本發(fā)明涉及具備多根中空纖維膜捆扎而成的中空纖維膜束的中空纖維膜組件，特別是，涉及收納中空纖維膜束的外殼的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造、食品工業(yè)等領(lǐng)域，已在氣液吸收、脫氣、過濾用等用途中廣泛使用了將由多根中空纖維膜捆扎而成的中空纖維膜束收納在外殼(殼體)內(nèi)而成的中空纖維膜組件。

上述外殼在許多情況下由合成樹脂、金屬等形成為圓筒等筒狀，并在其兩端的附近分別設(shè)置有使被處理液、或由中空纖維膜束處理后的流體通過的噴嘴。另外，在筒狀的外殼的兩端安裝有具備使被處理液、或由中空纖維膜束處理后的流體通過的管路的蓋體。

如上所述地在外殼的兩端安裝有蓋體的情況下，對于由外殼及蓋體劃分出的外殼的內(nèi)部空間而言，需要相對于外殼外部以液密的方式密封。

為了實現(xiàn)該密封，許多情況下利用的是O型環(huán)。作為設(shè)置該O型環(huán)的具體的結(jié)構(gòu)，以往已知有在形成于蓋體側(cè)的平面、和以與該平面平行相對的狀態(tài)形成于外殼側(cè)的平面之間配置O型環(huán)的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，如果在外殼上安裝有蓋體，則這兩者會從上述各平面壓接于O型環(huán)，從而達(dá)到通過該O型環(huán)實現(xiàn)密封的狀態(tài)。專利文獻(xiàn)1中示出了這樣的密封結(jié)構(gòu)的一例。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2013/136903號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，在諸如專利文獻(xiàn)1中示出的這樣的密封結(jié)構(gòu)中，在O型環(huán)的內(nèi)側(cè)，容易在外殼側(cè)或蓋體側(cè)的平面與O型環(huán)表面之間產(chǎn)生流體滯留的區(qū)域。而一旦產(chǎn)生該流體滯留的區(qū)域，會導(dǎo)致被處理水中所含的微小的固態(tài)物成分進(jìn)入該區(qū)域并停留在此，因而會導(dǎo)致中空纖維膜組件1的清潔性受損。

本發(fā)明鑒于上述背景而完成，目的在于提供中空纖維膜組件，其能夠在將外殼的內(nèi)部空間相對于外部密封的O型環(huán)的周邊，縮小流體滯留的區(qū)域。解決問題的方法

本發(fā)明的中空纖維膜組件具有：多根中空纖維膜捆扎而成的中空纖維膜束、收納中空纖維膜束的筒狀的外殼、在中空纖維膜各自的至少一端部將中空纖維膜彼此粘接固定并填充成到達(dá)外殼的內(nèi)周面的狀態(tài)的灌封材料、分別結(jié)合于外殼的兩端部的蓋體、以及被灌封材料及蓋體密接地夾持的O型環(huán)，其中，從O型環(huán)的通過環(huán)形狀的中心的中心軸觀察，第1接觸點與第2接觸點之間的O型環(huán)的全部區(qū)域露出，所述第1接觸點是與由灌封材料的蓋體側(cè)的端面、O型環(huán)的內(nèi)周面及蓋體的內(nèi)周面劃定的內(nèi)部空間相面對的O型環(huán)及蓋體的接觸點，所述第2接觸點是與內(nèi)部空間相面對的O型環(huán)及灌封材料的接觸點。

另外，在上述本發(fā)明的中空膜組件中，優(yōu)選第1接觸點相比于O型環(huán)的內(nèi)周側(cè)的表面中、在中心軸方向上位于最靠蓋體側(cè)的點，位于灌封材料側(cè)。

另外，在上述本發(fā)明的中空膜組件中，優(yōu)選第2接觸點相比于O型環(huán)的內(nèi)周側(cè)的表面中、在中心軸方向上位于最靠灌封材料側(cè)的點，位于蓋體側(cè)。

另外，在上述本發(fā)明的中空膜組件中，優(yōu)選在外殼的通過中心軸的剖面上，連結(jié)第1接觸點及第2接觸點的直線、與蓋體的內(nèi)周面及灌封材料的端面中的至少一者所成的角度為鈍角。

另外，在上述本發(fā)明的中空膜組件中，優(yōu)選相對于O型環(huán)的粗度，第1接觸點及第2接觸點的間隔為15％以上且50％以下。

另外，在上述本發(fā)明的中空膜組件中，優(yōu)選在外殼的通過中心軸的剖面上，蓋體的內(nèi)周面上的直線與通過第1接觸點的O型環(huán)的切線所成的角度大于0度。

另外，在上述本發(fā)明的中空膜組件中，優(yōu)選在外殼的通過中心軸的剖面上，灌封材料的蓋體側(cè)的端面上的直線與通過第2接觸點的O型環(huán)的切線所成的角度大于0度。

另外，在上述本發(fā)明的中空膜組件中，優(yōu)選蓋體的內(nèi)面具有直徑隨著接近于外殼而逐漸擴大的錐面，且錐面與灌封材料的端面之間僅通過O型環(huán)的周面相連。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的中空纖維膜組件由于如下地構(gòu)成，因此能夠縮小在O型環(huán)的周邊形成的流體滯留的區(qū)域，所述構(gòu)成如下：所述中空纖維膜組件具有收納中空纖維膜束的筒狀的外殼、將中空纖維膜彼此粘接固定并填充成到達(dá)外殼的內(nèi)周面的狀態(tài)的灌封材料、分別結(jié)合于外殼的兩端部的蓋體、以及被灌封材料及蓋體密接地夾持的O型環(huán)，其中，從O型環(huán)的通過環(huán)形狀的中心的中心軸觀察，與由灌封材料的蓋體側(cè)的端面、O型環(huán)的內(nèi)周面及蓋體的內(nèi)周面劃定的內(nèi)部空間相面對的O型環(huán)及蓋體的第1接觸點、和與上述內(nèi)部空間相面對的O型環(huán)及灌封材料的第2接觸點之間的O型環(huán)的全部區(qū)域露出。

附圖說明

[圖1]示出了基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的側(cè)面剖視圖；

[圖2]示出了上述中空纖維膜組件的局部剖開立體圖；

[圖3]示出了上述中空纖維膜組件中的第1成型構(gòu)件和第2成型構(gòu)件之間的接合部分的局部剖開立體圖；

[圖4]示出了上述中空纖維膜組件中的蓋體和外殼之間的固定安裝部分的側(cè)面剖視圖；

[圖5]放大示出了圖4的結(jié)構(gòu)的側(cè)面剖視圖；

[圖6]示出了夾持于灌封材料及蓋體之間的O型環(huán)的狀態(tài)的圖；

[圖7]用以說明O型環(huán)的內(nèi)徑的中心的圖；

[圖8]將第1接觸點及第2接觸點的附近放大而成的圖；

[圖9]示出了基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的變形例的圖；

[圖10]示出了在灌封材料側(cè)形成的環(huán)狀槽的其它例的圖；

[圖11]示出了基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的變形例的圖；

[圖12]示出了基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的變形例的圖；

[圖13]示出了基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的變形例的圖；

[圖14]示出了基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的變形例的圖；

[圖15]示出了基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的變形例的圖；

[圖16]示出了基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的變形例的圖；

[圖17]示出了上述中空纖維膜組件中的噴嘴部分的局部剖開立體圖；

[圖18]示出了上述中空纖維膜組件中的噴嘴與配管的連接結(jié)構(gòu)的局部剖開立體圖；

[圖19]示出了使用基于本發(fā)明的一實施方式的中空纖維膜組件的過濾裝置的示意性構(gòu)成的圖；

[圖20]示出了在模擬中空纖維膜組件內(nèi)的過濾水流速分布中使用的、與本發(fā)明對應(yīng)的模型的示意圖；

[圖21]示出了針對圖20的模型求出的過濾水流速分布的模擬結(jié)果的圖；

[圖22]局部放大地示出了圖21的模擬結(jié)果的圖；

[圖23]示出了在模擬中空纖維膜組件內(nèi)的過濾水流速分布中使用的、與現(xiàn)有技術(shù)對應(yīng)的模型的示意圖；

[圖24]示出了針對圖23的模型求出的過濾水流速分布的模擬結(jié)果的圖；

[圖25]局部放大地示出了圖24的模擬結(jié)果的圖。

符號說明

1 中空纖維膜組件

2 中空纖維膜

3 中空纖維膜束

5 外殼

5a 第1成型構(gòu)件

5b 第2成型構(gòu)件

5c, 5d 噴嘴

5e, 5f 接合部分

5k 倒角面

5p 噴嘴的內(nèi)面

5q 噴嘴的凸緣狀部分

5r,10c,31a 環(huán)狀槽

10,11 蓋體

10a,11a 管路

12 O型環(huán)

13 螺母

20 粘接部

30 整流筒

31 灌封材料

40 配管

41 衛(wèi)生夾

具體實施方式

以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明的中空纖維膜組件的一實施方式進(jìn)行說明。本實施方式涉及的中空纖維膜組件可被應(yīng)用于上下水、食品工業(yè)、一般工業(yè)、醫(yī)療、物理學(xué)和化學(xué)這樣的各個領(lǐng)域。

圖1及圖2分別為示出了本實施方式的中空纖維膜組件1的側(cè)面剖視圖及局部剖開立體圖。如這些附圖所示，本實施方式的中空纖維膜組件1具備多根中空纖維膜2捆扎而成的中空纖維膜束3、和收納該中空纖維膜束3的筒狀的、作為一例為圓筒狀的外殼5。需要說明的是，圖2示出了以包含外殼5的筒軸(中心軸)的面切割中空纖維膜組件1而成的狀態(tài)，這里，以雙點劃線示出了被切割成一半了的狀態(tài)的中空纖維膜束3。

在外殼5的兩端開口設(shè)有形成有與配管連接的管路10a,11a的配管連接用的蓋體10,11。這些蓋體10,11分別通過螺母13被固定安裝于外殼5。螺母13與形成于外殼5的兩端部的外周面的外螺紋5n螺合。擰緊該螺母13時，通過配置在蓋體10,11和外殼5之間的O型環(huán)12，該O型環(huán)12的內(nèi)側(cè)與外側(cè)以液密的方式密封。即，由外殼5和蓋體10,11劃分出的內(nèi)部空間、與外殼5及蓋體10,11的外側(cè)的空間之間實現(xiàn)液密方式的密封。需要說明的是，對于配置有O型環(huán)12的部分的結(jié)構(gòu)，在后文中將詳細(xì)說明。

另外，在外殼5的接近于一端、另一端的部分分別形成有噴嘴5c,5d。這一對噴嘴5c,5d以朝著與外殼5的長度方向正交的方向凸出的方式設(shè)置，分別與外殼5的內(nèi)部連通而使流體通過。

如圖1所示，在中空纖維膜束3的兩端面，排列有各自具有開口的多根中空纖維膜2，中空纖維膜2相互間被灌封材料填充而形成了粘接部20。

在上述構(gòu)成中，通過形成粘接部20，從蓋體10,11的管路10a,11a流入的流體不會漏到中空纖維膜2彼此之間，而是僅在各中空纖維膜2的中空部通過。進(jìn)而，從兩個粘接部20之間的各中空纖維膜2的外表面滲出的流體，從噴嘴5c,5d流出?；蛘?，從噴嘴5c,5d流入的流體從兩個粘接部20之間的各中空纖維膜2的外表面滲入，在各中空纖維膜2的中空部通過的流體從蓋體10,11的管路10a,11a流出。

作為中空纖維膜2，可采用精密過濾膜、限外過濾膜等。中空纖維膜的材料沒有特殊限定，可列舉：聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯)、乙烯-乙烯醇共聚物、纖維素、乙酸纖維素、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯等，另外，還可以使用它們的復(fù)合材料。

中空纖維膜2的內(nèi)徑為50μm～3000μm、優(yōu)選為500μm～2000μm。內(nèi)徑小的情況下，壓損變大、會對過濾造成不良影響，因此優(yōu)選使中空纖維膜2的內(nèi)徑為50μm以上。增大內(nèi)徑的情況下，紡絲時難以保持膜的形狀，因此優(yōu)選為3000μm以下。另外，中空纖維膜2的內(nèi)表面的平均孔徑優(yōu)選為1～50μm、阻止孔徑優(yōu)選為0.1～1μm。

另一方面，就中空纖維膜束3的中空纖維膜2的根數(shù)而言，例如在外殼5的內(nèi)徑為150mm的情況下為2500根左右，在外殼5的內(nèi)徑為250mm的情況下為5000根左右。

需要說明的是，各中空纖維膜2的兩端部設(shè)置有使樹脂浸滲至各中空纖維膜2的外表面?zhèn)榷纬傻臉渲B部。通過設(shè)置這樣的樹脂浸滲部，可以防止灌封材料在中空纖維膜2的細(xì)孔通過后侵入中空部而堵塞中空纖維膜2的中空部。進(jìn)一步，在進(jìn)行中空纖維膜組件1的過濾或基于反洗的洗滌時，粘接部20的前端通過與中空纖維膜2的根部附近的外表面接觸，可以防止中空纖維膜2的根部附近產(chǎn)生損傷。

以下，也結(jié)合圖3對外殼5的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。本實施方式中的外殼5例如可由同是由合成樹脂形成的第1成型構(gòu)件5a和第2成型構(gòu)件5b構(gòu)成。第1成型構(gòu)件5a與一側(cè)的噴嘴5c一體地成型而構(gòu)成外殼5的一端側(cè)(在圖1及圖2中為上端側(cè))，第2成型構(gòu)件5b與另一側(cè)的噴嘴5d一體地成型而構(gòu)成外殼5的另一端側(cè)(在圖1及圖2中為下端側(cè))。

圖3示出了第1成型構(gòu)件5a與第2成型構(gòu)件5b的接合部分的剖面形狀。如該圖3所示，第1成型構(gòu)件5a具有與其它圓筒狀部分相比厚度略薄于1/2的接合部分5e，另外，第2成型構(gòu)件5b同樣地具有與其它圓筒狀部分相比厚度略薄于1/2的接合部分5f。接合部分5e和接合部分5f以分別位于圓筒狀的外殼5的筒外周側(cè)、筒內(nèi)周側(cè)的方式組合、進(jìn)而以該狀態(tài)相互接合。

兩接合部分5e,5f在外殼5的筒軸方向(圖1中的上下方向)內(nèi)的中間位置相互接合。該“中間位置”是指外殼5的兩端之間的部分，并無特殊限定。但通常，兩接合部分5e,5f以兩接合部分5e,5f的筒軸方向中央位置與外殼5的筒軸方向中央位置一致的狀態(tài)被接合。需要說明的是，接合部分5e,5f的筒軸方向長度例如在外殼5的長度為800mm、內(nèi)徑為230mm左右的情況下，一般被設(shè)為25～30mm左右。

兩接合部分5e,5f可使用例如溶劑型的粘接劑、即將與構(gòu)成接合部分5e,5f的合成樹脂等同的合成樹脂溶解在溶劑中的類型的粘接劑而接合。更具體而言，接合部分5e的面向接合部分5f側(cè)的內(nèi)周面5g、和接合部分5f的面向接合部分5e側(cè)的外周面5h相接合。圖3中，以帶點的區(qū)域5m表示粘接區(qū)域。該粘接區(qū)域5m是由粘接劑及接合部分5e,5f的因粘接劑而發(fā)生了熔融的一部分構(gòu)成的區(qū)域。如上所述，接合部分5e和接合部分5f以分別位于外殼5的筒外周側(cè)、筒內(nèi)周側(cè)的方式組合并接合的結(jié)構(gòu)具有足夠高的接合強度。

需要說明的是，兩接合部分5e,5f的接合并不限定于溶劑型的粘接劑，也可以使用其它類型的粘接劑而實現(xiàn)，此外，還可以通過不使用粘接劑的超聲波焊接等方式來實現(xiàn)。

這里，一側(cè)的接合部分5e的前端部可以是具有相對于成為接合對象的接合部分5f的外周面5h傾斜面對的倒角面5k的形狀。該“傾斜面對”在以接合部分5e及5f的剖面形狀考慮時，指的是相對于外周面5h在外殼5的長度方向上延伸的方向，上述前端部是傾斜的。通過設(shè)置這樣的倒角面5k，與未形成倒角面的情況相比，在由合成樹脂成型接合部分5e之后殘留的成型應(yīng)變、以及在將接合部分5e與接合部分5f接合時的接合應(yīng)變可分別被從1個部位分散于2個部位，因此能夠?qū)⒔雍喜糠?e的強度保持于高水平。

需要說明的是，在本實施方式中，在接合部分5f一側(cè)也形成有與上述倒角面5k相面對的倒角面5s。另外，在接合部分5f的前端部也形成有與上述倒角面5k相同的倒角面5t，且與其對應(yīng)地在接合部分5e也形成有與倒角面5t面對的倒角面5u。通過形成以上的倒角面5s,5t及5u，可與上述同樣地獲得能夠?qū)⒔雍喜糠?e,5f的強度保持于高水平的效果。

如果如上所述地由與噴嘴5c一體地形成的第1成型構(gòu)件5a及、與噴嘴5d一體地形成的第2成型構(gòu)件5b這兩個構(gòu)件構(gòu)成外殼5，則與以往那樣的由三個構(gòu)件構(gòu)成外殼5的情況相比，可獲得能夠簡化用以制造外殼5的設(shè)備、從而將由各構(gòu)件接合而形成之后的外殼整體的尺寸誤差抑制于低水平這樣的效果。

接下來，結(jié)合圖4～圖8對蓋體10,11固定安裝于外殼5的部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，這里針對一側(cè)的蓋體10和外殼5之間的固定安裝部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，但另一蓋體11側(cè)的結(jié)構(gòu)也是同樣的，因此省略對其結(jié)構(gòu)的說明。

在構(gòu)成外殼5的第1成型構(gòu)件5a的端部(與第2成型構(gòu)件5b相反側(cè)的端部)，其內(nèi)周面與例如由合成樹脂形成的整流筒30接合。整流筒30的接合通過例如使用了粘接劑的粘接而實現(xiàn)。該整流筒30的第1成型構(gòu)件5a的內(nèi)部側(cè)、即外殼5的筒軸方向中央側(cè)的前端，被設(shè)為與噴嘴5c的內(nèi)端相面對的延伸設(shè)置部30a。

在整流筒30的內(nèi)周面，設(shè)置有在外殼5的筒軸方向上重復(fù)的環(huán)狀凹部和環(huán)狀凸部。作為這些環(huán)狀凹部及環(huán)狀凸部的剖面形狀的一例，可設(shè)為鋸齒狀。進(jìn)而，以填充在這些環(huán)狀凹部及環(huán)狀凸部上的形式配置有灌封材料31。如上所述，灌封材料31在多根中空纖維膜2各自的端部將該中空纖維膜2彼此粘接固定而構(gòu)成圖1所示的粘接部20。

如果灌封材料31如上所述地以填充在環(huán)狀凹部及環(huán)狀凸部上的形式配置，則可以防止灌封材料31從外殼5向外殼筒軸方向發(fā)生脫離。該效果在將上述環(huán)狀凹部及環(huán)狀凸部的表面預(yù)先制成經(jīng)過了梨皮加工(pearskin finish)的面時能夠更為切實地獲得。

需要說明的是，在本實施方式中，整流筒30與外殼5的(更具體而言，為第1成型構(gòu)件5a的)內(nèi)周面相接合，因此灌封材料31被填充在整流筒30的內(nèi)周面間。在本說明書中，將諸如這樣的灌封材料31被填充至固定于外殼5的內(nèi)周面的某種構(gòu)件的內(nèi)周面的情況、以及未設(shè)置這樣的構(gòu)件而是直接將灌封材料31填充至外殼5的內(nèi)周面的情況，均同樣地稱為“灌封材料被填充至外殼的內(nèi)周面”。

此外，在本實施方式中，在整流筒30的內(nèi)周面設(shè)置有上述環(huán)狀凹部及環(huán)狀凸部，但也可以不設(shè)置諸如整流筒30這樣的構(gòu)件，而是在外殼5的內(nèi)周面設(shè)置上述環(huán)狀凹部及環(huán)狀凸部。在本說明書中，對于這些中的任意情況，均稱為“在外殼的內(nèi)周面設(shè)置在外殼的筒軸方向上重復(fù)的環(huán)狀凹部和環(huán)狀凸部”。

如圖5中擴大顯示的那樣，在灌封材料31的面向蓋體10側(cè)的端面上形成有繞該端面一圈的環(huán)狀槽31a。另外，在灌封材料31的面向上述端面?zhèn)鹊纳w體10的面上形成有與環(huán)狀槽31a相面對的環(huán)狀槽10c。另外，如圖4所示，在上述環(huán)狀槽31a和環(huán)狀槽10c之間收納有O型環(huán)12。環(huán)狀槽31a及環(huán)狀槽10c的各剖面形狀依照O型環(huán)12的外形而被制成呈圓弧的一部分的形狀。O型環(huán)12被灌封材料31及蓋體10密接地夾持，被緊密地收納至環(huán)狀槽31a及環(huán)狀槽10c。

圖6是更詳細(xì)地示出了由灌封材料31及蓋體10密接地夾持O型環(huán)12的狀態(tài)的圖。

在本實施方式中，如圖6所示，以從O型環(huán)12的中心軸觀察，面向內(nèi)部空間SP的O型環(huán)12及蓋體10的第1接觸點P1、與面向內(nèi)部空間SP的O型環(huán)12及灌封材料31的第2接觸點P2之間的O型環(huán)12的全部區(qū)域(以箭頭AR示出的范圍的區(qū)域)露出的方式構(gòu)成。

需要說明的是，內(nèi)部空間SP是由灌封材料31的蓋體10側(cè)的端面31b、O型環(huán)12的內(nèi)周面12a、及蓋體10的內(nèi)周面10b劃定的空間。另外，O型環(huán)12的通過環(huán)形狀的中心的中心軸是指，通過O型環(huán)12的內(nèi)徑的中心且與內(nèi)徑方向垂直的直線。另外，所述從O型環(huán)12的中心軸觀察，是指從中心軸上的任意位置向內(nèi)徑方向觀察。所述O型環(huán)12的內(nèi)徑的中心如圖7所示，是指O型環(huán)12的內(nèi)徑DR的中心C。

如上所述，作為第1接觸點P1與第2接觸點P2之間的O型環(huán)12的全部區(qū)域在從O型環(huán)12的中心軸觀察時露出的構(gòu)成，可列舉例如第1接觸點P1及第2接觸點P2滿足以下條件的構(gòu)成。第1接觸點P1是O型環(huán)12的內(nèi)周側(cè)的接觸點，是在外殼5的長度方向(圖6中示出的X方向)上，面向內(nèi)部空間SP的蓋體10內(nèi)周面10b的位于最靠灌封材料31側(cè)的點。另外，第2接觸點P2是O型環(huán)12的內(nèi)周側(cè)的接觸點，是在外殼5的長度方向(圖6中示出的X方向)上，灌封材料31端面上的位于最靠蓋體10側(cè)的點。

就第1接觸點P1而言，優(yōu)選其相比于O型環(huán)12的內(nèi)周側(cè)的表面中、O型環(huán)12的中心軸方向上的位于最靠蓋體10側(cè)的點P3，位于灌封材料31側(cè)。另外，就第2接觸點P2而言，優(yōu)選其相比于O型環(huán)12的內(nèi)周側(cè)的表面中、O型環(huán)12的中心軸方向上的位于最靠灌封材料31側(cè)的點P4，位于蓋體10側(cè)。

另外，圖8是將上述的第1接觸點P1及第2接觸點P2的附近放大顯示的圖。在本實施方式中，以使在與外殼5的長度方向(圖6中示出的X方向)平行的剖面上，連結(jié)第1接觸點P1及第2接觸點P2的直線、與蓋體10的內(nèi)周面10b所成的角度θ1成鈍角的方式構(gòu)成。另外，以使上述直線與灌封材料31的端面31b所成的角度θ2成鈍角的方式構(gòu)成。需要說明的是，也可以以使角度θ1及角度θ2中僅任意一者成鈍角的方式構(gòu)成。

另外，就第1接觸點P1及第2接觸點P2的間隔L而言，優(yōu)選相對于O型環(huán)12的粗度d1為15％以上且50％以下。

在如上所述地配置O型環(huán)12的狀態(tài)下，如上所述，螺母13與第1成型構(gòu)件5a的外螺紋5n螺合，并且，在螺母13被擰緊時，通過O型環(huán)12，該O型環(huán)12的內(nèi)側(cè)與外側(cè)以液密的方式被密封。即，由構(gòu)成外殼5的第1成型構(gòu)件5a和蓋體10劃定的內(nèi)部空間、與第1成型構(gòu)件5a及蓋體10的外側(cè)的空間以液密的方式被密封。

如果如以上說明的那樣，以使O型環(huán)12及蓋體10的第1接觸點P1、與O型環(huán)12及灌封材料31的第2接觸點P2之間的O型環(huán)12的全部區(qū)域(以箭頭AR示出的范圍的區(qū)域)在從O型環(huán)12的中心軸觀察時露出的方式構(gòu)成，則可獲得能夠縮小在蓋體10及灌封材料31與O型環(huán)12之間形成的流體滯留的區(qū)域這樣的效果。需要說明的是，如果上述液體滯留的區(qū)域擴大，則會導(dǎo)致被處理水中所含的微小的固態(tài)物成分停留在該區(qū)域，因此會導(dǎo)致中空纖維膜組件1的清潔性受損。

另外，在本實施方式中，在外殼5的通過中心軸的剖面上，以使連結(jié)第1接觸點P1及第2接觸點P2的直線、與蓋體10的內(nèi)周面及灌封材料31的端面中的至少一者所成的角度為鈍角的方式構(gòu)成時，能夠進(jìn)一步縮小流體滯留的區(qū)域。

另外，在本實施方式中，以使第1接觸點P1及第2接觸點P2的沿著O型環(huán)12的內(nèi)徑的間隔相對于O型環(huán)12的粗度為15％以上且50％以下的方式構(gòu)成時，能夠進(jìn)一步縮小流體滯留的區(qū)域，同時能夠提高基于O型環(huán)12的密封性。

另外，在本實施方式中，根據(jù)在灌封材料31側(cè)與蓋體10側(cè)分別形成環(huán)狀槽31a、10c、并使O型環(huán)12收納于這些環(huán)狀槽31a、10c之間的構(gòu)成，與例如上述專利文獻(xiàn)1(國際公開第2013/136903號)所示那樣的在2個平面之間配置O型環(huán)12的情況相比，能夠更切實地獲得基于O型環(huán)12的密封性。

需要說明的是，相對于專利文獻(xiàn)1那樣的構(gòu)成，在本實施方式中，以使在外殼5的通過中心軸的剖面上，蓋體10的內(nèi)周面10b上的直線與通過第1接觸點P1的O型環(huán)12的切線所成的角度大于0度的方式構(gòu)成。另外，以使在外殼5的通過中心軸的剖面上，灌封材料31的蓋體10側(cè)的端面上的直線與通過第2接觸點P2的O型環(huán)12的切線所成的角度大于0度的方式構(gòu)成。通過這樣地構(gòu)成，相對于專利文獻(xiàn)1所示的構(gòu)成，能夠縮小流體滯留的區(qū)域。

特別是，由于在本實施方式中，環(huán)狀槽31a及環(huán)狀槽10c的各剖面形狀被依照O型環(huán)12的外形而制成呈圓弧的一部分的形狀、由此使O型環(huán)12被環(huán)狀槽31a及環(huán)狀槽10c緊密地收納，因此，產(chǎn)生上述微小間隙的可能性大幅降低。由此，本實施方式的中空纖維膜組件1成為具備足夠高的清潔性的中空纖維膜組件。

需要說明的是，形成在灌封材料31側(cè)的環(huán)狀槽31a也可以不包含圖6所示那樣的圓形的凹陷部分，也可以如圖9所示那樣，由平坦的面、和不從該面向灌封材料31側(cè)凹陷的圓弧狀的曲面形成。通過這樣地構(gòu)成，可以利用平坦的面擠壓O型環(huán)12，從而實現(xiàn)進(jìn)一步液封。

另外，在本實施方式中，蓋體10的內(nèi)面成為直徑隨著接近于第1成型構(gòu)件5a而逐漸擴大的錐面。并且，該錐面與灌封材料31的端面之間成為僅通過O型環(huán)12的周面相連的狀態(tài)。即，成為在O型環(huán)12的內(nèi)側(cè)，蓋體10的內(nèi)面與灌封材料31的端面之間不存在凹陷部分及間隙的狀態(tài)。由此，在利用中空纖維膜組件1過濾被處理水時，特別是在從蓋體10側(cè)導(dǎo)入被處理水、并使過濾水從噴嘴5c排出時，可以防止被處理水中所含的固態(tài)物成分進(jìn)入上述凹陷部分或間隙并停留于此。

另外，本發(fā)明并不限定于圖6所示的構(gòu)成，例如也可以如圖10所示那樣，使第1接觸點P1的位置為圖6中示出的點P3的位置?；蛘?，還可以如圖11所示那樣，使第1接觸點P1的位置相比于圖6中示出的位置而言位于灌封材料31側(cè)。

另外，也可以是圖12所示那樣的在灌封材料31不設(shè)置環(huán)狀槽31a的構(gòu)成，還可以使環(huán)狀槽31a的深度比圖6中示出的環(huán)狀槽31a的深度淺。另外，還可以相反地，如圖13所示那樣，使環(huán)狀槽31a的深度比圖6中示出的環(huán)狀槽31a的深度深。

另外，也可以如圖14所示那樣，使蓋體10的內(nèi)周面10b的傾斜與圖6中示出的蓋體10的內(nèi)周面10b的傾斜相比為緩傾斜?；蛘撸部梢韵喾吹?，使蓋體10的內(nèi)周面10b的傾斜與圖6中示出的蓋體10的內(nèi)周面10b的傾斜相比為陡傾斜。另外，以圖6中示出的蓋體10的內(nèi)周面10b的形狀為基準(zhǔn)，可以如圖15所示那樣使蓋體10的內(nèi)周面10b的形狀為凸面，也可以如圖16所示那樣為凹面。

在此，作為灌封材料31，優(yōu)選環(huán)氧樹脂、乙烯酯樹脂、聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、烯烴類聚合物、有機硅樹脂、含氟樹脂等高分子材料，可以是這些高分子材料中的任一種材料，也可以將多種高分子材料組合使用。另外，灌封材料31需要具有能夠耐受對于過濾時由加壓產(chǎn)生的一次側(cè)和二次側(cè)的壓差的耐壓性，因此需要具有適度的硬度。

以下，結(jié)合圖17及圖18對設(shè)置于第1成型構(gòu)件5a的噴嘴5c的形狀進(jìn)行說明。需要說明的是，設(shè)置于第2成型構(gòu)件5b的噴嘴5d的形狀與噴嘴5c的形狀相同，因此，在此針對噴嘴5c的形狀進(jìn)行說明，而省略關(guān)于噴嘴5d的說明。

噴嘴5c是具有流體通過的直管狀部分和形成于該直管狀部分的前端側(cè)的凸緣狀部分5q的喇叭口狀的噴嘴。并且，噴嘴5c的內(nèi)面5p呈從上述直管狀部分的內(nèi)周面到凸緣狀部分5q的外面(在圖17中為上面)順暢地連接的形狀。另外，在上述凸緣狀部分5q的外面形成有作為襯墊的收納例如O型環(huán)(未圖示)的環(huán)狀槽5r。

在上述構(gòu)成的噴嘴5c上，如圖18所示那樣，連接有配管40。該配管40也與噴嘴5c同樣地具有凸緣狀部分40a。將配管40與噴嘴5c連接時，凸緣狀部分40a與凸緣狀部分5q之間通過上述O型環(huán)對接，并利用公知的衛(wèi)生夾41而實現(xiàn)緊固。由此，噴嘴5c和配管40連接成相互連通的狀態(tài)。

需要說明的是，衛(wèi)生夾41具有：被連結(jié)成能夠通過連結(jié)部41a而相互開閉的狀態(tài)的兩個夾持部41b及41c、與夾持部41b及41c的各前端部連接而形成的緊固部41d及41f、以及能夠與形成于緊固部41d及41f的未圖示的內(nèi)螺紋螺合的緊固螺栓41g。夾持部41b及41c分別在內(nèi)周面具有夾持相互對接了的凸緣狀部分40a及凸緣狀部分5q的周緣部的未圖示的內(nèi)周槽。

將配管40與噴嘴5c連接時，首先使其為夾持部41b及41c打開的狀態(tài)，使凸緣狀部分40a及凸緣狀部分5q的周緣部進(jìn)入它們的各內(nèi)周槽并閉合夾持部41b及41c。接著，通過擰緊與緊固部41d及41f的上述內(nèi)螺紋螺合的緊固螺栓41g，從而連接成凸緣狀部分40a與凸緣狀部分5q相互強烈擠壓、配管40與噴嘴5c連同的狀態(tài)。

如上所述，噴嘴5c的內(nèi)面5p呈從直管狀部分的內(nèi)周面到凸緣狀部分5q的外面順暢地連接的形狀，并在保持該形狀的狀態(tài)下使噴嘴5c與配管40連接。也就是說，在連接配管40時，由于未因與其它配管要素組合而導(dǎo)致在噴嘴5c、配管40的內(nèi)面形成凹凸，并且，由于沒有為了進(jìn)行該連接而特比地與噴嘴5c、配管40的內(nèi)面接觸的必要，因此，噴嘴5c和配管40可保持高清潔性的連接。

以下，結(jié)合圖19對在過濾裝置100中設(shè)置本實施方式的中空纖維膜組件1的實施方式的一例進(jìn)行說明，進(jìn)一步，針對使用了本實施方式的中空纖維膜組件1的過濾方法進(jìn)行說明。需要說明的是，在該過濾裝置100中，作為一例，可設(shè)想利用內(nèi)壓過濾的交叉流過濾方式。

過濾裝置100具備：與中空纖維膜組件1的蓋體11的管路11a連接并供給被處理水的供給配管101、和與蓋體10的管路10a連接并送出循環(huán)水的循環(huán)配管102。進(jìn)一步，在供給配管101、循環(huán)配管102的途中設(shè)有壓力計Pi,Po、閥101a,102a等。另外，過濾裝置100具備成為過濾水的流路的上部過濾水排出管103和下部過濾水排出管104。上部過濾水排出管103、下部過濾水排出管104與過濾水的合流管105連接，合流管105連接于外部的配管(未圖示)。需要說明的是，合流管105上設(shè)有壓力計Pf、閥105a等。

中空纖維膜組件1被縱向配置，上側(cè)的噴嘴5c與上部過濾水排出管103連接、下側(cè)的噴嘴5d與下部過濾水排出管104連接。

被處理水在通過供給配管101～管路11a后以給定的壓力被導(dǎo)入中空纖維膜組件1。被處理水被導(dǎo)入各中空纖維膜2的中空部，經(jīng)中空纖維膜2過濾，其過濾水從各中空纖維膜2的外表面滲出。過濾水在通過上部過濾水排出管103或下部過濾水排出管104后被排出至合流管105，并在通過外部配管后被采集。另一方面，透過了中空纖維膜2的被處理水作為循環(huán)水從蓋體10的管路10a被排出，并被送出至循環(huán)配管102。

接下來，結(jié)合圖20～圖22針對通過模擬而求出的本發(fā)明的中空纖維膜組件內(nèi)的流體速度分布的結(jié)果進(jìn)行說明。并同時結(jié)合圖23～圖25也針對通過模擬而求出的作為比較例的傳統(tǒng)的中空纖維膜組件內(nèi)的流體速度分布的結(jié)果進(jìn)行說明。

首先，針對模擬條件進(jìn)行說明。模擬軟件采用了CHAM公司(Concentration,Heat and Momentum Limited)制作的熱流體解析軟件“PHOENICS”、計算式采用了KE-CHEN的式子。流體采用20℃的水。進(jìn)而，作為中空纖維膜組件的模擬模型，采用了圖20中示出的與本發(fā)明對應(yīng)的模型及圖23中示出的與現(xiàn)有技術(shù)對應(yīng)的比較例的模型。圖20中的各要素與上述說明的那些相同，3為中空纖維膜束、10為蓋體、12為O型環(huán)、13為螺母、30為整流筒、31為灌封材料。另一方面，在圖23的比較例中，3為中空纖維膜束、12為O型環(huán)、200為灌封材料、201為蓋體。另外，200a為灌封材料200的面向蓋體201側(cè)的平面。此外，201a為蓋體201上設(shè)置的O型環(huán)收納槽，該O型環(huán)收納槽201a也形成有面向灌封材料200一側(cè)的平面。在該圖23的構(gòu)成中，O型環(huán)12被夾持在上述兩個平面之間。在圖20及圖23的構(gòu)成中，水分別在蓋體10、201的下方從圖中左向右地流動。

圖20的模型及圖23的模型這兩者均采用了沿縱向(外殼的長度方向)分割為1/2的2D模型。圖20的2D模型是使從水的流入位置到達(dá)到中空纖維膜束的一部分為止的長度為0.157m、使圓筒狀外殼的最大半徑為0.115m、使與圖20的紙面正交的方向上的尺寸為6×10^-4m、使蓋體內(nèi)面的傾斜角(相對于與外殼的長度方向正交的面的角度)為150°的模型。另一方面，圖23的比較例的2D模型是使從水的流入位置到達(dá)到中空纖維膜束的一部分為止的長度為0.157m、使圓筒狀外殼的最大半徑為0.132m、使與圖23的紙面正交的方向上的尺寸為6×10^-4m、使蓋體內(nèi)面的傾斜角為150°的模型。另外，模擬模型的網(wǎng)格單元數(shù)(模型的分割數(shù))在圖19的模型中設(shè)為33000個、在圖23的模型中設(shè)為38640個。將流體的SWEEP數(shù)設(shè)為1000次，并使水的流入量在圖20的模型及圖23的模型中為同樣的2.64m/s。需要說明的是，以上述線速度表示的水的流入量是由原本的流入量和各模型的開口截面積計算出的量。另外，圓筒狀的外殼內(nèi)的中空纖維膜束的x方向(圖20、23的左右方向)及y方向(圖20、23的上下方向)的阻抗值分別設(shè)為0.4、空隙率設(shè)為0.7。

圖21及圖22示出了針對圖20的模型以上述模擬條件進(jìn)行模擬而得到的結(jié)果。需要說明的是，圖22放大顯示出了圖21所示的矩形區(qū)域R內(nèi)的結(jié)果。在這些圖中，以濃淡表示水的速度分布，特別是在圖22中，以箭頭表示水流通的方向，以箭頭的長度表示水的速度的大小。即，箭頭越長，則表示水的速度越大。

另外，圖24及圖25示出了針對圖23的模型以上述模擬條件進(jìn)行模擬而得到的結(jié)果。需要說明的是，圖25放大顯示出了圖24所示的矩形區(qū)域R內(nèi)的結(jié)果。這些圖中的水的速度的表示方法與圖21及圖22中相同。

將圖22的模擬結(jié)果和圖25的模擬結(jié)果加以比較可知，圖22的模擬結(jié)果中，其O型環(huán)附近的水的速度整體上較大。由此可以證明，本發(fā)明的中空纖維膜組件中的O型環(huán)配設(shè)結(jié)構(gòu)對于將O型環(huán)附近的流體速度保持于高水平、從而不易發(fā)生滯留的方面也是有效的。