JPH02144129A - 中空糸モジユール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は各中空糸の両端部が密封材ブロック中に埋込ま
れ、両端で開（中空糸が密封材ブロックの外側端面に開
口する、Ｕ形に形成した少なくとも１つの中空糸束を有
する中空糸モジュールに関する。

従来の技術： Ｕ形（ヘヤビン形とも称される）に形成した中空糸を有
するこのような中空糸モジュールはたとえばいわゆるデ
ッドエンドキャンドルフ・イルタとして公刊であり、そ
の際（ミクロ〕多孔性の中空糸壁は本来のろ材として作
用する。

薄壁または半透性もしくは選択性金有する中空糸は一般
に中空糸薄膜、中空糸形の薄膜、直径が小さい場合毛管
薄膜等とも称される。上記特性を有するこのような薄膜
は非多孔性またはち密薄膜とも称される。

中空糸の場合、分離（ろ過）は外側から内側へ、すなわ
ち中空糸の内部（ルーメン）へ行われるけれど、逆方向
にも可能である。この神のすべてのデッドエンド分離装
置（フィルタ）に共通なことはこの場合ろ敲または透過
成金ろ材の消耗まで連続的に導出することができ、出発
媒体の分離（ろ過）された部分は中空糸を包囲する外側
室内または中空糸内に残り、場合によりフィルタ表面に
沈積し、かつ場合によりフィルタ層（フィルタケーキ）
全形成し、たとえば直交流ろ過の場合のように同嗟連続
的に導出されない。それゆえデッドエンＰと称される。

Ｕ形に形成した中空糸金有する中空糸モジュールの場合
、中空糸束が中空糸のほぼ半円形の曲りの範囲で中空糸
の端部の埋込範囲より著し（大きい体積を占めるのが欠
点であることが明らかになった。中空糸の数に応じてこ
のような中空糸束はそれゆえ著しく目立つ洋なし形を有
する。その結果このような中空糸モジュールを組込むケ
ーシングは密封材ブロックの寸法（直径）が必要とする
より著しく大きい寸法、円形断面の場合著しく大きい直
径を有さなげればならないことになる。これはＵ形に形
成した中空糸を有する公知中空糸モジュールの所要スペ
ースが比較的大きいことを意味し、多数のこのような中
空糸モジュールを有する大工業的装置の場合無視し得な
い費用を形成する。

発明が解決しようとする課題： それゆえ本発明の課題は同じ表面積で所要スペースが著
しく小さい前記概念による中空糸モジュールを得ること
である。

課題を解決するための手段： この課題は前記方式の中空糸モジュールにおいて本発明
により各中空糸束が少なくとも２つの部分束からなり、
この部分束が異なる（平均）長さを有し、中空糸が少な
くともほぼ半円形の曲り部でほぼ層状に配置され、少な
くとも２つの部分束の曲り部が異なる層に配置され、こ
の層がモジュールの縦軸とほぼ平行に走り、層の縦軸お
よびモジュールの縦軸が＋−１ぼ一致し、層が長さ方向
に見て互いに角度全形成するＯとによって解決される。

作用： 部分束は異なる長さを有するように、１つの部分束内に
同じ長さの中空糸を有することができる。しかし部分束
は異なる平均長さを有するように、異なる長さの中空糸
を有することもできる。それゆえこの場合異なる部分束
の個々の中空糸が同じ長さであることは容易に可能であ
るけれど、１つの束のすべての中空糸の平均長さはすべ
ての場合に他の１つの部分束の平均長さより大きいかま
たは小さい。

部分束がいわば互いに差込まれている配置によって、中
空糸がほぼ半円形に曲げられた部分のために小さいスペ
ース（体積）しか必要としない。

モジュールの製造はまず１つまたは多数の中空糸束を部
分束の順次に行われる配置によって製造し、次に中空糸
の端部をたとえば硬化可能の密封材へ埋込み（遠心流延
または流し込み）、密封材硬化後、このように形成した
密封材ブロックの外側端面から開いた中空糸が露出する
まで密封付全剥離するように行われる。中空糸は埋込前
になおまたはすでに液体および（または）固体物質また
は有効物質もしくは媒体で充てんされていてよい。

部分束の中空糸は加工を容易にするため、とくに中空糸
マットあらかじめたとえば互いに接着もしくは溶接し、
または結束糸によっていっしょに結合することによって
いっしょに保持される。

本発明による中空糸モジュールのための中空糸束の製造
の詳細は後述（図面による説明）する。

本発明の中空糸モジュールの場合、それぞれ本発明によ
り少なくとも２つの部分束からなり、かつ請求項１記載
の残りの特徴を有する多数の中空糸束を共通の密封材ブ
ロックによって保持することもできる。

本発明の中空糸モジュールはたとえばしばしば多数を共
通の底部に配置するいわゆるバッグフィルタに代ること
ができ、その際本発明による中空糸モジュールはさらに
前記バッグフィルタより単位体積当り著しく犬さいフィ
ルタ面積を有する利点を有する。

中空糸束は織物または繊維フリースのスＩＪ−ブによっ
て包囲することができ、このスリーブは中空糸を外側か
ら内側へ媒体が貫流する際前フィルタとして作用する。

中空糸束はさらに選択的または付加的に機械的損傷から
の保護のため格子状保護筒によって包囲することができ
る。

部分束は中空糸帯またに中空糸マットから形成すること
ができ、この帯またはマットは＆物または編物法によっ
て製造され、本発明のモジュールのための中空糸束に集
束する前に部分束として巻取られる。

しかし中空糸モジュールは有利に直交流（ミクロ）フィ
ルタまたは物質および（または）熱膜 丈りとして形成および使用することもできる。

この目的で中空糸の貫流が可能であり、中空糸へ入るガ
ス状、蒸気状または液体媒体（流体）全中空糸から出る
媒体と離して保持しうるように、中空糸の１つの開放端
はもう１つの開放端と空間的に分離しなければならない
。これはたとえば密封材ブロックの外側端面に配置した
隔壁によって達成され、この隔壁はたとえばモジュール
全包囲するケーシングと協力作用して端面に接する空間
を供給および分配室と捕集および導出室に分割する。

このように形成した中空糸モジュールは適当な中空糸を
使用してガス分離または液体から気泡の形または溶解し
た形もしくは化学的に結合した形で存在するガスの分離
に適当である。ガス混合物からガス成分を分離するには
この場合いわゆる非多孔性薄膜が使用され、これに反し
液体から気泡を分離するためには一般に多孔性ないしミ
クロ多孔性薄膜が使用される。液体から溶解したガスま
たは化学的に結合したガスを除去する場合、多孔性およ
び非多孔性薄膜も使用することができる。

モジュールの中空糸に固体、液体、蒸気状および（また
は）ガス状物質全光てんし、この中空糸を次に閉鎖し、
次にこのように形成し１と中空糸モジュール全物質およ
び（または）熱交換に供給することもできる。

中空糸モジュールはと（に交換可能の（フィルタ）キャ
ンドルとして形成され、このキャンドルはケーシングま
たは（開放）容器へ取、りはずし可能に組込むことがで
き、能力低下または消耗の際排棄し、洗浄し、または他
の方法で再生される。

中空糸束はモジュール縦軸の範囲にいわゆるコアもしく
は場合により孔明けしたコアチュブを有し、またはファ
シスであってもよい。

１束当りの中空糸の数は常用フィルタキャンドルの場合
２０００〜２５００であるけれど、これより著しく多く
または少なくてもよい。常用光てん度（充てん密度）は
この場合５０〜６０壬の範囲にある。適当な中空糸直径
はたとえば内径Ｑ　、ｒ５　ａｍ　、外径１虞屑である
。フィルタキャンドルの長さは１例によれば約２１５皿
、直径は約６５朋である。

実施例： 次に本発明全図面により説明する。図面中同じ部分は同
じ番号で示す。それゆえ各図面で各部分の一度説明した
ものは説明を省略する。

第１図に示す中空糸モジュールはＵ形（ヘヤビン形）に
形成した中空糸１からなり、その両端部はフランジ形に
形成した密封材ブロック２内に埋込まれる。両端が開い
た中空糸１は密封材ブロック２の外側端面３に開口する
。中空糸１がほぼ半円形に曲げられた部分４に、中空糸
束を形成する個々の部分束が認められる。同様異なる部
分束に属する中空糸１がこの部分４で交差し、交差角全
形成することが明らかに認められる。

第２図は第１図中空糸束の■−■線断面図である。中空
糸束が全部で５つの部分束１ａ、１ｂｗ１ｃ＋１ｄおよ
び１ｅからなることが示される。中空糸１がほぼ半円形
に曲げられる部分４全配置した３つの層が破線によって
示される。

この層が互いに角αを形成することが明らかである。中
空糸モジュールの縦方向に見て個々の部分束は少なくと
も中空糸の半円膨曲り部でそれぞれ角αだけ回転して配
置されているということもできる。

第３図には中空糸束が全部で６つの部分束１ａ〜１ｆか
らなる中空糸モジュールが示される。

中空糸１０半円形曲り部４が配置された層はこの場合互
いにほぼ９０’の角度を形成する。密到材ブロック２は
円錐形シール面５全備える。

第４図に示す中空糸モジュールは第１図に示すものに相
当するけれど、この場合中空糸束は織物、編物、フリー
ス等からなりうる被覆６によって包囲される。しかしこ
の被覆６は部分的にしか図示されていない。

第５図は第１図に示すものに相当する中空糸モジュール
全示し、この場合中空糸束は中空糸１の機械的損傷に対
する保護のため孔明けした保護筒７で包囲される。保護
筒７は部分的にしか図示されていない。

第６図はほぼ第６図に示すものに相当する中空糸モジュ
ール全一部切開いた図で示し、このモジュールはケーシ
ング８内に取りはずし可能に組込１れる。図においてケ
ーシング８の下側に接続アダプタ９が配置される。同様
にフランジまたは他の結合要素全備えることもできる。

中２糸モジュールはケーシング上部に環状ねじ１０によ
って固定される。中空糸１を包囲する室１１のシールは
０−リング７−ル１２によって行われ、これは密封材ブ
ロック２の円錐形７一ル面５に圧着される。

中空糸モジュールの部分束からなる中空糸束全製造する
第７図に示す装置は上端に球形キャップ１６を固定した
ロッド１５を垂直に固定した底板１７、および上向きに
突出する６つの紡錘骨格形に均一分布配置したロッド１
３からなる。この装置により中空糸の半円形に曲げた部
分によって形成される層が互いに６０’の角度を形成す
る中空糸束全製造することができる。

この場合任意に多数の部分束をはぼ互いに」二下に堆積
することができる。中空糸中央の半円形曲り部はキャッ
プ１６によって支持される。部分束からなる中空糸束の
製造は次のとおり行われる： 第１部分束１ａ′ｆｆ：ロッド１３の間の第１および第
４間隙１４全通して挿入し、中空糸の中央がキャップ１
６の上部に支持され、中空糸の曲げられていない部分が
自由に吊下がる。中空糸がすでに大きい（平均）長さ金
有しうる第２の部分束（図示されず）を同じ方法で第１
の部分束１ａの上に、しかし第２および第５間隙１４全
通して挿入する。第２部分束で説明したのと同様の第６
部分束（同様図示されず）′に第２部分束の上へ第６お
よび第６間隙１４全通して挿入する。さらに第４部分束
を再び第１および第４間原音通して第３部分束の上へ挿
入し、以下所望の中空糸東端部する中空糸束が形成され
る筐で同様に実施する。この中空糸束は図示の実施例で
は上へ引抜（ことができ、それ全容易にするためロッド
１３をあらかじめ除去することができる。次に前記公知
法で中空糸端部の埋込および他の処理が行われ、本発明
の中空糸モジュールが得られる。

第８図は中空糸モジュールの密封材ブロック２の外側端
面の平面図である。この場合中空糸の１つの開放端部１
９は隔壁１８によって他の開放端部２０と空間的に分離
されるので、中空糸の貫流は開放端部１９から開放端部
２０へまたはその反対に可能である。モジュール金包囲
する図示されていないケーシングとの協力によりこの隔
壁１８は図示されていないケーシングによって仕切られ
る、外側端面３へ接する空間全供給および分配室と捕集
および導出室に分割する。

第９図には中空糸のほぼ半円形の曲り部の中空糸東端部
が平面図で示され、この場合中空糸束はたとえば第７図
に示す装置全使用して得られるように６つの部分束ｌａ
、ｌｂおよび１ｃからなる。中空糸の曲り部が配置され
た層（破線で示す）または遺言すればこの部分によって
形成される層が互いに６０°の角度α全形成することが
非常に明らかに認められる、）

【図面の簡単な説明】

第１図は中空糸モジュールの側面図、第２図は第１図■
−■線断面図、第６図は中空糸モジュールの他の実施例
の縦断面図、第４図は被覆を有する中空糸モジュールの
側面図、第５図は保護筒を有する中空糸モジュールの１
ｆｌｉ１面図、第６図はケーシングに組込んだ中空糸モ
ジュールの側面図、第７図は中空糸モジュールの中空糸
東金製造する装置、第８図は隔壁金有する中空糸モジュ
ールの端面の平面図、第９図は中空糸束の曲り部の端部
の平面図である。 １・・・中空糸、１ａ〜１ｅ・・・部分束、２・・・密
封材ブロック、 ４・・・曲り部、 ６・・・被覆、 ７・・・保獲 筒、 ・・ケーシング、 ５・・・ロ ッ ド、 ６・・・キ ャップ、 ７・・・底板、 ８・・・隔壁 図面の浄Ｔ！！（内容に変更なし） 第３図 ス 第４図 手 続 補 正 書（方式） ％式％ １、事件の１？ 平成１４「特許顎第１２４５９６号 ２、発明の名称 中空糸モ・ジュール 補正をする名 事件との閣瑳　特許出願人 名称　アクゾ・エヌ・ヴエー ４代 理 人 ６、補正の対象 図 面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各中空糸の両端部が密封材ブロック中に埋込まれ、
   両端で開いた中空糸が密封材ブロックの外側端面に開口
   する、Ｕ形に形成した少なくとも１つの中空糸束を有す
   る中空糸モジュールにおいて、各中空糸束が少なくとも
   ２つの部分束からなり、この部分束が異なる （平均）長さを有し、中空糸の少なくともほぼ半円形曲
   り部がほぼ層状に配置され、少なくとも２つの部分束の
   この曲り部が異なる層に配置され、この層がモジュール
   の縦軸とほぼ平行に走り、層の縦軸とモジュールの縦軸
   がほぼ一致し、層が縦方向に見て互いに角度を形成して
   いることを特徴とする中空糸モジュール。 ２、密封材ブロックの外側端面に隔壁が配置され、この
   隔壁によつて中空糸の１つの開放端部が他の開放端部と
   空間的に分離されている請求項１記載の中空糸モジュー
   ル。 ６、中空糸が貫通する孔を有する（ミクロ）多孔壁を備
   えている請求項１または２記載の中空糸モジュール。 ４、中空糸が半透壁を備えている請求項１または２記載
   の中空糸モジュール。 ５、中空糸が選択的に作用する壁を備えている請求項１
   または２記載の中空糸モジュール。 ６、中空糸に少なくとも１つの液体および（または）固
   体物質または有効物質が充てんされている請求項１から
   ５までのいずれか１項記載の中空糸モジュール。 ７、中空糸束がフィルタとして作用する織物、編物また
   は繊維フリース被覆によつて包囲されている請求項１か
   ら６までのいずれか１項記載の中空糸モジュール。 ８、中空糸束が孔を有する保護筒で包囲されている請求
   項１から７までのいずれか１項記載の中空糸モジュール
   。 ９　部分束が巻取つた中空糸束からなる請求項１から８
   までのいずれか１項記載の中空糸モジュール。 １０、部分束が巻取った中空糸マットからなる請求項１
   から８までのいずれか１項記載の中空糸モジュール。 １１、交換可能のユニット（キヤンドル）として形成さ
   れている請求項１から１０までのいずれか１項記載の中
   空糸モジュール。 １２、共通底板に配置した請求項１から１１までのいず
   れか１項記載の多数の中空糸束を有することを特徴とす
   る装置。 １３、請求項１から１１までのいずれか１項記載の中空
   糸モジュールの製法において、少なくとも１つの中空糸
   束を部分束を順次に配置することによつて製造し、次に
   中空糸の端部を硬化性密封材へ埋込み、密封材硬化後、
   このように形成した密封材ブロックの外側端面から開い
   た中空糸が露出するまで密封材を削り取ることを特徴と
   する中空糸モジュールの製法。 １４、部分束を中空糸端部が下へ垂れ下るように頭部で
   立つＵ形に配置し、少なくとも第２の部分束を同じ方法
   で、しかし部分束の共通の縦軸を中心にして回転して第
   １部分束の上に配置する請求項１３記載の製法。 １５、底板（１７）、その上に垂直に固定したロッド（
   １５）、ロッドの上端に固定した球形キャップ（１６）
   およびキャップ（１６）に均一に分布する少なくとも６
   つの紡錘骨格形に上へ突出するロッド（１３）からなる
   ことを特徴とする請求項１３または１４記載の製法を実
   施する装置。 １６、請求項１から１１までのいずれか１項記載の中空
   糸モジュールによりガス状、蒸気状または液状懸濁物を
   ろ過する方法。 １７、請求項１から１１までのいずれか１項記載の中空
   糸モジュールにより直交流ろ過する方法。 １８、請求項１から１１までのいずれか１項記載の中空
   糸モジュールによりガス分離する方法。 １９、請求項１から１１までのいずれか１項記載の中空
   糸モジュールによりガスから液体を分離する方法。 ２０、請求項１から１１までのいずれか１項記載の中空
   糸モジュールにより物質および（または）熱交換する方
   法。