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JP7261134B2 - Hollow fiber membrane module for dehumidification and manufacturing method thereof - Google Patents

Hollow fiber membrane module for dehumidification and manufacturing method thereof Download PDF

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JP7261134B2
JP7261134B2 JP2019167234A JP2019167234A JP7261134B2 JP 7261134 B2 JP7261134 B2 JP 7261134B2 JP 2019167234 A JP2019167234 A JP 2019167234A JP 2019167234 A JP2019167234 A JP 2019167234A JP 7261134 B2 JP7261134 B2 JP 7261134B2
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Description

本発明は、除湿用中空糸膜モジュール及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dehumidifying hollow fiber membrane module and a method for producing the same.

ガスの除湿装置としては、中空糸膜を用いてガス中の水蒸気を分離する除湿用中空糸膜モジュールが知られている。除湿用中空糸膜モジュールにおいては、筒状のモジュール本体内に中空糸膜束が充填され、各中空糸膜の端面が開口した状態で前記中空糸膜束の両端部分が封止材によりモジュール本体に固定される。ガス供給口から中空糸膜内に湿潤ガスを流し、モジュール本体内の中空糸膜間に乾燥したパージガスを流すことで、湿潤ガスに含まれる水蒸気が膜外に透過して分離され、ガス排気口から乾燥ガスが得られる。 As a gas dehumidifier, a dehumidifying hollow fiber membrane module that separates water vapor in gas using hollow fiber membranes is known. In the hollow fiber membrane module for dehumidification, hollow fiber membrane bundles are filled in a cylindrical module main body, and both end portions of the hollow fiber membrane bundles are sealed by a sealing material in a state where the end surfaces of the hollow fiber membranes are open. fixed to A wet gas is passed through the hollow fiber membrane from the gas supply port, and a dry purge gas is passed between the hollow fiber membranes in the module main body, so that the water vapor contained in the wet gas is permeated outside the membrane and separated, and the gas exhaust port A dry gas is obtained from

モジュール本体内でのパージガスの流れ方は、パージガスと膜との接触効率に大きく影響するため、モジュールの除湿性能にも大きく影響する。例えば、モジュール本体内の中空糸膜束に偏りが生じると、モジュール本体内に中空糸膜が存在しないデッドスペースが生まれる。このようなデッドスペースではパージガスが中空糸膜と接触せずに片流れするなどして、除湿に寄与しないパージガスが生じることにより除湿性能が低下する。そのため、除湿用中空糸膜モジュールでは、中空糸膜束をデッドスペースがなく均一に充填する形態について種々の工夫がなされている。 Since the flow of the purge gas inside the module body greatly affects the contact efficiency between the purge gas and the membrane, it also greatly affects the dehumidification performance of the module. For example, if the bundle of hollow fiber membranes in the module main body is biased, a dead space in which no hollow fiber membranes exist is created in the module main body. In such a dead space, the purge gas does not come into contact with the hollow fiber membranes and flows in one direction. As a result, purge gas that does not contribute to dehumidification is generated, resulting in a decrease in dehumidification performance. Therefore, in the hollow fiber membrane module for dehumidification, various ideas have been devised for a form in which the hollow fiber membrane bundles are evenly filled without any dead space.

特許文献1には、布帛状の多孔質担体に中空糸膜を固定し、渦巻き状にしてモジュール本体内に充填した中空糸膜モジュールが開示されている。特許文献2には、モジュール本体内に軸線方向から見て放射状に配置され、軸線方向に延在する複数のガイド板を設け、モジュール本体内のガイド板で分けられた各領域に中空糸膜束を充填した中空糸膜モジュールが開示されている。特許文献3には、縦糸を用いて交差配列としたすだれ状の中空糸膜束(織物)を渦巻き状にしてモジュール本体内に充填した中空糸膜モジュールが開示されている。 Patent Literature 1 discloses a hollow fiber membrane module in which hollow fiber membranes are fixed to a cloth-like porous carrier, spirally formed, and packed in a module main body. In Patent Document 2, a plurality of guide plates are arranged radially in the module body when viewed from the axial direction and extend in the axial direction, and hollow fiber membrane bundles are provided in each region divided by the guide plates in the module body. A hollow fiber membrane module filled with is disclosed. Patent Literature 3 discloses a hollow fiber membrane module in which interlocking braided hollow fiber membrane bundles (fabric) with warp threads are spirally packed in a module main body.

特開2001-137669号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-137669 特開2018-75513号公報JP 2018-75513 A 特開2014-34019号公報JP 2014-34019 A

しかし、除湿用中空糸膜モジュールの中空糸膜は膨潤及び乾燥によって伸縮するため、特許文献1、2のように多孔質担体やガイド板を用いると、それらとの擦れ等によって中空糸膜が損傷しやすく、耐久性が低下する。また、特許文献3のように縦糸を用いる場合も、中空糸膜の縦糸との交差部分に力が加わりやすいため、中空糸膜が損傷しやすく、耐久性が低下する。 However, since the hollow fiber membranes of the hollow fiber membrane module for dehumidification expand and contract due to swelling and drying, if a porous carrier or a guide plate is used as in Patent Documents 1 and 2, the hollow fiber membranes will be damaged by rubbing against them. Easy to wear and less durable. In addition, when warp yarns are used as in Patent Document 3, force is likely to be applied to the crossing portions of the hollow fiber membranes with the warp yarns, so the hollow fiber membranes are easily damaged and the durability is lowered.

本発明は、除湿性能が高く、耐久性に優れた除湿用中空糸膜モジュール及びその製造方法を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a dehumidifying hollow fiber membrane module having high dehumidifying performance and excellent durability, and a method for producing the same.

本発明は、以下の構成を有する。
[1]第1端部にガス供給口を有し、第2端部にガス排気口を有する筒状のモジュール本体と、
前記モジュール本体内に充填され、前記モジュール本体の軸線方向の第1端部から第2端部まで延在する複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束と、を備える中空糸膜モジュールであって、
前記中空糸膜束は、前記モジュール本体の前記第1端部及び前記第2端部において封止材により封止され、固定されており、
当該中空糸膜モジュールは、前記第1端部及び前記第2端部において封止材により封止され、固定された部分以外に、前記モジュール本体内部において、前記中空糸膜束の位置を規定する手段を有さず、
前記第1端部及び前記第2端部のそれぞれにおいて、中空糸膜束の封止面中において任意に選択した10%の面積を占める面に含まれる中空糸膜の本数の割合が、前記中空糸膜束の封止面中に含まれる中空糸膜の全本数に対して5~15%である、除湿用中空糸膜モジュール。
[2]前記モジュール本体を軸線方向に沿った軸線を含む断面X線画像において、中空糸膜束が充填される領域の面積に対する前記中空糸膜が占める面積の割合が20~60%である、[1]に記載の除湿用中空糸膜モジュール。
[3]前記モジュール本体に対する前記中空糸膜の充填率が30~50%である、[1]又は[2]に記載の除湿用中空糸膜モジュール。
[4]複数本の中空糸膜を互いに平行にシート状に並べ、それらシート状の中空糸膜のそれぞれの端部において、中空糸膜の端部同士を固定してシート状物とし、前記シート状物を巻回して中空糸膜束を形成し、
前記中空糸膜束を筒状部材内に挿入し、前記中空糸膜束の両端部分のみを筒状部材に固定及び封止し、前記中空糸膜束の両端部分のみがモジュール本体に固定及び封止された除湿用中空糸膜モジュールを得る、除湿用中空糸膜モジュールの製造方法。
The present invention has the following configurations.
[1] A cylindrical module body having a gas supply port at a first end and a gas exhaust port at a second end;
a hollow fiber membrane bundle, which is filled in the module body and which is made up of a plurality of hollow fiber membranes and extends from a first end to a second end in the axial direction of the module body. hand,
The hollow fiber membrane bundle is sealed and fixed by a sealing material at the first end and the second end of the module body,
The hollow fiber membrane module is sealed with a sealing material at the first end and the second end to define the position of the hollow fiber membrane bundle inside the module body, in addition to the fixed portions. having no means,
At each of the first end and the second end, the ratio of the number of hollow fiber membranes contained in an arbitrarily selected surface occupying 10% of the sealing surface of the hollow fiber membrane bundle is A hollow fiber membrane module for dehumidification, which accounts for 5 to 15% of the total number of hollow fiber membranes contained in the sealing surface of the fiber membrane bundle.
[2] In a cross-sectional X-ray image including the axis along the axial direction of the module body, the ratio of the area occupied by the hollow fiber membranes to the area of the region filled with the hollow fiber membrane bundle is 20 to 60%. The hollow fiber membrane module for dehumidification according to [1].
[3] The hollow fiber membrane module for dehumidification according to [1] or [2], wherein the filling rate of the hollow fiber membranes with respect to the module body is 30 to 50%.
[4] A plurality of hollow fiber membranes are arranged parallel to each other in a sheet form, and the ends of the hollow fiber membranes are fixed at the respective ends of the sheet-like hollow fiber membranes to form a sheet-like product, wherein the sheet is obtained. forming a bundle of hollow fiber membranes by winding the hollow fiber membrane bundle,
The hollow fiber membrane bundle is inserted into a tubular member, only both end portions of the hollow fiber membrane bundle are fixed and sealed to the tubular member, and only both end portions of the hollow fiber membrane bundle are fixed and sealed to the module main body. A method for manufacturing a hollow fiber membrane module for dehumidification, which obtains a hollow fiber membrane module for dehumidification that is stopped.

本発明によれば、除湿性能が高く、耐久性に優れた除湿用中空糸膜モジュール及びその製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dehumidifying hollow fiber membrane module with high dehumidification performance and excellent durability, and its manufacturing method can be provided.

本発明の除湿用中空糸膜モジュールの一例を示した図であって、モジュール本体の軸線方向に沿って切断した断面図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention, and is a cross-sectional view cut along the axial direction of the module main body. 図1の除湿用中空糸膜モジュールのモジュール本体の第1端側を正面視した正面図である。1. It is the front view which looked at the 1st end side of the module main body of the hollow fiber membrane module for dehumidification of FIG. 本発明の除湿用中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した平面図である。FIG. 2 is a plan view showing one step of the manufacturing method of the dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention. 本発明の除湿用中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した斜視図である。1 is a perspective view showing one step of a method for manufacturing a dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention; FIG. 本発明の除湿用中空糸膜モジュールの製造方法の一工程を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one step of the manufacturing method of the dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention.

本明細書及び請求の範囲における以下の用語は、以下の意味を示す。
「~」で表される数値範囲は、~の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。
「中空糸膜束の位置を規定する手段」とは、モジュール本体内部において、モジュール本体の軸線方向に延在する中空糸膜束中の各中空糸膜の動きを制限して位置を規定する手段であって、封止材、中空糸膜束を固定する固定材、ガイド部材、中空糸膜同士を結び固定する糸等の中空糸膜束の位置を規定する部材に加えて、中空糸膜同士を編んで動きを制限する等の手段も含まれる。
「中空糸膜束の封止面」は、モジュール本体における中空糸膜束の封止部分の軸線方向と垂直な断面において中空糸膜束が封止されている部分であり、封止材と中空糸膜束とが存在する部分である。本実施形態ではモジュール本体10の内側且つ内管12の外側の領域となる。
「モジュール本体に対する中空糸膜の充填率」は、モジュール本体内における中空糸膜束が充填される領域の体積に対する中空糸膜が占める体積の比率であり、後述の式により計算される。
「中空糸膜にクリンプを有する」とは、中空糸膜に波状、螺旋状等の曲線形状を有していることを意味する。
「モジュール本体の有効長」とは、モジュール本体において分離に寄与する部分の長さであり、典型的にはモジュール本体における封止材間の長さである。
The following terms used in the specification and claims have the following meanings.
A numerical range represented by "~" means a numerical range including the numerical values before and after ~ as lower and upper limits.
The “means for defining the position of the hollow fiber membrane bundle” is a means for limiting the movement of each hollow fiber membrane in the hollow fiber membrane bundle extending in the axial direction of the module body to define the position inside the module body. In addition to a member that defines the position of the hollow fiber membrane bundle, such as a sealing material, a fixing material that fixes the hollow fiber membrane bundle, a guide member, and a thread that connects and fixes the hollow fiber membranes, It also includes means such as knitting to restrict movement.
The “sealed surface of the hollow fiber membrane bundle” is a portion where the hollow fiber membrane bundle is sealed in a cross section perpendicular to the axial direction of the sealed portion of the hollow fiber membrane bundle in the module body. It is a portion where the thread bundle exists. In this embodiment, it is an area inside the module body 10 and outside the inner tube 12 .
The "filling ratio of hollow fiber membranes in the module main body" is the ratio of the volume occupied by the hollow fiber membranes to the volume of the region filled with the hollow fiber membrane bundles in the module main body, and is calculated by the formula described later.
"Hollow fiber membranes having crimps" means that the hollow fiber membranes have a curved shape such as a wavy shape or a helical shape.
The "effective length of the module body" is the length of the portion of the module body that contributes to separation, typically the length between the sealants in the module body.

[除湿用中空糸膜モジュール]
本発明の除湿用中空糸膜モジュールは、湿潤ガスから水蒸気を分離して乾燥ガスを得る除湿用の中空糸膜モジュールである。以下、本発明の除湿用中空糸膜モジュールの一例について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
[Hollow fiber membrane module for dehumidification]
The dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention is a dehumidifying hollow fiber membrane module that separates water vapor from wet gas to obtain dry gas. An example of the hollow fiber membrane module for dehumidification of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the dimensions and the like of the drawings illustrated in the following description are only examples, and the present invention is not necessarily limited to them, and can be implemented with appropriate changes within the scope of not changing the gist of the present invention. .

図1及び図2に示すように、本実施形態の除湿用中空糸膜モジュール1は、モジュール本体10と、内管12と、第1接続継手14と、第2接続継手16と、中空糸膜束18と、第1封止材20aと、第2封止材20bと、を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the dehumidifying hollow fiber membrane module 1 of the present embodiment includes a module body 10, an inner tube 12, a first connection joint 14, a second connection joint 16, and a hollow fiber membrane. It comprises a bundle 18, a first encapsulant 20a and a second encapsulant 20b.

モジュール本体10は、両端が開口している円筒状の容器である。モジュール本体10は、第1端部10aの端面にガス供給口13aを有し、第2端部10bの端面にガス排気口13bを有する。モジュール本体10における第1端部10a側の第1封止材20a寄りには排気口11aが形成されている。モジュール本体10における第2端部10b側の第2封止材20b寄りには給気口11bが形成されている。 The module main body 10 is a cylindrical container that is open at both ends. The module main body 10 has a gas supply port 13a on the end surface of the first end portion 10a and a gas exhaust port 13b on the end surface of the second end portion 10b. An exhaust port 11a is formed near the first sealing member 20a on the first end portion 10a side of the module main body 10 . An air supply port 11b is formed near the second sealing member 20b on the second end 10b side of the module main body 10 .

モジュール本体10は、円筒状には限定されず、四角筒状、六角筒状等であってもよい。
モジュール本体10の長さは、特に限定されず、例えば、有効長を100~800mmに設定できる。
The module main body 10 is not limited to a cylindrical shape, and may have a rectangular cylindrical shape, a hexagonal cylindrical shape, or the like.
The length of the module main body 10 is not particularly limited, and for example, the effective length can be set to 100 to 800 mm.

モジュール本体10を軸線方向に垂直に切断したときのモジュール本体10の内部の断面積は、7~31400mmが好ましく、19~7850mmがより好ましい。モジュール本体10の内部の断面積が前記範囲内であれば、除湿性能が良好である。 The internal cross-sectional area of the module body 10 when the module body 10 is cut perpendicularly to the axial direction is preferably 7 to 31400 mm 2 , more preferably 19 to 7850 mm 2 . If the internal cross-sectional area of the module main body 10 is within the above range, the dehumidification performance is good.

第1接続継手14は、モジュール本体10の軸線方向の第1端部10aに気密に取り付けられている。第1接続継手14には、湿潤ガスを供給する供給部14aが設けられている。第2接続継手16は、モジュール本体10の軸線方向の第2端部10bに気密に取り付けられている。第2接続継手16には、ガスを排出する排出部16aが設けられている。
「気密に取り付けられる」とは、接着剤、封止材等により取付け部からガスが漏れないように取り付けられた状態であり、以下においても同様の意味である。
第1接続継手14の供給部14aと第2接続継手16の排出部16aには、適宜、配管等を接続できる。
The first connection joint 14 is airtightly attached to the first axial end 10 a of the module body 10 . The first connection joint 14 is provided with a supply portion 14a for supplying wet gas. The second connection joint 16 is airtightly attached to the axial second end 10 b of the module body 10 . The second connection joint 16 is provided with a discharge portion 16a for discharging gas.
The term "airtightly mounted" means a state in which gas is prevented from leaking from the mounting portion by means of an adhesive, a sealing material, or the like, and has the same meaning hereinafter.
Pipes or the like can be appropriately connected to the supply portion 14a of the first connection joint 14 and the discharge portion 16a of the second connection joint 16 .

モジュール本体10、内管12、第1接続継手14、及び第2接続継手16の材質としては、特に限定されず、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニルを例示できる。モジュール本体10、内管12、第1接続継手14、及び第2接続継手16の材質は、1種でもよく、2種以上でもよい。 Materials for the module body 10, the inner tube 12, the first connection joint 14, and the second connection joint 16 are not particularly limited, and acrylic resin, polycarbonate, polysulfone, polyolefin, and polyvinyl chloride can be exemplified. The material of the module body 10, the inner tube 12, the first connection joint 14, and the second connection joint 16 may be of one type or two or more types.

中空糸膜束18は、複数本の中空糸膜17が束ねられて形成されている。
中空糸膜束18は、モジュール本体10の軸線方向の第1端部10aから第2端部10bまで延在するように、モジュール本体10内に充填されている。中空糸膜束18は、モジュール本体10内における内管12の外側の領域に充填されている。
The hollow fiber membrane bundle 18 is formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes 17 .
The hollow fiber membrane bundle 18 is filled in the module body 10 so as to extend from the first end 10a to the second end 10b in the axial direction of the module body 10 . The hollow fiber membrane bundle 18 is filled in a region outside the inner tube 12 inside the module body 10 .

モジュール本体10内においては、中空糸膜束18の両端部分が第1封止材20a及び第2封止材20bによってモジュール本体10の第1端部10aと第2端部10bの内側、及び内管12の第1端部10aと第2端部10bの外側にそれぞれ気密に封止されて固定されている。モジュール本体10の第1端部10a側の第1接続継手14内の空間と、モジュール本体10の第2端部10b側の第2接続継手16内の空間と、モジュール本体10内の各中空糸膜17の外側の空間とは、第1封止材20a及び第2封止材20bによって隔てられている。 Inside the module main body 10, both end portions of the hollow fiber membrane bundle 18 are arranged inside and inside the first end portion 10a and the second end portion 10b of the module main body 10 by the first sealing member 20a and the second sealing member 20b. A first end 10a and a second end 10b of the tube 12 are fixed in an air-tight manner to the outside thereof, respectively. The space in the first connection joint 14 on the side of the first end 10a of the module body 10, the space in the second connection joint 16 on the side of the second end 10b of the module body 10, and the hollow fibers in the module body 10 The space outside the film 17 is separated by a first sealing member 20a and a second sealing member 20b.

モジュール本体10の第1端部10aと第2端部10bのそれぞれの端面においては、各中空糸膜17の端面は開口した状態になっている。すなわち、各中空糸膜17の内部と、モジュール本体10の第1端部10a側の第1接続継手14内の空間と、モジュール本体10の第2端部10b側の第2接続継手16内の空間とは、それぞれ連通している。 At the end faces of the first end portion 10a and the second end portion 10b of the module body 10, the end faces of the hollow fiber membranes 17 are open. That is, the space inside each hollow fiber membrane 17, the space inside the first connection joint 14 on the side of the first end 10a of the module body 10, and the space inside the second connection joint 16 on the side of the second end 10b of the module body 10 Each space communicates with each other.

除湿用中空糸膜モジュール1は、第1端部10a及び第2端部10bにおいて封止材により封止され、固定された第1封止材20a及び第2封止材20b以外に、モジュール本体10の内部において、中空糸膜束18の位置を規定する手段を有しない。具体的には、モジュール本体10内の第1封止材20aと第2封止材20bの間には、封止材、固定材、ガイド板、中空糸膜同士を結ぶ糸等の中空糸膜束18の位置を規定する部材がなく、中空糸膜束18は中空糸膜同士を編む等の位置の規定手段を有していない。中空糸膜束18は両端部分のみが第1封止材20aと第2封止材20bによってモジュール本体10及び内管12に固定されており、第1封止材20aと第2封止材20bの間では中空糸膜束18の各中空糸膜17の位置は特に規定されることなく自由になっている。 The dehumidification hollow fiber membrane module 1 is sealed with a sealing material at the first end portion 10a and the second end portion 10b, and the module main body There is no means for defining the position of the hollow fiber membrane bundle 18 inside 10 . Specifically, between the first sealing member 20a and the second sealing member 20b in the module main body 10, hollow fiber membranes such as a sealing member, a fixing member, a guide plate, and a thread connecting the hollow fiber membranes are provided. There is no member that defines the position of the bundle 18, and the hollow fiber membrane bundle 18 does not have position defining means such as weaving the hollow fiber membranes together. Only both ends of the hollow fiber membrane bundle 18 are fixed to the module body 10 and the inner tube 12 by the first sealing member 20a and the second sealing member 20b. The position of each hollow fiber membrane 17 of the hollow fiber membrane bundle 18 is free without any particular restriction between them.

これにより、モジュール本体10内の第1封止材20aと第2封止材20bの間において、中空糸膜束18の各中空糸膜17が膨潤及び乾燥によって伸縮しても、ガイド板や糸等の中空糸膜束18の位置を規定する部材との擦れや中空糸膜同士の擦れによる中空糸膜17の損傷が防止される。そのため、除湿用中空糸膜モジュール1は耐久性に優れる。 As a result, even if each hollow fiber membrane 17 of the hollow fiber membrane bundle 18 expands and contracts due to swelling and drying between the first sealing member 20a and the second sealing member 20b in the module main body 10, the guide plate and the fibers do not move. Damage to the hollow fiber membranes 17 due to rubbing against a member that defines the position of the hollow fiber membrane bundle 18 or rubbing between the hollow fiber membranes is prevented. Therefore, the dehumidifying hollow fiber membrane module 1 is excellent in durability.

モジュール本体10の第1端部10aにおいて、中空糸膜束の封止面中の任意に選択した10%の面積を占める面に含まれる中空糸膜17の本数の割合Qは、中空糸膜17の全本数に対して、5~15%である。同様に、モジュール本体10の第2端部10bにおいても、中空糸膜束の封止面中の任意に選択した10%の面積を占める面に含まれる中空糸膜17の本数の割合Qは、中空糸膜17の全本数に対して、5~15%である。中空糸膜束の封止面において任意に選択した面の割合と、封止面に含まれる全中空糸膜の本数に対する任意に選択した面に含まれる中空糸膜の割合の差が小さいということは、中空糸膜束の封止面において中空糸膜が均一に存在することを意味する。これにより、モジュール本体10内の第1封止材20aと第2封止材20bの間において中空糸膜17の偏りが生じにくく、デッドスペースが生じにくくなる。そのため、パージガスが中空糸膜と接触せずに片流れするなどしにくくなり、除湿性能に優れる。 At the first end portion 10a of the module body 10, the ratio Q A of the number of the hollow fiber membranes 17 included in the arbitrarily selected surface occupying 10% of the sealing surface of the hollow fiber membrane bundle is the hollow fiber membrane It is 5 to 15% of the total number of 17. Similarly, at the second end portion 10b of the module body 10, the ratio QB of the number of the hollow fiber membranes 17 included in the arbitrarily selected surface occupying 10% of the sealing surface of the hollow fiber membrane bundle is , 5 to 15% of the total number of hollow fiber membranes 17 . The difference between the ratio of the arbitrarily selected surface in the sealing surface of the hollow fiber membrane bundle and the ratio of the hollow fiber membranes contained in the arbitrarily selected surface to the total number of hollow fiber membranes contained in the sealing surface is small. means that the hollow fiber membranes are uniformly present on the sealing surface of the hollow fiber membrane bundle. As a result, the hollow fiber membranes 17 are less likely to be biased between the first sealing member 20a and the second sealing member 20b in the module body 10, and dead space is less likely to occur. Therefore, the purge gas is less likely to flow in one direction without coming into contact with the hollow fiber membranes, resulting in excellent dehumidification performance.

なお、「中空糸膜束の封止面中の任意に選択した10%の面積を占める面」は、中空糸膜束の封止面において、封止面の総面積に対して10%の面積となるように、前記封止面内で任意に選択した面を意味する。 In addition, the "arbitrarily selected surface occupying 10% of the sealing surface of the hollow fiber membrane bundle" is an area of 10% of the total area of the sealing surface on the sealing surface of the hollow fiber membrane bundle. means an arbitrarily selected surface within the sealing surface so that

割合Qは、5~15%が好ましく、7.5~12.5%がより好ましい。
割合Qは、5~15%が好ましく、7.5~12.5%がより好ましい。
割合Qと割合Qは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
割合Q及び割合Qは、中空糸膜充填率、後述のシート状物の周方向長さによって調節できる。
The proportion Q A is preferably 5-15%, more preferably 7.5-12.5%.
The proportion QB is preferably 5-15%, more preferably 7.5-12.5%.
The proportion Q A and the proportion Q B may be the same or different.
The proportion QA and the proportion QB can be adjusted by the hollow fiber membrane filling rate and the circumferential length of the sheet-like material described later.

モジュール本体10に対する中空糸膜17の充填率は、30~50%が好ましく、35~45%がより好ましい。中空糸膜17の充填率が前記範囲内であれば、除湿性能の高い除湿用中空糸膜モジュール1となる。 The filling rate of the hollow fiber membranes 17 with respect to the module main body 10 is preferably 30-50%, more preferably 35-45%. If the filling rate of the hollow fiber membranes 17 is within the above range, the dehumidifying hollow fiber membrane module 1 has high dehumidifying performance.

モジュール本体10を軸線方向に沿った軸線を含む断面X線画像において、中空糸膜が充填される領域の面積に対する中空糸膜17が占める面積の割合Pは、20~60%が好ましく、25~55%がより好ましい。割合Pが前記範囲内であれば、除湿性能の高い除湿用中空糸膜モジュール1となる。 In a cross-sectional X-ray image including the axis along the axial direction of the module body 10, the ratio P of the area occupied by the hollow fiber membranes 17 to the area of the region filled with the hollow fiber membranes is preferably 20 to 60%, and 25 to 25%. 55% is more preferred. If the ratio P is within the above range, the dehumidifying hollow fiber membrane module 1 has high dehumidifying performance.

なお、前記割合Pは、前記断面X線画像におけるモジュール本体内の中空糸膜束を充填される領域の面積において中空糸膜が占める面積の割合であって、本実施形態では前記断面X線画像におけるモジュール本体10内における内管12の外側の領域の面積において中空糸膜17が占める面積の割合である。
割合Pは、中空糸膜充填率、後述のシート状物の周方向長さによって調節できる。
The ratio P is the ratio of the area occupied by the hollow fiber membranes to the area of the region filled with the hollow fiber membrane bundle in the module body in the cross-sectional X-ray image, and in the present embodiment, the cross-sectional X-ray image is the ratio of the area occupied by the hollow fiber membranes 17 to the area of the region outside the inner tube 12 in the module body 10 in .
The ratio P can be adjusted by the hollow fiber membrane filling rate and the circumferential length of the sheet-like material, which will be described later.

中空糸膜17の形状は、特に限定されず、典型的には円筒状である。
中空糸膜束18を形成する中空糸膜17の本数は、特に限定されず、割合Q、割合Q、割合P、中空糸膜の充填率を満たすように設定する。
中空糸膜17の外縁を基準とした断面積は、0.07~4mmが好ましく、0.12~0.8mmがより好ましい。
The shape of the hollow fiber membrane 17 is not particularly limited, and is typically cylindrical.
The number of hollow fiber membranes 17 forming the hollow fiber membrane bundle 18 is not particularly limited, and is set so as to satisfy the proportion Q A , the proportion Q B , the proportion P, and the filling rate of the hollow fiber membranes.
The cross-sectional area based on the outer edge of the hollow fiber membrane 17 is preferably 0.07-4 mm 2 , more preferably 0.12-0.8 mm 2 .

中空糸膜17の外径は、0.3~2mmが好ましく、0.4~1mmがより好ましい。
中空糸膜17の内径は、0.15~1.5mmが好ましい。
中空糸膜17の膜厚は、0.075~0.3mmが好ましい。
The outer diameter of the hollow fiber membrane 17 is preferably 0.3 to 2 mm, more preferably 0.4 to 1 mm.
The inner diameter of the hollow fiber membrane 17 is preferably 0.15 to 1.5 mm.
The thickness of the hollow fiber membrane 17 is preferably 0.075 to 0.3 mm.

中空糸膜17の材質としては、特に限定されず、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、シリコン、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンを例示できる。なかでも、水蒸気の透過性に優れる点から、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミドが好ましい。中空糸膜15の材質は、1種でもよく、2種以上でもよい。 The material of the hollow fiber membrane 17 is not particularly limited, and polysulfone, polyethersulfone, polyimide, polyetherimide, silicon, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene can be exemplified. Among them, polysulfone, polyethersulfone, polyimide, and polyetherimide are preferable from the viewpoint of excellent water vapor permeability. The hollow fiber membrane 15 may be made of one material or two or more materials.

中空糸膜17としては、ガスと中空糸膜との接触効率が高くなる点から、クリンプを有する中空糸膜が好ましい。クリンプを有する中空糸膜の形状は、特に限定されず、波状、螺旋状を例示できる。クリンプを有する中空糸膜は、例えば、機械的な押込み処理や加熱処理によって製造できる。
本発明においては、中空糸膜束を形成する中空糸膜の全てがクリンプを有する中空糸膜であってもよく、クリンプを有する中空糸膜とクリンプを有していない中空糸膜とを併用してもよい。
Hollow fiber membranes having crimps are preferable as the hollow fiber membranes 17 from the viewpoint of increasing the contact efficiency between the gas and the hollow fiber membranes. The shape of the crimped hollow fiber membrane is not particularly limited, and wavy and helical shapes can be exemplified. A crimped hollow fiber membrane can be produced, for example, by mechanical pressing or heat treatment.
In the present invention, all of the hollow fiber membranes forming the hollow fiber membrane bundle may be crimped hollow fiber membranes, and crimped hollow fiber membranes and non-crimped hollow fiber membranes are used in combination. may

第1封止材20a及び第2封止材20bを形成する封止材としては、特に限定されず、エポキシ、ポリウレタン、シリコンを例示できる。なかでも、耐久性及び成形性の点から、エポキシ、ポリウレタンが好ましい。第1封止材20a及び第2封止材20bの材質は、1種でもよく、2種以上でもよい。 The sealing material forming the first sealing material 20a and the second sealing material 20b is not particularly limited, and examples thereof include epoxy, polyurethane, and silicon. Among them, epoxy and polyurethane are preferable from the viewpoint of durability and moldability. The materials of the first sealing material 20a and the second sealing material 20b may be one kind or two or more kinds.

除湿用中空糸膜モジュール1においては、第1接続継手14の供給部14aから湿潤ガスを供給すると、モジュール本体10の第1端部10a側から第2端部10bに向かって各中空糸膜17の内部を湿潤ガスが通過する。モジュール本体10内の各中空糸膜17の外側の空間には、給気口11bからパージガスが供給され、各中空糸膜17間を通り、第1端部10a側の排気口11aから排出される。各中空糸膜17の内部を通過する湿潤ガスに含まれる水蒸気は膜外に透過し、各中空糸膜17からモジュール本体10の第2端部10b側に乾燥ガスが流出する。第2接続継手16内の空間に流出した乾燥ガスは排出部16aから排出される。パージガスとしては、例えば、排出部16aから排出された乾燥ガスの一部を返送して使用することができる。 In the dehumidification hollow fiber membrane module 1, when the wet gas is supplied from the supply portion 14a of the first connection joint 14, each hollow fiber membrane 17 is supplied from the first end portion 10a side of the module body 10 toward the second end portion 10b. Wet gas passes through the interior of the A purge gas is supplied to the space outside the hollow fiber membranes 17 in the module body 10 from the air supply port 11b, passes between the hollow fiber membranes 17, and is discharged from the exhaust port 11a on the first end 10a side. . The water vapor contained in the wet gas passing through each hollow fiber membrane 17 permeates to the outside of the membrane, and the dry gas flows out from each hollow fiber membrane 17 toward the second end 10b of the module body 10 . The dry gas that has flowed into the space inside the second connection joint 16 is discharged from the discharge portion 16a. As the purge gas, for example, part of the dry gas discharged from the discharge part 16a can be returned and used.

以上説明したように、本発明の除湿用中空糸膜モジュールは、第1端部及び第2端部で中空糸膜束を封止材によって固定及び封止した部分以外に、モジュール本体内部において中空糸膜束の位置を規定する手段を有しない。また、第1端部及び第2端部のそれぞれにおける割合Q、Qが特定の範囲に制御されている。これにより、モジュール本体内で中空糸膜が伸縮しても擦れによる中空糸膜の損傷が起きにくく、またモジュール本体内でパージガスのショートパスが起きにくいため、除湿性能と耐久性が両立される。 As described above, in the dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention, in addition to the portion where the hollow fiber membrane bundle is fixed and sealed with the sealing material at the first end and the second end, the inside of the module body is hollow. It has no means for defining the position of the thread bundle. Also, the ratios Q A and Q B at each of the first end and the second end are controlled within specific ranges. As a result, even if the hollow fiber membranes expand and contract within the module body, the hollow fiber membranes are less likely to be damaged due to rubbing, and short-passing of the purge gas is less likely to occur within the module body, thereby achieving both dehumidification performance and durability.

なお、本発明の除湿用中空糸膜モジュールは、前記した除湿用中空糸膜モジュール1には限定されない。
例えば、本発明の除湿用中空糸膜モジュールは、モジュール本体内に内管を備えない除湿用中空糸膜モジュールであってもよい。
The dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention is not limited to the dehumidifying hollow fiber membrane module 1 described above.
For example, the dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention may be a dehumidifying hollow fiber membrane module having no inner tube in the module body.

[除湿用中空糸膜モジュールの製造方法]
本発明の除湿用中空糸膜モジュールの製造方法は、前述した本発明の除湿用中空糸膜モジュールを製造する方法である。本発明の除湿用中空糸膜モジュールの製造方法は、下記の工程(a)及び工程(b)を含む。
(a)複数本の中空糸膜を互いに平行にシート状に並べ、それらシート状の中空糸膜のそれぞれの端部において、中空糸膜の端部同士を固定してシート状物とし、前記シート状物を巻回して中空糸膜束を形成する。
(b)中空糸膜束を筒状部材内に挿入し、中空糸膜束の両端部分のみを筒状部材に固定及び封止し、中空糸膜束の両端部分のみがモジュール本体に固定及び封止された除湿用中空糸膜モジュールを得る。必要に応じて固定及び封止された部分で除湿用中空糸モジュールを切断して両端部を整えるなどしてもよい。
以下、各工程について、図面を参照しつつ説明する。
[Manufacturing method of hollow fiber membrane module for dehumidification]
The method for producing the hollow fiber membrane module for dehumidification of the present invention is a method for producing the above-described hollow fiber membrane module for dehumidification of the present invention. The method for producing a dehumidifying hollow fiber membrane module of the present invention includes the following steps (a) and (b).
(a) A plurality of hollow fiber membranes are arranged parallel to each other in a sheet form, and the ends of the hollow fiber membranes are fixed at the respective ends of the sheet-like hollow fiber membranes to form a sheet-like article, wherein the sheet is to form a bundle of hollow fiber membranes.
(b) inserting the hollow fiber membrane bundle into the tubular member, fixing and sealing only both end portions of the hollow fiber membrane bundle to the tubular member, and fixing and sealing only the both end portions of the hollow fiber membrane bundle to the module main body; A dehumidifying hollow fiber membrane module is obtained. If necessary, the dehumidifying hollow fiber module may be cut at the fixed and sealed portion to trim both ends.
Each step will be described below with reference to the drawings.

(工程(a))
図3に示すように、複数本の中空糸膜17を互いに平行にシート状に並べる。シート状の並べた各中空糸膜17の繊維軸方向の第1の端部17a同士を固定し、さらに第2の端部17b同士を固定してシート状物30とする。
(Step (a))
As shown in FIG. 3, a plurality of hollow fiber membranes 17 are arranged parallel to each other in a sheet form. The first ends 17a in the fiber axis direction of the sheet-shaped hollow fiber membranes 17 are fixed to each other, and the second ends 17b are fixed to each other to form the sheet-like material 30 .

各中空糸膜17の第1の端部17a同士又は第2の端部17b同士を固定する方法としては、例えば、接着剤で固定する方法、テープによって固定する方法を例示できる。中空糸膜の端部同士を固定する接着剤としては、例えば、セメダイン スーパーXを例示できる。固定された部分は、後述のとおり、固定及び封止された部分で除湿用中空糸モジュールを切断して両端部を整えた場合に切断して除かれる。 Examples of a method for fixing the first ends 17a or the second ends 17b of the hollow fiber membranes 17 include a method of fixing with an adhesive and a method of fixing with a tape. As an adhesive for fixing the ends of the hollow fiber membranes, for example, Cemedine Super X can be exemplified. As will be described later, the fixed portion is cut and removed when the dehumidifying hollow fiber module is cut at the fixed and sealed portion and both ends are arranged.

次いで、図4に示すように、内管12を各中空糸膜17と平行にした状態で、シート状物30を内管12に巻回して中空糸膜束18を形成する。各中空糸膜17の第1の端部17aと第2の端部17bは、巻回した中空糸膜束18の両側の端部に配置される。 Next, as shown in FIG. 4 , the sheet-like material 30 is wound around the inner tubes 12 with the inner tubes 12 parallel to the hollow fiber membranes 17 to form the hollow fiber membrane bundles 18 . A first end portion 17 a and a second end portion 17 b of each hollow fiber membrane 17 are arranged at opposite ends of the wound hollow fiber membrane bundle 18 .

(工程(b))
図5に示すように、内管12に巻回した中空糸膜束18を、モジュール本体10(図1)を形成するための筒状部材10A内に挿入し、第1封止材20a及び第2封止材20bによって中空糸膜束18の両端部分のみを筒状部材10Aに固定及び封止する。
(Step (b))
As shown in FIG. 5, the hollow fiber membrane bundle 18 wound around the inner tube 12 is inserted into the tubular member 10A for forming the module main body 10 (FIG. 1), and the first sealing member 20a and the second sealing member 20a are inserted. 2. Only the end portions of the hollow fiber membrane bundle 18 are fixed and sealed to the cylindrical member 10A by the sealing material 20b.

筒状部材10A内の中空糸膜束18の端部を封止材で封止する方法としては、例えば、遠心機を用いる方法を例示できる。遠心機を用いる方法の場合、各中空糸膜17の開口端が封止材で閉塞されやすい。そのため、封止後に筒状部材10Aの軸線方向の両端部分において、中空糸膜17が閉塞されている先端部をそれぞれ切断除去する。これにより、各中空糸膜17の両端がそれぞれ開口した状態で、中空糸膜束18の両端部分のみがモジュール本体10に固定及び封止される。 As a method for sealing the ends of the hollow fiber membrane bundle 18 in the tubular member 10A with the sealing material, for example, a method using a centrifuge can be exemplified. In the method using a centrifugal machine, the open end of each hollow fiber membrane 17 is likely to be blocked with a sealing material. Therefore, at both end portions in the axial direction of the tubular member 10A after sealing, the tip portions where the hollow fiber membranes 17 are blocked are cut off. As a result, only both end portions of the hollow fiber membrane bundle 18 are fixed and sealed to the module main body 10 with both ends of each hollow fiber membrane 17 being open.

次いで、モジュール本体10の軸線方向の第1端部10aに第1接続継手14を気密に取り付け、モジュール本体10の軸線方向の第2端部10bに第2接続継手16を気密に取り付ける。これにより、除湿用中空糸膜モジュール1が得られる。 Next, the first connection joint 14 is airtightly attached to the first axial end 10 a of the module body 10 , and the second connection joint 16 is airtightly attached to the second axial end 10 b of the module body 10 . Thereby, the hollow fiber membrane module 1 for dehumidification is obtained.

以上説明したように、本発明の除湿用中空糸膜モジュールの製造方法においては、互いに平行に並べた中空糸膜の両方の端部同士を固定したシート状物を巻回して中空糸膜束とし、筒状部材内に挿入して両端部分のみを固定及び封止する。これにより、モジュール本体内の中空糸膜の偏りが抑制されてパージガスのショートパスが起きにくく、また中空糸膜が膨潤及び乾燥によって伸縮してもガイド板等の他の部材や縦糸等との擦れがなく、中空糸膜が損傷しにくい除湿用中空糸膜モジュールが得られる。そのため、本発明の製造方法で製造される除湿用中空糸膜モジュールは、除湿性能及び耐久性に優れている。 As described above, in the manufacturing method of the hollow fiber membrane module for dehumidification of the present invention, a hollow fiber membrane bundle is obtained by winding a sheet-like material in which both ends of the hollow fiber membranes arranged in parallel are fixed to each other. , into the tubular member to fix and seal only the end portions. As a result, the unevenness of the hollow fiber membranes in the module body is suppressed, making short-passing of the purge gas less likely to occur. It is possible to obtain a dehumidifying hollow fiber membrane module in which the hollow fiber membranes are not easily damaged. Therefore, the dehumidification hollow fiber membrane module manufactured by the manufacturing method of the present invention is excellent in dehumidification performance and durability.

なお、本発明の除湿用中空糸膜モジュールの製造方法は、前記した除湿用中空糸膜モジュール1の製造方法には限定されない。
例えば、本発明の除湿用中空糸膜モジュールの製造方法は、内管にシート状物を巻回せず、シート状物のみで巻回して筒状部材内に挿入し、固定及び封止する方法であってもよい。
The method for manufacturing the hollow fiber membrane module for dehumidification of the present invention is not limited to the method for manufacturing the hollow fiber membrane module for dehumidification 1 described above.
For example, the manufacturing method of the hollow fiber membrane module for dehumidification of the present invention is a method in which the sheet-like material is not wound around the inner pipe, but only the sheet-like material is wound and inserted into the tubular member, fixed and sealed. There may be.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。例1、2は実施例であり、例3~6は比較例である。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following description. Examples 1 and 2 are working examples, and examples 3 to 6 are comparative examples.

[割合Q、Q
除湿用中空糸膜モジュールにおけるモジュール本体の第1端部と第2端部のそれぞれを軸線方向に垂直な方向に切断した。それらの断面のそれぞれにおいて、中空糸膜束の充填領域の総面積に対して10%となる面積の領域を、充填領域内で断面の中心角約90度毎に4点選択し、当該領域に含まれる中空糸膜の本数を計測し、中空糸膜の全本数に対する割合の4点の平均値を割合Q、Qとして算出した。
[Ratio Q A , Q B ]
Each of the first end and the second end of the module body of the dehumidifying hollow fiber membrane module was cut in a direction perpendicular to the axial direction. In each of these cross-sections, four regions with an area that is 10% of the total area of the filling region of the hollow fiber membrane bundle are selected at intervals of about 90 degrees of the central angle of the cross section in the filling region, and The number of hollow fiber membranes contained was measured, and the average values of the ratios of four points to the total number of hollow fiber membranes were calculated as ratios Q A and Q B .

[割合P]
X線CTスキャンを用い、除湿用中空糸膜モジュールにおけるモジュール本体を軸線方向に沿った軸線を含む断面X線画像を得た。次いで、ImageJによる画像処理を行って、断面X線画像におけるモジュール本体内の中空糸膜束が充填される領域の面積において中空糸膜が占める面積の割合Pを算出した。
[Proportion P]
Using an X-ray CT scan, a cross-sectional X-ray image including the axis along the axial direction of the module body in the dehumidification hollow fiber membrane module was obtained. Next, image processing was performed using ImageJ to calculate the ratio P of the area occupied by the hollow fiber membranes in the area of the region filled with the hollow fiber membrane bundles in the module body in the cross-sectional X-ray image.

[中空糸膜の充填率]
中空糸膜の充填率は、下記の式で計算した。
充填率(%)={(Dmo/2)×N}/{(Dci/2)-(Din/2)}×100
ただし、前記式中、Dciはモジュールケースの内径であり、Dinは内管の外径であり、Dmoは中空糸膜の外径であり、Nは中空糸膜の本数である。
[Filling rate of hollow fiber membrane]
The filling rate of the hollow fiber membrane was calculated by the following formula.
Filling rate (%) = {(D mo /2) 2 ×N m }/{(D ci /2) 2 -(D in /2) 2 } × 100
However, in the above formula, D ci is the inner diameter of the module case, D in is the outer diameter of the inner tube, D mo is the outer diameter of the hollow fiber membranes, and N m is the number of hollow fiber membranes.

[除湿性能の評価]
各例の除湿用中空糸膜モジュールに対し、飽和水蒸気量の水分を含む0.7MPa(ゲージ)の20℃の空気(大気圧露点-8.4℃)をモジュール本体の第1端部側に供給し、第2端部側に流出した空気の露点を測定した。露点は、鏡面冷却式露点計によって測定した。露点が低いほど、除湿性能に優れることを示している。
中空糸膜の全本数が1500本の除湿用中空糸膜モジュールに対しては、モジュール本体の第1端部側に空気を750L/分で供給し、第2端部側から600L/分で空気を流出させ、第2端部側から流出した空気の一部を150L/分でパージガスとして返送した。
中空糸膜の全本数が2000本の除湿用中空糸膜モジュールに対しては、モジュール本体の第1端部側に空気を900L/分で供給し、第2端部側から750L/分で空気を流出させ、第2端部側から流出した空気の一部を150L/分でパージガスとして返送した。
[Evaluation of dehumidification performance]
For the hollow fiber membrane module for dehumidification of each example, 0.7 MPa (gauge) 20 ° C. air (atmospheric pressure dew point -8.4 ° C.) containing moisture of saturated water vapor content was applied to the first end side of the module main body. The dew point of the air that was supplied and flowed out to the second end side was measured. The dew point was measured with a mirror-cooled dew point meter. A lower dew point indicates better dehumidification performance.
For a dehumidifying hollow fiber membrane module having a total number of 1500 hollow fiber membranes, air was supplied to the first end side of the module body at 750 L/min, and air was supplied from the second end side at 600 L/min. was flowed out, and part of the air flowed out from the second end side was returned as purge gas at 150 L/min.
For a dehumidifying hollow fiber membrane module having a total number of 2000 hollow fiber membranes, air was supplied to the first end side of the module body at 900 L/min, and air was supplied from the second end side at 750 L/min. was flowed out, and part of the air flowed out from the second end side was returned as purge gas at 150 L/min.

[耐久試験]
除湿用中空糸膜モジュールを80℃の温水に24時間浸漬した後、モジュール本体の第1端部側に0.1MPaの加圧空気を供給してリークの有無を確認した。リークが確認されなかった場合は、再び80℃の温水に24時間浸漬した後にリークの有無を確認し、リークが確認されるまでの時間を調べた。
[An endurance test]
After the dehumidifying hollow fiber membrane module was immersed in warm water of 80° C. for 24 hours, the first end side of the module body was supplied with pressurized air of 0.1 MPa to check for leaks. If no leak was found, the sample was immersed again in hot water at 80° C. for 24 hours, then checked for leaks, and the time until leaks were found was investigated.

[例1]
図1及び図2に例示した除湿用中空糸膜モジュール1のような態様の除湿用中空糸膜モジュールを作製した。
モジュール本体としては、アクリル樹脂製で長さ250mm、内径46mmの円筒部材を用いた。中空糸膜としては、外径0.58mm、内径0.36mmのフッ素樹脂製の中空糸膜(サンセップ膜、AGCエンジニアリング社製)を用いた。
1500本の中空糸膜を互いに平行にシート状に並べ、それらシート状の中空糸膜のそれぞれの端部において、中空糸膜の端部同士をシリコン系接着材によって固定してシート状物とした。前記シート状物を内管に巻回して中空糸膜束を形成し、筒状部材内に挿入し、中空糸膜束の両端部分のみをポリウレタン、エポキシ樹脂によって筒状部材に固定及び封止した。割合Q、割合Q、及び中空糸膜の充填率を表1に示す。また、Q、Qのいずれの測定点ともに7.5~12.5%の範囲内であった。
[Example 1]
A dehumidifying hollow fiber membrane module having a form similar to the dehumidifying hollow fiber membrane module 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 was produced.
As the module main body, a cylindrical member made of acrylic resin and having a length of 250 mm and an inner diameter of 46 mm was used. As the hollow fiber membrane, a fluororesin hollow fiber membrane (Sunsep membrane, manufactured by AGC Engineering Co., Ltd.) having an outer diameter of 0.58 mm and an inner diameter of 0.36 mm was used.
1,500 hollow fiber membranes were arranged in parallel to form a sheet, and the ends of the hollow fiber membranes were fixed to each other with a silicone adhesive to form a sheet. . The sheet-like material was wound around an inner tube to form a hollow fiber membrane bundle, inserted into a tubular member, and only both end portions of the hollow fiber membrane bundle were fixed and sealed to the tubular member with polyurethane and epoxy resin. . Table 1 shows the ratio Q A , the ratio Q B , and the filling ratio of the hollow fiber membrane. Both Q A and Q B measurement points were within the range of 7.5 to 12.5%.

[例2]
2000本の中空糸膜を用いた以外は、例1と同様にして除湿用中空糸膜モジュールを作製した。割合Q、割合Q、及び中空糸膜の充填率を表1に示す。また、Q、Qのいずれの測定点ともに7.5~12.5%の範囲内であった。
[Example 2]
A dehumidifying hollow fiber membrane module was produced in the same manner as in Example 1, except that 2000 hollow fiber membranes were used. Table 1 shows the ratio Q A , the ratio Q B , and the filling ratio of the hollow fiber membrane. Both Q A and Q B measurement points were within the range of 7.5 to 12.5%.

[例3]
互いに平行にシート状に並べられた1500本の中空糸膜に対し、縦糸を交差させたすだれ状のシート状物(織物)を用いた以外は、例1と同様にして除湿用中空糸膜モジュールを作製した。割合Q、割合Q、及び中空糸膜の充填率を表1に示す。また、Q、Qのいずれの測定点ともに7.5~12.5%の範囲内であった。
[Example 3]
A hollow fiber membrane module for dehumidification was carried out in the same manner as in Example 1, except that a blind-like sheet (fabric) in which the warp yarns were crossed was used for the 1500 hollow fiber membranes arranged in a sheet in parallel to each other. was made. Table 1 shows the ratio Q A , the ratio Q B , and the filling ratio of the hollow fiber membrane. Both Q A and Q B measurement points were within the range of 7.5 to 12.5%.

[例4]
互いに平行にシート状に並べられた2000本の中空糸膜に対し、縦糸を交差させたすだれ状のシート状物(織物)を用いた以外は、例1と同様にして除湿用中空糸膜モジュールを作製した。割合Q、割合Q、及び中空糸膜の充填率を表1に示す。また、Q、Qのいずれの測定点ともに7.5~12.5%の範囲内であった。
[Example 4]
A hollow fiber membrane module for dehumidification was carried out in the same manner as in Example 1, except that a blind-like sheet (fabric) in which the warp yarns were crossed was used for the 2000 hollow fiber membranes arranged in a sheet in parallel to each other. was made. Table 1 shows the ratio Q A , the ratio Q B , and the filling ratio of the hollow fiber membrane. Both Q A and Q B measurement points were within the range of 7.5 to 12.5%.

[例5]
1500本の中空糸膜を5つに分けてそれぞれ束ね、それぞれの端部において、中空糸膜の端部同士をシールテープによって固定して5つの中空糸膜束を得た。これら5つの中空糸膜束を内管の周りに等角度間隔に配置した状態で筒状部材内に挿入し、中空糸膜束の両端部分のみをポリウレタン、エポキシ樹脂によって筒状部材に固定及び封止して除湿用中空糸膜モジュールを作製した。割合Q、割合Q、及び中空糸膜の充填率を表1に示す。また、Q、Qの一部で5~15%の範囲から外れる点があった。
[Example 5]
1500 hollow fiber membranes were divided into 5 and each bundled, and the ends of the hollow fiber membranes were fixed to each other with a sealing tape to obtain 5 hollow fiber membrane bundles. These five hollow fiber membrane bundles were arranged around the inner tube at equal angular intervals and inserted into the tubular member, and only both end portions of the hollow fiber membrane bundles were fixed and sealed to the tubular member with polyurethane and epoxy resin. Then, a dehumidifying hollow fiber membrane module was produced. Table 1 shows the ratio Q A , the ratio Q B , and the filling ratio of the hollow fiber membrane. In addition, some points of Q A and Q B were out of the range of 5 to 15%.

[例6]
2000本の中空糸膜を5つに分けてそれぞれ束ね、それぞれの端部において、中空糸膜の端部同士を固定して5つの中空糸膜束とした以外は、例5と同様にして除湿用中空糸膜モジュールを作製した。割合Q、割合Q、及び中空糸膜の充填率を表1に示す。また、Q、Qの一部で5~15%の範囲から外れる点があった。
[Example 6]
Dehumidification was carried out in the same manner as in Example 5 except that 2000 hollow fiber membranes were divided into 5 bundles and each bundled, and the ends of the hollow fiber membranes were fixed at each end to form 5 hollow fiber membrane bundles. A hollow fiber membrane module for Table 1 shows the ratio Q A , the ratio Q B , and the filling ratio of the hollow fiber membrane. In addition, some points of Q A and Q B were out of the range of 5 to 15%.

各例の評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the evaluation results of each example.

Figure 0007261134000001
Figure 0007261134000001

表1に示すように、第1端部及び第2端部の封止材による封止部分以外に、モジュール本体内部に中空糸膜束の位置を規定する手段を有しない例1、2の除湿用中空糸膜モジュールは、第2端側に流出した空気の露点が低く、除湿性能に優れていた。また、耐久試験における浸漬時間が長く、耐久性にも優れていた。なお、耐久試験における最終的なリークは、封止材による封止部分の破損によって生じた。
一方、縦糸を有する中空糸膜束を用いた例3、4の除湿用中空糸膜モジュールは、耐久試験における浸漬時間が短く、耐久性が劣っていた。耐久試験における最終的なリークは、モジュール本体内において、中空糸膜の縦糸との接触部分における糸切れによって生じた。
割合Q及び割合Qが条件を満たしていない例5、6の除湿用中空糸膜モジュールは、例1、2に比べて第2端側に流出した空気の露点が高く、除湿性能が劣っていた。なお、耐久試験における最終的なリークは、封止材による封止部分の破損によって生じた。
As shown in Table 1, the dehumidification of Examples 1 and 2, in which there is no means for defining the position of the hollow fiber membrane bundle inside the module main body, other than the sealed portions at the first end and the second end with the sealing material In the hollow fiber membrane module for , the dew point of the air that flowed out to the second end side was low, and the dehumidification performance was excellent. In addition, the immersion time in the durability test was long, and the durability was also excellent. The final leakage in the endurance test was caused by the breakage of the sealing portion by the sealing material.
On the other hand, the hollow fiber membrane modules for dehumidification of Examples 3 and 4 using hollow fiber membrane bundles having warp yarns had a short immersion time in the durability test and were inferior in durability. The final leak in the durability test was caused by thread breakage at the portion of the hollow fiber membrane in contact with the warp in the module body.
The dehumidifying hollow fiber membrane modules of Examples 5 and 6, in which the ratio Q A and the ratio Q B did not satisfy the conditions, had a higher dew point of the air that flowed out to the second end side compared to Examples 1 and 2, and were inferior in dehumidification performance. was The final leakage in the endurance test was caused by the breakage of the sealing portion by the sealing material.

1…除湿用中空糸膜モジュール、10…モジュール本体、10A…筒状部材、12…内管、14…第1接続継手、16…第2接続継手、17…中空糸膜、18…中空糸膜束、20a…第1封止材、20b…第2封止材、30…シート状物。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Hollow fiber membrane module for dehumidification, 10... Module main body, 10A... Cylindrical member, 12... Inner tube, 14... First connection joint, 16... Second connection joint, 17... Hollow fiber membrane, 18... Hollow fiber membrane Bundle, 20a... First sealing material, 20b... Second sealing material, 30... Sheet material.

Claims (3)

第1端部にガス供給口を有し、第2端部にガス排気口を有する筒状のモジュール本体と、
前記モジュール本体内に充填され、前記モジュール本体の軸線方向の第1端部から第2端部まで延在する複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束と、を備え
前記中空糸膜束は、前記モジュール本体の前記第1端部及び前記第2端部において各々の前記中空糸膜の端面が開口した状態で封止材により封止され固定されており、
各々の前記中空糸膜の内部に湿潤ガスを通過させ、前記モジュール本体内の前記中空糸膜の外側にパージガスを供給して、前記湿潤ガスに含まれる水蒸気を膜外に透過させて除湿するための除湿用中空糸膜モジュールであって、
前記除湿用中空糸膜モジュールは、前記第1端部及び前記第2端部において封止材により封止され、固定された部分以外に、前記モジュール本体内部において、前記中空糸膜束の位置を規定する手段を有さず、
前記第1端部及び前記第2端部のそれぞれにおいて、中空糸膜束の封止面中において任意に選択した10%の面積を占める面に含まれる中空糸膜の本数の割合が、前記中空糸膜束の封止面中に含まれる中空糸膜の全本数に対して5~15%であり、
前記モジュール本体を軸線方向に沿った軸線を含む断面X線画像において、中空糸膜束が充填される領域の面積に対する前記中空糸膜が占める面積の割合が20~60%である、除湿用中空糸膜モジュール。
a cylindrical module body having a gas supply port at a first end and a gas exhaust port at a second end;
a hollow fiber membrane bundle filled in the module body and made up of a plurality of hollow fiber membranes extending from a first end to a second end in the axial direction of the module body ;
The hollow fiber membrane bundle is sealed and fixed with a sealing material in a state where the end faces of the hollow fiber membranes are open at the first end and the second end of the module body,
To dehumidify by passing a wet gas through each of the hollow fiber membranes, supplying a purge gas to the outside of the hollow fiber membranes in the module body, and permeating the water vapor contained in the wet gas out of the membranes. A hollow fiber membrane module for dehumidification of
The hollow fiber membrane module for dehumidification is sealed with a sealing material at the first end and the second end, and the position of the hollow fiber membrane bundle is changed inside the module main body in addition to the fixed portion. having no means of prescribing
At each of the first end and the second end, the ratio of the number of hollow fiber membranes contained in an arbitrarily selected surface occupying 10% of the sealing surface of the hollow fiber membrane bundle is 5 to 15% of the total number of hollow fiber membranes contained in the sealing surface of the fiber membrane bundle ,
In a cross-sectional X-ray image including the axis along the axial direction of the module body, the ratio of the area occupied by the hollow fiber membranes to the area of the region filled with the hollow fiber membrane bundle is 20 to 60%. thread membrane module.
前記モジュール本体に対する前記中空糸膜の充填率が30~50%である、請求項1に記載の除湿用中空糸膜モジュール。 2. The dehumidifying hollow fiber membrane module according to claim 1 , wherein the filling ratio of the hollow fiber membranes to the module body is 30 to 50%. 請求項1に記載の除湿用中空糸膜モジュールを製造する方法であって、
複数本の中空糸膜を互いに平行にシート状に並べ、それらシート状の中空糸膜のそれぞれの端部において、中空糸膜の端部同士を固定してシート状物とし、前記シート状物を巻回して中空糸膜束を形成し、
前記中空糸膜束を筒状部材内に挿入し、前記中空糸膜束の両端部分のみを筒状部材に固定及び封止し、前記中空糸膜束の両端部分のみがモジュール本体に固定及び封止された除湿用中空糸膜モジュールを得る、除湿用中空糸膜モジュールの製造方法。
A method for producing the hollow fiber membrane module for dehumidification according to claim 1,
A plurality of hollow fiber membranes are arranged parallel to each other in a sheet form, and the ends of the hollow fiber membranes are fixed at the respective ends of the sheet-like hollow fiber membranes to form a sheet-like material, and the sheet-like material is Winding to form a hollow fiber membrane bundle,
The hollow fiber membrane bundle is inserted into a tubular member, only both end portions of the hollow fiber membrane bundle are fixed and sealed to the tubular member, and only both end portions of the hollow fiber membrane bundle are fixed and sealed to the module main body. A method for manufacturing a hollow fiber membrane module for dehumidification, which obtains a hollow fiber membrane module for dehumidification that is stopped.
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