JPS5932162B2 - 積層構造を有する流体処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中空繊維膜を用いた流体の処理装置に関し、さ
らに詳しくは、複数の中空繊維束を一つの分配素子に装
着し、該分配素子をさらに複数個積層して構成する流体
の処理装置に関する。

近年中空繊維膜を用いた流体処理装置が多方面に利用さ
れるようになった。

例えば人工腎臓として、数千ないし数万事の中空繊維膜
をケースに封入して血液の浄化を行う装置が提供されて
いる。

また各種溶液の分離−濃縮等の工業的用途に、数万ない
し数十万事の中空繊維を複数の繊維束に分割し、これを
１つの筐体に装着して膜面積を太き（する装置も提案さ
れている。

か〜る工業用途の装置においては、所定の容積中に可及
的大きな面積の膜を収容することが重要な問題である。

従来の装置、即ち複数の中空繊維束を筐体に収容する構
造は、該問題に対し、十分有効なものではない。

本発明によれば膜面積の大きな装置を提供し、さらに膜
面積の調節が容易にでき、かつ中空繊維束の保守が極め
て容易な流体処理装置を提供することができる。

すなわち本発明は、複数の中空繊維束を装着する略矩形
の分配素子と該分配素子間に挿入するバッキング体を加
圧密封してなる流体処理装置であって、該分配素子は分
配素子を貫通する液流入孔、該液流入孔に連結する分配
管及び該分配管に穿たれた複数の中空繊維束連結孔を有
する第１のフレーム、分配素子を貫通する液流出孔、該
液流出孔に連結する集合管及び該集合管に穿たれた複数
の中空繊維束連結孔を有する第２のフレームを相対する
位置に有し、該第１及び第２のフレームを支持する他の
一対のフレームから構成されることを特徴とする積層構
造を有する流体処理装置である。

本発明による装置では、中空繊維膜として、再生セルロ
ース系、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール系、
ポリアクリロニトリル系、ポリメチルメタクリレート系
、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系
、シリコンゴム系等の各種ポリマーが使用できる。

中空繊維膜は外径が１０ないし３０００μ、壁厚が数な
いし５００μ程度のものが好ましい。

これらの中空繊維は数百本から数十万事程度でとりまと
め束とされる。

これを単位中空繊維束とする。

該中空繊維束を後述する略矩形の分配素子に装着する。

本発明は、中空繊維束を筐体に装着せず、分配素子に装
着し、該分配素子を複数個積層して装置を構成する点に
、一つの特徴を有する。

即ち本発明では一つの分配素子が、装置全体の単位構成
体となるのである。

本発明に用いる分配素子は、略矩形のフレームを有し、
相対する一対のフレーム、望ましくは上下位置になる一
対のフレームが中空繊維束の装着のために使用され、他
の一対のフレームカ該フレームを支持するために使用さ
れる。

以下本発明を図面に示す実施態様によって説明する。

第１図は本発明による分配素子の斜視図である３分配素
子は、中空繊維束を収容することのできる厚みをもつ第
１のフレーム１及び第２のフレーム２をもち、かつ該第
１及び第２のフレームは、他の一対のフレーム３，４に
より支持され略矩形の構造を保持する。

第１のフレーム１は、該フレームを貫通する液流入孔５
を有し、それに連結する分配管６が第１のフレームの長
さ方向に設置される。

分配管６にはさらに複数の中空繊維束連結孔７が穿たれ
ており、適当な手段により中空繊維束８を液密状態で脱
着可能に装着する。

第２のフレーム２は、該フレームを貫通する液流出孔９
を有し、それに連結する集合管１０が第２フレームの長
さ方向に設置される。

集合管１０にはさらに第１のフレームに設けられる連結
孔７に対応する中空繊維束連結孔１１が穿たれ、中空繊
維束を装着する。

上記構造により、液流入孔５より供給される流体は、分
配管８を通り各中空繊維束連結孔７に分配され、中空繊
維束８の中空繊維内側を流通して、集合管１０に集まり
、液流出孔９より排出される。

流体は中空繊維膜を通過する間に、透析、限外涙過又は
逆浸透等の処理を受ける。

中空繊維膜外側に流体を供給する必要のある場合は、第
１図に示すように、分配素子のフレームに、別の流体供
給孔１２及び排出孔１３を設ける。

該分配素子を複数個積層するために、分配素子間にバッ
キング体を挿入することが必要である。

バッキング体１４は分配素子のフレームと略同−の形状
をしていることが望ましく、フレームに貫通して設けら
れる流体の流入、流出孔、及び供給、排出孔と連結する
流路１５，１５’、１６゜１６′を設ける。

第２図は本発明による分配素子を積層して構成された流
体処理装置の１例である。

分配素子１７とバッキング体１４は端板１８，１９間に
所定数積層し、位置を固定するために、望ましくは分配
素子のフレームに設けられる案内腕２０に案内棒２１．
２１’を通して位置を固定する。

組立てを完了後、任意の加圧手段、例えば端板１９に対
する加圧機構２２により分配素子とバッキング体を加圧
密封にする。

端板、例えば端板１８に流体の供給、排出機構２３，２
３’及び２４，２４’を設けて、装置への流体の供給排
出を行う。

該構造の装置によれば、分配素子を増減して、膜面積を
調節できる外に、任意の位置で流体の流通を妨げる邪魔
板を挿入することによっても、使用膜面積の調節を行う
ことができる。

他の実施態様を第３及び第４図に示す。

第３図に示される分配素子は、液流入孔５、液流出孔９
及び中空繊維外側に流体を供給する場合に必要な別の流
体供給孔１２及び排出孔１３が、フレームの外側にむけ
て設けられる構造を有している。

該流入孔及び排出孔をフレーム外にむけて設けることに
より、各分配素子への流体の供給排出は、第４図に示す
ような外部に設けられる流体供給、排出機構２３ 、２
３’、 ２４ 、２４’により行われる。

該構造においては、各分配素子への流体の供給、停止が
、外部機構の弁の操作等により独立して容易に行えるこ
と、及び各フレーム及びバッキング体の構造を簡単にで
きる利点がある。

その他の構造については第１及び第２図に示した装置と
同一である。

本発明による装置は、組立分解等が容易な上に、中空繊
維膜が分配素子単位で処理できるため、膜のとりかえ、
洗浄等の保守も容易であり、実用上の効果は極めて大き
い。

本発明に用いる分配素子は、ＦＲＰ等のプラスチックの
一体成型又は、適当なフレームにパイプ等をとりつける
ことによって製造できる。

なお本発明の装置は、液体−液体、液体−気体、気体−
気体の処理装置として使用する・ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる分配素子およびバッキング体の
一例を示す斜視図、第２図はそれらを組立てた流体処理
装置の一例を示す斜視図である。 第３図は本発明の分配素子及びバッキング体の他の例を
示し、第４図はそれらを組立てた流体処理装置の一例を
示す斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の中空繊維束を装着する略矩形の分配素子と該
   分配素子間に挿入するバッキング体を加圧密封してなる
   流体処理装置であって、該分配素子は分配素子を貫通す
   る液流入孔、該液流入孔に連結する分配管及び該分配管
   に穿たれた複数の中空繊維束連結孔を有する第１のフレ
   ーム、分配素子を貫通する液流出孔、該液流出孔に連結
   する集合管及び該集合管に穿たれた複数の中空繊維束連
   結孔を有する第２のフレームを相対する位置に有し、該
   第１及び第２のフレームを支持する他の一対のフレーム
   から構成されることを特徴とする積層構造を有する流体
   処理装置。