JPH0360724A - 横シート膜分離モジュール、その構成部品、及びこれに関連した方法 - 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］ この発明は、一般的に流体を浸透部分と残留部分とに分
離するための半透膜の横シートを使用する分離装置、す
なわちモジュールに関する。本発明は更に、流体を導入
するためのポートと、流体の浸透部分及び残留部分を排
出するためのポートとを有するモジュール内に、同心に
配置され圧縮された複数のウェファ−の使用に関する。

［従来の技術］ 各ウェファ−は、多孔質支持部のまわりに巻かれた膜シ
ートの複数の短いスリーブを含む。各多孔質支持部の端
部はウェファ−の外面で終わり、この端を通して濾過し
た浸透流体が流れる。

モジュールはマイクロ濾過の用途に有用であり、以下流
体供給流と称する、ガ、ス、流体及びこれらの混合物の
分離のために使用することができる。

かくして、種々の膜材料を周知の組成並びに継続して開
発されている新しい膜組成から選択することができる。

以下で一層明らかになるように、ウェファ−は、ウェフ
ァ−の直径よりも長くなく、分離モジュールの全長より
も著しく短い、比較的短い膜シートを使用する。

流体を分離して、流体の所望の部分を得るためにシート
や中空繊維のような、種々の形態の膜の使用が、良く知
られている。一般的に供給流体の−Ｉｔ分又は幾つかの
成分が膜に浸透し、浸透部分として集められる。分離さ
れる流体の新鮮な部分が膜に供給されると、膜を通過で
きない流体部分（残留流体）は保持され排出される。

膜分離モジュールは、中空繊維とシート膜の２つの異な
った形式のものである。本発明のモジュールは、後者の
形式のものである。今日までは、シート膜モジュールの
２つの最も普通の形態は、板・フレーム型、或いは螺旋
巻き型のものであった。

板・フレームの形態では、膜材料のシートが２つの剛性
フレームの間で圧縮される。このフレームはシートを平
らに保持し、流体差圧に対して支持を行い、かつ流体の
流れを膜面を横切って差し向けるように流体流のポート
を備える。板・フレームの設計は、膜領域のユニット毎
に、相応のコストで多数の構成部品を必要とする。膜を
傷つけることなく密シールを行うようにフレームを膜に
対してシールすることが問題である。

例えば、米国特許第３．６８４．０９７号は、血液を酸
化或いは透析するための板・フレーム装置を提供し、こ
の装置は、矩形開口部を有する一対のフレームと、両面
にガス透過膜を含む。複数のフレームは、血液の薄いフ
ィルム流れ空間を構成するようにほぼ接触して相互に積
層される。

米国特許第４．１１５．２７４号は、各々が膜で両側を
カバーされている一連の多孔質円板を使用する逆浸透脱
塩装置に関する。円板は積層体に整列されたモジュール
板の対の間に円板の縁が圧縮される。

積層体内の交互のモジュール板が、ジグザグの流れ通路
を作るように１８０°回転される。脱塩水が逆浸透で多
孔質円板に入り、収集のために半径方向外方に流れる。

米国特許第４．７３５．７１８号は、流体を濾過するた
めの多層膜分離器に関する。分離器は少なくとも２つの
膜ユニットを備え、各ユニットは濾過スペーサ層に取付
けられた第１膜シート層と第２膜シート層を有する。第
１保持スペーサ、第２保持スペーサは第１膜、第２膜と
それぞれ直接接触し、透過流体及び残留流体の通路用の
複数の流路を作る。

螺旋巻き形態では、囲まれた多孔質支持材料のシートが
シート膜の長いスリーブである。スリーブは典型的に膜
のウェブを多孔質の支持材料のウェブのまわりに折り曲
げ、次いで膜の２つの縁をシールすることによって形成
される。次いで、スリーブの長い部分は、取り扱われる
流体を螺旋の一端から軸線方向の他端に流せるように螺
旋に巻かれる。浸透流体は螺旋スリーブ内を流れ、螺旋
の中心で浸透流体マニホールドに収集される。螺旋巻き
設計では、浸透流体が螺旋スリーブの内側、相当な距離
多孔質支持材料を通して流れる必要がある。この結果、
浸透流体の大きい圧力損失によって性能の悪化を引き起
こす。膜スリーブの端部と浸透流体の排出マニホールド
との間のシールは確実に行うのが難しい。膜スリーブの
端部を、シールしなければならず、スリーブとサイドシ
ールの両方は供給流体流れ内で保護されない。これらの
シート対シートのシールは、モジュールの寿命の間、緊
密でなければならない。巻き付は工程中、及び引き続く
巻付は物の移動中膜の損傷は潜在的問題である。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した技術は、半透膜のシートを分離装置に使用する
幾つかの仕方を開示するが、それにもかかわらず、ウェ
ファ−の横に向けられた複数のシート膜層を有する新規
なウェファ−要素を提供し、並びに、積層体中の隣接し
たウェファ−間にシールを維持する、かかるウェファ−
を使用した分離モジュールを提供することが望ましい。

従って、本発明の目的は、複数の支持された横半透膜シ
ートを有する分離ウェファ−を提供することにある。

本発明の他の目的は、半透膜材料のシートが、組立、取
扱い、及び使用中に遭遇する曲げ及びその他の力に耐え
るスリーブとして設けられる分離ウェファ−を提供する
ことにある。

本発明の更に他の目的は、ウェファ−の弧状に層をなし
て配列された膜スリーブの層を有する複数の横シート膜
ウェファ−を含む分離モジュールを提供することにある
。

本発明の更に他の目的は、ウェファ−を通過する流体を
残留部分と浸透部分に分離するように、軸線方向に整列
して圧縮された複数の横シート膜ウェファ−を含む分離
モジュールを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、複数の横シート膜ウェファ−
を含み、各ウェファ−は横平行シートに配列された複数
の半透膜層を含み、前記シートは既存の板・フレーム膜
分離装置に使用される膜シートよりも一般に短い、分離
モジュールを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、小さいウェファ−から種々の
寸法に組み立てることができる分離モジュールを提供す
ることにある。各ウェファ−を、組立中に個別に試験で
き、使用中万一故障したらウェファ−を容易に取除くこ
とができる。

本発明の更に他の目的は、各々がウェファ−の弧状に向
けられた、複数の膜層を有する横シート膜ウェファ−を
使用したモジュール内での流体の分離方法を提供するこ
とにある。

本発明の更に他の目的は、分離ウェファ−の製造方法を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 一般に、本発明は、半透膜の横シートを有するウェファ
−を含む。かかるウェファ−は、全体的に円筒形リング
を構成し、内側面及び外側面と上面及び下面とを有する
周囲支持手段と、周囲支持手段内に支持された複数の横
シート膜スリーブとを含む。

本発明は又、流体を浸透部分と残留部分とに分離する装
置を提供する。この装置は、複数の横シート膜ウェファ
−を備え、各ウェファ−は、ウェファ−の弧状に配列さ
れた複数の半透膜スリーブと、膜スリーブの開口両端を
囲み、内側面及び外側面と上面及び下面とを有する周囲
支持手段とを含む。装置は更に、前記流体を受入れる第
１ポート、前記残留流体を取出す第２ポート、及び前記
浸透流体を取出す第３ポートを有する容器と、複数のウ
ェファ−を軸線方向に整列して圧縮する手段と、圧縮手
段及び前記周囲支持手段によって、供給流及び残留流体
から隔てられた前記容器内の浸透流体チャンバとを備え
る。

本発明は又、流体供給流を浸透部分と残留部分とに分離
する方法を提供し、この方法は、軸線方向に整列した複
数のウェファ−によって連結された供給流入口及び残留
流体チャンバを有する分離モジュールを準備し、各ウェ
ファ−は、ウェファ−の包状に整列された複数の半透膜
スリーブと、膜スリーブの両開口端を囲む周囲支持手段
とを有する。この方法は更に、供給流を供給流入口を通
してウェファ−の上に差し向け、供給流を、膜スリーブ
に浸透し周囲支持手段を通って浸透流体チャンバに流れ
る浸透部分と、膜スリーブのまわりを通り残留流体チャ
ンバに通る残留部分とに分離し、浸透流体と残留流体を
モジュールから取り出すことを含む。

流体供給流を浸透部分と残留部分とに分離する他の方法
は、平行な整列で包状に整列され、モジュールの長さ方
向軸に対して垂直に向けられた複数の半透膜スリーブを
含むモジュールの中へ流体を供給し、スリーブの内部と
連通した浸透流体用の分離したチャンバと、膜スリーブ
の間の領域と連通した残留流体用の分離したチャンバと
を準備し、モジュールから浸透流体と残留流体を取り除
くことを含む。

最後に、本発明は、外周壁と、内部で横に支持された複
数の半透膜シートスリーブとを有する分離ウェファ−の
製造方法であって、スリンガ−板によって頂部が部分的
に閉鎖された回転可能な型を準備し、回転可能な型内に
複数の半透膜スリーブを置き、型を周囲で重力の数百倍
の力を生ずるほどの速度で回転させ、同時に、第１の凝
固可能な流体をスリンガ−板上に注いで型内にスリーブ
と支持棚の一部を囲む第１環状リングを形成し、第１リ
ングを硬化させ、次いで、第２凝固可能流体をスリンガ
−板上に注いでスリーブと支持棚のより大きい部分を囲
む外周壁を形成し、型の回転を止め、型から構成部品の
組立体を取り外し、第１リングとこの中に囲まれたスリ
ーブを外周壁から取り外し、これによってスリーブの一
部が外周壁を貫通し前記ウェファ−の外部に開口する分
離ウェファ−の製造方法を提供する。

当業者に明らかとなろうこれらの目的及びその他の目的
を、図面及び以下の明細書を参照して一層詳細に説明す
る。

［実施例］ 本発明の分離装置の基本構成部品は、第１図に示すシリ
ンダであり、以下これをウェファ−ＩＯと呼ぶ。ウェフ
ァ−１Ｏは、上面１２及び下面１３と、内側円筒面１４
及び外側円筒面１５とを有する外側環状注封リングすな
わち周囲支持手段１１からなる。複数のシート膜の短い
スリーブ１６が、支持材料１８のまわりに巻かれ、この
短いスリーブはウェファ−の軸線に対して互い違いに横
方向、かつ垂直の向きに整列される。各スリーブ１６は
、注封リング１１内に一体に取付けられ、その両端１９
．２０は、注封リングを貫通し、外側円筒面１５で終わ
る。

第２図及び第３図を参照すると、各スリーブ１６の構成
は、膜材料２１の連続ウェブを有し、この膜材料は支持
材料１ａのウェブの上に折重ねられる。上縁２２と下縁
２３はしっかり接合かつシールされて合せ目２４を形成
し、この合せ目は支持ウェブから突出し、折り曲げ縁２
５と反対側である。上述したように、スリーブ１６は両
端１９．２０が開いている。接合シールは、膜の縁２２
．２３に付けられ或いは加えられる液体接着剤、ホット
メルト接着剤、接着テープ、或いは熱と圧力、の使用を
含む適当な仕方で行うことができる。

半透膜の組成に関して、現在入手でき、或いは今後入手
できるようになる、どんな膜も使用することができる。

種々のガス混合物及び液体混合物の分離用の半透膜の組
成及び準備は当業者に良く知られているので、その詳細
な説明はここでは行なわない。本発明は特定の半透膜或
いはその準備方法すなわち製造方法に限定されないこと
が理解されよう。

スリーブ１６は、以下に論じるように第３図に仮想線で
示す、組立用のウェファ−１０の外径よりもわずかに長
い矩形部分にまず形成、すなわち切断される。各スリー
ブ１６は、多孔質の支持棚２６上に位置決めされ、該支
持棚は隣接したスリーブ１６を分離する。支持ウェブ１
８及び支持棚２６は、ガス及び液体を通すことができる
プラスチック或いは他の適当な材料のスクリーンからな
るのが好ましい。ウェブ１８の厚さは重要ではないが、
膜シート２１の厚さの約３倍である。支持棚２６として
、ウェファ−を通る供給流の流れを過度に制限しないよ
うに、粗く厚いスクリーンを用いるのが良い。材料の選
択は、当業者に明らかなように、強度及び流れ抵抗を基
準になされる。

ウェファ−１０は、遠心器を利用した注封技術によって
製造される。第５図及び第６図を参照すると、遠心器（
図示せず）のスピンドル３２に固定された底部分３１、
側型部分３３、頂型部分３４及びスリンガ−板３５から
なる型３０が設けられる。

第６図を参照すると、型３０の内側３６には、４つの同
一の支持ブラケット３８Ａ−３８Ｄが設けられ、前記各
ブラケットは９０°の対向した面３９．４０を有する。

支持棚２６を４つのブラケット全部に嵌まるように切断
し、一方、スリーブ１６を対向したブラケットの対３８
Ａ−３８Ｃ或いは３８Ｂ−３８Ｄの間に位置決めする。

すなわち、スリーブ１６の長さは、棚２６の長さと同じ
だが、幅は狭い。

多孔質の支持棚２６を、型の底に置く。次いで、スリー
ブ１６を型内に置き、その際、隣接したスリーブを次の
棚２６で分離し、かつ第５図に示すようにブラケット３
８Ａ−３８Ｃの間、次いで３８Ｂ−３８Ｄの間に置くこ
とによって、合せ目２４を交互の方向に向ける、すなわ
ち１８０°離す。型３０の内側で、遠心力は膜スリーブ
を支持ブラケットに対して正しい位置に保持する傾向が
ある。スリーブ及び多孔質分離シートすなわち支持棚の
積層体は、型３０の内側、すなわちウェファ−の高さよ
りもわずかに低い高さまで積層される。頂型部分３４を
所定の位置に固定し、型を遠心器で型の周囲で重力の数
百倍の力を生ずる程の速度まで回転させる。

注型が回転しているとき、ワックスのような熱硬化性材
料をスリンガ−板３５の上に注ぐ。ワックスはスリンガ
−板から飛ばされ、型の周囲４１に流れ、ここでワック
スは遠心力によりリング４２を形成する。ワックスは冷
却されて硬化する。

次いで、エポキシのような注型材料を型に注ぎ、フック
のスリングで支持された直径の小さい第２リング、すな
わち環状リング１１を形成する。ワックスのレベルは、
エポキシが膜スリーブの開口端に入るのを防ぐ程に高い
ことが重要である（第７図）。この手段によって、エポ
キシ管シート、すなわちリング１１には、両側でエポキ
シのリングを貫通するワックスでシールされた膜スリー
ブが形成される。エポキシリング内に膜スリーブ１６の
シール合せ目２４を位置決めすることによって、シール
はエポキシで注封されて、−層しっかりとし、横の膜ス
リーブの片側の供給流体の流れを阻止するバリヤが形成
される。膜スリーブ１６の向きと片寄りが互い違いにな
っているので、供給流体が第９図に示すように軸線方向
に移動するとき、供給流体はウェファ−の一方の側から
他方の側まで曲がりくねった通路を強制的に流される。

エポキシが十分に硬化した後、型の回転を停止し、ワッ
クス・エポキシ組立体を型壁及びブラケット３８Ａ−３
８Ｄから自由にするのに十分なワックスの溶解までまず
加熱することによって、組立体を型３０から取外す。次
いで、ワックスとエポキシリング１１の周囲から突出し
た余分の膜スリーブ長さを、旋盤取付具でウェファ−を
回転させながら切取って除去する。ワックスを溶かして
、埋めこまれた破片をしみ出させることによってワック
スを回収して再使用することができる。削られたウェフ
ァ−をワックスの溶融点以上の温度まで加熱し、残った
ワックスをウェファ−の外に流し出す。ウェファ−の平
らな側面はウェファ−積層体の適当なシール面を形成す
るのに必要なほどに仕上げる。好ましくは、頂型部分３
４は環状リム４３を備え、この環状リムは、ウェファ−
を軸線方向に積層したときにウェファ−間のシールを行
うためのＯリングを受入れる溝４４を形成する。

第８図には、ウェファ−１０の断面を示す。ガス又は液
体である供給流材料は、矢印Ｆで示され、これはウェフ
ァ−１０に入り第１ウェファ−のスリーブ１６Ａに接触
する。供給流の一部は膜シー）２１に浸透し、一方、大
部分は端部２５のまわりを流れ、スリーブ１６Ａ及び１
６Ｂを分離する多孔質棚２６を通る。なぜなら、第２ス
リーブ１６Ｂはリング１１の手前で終わり、空所４５が
供給流材料の通路として設けられるからである。

供給流流体は反対側の端ではスリーブの合せ目２４を通
過できず、かくして、流体は互い違いの膜スリーブによ
って構成された曲がりくねった通路（第９図）でウェフ
ァ−の中を軸線方向に流れる。

この仕方で流体は各膜スリーブの両側に接触し、浸透可
能な材料がウェブ１８によって維持されたスリーブの内
部に流入できるほどの時間、ウェファ−１Ｏ内に留まる
。−旦、スリーブ１６内に入ると、この材料すなわち浸
透流体はスリーブ内をウェファ−１Ｏに垂直の方向に流
れる。第４図に示すように、スリーブ１６は各ウェファ
−のリング１１を貫通するので、浸透流体Ｐは外側円筒
面１５を出る、一方、残る流体すなわち残留流体Ｒは、
ウェファ−１０を軸線方向に貫通する。ウェファ−は通
常の実施では所定の容量の供給流を濾過するのに十分な
膜スリーブを備えることができるけれども、複数のウェ
ファ−１０を円筒形装置すなわちモジュール内に軸線方
向に積層しても良い。

第１Ｏ図を参照すると、本発明のモジュールを全体的に
番号６０で示す。このモジュールは、円筒形ハウジング
６２、ベース６３、上部ハウジング６４及び取外し可能
な頂部６５からなる容器６１を使用する。ハウジング６
２の底近くには、支持棚６６が設けられ、この上にウェ
ファ−ｌＯが積層される。モジュール６０は又、供給流
体ポート６８、浸透流体ポート６９及び残留流体ポート
７０、並びに、後述する供給流チャンバ７１、浸透流体
チャンバ７２及び残留流体チャンバ７３を備える。最後
に、全体的に番号７４で示すウェファ−の積層体を圧縮
する手段が設けられる。

円筒形ハウジング６２、ベース６３及び上部ハウジング
６４は、鋼或いはステンレス鋼のような他の材料で作ら
れるのが好ましい。これらは、別々の構成部品として製
造しても良いが、溶接又は他の適当な手段でそれらを互
いに接合し連続な一部モジュール６０を形成し、そこに
頂部６５を固定する。適当な厚さの金属の使用が、１つ
以上のウェファ−の突発的故障に対する安全手段として
望ましい。

最初のウェファ−を内部の棚６６に載せ、引き続き各ウ
ェファ−を先行のウェファ−の上に載せて、ウェファ−
ＩＯをモジュール６０内に置く。

ウェファ−１０の挿入と引抜きを助けるために、ウェフ
ァ−を円筒形のワイヤバスケットすなわちケージ（図示
せず）にまず詰め込み、次いでこれをモジュール６０の
中に下げる。モジュール６０の組立及びその後の使用中
、供給流が隣接したリング１１の間を通って浸透流体を
汚染しないようにウェファ−１０を互いにシールするこ
とが重要である。第１図及び第９図に最も良く示すよう
に、このシールは、各リングＩＯの上面１２の凹部４３
にＯリング８０を嵌め込むことによって行われる。０リ
ングは又、内部相６６上にも設けられる。

ウェファ−１０は、次に説明するように、圧縮手段７４
によって相互にシールされる。圧縮手段７４は、一般に
複数のボルト８１及びナツト８２とスロート部材８３と
からなる。外部フランジ８４は、上部ハウジング部材６
４の部分であり、このフランジに頂部６５がボルト８１
によって固定され、このボルトはフランジ８４、頂部６
５及びナツト８２の軸線方向に整列した孔を貫通する。

供給流体ポート６８は頂部６５に溶接或いは他の方法で
固定され、スロート部材８３が反対の端に固定される。

供給流Ｆは、供給流体ポート６８に供給され、スロート
部材８３で構成された供給流チャンバ７１を通って、最
も上のウェファ−１０と接触する。スロート部材８３は
少なくとも１つの金属ピストンリング８５を有して浸透
流体チャンバ７２をシールし、このスロート部材は最も
上のウェファ−１０に載る。ピストンリングの使用によ
り、モジュール６０を可燃性供給流について使用する場
所に安全手段を設ける。頂部６５とフランジ８４は互い
に接合されるので、スロート８３がウェファ−の積層体
を支持棚６６にしっかりと押すことは明らかである。

ウェファ−１０及びモジュール６０の中を通る供給流の
流れを第９図に略図で示す。はっきりさせるため、任意
に使用される支持棚２６を取除いた。モジュールの長さ
は、供給流が全部のウェファ−を通過したときには、最
後のウェファ−を出る残留流体に、濾過された材料、す
なわち浸透流体が比較的ないようにする程の長さである
。

モジュール６０を一般的にここに説明した。モジュール
及びその変形の一層詳しい説明は、譲受人の出願第３２
８．３３５号に示され、この出願の主題は参考としてこ
の出願に入れである。選択したモジュール構造にかかわ
りなく、本発明のウェファ−を、スリーブ１６を形成す
るのに選択された半透膜２１の組成に応じて、種々のガ
ス混合物及び液体混合物を分離することができる分離装
置を製造するのに使用することができる。

本発明は又、流体供給流を浸透部分と残留部分に分離す
る方法を提供する。上述したように、分離できる流体は
、ガス混合物又は液体混合物を含む。ガス又は液体の流
体供給流を、供給流体ポート６８を経てモジュール６０
に供給して供給流チャンバ７１に流入させる。モジュー
ルは複数のウェファ−１Ｏを備え、このウェファ−は一
端の供給流チャンバ７１を他端の残留流体チャンバ７３
から分離する。ウェファ−ＩＯはモジュール６０゜等の
中で互に圧縮された個々のユニットとして軸線方向に配
列される。

流体は、入口通路からウェファ−を通って各膜スリーブ
１６のまわりに差し向けられる。上述の開示から明らか
なように、各膜スリーブはモジュールの長さ方向軸線Ａ
に対して垂直方向に向けられる。各ウェファ−内で、流
体の浸透可能部分はスリーブ１６に入り、そのウェブ１
８を通り、ウェファ−の周囲支持部１１を通って流れ、
浸透流体チャンバ７２に入る。後者（浸透流体チャンバ
７２）は、モジュールの壁とウェファ−〇同心整列の支
持部１１との間に形成される。この段階で、流体は浸透
部分と残留部分とに分離され、これらは、最終的にモジ
ュールから取出される。

上述した説明と例に基すき、ここに開示したモジュール
とウェファ−は、本発明の目的を満たすことが明らかで
ある。個々のウェファ−のモジュール性によりウェファ
−を積層体に単に追加するだけで、ある寸法のウェファ
−からほとんど任意の長さのモジュールを組立てること
ができる。多くの異なったモジュール構成を幾つかの異
なるウェファ−径だけで組立てることができる。その上
、ウェファ−をモジュールの組立の前に個別に試験する
ことができ、かくして、膜構成部品、すなわちシート或
いは中空繊維がすべて一緒に接合されているので従来の
全モジュールを交換しなければならない場合よりも、少
ない半透膜の損失で欠陥ウェファ−をモジュールから取
り除き、廃棄することができる。

今、明らかなように、横シート膜モジュールは、板・フ
レーム型及び螺旋巻型よりも幾つかの利点を有する。膜
スリーブの浸透流体の流体流れの圧力損失は、膜分離工
程の性能に有害なので、スリーブの流れ通路が長ければ
長いほど、性能により悪影響を及ぼす。しかし、コスト
要件では、浸透流体マニホールドでのスリーブ、連結が
少ない大径モジュールが好ましく、これはより長いスリ
ーブを必要とする。経済的なかね合いをモジュール直径
、膜スリーブ連結の数、及びスリーブ長さによって受け
る性能の悪化の間でなされなければならない。逆に、本
発明の横シート膜モジュールは、多数の短い膜スリーブ
からなり、このスリーブは単一の工程で効率的に注型さ
れる。膜スリーブ内の浸透流体の損失は、非常に低いレ
ベルに制御することができ、及び／又は多孔質の支持材
料の厚さを減じてモジュール内の容積充填効率を高める
ことができる。

第２に、本発明の横シート膜モジュールの設計では、膜
モジュールは螺旋巻きの際のように、曲げや大きい圧縮
力を受けない。−旦、膜スリーブが遠心器の注型に置か
れると、膜スリーブはそれ以上の取扱を受けず、又−旦
、注型されると、スリーブはいかなる機械的応力も受け
ない。第３に、横シート膜モジュールの設計は、潜在的
に弱い膜側部の合せ目をエポキシ内に埋め込む。エポキ
シの剛性シリンダは、あらゆるモジュール化力を取扱い
、かつ組立および輸送中の偶然の損傷から膜面を保護す
る。

第４に、ウェファ−は横シート膜モジュール用のモジュ
ール組立ブロックである。ウェファ−のモジュール性に
より、ある寸法のウェファ−からほとんど任意の長さの
モジュールを組み立てることができる。多くの異なるモ
ジュール構成を幾つかの異なるウェファ−寸法で組立て
ることができる。ウェファ−をモジュール組立の前に個
別に試験することができるので、高い生産率を達成する
ことができる。短い組立時間と全モジュールを捨てるよ
りも少ない膜損失で、欠陥ウェファ−を取除くことがで
きる。平均的モジュールが２０のウェファ−で作られる
のなら、大きな欠陥を、１００％でなくモジュールの５
％を捨てることによってなくすることができる。

最後に、横シート膜モジュールの設計は、同等の径の螺
旋巻きモジュールよりも高い供給流体の流速を有する。

供給流体の曲がりくねった流れ通路は、流体／膜境界で
高速を確保し、この速度は、大量の供給流体の流れで膜
面を一掃しつづけることによって、膜面付近に残留流体
を濃縮させる傾向を減する。濃縮分極の減少の結果、よ
り良い膜性能となる。

結論として、ここに記述した横シート膜ウェファ−を製
造し、組立て、使用する仕方は、当業者に明らかであろ
う。上述した開示に基づいて、ここに記述したウェファ
−及びモジュールを用いて、上述した目的を達成するこ
とは、明らかであろう。

又、本発明のモジュールを種々の供給流体の分離に関し
て容易に使用できることも、当業者に明らかであろう。

あらゆる変更が本発明の特許請求の範囲に明らかに属す
ることが理解されよう。それゆえ、特定の構成要素の選
択は、ここに開示し説明した本発明の精神から逸脱する
ことなく決定することができる。その上、本発明の範囲
は、特許請求の範囲に属するあらゆる変更及び変形を包
含しよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、個々の膜スリーブを示すように部分的に切除
した、本発明のウェファ一部材の斜視図であり、 第２図は、単一のスリーブ部材の斜視図であり、第３図
は、ウェファ−の環状支持手段の上に重ねられた単一の
スリーブ部材の平面図であり、第４図は、第１図の線４
−４における本発明のウェファ−の横断面図であり、 第５図は、ウェファ−〇形成を示す、本発明のウェファ
一部材を製造するための型の横断面側面図であり、 第６図は、製造の前の構成部品の配置を示す、ウェファ
−を製造するための型の平面図を示し、第７図は、組立
中、ワックス・エポキシ混合物の堆積後、ウェファ−を
製造するための型の平面図を示し、 第８図は、単一のウェファ一部材の部分断面斜視図であ
り、 第９図は、膜スリーブのまわりの供給流の流れを示すよ
うに支持棚を取り除いた、軸整列した複数のウェファ一
部材の斜視図であり、 第１０図は、本発明による横シートの膜モジュールの断
面側面図である。 １０・・・ウェファ−１１・・・注型、１６・・・スリ
ーブ、　１８・・・支持材料、２１・・・膜材料、　　
２４・・・合せ目、２６・・・支持棚、　　３０・・・
型、３１・・・底部分、　　３２・・・スピンドル、３
３・・・側型部分、　３４・・・頂型部分、３５・・・
スリンガ−板、４３・・・環状リム、６０・・・モジュ
ール ６２・・・円筒形ハウジング、 ６３・・・ベース、６４・・・上部ハウジング、６５・
・・頂部、６８・・・供給流チャンバ、６９・・・浸透
流体チャンバ、 ７０・・・残留流体チャンバ、 ７４・・・圧縮手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内側面及び外側面と上面及び下面とを有し、ほぼ
   円筒形のリングを構成する周囲支持手段と、前記支持手
   段内に支持された複数の横シート膜スリーブとからなる
   、半透膜の横シートを有するウエファー。 ２、前記横シート膜スリーブは、 多孔質の支持ウェブと、 該支持ウェブのまわりに巻かれ、スリーブを形成する半
   透膜シートとからなる、請求項第１項に記載のウエファ
   ー。 ３、前記横シート膜スリーブは、前記ウエファーの内側
   から外側への連通を行うために、前記周囲支持手段を貫
   通した両端を有する、請求項第２項に記載のウエファー
   。 ４、前記各スリーブは、前記両端間を通り前記周囲支持
   手段に部分的に埋め込まれた細長い合せ目と、前記周囲
   支持手段の内面の手前で終わり該周囲支持手段の内面と
   の間に弦状の空間を形成する前記合せ目の反対側の縁と
   を有する、請求項第３項に記載のウエファー。 ５、スリーブの前記合せ目は、前記ウエファー内のすべ
   てのスリーブについて、交互に次のスリーブの前記縁の
   上に隣接して向けられる、請求項第４項に記載のウエフ
   ァー。 ６、更に、前記周囲支持手段内に支持された複数の多孔
   質支持棚を有し、前記各膜スリーブは前記多孔質支持棚
   の１つに載る、請求項第１項に記載のウエファー。 ７、流体を浸透部分と残留部分とに分離する装置であっ
   て、該装置は、 複数の横シート膜ウエファーを備え、 前記各ウエファーは、前記ウエファーの弦状に配列され
   た複数の半透膜スリーブと、前記膜スリーブの開口両端
   を囲み内側面及び外側面と上面及び下面とを有する周囲
   支持手段とを含み、前記装置は更に、前記流体を受入れ
   る第１ポート、前記残留流体を取出す第２ポート、及び
   前記浸透流体を取出す第３ポートを有する容器と、 前記複数のウエファーを軸線方向に整列して圧縮する手
   段と、 前記圧縮手段及び前記周囲支持手段によって、前記供給
   流及び前記残留流体から隔てられた前記容器内の浸透流
   体チャンバとを備える、流体分離装置。 ８、更に、前記第１ポートと前記複数のウエファーの１
   番目と連通した供給流チャンバと、 前記第２ポートと前記複数のウエファーの最後と連通し
   た、前記供給流チャンバの下流の残留流体チャンバとを
   備え、前記浸透流体は前記横シート膜スリーブに入り、
   前記支持手段を通って前記浸透流体チャンバに流れる、
   請求項第７項に記載の装置。 ９、前記容器は、 一端が閉鎖された細長い本体と、 前記軸線方向に整列した複数のウエファーを受入れて支
   持するための内部棚と、 前記細長い本体の反対側の端に取外し自在に固定された
   端キャップとを含み、 前記第１ポートは前記端キャップに固定されている、請
   求項第８項に記載の装置。 １０、前記第１ポートは、前記端キャップによって支持
   され、かつ前記供給流チャンバに延びたスロートを有す
   る、請求項第９項に記載の装置。 １１、前記圧縮手段は、前記内部棚と、前記スロートと
   、前記ウエファーが前記内部棚と前記スロートの間の軸
   線方向の整列を維持するように、前記端キャップを前記
   細長い本体に連結する手段とを含む、請求項第１０項に
   記載の装置。 １２、流体供給流を浸透部分と残留部分とに分離する方
   法であって、 軸線方向に整列した複数のウエファーによって連結され
   た供給流入口及び残留流体チャンバを有する分離モジュ
   ールを準備し、 前記各ウエファーは、前記ウエファーの弦状に整列され
   た複数の半透膜スリーブと、前記膜スリーブの両開口端
   を囲む周囲支持手段とを有し、 前記供給流を前記供給流入口を通して前記ウエファーの
   上に差し向け、 前記供給流を、前記膜スリーブに浸透し前記周囲支持手
   段を通して前記浸透流体チャンバに流れる浸透部分と、
   前記膜スリーブのまわりを通り前記残留流体チャンバに
   通る残留部分とに分離し、 前記浸透流体と前記残留流体を前記モジュールから取り
   出すことを含む、流体分離方法。１３、外周壁と、内部
   で横に支持された複数の半透膜シートスリーブとを有す
   る分離ウエファーの製造方法であって、 スリンガー板によって頂部が部分的に閉鎖された回転可
   能な型を準備し、 前記回転可能な型内に複数の前記半透膜スリーブを置き
   、 前記型を周囲で重力の数百倍の力を生ずるほどの速度で
   回転させ、同時に、第１の凝固可能な流体を前記スリン
   ガー板上に注いで前記型内に前記スリーブと前記支持棚
   の一部を囲む第１環状リングを形成し、 前記第１リングを硬化させ、次いで、第２凝固可能流体
   を前記スリンガー板上に注いで前記スリーブと前記支持
   棚のより大きい部分を囲む前記外周壁を形成し、 前記型の回転を止め、型から構成部品の組立体を取り外
   し、 前記第１リングとこの中に囲まれた前記スリーブを前記
   外周壁から取り外し、これによって前記スリーブの一部
   が前記外周壁を貫通し前記ウエファーの外部に開口する
   、分離ウエファーの製造方法。 １４、複数の多孔質支持棚を前記回転可能な型内に前記
   膜スリーブと交互に置くことを更に含む、請求項第１３
   項に記載の方法。 １５、ブラケットを前記開口室内に固定し、複数の支持
   部を構成して前記型の回転中、前記スリーブと前記支持
   棚の移動を妨げる、請求項第１４項に記載の方法。