特許 7625698 中空糸膜モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-24

(45)【発行日】2025-02-03

(54)【発明の名称】中空糸膜モジュール

(51)【国際特許分類】

   B01D 63/02 20060101AFI20250127BHJP

   B01D 63/00 20060101ALI20250127BHJP

【ＦＩ】

B01D63/02

B01D63/00 500

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023531465

(86)(22)【出願日】2022-04-15

(86)【国際出願番号】 JP2022017935

(87)【国際公開番号】W WO2023276414

(87)【国際公開日】2023-01-05

【審査請求日】2023-11-22

(31)【優先権主張番号】P 2021108770

(32)【優先日】2021-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山下 松喜

(72)【発明者】

【氏名】伊東 陽祐

(72)【発明者】

【氏名】江本 剛

【審査官】相田 元

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０６１６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１５７３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２７７４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８１９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８１９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０８４９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２４４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０７８９２９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／２２

Ｂ０１Ｄ ６１／００－７１／８２

Ｃ０２Ｆ １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一端が開口した筒状のケースと、
前記ケース内に配される複数の中空糸膜と、
前記ケースにおける開口側かつ前記複数の中空糸膜の端部において、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態で、中空糸膜同士の間の隙間を塞ぎ、かつ中空糸膜同士を固定する封止固定部と、
前記ケースと前記封止固定部との間の環状隙間を封止する封止部と、
を備える中空糸膜モジュールであって、
前記封止部は、前記ケースと接する部位のうちの少なくとも一部が前記ケースに拘束されないことにより、前記ケースと前記封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容されつつ、前記ケースの内周面と前記封止固定部の外周面に対して接着されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。

【請求項2】

少なくとも一端が開口した筒状のケースと、
前記ケース内に配される複数の中空糸膜と、
前記ケースにおける開口側かつ前記複数の中空糸膜の端部において、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態で、中空糸膜同士の間の隙間を塞ぎ、かつ中空糸膜同士を固定する封止固定部と、
前記ケースと前記封止固定部との間の環状隙間を封止する封止部と、
を備える中空糸膜モジュールであって、
前記封止部は、前記ケースと接する部位のうちの少なくとも一部が前記ケースに接着されないことにより、前記ケースと前記封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容されつつ、前記ケースの内周面と前記封止固定部の外周面に対して接着されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。

【請求項3】

少なくとも一端が開口した筒状のケースと、
前記ケース内に配される複数の中空糸膜と、
前記ケースにおける開口側かつ前記複数の中空糸膜の端部において、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態で、中空糸膜同士の間の隙間を塞ぎ、かつ中空糸膜同士を固定する封止固定部と、
前記ケースと前記封止固定部との間の環状隙間を封止する封止部と、
を備える中空糸膜モジュールであって、
前記ケースの端面側には、前記封止固定部と接する内周面に隣接する平面状部分と前記封止固定部の外周面と対向する内周面部分とを有し、前記封止部が設けられる環状の切り欠きが設けられており、前記封止部は、前記平面状部分と接する部分のうちの少なくとも一部が接着されないことにより、前記ケースと前記封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容されつつ、前記ケースの内周面と前記封止固定部の外周面に対して接着されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。

【請求項4】

前記ケースはポリフェニレンスルファイドにより構成され、前記封止固定部はエポキシ樹脂により構成され、前記封止部は液状シリコーンが硬化した材料により構成されると共に、
前記開口の中心を含む面で前記封止固定部と前記封止部を切断した断面で見た場合に、前記封止固定部における前記中空糸膜が伸びる方向に対して垂直方向の幅をＬ１とし、前記平面状部分と前記封止部のうち接触されない部分における前記垂直方向の長さをＬ２とすると、０．０１×Ｌ１≦Ｌ２≦０．１×Ｌ１を満たす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。

【請求項5】

前記ケースはポリフェニレンスルファイドにより構成され、前記封止固定部はエポキシ樹脂により構成され、前記封止部は液状シリコーンが硬化した材料により構成されると共に、
前記開口の中心を含む面で前記封止固定部と前記封止部を切断した断面で見た場合に、前記封止固定部における前記中空糸膜が伸びる方向に対して垂直方向の幅をＬ１とし、前記平面状部分と前記封止部のうち接触されない部分における前記垂直方向の長さをＬ２とすると、０．０２×Ｌ１≦Ｌ２≦０．０５×Ｌ１を満たす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。

【請求項6】

前記ケースの内周面のうち前記封止固定部と接する部分には環状凹部が設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の中空糸膜モジュール。

【請求項7】

前記ケースの内周面のうち前記封止固定部と接する部分には段差が設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の中空糸膜モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の中空糸膜を備える中空糸膜モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

中空糸膜モジュールは、濾過の他、加湿を行う目的等に利用されている。中空糸膜モジュールにおいては、ケース内に複数の中空糸膜が束の状態で設けられている。そして、束状の中空糸膜の端部においては、ポッティング材料によって、各中空糸膜の中空内部を開放させつつ、中空糸膜同士の間の隙間を塞ぎ、かつ中空糸膜同士を固定する封止固定部が設けられている。この封止固定部は、ケースに対して直接接着されて固定されることもあるが、封止固定部とケースとの間に隙間ができて漏れてしまう使用環境下では、封止固定部とケースとの間の環状隙間に他の封止部が設けられることがある。例えば、ゴム製のシール部材を接着により固定したり、液状シールを注入後に硬化させたりすることで封止部が設けられている。これにより、封止固定部とケースとの間の環状隙間が封止部によって封止される。

【0003】

しかしながら、使用環境における温度変化が大きいと、封止固定部とケースとの熱膨張量の差が大きくなり、従来の封止部の構造では、十分に封止できない場合がある。例えば、燃料電池においては、電解質膜を湿らせておくために、中空糸膜モジュールが好適に採用されているが、燃料電池において求められる使用環境の温度範囲が増々広くなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２０８０１３号公報

【文献】特開２０１７－７０９３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、使用環境の温度範囲が広い条件においても、安定した密封性を得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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【0007】

すなわち、本発明の中空糸膜モジュールは、
少なくとも一端が開口した筒状のケースと、
前記ケース内に配される複数の中空糸膜と、
前記ケースにおける開口側かつ前記複数の中空糸膜の端部において、各中空糸膜の中空内部を開放させた状態で、中空糸膜同士の間の隙間を塞ぎ、かつ中空糸膜同士を固定する封止固定部と、
前記ケースと前記封止固定部との間の環状隙間を封止する封止部と、
を備える中空糸膜モジュールであって、
前記封止部は、前記ケースと前記封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容されつつ、前記ケースの内周面と前記封止固定部の外周面に対して接着されていることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、ケースと封止固定部の熱膨張量の差が異なることで、ケースと封止固定部との間の隙間の間隔が変化しても、封止部が伸縮することにより、ケースと封止固定部との間の環状隙間が封止された状態が維持される。

【0009】

前記封止部は、前記ケースと接する部位のうちの少なくとも一部が前記ケースに拘束されないことにより、前記ケースと前記封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容されるとよい。

【0010】

前記封止部は、前記ケースと接する部位のうちの少なくとも一部が前記ケースに接着されないことにより、前記ケースと前記封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容されるとよい。

【0011】

前記ケースの端面側には、前記封止固定部と接する内周面に隣接する平面状部分と前記封止固定部の外周面と対向する内周面部分とを有し、前記封止部が設けられる環状の切り欠きが設けられており、前記封止部は、前記平面状部分と接する部分のうちの少なくとも一部が接着されないことにより、前記ケースと前記封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容されるとよい。

【0012】

前記ケースはポリフェニレンスルファイドにより構成され、前記封止固定部はエポキシ樹脂により構成され、前記封止部は液状シリコーンが硬化した材料により構成されると共に、前記開口の中心を含む面で前記封止固定部と前記封止部を切断した断面で見た場合に、前記封止固定部における前記中空糸膜が伸びる方向に対して垂直方向の幅をＬ１とし、前記平面状部分と前記封止部のうち接触されない部分における前記垂直方向の長さをＬ２とすると、０．０１×Ｌ１≦Ｌ２≦０．１×Ｌ１を満たすとよい。

【0013】

前記ケースはポリフェニレンスルファイドにより構成され、前記封止固定部はエポキシ樹脂により構成され、前記封止部は液状シリコーンが硬化した材料により構成されると共に、前記開口の中心を含む面で前記封止固定部と前記封止部を切断した断面で見た場合に、前記封止固定部における前記中空糸膜が伸びる方向に対して垂直方向の幅をＬ１とし、前記平面状部分と前記封止部のうち接触されない部分における前記垂直方向の長さをＬ２とすると、０．０２×Ｌ１≦Ｌ２≦０．０５×Ｌ１を満たすとよい。

【0014】

前記ケースの内周面のうち前記封止固定部と接する部分には環状凹部が設けられているとよい。

【0015】

これにより、ケースに対する封止固定部の位置ずれが抑制される。

【0016】

前記ケースの内周面のうち前記封止固定部と接する部分には段差が設けられているとよい。

【0017】

これにより、ケースに対する封止固定部の位置ずれが抑制される。

【0018】

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

【発明の効果】

【0019】

以上説明したように、本発明によれば、使用環境の温度範囲が広い条件においても、安定した密封性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は本発明の実施例１に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図である。

【図2】図２は図１の一部拡大図である。

【図3】図３は本発明の実施例２に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図の一部拡大図である。

【図4】図４は本発明の実施例３に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図の一部拡大図である。

【図5】図５は本発明の実施例４に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図である。

【図6】図６は本発明の実施例５に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【0022】

（実施例１）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１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１に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図であり、ケースの開口の中心を含む面で中空糸膜モジュールを切断した断面図である。図２は図１の一部拡大図であり、封止部の付近を拡大した図である。

【0023】

＜中空糸膜モジュールの全体構成＞
本実施例に係る中空糸膜モジュール１０は、両端が開口した筒状のケース１００と、ケース１００内に配される複数の中空糸膜２００と、複数の中空糸膜２００の端部に設けられる封止固定部３１０，３２０とを備えている。本実施例においては、束状の中空糸膜２００の両端にそれぞれ封止固定部３１０，３２０が設けられている。これら封止固定部３１０，３２０においては、各中空糸膜２００の中空内部を開放させた状態で、中空糸膜同士の間の隙間を塞ぎ、かつ中空糸膜同士を固定するように構成されている。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と封止固定部３１０，３２０との間の環状隙間をそれぞれ封止する封止部４１０，４２０が設けられている。また、ケース１００の両端には、それぞれ蓋部材５１０，５２０が設けられている。

【0024】

ケース１００は、アルミニウムなどの金属やポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）などの樹脂材料により構成される。このケース１００には、流体の入口や出口として利用される貫通孔１２１，１２２が設けられている。図示の例では、２か所に貫通孔が設けられているが、貫通孔の個数は適宜設定することができる。また、ケース１００の端面側には、環状の切り欠き１３１，１３２が設けられている。本実施例においては、ケースの両端に、それぞれ切り欠き１３１，１３２が設けられている。これらの切り欠き１３１，１３２は、ケース１００における封止固定部３１０，３２０と接する内周面１１０に隣接する平面状部分と、封止固定部３１０，３２０の外周面と対向する内周面部分とを有する（図２中の平面状部分１３１ａと内周面部分１３１ｂを参照）。なお、ケース１００の形状については、円筒形状、箱型形状など各種の形状を採用し得る。

【0025】

中空糸膜２００の素材については、中空糸膜モジュール１０が加湿装置や除湿装置に適用される場合には、例えば、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。なお、製膜溶液（中空糸膜の原料）を調整する際、溶媒中にＰＰＳＵと親水性高分子（ポリビニルポロリドン）を添加した製膜溶液を用いて紡糸を行うことで親水性を有する中空糸膜を得ることができる。また、溶解拡散により水分を透過する特性を有する親水性の材料であるナフィオン（登録商標）を用いることもできる。以上のような材料は、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。本実施例においては、全ての中空糸膜２００が直線状に伸びた状態で束となって、ケース１００に収容されている。

【0026】

封止固定部３１０，３２０は、エポキシ樹脂やウレタン樹脂などのポッティング材料により構成される。なお、中空糸膜２００の束の端部に液状のポッティング材料を充填して硬化した後に、中空糸膜２００の束の一部と共に硬化したポッティング材料を切断することで、封止固定部３１０，３２０を得ることができる。これにより、封止固定部３１０，３２０においては、各中空糸膜２００の中空内部を開放させた状態で、中空糸膜同士の間の隙間を塞ぎ、かつ中空糸膜同士を固定することができる。また、本実施例においては、ケース１００に中空糸膜２００の束を配置させた状態で、液状のポッティング材料を充填し、硬化された封止固定部３１０，３２０を作成した後に、ケース１００と封止固定部３１０，３２０とを剥離させている。図２中、ケース１００の内周面１１０と封止固定部３１０とが接する部分（図中２点鎖線の部分）は剥離された部分である。剥離させる理由について、簡単に説明する。ケース１００と封止固定部３１０，３２０とを接着した状態で用いる場合においては、各部材の材料及び寸法や使用条件によっては、各部材の線膨張の差異によって、部分的に剥離が生じることがある。これにより、剥離していない部分に線膨張による応力が集中してしまい、密封性が低下してしまうことも懸念される。そこで、予め、全面に亘って剥離させておくことで、上記のような不具合を未然に防ぐことが可能となる。

【0027】

封止部４１０，４２０は、ゴムなどのエラストマー材料からなるシール部材、または、液状シール（例えば、液状シリコーン）が硬化された部材により構成される。これらの封止部４１０，４２０は、それぞれ、ケース１００の切り欠き１３１，１３２に設けられる。

【0028】

蓋部材５１０，５２０には、それぞれ流体の入口や出口として利用される貫通孔５１１，５２１が設けられている。本実施例においては、蓋部材５１０，５２０とケース１００との間の隙間は、封止部４１０，４２０により封止される。ただし、蓋部材５１０，５２０とケース１００との間の隙間は、他の封止部材によって封止することもできるし、封止部４１０，４２０と他の封止部材の双方で封止することもできる。

【0029】

以上のように構成される中空糸膜モジュール１０を加湿装置として用いる場合について説明する。例えば、図１に示すように、加湿対象気体（乾燥空気等）が、蓋部材５１０の貫通孔５１１からケース１００の内部へと供給される。これにより、加湿対象気体は、各中空糸膜２００の中空内部を通り蓋部材５２０の貫通孔５２１から排出される（矢印Ｒ１参照）。また、湿潤気体が、貫通孔１２２からケース１００の内部へと供給される。これにより、湿潤気体は各中空糸膜２００の膜外を通って、貫通孔１２１からケース１００の外部へと流れていく（矢印Ｒ２参照）。これにより、中空糸膜２００の膜分離作用によって、湿潤気体中の水分が加湿対象気体側に移動して、加湿対象気体は加湿される。

【0030】

＜封止部＞
封止部４１０，４２０について、詳細に説明する。本実施例に係る封止部４１０，４２０は、それぞれ、ケース１００と封止固定部３１０，３２０との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容されつつ、ケース１００の内周面１１０と封止固定部３１０，３２０の外周面に対して接着されている。より具体的には、封止部４１０，４２０は、ケース１００と接する部位のうちの少なくとも一部がケース１００に拘束されないことにより、ケース１００と封止固定部３１０，３２０との間の隙間が変化する方向への伸縮が許容されるように構成されている。更に具体的には、封止部４１０，４２０は、ケース１００と接する部位のうちの少なくとも一部がケース１００に接着されないことにより、ケース１００と封止固定部３１０，３２０との間の隙間が変化する方向への伸縮が許容されるように構成されている。以下、この点について、封止部４１０の付近の拡大図を示す図２を参照して説明する。なお、封止部４２０についての構成及び作用は封止部４１０と同様であるので、その説明は省略する。

【0031】

封止部４１０においては、その外周面４１０Ｓは全面的にケース１００の内周面１１０（切り欠き１３１の内周面部分１３１ｂ）に接着され、内周面４１０Ｔは全面的に封止固定部３１０の外周面に接着されている。しかしながら、封止部４１０は、切り欠き１３１の平面状部分１３１ａのうちの少なくとも一部に対して接着されないように構成されている。なお、本実施例においては、封止部４１０における平面状部分１３１ａに対向する面４１０Ｕと平面状部分１３１ａは全面的に接着されないように構成されている。これにより、封止部４１０は、ケース１００と封止固定部３１０との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容される。

【0032】

封止部４１０がゴムなどのエラストマー材料からなるシール部材により構成される場合には、封止部４１０の外周面４１０Ｓと内周面４１０Ｔ（ケース１００の内周面１１０と封止固定部３１０の外周面でもよい）に接着剤を塗布し、外周面４１０Ｓと内周面Ｔのみを接着すればよい。また、封止部４１０が液状シールが硬化された部材により構成される場合には、液状シールを充填する前に、切り欠き１３１の平面状部分１３１ａに、液状シールが接着されない材料でコーティングを施したり、マスキングを施したりすればよい。例えば、テフロン（登録商標）などのフッ素系の材料でコーティング等を施せばよい。この場合、平面状部分１３１ａにコーティングを施した後に、封止固定部３１０を作成し、切り欠き１３１に液状シールを充填して封止部４１０を設けることができる。

【0033】

＜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と封止固定部３１０，３２０の熱膨張量の差が異なることで、ケース１００と封止固定部３１０，３２０との間の隙間の間隔が変化すると、封止部４１０，４２０は伸縮する。これにより、ケース１００と封止固定部３１０，３２０との間の環状隙間が封止された状態が維持される。従って、使用環境の温度範囲が広い条件においても、安定した密封性を得ることができる。また、ケース１００と封止固定部３１０，３２０が中空糸膜２００が伸びる方向に対して相対的に位置ずれするような挙動を示したとしても、封止部４１０，４２０の伸縮により、封止部４１０，４２０と封止固定部３１０，３２０との接着部、封止部４１０，４２０とケース１００の内周面１１０との接着部、及び封止部４１０，４２０自体に作用する応力の負荷を抑制することもできる。

【0034】

ここで、封止部４１０，４２０において、ケース１００に拘束されない（接着されない）部分の範囲については、使用環境における温度範囲と各種部材の寸法及び熱膨張係数に応じて適宜設定すればよい。以下、その一例を説明する。なお、ここでは、封止部４１０について説明するが、封止部４２０においても同様であることは言うまでもない。

【0035】

ケース１００がポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）により構成され、封止固定部３１０がエポキシ樹脂により構成され、封止部４１０が液状シリコーンが硬化した材料により構成される場合について説明する。

【0036】

ケース１００の開口の中心を含む面で封止固定部３１０と封止部４１０を切断した断面で見た場合に、封止固定部３１０における中空糸膜２００が伸びる方向に対して垂直方向の幅をＬ１とし、平面状部分１３１ａと封止部４１０のうち接触されない部分における上記の垂直方向の長さをＬ２とする（図１参照）。

【0037】

すると、０．０１×Ｌ１≦Ｌ２≦０．１×Ｌ１を満たすのが望ましく、０．０２×Ｌ１≦Ｌ２≦０．０５×Ｌ１を満たすのが、より一層望ましい。なお、下限値については、封止固定部３１０とケース１００の熱膨張量の差によって、封止部４１０が伸縮する際に、封止部４１０と封止固定部３１０との接着部、封止部４１０とケース１００との接着部、及び封止部４１０の伸び縮みに悪影響を及ぼさない観点により設定される。また、上限値については、ケース１００を必要以上に大型化させない観点により設定される。

【0038】

例えば、ケース１００が円筒形状で、その内径が１６０ｍｍの場合には、Ｌ１＝１６０ｍｍとなる。この場合、Ｌ２を１．６ｍｍ以上１６ｍｍ以下に設定するのが望ましく、Ｌ２を３．２ｍｍ以上８ｍｍ以下に設定するのがより望ましい。また、ケース１００が箱型形状で、その開口部が２００ｍｍ×１６０ｍｍの場合、長辺に平行な断面で見た場合については、Ｌ１＝２００ｍｍとなる。この場合、Ｌ２を２ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定するのが望ましく、Ｌ２を４ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定するのがより望ましい。そして、短辺に平行な断面で見た場合については、Ｌ１＝１６０ｍｍとなる。この場合、Ｌ２を１．６ｍｍ以上１６ｍｍ以下に設定するのが望ましく、Ｌ２を３．２ｍｍ以上８ｍｍ以下に設定するのがより望ましい。

【0039】

以上のように設定すれば、車載用の燃料電池に中空糸膜モジュール１０が適用されて、－３０℃以下の寒冷地で使用される環境下でも、安定した密封性を維持することができる。なお、燃料電池の稼働中においては、中空糸膜モジュール１０は１００℃以上の環境下に曝される。従って、使用環境温度が、おおよそ－４０℃以上１２０℃以下の場合でも、本実施例に係る中空糸膜モジュール１０を好適に用いることができる。

【0040】

（実施例２）
図３には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、ケースの構成が上記実施例１とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【0041】

図３は本発明の実施例２に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図の一部拡大図であり、封止部の付近を拡大した図である。本実施例においては、ケース１００の内周面１１０のうち封止固定部３１０と接する部分には環状凹部１１１が設けられている。そのため、封止固定部３１０には、この環状凹部１１１に入り込むように環状の凸部３１１が設けられる。従って、封止固定部３１０がケース１００に対して位置ずれしてしまうことが抑制される。これにより、封止部４１０に作用するせん断応力を緩和することができる。なお、封止部４１０等の構成については、上記実施例１と同様であるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例においても、実施例１と同様に、ケース１００と封止固定部３１０，３２０とを剥離させている。図３中、ケース１００の内周面１１０と封止固定部３１０とが接する部分（図中２点鎖線の部分）は剥離された部分である。

【0042】

（実施例３）
図４には、本発明の実施例３が示されている。本実施例においては、ケースの構成が上記実施例１とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【0043】

図４は本発明の実施例３に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図の一部拡大図であり、封止部の付近を拡大した図である。本実施例においては、ケース１００の内周面１１０のうち封止固定部３１０と接する部分には、内部側の面１１０ａと外部側の面１１０ｂとを有する段差が設けられている。そのため、封止固定部３１０も、この段差に倣うように段差が設けられる。従って、封止固定部３１０がケース１００に対して、特に内部側に位置ずれしてしまうことが抑制される。これにより、封止部４１０に作用するせん断応力を緩和することができる。なお、封止部４１０等の構成については、上記実施例１と同様であるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例においても、実施例１と同様に、ケース１００と封止固定部３１０，３２０とを剥離させている。図４中、ケース１００の内周面１１０と封止固定部３１０とが接する部分（図中２点鎖線の部分）は剥離された部分である。

【0044】

（実施例４）
図５には、本発明の実施例４が示されている。本実施例においては、内ケース（インナーパイプ）を備える場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【0045】

図５は本発明の実施例４に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図であり、ケースの開口の中心を含む面で中空糸膜モジュールを切断した断面図である。本実施例に係る中空糸膜モジュール１０Ｘは、筒状のケース１００Ｘと、ケース１００Ｘの内部に備えられる内ケース（インナーパイプ）１５０とを備えている。本実施例の場合には、ケース１００Ｘと内ケース１５０のとの間の環状隙間に複数の中空糸膜２００が配される。複数の中空糸膜２００の端部に封止固定部３１０，３２０が設けられる点については、上記実施例１と同様である。内ケース１５０には、流体の入口や出口として利用される貫通孔１５１が設けられている。

【0046】

以上のように構成される中空糸膜モジュール１０Ｘを加湿装置として用いる場合について説明する。例えば、図５に示すように、加湿対象気体（乾燥空気等）は、蓋部材５１０の貫通孔５１１からケース１００Ｘの内部へと供給される。これにより、加湿対象気体は、各中空糸膜２００の中空内部を通り蓋部材５２０の貫通孔５２１から排出される（矢印Ｒ１参照）。また、湿潤気体は、内ケース１５０の端部から内ケース１５０の内部へと供給される。これにより、湿潤気体は内ケース１５０の貫通孔１５１からケース１００Ｘ内に入り、各中空糸膜２００の膜外を通って、貫通孔１２０からケース１００の外部へと流れていく（矢印Ｒ２参照）。これにより、中空糸膜２００の膜分離作用によって、湿潤気体中の水分が加湿対象気体側に移動して、加湿対象気体は加湿される。

【0047】

本実施例においても、封止部４１０，４２０等の構成については、上記実施例１と同様であるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例においても、実施例２，３に示す構成を採用することができる。また、本実施例においても、実施例１と同様に、ケース１００Ｘと封止固定部３１０，３２０とを剥離させている。

【0048】

（実施例５）
図６には、本発明の実施例５が示されている。上記実施例１においては、中空糸膜の束の両側にそれぞれ封止固定部を設ける場合の構成について示したが、本実施例においては、中空糸膜の束をＵ字形状の折り曲げて、中空糸膜の束の一端部に封止固定部を設ける場合の構成について示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【0049】

図６は本発明の実施例５に係る中空糸膜モジュールの模式的断面図であり、ケースの開口の中心を含む面で中空糸膜モジュールを切断した断面図である。本実施例に係る中空糸膜モジュール１０Ｙは、一端が開口した筒状のケース１００Ｙと、ケース１００Ｙ内に配される複数の中空糸膜２００Ｙと、複数の中空糸膜２００Ｙの端部に設けられる封止固定部３００とを備えている。本実施例においては、束状の中空糸膜２００ＹがＵ字形状に折り曲げられて、ケース１００Ｙの開口側に封止固定部３００が設けられている。封止固定部３００においては、実施例１と同様に各中空糸膜２００Ｙの中空内部を開放させた状態で、中空糸膜同士の間の隙間を塞ぎ、かつ中空糸膜同士を固定するように構成されている。そして、本実施例に係る中空糸膜モジュール１０Ｙにおいては、ケース１００Ｙと封止固定部３００との間の環状隙間を封止する封止部４００が設けられている。また、ケース１００Ｙの一端側には蓋部材５００が設けられている。

【0050】

本実施例においては、ケース１００Ｙにおける開口とは反対側に流体の入口や出口として利用される貫通孔１２３が設けられている。また、蓋部材５００にも、流体の入口や出口として利用される貫通孔５０１が設けられている。

【0051】

以上のように構成される中空糸膜モジュール１０Ｙを濾過装置として用いる場合について説明する。例えば、図６に示すように、濾過対象液が、ケース１００Ｙの貫通孔１２３からケース１００Ｙの内部へと供給される。これにより、濾過対象液は、各中空糸膜２００Ｙの膜外から中空内部へと流れていき、封止固定部３００の端部から排出され、更に、蓋部材５００の貫通孔５０１から排出される（矢印Ｒ参照）。これにより、濾過対象液に含まれる不純物等は、中空糸膜２００Ｙにより取り除かれて、濾過された液体がケース１００Ｙ及び蓋部材５００から排出される。

【0052】

本実施例においても、封止部４００の構成については、上記実施例１と同様であるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例においても、実施例２，３に示す構成を採用することができる。また、本実施例においても、実施例１と同様に、ケース１００Ｙと封止固定部３００とを剥離させている。

【0053】

（その他）
上記各実施例においては、封止部は、ケースと接する部位のうちの少なくとも一部がケースに接着されないことにより、ケースと封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容される構成を示した。しかしながら、例えば、封止部と切り欠きにおける平面状部分との間に隙間を設けることで、ケースと封止固定部との間の隙間の間隔が変化する方向への伸縮が許容される構成を採用することもできる。

【符号の説明】

【0054】

１００，１００Ｘ，１００Ｙ ケース
１１０ 内周面
１１１ 環状凹部
１２０，１２１，１２２，１２３ 貫通孔
１３１，１３２ 切り欠き
１３１ａ 平面状部分
１３１ｂ 内周面部分
１５０ 内ケース
１５１ 貫通孔
２００，２００Ｙ 中空糸膜
３００，３１０，３２０ 封止固定部
３１１ 凸部
４００，４１０，４２０ 封止部
４１０Ｓ 外周面
４１０Ｔ 内周面
５００，５１０，５２０ 蓋部材
５０１，５１１，５２１ 貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】