JP6973074B2 - 分離膜モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、モジュール容器の内部に備えられた分離膜エレメントにより、モジュール容器内に導入された液体や気体などの流体の成分の一部を分離するための分離膜モジュールに関する。
混合流体の成分の一部を分離する水処理やガス分離用途において、分離膜モジュールが用いられている。一般的に、分離膜モジュールは、複数の分離膜単体の集合体である分離膜エレメントがモジュール容器に収容されてなる。分離膜エレメントに用いられる分離膜単体としては、線形状、平面形状など様々な形状のものがあるが、線形状の分離膜単体を用いた分離膜エレメントは、分離膜の両端部が膜束固定材で固定されるとともに、分離膜の両端面が膜束固定材の外側に開口する形状となっている。
例えば、特許文献１の分離膜モジュールにおいては、分離膜エレメントの中空糸膜（線形状の分離膜単体の一種）がＵ字状に配置され、その膜束の両端は樹脂壁（接着剤）で封止固定されている。そして、中空糸膜束の外径側の混合流体の圧力を高めることで、分離が達成される。
このような分離膜モジュールを、海水淡水化を目的とするような水処理用途や、天然ガスから二酸化炭素などの不純物を分離するようなガス分離用途に使用する場合は、十分な膜分離性能を得るために、分離膜モジュール内部に非常に高い圧力を与えて運転することがある。
分離膜モジュールに高圧が付加されると、分離膜透過前の混合流体が存在する部分と、分離膜を透過した透過成分が存在する部分とには非常に大きな圧力差が発生する。すなわち、中空糸膜束の外径側から内径側に向かって流体が通過するような、外圧式の分離膜を用いた分離膜モジュールにおいては、混合流体の成分の一部が中空糸膜の内側に透過し、中空糸膜の内部から両端開口部に向かって流れていくので、分離膜の開口面を有する膜束固定材に中空糸膜の両端面に向かう方向に押し広げられるような力が発生し、膜束固定材がモジュール容器や中空糸膜から剥離したり、膜束固定材が破損して、中空糸膜束とモジュール容器の気密性が確保できなくなったりすることがある。特許文献１には、このような膜束固定材の変形を防止するために、膜束固定材に隣接して受圧板を配置することが記載されている。
ところで、分離膜方式の流体分離においては、分離膜の分離層を流体が通過する際に発生する圧力損失だけでなく、分離された流体が分離膜の内部を通過する際にも圧力損失が発生する。そのため、大量の流体を分離する必要がある場合には、特許文献１に記載されているような分離膜モジュールにおいて分離膜の有効面積を増やそうとして分離膜の長さ（中空糸長）を単純に長くしても、中空糸膜の内部の圧力損失が大きくなるために、十分な分離性能が得られないという課題があった。
本発明は、高圧下で大量の流体を処理する場合においても膜束固定材の変形が抑制され、かつ圧力損失の影響を小さくすることで高い膜分離効率を実現できる分離膜モジュールを提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明は、以下の構成をとる。
（１）中空のモジュール容器と、前記モジュール容器に収容されたエレメントユニットと、を有し、前記エレメントユニットは、前記モジュール容器内に流入した物質の構成成分を分離する分離膜と前記分離膜の両端を固定するための膜束固定材とを有する分離膜エレメントが複数連結されて構成され、かつ、前記分離膜により分離された成分をエレメントユニット外へ排出するための流路が形成されており、前記複数の分離膜エレメントの連結間には、前記分離膜により分離された成分が前記排出するための流路へ通過可能な通過部材が、その両端面を隣り合う前記分離膜エレメントの前記膜束固定材にそれぞれ接触させて配置された、分離膜モジュール。
（２）前記通過部材が単一の部材からなる、（１）に記載の分離膜モジュール。
（３）前記通過部材が流体通過性を有する多孔質部材で構成されている、（１）または（２）に記載の分離膜モジュール。
（４）前記分離膜エレメントが、前記物質を流入させるために複数の孔が形成された前記分離膜を収納するケースと、前記分離膜で分離されて透過した成分を通過させるための分離成分流路材と、を有し、 前記膜束固定材により、前記ケース、前記分離膜および前記分離成分流路材の両端がそれぞれ固定された、（１）〜（３）のいずれかに記載の分離膜モジュール。
（５）前記分離膜が中実糸で構成されており、かつ、前記分離膜の断面の外部側が分離層で、前記断面の内部側が連続的な多孔質構造を有する、（１）〜（４）のいずれかに記載の分離膜モジュール。
（６）前記分離膜エレメントと前記モジュール容器との間には、前記流路の一部を構成する端面部材が配設され、前記分離膜により分離された成分が前記排出するための流路へ通過可能な端面通過部材が、その両端面を前記膜束固定材および前記端面部材にそれぞれ接触させて配置された、（１）〜（５）のいずれかに記載の分離膜モジュール。
（１）中空のモジュール容器と、前記モジュール容器に収容されたエレメントユニットと、を有し、前記エレメントユニットは、前記モジュール容器内に流入した物質の構成成分を分離する分離膜と前記分離膜の両端を固定するための膜束固定材とを有する分離膜エレメントが複数連結されて構成され、かつ、前記分離膜により分離された成分をエレメントユニット外へ排出するための流路が形成されており、前記複数の分離膜エレメントの連結間には、前記分離膜により分離された成分が前記排出するための流路へ通過可能な通過部材が、その両端面を隣り合う前記分離膜エレメントの前記膜束固定材にそれぞれ接触させて配置された、分離膜モジュール。
（２）前記通過部材が単一の部材からなる、（１）に記載の分離膜モジュール。
（３）前記通過部材が流体通過性を有する多孔質部材で構成されている、（１）または（２）に記載の分離膜モジュール。
（４）前記分離膜エレメントが、前記物質を流入させるために複数の孔が形成された前記分離膜を収納するケースと、前記分離膜で分離されて透過した成分を通過させるための分離成分流路材と、を有し、 前記膜束固定材により、前記ケース、前記分離膜および前記分離成分流路材の両端がそれぞれ固定された、（１）〜（３）のいずれかに記載の分離膜モジュール。
（５）前記分離膜が中実糸で構成されており、かつ、前記分離膜の断面の外部側が分離層で、前記断面の内部側が連続的な多孔質構造を有する、（１）〜（４）のいずれかに記載の分離膜モジュール。
（６）前記分離膜エレメントと前記モジュール容器との間には、前記流路の一部を構成する端面部材が配設され、前記分離膜により分離された成分が前記排出するための流路へ通過可能な端面通過部材が、その両端面を前記膜束固定材および前記端面部材にそれぞれ接触させて配置された、（１）〜（５）のいずれかに記載の分離膜モジュール。
本発明により、高圧下で大量の流体を処理する場合においても膜束固定材の変形が抑制され、かつ分離膜透過中の圧力損失を小さくすることで高い膜分離効率を実現できる分離膜モジュールを提供することができる。
以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態に係る分離膜モジュール１を概略断面図で示したものが図１である。
図１を参照すると、分離膜モジュール１は、円筒形状で円筒軸方向がＸ方向に伸びるモジュール容器２と、３つの分離膜エレメント８が連結されてなり、モジュール容器２に収容されてモジュール容器２の両端面３に固定されたエレメントユニット４と、で構成されている。
図１を参照すると、分離膜モジュール１は、円筒形状で円筒軸方向がＸ方向に伸びるモジュール容器２と、３つの分離膜エレメント８が連結されてなり、モジュール容器２に収容されてモジュール容器２の両端面３に固定されたエレメントユニット４と、で構成されている。
モジュール容器２は、中空状のものであればどのような形状でもよいが、プラントラインへの接続性も良好で、分離膜モジュール１に高い圧力がかかる場合でも均一に圧力がかかることで応力が分散し、モジュール容器２の一部に応力集中などが発生しにくい、円筒形状のものが特に好ましい。
また、モジュール容器２の材質としては、分離膜モジュール１の使途に応じて、樹脂、金属など最適なものを選択してもよいし、樹脂や金属などの材料に、ガラス繊維や炭素繊維を巻き付けて、モジュール容器２の耐圧性をさらに向上させたものなど、いずれでもよい。
また、モジュール容器２の大きさも、特に制限はなく、分離膜モジュール１の長さ方向（Ｘ方向）の大きさや径方向（Ｒ方向）の大きさなどに応じて適宜設定することができるが、プラントでの取り扱い性や容器コストのバランスから、長さ方向の大きさとしては１０００ｍｍ〜３５００ｍｍ、径方向の大きさとしては１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲が好適である。
また、図１では、液体や気体などの流体が流入する流入口５と、流体が流出する流出口６とがモジュール容器２の端面３にそれぞれ一つずつ設けられているが、流入口５および流出口６の個数や大きさには制限がなく、開口する位置もモジュール容器２の端面３に限らず、モジュール容器２の側面７に設ける構造など、いずれでも構わない。
分離膜モジュール１を構成するエレメントユニット４は、複数の分離膜エレメント８と、分離膜モジュール１の長さ方向（Ｘ方向）に分離膜エレメント８を連結するための連結部材９と、各連結部で２つの分離膜エレメント８に挟まれる通過部材１０と、エレメントユニット４の端部を形成し、モジュール容器２の外部へと通じる開口部１１を有する端面部材１２と、エレメントユニット４の両端部に位置する分離膜エレメント８と端面部材１２との間に挟まれる端面通過部材１３と、で構成されている。
分離膜エレメント８は、流入する混合流体の成分の一部を分離するための分離膜１４と、分離膜１４を収納するケース１６と、分離膜エレメント８により分離された分離成分をエレメントユニット４の外部に排出するための流路の一部となる分離成分流路材１７と、分離膜１４、ケース１６および分離成分流路材１７それぞれの両端を封止固定するための膜束固定材１８と、で構成されている。なお、分離膜エレメント８には、外面から内面へ向かって分離膜１４に物質を流入させるための孔１５が開口している。
分離膜１４の両端は、膜束固定材１８によりケース１６と分離成分流路材１７とに封止固定されているが、分離膜１４の端面１９は膜束固定材１８から露出して外部に開口している形状となっている。そのため、分離膜１４の表面を通過した分離成分は、分離膜１４の内部を通って、分離膜１４の端面１９から外部に流れることができる。すなわち、エレメントユニット４には、分離膜エレメント８により分離した分離成分をエレメントユニット４の外部へ排出するための流路が形成されている。
ここで、エレメントユニット４を構成する、分離膜エレメント８、連結部材９、端面部材１２は、それぞれが気密性を保つように固定されている。固定方法としては、それぞれの接続部にネジ部を設けて締結固定したり、接着剤を接続部に塗布して接着固定したりすることなどいずれでもよいが、エレメントユニット４に複数設けられる分離膜エレメント８の一部を容易に交換できるように、着脱可能な構成とすることが好ましい。
また、図１に示すエレメントユニット４は、その両端に、開口部１１を有する端面部材１２を備えているが、１箇所でもモジュール容器２の外部と通じていればよいため、例えば図２に示すように、一方は開口部１１を有する端面部材１２、もう一方は、開口部を有しない端面部材２０を備える構造でもよい。
再び図１に戻ると、エレメントユニット４は、モジュール容器２の円筒軸方向（Ｘ方向）とエレメントユニット４の中心軸２１の方向とが一致するように設置され、モジュール容器２の端面３の中心に形成された穴から端面部材１２の開口部１１が外部へ突出するよう配置されている。
なお、このようにエレメントユニット４を構成する部材の一部（本実施形態においては端面部材１２の開口部１１）がモジュール容器２の外部に露出する場合であっても、エレメントユニット４の中の分離膜エレメント部分がモジュール容器２の中空に存在する場合には、本明細書においてはエレメントユニットがモジュール容器に収容されている、と表現するものとする。
エレメントユニット４の配置方向には制限が無く、例えば、図示しないが、モジュール容器２の径方向（Ｒ方向）とエレメントユニット４の中心軸２１の方向が一致するように設置して、モジュール容器２の側面７を介して外部と通じる構造でも構わない。さらに、モジュール容器２とエレメントユニット４との固定方法にも制限はなく、モジュール容器２と端面部材１２とにネジ部を設けてそれぞれを締結固定するなど、気密性が確保されていればよい。
また、分離膜エレメント８を構成する分離成分流路材１７は中空状のパイプが好ましいが、分離成分が通過することができる流路を備えていれば、どのような流路材でも構わない。
ケース１６は、分離膜１４に物質を流入させるために孔１５が開孔されているが、分離膜１４に物質が流入しやすく、分離効率を向上させるために、分離膜１４と接する部分には複数の孔１５が開孔されていることが好ましい。
ここで、ケース１６の厚みが薄すぎると、ケース１６の剛性が低下して分離膜エレメント８の強度が低下するため、分離膜エレメント８の連結個数やエレメントユニット４の長さ、分離成分流路材１７の剛性によっては、エレメントユニット４が重力方向に撓んで、エレメントユニット４が変形し、モジュール容器２への装着性が低下したり、変形が大きすぎるとケース１６の一部に亀裂が生じてエレメントユニット４が破損する場合がある。したがって、ケース１６の厚みは０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
また、ケース１６、分離成分流路材１７、連結部材９、端面部材１２の材質は、特に限定されず、分離膜モジュール１の使途に応じて、樹脂、金属など最適なものを選択すればよい。
膜束固定材１８の材質も、特に限定されず、ケース１６と、分離成分流路材１７と、分離膜１４と、を封止固定させることができればよく、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂などの樹脂系接着剤が好適に用いられるが、圧縮強度に優れ、寸法安定性や耐久性にも優れるエポキシ樹脂を使用することが好ましい。
本発明に用いられる分離膜１４の濾過方式は、分離膜１４の外部から内部に向かって物質の構成成分の一部が透過される濾過方式が好適である。また、本発明の分離膜１４としては、特に線形状の分離膜単体を複数集束したものが好ましい。分離膜単体の断面形状としては、外形が円形や楕円形、三角形や四角形といった多角形などいずれでもよい。
さらに詳細な断面の構造としては、例えば、分離膜単体の外部側に形成される分離層で物質の分離を行い、中空となった分離膜単体の内部側で分離成分が流れることができる中空糸状の形状や、例えば、分離膜単体の外部側の密度が“密”で、分離膜単体の内部側の密度が“粗”であったり、外部側と内部側との構造が異なり、外部側が緻密な分離層で、内部側が連続多孔構造となっていることで、外部側で物質の分離を行い、内部側で分離成分が流れることができる中実糸状の構造が好ましい。
なお、本明細書においては、中空糸膜束のような集合体を「分離膜」と表し、中空糸膜のような単体を「分離膜単体」と表している。
分離膜１４（分離膜単体）の材質としては、単一素材で構成されたもの、複数の素材で構成されたもの、いずれでもよく、使用用途に応じて耐熱性や耐圧性などの機械的耐久性、化学的耐久性などを満たせば特に限定されないが、例えば、中空糸状の分離膜単体であれば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体などのフッ素系樹脂や、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロースエステルや、ポリスルホンなどのポリスルホン系樹脂などの樹脂を含有しているものが一例として挙げられる。また、中実糸状の分離膜単体であれば、ゼオライト、シリカ、炭素繊維、などの無機質材料を用いた無機膜が一例として挙げられる。
分離膜単体の外径は、例えば０．０５ｍｍ〜２ｍｍのものが好ましく用いられる。特に、本発明は、分離膜１４の内部を分離成分が通過する際に発生する圧力損失が高い分離膜に好適に用いられるため、外径０．０５ｍｍ〜１．２ｍｍの細径の分離膜単体であることがさらに好ましく、分離膜１４の内部を通過する際の圧力損失が高くなりやすい中実糸状の分離膜単体であることが特に好適である。
内部を通過する際の圧力損失が高い分離膜を用いたり、分離成分の粘性が高かったりする場合は、分離膜１４の内部を分離成分が通過する際に発生する圧力損失が大きくなり、分離膜モジュール１に必要な膜分離能力が得られなくなる場合がある。そこで、膜分離能力を上げようとして１つの分離膜エレメント８の分離膜１４の膜長（Ｘ方向の長さ）を長くしても、分離膜１４の内部を透過する際の圧力損失は大きくなる一方である。
そのため、本実施形態においては、分離膜エレメント８を３つ連結してエレメントユニット４を構成している。ここで、一つのエレメントユニット４を構成する分離膜エレメント８の数は、モジュール容器２に収まる限りその個数に制限はない。分離膜エレメント８の数が多いほど、エレメントユニット全体として圧力損失の影響を小さくすることができ、高い分離効率を得ることができる。
次に、図１を用いて、分離膜モジュール１の内部に流入した物質の流れを詳細に説明する。
分離膜モジュール１の流入口５と流出口６とは、例えば図示しないプラントラインにそれぞれ接続されている。そして、図示しない混合液体や混合気体などの混合流体が、矢印Ａで示すように流入口５からモジュール容器２の内部へ流入すると、流入した混合流体は、矢印Ｂで示すように分離膜エレメント８のケース１６の孔１５を通過して、分離膜１４に触れることで、構成成分の一部が分離膜１４の内部へと透過される。
次に、分離膜１４の内部へと透過した分離成分は、分離膜１４の内部を通って分離膜１４の両端へと流れていき、分離膜１４の端面１９にある開口から流れ出ていく。そして、流れ出た分離成分は、矢印Ｃで示すように通過部材１０や端面通過部材１３の内部を通過し、通過部材１０の中心穴２２、分離成分流路材１７、端面通過部材１３の中心穴２３、および、端面部材１２の開口部１１で形成された流路（分離成分をエレメントユニット４の外へ排出するための流路）を通過することで、エレメントユニット４の各両端部に設けられた端面部材１２の開口部１１から、矢印Ｄのように分離膜モジュール１の外部へと流れ出ていく。一方で、分離膜エレメント８により分離されなかった残存成分は、矢印Ｅで示されるように、分離膜モジュール１から排出されていく。
この分離膜モジュール１を、例えば、海水を淡水化させることを目的とするような水処理用途や、ガス分離用途に使用する場合は、所望の膜分離性能を得るために、分離膜１４、すなわち分離膜モジュール１内部に、例えば５ＭＰａ以上の非常に高い圧力を与えて運転することがある。
分離膜モジュール１の中空内部に高圧が付加されると、透過前流体が存在する部分と透過後流体が存在する部分とには大きな圧力差が発生する。特に、膜束固定材１８には、矢印Ｐ方向に大きな圧力がかかることになる。したがって、膜束固定材１８の端面２４に何も支持するものがないと、膜束固定材１８が、分離膜１４やケース１６や分離成分流路材１７から剥離したり、膜束固定材１８が破損したりするため、膜束固定材１８の端面２４に接するように通過部材１０を配置する。
ここで、図３に示すように分離膜エレメント８の各連結箇所に２枚の通過部材１０を配置しても、２枚の通過部材１０の間に空間２９があると、各通過部材１０は一面のみに隣接する膜束固定材１８側から矢印Ｐ方向に大きな圧力を受けることになるため、膜束固定材１８の変形を支えるためには、通過部材１０の厚みを上げて、剛性を確保する必要が出てくる。そのため、本実施形態においては、図１に示すように、通過部材１０は、その両端面を隣り合う分離膜エレメント８の膜束固定材１８にそれぞれ接触させて配置する。
通過部材１０は、単一の部材からなるものであっても複数の部材からなるものであってもよい。複数の部材からなるものとしては、例えば、図４に示すように、流体通過性を有する２枚の片面通過部材２７と、その間に挟持された中間材２８とを接触させて配置する構成も考えられる。この構成では、矢印Ｄで示す方向に分離成分が流れる。また、各片面通過部材２７には、一面のみに膜束固定材１８が接触することになるが、矢印Ｐ方向に各膜束固定材１８側から加わる力を中間材２８で支持することが可能となる。しかしながら、部品点数が増すと高コストになるため、通過部材１０は、図１に示すように、単一の部材からなるものであることが好ましい。
また、通過部材１０の厚みは特に限定されないが、強度維持の観点から３ｍｍ以上が好適であり、５ｍｍ以上がさらに好適である。
一方、重量、コスト、スペースの面から３０ｍｍ以下が好適であり、１０ｍｍ以下がさらに好適である。通過部材１０の厚みが増すと、設計上分離膜モジュールの長さに制約がある場合には、通過部材１０の厚み×個数分だけ分離膜１４の長さが犠牲になるため分離性能が低下する。
通過部材１０の材質は、両面圧縮荷重でも形状を保持できる圧縮強度が確保された材質であれば特に限定されない。
通過部材１０は、透過後流体がエレメントユニット４の外へ排出するための流路へと通過できるものであれば、どのような形態でも構わない。例えば、通過部材１０の両側の端面２５に図示しないような溝加工を行い、溝部分を流路とすることができる。
また、通過部材１０として、流体通過性のある多孔質部材を用いることも好ましい。このような多孔質体を用いれば、通過部材１０の内部で、通過部材１０の長さ方向（Ｘ方向）や径方向（Ｒ方向）などいずれの方向にも自在に分離成分が通過可能となるため、分離成分が通過しやすくなる他、微細な孔が無数に開孔しているため、分離成分の流路が閉塞されにくい。また、図１のような通過部材１０の中心穴２２を設けなくても、微細な孔を介して分離成分を外部に排出することも可能となる。つまり、分離成分流路材１７間を結ぶ、多孔質の空隙部分により形成される架空の経路が、分離成分をエレメントユニット４の外へ排出するための流路となる。
このような多孔質部材としては、例えば、焼結金属やセラミックを用いることができる。焼結金属の材質としては、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、チタンなどいずれでもよいが、機械強度や耐食性、コスト面で優れるステンレス鋼がより好適に用いられる。通過部材１０として用いる多孔質部材の濾過精度は、使用用途に応じて適正に選択すればいずれでもよいが、１μｍ〜１２０μｍの範囲が好ましい。
また、図１に示すように、エレメントユニット４の両端部に位置する分離膜エレメント８と端面部材１２との間に挟まれる端面通過部材１３についても、連結部の通過部材１０と同様の理由で、膜束固定材１８の端面２４と端面部材１２の内面３０とに接するように配置することが好ましい。
端面通過部材１３も、通過部材１０と同様に、圧縮荷重で形状を保持できる圧縮強度が確保されて、分離成分が通過することができさえすれば、どのような形状や材質を用いても構わない。端面通過部材１３の形状や材質は、通過部材１０と同一でなくても構わないが、同一部材を用いた方が、部材を共用できることで分離膜モジュール１のコストを下げることが可能となる。そのため、端面通過部材１３は、前述の通過部材１０と同様の材質、構造を有するものを用いることが好ましい。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は２０１６年５月２５日出願の日本特許出願（特願２０１６−１０４０８４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１：分離膜モジュール
２：モジュール容器
３：モジュール容器の端面
４：エレメントユニット
５：流入口
６：流出口
７：モジュール容器の側面
８：分離膜エレメント
９：連結部材
１０：通過部材
１１：開口部
１２：端面部材
１３：端面通過部材
１４：分離膜
１５：孔
１６：ケース
１７：分離成分流路材
１８：膜束固定材
１９：分離膜の端面
２０：開口部を有しない端面部材
２１：エレメントユニットの中心軸
２２：通過部材の中心穴
２３：端面通過部材の中心穴
２４：膜束固定材の端面
２５：通過部材の端面
２７：片面通過部材
２８：中間材
２９：空間
３０：端面部材の内面
２：モジュール容器
３：モジュール容器の端面
４：エレメントユニット
５：流入口
６：流出口
７：モジュール容器の側面
８：分離膜エレメント
９：連結部材
１０：通過部材
１１：開口部
１２：端面部材
１３：端面通過部材
１４：分離膜
１５：孔
１６：ケース
１７：分離成分流路材
１８：膜束固定材
１９：分離膜の端面
２０：開口部を有しない端面部材
２１：エレメントユニットの中心軸
２２：通過部材の中心穴
２３：端面通過部材の中心穴
２４：膜束固定材の端面
２５：通過部材の端面
２７：片面通過部材
２８：中間材
２９：空間
３０：端面部材の内面
Claims (6)
- 中空のモジュール容器と、
前記モジュール容器に収容されたエレメントユニットと、を有し、
前記エレメントユニットは、前記モジュール容器内に流入した物質の構成成分を分離する分離膜と前記分離膜の両端を固定するための膜束固定材とを有する分離膜エレメントが複数連結されて構成され、かつ、前記分離膜により分離された成分をエレメントユニット外へ排出するための流路が形成されており、
前記複数の分離膜エレメントの連結間には、前記分離膜により分離された成分が前記排出するための流路へ通過可能な通過部材が、その両端面を隣り合う前記分離膜エレメントの前記膜束固定材の端面にそれぞれ直接に接触させて配置され、
前記通過部材が単一の部材からなる、分離膜モジュール。 - 中空のモジュール容器と、
前記モジュール容器に収容されたエレメントユニットと、を有し、
前記エレメントユニットは、前記モジュール容器内に流入した物質の構成成分を分離する分離膜と前記分離膜の両端を固定するための膜束固定材とを有する分離膜エレメントが複数連結されて構成され、かつ、前記分離膜により分離された成分をエレメントユニット外へ排出するための流路が形成されており、
前記複数の分離膜エレメントの連結間には、前記分離膜により分離された成分が前記排出するための流路へ通過可能な通過部材が、その両端面を隣り合う前記分離膜エレメントの前記膜束固定材にそれぞれ接触させて配置され、
前記通過部材が単一の部材からなり、前記通過部材は流体通過性を有する多孔質部材で構成されている、分離膜モジュール。 - 前記分離膜エレメントが、前記物質を流入させるために複数の孔が形成された前記分離膜を収納するケースと、前記分離膜で分離されて透過した成分を通過させるための分離成分流路材と、を有し、
前記膜束固定材により、前記ケース、前記分離膜および前記分離成分流路材の両端がそれぞれ固定された、請求項１または２に記載の分離膜モジュール。 - 前記分離膜が中実糸で構成されており、かつ、前記分離膜の断面の外部側が分離層で、前記断面の内部側が連続的な多孔質構造を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜モジュール。
- 前記分離膜エレメントと前記モジュール容器との間には、前記流路の一部を構成する端面部材が配設され、前記分離膜により分離された成分が前記排出するための流路へ通過可能な端面通過部材が、その両端面を前記膜束固定材および前記端面部材にそれぞれ接触させて配置された、請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜モジュール。
- 前記通過部材の厚さが、３ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の分離膜モジュール。
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