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特表2024-516203中空糸膜カートリッジ、及びそれを含む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】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-12
(54)【発明の名称】中空糸膜カートリッジ、及びそれを含む中空糸膜モジュール
(51)【国際特許分類】
B01D 63/02 20060101AFI20240405BHJP
【ＦＩ】
B01D63/02
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023565438
(86)(22)【出願日】2022-09-22
(85)【翻訳文提出日】2023-10-24
(86)【国際出願番号】 KR2022014166
(87)【国際公開番号】W WO2023054980
(87)【国際公開日】2023-04-06
(31)【優先権主張番号】10-2021-0130350
(32)【優先日】2021-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518215493
【氏名又は名称】コーロン インダストリーズ インク
(74)【代理人】
【識別番号】100083138
【弁理士】
【氏名又は名称】相田 伸二
(74)【代理人】
【識別番号】100189625
【弁理士】
【氏名又は名称】鄭 元基
(74)【代理人】
【識別番号】100196139
【弁理士】
【氏名又は名称】相田 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100199004
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 洋
(72)【発明者】
【氏名】アン ナヒョン
(72)【発明者】
【氏名】キム ドウ
(72)【発明者】
【氏名】キム インホ
【テーマコード（参考）】
4D006
【Ｆターム（参考）】
4D006GA41
4D006HA02
4D006HA91
4D006JA25A
4D006JA25C
4D006PA10
4D006PB17
4D006PB65
4D006PC80
(57)【要約】
本発明は、流体を均一に中空糸膜に供給し、中空糸膜の断糸を防止することができる中空糸膜カートリッジ及び中空糸膜モジュールを提供する。
本発明の一実施形態による中空糸膜カートリッジは、内部に第１流体が流れ、外部から流入された第２流体が外部に流れながら、第１流体と第２流体とが水分交換を行う中空糸膜が収容され、中空糸膜カートリッジには、第２流体が流入されたり流出されたりする開口部が形成され、開口部には、第２流体が流入される第１部分と、第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量がさらに多い第２部分とが形成され、第２部分の幅は、第１部分の幅よりさらに狭く形成されうる。
【選択図】図１
本発明の一実施形態による中空糸膜カートリッジは、内部に第１流体が流れ、外部から流入された第２流体が外部に流れながら、第１流体と第２流体とが水分交換を行う中空糸膜が収容され、中空糸膜カートリッジには、第２流体が流入されたり流出されたりする開口部が形成され、開口部には、第２流体が流入される第１部分と、第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量がさらに多い第２部分とが形成され、第２部分の幅は、第１部分の幅よりさらに狭く形成されうる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に第１流体が流れ、外部から流入された第２流体が外部に流れながら、前記第１流体と前記第２流体とが水分交換を行う中空糸膜が収容される中空糸膜カートリッジにおいて、中空糸膜カートリッジには、前記第２流体が流入されたり流出されたりする開口部が形成され、
前記開口部には、前記第２流体が流入される第１部分と、前記第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量がさらに多い第２部分とが形成され、前記第２部分の幅は、前記第１部分の幅よりさらに狭く形成されたことを特徴とする中空糸膜カートリッジ。
【請求項2】
前記開口部は、幅と長さとを有し、前記開口部の幅は、だんだんと変わることを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項3】
前記開口部は、前記開口部の長手方向の一側端部から他側端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項4】
前記開口部は、前記開口部の長手方向の中央から外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項5】
前記開口部は、幅が均一な部分と、幅がだんだんと変わる部分と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項6】
前記開口部には、複数のウィンドウが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項7】
前記開口部には、メッシュが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項8】
前記中空糸漠カートリッジには、前記中空糸漠カートリッジの幅方向に離隔された複数の開口部が形成され、前記開口部のうち少なくともいずれか一つは、円形または楕円形によってなることを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項9】
前記開口部は、幅が均一な同幅部と、前記同幅部から、前記開口部の長手方向端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなる可変幅部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項10】
前記開口部は、非定形によってなることを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項11】
第１流体流入口及び第１流体流出口、並びに第２流体流入口及び第２流体流出口を含むハウジング部と、前記ハウジング部内部に配され、内部に中空糸膜を収容する複数個の中空糸膜カートリッジと、を含み、
前記中空糸膜カートリッジには、前記第２流体が流入されたり流出されたりする開口部が形成され、
前記開口部には、第１部分と、前記第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量がさらに多い第２部分とが形成され、前記第２部分の幅は、前記第１部分の幅よりさらに狭く形成されたことを特徴とする中空糸膜モジュール。
【請求項12】
前記開口部は、幅と長さとを有し、前記開口部の幅は、だんだんと変わることを特徴とする請求項１１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項13】
前記開口部は、前記開口部の長手方向の一側端部から他側端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項14】
前記開口部は、前記開口部の長手方向の中央から外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項15】
前記開口部は、幅が均一な部分と、幅がだんだんと変わる部分と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項16】
前記開口部は、前記第２流体流入口または前記第２流体流出口に向けて行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項17】
前記中空糸漠カートリッジには、前記中空糸漠カートリッジの幅方向に離隔された複数の開口部が形成され、前記開口部のうち少なくともいずれか一つは、円形または楕円形によってなることを特徴とする請求項１１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項18】
前記開口部は、幅が均一な同幅部と、前記同幅部から、前記開口部の長手方向端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなる可変幅部と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の 中空糸膜モジュール。
【請求項19】
前記開口部は、非定形によってなることを特徴とする請求項１１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、中空糸膜カートリッジ、及びそれを含む中空糸膜モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
燃料電池とは、水素と酸素とを結合させて電気を生産する発電型電池である。該燃料電池は、乾電池や蓄電池のような一般化学電池と異なり、水素と酸素とが供給される限り、続けて電気を生産することができ、熱損失がなく、内燃機関より効率が２倍ほど高いという長所がある。
また、水素と酸素との結合によって生じる化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換するために、公害物質排出が少ない。従って、該燃料電池は、環境にやさしいだけではなく、エネルギー消費増大による資源枯渇への心配を減らすことができるという長所を有する。
そのような燃料電池は、使用される電解質の種類により、大きく見て、高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ：polymer electrolyte membrane fuel cell）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）及びアルカリ型燃料電池（ＡＦＣ）などに分類されうる。
それらそれぞれの燃料電池は、根本的に同一原理によって作動するが、使用される燃料の種類、運転温度、触媒、電解質などが互いに異なる。そのうち、高分子電解質型燃料電池は、他の燃料電池に比べ、低温で動作するという点、及び出力密度が高く、小型化が可能であるために、小規模据え置き型発電装備だけではなく、輸送システムにおいても、最も有望であると知られている。
高分子電解質型燃料電池の性能を向上させるにあたり、最も重要な要因のうち一つは、膜・電極接合体（ＭＥＡ：membrane electrode assembly）の高分子電解質膜（ＰＥＭ：polymer electrolyte membraneまたはproton exchange membrane）に、一定量以上の水分を供給することにより、含水率を維持させることである。該高分子電解質膜が乾燥すれば、発電効率が急激に低下されるためである。
また、水素と酸素との結合によって生じる化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換するために、公害物質排出が少ない。従って、該燃料電池は、環境にやさしいだけではなく、エネルギー消費増大による資源枯渇への心配を減らすことができるという長所を有する。
そのような燃料電池は、使用される電解質の種類により、大きく見て、高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ：polymer electrolyte membrane fuel cell）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）及びアルカリ型燃料電池（ＡＦＣ）などに分類されうる。
それらそれぞれの燃料電池は、根本的に同一原理によって作動するが、使用される燃料の種類、運転温度、触媒、電解質などが互いに異なる。そのうち、高分子電解質型燃料電池は、他の燃料電池に比べ、低温で動作するという点、及び出力密度が高く、小型化が可能であるために、小規模据え置き型発電装備だけではなく、輸送システムにおいても、最も有望であると知られている。
高分子電解質型燃料電池の性能を向上させるにあたり、最も重要な要因のうち一つは、膜・電極接合体（ＭＥＡ：membrane electrode assembly）の高分子電解質膜（ＰＥＭ：polymer electrolyte membraneまたはproton exchange membrane）に、一定量以上の水分を供給することにより、含水率を維持させることである。該高分子電解質膜が乾燥すれば、発電効率が急激に低下されるためである。
【0003】
高分子電解質膜を加湿する方法としては、１）耐圧容器に水を充填した後、対象気体をして、拡散器（diffuser）を通過させ、水分を供給するバブラ（bubbler）加湿方式、２）燃料電池反応に、必要な供給水分量を計算し、ソレノイド弁を介し、ガス流動管に直接水分を供給する直接噴射（direct injection）方式、及び３）高分子分離膜を利用し、ガス流動層に水分を供給する加湿膜方式などがある。
それらのうちでも、排気ガス中に含まれる水蒸気のみを選択的に透過させる膜を利用し、水蒸気を、高分子電解質膜に供給されるガスに提供することにより、高分子電解質膜を加湿する加湿膜方式が、加湿器を軽量化及び小型化させることができるという点で有利である。
加湿膜方式に使用される選択的透過膜は、モジュールを形成する場合、単位体積当たり透過面積が大きい中空糸膜が望ましい。すなわち、該中空糸膜を利用して加湿器を製造する場合、接触表面積が広い中空糸膜の高集積化が可能であり、小容量でも、燃料電池の加湿が十分になされ、低価素材の使用が可能であり、燃料電池から高温に排出される未反応ガスに含まれた水分と熱とを回収し、加湿器を介して再使用することができるという利点を有する。
それらのうちでも、排気ガス中に含まれる水蒸気のみを選択的に透過させる膜を利用し、水蒸気を、高分子電解質膜に供給されるガスに提供することにより、高分子電解質膜を加湿する加湿膜方式が、加湿器を軽量化及び小型化させることができるという点で有利である。
加湿膜方式に使用される選択的透過膜は、モジュールを形成する場合、単位体積当たり透過面積が大きい中空糸膜が望ましい。すなわち、該中空糸膜を利用して加湿器を製造する場合、接触表面積が広い中空糸膜の高集積化が可能であり、小容量でも、燃料電池の加湿が十分になされ、低価素材の使用が可能であり、燃料電池から高温に排出される未反応ガスに含まれた水分と熱とを回収し、加湿器を介して再使用することができるという利点を有する。
【0004】
しかしながら、中空糸膜を利用した加湿器の場合、その容量を高めるために、該中空糸膜を多数集積することになるが、そのとき、該中空糸膜の外部に流れる気体フローが、高集積された中空糸膜による抵抗により、加湿器内部全体に均一に形成されえなくなる。
それを改善するために、中空糸膜モジュールを、多数の中空糸膜カートリッジ形態で具現し、それを膜加湿器ハウジング内に装着し、気体フローが均一になるようにしている。すなわち、中空糸膜束を多数の中空糸膜カートリッジ内部に収容し、多数個の中空糸膜カートリッジを膜加湿器ハウジング内に装着することにより、流入された気体が、該中空糸膜カートリッジ内部を流れるようにし、気体フローが均一になるようにしている。
しかしながら、従来の中空糸膜モジュールは、開口部を介して供給される流体の流れが一部分に集中され、中空糸膜が断糸されるという問題が生じる。また、流動が均一ではなく、加湿性能と流動耐久性とが低下されるという問題がある。
それを改善するために、中空糸膜モジュールを、多数の中空糸膜カートリッジ形態で具現し、それを膜加湿器ハウジング内に装着し、気体フローが均一になるようにしている。すなわち、中空糸膜束を多数の中空糸膜カートリッジ内部に収容し、多数個の中空糸膜カートリッジを膜加湿器ハウジング内に装着することにより、流入された気体が、該中空糸膜カートリッジ内部を流れるようにし、気体フローが均一になるようにしている。
しかしながら、従来の中空糸膜モジュールは、開口部を介して供給される流体の流れが一部分に集中され、中空糸膜が断糸されるという問題が生じる。また、流動が均一ではなく、加湿性能と流動耐久性とが低下されるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、前述の問題点を解決するために案出されたものであり、流体を均一に中空糸膜に供給し、該中空糸膜の断糸を防止することができる中空糸膜カートリッジ、及び中空糸膜モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一実施形態による中空糸膜カートリッジは、内部に第１流体が流れ、外部から流入された第２流体が外部に流れながら、前記第１流体と前記第２流体とが水分交換を行う中空糸膜が収容され、中空糸膜カートリッジには、前記第２流体が流入されたり流出されたりする開口部が形成され、前記開口部には、前記第２流体が流入される第１部分と、前記第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量がさらに多い第２部分とが形成され、前記第２部分の幅は、前記第１部分の幅よりさらに狭く形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅と長さとを有し、前記開口部の幅は、だんだんと変わるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部の長手方向の一側端部から他側端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部の長手方向の中央から外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅が均一な部分と、幅がだんだんと変わる部分と、を含むものでもある。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅と長さとを有し、前記開口部の幅は、だんだんと変わるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部の長手方向の一側端部から他側端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部の長手方向の中央から外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅が均一な部分と、幅がだんだんと変わる部分と、を含むものでもある。
【0007】
本発明の一実施形態による前記開口部には、複数のウィンドウが形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部には、メッシュが設けられうる。
本発明の一実施形態による前記中空糸漠カートリッジには、前記中空糸漠カートリッジの幅方向に離隔された複数の開口部が形成され、前記開口部のうち少なくともいずれか一つは、円形または楕円形によってなることを特徴とする中空糸膜カートリッジが提供される。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅が均一な同幅部と、前記同幅部から、前記開口部の長手方向端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなる可変幅部と、を含むものでもある。
本発明の一実施形態による前記開口部は、非定形にもなりうる。
本発明の一実施形態による中空糸モジュールは、第１流体流入口及び第１流体流出口、並びに第２流体流入口及び第２流体流出口を含むハウジング部と、前記ハウジング部内部に配され、内部に中空糸膜を収容する複数個の中空糸膜カートリッジと、を含み、前記中空糸膜カートリッジには、前記第２流体が流入されたり流出されたりする開口部が形成され、前記開口部には、第１部分と、前記第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量がさらに多い第２部分とが形成され、前記第２部分の幅は、前記第１部分の幅よりさらに狭く形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部は、幅と長さとを有し、前記開口部の幅は、だんだんと変わるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部の長手方向の一側端部から他側端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部の長手方向の中央から外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅が均一な部分と、幅がだんだんと変わる部分と、を含むものでもある。
本発明の一実施形態による前記開口部には、メッシュが設けられうる。
本発明の一実施形態による前記中空糸漠カートリッジには、前記中空糸漠カートリッジの幅方向に離隔された複数の開口部が形成され、前記開口部のうち少なくともいずれか一つは、円形または楕円形によってなることを特徴とする中空糸膜カートリッジが提供される。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅が均一な同幅部と、前記同幅部から、前記開口部の長手方向端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなる可変幅部と、を含むものでもある。
本発明の一実施形態による前記開口部は、非定形にもなりうる。
本発明の一実施形態による中空糸モジュールは、第１流体流入口及び第１流体流出口、並びに第２流体流入口及び第２流体流出口を含むハウジング部と、前記ハウジング部内部に配され、内部に中空糸膜を収容する複数個の中空糸膜カートリッジと、を含み、前記中空糸膜カートリッジには、前記第２流体が流入されたり流出されたりする開口部が形成され、前記開口部には、第１部分と、前記第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量がさらに多い第２部分とが形成され、前記第２部分の幅は、前記第１部分の幅よりさらに狭く形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部は、幅と長さとを有し、前記開口部の幅は、だんだんと変わるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部の長手方向の一側端部から他側端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記開口部の長手方向の中央から外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅が均一な部分と、幅がだんだんと変わる部分と、を含むものでもある。
【0008】
本発明の一実施形態による前記開口部は、前記第２流体流入口または前記第２流体流出口に向けて行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
本発明の一実施形態による前記中空糸漠カートリッジには、前記中空糸漠カートリッジの幅方向に離隔された複数の開口部が形成され、前記開口部のうち少なくともいずれか一つは、円形または楕円形によってもなる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅が均一な同幅部と、前記同幅部から、前記開口部の長手方向端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなる可変幅部と、を含むものでもある。
本発明の一実施形態による前記開口部は、非定形にもなりうる。
本発明の一実施形態による前記中空糸漠カートリッジには、前記中空糸漠カートリッジの幅方向に離隔された複数の開口部が形成され、前記開口部のうち少なくともいずれか一つは、円形または楕円形によってもなる。
本発明の一実施形態による前記開口部は、幅が均一な同幅部と、前記同幅部から、前記開口部の長手方向端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなる可変幅部と、を含むものでもある。
本発明の一実施形態による前記開口部は、非定形にもなりうる。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一実施形態によれば、開口部の幅がだんだんと変わるように形成され、流体の流量を均一に配分することができる。それにより、中空糸膜の断糸が防止され、加湿性能と流動耐久性とが向上されうる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第１実施例による中空糸膜モジュールを図示した分解斜視図である。
【図2】本発明の第１実施例による中空糸膜カートリッジを図示した斜視図である。
【図3】本発明の第２実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
【図4】本発明の第３実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
【図5】本発明の第４実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
【図6】本発明の第５実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
【図7】本発明の第６実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
【図8】本発明の第７実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
【図9】本発明の第８実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
【図10】本発明の第９実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を例示し、詳細な説明によって詳細に説明する。しかしながら、それらは、本発明を、特定の実施形態について限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むと理解されなければならない。
本発明で使用された用語は、単に特定実施形態についての説明に使用されたものであり、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上、明白に取り立てての意味ではない限り、複数の表現を含む。本発明において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴、数、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせが存在するということを指定するものであり、１またはそれ以上の他の特徴、数、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせの存在または付加の可能性を事前に排除するものではないと理解されなければならない。
本発明で使用された用語は、単に特定実施形態についての説明に使用されたものであり、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上、明白に取り立てての意味ではない限り、複数の表現を含む。本発明において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴、数、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせが存在するということを指定するものであり、１またはそれ以上の他の特徴、数、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせの存在または付加の可能性を事前に排除するものではないと理解されなければならない。
【0012】
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例による中空糸膜モジュールについて説明する。
図１は、本発明の第１実施例による中空糸膜モジュールを図示した分解斜視図であり、図２は、本発明の第１実施例による中空糸膜カートリッジを図示した斜視図である。
図１及び図２を参照して説明すれば、本実施形態による中空糸膜モジュール１０は、ハウジング部２００、及びハウジング部２００内部に設けられ、多数の中空糸膜が収容された多数個の中空糸膜カートリッジ１００（以下、「カートリッジ」とも言う）を含む。
ハウジング部２００は、中空糸膜モジュール１０の外形をなす。ハウジング部２００は、ハウジング本体２１０とハウジングキャップ２２０とを含むものでもあり、それらが結合された一体型でもある。ハウジング本体２１０とハウジングキャップ２２０は、ポリカーボネートのような硬質プラスチックや金属によってもなる。
また、ハウジング本体２１０とハウジングキャップ２２０は、幅方向断面形状が多角形でもあり、あるいは円形でもある。前記多角形は、四角形、正方形、台形、平行四辺形、五角形、六角形などでもあり、前記多角形は、コーナーが面取りされた形態でもある。また、前記円形は、楕円形でもある。
ハウジング本体２１０の一面には、第２流体が供給される第２流体流入口２３１と、第２流体が排出される第２流体流出口２３２とが形成されている。ハウジング部２００の内部には、水分を選択的に通過させる複数の中空糸膜が収容された複数の中空糸膜カートリッジ１００が配される。ここで、前記中空糸膜の材質は、公知されたところによるものであり、本明細書において、詳細な説明は、省略する。
中空糸膜カートリッジ１００の両端部には、中空糸膜を結束しながら、中空糸膜間の空隙を埋めるポッティング部（図示せず）が形成される。それにより、中空糸膜カートリッジ１００は、両端部がポッティング部に塞がれ、その内部には、第２流体が通過する流路が形成される。該ポッティング部の材質は、公知されたところによるものであり、本明細書において、詳細な説明は、省略する。
図１は、本発明の第１実施例による中空糸膜モジュールを図示した分解斜視図であり、図２は、本発明の第１実施例による中空糸膜カートリッジを図示した斜視図である。
図１及び図２を参照して説明すれば、本実施形態による中空糸膜モジュール１０は、ハウジング部２００、及びハウジング部２００内部に設けられ、多数の中空糸膜が収容された多数個の中空糸膜カートリッジ１００（以下、「カートリッジ」とも言う）を含む。
ハウジング部２００は、中空糸膜モジュール１０の外形をなす。ハウジング部２００は、ハウジング本体２１０とハウジングキャップ２２０とを含むものでもあり、それらが結合された一体型でもある。ハウジング本体２１０とハウジングキャップ２２０は、ポリカーボネートのような硬質プラスチックや金属によってもなる。
また、ハウジング本体２１０とハウジングキャップ２２０は、幅方向断面形状が多角形でもあり、あるいは円形でもある。前記多角形は、四角形、正方形、台形、平行四辺形、五角形、六角形などでもあり、前記多角形は、コーナーが面取りされた形態でもある。また、前記円形は、楕円形でもある。
ハウジング本体２１０の一面には、第２流体が供給される第２流体流入口２３１と、第２流体が排出される第２流体流出口２３２とが形成されている。ハウジング部２００の内部には、水分を選択的に通過させる複数の中空糸膜が収容された複数の中空糸膜カートリッジ１００が配される。ここで、前記中空糸膜の材質は、公知されたところによるものであり、本明細書において、詳細な説明は、省略する。
中空糸膜カートリッジ１００の両端部には、中空糸膜を結束しながら、中空糸膜間の空隙を埋めるポッティング部（図示せず）が形成される。それにより、中空糸膜カートリッジ１００は、両端部がポッティング部に塞がれ、その内部には、第２流体が通過する流路が形成される。該ポッティング部の材質は、公知されたところによるものであり、本明細書において、詳細な説明は、省略する。
【0013】
なお、ハウジングキャップ２２０は、ハウジング本体２１０の各両端に結合される。それぞれのハウジングキャップ２２０には、第１流体流入口２２１及び第１流体流出口２２２が形成されている。一側ハウジングキャップ２２０の第１流体流入口２２１に流入された第１流体は、中空糸膜カートリッジ内部に流入され、中空糸膜の内部管路を通過し、中空糸膜カートリッジ外部に流出された後、他側ハウジングキャップ２２０の第１流体流出口２２２に抜け出ることになる。
ハウジング部２００内には、中空糸膜カートリッジ１００が装着されうる多数個の挿入口２４０が形成され、それぞれの挿入口２４０には、中空糸膜カートリッジ１００が挿入される。
中空糸膜カートリッジ１００は、両側面がラウンディング処理された六面体形状によってもなる。また、中空糸膜カートリッジ１００は、第２流体流入口２３１及び第２流体流出口２３２と対向する面は、曲面によってなり、２個の曲面を連結する面は、平面によってもなる。ただし、本発明は、それに制限されるのではなく、中空糸膜カートリッジ１００は、断面が円形である円筒状形状、断面が楕円である楕円筒型形状でもある。
中空糸膜カートリッジ１００は、寸法安定性及び樹脂フロー性にすぐれ、熱変形に強い素材であることが望ましい。そのような素材としては、例えば、ＡＢＳ（acrylonitrile-butadiene-styrene resin）、ナイロンなどがある。
中空糸膜カートリッジ１００の長手方向両方端には、開口部Ｍ１１が形成される。開口部Ｍ１１は、中空糸膜カートリッジ１００の対向する両面に形成され、中空糸膜カートリッジ１００の幅方向（ｚ軸方向）に長く連なって形成されうる。開口部Ｍ１１は、第２流体が流入される方向と平行に配された面に形成されうる。ただし、本発明は、それに制限されるものではない。
ハウジング部２００内には、中空糸膜カートリッジ１００が装着されうる多数個の挿入口２４０が形成され、それぞれの挿入口２４０には、中空糸膜カートリッジ１００が挿入される。
中空糸膜カートリッジ１００は、両側面がラウンディング処理された六面体形状によってもなる。また、中空糸膜カートリッジ１００は、第２流体流入口２３１及び第２流体流出口２３２と対向する面は、曲面によってなり、２個の曲面を連結する面は、平面によってもなる。ただし、本発明は、それに制限されるのではなく、中空糸膜カートリッジ１００は、断面が円形である円筒状形状、断面が楕円である楕円筒型形状でもある。
中空糸膜カートリッジ１００は、寸法安定性及び樹脂フロー性にすぐれ、熱変形に強い素材であることが望ましい。そのような素材としては、例えば、ＡＢＳ（acrylonitrile-butadiene-styrene resin）、ナイロンなどがある。
中空糸膜カートリッジ１００の長手方向両方端には、開口部Ｍ１１が形成される。開口部Ｍ１１は、中空糸膜カートリッジ１００の対向する両面に形成され、中空糸膜カートリッジ１００の幅方向（ｚ軸方向）に長く連なって形成されうる。開口部Ｍ１１は、第２流体が流入される方向と平行に配された面に形成されうる。ただし、本発明は、それに制限されるものではない。
【0014】
一側に配された開口部Ｍ１１は、後述する第２流体流入口２３１から流入された多湿な第２流体を、中空糸膜カートリッジ１００内部に流入させ、中空糸膜カートリッジ１００内部において、第１流体流入口２３１から流入された乾燥された第１流体と水分交換が起こるようにする。他側に配された開口部Ｍ１１は、水分交換が行われた第２流体を排出する。
開口部Ｍ１１は、流入された第２流体の一部が、中空糸膜カートリッジ１００内部に配された中空糸膜に直接衝突することを防止し、該中空糸膜が損傷されることを防止することができる。
本実施形態による開口部Ｍ１１は、長さＬ１１と幅Ｗ１１とを有し、開口部Ｍ１１の長さＬ１１または幅Ｗ１１は、だんだんと変わるように形成されうる。開口部Ｍ１１には、第２流体の流入流量が相対的に少ない第１部分と、第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量が相対的に多い第２部分とが形成され、第２部分の幅Ｗ１１は、第１部分の幅Ｗ１１よりさらに狭く形成されうる。ここで、該第２部分は、第１流体流入口２３１と隣接した部分にもなり、開口部Ｍ１１の長手方向（ｙ軸方向）中央部分にもなり、第１流体流入口２３１の反対側に位置した部分にもなる。
そのために、開口部Ｍ１１は、開口部Ｍ１１の長手方向（ｚ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、幅Ｗ１１がだんだんと狭くなるように形成されうる。本実施形態においては、開口部Ｍ１１が三角形であるように例示されているが、本発明は、それに制限されるものではなく、開口部Ｍ１１は、円形、楕円形、多角形のように、幅Ｗ１１が変わる多様な形状によってもなる。
また、開口部Ｍ１１は、開口部Ｍ１１の幅方向（ｙ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、長さＬ１１がだんだんと短くなるように形成されうる。開口部Ｍ１１は、中空糸膜カートリッジ１００の長手方向（ｙ軸方向）外側から内側に行くほど長さＬ１１がだんだんと短くなるように形成されうる。
開口部Ｍ１１は、流入された第２流体の一部が、中空糸膜カートリッジ１００内部に配された中空糸膜に直接衝突することを防止し、該中空糸膜が損傷されることを防止することができる。
本実施形態による開口部Ｍ１１は、長さＬ１１と幅Ｗ１１とを有し、開口部Ｍ１１の長さＬ１１または幅Ｗ１１は、だんだんと変わるように形成されうる。開口部Ｍ１１には、第２流体の流入流量が相対的に少ない第１部分と、第１部分より単位面積当たり第２流体の流入流量が相対的に多い第２部分とが形成され、第２部分の幅Ｗ１１は、第１部分の幅Ｗ１１よりさらに狭く形成されうる。ここで、該第２部分は、第１流体流入口２３１と隣接した部分にもなり、開口部Ｍ１１の長手方向（ｙ軸方向）中央部分にもなり、第１流体流入口２３１の反対側に位置した部分にもなる。
そのために、開口部Ｍ１１は、開口部Ｍ１１の長手方向（ｚ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、幅Ｗ１１がだんだんと狭くなるように形成されうる。本実施形態においては、開口部Ｍ１１が三角形であるように例示されているが、本発明は、それに制限されるものではなく、開口部Ｍ１１は、円形、楕円形、多角形のように、幅Ｗ１１が変わる多様な形状によってもなる。
また、開口部Ｍ１１は、開口部Ｍ１１の幅方向（ｙ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、長さＬ１１がだんだんと短くなるように形成されうる。開口部Ｍ１１は、中空糸膜カートリッジ１００の長手方向（ｙ軸方向）外側から内側に行くほど長さＬ１１がだんだんと短くなるように形成されうる。
【0015】
なお、中空糸膜カートリッジ１００の長手方向に平行な基準ライン１３１と、基準ライン１３１に対して傾くように形成された傾斜ライン１３２と、基準ライン１３１に対して垂直である連結ライン１３３と、を含むものでもある。
基準ライン１３１は、中空糸膜カートリッジ１００の長手方向（ｙ軸方向）と平行であり、開口部Ｍ１１の上部に配されうる。傾斜ライン１３２は、基準ライン１３１と連結ライン１３３とを連結することができる。
開口部Ｍ１１には、第２流体の均一な分配のためのメッシュ１３７が設けられうる。ただし、本発明は、それに制限されるものではなく、開口部Ｍ１１には、複数のウィンドウが設けられうる。
本実施形態のように、開口部Ｍ１１の長さＬ１１と幅Ｗ１１とがだんだんと変わるように形成されれば、流量が多い部分において、開口部Ｍ１１の幅Ｗ１１を狭くし、流量が少ない部分において、開口部Ｍ１１の幅Ｗ１１を広くし、均一な加湿をなすことができる。また、傾斜ライン１３２が、中空糸膜カートリッジ１００に対して傾いた方向に流動を誘導することができ、それにより、中空糸膜の損傷を防止し、均一な加湿をなすことができる。
基準ライン１３１は、中空糸膜カートリッジ１００の長手方向（ｙ軸方向）と平行であり、開口部Ｍ１１の上部に配されうる。傾斜ライン１３２は、基準ライン１３１と連結ライン１３３とを連結することができる。
開口部Ｍ１１には、第２流体の均一な分配のためのメッシュ１３７が設けられうる。ただし、本発明は、それに制限されるものではなく、開口部Ｍ１１には、複数のウィンドウが設けられうる。
本実施形態のように、開口部Ｍ１１の長さＬ１１と幅Ｗ１１とがだんだんと変わるように形成されれば、流量が多い部分において、開口部Ｍ１１の幅Ｗ１１を狭くし、流量が少ない部分において、開口部Ｍ１１の幅Ｗ１１を広くし、均一な加湿をなすことができる。また、傾斜ライン１３２が、中空糸膜カートリッジ１００に対して傾いた方向に流動を誘導することができ、それにより、中空糸膜の損傷を防止し、均一な加湿をなすことができる。
【0016】
次に、前述のように構成される中空糸膜モジュール１０において、第１流体及び第２流体の水分交換過程について説明する。以下の説明において、該第１流体は、低湿の流体であり、該第２流体は、高湿の流体でもある。または、該第２流体が低湿の流体であり、該第１流体が高湿の流体でもある。
第１流体は、一側ハウジングキャップ２２０の第１流体流入口２２１を介し、ハウジング部２００内及び中空糸膜カートリッジ１００内に供給され、中空糸膜の内部に流れ、他側のハウジングキャップ２２０の第１流体流出口２２２を介し、中空糸膜モジュール１０外部に排出される。なお、該第１流体は、第１流体流出口２２２に流入され、第１流体流入口２２１から排出される方向に流れることも可能である。
第２流体は、ハウジング本体２１０の第２流体流入口２３１を介し、前記ハウジング本体２１０に供給された後、中空糸膜カートリッジ１００の開口部Ｍ１１を介し、中空糸膜の外部に流れ、中空糸膜カートリッジ１００の開口部Ｍ１１を介し、ハウジング本体２１０に排出された後、ハウジング本体２１０の第２流体流出口２３２を介して外部に排出される。
なお、第２流体は、第２流体流出口２３２に流入され、第２流体流入口２３１から排出される方向に流れることも可能である。すなわち、前記第１流体と前記第２流体は、互いに反対方向に流れることもでき、同じ方向に流れることもできる。該第１流体と該第２流体は、それぞれ中空糸膜の内部と外部とに流れながら、中空糸膜を介し、水分のような物質または熱などを交換することになる。
以下においては、本発明の第２実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図３は、本発明の第２実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図３を参照して説明すれば、該第２実施例による中空糸膜カートリッジ３１０は、開口部Ｍ１２を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
第１流体は、一側ハウジングキャップ２２０の第１流体流入口２２１を介し、ハウジング部２００内及び中空糸膜カートリッジ１００内に供給され、中空糸膜の内部に流れ、他側のハウジングキャップ２２０の第１流体流出口２２２を介し、中空糸膜モジュール１０外部に排出される。なお、該第１流体は、第１流体流出口２２２に流入され、第１流体流入口２２１から排出される方向に流れることも可能である。
第２流体は、ハウジング本体２１０の第２流体流入口２３１を介し、前記ハウジング本体２１０に供給された後、中空糸膜カートリッジ１００の開口部Ｍ１１を介し、中空糸膜の外部に流れ、中空糸膜カートリッジ１００の開口部Ｍ１１を介し、ハウジング本体２１０に排出された後、ハウジング本体２１０の第２流体流出口２３２を介して外部に排出される。
なお、第２流体は、第２流体流出口２３２に流入され、第２流体流入口２３１から排出される方向に流れることも可能である。すなわち、前記第１流体と前記第２流体は、互いに反対方向に流れることもでき、同じ方向に流れることもできる。該第１流体と該第２流体は、それぞれ中空糸膜の内部と外部とに流れながら、中空糸膜を介し、水分のような物質または熱などを交換することになる。
以下においては、本発明の第２実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図３は、本発明の第２実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図３を参照して説明すれば、該第２実施例による中空糸膜カートリッジ３１０は、開口部Ｍ１２を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
【0017】
開口部Ｍ１２は、長さＬ１２と幅Ｗ１２とを有し、開口部Ｍ１２の長手方向（ｚ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、幅Ｗ１２がだんだんと狭くなるように形成されうる。開口部Ｍ１２は、第２流体流入口と第２流体流出口とに向けて行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。
開口部Ｍ１２に流入される第２流体の流速は、均一ではなく、開口部Ｍ１２は、第２流体が速い速度で流入される第１部分と、第１部分よりさらに遅い速度で第２流体が流入される第２部分と、を含むものでもある。第１部分幅は、第２部分幅よりさらに狭く形成され、それにより、第２流体を、中空糸膜カートリッジ３１０内部に均一に供給することができる。
条件により、第２流体流入口及び第２流体流出口と隣接した部分において、他の部分より相対的に流速が速い分布を示しうるが、該第２流体流入口と該第２流体流出口とに向けて行くほど、開口部Ｍ１２の幅Ｗ１２がだんだんと狭くなるように形成されれば、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
本実施形態による開口部Ｍ１２は、カートリッジ３１０の長手方向（ｙ軸方向）に平行な基準ライン３１１と、基準ライン３１１に対して傾くように形成された傾斜ライン３１２と、基準ライン３１１に対して垂直である連結ライン３１３と、を含むものでもある。
基準ライン３１１は、カートリッジ３１０の長手方向（ｙ軸方向）と平行であり、開口部Ｍ１２の下部に配され、傾斜ライン３１２は、基準ライン３１１と連結ライン３１３とを連結することができる。
なお、開口部Ｍ１２には、複数のウィンドウが形成され、開口部Ｍ１２は、四角形によってなる第１ウィンドウ３１５と、三角形によってなる第２ウィンドウ３１６と、を含むものでもある。ただし、本発明は、それに制限されるものではなく、該ウィンドウは、多角形、円形のような多様な形状によってもなる。
開口部Ｍ１２に流入される第２流体の流速は、均一ではなく、開口部Ｍ１２は、第２流体が速い速度で流入される第１部分と、第１部分よりさらに遅い速度で第２流体が流入される第２部分と、を含むものでもある。第１部分幅は、第２部分幅よりさらに狭く形成され、それにより、第２流体を、中空糸膜カートリッジ３１０内部に均一に供給することができる。
条件により、第２流体流入口及び第２流体流出口と隣接した部分において、他の部分より相対的に流速が速い分布を示しうるが、該第２流体流入口と該第２流体流出口とに向けて行くほど、開口部Ｍ１２の幅Ｗ１２がだんだんと狭くなるように形成されれば、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
本実施形態による開口部Ｍ１２は、カートリッジ３１０の長手方向（ｙ軸方向）に平行な基準ライン３１１と、基準ライン３１１に対して傾くように形成された傾斜ライン３１２と、基準ライン３１１に対して垂直である連結ライン３１３と、を含むものでもある。
基準ライン３１１は、カートリッジ３１０の長手方向（ｙ軸方向）と平行であり、開口部Ｍ１２の下部に配され、傾斜ライン３１２は、基準ライン３１１と連結ライン３１３とを連結することができる。
なお、開口部Ｍ１２には、複数のウィンドウが形成され、開口部Ｍ１２は、四角形によってなる第１ウィンドウ３１５と、三角形によってなる第２ウィンドウ３１６と、を含むものでもある。ただし、本発明は、それに制限されるものではなく、該ウィンドウは、多角形、円形のような多様な形状によってもなる。
【0018】
第２ウィンドウ３１６は、傾斜ライン３１２と接するように配され、第１ウィンドウ３１５は、基準ライン３１１と連結ライン３１３とに接するか、あるいは内側に配されうる。
本実施形態によれば、第２流体流入口と第２流体流出口とに向けて行くほど、開口部Ｍ１２の幅Ｗ１２がだんだんと狭くなるように形成されるので、第２流体を均一に供給するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。また、開口部Ｍ１２に、第１ウィンドウ３１５と第２ウィンドウ３１６とが形成されるので、流動を均一化させ、安定して流体を移動させることができる。
以下においては、本発明の第３実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図４は、本発明の第３実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図４を参照して説明すれば、該第３実施例による中空糸膜カートリッジ３２０は、開口部Ｍ１３を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
開口部Ｍ１３は、開口部Ｍ１３の長手方向（ｚ軸方向）の中心から外側に行くほど、幅Ｗ１３がだんだんと狭くなるように形成されうる。また、開口部Ｍ１３は、開口部Ｍ１３の幅方向（ｙ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、長さＬ１３がだんだんと短くなるように形成されうる。また、開口部Ｍ１３は、カートリッジ３２０の長手方向（ｙ軸方向）外側から内側に行くほど長さＬ１３がだんだんと長くなるようにもなる。
本実施形態による開口部Ｍ１３は、カートリッジ３２０の長手方向（ｙ軸方向）に垂直である基準ライン３２１と、基準ライン３２１に対して傾くように形成された第１傾斜ライン３２２と、基準ライン３２１と第１傾斜ライン３２２とを連結し、基準ライン３２１に対して傾くように形成された第２傾斜ライン３２３と、を含むものでもある。基準ライン３２１は、開口部Ｍ１３の一側端に配されうる。開口部Ｍ１３には、メッシュ３２７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
本実施形態によれば、第２流体流入口と第２流体流出口とに向けて行くほど、開口部Ｍ１２の幅Ｗ１２がだんだんと狭くなるように形成されるので、第２流体を均一に供給するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。また、開口部Ｍ１２に、第１ウィンドウ３１５と第２ウィンドウ３１６とが形成されるので、流動を均一化させ、安定して流体を移動させることができる。
以下においては、本発明の第３実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図４は、本発明の第３実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図４を参照して説明すれば、該第３実施例による中空糸膜カートリッジ３２０は、開口部Ｍ１３を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
開口部Ｍ１３は、開口部Ｍ１３の長手方向（ｚ軸方向）の中心から外側に行くほど、幅Ｗ１３がだんだんと狭くなるように形成されうる。また、開口部Ｍ１３は、開口部Ｍ１３の幅方向（ｙ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、長さＬ１３がだんだんと短くなるように形成されうる。また、開口部Ｍ１３は、カートリッジ３２０の長手方向（ｙ軸方向）外側から内側に行くほど長さＬ１３がだんだんと長くなるようにもなる。
本実施形態による開口部Ｍ１３は、カートリッジ３２０の長手方向（ｙ軸方向）に垂直である基準ライン３２１と、基準ライン３２１に対して傾くように形成された第１傾斜ライン３２２と、基準ライン３２１と第１傾斜ライン３２２とを連結し、基準ライン３２１に対して傾くように形成された第２傾斜ライン３２３と、を含むものでもある。基準ライン３２１は、開口部Ｍ１３の一側端に配されうる。開口部Ｍ１３には、メッシュ３２７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
【0019】
条件により、開口部Ｍ１３の長手方向両端と隣接した部分において、他の部分より相対的に流速が速い分布を示しうるが、該第３実施例のように、開口部Ｍ１３の長手方向の中央から外側に行くほど、開口部Ｍ１３の幅Ｗ１３がだんだんと狭くなるように形成されれば、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第４実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図５は、本発明の第４実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図５を参照して説明すれば、該第４実施例による中空糸膜カートリッジは、開口部Ｍ１４を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
該第４実施例による開口部Ｍ１４は、開口部Ｍ１４の長手方向（ｚ軸方向）の中心から外側に行くほど、幅Ｗ１４がだんだんと狭くなるように形成されうる。開口部Ｍ１４は、開口部Ｍ１４の幅方向（ｙ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、長さＬ１４がだんだんと短くなるように形成されうる。また、開口部Ｍ１４は、カートリッジ３３０の長手方向（ｙ軸方向）外側から内側に行くほど、長さＬ１４がだんだんと長くなるようにもなる。
また、開口部Ｍ１４は、カートリッジ３３０の長手方向（ｙ軸方向）に垂直である基準ライン３３１と、基準ライン３３１の長手方向一側端部に結合され、基準ライン３３１に垂直である第１連結ライン３３２と、基準ライン３３１の長手方向他側端部に結合され、第１連結ライン３３２から離隔され、第１連結ライン３３２と平行に連なる第２連結ライン３３３と、第１連結ライン３３２に傾くように連なる第１傾斜ライン３３４と、第１傾斜ライン３３４と第２連結ライン３３３とを連結する第２傾斜ライン３３５と、を含むものでもある。開口部Ｍ１４には、メッシュ３３７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
以下においては、本発明の第４実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図５は、本発明の第４実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図５を参照して説明すれば、該第４実施例による中空糸膜カートリッジは、開口部Ｍ１４を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
該第４実施例による開口部Ｍ１４は、開口部Ｍ１４の長手方向（ｚ軸方向）の中心から外側に行くほど、幅Ｗ１４がだんだんと狭くなるように形成されうる。開口部Ｍ１４は、開口部Ｍ１４の幅方向（ｙ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、長さＬ１４がだんだんと短くなるように形成されうる。また、開口部Ｍ１４は、カートリッジ３３０の長手方向（ｙ軸方向）外側から内側に行くほど、長さＬ１４がだんだんと長くなるようにもなる。
また、開口部Ｍ１４は、カートリッジ３３０の長手方向（ｙ軸方向）に垂直である基準ライン３３１と、基準ライン３３１の長手方向一側端部に結合され、基準ライン３３１に垂直である第１連結ライン３３２と、基準ライン３３１の長手方向他側端部に結合され、第１連結ライン３３２から離隔され、第１連結ライン３３２と平行に連なる第２連結ライン３３３と、第１連結ライン３３２に傾くように連なる第１傾斜ライン３３４と、第１傾斜ライン３３４と第２連結ライン３３３とを連結する第２傾斜ライン３３５と、を含むものでもある。開口部Ｍ１４には、メッシュ３３７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
【0020】
開口部Ｍ１４において、第１連結ライン３３２と第２連結ライン３３３とが形成する部分は、長さＬ１４が均一な部分によってなり、第１傾斜ライン３３４と第２傾斜ライン３３５とが形成する部分は、長さＬ１４がだんだんと変わる部分によってなる。
該第４実施例のように、開口部Ｍ１４の長手方向の中央から外側に行くほど、開口部Ｍ１４の幅Ｗ１４がだんだんと狭くなるように形成されれば、開口部Ｍ１４の長手方向両端と隣接した部分において、流速が速い場合、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第５実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図６は、本発明の第５実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図６を参照して説明すれば、該第５実施例による中空糸膜カートリッジ３４０は、開口部Ｍ１５を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
該第５実施例による開口部Ｍ１５は、開口部Ｍ１５の長手方向（ｚ軸方向）の中心から外側に行くほど、幅Ｗ１５がだんだんと狭くなるように形成され、また開口部Ｍ１５の幅方向（ｙ軸方向）の中心から外側に行くほど、長さＬ１５がだんだんと短くなるように形成されうる。
また、開口部Ｍ１５は、カートリッジ３４０の長手方向（ｙ軸方向）に平行に配された第１基準ライン３４１と、第１基準ライン３４１から離隔され、第１基準ライン３４１と平行に配された第２基準ライン３４２と、第１基準ライン３４１の長手方向一側端部に傾くように連結された第１傾斜ライン３４３と、第１基準ライン３４１の長手方向他側端部に傾くように連結された第２傾斜ライン３４４と、第１傾斜ライン３４３と第２基準ライン３４２とを連結する第３傾斜ライン３４５と、第２傾斜ライン３４４と第２基準ライン３４２とを連結する第４傾斜ライン３４６と、を含むものでもある。開口部Ｍ１５には、第２流体の均一な分配のためのメッシュ３４７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
該第４実施例のように、開口部Ｍ１４の長手方向の中央から外側に行くほど、開口部Ｍ１４の幅Ｗ１４がだんだんと狭くなるように形成されれば、開口部Ｍ１４の長手方向両端と隣接した部分において、流速が速い場合、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第５実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図６は、本発明の第５実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図６を参照して説明すれば、該第５実施例による中空糸膜カートリッジ３４０は、開口部Ｍ１５を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
該第５実施例による開口部Ｍ１５は、開口部Ｍ１５の長手方向（ｚ軸方向）の中心から外側に行くほど、幅Ｗ１５がだんだんと狭くなるように形成され、また開口部Ｍ１５の幅方向（ｙ軸方向）の中心から外側に行くほど、長さＬ１５がだんだんと短くなるように形成されうる。
また、開口部Ｍ１５は、カートリッジ３４０の長手方向（ｙ軸方向）に平行に配された第１基準ライン３４１と、第１基準ライン３４１から離隔され、第１基準ライン３４１と平行に配された第２基準ライン３４２と、第１基準ライン３４１の長手方向一側端部に傾くように連結された第１傾斜ライン３４３と、第１基準ライン３４１の長手方向他側端部に傾くように連結された第２傾斜ライン３４４と、第１傾斜ライン３４３と第２基準ライン３４２とを連結する第３傾斜ライン３４５と、第２傾斜ライン３４４と第２基準ライン３４２とを連結する第４傾斜ライン３４６と、を含むものでもある。開口部Ｍ１５には、第２流体の均一な分配のためのメッシュ３４７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
【0021】
開口部Ｍ１５において、第１基準ライン３４１と第２基準ライン３４２とが形成する部分は、長さＬ１５が均一な部分によってなり、第１傾斜ライン３４３と第２傾斜ライン３４４とが形成する部分、及び第３傾斜ライン３４５と第４傾斜ライン３４６とが形成する部分は、長さＬ１５がだんだんと変わる部分によってなる。
該第５実施例のように、開口部Ｍ１５の長手方向の中央から外側に行くほど、開口部Ｍ１５の幅Ｗ１５がだんだんと狭くなるように形成されれば、開口部Ｍ１５の長手方向両端と隣接した部分において、流速が速い場合、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第６実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図７は、本発明の第６実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図７を参照して説明すれば、該第６実施例による中空糸膜カートリッジ３５０は、開口部Ｍ１６を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
本実施形態による開口部Ｍ１６は、開口部Ｍ１６の長手方向（ｚ軸方向）の中心から外側に行くほど、幅Ｗ１６がだんだんと狭くなるように形成されうる。開口部Ｍ１６は、開口部Ｍ１６の長手方向中心部分に形成され、幅が均一な部分と、外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなる部分と、を含むものでもある。また、開口部Ｍ１６は、開口部Ｍ１６の幅方向（ｙ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、長さＬ１６がだんだんと長くなるように形成されうる。
該第５実施例のように、開口部Ｍ１５の長手方向の中央から外側に行くほど、開口部Ｍ１５の幅Ｗ１５がだんだんと狭くなるように形成されれば、開口部Ｍ１５の長手方向両端と隣接した部分において、流速が速い場合、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第６実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図７は、本発明の第６実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図７を参照して説明すれば、該第６実施例による中空糸膜カートリッジ３５０は、開口部Ｍ１６を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
本実施形態による開口部Ｍ１６は、開口部Ｍ１６の長手方向（ｚ軸方向）の中心から外側に行くほど、幅Ｗ１６がだんだんと狭くなるように形成されうる。開口部Ｍ１６は、開口部Ｍ１６の長手方向中心部分に形成され、幅が均一な部分と、外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなる部分と、を含むものでもある。また、開口部Ｍ１６は、開口部Ｍ１６の幅方向（ｙ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、長さＬ１６がだんだんと長くなるように形成されうる。
【0022】
開口部Ｍ１６は、カートリッジ３５０の長手方向（ｙ軸方向）に垂直に配された第１基準ライン３５１と、第１基準ライン３５１から離隔され、第１基準ライン３５１と平行に配された第２基準ライン３５２と、第１基準ライン３５１の長手方向一側端部に傾くように連結された第１傾斜ライン３５３と、第１基準ライン３５１の長手方向他側端部に傾くように連結された第２傾斜ライン３５４と、を含むものでもある。第１傾斜ライン３５３と第２傾斜ライン３５４は、第１基準ライン３５１と第２基準ライン３５２とを連結する。開口部Ｍ１６には、メッシュ３５７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
開口部Ｍ１６において、第１基準ライン３５１と第２基準ライン３５２とが形成する部分は、幅Ｗ１６が均一な部分によってなり、第１傾斜ライン３５３と第２傾斜ライン３５４とが形成する部分は、幅Ｗ１６がだんだんと変わる部分によってなる。
該第６実施例のように、開口部Ｍ１６の長手方向の中央から外側に行くほど、開口部Ｍ１６の幅Ｗ１６がだんだんと狭くなるように形成されれば、開口部Ｍ１６の長手方向両端と隣接した部分において、流速が速い場合、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第７実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図８は、本発明の第７実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図８を参照して説明すれば、該第７実施例による中空糸膜カートリッジ３６０は、第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８とを除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
本実施形態による中空糸膜カートリッジ３６０の側面には、第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８とが形成され、２個の第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８は、中空糸膜カートリッジ３６０の長手方向（ｙ軸方向）に離隔配置される。
開口部Ｍ１６において、第１基準ライン３５１と第２基準ライン３５２とが形成する部分は、幅Ｗ１６が均一な部分によってなり、第１傾斜ライン３５３と第２傾斜ライン３５４とが形成する部分は、幅Ｗ１６がだんだんと変わる部分によってなる。
該第６実施例のように、開口部Ｍ１６の長手方向の中央から外側に行くほど、開口部Ｍ１６の幅Ｗ１６がだんだんと狭くなるように形成されれば、開口部Ｍ１６の長手方向両端と隣接した部分において、流速が速い場合、第２流体を均一に供給して排出するだけではなく、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第７実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図８は、本発明の第７実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図８を参照して説明すれば、該第７実施例による中空糸膜カートリッジ３６０は、第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８とを除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
本実施形態による中空糸膜カートリッジ３６０の側面には、第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８とが形成され、２個の第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８は、中空糸膜カートリッジ３６０の長手方向（ｙ軸方向）に離隔配置される。
【0023】
第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８は、中空糸膜カートリッジ３６０の幅方向（ｚ軸方向）に離隔されうる。第１開口部Ｍ１７は、第２開口部Ｍ１８よりも、第２流体流入口及び第２流体流出口に隣接するように配されうる。また、第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８とには、メッシュ３６７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８は、中心から外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。第１開口部Ｍ１７は、楕円形状によってもなり、第２開口部Ｍ１８は、円形によってもなる。ただし、本発明は、それに制限されるものではなく、第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８は、円形、楕円形、多角形のように、幅が変わる多様な形状によってもなる。
また、第１開口部Ｍ１７の長軸Ｘ１１は、中空糸膜カートリッジ３６０の長手方向（ｙ軸方向）に連なって形成され、第１開口部Ｍ１７の短軸Ｘ１２は、中空糸膜カートリッジ３６０の幅方向（ｚ軸方向）に連なって形成されうる。
以下においては、本発明の第８実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図９は、本発明の第８実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図９を参照して説明すれば、該第８実施例による中空糸膜カートリッジ３７０は、開口部Ｍ２１を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
該第８実施例による開口部Ｍ２１は、長手方向の一側端部から他側端部に行くほど、幅Ｗ２１０が均一な同幅部ＷＳ１１と、同幅部ＷＳ１１から開口部Ｍ２１の長手方向端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなる可変幅部ＷＳ１２と、を含むものでもある。本実施形態においては、可変幅部ＷＳ１２が直線によって形成されているように例示されているが、本発明は、それに制限されるものではなく、可変幅部ＷＳ１２は、曲線によっても形成される。
第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８は、中心から外側に行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。第１開口部Ｍ１７は、楕円形状によってもなり、第２開口部Ｍ１８は、円形によってもなる。ただし、本発明は、それに制限されるものではなく、第１開口部Ｍ１７と第２開口部Ｍ１８は、円形、楕円形、多角形のように、幅が変わる多様な形状によってもなる。
また、第１開口部Ｍ１７の長軸Ｘ１１は、中空糸膜カートリッジ３６０の長手方向（ｙ軸方向）に連なって形成され、第１開口部Ｍ１７の短軸Ｘ１２は、中空糸膜カートリッジ３６０の幅方向（ｚ軸方向）に連なって形成されうる。
以下においては、本発明の第８実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図９は、本発明の第８実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図９を参照して説明すれば、該第８実施例による中空糸膜カートリッジ３７０は、開口部Ｍ２１を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
該第８実施例による開口部Ｍ２１は、長手方向の一側端部から他側端部に行くほど、幅Ｗ２１０が均一な同幅部ＷＳ１１と、同幅部ＷＳ１１から開口部Ｍ２１の長手方向端部に行くほど、幅がだんだんと狭くなる可変幅部ＷＳ１２と、を含むものでもある。本実施形態においては、可変幅部ＷＳ１２が直線によって形成されているように例示されているが、本発明は、それに制限されるものではなく、可変幅部ＷＳ１２は、曲線によっても形成される。
【0024】
また、開口部Ｍ２１は、カートリッジ３７０の長手方向（ｙ軸方向）に垂直である第１基準ライン３７１と、第１基準ライン３７１から離隔され、第１基準ライン３７１と平行に配された第２基準ライン３７２と、第１基準ライン３７１と第２基準ライン３７２との長手方向一側端部を連結する連結ライン３７３と、第１基準ライン３７１の他側端部に傾くように連なる第１傾斜ライン３７４と、第２基準ライン３７２の他側端部に傾くように連なる第２傾斜ライン３７５と、を含むものでもある。ここで、第１傾斜ライン３７４と第２傾斜ライン３７５は、互いに連結される。開口部Ｍ２１には、メッシュ３７７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
第１傾斜ライン３７４と第２傾斜ライン３７５とによって可変幅部ＷＳ１２が形成され、可変幅部ＷＳ１２は、第２流体流入口または第２流体排出口に向けて行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。それにより、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第９実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図１０は、本発明の第９実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図１０を参照して説明すれば、該第９実施例による中空糸膜カートリッジ３８０は、開口部Ｍ２２を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
該第９実施例による開口部Ｍ２２は、長手方向（ｚ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、幅Ｗ２２がだんだんと広くなったり狭くなったりするように形成されうる。また、開口部Ｍ２２は、長手方向（ｚ軸方向）中央から外側に行くほど、幅Ｗ２２がだんだんと狭くなるように形成されうる。開口部Ｍ２２は、複数の曲線または直線が連なる非定形にもなりうる。また、開口部Ｍ２２には、メッシュ３８７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
第１傾斜ライン３７４と第２傾斜ライン３７５とによって可変幅部ＷＳ１２が形成され、可変幅部ＷＳ１２は、第２流体流入口または第２流体排出口に向けて行くほど、幅がだんだんと狭くなるように形成されうる。それにより、中空糸膜の損傷を安定して防止することができる。
以下においては、本発明の第９実施例による中空糸膜カートリッジについて説明する。図１０は、本発明の第９実施例による中空糸膜カートリッジを図示した正面図である。
図１０を参照して説明すれば、該第９実施例による中空糸膜カートリッジ３８０は、開口部Ｍ２２を除いては、前述の第１実施例による中空糸膜カートリッジと同一構造によってなるので、同一構成に係わる重複説明は、省略する。
該第９実施例による開口部Ｍ２２は、長手方向（ｚ軸方向）一側端部から他側端部に行くほど、幅Ｗ２２がだんだんと広くなったり狭くなったりするように形成されうる。また、開口部Ｍ２２は、長手方向（ｚ軸方向）中央から外側に行くほど、幅Ｗ２２がだんだんと狭くなるように形成されうる。開口部Ｍ２２は、複数の曲線または直線が連なる非定形にもなりうる。また、開口部Ｍ２２には、メッシュ３８７が設けられるか、あるいは複数のウィンドウが設けられうる。
【0025】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であるならば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想から外れない範囲内において、構成要素の付加、変更、削除または追加などにより、本発明を多様に修正及び変更させることができるであろうが、それらも、本発明の権利範囲内に含まれるものである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】