JPH0441931Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は浸透性薄膜状物を用い、原料流体中の
成分の透過率を利用して原料流体から特定成分を
分離する流体の分離装置の連結体に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来より、浸透性薄膜状物を用い浸透あるいは
限外瀘過の原理を利用して流体混合物からの特定
成分の分離、濃縮等の処理を行なう装置が種々提
案されている。

なお、本考案において浸透性薄膜状物とは薄膜
フイルムで形成した袋又は中空糸をいう。

第２〜４図は従来の流体の分離装置の構成の一
例を示す断面図であつて、この分離装置は筒状の
容器本体１２と蓋体２０とからなる筒状の分離装
置容器１０を有している。容器本体１２はその一
端が封じられた形状であり、この一端には原料流
体の排出口１４が設けられ、容器本体１２りの他
端側には原料流体導入口１６が設けられている。
前記蓋体２０はこの容器本体１２に冠着されてお
り、分離流体取出し口１８を有している。

図中、２２は筒状容器１０内を原料流体通過室
２４と分離流体室２６とに区画する隔壁であつ
て、浸透性薄膜状物（この例では中空糸）２８の
一端側が埋設され固定されている。なお、中空糸
２８は分離流体室２６と連通するように隔壁２２
に固定されており、中空糸２８の他端は合成樹脂
板２９に埋め込まれて封じられている。

この第２〜４図の従来装置において、原料流体
Ａ（例えば水素とメタンの混合ガス）は導入口１
６から通過室２４に導入され、その中に含まれて
いる特定の成分（本例では水素）は中空糸２８の
内部に浸透して行き分離流体室２６に入り取出口
１８から取り出される。中空糸を透過しない成分
（本例ではメタン）は排出口１４から容器外に排
出される。

ところで、このような流体の分離装置において
は、流体の分離量及び分離効率を高めるために、
原料流体Ａの圧力を例えば150Kg／cm²に高めて、
かつ、150℃のように比較的高温のもとで運転す
ることがあるが、この場合、容器のシールとりわ
け隔壁２２と容器内壁面（上記従来例では容器本
体内面もしくは蓋体２０の下端面）との間にシー
ルを確実なものととすることが肝要である。

隔壁２２との容器内壁面とのシールを確実に行
なうよう構成したものとして、従来、隔壁に分離
流体室側に向つて細くなるようなテーパ面を設
け、かつ容器内壁面側にもこの隔壁テーパ面と係
合するテーパ面を設け、両テーパ面の係合によつ
てシールを図ると共に両テーパ面の間に弾性リン
グを挟持させてシール特性を向上させるようにし
た構造が提案されている（実開昭48−87338）。ま
た隔壁の分離流体室側に隅角部を設けこの隅角部
にパツキンを装着し、隔壁と分離流体室を形成す
る部材との間にシールを直接にまたはパツキンを
介して行ない、かつ隔壁の原料流体通過室側に締
付板を設けこの締付板により隔壁を押圧するよう
にしたシール構造も提案されている（実開昭49−
95235）。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のシール構造においては、
装置の稼動に伴つて隔壁の温度が昇降した場合
に、隔壁と容器内壁面との熱膨張差によりシール
が不完全となる恐れがある。

即ち、隔壁は浸透性薄膜状物を埋設状態で保持
するところから、一般に流し込み成型の可能なエ
ポキシ樹脂等の合成樹脂製とされており、一方、
容器それ自体は高圧の流体に耐えるために、例え
ば炭素鋼などの金属製とされている。そして、こ
の合成樹脂製の隔壁と金属製の容器とに熱膨張差
があるところから、隔壁温度の昇降があつた場合
にシール性が不完全になるのである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、隔壁温度の昇降があつても隔壁と容器内壁面
との間のシールが常に十分に行なわれる流体の分
離装置を提供することにある。

本考案の流体の分離装置の連結体は、 筒状の分離装置容器内が、筒の軸方向と交差し
て設けられた隔壁によつて原料流体通過室と分離
液体室とに隔離されており、該隔壁には浸透性薄
膜状物がその中空部が分離流体室に連通するよう
に埋設固定されており、 前記隔壁は該浸透性薄膜状物が埋設された合成
樹脂製の中心部材と、この中心部材の周囲を取巻
きかつ中心部材に接着剤によつて接着された金属
製の環状部材とからなり、該合成樹脂製中心部材
の縁部は環状部材の内周に設けられた突部と、環
状部材に固着された座金状部材とにより挟持され
ており、 この環状部材と容器内壁面との間にシール部材
が配設されてなる流体の分離装置の連結体であつ
て、 前記筒状の分離装置容器の側面のうち前記原料
流体通過室の一端側には、直径方向に対峙する位
置に原料流体の導入口と排出口とが設けられてお
り、 該分離装置容器内には、該原料流体通過室内の
他端側と該導入口又は排出口とを連通する通路が
設けられており、 複数の分離装置を、その導入口を隣接する分離
装置の排出口にパツキンを介して直結してなる流
体の分離装置の連結体、 を要旨とするものである。

［作用］ 本考案によれば数が等しいか、又はほぼ等しい
金属材で構成されているので、温度の昇降があつ
ても良好なシール性が維持される。

本考案によれば、環状部材に対し、中心部材が
きわめて強固に固定される。

本考案の連結体は、一つの分離装置に導入され
た排出流体が隣接する分離装置により再度分離処
理される。

本考案では、原料流体通過室内に導入された原
料流体が、該原料流体通過室内の一方の端部から
他方の端部まで流れてから排出口に至るようにな
るため、導入口から排出口への短絡がなく、分離
効率が良い。

［実施例］ 以下に図面に示す実施例を参照しながら本考案
を更に詳細に説明する。

第１図は本考案の一実施例に係る連結体に用い
られる流体の分離装置の隔壁と容器内壁面との係
合部を示す拡大断面図である。

第１図において、１２，２０はそれぞれ前述の
通り容器本体、蓋体であり、２２は隔壁である。
そて、容器本体１２，蓋体２０は、共に、例えば
炭素鋼からなる金属製である。隔壁２２は、例え
ば、直径が200〜500μmのようにポリイミド樹脂
からなる中空糸２８が埋設固定された、例えばエ
ポキシ樹脂からなる、合成樹脂製の中心部材２２
ａと、この中心部材２２ａを取巻くように設けら
れた、例えば炭素鋼からなる、金属製の環状部材
２２ｂとからなる。なお、中空糸２８は前述のよ
うに分離流体室２６に連通するよう、中心部材２
２ａの上端面にまで達するように埋設されてい
る。

しかして、この合成樹脂製の中心部材２２ａの
上側の端縁部は断面Ｌ字形に切り欠かれた段部３
０が形成されており、一方、金属製の環状部材２
２ｂの内周面の上端側はこの段部３０に係合する
形状の突部３２が突設されており、中心部材２２
ａと環状部材２２ｂとは段部３０と突部３２とが
係合するように嵌め合されかつ接着剤によつて接
着されている。接着剤としては、例えば、ロツク
タイト（登録商標、日本ロツクタイト株式会社
製）が用いられる。

また、環状部材２２ｂの下側には座金状部材３
４がボルト３６によつて環状部材２２ｂに取り付
けられている。そして、座金状部材３４と環状部
材２２ｂとの間にはクツシヨン材３８が、また、
座金状部材３４と中心部材２２ａとの間にはクツ
シヨン材４０がそれぞれ挿入されており、ボルト
３６を締め込むことにより環状部材の突出部３２
と座金状部材３４とで中心部材２２ａの周縁部を
挟み込み、該中心部材２２ａと環状部材２２ｂと
の結合を完全ならしめている。

しかして、容器本体１２の内周面の隔壁２２と
対向する部分には溝４２，４４が周設されてお
り、この溝４２，４４内にＯリング４６，４８が
嵌合され容器本体１２の内周面と環状部材２２ｂ
の外周面との間のシールを行なつている。図中、
５０は蓋体２０の容器本体１２との間のシールを
行なうシールリングであるが、このシールリング
は環状部材２２ｂと蓋体２０との合せ面に設ける
ようにしても良い。また、５２は蓋体２０と容器
本体１２とを結合するためのボルトを示す。

このように構成された流体の分離装置において
は、隔壁２２の外周部が金属製であるので温度の
昇降があつても容器本体１２との熱膨張差が無い
か又は極めて小さく、隔壁２２と容器本体１２内
周面とのシールが完全なものとなる。

第５図は本考案の異なる実施例に係る連結体に
用いられる流体の分離装置の隔壁シール構造を示
す拡大断面図である。

第５図において２２ｅは中空糸２８が埋設され
た中心部材であり、その周縁部上側は周回方向に
切り欠かれて段部７２が形成されている。２２ｆ
はこの中心部材２２ｅに接着された金属製の環状
部材である。この環状部材２２ｆは図示の如く筒
状であり、その一端側がやや拡径した拡径部７４
とされ、拡径部７４の内周側には前記段部７２が
係合する段部７６が形成されている。

また、この拡径部７４の下面側には座金状部材
７７が環状部材２２ｆと同軸的に設置されボルト
７８によつて拡径部７４に取り付けられており、
この座金状部材７６と中心部材２２ｅとの間にク
ツシヨン材８０が介装されている。そして、この
ボルト７８を締め込むことにより、中心部材２２
ｅの周縁部を座金状部材７７と拡径部７４の段部
との間に挟み込んで強固に接合するよう構成され
ている。

しかして、環状部材２２ｆの上端側外周面には
雄ネジ８２が刻設されており、内周面にこの雄ネ
ジ８２と螺合する雌ネジが刻設されたリング８４
が取り付けられている。このリング８４にはネジ
孔８６が環状部材２２ｆの軸方向に嵌設されてお
り、このネジ孔８６にはボルト８８が螺合されて
いる。また環状部材２２ｆの細径部７５と容器本
体１２上端部との間の隙間に筒状部材９０が挿入
されており、筒状部材９０下面部、容器本体１２
内周面及び環状部材２２ｆで囲まれる部分にシー
ル用パツキン９２が配置されている。そして、前
記ネジ８８の下端面は筒状部材９０の上面に当接
しており、リング８４を環状部材２２ｆ周方向に
回すと共にネジ８８をネジ込むことにより筒状部
材９０を図中下方向に押圧しパツキン９２を押圧
して環状部材２２ｆと容器本体１２内周面との間
のシールが行なわれる。なお、容器本体１２の上
部に蓋体を取り付けることにより、隔壁２２との
間に分離流体室が形成される。

本考案の流体の分離装置の連結体は、上記の如
き分離装置を多数連結してブロツク化したもので
ある。

第６図、第７図はその一例を示すものであり、
第６図は斜視図、第７図は第６図の−Ｘに
沿う断面を示している。

このブロツク化された分離装置は、分離装置９
４（以下これを単位分離装置ということがある。）
を５個直列に連結して１系統としたものであり、
第７図の断面図はこの１系統を示している。

第７図において、９５は分離装置容器であり、
容器本体９５ｃと、この容器本体９５ｃに被冠さ
れた蓋体９５ｖからなる。容器本体９５ｃは、筒
部９５ａとフランジ部９５ｂとからなる。このフ
ランジ部９５ｂは、第６図に示す如く、各系統と
交差する方向（第７図で紙面と垂直な方向）に延
在しており、各系統のフランジ部は一体になつて
いる。

第７図において、２２は前述の隔壁であり、中
空糸２８が埋設固定された中心部材及び該中心部
材の周部に接着剤で接着された金属製環状部材か
らなり、分離装置容器９５内を原料流体通過室２
４と分離流体室２６とに隔離している。図示はし
ないが、この隔壁２２は、第１図と全く同一構成
となつており、中心部材２２ａの周縁部が金属製
環状部材２２ｂの突部３２に係止され、かつ座金
状部材３４及びボルト３６で挟持された構造とな
つている。

９５ｄ，９５ｅは夫々原料流体の導入口及び排
出口であり、図示の如く、容器本体９５ｃの同レ
ベルの部分でかつ軸対称の位置に設けられてお
り、隣接する単位分離装置９４の原料流体の排出
口と導入口とが直結されている。９５ｒはこの導
入口と排出口とのシールを行なうＯリングであ
る。

導入口９５ｄから単位分離装置９４内に挿入さ
れた原料流体は、原料流体通過室２４の上部に周
回して（但し排出口９５ｅの部分を除く。）設け
られた断面Ｌ字形の棚上の溢流板９５ｆによつて
原料流体通過室２４内周方向に均等に分流される
と共に、この溢流板９５ｆを溢流して中空糸２８
の束体部分へ導入される。

そして原料流体は、中空体２８の間を流下し、
分離処理が行なわれる。中空糸２８中に浸透した
流体は、分離流体室２６内に導入され、取出口１
８から装置外へ抜き出される。

中空糸２８中に浸透しなかつた流体は、接着樹
脂板２９の下側の室９５ｈに流れ込み、次いで容
器本体の筒部９５ａ内壁面に上下方向に沿設され
た導管９５ｉを上昇して排出口９５ｅに導かれ、
隣接する他の単位分離装置９４に導入される。こ
の一連の処理を繰り返し、順次に、隣接する単位
分離装置９４へ送られ、第７図中、最も左側の単
位分離装置９４の排出口９５ｅから装置外へ排出
される。

このようにブロツク化された流体の分離装置に
おいては、各単位分離装置９４の原料流体導入口
９５ｄと原料流体排出口９５ｅが直結されている
ので設置スペースが少なくて足りる。しかも、原
料流体通過室２４内において、原料流体が図の上
端側から下端側まで流れた後、導管９５ｉを介し
て排出口９５ｅに流れる。このため、原料流体通
過室２４内において原料流体が導入口９５ｄから
排出口９５ｅに短絡することがなく、各単位分離
装置９４における分離量が多く分離効率が高い。
また、高圧配管を用いることなく単位分離装置９
４同志を接続しているので、配管作業が不要で、
分解、補修等が容易であると共に、ガス漏れなど
も殆どなく、保守管理が容易である。特に第６
図、第７図の実施例においては、複数個の単位分
離装置を直結した系統を複数系統並列的に設けて
いるので、単位面積当りに設置できる単位分離装
置の数が極めて多くなり、著しくコンパクトな装
置となり、分離量、分離効率が極めて優れてい
る。

また、容器をブロツク化したことにより、各ブ
ロツクの組み合せが自由にでき、ブロツクごとの
取り変えも可能である。例えば、数ブロツクのう
ち、第１のブロツクの能力が落ちたら、最後のブ
ロツクを取り外し、第１のブロツクを第２のブロ
ツクの位置に持つて来るように順次移動させ、第
１のブロツクの位置に新しいブロツクをもつてく
るようにして、各ブロツクを有効に使用すること
も可能である。

なお第６図、第７図の実施例では、導管９５ｉ
を容器本体９５ｃの内壁面に沿つて設けている
が、容器内壁面との間に若干間隙があくように設
けても良く、また容器外壁面に沿つて設けても良
い。

また第６図、第７図の実施例装置では、導入口
９５ｄから導入された原料流体を中空糸２８間を
流下させ、次いで導管９５ｉ内を上昇させて排出
口９５ｅに導いているが、逆に、導入された原料
流体をまず導管を用いて流体通過室２４の底部に
導き、次いで中空糸２８間を上昇させて分離処理
を行ない排出９５ｅに至らしめるようにしても良
い。

また第６図、第７図の実施例装置においては、
原料流体の導入口９５ｄ及び排出口９５ｅは分離
容器９５の上部に設けられているが、これを下部
に設けるようにしても良い。さらに第６図、第７
図の如く複数系統を並列的に設けることなく、単
に１系統だけを設けるようにしても良い。

［考案の効果］ 以上の通り本考案の流体の分離装置は、シール
面を構成する部材が金属製であるので温度の昇降
に伴う熱膨張差が無いか又は極めて小さく、温度
の昇降があつても良好なシールが行なわれる。ま
たそのため装置の運転温度を自在に変更すること
が可能であり、分離量及び分離効率の向上が図れ
る。

本考案では中心部材と環状部材との連結強度が
高い。本考案では複数の分離装置を連結している
ので設置スペースが少なくて足り、分離量が多く
分離効率が高い。また、高圧配管を用いることな
く単位分離装置同志を接続しているので、配管作
業が不要で、分解、補修等が容易であると共に、
ガス漏れなども殆どなく、保守管理が容易であ
る。

本考案では、隣接する単位分離装置同志を直結
させるために、各単位分離装置の原料流体通過室
の導入口と排出口とを直径方向に対峙させている
のであるが、原料流体通過室内に通路を設け、原
料流体通過室内の一方の端部から他方の端部まで
原料流体を確実に流すように構成している。この
ため、原料流体通過室内における原料流体の短絡
がなく、分離効率がきわめて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る連結体に用いら
れる流体の分離装置の要部断面図、第２図は従来
の流体の分離装置の断面図、第３図は第２図の
部拡大図、第４図は第２図の部拡大斜視図、第
５図は別の実施例に係る連結体に用いられる流体
の分離装置の要部断面図、第６図は実施例に係る
連結体の斜視図、第７図は第６図のＸ−Ｘ線
に沿う断面図である。 １２，９５……容器本体、２０，９５ｖ……蓋
体、２２……隔壁、２４……原料流体通過室、２
６……分離流体室、２８……中空糸、２２ａ，２
２ｃ……中心部材、２２ｂ，２２ｆ……環状部
材、９４……単位分離装置、９５ｄ……原料流体
導入口、９５ｅ……原料流体排出口、９５ｉ……
導管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 筒状の分離装置容器内が、筒の軸方向と交差し
   て設けられた隔壁によつて原料流体通過室と分離
   流体室とに隔離されており、該隔壁には浸透性薄
   膜状物がその中空部が分離流体室に連通するよう
   に埋設固定されており、 前記隔壁は該浸透性薄膜状物が埋設された合成
   樹脂製の中心部材と、この中心部材の周囲を取巻
   きかつ中心部材に接着剤によつて接着された金属
   製の環状部材とからなり、該合成樹脂製中心部材
   の縁部は環状部材の内周に設けられた突部と、環
   状部材に固着された座金状部材とにより挟持され
   ており、 この環状部材と容器内壁面との間にシール部材
   が配設されてなる流体の分離装置の連結体であつ
   て、 前記筒状の分離装置容器の側面のうち前記原料
   流体通過室の一端側には、直径方向に対峙する位
   置に原料流体の導入口と排出口とが設けられてお
   り、 該分離装置容器内には、該原料流体通過室内の
   他端側と該導入口又は排出口とを連通する通路が
   設けられており、 複数の分離装置を、その導入口を隣接する分離
   装置の排出口にパツキンを介して直結してなる流
   体の分離装置の連結体。