JPH0217920A - 気体分離膜モジュール - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は気体分離膜モジュールに関する。更に詳しくは
、寿命の長い気体分離膜モジコールに関する。

［従来の技術］ 従来、平膜型の気体分離膜セルをスペーサーを介しなが
ら積層した構造の気体分離膜モジュールは知られている
（例えば、特開昭５９−６２３２６号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のモジュールにおいては第６図に示
すように気体分離膜セルの取出部が初めから総て連通状
態にあるため、使用中に膜の汚れ等により透過流量が低
下してきてもセル枚数を増やして透過量を回復させると
いうことができず、したがってモジュールの寿命を長く
できないという問題点を有していた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは上記問題点に鑑みて、寿命の長い気体分離
膜モジュールを得るべく鋭意検討した結果、本発明に到
達した。

すなわち、本発明は透過気体の取出部を膜面に垂直に貫
通して設けた平膜型気体分離膜セルを、セル外部とは気
密に取出部同士が連通ずるようにスペーサーを介しなが
ら積層してなる気体分［ｉモジュールにおいて、少なく
とも一枚以上のスペーサーの貫通部が、封止シートであ
らかじめ閉じられていることを特徴とする気体分離膜モ
ジュール、および上記モジュールに封止シート開孔具を
設けたことを特徴とする気体分離膜モジュールである。

［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図は気体分離膜モジュールの構成の一実施例を示す
横断面図である。図において、ｌ、１゜は膜面に垂直に
貫通孔を設けた気体分離膜セル、２は気体分離膜、３は
通気性支持体、４は貫通孔を有するスペーサー　５は貫
通孔の部分を封止シート６で閉じたスペーサー　７は透
過気体をモジュール外部に取り出すための取出口８を有
する上板、９は下板、１０は上板と下板を締め付けるた
めの締め付はボルトである。

ここで、気体分離膜２は、混合気体を選択的に分離する
機能を有する膜であり、その形態としては薄膜、非対称
膜、複合膜のいずれでも使用できるが、微多孔性の補強
膜（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカー
ボネート、テトラフロロエチレンなどの微多孔性高分子
フィルム、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、
ポリフッ化ビニリデン、セルロースアセテートなどの高
分子化合物をフィルム状に湿式成型して得られる非対称
微多孔膜）の上に気体分離性を有する薄膜（例えばポリ
トリメチルシリルプロピン、ポリフェニルクロロアセチ
レンなどの２置換アセチレンポリマー　ポリ−４−メチ
ルペンテン−１などのポリミーオレフィン、オルガノポ
リシロキサン、ポリオルガノシロキサン／ポリカーボネ
ート共重合体などの薄膜）を１層または複数層積層した
構造の複合膜が好ましく用いられる。

通気材３は、気体分離膜を内側から支持すると共に膜を
透過した気体の流路の投口を果たす。このような通気材
としては、それ自体で平板状態を保つ構成、例えば連通
孔を有する金属あるいはプラスチック等の板や、金属、
プラスチック等の補強板の表面にネット等の通気性材料
を積層したもの、金属板やプラスチック板の表面に溝や
凹凸を付けたもの、あるいはネット等の通気材の周囲を
金属、プラスチック等からなる補強枠で囲んだもの等を
用いることができる。

第２図は気体分離膜セルの斜視図、第３図（ａ）は貫通
孔の部分を封止シートで閉じたスペーサーの断面図、第
３図（ｂ）はその平面図である。第２図において１１は
膜面に垂直に設けられた貫通孔であり膜を透過した気体
の取出部となる。１２は周辺シール部である。シールの
方法としては接着剤による接着、ヒートシール、あるい
は接着テープなどがあるが、ウレタン、シリコーン等の
ゴム状シーラント、ホットメルト接着剤、エマルション
接着剤、エチレン／酢ビ共等のアルコール溶液などの塗
布シールが好ましく用いられる。

第３図において６は封止シートであり中心に穴を開けた
円形のシリコンゴム板からなるスペーサーで挟みこんで
ある。

封止シートとしては気密性があり、シートの前後にかか
る圧力差に耐え、しかも開孔用ロッドで突いたときには
破れるような材質、厚さである必要がある。このような
ものとしては厚さ０．０５〜０．２層１ｍのポリエチレ
ンテレフタレートのようなプラスチックシートあるいは
アルミ箔が好ましく用いられる。

スペーサーとしては金属、樹脂、ゴムなどから任意に選
択できるが、膜表面を傷付けずかつシール性を保つため
には、ある程度柔軟性をもつものが好ましく、この目的
に合うものとしてシリコーンゴム製のスペーサー好まし
く用いられる。

封止シートの取り付は方法としては、前記のように封止
シートをスペーサーで挟む以外にも、スペーサー表面に
貼り付けたり、スペーサーと一体成型するなどの方法が
用いられる。

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
以下その動作を説明する。

空気から酸素を濃縮した気体を得る場合、取出口８に真
空ポンプを接続し気体分離膜セルｌの間にファンで空気
を送る。気体分離膜セルの表面に設けられた気体分１ｌ
ｌｐ！Ａ２によって、酸素が選択的に分離されセル内部
に侵入し各セルの取出部に集められ取出口８から外部に
取り出される。

長時間分離操作を行っていると供給される空気中の微細
な汚れによって膜面が汚染され透過流量が次第に減って
くる。一定割合以上流量が低下したなら、第４図のよう
に取出口８から開孔具１４を押し込んで封止シート６を
破り、予備としてセットされている気体分離膜セル１′
　と連通させることによって流量を再び回復させること
ができる。

第５図は第２発明の一実施例における、気体分離膜モジ
ュールの横断面図である。

第５図において１５は開孔具でありモジュール外部から
ネジ込むことによって前進し、封止シート６を突き破る
ことができる。　開孔具の材質はプラスチックでも金属
でもよく、先端の形状としては封止シートを突き破るの
に適した円錐状、ナイフの刃状等が用いられる。１６は
開孔具推進用の雌ネジ部１７を有する下板、１８はシー
ル用のＯリングである。その他の構成は第１図の実施例
と同じである。

第５図において雌ネジ部１７は無くてもよく、この場合
は開孔具の前進は単に押すだけとなる。

また開孔具の前進は手動で行っても、モーターあるいは
ソレノイドのような電動手段で開孔具を所定の封止シー
トを突き破る位置まで前進させてもよい。

以上のように構成された気体分離膜モジュールにおいて
は、取出口に真空ポンプを接続して分離操作を行ってい
ても流量の回復操作を行うことができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、封止シートで貫通部を閉
じたスペーサーを用いて予備の気体分離膜セルをあらか
じめ隔離しておき、透過流量が低下してきたとき、この
封止シートを突き破ることによって予備の気体分離膜セ
ルを使用できるようにし、流量を回復させることができ
る。したがって、従来の気体分離膜モジュールに比べ寿
命を大幅に延ばすことができ、その実用的効果は大なる
ものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の気体分離膜モジュールの構成を示す
横断面図、第２図は気体分離膜セルの斜視図、第３図（
ａ）は貫通孔を封止シートで閉じたスペーサーの断面図
、第３図（ｂ）はその平面図、第４図は開孔具により封
止シートを突き破っているところを示す説明図、第５図
は第２発明の気体分離膜モジュールの構成を示す横断面
図、第６図は従来モジュールの構成を示す横断面図であ
る。 １、　Ｉ’・・・気体分離膜セル、４．５・・・スペー
サー第１図 第２図 第 圓 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透過気体の取出部を膜面に垂直に貫通して設けた平
   膜型気体分離膜セルを、セル外部とは気密に取出部同士
   が連通するようにスペーサーを介しながら積層してなる
   気体分離膜モジュールにおいて、一部のスペーサーの貫
   通部が封止シートであらかじめ閉じられていることを特
   徴とする気体分離膜モジュール。 ２、封止シート開孔具を設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の気体分離膜モジュール