JPS5950365B2 - 支持板と半透膜とより成る流体分離装置 - Google Patents
支持板と半透膜とより成る流体分離装置Info
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- JPS5950365B2 JPS5950365B2 JP56112390A JP11239081A JPS5950365B2 JP S5950365 B2 JPS5950365 B2 JP S5950365B2 JP 56112390 A JP56112390 A JP 56112390A JP 11239081 A JP11239081 A JP 11239081A JP S5950365 B2 JPS5950365 B2 JP S5950365B2
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- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
-
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半透膜の両面で互いに隔てられて導かれる流
体の案内経路が、支持板に取り付けられているひも状又
はテープ状のシール部材によって互いにシールされてい
る形式の、支持板と半透膜とより成る流体分離装置に関
する。
体の案内経路が、支持板に取り付けられているひも状又
はテープ状のシール部材によって互いにシールされてい
る形式の、支持板と半透膜とより成る流体分離装置に関
する。
このような形式の流体分離装置は種種の構造のものが公
知である。
知である。
ある公知の流体分離装置においては、プラスチックより
成る支持板が使用されており、これらの支持板はその全
面を半透膜によって被われている。
成る支持板が使用されており、これらの支持板はその全
面を半透膜によって被われている。
支持板の外縁の範囲には、種種の流動路を分離するため
並びに流動室全体のシールのために細いシールリブが配
置されており、これらのシールリブは圧着圧力により微
孔性の膜組識内に押し込まれる。
並びに流動室全体のシールのために細いシールリブが配
置されており、これらのシールリブは圧着圧力により微
孔性の膜組識内に押し込まれる。
半透膜はシールリブの範囲においてシール機能を行う。
このようなシール形式では、製作公差によって支持板及
びシールリブを完全に面平行に成形し得ないこと、並び
にシール機能を行うために半透膜がある程度の厚さを有
していなければならないことが欠点となる。
びシールリブを完全に面平行に成形し得ないこと、並び
にシール機能を行うために半透膜がある程度の厚さを有
していなければならないことが欠点となる。
透析・限外ろ過・逆浸透などの用途に応じ、また処理さ
れる流体が液体であるかガスであるかに応じ、申し分の
ない物質分離を可能ならしめる特殊な半透膜を選択しな
ければならない。
れる流体が液体であるかガスであるかに応じ、申し分の
ない物質分離を可能ならしめる特殊な半透膜を選択しな
ければならない。
したがって、より良好なシールのために、支持板のほか
に、個個の層の支持板の間に特別なシール板をそう人す
ることが公知であり (ドイツ連邦共和国特許出願公告
第2209116号明細書・米国特許第3831763
号明細書)、この場合特殊なシール材料より成るシール
わくが使用される。
に、個個の層の支持板の間に特別なシール板をそう人す
ることが公知であり (ドイツ連邦共和国特許出願公告
第2209116号明細書・米国特許第3831763
号明細書)、この場合特殊なシール材料より成るシール
わくが使用される。
この特殊なシール材料は半透膜及びプラスチック板と同
じように何回もオートクレーブ試験をしなければならな
い。
じように何回もオートクレーブ試験をしなければならな
い。
任意のシール材料が分離装置のすべての用途に適してい
るわけではない。
るわけではない。
プラスチックより成る支持板は、オートクレーブ試験の
際にひずむことがないようにかつ装置全体の締め込み力
に耐え得るように、ある程度の厚さを有していなければ
ならない。
際にひずむことがないようにかつ装置全体の締め込み力
に耐え得るように、ある程度の厚さを有していなければ
ならない。
付加的に必要なシールわくは直方体状の分離装置全体の
寸法を増大させ、漏えいの危険のある箇所を増大させる
。
寸法を増大させ、漏えいの危険のある箇所を増大させる
。
したがって、支持板にシールリブを形成するシール形式
にもどることが提案されたが(ドイツ連邦共和国特許出
願公開第2930986号明細書)、支持板のパイル全
体を貫通し各層の分配通路に水平に接続している普通円
形の孔として構成された供給部及び排出部の範囲のシー
ルも問題である。
にもどることが提案されたが(ドイツ連邦共和国特許出
願公開第2930986号明細書)、支持板のパイル全
体を貫通し各層の分配通路に水平に接続している普通円
形の孔として構成された供給部及び排出部の範囲のシー
ルも問題である。
支持板にスリットを形成し、このスリットが半透膜面の
外縁の全長に沿って延びていて、流体流が申し分なく分
配されるようにすることは既に公知である(米国特許第
3585131号明細書)。
外縁の全長に沿って延びていて、流体流が申し分なく分
配されるようにすることは既に公知である(米国特許第
3585131号明細書)。
この公知の分離装置においては、半透膜は中空繊維を織
成して構成されていて、流体が半透膜内を直交方向に流
れ、更に半透膜を直角に貫通して流れるようになってい
る。
成して構成されていて、流体が半透膜内を直交方向に流
れ、更に半透膜を直角に貫通して流れるようになってい
る。
この織物状の半透膜は3つの流体室を支持板に対して分
離するためにプラスチックより成る接着剤によってシー
ルされている。
離するためにプラスチックより成る接着剤によってシー
ルされている。
この場合においても分離装置の製作費が特にシールのた
めに極めて高価である。
めに極めて高価である。
また半透膜が織物状に構成されているので、シール材料
が織目内に侵入しないという危険があり、支持板に対す
るシールの点で問題がある。
が織目内に侵入しないという危険があり、支持板に対す
るシールの点で問題がある。
それ自体剛性の支持部材を使用することを止めて、プラ
スチック織物とその両側に配置されたフリース状の支持
材料と更にその両側に配置された半透膜とから分離装置
要素を多層に構成することも既に公知である。
スチック織物とその両側に配置されたフリース状の支持
材料と更にその両側に配置された半透膜とから分離装置
要素を多層に構成することも既に公知である。
この場合個個の分離ユニットをシールするために、分離
要素の外縁全体が合成樹脂で鋳くるまれる。
要素の外縁全体が合成樹脂で鋳くるまれる。
分離要素内部での流体の分配は間隔をおいて縁部に配置
されている孔によって行われ、その場合流体経路を相互
に分離するために、互いに隣り合っている孔は、交互に
合成樹脂シール部の外側及び内側を通して外縁部に接続
されている(ドイツ連邦共和国特許出願公開第2920
253号明細書)。
されている孔によって行われ、その場合流体経路を相互
に分離するために、互いに隣り合っている孔は、交互に
合成樹脂シール部の外側及び内側を通して外縁部に接続
されている(ドイツ連邦共和国特許出願公開第2920
253号明細書)。
このようなシール形式も確実でない。
それは分離要素の個個の層内への合成樹脂の侵入深さを
制御して、正確に制限することができないからである。
制御して、正確に制限することができないからである。
本発明の目的は、最初に述べた形式の流体分離装置を改
良して、多数の部材から成っているにもかかわらず、シ
ールが簡単かつ確実に行われ、流体が流動力学的に有利
に導かれ、半透膜面上を流体が効果的に流れ得るように
することである。
良して、多数の部材から成っているにもかかわらず、シ
ールが簡単かつ確実に行われ、流体が流動力学的に有利
に導かれ、半透膜面上を流体が効果的に流れ得るように
することである。
この目的を達成するために本発明の構成では、シール部
材を取り付けるために支持板がその平面に向って開いて
いるみぞ通路及びこれらのみぞ通路に形成されている透
孔を有しており、すべての支持板のみぞ通路は該透孔に
より少なくとも局所的に互いに接続されていて、すべて
のみそ通路及び透孔内にシール部材が流動可能な状態で
注入されて、凝固せしめられるようにした。
材を取り付けるために支持板がその平面に向って開いて
いるみぞ通路及びこれらのみぞ通路に形成されている透
孔を有しており、すべての支持板のみぞ通路は該透孔に
より少なくとも局所的に互いに接続されていて、すべて
のみそ通路及び透孔内にシール部材が流動可能な状態で
注入されて、凝固せしめられるようにした。
支持板の幾何学的形状・流体の案内形式及びこれによっ
て必要なシール部材の配置は、最適の分離仕事・最適の
シール機能及び最適の製作を達成するためにある程度関
連し合っている。
て必要なシール部材の配置は、最適の分離仕事・最適の
シール機能及び最適の製作を達成するためにある程度関
連し合っている。
以下においては図面に示した実施例に基づいて本発明の
構成を具体的に説明する。
構成を具体的に説明する。
分離装置を構成している支持板は同一であるが、その向
きに応じて符号1と2で区別しである。
きに応じて符号1と2で区別しである。
第2図に示すように各支持板1・2は大体において長方
形の輪郭と長方形の横断面とを有している。
形の輪郭と長方形の横断面とを有している。
支持板1・2は4つの側辺すべてに沿って多数のスリッ
ト7・8を有しており、これらのスリットは強度上の理
由からウェブ16によって中断されている。
ト7・8を有しており、これらのスリットは強度上の理
由からウェブ16によって中断されている。
支持板の寸法が小さい場合にはこれらのウェブ16を省
略することができる。
略することができる。
半透膜M1及びM2の半透膜縁部6に対して平行に配置
されているスリット7・8は所属の半透膜縁部6の90
〜100%の長さを有している。
されているスリット7・8は所属の半透膜縁部6の90
〜100%の長さを有している。
スリット7・8はそれぞれ半透膜M1及びM2の外縁の
範囲で終わっており、したがってスリット7・8内を導
かれる流体流は半透膜M1・M2の全幅に沿って流れる
ことができる。
範囲で終わっており、したがってスリット7・8内を導
かれる流体流は半透膜M1・M2の全幅に沿って流れる
ことができる。
支持板1は半透膜側1TMを示されている。
支持板1・2の半透膜側は支持部材4と流動通路5とを
有している。
有している。
第5図に示すように支持部材4及び流動通路5は三角形
の横断面を有している。
の横断面を有している。
流動通路5はその長手方向で間隔をおいて所属の支持板
1・2の裏面への接続孔19を有しており、これらの接
続孔19は支持板裏面において流動通路5に対して直角
に延びる集めみぞ20に拡大されており、これらの集め
みぞ20は第2の流体F2のためのスリット8に終わっ
ている。
1・2の裏面への接続孔19を有しており、これらの接
続孔19は支持板裏面において流動通路5に対して直角
に延びる集めみぞ20に拡大されており、これらの集め
みぞ20は第2の流体F2のためのスリット8に終わっ
ている。
何個の半透膜はその半透膜縁部6を全周にわたって溶接
又は接着により支持板に緊密に結合されている。
又は接着により支持板に緊密に結合されている。
半透膜縁部6とスリット7との間の範囲にはスペーサ1
7及びゲート18が設けられており、流体F1はスリッ
ト7からゲート18を通って半透膜表面IMO上を逆の
側のスリット7に向かって流れることができると共に、
スペーサ17によって、支持板が十分に面平行に支えら
れる。
7及びゲート18が設けられており、流体F1はスリッ
ト7からゲート18を通って半透膜表面IMO上を逆の
側のスリット7に向かって流れることができると共に、
スペーサ17によって、支持板が十分に面平行に支えら
れる。
同じように各支持板の裏面(支持板2の裏面は2TRで
示されている)も大体において面平行であり、たんに集
めhぞ20によって中断されている。
示されている)も大体において面平行であり、たんに集
めhぞ20によって中断されている。
要するに支持板1・2の裏面は大きな面で支え合ってい
る。
る。
両方の流体F1及びF2を互いに分離して導くために各
支持板は少なくとも互いに向き合う2つの角のところに
透孔11を有している。
支持板は少なくとも互いに向き合う2つの角のところに
透孔11を有している。
図示の実施例ではすべての4つの角のところに透孔11
が設けられている。
が設けられている。
これらの互いに合致している透孔11はみぞ通路13に
よって互いに接続されている。
よって互いに接続されている。
これらのみぞ通路は図示の実施例では支持板の両面に形
成されている。
成されている。
しかしみぞ通路13を一方の面に設けておくだけでも十
分であり、その場合においても2つの支持板の間にはそ
れぞれ環状のみぞ通路13が存在することになる。
分であり、その場合においても2つの支持板の間にはそ
れぞれ環状のみぞ通路13が存在することになる。
更にみぞ通路13の長手方向で間隔をおいて別の透孔1
2が形成されており、これらの透孔12は上下に合致し
ていて、すべての支持板1・2を貫通している。
2が形成されており、これらの透孔12は上下に合致し
ていて、すべての支持板1・2を貫通している。
これらの透孔11・12及びみぞ通路13は後述するよ
うにシール部材を収容して、装置の外周区域全体をシー
ルし、かつパイル状に積み重ねられた支持板1・2を耐
久的に結合するのに役立つ。
うにシール部材を収容して、装置の外周区域全体をシー
ルし、かつパイル状に積み重ねられた支持板1・2を耐
久的に結合するのに役立つ。
流体F1を流体F2と分離して導くために、半透膜M1
の半透膜縁部6の外側で、支持板の互いに向き合う2つ
の側辺のところで流動通路5に対して平行にそれぞれ1
つのみぞ通路14が設けられており、これらのみぞ通路
14はみぞ通路131及び(又は)透孔11・12に接
続されている。
の半透膜縁部6の外側で、支持板の互いに向き合う2つ
の側辺のところで流動通路5に対して平行にそれぞれ1
つのみぞ通路14が設けられており、これらのみぞ通路
14はみぞ通路131及び(又は)透孔11・12に接
続されている。
これら両方のみぞ通路14は第2図において1TMで示
した支持板1・2の半透膜側だけに設けられている。
した支持板1・2の半透膜側だけに設けられている。
支持板1・2の裏面にも相応するみそ通路14′が集め
みぞ20に対して平行に設けられていて、みそ通路13
及び(又は)透孔11・12に接続している。
みぞ20に対して平行に設けられていて、みそ通路13
及び(又は)透孔11・12に接続している。
これにより半透膜裏面に出る透過物が接続孔19及び集
めみぞ20によりスリット8に確実に導かれ、流体F1
のスリット7内に達することはない。
めみぞ20によりスリット8に確実に導かれ、流体F1
のスリット7内に達することはない。
半透膜2の裏面は第2図において2MRで示されている
。
。
更に支持板1・2の4つの角のところには付加的に組立
部材10のための孔が形成されており、これらの組立部
材10に支持板を差しはめてパイル状に組み立てること
ができる。
部材10のための孔が形成されており、これらの組立部
材10に支持板を差しはめてパイル状に組み立てること
ができる。
半透膜M1及びM2を備えた支持板1・2は半透膜を合
わせて組立部材10に差しはめられ、10又は20の支
持板1・・2で1つのパイルにされる。
わせて組立部材10に差しはめられ、10又は20の支
持板1・・2で1つのパイルにされる。
組立部材10及び図示されていない圧着手段により、積
み重ねられた支持板1・2が固く締め合わされる。
み重ねられた支持板1・2が固く締め合わされる。
この場合支持板1・2の面は互いに密着せしめられる。
この予備組立状態で、透孔11内に、流動可能な合成樹
脂・接着剤又は熱可塑性プラスチックより成るシール部
材15が注入される。
脂・接着剤又は熱可塑性プラスチックより成るシール部
材15が注入される。
この注入は例えば第2図の左下の透孔11内に行うこと
ができる。
ができる。
この場合支持板1・2のパイルの対角線方向が鉛直にな
るようにしておくと、注入されたシール部材15は鉛直
線の両側のみぞ通路13及び14を通って、上方の透孔
11に向かって上昇し、空気を押しのけながら、透孔1
1・みぞ通路13及び14・14′により形成されてい
る中空室を充てんする。
るようにしておくと、注入されたシール部材15は鉛直
線の両側のみぞ通路13及び14を通って、上方の透孔
11に向かって上昇し、空気を押しのけながら、透孔1
1・みぞ通路13及び14・14′により形成されてい
る中空室を充てんする。
シール部材15は注入時は流動性を有しているが、熱的
及び(又は)時間的に硬化可能なプラスチック・合成樹
脂及び(又は)接着剤であるので、シール部材15が硬
化すると、個個の支持板1・2は相互にシール作用を以
て耐久的に結合されており、組立部材10を取り除くと
、第1図に示すような直方体状の分離装置30が得られ
、これはブロックとして、両方の端板27と28との間
に緊密に締め込むことができる。
及び(又は)時間的に硬化可能なプラスチック・合成樹
脂及び(又は)接着剤であるので、シール部材15が硬
化すると、個個の支持板1・2は相互にシール作用を以
て耐久的に結合されており、組立部材10を取り除くと
、第1図に示すような直方体状の分離装置30が得られ
、これはブロックとして、両方の端板27と28との間
に緊密に締め込むことができる。
シール部材15は、ポリプロピレン・ポリスチロール・
ポリアミド・ポリアセタール樹脂・ポリ塩化ビニル・ポ
リエチレン・ポリカーボネート・エチレンビニルアセテ
ート・アクリルスチロール共重合体・スチロールアクリ
ルニトリル共重合体・酢酸セルロースのような熱可塑性
プラスチック又はポリウレタン樹脂・エポキシ樹脂・尿
素フォルムアルデヒド樹脂・フォルムアルデヒドメラミ
ン・フォルムアルデヒドフェノール樹脂のような合成樹
脂から成っていてもよい。
ポリアミド・ポリアセタール樹脂・ポリ塩化ビニル・ポ
リエチレン・ポリカーボネート・エチレンビニルアセテ
ート・アクリルスチロール共重合体・スチロールアクリ
ルニトリル共重合体・酢酸セルロースのような熱可塑性
プラスチック又はポリウレタン樹脂・エポキシ樹脂・尿
素フォルムアルデヒド樹脂・フォルムアルデヒドメラミ
ン・フォルムアルデヒドフェノール樹脂のような合成樹
脂から成っていてもよい。
みぞ通路13及び14の充てんをじん速に行い、支持板
1・2の相互の結合を更に確実にするために、みぞ通路
13の範囲に別の透孔12が設けられており、これらの
透孔12は第2図に示すようにシール部材15を柱状に
受容する。
1・2の相互の結合を更に確実にするために、みぞ通路
13の範囲に別の透孔12が設けられており、これらの
透孔12は第2図に示すようにシール部材15を柱状に
受容する。
もつとも簡単な実施例では、積み重ねられた支持板1・
2のパイルはその上下の面を支持板の裏面によって形成
される。
2のパイルはその上下の面を支持板の裏面によって形成
される。
そのつどもっとも外方に位置する半透膜は、そのつとも
つとも外方の支持板の裏面によって機械的な損傷に対し
て保護される。
つとも外方の支持板の裏面によって機械的な損傷に対し
て保護される。
このようなユニットを収容するために、両方の端板27
・28にはシールリング29又は偏平シール部材29′
が設けられている。
・28にはシールリング29又は偏平シール部材29′
が設けられている。
′外方の半透膜を付加的に保護する場合には、例えば
平らな閉鎖板3を分離装置30の上下に設けておくこと
ができる。
平らな閉鎖板3を分離装置30の上下に設けておくこと
ができる。
この閉鎖板3は第1図に示すようにスリット7・8だけ
を有している。
を有している。
しかし閉鎖板3自体が偏平シール部材として弾性材料か
ら構成されているようにすることもでき、その場合には
端板27・28に特別なシールリング29を設けておく
必要はない。
ら構成されているようにすることもでき、その場合には
端板27・28に特別なシールリング29を設けておく
必要はない。
第1図によれば両方の端板27・28は支持板1・2及
び端板3よりもいくぶんか大きく構成されていて特殊鋼
より成っており、縁部区域に、締め付はボルト21のた
めの多数のボルト孔22を有している。
び端板3よりもいくぶんか大きく構成されていて特殊鋼
より成っており、縁部区域に、締め付はボルト21のた
めの多数のボルト孔22を有している。
下方の端板27は第1の流体F1を導入するために管状
の主接続部23を有しており、この主接続部23は支持
板1・2の右辺のスリット7に対応するものであって、
下方の端板27の上面のスリット23′と接続している
。
の主接続部23を有しており、この主接続部23は支持
板1・2の右辺のスリット7に対応するものであって、
下方の端板27の上面のスリット23′と接続している
。
上方の端板28の左辺部には同じような主接続部24及
び所属のスリット24′が設けられていて、第1の流体
F1の出口として役立つ。
び所属のスリット24′が設けられていて、第1の流体
F1の出口として役立つ。
要するに、主接続部23内に入る第1の流体F1は右側
のスリット7を充てんし、個個の平面内で半透膜の間を
通って流れて逆の側のスリット7に達し、上方の主接続
部24を通って出る。
のスリット7を充てんし、個個の平面内で半透膜の間を
通って流れて逆の側のスリット7に達し、上方の主接続
部24を通って出る。
もちろん逆の流動方向にすることも可能である。
拡散を行うために半透膜の裏面に沿って第2の流体F2
を流す場合には、両方の端板27・28に相応する別の
2つの主接続部25及び26が流体F2のために設けら
れる。
を流す場合には、両方の端板27・28に相応する別の
2つの主接続部25及び26が流体F2のために設けら
れる。
流体F2は下方の端板27の主接続部25のスリット2
5′内に入り、そこからスリット8内に達する。
5′内に入り、そこからスリット8内に達する。
次いで流体F2は半透膜の裏面に沿って流れて、逆の側
のスリット8内に入り、そこからスリット26′及び主
接続部26内に入る。
のスリット8内に入り、そこからスリット26′及び主
接続部26内に入る。
この場合においても流動方向を逆にすることが可能であ
る。
る。
分離装置30の上面及び下面に特別なシール部材が設け
られていない場合には、スリット23′・25′・24
′及び26′は第1図に示すようにシールリング29又
は偏平シール部材29′を備えている。
られていない場合には、スリット23′・25′・24
′及び26′は第1図に示すようにシールリング29又
は偏平シール部材29′を備えている。
限外ろ過を行うためには流体F2のためにたんに1つの
主接続部25又は26があればよい。
主接続部25又は26があればよい。
また透過物を半透膜の裏面に沿って流すのではなしに、
たんに排出すれは゛よいので゛、スリット8もただ1つ
の側辺に沿って設けておけばよい。
たんに排出すれは゛よいので゛、スリット8もただ1つ
の側辺に沿って設けておけばよい。
しかし限外ろ過の場合でも、透過物を2つの主接続部か
ら取り出すようにすると有利である。
ら取り出すようにすると有利である。
支持板1・2は価格の理由でプラスチックから作られて
いるが、もちろん特別な用途の場合には特殊鋼から作る
こともできる。
いるが、もちろん特別な用途の場合には特殊鋼から作る
こともできる。
第2図〜第5図及び第8図に示した支持板1・2は特に
ろ過に適している。
ろ過に適している。
拡散分離を行う場合には第6図に示したような支持板の
方が適している。
方が適している。
すなわち拡散による物質交換が行われる場合には、第2
流体F2もできるだけ大きな面で半透膜裏面と接触する
ようにするのが有利である。
流体F2もできるだけ大きな面で半透膜裏面と接触する
ようにするのが有利である。
このために例えば織物39を使用するのがよく、この織
物39は半透膜M1を支え、支持板1のわく状の窓40
に固定されている。
物39は半透膜M1を支え、支持板1のわく状の窓40
に固定されている。
この場合例えば窓40の突起を熱塑性変形させて織物3
9を支持板1に一体的に固定し、この範囲において半透
膜縁部6をも固定することができる。
9を支持板1に一体的に固定し、この範囲において半透
膜縁部6をも固定することができる。
その他の点の構造は第2図〜第5図について説明したと
おりである。
おりである。
第7図〜第10図に示した実施例は操作が容易であり、
分離能力が大きくかつ製作費が安価である点ですぐれて
いる。
分離能力が大きくかつ製作費が安価である点ですぐれて
いる。
符号1〜30で示した部分の機能は第1図〜第6図のも
のと同じである。
のと同じである。
第7図に示した分離装置においては各支持板1・2は鉛
直平面内に配置されており、鉛直の端板27′は両方の
流体F1及びF2のためのすべての4つの主接続部23
〜26を有しており、これらの主接続部は孔として端板
27′に終っている。
直平面内に配置されており、鉛直の端板27′は両方の
流体F1及びF2のためのすべての4つの主接続部23
〜26を有しており、これらの主接続部は孔として端板
27′に終っている。
他方の端板28′は接続部を有しておらず、たんに下方
の2つの締め付はボルト21により水平に移動可能に案
内されていて、中央のねしスピンドル33によって支え
られており、このねじスピンドル自体は鉛直の受は板3
4によって支えられている。
の2つの締め付はボルト21により水平に移動可能に案
内されていて、中央のねしスピンドル33によって支え
られており、このねじスピンドル自体は鉛直の受は板3
4によって支えられている。
受は板34は水平の4つの締め付はボルト21を介して
端板27′に結合されている。
端板27′に結合されている。
下方の2つの締め付はボルト21は同時にカセット状の
分離装置30を案内しか一つ保持するのに役立ち、分離
装置30は両方の端板27′と28′との間に締め込ま
れている。
分離装置30を案内しか一つ保持するのに役立ち、分離
装置30は両方の端板27′と28′との間に締め込ま
れている。
接続部のない端板28′に向いている閉鎖板3′は、第
2図若しくは第8図に示した最後の支持板1の集めみぞ
20を備えている裏面を閉鎖しており、シール部材15
によりこの最後の支持板1と一体化されている。
2図若しくは第8図に示した最後の支持板1の集めみぞ
20を備えている裏面を閉鎖しており、シール部材15
によりこの最後の支持板1と一体化されている。
接続部側に向いた閉鎖板2つの閉鎖板3″・3′″に分
割されていて、第9a図・第9b図及び第10a図・第
10b図に示されている。
割されていて、第9a図・第9b図及び第10a図・第
10b図に示されている。
これらの閉鎖板3″・3″′はやはり本来の分離装置に
一体的に組み込まれており、支持板1・2及び閉鎖板3
′・3″・3″′より成る分離装置30全体が第7図に
示すように両方の端板27′と28′との間で締め込ま
れている。
一体的に組み込まれており、支持板1・2及び閉鎖板3
′・3″・3″′より成る分離装置30全体が第7図に
示すように両方の端板27′と28′との間で締め込ま
れている。
分離装置30に形成されている案内みぞ37は下方の両
方の締め付はボルト21に分離装置30を支えかつ案内
するのに役立ち、またつかみみぞ38は両方の端板27
′・28′の間に分離装置30をそう人する際の取り扱
いを容易ならしめる。
方の締め付はボルト21に分離装置30を支えかつ案内
するのに役立ち、またつかみみぞ38は両方の端板27
′・28′の間に分離装置30をそう人する際の取り扱
いを容易ならしめる。
分離装置30の互いに向き合っている2つの面はそれぞ
れ案内みぞ37若しくはつかみみぞ38を有しており、
分離装置は180°転回させて取り付けることができる
。
れ案内みぞ37若しくはつかみみぞ38を有しており、
分離装置は180°転回させて取り付けることができる
。
この構造の利点は、分離装置30を交換する場合に、接
続部及び結合部を外す必要がないことである。
続部及び結合部を外す必要がないことである。
すなわち中央のねしスピンドル33をゆるめるだけでよ
い。
い。
第8図及び第8a図に示した支持板は流動力学的に申し
分のないものであって、符号4〜20で示した部分の機
能は第2図〜第5図に示したものと同じで゛ある。
分のないものであって、符号4〜20で示した部分の機
能は第2図〜第5図に示したものと同じで゛ある。
プラスチックから成る支持板1・2の面積が比較的に大
きい場合には、製作公差に基づいて半透膜の面全体にわ
たって優先流動区域が形成されて、効率が低下する危険
がある。
きい場合には、製作公差に基づいて半透膜の面全体にわ
たって優先流動区域が形成されて、効率が低下する危険
がある。
そこでこの実施例では各流動通路5は第8a図に示すよ
うにその長手方向に分配された多数の流動阻止部31を
有しており、これらの流動阻止部は支持部材4の平面あ
るいはその下方で終わっており、この場合各流動通路5
は支持板1・2の裏面の交差している集めみぞ20への
少なくとも1つの接続孔19に接続されている。
うにその長手方向に分配された多数の流動阻止部31を
有しており、これらの流動阻止部は支持部材4の平面あ
るいはその下方で終わっており、この場合各流動通路5
は支持板1・2の裏面の交差している集めみぞ20への
少なくとも1つの接続孔19に接続されている。
これら多数の流動阻止部31は、相互に平行にかつ流動
通路5に対して斜めに延びる阻止線32に沿って配置さ
れている。
通路5に対して斜めに延びる阻止線32に沿って配置さ
れている。
半透膜面がほぼ正方形である場合にはもつとも長い阻止
線32はほぼ45°の対角線上にあるのに対し、残りの
阻止線32はこれに対して平行に間隔をおいて配置され
ている。
線32はほぼ45°の対角線上にあるのに対し、残りの
阻止線32はこれに対して平行に間隔をおいて配置され
ている。
方形の半透膜面の側辺比に応じて、阻止線32は流動通
路5とほぼ30〜60゜の角度で交差する。
路5とほぼ30〜60゜の角度で交差する。
流動通路を向き合わせた2つの支持板1・2の阻止線3
2は第8図において鎖線で示すように傾斜方向が逆にな
っている。
2は第8図において鎖線で示すように傾斜方向が逆にな
っている。
半透膜の間を流れる流体F1の圧力により半透膜は流動
通路5内にある程度押し込まれるが、このことは流動阻
止部31のところでは阻止され、これらの箇所において
はある程度のせき止め作用が生ゼしぬられ、短絡流路の
形成が避けられる。
通路5内にある程度押し込まれるが、このことは流動阻
止部31のところでは阻止され、これらの箇所において
はある程度のせき止め作用が生ゼしぬられ、短絡流路の
形成が避けられる。
互いに向き合っている2つの支持板面の阻止線32が互
いに交差していることに基づいて対角線方向流動も阻止
され、一方のスリット7から他方のスリット7へ向かつ
て流体が均一に流れることになる。
いに交差していることに基づいて対角線方向流動も阻止
され、一方のスリット7から他方のスリット7へ向かつ
て流体が均一に流れることになる。
支持板1・2の外形は、案内みぞ37及びつかみみぞ3
8が形成されているので、第2図に示したものと異なっ
ている。
8が形成されているので、第2図に示したものと異なっ
ている。
2枚1組の端板3″・3″′はやはりプラスチックから
作られていて、その外形及びスリット7・8に関して第
8図の支持板1・2と同じように構成されている。
作られていて、その外形及びスリット7・8に関して第
8図の支持板1・2と同じように構成されている。
第9a図及び第9b図の閉鎖板3′″の図示されていな
い裏面は平滑に形成されていて、第7図で見てもつとも
右側の支持板2の集めみぞ20を有している裏面(第2
図の2 TR)を被っていて、相応するみぞ通路13・
14を有している。
い裏面は平滑に形成されていて、第7図で見てもつとも
右側の支持板2の集めみぞ20を有している裏面(第2
図の2 TR)を被っていて、相応するみぞ通路13・
14を有している。
第9a図及び第9b図に示すようにスリット7・8は分
配兼集め管35によって取り囲まれて。
配兼集め管35によって取り囲まれて。
おり、これはほぼ半円形の横断面を有していて、第10
a図及び第10b図に示した分配兼集め管35と重ね合
わされて、完全な管にされる。
a図及び第10b図に示した分配兼集め管35と重ね合
わされて、完全な管にされる。
両方の閉鎖板3″・3′″の分配兼集め管35はみぞ通
路13′・14′によって取り囲まれており、これ。
路13′・14′によって取り囲まれており、これ。
らのみぞ通路13′・14′には透孔11が接続されて
いる。
いる。
閉鎖板3″は閉鎖板3″′と向き合う面を同じように構
成されていて、端板27′と向き合う面はほぼ平滑であ
る。
成されていて、端板27′と向き合う面はほぼ平滑であ
る。
分配兼集め管35内の(L36は主接続部23〜26の
孔と合致していて、端板27′に面した側においてOリ
ングによって取り囲まれており、これらのOリングは、
分離装置30がねしスピンドル33によって端板27′
に押し付けられると端板27′に圧着されてシール作用
を行う。
孔と合致していて、端板27′に面した側においてOリ
ングによって取り囲まれており、これらのOリングは、
分離装置30がねしスピンドル33によって端板27′
に押し付けられると端板27′に圧着されてシール作用
を行う。
支持板の幾何学的な形状及び流動経路の構成並びに必要
なシール部材の配置に応じて、少なくとも部分的に、透
孔11・12及びみぞ通路13・14・13′・14′
が互いに連通しているようにすれば十分であるが、図示
の実施例ではすべてのみそ通路及び透孔が互いに接続せ
しめられており、すべての板は1回のプラスチック注入
によりシールされかつ耐久的に結合される。
なシール部材の配置に応じて、少なくとも部分的に、透
孔11・12及びみぞ通路13・14・13′・14′
が互いに連通しているようにすれば十分であるが、図示
の実施例ではすべてのみそ通路及び透孔が互いに接続せ
しめられており、すべての板は1回のプラスチック注入
によりシールされかつ耐久的に結合される。
申し分のないシール機能を生せしめるためには、シール
作用のあるプラスチック例えばシリコン使用すればよく
、板の結合は機械的な手段によって行うこともできる。
作用のあるプラスチック例えばシリコン使用すればよく
、板の結合は機械的な手段によって行うこともできる。
本発明による分離装置は工業的に普通性われているすべ
ての分離法のために、つまり透析装置として、フィルタ
として、酸素供給器として、乳化物質分離装置として、
水精製装置として、あるいは医療分野における人工じん
臓又は人工肺として使用することかで゛きる。
ての分離法のために、つまり透析装置として、フィルタ
として、酸素供給器として、乳化物質分離装置として、
水精製装置として、あるいは医療分野における人工じん
臓又は人工肺として使用することかで゛きる。
直方体状の多数の分離装置30を配置することによって
、半透膜の作用面の大きさを変化させることができ、こ
れらの分離装置30は直列にも並列にも接続することが
できる。
、半透膜の作用面の大きさを変化させることができ、こ
れらの分離装置30は直列にも並列にも接続することが
できる。
第1図は、第2図のI=I線に沿って一部断面した装置
全体の分解斜視図、第2図は、支持板を破断し、一部は
表面から一部は裏面から見た図、第3図は、第2図のI
II−III線に沿った支持板パイルの部分的断面図、
第4図は、第2図のIV=IV線に沿った支持板の断面
図、第5図は、第2図の■−V線に沿った支持板の断面
図、第6図は、別の実施例の支持板の断面図、第7図は
、別の実施例の分離装置の側面図、第8図及び第8a図
は、別の実施例の支持板の平面図並びに部分的拡大図、
第9a図は閉鎖板の一半部の平面図、第9b図は、第9
a図のIX b −IX b線に沿った断面図、第10
a図は、閉鎖板の他生部の平面図、第10b図は、第1
0a図のXb−Xb線に沿った断面図である。 1及び2・・・支持板、3〜3′″・・・閉鎖板、4・
・・支持部材、5・・・流動通路、6・・・半透膜縁部
、7及び8・・・スリット、10・・・組立部材、11
及び12・・・透孔、13・13′・14及び14′・
・・みぞ通路、15・・・シール部材、16・・・ウェ
ブ、17・・・スペーサ、18・・・ゲート、19・・
・接続孔、20・・・集めみぞ、21・・・締め付はボ
ルト、22・・・ボルト孔、23・・・主接続部、23
′・・・スリット、24・・・主接続部、24′・・・
スリット、25・・・主接続部、25′・・・スリット
、26・・・主接続部、26′・・・スリット、27・
27′・28及び28′・・・端板、29・・・シール
リング、29′・・・偏平シール部材、30・・・分離
装置、31・・・流動阻止部、32・・・阻止線、33
・・・ねじスピンドル、34・・・受は板、35・・・
分配兼集め管、36・・・孔、37・・・案内みぞ、3
8・・・つかみみそ、39・・・織物、40・・・窓。
全体の分解斜視図、第2図は、支持板を破断し、一部は
表面から一部は裏面から見た図、第3図は、第2図のI
II−III線に沿った支持板パイルの部分的断面図、
第4図は、第2図のIV=IV線に沿った支持板の断面
図、第5図は、第2図の■−V線に沿った支持板の断面
図、第6図は、別の実施例の支持板の断面図、第7図は
、別の実施例の分離装置の側面図、第8図及び第8a図
は、別の実施例の支持板の平面図並びに部分的拡大図、
第9a図は閉鎖板の一半部の平面図、第9b図は、第9
a図のIX b −IX b線に沿った断面図、第10
a図は、閉鎖板の他生部の平面図、第10b図は、第1
0a図のXb−Xb線に沿った断面図である。 1及び2・・・支持板、3〜3′″・・・閉鎖板、4・
・・支持部材、5・・・流動通路、6・・・半透膜縁部
、7及び8・・・スリット、10・・・組立部材、11
及び12・・・透孔、13・13′・14及び14′・
・・みぞ通路、15・・・シール部材、16・・・ウェ
ブ、17・・・スペーサ、18・・・ゲート、19・・
・接続孔、20・・・集めみぞ、21・・・締め付はボ
ルト、22・・・ボルト孔、23・・・主接続部、23
′・・・スリット、24・・・主接続部、24′・・・
スリット、25・・・主接続部、25′・・・スリット
、26・・・主接続部、26′・・・スリット、27・
27′・28及び28′・・・端板、29・・・シール
リング、29′・・・偏平シール部材、30・・・分離
装置、31・・・流動阻止部、32・・・阻止線、33
・・・ねじスピンドル、34・・・受は板、35・・・
分配兼集め管、36・・・孔、37・・・案内みぞ、3
8・・・つかみみそ、39・・・織物、40・・・窓。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半透膜の両側で互いに隔てられて導かれる流体の案
内経路が、支持板に取り付けられているひも状又はテー
プ状のシール部材によって互いにシールされている形式
の、支持板と半透膜とより成る流体分離装置において、
シール部材を取り付けるために支持板1・2がその平面
に向かって開いているみぞ通路1・3・14・13′・
14′及びこれらのみそ通路に形成されている透孔11
・12を有しており、すべての支持板のみぞ通路は該透
孔により少なくとも局所的に互いに接続されていて、す
べてのみぞ通路及び透孔内にシール部材15が流動可能
な状態で注入されて、凝固せしめられるようにしたこと
を特徴とする支持板と半透膜とより成る流体分離装置。 2 支持板が、半透膜を支えて流体案内経路を形成する
支持部材を有しており、各半透膜がその縁部を支持板に
密着固定されていて該支持部材を被っており、半透膜縁
部の外側で多数の孔又はスリ。 ット支持板に形成されており、これらの孔又はスリット
は半透膜面に対して直角方向に延びる流体用分配導路を
形成しており、第1の群の分配導路は、半透膜面に沿っ
て流れる第1の流体のための供給路及び排出路を形成し
ており、第2の群の分配導路は、該支持部材により形成
されている流体案内経路に接続されていて第2の流体を
案内し、支持板の外縁区域はシール部材によって外部に
対してシールされていると共に、両方の流体を互いに隔
てて導くために半透膜縁部の近くでもシール部材が支持
板に設けられており、パイル状に重ねられた多数の支持
板が案内部材及び締め付は部材によって、パイル両側の
支持板を被う端板又はケーシング部材の間に締め込み可
能であり、第1の流体のための分配導路は一方又は両方
の端板又はケーシング部材に設けられている主供給接続
部及び主排出接続部に接続されており、第2の流体のた
めの分配導路も端板又はケーシング部材に別個に設けら
れている少なくとも1つの主接続部に接続されている形
式の支持板と半透膜とより成る流体分離装置において、
シール部材を取り付けるために支持板1・2の外縁部の
互いに向き合っている少なくとも2つの箇所に透孔11
・12が形成されており、互いに間隔をおいたこれらの
透孔11・12は、支持板1・2の少なくとも一方の面
の外縁部に沿−って形成されている開いたみぞ通路13
によって互いに接続されており、半透膜縁部6の近くに
もシール部材を取り付けるために各支持板1・2は半透
膜縁部6に対して平行に延びる開いたみぞ通路14を有
しており、これらのみぞ通路14は支持板の外縁部に沿
った前記みぞ通路13及び(又は)前記透孔11・12
と接続しており、シール部材15が、パイル全体の透孔
11・12を流動貫通してみそ通路13・14を満たす
熱的及び(又は)時間的に硬化可能なプラスチック及び
(又は)接着剤より成っていることを特徴とする支持板
と半透膜とより成る流体分離装置。 3 支持板外縁部の互いに向き合っている少なくとも2
つの箇所に形成されている透孔11と組み合わせて、み
ぞ通路13の全長に沿って分配された別の透孔12が設
けられている特許請求の範囲第2項記載の分離装置。 4 別の透孔12がみぞ通路13に適合したスリット形
状を有している特許請求の範囲第3項記載の分離装置。 5 多数の分離ユニットがシール部材15によって直方
体状又はカセット状(ニ一体的に結合されている特許請
求の範囲第2項〜第4項のいずれかに記載の分離装置。 6 シール部材15が、ポリプロピレン・ポリスチロー
ル・ポリアミド・ポリアセタール樹脂・ポリ塩化ビニル
・ポリエチレン・ポリカーボネート・エチレンビニルア
セテート・アクリルスチロール共重合体・スチロールア
クリルニトリル共重合体・酢酸セルロースのような熱可
塑性プラスチック又はポリウレタン樹脂・エポキシ樹脂
・尿素フォルムアルデヒド樹脂・フォルムアルデヒドメ
ラミン・フォルムアルデヒドフェノール樹脂のような合
成樹脂から成っている特許請求の範囲第2項〜第5項の
いずれかに記載の分離装置。 7 はぼ長方形の支持板が、半透膜を支えて流体案内経
路を形成する支持部材を有しており、各半透膜がその縁
部を支持板に密着固定されていて該支持部材を被ってお
り、パイル状に重ねられた多数の支持板が案内部材及び
締め付は部材によって、パイル両側の支持板を被う端板
の間に締め込み可能である形式の支持板と半透膜とより
成る流体分離装置において、半透膜縁部の外側で支持板
の少なくとも3つの側辺に平行なスリブI−7・8が支
持板1・2に形成されていて、これらのスリット7・8
は、流体F1・F2のための、半透膜面に対して直角に
延びる分配導路を形成しており、互いに向き合う2つの
支持板側辺に沿ったスリブ1〜7が形成している分配導
路は半透膜面上を流れる第1の流体F1のための供給部
及び排出部として役立ち、少なくとも第3の支持板側辺
に沿ったスリブI−8が形成している分配導路は支持部
材4が形成している流体案内経路と接続されており、支
持板1・2の外縁区域はその全周にわたってシール部材
によって外部に対してシールされていると共に、両方の
流体F1・F2を互いに隔てて導くために半透膜縁部の
近くでもシール部材が支持板1・2に取り付けられてお
り、第1の流体F1のための分配導路は一方又は両方の
端板に設けられている主供給接続部及び主排出接続部に
接続されており、第2の流体F2のための分配導路は端
板に別個に設けられている少なくとも1つの主接続部2
5・26に接続されていることを特徴どする支持板と半
透膜とより成る流体分離装置。 8 支持板1の支持部材4が、支持板1のフレーム状の
窓40に取り付けられた織物39より成っている特許請
求の範囲第7項記載の分離装置。 9 支持部材4が第1の流体F1の流動方向に延びる流
動通路5を形成しており、これらの流動通路はその長手
方向に間隔をおいて配置された接続孔19によって支持
板1・2の他方の面に接続されており、該接続孔19は
、支持板の他方の面において前記流動通路5に対して直
角方向に延びる集めみぞ20に拡大されており、該集め
みぞ20は第2の流体F2のためスリット8に終わって
いる特許請求の範囲第7項記載の分離装置。 10 各流動通路5が、その全長に沿って分配されて配
置されている多数の流動阻止部31を有しており、これ
らの流動阻止部は支持部材4の平面又はその下方で終っ
ており、各流動通路5は少なくとも接続孔19により、
支持板1・2の他方の面の交差している集めみぞ20に
接続している特許請求の範囲第9項記載の分離装置。 11 多数の流動阻止部31が、互いにほぼ平行にかつ
流動通路5に対して斜めに延びる団止線32に沿って配
置されている特許請求の範囲第10項記載の分離装置。 12 阻止線32が流動通路5に対して30〜60゜傾
斜している特許請求の範囲第11項記載の分離装置。 13 流動通路5側を向き合わされている2つの支持板
1・2の阻止線32が互いに逆向きに傾斜して交差して
いる特許請求の範囲第11項記載の分離装置。 14 半透膜縁部6に対して平行に配置されているスリ
ット7・8が所属の半透膜縁部6の90〜100%の長
さを有している特許請求の範囲第7項記載の分離装置。 15 支持板1・201つの側辺に沿ったスリット7が
、一方の端板27に設けられている第1の流体F1のた
めの主接続部23のスリット23′と合致せしめられて
おり、逆の側の側辺に沿ったスリット7は他方の端板に
設けられている主接続部24のスリット24′と合致せ
しめられており、第2の流体F2のためのスリット8は
端板27・28の相応する主接続部25・26のスリッ
ト25′・26′と合致せしめられている特許請求の範
囲第7項記載の分離装置。 16、半透膜面を接触させ合った2つの支持板1・2が
端板27・28の間に締め込み可能な最小分離ユニット
を形成している特許請求の範囲第7項記載の分離装置。 17 多数の分離ユニットがシール部材15によってカ
セット状に一体に結合されている特許請求の範囲第7項
記載の分離装置。 18 スリット7・8がカセットの表面においてシール
部材により取り囲まれている特許請求の範囲第17項記
載の分離装置。 19 カセットの両側の支持板1・2を被う弾性的な閉
鎖板3によってシール部材が形成されている特許請求の
範囲第17項記載の分離装置。 20 スリット7・8が、端板27・28に設けられた
シールリング29又は偏平シール部材29′によりシー
ルされている特許請求の範囲第17項記載の分離装置。 21 支持板1・2の外縁部をシールするために、支持
板の少なくとも互いに向き合う2つの角のところに透孔
11・12が形成されており、これらの透孔11・12
は各支持板1・2の少なくとも一方の面に形成されてい
る開いたみぞ通路13によって互いに接続されており、
半透膜縁部6の近くにシール部材を取り付けるために、
半透膜縁部6に対して平行に延びる開いたみぞ通路14
が支持板1・2に形成されており、後者のみぞ通路14
は前者のみそ通路13及び(又は)透孔11・12に接
続しており、シール部材15が、パイル全体の透孔11
・12を流動貫通してみぞ通路13・14を満たす熱的
及び(又は)時間的に;硬化可能なプラスチック及び(
又は)接着剤より成っている特許請求の範囲第7項記載
の分離装置。 22′ 少なくとも2つの互いに向き合う角のところ
に配置されている透孔11と組み合わせて、みそ通路1
3に沿って分配された別の透孔12が設けられている特
許請求の範囲第21項記載の分離装置。 23 主接続部23〜26が一方の端板27′だけに設
けられており、他方の端板28′は締付は部材に沿って
移動可能なカセット圧着板を形成していて、中央スピン
ドルにより受は板34に支えられている特許請求の範囲
第7項記載の分離装置。 24 圧着板として役立つ他方の端板28′に面してい
る支持板が、平らな閉鎖板3′によって被われていて、
シール部材15により該閉鎖板3′と結合されている特
許請求の範囲第23項記載の分離装置。 25 主接続部23〜26を有している端板27′に面
している閉鎖板3″・3″が支持板1・2のスリット7
・8のところに位置する分配兼集め管35を内部に有し
ており、これらの分配兼集め管は前記端板27′に面し
た側は孔36として終わっていて、主接続部23〜26
の孔に移行しており、この閉鎖板3″・3″′はシール
部材15によってカセットに一体的に結合されている特
許請求の範囲第23項記載の分離装置。
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