中空纤维膜组件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种可使其结构简化并实现其壳体的再利用的中空纤维膜组件以及制造该中空纤维膜组件的方法。所述中空纤维膜组件（１００）包括：多个中空纤维膜（１１）、中空纤维膜单元（１０）和容纳该中空纤维膜单元（１０）的壳体（２０），所述中空纤维膜单元（１０）具有用于密封固定所述中空纤维膜（１１）的两端以使其中空内部敞开的第一密封固定部（１２）和第二密封固定部（１３），并形成为使得这些密封固定部的外壁面可暴露。所述壳体（２０）具有构成导向中空纤维膜（１１）的中空内部的通道的第一端口（２２ａ）和（２３ａ），以及构成导向中空纤维膜（１１）的外壁面侧的通道的第二端口（２１ａ）和（２１ｂ）。中空纤维膜单元（１０）的特征在于其形成为可从壳体（２０）上拆下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有多个中空纤维膜的中空纤维膜组件，以及用于制造该 中空纤维膜组件的方法。
技术介绍
关于用于从流体中分离水蒸汽或杂质的分离装置，例如加湿装置、除湿装置或过滤装置，已知的是使用中空纤维膜组件的装置。参照图8和9 对传统技术中的中空纤维膜组件的两个典型示例进行说明。图8和9均为 传统技术中的中空纤维膜组件的示意性剖视图。首先说明图8所示的中空纤维膜组件。所示中空纤维膜组件500具有 组件本体510和壳体520。组件本体510具有容器511、容纳在该容器511 中的多个中空纤维膜512以及密封固定部(罐装部)513，该密封固定部 513用于在由中空纤维膜512制成的中空纤维膜束的两端使中空纤维膜512 相互密封固定以及使所述中空纤维膜与容器511的内壁面密封固定，以使 中空内部敞开/开放。在壳体520中设有第一端口 521和522，它们构成导 向中空纤维膜512内的中空内部的通道。在容器511和壳体520中设有第 二端口 511a、 511b、 523和524,它们构成导向中空纤维膜512的外壁面 侧的通道。接下来说明图9所示的中空纤维膜组件。所示中空纤维膜组件600具 有组件本体610和一对头部621和622。组件本体610具有容器611、容纳 在该容器611中的多个中空纤维膜612和密封固定部(罐装部)613，该密 封固定部613用于在由中空纤维膜612制成的中空纤维膜束的两端^f吏中空 纤维膜612相互密封固定以及使所述中空纤维膜与容器611的内壁面密封固定，以使中空内部敞开。在所述一对头部621和622中设有第一端口 621a 和622a，它们构成导向中空纤维膜612的中空内部的通道。在容器611中 设有第二端口 611a和611b，它们构成导向中空纤维膜612的外壁面侧的通道。在传统技术的中空纤维膜组件中，除用于容纳中空纤维膜的容器外， 壳体或头部也是必需的，下面将说明其原因。如上所述，在中空纤维膜束 的两端，中空纤维膜相互密封固定以使中空内部敞开。这里对这种密封固 定部的形成步骤进行说明。首先，将中空纤维膜束结合到容器中。该容器 构造成覆盖中空纤维膜束的端部。然后，在容器内在中空纤维膜束的端部 附近填充液态的密封固定材料(如环氧树脂)。被填充的密封固定材料发 生硬化，随后将硬化的密封固定材料与容器一起切断。按照这种方式形成 密封固定部，其中，中空内部敞开并且中空纤维膜相互密封固定。如上所述，在硬化的密封固定材料与容器一起被切断时形成密封固定 部。于是，在组件本体的各端部，容器的端面和密封固定部之一的端面成 为同一个面，进而中空纤维膜的中空内部对密封固定部的端面敞开。因此， 组件本体的端部本身不能用作用于将流体导入中空纤维膜的中空内部的端 口 。因此必须设定一种用于将流体收集到组件本体的端部附近的手段/装 置。于是，如图8所示，单独设有壳体520,或者如图9所示，单独设有 一对头部621和622。图8所示的容器511和图9所示的容器611均由工程塑料或金属制成。 在采用前者的情况下，容器通过^f吏用才莫具进行注射成型而形成，或通过对 原材料进行切削加工而形成。在采用后者的情况下，容器通过对原材料进 行切削加工而形成。在注射成型的情况下，模具的成本高；在切削加工的 情况下，原材料和加工的成本高。在任一种情况下，这些因素都是降低成 本的巨大障碍。特别地，在使用中空纤维膜组件作为燃料电池的加湿装置 的情况下，由于中空纤维膜组件的尺寸大，制备用于中空纤维膜组件的容 器的成本很高。在很多情况下使用工程塑料作为容器的原材料。由于容器 的尺寸大，通常通过切削加工来形成容器。这样，如上所述，成本较高，此外在很多情况下，容器的尺寸或形状实际上受到作为原材料初始件的圆 棒、板等的尺寸或形状的限制。由于密封固定材料与上述容器结合，所以容器必须具有对密封固定材 料的粘附性。为了使密封固定材料和容器的结合面不会由于环境温度的变 化而剥离，要求密封固定材料和容器的线膨胀系数彼此相近。另外，在密封固定材料硬化后，容器被部分切除；因此，要求容器具有高的易切断性。 基于上述情况，容器材料的选择范围很窄。另外，如上所述，容器在其制造过程中被部分切除。因此，在容器中 的中空纤维膜劣化从而需要更换中空纤维膜组件的情况下，该容器无法被 再利用。专利文献1:日本专利申请特开No. 2003-265933 专利文献2: JP-A No. 2003-240284 专利文献3: JP-A No. 2001-201120
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单并能实现其壳体的再利用的中空 纤维膜组件，以及用于制造该中空纤维膜组件的方法。 在本专利技术中采用以下手段解决上述问题。因此，本专利技术的中空纤维膜组件包括中空纤维膜单元，该中空纤维 膜单元具有多个中空纤维膜和用于密封固定所述中空纤维膜的两个端部以 使所述中空纤维膜内的中空内部敞开的密封固定部，并且所述中空纤维膜 单元构造成使所述密封固定部的外壁面暴露/未被覆盖(uncovered)的状态，和用于容纳所述中空纤维膜单元的壳体，其中，所述壳体具有第一端口和第二端口，所述第一端口构成导向所 述中空纤维膜的中空内部的通道，所述第二端口构成导向所述中空纤维膜 的外壁面侧的通道，并且所述中空纤维膜单元构造成可安置在所述壳体中和从所述壳体上取下。根据这种结构，构造成使密封固定部的外壁面暴露的状态的中空纤维 膜单元安置在壳体中，该壳体具有构成导向中空纤维膜的中空内部的通道 的第一端口以及构成导向中空纤维膜的外壁面侧的通道的第二端口 。因此 无需单独设置用于将流体导入中空纤维膜的中空内部的手段。结果，除用 于容纳中空纤维膜的壳体外，无需再设置容器或头部。另外，中空纤维膜单元构造成自由地安置在壳体中或从壳体上取下；因此，当中空纤维膜单 元劣化时，仅需更换中空纤维膜单元即可。这样，壳体可被再利用。另夕卜， 没有粘合剂与壳体结合；因此，在选择壳体材料时无需对粘附性作任何考 虑。本专利技术与结合有粘合剂的任何情况相比，甚至对壳体的线膨胀系数作 少得多的考虑也足够了。密封固定部优选地配合在壳体的内周上以被固定。 同样优选地，壳体包括具有外向凸缘的体部和具有外向凸缘的罩盖， 密封固定部具有夹置在体部的外向凸缘和罩盖的外向凸缘之间的外向 凸缘，并且体部、密封固定部和罩盖的各外向凸缘通过螺钉相互固定。 优选地，壳体的形状大致为长方体形，在壳体的一对相对面中分别设有构成第一端口的入口和出口 ，另外在 壳体的不同于所迷设有第一端口的面的另一对相对面中分别设有构成第二端口的入口和出口。本专利技术的用于制造中空纤维膜组件的方法包括将多个中空纤维膜制成束并将该中空纤维膜束的端部装配在夹具上以 覆盖所述端部的步骤，将液态树脂材料灌注到所述夹具中的步骤，在所述树脂材料硬化后从所述夹具中取出所述中空纤维膜束的步骤， 将所述中空纤维膜束的硬化的树脂材料部分地切除从而形成中空纤维 膜单元的步骤，所述中空纤维膜单元具有用于使所述中空纤维膜相互密封 固定、同时使各个中空纤维膜的中空内部敞开的密封固定部，以及将所述中空纤维膜单元放入壳体中的步骤，在所述壳体内所述中空纤 维膜单元构造成自由地安置到该壳体中或从该壳体上取下，所述壳体具有 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空纤维膜组件，包括：中空纤维膜单元，该中空纤维膜单元具有多个中空纤维膜和用于密封固定所述中空纤维膜的两个端部以使所述中空纤维膜内的中空内部敞开的密封固定部，并且所述中空纤维膜单元构造成使所述密封固定部的外壁面暴露的状态，和　　　　用于容纳所述中空纤维膜单元的壳体，　　　　其中，所述壳体具有第一端口和第二端口，所述第一端口构成导向所述中空纤维膜的中空内部的通道，所述第二端口构成导向所述中空纤维膜的外壁面侧的通道，并且　　　　所述中空纤维膜单元构造成可安置在所述壳体中和从所述壳体上取下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林隆浩，
申请(专利权)人：NOK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]