JPH01176421A - 気体分離膜モジュール - Google Patents
気体分離膜モジュールInfo
- Publication number
- JPH01176421A JPH01176421A JP33449587A JP33449587A JPH01176421A JP H01176421 A JPH01176421 A JP H01176421A JP 33449587 A JP33449587 A JP 33449587A JP 33449587 A JP33449587 A JP 33449587A JP H01176421 A JPH01176421 A JP H01176421A
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- Japan
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- separation membrane
- gas
- module
- membrane
- gas separation
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- Pending
Links
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は分離膜により混合気体中より特定の気体を分離
する気体分離膜モジュールに関するものである。
する気体分離膜モジュールに関するものである。
従来の技術
近年、高分子の膜を利用し、酸素富化気体、窒素富化気
体、あるいは水素その他の気体を混合気体中から分離濃
縮する方法が、種々試みられている。特に酸素富化気体
は、燃焼用の省エネルギー手段として、また医療用に、
呼吸器疾患の治療用として利用されている。
体、あるいは水素その他の気体を混合気体中から分離濃
縮する方法が、種々試みられている。特に酸素富化気体
は、燃焼用の省エネルギー手段として、また医療用に、
呼吸器疾患の治療用として利用されている。
従来、気体分離膜モジュールを用いて、混合気体中より
特定の気体を分離する方法がいくつか試みられている。
特定の気体を分離する方法がいくつか試みられている。
例えば、米国特許第３３３２２１６号明細書に記載され
たものがある。以下図面を参照しながら上述の従来の気
体分離膜モジュールについて説明する。第３図は従来の
気体分離膜モジュールの断面図である。第４図はその気
体分離膜モジュールを部分的に破断した斜視図である。
たものがある。以下図面を参照しながら上述の従来の気
体分離膜モジュールについて説明する。第３図は従来の
気体分離膜モジュールの断面図である。第４図はその気
体分離膜モジュールを部分的に破断した斜視図である。
図において１は混合気体中より特定成分を選択的に分離
する気体分離膜、２は前記膜１を保護し、分離気体を通
過させる通気性シート、５は分離気体をモジュール中よ
り取り出す取り出し口、６は前記分離膜１を支持し、分
離気体を通過させる金網である。以上のような構成要素
からなる気体分離膜モジュールについて以下その動作を
説明する。
する気体分離膜、２は前記膜１を保護し、分離気体を通
過させる通気性シート、５は分離気体をモジュール中よ
り取り出す取り出し口、６は前記分離膜１を支持し、分
離気体を通過させる金網である。以上のような構成要素
からなる気体分離膜モジュールについて以下その動作を
説明する。
まず取り出し口５より真空ポンプ等の減圧手段を用いて
、前記モジュール内部を減圧するかまたはモジュール全
体を圧力容器内に納め、加圧する。
、前記モジュール内部を減圧するかまたはモジュール全
体を圧力容器内に納め、加圧する。
これにより分離膜１を介してモジュール内外に圧力差が
生じ、モジュール内に分離気体が得られ、この分離気体
は取り出し口５よりモジュール外に取り出される。
生じ、モジュール内に分離気体が得られ、この分離気体
は取り出し口５よりモジュール外に取り出される。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のような構成では分離膜の透過係数
が大きく、または１つのモジュールの膜面積が大きく、
分離気体の流量が大きい場合には、金網６が分離膜を支
持し形成するモジュール内の空間を分離気体が通過する
際に、前記金網が抵抗となって大きな圧力損失を生じ、
モジュールの効率を著しく損なうという問題点を有して
いた。
が大きく、または１つのモジュールの膜面積が大きく、
分離気体の流量が大きい場合には、金網６が分離膜を支
持し形成するモジュール内の空間を分離気体が通過する
際に、前記金網が抵抗となって大きな圧力損失を生じ、
モジュールの効率を著しく損なうという問題点を有して
いた。
本発明は上記問題点に鑑み、透過量の多い膜に使用して
も分離効率が高い気体分離膜モジュールを提供するもの
である。
も分離効率が高い気体分離膜モジュールを提供するもの
である。
問題点を解決するための手段
この目的を達成するために、本発明の気体分離膜モジュ
ールは、混合気体中より特定の気体を選択的に分離する
分離膜と、この膜を支持する波状断面を有する支持板と
、分離された気体の取り出し口とを備え、前記分離膜は
支持板両面に設けられ、前記支持板の外周部には両面に
分離された気体を取り出し口へ導く流路部を設けた構造
となっている。
ールは、混合気体中より特定の気体を選択的に分離する
分離膜と、この膜を支持する波状断面を有する支持板と
、分離された気体の取り出し口とを備え、前記分離膜は
支持板両面に設けられ、前記支持板の外周部には両面に
分離された気体を取り出し口へ導く流路部を設けた構造
となっている。
作用
上記のような構成によって、支持板の膜支持部は、波状
断面の突部によって実質的に膜を支持し、同時に裏面で
は凹部となっており膜を透過した分離気体の流路を形成
する。このため非常に容積効率のよい支持板となってい
る。さらに従来の場合と異なり流路中には分離気体の流
れを障けるものは全くないため分離流体の流れによる圧
力損失は非常に少なくなる。このようにして得られた分
離気体は膜支持部の周囲に設けられた流路部へ集合し、
ここから取り出し口を経てモジュール外へ回収される。
断面の突部によって実質的に膜を支持し、同時に裏面で
は凹部となっており膜を透過した分離気体の流路を形成
する。このため非常に容積効率のよい支持板となってい
る。さらに従来の場合と異なり流路中には分離気体の流
れを障けるものは全くないため分離流体の流れによる圧
力損失は非常に少なくなる。このようにして得られた分
離気体は膜支持部の周囲に設けられた流路部へ集合し、
ここから取り出し口を経てモジュール外へ回収される。
実施例
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の一実施例における気体分離膜モ
ジュールを部分的に破断した斜視図であり、第３図、第
４図と同一部分については同一符号を付している。第２
図は本実施例の支持板３の形状例を示す斜視図である。
する。第１図は本発明の一実施例における気体分離膜モ
ジュールを部分的に破断した斜視図であり、第３図、第
４図と同一部分については同一符号を付している。第２
図は本実施例の支持板３の形状例を示す斜視図である。
図において、１は混合気体を選択的に分離する分離膜、
２は前記分離膜を保護し、分離気体を通過させる通気性
シート、３は膜を支持し、分離気体の流路を形成する支
持板、４は分離膜１を気密に封止するだめのフレーム、
５は分離気体をモジュール外に取り出す取り出し口、３
ａは支持板３の膜支持部、３ｂは支持板の両面に設けら
れた流路部である。
２は前記分離膜を保護し、分離気体を通過させる通気性
シート、３は膜を支持し、分離気体の流路を形成する支
持板、４は分離膜１を気密に封止するだめのフレーム、
５は分離気体をモジュール外に取り出す取り出し口、３
ａは支持板３の膜支持部、３ｂは支持板の両面に設けら
れた流路部である。
以上のように構成された気体分離膜モジュールについて
その動作を説明する。まず、取り出し口６より真空ポン
プ等の減圧手段を用いて気体分離膜モジュール内部を減
圧する。これにより分離膜１を介してモジュール内外に
圧力差が生じ、モジュール内に分離気体が透過する。こ
の分離気体は、通気性シート２を通過し、支持板３の膜
支持部３＆の凹部を通って流路部３ｂから取り出し口５
へ導かれ、モジュール外に取り出される。従来の気体分
離膜モジュールでは、第３図に示すように流路中に金網
か厚さ方向全域にわたって存在するため、分離気体が通
過する際に抵抗が大きく、モジュールの効率を大きく損
うことになる。ところが、本実施例によれば、膜支持部
３ａの凹部が分離気体の流路を形成するため流路中に障
害物は全くなく、より効率のよい気体分離膜モジュール
が得られる。また分離膜１の透過流量が多い、あるいは
膜面積が大きいなどの理由で分離気体の流量が多い場合
、従来の気体透過膜モジュールでは流路を大きくとるた
めに金網の線径を太くする、あるいは金網を２重、３重
に重ねるなどの方法により流路の断面積を大きくする方
法がとられていたが、この方法では流路内に厚さ方向全
域に金網が存在するため、分離気体が通過する際に抵抗
が大゛きぐ、モジュールの効率を損なっていた。ところ
が本実施例によれば波形断面の波の高さ、すなわち支持
板の総厚みを大きくすることで容易にモジュールの効率
を損なうことなく流路を大きくすることが可能である。
その動作を説明する。まず、取り出し口６より真空ポン
プ等の減圧手段を用いて気体分離膜モジュール内部を減
圧する。これにより分離膜１を介してモジュール内外に
圧力差が生じ、モジュール内に分離気体が透過する。こ
の分離気体は、通気性シート２を通過し、支持板３の膜
支持部３＆の凹部を通って流路部３ｂから取り出し口５
へ導かれ、モジュール外に取り出される。従来の気体分
離膜モジュールでは、第３図に示すように流路中に金網
か厚さ方向全域にわたって存在するため、分離気体が通
過する際に抵抗が大きく、モジュールの効率を大きく損
うことになる。ところが、本実施例によれば、膜支持部
３ａの凹部が分離気体の流路を形成するため流路中に障
害物は全くなく、より効率のよい気体分離膜モジュール
が得られる。また分離膜１の透過流量が多い、あるいは
膜面積が大きいなどの理由で分離気体の流量が多い場合
、従来の気体透過膜モジュールでは流路を大きくとるた
めに金網の線径を太くする、あるいは金網を２重、３重
に重ねるなどの方法により流路の断面積を大きくする方
法がとられていたが、この方法では流路内に厚さ方向全
域に金網が存在するため、分離気体が通過する際に抵抗
が大゛きぐ、モジュールの効率を損なっていた。ところ
が本実施例によれば波形断面の波の高さ、すなわち支持
板の総厚みを大きくすることで容易にモジュールの効率
を損なうことなく流路を大きくすることが可能である。
さらに従来の気体分離膜モジュールでは、透過膜１は金
網の頂点のみで支持されるため、モジュール内外の圧力
差により前記膜が金網の形状に沿って大きく変形し、損
傷する可能性が大きかった。ところが、本実施例では支
持板３の膜支持部ａは、第２図の破断部分で示したよう
に矩形波状の断面を有するものである。これにより膜支
持部の突部の頭が平面となり広い面で支持されるため圧
力差による分離膜の変形が小さく、損傷が少ない。また
この膜支持部の突部は裏面では凹部となっており、裏面
の膜を透過した分離気体の流路として使われるため、容
積効率が高く、同一厚さの支持板では従来例と比べてよ
り多くの流路容積がとれるため圧力損失の少ない高効率
のモジュールとなり、また同一圧力損失では支持板の厚
さを薄くすること−が可能で、より小型の気体分離膜モ
ジュールを実現できる。
網の頂点のみで支持されるため、モジュール内外の圧力
差により前記膜が金網の形状に沿って大きく変形し、損
傷する可能性が大きかった。ところが、本実施例では支
持板３の膜支持部ａは、第２図の破断部分で示したよう
に矩形波状の断面を有するものである。これにより膜支
持部の突部の頭が平面となり広い面で支持されるため圧
力差による分離膜の変形が小さく、損傷が少ない。また
この膜支持部の突部は裏面では凹部となっており、裏面
の膜を透過した分離気体の流路として使われるため、容
積効率が高く、同一厚さの支持板では従来例と比べてよ
り多くの流路容積がとれるため圧力損失の少ない高効率
のモジュールとなり、また同一圧力損失では支持板の厚
さを薄くすること−が可能で、より小型の気体分離膜モ
ジュールを実現できる。
発明の効果
以上のように本発明は、混合気体中より特定の気体を選
択的に分離する分離膜と、この膜を支持する波状断面を
有する支持板と、分離された気体の取り出し口とを備え
、前記分離膜は支持板両面に設けられ、前記支持板の外
周部には両面に分離された気体を取り出し口へ導く流路
部を設けた構造とすることにより、分離気体の流量が大
きな場合にも損失が少ない気体分離膜モジュールを提供
するものであり、その実用的効果は大なるものがある。
択的に分離する分離膜と、この膜を支持する波状断面を
有する支持板と、分離された気体の取り出し口とを備え
、前記分離膜は支持板両面に設けられ、前記支持板の外
周部には両面に分離された気体を取り出し口へ導く流路
部を設けた構造とすることにより、分離気体の流量が大
きな場合にも損失が少ない気体分離膜モジュールを提供
するものであり、その実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の一実施例における気体分離膜モジュー
ルを部分的に破断した斜視図、第２図は支持板の形状例
を示す斜視図、第３図は従来の気体透過膜モジュールの
断面図、第４図は従来例のモジュールを部分的に破断し
た斜視図である。 １・・・・・・気体分離膜、３・・・・・・支持板、５
・・・・・・取り出し口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−
−気林→１Ｌ供 第２図 第３図 第４図
ルを部分的に破断した斜視図、第２図は支持板の形状例
を示す斜視図、第３図は従来の気体透過膜モジュールの
断面図、第４図は従来例のモジュールを部分的に破断し
た斜視図である。 １・・・・・・気体分離膜、３・・・・・・支持板、５
・・・・・・取り出し口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−
−気林→１Ｌ供 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 混合気体中より特定の気体を選択的に分離する分離膜
と、この膜を支持する波状断面を有する支持板と、分離
された気体の取り出し口とを備え、前記分離膜は支持板
両面に設けられ、前記支持板の外周部には両面に分離さ
れた気体を取り出し口へ導く流路部を設けたことを特徴
とする気体分離膜モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33449587A JPH01176421A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 気体分離膜モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33449587A JPH01176421A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 気体分離膜モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176421A true JPH01176421A (ja) | 1989-07-12 |
Family
ID=18278040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33449587A Pending JPH01176421A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 気体分離膜モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01176421A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5693122A (en) * | 1994-12-23 | 1997-12-02 | Hewlett Packard Company | Basic structure for a liquid chromatography degasser |
| KR20190083340A (ko) * | 2016-12-02 | 2019-07-11 | 칭다오 하이얼 조인트 스탁 씨오.,엘티디. | 공기 분리 장치와 냉장 냉동 장치 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP33449587A patent/JPH01176421A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5693122A (en) * | 1994-12-23 | 1997-12-02 | Hewlett Packard Company | Basic structure for a liquid chromatography degasser |
| KR20190083340A (ko) * | 2016-12-02 | 2019-07-11 | 칭다오 하이얼 조인트 스탁 씨오.,엘티디. | 공기 분리 장치와 냉장 냉동 장치 |
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