JPH06226061A - Hollow fiber membrane type element and hollow fiber membrane module - Google Patents
Hollow fiber membrane type element and hollow fiber membrane moduleInfo
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- JPH06226061A JPH06226061A JP4199293A JP4199293A JPH06226061A JP H06226061 A JPH06226061 A JP H06226061A JP 4199293 A JP4199293 A JP 4199293A JP 4199293 A JP4199293 A JP 4199293A JP H06226061 A JPH06226061 A JP H06226061A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、中空糸膜により気体や
液体を分離する上で有用な中空糸膜型エレメントおよび
中空糸膜モジュールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hollow fiber membrane type element and a hollow fiber membrane module useful for separating gas or liquid by a hollow fiber membrane.
【０００２】[0002]
【従来の技術】中空糸膜モジュールは、膜面積が大きく
装置を小形化できるため、種々の用途に利用されてい
る。この中空糸膜モジュールは、通常、複数の中空糸膜
からなる中空糸束と、中空糸膜の両端面が開口した状態
で、中空糸束の両端部を接着封止した封止固定部と、前
記中空糸束を収容するケーシングと、このケーシングと
前記封止固定部との間を封止する弾性Ｏ−リングや接着
樹脂などの封止手段とで構成されている。2. Description of the Related Art Hollow fiber membrane modules are used for various purposes because they have a large membrane area and can be downsized. This hollow fiber membrane module is usually a hollow fiber bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes, and a sealing and fixing portion in which both end portions of the hollow fiber bundle are adhesively sealed in a state where both end surfaces of the hollow fiber membrane are open, It is composed of a casing for accommodating the hollow fiber bundle and a sealing means such as an elastic O-ring or an adhesive resin for sealing between the casing and the sealing and fixing portion.
【０００３】また、前記中空糸膜の中空部に被処理流体
を供給する場合、前記ケーシングの両端部には、通常、
被処理流体を供給するための供給口と、中空糸膜を透過
しなかった成分を流出させるための流出口とが形成さ
れ、ケーシングの周面には、前記中空糸膜を透過した成
分を排出するための排出口が形成されている。When the fluid to be treated is supplied to the hollow portion of the hollow fiber membrane, it is usually provided at both ends of the casing.
A supply port for supplying the fluid to be treated and an outlet for discharging the components that did not pass through the hollow fiber membrane are formed, and the components that have passed through the hollow fiber membrane are discharged on the peripheral surface of the casing. A discharge port is formed for this purpose.
【０００４】また、前記中空糸膜の外側に被処理流体を
供給する場合には、前記ケーシングに被処理流体の供給
口が形成されている。Further, when the fluid to be treated is supplied to the outside of the hollow fiber membrane, a supply port for the fluid to be treated is formed in the casing.
【０００５】このような構造の中空糸膜モジュールを用
いた膜分離においては、被処理流体を高圧でしかも比較
的高温で処理する場合が多いので、ケーシングの供給口
や流出口に対応する中空糸束の部位には、力学的及び熱
的に大きな応力が作用する。そのため、中空糸膜が破断
などにより損傷する場合がある。In the membrane separation using the hollow fiber membrane module having such a structure, the fluid to be treated is often treated at a high pressure and at a relatively high temperature. Therefore, the hollow fiber corresponding to the inlet or outlet of the casing is treated. Large mechanical and thermal stresses act on the bundle portions. Therefore, the hollow fiber membrane may be damaged due to breakage or the like.
【０００６】そこで、前記中空糸束と、ケーシングの供
給口および流出口との間に、ケーシングの軸方向に沿っ
てバッフルプレートを取付けた中空糸膜型エレメントが
提案されている。Therefore, there has been proposed a hollow fiber membrane type element in which a baffle plate is attached along the axial direction of the casing between the hollow fiber bundle and the supply port and outflow port of the casing.
【０００７】しかし、このエレメントでは、バッフルプ
レートの取付けに伴なって、供給口及び流出口に対応す
るケーシングの部位の径が大きくなり、モジュールを小
形化できない。また、中空糸束とケーシングとの間にバ
ッフルプレートを取付けるため、ケーシングやモジュー
ルの構造が複雑化し、モジュールがコスト高となる。However, with this element, the diameter of the portion of the casing corresponding to the supply port and the outflow port increases with the attachment of the baffle plate, and the module cannot be downsized. Further, since the baffle plate is attached between the hollow fiber bundle and the casing, the structure of the casing and the module becomes complicated, and the cost of the module becomes high.
【０００８】また、供給口や流出口に対応するケーシン
グ内に前記封止固定部を位置させ、前記封止固定部の周
面に保護プレートを接着した中空糸膜型エレメントも知
られている。しかし、この場合にも、保護プレートの接
着に伴なって、前記供給口や流出口に対応するケーシン
グの部位の径が大きくなり、モジュールを小形化できな
い。There is also known a hollow fiber membrane type element in which the sealing and fixing part is located in a casing corresponding to the supply port and the outflow port, and a protective plate is adhered to the peripheral surface of the sealing and fixing part. However, also in this case, the diameter of the portion of the casing corresponding to the supply port and the outflow port increases with the adhesion of the protective plate, and the module cannot be downsized.
【０００９】特開平２−１８７１３２号公報には、中空
糸束を通液可能なスリーブで覆い、ケーシングの供給口
や流出口に対応するスリーブの周面に、遮蔽体としての
熱収縮性の鞘を被せた中空糸膜型エレメントが提案され
ている。In Japanese Patent Laid-Open No. 2-187132, a hollow fiber bundle is covered with a liquid-permeable sleeve, and a heat-shrinkable sheath as a shield is provided on the peripheral surface of the sleeve corresponding to the inlet and outlet of the casing. There has been proposed a hollow fiber membrane type element covered with.
【００１０】しかし、このエレメントは、鞘で被覆され
た中空糸束の部位で、流体の流れが阻害され、円滑な膜
分離が損なわれる。また、前記モジュールの作製に際し
ては、スリーブに熱収縮性の鞘を被せ、加熱して前記鞘
を熱収縮させてスリーブと密着させる必要があるので、
工程数が多くモジュールの組立作業が煩雑化する。さら
には、中空糸束の外周長さに適合した鞘を用いると、鞘
の熱収縮により、中空糸束が強く結束され、中空糸膜の
中空部の径が小さくなる。そのため、熱収縮率を考慮し
て中空糸束の外径よりも大きな内径の鞘を用いる必要が
あるものの、この場合には、鞘が遊嵌状態であるため、
中空糸束の所定の部位に鞘を位置決めするのが困難とな
る。そのため、より一層、モジュールの組立作業が煩雑
化する。However, in this element, the fluid flow is obstructed at the site of the hollow fiber bundle covered with the sheath, and smooth membrane separation is impaired. Further, in the production of the module, it is necessary to cover the sleeve with a heat-shrinkable sheath and heat it to heat-shrink the sheath so that it closely adheres to the sleeve.
The number of steps is large and the assembly work of the module becomes complicated. Furthermore, when a sheath adapted to the outer peripheral length of the hollow fiber bundle is used, the hollow fiber bundle is strongly bound due to thermal contraction of the sheath, and the diameter of the hollow portion of the hollow fiber membrane is reduced. Therefore, it is necessary to use a sheath having an inner diameter larger than the outer diameter of the hollow fiber bundle in consideration of the heat shrinkage rate, but in this case, since the sheath is in a loosely fitted state,
It is difficult to position the sheath at a predetermined part of the hollow fiber bundle. Therefore, the module assembling work becomes more complicated.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、中空糸膜の損傷を防止できると共に、円滑な膜分離
を損なうことなく、構造が簡単でモジュールを小型化で
きる中空糸膜型エレメントを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to prevent the damage of the hollow fiber membrane, and to make the module simple in size and to reduce the size of the module without impairing the smooth membrane separation. To provide.
【００１２】本発明の他の目的は、前記のようなエレメ
ントを備え、構造が簡単で組立が容易な小型の中空糸膜
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 small-sized hollow fiber membrane module having the above-mentioned elements and having a simple structure and easy assembly.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明者は、膜分離処理
に際して、大きな圧力が、ケーシングの供給口および流
出口に対応する部位に集中して作用すること、圧力の作
用部位の面積が小さいことに着目して鋭意検討の結果、
ケーシングの供給口および流出口に対応する保護筒の部
位を、遮蔽部として形成することにより、前記目的を達
成できることを見いだし、本発明を完成した。Means for Solving the Problems The present inventor has found that during the membrane separation process, a large pressure is concentrated and acts on the portions corresponding to the supply port and the outlet of the casing, and the area where the pressure acts is small. As a result of diligent study focusing on that,
It has been found that the above object can be achieved by forming the portions of the protective cylinder corresponding to the supply port and the outflow port of the casing as the shielding part, and completed the present invention.
【００１４】すなわち、本発明の中空糸膜型エレメント
は、流体の供給口及び／又は流出口を有するケーシング
内に配設されるエレメントであって、複数の中空糸膜か
らなる中空糸束と、前記中空糸膜の少なくとも一方の端
面が開口した状態で前記中空糸束の端部に形成された封
止固定部と、前記中空糸束の周囲を覆う通気又は通液可
能な保護手段とを備え、前記ケーシングの供給口及び／
又は流出口に対応する保護手段の部位が、流体の通過を
規制する遮蔽部として形成されている。That is, the hollow fiber membrane type element of the present invention is an element arranged in a casing having a fluid supply port and / or an outlet port, and a hollow fiber bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes, The hollow fiber membrane is provided with a sealing and fixing portion formed at an end portion of the hollow fiber bundle with at least one end surface of the hollow fiber membrane opened, and a ventilating or liquid-passing protection means for covering the periphery of the hollow fiber bundle. A supply port of the casing and /
Alternatively, the portion of the protection means corresponding to the outflow port is formed as a shielding portion that restricts passage of fluid.
【００１５】また、本発明の中空糸膜モジュールは、流
体の供給口及び／又は流出口が形成されたケーシング
と、複数の中空糸膜からなり、前記ケーシング内に収容
された中空糸束と、前記中空糸膜の少なくとも一方の端
面が開口した状態で前記中空糸束の端部に形成された封
止固定部と、前記中空糸束の周囲を覆う通気又は通液可
能な保護手段とを備えたモジュールであって、前記ケー
シングの供給口及び／又は流出口に対応する保護手段の
部位が、流体の通過を規制する遮蔽部として形成されて
いる。Further, the hollow fiber membrane module of the present invention comprises a casing having a fluid supply port and / or an outflow port, and a hollow fiber bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes and accommodated in the casing. The hollow fiber membrane is provided with a sealing and fixing portion formed at an end portion of the hollow fiber bundle with at least one end surface of the hollow fiber membrane opened, and a ventilating or liquid-passing protection means for covering the periphery of the hollow fiber bundle. In the module, the portion of the protection means corresponding to the supply port and / or the outflow port of the casing is formed as a shielding portion that restricts passage of fluid.
【００１６】[0016]
【作用】前記中空糸膜型エレメントや中空糸膜モジュー
ルにおいては、ケーシングの供給口から被処理流体を供
給したり、流出口から流体を流出させても、保護手段の
遮蔽部により、中空糸膜に圧力や熱が直接作用するのを
防止できる。そのため、中空糸膜の損傷を防止できる。In the hollow fiber membrane type element and the hollow fiber membrane module, even if the fluid to be treated is supplied from the supply port of the casing or the fluid is discharged from the outlet port, the hollow fiber membrane is protected by the shielding portion of the protection means. It is possible to prevent pressure and heat from directly acting on. Therefore, damage to the hollow fiber membrane can be prevented.
【００１７】また、保護手段の周面全体ではなく、ケー
シングの供給口及び／又は流出口に対応する保護手段の
部位に前記遮蔽部が形成されているので、流体の流れ
は、前記遮蔽部で規制されるだけであり、他の保護手段
の部位では、流体が円滑に流動する。そのため、膜分離
が大きく損われることもない。Further, since the shielding portion is formed not at the entire peripheral surface of the protection means but at the portion of the protection means corresponding to the supply port and / or the outflow port of the casing, the flow of the fluid at the shielding portion. It is only regulated, and the fluid flows smoothly at other protection means. Therefore, the membrane separation is not significantly impaired.
【００１８】さらには、前記保護手段と遮蔽部とが一体
に形成されているため、ケーシングの径を大きくするこ
となく、中空糸束を前記保護手段で覆うだけでモジュー
ルを組立てることができる。Furthermore, since the protection means and the shielding portion are integrally formed, the module can be assembled only by covering the hollow fiber bundle with the protection means without increasing the diameter of the casing.
【００１９】[0019]
【実施例】以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の実
施例をより詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
【００２０】図１は本発明の中空糸膜型エレメントの部
分切欠き概略側面図であり、図２は図１の中空糸膜型エ
レメントを備えた中空糸膜モジュールの部分切欠き概略
断面図である。FIG. 1 is a partially cutaway schematic side view of a hollow fiber membrane type element of the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway schematic sectional view of a hollow fiber membrane module including the hollow fiber membrane type element of FIG. is there.
【００２１】前記中空糸膜型エレメントは、複数の中空
糸膜１からなる中空糸束２と、この中空糸束の両端部
が、エポキシ樹脂やポリウレタンなどのシール剤で接着
封止された封止固定部３を備えている。なお、中空糸膜
１の両端面は開口しており、接着封止部３において、複
数の中空糸膜１の間は前記シール剤で埋設され接着封止
されている。In the hollow fiber membrane type element, a hollow fiber bundle 2 consisting of a plurality of hollow fiber membranes 1 and both ends of the hollow fiber bundle are sealed by a sealing agent such as epoxy resin or polyurethane. The fixed part 3 is provided. In addition, both end surfaces of the hollow fiber membrane 1 are open, and in the adhesive sealing part 3, the space between the plurality of hollow fiber membranes 1 is embedded and sealed with the sealant.
【００２２】前記中空糸束２は、一次側である前記中空
糸膜１の外面側に被処理流体を供給するための供給口４
ａと、前記中空糸膜１を透過しなかった濃縮成分を流出
させるための流出口４ｂとが形成されたケーシング５内
に収容される。また、ケーシング５の両端部には、中空
糸膜１を透過した成分を、二次側である中空糸膜１の中
空部を通じて流出させるための排出口６を備えた蓋体７
が装着され、前記中空糸束２の封止固定部３とケーシン
グ５と蓋体７との間は、弾性Ｏ−リングやパッキンなど
の封止部材８により気密に封止されている。The hollow fiber bundle 2 has a supply port 4 for supplying a fluid to be treated to the outer surface side of the hollow fiber membrane 1 which is the primary side.
a and an outlet 4b for letting out the concentrated component that has not permeated the hollow fiber membrane 1 are housed in a casing 5. In addition, at both ends of the casing 5, a lid body 7 having a discharge port 6 for letting out a component that has permeated the hollow fiber membrane 1 through the hollow portion of the hollow fiber membrane 1 on the secondary side is provided.
Is mounted, and the space between the sealing and fixing portion 3 of the hollow fiber bundle 2, the casing 5 and the lid 7 is hermetically sealed by a sealing member 8 such as an elastic O-ring or packing.
【００２３】このようなモジュールにおいて、通常、被
処理流体は加圧下に供給され、また加熱した供給される
場合が多く、前記のように、中空糸膜１が破断などによ
り損傷する場合がある。In such a module, the fluid to be treated is usually supplied under pressure or heated in many cases, and as described above, the hollow fiber membrane 1 may be damaged due to breakage or the like.
【００２４】そこで、前記中空糸束２は、保護筒９内に
挿入されている。また、保護筒９の両端部は、前記接着
封止部３で前記シール剤により固着し一体化し、カート
リッジ式の中空糸束を構成している。さらに、膜分離を
円滑に行なうため、前記ケーシング５の供給口４ａ及び
流出口４ｂに対応する保護筒９の部位は、無孔の遮蔽部
１０として形成され、他の部位は、網状に形成されてい
る。Therefore, the hollow fiber bundle 2 is inserted into the protective cylinder 9. Further, both ends of the protective cylinder 9 are fixed and integrated with the adhesive sealing portion 3 by the sealing agent to form a cartridge type hollow fiber bundle. Further, in order to carry out the membrane separation smoothly, the part of the protective cylinder 9 corresponding to the supply port 4a and the outflow port 4b of the casing 5 is formed as a non-perforated shield part 10, and the other part is formed in a mesh shape. ing.
【００２５】このようなモジュールでは、加熱した被処
理流体を高圧で処理しても、供給口４ａ及び流出口４ｂ
に対応する中空糸束２及び中空糸膜１の部位に、過剰な
圧力が作用するのを、前記遮蔽部１０により防止でき
る。In such a module, even if the heated fluid to be processed is processed at high pressure, the supply port 4a and the outflow port 4b are provided.
It is possible to prevent the excessive pressure from acting on the portions of the hollow fiber bundle 2 and the hollow fiber membrane 1 corresponding to the above by the shielding portion 10.
【００２６】また、膜分離モジュールのように、供給口
４ａ及び流出口４ｂに対応する中空糸束２及び中空糸膜
１の部位に、圧力が集中する場合には、面積が小さな遮
蔽部であっても、加圧された流体を容易に拡散できる。
特に圧力が大きくなるにつれて、遮蔽部による圧力低下
の程度も大きくなる。また、通常、前記供給口４ａ及び
流出口４ｂの孔径が小さいため、前記遮蔽部１０の面積
も小さくでき、網状部の面積を大きくできる。そのた
め、供給口４ａから中空糸膜１への被処理流体の供給
が、損われることがないだけでなく、流出口４ｂからの
濃縮成分の流出も損われない。従って、遮蔽部１０を形
成しても、膜分離効率が低下するのを防止できる。When pressure is concentrated on the hollow fiber bundle 2 and the hollow fiber membrane 1 corresponding to the supply port 4a and the outflow port 4b as in the membrane separation module, the area is a small shielding portion. However, the pressurized fluid can be easily diffused.
In particular, as the pressure increases, the degree of pressure drop due to the shield also increases. Further, since the hole diameters of the supply port 4a and the outflow port 4b are usually small, the area of the shielding portion 10 can be reduced and the area of the mesh portion can be increased. Therefore, not only the supply of the fluid to be treated from the supply port 4a to the hollow fiber membrane 1 is not impaired, but also the outflow of the concentrated component from the outflow port 4b is not impaired. Therefore, even if the shielding portion 10 is formed, it is possible to prevent the membrane separation efficiency from decreasing.
【００２７】さらに、前記保護筒９を前記遮蔽部１０お
よび網状部として形成するので、保護筒９とケーシング
５との間に遮蔽部材を介在させる必要がなくモジュール
の直径が大きくなることもない。また、前記保護筒９内
に中空糸束２を挿入すればよいため、モジュールの組立
も容易である。Further, since the protective cylinder 9 is formed as the shielding portion 10 and the mesh portion, there is no need to interpose a shielding member between the protective cylinder 9 and the casing 5, and the diameter of the module does not increase. Further, since the hollow fiber bundle 2 may be inserted into the protective cylinder 9, the module can be easily assembled.
【００２８】なお、中空糸束の両端部に封止固定部が形
成されている必要はなく、少なくとも一方の端部に封止
固定部を形成すればよい。例えば、（１）中空糸膜の一
方の端面が開口した状態で中空糸束の一方の端部に封止
固定部が形成され、中空糸膜の他方の端面が、必要に応
じて封止固定部において、閉塞していてもよい。また、
（２）中空糸束がＵ字状などに折曲げて両端部が集束さ
れ、集束した端部に、中空糸膜の端面が開口した状態で
封止固定部が形成されていてもよい。It is not necessary that the sealing and fixing portions are formed on both ends of the hollow fiber bundle, and the sealing and fixing portions may be formed on at least one end. For example, (1) a sealing and fixing part is formed at one end of a hollow fiber bundle with one end of the hollow fiber membrane being open, and the other end of the hollow fiber membrane is sealingly fixed as necessary. The part may be closed. Also,
(2) The hollow fiber bundle may be bent into a U-shape or the like so that both ends thereof are converged, and a sealing fixing portion may be formed at the converged end portion in a state where the end surface of the hollow fiber membrane is open.
【００２９】中空糸束は、前記網状の保護筒に限らず、
前記中空糸束の周囲を覆い、かつ通気又は通液可能な保
護手段で保護されていればよく、例えば、多数の孔を有
する筒体などであってもよい。The hollow fiber bundle is not limited to the net-like protective cylinder,
It suffices that it covers the periphery of the hollow fiber bundle and is protected by a protective means that allows ventilation or liquid passage, and may be, for example, a cylinder having a large number of holes.
【００３０】また、保護手段の端部は、自由端を構成し
てもよいが、中空糸束に対する保護効果を高めるため、
中空糸束の端部の封止固定部と接着しているのが好まし
い。保護手段の端部は、封止固定部の外周面で固着して
いてもよく、封止固定部内に埋設されていてもよい。な
お、中空糸束が前記（２）のようにＵ字状などに折曲げ
て集束している場合には、保護手段も中空糸束の形状に
対応させてＵ字状などに折曲げられている。The end of the protection means may be a free end, but in order to enhance the effect of protecting the hollow fiber bundle,
It is preferable that the hollow fiber bundle is bonded to the sealing fixing portion at the end portion. The end portion of the protection means may be fixed to the outer peripheral surface of the sealing and fixing portion, or may be embedded in the sealing and fixing portion. When the bundle of hollow fibers is folded into a U shape or the like as described in (2) above and bundled, the protection means is also bent into a U shape corresponding to the shape of the bundle of hollow fibers. There is.
【００３１】前記遮蔽部は、中空糸束の周面全体に形成
することなく、供給口及び／又は流出口に対応する部位
に形成されていればよく、その形状は特に制限されな
い。The shielding portion may be formed at a portion corresponding to the supply port and / or the outlet port without being formed on the entire peripheral surface of the hollow fiber bundle, and its shape is not particularly limited.
【００３２】図３は本発明の他の中空糸膜型エレメント
を備えた中空糸膜モジュールの部分切欠き概略断面図で
ある。なお、前記図１及び図２と同様の要素や部材に
は、同一の符号を付して説明する。FIG. 3 is a partially cutaway schematic sectional view of a hollow fiber membrane module including another hollow fiber membrane type element of the present invention. The same elements and members as those shown in FIGS. 1 and 2 will be described with the same reference numerals.
【００３３】この例では、ケーシング５の供給口４ａお
よび流出口４ｂに対応する保護筒１９の部位は、遮蔽部
２０として形成され、遮蔽部２０の側方端部は、それぞ
れ中空糸束２の両端部の封止固定部３に固着している。
また、前記保護筒９の他の部位には、多数の孔２１が形
成されている。なお、遮蔽部２０以外の保護筒の部位は
網状に形成されれていてもよく、前記遮蔽部２０の端部
は、前記封止固定部３に埋設して固着されていてもよ
い。In this example, the portions of the protective cylinder 19 corresponding to the supply port 4a and the outflow port 4b of the casing 5 are formed as the shielding portion 20, and the side end portions of the shielding portion 20 respectively correspond to the hollow fiber bundle 2. It is fixed to the sealing and fixing portion 3 at both ends.
Further, a large number of holes 21 are formed in the other part of the protective cylinder 9. The portion of the protective cylinder other than the shield portion 20 may be formed in a net shape, and the end portion of the shield portion 20 may be embedded and fixed in the sealing and fixing portion 3.
【００３４】このような中空糸膜型エレメントやモジュ
ールでは、前記と同様の効果に加えて、遮蔽部２０の端
部が封止固定部３に固着しているので、流体の高い圧力
が作用しても、中空糸膜１及び中空糸束２の保護効果が
大きい。In such a hollow fiber membrane type element or module, in addition to the same effect as described above, since the end portion of the shielding portion 20 is fixed to the sealing fixing portion 3, a high fluid pressure acts. However, the effect of protecting the hollow fiber membrane 1 and the hollow fiber bundle 2 is great.
【００３５】図４は本発明のさらに他の例の中空糸膜型
エレメントを備えた中空糸膜モジュールを示す部分切欠
き概略側面図である。この中空糸膜型エレメントは、ケ
ーシング５の供給口４ａおよび流出口４ｂに対応する保
護筒２９の部位に、円形状の遮蔽部３０が形成されてい
る点を除き、図１のエレメントと基本的には同様に構成
されている。なお、図２に示されるモジュールと同じ
く、弾性Ｏ−リング８ａなどの封止手段が配設されてい
ると共に、ケーシング５とエレメントの封止固定部３と
の間は、封止手段としての接着剤８ｂにより接合して封
止されている。FIG. 4 is a partially cutaway schematic side view showing a hollow fiber membrane module including a hollow fiber membrane type element according to still another example of the present invention. This hollow fiber membrane type element is basically the same as the element of FIG. 1 except that a circular shielding portion 30 is formed at the portion of the protective cylinder 29 corresponding to the supply port 4a and the outflow port 4b of the casing 5. Are similarly configured. Similar to the module shown in FIG. 2, a sealing means such as an elastic O-ring 8a is provided, and the casing 5 and the sealing fixing portion 3 of the element are bonded as a sealing means. It is joined and sealed by the agent 8b.
【００３６】このような中空糸膜型エレメントを備えた
モジュールでは、通常、前記供給口４ａ及び流出口４ｂ
が断面円形であるため、遮蔽部３０の面積を小さくでき
る。そのため、中空糸膜１や中空糸束２の高い保護効果
を維持しつつ、保護筒２９の広い面積の網状部を利用し
て、円滑に膜分離できる。In a module equipped with such a hollow fiber membrane type element, the supply port 4a and the outflow port 4b are usually used.
Has a circular cross section, the area of the shielding portion 30 can be reduced. Therefore, while maintaining the high protection effect of the hollow fiber membranes 1 and the hollow fiber bundles 2, it is possible to smoothly perform membrane separation by utilizing the net-shaped portion having a large area of the protection tube 29.
【００３７】なお、前記実施例の中空糸膜型エレメント
は、保護手段の周面全体ではなく、所定の部位に部分的
に遮蔽部を形成するため、モジュールの組立に際して、
供給口及び流出口に対応する部位から遮蔽部が周方向に
位置ずれする場合がある。そのため、本発明の中空糸膜
型エレメントは、位置決めしつつカートリッジ式にケー
シング内に装着するカートリッジ型エレメントを構成し
てもよい。In the hollow fiber membrane type element of the above-mentioned embodiment, since the shielding portion is partially formed not in the entire peripheral surface of the protection means but in a predetermined portion, when assembling the module,
The shield part may be displaced in the circumferential direction from the part corresponding to the supply port and the outlet. Therefore, the hollow fiber membrane type element of the present invention may constitute a cartridge type element that is mounted in the casing in a cartridge manner while positioning.
【００３８】前記カートリッジ式エレメントは、ケーシ
ングと封止固定部との間に、少なくとも１つの軸方向の
延びる凸条とスライド溝を形成することにより構成でき
る。前記凸条とスライド溝は、封止固定部とこれに対応
するケーシングの部位の全体ではなく、軸方向の一部、
特に端部に形成するのが好ましい。このような凸条とス
ライド溝とを形成すると、凸条及びスライド溝が形成さ
れていない周面領域に弾性Ｏ−リングなどの封止部材を
位置決めしてカートリッジ式に装着できるとともに、封
止部材により、ケーシングと封止固定部との間を気密に
封止できる。なお、保護手段の端部が封止固定部の周面
に固着している場合には、前記封止固定部に対応する保
護手段の端部に、前記凸条やスライド溝を形成してもよ
い。The cartridge type element can be constructed by forming at least one axially extending ridge and a slide groove between the casing and the sealing and fixing portion. The ridge and the slide groove are not the entire sealing and fixing portion and the corresponding casing portion, but a part in the axial direction,
It is particularly preferable to form it at the end. When such a ridge and a slide groove are formed, a sealing member such as an elastic O-ring can be positioned in a peripheral surface area where the ridge and the slide groove are not formed, and can be mounted in a cartridge type. This makes it possible to hermetically seal between the casing and the sealing and fixing portion. When the end portion of the protection means is fixed to the peripheral surface of the sealing and fixing portion, the ridge or the slide groove may be formed at the end portion of the protecting means corresponding to the sealing and fixing portion. Good.
【００３９】前記図２及び図３に示すモジュールにおい
て、エレメントとケーシングとの間は、弾性Ｏ−リング
などの封止部材により封止しているが、図４に示される
ように、エレメントの封止固定部とケーシングとの間を
接着剤により一体に封止してもよい。In the module shown in FIGS. 2 and 3, the element and the casing are sealed with a sealing member such as an elastic O-ring. However, as shown in FIG. 4, the element is sealed. The space between the stationary fixing portion and the casing may be integrally sealed with an adhesive.
【００４０】また、前記実施例においては、ケーシング
の供給口から被処理流体を供給し、濃縮成分をケーシン
グの流出口から流出させているが、中空糸膜の一方の端
部から中空部に被処理流体を供給し、中空糸膜の他方の
端部から濃縮成分を流出させるとともに、ケーシングの
少なくとも１つの流出口から、前記中空糸膜を透過した
成分を流出させてもよい。このようなモジュール内に中
空糸膜型エレメントを収容する場合、ケーシングの流出
口に対応する保護手段の部位が、遮蔽部として形成され
る。Further, in the above-mentioned embodiment, the fluid to be treated is supplied from the supply port of the casing and the concentrated component is caused to flow out from the outlet of the casing. The treatment fluid may be supplied to cause the concentrated component to flow out from the other end of the hollow fiber membrane, and the component that has permeated the hollow fiber membrane may flow out from at least one outlet of the casing. When the hollow fiber membrane type element is accommodated in such a module, the portion of the protection means corresponding to the outlet of the casing is formed as the shielding portion.
【００４１】中空糸膜モジュールによる膜分離に際して
は、被処理流体が供給される一次側に対して、中空糸膜
を透過する二次側を減圧してもよい。In the membrane separation by the hollow fiber membrane module, the secondary side that permeates the hollow fiber membrane may be decompressed with respect to the primary side to which the fluid to be treated is supplied.
【００４２】前記中空糸膜を構成するポリマーとして
は、例えば、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重
合体、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１
などのオレフィン系ポリマー；ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデ
ンフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共
重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体などのフッ素含有ポリマー；
酢酸セルロースなどのセルロース系ポリマー；ポリ塩化
ビニル；アクリロニトリル系ポリマー；ポリメチルメタ
クリレート、アクリロニトリル−メタクリル酸メチル共
重合体などのアクリル系ポリマー；シリコーン樹脂；ポ
リアミド；ポリイミド；ポリエーテルスルホン；ポリス
ルホン；ポリフェニレンオキサイド；ポリフェニレンス
ルフィド；ポリアリレート；ポリエーテルエーテルケト
ン；ポリエーテルイミド；ポリカーボネート；ポリビニ
ルアルコール系ポリマーなどが例示される。好ましい中
空糸膜には、多孔質膜が含まれる。Examples of the polymer constituting the hollow fiber membrane are polyethylene, ethylene-propylene copolymer, polypropylene, poly-4-methylpentene-1.
Olefin-based polymers such as; polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-ethylene copolymers, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymers and other fluorine-containing polymers;
Cellulose-based polymers such as cellulose acetate; polyvinyl chloride; acrylonitrile-based polymers; acrylic-based polymers such as polymethylmethacrylate and acrylonitrile-methylmethacrylate copolymers; silicone resins; polyamides; polyimides; polyethersulfones; polysulfones; polyphenylene oxides; Examples include polyphenylene sulfide; polyarylate; polyetheretherketone; polyetherimide; polycarbonate; polyvinyl alcohol-based polymers. Preferred hollow fiber membranes include porous membranes.
【００４３】なお、中空糸膜は、必要に応じて、有機溶
剤による処理、プラズマ放電処理、コロナ放電処理、オ
ゾン処理などの表面処理を施した後、接着封止に供して
もよい。The hollow fiber membrane may be subjected to surface treatment such as treatment with an organic solvent, plasma discharge treatment, corona discharge treatment and ozone treatment, if necessary, and then subjected to adhesive sealing.
【００４４】中空糸束の端部を封止する接着剤の種類は
特に制限されず、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステ
ル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコ
ーン樹脂、フッ素含有樹脂などが挙げられる。The kind of the adhesive for sealing the ends of the hollow fiber bundle is not particularly limited, and examples thereof include epoxy resin, vinyl ester resin, urethane resin, olefin polymer, silicone resin and fluorine-containing resin.
【００４５】保護筒などの保護手段は、機械的強度の大
きな形状保持性を有する材料、例えば、プラスチック、
金属、セラミックスなどで形成できる。The protective means such as the protective tube is made of a material having a large mechanical strength and shape retention, such as plastic,
It can be formed of metal, ceramics, or the like.
【００４６】ケーシングの形状は、用途などに応じて選
択できるが、通常、円筒状であり、ノズル状供給口や流
出口を側部に有している場合が多い。ケーシングの材質
は、被処理流体や分離成分の種類などに応じて選択で
き、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、（メ
タ）アクリル系ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホンなどのプラスチック；ステンレススチールなど
の金属などであってもよい。ケーシングは、通常、ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホン、ステンレススチール
などで形成される場合が多い。The shape of the casing can be selected according to the application, etc., but it is usually cylindrical, and in many cases it has a nozzle-like supply port or an outlet on the side. The material of the casing can be selected according to the fluid to be treated and the type of separation component. For example, plastics such as polyvinyl chloride, polycarbonate, (meth) acrylic polymer, polysulfone and polyether sulfone; metals such as stainless steel. May be The casing is often made of polysulfone, polyethersulfone, stainless steel, or the like.
【００４７】被処理流体は、中空糸膜の分離特性に応じ
て選択でき、空気、酸素、窒素などの気体や液体含む流
体が使用できる。液体としては、水、アルコール類、エ
ーテル類、エステル類、ケトン類、有機酸類、アミン
類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、脂環族炭化
水素類、ハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。The fluid to be treated can be selected according to the separation characteristics of the hollow fiber membrane, and a fluid containing gas or liquid such as air, oxygen and nitrogen can be used. As the liquid, water, alcohols, ethers, esters, ketones, organic acids, amines, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, etc. Can be mentioned.
【００４８】本発明の中空糸膜モジュールは、例えば、
逆浸透、超濾過、浸透気化、限外濾過、精密濾過などの
種々の分離方式を利用し、液体の分離、液体から気体成
分の分離、気体の分離などに好適に使用できる。The hollow fiber membrane module of the present invention is, for example,
Various separation methods such as reverse osmosis, ultrafiltration, pervaporation, ultrafiltration, and microfiltration are used, and it can be suitably used for liquid separation, gas component separation from liquid, gas separation, and the like.
【００４９】[0049]
【発明の効果】本発明の中空糸膜型エレメントは、中空
糸束を覆う保護手段のうち、流体圧が集中する部位に遮
蔽部が形成されているので、中空糸膜の損傷を防止でき
ると共に、円滑な膜分離を損なうことがない。また、構
造が簡単でモジュールを小型化できる。In the hollow fiber membrane type element of the present invention, since the shielding portion is formed at the portion where the fluid pressure is concentrated in the protection means for covering the hollow fiber bundle, the hollow fiber membrane can be prevented from being damaged. , Does not impair smooth membrane separation. Also, the structure is simple and the module can be miniaturized.
【００５０】本発明の中空糸膜モジュールは、保護手段
とケーシングとの間に遮蔽部材が介在しないので、構造
が簡単で組立が容易であり、小型化できる。Since the hollow fiber membrane module of the present invention has no shielding member between the protection means and the casing, it has a simple structure, is easy to assemble, and can be miniaturized.
【図１】図１は本発明の中空糸膜型エレメントの部分切
欠き概略側面図である。FIG. 1 is a schematic side view of a hollow fiber membrane type element of the present invention with partial cutaway.
【図２】図２は図１の中空糸膜型エレメントを備えた中
空糸膜モジュールの部分切欠き概略断面図である。2 is a partially cutaway schematic cross-sectional view of a hollow fiber membrane module including the hollow fiber membrane type element of FIG.
【図３】図３は本発明の他の中空糸膜型エレメントを備
えた中空糸膜モジュールの部分切欠き概略断面図であ
る。FIG. 3 is a partially cutaway schematic sectional view of a hollow fiber membrane module including another hollow fiber membrane type element of the present invention.
【図４】図４は本発明のさらに他の例の中空糸膜型エレ
メントを備えた中空糸膜モジュールを示す部分切欠き概
略側面図である。FIG. 4 is a partially cutaway schematic side view showing a hollow fiber membrane module including a hollow fiber membrane type element according to still another example of the present invention.
１…中空糸膜 ２…中空糸束 ３…封止固定部 ４ａ…供給口 ４ｂ…流出口 ５…ケーシング ９，１９，２９…保護筒 １０，２０，３０…遮蔽部 ２１…孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hollow fiber membrane 2 ... Hollow fiber bundle 3 ... Sealing and fixing part 4a ... Supply port 4b ... Outflow port 5 ... Casing 9,19, 29 ... Protective cylinder 10, 20, 30 ... Shielding part 21 ... Hole
Claims (4)
れたケーシング内に配設されるエレメントであって、複
数の中空糸膜からなる中空糸束と、前記中空糸膜の少な
くとも一方の端面が開口した状態で前記中空糸束の端部
に形成された封止固定部と、前記中空糸束の周囲を覆う
通気又は通液可能な保護手段とを備え、前記ケーシング
の供給口及び／又は流出口に対応する保護手段の部位
が、流体の通過を規制する遮蔽部として形成されている
中空糸膜型エレメント。1. An element arranged in a casing in which a fluid supply port and / or an outflow port are formed, the hollow fiber bundle comprising a plurality of hollow fiber membranes, and at least one of the hollow fiber membranes. A sealing and fixing portion formed at the end of the hollow fiber bundle with the end face opened, and a ventilation or liquid-passing protection means for covering the periphery of the hollow fiber bundle, and a supply port of the casing and / or Alternatively, a hollow fiber membrane type element in which a part of the protection means corresponding to the outflow port is formed as a shielding part for restricting passage of fluid.
有する筒体である請求項１記載の中空糸膜型エレメン
ト。2. The hollow fiber membrane type element according to claim 1, wherein the protection means is a net-like tubular body or a tubular body having a large number of holes.
止固定部と固着している請求項１記載の中空糸膜型エレ
メント。3. The hollow fiber membrane element according to claim 1, wherein the end of the protection means is fixed to the sealing fixing part of the end of the hollow fiber bundle.
れたケーシングと、複数の中空糸膜からなり、前記ケー
シング内に収容された中空糸束と、前記中空糸膜の少な
くとも一方の端面が開口した状態で前記中空糸束の端部
に形成された封止固定部と、前記中空糸束の周囲を覆う
通気又は通液可能な保護手段とを備えたモジュールであ
って、前記ケーシングの供給口及び／又は流出口に対応
する保護手段の部位が、流体の通過を規制する遮蔽部と
して形成されている中空糸膜モジュール。4. A casing in which a fluid supply port and / or an outlet port are formed, a hollow fiber bundle which is composed of a plurality of hollow fiber membranes and is housed in the casing, and at least one end face of the hollow fiber membranes. A module provided with a sealing and fixing portion formed at an end of the hollow fiber bundle in an opened state, and a ventilating or liquid-passing protection means for covering the periphery of the hollow fiber bundle, comprising: A hollow fiber membrane module in which a part of the protection means corresponding to the supply port and / or the outflow port is formed as a shielding part for restricting passage of fluid.
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|---|---|---|---|
| JP04199293A JP3210468B2 (en) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | Hollow fiber membrane element and hollow fiber membrane module |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-02-05 JP JP04199293A patent/JP3210468B2/en not_active Expired - Fee Related
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