分离膜模块及连接部件的制作方法
分离膜模块及连接部件的制作方法
【专利摘要】分离膜模块具备：筒状的压力容器；多个分离膜元件，以在压力容器的轴向上排列的方式填装于压力容器内；及连接部件，连接相邻的分离膜元件。分离膜元件包含中心管及固定于中心管的两端部的一对端部件（3A、3B）。连接部件（5A）以与位于该连接部件（5A）的两侧的端部件（3A、3B）的至少一方卡合的方式构成。另外，在连接部件（5A）上安装有传感器。
【专利说明】分离膜模块及连接部件【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从原液生成透过液的分离膜模块及用于该分离膜模块的连接部件。
【背景技术】
[0002]以往，公知有例如用于海水淡化处理、超纯水制造等的分离膜模块。例如，在专利文献I中，公开了图8所示的分离膜模块10。该分离膜模块10中，在筒状的压力容器11内一列地填装有多个螺旋型分离膜元件12。并且，如图8中箭头所示，当从分离膜模块10的一端部对压力容器11内供给原液时，该原液由螺旋型分离膜元件12的分离膜过滤而生成透过液，该透过液和浓缩后的原液从分离膜模块10的另一端部分别被排出。
[0003]相邻的螺旋型分离膜元件12由连接部件15连接。各螺旋型分离膜元件12具有包含分离膜和流路件的层叠体绕中心管13卷绕而成的结构。连接部件15通常由两端部与螺旋型分离膜元件12的中心管13嵌合的短管构成。图8所示的例子中，连接部件15从外侧与中心管13嵌合。
[0004]另外，在专利文献I中，记载了在连接部件15上设置用于检测原液、透过液的性状的各种传感器和用于发送基于这些传感器的检测信号的天线这一结构。通过该结构，专利文献I中公开的分离膜模块10中，即使螺旋型分离膜元件12被替换时也能够对传感器等进行再利用。
`[0005]专利文献1:日本特开2009 - 166034号公报
【发明内容】
[0006]但是，如上所述，在分离膜元件之间使用连接部件(安装部件)等设置传感器的情况下，由于连接部件能够相向于螺旋型分离膜元件旋转，所以传感器的位置不固定。在压力容器内一般原液、透过液的流动状态根据场所不同而不同，所以若传感器的位置不固定，则基于传感器的测定数值产生偏差，有时无法获得可靠性高的数值。
[0007]本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种能够使用传感器进行稳定测定的分离膜元件以及适用于该分离膜元件的连接部件。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供一种分离膜模块，具备:筒状的压力容器；多个分离膜元件，以在上述压力容器的轴向上排列的方式填装于上述压力容器内，该分离膜元件包含中心管以及固定在上述中心管的两端部的一对端部件；连接部件，通过与上述中心管嵌合而连接相邻的分离膜元件，该连接部件以与位于该连接部件的两侧的上述端部件的至少一方卡合的方式构成；及传感器，安装于上述连接部件。
[0009]另外，本发明提供一种连接部件，该连接部件将包含中心管及固定于上述中心管的两端部的一对端部件的分离膜元件彼此连接，该连接部件具备:两端部嵌合于上述中心管内的中空的轴部；介于上述端部件之间的板部；及从上述板部突出并与上述端部件卡合的突出部。[0010]发明效果
[0011]根据本发明的分离膜模块，由于安装有传感器的连接部件相对于分离膜元件的旋转被限制，所以能够使用传感器进行稳定的测定。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的第一实施方式的分离膜模块的剖视图。
[0013]图2是作为分离膜元件的一例的螺旋型分离膜元件的概略结构图。
[0014]图3是连接部件及位于其两侧的端部件的分解立体图。
[0015]图4A是连接部件的主视图，图4B是图4A的IVB-1VB线剖视图。
[0016]图5A是图1的VA-VA线剖视图，图5B是图1的VB-VB线剖视图。
[0017]图6是说明位于连接部件的两侧的端部件彼此的位置关系的图。
[0018]图7是本发明的第二实施方式的连接部件的主视图。
[0019]图8是现有分离膜元件的剖视图。
【具体实施方式】
[0020]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。另外，以下的说明涉及本发明的一例，本发明并未限定于此。
[0021](第一实施方式)
[0022]图1表示本发明的第一实施方式的分离膜模块I。该分离膜模块I具备:被称作容器(vessel)的筒状的压力容器7 ;以在压力容器7的轴向上排列的方式填装于压力容器7内的多个(例如3?8个)分离膜元件2 ;及连接相邻的分离膜元件2的连接部件5A。
[0023]在压力容器7的两端安装有圆盘状的盖8、9。在其中一个(图1中左侧)盖8上，在从中心偏移的位置上设有用于对压力容器7内供给原液的供给管81。在另一个(图1中右侧)盖9上，在中心设有用于取出通过由后述的分离膜23过滤原液而生成的透过液的第一排出管91，在从中心偏移的位置上设有用于取出浓缩后的原液的第二排出管92。S卩，在压力容器7内形成原液从一方的盖8朝向另一方的盖9的流动。另外，供给管81和第二排出管92也可以设于压力容器7中。
[0024]本实施方式中，作为分离膜元件2而使用螺旋型的反浸透膜元件。但是，分离膜元件2例如可以是螺旋型的超滤膜元件，也可以是其他圆筒形元件。
[0025]各分离膜元件2具有:作为集水管发挥功能的中心管21 ;绕中心管21卷绕而成的层叠体22 ;夹持层叠体22而固定于中心管21的两端部的一对端部件3A、3B ;及包围层叠体22的外装件28。一对端部件3A、3B也起到防止层叠体22以伸缩状伸展的作用。
[0026]本实施方式中，在一对端部件3A、3B中的上游侧的端部件3A上，作为密封部件4而安装有利用原液的上游侧的压力来密封分离膜元件2与压力容器7的内周面之间的间隙的剖面为大致U字形的填料。但是，密封部件4不限于剖面为大致U字形的填料，只要能够密封分离膜元件2与压力容器7的内周面之间的间隙则可以具有任何形状。
[0027]在中心管21上形成有使透过液向内部流入的多个导入孔(参照图2)。连接部件5A的后述的中空的轴部51跨及相邻的分离膜元件I的中心管21而构成用于使透过液流动的连续的流路。另外，在位于最上游侧的分离膜元件2的中心管21中安装塞子82，位于最下游侧的分离膜元件2的中心管21通过连接器93而与第一排出管91连接。
[0028]如图2所示，层叠体22形成卷绕方向为一对边方向的矩形形状，并包含在透过侧流路件24的两面上重合有分离膜23而成的膜片和供给侧流路件25。膜片具有以形成在一方向上开口的袋状的方式使分离膜23以三边相互接合而成的结构，其开口与中心管21的导入孔连通。透过侧流路件24是例如由树脂构成的网，形成用于使透过液在相互接合的分离膜23彼此之间流动的流路。供给侧流路件25是例如由树脂构成的网(网眼比透过侧流路件24的网眼大的网)，形成用于使原液在卷绕的膜片的周围部分彼此之间流动的流路。
[0029]作为分离膜23，可列举出在无纺布、聚砜多孔质膜支撑体上设有聚酰胺类表皮层的复合反浸透膜、透过性优良的聚乙烯醇类分离膜、适合于纳滤膜的磺化聚醚砜类分离膜
坐寸ο
[0030]返回到图1，一对端部件3A、3B以它们的端面位于同一平面的方式固定于中心管21。另外，一对端部件3A、3B优选具有彼此相同的形状且彼此反向配置，但是作为一对端部件3A、3B也可以分别根据实用性而使用不同的形状。具体而言，各端部件3A、3B具有:从外侧与中心管21的端部嵌合的内侧筒部31 ;及与内侧筒部31隔有距离地包围该内侧筒部31且与内侧筒部31同心的外侧筒部32。
[0031]如图3所示，内侧筒部31和外侧筒部32通过以放射状配置的多个(图例中为6个)肋33 (图1中省略图示)彼此连接。在肋33之间配置有薄板34 (图1中省略图示)，在该薄板34上设有用于贯通端部件3A、3B而使原液流通的多个贯通孔。但是未必需要设置薄板34，也可以是肋33之间的空间构成贯通端部件3A、3B而使原液流通的流通口。
[0032]在本实施方式中，各肋33的高度(中心管21的轴向的尺寸)与侧筒部31和外侧筒部32的轴长相同，各肋33的两端面与内侧筒部31和外侧筒部32的两端面位于同一平面上。另外，在从分离膜元件2的内侧观察时，各肋33呈逆时针旋转的涡旋状弯曲。如上所述，一对端部件3A、3B彼此反向配置，所以从上游侧观察时，下游侧的端部件3B的肋33形成逆时针旋转的涡旋状，上游侧的端部件3A的肋33形成顺时针旋转的涡旋状。另外，肋33未必需要呈涡旋状，各肋33也可以沿径向直线延伸。
[0033]如图1所示，可以在外侧筒部32的外周面上形成用于担载密封部件4的沿周向延伸的槽。另外，也可以在外侧筒部32上形成用于保持外装件28的台阶。另外，优选在外侧筒部32的与后述的板部52抵接的端面上设置用于使原液流通的槽部。该槽部也可以设于板部52的壁面上。
[0034]端部件3A、3B能够通过使用模具成型塑料树脂来制造。作为这样的塑料树脂，列举ABS树脂、聚乙烯(PE )、聚丙烯(PP )等聚烯烃树脂、改性聚苯醚(PPE )树脂、氯乙烯(VC)树脂、聚讽(PSU)树脂等。
[0035]连接部件5A通过与中心管21嵌合而连接相邻的分离膜元件2。具体而言，如图4A和图4B所示，连接部件5A具有两端部嵌合于中心管21内的轴部51和从轴部51的中央部扩展并介于端部件3A、3B之间的板部52。在本实施方式中,轴部51和板部52由树脂一体地形成，但是它们也可以分别成型后由粘接剂、熔敷等进行接合。
[0036]将轴部51和展开部53 —体地形成的方法不作特别限定，例如能够列举注射成形、挤压成形、插入成形、注塑成形、真空注塑成形等。另外，作为所使用的树脂，列举ABS树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂、改性聚苯醚(PPE)树脂、氯乙烯(VC)树脂、聚砜(PSU)树脂等。其中，特别优选使用耐压性优良的改性PPE树脂。
[0037]轴部51构成一定壁厚的筒状。另外，虽图示省略，但在轴部51的两端部分别安装有对轴部51的外周面与中心管21的内周面之间的间隙进行密封的密封部件(例如O型环)。在一端部上安装的密封部件的个数可以是一个，也可以是多个。另外，中心管21未必需要在全长上具有恒定的内径，也可以在中心管21的端部上设置内径扩大了的扩径部，使轴部51的端部嵌入于该扩径部。
[0038]本实施方式中，板部52的与端部件3A、3B相向的两主面与端部件3A、3B的端面抵接。但是，板部52的两主面未必需要与端部件3A、3B的端面抵接。例如，也可以在轴部51的周围形成有从板部52的两主面突出的筒状部，通过使该筒状部的端面与端部件3A、3B的端面抵接，而使板部52的两主面从端部件3A、3B的端面离开。
[0039]板部52具有从轴部51朝径向外方延伸的多个(图例中为3个)展开部53。各展开部53具有比厚度充分大的宽度。另外，展开部53的宽度优选至少在根基部分比轴部51的外径大。这样一来，展开部53的根基部分彼此连续而能够在轴部51的周围形成无缝的环部，所以能够使配线贯通该环部等。
[0040]另外，在本实施方式中，连接部件5A与位于该连接部件5A的两侧的端部件3A、3B卡合，由此，自身的旋转被限制。具体而言，在板部52的两主面的各个主面上设有从该主面突出并与端部件3A (或3B)卡合的突出部54。本实施方式中，双方的突出部54设于同一展开部53上。另外，本发明的突出部只要以抑制板部(连接部件)的旋转的程度支撑于端部件上即可，但是也可以具有能够与端部件连接的结构。
[0041]如图5A和图5B所示，各突出部54在接近端部件3A (或3B)的外侧筒部32的内周面的位置嵌入于肋33之间。本实施方式中，各突出部54形成为与相邻的肋33双方接触的形状，由相邻的肋33夹持。但是，各突出部54未必需要与相邻的肋33双方接触，也可以与肋33之间间隙配合。
[0042]突出部54可以与板部52 —体地形成，但是也可以与板部52分别成型后由粘接齐U、熔敷等接合于板部52上。
[0043]返回到图4A和图4B，在设有突出部54的展开部53 (图4A中位于上方的展开部53)内，在与突出部54对应的位置上，以跨及双方的突出部54的方式密封有电源装置64。电源装置64经由电路基板63而对第一流量传感器61和第二流量传感器62供给电力。作为电源装置64，能够利用与电池、发电机、AC电源的连接或无线电输电。其中，为便于使用而优选使用电池。
[0044]第一流量传感器61安装于展开部53中的另一个(图4A中为位于左下方的展开部53，以下也称作“传感器用展开部53”)，第二流量传感器62安装于轴部51。第一流量传感器61用于检测原液从上游侧的分离膜元件2被送入到下游侧的分离膜元件2的流量，第二流量传感器62用于检测透过液从上游侧的分离膜元件2被送入到下游侧的分离膜元件2的流量。
[0045]具体而言，在传感器用展开部53上设有在轴部51的轴向上贯通该展开部53的贯通孔55，第一流量传感器61配置于该贯通孔55内。另一方面，第二流量传感器62配置于轴部51内。
[0046]作为第一流量传感器61和第二流量传感器62，能够使用电磁式流量计、叶轮式流量计等各种流量计，但是优选使用简易结构的叶轮式流量计。
[0047]本实施方式中，通过上述的突出部54夹持板部52的端部件3A、3B彼此的位置关系如图5A和图5B所示，以一方的端部件的肋33之间的一个空间和传感器用展开部53重合的区域最大化、且另一方的端部件的肋33之间的一个空间和传感器用展开部53重合的区域最大化的方式来确定。并且，贯通孔55位于这些区域的重复范围内。换言之，如图6所示，第一流量传感器61配置于板部52的、面向夹持该板部52的端部件3A、3B双方的肋33之间的空间的区域内。
[0048]另外，本实施方式中，第一流量传感器61仅设有一个,但是优选设有多个大小不同的第一流量传感器61。若使用这样的方式，则能够校正因流量传感器的个体差异所产生的误差。
[0049]在剩余的展开部53 (图4A中位于右下方的展开部53)上，用于发送基于第一流量传感器61和第二流量传感器62的检测信号等的天线65保持于该展开部53的前端部。在此，“前端部”是指从轴部51开始的展开部53的全长中的距前端面大约为1/3的区域。本实施方式中，天线65密封于展开部53内。
[0050]天线65在密封有该天线65的展开部53的宽度方向上延伸。天线65的长度依赖于无线电通信中使用的电波的频率。作为无线电通信的方式，列举WiFi方式、ZigBee方式、Bluetooth方式、IrDA方式等。其中，从为了进行每个分离膜元件2的评价而管理多个传感器的观点、抑制消耗电力的观点来看，特别优选ZigBee方式。另外，若将收集来自天线65的信息的主数据收集装置设置于压力容器7外，并将该主数据收集装置通过有线方式或无线方式与集中管理中心连接，则能够构筑大规模传感器网络。
[0051 ] 另外，在本实施方式中，在密封有天线65的展开部53内，还密封有与电源装置64、第一流量传感器61、第二流量传感器62及天线65连接的电路基板63。换言之，天线65经由电路基板63而与第一流量传感器61及第二流量传感器62连接。在电路基板63上形成有用于进行使用了天线65的无线电通信的无线电通信电路、控制电力从电源装置64向第一流量传感器61和第二流量传感器62的供给的电力控制电路等。另外，电路基板63可以以天线65直接安装于该电路基板63上的方式扩展至天线65的正下方，也可以位于比天线65靠径向内侧而由配线与天线65连接。
[0052]作为上述那样的实现向展开部53内密封电气元件的方法，例如列举如下方法:将展开部53沿轴部51的轴向分割成两部分，在其中一部分的分割面上安装电气元件后将两部分接合。
[0053]在以上说明的本实施方式的分离膜模块I中，由于安装有第一流量传感器61和第二流量传感器62的连接部件5A相对于分离膜元件2的旋转被限制，所以能够使用传感器进行稳定的测定。
[0054]另外，在本实施方式中，在板部52内与突出部54对应的位置上密封有电源装置64。电源装置64由于通常具有相对较大的厚度，所以通过将这样的电源装置64配置于与突出部54对应的位置上，能够减小板部52的厚度。
[0055]另外，如本实施方式所示，若突出部54设于板部52的两主面的各个主面上，则与将突出部54设于板部52的一方的主面上的情况相比，能够减小收纳电源装置64所需的突出部54的突出高度。[0056]另外，在板部52由端部件3A、3B按压的情况下，当在板部52与端部件3A、3B接触的位置上配置有传感器时，压缩应力作用于传感器，使传感器误动作或破损。特别是，如图6所示，在一端部件的肋33和另一端部件的肋33交叉的位置上，发生这样的不良情况的可能性高。相对于此，本实施方式中，第一流量传感器61配置于板部52的、面向夹持该板部52的端部件3A、3B双方的肋33之间的空间的区域内，所以能够防止发生上述那样不良情况。另外，只要第一流量传感器61配置于板部52的、面向端部件3A、3B的至少一方的肋33之间的空间的区域内，即能够获得该效果。
[0057]另外，在本实施方式中，使用了第一流量传感器61和第二流量传感器62，但是本发明的传感器不限于此，只要能够检测原液和透过液的至少一方的性状，则可以采用任何传感器。例如，本发明的传感器可以是压力传感器、温度传感器、导电度传感器等。
[0058]另外，本实施方式中，突出部54设于板部52的两主面的各个主面上，但是也可以以连接部件5A与位于该连接部件5A的两侧的端部件3A、3B的至少一方嵌合的方式将突出部54设于板部52的两主面的至少一方上。
[0059](第二实施方式)
[0060]接着，说明本发明的第二实施方式的分离膜模块。另外，本实施方式的分离膜模块与第一实施方式的分离膜模块I相比，仅代替连接部件5A而使用图7所示的连接部件5B这一点不同，所以以下仅说明连接部件5B。另外，图7中，对与第一实施方式中说明的结构相同的部分标注相同的附图标记。
[0061]本实施方式中，板部52具有从轴部51彼此反向地朝径向外方延伸的两个展开部53。另外，在板部52上设有对展开部53的前端部之间进行桥接的圆弧状的桥接部56。并且，通过展开部53的前端面和桥接部56的外侧面构成连接部件5B的筒状的外周面。另外，桥接部56的内侧面和展开部53的侧面形成沿轴部51的轴向贯通连接部件5B的开口 57。
[0062]在一方的展开部53 (图7中位于左侧的展开部53)的前端部保持有天线65。与第一实施方式同样地，天线65密封于展开部53内。另外,在该展开部53内密封有电路基板63。
[0063]在另一方的展开部53 (图7中位于右侧的展开部53)上设有从该展开部53以嵌入于端部件3A、3B的肋33之间的方式突出并与端部件3A、3B卡合的一对突出部54 (图7中仅图示一方的突出部54)。另外，在该展开部53内，在与突出部54对应的位置上密封有电源装置64。
[0064]本实施方式中，在连接部件5B中安装有检测透过液的导电度的导电度传感器66。导电度传感器66具有密封于连接部件5B内的主体部和从该主体部向轴部51的内侧突出的一对电极。并且，在导电度传感器66中经由电路基板63从电源装置64供给电力，对一对电极之间施加电压。作为导电度传感器66，不限于电极式的导电度传感器，也能够使用电磁感应式的导电度传感器。但是，从本用途的导电度的计测范围的观点出发，优选使用电极式的导电度传感器。
[0065]即使使用上述的结构的连接部件5B，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[0066](其他实施方式)
[0067]在上述第一和第二实施方式中，在展开部53内密封有天线65，但是在对天线65例如实施了防水处理的情况下，也可以使天线65的一部分或全部从展开部53露出。[0068]附图标记说明
[0069]I分离膜模块
[0070]2分离膜元件
[0071]21中心管
[0072]22层叠体
[0073]23分离膜
[0074]24透过侧流路件
[0075]25供给侧流路件
[0076]3A、3B 端部件
[0077]31内侧筒部
[0078]32外侧筒部
[0079]33 肋
[0080]5A、5B连接部件
[0081]51 轴部
[0082]52 板部
[0083]53展开部
[0084]54突出部
[0085]61第一流量传感器
[0086]62第二流量传感器
[0087]65 天线
[0088]66导电度传感器
[0089]7压力容器
【权利要求】
1.一种分离膜模块，具备: 筒状的压力容器； 多个分离膜元件，以在所述压力容器的轴向上排列的方式填装于所述压力容器内，所述分离膜元件包含中心管及固定于所述中心管的两端部的一对端部件； 连接部件，通过与所述中心管嵌合而连接相邻的所述分离膜元件，所述连接部件以与位于所述连接部件的两侧的所述端部件的至少一方卡合的方式构成；及传感器，安装于所述连接部件。
2.根据权利要求1所述的分离膜模块，其中， 所述连接部件包含:两端部嵌合于所述中心管内的中空的轴部；及介于所述端部件之间的板部， 在所述板部的与所述端部件相向的两主面的至少一方上设有从所述主面突出并与所述端部件卡合的突出部。
3.根据权利要求2所述的分离膜模块，其中， 所述端部件具有:与所述中心管嵌合的内侧筒部；与所述内侧筒部隔有距离地包围该内侧筒部的外侧筒部；及将所述内侧筒部和所述外侧筒部连接的多个肋， 所述突出部配置于所述肋之间。
4.根据权利要求2或3所述的分离膜模块，其中， 所述突出部分别设于所述板部的两主面的各个主面上。
5.根据权利要求3或4所述的分离膜模块，其中， 所述传感器配置于所述板部的、面向所述端部件中至少一方的所述肋之间的空间的区域内。
6.根据权利要求2?5中任一项所述的分离膜模块,其中， 在所述板部内，在与所述突出部对应的位置上密封有对所述传感器供给电力的电源装置。
7.根据权利要求1?5中任一项所述的分离膜模块,其中， 所述分离膜模块还具备保持于所述板部的、与所述传感器连接的天线。
8.根据权利要求7所述的分离膜模块，其中， 所述板部具有从所述轴部朝径向外方延伸的多个展开部， 所述天线保持于所述展开部的前端部。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的分离膜模块，其中， 所述分离膜元件是包含分离膜及流路件的层叠体绕所述中心管卷绕而成的螺旋型分尚月旲兀件。
10.一种连接部件，将包含中心管及固定于所述中心管的两端部的一对端部件的分离膜元件彼此连接，所述连接部件具备: 两端部嵌合于所述中心管内的中空的轴部； 介于所述端部件之间的板部；及 从所述板部突出并与所述端部件卡合的突出部。
【文档编号】B01D63/00GK103459000SQ201280017496
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年4月4日 优先权日:2011年4月6日
【发明者】小林显太郎, 小西贵久, 小泓诚 申请人:日东电工株式会社
【专利摘要】分离膜模块具备：筒状的压力容器；多个分离膜元件，以在压力容器的轴向上排列的方式填装于压力容器内；及连接部件，连接相邻的分离膜元件。分离膜元件包含中心管及固定于中心管的两端部的一对端部件（3A、3B）。连接部件（5A）以与位于该连接部件（5A）的两侧的端部件（3A、3B）的至少一方卡合的方式构成。另外，在连接部件（5A）上安装有传感器。
【专利说明】分离膜模块及连接部件【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从原液生成透过液的分离膜模块及用于该分离膜模块的连接部件。
【背景技术】
[0002]以往，公知有例如用于海水淡化处理、超纯水制造等的分离膜模块。例如，在专利文献I中，公开了图8所示的分离膜模块10。该分离膜模块10中，在筒状的压力容器11内一列地填装有多个螺旋型分离膜元件12。并且，如图8中箭头所示，当从分离膜模块10的一端部对压力容器11内供给原液时，该原液由螺旋型分离膜元件12的分离膜过滤而生成透过液，该透过液和浓缩后的原液从分离膜模块10的另一端部分别被排出。
[0003]相邻的螺旋型分离膜元件12由连接部件15连接。各螺旋型分离膜元件12具有包含分离膜和流路件的层叠体绕中心管13卷绕而成的结构。连接部件15通常由两端部与螺旋型分离膜元件12的中心管13嵌合的短管构成。图8所示的例子中，连接部件15从外侧与中心管13嵌合。
[0004]另外，在专利文献I中，记载了在连接部件15上设置用于检测原液、透过液的性状的各种传感器和用于发送基于这些传感器的检测信号的天线这一结构。通过该结构，专利文献I中公开的分离膜模块10中，即使螺旋型分离膜元件12被替换时也能够对传感器等进行再利用。
`[0005]专利文献1:日本特开2009 - 166034号公报
【发明内容】
[0006]但是，如上所述，在分离膜元件之间使用连接部件(安装部件)等设置传感器的情况下，由于连接部件能够相向于螺旋型分离膜元件旋转，所以传感器的位置不固定。在压力容器内一般原液、透过液的流动状态根据场所不同而不同，所以若传感器的位置不固定，则基于传感器的测定数值产生偏差，有时无法获得可靠性高的数值。
[0007]本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种能够使用传感器进行稳定测定的分离膜元件以及适用于该分离膜元件的连接部件。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供一种分离膜模块，具备:筒状的压力容器；多个分离膜元件，以在上述压力容器的轴向上排列的方式填装于上述压力容器内，该分离膜元件包含中心管以及固定在上述中心管的两端部的一对端部件；连接部件，通过与上述中心管嵌合而连接相邻的分离膜元件，该连接部件以与位于该连接部件的两侧的上述端部件的至少一方卡合的方式构成；及传感器，安装于上述连接部件。
[0009]另外，本发明提供一种连接部件，该连接部件将包含中心管及固定于上述中心管的两端部的一对端部件的分离膜元件彼此连接，该连接部件具备:两端部嵌合于上述中心管内的中空的轴部；介于上述端部件之间的板部；及从上述板部突出并与上述端部件卡合的突出部。[0010]发明效果
[0011]根据本发明的分离膜模块，由于安装有传感器的连接部件相对于分离膜元件的旋转被限制，所以能够使用传感器进行稳定的测定。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的第一实施方式的分离膜模块的剖视图。
[0013]图2是作为分离膜元件的一例的螺旋型分离膜元件的概略结构图。
[0014]图3是连接部件及位于其两侧的端部件的分解立体图。
[0015]图4A是连接部件的主视图，图4B是图4A的IVB-1VB线剖视图。
[0016]图5A是图1的VA-VA线剖视图，图5B是图1的VB-VB线剖视图。
[0017]图6是说明位于连接部件的两侧的端部件彼此的位置关系的图。
[0018]图7是本发明的第二实施方式的连接部件的主视图。
[0019]图8是现有分离膜元件的剖视图。
【具体实施方式】
[0020]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。另外，以下的说明涉及本发明的一例，本发明并未限定于此。
[0021](第一实施方式)
[0022]图1表示本发明的第一实施方式的分离膜模块I。该分离膜模块I具备:被称作容器(vessel)的筒状的压力容器7 ;以在压力容器7的轴向上排列的方式填装于压力容器7内的多个(例如3?8个)分离膜元件2 ;及连接相邻的分离膜元件2的连接部件5A。
[0023]在压力容器7的两端安装有圆盘状的盖8、9。在其中一个(图1中左侧)盖8上，在从中心偏移的位置上设有用于对压力容器7内供给原液的供给管81。在另一个(图1中右侧)盖9上，在中心设有用于取出通过由后述的分离膜23过滤原液而生成的透过液的第一排出管91，在从中心偏移的位置上设有用于取出浓缩后的原液的第二排出管92。S卩，在压力容器7内形成原液从一方的盖8朝向另一方的盖9的流动。另外，供给管81和第二排出管92也可以设于压力容器7中。
[0024]本实施方式中，作为分离膜元件2而使用螺旋型的反浸透膜元件。但是，分离膜元件2例如可以是螺旋型的超滤膜元件，也可以是其他圆筒形元件。
[0025]各分离膜元件2具有:作为集水管发挥功能的中心管21 ;绕中心管21卷绕而成的层叠体22 ;夹持层叠体22而固定于中心管21的两端部的一对端部件3A、3B ;及包围层叠体22的外装件28。一对端部件3A、3B也起到防止层叠体22以伸缩状伸展的作用。
[0026]本实施方式中，在一对端部件3A、3B中的上游侧的端部件3A上，作为密封部件4而安装有利用原液的上游侧的压力来密封分离膜元件2与压力容器7的内周面之间的间隙的剖面为大致U字形的填料。但是，密封部件4不限于剖面为大致U字形的填料，只要能够密封分离膜元件2与压力容器7的内周面之间的间隙则可以具有任何形状。
[0027]在中心管21上形成有使透过液向内部流入的多个导入孔(参照图2)。连接部件5A的后述的中空的轴部51跨及相邻的分离膜元件I的中心管21而构成用于使透过液流动的连续的流路。另外，在位于最上游侧的分离膜元件2的中心管21中安装塞子82，位于最下游侧的分离膜元件2的中心管21通过连接器93而与第一排出管91连接。
[0028]如图2所示，层叠体22形成卷绕方向为一对边方向的矩形形状，并包含在透过侧流路件24的两面上重合有分离膜23而成的膜片和供给侧流路件25。膜片具有以形成在一方向上开口的袋状的方式使分离膜23以三边相互接合而成的结构，其开口与中心管21的导入孔连通。透过侧流路件24是例如由树脂构成的网，形成用于使透过液在相互接合的分离膜23彼此之间流动的流路。供给侧流路件25是例如由树脂构成的网(网眼比透过侧流路件24的网眼大的网)，形成用于使原液在卷绕的膜片的周围部分彼此之间流动的流路。
[0029]作为分离膜23，可列举出在无纺布、聚砜多孔质膜支撑体上设有聚酰胺类表皮层的复合反浸透膜、透过性优良的聚乙烯醇类分离膜、适合于纳滤膜的磺化聚醚砜类分离膜
坐寸ο
[0030]返回到图1，一对端部件3A、3B以它们的端面位于同一平面的方式固定于中心管21。另外，一对端部件3A、3B优选具有彼此相同的形状且彼此反向配置，但是作为一对端部件3A、3B也可以分别根据实用性而使用不同的形状。具体而言，各端部件3A、3B具有:从外侧与中心管21的端部嵌合的内侧筒部31 ;及与内侧筒部31隔有距离地包围该内侧筒部31且与内侧筒部31同心的外侧筒部32。
[0031]如图3所示，内侧筒部31和外侧筒部32通过以放射状配置的多个(图例中为6个)肋33 (图1中省略图示)彼此连接。在肋33之间配置有薄板34 (图1中省略图示)，在该薄板34上设有用于贯通端部件3A、3B而使原液流通的多个贯通孔。但是未必需要设置薄板34，也可以是肋33之间的空间构成贯通端部件3A、3B而使原液流通的流通口。
[0032]在本实施方式中，各肋33的高度(中心管21的轴向的尺寸)与侧筒部31和外侧筒部32的轴长相同，各肋33的两端面与内侧筒部31和外侧筒部32的两端面位于同一平面上。另外，在从分离膜元件2的内侧观察时，各肋33呈逆时针旋转的涡旋状弯曲。如上所述，一对端部件3A、3B彼此反向配置，所以从上游侧观察时，下游侧的端部件3B的肋33形成逆时针旋转的涡旋状，上游侧的端部件3A的肋33形成顺时针旋转的涡旋状。另外，肋33未必需要呈涡旋状，各肋33也可以沿径向直线延伸。
[0033]如图1所示，可以在外侧筒部32的外周面上形成用于担载密封部件4的沿周向延伸的槽。另外，也可以在外侧筒部32上形成用于保持外装件28的台阶。另外，优选在外侧筒部32的与后述的板部52抵接的端面上设置用于使原液流通的槽部。该槽部也可以设于板部52的壁面上。
[0034]端部件3A、3B能够通过使用模具成型塑料树脂来制造。作为这样的塑料树脂，列举ABS树脂、聚乙烯(PE )、聚丙烯(PP )等聚烯烃树脂、改性聚苯醚(PPE )树脂、氯乙烯(VC)树脂、聚讽(PSU)树脂等。
[0035]连接部件5A通过与中心管21嵌合而连接相邻的分离膜元件2。具体而言，如图4A和图4B所示，连接部件5A具有两端部嵌合于中心管21内的轴部51和从轴部51的中央部扩展并介于端部件3A、3B之间的板部52。在本实施方式中,轴部51和板部52由树脂一体地形成，但是它们也可以分别成型后由粘接剂、熔敷等进行接合。
[0036]将轴部51和展开部53 —体地形成的方法不作特别限定，例如能够列举注射成形、挤压成形、插入成形、注塑成形、真空注塑成形等。另外，作为所使用的树脂，列举ABS树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂、改性聚苯醚(PPE)树脂、氯乙烯(VC)树脂、聚砜(PSU)树脂等。其中，特别优选使用耐压性优良的改性PPE树脂。
[0037]轴部51构成一定壁厚的筒状。另外，虽图示省略，但在轴部51的两端部分别安装有对轴部51的外周面与中心管21的内周面之间的间隙进行密封的密封部件(例如O型环)。在一端部上安装的密封部件的个数可以是一个，也可以是多个。另外，中心管21未必需要在全长上具有恒定的内径，也可以在中心管21的端部上设置内径扩大了的扩径部，使轴部51的端部嵌入于该扩径部。
[0038]本实施方式中，板部52的与端部件3A、3B相向的两主面与端部件3A、3B的端面抵接。但是，板部52的两主面未必需要与端部件3A、3B的端面抵接。例如，也可以在轴部51的周围形成有从板部52的两主面突出的筒状部，通过使该筒状部的端面与端部件3A、3B的端面抵接，而使板部52的两主面从端部件3A、3B的端面离开。
[0039]板部52具有从轴部51朝径向外方延伸的多个(图例中为3个)展开部53。各展开部53具有比厚度充分大的宽度。另外，展开部53的宽度优选至少在根基部分比轴部51的外径大。这样一来，展开部53的根基部分彼此连续而能够在轴部51的周围形成无缝的环部，所以能够使配线贯通该环部等。
[0040]另外，在本实施方式中，连接部件5A与位于该连接部件5A的两侧的端部件3A、3B卡合，由此，自身的旋转被限制。具体而言，在板部52的两主面的各个主面上设有从该主面突出并与端部件3A (或3B)卡合的突出部54。本实施方式中，双方的突出部54设于同一展开部53上。另外，本发明的突出部只要以抑制板部(连接部件)的旋转的程度支撑于端部件上即可，但是也可以具有能够与端部件连接的结构。
[0041]如图5A和图5B所示，各突出部54在接近端部件3A (或3B)的外侧筒部32的内周面的位置嵌入于肋33之间。本实施方式中，各突出部54形成为与相邻的肋33双方接触的形状，由相邻的肋33夹持。但是，各突出部54未必需要与相邻的肋33双方接触，也可以与肋33之间间隙配合。
[0042]突出部54可以与板部52 —体地形成，但是也可以与板部52分别成型后由粘接齐U、熔敷等接合于板部52上。
[0043]返回到图4A和图4B，在设有突出部54的展开部53 (图4A中位于上方的展开部53)内，在与突出部54对应的位置上，以跨及双方的突出部54的方式密封有电源装置64。电源装置64经由电路基板63而对第一流量传感器61和第二流量传感器62供给电力。作为电源装置64，能够利用与电池、发电机、AC电源的连接或无线电输电。其中，为便于使用而优选使用电池。
[0044]第一流量传感器61安装于展开部53中的另一个(图4A中为位于左下方的展开部53，以下也称作“传感器用展开部53”)，第二流量传感器62安装于轴部51。第一流量传感器61用于检测原液从上游侧的分离膜元件2被送入到下游侧的分离膜元件2的流量，第二流量传感器62用于检测透过液从上游侧的分离膜元件2被送入到下游侧的分离膜元件2的流量。
[0045]具体而言，在传感器用展开部53上设有在轴部51的轴向上贯通该展开部53的贯通孔55，第一流量传感器61配置于该贯通孔55内。另一方面，第二流量传感器62配置于轴部51内。
[0046]作为第一流量传感器61和第二流量传感器62，能够使用电磁式流量计、叶轮式流量计等各种流量计，但是优选使用简易结构的叶轮式流量计。
[0047]本实施方式中，通过上述的突出部54夹持板部52的端部件3A、3B彼此的位置关系如图5A和图5B所示，以一方的端部件的肋33之间的一个空间和传感器用展开部53重合的区域最大化、且另一方的端部件的肋33之间的一个空间和传感器用展开部53重合的区域最大化的方式来确定。并且，贯通孔55位于这些区域的重复范围内。换言之，如图6所示，第一流量传感器61配置于板部52的、面向夹持该板部52的端部件3A、3B双方的肋33之间的空间的区域内。
[0048]另外，本实施方式中，第一流量传感器61仅设有一个,但是优选设有多个大小不同的第一流量传感器61。若使用这样的方式，则能够校正因流量传感器的个体差异所产生的误差。
[0049]在剩余的展开部53 (图4A中位于右下方的展开部53)上，用于发送基于第一流量传感器61和第二流量传感器62的检测信号等的天线65保持于该展开部53的前端部。在此，“前端部”是指从轴部51开始的展开部53的全长中的距前端面大约为1/3的区域。本实施方式中，天线65密封于展开部53内。
[0050]天线65在密封有该天线65的展开部53的宽度方向上延伸。天线65的长度依赖于无线电通信中使用的电波的频率。作为无线电通信的方式，列举WiFi方式、ZigBee方式、Bluetooth方式、IrDA方式等。其中，从为了进行每个分离膜元件2的评价而管理多个传感器的观点、抑制消耗电力的观点来看，特别优选ZigBee方式。另外，若将收集来自天线65的信息的主数据收集装置设置于压力容器7外，并将该主数据收集装置通过有线方式或无线方式与集中管理中心连接，则能够构筑大规模传感器网络。
[0051 ] 另外，在本实施方式中，在密封有天线65的展开部53内，还密封有与电源装置64、第一流量传感器61、第二流量传感器62及天线65连接的电路基板63。换言之，天线65经由电路基板63而与第一流量传感器61及第二流量传感器62连接。在电路基板63上形成有用于进行使用了天线65的无线电通信的无线电通信电路、控制电力从电源装置64向第一流量传感器61和第二流量传感器62的供给的电力控制电路等。另外，电路基板63可以以天线65直接安装于该电路基板63上的方式扩展至天线65的正下方，也可以位于比天线65靠径向内侧而由配线与天线65连接。
[0052]作为上述那样的实现向展开部53内密封电气元件的方法，例如列举如下方法:将展开部53沿轴部51的轴向分割成两部分，在其中一部分的分割面上安装电气元件后将两部分接合。
[0053]在以上说明的本实施方式的分离膜模块I中，由于安装有第一流量传感器61和第二流量传感器62的连接部件5A相对于分离膜元件2的旋转被限制，所以能够使用传感器进行稳定的测定。
[0054]另外，在本实施方式中，在板部52内与突出部54对应的位置上密封有电源装置64。电源装置64由于通常具有相对较大的厚度，所以通过将这样的电源装置64配置于与突出部54对应的位置上，能够减小板部52的厚度。
[0055]另外，如本实施方式所示，若突出部54设于板部52的两主面的各个主面上，则与将突出部54设于板部52的一方的主面上的情况相比，能够减小收纳电源装置64所需的突出部54的突出高度。[0056]另外，在板部52由端部件3A、3B按压的情况下，当在板部52与端部件3A、3B接触的位置上配置有传感器时，压缩应力作用于传感器，使传感器误动作或破损。特别是，如图6所示，在一端部件的肋33和另一端部件的肋33交叉的位置上，发生这样的不良情况的可能性高。相对于此，本实施方式中，第一流量传感器61配置于板部52的、面向夹持该板部52的端部件3A、3B双方的肋33之间的空间的区域内，所以能够防止发生上述那样不良情况。另外，只要第一流量传感器61配置于板部52的、面向端部件3A、3B的至少一方的肋33之间的空间的区域内，即能够获得该效果。
[0057]另外，在本实施方式中，使用了第一流量传感器61和第二流量传感器62，但是本发明的传感器不限于此，只要能够检测原液和透过液的至少一方的性状，则可以采用任何传感器。例如，本发明的传感器可以是压力传感器、温度传感器、导电度传感器等。
[0058]另外，本实施方式中，突出部54设于板部52的两主面的各个主面上，但是也可以以连接部件5A与位于该连接部件5A的两侧的端部件3A、3B的至少一方嵌合的方式将突出部54设于板部52的两主面的至少一方上。
[0059](第二实施方式)
[0060]接着，说明本发明的第二实施方式的分离膜模块。另外，本实施方式的分离膜模块与第一实施方式的分离膜模块I相比，仅代替连接部件5A而使用图7所示的连接部件5B这一点不同，所以以下仅说明连接部件5B。另外，图7中，对与第一实施方式中说明的结构相同的部分标注相同的附图标记。
[0061]本实施方式中，板部52具有从轴部51彼此反向地朝径向外方延伸的两个展开部53。另外，在板部52上设有对展开部53的前端部之间进行桥接的圆弧状的桥接部56。并且，通过展开部53的前端面和桥接部56的外侧面构成连接部件5B的筒状的外周面。另外，桥接部56的内侧面和展开部53的侧面形成沿轴部51的轴向贯通连接部件5B的开口 57。
[0062]在一方的展开部53 (图7中位于左侧的展开部53)的前端部保持有天线65。与第一实施方式同样地，天线65密封于展开部53内。另外,在该展开部53内密封有电路基板63。
[0063]在另一方的展开部53 (图7中位于右侧的展开部53)上设有从该展开部53以嵌入于端部件3A、3B的肋33之间的方式突出并与端部件3A、3B卡合的一对突出部54 (图7中仅图示一方的突出部54)。另外，在该展开部53内，在与突出部54对应的位置上密封有电源装置64。
[0064]本实施方式中，在连接部件5B中安装有检测透过液的导电度的导电度传感器66。导电度传感器66具有密封于连接部件5B内的主体部和从该主体部向轴部51的内侧突出的一对电极。并且，在导电度传感器66中经由电路基板63从电源装置64供给电力，对一对电极之间施加电压。作为导电度传感器66，不限于电极式的导电度传感器，也能够使用电磁感应式的导电度传感器。但是，从本用途的导电度的计测范围的观点出发，优选使用电极式的导电度传感器。
[0065]即使使用上述的结构的连接部件5B，也能够获得与第一实施方式相同的效果。
[0066](其他实施方式)
[0067]在上述第一和第二实施方式中，在展开部53内密封有天线65，但是在对天线65例如实施了防水处理的情况下，也可以使天线65的一部分或全部从展开部53露出。[0068]附图标记说明
[0069]I分离膜模块
[0070]2分离膜元件
[0071]21中心管
[0072]22层叠体
[0073]23分离膜
[0074]24透过侧流路件
[0075]25供给侧流路件
[0076]3A、3B 端部件
[0077]31内侧筒部
[0078]32外侧筒部
[0079]33 肋
[0080]5A、5B连接部件
[0081]51 轴部
[0082]52 板部
[0083]53展开部
[0084]54突出部
[0085]61第一流量传感器
[0086]62第二流量传感器
[0087]65 天线
[0088]66导电度传感器
[0089]7压力容器
【权利要求】
1.一种分离膜模块，具备: 筒状的压力容器； 多个分离膜元件，以在所述压力容器的轴向上排列的方式填装于所述压力容器内，所述分离膜元件包含中心管及固定于所述中心管的两端部的一对端部件； 连接部件，通过与所述中心管嵌合而连接相邻的所述分离膜元件，所述连接部件以与位于所述连接部件的两侧的所述端部件的至少一方卡合的方式构成；及传感器，安装于所述连接部件。
2.根据权利要求1所述的分离膜模块，其中， 所述连接部件包含:两端部嵌合于所述中心管内的中空的轴部；及介于所述端部件之间的板部， 在所述板部的与所述端部件相向的两主面的至少一方上设有从所述主面突出并与所述端部件卡合的突出部。
3.根据权利要求2所述的分离膜模块，其中， 所述端部件具有:与所述中心管嵌合的内侧筒部；与所述内侧筒部隔有距离地包围该内侧筒部的外侧筒部；及将所述内侧筒部和所述外侧筒部连接的多个肋， 所述突出部配置于所述肋之间。
4.根据权利要求2或3所述的分离膜模块，其中， 所述突出部分别设于所述板部的两主面的各个主面上。
5.根据权利要求3或4所述的分离膜模块，其中， 所述传感器配置于所述板部的、面向所述端部件中至少一方的所述肋之间的空间的区域内。
6.根据权利要求2?5中任一项所述的分离膜模块,其中， 在所述板部内，在与所述突出部对应的位置上密封有对所述传感器供给电力的电源装置。
7.根据权利要求1?5中任一项所述的分离膜模块,其中， 所述分离膜模块还具备保持于所述板部的、与所述传感器连接的天线。
8.根据权利要求7所述的分离膜模块，其中， 所述板部具有从所述轴部朝径向外方延伸的多个展开部， 所述天线保持于所述展开部的前端部。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的分离膜模块，其中， 所述分离膜元件是包含分离膜及流路件的层叠体绕所述中心管卷绕而成的螺旋型分尚月旲兀件。
10.一种连接部件，将包含中心管及固定于所述中心管的两端部的一对端部件的分离膜元件彼此连接，所述连接部件具备: 两端部嵌合于所述中心管内的中空的轴部； 介于所述端部件之间的板部；及 从所述板部突出并与所述端部件卡合的突出部。
【文档编号】B01D63/00GK103459000SQ201280017496
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年4月4日 优先权日:2011年4月6日
【发明者】小林显太郎, 小西贵久, 小泓诚 申请人:日东电工株式会社
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