JP5308949B2 - 水分交換用中空糸膜モジュール - Google Patents
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Description
図4は、上述した従来の問題を解決することができる本発明の水分交換用中空糸膜モジュールの第1実施形態を示す図である。なお、図4の水分交換用中空糸膜モジュールは、多孔部材30以外の構成要素は図1および2と共通であるため、ここでは共通部分の説明は省略し、第1実施形態特有の構成、作用および効果について説明する。また、以降の実施形態についても同様である。
図6は、本発明の第2実施形態に係る水分交換用中空糸膜モジュールであって、図4と同様、中空糸膜11内を流れる第1流体経路に直交する向きで切断した断面図である。図6に示すように、充填空間内には、導入孔側の多孔部材30aと、第2流体経路を流れるガスの下流方向に凸状に膨らんだ複数の多孔部材30bおよび30cと、排出口側の多孔部材30dが、筒状ケース10の軸方向と平行に設けられており、その両端部を図示しないシール部14に埋設されることで固定されている。また、多孔部材の図において上下の両端部は、筒状ケース10に接合されて固定されている。これらの多孔部材30a〜30dにより、中空糸膜11を、第2流体経路の上流側、中流側、下流側の3つの領域に分割して、各領域にて中空糸膜11を囲んでいる。
図7は、本発明の第3実施形態に係る水分交換用中空糸膜モジュールであって、中空糸膜11内を流れる第1流体経路に直交する向きで切断した断面図である。図7に示すように、充填空間内には、導入孔側の多孔部材31aと、第2流体経路を流れるガスの下流方向に凸状に膨らんだ複数の多孔部材31bおよび31cと、排出口側の多孔部材31dが、筒状ケース10の軸方向と平行に設けられており、その両端部を図示しないシール部14に埋設されることで固定されている。また、多孔部材の図において上下の両端部は、筒状ケース10に接合されて固定されている。本実施形態ではさらに、凸状の多孔部材31bおよび31cは、第2流体経路に直交する横方向についても、凸状部分が複数のアーチを描くように形成されている。
図9は、本発明の第4実施形態に係る水分交換用中空糸膜モジュールであって、中空糸膜11内を流れる第1流体経路に直交する向きで切断した断面図である。図9に示す第4実施形態では、図6の第2実施形態と同様に、充填空間内には、導入孔側の多孔部材30aと、第2流体経路を流れるガスの下流方向に凸状に膨らんだ複数の多孔部材30bおよび30cと、排出口側の多孔部材30dが、筒状ケース10の軸方向と平行に設けられており、その両端部を図示しないシール部14に埋設されることで固定されている。これらの多孔部材30a〜30dにより、中空糸膜11を、上流側、中流側、下流側の3つの領域に分割して、各領域にて中空糸膜11を囲んでいる。本実施形態では、さらに、棒状に形成された支持部材40が、筒状ケース10の軸方向に平行に設けられており、その両端部を図示しないシール部14に埋設されることで固定されている。また、支持部材40は、その側面にて多孔部材30bおよび30cに接合されて多孔部材30bおよびcを支持しており、多孔部材30bおよびcの端部は、筒状ケース10に接合されて固定されているのは第2実施形態と同様である。
図12は、本発明の第5実施形態に係る水分交換用中空糸膜モジュールであって、中空糸膜11内を流れる第1流体経路に直交する向きで切断した断面図である。図12に示す第5実施形態では、平面状の多孔部材33a〜33dが筒状ケース10の軸方向と平行に設けられており、その両端部を図示しないシール部14に埋設されることで固定されている。また、多孔部材の図において上下の両端部は、筒状ケース10に接合されて固定されている。これら多孔部材に接するように、棒状に形成された支持部材40が、筒状ケース10の軸方向に平行に設けられており、その両端部を図示しないシール部14に埋設されることで固定されている。支持部材40は、その側面にて多孔部材33bおよび33cに接合されて多孔部材30bおよびcを支持している。
図13は、本発明の第6実施形態に係る水分交換用中空糸膜モジュールであって、中空糸膜11内を流れる第1流体経路に直交する向きで切断した断面図である。図13に示す第6実施形態では、平面状の多孔部材33a〜33dが筒状ケース10の軸方向と平行に設けられており、その両端部を図示しないシール部14に埋設されることで固定されている。また、多孔部材の図において上下の両端部は、筒状ケース10に接合されて固定されている。図13に示すように、平面状の多孔部材33a〜33cは、これらに直交する第2流体経路方向に延在する別の多孔部材(接続用多孔部材)34a〜34cによって、筒状ケース10の側面と接合されて固定されている。
上記各実施形態においては、図6〜13に示すように、筒状ケース10の導入口12を設けた側の多孔部材30a〜33aと2番目の多孔部材30b〜33bとの間隔をA1、2番目の多孔部材30b〜33bと3番目の多孔部材30c〜33cとの間隔をA2、3番目の多孔部材30c〜33cと筒状ケース10の排出口13を設けた側の多孔部材30d〜33dとの間隔をA3と定義した場合、最も導入口側の間隔A1が、他の間隔A2およびA3のいずれよりも小さく設定されていると好ましい。
10…筒状ケース、
11…中空糸膜、
12…ガス導入口、
13…ガス排出口、
14…シール部、
20…未使役のガス(低湿潤)、
21…未使役のガス(水分交換後)、
22…使役後のオフガス(高湿潤)、
23…使役後のオフガス(水分交換後)、
30〜33…多孔部材、
34…接続用多孔部材、
40…支持部材。
Claims (7)
- 筒状ケースと、
上記筒状ケース内の空間に軸方向に延在させて充填された複数の中空糸膜と、
上記筒状ケースの両端において上記複数の中空糸膜を固定して上記空間を封止したシール部と、
上記筒状ケースの一側面に設けられた導入口と、
上記導入口が設けられた側面の対向面に設けられた排出口と、
上記中空糸膜の一端側から中空糸膜の中空内部を経由して他端側に至る第1流体経路と、
上記導入口から上記空間内でありかつ上記中空糸膜の外側を経由して上記排出口に至る第2流体経路と、
上記空間内で上記軸方向に延在し、上記第2流体経路を横切る面を有し、かつ上記第1流体経路に直交する面での断面視で上記第2流体経路の下流側に向かって凸に形成された多孔部材とを備え、
上記多孔部材は、四辺が固定されていることを特徴とする水分交換用中空糸膜モジュール。 - 前記凸に形成された多孔部材は、前記第1流体経路に直交する面での断面視で前記第2流体経路の下流側に向かって複数備えられていることを特徴とする請求項1に記載の水分交換用中空糸膜モジュール。
- 筒状ケースと、
上記筒状ケース内の空間に軸方向に延在させて充填された複数の中空糸膜と、
上記筒状ケースの両端において上記複数の中空糸膜を固定して上記空間を封止したシール部と、
上記筒状ケースの一側面に設けられた導入口と、
上記導入口が設けられた側面の対向面に設けられた排出口と、
上記中空糸膜の一端側から中空糸膜の中空内部を経由して他端側に至る第1流体経路と、
上記導入口から上記空間内でありかつ上記中空糸膜の外側を経由して上記排出口に至る第2流体経路と、
上記空間内で上記軸方向に延在し、上記第2流体経路を横切る面を有し、かつ上記第1流体経路に直交する面での断面視で上記第2流体経路の下流側に向かって凸に形成された多孔部材とを備え、
上記第1流体経路に直交する面での断面視で、上記凸状多孔部材は、上記第2流体経路および上記第1流体経路に直交する方向に複数が連続的に接続されて設けられ、該複数設けられた凸状多孔部材は、上記第2流体経路の下流方向へ複数段設けられ、上記凸状多孔部材は、上記第2流体経路の上流側に位置する凸状多孔部材の中央部と、下流側に位置する凸状多孔部材の端部とが接続されるように設けられていることを特徴とする水分交換用中空糸膜モジュール。 - 前記多孔部材に比して高い剛性を有する棒状の支持部材が設けられ、
上記支持部材は、
前記軸方向に平行に延在し、
上記多孔部材の端部から離間し、かつ上記支持部材の側面を上記多孔部材と接して接続され、
上記支持部材と上記多孔部材とは接合されており、
上記支持部材の端部を前記筒状ケースに固定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の水分交換用中空糸膜モジュール。 - 前記複数の多孔部材のうち最も前記導入口側に設けられた多孔部材とその多孔部材に上記第2流体経路の下流側で隣接する多孔部材との間隔が、他の多孔部材どうしの間隔、および最も前記排出口側に設けられた多孔部材とその多孔部材に上記第2流体経路の上流側で隣接する多孔部材との間隔のいずれよりも小さいことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の水分交換用中空糸膜モジュール。
- 前記中空糸膜の乾燥状態では、中空糸膜どうしの間および中空糸膜と前記多孔部材との間に形成される空隙部を有し、上記中空糸膜の膨潤状態では、これらが互いに接触することで上記空隙部を減少させることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の水分交換用中空糸膜モジュール。
- 前記多孔部材は、少なくともその一端を前記シール部で固定されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の水分交換用中空糸膜モジュール。
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