JP2016508446A - 改良されたスパイラル型エレメントの構成 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態は、従来の分離供給水スペーサメッシュを、多孔質透過水キャリア、膜シートの非作用面、または膜表面の選択部分の何れかの上またはその中に設置、堆積、または組み込まれた特徴物に置き換える。当該技術分野で知られているスパイラル型膜濾過エレメントは、多孔質の透過水キャリアに、またはその周囲に密着された膜シートからなる積層構造で構成され、これは膜を通過した流体を中心管へと移動させるための経路を作り、その一方で、この積層構造は中心管の周囲に渦巻き状に巻かれ、それ自体が多孔質の供給水スペーサによって離間され、流体がエレメントを通って軸方向に流れるようになっている。【選択図】図３

Description

本発明は流体成分の分離に利用される透過膜システム、特にスパイラル型膜の透過膜エレメントに関する。本発明は、２０１３年２月２８日に出願された米国仮特許出願第６１／７７１，０４１号明細書に記載されているものに関し、同仮出願を参照によって本願に援用する。

当該技術分野で知られているスパイラル型膜濾過エレメントは、多孔質の透過水キャリアに、またはその周囲に密着された膜シートからなる積層構造で構成され、これは膜を通過した流体を中心管へと移動させるための経路を作り、その一方で、この積層構造は中心管の周囲に渦巻き状に巻かれ、それ自体が多孔質の供給水スペーサによって離間され、流体がエレメントを通って軸方向に流れるようになっている。この供給水スペーサは積層構造内の自由で均一な軸方向の流れを維持するために必要であるが、これは軸方向の流路内の流れの制限と圧力低下の原因にもなり、また、流れが制限され、膜と接触する領域を生じさせ、これが生体成長、スケール形成、粒子捕捉を通じた膜の閉塞に大きく寄与する。

スパイラル型エレメントの設計に対する改良形態が、Ｂａｒｇｅｒ ｅｔ ａｌおよびＢｒａｄｆｏｒｄ ｅｔ ａｌ．により開示されており、それによれば、供給水スペーサの代わりに膜の外側、すなわち作用面の上に直接形成されるか、またはエンボス加工されるアイランドまたは突起が使用される。この構成は、エレメントを通る軸方向の流れのための空間を保持しながら、流路内の障害を最小化するという点で有利である。また、これによって別の構成部品としての多孔質供給水スペーサが不要になるため、エレメントの製造が単純化される。

参照によって各々が本願に援用される以下の参考文献は、本発明を理解しやすくすることができる。米国特許第３９６２０９６号明細書、米国特許第４４７６０２２号明細書、米国特許第４７５６８３５号明細書、米国特許第４８３４８８１号明細書、米国特許第４８５５０５８号明細書、米国特許第４９０２４１７号明細書、米国特許第４８６１４８７号明細書、米国特許第６６３２３５７号明細書。

本発明の実施形態は、従来の別々の供給水スペーサメッシュの代わりに、多孔質の透過水キャリア、膜シートの非作用面、または膜面のうちの選択部分のいずれかの上または中に設置、堆積または組み込まれた特徴物を使用する。

図１Ａは、スパイラル型エレメント内の透過水キャリア上に堆積されたスペーサ特徴物の図である。 図１Ｂは、スパイラル型エレメント内の透過水キャリア上に堆積されたスペーサ特徴物の図である。 図２Ａは、膜の非供給水面（非作用または支持面）上に堆積されたスペーサ特徴物の図である。 図２Ｂは、膜の非供給水面（非作用または支持面）上に堆積されたスペーサ特徴物の図である。 図３は、折り畳まれた膜リーフ間に設置された縁辺離間用ストリップの図である。 図４Ａは、トリミング動作中にエレメントから切り取られている中実縁辺離間用ストリップの図である。 図４Ｂは、トリミング動作中にエレメントから部分的に切り取られている多孔質縁辺離間用ストリップの図である。 図５Ａは、トリミング中に部分的に除去される、中実の堆積された櫛形縁辺スペーサの図である。 図５Ｂは、トリミング中に部分的に除去される、中実の堆積された櫛形縁辺スペーサの図である。 図６Ａは、縁辺スペーサとして使用するために折り畳まれ、その後、トリミング中に除去される膜シートの縁辺の図である。 図６Ｂは、縁辺スペーサとして使用するために折り畳まれ、その後、トリミング中に除去される膜シートの縁辺の図である。 図７Ａは、まず穿孔されるか、または切り込みが入れられ、その後縁辺スペーサとして使用するために折り畳まれ、その後、トリミング中に除去される膜シートの縁辺の図である。 図７Ｂは、まず穿孔されるか、または切り込みが入れられ、その後縁辺スペーサとして使用するために折り畳まれ、その後、トリミング中に除去される膜シートの縁辺の図である。 図８Ａは、エレメントに適用され、スパイラル型エレメントの縁辺に接着されるテレスコーピング防止装置の図である。 図８Ｂは、エレメントに適用され、スパイラル型エレメントの縁辺に接着されるテレスコーピング防止装置の図である。

発明を実施するための形態と産業上の利用分野
１つの実施形態において、多孔質の透過水キャリア層の製造工程中に、１つまたは複数のスペーサ特徴物（１）、例えば支柱、アイランド、直線、曲線もしくは斜線のセグメントまたは連続する線、あるいはその他の複雑な形状が透過水キャリア（２）の表面上に堆積され、またはシート内に組み込まれる。特徴物の高さと形状は、分離を容易にするために高い流体圧力が必要なエレメントの場合には、実際の動作中に付加される圧力を受けるか、または、より低圧システムの場合には、組み立てられてから使用の前までに付加される一定の圧力を受けて、膜シート（３）が特徴物に適合したときに、供給水流路内に軸方向の流れを生じさせるための離間を行うように構成される。付加される圧力と膜の組成に応じて、このような圧力の付加により、膜が特徴物に一時的または永久的に適合しうる。特徴物は、膜シートがそれらに適合したときに膜シートに与える損傷が最小限となるように設計される。特徴物はさらに、流体混合の改善、速度上昇、または流路延長を含むが、これらに限定されない所望の特性を提供するために、供給水流路内に乱流を発生させ、またはその中の流体の流れを誘導するように設計されてもよい。特徴物の設計は、エレメントを軸方向に通る少なくとも１つの連続する流体流路ができるようにしなければならないが、１つまたは複数の流路は流体が流れるための直接的な通路を提供しても、しなくてもよい。

特徴物は、分離流体および透過水キャリアと適合可能な任意の数の材料で構成されてよく、これには例えば熱可塑性物質、反応性ポリマ、ワックス、または樹脂が含まれるが、これらに限定されない。これに加えて、高温熱可塑性物質、金属、またはセラミックを含むが、これらに限定されない、分離流体とは適合可能であるが、透過水キャリアへの直接堆積とは適合可能でない材料を、適正な寸法に予め形成し、鋳造し、または切断して、透過水キャリアと適合可能な接着剤で透過水キャリアの表面に接着してもよい。

特徴物を様々な方法で堆積させることができる。オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の従来の印刷技術は適当でありうるが、これらの堆積技術では、厚さと形状の点で限界がある。より厚い特徴物は、マイクロディスペンス法、インクジェット印刷、熱溶解積層法によって、またはシートのロール転写もしくは個別の特徴物のピックアンドプレイスを含んでいてもよい接着剤の使用を通じて堆積させることができる。

スペーサ特徴物を、透過膜自体にではなく、透過水キャリアメッシュに堆積させた場合の重要な利点は、それによって膜自体と適合不能の堆積技術や材料の使用が可能になることである。複合薄膜は化学的および物理的に繊細であることが多く、その性能は、熱、光または各種の化学物質への曝露により劣化する可能性がある。一般的な透過水キャリアフィルムは、エポキシコーティングを含んでいてもよいポリエステル繊維からなり、そのため、溶剤、熱（材料の融点まで）、またはＵＶ硬化中に遭遇しうる紫外線への限定的な暴露による損傷をはるかに受けにくい。

１つの実施形態において、支柱、アイランド、直線、１つまたは複数のスペーサ特徴物、例えば曲線もしくは斜線のセグメントまたは連続的な線、あるいはその他の複雑な形状が、膜シートの内側、すなわち非作用支持面に堆積される。特徴物の高さと形状は、分離を容易にするために高い流体圧力が必要なエレメントの場合には実際の動作中に付加される圧力を受けるか、または、より低圧システムの場合には組み立てられてから使用されまでの間に付加される一定の圧力を受けて、膜シートが特徴物に適合したときに、供給水流路内に軸方向の流れを生じさせるための離間を行うように構成される。付加される圧力と膜の組成に応じて、このような圧力の付加により、膜が特徴物に一時的または永久的に適合できる。特徴物は、膜シートがそれらに適合したときに膜シートに与える損傷が最小化されるように構成される。特徴物はさらに、流体混合の改善、速度上昇、または流路延長を含むがこれらに限定されない所望の特性を提供するために、供給水流路内に乱流を発生させ、またはその中の流体の流れを誘導するように構成されてもよい。特徴物の構成は、エレメントを軸方向に通る少なくとも１つの連続する流体流路ができるようにしなければならないが、１つまたは複数の流路は流体が流れるための直接的な通路を提供しても、しなくてもよい。

特徴物は、分離流体および膜シートの内側層と適合可能な何れの材料で構成でき、これには熱可塑性物質、反応性ポリマ、ワックス、または樹脂が含まれるが、これらに限定されない。これに加えて、高温熱可塑性物質、金属、またはセラミックを含むが、これらに限定されない、分離流体とは適合可能であるが、膜シートの内側面への直接堆積とは適合可能でない材料を、適正な寸法に予め形成し、鋳造し、または切断して、膜シートの内側面と適合可能な接着剤で膜シートの内側面の表面に接着することができる。

特徴物を様々な方法で堆積させることができる。オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の従来の印刷技術は適当でありうるが、これらの堆積技術では、厚さと形状の点で限界がある。より厚い特徴物は、マイクロディスペンス法、インクジェット印刷、熱溶解積層法によって、またはシートのロール転写もしくは個別の特徴物のピックアンドプレイスを含みうる接着剤の使用を通じて堆積させることができる。

エレメントの組立または巻き上げ中、一般的には接着剤（４）を使って透過水キャリアの内端を中心管（５）に接着し、同時に透過水キャリアを膜シートに、その外縁に沿って結合するが、これが、膜を通過したものを除き、流体が供給水からも未処理／リジェクト流からも透過水キャリアに入らないように防止する機能を果たす（すなわち、接着剤が膜シートと透過水キャリアの両方の縁辺を密閉し、何れの流体の流れも膜を通過せざるをえないようにする）。中心管は一般に円筒形であるが、「管」は、所望の組立および動作特性と適合可能な何れの形状とすることもできる。この接着剤は一般に、エレメントが巻き上げられる前に塗布され、接着剤が硬化すると、余分な膜、透過水キャリア、および接着剤が、各端において一定の長さに、円筒形のエレメントの軸に垂直な平面で切り落とされる。他の実施形態においては、スパイラル型エレメントの隣接する作用リーフ間にエレメントの供給水および未処理／リジェクト水縁辺のみに沿って離間（縁辺を離間）させる特徴物が、スパイラル型エレメントの巻き上げ中に供給水のための空間を維持するために、巻き上げ前にエレメントリーフの片面または両面の作用面に設置される。これらの縁辺離間用特徴物は、その位置に残すことも、または巻き上げ後のトリミング工程中に完全に、もしくは部分的に除去することもできる。これらの縁辺離間用特徴物により、エレメントの巻き上げ中、エレメントの縁辺に沿って接着剤が圧縮されて、接着剤が透過水キャリア内に完全に浸透し、透過水キャリアの両面で膜シートに結合し、その一方で、縁辺における高さ分離が供給水スペーサ特徴物の高さと略等しく保たれる。

このようにして設置された縁辺離間用特徴物は、個別のストリップ（６）とすることも、不連続のセグメント（例えばドット、線等）とすることもできる。個別のストリップが使用される場合、これらはその後のエレメントのトリミング中に完全に除去しなければならないか、または多孔質材料で構成して、トリミングの後にストリップの一部が所定の位置に残されても流体がそこを通って流れるようにしなければならないか、のいずれかである。

縁辺離間用特徴物を様々な技術で膜シート上に堆積させることができる。オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の従来の印刷技術が適当でありうるが、これらの堆積方式では厚さと形状に限界がある。より厚い特徴物は、マイクロディスペンサ法、インクジェット印刷、熱溶融積層法によって、またはシートのロール転写もしくは個別の特徴物のピックアンドプレイスを含むことのできる、接着剤を使った塗布を通じて堆積させることができる。これらはまた、膜シートの縁辺に接着剤で、または接着テープの形態で取り付けることもできる。

不連続の縁辺離間用特徴物は、膜シートの巻き上げ中に大きく適合も歪曲もせず、その代わりに、膜シートが曲がってスパイラル形状を形成する柔軟性を持つようにすることのできる剛性または半剛性材料で構成可能である。しかしながら、より一般的には、縁辺スペーサの材料は、材料固有の特性、材料の薄さ、またはこれら２つの組み合わせから柔軟となるであろう。

膜に直接堆積される縁辺離間用特徴物は、供給水の流体および膜シートと適合可能な任意の材料も構成でき、これには熱可塑性物質、反応性ポリマ、ワックス、または樹脂が含まれるが、これらに限定されない。高温熱可塑性物質、金属、またはセラミックを含むが、これらに限定されない、供給水の流体とは適合可能であるが、膜シートへの直接堆積とは適合可能でない材料を、適正な寸法に予め形成し、鋳造し、または切断して、透過水キャリアと適合可能な接着剤で透過水キャリアの表面に接着してもよい。

これに加えて、多孔質縁辺離間用特徴物７は、供給水の流体が縁辺特徴物を通って流れることができるようにするために、織布もしくは不織布または押出もしくは織メッシュ等の多孔質金属で構成できる。

連続的ストリップの形態の縁辺スペーサ特徴物はまた、複雑な形状で構成でき、これは例えば、連続的ストリップである背骨と、背骨（１０）から直角または他の角度で延びる歯（９）からなる櫛形構造（８）である。櫛形形状のスペーサは、巻き上げの前に背骨が膜シートの最も外側の縁辺に、またはその付近にあり、歯が、これらが何れかの縁辺から相互に対向するような配置となるように設置される。背骨の幅は、膜エレメントが巻き上げ後にトリミングされた時に、縁辺スペーサの背骨部分がすべて取り除かれ、縁辺の離間を提供する歯が残るように決定される。歯はまっすぐとすることも、湾曲、屈曲、または、それらの間を通る流体の流れを方向付けるような形状とすることもできる。歯もまた、トリミング工程中に完全に切り取ることができる。

個別の材料ストリップである縁辺離間用特徴物もまた、エレメントの巻き上げ前に膜シートに直接設置でき、どのような方法でも膜シートに物理的に接着させなくてよい。これらのストリップは、巻き上げ後のトリミング中に切り取られる材料の中実ストリップ、後のトリミング中に全部または一部が切り取られる多孔質材料、または前述の櫛状構造等の中実もしくは多孔質材料の複雑な形状とすることができる。ストリップは、巻き上げ中に所定の場所に物理的に保持できるが、その必要はない。あるいは、ストリップを、膜シートを透過水キャリアに密着させるため使用したものと同じ接着剤等によって所定の位置に保持できる。この、非乾燥接着剤は、巻き上げ中にストリップを所定の位置に保持しながらも、巻き上げ中に膜シートがスライドして相互にずれることができ、供給水通路内でストリップが塊状になったり固着したりするのを防止するのに十分な粘性を提供できる。膜エレメントが巻き上げられ、接着剤が硬化した後に、端ストリップを完全に切り落とすことも、または多孔質であれば、トリミングで部分的に除去することもできる。

個別の材料ストリップを含む縁辺離間用特徴物を膜シートそのものから作ることができる。膜シートの多孔率は、特に平面寸法において限定されているため、膜シートの連続ストリップからなる縁辺離間用特徴物をトリミング工程中に完全に取り除き、供給水および未処理／リジェクト水がエレメント内を通って流れることができるようにしなければならない。このような特徴は櫛形構造で形成でき、これは、部分的に切り取るだけでよく、背骨が取り除かれた後に櫛形構造の歯が残って縁辺の離間が保たれる。これらの特徴は、膜シートのストリップを切断し、これを膜シートの折り畳まれたリーフの内側に、縁辺に沿って設置することによって作ることも、または、これらはエレメントを作るために使用された膜シートリーフの一部として、まず必要な分より幅の広い膜シートから始めて、シートの縁辺から一定の間隔の部分的な、または穿孔されたスリット（１１）を使い、その後、膜シートに部分的に取り付けられた最も外側の縁辺（１２）を折り返すことによって作ることもできる。後者の構成では、縁辺離間用特徴物が膜シートに取り付けられたままであり、組立中にその位置が保持される。この膜に基づく縁辺離間用特徴物の取り付けを保持する接続セグメントは、所定の位置に残すことも、またはエレメントの巻き上げ中に切り取り、巻き上げ中に特徴物が膜シートに関して移動できるようにすることもできる。あるいは、縁辺スペーサストリップ自体を不連続とすることができ、切込みまたは切欠きを周期的に使用して、エレメントの巻き上げ中に各ストリップセグメント（１３）が膜シートリーフに関してある程度移動できるようにする。接続セグメントを切り取って巻き上げ中に離間用特徴物のストリップが膜シートに関して移動できるようにする場合、離間用特徴物のストリップを、巻き上げ中にストリップを所定の位置に保持するが、巻き上げ工程中にストリップが膜シートに関してスライドでき、それによって離間用特徴物のストリップが塊状になったり、固着したりするのを防止できるような粘性を有することのできる、未硬化接着剤によって一時的に保持できる。

トリミング後に所定の位置に残されるか、または完全に切り落とされる膜シートの縁辺上に堆積される物理的縁辺スペーサの場合、短いセグメントと、短いセグメント同士の間の印刷されないセグメントからこれらの縁辺スペーサを構成することが有利となりうる。完全に切り落とされない縁辺セグメントの場合、印刷されないセグメントにより、供給水がエレメントに入り、未処理／リジェクト水の流れがエレメントから出られる空間を形成する。短い物理的縁辺セグメントが、１層が管により近いか、管からより遠い、隣接するセグメントのギャップ間に嵌らないようにするために、短い縁辺セグメントを縁辺セグメント間の空間より幅広くすることが有利である。この技術によって、巻き上げ中にエレメントの縁において膜シートを完全に圧縮することができ（接着剤が十分に密着できるようにするため）、また膜シートが巻き上げ中に塊状になった、固着したりするのが防止される。

設計の性質により、エンボス加工のエレメントはテレスコーピングに対する抵抗力をほとんど提供できない。エンボス加工のエレメント上に設けられたスパイラル状の包囲物はまた、エレメント上で中心管に関して半径方向に動く傾向もありうる。従来のテレスコーピング防止装置は、スパイラル型エレメントがスパイラル状の膜シート上で半径方向に動く傾向がないことを前提としている。そのため、従来のテレスコーピング防止装置では、スパイラル状の膜シートを所定の位置に保持しようとすることは意図されていない。本発明のいくつかの実施形態は、スパイラル状の包囲物の端に接着し、またはそれ以外の方法で取り付けることのできる、中心管から半径方向のアームを有するテレスコーピング防止（１４）装置を提供する。これによって、スパイラル型エレメントの供給水供給端とリジェクト水排出端が確実に所定の位置に保持され、膜エレメントに入り、そこから出る流体分布を均一にしやすくなる。

１つの例において、幅１２’’の薄膜複合膜シートが長さ８０’’に切断され、半分に折り畳まれて、スパイラル型エレメントに組み込むための膜リーフが作られる。直径０．０２５’’、高さ０．００８’’略円柱形の支柱を含む供給水スペーサ要素が、２液式エポキシを使ったスクリーン印刷により、中心から中心までの間隔が０．２５’’の三角形の格子パターンで膜リーフの半分の非作用／支持面に堆積される。これらの要素は表面全体に設けられるのではなく、膜シートの両側の縁辺に沿って２．２５’’の余白が残され、これは組立後のエレメントの糊しろが占めることになる領域に対応する。非作用面／支持面が印刷されなかった場合、供給水スペーサ要素が堆積され、硬化された後、長さ２’’、幅０．０２５’’、高さ０．００８’’で０．１２５’’間隔の平行アレイ状の隆起ラインからなる追加の縁辺離間用特徴物が、膜シートの半分の作用面上の両側の縁辺に沿って、２液式エポキシを使ったスクリーン印刷で堆積される。縁辺スペーサの硬化後、折り畳まれたリーフが、１２’’の縁辺のうちの一方に沿って長さ１２’’、直径０．６７’’の中心管に沿って取り付けられている８７’’×１２’’の長さの透過水キャリア上に設置され、折り目は中心管への取り付け部から約３’’離れている。接着剤が、膜リーフの縁辺から約１’’の位置での透過水キャリアの中心管への取り付け部における開始地点から、１つの長い方の縁辺に沿って続き、折り目と反対の端を回って、縁辺から１’’の距離にある反対側の長い方の縁辺に沿って、連続的なビードとして塗布される。接着剤を載せた後に、リーフが中心管の周囲に巻かれて、外径約１．８’’のスパイラル型エレメントが作られる。接着剤の乾燥後、エレメントの端が中心管の各縁辺から１’’切り落とされ、長さ１２’’の中心管の上に長さ約１０’’×直径１．８’’のエレメント構造が残る。エレメントの各縁辺において、１’’の縁辺離間用特徴物が残り、これによって供給水の流れの進入とリジェクト水の流れの排出が可能となる。エレメントが加圧されると、圧力で膜がリーフの非作用面上に印刷された特徴物に強制的に適合し、供給水スペーサ特徴物によって規則的に穿孔されたエレメントの入口からリジェクト端まで連続する流路が作られる。

各種の例示的実施形態に関連して本発明を説明した。当然のことながら、上記の説明は本発明の原理の応用を説明したに過ぎず、本発明の範囲は、明細書に照らして特許請求の範囲を読むことにより判断されるものとする。本発明のその他の変更形態や改良形態は、当業者にとって明らかであろう。

Claims (22)

1. （ａ）実質的に平坦な透過水キャリアと、
   （ｂ）処理対象の流体と接触するのに適した第一の面と、前記第一の面と反対の第二の面と、を有する、実質的に平坦な膜と、
   （ｃ）１つまたは複数の離間用特徴物と、
   を含む、透過膜システムに使用される積層構造において、
   前記膜が、前記膜の前記第二の面が前記透過水キャリアに隣接し、前記離間用特徴物がそれらの間に挟まれるように配置されることを特徴とする積層構造。
2. 請求項１に記載の積層構造において、
   前記離間用特徴物が前記膜の前記第二の面に堆積されることを特徴とする積層構造。
3. 請求項１に記載の積層構造において、
   前記離間用特徴物が前記透過水キャリア上に堆積されることを特徴とする積層構造。
4. ４つの縁辺により画定される実質的に平坦な要素を含み、前記平坦な要素上の、２つの対向する縁辺に隣接して配置された離間用要素を有する、透過膜システムに使用される積層構造に組み込まれる膜において、
   前記離間用特徴物が、供給水のための空間を保持し、積層構造への組立中に接着剤の圧縮を可能にするように構成されることを特徴とする膜。
5. 請求項４に記載の膜において、
   前記離間用要素が、前記平坦な要素に沿って、前記対応する縁辺に実質的に平行に延びる中実のストリップを含むことを特徴とする膜。
6. 請求項４に記載の膜において、
   前記離間用要素が、前記平坦な要素に沿って、前記対応する縁辺に実質的に平行に延びる複数の中実ストリップを含み、隣接するストリップ間に空間があることを特徴とする膜。
7. 請求項４に記載の膜において、
   前記離間用要素が櫛形の要素を含み、各々が前記対応する縁辺の付近に配置された連続する背と、間に空間を有し、前記連続する背から、前記縁辺とは反対に延びる複数の歯と、を有することを特徴とする膜。
8. 請求項４に記載の膜において、
   前記離間用要素が、前記平坦な要素のうち、前記縁辺に実質的に平行な折り線に沿って折り畳まれた部分を含むことを特徴とする膜。
9. 請求項８に記載の膜において、
   前記平坦な要素のうち、前記折り畳まれた部分が前記縁辺から前記折り線まで延びる１つまたは複数のスロットを有し、折り畳まれた時に、前記離間用要素が前記縁辺に沿って連続しないようになっていることを特徴とする膜。
10. 中心部材の周囲に配置された積層構造を含み、前記中心部材に取り付けられ、前記積層構造の縁辺に固定して取り付けられたテレスコーピング防止装置を含み、前記テレスコーピング防止部材が前記積層構造のテレスコーピング運動と前記積層構造のリーフの半径方向への移動の両方を阻止することを特徴とする透過膜システム。
11. 請求項１に記載の積層構造において、
    前記膜が請求項４に記載の膜を含むことを特徴とする積層構造。
12. 請求項１に記載の積層構造を含むことを特徴とする透過膜システム
13. 請求項２に記載の積層構造を含むことを特徴とする透過膜システム。
14. 透過膜システムへの使用に適した積層構造を製造する方法において、
    実質的に平坦な透過水キャリアを提供するステップと、
    処理対象の流体と接触するのに適した第一の面と、前記第一の面と反対の第二の面と、を有する、実質的に平坦な膜を提供するステップと、
    前記膜の前記第二の面を前記透過水キャリアと隣接させ、１つまたは複数の離間用特徴物がそれらの間に挟まれるようにするステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
15. 請求項１４に記載の方法において、
    前記膜の前記第二の面を前記透過水キャリアと接触させる前に、複数の離間用特徴物を前記透過水キャリアの上に設置するステップを含むことを特徴とする方法。
16. 請求項１４に記載の方法において、
    前記膜の前記第二の面を前記透過水キャリアと接触させる前に、複数の離間用特徴物を前記膜の前記第二の面の上に設置するステップを含むことを特徴とする方法。
17. 透過膜システムを製造する方法において、
    各々が作用膜面を有する１つまたは複数の膜リーフを提供し、前記リーフを、作用膜面が作用膜面と対面するように配置するステップと、
    前記膜リーフの２つの対向する縁辺に沿って、前記作用膜面間に離間用要素を配置するステップと、
    離間用特徴物を備える前記膜リーフを、中心管に取り付けられた１つまたは複数の透過水キャリアシートの上に配置するステップと、
    各リーフの非作用面の縁辺に接着剤を配置するステップと、
    前記膜リーフ、透過水キャリア、スペーサ特徴物、および接着剤を前記中心管の周囲に巻き上げてスパイラル型エレメントを形成するステップと、
    組立体のうち、前記膜の、前記離間用要素により占められる部分に対応する部分を除去するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
18. 請求項１７に記載の方法において、
    前記組立体のうち、前記除去される部分が、前記膜のうち、前記離間用要素により占められる前記部分の全体に対応することを特徴とする方法。
19. 請求項１７に記載の方法において、
    前記組立体の１つまたは複数の端に、前記膜の前記縁辺に取り付けられ、前記膜のテレスコーピング運動と前記膜の半径方向の運動の両方を阻止するためのテレスコーピング防止装置を取り付けるステップを含むことを特徴とする方法。
20. 透過膜システムを製造するステップにおいて、
    請求項１４に記載の積層構造を製造するステップと、
    処理対象の流体と接触するのに適した第一の面と、前記第一の面と反対の第二の面と、を有する第二の実質的に平坦な膜を提供するステップと、
    前記膜の少なくとも１つの前記縁辺に沿って、その前記第一の面の上に離間用要素を配置するステップと、
    前記各膜の前記縁辺の周囲において、その前記第二の面の上に接着剤を堆積させて、巻き上げ前の構造を形成するステップと、
    巻き上げ前構造を中心管の周囲に巻き上げて、スパイラル型エレメントを形成するステップと、
    前記膜の前記縁辺に取り付けられて前記膜のテレスコーピング運動と前記膜の半径方向の運動の両方を阻止するテレスコーピング防止装置を前記組立体の１つまたは複数の端に取り付けるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
21. 請求項２０に記載の方法において、
    第二の実質的に平坦な膜を提供するステップが、前記第一の実質的に平坦な膜を、前記膜の、前記折り目の片側の前記第一の面が前記膜の、前記折り目のもう一方の側の前記第一の面と対面するように折り畳むステップを含むことを特徴とする方法。
22. 請求項１２に記載の膜システムを使って流体を分離する方法において、前記膜システムが流体入口と、リジェクト水出口と、透過水出口と、を有する圧力容器内に取り付けられ、
    流体を圧力下で前記流体入口へと導入するステップと、
    前記膜システムを使って前記流体を分離するステップと、
    前記透過水出口を通じて分離流体を回収するステップと、
    前記リジェクト水出口を通じて濃縮リジェクト水の流れを回収するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。

Images