CN113226507B - 脱气系统及其制造方法、液体的脱气方法、脱气单元、脱气模块、及天然资源的生产方法 - Google Patents

脱气系统及其制造方法、液体的脱气方法、脱气单元、脱气模块、及天然资源的生产方法 Download PDF

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Abstract

脱气系统具有：多个脱气单元，该多个脱气单元对液体进行脱气；以及圆筒状的壳体，其并列地收纳多个脱气单元。多个脱气单元各自均具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束是由多条中空纤维膜集束为圆筒状而成的；以及筒体，在该筒体中收纳有中空纤维膜束。壳体具有从外部供给液体的入口、向外部排出液体的出口以及壳体密封部，该壳体密封部借助多个脱气单元将壳体的内部空间划分为入口侧的上游侧区域和出口侧的下游侧区域。多个脱气单元构成为，根据距壳体的中心轴线的距离而使液体的压力损失不同。

Description

脱气系统及其制造方法、液体的脱气方法、脱气单元、脱气模 块、及天然资源的生产方法
技术领域
本发明的一个方面涉及多个脱气单元并列地收纳在壳体中的脱气系统、使用该脱气系统的液体的脱气方法、在该脱气系统中使用的脱气单元、在该脱气系统中使用的脱气模块、该脱气系统的制造方法以及天然资源的生产方法。
背景技术
以往公知一种使用中空纤维膜对液体进行脱气的脱气单元。另外，也公知一种为了应对大型化或大流量化而在壳体中收纳多个脱气单元的脱气系统(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4593719号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在将多个脱气单元并列地收纳在壳体中的情况下，一般认为在所有的脱气单元中流有相同的流量的液体。但是，本发明的发明人们通过研究得到了如下的见解，即，有时未必在所有的脱气单元中流经有相同的流量的液体。即，得到了如下的见解：根据距壳体的中心轴线的距离，在脱气单元中流动的液体的流量不同。脱气单元的脱气性能根据在脱气单元中流动的液体的流量而变化，因此推断，在各脱气单元中流动的液体的流量越不同，脱气系统整体的脱气性能越下降。
因此，本发明的一个方面的目的在于，提供能够减少在多个脱气单元中流动的液体的流量的偏离的脱气系统、使用该脱气系统的液体的脱气方法、在该脱气系统中使用的脱气单元、在该脱气系统中使用的脱气模块、该脱气系统的制造方法以及天然资源的生产方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方面的脱气系统具有：多个脱气单元，该多个脱气单元对液体进行脱气；以及壳体，其呈圆筒状，将多个脱气单元并列地收纳，多个脱气单元各自均具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束是由多条中空纤维膜集束为圆筒状而成的；以及筒体，在该筒体中收纳有中空纤维膜束，壳体具有从外部供给液体的入口、向外部排出液体的出口以及密封部，该密封部借助多个脱气单元将壳体的内部空间划分为入口侧的上游侧区域和出口侧的下游侧区域，多个脱气单元构成为，根据距壳体的中心轴线的距离而使液体的压力损失不同。
在该脱气系统中，在圆筒状的壳体中并列地收纳有多个脱气单元。在此，当在多个脱气单元中流动的液体的压力损失相同时，根据距壳体的中心轴线的距离，在脱气单元中流动的液体的流量不同。但是，在该脱气系统中，多个脱气单元构成为，根据距壳体的中心轴线的距离而使液体的压力损失不同。该压力损失的差起到抵消上述的流量的差的作用。由此，能够减少在多个脱气单元中流动的液体的流量的偏离。其结果是，例如，能够提高脱气系统整体的脱气性能。
也可以是，该脱气系统还具有抽吸管，该抽吸管与中空纤维膜的内侧连通并贯通壳体，以对中空纤维膜的内侧进行抽吸。在该脱气系统中，通过具有抽吸管，在脱气单元中能够对液体适宜地进行脱气，并且能够将脱气了的气体向壳体外部适宜地排出。
也可以是，多个脱气单元中的、从沿着中心轴线的方向观察时与入口重叠的脱气单元构成为，该脱气单元中的液体的压力损失比从沿着中心轴线的方向观察时不与入口重叠的脱气单元中的液体的压力损失大。从沿着中心轴线的方向观察时与入口重叠的脱气单元与从沿着中心轴线的方向观察时不与入口重叠的脱气单元相比，较强劲地受到来自入口的液体的供给压力，因此，液体容易流入。在该脱气系统中，从沿着中心轴线的方向观察时与入口重叠的脱气单元构成为，该脱气单元中的液体的压力损失比从沿着中心轴线的方向观察时不与入口重叠的脱气单元中的液体的压力损失大，因此，该压力损失的差起到抵消液体的供给压力的差的作用。其结果是，能够减少在这些脱气单元中流动的液体的流量的偏离。
另外，如上所述，在多个脱气单元中流动的液体的压力损失相同的情况下，具有如下的倾向，即，越远离壳体的中心轴线，在脱气单元中流动的液体的流量越少。但是，本发明的发明人们通过研究得到了如下的见解，即，在从壳体的内周面起直至向中心轴线侧去相当于脱气单元的外径的0.7倍的距离的位置为止的外侧区域中，上述的倾向反转。即，得到了如下的见解：在外侧区域中，具有如下倾向，即，越远离壳体的中心轴线，在脱气单元中流动的液体的流量越多。推测其原因在于，在外侧区域中，在壳体内流动的液体被壳体的内周面推回，从而在脱气单元中流动的液体的流量增加。
根据这样的见解，也可以是，在将从壳体的内周面起直至向中心轴线侧去相当于脱气单元的外径的0.7倍的距离的位置为止的区域设为外侧区域、并且将外侧区域的内侧的区域设为内侧区域的情况下，在内侧区域中，多个脱气单元具有内侧脱气单元和比内侧脱气单元远离中心轴线的外侧脱气单元，内侧脱气单元构成为，该内侧脱气单元中的液体的压力损失比外侧脱气单元中的液体的压力损失大。当在多个脱气单元中流动的液体的压力损失相同时，在内侧区域中，具有如下的倾向，即，越远离壳体的中心轴线，在脱气单元中流动的液体的流量越少。在该脱气系统中，内侧脱气单元构成为，该内侧脱气单元中的液体的压力损失比外侧脱气单元中的液体的压力损失大，因此，该压力损失的差起到抵消上述的流量的差的作用。其结果是，能够减少在内侧脱气单元和外侧脱气单元中流动的液体的流量的偏离。
另外，也可以是，在将从壳体的内周面起直至向中心轴线侧去相当于脱气单元的外径的0.7倍的距离的位置为止的区域设为外侧区域，将外侧区域的内侧的区域设为内侧区域，所有的脱气单元配置于内侧区域的情况下，多个脱气单元构成为，越靠近中心轴线的所述脱气单元的液体的压力损失越大。在该脱气系统中，在所有的脱气单元配置于内侧区域的情况下，多个脱气单元构成为，越靠近中心轴线的所述脱气单元的液体的压力损失越大，因此，能够适当地减少在多个脱气单元中流动的液体的流量的偏离。
另一方面，也可以是，在将从壳体的内周面起直至向中心轴线侧去相当于脱气单元的外径的0.7倍的距离的位置为止的区域设为外侧区域，将外侧区域的内侧的区域设为内侧区域，至少一个脱气单元配置于外侧区域，剩余的脱气单元配置于内侧区域的情况下，配置于内侧区域的脱气单元构成为，越靠近中心轴线的所述脱气单元的液体的压力损失越大。在该脱气系统中，在至少一个脱气单元配置于外侧区域并且剩余的脱气单元配置于内侧区域的情况下，配置于内侧区域的脱气单元构成为，越远离中心轴线的所述脱气单元的液体的压力损失越大，因此，在内侧区域中，能够适当地减少在脱气单元中流动的液体的流量的偏离。
在该情况下，也可以是，配置于外侧区域的脱气单元构成为，该脱气单元中的液体的压力损失比配置于内侧区域的脱气单元中的距外侧区域最近的脱气单元的液体的压力损失大。在该脱气系统中，配置于外侧区域的脱气单元构成为，该脱气单元中的液体的压力损失比配置于内侧区域的脱气单元中的距外侧区域最近的脱气单元中的液体的压力损失大，因此，在配置于内侧区域的脱气单元和配置于外侧区域的脱气单元之间，也能够适当地减少液体的流量的偏离。
脱气单元由多个脱气模块连结而成，多个脱气模块各自均具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束具有配置于供给液体的液体供给路的周围的多条中空纤维膜；以及筒体，该筒体收纳中空纤维膜束，在该筒体形成有用于排出液体的排出口，脱气单元具有连结供给管，该连结供给管将多个脱气模块的液体供给路以串联的方式连接，在该连结供给管的与多个脱气模块对应的位置形成有供液体经过的开口，以使液体并列地向多个脱气模块的中空纤维膜束供给。
本发明的一个方面的液体的脱气方法在上述的任意的脱气系统中，从入口向多个脱气单元供给液体，并且对多个脱气单元各自的多条中空纤维膜的内侧进行减压，从而对液体进行脱气。
本发明的一个方面的脱气单元为在上述的任意的脱气系统中使用的脱气单元，该脱气单元具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束是由多条中空纤维膜集束为圆筒状而成的；以及筒体，在该筒体中收纳有中空纤维膜束。
本发明的一个方面的脱气模块为在上述的脱气系统中使用的脱气模块，该脱气模块具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束具有配置于供给液体的液体供给路的周围的多条中空纤维膜；以及筒体，该筒体收纳中空纤维膜束，在该筒体形成有用于排出液体的排出口。
在本发明的一个方面的脱气系统的制造方法中，准备壳体、抽吸管以及多个脱气单元，该壳体收纳多个脱气单元，具有从外部供给液体的入口和向外部排出液体的出口，利用密封部将多个脱气单元固定于壳体，该密封部借助多个脱气单元将壳体的内部空间划分为入口侧的上游侧区域和出口侧的下游侧区域，根据距壳体的中心轴线的距离而使多个脱气单元的液体的压力损失不同。
在该情况下，也可以是，准备连结供给管和多个脱气模块，该多个脱气模块各自均具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束具有配置于供给液体的液体供给路的周围的多条中空纤维膜；以及筒体，该筒体收纳中空纤维膜束，在该筒体形成有用于排出液体的排出口，在该连结供给管形成有供液体经过的多个开口，将连结供给管向多个脱气模块的液体供给路插入，利用连结供给管将多个脱气模块的液体供给路以串联的方式连接，并且将多个开口配置于与多个脱气模块对应的位置，以使液体并列地向多个脱气模块的中空纤维膜束供给，从而制造脱气单元。
本发明的一个方面的天然资源的生产方法具有：脱气工序，在该工序中，在上述任意的脱气系统中，从入口向多个脱气单元供给液体，并且对多个脱气单元各自的多条中空纤维膜的内侧进行减压，从而对液体进行脱气；以及压入工序，在该工序中，将经脱气工序脱气后的液体向天然资源的开采现场压入。
发明的效果
根据本发明的一个方面，提供一种能够减少在多个脱气单元中流动的液体的流量的偏离的脱气系统。
附图说明
图1是实施方式的脱气系统的概略剖视图。
图2是图1所示的II－II线处的概略剖视图。
图3是用于说明脱气单元的一个例子的脱气系统的概略剖视图。
图4是用于说明脱气单元的一个例子的脱气系统的概略剖视图。
图5是图3或图4所示的V－V线处的概略剖视图。
图6是脱气单元的概略主视图。
图7是脱气单元的概略剖视图。
图8是中空纤维膜束的端部的概略剖视图。
图9是参考例的脱气系统的概略剖视图。
图10是表示各参考例的条件的表。
图11是表示参考例1～8的各列的脱气单元的流量的表。
图12是表示参考例1～4的各列的脱气单元的流量的图表。
图13是表示参考例2和参考例5的各列的脱气单元的流量的图表。
图14是表示参考例6～8的各列的脱气单元的流量的图表。
图15是用于说明壳体的外侧区域和内侧区域的图。
具体实施方式
以下，在基于附图进行说明时，对于相同的要素或者具有相同功能的类似的要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。
本实施方式的脱气系统是用于对液体进行脱气的系统。作为由脱气系统进行脱气的液体，例如举出水。如图1和图2所示，本实施方式的脱气系统1具有多个脱气单元2、收纳脱气单元2的壳体3、以及抽吸管4(参照图3～图5)。
[脱气单元]
脱气单元2例如既可以像图3所示的脱气单元2A那样由多个脱气模块5连结而构成，也可以像图4所示的脱气单元2B那样由一个脱气模块5构成。此外，图3所示的脱气单元2A和图4所示的脱气单元2B表示脱气单元2的一个例子。另外，在图3和图4中，为了容易看附图，仅示出多个脱气单元2中的一个脱气单元2，省略剩余的脱气单元2的图示。
如图6和图7所示，脱气模块5具有例如模块内管11、中空纤维膜束12以及模块容器(筒体)13。
模块内管11是在内周侧形成用于供给水等液体的液体供给路10的管。模块内管11例如形成为以直线状延伸的圆管状。在模块内管11形成有多个内管开口11a。内管开口11a用于使供给到模块内管11的液体供给路10的液体经过。内管开口11a的数量、位置、大小等没有特别限定。
中空纤维膜束12具有配置于模块内管11的周围的多条中空纤维膜14。因此，液体供给路10配置于中空纤维膜束12的内周侧。中空纤维膜束12例如通过使多条中空纤维膜14集束为圆筒状等筒状而构成。中空纤维膜14是气体可透过但液体不可透过的中空纤维状的膜。而且，中空纤维膜束12通过对中空纤维膜14的内侧进行减压而对从模块内管11的内管开口11a流出的液体进行脱气。
中空纤维膜14的材料为膜形状、膜形态等，没有特别限制。作为中空纤维膜14的材料，能够举出例如聚丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)等聚烯烃类树脂、聚二甲基硅氧烷及其共聚物等硅类树脂、PTFE、聚偏二氟乙烯等氟类树脂。作为中空纤维膜14的膜形状(侧壁的形状)，能够举出例如多孔膜、微多孔膜、不具有多孔的均质膜(非多孔膜)。作为中空纤维膜14的膜形态，能够举出例如膜整体的化学构造或物理构造均质的对称膜(均质膜)、膜的化学构造或物理构造因膜的部分而不同的非对称膜(非均质膜)。非对称膜(非均质膜)为具有非多孔的致密层和多孔质的膜。在该情况下，致密层也可以形成于膜的表层部分或多孔膜内部等膜中的某处。非均质膜也包括化学构造不同的复合膜、如3层构造那样的多层构造膜。
中空纤维膜束12例如能够由织物(未图示)形成，该织物是利用经纱将作为纬纱的多条中空纤维膜14纺织而成的。该织物也被称作中空纤维膜片，多条中空纤维膜14被织成帘状。该织物由例如每英寸30根～90根的中空纤维膜14构成。而且，该织物通过多条中空纤维膜14以沿模块内管11(液体供给路10)的轴线方向延伸的方式卷绕于模块内管11(液体供给路的周围)，能够构成圆筒状的中空纤维膜束12。
模块容器13为收纳中空纤维膜束12的容器。模块内管11与模块容器13之间的区域为利用中空纤维膜束12对液体进行脱气的脱气区域A。模块容器13例如形成为沿模块内管11(液体供给路10)的轴线方向延伸的圆筒状，其两端开口。在模块容器13形成有多个排出口13a。排出口13a用于将脱气区域A中的经过中空纤维膜束12的液体从模块容器13(脱气模块5)排出。排出口13a的数量、位置、大小等没有特别限定。
如图8所示，中空纤维膜束12的两侧的端部12a利用密封部15固定于模块内管11和模块容器13。
密封部15例如由树脂形成。作为密封部15所使用的树脂，能够举出例如环氧树脂、聚氨酯树脂、紫外线固化型树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂。密封部15填充在模块内管11与模块容器13之间的、除了中空纤维膜14的内侧之外的全部区域。即，密封部15填充在中空纤维膜14之间、中空纤维膜束12与模块内管11之间、中空纤维膜14与模块容器13之间，但未填充在中空纤维膜14的内侧。因此，中空纤维膜14的内侧从密封部15向脱气模块5的两端侧开放，能够从脱气模块5的两端侧抽吸中空纤维膜14的内侧。即，模块容器13的两端的开口为了能够抽吸中空纤维膜14的内侧来使之减压而成为使中空纤维膜14的内侧开放或暴露的吸气开口。
如图3和图5所示，由多个脱气模块5连结而构成的脱气单元2A具有例如将多个脱气模块5的液体供给路10以串联的方式连接起来的连结供给管6A。连结供给管6A为与多个脱气模块5相连接的1根较长的管，在其内周侧形成多个脱气模块5的液体供给路10。因此，多个脱气模块5在外观上利用连结供给管6以串联的方式连接。构成脱气单元2A的脱气模块5的数量没有特别限定，在以下的说明中，作为一个例子，对4个脱气模块5连结起来的结构进行说明。按照连结供给管6A中的液体的流动方向的顺序，将4个脱气模块5称作脱气模块5A、脱气模块5B、脱气模块5C、脱气模块5D。脱气模块5A为配置于最上游侧的脱气模块5，脱气模块5D为配置于最下游侧的脱气模块5。脱气单元2A例如在铅垂方向上竖立设置，以使液体在连结供给管6A中从下方向上方流动。在该情况下，配置于最上游侧的脱气模块5A配置于最下侧，配置于最下游侧的脱气模块5D配置于最上侧。
在连结供给管6A的上游端形成有向连结供给管6A供给液体的供给口6a。连结供给管6A的下游端被密封。形成多个脱气模块5的液体供给路10的连结供给管6A的内周侧从上游侧贯通至下游侧。因此，也可以在连结供给管6A(各脱气模块5的模块内管11)的内周侧配置成为液体的流动的阻力的构件，但未配置将连结供给管6A密封来阻挡液体的流动的构件。而且，从供给口6a供给的液体利用连结供给管6A以串联的方式向多个脱气模块5的液体供给路10供给。
在连结供给管6A的与多个脱气模块5对应的位置形成有供液体经过的开口6b，以使液体并列地向多个脱气模块5的中空纤维膜束12供给。因此，供给至连结供给管6A的供给口6a的液体从形成于与各脱气模块5对应的位置的开口6b向各脱气模块5的脱气区域A供给(流出)。由此，液体并列地向多个脱气模块5的中空纤维膜束12供给。
各脱气模块5和连结供给管6A既可以紧密接触，也可以分离。在各脱气模块5和连结供给管6A紧密接触的情况下，各脱气模块5的内管开口11a和连结供给管6A的开口6b形成于使它们至少在局部重叠的位置，从而能够从连结供给管6A向各脱气模块5的脱气区域A供给液体。另一方面，在各脱气模块5和连结供给管6A分离的情况下，在它们之间的空间形成有供液体流动的流路，因此，不论各脱气模块5的内管开口11a和连结供给管6A的开口6b的位置关系如何，都能够从连结供给管6A向各脱气模块5的脱气区域A供给液体。
如图4和图5所示，由一个脱气模块5构成的脱气单元2B具有例如贯穿脱气模块5的模块内管11并在其内周侧形成脱气模块5的液体供给路10的连结供给管6B。
在连结供给管6B的上游端形成有将液体向连结供给管6B供给的供给口6a。连结供给管6B的下游端被密封。形成脱气模块5的液体供给路10的连结供给管6B的内周侧从上游侧贯通至下游侧。因此，也可以在连结供给管6B(脱气模块5的模块内管11)的内周侧配置成为液体的流动的阻力的构件，但不配置将连结供给管6B密封来阻断液体的流动的构件。而且，从供给口6a供给的液体利用连结供给管6B向脱气模块5的液体供给路10供给。
在连结供给管6B形成有供液体经过的开口6b，以使液体向脱气模块5的中空纤维膜束12供给。因此，供给至连结供给管6B的供给口6a的液体从开口6b向脱气模块5的脱气区域A供给(流出)。由此，向脱气模块5的中空纤维膜束12供给液体。
脱气模块5和连结供给管6B既可以紧密接触，也可以分离。在脱气模块5和连结供给管6B紧密接触的情况下，脱气模块5的内管开口11a和连结供给管6B的开口6b形成于使它们至少在局部重叠的位置，从而能够从连结供给管6B向脱气模块5的脱气区域A供给液体。另一方面，在脱气模块5和连结供给管6B分离的情况下，在它们之间的空间形成有供液体流动的流路，因此，不论脱气模块5的内管开口11a和连结供给管6B的开口6b的位置关系如何，都能够从连结供给管6B向脱气模块5的脱气区域A供给液体。
此外，除了特别区分说明的情况之外，将连结供给管6A和连结供给管6B统称为连结供给管6。另外，在脱气单元2B中，也可以是不设置连结供给管6B而由模块内管11兼作为连结供给管6B的结构。在该情况下，例如，在模块内管11的上游端形成有将液体向模块内管11供给的供给口，模块内管11的下游端被密封。
[壳体]
如图1～图5所示，壳体3形成为圆筒状。壳体3将多个脱气单元2并列地收纳，以使多个脱气单元2与壳体3的中心轴线L平行地配置。
入口3a例如形成于壳体3的下端部。入口3a与各脱气单元2的供给口6a连通。因此，从入口3a供给的液体从各脱气单元2的供给口6a向各脱气单元2的液体供给路10供给。
出口3b例如形成于壳体3的上端部。出口3b与各脱气单元2的排出口13a连通。因此，从各脱气单元2的排出口13a排出的液体从壳体3的出口3b排出。
在壳体3设有壳体密封部(密封部)7和脱气单元支承部8。
壳体密封部7将连结供给管6(连结供给管6A或连结供给管6B)的上游端部(下端部)固定于壳体3的内周面。另外，壳体密封部7借助多个脱气单元2将壳体3的内部空间划分为入口3a侧的上游侧区域B和出口3b侧的下游侧区域C。作为壳体密封部7，使用例如不锈钢等金属、纤维强化树脂(FRP)、内衬有铁等金属的树脂。
壳体密封部7填充于连结供给管6与壳体3之间的、除了连结供给管6的内侧之外的全部区域。即，壳体密封部7填充于连结供给管6与壳体3之间，未填充于连结供给管6的内侧。因此，连结供给管6的内侧从供给口6a向上游侧区域B开放。并且，从入口3a供给到上游侧区域B的液体仅从供给口6a向连结供给管6的内侧供给，并且从开口6b和内管开口11a向脱气模块5的脱气区域A供给。
另外，壳体密封部7在流经连结供给管6中的液体的流动方向上，配置于比全部的排出口13a靠上游侧的位置。因此，模块容器13的内侧从排出口13a向下游侧区域C开放。并且，从开口6b和内管开口11a供给到脱气区域A的液体仅从排出口13a向下游侧区域C排出，进一步从出口3b向壳体3外排出。
脱气单元支承部8固定于脱气单元2的下游端部(上端部)和壳体3，支承脱气单元2的下游端部。脱气单元支承部8例如形成为从脱气单元2向壳体3延伸的棒状，而不是将脱气单元2与壳体3之间密封的结构。因此，从排出口13a向下游侧区域C排出的液体不被脱气单元支承部8阻碍地从出口3b向壳体3外排出。
壳体3的内径没有特别限定，例如优选为400mm以上且1800mm以下，更优选为600mm以上且1650mm以下，进一步优选为470mm以上且800mm以下。
脱气单元2的直径没有特别限定，例如优选为114mm以上且318mm以下，更优选为125mm以上且216mm以下，进一步优选为160mm以上且170mm以下。此外，脱气单元2的直径指模块容器13的直径。
收纳在壳体3中的脱气单元2的数量没有特别限定，从确保脱气系统1的设置性并且能够实现大流量化的观点来看，例如优选为50个以上且200个以下，更优选为76个以上且180个以下，进一步优选为150个以上且160个以下。
向壳体3供给的液体的流量没有特别限定，从能够提高脱气单元2的脱气效率的观点来看，例如优选为150m3/h以上且1200m3/h以下，更优选为200m3/h以上且1000m3/h以下，进一步优选为450m3/h以上且960m3/h以下。
液体在壳体3中的理想滞留时间没有特别限定，从抑制壳体3变得过大并且能够实现大流量化的观点来看，例如优选为7秒以上且35秒以下，更优选为17秒以上且28秒以下，进一步优选为20秒以上且22秒以下。此外，液体在壳体3中的理想滞留时间指壳体3的容积Vm3除以液体的流量Qm3/h得到的值(V/Q)。
液体在上游侧区域B中的理想滞留时间没有特别限定，从抑制脱气系统1变得过大并且向各脱气单元2适当地供给液体的观点来看，例如优选为3秒以上且12秒以下，更优选为4秒以上且8秒以下，进一步优选为5秒以上且6秒以下。此外，液体在上游侧区域B中的理想滞留时间指上游侧区域B的容积Vm3除以液体的流量Qm3/h得到的值(V/Q)。
[抽吸管]
抽吸管4与中空纤维膜14的内侧连通，以对中空纤维膜14的内侧进行抽吸(抽真空)。另外，抽吸管4贯通壳体3且延伸至壳体3的外部，以便利用设于壳体3的外部的真空泵等抽吸泵进行抽吸。如上所述，中空纤维膜14的内侧从密封部15向脱气模块5的两端侧开放。因此，抽吸管4与脱气模块5的供中空纤维膜14的内侧开放的两端相连接。由此，通过对抽吸管4进行抽吸，能够从脱气模块5的两端侧抽吸中空纤维膜14的内侧。
另外，在图3所示的脱气单元2A中，多个脱气模块5在外观上利用连结供给管6以串联的方式连接，因此，在沿着连结供给管6彼此相邻的脱气模块5之间，对象侧的端面相对地配置。因此，也可以在该相对端面连接一个抽吸管4。
此外，抽吸管4既可以针对多个脱气单元2分别设置，也可以针对多个脱气单元2设置一个。另外，如图3所示的脱气单元2A那样，在一个脱气单元2由多个脱气模块5构成的情况下，既可以针对多个脱气模块5分别连接抽吸管4，也可以针对多个脱气模块5连接一个抽吸管4。另外，在图3所示的脱气单元2A中，由于多个脱气模块5在外观上利用连结供给管6以串联的方式连接，因此，在沿着连结供给管6彼此相邻的脱气模块5之间，对象侧的端面相对地配置。因此，也可以在该相对端面连接一个抽吸管4。
[脱气方法]
接下来，说明利用脱气系统1进行的液体的脱气方法。
首先，从壳体3的入口3a向壳体3的上游侧区域B供给水等液体。于是，供给到上游侧区域B的液体从供给口6a向连结供给管6供给，经过连结供给管6的开口6b和脱气模块5的内管开口11a向脱气模块5的脱气区域A供给。由此，液体向脱气模块5的中空纤维膜束12供给。在脱气区域A中，从内管开口11a供给的液体经过中空纤维膜束12中的多条中空纤维膜14之间之后，从排出口13a排出。此时，对抽吸管4进行抽吸来对多条中空纤维膜14的内侧进行减压，从而经过多条中空纤维膜14之间的液体的溶解气体、气泡等会被脱气。然后，脱气后的液体从排出口13a向下游侧区域C排出，进一步从出口3b向壳体3的外部排出。
[流量的解析]
在此，如图9所示，本发明的发明人们对于在壳体23中并列地收纳有39个脱气单元22的参考例1～8的脱气系统21，解析了在各脱气单元22中流动的液体的流量。此外，在图9中，仅示出了脱气单元22的一半。如图3所示的脱气单元2A那样，各脱气单元22设为由4个脱气模块连结而构成的结构，所有的脱气单元22设为相同的结构。
在脱气系统21中，将多个脱气单元22从壳体23的中心轴线朝向壳体23的内周面侧配置4列。具体而言，将配置于最中心侧的脱气单元22设为第1列脱气单元22A。将配置于第1列脱气单元22A的外周侧的脱气单元22设为第2列脱气单元22B。将配置于第2列脱气单元22B的外周侧的脱气单元22设为第3列脱气单元22C。将配置于第3列脱气单元22C的外周侧并且配置于最外周侧的脱气单元22设为第4列脱气单元22D。第1列脱气单元22A由配置于壳体23的中心轴线上的1个脱气单元22构成。第2列脱气单元22B以包围第1列脱气单元22A的方式由6个脱气单元22构成。第3列脱气单元22C以包围第2列脱气单元22B的方式由13个脱气单元22构成。第4列脱气单元22D以包围第3列脱气单元22C的方式由19个脱气单元22构成。
解析软件使用了ANSYS Fleunt Ver.19.0。液体以海水为模型，将密度设为1025.5kg/m3，将粘度设为0.001164Pa·s。中空纤维膜束以多孔质(有压力阻力的流路)为模型，根据一个脱气模块的解析值，将压力系数设为1.9×1010。在求压力系数的解析中，使用了DIC株式会社制的EF－040P。
(参考例1)
如图9和图10所示，在参考例1的脱气系统21中，将壳体23的内径设为1645mm，将脱气单元22的外径D1设为163mm，将从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2设为200mm。从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2指从多个脱气单元22的外接圆至壳体23的内周面的最短距离。距离D2为脱气单元22的外径D1的约1.23倍。换言之，距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)约为1.23。另外，将壳体23的入口3a的直径设为350mm，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时，整个第1列脱气单元22A与入口3a重叠，第2列脱气单元22B的局部与入口3a重叠，第3列脱气单元22C和第4列脱气单元22D完全不与入口3a重叠。另外，将向脱气系统21供给的液体的总流量设为663m3/h，将液体在壳体23的上游侧区域B(参照图1)中的理想滞留时间设为5.1秒。
(参考例2)
如图9和图10所示，在参考例2的脱气系统21中，将壳体23的内径设为1607mm，将脱气单元22的外径D1设为163mm，将从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2设为182mm。距离D2为脱气单元22的外径D1的约1.12倍。换言之，距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)约为1.12。另外，将壳体23的入口3a的直径设为350mm，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时，整个第1列脱气单元22A与入口3a重叠，第2列脱气单元22B的局部与入口3a重叠，第3列脱气单元22C和第4列脱气单元22D完全不与入口3a重叠。另外，将向脱气系统21供给的液体的总流量设为663m3/h，将液体在壳体23的上游侧区域B中的理想滞留时间设为4.7秒。
(参考例3)
如图9和图10所示，在参考例3的脱气系统21中，将壳体23的内径设为1405mm，将脱气单元22的外径D1设为163mm，将从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2设为81mm。距离D2为脱气单元22的外径D1的约0.50倍。换言之，距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)约为0.50。另外，将壳体23的入口3a的直径设为350mm，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时，整个第1列脱气单元22A与入口3a重叠，第2列脱气单元22B的局部与入口3a重叠，第3列脱气单元22C和第4列脱气单元22D完全不与入口3a重叠。另外，将向脱气系统21供给的液体的总流量设为663m3/h，将液体在壳体23的上游侧区域B中的理想滞留时间设为3.7秒。
(参考例4)
如图9和图10所示，在参考例4的脱气系统21中，将壳体23的内径设为1270mm，将脱气单元22的外径D1设为163mm，将从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2设为28.5mm。距离D2为脱气单元22的外径D1的约0.17倍。换言之，距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)约为0.17。另外，将壳体23的入口3a的直径设为350mm，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时，整个第1列脱气单元22A与入口3a重叠，第2列脱气单元22B的局部与入口3a重叠，第3列脱气单元22C和第4列脱气单元22D完全不与入口3a重叠。另外，将向脱气系统21供给的液体的总流量设为663m3/h，将液体在壳体23的上游侧区域B中的理想滞留时间设为3.0秒。
(参考例5)
如图9和图10所示，在参考例5的脱气系统21中，将壳体23的内径设为1645mm，将脱气单元22的外径D1设为163mm，将从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2设为200mm。距离D2为脱气单元22的外径D1的约1.23倍。换言之，距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)约为1.23。另外，将壳体23的入口3a的直径设为420mm，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时，整个第1列脱气单元22A和整个第2列脱气单元22B与入口3a重叠，第3列脱气单元22C和第4列脱气单元22D完全不与入口3a重叠。另外，将向脱气系统21供给的液体的总流量设为663m3/h，将液体在壳体23的上游侧区域B中的理想滞留时间设为5.1秒。
(参考例6)
如图9和图10所示，在参考例6的脱气系统21中，将壳体23的内径设为1645mm，将脱气单元22的外径D1设为163mm，将从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2设为200mm。距离D2为脱气单元22的外径D1的约1.23倍。换言之，距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)约为1.23。另外，将壳体23的入口3a的直径设为350mm，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时，整个第1列脱气单元22A与入口3a重叠，第2列脱气单元22B的局部与入口3a重叠，第3列脱气单元22C和第4列脱气单元22D完全不与入口3a重叠。另外，将向脱气系统21供给的液体的总流量设为663m3/h，将液体在壳体23的上游侧区域B中的理想滞留时间设为3.4秒。参考例6的上游侧区域B的理想滞留时间为参考例2的上游侧区域B的理想滞留时间的0.72倍。换言之，参考例6的上游侧区域B的理想滞留时间T6相对于参考例2的上游侧区域B的理想滞留时间T2的比例(T6/T2)为0.72。
(参考例7)
如图9和图10所示，在参考例7的脱气系统21中，将壳体23的内径设为1645mm，将脱气单元22的外径D1设为163mm，将从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2设为200mm。距离D2为脱气单元22的外径D1的约1.23倍。换言之，距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)约为1.23。另外，将壳体23的入口3a的直径设为350mm，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时，整个第1列脱气单元22A与入口3a重叠，第2列脱气单元22B的局部与入口3a重叠，第3列脱气单元22C和第4列脱气单元22D完全不与入口3a重叠。另外，将向脱气系统21供给的液体的总流量设为663m3/h，将液体在壳体23的上游侧区域B中的理想滞留时间设为8.3秒。参考例7的上游侧区域B的理想滞留时间为参考例2的上游侧区域B的理想滞留时间的1.77倍。换言之，参考例7的上游侧区域B的理想滞留时间T7相对于参考例2的上游侧区域B的理想滞留时间T2的比例(T7/T2)为1.77。
(参考例8)
如图9和图10所示，在参考例8的脱气系统21中，将壳体23的内径设为1645mm，将脱气单元22的外径D1设为163mm，将从多个脱气单元22至壳体23的内周面的距离D2设为200mm。距离D2为脱气单元22的外径D1的约1.23倍。换言之，距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)约为1.23。另外，将壳体23的入口3a的直径设为350mm，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时，整个第1列脱气单元22A与入口3a重叠，第2列脱气单元22B的局部与入口3a重叠，第3列脱气单元22C和第4列脱气单元22D完全不与入口3a重叠。另外，将向脱气系统21供给的液体的总流量设为663m3/h，将液体在壳体23的上游侧区域B中的理想滞留时间设为11.5秒。参考例8的上游侧区域B的理想滞留时间为参考例2的上游侧区域B的理想滞留时间的2.45倍。换言之，参考例8的上游侧区域B的理想滞留时间T8相对于参考例2的上游侧区域B的理想滞留时间T2的比例(T8/T2)为2.45。
(解析结果和考察)
在图11中示出参考例1～8的各列的脱气单元22的流量。此外，第2列脱气单元22B的流量、第3列脱气单元22C的流量以及第4列脱气单元22D的流量设为配置于各列的所有的脱气单元22的流量的平均值。
(考察1)
图12是表示在参考例1～4中各列的脱气单元22的流量与距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)的关系的图表。如图12所示，整体上有如下倾向，即，越靠近壳体23的中心轴线，脱气单元22的流量越大，越远离壳体23的中心轴线，脱气单元22的流量越小。
因此能够推测出，通过设为越靠近壳体23的中心轴线，在脱气单元22中流动的液体的压力损失越大，能够减少在各脱气单元22中流动的液体的流量的偏离。
另一方面，在参考例3和参考例4中，第3列脱气单元22C的流量和第4列脱气单元22D的流量的大小关系反转。即，在参考例3和参考例4中，第4列脱气单元22D的流量大于第3列脱气单元22C的流量。观察将参考例1～4的各列的脱气单元22的流量连接起来的线可知，第3列脱气单元22C的流量和第4列脱气单元22D的流量的大小关系以距离D2相对于脱气单元22的外径D1的比例(D2/D1)变成0.7为界而反转。
根据该结果，得到如下的见解：虽然具有越远离壳体23的中心轴线，在脱气单元22中流动的液体的流量越少的倾向，但是，在从壳体23的内周面起直至向中心轴线侧去相当于脱气单元22的外径D1的0.7倍或0.5倍的距离的位置为止的外侧区域中，上述的倾向反转。即，得到如下的见解：具有如下倾向，即，与内侧区域相比，在外侧区域中在脱气单元22中流动的液体的流量较多。另外，得到如下的见解：具有如下倾向，即，在外侧区域中，越远离壳体23的中心轴线(越靠近壳体23的内周面)，在脱气单元22中流动的液体的流量越多。推测其原因在于，在外侧区域中，在壳体23内流动的液体被壳体23的内周面推回，从而在脱气单元22中流动的液体的流量增加。
因此推测出，在配置于外侧区域16的脱气单元2中，将液体的压力损失设为大于配置于内侧区域17的脱气单元2中的距外侧区域16最近的脱气单元2中的液体的压力损失，从而能够减少在各脱气单元22中流动的液体的流量的偏离。另外推测出，在外侧区域中，设为越远离壳体23的中心轴线，在脱气单元22中流动的液体的压力损失越大，从而能够减少在各脱气单元22中流动的液体的流量的偏离。
(考察2)
图13是表示在参考例2和参考例5中各列与脱气单元22的流量的关系的图表。如图10所示，在参考例2和参考例5中，从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时的、脱气单元22与入口3a的重叠情况不同。但是，如图13所示，在参考例2和参考例5的任一者中，如下的倾向都没有发生变化，即，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时与入口3a重叠的脱气单元22的流量比在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时不与入口3a重叠的脱气单元22的流量大。
根据该结果，可以得到如下的见解，即，不论从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时的、脱气单元22与入口3a的重叠情况如何不同，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时与入口3a重叠的脱气单元22的流量比在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时不与入口3a重叠的脱气单元22的流量大。
因此推测出，不论从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时的、脱气单元22与入口3a的重叠情况如何不同，在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时与入口3a重叠的脱气单元22的液体的压力损失设为比在从沿着壳体23的中心轴线的方向观察时不与入口3a重叠的脱气单元22的液体的压力损失大，能够减少在各脱气单元22中流动的液体的流量的偏离。
(考察3)
图14是表示在参考例6～8中各列的脱气单元22的流量与壳体23的上游侧区域B的理想滞留时间的关系的图表。如图14所示，在参考例6～8中，壳体23的上游侧区域B的理想滞留时间不同。但是，在参考例6～8的任一者中，如下的倾向都没有发生变化，即，越靠近壳体23的中心轴线，在脱气单元22中流动的液体的流量越大。
根据该结果，可以得到如下的见解：不论壳体23的上游侧区域B的理想滞留时间如何不同，越靠近壳体23的中心轴线，在脱气单元22中流动的液体的流量越大。
因此推测出，不论壳体23的上游侧区域B的理想滞留时间如何不同，越靠近壳体23的中心轴线，越加大在脱气单元22中流动的液体的压力损失，从而能够减少在各脱气单元22中流动的液体的流量的偏离。
[各脱气单元的压力损失]
鉴于上述的参考例的解析结果和考察，在本实施方式中，使多个脱气单元2构成为，根据距壳体3的中心轴线L的距离而使液体的压力损失不同，从而能够减少在各脱气单元22中流动的液体的流量的偏离，能够提高脱气系统1整体的脱气性能。
具体地进行说明的话，多个脱气单元2中的、从沿着中心轴线L的方向观察时与入口3a重叠的脱气单元2也可以构成为，该脱气单元2中的液体的压力损失比从沿着中心轴线L的方向观察时不与入口3a重叠的脱气单元2的液体的压力损失大(参照参考例2、5以及图13)。此外，在本说明书中，压力损失指在脱气单元2中流动的液体的压力损失。
在此，如图15所示，将从壳体3的内周面3c起直至向中心轴线L侧去预定距离D的位置为止的区域设为外侧区域16，将外侧区域16的内侧的区域设为内侧区域17。该预定距离D为在多个脱气单元2的压力损失相同的情况下脱气单元2的流量的大小关系反转的距离。作为该预定距离，根据上述的考察1，既可以设为脱气单元2的外径D1的0.7倍，也可以设为脱气单元2的外径D1的0.5倍。
在该情况下，也可以构成为，多个脱气单元2在内侧区域17中具有任意一个脱气单元2即内侧脱气单元和比内侧脱气单元远离中心轴线L的脱气单元2即外侧脱气单元，内侧脱气单元的液体的压力损失比外侧脱气单元的液体的压力损失大(参照参考例1～4以及图12)。例如，在全部的脱气模块配置于内侧区域17并且将第1列脱气单元2A设为内侧脱气模块的情况下，第2列脱气单元2B、第3列脱气单元2C以及第4列脱气单元2D中的任意一个成为外侧脱气模块。在内侧区域17中，多个脱气单元2中的、任意两个脱气单元2的压力损失满足上述的关系即可。例如，在壳体3的径向上相邻的脱气单元2的压力损失也可以相同(实际上相同)。压力损失相同的意思为，也包含因制造误差等使得该压力损失例如为30％左右的差异的情况。
另外，在所有的脱气单元2配置于内侧区域17的情况下，多个脱气单元2也可以构成为，越靠近中心轴线L的所述脱气单元2的液体的压力损失越大。
另一方面，在至少一个脱气单元2配置于外侧区域16并且剩余的脱气单元2配置于内侧区域17的情况下，配置于内侧区域17的脱气单元2也可以构成为，越靠近中心轴线L的所述脱气单元2的液体的压力损失越大。在该情况下，配置于外侧区域16的脱气单元2也可以构成为，该脱气单元2中的液体的压力损失比配置于内侧区域17的脱气单元2中的距外侧区域16最近的脱气单元2的液体的压力损失大。另外，配置于外侧区域16的脱气单元2也可以构成为，越远离壳体23的中心轴线L的所述脱气单元2的液体的压力损失越大。
在脱气单元2中流动的液体的压力损失例如能够通过利用压力计等测量供给口6a(参照图3和图4)的液体的压力和脱气单元2的排出口13a(参照图3和图4)的液体的压力并计算它们的差来求得。
在此，各脱气单元2中的液体的压力损失例如是[1]液体供给路10(连结供给管6)中的液体的压力损失、[2]连结供给管6的开口6b处的液体的压力损失、[3]模块内管11的内管开口11a处的液体的压力损失、[4]中空纤维膜束12处的液体的压力损失以及[5]模块容器13的排出口13a处的液体的压力损失的总和。因此，例如通过调整它们中的一部分或全部，即，通过调整这些中的至少一个，能够调整各脱气单元2中的液体的压力损失。
[1]例如，通过缩小连结供给管6的内径，能够增大液体供给路10中的液体的压力损失。在该情况下，例如也可以是，作为连结供给管6，使用内径从上游侧朝向下游侧以锥状变窄的连结供给管或者内径从上游侧朝向下游侧阶梯式地变狭的连结供给管，从而缩小连结供给管6的内径。
[2]例如，通过减小连结供给管6的开口6b的总面积、减少连结供给管6的开口6b的数量、或者减小连结供给管6的开口6b的大小，能够增大连结供给管6的开口6b处的液体的压力损失。
[3]例如，通过减小脱气模块5的内管开口11a的总面积、减少脱气模块5的内管开口11a的数量、或者减小脱气模块5的内管开口11a的大小，能够增大模块内管11的内管开口11a处的液体的压力损失。
[4]例如，通过提高脱气模块5中的多条中空纤维膜14的密度，能够增大中空纤维膜束12的液体的压力损失。详细地进行说明的话，若提高多条中空纤维膜14的密度，则多条中空纤维膜14之间的间隙缩窄，液体相对于中空纤维膜束12的经过阻力变大。由此，中空纤维膜束12的液体的压力损失变大。
另外，例如，通过加厚脱气模块5中的中空纤维膜束12的厚度，能够增大中空纤维膜束12的液体的压力损失。详细地进行说明的话，若加厚中空纤维膜束12的厚度，则液体相对于中空纤维膜束12的经过阻力变大。由此，中空纤维膜束12的液体的压力损失变大。
另外，在中空纤维膜束12是利用经纱将作为纬纱的多条中空纤维膜14纺织成的织物卷绕于模块内管11(液体供给路10的周围)而成的情况下，例如，通过提高脱气模块5中的织物的卷绕压力，能够增大中空纤维膜束12的液体的压力损失。详细地进行说明的话，若提高卷绕物的卷绕压力，则多条中空纤维膜14之间的间隙缩窄，液体相对于中空纤维膜束12的经过阻力变大。由此，中空纤维膜束12的液体的压力损失变大。在该情况下，也可以是，织物以多条中空纤维膜14沿模块内管11(液体供给路10)的轴线方向延伸的方式卷绕于模块内管11(液体供给路10的周围)。
同样地，在中空纤维膜束12是利用经纱将作为纬纱的多条中空纤维膜14纺织成的织物以多条中空纤维膜14沿模块内管11(液体供给路10)的轴线方向延伸的方式卷绕于模块内管11(液体供给路10的周围)而成的情况下，例如，通过加长脱气模块5中的经纱的间距，能够增大中空纤维膜束12的液体的压力损失。详细地进行说明的话，当使织物卷绕于模块内管11时，外周侧的中空纤维膜14欲进入内周侧的相邻的中空纤维膜14之间。在该情况下，当脱气模块5中的经纱的间距较短时，外周侧的中空纤维膜14由于内周侧的经纱所支承的间隔变窄，因此，不易进入内周侧的相邻的中空纤维膜14之间。其结果是，中空纤维膜14的密度降低。由此，中空纤维膜束12的液体的压力损失变小。另一方面，当脱气模块5中的经纱的间距较长时，外周侧的中空纤维膜14由于内周侧的经纱所支承的间隔较长，因此，容易进入内周侧的相邻的中空纤维膜14之间。其结果是，中空纤维膜14的密度变高。由此，中空纤维膜束12的液体的压力损失变大。
另外，例如，通过增大脱气模块5中的中空纤维膜14的外径，能够增大中空纤维膜束12的液体的压力损失。详细地进行说明的话，例如，在中空纤维膜14的数量相同的情况下，若增大中空纤维膜14的外径，则中空纤维膜14之间的间隙缩窄，液体相对于中空纤维膜束12的经过阻力变大。由此，中空纤维膜束12的液体的压力损失变大。
另外，例如，通过提高脱气模块5中的中空纤维膜14的亲水性，能够增大中空纤维膜束12的液体的压力损失。详细地进行说明的话，若中空纤维膜14的亲水性提高，则液体相对于中空纤维膜14的接触阻力变大。由此，中空纤维膜束12的液体的压力损失变大。
[5]例如，通过减小脱气模块5的排出口13a的总面积、减少脱气模块5的排出口13a的数量、或者减小脱气模块5的排出口13a的大小，能够增大模块容器13的排出口13a处的液体的压力损失。
如以上说明的那样，在本实施方式的脱气系统1中，在圆筒状的壳体3中并列地收纳有多个脱气单元2。在此，当在多个脱气单元2中流动的液体的压力损失相同时，根据距壳体3的中心轴线L的距离，在脱气单元2中流动的液体的流量不同。但是，在该脱气系统1中，多个脱气单元2构成为，根据距壳体3的中心轴线L的距离而液体的压力损失不同。该压力损失的差起到抵消上述的流量的差的作用。由此，能够减少在多个脱气单元2中流动的液体的流量的偏离。其结果是，例如，能够提高脱气系统1整体的脱气性能。
另外，通过具有抽吸管4，能够在脱气单元2中适宜地对液体进行脱气，并且能够将进行了脱气的气体适宜地向壳体3外部排出。
从沿着中心轴线L的方向观察时与入口3a重叠的脱气单元2与从沿着中心轴线L的方向观察时不与入口3a重叠的脱气单元2相比，较强劲地受到来自入口3a的液体的供给压力，因此，液体容易流入。因此，从沿着中心轴线L的方向观察时与入口3a重叠的脱气单元2构成为，该脱气单元2中的液体的压力损失比从沿着中心轴线L的方向观察时不与入口3a重叠的脱气单元2中的液体的压力损失大，从而该压力损失的差起到抵消液体的供给压力的差的作用。由此，能够减少在这些脱气单元2中流动的液体的流量的偏离。
但是，如上所述，当在多个脱气单元2中流动的液体的压力损失相同时，具有如下倾向，即，越远离壳体3的中心轴线L，在脱气单元2中流动的液体的流量越少。但是，在从壳体3的内周面起直至向中心轴线侧去预定距离D的位置为止的外侧区域中，上述的倾向反转。
因此，内侧脱气单元构成为，该内侧脱气单元中的液体的压力损失比外侧脱气单元中的液体的压力损失大，从而该压力损失的差起到抵消上述的流量的差的作用。由此，能够减少在内侧脱气单元和外侧脱气单元中流动的液体的流量的偏离。
另外，在所有的脱气单元2配置于内侧区域17的情况下，多个脱气单元2构成为，越靠近中心轴线L的所述脱气单元的液体的压力损失越大，从而能够适当地减少在多个脱气单元2中流动的液体的流量的偏离。
另一方面，在至少一个脱气单元2配置于外侧区域16并且剩余的脱气单元2配置于内侧区域17的情况下，配置于内侧区域17的脱气单元2构成为，越靠近中心轴线L的所述脱气单元2的液体的压力损失越大，从而在内侧区域17中能够适当地减少在脱气单元2中流动的液体的流量的偏离。
在该情况下，配置于外侧区域16的脱气单元2构成为，该脱气单元2中的液体的压力损失比配置于内侧区域17的脱气单元2中的距外侧区域16最近的脱气单元2的液体的压力损失大，从而在配置于内侧区域17的脱气单元2和配置于外侧区域16的脱气单元2之间也能够适当地减少液体的流量的偏离。
[脱气系统的制造方法]
接下来，说明脱气系统1的制造方法。
如图3所示的脱气单元2A那样，在一个脱气单元2由多个脱气模块5构成的情况下，首先，准备多个脱气模块5和连结供给管6。接下来，将连结供给管6向多个脱气模块5的液体供给路10插入。然后，利用连结供给管6将多个脱气模块5的液体供给路10以串联的方式连接。另外，将连结供给管6的多个开口6b配置于与多个脱气模块5对应的位置，以使液体并列地向多个脱气模块5的中空纤维膜束12供给。由此，制成一个脱气单元2。此外，如图4所示的脱气单元2B那样，在一个脱气单元2由一个脱气模块5构成的情况下，不需要这样的步骤。
准备多个脱气单元2、壳体3以及抽吸管4，该壳体3收纳多个脱气单元2，并具有从外部供给液体的入口3a和向外部排出液体的出口3b。接下来，利用壳体密封部7将多个脱气单元2固定于壳体3，该壳体密封部7借助多个脱气单元2将壳体3的内部空间划分为入口3a侧的上游侧区域B和出口3b侧的下游侧区域C。另外，以抽吸管4贯通壳体3而与脱气模块5的供中空纤维膜14的内侧开放的两端相连接的方式设置抽吸管4。而且，根据距壳体3的中心轴线L的距离而使多个脱气单元2的液体的压力损失不同。这样的液体的压力损失的设定能够通过上述的各种方法来进行。
以上说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，具体地说明了脱气单元的结构，但作为脱气单元，也能够使用各种结构的脱气单元。另外，在上述实施方式中，作为各脱气模块具有模块内管的结构进行了说明，但也可以不具有这样的模块内管。在该情况下，例如，各脱气模块的中空纤维膜束(织物)直接卷绕于连结供给管。
另外，作为本发明的脱气系统的使用方法和利用方法，没有特别限定，能够在例如喷钻法、原地溶浸法(ISL)、水攻法等用于生产天然资源的技术领域中使用。具体而言，也可以在如下的天然资源的生产方法中使用。即，该天然资源的生产方法具有：脱气工序，在该工序中，在本发明的脱气系统中，从入口向多个脱气单元供给液体，并且对多个脱气模块各自的多条中空纤维膜的内侧进行减压，从而对液体进行脱气；以及压入工序，在该工序中，将在脱气工序中脱气了的液体向天然资源的开采现场压入。在此，作为天然资源，能够举出例如铜、铀等金属矿物、原油、天然气、页岩油、页岩气等燃料矿物。作为液体，能够举出例如水。此外，在天然资源为燃料矿物的情况下，作为液体，能够举出例如海水、伴生水、压裂流体。伴生水为生产天然资源时生成的水。本发明所使用的脱气单元既能够在预先将多个脱气模块连结起来进行制造之后向使用场所移送，另外，也能够将单个地输送的脱气模块在本发明的脱气系统的使用场所连结起来而制造。万一任意的脱气模块或脱气单元产生不良的情况下，仅更换相应的脱气模块或脱气单元即可，制造时进行移送的情况下的操作性、使用中的维护性较为优异。因此，例如也适合在天然资源的开采现场使用。
附图标记说明
1、脱气系统；2、2A、2B、2C、2D、脱气单元；3、壳体；3a、入口；3b、出口；3c、内周面；4、抽吸管；5、5A、5B、5C、5D、脱气模块；6、6A、6B、连结供给管；6a、供给口；6b、开口；7、壳体密封部(密封部)；8、脱气单元支承部；10、液体供给路；11、模块内管；11a、内管开口；12、中空纤维膜束；12a、端部；13、模块容器(筒体)；13a、排出口；14、中空纤维膜；15、密封部；16、外侧区域；17、内侧区域；21、脱气系统；22、22A、22B、22C、22D、脱气单元；23、壳体；A、脱气区域；B、上游侧区域；C、下游侧区域；L、中心轴线。

Claims (12)

1.一种脱气系统，其中，
该脱气系统具有：
多个脱气单元，该多个脱气单元对液体进行脱气；以及
壳体，其呈圆筒状，将所述多个脱气单元并列地收纳，
所述多个脱气单元各自均具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束是由多条中空纤维膜集束为圆筒状而成的；以及筒体，在该筒体中收纳有所述中空纤维膜束，
所述壳体具有从外部供给所述液体的入口、向外部排出所述液体的出口以及密封部，该密封部借助所述多个脱气单元将所述壳体的内部空间划分为所述入口侧的上游侧区域和所述出口侧的下游侧区域，
所述多个脱气单元构成为，根据距所述壳体的中心轴线的距离而使所述液体的压力损失不同，以减少在所述多个脱气单元中流动的所述液体的流量的偏离。
2.根据权利要求1所述的脱气系统，其中，
该脱气系统还具有抽吸管，该抽吸管与所述中空纤维膜的内侧连通并贯通所述壳体，以对所述中空纤维膜的内侧进行抽吸。
3.根据权利要求1或2所述的脱气系统，其中，
所述多个脱气单元中的、从沿着所述中心轴线的方向观察时与所述入口重叠的所述脱气单元构成为，该脱气单元中的所述液体的压力损失比从沿着所述中心轴线的方向观察时不与所述入口重叠的所述脱气单元中的所述液体的压力损失大。
4.根据权利要求1或2所述的脱气系统，其中，
在将从所述壳体的内周面起直至向所述中心轴线侧去相当于所述脱气单元的外径的0.7倍的距离的位置为止的区域设为外侧区域、并且将所述外侧区域的内侧的区域设为内侧区域的情况下，
在所述内侧区域中，所述多个脱气单元具有内侧脱气单元和比所述内侧脱气单元远离所述中心轴线的外侧脱气单元，
所述内侧脱气单元构成为，该内侧脱气单元中的所述液体的压力损失比所述外侧脱气单元中的所述液体的压力损失大。
5.根据权利要求1或2所述的脱气系统，其中，
在将从所述壳体的内周面起直至向所述中心轴线侧去相当于所述脱气单元的外径的0.7倍的距离的位置为止的区域设为外侧区域，将所述外侧区域的内侧的区域设为内侧区域，所有的所述脱气单元配置于所述内侧区域的情况下，
所述多个脱气单元构成为，越靠近所述中心轴线的所述脱气单元的所述液体的压力损失越大。
6.根据权利要求1或2所述的脱气系统，其中，
在将从所述壳体的内周面起直至向所述中心轴线侧去相当于所述脱气单元的外径的0.7倍的距离的位置为止的区域设为外侧区域，将所述外侧区域的内侧的区域设为内侧区域，至少一个所述脱气单元配置于所述外侧区域，剩余的所述脱气单元配置于所述内侧区域的情况下，
配置于所述内侧区域的所述脱气单元构成为，越靠近所述中心轴线的所述脱气单元的所述液体的压力损失越大。
7.根据权利要求6所述的脱气系统，其中，
配置于所述外侧区域的所述脱气单元构成为，该脱气单元中的所述液体的压力损失比配置于所述内侧区域的所述脱气单元中的距所述外侧区域最近的所述脱气单元的所述液体的压力损失大。
8.根据权利要求1或2所述的脱气系统，其中，
所述脱气单元由多个脱气模块连结而成，
所述多个脱气模块各自均具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束具有配置于供给液体的液体供给路的周围的多条中空纤维膜；以及筒体，该筒体收纳所述中空纤维膜束，在该筒体形成有用于排出所述液体的排出口，
所述脱气单元具有连结供给管，该连结供给管将所述多个脱气模块的所述液体供给路以串联的方式连接，在该连结供给管的与所述多个脱气模块对应的位置形成有供所述液体经过的开口，以使所述液体并列地向所述多个脱气模块的所述中空纤维膜束供给。
9.一种液体的脱气方法，其使用权利要求1～8中任一项所述的脱气系统，其中，
从所述入口向所述多个脱气单元供给液体，并且对所述多个脱气单元各自的所述多条中空纤维膜的内侧进行减压，从而对所述液体进行脱气，所述多个脱气单元构成为，根据距所述壳体的中心轴线的距离而使所述液体的压力损失不同，以减少在所述多个脱气单元中流动的所述液体的流量的偏离。
10.一种脱气系统的制造方法，其中，
准备壳体、抽吸管以及多个脱气单元，该壳体收纳所述多个脱气单元，具有从外部供给液体的入口和向外部排出所述液体的出口，
利用密封部将所述多个脱气单元固定于所述壳体，该密封部借助所述多个脱气单元将所述壳体的内部空间划分为所述入口侧的上游侧区域和所述出口侧的下游侧区域，
将所述多个脱气单元构成为，根据距所述壳体的中心轴线的距离而使所述多个脱气单元的所述液体的压力损失不同，以减少在所述多个脱气单元中流动的所述液体的流量的偏离。
11.根据权利要求10所述的脱气系统的制造方法，其中，
准备连结供给管和多个脱气模块，该多个脱气模块各自均具有：中空纤维膜束，该中空纤维膜束具有配置于供给液体的液体供给路的周围的多条中空纤维膜；以及筒体，该筒体收纳所述中空纤维膜束，在该筒体形成有用于排出所述液体的排出口，在该连结供给管形成有供所述液体经过的多个开口，
将所述连结供给管向所述多个脱气模块的所述液体供给路插入，利用所述连结供给管将所述多个脱气模块的所述液体供给路以串联的方式连接，并且将所述多个开口配置于与所述多个脱气模块对应的位置，以使所述液体并列地向所述多个脱气模块的所述中空纤维膜束供给，从而制造所述脱气单元。
12.一种天然资源的生产方法，其使用权利要求1～8中任一项所述的脱气系统，其中，
该方法具有：脱气工序，在该工序中，从所述入口向所述多个脱气单元供给液体，并且对所述多个脱气单元各自的所述多条中空纤维膜的内侧进行减压，从而对所述液体进行脱气，所述多个脱气单元构成为，根据距所述壳体的中心轴线的距离而使所述液体的压力损失不同，以减少在所述多个脱气单元中流动的所述液体的流量的偏离；以及压入工序，在该工序中，将经所述脱气工序脱气后的所述液体向天然资源的开采现场压入。
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