JPS5959219A - 多重束分離モジュ−ル - 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】 発明の背景 ガス／ガス、液体／液体、液体／固体の混合物及び溶液
の分離を行なうだめの膜の使用は各種方法によシ一般産
業上において行なわれている。そのうちには限外口過、
超口過（ｈｙｐｅｒｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、反転浸透
（ｒｅｖｅｒｓｅ　ｏｓｍｏｓｉｓ）、透析（ｄｉａｌ
ｙｓｉｓ）がある。一般的に、これらの方法と関連する
膜エレメントは、容器に含まれている。容器は、コンテ
ナーと、該コンテナーの中に膜の集合を有している。コ
ンテナーは各種の入口と出口部を有する。

全体の集合はモジュールといわれる。円部は次のように
配列されている。すなわち、膜の上流向、膜を通過しそ
の下流面上にあられれる透過体を収集するだめの手段、
供給体と透過材を保持するための手段に、圧力をかけて
かあるいは圧力をかけることなく供給体流を導入するこ
とができるように内部は配置されている。

膜は各種形状に製作される。たとえば、（１）板とフレ
ームとの構造において支持される典型的なフィルタープ
レスに似た平担なシート（２）、膜の間にスペーサー材
をはさみ込み、らせん状にまかれた平担な７−トとコイ
ル状膜の一側面上の供給体が、空間を通り膜の反対側の
側面に流れることができるらせん状流路となる密封され
た集合体（３）補強された組みひも（ｂｒａｉｄ　）の
内側表面に沿って並ひ、組みひも自身は、時々より大き
なチューブにおける構成要素であるチューブ。

（４ン　　端が開放している中空糸で、中空糸の外部表
面の流れを、その次の中空糸の孔内の流れから、膜を横
切る透過体（ｐｅｒｍｅａｔｅ　）の通路（ｐａｓｓａ
ｇｅ）によって分離するようにヘッダー板へ組み込まれ
密封された中空糸。

希望する分離を得るうえでは、束に集合させた中空糸の
使用は特に有利である。

アメリカ合衆国特許９４３７３８（出願１９７８年９月
１９日Ｌ　９４３７３９（出願１９７８年９月１９日）
、９４３７９３（出願１９７８年９月１９日）、９５６
０３２（出ａ１９７８年１０月３０日）において中空糸
の選択、巻取シ技術、このような糸をモジー−ルに製作
、集合するだめの技術が教示されている。しかし、商業
上の利用におけるこのようなモジュールを実際に、使用
するためには、単一の束ハウジング（ｓｉｎｇｌｅ　ｂ
ｕｎｄｌｅ　ｈｏｕｓｉｎｇｓ）における小さな束は小
さすぎるということが注目される。他方、上記出願にお
いて教示されるように、各束の寸法を制約する他の限界
が存在する。

発明の要約 本発明は独特な多重束分離モジュール（ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅｂｕｎｄｌｅ　５ｅｐａｒａｔｏｒｙ　ｍｏｄｕｌｅ
）を提供する。このモジュールは商業的利用上有用でめ
る。ここでは、単一のハウジングにおいて６個の束を利
用した実施例が開示されている。しかし、この数には限
定されず、束の数を変えて本発明を改作することもでき
る。本発明では、’ｆｆｌ給拐’　（ｆｅｅｄ　ｍａｔ
ｅｒｉａｌ）をハウジング中の６つの東上流すようにす
ることができ、また供給体は、円筒状ハウジングシェル
の単一端又は両端から供給することができる。透過体及
び濃縄体（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ）は、束の一つ又
は任意のグループから、いずれかの端から収集すること
ができる。

各束の中心に向い半径方向内方、各束周辺に向い半径方
向外方、又は各束の長手方向に平行に供給することがで
きる。

本発明の教示内において、構成材、形状の各種選択が可
能である。

本発明の重要な利点は、−又はそれ以上の小さな束は、
選択性のある基礎（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　ｂａｓｉｓ）
のもとに容易に置きかえることができるような構造を考
慮しているという点にある。

好ましい実施例の説明 第１〜５図に示すように、実施例におけるモジュールは
外方円筒状圧力シェル１０と６個の中空糸束（ｂｕｎｄ
ｌｅ）を含む。シェル１０は、軟鋼、フィラメント巻プ
ラスチック等でよい。シェル１０は不活性の不透性内部
ライナー１１を有する。ライナー１１ｒビニール、テフ
ロン、ポリサルフォン等でよい。中空糸束は、上記に述
べた特許に従って製作することができる。第２図におい
ては、４つの束１２，１４，１８．１９のみがあられれ
ている。第３図及び第４図においては束の各端が示され
ている。

鵠２図及び第５図の展開図に示されるように、前１ｍク
ラスターは、束１２，１４．１６に加え、がっしりした
不活性ペース２０を含む。ペース２０は、ビニールポリ
マーが代表的であシ、また、３つの尚状孔４２．４４．
４６を有する。この孔には、はち植された（　ｐｏｔｔ
ｅｄ　）端２２，２４゜２６をそれぞれ有する束１２ｔ
１４．１６が挿入され、またこの孔は補強バックアップ
ディスク２８で裏打ちされている。ディスク２８はセグ
メントリテーナ−３０にボルト止めされている。ディス
ク２８はステンレス鋼、ファイバー補強プラスチック等
でよい。単一の供給チューブ３２が、単一の′Ｑ縮チー
ーブ３４として与えられている。

各束から別々に透過分離するために、３つのチューブ３
６，３８．４０がある。

第５図において、東１２，１４．１６を受けるだめの孔
は、それぞれ番号４２，４４．４６で示しである。ペー
ス２０とディスク２８内の供給チ一−ブ３２が通る貫通
部には、それぞれ番号４８゜５０を付しである。濃縮チ
ューブ３４が通るペース２０とディスク２８内の貫通部
にはそれぞれ番号５２．５４が付しである。さらに、透
過チューブ３６．３８．４０が通るペース２０内の貫通
部は５６．５８．６０が表示され、透過チューブ３６．
３８．４０が通るディスク２８内の貫通部はそれぞれ６
２．６４．６６と表示されている。

貫通部５０における供給部はチャンバーに向って開口し
ている。チャンバー内において束１２゜１４．１６は、
糸の外側表面上を供給体が流れることのできるように配
置されている。

各束にはチューブ６８．７０．７２のような剛性の中心
チューブが備わっておシ、チー−プロ８゜７０、７２は
、柔軟なチーーブ７４，７６．７８により、それぞれ濃
縮チューブ３４に接続されている。透過物は、中空糸か
ら各束の端におけるポット状の複合体（ｐｏｔｔｌｎｇ
　ｃｏｍｐｏｕｎｄ）内に形成された坑道（ｇａｌｌｅ
ｒｉｅｓ　）に受は入れられる。その方法は、上記した
Ｕ、Ｓ、Ｐにおいて教示されるような適当な方法である
。

同様の配列が後方端に備わっている。後方端には、ビニ
ールケース８０．バックアップディスク８２、セグメン
トリテーナ−８４、供給チ＝−プ８６、濃縮チー−ブ８
８、透過チューブ９０．９２．９４がある。

組立工程は、第１に、外方シェルとライナーを別々に組
立てて、ペースの孔に各束を挿入する。。

ペースはバックアップディスクによシ表すてされる。こ
の２つはボルト止めされる。この３つが組立てられ、セ
グメントリテーナ−が取シ付けられる。

流路の変形が、第１〜５図に示される装置についてなし
逐げられる。たとえば、一端の供給チューブに栓をする
だけのことにより、両端からよりは一端からのみ供給す
ることができる。濃縮体の回収は、第６図に示されるよ
うに、両端よりは一端からのみ行なうことができる。端
においては、番号３４ａによって示されるように濃縮チ
ューブは改良されておシ、また、チューブ９６と９８は
、モノニール１８．１９の剛性ロッド１００と１０２及
びチューブ３４ａに接続されている。

上述した実施例の双方とも、中心濃縮抽出によシ放射状
内方に供給することを考えてお９、各東向にはＩｌ’ｋ
　Ｅｍチューブが貫□通部とともに備わっている。これ
は、放射状外方供給に反転させることもできる。ユニッ
ト内部においてチューブは、内側表面と外測表面とで同
じ圧力を有しておシ、従って管材料（ｔｕｂｌｎｇ）に
は放射方向の強度は必要とされない。

さらに、隣接する外側スリーブが各束のまわシに与えら
れ、各束の取シはずした端に供給体が導入されるとずれ
ば、流れの型を束の軸と平行にすることができる。こ、
のように、各束の外側表面上には投手方向の流れがあり
、このため、糸上にはよＩ）冒速がつくシ出され、濃縮
のかだよシ効果（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｐｏｌ
ａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ）を最小にする。

設計の見地からすると、各棟の材料を代替することがで
き、部品を改良することができる。外側シェルは軟＊ｒ
４、他の金属、補強プラスチック等でよい。ある状況に
おいては、不活性な内側ライナーを省略してもよい。さ
らに、金属の外側シェルの内側表面をエポキ７皮覆し、
ライナーを省略してもよい。支持ディスク２８は、たと
えば繊維強化したプラスチックでもよい。

開示された実施例において、透過体は、前述した特許に
おいて述べられているように、繊維束のけち殖された端
近くに別々に集められると考えられる。しかし、これも
変化させることができる。

たとえば、一本のディスク２ｏにおける貫通部を、集収
道となるリング又は溝を保持することにょシ保たれる○
リングに適合させることができる。このような設計は、
補強裏当をもつノラスチ、り板のような、単一の収集道
の提供に役立つ。３つの束は全てその一端はともに接続
されている。透過用の束収集道のはち植された端におけ
る選択は多い。従って収集道を与えるグラスチック保持
部材を軽くする交互にカットした幾何形状、はち植され
た形状を含む。

別の実施レリが第７図に示されている。第７図では、前
述した設計の部品と類似の部品にはプライムをつけであ
る。第７図の実施例においては、保持部材を利用するよ
りはむしろ、パイプ１０４が、ンエルｌ　Ｏ’の長手方
向軸上に配置されている。パイプ１０４は、溝築部材と
して設計されておシ、また、供給又は抽出のためにも利
用しうる。しかし、第７図の′−Ａ施例において３つの
パイプ１０６　ｒ１０８．１１０がそれぞれおかれ、透
析と濃縮のための出力を与える。

中心荷重ベアリング・にイブ１０４のため多くの利点が
生ずる。たとえば、ファイバーグラスのケーシングが、
よりたやすく使うことができる。

なぜなら、ケーシングは、押しつける（ｔａｋｅ　ｔｈ
ｅｔｈｒｏｓｔ）端プレートを支持する必要がないから
である。

単一の中心透過収集チャンバー１１２が、中心に位置し
、仕上げたはち植された帯からの透過体を受けとるユニ
ットでは、中心支持・ぐイブ１０４の利用を考えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、本発明の教示によ・り構成される多重未分
離モノニールを前方から見た透視図である。 第１Ｂ図は、後方から見た第１Ａ図と同様のモジュール
の図である。 第２図は第１Ａ図２−２線のたて断面図である。 第３図は第２図における矢印方向の３−３線に宿ったモ
ジュール正面図である。 第４図は、第２図における矢印方向に４−４線によシ定
まる位置からとった内面図である。 第５Ａ図は、組立方法を示すモジュールの部分断面展開
図である。 第５Ｂ図は第５図の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図である
。 第６図、第７図は、本発明の変形実施例のたて方向断面
図である。 第８図、第９図は一実施例の内面組立の特徴の詳細を示
す。 第１Ａ図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状不透性圧力シェルを含み、一端がはち植え
   された中空糸膜の複数の束と、眩束のはち植えされた端
   を受けるための孔を備えたペース部材と、眼はち植され
   た東端上にかかる内水圧を支持するように配列された裏
   当ディスクと、圧力全もつ供給体を入れるための流体供
   給手段と、供給流体を均一に区束に分配するだめの手段
   と、蔽糸膜を通った透過体を収集除去するだめの手段と
   、濃縮した非透過供給流体を収集・除去するための手段
   と（ｉ″’ＴｈＬ、ｔ７シエル内の一群の束は、その軸
   がシェル軸からはずれることなく平行である分νｉｌｔ
   モジュール。
2. （２）２群の束とそれらのそれぞれのペース部材、裏当
   ディスク、及び、供給、透過、濃縮収集手段が、その谷
   憂板を、該圧カシニルの対向する端に配置させて相互に
   軸的関係に置かれている！特許請求の範囲第１項記載の
   分離モジュール。
3. （３）流体供給手段が、供給体の流れを、各東向におい
   てその軸に平行に導び〈特許請求の範囲第１項記載の分
   離モジュール。
4. （４）流体供給手段が、供給体の流れを、各東向におい
   てその軸に平行に導びく特許請求の範囲第２項記載の分
   離モジュール。
5. （５）６束に関する濃縮流体収集手段が、該束の中心軸
   に活って横たわるチューブエレメントを含む特許請求の
   範囲第１項記載の分離モノー−ル。
6. （６）６束の濃縮流体収集手段が、該束の中心軸に沿っ
   て横たわるチューブエレメントを含む特許請求の範囲第
   ２項記載の分離モジー−ル。
7. （７）流体供給手段が、各東向の供給体の流れを、その
   中心軸の放射方向内方に導入する特許請求の範囲第１項
   記載の分離モジュール。
8. （８）流体供給手段が、各東向の供給体の流れを、その
   中心軸の放射方向内方に導入する特許請求の範囲第２項
   記載の分離モノー−ル。