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公開番号2025019696
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023123436
出願日2023-07-28
発明の名称流路スペーサ、及びスパイラル型膜モジュール
出願人北川工業株式会社
代理人弁理士法人暁合同特許事務所
主分類B01D 63/00 20060101AFI20250131BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】濃度分極層の形成を抑制しつつ、圧力損失を小さく抑えることが可能な流路スペーサの提供。
【解決手段】スパイラル型膜モジュールの集水管に巻回された分離膜の間に介在させる流路スペーサ4であって、流れ方向Xに対して各々が斜め上方に傾くように延びつつ、互いに間隔を保つように並んだ複数の第1線状部41と、流れ方向Xに対して各々が斜め下方に傾くように延びつつ、互いに間隔を保つように並んだ複数の第2線状部42とを有し、複数の第1線状部41と複数の第2線状部42との間で複数の開口部43が形成されるように、複数の第1線状部41と複数の第2線状部42とが互いに交差する斜め格子状のメッシュ構造を備え、第1線状部41は、開口部43毎に分けられた複数の第1円弧410を含み、第2線状部42は、開口部43毎に分けられた複数の第2円弧420を含み、第1及び第2の円弧の中心角は、10°以上50°以下である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
スパイラル型膜モジュールの集水管に巻回された分離膜の間に介在させる流路スペーサであって、
前記集水管を流れる原水の流れ方向に対して直交する正方向を上、負方向を下としたとき、
前記流れ方向に対して各々が斜め上方に傾くように延びつつ、互いに間隔を保つように並んだ複数の第１線状部と、前記流れ方向に対して各々が斜め下方に傾くように延びつつ、互いに間隔を保つように並んだ複数の第２線状部とを有し、複数の前記第１線状部と複数の前記第２線状部との間で複数の開口部が形成されるように、複数の前記第１線状部と複数の前記第２線状部とが互いに交差する斜め格子状のメッシュ構造を備え、
前記第１線状部は、前記開口部毎に分けられた複数の第１円弧を含み、
前記第２線状部は、前記開口部毎に分けられた複数の第２円弧を含み、
前記第１円弧は、前記流れ方向に対して斜め上方に傾くように所定の線幅で延びつつ、その延び方向における両端部を通る仮想的な直線に対して、下側に膨らむように曲がっており、
前記第２円弧は、前記流れ方向に対して斜め下方に傾くように所定の線幅で延びつつ、その延び方向における両端部を通る仮想的な直線に対して、上側に膨らむように曲がっており、
前記第１円弧及び前記第２円弧からなる各円弧の中心角は、１０°以上５０°以下である流路スペーサ。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記第１円弧の長さ、及び前記第２円弧の長さは、互いに同じである請求項１に記載の流路スペーサ。
【請求項３】
前記開口部のピッチが５ｍｍである請求項１又は請求項２に記載の流路スペーサ。
【請求項４】
一方向に延びた集水管と、
前記集水管に巻回される分離膜と、
前記分離膜の間に介在される流路スペーサであって、
前記集水管を流れる原水の流れ方向に対して直交する正方向を上、負方向を下としたとき、
前記流れ方向に対して各々が斜め上方に傾くように延びつつ、互いに間隔を保つように並んだ複数の第１線状部と、前記流れ方向に対して各々が斜め下方に傾くように延びつつ、互いに間隔を保つように並んだ複数の第２線状部とを有し、複数の前記第１線状部と複数の前記第２線状部との間で複数の開口部が形成されるように、複数の前記第１線状部と複数の前記第２線状部とが互いに交差する斜め格子状のメッシュ構造を備え、
前記第１線状部は、前記開口部毎に分けられた複数の第１円弧を含み、
前記第２線状部は、前記開口部毎に分けられた複数の第２円弧を含み、
前記第１円弧は、前記流れ方向に対して斜め上方に傾くように所定の線幅で延びつつ、その延び方向における両端部を通る仮想的な直線に対して、下側に膨らむように曲がっており、
前記第２円弧は、前記流れ方向に対して斜め下方に傾くように所定の線幅で延びつつ、その延び方向における両端部を通る仮想的な直線に対して、上側に膨らむように曲がっており、
前記第１円弧及び前記第２円弧の中心角は、１０°以上５０°以下である流路スペーサとを備えるスパイラル型膜モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路スペーサ、及びスパイラル型膜モジュールに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
海水の淡水化、純水の製造等の水処理において、スパイラル状の分離膜（逆浸透膜、限界ろ過膜等）を備えたスパイラル型膜モジュールが使用されている。この種のスパイラル型膜モジュールは、集水管と、その集水管の周りにスパイラル状に巻回された複数の分離膜と、隣り合った分離膜の間に介在される流路スペーサとを備えている（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
流路スペーサは、隣り合った分離膜の間において、処理対象である原水の流路を確保するための部材である。流路スペーサは、一般的に、複数の経糸（縦糸）と、複数の緯糸（横糸）とが交差する形で配置されたメッシュ構造を備えている。
【０００４】
このような流路スペーサとしては、原水の流路において、それ自体が障害物となって発生する圧力損失が小さいことが求められている。また、流路スペーサとしては、濃度分極層の形成が抑制されることが求められている。濃度分極層は、分離膜を透過できないイオン、塩類等の溶質の濃度の高い層であり、溶質が分離膜の表面の近傍に蓄積することによって形成される。濃度分極層は、分離膜の表面の近傍における浸透圧を上昇させ、透過水の量を減少させる原因となる。
【０００５】
このような濃度分極層は、原水が分離膜に作用する剪断応力が大きいと形成され難いことが知られている。また、原水の乱流の大きさ（乱流エネルギー）が大きいと、濃度分極層の形成が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－１９８８４９号公報
特開平１１－２３５５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
濃度分極層の形成を抑制すること（つまり、剪断応力及び乱流をそれぞれ大きくすること）と、圧力損失を小さく抑えることとは、本質的にトレードオフの関係にあるため、これらを両立させることは容易ではない。従来、それらを両立させるために、原水の流れ方向と、メッシュ構造を構成する経糸及び緯糸の各形状との関係を考慮することは十分に行われていなかった。
【０００８】
本発明の目的は、濃度分極層の形成を抑制しつつ、圧力損失を小さく抑えることが可能な流路スペーサ、及び前記流路スペーサを備えたスパイラル型膜モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞スパイラル型膜モジュールの集水管に巻回された分離膜の間に介在させる流路スペーサであって、前記集水管を流れる原水の流れ方向に対して直交する正方向を上、負方向を下としたとき、前記流れ方向に対して各々が斜め上方に傾くように延びつつ、互いに間隔を保つように並んだ複数の第１線状部と、前記流れ方向に対して各々が斜め下方に傾くように延びつつ、互いに間隔を保つように並んだ複数の第２線状部とを有し、複数の前記第１線状部と複数の前記第２線状部との間で複数の開口部が形成されるように、複数の前記第１線状部と複数の前記第２線状部とが互いに交差する斜め格子状のメッシュ構造を備え、前記第１線状部は、前記開口部毎に分けられた複数の第１円弧を含み、前記第２線状部は、前記開口部毎に分けられた複数の第２円弧を含み、前記第１円弧は、前記流れ方向に対して斜め上方に傾くように所定の線幅で延びつつ、その延び方向における両端部を通る仮想的な直線に対して、下側に膨らむように曲がっており、前記第２円弧は、前記流れ方向に対して斜め下方に傾くように所定の線幅で延びつつ、その延び方向における両端部を通る仮想的な直線に対して、上側に膨らむように曲がっており、前記第１円弧及び前記第２円弧の中心角は、１０°以上５０°以下である流路スペーサ。
【００１０】
＜２＞前記第１円弧の長さ、及び前記第２円弧の長さは、互いに同じである前記＜１＞に記載の流路スペーサ。
（【００１１】以降は省略されています）

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