JPS63141624A - 気体透過膜モジユ−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、主成分が、たとえば酸素と窒素とからなる様
な混合気体から一方の成分を富化したガス、たとえば酸
素富化ガスを取り出すための気体透過膜を用いた気体透
過膜モジュールに関するものである。

従来の技術 近年、酸素富化ガスは、燃焼用、医療用などに広く利用
されているが、これらの気体を得る方法としては、深冷
分離による酸素分離が一般的でろシ、他の代表的方法と
しては、固体表面の気体の吸脱着を利用した方法（ゼオ
ライト等）がある一方、簡単に富化ガスを取り出す目的
で、高分子の膜を利用した気体透過膜の開発が盛んに行
なわれている。

選択透過膜を利用した分離の従来の技術としては、例え
ば特開昭５８−２２２号公報に示される様に気体選択性
高分子膜を利用した気体供給装置がるる。

以下図面を参照しながら、上述したような気体分離の一
つである、従来の気体透過膜モジュールについて説明を
行なう。

第４図は、従来の気体透過膜モジュールの半断面の斜視
図、第６図は、従来の気体透過膜モジュールの流体吐出
口付近の分解斜視図を示すものである。第４図、第６図
において、１０は混合気体を選択的に分離する気体透過
膜、１１は気体遜過膜１０との間に空間部が形成される
ように、密封保持する補強板、１２は前記空間部内に充
填される通気性を有する通気性物質、１３は金属パイプ
をプレスして作成した前記空間部内の流体を吐出する流
体吐出口、１３ａは流体吐出口１３の偏平部、１４は流
体吐出口１３と補強板１１を密封固定する接着剤、１５
は補強板１１と気体透過膜１゜を気密に保つ両面粘着テ
ープ、１６は流体吐出口１３に接続される真空チューブ
である。

以上の様に構成された気体透過膜モジュールについて、
以下その動作について説明する。

第４図、第６図において、真空チューブ１６に接続され
た真空ポンプで減圧吸引を行なうと、真空チューブ１６
に接続されている流体吐出口１３の内部が減圧状態にな
り、通気性物質１２を介して気体透過膜１０に差圧を生
じさせる。また気体透過膜１０に差圧を生じさせる事に
よシ、気体透過膜モジュールの外部の気体は、気体透過
膜１゜を通って選択的に分離され、通気性物質１２よシ
形成される空間部に侵入し、流体吐出口１３より選択的
に分離された気体（酸素富化空気）が取り出される。又
補強板１１は気体透過膜１ｏとの間に空間部が形成され
、気体透過膜１Ｑが真空ポンプで減圧された場合に気体
透過膜１０を保持しかつ補強するものである。

気体透過膜モジュールを作成する手順としては、補強板
１１の凹状の切断部に金属パイプをプレスして作成した
流体吐出口１３をはめ込んで接着剤１４により密封固定
する。この時通気性物質１２と流体吐出口１３が連通状
態になる様に流体吐出口１３を凹状の切断部の途中で止
まる。又流体吐出口１３を接着剤１４で補強板１１に密
封固定する場合、両面粘着テープ１６で気体透過膜１ｏ
を密封しやすい様に、接着剤１４の表面を平滑にし通気
性物質１２の厚さと同じ厚さにし、酸素富化空気の流れ
の方向に対して直交する両端面を徐々に薄くする作業が
必要である。

又、補強板１１０表面にやや小さめの通気性物質１２が
、流体吐出口１３の偏平部１３ａに端面が接触する位置
に載せ、補強板１１の口端面全周に両面粘着テープ１６
を上面より接着して気体透過膜１０と、通気性物質１２
と補強板１１を密封固定する。この作業を補強板１１の
裏面についても行なう事によシス体透過膜モジュールが
形成される。なお通気性物質１２は、ネトロンネットＤ
ＳＫ−２５０（大日本プラスチック■製の商品名）を使
用している。これは気体透過膜１が破損しない様に網目
は、３．５Ｘ３ｆｆよシ大きくできないため、空間が小
さく圧力損失が大きい。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第４図と第５図の様に補強板１１の上面
に、やや小さめの通気性物質１２を載せ、口端面全周に
両面粘着テープ１６で接着密封する構造においては、補
強板１１と通気性物質１２の境界に段差を生じ、真空ポ
ンプより減圧を受けていない場合は、気体透過膜１０の
中央部分がふくらみ、気体透過膜１０が厚み方向に、積
層された相対する他の気体透過膜１０と接触し、気体透
過膜１ｏが破損するため、スペーサ１７の厚さを気体透
過膜１ｏが接触しない様は充分取る必要があり、薄型に
出来ない。又流体吐出口１３を接着剤１４で補強板１１
に密封固定する部分も平滑になっていないため、同じ様
に気体透過膜１０がふくらむ。又、通気性物質１２は、
気体透過膜１ｏが破損しない様に網目を大きくできない
ため、空間が小さく圧力損失が太きいという問題点を有
していた。

本発明は、上記問題点に鑑み、気体透過膜の中央部がふ
くらまない、薄型で圧力損失の少ない気体透過膜上ジュ
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透過膜モジュー
ルは、小さな孔のおいている２枚の補強板で、通気性物
質をはさみ込み、西端面全周に樹脂を含浸して固定密封
し、小さな孔のおいている補強板の両面四辺全周に両面
粘着テープを接着して気体透過膜を密封する構造とした
ものである。

作　　用 この構成によって、気体透過膜を接着する補強板の四辺
全周に段差がないため、気体透過膜の中夫部分がふくら
まない。

その結果、スペーサを薄くしても、他の相対する気体透
過膜モジュールの気体透過膜と接触しないため、薄型に
なる。

又、通気性物質の網目を大きく取っているので空間が大
きく圧力損失が少ない。

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透過膜モジュ
ールの分解斜視図、第２図ａ、ｂは、気体透過膜モジュ
ールの補強板の一例を示す図、第３図ａ、ｂは、気体透
過膜モジュールの通気性物質の一例を示す図である。

第１図において、１は混合気体を選択的に分離する気体
透過膜、２は気体透過膜１を支持する小さな孔あき補強
板、３は２枚の補強板２の間に充填される通気性物質、
４は２枚の補強板を密封固定する封止樹脂、６は気体透
過膜１と補強板２を気密に保つ両面粘着テープ、６は通
気性物質３の内部の流体を吐出する流体吐出口、７は気
体透過膜１同志が接触せず気体透過膜１に常に新しい気
体を供給する間隔をつくるスペーサである。

以上の様に構成された、気体透過膜モジュールについて
、以下その動作を説明する。

第１図において、流体吐出口６より真空ポンプで減圧吸
引を行なうと、気体透過膜モジュールの気体は、気体透
過膜１を通って選択的に分離される。また選択的に分離
された気体（酸素富化空気）は、補強板２の小さい孔を
通過して通気性物質３より形成される空間部に侵入し、
流体吐出口６より取シ出される。

気体透過膜１と補強板２は気体透過膜１以外から気体が
入らない様に両面粘着テープより密封保持されている。

又、選択的に分離された気体（酸素富化空気）が補強板
２の小さい孔を通過した後に、気体透過膜モジュールの
外部の気体と混合しない様に、２枚の補強板２の間の通
気性物質を樹脂で含浸し、２枚の補強板２と通気性物質
３を密封固定する。

補強板２と通気性物質３と流体吐出口６は連通状態にあ
る。又、スペーサ７は気体透過膜モジュールを厚み方向
に積層し念場合に、相対する気体透過膜１が接触しない
様にする働きと、気体透過膜１表面に常に新しい気体を
供給する間隙を作成する働きがある。

なお補強板２の小さな孔の形状は第２図ａ、ｂの様な形
でもよい。又、通気性物質３の形状は、第３図ａ、ｂの
様な形でもよい。

第１図に使用の補強板２は、厚さが０．３ｘｔｘ、孔径
０．５ｆｆ、孔径のピッチ１　ｍｙの材質５ＵＳ３０４
を使用した。

通気性物質３として、従来はネトロンネットＤＳＫ−２
５０（大日本プラスチック■製の商品名）を使用してい
るため、流体吐出口６よシ流通経路が、最も遠い部分で
１０１１１１　Ｈｇである。これは気体透過膜１が破損
しない様にネトロンネットの網目（ｓ、ｓｘｓｓｍ）を
大きくできな１いため、空間が少ないので圧力損失が大
きい。しかしながら、本実施例では、補強板２が気体透
過膜１を支持しているため、スミネッ）Ｈｌ　５０５（
住友ベークライト■製の商品名）を使用することができ
、空間が大きく、圧力損失が少な（ｌｍＨｇでるる。

又、気体透過膜１を接着する補強板２の四端面は、平面
であるため、気体透過膜１の中央部分がふくらまない。

従って、スペーサが薄くでき、気体透過膜モジュールが
薄型になる。性能については、表１９表２に示す。

表１　膜特性表 表　２　気体透過膜モジュール比較表 上記表１９表２の様に、従来例では酸素濃度３０、．２
（％：でめったのに対して、実施例では酸素濃度３０．
４（＠である。また従来例では、酸素富化空気量は８．
３　（１７ｍ　）に対し実施例では８．６（シー）を得
られた。

これは、気体透過膜１が、通気性物質３と直接接触しな
いため、網目を大きくし空間を大きくできる構造でるり
、圧力損失が少ない。なお、本実施例では補強板２の材
質は５ＵＳ３０４としたが、補強板２は、樹脂板、金属
板、フィルム、シートでもよい。

発明の効果 以上の様に１気体透過膜を接着する補強板の西端面は、
平面であるため、気体透過膜の中央部分がふくらまなく
、従ってスペーサが薄くでき、気体透過膜モジュールが
薄くできる。又、気体透過膜を支持するのは、補強板で
あるため、通気性物質と気体透過膜は直接接触しないた
めに、通気性物質の網目を大きくでき、空間が大きく圧
力損失が少なくなシ、その実用的効果は犬なるものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における気体透過膜モジュー
ルの分解斜視図、第２図ａ、ｂは、気体透過膜モジュー
ルの補強板の一例を示す平面図、第３図のａ、ｂは、気
体透過膜モジュールの通気性物質の一例を示す斜視図、
第４図は従来の気体透過膜モジュールの半断面の斜視図
、第６図は従来の気体透過膜モジュールの流体吐出口付
近の分解斜視図である。 １・・・・・・気体透過膜、２・・・・・・補強板、３
・・・・・・通気性物質、４・・・・・・封止樹脂、６
・・・・・・両面粘着テープ、６・・・・・・流体吐出
口、７・・・・・・スペーサ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 混合気体を選択的に分離する気体透過膜と、この気体透
   過膜を支持する小さな孔をあけた補強板と、前記気体透
   過膜により分離された気体を通過させる通気性物質と、
   この通気性物質を通過した分離気体を吐出する流体吐出
   口を有し、前記補強板２枚で、前記通気性物質を、はさ
   み込み、全端面を封止樹脂で密封固定したことを特徴と
   する気体透過膜モジュール。