(57)【要約】【課題】管状分離膜の一端に管状部材の先端を差し込み、管状分離膜の端面と管状部材との間をＯリングで封止した構造体において、Ｏリングのシール性及び耐久性を高める。【解決手段】分離膜モジュールは、筒状のハウジング２と、ハウジング２の長手方向に配置された管状分離膜３と、管状分離膜３を支持する支持板５と、該支持板５と平行に配置され、管状分離膜が挿通された挿通孔７ａ，８ａを有するバッフル７，８とを有する。複数の管状分離膜３がジョイント管１７を介して連結されている。管状分離膜３の端面とジョイント管１７、エンド管４及びエンドプラグ２０の立ち下り面との間にＯリング１９，３２，３３が介在されている。このＯリングが過度に押し縮められないように凸段部４ｔ，１７ｔ，２０ｔが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状分離膜の一端に挿入部材の小径部が差し込まれ、
該挿入部材の大径部から小径部への立ち下り面と該管状分離膜の端面との間にＯリングが介在されている管状分離膜接続構造体において、
該挿入部材の小径部の外周面と該立ち下り面との交差部に、該管状分離膜の端面と該立ち下り面との間隔を設定するためのスペーサ部が設けられていることを特徴とする管状分離膜接続構造体。
【請求項２】
請求項１において、前記スペーサ部は、前記小径部を取り巻くように挿入部材と一体に設けられた凸段部よりなることを特徴とする管状分離膜接続構造体。
【請求項３】
請求項１において、前記スペーサ部は、前記小径部に外嵌されたスペーサリングよりなることを特徴とする管状分離膜接続構造体。
【請求項４】
請求項３において、前記小径部の外周面と前記立ち下り面との交差隅角部に溝部が周設されるか、又はスペーサリングの該交差隅角部に対面する角縁部に切欠状部が設けられていることを特徴とする管状分離膜接続構造体。
【請求項５】
筒状のハウジングと、
該ハウジング内に該ハウジングの長手方向に配置された管状分離膜と
を有し、
被処理流体が該ハウジング内を一端側から他端側に流れ、管状分離膜を透過した流体が該管状分離膜を通って取り出される分離膜モジュールであって、
該管状分離膜の端部に挿入部材が接続されて接続構造体となっている分離膜モジュールにおいて、
該管状分離膜と挿入部材との接続構造体が請求項１ないし４のいずれか１項に記載の接続構造体であることを特徴とする分離膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶液や混合気体等の流体から一部の成分を分離するために用いられる分離膜モジュールと、その管状分離膜接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
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分離膜モジュールが知られている。この分離膜モジュールに用いる管状分離膜は、管状の多孔質セラミック支持体と、該支持体の外周面に設けられたゼオライト等からなる多孔質の分離膜とを有する。溶液や混合気体等の流体から特定の成分を分離するためには、溶液の流体を分離膜エレメントの一方（外面）に接触させて、もう一方（内面）を減圧することにより、特定の成分を気化させ分離する方法や、溶液を気化させて気体状態で分離膜に接触させて、非接触面側を減圧して特定成分を分離する方法、加圧状態の混合気体を分離膜に接触させて特定の成分を分離する方法などが知られている（特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献２に、ゼオライト分離膜の一端に管状部材の小径部（挿入部）を差し込むと共に、ゼオライト分離膜の端面と、管状部材の立ち下り面（大径部から小径部への立ち下り面）との間にフッ素ゴム製のＯリングを介在させたゼオライト分離膜と管状部材との接続構造体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３９５４６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ゼオライト分離膜の一端に管状部材の小径部を差し込み、ゼオライト分離膜の端面と管状部材の立ち下り面との間にＯリングを介在させた接続構造体にあっては、管状部材の小径部をゼオライト分離膜の一端に過度に強く押し込むと、Ｏリングが潰れすぎたり外にはみ出したりして耐久性やシール性が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、管状分離膜の一端に管状部材等の挿入部材の小径部を差し込み、管状分離膜の端面と挿入部材の立ち下り面との間をＯリングで封止した構造体において、Ｏリングのシール性及び耐久性を高めることを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、この管状分離膜接続構造体を備えた分離膜モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の分離膜モジュールにおける管状分離膜接続構造体は、管状分離膜の一端に挿入部材の小径部が差し込まれ、該挿入部材の大径部から小径部への立ち下り面と該管状分離膜の端面との間にＯリングが介在されている管状分離膜接続構造体において、該挿入部材の小径部の外周面と該立ち下り面との交差部に、該管状分離膜の端面と該立ち下り面との間隔を設定するためのスペーサ部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の分離膜モジュールは、筒状のハウジングと、該ハウジング内に該ハウジングの長手方向に配置された複数の管状分離膜とを有し、被処理流体が該ハウジング内を一端側から他端側に流れ、管状分離膜を透過した流体が該管状分離膜を通って取り出される分離膜モジュールであって、該管状分離膜の端部に挿入部材が接続されて接続構造体となっている分離膜モジュールにおいて、該管状分離膜と挿入部材との接続構造体が本発明の接続構造体であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分離膜モジュール及び管状分離膜接続構造体にあっては、挿入部材の大径部から小径部への立ち下り面と、小径部の外周面との交差部にスペーサ部を設けたことにより、小径部が管状分離膜内に強く押し込まれたときに管状分離膜の端面がスペーサ部に当接し、それ以上立ち下り面に接近しないので、Ｏリングが過度に押し縮められたり、外にはみ出したりすることが防止される。これにより、Ｏリングのシール性及び耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る分離膜モジュールのハウジング軸心線方向に沿う断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】（ａ）は管状分離膜同士の連結部の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図、（ｃ）はＯリングの断面図である。
【図５】（ａ）は管状分離膜とエンド管との連結部の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図である。
【図６】（ａ）は管状分離膜とエンドプラグとの連結部の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図である。
【図７】別の実施の形態を示す断面図である。
【図８】別の実施の形態を示す断面図である。
【図９】別の実施の形態に係る分離膜モジュールのハウジング軸心線方向に沿う断面図である。
【図１０】別の実施の形態に係る分離膜モジュールのハウジング軸心線方向に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜５を参照して、本発明の一実施の形態に係る分離膜モジュール及びその管状分離膜接続構造体について説明する。
【００１３】
この分離膜モジュール１は、筒軸心方向を上下方向とした円筒状ハウジング２と、ハウジング２の軸心線と平行方向に配置された複数の管状分離膜３の連結体と、ハウジング２内の下部に設けられた支持板５と、ハウジング２の下端に取り付けられたボトムカバー６Ａ及び上端に取り付けられたトップカバー６Ｂと、支持板５と平行にハウジング２内の下部及び上部にそれぞれ配置された第１のバッフル（整流板）７及び第２のバッフル（整流板）８等を有する。第１のバッフル７は支持板５の上側に配置されている。
【００１４】
この実施の形態では、２本の管状分離膜３がジョイント管１７によって連結されて管状分離膜連結体とされている。下側の管状分離膜３の下端にエンド管４が連結されている。上側の管状分離膜３の上端にエンドプラグ２０が連結されている。この実施の形態では、ジョイント管１７、エンド管４及びエンドプラグ２０が挿入部材である。
尚、この実施の形態では挿入部材の適用可能箇所を説明するため、ジョイント管によって連結される２本の管状分離膜を使用しているが、図９のように、ジョイント管による連結を必要としない１本の管状分離膜３を用いて、エンド管４及びエンドプラグ２０部分に本発明が適用されるものであってもよい。
【００１５】
ハウジング２の下部の外周面に被処理流体の流入口９が設けられ、上部の外周面に被処理流体の流出口１０が設けられている。流入口９は、支持板５と第１のバッフル７との間の室１１に臨むように設けられている。流出口１０は、第２のバッフル８の上側の室１２に臨むように設けられている。バッフル７，８間は膜分離を行うための主室１３となっている。
【００１６】
主室１３内の流れと管状分離膜３内の流れは並流であっても、向流であっても差し支えなく、被処理流体の流入口９と流出口１０とは入れ替えても差し支えない。また、カバー６Ａ，６Ｂを結ぶ方向が略水平方向となるように、分離膜モジュール１を横置きに設置して使用しても差し支えない。
【００１７】
分離膜モジュール１は、図１のようにトップカバー６Ｂ側を上にして使用してもよく、またボトムカバー６Ａ側を上にして使用しても差し支えない。
【００１８】
各バッフル７，８には、管状分離膜３を挿通させるための円形の挿通孔７ａ，８ａが設けられており、管状分離膜３の連結体が各挿通孔７ａ，８ａに挿通されている。挿通孔７ａ，８ａの口径は、管状分離膜３の直径（外径）よりも大きく、挿通孔７ａ，８ａの内周面と管状分離膜３の外周面との間に全周にわたって間隙があいている。
【００１９】
支持板５には、管状分離膜３に連結されたエンド管４を支持するための開口５ａが設けられている。エンド管４は、開口５ａに差し込まれており、エンド管４の外周面と各開口５ａの内周面との間は溶接などにより気密にシールされている。支持板５へのエンド管４の取り付けは、エンド管４の外周部および支持板５の開口５ａにねじを切ることにより、ねじ込んでも差し支えない。
【００２０】
各エンド管４の下端側は、ボトムカバー６Ａと支持板５との間の流出室１６に向って開放している。ボトムカバー６Ａには、分離された透過流体の取出口６ａが設けられている。
【００２１】
この実施の形態では、ハウジング２の下端及び上端側とボトムカバー６Ａ及びトップカバー６Ｂの外周縁にそれぞれ外向きのフランジ２ａ，２ｂ，６ｂ，６ｃが設けられ、ボルト（図示略）によってこれらが固定されている。支持板５の周縁部は、フランジ２ａ，６ｂ間にガスケット（図示略）を介して挟持されている。
【００２２】
底部の支持板５から複数のロッド１４が立設され、該ロッド１４にバッフル７，８が支持されている。ロッド１４の下端は支持板５に対しナットなどによって固着されている。バッフル７，８はロッド１４に対しピンなどの係止部材（図示略）によって所定高さに支持されている。
【００２３】
バッフル７，８の外周面とハウジング２の内周面との間には、Ｏリング、Ｖパッキン、Ｃリングなどのシール部材が介在されてもよい。
【００２４】
管状分離膜３は、管状の多孔質支持体と、該多孔質支持体の外周面に形成されたセラミック分離膜としてのゼオライト膜とを有する。
【００２５】
このジョイント管１７は、図４の通り、管軸方向に貫通する貫通孔１７ａを有する。両端側（上端側と下端側）は、管状分離膜３内に差し込まれる小径部１７ｇとなっている。小径部１７ｇ，１７ｇの外周面には溝１７ｄが周回して設けられている。溝１７ｄに第１のシールリング１８が装着され、ぐらつき等を防止することができる。
【００２６】
小径部１７ｇ，１７ｇ同士の間は大径部１７ｂとなっている。この大径部１７ｂの外径は、管状分離膜３の外径と略同一である。この大径部１７ｂから小径部１７ｇへの立ち下り面１７ｃと、小径部１７ｇの外周面との交差部にスペーサ部としての凸段部１７ｔが設けられている。
【００２７】
立ち下り面１７ｃと管状分離膜３の端面との間に第２のシールリング１９が介在され、シールリング１９が該立ち下り面１７ｃ及び管状分離膜３の端面にそれぞれ気密に接している。
【００２８】
この凸段部１７ｔを設けたことにより、管状分離膜３，３同士を接近方向に強く押したときに管状分離膜３の端面が凸段部１７ｔに当接し、それ以上立ち下り面１７ｃに接近しないので、Ｏリング１９が過度に押し縮められたり、外にはみ出したりすることが防止される。
【００２９】
上側の管状分離膜３の上端にエンドプラグ２０が連結され、下側の管状分離膜３の下端にエンド管４が連結されている。エンドプラグ２０は円柱状であり、管状分離膜３の上端を封止している。エンド管４は、管軸方向に貫通する貫通孔４ａを有しており、管状分離膜３内と流出室１６とを連通している。
【００３０】
図５，６の通り、エンド管４及びエンドプラグ２０には、管状分離膜３内に差し込まれる小径部４ｇ，２０ｇを有している。各小径部４ｇ，２０ｇの外周面にそれぞれ溝４ｄ，２０ｄが周回して設けられており、該溝４ｄ，２０ｄにＯリング３０，３１が装着されている。Ｏリング３０，３１は、管状分離膜３の内周面に接することができる。
【００３１】
エンド管４及びエンドプラグ２０の小径部４ｇ，２０ｇ以外は、大径部４ｂ，２０ｂとなっている。大径部４ｂ，２０ｂの外径は管状分離膜３の外径と略同一である。
【００３２】
大径部４ｂ，２０ｂから小径部４ｇ，２０ｇへの立ち下り面４ｃ，２０ｃと、小径部４ｇ，２０ｇの外周面との交差部に凸段部４ｔ，２０ｔが設けられている。立ち下り面４ｃ，２０ｃと管状分離膜３の端面との間にＯリング３２，３３が装着されている。Ｏリング３２，３３は、立ち下り面４ｃ，２０ｃ、及び管状分離膜３の端面に気密に接している。
【００３３】
この凸段部４ｔ，２０ｔを設けたことにより、小径部４ｇ，２０ｇが管状分離膜３内に強く押し込まれたときに管状分離膜３の端面が凸段部４０ｔ，２０ｔに当接し、それ以上立ち下り面４ｃ，２０ｃに接近しないので、Ｏリング３２，３３が過度に押し縮められたり、外にはみ出したりすることが防止される。
【００３４】
凸段部４ｔ，１７ｔ，２０ｔの管軸方向の長さＬはＯリング１９，３２，３３の直径Ｄよりも小さく、好ましくはＤの７０〜９０％特に７５〜８５％程度である。凸段部４ｔ，１７ｔ，２０ｔの管径方向の厚みＨは０．３ｍｍ以上特に０．５ｍｍ以上であり、且つ管状分離膜３の肉厚Ｔの５０％以下特に７０％以下であることが好ましい。
【００３５】
上記実施の形態では、凸段部４ｔ，１７ｔ，２０ｔをエンド管４、ジョイント管１７及びエンドプラグ２０に一体的に設けてスペーサ部を構成しているが、これらとは別体のスペーサリングを小径部に外嵌装着させることによってスペーサ部を構成してもよい。その一例を図７，８に示す。なお、図７，８は、エンド管４にスペーサリング４０又は４１を外嵌装着した例を示しているが、ジョイント管１７、エンドプラグ２０の場合も全く同様に構成することができる。
【００３６】
図７では、スペーサリング４０の角縁のうち、立ち下り面４ｃと小径部４ｇの外周面との交差隅角部に対峙する部分に切欠状溝部４０ｋを周設している。
【００３７】
これにより、立ち下り面４ｃと小径部４ｇとの交差隅角部の加工精度が甘く、この交差隅角部がＲ状断面形状となっている場合でも、スペーサリング４０を立ち下り面４ｃに密着させることが可能となる。図８では、立ち下り面４ｃと小径部４ｇの外周面との交差隅角部に切欠状溝部４１ｋを周設している。これにより、スペーサリング４１が立ち下り面４ｃに密着する。
【００３８】
図７，８においては、小径部４ｇが管状分離膜３内に強く押し込まれたときに、管状分離膜３の端面がスペーサリング４０，４１に当接し、それ以上立ち下り面４ｃに接近しないので、Ｏリング３２が過度に押し縮められたり、外にはみ出したりすることが防止される。
【００３９】
上記実施の形態では、管状分離膜３の上端側にエンドプラグ２０を配置しているので、管状分離膜３の端面や各立ち下り面４ｃ，１７ｃ，２０ｃに対しＯリング１９，３２，３３に押し付けられる方向に荷重がかかっている。なお、エンドプラグ２０の重量が大きいと、管状分離膜３が揺動したときにエンドプラグ２０の傾動が大きくなり、エンドプラグ２０の立ち下り面２０ｃと管状分離膜３の上端面との間に部分的に隙間が生じたり、Ｏリング３３によるシールが甘くなったりするおそれがある。そこで、図１０のように、エンドプラグ２０の上端面に凹所２０ｖを設けるなどしてエンドプラグ２０の重量軽減を図るようにしてもよい。図示は省略するが、凹所２０ｖの底部をエンドプラグ２０の側周面に連通させるドレン抜き孔を設けてもよい。また、凹所を設けずとも、エンドプラグの材質を樹脂やアルミニウムなどにして、重量を軽減させてもよい。
【００４０】
本発明では、エンドプラグ２０を管状分離膜３の下端側に配置してもよい。この場合、エンドプラグ２０を上方に付勢するためのスプリング等の付勢部材を設けることにより、管状分離膜３の端面や各立ち下り面４ｃ，１７ｃ，２０ｃに対しＯリング１９，３２，３３に押し付けられる方向に荷重を加えることが好ましい。
【００４１】
エンド管４及びエンドプラグ２０の材料としては金属、セラミックスなど、流体を透過させないものが例示されるが、これに限定されない。
【００４２】
上記管状の多孔質支持体の材質としては、シリカ、α−アルミナ、γ−アルミナ、ムライト、ジルコニア、チタニア、イットリア、窒化珪素、炭化珪素などを含むセラミックス焼結体や金属焼結体などの無機多孔質支持体が挙げられる。その中でもアルミナ、シリカ、ムライトのうち少なくとも１種を含む無機多孔質支持体が好ましい。多孔質支持体表面が有する平均細孔径は特に制限されるものではないが、細孔径が制御されているものが好ましく、通常０．０２μｍ以上、好ましくは０．０５μｍ以上、さらに好ましくは０．１μｍ以上であり、通常２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下の範囲が好ましい。
【００４３】
多孔質支持体の表面においてゼオライトを結晶化させゼオライト膜を形成させる。
ゼオライト膜を構成する主たるゼオライトは、通常、酸素６−１０員環構造を有するゼオライトを含み、好ましくは酸素６−８員環構造を有するゼオライトを含む。
【００４４】
ここでいう酸素ｎ員環を有するゼオライトのｎの値は、ゼオライト骨格を形成する酸素とＴ元素で構成される細孔の中で最も酸素の数が大きいものを示す。例えば、ＭＯＲ型ゼオライトのように酸素１２員環と８員環の細孔が存在する場合は、酸素１２員環のゼオライトとみなす。
【００４５】
酸素６−１０員環構造を有するゼオライトの一例を挙げれば、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＦＧ、ＡＮＡ、ＢＲＥ、ＣＡＳ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＡＣ、ＤＤＲ、ＤＯＨ、ＥＡＢ、ＥＰＩ、ＥＳＶ、ＥＵＯ、ＦＡＲ、ＦＲＡ、ＦＥＲ、ＧＩＳ、ＧＩＵ、ＧＯＯ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＥ、ＩＴＨ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＬＩＯ、ＬＯＳ、ＬＴＮ、ＭＡＲ、ＭＥＰ、ＭＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＯＮ、ＭＳＯ、ＭＴＦ、ＭＴＮ、ＭＴＴ、ＭＷＷ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＮＯＮ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＲＯ、ＲＴＥ、ＲＴＨ、ＲＵＴ、ＳＧＴ、ＳＯＤ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＴＥＲ、ＴＯＬ、ＴＯＮ、ＴＳＣ、ＴＵＮ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＹＵＧ等がある。
【００４６】
ゼオライト膜は、ゼオライトが単独で膜となったものでも、前記ゼオライトの粉末をポリマーなどのバインダー中に分散させて膜の形状にしたものでも、各種支持体上にゼオライトを膜状に固着させたゼオライト膜複合体でもよい。ゼオライト膜は、一部アモルファス成分などが含有されていてもよい。
【００４７】
ゼオライト膜の厚さとしては、特に制限されるものではないが、通常、０．１μｍ以上であり、好ましくは０．６μｍ以上、さらに好ましくは１．０μｍ以上である。また通常１００μｍ以下であり、好ましくは６０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下の範囲である。
【００４８】
ただし、本発明はゼオライト膜以外の分離膜を有した管状分離膜を用いてもよい。
【００４９】
このように構成された分離膜モジュール１において、被処理流体は流入口９からハウジング２の室１１内に導入され、バッフル７の挿通孔７ａの内周面とエンド管４の外周面との間の間隙を通って主室１３に流入し、主室１３を通った後、バッフル８の挿通孔８ａとエンドプラグ２０との間隙を通って室１２に流出する。主室１３を流れる間に被処理流体の一部の成分が管状分離膜３を透過して管状分離膜３内から流出室１６及び取出口６ａを介して取り出される。透過しなかった流体は、流出口１０から分離膜モジュール１外に流出する。
【００５０】
この実施の形態では、管状分離膜３の連結体を平行に多数本配列設置しており、膜面積が大きいので、効率良く膜分離が行われる。なお、管状分離膜３とジョイント管１７、エンド管４、エンドプラグ２０との間のシールをＯリング１８，１９，３０〜３３によって行っているので、シール特性が良好である。特に、管状分離膜３の端面と立ち下り面１７ｃ，４ｃ，２０ｃとの間にシールリング１９，３１，３３を介在させているので、管状分離膜３の端面から多孔質支持体の内部を透過しようとする流体の流れを阻止することができる。また、前述の通り、凸段部１７ｔ，４ｔ，２０ｔを設けているので、Ｏリング１９，３１，３３が過度に押し縮められたりすることがなく、シール性及び耐久性が良好である。
【００５１】
この実施の形態では、管状分離膜３の上下両端に連結されたエンド管４とエンドプラグ２０がそれぞれバッフル７，８の挿通孔７ａ，８ａに差し込まれている。そのため、管状分離膜３が振動ないし揺動してエンド管４及びエンドプラグ２０が挿通孔７ａ，８ａの内周面に当接してもゼオライト膜が損傷することがなく、長期にわたって安定して運転を行うことができる。
【００５２】
管状分離膜３の外径は、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは６ｍｍ以上、さらに好ましくは１０ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１８ｍｍ以下、さらに好ましくは１６ｍｍ以下である。外径が小さすぎると管状分離膜の強度が十分でなく壊れやすくなることがあり、大きすぎるとモジュール当りの膜面積が低下しやすくなることがある。
【００５３】
管状分離膜３のうちゼオライト膜で覆われた部分の長さは好ましくは２０ｃｍ以上、好ましくは２００ｃｍ以下である。
【００５４】
Ｏリング１８，１９，３０〜３３としてはフッ素ゴムや、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂よりなるものが好ましい。例えば、商品名バイトン（登録商標）、フロロハイパー等として市販されているものなどを用いることができる。
【００５５】
バッフル７，８及びジョイント管１７の材質は、通常、ステンレスなどの金属材料であるが、分離条件における耐熱性と供給、透過成分に対する耐性があれば特に限定されず、用途によっては、樹脂材料など他の材質に変更可能である。
【００５６】
本発明の分離膜モジュールにおいて、管状分離膜連結体は通常１〜３０００本配置され、管状分離膜連結体同士の最短距離は、２ｍｍ〜１０ｍｍとなるように配置されることが好ましい。ハウジングの大きさ、管状分離膜連結体の本数は処理する流体量によって適宜変更されるものである。なお、管状分離膜はジョイント管１７によって連結されなくてもよい。
【００５７】
本発明の分離膜モジュールにおいて、分離または濃縮の対象となる被処理流体としては、分離膜によって分離または濃縮が可能な複数の成分からなる気体または液体の混合物であれば特に制限はなく、如何なる混合物であってもよいが、気体の混合物に使用することが好ましい。
【００５８】
分離または濃縮には、パーベーパレーション法（浸透気化法）、ベーパーパーミエーション法（蒸気透過法）と呼ばれる分離または濃縮方法を用いることができる。パーベーパレーション法は、液体の混合物をそのまま分離膜に導入する分離または濃縮方法であるため、分離または濃縮を含むプロセスを簡便なものにすることができる。
【００５９】
本発明において、分離または濃縮の対象となる混合物が、複数の成分からなる気体の混合物である場合、気体の混合物としては、例えば、二酸化炭素、酸素、窒素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ノルマルブタン、イソブタン、１−ブテン、２-ブテン、イソブテン、トルエン等の芳香族系化合物、六フッ化硫黄、ヘリウム、一酸化炭素、一酸化窒素、水などから選ばれる少なくとも１種の成分を含むものが挙げられる。これらの気体成分からなる混合物のうち、パーミエンスの高い気体成分は、分離膜を透過し分離され、パーミエンスの低い気体成分は供給ガス側に濃縮される。
【００６０】
本発明の分離膜モジュールは、流体量、あるいは目的の分離度、濃縮度によって連結して使用することができる。流体量が多い場合または目的の分離度・濃縮度が高く１つのモジュールでは処理が十分できない場合には出口から出た流体をさらにもう一つのモジュールの入口に入るように配管を接続して使用することが好ましい。また分離度、濃縮度に応じてさらに連結して目的の分離度・濃縮度とすることができる。
【００６１】
本発明の分離膜モジュールを並列に設置して流体を分岐してガスを供給してもよい。この時さらに並列したそれぞれのモジュールに直列でモジュールを設置することもできる。並列としたモジュールを直列とする場合、供給ガス量が直列方向に低下し線速が低下するので、適宜線速を保つように並列の設置数を減少させることが好ましい。
【００６２】
モジュールを直列に配置する場合の透過した成分はモジュール毎に排出しても良く、モジュール間を連結して集合して排出しても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１  分離膜モジュール
２  ハウジング
３  管状分離膜
４  エンド管
４ｔ，１７ｔ，２０ｔ  凸段部
５  支持板
６Ａ  ボトムカバー
６Ｂ  トップカバー
６ａ  取出口
７，８  バッフル
７ａ，８ａ  挿通孔
９  流入口
１０  流出口
１１，１２  室
１３  主室
１４  ロッド
１６  流出室
１７  ジョイント管
１７ｂ  凸条
１７ｃ  起立面
１７ｄ  溝
１８，１９，３０〜３３  Ｏリング
２０  エンドプラグ
４０，４１  スペーサリング
【図１】
2016153115.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016153115.tif 000007
【図６】
2016153115.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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