JP2005111445A - 中空糸型モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】
簡単な構造で中空糸束の全域に亘って被処理液の均等な流速分布を形成することができる中空糸型モジュールを提供する。
【解決手段】
筒型ケーシング２内に中空糸束５を装填して被処理液が通る被処理液空間と処理液が通る処理液空間とに区画し、ケーシングの両端に被処理液の供給口６または排出口８となる接続口を備えるキャップ部材７，９を装着した中空糸型モジュール１であって、被処理液供給側のキャップ部材に、被処理液の供給口を中空糸束の軸心から偏心させて設け、当該キャップ部材の内面に開口した供給口の開口縁から中空糸束側に向けて邪魔板支持部を延設し、その先端に邪魔板３１を設け、邪魔板の手前側の側面に液流開口を形成した。
【選択図】 図１

Description

この発明は、血液浄化等に使用する中空糸型モジュールに関するものである。

図６は、従来の中空糸型モジュールの一例を示す模式図である。この種の中空糸型モジュール５１は、図６に示すように、筒型ケーシング５２内に中空糸束５３を充填するとともに、この中空糸束５３の両端を樹脂組成物５４でケーシング内面に固定し、ケーシング５２の両端に被処理液の供給口５５または排出口５６となる接続口を備えるキャップ部材５７，５８をそれぞれ装着し、ケーシング５２の外周部両端近傍に処理液の注入口５９及び流出口６０となる接続口を設け、上記供給口５５から被処理液を供給し中空糸膜５３の内側を通過する際にその外側の処理液により浄化処理を行う装置であり、例えば、特開２００１−７０７５９号公報（特許文献１）に提案されている。

従来の中空糸型モジュール５１では、筒型ケーシング５２の両端に被処理液の供給口５５または排出口５６となる接続口を備えるキャップ部材５７，５８をそれぞれ装着しており、各キャップ部材５７，５８において、被処理液の供給口５５または排出口５６は、中空糸束５３の略軸心に対応する位置に形成されている。
特開２００１−７０７５９号公報

前記したように、従来の中空糸型モジュール５１では、被処理液供給側のキャップ部材５７の供給口５５が中空糸束５３の略軸心に対応する位置に形成されているため、中空糸束５３の中心部において被処理液の流速が速く、外周部に近づくにつれて流速が遅くなるような流速分布が生じ、中空糸束５３の全域に亘って被処理液の均等な流速分布が形成されず、このために所望の高い処理効率が得られなかった。

本発明は、上記に鑑みて提案されたものであり、簡単な構造で中空糸束の全域に亘って被処理液の均等な流速分布を形成することができ、処理効率を高めることができる中空糸型モジュールを提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく、請求項１に記載のものは、筒型ケーシング内に装填された中空糸束の両端部を樹脂組成物で封止してケーシング内を被処理液が通る被処理液空間と処理液が通る処理液空間とに区画し、上記ケーシングの両端に、被処理液の供給口または排出口となる接続口を備えるキャップ部材をそれぞれ装着し、ケーシングの両端近傍またはキャップ部材に処理液の注入口または流出口となる接続口を設けた中空糸型モジュールにおいて、
少なくとも、被処理液供給側のキャップ部材に、被処理液の供給口を中空糸束の軸心から偏心させて設け、
当該キャップ部材の内面に開口した供給口の開口縁の一部から中空糸束側に向けて邪魔板支持部を延設し、
該邪魔板支持部の先端に邪魔板を上記供給口に対向させた状態で設け、
該邪魔板の手前側に位置する側面を、邪魔板支持部を除いて液流開口とし、
上記供給口から流入した被処理液の流れが邪魔板に当たってその手前の液流開口から側方に流れるようにしたことを特徴とする中空糸型モジュールである。
なお、「邪魔板の手前側」とは、供給口を基準にした場合における「邪魔板よりも供給口側」（被処理液が流れ込む流路の上流側）を意味する。

請求項２に記載のものは、前記邪魔板の手前側に形成した液流開口を、中空糸束の円周方向に向けて開口したことを特徴とする請求項１に記載の中空糸型モジュールである。

本発明の中空糸型モジュールによれば、次のような優れた効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、少なくとも、被処理液供給側のキャップ部材の供給口が中空糸束の軸心から偏心しており、この偏心部位から導入された被処理液の液流が邪魔板に突き当たって側面の液流開口から側方に向けてキャップ部材内を流れるので、供給口から流入した被処理液が中空糸束の端面に沿って広がり易くなり、この広がりにより被処理液が中空糸束の中心部に偏ることなくなる。したがって、中空糸束の広域に亘って被処理液の流速を均すことができ、処理効率の向上を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、邪魔板の手前側に形成した液流開口を、中空糸束の円周方向に向けて開口するので、被処理液が中空糸束の端面に沿って周回する。したがって、被処理液が一層確実に広がり、これにより処理効率を一層向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る中空糸型モジュールの一実施形態の片半を断面図にした正面図である。

本実施形態の中空糸型モジュール１は、図１に示すように、筒型ケーシング２の内部に中空糸束５を装填し、筒型ケーシング２の一方の端部に、被処理液（例えば、血液）を導入する供給口６を突設したキャップ部材７を螺合装着するとともに、他方の端部に、処理された血液が流出する排出口８を突設したキャップ部材９を螺合装着し、筒型ケーシング２内の両端部に、中空糸束５の端部をポリウレタン樹脂等の樹脂組成物によりケーシング２内面に接着固定するポッティング部１０をそれぞれ設けて封止し、ケーシング２内の空間を被処理液が通る被処理液空間（各中空糸膜の内側）と処理液が通る処理液空間（各中空糸膜の外側）とに区画してある。また、筒型ケーシング２の外周両端部に浄化処理する処理液（例えば、透析液）の注入口１３及び流出口１４となる接続口を設け、上記供給口６から供給する血液等の被処理液を中空糸膜１１を介して上記注入口１３から注入される透析液等の処理液により浄化処理する。

本実施形態の中空糸型モジュール１の本体である筒型ケーシング２は、略円筒体を呈しており、例えば、左右に型開き可能な分割型を用いてポリカーボネート、オレフィン系樹脂（例えば、ポリプロピレン）等の合成樹脂材料により上記注入口１３及び流出口１４とともに一体成型されており、中空糸束５の状況等が把握し易いように透明の容器として形成されている。

上記中空糸束５は多数の中空糸膜１１の束であり、この中空糸膜１１としては、セルロースアセテート、銅アンモニアセルロース、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリアミド、ポリエステル系ポリマーアロイ等、セルロース系中空繊維や合成高分子中空繊維等、適宜な材質の中空繊維を用いることができる。そして、各中空糸膜１１は、中空孔の開口端が封止されることなくポッティング部１０の外側の面で開口している。

キャップ部材７，９は、筒型ケーシング２の両端開口部を閉塞するように螺合装着される蓋状の部材であり、例えば、ポリカーボネート、オレフィン系樹脂（例えば、ポリプロピレン）等の合成樹脂材料により成型されており、被処理液の供給口６または排出口８が突設されている。一方のキャップ部材７に突設された供給口６と、他方のキャップ部材９に突設された排出口８とは、血液等の被処理液の移送チューブの接続口として機能するものである。そして、これらのキャップ部材７，９の内周面には雌ネジ部２１が形成されている。キャップ部材７，９の雌ネジ部２１は、筒型ケーシング２の両端のキャップ装着部２０に形成した雄ネジ部２２に螺合して装着するためのものであり、例えば、超音波溶着等により固定される。また、キャップ部材７，９の液密性はその内部に装着したＯリング２３のシール性で確保している。

供給口６及び排出口８は、ノズル状の短管口としてキャップ部材７，９と共に一体成型されており、本実施形態では、上記排出口８は、被処理液排出側のキャップ部材９の中心部、即ち、上記中空糸束５の軸心に相当する部位に軸方向外方へ突設しているが、上記供給口６は、図２に示すように、被処理液供給側のキャップ部材７において、中空糸束５の軸心から偏心させた部位に軸方向外方へ突設している。そして、キャップ部材７の内側の面に開口している供給口６の開口縁の一部から中空糸束５の端面側に向けて邪魔板支持部３０を中空糸束５の端面の手前まで延設し、該邪魔板支持部３０の先端に邪魔板３１を上記供給口６の開口に対向した状態、すなわち邪魔板支持部３０に対して直角に屈曲した状態で設け、該邪魔板３１の手前側（供給口６側）に位置する側面であって、邪魔板支持部３０が延在している部分を除いて液流開口３２とし、上記供給口６から流入した被処理液の流れが邪魔板３１に当たってその手前の液流開口３２から側方に向けて流れるように構成してある。

したがって、供給口６から導入された被処理液は、被処理液排出側のキャップ部材７の内部において、図２の矢印に示すように、中空糸束５の軸心方向からその端面の面に沿った方向に流れ方向を変更して液流開口３２から広がるようにして流れる。このため、中空糸束５の中央部分の中空糸膜１１に限らず外周部分の中空糸膜１１にも平均して流れ込み易くなり、これにより中空糸束５の中心部分に偏ることなく外周部分の中空糸膜１１の流速も向上する。このようにして、中空糸束５の各中空糸膜１１の流速が向上すると、処理能力が向上する。

また、本実施形態では、邪魔板３１の手前側に形成した液流開口３２を、中空糸束５の円周方向に向けて開口してある。したがって、供給口６から導入された被処理液は、被処理液排出側のキャップ部材７の内部において、図３の矢印に示すように、上記中空糸束５の円周方向に沿った液流を形成することになる。このため、中空糸束５の径方向の位置に拘わらず流れ込みの平均化が一層確実になり、これにより中空糸束５の処理効率を一層確実に向上させることができる。

なお、邪魔板３１の手前側面に形成する液流開口部３２の開口方向や開口寸法は、中空糸束５の外径やキャップ部材７の内径、被処理液の流速等に応じて、自由に設計することができる。

また、本実施形態では、被処理液供給側のキャップ部材７の供給口６のみを中空糸束５の軸心部から偏心させて突設したが、本発明はこれに限るものではなく、図４に示すように、被処理液排出側のキャップ部材９の排出口８においても同様に、中空糸束５の軸心部から偏心させて突設してもよい。

さらに、上記の実施形態では、ヘッダとしてのキャップ部材７，９に被処理液の供給口６または排出口８のみが突設された形式の中空糸型モジュール１について説明したが、キャップ部材７，９に供給口６または排出口８のみならず、処理液の注入口または流出口を突設してもよい。

例えば、図５に示すように、キャップ部材７の外周部分の長さを前記実施形態よりも長く形成し、この部分に流出口１４を突設してもよい。

また、上記の実施形態では血液浄化処理（透析）用の中空糸型モジュールについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、飲料の浄化器などでもよい。

本発明に係る中空糸型モジュールの一実施形態の片半を断面図にした正面図である。 本実施形態の中空糸型モジュールにおいて、被処理液供給側のキャップ部材の断面構造を示す模式図である。 本実施形態の中空糸型モジュールにおいて、被処理液供給側のキャップ部材の裏面構造および邪魔板構造を示す模式図である。 ケーシングの両端に同じ構造のキャップ部材を使用した中空糸型モジュールの実施形態の正面図である。 処理液の接続口（流出口）をキャップ部材の側面に突設したキャップ部材の断面図である。 従来の中空糸型モジュールの一例の片半を断面図にした正面図である。

符号の説明

１ 中空糸型モジュール
２ 筒型ケーシング
５ 中空糸束
６ 供給口
７，９ キャップ部材
８ 排出口
１０ ポッティング部
１１ 中空糸膜
１３ 注入口
１４ 流出口
２０ キャップ装着部
２１ 雌ネジ部
２２ 雄ネジ部
２３ Ｏリング
３１ 邪魔板
３２ 開口部

Claims (2)

1. 筒型ケーシング内に装填された中空糸束の両端部を樹脂組成物で封止してケーシング内を被処理液が通る被処理液空間と処理液が通る処理液空間とに区画し、上記ケーシングの両端に、被処理液の供給口または排出口となる接続口を備えるキャップ部材をそれぞれ装着し、ケーシングの両端近傍またはキャップ部材に処理液の注入口または流出口となる接続口を設けた中空糸型モジュールにおいて、
   少なくとも、被処理液供給側のキャップ部材に、被処理液の供給口を中空糸束の軸心から偏心させて設け、
   当該キャップ部材の内面に開口した供給口の開口縁の一部から中空糸束側に向けて邪魔板支持部を延設し、
   該邪魔板支持部の先端に邪魔板を上記供給口に対向させた状態で設け、
   該邪魔板の手前側に位置する側面を、邪魔板支持部を除いて液流開口とし、
   上記供給口から流入した被処理液の流れが邪魔板に当たってその手前の液流開口から側方に向けて流れるようにしたことを特徴とする中空糸型モジュール。
2. 前記邪魔板の手前側に形成した液流開口を、中空糸束の円周方向に向けて開口したことを特徴とする請求項１に記載の中空糸型モジュール。
   

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