JP7026797B2 - 中空糸膜モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、加湿装置や除湿装置に用いることができる中空糸膜モジュールに関する。
例えば、固体高分子型の燃料電池においては、電解質膜を加湿させるために、中空糸膜モジュールを用いた加湿装置が設けられている。図６を参照して、従来例に係る中空糸膜モジュールについて説明する。図６は従来例に係る中空糸膜モジュールの正面図である。
従来例に係る中空糸膜モジュール５００は、筒状のケース５１０と、ケース５１０内に収容される中空糸膜束５２０とを備えている。この中空糸膜モジュール５００においては、各中空糸膜の外壁面側を通る膜外流路と、各中空糸膜の中空内部を通る膜内流路とが形成される。そして、中空糸膜の素材として、親水性の材料を用いることによって、中空糸膜モジュール５００を加湿装置として利用することが可能となる。すなわち、膜外流路に湿潤空気が流れるようにし、膜内流路に乾燥空気が流れるようにすると、中空糸膜による膜分離作用によって、湿潤空気側の水分が乾燥空気側に供給され、乾燥空気を加湿させることが可能となる。なお、湿潤空気側は水分が奪われるため、湿潤空気を乾燥させるための除湿装置として利用することも可能である。
以上のような中空糸膜モジュール５００において、加湿効率を高めるためには、ケース５１０内に収容される中空糸膜全体の膜面積に対して、膜分離作用に寄与する膜面積の割合を如何に大きくすることができるかが重要である。そして、ケース５１０には、図６中、ケース５１０の上部と下部に、それぞれ湿潤空気の供給口５１１と排出口５１２が設けられている。ケース５１０の内壁面全体に中空糸膜束５２０の外周面が密着していると、供給口５１１の付近と排出口５１２の付近に、流体の流れが集中してしまい易い。そこで、図示の従来例に係る中空糸膜モジュール５００においては、ケース５１０の内壁面に、流体の流れを整える整流用突起５１３が複数設けられている。この整流用突起５１３は、ケース５１０の内壁面と中空糸膜束５２０との間に空間（隙間）Ｒを確保せしめるように中空糸膜束５２０の外周面に向かって突出すると共に、ケース５１０の一端側から他端側（図中、紙面の手前側から奥側）に向かって伸びるように設けられている。このような整流用突起５１３が設けられることによって、供給口５１１の付近と排出口５１２の付近に、流体の流れが集中してしまうことが抑制でき、膜分離作用に寄与する膜面積の割合を大きくすることが可能となっている。
しかしながら、上記の中空糸膜モジュール５００のように、空間Ｒを設けた場合には、中空糸膜の一部が空間Ｒに進入するように変形することによって、中空糸膜同士の間に大きな隙間が形成される場合がある。これにより、湿潤空気が、大きな隙間を抜けて、供給口５１１から排出口５１２に流れてしまい、膜分離作用に寄与しない膜面積が増加してしまうことがある。そこで、従来、樹脂製のメッシュで作製された筒５３０に、中空糸膜束５２０を挿入させた状態で、中空糸膜束５２０をケース５１０に収容させていた。この筒５３０は、メッシュを筒状にして、端同士を熱溶着することに製作している。そのため、筒５３０の製作コストが高いだけでなく、筒５３０に中空糸膜束５２０を挿入させる作業コストも必要になっていた。
本発明の目的は、筒に中空糸膜束を挿入させなくても、各中空糸膜の姿勢を安定させることのできる中空糸膜モジュールを提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の中空糸膜モジュールは、
筒状のケースと、
前記ケース内に収容される複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、
前記ケースの一端側と他端側で、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態で前記ケースの両端の開口部をそれぞれ封止し、かつ前記中空糸膜束を前記ケースに対して固定する一対の封止固定部と、
を備え、各中空糸膜の外壁面側を通る膜外流路と、各中空糸膜の中空内部を通る膜内流路とが形成され、前記膜外流路に湿潤空気が流され、前記膜内流路に乾燥空気が流されることにより、各中空糸膜の膜分離作用により湿潤空気側の水分が乾燥空気側に供給される中空糸膜モジュールであって、
前記ケースは、対向する一対の板状部を備え、
前記一対の板状部の内壁面には、前記中空糸膜束の外周面に向かって突出すると共に、前記ケースの一端側から他端側に向かって伸び、流体の流れを整える複数の整流用突起がそれぞれ設けられていることで、前記一対の板状部の内壁面と前記中空糸膜束との間には、前記ケースの一端側から他端側に向かって湿潤空気が流れる流路となる空間が各々設けられると共に、
各々の前記空間と前記中空糸膜束との間には、前記中空糸膜が前記空間内に進入することを規制する規制部がそれぞれ部分的に設けられており、前記規制部は前記整流用突起に繋がるように設けられた複数の梁状部に構成されていることを特徴とする。
筒状のケースと、
前記ケース内に収容される複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、
前記ケースの一端側と他端側で、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態で前記ケースの両端の開口部をそれぞれ封止し、かつ前記中空糸膜束を前記ケースに対して固定する一対の封止固定部と、
を備え、各中空糸膜の外壁面側を通る膜外流路と、各中空糸膜の中空内部を通る膜内流路とが形成され、前記膜外流路に湿潤空気が流され、前記膜内流路に乾燥空気が流されることにより、各中空糸膜の膜分離作用により湿潤空気側の水分が乾燥空気側に供給される中空糸膜モジュールであって、
前記ケースは、対向する一対の板状部を備え、
前記一対の板状部の内壁面には、前記中空糸膜束の外周面に向かって突出すると共に、前記ケースの一端側から他端側に向かって伸び、流体の流れを整える複数の整流用突起がそれぞれ設けられていることで、前記一対の板状部の内壁面と前記中空糸膜束との間には、前記ケースの一端側から他端側に向かって湿潤空気が流れる流路となる空間が各々設けられると共に、
各々の前記空間と前記中空糸膜束との間には、前記中空糸膜が前記空間内に進入することを規制する規制部がそれぞれ部分的に設けられており、前記規制部は前記整流用突起に繋がるように設けられた複数の梁状部に構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、ケースの内壁面と中空糸膜束との間には、ケースの一端側から他端側に向かって湿潤空気が流れる流路となる空間が複数設けられている。そのため、湿潤空気の流れが、いずれかの箇所に集中してしまうことを抑制することができる。また、規制部が設けられているため、中空糸膜が空間内に進入してしまうことが規制され、中空糸膜が変形してしまうことを抑制することができる。これにより、各中空糸膜の姿勢を安定させることができる。従って、中空糸膜同士の間に大きな隙間が形成されてしまうことを抑制することができる。
前記ケースには、該ケースの一端側に偏った位置に設けられる膜外流路入口と、該ケースの他端側に偏った位置であって、前記中空糸膜束を介して前記膜外流路入口とは反対側に設けられる膜外流路出口とが設けられると共に、
前記ケースの内壁面のうち前記膜外流路入口の開口部を含む部分と前記中空糸膜束との間に前記空間が設けられ、かつ、前記ケースの内壁面のうち前記膜外流路出口の開口部を含む部分と前記中空糸膜束との間にも前記空間が設けられているとよい。
前記ケースの内壁面のうち前記膜外流路入口の開口部を含む部分と前記中空糸膜束との間に前記空間が設けられ、かつ、前記ケースの内壁面のうち前記膜外流路出口の開口部を含む部分と前記中空糸膜束との間にも前記空間が設けられているとよい。
これにより、膜外流路入口及び膜外流路出口の付近に湿潤空気の流れが集中してしまうことを抑制することができる。
前記ケースは、前記一対の板状部の両側をそれぞれ繋ぐ一対の側壁面部を備え、
前記一対の板状部の一方に前記膜外流路入口が設けられ、他方に前記膜外流路出口が設けられると共に、
前記中空糸膜束は、前記一対の側壁面部の内壁面には接触し、前記一対の板状部の内壁面には接触しないことにより前記空間が設けられているとよい。
前記一対の板状部の一方に前記膜外流路入口が設けられ、他方に前記膜外流路出口が設けられると共に、
前記中空糸膜束は、前記一対の側壁面部の内壁面には接触し、前記一対の板状部の内壁面には接触しないことにより前記空間が設けられているとよい。
これにより、膜外流路入口が設けられている板状部と中空糸膜束との間には空間が設けられ、かつ膜外流路出口が設けられている板状部と中空糸膜束との間には空間が設けられると共に、中空糸膜束と一対の側壁面部との間には空間（隙間）は形成されない。従って、膜外流路入口側の空間から膜外流路出口側の空間に湿潤空気が流れる際においては、中空糸膜束と一対の側壁面部との間から湿潤空気が抜けてしまうことはなく、中空糸膜束全体に亘って湿潤空気が流れて行く。
また、前記規制部は、前記整流用突起と前記側壁面部との間、及び、隣り合う整流用突起間を繋ぐ梁状部であるとよい。
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
以上説明したように、本発明によれば、筒に中空糸膜束を挿入させなくても、各中空糸膜の姿勢を安定させることができる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。本実施例に係る中空糸膜モジュールは、例えば、固体高分子型の燃料電池において、電解質膜を加湿させるための加湿装置として好適に用いることができる。ただし、除湿装置としても利用することができる。
（実施例）
図１～図５を参照して、本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールについて説明する。図１は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの平面図である。図２は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの正面図であり、図１中、中空糸膜モジュールを左側から見た図に相当する。図３は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図であり、図１中のＡＡ断面図である。図４は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールに備えられるケースの斜視図である。図５は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールを加湿装置として用いた場合の模式的断面図である。
図１～図５を参照して、本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールについて説明する。図１は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの平面図である。図２は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの正面図であり、図１中、中空糸膜モジュールを左側から見た図に相当する。図３は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図であり、図１中のＡＡ断面図である。図４は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールに備えられるケースの斜視図である。図５は本発明の実施例に係る中空糸膜モジュールを加湿装置として用いた場合の模式的断面図である。
＜加湿装置＞
本実施例に係る中空糸膜モジュールを加湿装置として用いた場合について、特に、図５を参照して説明する。中空糸膜モジュール１０は、筒状のケース１００と、ケース１００内に収容される複数の中空糸膜からなる中空糸膜束２００と、ケース１００の一端側と他端側で、中空糸膜束２００を固定する一対の封止固定部３１０，３２０とを備えている。このように構成される中空糸膜モジュール１０においては、各中空糸膜の外壁面側を通る膜外流路（図５中の実線矢印Ｓ１，Ｓ２参照）と、各中空糸膜の中空内部を通る膜内流路（図５中、点線矢印Ｔ０，Ｔ１参照）とが形成される。
本実施例に係る中空糸膜モジュールを加湿装置として用いた場合について、特に、図５を参照して説明する。中空糸膜モジュール１０は、筒状のケース１００と、ケース１００内に収容される複数の中空糸膜からなる中空糸膜束２００と、ケース１００の一端側と他端側で、中空糸膜束２００を固定する一対の封止固定部３１０，３２０とを備えている。このように構成される中空糸膜モジュール１０においては、各中空糸膜の外壁面側を通る膜外流路（図５中の実線矢印Ｓ１，Ｓ２参照）と、各中空糸膜の中空内部を通る膜内流路（図５中、点線矢印Ｔ０，Ｔ１参照）とが形成される。
ケース１００には、膜外流路に対して湿潤空気を供給するための膜外流路入口となる供給口１１１と、湿潤空気（乾燥された後の湿潤空気）を排出するための膜外流路出口となる排出口１１２が設けられている。また、中空糸膜モジュール１０は、ケース１００の他端側（封止固定部３２０が設けられている側）の開口部から乾燥空気が供給され、ケース１００の一端側（封止固定部３１０が設けられている側）の開口部から乾燥空気（加湿された後の乾燥空気）が排出されるように用いられる。
＜中空糸膜モジュール＞
中空糸膜モジュール１０について、より詳細に説明する。上記の通り、中空糸膜モジュール１０は、ケース１００と、中空糸膜束２００と、一対の封止固定部３１０，３２０とを備えている。中空糸膜束２００は、複数（数百本から数万本程度）の中空糸膜が束にされた構成である。中空糸膜の素材としては、親水性の素材が用いられる。例えば、溶解拡散により水分を透過する特性を有するナフィオンや、孔径制御による毛管凝縮機構により水分を透過する特性を有するＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）などを好適に用いることができる。これらの材料は、低溶出性であり、かつ強度も高いため、加湿装置や除湿装置に好適に用いることができる。一対の封止固定部３１０，３２０は、ケース１００の一端側と他端側で、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態でケース１００の両端の開口部をそれぞれ封止し、かつ中空糸膜束２００をケース１００に対して固定している。これらの封止固定部３１０，３２０は、エポキシ樹脂などのポッティング材料が硬化することにより構成される。
中空糸膜モジュール１０について、より詳細に説明する。上記の通り、中空糸膜モジュール１０は、ケース１００と、中空糸膜束２００と、一対の封止固定部３１０，３２０とを備えている。中空糸膜束２００は、複数（数百本から数万本程度）の中空糸膜が束にされた構成である。中空糸膜の素材としては、親水性の素材が用いられる。例えば、溶解拡散により水分を透過する特性を有するナフィオンや、孔径制御による毛管凝縮機構により水分を透過する特性を有するＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）などを好適に用いることができる。これらの材料は、低溶出性であり、かつ強度も高いため、加湿装置や除湿装置に好適に用いることができる。一対の封止固定部３１０，３２０は、ケース１００の一端側と他端側で、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態でケース１００の両端の開口部をそれぞれ封止し、かつ中空糸膜束２００をケース１００に対して固定している。これらの封止固定部３１０，３２０は、エポキシ樹脂などのポッティング材料が硬化することにより構成される。
＜ケース＞
ケース１００について、より詳細に説明する。ケース１００は、対向する一対の板状部１００Ａ，１００Ｂと、これら一対の板状部１００Ａ，１００Ｂの両側をそれぞれ繋ぐ一対の側壁面部１００Ｃ，１００Ｄとを備えている。そして、一方の板状部１００Ａに膜外流路入口となる供給口１１１が設けられ、他方の板状部１００Ｂに膜外流路出口となる排出口１１２が設けられている。供給口１１１は、ケース１００の一端側に偏った位置に設けられており、排出口１１２は、ケース１００の他端側に偏った位置であって、中空糸膜束２００を介して供給口１１１とは反対側に設けられている。また、一対の板状部１００Ａ，１００Ｂの内壁面には、空間Ｒ１，Ｒ２を確保せしめるように中空糸膜束２００の外周面に向かって突出する整流用突起１２０がそれぞれ設けられている。なお、本実施例においては、各板状部１００Ａ，１００Ｂに、それぞれ２か所の整流用突起１２０が設けられている。これら複数の整流用突起１２０は、ケース１００の一端側から他端側に向かって伸び、流体の流れを整える役割を担っている。
ケース１００について、より詳細に説明する。ケース１００は、対向する一対の板状部１００Ａ，１００Ｂと、これら一対の板状部１００Ａ，１００Ｂの両側をそれぞれ繋ぐ一対の側壁面部１００Ｃ，１００Ｄとを備えている。そして、一方の板状部１００Ａに膜外流路入口となる供給口１１１が設けられ、他方の板状部１００Ｂに膜外流路出口となる排出口１１２が設けられている。供給口１１１は、ケース１００の一端側に偏った位置に設けられており、排出口１１２は、ケース１００の他端側に偏った位置であって、中空糸膜束２００を介して供給口１１１とは反対側に設けられている。また、一対の板状部１００Ａ，１００Ｂの内壁面には、空間Ｒ１，Ｒ２を確保せしめるように中空糸膜束２００の外周面に向かって突出する整流用突起１２０がそれぞれ設けられている。なお、本実施例においては、各板状部１００Ａ，１００Ｂに、それぞれ２か所の整流用突起１２０が設けられている。これら複数の整流用突起１２０は、ケース１００の一端側から他端側に向かって伸び、流体の流れを整える役割を担っている。
そして、中空糸膜束２００は、一対の側壁面部１００Ｃ，１００Ｄの内壁面１００Ｃ１，１００Ｄ１には接触し、上記の整流用突起１２０が設けられていることにより、一対の板状部１００Ａ，１００Ｂの内壁面１００Ａ１，１００Ｂ１には接触しない。これにより、上記の空間Ｒ１，Ｒ２が設けられている。つまり、ケース内壁面のうち供給口１１１の開口部を含む部分（板状部１００Ａの内壁面１００Ａ１）と中空糸膜束２００との間に空間Ｒ１が設けられ、かつ、ケース内壁面のうち排出口１１２の開口部を含む部分（板状部１００Ｂの内壁面１００Ｂ１）と中空糸膜束２００との間にも空間Ｒ２が設けられている。このように、ケース内壁面と中空糸膜束２００との間には、ケース１００の一端側から他端側に向かって湿潤空気が流れる流路となる空間Ｒ１，Ｒ２が複数設けられている。
そして、各々の空間Ｒ１，Ｒ２と中空糸膜束２００との間には、中空糸膜が空間Ｒ１，Ｒ２内に進入することを規制する規制部としての梁状部１３０がそれぞれ部分的に設けられている。より具体的には、梁状部１３０は、整流用突起１２０と側壁面部１００Ｃ，１００Ｄとの間、及び、隣り合う整流用突起１２０間を繋ぐように設けられている。なお、本実施例に係るケース１００は、樹脂成形品である。すなわち、一対の板状部１００Ａ，１００Ｂ、一対の側壁面部１００Ｃ，１００Ｄ、複数の整流用突起１２０及び複数の梁状部１３０を一体に備えるケース１００を、金型を用いた樹脂成形によって得ることができる。
＜加湿（除湿）メカニズム＞
本実施例に係る中空糸膜モジュール１０における加湿（除湿）メカニズムについて説明する。上記の通り、本実施例に係る中空糸膜モジュール１０においては、中空糸膜束２００における各中空糸膜の外壁面側を通る膜外流路と、各中空糸膜の中空内部を通る膜内流路とが形成されている。膜外流路は、供給口１１１から中空糸膜束２００における各中空糸膜の外壁面側を通り、排出口１１２から排出されていく流路である（図５中の実線矢印Ｓ１，Ｓ２参照）。膜内流路は、ケース１００の他端側から中空糸膜束２００における各中空糸膜の中空内部を通り、ケース１００の一端側から排出されていく流路である（図５中の点線矢印Ｔ０，Ｔ１参照）。
本実施例に係る中空糸膜モジュール１０における加湿（除湿）メカニズムについて説明する。上記の通り、本実施例に係る中空糸膜モジュール１０においては、中空糸膜束２００における各中空糸膜の外壁面側を通る膜外流路と、各中空糸膜の中空内部を通る膜内流路とが形成されている。膜外流路は、供給口１１１から中空糸膜束２００における各中空糸膜の外壁面側を通り、排出口１１２から排出されていく流路である（図５中の実線矢印Ｓ１，Ｓ２参照）。膜内流路は、ケース１００の他端側から中空糸膜束２００における各中空糸膜の中空内部を通り、ケース１００の一端側から排出されていく流路である（図５中の点線矢印Ｔ０，Ｔ１参照）。
本実施例においては、膜外流路に湿潤空気が流れるようにし、膜内流路に乾燥空気が流れるように、中空糸膜モジュール１０は用いられる。これにより、中空糸膜による膜分離作用によって、湿潤空気側の水分が乾燥空気側に供給され、乾燥空気は加湿される。湿潤空気側は水分が奪われるため、湿潤空気は乾燥される。従って、加湿装置または除湿装置として用いることが可能となる。なお、板状部１００Ａと梁状部１３０との間、及び板状部１００Ｂと梁状部１３０との間には、それぞれ隙間が確保されているため、湿潤空気が空間Ｒ１，Ｒ２を流れる際に、各梁状部１３０が支障になることはない。
＜本実施例に係る中空糸膜モジュールの優れた点＞
本実施例に係る中空糸膜モジュール１０によれば、ケース１００の内壁面と中空糸膜束２００との間には、ケース１００の一端側から他端側に向かって湿潤空気が流れる流路となる空間Ｒ１，Ｒ２が複数設けられている。そのため、湿潤空気の流れが、いずれかの箇所に集中してしまうことを抑制することができ、ケース１００の一端側から他端側の全域に亘って、中空糸膜束２００内に湿潤空気を流れ易くすることでき、膜分離作用に寄与する膜面積の割合を大きくすることができる。そして、本実施例に係る中空糸膜モジュール１０においては、ケース１００に、規制部としての梁状部１３０が設けられているため、中空糸膜が空間Ｒ１，Ｒ２内に進入してしまうことが規制され、中空糸膜が変形してしまうことを抑制することができる。これにより、各中空糸膜の姿勢を安定させることができる。そのため、中空糸膜同士の間に大きな隙間が形成されてしまうことを抑制することができる。従って、空間Ｒ１から空間Ｒ２に向かって中空糸膜間に形成された隙間を抜けてしまうことを抑制することができる。この点からも、膜分離作用に寄与する膜面積の割合を大きくすることができる。
本実施例に係る中空糸膜モジュール１０によれば、ケース１００の内壁面と中空糸膜束２００との間には、ケース１００の一端側から他端側に向かって湿潤空気が流れる流路となる空間Ｒ１，Ｒ２が複数設けられている。そのため、湿潤空気の流れが、いずれかの箇所に集中してしまうことを抑制することができ、ケース１００の一端側から他端側の全域に亘って、中空糸膜束２００内に湿潤空気を流れ易くすることでき、膜分離作用に寄与する膜面積の割合を大きくすることができる。そして、本実施例に係る中空糸膜モジュール１０においては、ケース１００に、規制部としての梁状部１３０が設けられているため、中空糸膜が空間Ｒ１，Ｒ２内に進入してしまうことが規制され、中空糸膜が変形してしまうことを抑制することができる。これにより、各中空糸膜の姿勢を安定させることができる。そのため、中空糸膜同士の間に大きな隙間が形成されてしまうことを抑制することができる。従って、空間Ｒ１から空間Ｒ２に向かって中空糸膜間に形成された隙間を抜けてしまうことを抑制することができる。この点からも、膜分離作用に寄与する膜面積の割合を大きくすることができる。
また、空間Ｒ１は、ケース内壁面のうち供給口１１１の開口部を含む部分（板状部１００Ａの内壁面１００Ａ１）と中空糸膜束２００との間に設けられ、かつ、空間Ｒ２は、ケース内壁面のうち排出口１１２の開口部を含む部分（板状部１００Ｂの内壁面１００Ｂ１）と中空糸膜束２００との間に設けられている。これにより、供給口１１１及び排出口１１２の付近に湿潤空気の流れが集中してしまうことを抑制することができる。
更に、本実施例に係る中空糸膜モジュール１０においては、中空糸膜束２００と一対の側壁面部１００Ｃ，１００Ｄとの間には空間（隙間）は形成されない。これにより、供給口１１１側の空間Ｒ１から排出口１１２側の空間Ｒ２に湿潤空気が流れる際においては、中空糸膜束２００と一対の側壁面部１００Ｃ，１００Ｄとの間から湿潤空気が抜けてしまうことはなく、中空糸膜束２００全体に亘って湿潤空気が流れて行く。従って、膜分離作用に寄与する膜面積の割合を大きくすることができる。
（その他）
上記実施例においては、膜外流路を流れる湿潤空気と、膜内流路を流れる乾燥空気が逆方向となるように構成する場合を示した。しかしながら、膜外流路を流れる湿潤空気と、膜内流路を流れる乾燥空気が同方向となるようにすることもできる。例えば、膜内流路に対しては、点線の矢印とは反対方向に乾燥空気を流すようにすることもできる。ただし、加湿効率及び除湿効率を高めるためには、逆方向にするほうがよい。また、上記実施例においては、梁状部１３０は、ケース１００における一端側と他端側の間の中央付近の一か所にのみ設ける場合を示した。しかしながら、梁状部１３０については、ケース１００における一端側と他端側の間の複数個所に設けることもできる。
上記実施例においては、膜外流路を流れる湿潤空気と、膜内流路を流れる乾燥空気が逆方向となるように構成する場合を示した。しかしながら、膜外流路を流れる湿潤空気と、膜内流路を流れる乾燥空気が同方向となるようにすることもできる。例えば、膜内流路に対しては、点線の矢印とは反対方向に乾燥空気を流すようにすることもできる。ただし、加湿効率及び除湿効率を高めるためには、逆方向にするほうがよい。また、上記実施例においては、梁状部１３０は、ケース１００における一端側と他端側の間の中央付近の一か所にのみ設ける場合を示した。しかしながら、梁状部１３０については、ケース１００における一端側と他端側の間の複数個所に設けることもできる。
１０ 中空糸膜モジュール
１００ ケース
１００Ａ，１００Ｂ 板状部
１００Ａ１，１００Ｂ１ 内壁面
１００Ｃ，１００Ｄ 側壁面部
１００Ｃ１，１００Ｄ１ 内壁面
１１１ 供給口
１１２ 排出口
１２０ 整流用突起
１３０ 梁状部
２００ 中空糸膜束
３１０，３２０ 封止固定部
Ｒ１，Ｒ２ 空間
１００ ケース
１００Ａ，１００Ｂ 板状部
１００Ａ１，１００Ｂ１ 内壁面
１００Ｃ，１００Ｄ 側壁面部
１００Ｃ１，１００Ｄ１ 内壁面
１１１ 供給口
１１２ 排出口
１２０ 整流用突起
１３０ 梁状部
２００ 中空糸膜束
３１０，３２０ 封止固定部
Ｒ１，Ｒ２ 空間
Claims (4)
- 筒状のケースと、
前記ケース内に収容される複数の中空糸膜からなる中空糸膜束と、
前記ケースの一端側と他端側で、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態で前記ケースの両端の開口部をそれぞれ封止し、かつ前記中空糸膜束を前記ケースに対して固定する一対の封止固定部と、
を備え、各中空糸膜の外壁面側を通る膜外流路と、各中空糸膜の中空内部を通る膜内流路とが形成され、前記膜外流路に湿潤空気が流され、前記膜内流路に乾燥空気が流されることにより、各中空糸膜の膜分離作用により湿潤空気側の水分が乾燥空気側に供給される中空糸膜モジュールであって、
前記ケースは、対向する一対の板状部を備え、
前記一対の板状部の内壁面には、前記中空糸膜束の外周面に向かって突出すると共に、前記ケースの一端側から他端側に向かって伸び、流体の流れを整える複数の整流用突起がそれぞれ設けられていることで、前記一対の板状部の内壁面と前記中空糸膜束との間には、前記ケースの一端側から他端側に向かって湿潤空気が流れる流路となる空間が各々設けられると共に、
各々の前記空間と前記中空糸膜束との間には、前記中空糸膜が前記空間内に進入することを規制する規制部がそれぞれ部分的に設けられており、前記規制部は前記整流用突起に繋がるように設けられた複数の梁状部に構成されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。 - 前記ケースには、該ケースの一端側に偏った位置に設けられる膜外流路入口と、該ケースの他端側に偏った位置であって、前記中空糸膜束を介して前記膜外流路入口とは反対側に設けられる膜外流路出口とが設けられると共に、
前記ケースの内壁面のうち前記膜外流路入口の開口部を含む部分と前記中空糸膜束との間に前記空間が設けられ、かつ、前記ケースの内壁面のうち前記膜外流路出口の開口部を含む部分と前記中空糸膜束との間にも前記空間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜モジュール。 - 前記ケースは、前記一対の板状部の両側をそれぞれ繋ぐ一対の側壁面部を備え、
前記一対の板状部の一方に前記膜外流路入口が設けられ、他方に前記膜外流路出口が設けられると共に、
前記中空糸膜束は、前記一対の側壁面部の内壁面には接触し、前記一対の板状部の内壁面には接触しないことにより前記空間が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の中空糸膜モジュール。 - 前記規制部は、前記整流用突起と前記側壁面部との間、及び、隣り合う整流用突起間を繋ぐ梁状部であることを特徴とする請求項３に記載の中空糸膜モジュール。
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