JP2017511249A

JP2017511249A - 中空繊維膜モジュール

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Publication number: JP2017511249A
Application number: JP2016558034A
Authority: JP
Inventors: キョンジュキム; ヨンソクオ; ジンヒョンイ
Original assignee: コーロンインダストリーズインク
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2017-04-20
Anticipated expiration: 2035-03-23
Also published as: WO2015147511A1; KR101984034B1; KR20150110050A; EP3124106B1; EP3124106A1; EP3124106A4; US10478779B2; CN106102881B; CN106102881A; JP6271036B2; US20170100701A1

Abstract

【課題】前記中空繊維膜が高集積化した場合にも前記中空繊維膜モジュールの性能を極大化することができる中空繊維膜モジュールを提供する。【解決手段】本発明は中空繊維膜モジュールに関するものである。前記中空繊維膜モジュールは、第１流体流入口と第１流体流出口及び第２流体流入口と第２流体流出口を含むハウジング部、及び多数の中空繊維膜を含み、前記第１流体が前記中空繊維膜の内部に流れ、前記第２流体が前記中空繊維膜の外部に流れるように前記ハウジングの内部に配置された中空繊維膜束を含み、前記中空繊維膜束は、両端が塞がっており、側面に多数の気孔を含む多孔性チューブをさらに含む。前記中空繊維膜モジュールは、中空繊維膜束の外部に流れる流体が浸透しにくい領域を除去して前記流体が均一に流れるようにする。よって、前記中空繊維膜が高集積化した場合にも前記中空繊維膜モジュールの性能を極大化することができる。【選択図】図１

Description

本発明は中空繊維膜モジュールに係り、より詳しくは中空繊維膜束の外部に流れる流体が浸透しにくい領域を除去して前記流体が均一に流れるようにすることにより、前記中空繊維膜が高集積化した場合にも前記中空繊維膜モジュールの性能を極大化することができる中空繊維膜モジュールに関する。

前記中空繊維膜モジュールは、水分交換モジュール、熱交換モジュール、気体分離モジュール又は水処理モジュールなどであり得る。

燃料電池とは、水素と酸素を結合させて電気を生産する発電型電池である。前記燃料電池は、乾電池や蓄電池などの一般化学電池とは違い、水素と酸素が供給される限り、電気を生産し続けることができ、熱損失がなくて内燃機関より効率が２倍くらい高いという利点がある。また、水素と酸素の結合によって発生する化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換するので、公害物質の排出が少ない。したがって、前記燃料電池は環境に優しいだけでなく、エネルギー消費の増加による資源枯渇に対するおそれを減らすことができるという利点を有する。このような燃料電池は使用電解質の種類によって大別して、高分子電解質型燃料電池（ＰｏｌｙｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅＭｅｍｂｒａｎｅＦｕｅｌＣｅｌｌ：ＰＥＭＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）、及びアルカリ型燃料電池（ＡＦＣ）などに分類することができる。これらそれぞれの燃料電池は根本的に同じ原理によって作動するが、使用燃料の種類、運転温度、触媒、電解質などが互いに違う。この中で前記高分子電解質型燃料電池は、他の燃料電池に比べ、低温で動作するという点、及び出力密度が高くて小型化が可能であるため、小規模装着型発電装備だけではなく輸送システムにも最も有望であることがと知られている。

前記高分子電解質型燃料電池の性能を向上させるのに最も重要な要因の一つは、膜−電極接合体（ＭｅｍｂｒａｎｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅＡｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）の高分子電解質膜（ＰｏｌｙｍｅｒＥｌｅｔｒｏｌｙｔｅＭｅｍｂｒａｎｅ又はＰｒｏｔｏｎＥｘｃｈａｎｇｅＭｅｍｂｒａｎｅ：ＰＥＭ）に一定量以上の水分を供給して含水率を維持することである。前記高分子電解質膜が乾燥すれば発電効率が急激に低下するからである。前記高分子電解質膜を加湿する方法としては、１）耐圧容器に水を満たした後、対象気体を拡散器（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）に通過させて水分を供給するバブラー（ｂｕｂｂｌｅｒ）加湿方式、２）燃料電池反応に必要な供給水分量を計算してソレノイドバルブを通じてガス流動管に直接水分を供給する直接噴射（ｄｉｒｅｃｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）方式、及び３）高分子分離膜を用いてガスの流動層に水分を供給する加湿膜方式などがある。これらの中でも前記排気ガス中に含まれる水蒸気のみを選択的に透過させる膜を用いて、水蒸気を高分子電解質膜に供給されるガスに提供することによって、前記高分子電解質膜を加湿する加湿膜方式が加湿器の軽量化及び小型化の観点で有利である。

前記加湿膜方式に使われる選択的透過膜は、モジュールを形成する場合、単位体積当たり透過面積が大きな中空繊維膜が好ましい。すなわち、前記中空繊維膜を用いて加湿器を製造する場合、接触表面積が大きな中空繊維膜の高集積化が可能であって少容量でも燃料電池を十分に加湿させることができ、低価素材の使用が可能であり、燃料電池から高温に排出される未反応ガスに含まれた水分及び熱を回収して加湿器を通じて再使用することができるという利点を有する。

しかし、前記中空繊維膜を用いた加湿器の場合、その容量を増やすために多数の中空繊維膜を集積することになる。この際、前記中空繊維膜の外部に流れる気体の流れが高集積化した中空繊維膜による抵抗によって加湿器内部の全体に均一に形成されることができなくなる。

前記問題を克服するために、前記中空繊維膜束の厚さを制限するとか、前記中空繊維膜束を分割したが、この場合、限定された空間に中空繊維膜を装着することができる限界を低めなければならないさらに他の問題をもたらすことになる。

大韓民国公開特許第１０−２００９−００１３３０４号公報大韓民国公開特許第１０−２００９−００５７７７３号公報大韓民国公開特許第１０−２００９−０１２８００５号公報大韓民国公開特許第１０−２０１０−０１０８０９２号公報大韓民国公開特許第１０−２０１０−０１３１６３１号公報大韓民国公開特許第１０−２０１１−０００１０２２号公報大韓民国公開特許第１０−２０１１−０００６１２２号公報大韓民国公開特許第１０−２０１１−０００６１２８号公報大韓民国公開特許第１０−２０１１−００２１２１７号公報大韓民国公開特許第１０−２０１１−００２６６９６号公報大韓民国公開特許第１０−２０１１−００６３３６６号公報

本発明の目的は中空繊維膜束の外部に流れる流体が浸透しにくい領域を除去して前記流体が均一に流れるようにすることで、前記中空繊維膜が高集積化した場合にも前記中空繊維膜モジュールの性能を極大化することができる中空繊維膜モジュールを提供することである。

本発明の一実施例による中空繊維膜モジュールは、第１流体流入口と第１流体流出口及び第２流体流入口と第２流体流出口を含むハウジング部、及び多数の中空繊維膜を含み、前記第１流体が前記中空繊維膜の内部に流れ、前記第２流体が前記中空繊維膜の外部に流れるように前記ハウジングの内部に配置された中空繊維膜束を含み、前記中空繊維膜束は、両端が塞がっており、側面に多数の気孔を含む多孔性チューブをさらに含む。

前記多孔性チューブは、前記多孔性チューブの長手方向が前記中空繊維膜束の長手方向と一致するように配置されることができる。

前記多孔性チューブは、側面がメッシュ（ｍｅｓｈ）形であってもよい。

前記多孔性チューブの直径は、前記中空繊維膜の直径に対して２〜２０倍であることができる。

前記多孔性チューブの前記気孔の直径は１〜１０ｍｍであることができる。

前記多孔性チューブの前記多数の気孔の総面積は前記多孔性チューブの側面の総面積に対して１０〜５０面積％であることができる。

前記多孔性チューブは多数含まれることができ、前記多孔性チューブは前記中空繊維膜２００〜２０００本当たり１本含まれることができる。

前記中空繊維膜モジュールは、複数の中空繊維膜束、及び前記複数の中空繊維膜束を区画する隔壁を含むことができる。

前記隔壁は複数含まれ、前記複数の隔壁は前記複数の中空繊維膜束のそれぞれを取り囲むように配置されることができる。

前記隔壁には流体流通口が形成されることができる。

前記ハウジング部は、横断面の形状が円形又は角形であってもよい。

前記ハウジング部は、両端が開放され、外表面に第１流体流入口と第１流体流出口を含むハウジング本体、及び前記ハウジング本体の両端にそれぞれ結合され、第２流体流入口と第２流体流出口を含むハウジングキャップを含むことができる。

前記中空繊維膜モジュールは、前記中空繊維膜の両端部を前記ハウジング部に固定させ、前記ハウジング部の両端部と気密に接触するポッティング部をさらに含むことができる。

前記中空繊維膜モジュールは、水分交換モジュール、熱交換モジュール、気体分離モジュール及び水処理モジュールからなる群から選択されるいずれか一つであることができる。

本発明による中空繊維膜モジュールは、中空繊維膜束の外部に流れる流体が浸透しにくい領域を除去して前記流体が均一に流れるようにする。よって、前記中空繊維膜が高集積化した場合にも前記中空繊維膜モジュールの性能を極大化することができる。

本発明の第１実施例による中空繊維膜モジュールを一部分解した斜視図である。本発明の第２実施例による中空繊維膜モジュールを一部分解した斜視図である。本発明の第３実施例による中空繊維膜モジュールを一部分解した斜視図である。図２の中空繊維膜モジュールをＡ−Ａ’線に沿って切断した部分断面図である。互いに異なる実施例による多孔性チューブを概略的に示す斜視図である。互いに異なる実施例による多孔性チューブを概略的に示す斜視図である。互いに異なる実施例による多孔性チューブを概略的に示す斜視図である。

以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者が容易に実施することができるように本発明の実施例について詳細に説明する。しかし、本発明は様々な相異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。

図１は本発明の第１実施例による中空繊維膜モジュールを一部分解した斜視図、図２は本発明の第２実施例による中空繊維膜モジュールを一部分解した斜視図、図３は本発明の第３実施例による中空繊維膜モジュールを一部分解した斜視図である。図４は図２の中空繊維膜モジュールをＡ−Ａ’線に沿って切断した部分断面図である。図１〜図４に示した中空繊維膜モジュールは水分交換モジュールを一実施例として示すものである。しかし、前記中空繊維膜モジュールは前記水分交換モジュールに限定されず、熱交換モジュール、気体分離モジュール又は水処理モジュールなどであることができる。

以下、図１〜図４を参照して前記中空繊維膜モジュールについて説明する。前記図１〜図４を参照すると、前記中空繊維膜モジュール１０は、ハウジング部１、中空繊維膜束４及びポッティング部２を含む。

前記ハウジング部１は前記中空繊維膜モジュール１０の外形を成す。前記ハウジング部１はハウジング本体１１とハウジングキャップ５を含むことができ、これらが結合された一体型であることができる。前記ハウジング本体１１と前記ハウジングキャップ５はポリカーボネートなどの硬質プラスチックや金属からなることができる。また、前記ハウジング本体１１と前記ハウジングキャップ５は、幅方向への断面形状が、図１及び図２に示したような角形、あるいは図３に示したような円形であることができる。前記角形は、方形、正方形、台形、平行四辺形、五角形、六角形などであることができ、前記角形は角部が丸くなった形態であることもできる。また、前記円形は楕円形であることもできる。

前記ハウジング本体１１の両端には、前記ハウジング本体１１の周縁部を拡張させた外周部１２をさらに含むことができる。この場合、前記外周部１２の開放した両端はポッティング部２で埋め込まれ、前記ポッティング部２は前記外周部１２で取り囲まれる。前記外周部１２にはそれぞれ第２流体が供給される第２流体流入口１２１と第２流体が排出される第２流体流出口１２２が形成されている。

前記ハウジング部１の内部には、水分を選択的に通過させる複数の中空繊維膜４１からなった中空繊維膜束４が内蔵される。ここで、前記中空繊維膜４１の素材は公知のものであるので、この明細書では詳細な説明を省略する。

前記ポッティング部２は前記中空繊維膜束４の両端部で前記中空繊維膜４１を結束するとともに前記中空繊維膜４１の間の空隙を埋める。前記ポッティング部２は前記ハウジング本体１１の両端部の内側面に密接して前記ハウジング本体１１を気密させることができる。前記ポッティング部２の素材は公知のものなので、この明細書では詳細な説明を省略する。

前記ポッティング部２は前記ハウジング本体１１の両端内部のそれぞれに形成されることにより、前記中空繊維膜束４はその両端部が前記ハウジング本体１１に固定される。これにより、前記ハウジング本体１１は両端が前記ポッティング部２で塞がり、その内部には前記第２流体が通過する流路が形成される。

一方、前記ハウジングキャップ５は前記ハウジング本体１１の両端にそれぞれ結合される。前記各ハウジングキャップ５には第１流体流入口５１及び第１流体流出口５１が形成されている。前記一側のハウジングキャップ５の流体流入口５１に流入した第１流体は中空繊維膜４１の内部管路を通過し、他側のハウジングキャップ５の流体流出口５２を通じて流出する。

図４を参照すると、前記ポッティング部２は前記外周部１２の端部１２ａのおよそ中間部分で前記ハウジング本体１１の中心に向かって斜めに形成されることができ、前記中空繊維膜４１は前記ポッティング部２を貫通し、前記ポッティング部２の端部で管路が露出される。前記ポッティング部２で遮られていない前記外周部１２の端部１２ａにはシール部材Ｓが突き当てられ、前記ハウジングキャップ５がこれを押圧しながら前記ハウジング本体１１に結合されることができる。

前記中空繊維膜モジュール１０は、複数の中空繊維膜束４及び前記複数の中空繊維膜束を区画する隔壁９を含むことができる。前記隔壁９には流体流通口８が形成され、前記第２流体が前記流体流通口８を通じて前記隔壁９を通過し、前記中空繊維膜束４の外部に流れるようにする。

また、前記隔壁９は複数であることができ、前記複数の隔壁９は前記複数の中空繊維膜束４のそれぞれを取り囲むように配置されて前記中空繊維膜束４を区画することができる。

前記第１流体は前記一側のハウジングキャップ５の第１流体流入口５１を通じて前記ハウジング部１内に供給されて前記中空繊維膜４１の内部に流入し、前記他側のハウジングキャップ５の第１流体流出口５２を通じて前記中空繊維膜モジュール１０の外部に排出される。ただ、前記第１流体は前記第１流体流出口５２に流入して前記第１流体流入口５１から排出される方向に流れることも可能である。一方、前記第２流体は前記ハウジング本体１１の第２流体流入口１２１を通じて前記ハウジング本体１１の一側外周部１２に供給された後、前記隔壁９の一側流体流通口８を通じて前記隔壁９を通過し、前記中空繊維膜４１の外部に流れ、前記隔壁９の他側流体流通口８を通じて前記ハウジング本体１１の他側外周部１２に排出された後、前記ハウジング本体１１の第２流体流出口１２２を通じて前記ハウジング部１の外部に排出される。ただ、前記第２流体は前記第２流体流出口１２２に流入して前記第２流体流入口１２１から排出される方向に流れることも可能である。すなわち、前記第１流体と第２流体は互いに反対方向に流れることも、同一方向に流れることもできる。前記第１流体と前記第２流体はそれぞれ中空繊維膜４１の内部と外部に流れながら前記中空繊維膜４１を介して水分などの物質又は熱などを交換することになる。

前記第１流体は低湿の流体、前記第２流体は高湿の流体であることができる。また、前記第２流体が低湿の流体、前記第１流体が高湿の流体であることもできる。

一方、前記中空繊維膜束４は、前記中空繊維膜４１の間に両端が塞がっており、側面に多数の気孔を含む多孔性チューブ４２をさらに含む。前記多孔性チューブ４２は、前記多孔性チューブ４２の長手方向が前記中空繊維膜４１の長手方向と一致するように配置される。

前記中空繊維膜束４はただ一つの多孔性チューブ４２のみを含むことも、複数の多孔性チューブ４２を含むこともできる。また、前記中空繊維膜モジュール１０が多数の中空繊維膜束４を含む場合にも、それぞれの中空繊維膜束４は一つの多孔性チューブ４２のみを含むことも、複数の多孔性チューブ４２を含むこともできる。この際、前記多孔性チューブ４２は前記中空繊維膜４１の間に互いにランダムな位置に配置されることも、互いに一定間隔で配置されることもできる。

前記多孔性チューブ４２は側面に多数の気孔を含むことにより、前記第２流体が前記多孔性チューブ４２の内部に流れて前記第２流体の流れを均一に誘導して前記中空繊維膜モジュール１０の作動効率を極大化することができる。すなわち、前記多孔性チューブ４２は、前記第２流体が浸透しにくい領域を除去することにより、前記中空繊維膜４１が高集積化した場合にも前記中空繊維膜モジュール１０の性能を極大化することができる。

図５〜図７は互いに異なる実施例による前記多孔性チューブ４２を概略的に示す斜視図である。以下、図５〜図７を参照して前記多孔性チューブ４２の形状について詳細に説明する。

図５〜図７を参照すると、前記多孔性チューブ４２はその両端４２２が塞がっている。これは前記ハウジングキャップ５の第１流体流入口５１を通じて前記ハウジング部１内に供給された前記第１流体が前記多孔性チューブ４２の内部に流入することができないようにするためである。前記多孔性チューブ４２の両端４２２は自体の製造時に塞がることができ、あるいは前記中空繊維膜モジュール１０の製造過程で前記ポッティング部２によって塞がることもできる。

前記多孔性チューブ４２の内部は中空であり、その側面は多数の気孔４２３を含むことにより、前記第２流体が前記気孔４２３を通じて前記多孔性チューブ４２の内部に流入して前記多孔性チューブ４２の内部に流れるようにする。したがって、前記多孔性チューブ４２は前記第２流体の流れを均一に誘導し、前記中空繊維膜４１が高集積化した場合であっても前記第２流体が浸透しにくい領域を除去する役目をすることができる。

前記多孔性チューブ４２は、幅方向断面形状が、図５のような円形、又は図６のような角形であることができる。前記円形は楕円形であることができ、前記角形は方形、正方形、台形、平行四辺形、五角形、六角形などであることができる。前記角形は角部が丸くなった形態であることもできる。

前記多孔性チューブ４２の気孔４２３は従来一般的に使用するパンチングなどの方法で形成するか、図７のように前記多孔性チューブ４２そのものをメッシュ（ｍｅｓｈ）などの多孔性素材で形成することができる。

前記多孔性チューブ４２の気孔４２３の直径は１〜１０ｍｍ、好ましく２〜８ｍｍ、より好ましく３〜５ｍｍであることができる。前記気孔４２３の直径が１ｍｍ未満の場合は前記多孔性チューブ４２の気孔を通じての流体流通量が少なくなることでき、１０ｍｍを超える場合は流体流通量が余りにも大きくなって流入流体の集中化の問題が生じる。

前記多孔性チューブ４２において、前記多数の気孔４２３の総面積は前記多孔性チューブ４２の側面の総面積の１０〜５０面積％、好ましく２０〜４０面積％、より好ましくは２５〜３５面積％であることができる。前記面積％は前記多数の気孔４２３の総面積を前記多孔性チューブ４２の側面の面積で割ってから１００を掛けた値である。

前記多孔性チューブ４２において、前記多数の気孔４２３の総面積が前記多孔性チューブ４２の側面の総面積に対して１０面積％未満の場合は前記多孔性チューブ４２の気孔を通じての流体流通量が少なくなり、５０面積％を超える場合は前記多孔性チューブ４２の製造が難しくなる。

前記多孔性チューブ４２の直径は前記中空繊維膜４１直径に対して２〜２０倍、好ましく３〜１５倍、より好ましく５〜１０倍であることができる。具体的に例示すると、前記多孔性チューブ４２の直径は１０〜５０ｍｍであることができる。前記多孔性チューブ４２の直径が前記中空繊維膜４１の直径に対して２倍未満の場合は前記多孔性チューブ４２を含む効果を得るために余りにも多い前記多孔性チューブ４２を装着しなければならなく、２０倍を超える場合は前記多孔性チューブ４２によって前記中空繊維膜４１の装着空間が狭小になる。

前記多孔性チューブ４２は前記中空繊維膜４１の２００〜２０００本当たり１本、好ましく５００〜１５００本当たり１本、より好ましく８００〜１３００本当たり１本を含むことができる。前記多孔性チューブ４２の数が前記中空繊維膜４１の２００本当たり１本未満の場合は前記中空繊維膜４１の装着数量が余りにも少なくなり、２０００本当たり１本を超える場合は前記多孔性チューブ４２の効果を得ることができない。

［実施例：水分交換モジュールの製造］

（実施例１）
ポリスルホン中空繊維膜（外径９００μｍ、内径８００μｍ）１４，０００本と気孔がパンチングされた多孔性チューブ（直径１０ｍｍ、気孔直径３ｍｍ、側面の総面積に対する気孔総面積の割合３０面積％）１０本を一束にして角形ハウジング（横２５０ｍｍ、縦２５０ｍｍ、高さ５００ｍｍ）の内部に配置した。

前記ハウジングの両端にポッティング部形成用キャップを被せ、前記中空繊維膜束内の空間及び前記中空繊維膜束と前記ハウジングの間の空間にポッティング用組成物を注入した後、硬化させてシール（ｓｅａｌ）した。前記ポッティング部形成用キャップを除去した後、前記硬化した中空繊維膜ポッティング用組成物の端部を切断し、前記中空繊維膜束の端部が前記ポッティング部の切断部で露出されるようにしてポッティング部を形成した後、前記ハウジングの両端部にハウジングキャップを被せることで水分交換モジュールを製造した。

（実施例２）
ポリスルホン中空繊維膜（外径９００μｍ、内径８００μｍ）１４，０００本と気孔がパンチングされた多孔性チューブ（直径１０ｍｍ、気孔直径３ｍｍ、側面の総面積に対する気孔総面積の割合４０面積％）１０本を一束にして角形ハウジング（横２５０ｍｍ、縦２５０ｍｍ、高さ５００ｍｍ）の内部に配置した。

（実施例３）
ポリスルホン中空繊維膜（外径９００μｍ、内径８００μｍ）１４，０００本とメッシュ形の多孔性チューブ（直径１５ｍｍ、気孔直径２ｍｍ、側面の総面積に対する気孔総面積の割合３０面積％）１０本を一束にして角形ハウジング（横２５０ｍｍ、縦２５０ｍｍ、高さ５００ｍｍ）の内部に配置した。

前記ハウジングの両端にポッティング部形成用キャップを被せ、前記中空繊維膜束内の空間及び前記中空繊維膜束と前記ハウジングの間の空間にポッティング用組成物を注入した後、硬化させてシール（ｓｅａｌ）した。前記ポッティング部形成用キャップを除去した後、前記硬化した中空繊維膜ポッティング用組成物の端部を切断し、前記中空繊維膜束の端部が前記ポッティング部切断部で露出されるようにしてポッティング部を形成した後、前記ハウジングの両端部にハウジングキャップを被せることで水分交換モジュールを製造した。

（比較例）
ポリスルホン中空繊維膜（外径９００μｍ、内径８００μｍ）１４，０００本を一束にして角形ハウジング（横２５０ｍｍ、縦２５０ｍｍ、高さ５００ｍｍ）の内部に配置した。

［実験例：製造されたポッティング部の性能測定］

前記実施例及び比較例で製造した水分交換モジュールの中空繊維膜の内部と外部にそれぞれ５０ｇ／ｓｅｃの乾燥空気を流入し、中空繊維膜の外部は温度７０℃、湿度９０％に固定し、中空繊維膜の内部は温度４０℃、湿度１０％に固定し、気体−気体加湿を実施した。

加湿性能は、前記中空繊維膜の内部を流れる空気が加湿されて出る地点の温度と湿度を測定して露点（ＤｅｗＰｏｉｎｔ）に換算して測定し、その結果を下記の表１に示した。

前記表１を参照すると、前記実施例で製造された水分交換モジュールは比較例で製造された水分交換モジュールに比べて加湿性能がもっと優れていることが分かる。

以上で本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の多くの変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

１ハウジング部
２ポッティング部
４中空繊維膜束
５ハウジングキャップ
８流体流通口
９隔壁
１０中空繊維膜モジュール
１１ハウジング本体
１２外周部
４１中空繊維膜
４２多孔性チューブ
５１第１流体流入口
５２第２流体流出口
１２１第２流体流入口
１２２第２流体流出口
４２３気孔

Claims

第１流体流入口と第１流体流出口及び第２流体流入口と第２流体流出口を含むハウジング部、及び
多数の中空繊維膜を含み、前記第１流体が前記中空繊維膜の内部に流れ、前記第２流体が前記中空繊維膜の外部に流れるように前記ハウジングの内部に配置された中空繊維膜束を含み、
前記中空繊維膜束は、両端が塞がっており、側面に多数の気孔を含む多孔性チューブをさらに含む、中空繊維膜モジュール。
前記多孔性チューブは、前記多孔性チューブの長手方向が前記中空繊維膜束の長手方向と一致するように配置される、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記多孔性チューブは、側面がメッシュ（ｍｅｓｈ）形である、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記多孔性チューブの直径は、前記中空繊維膜の直径に対して２〜２０倍である、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記多孔性チューブの前記気孔の直径は１〜１０ｍｍである、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記多孔性チューブの前記多数の気孔の総面積は前記多孔性チューブの側面の総面積に対して１０〜５０面積％である、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記多孔性チューブは多数含まれ、
前記多孔性チューブは前記中空繊維膜２００〜２０００本当たり１本含まれる、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記中空繊維膜モジュールは、複数の中空繊維膜束、及び前記複数の中空繊維膜束を区画する隔壁を含む、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記隔壁は複数含まれ、
前記複数の隔壁は前記複数の中空繊維膜束のそれぞれを取り囲むように配置される、請求項８に記載の中空繊維膜モジュール。
前記隔壁には流体流通口が形成される、請求項８又は９に記載の中空繊維膜モジュール。
前記ハウジング部は、横断面の形状が円形又は角形である、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記ハウジング部は、
両端が開放され、外表面に第１流体流入口と第１流体流出口を含むハウジング本体、及び
前記ハウジング本体の両端にそれぞれ結合され、第２流体流入口と第２流体流出口を含むハウジングキャップを含む、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記中空繊維膜モジュールは、前記中空繊維膜の両端部を前記ハウジング部に固定させ、前記ハウジング部の両端部と気密に接触するポッティング部をさらに含む、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
前記中空繊維膜モジュールは、水分交換モジュール、熱交換モジュール、気体分離モジュール及び水処理モジュールからなる群から選択されるいずれか一つである、請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。