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公開番号2025171757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024077404
出願日2024-05-10
発明の名称液体分離モジュール及びその設計方法
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類B01D 61/36 20060101AFI20251113BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】長期間にわたって被処理液から被分離液体を効率的に分離することができる液体分離モジュール及びその設計方法を提供すること。
【解決手段】液体分離モジュール1は、被処理液Lq1から被分離液体を分離するために用いられる。液体分離モジュール1は、多数の細孔を有する分離部21と、被処理液Lq1が流通する処理液流路41と、を備える。分離部21は、被処理液Lq1に含まれる被分離液体を蒸気vの状態で透過させることにより、被処理液Lq1から被分離液体を分離するよう構成されている。分離部21は、処理液流路41に面する面であって、蒸気vを透過させる透過面211を有する。処理液流路41の中心軸Cから透過面211までの距離をdとし、分離部21の厚みをtとする。このとき、液体分離モジュール1は、d/t≦7を満たす。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
被処理液（Ｌｑ１）から被分離液体（Ｌｑ２）を分離するために用いられる液体分離モジュール（１）であって、
前記液体分離モジュールは、
多数の細孔（２０）を有し、前記被処理液に含まれる前記被分離液体を蒸気（ｖ）の状態で透過させることにより、前記被処理液から前記被分離液体を分離するよう構成された分離部（２１）と、
前記被処理液が流通する処理液流路（４１）と、を備え、
前記分離部は、前記処理液流路に面する面であって、前記蒸気を透過させる透過面（２１１）を有し、
前記処理液流路の中心軸（Ｃ）から前記透過面までの距離をｄとし、前記分離部の厚みをｔとしたとき、ｄ／ｔ≦７を満たす、液体分離モジュール。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
ｄ／ｔ≦６を更に満たす、請求項１に記載の液体分離モジュール。
【請求項３】
４≦ｄ／ｔを更に満たす、請求項１又は２に記載の液体分離モジュール。
【請求項４】
多数の前記処理液流路を有し、かつ、ハニカム構造体である、請求項１又は２に記載の液体分離モジュール。
【請求項５】
前記分離部は、前記多数の細孔を有するセラミック基材（２２）と、前記セラミック基材の表面に形成された被覆層（２２１）とを有し、前記被覆層の表面に対する前記被処理液の接触角は、９０°よりも大きい、請求項１又は２に記載の液体分離モジュール。
【請求項６】
前記分離部の厚みｔは、１５０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の液体分離モジュール。
【請求項７】
被処理液（Ｌｑ１）から被分離液体（Ｌｑ２）を分離するために用いられる液体分離モジュール（１）の設計方法であって、
前記液体分離モジュールは、
多数の細孔（２０）を有し、前記被処理液に含まれる前記被分離液体を蒸気（ｖ）の状態で透過させることにより、前記被処理液から前記被分離液体を分離するよう構成された分離部（２１）と、
前記被処理液が流通する処理液流路（４１）と、を備え、
前記分離部は、前記処理液流路に面する面であって、前記蒸気を透過させる透過面（２１１）を有し、
前記処理液流路の中心軸（Ｃ）から前記透過面までの距離をｄとし、前記分離部の厚みをｔとしたとき、ｄ／ｔ≦７を満たすように設計する、液体分離モジュールの設計方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体分離モジュール及びその設計方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されているように、被処理液を膜蒸留用膜である中空糸膜の内側に流通させて膜蒸留を行う膜蒸留装置が知られている。特許文献１に記載の膜蒸留装置の運転方法は、膜蒸留用膜の内側を流通する被処理液のレイノルズ数を１，１００以上とし、かつ、膜蒸留用膜の内側を流通する被処理液の線速を３．５ｍ／ｓ以下としている。これにより、膜蒸留用膜表面へのスケールの析出の抑制と圧力損失の抑制を図り、膜蒸留を高い効率で長期間安定して行おうとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０９２０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の膜蒸留装置は、被処理液が流通する流路と、膜蒸留用膜の厚みとの関係については、充分に考慮されていない。そのため、被処理液のレイノルズ数及び線速を上記のように制御したとしても、膜蒸留用膜表面へのスケールの析出を充分に抑制できないおそれがある。それゆえ、長期間にわたって被処理液から被分離液体を効率的に分離する観点から、さらなる改善の余地があるといえる。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、長期間にわたって被処理液から被分離液体を効率的に分離することができる液体分離モジュール及びその設計方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、被処理液（Ｌｑ１）から被分離液体（Ｌｑ２）を分離するために用いられる液体分離モジュール（１）であって、
前記液体分離モジュールは、
多数の細孔（２０）を有し、前記被処理液に含まれる前記被分離液体を蒸気（ｖ）の状態で透過させることにより、前記被処理液から前記被分離液体を分離するよう構成された分離部（２１）と、
前記被処理液が流通する処理液流路（４１）と、を備え、
前記分離部は、前記処理液流路に面する面であって、前記蒸気を透過させる透過面（２１１）を有し、
前記処理液流路の中心軸（Ｃ）から前記透過面までの距離をｄとし、前記分離部の厚みをｔとしたとき、ｄ／ｔ≦７を満たす、液体分離モジュールにある。
【０００７】
本発明の他の態様は、被処理液（Ｌｑ１）から被分離液体（Ｌｑ２）を分離するために用いられる液体分離モジュール（１）の設計方法であって、
前記液体分離モジュールは、
多数の細孔（２０）を有し、前記被処理液に含まれる前記被分離液体を蒸気（ｖ）の状態で透過させることにより、前記被処理液から前記被分離液体を分離するよう構成された分離部（２１）と、
前記被処理液が流通する処理液流路（４１）と、を備え、
前記分離部は、前記処理液流路に面する面であって、前記蒸気を透過させる透過面（２１１）を有し、
前記処理液流路の中心軸（Ｃ）から前記透過面までの距離をｄとし、前記分離部の厚みをｔとしたとき、ｄ／ｔ≦７を満たすように設計する、液体分離モジュールの設計方法にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記液体分離モジュールは、ｄ／ｔ≦７を満たす。それゆえ、処理液流路内における透過面近傍の被処理液の流速を充分に高く保つことができる。それゆえ、被処理液から被分離液体を効率的に分離するため、分離部の厚みｄを薄くしたとしても、被処理液に含まれる物質が、透過面に析出したり、固着したりすることを防ぐことができる。その結果、長期間にわたって被処理液から被分離液体を効率的に分離することができる。
【０００９】
上記液体分離モジュールの設計方法は、ｄ／ｔ≦７を満たすように設計する。それゆえ、処理液流路内における透過面近傍の被処理液の流速を充分に高く保つことができる。その結果、長期間にわたって被処理液から被分離液体を効率的に分離することができる。
【００１０】
以上のごとく、上記態様によれば、長期間にわたって被処理液から被分離液体を効率的に分離することができる液体分離モジュール及びその設計方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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