JPS647804B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管板（チユーブシート）に埋め込まれ
た管を包含する熱交換器および透過器のごとき装
置に属する。本発明の特に注目される点は、中空
繊維膜が管板に埋め込まれかつ中空繊維のルーメ
ン（穴）が管板を貫通して流体を連通する関係で
延びている中空繊維膜を利用する改良された透過
器に関する。

熱交換器および透過器のごとき装置は、管状シ
エルの中に配置された管を、それらの管の各各の
少なくとも１端が管板の中に埋め込まれた状態に
して保有する。その管板の１つの目的は、管を本
質的に流体が漏洩しない関係にして管板内に担持
することである。さらに、管板は装置内で本質的
に流体を漏洩しない関係にして流体がシエル側と
管のルーメン側との間で移動しないように確実な
らしめることができる。管板のまわりの若干の漏
洩は熱交換器の性能に不利に影響しうるものであ
り、かつ透過器の性能に関しての影響は屡々一層
重大なものにさえなり得る。何故ならば、不透過
である１部分が膜の透過出口側に入り、膜の分離
選択力を減じうるからである。管板の他の目的は
流体の流動に対して充分に強力な非透過性を備え
ることであり、作動状態にある間に管板が破裂せ
ず、また別の方法で管板の完全性が失われて流体
が管板を貫通できるようにならないことである。
それ故、多くの場合に管板は、管との流体が漏洩
しない関係を達成することを確実ならしめ、また
管板が作動中に受けるどのような圧力差にも耐え
得ることを確実ならしめるために、実質的な厚さ
を有するものである。

ある作動においては、管板はその管板の材料、
同様に潜在的な可能性では管とシエルの材料が、
膨脹または収縮し勝ちである環境に影響を受け
る。これらの膨脹または収縮は、管板、管または
シエルの材料のどれかに影響を及ぼす装置で処理
される。流れにおける温度および化学的な僅かな
部分の存在またはそのいずれかに帰すべきもので
ある。斯様な何等かの膨脹および収縮またはその
いずれかは、多くの困難な問題を提起する。何故
ならば特に、管、管板およびシエルに対しては本
質的に常に同一でない材料が使用されるからであ
る。例えば、管板とシエルとの間における寸法の
相対的変化（以下「膨脹差」という）は流体を漏
洩しないシールを確保する上で困難な問題を提起
する。もし仮にシエルの中に配置されている管板
が、その作動中の環境において、シエルより大き
な程度にまで膨脹するとすれば、過度に大きな力
が発生し得て、シエルかまたは管板に損傷を与え
る結果となりうる。また同様の膨脹差は管板と管
との間にも同様に不利な影響を生じうる。さら
に、管板は一般に２つの区域すなわち管を比較的
密集して有している区域と、もしあるとしても僅
かな管しか有していない周囲の区域とを有してい
るので、各々の区域は異なる膨脹および収縮特性
を示し、それによつてこれらの区域の間の境界面
で管板の中に損傷を生ずる危険性を増大する。そ
の上に、管板と管とを製造するのに特に注目され
ている材料の１つの種類は、合成および天然の樹
脂を包含する樹脂であり、樹脂は管に適用しう
る、すなわち液体として管を取り巻いて注型し次
いで例えば硬化によつて凝固させることができ
る。しかしながら、このような樹脂の材料は、そ
の装置が取扱う流れの中に存在しうる多くの化学
的な僅かな部分の存在で、屡々実質的な膨潤を示
す傾向がある。それ故膨脹差の問題より一層大き
な問題が提起されうる。

膨脹差のこれらの問題によつて特に影響を受け
る装置の１つの型式は透過器である。透過器は膜
によつて分離される少なくとも１つの別の成分を
含有する流体混合物から少なくとも１つの成分を
分離するために利用される。膜によつて達成され
る分離には、気相と気相の分離、気相と液相の分
離および液相と液相（液相と不溶解の固相を含
む）の分離を含む。流体は膜の材料との相互作用
すなわち膜に存在する隙間や細孔内の流動によつ
て膜を貫通することができる。膜分離において
は、流体混合物（供給混合物）内の透過性の流体
が、濃度、分圧、総圧等の如き推進力の影響の下
で、膜分離操作の性質により、膜の供給側から膜
の透過出口側に向かつて移動する。通常では、推
進力とは膜を横断しての圧力差を保持することを
意味し、その圧力差が大きくなればなる程、透過
する流体の流動量は大きくなり、必要とされる膜
の表面積は少なくなる。

例えば中空繊維または中空フイラメントのよう
な管の形状をなす膜は、その中空繊維が比較的高
い圧力差においてさえも一般に自身を耐え、かつ
透過器の単位容積当りの膜表面積の量を例えばフ
イルム膜によつて提供しうるその量よりも大きく
提供する点で、特に注目される。それ故中空繊維
を包含する透過器は便宜さ、大きさの点から注目
することができ、かつ設計の複雑さを減ずること
ができる。しかしながら、商業的に注目されるた
めには、透過器は分離操作中受ける作動状態に耐
え得るものでなければならず、また製造を容易な
らしめるように比較的複雑でなくかつ容易に組立
て得るものでなければならない。

中空繊維膜を包含する透過器は脱塩、限外
過、血液透析での使用に対して容認されて来た。
一般に、これらの分離操作は管板を過度に膨潤し
ない環境を備えている。これらの透過器が曝され
ていたのは比較的穏かな作動環境であるから、管
板は比較的複雑さの少ない方法で設けることが出
来た。例えば、Geen氏ほかの米国特許第4001110
号明細書に開示されたごとき血液透析装置におい
ては、その管板は管板の樹脂材料が中空繊維膜お
よびシエルの内部面に接着するようにシエル内で
単純に注型されている。そのほかに、管板に埋め
込まれた中空繊維膜を有する管板が別に準備さ
れ、次いでそれを透過器のシエルの中に挿入する
ことも可能である。例えばMahon氏の米国特許
第3228877号明細書は、中空繊維膜が連結取付け
物の内径の中に配置されたセメント材料の中に埋
め込まれ、かつそのセメント材料が連結取付け物
と流体を漏洩しない接触状態にされた透過器を開
示する。次いで連結取付け物は透過器を組立てる
ために管寄せの端部板内に置かれる。シエル内で
管板を担持するための１つの普通に出会う手段は
Ｏリングを使用してなされる。Ｏリングは管板の
周囲に配置され、所望の流体が漏洩しない関係を
保つようにシエルの内部面と接触する。斯様なＯ
リングの使用は、例えばMcLain氏の米国特許第
3422008号明細書、Caracciolo氏の米国特許第
3528553号明細書、McNamara氏ほかの米国特許
第3702658号明細書およびClarke氏の米国特許第
4061574号明細書によつて開示されている。

シエル内に管板を担持するための前述の手段は
膨脹差を吸収するための区域を備えていないらし
い、すなわちこれら手段はＯリング等が必要な流
体が漏洩しない関係を提供できるようにするため
に、管板とシエルとの間に厳密な公差を設けるこ
とに依存している。それ故例えば温度の変化、処
理中である流体内の膨潤作用剤等等による不可避
の膨脹差は実質的な困難のもとになり得る。

別の提案では、Carey氏ほかの米国特許第
3760949号明細書は、エラストマーの密封剤で構
成されかつテーパー付プラグの形状で、その幅の
最も狭い箇所を端部に最も近接させた形状の管板
を開示する。エラストーマー密封剤は透過器シエ
ル内に挿入される対になつた逆テーパー付の要素
の中に保持される。その対になつた逆テーパー付
の要素の中に密封剤を拘束するために、多孔性の
板がエラストーマー密封剤の端部に配置される。
管板のエラストーマーの性質は膨脹差の存在によ
つて引き起こされる不適当な問題をなくすように
管板を充分に流動させることはできるが、一方管
板のエラストーマー材料は管板に所望の強度を与
えることができず、管板の取り扱いおよび透過器
の組立に困難を増す。

膜によりなされる流体分離が提供しうる利点を
考慮すると、管板の材料を膨潤する僅かな部分を
含有しうる気相のパージ流れおよび液相の廃棄物
流れのごとき苛酷な環境に透過器の技術を利用す
ることが望まれる。

本発明によつて、管を包含しかつ本質的に流体
不透過性の管板を利用する装置は、その中に管板
とシエルおよび管の少なくとも１つとの間の膨脹
差を、管板を横断して所望の流体が漏洩しない関
係を維持しながら調整し得る特徴を備えている。
さらに、本発明の装置は管板を横断して高い圧力
差を使用することができる。本発明の装置は比較
的複雑でなく、かつ比較的未熟練の製作者でも容
易に組立てることができる。

本発明の装置は、少なくとも１個の開放端部を
有する細長い管状シエルと、該開放端部に締め付
けられかつ該開放端部において前記細長い管状シ
エルを被覆し、少なくとも１個の流体連通口を有
する本質的に流体不透過性の端部閉鎖キヤツプ
と、前記細長い管状シエル内でほぼ平行でありか
つ長手方向に延びている少なくとも１束の管束を
形成する複数個の管と、前記少なくとも１束の管
が液密の関係で埋め込まれ前記管の穴が貫通して
流体を導通するようにされた剛性で本質的に不透
過性の管板であつて、 (1) 前記管板が一端部面と、該一端部面と対向す
る他端部面で該他端部面から前記少なくとも１
束の管が管状シエルの中に延びている他端部面
と、前記一端部面と他端部面との間に延びてい
る横表面を有し、 (2) 前記管板が該管板の横表面の一部に延在する
拡大部を有し、前記一端部面と他端部面の少な
くとも一方は少なくともその横断面寸法の一部
が前記拡大部の対応する横断面よりも小さく、 (3) 前記拡大部の少なくとも一部の横断面寸法が
前記管板の残りの部分の対応する横断面寸法よ
り大きく、 (4) 該管板が前記横表面上に少なくとも一つの立
上り部を有し、該立上り部が前記拡大部と、前
記一端部面と他端部面のいずれかのより小さい
面との間にあり、そして前記立上り部にわたつ
て少なくとも一つの横断面寸法が増加する管板
と、 前記管板の一端部面と他端部面の間の横表面の
少なくとも一部を実質上取り囲んでいて、また前
記管板の少なくとも一部の立上り部と衝合する剛
性の管状スペーサであつて、該管状スペーサは前
記管板の一端部面と他端部面の間の長さの少なく
とも一部を収容しかつこのスペーサの中に前記管
板を位置するようにした開口部を形成し、該開口
部は前記管状スペーサと管板の間に空間を設けて
該管状スペーサと管板の膨脹さに対応出来るよう
に十分大きい横断面を備える管状スペーサと、 前記管板の一端部面に延びている前記管の穴が
前記管板の他端部面から延びている管の外部に対
して液密の関係にあるように(i)前記管状スペーサ
と管板の少なくともいずれか一方と(ii)前記端部閉
鎖キヤツプと前記管状シエルの少なくともいずれ
か一方との間に配置されたシール装置と、 管状シエルの開放端部か端部閉鎖キヤツプのい
ずれかの側かに設けられた限定された部屋と、前
記管板または管状スペーサとシエルの間の膨脹差
を調製しかつ前記シール装置の少くとも前記管板
と前記管状スペーサの一方と少くとも管状シエル
と端部閉鎖キヤツプとの一方との接触を維持する
ように該限定室の内壁と管板及び管状スペーサの
一方との間に配置される押圧装置とよりなる。

本発明の装置の管板は、その管板の残りの部分
の全体にわたつての対応する横断面寸法よりも大
きい少なくとも１つの横断面寸法を有する拡大部
を有する。横断面寸法とは管板の軸（すなわち管
板の軸とは細長い管状シエルの縦方向軸に平行な
軸である）に垂直な平面内にある（すなわちそれ
と同平面にある）管板の周囲と周囲との間の何等
かの寸法である。特定の横断面寸法に対応する横
断面寸法とは管板の軸と平行な面（軸と同平面を
含む）でその面は特定の横断面寸法と同平面にあ
る面と同平面である横断面寸法である。管板もま
た少なくとも１つの面、すなわち管板の拡大部の
対応する横断面寸法よりも小さい少なくとも１つ
の横断面寸法を有する一端部面と他端部面のうち
の少なくとも１つの面を有する。便宜のために、
少なくとも１つの立上り部を包含する横表面を終
端させる面は、残つている面がその面より小さい
か、同じ寸法か、より大きいことがあり得るけれ
ども、より小さい面と称される。非常に屡々、拡
大部は、管板のそれ以外の部分の全体にわたつて
の横断面の面積よりも大きい横断面の面積を有
し、それ故により小さい面は拡大部の横断面の面
積よりも小さい横断面の面積を有する。また、本
発明の好ましい形態のものでは、管板の横断面寸
法は拡大部の対応する横断面寸法のところを超え
ない（すなわちその寸法までである）。すなわち、
本発明のこの形態での拡大部の外周辺の周囲は管
板のそれ以外の部分によつて超えられることはな
い。より小さい面から拡大部までへの横断面寸法
の増加は連続的、例えば曲線、テーパー等々にす
ることができるし、またその増加は中間の縮少段
を設けるかまたは設けることなく１段でかまたは
それ以上の段で上げてしまうこともできる。

管板はより小さい面と拡大部の中間の管板の横
表面に少なくとも１つの立上り部を有する。立上
り部はより小さい面から拡大部への横断面寸法の
増加の１部分またはその全体の範囲を包含するこ
とができる。立上り部では、管板の横断面寸法は
拡大部に向けて増加する。立上り部は管板の範囲
内で管の管束が貫通している範囲を超えて（すな
わちその範囲から外方に向て）延びるのが好まし
い。少なくとも１つの立上り部が管状スペーサと
衝合するように働き、それによつて管状スペーサ
と管板との間の少なくとも一方の方向における相
対運動を封鎖する。立上り部は連続させるすなわ
ち管板の周囲のまわりに完全に延びるようにする
ことができるし、または立上り部は管板の外周辺
寸法を管板の周囲まわりのある位置のみで増加さ
せて不連続にすることもできる。立上り部は実質
的に垂直にできるし、または管板の軸に対して傾
斜させることもできる。立上り部を傾斜させる場
合には、管板の軸に対しての傾斜角は少なくとも
約10゜であることが好ましい。屡々管板の軸に対
しての傾斜角は少なとも約15゜である。より小さ
い面と拡大部との間の横断面寸法の増加がより小
さい面と拡大部との間の横表面の僅かな部分にの
みわたつている場合には、立上り部の傾斜角は
屡々少なとも約45゜または60゜である。傾斜角のこ
れらのより大きい角度は、膨脹の差が存在する場
合に管状スペーサと管板との間ですべりが容易に
生じ得るので好ましい。

管板の一端部面と他端部面との両者は、拡大部
の対応する横断面寸法よりも少なくとも１つの横
断面寸法においてより小さくし得るけれども、そ
の面のうちの１つがより小さいことのみが必要で
ある。装置を組立て易くするために、一端部面が
より小さい面であることが非常に便宜である。明
らかに、一端部面がより小さい面である場合に
は、管状スペーサは１個にし得るし、かつ容易に
管板を覆つて置くことができる。より小さい面が
管束面である場合には、管状スペーサは管板の周
囲にそれを組み立てることができるように分割す
るか、管板を形成する前に管束の上に配置して置
くか、または管板の製作後に管束の別の方の端か
ら管束に嵌めることができるようにされるべきで
ある。

管板のより小さい面の外周辺寸法は管の管束が
貫通している管板の範囲の外側に延びているのが
好ましい。管板の外周辺寸法は管束が貫通してい
る管板の範囲の外側に延びているのが最も好まし
い。より小さい面の外周辺寸法は管板内の管束の
外周辺寸法よりも僅かに大きいのみであることが
最も望ましい。例えば、より小さい面の周囲と管
束の周囲との間の差は屡々10cmより小さく、約５
cmより小さいのが最も望ましい。

屡々、拡大部はより小さい面の対応する横断面
寸法よりも大きい少なくとも１つの横断面寸法を
有する。拡大部とより小さい面との間のこの寸法
上の差は屡々少なくとも約１cm、実際的には少な
くとも約２cm、例えば２cmから10cmまたはそれ以
上である。より小さい面と拡大部との間の（管板
の軸に平行な方向における）距離（以下突出部の
長さという）は、通常では、管状スペーサと管板
との間の所望の衝合が容易に完成し得るように管
板を管状スペーサの中に保持させることができれ
ば十分である。さらに、突出部の長さは所望の位
置に管板を保持することを助けることができる。
例えば、突出部は管板の位置決めをするために管
状スペーサと接合することができる。突出部の長
さは屡々管板の全長の実質的に少なくとも約10
％、実際的には約10％または約15％である。ある
場合には、突出範囲の長さは少なくとも約25％で
あり、かつ管板の材料の量を減少するために管板
の長さの少なくとも約50％または約75％にするこ
とができる。非常に屡々、突出の長さは少なくと
も約１cm、実際的には少なくとも約２cm、例えば
約２cmから約25cmである。軸寸法すなわち管状ス
ペーサとの意図された接触をする場所（立上り
部）で管板を貫く、管板の軸に平行な方向におけ
る長さは、一般に作動状態の下で管板を横断して
生ずる総圧での圧力差に耐えるように、管板に適
切な構造的強度を備えていれば十分である。屡々
この距離は少なくとも約１cm、実際的には少なく
とも約２cm、例えば約２cmから約25cmすなわち２
cmから20cmである。

本発明の装置に利用される管板の利点の１つ
は、管板が管と管板との間に所望の流体が漏洩し
ない関係を達成するように、軸方向に充分な長さ
を有するものにすることができ、その上に管板の
全長が装置内に管板を担持するために必要とな
る、より大きい横断面寸法をもつ必要がないこと
である。従つて、管板の必要材料が少なく使用さ
れるので、遭遇する膨潤または収縮の量は、より
少ない横断面寸法を有する管板の区域では最少に
され得る。さらに、より小さい横断面寸法を有す
る管板のこれらの区域はその区域の外周辺が管束
に貫通している管板の範囲の外周辺よりも僅かに
大きいのみであるように製作し得るので、管を含
有する管板の部分と管を含有しない管板の部分と
の間の膨脹差は調整することができる。

管板は管の管束を含有する装置に使用するのに
適するように何等かの普通の形状を有する。これ
らの装置は屡々円形断面にしなければならないの
で、そのような場合の管板は一般に円形断面を有
する。

管板は剛性がある、すなわち管板は応力の下で
その形状を保有し続けるのに十分な強度を示す。
剛性ある管板は、それらが提供し得る強さと完全
さの故に好まれる。屡々管板の材料は、シヨアＡ
硬さ（ASTM Ｄ 2240）で少なくとも約60、非
常に屡々少なくとも約70または約75、実際的には
少なくとも約80または約90を示す。管板を形成す
るのに適した材料は（天然または合成の）硬化性
の液状樹脂および硬化中に架橋する特別な樹脂の
混合物を含む。屡々架橋（すなわち硬化）は管板
の強度を増すと同様に化学薬品に対する管板の低
抗をも増す。管板に適した樹脂には、屡々エポキ
シ樹脂、フエノール樹脂、アクリル樹脂、尿素ウ
レタン樹脂等々を含む。

管板は適切な方法、例えばマツクスウエル
Maxwell氏ほかの米国特許第3339341号明細書お
よびMcLain氏の米国特許第3442389号明細書に
開示されたごとく、管の管束の端部のまわりに樹
脂の材料を注型することによる方法、または
Mahon氏の米国特許第3455460号明細書および
McGinnis氏ほかの米国特許第3690465号明細書に
開示されたごとく、管束を形成するために管を組
み立てている間に樹脂の材料を管の端部に含浸さ
せることに依る方法によつて形成することができ
る。

管板の（軸方向での）長さは、一般に管板が作
動中に影響を受ける総圧の圧力差に耐えるような
適切な強度を備えていれば十分である。それ故使
用される長さは樹脂の強度に依存する。また、管
板は本質的に流体が漏洩しない関係を確実ならし
めるために、管と樹脂との間に広い接触を備える
ように十分に厚くされるべきである。従つて、管
と管板の材料との間の接着はまた管板の所望の長
さに影響する。屡々、管板は長さにおいて、少な
くとも約２cm、例えば約２cmから約50cmまで、実
際的には約２cmから約25cmまたは約30cmまでであ
る。

管のルーメンは管板の一端部面に流体を連通す
るために露出される。管板の一端部面に露出され
たルーメンを備えるために、何等かの適切な技術
が使用され得る。例えば、管のルーメンが管板を
注型するのに先立つて栓をされ、次いで管板を注
型した後で注型品の端部が管板の一端部面を形成
するために切断されて、管のルーメンを露出す
る。

本発明の装置はまた管状スペーサを包含する
が、管状スペーサは管板の面と面の間の間隔の少
なくとも１部分に対して管板の横表面を実質的に
取り巻いていて、かつ好ましくは管状スペーサは
より小さい面と切上り区域との間の間隔の少なく
とも１部分を延ばす。一端部面としての管板のよ
り小さい面に関しては、管状スペーサは端部閉鎖
キヤツプがそれと接触するのには十分離れて延び
ていると都合がよい。管状スペーサは管板の軸を
横断しての膨脹の差を調整するために、管状スペ
ーサと管板との間に十分な空間を備えるように十
分に大きな横断面を有する穴を有する。管状スペ
ーサはまた軸方向における膨脹の差を許容するも
のであることが望ましい。管状スペーサはシエル
の中に管板を配置するためにも有利に働くことが
できる。管状スペーサはまた管板に対しての支持
を提供することができ、かつある場合には、管板
を横断しての流体が漏洩しない関係を達成するの
を助けることができる。さらに、管状スペーサは
屡々精密な公差に機械加工する上で、管板を加工
するよりも一層容易に加工することができる。従
つて、管状スペーサはシエルの中に取り付けるの
に精密な公差でなし得るが、それにも拘らず、非
常に精密な公差を設けていない管板およびその他
にシエルと直接に流体を漏洩しない関係にするこ
とが許されない管板の使用も可能ならしめる。そ
の上に、管状スペーサはシエルまたは管板のいず
れかとの膨脹の差を最少にするために、シエルと
同じ材料から調製するかそれに代えて管板と同じ
材料から調整することができ、それによつて広範
囲に変動する作動状態にわたつて流体が漏洩しな
い関係を維持することを容易ならしめ得る。

管状スペーサは管板の少なくとも１つの立上り
部と衝合する少なくとも１つの接触部を有する。
管状スペーサと立上り部との接触は直接にするこ
ともできるし、または例えばＯリング、ガスケツ
ト、ワツシヤ等によつてすることもできる。接触
部は切上り区域において管板の周囲のまわりに連
続的に延ばし得るし、また複数の接触部が切上り
区域において管板の周囲のまわりで管板と衝合す
るようにすることができる。いずれの場合におい
ても、管板の軸の１つの方向に沿つての管状スペ
ーサと管板との間の相対運動を防止する（すなわ
ち封鎖効果を提供する）ために、十分な接触部が
管状スペーサに備えられるべきである。管状スペ
ーサと管板との間の膨脹の差を調整するために、
十分な空間が管状スペーサと管板との間に設けら
れるべきであるから、管状スペーサの接触部と管
板の立上り部との間の接触は、膨脹差が黙許され
得るような作動状態の下では管状スペーサと管板
との間の相対運動を許容することが好ましい。そ
れ故この接触は可動接触である。このように、例
えばもし立上り部が管板の軸に本質的に垂直であ
れば、膨脹の差は結局管板のに本質的に垂直な方
向における管板と管状スペーサとの間の接触部で
の相対運動となる。他方もし接触部が管板の軸に
対して傾斜されていればこのような管板と管状ス
ペーサとの間の膨脹の差は結局管状スペーサと管
板との間での管板の軸に平行な方向に垂直な成分
は勿論のこと軸方向の成分をも有する相対運動と
なる。接触部の必要は所望の封鎖効果を備えるた
めに管板の横表面と管状スペーサの表面積との比
較的小部分にすぎないのであるから、斯様な相対
運動が膨脹差を軽減するのを妨げるような摩擦は
ほとんど存在しない。

膨脹の差を消すために相互に関して自由に運動
することができない管板と管状スペーサの表面
（例えば管板の軸に順番に平行となつている平行
な表面）に関しては、作動中の予想された膨脹差
が結局管状スペーサと管板との間の接触に至らな
いように管板と管状スペーサの間に広い間隔が設
けられるべきである。屡々、この間隔は約２cmよ
り小さく、実際的には約１cmより小さく、例えば
約0.05cmから約0.5cmである。弾性部材が管状ス
ペーサの中に管板を配置し、かつ望むならば、管
板と管状スペーサとの間に流体が漏洩しないシー
ルを提供するために、管板とスペーサとの間に配
置され得る。適切な弾性手段は例えばＯリングの
如きガスケツト、エラストーマーの密封剤等々を
含むことができる。

管状スペーサは少なくとも管板の突出部と接合
するようにされることが好ましい。すなわち管状
スペーサの穴は少なくとも管板の突出部の輪郭に
従うようにして、管板が装置の所望の位置に容易
に置かれかつ保持され得ることが好ましい。

管状スペーサは予想される作動状態に耐えるの
に十分な強度と剛性とを示すどのような適切な材
料からでも製作し得る。管状スペーサには管を埋
め込む必要はないので、管状スペーサの製作には
管板の製作に利用できるよりも広い範囲の種類の
材料が利用し得る。管板の材料は適切な公差に容
易に機械加工することができるものであると有利
である。管状スペーサの材料は、装置の予想され
る作動状態にわたつてほとんど寸法上の変化を示
さないものが最も好ましい。管板の材料は、管状
スペーサによつて示されるよりも大きい膨脹と収
縮を示すものであるのが最も普通である。管状ス
ペーサの製作のために適切な材料は、エポキシ樹
脂、フエノール樹脂等のごとき重合体の材料、ア
ルミニウム、鋼等のごとき金属等々を含むことが
できる。

本発明の理解をさらに助けるために図面が添付
されるが、この図面は本発明に対する限定として
提供されるものではない。透過器が図面に画かれ
ているが、その原理が他の装置にも適用し得るも
のであることは容易に認められる。

第１図に画かれた透過器は全体的に100台の符
号が付されている。透過器１００はシエル１０２
（第１図には頭端部と尾端部のみを示す）を有し、
その１端に管板を受け入れるようになつている。
シエル１０２は金属およびプラスチツクのような
何等かの適切な流体が浸透しない材料で構成され
る。多くの透過器では、鋼のような金属がその製
作の容易、耐久度および強度の故に使用されてい
る。シエルはどのような適切な断面形状のものに
してもよいが、一般には円形断面が好ましい。シ
エル１０２は拡大された直径の頭端部を有する。
頭端部は頭端部フラツジ１０４と流体連通口１０
８とを有する。連通口１０８はシエルの内部と流
体を連通するために設けられる。単一の連通口１
０８のみが図面に画かれているが、複数個の連通
口１０８がシエル１０２の外周辺のまわりに配置
しうることは当然理解されよう。端部キヤツプ１
１０がシエル１０２の尾端部に配置されかつ尾部
フランジ１０６にボルト（図示せず）で固着され
る。ガスケツト１１２が端部キヤツプ１１０と尾
部フランジ１０６との間に配置されて重要な流体
不浸透のシールになつている。端部キヤツプ１１
０は端部キヤツプを通つて流体が連通するための
連通口１１４を備える。

シエル１０２の中には、複数個の中空繊維膜か
らなる管束１１６（断面は図示せず）が配置され
る。管束は屡々10000本以上の中空繊維を包含し
ており、そしてより小さい直径の中空繊維かまた
はより大きい直径のシエルの場合には、100000本
を超えるかまたは1000000本さえ超える中空繊維
が存在し得る。図示のごとく、管束はシエルと同
一の断面形状を有することが必要欠くべからざる
ことである。中空繊維の各々の１端はプラグ１２
０（断面は図示せず）に埋め込まれている。中空
繊維の穴はプラグ１２０を貫通し連通していな
い。管束１１６の他端は流体分配口（図示せず）
を有するプレナム１０５を貫通する。プレナム１
０５はシエル１０２の頭端部の中に配置され、流
体連通口１０８に向けまたはそれから流れる流体
を分配する役目を果す。管束１１６は管板１１８
（断面は図示せず）を有する頭端部に終端する。
中空繊維の穴は管板１１８を通つてシエル１０２
の開放端に連通する。波形ばね１２６ａおよび１
２６ｂがワツシヤ１２７で分離されていて、プレ
ナム１０５と管板１１８との間に力を供給する役
目を果す。互い違いに置いた波形ばねとワツシヤ
とを使用すれば、所望の間隔と可橈性とをもたせ
ることができる。従つて、管板の長さを厳密な許
容公差の中に納めるように関心を払うことなく、
適切な力を達成することができる。

管板１１８の立上り部１２５には管状スペーサ
１３５が配置される。管状スペーサは管板の立上
り部に衝合するその接触区域にＯリング１３７を
有する。管状スペーサのその反対側にはＯリング
１３９が配置される。頭端部閉鎖キヤツプ１２８
はシエルの開放端を覆うようになつており、かつ
ボルト（図示せず）を使つてシエル１０２にしつ
かりと固着される。Ｏリング１３０が頭端部閉鎖
キヤツプ１２８と頭端部フランジ１０４との間に
配置されているので、流体連通口１３６を有する
頭端部閉鎖キヤツプ１２８がシエルにしつかりと
取り付けられる際には、流体を漏洩しない関係が
達成される。Ｏリング１３９が流体を漏洩しない
ように頭端部閉鎖キヤツプ１２８に接触するが、
その流体を漏洩しない関係は波形ばね１２６ａ，
１２６ｂによて管板１１８に働く力によつて達成
される。これらの力はまた管板１１８の立上り部
１２５に接するＯリング１３７の流体を漏洩しな
いシールをも提供する。

透過器１００の作動においては、供給混合物流
体は連通口１１４または好ましくは連通口１０８
を通つて透過器のシエル側に導入することがで
き、不透過流体は他方の連通口を通り透過器のシ
エル側から取り出される。透過流体は中空繊維の
穴に入り、管板１１８を通つて連通し、頭端部閉
鎖キヤツプ１２８の連通口１３６を通つて透過器
から排出される。

管状スペーサ１３５が管板１１８のシエル内の
位置を定める役目を果す。それ故管板の拡大部は
シエル１０２の内部側の面から充分な距離を隔て
て保持することができるので、シエルと管板との
間での如何なる膨脹差にも適応できる。管状スペ
ーサ１３５は管板１１８の小径部分のみを包囲し
ている。その小径部分は中空繊維が貫通している
範囲よりも僅かに大きくなつているにすぎない。
管板のこの部分は管板の拡大部よりも少ない絶対
膨脹を示すので、管状スペーサと管板との間の距
離はシエルと管板の拡大部との間に必要とされる
距離よりも小さくすることができる。これ故に、
シエル内に管板を位置ぎめすることは容易になさ
れる。管状スペーサとシエルとは、それらが作動
状態で同様な膨脹差を示す材料で作られていれ
ば、極めて接近した状態にすることができる。ま
たＯリング１３７は、管板と管状スペーサとの間
に膨脹の差がある場合には、それらの間に相対的
な運動をさせることができる。さらに、管状スペ
ーサと管板との間の接触は本来Ｏリング１３７の
ところでのみなされるから、管状スペーサは軸に
沿つての管板の膨脹または収縮を制限しない。

第２図は透過器の頭部を全体的に200台の符号
を付して図解している。透過器２００は円形断面
の形状をなすシエル２０２を有する。シエル２０
２は頭端部フランジ２０４と流体連通口２０８を
備えている。シエル２０２の中には複数個の中空
繊維からなる管束２１６（断面は図示せず）が配
置されている。管束はシエルの内部と同一の全体
の横断面形状を有する。管束２１６は管板２１８
（断面は図示せず）で頭端部において終端する。
図面に画かれているごとく、管板２１８は円筒形
の拡大部２１７、垂直な立上り部２２５および拡
大部から端面に向けて延びる同心円の円筒形部分
２１９を有する。管状スペーサ２３５は管板２１
８の全長を包囲し、かつ(a)管板の同心の円筒形部
分２１９（突出部）を受け入れるようになされた
小径の穴を有する部分と(b)管板の拡大部２１７を
受け入れるようになされたより大径の穴を有する
部分とを有する。立上り部２２５と管状スペーサ
２３５の接触部との間にはＯリング２３７が配置
されている。複数個のＯリング２３９が同心の円
筒形部分２１９を包囲しかつ管状スペーサ２３５
の小径穴の壁と接触する。Ｏリング２３９は管板
２１８と管状スペーサ２３５との間に流体を漏洩
しないシールを提供する。管板の同心円筒形部分
２１９は管板を貫通する管束の直径よりも僅かに
大きいだけの直径を有するので、透過器が影響を
受ける作動環境に起因せる管板の膨脹および収縮
はＯリング２３９が流体を漏洩しないシールとな
ることを防げる程に充分な大きさのものとはなり
得ない。Ｏリング２４１は管状スペーサ２３５の
端部に備えられ、かつ管状スペーサと端部閉鎖キ
ヤツプとの間に流体を漏洩しない関係を提供する
ために、端部閉鎖キヤツプ２２８と接触するよう
になつている。波形ばね２２６が、管状スペーサ
２３５の中に管板２１８を保持し、かつ管状スペ
ーサ２３５に端部閉鎖キヤツプ２２８と接触させ
るように力を掛けるために、管板２１８の他端部
面に設けられる。ガスケツト２３０が流体を漏洩
しないシールを備えるために端部閉鎖キヤツプ２
２８と頭端部フヤンジ２０４の間に配置され、か
つ端部閉鎖キヤツプ２２８は中空繊維の穴と流体
を連通するための連通口２３６を有する。

他の実施例では、管状スペーサ２３５とシエル
２０２とが透過器が影響を受けることになる環境
においては本質的に同一の膨脹および収縮の特性
を示すものであれば、Ｏリング２４１は代わりの
方法として管状スペーサ２３５を包囲しかつ所望
の流体を漏洩しない関係を達成するためにシエル
２０２の内部側の面と接触するようにすることが
できる。

第３図は全体に300台の符号を付して透過器の
頭部を図解している。透過器３００は円形横断面
形状をなすシエル３０２を有する。シエル３０２
は頭端部フランジ３０４および流体連通口３０８
を備えている。シエル３０２の中には、複数個の
中空繊維からなる管束３１６（断面は図示せず）
が配置される。管束はシエルと同一の全体の横断
面形状を有する。管束３１６は截頭円錐形であつ
てそのより広い方の基部が一端部面であるような
形状である管板３１８（断面は図示せず）の頭部
に終端する。管板のより広い方の基部が拡大部で
ある。管状スペーサ３３５は管板３１８を包囲
し、かつ管板を受け入れるようにされたテーパー
付内側面を有する。弾性Ｏリング３３７および３
３９が管状スペーサ３３５内に管板３１８を位置
ぎめするために管板３１８と管状スペーサ３３５
との間に配置され、かつ膨脹の差に適応するよう
に管板と管状スペーサとの間には間隔が存在す
る。Ｏリング３３７および３３９はまた管板と管
状スペーサとの間に流体が漏洩しない関係を提供
することを助ける。弾性Ｏリング３４１は流体が
漏洩しない関係を提供するために管板３１８の一
端部面と頭端部閉鎖キヤツプ３２８との間に配置
され、かつＯリング３４３が頭端部閉鎖キヤツプ
３２８と管状スペーサ３３５との間に配置されて
流体が漏洩しない関係を提供する。波形ばね３２
６が管状スペーサ３３５の他方の端部に配置さ
れ、管板と管状スペーサの両者がそれぞれＯリン
グ３４１および３４３と接触するための力を提供
し、かつ管板の立上り部と管状スペーサ３３５の
Ｏリング３３７，３３９との間の衝合を確実なら
しめる。ガスケツト３３０が頭端部閉鎖キヤツプ
３２８と頭端部フランジ３０４との間に設けら
れ、流体を漏洩しないシールが提供される。頭端
部閉鎖キヤツプはまた中空繊維の穴と流体を連通
するための連通口３３６を備える。

管板と管状スペーサとの間の膨脹の差にはそれ
らの間の間隙と弾性Ｏリング３３７，３３９の弾
性とによつて適応することができる。また、管板
と管状スペーサとの間の相対運動は例えばＯリン
グ３３７，３３９との適切な接触を維持するため
に管板の軸（特に管板が管状スペーサよりも多く
収縮する時）に実質的に平行な方向に生じ、流体
を漏洩しないシールを提供する。さらに管板の軸
に平行な膨脹差も調整することができる。

他の実施例では、管板３１８と管状スペーサ３
３５との間の間隙は適切な密封性を備えかつまた
充分に流動するエラストマー材料で充満すること
ができるので、管板と管状スペーサとの間の膨脹
の差よつて過度な応力が生ずることはない。

第４図は全体に400台の符号を付して透過器の
頭部を図解している。透過器４００は円形断面形
状をなすシエル４０２を有する。シエル４０２は
頭端部閉鎖フランジ４０４と流体連通口４０８と
を備えている。頭端部閉鎖キヤツプ４２８はシエ
ル４０２の関放端を閉鎖するのに適用され、かつ
ボルト（図示せず）によつて頭端部フランジ４０
４に担持される。ガスケツト４３０が頭端部閉鎖
キヤツプ４２８とシエル４０４との間に配置さ
れ、流体を漏洩しないシールを提供する。シエル
４０２の中には、複数個の中空繊維からなる管束
４１６（断面は図示せず）が配置される。管束は
シエルの内部と同一の全体横断面形状を有する。
管束４１６は管板４１８（断面は図示せず）で頭
端部に終端する。図に画かれているごとく、管板
４１８はそれを貫通する管束の直径よりも僅かに
大きいだけの直径を有する円筒形であり、かつ拡
大部を形成する複数個の突出部４１９を有する。
拡大部は管板の中央部から管板の他端部面に延
び、かつ各突起部４１９は立上り部４２５を備え
ている。管状スペーサ４３５は管板４１８の立上
り部から管板の一端部面にまで延びている。複数
個のコイルばね４２６がシエル４０２の端部の中
に配置されていて、管板４１８の突出部４１９に
力を及ぼす。この力は管状スペーサ４３５の接触
部と管板４１８の立上り部４２５の各々との接触
を確実にする役目を果す。管状スペーサ４３５の
他方の端部は頭端部閉鎖キヤツプ４２８と管状ス
ペーサとの間に配置されたＯリング４２９と接触
する。弾性Ｏリング４２７は管板を包囲し、かつ
流体を漏洩しないシールを提供するために管状ス
ペーサ４３５の内部側の面と接触する。Ｏリング
４２７は充分な弾性を示すもので、透過器が影響
を受ける作動状態で生ずる膨脹または収縮での如
何なる差も吸収し、かつまた膨脹の差に適応する
ために管板と管状スペーサとの間に間隙を提供す
る。頭端部閉鎖キヤツプ４２８は中空繊維の穴と
流体が連通するようにするために通路４３６を備
えている。

第４図に画かれた実施例では、管板はシエルの
外側に配置されている。明らかに、本発明の装置
では、管板は少なくとも部分的にシエルの中に延
びているか、または望まれる場合には、開放端で
のシエルの外側に存在する。管板がシエルの内側
に少なくとも部分的に置かれるように企図され、
かつその部分が管状スペーサによつて取り巻かれ
ていない場合には、管板の断面寸法がシエルの断
面寸法よりも充分に小さくて、管板をシエル内で
滑動可能に配置することができるのが好ましい。

本質的に管板全体は管板を貫通する中空繊維の
管束よりも僅かに大きい直径のみを有するので、
管板の膨脹または収縮の大きさは最小にされる。
突出部４１９は小さい容積のものであるから、突
出部と管板の残りの部分との間の膨脹の差の影響
は許容しうる。

本発明は透過器を提供する上で特に役立つもの
である。透過器は流体を分離させるために何等か
の適切な設計であり、かつ単一の端部の透過器ま
たは２個の端部の透過器とすることができる。単
一の端部の透過器は（第１図に画かれているよう
に）１つの端部のみに１つの管板を有し、かつ管
（一般に透過器の技術分野においては中空繊維と
称する）の１端または両端が管板の中に埋め込ま
れる。中空繊維の各々の１端のみが管板の中に埋
め込まれた場合には、他方の端は穴をふさがれる
かその他の別の方法で閉鎖されなければならな
い。２個の端部の透過器では、管板はシエルの各
端部に設けられかつ中空繊維が一方の管板から他
方の管板にわたつて延びているか、または透過器
は少なくとも１つの管束が１個の管板のみの中に
延びている中空繊維の管束の少なくとも２個の
別々の管束を有している。

透過器はどのような所望の方法でも作動し得
る。例えば供給混合物流体はシエル内に導入され
て最初に中空繊維のシエル側と接触してもよく、
またはその流体が中空繊維の穴の中へ導入されて
もよい。中空繊維のシエル側での流体の流動パタ
ーンは主として中空繊維の縦方向の向きを横断す
るようにしてもよく、または主として中空繊維の
向きで軸方向にしてもよい。中空繊維のシエル側
での流動が軸方向である場合には、その流動は一
般に中空繊維の穴の中での流動と並流であつても
または向流であつてもよい。

中空繊維膜は、流体を分離しまたは流体を分離
させる材料を支持するために適切である。何等か
の適当な合成物または天然物から製作することが
できる。中空繊維のための材料の選定は中空繊維
の熱抵抗、化学的抵抗、それと共にかまたは機械
的強度、それと同様に中空繊維が使用される意図
の流体分離によつて指図されるその他の要素およ
び中空繊維が影響を受ける作動状態に基づく。中
空繊維を形成する材料は無機のもの、有機のもの
または無機と有機の混合したものである。代表的
な無機な材料は、ガラス製品、窯業製品、サーメ
ツト製品、金属製品等を含む。有機の材料は通常
の重合体製品である。

本発明の装置に利用される管の断面寸法は広範
囲にわたつて選定することができるが、管は適切
な強度を備えるために充分な壁厚を有していなけ
ればならず、また穴（ルーメン）は穴内を通過す
る流体に過度に高い圧力降下を生ずる結果となら
ないように充分大きくなければならない。屡々、
管は予期の作動状態の下で生ずる何等かの膨脹ま
たは収縮に適応するための、それらの管の長さに
わたつて若干の可撓性を呈する。特に中空繊維膜
では、中空繊維の外径は少なくとも約20ミクロ
ン、実際的には少なくとも約30ミクロンであり、
かつ同一または異なる外径の繊維が管束の中に含
まれ得る。屡々、中空繊維膜の外径は約800ミク
ロンまたは1000ミクロンを超えることはない。何
故ならばこのように大きな直径の中空繊維は透過
器の単位容積当りの中空繊維の表面積の望ましい
比率を小さくするからである。しかし、透過器以
外の装置では、大きい直径の管、例えば直径で２
cmまでかそれ以上の管が望ましい。中空繊維膜の
外径は約50ミクロンから800ミクロンであるのが
好ましい。一般に、中空繊維の壁厚は少なくとも
約５ミクロンであり、ある中空繊維では、その壁
厚は約200ミクロンまたは約300ミクロンまで、実
際的には、約50ミクロンから約200ミクロンまで
である。より小さい強度を有する材料から製造さ
れた中空繊維では、中空繊維に十分な強度を与え
るために、より大きい中空繊維の直径と壁厚とを
使用することが必要である。中空繊維の壁は本質
的に中実であつても、または実質的な空間容積を
含有するものであつてもよい。空間が望まれる場
合には、中空繊維の密度が本質的にその壁厚を通
じて同一、すなわち中空繊維を等方性のものにす
ることができる。さらにまた中空繊維はその壁厚
の中での少なとも１箇所の比較的密度の高い区域
をその中空繊維の壁において非透過性流動の関係
にする、すなわち中空繊維を異方性のものとする
ことを特徴とすることができる。

一般に、透過器のためのシエルは有効性、取扱
いの便宜および強度の故に円形断面形状を有する
が、他の断面形状例えば長四角形のシエルも多く
の透過器に対して大いに適切なものとなり得る。
屡々、シエルは少なくとも約0.02ｍまたは好まし
くは少なくとも約0.05ｍ、実際的には約１ｍまた
は２ｍまでかまたはそれ以上の主要断面寸法を有
する。中空繊維を包含するシエルの長さは屡々少
なくとも約0.2ｍか0.3ｍ、実際的には、少なくと
も約0.5ｍで、10ｍまでかまたはそれ以上である。
透過器以外の装置に対しては、１ｍ以上のシエル
直径が有効であり、かつシエルの長さは約0.5ｍ
から約10ｍにすることができる。

中空繊維はシエル内に１個またはそれ以上の管
束の形状にして一般に平行に配置される。一般
に、少なくとも約10000そして屡々実質的により
大きい数例えば1000000までかまたはそれ以上の
中空繊維が透過器内に包含される。例えば、管束
内の繊維は比較的まつすぐにすることができる
し、またはそれらの繊維はマツクレイン
（McLain）氏の米国特許第3422008号明細書に開
示されたごとく螺旋状に巻くこともできる。多く
の場合、中空繊維の単一の管束が透過器内に使用
され、かつ管束の中空繊維の少なくとも１端にお
いて管板内に埋め込まれる。中空繊維の反対側の
端は輪にして戻す、すなわち管束を一般にＵ字形
にして、かつ同一の管板に埋め込むことができる
し、または中空繊維の反対側の端を他の管板に栓
止めするかまたは埋め込むことができる。管束内
の中空繊維がＵ字形である場合には、管板の異な
る区域が中空繊維の各端を包含するように、その
端を区分することができる。管板上のこれらの区
域の各々は本質的に流体を透過しない関係に維持
されているので、それら区域の間の流体の連通は
中空繊維の穴を通じて流体が通過することにつて
のみ起こり得る。

熱交換器のごとき透過器以外の装置では、２個
の端部の装置（すなわち管束の各端部ごとに管板
を有する装置）が最も普通に存在する。より大き
な管は管の穴を貫通して通過する流体に対して過
度の圧力降下を起こさずに使用し得るので、屡々
より小数の管が装置内に包含される。これらの装
置は屡々約500から5000本の管を包含することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る端部閉鎖キヤツプと管板
との間に延びる管状スペーサを有する透過器の縦
断面の略図、第２図は本発明に係る管状スペーサ
が管板を包囲しかつ管板が管状スペーサと流体を
漏洩しない関係にある透過器の縦断面の部分略
図、第３図は本発明に係る管板が截頭円錐形であ
つてその最大径の端部が管板の一端部面であるよ
うな形状を有する透過器の縦断面の部分略図、第
４図は本発明に係る管板が管状スペーサと接触す
る横方向への突出部を有する透過器の縦断面の部
分略図である。 １００，２００，３００，４００…透過器、１
０２，２０２，３０２，４０２…シエル、１０
４，２０４，３０４，４０４…頭端部フランジ、
１０５…プレナム、１０６…尾部フランジ、１０
８，１１４，１３６，２０８，２３６，３０８，
３３６，４０８…連通口、１１０…端部キヤツ
プ、１１２，２３０，３３０，４３０…ガスケツ
ト、１１６，２１６，３１６，４１６…管束、１
１８，２１８，３１８，４１８…管板、１２０…
プラグ、１２５，２２５，４２５…立上り部、１
２６ａ，１２６ｂ，２２６，３２６…波形ばね、
１２７…ワツシヤ、１２８，２２８，３２８，４
２８…頭端部閉鎖キヤツプ、１３０，１３７，１
３９，２３７，２３９，２４１，３３７，３３
９，３４１，３４３，４２７，４２９…Ｏリン
グ、１３５，２３５，３３５，４３５…管状スペ
ーサ、２１７…拡大部、２１９…円筒形部分、４
１９…突出部、４２６…コイルばね、４３６…通
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１個の開放端部を有する細長い管
   状シエルと、該開放端部に締め付けられかつ該開
   放端部において前記細長い管状シエルを被覆し、
   少なくとも１個の流体連通口を有する本質的に流
   体不透過性の端部閉鎖キヤツプと、前記細長い管
   状シエル内でほぼ平行でありかつ長手方向に延び
   ている少なくとも１束の管束を形成する複数個の
   管と、剛性で本質的に不透過性の管板で、該管板
   の中に前記少なくとも１束の管が前記管板と液密
   の関係で埋め込まれ前記管の穴が前記管板を貫通
   して流体との導通を与え、そして前記管板が一端
   部面と、該一端部面と対向する他端部面で該他端
   部面から前記少なくとも１束の管が管状シエルの
   中に延びている他端部面と、前記一端部面と他端
   部面との間に延びている横表面を有する管板とを
   有する装置で、 ａ 前記管板が該管板の横表面の一部に延在する
   拡大部を有し、前記一端部面と他端部面の少な
   くとも一方は少なくともその横断面寸法の一部
   が前記拡大部の対応する横断面よりも小さいこ
   とと、 ｂ 前記拡大部の少なくとも一部の横断面寸法が
   前記管板の残りの部分の対応する横断面寸法よ
   り大きいことと、 ｃ 前記管板が前記横表面上に少なくとも一つの
   立上り部を有し、該立上り部が前記拡大部と、
   前記一端部面と他端部面のいずれかのより小さ
   い面との間にあり、そして前記立上り部にわた
   つて前記管板の少なくとも一つの横断面寸法が
   増加していることと、 ｄ 剛性の管状スペーサが前記管板の一端部面と
   他端部面の間の横表面の少なくとも一部を実質
   上取り囲んでいて、また前記管板の少なくとも
   一部の立上り部と接触しており、そして該管状
   スペーサは前記管板の一端部面と他端部面の間
   の長さの少なくとも一部を収容しかつこのスペ
   ーサの中に前記管板を位置するようにした開口
   部を形成し、該開口部は前記管状スペーサと管
   板の間に空間を設けて該管状スペーサと管板の
   膨張さに対応出来るように十分大きい横断面を
   備えることと、 ｅ シール装置が(i)前記管状スペーサと管板の少
   なくともいずれか一方と(ii)前記端部閉鎖キヤツ
   プと前記管状シエルの少なくともいずれか一方
   との間に配置され、前記管板の一端部面に延び
   ている前記管の穴が前記管板の他端部面から延
   びている管の外部に対して液密の関係にあるこ
   とと、 ｆ 管状シエルの開放端部と端部閉鎖キヤツプの
   うちのいずれの側かに限定された部屋が設けら
   れ、押圧装置が前記管板または管状スペーサと
   管状シエルの間の膨張差を調製しかつ前記シー
   ル装置の少くとも前記管板と前記管状スペーサ
   の一方と少くとも前記管状シエルと前記端部閉
   鎖キヤツプとの一方との接触を維持するように
   該限定室の内壁と管板及び管状スペーサの一方
   との間に設置されること、 を特徴とする装置。 ２ 前記管板が管状スペーサと流体を漏洩しない
   関係にある特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 弾性部材が、前記流体を漏洩しない関係が提
   供されるように管板と管状スペーサとの間に配置
   されている特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の装置。 ４ 前記管板のより小さい面の外周辺寸法が該管
   板内の管束の外周辺寸法よりも僅かに大きいのみ
   である特許請求の範囲第１項から第３項のいずれ
   か一項に記載の装置。 ５ 前記より小さい面の周囲と管束の周囲との間
   の差が約５cmより小さい特許請求範囲第４項に記
   載の装置。 ６ 前記拡大部がより小さい面の対応する横断面
   寸法より少なくとも１cm大きい少なくとも１つの
   横断面寸法を有する特許請求の範囲第１項から第
   ５項のいずれか一項に記載の装置。 ７ 前記立上り部が管板の外周辺のまわりで連続
   している特許請求の範囲第１項から第６項のいず
   れか一項に記載の装置。 ８ 前記立上り部が管板の外周辺のまわりで不連
   続である特許請求の範囲第１項から第６項のいず
   れか一項に記載の装置。 ９ 前記立上り部が実質的に管板の軸に垂直であ
   る特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか一
   項に記載の装置。 １０ 前記立上り部が管板の軸に対して傾斜して
   いる特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか
   一項に記載の装置。 １１ 前記立上り部が管板の一方の面から他方の
   面に延びている特許請求の範囲第１０項に記載の
   装置。 １２ 前記他端部面がより小さい面である特許請
   求の範囲第１項から第１１項のいずれか一項に記
   載の装置。 １３ 前記管状スペーサが少なくとも１個の立上
   り部からより小さい面に向けて延びている特許請
   求の範囲第１項から第１２項のいずれか一項に記
   載の装置。 １４ 前記管状スペーサが端部閉鎖キヤツプに延
   びている特許請求の範囲第１項から第１３項のい
   ずれか一項に記載の装置。 １５ 前記管状スペーサと端部閉鎖キヤツプとが
   流体を漏洩しない関係にある特許請求の範囲第１
   ４項に記載の装置。 １６ 前記管板の立上り部が管状スペーサと可動
   接触にある特許請求の範囲第１項から第１５項の
   いずれか一項に記載の装置。 １７ 前記管板の材料が管状スペーサによつて示
   されるよりも大きい膨脹と収縮とを示す特許請求
   の範囲第１項から第１６項のいずれか一項に記載
   の装置。 １８ 前記より小さい面が拡大部の横断面積より
   も小さい横断面積を有する特許請求の範囲第１項
   から第１７項のいずれか一項に記載の装置。 １９ 前記管板の横断面寸法が拡大部の対応する
   横断面寸法までである特許請求の範囲第１項から
   第１８項のいずれか一項に記載の装置。 ２０ 前記管状スペーサが単一である特許請求の
   範囲第１項から第１９項のいずれか一項に記載の
   装置。 ２１ 前記管板の材料が少なくとも約70のシヨア
   Ａかたさを示す特許請求の範囲第１項から第２０
   項のいずれか一項に記載の装置。 ２２ 透過器であつて、その管が中空繊維膜であ
   る特許請求の範囲第１項から第２１項のいずれか
   一項に記載の装置。