JP7590945B2 - Water purification membrane structure - Google Patents
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Description
本発明は、浄水膜構造体に関する。 The present invention relates to a water purification membrane structure.
特許文献1には、原水から浄水を生成する浄水膜構造体として、柱状の多孔質体とろ過膜とを備えるセラミック浸透気化膜が開示されている。
柱状の多孔質体は、両端面に開口しており原水が供給される複数のろ過セルと、両端面に開口しておらず浄水が収集される複数の集水セルと、各集水セルを貫通して側面に開口するスリットとを有する。ろ過膜は、各ろ過セルの内表面に形成される。ろ過膜を透過した浄水は、多孔質体の側面及びスリットから外部に放出される。 The columnar porous body has multiple filtration cells that are open on both end faces and to which raw water is supplied, multiple collection cells that are not open on both end faces and in which purified water is collected, and slits that penetrate each collection cell and open to the side. A filtration membrane is formed on the inner surface of each filtration cell. The purified water that permeates the filtration membrane is released to the outside from the side of the porous body and the slits.
特許文献1に記載のセラミック浸透気化膜では、多孔質体の側面及びスリットから浄水が放出されるため、セラミック浸透気化膜全体を水密性のケーシング内に密封する必要がある。
In the ceramic pervaporation membrane described in
そのため、セラミック浸透気化膜が密封されたケーシングを実際に設置すると、ケーシングのサイズが大きいため、単位床面積当たりのろ過セル面積が小さくなってしまう。 Therefore, when a casing with a sealed ceramic pervaporation membrane is actually installed, the filtration cell area per unit floor area becomes small due to the large size of the casing.
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、単位床面積当たりのろ過セル面積を増大可能な浄水膜構造体を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a water purification membrane structure that can increase the filtration cell area per unit floor area.
本発明に係る浄水膜構造体は、原水から浄水を生成する浄水膜構造体であって、多孔質体と、シールとを備える。多孔質体は、第1端面と、第1端面の反対側の第2端面と、第1端面及び第2端面に繋がる側面とを有する柱体であり、原水が供給される複数のろ過セルと、浄水が収集される集水孔とを内部に有する。シールは、第1端面を被覆する第1端面シールと、第2端面を被覆する第2端面シールと、側面を被覆する側面シールとを有し、非透水性材料によって構成される。複数のろ過セルは、第1端面から第2端面まで多孔質体を貫通し、第1端面シール及び第2端面シールそれぞれに開口する。集水孔は、第1端面から第2端面まで多孔質体を貫通し、第1端面シールに開口する。 The water purification membrane structure according to the present invention is a water purification membrane structure that produces purified water from raw water, and includes a porous body and a seal. The porous body is a columnar body having a first end face, a second end face opposite to the first end face, and a side face connected to the first end face and the second end face, and has multiple filtration cells to which raw water is supplied and a water collection hole through which purified water is collected inside. The seal has a first end face seal covering the first end face, a second end face seal covering the second end face, and a side face seal covering the side face, and is made of a water-impermeable material. The multiple filtration cells penetrate the porous body from the first end face to the second end face and open into the first end face seal and the second end face seal, respectively. The water collection hole penetrates the porous body from the first end face to the second end face and opens into the first end face seal.
本発明によれば、単位床面積当たりのろ過セル面積を増大可能な浄水膜構造体を提供することができる。 The present invention provides a water purification membrane structure that can increase the filtration cell area per unit floor area.
(浄水膜構造体1の構成)
浄水膜構造体1の構成について図面を参照しながら説明する。
(Configuration of water purification membrane structure 1)
The configuration of the water
図1及び図2は、浄水膜構造体1の斜視図である。図3は、図1のA-A断面図である。図4は、図1のB-B断面図である。図5は、図1のC-C断面図である。図6は、浄水膜構造体1を部分的に縦方向に切断した断面図である。図7は、浄水膜構造体1を部分的に横方向に切断した断面図である。
Figures 1 and 2 are perspective views of the water
浄水膜構造体1は、原水から浄水を生成するために用いられる。浄水膜構造体1は、原水が貯留された貯留槽に浸漬された状態で用いられる。
The water
浄水膜構造体1は、モノリス構造を有する。モノリス構造とは、長手方向に貫通した複数のセルを有する構造を意味し、ハニカム構造を含む概念である。
The water
浄水膜構造体1は、柱状の多孔質体10とシール20とを備える。
The water
1.多孔質体10
本実施形態に係る多孔質体10は、長手方向に延びる柱体である。多孔質体10の外形は特に制限されず、例えば楕円柱体、多角柱体、直方体、正方体などであってもよい。多孔質体10のサイズは特に制限されないが、例えば、長さ100~1500mm、直径10~200mmとすることができる。
1.
The
図1及び図2に示すように、多孔質体10は、第1端面S1、第2端面S2及び側面S3を有する。第2端面S2は、第1端面S1の反対側に設けられる。側面S3は、第1端面S1及び第2端面S2に繋がる。側面S3の一端部の外縁は、第1端面S1の外縁に繋がる。側面S3の他端部の外縁は、第2端面S2の外縁に繋がる。
As shown in Figures 1 and 2, the
図1乃至図6に示すように、多孔質体10は、複数のろ過セル11、複数の集水セル12、複数の第1集水スリット13、複数の第2集水スリット14及び集水孔15を内部に有する。
As shown in Figures 1 to 6, the
図6に示すように、各ろ過セル11は、第1端面S1から第2端面S2まで多孔質体10を貫通する。各ろ過セル11は、多孔質体10の長手方向に延びる。各ろ過セル11の両端は、シール20のうち後述する第1端面シール21及び第2端面シール22それぞれに開口する。よって、各ろ過セル11は、浄水膜構造体1の両端面に開口する。各ろ過セル11には、第1端面シール21側の開口及び第2端面シール22側の開口それぞれから原水が供給される。
As shown in FIG. 6, each
図3~図5に示すように、本実施形態に係る各ろ過セル11の断面は円形である。各ろ過セル11の断面形状は特に制限されず、例えば楕円形、多角形などであってもよい。各ろ過セル11の内径(外接円径)は特に制限されないが、例えば1.0mm以上3.0mm以下とすることができる。ろ過セル11の本数及び位置は適宜設定することができる。
As shown in Figures 3 to 5, the cross section of each
図5及び図6に示すように、各集水セル12は、多孔質体10の内部に設けられる。各集水セル12は、多孔質体10の長手方向に延びる。図6に示すように、各集水セル12の両端は、多孔質体10の内部において、第1及び第2集水スリット13,14に連通する。各集水セル12には、多孔質体10を透過した浄水が収集される。
As shown in Figures 5 and 6, each
図5に示すように、本実施形態に係る各集水セル12の断面は円形である。各集水セル12の断面形状は特に制限されず、例えば楕円形、多角形などであってもよい。各集水セル12の内径(外接円径)は特に制限されないが、例えば0.5mm以上3.0mm以下とすることができる。集水セル12の本数及び位置は適宜設定することができる。
As shown in FIG. 5, the cross section of each
複数の第1集水スリット13は、複数の集水セル12から浄水を収集する。第1集水スリット13は、複数の集水セル12から均等に浄水を収集するために複数本設けられている。図3及び図6に示すように、各第1集水スリット13は、多孔質体10のうち第1端面S1側の端部の内部に設けられる。各第1集水スリット13は、多孔質体10の長手方向に垂直な短手方向に延びる。各第1集水スリット13の外縁は、第1目封止部13aによって封止されている。第1目封止部13aの外表面は、シール20のうち後述する第1端面シール21によって被覆されている。各第1集水スリット13は、1本以上の集水セル12を貫通する。
The first water collection slits 13 collect purified water from the
図3に示すように、複数の第1集水スリット13は、10本の第1連通スリット131と、6本の第1非連通スリット132とを含む。図6及び図7に示すように、各第1連通スリット131は、集水孔15と直接連通する。各第1連通スリット131は、集水孔15に開口する。各第1非連通スリット132は、集水孔15と直接連通しない。各第1非連通スリット132は、1本以上の第1連通スリット131と直接連通する。各第1非連通スリット132は、1本以上の第1連通スリット131を介して、集水孔15と間接的に連通する。
As shown in FIG. 3, the plurality of first water collection slits 13 include ten first communication slits 131 and six first non-communicating slits 132. As shown in FIG. 6 and FIG. 7, each first communication slit 131 directly communicates with the
各第1集水スリット13の長手方向における長さは特に制限されないが、例えば多孔質体10の全長の1%以上20%以下とすることができる。第1集水スリット13の本数及び位置は、集水セル12の本数及び位置に応じて適宜設定することができる。
The length of each first water collection slit 13 in the longitudinal direction is not particularly limited, but can be, for example, 1% to 20% of the total length of the
複数の第2集水スリット14は、複数の集水セル12から浄水を収集する。第2集水スリット14は、複数の集水セル12から均等に浄水を収集するために複数本設けられている。図4及び図6に示すように、各第2集水スリット14は、多孔質体10のうち第2端面S2側の端部の内部に設けられる。各第2集水スリット14は、多孔質体10の短手方向に延びる。各第2集水スリット14の外縁は、第2目封止部14aによって封止されている。第2目封止部14aの外表面は、シール20のうち後述する第2端面シール22によって被覆されている。各第2集水スリット14は、1本以上の集水セル12を貫通する。各第2集水スリット14は、各集水セル12から浄水を収集する。
The second water collection slits 14 collect purified water from the
図4に示すように、複数の第2集水スリット14は、10本の第2連通スリット141と、6本の第2非連通スリット142とを含む。図6に示すように、各第2連通スリット141は、集水孔15と直接連通する。各第2連通スリット141は、集水孔15に開口する。各第2非連通スリット142は、集水孔15と直接連通しない。各第2非連通スリット142は、1本以上の第2連通スリット141と直接連通する。各第2非連通スリット142は、1本以上の第2連通スリット141を介して、集水孔15と間接的に連通する。
As shown in FIG. 4, the plurality of second water collection slits 14 include ten second communication slits 141 and six second non-communicating slits 142. As shown in FIG. 6, each second communication slit 141 directly communicates with the
各第2集水スリット14の長手方向における長さは特に制限されないが、例えば多孔質体10の全長の1%以上20%以下とすることができる。第2集水スリット14の本数及び位置は、集水セル12の本数及び位置に応じて適宜設定することができる。
The length of each second water collection slit 14 in the longitudinal direction is not particularly limited, but can be, for example, 1% to 20% of the total length of the
図6に示すように、集水孔15は、第1端面シール21に開口する有底凹部である。集水孔15は、多孔質体10の内部を長手方向に延びる。集水孔15の第2端面S2側は、パッキン15aによって封止されている。よって、本実施形態において、集水孔15の底は、パッキン15aによって形成されている。このように、集水孔15は、浄水膜構造体1の一端面側のみに開口している。第1端面シール21に形成された集水孔15の開口には、浄水排出管(不図示)を連結するためのOリング(不図示)が取り付けられる。集水孔15の開口外縁は、面取りされていることが好ましい。これによって、Oリングが取り付け易くなるとともに、Oリングを取り付ける際に開口外縁が欠けることを抑制できる。
As shown in FIG. 6, the
集水孔15は、シール20の第1端面シール21を平面視した場合、多孔質体10の第1端面S1の中央に配置される。集水孔15は、多孔質体10の軸心に沿って形成される。そして、集水孔15の周囲には、複数のろ過セル11が配置されている。
When the first
本実施形態に係る集水孔15の断面は円形である。集水孔15の断面形状は特に制限されず、例えば楕円形、多角形などであってもよい。集水孔15の内径(外接円径)は特に制限されないが、例えば多孔質体10の外径(外接円径)の15%以上45%以下とすることができる。
The cross section of the
図6に示すように、集水孔15の内周面には、各第1連通スリット131及び各第2連通スリット141が開口する。集水孔15は、各第1連通スリット131及び各第2連通スリット141それぞれから浄水を収集する。集水孔15に収集された浄水は、浄水排出管を通って外部に排出される。
As shown in FIG. 6, the first communication slits 131 and the second communication slits 141 are opened on the inner peripheral surface of the
ここで、図8は、図7の領域ARの拡大図である。図8に示すように、多孔質体10は、基材31及びろ過層32を有する。
Here, FIG. 8 is an enlarged view of region AR in FIG. 7. As shown in FIG. 8, the
基材31は、多孔質体10の本体部である。基材31には、上述した各集水セル12、各第1集水スリット13、各第2集水スリット14及び集水孔15が形成される。
The
基材31は、多孔質材料によって構成される。基材31は、骨材と結合材を含有する。
The
骨材としては、アルミナ、炭化珪素、チタニア、ムライト、セルベン、及びコージェライトなどを用いることができる。結合材は、骨材成分より低い温度で溶融し、骨材同士を連結させる無機酸化物材料のことである。基材31における骨材の含有率は特に制限されないが、例えば80体積%以上99体積%以下とすることができ、85体積%以上95体積%以下が好ましい。
Alumina, silicon carbide, titania, mullite, cerium oxide, cordierite, and the like can be used as aggregates. The binder is an inorganic oxide material that melts at a lower temperature than the aggregate components and bonds the aggregates together. The aggregate content in the
結合材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を含むアルミナ、シリカ系の無機酸化物材料を用いることができる。アルカリ金属としては、ナトリウム(Na)、カリウム(K)及びリチウム(Li)のうち少なくとも1つを用いることができる。アルカリ金属は、酸化物の形態で存在していてもよい。アルカリ土類金属としては、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)及びバリウム(Ba)のうち少なくとも1つを用いることができる。アルカリ土類金属は、酸化物の形態で存在していてもよい。結合材は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の両方を含むことが好ましい。基材31における結合材の含有率は特に制限されないが、例えば1体積%以上20体積%以下とすることができ、5体積%以上15体積%以下が好ましい。
The binder may be an alumina or silica-based inorganic oxide material containing an alkali metal or alkaline earth metal. As the alkali metal, at least one of sodium (Na), potassium (K) and lithium (Li) may be used. The alkali metal may exist in the form of an oxide. As the alkaline earth metal, at least one of magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba) may be used. The alkaline earth metal may exist in the form of an oxide. It is preferable that the binder contains both an alkali metal and an alkaline earth metal. The content of the binder in the
基材31の気孔率は特に制限されないが、例えば25%以上50%以下とすることができ、30%以上45%以下が好ましい。基材31の気孔率は、水銀圧入法によって測定できる。基材31の平均細孔径は特に制限されないが、例えば0.1μm以上50μm以下とすることができ、ろ過層32の成膜性を向上させる観点からは1μm以上10μm以下が好ましい。
The porosity of the
ろ過層32は、筒状に形成される。ろ過層32の内側の空間は、上述したろ過セル11である。
The
本実施形態において、ろ過層32は、第1ろ過層32a及び第2ろ過層32bを有する。
In this embodiment, the
第1ろ過層32aは、基材31の内表面上に形成される。第1ろ過層32aは、基材31に用いることのできる上記多孔質材料によって構成することができる。第1ろ過層32aの平均細孔径は、基材31の平均細孔径より小さくてもよく、例えば0.005μm以上5μm以下とすることができる。第1ろ過層32aの平均細孔径は、パームポロメーターによって測定できる。第1ろ過層32aの気孔率は特に制限されないが、例えば20%以上60%以下とすることができる。第1ろ過層32aの厚みは特に制限されないが、例えば1μm以上300μm以下とすることができる。
The
第2ろ過層32bは、第1ろ過層32aの内表面上に形成される。第2ろ過層32bは、基材31に用いることのできる上記多孔質材料によって構成することができる。第2ろ過層32bの平均細孔径は、第1ろ過層32aの平均細孔径より小さくてもよく、例えば0.001μm以上2μm以下とすることができる。第2ろ過層32bの平均細孔径は、パームポロメーターによって測定できる。第2ろ過層32bの気孔率は特に制限されないが、例えば20%以上60%以下とすることができる。第2ろ過層32bの厚みは特に制限されないが、例えば1μm以上50μm以下とすることができる。
The
2.シール20
シール20は、多孔質体10の表面のうち各ろ過セル11及び集水孔15それぞれの開口以外の略全面を被覆する。シール20は、非透水性材料によって構成される。非透水性材料としては、例えばガラス、樹脂、金属、ゴムなどを用いることができる。多孔質体10の熱膨張係数との整合性を考慮すると、非透水性材料としてはガラスが好適である。
2.
The
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るシール20は、第1端面シール21、第2端面シール22及び側面シール23を有する。
As shown in Figures 1 and 2, the
第1端面シール21は、多孔質体10の第1端面S1を被覆する。ただし、第1端面シール21は、各ろ過セル11及び集水孔15を塞いでおらず、上述したとおり、第1端面シール21には各ろ過セル11及び集水孔15が開口している。
The
第2端面シール22は、多孔質体10の第2端面S2を被覆する。ただし、第2端面シール22は、各ろ過セル11及び集水孔15を塞いでおらず、上述したとおり、第2端面シール22には各ろ過セル11及び集水孔15が開口している。
The
側面シール23は、多孔質体10の側面S3を被覆する。側面シール23には開口が形成されない。
The
このようにシール20が多孔質体10の表面全体を被覆することによって、原水が各ろ過セル11のみから内部に供給され、かつ、浄水が集水孔15のみから排出される構成が実現されている。
By covering the entire surface of the
(浄水膜構造体1の製造方法)
次に、浄水膜構造体1の製造方法について図面を参照しながら説明する。
(Method for manufacturing water purification membrane structure 1)
Next, a method for manufacturing the water
図9は、浄水膜構造体1の製造方法を説明するための模式図である。
Figure 9 is a schematic diagram for explaining the manufacturing method of the water
浄水膜構造体1の製造方法は、多孔質体10を形成する多孔質体形成工程と、シール20を形成するシール形成工程とを備える。以下、各工程について説明する。
The manufacturing method of the water
1.多孔質体形成工程
(1)押出成形工程
まず、基材31用の多孔質材料を準備して押出成形機50に投入する。
1. Porous Body Forming Step (1) Extrusion Molding Step First, a porous material for the
次に、押出成形機50で多孔質材料を押し出すことによって、柱状の基材成形体31Xを押出成形する。基材成形体31Xは、複数のろ過セル11を形成するための複数のろ過セル用貫通孔(不図示)と、複数の集水セル12を形成するための複数の集水セル用貫通孔(不図示)と、集水孔用貫通孔15Xとを有する。
Next, the porous material is extruded by the
図10は、押出成形機50の断面図である。押出成形機50は、ケース51、材料収容空間52、口金53及び押さえ板54を有する。材料収容空間52は、ケース51の内部に設けられる。材料収容空間52には、多孔質材料が収容される。口金53は、ケース51の内側に配置される。口金53の内部には、各集水セル用貫通孔及び集水孔用貫通孔15Xのパターンに対応したスリットが形成されている。口金53の前面には、凹部53aが形成されている。凹部53aには、固定板53bが収容される。固定板53bは、口金53を固定するための部材である。押さえ板54は、基材成形体31Xの断面形状及び寸法を規定するための開口部が形成された環状の部材である。
Figure 10 is a cross-sectional view of an
ここで、口金53に形成された凹部53aの底面53Rは、当接面r1及び環状面r2を含む。当接面r1は、底面53Rのうち固定板53bが当接する領域である。環状面r2は、集水孔15の内壁に対応する環状の領域である。環状面r2は、全体的に平面であることが好ましい。理由は定かではないものの、環状面r2を平面とすることによって、環状面r2を傾斜面とした場合に比べて集水孔15の内壁におけるクラックの発生を抑制することができる。
Here, the bottom surface 53R of the recess 53a formed in the nozzle 53 includes an abutment surface r1 and an annular surface r2. The abutment surface r1 is the area of the bottom surface 53R that abuts against the fixed plate 53b. The annular surface r2 is an annular area that corresponds to the inner wall of the
(2)乾燥工程
基材成形体31Xを乾燥させる。基材成形体31Xの乾燥は、台上に載置された基材成形体31Xに熱風を吹き付けることによって強制的に乾燥させてもよいし、台上で自然乾燥させてもよい。
(2) Drying step: The substrate molded
基材成形体31Xを乾燥させた後、基材成形体31Xの両端を適宜切断することによって、基材成形体31Xの長さを適宜調整してもよい。
After drying the base material molded
(3)一次スリット形成工程
基材成形体31Xの第1端面に、各集水セル用貫通孔を貫通する複数の一次スリット13Xを形成する。続いて、基材成形体31Xの第2端面に、各集水セル用貫通孔を貫通する複数の一次スリット14X(不図示)を形成する。
(3) Primary Slit Forming Process A plurality of
各一次スリット13Xは、最終的には各第1集水スリット13の一部となり、各一次スリット14Xは、最終的には各第2集水スリット14の一部となる。
Each
各一次スリット13X,14Xそれぞれの深さは特に制限されないが、深すぎると基材成形体31Xの両端部に変形が生じやすく、浅すぎると予め一次スリットを形成しておくメリットが薄れるので、これらを両立できる範囲に調整することが好ましい。
There are no particular limitations on the depth of each of the
(4)仮目詰め工程
基材成形体31Xの第1端面側から各一次スリット13Xに仮目詰め材料を所定深さまで押し込むことによって、各一次スリット13Xを仮目詰めする。続いて、基材成形体31Xの第2端面側から各一次スリット14Xに仮目詰め材料を所定深さまで押し込むことによって、各一次スリット14Xを所定深さまで仮目詰めする。仮目詰め材料としては、基材31用の多孔質材料を用いることができる。
(4) Temporary Filling Process Each
仮目詰め材料を押し込む際、各一次スリット13X,14X内にストッパ57を挿入した状態で仮目詰め材料を押し込むことが好ましい。これによって、仮目詰め材料を所定の深さまで所望の密度で充填させることができる。
When pushing in the temporary filler material, it is preferable to push in the temporary filler material with
(5)基材焼成工程
基材成形体31Xを所定条件(例えば、800℃~1500℃、10時間~200時間)で焼成することによって基材31を形成する。
(5) Substrate Firing Step The substrate molded
(6)ろ過層形成工程
第1ろ過層32a用の多孔質材料を水と混合することによって第1ろ過層用スラリーを調製する。続いて、負圧環境下において基材31の各ろ過セル用貫通孔に第1ろ過層用スラリーを圧送することによって、各ろ過セル用貫通孔の内表面に第1ろ過層成形体を成膜する。そして、第1ろ過層成形体が成膜された基材31を所定条件(例えば、800℃~1500℃、10時間~200時間)で焼成することによって、第1ろ過層32aを形成する。
(6) Filtration layer forming step A slurry for the
次に、第2ろ過層32b用の多孔質材料を水と混合することによって第2ろ過層用スラリーを調製する。続いて、負圧環境下において第1ろ過層32aの内側に第2ろ過層用スラリーを圧送することによって、第1ろ過層32aの表面上に第2ろ過層成形体を成膜する。そして、第2ろ過層成形体が成膜された基材31を所定条件(例えば、800℃~1500℃、10時間~200時間)で焼成することによって、第2ろ過層32bを形成する。
Next, the porous material for the
(7)二次スリット形成工程
基材31の第1端面側から切削工具を用いて各一次スリット13Xを更に深く切り込むことによって、複数の二次スリット13Yを形成する。続いて、基材31の第2端面側から切削工具を用いて各一次スリット14Xを更に深く切り込むことによって、複数の二次スリット14Y(不図示)を形成する。これによって、複数の集水セル12が基材31の内部に形成される。
(7) Secondary Slit Forming Process A cutting tool is used to further cut each
本工程では、各一次スリット13X,14Xに充填されていた仮目詰め材料は除去される。各一次スリット13X,14Xが予め形成されているため、比較的容易に各二次スリット13Y,14Yを形成することができ、工具寿命の長期化も図られる。
In this process, the temporary filler material filled in each of the
(8)本目詰め工程
各二次スリット13Yのうち基材31の外表面に開口する部分に本目詰め材料を押し込むことによって、各二次スリット13Yを封止する。これによって、複数の第1集水スリット13が基材31の内部に形成される。
(8) Main sealing step Each
続いて、各二次スリット14Yのうち基材31の外表面に開口する部分に本目詰め材料を押し込むことによって、各二次スリット14Yを封止する。これによって、複数の第2集水スリット14が基材31の内部に形成される。
Next, the secondary slits 14Y are sealed by pushing the weatherstripping material into the portions of the secondary slits 14Y that open to the outer surface of the
なお、本目詰め材料としては、基材31用の多孔質材料を用いることができる。
The porous material for the
以上の工程によって多孔質体10が完成する。
The
2.シール形成工程
(1)端面シール形成工程
多孔質体10の第1端面S1に非透水性材料を塗布又は印刷することによって、第1端面シール成形体21Xを形成する。
2. Seal Forming Step (1) End Face Seal Forming Step A water-impermeable material is applied or printed on the first end face S1 of the
続いて、多孔質体10の第2端面S2に非透水性材料を塗布又は印刷することによって、第2端面シール成形体22Xを形成する。
Next, a non-permeable material is applied or printed on the second end surface S2 of the
(2)側面シール形成工程
多孔質体10の側面S3に非透水性材料を塗布又は印刷することによって、側面シール成形体23Xを形成する。
(2) Side Seal Forming Step A water-impermeable material is applied or printed on the side surface S3 of the
本工程では、多孔質体10の集水孔用貫通孔15Xに支持部材56を挿入して多孔質体10を吊り下げた状態で非透水性材料を塗布又は印刷することが好ましい。これによって、側面シール成形体23Xを全体的に均一に形成することができる。
In this process, it is preferable to insert the
(3)シール焼成工程
最後に、各シール成形体21X,22X,23Xが形成された多孔質体10を所定条件(例えば、800℃~1500℃、10時間~200時間)で焼成する。その後、集水孔用貫通孔15Xの第2端面S2側をパッキン15aで封止することによって浄水膜構造体1が完成する。
(3) Seal Firing Step Finally, the
(特徴)
(1)浄水膜構造体1は、多孔質体10とシール20とを備える。多孔質体10は、原水が供給される複数のろ過セル11と、浄水が収集される集水孔15とを有する。シール20は、多孔質体10の表面のうち各ろ過セル11及び集水孔15以外の略全面を被覆する。シール20は、非透水性材料によって構成される。
(Features)
(1) The water
このように、シール20が多孔質体10の表面全体を被覆しているため、各ろ過セル11のみから原水を内部に供給し、かつ、集水孔15のみから浄水を排出させることができる。従って、浄水膜構造体1を水密性のケーシング内に別途密封する必要がないため、例えば貯水槽内に浄水膜構造体1を設置した場合、ケーシングを用いる必要のある場合に比べて単位床面積当たりのろ過セル面積を増大させることができる。
In this way, since the
(2)集水孔15は、シール20の第1端面シール21を平面視した場合、多孔質体10の第1端面S1の中央に配置され、各ろ過セル11は集水孔15の周囲に配置される。従って、単一の集水孔15を用いて各ろ過セル11から効率的に集水できるため、浄水膜構造体1の浄水効率を向上させることができる。
(2) When the first
(3)多孔質体10は、浄水が収集される複数の集水セル12と、複数の集水セル12を貫通する複数の第1集水スリット13とを内部に有する。従って、各集水セル12から効率的に集水できるため、浄水膜構造体1の浄水効率を向上させることができる。
(3) The
(4)複数の第1集水スリット13は、集水孔15と直接連通する第1連通スリット131を含む。これにより、第1連通スリット131を介して各集水セル12から集水孔15へ効率的に集水できるため、浄水膜構造体1の浄水効率を向上させることができる。
(4) The multiple first water collection slits 13 include a first communication slit 131 that directly communicates with the
(5)複数の第1集水スリット13は、集水孔15と直接連通しない第1非連通スリット132を含む。第1非連通スリット132は、第1連通スリット131と直接連通する。従って、第1連通スリット131を介して第1非連通スリット132から集水孔15へ効率的に集水できるため、浄水膜構造体1の浄水効率を向上させることができる。
(5) The multiple first water collection slits 13 include a first
(実施形態の変形例)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(Modification of the embodiment)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention.
[変形例1]
上記実施形態では、図1乃至図7を参照しながら浄水膜構造体1の構成について説明したが、浄水膜構造体1の詳細な構成は適宜変更可能である。浄水膜構造体1は、ろ過セル11と集水孔15とを有する多孔質体10と、多孔質体10の表面を被覆するシール20とを備えていればよい。従って、浄水膜構造体1は、集水セル12、第1集水スリット13及び第2集水スリット14を備えていなくてもよい。また、ろ過セル11及び集水孔15は、それぞれ1本以上設けられていればよい。
[Modification 1]
In the above embodiment, the configuration of the water
[変形例2]
上記実施形態において、集水孔15の第2端面S2側は、パッキン15aによって封止されることとしたが、集水孔15の第2端面S2側を封止する手法は特に限られない。
[Modification 2]
In the above embodiment, the second end surface S2 side of the
[変形例3]
上記実施形態では、一次スリット形成工程において集水セル用貫通孔すべてに対して一次スリット13X,14Xを形成し、仮目詰め工程において一次スリット13X,14Xを仮目詰めすることとしたが、これに限られない。集水セル用貫通孔すべてに対して一次スリット13X,14Xを形成することで基材成形体31Xの強度低下が懸念される場合には、一次スリット形成工程において一部の集水セル用貫通孔に対して一次スリット13X,14Xを形成してもよい。この場合、残りの集水セル用貫通孔は開口したままになるので、ろ過層形成工程では、焼成によって蒸散する有機材料を用いて集水セル用貫通孔の開口を随時塞ぐ必要がある。
[Modification 3]
In the above embodiment, the
[変形例4]
上記実施形態において、ろ過層32は、第1ろ過層32a及び第2ろ過層32bを有することとしたが、これに限られない。ろ過層32は、第1ろ過層32a及び第2ろ過層32bのうち一方のみを有していてもよいし、第1ろ過層32a及び第2ろ過層32bに加えて1以上のろ過層を更に有していてもよい。
[Modification 4]
In the above embodiment, the
1 浄水膜構造体
10 多孔質体
S1 第1端面
S2 第2端面
S3 側面
11 ろ過セル
12 集水セル
13 第1集水スリット
14 第2集水スリット
15 集水孔
20 シール
21 第1端面シール
22 第2端面シール
23 側面シール
31 基材
32 ろ過層
32a 第1ろ過層
32b 第2ろ過層
50 押出成形機
51 ケース
53 口金
53a 凹部
53b 固定板
53R 底面
r1 当接面
r2 環状面
56 支持部材
1 Water
Claims (4)
第1端面と、前記第1端面の反対側の第2端面と、前記第1端面及び前記第2端面に繋がる側面とを有する柱体であり、前記原水が供給される複数のろ過セルと、前記浄水が収集される集水孔とを内部に有する多孔質体と、
前記第1端面を被覆する第1端面シールと、前記第2端面を被覆する第2端面シールと、前記側面を被覆する側面シールとを有するシールと、
を備え、
前記複数のろ過セルは、前記第1端面から前記第2端面まで前記多孔質体を貫通し、前記第1端面シール及び前記第2端面シールそれぞれに開口し、
前記集水孔は、前記第1端面シールに開口する有底凹部であり、
前記第1端面シール、前記第2端面シール及び前記側面シールそれぞれは、非透水性材料によって構成され、
前記多孔質体は、前記浄水が収集される複数の集水セルと、前記複数の集水セルそれぞれの一端に連通し、かつ、前記集水孔から放射状に延びる複数の第1連通スリットとを含む、
浄水膜構造体。 A water purification membrane structure for producing purified water from raw water,
A porous body having a first end surface, a second end surface opposite to the first end surface, and a side surface connected to the first end surface and the second end surface, the porous body having therein a plurality of filtration cells to which the raw water is supplied and a water collection hole through which the purified water is collected;
a seal including a first end seal covering the first end surface, a second end seal covering the second end surface, and a side seal covering the side surface;
Equipped with
The plurality of filtration cells extend through the porous body from the first end surface to the second end surface and open to the first end surface seal and the second end surface seal,
the water collection hole is a bottomed recess that opens to the first end face seal,
the first end seal, the second end seal, and the side seal are each made of a water-impermeable material;
The porous body includes a plurality of water collection cells in which the purified water is collected, and a plurality of first communication slits each communicating with one end of the plurality of water collection cells and extending radially from the water collection hole.
Water purification membrane structure.
請求項1に記載の浄水膜構造体。The water purification membrane structure according to claim 1.
請求項1に記載の浄水膜構造体。The water purification membrane structure according to claim 1.
請求項3に記載の浄水膜構造体。The water purification membrane structure according to claim 3.
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