JPH0233958B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、前面にケーシングで注型した中空糸
束及び物質の流れを中空糸の外側に導く装置から
なる物質交換及び／又は熱交換の十字形向流型に
関する。

公知技術から、物質の流れを導く装置を有する
十字形向流熱交換器は公知であり、これによれば
物質の流れの１方を管束に導き、交換に関与した
他方の物質の流れを管の囲りに導く。管の囲りに
物質の流れを導くためには、十字形の向流を生ぜ
しめる挿入物が設けられている。管束を有するか
かる熱交換器では熱交換の法則は十分に研究され
ているので、一定の流れを導く場合熱交換の効率
を計算し、最適にすることができた。それ故同じ
法則を中空糸型での熱交換に対しても使用するこ
とが企てられており、かつまた物質交換は同じ法
則によつて進行するので、中空糸束を有する型の
物質交換に対しても使用することが企てられてい
る。中空糸は糸形成ポリマーから製造されるの
で、適当な液体を通さぬ挿入物を物質の流れを中
空糸の囲りに導くために設けることは難点を惹起
する。

米国特許第4082670号明細書には、中空糸束を
有する十字形向流型が記載されており、この中空
束では流動はケーシングの相応する形態によつて
得られた。

米国特許第3536611号明細書からは十字形向流
型が公知であり、この型ではたて糸によつて固定
された中空糸を中央の分配器の管の囲りに巻付
け、この管によつて液体を糸軸を横切つて中空糸
の囲りに導き、液体はケーシング壁を通つて導出
される。

ドイツ公開特許第2721444号明細書には中空繊
維の透析器が記載されており、この透析器では相
互に横切る中空繊維を有する帯状物が結合してお
り、この帯状物は中子に巻付いている。還流する
液体の一定の流動方向は考慮されていない。

本発明の目的は改良された能率を有する型を得
ることであり、その製造は特に簡易性によつてす
ぐれ、中空糸の製造並びに型の製造で特別の利点
が得られる。

この目的は、前面に中空糸が堆積体としてケー
シングで注型されており、堆積体は１つ以上の層
から構成されており、この層はそれぞれ一平面で
空洞方向を横切るウエブによつて固定された中空
糸の層からなり、予め決められた一定の距離で配
置されたすべての層のウエブは層の内部でそれぞ
れ密着して重なり合つて配置されており、中空糸
の間の中間室は交叉個所においてウエブによつて
塞がれており、その場合ウエブは融点80〜190℃
及び室温での残余接着を有するポリマーからなつ
ていることを特徴とする十字形向流型によつて解
決される。

かかる型によつて、中空糸を製造する際糸巻き
での巻付けは無用になり、中空糸群の個々の層は
重なり合つて層をなし、同じようにして一所に集
まつて堆積体になり得る利点が得られる。型の構
造に対して既に仕上つたこの中空糸挿入物はなお
ケーシング中に挿入し、これで注型しなければな
らないのに過ぎないので、型の製造も著しく簡易
化される。

ウエブに適当なポリマーは著しい接着剤であつ
てはならず、中空糸をウエブ内で形を的確に定著
し、室温で残余接着を有していなければならず、
これによつて種々の層の重なり合つて存在するウ
エブは簡単な方法で結合するが、固着しない。著
しい接着剤、例えばシアンアクリル酸は全く不適
当である。

ウエブに適当なポリマーの融点は80〜190℃で
あるが、一般に融点が100〜160℃のポリマーが適
当である。高粘稠性ポリマー、例えばポリアミド
及びポリエステルの場合加工温度は融点よりも著
しく大きく、好ましくは40〜50℃だけ大きくなけ
ればならない。融点100〜160℃を有するポリマー
の場合、加工温度は150〜200℃である。

従来ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリエチレンと酢酸ビニルとからなるコーポ
リマー並びにコーポリエーテルエステルが適当な
ことが立証された。

意外なことに、ウエブが主として円形横断面を
有する場合に、重なり合つて存在するウエブの特
に十分な気密が得られる。ウエブは単に隣接層と
の接触線において平らであるのに過ぎない。ウエ
ブの長方形横断面は、殊に高粘稠性ポリマー融解
物の場合、ウエブを設けた後に次の作業工程で中
空糸層の土台まで押付けると生じる。その場合中
空糸の方向に特に気密なウエブが生じる。ウエブ
の直径は、好ましくは中空糸の直径の1.5〜４倍
に相当しなければならない。しかしながら、ウエ
ブの直径は中空糸の直径の1.8〜2.2倍に相応する
のがすぐれている。

中空糸層の横強度を補強するのが必要な場合、
本発明の形成物では中空糸層をそれぞれ一平面で
空洞方向を横切るたて糸によつて定著し、ウエブ
をたて糸の上に設けることもできる。

本発明による十字形向流型は、殆んどすべての
所望の流動プロフイルに適合させることができ
る。これは、なかんずく堆積体が置き換えて配置
された数層からなることによつて実現される。ウ
エブの間隔はそれぞれの層で同一か又は異なつて
いてもよい。通常型に対して大きさ約20〜200cm
の場合、隣接ウエブの間隔は１〜20cmである。間
隔は、１つの層の内では中空糸の長さに関して一
般に同一である。好ましいのは、１つの堆積体の
種々の層のウエブの間隔が整数比を形成すること
である。これによつて、種々の層のウエブは少く
とも一定の型によつて再び密着して重なり合つて
存在することが達成される。

本発明による十字形向流型の堆積体の製造は、
好ましくは中空糸の製造に関連して行ない、常用
の巻付けに代る。中空糸は任意の紡糸法によつて
任意の糸形成ポリマーから、例えば再生セルロー
スからクオキサム法又はビスコース法によつて製
造することができる。しかしながら、セルロース
中空糸を第三アミンオキシドにとかした溶液から
紡糸することもできる。ポリエステル又はポリア
ミドの中空糸は、例えば融解紡糸法で製造する。
また中空糸堆積体の製造は巻付けの代りに行なう
ことができる。

中空糸紡糸機から出る中空糸群に対しては、一
定の間隔でウエブを形成する融解ポリマーを、中
空糸群が前進するのにも拘らずウエブは主として
糸の進行方向に垂直に進行する角度で連続的に中
空糸群に別々に紡ぎ出す。これに適当な装置は、
糸の進行方向に対して鋭角で配置されている二重
管からなつており、その外管は直線状に拡がり糸
群の全幅にわたるスロツトルを備え、回転し得な
いように固定されているが、その内管は少くとも
らせんの全幅にねじ状にわたるスロツトルを備
え、外管中に回転し得るように保持され、嵌込ま
れ、原動機に結合しており、その場合内管の内室
は融解ポリマーの容器に接続している。この装置
は、転換個所で迅速に停止させ、再び反対方向に
加速しなければならない交代ノズルを放きするこ
とができる利点を有する。

次に添付図面につき本発明を説明する。

第１図は層が移り変る場合の堆積体の中空糸１
の配置を示す。この場合縦断面図（第１ａ図）及
び横断面図（第１ｂ図）の中空糸１の上面の４つ
は堆積体の１つの層に所属し、中空糸１の下面の
４つは他の層に所属し、これは各々の層のウエブ
２はそれぞれ密著して重なり合つて配置されてい
ることで認めることができる。第１ｃ図は第１ａ
図及び第１ｂ図に所属する上面図である。破線３
は交換に関与した物質の流れの中空糸１の囲りの
流動方向を示すが、中空糸１内の矢印を備えた直
線４は中空糸１を通つて導かれ交換に関与した他
の物質の流れの流動方向を示す。

第２図は物質交換及び／又は熱交換の十字形向
流型の縦断面図を示す。この型では堆積体は１つ
の層から構成されているのに過ぎず、この層はそ
れぞれ一平面でウエブ２によつて空洞方向を横切
つて固定された中空糸１の層からなる。すべての
ウエブは同じ一定の間隔で相互に密著して重なり
合つて配置されている。これによつて、破線３に
よつて示される中空糸１の囲りの流動方向が得ら
れる。

第３図は、３層から構成されている堆積体を有
する物質交換及び／又は熱交換の十字形向流型の
縦断面図を示し、その場合外部の層対内部に配置
された層のウエブの間隔の割合は２：１であり、
下部に配置された層はウエブの間隔の半分だけ上
部に配置された層に置き換つて配置されている。
１は層の中の中空糸を示し、２はウエブを示し、
３は中空糸１の囲りの流動方向を示す。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は堆積体の中空糸の縦断面図であり、
第１ｂ図はその横断面図であり、第１ｃ図は前記
両図の上面図であり、第２図及び第３図は十字形
向流型の縦断面図である。 １……中空糸、２……ウエブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前面にケーシングで注型した中空糸束及び物
   質の流れを中空糸の外側に導く装置からなる物質
   交換器及び／又は熱交換器の十字形向流型におい
   て、前面に中空糸が堆積体としてケーシングで注
   型されており、堆積体は１つ以上の層から構成さ
   れており、この層はそれぞれ一平面で空洞方向を
   横切るウエブによつて固定された中空糸の層から
   なり、予め決められた一定の距離で配置されたす
   べての層のウエブは層の内部でそれぞれ密着して
   重なり合つて配置されており、中空糸の間の中間
   室は交叉個所においてウエブによつて塞がれてお
   り、その場合ウエブは融点80〜190℃及び室温で
   の残余接着を有するポリマーからなつている十字
   形向流型。 ２ ポリマーの融点は、100〜160℃である特許請
   求の範囲第１項記載の十字形向流型。 ３ ポリマーは、ポリアミドである特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の十字形向流型。 ４ ポリマーは、ポリエチレンである特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の十字形向流型。 ５ ポリマーは、ポリエチレンと酢酸ビニルとか
   らなるコーポリマーである特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の十字形向流型。 ６ ポリマーは、コーポリエーテルエステルであ
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の十字形
   向流型。 ７ ウエブは、主として円形横断面を有する特許
   請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項
   記載の十字形向流型。 ８ ウエブの直径は、中空糸の直径の1.5〜４倍
   に相応する特許請求の範囲第１項から第７項まで
   のいずれか１項記載の十字形向流型。 ９ ウエブの直径は、中空糸の直径の1.8〜2.2倍
   に相応する特許請求の範囲第８項記載の十字形向
   流型。 １０ ウエブは、たて糸上に設けられている特許
   請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項
   記載の十字形向流型。 １１ ウエブは、置き換えて配置された数層から
   なる特許請求の範囲第１項から第１０項までのい
   ずれか１項記載の十字形向流型。 １２ 隣接したウエブの間隔は、１〜20cmである
   特許請求の範囲第１項から第１１項までのいずれ
   か１項記載の十字形向流型。 １３ １つの堆積体の種々の層のウエブの間隔
   は、整数比を形成する特許請求の範囲第１項から
   第１２項までのいずれか１項記載の十字形向流
   型。