JPS62125822A - 気体透過膜モジユ−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】 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様
な混合気体から一方の成分を富化したガス、たとえば酸
素富化ガスを取り出すだめの気体透過膜を用いた気体透
過膜モジュ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
分離による酸素分離が一般的であり、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）がある一方、簡単に富化ガスを取り出す目的
で、高分子の膜を利用しプこ気体透過膜の開発が盛んに
行なわれている。

選択透過膜を利用した分離の従来の技術としては、例え
ば特開昭５７−１６０９０３号公報に示される様に酸素
富化器がある。

以下図面を参照しながら、上述したような気体分離の一
つである、従来の気体透過膜モジュールについて説明を
行なう。

第２図は、従来の気体透過膜モジュールの半断面の斜視
図、第３図は、従来の気体透過膜モジュールの流体吐出
口付近の分解斜視図を示すものである。第２図、第３図
において、１０は混合気体を選択的に分離する気体透過
膜、１１は気体透過膜１０との間に空間部が形成される
ように、密封保持する補強板、１２は前記空間部内に充
填される通気性を有する通気性物質、１３は金属パイプ
をプレスして作成した前記空間部内の流体を吐出する流
体吐出口、１３ａは流体吐出口１３の偏平部、１４は流
体吐出口１３と補強板１１を密封固定する接着剤、１５
は補強板１１と気体透過膜１゜を気密に保つ両面粘着テ
ープ、１６は流体吐出口１３に接続される真空チューブ
である。

以上の様に構成された気体透過膜モジュールについて、
以下その動作について説明する。

第２図、第３図において、真空チューブ１６に接続され
た真空ポンプで減圧吸引を行なうと、真空チューブ１６
に接続されている流体吐出口１３の内部が減圧状態にな
り、通気性物質１２を介して気体透過膜１０に差圧を生
じさせる。まだ気体透過膜１０に差圧を生じさせる事に
より、気体透過膜モジュールの外部の気体は、気体透過
膜１０を通って選択的に分離され、通気性物質１２より
形成される空間部に侵入し、流体吐出口１３より選択的
に分離された気体（酸素富化空気）が取り出される。又
補強板１１は気体透過１１＠１ｏとの間に空間部が形成
され、気体透過膜１０が真空ポンプで減圧された場合に
気体透過膜１０を保持しかつネ市強するものである。

気体透過膜モジュールを作成する手順としては、補強板
１１の凹状の切断部に金属パイプをプレスして作成した
流体吐出口１３をはめ込んで接着剤１４により密封固定
する。この時通気性物質１２と流体吐出口１３が連通状
態になる様に流体吐出口１３を凹状の切断部の途中で止
まる。又流体吐出口１３を接着剤１４で補強板１１に密
封固定する場合、両面粘着テープ１５で気体透過膜１０
を密封しやすい様に、接着剤１４の表面を平滑にし通気
性物質１２の厚さと同じ厚さにし、酸素富化空気の流れ
の方向に対して直交する両端面を除々に薄くする作業が
必要である。

又、流体吐出口１３の偏平部１３ａは金属パイプをプレ
スして作成したことにより、酸素富化空気の流れの方向
に対して直交する断面積の変化が大きく、流体吐出口１
３の圧力損失が大きくなる。

又、通気性物質１２は、補強板１１の凹状の切断部の流
体吐出口１３の偏平部１３ａに端面が接触する位置に配
し、補強板１１の四辺全部に両面粘着テープ１６を接着
して気体透過膜１ｏを密封する。又、前記作業を補強板
１１の裏面においても行なう事によって気体透過膜モジ
ュールが形成される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第３図の様に、補強板１１の凹状の切断
部に流体吐出口１３をプレスしてはめ込んで接着剤１４
で密封固定する構造では、接着剤１４が硬化するまで流
体吐出口１３と補強板１１の接着強度がないだめ、作業
中に位置ずれをおこす可能性があり、作業性が悪い。

又、接着剤１４に撹拌時の混入空気により気泡が発生す
る恐れがあり、両面粘着テープで気体透過膜１ｏを接着
する面が平滑でなくなる可能性が高く密封性が損なわれ
る場合が多い。又前記接着剤１４を塗布する厚さは、通
気性物質と同等にし、酸ネ富化空気の流れに対して直交
する端面を除々に薄くするという作業が必要である。

又、流体吐出口１３の偏平部１３ａはプレスして作成し
たため、酸素富化空気の流れの方向に対して直交する断
面積の変化が大きく、それにより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、補強板と流体吐出口の密
封固定が容易で、しかも気体透過膜の密封が行いやすく
圧力損失の少ない気体透過膜モジュールを提供するもの
である。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明の気体透過膜モジュー
ルは、流体吐出口を補強板の凹状の切断部を両側からは
さみ込む構造を取り、しかも流体吐出口の内部形状は、
補強板の凹状の切断部にはめ込んだ後の酸素富化空気の
流れの方向に対して直交する断面積の変化が少ない構造
にしている。

又流体吐出口の外部形状は、両面粘着テープで気体透過
膜を密封しやすい様に、表面を平滑にし通気性物質２枚
と補強板を合せた厚さと同等にし、かつ酸素富化空気に
対して直交する両端面を除々に薄くしである。

作用 この構成によって、流体吐出口は、補強板をはさみ込む
構造になっているので、接着剤の硬化以前でも保持強度
があり、作業性が良い。しかも外部形状は、表面を平滑
にし通気性物質２枚と補強板を合せた厚さと同等の厚さ
にし、酸素富化空気の流れ方向に対して直交する両端面
を除々に薄くしであることで、通気性物質と段差がなく
両面粘着テープで気体透過膜の密封が容易である。

又内部形状は、流体吐出口を補強板にはさみ込んだ後の
酸素富化空気の流れの方向に直交する断面積の変化が少
ないため、圧力損失が少ない。

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気体透過膜モジュ
ールの流体吐出口付近の分解斜視図を示すものである。

第１図において、１は混合気体を選択的に分離する気体
透過膜、２は気体透過膜１との間に空間部が形成される
ように、密封保持する補強板、３ば、前記空間部内に充
填される通気性物質、４は前記空間部内の流体を吐出し
射出成型で作成した流体吐出口、４ａは流体吐出口４の
両面粘着テープが貼り付けられる接新部、４ｂは流体吐
出口４の内部孔、４Ｃは流体吐出口４の切り欠き部、５
は流体吐出口４と補強板２を密封固定する接着剤、６は
補強板２と気体透過膜１を気密に保つ両面粘着テープ、
７は流体吐出口４に接続される真空チューブである。

以上の様に構成された気体透過膜モジュールについて、
以下その動作について説明する。

第１図において、真空チューブ７の内部を真空ポンプで
減圧吸引を行なうと、真空チューブ７に接続されている
流体吐出口４の内部が減圧状態になり通気性物質３を介
して気体透過膜１に差圧を生じさせる。

このことにより、気体透過膜モジュールの外部の気体は
、気体透過膜１を通って選択的に分離され、通気性物質
３より形成される空間部に侵入し、流体吐出口４より選
択的に分離された気体（酸素富化空気）として取り出さ
れる。

又補強板２は、気体透過膜１との間に空間部が形成され
、気体透過膜１が真空ポンプで減圧された場合に気体透
過膜１を保持しかつ補強するものである。又流体吐出口
は射出成型で作成されている。流体吐出口４０両面粘着
テープを貼り付ける接続部４ａの外面は、両面粘着テー
プ６で密封しやすい様に、表面を平滑にし、２枚の通気
性物質３と補強板２を合せた厚さと同等の厚さにし、か
つ酸素富化空気の流れ方向に対して直交する両端面を除
々に薄くしていることで、通気性物質３との段差がなく
両面粘着テープ６で気体透過膜１の密封が容易に行える
。

上記表の様に従来例では、酸素濃度は３０．５（係）で
あったのに対して、実施例では酸素ａ度は３ｏ、７（％
）である。また従来例では、酸素富化空気の流量は９．
８　（ｌ／ｍｉｎ　）に対し実施例では１ｏ、ｏ（７！
／ｍｉｎ　）を得られた。これは実施例の流体吐出口４
の内部孔４ｂは、切り欠き部４Ｃを補強板２の凹状の切
断部にはさみ込んだ後の酸素富化空気の流れ方向に対し
て直交する断面積の変化が少ない構造になっているだめ
である。その結果、従来例の流体吐出口１３の出口側真
空度をｓ　ｓ　ｏ　（ｍｍＨｇ）にした時、入口側真空
度ｓ　４５（ｍｍＨｇ）で、圧力損失はｔｓ　（ｍｍ　
Ｈｇ　）であるのに対し、実施例の流体吐出口４は出口
側真空度５５０　（ｍｍＨｇ）にしだ時入口側真空度５
４９（ｍｍ　Ｈｇ　）で、圧力損失は１（ｍｍＨｇ）に
なり効率良く気体透過膜１に真空度が伝わり、上記表の
様な酸素濃度と流量を得た。

又、流体吐出口４の切り欠き部４Ｃの酸素富化空気の流
れの方向の深さは、通気性物質３と流体ぐ上出口４が連
通状態になる様に、補強板２の凹状の切断部の深さより
短かくしである。

気体透過膜モジュールを作成する手順としては、補強板
２の凹状の切断部に、接着剤５を塗布して射出成型で作
成した流体吐出口４を切り欠き部４Ｃの深さまではさみ
込み密封固定する。

その後補強板２の凹状の切断部にはさみ込んである流体
吐出口４の端面に接触する位置まで通気性物質３を配し
、補強板２の四辺全部に両面粘着テープ６を貼り付けて
気体透過膜１を密封する。

この作業を補強板２の両面で行なう事により気体透過膜
モジュールが構成されている。

発明の効果 以上の様に本発・明は、流体吐出口を補強板の凹状の切
断部の両側に接着剤を塗布してはさみ込む構造になって
いるので、接着剤が硬化する以前でも、固定の強度があ
る。しかも外部形状は、表面を平滑にし通気性物質２枚
と補強板を合せた厚さと同等の厚さにし、酸素富化空気
の流れ方向に対して直交する両端面を除々に薄くしてい
ることで、通気性物質と段差がなく両面粘着テープで気
体透過膜の密封が容易であり、作業性も良い。

又内部孔の形状は、流体吐出口を補強板にはさみ込んだ
後の酸素富化空気の流れの方向に直交する断面積の変化
が少ないため、圧力損失が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による流体吐出口付近の気体
透過膜モジュールの分解斜視図、第２図は従来の気体透
過膜モジュールの半断面の斜視図、第３図は従来の気体
透過膜モジュールの流体吐出口付近の分解斜視図である
。 １・・・・・・気体透過膜、２・・・・・・補強板、３
・・・・・・通気性物質、４・・・・・流体吐出口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）大気あるいは、混合気体を選択的に分離する気体
   透過膜と、この気体透過膜との間に空間部が形成される
   ように密封保持する補強板と、前記空間部内に充填され
   る通気性物質と、前記気体透過膜と前記補強板を気密に
   保つ接着剤と、前記空間部内の流体を吐出する流体吐出
   口を有し、前記流体吐出口を前記補強板の凹状切断部を
   両側からはさみ込む構造にしたことを特徴とする気体透
   過膜モジュール。
2. （２）流体吐出口の内部形状は、流体の流れ方向に対し
   て直交する断面積に変化がない形状であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の気体透過膜モジュール
   。