TWI480083B - 分離器總成之中心芯元件 - Google Patents

Description

分離器總成之中心芯元件

本發明包含一般而言係關於分離器總成之中心芯元件之實施例。在各種實施例中，本發明係關於螺旋流分離器總成之中心芯元件。本發明亦包含用於製作包括本發明所提供之中心芯元件之分離器總成之方法。

本申請案主張2008年10月17日提出申請之美國臨時申請案第61/106,219號及2008年11月5日提出申請之美國臨時申請案第61/111,366號之權益，該等臨時申請案中之每一者之全文皆以引用方式併入本文中。

習用分離器總成通常包括安置於一多孔排放導管周圍之一摺疊式多層膜總成。該摺疊式多層膜總成包括與具有一作用表面及一非作用表面之一膜層之該作用表面流體接觸之一饋進物載體層。該摺疊式多層膜總成亦包括與該膜層之該非作用表面及一多孔排放導管接觸之一滲出物載體層。摺疊式膜層結構確保該饋進物載體層與該膜層之間的接觸而不使該饋進物載體層與該滲出物載體層或該多孔排放導管接觸。在作業期間，使含有一溶質之一饋進物溶液與該多層膜總成之該饋進物載體層接觸，該饋進物載體層將該饋進物溶液傳送至該膜層之該作用表面，該作用表面改良該饋進物溶液之一部分作為一滲出物且將其傳送至該滲出物載體層。該饋進物溶液亦用於破壞該膜層之該作用表面處之溶質增積及將過量溶質自該多層膜總成輸送出去。滲出物經由該滲出物載體層行進至收集該滲出物之該多孔排放導管中。已在包含逆滲透、超過濾及微過濾過程之各種流體淨化過程中使用了包括摺疊式多層膜總成之分離器總成。

可藉由使具有一作用表面及一非作用表面之一膜層之該作用表面與一饋進物載體層之兩個表面接觸來製造摺疊式多層膜總成，該膜層經摺疊以產生包封該饋進物載體層之一袋狀結構。使該膜層之非作用表面與一個或多個滲出物載體層接觸以產生其中摺疊式膜層安置於該饋進物載體層與一個或多個滲出物載體層之間的一膜堆疊總成。然後，將複數個此等膜堆疊總成(各自與至少一個共同滲出物載體層接觸)捲繞於與該共同滲出物載體層接觸之一習用多孔排放導管上以提供包括該多層膜總成及該多孔排放導管之分離器總成。適當密封該等膜堆疊總成之邊緣以防止饋進物溶液與該滲出物載體層之直接接觸。包括一摺疊式多層膜總成之分離器總成之一嚴重缺點係對膜層之摺疊可導致膜功能之損失，從而導致饋進物溶液與滲出物載體層之間的不受控制之接觸。

因此，存在對包括一個或多個多層膜總成之分離器總成之設計與製造兩者之進一步改進之一需要。特別係在用於人類消耗之水淨化之領域中，存在對既高效又成本有效之更穩健且可靠之分離器總成之一迫切需要。

在一個實施例中，本發明提供一種用於一分離器總成之中心芯元件，該中心芯元件包括至少兩個多孔排放導管，該等多孔排放導管包括一排放通道及允許該多孔排放導管之一外表面與該排放通道之間的流體連通之一個或多個開口。此外，該中心芯元件界定經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分之一腔。

在另一實施例中，本發明提供一種用於包括兩個多孔排放導管之一分離器總成之一中心芯元件，該等多孔排放導管包括一排放通道及允許該多孔排放導管之一外表面與該排放通道之間的流體連通之一個或多個開口。此外，該中心芯元件界定經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分之一腔。

在又一實施例中，本發明提供一種用於一分離器總成之中心芯元件，該中心芯元件包括兩個相同半圓筒形多孔排放導管，其中每一多孔排放導管包括一排放通道及允許該多孔排放導管之一外表面與該排放通道之間的流體連通之一個或多個開口，且每一多孔排放導管包括兩個間隔物元件，該等間隔物元件界定經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分之一腔。

參照以下詳細說明可更易於理解本發明之此等及其他特徵、態樣及優點。

在以下之說明書及隨附申請專利範圍中，將參照欲定義為具有以下意義之若干術語。

除非上下文另外明確指示，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」包含複數個指示物。

「可選的(optional)」或「視情況(optionally)」意指隨後闡述之事件或情況可發生或可不發生，且該闡述包含其中該事件發生之例項及其中該事件不發生之例項。

如本文在整個說明書及申請專利範圍中所用之近似語言可用以修飾可容許改變而不導致其所涉及之基本功能之一改變之任一量化表示。因此，由一術語或若干術語(例如，「大約」及「大致」)修飾之一值並不限於所規定之精確值。在至少某些例項下，近似語言可對應於用於量測該值之一器具的精確度。此處以及整個說明書及申請專利範圍中，除非上下文或語言另外指示，否則可組合及/或互換範圍限制，此等範圍係被識別的且包括其中所含有之所有子範圍。

如所述，本發明提供一種用於分離器總成之一中心芯元件，該中心芯元件包括至少兩個多孔排放導管，該等多孔排放導管包括一排放通道及允許該多孔排放導管之一外表面與該排放通道之間的流體連通之一個或多個開口；該中心芯元件界定一腔，該腔經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分。

包括一膜堆疊總成之一分離器總成之多孔排放導管可係一滲出物排放導管或一濃縮物排放導管，此取決於該多孔排放導管與該膜堆疊總成之哪一層或哪些層接觸。當一層經構形以準許流體在不行進穿過一介入膜層之情況下自該層轉移至該導管中時，該層與一多孔排放導管「接觸」。一滲出物排放導管以滲出物可自一滲出物載體層行進至該滲出物排放導管中之一方式與該滲出物載體層表面(或在某些實施例中一膜層表面)接觸。一濃縮物排放導管必須以濃縮物可自一饋進物載體層行進至該濃縮物排放導管中之一方式與該饋進物載體層表面接觸。每一多孔排放導管通常係延伸該分離器總成之長度之一多孔管，但其他構形可歸屬於術語多孔排放導管之意義內，例如，一縱向開槽結構，該結構可係或可不係圓筒形，延伸該分離器總成之長度。可充當本發明所提供之中心芯元件之多孔排放導管之適合多孔管包含穿孔金屬管、穿孔塑膠管、穿孔陶瓷管及類似管。在一個實施例中，該多孔排放導管未被穿孔但係充分多孔的以允許流體自滲出物載體層或饋進物載體層行進至該多孔排放導管之內部中。本文中，自一滲出物載體層行進至一多孔排放導管中之流體有時稱為「滲出物」(或「該滲出物」)且該多孔排放導管稱為滲出物排放導管。本文中，自一饋進物載體層行進至一多孔排放導管中之流體有時稱為「濃縮物」(或「該濃縮物」，或僅「鹽水」)且該多孔排放導管稱為濃縮物排放導管。在一個實施例中，該中心芯元件包括至少兩個多孔排放導管，其每一者係一多孔半圓筒形管。在一替代實施例中，該中心芯元件包括至少兩個多孔排放導管，其每一者係一多孔半八邊形管。在另一實施例中，該中心芯元件包括至少兩個多孔排放導管，其每一者係一多孔半十面體形管。在又一實施例中，該中心芯元件包括至少兩個多孔排放導管，其每一者係一多孔半十四面體形管。在一個實施例中，該中心芯元件包括至少兩個多孔排放導管，其每一者係一多孔淚珠形管。該多孔排放導管可在每次出現於一中心芯元件內時具有相同或不同形狀。在一個實施例中，該中心芯元件包括至少一個多孔排放導管，其具有不同於存在於該相同中心芯元件中之另一多孔排放導管之一形狀。在另一實施例中，存在於一中心芯元件中之所有多孔排放導管皆具有相同形狀。

如本文中所使用，術語「多層膜總成」係指膜堆疊總成之安置於中心芯元件周圍之一第二部分。本文中所揭示之圖2圖解闡釋膜堆疊總成120之第一及第二部分(231及232)。在圖2及圖3中所示之實施例中，多層膜總成包括膜堆疊總成120之安置於中心芯元件周圍之第二部分232。該多層膜總成包括安置於該中心芯元件周圍之一個饋進物載體層116、兩個滲出物載體層110及兩個膜層112，該中心芯元件包括兩個多孔排放導管18，由於該兩個多孔排放導管與滲出物載體層110接觸，因此其充當滲出物排放導管。圖3中所繪示之分離器總成300不包括濃縮物排放導管。

可藉由以下步驟來製備包括本發明所提供之一中心芯元件之分離器總成：將一膜堆疊總成120(圖2)之一第一部分231(圖2)安置於本發明所提供之一中心芯元件內且然後使該中心芯元件旋轉，藉此將該膜堆疊總成之一第二部分232(圖2)捲繞於該中心芯元件上。如本文中所詳細揭示，該膜堆疊總成之構形及該膜堆疊總成於該中心芯元件內之安置係如此以致在將該膜堆疊總成捲繞於該中心芯元件上以提供一捲繞結構並在捲繞後固定該膜堆疊總成之自由端之後獲得包括安置於本發明所提供之中心芯元件周圍之一多層膜總成之一分離器總成。在某些例項中，熟習此項技術者將瞭解該膜堆疊總成與該多層膜總成之間的緊密關係且該膜堆疊總成係該多層膜總成之前體。便於將該膜堆疊總成視為「未捲繞的」且將該多層膜總成視為「捲繞的」。然而，應強調，如本文中所定義之一多層膜總成並不限於安置於一中心芯元件內之一個或多個膜堆疊總成之「捲繞的」形式，此乃因可使用將該膜堆疊總成之第二部分安置於該中心芯元件周圍之其他手段。包括本發明所提供之一中心芯元件之一分離器總成可包括一多層膜總成，該多層膜總成包括一個或多個膜堆疊總成之徑向安置於該中心芯元件周圍之一第二部分以使得該多層膜總成之組分膜層無摺疊或皺痕。在各種實施例中，包括本發明所提供之唯一中心芯元件之分離器總成之特徵在於一滲出物載體層流動路徑長度，該滲出物載體層流動路徑長度顯著短於習用分離器總成中之對應滲出物載體層流動路徑長度。滲出物載體層流動路徑之長度係影響跨越分離器總成之壓力降之量值之一重要因素。因此，本發明所提供之諸多優點中之一者係選擇有用操作條件之較大範圍。熟習此項技術者在閱讀本發明後將明瞭，本發明亦通常在製造分離器總成的容易性及成本方面提供顯著優點。

如所述，本發明所提供之中心芯元件界定經構形以容納一膜堆疊總成之一腔。在製造包括本發明所提供之中心芯元件之一分離器總成期間，將一膜堆疊總成之一第一部分安置於該中心芯元件內且將該相同膜堆疊總成之一第二部分捲繞於該中心芯元件上且該第二部分構成一多層膜總成。該膜堆疊總成及該多層膜總成兩者包括至少一個饋進物載體層。適於用作該饋進物載體層之材料包含一饋進物溶液可流動穿過之撓性片狀材料。在某些實施例中，該饋進物載體層經構形以使得一饋進物溶液穿過該饋進物載體層之流動自分離器總成之一第一表面(該「饋進物表面」)上之其中該饋進物載體層與該饋進物溶液接觸之點且在該分離器總成之其中一濃縮物自該饋進物載體層冒出之一第二表面(該「濃縮物表面」)處終止沿該分離器總成之軸發生。該饋進物載體層可包括促進該膜層之與該饋進物載體層接觸之表面處之湍流作為防止該膜表面處之過量溶質積累(增積)之一手段之結構。在一個實施例中，該饋進物載體層由一穿孔塑膠片構成。在另一實施例中，該饋進物載體層由一穿孔金屬片構成。在又一實施例中，該饋進物載體層包括一多孔複合材料。在又一實施例中，該饋進物載體層係一塑膠織物。在又一實施例中，該饋進物載體層係一塑膠濾網。該饋進物載體層可由與該滲出物載體層相同之材料或與用於該滲出物載體層之材料不同之一材料構成。在包括本發明所提供之中心芯元件之分離器總成之某些實施例中，該饋進物載體層不與該分離器總成之一排放導管接觸。

在某些實施例中，包括本發明所提供之一中心芯元件之一分離器總成之膜堆疊總成及多層膜總成包括一單個滲出物載體層。在一替代實施例中，該膜堆疊總成及該多層膜總成包括至少兩個滲出物載體層。適於用作一滲出物載體層之材料包含一滲出物可流動穿過之撓性片狀材料。在各種實施例中，該滲出物載體層經構形以使得在包括本發明所提供之一中心芯元件之一分離器總成之作業期間，滲出物沿該滲出物載體層以一螺旋路徑流動至至少兩個滲出物排放導管中之一者。在一個實施例中，該滲出物載體層由一穿孔塑膠片構成。在另一實施例中，該滲出物載體層由一穿孔金屬片構成。在又一實施例中，該滲出物載體層包括一多孔複合材料。在又一實施例中，該滲出物載體層係一塑膠織物。在又一實施例中，該滲出物載體層係一塑膠濾網。在包括多個滲出物載體層之分離器總成中，該等滲出物載體層可由相同或不同材料製作而成，例如，一個滲出物載體層可係一塑膠織物而另一滲出物載體層係一例如毛織物之一天然材料。另外，一單個滲出物載體層可在沿穿過該滲出物載體層之滲出物流動路徑之不同位置處包括不同材料。舉例而言，在一個實施例中，本發明提供在包括一滲出物載體層之一分離器總成中使用之一中心芯元件，該滲出物載體層之一部分係一聚乙烯織物，且該滲出物載體層之另一部分係一聚丙烯織物。

在某些實施例中，本發明所提供之中心芯元件可用於包括一單個膜層之一分離器總成中。在某些其他實施例中，本發明所提供之中心芯元件可用於包括至少兩個膜層之一分離器總成中。適於用作膜層之膜及材料在此項技術中已眾所周知。舉例而言，美國專利第4,277,344號揭示自一芳香族聚胺與一聚醯基鹵化物之反應製備之一半透膜，已發現該半透膜在旨在拒鈉陽離子、鎂陽離子及鈣陽離子以及拒氯離子、硫酸根陰離子及碳酸根陰離子之逆滲透系統中係有效的。舉例而言，美國專利第4,277,344號揭示自一芳香族聚醯基鹵化物與一雙官能團芳香族胺之反應製備之一膜，該反應用以提供已發現在製備在旨在拒某些鹽(例如，硝酸鹽)之逆滲透系統中係有效之膜層中係有用的。熟習此項技術者已知闡述適於用作包括本發明所提供之中心芯元件之分離器總成中之膜層之各種膜及材料之製備之眾多技術參考。此外，適於用作包括本發明之中心芯元件之分離器總成之各種實施例中之膜層之膜係眾所周知且係可廣泛購得之商品。

在一個實施例中，該等膜層中之至少一者包括一經功能化之表面及一未經功能化之表面。在一個實施例中，該膜層之經功能化之表面表示該膜之一作用表面，且該膜層之未經功能化之表面表示該膜之一非作用表面。在一替代實施例中，該膜層之該經功能化之表面表示該膜之一非作用表面，且該膜層之該未經功能化之表面表示該膜之一作用表面。在各種實施例中，該膜層之該作用表面通常與該饋進物載體層接觸且用於防止或阻止跨越該膜將存在於饋進物溶液中之一或多種溶質傳送至該滲出物載體層。

如本文中所使用，片語「不接觸」意指不「直接接觸」。舉例而言，當一膜堆疊總成或一多層膜總成之兩個層之間存在一介入層時，儘管存在該兩個層係流體連通之事實，但該兩個層不接觸，此乃因一般而言一流體可經由該介入層自一個層行進至另一層。如本文中所使用，片語「接觸」意指「直接接觸」。舉例而言，認為該膜堆疊總成或該多層膜總成中之毗鄰層係「接觸」的。類似地，認為觸及一多孔排放導管之表面之一層(例如，如當一層捲繞於該排放導管上時)與該多孔排放導管係「接觸」的，只要流體可自該層行進至該排放導管中即可。作為另一圖解闡釋，當一滲出物載體層與一滲出物排放導管直接接觸時(例如，如當該滲出物載體層捲繞於該滲出物排放導管上而該滲出物排放導管之表面與該滲出物載體層之間沒有介入層時)，認為該滲出物載體層與該滲出物排放導管係接觸的。類似地，舉例而言，如當一滲出物載體層與一滲出物排放導管直接接觸且該滲出物載體層藉由一膜層與一饋進物載體層分離時，認為該饋進物載體層與該滲出物排放導管係不接觸的。一般而言，一饋進物載體層與一滲出物排放導管不具有接觸點。

在一個實施例中，本發明所提供之中心芯元件可應用於其中一多層膜總成徑向安置於該中心芯元件周圍之一分離器總成中。如本文中所使用，片語「徑向安置」意指包括至少一個饋進物載體層、至少一個膜層及至少一個滲出物載體層之膜堆疊總成之一第二部分以限制在該膜層中產生摺疊或皺痕之一方式捲繞於包括至少兩個多孔排放導管之一中心芯元件上。一般而言，因摺疊或起皺痕使一膜層變形之程度越大，對該膜之作用表面之損害、膜功能及膜完整性之損失之可能性即越大。包括習用中心芯元件之習用分離器總成通常包括在膜層中包括多個摺疊之一高度摺疊之多層膜。假定未摺疊之膜層表示一180度平角，則一高度摺疊之膜層可闡述為具有特徵在於大於約340度之一優角之一摺疊。在一個實施例中，可使用本發明所提供之中心芯元件來製備不含有特徵在於大於340度之一優角之膜層摺疊之一分離器總成。在一替代實施例中，可使用本發明所提供之中心芯元件來製備不含有特徵在於大於300度之一優角之膜層摺疊之一分離器總成。在另一實施例中，可使用本發明所提供之中心芯元件來製備不含有特徵在於大於270度之一優角之膜層摺疊之一分離器總成。

在一個實施例中，可使用本發明所提供之中心芯元件來製備用於將鹽與水(例如，海水或微鹹水)分離之一鹽分離器總成。通常，該分離器總成裝納於一圓筒形外殼內，該圓筒形外殼準許饋進物溶液與饋進物載體層之間的僅在該分離器總成之一個表面(本文中有時稱為「饋進物表面」)處之初始接觸。此通常藉由藉助(例如)防止饋進物溶液與該分離器總成之除饋進物表面以外之表面之接觸之一個或多個墊片將該分離器總成固定於該圓筒形外殼內來實現。為圖解闡釋此概念，可將該分離器總成視為一圓筒，該圓筒具有：一第一表面及一第二表面，其各自具有πr² 之一表面積，其中「r」係由該分離器總成界定之該圓筒之半徑；及一第三表面，其具有2πrh之一表面積，其中「h」係該圓筒之長度。可藉由各種手段製作該分離器總成以使其緊貼地裝配至一圓筒形外殼中，以使得自一個端進入該圓筒形外殼之一饋進物溶液僅遇到該分離器總成之該第一表面(該「饋進物表面」)且在不行進穿過該分離器總成之情況下不接觸該分離器總成之該第二或第三表面。因此，該饋進物溶液在該分離器總成之第一表面上之其中饋進物載體層與該饋進物溶液接觸之點處進入該分離器總成，膜堆疊總成之邊緣經密封以防止滲出物載體層自分離器總成之第一表面接觸並傳送該饋進物溶液。在一個實施例中，饋進物溶液在該分離器總成之第一表面處進入該分離器總成且沿該分離器總成之長度(軸)行走，在該行進期間，該饋進物溶液因其與膜層之接觸而被改良，該饋進物溶液之一部分(「滲出物」或「該滲出物」)行進穿過該膜層並接觸滲出物載體層。認為該饋進物溶液軸向流動穿過該分離器總成直至其作為「濃縮物」(有時亦稱為鹽水)在該分離器總成之第二表面(本文中有時稱為「濃縮物表面」)處冒出為止。本文中有時將饋進物溶液穿過分離器總成之此類型之流動稱為「橫向流動」，且當指代饋進物溶液之流動時術語「橫向流動」可與術語「軸向流動」互換使用。在一替代實施例中，經由第三表面將饋進物溶液引入至分離器總成中，在該情況下，該第三表面稱為「饋進物表面」。通常，當經由此「第三表面」將一饋進物溶液引入至該分離器總成中時，饋進物溶液穿過饋進物載體層之流動及滲出物穿過滲出物載體層之流動沿一螺旋路徑向內分別朝向一濃縮物排放導管及一滲出物排放導管發生。熟習此項技術者將瞭解，在一饋進物溶液(例如海水)自該饋進物溶液與該饋進物載體層之間的在分離器總成之饋進物表面上之一初始接觸點朝向一濃縮物表面或一濃縮物排放導管行走時，透過與行進穿過該饋進物載體層之該饋進物溶液接觸之拒鹽膜層之作用，存在於該饋進物載體層中之流體中之鹽濃度增加，且到達該濃縮物表面或該濃縮物排放導管之濃縮物之特徵將在於比用作該饋進物溶液之海水高之一鹽濃度。

可使用以上之鹽分離器總成實例來圖解闡釋滲出物排放導管及滲出物載體層之作用及功能。因此，在一個實施例中，該分離器總成可用作用於將鹽與水分離之一鹽分離器總成。饋進物溶液(例如海水)與裝納於一可加壓外殼內之一圓筒形分離器總成之饋進物表面接觸。該分離器總成經構形以使得一滲出物載體層無法將饋進物溶液自饋進物表面傳送至一滲出物排放導管。在該饋進物溶液行進穿過該饋進物載體層時，其接觸該拒鹽膜層，該拒鹽膜層改良包括該饋進物溶液之一或多種組分之一流體且將該流體傳送至該滲出物載體層。由該拒鹽膜層傳送之此流體(稱為滲出物(或「該滲出物」))沿該滲出物載體層行進直至其到達該滲出物載體層之與該滲出物排放導管之外部接觸之彼部分為止，其中該滲出物係自該滲出物載體層傳送至該滲出物排放導管之內部中。滲出物穿過該滲出物載體層之流動稱為「螺旋流動」，此乃因該滲出物往往沿著由該滲出物載體層界定之一螺旋路徑朝向該滲出物排放導管而行。熟習此項技術者將瞭解，在一饋進物溶液由該拒鹽膜層改良且傳送至該滲出物載體層中時，該滲出物中之鹽濃度由於該膜層之拒鹽作用而相對於該饋進物溶液減小。

在一個實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括一單個滲出物排放導管及一單個濃縮物排放導管之一分離器總成中。在一替代實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括至少兩個滲出物排放導管之一分離器總成中。在另一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括至少兩個濃縮物排放導管之一分離器總成中。在一個實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括三個或更多個多孔排放導管之一分離器總成中。在另一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括自兩個至八個多孔排放導管之一分離器總成中。在又一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括自2個至6個多孔排放導管之一分離器總成中。在再一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括自三個至四個多孔排放導管之一分離器總成中。

在一個實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括一單個饋進物載體層之一分離器總成中。在一替代實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括複數個饋進物載體層之一分離器總成中。在一個實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於其中饋進物載體層之數目係介於自一個層至六個層之一範圍內之一分離器總成中。在另一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於其中饋進物載體層之數目係介於自兩個層至五個層之一範圍內之一分離器總成中。在又一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於其中饋進物載體層之數目係介於自三個層至四個層之一範圍內之一分離器總成中。

在一個實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括一單個滲出物載體層之一分離器總成中。在另一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括至少兩個滲出物載體層之一分離器總成中。在又一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括自兩個至六個滲出物載體層之一分離器總成中。在又一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括自兩個至五個滲出物載體層之一分離器總成中。在再一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括自三個至四個滲出物載體層之一分離器總成中。

在一個實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括一單個膜層之一分離器總成中。在一替代實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括至少兩個膜層之一分離器總成中。在一個實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括自兩個膜層至六個膜層之一分離器總成中。在另一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於包括自兩個膜層至五個膜層之一分離器總成中。在又一實施例中，本發明所提供之中心芯元件用於其中膜層之數目係介於自三個膜層至四個膜層之一範圍內之一分離器總成中。膜層之數目可與要求由包括本發明之中心芯元件之分離器總成提供之作用表面積成正比。

參照圖1，該圖表示製作一習用分離器總成之組件及方法。一習用膜堆疊總成120包括一摺疊式膜層112，其中一饋進物載體層116夾在摺疊式膜層112之兩個半部分之間。摺疊式膜層112經安置以使得該摺疊式膜層之一作用側(圖中未顯示)與饋進物載體層116接觸。本文中有時將膜層112之一作用側稱為該膜層之「作用表面」。摺疊式膜層112由滲出物載體層110包封以使得膜層112之非作用側(圖中未顯示)與滲出物載體層110接觸。本文中有時將膜層112之一非作用側稱為該膜層之「非作用表面」。通常，使用一黏合密封劑(未顯示)將該饋進物載體層與該滲出物載體層隔離且防止一饋進物溶液(未顯示)與該滲出物載體層之間的直接接觸。其中滲出物層110中之每一者皆連接至與一習用滲出物排放導管118接觸之一共同滲出物載體層111之複數個膜堆疊總成120藉由(例如)使滲出物排放導管118沿方向122旋轉來捲繞於滲出物排放導管118上，且所得捲繞結構經適當密封以提供一習用分離器總成。習用滲出物排放導管118包括開口113以准許滲出物排放導管119與共同滲出物載體層111之間的流體連通。由於該等膜堆疊總成係捲繞於滲出物排放導管118上，因此由摺疊式膜層112界定之優角接近360度。

參照圖2，圖2a表示一膜堆疊總成120之安置於包括兩個多孔排放導管18(亦稱為滲出物排放導管118，此乃因其與滲出物載體層110直接接觸)之一中心芯元件內之一第一部分231及膜堆疊總成120之安置於該中心芯元件外側之一第二部分232之中點200處之剖視圖。膜堆疊總成之第一部分231分離該中心芯元件之多孔排放導管18(滲出物排放導管118)。圖2中所圖解闡釋之膜堆疊總成120包括兩個滲出物載體層110、兩個膜層112及一單個饋進物載體層116。包括多孔排放導管18之中心芯元件沿方向222之旋轉提供圖2b中所示之部分捲繞結構240。藉由使圖2a中所示之總成之中心芯元件沿方向222旋轉通過一180度旋轉來獲得部分捲繞結構240。膜堆疊總成120之捲繞於該中心芯元件上之彼部分(第二部分232)變為完成之分離器總成之多層膜總成。藉由將該膜堆疊總成之第二部分完全捲繞於該中心芯元件上且固定該膜堆疊總成之端來獲得分離器總成300(圖3)。應注意，在圖3中，將多孔排放導管標記為滲出物排放導管118，此乃因其與滲出物載體層110直接接觸。

參照圖3，該圖表示包括本發明所提供之一中心芯元件之一分離器總成300之中點處之一剖視圖。分離器總成300包括一中心芯元件，該中心芯元件包括兩個滲出物排放導管118，每一滲出物排放導管118界定本文中有時亦稱為排放通道119之一內部通道119。將圖3中所示之中心芯元件顯示為界定容納一膜堆疊總成120(圖2)之一第一部分之一腔。該膜堆疊總成包括一個饋進物載體層116、兩個滲出物載體層110及兩個膜層112，膜層112安置於饋進物載體層116與滲出物載體層110之間。該中心芯元件之滲出物排放導管118由該膜堆疊總成之一第一部分231(圖2a)分離。該膜堆疊總成之一第二部分232(圖2a)形成安置於該中心芯元件周圍之一多層膜總成。圖3清晰地顯示饋進物載體層未與滲出物排放導管或滲出物載體層接觸。藉助密封部分316固定膜堆疊總成120之端。密封部分316係將最外滲出物載體層密封至兩個毗鄰膜層112之密封劑(通常係一可固化膠)之一橫向線，該橫向線延伸分離器總成300之長度。圖3中所圖解闡釋之分離器總成300之「第三表面」包繞於膠帶340中。此外，圖3中所圖解闡釋之分離器總成300中之特徵在於橫向密封劑線325，其將滲出物載體層110之最內端固定至滲出物排放導管118。可藉由接近膜層及滲出物載體層之邊緣施加之一密封劑之存在來防止饋進物溶液藉由該滲出物載體層或該膜層自分離器總成300之饋進物表面(參見圖4)之傳送。通常，將該密封劑施加至膜層112之非作用表面，當膜層112與毗鄰之滲出物載體層接觸時，該密封劑穿透並密封滲出物載體層之邊緣。該密封劑通常不穿透該膜層之作用表面且因此不與膜層112之作用表面(未顯示)或饋進物載體層116接觸。可使用各種黏合密封劑(例如，膠及/或雙面膠帶)將該多層膜總成之端彼此固定(密封部分316)、將滲出物載體層固定至滲出物排放導管(橫向密封劑線325)且在該分離器總成之饋進物表面及濃縮物表面處將膜層及滲出物載體層之邊緣彼此固定(參見圖5、方法步驟505，邊緣密封劑元件526)。此外，圖3中之特徵在於分離器總成300之外表面與該多層膜總成之最外層之間及該等滲出物排放導管與該多層膜總成之部分之間的間隙328。還應注意，圖3中所圖解闡釋之間隙並非存在於包括本發明所提供之中心芯元件之分離器總成之各種實施例中且此外出於此論述之目的已放大圖3中所示之間隙328之大小。存在於一分離器總成中之任何間隙328可藉由用間隙密封劑326填充該間隙來消除。間隙密封劑326包含可固化密封劑、黏合密封劑及類似密封劑。

參照圖4，圖4a表示一螺旋流逆滲透裝置400之側面視圖，該螺旋流逆滲透裝置包括圖3中所圖解闡釋之分離器總成300且包括本發明所提供之一中心芯元件440。螺旋流逆滲透裝置400包括藉由一墊片406固定於一可加壓外殼405內之一分離器總成300。墊片406亦防止饋進物溶液藉助除分離器總成300之內部以外的穿過裝置400之行進。可加壓外殼405包括經構形以將一饋進物溶液提供至分離器總成300之饋進物表面420(「第一表面」)之一饋進物入口410。已編號之元件422表示在作業期間饋進物溶液(未顯示)至分離器總成300中且穿過其之流動之方向。可加壓外殼405包括經由耦合部件436耦合至分離器總成300之中心芯元件440之滲出物排放導管118之一滲出物排放出口438。方向箭頭439指示在作業期間滲出物流動之方向。濃縮物(未顯示)在濃縮物表面425處沿方向箭頭426所指示之方向自該分離器總成冒出且經由濃縮物排放出口428排出可加壓外殼405，在作業期間該濃縮物沿方向429流動。圖4b顯示由本發明提供且存在於分離器總成300中之一中心芯元件440之透視圖。在圖4b中所圖解闡釋之實施例中，中心芯元件440由充當分離器總成300中之滲出物排放導管118之兩個半圓筒形管442及444構成。在中心芯元件440之一個端445處，該等滲出物排放導管係封閉的且在相對端處該等滲出物排放導管係敞開的。(在本發明中之各個點處，一多孔排放導管之封閉端作為元件445加以參考。)熟習此項技術者應瞭解，滲出物排放導管442及444具有稍微不同之結構且因此出於此論述之目的被賦予不同編號。因此，滲出物排放導管442在中心芯元件440之敞開端處包括一間隔物元件446，而滲出物排放導管444在中心芯元件440之封閉端(445)處包括一間隔物元件447。間隔物元件446及447界定容納如圖2A中所示之膜堆疊總成120之第一部分231之一腔450。滲出物排放導管442及444中之每一者包括若干開口113，滲出物可自該滲出物排放導管之與滲出物載體層接觸之表面行進穿過該等開口至該滲出物排放導管之內部119(排放通道)中。由於中心芯元件440之滲出物排放導管在端445處被阻斷，因此當中心芯元件包括於如圖4a中所示使用之一分離器總成300內時滲出物穿過該等滲出物排放導管之流動在方向449上係單向的。

參照圖5，該圖表示使用本發明所提供之中心芯元件來製作圖3中所示之分離器總成300之一方法500。在一第一方法步驟501中，藉由以下步驟來形成一第一中間總成：提供一多孔排放導管18(118)並沿延伸該多孔排放導管之一長度之一線325施加一膠珠(未顯示)且此後沿線325與未經固化之膠接觸地放置滲出物載體層110且進行固化以提供所示之「第一中間總成」。重複方法步驟501以提供與步驟501中所示之「第一中間總成」基本上相同之一第二「第一中間總成」。該多孔排放導管之稱為「該多孔排放導管之一長度」之部分對應於滲出物載體層之寬度且對應於該多孔排放導管之適於與該滲出物載體層接觸之彼部分。如自本發明之此實例及其他部分可明瞭，該多孔排放導管之長度通常大於該多孔排放導管之適於與該滲出物載體層接觸之彼部分之長度。且通常，在包括本發明所提供之中心芯元件之分離器總成中，該多孔排放導管長於安置於其周圍之多層膜總成。該多孔排放導管之適於與該滲出物載體層接觸之彼部分係多孔的，例如藉由具備若干開口，例如以圖4中之元件113所示之彼等開口。該多孔排放導管之不適於與該滲出物載體層接觸之彼部分可不係多孔的，關於流動控制元件(舉例而言，擋板及開口，在圖7及圖10中之此等元件714及1001即以此為特徵)除外。在本發明之某些實施例中，該多孔排放導管之不適於該滲出物載體層接觸之彼部分不係多孔的。

在一第二方法步驟502中，製備一第二中間總成。與方法步驟501之第一中間總成接觸地放置具有一作用表面(未顯示)及一非作用表面(未顯示)之一膜層112，以使得膜層112之非作用表面(未顯示)與滲出物載體層110接觸。膜層112經定位以使得其由多孔排放導管18(118)等分但不與該多孔排放導管接觸。

在一第三方法步驟503中，形成一第三中間總成。因此，將一饋進物載體層116施加至方法步驟502中所示之第二中間總成，以使得該饋進物載體層與膜層112之作用表面(未顯示)接觸且與其共延伸。

在一第四方法步驟504中，形成一第四中間總成。因此，將一第二膜層112添加至該第三中間總成且與饋進物載體層116接觸地放置該第二膜層，以使得該膜層之作用表面(未顯示)與饋進物載體層116接觸且該第二膜層與該饋進物載體層共延伸。

在一第五方法步驟505中，形成一第五中間總成。將如方法步驟501中所繪示之一第一中間總成接合至方法步驟504中所繪示之第四中間總成。方法步驟505中所繪示之第五中間總成之特徵在於一膜堆疊總成120，該膜堆疊總成包括安置於兩個膜層112及兩個滲出物載體層之間的一個饋進物載體層。方法步驟505中所示之第五中間總成顯示：膜堆疊總成120之一第一部分，其安置於包括多孔排放導管18(118)之一中心芯元件內；及膜堆疊總成120之一第二部分，其安置於該中心芯元件之外側。

在一第六方法步驟506中，按沿膜層112之每一邊緣之一縱向線與該滲出物載體層接觸地施加一邊緣密封劑526以提供一第六中間總成。將該邊緣密封劑施加至膜層之非作用表面(未顯示)。該邊緣密封劑沿毗鄰之滲出物載體層之邊緣之整個長度滲入該毗鄰之滲出物載體層。

在一第七方法步驟507中，在固化邊緣密封劑526之前將第六中間總成之自由部分(亦稱為該膜堆疊總成之「第二部分」)捲繞於該中心芯元件上。在該邊緣密封劑係在一未經固化狀態中時實施將該膜堆疊總成之該第二部分捲繞於該中心芯元件上以允許該膜堆疊總成之層之表面在該捲繞過程期間有某一運動自由。在一個實施例中，作為該捲繞步驟之部分施加邊緣密封劑526。方法步驟507中所示之結構(一第七中間總成)繪示在使該中心芯元件旋轉通過約180度之後的方法步驟506中所示之結構。可藉由以下步驟來完成分離器總成300之製備：使該中心芯元件沿方向222旋轉藉此將該膜堆疊總成之第二部分捲繞於該中心芯元件上以形成一捲繞總成，且然後固定該膜堆疊總成之端。可藉由各種手段來固定該膜堆疊總成之存在於捲繞總成中之端，例如藉由用膠帶來包繞由該分離器總成界定之圓筒之「第三表面」、用o形環固定該膜堆疊總成之端、將一密封劑施加至該膜堆疊總成之端及類似手段。在此實施例中，該膜堆疊總成之第二捲繞部分稱為多層膜總成。認為此多層膜總成安置於包括多孔排放導管18(118)之中心芯元件周圍。固化邊緣密封劑526將該滲出物載體層及膜層112之邊緣有效地密封於該分離器總成之饋進物表面(圖4a中所示之表面420)及濃縮物表面(圖4a中所示之表面425)兩者處，且阻斷除藉助饋進物載體層116以外的自該饋進物表面之流體傳送。

參照圖5c，結構508呈現在一分離器總成之製備期間安置於本發明所提供之一中心芯元件440內之一膜堆疊總成120之一透視圖。結構508對應於方法步驟506中所示之第六中間總成。一可固化邊緣密封劑526顯示為沿膜層112之非作用表面上之每一縱向邊緣(存在總共四個此等邊緣)安置且與滲出物載體層110接觸。使中心芯元件440沿方向222旋轉以提供一捲繞結構。然後藉由沿該膜層之非作用表面處之橫向邊緣(存在總共兩個此等邊緣)施加額外邊緣密封劑526來固定該膜堆疊總成之存在於該捲繞結構中之自由端。中心芯元件440包括兩個多孔排放導管18，該等多孔排放導管中之每一者包括一排放通道119。多孔排放導管18中之每一者表示一半圓筒形管。間隔物元件446在多孔排放導管18之間界定一腔450。該等多孔排放導管中之每一者上之開口113允許該多孔排放導管之外表面與排放通道之間的流體連通。如所述，中心芯元件440界定顯示為容納一膜堆疊總成120(參見圖5b)之一第一部分之一腔450。

參照圖6，該圖表示用於製作圖4中所示之螺旋流逆滲透裝置400之一可加壓外殼405，該螺旋流逆滲透裝置包括本發明所提供之一中心芯元件440。可加壓外殼405包括可加壓外殼之一第一可拆卸部分601及可加壓外殼之一第二可拆卸部分602。第一部分及第二部分601及602可藉助用於將601固定至602之螺紋603及與螺紋603互補之螺紋604來接合。將一可加壓外殼之一第一可拆卸部分固定至一可加壓外殼之一第二可拆卸部分之其他手段包含使用搭鎖元件、膠合、膠帶黏貼、夾持及類似手段。

參照圖7，該圖表示根據本發明一個實施例之一多孔排放導管18。多孔排放導管18界定(包括)一通道119，該通道在一個端處被通道阻斷元件712阻斷。該多孔排放導管亦界定(包括)一饋進物控制腔710、饋進物控制擋板714、間隔物元件446及447、滲出物排放導管中之開口113及適於固定o形環之槽716。在一個實施例中，兩個多孔排放導管18提供一中心芯元件440，該中心芯元件界定一膜堆疊總成120之一第一部分可安置至其中之一腔450。在一個實施例中，多孔排放導管18經接合以使得一第一多孔排放導管18之間隔物元件446及447與一第二多孔排放導管18之間隔物元件446及447對準。膜堆疊總成120之第二部分捲繞於包括多孔排放導管18之中心芯元件上。在一個實施例中，多孔排放導管18之適於與滲出物載體層或饋進物載體層接觸之彼部分稍微長於該多孔排放導管之包括開口113之區段。包括一中心芯元件(包括兩個多孔排放導管18)之分離器總成300可插入至一可加壓外殼405(圖6)中，以使得饋進物控制腔710最接近於饋進物入口410。在作業期間，可經由饋進物入口410將一饋進物溶液引入至饋進物控制腔710中。在該等饋進物控制腔被填滿時，過量饋進物自饋進物控制擋板714冒出且接觸該分離器總成之饋進物表面。饋進物控制腔710之用途中之一者係防止饋進物溶液與饋進物表面之間的不受控制之接觸(特別係在起動時)。適於固定o形環之槽716可用於在一個端處接合該等多孔排放導管且亦用於固定分離器總成300與耦合部件436(參見圖4a)之間的耦合。

參照圖8，圖800表示安置於本發明所提供之一中心芯元件440內之膜堆疊總成120對之中點處之一剖視圖，該中心芯元件包括三個多孔排放導管18。如圖8中所示，該等多孔排放導管中之每一者係一滲出物排放導管118。如圖所示，膜堆疊總成120包括一第一部分801及一第二部分802。藉由使該中心芯元件沿方向222旋轉以提供一捲繞結構並密封該等膜堆疊總成之端來提供一分離器總成。

參照圖9，圖900表示安置於本發明所提供之一中心芯元件440內之膜堆疊總成120對之中點處之一剖視圖，該中心芯元件包括四個多孔排放導管18。如圖9中所示，該等多孔排放導管中之每一者係一滲出物排放導管118。藉由使該中心芯元件沿方向222旋轉以提供一捲繞結構並密封該等膜堆疊總成之端且固化用於膜堆疊總成之邊緣及端上之邊緣密封劑來提供一分離器總成。

參照圖10，圖440表示本發明之一中心芯元件之一三維視圖。中心芯元件440包括兩個相同多孔排放導管18且界定可容納一膜堆疊總成120之一第一部分之一腔450。中心芯元件440之組分多孔排放導管18與圖7中所圖解闡釋之多孔排放導管基本上相同，不同之處在於圖10中所圖解闡釋之多孔排放導管18包括毗鄰於饋進物控制擋板714之一饋進物控制孔1001。中心芯元件440包括一被阻斷端445及一敞開端，在作業期間，滲出物或濃縮物自該敞開端沿方向449冒出。在一個實施例中，術語「被阻斷端」用於指示多孔排放導管排放通道119中之每一者被一阻斷元件712阻斷，以使得進入該排放通道之流體可僅在與該被阻斷端相對之端處排出滲出物排放導管。在替代實施例中，術語「被阻斷端」或「封閉端」係指不包括(例如)一饋進物控制腔710之一多孔排放導管之一封閉端445。然而，在圖10中所示之實施例中，該等多孔排放導管中之每一者包括一饋進物控制腔710。此外，當圖10中所示之中心芯元件440用於一分離器總成300中時，滲出物載體層110可安置於充當一滲出物排放導管118之任何多孔排放導管18周圍，以使得無滲出物進入饋進物控制腔710。

參照圖11a，該圖表示本發明之一中心芯元件440之一三維立體視圖。該中心芯元件與圖10中所圖解闡釋之中心芯元件相同。圖11b表示圖11a之中心芯元件之一側面視圖。圖11c提供圖11a之中心芯元件之「敞開端」之一擴大視圖。

參照圖12，圖12d表示本發明之可應用於分離器總成中之一中心芯元件440。中心芯元件440包括三個多孔排放導管18；兩個多孔排放導管18具有圖12a中所示之結構，且一第三多孔排放導管具有圖12c中所示之結構。可使用圖12所呈現之實例之中心芯元件440來製備本文中所揭示之分離器總成。舉例而言，圖8顯示圖12d之中心芯元件440，其中兩個膜堆疊總成120安置於由該中心芯元件界定之腔內。圖12中所示之多孔排放導管18中之兩者被改良為半圓筒(圖12a)，包括一排放通道119(在圖12a中看不見)、與滲出物排放通道119連通之開口113(未顯示)、間隔物元件446及適於固定一o形環之槽716。通道119延伸多孔排放導管18之長度，在此實例中，該多孔排放導管在端445處係封閉的。兩個多孔排放導管18經接合以形成其中可看見開口113及排放通道119之部分結構1210(圖12b)。開口113允許滲出物或濃縮物自一滲出物或濃縮物載體層流動至排放通道119中。部分結構1210進一步界定容納第三多孔排放導管18(圖12c)及兩個膜堆疊總成120(舉例而言，如圖8中所示構形之膜堆疊總成)兩者之一腔450。第三多孔排放導管18(圖12c)可插入至中間結構1210之腔450中以形成如圖12d中所示之中心芯元件440。第三多孔排放導管18(圖12c)包括一排放通道119。滲出物或濃縮物穿過第三多孔排放導管18(圖12c)之排放通道119之流動沿方向1232(參見圖12c及12d)發生。在圖12中所圖解闡釋之實施例中，第一及第二多孔排放導管18(圖12b)之封閉端445防止滲出物或濃縮物除藉助排放通道119(圖12c)之中心行進以外排出第三多孔排放導管。如所述，第一及第二多孔排放導管18(圖12a、12b及12d)在端445處被阻斷且滲出物或濃縮物穿過由第一及第二多孔多孔排放導管界定之排放通道119之流動受限於方向1234(圖12b及12d)。

參照圖13，圖13a表示本發明之可應用於分離器總成中之一中心芯元件440。中心芯元件440包括四個多孔排放導管18，該等多孔排放導管經構形以使得在包括該中心芯元件之一分離器總成之作業期間，穿過該等多孔排放導管中之兩者之排放通道之流動係沿一個方向而穿過剩餘兩個多孔排放導管中之排放通道之流動係沿相反方向。圖13a中所圖解闡釋之中心芯元件440包括各自包括兩個多孔排放導管18之兩個相同中心芯元件組件1300(圖13b)。在圖13b自兩個視點圖解闡釋中心芯元件組件1300。在一第一視點中，自兩個多孔排放導管18之封閉端445觀看中心芯元件組件1300。包括中心芯元件組件1300之多孔排放導管18在形狀上係「四分之一圓筒」且包括開口113及排放通道119。排放通道119共享由阻斷部件1305界定之一共同排出腔1308。圖13b中所圖解闡釋之中心芯元件組件1300之其他特徵包含適於固定一o形環之槽716。不同於其中將一o形環指示為將一個中心芯元件組件固定至另一者之實施例，在以圖13為特徵之實施例中，由槽716之存在暗示之o形環主要目的係將中心芯元件440固定至一分離器總成300之另一組件，例如，一逆滲透裝置之一可加壓外殼之耦合部件446。在一個實施例中，一中心芯元件組件1300之多孔排放導管18之間的間隙1309在封閉端445處稍微窄於該中心芯元件組件之敞開端。在此等情形下，中心芯元件組件1300之多孔排放導管18稍微朝向彼此偏斜。當兩個此等中心芯元件組件1300耦合在一起以形成一中心芯元件440時，該等多孔排放導管之此稍微偏斜用於將該兩個中心芯元件組件彼此固定而不需要例如o形環之額外固定構件。

圖13c圖解闡釋製作圖13a中所圖解闡釋之中心芯元件440之一方法1310。首先，提供一對相同中心芯元件組件1300。在一第一方法步驟1311中，嚙合中心芯元件組件1300之封閉端。在第二、第三及第四方法步驟(1312至1314)中，漸進地嚙合中心芯元件組件1300以提供其中該等中心芯元件組件係充分嚙合之中心芯元件440。

在一個實施例中，本發明提供在包括一中心芯元件之一鹽分離器總成之製備中使用之一中心芯元件，該中心芯元件包括至少兩個滲出物排放導管而不包括一濃縮物排放導管且包括一膜堆疊總成，該膜堆疊總成包括至少一個饋進物載體層、至少兩個滲出物載體層及至少兩個拒鹽膜層，該等拒鹽膜層安置於該饋進物載體層與該等滲出物載體層之間。該膜堆疊總成之一第一部分安置於該中心芯元件內且將該等滲出物排放導管彼此分離。該膜堆疊總成之一第二部分形成安置於該中心芯元件周圍之一多層膜總成。該饋進物載體層不與該等滲出物排放導管中之任一者接觸且不與該滲出物載體層接觸。該等滲出物載體層各自與該等滲出物排放導管中之至少一者接觸。

在一個實施例中，包括本發明所提供之中心芯元件之鹽分離器總成包括圍繞該中心芯元件徑向設置之一多層膜總成。該鹽分離器總成可包括具有一經功能化之表面及一未經功能化之表面之一拒鹽膜層。在一個實施例中，該鹽分離器總成包括一中心芯元件，該中心芯元件包括三個或更多個多孔排放導管。在另一實施例中，該鹽分離器總成包括三個或更多個滲出物載體層。在又一實施例中，該鹽分離器總成包括複數個饋進物載體層，且在一替代實施例中，該鹽分離器總成包括三個或更多個拒鹽膜層。

在又一實施例中，本發明提供在一螺旋流逆滲透膜裝置之製備中使用之一中心芯元件，該螺旋流逆滲透膜裝置包括(a)一可加壓外殼及(b)一分離器總成。該分離器總成包括一膜堆疊總成，該膜堆疊總成包括至少一個饋進物載體層、至少兩個滲出物載體層及至少兩個膜層，該饋進物載體層安置於兩個膜層之間。該饋進物載體層不與該滲出物載體層接觸。在一個實施例中，該分離器總成包括一中心芯元件，該中心芯元件包括至少兩個滲出物排放導管且其不包括一濃縮物排放導管。該膜堆疊總成之一第一部分經構形以使得其分離該等滲出物排放導管。該膜堆疊總成之一第二部分形成安置於該中心芯元件周圍之一多層膜總成。該饋進物載體層不與一滲出物排放導管接觸。該等滲出物載體層與該等滲出物排放導管中之至少一者接觸且不與該饋進物載體層接觸。該可加壓外殼包括經構形以將饋進物溶液提供至該分離器總成之饋進物表面之至少一個饋進物入口。該可加壓外殼包括耦合至該滲出物排放導管之至少一個滲出物排放出口及耦合至該分離器總成之濃縮物表面之至少一個濃縮物排放出口。該可加壓外殼可由一種適合材料或多種適合材料製作而成。舉例而言，該可加壓外殼可由一聚合物、不銹鋼或其一組合製作而成。在一個實施例中，該可加壓外殼由一透明塑膠材料製作而成。在另一實施例中，該可加壓外殼由一透明無機材料(例如，玻璃)製作而成。

可藉由各種方法來製作本發明所提供之中心芯元件，例如，藉由射出成型、吹氣成型及例如蛤殼射出成型、包覆成型及氣體輔助成型之成型技術、熟習此項技術者所熟知之技術。本發明所提供之中心芯元件可由任一適合材料製作而成，然而，由於強度及低成本之一組合，例如聚乙烯之熱塑性塑膠可係較佳的。

上述實例僅為闡釋性實例，僅用於圖解闡釋本發明之某些特徵。隨附申請專利範圍意欲按所構想的本發明之寬廣程度主張本發明且本文中所呈現之實例闡釋自各種各樣的所有可能的實施例選擇之實施例。因此，申請者之意圖係隨附申請專利範圍並不受用以圖解闡釋本發明之特徵之實例之選擇的限制。如申請專利範圍中所用，字「包括」及其語法變體在邏輯上亦含有且包含但不限於諸如(例如)「基本上由...組成」及「由...組成」等變化及不同範圍之片語。必要時，所供應之範圍係包含其間所有子範圍之彼等範圍。預期此等範圍之變化形式將呈現在熟習此項技術者的腦海中，且當尚未獻給公眾時，彼等變化形式在可能之情況下應解釋為涵蓋於隨附申請專利範圍中。亦期望科學及技術的進步將使得因語言不精確而現在尚未設想之等效物及替代物成為可能且此等變化形式亦應在可能之情況下解釋為涵蓋於隨附申請專利範圍中。

18．．．多孔排放導管

110．．．滲出物載體層

111．．．共同滲出物載體層

112．．．摺疊式膜層

113．．．開口

116．．．饋進物載體層

118．．．滲出物排放導管

119．．．排放通道

120．．．膜堆疊總成

200．．．中點

231．．．第一部分

232．．．第二部分

240．．．部分捲繞結構

300．．．分離器總成

316．．．密封部分

325．．．橫向密封劑線

326．．．密封劑

328．．．間隙

340．．．膠帶

400．．．螺旋流逆滲透裝置

405．．．可加壓外殼

406．．．墊片

410．．．饋進物入口

420．．．饋進物表面

425．．．濃縮物表面

428．．．濃縮物排放出口

436．．．耦合部件

438．．．滲出物排放出口

440．．．中心芯元件

442．．．半圓筒形管

444．．．半圓筒形管

445．．．封閉端

446．．．間隔物元件

447．．．間隔物元件

450．．．腔

526．．．密封劑

601．．．第一可拆卸部分

602．．．第二可拆卸部分

603．．．螺紋

604．．．螺紋

710．．．饋進物控制腔

712．．．阻斷元件

714．．．饋進物控制擋板

716．．．槽

801．．．第一部分

802．．．第二部分

1001．．．饋進物控制孔

1210．．．部分結構

1305．．．阻斷部件

1308．．．共同排出腔

1309．．．間隙

1300．．．中心芯元件組件

當參照附圖閱讀以上詳細說明時，可更佳地理解本發明之各種特徵、態樣及優點，其中在所有圖式中相同字元表示相同部件。

圖1圖解闡釋一習用分離器總成之組件及其組裝方法；

圖2A至2B圖解闡釋安置於本發明所提供之一中心芯元件內之一膜堆疊總成；

圖3圖解闡釋包括本發明之一中心芯元件之一分離器總成；

圖4A至4B圖解闡釋一螺旋流逆滲透裝置及本發明所提供之一組分中心芯元件；

圖5A至5C圖解闡釋使用本發明所提供之一中心芯元件來製作一分離器總成之一方法；

圖6圖解闡釋可結合包括本發明所提供之一中心芯元件之一分離器總成使用之一可加壓外殼；

圖7圖解闡釋根據本發明之一實施例之一多孔排放導管；

圖8圖解闡釋安置於本發明所提供之一中心芯元件內之膜堆疊總成；

圖9圖解闡釋安置於本發明所提供之一中心芯元件內之膜堆疊總成；

圖10圖解闡釋根據本發明之一實施例之一中心芯元件；

圖11A至11C圖解闡釋根據本發明之一實施例之一中心芯元件；

圖12A至12D圖解闡釋根據本發明之一實施例之一中心芯元件；及

圖13A至13C圖解闡釋根據本發明之一實施例之一中心芯元件。

18．．．多孔排放導管

110．．．滲出物載體層

112．．．摺疊式膜層

116．．．饋進物載體層

118．．．滲出物排放導管

120．．．膜堆疊總成

200．．．中點

231．．．第一部分

232．．．第二部分

Claims (18)

1. 一種用於一分離器總成之中心芯元件，其包括：至少兩個多孔排放導管，該等多孔排放導管包括一排放通道及允許該多孔排放導管之一外表面與該排放通道之間的流體連通之一個或多個開口；該等多孔排放導管中之至少一者包括一流動控制元件，該等多孔排放導管包含至少一間隔物元件，該間隔物元件在該等多孔排放導管之間界定一腔，該腔經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分。
2. 如請求項1之中心芯元件，其中該等多孔排放導管中之至少一者係一多孔半圓筒形管。
3. 如請求項1之中心芯元件，其中該等多孔排放導管中之至少一者係選自由多孔半八邊形管、多孔半十面體形管及多孔半十四面體形管組成之群組。
4. 如請求項1之中心芯元件，其中所有該等多孔排放導管具有相同形狀。
5. 如請求項1之中心芯元件，其中該等多孔排放導管中之至少兩者具有不同形狀。
6. 如請求項1之中心芯元件，其包括具有一淚珠形狀之一多孔排放導管。
7. 如請求項1之中心芯元件，其包括至少三個多孔排放導管。
8. 如請求項1之中心芯元件，其包括至少四個多孔排放導管。
9. 如請求項8之中心芯元件，其包括四個多孔排放導管。
10. 如請求項1之中心芯元件，其中該多孔排放導管中之至少一者包括一阻斷元件。
11. 如請求項1之中心芯元件，其中該等多孔排放導管包括適於固定一o形環之一個或多個槽。
12. 如請求項1之中心芯元件，其中該多孔排放導管界定經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分之至少兩個腔。
13. 一種用於一分離器總成之中心芯元件，其包括：兩個多孔排放導管，該等多孔排放導管包括一排放通道及允許該多孔排放導管之一外表面與該排放通道之間的流體連通之一個或多個開口；該等多孔排放導管中之至少一者包括一流動控制元件，該等多孔排放導管包含至少一間隔物元件，該間隔物元件界定一在該等多孔排放導管之間之腔，該腔經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分。
14. 如請求項13之中心芯元件，其中該等多孔排放導管中之每一者係一多孔半圓筒形管。
15. 一種用於一分離器總成之中心芯元件，其包括：一對中心芯元件，各該中心芯元件包含一對相同之四分之一圓筒形多孔排放導管， 每一多孔排放導管包括一排放通道及允許該多孔排放導管之一外表面與該排放通道之間的流體連通之一個或多個開口，該等多孔排放導管界定兩個腔，該等腔中之每一者經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分，其中對各該中心芯元件，該等排放通道共用一共同排出腔，且其中該中心芯元件係經構形以使得在包括該中心芯元件之一分離器總成之作業期間，穿過該等多孔排放導管中之兩者之排放通道之流動係沿一個方向而穿過剩餘兩個多孔排放導管中之排放通道之流動係沿相反方向。
16. 一種用於一分離器總成之中心芯元件，其包括：至少兩個多孔排放導管，該等多孔排放導管包括一排放通道及允許該多孔排放導管之一外表面與該排放通道之間的流體連通之一個或多個開口；該等多孔排放導管中之至少一者包括一流動控制元件，該等多孔排放導管在該等多孔排放導管之間獨立界定一腔，該腔經構形以容納一膜堆疊總成之一第一部分。
17. 如請求項16之中心芯元件，其中所有該等多孔排放導管具有相同形狀。
18. 如請求項16之中心芯元件，其中該多孔排放導管中之至少一者包括一阻斷元件。