DE2910568A1 - Hollow synthetic polymer filament with membrane layer - Google Patents
Hollow synthetic polymer filament with membrane layerInfo
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Abstract
Description
A3GW31871/AA3GW31871 / A
Poröse Hohlfäden aus synthetischen Polymeren sowie ihre Verwendung in Vorrichtungen, in denen Wärme übertragen wird.Porous hollow fibers made from synthetic polymers and their use in Devices in which heat is transferred.
Zusatz zu DE-Patent ......Addendum to DE patent ......
(P 28 33 493.2}(P 28 33 493.2}
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Gegenstand der Erfindung des Hauptpatents Subject of the invention of the main patent
(P 28 33 493.2} sind poröse Hohlfäden aus synthetischen Polymeren, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung, insbesondere als Filter oder Membranträger für Trennzwecke, als Substratträger oder als Oxygenatoren, wobei die Hohlfäden durch 10 bis 90 Vol.-% miteinander in Verbindung stehender Poren und eine ebene offene Poren aufweisende Oberfläche, wobei der Anteil der Öffnungen in der Fläche 10 bis 90% beträgt, gekennzeichnet sind. Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent können Polymere auf einfache Weise in eine extrudierbare Spinnmasse umgeformt werden und kann diese dabei gleichzeitig extrudiert und verfestigt werden, ohne daß mit komplizierten Spinntechniken bzw. Spinnbädern gearbeitet werden muß. Ferner ermöglicht es dieses Verfahren, lediglich durch Variieren der Verfahrensparameter(P 28 33 493.2} are porous hollow fibers made of synthetic polymers, a process for their production and their use, in particular as a filter or membrane carrier for separation purposes, as substrate carriers or as oxygenators, the hollow fibers being connected to one another by 10 to 90% by volume standing pores and a flat surface having open pores, the proportion of the openings in the area 10 to 90% are marked. In the process according to the main patent, polymers can easily be converted into an extrudable Spinning mass can be reshaped and this can be extruded and solidified at the same time without having complicated spinning techniques or spinning baths worked must become. Furthermore, this method makes it possible simply by varying the method parameters
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Fäden mit einstellbarer Porosität, Durchlässigkeit bzw. Permeabilität zu gewinnen. Die nach diesem Verfahren hergestellten porösen Hohlfaden zeichnen sich gegenüber den bekannten Fäden durch eine günstige offene Oberfläche aus, wobei sowohl die äußere als auch die innere Wand des Hohlfadens eine mit offenen Poren versehene aber trotzdem ebene Struktur besitzt. Die porösen Hohlfaden nach dem Hauptpatent lassen sich daher sowohl auf dem textilen, technischen als auch medizinischen Sektor z.B. bei Trennprozessen einsetzen und eignen sich insbesondere als Filter, Mikrofilter, Membranträger und als Trägersubstrat für bestimmte Substanzen.Threads with adjustable porosity, permeability or permeability to win. The porous hollow filaments produced by this process are distinguished from the known ones Filaments through a convenient open surface, with both the outer and inner walls of the hollow filament being a with open pores but still has a flat structure. Let the porous hollow filament according to the main patent therefore work in the textile, technical as well as medical sector, e.g. in separation processes and are particularly suitable as filters, microfilters, membrane supports and as a carrier substrate for certain substances.
Das Verfahren zum Herstellen von porösen Hohlfaden gemäß Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein homogenes Gemisch aus mindestens zwei Komponenten, wobei die eine Komponente ein schmelzbares Polymer und die andere Komponente eine gegenüber dem Polymeren inerte Flüssigkeit ist und beide Komponenten ein binäres System bilden, das im flüssigen Aggregatzustand einen Bereich völliger Mischbarkeit und einen Bereich mit Mischungslücke aufweist, bei einer Temperatur oberhalb der Entmischungstemperatur in ein Bad extrudiert, das die inerte Flüssigkeit des extrudierten Komponentengemisches enthält und eine Temperatur unter der Entmischungstemperatur besitzt, und die gebildete Hohlfadenstruktur verfestigt.The method for producing porous hollow filaments according to The main patent is characterized in that a homogeneous mixture of at least two components, the one component is a fusible polymer and the other component is a liquid inert to the polymer and both components form a binary system, which in the liquid state of aggregation is an area more complete Has miscibility and a region with a miscibility gap at a temperature above the demixing temperature extruded into a bath containing the inert liquid of the extruded component mixture and a temperature below the demixing temperature, and the formed Solidified hollow fiber structure.
Nach dem Hauptpatent kann die gebildete Hohlfaserstruktur nach der Verfestigung mit einem Lösungsmittel, insbesondere Azeton, ausgewaschen werden und/oder kann man zwischen der Austrittsfläche des Extrusionswerkzeuges undAccording to the main patent, the hollow fiber structure formed can after solidification with a solvent, in particular acetone, washed out and / or can between the exit surface of the extrusion tool and
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der Oberfläche des Bades einen gegebenenfalls geheizten Luftspalt einhalten und/oder das homogene Gemisch unmittelbar in das Bad extrudieren und/oder ein temperaturgestuftes Bad verwenden, das aus einem oder mehreren Teilen bestehen kann, die einen Temperaturgradienten aufweisen, derart, daß die Temperatur vom Anfang des Spinnbades bis zum Austrittsende kontinuierlich abnimmt und/oder können zwei oder mehrere getrennte Bäder verwendet werden, die jeweils eine unterschiedliche Temperatur aufweisen, und/oder kann das Bad eine Temperatur besitzen, die mindestens IQO0C tiefer ist als die Entmischungstemperatur der verwendeten binären Zusammensetzung, und/oder kann das homogene Gemisch auch zunächst in ein dem Bad vorgeschaltetes, mit der Badflüssigkeit gefülltes Spinnrohr extrudiert werden und/oder können homogene Gemische aus IO bis 90 Gew.-% Polymer und 90 bis 10 Gew.-% inerter Flüssigkeit extrudiert werden und/oder wird als Polymer Polypropylen und als inerte Flüssigkeit NN-Bis-(2-hydroxyäthyl)-hexadecylamin verwendet und/oder werden die beiden Komponenten, nämlich das aufgeschmolzene Polymer und die inerte Flüssigkeit vorzugsweise vor dem Extrudieren kontinuierlich gemischt, wobei es günstig ist, wenn das Mischen erst unmittelbar vor dem Extrudieren stattfindet, und/oder kann das Gemisch vor dem Extrudieren noch homogenisiert werden, wobei sich zum Mischen insbesondere ein Stiftmischer eignet. the surface of the bath adhere to an optionally heated air gap and / or extrude the homogeneous mixture directly into the bath and / or use a temperature-graded bath that can consist of one or more parts that have a temperature gradient such that the temperature from the beginning of the Spinning bath decreases continuously up to the outlet end and / or two or more separate baths can be used, each of which has a different temperature, and / or the bath can have a temperature that is at least IQO 0 C lower than the demixing temperature of the binary composition used, and / or the homogeneous mixture can also first be extruded into a spinning tube filled with the bath liquid upstream of the bath and / or homogeneous mixtures of 10 to 90% by weight of polymer and 90 to 10% by weight of inert liquid can be extruded and / or is used as the polymer polypropylene and as the inert liquid NN-bis- (2-hyd roxyäthyl) -hexadecylamine used and / or the two components, namely the melted polymer and the inert liquid, preferably continuously mixed before extrusion, it is advantageous if the mixing takes place immediately before extrusion, and / or the mixture can be be homogenized prior to extrusion, a pin mixer being particularly suitable for mixing.
Zur Durchführung des Verfahrens und für die Herstellung der porösen Hohlfaden nach dem Hauptpatent können an sichFor the implementation of the process and for the production the porous hollow filament according to the main patent can per se
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übliche, insbesondere faserbildende makromolekulare Substanzen, vor allem synthetische Polymere verwendet werden, die 2.B. durch Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation erhalten werden, wobei Voraussetzung ist, daß das Polymer schmelzbar ist, d.h. in den flüssigen Aggregatzustand ohne Zersetzung übergehen kann und mit einer ihm gegenüber inerten Flüssigkeit ein binäres System bildet, das im flüssigen Aggregatzustand einen Bereich völliger Mischbarkeit aufweist und ebenfalls noch im flüssigen Aggregatzustand einen Bereich mit Mischungslücke besitzt.common, especially fiber-forming macromolecular substances, mainly synthetic polymers are used, which 2.B. by polymerization, polyaddition or polycondensation with the prerequisite that the polymer is meltable, i.e. in the liquid state of aggregation can pass without decomposition and forms a binary system with a liquid that is inert towards it, which in the liquid state of aggregation has a range of complete miscibility and also still in the liquid state of aggregation has an area with a miscibility gap.
Für die Ausführbarkeit des Verfahrens nach dem Hauptpatent ist es nicht unbedingt erforderlich, daß im Zweiphasenbereich die beiden Komponenten noch jeweils eine beachtliche Löslichkeit gegenüber der anderen Komponente aufweisen. Vielfach genügt es, wenn im flüssigen Zweiphasengebiet eine Randlöslichkeit vorhanden ist. Wesentlich ist jedoch, daß die beiden Komponenten im flüssigen Zustand noch zwei flüssige Phasen nebeneinander bilden. Insoweit unterscheiden sich die Systeme, die nach dem Hauptpatent verwendet werden können, von solchen Systemen, bei dem das gelöste Polymer bei einer Erniedrigung der Temperatur direkt als fester Stoff ausfällt, ohne zunächst während der Abkühlung den flüssigen Aggregatzustand zu durchlaufen. -For the process according to the main patent to be feasible, it is not absolutely necessary that in the two-phase range the two components still each have a considerable solubility compared to the other component. Multiple it is sufficient if marginal solubility is present in the liquid two-phase region. However, it is essential that the two components in the liquid state still form two liquid phases side by side. In this respect, they differ Systems that can be used according to the main patent, of those systems in which the dissolved polymer in a Lowering the temperature directly as a solid precipitates without initially changing the liquid state of aggregation during cooling to go through. -
Nach dem Hauptpatent können übliche schmelzbare Polymere : eingesetzt werden, wie die durch Polymerisation erhältlichen Polymere, Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyacrylate, Polycaprolactam sowie entsprechende Copolymere und .. andere mehr; Polykondensationspolymere, wie Polyäthylentere-After the main Patent usual fusible polymers can be: used, such as the polymers obtainable by polymerization of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacrylates, polycaprolactam and corresponding copolymers and .. others; Polycondensation polymers, such as polyethylene tere-
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phthalat, Polybutylenterephthalat, Polyamid-6.6, Polyphenylenoxid und Polyadditionspolymere, wie Polyurethane und Polyharnstoffe. phthalate, polybutylene terephthalate, polyamide-6.6, polyphenylene oxide and polyaddition polymers such as polyurethanes and polyureas.
Als inerte Flüssigkeit eignen sich grundsätzlich nach dem Hauptpatent alle diejenigen Flüssigkeiten, die mit dem Polymeren in flüssigem Zustand ein binäres System der oben erwähnten Art bilden. Inert gegenüber dem Polymeren bedeutet, daß die Flüssigkeit nicht bereits innerhalb eines kurzen Zeitraumes einen beachtlichen Abbau des Polymeren bewirkt bzw. mit dem Polymeren selbst reagiert.As an inert liquid are basically after Main patent all those liquids that contain the polymer in the liquid state form a binary system of the kind mentioned above. Inert to the polymer means that the liquid does not cause significant degradation of the polymer within a short period of time or reacts with the polymer itself.
Wenn auch das in der Beschreibung des Hauptpatents beispielshalber aufgeführte Zustandsdiagramm des Systems Anilin/Hexan die Verhältnisse für ein binäres Gemisch wiedergibt, das an und für sich nur aus zwei im wesentlichen reinen, einheitlichen Substanzen besteht, so soll nach dem Hauptpatent der Begriff binäres System nicht streng auf Gemische aus lediglich zwei reinen einheitlichen Substanzen angewendet werden. Der Durchschnittsfachmann weiß, daß eine Polymersubstanz aus einer Vielzahl von Molekülen unterschiedlichen Molekulargewichts zusammengesetzt ist, deshalb sind derartige Polymere mit einer entsprechenden Molekulargewichtsverteilung nach dem Hauptpatent als eine Komponente anzusehen, das gleiche gilt auch für Mischpolymere, önter bestimmten Umständen können sich sogar Polymergeraische wie eine einheitliche Komponente verhalten, ein einphasiges Gemisch mit einem inerten Lösungsmittel bilden und sich unterhalb der kritischen Temperatur in zwei flüssige Phasen trennen. Vorzugsweise wird jedoch nur ein Polymer verwendet.Even if the state diagram of the aniline / hexane system given by way of example in the description of the main patent reproduces the ratios for a binary mixture which in and of itself only consists of two essentially pure, uniform substances, the main patent does not use the term binary system be strictly applied to mixtures of only two pure uniform substances. The average person skilled in the art knows that a polymer substance is composed of a large number of molecules of different molecular weights, therefore such polymers with a corresponding molecular weight distribution are to be regarded as a component according to the main patent, the same also applies to mixed polymers, under certain circumstances even polymer skeletons can look like a uniform one Behave component, form a single-phase mixture with an inert solvent and separate into two liquid phases below the critical temperature. However, only one polymer is preferably used.
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Auch die Flüssigkeit braucht nicht unbedingt völlig rein zu sein und eine vollständig einheitliche Substanz darzustellen. So schadet es häufig nicht, wenn auch kleinere Mengen an Verunreinigungen, eventuell auch Anteile an homologen Verbindungen, wie sie durch großtechnische Herstellung bedingt sind, zugegen sind.The liquid also does not necessarily have to be completely pure and represent a completely uniform substance. So it often does not do any harm, even if small amounts of impurities, possibly also proportions of homologous ones Compounds, as they are due to large-scale production, are present.
Zur praktischen Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent wird aus den beiden Komponenten bei den erforderlichen Temperaturen ein homogenes Gemisch hergestellt. Dies kann auf die Weise geschehen, daß man die inerte Flüssigkeit mit den zerkleinerten Polymeren mischt und auf entsprechende Temperaturen erhitzt, wobei für eine entsprechende Durchmischung gesorgt wird.For the practical implementation of the process according to the main patent, the two components are required for the Temperatures produced a homogeneous mixture. This can be done by using the inert liquid the comminuted polymer mixes and heated to appropriate temperatures, with appropriate mixing is taken care of.
Ein weiteres geeignetes Verfahren ist, daß man die beiden Komponenten getrennt auf die erforderliche Temperatur bringt und die beiden Komponenten in dem gewünschten Mengenverhältnis erst kurz vor dem Extrudieren kontinuierlich miteinander vermischt. Dieses Vermischen kann in einem Stiftmischer stattfinden, der zweckmäßig zwischen den Dosierpumpen für die einzelnen Komponenten und der Spinnpumpe angeordnet 'ist. Eine anschließende Homogenisierung kann empfehlenswert sein. Weiterhin empfiehlt es sich vielfach* das homogene Gemisch durch Anlegen eines geeigneten Vakuums vor dem Extrudieren zu entlüften. Another suitable method is to bring the two components separately to the required temperature and the two components are only continuously mixed with one another in the desired ratio shortly before the extrusion. This mixing can take place in a pin mixer, which is expediently between the metering pumps for the individual Components and the spinning pump is arranged '. A subsequent homogenization can be recommended. Farther It is often recommended * to vent the homogeneous mixture by applying a suitable vacuum before extrusion.
Das Verhältnis von Polymer zur inerter Flüssigkeit in der Spinnmasse kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Mittels Einstellen des Verhältnisses Polymer zu inerterThe ratio of polymer to inert liquid in the spinning mass can be varied within wide limits. By adjusting the ratio of polymer to inert
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Flüssigkeit kann in großem Maße das Porenvolumen im Inneren und auch die Oberflächenstruktur wie die Zahl der offenen Poren auf den Flächen des erhaltenen Hohlfadens gesteuert werden. Dadurch lassen sich für. die verschiedensten Verwendungszwecke geeignete Hohlfaden gewinnen.Liquid can to a large extent the pore volume inside and also the surface texture like the number of open ones Pores on the surfaces of the hollow fiber obtained can be controlled. This can be used for. the most diverse uses win suitable hollow thread.
Im allgemeinen genügt es, wenn die Temperatur des homogenen Gemisches vor dem Extrudieren nur wenige Grad über der kritischen Temperatur bzw. oberhalb der Entmischungstemperatur entsprechend der jeweiligen Zusammensetzung liegt.In general, it is sufficient if the temperature of the homogeneous Mixture before extrusion only a few degrees above the critical temperature or above the demixing temperature according to the respective composition.
Durch Vergrößerung der Differenz zwischen der Temperatur des homogenen zu extrudierenden Gemisches und der Entmischungstemperatur lassen sich jedoch auch interessante Effekte hinsichtlich der Struktur der gewonnenen Fäden erzielen.By increasing the difference between the temperature of the However, the homogeneous mixture to be extruded and the demixing temperature can also have interesting effects with regard to the structure of the threads obtained.
Die homogene Spinnmasse wird sodann in ein Bad extrudiert, das die inerte Flüssigkeit des extrudierten Komponentengemisches enthält und eine Temperatur unterhalb der Entmischungs tempera tür besitzt. Vorzugsweise besteht das Bad vollständig oder zum größten Teil aus der inerten Flüssigkeit, die auch in dem extrudierten Geraisch vorhanden ist. Die Temperatur des Bades liegt unterhalb der Mischungstemperatur des verwendeten binären Gemisches, d.h.. unterhalb der Temperatur, oberhalb der die beiden Komponenten völlig homogen miteinander mischbar sind. Vorzugsweise liegt die Temperatur des Bades mindestens 100 C unterhalb der Entmischungstemperatur des verwendeten Gemisches..The homogeneous spinning mass is then extruded into a bath, which contains the inert liquid of the extruded component mixture and has a temperature below the segregation temperature door. Preferably there is the bath completely or for the most part from the inert liquid, which is also present in the extruded equipment. The temperature of the bath is below the mixing temperature of the binary mixture used, i.e. below the temperature above which the two components fully are homogeneously miscible with one another. The temperature of the bath is preferably at least 100 ° C. below the separation temperature of the mixture used ..
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Die Temperatur kann auch bereits so niedrig sein, daß man sich entsprechend dem für das binäre System geltenden Eustandsdiagramm bereits in dem Bereich bewegt, in dem eine feste Phase auftritt.The temperature can also already be so low that one can find oneself in accordance with the state diagram that applies to the binary system already moved in the area in which a solid phase occurs.
Ist die Temperatur des Bades so hoch, daß man sich noch im flüssigen Zweiphasenbereich bewegt, so ist es erforderlich, die entstehende Fadenstruktur alsbald zu verfestigen, was dadurch geschehen kann, daß man nach einer bestimmten Strecke innerhalb des Bades die Temperatur entsprechend herabsetzt. Wichtig ist, daß das extrudierte Gemisch, bevor es in das Bad eindringt, noch einphasig ist, d.h. daß im wesentlichen noch keine Entmischung in zwei Phasen gegeben ist.If the temperature of the bath is so high that it is still in the liquid two-phase range, it is necessary to to solidify the resulting thread structure as soon as possible, which can be done by following a certain Stretch inside the bath reduces the temperature accordingly. It is important that the extruded mixture before it penetrates the bath, is still single-phase, i.e. that there is essentially no separation in two phases is.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in bestimmten Fällen dem Bad ein Spinnrohr vorgeschaltet ist, das ebenfalls mit der Badflüssigkeit gefüllt ist und das in das Spinnbad eintaucht. Das Spinnrohr kann an seiner Eintrittsöffnung einen üblichen Spinntrichter aufweisen, an seinem unteren Ende kann das Rohr gekrümmt sein, um das Abziehen des Fadens durch das Bad zu erleichtern.It has proven to be advantageous if, in certain cases, a spinning tube is connected upstream of the bath, which likewise is filled with the bath liquid and immersed in the spinning bath. The spinning tube can be at its inlet opening have a conventional spinning funnel, at its lower end the tube can be curved to allow the thread to be drawn off through the bath to facilitate.
Das Füllen des Spinnrohrs kann über ein das Spinnrohr umgebendes Niveaugefäß durch Überlauf in das Spinnrohr erfolgen; zur vollständigen Füllung und Einhaltung des Niveaus im Spinnrohr ist es notwendig, diesem Niveaugefäß mehr Badflüssigkeit aus einem Hauptreservoir zuzuführen, als durch das Spinnrohr abfließt; die überschüssige Badmenge kannThe spinning tube can be filled via a level vessel surrounding the spinning tube through overflow into the spinning tube; For complete filling and maintenance of the level in the spinning tube, it is necessary to add more bath liquid to this level vessel to be supplied from a main reservoir than drained through the spinning tube; the excess amount of bath can
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durch einen zweiten Überlauf an ISiveangef äß in das Haupt— reservoir zurückgeführt werden. Haiaptxeservoir rand Mivea«- gefäß können theraostatisiert werden.through a second overflow to the ISivan in the main reservoir are returned. Shark aptx reservoir at the edge of the Mivea "- vessels can be thermostatted.
Der Faden kann, nachdesE er aus dem Spinnbad gelangt: ist, ■it eine» entsprechenden Extraktionsasiittel ausgewaschen werden. Zum Extrahieren sind eine Seilte von Iuosimgsniifctein wie beispielsweise Aceton, C^clohexam, Äthanol u.a. sowie Geeische derartiger Flüssigkeiten geeignet.After it has come out of the spinning bath, the thread can: ■ Washed out a »appropriate extraction agent will. To extract are a rope of Iuosimgsniifctein such as acetone, C ^ clohexam, ethanol and others as well as Geeische such liquids are suitable.
In einigen Fällen ist es nicht erforderlich, dem Faden auszuwaschen, insbesondere danm, wenn die verwendete imerte Flüssigkeit selbst dem Faden for das spatere Einsatzgebiet bestieete zusätzliche Eigenschaften verleihen oder selbst eine Funktion aiisöben soll. So können z.B. Flüssigkeiten verwendet werden, die einen antistatischen Effekt saa£ den Faden atisiäben oder die als Scheiemaittel wirken. Es hat sich als zweckeäßig erwiesen, daß für eine Reihe von Änwendumgsfällen zwischen der Bastrittsflache des Extrmsions— Werkzeuges, d.h. der Aastxittsflache beispielsweise eimer entsprechenden Hohlfadendüse laad der Oberfläche des fiades ein luftspalt, eingehalten wird. Barch Variieren des Smftspaltes ist es Möglich, die Stnaktmr des erhaltenem Hohl—-fadens, insbesondere seine Oberfläche zn beeinflussen.In some cases it is not necessary to wash out the thread, in particular if the inert liquid used is intended to give the thread additional properties or to perform a function itself for the subsequent area of use. For example, liquids may be used, the atisiäben an antistatic effect saa £ the thread or which act as Scheiemaittel. It has been found to be useful that, for a number of uses, an air gap is maintained between the base surface of the extrusion tool, ie the base surface, for example a hollow thread nozzle corresponding to the surface of the thread. By varying the seam gap it is possible to influence the shape of the hollow thread obtained, in particular its surface.
Es wurde gefunden, daB dmrch ^erlamgercsng -des !Limftspalifces die Zahl der offenen Foren in der Oberfläche redmziert, -durch Verkürzung -desselben erhöht iserden kann, jtach minfflit der Itorcheesser -der Poren nit wachsendee luftspalt ^ab.It has been found that the limftspalifces the number of open forums in the surface reduced, -by Shortening - the same can be increased, depending on the minfflit Itorche eater - the pores with no growing air gap.
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Der Luftspalt: kann beheizt werden, vorzugsweise auf eineThe air gap: can be heated, preferably on one
oberhalb der Entmisctaingsteiiiaeratar des extni- ©esaisch.es.above the demisctaingsteiiiaeratar of the extni- © esaisch.es.
IM allgemeinen ist der Luftspalt aiindestens etwa 1 mat breit umd kann je nach den Arbeitsbedimgiongem eine tänge bis etwa IO on annehmen. Wichtig ist, daß im Luftspalt: vor Eintritt im das Bad noch keine, oder wenigstens keime iierklicme Ent— mtisemung in zwei flüssigen Phasen auftritt, dies kamm wie gesagt durch die Kürze der Wegstrecke oder duuren Heizen ge— steuert werden, es ist aber auch !»glich, durch Erhöhen der jtostrittsgeschwindigkeit an der Düse einer vorzeitigen Entmischung entgegenzuwirken.Generally the air gap is at least about 1 mat wide And depending on the working conditions, a length of up to about Accept IO on. It is important that in the air gap: before entry No or at least no clicks in the bathroom. mtisemung occurs in two liquid phases, this comb like said by the short distance or by heating can be controlled, but it is also! »by increasing the Step speed at the nozzle of premature segregation to counteract.
In einer besonderen Ausführongsfomm des Verfahrens mach dem Mauptjpatent wird jedoch das hoüsogene Geiiiscli. τηπτΜίϊ u-fripHTHair im das Bad extrudiert, wobei auf <äer Oberflache offene Poren unit maxiiiialeiHi Durchmesser entsteinen.In a special execution of the procedure made in the main patent, however, the hoüsogene Geiiiscli becomes. τηπτΜίϊ u-frip HTHair is extruded in the bath, with open pores pitting unit maxiiiialeiHi diameter on <äer surface.
Die erhaltenen Hohlfaden lassen sich, besonders gut als Filter !Verwenden. Sie können vor allem bei der Mikrofiltration verwendet werden. Besonders geeignet sind die Fäden für dem medizinischen Bereich, wo sie z.B. wegen ihrer Selektivität zni Abtrennen yoa Bakterien, bei der -Filtration ^mn Blut z.B. zram Äbtrennen von Blutblättchen ^eingesetzt werden kommen. Sehr geeignet sind sie auch ^aIs Oxgpgematorem, wo Sauerstoff dinrch das Innere der Hohlfaden flieEt, während das Äußere von Blut umspült wird.The hollow filaments obtained can be used particularly well as filters !Use. You can especially use microfiltration be used. The threads are particularly suitable for the medical field, where e.g. because of their selectivity they separate yoa bacteria, in the filtration ^ mn blood e.g. zram cutting off blood platelets ^ are used. They are also very suitable as oxygenators where oxygen through the inside the hollow filament flows, while the outside is bathed in blood.
Fix eine Reihe von Eins atz zwecken können die Hohlfaden auch, als JSeebranträger :verwendet werätemu Auf guano ihrer mervor—Can Fix atz purposes a number of one, the hollow fiber even when JSeebranträger: used werätemu on their guano mervor-
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ragenden ebenen Oberflächenstruktur mit offenen Poren lassen sie sich nämlich außerordentlich gut mit einer fest haftenden dünnen Schicht eines als Membran fungierenden Materials überziehen, was häufig durch Beschichten oder Besprühen mit entsprechenden filmbildenden Lösungen geschieht. Wegen ihrer hervorragenden Oberflächeneigenschaften haftet nämlich die dabei entstehende Membranschicht auf den Hohlfaden nicht nur sehr gut, sondern die Beschichtungslösung läßt sich,. · ohne daß es zu einem Durchdringen oder gar Durchtropfen der Lösung in das Innere des Hohlfadens kommt, sehr gleichmäßig als dünne Haut aufbringen, so daß sehr wirksame Membranen für die verschiedensten Einsatzgebiete hergestellt werden können.protruding flat surface structure with open pores, they can be combined extremely well with a firmly adhering one cover a thin layer of a material acting as a membrane, often by coating or spraying with corresponding film-forming solutions happens. Because of its excellent surface properties, the the resulting membrane layer on the hollow fiber does not only very good, but the coating solution can be. · Without any penetration or even dripping through the Solution comes into the interior of the hollow fiber, apply very evenly as a thin skin, so that very effective membranes can be produced for a wide variety of applications.
Aufgrund ihrör besonderen Oberflächenstruktur und der Struktur im Inneren, der Hohlfaden sind sie auch hervorragend geeignet als Substrat für bestimmte Substanzen. So können die Fäden mit antistatischen Mitteln getränkt werden, die bereits beim Spinnprozeß als inerte Flüssigkeit zum Einsatz gelangen oder es kann erst zu einem späteren Zeitpunkt, nach Herstellung des Fadens, durch Behandeln z.B. durch Tränken das Mittel in die Fadenstruktur eingebracht werden. Es ist auch möglich, die Wirksubstänz in den inneren durchgehenden Hohlraum des Fadens einzubringen;Due to their special surface structure and structure inside, the hollow filament they are excellent too suitable as a substrate for certain substances. So the threads can be soaked with antistatic agents that already come into use as an inert liquid during the spinning process or it can only be used at a later point in time Manufacture of the thread, the agent can be introduced into the thread structure by treatment, e.g. by soaking. It is also possible to introduce the active substance into the inner continuous cavity of the thread;
Auf diese Weise können Körper mit Langzeitwirkung erhalten werden, die langsam den aufgenommenen Wirkstoff wieder abgeben, umgekehrt können die Hohlfaden auch zur ÄdsorPtion von Stoffen dienen.In this way, bodies with long-term effects can be obtained, which slowly restore the ingested active ingredient the other way round, the hollow fibers can also be used for absorption of fabrics serve.
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Gemäß Hauptpatent sind Hohlfaden innerhalb eines großen Dimensionsbereiches zugänglich. So können Außendurchmesser bis zu mehreren Millimetern erreicht werden, die Wandstärken sind ebenfalls weitgehend variierbar und können z.B. zwischen 20 Mikron und etwa 1 bis 2 Millimetern liegen.According to the main patent, hollow filaments are within a large one Dimension range accessible. So can outside diameter up to several millimeters can be achieved, the wall thicknesses are also largely variable and can, for example, between 20 microns and about 1 to 2 millimeters.
Die Poren in den Hohlfaden gemäß Hauptpatent können die verschiedensten Formen aufweisen. So können sie rundlich oder länglich sein und stehen miteinander in Verbindung, z.T. durch kleine verbindende Hohlräume, z.T. dadurch, daß sie direkt ineinander übergehen. Selbst bei Hohlfaden, die aus Gemischen mit einem Gehalt von nur etwa 30% Polymer erhalten worden sind, kann das Polymer noch die Matrix sein, in der die einzelnen Poren verteilt sind und noch mehr oder weniger diskrete, aber miteinander verbundene Hohlräume bilden. Umgekehrt können auch Strukturen entstehen, in denen die Hohlräume ähnlich wie bei Vliesen die Matrix bilden und die Polymersubstanz quasi fibrillenartig angeordnet ist. Die übergänge dieser beiden Strukturen sind fließend und kommen z.T. gemischt vor; die Strukturformen können auch durch weitere Verfahrensparameter wie Abzugsgeschwindigkeit, Abkühlungsgeschwindigkeit oder Verzug unterhalb der Düse beeinflußt werden.The pores in the hollow fiber according to the main patent can be very diverse Have shapes. They can be round or elongated and are connected to each other, partly through small connecting cavities, partly because they merge directly into one another. Even with hollow fibers made from mixtures with a content of only about 30% polymer have been obtained, the polymer can still be the matrix in which the individual pores are distributed and form more or less discrete, but interconnected cavities. Vice versa Structures can also arise in which the cavities form the matrix and the polymer substance, similar to nonwovens is arranged quasi-fibril-like. The transitions between these two structures are fluid and partly come. mixed before; the structural shapes can also be influenced by further process parameters such as take-off speed, cooling speed or warpage below the nozzle will.
Die Hohlfaden gemäß Hauptpatent zeichnen sich vor allem auch durch eine große Permeabilität gegenüber Gasen wie Stickstoff oder Luft aus. Die Permeabilität kann durch den sogenannten Permeabilitätskoeffizienten K angegeben werden, wie er in dem Buch Flow of Fluids through Porous Materials von R.E.The hollow filaments according to the main patent are also particularly notable characterized by a high level of permeability to gases such as nitrogen or air. The permeability can be determined by the so-called Permeability coefficients K can be given as described in the book Flow of Fluids through Porous Materials by R.E.
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Collins erschienen bei Reinhold Publishing Corp., New York 1961, Seite 10 näher erörtert wird. K ist definiert alsCollins published by Reinhold Publishing Corp. , New York 1961, page 10 will be discussed in more detail. K is defined as
0 * TL0 * TL
K = ' w°kei- Q der Vo lumens tr om in der ZeiteinheitK = ' w ° k e i- Q is the volume flow in the unit of time
(z.B. m /s), T^ die Viskosität des strömenden Mediums (Pa-s), Ä die mittlere Fläche, durch die das Gas austritt,A P die Druckdifferenz (Pa) und h die Wandstärke der Fäden ist.(e.g. m / s) , T ^ the viscosity of the flowing medium (Pa-s), Ä the mean area through which the gas exits, AP is the pressure difference (Pa) and h is the wall thickness of the threads.
Der Permeabilitätskoeffizient der Hohlfäden nach dem Haupt-The permeability coefficient of the hollow fibers according to the main
-12 2 patent beträgt mindestens 10 · 10 cm , vorzugsweise min--12 2 patent is at least 10 10 cm, preferably min-
-12 2 -12 2-12 2 -12 2
destens 22 * 10 cm , es können Werte über 100 · 10 cm erreicht werden.at least 22 * 10 cm, values over 100 · 10 cm can be used can be achieved.
Die Messung des Koeffizienten erfolgt auf folgende Weise:The coefficient is measured in the following way:
31 cm lange Hohlfäden werden mit Hilfe einer aushärtbaren Polyurethanmasse an ihren beiden Enden in zwei 5 cm lange PVC-Schläuche eingebettet. Nachdem das Polyurethan ausgehärtet ist, wird ein PVC-Schlauch angeschnitten, und die freiliegenden Öffnungen werden über eine Zuführung mit einer Stickstoff-Flasche verbunden, das Ende des anderen Schlauches wird mit einem Stopfen dicht verschlossen. Mit Hilfe eines Strömungsmessers wird die durch die Fäden austretende Luft gemessen.31 cm long hollow fibers are curable with the help of a Polyurethane compound embedded at both ends in two 5 cm long PVC tubes. After the polyurethane has cured a PVC hose is cut, and the exposed Openings are connected to a nitrogen bottle via an inlet, the end of the other hose is tightly closed with a stopper. With the help of a flow meter, the air escaping through the threads is measured measured.
Bei Hohlfäden gemäß Hauptpatent, die aus einer Mischung von 30 Gew.-% Polypropylen und 70 Gew.-% NN-Bis-(2-hydroxyäthyl)-hexadecylamin und Einhalten eines Luftspalts zwischen Düse und Bad hergestellt wurden, konnten folgende Werte gefunden werden:In the case of hollow fibers according to the main patent, which are made from a mixture of 30% by weight of polypropylene and 70% by weight of NN-bis (2-hydroxyethyl) hexadecylamine and maintaining an air gap between nozzle and bath, the following values were found will:
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K (ICf12Cm2) Luftspalt (mm)K (ICf 12 Cm 2 ) air gap (mm)
99 399 3
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Die Hohlfäden können auch als Isoliermittel und auf textlien Anwendungsgebieten zum Einsatz gelangen.The hollow fibers can also be used as insulation and on textlien Areas of application are used.
Eine geeignete Vorrichtung zur Herstellung der Hohlfaden gemäß Hauptpatent ist ein thermostatisierbarer Behälter, von dem die inerte Flüssigkeit über eine Doppelkolbenpumpe und einen zweiten Erhitzer in einen Mischer dosiert wird. Ein erster Erhitzer dient zur Vorwärmung. Aus einem Schnitzelbehälter gelangt über einen Extruder und eine erste Zahnradpumpe Polypropylen in den Mischer, von dem über eine zweite Zahnradpumpe eine Hohlfadendüse gespeist wird, die über ein Rotameter mit der erforderlichen Menge Stickstoff versorgt wird. Die austretende Masse gelangt über einen Luftspalt in ein mit einem Spinntrichter versehenes Spinnrohr, das über ein Niveaugefäß von einem Hauptreservoir mit inerter Flüssigkeit versorgt wird. Das Spinnrohr weist an seinem unteren Ende eine Krümmung auf, die Fäden werden nach Verlassen des Bades aufgewickelt.A suitable device for producing the hollow filament according to the main patent is a thermostattable container, from which the inert liquid via a double piston pump and a second heater is dosed into a mixer. A first heater is used for preheating. From a schnitzel container Polypropylene enters the mixer via an extruder and a first gear pump, from which a second Gear pump a hollow fiber nozzle is fed, which supplies the required amount of nitrogen via a rotameter will. The emerging mass passes through an air gap into a spinning tube equipped with a spinning funnel, which overflows a level vessel is supplied with inert liquid from a main reservoir. The spinning tube points at its lower At the end of a curve, the threads are wound up after leaving the bath.
Die Erfindung nach dem Hauptpatent kann noch durch folgendes Beispiel näher erläutert werden:The invention according to the main patent can be explained in more detail by the following example:
In einem Extruder wird bei Heizungstemperaturen von 260° 28O°C Polypropylen eines Schmelzindex 1,5 g/10 min aufgeschmolzen und über eine Zahnradpumpe in einen, gut wirksamen Stiftmischer eindosiert.In an extruder at heating temperatures of 260 ° 280 ° C Polypropylene with a melt index of 1.5 g / 10 min melted and transferred via a gear pump into a very effective one Pen mixer dosed.
"19. -"19.-
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19 ~ . A3GW31871/A19 ~. A3GW31871 / A
Gleichzeitig wird NJJ-Bis-(hydroxyäthyl)hexadecylamin mittels einer Doppelkolbenpumpe in einem Durchlauferhitzer auf 135 C vorgewärmt, über eine gesonderte Leitung ebenfalls in den Mischer eindosiert.At the same time NJJ-bis (hydroxyethyl) hexadecylamine is means a double piston pump in a water heater to 135 ° C preheated, also metered into the mixer via a separate line.
Das Mischungsverhältnis von Polypropylen : Amin beträgt dabei 30 : 70. Die Mischerdrehzahl ist auf 400 U/min eingestellt. The mixing ratio of polypropylene: amine is at 30:70. The mixer speed is set to 400 rpm.
Nach Passieren des Mischers werden die beiden homogen gewordenen Substanzen durch eine Zahnradpumpe mit einer Menge von 15 g/min in eine Hohlfadendüse mit einem lichten Durchmesser von 2000 Aim und einem freien Ringspalt von 400 ^m gepreßt. Durch Zugabe von 4 l/h Stickstoff in die Gaskapillare der Düse wird die Bildung des Hohlfadens erreicht.After passing through the mixer, the two substances that have become homogeneous are fed with a quantity by a gear pump of 15 g / min into a hollow fiber nozzle with a clear diameter of 2000 Aim and a free annular gap of 400 ^ m pressed. By adding 4 l / h of nitrogen into the gas capillary of the nozzle, the formation of the hollow fiber is achieved.
Der austretende schmelz fluss ige Faden taucht nach einer freien Fallstrecke von 3 mm in den mit Amin als Fällbad gefüllten Spinntrichter ein, fließt mit dem Fällmittel durch das anschließende Spinnrohr von 8 mm Durchmesser und 400 mm Länge und wird nach Passieren eines anschließenden Spinnbades von 1 m Länge mit 7 m/min auf einem Spulaggregat aufgewickelt. Der erhaltene Hohlfaden wird mit Alkohol extrahiert und von Amin befreit. Der Hohlfaden hat einen äußeren Durchmesser von 2200 /um und einen inneren Durchmesser von 14OO im.The emerging molten thread dips after one free fall distance of 3 mm into the one with amine as the precipitation bath A filled spinning funnel flows with the precipitant through the subsequent spinning tube with a diameter of 8 mm and 400 mm Length and is wound up on a winding unit after passing through a subsequent spinning bath of 1 m length at 7 m / min. The hollow thread obtained is extracted with alcohol and freed from amine. The hollow thread has an outer one Diameter of 2200 µm and an inner diameter of 14OO µm.
Zur Erzeugung von stabilen Hohlfäden mit großen Außenabmessungen und sehr geringen Wandstärken kann während des Ausspinnens des Hohlfadens aus der Düse ein hohlraumbil-For the production of stable hollow fibers with large external dimensions and very small wall thicknesses can create a hollow space during the spinning of the hollow fiber from the nozzle.
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dendes Fluid, insbesondere eine porenbildende Flüssigkeit oder ein Gas in den Hohlfaden eingeblasen werden.The fluid, in particular a pore-forming liquid or a gas, can be blown into the hollow filament.
Es wurde nun gefunden, daß sich die porösen Kohlfäden gemäß Hauptpatent (P 28 33 493.2) außer zuIt has now been found that the porous cabbage threads according to Main patent (P 28 33 493.2) except for
den bereits erwähnten Zwecken auch besonders gut zur Übertragung von Wärme eignen, und zwar insbesondere dann, wenn sie Eigenschaften und/oder eine Form haben, die ihre Wärmeleitung vnd/oder ihren Wärmedurchgang und/oder ihren Wärmeübergang vergrößern, und wenn sie unter Ausnutzung ihrer Flexibilität derart angeordnet sind, daß die aus solchen porösen Hohlfäden hergestellten Vorrichtungen eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren mechanischen Beanspruchungen besitzen, so daß sie auch nach längerem betrieblichen Einsatz eine unverminderte Wärmeübertragungsleistung gewährleisten.For the purposes already mentioned, it is also particularly good for transmission of heat, especially if they have properties and / or a shape that allows them to conduct heat vnd / or increase their heat transfer and / or their heat transfer, and if they take advantage of their Flexibility are arranged such that the devices made from such porous hollow fibers have a greater resistance to external mechanical stresses, so that they also after ensure an undiminished heat transfer performance for longer operational use.
Im Falle einer zu kühlenden durch die porösen Hohlfäden strömenden Flüssigkeit ist es dabei besonders vorteilhaft:, wenn zusätzlich zu der durch die nicht porösen Teile der Hohlfadenwandung stattfindenden Wärmeübertragung durch Wärmeleitung ein Teil der durch die porösen Hohlfäden strömenden Flüssigkeit durch die Poren nach außen tritt und dort - d.h. an der äußeren Oberfläche der porösen Hohlfäden - verdunstet, wodurch dem im Hohlfadeninnern verbleibenden Teil der Flüssigkeit die hierfür erforderliche Verdunstungsenergie entzogen und dieser dadurch gekühlt wird.In the case of a flow through the porous hollow fibers to be cooled Liquid is particularly advantageous: when in addition to that caused by the non-porous parts of the hollow fiber wall taking place heat transfer by conduction a part of the liquid flowing through the porous hollow fibers passes through the pores to the outside and there - i.e. on the outer surface of the porous hollow fibers - evaporates, whereby the evaporation energy required for this is withdrawn from the part of the liquid remaining in the hollow fiber interior and this is thereby cooled.
Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die Wärmeleit-, Wärmedurchgangs- und Wärmeübergangseigenschaften der porösen Hohlfäden gemäß Hauptpatent The present invention is therefore based on the object of the heat conduction, heat transfer and heat transfer properties of the porous hollow fibers according to the main patent
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(P 28 33 493.2) zu verbessern und Vorrichtungen./ in denen Wärme übertragen wird, zur Verfugung zu stellen, die - was sowohlihre Herstellung als auch ihre Gebrauchseigenschaften und Wärmeübertragungsleistung betrifft - nicht die Nachteile der aus den bekannten Hohlfaden hergestellten üblichen Wärmeaustauscher besitzen.(P 28 33 493.2) to improve and fixtures./ in which Heat is transferred to provide the - what both their production and their properties and heat transfer performance - not the disadvantages of the conventional heat exchangers made from the known hollow filaments own.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daßThis object is achieved according to the invention in that
die porösen Hohlfaden Füllmittel, Stabilisatoren, Additive, Ruß, Farbpigmente od.dgl. enthalten, und/oderthe porous hollow filament fillers, stabilizers, additives, Soot, color pigments or the like. included, and / or
die porösenHohlfäden einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt haben und/oderthe porous hollow filaments have a substantially circular shape Have cross-section and / or
der Außendurchmesser der porösen Hohlfaden im Bereich von vorzugsweise 0,1 bis 4 mm liegt und/oderthe outer diameter of the porous hollow filament in the range of preferably 0.1 to 4 mm and / or
die Wandstärke der porösen Hohlfaden im Bereich von vorzugsweise 0,02 bis 0,5 mm liegt und/oderthe wall thickness of the porous hollow filament in the range of preferably 0.02 to 0.5 mm and / or
die porösen Hohlfaden innen und/oder außen profiliert sind und/oderthe porous hollow filaments are profiled inside and / or outside and or
die porösen Hohlfaden einen in ihrer Längsrichtung stetig oder unstetig in seiner Form und/oder Größe sich gegebenenfalls periodisch ändernden Querschnitt haben und/oderthe porous hollow filament is steady in its longitudinal direction or have a discontinuous shape and / or size, and / or may have a periodically changing cross-section
die porösen Hohlfaden aus zwei oder mehr Komponenten hergestellt sind, von denen gegebenenfalls nur ein Teil porös ist, und daß:The porous hollow filament is made up of two or more components of which only a part may be porous, and that:
diese Hohlfaden und/oder die Hohlfäden gemäß Hauptpatent in Vorrichtungen verwendet werden, in denen Wärme übertragen wird, wobei in diesen erfindungsgemäß jeder einzel-these hollow fibers and / or the hollow fibers according to the main patent in Devices are used in which heat is transferred, in which, according to the invention, each individual
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ne poröse Hohlfaden auf deia größeren Teil seiner Länge, vorzugsweise auf seiner gesamten Länge und/oder der größere Teil aller porösen Hohlfaden vorzugsweise die Gesamtheit aller porösen Hohlfaden in Form von regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Schlaufen angeordnet ist.ne porous hollow filament on the greater part of its length, preferably over its entire length and / or the greater part of all porous hollow fibers, preferably the entirety of all porous hollow filaments is arranged in the form of regular and / or irregular loops.
Derartige erfindungsgemäße Vorrichtungen, in denen wärme übertragen wird, besitzen nicht die Nachteile der bekannten Wärmeaustauscher aus Hohlfäden, bei denen die Hohlfaden geradlinig, parallel zueinander und in Abständen voneinander angeordnet sind. Diese bekannte Anordnung nämlich, wie sie auch bei Metallrohrbündel-Wärmeaustauschern üblich ist, gestaltet die Herstellung derartiger Wärmeaustauscher aus Hohlfaden schwierig und aufwendig. Zudem können bei dieser bekannten Anordnung der Hohlfäden die Hohlfadenbündel schon durch geringfügige äußere mechanische Einwirkungen beschädigt, beispielsweise geknickt werden.Such devices according to the invention, in which heat is transferred, do not have the disadvantages of the known ones Heat exchanger made of hollow fibers, in which the hollow fibers in a straight line, parallel to one another and at a distance from one another. This known arrangement namely, The manufacture of such heat exchangers is also customary in the case of metal tube bundle heat exchangers from hollow fiber difficult and expensive. In addition, in this known arrangement of the hollow fibers Hollow fiber bundles due to minor external mechanical Effects damaged, for example kinked.
Zur Erhöhung der Wärmeübertragungsleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist es besonders vorteilhaft, solche poröse Hohlfaden zu verwenden, die gut wärmeleitende Stoffe, wie Metalle, Graphit u.dgl. in Staub- oder Pulverform enthalten, wobei diese Stoffe in dem die Hohlfäden bildenden Polymeren enthalten sein und/oder in den Poren eingelagert sein können. Die porösen Hohlfaden können aber auch bzw. zusätzlich Füllmittel, Stabilisatoren, Additive, Ruß, Farbpigmente od.dgl. enthalten.To increase the heat transfer performance of the devices according to the invention, it is particularly advantageous to use such to use porous hollow filaments that contain substances that conduct heat well, such as metals, graphite and the like in dust or powder form, these substances being contained in the polymer forming the hollow fibers and / or embedded in the pores could be. The porous hollow filaments can also or additionally fillers, stabilizers, additives, carbon black, Color pigments or the like. contain.
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Bei Verwendung von porösen Hohlfaden gemäß Hauptpatent mit geringer Wandstärke erhält man erfindungsgemäße Vorrichtungen mit einer großen Wärmeaustauschleistung. When using porous hollow filaments according to the main patent with devices according to the invention with a high heat exchange capacity are obtained with a small wall thickness.
Zur Herstellung erfindungsgemäßer Vorrichtungen können poröse Hohlfaden mit einem beispielsweise elliptischen oder drei-, vier-, fünf-, sechs- und mehreckigen Querschnitt verwendet werden, insbesondere aber solche mit einem runden Querschnitt, da sich bei aus porösen Hohlfaden mit einem runden Querschnitt hergestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit sich kreuzenden porösen Hohlfaden diese sich im wesentlichen nur punktförmig berühren und somit nur ein geringfügiger Anteil der gesamten Wärmeaustäüschflache durch diese Berührungsstellen verlorengeht.For the production of devices according to the invention can porous hollow filament with an, for example, elliptical or three-, four-, five-, six- and polygonal cross-sections can be used, but in particular those with a round one Cross-section, since it is made of porous hollow fiber with a Circular cross-section produced devices according to the invention with intersecting porous hollow filaments these are in the essentially only touch them punctually and thus only a minor one Share of the total heat exchange area through these points of contact are lost.
Die vorteilhaft zu verwendenden porösen Hohlfaden können darüber hinaus innen und/oder außen profiliert sein. Auch können zwei, drei oder mehr poröse Hohlfäden in Parallellage zueinander liegend an ihren jeweiligen Berührungsflächen beispielsx\'eise durch Verschmelzen, Verschweißen, Verkleben od.dgl. fest miteinander verbunden sein. Ebenso eignen sich poröse Hohlfaden mit einem in ihrer Längsrichtung stetig oder unstetig in seiner Form und/oder Größe gegebenenfalls periodisch sich ändernden Querschnitt. Derartige poröse Hohlfaden können auf verschiedene Art und Weise die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtungen vorteilhaft beeinflussen. So kann durch entsprechend innen und/oder außen profilierte poröse Hohlfäden beispielsweise die innere und/oder äußere Wärmeübergangsfläche ver-The porous hollow filaments to be used advantageously can over it also be profiled inside and / or outside. Two, three or more porous hollow fibers can also be placed in parallel lying to each other at their respective contact surfaces, for example by fusing, welding, Gluing or the like. be firmly connected to each other. as well porous hollow filaments with a continuous or discontinuous shape and / or in their longitudinal direction are suitable Size, possibly periodically changing cross-section. Such porous hollow filaments can be used in various ways and way the mode of operation of the devices according to the invention beneficial influence. For example, porous hollow fibers profiled on the inside and / or outside can be used the inner and / or outer heat transfer surface
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größert, die Knickfestigkeit der porösen Hohlfaden verbessert und/oder die Kontaktfläche der sich kreuzenden porösen Hohlfaden verringert werden. Weiterhin wird die Wärmeübertragungsleistung noch dadurch gesteigert, daß an den profilierten Flächen der porösen Hohlfaden der Wärmeübergang durch Wirbelbildung im jeweiligen Fluid verbessert wird. Auch lassen sich aus 'porösen Hohlfaden mit einer nicht kreiszylindrischen Form zum Teil kompaktere und/oder formstabilere Vorrichtungen herstellen.increases the buckling strength of the porous hollow filament and / or the contact area of the intersecting porous hollow filaments can be reduced. Furthermore, the Heat transfer capacity increased by the fact that on the profiled surfaces of the porous hollow filament Heat transfer is improved by the formation of eddies in the respective fluid. Can also be made of 'porous hollow fiber with produce a non-circular cylindrical shape in part more compact and / or dimensionally stable devices.
Zur Gewährleistung einer guten Wärmeleitung durch die porösen Hohlfaden sollte die Wand derselben so dünn wie möglich bemessen sein, jedoch immer noch genügend dick, um den mechanischen Anforderungen zu genügen. Als für die meisten Verwendungszwecke vorteilhaft haben sich dabei poröse Hohlfaden erwiesen, deren Wandstärke im Bereich von 0,02 bis 0,5 mm liegt. Zur Erzielung eines guten Wärmedurchgangs (k-Zahl) sollten auch die Querschnitte der verwendeten porösen Hohlfaden entsprechend bemessen sein.To ensure good heat conduction through the porous hollow filament, the wall of the same should be as thin as possible sized, but still thick enough to accommodate the mechanical Requirements to meet. Porous hollow filaments have proven to be advantageous for most purposes proven, the wall thickness of which is in the range from 0.02 to 0.5 mm. To achieve good heat transfer (k-number), the cross-sections of the porous hollow fibers used should also be dimensioned accordingly.
Die schlaufenförmige bzw. teilweise schlaufenförmige Anordnung der porösen Hohlfaden in erfindungsgemäßen Vorrichtungen wird auf einfache Weise erfindungsgemäß insbesondere dadurch erreicht, daß ein oder mehrere endlose poröse Hohlfaden mittels einer Aufspul- oder Umspuleinrichtung mit einem oder mehreren parallel zur Drehachse der Spuleinrichtung hin- und herbewegten Fadenführer(n) beispielsweise auf einen perforierten rohrförmigen Spulenträger (auch Hülse oder Spule genannt) aufgewickelt werden und auf diese Weise einen ein-The loop-shaped or partially loop-shaped arrangement of the porous hollow filaments in devices according to the invention is in a simple manner according to the invention in particular thereby achieved that one or more endless porous hollow filaments by means of a winding or rewinding device with a or several thread guides moved to and fro parallel to the axis of rotation of the winding device, for example onto one perforated tubular bobbin (also called sleeve or coil) are wound up and in this way a single
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oder mehrlagigen Spul- oder Wickelkörper bilden.or form multi-layer bobbins or bobbins.
Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, da die porösen Hohlfäden hierbei im gebrauchsfähigen Zustand der Vorrichtungen die Form einer sich räumlich ausdehnenden Wendel haben, wobei zur Erzielung eines leicht durchstrombaren und dabei formstabilen Spulpaketes die porösen Hohlfaden in vorteilhafter Weise in mehreren Lagen derart angeordnet sind, daß die porösen Hohlfäden jeder Lage die porösen Hohlfäden der benachbarten Lagen berühren, und, gegebenenfalls mehrfach, kreuzen. Diese Anordnung der porösen Hohlfäden gewährleistet eine große Wärmeübertragungsfläche auf kleinem Raum, da die porösen Hohlfäden sich zwar an den Kreuzungspunkten berühren, jedoch nur ein unbedeutender Anteil der Wärmeübertragungsfläche durch diese gegenseitige Berührung dabei verlorengeht. This arrangement is particularly advantageous since the porous hollow fibers are in the usable state of the devices have the shape of a spatially expanding helix, with the aim of achieving an easily permeable and thereby dimensionally stable package, the porous hollow filaments are advantageously arranged in several layers in such a way that the porous hollow fibers of each layer the porous hollow fibers of the touch adjacent layers, and, if necessary several times, cross. This arrangement of the porous hollow fibers ensures a large heat transfer surface in a small space, because the porous hollow fibers are at the crossing points touch, but only an insignificant proportion of the heat transfer surface is lost through this mutual contact.
Der den Spul- oder Wickelkörper aufnehmende Spulenträger braucht dabei nicht unbedingt einen kreisförmigen Querschnitt zu haben, sondern der Querschnitt desselben kann beispielsweise auch elliptisch oder als Vieleck, insbesondere als Rechteck mit abgerundeten Ecken, ausgebildet sein. Ebenso kann der zur Herstellung des Spul- oder Wickelkörpers verwendete Spulenträger auch einen entlang seiner Längsachse größer oder kleinerwerdenden Querschnitt haben. So kann seine Mantelfläche beispielsweise konisch, diaboloförmig, pyramidenstumpfförmig mit abgerundeten Seitenkanten, tonnenförmig usw. ausgebildet sein, so daß die auf einem derartig geformten Spulenträger aufgewickelten porösen Hohlfäden im allgemeinen einen in seiner Form der Form des jeweiligenThe bobbin holding the bobbin or bobbin does not necessarily need a circular cross-section to have, but the cross section of the same can, for example, also be elliptical or polygonal, in particular as Rectangle with rounded corners. The used to manufacture the bobbin or bobbin can also be used Coil carriers also have a cross-section that becomes larger or smaller along its longitudinal axis. So can his Outer surface, for example, conical, diabolo-shaped, truncated pyramid-shaped be designed with rounded side edges, barrel-shaped, etc., so that on such a shaped bobbin wound porous hollow filaments generally one in its shape of the shape of the respective
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Spulenträgers entsprechenden Spul- bzw. Wickelkörper bilden.Form bobbin corresponding bobbin or bobbin.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungen haben die porösen Kohlfäden die Form einer in einer Ebene liegenden Spirale.In a further embodiment of the devices according to the invention the porous carbon threads have the shape of a spiral lying in one plane.
Die erfindungsgenäßen Vorrichtungen können aber auch aus einem oder mehreren Flächengebilden hergestellt werden, die nach einem Web-, Wirk-, Strick- oder einem Ablegeverfahren hergestellt worden sind. Derartige Flächengebilde lassen sich wie die Spul- oder Wickelkörper ebenfalls auf schnelle und einfache Weise herstellen.However, the devices according to the invention can also consist of one or more sheet-like structures are produced by a weaving, knitting, knitting or laying process have been manufactured. Such flat structures, like the bobbins or bobbins, can also be swiftly and easy to manufacture.
Zur Herstellung erfindungsgemäßer Vorrichtungen aus Spul- oder Wickelkörpern können deren beide stirnseitigen Enden auf einem - in Längsrichtung der Wickelkörper gemessen - kurzen Abschnitt beispielsweise in einer härtbaren Vergußmasse wie Gießharz, Polyurethan u.dgl. eingegossen v/erden, wobei die Vergußmasse in dem genannten Bereich die Wickelkörper vollständig durchdringt und gegebenenfalls außerhalb der Wickelkörper je einen flanschartigen Ansatz bildet, die einen größeren Umfang haben als .-die Wickelkörper selbst. Ein solcher (flanschartiger) Ansatz kann jedoch auch nur an einer der beiden Stirnseiten der Wickelkörper vorgesehen werden. Durch stirnseitiges Abtragen eines Teiles jedes dieser (flanschförmigen) Ansätze bis in den Bereich der porösen Hohlfaden werden die an den Stirnseiten der Wickelkörper , liegenden bogenförmigen Umkehrteilstücke der einzelnen Wickelkörperlagen entfernt und werden auf dieseIn order to produce devices according to the invention from bobbins or wound bobbins, both of them can be used on the end face Ends on a - measured in the longitudinal direction of the winding body - short section, for example in a hardenable potting compound such as casting resin, polyurethane and the like penetrates the winding body completely and, if necessary, one flange-like each outside of the winding body Forms approach, which have a larger scope than. -The bobbins itself. Such a (flange-like) approach can, however, also only on one of the two end faces of the winding body are provided. By removing part of the front of each of these (flange-shaped) approaches into the area of the porous hollow filament are the arc-shaped reversal sections lying on the end faces of the winding bodies the individual winding body layers are removed and placed on them
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Weise aus deP- ursprünglichen Wickelkörpern Gebilde hergestellt, die aus einer Vielzahl von in mehreren Lagen angeordneten wendelförmig ausgebildeten sich mehrfach kreuzenden Hohlfadenstücken bestehen,deren Öffnungen an den äußeren, im allgemeinen senkrecht zur Längsachse der Wickelkörper verlaufenden Stirnflächendes verbleibenden Teils jedes der oben beschriebenen {flanschartigen) Ansätze aus einer Vergußmasse münden.Wise made from deP- original winding bodies, which consist of a multiplicity of helically formed multi-layered, multi-intersecting hollow filament pieces, the openings of which are on the outer, generally perpendicular to the longitudinal axis of the winding body, the remaining part of each of the above-described (flange-like) end faces. Approaches open from a potting compound.
Zur Herstellung erfindungsgemäßer Vorrichtungen aus Flächengebilden, können jeweils ein oder mehrere Ränder der gegebenenfalls auch übereinander gelegten Flächengebilde in geeigneter Weise, beispielsweise in Gießharz, eingegossen werden und die öffnungen der porösen Hohlfaden in analoger Weise, wie oben bereits für Spul" bzw. Wickelkörper beschrieben, anschließend freigelegt werden.To produce devices according to the invention from flat structures, one or more edges can be used the sheet-like structures, which may also be placed one on top of the other, are cast in a suitable manner, for example in casting resin and the openings of the porous hollow fiber in analog Way, as already described above for bobbin "or bobbin, are then exposed.
Durch entsprechendes Aufwickeln, Verlegen oder anderweitiges Anordnen der porösen Hohlfaden und entsprechendes Aufschneiden des Wickelpaketes ist es möglich, erfindungsgemäf-e Vorrichtungen herzustellen, bei denen die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen der porösen Hohlfaden in ein und derselben Ebene liegen, jedoch beispielsweise um jeweils 180 versetzt und/oder in jeweils gleich großen, oder unterschiedlich großen Abständen voneinander und dabei so angeordnet sind, daß alle Eintrittsöffnungen in der einen Hälfte dieser Ebene und alle Austrittsöffnungen in der anderen Hälfte dieser Ebene liegen.By corresponding winding, laying or otherwise Arranging the porous hollow filaments and correspondingly cutting open the winding package, it is possible according to the invention Manufacture devices in which the inlet openings and the outlet openings of the porous hollow filament in a and lie in the same plane, but for example offset by 180 each and / or in each case of the same size or different large distances from each other and are arranged so that all inlet openings in one half this level and all outlets in the other Half of this level.
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Ebenso ist es möglich, erfindungsgemäße Vorrichtungen . herzustellen, die es gestatten, beliebig viele Fluide an der Wärmeübertragung teilnehmen zu lassen, ohne daß ein Vermischen der einzelnen Fluide miteinander stattfindet. It is also possible to use devices according to the invention . produce that allow any number of fluids to participate in the heat transfer without that a mixing of the individual fluids takes place with one another.
Die aus Spul- oder Wickelkörpern hergestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen können beispielsweise so ausgestattet sein, daß die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen für ein erstes Fluid auf der einen Stirnseite der Vorrichtungen und diejenigen für ein zweites Fluid auf der anderen Stirnseite der Vorrichtungen liegen.The devices according to the invention made from bobbins or wound bobbins can be equipped in this way, for example be that the inlet openings and the outlet openings for a first fluid on the one end face of the devices and those for a second fluid are on the other end face of the devices.
Zur Herstellung einer Vielzahl kleinerer Vorrichtungen ist es möglich, die zur Herstellung der Vorrichtungen bestimmten Spul- oder Wickelkörper bzw. Flächengebilde in Einheiten, d.h. Streifen, Scheiben od. dgl., gewünschter Größe aufzuteilen, wobei die porösen Hohlfäden in denjenigen Bereichen, in denen die Teilung erfolgen soll, zweckmäßigerweise zuvor in geeigneter Weise, beispielsweise wie bereits beschrieben durch Eingießen in Gießharz od.dgl., in ihrer Form und Lage fixiert werden und somit ihre Öffnungen mühelos durch das Zerteilen freigelegt werden können.To produce a variety of smaller devices, it is possible to use the Devices determine bobbins or wound bodies or flat structures in units, i.e. strips, discs or the like. Like. To divide the desired size, the porous hollow fibers in those areas in which the division should take place, expediently beforehand in a suitable manner, for example as already described by pouring into Cast resin or the like., Are fixed in their shape and position and thus exposed their openings effortlessly by dividing them can be.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die porösen Hohlfäden in einen die Wärme gut leitenden Werkstoff einzugießen, um auf diese Weise Wärme von einem Fluid auf den genannten, die Wärme gut leitenden Werkstoff,In the context of the present invention it is also possible the porous hollow filaments into a well-conducting heat Pouring in material in order in this way to transfer heat from a fluid to the said material, which conducts heat well,
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zu übertragen oder umgekehrt. Die auf solche Weise erfinching sgemäß ausgestalteten Vorrichtungen, die zudem noch beispielsweise zwei getrennte Kreisläufe für zwei voneinander getrennt zu haltende Fluide besitzen, gestatten es, Wärme beispielsweise von dem ersten Fluid zunächst auf den die Wärme gut leitenden Gießkörper zu übertragen und von dort auf das zweite Fluid abzugeben. Ebenso ist es möglich, mit derartigen Vorrichtungen beispielsweise die von dem die Wärme gut leitenden Gießkörper beispielsweise durch Strahlung aufgenommene Wärme gleichzeitig an zwei Fluide abzugeben.to transfer or vice versa. Inventing in such a way accordingly designed devices that also have, for example, two separate circuits for two from each other Have fluids to be kept separate, allow heat, for example from the first fluid first to the heat to transfer well conductive cast body and from there to deliver it to the second fluid. It is also possible with such Devices, for example, those absorbed by the cast body, which conducts heat well, for example by radiation To give off heat to two fluids at the same time.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen eignen sich zur Lösung selbst der anspruchsvollsten Wärmeübertragungsprobleme, wie sie beispielsweise beim Verdampfen oder Kondensieren auftreten können. Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Vorrichtungen überall dort, wo zur Energiegewinnung nur verhältnismäßig kleine Temperaturdifferenzen zur Verfügung stehen, die zwangsläufig große Warmeübertragungsflachen erforderlich machen, welche begreiflicherweise auf möglichst kleinem Raum unterzubringen sind. Aufgrund der günstigen Korrosionseigenschaften der für die Herstellung de£ erfindungsgemäßen Vorrichtungen verwendbaren porösen Hohlfaden eignen sich die erfindungsgemäßen Vorrichtungen insbesondere für aggresive Medien, wie Säuren, Laugen u.dgl. Bei geeigneter Auswahl der verwendbaren porösen Hohlfaden ist es aufgrund der bekannten unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften derselben möglich, erfindungsgemäße Vorrichtungen · auch für solche Fluide zu verwenden, die bei herkömmlichen Metallrohrwärmeaustauschern zur Bildung von Ablagerungen an den Rohrwänden neigen.The devices according to the invention are suitable for the solution even the most demanding heat transfer problems, such as they can occur, for example, during evaporation or condensation. In particular, those according to the invention are suitable Devices wherever only relatively small temperature differences are available to generate energy stand, which inevitably require large heat transfer surfaces make which understandably as possible are to be accommodated in a small space. Due to the favorable corrosion properties of the invention for the production of the The devices according to the invention are particularly suitable for porous hollow filaments which can be used for devices for aggressive media such as acids, alkalis, etc. With a suitable selection of the porous hollow filaments that can be used, it is due to the known different surface properties the same possible to use devices according to the invention · also for those fluids that are used in conventional Metal tube heat exchangers tend to form deposits on the tube walls.
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Die erfindungsgemäßen. Vorrichtungen eignen sich daher gleichermaßen für chemische Verfahren, bei der Energieerzeugung bzw- -umwandlung, in der Kältetechnik, in der Klimatechnik, in der Lebensmittelindustrie, zur Wohn- und Arbeitsraumbeheizung, bei Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, insbesondere als Ölkühler, als Wasserkühler zum Abführen der Motorwärme oder zum Aufwärmen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Frischluft, als Kondensator und als Verdampfer, insbesondere auch als Entspannungsverdampfer. Ganz besonders eignen sich die erfindungsgemäßen Vorrichtungen für Wärmepumpen-Einrichtungen, bei denen beispielsweise Wärme aus der Umgebungsluft oder aus dem Erdreich zur Beheizung von Wohnräumen benutzt wird, oder als die Sonnenwärme aufnehmender Kollektor, wobei sich hierfür insbesondere solche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen bewährt haben, bei denen die porösen Hohlfäden in nur einer Lage angeordnet und zudem schwarz sind.The invention. Devices are therefore suitable equally for chemical processes, in energy generation or conversion, in refrigeration technology, in air conditioning technology, in the food industry, for living and working space heating, in land, water and air vehicles, in particular as an oil cooler, as a water cooler to dissipate the engine heat or to warm up the heat fed into the vehicle interior Fresh air, as a condenser and as an evaporator, in particular as an expansion evaporator. Most notably the devices according to the invention are suitable for heat pump devices in which, for example, heat from the ambient air or from the ground is used to heat living spaces, or as a means of absorbing solar heat Collector, with such embodiments of the devices according to the invention in particular being proven for this purpose in which the porous hollow fibers are arranged in only one layer and are also black.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen- eignen sich somit zur Lösung der meisten Wärmeübertragungsprobleme bei gegebenenfalls gleichzeitigem Stoffaustausch, d.h. zur Wärmeübertragung von gasförmigen Fluiden auf gasförmige, von flüssigen Fluiden auf flüssige, von flüssigen Fluiden auf gasförmige und umgekehrt, von festen Stoffen auf gasförmige und/oder flüssige Fluide und umgekehrt, wobei allerdings zu beachten ist, daß die Temperaturen der am WärmeaustauschThe devices according to the invention are therefore suitable for Solution of most heat transfer problems with, if necessary, simultaneous mass transfer, i.e. for heat transfer from gaseous fluids to gaseous, from liquid to liquid, from liquid to gaseous fluids and vice versa, from solids to gaseous and / or liquid fluids and vice versa, although it should be noted that the temperatures of the heat exchange
beteiligten Stoffe durch- die physikalischen und chemischen Eigenschaften der verwendeten porösen Hohlfaden entsprechend limitiert sind.involved substances through the physical and chemical Properties of the porous hollow filament used are limited accordingly.
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über die im Hauptpatent bereits genannten geeigneten Polymere hinaus werden erfindungsgemäß auch die Polyamide, insbesondere Polyhexamethylenadipinsäureamid, die Polyester sowie die Polyolefine verwendet.about the suitable ones already mentioned in the main patent In addition to polymers, the polyamides are also used according to the invention, especially polyhexamethylene adipamide, the polyester as well as the polyolefins used.
Wegen ihrer chemischen Beständigkeit beispielsweise gegenüber Lebensmitteln, kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten od.dgl. werden Polyester, insbesondere Polyalkylenterephthalat bevorzugt. Wenn chemische Beständigkeit neben einer guten Temperaturbeständigkeit gewünscht wird, bevorzugt man Hohlfaden aus Polyolefinen, insbesondere aus Polypropylen. Wenn höhere Festigkeitswerte erwünscht sind, werden die Hohlfaden aus Polyamiden, insbesondere aus Polyhexaraethylenadipinsäureamid hergestellt.Because of their chemical resistance, for example to food, carbonated liquids or the like. polyesters, especially polyalkylene terephthalate, are preferred. If chemical resistance is required in addition to good temperature resistance, hollow filaments are preferred made of polyolefins, in particular made of polypropylene. If higher strength values are desired, the hollow filaments from polyamides, in particular from polyhexaraethylene adipamide manufactured.
Bei der Bemessung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist zu beachten, daß die pro üur Verfügung stehender VoIumeneinheit erreichbare Wärmeübertragungsfläche umso größer wird, je kleiner der Durchmesser der zu verwendenden porösen Kohlfäden gewählt wird. Die zu übertragende Wärmemenge When dimensioning the devices according to the invention it must be ensured that the unit of volume available per unit The achievable heat transfer area is all the greater the smaller the diameter of the porous carbon threads to be used is selected. The amount of heat to be transferred
bei Gleichbleibendem Gesamtströmungsquerschnitt aller porö- undwith constant total flow cross-section of all porous and
ser Hohlfäden/gleichbleibender Fluidmenge steigt im allgemeinen ebenfalls mit kleiner werdenden Tlohlfädendurchmessern, Dabei ist allerdings zu beachten, daß in diesem Fall der Druckverlust in den porösen Hohlfaden ebenfalls zunimmt. Ebenfalls zu beachten ist, daß die Knickfestigkeit der porösen Hohlfaden im allgemeinen mit größerwerdendem Durchmesser bei gleicher Wandstärke abnimmt. Bei geeigneter Auswahl und Dimensionierung der für die erfindungsgemäßen Vorriehtun-these hollow fibers / constant amount of fluid generally increases also with decreasing thread diameters, It should be noted, however, that in this case the pressure loss in the porous hollow filament also increases. It should also be noted that the buckling strength of the porous hollow filament generally increases as the diameter increases decreases with the same wall thickness. With a suitable selection and dimensioning of the devices according to the invention
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gen verwendbaren porösen Hohlfaden ist es möglich, spezifische Wärmeübertragungsleistungen zu erreichen, die besser, zum Teil sogar erheblich besser sein können als die mit herkömmlichen Metallrohrwärmeaustauschern erreichbaren. Die Auswahl geeigneter poröser Hohlfaden sollte möglichst so erfolgen, daß der Wärmedurchgangswiderstand durch die Wandung der porösen Hohlfaden im wesentlichen vernachlässigbar gegenüber den innerhalb und außerhalb der porösen Hohlfaden auftretenden Wärmeübergangswiderständen ist. Das bedeutet, daß poröse Hohlfaden aus einem Werkstoff mit relativ guten Wärmeleiteigenschaften eine größere Wandstärke haben dürfen als solche mit sehr niedrigen Wärmeleitwerten.gen usable porous hollow fibers, it is possible to achieve specific heat transfer capacities that are better, in some cases can even be considerably better than those achievable with conventional metal tube heat exchangers. the Selection of suitable porous hollow filaments should, if possible, be made in such a way that the heat transfer resistance passes through the wall the porous hollow filament is essentially negligible compared to the inside and outside of the porous hollow filament occurring heat transfer resistances. This means that porous hollow filaments made of a material with relatively good Thermal conductivity properties may have a greater wall thickness than those with very low thermal conductivity values.
Ein "Hohlfaden" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein hohlzylinderisches Gebilde beliebiger Länge mit beispielsweise kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt mit einer im allgemeinen in Längs- und Umfangsrichtung im wesentlichen konstanten Wandstärke.A "hollow thread" in the sense of the present invention is a hollow cylindrical structure of any length for example circular or elliptical cross-section with a generally in the longitudinal and circumferential directions in substantial constant wall thickness.
Unter Querschnitt der porösen Hohlfaden, des Spul- oder Wickelkörpers bzw. des Spulträgers wird im Sinne der Erfindung die Schnittfläche verstanden, die man erhält, wenn man einen porösen Hohlfaden, einen Spul- oder Wickelkörper bzw. einen Spulenträger an einer beliebigen oder näher bezeichneten Stelle senkrecht zu seiner Längs- bzw. Drehachse schneidet. Im Falle eines runden porösen Hohlfadens erhält man auf diese Weise einen kreisförmigen Querschnitt. Im Falle eines beispielsweise auf einen Spulenträger mit rechteckigem Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufgewickelten Spul- oderUnder cross-section of the porous hollow filament, the winding or In the context of the invention, the bobbin or bobbin is understood to be the cut surface that is obtained when one a porous hollow filament, a bobbin or winding body or a bobbin on any or specified Place perpendicular to its longitudinal or axis of rotation. In the case of a round, porous hollow fiber, this is obtained Way a circular cross-section. In the case of a coil carrier with a rectangular cross-section, for example with rounded corners wound bobbin or
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Wickelkörpers erhält man definitionsgemäß einen rechteckigen Ringquerschnitt rn.it abgerundeten Ecken,By definition, the wound body is rectangular Ring cross-section with rounded corners,
Unter Schlaufenforra wird im Sinne der vorliegenden Erfindung jede von einer geradlinigen Form abweichende Form verstanden, dabei insbesondere jede Art einer ebenen oder räumlichen Krümmung, wobei der Krümmungsradius groß genug ist, um ein Einknicken der porösen Hohlfaden zu vermeiden. Im allgemeinen ist der Krümmungsradius kleiner als Im, er kann jedoch auch größer sein. Zur Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist es nicht erforderlich, daß alle porösen Hohlfaden auf ihrer gesamten. Länge. Schiaufenforxn haben, sondern es genügt bereits, wenn der größere Teil der porösen Hohlfaden in Schlaufenform vorliegt, d.h. wenn jeder einzelne poröse Hohlfaden der crfindungsgemäßen Vorrichtungen auf dem größeren Teil seiner Länge Schlaufenform hat und/ oder wenn geradlinige und schlaufenförmige poröse Hohlfaden vorliegen, solange die Gesaratlänge aller in Schiaufenforia vorliegenden porösen Hohlfaden und/oder Hohlfadenstücke größer ist als die Gesamtlänge aller geradlinig vorliegenden porösen Hohlfaden und/oder Hohlfadenstücke.For the purposes of the present invention, loop shape is understood to mean any shape deviating from a straight shape, in particular, any type of planar or spatial curvature, the radius of curvature being large enough to produce a Avoid buckling of the porous hollow filament. In general, the radius of curvature is smaller than Im, but it can also to be taller. To solve the problem underlying the present invention, it is not necessary that all porous hollow filament over its entire length. Length. Schiaufenforxn it is sufficient if the greater part of the porous hollow filament is in the form of loops, i.e. if each individual porous hollow filaments of the devices according to the invention has a loop shape over the greater part of its length and / or when straight and loop-shaped porous hollow filaments available as long as the total length of all in Schiaufenforia present porous hollow filament and / or hollow filament pieces is greater than the total length of all rectilinear present porous hollow filaments and / or hollow filament pieces.
Durch diese Schlaufenforra der porösen Hohlfaden wird erreicht, daß sich die porösen Hohlfaden in im wesentlichen kurzen Abständen gegebenenfalls mehrfach kreuzen und sich auf diese Weise gegenseitig abstützen, so daß jeder poröse Hohlfaden im allgemeinen nur auf verhältnismäßig kurzen Längenabschnitten ungestützt ist, wodurch die Knickgefahr für die porösen Hohlfäden erheblich herabgesetzt ist.This loop shape of the porous hollow thread is achieved that the porous hollow filament is in essentially short intervals optionally cross several times and support each other in this way, so that each porous hollow thread in the generally only on relatively short lengths is unsupported, as a result of which the risk of kinking the porous hollow fibers is considerably reduced.
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Obwohl im allgemeinen nur durch die erfindungsgemäße Anordnung der porösen Hohlfäden in Vorrichtungen in denen Wärme übertragen vrird, wie oben beschrieben, die genannten Vorteile erzielt werden, ist es nichtdestoweniger grundsätzlich möglich, die porösen Hohlfäden auch in bekannter Weise anzuordnen, also beispielsweise in U-Form oder in Form eines Bündels von geraden, parallel zueinander und in Abständen voneinander angeordneten porösen Hohlfäden und dergleichen.Although generally only through the arrangement according to the invention of the porous hollow fibers in devices in which heat If the advantages mentioned are achieved, as described above, it is nevertheless fundamental possible to arrange the porous hollow fibers in a known manner, for example in a U-shape or in Form of a bundle of straight, parallel and spaced porous hollow fibers and the same.
Auch lassen sich mit anderen porösen Hohlfaden als den erfindungsgemäßen und als denjenigen nach dem Hauptpatent brauchbare Vorrichtungen herstellen, die gegebenenfalls zufriedenstellende bis vorteilhafte Ergebnisse liefern.Can also be used with other porous hollow filaments than the According to the invention and as those according to the main patent usable devices produce that optionally deliver satisfactory to beneficial results.
Schließlich ist es erfindungsgemäß möglich und in vielen Fällen vorteilhaft, zur Herstellung erfindungsgemäßer Vorrichtungen solche porösen Hohlfäden zu verwenden, bei denen zusätzlich zu der Wärmeübertragung und/oder der Verdunstung eines Teils der durch die porösen Hohlfäden strömenden Flüssigkeit an der äußeren Oberfläche der porösen Hohlfäden eine Filterung, eine Mikrofilterung, eine StoffÜbertragung oder ein Stoffaustausch gemäß Hauptpatent stattfindet. Besonders hierfür geeignet sind im allgemeinen solche porösen Hohlfäden, die keine als Membran wirkende, gegebenenfalls fluid-Finally, according to the invention, it is possible and in many ways Cases advantageous for the production of the invention Devices to use such porous hollow fibers, in which in addition to the heat transfer and / or the evaporation of part of the liquid flowing through the porous hollow fibers on the outer On the surface of the porous hollow fibers a filtering, a microfiltration, a material transfer or a material exchange takes place according to the main patent. In general, such porous hollow fibers are particularly suitable for this purpose, which does not act as a membrane, possibly fluid-
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undurchlässige Schicht besitzen und somit eine offenporige Oberfläche haben.Have an impermeable layer and thus an open-pored one Have surface.
Andererseits ist es in vielen Fallen für derartige, aber auch andere, Anwendungsgebiete vorteilhaft, solche Hohlfäden zu verwenden, die nur abschnittsweise eine offenporige Oberfläche aufweisen und auf den übrigen Abschnitten die bereits oben näher beschriebene membranartige Schicht besitzen.On the other hand, it is advantageous in many cases for such, but also other, areas of application to use such hollow fibers that only have an open-pored surface in sections and on the other sections have the membrane-like layer already described in more detail above.
Schließlich ist es erfindungsgemäß möglich, die erfindungsgeraäßen Vorrichtungen auch bei Wärmetönungen, wie sie beim Mischen, Lösen, Verdünnen, chemischen Reagieren etc. mehrerer Reaktionspartner häufig auftreten, zu verwenden, wobei man beispielsweise einen Teil eines fluiden durch die Hohlfäden strömenden Reaktionspartners durch die Poren der Hohlfäden austreten und in einen zweiten fluiden Reaktionspartner einströmen läßt.Finally, according to the invention, it is possible to use the Devices also with heat tones, such as when mixing, dissolving, diluting, chemical reactions etc. multiple reactants often occur, to use, for example, a part of a fluid through the reaction partner flowing through the hollow fibers the pores of the hollow fibers exit and flow into a second fluid reactant.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig, 1 bis 7 Querschnitte verschieden geformter poröser Hohlfäden,Fig, 1 to 7 cross sections of differently shaped porous Hollow fibers,
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Fig. 8 und 9 Längsschnitte durch nicht kreiszylinderförmig ausgebildete poröse Hohlfäden/8 and 9 are longitudinal sections through a non-circular cylinder formed porous hollow fibers /
Fig.10 u. 11 in vereinfachter schematischer Darstellung die Herstellung eines mehrlagigen Spulkörpers aus einem porösen Hohlfaden10 and 11 in a simplified schematic representation the Production of a multi-layer bobbin from a porous hollow thread
Fig. 12 in vereinfachter schematischer DarstellungFig. 12 in a simplified schematic representation
einen Längsschnitt durch einen Spulkörper aus porösen Hohlfaden mit an seinen Stirnseiten angegossenen flanschartxgen Ansätzen aus einer Vergußmasse,a longitudinal section through a bobbin made of porous hollow filament with on its end faces cast flange-type approaches from a casting compound,
Fig. 13 bis 15 in vereinfachter schematischer Darstellung13 to 15 in a simplified schematic representation
Längsschnitte durch verschieden geformte Spulkörper aus porösen Hohlfäden mit an ihren Stirnseiten angegossenen flanschartxgen Ansätzen aus einer Vergußmasse,Longitudinal sections through differently shaped bobbins made of porous hollow fibers with on their end faces cast flange-type approaches from a casting compound,
Fig. 16 in vereinfachter Darstellung einen Spulkörper aus porösen Hohlfäden mit nur einem stirnseitig angeordneten flanschartxgen Ansatz aus einer Vergußmasse, 16 shows a bobbin in a simplified representation porous hollow fibers with only one flange-type attachment made from a potting compound,
Fig. 17 in vereinfachter schematischer Darstellung einen Spulkörper mit an seinen beiden Stirnseiten angegossenen flanschartxgen Ansätzen aus einer Vergußmasse,17 shows, in a simplified schematic representation, a bobbin with cast on both of its end faces flange-type approaches from a casting compound,
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Fig. 18 bis 21 in vereinfachter schematischer Darstellung18 to 21 in a simplified schematic representation
Aus führungs formen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen unter Verwendung je eines Spulkörpers aus porösen Hohlfaden,Execution forms of the devices according to the invention using one each Bobbin made of porous hollow filament,
Fig. 22 bis 24 in vereinfachter schematischer Darstellung22 to 24 in a simplified schematic representation
die Herstellung eines Spulkörpers aus zwei porösen Hohlfaden,the production of a bobbin from two porous hollow filaments,
Fig. 25 in vereinfachter schematischer Darstellung eine25 shows a simplified schematic representation
Aus führungs form einer erfindungsgeiaäßen Vorrichtung unter Verwendung eines nachEmbodiment of a device according to the invention using an according to
Fig. 22 bis 24 hergestellten Spulkörpers,22 to 24 produced bobbin,
Fig. 26 bis 31 in vereinfachter schematischer Darstellung26 to 31 in a simplified schematic representation
verschiedene Ausführungsformen von Hohlfääenbündeln, hergestellt aus Spulkörpern mit jeweils unterschiedlicher Querschnittsform,different embodiments of hollow fiber bundles, made from bobbins each with a different cross-sectional shape,
Fig. 32 bis 37 in vereinfachter schematischer Darstellung32 to 37 in a simplified schematic representation
die Herstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungen aus einem im wesentlichen scheibenförmigen Wickel-, körper aus porösen Hohlfäden.the manufacture of an embodiment of the devices according to the invention from a substantially disc-shaped winding, body made of porous hollow fibers.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen mögliche Querschnitte von profilierten porösen Hohlfaden, wie sie sich für erfindungsgemäße Vorrichtungen eignen.Figures 1 to 5 show possible cross-sections of profiled porous hollow filaments, as they are for the invention Devices are suitable.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Form hat der poröse Hohlfaden einen im wesentlichen kreiszylinderförmigen Hohlraum 27, während er an seiner Außenseite eine in seiner Längsrichtung verlaufende rippenförmige Erhebung 26 hat, die gegeber.enfalls aus einem anderen Material bestehen kann als der Hohlfadenmantel·In the form shown in FIG. 1, the porous hollow thread has an essentially circular cylindrical cavity 27, while on its outside it has a rib-shaped elevation 26 running in its longitudinal direction, which may consist of a different material than the hollow fiber sheath
Der in Fig. 2 dargestellte poröse Hohlfaden hat ebenfalls einen im wesentlichen kreiszylinderförmigen Hohlraum 27 und vier in seiner Längsrichtung verlaufende rippenförmige Erhebungen 26 gegebenenfalls aus unterschiedlichem Material.The porous hollow thread shown in Fig. 2 also has a substantially circular cylindrical cavity 27 and four rib-shaped elevations 26 extending in its longitudinal direction, optionally made of different materials.
Der in Fig. 3 dargestellte poröse Hohlfaden hat einen im wesentlichen dreilappigen Querschnitt, wobei der Hohlraum eine ähnliche Form wie der Hohlfadenmantel 28 hat, so daß dieser poröse Hohlfaden eine auf seinem Umfang im wesentlichen konstante Wandstärke hat.The porous hollow thread shown in FIG. 3 has an essentially trilobal cross section, the cavity has a shape similar to that of the hollow fiber jacket 28, so that this porous hollow fiber has a substantially on its circumference has constant wall thickness.
Der in Fig. 4 dargestellte poröse Hohlfaden hat einen außen im wesentlichen kreisförmigen Mantel 29, der an seiner Innenseite vier in Längsrichtung des porösen Hohlfadens verlaufende, in seinen Hohlraum 27 hineinragende rippenförmige Erhebungen 26 hat gegebenenfalls aus zum Mantel 29 unterschiedlichem Material.The porous hollow thread shown in Fig. 4 has an outside substantially circular jacket 29, which has four on its inside running in the longitudinal direction of the porous hollow fiber, Rib-shaped elevations 26 protruding into its cavity 27 may have different features than the jacket 29 Material.
Fig. 5 zeigt einen porösen Hohlfaden, bei dem der Mantel einen sechseckigen Ringquerschnitt und der Hohlraum 27 einen sechseckigen Querschnitt hat.Fig. 5 shows a porous hollow thread in which the jacket a hexagonal ring cross-section and the cavity 27 a has a hexagonal cross-section.
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Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein Hohlfadengebilde, das beispielsweise dadurch hergestellt werden kann, daß drei poröse Hohlfaden mit rundem Querschnitt an ihren gemeinsamen Berührungslinien miteinander verschmolzen werden.Fig. 6 shows a cross section through a hollow filament structure, which can be produced, for example, that three porous hollow filaments with a round cross-section at their common Lines of contact are fused together.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch einen porösen Hohlfaden mit einem im Innern des porösen Hohlfadens mittig angeordneten und in seiner Längsrichtung verlaufenden Steg 29. Dieser poröse Hohlfaden besitzt also zwei durch den Steg 29 voneinander getrennte gleichgroße parallel zueinander verlaufende Hohlräume 27 mit halbkreisförmigem Querschnitt.7 shows a cross section through a porous hollow thread with a centrally arranged inside the porous hollow fiber and web 29 running in its longitudinal direction. This porous hollow thread therefore has two of each other through web 29 separate cavities 27 of the same size, which run parallel to one another and have a semicircular cross-section.
Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch einen porösen Hohlfaden mit einem in seiner Längsrichtung in gegebenenfalls regelmäßigen Abständen sich vergrößernden und anschließend wieder verkleinernden Außendurchmesser bzw. Umfang und einem in seiner Längsrichtung in gegebenenfalls regelmäßigen Abständen sich verkleinernden und anschließend wieder vergrößernden Innendurchmesser bzw. Hohlraumumfang. Hierdurch hat der poröse Hohlfaden einen Mantel 28 mit in Längsrichtung des porösen Hohlfadens sich ändernder Wandstärke.FIG. 8 shows a longitudinal section through a porous hollow thread with an optionally in its longitudinal direction regular intervals increasing and then decreasing outside diameter or circumference and a decreasing in its longitudinal direction at regular intervals if necessary and then increasing again Inner diameter or cavity circumference. As a result, the porous hollow thread has a jacket 28 in the longitudinal direction of the porous hollow fiber with changing wall thickness.
Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch einen porösen Hohlfaden mit einem in seiner Längsrichtung in gegebenenfalls regelmäßigen Abständen sich vergrößernden Querschnitt, wobei die Wandstärke des porösen Hohlfadens in seiner Längsrichtung konstant bleibt.FIG. 9 shows a longitudinal section through a porous hollow thread with an optionally in its longitudinal direction regular intervals increasing cross-section, the wall thickness of the porous hollow fiber in its longitudinal direction remains constant.
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In den Fig. 10 und 11 ist in vereinfachter scheraatischer Darstellung eine bekannte Einrichtung zur Herstellung von für die erfindungsgemäßen ' Vorrichtungen geeigneten Spulkörpern dargestellt. Der zugelieferte endlose poröse Hohlfaden 1 wird über einen sich hin- und herbewegenden Fadenführer 2 auf einen rotierenden perforierten Spulenträger 3 aufgewik!- kelt, wodurch ein Spulkörper 4 entsteht, der aus mehreren Lagen sich unter einem vorher festlegbaren Winkel kreuzender wendelförmig ausgebildeter Abschnitte des endlos zugelieferten und aufgewickelten porösen Hohlfadens 1 aufgebaut ist.10 and 11 is a simplified schematic representation a known device for producing bobbins suitable for the devices according to the invention shown. The supplied endless porous hollow thread 1 is moved over a thread guide 2 that moves back and forth wound onto a rotating perforated bobbin carrier 3! kelt, whereby a bobbin 4 is formed, which consists of several Were helical sections of the endlessly supplied material that intersected at a previously determinable angle and wound porous hollow fiber 1 is constructed.
Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt eines beispielsweise mit einer gemäß Fig. 10 und 11 beschriebenen Einrichtung hergestellten Spulkörpers 4. Der Spulkörper 4 ist an seinen beiden Stirnseiten 5 mit flanschartigen Ansätzen 7 aus einer härtbaren Vergußmasse versehen, die im Schleudergußverfahren in die gewünschte Form gebracht worden ist. Durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 entlang der Linien A bzw. B können die Öffnungen der porösen Hohlfaden des Spulkörpers 4 freigelegt werden. Der perforierte Spulenträger 3 gestattet eine radiale Durchströmung des Spulkörpers 4.Fig. 12 shows a longitudinal section of an example with a bobbin 4 manufactured according to FIGS. 10 and 11. The bobbin 4 is on both of its End faces 5 are provided with flange-like projections 7 made of a hardenable potting compound, which is centrifugally cast has been brought into the desired shape. By severing part of the flange-like lugs 7 along the lines A and B can be the openings of the porous hollow filaments of the Spool 4 are exposed. The perforated bobbin carrier 3 allows a radial flow through the bobbin 4th
Der in Fig. 13 im Längsschnitt dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmäßiges Aufwickeln eines endlosen porösen Hohlfadens auf einen konisch ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Konusform. Bei diesem Spulkörper 4 sind die Enden der einzelnen Hohlfadenabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 (wie bei Fig. 3 bereits beschrieben) freigelegt.The bobbin 4 shown in longitudinal section in FIG. 13 is made by uniformly winding up an endless porous hollow thread originated on a conically shaped coil carrier 3 and thus has a conical shape itself. With this bobbin 4 are the ends of the individual hollow fiber sections by severing part of the flange-like extensions 7 (as already described for Fig. 3) exposed.
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Der in Fig. 14 im Längsschnitt dargestellte Spulenkörper 4 ist durch gleichmäßiges Aufwickeln eines endlosen porösen Hohlfadens auf einen diaboloförmig ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Diaboloform. Bei diesem Spulenkörper 4 sind die Enden der einzelnen Hohlfadenabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 {wie bei Fig, 3 bereits beschrieben) freigelegt.The bobbin 4, shown in longitudinal section in FIG. 14, is made by uniformly winding an endless porous Hollow thread on a diabolo-shaped bobbin carrier 3 and thus has diabolo shape itself. at this bobbin 4 are the ends of the individual hollow filament sections by separating part of the flange-like projections 7 (as already described for FIG. 3).
Der in Fig. 15 im Längsschnitt dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmäßiges Aufwickeln eines endlosen porösen Hohlfadens auf einen tonnenförmig ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Tonnenform. Bei diesem Spulkörper 4 sind die Enden der einzelnen Hohlfadenabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 (wie bei Fig. 3 bereits beschrieben) freigelegt.The bobbin 4 shown in longitudinal section in FIG. 15 is made by evenly winding an endless, porous hollow thread onto a barrel-shaped bobbin 3 and is therefore barrel-shaped itself. In this bobbin 4, the ends of the individual hollow thread sections are by separating a part of the flange-like lugs 7 (as already described in FIG. 3).
Der in Fig. 16 dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmäßiges Aufwickeln eines endlosen porösen Hohlfadens auf einen kreiszylinderförmigen Spulenträger entstanden und hat dadurch selbst Kreiszylinderform. Dieser Spulkörper 4 ist nur an einem Ende mit einem flanschartigen Ansatz 7 versehen, wobei hierbei die Enden der einzelnen Hohlfadenabschnitte des Spulkörpers 4 durch das bereits beschriebene Abtrennen eines Teils des flanschartigen Ansatzes 7 nur auf eben dieser einen Seite freigelegt sind.The bobbin 4 shown in Fig. 16 is formed by uniformly winding an endless porous hollow thread a circular cylindrical bobbin emerged and has thereby even circular cylinder shape. This bobbin 4 is provided with a flange-like extension 7 only at one end, in this case the ends of the individual hollow filament sections of the bobbin 4 by the severing of one already described Part of the flange-like extension 7 only on this one Side are exposed.
Der Strömungsweg eines Fluids durch die porösen Hohlfaden eines solchen Spulkörpers verläuft ähnlich wie derjenige eines U-förmig ausgebildeten Rohres. Das heißt die Ein- undThe flow path of a fluid through the porous hollow filament such a bobbin runs similarly to that of a U-shaped tube. That means the in and
- 42 -- 42 -
030039/0304030039/0304
- 42 - Ä3GW31871/A- 42 - Ä3GW31871 / A
Austrittsöffnungen für das Fluid liegen bei diesem Spulkörper in ein und derselben Ebene.Outlet openings for the fluid are in this bobbin in one and the same plane.
Fig. 17 zeigt einen Spulkörper, wie er sich ergibt, wenn die flanschartigen Ansätze 7 teilweise, beispielsweise wie in Fig. 12 dargestellt entlang den Linien A-A bzw. B-B abgetrennt werden.Fig. 17 shows a bobbin, as it results when the flange-like lugs 7 partially, for example as in 12 along lines A-A and B-B, respectively.
Fig. 18 zeigt die Verwendung eines gemäß den Fig. 10 bis 12 hergestellten Spulkörpers 4 in einex erfindungsgeiuäßen Vorrichtung. Der Spulkörper 4 mit den flanschartigen Ansätzen 7 ist dabei in dem entsprechend bemessenen Gehäuse 10 angeordnet. Ein erstes Fluid 8 tritt durch den Eintrittsstutzen 11 in den Verteilerraum 16 der Vorrichtung und gelangt von dort in die Eintrittsöffnungen der in dem Spulenkörper 4 angeordneten porösen Hohlfaden, durchströmt diese und verläßt sie auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Spulkörpers 4, gelangt in den Sammelraum 17 der Vorrichtung und verläßt diese durch den Austrittsstutzen 12. Die Durchströmung der porösen Hohlfaden ist auch in umgekehrter Richtung möglich. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Eintrittsstutzen 13 in den Kernraum 18 des Spulkörpers 4, der an seinem Ende 15 abgedichtet ist, durchströmt den Spulkörper 4 in radialer Richtung von innen nach außen und gelang* in den ringzylinderförmigen Sammelraum 19, von wo aus es die Vorrichtung durch den Austrittsstutzen 14 verläßt.18 shows the use of one according to FIGS. 10 to 12 produced bobbin 4 in one according to the invention Contraption. The bobbin 4 with the flange-like projections 7 is in the correspondingly dimensioned housing 10 arranged. A first fluid 8 passes through the inlet connection 11 into the distribution space 16 of the device and passes from there into the inlet openings of the porous hollow filament arranged in the bobbin 4 and flows through them and leaves it on the opposite end face of the bobbin 4, arrives in the collecting space 17 of the device and leaves it through the outlet connection 12. The flow through the porous hollow filament is also reversed Direction possible. A second fluid 9 passes through the inlet connection 13 into the core space 18 of the bobbin 4, which is sealed at its end 15, flows through the bobbin 4 in the radial direction from the inside to the outside and succeeded * into the annular cylinder-shaped collecting space 19, from where it leaves the device through the outlet nozzle 14.
Das erste Fluid 8 kann hierbei wie auch bei den in den Fig. 19 bis 21 und 34 bis 37 beschriebenen Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Flüssigkeit und das zweiteThe first fluid 8 can in this case, as also in the case of the FIGS. 19 to 21 and 34 to 37 described embodiments of the device according to the invention a liquid and the second
- 43 -- 43 -
030039/030 4030039/030 4
_ 43 - A3GW31871/A_ 43 - A3GW31871 / A
Fluid 9 beispielsweise ein Gas oder Luft sein, welche bei der Anwendung von Verdampfungs- oder Verdunstungskühlung die an der äußeren Oberfläche der Hohlfadenabschnitte entstehenden Flüssigkeitsdämpfe aufnehmen und mitschleppen. Das erste Fluid 8 kann dabei eine höhere oder tiefere Temperatur haben als das zweite Fluid 9. Wird das Hindurchtreten von Fluiden durch die Wand der porösen Hohlfaden jedoch nicht gewünscht/ so können die Vorrichtungen erfindungsgemäß aus mit einer membranartigen fluidundurchlässigen Schicht ummantelten porösen Hohlfäden hergestellt werden.Fluid 9, for example, be a gas or air, which in the Use of evaporative or evaporative cooling the the outer surface of the hollow fiber sections Absorb liquid vapors and drag them along. The first fluid 8 can have a higher or lower temperature have as the second fluid 9. However, if the passage of fluids through the wall of the porous hollow filament is not desired / Thus, according to the invention, the devices can be encased in a membrane-like, fluid-impermeable layer porous hollow fibers are produced.
Fig. 19 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der der Spulkörper 4 mit einer Trennwand 21 versehen ist, die jedoch so angeordnet ist, daß der freie Durchflußquer— schnitt der einzelnen porösen Hohlfäden dadurch nicht unterbrochen wird. Ein erstes Fluid 8 durchströmt hierbei dde Vorrichtung in gleicher Weise wie bereits in Fig. 18 beschrieben. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Eintrittsstutzen 13 der Vorrichtung in den ringzylinderformigen Verteilerraum 20, durchströmt danach die rechte Hälfte des Spulkörpers 4 in radialer Richtung von außen nach innen und gelangt in den Kernrauia 18 des Spulkörpers 4, der an seinen beiden stirnseitigen Enden.15 verschlossen ist. Anschließend durchströmt das zweite Fluid 9 die linke Hälfte des Spulkörpers 4 in radialer Richtung von innen nach außen und gelangt in den ringzylinderformigen Sammlerraum 19, von woaus es die. Vorrichtung durch den Austrittsstutzen 14 verläßt. 19 shows a device according to the invention in which the bobbin 4 is provided with a partition wall 21 which, however, is arranged in such a way that the free flow cross-section of the individual porous hollow fibers is not interrupted. A first fluid 8 flows through this device dde i n the same manner as already described in FIG. 18th A second fluid 9 passes through the inlet connection 13 of the device into the annular cylinder-shaped distributor space 20, then flows through the right half of the bobbin 4 in the radial direction from the outside to the inside and reaches the core area 18 of the bobbin 4, which is at its two front ends is locked. Then the second fluid 9 flows through the left half of the bobbin 4 in the radial direction from the inside to the outside and reaches the annular cylinder-shaped collector chamber 19, from where it the. Device through the outlet nozzle 14 leaves.
- 44 -- 44 -
030039/0304030039/0304
- 44 - A3GW31871/A- 44 - A3GW31871 / A
Fig. 20 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei de^ die porösen Hohlfaden des Spulkörpers 4 gemäß Fig. 16 nur an einer Seite mit einem flanschartigen Ansatz 7 versehen und aufgeschnitten sind und die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen der einzelnen porösen Hohlfäden jeweils um 180°C gegeneinander versetzt angeordnet sind, sich also gegenüberliegen, d.h. ähnlich angeordnet sind, wie dies von herkömmlichen Wärmeaustauschern mit ü-förmig ausgebildeten Rohren her bekannt ist. Bei dieser Vorrichtung tritt ein erstes Fluid 8 durch den Eintrittsstutzen 11 in den Verteilerraum 16, gelangt von dort in das Innere der porösen Hohlfaden des Spulkörpers 4, durchströmt diese zunächst in der einen und danach in der dieser im wesentlichen entgegengesetzten Richtung und gelangt anschließend in den Sammlerraum 17, von wo es durch den Austrittsstutzen die Vorrichtung wieder verläßt. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Eintrittsstutzen 13 in den ringzylinderförmigen Verteilerraum 20, von woaus es den Spulkörper 4 in radialer Richtung von außen nach innen durchströmt und in den Kernraum 18 des Spulkörpers 4 gelangt, der an der Stirnseite abgedichtet ist, und verläßt von dort durch den Austrittsstutzen 14 die Vorrichtung. Fig. 20 shows a device according to the invention at de ^ the porous hollow filaments of the bobbin 4 according to FIG. 16 are provided and cut open only on one side with a flange-like extension 7 and the inlet openings and the outlet openings of the individual porous hollow fibers are each offset from one another by 180 ° C, So face each other, i.e. are arranged in a similar way to conventional heat exchangers with a U-shape Pipes is known. In this device, a first fluid 8 passes through the inlet connection 11 into the distributor space 16, from there into the interior of the porous hollow filaments of the bobbin 4, flowing through them first in one direction and then in the substantially opposite direction and then arrives in the collector space 17, from where it leaves the device again through the outlet nozzle. A second fluid 9 occurs through the inlet nozzle 13 in the annular cylinder-shaped distributor space 20, from where it the bobbin 4 in a radial Direction from the outside to the inside flows through and arrives in the core space 18 of the bobbin 4, which is on the end face is sealed, and leaves from there through the outlet port 14 of the device.
In Fig. 21 ist eineerfindungsgemäße. Vorrichtung dargestellt, die die wesentlichen Merkmale des in Fig. 19 und dargestellten Spulkörpers 4 vereint. Das erste Fluid 8 durchströmt dabei die porösen Hohlfaden des Spulkörpers 4 wie in Fig. 20 beschrieben, das zweite Fluid 9 umströmt dabei die porösen Hohlfaden des Spulkörpers 4 wie in Fig. 19 beschrieben. In Fig. 21 there is one according to the invention. Device shown, the essential features of the in Fig. 19 and shown bobbin 4 combined. The first fluid 8 flows through the porous hollow filaments of the bobbin 4 such as in FIG. 20, the second fluid 9 flows around the porous hollow filaments of the bobbin 4 as described in FIG. 19.
- 45 -- 45 -
030039/0304 J030039/0304 J.
45 " A3GW31871/A 45 "A3GW31871 / A
Die Figuren 22 bis 23 zeigen in vereinfachter schematischer Darstellung eine Einrichtung zur Herstellung eines Spulkörpers 4 aus zwei von zwei Spulen 6 getrennt zugeführten, jedoch gleichzeitig auf einen gemeinsamen Spulenträger 3 aufgewickelten porösen Hohlfäden 1- Durch in Längsrichtung des Spulkörpers 4 versetzte Anordnung der Fadenführer 2, wie aus Fig. 23 bzw. 24 ersichtlich, ist es möglich, einen Spulkörper 4 herzustellen, bei dem die jeweiligen Lagen der beiden porösen Hohlfäden 1 in Längsrichtung des Spulkörpefs 4 versetzt zueinander aufgewickelt werden, so daß sich an den Stirnseiten des Spulkörpers 4 je ein Bereich 22 bildet, der nur von einem der beiden porösen Hohlfäden gebildet wird. Durch Entfernen dieser beiden Bereiche 22 ergibt sich ein Spulkörper der auf der einen Seite die Eintritts- und die Austrittsöffnungen für ein erstes Fluid und auf der gegenüberliegenden Stirnseite diejenigen für ein zweites Fluid hat.Figures 22 to 23 show a simplified schematic Representation of a device for producing a bobbin 4 from two of two bobbins 6 supplied separately, but at the same time on a common bobbin 3 wound porous hollow filaments 1- through in the longitudinal direction of the bobbin 4 offset arrangement of the thread guides 2, As can be seen from Fig. 23 and 24, it is possible to produce a bobbin 4 in which the respective layers of two porous hollow fibers 1 in the longitudinal direction of the Spulkkörefs 4 are wound up offset from one another, so that an area 22 is formed on each of the end faces of the bobbin 4, which is formed by only one of the two porous hollow fibers. Removing these two areas 22 results a bobbin with the inlet and outlet openings for a first fluid on one side and the opposite side Front side has those for a second fluid.
Die Verwendung eines derartigen gemäß Fig. 22 bis 24 hergestellten Spulkörpers in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 25 dargestellt. Darüber hinaus befindet sich bei dieser in FIg. 25 dargestellten Ausführungsform der Spulkörper 4 in einem die Wärme gut leitenden festen oder flüssigen Stoff 23. Eine solche Vorrichtung gestattet es, beispielsweise die Wärme von einem ersten Fluid 8 auf ein zweites Fluid 9 unter Ausnutzung der guten Wärmeleiteigenschaften des Stoffes 23 zu übertragen, wobei das Fluid 8 die entsprechenden, aus dem einen porösen Hohlfaden gebildeten Lagen des Spulkörpers 4 bei^ spielsweise in der in Fig. 20 dargestellten Weise durchströmt, in Fig. 25 ist dieser Strömungsweg schematisch alsThe use of such a manufactured according to FIGS. 22 to 24 The bobbin in a device according to the invention is shown in FIG. It is also located with this in Fig. 25 shown embodiment of the bobbin 4 in a highly heat conductive solid or liquid substance 23. Such a device allows, for example, the heat of a transferring the first fluid 8 to a second fluid 9 using the good thermal conductivity properties of the substance 23, wherein the fluid 8, the corresponding layers of the bobbin 4 formed from the porous hollow thread at ^ for example in the manner shown in FIG. 20, in FIG. 25 this flow path is shown schematically as
- 46 -- 46 -
030039/0304030039/0304
- 46 - A3GW31871/A- 46 - A3GW31871 / A
gestrichelte Linie angedeutet, während das zweite Fluid 9 einen hierzu spiegelbildlichen Strömungsweg nimmt, der in Fig. 25 durch die durchgezogene Linie angedeutet ist.indicated by a dashed line, while the second fluid 9 takes a flow path that is a mirror image of this, which is indicated in FIG. 25 by the solid line.
In Fig. 26 ist ein Spulkörper 4 mit an seinen beiden Stirnflächen angeordneten flanschartigen Ansätzen 7 dargestellt, wobei die flanschartigen Ansätze 7 (wie diejenigen der in den Figuren 12 bis 21 dargestellten Spulkörper 4) einen größeren äußeren Umfang haben als der Spulkörper 4. Die flanschartigen Ansatz.; 7 und der Spulkörper 4 haben hierbei jedoch einen elliptischen Ringquerschnitt.In FIG. 26, a bobbin 4 is shown with flange-like projections 7 arranged on its two end faces, the flange-like projections 7 (like those of the bobbin 4 shown in FIGS. 12 to 21) have a larger one outer circumference than the bobbin 4. The flange-like approach .; 7 and the bobbin 4 here, however, have one elliptical ring cross-section.
Fig. 27 zeigt, daß man einen Spulkörper 4 nicht nur an seinen Stirnseiten eingießen und entsprechend aufschneiden kann wie oben beschrieben, sondern auch entlang einer oder mehrerer seiner Mantellinien. Bei der in Fig. 27 dargestellten Ausführungsform münden die porösen Hohlfäden demgemäß in zwei kreiszylinderförmig von einer beispielsweise aus Gießharz bestehenden Wandung umgebene Hohlräume 24 bzw. 25, die, wie bei den oben bereits beschriebenen Figuren erläutert, als Verteiler- bzw. Sammlerraum für das durch die porösen Hohlräume strömende Fluid dienen.Fig. 27 shows that a bobbin 4 can not only be poured in at its end faces and cut open accordingly as described above, but also along one or more of its surface lines. In the embodiment shown in FIG Accordingly, the porous hollow filaments open into two circular cylinders, one of which is made, for example, of cast resin existing wall surrounding cavities 24 and 25, which, as explained in the figures already described above, as Serving distribution or collector space for the fluid flowing through the porous cavities.
Fig. 28 zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man erhält, wenn man die porösen Hohlfäden auf einen Spulenträger 3 mit einem rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufwickelt.Fig. 28 shows a cross section through a bobbin 4, which is obtained when the porous hollow fibers on a Coil carrier 3 winds with a rectangular cross section with rounded corners.
Fig. 29 zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man erhält, wenn man einen Spulkörper 4 gemäß Fig. 2829 shows a cross section through a bobbin 4, which is obtained when a bobbin 4 according to FIG. 28 is used
- 47 -- 47 -
030039/0304030039/0304
- 47 - A3GW31871/A- 47 - A3GW31871 / A
entlang zweier seiner Mantellinien wie in Fig. 27 bereits beschrieben, beispielsweise in Gießharz eingießt und anschließend in der bereits beschriebenen Art und Weise die Öffnungen der porösen Hohlfäden freilegt.along two of its surface lines as in FIG. 27 described, for example poured in resin and then in the manner already described Uncovered openings of the porous hollow fibers.
Fig. 3O zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man ebenfalls aus dem in Fig. 28 dargestellten Spulkörper 4 herstellen kann, und Fig. 31 einen solchen, wie man ihn in gleicher Weise, wie in Fig. 27 beschrieben, aus einem Spulkörper 4 mit kreisförmigem Ringquerschnitt erhält.3O shows a cross section through a bobbin 4, which can also be found in the bobbin shown in FIG 4 can be produced, and FIG. 31 such as can be produced in the same way as described in FIG. 27 from a Spool body 4 receives with a circular ring cross-section.
Die in den Figuren 27 bis 31 dargestellten erfindungsgemäßen ausführungsformen eignen sich hervorragend zur Wärmeübertragung von einem flüssigen Medium auf ein gasförmiges (s.B. als Autokühler} oder umgekehrt, wobei das flüssige Medium zweckmäßigerweise durch die porösen Hohlfäden strömt und das gasförmige die porösen Hohlfäden umströmt, wobei auch hierbei je nach Art der verwendeten porösen Hohlfäden, wie oben bereits beschrieben, mit oder ohne Verdunstungskühlung gearbeitet werden kann.The illustrated in Figures 27 to 31 according to the invention designs are ideal for heat transfer from a liquid medium to a gaseous medium (see e.g. as a car cooler) or vice versa, whereby the liquid The medium expediently flows through the porous hollow fibers and the gaseous flows around the porous hollow fibers, whereby also depending on the type of porous hollow fibers used, as already described above, with or without evaporative cooling can be worked.
Fig. 32 zeigt einen Querschnitt durch einen ringförmigen Wickelträger 31, wie er sich zur Herstellung eines scheibenförmigen Wickelkörpers aus porösen Hohlfäden eignet.32 shows a cross section through an annular winding carrier 31, as is used for producing a disk-shaped one Winding body made of porous hollow fibers is suitable.
Fig. 33 zeigt eine mögliche Anordnung der einzelnen Fadenabschnitte beispielsweise eines endlos aufgewickelten porösen Hohlfadens auf dem ringörmigen Wickelträger 31. Die Hohlfadenabschnitte können hierbei in mehreren übereinanderliegenden sich jeweils mehrfach kreuzenden Lagen angeordnet sein.33 shows a possible arrangement of the individual thread sections for example an endlessly wound porous hollow fiber on the annular winding support 31. The hollow fiber sections can in this case be arranged in several superimposed layers that cross each other several times.
- 48 -- 48 -
030039/0304030039/0304
48 - A3GW31871/A 48 - A3GW31871 / A
Durch Vergießen des äußeren Teils des ringförmigen Wickelträgers 31 beispielsweise in eine härtbare Vergußmasse und anschließendes Entfernen eines Teils des ringförmigen Vergußmasseansatzes bis in den Bereich des Umkehrteilstücke der Hohlfadenabschnitte wird der zunächst endlose poröse Hohlfaden 1 in eine Vielzahl gleichlanger in mehreren Lagen angeordneter und sich mehrfach kreuzender Hohlfadenabschnit— te zerteilt und werden dabei an jeder Trenrstelle die Öffnungen der einzelnen Hohlfadenabschnitte freigelegt. Der äußere Durchmesser des nicht abgearbeiteten Teils des ringförmigen Gußmasseansatzes ist also im allgemeinen gleich oder geringfügig kleiner als der äußere Durchmesser des ringförmigen Wickelträgers 31.By potting the outer part of the annular winding support 31, for example, into a hardenable potting compound and then removing part of the annular potting compound approach up to the area of the reversal sections the hollow fiber section becomes the initially endless, porous one Hollow filament 1 into a multitude of hollow filament sections of equal length arranged in several layers and intersecting multiple times. te divided and the openings of the individual hollow fiber sections are exposed at each separation point. Of the The outer diameter of the unprocessed part of the annular casting compound is therefore generally the same or slightly smaller than the outer diameter of the annular winding support 31.
Fig. 34 zeigt im Schnitt entlang der Linie XXXIV-XXXIV in Fig. 35 eine scheibenförmige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher ein Wickelkörper 4 gemäß Fig. 33 verwendet wurde. Durch entsprechendes Anordnen der Eintrittsstutzen 11 und der Verteilerräume 16 sowie der Sammlerräume 17 und der Austrittsstutzen 12 für ein erstes Fluid 8 bzw. der Eintrittsstutzen 13 und der Verteilerräume 20 sowie der Sammlerräume 19 und der Austrittsstutzen 14 für ein zweites Fluid 9 erhält man eine Vorrichtung mit insgesamt je zwei Einlassen und zwei Auslässen für die zwei Fluide 8 und 9. Dabei wird jeweils der durch den einen Einlaß in die Vorrichtung eintretende Fluidstrom geteilt, so daß jeweils nur die Hälfte eines jeden Teilstroms der Fluide 8 bzw. 9 die beiden jeweiligen mit dem entsprechenden Einlaß in Verbindung stehenden Auslässe erreicht und sich dort mit einer der Hälfte des anderen Teilstroms der Fluide 8 bzw. 9 vereint. In Fig. 34 istFig. 34 shows in section along the line XXXIV-XXXIV in 35 shows a disk-shaped embodiment of the Device according to the invention, in which a winding body 4 according to FIG. 33 was used. By arranging accordingly the inlet nozzle 11 and the distributor spaces 16 as well as the collector spaces 17 and the outlet nozzle 12 for a First fluid 8 or the inlet connection 13 and the distribution spaces 20 as well as the collector spaces 19 and the outlet connection 14 for a second fluid 9 are obtained Device with a total of two inlets and two outlets for the two fluids 8 and 9. In each case, the divided by the one inlet in the device entering fluid flow, so that only half of one each partial flow of the fluids 8 and 9, the two respective outlets communicating with the corresponding inlet reaches and there unites with one of the half of the other partial flow of the fluids 8 and 9, respectively. In Fig. 34 is
030039/0304030039/0304
I— —ιI - - 1
- 49 - A3GW31871/A- 49 - A3GW31871 / A
dieser Strömungsverlauf durch Pfeile und vier als dicke Linien ausgezogene Hohlfadenabschnitte veranschaulicht.this flow course by arrows and four as thick lines Illustrated solid hollow filament sections.
Fig. 35 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XXXV-XXXV durch Fig. 34. Zu erkennen sind der ringförmige Wickelträger 31, der ringförmige Ansatz 7 aus einer härtbaren Gußmasse, der Wickelkörper 4 sowie die beiden sich gegenüberliegenden Verteilerräume 16 für das erste Fluid 8.35 shows a section along the line XXXV-XXXV through FIG. 34. The ring-shaped winding carrier can be seen 31, the annular projection 7 made of a hardenable casting compound, the winding body 4 and the two opposite distributor spaces 16 for the first fluid 8.
Fig. 36 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit eines endlosen porösen Hohlfadens 1 auf einem ringförmigen Wickelträger 31 zur Herstellung eines Hohlfadenwickels für scheibenförmige Ausführungsforiaen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.36 shows a further possibility of arranging an endless porous hollow thread 1 on an annular winding carrier 31 for the production of a hollow filament winding for disc-shaped Execution forms of the device according to the invention.
Fig. 37 zeigt einen Querschnitt durch eine, erfindungsgemäße Vorrichtung, , bei welcher ein Wickelkörper gemäß Fig. 36 verwendet wurde. Die Öffnungen der einzelnen Hohlfadenlagen wurdenhierbei, wie in Fig. 32 bis 35 bereits beschrieben, freigelegt. Bei dieser Ausführungsform tritt das erste Fluid 8 durch den Eintrittsstutzen 11 in den Verteilerraum 16, durchströmt anschließend die porösen Hohlfaden des Wickelkörpers 4, tritt in den Sammlerraum 17 und verläßt die Vorrichtung ' durch den Austrittsstutzen 12. Die übrigen Teile dieser Vorrichtung entsprechen ihren Positionszahlen gemäß den beispielsweise in Fig. 34 beschriebenen Teilen. Ein an der Wärmeübertragung teilnehmendes beispielsweise zweites Fluid durchströmt die in Fig. 28 dargestellte Vorrichtung in im wesentlichen axialer Richtung demselben.37 shows a cross section through one according to the invention Device, in which a winding body according to FIG. 36 was used. The openings of the individual hollow fiber layers were hereby exposed, as already described in FIGS. 32 to 35. In this embodiment, this occurs first fluid 8 through the inlet nozzle 11 into the distributor space 16, then flows through the porous hollow filaments of the Winding body 4, enters the collector space 17 and leaves the device 'through the outlet nozzle 12. The other parts of this device correspond to their position numbers according to the parts described in FIG. 34, for example. For example, one that participates in heat transfer The second fluid flows through the device shown in FIG. 28 in an essentially axial direction same.
- 50 -- 50 -
030039/0304030039/0304
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
- 50 - A3GW31871/A- 50 - A3GW31871 / A
Während sich die in Fig. 37 dargestellte Vorrichtung somit also zur Wärmeübertragung von einem Medium auf ein anderes eignet, können bei de.r in Fig. 34 und 35 dargestellten Vorrichtung insgesamt drei Medien an der Wärmeübertragung teilnehmen. Bei der in Fig. 34 und 35 dargestellten Vorrichtung könnte das dritte Medium beispielsweise ein die Wärme gut leitender fester oder flüssiger Stoff sein, der die porösen Hohlfäden von außen umgibt, oder aber ein, den Wärmeaustauscher in seiner axialen Richtung durchströmendes, drittes Fluid.While the device shown in FIG. 37 is thus suitable for transferring heat from one medium to another, in the case of de. In the device shown in FIGS. 34 and 35, a total of three media take part in the heat transfer. In the device shown in FIGS. 34 and 35, the third medium could be, for example, a solid or liquid substance which conducts heat well and which surrounds the porous hollow fibers from the outside, or a third fluid flowing through the heat exchanger in its axial direction.
Die Verwendung der in den Figuren 33 und 36 beispielhalber beschriebenen scheibenförmigen Wickelkörper beschränkt sich nicht nur auf die Herstellung von im wesentlichen scheibenförmigen Vorrichtungen, sondern es ist erfindungsgemäß möglich, eine Vielzahl derartiger Wickelkörper übereinander anzuordnen und auf diese Weise eine beliebige Anzahl von Fluiden an der Stoff- und/oder Wärmeübertragung teilnehmen zu lassen.The use of the disk-shaped winding bodies described by way of example in FIGS. 33 and 36 is limited Not only does it relate to the manufacture of essentially disc-shaped devices, but it is in accordance with the invention possible to arrange a large number of such bobbins one above the other and in this way any one Allow number of fluids to participate in the mass and / or heat transfer.
, 030039/0304 I, 030039/0304 I.
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Claims (21)
liegende Wandstärke.5. Hollow fibers according to the main patent or according to claim 1 to 4, characterized by
lying wall thickness.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792910568 DE2910568A1 (en) | 1978-07-31 | 1979-03-17 | Hollow synthetic polymer filament with membrane layer |
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CH1755/80A CH650696A5 (en) | 1979-03-17 | 1980-03-06 | DEVICE FOR EXCHANGING HEAT AND / OR FUEL BETWEEN FLUID MEDIA. |
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FR8005567A FR2451952A2 (en) | 1979-03-17 | 1980-03-12 | POROUS HOLLOW FILAMENTS OF SYNTHETIC POLYMERS AND THEIR USE IN HEAT TRANSMISSION DEVICES |
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