(57)【要約】【課題】容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の濃度に高めることができる貯蔵庫を提供する。【解決手段】貯蔵庫１Ａは、供給孔１１及び第１の排出孔１２を有する容器１０と、機能性膜ユニット２０と、吸引手段４０と、第１の排出孔１２から排出される排出気体の排出流量を調整する流量調整手段３０と、を備える。機能性膜ユニット２０は、機能性膜２１、及びハウジング２２を有し、供給孔１１に連結され、空気のうち機能性膜２１を透過せずに残った窒素富化気体を供給孔１１から容器１０の内部に導く。機能性膜２１は、酸素を優先的に透過させる。ハウジング２２は、機能性膜２１を保持し、通気孔２３及び第２の排出孔２４を含む。通気孔２３は、機能性膜２１の上流側Ｕ２１に設けられ空気を機能性膜２１に導く。第２の排出孔２４は、機能性膜２１の下流側Ｄ２１に設けられている。吸引手段４０は、第１の排出孔１２及び第２の排出孔２４を吸引する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給孔及び第１の排出孔を有する容器と、
酸素を優先的に透過させる機能性膜、及び前記機能性膜を保持するハウジングを有し、前記ハウジングが、前記機能性膜の上流側に設けられ空気を前記機能性膜に導く通気孔、及び前記機能性膜の下流側に設けられた第２の排出孔を含み、前記供給孔に連結され、前記空気のうち前記機能性膜を透過せずに残った窒素富化気体を前記供給孔から前記容器の内部に導く機能性膜ユニットと、
前記第１の排出孔及び前記第２の排出孔を吸引する吸引手段と、
前記第１の排出孔から排出される排出気体の排出流量を調整する流量調整手段と、を備える
貯蔵庫。
【請求項２】
前記機能性膜ユニットである第１の機能性膜ユニットは、前記機能性膜である第１の機能性膜、及び前記ハウジングである第１のハウジングを有し、
前記流量調整手段は、上流側が前記容器の内部に面し、酸素を優先的に透過させる複数の第２の機能性膜と、前記複数の第２の機能性膜を保持する第２のハウジングとを含み、前記第１の排出孔に連結された第２の機能性膜ユニットを有し、
前記第２のハウジングは、前記複数の第２の機能性膜の各々の下流側に設けられ互いに連通しない複数の第３の排出孔を含み、
前記排出気体は、前記容器の内部の容器内気体のうち前記第２の機能性膜を透過した酸素富化気体であり、
前記吸引手段は、前記第２の機能性膜の下流側を減圧して、前記第１の排出孔を吸引する
請求項１に記載の貯蔵庫。
【請求項３】
前記吸引手段は、前記第２の排出孔に第１の連結管を介して連結され、かつ前記複数の第３の排出孔の各々に第２の連結管を介して連結された減圧ポンプを有し、
前記第２の機能性膜ユニットは、各々が前記減圧ポンプと前記複数の第３の排出孔の各々との間に配置され、前記第２の連結管を開放して前記複数の第２の機能性膜の下流側を減圧する開弁と、前記第２の連結管を閉鎖して前記複数の第２の機能性膜の下流側を減圧しない閉弁とを切り替え可能な複数の開閉バルブを更に含む
請求項２に記載の貯蔵庫。
【請求項４】
前記吸引手段は、前記第２の排出孔に第１の連結管を介して連結された第１の減圧ポンプと、前記複数の第３の排出孔の各々に第２の連結管を介して連結された第２の減圧ポンプとを有し、
前記第２の機能性膜ユニットは、各々が前記第２の減圧ポンプと前記複数の第３の排出孔の各々との間に配置され、前記第２の連結管を開放して前記複数の第２の機能性膜の下流側を減圧する開弁と、前記第２の連結管を閉鎖して前記複数の第２の機能性膜の下流側を減圧しない閉弁とを切り替え可能な複数の開閉バルブを更に含む
請求項２に記載の貯蔵庫。
【請求項５】
前記流量調整手段が、前記排出気体である前記容器内気体の排出流量を調整可能な流量調整バルブを有する
請求項１に記載の貯蔵庫。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の貯蔵庫を用い、
前記複数の開閉バルブのうちの少なくとも１つを開弁する第１の工程と、
前記複数の第２の機能性膜のうち下流側が減圧される第２の機能性膜の各々の下流側の面積を足し合わせた排出面積が前記第１の工程における前記排出面積よりも小さくなるように、前記複数の開閉バルブのうちの少なくとも１つを開弁する第２の工程と、を含み、
前記第１の工程及び前記第２の工程をこの順で行う
貯蔵庫内の窒素富化方法。
【請求項７】
前記第２の工程における前記酸素富化気体の排出流量が、前記第１の工程における前記酸素富化気体の排出流量よりも小さい
請求項６に記載の貯蔵庫内の窒素富化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵庫、及び貯蔵庫内の窒素富化方法に関し、より詳細には、容器を備える貯蔵庫、及び貯蔵庫内の窒素富化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、簡単な構造で保管庫内の湿度及び酸素濃度を低くして保管物の酸化を防止し、長期に保存することができる食品等の保管装置が開示されている。この食品等の保管装置は、保管庫と、第１の膜モジュールと、送風ファンと、真空ポンプと、第２の膜モジュールとを備える。保管庫は、食品等を貯蔵する。第１の膜モジュールは、酸素及び水蒸気を窒素より優先的に透過させる第１の気体分離膜を有する。送風ファンは、第１の膜モジュールに空気を導入し排出する。真空ポンプは、送風ファンによって導入された空気を第１の気体分離膜を介して吸引し排出する。第２の膜モジュールは、保管庫内に第２の気体分離膜を有する。
【０００３】
この保管装置では、送風ファン及び真空ポンプを動作させると、第１の膜モジュールの第１の気体分離膜の二次側（減圧側）が減圧されて、第１の気体分離膜の一次側（大気側）の空気の水蒸気及び酸素が、第１の気体分離膜を優先的に透過する。これにより、空気は、第１の膜モジュールの気体分離膜を透過し、水蒸気を含んだ酸素富化空気と、第１の膜モジュールの気体分離膜を透過せず、除湿された窒素富化空気とに分離される。次いで、酸素富化空気は真空ポンプから排出され、窒素富化空気は送風ファンによって保管庫内に導入される。また、真空ポンプの動作によって、保管庫の空気のうち第２の膜モジュールの第２の気体分離膜を透過した酸素富化空気は真空ポンプから排出される。このようにして、保管庫の内部は除湿された窒素富化空気で満たされるため、保管庫内の湿度及び酸素濃度は低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２５２１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のような貯蔵庫では、容器の内部の容器内気体の窒素濃度を高めて所望の濃度に到達させるまでに長時間を要するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の濃度に高めることができる貯蔵庫、及び貯蔵庫内の窒素富化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様に係る貯蔵庫は、容器と、機能性膜ユニットと、吸引手段と、流量調整手段と、を備える。前記容器は、供給孔及び第１の排出孔を有する。前記機能性膜ユニットは、機能性膜、及びハウジングを有し、前記供給孔に連結され、空気のうち前記機能性膜を透過せずに残った窒素富化気体を前記供給孔から前記容器の内部に導く。前記機能性膜は、酸素を優先的に透過させる。前記ハウジングは、前記機能性膜を保持する。前記ハウジングは、通気孔、及び第２の排出孔を含む。前記通気孔は、前記機能性膜の上流側に設けられ空気を前記機能性膜に導く。前記第２の排出孔は、前記機能性膜の下流側に設けられている。前記吸引手段は、前記第１の排出孔及び前記第２の排出孔を吸引する。前記流量調整手段は、前記第１の排出孔から排出される排出気体の排出流量を調整する。
【０００８】
本発明の第２態様に係る貯蔵庫は、第一態様において、前記機能性膜ユニットである第１の機能性膜ユニットは、前記機能性膜である第１の機能性膜、及び前記ハウジングである第１のハウジングを有し、前記流量調整手段は、第２の機能性膜ユニットを有する。前記第２の機能性膜ユニットは、複数の第２の機能性膜と、第２のハウジングとを含み、前記第１の排出孔に連結されている。前記複数の第２の機能性膜は、上流側が前記容器の内部に面し、酸素を優先的に透過させる。前記第２のハウジングは、前記複数の第２の機能性膜を保持する。前記第２のハウジングは、複数の第３の排出孔を含む。前記複数の第３の排出孔は、前記複数の第２の機能性膜の各々の下流側に設けられ互いに連通しない。前記排出気体は、前記容器の内部の容器内気体のうち前記第２の機能性膜を透過した酸素富化気体である。前記吸引手段は、前記第２の機能性膜の下流側を減圧して、前記第１の排出孔を吸引する。
【０００９】
本発明の第３態様に係る貯蔵庫は、第二態様において、前記吸引手段が、減圧ポンプを有する。前記減圧ポンプは、前記第２の排出孔に第１の連結管を介して連結され、かつ前記複数の第３の排出孔の各々に第２の連結管を介して連結されている。前記第２の機能性膜ユニットは、複数の開閉バルブを更に含む。前記複数の開閉バルブは、各々が前記減圧ポンプと前記複数の第３の排出孔の各々との間に配置され、開弁と、閉弁とを切り替え可能である。前記開弁は、前記第２の連結管を開放して前記複数の第２の機能性膜の下流側を減圧する。前記閉弁は、前記第２の連結管を閉鎖して前記複数の第２の機能性膜の下流側を減圧しない。
【００１０】
本発明の第４態様に係る貯蔵庫は、第二態様において、前記吸引手段が、第１の減圧ポンプと、第２の減圧ポンプとを有する。前記第１の減圧ポンプは、前記第２の排出孔に第１の連結管を介して連結されている。前記第２の減圧ポンプは、前記複数の第３の排出孔の各々に第２の連結管を介して連結されている。前記第２の機能性膜ユニットは、複数の開閉バルブを更に含む。前記複数の開閉バルブは、各々が前記第２の減圧ポンプと前記複数の第３の排出孔の各々との間に配置され、開弁と、閉弁とを切り替え可能である。開弁は、前記第２の連結管を開放して前記複数の第２の機能性膜の下流側を減圧する。閉弁は、前記第２の連結管を閉鎖して前記複数の第２の機能性膜の下流側を減圧しない。
【００１１】
本発明の第５態様に係る貯蔵庫は、第一態様において、前記流量調整手段が、流量調整バルブを有する。前記流量調整バルブは、前記排出気体である前記容器内気体の排出流量を調整可能である。
【００１２】
本発明の第６態様に係る貯蔵庫内の窒素富化方法は、第三態様又は第四態様の貯蔵庫を用い、第１の工程と、第２の工程と、を含み、前記第１の工程及び前記第２の工程をこの順で行う。前記第１の工程は、前記複数の開閉バルブのうちの少なくとも１つを開弁する。前記第２の工程は、前記複数の第２の機能性膜のうち下流側が減圧される第２の機能性膜の各々の下流側の面積を足し合わせた排出面積が前記第１の工程における前記排出面積よりも小さくなるように、前記複数の開閉バルブのうちの少なくとも１つを開弁する。
【００１３】
本発明の第７態様に係る貯蔵庫内の窒素富化方法は、前記第２の工程における前記酸素富化気体の排出流量が、前記第１の工程における前記酸素富化気体の排出流量よりも小さい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の貯蔵庫、及び貯蔵庫内の窒素富化方法は、容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の濃度に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る貯蔵庫の構成を示す概略断面図である。
【図２】図２は、同上の貯蔵庫の第１の機能性膜の構成を示す概略断面図である。
【図３】図３は、同上の貯蔵庫の第１の酸素富化気体の排出流量ごとの経過時間に対する容器内気体の窒素濃度の関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施形態の変形例に係る貯蔵庫の構成を示す概略断面図である。
【図５】図５は、同上の貯蔵庫の第２の酸素富化気体の排出流量ごとの経過時間に対する容器内気体の窒素濃度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。下記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。なお、以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各構成要素の寸法比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００１７】
（１）貯蔵庫の構成
本実施形態の貯蔵庫１Ａは、貯蔵物を、空気よりも窒素濃度が高く、略大気圧に保持されている雰囲気下で貯蔵することができる装置であり、図１に示すように、容器１０と、第１の機能性膜ユニット２０と、流量調整手段である第２の機能性膜ユニット３０と、吸引手段である減圧ポンプ４０と、を備える。貯蔵庫１Ａは、例えば、冷蔵庫等に好適に用いられる。空気とは、酸素濃度が約２１体積％、窒素濃度が約７８体積％であり、残部にアルゴン、二酸化炭素等を含む混合気体を意味する。
【００１８】
（１．１）容器
容器１０は、貯蔵物を貯蔵する密閉性が高い直方体状の箱であり、図１に示すように、第１壁１０１、第２壁１０２、第３壁１０３、及び第４壁１０４を有する。第１壁１０１及び第２壁１０２は、互いに対向している。第３壁１０３及び第４壁１０４は、互いに対向している。第１壁１０１には、供給孔１１が形成されている。第２壁１０２の第３壁１０３側には、送風ファン１３が配置されている。第３壁１０３には、第１の排出孔１２が形成されている。第４壁１０４には、開閉部が形成されている。供給孔１１は窒素富化気体を容器１０の外部から内部に供給する貫通孔である。第１の排出孔１２は、排出気体である第１の酸素富化気体を容器１０の内部から外部に排出する貫通孔である。送風ファン１３は、供給孔１１から第２の機能性膜ユニット３０に最短経路で向かう気流の発生を妨げ、容器内気体の窒素濃度を均一にする。開閉部は、容器１０の内部に貯蔵する貯蔵物を出し入れする部位であり、例えば、引き出し扉、片開き扉、両開き扉、観音開き扉又は蓋等が挙げられる。容器１０は、貯蔵庫１Ａを冷蔵庫に用いる場合、貯蔵物である野菜類及び青果類等を貯蔵する野菜室に好適に用いられる。窒素富化気体とは、空気のうち第１の機能性膜２１を透過せずに残った混合気体であって、空気よりも窒素濃度が高い混合気体を意味する。第１の酸素富化気体とは、容器１０の内部の容器内気体のうち第２の機能性膜３１を透過した混合気体であって、空気よりも酸素濃度が高い混合気体を意味する。なお、図１中、開閉部は省略している。
【００１９】
（１．２）第１の機能性膜ユニット
第１の機能性膜ユニット２０は、図１に示すように、容器１０の供給孔１１に連結されており、窒素富化気体を供給孔１１から容器１０の内部に導く。第１の機能性膜ユニット２０は、第１の機能性膜２１と、第１のハウジング２２と、を有する。第１の機能性膜２１は、酸素を優先的に透過させる。第１の機能性膜２１の上流側Ｕ２１の面積と、下流側Ｄ２１の面積とは同じである。第１の機能性膜２１の構成については、後述する。第１のハウジング２２は、第１の機能性膜２１を保持している。第１のハウジング２２は、通気孔２３及び第２の排出孔２４を含む。通気孔２３は、機能性膜２１の上流側Ｕ２１に設けられており、貯蔵庫１Ａの外部の空気を第１の機能性膜２１に導くとともに、容器１０の内部を大気に開放する。通気孔２３が容器１０の内部を大気に開放することで、容器１０の内部は略大気圧に保持することができる。そのため、例えば、貯蔵品が野菜類等である場合、野菜類等の水分を消失させることなく保持することができる。第２の排出孔２４は、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１に設けられており、第２の酸素富化気体を第１のハウジング２２の外部に排出する。ここで、第２の酸素富化気体とは、空気のうち第１の機能性膜２１を透過した混合気体であって、空気よりも酸素濃度が高い混合気体を意味する。
【００２０】
（１．３）第２の機能性膜ユニット
第２の機能性膜ユニット３０は、図１に示すように、第１の排出孔１２に連結されており、容器内気体から第１の酸素富化気体を分離し、第１の酸素富化気体の排出流量を調整する。第２の機能性膜ユニット３０は、第２の機能性膜３１Ａと、第２の機能性膜３１Ｂと、第２のハウジング３２と、開閉バルブ３３Ａと、開閉バルブ３３Ｂとを備える。
【００２１】
第２の機能性膜３１Ａ及び第２の機能性膜３１Ｂは、酸素を優先的に透過させる。第２の機能性膜３１Ａの上流側Ｕ３１Ａは容器１０の内部に面している。第２の機能性膜３１Ｂの上流側Ｕ３１Ｂは容器１０の内部に面している。第２の機能性膜３１Ａの上流側Ｕ３１Ａの面積と、下流側Ｄ３１Ａの面積とは同じである。第２の機能性膜３１Ｂの上流側Ｕ３１Ｂの面積と、下流側Ｄ３１Ｂの面積とは同じである。第２の機能性膜３１Ａの下流側Ｄ３１Ａの面積は、第２の機能性膜３１Ｂの下流側Ｄ３１Ｂの面積よりも小さい。第２の機能性膜３１Ａ及び第２の機能性膜３１Ｂとしては、後述する第１の機能性膜２１の構成と同一の構成の膜を用いることができる。
【００２２】
第２のハウジング３２は、第２の機能性膜３１Ａ及び第２の機能性膜３１Ｂを保持する。第２のハウジング３２は、第３の排出孔３４Ａ及び第３の排出孔３４Ｂを有する。第３の排出孔３４Ａは、第２の機能性膜３１Ａの下流側Ｄ３１Ａに設けられている。第３の排出孔３４Ｂは、第２の機能性膜３１Ｂの下流側Ｄ３１Ｂに設けられている。第３の排出孔３４Ａ及び第３の排出孔３４Ｂは、互いに連通していない。すなわち、第３の排出孔３４Ａの内部の第２の酸素富化気体と、第３の排出孔３４Ｂの内部の第２の酸素富化気体とは、混じり合わない。そのため、第３の排出孔３４Ａは、容器内気体のうち第２の機能性膜３１Ａを透過した第１の酸素富化気体のみを第２のハウジング３２の外部に排出する。第３の排出孔３４Ｂは、容器内気体のうち第２の機能性膜３１Ｂを透過した第１の酸素富化気体のみを第２のハウジング３２の外部に排出する。
【００２３】
開閉バルブ３３Ａは、減圧ポンプ４０と第３の排出孔３４Ａとの間に配置され、開弁と、閉弁とを切り替え可能なバルブである。開閉バルブ３３Ａは、第２の連結管３５Ａを介して、第３排出孔３４Ａと連通されている。開閉バルブ３３Ａを開弁すると、第２の連結管３５Ａを開放して第２の機能性膜３１Ａの下流側Ｄ３１Ａを減圧し、第１の酸素富化気体を吸引して排出する。開閉バルブ３３Ａを閉弁すると、第２の連結管３５Ａを閉鎖して第２の機能性膜３１Ａの下流側Ｄ３１Ａを減圧せず、第１の酸素富化気体を吸引しない。開閉バルブ３３Ｂは、減圧ポンプ４０と第３の排出孔３４Ｂとの間に配置され、開弁と、閉弁とを切り替え可能なバルブである。開閉バルブ３３Ｂは、第２の連結管３５Ｂを介して、第３排出孔３４Ｂと連通されている。開閉バルブ３３Ｂを開弁すると、第２の連結管３５Ｂを開放して第２の機能性膜３１Ｂの下流側Ｄ３１Ｂを減圧し、第１の酸素富化気体を吸引して排出する。開閉バルブ３３Ｂを閉弁すると、第２の連結管３５Ｂを閉鎖して第２の機能性膜３１Ｂの下流側Ｄ３１Ｂを減圧せず、第１の酸素富化気体を吸引しない。開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂを開弁した場合、上述したように、第２の機能性膜３１Ａの下流側Ｄ３１Ａの面積は第２の機能性膜３１Ｂの下流側Ｄ３１Ｂの面積よりも小さいため、第２の機能性膜３１Ａを介して排出される第１の酸素富化気体の排出流量は、第２の機能性膜３１Ｂを介して排出される第１の酸素富化気体の排出流量よりも少ない。
【００２４】
（１．４）減圧ポンプ
減圧ポンプ４０は、第１の連結管４１を介して第２の排出孔２４に連結され、第２の連結管３５Ａ及び第３の連結管４２を介して第３の排出孔３４Ａに連結され、第２の連結管３５Ｂ及び第３の連結管４２を介して第３の排出孔３４Ｂに連結されている。減圧ポンプ４０は、第２の排出孔２４を吸引し、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１を減圧させるとともに、第３の排出孔３４Ａを吸引し、第２の機能性膜３１Ａの下流側Ｄ３１Ａを減圧させ、第３の排出孔３４Ｂを吸引し、第２の機能性膜３１Ｂの下流側Ｄ３１Ｂを減圧させる。
【００２５】
（１．５）第１の機能性膜
第１の機能性膜２１は、酸素を優先的に透過させる。言い換えると、第１の機能性膜２１は、空気中の窒素に比べて酸素の透過速度が速い。この透過速度の違いによって、第１の機能性膜２１は、空気を、第１の機能性膜２１を透過した酸素富化気体と、第１の機能性膜２１を透過せずに残った窒素富化気体とに分離することができる。第１の機能性膜２１は、図２に示すように、気体分離膜２と、多孔質膜支持体３と、を備える積層体である。第１の機能性膜２１は、気体分離膜２側が上流側Ｕ２１となるように配置される。多孔質膜支持体３は、不織布層４と、多孔質膜５とを備える積層体である。多孔質膜支持体３は、第１面Ｔ３及び第２面Ｂ３を有する。第１面Ｔ３は、多孔質膜５側の面である。第２面Ｂ３は、不織布層４側の面である。気体分離膜２は、多孔質膜支持体３の第１面Ｔ３上に配置されている。第１の機能性膜２１の厚みは、特に限定されず、好ましくは２０μｍ以上５５０μｍ以下、より好ましくは６０μｍ以上３５０μｍ以下である。
【００２６】
（１．５．１）気体分離膜
気体分離膜２は、酸素を優先的に透過させる機能を第１の機能性膜２１に付与する。気体分離膜２は、一層で構成されていてもよく、二層以上の複数の層から構成されていてもよい。気体分離膜２が複数の層から構成される場合、気体分離膜２は、気体を分離するための分離層と、分離層を保護するための保護層とを含んでもよい。気体分離膜２の材料は、特に限定されず、酸素の透過係数が高くなるように適宜選択することができる。気体分離膜２は、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリフマル酸エステル、シロキサン系化合物、一置換ポリジフェニルアセチレン、及び二置換ポリジフェニルアセチレンからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することが好ましい。気体分離膜２は、必要に応じて、酸化防止剤、着色剤、充填材、可塑剤等の添加剤をさらに含有してもよい。気体分離膜２の厚みは、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下の範囲内であることが好ましい。この場合、気体の透過量が高くなり、第１の機能性膜２１の気体分離性能が高まる。気体分離膜２の厚みは、０．０８μｍ以上０．１２μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。なお、気体分離膜２が複数の層からなる場合、気体分離膜２の厚みとは、気体分離膜２を構成するそれぞれの層の厚みの合計を意味する。
【００２７】
（１．５．２）多孔質膜支持体
多孔質膜支持体３は、気体分離膜２を支持する。多孔質膜支持体３は、上述したように、不織布層４と、多孔質膜５とを備える。不織布層４は、第１面Ｔ４及び第２面Ｂ４を有する。多孔質膜５は、第１面Ｔ５及び第２面Ｂ５を有する。多孔質膜５は、不織布層４の第１面Ｔ４上に配置されている。多孔質膜支持体３は不織布層４を備えるので、多孔質膜支持体３に高い強度を付与することができる。多孔質膜支持体３の厚みは、２０μｍ以上５５０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。この場合、多孔質膜支持体３は、気体分離膜２を支持するのに十分な強度を有するとともに、低い圧力損失を有することができる。多孔質膜支持体３の厚みは、６０μｍ以上３５０μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００２８】
（ｉ）不織布層
不織布層４は、撥水剤を含有する。不織布層４が撥水剤を含有することで、多孔質膜５に緻密層５１と空洞層５２とを安定的に形成することが、多孔質膜支持体３の圧力損失を低くすることができるとともに、多孔質膜支持体３の多孔質膜５上に気体分離膜２を良好に積層することができる。撥水剤としては、例えば、シリコーン系撥水剤、フッ素系撥水剤、シリコーン系撥水剤とフッ素系撥水剤との混合撥水剤等を用いることができる。撥水剤として、フッ素系撥水剤を用いることが好ましく、フルオロメタアクリレートポリマを含有する撥水剤を用いることが特に好ましい。撥水剤の含有量は特に限定されず、不織布層４の多孔質膜５が設けられる第１面Ｔ４が十分な撥水性を発揮するよう適宜調整される。不織布層４の第１面Ｔ４の撥水性が高すぎると、不織布層４と多孔質膜５との密着性が低下してしまう。また、不織布層４の第１面Ｔ４の撥水性が低すぎると、多孔質膜５の緻密層５１と空洞層５２とが安定的に形成されない。このため、撥水剤の含有量は、不織布層４と多孔質膜５との密着性を損なわず、緻密層５１と空洞層５２とが安定的に形成されるよう、撥水剤の撥水性能に応じて適宜調整されることが好ましい。
【００２９】
不織布層４は、例えば、機械的又は化学的作用によって、繊維を織らずに絡み合わせた布状の材料である。不織布層４は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリフェニレンスルファイド、ポリアミド、ポリイミド、及びポリアミドイミド等の繊維からなっていてよい。不織布層４は、これらの繊維のうちの一種類のみからなっていてもよく、二種類以上の繊維を含む混合繊維からなっていてもよい。不織布層４はポリエステル（融点約２６５℃）、ポリフェニレンスルファイド（融点約２９５℃）、ポリアミド（融点約２２５℃）、ポリイミド（融点約２６０℃）、及びポリアミドイミド（融点約３００℃）からなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含有することが好ましい。この場合、不織布層４を含む多孔質膜支持体３は、より優れた耐熱性を有することができる。不織布層４は、ポリエステル繊維を含有することがより好ましく、ポリエチレンテレフタラート繊維を含有することがさらに好ましい。
【００３０】
不織布層４は、２００℃以上の融点を有する繊維を少なくとも一種含有することが好ましい。この場合、不織布層４を含む多孔質膜支持体３はより優れた耐熱性を有することができるため、多孔質膜支持体３を備える第１の機能性膜２１を、高温の環境下、例えば自動車等の内部に配置される燃焼機器等に用いることができる。不織布層４は、２２５℃以上の融点を有する繊維を少なくとも一種含有することがより好ましい。不織布層４を構成する繊維の融点の上限は特に限定されないが、不織布層４は、例えば３５０℃以下の融点を有する繊維からなっていてよい。不織布層４は、２００℃以上の融点を有する繊維と２００℃未満の融点を有する繊維との両方を含有してもよく、２００℃以上の融点を有する繊維のみを含有してもよい。不織布層４が２００℃以上の融点を有する繊維のみを含有する場合、不織布層４を含む多孔質膜支持体３は特に優れた耐熱性を有することができる。不織布層４の厚みは、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。不織布層４の厚みがこの範囲内であることで、多孔質膜支持体３に十分な強度を付与することができる。不織布層４の厚みは、５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００３１】
（ｉｉ）多孔質膜
多孔質膜５は、ポリエーテルスルホンを含有する。多孔質膜５がポリエーテルスルホンを含有することで、多孔質膜５の緻密層５１と空洞層５２とが安定的に形成される。
【００３２】
緻密層５１は、例えば、平均表面孔径が０．５μｍ以下である層とすることができる。すなわち、緻密層５１の表面（多孔質膜５の第１面Ｔ５）の平均表面孔径は０．５μｍ以下であることが好ましい。この場合、気体分離膜２は破断しにくくなり、良好に形成されうる。さらに、多孔質膜５の緻密層５１と気体分離膜２との密着性が高くなる。緻密層５１の平均表面孔径は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等を用いて得られる画像を使用して算出することができる。
【００３３】
空洞層５２は、例えば、内部に形成される空隙の平均孔径が０．５μｍ以上である層とすることができる。この場合、多孔質膜５の圧力損失を低くすることができ、多孔質膜５を含む多孔質膜支持体３の圧力損失も低くなる。空洞層５２の平均孔径は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等を用いて得られる画像を使用して算出することができる。
【００３４】
緻密層５１及び空洞層５２の厚みは特に限定されない。緻密層５１の厚みは、例えば、０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲内であってよい。空洞層５２の厚みは、例えば、１０μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であってよい。
【００３５】
多孔質膜５の厚みは、１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。この場合、多孔質膜５の圧力損失を低くするとともに、十分な強度を確保することができる。多孔質膜５の厚みは、１５μｍ以上３０μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００３６】
（１．５．３）第１の機能性膜の製造方法
本実施形態に係る第１の機能性膜２１の製造方法は、不織布層４に撥水剤を塗布する工程と、不織布層４の第１面Ｔ４にポリエーテルスルホン含有溶液を塗工する工程と、ポリエーテルスルホン含有溶液が塗工された不織布層４を、水凝固液に浸漬し、不織布層４上にポリエーテルスルホンを含有する多孔質膜５を形成する工程と、多孔質膜５の第１面Ｔ５に気体分離膜２を形成する工程と、を含む。
【００３７】
不織布層４に撥水剤を塗布することで、不織布層４の第１面Ｔ４にポリエーテルスルホン含有溶液を塗工しても、不織布層４にポリエーテルスルホン含有溶液が染み込みすぎないため、多孔質膜５中に緻密層５１と空洞層５２が安定的に形成される。このように緻密層５１と空洞層５２とが安定的に形成された多孔質膜５上に気体分離膜２を設けるため、気体分離膜２を良好に形成することができるとともに、高い気体分離性能を有する第１の機能性膜２１を製造することができる。
【００３８】
不織布層４に撥水剤を塗布する工程では、撥水剤を、不織布層４の少なくとも一方の表面に塗布する。撥水剤を、不織布層４の第１面Ｔ４に塗布してもよく、第２面Ｂ４に塗布してもよく、不織布層４の第１面Ｔ４及び第２面Ｂ４に塗布してもよい。また、不織布層４を撥水剤に含浸してもよい。ただし、不織布層４を撥水剤に含浸する場合や、不織布層４の第１面Ｔ４に直接撥水剤を塗布する場合、不織布層４の第１面Ｔ４の撥水性が高くなりすぎるおそれがあるため、撥水剤は、不織布層４の第２面Ｂ４にのみ塗布されることが好ましい。
【００３９】
不織布層４にポリエーテルスルホン含有溶液を塗工する工程では、例えばガラス板等の非付着性基盤上に不織布層４を固定し、アプリケーターを用いて不織布層４の第１面Ｔ４にポリエーテルスルホン含有溶液を均一に塗工する。塗工されたポリエーテルスルホン含有溶液の厚みは、６０〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００４０】
不織布層４にポリエーテルスルホン含有溶液を塗工した後、ポリエーテルスルホン含有溶液が塗工された不織布層４を、室温で約１〜６０秒放置してもよい。これにより、塗工されたポリエーテルスルホン含有溶液の表面から溶媒が揮発し、表面が乾燥することで、緻密層５１の一部が形成される。
【００４１】
ポリエーテルスルホン含有溶液が塗工された不織布層４を、水凝固液に浸漬する工程では、ポリエーテルスルホン含有溶液中に残存する溶媒が水凝固液の成分によって置換される。不織布層４を水凝固液に浸漬した後に、不織布層４を水等により洗浄してもよい。その後、非付着性基盤からポリエーテルスルホン含有溶液が塗工された不織布層４を剥離し、公知の方法で乾燥させることで、ポリエーテルスルホン含有溶液に残存していた溶媒が空隙となり、緻密層５１の一部と空洞層５２とが形成される。これにより、不織布層４上に、緻密層５１と空洞層５２とを有する多孔質膜５を備える多孔質膜支持体３が作製される。
【００４２】
水凝固液の成分は特に限定されないが、水凝固液は、例えば水、ジメチルホルムアミド等を含有できる。
【００４３】
撥水剤を塗布する工程後の不織布層４の第１面Ｔ４の水に対する接触角は、７０°以上１００°以下であることが好ましい。この場合、不織布層４の第１面Ｔ４にポリエーテルスルホン含有溶液を塗工する工程において、ポリエーテルスルホン含有溶液が不織布層４に染み込みすぎることを防ぐことができる。また、不織布層４の第１面Ｔ４がポリエーテルスルホン含有溶液を弾きすぎることも防ぐことができる。このため、多孔質膜５の緻密層５１と空洞層５２とがより安定的に形成されやすくなる。
【００４４】
多孔質膜支持体３は、不織布層４に撥水剤を塗布する工程、不織布層４の第１面Ｔ４にポリエーテルスルホン含有溶液を塗工する工程、ポリエーテルスルホン含有溶液が塗工された不織布層４を水凝固液に浸漬する工程、必要に応じて不織布層４を洗浄する工程、及び不織布層４を乾燥させる工程を連続的に経由させることで、連続的に製造されてもよい。
【００４５】
多孔質膜５の第１面Ｔ５に気体分離膜２を形成する工程では、例えば、気体分離膜２の材料を含有する溶液を水面に展開し、気体分離膜２の薄膜を形成し、多孔質膜５の第１面Ｔ５に積層することにより気体分離膜２を形成することができる。また、気体分離膜２は、多孔質膜５の第１面Ｔ５を気体分離膜２の材料を含有する溶液でコーティングすることで形成されてもよい。
【００４６】
多孔質膜支持体３の製造と、気体分離膜２の形成とが連続的に行われてもよく、この場合、第１の機能性膜２１を連続的に製造することができる。
【００４７】
（２）貯蔵庫の動作
貯蔵庫１Ａでは、開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂを開弁して、減圧ポンプ４０を動作させると、減圧ポンプ４０は、第２の排出孔２４、第３の排出孔３４Ａ、及び第３の排出孔３４Ｂの各々を同じ吸引圧力で吸引する。これにより、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１、第２の機能性膜３１Ａの下流側Ｄ３１Ａ、及び第２の機能性膜３１Ｂの下流側Ｄ３１Ｂは減圧される。
【００４８】
第１の機能性膜ユニット２０において、通気孔２３から入った空気は、第１の機能性膜２１に導かれ、第１の機能性膜２１を透過した第２の酸素富化気体と、第２の機能性膜２１を透過せずに残った窒素富化気体とに分離される。第２の酸素富化気体は、第２の排出孔２４から吸引され、第１の機能性膜ユニット２０の外部に排出される。窒素富化気体は、供給孔１１から容器１０の内部へ流れる。窒素富化空気が容器１０の内部へ流れることにより、容器内気体の窒素濃度を高めることができる。
【００４９】
第２の機能性膜ユニット３０において、第２の機能性膜３１Ａを透過した第１の酸素富化気体は、第３の排出孔３４Ａから吸引され、第２の機能性膜ユニット３０の外部に排出される。第２の機能性膜３１Ｂを透過した第１の酸素富化気体は、第３の排出孔３４Ｂから吸引され、第２の機能性膜ユニット３０の外部に排出される。
【００５０】
本実施形態では、開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂの少なくとも一方を開弁し、第１の酸素富化気体の排出流量を調整することで、貯蔵庫１Ａは容器内気体の窒素濃度を従来よりも短時間で所望の濃度に高めることができる。この点、貯蔵庫内の窒素富化方法で詳細を説明する。
【００５１】
（３）貯蔵庫内の窒素富化方法
本実施形態の貯蔵庫内の窒素富化方法は、貯蔵庫１Ａを用い、開閉バルブ３３Ａ及開閉バルブ３３Ｂを開弁する第１の工程と、開閉バルブ３３Ｂのみを開弁する第２の工程と、開閉バルブ３３Ａのみを開弁する第３の工程を含み、第１の工程、第２の工程、及び第３の工程をこの順で行う。
【００５２】
第２の機能性膜３１Ａ及び第２の機能性膜３１Ｂのうち下流側が減圧される第２の機能性膜の各々の下流側の面積を足し合わせた排出面積は、第１の工程、第２の工程、及び第３の工程の順で小さくなる。そのため、第１の酸素富化気体の排出流量は、第１の工程では最大の排出流量、第２の工程では中間の排出流量、第３の工程では最小の排出流量となる。このような第１の酸素富化気体の排出流量の違いを利用して、貯蔵庫１Ａは容器内気体の窒素濃度を従来よりも短時間で所望の濃度に高めることができる。この点について、図３を用いて説明する。
【００５３】
図３は、容器内気体の窒素濃度が空気の窒素濃度と同じ７８体積％である開始時点から、第２の酸素富化気体の排出流量ごとの経過時間に対する容器内気体の窒素濃度の関係を示すグラフである。図３において、曲線Ａは、開始時から第１切替時間Ｔ１を経過するまで開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂを開弁状態にし（第１の工程）、第１切替時間Ｔ１を経過してから第２切替時間Ｔ２を経過するまで開閉バルブ３３Ｂのみを開弁状態にし（第２の工程）、第２切替時間Ｔ２を経過後は開閉バルブ３３Ａのみを開弁状態とする（第３の工程）グラフである。曲線Ｂは、開始時から開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂを開弁状態としたままとするグラフである。曲線Ｃは、開始時から開閉バルブ３３Ｂのみを開弁状態としたままとするグラフである。曲線Ｄは、開始時から開閉バルブ３３Ａのみを開弁状態としたままとするグラフである。
【００５４】
貯蔵庫１Ａでは、容器１０の内部は大気に開放されているため、窒素富化気体の容器１０の内部への供給流量は、第２の酸素富化気体の排出流量に依存する。すなわち、第２の酸素富化気体の排出流量が多いと、窒素富化気体の供給流量は多くなり、第２の酸素富化気体の排出流量が少ないと、窒素富化気体の供給流量は少なくなる。
【００５５】
開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂを開始時から開弁状態としたままとする場合、第１の酸素富化気体の排出流量は最大となる（窒素富化気体の供給流量は最大となる）。この場合、図３の曲線Ｂに示すように、開始時において容器内気体の窒素濃度が濃縮される速度が曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち最も速い一方で、窒素富化気体は第１の機能性膜２１によって分離されない空気を多く含むため、容器内気体の窒素濃度は曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち最も低い濃度Ｎ１に到達する。
【００５６】
開閉バルブ３３Ｂのみを開始時から開弁状態としたままとする場合、第１の酸素富化気体の排出流量は中間となる（窒素富化気体の供給流量は中間となる）。この場合、図３の曲線Ｃに示すように、開始時において容器内気体の窒素濃度が濃縮される速度が曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち中間となる一方で、容器内気体の窒素濃度は曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち中間である濃度Ｎ２に到達する。
【００５７】
開閉バルブ３３Ａのみを開始時から開弁状態としたままとする場合、第１の酸素富化気体の排出流量は最少となる（窒素富化気体の供給流量は最小となる）。この場合、図３の曲線Ｄに示すように、開始時において容器内気体の窒素濃度が濃縮される速度が曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち最も遅い一方で、窒素富化気体は第１の機能性膜２１によって分離されない空気を少なく含むため、容器内気体の窒素濃度は曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち最も濃度が高い濃度Ｎ３に到達する。
【００５８】
本実施形態では、容器内気体の窒素濃度を最も高い濃度Ｎ３に設定する場合、例えば、図３の曲線Ａに示すように開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂの開弁及び閉弁を切り替えて、第１の酸素富化気体の排出流量を調整することで（図３の曲線Ａ）、開閉バルブ３３Ａのみを開閉状態としたままの場合（図３の曲線Ｄ）に比べて、貯蔵庫１Ａは容器内気体の窒素濃度を従来よりも短時間で所望の濃度に高めることができる。
【００５９】
第１切替時間Ｔ１及び第２切替時間Ｔ２は、減圧ポンプ４０の吸引圧力、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１の面積、第２の機能性膜３１Ａの下流側Ｄ３１Ａの面積、第２の機能性膜３１Ｂの下流側Ｄ３１Ｂの面積等に応じて適宜調整することができる。貯蔵庫１Ａは、例えば、容器１０の開閉部を閉じた時を開始時とし、開始時において開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂを開弁状態とし、開始時から第１切替時間Ｔ１を経過した時点で開閉バルブ３３Ｂのみを開弁状態とし、開始時から第２切替時間Ｔ２を経過した時点で開閉バルブ３３Ａのみを開弁状態とする切替手段を有していてもよい。
【００６０】
貯蔵庫１Ａにおいて、第１の機能性膜２１（上流側及び下流側の面積：１００ｃｍ２）、第２の機能性膜３１Ａ（上流側及び下流側の面積：３０ｃｍ２）、及び第２の機能性膜３１Ｂ（上流側及び下流側の面積：７０ｃｍ２）として、所定の膜特性（Ｏ２：５ｃｃ／（３ｓｅｃ・７３５ｍｍＨｇ・１０．２ｃｍ２）、Ｎ２：５ｃｃ／（７ｓｅｃ・７３５ｍｍＨｇ・１０．２ｃｍ２）、Ｈ２Ｏ：５ｃｃ／（０．３３ｓｅｃ・７３５ｍｍＨｇ・１０．２ｃｍ２））の機能性膜を用い、減圧ポンプ４０の吸引圧力を７４．６ｋＰａに設定した場合、第２の酸素富化気体の排出流量は３５０ｃｃ／分となる。この場合、第１の酸素富化気体の排出流量は、開閉バルブ３３Ａ及び開閉バルブ３３Ｂを開弁状態とすると３５０ｃｃ／分、開閉バルブ３３Ｂのみを開弁状態とすると２４５ｃｃ／分、開閉バルブ３３Ａのみを開弁状態とすると１０５ｃｃ／分となる。この場合、図３において、濃度Ｎ１は８６体積％、濃度Ｎ２は９０体積％、濃度Ｎ３は９３体積％となる。容器内気体の窒素濃度を濃度Ｎ３に設定する場合、開始時から濃度Ｎ３に到達するまでの時間は、図３の曲線Ｄでは７０分を要するのに対し、第１切替時間Ｔ１を１０分、第２切替時間Ｔ２を２７分とした本実施形態では５０分となる。そのため、貯蔵庫１Ａは容器内気体の窒素濃度を従来よりも短時間で所望の濃度に高めることができる。
【００６１】
（４）変形例
貯蔵庫１Ａの変形例である貯蔵庫１Ｂについて図４を参照して説明する。以下、貯蔵庫１Ａと同じ構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００６２】
貯蔵庫１Ａは、流量調整手段として第２の機能性膜ユニット３０を備えるが、本実施形態の変形例である貯蔵庫１Ｂは、図４に示すように流量調整手段として、第２の機能性膜ユニット３０に代えて流量調整バルブ５０を備える。流量調整バルブ５０は、減圧ポンプ４０と第１の排出孔１２との間に配置され、開度を調整することで排出気体である容器内気体の排出流量を調整可能である。流量調整バルブ５０は、第２の連結管３５を介して、第１の排出孔１２に連結され、第４の連結管４３を介して、減圧ポンプ４０に連結されている。流量調整バルブ５０の開度を大きくすると、容器内気体の排出流量は多くなり、開度を小さくすると、容器内気体の排出流量は少なくなる。
【００６３】
貯蔵庫１Ｂでは、容器内気体は、容器１０の第２の排出孔１２から吸引され、容器１０の外部に排出される。本変形例では、流量調整バルブ５０によって容器内気体の排出流量を調整することで、貯蔵庫１Ｂは容器内気体の窒素濃度を従来よりも短時間で所望の濃度に高めることができる。この点、貯蔵庫内の窒素富化方法で詳細を説明する。
【００６４】
貯蔵庫１Ｂを用いた貯蔵庫内の窒素富化方法は、流量調整バルブ５０の開度を調整する第１の工程と、第１の工程における開度よりも流量調整バルブ５０の開度を小さくする第２の工程と、第２の工程における開度よりも流量調整バルブ５０の開度を小さくする第３の工程と、を含み、第１の工程、第２の工程、及び第３の工程をこの順で行う。そのため、容器内気体の排出流量は、第１の工程では最大の排出流量、第２の工程では中間の排出流量、第３の工程では最小の排出流量となる。これにより、貯蔵庫１Ｂは容器内気体の窒素濃度を従来よりも短時間で所望の濃度に高めることができる。この点について、図５を用いて説明する。以下、第１の工程における開度を大開度、第２の工程における開度を中開度、第３の工程における開度を小開度という。
【００６５】
図５は、容器内気体の窒素濃度が空気の窒素濃度と同じ７８体積％である開始時点から、容器内気体の排出流量ごとの経過時間に対する容器内気体の窒素濃度の関係を示すグラフである。図５において、曲線Ａは、開始時から第１切替時間ｔ１を経過するまで大開度の状態にし（第１の工程）、第１切替時間ｔ１を経過してから第２切替時間ｔ２を経過するまで中開度の状態にし（第２の工程）、第２切替時間Ｔ２を経過後は小開度の状態とする（第３の工程）グラフである。曲線Ｂは、開始時から大開度の状態としたままとするグラフである。曲線Ｃは、開始時から中開度の状態としたままとするグラフである。曲線Ｄは、開始時から小開度の状態としたままとするグラフである。
【００６６】
流量調整バルブ５０を開始時から大開度の状態としたままとする場合、容器内気体の排出流量は最大となる（窒素富化気体の供給流量は最大となる）。この場合、図５の曲線Ｂに示すように、開始時において容器内気体の窒素濃度が濃縮される速度が曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち最も速い一方で、窒素富化気体は第１の機能性膜２１によって分離されない空気を多く含むため、容器内気体の窒素濃度は曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち最も低い濃度ｎ１に到達する。
【００６７】
流量調整バルブ５０を開始時から中開度の状態としたままとする場合、容器内気体の排出流量は中間となる（窒素富化気体の供給流量は中間となる）。この場合、図５の曲線Ｃに示すように、開始時において容器内気体の窒素濃度が濃縮される速度が曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち中間となる一方で、容器内気体の窒素濃度は曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち中間である濃度ｎ２に到達する。
【００６８】
流量調整バルブ５０を開始時から小開度の状態としたままとする場合、容器内気体の排出流量は最少となる（窒素富化気体の供給流量は最小となる）。この場合、図５の曲線Ｄに示すように、開始時において容器内気体の窒素濃度が濃縮される速度が曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち最も遅い一方で、窒素富化気体は第１の機能性膜２１によって分離されない空気を少なく含むため、容器内気体の窒素濃度は曲線Ｂ，Ｃ，Ｄのうち最も濃度が高い濃度ｎ３に到達する。
【００６９】
本変形例では、容器内気体の窒素濃度を最も高い濃度ｎ３に設定する場合、例えば、図５の曲線Ａに示すように流量調整バルブ５０の開度を調整して、容器内気体の排出流量を調整することで（図５の曲線Ａ）、流量調整バルブ５０を小開度としたままの場合（図５の曲線Ｄ）に比べて、貯蔵庫１Ｂは容器内気体の窒素濃度を従来よりも短時間で所望の濃度に高めることができる。
【００７０】
第１切替時間ｔ１及び第２切替時間ｔ２は、減圧ポンプ４０の吸引圧力、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１の面積、流量調整バルブ５０の開度等に応じて適宜調整することができる。貯蔵庫１Ｂは、例えば、容器１０の開閉部を閉じた時を開始時とし、開始時において大開度の状態とし、開始時から第１切替時間ｔ１を経過した時点で中開度の状態とし、開始時から第２切替時間ｔ２を経過した時点で小開度の状態とする切替手段を有していてもよい。
【００７１】
貯蔵庫１Ｂにおいて、第１の機能性膜２１（上流側及び下流側の面積：１００ｃｍ２）として、所定の膜特性（Ｏ２：５ｃｃ／（３ｓｅｃ・７３５ｍｍＨｇ・１０．２ｃｍ２）、Ｎ２：５ｃｃ／（７ｓｅｃ・７３５ｍｍＨｇ・１０．２ｃｍ２）、Ｈ２Ｏ：５ｃｃ／（０．３３ｓｅｃ・７３５ｍｍＨｇ・１０．２ｃｍ２））の機能性膜を用い、減圧ポンプ４０の吸引圧力を７４．６ｋＰａに設定した場合、第２の酸素富化気体の排出流量は３５０ｃｃ／分となる。この場合、容器内気体の排出流量は、流量調整バルブ５０の大開度の状態とすると３５０ｃｃ／分、中開度の状態とすると２４５ｃｃ／分、小開度の状態とすると１０５ｃｃ／分となる。この場合、図５において、濃度Ｎ１は８４体積％、濃度Ｎ２は８８体積％、濃度Ｎ３は９０体積％となる。容器内気体の窒素濃度を濃度ｎ３に設定する場合、開始時から濃度ｎ３に到達するまでの時間は、図５の曲線Ｄでは８０分を要するのに対し、第１切替時間Ｔ１を１２分、第２切替時間Ｔ２を３３分とした本実施形態では６０分となる。そのため、貯蔵庫１Ｂは容器内気体の窒素濃度を従来よりも短時間で所望の濃度に高めることができる。
【００７２】
また、本変形例では、例えば、第１の工程、及び第２の工程のみを含み、第１の工程、及び第２の工程をこの順で行う方法；第１の工程、及び第３の工程のみを含み、第１の工程、及び第３の工程をこの順で行う方法；第２の工程、及び第３の工程のみを含み、第２の工程、及び第３の工程をこの順で行う方法であってもよい。
【００７３】
（５）その他の変形例
本実施形態では、容器１０は直方体状であるが、容器１０が直方体状であることに限定されない。例えば、容器１０の形状は、立方体状等、貯蔵庫１Ａの用途に応じて適宜調整すればよい。本実施形態では、供給孔１１は１つであるが、供給孔１１の数は１つに限定されず、複数であってもよい。供給孔１１が複数である場合、複数の供給孔１１の各々は１つの第１の機能性膜ユニット２０に連結されていてもよいし、複数の供給孔１１の各々に１つずつ第１の機能性膜ユニット２０が連結されていてもよい。本実施形態では、第１の排出孔１２は１つであるが、排出孔１２の数は１つに限定されず、複数であってもよい。第１の排出孔１２が複数ある場合、第１の排出孔１２の各々に対応して設けられた複数の第２の機能性膜ユニット３０に連結されていてもよい。本実施形態では、第１の排出孔１２は第３壁１０３に形成されているが、本実施形態の変形例として、第１の排出孔１２は第１壁１０１、第２壁１０２、又は第４壁１０４に形成されていてもよい。本実施形態では、送風ファン１３は１つであるが、送風ファン１３の数は１つに限定されず、送風ファン１３はなくてもよいし、送風ファン１３の数は複数であってもよい。
【００７４】
本実施形態では、通気孔２３は１つであるが、通気孔２３の数は１つに限定されず、複数であってもよい。本実施形態では、第２の排出孔２４は１つであるが、第２の排出孔２４の数は１つに限定されず、複数であってもよい。この場合、複数の第２の排出孔２４の各々は、減圧ポンプ４０と連結される。
【００７５】
本実施形態では、第２の機能性膜３１Ａ及び第２の機能性膜３１Ｂを用いたが、本実施形態の変形例として、第２の機能性膜３１Ａのみであってもよいし、第２の機能性膜は３枚以上の複数であってもよい。第２の機能性膜を３枚以上の複数備える場合、第２のハウジング３２は、複数の第２の機能性膜の各々の下流側に設けられ、互いに連通しない複数の第３の排出孔を含む。第２の機能性膜を３枚以上の複数備える変形例は、第１の酸素富化気体の排出流量を貯蔵庫１Ａよりもきめ細かく調整することができるため、容器内気体の窒素濃度を貯蔵庫１Ａよりも短時間で所望の濃度に高めることができる。本実施形態では、第２の機能性膜３１Ａの面積は第２の機能性膜３１Ｂの面積よりも小さいが、本実施形態の変形例として、第２の機能性膜３１Ａの面積と第２の機能性膜３１Ｂの面積とは同一であってもよい。本実施形態では、第１の機能性膜２１、第２の機能性膜３１Ａ、及び第２の機能性膜３１Ｂとして、気体分離膜２と多孔質膜支持体３とを備える積層体を用いるが、これに限定されず、気体分離膜２を備える構成であればよい。
【００７６】
本実施形態では、１つの減圧ポンプ４０が、第２の排出孔２４、第３の排出孔３４Ａ、及び第３の排出孔３４Ｂの各々に連結されているが、本実施形態の変形例として、第２の排出孔２４に第１の減圧ポンプが１つ連結され、第３の排出孔３４Ａ、及び第３の排出孔３４Ｂの各々に第２の減圧ポンプが１つ連結されていてもよい。第１の減圧ポンプ、及び第２の減圧ポンプは、互いに吸引能力が異なっていてもよい。また、本実施形態の変形例として、第２の排出孔２４に第１の減圧ポンプが１つ連結され、第３の排出孔３４Ａ、及び第３の排出孔３４Ｂの各々に第２の減圧ポンプが１つずつ連結されていてもよい。この場合、第２の減圧ポンプと第３の排出孔３４Ａとの間、及び第２の減圧ポンプと第３の排出孔３４Ｂとの間に開閉バルブが１つずつ設けられていてもよい。第１の減圧ポンプ、及び複数の第２の減圧ポンプは、互いに吸引能力が異なっていてもよい。
【００７７】
本実施形態では、第１の工程と、第２の工程と、第３の工程とを含み、第１の工程、第２の工程、及び第３の工程をこの順で行うが、これに限定されない。本実施形態の変形例として、例えば、第１の工程、及び第２の工程のみを含み、第１の工程、及び第２の工程をこの順で行う方法；第１の工程、及び第３の工程のみを含み、第１の工程、及び第３の工程をこの順で行う方法；第２の工程、及び第３の工程のみを含み、第２の工程、及び第３の工程をこの順で行う方法であってもよい。
【００７８】
（６）まとめ
第１態様に係る貯蔵庫１Ａは、容器１０と、機能性膜ユニット２０と、吸引手段（減圧ポンプ４０）と、流量調整手段（第２の機能性膜ユニット３０）と、を備える。容器１０は、供給孔１１及び第１の排出孔１２を有する。機能性膜ユニット（第１の機能性膜ユニット２０）は、機能性膜（第１の機能性膜２１）、及びハウジング（第１のハウジング２２）を有し、供給孔１１に連結され、空気のうち機能性膜（第１の機能性膜２１）を透過せずに残った窒素富化気体を供給孔１１から容器１０の内部に導く。機能性膜（第１の機能性膜２１）は、酸素を優先的に透過させる。ハウジング（第１のハウジング２２）は、機能性膜（第１の機能性膜２１）を保持する。ハウジング（第１のハウジング２２）は、通気孔２３、及び第２の排出孔２４を含む。通気孔２３は、機能性膜（第１の機能性膜２１）の上流側Ｕ２１に設けられ空気を機能性膜（第１の機能性膜２１）に導く。第２の排出孔２４は、機能性膜（第１の機能性膜２１）の下流側Ｄ２１に設けられている。吸引手段（減圧ポンプ４０）は、第１の排出孔１２及び第２の排出孔２４を吸引する。流量調整手段（第２の機能性膜ユニット３０）は、第１の排出孔１２から排出される排出気体の排出流量を調整する。
【００７９】
上記構成により、排出気体の排出流量を調整することができるので、容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の濃度に高めることができる。
【００８０】
第２態様に係る貯蔵庫１Ａは、第１態様において、機能性膜ユニットである第１の機能性膜ユニット２０は、機能性膜である第１の機能性膜２１、及びハウジングである第１のハウジング２２を有し、流量調整手段は、第２の機能性膜ユニット３０を有する。第２の機能性膜ユニット３０は、複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂと、第２のハウジング３２とを含み、第１の排出孔１２に連結されている。複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂは、上流側Ｕ３１Ａ，Ｕ３１Ｂが容器１０の内部に面し、酸素を優先的に透過させる。第２のハウジング３２は、複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂを保持する。第２のハウジング３２は、複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂを含む。複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂは、複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂの各々の下流側Ｄ３１Ａ，Ｄ３１Ｂに設けられ互いに連通しない。排出気体は、容器１０の内部の容器内気体のうち第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂを透過した酸素富化気体である。吸引手段は、第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂの下流側Ｄ３１Ａ，Ｄ３１Ｂを減圧して、第１の排出孔１２を吸引する。
【００８１】
上記構成により、複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々から排出する排出気体である酸素富化気体の排出流量を調整することで、容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の濃度に高めることができる。
【００８２】
第３態様に係る貯蔵庫１Ａは、第２態様において、吸引手段が、減圧ポンプ４０を有する。減圧ポンプ４０は、第２の排出孔２４に第１の連結管４１を介して連結され、かつ複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々に第２の連結管３５Ａ，３５Ｂを介して連結されている。第２の機能性膜ユニット３０は、複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂを更に含む。複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂは、各々が減圧ポンプ４０と複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々との間に配置され、開弁と、閉弁とを切り替え可能である。開弁は、第２の連結管３５Ａ，３５Ｂを開放して複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂの下流側Ｄ３１Ａ，Ｄ３１Ｂを減圧する。閉弁は、第２の連結管３５Ａ，３５Ｂを閉鎖して複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂの下流側を減圧しない。
【００８３】
上記構成により、複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂを開弁又は閉弁することで、開弁した開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂに連結された複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々から排出気体である酸素富化気体を排出することで、酸素富化気体の排出流量を調整することができ、容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の濃度に高めることができる。さらに、第２の排出孔２４及び複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々に１つの減圧ポンプ４０が連結されるので、一つの減圧ポンプ４０で第２の排出孔２４及び複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々を吸引することができ、貯蔵庫１Ａを小型化することができる。
【００８４】
第４態様に係る貯蔵庫は、第２態様において、吸引手段が、第１の減圧ポンプと、第２の減圧ポンプとを有する。第１の減圧ポンプは、第２の排出孔に第１の連結管４１を介して連結されている。第２の減圧ポンプは、複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々に第２の連結管３５Ａ，３５Ｂを介して連結されている。第２の機能性膜ユニット３０は、複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂを更に含む。複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂは、各々が第２の減圧ポンプと複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々との間に配置され、開弁と、閉弁とを切り替え可能である。開弁は、第２の連結管３５Ａ，３５Ｂを開放して複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂの下流側Ｄ３１Ａ，Ｄ３１Ｂを減圧する。閉弁は、第２の連結管３５Ａ，３５Ｂを閉鎖して複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂの下流側Ｄ３１Ａ，Ｄ３１Ｂを減圧しない。
【００８５】
上記構成により、複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂを開弁又は閉弁することで、開弁した開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂに連結された複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々から排出気体である酸素富化気体を排出することで、酸素富化気体の排出流量を調整することができ、容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の濃度に高めることができる。さらに、第２の排出孔２４に第１の減圧ポンプが連結され、複数の第３の排出孔３４Ａ，３４Ｂの各々に第２の減圧ポンプが連結されるので、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１の減圧は、第２の機能性膜ユニット３０の複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂの開弁、又は閉弁による影響を受けない。
【００８６】
第５態様に係る貯蔵庫１Ｂは、第１態様において、流量調整手段が、流量調整バルブ５０を有する。流量調整バルブ５０は、排出気体である容器内気体の排出流量を調整可能である。
【００８７】
上記構成により、排出気体である容器内気体の排出流量を調整することができるので、容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の濃度に高めることができる。
【００８８】
第６態様に係る貯蔵庫内の窒素富化方法は、第３態様又は第４態様の貯蔵庫１Ａを用い、第１の工程と、第２の工程と、を含み、第１の工程及び第２の工程をこの順で行う。第１の工程は、複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂのうちの少なくとも１つを開弁する。第２の工程は、複数の第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂのうち下流側Ｄ３１Ａ，Ｄ３１Ｂが減圧される第２の機能性膜３１Ａ，３１Ｂの各々の下流側Ｄ３１Ａ，Ｄ３１Ｂの面積を足し合わせた排出面積が第１の工程における排出面積よりも小さくなるように、複数の開閉バルブ３３Ａ，３３Ｂのうちの少なくとも１つを開弁する。
【００８９】
上記構成により、容器内気体の窒素濃度を短時間で所望の高濃度に高めることができる。
【００９０】
本発明の第７態様に係る貯蔵庫内の窒素富化方法は、第６態様において、第２の工程における酸素富化気体の排出流量が、第１の工程における酸素富化気体の排出流量よりも小さい。
【００９１】
上記構成により、容器内気体の窒素濃度をさらに短時間で所望の濃度に高めることができる。
【符号の説明】
【００９２】
１Ａ，１Ｂ            貯蔵庫
１０                  容器
１１                  供給孔
１２，２４            排出孔
２０，３０            機能性膜ユニット
２１，３１Ａ，３１Ｂ  機能性膜
２２，３２            ハウジング
２３                  通気孔
３３Ａ，３３Ｂ        開閉バルブ
３５Ａ，３５Ｂ，４１  連結管
【図１】
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【図２】
2019093341.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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