JP2012130864A - Hollow fiber membrane module - Google Patents
Hollow fiber membrane module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012130864A JP2012130864A JP2010285419A JP2010285419A JP2012130864A JP 2012130864 A JP2012130864 A JP 2012130864A JP 2010285419 A JP2010285419 A JP 2010285419A JP 2010285419 A JP2010285419 A JP 2010285419A JP 2012130864 A JP2012130864 A JP 2012130864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- fiber membrane
- case
- module
- center
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Air Humidification (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、効率的な熱または水分の交換を行う中空糸膜モジュールに関するものである。 The present invention relates to a hollow fiber membrane module that performs efficient heat or moisture exchange.
中空糸膜モジュールは、膜面積が大きく装置を小型化できるため、種々の用途に利用されている。この中空糸膜モジュールは、図7を用いて1つの例を示すと、複数の中空糸膜1からなる中空糸膜束6と、前記中空糸膜束6を収容する図6のようなモジュールケース9と、中空糸膜束6の両端部を接着封止した隔壁樹脂4からなる封止固定部と、中空糸膜1の両端面が前記隔壁樹脂に対して開口した中空糸膜開口部3と、前記モジュールケース9の側面に流体導通用のケース開口部5を有している。
The hollow fiber membrane module is used for various applications because it has a large membrane area and can be miniaturized. FIG. 7 shows an example of this hollow fiber membrane module. A hollow
ここでモジュールケースの側面とは、収容された中空糸膜の外側部分と相対する面である。モジュールケースとはその両端に隔壁樹脂による中空糸開口端を形成し、Oリングなどのシール材により処理流体と被処理流体とを分離できる構成物をいう。 Here, the side surface of the module case is a surface facing the outer portion of the accommodated hollow fiber membrane. The module case is a structure in which a hollow fiber opening end made of a partition wall resin is formed at both ends, and the processing fluid and the fluid to be processed can be separated by a sealing material such as an O-ring.
また、この例では処理流体および被処理流体それぞれの中空糸膜内側流体導入口13,中空糸膜外側流体導入口15と中空糸膜内側流体導出口14,中空糸膜外側流体導出口16を備えた中空糸膜外側部分のポート部12、及び中空糸膜内側部分のヘッダー部11からなる筐体と、処理/被処理それぞれの流体を分離・封止する弾性のOリング10などを備えて、構成される。また、モジュールケース自体に導出入流体のポート部および接合用のノズルを備えたものを使用することも可能である。
Further, in this example, a hollow fiber membrane
このような中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜の外側に多量に気体を導通させるような、加湿膜モジュールや熱交換膜モジュールでは、交換効率を増加させるために、種々の工夫が提案されている。 In such a hollow fiber membrane module, various devices have been proposed in order to increase the exchange efficiency in humidified membrane modules and heat exchange membrane modules that allow a large amount of gas to flow outside the hollow fiber membrane. .
例えば、特許文献1では、円形モジュールのケース両端に円形孔を配置し、流速が均一になるようにし交換効率を高めた例がある。また、特許文献2では、略矩形のケース両端に、流体が向流になるように相対した位置に平行な長孔を配置して、モジュールにおける活用面積を拡大し交換効率を高めようとの試みがなされている。しかしながら、これらのモジュール形状では、中空糸外側に大流量の処理または被処理気体を流した場合、モジュールでの圧損上昇が激しくなり、処理のための設備負荷の上昇や、装置全体の効率低下を招く恐れがあった。
For example, in
その他、円筒ケース内に流路規制版を設けて、両端の相対する位置に配置した円形の出口を設け、湿度交換効率を高めようとした例もある(特許文献3)が、圧力損失が大きくなるのを避けられない。 In addition, there is an example in which a flow path restriction plate is provided in a cylindrical case and circular outlets arranged at opposite positions at both ends are provided to increase the humidity exchange efficiency (Patent Document 3), but the pressure loss is large. It is inevitable to become.
さらに、両端の相対する位置に高度に開口した中空糸膜モジュールケースを、2分割されたハウジングに配置した例もみられるが、これは中空糸膜モジュールを効率的にハウジングに装填するものであり、中空糸束がケースに密着して内包されていないため、流れのほとんどがクロスフローとなり、本発明のように中空糸膜モジュールの流れをクロス+カウンターにして、交換効率を改善し得るものではない(特許文献4)。 Furthermore, there is also an example in which a hollow fiber membrane module case that is highly open at opposite positions on both ends is arranged in a housing divided into two parts, but this is for efficiently loading the hollow fiber membrane module into the housing, Since the hollow fiber bundle is not intimately enclosed in the case, most of the flow becomes cross flow, and the flow of the hollow fiber membrane module is made a cross + counter as in the present invention, so that the exchange efficiency cannot be improved. (Patent Document 4).
上記のとおり、交換効率を高めるため、中空糸外側に大流量の処理または被処理気体を流した場合、モジュールでの圧損上昇が激しくなり、処理のための設備負荷の上昇や、装置全体の効率低下を招く恐れがあった。そこで、交換効率を維持しつつ、流動圧損上昇を低減させる中空糸膜モジュール設計が求められた。 As described above, in order to increase the exchange efficiency, when a large flow rate of processing or gas to be processed is flowed outside the hollow fiber, the pressure loss in the module increases sharply, increasing the equipment load for processing and the efficiency of the entire device. There was a risk of lowering. Therefore, a hollow fiber membrane module design that reduces the increase in flow pressure loss while maintaining the exchange efficiency has been demanded.
本発明は、上記課題の解決手段として、モジュールケースにおける開口部分の面積を適切に確保するとともに、流体の導出入口の開口中心の位置を設定することを特徴とする。 As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention is characterized by appropriately securing the area of the opening in the module case and setting the position of the opening center of the fluid outlet.
モジュールの開口部分面積を確保することによって流量増加時の圧損失を軽減し、さらに、流体の導出入口の開口中心の位置を軸中心、および長さ方向中心に対して相対する位置に配置することで、熱または、水分の交換効率を向上できる中空糸膜モジュールを提供する。 Reduce the pressure loss when the flow rate is increased by securing the area of the opening of the module, and also position the center of the opening of the fluid outlet at the position opposite to the axial center and the longitudinal center. Thus, a hollow fiber membrane module capable of improving heat or moisture exchange efficiency is provided.
本発明は、下記の(1)〜(4)の構成によって達成される。
(1)同一ケース内に、流体の導入口と導出口とを有する中空糸膜モジュールであって、該ケースにおける開口部分の面積がケース全体の10%以上、50%以下であり、流体の導入口の開口中心に対し、流体の導出口の開口中心がケースの軸中心に対して180±45°であり、且つ長さ方向の中心に対して相対する位置に配置され、かつ中空糸膜束が該ケースに密着して内包されることを特徴とする中空糸膜モジュール。
(2)上記ケースの長さ方向において、ケースの両端を含む3箇所以上に巾5mm以上の開口していない外周上の帯部分を有することを特徴とする請求項1に記載の中空糸膜モジュール。
(3)中空糸膜の外側に気体を導通させることを特徴とする請求項1から2に記載の中空糸膜モジュール。
(4)中空糸膜が、加湿膜もしくは熱交換膜であることを特徴とする請求項1から3に記載の中空糸膜モジュール。
The present invention is achieved by the following configurations (1) to (4).
(1) A hollow fiber membrane module having a fluid inlet and outlet in the same case, wherein the area of the opening in the case is 10% or more and 50% or less of the entire case, and the introduction of fluid The hollow fiber membrane bundle is located at a position where the opening center of the fluid outlet port is 180 ± 45 ° with respect to the axial center of the case with respect to the opening center of the port and is opposed to the center in the length direction. Is a hollow fiber membrane module characterized by being enclosed in close contact with the case.
(2) The hollow fiber membrane module according to
(3) The hollow fiber membrane module according to any one of
(4) The hollow fiber membrane module according to any one of
本発明の中空糸膜モジュールは、モジュールケースにおける流体の導出入口の開口部分面積を確保することによって流量増加時の圧損失を軽減し、さらに、流体の導出入口の開口中心の位置を、軸中心および長さ方向中心に対して相対する位置に配置することで、水分または熱の交換効率を向上できる中空糸膜モジュールを提供する。 The hollow fiber membrane module of the present invention reduces the pressure loss when the flow rate is increased by ensuring the opening area of the fluid outlet in the module case. And the hollow fiber membrane module which can improve the exchange efficiency of a water | moisture content or heat | fever by arrange | positioning in the position facing with respect to the center of a length direction is provided.
以下、図を用いて詳細に本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は上述のとおり、本発明に係る中空糸膜モジュールの一例を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a hollow fiber membrane module according to the present invention as described above.
図2,図3に示すような開口部分を有するモジュールケース9に、中空糸膜1の束を挿入し、公知の方法によってモジュールケースの両端を接着剤4で封止し、両端面をカットして中空糸膜開口部3を形成する。このモジュールケース9は、中空糸膜内/外側にそれぞれ流体導出入口ポートを設けたヘッダー部11およびポート部12、シール用のOリング10とともに支持具17で固定されてモジュールを構成する。
A bundle of
ここで、モジュールケースは開口部分の面積を適切に確保するとともに、流体の導出入口の開口中心の位置を設定する。モジュールの開口部分面積を確保することによって流量増加時の圧損上昇を軽減し、さらに、流体の導出入口の開口中心の位置を軸中心、および長さ方向中心に対して相対する位置に配置して交換効率を向上させる。 Here, the module case appropriately secures the area of the opening and sets the position of the opening center of the fluid outlet. By securing the area of the module's opening, the rise in pressure loss when the flow rate is increased is reduced, and the center of the opening of the fluid outlet is located at a position opposite the axial center and the longitudinal center. Improve exchange efficiency.
開口面積はできるだけ大きくする方が、流動抵抗を抑え圧損上昇を軽減できるが、一方で、開口部分の配置によっては、流体のショートパスを起こし、デッドスペースを形成して交換効率を低減させてしまう。したがって、ケースにおける開口部分の面積はケース全体の10%以上50%以下である。このケースには中央に中空糸膜外側流体導入口と中空糸膜外側出口とを遮断するゾーンを形成するが、流体導入口側と出口側で開口面積を変化させることも可能であり、効率的な交換を行うために適宜決定される。この場合でも、開口部分の面積は流体導入口側、流体導出口側、ケース全体において10%以上50%以下に設定することが好ましい。 Increasing the opening area as much as possible can suppress the flow resistance and reduce the increase in pressure loss.However, depending on the arrangement of the opening, it may cause a short path of the fluid, forming a dead space and reducing the exchange efficiency. . Therefore, the area of the opening in the case is 10% or more and 50% or less of the entire case. In this case, a zone that shuts off the hollow fiber membrane outer fluid inlet and the hollow fiber membrane outer outlet is formed at the center, but it is also possible to change the opening area on the fluid inlet side and outlet side. It is determined as appropriate in order to make an exchange. Even in this case, the area of the opening is preferably set to 10% or more and 50% or less for the fluid inlet side, the fluid outlet side, and the entire case.
また、流体の導出口の開口中心は流体の導入口の開口中心に対し、筒状ケースの軸中心に対して180±45°であり、且つ長さ方向の中心に対して相対する位置に配置する。これは、充填された中空糸膜全体を効果的に利用するために必要であり、流体のショートパスを回避するための重要な要件となる。 The center of the fluid outlet is 180 ± 45 ° with respect to the center of the cylindrical case relative to the center of the fluid inlet, and is located at a position opposite to the center in the length direction. To do. This is necessary to effectively utilize the entire filled hollow fiber membrane, and is an important requirement for avoiding a short path of fluid.
さらに、流体の導出口の開口中心は流体の導入口の開口中心に対し、長さ方向の中心に対して相対する位置に配置する。中空糸膜モジュールを用いた交換方法としては、処理流体と被処理流体とをカウンターに流す方法とクロスに流す方法があるが、本技術では、これらを併用する形になる。すなわち、交換効率の高いカウンターフローと圧損上昇を低減できるクロスフローの両者を形成できる配置を設定することで、理想的な交換モジュールが得られる。したがって、本発明の技術は大容量の気体を処理するような、加湿膜モジュールや熱交換膜モジュールにおいてその効果を発揮できる。 Furthermore, the opening center of the fluid outlet is disposed at a position opposite to the center in the length direction with respect to the opening center of the fluid inlet. As a replacement method using the hollow fiber membrane module, there are a method of flowing the processing fluid and the fluid to be processed to the counter and a method of flowing to the cloth. In the present technology, these are used in combination. In other words, an ideal replacement module can be obtained by setting an arrangement that can form both a counter flow with high replacement efficiency and a cross flow that can reduce an increase in pressure loss. Therefore, the technology of the present invention can exert its effect in a humidifying membrane module or a heat exchange membrane module that processes a large volume of gas.
本発明では、このような流れを形成するために、内包される中空糸束は、ケース内に密着して配置される。すなわち、モジュール作成時に挿入される束はケースに内接し、内接部分は中空糸膜外側を導通する流体が外周部をショートパスすることの無いよう配置される。ただし、実使用時に若干のショートパスが生じても、本発明の目的である、カウンターフローを形成できる範囲であれば容赦される。「密着」状態は、糸束の配置状況をモジュールの開口部から観察して判断する。中空糸束をケース内に密着して配置するために、糸束を図1の2に示したような編み状物で固定することも、有効な手段である。 In the present invention, in order to form such a flow, the hollow fiber bundle to be included is disposed in close contact with the case. That is, the bundle inserted at the time of creating the module is inscribed in the case, and the inscribed portion is arranged so that the fluid conducting outside the hollow fiber membrane does not short-pass the outer peripheral portion. However, even if a slight short pass occurs during actual use, it is forgiven as long as the counter flow that is the object of the present invention can be formed. The “contact” state is determined by observing the arrangement state of the yarn bundle from the opening of the module. In order to place the hollow fiber bundle in close contact with the case, it is also an effective means to fix the yarn bundle with a knitted material as shown in FIG.
また、「帯部分」とは、ケース上に概直線にて構成されるある幅を持った部分を意味し、この位置に、中空糸外側内側と中空糸外側、あるいは中空糸外側の入り口と中空糸外側の出口とを遮断できるようなOリングなどを配置できる部分である。 In addition, the “band part” means a part having a certain width constituted by a substantially straight line on the case, and at this position, the hollow fiber outer side and the hollow fiber outer side, or the hollow fiber outer side entrance and the hollow This is a portion where an O-ring or the like that can shut off the exit outside the yarn can be arranged.
中空糸膜の作製
ポリスルホン樹脂(ソルベー社製P3500)18部、ポリビニルピロリドン(ISP社製K30)9部、およびジメチルアセトアミド72部、水1部からなる製膜原液を90℃で溶解後、50℃に保温し、外径1.0mm、スリット巾0.15mm、芯液注入孔径0.3mmからなる2重管口金からジメチルアセトアミド40部、水60部からなる芯液と同時に吐出させ、30℃の乾式部350mmを通り、水90部、ジメチルアセトアミド10部の凝固浴40℃に浸漬させ、凝固させた。次いで凝固させた中空糸膜を80℃の水洗浴で洗浄後、中空糸膜2本に170dtexのポリエステル加工糸を巻き付け、カバリングを行った後に、巻き取りカセに巻き取った。巻き取った中空糸膜を50℃の乾熱乾燥機で24時間乾燥を行い、中空糸膜束を得た。
Production of Hollow Fiber Membrane A membrane-forming stock solution comprising 18 parts of a polysulfone resin (P3500 manufactured by Solvay), 9 parts of polyvinylpyrrolidone (K30 manufactured by ISP), 72 parts of dimethylacetamide and 1 part of water was dissolved at 90 ° C, and then 50 ° C. In a double tube cap having an outer diameter of 1.0 mm, a slit width of 0.15 mm, and a core liquid injection hole diameter of 0.3 mm, and discharged simultaneously with a core liquid consisting of 40 parts of dimethylacetamide and 60 parts of water. It passed through a dry part 350 mm, and was immersed in a coagulation bath 40 ° C. of 90 parts of water and 10 parts of dimethylacetamide to be solidified. Next, the coagulated hollow fiber membrane was washed in a water washing bath at 80 ° C., 170 dtex polyester processed yarn was wound around two hollow fiber membranes, and after covering, it was wound around a winding cassette. The wound hollow fiber membrane was dried with a dry heat dryer at 50 ° C. for 24 hours to obtain a hollow fiber membrane bundle.
ケース上の開口中心
図7に示したように、ケース上にS1、S2、S3、……の開口面積を持った孔が、それぞれ座標、x1y1,x2y2,x3y3,……に配置されていた場合、その開口中心xGyGは以下の式で表される。
xG=(s1×x1+s2×x2+s3×x3+……)/(s1+s2+s3+……)
yG=(s1×y1+s2×y2+s3×y3+……)/(s1+s2+s3+……)
ケースの開口率
円筒状、または矩形状のケースの外面部分を平面上に展開し、その上に配置された開口部分の総面積の展開ケース面積に対する割合を、開口率とする。
Center of the opening on the case As shown in FIG. 7, when holes having the opening areas of S1, S2, S3,... Are arranged at the coordinates, x1y1, x2y2, x3y3,. The opening center xGyG is expressed by the following equation.
xG = (s1 × x1 + s2 × x2 + s3 × x3 + ……) / (s1 + s2 + s3 + ……)
yG = (s1 × y1 + s2 × y2 + s3 × y3 + ……) / (s1 + s2 + s3 + ……)
Opening ratio of the case The outer surface portion of the cylindrical or rectangular case is developed on a plane, and the ratio of the total area of the opening portions arranged thereon to the developed case area is defined as the opening ratio.
ケースの軸中心およびケースの長さ方向の中心
ケースに挿入された中空糸束において、その中空糸束の輪切り面の中心が軸中心であり、それに鉛直な線を長さ方向とする。
The axial center of the case and the center in the longitudinal direction of the case In the hollow fiber bundle inserted in the case, the center of the ring-cut surface of the hollow fiber bundle is the axial center, and the line perpendicular to it is the length direction.
漏洩空気量試験
図1のモジュール及び筐体などからなる装置の中空糸膜内側流体導出口14および中空糸膜外側流体導入口15を閉じ、中空糸膜内側流体導入口13から50kPa空気圧をかける。このとき中空糸膜外側流体導出口16から出てくる空気量を測定し、漏洩空気量とする。
Leakage Air Volume Test The hollow fiber membrane
通気圧損試験
図1のモジュール及び筐体などからなる装置の中空糸膜外側流体導入口15および中空糸膜外側流体導出口16を閉じ、中空糸膜内側流体導入口13から通気を行い、中空糸膜内側流体導出口14から吐出する。その時の中空糸膜内側流体導入口13と中空糸膜内側流体導出口14との間の差圧を、中空糸内側通気圧損とする。同様に中空糸膜内側流体導入口13および中空糸膜内側流体導出口14を閉じ、中空糸膜外側流体導入口15から通気を行い、中空糸膜外側出口16から吐出する。その時の中空糸膜外側流体導入口15と中空糸膜外側流体導出口16との間の差圧を、中空糸膜外側通気圧損とする。
Aeration pressure loss test The hollow fiber membrane
加湿性能試験
図1のモジュール及び筐体などからなる装置を80℃の恒温槽に浸漬し、該モジュールの中空糸膜内側流体導入口13から露点(Dpii)が−10℃、温度20℃の空気を所定流量で通気する。この空気を加湿器で所定露点(Dpoi)に加湿し、中空糸膜外側流体導入口15から通気する。この時の、中空糸膜内側出口14からの排出空気の露点(Dpio)、中空糸膜外側出口16からの排出空気の露点(Dpoo)を測定し、中空糸外側水分量に対する中空糸内側出口水分量で定義される加湿効率(Eh)および総括物質移動係数(Ko)を算出する。
Eh=Wio/Woi×100%
Ko=M/A/(ΔW)m
(ΔW)m=(ΔW2-ΔW1)/(Ln(ΔW2/ΔW1)
ここで、WioはDpioから算出される中空糸内側出口空気水分量、WoiはDpoiから算出される中空糸外側入り口空気水分量、Koは総括物質移動係数(m/h)、Mは物質移動量(g/h)、Aは内径換算有効膜面積(m2)、(ΔW)mは対数平均水分量差(g/m3)、ΔW1およびΔW2はそれぞれの空気の露点から算出される中空糸膜内側の流体導入口13及び流体導出口14での水分量差を示す。
Humidification performance test The apparatus comprising the module and the case of FIG. 1 is immersed in a thermostatic bath at 80 ° C., and air having a dew point (Dpii) of −10 ° C. and a temperature of 20 ° C. from the hollow fiber membrane
Eh = Wio / Woi × 100%
Ko = M / A / (ΔW) m
(ΔW) m = (ΔW2-ΔW1) / (Ln (ΔW2 / ΔW1)
Here, Wio is the hollow fiber inner outlet air moisture content calculated from Dpio, Woi is the hollow fiber outer inlet air moisture content calculated from Dpoi, Ko is the overall mass transfer coefficient (m / h), and M is the mass transfer amount. (G / h), A is the inner diameter equivalent effective membrane area (m 2 ), (ΔW) m is the logarithm average moisture difference (g / m 3 ), and ΔW1 and ΔW2 are hollow fibers calculated from the dew points of the respective air The water content difference at the
このときの、中空糸膜内側流体導入口13と中空糸膜内側流体導出口14との間の加湿性能評価時中空糸膜内側通気圧損、および中空糸膜外側流体導入口15と中空糸膜外側流体導出口16との間の加湿性能評価時中空糸膜外側通気圧損を測定する。
At this time, when evaluating the humidification performance between the hollow fiber membrane inner
熱交換試験
図1のモジュール及び筐体などからなる装置の中空糸膜内側流体導入口13から約50℃の温水を1L/分で通液する。同時に中空糸膜外側流体導入口から温度約25℃の空気を1000NL/分で通気する。この時の、中空糸膜内側流体導出口14からの排出空気の温度を測定し、同時に中空糸膜外側流体導出口からの排出空気の温度を測定し、下式に従って、総括伝熱係数(kcaL/h/m2/℃)を算出する。
U=Q/A/(Δt)m
(Δt)m=(Δt2-Δt1)/(Ln(Δt2/Δt1)
ここで、Uは総括伝熱係数(kcal/h/m2/℃)、Qは移動熱量(kcal)、Aは内径換算有効膜面積(m2)、(Δt)mは対数平均温度差(℃)、Δt1およびΔt2はそれぞれ中空糸膜内側の流体導入口13及び流体導出口14での温度差を示す。
Heat Exchange Test Warm water at about 50 ° C. is passed through the hollow fiber membrane
U = Q / A / (Δt) m
(Δt) m = (Δt2−Δt1) / (Ln (Δt2 / Δt1)
Where U is the overall heat transfer coefficient (kcal / h / m 2 / ° C.), Q is the amount of heat transferred (kcal), A is the effective membrane area in terms of inner diameter (m 2 ), and (Δt) m is the logarithm average temperature difference ( ° C.), Δt1 and Δt2 indicate temperature differences at the
同時にこのときの、中空糸膜外側流体導入口15と中空糸膜外側流体導出口16との間の中空糸膜外側通気圧損を測定する。
At the same time, the air flow pressure loss outside the hollow fiber membrane between the hollow fiber membrane
以下に実施例を挙げ、図を参照しながら本発明の中空糸膜型膜モジュールの製造方法を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples Hereinafter, the method for producing a hollow fiber membrane membrane module of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these.
[実施例1]
図2に示すような円筒状のケース内に、開口率46%、網目ピッチ840μmであるポリエステル製ネットを構成生地とする円筒型の網状物2を配置し、その中に外径790μm、内径610μmのポリスルホン製中空糸膜2910本からなる中空糸膜束6を、易滑性のフィルムを用いて挿通した。このケースは外径70mm、厚み3mm、長さ296mmで図2/表1/表2に示したような位置にφ30mm大径孔16個、φ20mm小径孔6個が配置されている。両端部近傍およびケース中央部に巾20mmの非開口帯部分を有し、一方の多開口部分の開口中心は端部から57mm(長さ方向中心から91mm)、軸中心周方向位置120°にあり、他方の開口中心は端部から239mm(長さ中心から−91mm)、軸中心周方向300°の位置に配置されている。合計の開口率は20%である。中空糸膜束両端を封止後、遠心ポッティングを行って、両端をカットし、中空糸膜を開口させた。このケースの開口部から糸束状況を確認して糸束とケース内壁とが密接していることを確認した。このケース9を、両端に中空糸膜内側流体導出入口を有するヘッダー部11と、中空糸膜外側流体導出入口を設けたポート部12とを、それぞれがOリング10でシールされるように支持具17を用いて組み込み、図1に示すような円形モジュールを作成した。中空糸膜内径換算有効膜面積は1.5m2であった。このモジュールの漏洩空気量は1L/分以下であり、中空糸膜の損傷は認められなかった。このモジュールを用いて、熱交換試験を行った結果、総括伝熱係数は1000NLM通気時に204kcaL/h/m2/℃と良好な熱交換性能を示した。また、この時の中空糸膜外側通気圧損上昇は5kPaであった。
[Example 1]
In a cylindrical case as shown in FIG. 2, a
[比較例1]
実施例1と同様の中空糸膜束構成からなる図2/表1/表2に示したような、開口率9%のモジュールを作成した。このモジュールの熱交換試験では総括伝熱係数は1000NLM通気時に240kcaL/h/m2/℃と若干改善されたが、中空糸膜外側通気圧損上昇は12kPaと高い値になった。
[Comparative Example 1]
A module having an aperture ratio of 9% as shown in FIG. 2 / Table 1 / Table 2 having a hollow fiber membrane bundle configuration similar to that of Example 1 was prepared. In the heat exchange test of this module, the overall heat transfer coefficient was slightly improved to 240 kcaL / h / m 2 / ° C. when 1000 NLM was ventilated, but the increase in air pressure loss outside the hollow fiber membrane was as high as 12 kPa.
[実施例2]
外径840μm、内径620μmのポリスルホン製中空糸膜3850本からなる中空糸膜束構成からなる外径80mm、長さ296mm、有効膜面積2.0m2の図2/表1/表2に示したような、中空糸膜外側流体導入口側及び出口側開口率15%のモジュールを作成した。両端部近傍およびケース中央部に巾12mmの非開口帯状部分を有し、一方の多開口部分の開口中心は長さ方向端部から52mm(長さ方向中心から96mm)、軸中心周方向位置120°の位置にあり、他方の開口中心は端部から244mm(長さ方向中心から−96mm)、軸中心周方向位置300°の位置に配置されている。中空糸膜内径換算有効膜面積は2.0m2であった。このモジュールの漏洩空気量は1L/分以下であり、中空糸膜の損傷は認められなかった。このモジュールを用いて、中空糸膜内側流体導入口から1000NLMを通気し、この空気を露点63℃に加湿して、加湿性能試験を行った結果、中空糸膜内側流体導出口空気の露点は51℃、加湿効率60%、総括物質移動係数は44m/hであった。またこの時の中空糸膜外側通気圧損上昇は9.5kPa、中空糸膜内側通気圧損上昇は5.3kPaであり、加湿器として良好な性能を示した。
[Example 2]
Table 2 / Table 1 / Table 2 with an outer diameter of 80 mm, a length of 296 mm, and an effective membrane area of 2.0 m 2 comprising a hollow fiber membrane bundle composed of 3850 polysulfone hollow fiber membranes having an outer diameter of 840 μm and an inner diameter of 620 μm A module having a hollow fiber membrane outer fluid inlet side and outlet side opening ratio of 15% was prepared. A non-opening belt-like portion having a width of 12 mm is provided in the vicinity of both ends and in the center of the case. The opening center of one multi-opening portion is 52 mm from the end in the length direction (96 mm from the center in the length direction), and the axial center circumferential position 120 The other opening center is arranged at a position of 244 mm from the end (-96 mm from the center in the length direction) and a position in the axial center circumferential direction of 300 °. The effective membrane area in terms of the inner diameter of the hollow fiber membrane was 2.0 m 2 . The leakage air amount of this module was 1 L / min or less, and the hollow fiber membrane was not damaged. Using this module, 1000 NLM was ventilated from the hollow fiber membrane inner fluid inlet, and this air was humidified to a dew point of 63 ° C., and as a result of a humidification performance test, the dew point of the hollow fiber membrane inner fluid outlet was 51 The humidification efficiency was 60%, and the overall mass transfer coefficient was 44 m / h. At this time, the increase in the outside air pressure loss of the hollow fiber membrane was 9.5 kPa, and the increase of the air pressure loss inside the hollow fiber membrane was 5.3 kPa, which showed good performance as a humidifier.
[実施例3]
外径850μm、内径680μmのポリスルホン製中空糸膜2670本からなる中空糸膜束構成からなる外径150mm×50mm、有効膜面積2.9m2の図3/表3/表4に示したような、中空糸膜外側流体導入口側及び出口側開口率18%の矩形モジュールを作成した。両端部近傍およびケース中央部に巾12mmの非開口帯状部分を有し、一方の多開口部分の開口中心は長さ方向端部から82mm(長さ方向中心から66mm)、巾方向位置中央75mmにあり、他方の開口中心は端部から214mm(長さ方向中心から−66mm)、巾方向位置中央75mmの位置(他方開口中心に対し軸中心で周方向180°)に配置されている。中空糸膜内径換算有効膜面積は2.9m2であった。このモジュールの漏洩空気量は1L/分以下であり、中空糸膜の損傷は認められなかった。このモジュールを用いて、中空糸膜内側流体導入口から1330NLMを通気し、この空気を露点68℃に加湿して、加湿性能試験を行った結果、中空糸膜内側流体導出口空気の露点は61℃、加湿効率75%、総括物質移動係数は79m/hであった。またこの時の中空糸膜外側通気圧損上昇は7.7kPa、中空糸膜内側通気圧損上昇は4.8kPaであり、加湿器として良好な性能を示した。
[Example 3]
As shown in FIG. 3 / Table 3 / Table 4 with an outer diameter of 150 mm × 50 mm and an effective membrane area of 2.9 m 2 composed of a hollow fiber membrane bundle structure composed of 2670 polysulfone hollow fiber membranes having an outer diameter of 850 μm and an inner diameter of 680 μm. A rectangular module having a hollow fiber membrane outer fluid inlet side and outlet side opening ratio of 18% was prepared. There is a 12mm wide non-opening strip in the vicinity of both ends and in the center of the case. The opening center of one multi-opening is 82mm from the end in the length direction (66mm from the center in the length direction) and 75mm in the center in the width direction. The center of the other opening is 214 mm from the end (-66 mm from the center in the length direction) and 75 mm in the center in the width direction position (180 ° in the circumferential direction about the axis with respect to the other opening center). The effective membrane area in terms of the inner diameter of the hollow fiber membrane was 2.9 m 2 . The leakage air amount of this module was 1 L / min or less, and the hollow fiber membrane was not damaged. Using this module, 1330NLM was ventilated from the hollow fiber membrane inner fluid inlet, this air was humidified to a dew point of 68 ° C., and a humidification performance test was conducted. As a result, the dew point of the hollow fiber membrane inner fluid outlet was 61 The humidification efficiency was 75%, and the overall mass transfer coefficient was 79 m / h. At this time, the increase in the air pressure loss outside the hollow fiber membrane was 7.7 kPa, and the increase in the air pressure loss inside the hollow fiber membrane was 4.8 kPa, indicating good performance as a humidifier.
1.中空糸膜
2.網状物
3.中空糸膜開口部
4.接着剤
5.ケース開口部
6.中空糸膜束
9.モジュールケース
10.Oリング
11.ヘッダー部
12.ポート部
13.中空糸膜内側流体導入口
14.中空糸膜内側流体導出口
15.中空糸膜外側流体導入口
16.中空糸膜外側流体導出口
17.中空糸膜外側流体導入口圧測定点
18.中空糸膜外側流体導出口圧測定点
19.支持具
21.開口円筒ケース
22.円筒ケース展開図
23.円形開口部分
24.矩形開口部分
25.開口矩形ケース
1.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010285419A JP2012130864A (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Hollow fiber membrane module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010285419A JP2012130864A (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Hollow fiber membrane module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012130864A true JP2012130864A (en) | 2012-07-12 |
Family
ID=46647107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010285419A Pending JP2012130864A (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Hollow fiber membrane module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012130864A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2020026875A1 (en) * | 2018-07-30 | 2021-01-07 | Nok株式会社 | Hollow fiber membrane module |
WO2021065889A1 (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 川崎重工業株式会社 | Gas separation membrane module |
KR20220031812A (en) * | 2020-09-04 | 2022-03-14 | 한양대학교 산학협력단 | Ventilation system and controlling method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003065566A (en) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Honda Motor Co Ltd | Gas humidifier and gas humidification system |
JP2003265933A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-24 | Nok Corp | Hollow fiber membrane module, humidification apparatus, and dehumidification apparatus |
JP2004202478A (en) * | 2002-11-08 | 2004-07-22 | Nok Corp | Membrane module |
JP2005156039A (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Nissan Motor Co Ltd | Hollow yarn membrane module and hollow yarn membrane humidifier |
JP2008119615A (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | Hollow fiber membrane module and fuel cell system |
JP2010167372A (en) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Toray Ind Inc | Hollow fiber membrane module |
-
2010
- 2010-12-22 JP JP2010285419A patent/JP2012130864A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003065566A (en) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Honda Motor Co Ltd | Gas humidifier and gas humidification system |
JP2003265933A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-24 | Nok Corp | Hollow fiber membrane module, humidification apparatus, and dehumidification apparatus |
JP2004202478A (en) * | 2002-11-08 | 2004-07-22 | Nok Corp | Membrane module |
JP2005156039A (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Nissan Motor Co Ltd | Hollow yarn membrane module and hollow yarn membrane humidifier |
JP2008119615A (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | Hollow fiber membrane module and fuel cell system |
JP2010167372A (en) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Toray Ind Inc | Hollow fiber membrane module |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2020026875A1 (en) * | 2018-07-30 | 2021-01-07 | Nok株式会社 | Hollow fiber membrane module |
JP7026797B2 (en) | 2018-07-30 | 2022-02-28 | Nok株式会社 | Hollow fiber membrane module |
WO2021065889A1 (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 川崎重工業株式会社 | Gas separation membrane module |
KR20220031812A (en) * | 2020-09-04 | 2022-03-14 | 한양대학교 산학협력단 | Ventilation system and controlling method thereof |
KR102424071B1 (en) | 2020-09-04 | 2022-07-22 | 한양대학교 산학협력단 | Ventilation system and controlling method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6461586B2 (en) | Hollow fiber membrane denseness distribution device for membrane humidifier for fuel cell | |
JP6196374B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
AU2014311591B9 (en) | Single end, shell-side feed, hollow fiber membrane separation module | |
WO2009110114A1 (en) | Humidifying membrane module | |
ITMI942403A1 (en) | BLOOD OXYGENATOR WITH A LAYER OF MICROPOROUS MEMBRANE CAPILLARIES. | |
JP2013039546A (en) | Separation membrane module | |
JP6271036B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
JP5391704B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
WO2002037033A1 (en) | Humidifier | |
JP2012130864A (en) | Hollow fiber membrane module | |
CN113350596A (en) | Oxygenator and extracorporeal membrane lung oxygenation device | |
JP6251847B2 (en) | Method for producing a humidifying block for a humidifier | |
EP2781251B1 (en) | Membrane contactor for dehumidification systems | |
TW201343212A (en) | Artificial nose | |
JP2005040675A (en) | Hollow fiber membrane module | |
JP2010127582A (en) | Humidifying device | |
WO2009110494A1 (en) | Heat exchange element and air conditioner or heating/cooling device using the same | |
CN107890753A (en) | A kind of non-porous membrane dryer of flexible macromolecule of integrated purging unit | |
JP2013230470A (en) | Hollow fiber membrane module | |
JP2023079187A (en) | Hollow fiber membrane module | |
JP6918097B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
CN210740636U (en) | Wound heat exchanger | |
JP2023528618A (en) | Contactor system and method of operating contactor system | |
JP5922360B2 (en) | Blood oxygenator | |
EP3831464A1 (en) | Hollow fiber membrane module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140819 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150106 |