end member 3 is fixed to the central tube 21 so as to be located inside the end surface of the central tube 21. May be. In this case, when adjacent spiral membrane elements 2 are connected to each other, a gap is formed between the end members 3, and the raw water that has passed through the spiral membrane element 2 by this gap is supplied to the spiral membrane element 2. Since the flow path leading to the periphery is configured, it is not necessary to form a groove on the end surface of the end member 3.

また、回転体4は、少なくとも中心管21の軸方向に転動可能であればよく、例えば中心管21の軸方向のみに転動可能なローラーであってもよい。   The rotating body 4 only needs to be able to roll at least in the axial direction of the central tube 21, and may be a roller that can roll only in the axial direction of the central tube 21, for example.

さらに、回転体4は、2個あれば圧力容器7の内周面7a上でスパイラル型膜エレメント2を自立させることができるため、必ずしも3個以上が等角度間隔で配置されている必要はない。すなわち、回転体4は、外周面32aの周方向に例えば90度の角度範囲内で互いに離間するように、少なくとも2個配置されていてもよい。   Further, if there are two rotating bodies 4, the spiral membrane element 2 can be self-supported on the inner peripheral surface 7 a of the pressure vessel 7, and therefore it is not always necessary that three or more are arranged at equal angular intervals. . That is, at least two rotating bodies 4 may be arranged in the circumferential direction of the outer peripheral surface 32a so as to be separated from each other within an angle range of 90 degrees, for example.

あるいは、回転体4としてローラーを採用する場合は、回転体4を支点とするスパイラル型膜エレメント2の横方向の揺動がある程度抑えられるため、回転体4の数は1つであってもよい。   Alternatively, when a roller is employed as the rotating body 4, the number of the rotating bodies 4 may be one because the lateral oscillation of the spiral membrane element 2 with the rotating body 4 as a fulcrum can be suppressed to some extent. .

さらに、回転体4(ボールまたはローラー)は、複数のボールで支持されている必要はなく、例えばスリーブ41内にスプリングを配設し、スプリングによって回転体4を径方向内側に後退可能なように付勢してもよい。   Further, the rotating body 4 (ball or roller) does not need to be supported by a plurality of balls. For example, a spring is provided in the sleeve 41 so that the rotating body 4 can be retracted radially inward by the spring. It may be energized.

1 分離膜モジュール
2 スパイラル型膜エレメント
21 中心管
22 積層体
23 分離膜
24 透過水流路材
25 原水流路材
3 端部材
31 内側筒部
32 外側筒部
32a 外周面
34 突出部
35 リブ
4 回転体
41 スリーブ
5 パッキン(シール部材)
7 圧力容器
7a 内周面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Separation membrane module 2 Spiral type | mold membrane element 21 Center pipe 22 Laminated body 23 Separation membrane 24 Permeate flow path material 25 Raw water flow path material 3 End member 31 Inner cylinder part 32 Outer cylinder part 32a Outer peripheral surface 34 Projection part 35 Rib 4 Rotating body 41 Sleeve 5 Packing (seal member)
7 Pressure vessel 7a Inner peripheral surface

Claims (6)

筒状の圧力容器内に挿入されるスパイラル型膜エレメントであって、
中心管と、
前記中心管の回りに巻き回された、分離膜および流路材を含む積層体と、
前記積層体を挟むように前記中心管の両端部に固定された一対の端部材と、
前記一対の端部材の一方に装着された環状のシール部材と、を備え、
前記一対の端部材のそれぞれの外周面には、当該外周面から突出する、少なくとも前記中心管の軸方向に転動可能な回転体が取り付けられていて、
前記回転体は、前記外周面の周方向に互いに離間するように少なくとも2個配置されていて、
前記一対の端部材のそれぞれは、前記中心管と嵌合する内側筒部と、前記内側筒部を離間しながら取り囲む外側筒部と、前記回転体と対応する位置で前記内側筒部と前記外側筒部とを連結する複数のリブとを有している、
スパイラル型膜エレメント。
A spiral membrane element inserted into a cylindrical pressure vessel,
A central tube,
A laminate including a separation membrane and a channel material wound around the central tube;
A pair of end members fixed to both ends of the central tube so as to sandwich the laminate;
An annular seal member mounted on one of the pair of end members,
On each outer peripheral surface of the pair of end members, a rotating body protruding from the outer peripheral surface and capable of rolling at least in the axial direction of the central tube is attached ,
At least two of the rotating bodies are arranged so as to be separated from each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface,
Each of the pair of end members includes an inner cylindrical portion that fits into the central tube, an outer cylindrical portion that surrounds the inner cylindrical portion while being separated, and the inner cylindrical portion and the outer portion at positions corresponding to the rotating body. Having a plurality of ribs connecting the cylindrical portion,
Spiral membrane element.
前記回転体は、前記外周面の周方向に等角度間隔で並ぶように3個以上配置されている、請求項に記載のスパイラル型膜エレメント。 The rotating body, the are arranged to three or more arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the outer peripheral surface, the spiral membrane element according to claim 1. 前記外側筒部には、前記回転体と対応する位置で径方向内側に突出する複数の突出部が設けられており、
前記突出部には、前記回転体を保持するスリーブが前記外側筒部の外周面に露出するように埋め込まれている、請求項1又は2に記載のスパイラル型膜エレメント。
The outer cylindrical portion is provided with a plurality of protruding portions protruding radially inward at positions corresponding to the rotating body,
3. The spiral membrane element according to claim 1, wherein a sleeve for holding the rotating body is embedded in the protruding portion so as to be exposed on an outer peripheral surface of the outer cylindrical portion.
前記スリーブ内には、前記回転体を支持する複数のボールが配設されている、請求項に記載のスパイラル型膜エレメント。 The spiral membrane element according to claim 3 , wherein a plurality of balls that support the rotating body are disposed in the sleeve. 前記回転体の頂点は、前記中心管の軸心を中心とする、前記圧力容器の内周面と同一の直径の円上に位置している、請求項1〜4のいずれか一項に記載のスパイラル型膜エレメント。 Vertex of the rotating body, centered on the axis of the central tube, are located on a circle of the same diameter as the inner peripheral surface of the pressure vessel, according to claim 1 Spiral membrane element. 筒状の圧力容器と、前記圧力容器内に挿入された複数本のスパイラル型膜エレメントとを備え、
前記複数本のスパイラル型膜エレメントのそれぞれが、請求項1〜のいずれか一項に記載のスパイラル型膜エレメントである、分離膜モジュール。
A cylindrical pressure vessel, and a plurality of spiral membrane elements inserted into the pressure vessel,
The separation membrane module, wherein each of the plurality of spiral membrane elements is the spiral membrane element according to any one of claims 1 to 5 .
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