JP2017070934A - Hollow fiber membrane module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中空糸膜モジュールに関する。さらに詳しくは、加湿膜モジュールなどとして有効に用いられる中空糸膜モジュールに関する。 The present invention relates to a hollow fiber membrane module. More specifically, the present invention relates to a hollow fiber membrane module that is effectively used as a humidifying membrane module.
中空糸膜は、その構造上膜中にポーラス構造を多く保持しているため、温度等の外部環境の変化による膨脹や収縮が大きくなる。また、その機能上溶剤のろ過、濃縮、脱気等の処理をすることもあり、その場合には溶剤によっては中空糸膜の素材自体が膨潤することもある。 Since the hollow fiber membrane retains a large porous structure in the membrane due to its structure, expansion and contraction due to changes in the external environment such as temperature increase. In addition, the solvent may be subjected to treatment such as filtration, concentration, degassing, etc., and in this case, depending on the solvent, the material of the hollow fiber membrane itself may swell.
中空糸膜モジュールは、このような中空糸膜を例えば数百から数千本といった単位で束着管に収容しているので、収容しているすべての中空糸膜が伸び縮みすることにより、一本当りの伸縮力は小さいものであっても、束着管に対しては収容本数分の力が働くこととなる。 In the hollow fiber membrane module, such hollow fiber membranes are accommodated in a bundled tube in units of, for example, hundreds to thousands, so that all the accommodated hollow fiber membranes are expanded and contracted. Even if the expansion / contraction force per book is small, a force corresponding to the number of accommodations acts on the bundled tube.
本出願人は先に、ハウジング機能を兼ねた束着管であるモジュールケースのポッティング部材が施される内周面に、ポッティング部材の一部が入り込む溝を設けるとともに、この溝とは不連続な部位である、モジュールケースの内周面両端部に一段階の段差部を設け、かかる段差部を用いてポッティング部材とモジュールケース内周面との間にシール材となる封止部材を介在させることにより、かかる封止部材がモジュールケースの両端開口部とモジュールケース両端に設けられる蓋部材との間隙も同時にシールしている中空糸膜モジュールを提案している(特許文献1) The applicant previously provided a groove into which a part of the potting member enters on the inner peripheral surface of the module case, which is a bundled tube that also serves as a housing function, and is discontinuous with this groove. A step portion of one step is provided at both ends of the inner peripheral surface of the module case, which is a part, and a sealing member serving as a sealing material is interposed between the potting member and the inner peripheral surface of the module case using the step portion. Has proposed a hollow fiber membrane module in which the sealing member simultaneously seals the gap between the opening portions at both ends of the module case and the lid members provided at both ends of the module case (Patent Document 1).
かかる中空糸膜モジュールは、モジュールケースとポッティング部材との分離を確実に阻止できることから、例えば熱的影響を受けてもポッティング部材とモジュールケース内周面との間を液密に維持できるといった効果を奏する。 Since such a hollow fiber membrane module can reliably prevent the module case and the potting member from being separated, for example, the effect of being able to maintain a liquid-tight space between the potting member and the inner peripheral surface of the module case even when thermally affected. Play.
また、封止部材により、モジュールケースの両端開口部とモジュールケース両端に設けられる蓋部材との間隙を同時にシール可能となることから、それまで必要とされていたモジュールを収容するハウジングを必ずしも必要とはせず、モジュール全体の重量を軽くし、製作費用も安価で、小型化が可能であるといった効果も奏する。 Further, since the sealing member can simultaneously seal the gap between the opening portions at both ends of the module case and the lid members provided at both ends of the module case, a housing for housing the module that has been required so far is not necessarily required. In addition, the weight of the entire module is reduced, the manufacturing cost is low, and the size can be reduced.
しかるに、かかる中空糸膜モジュールは、モジュールケースのポッティング部材が施される内周面に、ポッティング部材を抜け止めるためのアンダーカット、すなわちポッティング部材の一部が入り込む溝を必要とし、樹脂成形により製作したハウジングにおいては、成型後の切削加工を行うこととなり、切削後加工のコストもかかることとなる。 However, such a hollow fiber membrane module requires an undercut for preventing the potting member from being removed, that is, a groove into which a part of the potting member enters, and is manufactured by resin molding. In such a housing, cutting after molding is performed, and the cost of post-cutting processing is also increased.
本発明の目的は、樹脂成形品等を切削加工等することなく得られるモジュールケースを用いることにより、製造工程の簡略化およびコストの低減を図りつつ、温度等の外部環境の変化によってもポッティング部材とモジュールケース内周面との間を液密に維持せしめることを可能とする中空糸膜モジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to use a module case obtained without cutting a resin molded product or the like, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the cost, and also by changing the external environment such as temperature. Another object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module that can maintain a liquid-tight state between the inner periphery of the module case and the module case.
かかる本発明の目的は、中空糸膜を収容したモジュールケース両端部において、中空糸膜とモジュールケースとの間隙をポッティング剤によって封止して、中空糸膜とモジュールケースとを一体化するとともに、モジュールケースが、中空糸膜を収容するモジュールケース本体と、モジュールケース本体の両端開口部を塞いで流路を構成する蓋部材と、モジュールケース本体の両側面の開口部を塞いで流路を構成する蓋部材とによって構成され、ポッティング部材とモジュールケース内周面両端部との間に、それぞれシール材を介在させることにより、シール材がモジュールケース本体の両端開口部と、各蓋部材との間隙も同時にシールしている中空糸膜モジュールにおいて、モジュールケース本体のポッティング剤が施される内周面両端部に第1段差部および第2段差部からなる連続した2段階の段差部を設け、第1段差部にポッティング剤を配し、該ポッティング剤の一部と隣接する第2段差部にシール材を配した中空糸膜モジュールによって達成される。 The object of the present invention is to seal the gap between the hollow fiber membrane and the module case with a potting agent at both ends of the module case containing the hollow fiber membrane, and to integrate the hollow fiber membrane and the module case, The module case forms a flow path by closing a module case main body that accommodates the hollow fiber membrane, a lid member that closes both ends of the module case main body to form a flow path, and openings on both sides of the module case main body. The sealing material is interposed between the potting member and both end portions of the inner peripheral surface of the module case, so that the sealing material has a gap between the opening portions at both ends of the module case body and each lid member. Both ends of the inner peripheral surface of the module case body where potting agent is applied A continuous two-step step portion comprising a first step portion and a second step portion is provided, a potting agent is disposed on the first step portion, and a sealing material is disposed on a second step portion adjacent to a part of the potting agent. This is achieved by the hollow fiber membrane module.
本発明に係る中空糸膜モジュールは、モジュールケース本体のポッティング剤が施される内周面両端部に第1段差部および第2段差部からなる連続した2段階の段差部を設け、第1段差部にポッティング剤を配し、該ポッティング剤の一部と隣接する第2段差部にシール材を配する構成とすることで、例えば樹脂成形品を切削加工等することなく得られる簡素な構成のモジュールケースを用いることが可能となり、製造工程の簡略化およびコストの低減を図ることができる。さらに、温度等の外部環境の変化によってもポッティング部材とモジュールケース内周面との間を液密に維持せしめることを可能とするといったすぐれた効果を奏する。 The hollow fiber membrane module according to the present invention is provided with a two-step continuous step portion including a first step portion and a second step portion at both end portions of the inner peripheral surface to which the potting agent of the module case body is applied. By adopting a configuration in which a potting agent is arranged in the portion and a sealing material is arranged in the second step portion adjacent to a part of the potting agent, for example, a simple configuration obtained without cutting a resin molded product A module case can be used, and the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. Further, it is possible to achieve an excellent effect that it is possible to maintain the liquid-tightness between the potting member and the inner peripheral surface of the module case even when the external environment such as temperature changes.
本発明の中空糸膜モジュールは、中空糸膜を収容したモジュールケース両端部において、中空糸膜とモジュールケースとの間隙をポッティング剤によって封止して、中空糸膜とモジュールケースとを一体化するとともに、モジュールケースが、中空糸膜を収容するモジュールケース本体と、モジュールケース本体の両端開口部を塞いで流路を構成する蓋部材と、モジュールケース本体の両側面の開口部を塞いで流路を構成する蓋部材とによって構成され、ポッティング部材とモジュールケース内周面両端部との間に、それぞれシール材を介在させることにより、シール材がモジュールケース本体の両端開口部と、各蓋部材との間隙も同時にシールしている中空糸膜モジュールにおいて、モジュールケース本体のポッティング剤が施される内周面両端部に第1段差部および第2段差部からなる連続した2段階の段差部を設け、第1段差部にポッティング剤を配し、該ポッティング剤の一部と隣接する第2段差部にシール材を配した構成よりなる。以下、図1〜2に示される一例を用いて本発明を説明する。 The hollow fiber membrane module of the present invention integrates the hollow fiber membrane and the module case by sealing the gap between the hollow fiber membrane and the module case with a potting agent at both ends of the module case containing the hollow fiber membrane. In addition, the module case includes a module case main body that accommodates the hollow fiber membrane, a lid member that closes both ends of the module case main body to form a flow path, and blocks the openings on both sides of the module case main body. The sealing material is interposed between the potting member and both end portions of the inner peripheral surface of the module case, respectively, so that the sealing material is open at both ends of the module case main body, and each lid member. In the hollow fiber membrane module that also seals the gap between the inner circumference of the module case body where potting agent is applied Provided in both end portions are a continuous two-step step portion composed of a first step portion and a second step portion, a potting agent is disposed on the first step portion, and a seal is provided on a second step portion adjacent to a part of the potting agent. Consists of materials arranged. Hereinafter, the present invention will be described using an example shown in FIGS.
図1に示されるように、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリオレフィンなどからなる中空糸膜1群はモジュールケース2内に収容され、モジュールケース本体21両端部において中空糸膜1とモジュールケース本体21との間隙がポッティング剤5,5’によって封止され、中空糸膜1とモジュールケース本体21とが一体化されている。封止は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂などのポッティング剤を用いて行われる。
As shown in FIG. 1, a group of hollow fiber membranes made of polyethersulfone, polyimide, polyolefin, and the like are accommodated in the
中空糸膜1を収容しているモジュールケース本体21には、その両端開口部を塞ぎ、流路3,3’を構成するための流入口31および流出口32を備えた蓋部材22,22’とモジュールケース本体の両側面の開口部を塞いで流路を構成する蓋部材23とが取り付けられて中空糸膜モジュールが構成される。ここで、ポッティング剤5,5’とモジュールケース本体21内周面両端部との間にシール材4を介在させ、これがさらにモジュールケース本体21の両端開口部と、蓋部材22,22’との間隙をもシールしている。かかる構成によって中空糸膜モジュールの構造を簡素化できるといった効果を奏する。シール材としては、液状シール材やゴム状弾性材などが用いられ、好ましくはゴム状弾性体が用いられる。
The module case
本発明においては、図2に示されるように、モジュールケース本体21のポッティング材5が施される内周面両端部には、第1段差部26および第2段差部27からなる連続した2段階の段差部が設けられており、第1段差部26にはポッティング材5が、第2段差部27にはポッティング剤の一部と隣接してシール材4が配される。モジュールケースの材質は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属やポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリスルホン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂のいずれも選択することができるが、モジュールケースが樹脂製の場合には、連続した2段階の段差部は切削加工はもちろん、金型成形などによっても形成することができる。
In the present invention, as shown in FIG. 2, two continuous steps including a
ポッティング剤およびシール材は、注入等といった手段により、第1段差部および第2段差部にそれぞれ形成される。ポッティング剤とシール材は、例えばシール材形成部分を仕切り板などを用いてポッティング剤が入り込まないように隔離して、ポッティング剤を注入して硬化させた後仕切り板を外し、シール材形成部位に液状シール材を注入し硬化させる、あるいはゴム状弾性体を嵌挿することによって形成される。 The potting agent and the sealing material are respectively formed on the first step portion and the second step portion by means such as injection. For the potting agent and the sealing material, for example, the part where the sealing material is formed is separated by using a partition plate so that the potting agent does not enter, and after the potting agent is injected and cured, the partition plate is removed and the sealing material forming part is removed. It is formed by injecting and curing a liquid sealing material, or by inserting a rubber-like elastic body.
第1段差部26にポッティング材5が配されることにより、中空糸膜モジュール内部側から外部方向へ向かう圧力によるポッティング部材の抜け止めが可能となり、耐圧性を維持することができる。先に述べた特許文献1にあってもモジュールケース本体に設けられた切削部において中空糸膜モジュール内部側から外部方向へ向かう圧力によるポッティング部材の抜け止めが可能であり、耐圧性を維持することができるものの、モジュールケース本体に切削部を設けることが必要であり、さらに切削後加工のコストが必要となるが、本発明ではモジュールケースの切削工程が不要であり、より簡素化された構成によって先願発明と同等の効果を得ることができる。
By arranging the
また、第2段差部27にシール材4が配されることによって、モジュールケース本体21とポッティング材5,5’との間隙のシールはもちろん、モジュールケース本体21の両端開口部と、モジュールケースの両端開口部を塞いで流路を構成する蓋部材22,22’との間隙をも同時にシールすることが可能となる。これにより、中空糸膜モジュールを収容するハウジングを必ずしも必要とはせず、モジュール全体の重量を軽くし、製作費用も安価で、小型化を達成することができる。
Further, by providing the sealing material 4 at the second stepped
以上の構成よりなる中空糸膜モジュールは、従来中空糸膜モジュールを使用する際にさらに必要とされていたハウジングを必要とすることなく、中空糸膜モジュールのままの状態で、使用に供すことができる。 The hollow fiber membrane module having the above configuration can be used in the state of the hollow fiber membrane module without requiring a housing that was further required when using the conventional hollow fiber membrane module. it can.
本発明に係る中空糸膜モジュールは、製造工程の簡略化およびコストの低減を図りつつ、温度等の外部環境の変化によってもポッティング部材とモジュールケース内周面との間を液密に維持せしめることを可能とするので、加湿膜モジュール、特に燃料電池用加湿膜モジュールとして有効に用いられる。 The hollow fiber membrane module according to the present invention maintains the liquid-tightness between the potting member and the inner peripheral surface of the module case by changing the external environment such as temperature while simplifying the manufacturing process and reducing the cost. Therefore, it is effectively used as a humidifying membrane module, particularly as a humidifying membrane module for a fuel cell.
1 中空糸膜
2 モジュールケース
3,3’ 流路
4 シール材
5,5’ ポッティング剤
21 モジュールケース本体
22,22’ 蓋部材
26 第1段差部
27 第2段差部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
本発明は、中空糸膜モジュールに関する。さらに詳しくは、燃料電池の加湿膜モジュール等として有効に用いられる中空糸膜モジュールに関する。 The present invention relates to a hollow fiber membrane module. More particularly, it relates to a hollow fiber membrane module is effectively used as a humidifying membrane module of the fuel cell.
中空糸膜は、その構造上膜中にポーラス構造を多く保持しているため、温度等の外部環境の変化による膨脹や収縮が大きくなる。また、その機能上溶剤のろ過、濃縮、脱気等の処理をすることもあり、その場合には溶剤によっては中空糸膜の素材自体が膨潤することもある。 Since the hollow fiber membrane retains a large porous structure in the membrane due to its structure, expansion and contraction due to changes in the external environment such as temperature increase. In addition, the solvent may be subjected to treatment such as filtration, concentration, degassing, etc., and in this case, depending on the solvent, the material of the hollow fiber membrane itself may swell.
中空糸膜モジュールは、このような中空糸膜を例えば数百本から数千本といった単位で束着管に収容しているので、収容しているすべての中空糸膜が伸び縮みすることにより、1本当りの伸縮力は小さいものであっても、束着管に対しては収容本数分の力が働くこととなる。 The hollow fiber membrane module, since the housing of such a hollow fiber membrane bundle deposition tube in units of several thousand several hundred example, by the expand or contract all of the hollow fiber membranes are accommodated, Even if the expansion / contraction force per one is small, the force corresponding to the number of accommodations acts on the bundled tube.
本出願人は先に、ハウジング機能を兼ねた束着管であるモジュールケースのポッティング部材が施される内周面に、ポッティング部材の一部が入り込む溝を設けるとともに、この溝とは不連続な部位である、モジュールケースの内周面両端部に一段階の段差部を設け、かかる段差部を用いてポッティング部材とモジュールケース内周面との間にシール材となる封止部材を介在させることにより、かかる封止部材がモジュールケースの両端開口部とモジュールケース両端に設けられる蓋部材との間隙も同時にシールしている中空糸膜モジュールを提案している(特許文献1) The applicant previously provided a groove into which a part of the potting member enters on the inner peripheral surface of the module case, which is a bundled tube that also serves as a housing function, and is discontinuous with this groove. A step portion of one step is provided at both ends of the inner peripheral surface of the module case, which is a part, and a sealing member serving as a sealing material is interposed between the potting member and the inner peripheral surface of the module case using the step portion. Has proposed a hollow fiber membrane module in which the sealing member simultaneously seals the gap between the opening portions at both ends of the module case and the lid members provided at both ends of the module case (Patent Document 1).
かかる中空糸膜モジュールは、モジュールケースとポッティング部材との分離を確実に阻止できることから、例えば熱的影響を受けてもポッティング部材とモジュールケース内周面との間を液密に維持できるといった効果を奏する。 Since such a hollow fiber membrane module can reliably prevent the module case and the potting member from being separated, for example, the effect of being able to maintain a liquid-tight space between the potting member and the inner peripheral surface of the module case even when thermally affected. Play.
また、封止部材により、モジュールケースの両端開口部とモジュールケース両端に設けられる蓋部材との間隙を同時にシール可能となることから、それまで必要とされていたモジュールを収容するハウジングを必ずしも必要とはせず、モジュール全体の重量を軽くし、製作費用も安価で、小型化が可能であるといった効果も奏する。 Further, since the sealing member can simultaneously seal the gap between the opening portions at both ends of the module case and the lid members provided at both ends of the module case, a housing for housing the module that has been required so far is not necessarily required. In addition, the weight of the entire module is reduced, the manufacturing cost is low, and the size can be reduced.
しかるに、かかる中空糸膜モジュールは、モジュールケースのポッティング部材が施される内周面に、ポッティング部材を抜け止めるためのアンダーカット、すなわちポッティング部材の一部が入り込む溝を必要とし、樹脂成形により製作したハウジングにおいては、成型後の切削加工を行うこととなり、切削後加工のコストもかかることとなる。 However, such a hollow fiber membrane module requires an undercut for preventing the potting member from being removed, that is, a groove into which a part of the potting member enters, and is manufactured by resin molding. In such a housing, cutting after molding is performed, and the cost of post-cutting processing is also increased.
本発明の目的は、樹脂成形品等を切削加工等することなく得られるモジュールケースを用いることにより、製造工程の簡略化およびコストの低減を図りつつ、温度等の外部環境の変化によってもポッティング部材とモジュールケース内周面との間を液密に維持せしめることを可能とする中空糸膜モジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to use a module case obtained without cutting a resin molded product or the like, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the cost, and also by changing the external environment such as temperature. Another object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module that can maintain a liquid-tight state between the inner periphery of the module case and the module case.
かかる本発明の目的は、モジュールケースが中空糸膜を収容するモジュールケース本体、モジュールケース本体の両端開口部を塞いで流路を構成する蓋部材およびモジュールケース本体の両側面の開口部を塞いで流路を構成する蓋部材によって構成され、中空糸膜を収容したモジュールケース両端部において、中空糸膜とモジュールケースとの間隙をポッティング剤によって封止して、中空糸膜とモジュールケースとを一体化するとともに、ポッティング部材とモジュールケース内周面両端部との間に、それぞれシール材を介在させることにより、シール材がモジュールケース本体の両端開口部とそれに対応する各蓋部材との間隙も同時にシールしている中空糸膜モジュールにおいて、モジュールケース本体のポッティング剤が施される内周面両端部に第1段差部および第2段差部からなる連続した2段階の段差部を設け、第1段差部にポッティング剤を配し、該ポッティング剤の一部と隣接する第2段差部にシール材を配した中空糸膜モジュールによって達成される。 The purpose of such invention, the module case main body module case accommodating the hollow fiber membrane, blocks the opening on both sides of the lid member and the module case main body constituting the flow path block the openings at both ends of the module case main body Thus configured the lid member constituting the flow path, the module case both ends accommodating the hollow fiber membrane, the gap between the hollow fiber membrane and the module case is sealed by a potting material, a hollow fiber membrane and the module case As well as integrating the sealing material between the potting member and both end portions of the inner peripheral surface of the module case, the sealing material also has a gap between the opening portions at both ends of the module case body and the corresponding lid members. In the hollow fiber membrane module that is sealed at the same time, the inner circumference where the potting agent is applied to the module case body Provided in both end portions are a continuous two-step step portion composed of a first step portion and a second step portion, a potting agent is disposed on the first step portion, and a seal is provided on a second step portion adjacent to a part of the potting agent. This is achieved by a hollow fiber membrane module provided with a material.
本発明に係る中空糸膜モジュールは、モジュールケース本体のポッティング剤が施される内周面両端部に第1段差部および第2段差部からなる連続した2段階の段差部を設け、第1段差部にポッティング剤を配し、該ポッティング剤の一部と隣接する第2段差部にシール材を配する構成とすることで、例えば樹脂成形品を切削加工することなく得られる簡素な構成のモジュールケースを用いることが可能となり、製造工程の簡略化およびコストの低減を図ることができる。さらに、温度等の外部環境の変化によってもポッティング部材とモジュールケース内周面との間を液密に維持せしめることを可能とするといったすぐれた効果を奏する。 The hollow fiber membrane module according to the present invention is provided with a two-step continuous step portion including a first step portion and a second step portion at both end portions of the inner peripheral surface to which the potting agent of the module case body is applied. A module with a simple configuration that can be obtained without cutting a resin molded product, for example, by arranging a potting agent in a part and arranging a sealing material in a second step portion adjacent to a part of the potting agent A case can be used, and the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. Further, it is possible to achieve an excellent effect that it is possible to maintain the liquid-tightness between the potting member and the inner peripheral surface of the module case even when the external environment such as temperature changes.
本発明の中空糸膜モジュールは、モジュールケースが中空糸膜を収容するモジュールケース本体、モジュールケース本体の両端開口部を塞いで流路を構成する蓋部材およびモジュールケース本体の両側面の開口部を塞いで流路を構成する蓋部材によって構成され、中空糸膜を収容したモジュールケース両端部において、中空糸膜とモジュールケースとの間隙をポッティング剤によって封止して、中空糸膜とモジュールケースとを一体化するとともに、ポッティング部材とモジュールケース内周面両端部との間に、それぞれシール材を介在させることにより、シール材がモジュールケース本体の両端開口部とそれに対応する各蓋部材との間隙も同時にシールしている中空糸膜モジュールにおいて、モジュールケース本体のポッティング剤が施される内周面両端部に第1段差部および第2段差部からなる連続した2段階の段差部を設け、第1段差部にポッティング剤を配し、該ポッティング剤の一部と隣接する第2段差部にシール材を配した構成よりなる。以下、図1〜2に示される一態様を用いて本発明を説明する。 The hollow fiber membrane module of the present invention, the module case main body module case accommodating the hollow fiber membranes, the openings of both side surfaces of the lid member and the module case main body constituting the flow path block the openings at both ends of the module case main body closed by being thus constructed lid member constituting the flow path, the module case both ends accommodating the hollow fiber membrane, to seal the gap between the hollow fiber membrane and the module case by potting agent, hollow fiber membrane and the module case And the sealing material between the potting member and both end portions of the inner peripheral surface of the module case, respectively, so that the sealing material is provided between the opening portions at both ends of the module case body and the corresponding lid members. In hollow fiber membrane modules that also seal the gap at the same time, the potting agent is applied to the module case body. A second stepped portion comprising a first stepped portion and a second stepped portion is provided at both end portions of the inner peripheral surface, a potting agent is disposed on the first stepped portion, and a second portion adjacent to a part of the potting agent is provided. It consists of a structure in which a sealing material is arranged on the stepped portion. Hereinafter, the present invention will be described using one embodiment shown in FIGS.
図1に示されるように、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリオレフィン等からなる中空糸膜1群はモジュールケース2内に収容され、モジュールケース本体21両端部において、中空糸膜1とモジュールケース本体21との間隙がポッティング剤5,5’によって封止され、中空糸膜1とモジュールケース本体21とが一体化されている。封止は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂等のポッティング剤を用いて行われる。
As shown in FIG. 1, a group of hollow fiber membranes made of polyethersulfone, polyimide, polyolefin, etc. are accommodated in the
中空糸膜1を収容しているモジュールケース本体21には、その両端開口部を塞ぎ、流路3,3’を構成するための流入口31および流出口32を備えた蓋部材22,22’とモジュールケース本体の両側面の開口部を塞いで流路を構成する蓋部材23とが取り付けられて中空糸膜モジュールが構成される。ここで、ポッティング剤5,5’とモジュールケース本体21の内周面両端部との間にそれぞれシール材4を介在させ、これがさらにモジュールケース本体21の両端開口部とそれに対応する蓋部材22,22’との間隙をもシールしている。かかる構成によって中空糸膜モジュールの構造を簡素化できるといった効果を奏する。シール材としては、液状シール材やゴム状弾性材などが用いられ、好ましくはゴム状弾性体が用いられる。
The module case
本発明においては、図2に示されるように、モジュールケース本体21のポッティング材5が施される内周面両端部には、第1段差部26および第2段差部27からなる連続した2段階の段差部が設けられており、第1段差部26にはポッティング材5が、第2段差部27にはポッティング剤の一部と隣接してシール材4が配される。モジュールケースの材質は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属やポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリスルホン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂のいずれも選択することができるが、モジュールケースが樹脂製の場合には、連続した2段階の段差部は一般には金型成形などによって形成することができる。
In the present invention, as shown in FIG. 2, two continuous steps including a
ポッティング剤およびシール材は、注入等といった手段により、第1段差部および第2段差部にそれぞれ形成される。ポッティング剤とシール材は、例えばシール材形成部分を仕切り板などを用いてポッティング剤が入り込まないように隔離して、ポッティング剤を注入して硬化させた後仕切り板を外し、シール材形成部位に液状シール材を注入し硬化させる方法、あるいはゴム状弾性体を嵌挿することによって形成される。 The potting agent and the sealing material are respectively formed on the first step portion and the second step portion by means such as injection. For the potting agent and the sealing material, for example, the part where the sealing material is formed is separated by using a partition plate so that the potting agent does not enter, and after the potting agent is injected and cured, the partition plate is removed and the sealing material forming part is removed. method for injecting hardening liquid sealing material, or is formed by interpolating fitting a rubber-like elastic material.
第1段差部26にポッティング材5が配されることにより、中空糸膜モジュール内部側から外部方向へ向かう圧力によるポッティング部材の抜け止めが可能となり、耐圧性を維持することができる。先に述べた特許文献1にあっても、モジュールケース本体に設けられた切削部において、中空糸膜モジュール内部側から外部方向へ向かう圧力によるポッティング部材の抜け止めが可能であり、耐圧性を維持することができるものの、モジュールケース本体に切削部を設けることが必要であり、さらに切削後加工のコストが必要となるが、本発明ではモジュールケースの切削工程が不要であり、より簡素化された構成によって先行発明と同等の効果を得ることができる。
By arranging the
また、第2段差部27にシール材4が配されることによって、モジュールケース本体21とポッティング材5,5’との間隙のシールはもちろん、モジュールケース本体21の両端開口部と、モジュールケースの両端開口部を塞いで流路を構成する蓋部材22,22’との間隙をも同時にシールすることが可能となる。これにより、中空糸膜モジュールを収容するハウジングを必ずしも必要とはせず、モジュール全体の重量を軽くし、製作費用も安価で、さらに小型化を達成することができる。
Further, by providing the sealing material 4 at the second stepped
以上の構成よりなる中空糸膜モジュールは、従来中空糸膜モジュールを使用する際にさらに必要とされていたハウジングを必要とすることなく、中空糸膜モジュールのままの状態で、使用に供すことができる。 The hollow fiber membrane module having the above configuration can be used in the state of the hollow fiber membrane module without requiring a housing that was further required when using the conventional hollow fiber membrane module. it can.
本発明に係る中空糸膜モジュールは、製造工程の簡略化およびコストの低減を図りつつ、温度等の外部環境の変化によってもポッティング部材とモジュールケース内周面両端部との間を液密に維持せしめることを可能とするので、加湿膜モジュール、特に燃料電池用加湿膜モジュールとして有効に用いられる。 The hollow fiber membrane module according to the present invention maintains the liquid-tightness between the potting member and both ends of the inner peripheral surface of the module case by changing the external environment such as temperature while simplifying the manufacturing process and reducing the cost. Therefore, it can be used effectively as a humidifying membrane module, particularly as a humidifying membrane module for a fuel cell.
1 中空糸膜
2 モジュールケース
3,3’ 流路
4 シール材
5,5’ ポッティング剤
21 モジュールケース本体
22,22’ 蓋部材
26 第1段差部
27 第2段差部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
モジュールケース本体のポッティング剤が施される内周面両端部に第1段差部および第2段差部からなる連続した2段階の段差部を設け、第1段差部にポッティング剤を配し、該ポッティング剤の一部と隣接する第2段差部にシール材を配したことを特徴とする中空糸膜モジュール。 The gap between the hollow fiber membrane and the module case is sealed with a potting agent at both ends of the module case containing the hollow fiber membrane, so that the hollow fiber membrane and the module case are integrated. A module case main body, a lid member that closes both ends of the module case main body to form a flow path, and a lid member that closes the openings on both side surfaces of the module case main body to form the flow path. In addition, the sealing material seals the gaps between the opening portions at both ends of the module case body and the lid members at the same time by interposing sealing materials between the potting member and both ends of the inner peripheral surface of the module case. In the thread membrane module,
The module case main body is provided with two continuous stepped portions including a first stepped portion and a second stepped portion at both end portions of the inner peripheral surface to which the potting agent is applied, and the potting agent is disposed on the first stepped portion. A hollow fiber membrane module, characterized in that a sealing material is disposed on a second step portion adjacent to a part of the agent.
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