JPS629544B2 - - Google Patents
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- JPS629544B2 JPS629544B2 JP4868981A JP4868981A JPS629544B2 JP S629544 B2 JPS629544 B2 JP S629544B2 JP 4868981 A JP4868981 A JP 4868981A JP 4868981 A JP4868981 A JP 4868981A JP S629544 B2 JPS629544 B2 JP S629544B2
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多数の細管より成る細管束の端部をガ
ラス、セラミツクスまたはその混合体より成る封
着材料で封着する方法に関する。
ラス、セラミツクスまたはその混合体より成る封
着材料で封着する方法に関する。
例えば多孔質ガラス細管の束を筒状容器内に収
納した分離膜装置を製作するにあたり、多孔質ガ
ラス細管が貫通しておりかつ多孔質ガラス細管の
間の間隙が埋められている隔壁、あるいは多孔質
ガラス細管の端部がその間隙とともに埋めこまれ
た隔壁が要求される。このような隔壁を形成する
手段として成形型内に多孔質ガラス細管の末端を
封着材料の粉末とともに配置して所定の焼結温度
に所定時間保持した後冷却離型する方法が行われ
るが、封着材料の容積が減少するために隔壁内部
に間隙が残り、処理すべき流体に対して気密性の
ある隔壁が得られない欠点があつた。
納した分離膜装置を製作するにあたり、多孔質ガ
ラス細管が貫通しておりかつ多孔質ガラス細管の
間の間隙が埋められている隔壁、あるいは多孔質
ガラス細管の端部がその間隙とともに埋めこまれ
た隔壁が要求される。このような隔壁を形成する
手段として成形型内に多孔質ガラス細管の末端を
封着材料の粉末とともに配置して所定の焼結温度
に所定時間保持した後冷却離型する方法が行われ
るが、封着材料の容積が減少するために隔壁内部
に間隙が残り、処理すべき流体に対して気密性の
ある隔壁が得られない欠点があつた。
本発明者らは、このような封着工程において封
着材料の流動性が小さく、かつ封着工程を経ると
封着材料の容積が減小するようなガラス、セラミ
ツクス系封着材料を用いる場合に有効な細管封着
方法について鋭意検討を行ない本発明に到達し
た。
着材料の流動性が小さく、かつ封着工程を経ると
封着材料の容積が減小するようなガラス、セラミ
ツクス系封着材料を用いる場合に有効な細管封着
方法について鋭意検討を行ない本発明に到達し
た。
即ち、本発明は多数の細管よりなる細管束の末
端をガラス、セラミツクス又はその混合体よりな
る封着材料で封着するにあたり、該細管束が貫通
可能な開口部(A)を有する上部部材及び該細管束を
挿入せる開口部(B)を形成可能になし得、細管束の
束軸方向と直交する方向にスライドできる加圧部
材並びに中間部材及び下部部材をもつ成形型を用
〓〓〓〓〓
い、前記加圧部材を前記上部、中間及び下部部材
の枠組みにより形成される開放部に挿入し、上記
細管束を前記上部部材の開口部(A)に貫通させて前
記下部部材に至る位置に配置するとともに上記封
着材料を上記細管束の周囲に存在させ、加熱並び
に上記加圧部材の細管束束軸に向けてのスライド
による上記封着材料の加圧操作を行なつて焼結さ
せることを特徴とする細管束の末端封着方法に関
するものである。
端をガラス、セラミツクス又はその混合体よりな
る封着材料で封着するにあたり、該細管束が貫通
可能な開口部(A)を有する上部部材及び該細管束を
挿入せる開口部(B)を形成可能になし得、細管束の
束軸方向と直交する方向にスライドできる加圧部
材並びに中間部材及び下部部材をもつ成形型を用
〓〓〓〓〓
い、前記加圧部材を前記上部、中間及び下部部材
の枠組みにより形成される開放部に挿入し、上記
細管束を前記上部部材の開口部(A)に貫通させて前
記下部部材に至る位置に配置するとともに上記封
着材料を上記細管束の周囲に存在させ、加熱並び
に上記加圧部材の細管束束軸に向けてのスライド
による上記封着材料の加圧操作を行なつて焼結さ
せることを特徴とする細管束の末端封着方法に関
するものである。
次に図面によつて本発明をさらに具体的に説明
する。
する。
第１図は多数の細管より成る細管束を筒状容器
の内部に収納した分離膜装置の断面図であり、第
２図は第１図に示した細管束より成るエレメント
の斜視図である。このような分離膜装置について
は例えば特開昭55−119402号公報にその構造や分
離操作に用いる時の機能について詳しく述べられ
ている。
の内部に収納した分離膜装置の断面図であり、第
２図は第１図に示した細管束より成るエレメント
の斜視図である。このような分離膜装置について
は例えば特開昭55−119402号公報にその構造や分
離操作に用いる時の機能について詳しく述べられ
ている。
第１図において円筒部材１と端板２，３とから
なる筒状容器の中に細管の束４が収納されてお
り、細管の束４を構成する細管は隔壁５を貫通し
て左側に開口している。一方、細管の他方の端は
隔壁６の中に埋めこまれて閉じた構造になつてい
る。細管の束４の中心軸附近には多孔管７が配置
され、細管はこの多孔管７のまわりに積層されて
いる。多孔管７はその管壁に開口を有し、多孔管
内の流体流路８はこの開口を通して多孔質ガラス
細管の外側に連通している。また隔壁５は円筒部
材１と端板２の間にはさみこまれた構造になつて
いる。ここで９，１０，１１はパツキン、１２，
１３，１４，１５はボルト孔である。また１６は
原流体導入口、１８は透過流体出口である。第２
図においては多孔管７のまわりに細管が軸にほぼ
平行に配置されて細管の束４を構成し、細管の一
方の端部が隔壁５を貫通して開口し、他方の端部
がブロツク６に埋めこまれて閉じている様子が示
されている。
なる筒状容器の中に細管の束４が収納されてお
り、細管の束４を構成する細管は隔壁５を貫通し
て左側に開口している。一方、細管の他方の端は
隔壁６の中に埋めこまれて閉じた構造になつてい
る。細管の束４の中心軸附近には多孔管７が配置
され、細管はこの多孔管７のまわりに積層されて
いる。多孔管７はその管壁に開口を有し、多孔管
内の流体流路８はこの開口を通して多孔質ガラス
細管の外側に連通している。また隔壁５は円筒部
材１と端板２の間にはさみこまれた構造になつて
いる。ここで９，１０，１１はパツキン、１２，
１３，１４，１５はボルト孔である。また１６は
原流体導入口、１８は透過流体出口である。第２
図においては多孔管７のまわりに細管が軸にほぼ
平行に配置されて細管の束４を構成し、細管の一
方の端部が隔壁５を貫通して開口し、他方の端部
がブロツク６に埋めこまれて閉じている様子が示
されている。
第３図および第４図は本発明の方法によつて製
作した隔壁５，６の部分断面図である。第３図は
第２図における隔壁６に相当し、細管２０が封着
材料１９の中に埋めこまれて、その末端が閉じら
れている様子が示されている。また第４図は第２
図における隔壁５に相当し、細管２０が封着材料
１９を貫通してその末端が開いた形で固定されて
た状態が示される。
作した隔壁５，６の部分断面図である。第３図は
第２図における隔壁６に相当し、細管２０が封着
材料１９の中に埋めこまれて、その末端が閉じら
れている様子が示されている。また第４図は第２
図における隔壁５に相当し、細管２０が封着材料
１９を貫通してその末端が開いた形で固定されて
た状態が示される。
第５図は本発明の細管束の末端封着方法を説明
するものである。また第６図は本発明の末端封着
方法において用いる成形型の具体例を示した斜視
図である。封着工程中におけるこの成形型のＡ−
Ａ断面が第５図に示される。成形型は細管束２１
を貫通させる開口部(A)３２を有する上部部材２
２、中間部材２６および２７、下部部材２５で構
成され、上記開口部(A)３２と上部部材、中間部
材、下部部材の枠組みにより形成される二つの開
放部とをもつ形にボルトとナツトを用いて枠固定
される。第６図において２８，２９，３０はボル
ト孔である。上記二つの開放部にちようど密着し
てスライドする形の加圧部材２３，２４が用意さ
れている。この場合加圧部材２３，２４には出合
つた時に開口部(B)３３を形成可能になし得るよう
に半円形の切欠が設けられている。次に封着工程
について説明する。まず上部部材２２、中間部材
２６，２７、下部部材２５で枠組みされた成形型
にその水平方向の二つの開放部より各々加圧部材
２３，２４を挿入して、第５図に斜線で示すよう
な室を形成する。この場合加圧部材２３，２４は
互に接触することなく適当な間隙を離し細管束２
１束軸から遠ざけておく。次いでこの室の中へ上
部部材２２の開口部(A)３２を通して細管束２１を
その端部が下部部材２５面に至る位置まで挿入
し、この室の他の空隙に開口部(A)３２より封着材
料１９を細管束２１の周囲に存在させるように充
填する。なお、封着材料の充填方法は格別制約を
設けるものでなく、上記手段の他この室に充填し
てから上部部材を固定してもよい。次に所定の温
度に加熱した後、第５図に示した矢印の方向より
加圧部材２３および２４を細管束束軸に向けてス
ライドさせ、加圧部材２３および２４を互に接近
させて開口部(B)３３の容積を次第に小さくして行
く。このような加圧操作により封着材料１９の間
隙がなくなり均一な溶融体あるいは焼結体が形成
され、また同時に細管束２１を構成する細管の間
隙にも封着材料１９が充填される。この場合余分
な封着材料があれば上部の開口部(A)３２より排出
される。加圧加熱操作の完了後冷却して、ボルト
をはずし、各部材をとり離すと第７図に示すよう
な細管束が貫通した隔壁が得られる。
するものである。また第６図は本発明の末端封着
方法において用いる成形型の具体例を示した斜視
図である。封着工程中におけるこの成形型のＡ−
Ａ断面が第５図に示される。成形型は細管束２１
を貫通させる開口部(A)３２を有する上部部材２
２、中間部材２６および２７、下部部材２５で構
成され、上記開口部(A)３２と上部部材、中間部
材、下部部材の枠組みにより形成される二つの開
放部とをもつ形にボルトとナツトを用いて枠固定
される。第６図において２８，２９，３０はボル
ト孔である。上記二つの開放部にちようど密着し
てスライドする形の加圧部材２３，２４が用意さ
れている。この場合加圧部材２３，２４には出合
つた時に開口部(B)３３を形成可能になし得るよう
に半円形の切欠が設けられている。次に封着工程
について説明する。まず上部部材２２、中間部材
２６，２７、下部部材２５で枠組みされた成形型
にその水平方向の二つの開放部より各々加圧部材
２３，２４を挿入して、第５図に斜線で示すよう
な室を形成する。この場合加圧部材２３，２４は
互に接触することなく適当な間隙を離し細管束２
１束軸から遠ざけておく。次いでこの室の中へ上
部部材２２の開口部(A)３２を通して細管束２１を
その端部が下部部材２５面に至る位置まで挿入
し、この室の他の空隙に開口部(A)３２より封着材
料１９を細管束２１の周囲に存在させるように充
填する。なお、封着材料の充填方法は格別制約を
設けるものでなく、上記手段の他この室に充填し
てから上部部材を固定してもよい。次に所定の温
度に加熱した後、第５図に示した矢印の方向より
加圧部材２３および２４を細管束束軸に向けてス
ライドさせ、加圧部材２３および２４を互に接近
させて開口部(B)３３の容積を次第に小さくして行
く。このような加圧操作により封着材料１９の間
隙がなくなり均一な溶融体あるいは焼結体が形成
され、また同時に細管束２１を構成する細管の間
隙にも封着材料１９が充填される。この場合余分
な封着材料があれば上部の開口部(A)３２より排出
される。加圧加熱操作の完了後冷却して、ボルト
をはずし、各部材をとり離すと第７図に示すよう
な細管束が貫通した隔壁が得られる。
第５図および第６図に示した具体例においては
〓〓〓〓〓
開口部(A)の中心軸に直交する二つの開放部をもつ
成形型を示したが、水平の片方向に１つあるいは
３つ以上開口をもつ成形型を用いることもでき
る。また上記では封着後取りはずしの可能な成形
型を示したが、第６図の２２，２５，２６，２７
が一体となつた成形型を用いて封着後成形型を破
壊する方法をとつてもよい。
〓〓〓〓〓
開口部(A)の中心軸に直交する二つの開放部をもつ
成形型を示したが、水平の片方向に１つあるいは
３つ以上開口をもつ成形型を用いることもでき
る。また上記では封着後取りはずしの可能な成形
型を示したが、第６図の２２，２５，２６，２７
が一体となつた成形型を用いて封着後成形型を破
壊する方法をとつてもよい。
以上主として分離膜装置を具体例として本発明
を説明してきたが、本発明はこれらの用途に限定
されるものではない。例えば多数の細管を備えた
多管式熱交換器における管板の製作に適用するこ
ともできる。
を説明してきたが、本発明はこれらの用途に限定
されるものではない。例えば多数の細管を備えた
多管式熱交換器における管板の製作に適用するこ
ともできる。
本発明における細管の材質はガラス、セラミツ
クス、金属などの無機材料である。細管の外径に
は特に制限はないが、本発明の封着方法は細管径
が２ミリメートル以下の十分に細い場合にその効
果が大きい。本発明における細管として多孔質ガ
ラスを用いることが好ましいが、その代表的な組
成としてSiO222−75重量パーセント、Na3O2−16
重量パーセント、Al2O30−５重量パーセント、
ZrO20−５重量パーセント、TiO20−５重量パー
セントの硼硅酸ガラスを原料ガラスとする高硅酸
多孔質ガラスが挙げられる。このような多孔質ガ
ラスは上記の原料ガラスを溶融成形し、次に500
−650℃の温度で熱処理を施して相分離させ、生
じた硼酸ソーダに富む相を酸で溶出させることに
より製造することができる。得られた多孔質ガラ
スは95重量パーセント以上のSiO2をふくむ高硅
酸ガラスである。
クス、金属などの無機材料である。細管の外径に
は特に制限はないが、本発明の封着方法は細管径
が２ミリメートル以下の十分に細い場合にその効
果が大きい。本発明における細管として多孔質ガ
ラスを用いることが好ましいが、その代表的な組
成としてSiO222−75重量パーセント、Na3O2−16
重量パーセント、Al2O30−５重量パーセント、
ZrO20−５重量パーセント、TiO20−５重量パー
セントの硼硅酸ガラスを原料ガラスとする高硅酸
多孔質ガラスが挙げられる。このような多孔質ガ
ラスは上記の原料ガラスを溶融成形し、次に500
−650℃の温度で熱処理を施して相分離させ、生
じた硼酸ソーダに富む相を酸で溶出させることに
より製造することができる。得られた多孔質ガラ
スは95重量パーセント以上のSiO2をふくむ高硅
酸ガラスである。
本発明における封着材料は一般のガラス、セラ
ミツクスまたはその混合体より成る。これらの材
料は一般に常温において粉体であり、封着温度に
おいてはその少なくとも一部が溶融するか焼結性
をもつことが必要でありその選択には格別の制約
を設けるものでないが、好ましくは負の熱膨脹率
をもつセラミツクス（例えばAl2O3、LiO2、SiO2
より成るβ―ユ―クリプタイト）と1000℃以下の
軟化点をもつ無機系結合体（例えば市販のパイレ
ツクス・ガラス）との混合体が挙げられる。
ミツクスまたはその混合体より成る。これらの材
料は一般に常温において粉体であり、封着温度に
おいてはその少なくとも一部が溶融するか焼結性
をもつことが必要でありその選択には格別の制約
を設けるものでないが、好ましくは負の熱膨脹率
をもつセラミツクス（例えばAl2O3、LiO2、SiO2
より成るβ―ユ―クリプタイト）と1000℃以下の
軟化点をもつ無機系結合体（例えば市販のパイレ
ツクス・ガラス）との混合体が挙げられる。
実施例
組成がSiO262.5重量パーセント、B2O327.3重量
パーセント、Na2O7.2重量パーセント、Al2O33.0
重量パーセントの硼硅酸ガラスの細管（外径２ミ
リメートル、内径１ミリメートル）を550℃で熱
処理して分相させ、次いで95℃の硫酸で処理して
一部の相を溶出させた後800℃で熱処理を行ない
多孔質ガラス細管を製造した。
パーセント、Na2O7.2重量パーセント、Al2O33.0
重量パーセントの硼硅酸ガラスの細管（外径２ミ
リメートル、内径１ミリメートル）を550℃で熱
処理して分相させ、次いで95℃の硫酸で処理して
一部の相を溶出させた後800℃で熱処理を行ない
多孔質ガラス細管を製造した。
一方、LiO2、Al2O3、SiO2のモル比が１：１：
1.5の組成で1400℃で５時間焼成することにより
負の熱膨脹率をもつセラミツクスを製造した。こ
のセラミツクスの線熱膨脹率は300−600℃におけ
る平均値で−60×10-71／℃であつた。このセラ
ミツクスの粉末（平均粒径60ミクロン・メート
ル）と市販のパイレツクス・ガラスの粉末（平均
粒径60ミクロン・メートル）とを重量比４：６で
混合したものを封着材料として用いた。
1.5の組成で1400℃で５時間焼成することにより
負の熱膨脹率をもつセラミツクスを製造した。こ
のセラミツクスの線熱膨脹率は300−600℃におけ
る平均値で−60×10-71／℃であつた。このセラ
ミツクスの粉末（平均粒径60ミクロン・メート
ル）と市販のパイレツクス・ガラスの粉末（平均
粒径60ミクロン・メートル）とを重量比４：６で
混合したものを封着材料として用いた。
第５図および第６図に示した形状のカーボン製
成形型を用意した。上記の多孔質ガラス細管（外
径２ミリメートル）の30本より成る細管束を上部
部材開口部(A)に貫通させて下部部材に至る位置ま
で挿入し、上記の封着材料を開口部(A)より成形型
の室内に充填した。次にこの成形型、細管束の端
部および封着材料を900℃に加熱して、10分間こ
の温度に保持した後加圧部材をスライドさせ加圧
操作を行なつた後冷却した。冷却後成形型と加圧
部材をはずして除去し、第７図に示すような多孔
質ガラス細管束が貫通した気密性のある隔壁が得
られた。
成形型を用意した。上記の多孔質ガラス細管（外
径２ミリメートル）の30本より成る細管束を上部
部材開口部(A)に貫通させて下部部材に至る位置ま
で挿入し、上記の封着材料を開口部(A)より成形型
の室内に充填した。次にこの成形型、細管束の端
部および封着材料を900℃に加熱して、10分間こ
の温度に保持した後加圧部材をスライドさせ加圧
操作を行なつた後冷却した。冷却後成形型と加圧
部材をはずして除去し、第７図に示すような多孔
質ガラス細管束が貫通した気密性のある隔壁が得
られた。
第１図は細管束を筒状容器の内部に収納した分
離膜装置の断面図であり、第２図はその斜視図で
ある。また第３図及び第４図は本発明方法に係る
隔壁の部分断面図である。さらに第５図及び第６
図は本発明の末端封着方法を説明するものであ
り、第７図は第５図、第６図の方法で製せられる
隔壁の斜視図である。 ５，６…隔壁、１９…封着材料、２０…細管、
２１…細管束、２２…上部部材、２３，２４…加
圧部材、２５…下部部材、２６，２７…中間部
材、３２…開口部(A)、３３…開口部(B)。 〓〓〓〓〓
離膜装置の断面図であり、第２図はその斜視図で
ある。また第３図及び第４図は本発明方法に係る
隔壁の部分断面図である。さらに第５図及び第６
図は本発明の末端封着方法を説明するものであ
り、第７図は第５図、第６図の方法で製せられる
隔壁の斜視図である。 ５，６…隔壁、１９…封着材料、２０…細管、
２１…細管束、２２…上部部材、２３，２４…加
圧部材、２５…下部部材、２６，２７…中間部
材、３２…開口部(A)、３３…開口部(B)。 〓〓〓〓〓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多数の細管よりなる細管束の末端をガラス、
セラミツクス又はその混合体よりなる封着材料で
封着するにあたり、該細管束が貫通可能な開口部
(A)を有する上部部材及び該細管束を挿入せる開口
部(B)を形成可能になし得、細管束の束軸方向と直
交する方向にスライドできる加圧部材並びに中間
部材及び下部部材をもつ成形型を用い、前記加圧
部材を前記上部、中間及び下部部材の枠組みによ
り形成される開放部に挿入し、上記細管束を前記
上部部材の開口部(A)に貫通させて前記下部部材に
至る位置に配置するとともに上記封着材料を上記
細管束の周囲に存在させ、加熱並びに上記加圧部
材の細管束束軸に向けてのスライドによる上記封
着材料の加圧操作を行なつて焼結させることを特
徴とする細管束の末端封着方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において細管束が多孔
質ガラス細管より成り、封着材料が負の熱膨脹率
をもつセラミツクスと1000℃以下の軟化点をもつ
無機系結合体の混合体である細管束の末端封着方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4868981A JPS57166344A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Terminal sealing method for bundle of small tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4868981A JPS57166344A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Terminal sealing method for bundle of small tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57166344A JPS57166344A (en) | 1982-10-13 |
| JPS629544B2 true JPS629544B2 (ja) | 1987-02-28 |
Family
ID=12810278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4868981A Granted JPS57166344A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Terminal sealing method for bundle of small tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57166344A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5830305A (ja) * | 1981-08-19 | 1983-02-22 | Tdk Corp | 多孔質チユ−ブ集束体 |
| JPS614509A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 多孔質ガラス膜細管の束着板 |
| JPS614508A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 細管束の末端封着方法 |
| EP0941759A1 (en) | 1998-03-12 | 1999-09-15 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Method for producing an exchanger and exchanger |
| US6712131B1 (en) | 1998-03-12 | 2004-03-30 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast - Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Method for producing an exchanger and exchanger |
| NL1027206C2 (nl) * | 2004-07-23 | 2006-01-24 | Ceparation B V | Membraanmodule alsmede werkwijze voor het vervaardigen van de membraanmodule. |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP4868981A patent/JPS57166344A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57166344A (en) | 1982-10-13 |
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