JPS621405A - 流体分離装置 - Google Patents
流体分離装置Info
- Publication number
- JPS621405A JPS621405A JP14018785A JP14018785A JPS621405A JP S621405 A JPS621405 A JP S621405A JP 14018785 A JP14018785 A JP 14018785A JP 14018785 A JP14018785 A JP 14018785A JP S621405 A JPS621405 A JP S621405A
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- fluid
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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］
本発明は膜分離技術を用いた流体分離装置に関するもの
でおる。更に詳しくは、膜と被処理流体流路材との接触
に起因する膜表面傷の発生を防止し、これにより該装置
の性能低下を防止する構造としたスパイラル型流体分離
装置に関するものである。
でおる。更に詳しくは、膜と被処理流体流路材との接触
に起因する膜表面傷の発生を防止し、これにより該装置
の性能低下を防止する構造としたスパイラル型流体分離
装置に関するものである。
［従来の技術］
近年の膜分離技術は経済的、且つ運転操作の容易な分離
技術として注目されている。本技術の進歩は目ざましく
、この内液体分離に関しては、海水の淡水化、かん水膜
塩を始め、半導体工業における純水製造、工場用水の回
収等各種の分野において既に実用化されている。一方、
分離膜による気体分離技術についても多くの研究者がよ
り優れた膜素材及び気体弁＠装置を得るべく、研究開発
に従事しており、水素ガスの回収、酸素富化等の分野で
実用化されつつある。
技術として注目されている。本技術の進歩は目ざましく
、この内液体分離に関しては、海水の淡水化、かん水膜
塩を始め、半導体工業における純水製造、工場用水の回
収等各種の分野において既に実用化されている。一方、
分離膜による気体分離技術についても多くの研究者がよ
り優れた膜素材及び気体弁＠装置を得るべく、研究開発
に従事しており、水素ガスの回収、酸素富化等の分野で
実用化されつつある。
これらに用いられる流体分離装置（以下、モジュールと
称す：）として、膜の形状から分類される平膜型、中空
糸型、管状型のそれぞれに種々の構造のものが提案され
ている。
称す：）として、膜の形状から分類される平膜型、中空
糸型、管状型のそれぞれに種々の構造のものが提案され
ている。
本発明に関わるスパイラル型モジュールの構造は、基本
的には特公昭４９−８６２９号公報等、あるいは特公昭
４４−１４２１６＠公報に見られるスパイラル型液体分
離装置と同様であり、該モジュールに内臓している分離
素子（以下、エレメントと称す）は、中心管とそれを取
り巻く膜、被処理流体流路材、透過流体流路材の各種素
材がスパイラル状に巻き上げられた構造となっている。
的には特公昭４９−８６２９号公報等、あるいは特公昭
４４−１４２１６＠公報に見られるスパイラル型液体分
離装置と同様であり、該モジュールに内臓している分離
素子（以下、エレメントと称す）は、中心管とそれを取
り巻く膜、被処理流体流路材、透過流体流路材の各種素
材がスパイラル状に巻き上げられた構造となっている。
この型式のモジュールは、膜充填密度を上げることがで
き、且つ耐圧性も備えているという優れた特徴を持って
いるが、反面、膜表面に傷が付き易いという欠点があっ
た。即ち、膜表面に被処理流体流路材が接触する構造の
ため膜と両流路材の積層体を巻き上げてエレメントを形
成する製造工程において、またモジュール運転時に被処
理流体の圧力が変動した場合等に、被処理流体流路材と
の接触による傷が膜表面にしばしば発生し、モジュール
性能低下の大きな要因となっていた。
き、且つ耐圧性も備えているという優れた特徴を持って
いるが、反面、膜表面に傷が付き易いという欠点があっ
た。即ち、膜表面に被処理流体流路材が接触する構造の
ため膜と両流路材の積層体を巻き上げてエレメントを形
成する製造工程において、またモジュール運転時に被処
理流体の圧力が変動した場合等に、被処理流体流路材と
の接触による傷が膜表面にしばしば発生し、モジュール
性能低下の大きな要因となっていた。
上記現象の対策として、スパイラル型液体分離装置の場
合には、分離膜表面に保護膜をコーティングする（特開
昭５６−１５８０４号公報）、あるいは巻き上げ法を改
良する（特開昭５３−１２０４９６号公報）等が提案さ
れている。基本的に流体分離モジュール一般に適用可能
な方法であるが、前者は膜性能自体に影響を与える恐れ
があり、１多者は機械的な装置の追加が必要という難点
があって、その効果も両者共に完全とは言い難いのが現
状である。
合には、分離膜表面に保護膜をコーティングする（特開
昭５６−１５８０４号公報）、あるいは巻き上げ法を改
良する（特開昭５３−１２０４９６号公報）等が提案さ
れている。基本的に流体分離モジュール一般に適用可能
な方法であるが、前者は膜性能自体に影響を与える恐れ
があり、１多者は機械的な装置の追加が必要という難点
があって、その効果も両者共に完全とは言い難いのが現
状である。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の目的は、上記如き従来技術の欠点を解決し、非
常に簡易な改良により膜表面の傷の発生を防止する構造
としたスパイラル型モジュールを提供することにおる。
常に簡易な改良により膜表面の傷の発生を防止する構造
としたスパイラル型モジュールを提供することにおる。
［問題点を解決するための手段］
本発明は上記目的を達成するため次の如き構成を有する
。
。
「複合膜の表面に被処理流体流路材を有し、複合膜の裏
面に透過流体流路材を有するエレメントにおいて、被処
理流体流路材として複数枚のネット状物を使用したこと
を特徴とするスパイラル型流体分離装置。」 すなわち本発明の重要なポイントは、被処理流体流路材
となるネット状物を複数枚積層することにより、該ネッ
ト相互のクッション効果を利用して、膜表面への傷の発
生を防止する目的を達成できる様にしたスパイラル型モ
ジュールである。
面に透過流体流路材を有するエレメントにおいて、被処
理流体流路材として複数枚のネット状物を使用したこと
を特徴とするスパイラル型流体分離装置。」 すなわち本発明の重要なポイントは、被処理流体流路材
となるネット状物を複数枚積層することにより、該ネッ
ト相互のクッション効果を利用して、膜表面への傷の発
生を防止する目的を達成できる様にしたスパイラル型モ
ジュールである。
本発明において流体とは、気体、液体の任意の流体をい
う。
う。
本発明を気体分離の場合を例にとって図面に基づき更に
詳しく説明する。
詳しく説明する。
第１図は本発明のモジュールを用いて気体分離を行なう
場合のフローの１例である。１は被処理気体供給ブロア
、２は被処理気体供給ライン、３はモジュール、４は排
出気体ライン、５は透過気体ライン、６は真空計、７は
流量計、８は真空ポンプを示す。被処理気体は被処理気
体供給ブロア１で昇圧され、被処理気体供給ライン２を
経てモジュール３に導かれる。モジュール３において被
処理気体は透過気体と排出気体に分離され、透過気体は
真空ポンプ８よりモジュール３から取り出される。
場合のフローの１例である。１は被処理気体供給ブロア
、２は被処理気体供給ライン、３はモジュール、４は排
出気体ライン、５は透過気体ライン、６は真空計、７は
流量計、８は真空ポンプを示す。被処理気体は被処理気
体供給ブロア１で昇圧され、被処理気体供給ライン２を
経てモジュール３に導かれる。モジュール３において被
処理気体は透過気体と排出気体に分離され、透過気体は
真空ポンプ８よりモジュール３から取り出される。
第２図は本発明に係るスパイラル型モジュールに内臓さ
れているエレメントの構造図であり、第３図はｘ−ｘ’
の断面図である。９は分離膜、１０は被処理気体流路材
、１１は透過気体流路材を示している。１２は中心管、
１３は円筒容器、１４．１４’は端部シールであり、被
処理気体及び透過気体の流れを規制するものである。１
５は排。
れているエレメントの構造図であり、第３図はｘ−ｘ’
の断面図である。９は分離膜、１０は被処理気体流路材
、１１は透過気体流路材を示している。１２は中心管、
１３は円筒容器、１４．１４’は端部シールであり、被
処理気体及び透過気体の流れを規制するものである。１
５は排。
出気体出口を示している。
被処理気体は図中矢印方向Ａからエレメント内に流入し
、被処理気体流路材で保持された流路をスパイラル状に
流れ、排出気体出口１５よりエレメント外へ流出（矢印
方向Ｂ）する。その間被処理気体は分離膜９に接し、透
過分離が行なわれる。
、被処理気体流路材で保持された流路をスパイラル状に
流れ、排出気体出口１５よりエレメント外へ流出（矢印
方向Ｂ）する。その間被処理気体は分離膜９に接し、透
過分離が行なわれる。
分離膜９を透過した透過気体は、透過気体流路をスパイ
ラル状に流れ中央にある中心管に達し、その外周部に開
けられた孔を通って中心管１２内に入り、矢印の如く（
矢印方向Ｃ）エレメント外へ流れ出る。なお、第２図で
は被処理気体がスパイラル状に流れる例を説明したが、
他の例として特公昭４４−１４２１６号公報に示される
、被処理流体が中心管と平行に流れる型式もある。この
場合、エレメントの構造は第２図と同様であり、後述の
本発明の効果は同様に発揮される。
ラル状に流れ中央にある中心管に達し、その外周部に開
けられた孔を通って中心管１２内に入り、矢印の如く（
矢印方向Ｃ）エレメント外へ流れ出る。なお、第２図で
は被処理気体がスパイラル状に流れる例を説明したが、
他の例として特公昭４４−１４２１６号公報に示される
、被処理流体が中心管と平行に流れる型式もある。この
場合、エレメントの構造は第２図と同様であり、後述の
本発明の効果は同様に発揮される。
被処理流体流路材は相対する膜間に介在して両膜表面の
間隔を一定に保ち、そこを流れる被処理流体の攪拌を促
し、また偏流に伴うデッドスペースの形成を防ぐことに
よって膜表面の被処理流体を常に更新する機能が要求さ
れる。ざらに、より小さな動力で被処理流体を供給でき
るよう、流体抵抗をできるだけ小さくすることが要求さ
れる。
間隔を一定に保ち、そこを流れる被処理流体の攪拌を促
し、また偏流に伴うデッドスペースの形成を防ぐことに
よって膜表面の被処理流体を常に更新する機能が要求さ
れる。ざらに、より小さな動力で被処理流体を供給でき
るよう、流体抵抗をできるだけ小さくすることが要求さ
れる。
以上より、できる限り均一な厚さを有し、空隙率の大き
い流路材を採用する必要があり、一般的には立体交叉型
のプラスチック製ネットが用いられている。
い流路材を採用する必要があり、一般的には立体交叉型
のプラスチック製ネットが用いられている。
被処理流体流路材として本発明に示すようにネット状物
を複数枚用いると、ネット状物の網目交点が他のネット
状物の空間部に入り込むことからクッション効果が現わ
れ、膜表面への傷の発生を防止することができる。
を複数枚用いると、ネット状物の網目交点が他のネット
状物の空間部に入り込むことからクッション効果が現わ
れ、膜表面への傷の発生を防止することができる。
被処理流体流路材の厚み、即ち被処理流体流路間隔の設
定には、膜の性能、エレメント寸法、モジュールとして
の運転条件等数多くの要因が関係する。これらの要因の
影響度を評価し、与えられた条件下で最高のモジュール
性能を引き出せるよう流路材厚みを決定することが、モ
ジュール設計にあける重要な技術となる。またエレメン
ト製造時の作業性も考慮すると、被処理流体流路材の厚
みは、０．３〜２．５ｍｍ（メツシュは３〜１４本／イ
ンチ）の範囲が好ましく、モジュール性能から求めた最
適値も多くの場合この範囲内にある。
定には、膜の性能、エレメント寸法、モジュールとして
の運転条件等数多くの要因が関係する。これらの要因の
影響度を評価し、与えられた条件下で最高のモジュール
性能を引き出せるよう流路材厚みを決定することが、モ
ジュール設計にあける重要な技術となる。またエレメン
ト製造時の作業性も考慮すると、被処理流体流路材の厚
みは、０．３〜２．５ｍｍ（メツシュは３〜１４本／イ
ンチ）の範囲が好ましく、モジュール性能から求めた最
適値も多くの場合この範囲内にある。
積層して用いる各ネット状物の厚みと枚数は、合計の厚
みが上記の最適値に相当するよう適当に選定すれば良い
。エレメントの製造作業を簡略化するには、同じ種類の
ネット状物を重ねて用いるのが好ましく、また本発明の
クッション効果は最小複数枚の２枚で充分に達成される
。
みが上記の最適値に相当するよう適当に選定すれば良い
。エレメントの製造作業を簡略化するには、同じ種類の
ネット状物を重ねて用いるのが好ましく、また本発明の
クッション効果は最小複数枚の２枚で充分に達成される
。
［実施例］
酸素を選択的に透過させる性能を持つ、シリコーン系ポ
リマーをコーティングした分離膜を用い、空気中の酸素
を濃縮分離する酸素富化モジュールを製造した。
リマーをコーティングした分離膜を用い、空気中の酸素
を濃縮分離する酸素富化モジュールを製造した。
エレメント形状は直径１００ｍｍ、長さく膜幅）
′９３０ｍｍのスパイラル型とし、透過気体流路材とし
て厚さ１．１ｍｍの立体交叉型ポリプロピレン製ネット
を用いた。被処理気体流路材も同様にポリプロピレン製
ネットとしたが、設計上の最適厚みが’ｌ、２ｍｍでお
ったことから、厚み１．２ｍｍのネット１枚（メツシュ
５本／インチ〉のもの、および厚み０．６ｍｍ（メツシ
ュア本／インチ）同種類のネットを２枚重ねしたものの
２種類を製造した。
′９３０ｍｍのスパイラル型とし、透過気体流路材とし
て厚さ１．１ｍｍの立体交叉型ポリプロピレン製ネット
を用いた。被処理気体流路材も同様にポリプロピレン製
ネットとしたが、設計上の最適厚みが’ｌ、２ｍｍでお
ったことから、厚み１．２ｍｍのネット１枚（メツシュ
５本／インチ〉のもの、および厚み０．６ｍｍ（メツシ
ュア本／インチ）同種類のネットを２枚重ねしたものの
２種類を製造した。
従来型の被処理気体流路材としてネット１枚だけを用い
たエレメントは、巻き上げ時に分離膜表面が傷付けられ
濡れを発生し、満足な性能を得られなかった。これに対
し、本発明によるネット２枚重ねとしたエレメントは良
好な酸素富化性能を示し、透過側を−Ｑ、５ａｔｍまで
減圧することにより、目標とする酸素濃度３０％の酸素
富化空気を得ることができた。
たエレメントは、巻き上げ時に分離膜表面が傷付けられ
濡れを発生し、満足な性能を得られなかった。これに対
し、本発明によるネット２枚重ねとしたエレメントは良
好な酸素富化性能を示し、透過側を−Ｑ、５ａｔｍまで
減圧することにより、目標とする酸素濃度３０％の酸素
富化空気を得ることができた。
［発明の効果］
本発明の特徴は、従来のスパイラル型モジュールで性能
低下の一因となっていた膜と被処理流体流路材との接触
に起因する膜表面傷の発生を、被処理流体流路材のクッ
ション効果で防ぐ点にある。
低下の一因となっていた膜と被処理流体流路材との接触
に起因する膜表面傷の発生を、被処理流体流路材のクッ
ション効果で防ぐ点にある。
本発明を用いることにより、膜表面が損傷を受ける可能
性は大幅に減少し、長期に渡って安定したモジュール性
能を得ることができる。
性は大幅に減少し、長期に渡って安定したモジュール性
能を得ることができる。
第１図は、本発明の気体分離装置−例のフローでおり、
第２図及び第３図は本発明に係るモジュールの断面図で
ある。 １：被処理気体供給ブロア ２：被処理気体供給ライン ３：モジュール ４：排出気体ライン ５：透過気体ライン ６：真空計 ７：流量計 ８：真空ポンプ ９：分離膜 １０：被処理気体流路材 １１：透過気体流路材 １２：中心管 １３：円筒容器 １４．１４’ ：端部シール １５：排出気体出口
第２図及び第３図は本発明に係るモジュールの断面図で
ある。 １：被処理気体供給ブロア ２：被処理気体供給ライン ３：モジュール ４：排出気体ライン ５：透過気体ライン ６：真空計 ７：流量計 ８：真空ポンプ ９：分離膜 １０：被処理気体流路材 １１：透過気体流路材 １２：中心管 １３：円筒容器 １４．１４’ ：端部シール １５：排出気体出口
Claims (2)
- （１）複合膜の表面に被処理流体流路材を有し、複合膜
の裏面に透過流体流路材を有するエレメントにおいて、
被処理流体流路材として複数枚のネット状物を使用した
ことを特徴とするスパイラル型流体分離装置。 - （２）流体が気体であることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載のスパイラル型気体分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14018785A JPS621405A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 流体分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14018785A JPS621405A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 流体分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621405A true JPS621405A (ja) | 1987-01-07 |
| JPH0347888B2 JPH0347888B2 (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=15262927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14018785A Granted JPS621405A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 流体分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS621405A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0359031U (ja) * | 1989-10-04 | 1991-06-10 | ||
| US5830261A (en) * | 1996-02-26 | 1998-11-03 | Japan Gore-Tex, Inc. | Assembly for deaeration of liquids |
| US5888275A (en) * | 1996-02-26 | 1999-03-30 | Japan Gore-Tex, Inc. | Assembly for deaeration of liquids |
| WO1999038602A1 (en) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Kam Chahal | Atmospheric oxygen enriching device |
| WO2005079956A1 (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Ube Industries, Ltd. | 空気から酸素富化空気を分離回収する方法、その装置、および気体分離膜モジュール |
| JP2005262211A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-29 | Ube Ind Ltd | 空気から酸素富化空気を分離回収する方法、および、気体分離膜モジュール |
| KR101522463B1 (ko) * | 2013-09-25 | 2015-05-22 | 도레이케미칼 주식회사 | 고유량 압력지연 삼투막 집합체 및 이를 포함하는 압력지연 삼투모듈 |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP14018785A patent/JPS621405A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0359031U (ja) * | 1989-10-04 | 1991-06-10 | ||
| US5830261A (en) * | 1996-02-26 | 1998-11-03 | Japan Gore-Tex, Inc. | Assembly for deaeration of liquids |
| US5888275A (en) * | 1996-02-26 | 1999-03-30 | Japan Gore-Tex, Inc. | Assembly for deaeration of liquids |
| WO1999038602A1 (en) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Kam Chahal | Atmospheric oxygen enriching device |
| WO2005079956A1 (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Ube Industries, Ltd. | 空気から酸素富化空気を分離回収する方法、その装置、および気体分離膜モジュール |
| JP2005262211A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-29 | Ube Ind Ltd | 空気から酸素富化空気を分離回収する方法、および、気体分離膜モジュール |
| CN100423814C (zh) * | 2004-02-19 | 2008-10-08 | 宇部兴产株式会社 | 从空气中分离/回收富氧空气的方法、其装置和气体分离膜组件 |
| US7682422B2 (en) | 2004-02-19 | 2010-03-23 | Ube Industries, Ltd. | Method for separating/recovering oxygen-rich air from air, its apparatus and gas separation membrane module |
| JP2011000587A (ja) * | 2004-02-19 | 2011-01-06 | Ube Industries Ltd | 空気から酸素富化空気を分離回収する方法、および、気体分離膜モジュール |
| KR101522463B1 (ko) * | 2013-09-25 | 2015-05-22 | 도레이케미칼 주식회사 | 고유량 압력지연 삼투막 집합체 및 이를 포함하는 압력지연 삼투모듈 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0347888B2 (ja) | 1991-07-22 |
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