(57)【要約】封止端及び開口端を有する複数の管状分離膜エレメント３と、各管状分離膜エレメント３を間隙をもって包囲し、管状分離膜エレメント３の封止端側に第一の開口部１３１を有するとともに、管状分離膜エレメントの開口端の付近に第二の開口部１３３を有する外管１３と、外管１３の第一の開口部１３１に連通する入口手段４ａと、管状分離膜エレメント３の開口端に連通する第一の出口手段４ｂと、外管１３の第二の開口部１３３に連通する第二の出口手段１とを有し、入口手段４ａを経て前記外管の第一の開口部１３１から流入した流体Ｆ１が管状分離膜エレメント３と外管１３との間隙を流れ、管状分離膜エレメント３により流体Ｆ１から分離された成分Ｆ２は管状分離膜エレメント３の開口端を経て第一の出口手段４ｂから流出し、残余の流体Ｆ３は第二の出口手段１から流出することを特徴とする多管式分離膜モジュール。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止端及び開口端を有する複数の管状分離膜エレメントと、各管状分離膜エレメントを間隙をもって包囲し、前記管状分離膜エレメントの封止端側に第一の開口部を有するとともに、前記管状分離膜エレメントの開口端の付近に第二の開口部を有する外管と、前記外管の第一の開口部に連通する入口手段と、前記管状分離膜エレメントの開口端に連通する第一の出口手段と、前記外管の前記第二の開口部に連通する第二の出口手段とを有し、前記入口手段を経て前記外管の前記第一の開口部から流入した流体が前記管状分離膜エレメントと前記外管との間隙を流れ、前記管状分離膜エレメントにより前記流体から分離された成分は前記管状分離膜エレメントの前記開口端を経て前記第一の出口手段から流出し、残余の流体は前記第二の出口手段から流出することを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項２】
出口を有するシェルと、前記シェルの一端に固定された第一の支持板と、前記シェルの他端に固定された第二の支持板と、前記第一及び第二の支持板により支持されて前記シェルの長手方向に延在する複数の外管と、各外管内に設けられた管状分離膜エレメントと、前記第一の支持板に取り付けられた第一のカバーと、前記第二の支持板に取り付けられた第二のカバーとを具備し、各外管は前記第一のカバー側に流体が流入する第一の開口部を有するとともに、前記第二のカバー側に分離処理後の残余の流体が流出する第二の開口部を有し、各管状分離膜エレメントは前記第一のカバー側に封止端を有するとともに前記第二のカバー側に開口端を有し、かつ前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙は第一のカバー側が開放されていて第二のカバー側が封止されており、もって前記外管の前記第一の開口部から前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙に流入した流体から前記管状分離膜エレメントにより分離された成分は前記管状分離膜エレメントの前記開口端から前記第二のカバーに流出し、残余の流体は前記第二の開口部を経て前記シェルの出口から流出することを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の多管式分離膜モジュールにおいて、前記第一のカバーに仕切り板が取り付けられて前記仕切り板の両側は第一室と第二室となっており、前記第一室に流入した流体は、前記第一室に第一の開口部を有する前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙を通過して前記外管の前記第二の開口部から流出し、次いで前記第二室に第一の開口部を有する前記外管に前記第二の開口部から流入し、前記管状分離膜エレメントとの間隙を通過して前記第二室に流入することを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の多管式分離膜モジュールにおいて、前記外管の内径は前記管状分離膜エレメントの外径の１．１〜２倍であることを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の多管式分離膜モジュールにおいて、前記管状分離膜エレメントの封止端は前記外管又は前記封止端のいずれかに設けられたピンにより、前記外管内に前記間隙をもって固定されていることを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の多管式分離膜モジュールにおいて、前記管状分離膜エレメントは、分離すべき物質の分子程度の大きさの微細孔を有する分離膜が形成された中空セラミック管であることを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の多管式分離膜モジュールにおいて、前記分離膜がゼオライトからなることを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は溶液や混合気体等の流体から特定の成分を分離するのに用いる多管式分離膜モジュールに関する。
【背景技術】  溶液又は混合気体中の成分を分離するための機器として多管式分離膜モジュールが知られている。この多管式分離膜モジュールに用いる分離膜エレメントは、分離すべき物質の分子程度の大きさの微細孔を有するゼオライト等からなる分離膜を多孔質の管上に形成したものである。
図６は従来の多管式分離膜モジュールの一例を示す。この多管式分離膜モジュールは円筒状シェル１と、円筒状シェル１内に延在する複数の管状分離膜エレメント３と、前記複数の管状分離膜エレメント３を支持するための複数の開口部を有し、円筒状シェル１の一端と他端とに固定された支持板２ａ，２ｂと、各支持板２ａ，２ｂを覆うようにシェル１に取り付けられたカバー４ａ，４ｂと、複数の管状分離膜エレメント３を支持するように円筒状シェル１内に取り付けられた複数のバッフル５とを具備する。円筒状シェル１は支持板２ａの付近に流体の入口６を有しており、支持板２ｂの付近に流体の出口７を有している。各バッフル５は一部が切り欠かれた円板状であり、シェル１内の流体の流れを管状分離膜エレメント３に垂直の方向に向かわせながら、円筒状シェル１の入口６から出口７に流体を移動させる役目を有する。
カバー４ａ，４ｂにそれぞれ膜透過成分の出口８ａ，８ｂが設けられている。入口６からシェル１に流体Ｆ１を供給するとともに、膜透過成分出口８ａ，８ｂからカバー４ａ，４ｂ内を吸引すると、流体Ｆ１中の膜透過流体Ｆ２は管状分離膜エレメント３を透過して出口８ａ，８ｂから流出し、残りの流体Ｆ３は出口７から流出する。この多管式分離膜モジュールは、円筒状シェル１内に管状分離膜エレメント３を密に有するため、小型でありながら分離膜の総面積が大きく、流体の処理能力が大きい。
しかしながら、このような従来の多管式分離膜モジュールでは管状分離膜エレメント３の処理能力が十分に発揮されておらず、多管式分離膜モジュール全体の処理能力は各管状分離膜エレメント３が本来有する処理能力の合計と比較すると遥かに劣っている。この原因は（ａ）バッフルにより流体の流れを方向づける効果は得られるものの、その流速を十分に大きくすることは難しいため、管状分離膜エレメント周辺における流体の撹乱が不十分であり、膜透過成分が流体中から管状膜エレメントの表面へと拡散する速度が遅いこと、及び（ｂ）シェル内には流体が行き渡らないデッドスペースがあり、デッドスペース内にある分離膜は膜透過成分の分離に寄与しないことにあると考えられる。
発明の目的
従って本発明の目的は、各管状分離膜エレメントの処理能力を有効に発揮させ得る多管式分離膜モジュールを提供することである。
【発明の開示】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、流体から膜透過成分を分離するための複数の管状分離膜エレメントを有する多管式分離膜モジュールにおいて、各管状分離膜エレメントを僅かな間隙で包囲する管状部材を設けることにより、流体が前記間隙を高速で通過するようになり、管状分離膜エレメント近傍における流体の乱流が促進されると共に分離膜全体に流体が行き渡り、もって多管式分離膜モジュールの処理能力が向上することを発見し、本発明に想到した。
すなわち、本発明における多管式分離膜モジュールは、封止端及び開口端を有する複数の管状分離膜エレメントと、各管状分離膜エレメントを間隙をもって包囲し、前記管状分離膜エレメントの封止端側に第一の開口部を有するとともに、前記管状分離膜エレメントの開口端の付近に第二の開口部を有する外管と、前記外管の第一の開口部に連通する入口手段と、前記管状分離膜エレメントの開口端に連通する第一の出口手段と、前記外管の前記第二の開口部に連通する第二の出口手段とを有し、前記入口手段を経て前記外管の前記第一の開口部から流入した流体は前記管状分離膜エレメントと前記外管との間隙内を流れ、前記管状分離膜エレメントにより前記流体から分離された成分は前記管状分離膜エレメントの前記開口端を経て前記第一の出口手段から流出し、残余の流体は前記第二の出口手段から流出することを特徴とする。
本発明の多管式分離膜モジュールの好ましい一例は、出口を有するシェルと、前記シェルの一端に固定された第一の支持板と、前記シェルの他端に固定された第二の支持板と、前記第一及び第二の支持板により支持されて前記シェルの長手方向に延在する複数の外管と、各外管内に設けられた管状分離膜エレメントと、前記第一の支持板に取り付けられた第一のカバーと、前記第二の支持板に取り付けられた第二のカバーとを具備し、各外管は前記第一のカバー側に流体が流入する第一の開口部を有するとともに、前記第二のカバー側に分離処理後の残余の流体が流出する第二の開口部を有し、各管状分離膜エレメントは前記第一のカバー側に封止端を有するとともに前記第二のカバー側に開口端を有し、かつ前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙は第一のカバー側が開放されていて第二のカバー側が封止されており、もって前記外管の前記第一の開口部から前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙に流入した流体から前記管状分離膜エレメントにより分離された膜透過成分は前記管状分離膜エレメントの前記開口端から前記第二のカバーに流出し、残余の流体は前記第二の開口部を経て前記シェルの出口から流出することを特徴とする。
前記第一のカバーに仕切り板が取り付けられて、前記仕切り板の両側が第一室と第二室となっていてもよい。前記第一室に流入した流体は、前記第一室に第一の開口部を有する前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙を通過して前記外管の前記第二の開口部から流出し、次いで前記第二室に第一の開口部を有する前記外管に前記第二の開口部から流入し、前記管状分離膜エレメントとの間隙を通過して前記第二室に流入する。
前記管状分離膜エレメントの封止端は前記外管又は前記封止端のいずれかに設けられたピンにより、前記外管内に前記間隙をもって固定されているのが好ましい。前記外管の内径は前記管状分離膜エレメントの外径の１．１〜２倍であるのが好ましい。
前記管状分離膜エレメントは、分離すべき物質の分子程度の大きさの微細孔を有する分離膜が形成された中空セラミック管であるのが好ましい。前記分離膜はゼオライトからなるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の一実施例による多管式分離膜モジュールを示す縦断面図であり、
図２は図１に示す多管式分離膜モジュール内の外管及び管状分離膜エレメントを示す拡大断面図であり、
図３は図２のＢ−Ｂ断面図であり、
図４は図１のＡ−Ａ拡大断面図であり、
図５は本発明の別の実施例による多管式分離膜モジュールを示す縦断面図であり、
図６は従来の多管式分離膜モジュールの一例を示す概略縦断面図であり、
図７は従来の多管式分離膜モジュールの別の例を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  図１は、本発明の一実施例による多管式分離膜モジュールを示す。この多管式分離膜モジュールは、円筒状のシェル１と、円筒状シェル１の長手方向に延在する複数の外管１３と、複数の外管１３を支持するために円筒状シェル１の一端と他端とに固定された支持板２ａ，２ｂと、外管１３内に間隙をもって長手方向に設けられた管状分離膜エレメント３と、支持板２ａ，２ｂを覆うように円筒状シェル１に取り付けられたカバー４ａ，４ｂとを具備する。
円筒状シェル１は、外方に突出する非透過流体Ｆ３の出口７を有する。非透過流体出口７は、円筒状シェル１の一端に固定された支持板２ｂに近い位置に設けられている。カバー４ａは外方に突出する流体Ｆ１の入口６を有しており、カバー４ｂは、外方に突出する膜透過流体（分離された成分）Ｆ２の出口８を有している。またカバー４ａ，４ｂのフランジは、円筒状シェル１の両端に固定された支持板２ａ，２ｂにそれぞれ気密に係合している。
円筒状シェル１の一端に固定された支持板２ａは複数の開口部２１ａを有し、円筒状シェル１の他端に固定された支持板２ｂは複数の開口部２１ｂを有する。支持板２ａの各開口部２１ａは、支持板２ｂの各開口部２１ｂに対向するように正確に位置決めされている。支持板２ａの開口部２１ａには外管１３の先端部１３１が固定されており、それに対向する支持板２ｂの開口部２１ｂには同じ外管１３の後端部１３２が固定されており、もって各外管１３は支持板２ａ，２ｂにより支持されている。各外管１３は、支持板２ｂに近い位置に第二の開口部（流体通過口）１３３を有する。
図２は、支持板２ａ，２ｂに支持された外管１３及び管状分離膜エレメント３を示す。管状分離膜エレメント３の先端（カバー４ａ側）は封止端３１となっており、後端（カバー４ｂ側）は開口端３２となっている。封止端３１は封止部材９により封止されており、封止端３１と封止部材９との間には、密閉性を確保するためシール１１４が施されている。管状分離膜エレメント３の開口端３２にシール１１５を挟んで固定部材１０が固定されており、固定部材１０は外管１３の後端部１３２に螺合している。
外管１３の内面には、複数のピン３４が支持板２ａに近い位置に設けられており、各ピン３４の先端は封止部材９に当接している。各ピン３４は、封止部材９が嵌められた管状分離膜エレメント３を支持している。なおピン３４は封止部材９に設けられていても良い。また外管１３の内面と封止部材９との間に、開口部を有するスペーサが設けられていても良い。ピン３４に支持された管状分離膜エレメント３は、外管１３内を摺動自在であるので、高温の流体Ｆ１が外管１３内に流入する際に、外管１３と管状分離膜エレメント３との熱膨張率の違いにより、管状分離膜エレメント３にクラックが入るのを防ぐことができる。
外管１３と支持板２ａ，２ｂとの気密状態の固定は溶接により得られる。支持板２ｂと外管１３との溶接は、外管１３と固定部材１０との螺合部に歪が生じないように養生しながら行う。
外管１３は内面に突起を有しても良い。外管１３が内面に突起を有することにより、外管１３内を流れる流体Ｆ１が乱流となるのが促進される。突起の形状は特に限定されず、また外管１３と一体的な突起でなくても良い。例えば外管１３の内径に等しい外径を持つスプリングが、外管１３の長手方向に外管１３と同軸になるように設置されていても良い。
図３は、図２のＢ−Ｂ拡大断面図であり、外管１３と管状分離膜エレメント３を詳細に示す。管状分離膜エレメント３の外径Ｍに対する外管１３の内径Ｌの比率は１．１〜２．０であるのが好ましく、１．２〜１．５であるのがより好ましい。Ｌ／Ｍの比が１に近過ぎると、圧損が大き過ぎるので好ましくない。またＬ／Ｍの比が大き過ぎると、外管１３と管状分離膜エレメント３との間隙を通過する流体Ｆ１の流速が小さ過ぎるので好ましくない。
図４は、図１のＡ−Ａ拡大断面図であり、円筒状シェル１内に均等に配置された外管１３及び管状分離膜エレメント３を示す。なお図示の簡単化のために、外管１３及び管状分離膜エレメント３の数を少なくしてある。支持板２ａ，２ｂにより支持する外管１３の中心間の距離は限定的ではないが、実用的には外管１３の外径の１．２〜２倍とするのが好ましく、１．２５〜１．５倍とするのがより好ましい。
図１及び図２に示すように、流体入口６から円筒状シェル１に供給された流体Ｆ１は、外管１３と管状分離膜エレメント３との間隙を通過し、第二の開口部１３３の方へ流れる。その際、カバー４ｂの膜透過流体出口８からカバー４ｂ内を吸引すると、膜透過流体Ｆ２は各管状分離膜エレメント３を透過し、カバー４ｂで合流して膜透過流体出口８から流出する。一方、各管状分離膜エレメント３を透過しなかった残りの流体Ｆ３（非透過流体）は各第二の開口部１３３から外管１３の外側に流出し、円筒状シェル１の内部で合流して流体出口７から流出する。
流体Ｆ１が外管１３と管状分離膜エレメント３との間隙を通過することにより、流体Ｆ１の流速が増大し、管状分離膜エレメント３周辺の流体が撹乱して流体Ｆ１中の膜透過物質の管状分離膜エレメント３近傍への移動が促進される。これにより管状分離膜エレメント３の透過流体Ｆ２の流束が増加するため、管状分離膜エレメント３の処理能力が向上する。外管１３と管状分離膜エレメント３との間隙における流体Ｆ１の流速は、流体Ｆ１が液体の場合には０．２〜２ｍ／ｓであるのが好ましい。流体Ｆ１の流速をこの範囲に保つことにより、管状分離膜エレメント３と外管１３との間隙を通過する流れに抵抗が生じるので、カバー４ａに入った流体は各管状分離膜エレメント３と外管１３との間隙に均一分散して流れる。これによって膜面積の全体が成分の透過に寄与することになり、多管式分離膜モジュール全体の処理能力が向上する。流体Ｆ１が気体の場合は、２〜２０ｍ／ｓであるのが好ましい。
図５は、本発明の別の実施例による多管式分離膜モジュールを示す。図５に示す例は、流体Ｆ１の入口６を有するカバー４ａの内側に仕切り板４１が設けられている以外、図１〜４に示す例とほぼ同じであるので、相違点のみ以下に説明する。仕切り板４１は、カバー４ａを縦に二分するように、カバー４ａの内側に固定されている。カバー４ａへの仕切り板４１の気密状態の固定は、溶接により得られる。仕切り板４１の端部４１ａと支持板２ａとの間には、気密性を確保するためシール１１６が挟まれている。
仕切り板４１により、カバー４ａの流体入口６側は第一室４２となっており、反対側は第二室４３となっている。仕切り板４１の第二室４３側には、外方に突出する流体出口７が設けられている。外管は、第一室４２に先端部１３１を有する第一の外管１３ａと、第二室４３に先端部１３１を有する第二の外管１３ｂとからなっている。
流体入口６から円筒状シェル１に供給された流体Ｆ１は、第一の外管１３ａと管状分離膜エレメント３との間隙を通過し、第一の外管１３ａの第二の開口部１３３ａの方へ流れる。その際、カバー４ｂの膜透過流体出口８からカバー４ｂ内を吸引すると、図１〜４に示す例と同様に、カバー４ｂに開口する管状分離膜エレメント３内も吸引され、管状分離膜エレメント３の分離膜に透過性を示す物質は分離膜を透過して、管状分離膜エレメント３内に入る。各管状分離膜エレメント３を透過した流体Ｆ２はカバー４ｂで合流し、膜透過流体出口８から流出する。
一方、第一の外管１３ａ内の管状分離膜エレメント３を透過しなかった一次処理流体Ｆ４は、第一の外管１３ａの第二の開口部１３３ａから円筒状シェル１内に流入する。円筒状シェル１内に充満した一次処理流体Ｆ４は、第二室４３に先端部１３１を有する第二の外管１３ｂの第二の開口部１３３ｂから外管１３ｂと管状分離膜エレメント３との間隙に流入し、第二の外管１３ｂと管状分離膜エレメント３との間隙を通過してカバー４ａの第二室４３で合流し、第二室４３に設けられた流体出口７から流出する。
図５に示す多管式分離膜モジュールを用いると、流体Ｆ１の流量を図１〜４に示す多管式分離膜モジュールの２分の１程度としても、第一及び第二の外管１３ａ，１３ｂと、管状分離膜エレメント３との間隙において流体Ｆ１は比較的大きな流速を示す。従って、この多管式分離膜モジュールは供給流体Ｆ１の流量が少ない場合に好ましい実施例であると言える。
いずれの態様の多管式分離膜モジュールにおいても、管状分離膜エレメント３としてセラミックス又は金属からなる管状の多孔質支持体にゼオライト等の分離膜を製膜したものを使用するのが好ましい。例えば水とエタノールからなる流体Ｆ１を分離する場合、多孔質セラミックスからなる管状支持体にＡ型ゼオライトを製膜した管状分離膜エレメントを使用することができる。この場合、水が管状分離膜エレメントを透過する透過流体Ｆ２となり、エタノールが非透過流体Ｆ３となる。
【実施例１】  α−アルミナからなる管状多孔質支持体（長さ８０ｃｍ、外径１０ｍｍ、内径９ｍｍ）にゼオライトを製膜した管状分離膜エレメント３を作製し、この管状分離膜エレメント２５本を用いて図１及び４に示す例と同様の多管式分離膜モジュール（長さ１１０ｃｍ、外径１４ｃｍ）を組み立てた。この多管式分離膜モジュールのシェル１に水とエタノールからなる混合蒸気［水：エタノール＝０．０５：０．９５（質量分率）］を供給した。混合蒸気の供給速度は１００ｋｇ／ｈとし、流体入口６における温度は１１０℃であり、圧力は３００ｋＰａあった。混合蒸気を供給するとともに膜透過流体出口８から１．３ｋＰａで吸引することにより、膜透過流体出口８から膜透過流体Ｆ２が流出し、流体出口７から非透過流体Ｆ３が流出した。膜透過流体出口８において、膜透過流体Ｆ２である水蒸気の流出速度は１．８ｋｇ／ｈであった。
比較例１
図７に示す多管式分離膜モジュール（長さ１１０ｃｍ、外径１４ｃｍ、管状分離膜エレメント２５本）を組み立てた以外実施例１と同じようにして、水とエタノールの混合蒸気を分離した。
図７に示す多管式分離膜モジュールは、シェル１の一端に取り付けられた支持板２ａと、シェル１の他端に取り付けられた支持板２ｂとに、先端が封止された複数の管状分離膜エレメント３の後端が片持ち梁状に取り付けられている以外、図６に示す例とほぼ同じである。入口６からシェル１に水とエタノールの混合蒸気を供給するとともに、膜透過成分出口８ａ，８ｂからチャンネル部材４ａ，４ｂ内を吸引すると、混合蒸気中の水蒸気は膜透過流体Ｆ２として管状分離膜エレメント３を透過して出口８ａ，８ｂから流出し、エタノールは非透過流体流体Ｆ３として出口７から流出する。
膜透過流体出口８ａ，８ｂにおける膜透過流体Ｆ２である水蒸気の流出速度は０．８ｋｇ／ｈであった。
【産業上の利用の可能性】
本発明の多管式分離膜モジュールは、管状分離膜エレメントにより流体の膜透過成分（膜透過流体）を分離するためのものであって、各管状分離膜エレメントを僅かな隙間で包囲する部材を設けることにより、流体が前記間隙を通過するようにさせている。これにより、流体の流れが改善され、流体と管状分離膜エレメントとの接触状態が改善されるため、各管状分離膜エレメントの処理能力を有効に発揮させることができる。また管状分離膜エレメント近傍での流体の流速が増大するため、管状分離膜エレメントを透過する流体の流束が増加し、多管式分離膜モジュール全体の処理能力が大幅に向上する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年10月17日(2005.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止端及び開口端を有する複数の管状分離膜エレメントと、各管状分離膜エレメントを間隙をもって包囲し、前記管状分離膜エレメントの封止端側に第一の開口部を有するとともに、前記管状分離膜エレメントの開口端の付近に第二の開口部を有する外管と、前記外管の第一の開口部に連通する入口手段と、前記管状分離膜エレメントの開口端に連通する第一の出口手段と、前記外管の前記第二の開口部に連通する第二の出口手段とを有し、前記入口手段を経て前記外管の前記第一の開口部から流入した流体が前記管状分離膜エレメントと前記外管との間隙を流れ、前記管状分離膜エレメントにより前記流体から分離された成分は前記管状分離膜エレメントの前記開口端を経て前記第一の出口手段から流出し、残余の流体は前記第二の出口手段から流出する多管式分離膜モジュールであって、前記管状分離膜エレメントは、分離すべき物質の分子程度の大きさの微細孔を有するゼオライト膜が形成された中空セラミック管であることを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項２】
出口を有するシェルと、前記シェルの一端に固定された第一の支持板と、前記シェルの他端に固定された第二の支持板と、前記第一及び第二の支持板により支持されて前記シェルの長手方向に延在する複数の外管と、各外管内に設けられた管状分離膜エレメントと、前記第一の支持板に取り付けられた第一のカバーと、前記第二の支持板に取り付けられた第二のカバーとを具備し、各外管は前記第一のカバー側に流体が流入する第一の開口部を有するとともに、前記第二のカバー側に分離処理後の残余の流体が流出する第二の開口部を有し、各管状分離膜エレメントは前記第一のカバー側に封止端を有するとともに前記第二のカバー側に開口端を有し、かつ前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙は第一のカバー側が解放されていて第二のカバー側が封止されており、もって前記外管の前記第一の開口部から前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙に流入した流体から前記管状分離膜エレメントにより分離された成分は前記管状分離膜エレメントの前記開口端から前記第二のカバーに流出し、残余の流体は前記第二の開口部を経て前記シェルの出口から流出する多管式分離モジュールであって、前記管状分離膜エレメントは、分離すべき物質の分子程度の大きさの微細孔を有するゼオライト膜が形成された中空セラミック管であることを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の多管式分離モジュールにおいて、前記第一のカバーに仕切り板が取り付けられて前記仕切り板の両側は第一室と第二室となっており、前記第一室に流入した流体は、前記第一室に第一の開口部を有する前記外管と前記管状分離膜エレメントとの間隙を通過して前記外管の前記第二の開口部から流出し、次いで前記第二室に第一の開口部を有する前記外管に前記第二の開口部から流入し、前記管状分離膜エレメントとの間隙を通過して前記第二室に流入することを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の多管式分離膜モジュールにおいて、前記外管の内径は前記管状分離膜エレメントの外径の１．１〜２倍であることを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の多管式分離膜モジュールにおいて、前記管状分離膜エレメントの封止端は前記外管又は前記封止端のいずれかに設けられたピンにより、前記外管内に前記間隙をもって固定されていることを特徴とする多管式分離膜モジュール。
【国際調査報告】
2004035182.tif 000010
2004035182.tif 000011