特許 6556112 膜モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6556112

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】膜モジュール

(51)【国際特許分類】

   B01D 63/00 20060101AFI20190729BHJP

【ＦＩ】

   B01D63/00 500

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-226481(P2016-226481)

(22)【出願日】2016年11月22日

(65)【公開番号】特開2018-83142(P2018-83142A)

(43)【公開日】2018年5月31日

【審査請求日】2018年2月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100107478

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 薫

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 桂史

(72)【発明者】

【氏名】西本 信太郎

(72)【発明者】

【氏名】上中 哲也

【審査官】 高橋 成典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１７８０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８７６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０１８１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５４７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２４５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２４０９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５２２４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０６４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６７４５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ６１／００ − ７１／８２

３９／００ − ４１／０４

２９／００ − ２９／４８

Ｃ０２Ｆ １／４４

１／２８

Ｆ１６Ｊ １５／００ − １５／１４

Ａ６１Ｍ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

膜エレメントと前記膜エレメントが収容されるケーシングを備えて構成される膜モジュールであって、
前記膜エレメントの端面の周縁に配置された前記膜エレメントとは別体の環状のシール部材と、
前記シール部材を介して前記膜エレメントを押圧し、前記ケーシング内で前記膜エレメントの端面が臨み原水が通流する空間である一次側空間と前記膜エレメントの側面が臨みろ過水が通流する空間である二次側空間とを区画する押圧部と、を備え、
前記シール部材の外周面と前記ケーシングの内周面との間には、ろ過水が流通する空間を備え、
前記ケーシングは、筒状部材と前記筒状部材の長手方向端部に配置される蓋部材を備え、
前記押圧部は、前記蓋部材の前記ケーシングの内部空間に臨む内表面から前記長手方向に突出形成され端面で前記シール部材を押圧するとともに、内周面が前記一次側空間に臨み外周面が前記二次側空間に臨む筒状部で構成され、
前記押圧部によって押圧される前記シール部材の被押圧面よりも外側である前記二次側空間側が前記被押圧面よりも高くなるように前記シール部材に形成された立上り部により構成され、前記シール部材の前記二次側空間から前記一次側空間への移動または変位を阻止するシール部材保持機構を備えていることを特徴とする膜モジュール。

【請求項2】

膜エレメントと前記膜エレメントが収容されるケーシングを備えて構成される膜モジュールであって、
前記膜エレメントの端面の周縁に配置された前記膜エレメントとは別体の環状のシール部材と、
前記シール部材を介して前記膜エレメントを押圧し、前記ケーシング内で前記膜エレメントの端面が臨み原水が通流する空間である一次側空間と前記膜エレメントの側面が臨みろ過水が通流する空間である二次側空間とを区画する押圧部と、を備え、
前記シール部材の外周面と前記ケーシングの内周面との間には、ろ過水が流通する空間を備え、
前記ケーシングは、筒状部材と前記筒状部材の長手方向端部に配置される蓋部材を備え、
前記押圧部は、前記蓋部材の前記ケーシングの内部空間に臨む内表面から前記長手方向に突出形成され端面で前記シール部材を押圧するとともに、内周面が前記一次側空間に臨み外周面が前記二次側空間に臨む筒状部で構成され、
前記一次側空間に臨む前記シール部材の内周面と当接するように前記筒状部から前記一次側空間側である前記膜エレメントの端面に向けて延出形成された延出部により構成され、前記シール部材の前記二次側空間から前記一次側空間への移動または変位を阻止するシール部材保持機構を備えていることを特徴とする膜モジュール。

【請求項3】

前記立上り部は、前記一次側空間に向かって下り勾配に形成されていることを特徴とする請求項１記載の膜モジュール。

【請求項4】

前記蓋部材に前記一次側空間に連通する第一開口部と、前記二次側空間に連通する第二開口部が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の膜モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、膜エレメントと当該膜エレメントが収容されるケーシングを備えて構成される膜モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、原水をろ過するための膜エレメントと、当該膜エレメントを収容する筒状のケーシングを備えた膜モジュールが開示されている。

【0003】

図１５に示すように、当該膜モジュール２０は、膜エレメント２の端面６ａの周縁に配置された環状のシール部材４４と、シール部材４４を介して膜エレメント２を押圧し、ケーシング１００内の一次側空間Ｒ１と二次側空間Ｒ２とを区画する押圧部Ｐ（５１）を備えた蓋体５０が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１７８０８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような膜モジュール２０に収容される膜エレメント２がセラミックス製の膜エレメントである場合、焼成時の温度条件等に起因してある程度のサイズばらつき、具体的にはケーシング本体４０の軸心方向に沿って膜エレメントの長さばらつきが発生するため、シール部材４４に対する押圧力を個別に調整する必要があった。

【0006】

そのため、特許文献１に記載された膜モジュールでは、ケーシング本体４０の開口端部に嵌入し、ケーシング本体との間で水密性を確保しながらケーシング本体の軸心方向に姿勢を保持したまま移動可能に構成された蓋体５０が設けられ、蓋体５０の位置を調整することにより、押圧力が個別に調整可能に構成されていた。

【0007】

しかし、単にシール部材４４に対する押圧力を調整可能に構成されていても、二次側空間Ｒ２から一次側空間Ｒ１に高圧の洗浄水を供給する逆洗工程が実行される時に、その圧力によってシール部材４４の縁部に付勢力が作用してシール部材４４が移動し、押圧部Ｐ（５１）による押圧状態から離脱して一次側空間Ｒ１と二次側空間とが連通してしまう虞があるという問題があった。

【0008】

一次側空間と二次側空間とが連通した場合には、逆洗工程が終了した後のろ過工程で、当該連通部を介して原水がろ過水に混入するという問題が発生する。

【0009】

本発明の目的は、逆洗時に圧力が作用しても、シール部材を介して一次側空間と二次側空間とが連通することのない膜モジュールを提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の目的を達成するため、本発明による膜モジュールの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、膜エレメントと前記膜エレメントが収容されるケーシングを備えて構成される膜モジュールであって、前記膜エレメントの端面の周縁に配置された前記膜エレメントとは別体の環状のシール部材と、前記シール部材を介して前記膜エレメントを押圧し、前記ケーシング内で前記膜エレメントの端面が臨み原水が通流する空間である一次側空間と前記膜エレメントの側面が臨みろ過水が通流する空間である二次側空間とを区画する押圧部と、を備え、前記シール部材の外周面と前記ケーシングの内周面との間には、ろ過水が流通する空間を備え、前記ケーシングは、筒状部材と前記筒状部材の長手方向端部に配置される蓋部材を備え、前記押圧部は、前記蓋部材の前記ケーシングの内部空間に臨む内表面から前記長手方向に突出形成され端面で前記シール部材を押圧するとともに、内周面が前記一次側空間に臨み外周面が前記二次側空間に臨む筒状部で構成され、前記押圧部によって押圧される前記シール部材の被押圧面よりも外側である前記二次側空間側が前記被押圧面よりも高くなるように前記シール部材に形成された立上り部により構成され、前記シール部材の前記二次側空間から前記一次側空間への移動または変位を阻止するシール部材保持機構を備えている点にある。

【0011】

蓋部材のケーシングの内部空間に臨む内表面から筒状部材の長手方向に突出形成された筒状部によって構成された押圧部によってシール部材が膜エレメントに向けて押圧され、ケーシング内で一次側空間と二次側空間とに区画された状態で、シール部材に備えたシール部材保持機構、つまり押圧部によって押圧される前記シール部材の被押圧面よりも外側である前記二次側空間側が前記被押圧面よりも高くなるように前記シール部材に形成された立上り部によってシール部材の二次側空間から一次側空間への移動または変位が抑制され、一次側空間と二次側空間との連通が好適に阻止されるようになる。

【0012】

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、膜エレメントと前記膜エレメントが収容されるケーシングを備えて構成される膜モジュールであって、前記膜エレメントの端面の周縁に配置された前記膜エレメントとは別体の環状のシール部材と、前記シール部材を介して前記膜エレメントを押圧し、前記ケーシング内で前記膜エレメントの端面が臨み原水が通流する空間である一次側空間と前記膜エレメントの側面が臨みろ過水が通流する空間である二次側空間とを区画する押圧部と、を備え、前記シール部材の外周面と前記ケーシングの内周面との間には、ろ過水が流通する空間を備え、前記ケーシングは、筒状部材と前記筒状部材の長手方向端部に配置される蓋部材を備え、前記押圧部は、前記蓋部材の前記ケーシングの内部空間に臨む内表面から前記長手方向に突出形成され端面で前記シール部材を押圧するとともに、内周面が前記一次側空間に臨み外周面が前記二次側空間に臨む筒状部で構成され、前記一次側空間に臨む前記シール部材の内周面と当接するように前記筒状部から前記一次側空間側である前記膜エレメントの端面に向けて延出形成された延出部により構成され、前記シール部材の前記二次側空間から前記一次側空間への移動または変位を阻止するシール部材保持機構を備えている点にある。

【0013】

蓋部材のケーシングの内部空間に臨む内表面から筒状部材の長手方向に突出形成された筒状部によって構成された押圧部によってシール部材が膜エレメントに向けて押圧され、ケーシング内で一次側空間と二次側空間とに区画された状態で、押圧部に備えたシール部材保持機構、つまり一次側空間に臨むシール部材の内周面と当接するように筒状部から一次側空間側である膜エレメントの端面に向けて延出形成された延出部によってシール部材の二次側空間から一次側空間への移動または変位が抑制され、一次側空間と二次側空間との連通が好適に阻止されるようになる。

【0014】

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記立上り部は、前記一次側空間に向かって下り勾配に形成されている点にある。

【0015】

シール部材に設けられた立上り部が一次側空間に向かって下り勾配に形成、換言すると二次側空間に向かって上り勾配に形成されていると、二次側空間に洗浄水による大きな圧力が作用しても、シール部材が押圧部を通過して一次側空間に移動したり変位したりすることが効果的に阻止される。

【0016】

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記蓋部材に前記一次側空間に連通する第一開口部と、前記二次側空間に連通する第二開口部が設けられている点にある。

【0017】

蓋部材に形成された筒状部によって構成された押圧部によってシール部材が押圧され、その状態でケーシング内が一次側空間と二次側空間とに区画されるとともに、蓋部材に備えた第一開口部が一次側空間に連通し、蓋部材に備えた第二開口部が二次側空間に連通する。

【発明の効果】

【0018】

以上説明した通り、本発明によれば、逆洗時に圧力が作用しても、シール部材を介して一次側空間と二次側空間とが連通することのない膜モジュールを提供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明による膜モジュールで構成される膜ろ過ユニットの斜視図

【図2】本発明による膜モジュールで構成される膜ろ過ユニットの説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は左側面図

【図3】膜エレメントの構成要素である多孔質体の説明図で、（ａ）は正面、平面及び右側面を表す斜視図、（ｂ）は背面、底面及び左側面を表す斜視図

【図4】膜エレメントを用いたろ過工程の説明図

【図5】膜モジュールを構成する膜ケーシングの説明図

【図6】膜ケーシングの基台の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は右側面図

【図7】膜ケーシングのケーシング本体の説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は底面図

【図8】膜ケーシングのシール部材の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図

【図9】膜ケーシングのパッキンカバーの説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図

【図10】膜ケーシングの上部蓋体の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は底面図

【図11】膜ケーシングの保持部の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図

【図12】膜ケーシングの支持部の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図

【図13】（ａ）から（ｃ）はシール部材保持機構の説明図

【図14】（ａ）から（ｅ）は別実施形態を示すシール部材保持機構の説明図

【図15】従来の膜モジュールを構成する膜ケーシングの説明図

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、本発明による膜モジュール及び膜ろ過装置について説明する。
図１及び図２（ａ）〜（ｄ）には本発明による膜モジュール２０で構成される膜ろ過ユニット１が例示されている。膜ろ過装置１は、４台の膜モジュール２０と、各膜モジュール２０に原水を供給する原水ヘッダー管２２と、各膜モジュール２０に洗浄用空気または水や薬液を供給する洗浄ヘッダー管２４と、各膜モジュール２０のろ過水を集水するろ過水ヘッダー管２６を備えている。

【0021】

各膜モジュール２０は、膜ケーシング１００及び膜ケーシング１００に収容された膜エレメント２で構成され、膜ケーシング１００は、基台３０と、ケーシング本体４０と、上部蓋体５０と、ケーシング本体４０に支持される支持部６０と、ケーシング本体４０の長手方向つまり軸心方向に沿って支持部６０と上部蓋体５０との相対位置を調整可能に保持する保持部７０等を備えて構成されている。

【0022】

ろ過工程では、原水ヘッダー管２２から供給された原水が膜エレメント２の一次側から二次側へ通過することでろ過され、ろ過水は上部蓋体５０に形成されたろ過水流出管５４からろ過水ヘッダー管２６に集水される。洗浄工程（逆洗工程）では、ろ過水ヘッダー管２６から洗浄水が供給されて、膜エレメント２の二次側から一次側へ洗浄水が通過し洗浄廃水が原水ヘッダー管２２から排水される。さらにその後、洗浄ヘッダー管２４から洗浄用空気等が供給されてフラッシングされる。尚、基台３０、ケーシング本体４０、上部蓋体５０、支持部６０、保持部７０等の材質は金属や樹脂等、ろ過工程や洗浄工程の圧力に耐え得るものであればよい。

【0023】

図４には本発明による膜ろ過装置１に使用する膜エレメント２が例示されている。当該膜エレメント２は接合材層１１を介して接合された複数のセラミックス成形体６で構成されている。

【0024】

図３（ａ），（ｂ）に示すように、当該セラミックス成形体６は略直方体形状を呈し、一対の対向する端面６ａ，６ｂ間に複数本の流体通流孔３が貫通形成されている。セラミックス成形体６には、一端が基端側端面６ａで閉じ、他端が対向側端面６ｂで開放されるとともに側面６ｃ，６ｄで開放された複数のスリット５が形成されている。

【0025】

対向側端面６ｂから視て、中心から側面６ｄに延びるように形成された２本のスリット５と、当該２本のスリット５と直交するように側面６ｃに延びるように形成された６本のスリット５によって、流体通流孔３が８ブロックに区画され、流体通流孔３が中心に１本形成されるとともに各ブロックに１０本形成されている。

【0026】

本実施形態では、セラミックス成形体６に流体通流孔３が８１本形成され、各流体通流孔３の内壁面にはろ過膜が形成されている。

【0027】

このようなセラミックス成形体６は、セラミック粒状体をプレス形成することにより得られる。

【0028】

そして、接合材１１が、複数のセラミックス成形体６の各対向面６ａ，６ｂ間にそれぞれ配置され、流体通流孔３同士が重畳して連通するように位置決めされた状態で、所定時間、所定温度で焼成することにより、複数のセラミックス成形体６が一体に接合された多孔質体でなる基材が形成される。

【0029】

このようにして、セラミックス成形体６が７段積層され、多孔質の膜エレメントの基材が形成される。

【0030】

最後に、セラミック粒子を添加したスラリーを、セラミックス成形体６の流体通流孔３の内周面に塗布し、その後、焼成処理することにより流体通流孔３の内周面にろ過膜層４（図４参照）が形成される。

【0031】

図４に示すように、このようにして構成された多孔質体でなる膜エレメント２の上下端面をガラスや樹脂のコーティング等によって閉塞して、流体通流孔３の例えば下端側から被処理水である原水を圧入すると、流体通流孔３の内壁に形成されたろ過膜層４で特定成分が除去されるろ過工程が進み、ろ過水が基材の表面６ｃ，６ｄやスリット５から流出し、当該ろ過水を集水することにより被処理水から処理水を得ることができる。

【0032】

尚、上述した膜エレメント２は例示に過ぎず、その具体的構成は当該実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、本実施形態では複数のセラミック成形体を積層して形成しているが、押出成形によって形成する、複数の管状膜を管板を用いて並列配置で束ねる等、その他の様々な方法によって形成することができる。

【0033】

以下、膜ろ過装置１を構成する膜モジュール２０の膜ケーシング１００の具体的な構成を図面に基づいて詳述する。

【0034】

図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、膜モジュール２０の基台３０には膜ろ過装置１を構成する４台の膜モジュール２０に対応して４つの凹部３６が連設されている。それぞれ脚部３２で支持される枠体３４の中央部に、横断面が略方形のケーシング本体４０に合わせて略方形の凸壁部３３が形成され、その凸壁部３３の内側に凹部３６が形成されている。

【0035】

凹部３６の中央部には原水ヘッダー管２２と接続されて原水を導入する原水供給管３８が一体に形成されている。また、枠体３４には各凸壁部３３の角部に対応する位置にケーシング本体４０を締付け固定するためのボルト挿通孔３１が形成されている。原水供給管３８の下端縁にはＯリング３９ａを嵌め込む環状凹部３９が形成され、その下部に横設された原水ヘッダー管２２と水密に連結される。また、凸壁部３３の外周の下端縁にはＯリング３５ａを嵌め込む環状凹部３５が形成され、ケーシング本体４０の内壁と水密に連結される。

【0036】

図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、ケーシング本体４０は横断面が略方形に形成された筒状体で構成され、強度を確保するために外周面に複数本のリブ４２が形成され、さらに両端側に中央部よりも拡径された鍔部４３が形成されている。

【0037】

鍔部４３の角部にはボルト挿通孔４１が形成されている。ケーシング本体４０の内部に軸心方向に上述の膜エレメント２が収容可能なように、略方形の横断面の面積は膜エレメント２の横断面の面積より大きく構成され、膜エレメント２によるろ過水が膜エレメント２の対向面６ａ，６ａに挟まれた周面６ｃ，６ｄとケーシング本体４０の内周面との間に形成される二次側空間に漏出して貯溜されるように構成されている。

【0038】

基台３０に形成された凸壁部３３にケーシング本体４０が立設され、基台３０のボルト挿通孔３１とケーシング本体４０のボルト挿通孔４１とにわたってボルトが挿入されて固定される。

【0039】

また、図６（ｂ）に示すように、基台３０に形成された凹部３６にシール部材としてのゴムパッキン４４が収容され、その上に上述した膜エレメント２が収容される。凹部３６の周縁部に形成された平坦面で当該ゴムパッキン４４の外面が支持され、ゴムパッキン４４の内面に膜エレメント２の下端面６ａ（図４参照）の周縁部が圧接することで、原水供給管３８と膜エレメント２の下端面６ａとが水密にシールされる。

【0040】

図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ゴムパッキン４４は中央部に原水が通流可能な開口４５が形成され、内壁部４６に膜エレメント２の下端面６ａの角部下面と接当する段差部４７が形成されている。内壁部４６と膜エレメント２の周面６ｃ，６ｄ（図４参照）とが密着し、外壁部４８と凸壁部３３の内壁とが密着するように構成されている。その結果、原水供給管３８から供給される原水は、膜エレメント２の周面６ｃ，６ｄとケーシング本体４０との間の空間への漏洩が阻止された状態で、膜エレメント２の下端面６ａから流体通流孔３に流入する。

【0041】

図５に示すように、ケーシング本体４０に収容された膜エレメント２の上端面６ａ（図４参照）にもゴムパッキン４４が設置され、当該ゴムパッキン４４を周囲から加圧して膜エレメント２の周面に密着させるパッキンカバー９０でゴムパッキン４４の外周部が被覆されている。ゴムパッキン４４は、膜エレメント２の端面の周縁に配置される環状のシール部材として機能する。

【0042】

図９（ａ），（ｂ）には、膜エレメント２を通過したろ過水をろ過水流出管５４に導くための通路を確保するためのパッキンカバー９０が示されている。パッキンカバー９０は略方形環状の部材であって、中央部に開口９１が形成され、ゴムパッキン４４の外周と接するようにその内周が形成され、外周部の中央近傍から上方に向けて、上端面周方向に複数の円柱状の突起９２が形成されている。

【0043】

ケーシング本体４０の開口端部から鍔部４３に嵌め込むように、パッキンカバー９０の上方から上部蓋体５０が挿入される。上部蓋体５０が下方に押圧されると、上部蓋体５０の内側下縁部５１でゴムパッキン４４が上方から押圧され、上部蓋体５０の外側下縁部５２で円柱状の突起９２が上方から押圧されるように構成されている。

【0044】

図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、上部蓋体５０は、平面視で外周がケーシング本体４０の上部の鍔部４３の内周よりも僅かに小さな略方形の形状を呈し、ドーム形状の天井壁５３を備えている。

【0045】

天井壁５３の中央部には、洗浄ヘッダー管２４（図１参照）からの洗浄用空気や水が供給される流体通流口５５が形成され、略方形の外周の一辺（図１０（ａ）では左側の一辺）の近傍には、ろ過水を外部に導出するろ過水流出管５４が上方に突出するように形成されている。

【0046】

外側下縁部５２、ろ過水流出管５４、流体通流口５５の各周部にはＯリングを収容する凹部５２ａ，５４ａ，５５ａが形成され、それぞれを通過する流体が漏れないようにシール可能に構成されている。

【0047】

従って、上部蓋体５０は、外周端面に形成された凹部５２ａに装着されたＯリングによって、ケーシング本体４０の内周面に対して水密性を確保しながらケーシング本体４０の軸心方向に姿勢を保持したまま移動可能になる。

【0048】

図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、保持部７０は洗浄用空気等を供給する流体通流管７３が形成された略円筒状の管状部材で構成され、上端側周面にＯリングを収容する凹部７１が形成されるとともに、下端部に流体通流管７３と上部蓋体５０の流体通流口５５（図１０（ａ）参照）との間で連通状態を保つように押圧接触する鍔部７２が形成されている。

【0049】

保持部７０の外周には、上下方向中央部から下方にかけて雄ネジ部７４が形成され、雄ネジ部７４の上方に断面六角形の回転操作部７５が形成されている。

【0050】

図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、支持部６０は膜ろ過装置１を構成する４台の膜モジュール２０に対応して４つ連設されている。各支持部６０は中央部に環状部６３を備え、環状部６３から平面視で十字状に４本の梁部６４が延出形成されている。梁部６４はドーム形状の天井壁５３の上面に沿うように外方に向けて湾曲するアーチ状に形成されている。環状部６３の内壁には、保持部７０の雄ネジ部７４と螺合する雌ネジ部６６が形成されている。

【0051】

梁部６４の端部には、支持部６０をケーシング本体４０に形成されたボルト挿通孔４１にボルト固定するためのボルト挿通孔６１が形成された固定部６５を備えている。ケーシング本体４０のボルト挿通孔４１と支持部６０のボルト挿通孔６１とにボルトが挿通されて支持部６０がケーシング本体４０に固定される。

【0052】

図５に示すように、上部蓋体５０に形成された流体通流口５５の上部に、流体通流管７３が形成された保持部７０がＯリングを介して配置されている。保持部７０の外周部に形成された雄ネジ部７４と支持部６０の環状部６３に形成された雌ネジ部６６とが螺合することにより保持部７０が平面視で上部蓋体５０の中央部に位置決め保持されている。

【0053】

保持部７０の回転操作部７５を手動または工具を用いて回転操作することにより雄ネジ部７４と雌ネジ部６６の螺合の程度が調整され、その結果、支持部６０を基準に保持部７０によって上部蓋体５０の下方への押圧の程度が調整される。

【0054】

上部蓋体５０の内側下縁部５１でゴムパッキン４４が上方から押圧され、上部蓋体５０の外側下縁部５２で円柱状の突起９２が上方から押圧され、さらに基台３０の凹部３６に配置されたゴムパッキン４４との間で膜エレメント２が強固に固定される。

【0055】

上部蓋体５０の内周面からケーシング本体４０の軸心方向に突出形成された筒状部である内側下縁部５１が、ゴムパッキン４４を介して膜エレメント２を押圧し、ケーシング４０内で原水が通流する空間である一次側空間Ｒ１とろ過水が通流する空間である二次側空間Ｒ２とを区画する押圧部Ｐとなる。そして、蓋部材５０に一次側空間Ｒ１に連通する第一開口部となる流体通流口５５と、二次側空間Ｒ２に連通する第二開口部となるろ過水流出管５４が設けられている。

【0056】

洗浄工程（逆洗工程）でろ過水ヘッダー管２６から供給される高圧の洗浄水の影響を受けて、押圧部Ｐによる押圧力に抗してゴムパッキン４４の一次側空間Ｒ１への移動または変位による一次側空間Ｒ１と二次側空間Ｒ２との連通を阻止するシール部材保持機構Ｋが、ゴムパッキン４４に設けられている。

【0057】

詳述すると、図１３（ａ）に示すように、シール部材保持機構Ｋは、押圧部Ｐによって押圧されるゴムパッキン４４の被押圧面４４Ａに設けられ、押圧部Ｐより二次側空間Ｒ２側に立ち上がるように形成された立上り部で構成されている。当該立上り部は、一次側空間Ｒ１に向かって下り勾配に形成されている。

【0058】

図１３（ｂ）に示すように、押圧部Ｐの下面である押圧面に、周方向に沿って環状に連続する２条のビードＢが形成されていることが好ましく、ビードＢによってゴムパッキン４４が膜エレメント２の上面６ａに向けて強固に押圧され、ゴムパッキン４４の一次側空間Ｒ１への移動または変位がさらに効果的に抑制されるようになる。

【0059】

図１３（ｃ）に示すように、ゴムパッキン４４の被押圧面４４Ａに設けられ立上り部に対応した位置から押圧部Ｐの下面である押圧面が、平坦面から二次側空間Ｒ２へ向けて上り勾配となる傾斜面に形成され、平坦面及び傾斜面にそれぞれ周方向に沿って環状に連続する１条のビードＢが形成されていてもよい。ゴムパッキン４４の被押圧面４４Ａと押圧部Ｐの押圧面の形状を前記のようにすることで、ケーシング本体４０内での膜エレメント２の位置を適切な位置へ調整することができるようになる。

【0060】

原水ヘッダー管２２から原水が加圧供給されると、原水は膜エレメント２の下端面に開口された流体通流孔３に流入して上昇し、流体通流孔３の内面に形成されたろ過膜４でろ過されて周面６ｃ，６ｄ（図４参照）からろ過水が流出する。

【0061】

膜エレメント２でろ過されたろ過水は、膜エレメント２の周面とケーシング本体４０の内壁面との間に形成された空間に流出し、ケーシング本体４０の上部鍔部４３とゴムパッキン４４を押圧するパッキンカバー９０との間の空間、及び、上部蓋体５０の内側下縁部５１と外側下縁部５２との間の空間５６（図１０（ｄ）参照）を経由して、当該空間５６に連通しているろ過水流出管５４の下部開口５４ｂからろ過水流出管５４に導水される。尚、図５に示される流体通流孔３は、図４に示す中央部の流体通流孔３である。

【0062】

セラミック成型体を焼成して得られる膜エレメント２は、ある程度の高さばらつきが生じる。しかし、押圧機構６０，７０によって上部蓋体５０がケーシング本体４０の鍔部４３に対して上下方向に位置調整可能に構成され、上部蓋体５０に形成されているろ過水流出管５４がろ過水ヘッダー管２６に対して上下方向に位置調整可能に構成されていることで、高さばらつきが吸収可能に構成されている。もちろん、それぞれの位置調整部にはＯリングが備わっているので水密構造は維持される。

【0063】

また、上部蓋体５０及びゴムパッキン４４を取り外すと、ケーシング本体４０の上部鍔部４３、つまり中央部より拡径された端縁部に膜エレメント２の上端が突出しており、上部鍔部４３と膜エレメント２の周面との間に隙間が形成されているので、膜エレメント２のケーシング本体４０からの離脱操作や挿入操作が容易に行なえる。

【0064】

即ち、原水供給管３８とろ過水流出管５４とが、ケーシング本体４０の長手方向に向けて、好ましくはほぼ平行な向きにケーシングの端部に配置されているので、原水供給管３８及びろ過水流出管５４がケーシングの周面から側方に大きく突出するようなことがなく、平面視で設置スペースを小さくすることができる。

【0065】

また、ケーシングは筒状の本体４０と蓋体５０とを含み、ろ過水流出管５４が蓋体５０に設けられているので、ろ過水流出管の端部がケーシングの周面に接続されるような態様と比較して、ケーシングの周面にろ過水流出管を配置するようなスペースが不要になり、平面視で顕著な省スペース化が図られるようになる。

【0066】

一次側空間Ｒ１と二次側空間Ｒ２との仕切り壁としても機能する蓋体５０の内側下縁部５１は、ゴムパッキン４４、円柱状の突起９２を介して膜エレメント２を保持するように構成されているので、膜エレメント２の周面と本体４０内面との間に形成される空間と、ろ過水流出管５４の端部とが水密状態になり、ろ過水に原水が混入することが回避される。

【0067】

以下、シール部材保持機構Ｋの別実施形態を説明する。
上述した実施形態では、シール部材保持機構Ｋは、押圧部Ｐによって押圧されるゴムパッキン４４の被押圧面４４Ａに設けられ、押圧部Ｐより二次側空間Ｒ２側に次第に立ち上がる傾斜壁で構成された立上り部で構成された例を説明したが、図１４（ａ）に示すように、立上り部は、押圧部Ｐより二次側空間Ｒ２側にステップ的に立ち上がる段差部で構成されていてもよい。

【0068】

また、図１４（ｂ）に示すように、押圧部Ｐが嵌入される溝部が形成されるように、押圧部Ｐにより押圧される位置を境にして一次側空間Ｒ１と二次側空間Ｒ２のそれぞれにステップ的に立ち上がる段差部で構成されていてもよい。また、押圧部Ｐにより押圧される位置を境にして一次側空間Ｒ１と二次側空間Ｒ２のそれぞれに次第に立ち上がる傾斜部で構成されていてもよい。

【0069】

シール部材保持機構Ｋは、押圧部Ｐに設けられていてもよい。図１４（ｃ）に示すように、ゴムパッキン４４の被押圧面４４Ａは平坦に形成され、ゴムパッキン４４の内周面と当接するように押圧部Ｐから一次側空間Ｒ１側に延出形成された延出部Ｐ１によりシール部材保持機構Ｋが構成されていてもよい。

【0070】

図１４（ｄ）に示すように、ゴムパッキン４４の下端が径方向外方に延出するような鍔部４４Ｂが形成され、押圧部Ｐの外周が径方向外方に屈曲しさらに下方に延出することで、その端面で当該鍔部４４Ｂを上から押圧するような構成であってもよい。

【0071】

図１４（ｅ）に示すように、ゴムパッキン４４の被押圧面４４Ａに環状の凸部４４Ｃを形成し、当該凸部４４Ｃに外嵌するように、押圧部Ｐの押圧面に環状の溝部Ｋをシール部材保持機構Ｋとしてもよい。

【0072】

つまり、シール部材保持機構Ｋは、シール部材４４に形成されていてもよいし、押圧部Ｐに形成されていてもよいし、協働してシール部材４４を保持するようにシール部材４４と押圧部Ｐの両方に形成されていてもよい。

【0073】

また、押圧部Ｐは、蓋部材５０に一体に構成された内側下縁部５１に限るものではなく蓋部材５０と別体に形成されていてもよい。

【0074】

以上、本発明による膜モジュールについて図面を参照して基本的構成を説明したが、膜モジュールの各部の具体的な構成、サイズ、形状、材料等は、上述した実施形態で説明した態様に限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜選択して設計可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0075】

１：膜モジュール
２：膜エレメント
３：流体通流孔
２０：膜モジュール
２２：原水ヘッダー管
２４：洗浄ヘッダー管
２６：ろ過水ヘッダー管
３０：ケーシング（蓋体として機能する基台）
３８：原水供給管
４０：ケーシング（本体）
４４：シール部材（ゴムパッキン）
５０：ケーシング（上部蓋体）
５１（Ｐ）：押圧部（内側下縁部）
５４：ろ過水流出管
６０：支持部
７０：保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】