JPH0450847B2 - - Google Patents

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JPH0450847B2
JPH0450847B2 JP62181480A JP18148087A JPH0450847B2 JP H0450847 B2 JPH0450847 B2 JP H0450847B2 JP 62181480 A JP62181480 A JP 62181480A JP 18148087 A JP18148087 A JP 18148087A JP H0450847 B2 JPH0450847 B2 JP H0450847B2
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JP
Japan
Prior art keywords
separation membrane
gas separation
gas
frame
membrane module
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP62181480A
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English (en)
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JPS6427618A (en
Inventor
Shigeki Hatanaka
Takanori Sugimoto
Takaki Kobayashi
Katsuhide Kaneharu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP18148087A priority Critical patent/JPS6427618A/ja
Publication of JPS6427618A publication Critical patent/JPS6427618A/ja
Publication of JPH0450847B2 publication Critical patent/JPH0450847B2/ja
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、主成分が、たとえば酸素と窒素とか
らなるような混合気体から、酸素富化ガスを効率
良く取り出し、しかも強度のある平膜式の気体分
離膜モジユールに関するものである。 従来の技術 近年酸素富化ガスは、燃焼用、医療用、菜園
用、養魚用などに広く利用されているが、これら
の気体を得る方法としては、深冷分離による酸素
ボンベが一般的であり、他の代表的方法として
は、固体表面の気体の吸脱着を利用した方法(ゼ
オライト等)や、簡単に富化ガスを作り出す目的
で、有機物の膜を利用した気体分離膜の利用が盛
んに行われている。高分子膜を利用した分離の従
来の技術としては、例えば特願昭60−56760号に
示される様な気体透過膜モジユールがある。 以下図面を参照しながら、上述したような気体
分離手段の一つである従来の気体分離膜モジユー
ルについて説明を行う。 第4図は、従来の気体分離膜モジユールを2枚
積層した横断面図、第5図は、従来の気体分離膜
モジユールの外壁を形成する枠の斜視図、第6図
は、気体分離膜を張り付ける以前の従来の気体分
離膜モジユールの斜視図、第7図は、従来の気体
分離膜モジユールの縦断面図、第8図は従来の気
体分離膜モジユールの横断面図を示すものであ
る。 第4図において、1は連続発泡されたエーテル
系ウレタンフオームを含浸剤3により熱硬化させ
プレス成型した連通体、2は連通体1と一体プレ
ス成型することにより全面接着されたポリエチレ
ン不織布の通気性シート、3は上記連通体1と上
記通気性シート2を一体プレス成型により全面接
着するための含浸剤(メチルジイソシアネート)
である。4は押出成型、引枠き成型、射出成型な
どにより形成された枠、4aは前記枠の内側に形
成された溝、4bは気体分離膜モジユールを積層
した場合のモジユールピツチ、5は混合気体を選
択的に分離するシリコン系の気体分離膜、6は前
記気体分離膜5と上記枠4を気密に保つ両面粘着
テープ、例えばニツト505(日東電気工業株式
会社製の商品名)である。第5図において、7は
分離された気体を取り出すガス導出口である。第
6図から第8図の記載されている物は、第4図、
第5図に記載されちる物と同一である。第7図に
おいて、矢印は、真空ポンプで減圧した場合の分
離された富化気体の流れを示す。 以上の様に構成された気体分離膜モジユールに
ついて、以下その動作を説明する。 まず気体分離膜モジユールの外側からガス導出
口7より真空ポンプで減圧吸引を行うと、気体分
離膜モジユールの外側の気体(例えば空気)は、
気体分離膜5により選択的に分離され、気体分離
膜モジユール内部に侵入し、第7図の矢印の様に
酸素富化空気は流れ、ガス導出口7より酸素富化
空気が得られる。 通気性シート2は、連通体1の表面が粗面であ
るために、気体分離膜を保護するもので、真空ポ
ンプで減圧吸引された場合に、連通体1にくい込
まない様にしている。又外壁を形成する枠4は、
連通体1の外周と接触する内側に溝4aをつけて
おり、前記溝4aは、真空ポンプで減圧吸引した
場合に、気体分離膜に効率よく真空度を伝え、富
化気体をガス導出口7へ導く。 又真空ポンプで減圧吸引した際に、気体分離膜
モジユールの内部を気密に保ち、気体分離膜5以
外からは外気が侵入しない様に、両面粘着テープ
6で気体分離膜5を接着密閉している。 以上の様に気体分離膜5表面に常に新しい空気
を供給し、気体分離膜モジユールの内部を減圧状
態にすることにより気体分離膜5に差圧を起じさ
せ、酸素富化空気が連通体を通り、さらに溝4a
を通り、ガス導出口7より取り出される。又、ガ
ス導出口7は、枠4の溝4aに連通状態になる様
に穴加工し、パイプをさし込み接着加工して作成
する。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第5図、第6図の様に、連通体
1の外周に枠4を取り付けるだけでは、気体分離
膜モジユールが変形してしまう。今気体分離膜モ
ジユールの内部を、200Hgの減圧状態にした場
合、温度60℃において1000時間で長手方向(長さ
1036mm)の枠が、内側に4mm変形してしまつた。
気体分離膜モジユールの寸法としては、326mm×
1036mm×17mmである。今枠4が内側に変形する
と、連通体1がふくらみ、第4図の様に相対する
他の気体分離膜モジユールの気体分離膜5と接触
する。その為に気体分離膜5の性能(酸素濃度)
を低下させてしまう。しかも常に新しい空気を供
給する空間が、せばめられ供給空気量が不足す
る。その為、所定の酸素濃度を確保することがで
きない。 又、枠4の溝4aに連通状態になる様に穴加工
しパイプをさし込み接着加工するだけでは、溝4
aとガス導出口7の内部で段差が生じて圧力損失
が大きい。 今連通体の厚さ7mmで、ガス導出口7を取り付
ける枠4の厚さも7mmであり、この枠4にガス導
出口7をさし込めるのは外径φ6mmで内径φ5mmの
パイプである。その為酸素富化空気を9.9/
minをガス導出口7から取り出す場合、内径が小
さく段差があるため圧力損失が7mmHgある。今
ガス導出口7と真空ポンプの間が真空度200Hgの
場合、気体分離膜5には207Hgしか圧力が伝わら
ない。なお連通体は、厚さ7mmにおいては、圧力
損失は0mmHgで、溝4aも圧力損失は0mmHgで
あり問題はない。又、気体分離膜5の酸素濃度は
圧力差に比例するため、いかに効率よく圧力を伝
えるかが問題である。 以上の様に、連通体1の外周に枠4を取り付け
るだけでは気体分離膜モジユールが変形し、しか
も枠4に穴加工してガス導出口7のパイプをさし
込みだけでは、パイプの内径が小さく段差ができ
圧力損失が大きいという問題点を有していた。 本発明は、上記問題点に鑑み、高温状態におい
ても、強度があり、しかも圧力損失の少ない気体
分離膜モジユールを提供するものである。 問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の気体分離膜
モジユールは、連通体の外周と接触する枠の内側
に溝を設け、この溝を遮へいすることなく中桟を
形成し、連通体を分割し、しかも溝の形成されて
いる枠に段付き穴をあけ、段付き穴の大きい穴に
ガス導出口をはめ込み、小さい穴とガス導出口の
内径が同一寸法となる様にしたものである。 作 用 この構成によつて、高温でしかも真空状態にお
いて変形がなく、しかも圧力損失が少ない。 その結果、気体分離膜モジールの強度を十分な
ものとすることができ、しかも性能(酸素濃度、
酸素富化流量)の良い気体分離膜モジユールとす
ることができる。 実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。 第1図は、本発明の一実施例における基体分離
膜モジユールの中桟とガス導出口付近の極部的分
解斜視図、第2図は、枠に連通体をはめ込んだ斜
視図、第3図は、枠全体の斜視図である。 第1図、第2図、第3図において、11は、連
続発泡されたエーテル系ウレタンフオームを含浸
剤13により熱硬化させプレス成型した連通体、
12は、連通体11と一体プレス成型することに
より全面接着されたポリエチレン不織布の通気性
シート、13は、上記連通体11と上記通気性シ
ート12を一体プレス成型により全面接着する為
の含浸剤(メチルジイソシアネート)である。1
4は、押出し成型、引枠き成型、射出成型などに
より形成された枠、14aは前記枠の内側に形成
された溝、14aはガス導出口18と溝14bを
連通状態にする段付き穴、14cはガス導出口1
8の内径、外径を大きくしたために厚さを厚くし
た段付き枠、15は、枠14を補強するための中
桟、15aは、前記中桟15を溝14aの凹部に
はめ込むための凸部、16は、混合気体を選択的
に分離するシリコン系の気体分離膜、17は前記
気体分離膜16と上記枠14を気密に保つ両面粘
着テープ、例えばニツト505(二東電気工業株
式会社製の商品名)、18は酸素富化空気を取り
出すガス導出口である。第1図、第2図におい
て、矢印は真空ポンプで減圧した場合の酸素富化
空気の流れを示す。 以上の様に構成された気体分離膜モジユールに
ついて、以下その動作を説明する。 まず気体分離膜モジユールの外側からガス導出
口18より真空ポンプで減圧吸引を行うと、気体
分離膜モジユールの外側の空気は、気体分離膜1
6により選択的に分離され、気体分離膜モジユー
ル内部に侵入し、第1図の矢印の様に酸素富化空
気は流れ、ガス導出口18より酸素富化空気が得
られる 通気性シート12は、連通体11の表面が粗面
である為に、気体分離膜16を保護するもので、
真空ポンプで減圧吸引された場合に、連通体11
にくい込まない様にしている。又外壁を形成する
枠14は、連通体11の外周と接触する内側に溝
14aをつける。前記溝14aは、真空ポンプで
減圧吸引した場合に真空度を効率よく伝え、酸素
富化空気をガス導出口18へ導く。中桟15は気
体分離膜モジユールの内部を、真空度200Hg外気
温度60℃にした場合、枠14が内側に変形しない
ようにしたものである。この場合、酸素富化空気
の通路である溝14aを遮断しないようにし、し
かも接着強度を得る様に中桟15に凸部15aを
付け、溝14aの凹部にはめ込み接着する。この
時の酸素富化空気の流れは、第1図の様に、連通
体11の内部を流れ、中桟15の両端の溝14a
を通り、ガス導出口18より取り出される。この
様に気体分離膜寸法326mm×1036mm×17mmの長手
方向(長さ1036mm)に2ケ所、補強の中桟15を
入れる事により温度60℃で真空度200Hgにおいて
1000時間変形がなかつた。 又第1図の様に枠14の厚さ9mmの段付き枠1
4cに段付き穴14bφ8.1mmとφ7mmをあけ、ガス導
出口18の外径φ8mm、内径φ7mmをさし込み接着
する。このことによりガス導出口の内径と段付き
穴(φ7mm)に段差がなくスムーズに、酸素富化
空気が流れる。なお段付き枠14cの厚い部分を
枠14のスペーサ部より厚くすると気体分離膜モ
ジユールに常に新しい空気が供給できないため、
段付き枠14cは厚さ9mm以上にはできない。
又、内径がφ7mmに、酸素富化空気10/minを流
した場合、圧力損失が3mmHgであり、従来の内
径φ5mmで段差があつた場合の圧損7mmHgより、
圧力損失が4mmHg少ない。このため、ガス導出
口18と真空ポンプ間が、真空度200Hgの場合、
気体分離膜16に伝わる圧力は203mmHgであり、
従来の気体分離膜モジユールより気体分離膜に効
率く真空度を伝えることができる。なお連通体1
1は従来の連通体1と同様に圧力損失は0mmHg
である。
【表】 上記表の様に圧力損失が従来例では7mmHgに
対して本実施例では、3mmHgにすることにより、
酸素濃度30.52%を30.61%に、流量9.51/min
を9.59/minに上げることができた。なおその
時の気体分離膜16の特性を下記表に示す。気体
分離膜16は多孔質のポリプロピレンフイルムで
あるジユラガード2400(ポリプラスチツク社
製、商品名)に、ポリジメチルシロキサン−ポリ
スルホン−オリヒドロキシスチレンの共重合体を
水面展開法により得られる複合膜である。
【表】 又真空ポンプで減圧吸引した際に、気体分離膜
モジユールの内部を気密に保ち気体分離膜16以
外からは、外気が侵入しない様に、両面粘着テー
プ17で気体分離膜16を接着密閉している。 発明の効果 以上の様に本発明の気体分離膜モジユールは、
連通体11の外周と接触する枠の内側に溝を付
け、この溝を遮へいすることなく中桟を形成し、
連通体を分割することにより、真空度200Hgで外
気温度60℃にした場合でも、1000時間変形がなく
十分な強度を得ることができた。このことにより
連通体がふくらんで、気体分離膜と相対する気体
分離膜が接触しない。又、常に新しい空気を供給
する空間が、せばめらえるという様なことがな
い。又、中桟を付けることにより圧力損失が生じ
ることはなかつた。 段付き枠に、段付き穴(φ8.1mmとφ7mm)をあ
け、ガス導出口の外径φ8mm、内径φ7mmをさし込
み接着することにより段差がなく、しかも内径が
大きくなつている為、圧力損失が少なく、酸素富
化空気を効率よく取り出すことができ、その実用
的効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における気体分離膜
モジユールの中桟とガス導出口付近の極部的分解
斜視図、第2図は枠に連通体をはめ込んだ斜視
図、第3図は枠全体の斜視図、第4図は従来の気
体分離膜モジユールを2枚積層した横断面図、第
5図は従来の気体分離膜モジユールの外壁を形成
する枠の斜視図、第6図は気体分離膜を張り付け
る以前の従来気体分離膜モジユールの斜視図、第
7図は従来の気体分離膜モジユールの縦断面図、
第8図は従来の気体分離膜モジユールの横断面図
である。 11……連通体、14……枠、14a……溝、
14b……段付き穴、14c……段付き枠、15
……中桟、15a……凸部、16……気体分離
膜、18……ガス導出口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 大気あるいは、混合気体を選択的に分離する
    気体分離膜と、この気体分離膜を内側から保持し
    かつ通気性を有する複数の連通体と、この連通体
    の外周と接触すると共に内側に溝を設けかつ少な
    くとも1つ以上のガス導出口を持つた外壁を形成
    する枠と、連通体を分離する様に枠を補強する中
    桟とからなる気体分離膜モジユールにおいて、前
    記中桟の両端部に凸状の突起を設け、前記枠の溝
    の凹部にはめ込み接着することにより前記溝を遮
    へいすることなく前記溝と気体を取り出すガス導
    出口とを連通させたことを特徴とする気体分離膜
    モジユール。 2、溝の形成されている枠に段付き穴をあけ、こ
    の段付き穴の大きい穴にガス導出口をはめ込み、
    小さい穴とガス導出口の内径が同一寸法となる様
    にした特許請求の範囲第1項記載の気体分離膜モ
    ジユール。
JP18148087A 1987-07-21 1987-07-21 Gas separation membrane module Granted JPS6427618A (en)

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JP18148087A JPS6427618A (en) 1987-07-21 1987-07-21 Gas separation membrane module

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JP18148087A JPS6427618A (en) 1987-07-21 1987-07-21 Gas separation membrane module

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Publication Number Publication Date
JPS6427618A JPS6427618A (en) 1989-01-30
JPH0450847B2 true JPH0450847B2 (ja) 1992-08-17

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5141196A (ja) * 1974-07-25 1976-04-06 Mallory & Co Inc P R
JPS5634332A (en) * 1979-08-30 1981-04-06 Manabu Nishikawa Intermittent auxiliary ventilating device
JPS61126713A (ja) * 1984-11-24 1986-06-14 松下電工株式会社 ア−ス接続型マイクロスイツチ

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JPS6427618A (en) 1989-01-30

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