JP7203838B2 - スペーサーを有する膜バンドル配置 - Google Patents

Description

本発明は、中空糸膜バンドルであって、中空糸膜バンドルは、長手方向の延在、膜バンドル断面、ならびに、第１のバンドル端部および第２のバンドル端部を有しており、中空糸膜バンドルは、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に延在する多数の中空糸膜を含み、また、中空糸膜バンドルは、膜バンドル断面の中に、所定の割合のスレッドを含み、スレッドは、中空糸膜同士の間に配置されており、スレッドは、中空糸膜を離した状態に維持する、中空糸膜バンドルに関する。本発明は、さらに、長手方向の延在を有する円筒状のハウジングを備えた膜モジュールであって、ハウジングの長手方向の延在の方向に配向されている中空糸膜バンドルが、ハウジングの中に配置されている、膜モジュールに関する。

中空糸膜バンドルおよび膜モジュール（膜モジュールは、それらのハウジングの中に、ハウジングの長手方向の延在の方向に配向された中空糸膜バンドルを有している）は、産業部門および医療部門において、たとえば、流体の濾過において、または、透析のために、ガス交換のために、もしくは、ガス分離のために、電気透析において、または、膜吸着体として、幅広く使用されている。ここで、中空糸膜バンドルの一方または両方の端部は、チューブシートまたはポッティング組成物（ｐｏｔｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）、たとえば、熱硬化性樹脂から作製されたもの中へ埋め込まれ得る。いくつかの実施形態では、ここで、バンドルの中空糸膜が両方の端部において開口しているということ、および、したがって、それらのルーメンが流体にアクセス可能になっているということが可能である。このタイプの膜モジュールは、一般的に、クロスフローモードとして知られているものの中で動作させられる。しかし、中空糸膜は、それらの端部のうちの一方のみにおいて開口しており、それらの他方の端部において閉じられているということも可能である。このタイプの膜モジュールは、デッドエンドモードとして知られているものの中での動作に関して適切である。

中空糸膜端部を埋め込むことは、内部キャビティー、すなわち中空糸膜のルーメンを、中空糸膜を取り囲む外部スペースから分離することを可能にし、したがって、内部キャビティーおよび外部スペースへ異なる流体を供給することが可能であり、それらは、例として、熱交換のための異なる温度を有することが可能であり、または、質量移動のための異なるコンシステンシーを有することが可能である。使用時のそのような中空糸膜バンドルの良好な有効性に関する重要な要因は、第１に、中空糸膜端部の漏れ止めした埋め込みであり、第２に、中空糸膜の周りの均一なフローに関する良好な容量である。この目的のために、中空のフィラメントが離した状態に維持され、それらの有効表面積が最大化されるようになっているということが必要である。

この目的のために、モノフィラメントスレッドまたはマルチフィラメントスレッドが、多くの場合、バンドルの中空糸膜同士の間に導入されており、膜モジュールの生産の間に中空糸膜とともに埋め込まれる。これらのスペーサースレッドは、中空糸膜を膜バンドルに沿って離した状態に維持しており、良好なフローがそれらの外部の周りに起こることができるようになっており、したがって、たとえば、改善された質量移動が実現され得るようになっている。

スレッドが膜バンドルの中に存在している形態は、例として、それぞれのケースにおいて、少なくとも１つのスレッドが１つまたは複数の中空のフィラメントの周りに螺旋状に巻き付けられているようになっているということが可能である。巻き付けられたスレッドは、隣接する中空のフィラメント同士の間のスペーサーとして作用し、ここで、巻き付けられたスレッドの厚さは、隣接する中空のフィラメント同士の間のフロー断面を決定する。このタイプの膜バンドルの実施形態は、例として、ＵＳ－Ａ－４０６６５５３、ＵＳ－Ａ－４２９３４１８、ＵＳ２０１０／００３５３７４、またはＷＯ９５／３４３７３に開示されている。

別の実施形態では、モノフィラメントまたはマルチフィラメントのスペーサースレッドが、中空糸膜に対して本質的に平行に延在しているバンドルの中の中空糸膜同士の間に導入されており、中空糸膜とともに、チューブシートまたはポッティング組成物の中へ埋め込まれている。このタイプの実施形態は、例として、ＥＰ－Ａ－０３２９９８０、ＥＰ－Ａ－０８４１０８６、またはＥＰ－Ａ－０８４８９８７に説明されている。中空糸膜に対して平行に配置されているスペーサースレッド、および、中空糸膜に巻き付けられたスレッドの混合された実施形態は、ＥＰ－Ａ－０４６４７３７またはＥＰ－Ａ－０７３２１４１に開示されている。

別の実施形態では、膜バンドルの中空糸膜は、織られたマットまたは編まれたマットの中に配置されている。中空糸膜は、横断方向のスレッド（たとえば、テキスタイルスレッドの形態）によって、これらのマットの中へ埋め込まれている。このタイプのマットは、編まれたマットもしくは織られたマットの形態の、または、その他では、織られたテープまたはかぎ針編みされたマットの形態で、公知のプロセスによって生産され得る。織物または編物のケースでは、それぞれ、横断方向のスレッドは織っており、または、経糸スレッドは中空糸膜に対して垂直方向に走っている。これらの横断方向のスレッドに起因して、中空糸膜は、離した状態に維持され、互いに本質的に平行に安定した配置で維持される。このタイプのマット、および、それから生産される中空糸膜バンドルが、例として、ＥＰ－Ａ－０４４２１４７、ＤＥ－Ａ－４３０８８５０、またはＵＳ－Ａ－４９４０６１７に説明されている。

膜バンドルの中の中空糸膜同士の間のスペーサースレッドの配置に起因する、中空糸膜の周りの外部フローの改善にかかわらず、フロー不均質性が、流体が中空糸膜の周りの外部スペースの中へ導入されるか、または、流体が外部スペースから引き出される、モジュールの中の中空糸膜バンドルに沿った領域の中に生じ、すなわち、モジュールの流入領域および／または流出領域の中に生じる。これらのフロー不均質性は、バンドルの断面にわたって、流体の不均一な分配および／または不均一な引き出しを結果として生じさせる。また、不均質性は、多くの場合、前記領域の中の従来の設計対策によって、たとえば、流入領域および／または流出領域の中のハウジングを拡大することによって、完全に排除されない可能性がある。そのような拡大に関して、例として、ＥＰ－Ａ－０３２９９８０の中の説明が参照され得る。

ＵＳ－Ａ－４０６６５５３ ＵＳ－Ａ－４２９３４１８ ＵＳ２０１０／００３５３７４ ＷＯ９５／３４３７３ ＥＰ－Ａ－０３２９９８０ ＥＰ－Ａ－０８４１０８６ ＥＰ－Ａ－０８４８９８７ ＥＰ－Ａ－０４６４７３７ ＥＰ－Ａ－０７３２１４１ ＥＰ－Ａ－０４４２１４７ ＤＥ－Ａ－４３０８８５０ ＵＳ－Ａ－４９４０６１７ ＥＰ－Ａ－０３２９９８０

したがって、本発明の目的は、中空糸膜モジュールの中において、第１に、流体の均質な貫通フローを可能にし、同時に、中空糸膜バンドルの中へのおよび／または中空糸膜バンドルから外への改善された流入および／または流出を可能にする、中空糸膜バンドルを提供することである。本発明の別の目的は、公知の膜モジュールの不利益が少なくとも緩和されており、これらが、それぞれ、モジュールの中に配置されている中空糸膜の周りの外部スペースの中への、流入領域および流出の領域の中への流体の改善されたフロー分配を示す、中空糸膜バンドルがその中にモジュールの長手方向の延在で配置されている状態の中空糸膜モジュールを提供することである。

本目的は、中空糸膜バンドルであって、中空糸膜バンドルは、長手方向の延在、膜バンドル断面、ならびに、第１のバンドル端部および第２のバンドル端部を有しており、中空糸膜バンドルは、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に延在する多数の中空糸膜を含み、また、中空糸膜バンドルは、膜バンドル断面の中に、所定の割合のスレッドを含み、スレッドは、中空糸膜同士の間に配置されており、スレッドは、中空糸膜を離した状態に維持する、中空糸膜バンドルを介して最初に実現される。中空糸膜同士の間のスレッドの配置は、第１のバンドル端部および／または第２のバンドル端部において、中空糸膜がスレッドのうちの少なくともいくつかを越えて突出するようになっており、中空糸膜バンドルが、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域においてよりも、第１のバンドル端部および／または第２のバンドル端部から延在する第１の端部領域および／または第２の端部領域において、より小さい割合のスレッドを有するようになっており、バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有しており、第１の端部領域の長さおよび／または第２の端部領域の長さは、バンドル長さの１％から４５％になっていることを、中空糸膜バンドルは特徴とする。

本発明の中空糸膜バンドルの中の中空糸膜は、中空糸膜同士の間に配置されているスレッドによって離した状態に維持されている。したがって、流体が中空糸膜バンドルを通って流れるときに、膜バンドルの断面にわたって均一である、中空糸膜の外部側の周りのフローを実現することが可能である。

本発明は、中空糸膜に対するスレッドの配置が以下のようになっているということを必要とし、それは、第１のバンドル端部および／または第２のバンドル端部において、中空糸膜がスレッドのうちの少なくともいくつかを越えて突出するようになっており、中空糸膜バンドルが、最大の割合のスレッドを有する、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域においてよりも、第１の第２のバンドル端部および／または第２のバンドル端部から延在する第１の端部領域および／または第２の端部領域において、より小さい割合のスレッドを有するようになっている。このタイプの膜バンドルを含む膜モジュールに関して、これは、中空糸膜バンドルの第１の端部および／または第２の端部の領域において、中空糸膜同士の間のより大きい隙間によって、より低い充填レベルを結果として生じさせる。これは、前記領域の中のバンドルの断面にわたって、バンドルを通るフローに関して改善された容量を提供し、したがって、前記領域の中へ流れる流体のバンドルの断面にわたって改善された分配を提供し、および／または、前記領域から外へ流れる流体のより均一な流出を提供する。それぞれ、流入する流体および流出する流体の改善された分配および／またはより均一な流出は、最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域と比較して、両方の場所の中に広がっているより低いフロー抵抗によって支援される。

好適な実施形態では、中空糸膜は、中空糸膜バンドルの第１の端部および第２の端部において突出しており、中空糸膜バンドルは、最大の割合のスレッドを有する、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域においてよりも、第１のバンドル端部から延在する第１の端部領域において、および、第２の端部から延在する第２の端部領域において、より小さい割合のスレッドを有している。このタイプの実施形態では、それぞれ、モジュールの中のバンドルを通るフローに関して改善された容量を実現すること、および、モジュール内部の中の膜バンドルの両方の端部における中空糸膜の周りのフローに関して改善された容量を実現することが可能であり、また、例として、膜バンドルの一方の端部において流入領域を現実化し、膜バンドルの他方の端部において流出領域を現実化することが可能である。

第１の端部領域の長さおよび／または第２の端部領域の長さは、たとえば、実際のバンドル長さ、または、バンドルの断面に依存しており、好ましくは、バンドル長さの１％から３０％の範囲にあることが可能であり、とりわけ好ましくは、１％から１５％の範囲にあることが可能であり、さらにより好適な実施形態では、５％から１５％の範囲にあることが可能である。したがって、長いバンドルに関して、それぞれの端部領域の長さは、むしろ、上記に特定されている範囲の下側のパーセンテージ範囲の中に存在している可能性があり、また、より短いバンドルに関して、むしろ、上側のパーセンテージ範囲の中に存在している可能性がある。太い中空糸膜バンドルにおいて、上側のパーセンテージ範囲の中の端部領域長さを選択することが同様に有利である可能性がある。

代替的な実施形態では、最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域の長さは、バンドル長さの１０％から９０％であることが可能であり、ここでの好適な実施形態では、それは、１０％から５０％であることが可能である。このタイプのとりわけ有利な実施形態では、最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域の長さは、バンドル長さの１０％から３０％である。ここで、最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域の長さは、例として、中空糸膜同士の間のスレッドが、フィラメント同士の間の適正な分離、および、バンドルの合計の中の中空糸膜の十分な安定化を提供するかどうかに依存することが可能である。最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域の長さは、同様に、流体が中空糸膜バンドルを通って流れている状態のモジュールの中のバンドルの使用の間に、十分に高い圧力降下が、最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域の中で発生させられ、それが、より小さい割合のスレッドを備えた端部領域を通るフローに関して容量の適正な改善をもたらすことが可能であるかどうかに依存することが可能である。

第１の端部領域および／または第２の端部領域の中のスレッドの割合は、有利には、最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域の中のスレッドの割合よりも、平均で少なくとも５０％だけ小さくなっている。第１の端部領域および／または第２の端部領域の中のスレッドの割合は、とりわけ有利には、最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域の中のスレッドの割合よりも、平均で少なくとも８０％だけ小さくなっている。これは、隣接する中空糸膜同士の間に十分な占有されていないスペースを提供し、たとえば、端部領域の中へ流れる流体に関して、バンドルの断面にわたる均質な分配という意味の改善された貫通フロー容量のより大きい範囲を実現する。本発明が、また、端部領域の中のスレッドが中空糸膜バンドルに沿って異なる位置において終端することができる、中空糸膜バンドルの実施形態を含むので、最大の割合のスレッドを備えた領域の中のスレッドの割合と比較されるそれぞれの端部領域の中のスレッドの割合に関する値は、平均値である。端部領域の中のスレッドが中空糸膜バンドルに沿って異なる位置において終端することができる中空糸膜バンドルの実施形態は、スレッドが中空糸膜バンドルの長手方向の延在の方向に延長成分を有する設計において生じることが可能である。その理由は、たとえば、スレッドが中空糸膜バンドルの延在に沿って互いに対して変位させられているからであり、または、異なる長さのスレッドが使用されているからであり、または、より詳細に下記に説明されているように、中空糸膜バンドルの生産の間のスレッドの異なる収縮挙動がバンドルに沿ってスレッドの端部の異なる位置をもたらすことができるからである。

とりわけ好適な実施形態では、第１の流入領域および／または第２の流入領域は、スレッドを含まない。ここで、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域の中のスレッド（それは、最大の割合のスレッドを有する）が、中空糸膜バンドルの延在に沿って断面平面の中で終端するということが好ましい。これは、それぞれの端部領域の中の明確な限界を結果として生じさせる。

本発明の中空糸膜バンドルの中で使用されるスレッドに関して、多くの可能な設計が存在しており、中空糸膜同士の間のスペーサーとして使用される公知のスレッドを使用することが可能である。したがって、スレッドは、モノフィラメントヤーンまたはマルチフィラメントヤーンであることが可能であり、ここで、モノフィラメントヤーンまたはマルチフィラメントヤーンは、例として、起伏またはテクスチャリングを示すことが可能である。また、それぞれ、モノフィラメントヤーンおよびマルチフィラメントヤーンのフィラメントに関して、さまざまな可能な断面幾何学形状が存在している。それぞれ、ヤーンおよびフィラメントは、例として、丸形、楕円形、星形形状、長方形などであることが可能である。また、スレッドの断面形状はスレッドの延在に沿って変化するということが可能である。スレッドの線形密度は、好ましくは、５ｄｔｅｘから２０００ｄｔｅｘの範囲にあることが可能である。スレッドがマルチフィラメントヤーンである場合には、スレッドは、好ましくは、５本から２０００本の個々のフィラメントから構成され得る。

中空糸膜バンドルの中のスレッドの配置に関して、さまざまな可能な実施形態が存在している。中空糸膜バンドルの好適な実施形態では、スレッドは、第１のスレッド端部および第２のスレッド端部を有しており、第１のスレッド端部および第２のスレッド端部は、それぞれ、第１のバンドル端部および第２のバンドル端部に向けられている。ここで、スレッドは、バンドルの中の中空糸膜同士の間に直線で延在しており、中空糸膜に対して平行になっているということが可能である。しかし、それらは、また、曲がりくねったコースを辿ることも可能であり、または、個々の中空糸膜の周りに、もしくは、補助的なバンドルの中に組み合わせられた複数の中空糸膜の周りに、螺旋状に巻き付けられ得る。そのうえ、例として、互いから所定の距離におよび平面の中に互いに沿って配置されている複数のスレッドが存在することが可能であり、それは、中空糸膜バンドルの幅にわたって変化する様式で配置されている。

本発明の中空糸膜バンドルの別の好適な実施形態では、中空糸膜バンドルの中空糸膜は、スレッドによって互いに接続されており、たとえば、ＥＰ－Ａ－０４４２１４７またはＤＥ－Ａ－４３０８８５０に説明されているタイプのマットまたはリボンを与えることが可能である。これらのケースでは、スレッドは、中空糸膜バンドルの本質的に円周方向に互いに平行に走ることが可能であり、一方、中空糸膜は、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間で中空糸膜バンドルの長手方向の延在に沿って延在している。ここで中空糸膜バンドルを形成するマットは、本発明によれば、中空糸膜が少なくとも中空糸膜バンドルの第１の端部において突出するように構成されるべきであり、また、中空糸膜バンドルが、最大の割合のスレッドを有する、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされている中央バンドル領域においてよりも、第１の端部から延在する第１の端部領域において、より小さい割合のスレッドを有するように構成されるべきである。

最大の割合のスレッドを備えた中央バンドル領域において、膜バンドル断面の中の中空糸膜の合計の断面積に対するスレッドの合計の断面積の比率は、０．１％から１０％の範囲にあるということが好ましい。このように、第１に、最大の割合のスレッドを備えた領域の中の中空糸膜バンドルを通るフローに関して良好な容量を実現することが可能であり、第２に、第１の端部領域および／または第２の端部領域の中のバンドルの断面にわたって、中空糸膜バンドルを通るフローに関して良好な容量を実現することが可能である。比率は、とりわけ好ましくは、０．２％から５％の範囲にあり、さらにより好適な実施形態では、１％から５％の範囲にある。

中空糸膜バンドルは、モノリシックのバンドルであるか、または、その他では、たとえば、中空の円筒（たとえば、コアチューブまたはモノリシックの円筒の周りに配置されている）の形状のバンドルであることが可能である。中空糸膜バンドルの断面は、任意の所望の外側輪郭を有することが可能であり、たとえば、円形の、楕円形の、楕円形の、三つ葉形の、四つ葉形の、三角形の、長方形の、または正方形の輪郭を有することが可能である。中空糸膜バンドルは、好ましくは、円形の外側輪郭を有している。

本発明の中空糸膜バンドルに関して上記に説明されている設計によって、膜モジュールの中に配置されている中空糸膜の周りの外部スペースの中へ流れるか、または、それぞれ流入の領域および流出領域の中の外部スペースから外へ流れる流体に関して、改善されたフロー分配を示す中空糸膜モジュールを提供することが可能である。したがって、本発明の目的は、そのうえ、円筒状のハウジングを含む膜モジュールであって、円筒状のハウジングは、長手方向の延在ならびに第１のハウジング端部および第２のハウジング端部と、第１のハウジング端部と第２のハウジング端部との間に延在するハウジングシェルと、さらにハウジング内側壁部とを備えており、本発明の中空糸膜バンドルが、ハウジングの長手方向の延在の方向に配向されてハウジングの中に配置されている、膜モジュールを介して実現される。

膜モジュールの好適な実施形態では、中空糸膜バンドルの中空糸膜は、第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、第１のポッティング組成物は、ハウジングの第１の端部に配置されており、少なくとも第１のバンドル端部に割り当てられた端部において、ハウジング内側壁部に対して漏れ止め接続部を有しており、ハウジングは、その第２の端部の領域において閉鎖体によって閉じられており、
－ 外部スペースが、中空糸膜を取り囲んでおり、第１のポッティング組成物とハウジングの第２の端部の領域の中の閉鎖体との間に延在しており、外部スペースは、第１のポッティング組成物、ハウジング内側壁部、および、ハウジングの第２の端部の領域の中の閉鎖体によって形成されており、
－ 中空糸膜バンドルの中空糸膜は、第１のバンドル端部において第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、中空糸膜が第１のポッティング組成物を通って延在し、第１のバンドル端部において開口しており、ハウジングの第１の端部において前側に配置されている第１のチャンバーと流体連通しているようになっており、
－ 第１のチャンバーは、第１のハウジング端部において前側に取り付けられている第１のエンドキャップによって終端されており、第１のエンドキャップは、流体の入力または出力のための第１の接続アパーチャーを有しており、
－ 第１のバンドル端部は、第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、バンドルが、外部スペースの中のその延在に沿って、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされている中央バンドル領域においてよりも、第１のポッティング組成物に隣接している第１の外部スペースセクションにおいて、より小さい割合のスレッドを有するようになっており、中央バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有しており、バンドルが延在する方向への第１の外部スペースセクションの長さは、少なくとも５ｍｍであり、
－ 膜モジュールは、第１の接続ポートを有しており、第１の接続ポートは、第１の外部スペースセクションの領域の中の外部スペースの中へ流体を導入すること、または、外部スペースから流体を引き出すことを可能にする。

本発明の膜モジュールのこの設計は、第１の外部スペースセクションの中の中空糸膜バンドルの領域を提供し、そこでは、中空糸膜同士の間に存在しているそこでのより小さい割合のスレッドに起因して、中空糸膜同士の間に存在しているより大きい割合の隙間が存在している。これは、５ｍｍの第１の外部スペースセクションの必要とされる最小長さと組み合わせて、たとえば、流体が第１の外部スペースセクションの領域（それは、このケースでは、流入領域である）の中の外部スペースの中へ第１の接続ポートを通して導入されるときに、この領域の中の中空糸膜の周りのフローを改善することが可能であり、バンドルの断面にわたって流体のより均質な分配が取得されるという結果を有する。同様に、その意図が、第１の外部スペースセクションの領域（それは、このケースでは、流出領域である）の中の第１の接続ポートを通して外部スペースから流体を引き出すということである場合には、外部スペースから実現される吐出は、バンドルの断面にわたって均質になっている。したがって、流入領域および／または流出領域の中の本発明の膜モジュールの設計に起因して、とりわけ、大きい中空糸膜バンドル断面に関して、バンドルの断面にわたって改善されたフロー挙動を実現することが可能である。

本発明の目的のために、「接続アパーチャー」という表現は、中空糸膜の開口端部を経由して、中空糸膜のルーメンと流体連通しているアパーチャーを意味している。それとは対照的に、本発明の膜モジュールの「接続ポート」という表現は、それぞれ、膜モジュールの外部スペースまたは外部スペースセクションと流体連通している、流体を導入または吐出するためのアパーチャーを意味している。

上記に述べられているように、中空糸膜バンドルは、モノリシックのバンドル、または、その他では、コアチューブまたはモノリシックの円筒の周りに配置されている中空の円筒の形状のバンドルであることが可能である。そのような実施形態では、流体を外部スペースの中へ導入することまたは流体を外部スペースから吐出することを可能にする第１の接続ポートは、第１の外部スペースセクションの領域の中のハウジングシェルの上に横方向に配置され得る。

別の有利な実施形態では、中空糸膜バンドルは、コアチューブの周りに配置されており、コアチューブは、中空糸膜とともに、第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれている。コアチューブは、第１のポッティング組成物および第１のチャンバーを通って延在しており、第１のチャンバーから第１のエンドキャップを通り過ぎて延在しており、接続ポートと流体連通しており、この接続ポートは、このケースでは、第１の接続ポートである。コアチューブは、第１の外部スペースセクションの領域の中のその壁部の中に穿孔部を有しており、第１の外部スペースセクションにおいて、中空糸膜バンドルは、最大の割合のスレッドを有する、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされている中央バンドル領域においてよりも小さい割合のスレッドを有している。これらの穿孔部を経由して、流体は、コアチューブから外部スペースの中へ、または、外部スペースから第１の外部スペースセクションの領域の中のコアチューブの中へ流れることが可能である。

本発明の膜モジュールの好適な実施形態では、ハウジングの第２の端部に向けられている中空糸膜のそれらの端部は、外部スペースの中で終端することが可能であり、外部スペースの中に位置付けされている流体が膜のこれらの端部の周りに自由に流れることができるようになっている。中空糸膜は、第２のバンドル端部において閉じられているということが好ましい。中空糸膜端部の閉鎖は、たとえば、接着剤結合または溶融によって実現され得る。別の好適な実施形態では、中空糸膜は、Ｕ字形状のループとして構成され得る。このケースでは、中空糸膜の開口端部は、ハウジングの第１の端部に向けられており、第１のポッティング組成物の中に埋め込まれている。ハウジングの第２の端部に向けられているそれらのＵ字形状のループは、外部スペースの中に取り付けられていない。

ハウジングの第２の端部に向けられている中空糸膜のそれらの端部が外部スペースの中で終端しているか、または、上記に述べられているように、中空糸膜がＵ字形状のループとして構成されているケースでは、ハウジングは、たとえば、第２のエンドキャップによって、その第２の端部において閉じられ得、第２のエンドキャップは、同時に、ハウジングの閉鎖体をその第２の端部において形成している。第２のエンドキャップは、それぞれ、外部スペースから中への、または、外部スペースから外への、流体の入力または出力のための第２の接続ポートを有することが可能であり、流体が外部スペースを通ってその一方の端部からその他方の端部へ流れることができるようになっている。第２の接続ポートは、当然のことながら、ハウジングシェルの中に横方向にも取り付けられ得、したがって、中空糸膜の周りの外部スペースの中へつながっている。このケースでは、中空糸膜バンドルの第２のバンドル端部が第２のエンドキャップの前において所定の距離に終端しており、外部スペースを通って流れる流体が、たとえば、その第２の端部におけるバンドルからの吐出の後に、膜バンドルによって占有されていない外部スペースの領域の中に蓄積することが可能であり、膜バンドルの断面全体にわたって均質に引き出され得るようになっているということが有利である。

この実施形態において、中空糸膜が、コアチューブの周りに配置されており、コアチューブが、中空糸膜とともに、第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、コアチューブは、第１の外部スペースセクションの領域において、外部スペースの中へ流体を導入するための、または、外部スペースから流体を引き出すための穿孔部を有しているケースでは、コアチューブは、また、第２のハウジング端部に向けられたそのセクションにおいても穿孔部を有することが可能であり、それは、流体が外部スペースからコアチューブの内部の中へ流れることを可能にし、または、流体がコアチューブの内部から外部スペースの外へ流れることを可能にする。コアチューブは、第２のハウジング端部に向けられたその端部において、第２のエンドキャップを通って延在しており、第２のエンドキャップに対して漏れ止めシールを有することが可能であり、たとえば、第２のエンドキャップに取り付けられている第２の接続ポートに接続され得る。このタイプの実施形態では、コアチューブは、有利には、第１の外部スペースセクションとハウジングの第２の端部に向けられたそのセクションとの間のその延在に沿って閉じられており、流体が、コアチューブが中空糸膜バンドルに沿って延在する場所において、コアチューブを通って流れることができないようになっている。

ハウジングの第２の端部に向けられた中空糸膜のそれらの端部が外部スペースの中で終端する本発明の膜モジュールの実施形態では、別の好適な代替例において、ハウジングが、不浸透性の第２のポッティング組成物によって、その第２の端部において閉じられており、第２のポッティング組成物は、第２のハウジング端部において適用されており、ハウジング内側壁部に対して漏れ止め接続部を有しており、閉鎖体を形成しているということが可能である。１つの実施形態では、本発明の膜モジュールは、次いで、ハウジングシェルの中に横方向に配置されている第２の接続ポートを有することが可能であり、第２の接続ポートは、第２のポッティング組成物の前の領域の中の外部スペースの中へつながっており、外部スペースと流体連通している。したがって、流体は、第１の接続ポートと第２の接続ポートとの間の外部スペースを通って流れることが可能である。別の代替例では、ハウジングが、その第２の端部において、第２のポッティング組成物によって終端されており、第２のポッティング組成物は、それを通過する少なくとも１つのアパーチャーを有しており、ハウジングの第２の端部の前側において、第２の接続ポートを備えた第２のエンドキャップを有することができるということが可能である。次いで、第２のポッティング組成物と第２のエンドキャップとの間に形成された第２のチャンバーが存在することが可能であり、外部スペースおよび第２のチャンバーは、第２のポッティング組成物の中の少なくとも１つのアパーチャーを経由して流体連通していることが可能である。したがって、たとえば、第２のポッティング組成物の中の少なくとも１つのアパーチャー、第２のチャンバー、および、第２のエンドキャップの中の第２の接続ポートを経由して、外部スペースから外へ流体を導くことが可能である。少なくとも１つのアパーチャーは、たとえば、第２のポッティング組成物を通る１つもしくは複数の孔の形態をとることが可能であり、または、ポッティング組成物の中へ埋め込まれている少なくとも１つの小さいチューブの形態をとることが可能である。

混合された形態も、当然のことながら考えることが可能である。例として、中空糸膜バンドルは、コアチューブの周りに配置され得、コアチューブは、中空糸膜とともに、第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、コアチューブは、第１の外部スペースセクションの領域の中のみにおいて、外部スペースの中へ流体を導入するための、または、外部スペースから流体を引き出すための穿孔部を有している。次いで、ハウジングは、その第２の端部において、第２のポッティング組成物によって閉じられ得、第２のポッティング組成物は、第２のハウジング端部に取り付けられており、第２のポッティング組成物に向けられているコアチューブのその端部が、第２のハウジング端部の中へ埋め込まれ得、コアチューブは、この端部において、または、第１の外部スペースとこの端部の間のその延在に沿って閉じられている。次いで、ハウジングは、ハウジングシェルの中に横方向に第２の接続ポートを有することが可能であり、第２の接続ポートは、外部スペースの中へつながっている。

膜モジュールの別の有利な設計では、第２のバンドル端部に向けられている中空糸膜バンドルの中空糸膜の端部は、また、第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、第２のポッティング組成物は、ハウジングの第２の端部に配置されており、第２のポッティング組成物は、ハウジング内側壁部に対して漏れ止め接続部を有しており、第２のポッティング組成物は、同時に、その第２の端部の領域の中にハウジングの閉鎖体を形成している。

１つの実施形態では、ここで、モジュールは、中空糸膜バンドルを含むことが可能であり、中空糸膜バンドルは、第１のバンドル端部においてのみ、より小さい割合のスレッドを有しており、また、第２のバンドル端部の領域において、スレッドは、第２のバンドル端部まで延在しており、すなわち、中空糸膜とともに、本質的にバンドルの同じ断面平面の中で終端している。このケースでは、スレッドは、次いで、中空糸膜とともに、第２のポッティング組成物の中に埋め込まれ得る。

しかし、膜モジュールは、中空糸膜バンドルを含み、中空糸膜バンドルは、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域においてよりも、第２の端部から延在する第２の端部領域において、より小さい割合のスレッドを有するものであり、バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有しており、第２のバンドル端部は、第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、バンドルが、外部スペースの中のその延在に沿って、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域においてよりも、第２のポッティング組成物に隣接している第２の外部スペースセクションにおいて、より小さい割合のスレッドを有するようになっており、バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有しており、バンドルが延在する方向への第２の外部スペースセクションの長さは、少なくとも５ｍｍであるということが好ましい。次いで、膜モジュールは、有利には、第２のポッティング組成物の領域の中のそのハウジングシェルの中に、第２の接続ポートを有しており、第２の接続ポートは、外部スペースと流体連通しており、第２の接続ポートを通して、流体は、外部スペースの中へ導入され得、または、外部スペースから引き出され得る。したがって、流体は、中空糸膜の周りの外部スペースを通って、ハウジングの一方の端部から他方の端部へ、クロスフローモードで流れることが可能である。少なくとも低減された割合のスレッドを備えた第１の外部スペースセクションおよび第２の外部スペースセクションの存在に起因して、膜モジュールは、次いで、外部スペースに関して流入領域および流出領域を有しており、そこに、流体は、バンドルの断面にわたって少なくとも実質的に均質な流入を実現することが可能であり、そこから、流体は、バンドルの断面にわたって少なくとも実質的に均質な流出を実現することが可能である。

好適な変形例では、中空糸膜の第２の端部は、第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれ得、中空糸膜がこの端部において閉じられるようになっている。これは、中空糸膜の第２の端部が第２のポッティング組成物の中で終端し、第２のポッティング組成物によって閉じられるという点において実現され得る。このタイプの実施形態では、中空糸膜の内部キャビティーの中へのフロー、すなわち、それらのルーメンの中へのフローは、中空糸膜バンドルの第１の端部からデッドエンドモードで起こることが可能である。有利な実施形態では、ハウジングは、次いで、第２のポッティング組成物の前の領域の中のハウジングの第２の端部において、ハウジングシェルの中に横方向に取り付けられている第２の接続ポートを有することが可能であり、第２の接続ポートは、外部スペースの中へつながっており、外部スペースと流体連通している。したがって、流体は、第１の接続ポートと第２の接続ポートとの間の外部スペースを通って、クロスフローモードで流れることが可能である。代替例では、ハウジングが、第２のポッティング組成物によって、その第２の端部において終端されており、第２のポッティング組成物は、それを通過する少なくとも１つのアパーチャーを有しており、また、第２のハウジング端部における前側に、第２の接続ポートを備えた第２のエンドキャップを有することができるということが可能である。次いで、第２のポッティング組成物と第２のエンドキャップとの間に形成された第２のチャンバーが存在することが可能であり、外部スペースおよび第２のチャンバーは、第２のポッティング組成物の中の少なくとも１つのアパーチャーを通して流体連通していることが可能である。したがって、たとえば、第２のポッティング組成物の中の少なくとも１つのアパーチャー、第２のチャンバー、および、第２のエンドキャップの中の第２の接続ポートを通して、外部スペースから流体を引き出すことが可能である。この実施形態では、流体は、また、第１の接続ポートと第２の接続ポートとの間の外部スペースを通って、クロスフローモードで流れることが可能である。少なくとも１つのアパーチャーは、たとえば、第２のポッティング組成物を通る１つもしくは複数の孔の形態をとることが可能であり、または、ポッティング組成物の中へ埋め込まれている少なくとも１つの小さいチューブの形態をとることが可能である。

同様に好適である変形例では、中空糸膜バンドルの中空糸膜は、第２のバンドル端部において第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれ得、中空糸膜が第２のポッティング組成物を通って延在するようになっており、中空糸膜のルーメンが、第２のバンドル端部において開口している。ハウジングの第２の端部の前に配置されている第２のエンドキャップが存在しており、ここで、第２のエンドキャップは、第２のポッティング組成物と第２のエンドキャップとの間に第２のチャンバーを形成するように構成されている。このケースでは、中空糸膜のルーメンは、第２のチャンバーの中へつながっており、第２のチャンバーと流体連通している。次いで、第２のエンドキャップは、第２のチャンバーの中へ流体を導入するための、または、第２のチャンバーから流体を引き出すための第２の接続アパーチャーを有している。したがって、このタイプの実施形態では、流体は、中空糸膜を通ってそれらのルーメンの中をクロスフローモードで流れることが可能である。

また、たとえば、この実施形態では（中空糸膜が、ハウジング端部の領域の中の第１のポッティング組成物および第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、第１のチャンバーおよび第２のチャンバーの中へつながっている）、コアチューブの周りに配置されている中空糸膜バンドルを備えた本発明の膜モジュールの設計も可能である。ここで好適である実施形態では、中空糸膜バンドルは、コアチューブの周りに配置され得、コアチューブは、中空糸膜とともに、第１のポッティング組成物および第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれている。コアチューブは、第１のポッティング組成物を通過し、また、第１のチャンバーも通過し、第１のエンドキャップを経由して第１のチャンバーから外へ延在することが可能であり、その第１の端部において、第１の接続ポートと流体連通していることが可能である。ハウジングの第２の端部において、コアチューブは、第２のポッティング組成物を通過することが可能であり、第２のチャンバーを通って走ることが可能であり、第２のエンドキャップに対する漏れ止めシールを備えて、第２のエンドキャップを通過することが可能であり、第２のエンドキャップに取り付けられている接続ポートと流体連通していることが可能である。第１の外部スペースセクションの領域において（そこでは、中空糸膜バンドルは、最大の割合のスレッドを有する、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされている中央バンドル領域においてよりも小さい割合のスレッドを有している）、コアチューブは、その壁部の中に穿孔部を有することが可能であり、穿孔部を通って、流体は、コアチューブから外部スペースの中へ、または、外部スペースから第１の外部スペースセクションの領域の中のコアチューブの中へ流れることが可能である。また、コアチューブは、第２のポッティング組成物に隣接している第２の外部スペースセクションの領域の中のその壁部の中に、穿孔部を有することが可能であり、穿孔部を通って、流体は、コアチューブから外部スペースの中へ、または、外部スペースから第２の外部スペースセクションの領域の中のコアチューブの中へ流れることが可能である。

このタイプの実施形態では、たとえば、第１の流体は、第１の接続ポートを通ってコアチューブの中へ流れることが可能であり、また、第１の外部スペースセクションの領域の中のコアチューブ壁部の中の穿孔部を通って第１の外部スペースセクションの中へ流れることが可能であり、第１の外部スペースセクションでは、より小さい割合のスレッドが存在しており、したがって、中空糸膜の周りのフローが改善される。次いで、流体は、第１のポッティング組成物と第２のポッティング組成物との間の中空糸膜に沿って、外部スペースを通って流れることが可能である。このコースにおいて、たとえば、中空糸膜のルーメンの中へ中空糸膜の壁部を通る第１の流体の一部分の濾過が起こることが可能である。第１の流体の残りの部分は、コアチューブ壁部の中の穿孔部を通って、第２の外部スペースセクションから、第２の外部スペースセクションの領域のコアチューブの中へ流れ、第２の外部スペースセクションでは、より小さい割合のスレッドが同様に存在しており、コアチューブから第２の接続ポートを通って膜モジュールの外へ流れる。

次いで、たとえば、第２の流体は、ハウジングの第２の端部の前の端部に配置されている第２のエンドキャップの中の第２の接続アパーチャーを通って、第２のエンドキャップと第２のポッティング組成物との間に形成された第２のチャンバーの中へ導入され得る。第２の流体は、そこから中空糸膜の開口したルーメンの中へ流れることが可能であり、中空糸膜のルーメンを通って流れることが可能であり、そこで、第２の流体は、第１の流体の濾液を組み込むことが可能である。そのようにエンリッチされた（ｅｎｒｉｃｈｅｄ）第２の流体は、第１のバンドル端部において中空糸膜を離れ、ハウジングの第１の端部に配置されている第１のチャンバーの中へ流れる。エンリッチされた第２の流体は、第１のキャップの中の第１の接続アパーチャーを通って膜モジュールから外へ流れる。

当然のことながら、たとえば、流入挙動および／または流出挙動のさらなる改善を実現する目標を有するさらなる（たとえば、公知の）対策を、モジュールの流入領域および／または流出領域の本発明設計を有する本膜モジュールの中に組み合わせることも可能である。たとえば、ハウジングは、流入領域および／または流出領域のセクションの中のハウジングシェルに沿って、拡大したセクションを有することが可能であり、中空糸膜バンドルは、中央領域の中のハウジングシェルによってきつく囲まれ得る。この目的のために、ハウジングシェルの直径は、それぞれのハウジング端部の方向に流入領域および／または流出領域の中で一定に（たとえば、切頭円錐形の形態で）または段階的に増加することが可能である。

本発明の膜モジュールは、モジュールの中に配置されている中空糸膜の周りの外部スペースの中へ流体が導入されるか、または、外部スペースから流体が引き出される多数の使用に関して、最適に用いられ得る。述べられ得る例は、濾過のためのモジュール、ガス交換のためのモジュール、および、ガス分離のためのモジュールである。本発明のモジュールは、膜吸着体として、または、膜フィルターと吸着体との組み合わせとして用いられ得る。本発明の膜モジュールの設計（中空糸膜バンドルの両方の端部が、ポッティング組成物の中へ埋め込まれており、中空糸が、両方の端部において開口しており、本発明の流入領域および本発明の流出領域の両方を有している）は、たとえば血液透析のための透析器として、優秀な結果とともに用いられ得る。

本発明の中空糸膜バンドル、および、また、本発明の膜モジュールは、さまざまな方式で生産され得る。１つの実施形態では、中空糸膜バンドルの中へのスレッドの導入は、中空糸膜の設置、および、中空糸膜よりも短いスレッドの同時の設置を介して、バンドル生産の間に起こることが可能であり、ここで、スレッドは、中空糸膜に対して配置されており、本発明のバンドルの実施形態によって必要とされるように、少なくとも低減された割合のスレッドを備えたセクションが一方のまたは両方のバンドル端部において取得されるようになっている。中空糸膜およびスレッドのそのような設置は、たとえば、さまざまな線形の設置プロセスによって現実化され得る。ここで、膜バンドル生産の間に、スレッドは、直線で、または、その他には、変化する様式で、または、曲がりくねった形状で、個別にまたはスレッドアッセンブリの形態で設置されることが可能である。

別の実施形態では、本発明の中空糸膜バンドルの生産は、中空糸膜のテキスタイル形態、たとえば、すでに上記に述べられているような、織られたマット、編まれたマット、緩い構造のリボン、または他のリボンに基づいている。これらの製作されたテキスタイル形態の設計は、結果として生じるバンドルの少なくとも１つの端部において、より小さい割合のスレッドが、前記端部から延在する端部領域の中に存在しているようになっていなければならない。たとえば、織られたマットは、中空糸膜が経糸フィラメントを形成している場合に生産され得、織られたマットの横方向の領域が、緯糸スレッドとしての役割を果たして中空糸膜に対して垂直方向に走るスレッドを含まない。スレッドの延在の方向にこのタイプのマットを巻き上げることは、バンドルを提供し、ここで、中空糸膜は、バンドルの長手方向の延在に沿って配置されており、スレッドは、長手方向軸線の周りに螺旋状に配置されており、マットの設計に起因して、バンドルの端部セクションはスレッドを含まない。

個々の中空糸膜の周りに、または、補助的なバンドルの中に組み合わせられた複数の中空糸膜の周りに、スレッドが、たとえば螺旋状に巻き付けられているケースでは、巻き付けは、所定の範囲にだけ実施されており適切な長さにカットされた（ｃｕｔ ｔｏ ｌｅｎｇｔｈ）中空糸膜が、中空糸膜に巻き付けられたスレッドを含まない少なくとも１つの端部領域を有するようになっている。適切な長さにカットされた中空糸膜の数、または、それぞれの本発明の中空糸膜バンドルに必要とされる中空糸膜の補助的なバンドルの数は、次いで、バンドルを提供するために配置される。

とりわけ、スレッドの端部が、第１のバンドル端部および／または第２のバンドル端部に向けられており、スレッドが、たとえば、バンドルの中の中空糸膜同士の間に直線でもしくは曲がりくねった形態で延在しているか、または、中空糸膜に対して平行になっているケースでは、本発明の中空糸膜バンドルは、好適な実施形態では、中空糸膜およびスレッドの異なる収縮挙動を利用して生産され得る。ここで、スレッドは、中空糸膜よりも高い収縮を示す。スレッドの収縮は、好ましくは、加熱によって開始される。必要とされる加熱温度において、中空糸膜が延在する方向への中空糸膜の収縮がスレッドの収縮よりも２％～５０％だけ小さくなっている、中空糸膜およびスレッドの組み合わせが優先される。必要とされる加熱温度は、当然のことながら、中空糸膜およびスレッドが構成されている材料に依存する。

他の好適な変形例では、収縮は、光学的な手順、磁気的な手順、または物理化学的な手順を介して、開始および制御され得る。物理化学的な手順の例は、加湿、または、水もしくは溶媒または膨張剤による処理であることが可能であり、それは、中空糸膜およびスレッドの異なる長手方向の膨張または異なる収縮をもたらす。また、金属の形状記憶合金から知られるものと同様の、および、より最近では、形状記憶ポリマーから知られるものと同様の効果を利用することも可能である。上記に説明されているプロセスは、本発明の中で設計され得、定義されたスレッドの起伏および／または膜の起伏が長さの変化と同時に起こるようになっている。これは、中空糸膜バンドルを通る改善されたフローをもたらし、同時に、バンドルを通って流れる流体の改善された混合をもたらす。

中空糸膜およびスレッドの異なる収縮挙動が利用されるケースでは、本発明の膜バンドルの生産は、モジュールハウジングの中へのその導入の前に起こることが可能であり、または、その他では、バンドルがモジュールハウジングの中へ導入されるまで、および、バンドルがモジュールハウジングの中にあるときまで、遅らせられ得る。

第１のケースでは、一方または両方のバンドル端部において低減される密度のスレッドを備えた本発明の中空糸膜バンドルは、上記に説明されているように生産され得、次いで、本発明のモジュールを生産するために適切なハウジングの中へ導入され得る。第２のケースでは、中空糸膜およびスレッド（バンドル端部同士の間に延在しており、中空糸膜と同じ長さを有している）を備えたバンドルが、最初に、適切なハウジングの中へ導入され得、バンドルの中のスレッドの増加した収縮が、ハウジングの中のみにおいてトリガーされる。したがって、ハウジングの中に位置付けされているバンドルの端部領域が取得され、それは、最大の割合のスレッドを有する、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域よりも小さい割合のスレッドを有している。最後に、本発明の膜モジュールは、ポッティング組成物の中へのバンドル端部の鋳造によって取得される。

とりわけ、それぞれ、本発明の中空糸膜バンドルの生産のために、または、本発明の膜モジュールの生産のために、中空糸膜およびスレッドの異なる収縮挙動が利用されるケースでは、起こり得る結果は、中空糸膜バンドルの中のスレッドがすべて中空糸膜バンドルに沿って同じ位置に終端するわけではないということである。たとえば、スレッドのうちのいくつかは、異なる収縮を示す可能性があり、バンドルの中に異なる長さのスレッドが存在しているという最終的な結果を伴い、その端部は、バンドルの延在に沿って異なる位置において終端している。

他のケースでは、スレッドは、中空糸膜バンドルの延在に沿って、互いに対して変位させられ得る。たとえば、それぞれ、本発明の中空糸膜バンドルの生産のために、または、本発明の膜モジュールの生産のために、中空糸膜およびスレッドの異なる収縮挙動が利用されるケースでは、中空糸膜同士の間のスレッドのジャミング（ｊａｍｍｉｎｇ）の考えられる結果は、第１のバンドル端部と第２のバンドル端部との間のバンドルの延在に沿って、収縮の間に、スレッドの端部が異なる範囲まで変位させられるということである可能性がある。そのようなケースでは、いくつかの糸は、結果として生じる第１の端部領域および／または第２の端部領域の中に残ったままであることが可能である。上記に述べられているように、第１の端部領域および／または第２の端部領域の中のスレッドの割合は、最大の割合のスレッドを備えたバンドル領域の中のスレッドの割合と比較して、有利には少なくとも５０％だけ、とりわけ好ましくは少なくとも８０％だけ低減される。とりわけ有利な実施形態では、第１の端部領域および／または第２の端部領域は、スレッドを含まない。

本発明の中空糸膜バンドルを含む本発明の膜モジュールは、以下の図を参照して、より詳細に説明されている。図は、本発明の膜モジュールのおよび本発明の中空糸膜バンドルの例示的な好適な実施形態を概略図で示しており、限定するものとして解釈されるべきではない。

中空糸膜バンドルを備えた本発明のクロスフロー膜モジュールを示しており、中空糸膜バンドルは、両側においてポッティング組成物の中に埋め込まれており、その端部の両方においてスレッドを含まないことを示す図である。 中空糸膜バンドルを備えた本発明のクロスフロー膜モジュールを示しており、中空糸膜バンドルは、両側においてポッティング組成物の中に埋め込まれており、その第１の端部においてスレッドを含まないことを示す図である。 中空糸膜バンドルを備えた本発明のデッドエンド膜モジュールを示しており、中空糸膜バンドルは、両側においてポッティング組成物の中に埋め込まれており、その第１の端部において開口した中空糸膜を有しており、その端部の両方においてスレッドを含まないことを示す図である。 中空糸膜バンドルを備えた本発明のクロスフロー膜モジュールを示しており、中空糸膜バンドルは、両側においてポッティング組成物の中に埋め込まれており、その端部の両方においてスレッドを含まず、中空糸膜の周りの外部スペースと流体接続している第２のポッティング組成物の中にアパーチャーを有することを示す図である。 中空の円筒状の形状の中空糸膜バンドルを備えた本発明のクロスフロー膜モジュールを示しており、中空糸膜バンドルは、コアチューブの周りに配置されており、両側においてポッティング組成物の中に埋め込まれており、その端部の両方においてスレッドを含まないことを示す図である。

図１は、ハウジング２と、ハウジング２の中に配置されている中空糸膜３のバンドルとを備えた膜モジュール１を示しており、中空糸膜３は、第１の端部４において第１のポッティング組成物５の中へ埋め込まれ、第２の端部６において第２のポッティング組成物７の中へ埋め込まれており、それらがそれぞれのポッティング組成物５、７を通って延在するようになっており、また、それらがポッティング組成物５、７の前端部において開口しているようになっている。したがって、流体は、中空糸膜３のルーメンを通ってクロスフローモードで流れることが可能である。ハウジング２によって境界を定められている外部スペース８が、第１のポッティング組成物５と第２のポッティング組成物７との間において中空糸膜３の周りに形成されている。スレッド９、１０は、中空糸膜３に沿って中央バンドル領域の中において、ポッティング組成物５、７同士の間の中空糸膜バンドルの中の中空糸膜３同士の間に、スペーサーとして配置されており、また、真っ直ぐなスレッド９または起伏のあるスレッド１０の形態をとることが可能である。スレッド９、１０は、この中央バンドル領域の中に最大の割合で存在しており、一方、第１のポッティング組成物５に隣接する第１の外部スペースセクション１１において、および、第２のポッティング組成物７に隣接する第２の外部スペースセクション１２において、中空糸膜バンドルは、ここでスレッド９、１０を含まない。

第１のエンドキャップ１３は、第１のポッティング組成物５の前に配置されており、第１のポッティング組成物５と第１のエンドキャップ１３との間に、第１のチャンバー１４が形成されるようになっており、第１のチャンバー１４は、中空糸膜３の第１の端部４において、中空糸膜３のルーメンと流体連通している。第１のエンドキャップ１３は、第１の接続開口部１５を有しており、流体は、第１の接続開口部１５を通して第１のチャンバー１４の中へ導入され得る。第２のエンドキャップ１６は、第２のポッティング組成物７の前に配置されている。第２のチャンバー１７は、第２のポッティング組成物７と第２のエンドキャップ１６との間に形成されており、第２のチャンバー１７は、中空糸膜３の第２の端部６において、中空糸膜３のルーメンと流体連通している。第２のエンドキャップ１６は、第２の接続アパーチャー１８を有しており、たとえば、流体は、第２のチャンバーから第２の接続アパーチャー１８を通して引き出され得る。したがって、流体は、中空糸膜のルーメンを通ってクロスフローモードで流れることが可能である。

ハウジング２は、第１の外部スペースセクション１１の領域の中において、第１のポッティング組成物５に向けられたその端部において、第１の接続ポート１９を有しており、また、第２の外部スペースセクション１２の領域の中において、第２のポッティング組成物７に向けられたその端部において、第２の接続ポート２０を有しており、それらは、中空糸膜３に沿って外部スペース８を通る流体のフローを可能にする。したがって、流体は、たとえば、第１の外部スペースセクション１１の領域の中の第１の接続ポート１９を通して、それぞれ、ハウジング２および外部スペース８の中へ導入され得る。第１の外部スペースセクション１１の領域の中のより低い充填レベル（それは、スレッド９、１０が存在しないことに起因する）は、前記領域の中のバンドルの断面にわたって、中空糸膜バンドルを通るフローに関して良好な容量を結果として生じさせ、したがって、バンドルの断面にわたって、前記領域の中へ流れる流体の良好な分配を結果として生じさせる。第１の接続ポート１９を通して導入される流体は、次いで、バンドルの断面にわたって均一に分配されて、中空糸膜３に沿って第２のポッティング組成物７の方向に流れ、第２の外部スペースセクション１２の中に蓄積する。この第２の外部スペースセクション１２は、同様に、より低い充填レベルを有しており、それは、同様に、前記領域の中のバンドルの断面にわたって、中空糸膜バンドルを通るフローに関して良好な容量を結果として生じさせ、したがって、バンドルの断面にわたって、前記領域の中へ流れる流体の均一なドレン排出を結果として生じさせる。流体は、第２の外部スペースセクション１２から第２の接続ポート２０を通ってモジュール１を離れる。

図２は、本発明の中空糸膜バンドルを含む、本発明の膜モジュールの別の好適な実施形態２１を示している。図２に示されている膜モジュール２１のエレメント、および、同様に、以下の図に示されている膜モジュール実施形態のエレメントが、図１に示されている膜モジュール１のエレメントと同じである限りにおいて、それらは、同じ参照記号を有しており、それらのエレメントの繰り返される説明は回避される。

また、膜モジュール２１は、ハウジング２の中に配置されている中空糸膜３のバンドルを含み、中空糸膜３は、第１の端部４において第１のポッティング組成物５の中へ埋め込まれ、第２の端部６において第２のポッティング組成物７の中へ埋め込まれており、それぞれのポッティング組成物５、７を通って延在している。中空糸膜３は、ポッティング組成物５、７の前端部において開口しており、したがって、流体は、中空糸膜３のルーメンを通ってクロスフローモードで流れることが可能である。

図１に示されている膜モジュール１とは対照的に、図２に示されている膜モジュール２１は、第１のポッティング組成物５に隣接する第１の外部スペースセクション１１の中にだけ、中空糸膜バンドルがスレッド９、１０を含まない領域を有している。中空糸膜３のバンドルの残りの範囲にわたって、中空糸膜３同士の間に配置されたスレッド９が存在しており、そのスレッドは、中空糸膜３に対して一定の比率で第２のポッティング組成物７の中へ延在しており、前記スレッドの端部２２は、中空糸膜３の端部６とともに、第２のポッティング組成物７の中に埋め込まれている。したがって、図２に示されている膜モジュール２１は、第２のポッティング組成物７に隣接する第２の外部スペースセクション１２を有していない（第２の外部スペースセクション１２では、中空糸膜バンドルは、低減された割合のスレッド９を有しているか、または、完全にスレッド９を含まない）。そのうえ、膜モジュール２１は、第１の外部スペースセクション１１の中の領域の中において、第１のポッティング組成物５に向けられた端部においてのみ、外部スペース８の中へ流体を導入するためのまたは外部スペース８から流体を引き出すための第１の接続ポート１９を有している。

したがって、外部スペース８に関して、膜モジュール２１は、また、デッドエンドモードで動作させられなければならず、一方、クロスフローモードでのフローは、中空糸膜３を通してそれらのルーメンを経由して起こることが可能であり、ルーメンは、それらの２つの端部４、６において開口している。たとえば、液体は、第１のエンドキャップ１３（ハウジング２の第１の端部の前に配置されている）の第１の接続アパーチャー１５を通して第１のチャンバー１４の中へ導入され得、そこから、中空糸膜３の開口したルーメンの中へ流れ、中空糸膜３のルーメンを通って流れることが可能である。ここで、たとえば、液体の一部分は、中空糸膜３の壁部を通って外部スペース８の中へ濾液として入ることが可能であり、フロー中空糸膜３に沿って第１の外部スペースセクション１１の中へ流れ、それは、第１の外部スペースセクション１１から第１の接続ポート１９を通って膜モジュール２１を離れる。中空糸膜３のルーメンの中に残っているリテンテートは、中空糸膜３の第２の端部６において中空糸膜３を離れ、ハウジング２の第２の端部に配置されている第２のチャンバー１７の中へ流れる。リテンテートは、第２のエンドキャップ１６の中の第２の接続アパーチャー１８を通って膜モジュール２１を離れる。

図３は、図１のように、中空糸膜バンドルを備えた膜モジュール２３を示しており、中空糸膜バンドルは、両側においてポッティング組成物５、７の中へ埋め込まれており、その端部の両方においてスレッド９を含まない。バンドルを提供するためにハウジング２の中に配置されている中空糸膜３は、それらの第１の端部４によって第１のポッティング組成物５の中へ埋め込まれており、それらの第２の端部６によって第２のポッティング組成物７の中へ埋め込まれている。第１の端部４において埋め込む様式は、ポッティング組成物５を通って延在する中空糸膜が、ポッティング組成物５の前側において開口しており、第１のポッティング組成物５と第１のエンドキャップ１３との間に形成された第１のチャンバー１４の中へ導かれるというようになっている。それらの第２の端部６において、中空糸膜３は、第２のポッティング組成物７の中へ埋め込まれており、それらがポッティング組成物７の中で終端し、第２のポッティング組成物７によって閉じられているようになっている。したがって、中空糸膜３は、デッドエンドモードで流れるのに適している。第２のポッティング組成物７は、同時に、その第２の端部においてハウジング２の閉鎖体を形成している。次いで、第１のチャンバー１４から中空糸膜３のルーメンの中へ導入される流体は、完全に（たとえば、中空糸膜３の中の濾過によって保持される一部（たとえば、特定のサイズの粒子の形態）を除く）中空糸膜３の壁部を通って、中空糸膜３の周りの外部スペース８の中へ入る。

膜モジュール２３は、第１の接続ポート１９を有しており、第１の外部スペースセクション１１の領域の中において、第１のポッティング組成物５に向けられた端部においてのみ、流体は、第１の接続ポート１９を通して外部スペース８の中へ導入され得、および／または、外部スペース８から引き出され得る。バンドルは、中空糸膜３のバンドルの断面にわたって均一に流体を導入および分配するために、第１のポッティング組成物５に隣接する第１の外部スペースセクション１１の中に、スレッド９を含まない。また、図３に示されているように、膜モジュール２３は、そのうえ、第２のポッティング組成物７に隣接するその第２の端部において、第２の外部スペースセクション１２を有することが可能である。しかし、ここでは示されていない他の実施形態では、前記端部におけるスレッドが、本質的に、中空糸膜と同じ長さを有しており、中空糸膜とともに第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれているということも可能である。このケースでは、膜モジュールは、その第１の端部においてのみ外部スペースセクションを有している。

図４に示されている膜モジュール２４の構造は、図３に示されている膜モジュール２３の構造と同様である。膜モジュール２４は、同様に、中空糸膜バンドルを含み、中空糸膜バンドルの中において、中空糸膜３は、両側においてポッティング組成物５、７の中へ埋め込まれており、第１の外部スペースセクション１１および第２の外部スペースセクション１２の中にスレッド９を含まない。スレッド９は、第１の外部スペースセクション１１と第２の外部スペースセクション１２との間の中空糸膜３同士の間に配置されている。第１の端部４において埋め込むことは、中空糸膜がポッティング組成物５を通って延在し、ポッティング組成物５の前端部において開口しており、第１のポッティング組成物５と第１のエンドキャップ１３との間に形成された第１のチャンバー１４の中へ導かれるようになっている。それらの第２の端部６において、中空糸膜３は、第２のポッティング組成物７の中へ埋め込まれており、それらがポッティング組成物７の中で終端し、第２のポッティング組成物７によって閉じられているようになっている。

第２のポッティング組成物７は、ハウジングの第２の端部において外部スペースを閉鎖しており、第２のポッティング組成物７は、それを通過するアパーチャー２５を有しており、アパーチャー２５を通して、外部スペース８と第２のチャンバー２７との間に流体連通が存在しており、第２のチャンバー２７は、第２のハウジング端部においてポッティング組成物７と第２のエンドキャップ２６との間に形成されている。ポッティング組成物７の中のアパーチャー２５は、第２のポッティング組成物の中の孔の形態をとることが可能であるが、しかし、それらは、小さいチューブであることも可能であり、小さいチューブは、第２のポッティング組成物７を通過しており、中空糸膜３とともに、第２のポッティング組成物７の中へ埋め込まれている。

本発明の膜モジュール２４のこの実施形態では、図４に示されているように、たとえば、流体は、第１の接続ポート１９を通してハウジング２の中の第１の外部スペースセクション１１の中へ導入され得、また、中空糸膜３同士の間のそこにスレッド９の一部がないことに起因して、第１の外部スペースセクション１１の領域の中において中空糸膜３のバンドルの断面にわたって均一に分配され得る。次いで、それは、中空糸膜３に沿って、第２のポッティング組成物７に向かう方向に流れ、そして、第２のポッティング組成物７の前に位置付けされている第２の外部スペースセクション１２の中へ流れることが可能である。第２の外部スペースセクション１２から、流体は、次いで、第２のポッティング組成物７の中のアパーチャー２５を通して外部スペース８の中へ吐出され得、第２のチャンバー２７および第２のエンドキャップ２６の中の第２の接続ポート２８を通って膜モジュール２４を離れることが可能である。図１および図２に示されている膜モジュール（それらは、同様に、それらの第２の端部において、流体を吐出または導入するためのアパーチャーを備えたエンドキャップによって境界を定められている第２のチャンバーを有している）とは対照的に、図４の膜モジュールのケースでは、第２のポッティング組成物７と第２のエンドキャップ２６との間に形成された第２のチャンバー２７は、ポッティング組成物７の中のアパーチャー２５を通して外部スペース８と流体連通している。したがって、図４の膜モジュールの第２のエンドキャップの中に存在している、流体を吐出または導入するためのアパーチャーは、外部スペース８と流体連通している接続ポートである。代替的に、埋め込み体７は、図３のようになっていることも可能であり、流体は、外部スペース８の中へつながる別の接続ポートを通って外部スペースセクション１２を離れることが可能である。

図５は、膜モジュール２９を示しており、膜モジュール２９は、コアチューブ３０の周りに配置されている中空糸膜３のバンドルを含む。コアチューブ３０は、中空糸膜３とともに、第１のポッティング組成物５および第２のポッティング組成物７の中へ埋め込まれており、第１のポッティング組成物５を通って、また、第１のポッティング組成物５の前に配置されている第１のチャンバー１４も通って延在しており、コアチューブ３０は、第１のチャンバー１４に対して漏れ止めシールを有した状態になっている。コアチューブ３０は、第１のエンドキャップ１３の中の第１のチャンバー１４から外へ通っており、その第１の端部において、コアチューブに接続されている第１の接続ポート３１と流体連通している。ハウジングの第２の端部において、コアチューブ３０は、第２のポッティング組成物７を通過し、コアチューブ３０が第２のチャンバー１４に対する漏れ止めシールを有した状態で、第２のポッティング組成物７の前に形成された第２のチャンバー１７を通って走り、第２のエンドキャップ１６を通過しており、第２の接続ポート３２と流体連通しており、第２の接続ポート３２は、第２のエンドキャップ１６に取り付けられ、コアチューブに接続されている。コアチューブ３０は、第１の外部スペースセクション１１の領域の中のその壁部の中に穿孔部３３を有しており、ここで、コアチューブ３０の周りに配置されている中空糸膜３のバンドルは、スレッド９を含まず、穿孔部３３を通って、流体は、第１の外部スペースセクション１１の領域の中において、コアチューブ３０から、それぞれ、外部スペース８の中へもしくは第１の外部スペースセクション１１の中へ流れるか、または、そこからコアチューブ３０の中へ流れることが可能である。コアチューブ３０は、同様に、第２のポッティング組成物７に隣接している第２の外部スペースセクション１２の領域の中のその壁部の中に穿孔部３４を有しており、穿孔部３４を通って、流体は、第２の外部スペースセクション１２の領域の中において、コアチューブ３０から、それぞれ、外部スペース８の中へもしくは第２の外部スペースセクション１２の中へ流れるか、または、そこからコアチューブ３０の中へ流れることが可能である。コアチューブは、コアチューブ３０を通って一方の端部から他方の端部へのフローを抑制するために、穿孔部３３、３４を備えた領域同士の間に閉鎖体３５、３６を有している。閉鎖体３５、３６に対する代替例として、コアチューブは、穿孔部３３と穿孔部３４との間のその領域の中の固体材料からも構成され得る。

中空糸膜３は、それらの端部４、６においてポッティング組成物５、７の中へ埋め込まれており、それらが前記ポッティング組成物を通過するようになっており、それらの端部は第１のチャンバー１４および第２のチャンバー１７に開口しており、流体がそれらを通って流れることが可能である。第１および第２のエンドキャップ１３、１６は、横方向の接続アパーチャー１５、１８を有しており、横方向の接続アパーチャー１５、１８を通って、流体は、第１のチャンバー１４および第２のチャンバー１７の中へ、または、そこから外へ流れることが可能である。ハウジング３は、そのうえ、たとえば、中空糸膜３の周りの外部スペース８から空気を除去するために、横方向の接続ポート３７を有することが可能である。コアチューブ３０が、第２の外部スペースセクション１２の領域の中ではなく、第１の外部スペースセクション１１の領域の中においてのみ、その壁部の中に穿孔部３３を有している代替的な実施形態では、第１の流体は、また、そのような横方向の接続ポート３７を通して、それぞれ、第２の外部スペースセクション１２から、および、外部スペース８から引き出され得る。

たとえば図５に示されているような膜モジュール２９の実施形態では、第１の流体は、第１の接続ポート３１を通ってコアチューブ３０の中へ、および、第１の外部スペースセクション１１の領域の中（ここでは、スレッド９が存在しないことに起因して、中空糸膜３の周りのフローが改善されている）に流れ、コアチューブ３０の壁部の中の穿孔部３３を通って第１の外部スペースセクション１１の中へ流れ、バンドルの断面にわたって均一に分配され得る。次いで、第１の流体は、第１のポッティング組成物５と第２のポッティング組成物７との間の中空糸膜３に沿って、外部スペース８を通って流れることが可能である。ここで、たとえば、第１の流体の一部分の輸送は、中空糸膜３の壁部を通って中空糸膜３のルーメンの中へ起こることが可能であり、または、第２の流体に関しては反対側方向に起こることが可能である。第２の外部スペースセクション１２の領域において（そこでは、同様に、スレッド９が存在していない）、第１の流体の残りの部分は、第２の外部スペースセクション１２からコアチューブ３０の壁部の中の穿孔部３４を通ってコアチューブ３０の中へ流れ、そして、コアチューブ３０から、コアチューブに接続されている第２の接続ポート３２を通って、膜モジュール２９から外へ流れる。

たとえば、第２の流体は、ハウジング２の第２の端部の前に配置されている第２のエンドキャップ１６の中の第２の接続アパーチャー１８を通って、第２のエンドキャップ１６と第２のポッティング組成物７との間に形成された第２のチャンバー１７の中へ導入され得る。第２の流体は、そこから中空糸膜３の開口したルーメンの中へ流れることが可能であり、そして、中空糸膜３のルーメンを通って流れることが可能であり、そこにおいて、第２の流体は、第１の流体の成分を組み込むか、または、成分を第１の流体に解放することが可能である。そのようにエンリッチされたまたはデプリートされた（ｄｅｐｌｅｔｅｄ）第２の流体は、それらの第１の端部４において中空糸膜３を離れ、第１のポッティング組成物５の前に配置されている第１のチャンバー１４の中へ流れる。ここから、エンリッチされた第２の流体は、第１のエンドキャップ１３の中の第１の接続アパーチャー１５を通って膜モジュール２９から外へ流れる。

Claims (14)

1. 中空糸膜バンドルであって、前記中空糸膜バンドルは、長手方向の延在、膜バンドル断面、ならびに、第１のバンドル端部および第２のバンドル端部を有しており、前記中空糸膜バンドルは、前記第１のバンドル端部と前記第２のバンドル端部との間に延在する多数の中空糸膜を含み、また、前記中空糸膜バンドルは、前記膜バンドル断面の中に、所定の割合のスレッドを含み、前記スレッドは、前記中空糸膜同士の間に配置されており、前記スレッドは、前記中空糸膜を離した状態に維持する、中空糸膜バンドルにおいて、前記中空糸膜同士の間の前記スレッドの配置は、前記第１のバンドル端部および／または前記第２のバンドル端部において、前記中空糸膜が前記スレッドのうちの少なくともいくつかを越えて突出するようになっており、前記中空糸膜バンドルが、前記第１のバンドル端部と前記第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域においてよりも、前記第１のバンドル端部および／または前記第２のバンドル端部から延在する第１の端部領域および／または第２の端部領域において、より小さい割合のスレッドを有するようになっており、前記バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有しており、前記第１の端部領域の長さおよび／または前記第２の端部領域の長さは、バンドル長さの１％から４５％になっていることを特徴とする、中空糸膜バンドルと、
   円筒状のハウジングを含む膜モジュールであって、前記円筒状のハウジングは、長手方向の延在ならびに第１のハウジング端部および第２のハウジング端部と、前記第１のハウジング端部と前記第２のハウジング端部との間に延在するハウジングシェルと、ハウジング内側壁部とを有しており、前記中空糸膜バンドルが、前記ハウジングの前記長手方向の延在の方向に配向されて前記ハウジングの中に配置されている、膜モジュールと、
   前記中空糸膜バンドルの前記中空糸膜は、第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、前記第１のポッティング組成物は、前記ハウジングの前記第１の端部に配置されており、少なくとも前記第１のバンドル端部に割り当てられた端部において、前記ハウジング内側壁部に対して漏れ止め接続部を有しており、前記ハウジングは、その第２の端部の領域において閉鎖体によって閉じられており、
   － 外部スペースが、前記中空糸膜を取り囲んでおり、前記第１のポッティング組成物と前記ハウジングの前記第２の端部の前記領域の中の前記閉鎖体との間に延在しており、前記外部スペースは、前記第１のポッティング組成物、前記ハウジング内側壁部、および、前記ハウジングの前記第２の端部の前記領域の中の前記閉鎖体によって形成されており、
   － 前記中空糸膜バンドルの前記中空糸膜は、前記第１のバンドル端部において前記第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、前記中空糸膜が前記第１のポッティング組成物を通って延在し、前記第１のバンドル端部において開口しており、前記ハウジングの前記第１の端部において前側に配置されている第１のチャンバーと流体連通しているようになっており、
   － 前記第１のチャンバーは、前記ハウジングの前記第１の端部において前側に取り付けられている第１のエンドキャップによって終端されており、前記第１のエンドキャップは、流体の入力または出力のための第１の接続アパーチャーを有しており、
   － 前記第１のバンドル端部は、前記第１のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、前記バンドルが、前記外部スペースの中のその延在に沿って、前記第１のバンドル端部と前記第２のバンドル端部との間に位置付けされている中央バンドル領域においてよりも、前記第１のポッティング組成物に隣接している第１の外部スペースセクションにおいて、より小さい割合のスレッドを有するようになっており、前記中央バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有しており、前記バンドルが延在する方向への前記第１の外部スペースセクションの長さは、少なくとも５ｍｍであり、
   － 前記膜モジュールは、第１の接続ポートを有しており、前記第１の接続ポートは、前記第１の外部スペースセクションの領域の中の前記外部スペースの中へ流体を導入すること、または、前記外部スペースから流体を引き出すことを可能にすることを特徴とする膜モジュールのガスのための使用方法。
2. 前記第１の端部領域の前記長さおよび／または前記第２の端部領域の前記長さは、前記バンドル長さの１％から３０％になっていることを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
3. 前記第１の端部領域および／または前記第２の端部領域の中の前記スレッドの前記割合は、最大の割合のスレッドを有する前記バンドル領域の中の前記スレッド前記割合よりも、少なくとも５０％だけ小さくなっていることを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
4. 前記第１の端部領域および／または前記第２の端部領域は、スレッドを含まないことを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
5. 前記中空糸膜は、前記第１の端部および前記第２の端部において突出しており、前記中空糸膜バンドルは、バンドル領域においてよりも小さい割合のスレッドを有する第１の端部領域および第２の端部領域を有しており、前記バンドル領域は、前記第１のバンドル端部と前記第２のバンドル端部との間に位置付けされており、前記バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有していることを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
6. 前記スレッドは、モノフィラメントヤーンまたはマルチフィラメントヤーンであることを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
7. 前記スレッドは、第１のスレッド端部および第２のスレッド端部を有しており、前記第１のスレッド端部および前記第２のスレッド端部は、それぞれ、前記第１のバンドル端部および前記第２のバンドル端部に向けられていることを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
8. 中央バンドル領域において、前記膜バンドル断面の中の前記中空糸膜の合計の断面積に対する前記スレッドの合計の断面積の比率は、０．１％から１０％の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
9. 前記ハウジングの前記第２の端部に向けられている前記中空糸膜のそれらの端部は、閉じた設計を有しており、閉じた前記端部は、前記外部スペースの中で終端していることを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
10. 前記中空糸膜は、Ｕ字形状のループとして構成されており、それらの開口端部は、前記ハウジングの前記第１の端部に向けられ、前記第１のポッティング組成物の中に埋め込まれた状態になっており、前記ハウジングの前記第２の端部に向けられているそれらのＵ字形状のループは、前記外部スペースの中に取り付けられていないことを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
11. 前記第２のバンドル端部に向けられている前記中空糸膜バンドルの前記中空糸膜の端部は、また、第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、前記第２のポッティング組成物は、前記ハウジングの前記第２の端部に配置されており、前記第２のポッティング組成物は、前記ハウジング内側壁部に対して漏れ止め接続部を有しており、前記第２のポッティング組成物は、同時に、その第２の端部の前記領域の中に前記ハウジングの前記閉鎖体を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
12. 前記中空糸膜バンドルは、また、前記第１のバンドル端部と前記第２のバンドル端部との間に位置付けされているバンドル領域においてよりも、前記第２の端部から延在する第２の端部領域において、より小さい割合のスレッドを有するものであり、前記バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有しており、前記第２のバンドル端部は、前記第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、前記バンドルが、前記外部スペースの中のその延在に沿って、前記第１のバンドル端部と前記第２のバンドル端部との間に位置付けされている中央バンドル領域においてよりも、前記第２のポッティング組成物に隣接している第２の外部スペースセクションにおいて、より小さい割合のスレッドを有するようになっており、前記中央バンドル領域は、最大の割合のスレッドを有しており、前記バンドルが延在する方向への前記第２の外部スペースセクションの長さは、少なくとも５ｍｍであることを特徴とする、請求項１１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
13. 前記中空糸膜バンドルの前記中空糸膜は、前記第２のバンドル端部において前記第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、前記中空糸膜が前記第２のポッティング組成物を通って延在し、前記中空糸膜のルーメンが前記第２のバンドル端部において開口しており、前記ハウジングの前記第２の端部の前に配置されている第２のチャンバーと流体連通しているようになっており、前記第２のチャンバーは、第２のエンドキャップによって閉じられており、前記第２のエンドキャップは、前記第２のチャンバーへのおよび前記第２のチャンバーからの流体の前記入力または出力のための第２の接続アパーチャーを有しており、前記ハウジングは、その第２の端部の前記領域の中の前記外部スペースの中へのまたは前記外部スペースから外への流体の前記入力または出力のための第２の接続ポートを有していることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。
14. 前記中空糸膜は、それらの第２の端部において前記第２のポッティング組成物の中へ埋め込まれており、前記中空糸膜がこの端部において閉じられるようになっていることを特徴とする、請求項１１に記載の膜モジュールのガスのための使用方法。

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