JPS62155858A - Hollow yarn module - Google Patents

Hollow yarn module

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JPS62155858A
JPS62155858A JP29318985A JP29318985A JPS62155858A JP S62155858 A JPS62155858 A JP S62155858A JP 29318985 A JP29318985 A JP 29318985A JP 29318985 A JP29318985 A JP 29318985A JP S62155858 A JPS62155858 A JP S62155858A
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JP
Japan
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hollow fiber
hollow fibers
hollow
module
fibers
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Application number
JP29318985A
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Japanese (ja)
Inventor
晴彦 吉田
純 加茂
平井 孝之
向井 琢磨
洋 高橋
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62155858A publication Critical patent/JPS62155858A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は、物質またはエネルギーを、一方の領域から他
方の領域へ移動させる、あるいはこれらの領域間で交換
させる機能を有する中空糸の多数を束ね、その所定の端
部を固定部材によりハウジング内に液密若しくは気密に
固定した中空糸組立て体く以下中空糸モジュールという
)に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention provides a method for using a large number of hollow fibers having the function of transferring substances or energy from one region to another or exchanging them between these regions. The present invention relates to a hollow fiber assembly (hereinafter referred to as a hollow fiber module) in which the predetermined ends of the bundle are fixed in a liquid-tight or air-tight manner within a housing by means of a fixing member.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、物質またはエネルギーを、一方の領域から他方の
領域へ移動させる、あるいはこれらの領域間で交換させ
る機能を有する中空糸を用いた中空糸モジュールは、濾
過器、人工S器、熱交換器などとして、医療や、液体や
気体の濾過、分離あるいは交換等の分野などで盛んに利
用されつつある。
In recent years, hollow fiber modules using hollow fibers that have the function of moving substances or energy from one region to another or exchanging them between these regions have been used as filters, artificial S-units, heat exchangers, etc. As a result, it is being actively used in fields such as medicine, filtration, separation, and exchange of liquids and gases.

これらの中空糸モジュールの代表的な形態としては、多
数の直線状の中空糸を、その両端の開口状態を保ったま
ま各々樹脂からなる固定部材によりハウジング内に集束
固定して直線状に配列した構造を有するもの、あるいは
一端のみが開口状態にある多数の直線状またはU字型中
空糸をその開口端を保ったまま1つの固定部材により集
束固定した構造を有するものなどを挙げることができる
A typical form of these hollow fiber modules is that a large number of straight hollow fibers are arranged in a straight line, each fixed in a housing by a fixing member made of resin, with both ends kept open. Examples include those having a structure, or those having a structure in which a large number of linear or U-shaped hollow fibers with only one end open are bundled and fixed by one fixing member while keeping the open end.

このような中空糸モジュールにおいて、モジュール容積
当りの利用効率を高めるために、より細い中空糸を用い
て、中空糸外壁と接触する流体と中空糸との接触面積を
大きくしたモジュールが注目されているが、中空糸を細
くしていくと、モジュール内に均一に分散させて固定化
することが困難なばかりでなく、固定後も中空糸自身が
変形し易くなるために、自重により、あるいは中空糸外
部を流れる流体などによる種々の外力によって容易に変
形する。その結果モジュール内での中空糸の所定の直線
形状に乱れが生じ易く、例えばモジュール内での中空糸
の分散性が悪くなったり、中空糸が偏在化してしまう等
の不都合が生じ、性能安定性等に問題を残している。特
に、モジュール内の中空糸充填部の容積に対する充填さ
れた中空糸容積の比、すなわち充填率が低い場合におい
ては、こうした傾向は更に顕著に表われる。
In such hollow fiber modules, in order to increase the utilization efficiency per module volume, modules that use thinner hollow fibers to increase the contact area between the hollow fiber and the fluid that contacts the outer wall of the hollow fiber are attracting attention. However, as the hollow fibers become thinner, not only is it difficult to uniformly disperse and fix them in the module, but also the hollow fibers themselves tend to deform even after fixing. It is easily deformed by various external forces caused by fluid flowing outside. As a result, the predetermined linear shape of the hollow fibers within the module is likely to be disturbed, resulting in problems such as poor dispersion of the hollow fibers within the module or uneven distribution of the hollow fibers, resulting in poor performance stability. etc., there are still problems. In particular, when the ratio of the volume of the filled hollow fibers to the volume of the hollow fiber filling portion in the module, that is, the filling rate, is low, this tendency becomes more pronounced.

一方、近年医療の分野等において、中空糸外部に流す流
体の圧力損失が小さく、かつ小型で高い性能を備えたモ
ジュールの実現が望まれている。
On the other hand, in recent years, in the medical field and the like, it has been desired to realize a module that is small in size and has high performance, with a small pressure loss in the fluid flowing outside the hollow fiber.

中空糸外部に流す流体の圧力損失を減少させるには、中
空糸の充填率を低くすることが有効であることが知られ
ている。
It is known that lowering the filling rate of the hollow fibers is effective in reducing the pressure loss of the fluid flowing outside the hollow fibers.

しかしながら、中空糸の充填率を低くした場合、中空糸
の外部流体との接触面積が減少して°しまうので、限ら
れた中空糸表面積でより高い分離、交換効率を得る必要
が生じてくる。
However, when the filling rate of the hollow fibers is lowered, the contact area of the hollow fibers with the external fluid decreases, so it becomes necessary to obtain higher separation and exchange efficiency with the limited surface area of the hollow fibers.

ところが、例えば中空糸が直線形状を為して互いに平行
に配列された従来のモジュールにおいては、前記の中空
糸の配列の乱れや偏在化の問題点に加えて、さらに中空
糸の内外の流体の流れが層流領域にあるため中空糸表面
の境膜抵抗が大きく、原理的にも性能の限界があり、低
充填率で高性能を得ることができなかった。
However, in conventional modules in which hollow fibers are linearly arranged parallel to each other, for example, in addition to the problem of disordered arrangement and uneven distribution of the hollow fibers, there is also a problem of fluid inside and outside the hollow fibers. Since the flow is in the laminar flow region, the film resistance on the surface of the hollow fiber is large, and there is a theoretical limit to performance, making it impossible to obtain high performance at a low filling rate.

こうしたなかで、前記の難点を克服すべく、モジュール
の開発が進められているが、経済性、信頼性等の面でな
お解決すべき問題点が残されているのが現状である。
Under these circumstances, module development is progressing in order to overcome the above-mentioned difficulties, but at present there are still problems to be solved in terms of economy, reliability, etc.

他方、例えば高い処理能力を得るために充填率を高めた
従来のモジュールにおいては、モジュール内に配置され
た中空糸束の内部では、中空糸同士が密集してしまい、
中空糸束の内部へ十分に流体が供給されず、中空糸全体
を有効に利用することができなかった。
On the other hand, for example, in conventional modules in which the filling rate is increased in order to obtain high throughput, the hollow fibers become densely packed inside the hollow fiber bundle arranged in the module.
Fluid was not sufficiently supplied to the inside of the hollow fiber bundle, and the entire hollow fiber could not be used effectively.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明者等は、モジュール内の分散配列状態が良好であ
り、また外部の流体の流れの影習を受けずに、寧ろ流れ
の状態を制御することにより、高性能で品質の安定した
モジュールを見い出すべく検討した結果本発明を完成し
た。
The inventors of the present invention have created a module with high performance and stable quality by controlling the flow state without being affected by the external fluid flow and by having a good distributed arrangement state within the module. As a result of research to find out, the present invention was completed.

本発明の目的は、低い中゛空糸充填率でもエネルギーや
物質の分離や交換における高い効率が得られる中空糸モ
ジュールを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a hollow fiber module that can achieve high efficiency in the separation and exchange of energy and substances even with a low hollow fiber filling rate.

本発明の他の目的は、高い中空糸充填率とした場合でも
、良好な中空糸の利用効率が得られる中空糸モジュール
を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a hollow fiber module that can obtain good hollow fiber utilization efficiency even when the hollow fiber filling rate is high.

本発明の他の目的は、安価で製造方法が簡便で性能安定
性に優れた中空糸モジュールを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a hollow fiber module that is inexpensive, easy to manufacture, and has excellent performance stability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的は以下の本発明によって達成することができ
る。
The above objects can be achieved by the following invention.

すなわち、本発明は、多数の湾曲部を有する非直線形状
の中空糸の開口端の多数をその開口状態を保ったまま固
定部材によりハウジング内に集束固定してなることを特
徴とする中空糸モジュールである。
That is, the present invention provides a hollow fiber module in which a large number of open ends of non-linear hollow fibers having a large number of curved parts are fixed in a housing by a fixing member while maintaining the open state. It is.

以下図面を参照しつつ本発明の中空糸モジュールを詳細
に説明する。
The hollow fiber module of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

、第1図は、本発明の両端を集束固定した中空糸モジュ
ールの一態様例を示した模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a hollow fiber module in which both ends of the present invention are bundled and fixed.

この本発明の中空糸モジュールは、基本的には、非直線
形状を有する多数の中空糸1の両端の開口端1aを2つ
の固定部材2によりハウジング3内に固定した構造を有
している。
The hollow fiber module of the present invention basically has a structure in which open ends 1a at both ends of a large number of hollow fibers 1 having a non-linear shape are fixed in a housing 3 by two fixing members 2.

ハウジング3は、本発明の中空糸モジュールに所定の機
械的強度を付与できるものならばどのような材料からで
も構成可能であり、そのような材料としては例えば金属
、樹脂、ガラス、セラミックス等を挙げることができる
The housing 3 can be made of any material as long as it can impart a predetermined mechanical strength to the hollow fiber module of the present invention, and examples of such materials include metals, resins, glass, ceramics, etc. be able to.

また固定部材2は、例えばポリウレタン、エポキシ、不
飽和ポリエステル、シリコン等の樹脂によって構成する
ことができる。
Furthermore, the fixing member 2 can be made of a resin such as polyurethane, epoxy, unsaturated polyester, silicone, or the like.

なお、ハウジング3の構成や、その内部における中空糸
1や固定部材2の配置は、所望とするモジュールの用途
や性能等に応じて適宜決定される。この例においては、
中空糸外部に流す流体の供給口3aとその排出口3bが
ハウジング3の所定の位置に設けられ、また固定部材2
が中空糸外部に流れる流体と中空糸内部に流れる流体と
の仕切り、及び中空糸内部から流出する、あるいは中空
糸内部へ供給する流体の貯溜部4を形成してし)る。
Note that the configuration of the housing 3 and the arrangement of the hollow fibers 1 and fixing members 2 within the housing 3 are determined as appropriate depending on the intended use and performance of the module. In this example,
A supply port 3a and a discharge port 3b for the fluid flowing outside the hollow fiber are provided at predetermined positions in the housing 3, and the fixing member 2
This forms a partition between a fluid flowing outside the hollow fiber and a fluid flowing inside the hollow fiber, and a reservoir 4 for fluid flowing out from the inside of the hollow fiber or supplied to the inside of the hollow fiber.

第2図は本発明の一端を集束固定した中空糸モジュール
の一態様例を示す模式断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of an embodiment of a hollow fiber module in which one end of the present invention is bundled and fixed.

この本発明の中空糸モジュールは、非直線形状を有する
多数の中空糸1をその開口端1aが一端に集まるように
サポート部材6を介してU字型に配置し、その開口端1
aを固定部材2により固定した構造を有している。
In the hollow fiber module of the present invention, a large number of hollow fibers 1 having a non-linear shape are arranged in a U-shape through a support member 6 so that the open ends 1a of the hollow fibers are gathered at one end.
It has a structure in which part a is fixed by a fixing member 2.

本発明でいう中空糸の非直線形状としては、第1図に示
した規則的な螺旋形状のほかに、例えば、無秩序なりリ
ングが付与された形状、S字形状の繰り返し形状等の複
数の湾曲部を有した非直線形状を挙げることができる。
In addition to the regular spiral shape shown in FIG. 1, the non-linear shape of the hollow fiber in the present invention includes multiple curved shapes such as a disordered shape with rings, a repeating S-shape, etc. A non-linear shape having a section can be mentioned.

このような形状の中空糸を得るには、中空糸の製造段階
において、中空糸に所望の非直線形状を常法に応じて適
宜付与させれば良い。例えば、規則的な螺旋形状は、中
空糸の紡糸段階で直接に、あるいは後処理で、本撚り若
しくは仮撚りによって付与することができる。
In order to obtain hollow fibers having such a shape, a desired non-linear shape may be appropriately imparted to the hollow fibers according to a conventional method in the manufacturing stage of the hollow fibers. For example, a regular helical shape can be imparted directly during the spinning step of the hollow fibers or by post-treatment by main twisting or false twisting.

なお、本発明に用いる中空糸の外径は、所望とするモジ
ュールの性能や用途に応じて適宜選択され、低充填率で
、高効率を得るモジュールに用いる場合には、100〜
2000μs程度とされる。
The outer diameter of the hollow fibers used in the present invention is appropriately selected depending on the desired performance and application of the module, and when used in a module that achieves high efficiency with a low filling rate, the outer diameter is 100 to 100.
It is said to be about 2000 μs.

本発明に用いる中空糸を形成するための材料としては、
上記のような非直線形状に賦形できるものであればいか
なるものでも良く、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ3−メチルブテン−1、ポリ4−メチルペンテ
ン−1、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル
、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポ
リオキシメチレン、ポリスルフォン、シリコン、ウレタ
ン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンビニルアル
コール共重合体、またはエチレン塩化ビニル共重合体等
の有機重合体ニアルミニウム、ステンレスなどの全屈材
料等を挙げることができ、これらのなかから本発明のモ
ジュールの所望とする用途に応じて適宜選択すれば良い
Materials for forming the hollow fibers used in the present invention include:
Any material that can be shaped into the above-mentioned non-linear shape may be used, such as polyethylene, polypropylene, poly3-methylbutene-1, poly4-methylpentene-1, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyethylene terephthalate, Organic polymers such as polycarbonate, polyoxymethylene, polysulfone, silicone, urethane, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene vinyl alcohol copolymer, or ethylene vinyl chloride copolymer, fully bendable materials such as aluminum, stainless steel, etc. These can be appropriately selected depending on the desired use of the module of the present invention.

なお、本発明に用いる中空糸の非直線形状としては、撚
りによって規則的な螺旋形状を付与したものが生産性等
の面から便利である。
As for the non-linear shape of the hollow fibers used in the present invention, those given a regular spiral shape by twisting are convenient from the viewpoint of productivity and the like.

この場合、1木毎に加熱したものでは、加熱後に螺旋形
状が維持しにくい材料を用いたり、生産性を挙げたい場
合には、数本を同時に加熱しても同様の効果が得られる
In this case, if a material is used that is difficult to maintain a spiral shape after heating if each tree is heated individually, or if productivity is desired to be increased, the same effect can be obtained by heating several trees at the same time.

また撚り数はモジュールの大小、中空糸の材質、形状に
より好適な範囲が異なるが、外径100〜2000)u
aの中空糸では、1m当りの撚り回数を示す単位T/m
で表わすとき、lO〜200 T/mの範囲内にあるこ
とが好ましく、20〜100 T/mの範囲が特に好ま
しい。
The preferred number of twists varies depending on the size of the module, the material and shape of the hollow fiber, but the outer diameter is 100 to 2000)
For the hollow fiber of a, the unit T/m indicates the number of twists per 1 m.
When expressed as , it is preferably in the range of lO to 200 T/m, and particularly preferably in the range of 20 to 100 T/m.

このような非直線形状の中空糸を用いて中空糸束を形成
することによって、従来の直線状の配置では中空糸内部
及び外部の流体の流れが層流領域にあるため中空糸表面
の境膜抵抗が大きく、物質やエネルギーの交換や分離に
おける性能上の限界があったのに対して、非直線状の中
空糸内部及び外部では、流体の層流状態が乱されるので
、中空糸表面の境膜抵抗を減少させることができ、中空
糸の分離、交換効率を高めることができる。
By forming a hollow fiber bundle using such non-linear hollow fibers, the flow of fluid inside and outside the hollow fibers is in a laminar flow region in the conventional linear arrangement, so that the boundary film on the surface of the hollow fibers is reduced. The resistance was large, which limited the performance in exchanging and separating substances and energy, whereas the laminar flow state of the fluid inside and outside the non-linear hollow fiber is disturbed, so the surface of the hollow fiber is The membrane resistance can be reduced, and the separation and exchange efficiency of hollow fibers can be increased.

更に、このような非直線形状を有する中空糸を用いて中
空糸束を形成すれば、中空糸束に適度な嵩高性を得るこ
とができる。この中空糸束の嵩高性は、ハウジング内に
充填する前の中空糸束の直径がハウジングの内径よりも
大きくなるような程度とするのが好ましい。このような
中空糸束を幾分圧縮してハウジング内に充填することに
より、中空糸がハウジング内に均一に分散し、かつ幾分
圧縮された状態での反発力が作用して中空糸の外力に対
する安定性が得られ、使用時においても中空糸の好適な
形状を維持できる性能安定性に擾れたモジュールとなる
Furthermore, if a hollow fiber bundle is formed using hollow fibers having such a non-linear shape, it is possible to obtain appropriate bulkiness in the hollow fiber bundle. The bulkiness of the hollow fiber bundle is preferably such that the diameter of the hollow fiber bundle before being filled into the housing is larger than the inner diameter of the housing. By compressing such a hollow fiber bundle to some extent and filling it into the housing, the hollow fibers are uniformly dispersed in the housing, and the repulsive force in the somewhat compressed state acts to reduce the external force on the hollow fibers. The result is a module with performance stability that allows the hollow fibers to maintain a suitable shape even during use.

このような中空糸束の適度な嵩高性は、所望の嵩高性の
得られる程度の直線形状からのずれを有する中空糸を用
いることによって得ることができる。すなわち、この嵩
高性が中空糸束を形成する中空糸の非直線形状の元の直
線形状からのずれに従って大きくなるためであり、この
ずれの程度を調節することによって、得られる中空糸の
嵩高性を所望の程度とすることができる。
Appropriate bulkiness of such a hollow fiber bundle can be obtained by using hollow fibers having a deviation from a linear shape to the extent that the desired bulkiness can be obtained. In other words, this bulkiness increases as the non-linear shape of the hollow fibers forming the hollow fiber bundle deviates from the original linear shape, and by adjusting the degree of this deviation, the bulkiness of the hollow fibers obtained can be increased. can be set to a desired degree.

本発明に用いる非直線形状の中空糸の直線形状からのず
れとしては、中空糸束を形成する際の中空糸の材質やそ
の本数、あるいは充填するハウジング内部の構造や大き
さ等により種々異なるが、例えば、非直線形状の中空糸
の直線形状からのずれの程度を、直線とした場合の長さ
に対する非直線形状の状態での長さの割合(*)(非直
線形状での長さ/直線とした場合の長さxtoo)で表
わした場合、100.I N150.0%、好ましくは
100.5〜105.0%程度とするのが良い。この割
合は、例えば第1図に示したような状態での非直線状の
中空糸の両端間の直線距離に対する多少応力をかけて中
空糸を直線状に伸ばした際の両端間の距離の割合として
も表現できる。
The deviation from the linear shape of the non-linear hollow fibers used in the present invention varies depending on the material and number of hollow fibers when forming the hollow fiber bundle, the structure and size of the inside of the housing to be filled, etc. For example, the degree of deviation from the linear shape of a hollow fiber in a non-linear shape is the ratio of the length in the non-linear shape to the length when it is a straight line (*) (length in the non-linear shape / When expressed as a straight line length (xtoo), 100. It is good to set the IN to 150.0%, preferably about 100.5 to 105.0%. This ratio is, for example, the ratio of the distance between both ends of a non-linear hollow fiber when the hollow fiber is stretched into a straight line by applying some stress to the straight-line distance between both ends of the hollow fiber in the state shown in Figure 1. It can also be expressed as

本発明における中空糸の充填率もまた、所望とするモジ
ュールの性能や用途に応じて適宜選択されるが、充填率
が15〜35%の時に特に有効である。このような充填
率にすると、例えば血液を中空糸の外部に流す外部潅流
型の血液処理装置に用いると血液を2.21/ m2 
 ・minで流しても圧損をloo+nmHg以下にで
き、従って落差脱血のみで血液を処理することができ有
用である。
The filling rate of the hollow fibers in the present invention is also appropriately selected depending on the desired performance and use of the module, but it is particularly effective when the filling rate is 15 to 35%. With such a filling rate, for example, when used in an external perfusion type blood processing device that flows blood outside the hollow fiber, the blood flow rate is 2.21/m2.
・The pressure drop can be kept below loo+nmHg even if the flow is carried out at min. Therefore, blood can be processed only by drop blood removal, which is useful.

先に述べたようにモジュール内を流れる流体の圧力損失
を減少させるために充填率を低くする場合でも、本発明
のモジュールにおいては、中空糸の非直線形状による嵩
高性によフて、前述したような従来困難であったモジュ
ール内の中空糸の良好な分散性が容易に得られ、かつ、
中空糸の非直線形状によってモジュール内に特定の流路
、すなわちチャンネリングが発生するのを防止すること
ができる。
As mentioned above, even when the filling rate is lowered to reduce the pressure loss of the fluid flowing inside the module, in the module of the present invention, due to the bulkiness due to the non-linear shape of the hollow fibers, the above-mentioned It is easy to obtain good dispersion of hollow fibers in the module, which has been difficult in the past, and
The non-linear shape of the hollow fibers can prevent certain flow paths, or channeling, from occurring within the module.

一方、充填率を高くしたモジュールでは、従来中空糸束
の内部は、中空糸同士が密集してしまい、十分機能して
いなかったが、本発明のごとき、非直線状を存する中空
糸によって形成された中空糸束においては、中空糸に適
当な間隔が生じ、中空糸の内部まで、液体が容易に流れ
込むために、利用効率を格段に向上させることができる
On the other hand, in modules with a high filling rate, the inside of the hollow fiber bundle was conventionally packed with hollow fibers and did not function adequately, but in the present invention, the inside of the hollow fiber bundle is formed by hollow fibers that have a non-linear shape. In the hollow fiber bundle, the hollow fibers are spaced at appropriate intervals, and the liquid easily flows into the hollow fibers, so that the utilization efficiency can be significantly improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 外径473−1肉厚72−のポリエチレン中空糸を4本
毎に撚り数25T/mで本撚りして、直線とした場合の
長さに対する非直線形状での長さの割合が、100.8
%である規則的な螺旋形状からなる非直線形状の中空糸
を得た。この中空糸の2256本を、直径45mm、長
さ 160mmの第1図に示すような構造のポリカーボ
ネート製の円筒状のハウジング1の中に充填して、両端
を各々15mmの厚さで固定部材2としてのポリウレタ
ン接着剤で集束固定した熱交換器を多数製作した。なお
、この場合の中空糸の充填率は25%であった。
Example 1 Polyethylene hollow fibers with an outer diameter of 473 mm and a wall thickness of 72 mm are twisted at a twist rate of 25 T/m for every 4 fibers, and the ratio of the length in a non-linear shape to the length in a straight line is , 100.8
A non-linear hollow fiber having a regular helical shape of % was obtained. 2,256 of these hollow fibers are packed into a polycarbonate cylindrical housing 1 having a diameter of 45 mm and a length of 160 mm as shown in FIG. We manufactured a number of heat exchangers that were focused and fixed using polyurethane adhesive. Note that the filling rate of the hollow fibers in this case was 25%.

次に、得られた熱交換器のそれぞれについて、外部流体
供給口3aから中空糸の外側にヘマトクリット()Ie
ma tocr i t)値35%の牛血液を、また内
部流体供給口5aから中空糸の内側に水を流し熱交換を
行なわせた。
Next, for each of the obtained heat exchangers, hematocrit ()Ie is applied from the external fluid supply port 3a to the outside of the hollow fiber.
Bovine blood having a matrix value of 35% and water were flowed inside the hollow fibers from the internal fluid supply port 5a to perform heat exchange.

水流量9.5R,/min、で供給口3aでの血液温度
30℃、供給口5aでの水温40℃の時の熱交換効率E
を下記に示す式により算出した。無差別に選択した3つ
の交換LtE1−1 、1−2 、1−:lで得られた
血液流量(n /min、)に対する熱交換効率を第1
表に、また血液流量に応じた熱交換効率の変化を第3図
に示した。
Heat exchange efficiency E when the water flow rate is 9.5R,/min, the blood temperature at the supply port 3a is 30°C, and the water temperature at the supply port 5a is 40°C.
was calculated using the formula shown below. The heat exchange efficiency with respect to the blood flow rate (n/min,) obtained with three randomly selected exchanges LtE1-1, 1-2, 1-:l is calculated as the first
The table also shows the change in heat exchange efficiency depending on the blood flow rate in FIG.

ここで、E;熱交換効率、T日x;供給口3a側血液温
度、Tea;排出口3b側血液温度、Tw!、供給口5
a側水温度である。
Here, E: heat exchange efficiency, T day x: blood temperature on the supply port 3a side, Tea: blood temperature on the discharge port 3b side, Tw! , supply port 5
This is the water temperature on the a side.

実施例2 ポリエチレン中空糸の撚り数を10 T/II+とした
以外は実施例1と同様にして熱交換器を多数作製し、熱
交換を行なわせた。無差別に選択した熱交換器/a2−
1 、2−2 、2−3において得られた熱交換効率を
第1表及び第3図にそれぞれ示す。
Example 2 A large number of heat exchangers were manufactured in the same manner as in Example 1, except that the number of twists of the polyethylene hollow fibers was 10 T/II+, and heat exchange was performed. Randomly selected heat exchanger/a2-
The heat exchange efficiencies obtained in Examples 1, 2-2, and 2-3 are shown in Table 1 and FIG. 3, respectively.

比較例1 ポリエチレン中空糸に撚りをかけなかった以外は実施例
1と同様にして熱交換器を多数作製し、熱交換を行なわ
せた。無差別に選択した熱交換器/L11−1.11−
2において得られた熱交換効率を第1表及び第3図にそ
れぞれ示す。なお、この場合の中空糸の充填率も25%
であった。
Comparative Example 1 A large number of heat exchangers were manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene hollow fibers were not twisted, and heat exchange was performed. Randomly selected heat exchanger/L11-1.11-
The heat exchange efficiency obtained in No. 2 is shown in Table 1 and FIG. 3, respectively. In addition, the filling rate of hollow fibers in this case is also 25%.
Met.

以上の結果を総合すると、実施例1及び実施例2で得ら
れた熱交換器では、どの血液流mにおいても比較例1で
得られた交換器よりも高い熱交換効率が得られた。特に
、比較例1との比較から、第  1  表 以上の結果を総合すると、実施例1及び実施例2で得ら
れた熱交換器では、どの血液流量においても比較例1で
得られた交換器よりも高い熱交換効率が得られた。特に
、比較例1との比較から、本発明の中空糸モジュールで
は、中空糸を非直線形状としたことによって同程度の中
空糸充填率においてもより高い効率が得られた。
Summarizing the above results, the heat exchangers obtained in Examples 1 and 2 had higher heat exchange efficiency than the exchanger obtained in Comparative Example 1 for any blood flow m. In particular, from the comparison with Comparative Example 1, the heat exchangers obtained in Example 1 and Example 2 are as good as the exchanger obtained in Comparative Example 1 at any blood flow rate. A higher heat exchange efficiency was obtained. In particular, in comparison with Comparative Example 1, in the hollow fiber module of the present invention, higher efficiency was obtained even at the same hollow fiber filling rate due to the non-linear shape of the hollow fibers.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の中空糸モジュールでは、充填された中空糸が非
直線形状を有しているので、中空糸内部及び外部での流
体の層流状態が乱されるので、中空糸表面の境膜抵抗を
減少させることができ、より高い中空糸の分離、交換効
率を得ることができる。
In the hollow fiber module of the present invention, since the filled hollow fibers have a non-linear shape, the laminar flow state of the fluid inside and outside the hollow fibers is disturbed, so the film resistance on the surface of the hollow fibers is reduced. can be reduced and higher hollow fiber separation and exchange efficiency can be obtained.

また、本発明のモジュールにおいては、中空糸の充填率
が低い場合でも、中空糸の非直線形状による嵩高性によ
って、従来困難であったモジュール内の中空糸の良好な
分散性が容易に得られ、かつその形状が維持されるので
性能安定性に優れ、しかも中空糸の非直線形状によって
モジュール内に特定の流路、すなわちチャンネリングの
発生が防止される。
In addition, in the module of the present invention, even when the filling rate of the hollow fibers is low, the bulkiness due to the non-linear shape of the hollow fibers makes it easy to obtain good dispersion of the hollow fibers within the module, which was previously difficult. , and its shape is maintained, resulting in excellent performance stability.Moreover, the non-linear shape of the hollow fibers prevents the occurrence of specific flow paths, ie, channeling, within the module.

従って、中空糸外部の流体が血液である場合、落差脱血
により血液を処理できるので、本発明の中空糸モジュー
ルは特に血液処理用として優れている。
Therefore, when the fluid outside the hollow fiber is blood, the blood can be treated by drop blood removal, so the hollow fiber module of the present invention is particularly excellent for blood treatment.

一方、充填率を高くした場合でも、中空糸が非直線形状
を有しているので中空糸束内の各中空糸間に適当な間隔
が生じ、中空糸束の内部まで、液体が容易に流れ込むた
めに、中空糸の利用効率を格段に向上させることができ
る。
On the other hand, even when the filling rate is increased, since the hollow fibers have a non-linear shape, appropriate spacing occurs between each hollow fiber in the hollow fiber bundle, and the liquid easily flows into the inside of the hollow fiber bundle. Therefore, the utilization efficiency of hollow fibers can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図はそれぞれ本発明の中空糸モジュール
の一態様例を示した模式的断面図、第3図は、実施例及
び比較例で作製した熱交換器のそれぞれにおける血液流
量に対する熱交換効率の変化を表わしたグラフである。 1:中空糸      la:中空糸開口端2:固定部
材     3:ハウジング3a:外部流体供給口  
3b:外部流体排出口4:流体貯溜部 5a、5b=内部流体供給または排出口6:中空糸サポ
ート部材
FIGS. 1 and 2 are schematic cross-sectional views showing one embodiment of the hollow fiber module of the present invention, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the heat exchanger with respect to the blood flow rate in each of the heat exchangers manufactured in the example and comparative example. It is a graph showing changes in exchange efficiency. 1: Hollow fiber la: Hollow fiber opening end 2: Fixing member 3: Housing 3a: External fluid supply port
3b: External fluid outlet 4: Fluid reservoir 5a, 5b = Internal fluid supply or outlet 6: Hollow fiber support member

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)多数の湾曲部を有する非直線形状の中空糸の開口端
の多数をその開口状態を保ったまま固定部材によりハウ
ジング内に集束固定してなることを特徴とする中空糸モ
ジュール。 2)前記中空糸の多数が、それぞれの一方の開口端がそ
の開口状態を保ったまま第1の固定部材により集束固定
され、他方の開口端がその開口状態を保ったまま第2の
固定部材により集束固定されて、これら固定部材間に配
設されてなる特許請求の範囲第1項記載の中空糸モジュ
ール。 3)前記中空糸の多数が、それぞれの両端をその開口状
態を保ったまま1つの固定部材により集束固定されてな
る特許請求の範囲第1項記載の中空糸モジュール。 4)一端のみが開口状態にある前記中空糸の多数が、そ
の開口状態にある開口端からその開口状態を保ったまま
1つの固定部材により集束固定されてなる特許請求の範
囲第1項記載の中空糸モジュール。 5)前記中空糸の外径が100〜2000μmの範囲内
にあり、かつ前記非直線形状を本撚りまたは仮撚りにて
形成し、その際の撚数または仮撚数が10〜200T/
mの範囲内にあり、更に直線とした場合の長さに対する
非直線形状での長さの割合が100.1%〜150.0
%の範囲内にある特許請求の範囲第1項〜第4項のいず
れかに記載の中空糸モジュール。
[Claims] 1) A hollow fiber characterized by being formed by converging and fixing a large number of open ends of a non-linear hollow fiber having a large number of curved portions in a housing with a fixing member while maintaining the open state. yarn module. 2) A large number of the hollow fibers are focused and fixed by a first fixing member with one open end of each holding the open state, and a second fixing member with the other open end keeping the open state. The hollow fiber module according to claim 1, wherein the hollow fiber module is arranged between these fixing members and is focused and fixed by. 3) The hollow fiber module according to claim 1, wherein a large number of the hollow fibers are fixed together by one fixing member while keeping both ends of each hollow fiber open. 4) The method according to claim 1, wherein a large number of the hollow fibers, each of which has only one end in an open state, are converged and fixed from the open end thereof by one fixing member while maintaining the open state. Hollow fiber module. 5) The outer diameter of the hollow fiber is within the range of 100 to 2000 μm, and the non-linear shape is formed by real twisting or false twisting, and the number of twists or false twists at that time is 10 to 200 T/
m, and the ratio of the length in a non-linear shape to the length in a straight line is 100.1% to 150.0
% of the hollow fiber module according to any one of claims 1 to 4.
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