JPH02198611A - 気体分離膜ユニット - Google Patents
気体分離膜ユニットInfo
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- JPH02198611A JPH02198611A JP1844189A JP1844189A JPH02198611A JP H02198611 A JPH02198611 A JP H02198611A JP 1844189 A JP1844189 A JP 1844189A JP 1844189 A JP1844189 A JP 1844189A JP H02198611 A JPH02198611 A JP H02198611A
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- membrane unit
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高分子の膜を利用した気体分離膜ユニットに
関するものである。
関するものである。
従来の技術
近年、高分子の膜を利用し、特に酸素富化気体、−窒素
富化気体、或いは水素その他の気体を混合気体中から分
離する方法が種々みられている。特に酸素富化気体は燃
焼用の省エネルギー手段として。
富化気体、或いは水素その他の気体を混合気体中から分
離する方法が種々みられている。特に酸素富化気体は燃
焼用の省エネルギー手段として。
又医療用に呼吸器疾患の治療用として利用されている。
従来、気体分離膜ユニットを用いて混合気体より分離さ
れた気体を取り出す方法がいくつか試みられている。た
とえば、特開昭５７−１６０９０３号公報に示されるよ
うに分離気体の取り出し口として金属、樹脂などからな
るパイプを設ける方法、あるいは特開昭５６−４４００
３号公報に示されるようにキール型人工腎臓を応用した
ものなどがある。
れた気体を取り出す方法がいくつか試みられている。た
とえば、特開昭５７−１６０９０３号公報に示されるよ
うに分離気体の取り出し口として金属、樹脂などからな
るパイプを設ける方法、あるいは特開昭５６−４４００
３号公報に示されるようにキール型人工腎臓を応用した
ものなどがある。
しかしながら前者は分離気体が取り出し口を通過する際
の圧力損失を少くするために、取り出しロバイブの径を
充分に大きくとる必要がある。そのため、隣接するセル
の間隔およびセルの厚さはパイプ径により規定され、そ
れ以上小さくすることはできない。また、後者について
は、■混合気体を供給、排気するために枠が必要であり
、この枠は気密を保つため一定の幅が必要であるので。
の圧力損失を少くするために、取り出しロバイブの径を
充分に大きくとる必要がある。そのため、隣接するセル
の間隔およびセルの厚さはパイプ径により規定され、そ
れ以上小さくすることはできない。また、後者について
は、■混合気体を供給、排気するために枠が必要であり
、この枠は気密を保つため一定の幅が必要であるので。
同一寸法セルに比較して有効膜面積が減少してしまう、
■前記枠、支柱、この支柱に設けられた側溝、ユニット
を保持固定するためのねじなどの部品が必要である、■
各セルと前記枠の気密を保つ必要があるなどの問題を有
していた。
■前記枠、支柱、この支柱に設けられた側溝、ユニット
を保持固定するためのねじなどの部品が必要である、■
各セルと前記枠の気密を保つ必要があるなどの問題を有
していた。
以下、第４図、第５図を参照しながら従来の気体分離膜
ユニットについて説明する。第４図、第５図において、
混合気体を選択的に分離する気体分離膜セル１はこのセ
ル１で分離された気体を取り出す取り出し口２を有し、
各セル１より集められた分離気体はチューブ４を介して
集合管３に集められる。また、混合気体は送風ファン５
によりセル１間に供給される。
ユニットについて説明する。第４図、第５図において、
混合気体を選択的に分離する気体分離膜セル１はこのセ
ル１で分離された気体を取り出す取り出し口２を有し、
各セル１より集められた分離気体はチューブ４を介して
集合管３に集められる。また、混合気体は送風ファン５
によりセル１間に供給される。
このような構成要素からなる気体分離膜ユニットについ
て以下その動作を説明する。先ず集合管３の開口部より
真空ポンプなどの減圧手段を用いて気体分離膜セル１内
部を減圧し、セル１の透過膜の表裏に圧力差を生じさせ
る。同時に送風ファン５などの供給手段を用いてセル１
間に分離しようとする混合気体を供給する。分離された
気体は各セル１内部から取り出し口２、チューブ４を経
て集合管３に集められ、減圧手段側へ取り出される。
て以下その動作を説明する。先ず集合管３の開口部より
真空ポンプなどの減圧手段を用いて気体分離膜セル１内
部を減圧し、セル１の透過膜の表裏に圧力差を生じさせ
る。同時に送風ファン５などの供給手段を用いてセル１
間に分離しようとする混合気体を供給する。分離された
気体は各セル１内部から取り出し口２、チューブ４を経
て集合管３に集められ、減圧手段側へ取り出される。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような構成では隣接するセルの間
隔およびセルの厚さは取り出し口２の外径によって決定
され、それ以上間隔を小さくすることはできない。セル
間隔を小さくするために取り出し口径を小さくすると、
分離された気体が取り出し口を通過するときの速度が非
常に大きくなり、圧力損失を生じる原因となり、圧力が
セル内部に効率良く伝わらなくなる。また、集合構成部
品が多くなり、それらの部品の占める容積によりユニッ
トが更に大きくなるという問題を有していた。
隔およびセルの厚さは取り出し口２の外径によって決定
され、それ以上間隔を小さくすることはできない。セル
間隔を小さくするために取り出し口径を小さくすると、
分離された気体が取り出し口を通過するときの速度が非
常に大きくなり、圧力損失を生じる原因となり、圧力が
セル内部に効率良く伝わらなくなる。また、集合構成部
品が多くなり、それらの部品の占める容積によりユニッ
トが更に大きくなるという問題を有していた。
本発明はこのような課題を解決するもので、より小型で
構造の簡単な気密性のよい気体分離膜ユニットを提供す
ることを目的とするものである。
構造の簡単な気密性のよい気体分離膜ユニットを提供す
ることを目的とするものである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために本発明の気体分離膜ユニット
は、平板状の通気性部材と、その両面に配された平膜状
の気体分離膜と、内部に前記通気性部材を配置されて透
過気体を取り出す透過気体取り出し口部材とを備えた気
体分離膜セルを複数枚積層した構成であり、前記取り出
し口部材は、セルの積層方向に取り出し口を有し、かつ
透過気体を通気性部材より取り出し口へ導く通気孔を有
したものである。
は、平板状の通気性部材と、その両面に配された平膜状
の気体分離膜と、内部に前記通気性部材を配置されて透
過気体を取り出す透過気体取り出し口部材とを備えた気
体分離膜セルを複数枚積層した構成であり、前記取り出
し口部材は、セルの積層方向に取り出し口を有し、かつ
透過気体を通気性部材より取り出し口へ導く通気孔を有
したものである。
作用
上記構成により、取り出し口が積層方向に設けられるた
め、セルの薄型化が可能であり、また、端面に取り出し
口に接続されるチューブを設けない構造のため、取り出
し口径など、隣接するセルの間隔を構造面で製限する要
素はない。また、取り出し目部分を互いに接続する構造
であるため膜のシールと共用する型式のものに比べて簡
単な構造で確実な封止を行なうことができ、小型で構造
の簡単な気密性のよい気体分離膜ユニットが得られる。
め、セルの薄型化が可能であり、また、端面に取り出し
口に接続されるチューブを設けない構造のため、取り出
し口径など、隣接するセルの間隔を構造面で製限する要
素はない。また、取り出し目部分を互いに接続する構造
であるため膜のシールと共用する型式のものに比べて簡
単な構造で確実な封止を行なうことができ、小型で構造
の簡単な気密性のよい気体分離膜ユニットが得られる。
実施例
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の気体分離膜ユニットの
外観図、第２図は同気体分離膜ユニットの断面図、第３
図は同気体分離膜ユニットの構成を示す分解斜視図であ
る。第１図〜第３図において、気体分離膜セル１１は、
たとえばポリプロピレン不織布にポリエーテルスルホン
を塗工し、多孔質体としたものの上にポリジメチルシロ
キサンをコーティングしたものを用いた平膜状の気体分
離膜１２と、この気体分ｍ膜１２を支持するとともに透
過気体の流路を形成し、たとえば厚さ０．５ｆｆｌのポ
リスチレン板を高さ２ｍの波状に成形したものの両面に
不織布（東しアクスター８５３０−１０８ Ｋ ２）を
粘着剤にて貼りつけ３１１Ｉｌの厚さとしたものを用い
た平板状の通気性部材１３を有している。なお、通気性
部材１３としては、金属、樹脂などのネット、焼結体、
または連続気泡を有するスポンジ状のものなどの通気性
を有するものであれば、材質、形状などになんら制限さ
れない、取り出し口部材１４は、内部に通気性部材１３
が配されて、取り出し口１５およびこの取り出し口１５
へ気体分離１１％１２を通ってきた透過気体を導く通気
孔１６が設けられており、各セル１１の取り出し口部材
Ｉ４を取り出し口１５が合うように互いに接着剤で接着
積層することにより、従来のような各セルの透過気体を
集めるための集合管およびチューブが不要である。この
取り出し口部材１４はここでは通気性部材１３を収容す
るフレーム部材としての機能も兼ねているが、必要とさ
れるセルの強度によってはフレーム部はなくてもよい。
外観図、第２図は同気体分離膜ユニットの断面図、第３
図は同気体分離膜ユニットの構成を示す分解斜視図であ
る。第１図〜第３図において、気体分離膜セル１１は、
たとえばポリプロピレン不織布にポリエーテルスルホン
を塗工し、多孔質体としたものの上にポリジメチルシロ
キサンをコーティングしたものを用いた平膜状の気体分
離膜１２と、この気体分ｍ膜１２を支持するとともに透
過気体の流路を形成し、たとえば厚さ０．５ｆｆｌのポ
リスチレン板を高さ２ｍの波状に成形したものの両面に
不織布（東しアクスター８５３０−１０８ Ｋ ２）を
粘着剤にて貼りつけ３１１Ｉｌの厚さとしたものを用い
た平板状の通気性部材１３を有している。なお、通気性
部材１３としては、金属、樹脂などのネット、焼結体、
または連続気泡を有するスポンジ状のものなどの通気性
を有するものであれば、材質、形状などになんら制限さ
れない、取り出し口部材１４は、内部に通気性部材１３
が配されて、取り出し口１５およびこの取り出し口１５
へ気体分離１１％１２を通ってきた透過気体を導く通気
孔１６が設けられており、各セル１１の取り出し口部材
Ｉ４を取り出し口１５が合うように互いに接着剤で接着
積層することにより、従来のような各セルの透過気体を
集めるための集合管およびチューブが不要である。この
取り出し口部材１４はここでは通気性部材１３を収容す
るフレーム部材としての機能も兼ねているが、必要とさ
れるセルの強度によってはフレーム部はなくてもよい。
このように、取り出し口１５に従来のようにチューブが
接続される構成ではないので、チューブの干渉によるセ
ル間隔の制限はなくなり、さらに通気孔１６の形状を偏
平なものとすれば、さらに薄型の気体分離膜ユニットを
得ることができる。また図のように長方形セルの１つの
角部に取り出し口１５を配置する構成にすることにより
、供給気体の流れを損わず、またスペーサを兼ねた構成
にできる。また長方形セルの他の角部にはセルの間隔を
保持するためのスペーサ１７が配置されている。
接続される構成ではないので、チューブの干渉によるセ
ル間隔の制限はなくなり、さらに通気孔１６の形状を偏
平なものとすれば、さらに薄型の気体分離膜ユニットを
得ることができる。また図のように長方形セルの１つの
角部に取り出し口１５を配置する構成にすることにより
、供給気体の流れを損わず、またスペーサを兼ねた構成
にできる。また長方形セルの他の角部にはセルの間隔を
保持するためのスペーサ１７が配置されている。
このように構成された気体分離膜ユニットは縦１７０ｍ
、横２３０ｍ５．高さ３０騰で、このユニットの取り出
し口１５を真空ポンプに接続し、 −５６０ａｉＨｇで
吸引しかつ送風ファンで大気を供給したところ。
、横２３０ｍ５．高さ３０騰で、このユニットの取り出
し口１５を真空ポンプに接続し、 −５６０ａｉＨｇで
吸引しかつ送風ファンで大気を供給したところ。
酸素濃度３０％の酸素富化空気４（１／ｓｉｎを得た。
以上のように本実施例によれば、フレームを兼ねた取り
出し口部材内部に通気性部材を配し、かつその両面に気
体分離膜を配した分離１摸セルの透過気体取り出し口を
積層方向に設け、この取り出し口を互いに気密に接続す
ることにより、セルの薄型化およびセル間隔の縮小が可
能となり、また各セル間の気密性も向上する。
出し口部材内部に通気性部材を配し、かつその両面に気
体分離膜を配した分離１摸セルの透過気体取り出し口を
積層方向に設け、この取り出し口を互いに気密に接続す
ることにより、セルの薄型化およびセル間隔の縮小が可
能となり、また各セル間の気密性も向上する。
第４図は本発明の第２の実施例の構成を示す分解斜視図
である。第４図において、取り出し口部材１４の透過気
体取り出し口１５を設けた部分はシート状シール材１８
で気密に接続されており、このシート状シール材１８は
たとえばアクリルフオームの両面にアクリル系粘着剤を
塗布したもの（住人スリーエム社；ＶＨＢ接合材）が用
いられる。隣接する取り出し口部材１４の取り出し口１
５を接続する場合、液状接着剤を用いると接看面への気
泡のかみ込みなどによるシール不良が発生しやすく、膜
によって濃縮された分離気体へ不良シール部分から他の
ガスが混入する可能性があり、このもれを防ぐために、
接続部分周辺をコーキング材等でさらにシールをする必
要があった。しかし、この実施例のように、シート状シ
ール材１８を用いることにより、シート状シール材１８
が液状でないために気泡のかみ込みなどによるピンホー
ルの発生がなく、簡単で確実にセル間の接続をすること
が可能となった。
である。第４図において、取り出し口部材１４の透過気
体取り出し口１５を設けた部分はシート状シール材１８
で気密に接続されており、このシート状シール材１８は
たとえばアクリルフオームの両面にアクリル系粘着剤を
塗布したもの（住人スリーエム社；ＶＨＢ接合材）が用
いられる。隣接する取り出し口部材１４の取り出し口１
５を接続する場合、液状接着剤を用いると接看面への気
泡のかみ込みなどによるシール不良が発生しやすく、膜
によって濃縮された分離気体へ不良シール部分から他の
ガスが混入する可能性があり、このもれを防ぐために、
接続部分周辺をコーキング材等でさらにシールをする必
要があった。しかし、この実施例のように、シート状シ
ール材１８を用いることにより、シート状シール材１８
が液状でないために気泡のかみ込みなどによるピンホー
ルの発生がなく、簡単で確実にセル間の接続をすること
が可能となった。
以上のように本実施例によれば、隣接するセルの透過気
体取り出し口をシート状シール材で互いに気密に接続す
ることにより、簡単で確実な気体分離膜セル間の封止が
可能となる。
体取り出し口をシート状シール材で互いに気密に接続す
ることにより、簡単で確実な気体分離膜セル間の封止が
可能となる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、平板状の通気性部材と、
その両面に配された平膜状の気体透過膜と、内部に前記
通気性部材を配置されて透過気体を取り出す透過気体取
り出し口部材とを備えた気体分離膜セルを複数枚積層し
てなり、前記取り出し口部材は、前記気体分離膜セルの
積層方向に透過気体取り出し口を有し、かつ透過気体を
通気性部材より前記透過気体取り出し口へ導く通気孔を
有する構造としたことにより、セル間隔の縮小が可能と
なり、非常に小型で構造の簡単な気密性の高い気体分離
膜ユニットを提供することができ、その実用的効果は大
なるものがある、
その両面に配された平膜状の気体透過膜と、内部に前記
通気性部材を配置されて透過気体を取り出す透過気体取
り出し口部材とを備えた気体分離膜セルを複数枚積層し
てなり、前記取り出し口部材は、前記気体分離膜セルの
積層方向に透過気体取り出し口を有し、かつ透過気体を
通気性部材より前記透過気体取り出し口へ導く通気孔を
有する構造としたことにより、セル間隔の縮小が可能と
なり、非常に小型で構造の簡単な気密性の高い気体分離
膜ユニットを提供することができ、その実用的効果は大
なるものがある、
第１図は本発明の一実施例を示す気体分離膜ユニットの
外観図、第２図は同気体分離膜ユニットの断面図、第３
図は同気体分離膜ユニット分解斜視図、第４図は他の実
施例を示す分解斜視図、第５図および第６図は従来の気
体分離膜ユニットの外観゛図および一部断面図である。 １１・・・気体分離膜セル、１２・・・気体分離膜、１
３・・・通気性部材、１４・・・取り出し口部材、１５
・・取り出し口。 ｌ６・・・通気孔、 １７・・・スペーサ、 １８・・・シート状シール 気体弁ｗｌ膜ｔル 材。
外観図、第２図は同気体分離膜ユニットの断面図、第３
図は同気体分離膜ユニット分解斜視図、第４図は他の実
施例を示す分解斜視図、第５図および第６図は従来の気
体分離膜ユニットの外観゛図および一部断面図である。 １１・・・気体分離膜セル、１２・・・気体分離膜、１
３・・・通気性部材、１４・・・取り出し口部材、１５
・・取り出し口。 ｌ６・・・通気孔、 １７・・・スペーサ、 １８・・・シート状シール 気体弁ｗｌ膜ｔル 材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、平板状の通気性部材と、その両面に配された平膜状
の気体分離膜と、内部に前記通気性部材を配置されて透
過気体を取り出す透過気体取り出し口部材とを備えた気
体分離膜セルを複数枚積層してなり、前記取り出し口部
材は、前記気体分離セルの積層方向に透過気体取り出し
口を有し、かつ透過気体を通気性部材より前記透過気体
取り出し口へ導く通気孔を有する気体分離膜ユニット。 ２、隣接する気体分離膜セルの透過気体取り出し口は、
シート状シール材で互いに気密に接続されていることを
特徴とする請求項１記載の気体分離膜ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1844189A JPH02198611A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 気体分離膜ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1844189A JPH02198611A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 気体分離膜ユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198611A true JPH02198611A (ja) | 1990-08-07 |
| JPH0570485B2 JPH0570485B2 (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=11971727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1844189A Granted JPH02198611A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 気体分離膜ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02198611A (ja) |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1844189A patent/JPH02198611A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570485B2 (ja) | 1993-10-05 |
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