專利名稱：分離膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在筒狀壓力容器內(nèi)插入有多根分離膜元件的分離膜組件。
背景技術(shù)：
以往，已知例如用于海水淡化處理、超純水制造等的分離膜組件。例如，專利文獻(xiàn)I中公開了如圖12和圖13所示的分離膜組件10。該分離膜組件10具備筒狀壓力容器11和排成一列插入在壓力容器11內(nèi)的多根分離膜元件12。而且，如圖12中箭頭所示，從分離膜組件10的一個(gè)端部向壓力容器11內(nèi)供給原水時(shí)，該原水被分離膜元件12的分離膜分離成透過水和濃縮水，這些水從分離膜組件10的另一個(gè)端部分別排出。各分離膜元件12具有卷繞在中心管的周圍且包含分離膜的層疊體和夾持該層疊體而配置的一對(duì)端構(gòu)件13。圖12和圖13所示的分離膜組件10中，在上游側(cè)的端構(gòu)件13上安裝有利用原水的上游側(cè)的壓力將分離膜元件12與壓力容器11的內(nèi)周面的間隙進(jìn)行密封的截面為近似U字形的密封件15。密封件15即使在不受上游側(cè)的壓力作用的自然狀態(tài)下也具有與壓力容器11的內(nèi)周面的直徑同等程度的外徑。因此，以往將分離膜元件12插入到壓力容器11內(nèi)時(shí)，在使由于分離膜元件12的自重而被壓扁的密封件15與壓力容器11的內(nèi)周面摩擦的同時(shí)將分離膜元件12壓入壓力容器11內(nèi)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-220104號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題以往，主流是外徑為8英寸的分離膜元件，近年來，正在開發(fā)外徑為16 24英寸的大型分離膜元件。但是，這種大型分離膜元件中，壓力容器的內(nèi)周面與密封件的接觸面積增大，并且分離膜元件的重量增大。因此，以現(xiàn)有分離膜組件的結(jié)構(gòu)而言，難以將分離膜元件插入到壓力容器內(nèi)。鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)⒎蛛x膜元件容易地插入到壓力容器內(nèi)的分離膜組件。用于解決問題的手段為了解決上述問題，本發(fā)明一種提供分離膜組件，其中，具備:筒狀壓力容器；具有分離膜以及夾持該分離膜而配置的第一端構(gòu)件和第二端構(gòu)件、且以使所述第一端構(gòu)件與所述第二端構(gòu)件在該壓力容器的軸向上交替排列的方式插入到所述壓力容器內(nèi)的多根分離膜元件；和安裝在相鄰的所述第一端構(gòu)件和所述第二端構(gòu)件中的一個(gè)或兩個(gè)構(gòu)件上、在通常狀態(tài)下收納于所安裝的所述第一端構(gòu)件和/或所述第二端構(gòu)件的最大直徑的內(nèi)側(cè)的環(huán)狀密封構(gòu)件，并且所述密封構(gòu)件會(huì)由于相鄰的分離膜元件相互抵接或者向所述壓力容器內(nèi)供給加壓流體而變形從而與所述壓力容器的內(nèi)周面緊貼。另外，“在通常狀態(tài)下”是指密封構(gòu)件保持于安裝在第一端構(gòu)件和/或第二端構(gòu)件(以下簡(jiǎn)稱為“端構(gòu)件”)上時(shí)自由的自然形狀的狀態(tài)，即，是指安裝在端構(gòu)件上的密封構(gòu)件不因外力而變形的狀態(tài)。發(fā)明效果根據(jù)上述構(gòu)成，在通常狀態(tài)下密封構(gòu)件收納于端構(gòu)件的最大直徑的內(nèi)側(cè)，因此，能夠在使端構(gòu)件在壓力容器的內(nèi)周面上滑動(dòng)的同時(shí)將分離膜元件容易地插入到壓力容器內(nèi)。而且，將下一個(gè)分離膜元件配置在正常位置時(shí)，或者將所有分離膜元件配置在正常位置并向壓力容器內(nèi)供給原水時(shí)，密封構(gòu)件發(fā)生變形而將分離膜元件與壓力容器的內(nèi)周面的間隙密封。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的分離膜組件的截面圖。圖2是作為分離膜元件的一例的螺旋型分離膜元件的構(gòu)成圖。圖3A是表示將分離膜元件相互連結(jié)之前的狀態(tài)的放大截面圖，圖3B是表示將分離膜元件相互連結(jié)之后的狀態(tài)的放大截面圖。圖4A是表示下游加壓型分離膜組件中的原水的流動(dòng)的示意圖，圖4B是表示上游加壓型分離膜組件中的原水的流動(dòng)的示意圖。圖5A和5B是表示第一實(shí)施方式的變形例的分離膜組件的圖，圖5A是表示將分離膜元件相互連結(jié)之前的狀態(tài)的放大截面圖，圖5B是表示將分離膜元件相互連結(jié)之后的狀態(tài)的放大截面圖。圖6A和6B是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的分離膜組件的圖，圖6A是表示將分離膜元件相互連結(jié)之前的狀態(tài)的放大截面圖，圖6B是表示將分離膜元件相互連結(jié)之后的狀態(tài)的放大截面圖。圖7A和7B是表示第二實(shí)施方式的變形例的分離膜組件的圖，圖7A是表示將分離膜元件相互連結(jié)之前的狀態(tài)的放大截面圖，圖7B是表示將分離膜元件相互連結(jié)之后的狀態(tài)的放大截面圖。圖8A和SB是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的分離膜組件的圖，圖8A是表示將分離膜元件相互連結(jié)之前的狀態(tài)的放大截面圖，圖8B是表示將分離膜元件相互連結(jié)之后的狀態(tài)的放大截面圖。圖9是表示在分離膜元件的第一端構(gòu)件和第二端構(gòu)件上安裝有密封構(gòu)件的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖10是變形例的密封構(gòu)件的截面圖。圖1IA和IlB是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的分離膜組件的圖，圖1IA是表示向壓力容器內(nèi)供給原水之前的狀態(tài)的放大截面圖，圖1lB是表示向壓力容器內(nèi)供給原水之后的狀態(tài)的放大截面圖。圖12是現(xiàn)有分離膜組件的截面圖。圖13是圖12的主要部分放大圖。
具體實(shí)施例方式以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，以下的說明涉及本發(fā)明的一例，本發(fā)明不受這些實(shí)施方式的限定。(第一實(shí)施方式)圖1中示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的分離膜組件1A。該分離膜組件IA具備稱為容器( )的筒狀壓力容器7和插入在壓力容器7內(nèi)的多根分離膜元件2。在壓力容器7的兩端安裝有圓盤狀的帽8、9。在一個(gè)(圖1中為左側(cè))帽8上，在自中心錯(cuò)開的位置處設(shè)置有用于將原水供給至壓力容器7內(nèi)的供給管81。在另一個(gè)(圖1中為右側(cè))帽9上，在中心處設(shè)置有用于將透過水取出的第一排出管91，在自中心錯(cuò)開的位置處設(shè)置有用于將濃縮水取出的第二排出管92。即，在壓力容器7內(nèi)形成從一個(gè)帽8朝向另一個(gè)帽9的原水的流動(dòng)。另外，供給管81和第二排出管92可以設(shè)置在壓力容器7上。本實(shí)施方式中，作為分離膜元件2，使用螺旋型反滲透膜元件。但是，分離膜元件2也可以為例如螺旋型超濾膜元件，還可以為其他圓筒形元件。各分離膜元件2具有作為集水管發(fā)揮作用的中心管21、卷繞在中心管21的周圍的層疊體22、夾持層疊體22而配置的第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4以及包圍層疊體22的外裝材料28。第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4也發(fā)揮防止層疊體22伸展成套筒狀的作用。本實(shí)施方式中，分離膜元件2以第一端構(gòu)件3位于上游側(cè)、第二端構(gòu)件4位于下游側(cè)的朝向插入在壓力容器7內(nèi)。換言之，第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4在壓力容器7的軸向上交替排列。另外，本實(shí)施方式中，相鄰的分離膜元件2通過嵌入在兩個(gè)分離膜元件2的中心管21內(nèi)的連結(jié)器61在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4緊貼的狀態(tài)下相互連結(jié)，換言之，相鄰的分離膜元件2在直接抵接的狀態(tài)下相互連結(jié)。另外，在位于最上游側(cè)的分離膜元件2的中心管21的與連結(jié)器61相反側(cè)的端部安裝有塞子62，以阻止原水流入中心管21內(nèi)。此外，位于最下游側(cè)的分離膜元件2的中心管21通過第二連結(jié)器63與第一排出管91連結(jié)。如圖2所示，各分離膜元件2的中心管21上形成有多個(gè)使透過水流入到內(nèi)部的導(dǎo)入孔。層疊體22形成卷繞方向?yàn)橐唤M對(duì)邊方向的矩形，包含在透過水流路材料24的兩面重疊有分離膜23的膜構(gòu)件和原水流路材料25。膜構(gòu)件中，以形成在一個(gè)方向上開口的袋狀的方式使分離膜23以三邊相互接合，其開口與中心管21的導(dǎo)入孔連通。透過水流路材料24為例如由樹脂形成的網(wǎng)，其形成用于使透過水在彼此接合的分離膜之間流過的流路。原水流路材料25為例如由樹脂形成的網(wǎng)(網(wǎng)眼比透過水流路材料24的網(wǎng)眼大的網(wǎng))，其形成用于使原水在卷繞的膜構(gòu)件的周圍部分之間流過的流路。作為構(gòu)成分離膜23的材料，可以列舉:低壓化優(yōu)良的芳香族聚酰胺類、透過性優(yōu)良的聚乙烯醇類、適合于納濾膜的磺化聚醚砜類等。返回到圖1，第一端構(gòu)件3具有外嵌在中心管21的端部的內(nèi)側(cè)筒部31和在與內(nèi)偵1J筒部31隔開的同時(shí)包圍內(nèi)側(cè)筒部31且與內(nèi)側(cè)筒部31同心的外側(cè)筒部32。內(nèi)側(cè)筒部31與外側(cè)筒部32由多個(gè)肋條或形成有貫通孔的環(huán)狀板(兩者均未圖示)連結(jié)，由此，在內(nèi)側(cè)筒部31與外側(cè)筒部32之間構(gòu)成貫通第一端構(gòu)件3而使原水流通的流通口。與第一端構(gòu)件3同樣地，第二端構(gòu)件4具有外嵌在中心管21的端部的內(nèi)側(cè)筒部41和在與內(nèi)側(cè)筒部41隔開的同時(shí)包圍內(nèi)側(cè)筒部41且與內(nèi)側(cè)筒部41同心的外側(cè)筒部42。內(nèi)側(cè)筒部41與外側(cè)筒部42由多個(gè)肋條或形成有貫通孔的環(huán)狀板(兩者均未圖示)連結(jié)，由此，在內(nèi)側(cè)筒部41與外側(cè)筒部42之間構(gòu)成貫通第二端構(gòu)件4而使原水流通的流通口。在第一端構(gòu)件3中與第二端構(gòu)件4相鄰的第一端構(gòu)件3 ( S卩，位于最上游側(cè)的分離膜元件2以外的分離膜元件2的第一端構(gòu)件3)上安裝有環(huán)狀密封構(gòu)件5A。在位于最上游側(cè)的分離膜元件2的第一端構(gòu)件3上安裝有與以往相同的截面為近似U字形的密封件15。本實(shí)施方式中，位于最上游側(cè)的分離膜元件2的第一端構(gòu)件3也形成為與其他第一端構(gòu)件3相同的形狀。另一方面，在第二端構(gòu)件4中與第一端構(gòu)件3相鄰的第二端構(gòu)件4(即，位于最下游側(cè)的分離膜元件2以外的分離膜元件2的第二端構(gòu)件4)上設(shè)置有用于擠壓密封構(gòu)件5A的擠壓部40 (參考圖3A和3B)。本實(shí)施方式中，位于最下游側(cè)的分離膜元件2的第二端構(gòu)件4也形成為與其他第二端構(gòu)件4相同的形狀。但是，位于最下游側(cè)的分離膜元件2的第二端構(gòu)件4也可以為不具有擠壓部40的形狀(例如與第一端構(gòu)件3相同的形狀)。接著，參考圖3A和3B對(duì)密封構(gòu)件5A周圍的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。第一端構(gòu)件3的外側(cè)筒部32具有嵌入到外裝材料28的內(nèi)部的導(dǎo)引部33和用于限制外裝材料28的軸向移動(dòng)的凸緣部34。凸緣部34比外裝材料28更向徑向外側(cè)突出，由該凸緣部34的外周面規(guī)定第一端構(gòu)件3的最大直徑。另外，凸緣部34具有朝向外裝材料28的相反側(cè)(即，與壓力容器7的軸向正交)的外端面，通過該外端面，從第二端構(gòu)件4的相反側(cè)支撐密封構(gòu)件5A。另外，外側(cè)筒部32具有從內(nèi)側(cè)保持密封構(gòu)件5A的細(xì)徑部35和從細(xì)徑部35的前端向徑向外側(cè)突出而防止密封構(gòu)件5A從細(xì)徑部35脫落的突出部36。換言之，利用凸緣部34、細(xì)徑部35和突出部36形成了沿周向延伸的密封構(gòu)件5A安裝用槽。密封構(gòu)件5A在保持于安裝在第一端構(gòu)件3上時(shí)自由的自然形狀的狀態(tài)下(通常狀態(tài)下)具有收納于第一端構(gòu)件3的最大直徑的內(nèi)側(cè)的外徑。即，自然狀態(tài)下的密封構(gòu)件5A的外徑稍小于第一端構(gòu)件3的最大直徑。而且，密封構(gòu)件5A由于相鄰的分離膜元件2的相互抵接而發(fā)生變形從而與壓力容器7的內(nèi)周面7a緊貼。本實(shí)施方式中使用的密封構(gòu)件5A例示了中空的彈性體，但也可以為不中空的構(gòu)件。密封構(gòu)件5A的截面形狀優(yōu)選為圓形，但也可以為多邊形。作為構(gòu)成密封構(gòu)件5A的材料，可以使用丁腈橡膠(NBR)、乙丙橡膠(EPDM)、硅橡膠、含氟橡膠、丁基橡膠(IIR)等合成橡膠或者天然橡膠等。另外，密封構(gòu)件5A的硬度以肖氏硬度計(jì)優(yōu)選在30 80的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在40 60的范圍內(nèi)。硬度過高時(shí)，擠壓時(shí)容易斷裂，硬度過低時(shí)，無法耐受流體的壓力，密封功能不充分。另一方面，第二端構(gòu)件4的外側(cè)筒部42具有嵌入到外裝材料28的內(nèi)部的導(dǎo)引部43和用于限制外裝材料28的軸向移動(dòng)的凸緣部44。凸緣部44比外裝材料28更向徑向外側(cè)突出，由該凸緣部44的外周面規(guī)定第二端構(gòu)件4的最大直徑。另外，第二端構(gòu)件4的最大直徑可以與第一端構(gòu)件3的最大直徑相同也可以不同。在外側(cè)筒部42上，在與安裝于第一端構(gòu)件3上的密封構(gòu)件5A對(duì)應(yīng)的位置處一體式成形有從與第一端構(gòu)件3相對(duì)的端面突出的筒狀突出部，利用該突出部構(gòu)成了上述的擠壓部40。擠壓部40具有與外側(cè)筒部42的端面平行且平坦的前端面。即，如圖3B所示，擠壓部40在相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)而抵接時(shí)沿壓力容器7的軸向擠壓密封構(gòu)件5A，使其以沿該方向壓扁的方式變形，從而將密封構(gòu)件5A擠壓到壓力容器7的內(nèi)周面7a上。 此外，本實(shí)施方式中，在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4之間形成有用于將在分離膜元件2中通過的原水導(dǎo)至分離膜元件2的周圍的流路20。流路20可以利用例如形成在第一端構(gòu)件3的外側(cè)筒部32中的與第二端構(gòu)件4相對(duì)的端面上的槽構(gòu)成。另外，擠壓部40中設(shè)置有沿徑向貫通該擠壓部40的貫通孔，利用該貫通孔構(gòu)成了將分離膜元件2與壓力容器7的內(nèi)周面7a之間的空間與流路20連通的連通路40a。因此，如圖4A所示，分離膜組件IA成為使從該分離膜元件2中通過之后的原水的壓力作用于各個(gè)分離膜元件2的外裝材料28的外面的下游加壓型分離膜組件。由此，在原水的壓力急劇升高的運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)等，能夠防止在分離膜元件2的內(nèi)外產(chǎn)生大的壓力差，從而能夠防止分離膜元件2破損。另外，連通路40a也可以將擠壓部40分割成多個(gè)圓弧狀的塊并由形成在這些塊之間的間隙構(gòu)成。以上說明的本實(shí)施方式的分離膜組件IA中，在通常狀態(tài)下，密封構(gòu)件5A收納于第一端構(gòu)件3的最大直徑的內(nèi)側(cè)，因此，能夠在使第一端構(gòu)件3在壓力容器7的內(nèi)周面7a上滑動(dòng)的同時(shí)將分離膜元件2容易地插入到壓力容器7內(nèi)。而且，將下一個(gè)分離膜元件2配置在正常位置時(shí)，密封構(gòu)件5A發(fā)生變形而將分離膜元件2與壓力容器7的內(nèi)周面7a的間隙密封。<變形例>分離膜元件2可以與上述實(shí)施方式相反地以第一端構(gòu)件3位于下游側(cè)、第二端構(gòu)件4位于上游側(cè)的朝向插入在壓力容器7內(nèi)。這種情況下，如圖4B所示，能夠?qū)崿F(xiàn)使從該分離膜元件2中通過之前的原水的壓力作用于各個(gè)分離膜元件2的外裝材料28的外面的上游加壓型分離膜組件。另外，這種情況下，如圖4B所示，在位于最下游側(cè)的分離膜元件2的第一端構(gòu)件3上安裝與以往相同的密封件15即可?；蛘撸谑乖膲毫徛叩那闆r下或在施加于原水的操作壓力小的情況下，可以不在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4之間形成流路20，并且不在擠壓部40設(shè)置連通路 40a。另外，上述實(shí)施方式中，在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4緊貼的狀態(tài)下將相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)，但也可以與圖12所示的現(xiàn)有分離膜組件10同樣地利用從外側(cè)嵌合在中心管21上的連結(jié)器在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4隔開的狀態(tài)下將相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)。即，相鄰的分離膜元件2未必需要直接相互抵接，可以隔著連結(jié)器相互抵接。這種情況下，利用形成在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4之間的間隙來構(gòu)成用于將在分離膜元件2中通過的原水導(dǎo)至分離膜元件2的周圍的流路20。另外，上述實(shí)施方式中，擠壓部40由一體式成形在第二端構(gòu)件4上的突出部構(gòu)成，但設(shè)置在第二端構(gòu)件4上的擠壓部40也可以如圖5A和5B所示的變形例的分離膜組件IB那樣由被第二端構(gòu)件4支撐的另一構(gòu)件構(gòu)成。具體而言，分離膜組件IB中，第二端構(gòu)件4的外側(cè)筒部42具有形狀與第一端構(gòu)件3的外側(cè)筒部32的凸緣部34、細(xì)徑部35和突出部36相同的凸緣部44、細(xì)徑部45和突出部46。而且，擠壓部40由利用突出部46從內(nèi)側(cè)保持的筒狀構(gòu)件構(gòu)成，并且利用凸緣部44的朝向外裝材料28的相反側(cè)(即，與壓力容器7的軸向正交)的外端面從第一端構(gòu)件3的相反側(cè)進(jìn)行支撐。這樣，能夠?qū)⒌谝欢藰?gòu)件3與第二端構(gòu)件4制成對(duì)稱的形狀或共通部件，從而能夠降低制造成本。(第二實(shí)施方式)接著，參考圖6A和6B對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的分離膜組件IC進(jìn)行說明。另外，本實(shí)施方式中，對(duì)與上述構(gòu)成相同的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，并省略其說明。這一點(diǎn)在后述的實(shí)施方式中也同樣。本實(shí)施方式中使用的密封構(gòu)件5B例示了實(shí)心的彈性體，但也可以使用中空彈性體。密封構(gòu)件5A的截面形狀優(yōu)選為圓形，但也可以為多邊形。另外，可以作為密封構(gòu)件5B使用的材料和優(yōu)選的硬度與第一實(shí)施方式相同。與第一實(shí)施方式的密封構(gòu)件5A同樣地，密封構(gòu)件5B在保持于安裝在第一端構(gòu)件3上時(shí)的自由的自然形狀的狀態(tài)下(通常狀態(tài)下)具有收納于第一端構(gòu)件3的最大直徑的內(nèi)側(cè)的外徑。即，自然狀態(tài)下的密封構(gòu)件5B的外徑稍小于第一端構(gòu)件3的最大直徑。而且，密封構(gòu)件5B由于相鄰的分離膜元件2的相互抵接而變形從而與壓力容器7的內(nèi)周面7a緊貼。在第二端構(gòu)件4的外側(cè)筒部42上，與第一實(shí)施方式同樣地，在與安裝于第一端構(gòu)件3上的密封構(gòu)件5B對(duì)應(yīng)的位置處一體式成形有從與第一端構(gòu)件3相對(duì)的端面突出的筒狀突出部，利用該突出部構(gòu)成了擠壓部40。本實(shí)施方式中，擠壓部40的外周面形成直徑隨著遠(yuǎn)離外側(cè)筒部42的端面而逐漸縮小的圓錐面。即，如圖6B所示，擠壓部40在相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)而抵接時(shí)向徑向外側(cè)擠壓密封構(gòu)件5B，使其以擴(kuò)徑的方式變形，從而將密封構(gòu)件5B擠壓到壓力容器7的內(nèi)周面7a上。另外，與第一實(shí)施方式同樣地，在擠壓部40中設(shè)置有將形成在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4之間、用于將在分離膜元件2中通過的原水導(dǎo)至分離膜元件2的周圍的流路20與分離膜元件2與壓力容器7的內(nèi)周面7a之間的空間連通的連通路40a。本實(shí)施方式的分離膜組件IC也能夠得到與第一實(shí)施方式的分離膜組件IA相同的效果。<變形例>與第一實(shí)施方式的變形例同樣地，設(shè)置在第二端構(gòu)件4上的擠壓部40可以如圖7A和7B所示的變形例的分離膜組件ID那樣由被第二端構(gòu)件4支撐的另一構(gòu)件構(gòu)成。另外，不言而喻的是，在第一實(shí)施方式中說明的其他變形例也能夠適用于第二實(shí)施方式。(第三實(shí)施方式)接著，參考圖8A和SB對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的分離膜組件IE進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中，第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4具有大致對(duì)稱的形狀，在相鄰的第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4上以橫跨該第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4的方式安裝有環(huán)狀密封構(gòu)件5C。具體而言，在第一端構(gòu)件3上利用凸緣部34、細(xì)徑部35和突出部36形成有沿周向延伸的密封構(gòu)件5C安裝用槽，并且在第二端構(gòu)件4上利用凸緣部44、細(xì)徑部45和突出部46形成有沿周向延伸的密封構(gòu)件5C安裝用槽。密封構(gòu)件5C在保持于安裝在第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4上時(shí)的自由的自然形狀的狀態(tài)下(通常狀態(tài)下)具有收納于第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4的最大直徑的內(nèi)側(cè)的外徑。即，自然狀態(tài)下的密封構(gòu)件5C的外徑稍小于第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4的最大直徑。而且，如圖SB所示，在相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)而抵接時(shí)，密封構(gòu)件5C被第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4以向徑向外側(cè)突出的方式壓扁，從而被擠壓到壓力容器7的內(nèi)周面7a上。S卩，與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式同樣地,密封構(gòu)件5C由于相鄰的分離膜兀件2的相互抵接而變形從而與壓力容器7的內(nèi)周面7a緊貼。具體而言，密封構(gòu)件5C具有截面為矩形的第一環(huán)部51、截面形狀與第一環(huán)部51相同的第二環(huán)部52和在向徑向外側(cè)鼓起的同時(shí)將第一環(huán)部51與第二環(huán)部52跨接的跨接部53。第一環(huán)部51通過插入到由凸緣部34、細(xì)徑部35和突出部36形成的槽內(nèi)而保持在第一端構(gòu)件3上。第二環(huán)部52通過插入到由凸緣部44、細(xì)徑部45和突出部46形成的槽內(nèi)而保持在第二端構(gòu)件4上。而且，在相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)而抵接時(shí)，第一環(huán)部51被第一端構(gòu)件3的凸緣部34的朝向外裝材料28的相反側(cè)的外端面向壓力容器的一方(上游側(cè))擠壓，第二環(huán)部52被第二端構(gòu)件4的凸緣部44的朝向外裝材料28的相反側(cè)的外端面向壓力容器的另一方(下游側(cè))擠壓?？缃硬?3在密封構(gòu)件5C的軸向上具有充分長(zhǎng)于突出部36與突出部46的總厚度的長(zhǎng)度。而且，在相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)而抵接時(shí)，跨接部53以向徑向外側(cè)鼓起的方式變形，從而將跨接部53的中央擠壓到壓力容器7的內(nèi)周面7a上。跨接部53中，在比中央更靠近上游側(cè)的位置處設(shè)置有將形成在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4之間、用于將在分離膜元件2中通過的原水導(dǎo)至分離膜元件2的周圍的流路20與分離膜元件2與壓力容器7的內(nèi)周面7a之間的空間連通的多個(gè)貫通孔53a。因此，與第一實(shí)施方式同樣地，分離膜組件IE成為如圖4A所示的下游加壓型分離膜組件。另外，如果將貫通孔53a設(shè)置在跨接部53的比中央更靠近下游側(cè)的位置處，則能夠?qū)崿F(xiàn)如圖4B所示的上游加壓型分離膜組件。另外，如圖9所示，貫通孔53a優(yōu)選以等角度間隔配置在同一圓周上。本實(shí)施方式的分離膜組件IE中，將分離膜元件2插入壓力容器7內(nèi)時(shí)，在使相鄰的分離膜元件2保持相互隔開一定距離而分隔的狀態(tài)的同時(shí)進(jìn)行插入操作。例如，在拉入下游側(cè)的分離膜元件2的同時(shí)推入上游側(cè)的分離膜元件2。以上說明的本實(shí)施方式的分離膜組件IE中，在通常狀態(tài)下，密封構(gòu)件5C收納于第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4的最大直徑的內(nèi)側(cè)，因此,能夠在使第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4在壓力容器7的內(nèi)周面7a上滑動(dòng)的同時(shí)將分離膜元件2容易地插入到壓力容器7內(nèi)。而且，將下一個(gè)分離膜元件2配置在正常位置時(shí)，密封構(gòu)件5C發(fā)生變形而將分離膜元件2與壓力容器7的內(nèi)周面7a的間隙密封。<變形例>另外，密封構(gòu)件5C的跨接部53未必需要如圖8A和8B所示那樣具有圓弧狀的截面形狀，也可以如例如圖10所示那樣具有V字形的截面形狀。(第四實(shí)施方式)接著，參考圖1lA和IlB對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的分離膜組件IF進(jìn)行說明。除了密封構(gòu)件的形狀以外，本實(shí)施方式的分離膜組件IF具有與第三實(shí)施方式的分離膜組件IE同樣的構(gòu)成。本實(shí)施方式中使用的密封構(gòu)件以如下方式構(gòu)成:安裝到第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4上之后，在只有相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)時(shí)幾乎不發(fā)生變形。密封構(gòu)件在保持于安裝在第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4上時(shí)的自由的自然形狀的狀態(tài)下(通常狀態(tài)下)具有收納于第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4的最大直徑的內(nèi)側(cè)的外徑。即，自然狀態(tài)下的密封構(gòu)件的外徑稍小于第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4的最大直徑。而且，如圖1lB所示，相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)之后，由自壓力容器7的軸向的一方(本實(shí)施方式中為上游側(cè))施加的壓力大于自壓力容器7的軸向的另一方(本實(shí)施方式中為下游側(cè))施加的壓力時(shí)，密封構(gòu)件以向徑向外側(cè)突出的方式變形，從而擠壓到壓力容器7的內(nèi)周面7a上。S卩，密封構(gòu)件由于向壓力容器7內(nèi)供給原水(加壓流體)而發(fā)生變形，從而與壓力容器7的內(nèi)周面7a緊貼。具體而言，密封構(gòu)件具有截面為梯形的第一環(huán)部51、截面形狀與第一環(huán)部51相同的第二環(huán)部52和將第一環(huán)部51與第二環(huán)部52跨接的跨接部53。另外，第一環(huán)部51和第二環(huán)部52的截面形狀也可以與第三實(shí)施方式同樣為矩形。第一環(huán)部51通過插入到由凸緣部34、細(xì)徑部35和突出部36形成的槽內(nèi)而保持在第一端構(gòu)件3上。第二環(huán)部52通過插入到由凸緣部44、細(xì)徑部45和突出部46形成的槽內(nèi)而保持在第二端構(gòu)件4上?？缃硬?3在密封構(gòu)件的軸向上具有使密封構(gòu)件的自然長(zhǎng)度與相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)而抵接時(shí)第一端構(gòu)件3的凸緣部34與第二端構(gòu)件4的凸緣部44之間的距離為基本同等程度的長(zhǎng)度。即，相鄰的分離膜元件2相互連結(jié)而抵接時(shí)，跨接部53幾乎不發(fā)生變形。另外，圖例中，跨接部53以中央向徑向外側(cè)鼓起的方式彎曲，但也可以為與密封構(gòu)件5D的軸向平行的筒狀。在跨接部53的外周面上設(shè)置有在擴(kuò)徑的同時(shí)向壓力容器7的軸向的一方(本實(shí)施方式為上游側(cè))延伸的擴(kuò)徑部54。另外，本實(shí)施方式中，在跨接部53的外周面上與擴(kuò)徑部54連續(xù)地設(shè)置有形狀與擴(kuò)徑部54對(duì)稱的第二擴(kuò)徑部55。但是，密封構(gòu)件也可以為不具有第二擴(kuò)徑部55的近似Y字形的截面。另外，在跨接部53中，在比擴(kuò)徑部54所連接的位置更靠近擴(kuò)徑部54延伸的方向的相反側(cè)(壓力容器7的軸向的另一方)的部分設(shè)置有將形成在第一端構(gòu)件3與第二端構(gòu)件4之間、用于將在分離膜元件2中通過的原水導(dǎo)至分離膜元件2的周圍的流路20與分離膜元件2與壓力容器7的內(nèi)周面7a之間的空間連通的多個(gè)貫通孔53a。因此，與第一實(shí)施方式相反，分離膜組件IF成為如圖4B所示的上游加壓型分離膜組件。擴(kuò)徑部54與跨接部53之間形成朝向上游側(cè)開放的開口，如圖1lB所示，在原水從上游側(cè)流入該開口內(nèi)時(shí)，擴(kuò)徑部54以向徑向外側(cè)擴(kuò)展的方式變形，從而將擴(kuò)徑部54的前端擠壓到壓力容器7的內(nèi)周面7a上。另外，在擴(kuò)徑部54發(fā)生變形的同時(shí)，由于上游側(cè)與下游側(cè)的壓力差而使第二環(huán)部52的位置向下游側(cè)偏移并且使跨接部53以向徑向外側(cè)鼓起的方式稍微變形。本實(shí)施方式的分離膜組件IF中，將分離膜元件2插入壓力容器7內(nèi)時(shí)，可以將分離膜元件2從壓力容器7的軸向的一方(上游側(cè)或下游側(cè))推入。以上說明的本實(shí)施方式的分離膜組件IF中，在通常狀態(tài)下，密封構(gòu)件收納于第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4的最大直徑的內(nèi)側(cè)，因此,能夠在使第一端構(gòu)件3和第二端構(gòu)件4在壓力容器7的內(nèi)周面7a上滑動(dòng)的同時(shí)將分離膜元件2容易地插入到壓力容器7內(nèi)。而且，將所有分離膜元件2配置在正常位置并向壓力容器7內(nèi)供給原水時(shí)，密封構(gòu)件發(fā)生變形而將分離膜元件2與壓力容器7的內(nèi)周面7a的間隙密封。<變形例>另外，在將分離膜元件2以第一端構(gòu)件3位于下游側(cè)、第二端構(gòu)件4位于上游側(cè)的朝向插入到壓力容器7內(nèi)的情況下，擴(kuò)徑部54與跨接部53之間形成朝向下游側(cè)開放的開口，并使貫通孔53a位于其相反側(cè)。這種情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)如圖4A所示的下游加壓型分離膜組件。標(biāo)號(hào)說明IA IF分離膜組件2分離膜元件20 流路21 中心管22分離膜3第一端構(gòu)件4第二端構(gòu)件40擠壓部40a貫通孔5A 密封構(gòu)件51第一環(huán)部52第二環(huán)部53跨接部53a貫通孔54擴(kuò)徑部7壓力容器7a 內(nèi)周面
權(quán)利要求
1.一種分離膜組件，其中， 具備: 筒狀壓力容器； 具有分離膜以及夾持該分離膜而配置的第一端構(gòu)件和第二端構(gòu)件、且以使所述第一端構(gòu)件與所述第二端構(gòu)件在該壓力容器的軸向上交替排列的方式插入到所述壓力容器內(nèi)的多根分離膜元件；和 安裝在相鄰的所述第一端構(gòu)件和所述第二端構(gòu)件中的一個(gè)或兩個(gè)構(gòu)件上、在通常狀態(tài)下收納于所安裝的所述第一端構(gòu)件和/或所述第二端構(gòu)件的最大直徑的內(nèi)側(cè)的環(huán)狀密封構(gòu)件，并且 所述密封構(gòu)件由于相鄰的分離膜元件相互抵接或向所述壓力容器內(nèi)供給加壓流體而變形從而與所述壓力容器的內(nèi)周面緊貼。
2.如權(quán)利要求1所述的分離膜組件，其中， 所述密封構(gòu)件安裝在所述第一端構(gòu)件中與所述第二端構(gòu)件相鄰的所述第一端構(gòu)件上， 所述第二端構(gòu)件中與所述第一端構(gòu)件相鄰的第二端構(gòu)件上設(shè)置有用于在相鄰的所述分離膜元件相互抵接時(shí)通過擠壓所述密封構(gòu)件而使所述密封構(gòu)件變形從而擠壓到所述壓力容器的內(nèi)周面上的擠壓部。
3.如權(quán)利要求2所述的分離膜組件，其中，所述擠壓部由一體式成形在所述第二端構(gòu)件上的突出部構(gòu)成。
4.如權(quán)利要 求2所述的分離膜組件，其中，所述擠壓部由被所述第二端構(gòu)件支撐的另一構(gòu)件構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的分離膜組件，其中， 在所述第一端構(gòu)件與所述第二端構(gòu)件之間形成有用于將在所述分離膜元件內(nèi)通過的原水導(dǎo)至所述分離膜元件的周圍的流路， 在所述擠壓部中設(shè)置有用于將所述分離膜元件與所述壓力容器的內(nèi)周面之間的空間與所述流路連通的連通路。
6.如權(quán)利要求1所述的分離膜組件，其中，所述密封構(gòu)件橫跨相鄰的所述第一端構(gòu)件和所述第二端構(gòu)件而安裝在相鄰的所述第一端構(gòu)件和所述第二端構(gòu)件上，并且以如下方式構(gòu)成:在相鄰的所述分離膜元件相互抵接時(shí)，被所述第一端構(gòu)件和所述第二端構(gòu)件以向徑向外側(cè)突出的方式壓扁而擠壓到所述壓力容器的內(nèi)周面上。
7.如權(quán)利要求6所述的分離膜組件，其中，所述密封構(gòu)件具有保持在所述第一端構(gòu)件上的第一環(huán)部、保持在所述第二端構(gòu)件上的第二環(huán)部和在向徑向外側(cè)鼓起的同時(shí)將所述第一環(huán)部與所述第二環(huán)部跨接的跨接部。
8.如權(quán)利要求7所述的分離膜組件，其中， 在所述第一端構(gòu)件與所述第二端構(gòu)件之間形成有用于將在所述分離膜元件內(nèi)通過的原水導(dǎo)至所述分離膜元件的周圍的流路， 在所述密封構(gòu)件的所述跨接部中設(shè)置有用于將所述分離膜元件與所述壓力容器的內(nèi)周面之間的空間與所述流路連通的貫通孔。
9.如權(quán)利要求1所述的分離膜組件，其中， 所述密封構(gòu)件橫跨相鄰的所述第一端構(gòu)件和所述第二端構(gòu)件而安裝在相鄰的所述第一端構(gòu)件和所述第二端構(gòu)件上，并且以如下方式構(gòu)成:在自所述壓力容器的軸向的一方施加的壓力大于自所述壓力容器的軸向的另一方施加的壓力時(shí)，以向徑向外側(cè)突出的方式變形而擠壓到所述壓力容器的內(nèi)周面上， 在所述第一端構(gòu)件與所述第二端構(gòu)件之間形成有用于將在所述分離膜元件內(nèi)通過的原水導(dǎo)至所述分離膜元件的周圍的流路， 在所述密封構(gòu)件中設(shè)置有用于將所述分離膜元件與所述壓力容器的內(nèi)周面之間的空間與所述流路連通的貫通孔。
10.如權(quán)利要求9所述的分離膜組件，其中， 所述密封構(gòu)件具有保持在所述第一端構(gòu)件上的第一環(huán)部、保持在所述第二端構(gòu)件上的第二環(huán)部、將所述第一環(huán)部與所述第二環(huán)部跨接的跨接部和設(shè)置在所述跨接部的外周面上且在擴(kuò)徑的同時(shí)向所述壓力容器的軸向的一方延伸的擴(kuò)徑部， 所述貫通孔形成在所述跨接部中的、比所述擴(kuò)徑部所連接的位置更靠近所述壓力容器的軸向的另一方 側(cè)的部分。
全文摘要
分離膜組件(1A)具有筒狀壓力容器(7)、插入在壓力容器(7)內(nèi)且具有第一端構(gòu)件(3)和第二端構(gòu)件(4)的多根分離膜元件(2)以及安裝在相鄰的第一端構(gòu)件(3)和第二端構(gòu)件(4)中的一個(gè)或兩個(gè)構(gòu)件上的密封構(gòu)件(5A)。密封構(gòu)件(5A)在通常狀態(tài)下收納于所安裝的第一端構(gòu)件(3)和/或第二端構(gòu)件(4)的最大直徑的內(nèi)側(cè)，并且由于相鄰的分離膜元件(2)的相互抵接或向壓力容器(7)內(nèi)供給加壓流體而變形從而與壓力容器(7)的內(nèi)周面(7a)緊貼。
文檔編號(hào)B01D63/00GK103153443SQ201180048560
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者地蔵真一, 浜田敏充, 宇田康弘, 山根英之, 吉田和仁, 別府雅志, 高田政勝 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社