中空纖維膜組件及其製造方法

2023-07-30 11:46:16

專利名稱：中空纖維膜組件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及具有多個中空纖維膜的中空纖維膜組件，以及用於製造該 中空纖維膜組件的方法。
背景技術：
關於用於從流體中分離水蒸汽或雜質的分離裝置，例如加溼裝置、除溼裝置或過濾裝置，已知的是使用中空纖維膜組件的裝置。參照圖8和9 對傳統技術中的中空纖維膜組件的兩個典型示例進行說明。圖8和9均為 傳統技術中的中空纖維膜組件的示意性剖視圖。首先說明圖8所示的中空纖維膜組件。所示中空纖維膜組件500具有 組件本體510和殼體520。組件本體510具有容器511、容納在該容器511 中的多個中空纖維膜512以及密封固定部(罐裝部)513，該密封固定部 513用於在由中空纖維膜512製成的中空纖維膜束的兩端使中空纖維膜512 相互密封固定以及使所述中空纖維膜與容器511的內壁面密封固定，以使 中空內部敞開/開放。在殼體520中設有第一埠 521和522，它們構成導 向中空纖維膜512內的中空內部的通道。在容器511和殼體520中設有第 二埠 511a、 511b、 523和524,它們構成導向中空纖維膜512的外壁面 側的通道。接下來說明圖9所示的中空纖維膜組件。所示中空纖維膜組件600具 有組件本體610和一對頭部621和622。組件本體610具有容器611、容納 在該容器611中的多個中空纖維膜612和密封固定部(罐裝部)613，該密 封固定部613用於在由中空纖維膜612製成的中空纖維膜束的兩端^f吏中空 纖維膜612相互密封固定以及使所述中空纖維膜與容器611的內壁面密封
固定，以使中空內部敞開。在所述一對頭部621和622中設有第一埠 621a 和622a，它們構成導向中空纖維膜612的中空內部的通道。在容器611中 設有第二埠 611a和611b，它們構成導向中空纖維膜612的外壁面側的通道。在傳統技術的中空纖維膜組件中，除用於容納中空纖維膜的容器外， 殼體或頭部也是必需的，下面將說明其原因。如上所述，在中空纖維膜束 的兩端，中空纖維膜相互密封固定以使中空內部敞開。這裡對這種密封固 定部的形成步驟進行說明。首先，將中空纖維膜束結合到容器中。該容器 構造成覆蓋中空纖維膜束的端部。然後，在容器內在中空纖維膜束的端部 附近填充液態的密封固定材料(如環氧樹脂)。被填充的密封固定材料發 生硬化，隨後將硬化的密封固定材料與容器一起切斷。按照這種方式形成 密封固定部，其中，中空內部敞開並且中空纖維膜相互密封固定。如上所述，在硬化的密封固定材料與容器一起被切斷時形成密封固定 部。於是，在組件本體的各端部，容器的端面和密封固定部之一的端面成 為同一個面，進而中空纖維膜的中空內部對密封固定部的端面敞開。因此， 組件本體的端部本身不能用作用於將流體導入中空纖維膜的中空內部的端 口 。因此必須設定一種用於將流體收集到組件本體的端部附近的手段/裝 置。於是，如圖8所示，單獨設有殼體520,或者如圖9所示，單獨設有 一對頭部621和622。圖8所示的容器511和圖9所示的容器611均由工程塑料或金屬製成。 在採用前者的情況下，容器通過^f吏用才莫具進行注射成型而形成，或通過對 原材料進行切削加工而形成。在採用後者的情況下，容器通過對原材料進 行切削加工而形成。在注射成型的情況下，模具的成本高；在切削加工的 情況下，原材料和加工的成本高。在任一種情況下，這些因素都是降低成 本的巨大障礙。特別地，在使用中空纖維膜組件作為燃料電池的加溼裝置 的情況下，由於中空纖維膜組件的尺寸大，製備用於中空纖維膜組件的容 器的成本很高。在很多情況下使用工程塑料作為容器的原材料。由於容器 的尺寸大，通常通過切削加工來形成容器。這樣，如上所述，成本較高，
此外在很多情況下，容器的尺寸或形狀實際上受到作為原材料初始件的圓 棒、板等的尺寸或形狀的限制。由於密封固定材料與上述容器結合，所以容器必須具有對密封固定材 料的粘附性。為了使密封固定材料和容器的結合面不會由於環境溫度的變 化而剝離，要求密封固定材料和容器的線膨脹係數彼此相近。另外，在密封固定材料硬化後，容器被部分切除；因此，要求容器具有高的易切斷性。 基於上述情況，容器材料的選擇範圍很窄。另外，如上所述，容器在其製造過程中被部分切除。因此，在容器中 的中空纖維膜劣化從而需要更換中空纖維膜組件的情況下，該容器無法被 再利用。專利文獻1:日本專利申請特開No. 2003-265933 專利文獻2: JP-A No. 2003-240284 專利文獻3: JP-A No. 2001-201120發明內容本發明的目的在於提供一種結構簡單並能實現其殼體的再利用的中空 纖維膜組件，以及用於製造該中空纖維膜組件的方法。 在本發明中採用以下手段解決上述問題。因此，本發明的中空纖維膜組件包括中空纖維膜單元，該中空纖維 膜單元具有多個中空纖維膜和用於密封固定所述中空纖維膜的兩個端部以 使所述中空纖維膜內的中空內部敞開的密封固定部，並且所述中空纖維膜 單元構造成使所述密封固定部的外壁面暴露/未被覆蓋(uncovered)的狀態，和用於容納所述中空纖維膜單元的殼體，其中，所述殼體具有第一埠和第二埠，所述第一埠構成導向所 述中空纖維膜的中空內部的通道，所述第二埠構成導向所述中空纖維膜 的外壁面側的通道，並且所述中空纖維膜單元構造成可安置在所述殼體中和從所述殼體上取下。根據這種結構，構造成使密封固定部的外壁面暴露的狀態的中空纖維 膜單元安置在殼體中，該殼體具有構成導向中空纖維膜的中空內部的通道 的第一埠以及構成導向中空纖維膜的外壁面側的通道的第二埠 。因此 無需單獨設置用於將流體導入中空纖維膜的中空內部的手段。結果，除用 於容納中空纖維膜的殼體外，無需再設置容器或頭部。另外，中空纖維膜單元構造成自由地安置在殼體中或從殼體上取下；因此，當中空纖維膜單 元劣化時，僅需更換中空纖維膜單元即可。這樣，殼體可被再利用。另夕卜， 沒有粘合劑與殼體結合；因此，在選擇殼體材料時無需對粘附性作任何考 慮。本發明與結合有粘合劑的任何情況相比，甚至對殼體的線膨脹係數作 少得多的考慮也足夠了。密封固定部優選地配合在殼體的內周上以被固定。 同樣優選地，殼體包括具有外向凸緣的體部和具有外向凸緣的罩蓋， 密封固定部具有夾置在體部的外向凸緣和罩蓋的外向凸緣之間的外向 凸緣，並且體部、密封固定部和罩蓋的各外向凸緣通過螺釘相互固定。 優選地，殼體的形狀大致為長方體形，在殼體的一對相對面中分別設有構成第一埠的入口和出口 ，另外在 殼體的不同於所迷設有第一埠的面的另一對相對面中分別設有構成第二埠的入口和出口。本發明的用於製造中空纖維膜組件的方法包括將多個中空纖維膜製成束並將該中空纖維膜束的端部裝配在夾具上以 覆蓋所述端部的步驟，將液態樹脂材料灌注到所述夾具中的步驟，在所述樹脂材料硬化後從所述夾具中取出所述中空纖維膜束的步驟， 將所述中空纖維膜束的硬化的樹脂材料部分地切除從而形成中空纖維 膜單元的步驟，所述中空纖維膜單元具有用於使所述中空纖維膜相互密封 固定、同時使各個中空纖維膜的中空內部敞開的密封固定部，以及
將所述中空纖維膜單元放入殼體中的步驟，在所述殼體內所述中空纖 維膜單元構造成自由地安置到該殼體中或從該殼體上取下，所述殼體具有 構成導向所述中空纖維膜的中空內部的通道的第一埠和構成導向所述中 空纖維膜的外壁面側的通道的第二埠。根據上述製造方法可製造一種中空纖維膜組件，該中空纖維膜組件除 用於容納中空纖維膜的殼體外無需再配置容器或頭部。優選地，所述夾具具用用於使中空纖維膜束的端部的一部分露出的蓋 件，在樹脂材料硬化後，取下所述蓋件，由此推動露出的中空纖維膜束的 端部，從而將中空纖維膜束從夾具上取下。這種方式使得可將中空纖維膜束從夾具上取下而不會在中空纖維膜上 產生任何張應力。上述各種結構可儘可能地相互組合。如上所述，根據本發明可使結構簡單。另外，殼體可被再利用。
具體實施方式
參照附圖，將基於示例對實施本發明的最佳方式進行例述性的詳細說 明。但是，除非另外說明，本發明的範圍不應當被解釋成受限於示例中所 述的組成部件的尺寸、材料、形狀、相對布置及其它方面。 示例1參照圖1至7對根據本發明示例的中空纖維膜組件和用於製造該中空 纖維膜組件的方法進行說明。 參照圖1和2對根據本發明示例的中空纖維膜組件進行說明。圖1是 根據本發明示例的中空纖維膜組件的平面圖。圖2是根據本發明實施例的 中空纖維膜組件從其正面看去的局部剖視圖。在圖2中，上半部分是正視 圖，下半部分是剖視圖。根據本示例的中空纖維膜組件100包括中空纖維膜單元10和其中安置 有中空纖維膜單元10的殼體20。中空纖維膜單元10構造成自由地安置在
殼體20中或從殼體20上取下。中空纖維膜單元10具有多個中空纖維膜11、纏繞在由中空纖維膜11 製成的中空纖維膜束上的網14以及用於使中空纖維膜ll在中空纖維膜束 的兩端相互密封固定以使中空內部敞開的第一密封固定部(罐裝部)12和 第二密封固定部13。在第一密封固定部12中形成有外向凸緣12a,其具有 多個(6個)螺紋孔12b (見圖3)。在第二密封固定部13中，在其端部 設有臺階部13a。殼體20由金屬如不鏽鋼製成，並具有體部21和分別形成在該體部21 兩端的第一罩蓋22與第二罩蓋23。體部21由圓筒形件構成，其中空內部 大致為長方體形。體部21具有第二埠 21a和21b，它們用於構成導向中 空纖維膜ll的外壁面側的通道。這些第二埠 21a和21b均為圓筒形。另 外，體部21在其兩端具有外向凸緣21c和21d，每個外向凸緣均具有多個 (6個)螺紋孔(未示出)。第一罩蓋22具有第一埠 22a和具有多個(6 個)螺紋孔(未示出)的外向凸緣22b，所述第一埠 22a構成導向中空 纖維膜ll的中空內部的通道。同樣，第二罩蓋23具有第一埠 23a和具 有多個(6個)螺紋孔(未示出)的外向凸緣23b，所述第一埠 23a構成 導向中空纖維膜ll的中空內部的通道。第一埠 22a和23a均為圓筒形。具有上述結構的殼體20的整體形狀大致為長方體形。第一埠 22a 和23a分別設置在六個面中的一對相對面內。這些第一埠 22a和23a中 的一個用作入口，另一個用作出口。第二埠 21a和21b分別設置在六個 面中的另一對相對面內。這些第二埠 21a和21b中的一個用作入口，另 一個用作出口。下面將對中空纖維膜單元10置於殼體20中的狀態進行說明。 形成在中空纖維膜單元10的一個端側的第一密封固定部12的外向凸 緣12a夾置於形成在殼體20的體部21上的外向凸緣21c和形成在第一罩 蓋22上的外向凸緣22b之間。此時，所述凸緣構造成使得設在這些外向凸 緣之一中的(6個)螺紋孔與設在其它各個外向凸緣中的螺紋孔對準。在 這些螺紋孔中插入螺4丁 31，從而將中空纖維膜單元10的所述一個端側固定至體部21和第一罩蓋22。在第一密封固定部12的外向凸緣12a和第一 罩蓋22的外向凸緣22b之間的間隔內以及在第一密封固定部12的外向凸 緣12a和體部21的外向凸緣21c之間的間隔內分別裝配有密封環41和42。形成在中空纖維膜單元10的另一端側的第二密封固定部13裝配在殼 體20中，從而使設置在密封固定部13的端部的臺階部13a接合在由體部 21和第二罩蓋23形成的臺階部內。形成在體部21上的外向凸緣21d與形 成在第二罩蓋23上的外向凸緣23b互相疊置。此時，所述凸緣構造成使得 設在這些外向凸緣之一中的(6個)螺紋孔與設在另一個外向凸緣中的螺 紋孔對準。在這些螺紋孔中插入螺釘32，從而將中空纖維膜單元10的所 述另一端側固定至體部21和第二罩蓋23。在中空纖維膜單元10的第二密 封固定部13和體部21之間的間隔內以及在體部21的外向凸緣21d和第二 罩蓋23的外向凸緣23b之間的間隔內分別裝配有密封環43和44。根據上述結構形成以下通道穿過設在第一罩蓋22中的第一埠 22a、 中空纖維膜單元10的各個中空纖維膜11的中空內部和^L在第二罩蓋23 中的第一埠 23a的通道；以及穿過設在體部21中的第二埠 21a、中空 纖維膜單元10的各個中空纖維膜11的外壁面側和設在體部21中的第二端 口 21b的通道。如上所述，i殳置密封環41、 42、 43和44，從而P方止在各 通道間發生流體洩漏。當將螺釘31和32都卸下以將第一罩蓋22和第二罩蓋23從體部21 上取下時，可容易地將中空纖維膜單元10從體部21中拉出。簡言之，可 容易地將中空纖維膜單元10從殼體20中取出。 當使用親水性材料作為中空纖維膜11的原料並使溼度不同的流體分 別流入所述通道中的一個和另一個時，水分從溼度較高的一側透過中空纖 維膜ll的膜轉移到溼度較低的一側。因此，中空纖維膜組件100可用作加 溼裝置或除溼裝置。所述組件例如可優選地用作用於將燃料電池中的離子 交換膜保持為溼狀態的加溼裝置。中空纖維膜組件IOO也可用作通過所謂 的錯流過濾除去液體中的異物的裝置(如淨水器)。根據基於本示例的中空纖維膜組件，構造成使第一密封固定部12的外 壁面和第二密封固定部13的外壁面暴露的狀態的中空纖維膜單元10容納 在殼體20中，該殼體20具有構成導向中空纖維膜ll的中空內部的通道的 第一埠 22a和23a以及構成導向中空纖維膜11的外壁面側的通道的第二 埠21a和21b。因此，無需單獨設置任何用於將流體導入中空纖維膜的 中空內部的手段。結果，除殼體20外無需再設置容器或頭部。上述情況使得傳統技術所需的容器和頭部不再是必需的，從而簡化了 結構並降低了成本。特別地，當中空纖維膜組件用作燃料電池中的加溼裝 置時，中空纖維膜組件的尺寸變大；這樣，當無需容器和頭部時，可使成 本顯著降低。中空纖維膜組件的功能與傳統技術中相比並未改變；這樣， 中空纖維膜組件的品質並未降低。另外，無需容器；這樣，由於不再受到 由容器材料的尺寸或形狀所造成的傳統限制，所述組件還具有設計柔性變 大的優點。本示例中所用的殼體20與中空纖維膜11或中空纖維膜單元10 分開製造，並例如通過金屬板加工進行製造。於是，殼體的尺寸或形狀並 不像在傳統技術中的任何情況下那樣受到限制。中空纖維膜單元10構造成自由地安置在殼體20中或從殼體20取下； 因此，當中空纖維膜單元10劣化時，僅更換該中空纖維膜單元10即可。 於是，昂貴的殼體20可被再使用。此外，由於粘合劑如環氧材料不與殼體 20結合，因此在選擇殼體20的材料時無需考慮材料的粘附性。另外，本 發明與殼體結合有粘合劑的情況相比，對於殼體20的線膨脹係數可作少得 多的考慮。另外，殼體20的形狀為長方體形；因此，本發明具有這樣的優點，即 與殼體為圓筒形的情況相比，殼體20中的全體中空纖維膜更加有效地被利 用。這可提高加溼效率、除溼效率、淨化效率等。此處參照圖3對這一點 進行筒要說明。圖3分別示意性地示出殼體中流體的流動方式(橫截面內 的流體流動方式，通過沿橫向切斷中空纖維膜而獲得)。圖3 (A)示出殼 體為長方體形的情況，圖3 (B)示出殼體為圓筒形的情況。當殼體為長方 體形時，易於使流體均勻地流入殼體的整個內部。另一方面，當殼體為圓 筒形時，不易於使流體流到中空纖維膜束的中心附近，從而流體流動易於 變得不均勻。因此，使殼體的形狀大致為長方體形可比圓筒形的情況更有 效地利用全體中空纖維膜。 特別參照圖4-7說明根據本發明示例的中空纖維膜組件的製造方法。 圖4是根據本發明示例的中空纖維膜組件從其正面看去的局部剖視圖，示 出該中空纖維膜組件裝配在夾具中的狀態。在圖4中，上半部分為正^f見圖， 下半部分為剖視圖。圖5是示出根據本發明示例的中空纖維膜組件裝配在 夾具中的狀態的平面圖。圖6和7是示出構成在製造根據本發明示例的中 空纖維膜組件時所用的夾具的部件的視圖。在圖6和7中，上方的視圖為 俯視圖，下方的^L圖為仰視圖。省略了某些部件的仰視圖。在圖6和圖7 的中部示出局部剖視圖(各視圖的左半邊為剖視圖，右半邊為正視圖)。 <<製造時所用的夾具》在本示例中，在製造過程中使用第一夾具單元200和第二夾具單元300。如圖4-6所示，第一夾具單元200由外蓋201(圖6(A)示出其細部)、 內蓋202 (圖6 (B)示出其細部)、外框203 (圖6 (C)示出其細部)、 中框204 (圖6 (D)示出其細部)和內框205 (圖6 (E)示出其細部)組 成。在中框204和內框205中分別i殳有均大致呈矩形的通孔204a和205a。 在中框204的內壁面內設有臺階部(見圖4)，對於通孔204a,其在內框 205側的縱向和橫向尺寸大於在外框203側的縱向和橫向尺寸。在外框203 中也i殳有通孔203a。該通孔203a的外側為圓形，內側大致為矩形。通孔 203a的內側開口端面的形狀和尺寸設置成與設在中框204中的通孔204a 的外側開口端面的形狀和尺寸相同。在通孔203a的整個部分中的圓形部分 內設有臺階部，從而使該通孔203a的外側具有大的直徑而內側具有小的直 徑。內蓋202大致為圓柱形，在其小徑部分和大徑部分之間具有臺階部， 並構造成裝配在:&於外框203中的通孔203a的整個部分中的圓形部分內。
外蓋201為盤狀，其直徑設定成大於內蓋202的大徑部分。在外框203、中框204和內框205中分別設有多個(6個)螺紋孔203b、 204b和205b，這些螺紋孔設置成它們的中心軸線彼此一致。在外框203 和外蓋201中分別設有多個(4個)螺紋孔203c和201a，這些螺紋孔"^殳置 成它們的中心軸線彼此一致。在內框205中設有注入口 205c,用於形成密 封固定部的密封固定材料(可由液態變為固態的樹脂，例如環氧樹脂)應 通過該注入口注入。當在外框203、中框204和內框205疊置的狀態下在六個位置將螺釘 206插入螺紋孔203b、 204b和206b中時，外框203、中框204和內框205 被固定。螺釘206具有在第一密封固定部12內形成螺紋孔12b的功能，以 及固定外框203 、中框204和內框205的功能。在內蓋202裝配到外框203 中的通孔203a的整個部分中的圓形部分內的狀態下，將外蓋201疊置在內 蓋202上，然後在四個位置將螺釘(未示出)插入螺紋孔201a和203c。 這樣，外框203、外蓋201和內蓋202被固定。如上所述，第一夾具單元 200糹皮構造而成。如圖4、 5和7所示，第二夾具單元300由外蓋301 (圖7 (D)示出 其細部)、內蓋302 (圖7 (C)示出其細部)、外框3(B (圖7 (B)示出 其細部)和內框304 (圖7 (A)示出其細部)組成。在內框304中"^殳有大 致為矩形的通孔304a。另外，在外框303中也i殳有通孔303a。該通孔303a 的外側為圓形，內側大致為矩形。該通孔303a的內側開口端面的形狀與設 於內框304中的通孔304a的外側開口端面的形狀類似。關於它們的尺寸， 內框304側的尺寸較大。在通孔303a的整個部分中的圓形部分內設有臺階 部，以使其外側具有大的直徑而內側具有小的直徑。內蓋302大致為圓柱 形，在其小徑部分和大徑部分之間具有臺階部，並構造成裝配在設於外框 303中的通孔303a的整個部分中的圓形部分內。外蓋301為盤狀，其直徑 設定成大於內蓋302的大徑部分。在外框303和內框304中分別設有多個(6個)螺紋孔303b和304b, 這些螺紋孔設置成它們的中心軸線彼此一致。在外框303和外蓋301中分
別設有多個(4個)螺紋孔303c和301a,這些螺紋孔設置成它們的中心軸 線;f皮此一致。在內框304中設有注入口 304c，用於形成密封固定部的密封 固定材料(可由液態變為固態的樹脂，如環氧樹脂)應通過該注入口注入。 當在外框303和內框304疊置的狀態下在六個位置將螺釘305插入螺 紋孔303b和304b中時，外框303和內框304 #皮固定。在內蓋302裝配到 外框303中的通孔303a的整個部分中的圓形部分內的狀態下，將外蓋301 疊置在內蓋302上。然後在四個位置將螺釘(未示出)插入螺紋孔301a 和303c。這樣，外框303、外蓋301和內蓋302 ^皮固定。如上所述，第二 夾具單元300被構造而成。 《製造步驟》下面按製造步驟的順序說明根據本發明示例的中空纖維膜組件的製造 方法。首先，將多個中空纖維膜ll設置成束，並將網14纏繞在該中空纖維 膜束上。網14是i殳置成使中空纖維膜11不會彼此分離並進而限制中空纖 維膜ll搖擺從而使中空纖維膜ll的基部(鄰接密封固定部的邊界部分) 不會被切斷的部件。然後，將中空纖維膜束的兩個端部分別裝配到第一夾具單元200和第 二夾具單元300中。從設在內框205中的注入口 205c注入液態密封固定材 料，從而將密封固定材料填充在第一夾具單元200內。又從設在內框304 中的注入口 304c注入液態密封固定材料，從而同樣將密封固定材料填充在 第二夾具單元300內。在填充了密封固定材料後，該材料硬化而轉變成固 態。如上所述，可利用設在中框204的內壁面中的臺階部形成第一密封固 定部12的外向凸緣12a。可利用離心機實現密封固定材料的填充。利用離 心機填充密封固定材料的方法是已知的；因此不對其細節加以說明。在本 示例中，將第一夾具單元200和第二夾具單元300各自固定到離心機上， 然後在將4皮施以離心力的夾具單元中注入密封固定材料，由此密封固定材 料可填充到端部之一中。在這種情況下，必須在端部之一中填充了密封固 定材料且該材料石更化後，將密封固定材料填充到另一端部中。
在密封固定材料硬化而轉變成固態後，將兩端都被密封固定的中空纖維膜束從第一夾具單元200和第二夾具單元300上取下。下面說明用於取 下該中空纖維膜束的方法。在第一夾具單元200的組成部件中，卸下未示 出的螺釘，從而將外蓋201從外框203上取下。再取下內蓋202。這樣， 中空纖維膜束的端部之一部分地露出。遠離第一夾具單元200地推動該露 出部分，從而可將中空纖維膜束從第一夾具單元200上取下。對於第二夾 具單元300 4安照相同的方式取下外蓋301和內蓋302。遠離第二夾具單元 300地推動中空纖維膜束另一端部的露出部分，從而可將中空纖維膜束從 第二夾具單元300上取下。按照這種方式，遠離夾具地推動密封固定材料 在其中發生硬化和固化的部分，從而將中空纖維膜束從夾具上取下，以防 止張應力作用在中空纖維膜ll上。因此，可防止中空纖維膜ll在中空纖 維膜束被取下的過程中被伸長或切斷。在取下中空纖維膜束後，部分地切除密封固定部分，從而製成中空纖 維膜單元IO。當密封固定部分被部分切除時，中空內部在各個中空纖維膜 的兩端敞開。在圖4中，Cl和C2表示待切除的部分。隨後，將中空纖維膜單元10放入殼體20的體部21中。如上所述，分 別將第一罩蓋22和第二罩蓋23固定在體部21的兩端，從而完成中空纖維 膜組件100的製造。


圖l是根據本發明一示例的中空纖維膜組件的平面圖；圖2是根據本發明示例的中空纖維膜組件從其正面看去的局部剖視圖；圖3分別是示意性地示出殼體中流體的流動方式的視圖；圖4是根據本發明示例的中空纖維膜組件從其正面看去的局部剖視圖，示出該中空纖維膜組件裝配在夾具中的狀態；圖5是示出根據本發明示例的中空纖維膜組件裝配在夾具中的狀態的平面圖； 圖6是示出構成在製造根據本發明示例的中空纖維膜組件時所用的夾 具的部件的視圖；圖7是示出構成在製造根據本發明示例的中空纖維膜組件時所用的夾 具的部件的視圖；圖8是傳統技術的中空纖維膜組件的示意性剖視圖；以及 圖9是傳統技術的中空纖維膜組件的示意性剖視圖。附圖標記+兌明10中空纖維膜單元11中空纖維膜12第一密封固定部12a外向凸緯_12b螺紋孔13第二密封固定部13b臺階部14網20殼體21體部21a和21b第二埠21c和21d外向凸緣22第一罩蓋22a第一埠22b外向凸緣23第二罩蓋23a第一埠23b外向凸鄉彖31和32螺釘41、 42、 43和44密封環
100中空纖維膜組件200第一夾具單元201外蓋201a螺紋孔202內蓋203外框203a it孑匕203b和203c螺紋孔204中框204a通孑L204b螺紋孔205內框205a通孑L205b螺紋孔205c注入口206螺釘300第二夾具單元301外蓋301a螺紋孔302內蓋303外框303a通孔303b和303c螺紋孔 304內框 304a通孑L 304b螺紋孔 304c注入口 305螺釘
權利要求
1.一種中空纖維膜組件，包括中空纖維膜單元，該中空纖維膜單元具有多個中空纖維膜和用於密封固定所述中空纖維膜的兩個端部以使所述中空纖維膜內的中空內部敞開的密封固定部，並且所述中空纖維膜單元構造成使所述密封固定部的外壁面暴露的狀態，和用於容納所述中空纖維膜單元的殼體，其中，所述殼體具有第一埠和第二埠，所述第一埠構成導向所述中空纖維膜的中空內部的通道，所述第二埠構成導向所述中空纖維膜的外壁面側的通道，並且所述中空纖維膜單元構造成可安置在所述殼體中和從所述殼體上取下。
2. 按照權利要求l所述的中空纖維膜組件，其特徵在於，所述密封固 定部裝配在所述殼體的內周上以被固定。
3. 按照權利要求l所述的中空纖維膜組件，其特徵在於，所述殼體包 括具有外向凸緣的體部和具有外向凸緣的罩蓋，所述密封固定部具有夾置在所述體部的外向凸緣和所述罩蓋的外向凸 緣之間的外向凸緣，並且所述體部、密封固定部和罩蓋中的各個外向凸緣通過螺釘相互固定。
4. 按照權利要求l、 2或3所述的中空纖維膜組件，其特徵在於，所 述殼體的形狀大致為長方體形，在所述殼體的一對相對面中分別設有構成所述第一埠的入口和出 口 ，另外在所述殼體的不同於所述設有第 一埠的面的另 一對相對面中分 別設有構成所述第二埠的入口和出口。
5. —種中空纖維膜組件的製造方法，包括將多個中空纖維膜製成束並將該中空纖維膜束的端部裝配在夾具上以 覆蓋所述端部的步驟，將液態樹脂材料灌注到所述夾具中的步驟， 在所述樹脂材料硬化後從所述夾具中取出所述中空纖維膜束的步驟， 將所述中空纖維膜束的硬化的樹脂材料部分地切除從而形成中空纖維 膜單元的步驟，所述中空纖維膜單元具有用於^f吏所述中空纖維膜相互密封 固定、同時使各個中空纖維膜的中空內部敞開的密封固定部，以及將所述中空纖維膜單元放入殼體中的步驟，所述殼體具有構成導向所 述中空纖維膜的中空內部的通道的第一埠和構成導向所述中空纖維膜的 外壁面側的通道的第二埠 ，並且所述中空纖維膜單元可安置到所述殼體 中或從該殼體上取下。
6.按照權利要求5所述的中空纖維膜組件的製造方法，其特徵在於， 所述夾具具用用於使所述中空纖維膜束的端部的一部分露出的蓋件，並且在所述樹脂材料硬化後，取下所述蓋件，由此推動露出的中空纖維膜 束的端部，從而將所述中空纖維膜束從所述夾具上取下。
全文摘要
本發明涉及一種可使其結構簡化並實現其殼體的再利用的中空纖維膜組件以及製造該中空纖維膜組件的方法。所述中空纖維膜組件(100)包括多個中空纖維膜(11)、中空纖維膜單元(10)和容納該中空纖維膜單元(10)的殼體(20)，所述中空纖維膜單元(10)具有用於密封固定所述中空纖維膜(11)的兩端以使其中空內部敞開的第一密封固定部(12)和第二密封固定部(13)，並形成為使得這些密封固定部的外壁面可暴露。所述殼體(20)具有構成導向中空纖維膜(11)的中空內部的通道的第一埠(22a)和(23a)，以及構成導向中空纖維膜(11)的外壁面側的通道的第二埠(21a)和(21b)。中空纖維膜單元(10)的特徵在於其形成為可從殼體(20)上拆下。
文檔編號B01D63/02GK101160165SQ200680012060
公開日2008年4月9日 申請日期2006年2月23日 優先權日2005年4月13日
發明者林隆浩 申請人:Nok株式會社