JPS6157207A

JPS6157207A - 流体の分離装置

Info

Publication number: JPS6157207A
Application number: JP18011484A
Authority: JP
Inventors: Sadahiko Maeda; 前田　禎彦; Shinjiro Yokota; 横田　信次郎
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1986-03-24
Also published as: JPH0255097B2

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１本発明は浸透性１！［膜状物を用い、原料流体中の成分
の透過率の差異を利用して原料流体から特定成分を分離
する流体の分離装置に関するものである。

［従来の技術］従来より、浸透性薄膜状物を用い浸透あるいは限外濾過
の原理を利用して流体混合物からの特定成分の分離、濃
縮等の処理を行なう装置が種々提案されている。

なお、本発明において浸透性薄膜状物とは、浸透性のＱ
　１１！２フイルムで形成した袋又は中空糸をいう。

第２〜４図は従来の流体の分離装置の構成の一例を示す
断面図であって、この分離装置は筒状の容器本体１２と
蓋体２０とからなる筒状の分離装置容器１０を有してい
る。容器本体１２はその一端１２ａが封じられた形状で
あり、この一端１２ａには原料流体の排出口１４が設け
られ、容器本体１２の他端側には原料流体導入口１６が
設けられている。前記蓋体２０はこの容器本体１２に冠
着されており、分離流体取出し口１８を有している。

図中、２２は筒状容器１０内を原料流体通過室２４と分
離流体室２６とに区画する隔壁であって、浸透性薄膜状
物（この例では中空糸）２８の一端側が埋設され固定さ
れている。なお、中空糸２８は分離流体室２６と連通ず
るように隔壁２２に固定されており、中空糸２８の他端
は合成樹脂板２９に埋め込まれて封じられている。

この第２〜４図の従来装置において、原料流体Ａ（例え
ば水素とメタンの混合ガス）は導入口１６から通過室２
４に導入され、その中に含まれている特定の成分（本例
では水素）は中空糸２８の内部に浸透して行き分離流体
室２６に入り取出口１８から取り出される。中空糸を透
過しない成分（本例ではメタン）は排出口１４から容器
外に排出される。

ところで、このような流体の分離装置においては、隔壁
は浸透性薄膜状物を埋設状態で保持するところから、一
般に流し込み成型の可能なエポキシ樹脂等の合成樹脂製
とされている。なお、容器それ自体は高圧の流体に耐え
るために、例えば炭素鋼などの金属製とされている。

［発明が解決しようとする問題点］前記の如く合成樹脂製の隔壁を有する従来の流体の分離
装置によると、流体の分離量及び分離効率を高めるため
に原料流体を高圧とした場合、隔壁が原料流体の高圧に
より分離流体室側に撓み、　　　　１容器本体との間の
シール性を損ねたり、隔壁寿命を短かくするおそれがあ
った。このため原料流体の圧力を下げて運転せざるを得
ない場合があり、分離効率の向上が妨げられたり、ある
いは高圧下の分離が望まれる各種流体の分離には適用で
きないなどの不都合があった。

なお、前記したような隔壁の撓み、変形などを防止する
ためには、隔壁自体を大きくして強度を上げるようにす
ることが考えられるが、エポキシ樹脂などの合成樹脂製
の隔壁は一般的に、成形性が悪く、隔壁を大きくすれば
する程、樹脂に割れがより多く発生するなどして、耐圧
強度が返って低下してしまうという不都合もあった。

［問題点を解決するための手段］本発明の目的は、上記従来の技術の問題点を解消し、合
成樹脂製の隔壁を有するものであるにも拘らず、原料流
体の圧力による変形を生じるおそれがなく、したがって
高圧流体の供給を可能として分離量及び分離効率の向上
が図れるとともに原料流体の適用範囲の拡大が図れ、あ
わせて装置信頼性を高め、かつ耐用寿命も長期化できる
流体の分離装置を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明の流体分離装置は、
合成樹脂製の隔壁を分＃流体室の側から通気性を有する
押え部材によって押圧支持するようにしたものである。

［作用］本発明によれば、隔壁が流体加圧面の反対側から押え部
材によってバックアップされるので、その隔壁が反却圧
側から補強され、合成樹脂製であっても高圧流体による
変形が確実に防止される。しかも押え部材は通気性を有
するものであるから分離流体が隔壁を介して分離流体室
側へ流通する作用は何ら阻害されない。

［実施例］以下に図面に示す実施例を参照しながら本考案を更に詳
細に説明する。

ｆｉｒ、１図は本考案の一実施例に係る流体の分離装置
の隔壁と容器内壁面との係合部を示す拡大断面図である
。

第１図において、１２．２０はそれぞれ前述の通り容器
本体、蓋体であり、２２は隔壁である。

そして、容器本体１２、蓋体２０は、共に、例えば炭素
鋼からなる金属製である。隔壁２２は、例えば、直径が
２００〜５００ｇｍのようにポリイミド樹脂からなる多
数の中空糸２８が埋設固定された、例えばエポキシ樹脂
から構成されている。

この隔壁ｚ２は、例えば炭素鋼からなる、金属製の環状
部材２２ｂによって取巻かれている。なお、中空糸２８
は前述のように分離流体室２６に連通ずるよう、隔壁ｚ
２の上端面にまで達するように埋設されている。

しかして、この合成樹脂製の隔壁２２の上側の端縁部は
断面り字形に切り欠かれて段部３０が形成されており、
一方、金属製の環状部材２２ｂの内周面の中間部にはこ
の段部３０に係合する形状の突部３２が突設されており
、隔壁２２と環状部材２２ｂとは段部３０と突部３２と
が係止するように嵌め合され、かつ第５図に拡大して示
すように、接着剤３１によってその係止部分が接着され
ている。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤が
用いられる。

上記環状部材２２ｂは突部３２の上側部内周面を大径と
されて、隔壁２２よりも上方に突出する、大なる内径の
筒部２２ａを有している。この筒部２２ａ内に通気性を
有する押え部材３４が嵌合され、隔壁２２を分離流体室
２６の側から押圧支持するようにしている。即ち、押え
部材３４は中空糸２８の延長軸線方向に沿う多数の孔３
６が穿設された金属製の押え部材本体３４ａと、この押
え部材本体３４ａと隔壁２２どの間に介在する多孔質の
ステンレスなどの焼結金属又はセラミ７クス等からなる
多孔質層３４ｂとによって構成されている。そして、環
状部材２２ｂの下面と隔壁２２の下面とが面一に合致し
た状態で容器本体１２に形成した段部１２ａに共に載置
され、また、環状部材２２ｂの上面と押え部材本体３４
ａの上面とが面一に合致した状態で蓋体２０の内面に共
に当接され、その蓋体２０が容器本体１２にボルト等の
締付具３８で締付けられている。これ　　　　１により
、隔壁２２は押え部材３４により通気可能な状態で分離
流体室２６側からバックアップされている。

なお、第１図中、押え部材本体３４ａの孔３６は明確化
のため拡大して示しているが、実際は第６図に示すよう
に格子配置で多数穿設されている。

また、環状部材２２ｂの上下面と蓋体２０及び容器本体
段部１２ａとの接合部には夫々Ｏリングなどのシールリ
ング４０が設けられ、それらの接合部の気密性が保持さ
れている。

このように、形成された流体の分離装置においては、合
成樹脂製の隔壁２ｚが押え部材３４によって分離流体室
２６の側から押圧支持されているので、流体通過室２４
に供給される流体が高圧であっても上方への撓みが確実
に防止される。そして、押え部材３４は多数の孔３６が
穿設された押え部材本体３４ａと多孔質層３４ｂとから
構成されているので、第７図に矢印で示すように、中空
糸２８゛で分離抽出された流体は分離流体室２６側へ円
滑に流通する。即ち、押え部材本体３４ａの孔３６と中
空糸２８の上端開口部分とが不一致であっても、多孔質
１３４ｂ内のポーラス部を介して両者が確実に連通し、
流体が円滑に流通するものである。

なお、隔壁２２の外周部は金属製の環状部材２２ｂで取
巻かれているので温度の昇降があっても、この環状部材
２２ｂと容器本体１２との熱膨張差が無いか又は極めて
小さく、したがって隔壁２２と容器本体１２内周面との
シールが環状部材２２ｂによって完全なものとなる。

第８図は本発明の異なる実施例に係る流体の分離装置の
上部の断面図、第９図はその平面図である。

この実施例においても、中空糸２８が埋設固定された合
成樹脂製の隔壁２２は金属製の環状部材２２ｄで取巻か
れており、隔壁２２と環状部材２２ｄとは接着剤により
接着されている。そして、隔壁２２は前記実施例と同様
に押え部材３４によってバックアップされている。また
、全屈製環状部材２２ｄと蓋体２０及び容器本体１２と
の間にシール部材５４．５５が配設され、蓋体と容器内
壁面（この場合は蓋体２０内壁面）との間のシールを行
なっており、前記実施例と同様の作用効果を有する。

なお、この第８図の実施例においても第１図の実施例と
同様に隔壁２２の外周面及び環状部材２２ｄの内周面に
はそれぞれ１段部及びそれと係合する突部が形成されて
いる。また、この実施例では蓋体２０は、半割り形のフ
レーム部材５６．５８によって容器本体１２に結合され
ている。即ち、蓋体２０の外周面は傾斜面２０ａとなっ
ており、容器本体１２の上端部には傾斜面６０ａを有す
るフランジ部６０が設けられている。そして、フレーム
部材５６．５８の内周面側にはこれらの傾ネ１面２０ａ
、６０ａと係合する傾斜面５６ａ、５８ａが形成されて
いる。

そのため、第９図に示すように半割り形のフレーム部材
５６．５８を連結するポルト６２．６４を締め込むこと
によりフレーム部材５６．５８が接近方向に付勢され、
この接近方向への力が斜面２０ａ、６０ａによって蓋体
２０とフランジ部６０との合せ面と垂直方向の力に分力
され蓋体２０をフランジ部６０に押し付ける０図中６６
は蓋体２０とフランジ部６０との合せ面に配設されたシ
ール部材である。

この第８図の実施例においては、第９図のような半割り
状のフレーム部材５６．５８のかわりに、第１Ｏ図に示
すように傾斜面２０ａ、６０ａと係合するクランプ６７
ａ−ｄ、ｔ−蓋体２０及びフランジ部６０の周部に噛み
込ませ、このクランプ６７ａ−ｄ同志をコネクティング
ロッド６８ａ、６８ｂで連結し半径方向に付勢すること
によって、蓋体２０をフランジ部６０に押し付けるよう
にしても良い。

また、この第８図の実施例においては、第１１図に示す
ように、ポル）６９ａ、６９ｂによって蓋体２０を容器
本体１２のフランジ部６０に取り付（するようにしても
良い。

第１２図は本考案の更に異なる実施例に係る流　　　５
体の分離装置の隔壁の断面図である。この隔壁において
は合成樹脂製の隔壁２２と金属製の環状部材２２ｈとの
接若面はテーパ面とされており、接着剤による一隔壁と
環状部材との接着効果の他に、流体通過室から受ける流
体の圧力によって隔壁２２の外周面が金属製環状部材２
２ｈの内周面に押し付けられる効果により隔壁２２と環
状部材２２ｈとの接合強度が高められるようになってい
る。この第１２図の隔壁においても隔壁２２が押え部材
３４によってバックアップされ、流体圧による変形防止
が図られている。また、金属製環状部材２２ｈと容器本
体１２あるいは蓋体との間にシール用パツキンが配設さ
れ、環状部材２２ｈと容器本体１２あるいは蓋体２０と
の間のシールが行なわれる。

このように各実施例装置において、ＶＡ壁と容器内壁面
とのシールは金属製環状部材２２ｂ。

２２ｄ、２２ｆ、２２ｈと金属製の容器内壁面（容器本
体１２の内壁面又は蓋体２０の内面）との間で行なわれ
ており１両者が共に金属製であるところから温度の昇降
があって熱膨張差が無いか又は極めて小さく従って常時
良好なシールが行なわれる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の流体の分離装置は１合成樹脂製の
隔壁を流体圧の作用面の反対側である分離流体室の側か
ら通気性を有する押え部材によって押圧支持し、隔壁の
流体圧による変形を防止できるようにしたので、分離流
体を高圧供給することによる分離効率の向上が図れると
ともに、分離に高加圧を要する各種流体の適用も可能と
なり用途の拡大が図れる。また、隔壁の機械的強度に対
する信頼性が向上するとともに、耐用寿命も長期化する
等の効果も奏される。

なお１合成樹脂製の隔壁には強度をもたせる必要が゛な
いため１ｗＡ壁自体は小型のものでよいので、隔壁を構
成する樹脂の成形性が良く、割れ等が発生せず、良質で
信頼性の高い隔壁とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る流体の分離装置の要部断
面図、第２図は従来の流体の分離装置の断面図、第３図
は第２図の■部拡大図、第４図は第２図の■部拡大斜視
図、第５図は第１図に示す隔壁の係止部分の拡大断面図
、第６図は押え部材本体の平面図、第７図は第１図の作
用説明図、第８図は本発明の異なる実施例に係る流体の
分離装置の要部断面図、第９図はｆ５８図に示す実施例
装置の平面図、第１０図は第９図に相当する他の実施例
を示す平面図である。また第１１図とｆｆ１１２囚はそ
れぞれ本発明のさらに異なる実施例装置を示す要部断面
図である。１２・・・・・・容器本体、２０・・・・・・蓋体。２２・・・・・・隔壁、　　　　　２４・・・・・・流
体通過室、２６・・・・・・分離流体室、　　２８・・
・・・・中空糸、２２ｂ、２２ｄ、２２ｆ、２２ｈ・・
・・・・環状部材。３４・・・・・・押え部材、３４ａ・・・・・・押え部材本体。３４ｂ・・・・・・多孔質層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）筒状の分離装置容器内が、筒の軸方向と交差して
設けられた合成樹脂製の隔壁によって原料流体通過室と
分離流体室と、に隔離されており、該隔壁には浸透性薄
膜状物がその中空部が分離流体室に連通するように埋設
固定されてなる流体の分離装置において、前記合成樹脂
製の隔壁を、分離流体室側から、通気性を有する押え部
材によって押圧支持してなることを特徴とする流体の分
離装置。
（２）押え部材は、浸透性薄膜状物の延長軸線方向に沿
う多数の孔が穿設された押え部材本体と、該押え部材本
体と隔壁との間に介在する多孔質層とからなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体の分離装置。
（３）隔壁は周囲を金属製の環状部材によって取巻かれ
てなる隔壁とし、該環状部材は分離装置容器内にシール
部材を介して保持されてなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の流体の分離装置。
（４）隔壁は、外周部に異径段部を有し、環状部材は該
段部に合致する突部を介して該隔壁を係止していること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の流体の分離装
置。