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公開番号2025020946
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124591
出願日2023-07-31
発明の名称気体分離装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01D 53/22 20060101AFI20250205BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】気体分離膜の表面上における所定の気体成分の濃度が高く維持され、分離効率の低下を抑えられる気体分離装置を提供すること。
【解決手段】第1空間を画定している第1壁部、前記第1壁部に設けられ、前記第1空間の内部に混合ガスを供給する混合ガス供給口、および、前記第1空間の内部から外部に前記混合ガスを排出する混合ガス排出口、を有する第1気体室と、第2空間を画定している第2壁部、および、前記第2壁部に設けられ、前記第2空間の内部から外部に前記混合ガスに含まれる所定の気体成分を排出する気体成分排出口、を有する第2気体室と、回転軸まわりに回転し、内部が前記第2空間と連通している中空の基部、前記第1空間に配置され、内部が前記第2空間と連通している中空の羽部、および、前記羽部の内部と外部とを隔て、前記所定の気体成分を透過させる第1気体分離膜、を有する回転ファンと、を備えることを特徴とする気体分離装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１空間を画定している第１壁部、前記第１壁部に設けられ、前記第１空間の内部に混合ガスを供給する混合ガス供給口、および、前記第１空間の内部から外部に前記混合ガスを排出する混合ガス排出口、を有する第１気体室と、
第２空間を画定している第２壁部、および、前記第２壁部に設けられ、前記第２空間の内部から外部に、前記混合ガスから抽出された所定の気体成分を含むガスを排出する気体成分排出口、を有する第２気体室と、
回転軸まわりに回転し、内部が前記第２空間と連通している中空の基部、前記第１空間に配置され、内部が前記第２空間と連通している中空の羽部、および、前記羽部の内部と外部とを隔て、前記混合ガスよりも前記所定の気体成分の濃度が高いガスを透過させる第１気体分離膜、を有する回転ファンと、
を備えることを特徴とする気体分離装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記回転ファンを回転させる駆動部を備える請求項１に記載の気体分離装置。
【請求項３】
前記羽部は、第１面および第２面を有する板状をなしており、
前記第１面および前記第２面に、それぞれ、前記第１気体分離膜が設けられている請求項１または２に記載の気体分離装置。
【請求項４】
前記回転ファンは、前記基部に支持されている複数の前記羽部を有する請求項１に記載の気体分離装置。
【請求項５】
前記回転ファンは、前記回転軸の延在方向に沿って気流を発生させる軸流ファンである請求項４に記載の気体分離装置。
【請求項６】
前記回転軸上から見たとき、前記羽部同士がずれている請求項５に記載の気体分離装置。
【請求項７】
前記回転軸を含む平面で前記第１気体分離膜を切断したとき、前記回転軸と前記第１気体分離膜の切断面とのなす角度は、０°超９０°未満である請求項５に記載の気体分離装置。
【請求項８】
前記回転ファンは、前記回転軸の半径方向に沿って気流を発生させる遠心ファンである請求項４に記載の気体分離装置。
【請求項９】
前記回転ファンによる気流の風下に設けられ、前記第１空間と前記第２空間とを隔て、前記混合ガスから抽出された前記所定の気体成分を含むガスを透過させる第２気体分離膜を備える請求項５または８に記載の気体分離装置。
【請求項１０】
前記気体成分排出口に接続されている排気ポンプを備える請求項１または２に記載の気体分離装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体分離装置に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンニュートラルやカーボンマイナスの実現に向けて、火力発電所やボイラー設備等から排出される二酸化炭素や大気中の二酸化炭素を取り込んで回収する技術が検討されている。この技術として、気体分離膜を用いて二酸化炭素を分離する膜分離法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、第１供給空間と第１処理空間とを隔てるように配置され、第１供給空間に供給される原料ガスに含まれる二酸化炭素を透過によって原料ガスのうちの二酸化炭素以外の成分を含む夾雑ガスから分離する第１分離部を有する二酸化炭素の回収装置が開示されている。また、第１分離部は、原料ガスに含まれる二酸化炭素を選択的に透過する分離膜を含むことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１３３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
膜分離法では、所定の気体成分の分離効率を高めることが課題となっている。気体分離膜の分離効率を高めるためには、気体分離膜の上流側で所定の気体成分の濃度を高く維持する必要がある。しかしながら、所定の気体成分が気体分離膜を透過すると、それに伴って上流側の濃度が低下し、分離効率の低下を招いている。
【０００６】
そこで、所定の気体成分が気体分離膜を透過しても濃度が低下しにくく、分離効率の低下を抑えられる気体分離装置を実現することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の適用例に係る気体分離装置は、
第１空間を画定している第１壁部、前記第１壁部に設けられ、前記第１空間の内部に混合ガスを供給する混合ガス供給口、および、前記第１空間の内部から外部に前記混合ガスを排出する混合ガス排出口、を有する第１気体室と、
第２空間を画定している第２壁部、および、前記第２壁部に設けられ、前記第２空間の内部から外部に、前記混合ガスから抽出された所定の気体成分を含むガスを排出する気体成分排出口、を有する第２気体室と、
回転軸まわりに回転し、内部が前記第２空間と連通している中空の基部、前記第１空間に配置され、内部が前記第２空間と連通している中空の羽部、および、前記羽部の内部と外部とを隔て、前記混合ガスよりも前記所定の気体成分の濃度が高いガスを透過させる第１気体分離膜、を有する回転ファンと、
を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る気体分離装置の構成を示す断面図である。
図１の気体分離装置が備える回転ファンを示す平面図である。
第１気体分離膜の二酸化炭素の気体透過度と第１気体分離膜の第１空間側の表面における二酸化炭素の濃度との関係を示したグラフである。
第２実施形態に係る気体分離装置の構成を示す断面図である。
図４の気体分離装置が備える回転ファンを示す断面図である。
第３実施形態に係る気体分離装置の構成を示す断面図である。
図６の気体分離装置が備える回転ファンを示す平面図である。
第４実施形態に係る気体分離装置が備える回転ファンを示す平面図である。
図８に示す羽部の断面図に混合ガスの流れの一例を追記した模式図である。
図９に示す凸状構造体が省略されたモデル（従来例のモデル）の断面図に混合ガスの流れの一例を追記した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の気体分離装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係る気体分離装置について説明する。
【００１０】
図１は、第１実施形態に係る気体分離装置１の構成を示す断面図である。図２は、図１の気体分離装置１が備える回転ファン４を示す平面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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