JP3951245B2 - 水素を分離するための膜モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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- 水素を分離するための膜モジュールであり、前記膜モジュールは、多数の平面膜セルを有し、前記平面膜セルは、平坦な膜フレームよってそれぞれ包囲される二つの水素選択性平面膜と、透過ガスを排出するため前記膜間に配置される空気透過性スペーサー層と、改質ガスのための原料空間を包囲する原料フレームとをそれぞれが含み、すべての前記膜フレーム及び原料フレームは、同じ外形寸法を有し、平坦な側面を有するスタックを形成する膜モジュールであって、
各膜セル(2)の前記二つの膜フレーム(16)は、互い方向に向かう隆起端部(22)を有し、それによってそれらは、前記スタックの一つの側面方向の少なくとも一つの開口(24)を除いて互いに接触すること、
前記原料フレーム(18)は、前記スタックの側面方向の開口(32、34)を除いて、それが、二つの隣接する膜セル(2)の前記膜フレーム(16)の端部に対して密接に接するように設計されること、及び
すべての前記膜フレーム(16)及び原料フレーム(18)の外側は、気密構造に、互いに溶接又はろう付けされるが前記開口(24、32、34)は明確に残されることを特徴とする水素を分離するための膜モジュール。 - 前記膜フレーム(16)は、前記原料フレーム(18)の一つの前記開口(32)方向に向けられるウェブ(28)を含むことを特徴とする請求項1に記載の膜モジュール。
- 前記ウェブ(28)は、前記原料フレーム(18)の前記開口(32)から放射分布で、膜の端部の方向に伸びることを特徴とする請求項2に記載の膜モジュール。
- 前記膜フレーム(16)は、平坦な材料からなり、そこに前記隆起端部(22)、ならびに前記少なくとも一つの開口(24)及び/又は前記ウェブ(28)がスタンピングされることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 前記膜フレーム(16)は、スタンピングされた金属シートからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 各膜セル(2)の前記二つの膜フレーム(16)は、その隆起端部(22)で、互いに溶接されることを特徴とする請求項5に記載の膜モジュール。
- 前記原料フレーム(18)は、前記膜フレーム(16)の前記隆起端部(22)の幅より狭い幅の連続環状細片であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 前記原料フレーム(18)の前記開口(32、34)は、前記細片中の凹所であることを特徴とする請求項7に記載の膜モジュール。
- 前記原料フレーム(18)は、金属からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 前記膜フレーム(16)及び前記原料フレーム(18)は、互いに溶接されることを特徴とする請求項6及び9に記載の膜モジュール。
- 通路が、前記スタックの側面に溶接され、いずれの場合にも、対応する前記膜フレーム(16)の開口(24)及び/又は前記原料フレーム(18)の開口(32、34)を、互いにかつ外側に連結することを特徴とする請求項10に記載の膜モジュール。
- 膜セル(2)は、前記スタックの最上部及び最下部の原料空間(8)に、いずれの場合にも次の順序:膜(4)を取付けた膜フレーム(16)、スペーサー層(6)、端板(14)で配置されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 前記膜フレーム(16)、前記原料フレーム(18)、及び/又は前記端板(14)の外形寸法は、角を丸めた長方形で形成されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の膜モジュール。
- 水素を分離するための膜モジュールの製造方法であり、
多数の平面膜セルは、互いの頂部に積重ねられ、互いに接続され、各膜セルは、平坦な膜フレームよってそれぞれ包囲される二つの水素選択性平面膜と、透過ガスを排出するため前記膜間に配置される空気透過性スペーサー層と、改質ガスのための原料空間を包囲する原料フレームとからそれぞれが構成され、すべての前記膜フレーム及び前記原料フレームは、同じ外形寸法を有し、平坦な側面を有するスタックを形成するように組立てられている膜モジュールの製造方法であって、
各膜セル(2)の前記二つの膜フレーム(16)は、互い方向に向かう隆起端部(22)を有して設計され、前記端部によって互いの頂部に配置され、前記隆起端部(22)は、前記スタックの側面方向の少なくとも一つの開口(24)が明確に残されるように設計されること、
前記原料フレーム(18)は、前記スタックの側面方向の開口(32、34)を除いて、それが二つの隣接する膜セル(2)の前記膜フレーム(16)の前記端部(22)に密接に適合するように設計されること、及び
すべての前記膜フレーム(16)及び原料フレーム(18)の外側は、気密構造に、互いに溶接又はろう付けされるが前記開口(24、32、34)は明確に残されることを特徴とする膜モジュールの製造方法。 - 前記膜フレーム(16)に、前記原料フレーム(18)の一つの前記開口(32)の方向に向けられるウェブ(28)が提供されることを特徴とする請求項14に記載の膜モジュールの製造方法。
- 前記ウェブ(28)は、前記原料フレーム(18)の前記開口(32)から放射分布で、膜の端部の方向に伸びるように設計されることを特徴とする請求項15に記載の膜モジュールの製造方法。
- 前記膜フレーム(16)は、平坦な材料から製造され、そこに前記隆起端部(22)、ならびに前記少なくとも一つの開口(24)及び/又は前記ウェブ(28)がスタンピングされることを特徴とする請求項14〜16のいずれか一項に記載の膜モジュールの製造方法。
- 前記膜フレーム(16)は、金属シートからスタンピングされることを特徴とする請求項14〜17のいずれか一項に記載の膜モジュールの製造方法。
- 各膜セル(2)の前記二つの膜フレーム(16)は、その隆起端部(22)で、互いに溶接されることを特徴とする請求項18に記載の膜モジュールの製造方法。
- 前記原料フレーム(18)は、前記膜フレーム(16)の前記隆起端部(22)の幅より狭い幅の連続環状細片であることを特徴とする請求項14〜19のいずれか一項に記載の膜モジュールの製造方法。
- 前記原料フレーム(18)の前記開口(32、34)は、前記細片中の凹所によって形成されることを特徴とする請求項20に記載の膜モジュールの製造方法。
- 前記原料フレーム(18)は、金属から製作されることを特徴とする請求項14〜21のいずれか一項に記載の膜モジュールの製造方法。
- 前記膜フレーム(16)及び前記原料フレーム(18)は、互いに溶接されることを特徴とする請求項18及び22に記載の膜モジュールの製造方法。
- 通路が、前記スタックの側面に溶接され、いずれの場合にも、対応する膜フレーム(16)の開口(24)及び/又は原料フレーム(18)の開口(32、34)を、互いにかつ外側に連結することを特徴とする請求項23に記載の膜モジュールの製造方法。
- 膜セル(2)は、前記スタックの最上部及び最下部の原料空間(8)に、いずれの場合にも次の順序:膜(4)を取付けた膜フレーム(16)、スペーサー層(6)、端板(14)で配置されることを特徴とする請求項14〜24のいずれか一項に記載の膜モジュールの製造方法。
- 前記膜フレーム(16)、前記原料フレーム(18)、及び/又は前記端板(14)の外形寸法は、角を丸めた長方形で形成されることを特徴とする請求項14〜25のいずれか一項に記載の膜モジュールの製造方法。
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