JPS6242737Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は選択性気体透過膜を用い、この膜を通
して二種以上の混合気体から、特定の気体を濃縮
分離する膜式気体分離法において、これを工業的
に実用性を有せしめるモジユールを提供するもの
である。特に本考案は、均質な１μ以下の超薄膜
を選択性気体透過膜として用いた場合に有効な平
板状モジユールの構造に関する。

従来、平板状構造のモジユールは種々提案され
ており、代表的な例はS.A.Sternによる米国特許
3332216号明細書に記載のものがある。

これは、膜に繊維質のシートで内張りをし、こ
れを金属の金網の両側に張付け、周囲をシールし
たものを一単位とし、これを積層した構造であ
る。

上記の構造では、透過膜が十分に機械的強度を
有し、且つ膜厚が厚い場合十分な効果があるが、
本考案に用いる場合のように、透過膜が１μ以下
である超薄膜の場合は、入口側と出口側の圧力差
によつて、この膜が変形し損傷する危険がある。

本考案はこのような点を改善し、気体透過膜に
損傷を与えず、また劣化を惹き起こさない構造を
提供するものである。本考案の特徴は超薄膜から
成る選択性気体透過均質膜部分を多孔性膜と一体
化した選択性気体透過複合膜を形成し、この場合
膜によつて、内部の一部または全部が連続気泡で
構成されている剛性多孔体を通気性シートを介し
多孔性膜側が多孔体と対向するごとく気密に覆つ
て形成したものである。

以下図面を用いて本考案の一実施例を説明す
る。

第１図は、本考案によるモジユールの全体構成
を示す斜視図で、１は内部の一部又は全部が通気
性を有する連続気泡から成る剛性多孔体で、例え
ば、発泡ポリ塩化ビニル板、あるいはスポンジメ
タルなどが用いられる。２は通気性シートで、剛
性多孔体１の両面に設けられており通常のセルロ
ース製紙，フエルトなどが利用される。３はそ
の外側に配された選択性気体透過複合膜、４は被
分離気体透過口である。第２図はモジユールの断
面図で、剛性多孔体１を、通気性シート２を介し
て、選択性気体透過複合膜３で覆い、一端部５で
気密的に接着してある。この接着は、接着剤を使
用してもよく、熱接着（ヒート・シール）でもよ
い。

第３図は、モジユールを被分離気体透過口側か
ら見た図で、透過口４の周囲６は十分に気密的に
接着されねばならない。

第４図は外枠を用いた場合のモジユールの全体
の構成を示す斜視図で、第１図と同一部分には同
一符号を付す。７は金属またはプラスチツクある
いは木材などから形成される外枠、１は内部の一
部又は全部が通気性を有する連続気泡構造から成
る剛性多孔体、２は通気性シート、３は前記した
選択性気体透過複合膜、４は被分離気体透過口で
ある。第５図は、第４図に示したモジユールの断
面を示し、選択性気体透過複合膜３は、通気性シ
ート２を介して剛性多孔体１の表面を覆い、枠７
に接着部８において気密を保つように適当な接着
剤で接着されている。１１は被分離気体の通路を
形成する空間である。第６図は膜の動作時、すな
わち膜の前後に圧力差の生じている場合の動作説
明図で、イは金網を用いた従来例の場合、ロは本
考案の剛性多孔体を用いた場合である。イの場
合、繊維質シートで内張りした選択性気体透過複
合膜９は網１０の形に沿つてC′に示すように変
形し、圧力差を取り除くと、もとのＣ位置に復帰
する。この動作の繰り返しが生じるため、膜９は
次第に延び始め、約20回の繰り返しで、膜９に網
目部分から外側に、初期に比べて約５mm膨らん
だ。他の例では、約45回の繰り返しで、ピンホー
ルの発生する場合が生じた。一方ロの構成では
500回の繰り返しにも複合膜３の変形は認められ
ず、初期性能を充分に維持した。剛性多孔体１と
しては、圧力変形が殆ど無く、内部が通気性を有
しているものが使用され、発泡ポリ塩化ビニル，
硬質ウレタン、あるいはポリエチレン，ポリプロ
ピレンなどのポリオレフイン系樹脂の焼結体もし
くはNi−スポンジなどのスポンジメタルが好適
な結果を示した。

なお第１図，第４図のモジユール構造では角型
の場合を示したが、丸型，楕円形その他用途に応
じて任意の形状に構成することが可能であり、ま
た、被分離気体透過口４は、外枠７を工夫するこ
とによつて外枠７の任意の部分より、任意の数で
任意の形、例えば、スリツト形状などで取り出す
ことが出来る。また、第４図において、剛性多孔
体１は、外枠７に接する形で設置されているが、
剛性多孔体１の周縁部は、外枠７の内面に設けら
れた凹部に気体通路としての空間１１を残しては
まり込むようにしても良い。また、膜３は外枠７
に対して、接着部８で接着されているが、接着法
に対しても、特に制限は無く、気密性が保持され
る限り如何なる接着法も利用可能である。

次に実施例について説明する。外枠７として縦
30cm，横70cm，奥行0.5cm，枠の巾１cmの内面に
凹部をもつ外枠を作り、剛性多孔体１として信越
化学(株)製発泡ポリ塩化ビニルBG−60−Ｂ−１を
用い、複合膜３として25μの多孔性ポリプロピレ
ン（商品名ジユラガード）に均質膜として約2000
Å厚のポリジメチルシロキサン膜を設置した複合
膜を用いて第４図に示した構成のモジユールを作
つた。複合膜３は外枠７に対して、接着部８で、
ゴム系接着剤で接着した。このようなモジユール
を用い、気体透過口４より真空ポンプで、150mm
Hgに減圧吸引し、空気を吸引した結果、酸素濃
度が32％に濃縮された酸素富化空気を、毎分12
の割合で得ることが出来た。この構成で真空ポン
プのオン−オフを500回繰り返したが、モジユー
ル，複合製には何らの異常も発生しなかつた。ま
た、80℃の恒温下で500時間連続運転を行なつた
が、同様に何らの変化も認められなかつた。この
ように本考案のモジユールは、軽量で、製造が簡
単であり、且つコストも安く、しかも、膜部分に
何らの損傷も与えず、長期にわたつて安定な特性
を維持する秀れた性能を示した。

以上のように本考案は選択性気体透過膜と支持
体である多孔性薄膜より成る選択性気体透過複合
膜を有し、この複合膜を内部の一部または全部が
連続気泡で構成されている剛性多孔体によつて通
気性シートを介し上記複合膜の多孔性薄膜側と上
記剛性多孔体が対向するように保持したものであ
り、軽量で、製造が簡単であり且つコストも安
く、しかも膜部分に何らの損傷も与えず、長期に
わたつて安定な性能を維持する選択性気体透過膜
モジユールを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による選択性気体透過膜モジユ
ールの実施例を示す分解斜視図、第２図は一部拡
大断面側面図、第３図は同モジユールの正面図、
第４図は本考案による選択性気体透過膜モジユー
ルの他の実施例を示す分解斜視図、第５図は同モ
ジユールの一部拡大断面側面図、第６図イ，ロは
従来例および本考案による選択性気体透過膜モジ
ユールの動作説明図である。 １……剛性多孔体、２……通気性シート、３…
…選択性気体透過複合膜、４……気体透過口、７
……外枠。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内部の少なくとも一部が連続気泡で構成され
   た剛性多孔体と、前記剛性多孔体表面に通気性
   シートを介して設けられた、選択性気体透過膜
   と多孔性膜とから成る選択性気体透過複合膜と
   を備え、前記選択性気体透過複合膜の多孔性膜
   側を前記通気性シートと対向させるとともに、
   前記剛性多孔体を通気性シートを介して選択性
   気体透過複合膜により気密に覆つたことを特徴
   とする選択性気体透過膜モジユール。 (2) 剛性多孔体の周囲を外枠で囲み、外枠の両面
   の一部に選択性気体透過複合膜を接着させ、選
   択性気体透過複合膜で通気性シート、剛性多孔
   体を挾持させた実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の選択性気体透過膜モジユール。