JPH11267467A - 流体分離素子 - Google Patents
流体分離素子Info
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- JPH11267467A JPH11267467A JP9410498A JP9410498A JPH11267467A JP H11267467 A JPH11267467 A JP H11267467A JP 9410498 A JP9410498 A JP 9410498A JP 9410498 A JP9410498 A JP 9410498A JP H11267467 A JPH11267467 A JP H11267467A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体分離素子の集水管の再利用やリサイクル
を可能にする。 【解決手段】 集水孔を有する集水管の周りに分離膜、
透過液流路材および原液流路材を含む膜ユニットを形成
し、その膜ユニットの外側に外装体を形成してなる流体
分離素子であって、集水管と膜ユニットの間にセパレー
タを介在させたことを特徴とする流体分離素子。
を可能にする。 【解決手段】 集水孔を有する集水管の周りに分離膜、
透過液流路材および原液流路材を含む膜ユニットを形成
し、その膜ユニットの外側に外装体を形成してなる流体
分離素子であって、集水管と膜ユニットの間にセパレー
タを介在させたことを特徴とする流体分離素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体分離素子に関
する。詳しくは、逆浸透装置や限外濾過装置、精密濾過
装置、さらには気体分離装置等に用いるのに好適な流体
分離素子に関する。
する。詳しくは、逆浸透装置や限外濾過装置、精密濾過
装置、さらには気体分離装置等に用いるのに好適な流体
分離素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、海水淡水化や半導体分野における
超純水用途、さらには、一般かん水用途や有機物分離、
排水再利用などを始めとする膜の透過液を利用する様々
な流体分離分野において、分離膜を用いた流体分離素子
の使用が急速に増加してきている。
超純水用途、さらには、一般かん水用途や有機物分離、
排水再利用などを始めとする膜の透過液を利用する様々
な流体分離分野において、分離膜を用いた流体分離素子
の使用が急速に増加してきている。
【０００３】分離膜を用いた流体分離素子としては、特
公昭５２−５４３１号公報や特公昭４４−１４２１６号
公報に記載されているスパイラル型流体分離素子があ
る。このような流体分離素子は、通常、表面に集水孔を
有する集水管の周りに、原液を分離するための膜ユニッ
トを巻回して構成し、膜ユニットで分離された透過液を
集水管内に集めるようにしている。そして、実際に流体
分離を行う際には、たとえば、複数本の流体分離素子を
接続して圧力容器に収納し分離膜モジュールとして使用
している。
公昭５２−５４３１号公報や特公昭４４−１４２１６号
公報に記載されているスパイラル型流体分離素子があ
る。このような流体分離素子は、通常、表面に集水孔を
有する集水管の周りに、原液を分離するための膜ユニッ
トを巻回して構成し、膜ユニットで分離された透過液を
集水管内に集めるようにしている。そして、実際に流体
分離を行う際には、たとえば、複数本の流体分離素子を
接続して圧力容器に収納し分離膜モジュールとして使用
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の流体
分離素子においては、膜ユニットが直接集水管に接着さ
れていたため、たとえば膜ユニットが寿命に至った場
合、流体分離素子全体を廃棄処分しなければならず、集
水管自身は使用可能な状態にあっても、その再利用やリ
サイクルは困難であった。
分離素子においては、膜ユニットが直接集水管に接着さ
れていたため、たとえば膜ユニットが寿命に至った場
合、流体分離素子全体を廃棄処分しなければならず、集
水管自身は使用可能な状態にあっても、その再利用やリ
サイクルは困難であった。
【０００５】そこで本発明の課題は、基本的に膜ユニッ
トと集水管との直接接着を廃止できるようにし、集水管
の再利用やリサイクルを可能にした流体分離素子を提供
することにある。
トと集水管との直接接着を廃止できるようにし、集水管
の再利用やリサイクルを可能にした流体分離素子を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る流体分離素子は、集水孔を有する集水
管の周りに分離膜、透過液流路材および原液流路材を含
む膜ユニットを形成し、その膜ユニットの外側に外装体
を形成してなる流体分離素子であって、集水管と膜ユニ
ットの間にセパレータを介在させたことを特徴とするも
のからなる。
に、本発明に係る流体分離素子は、集水孔を有する集水
管の周りに分離膜、透過液流路材および原液流路材を含
む膜ユニットを形成し、その膜ユニットの外側に外装体
を形成してなる流体分離素子であって、集水管と膜ユニ
ットの間にセパレータを介在させたことを特徴とするも
のからなる。
【０００７】上記セパレータは筒状体からなることが好
ましい。このセパレータは、集水管の実質的に全長にわ
たって設け、集水管の集水孔に連通する孔を設けた構造
とすることも可能であるが、集水管の集水孔の配置位置
を避け、集水管の長手方向に部分的に配置する方が好ま
しい。たとえば、集水管の長手方向における両側に配置
することができる。
ましい。このセパレータは、集水管の実質的に全長にわ
たって設け、集水管の集水孔に連通する孔を設けた構造
とすることも可能であるが、集水管の集水孔の配置位置
を避け、集水管の長手方向に部分的に配置する方が好ま
しい。たとえば、集水管の長手方向における両側に配置
することができる。
【０００８】このセパレータは、膜ユニットに対しては
接着し、集水管に対してはその外周面に単に密着するよ
うに装着しておくことで、集水管を、膜ユニットおよび
セパレータから容易に引き抜いて分解することができる
ようになる。原液が流体分離素子内を通過する際の圧力
損失によって、膜ユニットが下流側に移動するのを防ぐ
ために、集水管の端部を中央部より外径を小さく形成し
ておき、その端部にセパレータを設けたり、また、集水
管の外周面上に長手方向に外径がテーパ状に変化するテ
ーパ部を形成しておき、そのテーパ部上にセパレータを
設けるようにすることが好ましい。テーパ部は、原液流
れ方向上流側から下流側にかけて外径が大きくなるよう
に設けることが好ましい。
接着し、集水管に対してはその外周面に単に密着するよ
うに装着しておくことで、集水管を、膜ユニットおよび
セパレータから容易に引き抜いて分解することができる
ようになる。原液が流体分離素子内を通過する際の圧力
損失によって、膜ユニットが下流側に移動するのを防ぐ
ために、集水管の端部を中央部より外径を小さく形成し
ておき、その端部にセパレータを設けたり、また、集水
管の外周面上に長手方向に外径がテーパ状に変化するテ
ーパ部を形成しておき、そのテーパ部上にセパレータを
設けるようにすることが好ましい。テーパ部は、原液流
れ方向上流側から下流側にかけて外径が大きくなるよう
に設けることが好ましい。
【０００９】また、セパレータの材質はセパレータと集
水管とのシール性を考慮すると（あるいは集水管上への
装着を考慮すると）、可撓性または弾性を有する材料が
好ましく、弾性チューブ、たとえばゴムチューブを使用
できる。この弾性チューブが膜ユニットに対しては接着
され、集水管に対しては単に装着される。また、集水管
とセパレータとの間に原液混入防止部材を設けることも
好ましい。こうすることで、金属、プラスチック、ＦＲ
Ｐなどの高剛性材料のセパレータを用いても、高いシー
ル性が得られる。使用中の錆などの腐食と強度を考慮す
ると、ステンレススチール、ノリル、ポリカーボネイ
ト、硬質塩化ビニールなどで、曲げ強度が５０ＭＰａ以
上のものが好ましい。
水管とのシール性を考慮すると（あるいは集水管上への
装着を考慮すると）、可撓性または弾性を有する材料が
好ましく、弾性チューブ、たとえばゴムチューブを使用
できる。この弾性チューブが膜ユニットに対しては接着
され、集水管に対しては単に装着される。また、集水管
とセパレータとの間に原液混入防止部材を設けることも
好ましい。こうすることで、金属、プラスチック、ＦＲ
Ｐなどの高剛性材料のセパレータを用いても、高いシー
ル性が得られる。使用中の錆などの腐食と強度を考慮す
ると、ステンレススチール、ノリル、ポリカーボネイ
ト、硬質塩化ビニールなどで、曲げ強度が５０ＭＰａ以
上のものが好ましい。
【００１０】本発明に係る流体分離素子モジュールは、
圧力容器内に、上記のような流体分離素子を少なくとも
１個収容したものからなる。複数個の流体分離素子間の
接続には、適当な接続手段を用いればよい。
圧力容器内に、上記のような流体分離素子を少なくとも
１個収容したものからなる。複数個の流体分離素子間の
接続には、適当な接続手段を用いればよい。
【００１１】このような本発明に係る流体分離素子にお
いては、集水管と膜ユニットとの間にセパレータが介在
されるので、膜ユニットと集水管を容易に分離でき、膜
ユニットが寿命に至った場合にも、流体分離素子全体を
廃棄処分する必要はなく、集水管を引き抜いて再利用や
リサイクルに供することができる。
いては、集水管と膜ユニットとの間にセパレータが介在
されるので、膜ユニットと集水管を容易に分離でき、膜
ユニットが寿命に至った場合にも、流体分離素子全体を
廃棄処分する必要はなく、集水管を引き抜いて再利用や
リサイクルに供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施態様に係る流体分離素子を用いた流体分離素子組立
体を示している。集水孔２を有する集水管３の周りに、
分離膜４と透過液流路材５と原液流路材６とを含む膜ユ
ニット７がスパイラル状に巻回されており、その膜ユニ
ット７の外側に外装体８が形成されて流体分離素子９が
構成されている。この流体分離素子９の端面が露出さ
れ、その少なくとも一方の端部に、流体分離素子９がテ
レスコープ状に変形することを防止するために、テレス
コープ防止板１０が装着されて、流体分離素子組立体１
に構成されている。そして流体分離素子９とテレスコー
プ防止板１０は、必要に応じて交換ができるように、テ
レスコープ防止板１０が流体分離素子９の端部に着脱自
在に装着されている。テレスコープ防止板１０が着脱自
在に装着されていることで、分離膜性能の低下などによ
って流体分離を十分に行えなくなった場合にも膜ユニッ
ト７だけを取り替え、テレスコープ防止板１０や集水管
３は再利用することが可能となる。
形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施態様に係る流体分離素子を用いた流体分離素子組立
体を示している。集水孔２を有する集水管３の周りに、
分離膜４と透過液流路材５と原液流路材６とを含む膜ユ
ニット７がスパイラル状に巻回されており、その膜ユニ
ット７の外側に外装体８が形成されて流体分離素子９が
構成されている。この流体分離素子９の端面が露出さ
れ、その少なくとも一方の端部に、流体分離素子９がテ
レスコープ状に変形することを防止するために、テレス
コープ防止板１０が装着されて、流体分離素子組立体１
に構成されている。そして流体分離素子９とテレスコー
プ防止板１０は、必要に応じて交換ができるように、テ
レスコープ防止板１０が流体分離素子９の端部に着脱自
在に装着されている。テレスコープ防止板１０が着脱自
在に装着されていることで、分離膜性能の低下などによ
って流体分離を十分に行えなくなった場合にも膜ユニッ
ト７だけを取り替え、テレスコープ防止板１０や集水管
３は再利用することが可能となる。
【００１３】図２に示すように、圧力容器１５内に、上
記のような流体分離素子組立体１が複数個収容されて、
流体分離膜モジュール３０に構成される。テレスコープ
防止板１０には原液流路１１が設けられ、原液流路１１
から流入した原液２０（図１）が、膜ユニット７の分離
膜４で分離され、透過液２１（図１）が集水孔２を通し
て集水管３内に集められる。集水管３は、次の流体分離
素子９の集水管３に、内挿された接続管１２を介して接
続されており、次の集水管１３内へと送られる。接続管
１２と集水管３の内面との間は、Ｏリング等からなるシ
ール材１３によってシールされている。また、テレスコ
ープ防止板１０の外周面上に形成された凹部１４内に
は、圧力容器１５の内周面に密着される原液シール部材
１６が嵌着されており、この間をシールしている。な
お、本実施態様では、テレスコープ防止板１０と接続管
１２とを別体に構成したが、一体構成とすることも可能
である。一体構成とする場合には、膜ユニット７の端面
からの集水管３の突き出し量を減らせばよい。
記のような流体分離素子組立体１が複数個収容されて、
流体分離膜モジュール３０に構成される。テレスコープ
防止板１０には原液流路１１が設けられ、原液流路１１
から流入した原液２０（図１）が、膜ユニット７の分離
膜４で分離され、透過液２１（図１）が集水孔２を通し
て集水管３内に集められる。集水管３は、次の流体分離
素子９の集水管３に、内挿された接続管１２を介して接
続されており、次の集水管１３内へと送られる。接続管
１２と集水管３の内面との間は、Ｏリング等からなるシ
ール材１３によってシールされている。また、テレスコ
ープ防止板１０の外周面上に形成された凹部１４内に
は、圧力容器１５の内周面に密着される原液シール部材
１６が嵌着されており、この間をシールしている。な
お、本実施態様では、テレスコープ防止板１０と接続管
１２とを別体に構成したが、一体構成とすることも可能
である。一体構成とする場合には、膜ユニット７の端面
からの集水管３の突き出し量を減らせばよい。
【００１４】図２および図３に示すように、流体分離素
子９における集水管３と膜ユニット７の間には、セパレ
ータ４０が介在されている。セパレータ４０は、本実施
態様ではゴムチューブからなり、集水管３の長手方向に
おける両側２箇所に、そして丁度膜ユニット７の長手方
向両端部に相当する位置に、部分的に設けられている。
各セパレータ４０ａ、４０ｂは、集水孔２を覆わないよ
うに、膜ユニット７の端面位置から集水孔２の設置位置
までの間に設けられている。セパレータ４０ａ、４０ｂ
は、集水管３に対しては、その外周面に密着するように
被せられており、膜ユニット７に対しては接着されてい
る（接着部４１ａ、４１ｂ）。したがって、セパレータ
４０ａ、４０ｂは、膜ユニット７と一体的に交換や廃棄
処分可能であるが、集水管３とは分離可能となってい
る。なお、セパレータ４０を膜ユニット７と実質的に同
じ長さとし、セパレータ４０の集水孔２に連通する孔を
設けておくことも可能である。
子９における集水管３と膜ユニット７の間には、セパレ
ータ４０が介在されている。セパレータ４０は、本実施
態様ではゴムチューブからなり、集水管３の長手方向に
おける両側２箇所に、そして丁度膜ユニット７の長手方
向両端部に相当する位置に、部分的に設けられている。
各セパレータ４０ａ、４０ｂは、集水孔２を覆わないよ
うに、膜ユニット７の端面位置から集水孔２の設置位置
までの間に設けられている。セパレータ４０ａ、４０ｂ
は、集水管３に対しては、その外周面に密着するように
被せられており、膜ユニット７に対しては接着されてい
る（接着部４１ａ、４１ｂ）。したがって、セパレータ
４０ａ、４０ｂは、膜ユニット７と一体的に交換や廃棄
処分可能であるが、集水管３とは分離可能となってい
る。なお、セパレータ４０を膜ユニット７と実質的に同
じ長さとし、セパレータ４０の集水孔２に連通する孔を
設けておくことも可能である。
【００１５】本実施態様では、原液が流体分離素子９内
を通過する際の圧力損失によって膜ユニット７が下流側
へ移動するのを防ぐために、一方のセパレータ４０ａ設
置部の集水管３の外周面に、長手方向に径がテーパ状に
変化するテーパ部３ａが形成されており、このテーパ部
３ａとその両側にわたってセパレータ４０ａが被せられ
ている。このようなテーパ部３ａを設けることにより、
膜ユニット７に接着されたセパレータ４０ａから、集水
管３を下流側に向けて容易に引き抜くことができる。本
実施態様ではセパレータ４０ｂ側にはこのようなテーパ
部は形成されていないが、テーパ部をセパレータ４０ｂ
側に設けてもよく、両側にテーパ部を設けてもよい。セ
パレータ４０をゴムなどの弾性チューブで形成すれば、
集水管３に対する良好な密着性を確保しつつ集水管３を
容易に引き抜くことができる。
を通過する際の圧力損失によって膜ユニット７が下流側
へ移動するのを防ぐために、一方のセパレータ４０ａ設
置部の集水管３の外周面に、長手方向に径がテーパ状に
変化するテーパ部３ａが形成されており、このテーパ部
３ａとその両側にわたってセパレータ４０ａが被せられ
ている。このようなテーパ部３ａを設けることにより、
膜ユニット７に接着されたセパレータ４０ａから、集水
管３を下流側に向けて容易に引き抜くことができる。本
実施態様ではセパレータ４０ｂ側にはこのようなテーパ
部は形成されていないが、テーパ部をセパレータ４０ｂ
側に設けてもよく、両側にテーパ部を設けてもよい。セ
パレータ４０をゴムなどの弾性チューブで形成すれば、
集水管３に対する良好な密着性を確保しつつ集水管３を
容易に引き抜くことができる。
【００１６】また、図４に示すように、集水管３端部の
外径を他の部分より小さくし、その端部にセパレータ４
２を嵌入することでも、セパレータ４２の位置を固定で
き、膜ユニットが圧力損失によって下流側に移動するこ
とを防ぐことができる。
外径を他の部分より小さくし、その端部にセパレータ４
２を嵌入することでも、セパレータ４２の位置を固定で
き、膜ユニットが圧力損失によって下流側に移動するこ
とを防ぐことができる。
【００１７】そして、本発明において図４に示すように
セパレータ４２と集水管３との間にシール部材１３を設
けることも好ましい。こうすると、セパレータ４２に弾
性部材を用いなくても原液が透過水に混入することを防
ぐことができる。
セパレータ４２と集水管３との間にシール部材１３を設
けることも好ましい。こうすると、セパレータ４２に弾
性部材を用いなくても原液が透過水に混入することを防
ぐことができる。
【００１８】さらに、図３における上流側のセパレータ
４０ａや図４における上流側セパレータ４２は、流体分
離素子９の圧力損失によって生じるスラスト荷重をその
断面で受けるため、そのスラスト荷重に容易に耐えうる
断面積を有していることが好ましい。
４０ａや図４における上流側セパレータ４２は、流体分
離素子９の圧力損失によって生じるスラスト荷重をその
断面で受けるため、そのスラスト荷重に容易に耐えうる
断面積を有していることが好ましい。
【００１９】なお、集水管３の引き抜きの際には、一端
部の外径が他の部分より小さい場合は、他の部分の方か
ら集水管を引き出し、図４に示すように両端部の外径が
他の部分より小さい場合は、膜ユニット７の中央部を切
断する。
部の外径が他の部分より小さい場合は、他の部分の方か
ら集水管を引き出し、図４に示すように両端部の外径が
他の部分より小さい場合は、膜ユニット７の中央部を切
断する。
【００２０】上記のように構成された流体分離素子９に
おいては、膜ユニット７と集水管３との間にセパレータ
４０を介装することにより、集水管３を膜ユニット７か
ら引き抜いて分離することが可能となる。したがって、
膜ユニット７の性能低下や寿命の際に、膜ユニット７の
みを廃棄したり交換したりできるようになり、集水管３
は再利用、場合によってはリサイクルすることが可能に
なる。
おいては、膜ユニット７と集水管３との間にセパレータ
４０を介装することにより、集水管３を膜ユニット７か
ら引き抜いて分離することが可能となる。したがって、
膜ユニット７の性能低下や寿命の際に、膜ユニット７の
みを廃棄したり交換したりできるようになり、集水管３
は再利用、場合によってはリサイクルすることが可能に
なる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の流体分離
素子によれば、膜ユニットと集水管との間にセパレータ
を介在させたので、その膜ユニットの使用が不可能にな
った場合でも、欠点のある部材のみを廃棄処分し、流体
分離素子組立体の他の部材、特に集水管を再利用やリサ
イクルに供することができる。また、膜ユニットの交換
も容易になる。
素子によれば、膜ユニットと集水管との間にセパレータ
を介在させたので、その膜ユニットの使用が不可能にな
った場合でも、欠点のある部材のみを廃棄処分し、流体
分離素子組立体の他の部材、特に集水管を再利用やリサ
イクルに供することができる。また、膜ユニットの交換
も容易になる。
【図１】本発明の一実施態様に係る流体分離素子を用い
た流体分離素子組立体の部分分解斜視図である。
た流体分離素子組立体の部分分解斜視図である。
【図２】図１の流体分離素子組立体を用いた流体分離膜
モジュールの部分縦断面図である。
モジュールの部分縦断面図である。
【図３】図２の流体分離素子の拡大縦断面図である。
【図４】本発明の別の実施態様に係る流体分離素子の縦
断面図である。
断面図である。
１ 流体分離素子組立体 ２ 集水孔 ３ 集水管 ３ａ テーパ部 ４ 分離膜 ５ 透過液流路材 ６ 原液流路材 ７ 膜ユニット ８ 外装体 ９ 流体分離素子 １０ テレスコープ防止板 １１ 原液流路 １２ 接続管 １３ シール材 １４ 凹部 １５ 圧力容器 １６ 原液シール部材 ２０ 原液 ２１ 透過液 ３０ 流体分離膜モジュール ４０、４０ａ、４０ｂ、４２ セパレータ ４１ａ、４１ｂ 接着部
Claims (11)
- 【請求項１】 集水孔を有する集水管の周りに分離膜、
透過液流路材および原液流路材を含む膜ユニットを形成
し、その膜ユニットの外側に外装体を形成してなる流体
分離素子であって、集水管と膜ユニットの間にセパレー
タを介在させたことを特徴とする流体分離素子。 - 【請求項２】 前記セパレータが筒状体からなる、請求
項１の流体分離素子。 - 【請求項３】 前記セパレータが集水管の長手方向に部
分的に設けられている、請求項１または２の流体分離素
子。 - 【請求項４】 前記セパレータと膜ユニットが接着され
ている、請求項１ないし３のいずれかに記載の流体分離
素子。 - 【請求項５】 前記セパレータが集水管の外周面上に装
着されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の流
体分離素子。 - 【請求項６】 集水管が、中央部よりも外径の小さな端
部を有し、その端部にセパレータが嵌入されている、請
求項１ないし５のいずれかに記載の流体分離素子。 - 【請求項７】 集水管が、長手方向に外径がテーパ状に
変化するテーパ部を有し、該テーパ部上に前記セパレー
タが設けられている、請求項１ないし６のいずれかに記
載の流体分離素子。 - 【請求項８】 前記セパレータが、集水管の長手方向に
おける両側に設けられている、請求項１ないし７のいず
れかに記載の流体分離素子。 - 【請求項９】 前記セパレータが弾性チューブからな
る、請求項１ないし８のいずれかに記載の流体分離素
子。 - 【請求項１０】 前記セパレータと集水管の間に原液混
入防止部材が設けられている、請求項１ないし９のいず
れかに記載の流体分離素子。 - 【請求項１１】 圧力容器に、請求項１ないし１０のい
ずれかに記載の流体分離素子を少なくとも１個収容して
なることを特徴とする流体分離膜モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09410498A JP4228324B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 流体分離素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09410498A JP4228324B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 流体分離素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11267467A true JPH11267467A (ja) | 1999-10-05 |
| JP4228324B2 JP4228324B2 (ja) | 2009-02-25 |
Family
ID=14101143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09410498A Expired - Fee Related JP4228324B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 流体分離素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4228324B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010090251A1 (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | 東レ株式会社 | 流体分離素子、流体分離素子用テレスコープ防止板、及び流体分離装置 |
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