JP2017515670A - 統合された透過物流動制御器を有するスパイラル巻きモジュール - Google Patents

Abstract

透過物収集管（８）の周りに巻き付けられた少なくとも１つの膜エンベロープ（４）を備える、スパイラル巻き膜モジュール（２）であって、モジュール（２）が、透過物収集管（８）内に位置付けられるか、またはそれに固定された、透過物流動の関数として変動する流動抵抗を提供する流動制御器（５４）を特徴とする、スパイラル巻き膜モジュール（２）。【選択図】図３ａ、３ｂ、３ｃ

Description

本発明は、液体分離における使用のために好適なスパイラル巻きモジュールを対象とする。

スパイラル巻き膜アセンブリは、多種多様な流体分離において使用される。従来の住居用の一実施形態において、単一スパイラル巻き逆浸透（ＲＯ）膜モジュール（「要素」）は、供給（水）入口と、濃縮物（除去）出口と、透過物出口とを含む圧力容器内に収容される。操作中、加圧された供給流体は、供給物入口を介して容器内に導入され、モジュールを通過し、少なくとも２つの流れ、つまり濃縮物流及び透過物流で容器を出る。スパイラル巻き膜アセンブリは、典型的には、特定の範囲内の流束及び回収率（どちらも、理想的には、操作条件に基づいて最大透過物流動に制限される）で動作するように設計される。より大きなＲＯシステムにおいて、加えられる圧力及び除去流動が、通常、最適化された動作を得るために別個に制御され、定期的な洗浄及び維持管理が、システムの長寿命に更に寄与する。対照的に、住居用ＲＯシステムは、幅広い範囲の供給圧力及び質の操作条件に遭遇し、最小のシステム維持がエンドユーザによって実行される。更に、可変供給条件（特に圧力及び浸透強度）ならびにエンドユーザによる高流動に対する一般的な要望の両方に応えるために、システムは、高度かつ持続不可能な初期流束（「過剰流束」）で動作するように構成され得る。これは転じて、早期の膜汚染及び薄片化につながる。これらの問題は、高回収率で操作されるときに悪化し得る。

透過物流動に対して制限を提供することによって、容器内のＲＯモジュールからの流動分布を修正するために、様々な技術が説明されている。例えば、ＵＳ４，０４６，６８５は、容器の両端部から分別された流れを得ることを可能にするための、容器の透過物経路内の流動制限器を提供する。ＵＳ２００７／０２７２６２８は、容器にわたる操作条件における差異をより良好に管理するために、異なる標準比流束値を有する要素の組み合わせを利用し、実施形態は、透過物収集管内の流動制限器を利用して、異なる種類の要素から液体を分離する。ＷＯ２０１２／０８６４７８は、上流要素の透過物収集管内に固定された抵抗パイプを利用して、透過物流動を低減する。ＵＳ７，４１０，５８１は、相互接続されたモジュールの透過物収集管に沿った代替的な場所に移動され得る流動制限器の使用を説明する。

本発明は、逆浸透（ＲＯ）システム及びナノ濾過（ＮＦ）システムにおける使用のために好適なスパイラル巻きモジュール及び対応するアセンブリを含み、例えば、１００ｋＰａ〜５００ｋＰａの供給圧力などの幅広い範囲の操作条件にわたってより均一な流動を提供するように特に適合される。好ましい一実施形態において、本発明は、透過物収集管の周りに巻き付けられた少なくとも１つの膜エンベロープを含み、流動制御器は、透過物収集管内に位置付けられるか、またはそれに固定され、透過物流動の関数として変動する流動抵抗を提供する。多くの異なる実施形態が、説明される。

図面は縮尺通りではなく、説明を促進するために理想化された図を含む。可能な場合、同一または類似の特徴を指示するために、同様の数字が図面及び明細書を通して使用されている。

スパイラル巻きモジュールの透視部分断面図である。 主題のアセンブリの一実施形態の部分横断面図である。 ３つの異なる透過物収集管内に置かれた流動制御器を図示する。 ３つの異なる透過物収集管内に置かれた流動制御器を図示する。 ３つの異なる透過物収集管内に置かれた流動制御器を図示する。 流動制御器にわたる流動（ｌ／時）対圧力差（ｋＰａ）のプロットである。

逆浸透（ＲＯ）及びナノ濾過（ＮＦ）は、半透膜の片側の供給溶液に圧力が加えられる、膜に基づく分離プロセスである。加えられる圧力は、「溶媒」（例えば、水）を膜に通過させる（すなわち「透過物」を形成する）一方で、「溶質」（例えば、塩）は膜を通過することができず、残った供給物内で濃縮される（すなわち「濃縮物」溶液を形成する）。それらの溶解度限度を超えて濃縮されると、保持された塩（例えば、ＣａＣＯ_３）は、膜上に薄片を形成し始める。そのような薄片は、高回収率の住居用ＲＯシステムの長期的な操作に特に問題となる。

本発明は、逆浸透（ＲＯ）システム及びナノ濾過（ＮＦ）システムにおける使用のために好適なスパイラル巻きモジュールを含む。そのようなモジュールは、１つ以上のＲＯまたはＮＦ膜エンベロープと、透過物収集管の周りに巻き付けられた供給スペーサーシートとを含む。エンベロープを形成するために使用されるＲＯ膜は、実質的に全ての溶解した塩に対して比較的不透過性であり、典型的には、塩化ナトリウムなどの一価イオンを有する塩のうちの約９５％超を除去する。ＲＯ膜はまた、典型的には、無機分子及び約１００ダルトンよりも大きい分子量を有する有機分子のうちの約９５％超を除去する。ＮＦ膜は、ＲＯ膜よりも透過性であり、典型的には、一価イオンを有する塩のうちの約９５％未満を除去する一方で、二価イオンの種によっては、二価イオンを有する塩のうちの約５０％超（及びしばしば９０％超）を除去する。ＮＦ膜はまた、典型的には、ナノメートル範囲の粒子及び約２００〜５００ダルトンよりも大きい分子量を有する有機分子を除去する。本説明の目的では、「過剰濾過」という用語は、ＲＯ及びＮＦの両方を網羅する。

代表的なスパイラル巻き膜モジュールが、図１の２に一般的に示される。モジュール（２）は、１つ以上の膜エンベロープ（４）及び任意で供給スペーサーシート（「供給スペーサー」）（複数可）（６）を透過物収集管（８）の周りに同心円状に巻き付けることによって形成される。透過物収集管（８）は、対向する第１の端部（１３’）と第２の端部（１３）との間に延びる長さを有し、その長さの一部分に沿って複数の開口部（２４）を含む。各膜エンベロープ（４）は、好ましくは２つの略矩形の区分の膜シート（１０、１０’）を含む。膜シート（１０、１０’）の各区分は、膜または表側（３４）と、支持体または裏側（３６）とを有する。膜エンベロープ（４）は、膜シート（１０、１０’）上を覆い、それらの縁を整列させることによって形成される。好ましい一実施形態において、膜シートの区分（１０、１０’）は、透過物スペーサーシート（１２）を取り囲む。このサンドイッチ型構造は、例えば、封止材（１４）によって、３つの縁（１６、１８、２０）に沿ってともに固定されて、エンベロープ（４）を形成する一方で、第４の縁、すなわち「近位縁」（２２）は、エンベロープ（４）の内側部分（及び任意で透過物スペーサー（１２））が透過物収集管（８）の長さの一部分に沿って延びる開口部（２４）と流体連結するように、透過物収集管（８）に当接する。モジュール（２）は、単一のエンベロープ、またはそれぞれが供給スペーサーシート（６）によって分離された複数の膜エンベロープ（４）を含んでもよい。図示される実施形態において、膜エンベロープ（４）は、隣接して置かれた膜葉束の裏側（３６）表面を接合することによって形成される。膜葉束は、２つの膜「葉」を画定するための、それ自体の上に折り畳まれた略矩形の膜シート（１０）を含み、各葉の表側（３４）は互いに向かい合い、折り畳みは膜エンベロープ（４）の近位縁（２２）に軸方向に、すなわち透過物収集管（８）に平行に整列される。供給スペーサーシート（６）は、折り畳まれた膜シート（１０）の向かい合う表側（３４）の間に位置付けられて示される。供給スペーサーシート（６）は、モジュール（２）を通る供給流体の流動を促進する。示されないものの、更なる中間層もまた、アセンブリ内に含まれてもよい。膜葉束の代表的な例及びそれらの製作は、Ｈａｙｎｅｓ等に対するＵＳ７，８７５，１７７において更に説明される。

モジュール製作中、透過物スペーサーシート（１２）は、膜葉束をそれらの間に差し挟んで、透過物収集管（８）の外周の周りに取り付けられてもよい。隣接して置かれた膜葉（１０、１０’）の裏側（３６）は、それらの周辺部分（１６、１８、２０）の周りで封止されて、透過物スペーサーシート（１２）を封入し、膜エンベロープ（４）を形成する。透過物スペーサーシートを透過物収集管に取り付けるための好適な技術は、Ｓｏｌｉｅに対するＵＳ５，５３８，６４２に説明される。膜エンベロープ（複数可）（４）及び供給スペーサー（複数可）（６）は、透過物収集管（８）の周りに同心円状に巻き付けられるか、または「回転」させられて、２つの対向するスクロール面（入口スクロール面（３０）及び出口スクロール面（３２））を形成する。得られたスパイラルの束は、テープまたは他の手段によって定位置に保持される。その後、モジュールのスクロール面（３０、３２）は整えられ、Ｌａｒｓｏｎ等に対するＵＳ７，９５１，２９５に説明されるように、スクロール面（３０、３２）と透過物収集管（８）との間の接合部に任意で封止材が適用されてもよい。テープなどの不透過層は、ＭｃＣｏｌｌａｍに対するＵＳ８，１４２，５８８に説明されるように、巻きモジュールの外周の周りに巻き付けられてもよい。代替的な実施形態において、多孔性テープまたはガラス繊維コーティングがモジュールの周辺に適用されてもよい。

操作中、加圧された供給液体（水）は、入口スクロール面（３０）でモジュール（２）に進入し、モジュールを通して一般的に軸方向に流動し、出口スクロール面（３２）で濃縮物として出る（矢印（２６）による）。透過物は、膜（１０、１０’）を通して膜エンベロープ（４）内へと延びる、矢印（２８）によって一般的に示される透過物流路に沿って流動し、膜エンベロープ（４）において、それは、透過物収集管（８）を通して開口部（２４）内へと流動し、出口スクロール面（３２）の管（８）の第２の端部（１３）を出る。透過物収集管（８）の第１の端部（１３’）は、その中を通して流体が流動するのを防止するために、好ましくは封止される。

スパイラル巻きモジュールの様々な構成要素を構築するための材料は、当該技術分野において周知である。膜エンベロープを封止するための好適な封止材としては、ウレタン、エポキシ、シリコーン、アクリレート、ホットメルト接着剤、及び紫外線硬化性接着剤が挙げられる。より一般的ではないものの、熱、圧力、超音波溶接、及びテープの適用などの他の封止手段もまた、使用されてもよい。透過物収集管は、典型的には、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、塩化ポリビニル、ポリスルホン、ポリ（酸化フェニレン）、ポリスチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンなどのプラスチック材料から作製される。トリコットポリエステル材料が、透過物スペーサーとして一般的に使用される。いくつかのモジュールにおいて、透過物収集管は複数の区分を備え、それらは、接着剤またはスピン溶接などによって、ともに接合され得る。更なる透過物スペーサーが、ＵＳ８，３８８，８４８において説明される。

膜シートは特に限定されず、例えば、セルロースアセテート材料、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリスルホンアミド、フッ化ポリビニリデンなどの多種多様な材料が使用され得る。好ましい膜は、１）不織裏打ちウェブ（例えば、Ａｗａ Ｐａｐｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なポリエステル繊維布などの不織布）の裏打ち層（裏側）と、２）約２５〜１２５μｍの典型的な厚さを有する多孔性支持体を含む中間層と、３）典型的には１ミクロン未満（例えば、０．０１ミクロン〜１ミクロンであるが、より一般的には約０．０１〜０．１μｍ）の厚さを有する薄フィルムポリアミド層を含む上部識別層（表側）とを備える３層複合層である。裏打ち層は特に限定されないが、好ましくは不織布または配向され得る繊維を含む繊維状ウェブマットを含む。代替的には、帆布などの不織布が使用されてもよい。代表的な例は、ＵＳ４，２１４，９９４、ＵＳ４，７９５，５５９、ＵＳ５，４３５，９５７、ＵＳ５，９１９，０２６、ＵＳ６，１５６，６８０、ＵＳ２００８／０２９５９５１、及びＵＳ７，０４８，８５５に説明される。多孔性支持体は、典型的には、透過物の本質的に非制限的な通過を許容するために十分な大きさであるが、その上に形成される薄フィルムポリアミド層のブリッジングに干渉するほどは大きくない孔径を有する、ポリマー材料である。例えば、支持体の孔径は、好ましくは０．００１〜０．５μｍの範囲である。多孔性支持体の非限定的な例としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアクリロニトリル、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びフッ化ポリビニリデンなどの様々なハロゲン化ポリマーから作製されるものが挙げられる。識別層は、好ましくは微多孔性ポリマー層の表面上での、多官能性アミンモノマーと多官能性ハロゲン化アシルモノマーとの間の界面重縮合反応によって形成される。

逆浸透のための原型的な膜は、ｍ−フェニレンジアミンとトリメソイルクロリドとの反応によって作製される、ＦｉｌｍＴｅｃ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＦＴ−３０（商標）型膜である。この界面重縮合反応及び他の界面重縮合反応が、いくつかの情報源（例えば、ＵＳ４，２７７，３４４及びＵＳ６，８７８，２７８）に説明される。ポリアミド膜層は、多孔性支持体の少なくとも１つの表面上で多官能性アミンモノマーを多官能性ハロゲン化アシルモノマーと界面重合することによって調製され得る（各用語は、単一種または複数種の使用の両方を指すことが意図される）。本明細書で使用される場合、「ポリアミド」という用語は、アミド連鎖（−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−）が分子鎖に沿って生じるポリマーを指す。多官能性アミンモノマー及び多官能性ハロゲン化アシルモノマーは、最も一般的には溶液からのコーティングステップによって多孔性支持体に適用され、多官能性アミンモノマーは典型的には水性系または極性溶液からコーティングされ、多官能性ハロゲン化アシルモノマーは有機系または非極性溶液からコーティングされる。

操作中、主題のスパイラル巻きモジュールは、好ましくは圧力容器内に収容され、供給液体入口と、濃縮物出口と、透過物出口とを含むスパイラル巻きアセンブリを画定する。本発明において使用される圧力容器は特に限定されないが、好ましくは操作条件に関連付けられる圧力に耐えることのできる堅固な構造を含む。容器構造は、好ましくは、その中に収容されるスパイラル巻きモジュールの外周のそれに対応する内周を有する、チャンバを含む。圧力容器の配向は特に限定されず、例えば、水平配向及び垂直配向の両方が使用され得る。利用可能な圧力容器、モジュール配置、及び積載の例は、ＵＳ６，０７４，５９５、ＵＳ６，１６５，３０３、ＵＳ６，２９９，７７２、及びＵＳ２００８／０３０８５０４に説明される。大きなシステムのための圧力容器の製造業者としては、Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ ＭＮのＰｅｎｔａｉｒ、Ｖｉｓｔａ ＣＡのＢｅｋａｅｒｔ、Ｂｅｅｒ Ｓｈｅｖａ，ＩｓｒａｅｌのＢｅｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅが挙げられる。より小さなシステムには、単一の取り外し可能端部キャップを有する成形プラスチック容器が一般的に使用される。

本発明は、住居用用途のために設計されたモジュール及びスパイラル巻きアセンブリに特に好適であり、例えば、それらは、２ｍ^２未満及びより好ましくは１ｍ^２未満の膜面積を有する。そのようなモジュールの好ましい長さは、０．５ｍ未満である。代表的な過剰濾過モジュールとしては、名目直径１．８インチ（４．６ｃｍ）及び名目長さ１２インチ（３０ｃｍ）である、ＦｉｌｍＴｅｃの１８１２構成（例えば、ＴＷ３０−１８１２）が挙げられる。図２に示す好ましい一実施形態において、単一のモジュール（２）が圧力容器（４０）内に置かれ、アセンブリは単一の供給物入口と、濃縮物出口と、透過物出口とを含む。この実施形態は、ユーザが調整可能な速度制御を有しない（例えば、２５℃で少なくとも４００ｋＰａの水圧をモジュールに提供する）供給ポンプに接続されるときに特に有利である。

図２を参照すると、取り外し可能端部キャップ（４１）と、供給物入口（４２）と、濃縮物出口（４４）と、透過物出口（４６）とを有する圧力容器（４０）を含む、主題のスパイラル巻きアセンブリの代表的な実施形態が、３８に一般的に示される。供給物入口（４２）は、供給液体の加圧源に接続するように適合される。濃縮物出口（４４）は、再使用または廃棄のための経路に接続するように適合される。透過物出口（４６）は、貯蔵、使用、または更なる処理のための経路に接続するように適合される。図示される実施形態において、周辺ブラインシール（９）を有する１つのスパイラル巻きモジュール（２）が、容器（４０）の内側表面に対してフィットする。組み立て中、透過物収集管（８）は、透過物出口（４６）に接続される。透過物出口（４６）とのシールとして完全にするために、管（８）の周りにＯリング（１１）が任意で配設される。流動制御器（５４）は、第２の端部（１３）近くの透過物収集管（８）内に置かれる（例えば、固定される）。代替的な一実施形態において、透過物がモジュール（８）を出るときに流動制御器を通過しなくてはならないように、流動制御器（５４）は、透過物収集管（８）の端部（１３）に固定されてもよい。

図３ａ、３ｂ、及び３ｃは、管（８）の長さに沿った異なる位置に置かれた流動制御器（５４）を有する透過物収集管（８）構成の実施形態を図示する。透過物収集管（８）の対向する端部（１３、１３’）の長さは変動してもよく、モジュール（２）の一方または両方のスクロール面（３０、３２）を超えて延びても、または延びなくてもよい。図３ａに示すように、透過物収集管（８）はまた、結合延長部（３３）を備えてもよく、流動制御器（５４）は、結合延長部（３３）の端部内に位置付けられるか、またはそれに固定されてもよい。図示されない代替的な一実施形態において、透過物がモジュール（２）を出るために流動制御器を通過しなくてはならないように、流動制御器（５４）は、透過物収集管（８）の端部（１３）に固定されてもよい。本発明の目的では、結合延長部（３３）は、透過物収集管（８）の部分であると考えられる。

これらの実施形態に図示されるように、透過物収集管（８）は、対向する端部（１３、１３’）間に複数の開口部（２４）を有する。しかしながら、図示される実施形態において、管端部（１３）のうちの１つのみが開口部（２４）と流体連結することが可能である。つまり、透過物流動経路（２８）が膜エンベロープから、管（８）を通して、開口部（２４）内へと延び、管の第２の端部（１３）を介して出るように、管（８）の第１の端部（１３）は、好ましくは封止される。図３ａ及び３ｂは、これが当てはまり、流動制御器（５４）が開口部（２４）の下流に位置付けられる実施形態を図示する。流動制御器（５４）が第２の端部（１３）と全ての開口部（２４）との間に位置付けられるため、透過物収集管（８）に進入する全ての透過物は、流動制御器（５４）を通過する。他の実施形態において、図３ｃに図示するように、流動制御器（２４）は、個々の開口部（２４）の間に置かれてもよい。この実施形態において、流動制御器（５４）の下流の孔を通した流動が促進され、流動制御器（５４）の上流の流動は遅延される。好ましい下位実施形態において、透過物流路（２８）に沿って流動する透過物のうちの少なくとも９０％が、透過物収集管（８）の第２の端部（１３）を出る前に流動制御器（５４）を通過するように、流動制御器（５４）は、透過物収集管（８）内に位置付けられる。

流動制御器（５４）は、透過物流動の関数として変動する流動抵抗を提供し、すなわち、透過物流動が増加するにつれて、抵抗も増加する。「抵抗」（Ｒ）は、圧力低下（Δｐ）対流動（Ｆ）の割合、すなわち、Ｒ＝Δｐ／Ｆとして定義される。流動制御器（５４）にわたる圧力低下は、常に流動とともに単調に増加するが、抵抗値は一定ではなく、流動とともに変化し得る。流動制御器（５４）は、流動制御器（５４）にわたる流動（または圧力低下）が増加するにつれて、抵抗を増加させる。この様式において、流動制御器にわたる流動は、操作中、所望される圧力範囲にわたって比較的一定に維持され得る。換言すると、流動には１０％の変化しかなくても、圧力低下は、２倍、４倍、または１０倍にすら増加し得る。例えば、５ＧＰＭ流動制御器（例えば、Ｏ’Ｋｅｅｆｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｃｏ．から入手可能なモデル番号２３０５−１１４１−３／４）は、圧力低下が０．１〜１０ｍＰａの範囲であるとき、流動を流動評価の±１０％以内に維持する。透過物収集管（８）を通した透過物流動を遅延させることによって、可変操作条件に関わらず「過剰流束」が防止される。好ましい一実施形態において、流動制御器（５４）は、変形して、より高い透過物流量で流動により大きな抵抗を、または流動制御器にわたるより大きな圧力低下を引き起こし得る、コンプライアント部材を含む。流動制御器は、部分的に妨害されるか、または変形する（すなわち、透過物流動が増加すると狭くなり、透過物流動が減少すると開く）オリフィスを含み得る。別の好適な流動制御器としては、ｗｗｗ．ｍａｒｉｃ．ｃｏｍ．ａｕに説明されるウェハー型弁が挙げられる。流動制御器によって生成される圧力低下の程度は、アセンブリの特徴（例えば、モジュールの数、供給液体の質、供給物操作圧力など）に基づいて最適化され得る。好ましい一実施形態において、モジュールが４００ｋＰａの供給圧力及び２５℃の温度で、純水（例えば、ＲＯ処理水または脱イオン水）で操作されるとき、流動制御器は、透過物流束を４０ｌ／ｍ^２時未満の値に制御することを特徴とする。好ましくは、それは、４００ｋＰａ及び２５℃の温度の条件下で、２０〜５０ｌ／ｍ^２時、より好ましくは３０〜４０ｌ／ｍ^２時の間の値に制御される一方で、さもなければ、それは、この値よりも２０％超だけ高くあるだろう。他の実施形態において、モジュールが４００ｋＰａの供給圧力及び２５℃の温度で、純水で操作されるとき、流動制御器は、透過物流動を１日当たり２５０〜１５００リットルの値に制御することを特徴とする。更に他の実施形態において、モジュールが２００ｋＰａの供給水圧及び２５℃の温度で操作されるとき、流動制御器は基底流動値（１分当たりリットル）を提供することを特徴とし、わずか３５ｋＰａの供給水圧及び２５℃の温度で操作されるとき、流動制御器は基底流動値（１分当たりリットル）の少なくとも５０％に等しい流動値を提供する。より好ましくは、モジュールが３００ｋＰａの供給水圧及び２５℃の温度で操作されるとき、流動制御器は基底流動値（１分当たりリットル）を提供することを特徴とし、わずか３５ｋＰａの供給水圧及び２５℃の温度で操作されるとき、流動制御器は基底流動値（１分当たりリットル）の少なくとも５０％に等しい流動値を提供する。

流動制御器の効果をより良好に図示するために、図４は、伝統的オリフィスモデル（−−）及び２つの商業的流動制御器（○、▲）を使用する、オリフィスにわたる流動（ＧＰＤ）対圧力差（ｐｓｉ）のプロットを提供する。プロットに示されるように、流動制御器は、幅広い範囲の圧力差にわたって比較的均一な流動を提供する。

本発明の多くの実施形態が説明され、いくつかの場合、特定の実施形態、選択、範囲、構成物、または他の特徴は「好ましい」ものであることを特徴としている。「好ましい」特徴のそのような指示は、本発明の必須または決定的な態様であると決して解釈されるべきではない。表現される範囲は、終点を具体的に含む。前述の特許及び特許出願のそれぞれの全内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。

透過物流動に対して制限を提供することによって、容器内のＲＯモジュールからの流動分布を修正するために、様々な技術が説明されている。例えば、ＵＳ４，０４６，６８５は、容器の両端部から分別された流れを得ることを可能にするための、容器の透過物経路内の流動制限器を提供する。ＵＳ２００７／０２７２６２８は、容器にわたる操作条件における差異をより良好に管理するために、異なる標準比流束値を有する要素の組み合わせを利用し、実施形態は、透過物収集管内の流動制限器を利用して、異なる種類の要素から液体を分離する。ＷＯ２０１２／０８６４７８は、上流要素の透過物収集管内に固定された抵抗パイプを利用して、透過物流動を低減する。ＵＳ７，４１０，５８１は、相互接続されたモジュールの透過物収集管に沿った代替的な場所に移動され得る流動制限器の使用を説明する。更なる例が、ＪＰ２０００／１６７３５８、ＪＰ２００１／１３７６７２、ＵＳ２０１０／３２６９１０、及びＷＯ２０１４／１７６０６７において説明される。

本発明の多くの実施形態が説明され、いくつかの場合、特定の実施形態、選択、範囲、構成物、または他の特徴は「好ましい」ものであることを特徴としている。「好ましい」特徴のそのような指示は、本発明の必須または決定的な態様であると決して解釈されるべきではない。表現される範囲は、終点を具体的に含む。

Claims (8)

1. 透過物収集管（８）の周りに巻き付けられた少なくとも１つの膜エンベロープ（４）を備える、スパイラル巻き膜モジュール（２）であって、前記モジュール（２）が、前記透過物収集管（８）内に位置付けられるか、またはそれに固定された、透過物流動の関数として変動する流動抵抗を提供する流動制御器（５４）を特徴とする、スパイラル巻き膜モジュール（２）。
2. 前記流動制御器（５４）が、流量とともに流動抵抗を増加させるコンプライアント部材を備える、請求項１に記載のモジュール。
3. 前記流動制御器（５４）が、透過物流動の関数として減少する可変面積オリフィスを備える、請求項１に記載のモジュール。
4. 前記透過物収集管（８）が、第１の端部（１３’）から対向する第２の端部（１３）まで延びる長さを有し、前記端部（１３、１３’）間のその長さの一部分に沿って複数の開口部（２４）を備え、
   透過物流路（２８）が、前記膜エンベロープ（４）内から、前記開口部（２４）を通して、前記透過物収集管（８）内へと延び、透過物収集管（８）の前記第２の端部（１３）を出、
   前記透過物流路（２８）に沿って流動する透過物のうちの少なくとも９０％が前記透過物収集管（８）の前記第２の端部（１３）を出る前に前記流動制御器（５４）を通過するように、前記流動制御器（５４）が、前記透過物収集管（８）内に位置付けられるか、またはそれに固定される、請求項１に記載のモジュール。
5. 前記透過物流路（２８）に沿って流動する全ての透過物が前記透過物収集管（８）の前記第２の端部（１３）を出る前に前記流動制御器（５４）を通過するように、前記流動制御器（５４）が、前記開口部（２４）と前記第２の端部（１３）との間の前記管の長さに沿った位置で前記透過物収集管（８）内に位置付けられるか、またはそれに固定される、請求項４に記載のモジュール。
6. 前記モジュールが４００ｋＰａの供給圧力及び２５℃の温度で、純水で操作されるとき、前記流動制御器が、透過物流束を４０ｌ／ｍ^２時未満の値に制御することを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
7. 前記モジュールが４００ｋＰａ及び２５℃で、純水で操作されるとき、前記流動制御器が、１日当たり２５０〜１５００リットルの間の値の透過物流動を提供する、請求項１に記載のモジュール。
8. 前記モジュールが２００ｋＰａの供給水圧及び２５℃の温度で操作されるとき、前記流動制御器が基底流動値を提供し、３５ｋＰａの供給水圧及び２５℃の温度で操作されるとき、前記流動制御器が、前記基底流動値の少なくとも５０％に等しい流動値を提供する、請求項１に記載のモジュール。

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