JPH0252025A - 中空糸膜エレメント - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、近年注目されている多成分よりなる流体混合
物より−・１くの成分を分離または濃縮する方法として
、選択透過Ｐｌ：をｆＪ゛する膜を用いる分離法に関す
るものである。膜分離法の適用分野としては、気体透過
、液体透過、透析、限外ろ過、逆ｔｌ透などの方法があ
り、具体的な応用例としては、海水の淡水化、かん水の
脱塩、各種また水の浄化、蛋白の精製、油水分離、人工
腎臓、人工肺、天然ガスからのヘリウムの分離、空気中
の酸素゛′／口度の濃縮などをあげることができる。

（従来の技術） 従来、種々のタイプの膜分離装置が提案されてきたが、
平膜型、管状型、および、中空糸模型がその代表的なタ
イプである。これらの中で、中空糸模型は、膜壁が流体
に対して選択透過性を有する中空糸膜を装置内に多数配
置して、流体に接触させるものであり、装置のｒａｔ位
容積あたりの膜面積が極めて大きいこと、中空糸膜自体
が、耐圧性をイ「するため、膜支持体を必′皮としない
こと、未処理流体と、透過流体とを隔てるシール機構が
筒中であることなどの利点をイ１″する。

この中空糸膜型の膜付ｔ＃装置は、第１図に示すように
、多孔性の中空円筒体からなる芯管２のまわりに選択透
過性を打する膜壁を有する中空糸膜３を層状に配置した
柱状体の少なくとも一端部に樹脂壁６，６′を設け、上
記中空糸膜が少なくとも一方の端部の上記樹脂壁を流密
状態で貫通した中空糸膜層ｎｆｆ１＜５．５’を打し、
他方の端部の一１ユ記芯管に連なる供給管を自する中空
糸膜エレメント１を容器７に収納した構造であり、上記
容器はｌ１記中空糸膜エレメントの、」−記供給管に連
通ずる部分と、１−記中空糸膜エレメントの中空糸膜層
の外周面に連通ずる部分と、上記中空糸膜エレメントの
中空糸膜層［」部に連通ずる部分とにｑいに流体がもれ
ないよう区切られており、各部分と容器外部とは、それ
ぞれ、−次流体人口８、−次流体出［１９、二次流体用
１１１０．１０’で連通しているものである。

ここでの、−次流体とは、中空糸膜を未透ｉの流体であ
り、中空糸膜エレメントの供給管に供給された・次流体
は一部が中空糸膜を透過し、　次流体の一部の成分が分
離または濃縮された一次流体となって中空糸膜の中空部
を流れ、二次流体出口より外部に放出され、未透過の一
次流体は、次流体出口より外部へ放出される。

ただし、この−次流体の人［］と出口は、逆に用いられ
、−ヒ記−次流体出口より一次流体を供給し、１−・、
記−次気体入「１より」二記容ム外ｆｆｌ＜へ放出する
用い方もあり得る。

また、第１図は、中空糸膜開口部を両端部に有する場合
を示している。

（発明が解決しようとする問題点） 前記膜分＃ｌ装置の人界は化をはかる場合、中空糸膜エ
レメントの中空糸膜層を密にするか、または厚くするこ
とによる中空糸膜エレメントの人界（Ａ化が行なわれて
いる。これは、逆浸透法など比較的高圧を、Ｌ記中空糸
膜エレメントにかける場合、中空糸膜エレメントを収容
している容器が耐圧性を要求されるものとなることから
、中空糸膜エレメントの膜面積あたりの容器を小さくコ
ン／ぐクトにできるという利点があるが、中空糸膜エレ
メントにかかる１力が比較的小さい酸素富化膜などとし
て使用する場合は、中空糸膜エレメントを収容する容器
はそれほど耐圧性も要求されない簡単なものであり、中
空糸膜エレメントの膜面積あたりの容器の大きさを小さ
くすることは、それほどｉｎ要とはならす、逆に、上記
中空糸膜エレメントの中空糸膜層を密または、厚くし人
界ｒｔｔ化をはかることにより前記容器の一次流体人［
１より入った・次流体が芯管、中空糸膜層を通って、−
次流体出［１へ流れ出るまでの中空糸エレメントの・次
側圧力損失、すなわち、−次流体入口と−・次流体出［
１の静圧差が、大きくなり、この圧力損失が一次流体の
供給に要する動力に、大きく影響を及ぼし、］ユ記玖分
１１１　’Ａ置全全体運転コストに及ぼす影響は小さく
ない。

・方、中空糸膜エレメントの中空糸膜層を密にしたり、
厚くすることをせずに、中空糸膜エレメントの本数を多
くすることにより、人界晴化する方法も考えられるが、
その場合は、中空糸膜エレメントの樹脂壁の個数も多く
なり、１ユ記樹脂壁を作製するための、前記固化剤の固
化形成同数および作業が多くなる。一般に、Ｉ−記中空
糸膜エレメントの製造工程で律速となるのは、この」１
記樹脂壁の製造工程であることを考慮すると、樹脂壁の
数の増加は、膜分離装置の中空糸膜エレメントの製造工
程の方向としては、望ましい方向とはいい難い。

（問題点を解決するための手段） １−記技術的課題を解決するために、本発明は、第２図
に示すように、供給管１４に連通ずる多孔性の中空円筒
体からなる芯管１２を＝ｌｒＩ列に配置し、各Ｆ記芯管
のまわりに流体混合物に対して選択透過性を（ｒする中
空糸膜を層状に配置して得られるＪｆ２列に配置した柱
状体１１の同一方向の少なくとも一端部に、各柱状体の
端部に共通の樹脂壁、ｉｅ、ｉｅ’を有するもので、Ｌ
記の各柱状体の１−１記中空糸膜が少なくとも一端部の
樹脂壁を流密状態で貫通した中空糸膜層１１部１５．１
５’をもつ中空糸膜エレメントであり、各柱状体の端部
にＪ（通の樹脂壁１６．１６’を固化剤で、−度に固化
形成せしめることにより得られるものである。

第２図に示したものは、各柱状体の両端部が中空糸膜層
［１部であり、また、各柱状体の端部に共通の樹脂壁を
、両端部１６．１６’に有する場合についてであるが、
中空糸膜開口部が片端部１５または１５′のみの場合や
、各柱状体の端部に共通の樹脂壁が片端部１６または１
６′のみの場合も含むものである。

本発明で用いられる中空糸膜はセルロース系、セルロー
スエステル系、ポリスルホン系芳香族ホリアミド系、ポ
リカーボネート等中空糸膜等である。

モジュール端部の樹脂壁はエポキシ系、ウレタン系等の
樹脂が用いられる。

（作用および効果） 本発明によれば、ｈ泥膜分離装置を人界量化する場合、
中空糸膜エレメントの中空糸膜の膜面積を大きくするた
め１．Ｉ−記中全糸校エレメントの中空糸膜層を、密に
したり厚くしたりすることにより中空糸膜エレメントの
上記−次側圧力損失を大きくすることを行なわす、Ｉ−
記供給管に連通ずる一ヒ記芯管のまわりに層状に中空糸
膜層を上記−次側圧力ｆｉｌ失が適当な大きさとなるよ
うに配置゛して得られる柱状体を並列に配置して、各柱
状体の同一方向の少なくとも一端面に各柱状体の上記端
面に共通の樹脂壁を固化剤の−・度の固化形成作業によ
り形成して上記中空糸膜エレメントを作製することによ
り、従来の中空糸膜エレメントに比べて、中空糸膜エレ
メントの製造工程で、律速工程となっている、上記樹脂
壁の形成作業の手間、時間も大差なく一次側圧力損失の
小さく、大容量の中空糸膜エレメントの製造が可能であ
る。

特に、酸素富化ｇ装置のように、−次側圧力損失が運転
コストの大きな部分を占める場合には、・次側圧力損失
の小さな膜分離装置、中空糸膜エレメントが認求される
。本発明は、このような場合に特に打効である。

また、上記膜分離装置６の、中空糸膜エレメントの膜面
積に対する上記中空糸膜エレメントを収容する容器の数
も少なくなり、膜分１１１１装置全体としコンパクトに
なり１する。

４、　図面Ｉ）　Ｆｍ　’ｔｉ　す説明第１図に、従来
の中空糸膜エレメントを容器に収納した膜分離装ｊ面の
概略図を示す。

イ）は縦断面図、口）はＡ−Ａ’横断面図である。

１・・・中空糸膜エレメント、２・・・芯管、３・・・
中空糸膜（層）、４・・・供給管、５．５”・・・中空
糸膜層［二１部端、６，６′・・・樹脂壁、７・・・容
器、８・・・−・次流体入［１，９・・・−次流体出［
」、１０．１０′・・・二次流体出口、第２図に本発明
の中空糸膜エレメントを容器に収納した膜分′Ｉ１１装
置の概略図を示す。

ハ）は縦断面図、二）はＢ−Ｂ’横断面図である。

１・・・中空糸膜層よりなる柱状体、１２・・・芯管、
３・・・中空糸膜層、Ｉ４・・・供給管、５．１５″・
・・中空糸膜層１１部端、ＩＧ、ＩＧ’・・・樹脂壁、
７・・・容器、１８・・・・次流体人１１．９・・・−
次流出［１，２０，２０’・・・二次流体出口４１ｇ！
１ イ）　１ｔｌｆｆｒｌｆ７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔性の中空円筒体からなる複数個の芯管を並列
   に配置し、上記芯管の各々のまわりに流体混合物に対し
   て選択透過性を有する中空糸膜を層状に配置して形成さ
   れる並列に配置した複数個の柱状体の同一方向の少なく
   とも一端部に、上記複数個の柱状体の端部に共通の樹脂
   壁を設け上記各柱状体の上記中空糸膜が少なくとも一端
   部の上記樹脂壁を流密状態で貫通した中空糸膜開口部を
   もち、他方の端部の上記芯管に連なる供給管を有する中
   空糸膜エレメント。