JP2001062260A - スパイラル型気液接触膜モジュール - Google Patents
スパイラル型気液接触膜モジュールInfo
- Publication number
- JP2001062260A JP2001062260A JP23947799A JP23947799A JP2001062260A JP 2001062260 A JP2001062260 A JP 2001062260A JP 23947799 A JP23947799 A JP 23947799A JP 23947799 A JP23947799 A JP 23947799A JP 2001062260 A JP2001062260 A JP 2001062260A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- spiral
- liquid contact
- contact membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パーティクルの発生を抑制し、クリーンな気
体溶解液を製造することができる信頼性の高いスパイラ
ル型気液接触膜モジュールを提供する。 【解決手段】 スパイラル型気液接触膜モジュールは、
気体供給管3の一端を気体供給口14としてハウジング
1外へ延出させ、気体供給管3と入口側キャップ部材1
aを溶接棒6により溶接して液密にシールし、気体供給
口14からオゾンガスOGを気体供給管3内へ直接供給
する。
体溶解液を製造することができる信頼性の高いスパイラ
ル型気液接触膜モジュールを提供する。 【解決手段】 スパイラル型気液接触膜モジュールは、
気体供給管3の一端を気体供給口14としてハウジング
1外へ延出させ、気体供給管3と入口側キャップ部材1
aを溶接棒6により溶接して液密にシールし、気体供給
口14からオゾンガスOGを気体供給管3内へ直接供給
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体中への気体の
溶解または液体中からの気体の拡散といった気液接触操
作に用いられるスパイラル型気液接触膜モジュールに関
するものである。
溶解または液体中からの気体の拡散といった気液接触操
作に用いられるスパイラル型気液接触膜モジュールに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、化学工業等の多くの分野におい
て、液体への気体溶解あるいは液体からの気体放散とい
った気液接触操作が行われている。たとえば、気体溶解
として、医薬品分野等における微生物培養液への酸素供
給、電子工業における超純水ラインへのオゾン溶解、水
産業界における養魚への酸素供給、あるいはNOx (窒
素酸化物)やSOx (硫黄酸化物)等の排ガス処理が挙
げられ、また、気体放散としては、純水製造における脱
炭酸処理が挙げられる。
て、液体への気体溶解あるいは液体からの気体放散とい
った気液接触操作が行われている。たとえば、気体溶解
として、医薬品分野等における微生物培養液への酸素供
給、電子工業における超純水ラインへのオゾン溶解、水
産業界における養魚への酸素供給、あるいはNOx (窒
素酸化物)やSOx (硫黄酸化物)等の排ガス処理が挙
げられ、また、気体放散としては、純水製造における脱
炭酸処理が挙げられる。
【0003】上記の気液接触操作に使用される膜モジュ
ールの形態の一つとして、スパイラル型気液接触膜モジ
ュールがある。このスパイラル型気液接触膜モジュール
では、透過性膜および流路材を中心管(有孔中空管)に
スパイラル状に巻回することにより構成されるエレメン
トをハウジング内に収容する構造が一般的である。
ールの形態の一つとして、スパイラル型気液接触膜モジ
ュールがある。このスパイラル型気液接触膜モジュール
では、透過性膜および流路材を中心管(有孔中空管)に
スパイラル状に巻回することにより構成されるエレメン
トをハウジング内に収容する構造が一般的である。
【0004】また、気体溶解の一例として、半導体工業
におけるオゾン水の製造がある。現在、ウェーハの洗浄
には、アンモニア−過酸化水素水混合液、塩酸−過酸化
水素水混合液等の薬液が用いられているが、廃水処理に
かかるコストダウン、環境問題等の観点から、オゾン水
による洗浄が注目されている。ここで、ウェーハの洗浄
に用いられるオゾン水は、10〜30ppmと高濃度な
オゾン水が要求され、濃度コントロールも容易でなけれ
ばならない。また、当然のことながら、パーティクルに
ついても超純水レベルが要求される。
におけるオゾン水の製造がある。現在、ウェーハの洗浄
には、アンモニア−過酸化水素水混合液、塩酸−過酸化
水素水混合液等の薬液が用いられているが、廃水処理に
かかるコストダウン、環境問題等の観点から、オゾン水
による洗浄が注目されている。ここで、ウェーハの洗浄
に用いられるオゾン水は、10〜30ppmと高濃度な
オゾン水が要求され、濃度コントロールも容易でなけれ
ばならない。また、当然のことながら、パーティクルに
ついても超純水レベルが要求される。
【0005】これらの条件を満たすためには、従来から
用いられているいわゆるバブリング法では、高濃度なイ
オン水が得られにくい、クリーン度に問題がある、濃度
コントロールが困難である等の課題があり、膜モジュー
ルを使用してオゾンガスを超純水中に溶解させる方法が
近年用いられている。
用いられているいわゆるバブリング法では、高濃度なイ
オン水が得られにくい、クリーン度に問題がある、濃度
コントロールが困難である等の課題があり、膜モジュー
ルを使用してオゾンガスを超純水中に溶解させる方法が
近年用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなオゾン水
製造の場合、スパイラル型気液接触膜モジュールでは、
有孔中空管、気体供給口およびハウジングの各接続部
は、液密にシールされている必要がある。このため、従
来のスパイラル型気液接触膜モジュールでは、たとえ
ば、図5に示すように、継手101,102を用い、有
孔中空管104、気体供給口105およびハウジング1
06の各接続部の接続およびシールを行っていた。しか
しながら、この従来のスパイラル型気液接触膜モジュー
ルでは、本来液接するはずのない継手101の表面が液
接し、さらに、ナット103のねじ部が液溜まりとな
り、パーティクルの発生原因となっていた。
製造の場合、スパイラル型気液接触膜モジュールでは、
有孔中空管、気体供給口およびハウジングの各接続部
は、液密にシールされている必要がある。このため、従
来のスパイラル型気液接触膜モジュールでは、たとえ
ば、図5に示すように、継手101,102を用い、有
孔中空管104、気体供給口105およびハウジング1
06の各接続部の接続およびシールを行っていた。しか
しながら、この従来のスパイラル型気液接触膜モジュー
ルでは、本来液接するはずのない継手101の表面が液
接し、さらに、ナット103のねじ部が液溜まりとな
り、パーティクルの発生原因となっていた。
【0007】また、他の従来のスパイラル型気液接触膜
モジュールでは、たとえば、図6に示すように、アダプ
タ201を用い、ハウジング206とアダプタ201と
をOリング202により液密にシールし、有孔中空管2
04とアダプタ201とをOリング203により液密に
シールしていた。
モジュールでは、たとえば、図6に示すように、アダプ
タ201を用い、ハウジング206とアダプタ201と
をOリング202により液密にシールし、有孔中空管2
04とアダプタ201とをOリング203により液密に
シールしていた。
【0008】ここで、気体としてオゾンガスが使用され
る場合、Oリング203として、NBR、SBR、EP
R等の一般的なゴム材はもちろんのこと、フッ素ゴムを
用いても、Oリング203が劣化する。Oリング203
が劣化すると、シール性が劣化するばかりでなく、パー
ティクルの発生原因にもなっていた。また、PTFE
(四フッ化エチレン樹脂)製のOリングの場合、オゾン
ガスに対する耐性があるが、塑性変形を起こし易く、長
期間シールする場合に信頼性が低かった。
る場合、Oリング203として、NBR、SBR、EP
R等の一般的なゴム材はもちろんのこと、フッ素ゴムを
用いても、Oリング203が劣化する。Oリング203
が劣化すると、シール性が劣化するばかりでなく、パー
ティクルの発生原因にもなっていた。また、PTFE
(四フッ化エチレン樹脂)製のOリングの場合、オゾン
ガスに対する耐性があるが、塑性変形を起こし易く、長
期間シールする場合に信頼性が低かった。
【0009】本発明の目的は、パーティクルの発生を抑
制し、クリーンな気体溶解液を製造することができる信
頼性の高いスパイラル型気液接触膜モジュールを提供す
ることである。
制し、クリーンな気体溶解液を製造することができる信
頼性の高いスパイラル型気液接触膜モジュールを提供す
ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係るスパイラル型気液接触膜モジュールは、透過性膜
と流路材とを重ねて有孔中空管の外周面にスパイラル状
に巻回して形成されたスパイラル型気液接触膜エレメン
トを容器内に液密に納めたスパイラル型気液接触膜モジ
ュールであって、有孔中空管の一端が気体供給口として
容器外へ延出し、有孔中空管の一端と容器とが液密にシ
ールされるものである。
に係るスパイラル型気液接触膜モジュールは、透過性膜
と流路材とを重ねて有孔中空管の外周面にスパイラル状
に巻回して形成されたスパイラル型気液接触膜エレメン
トを容器内に液密に納めたスパイラル型気液接触膜モジ
ュールであって、有孔中空管の一端が気体供給口として
容器外へ延出し、有孔中空管の一端と容器とが液密にシ
ールされるものである。
【0011】本発明に係るスパイラル型気液接触膜モジ
ュールにおいて、容器外へ延出した有孔中空管の一端を
気体供給口として用い、この気体供給口から気体が有孔
中空管内部へ直接供給され、有孔中空管の一端と容器と
が液密にシールされている。したがって、本来液接する
はずのない部品や使用する気体に耐性のないOリング等
を容器内部に設ける必要がなく、パーティクルの発生を
抑制し、クリーンな気体溶解液を製造することができる
信頼性の高いスパイラル型気液接触膜モジュールを提供
することができる。
ュールにおいて、容器外へ延出した有孔中空管の一端を
気体供給口として用い、この気体供給口から気体が有孔
中空管内部へ直接供給され、有孔中空管の一端と容器と
が液密にシールされている。したがって、本来液接する
はずのない部品や使用する気体に耐性のないOリング等
を容器内部に設ける必要がなく、パーティクルの発生を
抑制し、クリーンな気体溶解液を製造することができる
信頼性の高いスパイラル型気液接触膜モジュールを提供
することができる。
【0012】透過性膜は、疎水性多孔質膜であることが
好ましい。この場合、透過性膜が疎水性であるため、溶
剤を含む液体が導入された場合でも、透過性膜の表面が
親水化されることを防止することができるので、液体に
接する透過性膜の表面が疎水性を保持し、気体溶解効率
または脱気効率の低下を防止することができる。また、
透過性膜が多孔質膜であるため、透過性膜の接合部分に
介在する接合剤が多孔質膜内に含浸しやすくなり、透過
性膜の接合強度を高めることができる。
好ましい。この場合、透過性膜が疎水性であるため、溶
剤を含む液体が導入された場合でも、透過性膜の表面が
親水化されることを防止することができるので、液体に
接する透過性膜の表面が疎水性を保持し、気体溶解効率
または脱気効率の低下を防止することができる。また、
透過性膜が多孔質膜であるため、透過性膜の接合部分に
介在する接合剤が多孔質膜内に含浸しやすくなり、透過
性膜の接合強度を高めることができる。
【0013】有孔中空管の一端と容器とが溶接棒により
溶接されて液密にシールされることが好ましい。この場
合、有孔中空管および容器自体が熱融解する必要がな
く、有孔中空管および容器の材質の選択幅を拡大するこ
とができる。
溶接されて液密にシールされることが好ましい。この場
合、有孔中空管および容器自体が熱融解する必要がな
く、有孔中空管および容器の材質の選択幅を拡大するこ
とができる。
【0014】溶接棒は、パーフルオロアルコキシ樹脂か
らなることが好ましい。この場合、パーフルオロアルコ
キシ樹脂はきわめて溶融しやすく、容易に有孔中空管と
容器とを熱融着により溶接することができる。
らなることが好ましい。この場合、パーフルオロアルコ
キシ樹脂はきわめて溶融しやすく、容易に有孔中空管と
容器とを熱融着により溶接することができる。
【0015】有孔中空管の一端と容器とが熱融着されて
液密にシールされることが好ましい。この場合、必要最
小限の部品点数で有孔中空管の一端と容器とを液密にシ
ールすることができる。
液密にシールされることが好ましい。この場合、必要最
小限の部品点数で有孔中空管の一端と容器とを液密にシ
ールすることができる。
【0016】容器および有孔中空管は、パーフルオロア
ルコキシ樹脂またはパーフルオロエチレンプロピレン樹
脂からなることが好ましい。この場合、パーフルオロア
ルコキシ樹脂およびパーフルオロエチレンプロピレン樹
脂はきわめて溶融しやすく、容器を有孔中空管に容易に
熱融着することができる。
ルコキシ樹脂またはパーフルオロエチレンプロピレン樹
脂からなることが好ましい。この場合、パーフルオロア
ルコキシ樹脂およびパーフルオロエチレンプロピレン樹
脂はきわめて溶融しやすく、容器を有孔中空管に容易に
熱融着することができる。
【0017】有孔中空管の一端側には段差部が形成さ
れ、段差部と容器の内壁とが当接することが好ましい。
この場合、容器に対して有孔中空管を容易に位置決めす
ることができる。
れ、段差部と容器の内壁とが当接することが好ましい。
この場合、容器に対して有孔中空管を容易に位置決めす
ることができる。
【0018】スパイラル型気液接触膜エレメントが連続
または独立した一または複数対の疎水性多孔質膜を内側
に液体側流路材を挟んでかつ外側に気体側流路材を重ね
て有孔中空管の外周面にスパイラル状に巻回されてな
り、スパイラル型気液接触膜エレメントが容器内に収容
され、容器がスパイラル型気液接触膜エレメントの外周
面に装着される本体部材と、本体部材の両端部に装着さ
れる第1および第2のキャップ部材とから構成され、疎
水性多孔質膜間で液体側流路材により形成される液体側
流路の内周側の側部および外周側の側部が封止されると
ともに、疎水性多孔質膜間で気体側流路材により形成さ
れる気体側流路の両端部が封止され、有孔中空管の気体
供給口から気体が供給され、本体部材に気体排出口が設
けられ、液体側流路に連通する液体供給口が第1のキャ
ップ部材に設けられ、液体側流路に連通する気体溶解液
出口が第2のキャップ部材に設けられ、容器内のスパイ
ラル型気液接触膜エレメントの両端部側に形成される第
1の空間と、本体部材とスパイラル型気液接触膜エレメ
ントとの間に形成される第2の空間とが分離され、第1
の空間のうちの一方が液体供給口に連通するとともに他
方が気体溶解液出口に連通し、第2の空間が気体排出口
に連通することが好ましい。
または独立した一または複数対の疎水性多孔質膜を内側
に液体側流路材を挟んでかつ外側に気体側流路材を重ね
て有孔中空管の外周面にスパイラル状に巻回されてな
り、スパイラル型気液接触膜エレメントが容器内に収容
され、容器がスパイラル型気液接触膜エレメントの外周
面に装着される本体部材と、本体部材の両端部に装着さ
れる第1および第2のキャップ部材とから構成され、疎
水性多孔質膜間で液体側流路材により形成される液体側
流路の内周側の側部および外周側の側部が封止されると
ともに、疎水性多孔質膜間で気体側流路材により形成さ
れる気体側流路の両端部が封止され、有孔中空管の気体
供給口から気体が供給され、本体部材に気体排出口が設
けられ、液体側流路に連通する液体供給口が第1のキャ
ップ部材に設けられ、液体側流路に連通する気体溶解液
出口が第2のキャップ部材に設けられ、容器内のスパイ
ラル型気液接触膜エレメントの両端部側に形成される第
1の空間と、本体部材とスパイラル型気液接触膜エレメ
ントとの間に形成される第2の空間とが分離され、第1
の空間のうちの一方が液体供給口に連通するとともに他
方が気体溶解液出口に連通し、第2の空間が気体排出口
に連通することが好ましい。
【0019】この場合、液体は、容器の第1のキャップ
部材の液体供給口から一方の第1の空間内に供給され、
スパイラル型気液接触膜エレメントの疎水性多孔質膜間
に形成された液体側流路を通り他方の第1の空間に流動
し、容器の第2のキャップ部材の気体溶解液出口から外
部に排出される。また、気体は、有孔中空管の気体供給
口から直接供給され、スパイラル型気液接触膜エレメン
トの疎水性多孔質膜間に形成された気体側流路を通り容
器内の第2の空間に流動し、容器の本体部材に形成され
た気体排出口から外部に排出される。このとき、スパイ
ラル型気液接触膜エレメントの内部において、液体と気
体とは疎水性多孔質膜を介して接触し、目的成分の透過
作用が行われる。したがって、本来液接するはずのない
部品や使用する気体に耐性のないOリング等を容器内部
に設ける必要がなく、パーティクルの発生を抑制し、ク
リーンな気体溶解液を製造することができる信頼性の高
いスパイラル型気液接触膜モジュールを提供することが
できる。
部材の液体供給口から一方の第1の空間内に供給され、
スパイラル型気液接触膜エレメントの疎水性多孔質膜間
に形成された液体側流路を通り他方の第1の空間に流動
し、容器の第2のキャップ部材の気体溶解液出口から外
部に排出される。また、気体は、有孔中空管の気体供給
口から直接供給され、スパイラル型気液接触膜エレメン
トの疎水性多孔質膜間に形成された気体側流路を通り容
器内の第2の空間に流動し、容器の本体部材に形成され
た気体排出口から外部に排出される。このとき、スパイ
ラル型気液接触膜エレメントの内部において、液体と気
体とは疎水性多孔質膜を介して接触し、目的成分の透過
作用が行われる。したがって、本来液接するはずのない
部品や使用する気体に耐性のないOリング等を容器内部
に設ける必要がなく、パーティクルの発生を抑制し、ク
リーンな気体溶解液を製造することができる信頼性の高
いスパイラル型気液接触膜モジュールを提供することが
できる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施の形態
のスパイラル型気液接触膜モジュールについて説明す
る。また、以下においては、オゾン水を生成する場合を
例にあげて説明する。
のスパイラル型気液接触膜モジュールについて説明す
る。また、以下においては、オゾン水を生成する場合を
例にあげて説明する。
【0021】図1は、本発明による一実施の形態のスパ
イラル型気液接触膜モジュールの軸方向の断面図であ
る。
イラル型気液接触膜モジュールの軸方向の断面図であ
る。
【0022】図1に示すスパイラル型気液接触膜モジュ
ールは、円筒形のハウジング1およびハウジング1の内
部に挿入されたスパイラル型気液接触膜エレメント2を
備える。
ールは、円筒形のハウジング1およびハウジング1の内
部に挿入されたスパイラル型気液接触膜エレメント2を
備える。
【0023】ハウジング1は、円筒状の本体部材1c
と、入口側キャップ部材1aおよび出口側キャップ部材
1bとから構成される。スパイラル型気液接触膜エレメ
ント2の外周部に本体部材1cが装着され、さらに本体
部材1cの両端部にそれぞれ入口側キャップ部材1aお
よび出口側キャップ部材1bがねじ結合により装着され
る。スパイラル型気液接触膜エレメント2と本体部材1
cとの間は液密にシールされる。また、本体部材1cと
入口側キャップ部材1aとの間および本体部材1cと出
口側キャップ部材1bとの間は溶接棒により溶接され液
密にシールされる。
と、入口側キャップ部材1aおよび出口側キャップ部材
1bとから構成される。スパイラル型気液接触膜エレメ
ント2の外周部に本体部材1cが装着され、さらに本体
部材1cの両端部にそれぞれ入口側キャップ部材1aお
よび出口側キャップ部材1bがねじ結合により装着され
る。スパイラル型気液接触膜エレメント2と本体部材1
cとの間は液密にシールされる。また、本体部材1cと
入口側キャップ部材1aとの間および本体部材1cと出
口側キャップ部材1bとの間は溶接棒により溶接され液
密にシールされる。
【0024】本体部材1cには、気体排出口13が設け
られている。気体排出口13がスパイラル型気液接触膜
モジュールの底部に位置するように、スパイラル型気液
接触膜モジュールは横向きに設置される。入口側キャッ
プ部材1aの円筒側部に液体供給口11が設けられ、出
口側キャップ部材1bの円筒底部に気体溶解液出口12
が設けられている。
られている。気体排出口13がスパイラル型気液接触膜
モジュールの底部に位置するように、スパイラル型気液
接触膜モジュールは横向きに設置される。入口側キャッ
プ部材1aの円筒側部に液体供給口11が設けられ、出
口側キャップ部材1bの円筒底部に気体溶解液出口12
が設けられている。
【0025】ハウジング1すなわち入口側キャップ部材
1a、出口側キャップ部材1bおよび本体部材1cの材
質としては、PTFE(四フッ化エチレン樹脂)を用い
ることが好ましく、newPFA(パーフルオロアルコ
キシ樹脂)、PVDF(ビニリデンフルオライド樹
脂)、FEP(パーフルオロエチレンプロピレン樹脂)
を用いることもできる。ここで、newPFAは、従来
のPFA(パーフルオロアルコキシ樹脂)の分子構造の
両端に存在する不安定末端基の代わりに分子構造の両端
にCF3 基を有し、より純粋なフロロポリマーとなって
いるものである。そのため、newPFAは、従来のP
FAと比べ化学的に安定な構造を持ち、従来のPFAよ
りも種々の薬液に対する耐薬品性が向上している。
1a、出口側キャップ部材1bおよび本体部材1cの材
質としては、PTFE(四フッ化エチレン樹脂)を用い
ることが好ましく、newPFA(パーフルオロアルコ
キシ樹脂)、PVDF(ビニリデンフルオライド樹
脂)、FEP(パーフルオロエチレンプロピレン樹脂)
を用いることもできる。ここで、newPFAは、従来
のPFA(パーフルオロアルコキシ樹脂)の分子構造の
両端に存在する不安定末端基の代わりに分子構造の両端
にCF3 基を有し、より純粋なフロロポリマーとなって
いるものである。そのため、newPFAは、従来のP
FAと比べ化学的に安定な構造を持ち、従来のPFAよ
りも種々の薬液に対する耐薬品性が向上している。
【0026】有孔中空管からなる気体供給管3の一方の
端部は、三段円筒形状を有する。直径の最も小さい一段
目の円筒部には雄ねじが形成され、二段目の円筒部が入
口側キャップ部材1aの円筒底部に設けられた孔に挿入
され、直径の最も大きい三段目の円筒部の頭部が入口側
キャップ部材1aの円筒底部に当接し、気体供給管3が
入口側キャップ部材1aに対して位置決めされている。
気体供給管3の材質としては、newPFAを用いるこ
とが好ましく、PTFE、PVDF、FEPを用いるこ
ともできる。
端部は、三段円筒形状を有する。直径の最も小さい一段
目の円筒部には雄ねじが形成され、二段目の円筒部が入
口側キャップ部材1aの円筒底部に設けられた孔に挿入
され、直径の最も大きい三段目の円筒部の頭部が入口側
キャップ部材1aの円筒底部に当接し、気体供給管3が
入口側キャップ部材1aに対して位置決めされている。
気体供給管3の材質としては、newPFAを用いるこ
とが好ましく、PTFE、PVDF、FEPを用いるこ
ともできる。
【0027】上記のように、気体供給管3の一方の端部
が入口側キャップ部材1a外へ延出し、気体供給口14
を形成している。なお、気体供給管3の一方の端部の形
状は、この例に特に限定されず、入口側キャップ部材1
a外へ延出していれば、雌ねじ形状、チューブ形状、継
手形状等の他の形状であってもよい。
が入口側キャップ部材1a外へ延出し、気体供給口14
を形成している。なお、気体供給管3の一方の端部の形
状は、この例に特に限定されず、入口側キャップ部材1
a外へ延出していれば、雌ねじ形状、チューブ形状、継
手形状等の他の形状であってもよい。
【0028】気体供給管3と入口側キャップ部材1aと
は、溶接棒6により溶接され、液密にシールされてい
る。溶接棒6の材質としては、PFA、newPFAを
用いることが好ましい。
は、溶接棒6により溶接され、液密にシールされてい
る。溶接棒6の材質としては、PFA、newPFAを
用いることが好ましい。
【0029】なお、気体供給管3および入口側キャップ
部材1aがPFA、newPFA、FEP等のように熱
融着可能な樹脂の場合、溶接棒6を用いずに、気体供給
管3および入口側キャップ部材1aを熱融着してシール
してもよい。また、使用する気体および液体に耐性があ
る場合は、Oリング等のパッキング材を用いて、気体供
給管3と入口側キャップ部材1aとの間をシールしても
よい。
部材1aがPFA、newPFA、FEP等のように熱
融着可能な樹脂の場合、溶接棒6を用いずに、気体供給
管3および入口側キャップ部材1aを熱融着してシール
してもよい。また、使用する気体および液体に耐性があ
る場合は、Oリング等のパッキング材を用いて、気体供
給管3と入口側キャップ部材1aとの間をシールしても
よい。
【0030】図2は、図1に示すスパイラル型気液接触
膜モジュールのスパイラル型気液接触膜エレメント2の
一部切欠き斜視図である。
膜モジュールのスパイラル型気液接触膜エレメント2の
一部切欠き斜視図である。
【0031】図2において、スパイラル型気液接触膜エ
レメント2は、液体側流路材33の両面に疎水性多孔質
膜34を重ね合わせ、さらに疎水性多孔質膜34の他方
の面に気体側流路材35を重ね合わせ、それらを気体供
給管3の周りに巻回することにより構成されている。疎
水性多孔質膜34の材質としては、オゾンに対する耐久
性から、PTFEを用いることが好ましい。なお、オゾ
ンの生成以外の他の用途に使用する場合、対象となる気
体に対する耐性があれば、ポリエチレン、ポリスルホ
ン、ポリプロピレン等からなる他の疎水性多孔質膜を用
いてもよい。
レメント2は、液体側流路材33の両面に疎水性多孔質
膜34を重ね合わせ、さらに疎水性多孔質膜34の他方
の面に気体側流路材35を重ね合わせ、それらを気体供
給管3の周りに巻回することにより構成されている。疎
水性多孔質膜34の材質としては、オゾンに対する耐久
性から、PTFEを用いることが好ましい。なお、オゾ
ンの生成以外の他の用途に使用する場合、対象となる気
体に対する耐性があれば、ポリエチレン、ポリスルホ
ン、ポリプロピレン等からなる他の疎水性多孔質膜を用
いてもよい。
【0032】図3は、図1に示すスパイラル型気液接触
膜モジュールのA−A線部分拡大断面図である。
膜モジュールのA−A線部分拡大断面図である。
【0033】図3に示すように、スパイラル型気液接触
膜エレメント2において、液体側流路材33を挟んだ疎
水性多孔質膜34間のスパイラル状の空間が液体側流路
39を構成する。スパイラル状の液体側流路39の内周
側の側部(気体供給管3に平行な辺)および外周側の側
部が、液体側流路材33を挟む疎水性多孔質膜34同士
を融着することにより封止されている。これにより、液
体側流路39の内周側の側部および外周側の側部にそれ
ぞれ内周側封止部39aおよび外周側封止部39bが形
成される。一方、気体側流路材35を挟んだ疎水性多孔
質膜34間のスパイラル状の空間が気体側流路38を構
成する。
膜エレメント2において、液体側流路材33を挟んだ疎
水性多孔質膜34間のスパイラル状の空間が液体側流路
39を構成する。スパイラル状の液体側流路39の内周
側の側部(気体供給管3に平行な辺)および外周側の側
部が、液体側流路材33を挟む疎水性多孔質膜34同士
を融着することにより封止されている。これにより、液
体側流路39の内周側の側部および外周側の側部にそれ
ぞれ内周側封止部39aおよび外周側封止部39bが形
成される。一方、気体側流路材35を挟んだ疎水性多孔
質膜34間のスパイラル状の空間が気体側流路38を構
成する。
【0034】図4は、図1のスパイラル型気液接触膜モ
ジュールの部分拡大断面図である。図2および図4に示
すように、液体側流路39は、純水PWおよびオゾン水
OWがスパイラル型気液接触膜エレメント2の軸方向に
流動可能な空間になる。また、液体側流路39の軸方向
の両端部は開放されているため、スパイラル型気液接触
膜エレメント2の一方の端面から純水PWが流入すると
ともに、他方の端面からオゾン水OWが流出することが
できる。
ジュールの部分拡大断面図である。図2および図4に示
すように、液体側流路39は、純水PWおよびオゾン水
OWがスパイラル型気液接触膜エレメント2の軸方向に
流動可能な空間になる。また、液体側流路39の軸方向
の両端部は開放されているため、スパイラル型気液接触
膜エレメント2の一方の端面から純水PWが流入すると
ともに、他方の端面からオゾン水OWが流出することが
できる。
【0035】一方、スパイラル状の気体側流路38の軸
方向の両端部は、樹脂材37により封止されている。こ
れにより、気体側流路38を封止する封止部2b,2c
がスパイラル型気液接触膜エレメント2の両端部に形成
される。したがって、気体側流路38への純水PWの流
入が防止されるとともに、気体側流路38は、オゾンガ
スOGがスパイラル型気液接触膜エレメント2のスパイ
ラル方向に流動可能な空間となる。
方向の両端部は、樹脂材37により封止されている。こ
れにより、気体側流路38を封止する封止部2b,2c
がスパイラル型気液接触膜エレメント2の両端部に形成
される。したがって、気体側流路38への純水PWの流
入が防止されるとともに、気体側流路38は、オゾンガ
スOGがスパイラル型気液接触膜エレメント2のスパイ
ラル方向に流動可能な空間となる。
【0036】上記の構成により、スパイラル型気液接触
膜エレメント2の気液接触部2aにおいて、気体側流路
38と液体側流路39とは、疎水性多孔質膜34、外周
側封止部39a、内周側封止部39bおよび封止部2
b,2cによって分離された構成となる。
膜エレメント2の気液接触部2aにおいて、気体側流路
38と液体側流路39とは、疎水性多孔質膜34、外周
側封止部39a、内周側封止部39bおよび封止部2
b,2cによって分離された構成となる。
【0037】また、図4に示すように、スパイラル型気
液接触膜エレメント2の最外周の疎水性多孔質膜34と
本体部材1cとの間は、樹脂材37により液密にシール
されており、スパイラル型気液接触膜エレメント2の外
周面と本体部材1cの内周面とで構成された円筒形空間
38aが形成される。
液接触膜エレメント2の最外周の疎水性多孔質膜34と
本体部材1cとの間は、樹脂材37により液密にシール
されており、スパイラル型気液接触膜エレメント2の外
周面と本体部材1cの内周面とで構成された円筒形空間
38aが形成される。
【0038】次に、上記のように構成されたスパイラル
型気液接触膜モジュールの運転時の状態について説明す
る。
型気液接触膜モジュールの運転時の状態について説明す
る。
【0039】まず、図1に示すように、スパイラル型気
液接触膜モジュールの運転時には、純水PWが液体供給
口11を通り、ハウジング1の入口側キャップ部材1a
とスパイラル型気液接触膜エレメント2の端面とで構成
された入口空間4に流入する。一方、オゾンガスOG
は、気体供給管3の気体供給口14からスパイラル型気
液接触膜エレメント2の内部に供給される。
液接触膜モジュールの運転時には、純水PWが液体供給
口11を通り、ハウジング1の入口側キャップ部材1a
とスパイラル型気液接触膜エレメント2の端面とで構成
された入口空間4に流入する。一方、オゾンガスOG
は、気体供給管3の気体供給口14からスパイラル型気
液接触膜エレメント2の内部に供給される。
【0040】次に、図3および図4に示すように、純水
PWは、液体側流路39内を液体側流路材33に沿って
軸方向に流れる。一方、オゾンガスOGは、気体供給管
3の側面の供給孔3aから気体側流路38内に入る。オ
ゾンガスOGは、気体側流路材35に沿って気体供給管
3に直交する方向にスパイラル状に流動し、気体側流路
材35の外周部の側部から円筒形空間38aに排出され
た後、気体排出口13から外部へ排出される。
PWは、液体側流路39内を液体側流路材33に沿って
軸方向に流れる。一方、オゾンガスOGは、気体供給管
3の側面の供給孔3aから気体側流路38内に入る。オ
ゾンガスOGは、気体側流路材35に沿って気体供給管
3に直交する方向にスパイラル状に流動し、気体側流路
材35の外周部の側部から円筒形空間38aに排出され
た後、気体排出口13から外部へ排出される。
【0041】このとき、スパイラル型気液接触膜エレメ
ント2の気液接触部2aでは、気体供給管3にほぼ直交
する方向にスパイラル状に流動するオゾンガスOGと、
気体供給管3に平行に流動する純水PWとが疎水性多孔
質膜34を介して接触する。これにより、オゾンガスO
Gが疎水性多孔質膜34を透過して純水PW中に溶解
し、オゾン水OWが生成される。
ント2の気液接触部2aでは、気体供給管3にほぼ直交
する方向にスパイラル状に流動するオゾンガスOGと、
気体供給管3に平行に流動する純水PWとが疎水性多孔
質膜34を介して接触する。これにより、オゾンガスO
Gが疎水性多孔質膜34を透過して純水PW中に溶解
し、オゾン水OWが生成される。
【0042】次に、スパイラル型気液接触膜エレメント
2の端面から流出したオゾン水OWは、図1に示すよう
に、出口側キャップ部材1bとスパイラル型気液接触膜
エレメント2の端面とで構成された出口空間5を通り、
気体溶解液出口12から外部へ排出される。
2の端面から流出したオゾン水OWは、図1に示すよう
に、出口側キャップ部材1bとスパイラル型気液接触膜
エレメント2の端面とで構成された出口空間5を通り、
気体溶解液出口12から外部へ排出される。
【0043】また、図3に示すように、スパイラル型気
液接触膜エレメント2の液体側流路39で発生した水蒸
気は、疎水性多孔質膜34を透過し、気体側流路38に
おいて凝縮し、凝縮水CWとなる。凝縮水CWは、オゾ
ンガスOGとともに気体側流路38をスパイラル状に流
動し、気体側流路材35の外周部の側部から円筒形空間
38aに排出された後、気体排出口13から外部へ排出
される。
液接触膜エレメント2の液体側流路39で発生した水蒸
気は、疎水性多孔質膜34を透過し、気体側流路38に
おいて凝縮し、凝縮水CWとなる。凝縮水CWは、オゾ
ンガスOGとともに気体側流路38をスパイラル状に流
動し、気体側流路材35の外周部の側部から円筒形空間
38aに排出された後、気体排出口13から外部へ排出
される。
【0044】上記のように、本実施の形態では、気体供
給管3の一端を気体供給口14としてハウジング1外へ
延出させ、気体供給管3と入口側キャップ部材1aを溶
接棒6により溶接して液密にシールしているので、気体
供給口14からオゾンガスOGを気体供給管3内へ直接
供給することができる。したがって、本来液接するはず
のない部品やオゾンガスに耐性のないOリング等をハウ
ジング1内部に設ける必要がなく、パーティクルの発生
を抑制し、クリーンな気体溶解液であるオゾン水OWを
製造することができる。
給管3の一端を気体供給口14としてハウジング1外へ
延出させ、気体供給管3と入口側キャップ部材1aを溶
接棒6により溶接して液密にシールしているので、気体
供給口14からオゾンガスOGを気体供給管3内へ直接
供給することができる。したがって、本来液接するはず
のない部品やオゾンガスに耐性のないOリング等をハウ
ジング1内部に設ける必要がなく、パーティクルの発生
を抑制し、クリーンな気体溶解液であるオゾン水OWを
製造することができる。
【0045】なお、上記の説明では、本発明に係るスパ
イラル型気液接触膜モジュールを用いてオゾン水を生成
する場合について説明したが、本発明は他の用途のスパ
イラル型気液接触膜モジュールにも適用することがで
き、オゾン水以外の気体溶解液を生成することも可能で
ある。
イラル型気液接触膜モジュールを用いてオゾン水を生成
する場合について説明したが、本発明は他の用途のスパ
イラル型気液接触膜モジュールにも適用することがで
き、オゾン水以外の気体溶解液を生成することも可能で
ある。
【図1】本発明による一実施の形態のスパイラル型気液
接触膜モジュールの軸方向の断面図である。
接触膜モジュールの軸方向の断面図である。
【図2】図1のスパイラル型気液接触膜モジュールにお
けるスパイラル型気液接触膜エレメントの一部切欠き傾
斜図である。
けるスパイラル型気液接触膜エレメントの一部切欠き傾
斜図である。
【図3】図1中のA−A線断面図である。
【図4】図1のスパイラル型気液接触膜モジュールの部
分拡大断面図である。
分拡大断面図である。
【図5】従来のスパイラル型気液接触膜モジュールの軸
方向の部分断面図である。
方向の部分断面図である。
【図6】従来のスパイラル型気液接触膜モジュールの軸
方向の部分断面図である。
方向の部分断面図である。
1 ハウジング 1a 入口側キャップ部材 1b 出口側キャップ部材 1c 本体部材 2 スパイラル型気液接触膜エレメント 3 気体供給管 4 入口空間 5 出口空間 6 溶接棒 11 液体供給口 12 気体溶解液出口 13 気体排出口 14 気体供給口 33 液体側流路材 34 疎水性多孔質膜 35 気体側流路材 38 気体側流路 39 液体側流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA32 GA35 HA61 HA62 JA15A JA15C JA19A JA19C JA22C JA22Z JA23C JA25A JA25C JA27A JA27C JA30C JB06 JB07 MA03 MB10 MB11 MC22 MC23 MC30X MC62 PA10 PB02 PB20 PB70 PC01
Claims (8)
- 【請求項1】 透過性膜と流路材とを重ねて有孔中空管
の外周面にスパイラル状に巻回して形成されたスパイラ
ル型気液接触膜エレメントを容器内に液密に納めたスパ
イラル型気液接触膜モジュールであって、 前記有孔中空管の一端が気体供給口として前記容器外へ
延出し、前記有孔中空管の一端と前記容器とが液密にシ
ールされることを特徴とするスパイラル型気液接触膜モ
ジュール。 - 【請求項2】 前記透過性膜は、疎水性多孔質膜である
ことを特徴とする請求項1記載のスパイラル型気液接触
膜モジュール。 - 【請求項3】 前記有孔中空管の一端と前記容器とが溶
接棒により溶接されて液密にシールされることを特徴と
する請求項1または2記載のスパイラル型気液接触膜モ
ジュール。 - 【請求項4】 前記溶接棒は、パーフルオロアルコキシ
樹脂からなることを特徴とする請求項3記載のスパイラ
ル型気液接触膜モジュール。 - 【請求項5】 前記有孔中空管の一端と前記容器とが熱
融着されて液密にシールされることを特徴とする請求項
1または2記載のスパイラル型気液接触膜モジュール。 - 【請求項6】 前記容器および前記有孔中空管は、パー
フルオロアルコキシ樹脂またはパーフルオロエチレンプ
ロピレン樹脂からなることを特徴とする請求項1〜5の
いずれかに記載のスパイラル型気液接触膜モジュール。 - 【請求項7】 前記有孔中空管の一端側には段差部が形
成され、前記段差部と前記容器の内壁とが当接すること
を特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のスパイラ
ル型気液接触膜モジュール。 - 【請求項8】 前記スパイラル型気液接触膜エレメント
が連続または独立した一または複数対の疎水性多孔質膜
を内側に液体側流路材を挟んでかつ外側に気体側流路材
を重ねて前記有孔中空管の外周面にスパイラル状に巻回
されてなり、前記スパイラル型気液接触膜エレメントが
前記容器内に収容され、前記容器が前記スパイラル型気
液接触膜エレメントの外周面に装着される本体部材と、
前記本体部材の両端部に装着される第1および第2のキ
ャップ部材とから構成され、前記疎水性多孔質膜間で前
記液体側流路材により形成される液体側流路の内周側の
側部および外周側の側部が封止されるとともに、前記疎
水性多孔質膜間で前記気体側流路材により形成される気
体側流路の両端部が封止され、前記有孔中空管の前記気
体供給口から気体が供給され、前記本体部材に気体排出
口が設けられ、前記液体側流路に連通する液体供給口が
前記第1のキャップ部材に設けられ、前記液体側流路に
連通する気体溶解液出口が前記第2のキャップ部材に設
けられ、前記容器内の前記スパイラル型気液接触膜エレ
メントの両端部側に形成される第1の空間と、前記本体
部材と前記スパイラル型気液接触膜エレメントとの間に
形成される第2の空間とが分離され、前記第1の空間の
うちの一方が前記液体供給口に連通するとともに他方が
前記気体溶解液出口に連通し、前記第2の空間が前記気
体排出口に連通することを特徴とする請求項1〜6のい
ずれかに記載のスパイラル型気液接触膜モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23947799A JP2001062260A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | スパイラル型気液接触膜モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23947799A JP2001062260A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | スパイラル型気液接触膜モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001062260A true JP2001062260A (ja) | 2001-03-13 |
Family
ID=17045365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23947799A Pending JP2001062260A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | スパイラル型気液接触膜モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001062260A (ja) |
-
1999
- 1999-08-26 JP JP23947799A patent/JP2001062260A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH11179167A (ja) | スパイラル型膜モジュール | |
JP2001246232A (ja) | ガス透過膜装置 | |
JP4029092B2 (ja) | 流体用ヒータ及び流体加熱装置 | |
JP2002524227A (ja) | 流体処理要素、流体処理要素を掃除する方法、および流体を処理する方法 | |
JPH11114310A (ja) | 液体脱気用接触装置 | |
TWI316418B (ja) | ||
JP2001062260A (ja) | スパイラル型気液接触膜モジュール | |
JP2001129367A (ja) | スパイラル型気液接触膜モジュール | |
JP2002018248A (ja) | スパイラル型気液接触膜モジュール | |
JP2001062262A (ja) | スパイラル型気液接触膜エレメントおよびスパイラル型気液接触膜モジュール | |
JP4398504B2 (ja) | オールフッ素樹脂製膜モジュール | |
JP2006082036A (ja) | 中空糸膜モジュール | |
JP2001062261A (ja) | スパイラル型気液接触膜エレメントおよびスパイラル型気液接触膜モジュール | |
EP1439135A1 (en) | Chemical resistant sheet lined tank | |
TWI782446B (zh) | 用於過濾器裝置的配接器及其使用方法 | |
KR100964020B1 (ko) | 약액 또는 순수 공급 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 장치 또는 기판 처리 방법 | |
JP2000042379A (ja) | プリーツ型気液接触用膜モジュール | |
JP2004154725A (ja) | オールフッ素樹脂製膜モジュール | |
JP3371788B2 (ja) | スパイラル型膜モジュール | |
JP2000176256A (ja) | 気液接触膜モジュール | |
JPH11347378A (ja) | スパイラル型膜エレメントおよびそれを用いた膜モジュール | |
JPH07213880A (ja) | チューブ状膜 | |
JP2001321646A (ja) | ガス溶解装置 | |
JPH10277370A (ja) | スパイラル型膜モジュール | |
JP3966605B2 (ja) | 脱気装置 |