JPWO2020138096A1

JPWO2020138096A1 - 脱気システム、液体の脱気方法、脱気ユニット、脱気モジュール、脱気システムの製造方法、及び天然資源の産生方法

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Publication number: JPWO2020138096A1
Application number: JP2020560854A
Authority: JP
Inventors: 航山本; 克彦猪狩; 佐野　賢治; 賢治佐野; 和美大井
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Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2021-02-18
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Abstract

脱気システムは、液体を脱気する複数の脱気ユニットと、複数の脱気ユニットを並列に収容する前記中空糸膜束の円筒状の筐体と、を備える。複数の脱気ユニットのそれぞれは、複数本の中空糸膜が円筒状に束ねられた中空糸膜束と、中空糸膜束が収容される筒体と、を備える。筐体は、外部から液体が供給される入口と、外部に液体を排出する出口と、複数の脱気ユニットを介して筐体の内部空間を入口側の上流側領域と出口側の下流側領域とに分ける筐体封止部と、を有する。複数の脱気ユニットは、筐体の中心軸線からの距離応じて液体の圧力損失が異なるように構成されている。

Description

本発明の一側面は、筐体に複数の脱気ユニットが並列して収容された脱気システム、この脱気システムを用いた液体の脱気方法、この脱気システムに用いられる脱気ユニット、この脱気システムに用いられる脱気モジュール、この脱気システムの製造方法、及び天然資源の産生方法に関する。

従来から、中空糸膜を用いて液体を脱気する脱気ユニットが知られている。また、大型化又は大流量化に対応するために、筐体に複数の脱気ユニットを収容した脱気システムも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５９３７１９号公報

ところで、筐体に複数の脱気ユニットを並列して収容する場合、全ての脱気ユニットには同じ流量の液体が流れると思われていた。しかしながら、本発明者らが研究したところ、全ての脱気ユニットには、必ずしも同じ流量の液体が流れない場合があるとの知見を得た。つまり、筐体の中心軸線からの距離に応じて、脱気ユニットに流れる液体の流量が異なるとの知見を得た。脱気ユニットの脱気性能は、脱気ユニットを流れる液体の流量によって変わることから、各脱気ユニットに流れる液体の流量が異なるほど、脱気システム全体における脱気性能が低下すると推察される。

そこで、本発明の一側面は、複数の脱気ユニットを流れる液体の流量の乖離を低減することができる脱気システム、この脱気システムを用いた液体の脱気方法、この脱気システムに用いられる脱気ユニット、この脱気システムに用いられる脱気モジュール、この脱気システムの製造方法、及び天然資源の産生方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る脱気システムは、液体を脱気する複数の脱気ユニットと、複数の脱気ユニットを並列に収容する円筒状の筐体と、を備え、複数の脱気ユニットのそれぞれは、複数本の中空糸膜が円筒状に束ねられた中空糸膜束と、中空糸膜束が収容される筒体と、を備え、筐体は、外部から液体が供給される入口と、外部に液体を排出する出口と、複数の脱気ユニットを介して筐体の内部空間を入口側の上流側領域と出口側の下流側領域とに分ける封止部と、を有し、複数の脱気ユニットは、筐体の中心軸線からの距離応じて液体の圧力損失が異なるように構成されている。

この脱気システムでは、円筒状の筐体に複数の脱気ユニットが並列に収容されている。ここで、複数の脱気ユニットを流れる液体の圧力損失が同じである場合、筐体の中心軸線からの距離に応じて、脱気ユニットに流れる液体の流量が異なる。しかしながら、この脱気システムでは、複数の脱気ユニットが、筐体の中心軸線からの距離応じて液体の圧力損失が異なるように構成されている。この圧力損失の差が上記の流量の差を相殺するように働く。これにより、複数の脱気ユニットを流れる液体の流量の乖離を低減することができる。その結果、例えば、脱気システム全体における脱気性能を向上させることができる。

中空糸膜の内側を吸引するために、中空糸膜の内側に連通されて筐体を貫通する吸引管を更に備えてもよい。この脱気システムでは、吸引管を備えることで、脱気ユニットにおいて液体を適切に脱気することができると共に、脱気した気体を筐体外部に適切に排出することができる。

複数の脱気ユニットのうち、中心軸線に沿う方向から見て入口と重なる脱気ユニットは、中心軸線に沿う方向から見て入口と重ならない脱気ユニットよりも、液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。中心軸線に沿う方向から見て入口と重なる脱気ユニットは、中心軸線に沿う方向から見て入口と重ならない脱気ユニットよりも、入口からの液体の供給圧力を強く受けるため、液体が流れ込みやすくなる。この脱気システムでは、中心軸線に沿う方向から見て入口と重なる脱気ユニットが中心軸線に沿う方向から見て入口と重ならない脱気ユニットよりも液体の圧力損失が大きくなるように構成されているため、この圧力損失の差が液体の供給圧力の差を相殺するように働く。その結果、これらの脱気ユニットを流れる液体の流量の乖離を低減することができる。

ところで、上述したように、複数の脱気ユニットを流れる液体の圧力損失が同じである場合、筐体の中心軸線から離れるほど、脱気ユニットに流れる液体の流量が少なくなる傾向にある。しかしながら、本発明者らが研究したところ、筐体の内周面から中心軸線側に脱気ユニットの外径の０．７倍に相当する位置までの外側領域においては、上記の傾向が反転するとの知見が得られた。つまり、外側領域においては、筐体の中心軸線から離れるほど、脱気ユニットに流れる液体の流量が多くなる傾向にあるとの知見が得られた。これは、外側領域においては、筐体内を流れる液体が筐体の内周面に押し戻されることにより、脱気ユニットを流れる液体の流量が増加したものと推察される。

このような知見から、筐体の内周面から中心軸線側に脱気ユニットの外径の０．７倍に相当する位置までの領域を外側領域とし、外側領域の内側の領域を内側領域とした場合、内側領域において、複数の脱気ユニットは、内側脱気ユニットと、内側脱気ユニットよりも中心軸線から遠い外側脱気ユニットと、を有し、内側脱気ユニットは、外側脱気ユニットよりも液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。複数の脱気ユニットを流れる液体の圧力損失が同じである場合、内側領域では、筐体の中心軸線から離れるほど、脱気ユニットに流れる液体の流量が少なくなる傾向にある。この脱気システムでは、内側脱気ユニットが外側脱気ユニットよりも液体の圧力損失が大きくなるように構成されているため、この圧力損失の差が上記の流量の差を相殺するように働く。その結果、内側脱気ユニットと外側脱気ユニットとを流れる液体の流量の乖離を低減することができる。

また、筐体の内周面から中心軸線側に脱気ユニットの外径の０．７倍に相当する位置までの領域を外側領域とし、外側領域の内側の領域を内側領域とし、全ての脱気ユニットが、内側領域に配置されている場合、複数の脱気ユニットは、中心軸線から離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。この脱気システムでは、全ての脱気ユニットが内側領域に配置されている場合に、複数の脱気ユニットが中心軸線から離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されているため、複数の脱気ユニットを流れる液体の流量の乖離を適切に低減することができる。

一方、筐体の内周面から中心軸線側に脱気ユニットの外径の０．７倍に相当する位置までの領域を外側領域とし、外側領域の内側の領域を内側領域とし、少なくとも一つの脱気ユニットが外側領域に配置されており、残りの脱気ユニットは、内側領域に配置されている場合、内側領域に配置される脱気ユニットは、中心軸線から離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。この脱気システムでは、少なくとも一つの脱気ユニットが外側領域に配置されており、残りの脱気ユニットが内側領域に配置されている場合に、内側領域に配置される脱気ユニットが中心軸線から離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されているため、内側領域において、脱気ユニットを流れる液体の流量の乖離を適切に低減することができる。

この場合、外側領域に配置される脱気ユニットは、内側領域に配置される脱気ユニットのうち最も外側領域に近い脱気ユニットよりも、液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。この脱気システムでは、外側領域に配置される脱気ユニットは、内側領域に配置される脱気ユニットのうち最も外側領域に近い脱気ユニットよりも、液体の圧力損失が大きくなるように構成されているため、内側領域に配置される脱気ユニットと外側領域に配置される脱気ユニットとの間においても、液体の流量の乖離を適切に低減することができる。

脱気ユニットは、複数の脱気モジュールが連結されてなり、複数の脱気モジュールのそれぞれは、液体が供給される液体供給路の周囲に配される複数本の中空糸膜を有する中空糸膜束と、中空糸膜束を収容し、液体を排出するための排出口が形成された筒体と、を備え、脱気ユニットは、複数の脱気モジュールの液体供給路を直列に接続し、複数の脱気モジュールの中空糸膜束に液体が並列に供給されるように、液体を通過させる開口が複数の脱気モジュールに対応する位置に形成された連結供給管を有する。

本発明の一側面に係る液体の脱気方法は、上記の何れかの脱気システムにおいて、入口から複数の脱気ユニットに液体を供給するとともに、複数の脱気ユニットのそれぞれの複数本の中空糸膜の内側を減圧することで、液体を脱気する。

本発明の一側面に係る脱気ユニットは、上記の何れかの脱気システムに用いられる脱気ユニットであって、複数本の中空糸膜が円筒状に束ねられた中空糸膜束と、中空糸膜束が収容される筒体と、を備える。

本発明の一側面に係る脱気モジュールは、上記の脱気システムに用いられる脱気モジュールであって、液体が供給される液体供給路の周囲に配される複数本の中空糸膜を有する中空糸膜束と、中空糸膜束を収容し、液体を排出するための排出口が形成された筒体と、を備える。

本発明の一側面に係る脱気システムの製造方法は、複数の脱気ユニットと、複数の脱気ユニットを収容し、外部から液体が供給される入口と、外部に液体を排出する出口と、を有する筐体と、吸引管と、を用意し、複数の脱気ユニットを介して筐体の内部空間を入口側の上流側領域と出口側の下流側領域とに分ける封止部により、複数の脱気ユニットを筐体に固定し、筐体の中心軸線からの距離応じて複数の脱気ユニットの液体の圧力損失を異ならせる。

この場合、液体が供給される液体供給路の周囲に配される複数本の中空糸膜を有する中空糸膜束と、中空糸膜束を収容し、液体を排出するための排出口が形成された筒体と、をそれぞれ有する複数の脱気モジュールと、液体を通過させる複数の開口が形成された連結供給管と、を用意し、連結供給管を複数の脱気モジュールの液体供給路に挿入して、連結供給管により複数の脱気モジュールの液体供給路を直列に接続するとともに、複数の脱気モジュールの中空糸膜束に液体が並列に供給されるように、複数の開口を複数の脱気モジュールに対応する位置に配置することで、脱気ユニットを製造してもよい。

本発明の一側面に係る天然資源の産生方法は、上記の何れかの脱気システムにおいて、入口から複数の脱気ユニットに液体を供給するとともに、複数の脱気ユニットのそれぞれの複数本の中空糸膜の内側を減圧することで、液体を脱気する脱気工程と、脱気工程で脱気された液体を天然資源の採掘現場に圧入する圧入工程と、を備える。

本発明の一側面によれば、複数の脱気ユニットを流れる液体の流量の乖離を低減することができる脱気システムを提供する。

実施形態に係る脱気システムの概略断面図である。図１に示すＩＩ−ＩＩ線における概略断面図である。脱気ユニットの一例を説明するための脱気システムの概略断面図である。脱気ユニットの一例を説明するための脱気システムの概略断面図である。図３又は図４に示すＶ−Ｖ線における概略断面図である。脱気ユニットの概略正面図である。脱気ユニットの概略断面図である。中空糸膜束の端部の概略断面図である。参考例の脱気システムの概略断面図である。各参考例の条件を示す表である。参考例１〜８における各列の脱気ユニットの流量を示すグラフである。参考例１〜４における各列の脱気ユニットの流量を示すグラフである。参考例２及び５における各列の脱気ユニットの流量を示すグラフである。参考例６〜８における各列の脱気ユニットの流量を示すグラフである。筐体の外側領域及び内側領域を説明するための図である。

以下、図面に基づいて説明するにあたり、同一の要素、又は同一の機能を有する類似する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

本実施形態の脱気システムは、液体を脱気するためのシステムである。脱気システムが脱気する液体としては、例えば、水が挙げられる。図１及び図２に示すように、本実施形態の脱気システム１は、複数の脱気ユニット２と、脱気ユニット２を収容する筐体３と、吸引管４（図３〜図５参照）と、を備える。

［脱気ユニット］
脱気ユニット２は、例えば、図３に示す脱気ユニット２Ａのように複数の脱気モジュール５が連結されて構成されていてもよく、図４に示す脱気ユニット２Ｂのように一つの脱気モジュール５により構成されていてもよい。なお、図３に示す脱気ユニット２Ａ及び図４に示す脱気ユニット２Ｂは、脱気ユニット２の一例を示すものである。また、図３及び図４では、図面を見やすくするために、複数の脱気ユニット２のうち一つの脱気ユニット２のみを図示し、残りの脱気ユニット２の図示を省略している。

図６及び図７に示すように、脱気モジュール５は、例えば、モジュール内管１１と、中空糸膜束１２と、モジュール容器（筒体）１３と、を備える。

モジュール内管１１は、内周側に水等の液体が供給される液体供給路１０を形成する管である。モジュール内管１１は、例えば、直線状に延びる円管状に形成されている。モジュール内管１１には、複数の内管開口１１ａが形成されている。内管開口１１ａは、モジュール内管１１の液体供給路１０に供給された液体を通過させるためのものである。内管開口１１ａの数、位置、大きさ等は特に限定されるものではない。

中空糸膜束１２は、モジュール内管１１の周囲に配される複数本の中空糸膜１４を有する。このため、液体供給路１０は、中空糸膜束１２の内周側に配置される。中空糸膜束１２は、例えば、複数本の中空糸膜１４が円筒状等の筒状に束ねられて構成される。中空糸膜１４は、気体は透過するが液体は透過しない中空糸状の膜である。そして、中空糸膜束１２は、中空糸膜１４の内側が減圧されることで、モジュール内管１１の内管開口１１ａから流れ出した液体を脱気する。

中空糸膜１４の素材、膜形状、膜形態等は、特に制限されない。中空糸膜１４の素材としては、例えば、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）などのポリオレフィン系樹脂、ポリジメチルシロキサンその共重合体などのシリコン系樹脂、ＰＴＦＥ、フッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂、が挙げられる。中空糸膜１４の膜形状（側壁の形状）としては、例えば、多孔質膜、微多孔膜、多孔質を有さない均質膜（非多孔膜）、が挙げられる。中空糸膜１４の膜形態としては、例えば、膜全体の化学的あるいは物理的構造が均質な対称膜（均質膜）、膜の化学的あるいは物理的構造が膜の部分によって異なる非対称膜（不均質膜）、が挙げられる。非対称膜（不均質膜）は、非多孔質の緻密層と多孔質とを有する膜である。この場合、緻密層は、膜の表層部分又は多孔質膜内部等、膜中のどこに形成されていてもよい。不均質膜には、化学構造の異なる複合膜、３層構造のような多層構造膜も含まれる。

中空糸膜束１２は、例えば、緯糸である複数本の中空糸膜１４を経糸で織った織物（不図示）により形成することができる。この織物は、中空糸膜シートとも呼ばれ、複数本の中空糸膜１４が簾状に織られている。この織物は、例えば、１インチ当たり３０本〜９０本の中空糸膜１４で構成される。そして、この織物が、複数本の中空糸膜１４がモジュール内管１１（液体供給路１０）の軸線方向に延びるようにモジュール内管１１（液体供給路の周囲）に巻かれることで、円筒状の中空糸膜束１２を構成することができる。

モジュール容器１３は、中空糸膜束１２を収容する容器である。モジュール内管１１とモジュール容器１３との間の領域が、中空糸膜束１２により液体を脱気する脱気領域Ａとなる。モジュール容器１３は、例えば、モジュール内管１１（液体供給路１０）の軸線方向に延びる円筒状に形成されており、その両端が開口している。モジュール容器１３には、複数の排出口１３ａが形成されている。排出口１３ａは、脱気領域Ａにおいて中空糸膜束１２を通過した液体をモジュール容器１３（脱気モジュール５）から排出するためのものである。排出口１３ａの数、位置、大きさ等は特に限定されるものではない。

図８に示すように、中空糸膜束１２の両側の端部１２ａは、封止部１５によりモジュール内管１１及びモジュール容器１３に固定されている。

封止部１５は、例えば樹脂により形成されている。封止部１５に用いる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、紫外線硬化型樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。封止部１５は、モジュール内管１１とモジュール容器１３との間の、中空糸膜１４の内側以外の全領域に充填されている。つまり、封止部１５は、中空糸膜１４間、中空糸膜束１２とモジュール内管１１との間、中空糸膜１４とモジュール容器１３との間に充填されているが、中空糸膜１４の内側には充填されていない。このため、中空糸膜１４の内側は、封止部１５から脱気モジュール５の両端側に開放されており、脱気モジュール５の両端側から、中空糸膜１４の内側を吸引することが可能となっている。つまり、モジュール容器１３の両端の開口は、中空糸膜１４の内側を吸引して減圧させることを可能とするために、中空糸膜１４の内側を開放又は露出させる吸気開口となっている。

図３及び図５に示すように、複数の脱気モジュール５が連結されて構成される脱気ユニット２Ａは、例えば、複数の脱気モジュール５の液体供給路１０を直列に接続する連結供給管６Ａを有する。連結供給管６Ａは、複数の脱気モジュール５に接続される１本の長い管であり、その内周側に、複数の脱気モジュール５の液体供給路１０を形成する。このため、複数の脱気モジュール５は、外観上、連結供給管６Ａにより直列に接続されている。脱気ユニット２Ａを構成する脱気モジュール５の数は、特に限定されるものではないが、以下では、一例として、４個の脱気モジュール５が連結されているものとして説明する。４個の脱気モジュール５を、連結供給管６Ａにおける液体の流れ方向の順に、脱気モジュール５Ａ、脱気モジュール５Ｂ、脱気モジュール５Ｃ、脱気モジュール５Ｄとよぶ。脱気モジュール５Ａは、最も上流側に配置される脱気モジュール５であり、脱気モジュール５Ｄは、最も下流側に配置される脱気モジュール５である。脱気ユニット２Ａは、例えば、連結供給管６Ａにおいて液体が下方から上方に流れていくように、鉛直方向に立設されている。この場合、最も上流側に配置される脱気モジュール５Ａは、最も下側に配置され、最も下流側に配置される脱気モジュール５Ｄは、最も上側に配置される。

連結供給管６Ａの上流端には、連結供給管６Ａに液体が供給される供給口６ａが形成されている。連結供給管６Ａの下流端は、封止されている。複数の脱気モジュール５の液体供給路１０を形成する連結供給管６Ａの内周側は、上流側から下流側まで貫通されている。このため、連結供給管６Ａ（各脱気モジュール５のモジュール内管１１）の内周側に、液体の流れの抵抗となる部材は配置されていてもよいが、連結供給管６Ａを封止して液体の流れを遮断する部材は配置されていない。そして、供給口６ａから供給された液体は、連結供給管６Ａにより、複数の脱気モジュール５の液体供給路１０に直列的に供給される。

連結供給管６Ａには、複数の脱気モジュール５の中空糸膜束１２に液体が並列に供給されるように、液体を通過させる開口６ｂが複数の脱気モジュール５に対応する位置に形成されている。このため、連結供給管６Ａの供給口６ａに供給された液体は、各脱気モジュール５に対応する位置に形成された開口６ｂから、各脱気モジュール５の脱気領域Ａに供給される（流れ出す）。これにより、複数の脱気モジュール５の中空糸膜束１２に液体が並列に供給される。

各脱気モジュール５と連結供給管６Ａとは、密接していてもよく、離間していてもよい。各脱気モジュール５と連結供給管６Ａとが密接している場合は、各脱気モジュール５の内管開口１１ａと連結供給管６Ａの開口６ｂとが、少なくとも一部において重なる位置に形成されていることで、連結供給管６Ａから各脱気モジュール５の脱気領域Ａに液体を供給することができる。一方、各脱気モジュール５と連結供給管６Ａとが離間している場合は、その間の空間に液体が流れる流路が形成されるため、各脱気モジュール５の内管開口１１ａと連結供給管６Ａの開口６ｂとの位置関係によらず、連結供給管６Ａから各脱気モジュール５の脱気領域Ａに液体を供給することができる。

図４及び図５に示すように、一つの脱気モジュール５により構成される脱気ユニット２Ｂは、例えば、脱気モジュール５のモジュール内管１１に挿通されて、その内周側に脱気モジュール５の液体供給路１０を形成する連結供給管６Ｂを有する。

連結供給管６Ｂの上流端には、連結供給管６Ｂに液体が供給される供給口６ａが形成されている。連結供給管６Ｂの下流端は、封止されている。脱気モジュール５の液体供給路１０を形成する連結供給管６Ｂの内周側は、上流側から下流側まで貫通されている。このため、連結供給管６Ｂ（脱気モジュール５のモジュール内管１１）の内周側に、液体の流れの抵抗となる部材は配置されていてもよいが、連結供給管６Ｂを封止して液体の流れを遮断する部材は配置されていない。そして、供給口６ａから供給された液体は、連結供給管６Ｂにより、脱気モジュール５の液体供給路１０に供給される。

連結供給管６Ｂには、脱気モジュール５の中空糸膜束１２に液体が供給されるように、液体を通過させる開口６ｂが形成されている。このため、連結供給管６Ｂの供給口６ａに供給された液体は、開口６ｂから脱気モジュール５の脱気領域Ａに供給される（流れ出す）。これにより、脱気モジュール５の中空糸膜束１２に液体が供給される。

脱気モジュール５と連結供給管６Ｂとは、密接していてもよく、離間していてもよい。脱気モジュール５と連結供給管６Ｂとが密接している場合は、脱気モジュール５の内管開口１１ａと連結供給管６Ｂの開口６ｂとが、少なくとも一部において重なる位置に形成されていることで、連結供給管６Ｂから脱気モジュール５の脱気領域Ａに液体を供給することができる。一方、脱気モジュール５と連結供給管６Ｂとが離間している場合は、その間の空間に液体が流れる流路が形成されるため、脱気モジュール５の内管開口１１ａと連結供給管６Ｂの開口６ｂとの位置関係によらず、連結供給管６Ｂから脱気モジュール５の脱気領域Ａに液体を供給することができる。

なお、特に区別して説明する場合を除き、連結供給管６Ａ及び連結供給管６Ｂを纏めて連結供給管６という。また、脱気ユニット２Ｂにおいては、連結供給管６Ｂが設けられておらず、モジュール内管１１が連結供給管６Ｂを兼ねる構成であってもよい。この場合、例えば、モジュール内管１１の上流端に、モジュール内管１１に液体が供給される供給口が形成され、モジュール内管１１の下流端が、封止されている。

［筐体］
図１〜図５に示すように、筐体３は、円筒状に形成されている。筐体３は、複数の脱気ユニット２が筐体３の中心軸線Ｌと平行に配置されるように、複数の脱気ユニット２を並列に収容している。

入口３ａは、例えば、筐体３の下端部に形成されている。入口３ａは、各脱気ユニット２の供給口６ａと連通されている。このため、入口３ａから供給された液体は、各脱気ユニット２の供給口６ａから各脱気ユニット２の液体供給路１０に供給される。

出口３ｂは、例えば、筐体３の上端部に形成されている。出口３ｂは、各脱気ユニット２の排出口１３ａと連通されている。このため、各脱気ユニット２の排出口１３ａから排出された液体は、筐体３の出口３ｂから排出される。

筐体３には、筐体封止部（封止部）７と、脱気ユニット支持部８と、が設けられている。

筐体封止部７は、連結供給管６（連結供給管６Ａ又は連結供給管６Ｂ）の上流端部（下端部）を、筐体３の内周面に固定する。また、筐体封止部７は、複数の脱気ユニット２を介して、筐体３の内部空間を入口３ａ側の上流側領域Ｂと出口３ｂ側の下流側領域Ｃとを仕切る。筐体封止部７としては、例えば、ステンレスなどの金属、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）、鉄などの金属をライニングした樹脂が用いられる。

筐体封止部７は、連結供給管６と筐体３との間の、連結供給管６の内側以外の全領域に充填されている。つまり、筐体封止部７は、連結供給管６と筐体３との間に充填されているが、連結供給管６の内側には充填されていない。このため、連結供給管６の内側は、供給口６ａから上流側領域Ｂに開放されている。そして、入口３ａから上流側領域Ｂに供給された液体は、供給口６ａからのみ連結供給管６の内側に供給され、更に、開口６ｂ及び内管開口１１ａから脱気モジュール５の脱気領域Ａに供給される。

また、筐体封止部７は、連結供給管６を流れる液体の流れ方向において、全ての排出口１３ａよりも上流側に配置されている。このため、モジュール容器１３の内側は、排出口１３ａから下流側領域Ｃに開放されている。そして、開口６ｂ及び内管開口１１ａから脱気領域Ａに供給された液体は、排出口１３ａからのみ下流側領域Ｃに排出され、更に出口３ｂから筐体３外に排出される。

脱気ユニット支持部８は、脱気ユニット２の下流端部（上端部）と筐体３とに固定されて、脱気ユニット２の下流端部を支持する。脱気ユニット支持部８は、例えば、脱気ユニット２から筐体３に延びる棒状に形成されており、脱気ユニット２と筐体３との間を封止するものではない。このため、排出口１３ａから下流側領域Ｃに排出された液体は、脱気ユニット支持部８に阻止されることなく、出口３ｂから筐体３外に排出される。

筐体３の内径は、特に限定されないが、例えば、４００ｍｍ以上１８００ｍｍ以下が好ましく、６００ｍｍ以上１６５０ｍｍ以下がより好ましく、４７０ｍｍ以上８００ｍｍ以下が更に好ましい。

脱気ユニット２の直径は、特に限定されないが、例えば、１１４ｍｍ以上３１８ｍｍ以下が好ましく、１２５ｍｍ以上２１６ｍｍ以下がより好ましく、１６０ｍｍ以上１７０ｍｍ以下が更に好ましい。なお、脱気ユニット２の直径は、モジュール容器１３の直径をいう。

筐体３に収容される脱気ユニット２の数は、特に限定されないが、脱気システム１の設置性を確保しつつ大流量化を図ることができる観点から、例えば、５０本以上２００本以下が好ましく、７６本以上１８０本以下がより好ましく、１５０本以上１６０本以下が更に好ましい。

筐体３に供給する液体の流量は、特に限定されないが、脱気ユニット２の脱気効率を向上できる観点から、例えば、１５０ｍ^３／ｈ以上１２００ｍ^３／ｈ以下が好ましく、２００ｍ^３／ｈ以上１０００ｍ^３／ｈ以下がより好ましく、４５０ｍ^３／ｈ以上９６０ｍ^３／ｈ以下が更に好ましい。

筐体３における液体の理想滞留時間は、特に限定されないが、筐体３が大きくなり過ぎるのを抑制しつつ大流量化を図ることができる観点から、例えば、７秒以上３５秒以下が好ましく、１７秒以上２８秒以下がより好ましく、２０秒以上２２秒以下が更に好ましい。なお、筐体３における液体の理想滞留時間は、筐体３の容積Ｖｍ^３を液体の流量Ｑｍ^３／ｈで割った値（Ｖ／Ｑ）をいう。

上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間は、特に限定されないが、脱気システム１が大きくなり過ぎるのを抑制しつつ各脱気ユニット２に液体を適切に供給する観点から、例えば、３秒以上１２秒以下が好ましく、４秒以上８秒以下がより好ましく、５秒以上６秒以下が更に好ましい。なお、上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間とは、上流側領域Ｂの容積Ｖｍ^３を液体の流量Ｑｍ^３／ｈで割った値（Ｖ／Ｑ）をいう。

［吸引管］
吸引管４は、中空糸膜１４の内側を吸引（真空引き）するために、中空糸膜１４の内側に連通されている。また、吸引管４は、筐体３の外部に設けられた真空ポンプなどの吸引ポンプにより吸引するために、筐体３を貫通して、筐体３の外部まで延びている。上述したように、中空糸膜１４の内側は、封止部１５から脱気モジュール５の両端側に開放されている。このため、吸引管４は、中空糸膜１４の内側が開放された脱気モジュール５の両端に接続されている。これにより、吸引管４を吸引することで、脱気モジュール５の両端側から、中空糸膜１４の内側を吸引することが可能となっている。

また、図３に示す脱気ユニット２Ａでは、複数の脱気モジュール５は、外観上、連結供給管６により直列に接続されているため、連結供給管６に沿って互いに隣り合う脱気モジュール５間では、相手側の端面が対向して配置される。このため、この対向端面に、１つの吸引管４を接続してもよい。

なお、吸引管４は、複数の脱気ユニット２のそれぞれに設けられていてもよく、複数の脱気ユニット２に一つ設けられていてもよい。また、図３に示す脱気ユニット２Ａのように、一つの脱気ユニット２が複数の脱気モジュール５で構成されている場合、複数の脱気モジュール５のそれぞれに吸引管４が接続されていてもよく、複数の脱気モジュール５に一つの吸引管４が接続されていてもよい。また、図３に示す脱気ユニット２Ａでは、複数の脱気モジュール５が、外観上、連結供給管６により直列に接続されているため、連結供給管６に沿って互いに隣り合う脱気モジュール５間では、相手側の端面が対向して配置される。このため、この対向端面に、１つの吸引管４を接続してもよい。

［脱気方法］
次に、脱気システム１による液体の脱気方法について説明する。

まず、筐体３の入口３ａから筐体３の上流側領域Ｂに水等の液体を供給する。すると、上流側領域Ｂに供給された液体は、供給口６ａから連結供給管６に供給され、連結供給管６の開口６ｂ及び脱気モジュール５の内管開口１１ａを通って、脱気モジュール５の脱気領域Ａに供給される。これにより、液体が、脱気モジュール５の中空糸膜束１２に供給される。脱気領域Ａでは、内管開口１１ａから供給された液体は、中空糸膜束１２における複数本の中空糸膜１４の間を通過した後、排出口１３ａから排出される。このとき、吸引管４を吸引して複数本の中空糸膜１４の内側を減圧することで、複数本の中空糸膜１４の間を通過する液体の溶存気体、気泡などが脱気される。そして、脱気された液体は、排出口１３ａから下流側領域Ｃに排出され、更に、出口３ｂから筐体３の外部に排出される。

［流量の解析］
ここで、本発明者らは、図９に示すように、筐体２３に３９本の脱気ユニット２２が並列して収容された参考例１〜８の脱気システム２１について、各脱気ユニット２２に流れる液体の流量を解析した。なお、図９では、脱気ユニット２２の半分のみを示している。各脱気ユニット２２は、図３に示す脱気ユニット２Ａのように、４個の脱気モジュールが連結されて構成されるものとし、全ての脱気ユニット２２は、同じものとした。

脱気システム２１では、複数の脱気ユニット２２を、筐体２３の中心軸線から筐体２３の内周面側に向けて４列に配置した。具体的には、最も中心側に配置される脱気ユニット２２を、１列目の脱気ユニット２２Ａとした。１列目の脱気ユニット２２Ａの外周側に配置される脱気ユニット２２を、２列目の脱気ユニット２２Ｂとした。２列目の脱気ユニット２２Ｂの外周側に配置される脱気ユニット２２を、３列目の脱気ユニット２２Ｃとした。３列目の脱気ユニット２２Ｃの外周側に配置されると共に最も外周側に配置される脱気ユニット２２を、４列目の脱気ユニット２２Ｄとした。１列目の脱気ユニット２２Ａは、筐体２３の中心軸線上に配置された１本の脱気ユニット２２で構成されている。２列目の脱気ユニット２２Ｂは、１列目の脱気ユニット２２Ａを囲むように、６本の脱気ユニット２２で構成されている。３列目の脱気ユニット２２Ｃは、２列目の脱気ユニット２２Ｂを囲むように、１３本の脱気ユニット２２で構成されている。４列目の脱気ユニット２２Ｄは、３列目の脱気ユニット２２Ｃを囲むように、１９本の脱気ユニット２２で構成されている。

解析ソフトウェアには、ＡＮＳＹＳＦｌｅｕｎｔＶｅｒ．１９．０を用いた。液体は、海水をモデルとして、密度を１０２５．５ｋｇ／ｍ^３、粘度を０．００１１６４Ｐａ・ｓとした。中空糸膜束は、多孔質（圧力抵抗のある流路）をモデルとして、圧力係数を、１個の脱気モジュールの解析値から１．９×１０^１０とした。圧力係数を求める解析では、ＤＩＣ株式会社製のＥＦ−０４０Ｐを用いた。

（参考例１）
図９及び図１０に示すように、参考例１の脱気システム２１は、筐体２３の内径を１６４５ｍｍとし、脱気ユニット２２の外径Ｄ１を１６３ｍｍとし、複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２を２００ｍｍとした。複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２は、複数の脱気ユニット２２の外接円から筐体２３の内周面までの最短距離をいう。距離Ｄ２は、脱気ユニット２２の外径Ｄ１の約１．２３倍となる。換言すると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、約１．２３となる。また、筐体２３の入口３ａの直径を３５０ｍｍとし、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て、１列目の脱気ユニット２２Ａの全てが入口３ａと重なり、２列目の脱気ユニット２２Ｂの一部が入口３ａと重なり、３列目の脱気ユニット２２Ｃ及び４列目の脱気ユニット２２Ｄが全く入口３ａと重ならないようにした。また、脱気システム２１に供給する液体の総流量を６６３ｍ^３／ｈとし、筐体２３の上流側領域Ｂ（図１参照）における液体の理想滞留時間を５．１秒とした。

（参考例２）
図９及び図１０に示すように、参考例２の脱気システム２１は、筐体２３の内径を１６０７ｍｍとし、脱気ユニット２２の外径Ｄ１を１６３ｍｍとし、複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２を１８２ｍｍとした。距離Ｄ２は、脱気ユニット２２の外径Ｄ１の約１．１２倍である。換言すると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、約１．１２となる。また、筐体２３の入口３ａの直径を３５０ｍｍとし、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て、１列目の脱気ユニット２２Ａの全てが入口３ａと重なり、２列目の脱気ユニット２２Ｂの一部が入口３ａと重なり、３列目の脱気ユニット２２Ｃ及び４列目の脱気ユニット２２Ｄが全く入口３ａと重ならないようにした。また、脱気システム２１に供給する液体の総流量を６６３ｍ^３／ｈとし、筐体２３の上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間を４．７秒とした。

（参考例３）
図９及び図１０に示すように、参考例３の脱気システム２１は、筐体２３の内径を１４０５ｍｍとし、脱気ユニット２２の外径Ｄ１を１６３ｍｍとし、複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２を８１ｍｍとした。距離Ｄ２は、脱気ユニット２２の外径Ｄ１の約０．５０倍である。換言すると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、約０．５０となる。また、筐体２３の入口３ａの直径を３５０ｍｍとし、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て、１列目の脱気ユニット２２Ａの全てが入口３ａと重なり、２列目の脱気ユニット２２Ｂの一部が入口３ａと重なり、３列目の脱気ユニット２２Ｃ及び４列目の脱気ユニット２２Ｄが全く入口３ａと重ならないようにした。また、脱気システム２１に供給する液体の総流量を６６３ｍ^３／ｈとし、筐体２３の上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間を３．７秒とした。

（参考例４）
図９及び図１０に示すように、参考例４の脱気システム２１は、筐体２３の内径を１２７０ｍｍとし、脱気ユニット２２の外径Ｄ１を１６３ｍｍとし、複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２を２８．５ｍｍとした。距離Ｄ２は、脱気ユニット２２の外径Ｄ１の約０．１７倍である。換言すると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、約０．１７となる。また、筐体２３の入口３ａの直径を３５０ｍｍとし、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て、１列目の脱気ユニット２２Ａの全てが入口３ａと重なり、２列目の脱気ユニット２２Ｂの一部が入口３ａと重なり、３列目の脱気ユニット２２Ｃ及び４列目の脱気ユニット２２Ｄが全く入口３ａと重ならないようにした。また、脱気システム２１に供給する液体の総流量を６６３ｍ^３／ｈとし、筐体２３の上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間を３．０秒とした。

（参考例５）
図９及び図１０に示すように、参考例５の脱気システム２１は、筐体２３の内径を１６４５ｍｍとし、脱気ユニット２２の外径Ｄ１を１６３ｍｍとし、複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２を２００ｍｍとした。距離Ｄ２は、脱気ユニット２２の外径Ｄ１の約１．２３倍である。換言すると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、約１．２３となる。また、筐体２３の入口３ａの直径を４２０ｍｍとし、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て、１列目の脱気ユニット２２Ａ及び２列目の脱気ユニット２２Ｂの全てが入口３ａと重なり、３列目の脱気ユニット２２Ｃ及び４列目の脱気ユニット２２Ｄが全く入口３ａと重ならないようにした。また、脱気システム２１に供給する液体の総流量を６６３ｍ^３／ｈとし、筐体２３の上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間を５．１秒とした。

（参考例６）
図９及び図１０に示すように、参考例６の脱気システム２１は、筐体２３の内径を１６４５ｍｍとし、脱気ユニット２２の外径Ｄ１を１６３ｍｍとし、複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２を２００ｍｍとした。距離Ｄ２は、脱気ユニット２２の外径Ｄ１の約１．２３倍である。換言すると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、約１．２３となる。また、筐体２３の入口３ａの直径を３５０ｍｍとし、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て、１列目の脱気ユニット２２Ａの全てが入口３ａと重なり、２列目の脱気ユニット２２Ｂの一部が入口３ａと重なり、３列目の脱気ユニット２２Ｃ及び４列目の脱気ユニット２２Ｄが全く入口３ａと重ならないようにした。また、脱気システム２１に供給する液体の総流量を６６３ｍ^３／ｈとし、筐体２３の上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間を３．４秒とした。参考例６の上流側領域Ｂの理想滞留時間は、参考例２の上流側領域Ｂの理想滞留時間の０．７２倍である。換言すると、参考例２の上流側領域Ｂの理想滞留時間Ｔ２に対する参考例６の上流側領域Ｂの理想滞留時間Ｔ６の比率（Ｔ６／Ｔ２）は、０．７２である。

（参考例７）
図９及び図１０に示すように、参考例７の脱気システム２１は、筐体２３の内径を１６４５ｍｍとし、脱気ユニット２２の外径Ｄ１を１６３ｍｍとし、複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２を２００ｍｍとした。距離Ｄ２は、脱気ユニット２２の外径Ｄ１の約１．２３倍である。換言すると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、約１．２３となる。また、筐体２３の入口３ａの直径を３５０ｍｍとし、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て、１列目の脱気ユニット２２Ａの全てが入口３ａと重なり、２列目の脱気ユニット２２Ｂの一部が入口３ａと重なり、３列目の脱気ユニット２２Ｃ及び４列目の脱気ユニット２２Ｄが全く入口３ａと重ならないようにした。また、脱気システム２１に供給する液体の総流量を６６３ｍ^３／ｈとし、筐体２３の上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間を８．３秒とした。参考例７の上流側領域Ｂの理想滞留時間は、参考例２の上流側領域Ｂの理想滞留時間の１．７７倍である。換言すると、参考例２の上流側領域Ｂの理想滞留時間Ｔ２に対する参考例７の上流側領域Ｂの理想滞留時間Ｔ７の比率（Ｔ７／Ｔ２）は、１．７７である。

（参考例８）
図９及び図１０に示すように、参考例８の脱気システム２１は、筐体２３の内径を１６４５ｍｍとし、脱気ユニット２２の外径Ｄ１を１６３ｍｍとし、複数の脱気ユニット２２から筐体２３の内周面までの距離Ｄ２を２００ｍｍとした。距離Ｄ２は、脱気ユニット２２の外径Ｄ１の約１．２３倍である。換言すると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、約１．２３となる。また、筐体２３の入口３ａの直径を３５０ｍｍとし、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て、１列目の脱気ユニット２２Ａの全てが入口３ａと重なり、２列目の脱気ユニット２２Ｂの一部が入口３ａと重なり、３列目の脱気ユニット２２Ｃ及び４列目の脱気ユニット２２Ｄが全く入口３ａと重ならないようにした。また、脱気システム２１に供給する液体の総流量を６６３ｍ^３／ｈとし、筐体２３の上流側領域Ｂにおける液体の理想滞留時間を１１．５秒とした。参考例８の上流側領域Ｂの理想滞留時間は、参考例２の上流側領域Ｂの理想滞留時間の２．４５倍である。換言すると、参考例２の上流側領域Ｂの理想滞留時間Ｔ２に対する参考例８の上流側領域Ｂの理想滞留時間Ｔ８の比率（Ｔ８／Ｔ２）は、２．４５である。

（解析結果及び考察）
参考例１〜８における各列の脱気ユニット２２の流量を図１１に示す。なお、２列目の脱気ユニット２２Ｂの流量、３列目の脱気ユニット２２Ｃの流量、及び４列目の脱気ユニット２２Ｄの流量は、各列に配置される全ての脱気ユニット２２の流量の平均値とした。

（考察１）
図１２は、参考例１〜４において、各列の脱気ユニット２２の流量と、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）と、の関係を示したグラフである。図１２に示すように、全体的には、筐体２３の中心軸線に近づくほど脱気ユニット２２の流量が大きくなり、筐体２３の中心軸線から離れるほど脱気ユニット２２の流量が小さくなる傾向がある。

このため、筐体２３の中心軸線に近づくほど脱気ユニット２２を流れる液体の圧力損失が大きくなるようにすることで、各脱気ユニット２２を流れる液体の流量の乖離を低減することができると推察される。

一方で、参考例３及び４では、３列目の脱気ユニット２２Ｃの流量と４列目の脱気ユニット２２Ｄの流量との大小関係が反転している。つまり、参考例３及び４では、３列目の脱気ユニット２２Ｃの流量よりも４列目の脱気ユニット２２Ｄの流量の方が大きくなっている。参考例１〜４における各列の脱気ユニット２２の流量を結んだ線を見ると、脱気ユニット２２の外径Ｄ１に対する距離Ｄ２の比率（Ｄ２／Ｄ１）が０．７を境に、３列目の脱気ユニット２２Ｃの流量と４列目の脱気ユニット２２Ｄの流量との大小関係が反転していることが分かる。

この結果から、筐体２３の中心軸線から離れるほど、脱気ユニット２２に流れる液体の流量が少なくなる傾向にあるが、筐体２３の内周面から中心軸線側に脱気ユニット２２の外径Ｄ１の０．７倍又は０．５倍に相当する位置までの外側領域においては、上記の傾向が反転するとの知見が得られた。つまり、外側領域では、内側領域よりも脱気ユニット２２に流れる液体の流量が多くなる傾向にあるとの知見が得られた。また、外側領域においては、筐体２３の中心軸線から離れるほど（筐体２３の内周面に近づくほど）、脱気ユニット２２に流れる液体の流量が多くなる傾向にあるとの知見が得られた。これは、外側領域においては、筐体２３内を流れる液体が筐体２３の内周面に押し戻されることにより、脱気ユニット２２を流れる液体の流量が増加したものと推察される。

このため、外側領域１６に配置される脱気ユニット２では、内側領域１７に配置される脱気ユニット２のうち最も外側領域１６に近い脱気ユニット２よりも液体の圧力損失が大きくなるようにすることで、各脱気ユニット２２を流れる液体の流量の乖離を低減することができると推察される。また、外側領域においては、筐体２３の中心軸線から離れるほど脱気ユニット２２を流れる液体の圧力損失が大きくなるようにすることで、各脱気ユニット２２を流れる液体の流量の乖離を低減することができると推察される。

（考察２）
図１３は、参考例２及び５において、各列と脱気ユニット２２の流量との関係を示したグラフである。図１０に示すように、参考例２と参考例５とでは、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見た、脱気ユニット２２と入口３ａとの重なり具合が異なる。しかしながら、図１３に示すように、参考例２及び参考例５の何れも、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て入口３ａと重なる脱気ユニット２２は、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て入口３ａと重ならない脱気ユニット２２よりも、流量が大きくなるという傾向は変わらない。

この結果から、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見た、脱気ユニット２２と入口３ａとの重なり具合の違いによらず、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て入口３ａと重なる脱気ユニット２２は、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て入口３ａと重ならない脱気ユニット２２よりも、流量が大きくなるとの知見が得られた。

このため、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見た脱気ユニット２２と入口３ａとの重なり具合の違いによらず、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て入口３ａと重なる脱気ユニット２２は、筐体２３の中心軸線に沿う方向から見て入口３ａと重ならない脱気ユニット２２よりも、液体の圧力損失が大きくなるようにすることで、各脱気ユニット２２を流れる液体の流量の乖離を低減することができると推察される。

（考察３）
図１４は、参考例６〜８において、各列の脱気ユニット２２の流量と、筐体２３の上流側領域Ｂの理想滞留時間と、の関係を示したグラフである。図１４に示すように、参考例６〜８においては、筐体２３の上流側領域Ｂの理想滞留時間が異なる。しかしながら、参考例６〜８の何れも、筐体２３の中心軸線に近づくほど、脱気ユニット２２に流れる液体の流量が大きくなる傾向は変わらない。

この結果から、筐体２３の上流側領域Ｂの理想滞留時間の違いによらず、筐体２３の中心軸線に近づくほど、脱気ユニット２２に流れる液体の流量が大きくなりとの知見が得られた。

このため、筐体２３の上流側領域Ｂの理想滞留時間の違いによらず、筐体２３の中心軸線に近づくほど、脱気ユニット２２に流れる液体の圧力損失を大きくすることで、各脱気ユニット２２を流れる液体の流量の乖離を低減することができると推察される。

［各脱気ユニットの圧力損失］
上記の参考例の解析結果及び考察に鑑み、本実施形態では、複数の脱気ユニット２を、筐体３の中心軸線Ｌからの距離応じて液体の圧力損失が異なるように構成することで、各脱気ユニット２２を流れる液体の流量の乖離を低減して、脱気システム１全体の脱気性能を向上させるものとした。

具体的に説明すると、複数の脱気ユニット２のうち、中心軸線Ｌに沿う方向から見て入口３ａと重なる脱気ユニット２は、中心軸線Ｌに沿う方向から見て入口３ａと重ならない脱気ユニット２よりも、液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい（参考例２，５、及び図１３参照）。なお、本明細書において、圧力損失は、脱気ユニット２を流れる液体の圧力損失をいう。

ここで、図１５に示すように、筐体３の内周面３ｃから中心軸線Ｌ側に所定距離Ｄとなる位置までの領域を外側領域１６とし、外側領域１６の内側の領域を内側領域１７とする。この所定距離Ｄは、複数の脱気ユニット２の圧力損失が同じである場合に、脱気ユニット２の流量の大小関係が反転する距離である。この所定距離としては、上記の考察１から、脱気ユニット２の外径Ｄ１の０．７倍としてもよく、脱気ユニット２の外径Ｄ１の０．５倍としてもよい。

この場合、複数の脱気ユニット２は、内側領域１７において、任意の一つの脱気ユニット２である内側脱気ユニットと、内側脱気ユニットよりも中心軸線Ｌから遠い脱気ユニット２である外側脱気ユニットと、を有し、内側脱気ユニットは、外側脱気ユニットよりも、液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい（参考例１〜４、及び図１２参照）。例えば、全ての脱気モジュールが内側領域１７に配置されており、１列目の脱気ユニット２Ａを内側脱気モジュールとした場合、２列目の脱気ユニット２Ｂ、３列目の脱気ユニット２Ｃ、及び４列目の脱気ユニット２Ｄの何れか一つが、下側脱気モジュールとなる。内側領域１７においては、複数の脱気ユニット２のうち、何れか２つの脱気ユニット２の圧力損失が上記の関係を満たしていれば良い。例えば、筐体３の半径方向に隣り合う脱気ユニット２の圧力損失が同じ（実質的に同じ）であってもよい。圧力損失が同じとは、製造誤差等により当該圧力損失が例えば３０％程度異なる場合も含むという意味である。

また、全ての脱気ユニット２が内側領域１７に配置されている場合、複数の脱気ユニット２は、中心軸線Ｌから離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。

一方、少なくとも一つの脱気ユニット２が外側領域１６に配置されており、残りの脱気ユニット２が、内側領域１７に配置されている場合、内側領域１７に配置される脱気ユニット２は、中心軸線Ｌから離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。この場合、外側領域１６に配置される脱気ユニット２は、内側領域１７に配置される脱気ユニット２のうち最も外側領域１６に近い脱気ユニット２よりも、液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。また、外側領域１６に配置される脱気ユニット２は、筐体２３の中心軸線Ｌから離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されていてもよい。

脱気ユニット２を流れる液体の圧力損失は、例えば、供給口６ａ（図３及び図４参照）の液体の圧力と脱気ユニット２の排出口１３ａ（図３及び図４参照）の液体の圧力とを圧力計などによって計測し、その差分を計算することにより求めることができる。

ここで、各脱気ユニット２における液体の圧力損失は、例えば、［１］液体供給路１０（連結供給管６）における液体の圧力損失と、［２］連結供給管６の開口６ｂにおける液体の圧力損失と、［３］モジュール内管１１の内管開口１１ａにおける液体の圧力損失と、［４］中空糸膜束１２における液体の圧力損失と、［５］モジュール容器１３の排出口１３ａにおける液体の圧力損失と、の総和となる。このため、例えば、これらの一部又は全てを調整することで、つまり、これらの少なくとも一つを調整することで、各脱気ユニット２における液体の圧力損失を調整することができる。

［１］例えば、連結供給管６の内径を小さくすることで、液体供給路１０における液体の圧力損失を大きくすることができる。この場合、例えば、連結供給管６として、上流側から下流側に向けて内径がテーパ状に狭くなるもの、又は、上流側から下流側に向けて内径が段階的に狭くなるものを用いることで、連結供給管６の内径を小さくしてもよい。

［２］例えば、連結供給管６の開口６ｂの総面積を小さくすること、連結供給管６の開口６ｂの数を少なくすること、又は、連結供給管６の開口６ｂの大きさを小さくすることで、連結供給管６の開口６ｂにおける液体の圧力損失を大きくすることができる。

［３］例えば、脱気モジュール５の内管開口１１ａの総面積を小さくすること、脱気モジュール５の内管開口１１ａの数を少なくすること、又は、脱気モジュール５の内管開口１１ａの大きさを小さくすることで、モジュール内管１１の内管開口１１ａにおける液体の圧力損失を大きくすることができる。

［４］例えば、脱気モジュール５における複数本の中空糸膜１４の密度を高くすることで、中空糸膜束１２の液体の圧力損失を大きくすることができる。詳しく説明すると、複数本の中空糸膜１４の密度を高くすると、複数本の中空糸膜１４の間の隙間が狭められて、中空糸膜束１２に対する液体の通過抵抗が大きくなる。これにより、中空糸膜束１２の液体の圧力損失が大きくなる。

また、例えば、脱気モジュール５における中空糸膜束１２の厚さを厚くすることで、中空糸膜束１２の液体の圧力損失を大きくすることができる。詳しく説明すると、中空糸膜束１２の厚さを厚くすると、中空糸膜束１２に対する液体の通過抵抗が大きくなる。これにより、中空糸膜束１２の液体の圧力損失が大きくなる。

また、中空糸膜束１２が、緯糸である複数本の中空糸膜１４を縦糸で織った織物が、モジュール内管１１（液体供給路１０の周囲）に巻かれてなる場合、例えば、脱気モジュール５における織物の巻き圧を高くすることで、中空糸膜束１２の液体の圧力損失を大きくすることができる。詳しく説明すると、巻物の巻き圧を高くすると、複数本の中空糸膜１４の間の隙間が狭められて、中空糸膜束１２に対する液体の通過抵抗が大きくなる。これにより、中空糸膜束１２の液体の圧力損失が大きくなる。この場合、織物は、複数本の中空糸膜１４がモジュール内管１１（液体供給路１０）の軸線方向に延びるように、モジュール内管１１（液体供給路１０の周囲）に巻かれてもよい。

同様に、中空糸膜束１２が、緯糸である複数本の中空糸膜１４を縦糸で織った織物が、複数本の中空糸膜１４がモジュール内管１１（液体供給路１０）の軸線方向に延びるようにモジュール内管１１（液体供給路１０の周囲）に巻かれてなる場合、例えば、脱気モジュール５における縦糸のピッチを長くすることで、中空糸膜束１２の液体の圧力損失を大きくすることができる。詳しく説明すると、織物をモジュール内管１１に巻くと、内周側の隣り合う中空糸膜１４の間に、外周側の中空糸膜１４が入り込もうとする。この場合、脱気モジュール５における縦糸のピッチが短いと、外周側の中空糸膜１４は、内周側の縦糸によって支持される間隔が狭くなるため、内周側の隣り合う中空糸膜１４の間に入り込みにくくなる。その結果、中空糸膜１４の密度が低くなる。これにより、中空糸膜束１２の液体の圧力損失が小さくなる。一方、脱気モジュール５における縦糸のピッチが長いと、外周側の中空糸膜１４は、内周側の縦糸によって支持される間隔が長くなるため、内周側の隣り合う中空糸膜１４の間に入り込みやすくなる。その結果、中空糸膜１４の密度が高くなる。これにより、中空糸膜束１２の液体の圧力損失が大きくなる。

また、例えば、脱気モジュール５における中空糸膜１４の外径を大きくすることで、中空糸膜束１２の液体の圧力損失を大きくすることができる。詳しく説明すると、例えば、中空糸膜１４の数が同じである場合、中空糸膜１４の外径を大きくすると、中空糸膜１４間の隙間が狭められて、中空糸膜束１２に対する液体の通過抵抗が大きくなる。これにより、中空糸膜束１２の液体の圧力損失が大きくなる。

また、例えば、脱気モジュール５における中空糸膜１４の親水性を高くすることで、中空糸膜束１２の液体の圧力損失を大きくすることができる。詳しく説明すると、中空糸膜１４の親水性が高くなると、中空糸膜１４に対する液体の接触抵抗が大きくなる。これにより、中空糸膜束１２の液体の圧力損失が大きくなる。

［５］例えば、脱気モジュール５の排出口１３ａの総面積を小さくすること、脱気モジュール５の排出口１３ａの数を少なくすること、又は、脱気モジュール５の排出口１３ａの大きさを小さくすることで、モジュール容器１３の排出口１３ａにおける液体の圧力損失を大きくすることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る脱気システム１では、円筒状の筐体３に複数の脱気ユニット２が並列に収容されている。ここで、複数の脱気ユニット２を流れる液体の圧力損失が同じである場合、筐体３の中心軸線Ｌからの距離に応じて、脱気ユニット２に流れる液体の流量が異なる。しかしながら、この脱気システム１では、複数の脱気ユニット２が、筐体３の中心軸線Ｌからの距離応じて液体の圧力損失が異なるように構成されている。この圧力損失の差が上記の流量の差を相殺するように働く。これにより、複数の脱気ユニット２を流れる液体の流量の乖離を低減することができる。その結果、例えば、脱気システム１全体における脱気性能を向上させることができる。

また、吸引管４を備えることで、脱気ユニット２において液体を適切に脱気することができると共に、脱気した気体を筐体３外部に適切に排出することができる。

中心軸線Ｌに沿う方向から見て入口３ａと重なる脱気ユニット２は、中心軸線Ｌに沿う方向から見て入口３ａと重ならない脱気ユニット２よりも、入口３ａからの液体の供給圧力を強く受けるため、液体が流れ込みやすくなる。そこで、中心軸線Ｌに沿う方向から見て入口３ａと重なる脱気ユニット２が中心軸線Ｌに沿う方向から見て入口３ａと重ならない脱気ユニット２よりも液体の圧力損失が大きくなるように構成されることで、この圧力損失の差が液体の供給圧力の差を相殺するように働く。これにより、これらの脱気ユニット２を流れる液体の流量の乖離を低減することができる。

ところで、上述したように、複数の脱気ユニット２を流れる液体の圧力損失が同じである場合、筐体３の中心軸線Ｌから離れるほど、脱気ユニット２に流れる液体の流量が少なくなる傾向にある。しかしながら、筐体３の内周面から中心軸線側に所定距離Ｄとなる位置までの外側領域においては、上記の傾向が反転する。

そこで、内側脱気ユニットが外側脱気ユニットよりも液体の圧力損失が大きくなるように構成されることで、この圧力損失の差が上記の流量の差を相殺するように働く。これにより、内側脱気ユニットと外側脱気ユニットとを流れる液体の流量の乖離を低減することができる。

また、全ての脱気ユニット２が内側領域１７に配置されている場合に、複数の脱気ユニット２が中心軸線Ｌから離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されることで、複数の脱気ユニット２を流れる液体の流量の乖離を適切に低減することができる。

一方、少なくとも一つの脱気ユニット２が外側領域１６に配置されており、残りの脱気ユニット２が内側領域１７に配置されている場合に、内側領域１７に配置される脱気ユニット２が中心軸線Ｌから離れるほど液体の圧力損失が大きくなるように構成されることで、内側領域１７において、脱気ユニット２を流れる液体の流量の乖離を適切に低減することができる。

この場合、外側領域１６に配置される脱気ユニット２が、内側領域１７に配置される脱気ユニット２のうち最も外側領域１６に近い脱気ユニット２よりも、液体の圧力損失が大きくなるように構成されることで、内側領域１７に配置される脱気ユニット２と外側領域１６に配置される脱気ユニット２との間においても、液体の流量の乖離を適切に低減することができる。

［脱気システムの製造方法］
次に、脱気システム１の製造方法について説明する。

図３に示す脱気ユニット２Ａのように、一つの脱気ユニット２が複数の脱気モジュール５で構成されている場合、まず、複数の脱気モジュール５と、連結供給管６と、を用意する。次に、連結供給管６を複数の脱気モジュール５の液体供給路１０に挿入する。そして、連結供給管６により複数の脱気モジュール５の液体供給路１０を直列に接続する。また、複数の脱気モジュール５の中空糸膜束１２に液体が並列に供給されるように、連結供給管６の複数の開口６ｂを複数の脱気モジュール５に対応する位置に配置する。これにより、一つの脱気ユニット２ができる。なお、図４に示す脱気ユニット２Ｂのように、一つの脱気ユニット２が一つの脱気モジュール５により構成されている場合は、このような手順は不要である。

複数の脱気ユニット２と、複数の脱気ユニット２を収容し、外部から液体が供給される入口３ａと、外部に液体を排出する出口３ｂと、を有する筐体３と、吸引管４と、を用意する。次に、複数の脱気ユニット２を介して筐体３の内部空間を入口３ａ側の上流側領域Ｂと出口３ｂ側の下流側領域Ｃとに分ける筐体封止部７により、複数の脱気ユニット２を筐体３に固定する。また、吸引管４が筐体３を貫通して中空糸膜１４の内側が開放された脱気モジュール５の両端に接続されるように、吸引管４を設置する。そして、筐体３の中心軸線Ｌからの距離応じて複数の脱気ユニット２の液体の圧力損失を異ならせる。このような液体の圧力損失の設定は、上述した様々な手法により行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、脱気ユニットの構成について具体的に説明したが、脱気ユニットとしては、様々な構成のものを用いることができる。また、上記実施形態では、各脱気モジュールがモジュール内管を備えるものとして説明したが、このようなモジュール内管を備えなくてもよい。この場合、例えば、各脱気モジュールの中空糸膜束（織物）が、連結供給管に直接的に巻き付けられる。

また、本発明の脱気システムの使用方法及び利用方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ジェット・ボーリング法、インサイチュリーチング法（ＩＳＬ）、水攻法などの天然資源を産生するための技術分野に用いることができる。具体的には、次のような天然資源の産生方法に用いてもよい。すなわち、この天然資源の産生方法は、本発明の脱気システムにおいて、入口から複数の脱気ユニットに液体を供給するとともに、複数の脱気モジュールのそれぞれの複数本の中空糸膜の内側を減圧することで、液体を脱気する工程と、脱気工程で脱気された液体を天然資源の採掘現場に圧入する圧入工程と、を備える。ここで、天然資源としては、例えば、銅、ウラン等の金属鉱物や、原油、天然ガス、シェールオイル、シェールガス等の燃料鉱物が挙げられる。液体としては、例えば、水が挙げられる。なお、天然資源が燃料鉱物である場合は、液体としては、例えば、海水、随伴水、フラクチャリング流体が挙げられる。随伴水は、天然資源を産生する際に生成される水である。本発明に使用する脱気ユニットは、あらかじめ、複数の脱気モジュールを連結して製造してから使用場所に移送することもできるし、また、個々に搬送した脱気モジュールを本発明の脱気システムの使用場所で連結して製造することもできる。万が一、いずれかの脱気モジュール又は脱気ユニットに不具合が生じた場合には、該当する脱気モジュール又は脱気ユニットのみを交換すればよく、製造する際の移送時の取り扱い性や、使用中のメンテンナンス性に優れる。このため、例えば、天然資源の採掘現場での使用にも好適である。

１…脱気システム、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…脱気ユニット、３…筐体、３ａ…入口、３ｂ…出口、３ｃ…内周面、４…吸引管、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ…脱気モジュール、６，６Ａ，６Ｂ…連結供給管、６ａ…供給口、６ｂ…開口、７…筐体封止部（封止部）、８…脱気ユニット支持部、１０…液体供給路、１１…モジュール内管、１１ａ…内管開口、１２…中空糸膜束、１２ａ…端部、１３…モジュール容器（筒体）、１３ａ…排出口、１４…中空糸膜、１５…封止部、１６…外側領域、１７…内側領域、２１…脱気システム、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ…脱気ユニット、２３…筐体、Ａ…脱気領域、Ｂ…上流側領域、Ｃ…下流側領域、Ｌ…中心軸線。

Claims

液体を脱気する複数の脱気ユニットと、
前記複数の脱気ユニットを並列に収容する円筒状の筐体と、を備え、
前記複数の脱気ユニットのそれぞれは、複数本の中空糸膜が円筒状に束ねられた中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容される筒体と、を備え、
前記筐体は、外部から前記液体が供給される入口と、外部に前記液体を排出する出口と、前記複数の脱気ユニットを介して前記筐体の内部空間を前記入口側の上流側領域と前記出口側の下流側領域とに分ける封止部と、を有し、
前記複数の脱気ユニットは、前記筐体の中心軸線からの距離応じて前記液体の圧力損失が異なるように構成されている、
脱気システム。
前記中空糸膜の内側を吸引するために、前記中空糸膜の内側に連通されて前記筐体を貫通する吸引管を更に備える、
請求項１に記載の脱気システム。
前記複数の脱気ユニットのうち、前記中心軸線に沿う方向から見て前記入口と重なる前記脱気ユニットは、前記中心軸線に沿う方向から見て前記入口と重ならない前記脱気ユニットよりも、前記液体の圧力損失が大きくなるように構成されている、
請求項１又は２に記載の脱気システム。
前記筐体の内周面から前記中心軸線側に前記脱気ユニットの外径の０．７倍に相当する位置までの領域を外側領域とし、前記外側領域の内側の領域を内側領域とした場合、
前記内側領域において、前記複数の脱気ユニットは、内側脱気ユニットと、前記内側脱気ユニットよりも前記中心軸線から遠い外側脱気ユニットと、を有し、
前記内側脱気ユニットは、前記外側脱気ユニットよりも前記液体の圧力損失が大きくなるように構成されている、
請求項１〜３の何れか一項に記載の脱気システム。
前記筐体の内周面から前記中心軸線側に前記脱気ユニットの外径の０．７倍に相当する位置までの領域を外側領域とし、前記外側領域の内側の領域を内側領域とし、全ての前記脱気ユニットが、前記内側領域に配置されている場合、
前記複数の脱気ユニットは、前記中心軸線から離れるほど前記液体の圧力損失が大きくなるように構成されている、
請求項１〜４の何れか一項に記載の脱気システム。
前記筐体の内周面から前記中心軸線側に前記脱気ユニットの外径の０．７倍に相当する位置までの領域を外側領域とし、前記外側領域の内側の領域を内側領域とし、少なくとも一つの前記脱気ユニットが前記外側領域に配置されており、残りの前記脱気ユニットは、前記内側領域に配置されている場合、
前記内側領域に配置される前記脱気ユニットは、前記中心軸線から離れるほど前記液体の圧力損失が大きくなるように構成されている、
請求項１〜４の何れか一項に記載の脱気システム。
前記外側領域に配置される前記脱気ユニットは、前記内側領域に配置される前記脱気ユニットのうち最も前記外側領域に近い前記脱気ユニットよりも、前記液体の圧力損失が大きくなるように構成されている、
請求項６に記載の脱気システム。
前記脱気ユニットは、複数の脱気モジュールが連結されてなり、
前記複数の脱気モジュールのそれぞれは、液体が供給される液体供給路の周囲に配される複数本の中空糸膜を有する中空糸膜束と、前記中空糸膜束を収容し、前記液体を排出するための排出口が形成された筒体と、を備え、
前記脱気ユニットは、前記複数の脱気モジュールの前記液体供給路を直列に接続し、前記複数の脱気モジュールの前記中空糸膜束に前記液体が並列に供給されるように、前記液体を通過させる開口が前記複数の脱気モジュールに対応する位置に形成された連結供給管を有する、
請求項１〜７の何れか一項に記載の脱気システム。
請求項１〜８の何れか一項に記載の脱気システムにおいて、前記入口から前記複数の脱気ユニットに液体を供給するとともに、前記複数の脱気ユニットのそれぞれの前記複数本の中空糸膜の内側を減圧することで、前記液体を脱気する、
液体の脱気方法。
請求項１〜８の何れか一項に記載の脱気システムに用いられる脱気ユニットであって、
複数本の中空糸膜が円筒状に束ねられた中空糸膜束と、
前記中空糸膜束が収容される筒体と、を備える、
脱気ユニット。
請求項８に記載の脱気システムに用いられる脱気モジュールであって、
液体が供給される液体供給路の周囲に配される複数本の中空糸膜を有する中空糸膜束と、
前記中空糸膜束を収容し、前記液体を排出するための排出口が形成された筒体と、を備える、
脱気モジュール。
複数の脱気ユニットと、前記複数の脱気ユニットを収容し、外部から液体が供給される入口と、外部に前記液体を排出する出口と、を有する筐体と、吸引管と、を用意し、
前記複数の脱気ユニットを介して前記筐体の内部空間を前記入口側の上流側領域と前記出口側の下流側領域とに分ける封止部により、前記複数の脱気ユニットを前記筐体に固定し、
前記筐体の中心軸線からの距離応じて前記複数の脱気ユニットの前記液体の圧力損失を異ならせる、
脱気システムの製造方法。
液体が供給される液体供給路の周囲に配される複数本の中空糸膜を有する中空糸膜束と、前記中空糸膜束を収容し、前記液体を排出するための排出口が形成された筒体と、をそれぞれ有する複数の脱気モジュールと、前記液体を通過させる複数の開口が形成された連結供給管と、を用意し、
前記連結供給管を前記複数の脱気モジュールの前記液体供給路に挿入して、前記連結供給管により前記複数の脱気モジュールの前記液体供給路を直列に接続するとともに、前記複数の脱気モジュールの前記中空糸膜束に前記液体が並列に供給されるように、前記複数の開口を前記複数の脱気モジュールに対応する位置に配置することで、前記脱気ユニットを製造する、
請求項１２に記載の脱気システムの製造方法。
請求項１〜８の何れか一項に記載の脱気システムにおいて、前記入口から前記複数の脱気ユニットに液体を供給するとともに、前記複数の脱気ユニットのそれぞれの前記複数本の中空糸膜の内側を減圧することで、前記液体を脱気する脱気工程と、前記脱気工程で脱気された前記液体を天然資源の採掘現場に圧入する圧入工程と、を備える、
天然資源の産生方法。