JPH0470045B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大気または混合気体から、選択性気
体透過膜を用いて、特定の気体を分離する膜式気
体分離装置における選択性気体透過膜モジユール
（選択性気体透過膜を有する気体透過セルの積層
体）に関するもので、医療・健康用酸素富化装
置、燃焼用酸素富化装置などに利用するのに適し
ている。

〔従来の技術〕

従来から、平板状構造の選択性気体透過膜モジ
ユールは種々提案されている。従来の膜モジユー
ルにおいては、気体透過セルを積層する際、スペ
ーサを必要とし、気体透過セールを製作する作業
中に膜部に触れ、膜を破損するなど品質を落とす
おそれがあり、またスペーサを別部品として取り
付けるため、作業効率が悪く、コストアツプの要
因となつていた。

これらの不都合点を改良する試みとして、特開
昭60−179113号公報に示されるように、気体透過
セルにおいて、フレームの端面部をセルの厚みよ
り厚くして、気体透過セルを積層する際に、スペ
ーサを不要とするような気体分離装置が提案され
ている。

また、特開昭61−141913号公報には、透過膜
と、この透過膜を保持する枠と、この枠に設けら
れた位置規制用の凹部及び凸部とで気体透過膜セ
ルを形成し、このセルの枠に設けられた凹部及び
凸部を合わせてセルを積層可能とした気体透過膜
セル・ユニツトが記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の特開昭60−179113号公報
記載の気体分離装置では、気体透過セルを積層す
る際、位置決めが煩雑で作業効率が悪いという不
都合点があつた。また積層した気体透過セルをず
れないように固定するために、ケースあるいは頑
丈なベルトなどの部品が必要であり、かつ固定の
ため作業が必要であり、コストアツプの要因とな
つていた。さらに完成した気体透過セルを平面上
に積層して保管する際、横ずれし易いため、膜の
破損など品質を落とすおそれがあつた。またこれ
を避けようとすれば固定のためのフレームなどの
部品が必要であつた。

これらの問題点を解決するため、本発明者は、
大気または混合気体を選択的に分離する選択性気
体透過膜を有する気体透過セルを、複数個重ね合
わせて形成する選択性気体透過膜モジユールにお
いて、気体透過セルのフレームに複数個の中空状
の突起を設け、隣り合う気体透過セルを突起の中
空部に突起の先端部を嵌入し重ね合わせて、膜面
と垂直方向に積層可能なようにしたことを特徴と
する選択性気体透過膜モジユールを発明してい
る。すなわち第１図および第２図において、１は
フレームで、内部は中空状となつている。このフ
レーム１の中空部に多孔体２を配設し、その上か
ら両面に有機膜３を貼り付けた構造となつてお
り、フレーム端部に内部が中空となつている円錐
状の突起４を設けている。突起４は第２図の断面
図に示すような中空状の構造を持つており、隣り
合う気体透過セル６の中空部５に突起４を重ね合
わせることにより、分離する気体を透過供給する
間隔７を保つことができ、かつ気体透過セル６ご
横ずれしない選択性気体透過膜モジユールを形成
することができる。８は気体取出ノズルである。

また、特開昭61−141913号公報記載の発明は、
気体透過セルのフレームに複数個の凹凸部を設
け、これを合わせて積層可能としたものである
が、この場合、凹凸部の形状あるいは程度限られ
るので、気体透過セルの配置や構成が制限され、
利用範囲が狭小なものとなる。そして、気体透過
セルのフレームに開口を設けて該突起が気体流路
となるように構成すること、及び長さの異なる突
起により気体透過セルが放射状に配置されるよう
に構成することは全く示されていない。

本発明は上記の諸点に鑑みてなされたもので、
気体透過セルのフレームに、中空状の突起を設
け、突起の先端部を隣り合うフレームの突起の中
空部に嵌入して積層できるように構成し、さらに
気体透過セルのフレームに開口を設けて該突起が
気体流路となるように構成したり、長さの異なる
突起により気体透過セルご放射状に配置されるよ
うに構成することにより、位置決めを容易に行う
ことができ、作業効率の向上、品質の維持、低コ
スト化を図ることができる選択性気体透過膜モジ
ユール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〕

上記の目的を達成するために、本願の第１の発
明の選択性気体透過膜モジユールは、第５図〜第
９図を参照して説明すれば、大気または混合気体
を選択的に分離する選択性気体透過膜を有する気
体透過セルを、複数個重ね合わせて形成する選択
性気体透過膜モジユールにおいて、 気体透過セル６ｃのフレーム１に複数個の中空
状かつ略円錐台状の突起４ｃを設け、隣り合う気
体透過セルのフレームに突起の先端部を嵌入でき
る開口１０を穿設し、該開口に突起の先端部を嵌
入し気体透過セルを積層可能にして、突起を気体
流路とすることを特徴としている。

また本願の第２の発明の膜モジユールは、第３
図および第４図を参照して説明すれば、気体透過
セル６ａのフレーム１の外側端部に複数個の中空
状の長突起４ａを設け、長突起の中空部に他の長
突起の先端部を嵌入して、フレームの内側端部を
中心として円筒放射状に気体透過セルを配設可能
なようにしたことを特徴としている。

〔作用〕

隣り合う気体透過セルの突起の中空部に、突起
の先端部を嵌入することにより、気体透過セルを
積層する。そして、本願の第１の発明では、気体
透過セル６ｃのフレーム１に穿設された開口１０
に突起４ｃの先端部を嵌入することにより、突起
４ｃが気体流路としての役割を果す。また、本願
の第２の発明では、気体透過セル６ａのフレーム
１の外側端部に設けられた長突起４ａの先端部を
他の長突起の中空に嵌入することにより、フレー
ムの内側部を中心として円筒放射状に気体透過セ
ルを配設することができる。

気体透過セルの積層体、すなわち、選択性気体
透過膜モジユールを装置本体（図示せず）内に置
し、気体透過セル間の間隔内に気体を供給し、有
機膜３により選択的に気体を透過させて、目的と
する気体を抜き出す。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。ただしこの実施例に記載されて
いる構成機器の材質、形状、その相対配置など
は、とくに特定的な記載がない限りは、本発明の
範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではな
く、単なる説明例にすぎない。

実施例 １ 第３図および第４図において、１は硬質塩化ビ
ニール樹脂からなるフレームで、内部は中空状と
なつている。このフレーム１の中空部に多孔体２
を配設し、その上から両面に有機膜３を張り付け
た構造となつており、フレーム端部に内部が中空
となつている円錐状の長突起４ａを設けている。
長突起は第２図の断面図に示すような中空状の構
造を持つており、隣り合う気体透過セル６ａの中
空部に長突起４ａを重ね合わせることにより、分
離する気体を透過供給する間隔７を保つことがで
き、かつ気体透過セル６ａが横ずれしない選択性
気体透過膜モジユールを形成することができる。
８は気体取出ノズルである。ここでフレーム材質
として硬質塩化ビニル樹脂などであれば型成形な
どにより、容易に突起を成形し得るので、より好
適に本発明を適用し得るが、硬質塩化ビニールな
どプラステイツクに限らず、アルミニウム板など
金属板であつてもよい。突起の形状は図中の円錐
状に限定されず、半球、円錐台などの形状でも同
様の効果を発揮することができる。

本実施例は第３図および第４図に示すように、
長さの異なる突起、すなわち長突起４ａおよび短
突起４ｂを持つ気体透過セル６ａを放射状に重ね
合わせ、円柱状の膜モジユールを形成するように
構成したものである。本例ではきわめて容易に、
流路断面が円形である効果的な送風を行える選択
性気体透過膜モジユールとすることができる。他
の構成については第１図および第２図と同様であ
る。なお短突起を設けずに、長突起のみを設ける
場合もある。

実施例 ２ 本実施例は、第５図〜第９図に示すように、突
起を中空状かつ略円錐台状の突起４ｃとして、富
化空気などの気体の流路として利用する場合であ
る。

実施例１においては、富化空気などの気体は、
気体取出ノズル８から取り出すので、複数のセル
が集合して構成される膜モジユールには、各セル
からの気体取出ノズル８をとりまとめるヘツダー
が必要となる。

本実施例は、第５図〜第９図に示すように、突
起４ｃを中空部５ｃを有する略円錐台状とし、隣
り合う気体透過セル６ｃのフレーム１に突起４ｃ
の先端部を嵌入できる開口１０を穿設し、該開口
１０な突起４ｃの先端部を嵌入して積層・連結
し、略円錐台状部分、すなわち突起４ｃの中空部
５ｃを富化空気などの気体の流路として利用す
る。１１は中空部、１２は真空引き管である。

なお突起４ｃの形状は、図面では円錐台状とし
ているが、他の形状、たとえば先端部が細くなる
ように湾曲した形状などの略円錐台状としても差
し支えない。他の構成については第１図および第
２図と同様であり、フレームの材質、突起の形状
については実施例１と同様である。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、つ
ぎのような効果を有している。

(1) 気体透過セル完成後に、種々のスペーサを張
り付けて間隔を形成する工程の時に発生する品
質の低下を防止することができる。

(2) 気体透過セルのフレーム上の突起と、突起の
中空部とを重ね合わせるだけで、分離すべき気
体が透過・供給される間隔を容易・迅速に形成
することができる。

(3) 気体透過セル完成後に、間隔を形成するため
のスペーサの張り付け工程を省くことができ、
作業率の良い、材料点数の少ない、低コストの
気体透過膜モジユールとすることができる。

(4) 気体透過膜セルを積層する際、容易に位置決
めを行え、作業効率が向上し、固定のためには
簡単なベルト等で十分であり、作業効率、材料
点数面でコストダウンを図れる。

(5) 突起を下側にして完成品の気体透過セルを重
ねることができ、安価にかつ、膜の破損など品
質の低下のおそれなしに製品を保管できる。

(6) 長さの異なる突起を持つ気体透過セルを放射
状に配置した気体透過膜モジユールでは、(1)か
ら(4)の効果に加えて、気体が透過する流路断面
を安価な一般的なフアンの形状と同じ円形とす
ることができるので、圧力損失の少ない効果的
な送風を行える。

(7) 突起を富化空気などの取出気体の流路とする
場合は、(1)〜(5)の効果に加えて、気体取出ノズ
ルのヘツダーを省略または簡略化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明者が既に発明した選択性気体透
過膜モジユールの一例を示す分解斜視図、第２図
は第１図における突起の拡大断面図、第３図は本
発明の膜モジユールの一実施例を示す斜視図、第
４図は第３図に示す膜モジユールにおける気体透
過セルの斜視図、第５図〜第７図は本発明の膜モ
ジユールの他の実施例を示すもので、第５図はフ
レームおよび突起の斜視図、第６図は同断面図、
第７図は膜モジユールの側面図、第８図はさらに
他の実施例における膜モジユールの側面図、第９
図は第８図における真空引き管まわりの断面図で
ある。 １……フレーム、２……多孔体、３……有機
膜、４……突起、４ａ……長突起、４ｂ……短突
起、４ｃ……突起、５，５ｃ……中空部、６，６
ａ，６ｃ……気体透過セル、７……間隔、８……
気体取出ノズル、１０……開口、１１……中空
部、１２……真空引き管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大気または混合気体を選択的に分離する選択
   性気体透過膜を有する気体透過セルを、複数個重
   ね合わせて形成する選択性気体透過膜モジユール
   において、 気体透過セル６ｃのフレーム１に複数個の中空
   状かつ略円錐台状の突起４ｃを設け、隣り合う気
   体透過セルのフレームに突起の先端部を嵌入でき
   る開口１０を穿設し、該開口に突起の先端部を嵌
   入し気体透過セルを積層可能にして、突起を気体
   流路とすることを特徴とする選択性気体透過膜モ
   ジユール。 ２ 大気または混合気体を選択的に分離する選択
   性気体透過膜を有する気体透過セルを、複数個重
   ね合わせて形成する選択性気体透過膜モジユール
   において、 気体透過セル６ａのフレーム１の外側端部に複
   数個の中空状の長突起４ａを設け、長突起の中空
   部に他の長突起の先端部を嵌入して、フレームの
   内側端部を中心として円筒放射状に気体透過セル
   を配設可能なようにしたことを特徴とする選択性
   気体透過膜モジユール。