中空纤维膜组件的制作方法与工艺

本发明关于一种在水处理等固液分离操作中使用的中空纤维膜组件。本申请基于2011年1月4日在日本申请的特愿2011-000153号主张优先权，在这里引用其内容。

背景技术：
中空纤维膜组件作为过滤材在无菌水、饮用水、高度纯水的制造、空气净化等很多用途中被使用。作为中空纤维膜组件，将中空纤维膜制造成束状的形态，将中空纤维膜制造成片状并层叠的形态等，被制造成具有各种形态(参照专利文献1)。层叠中空纤维膜的形态的中空纤维膜组件也称为平型中空纤维膜组件，将被层叠的多个中空纤维膜用外壳固定(参照专利文献2)。在外壳的内部，多个中空纤维膜的两端部以开口的状态被收容。另外，外壳和中空纤维膜之间用灌封树脂密封，具有将片状的中空纤维膜的集合体在外壳内支持、固定的构造。背景技术文献专利文献1：日本特开平4－310219号公报专利文献2：日本特开2009-195844号公报发明要解决的问题但是，在使用中空纤维膜组件的固液分离装置中，为了防止在中空纤维膜损伤等破损时未被过滤的被处理液侵入作为过滤后的空间的外壳内，需要堵塞损伤的中空纤维膜的外表面的伤痕。但是，以往的中空纤维膜组件存在如下的问题：在其性质上，由于浸渍在被污染的被处理液内，存在污渍严重，难以找到损伤部分。

技术实现要素：
本发明是考虑这样的情况而做成的，其目的在于，提供一种中空纤维膜组件用外壳，在中空纤维膜破损时，使中空纤维膜的开口端面露出，以便能够容易地判断损伤部分。解决问题的手段作为上述课题的解决方法，本发明的第一方面是，(1)一种中空纤维膜组件，包含被排列成片状的多根中空纤维膜和用于固定上述中空纤维膜的外壳，上述外壳具有外壳主体和罩部，上述外壳主体包括：插入口，该插入口被插入上述多根中空纤维膜的端部且被固定用树脂密封；以及开口部，该开口部朝向上述多根中空纤维膜的长度方向形成，并且设置为能够维护上述多根中空纤维膜的开口端面，上述罩部能够开闭地封闭上述外壳主体的上述开口部，上述开口部沿着上述外壳在长度方向上形成，使上述多根中空纤维膜的至少一方的开口端面全部露出，对应于上述中空纤维膜组件的宽度方向，具有连结上述外壳主体和上述罩部的接合部的一对长条状的连结部件，在各连结部件，沿着长度方向形成有上述连结部件的里侧的宽度较宽的槽，在上述外壳主体和上述罩部，分别形成有以被上述槽覆盖的状态嵌合的导向部，并且，与上述外壳主体的导向部嵌合的上述槽的部分的里侧的宽度较宽，通过使上述连结部件沿着上述外壳的长度方向滑动，上述槽与上述外壳主体的导向部和上述罩部的导向部嵌合或解除嵌合而装拆上述连结部件和上述外壳。本发明的第二方面是，(2)如(1)中的中空纤维膜组件，上述槽是燕尾槽形状。本发明的第三方面是，(3)如(1)中的中空纤维膜组件，对应于上述槽，上述罩部和上述外壳主体的各导向部是宽度越靠近上述导向部的外侧越宽的形状。本发明的第四方面是，(4)如(1)～(3)中任一个中空纤维膜组件，上述连结部件在上述连结部件的长度方向被分割成两个以上。发明的效果采用本发明的第一方面，由于打开罩部而目视中空纤维膜的开口端面时，能够最容易地确认过滤面有无损坏，因此能够容易地确认中空纤维膜的损坏的状态，并且对于中空纤维膜的开口端面的密封等维护处理变得容易。并且，由于构成为外壳主体的导向部和罩部的导向部通过连结部件连结，因而能够容易地开关罩部。并且，由于通过打开罩部，能够使开口端面全部露出，因而中空纤维膜组件的维护处理变得更加容易。采用本发明的第二方面，通过连结部件的燕尾槽，能够使外壳主体和罩部的接合部的面压力提高，并且能够可靠地防止脱落。采用本发明的第三方面，将连结部件从各导向部卸下时，导向部作为防止被处理液进入接合部的部位发挥作用，能够抑制接合部的污染。采用本发明的第四方面，能够减轻拆卸连结部件时的摩擦力，拆卸中需要较小的力即能完成。附图说明图1是本发明的第1实施方式的平型中空纤维膜组件的立体图。图2是沿着图1的II－II线的平型中空纤维膜组件的截面图。图3是平型中空纤维膜组件用外壳的截面分解图。图4是本发明的第2实施方式的平型中空纤维膜组件的截面图。图5是本发明的第3实施方式的平型中空纤维膜组件的截面图。图6是本发明的第4实施方式的平型中空纤维膜组件的立体图。图7是连结部件被分割为3个以上的平型中空纤维膜组件的立体图。图8是连结部件只连结外壳的一端侧和另一端侧的平型中空纤维膜组件的立体图。附图说明1第一外壳2外壳主体3罩部4连结部件6滤液取出口7开口部8密封部件9灌封树脂(固定用树脂)10平型中空纤维膜组件11中空纤维膜11a开口端面12中空纤维膜片状集合体13第二外壳14插入口21插入口22导向壁23凸缘导向部(导向部)34导向部(导向部)23c、34a外缘(抵接部)48槽C密封空间具体实施方式(第1实施方式)以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。图1是本发明的实施方式的平型中空纤维膜组件的立体图。图2是沿着图1的II－II线的平型中空纤维膜组件的截面图。图3是平型中空纤维膜组件用外壳的截面分解图。在以下的说明中，将图2、3中的上方称为上方，下方称为下方。如图1所示，本实施方式的平型中空纤维膜组件10包括：由多个中空纤维膜11形成的中空纤维膜片状集合体12、以及中空纤维膜片状集合体12的端部所插入的第一外壳1和第二外壳13。中空纤维膜片状集合体12是将多个中空纤维膜11扎束成具有细长的矩形状横截面的结构。中空纤维膜片状集合体12的端部通过灌封树脂9(固定用树脂)固定，该灌封树脂9密封第一外壳1的插入口21(参照图2)以及第二外壳13的插入口14，将各外壳1、13维持为中空状态。第一外壳1包括：由外壳主体2、罩部3、以及在沿着该外壳主体2和罩部3的长度方向的两侧面分别各安装有两个的连结部件4。该四个连结部件4通过夹入外壳主体2和罩部3的后述凸缘导向部23和导向部34，连结外壳主体2和罩部3。在罩部3的端部两侧面，设置有滤液取出口6。接着，参照图2、3，对本实施方式的第一外壳1进行详细的说明。外壳主体2是长方形状的箱型部件，具有与平型中空纤维膜组件10的宽度方向、即垂直于中空纤维膜的方向对应的长度，在下部具有中空纤维膜片状集合体12的插入口21，在上述插入口21的相反侧具有开口部7。开口部7朝向中空纤维膜11的长度方向，且沿着第一外壳1的长度方向形成。插入口21和开口部7在空间上被连接，插入口21的内表面和开口部7的内表面连续形成。外壳主体2的插入口21的端部侧宽度被稍微扩大，使中空纤维膜片状集合体12的端部的插入操作容易进行。外壳主体2的开口部7使构成被插入的中空纤维膜片状集合体12的中空纤维膜的开口端面11a全部向外部露出，设置有从该开口部7向上方伸出的导向壁22。这里露出是指，在卸下罩部时，中空纤维膜的开口端面能够目视的状态。构成插入口21的外壁24中，沿着第一外壳1的长度方向形成的外壁24a上设有从该外壁24a突出的凸缘导向部23(导向部)。在凸缘导向部23的突出方向(图2的左右方向)的端部，形成有向下方伸出的突出部23a。另外，凸缘导向部23被设置为在外壳主体2的整个长度方向上延伸。凸缘导向部23的上表面23b和导向壁22的外表面22a的拐角部分一起形成后述密封部件8的密封面。在导向壁22，能够装拆地安装有封闭外壳主体2的开口部7用的罩部3。该罩部3是具有弧状的上表面31的部件，该罩部3接纳外壳主体2的导向壁22，沿着第一外壳1的长度方向形成。接收外壳主体2的导向壁22的罩部3的内侧面32在顶端侧成为向外侧扩展的起到密封面作用的倒角部33。由该倒角部33、以及所述导向壁22的外表面22a和凸缘导向部23的上表面23b的拐角部分形成截面三角形状的密封空间C(参照图2)。构成罩部3的外壁35中，在沿着长度方向的外壁35a上且罩部3的下缘3a侧设置有从外壁35a突出的导向部34。和外壳主体2的凸缘导向部23同样地，导向部34被设置为在罩部3的整个长度方向上延伸。另外，导向部34的外缘34a形成为和凸缘导向部23的外缘23c处于同一个面。因此，在外壳主体2上组装有罩部3的状态下，密封空间C被配置在从处于同一平面的外缘23c、34a(和后述槽底面4b的抵接部)向内侧离开的位置。导向部34的距离罩部3的下缘3a的高度(从下缘3a朝向上方的尺寸)向突出方向逐渐变大，即形成为逐渐展开的形状。即，导向部呈越靠近外侧宽度越大的形状。由此，导向部34的上表面34b成为向内侧倾斜的面。外壳主体2的开口部7，通过使凸缘导向部23的上表面23b和导向部34的下缘3a接触地安装罩部3而被封锁。另外，在密封空间C中，插入环状的密封部件8，密封部件8的直径比密封空间C的内切圆稍大，构成为将罩部3安装在外壳主体2时被三个面按压，从而能够得到充分的液密性。外壳主体2和罩部3通过连结部件4连结。该连结部件4被配置为，覆盖凸缘导向部23的上表面23b和罩部3的下缘3a的接合部中的、第一外壳1的长度方向的两侧面的接合部。连结部件4在第一外壳1的两侧面分别各设置有两个，各连结部件4的长度方向的长度是第一外壳1的长度方向的长度的大致一半。连结部件4具有使凸缘导向部23和导向部34结合并将其接纳的槽48。槽48是里侧的宽度较宽的形状，即，呈槽底面的宽度比槽上面的宽度大的形状，该槽48、与凸缘导向部23及导向部34成为彼此嵌合的形状。即，槽48形成为具有：对应于外缘23c、34a的直线状的槽底面4b、位于槽底面4b的上端且形成为向里侧宽度逐渐变宽的逐渐展开状的斜面4u、以及位于槽底面4b的下端且形成为宽度变宽的阶梯状凹槽4d。斜面4u嵌合于导向部34的上表面34b，凹槽4d嵌合于凸缘导向部23的突出部23a。由此，适度地压缩密封部件8，外壳主体2和罩部3成为液密。另外连结部件4通过密封部件8的排斥力和槽部的摩擦力被保持位置。接着，对本实施方式的平型中空纤维膜组件10的作用进行说明。在使用上述平型中空纤维膜组件10进行过滤操作时，将第一外壳1的内部的中空部与外部的集水管连接，进一步将该集水管与泵等吸引单元连接。另外，在充满处理液的处理槽内设置平型中空纤维膜组件10，使吸引单元动作时，通过集水管第一外壳1的内部的中空部成为负压，处理液通过中空纤维膜11被过滤，其滤液从中空纤维膜11的端部到达上述中空部内，从集水管被回收。例如，假设某一个中空纤维膜11损伤，需要使中空纤维膜11的开口端面11a露出，此时通过使全部的连结部件4沿着第一外壳1的长度方向滑动，将连结部件4从第一外壳1拆下。拆下连结部件4后，通过将罩部3向上方拉拨打开，使罩部3和外壳主体2分离。由此，能够使中空纤维膜11的开口端面11a从外壳主体2的开口部7露出，观察开口端面11a找出破损的中空纤维膜开口端面，能够用修补材进行密封而修补膜组件。作为构成第一外壳1的外壳主体2、罩部3、连结部件4的材质，只要是具有机械强度以及耐久性的材料即可，能够使用例如聚碳酸酯、聚砜树脂、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)、PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸树脂、ABS树脂、变性PPE(聚苯醚)等树脂材料或SUS304等不锈钢、铝材等金属材料。这里，作为中空纤维膜11，能够使用例如纤维素类、聚烯烃类、聚乙烯醇类、聚甲基丙烯酸甲酯类、聚砜树脂类、聚偏氟乙烯类、聚氟乙烯类、聚丙烯腈类、陶瓷类等中空纤维膜。另外，能够根据平型中空纤维膜组件的使用目的适当选择中空纤维膜11的孔径、空孔率、膜厚、外径等来选定中空纤维膜2。关于密封部件8的材质的硬度，根据使用平型中空纤维膜组件10的环境或密封部件8的直径等适当确定，但是考虑液密性优选10秒后的邵氏A硬度为70度以下。硬度过度高时，由于排斥力存在对由通过罩部3进行的封闭产生阻碍的情况。作为密封部件8的材质，从对于按压的排斥力能够发挥较高的液密性的观点来看，能够使用硅胶、含氟橡胶、丁腈橡胶(NBR)等橡胶或者弹性体。采用上述实施方式，通过使连结部件4在第一外壳1的长度方向滑动卸下，能够卸下罩部。由此，由于通过外壳主体2的开口部7使中空纤维膜11的开口端面11a暴露，因此例如，在中空纤维膜11的一部分损伤时，能够容易地密封损伤的开口端面11a。通过使外壳主体2侧的槽卡合的形状呈在宽度方向扩大的凹槽4d，由连结部件4连结时，能够使外壳主体2的插入口21向扩展方向作用的应力较小，能够更加抑制固定中空纤维膜片状集合体的灌封树脂部的变形。另外，为了插入密封部件8，做成在罩部3侧形成倒角部33的结构，在外壳主体2安装罩部3时，对第一外壳1向扩展方向作用的力只作用于罩部3，不作用于外壳主体2。因此，通过安装罩部3而产生的外壳的变形不会对中空纤维膜片状集合体12的固定产生影响。另外，通过使导向部34的上表面34b成为从外缘34a向罩部3的外壁35变低的倾斜面，从而使连结部件4滑动时，未被过滤的被处理液暂时保持在防止进入上表面34b和罩部3的外壁35之间的空间中。由此，能够防止被污染的被处理液到达罩部3和外壳主体2的接合部。另外，该倒角部33、以及所述导向壁22的外表面22a和凸缘导向部23的上表面23b的拐角部分形成的密封空间C，被配置在从位于同一平面的外缘23c、34a向内侧离开的位置，由此防止未被过滤的被处理液的侵入，能够将对于内部的污染抑制在最低限度。进一步，连结部件4的长度为第一外壳1的长度方向的长度的大致一半，构成为在第一外壳1的两侧面分别各设置两个。由此，能够减轻拆卸连结部件4时的摩擦力，拆卸中需要较小的力即能完成。(第2实施方式)下面，对本发明的平型中空纤维膜组件的第2实施方式进行说明。图4是本发明第2实施方式的平型中空纤维膜组件的截面图。另外，本实施方式中，以和上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的部分省略其说明。从图4可知，第2实施方式的平型中空纤维膜组件中，连结部件4A和外壳主体2A以及罩部3A的嵌合部的形状，即凸缘导向部23和导向部34的嵌合部的形状分别是呈逐渐展开的形状的燕尾槽形状。燕尾槽形状是指，槽的截面是梯形，槽底面的宽度比槽上面的宽度大的形状。这样，通过将嵌合部的形状统一为燕尾槽形状，能够更加使连结部件4A的插入所需的力变小。另外，机械加工中，制造第一外壳1A时，能够使制造工序更简单化。另外，连结部件4不仅限于在第一外壳1A的两侧面的各设置两个，在第一外壳1A的两侧面各设置一个也可以，也可以如图7所示分割为三个以上。进一步，连结部件4无需在第一外壳1A的整个侧面设置，如图8所示也可以构成为仅连结沿着第一外壳1A的长度方向的一端侧和另一端侧。(第3实施方式)下面，对本发明的平型中空纤维膜组件的第3实施方式进行说明。另外，本实施方式中，以和上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的部分省略其说明。第3实施方式的平型中空纤维膜组件的第一外壳1B和第1实施方式以及第2实施方式比较，通过罩部3B可开闭地关闭外壳主体2B的开口部7，这一点是相同的，但罩部3B和外壳主体2B的连结方法不同。如图5所示，外壳主体2B的外壁24B中，沿着第一外壳1B的长度方向的外壁24Ba上设有从该外壁24Ba突出的凸缘部23B。在凸缘部23B的下表面，沿着第一外壳1B的长度方向形成有凹槽40。在沿着罩部3B和外壳主体2B的长度方向的两侧方，配置有由SUS等钢板形成的挂钩板41、41。各个挂钩板41具有覆盖第一外壳1B的两侧方的长度，其下端形成向第一外壳1B挂钩状弯曲的挂钩部42。该挂钩部42构成为和凸缘部23B的凹槽40卡合。另外，在挂钩板41的上部，在挂钩板41的长度方向大致等间隔地形成有供后述带子44的挂钩部45b、46b插入的三个带子安装孔43。挂钩板41、41通过三个带子44被保持(在图5中只表示出一个带子44)。各个带子44由第1带子45以及第2带子46构成，第1带子45和第2带子46分别由形成为短条状的SUS等钢板形成。第1带子45和第2带子46通过所谓的捆扎带子中使用的连接机构被连接。具体地说，第1带子45的表面形成有多个卡合爪(未图示)，第1带子45的一端侧被插入形成在第2带子46的一端侧的锁定部46a，从而第1带子45和第2带子46能够调整长度地被连接。第1带子45的卡合爪部和锁定部46a的卡合爪(未图示)卡合，由此带子44的长度不会变长地被锁定。另外，在锁定部46a设有解除按钮46c，通过下压可以解除锁定。在第1带子45和第2带子46的另一端侧，形成有挂钩状地弯曲的挂钩部45b、46b。如上述那样，挂钩部45b、46b分别插入挂钩板41、41的带子安装孔43，从而挂钩板41和带子44卡合。另外，在带子44和罩部3B之间，存在由橡胶等构成的缓冲材47。采用上述实施方式，牵引第1带子45的一端以使其从第2带子46的锁定部46a离开，带子44的长度(从挂钩部45b到挂钩部46b的长度)变短。由此，卡合于外壳主体2B的凹槽40的挂钩板41的挂钩部42彼此的长度也变短，通过带子44使得罩部3B被紧固。另外，解除带子44的锁定部46a的锁定，通过解除带子44和挂钩板41的卡合，能够卸下罩部3B。由此，通过外壳主体2B的开口部7使中空纤维膜11的开口端面11a暴露。另外，由于缓冲材47具有弹性，能够防止带子44的松弛。本实施方式中，通过上述的结构，通过解除带子44的锁定部46a的锁定，解除带子44和挂钩板41的卡合，从而能够更简便地卸下罩部3B。另外由于没有滑动机构，即使在局限的空间内也可以进行维护作业。另外，关于第1～第3实施方式的连结方法，不局限于上述方法，例如作为外壳主体2和罩部3的连结部件，也可以使用一般被称为“搭扣(drawlatch)”的固定金属零件。这样的连结部件是根据外壳的生产数量或成本适当选择的。(第4实施方式)下面，对本发明的平型中空纤维膜组件的第4实施方式进行说明。另外，本实施方式中，以和上述实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的部分省略其说明。如图6所示，本实施方式的平型中空纤维膜组件10C的第一外壳1C是一体地形成的，设有两个开口部50、50。各个开口部50在第一外壳1C的上部向上方突出设置，形成为圆筒状。在开口部50的内壁，形成有对应于后述罩部51的螺纹部的螺纹槽。开口部50的形成位置以及开口直径设定为通过两个开口部50能够在中空纤维膜11的开口端面的整个区域对中空纤维膜11的开口端面进行分辨以及维护的位置和尺寸。罩部51、51是堵塞开口部50、50的圆盘状，在下表面突出设置有对应于开口部50的螺纹槽的螺纹突起52。罩部51经由罩部51的下表面和开口部50的上表面之间存在的O环53，被安装在开口部50上。采用上述实施方式，能够从两个开口部50分辨中空纤维膜11的开口端面，进一步通过开口部50接近开口端面，因此中空纤维膜11的一部分损伤时，能够密封损伤的开口端面。另外，将开口部50做成分辨开口端面所需的最低限度的大小，因而能够使第一外壳1C的刚性更高。另外，由于使开口部50减小，能够容易地对第一外壳1C和罩部51进行液密。产业上的可利用性采用本发明，由于打开罩部而目视中空纤维膜的开口端面时，能够最容易地确认过滤面有无损坏，因此能够容易地确认中空纤维膜的损坏的状态，并且对于中空纤维膜的开口端面的密封等维护处理变得容易。