TW201332638A - 具有雙向滲透物流的螺旋纏繞薄膜 - Google Patents

Abstract

本發明描述一種螺旋纏繞薄膜元件，其提供穿過一滲透物載體片之兩股滲透物流。該螺旋纏繞薄膜經密封，使得僅透過一薄膜與該滲透物載體連通。第一滲透物流螺旋向內流動且第二滲透物流在相反之方向上(螺旋向外)流動。該滲透物載體片係於兩個邊緣處密封，使得該等滲透物流僅可自該滲透物載體之相對之未經密封之邊緣排放。該第一滲透物流可收集於一中央收集管中且該第二滲透物流可收集於該薄膜元件之一周邊區域中。

Description

具有雙向滲透物流的螺旋纏繞薄膜

本發明係大體上關於螺旋纏繞薄膜元件及模組。

下文之論述並非認可下文所論述之任何事物係可作為先前技術或者常識引用。

一般藉由將一或多個薄膜葉狀物及進料間隔片包裹於一經穿孔中央管上而製作一螺旋纏繞薄膜元件。該等薄膜葉狀物各具有放置於兩個大體上矩形之薄膜片之間之一滲透物載體片。該等薄膜片一般係沿三個邊緣密封在一起。該葉狀物之一第四邊緣係鄰近該中央管且通向諸穿孔。亦可將一或多層滲透物載體片包裹於該中央管上以將該薄膜葉狀物支撐於該中央管中之該等穿孔上且提供該葉狀物之該邊緣與該中央管之間之一流徑。一抗伸縮裝置(ATD)係附接於該薄膜元件之端，以防止該薄膜元件發生伸縮式解繞。

給料(亦被稱為饋給水)係於該薄膜元件之一端引入且流經該等進料間隔片且沿該等薄膜片之表面流動。一些給料穿過該等薄膜片而形成一滲透物流。給料之剩餘部分(被稱為廢料流、滯留流或鹽水流)流經該等進料間隔片且流出該薄膜元件之出口端。該滲透物流沿該滲透物載體以一向內螺旋流之方式流動。該滲透物流跟隨該滲透物載體，直到到達該葉狀物之該第四邊緣且退出該第四邊緣且進入該中央管中。該滲透物流係收集於該中央管內且被運輸朝 向該中央管之一出口端。

一螺旋纏繞薄膜中之滲透物之通量或收集速率與跨該薄膜而施加之壓力相關。然而，驅動該滲透物流通過該滲透物載體(包含自該滲透物載體之邊緣)朝向該中央管所需之壓力減小該滲透物流通過該薄膜所需之淨驅動壓力。

下文將進一步詳細地描述一種螺旋纏繞薄膜元件，該螺旋纏繞薄膜元件提供圍繞一中央管在兩個相反之方向上流動之兩股滲透物流。

第一滲透物流螺旋向內流動且第二滲透物流螺旋向外流動。該第一滲透物流係收集於該中央管中且該第二滲透物流係收集於該薄膜元件之一周邊區域中。視需要，該第二滲透物流在被收集之後可運輸至該中央管。

該螺旋纏繞薄膜元件包含由圍繞一經穿孔中央管之一或多個薄膜襯套及一或多個滲透物載體形成之一包裹物。為了達成本發明之目的，術語薄膜襯套應指由圍繞一進料間隔件之一或多個薄膜片形成之一襯套，且該薄膜襯套係於兩個邊緣處密封。該給料可流經該進料間隔件之未經密封或開放之邊緣且流過該等薄膜片之表面。一滲透物載體片係定位於兩個薄膜襯套之間。該滲透物載體片具有兩個開放邊緣及兩個密封邊緣。該薄膜襯套及該滲透物載體片之密封配置允許該滲透物流經該滲透物載體，以分成兩股滲透物流。一滲透物流係沿該滲透物載體於一向內方向上螺旋地運送朝向該中央管。該第二滲透物流可沿該滲透物載 體螺旋向外地運送，以收集於該薄膜元件之該周邊區域中。

視需要，該螺旋纏繞薄膜元件亦包含至少一個抗伸縮裝置，其係定位於該薄膜元件之一端處，以防止該薄膜元件發生伸縮式解繞。該ATD可包含一流動通道，其傳送該第二滲透物流之滲透物至該中央管。

該螺旋纏繞薄膜元件可與通常與螺旋纏繞薄膜元件配合使用之壓力容器配合使用，或者可改裝成一現有之螺旋纏繞薄膜系統。

不拘泥於理論，該第一滲透物流與該第二滲透物流之間之滲透物流體流之分流可取決於遵循具有最小阻力之路徑之該滲透物流體。藉由將一給定之滲透物流體流分割於兩個流徑之間，該薄膜之該滲透物側上之最大流速可得以減小。此外，該滲透物流之分流亦輔助縮短滲透物藉由前進至該中央管或至該薄膜元件之該周邊區域而前進以退出該滲透物載體之距離。此經減小之最大流速及前進長度可減小跨該滲透物載體之水頭損失，因此增加跨該薄膜之淨驅動壓力。

本發明描述一種提供兩股滲透物流之螺旋纏繞薄膜元件。第一滲透物流螺旋向內流動，以收集於該薄膜元件之一中央管內。第二滲透物流在一相反之方向上(螺旋向外)流動，以收集於該薄膜元件之一周邊區域中。

參考圖1及圖2，一螺旋纏繞薄膜元件10具有一輸入端11 及一輸出端13。可藉由將一或多個薄膜襯套12及滲透物載體片20包裹於一經穿孔中央管16上來形成元件10。該中央管16亦可稱為一芯體、一滲透物管或一生成水收集管。該中央管16具有一給料端24及一濃縮物端26。該中央管16之該等穿孔可包括複數個小孔22。該等小孔22具有大約0.125英寸(3.2 mm)之一直徑且提供至該中央管16之內側之流體連通。

如圖2、圖3及圖4所示，各個薄膜襯套12包含兩個薄膜片18，且該兩個薄膜片18之間具有一進料間隔件14。為了形成該薄膜襯套12，該等薄膜片18具有彼此可實質上平行之兩個密封邊緣18a與18b。邊緣18a可實質上平行於該中央管16且經定位鄰近該中央管16，如圖3中所示。該等密封邊緣18a及18b係藉由一密封件19密封於兩個薄膜片18之間，以形成該薄膜襯套之閉合邊緣12a及12b，如圖3及圖4中所示。此項技術中已知多種適於用作該密封件19之材料，諸如，膠合線，只要密封件19不允許跨邊緣12a及12b達成流體連通即可。各個薄膜襯套12亦包含兩個開放邊緣12c及12d，其實質上垂直於邊緣12a及12b。該進料間隔件14係定位於該薄膜襯套12內且介於該兩個薄膜片18之間，使得各個薄膜片18之一內表面鄰近該進料間隔件14。該進料間隔件14係與該薄膜元件10之該輸入端11及該輸出端13達成流體連通。

該等薄膜片18(該進料間隔件14係位於該等薄膜片18之間)之該等密封邊緣18a及18b形成該薄膜襯套12，且其具 有閉合邊緣12a及12b及開放邊緣12c及12d。

該進料間隔件14作為用於進料溶液之一導管，以使該溶液流經該薄膜襯套12且跨過該等薄膜片18之該內表面。該給料大體上可自元件10之輸入端11流動至輸出端13，在該薄膜襯套12之該等開放邊緣之間流動。

該等薄膜片18具有鑄造於一支撐層或背托層上之一分離層。例如，該分離層可為醋酸纖維素、聚醯胺、一薄膜複合物或者可形成一分離薄膜之其他材料。該分離層可具有可實現逆滲透、奈米過濾或超過濾之大小範圍內之微孔，使得來自該給料之所要之分子可穿過該薄膜片18且進入一滲透物流中。

該滲透物載體片20係大體上矩形，且具有實質上平行於該薄膜襯套12之閉合邊緣12a及12b之開放邊緣20a及20b。該滲透物載體片20亦可具有滲透物載體片之兩個閉合邊緣20c及20d，其實質上平行於該薄膜襯套12之該等開放邊緣12c及12d。閉合邊緣20c及20d係由一密封件23密封。此項技術中已知多種適於用作該密封件23之材料，諸如，膠合線，只要密封件23不允許跨邊緣20c及20d之滲透物載體片達成流體連通即可。應理解，膠體可充滿於相鄰之薄膜襯套12之間且密封件23可大體上自該滲透物載體片之邊緣20c及20d延伸約1 cm至5 cm。

圖4繪示定位於兩個薄膜襯套12與下方之一第二滲透物載體之間之該滲透物載體片20。在邊緣20a處，該滲透物載體片20係與該中央管16中之小孔22流體連通。在將該第 一薄膜襯套12附接至該中央管16之前，可將一額外滲透物載體片(其材料可與該等薄膜襯套12中之該滲透物載體片20相同或不同)或該滲透物載體片20之一延伸部以一或多個層之形式包裹於該中央管16上。此初始滲透物載體片20包裹物將該薄膜襯套12支撐於該等孔22上且提供將滲透物自該滲透物載體片20引導至該中央管16中之該等孔22之一路徑。

該滲透物載體片20亦包含一滲透物載體片延伸部21，其延伸遠離邊緣20a，使得邊緣20b並不與該薄膜襯套12之該閉合邊緣12b重合(見圖3及圖4)。該滲透物載體片延伸部21可自邊緣20a向遠處延伸，越過薄膜片18之邊緣18b。該滲透物載體片延伸部21可充分地延伸越過該薄膜襯套12之該閉合邊緣12b，以防止兩個相鄰之薄膜襯套12彼此接觸。例如，該滲透物載體片延伸部21可延伸而越過一相鄰之薄膜襯套12之該邊緣12b大約1 cm至10 cm或者2 cm至4 cm，如下文將進一步描述。

當形成該薄膜元件10時，將一或多個(例如，1至40個)薄膜襯套12及一或多個滲透物載體片20包裹於該中央管16上。各個薄膜襯套12具有一關聯之滲透物載體片20，例如，該一或多個薄膜襯套12之數目與該關聯之滲透物載體片20之數目相等。當包裹而形成該薄膜元件10且在截面圖(如在圖5A及圖5B中)中檢視該薄膜元件10時，接近該中央管16之區域大體上界定該薄膜元件10之一內區域500。該內區域500包含該中央管16之鑽孔、中央管16之壁及可形 成圍繞該中央管16之一初始包裹物之一或多層滲透物載體(如圖4中所示)。鄰近該內區域500形成有一中間區域502且該中間區域502包括由該複數個薄膜襯套12及該滲透物載體片20形成之一或多個纏繞層。儘管圖5A或圖5B中未繪示，該中間區域包括四個薄膜襯套12及四個滲透物載體片20，其各從該內區域500延伸且包裹於該內區域500上。鄰近該中間層的係該薄膜元件10之一周邊區域504。該周邊區域504包括該等薄膜襯套12之邊緣12b之終點、該等滲透物載體片20之邊緣20b之終點、該滲透物載體片延伸部21及該外包裹物42。該周邊區域504係大體上指示為介於圖5A及圖5B中所示之虛線與該中間區域502之間之區域。

在將該等薄膜襯套12及該等滲透物載體片20纏繞於該中央管16上之後，一薄膜襯套12之該邊緣12b與相鄰之薄膜襯套之該邊緣12b並不對齊。如圖5B中所示，線條A、B、C及D各分別大約指示該四個薄膜襯套512A、512B、512C及512D之各者之邊緣12b之終點。例如，線條A與線條B之間之距離反映出該薄膜襯套512A之邊緣12b與薄膜襯套512B之邊緣12b沿該薄膜元件之彎曲表面之大約距離。造成此空間之原因在於，該等薄膜襯套12具有大體上相等之尺寸，但該等薄膜襯套12之各者係於該內區域500內之一不同的點於邊緣12a附接，或者與滲透物載體片20之初始包裹物連接或者直接連接至該中央管16(圖中未繪示)。

當該薄膜元件10係包裹於該中央管16上時，各個個別滲透物載體片20係鄰近一下薄膜襯套12及一上薄膜襯套12。 該個別滲透物載體片20係定位於該下薄膜襯套12之頂部上及該上薄膜襯套12之下方，使得該上薄膜襯套122與該下薄膜襯套12並不接觸。例如，如圖5B中所示，該滲透物載體520係定位於下薄膜襯套512B上且定位於該上薄膜襯套512A之下方。滲透物載體片延伸部521如圖所示延伸超過該上薄膜襯套512A之該邊緣12b(如圖5B中線條A所示)，但並不延伸而與該下薄膜襯套512B之該邊緣12b交切(如圖5B中線條B所示)。該等滲透物載體片延伸部21形成至少部分覆蓋該等薄膜襯套12之一外滲透物載體層或者一連串帶狀物。

當將該薄膜元件10包裹於該中央管16上時，該滲透物載體片20提供一第一流徑，其用於圍繞且朝向該中央管16以一向內螺旋方式前進之滲透物流。回頭參考圖5B，跨過薄膜襯套512A及512B之該等薄膜片之一些滲透物將收集於該滲透物載體片520內且在該滲透物載體片520內遵循該第一流徑朝向該內區域500前進。

該滲透物載體片20亦提供一第二流徑，其用於圍繞但遠離該中央管16以一向外螺旋之方式流動之該滲透物流。遵循該第二流徑之滲透物流經該滲透物載體片20及該滲透物載體延伸部21而朝向開放邊緣20b且大體上朝向該薄膜元件10之該周邊區域504前進。參考圖5B，跨過薄膜襯套512A及512B之該等薄膜片18之一些滲透物將收集於該滲透物載體片520內且在該滲透物載體片520內遵循該第二流徑而朝該周邊區域504前進。如下文將進一步論述，遵循 此第二滲透物流徑之滲透物係由抗伸縮裝置40收集於該周邊區域504中。該膠合線23確保該滲透物僅可藉由該開放邊緣20a以跟隨該第一滲透物流至該中央管16而退出該滲透物載體片20，或者藉由該開放邊緣20b或該滲透物載體片延伸部21到達該周邊區域504及最終到達一抗伸縮裝置40而退出該滲透物載體片20。

此外，當將該薄膜元件10包裹於該中央管16上時，該膠合線23確保該薄膜元件10之邊緣11及邊緣13之外側與該滲透物載體片20之間不存在流體連通。

如圖1及圖3中所示，將一抗伸縮裝置(ATD)40定位於該薄膜元件10之端11及端13處。該ATD 40防止該薄膜襯套因該螺旋纏繞薄膜元件10內之壓力梯度沿該中央管16之長度推動。該ATD40係藉由膠帶、一外包裹物42或其他合適的已知方法緊固至該中央管16。

將一外包裹物42圍繞該薄膜元件10緊固，以輔助該ATD 40防止(該薄膜元件10)在使用期間被解繞。該外包裹物42係由滲透物流無法滲透之材料(例如，塑膠片或纖維強化塑膠(諸如嵌入環氧樹脂中之玻璃纖維))製成。該外包裹物42係與該滲透物載體片延伸部21之外部或外表面接觸且該包裹物42係於各端與該ATD 40之外側保持密封。

該ATD 40包含一外環形本體48，其經定位緊鄰該滲透物載體20之最外層。該外環形本體48包含沿其圓周之一凹部72，該凹部72面對該周邊區域504，包含該等滲透物載體片延伸部21之該外表面。該外環形本體48包含一滲透物接 收器58，其自該外環形本體48延伸而位於該外包裹物42與該等滲透物載體片延伸部21之該外表面之間，如圖7中所示。該滲透物接收器58包含一內凸緣60及一外凸緣62，藉此界定位於該內凸緣60與該外凸緣62之間之一凹部72。各個凸緣(且因此該凹部72)圍繞該外環形本體48之該圓周延伸。該內凸緣60具有一內表面66及一外表面64。類似地，該外凸緣具有一內表面68及一外表面70。該內凸緣60之該外表面64係鄰近該等滲透物載體片延伸部21之該外表面。該外凸緣62之該外表面70係鄰近該外包裹物42。

該滲透物接收器58之該外凸緣62延伸超過該內凸緣60，如圖7中所示。例如，該外凸緣62包含一前緣傾斜邊緣74，其延伸超過該內凸緣60，以與該滲透物載體片延伸部21之該外表面接觸，以將來自該周邊區域504之該第二滲透物流引導至ATD 40之該凹部72中。該前緣邊緣74亦提供一更大之表面面積，其用外包裹物42將該ATD 40緊固至該螺旋纏繞薄膜元件10。

如圖6及圖7中所示，該ATD 40亦包含一內環形本體46，且至少一個長形中空構件51連接ATD 40之兩個環形本體46與48。例如，該ATD 40可類似於一貨車車輪結構，如圖6中所示，且包含穿過該等中空構件51之流體流動通道，其允許在該外環形本體48與該內環形本體46之間達成流體連通。

該內環形本體46之內表面53可接近、連接至或添加至該中央管16之外表面54。該內環形本體可包含一或多個埠口 57，其提供跨該內環形本體46至該中央管16之流體連通。該等埠口57提供與該中央管16之該等小孔22之至少一者之流體連通。各個埠口57係與一長形中空構件51達成流體連通，而該中空構件51轉而與ATD 40之該外環形本體48之該凹部達成流體連通。藉此形成自該周邊區域504至該內區域500之一流體通道。例如，該流體通道可包含該凹部72、細長中空構件51及ATD 40之埠口57。

跟隨該第二滲透物流徑之滲透物朝該滲透物載體片延伸部21之邊緣20b(大體上係朝該周邊區域504)螺旋地前進且係收集於該ATD 40之外環形本體48中且經引導通過該細長中空構件51、通過該內環形本體46且經由埠口57而進入該中央管16中。

參考圖1，一螺旋纏繞薄膜模組30具有一薄膜元件10，其位於一壓力容器32內側。該壓力容器32可為一般與該螺旋纏繞薄膜元件配合使用之一壓力容器。該壓力容器32具有一大體上管狀本體34，其具有鄰近該薄膜元件10之該輸入端11之一入口端36。該壓力容器32亦具有一出口端38，其鄰近該薄膜元件之出口端13及該中央管16之該濃縮物端26。

該薄膜元件10之該入口端11及該出口端13經密封且提供與該壓力容器32之內部之流體連通。可在該元件10之一外包裹物42與一壓力容器32之內側之間提供周邊密封件，以防止經過一薄膜元件10而不穿過該薄膜元件10之進料間隔件14達成流體連通。此外，膠合線23防止自該入口端36至 該滲透物載體片20達成直接流體連通。

在一額外選用特徵中，該外環形本體48亦可包含一壓蓋76及密封件78(例如，一O形環密封件)，其可定位而與該滲透物接收器58相對且該密封件78形成與該壓力容器32之該內表面之間一密封。例如，壓蓋76及密封件78可發揮密封作用而防止任何滲透物之洩漏及進料圍繞該薄膜元件10流動而洩漏。

在一額外選用特徵中，該滲透物載體片延伸部21可延伸至鄰近該滲透物載體片20之該下薄膜襯套12之該邊緣12b。參考圖5B，滲透物載體片520'包含滲透物載體片延伸部521'，其延伸線條B與線條C之間之距離，以與薄膜襯套512C之該最外邊緣512b交切。使用此額外選用特徵，該滲透物載體21之該最外層(如圖7中所示)並非與該外包裹物42接觸之一連續層的滲透物載體片20。而是，該等滲透物載體片延伸部21形成一組不連續帶或條帶的滲透物載體片延伸部21，其自該薄膜元件10之輸入端11延伸至該薄膜元件10之該輸出端13，於各個端由膠合線23密封。

在一額外選用特徵中，該滲透物載體片延伸部21可延伸超過該下薄膜襯套12之該邊緣12b。參考圖5B，滲透物載體片520"包含滲透物載體片延伸部521"，其延伸超過線條C與線條D之間之距離且因此超過該薄膜襯套512D之最外邊緣512b。在此選用特徵中，該滲透物載體片延伸部521"延伸以與超過線條D之線條E交切。使用此額外選用特徵，該等個別滲透物載體片可延伸越過該下薄膜襯套之該 邊緣20b，以與下一滲透物載體片直接接觸。例如，參考圖5B，該滲透物載體片延伸部521'可延伸越過線條C而朝向線條D(圖中未繪示)且接觸滲透物載體片延伸部521"。藉此形成一連續外層之滲透物載體片延伸部21，其具有與該外包裹物42直接接觸之一外表面，如圖7中所示。

在一額外選用特徵中，該滲透物載體片延伸部21可自邊緣20a向遠處延伸超過相鄰之下薄膜襯套12之邊緣12b大約1 cm至5 cm。

在一額外選用特徵中，可在一給定之壓力容器32內定位一個以上薄膜元件10。此等多個薄膜元件10可串聯連接。該第一薄膜元件10之該第一端11經密封、直接退出該壓力容器32或者經連接至一配件，該配件退出該壓力容器32以收納給料。若一壓力容器32中具有多個元件10，則一上游元件10之該第二端13一般係連接至一下游元件之該第一端11。一壓力容器32中之最後一個薄膜元件10之該第二端13經密封、直接退出該壓力容器32或該端13係連接至一配件，該配件退出該壓力容器32。可在該元件10之該外包裹物(圖中未繪示)與一壓力容器32之內側之間提供周邊密封件，以防止饋給水流動經過一元件10而不流經該薄膜襯套12之該等進料間隔件14。

在一額外選用特徵中，該薄膜襯套12係由於邊緣18a處摺疊且於邊緣18b處密封之一單一薄膜片形成，因此形成一薄膜襯套，且該進料間隔件14係定位於該摺疊之薄膜之間。可用一薄膜膠帶加強一摺疊邊緣18a。

在一額外選用特徵中，該滲透物載體片20之終止於該薄膜元件10之該周邊區域504中之該滲透物載體片延伸部21不僅可用典型之滲透物載體材料(諸如，網)製成，亦可由可引導滲透物流體流經其中之任何其他填料製成。使用此一選用特徵，該周邊區域504內之包含該填料之一空間可形成於該滲透物載體片延伸部21之該外表面與該外包裹物42之該內表面之間。此外視需要，可將一填料包裹於該等滲透物載體片延伸部21之該外表面上。如上所述，該ATD 40之該滲透物接收器可延伸進入此空間中，以將滲透物自該第二滲透物流徑引入該ATD 40之該內部流動通道中且引導至該中央管16中。

在操作中，待過濾之給料溶液於該壓力容器32之入口端36處之一入口(圖中未繪示)進入。進料交切該薄膜元件10之該邊緣11。該饋給水無法自該閉合邊緣20c及20d之任一者進入該滲透物載體片。該給料透過開放邊緣12c進入該薄膜襯套12中且流經該給料間隔件14且跨過各個薄膜片18之該內表面。一旦進入該薄膜襯套12內側，該膠合線19防止該給料於閉合邊緣12a及12b處退出該薄膜襯套12。因此所導致之給料流之方向係自該開放邊緣12c至該開放邊緣12d。

雖然給料流經該薄膜襯套12，滲透物亦可穿過薄膜片18之該內表面到達該滲透物載體片20，而該薄膜片18可根據其孔大小而抵制經分解鹽或懸浮固體或其他污染物(本文被稱為廢料流)之穿過。該廢料流與該給料停留於該等薄 膜片18之相同側上，藉此將該進料濃縮成一經抵制溶質，使得一濃縮之廢料流透過該出口端38處之一排放管(圖中未繪示)離開該壓力容器32。

當該饋給水沿該薄膜片18之該內表面移動時，滲透物穿過該薄膜片18且收集於該薄膜片18與該廢料流之相反之側上。例如，滲透物穿過該內薄膜表面且退出該薄膜襯套12，而該廢料流保持於該薄膜襯套12內，直到被排放。該滲透物收集於該滲透物載體片20內之空間內。該滲透物載體片20之該等閉合邊緣20c及20d確保滲透物僅可透過該等開放邊緣20a、20b或者該等滲透物載體延伸部21退出該滲透物載體片20(否則無法退出該滲透物載體片20)。如上所述，該滲透物流體沿該滲透物載體片20之流動可在一個或兩個方向上發生。

第一滲透物流徑遵循用於一螺旋纏繞薄膜元件之典型流徑。在遵循該第一滲透物流徑時，該滲透物流體可在向內螺旋之一徑向路徑中流向該中央管16。邊緣20a提供與中央管16之該等孔22之流體連通，使得該滲透物可收集於該中央管16內側且接著一般以該中央管16之一第一端52導向至一第二端54之一流(之形式)前進。

滲透物流體亦遵循大體上與該第一滲透物流徑在相反方向之第二滲透物流徑。例如，滲透物流體可遵循螺旋向外遠離該中央管16而朝向該薄膜元件10之該周邊區域504之一徑向流徑。遵循該第二滲透物流徑之滲透物流體可沿該滲透物片20前進，遠離該邊緣20a而朝向該邊緣20b。遵循 該第二滲透物流徑120之該滲透物流體可沿該等滲透物載體片延伸部21之一或多者前進且縱向地穿過該等滲透物載體片延伸部21之一或多者，以收集於該薄膜元件之該周邊區域504內，例如，ATD 40內。

應理解，本文提及螺旋或徑向滲透物流並不排除出現邊對邊滲透物流，邊對邊滲透物流穿過該滲透物載體片在連接邊緣20c與20d之方向上流動。兩個逆向之流徑可僅在垂直於該薄膜元件10之長度之一平面中恰好相反。

此書面描述使用實例來揭示本發明(包括最佳模式)且亦促成熟悉此項技術者實踐本發明，包含製作且使用任何裝置或系統且執行任何併入之方法。本發明之可專利化範疇係由申請專利範圍界定，且可包含熟悉此項技術者可想到之其他實例。

10‧‧‧薄膜元件

11‧‧‧輸入端

12‧‧‧薄膜襯套

12a‧‧‧閉合邊緣

12b‧‧‧閉合邊緣

12c‧‧‧開放邊緣

12d‧‧‧開放邊緣

13‧‧‧輸出端

14‧‧‧進料間隔件

16‧‧‧經穿孔中央管

18‧‧‧薄膜片

18a‧‧‧密封邊緣

18b‧‧‧密封邊緣

19‧‧‧密封件/膠合線

20‧‧‧滲透物載體片

20a‧‧‧開放邊緣

20b‧‧‧開放邊緣

20c‧‧‧閉合邊緣

20d‧‧‧閉合邊緣

21‧‧‧滲透物載體片延伸部

22‧‧‧小孔

23‧‧‧密封件

24‧‧‧進料端

26‧‧‧濃縮物端

30‧‧‧螺旋纏繞薄膜模組

32‧‧‧壓力容器

34‧‧‧管狀本體

36‧‧‧入口端

38‧‧‧出口端

40‧‧‧抗伸縮裝置

42‧‧‧外包裹物

46‧‧‧內環形本體

48‧‧‧外環形本體

51‧‧‧中空構件

52‧‧‧中央管16之第一端

53‧‧‧內表面

54‧‧‧中央管16之第二端

57‧‧‧埠口

58‧‧‧滲透物接收器

60‧‧‧內凸緣

62‧‧‧外凸緣

64‧‧‧外表面

66‧‧‧內表面

68‧‧‧內表面

70‧‧‧外表面

72‧‧‧凹部

74‧‧‧前緣傾斜邊緣

76‧‧‧壓蓋

78‧‧‧密封件

116‧‧‧徑向路徑

118‧‧‧流

119‧‧‧流徑

120‧‧‧流徑

500‧‧‧內區域

502‧‧‧中間區域

504‧‧‧周邊區域

512A‧‧‧薄膜襯套

512B‧‧‧薄膜襯套

512C‧‧‧薄膜襯套

512D‧‧‧薄膜襯套

512b‧‧‧最外邊緣

520‧‧‧滲透物載體片

520'‧‧‧滲透物載體片

520"‧‧‧滲透物載體片

521‧‧‧滲透物載體片延伸部

521'‧‧‧滲透物載體片延伸部

521"‧‧‧滲透物載體片延伸部

圖1係一螺旋纏繞薄膜元件之一部分切割透視圖。

圖2係一螺旋纏繞薄膜元件之一部分切割透視圖。

圖3係用於圖1中之該薄膜元件中之一薄膜襯套及滲透物載體之一部分切割、俯視平面圖。

圖4係圖3之一薄膜襯套沿線4-4'截取之一截面圖。

圖5A係圖2之該螺旋纏繞薄膜元件沿線5-5'截取之一示意截面圖。

圖5B係圖5A之方框A之一特寫圖。

圖6係與圖1之該螺旋纏繞薄膜元件配合使用之一抗伸縮裝置之一切割分解透視圖。

圖7係該抗伸縮裝置沿圖3之線7-7'截取之一截面圖。

10‧‧‧薄膜元件

11‧‧‧輸入端

13‧‧‧輸出端

16‧‧‧經穿孔中央管

30‧‧‧螺旋纏繞薄膜模組

32‧‧‧壓力容器

34‧‧‧管狀本體

36‧‧‧入口端

38‧‧‧出口端

40‧‧‧抗伸縮裝置

42‧‧‧外包裹物

52‧‧‧中央管16之第一端

54‧‧‧中央管16之第二端

Claims (12)

1. 一種螺旋纏繞薄膜元件，其包括：一中央管；一或多個薄膜襯套，各個襯套包含兩個薄膜片，其圍繞一進料間隔片於兩個邊緣封閉且包裹於該中央管上；一滲透物載體片，其與該等薄膜襯套成一對一的比率且係於一與一第二邊緣相對之第一邊緣附接至該中央管；及位於該滲透物載體之一第三邊緣及一第四邊緣上之一密封件，其自該第一邊緣延伸至該第二邊緣。
2. 如請求項1之螺旋纏繞薄膜元件，其進一步包括一抗伸縮裝置。
3. 如請求項2之螺旋纏繞薄膜元件，其進一步包括一外包裹物，其包裹於該一或多個薄膜襯套及該滲透物載體上。
4. 如請求項3之螺旋纏繞薄膜元件，其中該抗伸縮裝置包含一內通道，其自該薄膜元件之一周邊區域連通至該中央管。
5. 如請求項4之螺旋纏繞薄膜元件，其中該滲透物載體自該第二邊緣延伸超過該薄膜襯套。
6. 如請求項4之螺旋纏繞薄膜元件，其中該薄膜元件係容納於一壓力容器內。
7. 一種用於過濾一給料之方法，其包括：在一第一方向上驅動該給料通過一進料間隔件且沿一 薄膜之一第一側驅動該給料，其中該進料間隔件及該薄膜係螺旋地纏繞於一中央管上；將一廢料流收集於該薄膜之該第一側上且將滲透物流體收集於該薄膜之一第二側上；收集該廢料流體；將該滲透物流體分割成一第一滲透物流及一第二滲透物流；在一第二方向上引導該第一滲透物流，該第一滲透物流螺旋朝向該中央管且與該中央管連通；在一第三方向上引導一第二滲透物流，該第二滲透物流螺旋朝向該中央管周邊之一周邊區域且與該周邊區域連通；自該中央管及該周邊區域收集該滲透物。
8. 如請求項7之方法，其中該第一方向係與中央軸線同軸且該第二方向係實質上與該第一方向垂直且靠近該中央軸線。
9. 如請求項8之方法，其中該第三方向係實質上平行於該第二方向且遠離該中央軸線。
10. 如請求項9之方法，其中該第二滲透物流自該周邊區域流動至一抗伸縮裝置。
11. 如請求項10之方法，其中該第二滲透物流自該抗伸縮裝置流動至該中央管。
12. 如請求項11之方法，其中該薄膜係選自適於微過濾、超過濾、奈米過濾及逆滲透之一薄膜群組。