JPH0318925B2 - - Google Patents

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JPH0318925B2
JPH0318925B2 JP62268388A JP26838887A JPH0318925B2 JP H0318925 B2 JPH0318925 B2 JP H0318925B2 JP 62268388 A JP62268388 A JP 62268388A JP 26838887 A JP26838887 A JP 26838887A JP H0318925 B2 JPH0318925 B2 JP H0318925B2
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fibers
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hollow
flow path
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Shumitsuto Uorufuudeiitaa
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Draegerwerk AG and Co KGaA
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Draegerwerk AG and Co KGaA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B01D63/021—Manufacturing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/02—Specific tightening or locking mechanisms
    • B01D2313/025—Specific membrane holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/22—Cooling or heating elements
    • B01D2313/221—Heat exchangers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/355—Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
    • Y10S165/40—Shell enclosed conduit assembly
    • Y10S165/401—Shell enclosed conduit assembly including tube support or shell-side flow director
    • Y10S165/416—Extending transverse of shell, e.g. fin, baffle
    • Y10S165/422—Unitary tube support or shell-side flow director carried by single tube

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、多数の並行に延びる中空繊維がその
外側面に付着可能な間隔付与材料を備えており、
これをまとめてたばねてケーシング中に導入し、
その末端部を封止剤で相互にかつケーシングの内
壁と密に封止し、その際、ケーシングの内壁と、
中空繊維の外側面との間に第１流動路を形成さ
せ、前記第１流動路は、中空繊維の内部空〓によ
つて定められた第２流動路と分離されている中空
繊維物質交換モジユールの製造方法に関する。
従来の技術 中空繊維物質交換モジユールは、多種多様な構
造で製造される。細長い大体においてシリンダ状
のケーシング型で、その中で中空繊維がケーシン
グと同軸に一端から他端に延びているものは公知
である。さらに、中空繊維がケーシング中でルー
プ状に延びて、入口孔と出口孔とが大体において
一平面内にあるモジユールの構造も公知である。
この種の中空繊維物質交換モジユールは、目的
とする２つの流体（ガス、液体）の間の物質交換
に用いられる。一方の流体は、第１流動路中を中
空繊維の外面に沿つて流れ、他方の流体は中空繊
維の内部空隙によつて定められた第２流動路を通
る。中空繊維の壁は有利に半透膜からなつている
ので、一方の流体から他方の流体へ物質の選択的
移動が可能である。
中空繊維−物質交換モジユール（以下“中空繊
維モジユール”と略記）は、とりわけ透析器およ
び血液濾過器における医療分野で使用される。
他の利用分野は、たとえば人工呼吸気器と連結
して使用される空気加湿器である。この種の呼吸
気加湿器は、西ドイツ国特許第2617985号明細書
および欧州特許第0009543号明細書に記載されて
いる。呼吸気加湿器としてのこのような中空繊維
モジユールでは、比較的大きい物質量（水）およ
び熱エネルギーが交換できる。同時に、モジユー
ルは双方の流動路中で比較的小さい流動抵抗を有
すべきである。
中空繊維の内部空隙によつて定められる第２流
動路は、比較的大きい直径を有する中空繊維の使
用によるが、ないしは多数の並列接続された中空
繊維により容易に増大することができるが、中空
繊維の外側面の間、つまり第１流動路中の流動抵
抗を比較的小さく保つという難点が生じる。弾性
の中空繊維は、申し分のない相互の間隔位置をと
らずかつ部分的に相互に接している場合に、流動
抵抗は著しく上昇する。相互の接触を排除するよ
うな中空繊維の間隔の増大は、望ましくない寸法
の増加を生じる。
既に、中空繊維の外側面での流動経過を改善す
ることは公知である。それでたとえば、横方向へ
の流れの誘導を強制する案内リブがケーシング中
へ取付られた。欧州特許出願公開第0005866号明
細書では、人工肺と結合して使用できる中空繊維
モジユールにおいて、いわゆる“チヤンネリン
グ”、つまり中空繊維束とケーシング壁との間に
増大した流れが生じるのを避けるために、モジユ
ールの中央部分で中空繊維を縛ることが配慮され
ている。しかし、これらの公知手段は殊に、小さ
い寸法の中空繊維モジユールにおける物質交換に
高い要求が課せられるような場合には十分でな
い。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、中空繊維モジユールの能率を、中空
繊維の外側での流れ挙動を改善することにより高
め、その際寸法を増大しないようにするという課
題から出発する。
問題点を解決するための手段 前記課題は、間隔付与材料として、中空繊維の
全外周面に粒子状の可溶性付着物を設け、引き続
き中空繊維を接触する繊維の付着物の厚さにより
確定されるほど緻密に束ね、これを束としてケー
シングに導入し、封止剤で固定することを特徴と
する方法により解決される。
本発明による方法の適用により、モジユール中
の中空繊維相互の規定された間隔、ひいては横方
向の交換を伴なう中空繊維の周りの均一な流れが
保証される。さらに、中空繊維の間の流動抵抗が
大きいために、中空繊維モジユールの交換能率に
殆んど寄与しえない、ケーシングの内壁に沿つて
増大した流れの形成するのが回避される。
“間隔付与材料”とは、本発明との関連では、
極めて種々の規則的ないしは不規則的な形の粒子
（たとえば球状または破片状）、ならびに層状に構
成された材料分布物を表わす。
その際、間隔付与材料を設ける場合には、中空
繊維の外面にとどまる粒子等において十分な大き
さの流動路が保証されているように配慮しなけれ
ばならない。
本発明の有利な１実施態様では、間隔付与材料
を、中空繊維を固定した後、中空繊維の間に流動
路をあけるために少なくとも部分的に溶出するこ
とができる。
溶出は様々の方法で、たとえば機械的な洗い流
しおよび吐出しによるか、ないしは間隔付与材料
粒子ないしは被覆を水性または有機溶剤で溶解す
ることによつて行なうことができる。その際、溶
剤が中空繊維ならびに封止剤を攻撃しないことに
注意すべきである。
粒状の結晶粒子、たとえば塩の使用が有利と思
われ、その際殊にNaCl、MgSO4、H2Oのような
生理学上懸念のない物質を使用することができ
る。この粒状の間隔付与材料は特に簡単に、中空
繊維を水蒸気流により湿らせ、その直後に水溶性
の粒状材料を振りかけるようにして設けられる。
この方法の有利な構成は、静電気荷電により中
空繊維との固着結合が惹起される、規則的または
不規則的に形成されたプラスチツク粒子を使用す
る点にある。
この方法の有利な実施態様では、間隔付与材料
として、ノズルから直径約0.1〜１mmの細い糸と
して引き出されかつ平たく広げられた繊維束上
へ、繊維の延びる方向に対してほぼ横に存在する
幾つかの細条体に分配される、高粘度で液体状態
で糸状に引き出し可能な粘着性材料を使用するこ
とができる。
この材料が完全に凝固する前に、繊維を互いに
引き出して、個々の繊維上に接着剤点が残り、該
点で間隔付与材料が凝固するようにする。
記載した方法に従つて、中空繊維モジユールの
極めて種々の実施態様をつくることができ；特に
有利と思われるのは、中空繊維が均一な相互間隔
で配置されている実施態様である。
実施例 次に、本発明を図面に略図で示した実施例につ
き詳説する。
第１図に表わされた中空繊維モジユール１は、
２つの円形の開口３，４を有するシリンダ状ケー
シング２からなる。開口部３，４上に末端部材
５，６が気密に装着されている。末端部材５，６
はそれぞれ、シリンダ状ケーシング２に対して同
軸に存在する接続部７，８を備えている。
ケーシング２中には、多数の大体において平行
に存在する中空繊維１１が配置されており、該繊
維はその入口開口ないしは出口開口の範囲でそれ
ぞれ相互にかつケーシング２の内壁と封止剤層１
２によつて密に封止されている。第１流動路１３
の形成のために、ケーシング２の壁に接続管１
４，１５が設けられている。第２流動路１０は、
中空繊維１１の内部空隙により形成される。
中空繊維は、第１図に極めて大まかに描れてい
る。実際には、多数の極めて細い中空繊維が存在
し、その際に表わされた呼吸気加湿器の場合には
有利に内径１mm〜３mmおよび壁厚0.05mm〜0.2mm
を有するポリスルホンからなる中空繊維が使用さ
れる。その際、中空繊維モジユールは一般に数百
本の中空繊維を含有する。
中空繊維１１の均一な間隔は、少なくとも製造
工程で中空繊維１１の外面に存在する粒子１６に
よつて確保される。
第２図および第３図には、中空繊維１１の間に
間隔付与材料およびその分配が認められる。この
粒子は、第２図では不規則であるが大体において
等しい最大横断面寸法で製造されている。中空繊
維の間に配置された多数の粒子により、粒状の粒
子が近似的に等しい粒度を有するにすぎない場合
でも、中空繊維の間に近似的に均一な間隔が達成
される。
第３図は、本発明による製造方法に基づき、中
空繊維の間の著しく改善された横方向の流れが可
能であることを明らかにする。公知のモジユール
における中空繊維は部分的に相互に密接している
が、本発明による構成によつて前記の最小間隔が
保証される。これにより、中空繊維の外側面の周
りを流れる流体が流れる縦方向の通路１７が生じ
る。
前述したように、粒子１６は本発明による方法
の実施態様により、封止した後にモジユールから
除去することができる。この作業方法は殊に、中
空繊維が十分な安定性を有し、間隔付与粒子を除
去した後に、中空繊維がモジユール中でのその位
置を維持するときに有利である。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明による実施例を示すもので、
第１図は中空繊維モジユールの略示断面図であ
り、第２図は第１図によるモジユールの中空繊維
パツケージからの取出し部分の縦断面図であり、
第３図は第２図と同様の取出し部分の横断面図で
ある。 １……中空繊維モジユール、２……ケーシン
グ、３，４……開口、５，６……末端部材、７，
８……接続部、１０……第２流動路、１１……中
空繊維、１２……封止剤、１３……第１流動路、
１４，１５……接続管、１６……粒子、１７……
縦方向通路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の並行に延びる中空繊維がその外側面に
    付着可能な間隔付与材料を備えており、これをま
    とめてたばねてケーシング中に導入し、その末端
    部を封止剤で相互にかつケーシングの内壁と密に
    封止し、その際、ケーシングの内壁と、中空繊維
    の外側面との間に第１流動路を形成させ、前記第
    １流動路は、中空繊維の内部空〓によつて定めら
    れた第２流動路と分離されている中空繊維物質交
    換モジユールの製造方法において、間隔付与材料
    として、中空繊維１１の全外周面に粒子状の可溶
    性付着物１６を設け、引き続き中空繊維１１を接
    触する繊維の付着物１６の厚さにより確定される
    ほど緻密に束ね、これを束としてケーシング２に
    導入し、封止剤１２で固定することを特徴とする
    中空繊維物質交換モジユールの製造方法。 ２ 間隔付与材料が水溶性の塩である特許請求の
    範囲第１項記載の方法。 ３ 塩を粒状で使用し、中空繊維１１を湿らせる
    ことにより付着結合を生じさせる特許請求の範囲
    第２項記載の方法。 ４ 前記間隔付与材料がプラスチツク粒子からな
    り、かつ中空繊維１１との付着結合を静電気荷電
    により惹起させる特許請求の範囲第１項記載の方
    法。
JP62268388A 1986-10-28 1987-10-26 中空繊維物質交換モジユールの製造方法 Granted JPS63123405A (ja)

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DE19863636583 DE3636583A1 (de) 1986-10-28 1986-10-28 Verfahren zum herstellen eines hohlfaser-stoffaustauschmoduls und nach diesem verfahren hergestelltes modul
DE3636583.1 1986-10-28

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JPS63123405A JPS63123405A (ja) 1988-05-27
JPH0318925B2 true JPH0318925B2 (ja) 1991-03-13

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