JPS622841B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS622841B2 JPS622841B2 JP52004153A JP415377A JPS622841B2 JP S622841 B2 JPS622841 B2 JP S622841B2 JP 52004153 A JP52004153 A JP 52004153A JP 415377 A JP415377 A JP 415377A JP S622841 B2 JPS622841 B2 JP S622841B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- fiber layer
- column
- hollow
- supported
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はその膜壁が流体に対して選択透過性を
有する中空繊維を用いた中空繊維組立体に関す
る。
有する中空繊維を用いた中空繊維組立体に関す
る。
膜分離装置が用いられる操作としては気体分
離、液体透過、限外濾過、逆浸透法などがあり、
具体的な応用例としては海水の淡水化、かん水の
脱塩、各種廃水の浄化、蛋白の精製、果物ジユー
スの濃縮、油水分離、などを挙げることができ
る。
離、液体透過、限外濾過、逆浸透法などがあり、
具体的な応用例としては海水の淡水化、かん水の
脱塩、各種廃水の浄化、蛋白の精製、果物ジユー
スの濃縮、油水分離、などを挙げることができ
る。
従来、中空繊維を用いた膜分離装置として多く
の提案があるが、心管のまわりに多数の中空繊維
を層状に配置した中空繊維組立体が代表的なもの
である。この場合心管としては、円筒状の管の壁
に多数の小孔を設けたものが知られており、その
代表例は特公昭47−11696、特開昭47−22387など
に示されている。
の提案があるが、心管のまわりに多数の中空繊維
を層状に配置した中空繊維組立体が代表的なもの
である。この場合心管としては、円筒状の管の壁
に多数の小孔を設けたものが知られており、その
代表例は特公昭47−11696、特開昭47−22387など
に示されている。
このように中空繊維層の中心部に配置される心
管は膜分離装置に供給された被処理流体の供給流
路あるいは既に中空繊維を通過した被処理流体の
排出流路としての役割をもつが、特に中空繊維層
における被処理流体の流れが均一になるように配
慮しなければならない。従来多数の小孔を有する
中空管が心管として提案されているが、心管の孔
のあいてない部分付近の中空繊維層がデツドスペ
ースになり、被処理流体との接触が十分でないた
め透過流量と分離効率が低下する欠点がある。デ
ツドスペースを少なくするには孔の数を増せばよ
いが、被処理流体の均一な分散流を得るためには
孔を通過する被処理流体の圧力損失をある限度以
上に保つ必要があるので径の小さな孔を多数つく
る必要があり、心管の製作が極めて繁雑になる欠
点がある。また心管として焼結金属などから成る
多孔質管が知られているが、この方式は圧力損失
が大きくまた目づまりを起しやすい欠点がある。
管は膜分離装置に供給された被処理流体の供給流
路あるいは既に中空繊維を通過した被処理流体の
排出流路としての役割をもつが、特に中空繊維層
における被処理流体の流れが均一になるように配
慮しなければならない。従来多数の小孔を有する
中空管が心管として提案されているが、心管の孔
のあいてない部分付近の中空繊維層がデツドスペ
ースになり、被処理流体との接触が十分でないた
め透過流量と分離効率が低下する欠点がある。デ
ツドスペースを少なくするには孔の数を増せばよ
いが、被処理流体の均一な分散流を得るためには
孔を通過する被処理流体の圧力損失をある限度以
上に保つ必要があるので径の小さな孔を多数つく
る必要があり、心管の製作が極めて繁雑になる欠
点がある。また心管として焼結金属などから成る
多孔質管が知られているが、この方式は圧力損失
が大きくまた目づまりを起しやすい欠点がある。
本発明者等は、従来一般に行われている心管の
代りに長さ方向に実質的に連続した突起を有する
柱体を中空繊維層の支持体として用いると上記の
欠点を解決し得ることを見出し、本発明に到達し
たものである。
代りに長さ方向に実質的に連続した突起を有する
柱体を中空繊維層の支持体として用いると上記の
欠点を解決し得ることを見出し、本発明に到達し
たものである。
即ち、本発明は外筒内に長さ方向に実質的に連
続した突起を有する柱体の周りに選択透過性中空
繊維を螺旋状に巻回してなる繊維層が配置され、
該柱体の凹部と該繊維層との間に流体通路が形成
され、繊維層の両端が樹脂壁で構成される中空繊
維組立体を収容してなり、かつ該樹脂壁は環状部
材を介して端板に支持され、該端板は流体出口を
備えスナツプリングにより外筒に支持されてな
り、また一方の端板は流体入出口を備えスナツプ
リングを介して外筒に支持されてなる膜分離装置
である。
続した突起を有する柱体の周りに選択透過性中空
繊維を螺旋状に巻回してなる繊維層が配置され、
該柱体の凹部と該繊維層との間に流体通路が形成
され、繊維層の両端が樹脂壁で構成される中空繊
維組立体を収容してなり、かつ該樹脂壁は環状部
材を介して端板に支持され、該端板は流体出口を
備えスナツプリングにより外筒に支持されてな
り、また一方の端板は流体入出口を備えスナツプ
リングを介して外筒に支持されてなる膜分離装置
である。
本発明において長さ方向に実質的に連続した突
起を有する柱体とは、かかる柱体の周囲に中空繊
維を配置した場合に該柱体の凹部と該繊維層との
間に柱体の長さ方向に連続した流体通路が形成さ
れるものである。かかる柱体の突起は長さ方向に
連続していることが好ましいが、該柱体の周囲に
繊維が配置され、柱体の凹部に繊維が入り込まな
い程度に不連続であつてもさしつかえない。また
柱体の断面は少なくとも３つの突起を有するもの
である。また柱体自身中空になつていてもかまわ
ず、更に柱体の側面に多数の小孔が設けられて、
柱体の中空部が柱体の凹部と繊維層との間に形成
される流体通路と小孔で連通していてもよい。
起を有する柱体とは、かかる柱体の周囲に中空繊
維を配置した場合に該柱体の凹部と該繊維層との
間に柱体の長さ方向に連続した流体通路が形成さ
れるものである。かかる柱体の突起は長さ方向に
連続していることが好ましいが、該柱体の周囲に
繊維が配置され、柱体の凹部に繊維が入り込まな
い程度に不連続であつてもさしつかえない。また
柱体の断面は少なくとも３つの突起を有するもの
である。また柱体自身中空になつていてもかまわ
ず、更に柱体の側面に多数の小孔が設けられて、
柱体の中空部が柱体の凹部と繊維層との間に形成
される流体通路と小孔で連通していてもよい。
かかる長さ方向に実質的に連続した突起を有す
る柱体は一般に断面の径が10〜100ミリメート
ル、断面における突起部の高さ（半径方向の長
さ）は一般に４〜40ミリメートル、柱体の長さが
100〜5000ミリメートルが適当である。柱体の材
質は合成樹脂が一般的であるが、金属あるいは無
機材料でもよい。合成樹脂としては例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ナイ
ロン６、ナイロン66、ナイロン12、ポリエチレン
テレフタレート、ポリカーボネートなどを挙げる
ことができる。
る柱体は一般に断面の径が10〜100ミリメート
ル、断面における突起部の高さ（半径方向の長
さ）は一般に４〜40ミリメートル、柱体の長さが
100〜5000ミリメートルが適当である。柱体の材
質は合成樹脂が一般的であるが、金属あるいは無
機材料でもよい。合成樹脂としては例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ナイ
ロン６、ナイロン66、ナイロン12、ポリエチレン
テレフタレート、ポリカーボネートなどを挙げる
ことができる。
本発明で用いる中空繊維は外径が10〜1000ミク
ロン、中空率が３〜80％であり、その膜壁が流体
に対して選択透過性を有するものであれば特に限
定はない。これらの中空繊維の膜壁は均質、微小
多孔質、異方性のいずれでもよい。
ロン、中空率が３〜80％であり、その膜壁が流体
に対して選択透過性を有するものであれば特に限
定はない。これらの中空繊維の膜壁は均質、微小
多孔質、異方性のいずれでもよい。
本発明において柱体の周囲に中空繊維を配置し
て繊維層を形成する場合、繊維層が柱体の突起部
先端で支持されており、柱体の凹部に中空繊維が
入りこまないように配置することが必要である。
例えば柱体のまわりに中空繊維を螺旋状にくり返
し巻きつけて行くと、柱体の周囲に突起部の先端
で支持された繊維層が形成され凹部には中空繊維
を含まない空間が残される。またこのようにして
得られる中空繊維組立体において中空繊維をでき
るだけ密に配置して繊維間の間隙を少なくするほ
うが好ましい。密に充填された繊維層は流体通路
との間に圧力差を生ぜしめ、組立体の長さ方向全
体にわたつて被処理流体を均等に流すことができ
る。しかしながら中空繊維をあまり密に配置しす
ぎると被処理流体に濃度分極を生じやすくなるの
で好ましくない。中空繊維層の見掛けの体積に対
して中空繊維の実際に占める体質の割合は65％以
下が望ましい。
て繊維層を形成する場合、繊維層が柱体の突起部
先端で支持されており、柱体の凹部に中空繊維が
入りこまないように配置することが必要である。
例えば柱体のまわりに中空繊維を螺旋状にくり返
し巻きつけて行くと、柱体の周囲に突起部の先端
で支持された繊維層が形成され凹部には中空繊維
を含まない空間が残される。またこのようにして
得られる中空繊維組立体において中空繊維をでき
るだけ密に配置して繊維間の間隙を少なくするほ
うが好ましい。密に充填された繊維層は流体通路
との間に圧力差を生ぜしめ、組立体の長さ方向全
体にわたつて被処理流体を均等に流すことができ
る。しかしながら中空繊維をあまり密に配置しす
ぎると被処理流体に濃度分極を生じやすくなるの
で好ましくない。中空繊維層の見掛けの体積に対
して中空繊維の実際に占める体質の割合は65％以
下が望ましい。
本発明において樹脂壁を構成する樹脂は硬化前
に流動性のある流体であつて硬化によつて固化し
て硬い固体となるものが好ましく、その代表例と
してエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン
樹脂を挙げることができる。本発明の中空繊維組
立体において樹脂壁は中空繊維組立体の片端部ま
たは両端部に軸に垂直に設けるのが一般的である
が中空繊維層の円筒部側面に設けることもでき
る。夫々の中空繊維はこの樹脂壁の少くともひと
つを貫通して外部に開口しており、中空繊維と樹
脂壁との間は流体に対して十分にシールされてい
る。
に流動性のある流体であつて硬化によつて固化し
て硬い固体となるものが好ましく、その代表例と
してエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン
樹脂を挙げることができる。本発明の中空繊維組
立体において樹脂壁は中空繊維組立体の片端部ま
たは両端部に軸に垂直に設けるのが一般的である
が中空繊維層の円筒部側面に設けることもでき
る。夫々の中空繊維はこの樹脂壁の少くともひと
つを貫通して外部に開口しており、中空繊維と樹
脂壁との間は流体に対して十分にシールされてい
る。
次に図によつて本発明をさらに具体的に説明す
る。
る。
第１図は本発明の中空繊維組立体の一具体例に
関して一部切欠断面図を示したものであり、長さ
方向に連続した突起を有する柱体１のまわりに繊
維層２が配置され、柱体１の凹部と繊維層との間
に流体通路３が形成され、繊維層の両端は樹脂壁
４，５で構成される中空繊維組立体である。
関して一部切欠断面図を示したものであり、長さ
方向に連続した突起を有する柱体１のまわりに繊
維層２が配置され、柱体１の凹部と繊維層との間
に流体通路３が形成され、繊維層の両端は樹脂壁
４，５で構成される中空繊維組立体である。
流体流路３はその一端が管６を介して膜分離装
置の流体出入口に連通するようになつており、他
端は樹脂壁４によつて閉じられている。繊維層２
を構成する中空糸はＵ字状をなしており樹脂壁５
の内部で折返してその両端部が樹脂壁４を貫通し
て外側の開口面７に開口している。
置の流体出入口に連通するようになつており、他
端は樹脂壁４によつて閉じられている。繊維層２
を構成する中空糸はＵ字状をなしており樹脂壁５
の内部で折返してその両端部が樹脂壁４を貫通し
て外側の開口面７に開口している。
第２図は第１図の−線に沿つた断面図を示
したものである。この場合柱体１は６個の突起を
有し、中空繊維はこの突起の先端に接し凹部に接
しない形で配置されるので柱体と繊維層２との間
に長さ方向に連続した流体通路３が形成される。
したものである。この場合柱体１は６個の突起を
有し、中空繊維はこの突起の先端に接し凹部に接
しない形で配置されるので柱体と繊維層２との間
に長さ方向に連続した流体通路３が形成される。
第３図は第１図の中空繊維組立体における柱体
１を械大して示した斜視図である。
１を械大して示した斜視図である。
第４図、第５図、第６図、第７図、第８図、第
９図および第１０図は本発明の柱体の他の具体例
についてその断面図を示したものである。いずれ
の場合も柱体の凹部と繊維層との間に流体通路が
形成される。特に第９図は中心部にも流体通路を
有し、中心部の流体通路が柱体の凹部と繊維層と
の間に形成される流体通路と柱体側面に設けられ
た多数の小孔で連通する構造の柱体を示したもの
である。
９図および第１０図は本発明の柱体の他の具体例
についてその断面図を示したものである。いずれ
の場合も柱体の凹部と繊維層との間に流体通路が
形成される。特に第９図は中心部にも流体通路を
有し、中心部の流体通路が柱体の凹部と繊維層と
の間に形成される流体通路と柱体側面に設けられ
た多数の小孔で連通する構造の柱体を示したもの
である。
第１１図は第１図の中空繊維組立体を容器内に
収容した膜分離装置の一具体例に関してその断面
図を示したものである。
収容した膜分離装置の一具体例に関してその断面
図を示したものである。
樹脂壁４は環状部材１２を介して端板９に支持
され、端板９は流体出口１３を備えスナツプリン
グ１４により円筒８に支持される。一方端板１０
は流体入出口１１，１５を備えスナツプリング１
６を介して円筒８に支持されている。
され、端板９は流体出口１３を備えスナツプリン
グ１４により円筒８に支持される。一方端板１０
は流体入出口１１，１５を備えスナツプリング１
６を介して円筒８に支持されている。
また流体のシール機構としてＯリング１７，１
８，１９が設けられている。かかる膜分離装置を
用いて逆浸透操作を行なう場合に関して流体の流
れを説明すると、まず流体入出口１１に供給され
た被処理流体は管６を通つて流体通路３に入り繊
維層２に流入する。被処理流体は繊維層２を通過
する間にその一部が中空繊維内に透過し中空繊維
内の流路を通つて流体出口１３より排出される。
一方中空繊維内に透過することなく繊維層２を通
過した被処理流体は繊維層２と円筒８との間の環
状流路を通つて流体入出口１５より排出される。
８，１９が設けられている。かかる膜分離装置を
用いて逆浸透操作を行なう場合に関して流体の流
れを説明すると、まず流体入出口１１に供給され
た被処理流体は管６を通つて流体通路３に入り繊
維層２に流入する。被処理流体は繊維層２を通過
する間にその一部が中空繊維内に透過し中空繊維
内の流路を通つて流体出口１３より排出される。
一方中空繊維内に透過することなく繊維層２を通
過した被処理流体は繊維層２と円筒８との間の環
状流路を通つて流体入出口１５より排出される。
本発明の中空繊維組立体の流体通路は繊維層自
身で形成されるので多孔心管を使用した時のよう
に心管と中空繊維の接触部付近のデツドスペース
がなく、液処理流体が繊維層全体にわたつて均一
に流れ、濃度分極も生じない。この結果本発明の
中空繊維組立体を用いると従来のものに比べて透
過流量が大きく、分離効率の高い膜分離装置を提
供することができる。また中空繊維層の繊維密度
を大きくした場合は柱体および繊維層が共同して
形成する流体通路と繊維層の間に流体の圧力差が
生じるので中空繊維組立体の長さ方向全体にわた
つて中空繊維層内部の流体の流れを均等にし、全
体を通じて被処理流体を中空繊維に一様に接触さ
せることができる。このほか上記柱体の分岐部の
の設計を変えることにより分岐部と繊維層で構成
される流路の容積を調整することができ、上記流
路内の被処理流体の流速を自由に選び得る利点が
ある。また本発明における分岐状断面を有する柱
体の作製は引抜法などによりわずかな工程で大量
生産が可能であり、孔あき管や焼結金属管のよう
な長い製作工程は不要である。
身で形成されるので多孔心管を使用した時のよう
に心管と中空繊維の接触部付近のデツドスペース
がなく、液処理流体が繊維層全体にわたつて均一
に流れ、濃度分極も生じない。この結果本発明の
中空繊維組立体を用いると従来のものに比べて透
過流量が大きく、分離効率の高い膜分離装置を提
供することができる。また中空繊維層の繊維密度
を大きくした場合は柱体および繊維層が共同して
形成する流体通路と繊維層の間に流体の圧力差が
生じるので中空繊維組立体の長さ方向全体にわた
つて中空繊維層内部の流体の流れを均等にし、全
体を通じて被処理流体を中空繊維に一様に接触さ
せることができる。このほか上記柱体の分岐部の
の設計を変えることにより分岐部と繊維層で構成
される流路の容積を調整することができ、上記流
路内の被処理流体の流速を自由に選び得る利点が
ある。また本発明における分岐状断面を有する柱
体の作製は引抜法などによりわずかな工程で大量
生産が可能であり、孔あき管や焼結金属管のよう
な長い製作工程は不要である。
第１図は本発明の中空繊維組立体の一部切欠断
面図、第２図は第１図の−線に沿つた断面
図、第３図は第１図の柱体の斜視図、第４〜１０
図は本発明の柱体の断面図、第１１図は第１図の
中空繊維組立体を収容した膜分離装置の断面図で
ある。
面図、第２図は第１図の−線に沿つた断面
図、第３図は第１図の柱体の斜視図、第４〜１０
図は本発明の柱体の断面図、第１１図は第１図の
中空繊維組立体を収容した膜分離装置の断面図で
ある。
Claims (1)
- １ 外筒内に長さ方向に実質的に連続した突起を
有する柱体の周りに選択透過性中空繊維を螺旋状
に巻回してなる繊維層が配置され、該柱体の凹部
と該繊維層との間に流体通路が形成され、繊維層
の両端が樹脂壁で構成される中空繊維組立体を収
容してなり、かつ該樹脂壁は環状部材を介して端
板に支持され、該端板は流体出口を備えスナツプ
リングにより外筒に支持されてなり、また一方の
端板は流体入出口を備えスナツプリングを介して
外筒に支持されてなる膜分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP415377A JPS5389077A (en) | 1977-01-17 | 1977-01-17 | Hollow fiber assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP415377A JPS5389077A (en) | 1977-01-17 | 1977-01-17 | Hollow fiber assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5389077A JPS5389077A (en) | 1978-08-05 |
| JPS622841B2 true JPS622841B2 (ja) | 1987-01-22 |
Family
ID=11576804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP415377A Granted JPS5389077A (en) | 1977-01-17 | 1977-01-17 | Hollow fiber assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5389077A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060031280A (ko) * | 2004-10-08 | 2006-04-12 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 모터의 로터 축설부재 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4210536A (en) * | 1978-09-19 | 1980-07-01 | Albany International Corp. | Hollow filament separatory module |
| WO1996029142A1 (en) * | 1995-03-22 | 1996-09-26 | Mechano Chemical Research Institute Ltd. | Method of desalinating saline water and apparatus therefor |
-
1977
- 1977-01-17 JP JP415377A patent/JPS5389077A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060031280A (ko) * | 2004-10-08 | 2006-04-12 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 모터의 로터 축설부재 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5389077A (en) | 1978-08-05 |
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