JPH0554367B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0554367B2 JPH0554367B2 JP60009868A JP986885A JPH0554367B2 JP H0554367 B2 JPH0554367 B2 JP H0554367B2 JP 60009868 A JP60009868 A JP 60009868A JP 986885 A JP986885 A JP 986885A JP H0554367 B2 JPH0554367 B2 JP H0554367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permeable membrane
- gas
- support
- cell
- enriched gas
- Prior art date
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、有機膜を用いて混合気体から希望す
る気体を選択的に分離する、平膜式の気体透過セ
ルに関するものである。
る気体を選択的に分離する、平膜式の気体透過セ
ルに関するものである。
（従来の技術）
近年、有機物の膜を利用し、特に酸素富化気
体、窒素富化気体、あるいは、水素その他の混合
気体から選択的に必要な気体を分離する方法が
種々試みられている。特に酸素富化気体は、燃焼
用、医療用、菜園用、養魚用等に対する省エネル
ギ資源として幅広く利用されることもあつて、気
体透過膜セル（以下、単にセルという）の研究が
盛んになつてきている。
体、窒素富化気体、あるいは、水素その他の混合
気体から選択的に必要な気体を分離する方法が
種々試みられている。特に酸素富化気体は、燃焼
用、医療用、菜園用、養魚用等に対する省エネル
ギ資源として幅広く利用されることもあつて、気
体透過膜セル（以下、単にセルという）の研究が
盛んになつてきている。
従来のセルにおいて、気体の透過膜により分離
富化された気体を、セル外に流出する通路とし
て、実願昭56−68929号に開示されているように、
表面を粗面化した透過膜を支持する支持体を、透
過膜間に介在させて、その粗面凹部を利用するも
の、あるいは実願昭56−68930号に示されている
ように、連続する細孔を設けた支持体を透過膜で
挟持し、その細孔を気体通路に利用するものなど
があり、それら凹部または細孔でできる気体通路
を確実にするため、透過膜は外壁フレームに貼着
保持してシールさせ、その外壁フレームに設けた
気体の流出口から吸引することにより、富化気体
を得ている。又、複数のセルを積層して構成する
積層構造セルにおいては、分離すべき気体を透過
膜の表面に通過、供給させるための間隙を確保す
るため、各単位セル間にスペーサを設けて積層し
たり、あるいは金属もしくは樹脂等で形成した、
案内レールを有する積層箱を用いている。
富化された気体を、セル外に流出する通路とし
て、実願昭56−68929号に開示されているように、
表面を粗面化した透過膜を支持する支持体を、透
過膜間に介在させて、その粗面凹部を利用するも
の、あるいは実願昭56−68930号に示されている
ように、連続する細孔を設けた支持体を透過膜で
挟持し、その細孔を気体通路に利用するものなど
があり、それら凹部または細孔でできる気体通路
を確実にするため、透過膜は外壁フレームに貼着
保持してシールさせ、その外壁フレームに設けた
気体の流出口から吸引することにより、富化気体
を得ている。又、複数のセルを積層して構成する
積層構造セルにおいては、分離すべき気体を透過
膜の表面に通過、供給させるための間隙を確保す
るため、各単位セル間にスペーサを設けて積層し
たり、あるいは金属もしくは樹脂等で形成した、
案内レールを有する積層箱を用いている。
以下、上述した従来例について図面を用いて今
少し詳細に説明する。
少し詳細に説明する。
第３図は富化気体の流出経路として、表面を粗
面化した、支持体を使用した例、第４図は連続し
た細孔を設けた支持体を使用した例、第５図、第
６図はそれぞれ、間隙を形成する手段として、ス
ペーサ、及び案内レールを設けた積層構造セルの
積層箱の斜視図である。図中、同一材料は同一の
番号で示されている。
面化した、支持体を使用した例、第４図は連続し
た細孔を設けた支持体を使用した例、第５図、第
６図はそれぞれ、間隙を形成する手段として、ス
ペーサ、及び案内レールを設けた積層構造セルの
積層箱の斜視図である。図中、同一材料は同一の
番号で示されている。
なお、第３図において、１は混合気体を選択的
に分離する為の有機材料からなる透過膜で、セル
本体を保持する為の外壁フレーム２の上下両面に
接着剤３を用いて貼着されている。４は表面を粗
面化した支持体、５は保護紙である。流出口６か
ら吸引することにより透過膜１により選択通過し
て富化された気体は、保護紙５と支持体４との凹
部空間７を通つてセル外に流出することができ
る。
に分離する為の有機材料からなる透過膜で、セル
本体を保持する為の外壁フレーム２の上下両面に
接着剤３を用いて貼着されている。４は表面を粗
面化した支持体、５は保護紙である。流出口６か
ら吸引することにより透過膜１により選択通過し
て富化された気体は、保護紙５と支持体４との凹
部空間７を通つてセル外に流出することができ
る。
第４図は支持体として連続する細孔８′を多数
有する支持体８を用いたもので、他の符号は第３
図の説明と同じであり、富化気体は細孔８′を通
つて流出口６から流出する。
有する支持体８を用いたもので、他の符号は第３
図の説明と同じであり、富化気体は細孔８′を通
つて流出口６から流出する。
第５図は積層構造のセルを構成する場合の、単
位セル間の気体通路を確保するスペーサを示すた
めの単位セルの斜視図で、９がそのスペーサであ
り、他の符号は前図までに準ずる。
位セル間の気体通路を確保するスペーサを示すた
めの単位セルの斜視図で、９がそのスペーサであ
り、他の符号は前図までに準ずる。
第６図は同じく積層構造セルのための積層箱の
斜視図で、案内レール１０により単位セル相互の
位置を規定することにより、セル間間隙を保つ
て、第５図のスペーサ９と同様の気体通路を形成
するようにしたものである。
斜視図で、案内レール１０により単位セル相互の
位置を規定することにより、セル間間隙を保つ
て、第５図のスペーサ９と同様の気体通路を形成
するようにしたものである。
（発明が解決しようとする問題点）
従来上述のように富化気体の流出径路として表
面が粗面化した支持体４や、連通する細孔８′を
設けた支持体８を利用している為に透過膜１のシ
ールとして、外壁フレーム２が必要である。又、
粗面化した支持体４の表面の凹凸形状や、連続す
る細孔８′を設けた支持体８の孔径及び密度を一
定にするのは非常に困難であり、透過膜セルへ一
定の吸引圧力をかけても、富化気体の流出径路の
空間のばらつきにより、透過膜１に作用する圧力
が、各々のセルで一定しない。富化気体の量及び
濃度は、透過膜１へ作用する圧力に支配される。
従つて、各々のセルの品質が一定しない。又、分
離すべき気体を、透過膜表面に通過、供給させる
間隙を、第５図、第６図のようにスペーサ９もし
くは、案内レール１０により形成する方法では、
透過膜セル完成後に、スペーサ９の貼り付け作業
や、案内レール１０への挿入工程が必要であり、
その際、透過膜表面に傷等の不良が発生し易く、
品質低下の原因となる。つまり従来の透過膜セル
では部品点数が多く、しかも、品質が一定しない
という問題があつた。
面が粗面化した支持体４や、連通する細孔８′を
設けた支持体８を利用している為に透過膜１のシ
ールとして、外壁フレーム２が必要である。又、
粗面化した支持体４の表面の凹凸形状や、連続す
る細孔８′を設けた支持体８の孔径及び密度を一
定にするのは非常に困難であり、透過膜セルへ一
定の吸引圧力をかけても、富化気体の流出径路の
空間のばらつきにより、透過膜１に作用する圧力
が、各々のセルで一定しない。富化気体の量及び
濃度は、透過膜１へ作用する圧力に支配される。
従つて、各々のセルの品質が一定しない。又、分
離すべき気体を、透過膜表面に通過、供給させる
間隙を、第５図、第６図のようにスペーサ９もし
くは、案内レール１０により形成する方法では、
透過膜セル完成後に、スペーサ９の貼り付け作業
や、案内レール１０への挿入工程が必要であり、
その際、透過膜表面に傷等の不良が発生し易く、
品質低下の原因となる。つまり従来の透過膜セル
では部品点数が多く、しかも、品質が一定しない
という問題があつた。
本発明は上記した種々の欠点に鑑み透過膜セル
の部品点数を低減し、コストダウンを図り、か
つ、一定の吸引圧力を各々のセルの透過膜に作用
させるようにして品質の安定を図るとともに、透
過膜セル完成中の傷等の発原因を除去し、品質の
低下を防ぐようにしたものである。
の部品点数を低減し、コストダウンを図り、か
つ、一定の吸引圧力を各々のセルの透過膜に作用
させるようにして品質の安定を図るとともに、透
過膜セル完成中の傷等の発原因を除去し、品質の
低下を防ぐようにしたものである。
（問題点を解決するための手段）
上記問題を解決するため本発明は、セル本体を
形成する支持体の表面に、富化気体の通路となる
凹部溝を、縦、横に複数個交差するように設け、
かつ、分離すべき気体を透過膜表面へ、通過、供
給させる為の間隙を形成するスペース形成部及び
富化気体が流出する流出口を、支持体と一体構造
に形成したものである。
形成する支持体の表面に、富化気体の通路となる
凹部溝を、縦、横に複数個交差するように設け、
かつ、分離すべき気体を透過膜表面へ、通過、供
給させる為の間隙を形成するスペース形成部及び
富化気体が流出する流出口を、支持体と一体構造
に形成したものである。
（作用）
上述した本発明の作用は次のようになる。
富化気体が流出する流出口を、吸引ポンプで吸
引することにより、透過膜の内外に圧力差を生
じ、混合気体から分離すべき気体が透過膜を通過
し、選択、分離される。分離された気体は、セル
本体を形成する支持体表面に、型成形、機械加工
等に等により格子状に交差させた縦、横の凹部溝
を通つて、支持体と一体構造の流出口に集めら
れ、セル外へ流出される。このとき、型成形、機
械加工等により形成された均一な凹部溝から、透
過膜へ圧力が作用する為、各々の透過膜セル間の
ばらつきのない、安定した品質のセルが構成され
る。セルのシールは、支持体の表面と同一の高さ
で、溝部を取り巻くように形成した外周の平坦部
に、透過膜を直接、接着剤で貼り付けることによ
りなされる。
引することにより、透過膜の内外に圧力差を生
じ、混合気体から分離すべき気体が透過膜を通過
し、選択、分離される。分離された気体は、セル
本体を形成する支持体表面に、型成形、機械加工
等に等により格子状に交差させた縦、横の凹部溝
を通つて、支持体と一体構造の流出口に集めら
れ、セル外へ流出される。このとき、型成形、機
械加工等により形成された均一な凹部溝から、透
過膜へ圧力が作用する為、各々の透過膜セル間の
ばらつきのない、安定した品質のセルが構成され
る。セルのシールは、支持体の表面と同一の高さ
で、溝部を取り巻くように形成した外周の平坦部
に、透過膜を直接、接着剤で貼り付けることによ
りなされる。
又、透過膜セルを積層する際に、分離すべき混
合気体を透過膜表面に通過、供給させるための間
隙は、気体透過膜セルの相対する端面に、支持体
と一体構造で設けたスペース形成部の平面部を、
他の気体透過膜セルの同様な平面部とに重ね合わ
せるだけで形成される。すなわち、気体透過膜セ
ル完成後に、スペーサの貼り付け作業や、レール
状の案内への挿入作業をなくすることができ、傷
等の不良発生による品質低下が防止される。
合気体を透過膜表面に通過、供給させるための間
隙は、気体透過膜セルの相対する端面に、支持体
と一体構造で設けたスペース形成部の平面部を、
他の気体透過膜セルの同様な平面部とに重ね合わ
せるだけで形成される。すなわち、気体透過膜セ
ル完成後に、スペーサの貼り付け作業や、レール
状の案内への挿入作業をなくすることができ、傷
等の不良発生による品質低下が防止される。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例を説明する単位セル
の要部斜視図である。図において、１１は透過膜
（図示せず）の支持体で、その表裏面には機械加
工、あるいは支持体形成と同時の型成形等で、格
子状に交差する複数の、富化気体の通路のための
凹部溝１１′が設けられている。１２は支持体１
１の面と同じ高さに囲繞する平坦部、１３はスペ
ース形成部で、図のような単位セルを積層した時
（第７図にその状態を示す）間隙を積層セル間に
形成するためのもので、分離すべき混合気体を通
過、供給する通路を形成する。１４は上記凹部溝
１１′を通過した富化気体を集合させるための貫
通孔で、支持体１１の表裏に貫通している。
の要部斜視図である。図において、１１は透過膜
（図示せず）の支持体で、その表裏面には機械加
工、あるいは支持体形成と同時の型成形等で、格
子状に交差する複数の、富化気体の通路のための
凹部溝１１′が設けられている。１２は支持体１
１の面と同じ高さに囲繞する平坦部、１３はスペ
ース形成部で、図のような単位セルを積層した時
（第７図にその状態を示す）間隙を積層セル間に
形成するためのもので、分離すべき混合気体を通
過、供給する通路を形成する。１４は上記凹部溝
１１′を通過した富化気体を集合させるための貫
通孔で、支持体１１の表裏に貫通している。
第２図は第１図の構成に透過膜等を付加して出
来た単位セルの断面を示している。透過膜１は支
持体１１を形成した平坦部１２に接着剤３を用い
て接着されており、透過膜１を通過することによ
り富化された選択的に透過した気体は、通気性の
ある保護紙５を通過して凹部溝１１′を経て貫通
孔１４に集められ、流出口６（第１図）からセル
外に取り出される。
来た単位セルの断面を示している。透過膜１は支
持体１１を形成した平坦部１２に接着剤３を用い
て接着されており、透過膜１を通過することによ
り富化された選択的に透過した気体は、通気性の
ある保護紙５を通過して凹部溝１１′を経て貫通
孔１４に集められ、流出口６（第１図）からセル
外に取り出される。
本発明者らは凹部溝１１′の幅1.5mm、深さ0.5
mm、凹部溝１１′間のピツチ2.5mm、凹部溝１１′
の外端寸法460mm×280mmの透過膜セルを構成し、
大気中から酸素を選択分離し、その酸素濃度、流
量のばらつきを、10個のサンプルを用いて測定し
たが、吸引圧力210Torrにおいて、酸素濃度が
30.2ないし30.6％、流量4.6〜4.9／分とばらつ
きの少ない好結果を得た。又繰返しの吸引負荷に
よる透過膜の損傷を測る実験においても、負荷
（吸引圧力210Torr，10秒）、無負荷（大気圧、５
秒）の負荷サイクルにおいて、60000回無損傷の
実績を得た。
mm、凹部溝１１′間のピツチ2.5mm、凹部溝１１′
の外端寸法460mm×280mmの透過膜セルを構成し、
大気中から酸素を選択分離し、その酸素濃度、流
量のばらつきを、10個のサンプルを用いて測定し
たが、吸引圧力210Torrにおいて、酸素濃度が
30.2ないし30.6％、流量4.6〜4.9／分とばらつ
きの少ない好結果を得た。又繰返しの吸引負荷に
よる透過膜の損傷を測る実験においても、負荷
（吸引圧力210Torr，10秒）、無負荷（大気圧、５
秒）の負荷サイクルにおいて、60000回無損傷の
実績を得た。
このように、型成形、機械加工等で形成した均
一な凹部溝を表面に設けた支持体を用いれば品質
の安定した透過膜セルを得ることが出来る。又、
支持体と一体構造のスペース形成部により、分離
すべき気体を、通過、供給させる間隙を設けれ
ば、気体透過膜セル完成後に、スペーサの貼付作
業が不要で、品質が低下する危険性もない。しか
もスペーサ、外壁フレームを省略することが出来
ることになる。
一な凹部溝を表面に設けた支持体を用いれば品質
の安定した透過膜セルを得ることが出来る。又、
支持体と一体構造のスペース形成部により、分離
すべき気体を、通過、供給させる間隙を設けれ
ば、気体透過膜セル完成後に、スペーサの貼付作
業が不要で、品質が低下する危険性もない。しか
もスペーサ、外壁フレームを省略することが出来
ることになる。
（発明の効果）
以上のように本発明の透過膜セルは、透過膜セ
ル本体を構成する支持体表面に、均一の交差する
凹部溝を設け、しかも分離すべき気体を通過、供
給させるスペース形成部を支持体と一体構造に形
成するから、品質の一定化を図ることが出来ると
ともに、作業工程の少ない、従つて能率の良い、
低コストの、しかも、品質低下の危険性のない透
過膜セルが形成できる利益がある。
ル本体を構成する支持体表面に、均一の交差する
凹部溝を設け、しかも分離すべき気体を通過、供
給させるスペース形成部を支持体と一体構造に形
成するから、品質の一定化を図ることが出来ると
ともに、作業工程の少ない、従つて能率の良い、
低コストの、しかも、品質低下の危険性のない透
過膜セルが形成できる利益がある。
第１図は本発明の一実施例の要部斜視図、第２
図は本発明の透過膜セルの厚み方向断面図、第３
図及び第４図は各々従来の透過膜セルを示す断面
図、第５図は従来の透過膜セルに用いるスペーサ
を示す斜視図、第６図は同じくレール状の案内を
示す斜視図、第７図は本発明の透過膜セルを複数
個積層した例の斜視図である。 １１……支持体、１１′……凹部溝、１２……
平坦部、１３……スペース形成部、１４……貫通
孔。
図は本発明の透過膜セルの厚み方向断面図、第３
図及び第４図は各々従来の透過膜セルを示す断面
図、第５図は従来の透過膜セルに用いるスペーサ
を示す斜視図、第６図は同じくレール状の案内を
示す斜視図、第７図は本発明の透過膜セルを複数
個積層した例の斜視図である。 １１……支持体、１１′……凹部溝、１２……
平坦部、１３……スペース形成部、１４……貫通
孔。
Claims (1)
- １ 混合気体（大気を含む）から選択的に必要な
気体を分離する透過膜に、これを保護する保護紙
を重ね、これを選択分離してできる富化気体の流
出口を設けた支持体の両面に貼着した透過膜セル
において、前記支持体は、両側表面に富化気体の
通路を形成する凹部溝が縦横に交差して複数設け
られ、かつ他の支持体と積層して用いるときに、
積層間隙を形成するためのスペーサ、及び分離さ
れてできる富化気体を外部に導出するための貫通
孔が設けられていることを特徴とする透過膜セ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60009868A JPS61171522A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 透過膜セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60009868A JPS61171522A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 透過膜セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61171522A JPS61171522A (ja) | 1986-08-02 |
| JPH0554367B2 true JPH0554367B2 (ja) | 1993-08-12 |
Family
ID=11732114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60009868A Granted JPS61171522A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 透過膜セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61171522A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4446270C1 (de) * | 1994-12-23 | 1996-02-29 | Hewlett Packard Gmbh | Basisstruktur für einen Flüssigkeitschromatographie-Entgaser |
-
1985
- 1985-01-24 JP JP60009868A patent/JPS61171522A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61171522A (ja) | 1986-08-02 |
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