JPH1199324A

JPH1199324A - 分離膜モジュール

Info

Publication number: JPH1199324A
Application number: JP26394197A
Authority: JP
Inventors: Yoji Nakano; 要治中野; Toshiro Kobayashi; 敏郎小林; Shigenori Shirogane; 重徳白銀
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-13
Anticipated expiration: 2017-09-29
Also published as: JP3993282B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス透過性分離膜であって、強度が高くしか
もガス透過量が大きく、且つ製造コストも従来より低減
された分離膜モジュールを提供する。【解決手段】特定ガスを選択的に透過する金属膜と、多
数の開孔を有し、前記金属膜を支持する補強板と、ガス
抜き出し管に連通できるガス捕捉部を有するベース部か
らなる分離膜モジュールにおいて、前記補強板がＡ
ｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ及びＣｕからなる群れから選ばれ
る１種又は複数種の金属で被覆されているが、従来品の
ように接合することはなく、金属膜と該補強板を重ね合
わせその外周部を前記ベース部にシール溶接する、又
は接合することなく前記金属膜がその直下の前記補強板
の前記開孔に食い込んだ構造とする。これにより接合工
程、あるいは金属被膜工程と接合工程をなくしても、金
属膜と補強板のズレは防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は分離膜モジュールに
関し、詳しくは特定ガスの製造装置，回収装置或いは精
製装置等に使用される分離膜モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスを製造、分離、回収又は精製する手
段として、特定ガスを選択的に透過する金属又は合金膜
（以下、「金属膜」と略記する場合もある）を用いる方
法があり、工業的にも半導体製造分野における超高純度
水素製造等に実用化され、また石油化学工業分野でのア
ンモニア製造への適用も進みつつある。金属膜が特定ガ
スのみを透過する現象については、特定ガスを含有する
混合ガスを金属膜の一方の面に接触させると、特定ガス
分子が金属膜に吸収されて原子状態になり、更にイオン
化して金属膜の反対側に拡散し、ここで再結合して再び
特定ガス分子になると説明されている。この現象を利用
して、金属膜の反対側において特定ガスを集めるわけで
ある。金属膜の製造法としては、特定ガス選択透過性
を有する金属又は合金を焼鈍して冷間圧延する、金属
膜の支持体になる多孔質体の表面に、電気メッキ，無電
解メッキ等のメッキ法あるいは電子ビーム加熱による真
空蒸着等の蒸着操作により金属膜を形成させる、等の方
法がある。

【０００３】工業的適用においては、以上のような手段
で作成された金属膜（箔）を外側にして目的とする特定
ガスを含有する混合ガス側に配置し、該金属膜の混合ガ
ス接触面とは反対側には、透過してくる特定ガスを集め
る空間（ガス捕捉部）を有し、透過ガスの抜き出し管に
連通するベース部を設けた分離膜モジュールが構成され
る。金属膜の両側での圧力差、即ち混合ガスと透過した
特定ガスとの圧力差が大きいほど、特定ガスの金属膜内
を透過する量が増大するが、金属膜がこの圧力差に耐え
られるように、補強手段が必要となる。そのために、金
属膜とベース部の間には、通常、金属膜を支持し、その
膜強度を補強するために、多孔質体や多孔体からなる補
強材が設けられる。しかし、補強によりガス流路は狭め
られるため、圧損失が大きくなるので、圧力差を大きく
保ち、しかも特定ガスの流路を確保できる補強材が望ま
れ、出願人等は既に、金属繊維不織布と金網を組合せた
補強材と金属箔を接合した構造の分離膜（特願平５−２
０３２５０号明細書）、或いは多数の貫通孔を設けた金
属多孔体（補強板）に金属膜を重ねて接合した平板型又
は管型の分離膜モジュール（特願平８−６０８８３号明
細書）を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した特願平８−６
０８８３号明細書で提案した分離膜モジュールを図４及
び図５により説明する。図４は管型分離膜モジュールの
構造及び製法を説明する図であって、Ｐｄ或いはＰｄを
含有する合金等よりなるガス透過性金属膜（金属膜）１
を、１枚あるいは複数枚（図示の例では２枚）の金属製
で多数の開口部を有する補強板２及び２′に拡散接合す
る〔図４の（ａ）部分〕。１２は拡散接合用の例えばＡ
ｇ膜等の金属被覆である。前記で得られた金属膜１と補
強板２の接合体５を、多数の孔を有するベース管４〔図
４の（ｂ）部分に示す〕の外周部に巻きつけ、周囲をシ
ール溶接６して分離膜モジュール７′とする〔図４の
（ｃ）部分に示す〕。

【０００５】図５は平型分離膜モジュールの構造及び製
法を説明する図であって、ガス透過性金属膜（金属膜）
１を透過したガスの流路となる溝３′を複数本有するベ
ース板３の溝３′側の上面に、図４の（ａ）の場合と同
様に補強板２′，補強板２及び金属膜１を配置する〔図
５の（ａ）部分〕。１２は拡散接合用の例えばＡｇ膜等
の金属被覆であり、図５の（ｂ）部分に示す部分側面図
のように補強板２の両面と補強板２′の上面に被覆され
ている。金属膜１と補強板２及び２′を接合して接合体
５とし、該接合体５の外周部とベース板３とをシール溶
接６して、分離膜モジュール７′とする。この分離膜モ
ジュール７′にはガス抜き出し管であるノズル８を有す
るヘッダ９を別途溶接により取り付ける〔図５の（ｃ）
部分〕。

【０００６】図４及び図５に示すように、従来の分離膜
モジュール７′において金属膜１と補強板２及び２′の
接合は、拡散接合あるいはろう付けによっていた。すな
わち、補強板２及び２′をＡｇ，Ａu ，Ｐｔ，Ｎｉ及び
Ｃｕからなる群れから選ばれる１種あるいは複数種の金
属で被覆するか、該金属材をインサートしておいた後に
金属膜１と重ね、真空加圧炉を用いて温度５００〜７０
０℃、加圧力１〜３ｋｇｆ／ｍｍ²の条件で実施してい
る（文献：出願人等の出願に係る特開平８−２１５５５
１号公報）。

【０００７】従来、上記のように金属膜と補強板を接合
していた理由を図６を参照して説明する。金属膜１を透
過するガス速度Ｖは数１に示す式（１）で与えられる。

【数１】すなわち、透過ガス速度Ｖは、金属膜１の両側の透過ガ
ス分圧の１／２乗に比例し、差圧が大きいほど透過ガス
速度が大きくなる。目的とするガスの精製装置や製造装
置では、精製量を多くするためには、金属膜１の両側の
差圧が大きいほうが望ましい。

【０００８】金属膜１は、開孔１３と柱部（開孔と開孔
の間の部分）を有する補強板２（２′）で補強されてお
り、圧力差により撓み１０が生じる。この撓み１０が大
きいと、精製装置の「ＯＮ←→ＯＦＦ」の繰り返し、即
ち金属膜の「圧力差有り←→圧力差無し」の繰り返しに
より、撓み１０の付け根１１が疲労し、破損する。補強
板２の開孔ピッチは、撓み１０の発生が図６の（ａ）の
ように均一ならば、充分な寿命を有するように設計して
おり、図６の（ｂ）のように一カ所の開孔１３に撓み１
０が集中すると、圧力差の有無により図６の（ｃ）のよ
うに撓み１０の方向が逆転し、撓み１０の付け根１１に
疲労破損が生じてしまう。この撓み１０の集中を防止す
るために、また、金属膜１と補強板２のずれを防止する
ために、金属膜１と補強板２を接合をしていたのであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、１）接合のプロセスが大量生産に向かないため、接合コ
ストが大きいこと、２）接合のために金属あるいはろう材で補強板を被覆
し、それが接着材の役割を果して金属膜と接合するが、
金属膜のうち補強板と接触し金属あるいはろう材が付着
した部分は、目的とする特定ガスが透過できなくなり、
ガス透過量が減少すること、という問題がある。本発明
は上記１）及び２）の問題を解決し、強度が高くしかも
ガス透過量が大きい分離膜モジュールであって製造コス
トも従来より低いものを課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として本発明は、(1)特定ガスを選択的に透過する金属
膜と、多数の開孔を有し、前記金属膜を支持する補強板
と、ガス抜き出し管に連通できるガス捕捉部を有するベ
ース部からなる分離膜モジュールにおいて、前記補強板
がＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ及びＣｕからなる群れから選
ばれる１種又は複数種の金属で被覆されてなり、前記金
属膜と該補強板を重ね合わせたものの外周部が前記ベー
ス部にシール溶接されてなることを特徴とする分離膜モ
ジュール、(2)上記Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ及びＣｕか
らなる群れから選ばれる１種又は複数種の金属の被覆が
前記補強板の表面の一部のみに形成されてなることを特
徴とする前記(1) 記載の分離膜モジュール、(3)特定ガ
スを選択的に透過する金属膜と、多数の開孔を有し、前
記金属膜を支持する補強板と、ガス抜き出し管に連通で
きるガス捕捉部を有するベース部からなる分離膜モジュ
ールにおいて、前記金属膜と該補強板を重ね合わせたも
のの外周部が前記ベース部にシール溶接され、且つ前記
金属膜がその直下の前記補強板の前記開孔に食い込んだ
構造であることを特徴とする分離膜モジュール、及び
(4)前記ベース部が溝を有する板又は多孔管であること
を特徴とする前記(1) ないし(3) のいずれかに記載の分
離膜モジュール、を提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、補強板にＡｇ，Ａｕ，
Ｐｔ，Ｎｉ及びＣｕからなる群れから選ばれる１種又は
複数種の金属の被覆（以下単に金属被覆と称する）を行
なうが、図１及び図２の本発明の構造及び製法を示す概
略図にそれぞれ示すように、拡散接合あるいはろう付け
による接合は行わず、そのまま金属膜と重ねてベース部
とシール溶接されていることを第一の特徴とする。な
お、図１及び図２において図４及び図５とそれぞれ共通
する符号部分はおなじ意味を表し、７は本発明の分離膜
モジュールを表す。本発明をこのような構成とする理由
については、後記する本発明の実施例において説明す
る。本発明の構成によって充分に疲労破損を防止できる
とともに、従来例の接合工程をなしにできるので、製造
時間、コスト共に低減できる。

【００１２】本発明において金属膜としては、特定のガ
スを透過する金属膜（箔）であれば特に限定されるとこ
ろはないが、金属の種類として例えばＰｄ又はＰｄ合金
が挙げられる。Ｐｄ合金としては、Ｙ及びその他希土類
元素、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕなどの１１族元素、Ｐｔ，Ｎｉ
などの１０族元素、Ｒｈ，Ｃｏなどの９族元素、Ｒｕ，
Ｆｅなどの８族元素、Ｍｏなどの６族元素及びＶなどの
５族元素からなる群から選ばれる１種以上とＰｄからな
る合金が好適なものとして挙げられる。金属膜の製法自
体についても特に限定されるところはなく、例えば金属
板を圧延する、基材表面にめっき，溶射，蒸着等の手段
で膜形成した後に該基材を除去する等の手段が挙げられ
る。

【００１３】本発明において補強板としては、ベース板
とシール溶接可能な部分を有するものを用いる。また、
目的とする特定ガスが透過するように多孔質構造を有す
ることが必要であり（但し外周に非多孔質の枠を有して
いてもよい）、例えば金属（合金を含む）からなり多数
の開孔を有するもの（金属多孔体）等が挙げられる。具
体的にはレーザ法、エッチング法、ドリル法等により孔
あけ加工したもの、網状にしたもの等が挙げられる。補
強板の孔形状、補強板の枚数等は任意に選択できるが、
前記特願平８−６０８３３号で提案した孔の長軸方向が
交互に直交するように重ねた補強板等を利用することは
好ましい実施態様である。

【００１４】本発明において補強板表面の金属被覆とし
ては、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ及びＣｕからなる群れか
ら選ばれる１種又は複数種の金属が挙げられる。被覆の
形成は真空蒸着，イオンプレーティング等の蒸着法、電
気めっき，無電解めっき等のめっき法、溶射法、イオン
注入法等により、特に好ましくは蒸着法により、厚さは
０．１〜５μｍ程度、好ましくは０．５〜１μｍ程度と
する。

【００１５】本発明の第２の特徴は、この金属被覆が従
来のように補強板全面ではなく部分的に被覆したもので
もよいことである。接合は金属膜と補強板のズレを防止
するためのものであり、補強板全面を接合しなくてもズ
レ防止は可能である。そこで補強板の一部にのみ、金属
あるいはろう材の膜を形成すれば、接合部分が金属膜を
覆うことに起因するガス透過面積の低減を防止できる。
これにより充分に疲労破損を防止でき、接合工程なしに
製造できるという前記の効果とともに、特定ガスの透過
量を増大できるという効果も得られる。

【００１６】補強板の一部にのみ、金属或いはろう材の
膜（金属被覆）を形成する方法は、補強板にマスクを
して金属被覆を真空蒸着法等により形成し、被覆形成後
にマスクを剥がす、全面に金属被覆を形成したのち、
不必要な部分をエッチングする、パターン印刷により
金属被覆を形成する、等のいずれの方法でもよい。

【００１７】さらに本発明においては、金属膜と補強板
を重ねた後に、接合の代わりに箔と補強板のズレを防止
する手段として、金属膜を塑性変形させて金属膜を補強
板の孔に食い込ませた構造とすることを、第３の特徴と
する。すなわち、図３（ａ）に示すように圧力差の有無
による撓みを予め形成しておく。これにより接合なしに
金属膜と補強板のずれを防止し、図３（ｂ）に示すよう
に撓みをごく小さくし、しかも撓みの一カ所集中を防止
できる。この場合、補強板表面の全面又は一部に金属被
覆を設けておいてもよいが、後記する実施例に示すよう
にＡｇ膜等の金属被覆を設けていないものでも充分にず
れを防止できる。このようにＡｇ膜等の金属被覆なしと
したものはさらに製造コストを低減できる。

【００１８】図３の構造とするためには、i)軟ロール使
用法、ii) 高圧法のいずれかによる。i)軟ロール使用法
は、金属膜を補強板の上に重ね、金属膜の側からゴム等
の変形し易い材質のロール或いは板等で押し、金属膜を
塑性変形させる方法である。ii)高圧法は、金属膜の両
側の圧力差により、金属膜を塑性変形させる方法で、こ
れは分離膜モジュールを管型あるいは平型（板型）に製
造した後でも施工可能である。

【００１９】本発明においてベース部としては、金属
膜、補強板を透過した特定ガスを捕捉できる捕捉部を有
し、特定ガスを集めることができる構造であれば、その
形状は限定されるところはなく、例えばガス流路となる
溝を形成された板型、あるいは多孔管型等が挙げられ
る。ベース部のガス捕捉部（ガス流路）は特定ガスの抜
き出し管に連通するが、さらにスイープガスの導入管を
設けることもできる。ベース部の材質としては、金属又
は合金が挙げられる。

【００２０】本発明の分離膜モジュールは以上の金属膜
と金属被覆を形成された補強板を重ねたものの外周部を
ベース板とシール溶接する。このシール溶接の方法とし
てはレーザ溶接、ＴＩＧ溶接（Tungsten Inert-Gas arc
welding) 等が用いられる。レーザ溶接、ＴＩＧ溶接を
採用する理由は、微小領域のみを加熱し溶接できるので
入熱が少なく、金属膜へのダメージが小さくできるから
である。

【００２１】

【実施例】

〔従来例〕従来法により、図５に示す平型分離膜モジュ
ール７′を作製した。ガス透過性金属膜１としては厚さ
２０μｍ、幅７０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのＰｄ−２３％
Ａｇ合金箔、補強板２としてＳＵＳ４３０製の厚さ０．
１ｍｍのもの１枚、補強板２′として同材質で厚さ０．
３ｍｍのもの１枚、の計２枚の補強板を用意した。いず
れも外径は幅７０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、メッシュ部が
幅６０ｍｍ、長さ１００ｍｍである。図７に示すように
厚さ０．１ｍｍの補強板２のメッシュ部には、幅０．１
６ｍｍ、長さ１．０ｍｍの開孔が、０．０４ｍｍ残し
（柱部）で千鳥状に配置してある。メッシュ部の開孔率
は、開孔の個数が多いので、長方形の開孔面積を図７中
に点線で示す長方形の面積で割った値で近似できる。す
なわち、数２の計算（２）より、

【数２】０．７７である。厚さ０．３ｍｍの補強板２′は幅０．
３５ｍｍ、長さ１．０ｍｍの長方形の開孔が、厚さ０．
１ｍｍの補強板２と交差する向きに、０．３５ｍｍ残し
で千鳥状に配置してある。

【００２２】まず、厚さ０．１ｍｍの補強板２の両面、
及び厚さ０．３ｍｍの補強板２′の片面に、Ａｇからな
る被覆１２を真空蒸着法で形成し、水素透過製金属箔／
厚さ０．１ｍｍの補強板／厚さ０．３ｍｍの補強板の順
に重ね、真空加圧炉を用いて、温度５００℃、加圧力２
ｋｇｆ／ｍｍ²の条件で接合し、接合体５とした。次
に、接合体５をベース板３に重ね、外周部をシール溶接
した。シール溶接６はＣＯ₂レーザ溶接により行った。
ベース板３の溝３′は、片端は閉じており、閉じていな
い他端には水素を排出するノズル８を有するヘッダ９を
溶接により接続した。

【００２３】以上により試作した水素分離膜モジュール
７′について、水素透過性能評価試験、及び温度・圧力
の昇降繰り返しによる耐久性試験を行った。試験条件
は、水素透過性能評価試験は、試験条件：温度５００
℃、水素透過性金属箔の外側水素分圧２ｋｇｆ／ｃｍ²
Ｇ、内側の水素分圧０ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇ：での水素透過
量測定で評価し、耐久性試験は、試験条件：温度５５０
℃，外側圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇ←→温度５０℃，外
側圧力０ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇを繰り返した：でのリーク発
生の有無で評価する。評価結果は、水素透過性能が２２
Ｎｍ³／ｈｒ・ｍ²、耐久性は３０００回の繰り返しで
もリークはなかった。

【００２４】〔比較例〕接合の有効性確認のため、従来
例と同じ部材を用いてＡｇ被覆の形成及び接合を行わ
ず、すなわち水素透過性金属箔１、厚さ０．１ｍｍの補
強板２、及び厚さ０．３ｍｍの補強板２′をベース板３
に重ねただけで、外周部をシール溶接６して、水素分離
膜モジュールとした。得られた水素分離膜モジュールに
ついて、従来例と同様に評価したところ、水素透過性能
は２９Ｎｍ³／ｈｒ・ｍ²と増大するが、耐久性は１２
００回の繰り返しでリークが発生し、耐久性が問題であ
った。

【００２５】〔実施例１〕従来例と同じ部材を用い、図
１（ａ）に示すように厚さ０．１ｍｍの補強板２の水素
透過製金属箔１と接する面に従来例と同様にＡｇ膜１２
を被覆したが、接合は行わずに、水素透過製金属箔１／
厚さ０．１ｍｍの補強板２／厚さ０．３ｍｍの補強板
２′をベース板３に重ねて、外周部をシール溶接６でシ
ールして、図１（ｂ）に示す水素分離膜モジュール７を
作製した。また、溝３′の閉じていない端部にノズル
（水素抜き出し管）８を有するヘッダを溶接により取り
付けた。得られた水素分離膜モジュール７について、従
来例と同様に評価した。耐久性評価試験前の水素透過性
能は２９Ｎｍ³／ｈｒ・ｍ²と比較例と同等に良くなっ
ていた。耐久性評価試験では、３０００回の繰り返しで
もリークは生じず、良好な耐久性を示した。また、耐久
性評価試験後には、水素透過性能は２２Ｎｍ³／ｈｒ・
ｍ²と従来例のレベルに低減していた。

【００２６】実施例１において耐久性評価試験後に水素
透過性能が低下する原因について、水素分離膜を解体し
て調査したところ、水素透過性金属箔１と厚さ０．１ｍ
ｍの補強板２′がＡｇ膜１２により接合されていること
が判った。耐久性評価試験の温度、圧力により、真空加
圧炉での接合と同様の効果が現れたものと推定された。
また、この接合により水素透過面積が減少し、３０００
回の圧昇降の後には水素透過性能が従来例のレベルに低
減したと推定された。

【００２７】実施例１により、水素膜モジュール製造工
程においては補強板に接合用の金属膜を形成しておきさ
えすれば、耐久性評価、或いは水素精製、水素製造プロ
セス中に接合されることにより、製造工程の接合プロセ
スが省略できることが判った。

【００２８】〔実施例２〕本実施例では、接合により水
素透過面積が減少することを予防できる構造を検討し
た。まず、従来例と同じ部材を用いて、水素分離膜モジ
ュールを試作した。補強板２への金属被覆１２の形成
は、次のようにした。厚さ０．１ｍｍの補強板２に金属
被覆（Ａｇ膜）１２を真空蒸着法で被覆するとき、補強
板２の長孔と交差する方向の孔を有するマスク（孔の短
軸の開口幅０．１ｍｍ、残幅０．９ｍｍ、開口率０．
１）を作製し、マスクを補強板２に重ねて膜を形成し
た。膜はマスクの孔の部分にしか形成されず、補強板２
の表面の１０％だけにＡｇ膜が形成された。厚さ０．３
ｍｍの補強板２′についても同様に表面の１０％だけに
Ａｇ膜１２を形成した。水素透過性金属箔１、厚さ０．
１ｍｍの補強板２及び厚さ０．３ｍｍの補強板２′をベ
ース板に重ねて、接合は行わずにその外周部をベース板
３とシール溶接して、水素分離膜モジュールを製作し
た。

【００２９】実施例２で得られた水素分離膜モジュール
について従来例と同様に評価した。耐久性評価試験前の
水素透過性能は２９Ｎｍ³／ｈｒ・ｍ²であった。耐久
性評価試験では、３０００回の繰り返しでもリークは生
じず、良好な耐久性を示した。耐久性評価後の水素透過
性能は、２８Ｎｍ³／ｈｒ・ｍ²と殆ど減少していなか
った。

【００３０】実施例２の結果から、補強板の金属被覆形
成面積を小さくすることにより、その後の実使用におけ
る接合により水素透過性金属箔の水素透過面積が減少す
ることを低減でき、水素透過性能の向上につながった。
なお、実施例２では補強板２及び２′のどちらも、その
表面の１０％だけにＡｇ膜を形成したが、両者の被覆割
合を変えること、さらには一方は部分的に被覆し他方は
全面を被覆することも本発明の実施態様として挙げら
れ、いずれも前記の効果を奏することができる。

【００３１】〔実施例３〕本実施例も従来例と同じ部材
を用いて水素分離膜を試作したが、厚さ０．１ｍｍの補
強板２及び厚さ０．３ｍｍの補強板２′についてはＡｇ
被覆を形成しなかった。水透過性金属箔１に補強板２を
重ねて、ゴムロールを用いて水素透過性金属箔の側から
加圧力２０ｋｇｆ／ｍｍ²で加圧した。その結果、水素
透過性金属箔１は補強板２の各孔において図３に示すよ
うに塑性変形して補強板厚さと等しく０．１ｍｍ撓んで
いた。水素透過性金属箔１／厚さ０．１ｍｍの補強板２
／厚さ０．３ｍｍの補強板２′をベース板３に重ねて、
接合することなく、外周部をシール溶接して、水素分離
膜モジュールを製作した。

【００３２】実施例３で得られた水素分離膜モジュール
について従来例と同様に評価した。水素透過性能は、耐
久性評価試験の前後でともに３１Ｎｍ³／ｈｒ・ｍ²と
非常に良好であった。耐久性評価試験では、３０００回
の繰り返しでもリークは生じず、良好な耐久性を示し
た。本実施例において水素透過性能が従来より若干向上
したのは、水素透過性金属箔がゴムロール加圧により、
若干延びて大きくなり、また薄くなった為と考えられ
る。

【００３３】実施例３では、水素透過性金属箔を補強板
の開孔に食い込ませて固定することにより、耐久性が得
られ、かつ接合による水素透過面積減少が防止できるの
で、水素透過性能の向上につながった。また、金属被覆
形成工程及び接合工程をなくせるので製造コストを低減
できた。なお、実施例３のようにＡｇ等の金属被覆を形
成せずに金属膜の塑性変形のみで固定することで充分上
記効果を得られるが、補強板の全面又は一部に金属被覆
を設けておき、さらに金属膜を補強板開孔に食い込ませ
る構造とすれば非常に強固に固定できることはいうまで
もない。

【００３４】以上の実施例１〜３は平型分離膜モジュー
ルについて説明したが、本発明は図２に示す円筒状の多
孔管をベース部とする管型分離膜モジュールについても
同様に、接合なしに、あるいは金属被覆面積を減少して
接合なしに、さらには接合なしに金属膜を補強板に食い
込ませる構造にすることにより、実施例１〜３の場合と
同様に効果を奏した。

【００３５】

【発明の効果】以上説明のように、本発明の分離膜モジ
ュールは従来より製造工程を減らすことができて製造コ
ストの低減を実現し、しかも充分な耐久性が保証され、
さらにガス透過性能を向上できるという産業上非常に有
利なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の一実施例である平型分離膜モジュー
ルの構造、製法を示す概略説明図である。

【図２】は本発明の他の実施例である管型分離膜モジュ
ールの構造、製法を示す概略説明図である。

【図３】は本発明の更に他の実施例である金属膜を補強
板に食い込ませた構造の分離膜モジュールの構造、作用
を説明する概略説明図である。

【図４】は従来の管型分離膜モジュールの一例の概略説
明図である。

【図５】は従来の平型分離膜モジュールの一例の概略説
明図である。

【図６】は金属膜の撓みの状態を説明する概略図であ
る。

【図７】は本発明において補強板のメッシュ部の構造及
び開孔率を説明するための概略図である。

【符号の説明】

１ガス透過性金属膜、２及び２′ 補強板、
３ベース板、３′溝、４ベー
ス管、５接合体、６シール溶接
７分離膜モジュール（本発明品）、７′分離膜
モジュール（従来品）、８ノズ
ル、９ヘッダ、１０撓み、
１１付け根、１２金属被覆、１３
開孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定ガスを選択的に透過する金属膜と、
多数の開孔を有し、前記金属膜を支持する補強板と、ガ
ス抜き出し管に連通できるガス捕捉部を有するベース部
からなる分離膜モジュールにおいて、前記補強板がＡ
ｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ及びＣｕからなる群れから選ばれ
る１種又は複数種の金属で被覆されてなり、前記金属膜
と該補強板を重ね合わせたものの外周部が前記ベース部
にシール溶接されてなることを特徴とする分離膜モジュ
ール。
【請求項２】上記Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ及びＣｕか
らなる群れから選ばれる１種又は複数種の金属の被覆が
前記補強板の表面の一部のみに形成されてなることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の分離膜モジュー
ル。
【請求項３】特定ガスを選択的に透過する金属膜と、
多数の開孔を有し、前記金属膜を支持する補強板と、ガ
ス抜き出し管に連通できるガス捕捉部を有するベース部
からなる分離膜モジュールにおいて、前記金属膜と該補
強板を重ね合わせたものの外周部が前記ベース部にシー
ル溶接され、且つ前記金属膜がその直下の前記補強板の
前記開孔に食い込んだ構造であることを特徴とする分離
膜モジュール。
【請求項４】前記ベース部が溝を有する板又は多孔管
であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
れかに記載の分離膜モジュール。