JPH04134424U - 中空糸膜モジユール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 多本数の中空糸膜と中空糸膜の端部を開口固
定する固定部材とを有してなる中空糸濾過モジュールで
あって、中空糸膜の一部に、中空糸膜の内部空間を複数
の中空糸膜で共有する結節部を有する中空糸膜が配設さ
れてなる中空糸濾過モジュール。 【効果】 中空糸膜内を流れる流体に乱流を発生させる
ことができるので、モジュールの単位容積当り、単位膜
面積当りの物質移動効率が高められる効果が発揮され
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、中空糸膜の内部に流体を流してクロスフロー方式で、膜面を介して 物質移動させるのに適した中空糸膜モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、中空糸の内部に流体を流して、クロスフロー方式で中空糸の膜面を介し てガス等の物質移動を行う中空糸膜モジュールとしては、血液中の酸素を富化し 、二酸化炭素を排出する人工肺や、超純水中の溶存酸素を除去する脱気膜モジュ ール等が知られている。これらの中空糸濾過モジュールとしては、多数のストロ ー状の中空糸膜を中空部の開口状態を保ったまま、両端部を固定部材で集束固定 したものが代表的な形態である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このタイプのモジュールにおいては、中空糸膜の内径を細くす ると一定の容積制限下での膜面積は増加するものの、中空内部での流路の圧力損 失が著しく高くなった。したがって、流路抵抗が高くならない範囲の内径のもの を使用しなければならなかった。中空糸膜の中空部における流体の流れは一般に 層流であるため、中空糸の膜面近傍では膜面を介しての物質移動が容易に行われ る。しかし、その後は流体中での拡散が律速となって、中空内部の流体全体が定 常的な状態に達するためには、中空糸長を長くする必要があり、モジュールの単 位容積当り、単位膜面積当りの処理効率が悪く、また中空内部を通る流体の圧力 損失も大きいという問題があった。

【０００４】 本考案の目的は、これらの問題を解決することのできる中空糸膜モジュールを 提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 すなわち、本考案の中空糸膜モジュールは、多本数の中空糸膜と、中空糸膜の 両端部を開口状態を保ちつつ固定する固定部材とを有してなる中空糸膜モジュー ルにおいて、少なくとも一部の中空糸膜が、中空膜糸の内部空間を複数の中空糸 膜で共有する結節部を有するものであることを特徴とする。

【０００６】

【作用】

以下、本考案の中空糸膜モジュールにつき図面を参照しつつより詳細に説明す る。

【０００７】 図１は、本考案の中空糸膜モジュールの一例を示す模式断面図である。本考案 の中空糸膜モジュールは、基本的には、固定部材１と、中空糸膜２とから構成さ れ、少なくとも一部の中空糸膜は、結節部３を有するものである。これらに加え 、所望により、例えば支持部材として機能するハウジング４等の各種の補助部材 が付設されてもよい。

【０００８】 固定部材１は、多数の中空糸膜２の端部を開口状態を保ったまま集束して固定 するとともに、中空糸膜を膜として機能させるために、中空糸膜の内部に臨む空 間と中空糸膜の外部に臨む空間との仕切り部材としても機能する。固定部材１は 、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等を硬化させたもので構成されるのが 一般的である。

【０００９】 中空糸膜２としては、種々のものが使用でき、例えばセルロース系、ポリオレ フィン系、ポリスルホン系、ポリビニルアルコール系、ＰＭＭＡ系等からなるも のが使用できる。本考案で用いられる中空糸膜は、少なくともその一部は、結節 部３を有するものである。本考案にいう結節部３とは、中空糸膜の内部空間が複 数の中空糸膜で共有される部分を意味し、通常は中空糸膜の内部断面積より多少 広い内部断面積（一本の中空糸膜の内部断面積の２０倍程度以下）を有する。図 ２および図３は、このような中空糸膜の結節部３を示す図であり、図２は二本の 中空糸膜が一つの結節部３を有す例を示した図であり、図３は多本数の中空糸膜 が一つの結節部３を有す例を示した図である。

【００１０】 中空糸膜モジュール内の中空糸膜の一端から他端へ中空糸膜の中空部を流体が 流れるに間に、このような結節部を流体が通過することにより、中空糸膜内では 層流であった流体の流れがここで乱流となり、攪拌力を受けることにより、流体 中の物質交換における拡散律速の問題が一気に解決される。

【００１１】 本考案の中空糸膜モジュールにおいては、通常、中空糸膜は、二つの固定部材 間を直線状で配設されるのが一般的であるが、必ずしも直線状に配設される必要 はない。しかし、中空糸膜が直線状で配設されるタイプの中空糸膜モジュールに おいて、膜を介しての物質交換効率の向上、圧力損失の低下という、結節部を有 する中空糸膜を使用することによる、効果が最大限に発揮される。これは、中空 糸膜が直線状で配設され場合に、特に中空糸膜の内部空間を流れる流体が層流を 形成しやすいためである。

【００１２】 本考案に用いられる結節部を有する中空糸膜の製法は、特に限定されるもので はないが、簡単には、中空糸膜が熱可塑性樹脂からなる場合には、熱可塑性樹脂 を溶融させる温度まで加熱した鋭利な刃物、例えばカミソリの刃によって、予め 同一平面上に平行に互いに密着させて引き揃えた中空糸膜群の一方の端部から他 方の端部へと切り込みを入れながら、切断部が互いに融着するようにし、冷却固 化した後、カミソリを取り除いて端部の穴を熱的に融着させるか接着剤で塞ぐこ とによって得ることができる。

【００１３】 他の方法としては、専用の一対の結節部構成部材５、６を用いる方法が挙げら れる。すなわち、図４の(a) 〜(C) に示されるように、一方の結節部構成部材５ の中空糸膜配設用溝部７に中空糸膜１の端部を載置した後、他方の結節部構成部 材６をかぶせ、接着剤で結節部構成部材を一体化して結節部３を形成するととも に、中空糸膜１も結節部３に接着固定する方法が挙げられる。

【００１４】

【考案の効果】

本考案の中空糸膜モジュールによれば、中空糸膜の一部に結節部を有する中空 糸膜を使用したことにより、モジュールの単位容積当りの処理効率が高く、モジ ュールの膜面積当りの処理効率も高く、中空糸膜の内部を通る流体の圧力損失も 小さいという効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の中空糸膜モジュールの一例を示す模式
断面図である。

【図２】本考案の中空糸膜モジュールに用いられる中空
糸膜の結節部の一例を示す模式図で、(a) は平面図、
(b) は断面図である。

【図３】本考案の中空糸膜モジュールに用いられる中空
糸膜の結節部の他の一例を示す模式図で、(a) は平面
図、(b) は断面図である。

【図４】本考案の中空糸膜モジュールに用いられる中空
糸膜における結節部の製造法の一例のフローを(a) 〜
(c) の順に示す模式斜視図である。

【符号の説明】

１：固定部材 ２：中空糸膜
３：結節部 ４：ハウジング ５、６：結節部構成部材
７：中空糸膜配設用溝部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多本数の中空糸膜と、中空糸膜の両端部
   を開口状態を保ちつつ固定する固定部材とを有してなる
   中空糸膜モジュールにおいて、少なくとも一部の中空糸
   膜が、中空糸膜の内部空間を複数の中空糸膜で共有する
   結節部を有するものであることを特徴とする中空糸膜モ
   ジュール。