分離膜モジュールおよび連結部材
【課題】センサを用いた安定的な測定を行うことができる分離膜モジュールを提供する。
【解決手段】分離膜モジュールは、筒状の圧力容器と、圧力容器の軸方向に並ぶように圧力容器内に装填された複数本の膜エレメントと、隣り合う膜エレメントを連結する連結部材とを備えている。膜エレメントは、中心管および中心管の両端部に固定された一対の端部材３Ａ，３Ｂを含む。連結部材５Ａは、当該連結部材５Ａの両側に位置する端部材３Ａ，３Ｂの少なくとも一方と係合するように構成されている。また、連結部材５Ａには、センサが取り付けられている。
【解決手段】分離膜モジュールは、筒状の圧力容器と、圧力容器の軸方向に並ぶように圧力容器内に装填された複数本の膜エレメントと、隣り合う膜エレメントを連結する連結部材とを備えている。膜エレメントは、中心管および中心管の両端部に固定された一対の端部材３Ａ，３Ｂを含む。連結部材５Ａは、当該連結部材５Ａの両側に位置する端部材３Ａ，３Ｂの少なくとも一方と係合するように構成されている。また、連結部材５Ａには、センサが取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原液から透過液を生成する分離膜モジュールおよびこの分離膜モジュールに用いられる連結部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば海水淡水化処理や超純水の製造などに用いられる分離膜モジュールが知られている。例えば、特許文献１には、図８に示すような分離膜モジュール１０が開示されている。この分離膜モジュール１０では、筒状の圧力容器１１内に複数本のスパイラル型膜エレメント１２が一列に装填されている。そして、図８中に矢印で示すように、分離膜モジュール１０の一方の端部から圧力容器１１内に原液が供給されると、その原液がスパイラル型膜エレメント１２の分離膜によって濾過されて透過液が生成され、その透過液と濃縮された原液が分離膜モジュール１０の他方の端部から別々に排出される。
【０００３】
隣り合うスパイラル型膜エレメント１２は、連結部材１５によって連結される。各スパイラル型膜エレメント１２は、分離膜および流路材を含む積層体が中心管１３の回りに巻き回された構成を有している。連結部材１５は、通常、両端部がスパイラル型膜エレメント１２の中心管１３と嵌合する短管からなる。図８に示す例では、連結部材１５が中心管１３に外側から嵌合している。
【０００４】
さらに、特許文献１には、原液や透過液の性状を検知するための各種のセンサやこれらのセンサによる検知信号を発信するためのアンテナを連結部材１５に設けることが記載されている。この構成により、特許文献１に開示された分離膜モジュール１０では、スパイラル型膜エレメント１２が取り替えられるときでもセンサなどを再利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６６０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように膜エレメント間に連結部材（取付部材）などを用いてセンサを設ける場合、スパイラル型膜エレメントに対して連結部材が回転可能であるために、センサの位置が定まらない。圧力容器内では一般に原液や透過液の流れの状態が場所によって異なるため、センサの位置が定まらないと、センサによる測定数値にバラツキが生じ、信頼性の高い数値が得られない場合がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、センサを用いた安定的な測定を行うことができる分離膜モジュールおよびこの分離膜モジュールに好適に用いられる連結部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、筒状の圧力容器と、前記圧力容器の軸方向に並ぶように前記圧力容器内に装填された複数本の膜エレメントであって、中心管および前記中心管の両端部に固定された一対の端部材を含む膜エレメントと、前記中心管と嵌合することにより隣り合う前記膜エレメントを連結する連結部材であって、当該連結部材の両側に位置する前記端部材の少なくとも一方と係合するように構成された連結部材と、前記連結部材に取り付けられたセンサと、を備える、分離膜モジュールを提供する。
【０００９】
また、本発明は、中心管および前記中心管の両端部に固定された一対の端部材を含む膜エレメント同士を連結する連結部材であって、両端部が前記中心管内に嵌合する中空の軸部と、前記端部材間に介在するプレート部と、前記プレート部から突出して前記端部材に係合する突出部と、を備える、連結部材を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分離膜モジュールによれば、センサが取り付けられた連結部材の膜エレメントに対する回転が規制されるため、センサを用いた安定的な測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る分離膜モジュールの断面図
【図２】膜エレメントの一例であるスパイラル型膜エレメントの概略構成図
【図３】連結部材およびこの両側に位置する端部材の分解斜視図
【図４】（ａ）は連結部材の正面図、（ｂ）は（ａ）のIVＢ−IVＢ線断面図
【図５】（ａ）は図１のVＡ−VＡ線断面図、（ｂ）は図１のVＢ−VＢ線断面図
【図６】連結部材の両側に位置する端部材同士の位置関係を説明する図
【図７】本発明の第２実施形態における連結部材の正面図
【図８】従来の分離膜モジュールの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る分離膜モジュール１を示す。この分離膜モジュール１は、ベッセルと呼ばれる筒状の圧力容器７と、圧力容器７の軸方向に並ぶように圧力容器７内に装填された複数本（例えば、３〜８本）の膜エレメント２と、隣り合う膜エレメント２を連結する連結部材５Ａとを備えている。
【００１４】
圧力容器７の両端には、円盤状のキャップ８，９が取り付けられている。一方（図１では左側）のキャップ８には、原液を圧力容器７内に供給するための供給管８１が中心からずれた位置に設けられている。他方（図１では右側）のキャップ９には、後述する分離膜２３によって原液が濾過されることにより生成される透過液を取り出すための第１排出管９１が中心に設けられており、濃縮された原液を取り出すための第２排出管９２が中心からずれた位置に設けられている。すなわち、圧力容器７内には、一方のキャップ８から他方のキャップ９に向かう原液の流れが形成される。なお、供給管８１および第２排出管９２は、圧力容器７に設けられていてもよい。
【００１５】
本実施形態では、膜エレメント２として、スパイラル型の逆浸透膜エレメントが用いられている。ただし、膜エレメント２は、例えばスパイラル型の限外濾過膜エレメントであってもよいし、その他の円筒形エレメントであってもよい。
【００１６】
各膜エレメント２は、集水管として機能する中心管２１と、中心管２１の回りに巻き回された積層体２２と、積層体２２を挟むように中心管２１の両端部に固定された一対の端部材３Ａ，３Ｂと、積層体２２を取り巻く外装材２８とを有している。一対の端部材３Ａ，３Ｂは、積層体２２がテレスコピック状に伸張することを防止する役割も果たす。
【００１７】
本実施形態では、一対の端部材３Ａ，３Ｂのうちの上流側の端部材３Ａに、シール部材４として、膜エレメント２と圧力容器７の内周面との隙間を原液の上流側の圧力を利用してシールする断面略Ｕ字状のパッキンが装着されている。ただし、シール部材４は、断面略Ｕ字状のパッキンに限定されるものではなく、膜エレメント２と圧力容器７の内周面との隙間をシール可能なものであればどのような形状を有していてもよい。
【００１８】
中心管２１には、内部に透過液を流入させる複数の導入孔が形成されている（図２参照）。連結部材５Ａの後述する中空の軸部５１は、隣り合う膜エレメント１の中心管２１に跨って、透過液を流すための連続した流路を構成する。なお、最上流側に位置する膜エレメント２の中心管２１にはプラグ８２が取り付けられ、最下流側に位置する膜エレメント２の中心管２１は連結器９３によって第１排出管９１と連結されている。
【００１９】
図２に示すように、積層体２２は、巻き回される方向が一方の対辺方向となる矩形状をなしており、透過側流路材２４の両面に分離膜２３が重ね合わされた膜リーフと、供給側流路材２５とを含む。膜リーフは、一方向に開口する袋状となるように分離膜２３同士が３辺で接合された構成を有しており、その開口が中心管２１の導入孔と連通している。透過側流路材２４は、例えば樹脂からなる網であり、互いに接合される分離膜同士の間に透過液を流すための流路を形成する。供給側流路材２５は、例えば樹脂からなる網（透過側流路材２４よりも網目の大きな網）であり、巻き回される膜リーフの周回部分同士の間に原液を流すための流路を形成する。
【００２０】
分離膜２３としては、不織布やポリスルホン多孔質膜支持体上にポリアミド系スキン層を設けた複合逆浸透膜や、透過性に優れたポリビニルアルコール系分離膜、ナノフィルトレーション膜に好適なスルホン化ポリエーテルスルホン系分離膜などが挙げられる。
【００２１】
図１に戻って、一対の端部材３Ａ，３Ｂは、中心管２１にそれらの端面が同一平面上に位置するように固定されている。また、一対の端部材３Ａ，３Ｂは、相互に同一の形状を有しており、互いに逆向きに配置されていることが好ましいが、一対の端部材３Ａ，３Ｂとしてはそれぞれ実用性に応じて異なる形状のものを用いてもよい。具体的に、各端部材３Ａ，３Ｂは、中心管２１の端部に外側から嵌合する内側筒部３１と、内側筒部３１を離間しながら取り囲む、内側筒部３１と同心の外側筒部３２とを有している。
【００２２】
図３に示すように、内側筒部３１と外側筒部３２は、放射状に配置された複数（図例では６つ）のリブ３３（図１では作図を省略）によって互いに連結されている。リブ３３間には薄板３４（図１では作図を省略）が配設されており、この薄板３４には、端部材３Ａ，３Ｂを貫通して原液を流通させるための複数の貫通孔が設けられている。ただし、薄板３４は必ずしも設けられている必要はなく、リブ３３間の空間が端部材３Ａ，３Ｂを貫通して原液を流通させる流通口を構成していてもよい。
【００２３】
本実施形態では、各リブ３３の高さ（中心管２１の軸方向の寸法）は、内側筒部３１および外側筒部３２の軸長と同一であり、各リブ３３の両端面は、内側筒部３１および外側筒部３２の両端面と同一平面上に位置している。また、各リブ３３は、膜エレメント２の内側から見たときに、反時計回りの渦巻き状を呈するように湾曲している。上述したように一対の端部材３Ａ，３Ｂは互いに逆向きに配置されているので、上流側から見たときには、下流側の端部材３Ｂのリブ３３は反時計回りの渦巻き状を形成し、上流側の端部材３Ａのリブ３３は時計回りの渦巻き状を形成する。なお、リブ３３は必ずしも渦巻き状を呈する必要はなく、各リブ３３が径方向に直線的に延びていてもよい。
【００２４】
図１に示すように、外側筒部３２の外周面には、シール部材４を担持するための周方向に延びる溝が形成されていてもよい。さらに、外側筒部３２には、外装材２８を保持するための段差が形成されていてもよい。また、外側筒部３２の後述するプレート部５２に当接する端面には、原液を流通させるための溝部を設けることが好ましい。この溝部はプレート部５２の壁面に設けてもよい。
【００２５】
端部材３Ａ，３Ｂは、金型を用いてプラスチック樹脂を成型することにより製造することができる。このようなプラスチック樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、塩化ビニル（ＶＣ）樹脂、ポリスルホン（ＰＳＵ）樹脂などが挙げられる。
【００２６】
連結部材５Ａは、中心管２１と嵌合することにより隣り合う膜エレメント２を連結する。具体的に、連結部材５Ａは、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、両端部が中心管２１内に嵌合する軸部５１と、軸部５１の中央部から広がって、端部材３Ａ，３Ｂ間に介在するプレート部５２とを有している。本実施形態では、軸部５１およびプレート部５２が樹脂によって一体的に形成されているが、これらは別々に成型された後に接着剤や溶着などで接合されてもよい。
【００２７】
軸部５１および展開部５３を一体的に形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、射出成形、押出成形、インサート成形、注型成形、真空注型成形などを挙げることができる。また、使用される樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、塩化ビニル（ＶＣ）樹脂、ポリスルホン（ＰＳＵ）樹脂などが挙げられる。中でも、耐圧性に優れる変性ＰＰＥ樹脂が特に好ましく用いられる。
【００２８】
軸部５１は、一定の肉厚の筒状をなしている。なお、図示は省略するが、軸部５１の両端部には、軸部５１の外周面と中心管２１の内周面との隙間をシールするシール部材（例えば、オーリング）がそれぞれ装着されている。一方の端部に装着されるシール部材の数は、１つであってもよいし複数であってもよい。なお、中心管２１は、必ずしも全長に亘って一定の内径を有している必要はなく、中心管２１の端部には内径が拡大された拡径部が設けられ、この拡径部に軸部５１の端部が嵌り込むようになっていてもよい。
【００２９】
本実施形態では、プレート部５２における端部材３Ａ，３Ｂと対向する両主面が端部材３Ａ，３Ｂの端面に当接する。ただし、プレート部５２の両主面は、必ずしも端部材３Ａ，３Ｂの端面に当接する必要はない。例えば、軸部５１の周囲にプレート部５２の両主面から突出する筒状部が形成されていて、この筒状部の端面が端部材３Ａ，３Ｂの端面に当接することによりプレート部５２の両主面が端部材３Ａ，３Ｂの端面から離間していてもよい。
【００３０】
プレート部５２は、軸部５１から径方向外向きに延びる複数（図例では３つ）の展開部５３を有している。各展開部５３は、厚さよりも十分に大きな幅を有している。なお、展開部５３の幅は、少なくとも根元部分では軸部５１の外径よりも大きいことが好ましい。このようになっていれば、展開部５３の根元部分同士が連続して軸部５１の周囲に切れ目のないリング部を形成することができるため、このリング部に配線を通したりすることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、連結部材５Ａが当該連結部材５Ａの両側に位置する端部材３Ａ，３Ｂと係合し、これにより自身の回転が規制されるように構成されている。具体的には、プレート部５２の両主面のそれぞれに、当該主面から突出して端部材３Ａ（または３Ｂ）に係合する突出部５４が設けられている。本実施形態では、双方の突出部５４が同一の展開部５３に設けられている。なお、本発明の突出部は、プレート部（連結部材）の回転を抑制する程度に端部材に支持されていればよいが、端部材と連結可能な構造を有していてもよい。
【００３２】
各突出部５４は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、端部材３Ａ（または３Ｂ）の外側筒部３２の内周面に近接する位置で、リブ３３間に嵌り込んでいる。本実施形態では、各突出部５４が、隣り合うリブ３３の双方に接触するような形状に形成されており、隣り合うリブ３３に挟持されている。ただし、各突出部５４は、必ずしも隣り合うリブ３３の双方に接触する必要はなく、リブ３３間に遊嵌していてもよい。
【００３３】
突出部５４は、プレート部５２と一体的に形成されてもよいが、プレート部５２と別に成型された後にプレート部５２に接着剤や溶着などで接合されてもよい。
【００３４】
図４（ａ）および（ｂ）に戻って、突出部５４が設けられた展開部５３（図４（ａ）では上に位置する展開部５３）内には、突出部５４に対応する位置に、双方の突出部５４に跨るようにして電源装置６４が封入されている。電源装置６４は、回路基板６３を介して第１流量センサ６１および第２流量センサ６２に電力を供給する。電源装置６４としては、電池や発電機、ＡＣ電源との接続や無線送電を利用することができる。中でも使用が簡便であるため、電池の使用が好ましい。
【００３５】
第１流量センサ６１は、展開部５３の他の１つ（図４（ａ）では左下に位置する展開部５３、以下「センサ用展開部５３」ともいう。）に取り付けられており、第２流量センサ６２は軸部５１に取り付けられている。第１流量センサ６１は、上流側の膜エレメント２から下流側の膜エレメント２に送り込まれる原液の流量を検知するためのものであり、第２流量センサ６２は、上流側の膜エレメント２から下流側の膜エレメント２に送り込まれる透過液の流量を検知するためのものである。
【００３６】
具体的に、センサ用展開部５３には、当該展開部５３を軸部５１の軸方向に貫通する貫通孔５５が設けられており、第１流量センサ６１はこの貫通孔５５内に配設されている。一方、第２流量センサ６２は、軸部５１内に配設されている。
【００３７】
第１流量センサ６１および第２流量センサとしては、電磁式流量計や羽根車式流量計などの各種の流量計を用いることができるが、簡易な構成の羽根車式流量計を用いることが好ましい。
【００３８】
本実施形態では、上述した突出部５４によってプレート部５２を挟む端部材３Ａ，３Ｂ同士の位置関係が、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、一方の端部材におけるリブ３３間の１つの空間とセンサ用展開部５３とが重なり合うエリアが最大化し、かつ、他方の端部材におけるリブ３３間の１つの空間とセンサ用展開部５３とが重なり合うエリアが最大化するように決定される。そして、貫通孔５５は、それらのエリアの重複範囲内に位置している。換言すれば、第１流量センサ６１は、図６に示すように、プレート部５２における当該プレート部５２を挟む端部材３Ａ，３Ｂのどちらのリブ３３間の空間にも面する領域内に配置されている。
【００３９】
なお、本実施形態では、第１流量センサ６１が１つだけ設けられているが、第１流量センサ６１は大きさの異なるものが複数設けられていることが好ましい。このような形態を用いると、流量センサの個体差から生じる誤差を補正することができる。
【００４０】
残りの展開部５３（図４（ａ）では右下に位置する展開部５３）には、第１流量センサ６１および第２流量センサ６２による検知信号などを発信するためのアンテナ６５が当該展開部５３の先端部に保持されている。ここで、「先端部」とは、軸部５１からの展開部５３の全長のうちの先端面からおよそ１／３の領域をいう。本実施形態では、アンテナ６５が展開部５３内に封入されている。
【００４１】
アンテナ６５は、当該アンテナ６５が封入された展開部５３の幅方向に延びている。アンテナ６５の長さは、無線通信に使用する電波の周波数に依存する。無線通信の方式としては、ＷｉＦｉ方式、ＺｉｇＢｅｅ方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式、ＩｒＤＡ方式などが挙げられる。中でも、膜エレメント２ごとの評価のために多数のセンサを管理するという観点や消費電力を抑えるという観点からは、ＺｉｇＢｅｅ方式が特に好ましい。なお、アンテナ６５からの情報を集める一次集約機を圧力容器７外に設置し、この一次集約機を有線または無線により集中管理センターと接続すれば、大規模センサネットワークを構築することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、アンテナ６５が封入された展開部５３内には、電源装置６４、第１流量センサ６１および第２流量センサ６２、ならびにアンテナ６５に接続された回路基板６３も封入されている。換言すれば、アンテナ６５は回路基板６３を介して第１流量センサ６１および第２流量センサ６２に接続されている。回路基板６３には、アンテナ６５を使用した無線通信を行うための無線通信回路や、電源装置６４から第１流量センサ６１および第２流量センサ６２への電力の供給を制御する電力制御回路などが形成されている。なお、回路基板６３は、当該回路基板６３にアンテナ６５が直接実装されるようにアンテナ６５の直下まで広がっていてもよいし、アンテナ６５よりも径方向内側に位置し、アンテナ６５と配線で接続されていてもよい。
【００４３】
上記のような展開部５３内への電気部品の封入を実現する方法としては、例えば、展開部５３を軸部５１の軸方向に二分割し、そのうちの一方のピースの分割面に電気部品を実装した後に、双方のピースを接合する方法が挙げられる。
【００４４】
以上説明した本実施形態の分離膜モジュール１では、第１流量センサ６１および第２流量センサ６２が取り付けられた連結部材５Ａの膜エレメント２に対する回転が規制されるため、センサを用いた安定的な測定を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態では、プレート部５２内に突出部５４に対応する位置に電源装置６４が封入されている。電源装置６４は、通常、相対的に大きな厚さを有するため、このような電源装置６４を突出部５４に対応する位置に配置することにより、プレート部５２の厚さを薄くすることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態のように突出部５４がプレート部５２の両主面のそれぞれに設けられていれば、突出部５４をプレート部５２の一方の主面に設ける場合に比べ、電源装置６４を収めるのに必要な突出部５４の突出高さを小さくすることができる。
【００４７】
ところで、プレート部５２が端部材３Ａ，３Ｂによって押圧される場合は、プレート部５２と端部材３Ａ，３Ｂとが接触する位置にセンサが配置されていると、センサに圧縮応力がかかってセンサが誤作動したり破損したりするおそれがある。特に、図６に示すように、一方の端部材のリブ３３と他方の端部材のリブ３３が交差する位置では、そのような不具合が起きる可能性が高い。これに対し、本実施形態では、第１流量センサ６１がプレート部５２における当該プレート部５２を挟む端部材３Ａ，３Ｂのどちらのリブ３３間の空間にも面する領域内に配置されているので、上記のような不具合の発生を防ぐことができる。なお、この効果は、第１流量センサ６１がプレート部５２における端部材３Ａ，３Ｂの少なくとも一方のリブ３３間の空間に面する領域内に配置されていれば得ることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、第１流量センサ６１および第２流量センサ６２が用いられていたが、本発明のセンサはこれに限られるものではなく、原液および透過液の少なくとも一方の性状を検知可能なものであればどのようなものを採用してもよい。例えば、本発明のセンサは、圧力センサ、温度センサ、電濃度センサなどであってもよい。
【００４９】
また、本実施形態では突出部５４がプレート部５２の両主面のそれぞれに設けられていたが、連結部材５Ａが当該連結部材５Ａの両側に位置する端部材３Ａ，３Ｂの少なくとも一方と係合するように突出部５４がプレート部５２における両主面の少なくとも一方に設けられていてもよい。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る分離膜モジュールを説明する。なお、本実施形態の分離膜モジュールは、第１実施形態の分離膜モジュール１に比べ、連結部材５Ａの代わりに図７に示す連結部材５Ｂが用いられている点だけが異なるので、以下では連結部材５Ｂについてのみを説明する。なお、図７では、第１実施形態で説明した構成と同一部分には同一符号を付している。
【００５１】
本実施形態では、プレート部５２が、軸部５１から互いに反対向きに径方向外向きに延びる２つの展開部５３を有している。さらに、プレート部５２には、展開部５３の先端部同士を橋架する円弧状の橋架部５６が設けられている。そして、展開部５３の先端面および橋架部５６の外側面によって、連結部材５Ｂの筒状の外周面が構成されている。また、橋架部５６の内側面と展開部５３の側面は、連結部材５Ｂを軸部５１の軸方向に貫通する開口５７を形成する。
【００５２】
一方の展開部５３（図７では左に位置する展開部５３）には、アンテナ６５が先端部に保持されている。第１実施形態と同様に、アンテナ６５は、展開部５３内に封入されている。また、この展開部５３内には、回路基板６３が封入されている。
【００５３】
他方の展開部５３（図７では右に位置する展開部５３）には、当該展開部５３から端部材３Ａ，３Ｂのリブ３３間に嵌り込むように突出して端部材３Ａ，３Ｂに係合する一対の突出部５４が設けられている（図７では一方の突出部５４のみ図示）。また、この展開部５３内には、突出部５４と対応する位置に、電源装置６４が封入されている。
【００５４】
本実施形態では、連結部材５Ｂに、透過液の電気伝導度を検知する電濃度センサ６６が取り付けられている。電濃度センサ６６は、連結部材５Ｂ内に封入された本体部と、この本体部から軸部５１の内側に突出する一対の電極とを有している。そして、電濃度センサ６６には、回路基板６３を介して電源装置６４から電力が供給され、一対の電極間に電圧が印加される。電濃度センサ６６としては、電極式のものに限らず、電磁誘導式のものを用いることも可能である。ただし、本用途の電濃度の計測レンジの観点から、電極式の電濃度センサを用いることが好ましい。
【００５５】
上述した構成の連結部材５Ｂを用いても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
（その他の実施形態）
前記第１および第２実施形態では、展開部５３内にアンテナ６５が封入されていたが、アンテナ６５に例えば防水処理が施してある場合は、アンテナ６５の一部または全部が展開部５３から露出していてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１ 分離膜モジュール
２ 膜エレメント
２１ 中心管
２２ 積層体
２３ 分離膜
２４ 透過側流路材
２５ 供給側流路材
３Ａ，３Ｂ 端部材
３１ 内側筒部
３２ 外側筒部
３３ リブ
５Ａ，５Ｂ 連結部材
５１ 軸部
５２ プレート部
５３ 展開部
５４ 突出部
６１ 第１流量センサ
６２ 第２流量センサ
６５ アンテナ
６６ 電濃度センサ
７ 圧力容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原液から透過液を生成する分離膜モジュールおよびこの分離膜モジュールに用いられる連結部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば海水淡水化処理や超純水の製造などに用いられる分離膜モジュールが知られている。例えば、特許文献１には、図８に示すような分離膜モジュール１０が開示されている。この分離膜モジュール１０では、筒状の圧力容器１１内に複数本のスパイラル型膜エレメント１２が一列に装填されている。そして、図８中に矢印で示すように、分離膜モジュール１０の一方の端部から圧力容器１１内に原液が供給されると、その原液がスパイラル型膜エレメント１２の分離膜によって濾過されて透過液が生成され、その透過液と濃縮された原液が分離膜モジュール１０の他方の端部から別々に排出される。
【０００３】
隣り合うスパイラル型膜エレメント１２は、連結部材１５によって連結される。各スパイラル型膜エレメント１２は、分離膜および流路材を含む積層体が中心管１３の回りに巻き回された構成を有している。連結部材１５は、通常、両端部がスパイラル型膜エレメント１２の中心管１３と嵌合する短管からなる。図８に示す例では、連結部材１５が中心管１３に外側から嵌合している。
【０００４】
さらに、特許文献１には、原液や透過液の性状を検知するための各種のセンサやこれらのセンサによる検知信号を発信するためのアンテナを連結部材１５に設けることが記載されている。この構成により、特許文献１に開示された分離膜モジュール１０では、スパイラル型膜エレメント１２が取り替えられるときでもセンサなどを再利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６６０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように膜エレメント間に連結部材（取付部材）などを用いてセンサを設ける場合、スパイラル型膜エレメントに対して連結部材が回転可能であるために、センサの位置が定まらない。圧力容器内では一般に原液や透過液の流れの状態が場所によって異なるため、センサの位置が定まらないと、センサによる測定数値にバラツキが生じ、信頼性の高い数値が得られない場合がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、センサを用いた安定的な測定を行うことができる分離膜モジュールおよびこの分離膜モジュールに好適に用いられる連結部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、筒状の圧力容器と、前記圧力容器の軸方向に並ぶように前記圧力容器内に装填された複数本の膜エレメントであって、中心管および前記中心管の両端部に固定された一対の端部材を含む膜エレメントと、前記中心管と嵌合することにより隣り合う前記膜エレメントを連結する連結部材であって、当該連結部材の両側に位置する前記端部材の少なくとも一方と係合するように構成された連結部材と、前記連結部材に取り付けられたセンサと、を備える、分離膜モジュールを提供する。
【０００９】
また、本発明は、中心管および前記中心管の両端部に固定された一対の端部材を含む膜エレメント同士を連結する連結部材であって、両端部が前記中心管内に嵌合する中空の軸部と、前記端部材間に介在するプレート部と、前記プレート部から突出して前記端部材に係合する突出部と、を備える、連結部材を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分離膜モジュールによれば、センサが取り付けられた連結部材の膜エレメントに対する回転が規制されるため、センサを用いた安定的な測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る分離膜モジュールの断面図
【図２】膜エレメントの一例であるスパイラル型膜エレメントの概略構成図
【図３】連結部材およびこの両側に位置する端部材の分解斜視図
【図４】（ａ）は連結部材の正面図、（ｂ）は（ａ）のIVＢ−IVＢ線断面図
【図５】（ａ）は図１のVＡ−VＡ線断面図、（ｂ）は図１のVＢ−VＢ線断面図
【図６】連結部材の両側に位置する端部材同士の位置関係を説明する図
【図７】本発明の第２実施形態における連結部材の正面図
【図８】従来の分離膜モジュールの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る分離膜モジュール１を示す。この分離膜モジュール１は、ベッセルと呼ばれる筒状の圧力容器７と、圧力容器７の軸方向に並ぶように圧力容器７内に装填された複数本（例えば、３〜８本）の膜エレメント２と、隣り合う膜エレメント２を連結する連結部材５Ａとを備えている。
【００１４】
圧力容器７の両端には、円盤状のキャップ８，９が取り付けられている。一方（図１では左側）のキャップ８には、原液を圧力容器７内に供給するための供給管８１が中心からずれた位置に設けられている。他方（図１では右側）のキャップ９には、後述する分離膜２３によって原液が濾過されることにより生成される透過液を取り出すための第１排出管９１が中心に設けられており、濃縮された原液を取り出すための第２排出管９２が中心からずれた位置に設けられている。すなわち、圧力容器７内には、一方のキャップ８から他方のキャップ９に向かう原液の流れが形成される。なお、供給管８１および第２排出管９２は、圧力容器７に設けられていてもよい。
【００１５】
本実施形態では、膜エレメント２として、スパイラル型の逆浸透膜エレメントが用いられている。ただし、膜エレメント２は、例えばスパイラル型の限外濾過膜エレメントであってもよいし、その他の円筒形エレメントであってもよい。
【００１６】
各膜エレメント２は、集水管として機能する中心管２１と、中心管２１の回りに巻き回された積層体２２と、積層体２２を挟むように中心管２１の両端部に固定された一対の端部材３Ａ，３Ｂと、積層体２２を取り巻く外装材２８とを有している。一対の端部材３Ａ，３Ｂは、積層体２２がテレスコピック状に伸張することを防止する役割も果たす。
【００１７】
本実施形態では、一対の端部材３Ａ，３Ｂのうちの上流側の端部材３Ａに、シール部材４として、膜エレメント２と圧力容器７の内周面との隙間を原液の上流側の圧力を利用してシールする断面略Ｕ字状のパッキンが装着されている。ただし、シール部材４は、断面略Ｕ字状のパッキンに限定されるものではなく、膜エレメント２と圧力容器７の内周面との隙間をシール可能なものであればどのような形状を有していてもよい。
【００１８】
中心管２１には、内部に透過液を流入させる複数の導入孔が形成されている（図２参照）。連結部材５Ａの後述する中空の軸部５１は、隣り合う膜エレメント１の中心管２１に跨って、透過液を流すための連続した流路を構成する。なお、最上流側に位置する膜エレメント２の中心管２１にはプラグ８２が取り付けられ、最下流側に位置する膜エレメント２の中心管２１は連結器９３によって第１排出管９１と連結されている。
【００１９】
図２に示すように、積層体２２は、巻き回される方向が一方の対辺方向となる矩形状をなしており、透過側流路材２４の両面に分離膜２３が重ね合わされた膜リーフと、供給側流路材２５とを含む。膜リーフは、一方向に開口する袋状となるように分離膜２３同士が３辺で接合された構成を有しており、その開口が中心管２１の導入孔と連通している。透過側流路材２４は、例えば樹脂からなる網であり、互いに接合される分離膜同士の間に透過液を流すための流路を形成する。供給側流路材２５は、例えば樹脂からなる網（透過側流路材２４よりも網目の大きな網）であり、巻き回される膜リーフの周回部分同士の間に原液を流すための流路を形成する。
【００２０】
分離膜２３としては、不織布やポリスルホン多孔質膜支持体上にポリアミド系スキン層を設けた複合逆浸透膜や、透過性に優れたポリビニルアルコール系分離膜、ナノフィルトレーション膜に好適なスルホン化ポリエーテルスルホン系分離膜などが挙げられる。
【００２１】
図１に戻って、一対の端部材３Ａ，３Ｂは、中心管２１にそれらの端面が同一平面上に位置するように固定されている。また、一対の端部材３Ａ，３Ｂは、相互に同一の形状を有しており、互いに逆向きに配置されていることが好ましいが、一対の端部材３Ａ，３Ｂとしてはそれぞれ実用性に応じて異なる形状のものを用いてもよい。具体的に、各端部材３Ａ，３Ｂは、中心管２１の端部に外側から嵌合する内側筒部３１と、内側筒部３１を離間しながら取り囲む、内側筒部３１と同心の外側筒部３２とを有している。
【００２２】
図３に示すように、内側筒部３１と外側筒部３２は、放射状に配置された複数（図例では６つ）のリブ３３（図１では作図を省略）によって互いに連結されている。リブ３３間には薄板３４（図１では作図を省略）が配設されており、この薄板３４には、端部材３Ａ，３Ｂを貫通して原液を流通させるための複数の貫通孔が設けられている。ただし、薄板３４は必ずしも設けられている必要はなく、リブ３３間の空間が端部材３Ａ，３Ｂを貫通して原液を流通させる流通口を構成していてもよい。
【００２３】
本実施形態では、各リブ３３の高さ（中心管２１の軸方向の寸法）は、内側筒部３１および外側筒部３２の軸長と同一であり、各リブ３３の両端面は、内側筒部３１および外側筒部３２の両端面と同一平面上に位置している。また、各リブ３３は、膜エレメント２の内側から見たときに、反時計回りの渦巻き状を呈するように湾曲している。上述したように一対の端部材３Ａ，３Ｂは互いに逆向きに配置されているので、上流側から見たときには、下流側の端部材３Ｂのリブ３３は反時計回りの渦巻き状を形成し、上流側の端部材３Ａのリブ３３は時計回りの渦巻き状を形成する。なお、リブ３３は必ずしも渦巻き状を呈する必要はなく、各リブ３３が径方向に直線的に延びていてもよい。
【００２４】
図１に示すように、外側筒部３２の外周面には、シール部材４を担持するための周方向に延びる溝が形成されていてもよい。さらに、外側筒部３２には、外装材２８を保持するための段差が形成されていてもよい。また、外側筒部３２の後述するプレート部５２に当接する端面には、原液を流通させるための溝部を設けることが好ましい。この溝部はプレート部５２の壁面に設けてもよい。
【００２５】
端部材３Ａ，３Ｂは、金型を用いてプラスチック樹脂を成型することにより製造することができる。このようなプラスチック樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、塩化ビニル（ＶＣ）樹脂、ポリスルホン（ＰＳＵ）樹脂などが挙げられる。
【００２６】
連結部材５Ａは、中心管２１と嵌合することにより隣り合う膜エレメント２を連結する。具体的に、連結部材５Ａは、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、両端部が中心管２１内に嵌合する軸部５１と、軸部５１の中央部から広がって、端部材３Ａ，３Ｂ間に介在するプレート部５２とを有している。本実施形態では、軸部５１およびプレート部５２が樹脂によって一体的に形成されているが、これらは別々に成型された後に接着剤や溶着などで接合されてもよい。
【００２７】
軸部５１および展開部５３を一体的に形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、射出成形、押出成形、インサート成形、注型成形、真空注型成形などを挙げることができる。また、使用される樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、塩化ビニル（ＶＣ）樹脂、ポリスルホン（ＰＳＵ）樹脂などが挙げられる。中でも、耐圧性に優れる変性ＰＰＥ樹脂が特に好ましく用いられる。
【００２８】
軸部５１は、一定の肉厚の筒状をなしている。なお、図示は省略するが、軸部５１の両端部には、軸部５１の外周面と中心管２１の内周面との隙間をシールするシール部材（例えば、オーリング）がそれぞれ装着されている。一方の端部に装着されるシール部材の数は、１つであってもよいし複数であってもよい。なお、中心管２１は、必ずしも全長に亘って一定の内径を有している必要はなく、中心管２１の端部には内径が拡大された拡径部が設けられ、この拡径部に軸部５１の端部が嵌り込むようになっていてもよい。
【００２９】
本実施形態では、プレート部５２における端部材３Ａ，３Ｂと対向する両主面が端部材３Ａ，３Ｂの端面に当接する。ただし、プレート部５２の両主面は、必ずしも端部材３Ａ，３Ｂの端面に当接する必要はない。例えば、軸部５１の周囲にプレート部５２の両主面から突出する筒状部が形成されていて、この筒状部の端面が端部材３Ａ，３Ｂの端面に当接することによりプレート部５２の両主面が端部材３Ａ，３Ｂの端面から離間していてもよい。
【００３０】
プレート部５２は、軸部５１から径方向外向きに延びる複数（図例では３つ）の展開部５３を有している。各展開部５３は、厚さよりも十分に大きな幅を有している。なお、展開部５３の幅は、少なくとも根元部分では軸部５１の外径よりも大きいことが好ましい。このようになっていれば、展開部５３の根元部分同士が連続して軸部５１の周囲に切れ目のないリング部を形成することができるため、このリング部に配線を通したりすることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、連結部材５Ａが当該連結部材５Ａの両側に位置する端部材３Ａ，３Ｂと係合し、これにより自身の回転が規制されるように構成されている。具体的には、プレート部５２の両主面のそれぞれに、当該主面から突出して端部材３Ａ（または３Ｂ）に係合する突出部５４が設けられている。本実施形態では、双方の突出部５４が同一の展開部５３に設けられている。なお、本発明の突出部は、プレート部（連結部材）の回転を抑制する程度に端部材に支持されていればよいが、端部材と連結可能な構造を有していてもよい。
【００３２】
各突出部５４は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、端部材３Ａ（または３Ｂ）の外側筒部３２の内周面に近接する位置で、リブ３３間に嵌り込んでいる。本実施形態では、各突出部５４が、隣り合うリブ３３の双方に接触するような形状に形成されており、隣り合うリブ３３に挟持されている。ただし、各突出部５４は、必ずしも隣り合うリブ３３の双方に接触する必要はなく、リブ３３間に遊嵌していてもよい。
【００３３】
突出部５４は、プレート部５２と一体的に形成されてもよいが、プレート部５２と別に成型された後にプレート部５２に接着剤や溶着などで接合されてもよい。
【００３４】
図４（ａ）および（ｂ）に戻って、突出部５４が設けられた展開部５３（図４（ａ）では上に位置する展開部５３）内には、突出部５４に対応する位置に、双方の突出部５４に跨るようにして電源装置６４が封入されている。電源装置６４は、回路基板６３を介して第１流量センサ６１および第２流量センサ６２に電力を供給する。電源装置６４としては、電池や発電機、ＡＣ電源との接続や無線送電を利用することができる。中でも使用が簡便であるため、電池の使用が好ましい。
【００３５】
第１流量センサ６１は、展開部５３の他の１つ（図４（ａ）では左下に位置する展開部５３、以下「センサ用展開部５３」ともいう。）に取り付けられており、第２流量センサ６２は軸部５１に取り付けられている。第１流量センサ６１は、上流側の膜エレメント２から下流側の膜エレメント２に送り込まれる原液の流量を検知するためのものであり、第２流量センサ６２は、上流側の膜エレメント２から下流側の膜エレメント２に送り込まれる透過液の流量を検知するためのものである。
【００３６】
具体的に、センサ用展開部５３には、当該展開部５３を軸部５１の軸方向に貫通する貫通孔５５が設けられており、第１流量センサ６１はこの貫通孔５５内に配設されている。一方、第２流量センサ６２は、軸部５１内に配設されている。
【００３７】
第１流量センサ６１および第２流量センサとしては、電磁式流量計や羽根車式流量計などの各種の流量計を用いることができるが、簡易な構成の羽根車式流量計を用いることが好ましい。
【００３８】
本実施形態では、上述した突出部５４によってプレート部５２を挟む端部材３Ａ，３Ｂ同士の位置関係が、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、一方の端部材におけるリブ３３間の１つの空間とセンサ用展開部５３とが重なり合うエリアが最大化し、かつ、他方の端部材におけるリブ３３間の１つの空間とセンサ用展開部５３とが重なり合うエリアが最大化するように決定される。そして、貫通孔５５は、それらのエリアの重複範囲内に位置している。換言すれば、第１流量センサ６１は、図６に示すように、プレート部５２における当該プレート部５２を挟む端部材３Ａ，３Ｂのどちらのリブ３３間の空間にも面する領域内に配置されている。
【００３９】
なお、本実施形態では、第１流量センサ６１が１つだけ設けられているが、第１流量センサ６１は大きさの異なるものが複数設けられていることが好ましい。このような形態を用いると、流量センサの個体差から生じる誤差を補正することができる。
【００４０】
残りの展開部５３（図４（ａ）では右下に位置する展開部５３）には、第１流量センサ６１および第２流量センサ６２による検知信号などを発信するためのアンテナ６５が当該展開部５３の先端部に保持されている。ここで、「先端部」とは、軸部５１からの展開部５３の全長のうちの先端面からおよそ１／３の領域をいう。本実施形態では、アンテナ６５が展開部５３内に封入されている。
【００４１】
アンテナ６５は、当該アンテナ６５が封入された展開部５３の幅方向に延びている。アンテナ６５の長さは、無線通信に使用する電波の周波数に依存する。無線通信の方式としては、ＷｉＦｉ方式、ＺｉｇＢｅｅ方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式、ＩｒＤＡ方式などが挙げられる。中でも、膜エレメント２ごとの評価のために多数のセンサを管理するという観点や消費電力を抑えるという観点からは、ＺｉｇＢｅｅ方式が特に好ましい。なお、アンテナ６５からの情報を集める一次集約機を圧力容器７外に設置し、この一次集約機を有線または無線により集中管理センターと接続すれば、大規模センサネットワークを構築することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、アンテナ６５が封入された展開部５３内には、電源装置６４、第１流量センサ６１および第２流量センサ６２、ならびにアンテナ６５に接続された回路基板６３も封入されている。換言すれば、アンテナ６５は回路基板６３を介して第１流量センサ６１および第２流量センサ６２に接続されている。回路基板６３には、アンテナ６５を使用した無線通信を行うための無線通信回路や、電源装置６４から第１流量センサ６１および第２流量センサ６２への電力の供給を制御する電力制御回路などが形成されている。なお、回路基板６３は、当該回路基板６３にアンテナ６５が直接実装されるようにアンテナ６５の直下まで広がっていてもよいし、アンテナ６５よりも径方向内側に位置し、アンテナ６５と配線で接続されていてもよい。
【００４３】
上記のような展開部５３内への電気部品の封入を実現する方法としては、例えば、展開部５３を軸部５１の軸方向に二分割し、そのうちの一方のピースの分割面に電気部品を実装した後に、双方のピースを接合する方法が挙げられる。
【００４４】
以上説明した本実施形態の分離膜モジュール１では、第１流量センサ６１および第２流量センサ６２が取り付けられた連結部材５Ａの膜エレメント２に対する回転が規制されるため、センサを用いた安定的な測定を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態では、プレート部５２内に突出部５４に対応する位置に電源装置６４が封入されている。電源装置６４は、通常、相対的に大きな厚さを有するため、このような電源装置６４を突出部５４に対応する位置に配置することにより、プレート部５２の厚さを薄くすることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態のように突出部５４がプレート部５２の両主面のそれぞれに設けられていれば、突出部５４をプレート部５２の一方の主面に設ける場合に比べ、電源装置６４を収めるのに必要な突出部５４の突出高さを小さくすることができる。
【００４７】
ところで、プレート部５２が端部材３Ａ，３Ｂによって押圧される場合は、プレート部５２と端部材３Ａ，３Ｂとが接触する位置にセンサが配置されていると、センサに圧縮応力がかかってセンサが誤作動したり破損したりするおそれがある。特に、図６に示すように、一方の端部材のリブ３３と他方の端部材のリブ３３が交差する位置では、そのような不具合が起きる可能性が高い。これに対し、本実施形態では、第１流量センサ６１がプレート部５２における当該プレート部５２を挟む端部材３Ａ，３Ｂのどちらのリブ３３間の空間にも面する領域内に配置されているので、上記のような不具合の発生を防ぐことができる。なお、この効果は、第１流量センサ６１がプレート部５２における端部材３Ａ，３Ｂの少なくとも一方のリブ３３間の空間に面する領域内に配置されていれば得ることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、第１流量センサ６１および第２流量センサ６２が用いられていたが、本発明のセンサはこれに限られるものではなく、原液および透過液の少なくとも一方の性状を検知可能なものであればどのようなものを採用してもよい。例えば、本発明のセンサは、圧力センサ、温度センサ、電濃度センサなどであってもよい。
【００４９】
また、本実施形態では突出部５４がプレート部５２の両主面のそれぞれに設けられていたが、連結部材５Ａが当該連結部材５Ａの両側に位置する端部材３Ａ，３Ｂの少なくとも一方と係合するように突出部５４がプレート部５２における両主面の少なくとも一方に設けられていてもよい。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る分離膜モジュールを説明する。なお、本実施形態の分離膜モジュールは、第１実施形態の分離膜モジュール１に比べ、連結部材５Ａの代わりに図７に示す連結部材５Ｂが用いられている点だけが異なるので、以下では連結部材５Ｂについてのみを説明する。なお、図７では、第１実施形態で説明した構成と同一部分には同一符号を付している。
【００５１】
本実施形態では、プレート部５２が、軸部５１から互いに反対向きに径方向外向きに延びる２つの展開部５３を有している。さらに、プレート部５２には、展開部５３の先端部同士を橋架する円弧状の橋架部５６が設けられている。そして、展開部５３の先端面および橋架部５６の外側面によって、連結部材５Ｂの筒状の外周面が構成されている。また、橋架部５６の内側面と展開部５３の側面は、連結部材５Ｂを軸部５１の軸方向に貫通する開口５７を形成する。
【００５２】
一方の展開部５３（図７では左に位置する展開部５３）には、アンテナ６５が先端部に保持されている。第１実施形態と同様に、アンテナ６５は、展開部５３内に封入されている。また、この展開部５３内には、回路基板６３が封入されている。
【００５３】
他方の展開部５３（図７では右に位置する展開部５３）には、当該展開部５３から端部材３Ａ，３Ｂのリブ３３間に嵌り込むように突出して端部材３Ａ，３Ｂに係合する一対の突出部５４が設けられている（図７では一方の突出部５４のみ図示）。また、この展開部５３内には、突出部５４と対応する位置に、電源装置６４が封入されている。
【００５４】
本実施形態では、連結部材５Ｂに、透過液の電気伝導度を検知する電濃度センサ６６が取り付けられている。電濃度センサ６６は、連結部材５Ｂ内に封入された本体部と、この本体部から軸部５１の内側に突出する一対の電極とを有している。そして、電濃度センサ６６には、回路基板６３を介して電源装置６４から電力が供給され、一対の電極間に電圧が印加される。電濃度センサ６６としては、電極式のものに限らず、電磁誘導式のものを用いることも可能である。ただし、本用途の電濃度の計測レンジの観点から、電極式の電濃度センサを用いることが好ましい。
【００５５】
上述した構成の連結部材５Ｂを用いても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
（その他の実施形態）
前記第１および第２実施形態では、展開部５３内にアンテナ６５が封入されていたが、アンテナ６５に例えば防水処理が施してある場合は、アンテナ６５の一部または全部が展開部５３から露出していてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１ 分離膜モジュール
２ 膜エレメント
２１ 中心管
２２ 積層体
２３ 分離膜
２４ 透過側流路材
２５ 供給側流路材
３Ａ，３Ｂ 端部材
３１ 内側筒部
３２ 外側筒部
３３ リブ
５Ａ，５Ｂ 連結部材
５１ 軸部
５２ プレート部
５３ 展開部
５４ 突出部
６１ 第１流量センサ
６２ 第２流量センサ
６５ アンテナ
６６ 電濃度センサ
７ 圧力容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の圧力容器と、
前記圧力容器の軸方向に並ぶように前記圧力容器内に装填された複数本の膜エレメントであって、中心管および前記中心管の両端部に固定された一対の端部材を含む膜エレメントと、
前記中心管と嵌合することにより隣り合う前記膜エレメントを連結する連結部材であって、当該連結部材の両側に位置する前記端部材の少なくとも一方と係合するように構成された連結部材と、
前記連結部材に取り付けられたセンサと、
を備える、分離膜モジュール。
【請求項２】
前記連結部材は、両端部が前記中心管内に嵌合する中空の軸部と、前記端部材間に介在するプレート部とを含み、
前記プレート部における前記端部材と対向する両主面の少なくとも一方には、当該主面から突出して前記端部材に係合する突出部が設けられている、請求項１に記載の分離膜モジュール。
【請求項３】
前記端部材は、前記中心管と嵌合する内側筒部、前記内側筒部を離間しながら取り囲む外側筒部、および前記内側筒部と前記外側筒部とを連結する複数のリブを有し、
前記突出部が前記リブ間に配置される、請求項２に記載の分離膜モジュール。
【請求項４】
前記突出部は、前記プレート部の両主面のそれぞれに設けられている、請求項２または３に記載の分離膜モジュール。
【請求項５】
前記センサが、前記プレート部における前記端部材の少なくとも一方の前記リブ間の空間に面する領域内に配置されている、請求項３または４に記載の分離膜モジュール。
【請求項６】
前記プレート部内には、前記突出部に対応する位置に、前記センサに電力を供給する電源装置が封入されている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の分離膜モジュール。
【請求項７】
前記プレート部に保持された、前記センサと接続されたアンテナをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分離膜モジュール。
【請求項８】
前記プレート部は、前記軸部から径方向外向きに延びる複数の展開部を有し、
前記アンテナは、前記展開部の先端部に保持されている、請求項７に記載の分離膜モジュール。
【請求項９】
前記膜エレメントは、前記中心管の回りに分離膜および流路材を含む積層体が巻き回されたスパイラル型膜エレメントである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の分離膜モジュール。
【請求項１０】
中心管および前記中心管の両端部に固定された一対の端部材を含む膜エレメント同士を連結する連結部材であって、
両端部が前記中心管内に嵌合する中空の軸部と、
前記端部材間に介在するプレート部と、
前記プレート部から突出して前記端部材に係合する突出部と、
を備える、連結部材。
【請求項１】
筒状の圧力容器と、
前記圧力容器の軸方向に並ぶように前記圧力容器内に装填された複数本の膜エレメントであって、中心管および前記中心管の両端部に固定された一対の端部材を含む膜エレメントと、
前記中心管と嵌合することにより隣り合う前記膜エレメントを連結する連結部材であって、当該連結部材の両側に位置する前記端部材の少なくとも一方と係合するように構成された連結部材と、
前記連結部材に取り付けられたセンサと、
を備える、分離膜モジュール。
【請求項２】
前記連結部材は、両端部が前記中心管内に嵌合する中空の軸部と、前記端部材間に介在するプレート部とを含み、
前記プレート部における前記端部材と対向する両主面の少なくとも一方には、当該主面から突出して前記端部材に係合する突出部が設けられている、請求項１に記載の分離膜モジュール。
【請求項３】
前記端部材は、前記中心管と嵌合する内側筒部、前記内側筒部を離間しながら取り囲む外側筒部、および前記内側筒部と前記外側筒部とを連結する複数のリブを有し、
前記突出部が前記リブ間に配置される、請求項２に記載の分離膜モジュール。
【請求項４】
前記突出部は、前記プレート部の両主面のそれぞれに設けられている、請求項２または３に記載の分離膜モジュール。
【請求項５】
前記センサが、前記プレート部における前記端部材の少なくとも一方の前記リブ間の空間に面する領域内に配置されている、請求項３または４に記載の分離膜モジュール。
【請求項６】
前記プレート部内には、前記突出部に対応する位置に、前記センサに電力を供給する電源装置が封入されている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の分離膜モジュール。
【請求項７】
前記プレート部に保持された、前記センサと接続されたアンテナをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分離膜モジュール。
【請求項８】
前記プレート部は、前記軸部から径方向外向きに延びる複数の展開部を有し、
前記アンテナは、前記展開部の先端部に保持されている、請求項７に記載の分離膜モジュール。
【請求項９】
前記膜エレメントは、前記中心管の回りに分離膜および流路材を含む積層体が巻き回されたスパイラル型膜エレメントである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の分離膜モジュール。
【請求項１０】
中心管および前記中心管の両端部に固定された一対の端部材を含む膜エレメント同士を連結する連結部材であって、
両端部が前記中心管内に嵌合する中空の軸部と、
前記端部材間に介在するプレート部と、
前記プレート部から突出して前記端部材に係合する突出部と、
を備える、連結部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１７８９８（Ｐ２０１２−２１７８９８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８４５６３（Ｐ２０１１−８４５６３）
【出願日】平成２３年４月６日（２０１１．４．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
２．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月６日（２０１１．４．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
２．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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