JP6613700B2 - 中空糸膜モジュール - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
このような中空糸膜モジュールは、小型で有効膜面積を大きくできるため、混合流体から特定成分を高効率で分離・濃縮する有用な技術であり、ガスや液体などの分離(酸素分離、窒素分離、水素分離、水蒸気分離、二酸化炭素分離、有機蒸気分離等)等の種々の用途に利用されている。このため中空糸膜モジュールは分離膜モジュールと呼ばれることもある。中空糸膜モジュールに関する従来の技術として、中空糸膜束の略中央部に芯管と呼ばれる中空の管を配置した構造のものも知られている。芯管は、周面に多数の貫通孔を有している。例えば、特許文献1及び2には芯管を原料ガス導入口又は非透過ガス排出口として用いることが記載され、特許文献3及び4には、芯管を除湿用のパージガスの導入口として用いることが記載されている。
前記中空糸膜束は、前記中空糸膜に囲まれた空洞部を有し、該空洞部は、該中空糸膜束の横断面方向の中心域に位置し、且つ前記中空糸膜の延びる方向と同方向に延びる形状をしており、
少なくとも1つの前記管板に、前記空洞部と連通する貫通孔が設けられており、前記容器は、前記貫通孔を通じて前記空洞部に着脱可能に挿入される芯管を一体的に有する、中空糸膜モジュールを提供することにより、前記の課題を解決したものである。
先に述べた中空糸膜束30及び管板50,51は、開口部41を通じてケーシング40の中空部45に収容される。中空糸膜束30は、その収容状態において、該中空糸膜束30を構成する各中空糸膜20の各端部が、各開口部41において開口するように、ケーシング40内に収容される。また中空糸膜束30は、その長手方向Yにケーシング40の中空部45の長手方向が一致するように、ケーシングに収容される。また、中空糸膜束30は管板51の貫通孔53がケーシング40の開口部41において開口するように該ケーシング40に収容される。
本実施形態の中空糸膜モジュール10’においては、管板50,51が、容器11(ケーシング40)と中空糸膜束30との間を密封しており、管板50,51と容器11(ケーシング40)との間は固着されている。また、ケーシング40と中空糸膜束30との間には保護カバー90が設けられている。この保護カバー90は通気性を有する素材で形成されているか、網・多孔等の通気性を有する構造を有している。なお、保護カバー90が網・多孔等の通気性を有する構造を有する場合、プラスチックや金属等の通気性をほとんど有しない素材からなるものであってもよい。保護カバー90を設けることは、着脱可能なカートリッジとして、取扱い時の中空糸膜の保護の点から好ましい。保護カバー90は、例えば、中空糸膜束30の外周を覆った状態で中空糸膜束30と共に管板50,51に固定されている。保護カバーの厚みは例えば10μm以上10mm以下である。
また例えば前記第1実施形態においては、芯管70は中空糸膜束30の空洞部31に原料混合物を供給するものであったが、それに代えて、分離後の成分が空洞部31から芯管70に排出されるのでもよい。
11 容器
20 中空糸膜
30 中空糸膜束
40 ケーシング
41 開口部
50,51 管板
60,61 蓋体
70 芯管
Claims (4)
- 一方向に延びるように配置された複数の中空糸膜の集合体からなる中空糸膜束と、該中空糸膜束の長手方向の両端部を固定する一対の管板と、該中空糸膜束及び該管板を収容する容器とを備えた中空糸膜モジュールであって、
前記中空糸膜束は、前記中空糸膜に囲まれた空洞部を有し、該空洞部は、該中空糸膜束の横断面方向の中心域に位置し、且つ前記中空糸膜の延びる方向と同方向に延びる形状をしており、
一対の前記管板のうち、
第一の管板に、前記空洞部と連通する第一貫通孔が設けられており、
第二の管板に、前記空洞部と連通する第二貫通孔又は前記第一の管板側に開口した凹部が設けられており、
前記容器は、前記中空糸膜束の長手方向における端部に開口部を有して前記中空糸膜束及び前記管板を収容するケーシングと、該ケーシングの該開口部を着脱可能に閉塞する蓋体とを有し、前記ケーシングの前記開口部において、前記第一の管板の前記第一貫通孔が開口しており、
前記蓋体は、前記第一貫通孔を通じて前記空洞部に着脱可能に挿入される芯管を一体的に有し、該芯管は、前記蓋体における前記ケーシングの前記開口部と対向する内面側から突出して、前記第一貫通孔に挿入可能に形成されており、
前記芯管が前記第一貫通孔に挿入されて前記蓋体が前記ケーシングを閉塞した状態において、該芯管の先端部が、前記第二貫通孔又は前記凹部に挿入されている、中空糸膜モジュール。 - 前記芯管を通じて、前記中空糸膜束の前記空洞部に原料混合物が供給されるか、又は、前記中空糸膜を透過した成分若しくは未透過の成分が該空洞部から該芯管に排出される、請求項1に記載の中空糸膜モジュール。
- 前記芯管は、該芯管内部と前記容器内部とを連通する孔部を有しており、
前記孔部は、前記容器内における前記中空糸膜外部の流体の流れる方向と、該中空糸膜内部における流体の流れる方向とが逆向き又は交差する向きとなる位置に設けられている、請求項1又は2に記載の中空糸膜モジュール。 - 中空糸膜束を構成する中空糸膜と芯管との間に、中空糸膜束の支持体となる管状物を有しない、請求項1〜3の何れか1項に記載の中空糸膜モジュール。
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