JP6707169B1 - ガス分離膜モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るガス分離膜モジュール1の断面図である。ガス分離膜モジュール1は、部屋内の空気を浄化する。ここで言う部屋は、人の居住空間及びこれに準ずる空間であって、空調が求められる空間を指す。
図2は、第2実施形態に係るガス分離膜モジュール8の断面図である。図2に示すように、ガス分離膜モジュール8では、複数の中空糸膜エレメント2が併設された状態で、共通のケーシング13に取り付けられている。各中空糸膜エレメント2は、一例として、等間隔に配置されているが、これに限定されない。本実施形態の中空糸膜エレメント2の数は、2以上であればよい。このような構成によれば、簡素な構成でありながら、複数の中空糸膜エレメント2を用いることでガス分離膜モジュール8の優れたガス分離効率が得られる。また、中空糸膜エレメント2の数を変化させることで、ガス分離膜モジュール8のガス分離効率を容易に調整できる。
図3は、第3実施形態に係るガス分離膜モジュール9の断面図である。図3に示すように、ガス分離膜モジュール9は、互いに離隔して配置された複数のユニット(一例として第1ユニットU1,第2ユニットU2,第3ユニットU3,及び第4ユニットU4)からなるケーシング23を備える。
S2 第2供給室
E1 第1排出室
E2 第2排出室
1,8,9 ガス分離膜モジュール
6 中空糸膜エレメント
2a フィードガス導入口
2b 清浄空気排出口
2c スイープガス導入口
2d 混合ガス排出口
3,13,23 ケーシング
4 中空糸膜
5 筒体
10 第1内壁
11 第2内壁
12 第3内壁
50 筒体の内部空間
Claims (10)
- 中空部にフィードガスが流通し且つ並設された複数の中空糸膜と、前記複数の中空糸膜の長手方向に延びて前記複数の中空糸膜を収容する筒体と、を有する、少なくとも1つの中空糸膜エレメントと、
前記筒体の少なくとも一部を気密に覆うケーシングと、を備え、
前記中空糸膜エレメントは、
前記筒体の長手方向一端側の外周部に前記筒体の周方向に分散して配置され、前記筒体の内部空間で前記複数の中空糸膜と接触するように、前記フィードガスよりも二酸化炭素濃度が低く且つ酸素濃度が高いスイープガスを導入する複数のスイープガス導入口と、
前記筒体の長手方向他端側の外周部に前記筒体の周方向に分散して配置され、前記内部空間で前記スイープガスが前記複数の中空糸膜を介して前記フィードガスと接触することにより生じた混合ガスを排出する複数の混合ガス排出口と、を有し、
前記ケーシングと前記中空糸膜エレメントの間には、
前記複数の中空糸膜の各々と連通し、外部から供給される前記フィードガスが満たされる第1供給室と、
前記複数の中空糸膜の各々と連通し、前記中空糸膜の中空部で前記フィードガスが前記複数の中空糸膜を介して前記スイープガスと接触することにより生じた清浄空気が満たされる第1排出室と、
前記筒体の周方向に連続して前記複数のスイープガス導入口の各々と連通し、外部から供給される前記スイープガスが満たされる第2供給室と、
前記筒体の周方向に連続して前記複数の混合ガス排出口の各々と連通し、前記内部空間を通過した前記混合ガスが満たされる第2排出室と、が形成され、
前記第1供給室、前記第1排出室、前記第2供給室、及び前記第2排出室が、互いに隔てられ、
前記第2供給室の気圧と前記複数のスイープガス導入口の気圧との駆動時における気圧差が、前記複数のスイープガス導入口の気圧と前記複数の混合ガス排出口の気圧との駆動時における気圧差よりも小さい、ガス分離膜モジュール。 - 前記中空糸膜エレメントは、
前記筒体の前記長手方向他端に形成され、前記複数の中空糸膜の中空部にフィードガスを導入する複数のフィードガス導入口と、
前記筒体の前記長手方向一端に形成され、前記複数の中空糸膜の中空部を通過した前記清浄空気を排出する複数の清浄空気排出口と、を更に有する、請求項1に記載のガス分離膜モジュール。 - 前記第1供給室の気圧と前記複数のフィードガス導入口の気圧との駆動時における気圧差が、前記複数のフィードガス導入口の気圧と前記複数の清浄空気排出口の気圧との駆動時における気圧差よりも小さい、請求項2に記載のガス分離膜モジュール。
- 前記筒体の長手方向に垂直な内部断面積A1と、前記複数の中空糸膜の長手方向に垂直な断面積の総面積A2との比A2/A1が、0.4以上の範囲の値に設定されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガス分離膜モジュール。
- 前記複数のスイープガス導入口と前記複数の混合ガス排出口とは、前記筒体の周方向にそれぞれ等間隔に配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス分離膜モジュール。
- 前記ケーシングは、
前記第1供給室と前記第2排出室とを前記筒体の長手方向に区画し且つ前記中空糸膜エレメントを支持する第1内壁と、
前記第2排出室と前記第2供給室とを前記筒体の長手方向に区画し且つ前記中空糸膜エレメントを支持する第2内壁と、
前記第2供給室と前記第1排出室とを前記筒体の長手方向に区画し且つ前記中空糸膜エレメントを支持する第3内壁と、を有し、
前記中空糸膜エレメントの全体を収容している、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガス分離膜モジュール。 - 前記第2供給室又は前記第2排出室の少なくともいずれかの容積が、前記中空糸膜エレメントの容積の1.0倍以上の値に設定されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガス分離膜モジュール。
- 前記中空糸膜は、内径が500μm以上5000μm以下の範囲の値に設定され且つ外径が700μm以上5200μm以下の範囲の値に設定されると共に、膜厚が30μm以上500μm以下の範囲の値に設定されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のガス分離膜モジュール。
- 複数の前記中空糸膜エレメントが、併設された状態で共通の前記ケーシングに取り付けられている、請求項1〜8のいずれか1項に記載のガス分離膜モジュール。
- 前記中空糸膜エレメントは、前記ケーシングに脱着自在に取り付けられている、請求項1〜9のいずれか1項に記載のガス分離膜モジュール。
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