(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】機能性膜ユニット２０は、容器１０に窒素富化気体を供給し、酸素富化気体を排出し、第１の機能性膜２１及び第２の機能性膜２２Ａと、ハウジング２３と、を備える。ハウジング２３は、第１の機能性膜２１、及び第２の機能性膜２２Ａを保持し、通気孔２４と、供給孔２５と、第１の排出孔２６と、を有する。通気孔２４は、第１の機能性膜２１の上流側Ｕ２１に設けられ空気を第１の機能性膜２１に導く。供給孔２５は、第１の機能性膜２１の上流側Ｕ２１に設けられ窒素富化気体を容器１０の内部に導く。第１の排出孔２６は、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１に設けられている。第２の排出孔２７Ａは、上流側Ｕ２２Ａが容器１０の内部に面する第２の機能性膜２２Ａの下流側Ｄ２２Ａに設けられ酸素富化気体を容器１０の外部に排出する。【選択図】図１
2019093340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付孔を有する容器の前記取付孔に連結され、前記容器の内部に窒素富化気体を供給し、前記容器の外部に酸素富化気体を排出する機能性膜ユニットであり、
酸素を優先的に透過させる第１の機能性膜及び第２の機能性膜と、
前記第１の機能性膜、及び前記第２の機能性膜を保持するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、
前記第１の機能性膜の上流側に設けられ空気を前記第１の機能性膜に導く通気孔と、
前記第１の機能性膜の上流側に設けられ前記空気のうち前記第１の機能性膜を透過せずに残った前記窒素富化気体を前記容器の内部に導く供給孔と、
前記第１の機能性膜の下流側に設けられた第１の排出孔と、
上流側が前記容器の内部に面する前記第２の機能性膜の下流側に設けられ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前記酸素富化気体を前記容器の外部に排出する第２の排出孔と、を有する
機能性膜ユニット。
【請求項２】
前記第２の機能性膜を複数備え、
前記ハウジングは、
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前記第２の排出孔と、を更に含む
請求項１に記載の機能性膜ユニット。
【請求項３】
取付孔を有する容器と、
前記取付孔に連結された請求項１に記載の機能性膜ユニットと、
前記第１の排出孔と前記第２の排出孔とに連結された減圧ポンプと、
前記減圧ポンプと前記第２の排出孔との間に配置された、前記酸素富化気体の排出流量を調整する流量調整バルブと、を備える
貯蔵庫。
【請求項４】
取付孔を有する容器と、
前記取付孔に連結された請求項１に記載の機能性膜ユニットと、
前記第１の排出孔に連結された第１の減圧ポンプと、
前記第２の排出孔に連結された第２の減圧ポンプと、
前記第２の減圧ポンプと前記第２の排出孔との間に配置された、前記酸素富化気体の排出流量を調整する流量調整バルブと、を備える
貯蔵庫。
【請求項５】
取付孔を有する容器と、
前記取付孔に連結された請求項２に記載の機能性膜ユニットと、
前記第１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２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と、
前記減圧ポンプと前記複数の第２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と、を備える
貯蔵庫。
【請求項６】
取付孔を有する容器と、
前記取付孔に連結された請求項２に記載の機能性膜ユニットと、
前記第１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２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、
前記第２の減圧ポンプと前記複数の第２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と、を備える
貯蔵庫。
【請求項７】
請求項３又は４に記載の貯蔵庫を用い、
前記流量調整バルブの開度を調整する第１の工程と、
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くなるように、前記流量調整バルブの開度を調整する第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８】
請求項５又は６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９】
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８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、機能性膜ユニット、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、容器に取り付けられる機能性膜ユニット、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機能性膜ユニット、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態様に係る機能性膜ユニットは、取付孔を有する容器の前記取付孔に連結され、前記容器の内部に窒素富化気体を供給し、前記容器の外部に酸素富化気体を排出する。前記機能性膜ユニットは、第１の機能性膜及び第２の機能性膜と、ハウジングと、を備える。第１の機能性膜及び第２の機能性膜は、酸素を優先的に透過させる。前記ハウジングは、前記第１の機能性膜、及び前記第２の機能性膜を保持する。前記ハウジングは、通気孔と、供給孔と、第１の排出孔と、第２の排出孔と、を有する。前記通気孔は、前記第１の機能性膜の上流側に設けられ空気を前記第１の機能性膜に導く。前記供給孔は、前記第１の機能性膜の上流側に設けられ前記空気のうち前記第１の機能性膜を透過せずに残った前記窒素富化気体を前記容器の内部に導く。前記第１の排出孔は、前記第１の機能性膜の下流側に設けられている。前記第２の排出孔は、上流側が前記容器の内部に面する前記第２の機能性膜の下流側に設けられ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前記酸素富化気体を前記容器の外部に排出する。
【０００８】
本発明の第２態様に係る機能性膜ユニットは、第１態様において、前記第２の機能性膜を複数備える。前記ハウジングは、複数の前記第２の排出孔と、を更に含む。前記複数の第２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。
【０００９】
本発明の第３態様に係る貯蔵庫は、容器と、第１態様の機能性膜ユニットと、減圧ポンプと、流量調整バルブと、を備える。前記容器は、取付孔を有する。前記機能性膜ユニットは、前記取付孔に連結されている。前記減圧ポンプは、前記第１の排出孔と前記第２の排出孔とに連結されている。前記流量調整バルブは、前記減圧ポンプと前記第２の排出孔との間に配置された、前記酸素富化気体の排出流量を調整する。
【００１０】
本発明の第４態様に係る貯蔵庫は、容器と、第１態様の機能性膜ユニットと、第１の減圧ポンプと、第２の減圧ポンプと、流量調整バルブと、を備える。前記容器は、取付孔を有する。前記機能性膜ユニットは、前記取付孔に連結されている。前記第１の減圧ポンプは、前記第１の排出孔に連結されている。第２の減圧ポンプは、前記第２の排出孔に連結されている。前記流量調整バルブは、前記第２の減圧ポンプと前記第２の排出孔との間に配置された、前記酸素富化気体の排出流量を調整する。
【００１１】
本発明の第５態様に係る貯蔵庫は、容器と、第２態様の機能性膜ユニットと、減圧ポンプと、複数の開閉バルブと、を備える。前記容器は、取付孔を有する。前記機能性膜ユニットは、前記取付孔に連結されている。前記減圧ポンプは、前記第１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２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。前記複数の開閉バルブは、前記減圧ポンプと前記複数の第２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。
【００１２】
本発明の第６態様に係る貯蔵庫は、容器と、第２態様の機能性膜ユニットと、第１の減圧ポンプと、第２の減圧ポンプと、複数の開閉バルブと、を備える。前記容器は、取付孔を有する。前記機能性膜ユニットは、前記取付孔に連結されている。前記第１の減圧ポンプは、前記第１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２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。前記複数の開閉バルブは、前記第２の減圧ポンプと前記複数の第２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。
【００１３】
本発明の第７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、前記流量調整バルブの開度を調整する。前記第２の工程は、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くなるように、前記流量調整バルブの開度を調整する。
【００１４】
本発明の第８態様に係る貯蔵庫内の窒素富化方法は、第５態様又は第６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。
【００１５】
本発明の第９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】
【００１６】
本発明の機能性膜ユニット、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】
【００１７】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（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、機能性膜ユニット２０と、開閉バルブ３０Ａと、開閉バルブ３０Ｂと、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。
【００２０】
（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、取付孔１１が形成されている。第３壁１０３の機能性膜ユニット２０の第２の機能性膜２２Ａ及び第２の機能性膜２２Ｂの位置よりも第２壁１０２側には、送風ファン１２が配置されている。第４壁１０４には、開閉部が形成されている。取付孔１１は窒素富化気体を容器１０の外部から内部に供給するとともに、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１２は、後述する機能性膜ユニット２０の供給孔２５から第２の機能性膜２２Ａ及び第２の機能性膜２２Ｂに最短の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２２Ａ及び第２の機能性膜２２Ｂ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。
【００２１】
（１．２）機能性膜ユニット
機能性膜ユニット２０は、図１に示すように、容器１０の取付孔１１に連結されており、容器１０の内部に窒素富化気体を供給し、容器１０の外部に第１の酸素富化気体を排出する。第１の機能性膜ユニット２０は、第１の機能性膜２１と、第２の機能性膜２２Ａと、第２の機能性膜２２Ｂと、ハウジング２３と、を有する。
【００２２】
第１の機能性膜２１、第２の機能性膜２２Ａ、及び第２の機能性膜２２Ｂは、酸素を優先的に透過させる。第２の機能性膜２２Ａの上流側Ｕ２２Ａは容器１０の内部に面している。第２の機能性膜２２Ｂの上流側Ｕ２２Ｂは容器１０の内部に面している。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２の機能性膜２２Ａの上流側Ｕ２２Ａの面積と、下流側Ｄ２２Ａの面積とは同じである。第２の機能性膜２２Ｂの上流側Ｕ２２Ｂの面積と、下流側Ｄ２２Ｂ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２の機能性膜２２Ａ、及び第２の機能性膜２２Ｂ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。
【００２３】
ハウジング２３は、第１の機能性膜２１、第２の機能性膜２２Ａ、及び第２の機能性膜２２Ｂを保持している。本実施形態では、ハウジング２３は第１の機能性膜２１及び第２の機能性膜２２Ａを保持しているため、従来のように、第１の機能性膜２１及び第２の機能性膜２２Ａが別々のハウジングに保持された構成に比べて、機能性膜ユニット２０を小型化することができる。ハウジング２３は、通気孔２４、供給孔２５、第１の排出孔２６、第２の排出孔２７Ａ、及び第２の排出孔２７Ｂ、を含む。通気孔２４は、第１の機能性膜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。供給孔２５は、第１の機能性膜２１の上流側Ｕ２１に設けられ空気のうち第１の機能性膜２１を透過せずに残った窒素富化気体を容器１０の内部に導く。これにより、容器１０の内部の容器内気体の窒素濃度を高めることができる。通気孔２４及び供給孔２５は、容器１０の内部を大気に開放する。通気孔２４及び供給孔２５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１の排出孔２６は、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１に設けられており、第２の酸素富化気体をハウジング２３の外部に排出する。第２の排出孔２７Ａは、第２の機能性膜２２Ａの下流側Ｄ２２Ａに設けられている。第２の排出孔２７Ｂは、第２の機能性膜２２Ｂの下流側Ｄ２２Ｂに設けられている。第２の排出孔２７Ａ及び第２の排出孔２７Ｂは、互いに連通していない。すなわち、第２の排出孔２７Ａの内部の第２の酸素富化気体と、第２の排出孔２７Ｂ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２の排出孔２７Ａは、容器内気体のうち第２の機能性膜２２Ａを透過した第１の酸素富化気体のみをハウジング２３の外部に排出する。第２の排出孔２７Ｂは、容器内気体のうち第２の機能性膜２２Ｂを透過した第１の酸素富化気体のみをハウジング２３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。
【００２４】
（１．３）開閉バルブ
開閉バルブ３０Ａは、減圧ポンプ４０と第２の排出孔２７Ａ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３０Ａは、第２の連結管３１Ａを介して、第２排出孔２７Ａと連通されている。開閉バルブ３０Ａを開弁すると、第２の連結管３１Ａを開放して第２の機能性膜２２Ａの下流側Ｄ２２Ａ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３０Ａを閉弁すると、第２の連結管３１Ａを閉鎖して第２の機能性膜２２Ａの下流側Ｄ２２Ａ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３０Ｂは、減圧ポンプ４０と第２の排出孔２７Ｂ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３０Ｂは、第２の連結管３１Ｂを介して、第２排出孔２７Ｂと連通されている。開閉バルブ３０Ｂを開弁すると、第２の連結管３１Ｂを開放して第２の機能性膜２２Ｂの下流側Ｄ２２Ｂ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３０Ｂを閉弁すると、第２の連結管３１Ｂを閉鎖して第２の機能性膜２２Ｂの下流側Ｄ２２Ｂ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３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂを開弁した場合、上述したように、第２の機能性膜２２Ａの下流側Ｄ２２Ａの面積は第２の機能性膜２２Ｂの下流側Ｄ２２Ｂの面積よりも小さいため、第２の機能性膜２２Ａ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２２Ｂ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。
【００２５】
（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１の排出孔２６に連結され、第２の連結管３１Ａ及び第３の連結管４２を介して第２の排出孔２７Ａに連結され、第２の連結管３１Ｂ及び第３の連結管４２を介して第２の排出孔２７Ｂに連結されている。減圧ポンプ４０は、第１の排出孔２６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２の排出孔２７Ａを吸引し、第２の機能性膜２２Ａの下流側Ｄ２２Ａを減圧させ、第２の排出孔２７Ｂを吸引し、第２の機能性膜２２Ｂの下流側Ｄ２２Ｂを減圧させる。
【００２６】
（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。
【００２７】
（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。
【００２８】
（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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
（２）貯蔵庫の動作
貯蔵庫１Ａでは、開閉バルブ３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂ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１の排出孔２６、第２の排出孔２７Ａ、及び第３の排出孔２７Ｂ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２２Ａの下流側Ｄ２２Ａ、及び第２の機能性膜２２Ｂの下流側Ｄ２２Ｂは減圧される。
【００４９】
機能性膜ユニット２０において、通気孔２４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２６から吸引され、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２５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。一方で、第２の機能性膜２２Ａを透過した第１の酸素富化気体は、第２の排出孔２７Ａから吸引され、機能性膜ユニット２０の外部に排出される。第２の機能性膜２２Ｂを透過した第１の酸素富化気体は、第２の排出孔２７Ｂから吸引され、機能性膜ユニット２０の外部に排出される。
【００５０】
本実施形態では、開閉バルブ３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂ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３０Ａ及開閉バルブ３０Ｂを開弁する第１の工程と、開閉バルブ３０Ｂのみを開弁する第２の工程と、開閉バルブ３０Ａ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２２Ａ及び第２の機能性膜２２Ｂ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３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂ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３０Ｂ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３０Ａ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３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂ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３０Ｂ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３０Ａ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３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂ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３０Ｂ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３０Ａ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３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂ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３０Ａ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２２Ａの下流側Ｄ２２Ａの面積、第２の機能性膜２２Ｂの下流側Ｄ２２Ｂ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３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂ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３０Ｂ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３０Ａ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２２Ａ（上流側及び下流側の面積：３０ｃｍ２）、及び第２の機能性膜２２Ｂ（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３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂを開弁状態とすると３５０ｃｃ／分、開閉バルブ３０Ｂのみを開弁状態とすると２４５ｃｃ／分、開閉バルブ３０Ａのみを開弁状態とすると１０５ｃｃ／分となる。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、１つの減圧ポンプ４０が第１の排出孔２６、第２の排出孔２７Ａ、及び第２の排出孔２７Ｂの各々に連結されているが、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、第１の排出孔２６に第１の減圧ポンプ４３が１つ連結され、第２の排出孔２７Ａ、及び第２の排出孔２７Ｂに第２の減圧ポンプ４４が１つ連結されている。第１の排出孔２６に第１の減圧ポンプ４３が１つ連結され、第２の排出孔２７Ａ及び第２の排出孔２７Ｂに第２の減圧ポンプ４４が１つ連結された構成であれば、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１の減圧は、開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂの開弁、又は閉弁による影響を受けないので、容器１０の内部の容器内気体の窒素濃度を調整しやすくなる。第２の減圧ポンプ４４と第２の排出孔２７Ａとは、第２の連結管３１Ａ及び第４の連結管４５を介して連結されている。第２の減圧ポンプ４４と第２の排出孔２７Ｂとは、第２の連結管３１Ｂ及び第４の連結管４５を介して連結されている。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。
【００６３】
（５）その他の変形例
本実施形態の機能性膜ユニット２０では、通気孔２４は１つであるが、通気孔２４の数は１つに限定されず、複数であってもよい。本実施形態の機能性膜ユニット２０では、供給孔２５は１つであるが、供給孔２５の数は１つに限定されず、複数であってもよい。本実施形態の機能性膜ユニット２０では、第１の排出孔２６は１つであるが、第１の排出孔２６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１の排出孔２６の各々は、減圧ポンプ４０と連結される。
【００６４】
本実施形態の機能性膜ユニット２０では、第２の機能性膜２２Ａ及び第２の機能性膜２２Ｂを用いたが、本実施形態の変形例として、第２の機能性膜２２Ａ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、ハウジング２３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２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。本実施形態の機能性膜ユニット２０では、第２の機能性膜２２Ａの面積は第２の機能性膜２２Ｂ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２２Ａの面積と第２の機能性膜２２Ｂの面積とは同一であってもよい。本実施形態の機能性膜ユニット２０では、第１の機能性膜２１、第２の機能性膜２２Ａ、及び第２の機能性膜２２Ｂ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。
【００６５】
本実施形態の貯蔵庫１Ａ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。本実施形態の貯蔵庫１Ａでは、取付孔１１は１つであるが、取付孔１１の数は１つに限定されず、複数であってもよい。この場合、複数の取付孔１１の各々に１つずつ機能性膜ユニット２０が連結されていてもよい。本実施形態の貯蔵庫１Ａでは、送風ファン１２は１つであるが、送風ファン１２の数は１つに限定されず、送風ファン１２はなくてもよいし、送風ファン１２の数は複数であってもよい。
【００６６】
本実施形態の貯蔵庫１Ａでは、開閉バルブ３０Ａ及び開閉バルブ３０Ｂを備えるが、本実施形態の変形例として、開閉バルブ３０Ａに代えて第１の流量調整バルブ、開閉バルブ３０Ｂに代えて第２の流量調整バルブを備えていてもよい。第１の流量調整バルブ及び第２の流量調整バルブは、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。第１の流量調整バルブ及び第２の流量調整バルブは、そ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。この変形例を用いた貯蔵庫内の窒素富化方法は、第１の流量調整バルブ及び第２の流量調整バルブの開度を調整する第１の工程と、第１の酸素富化気体の排出流量が第１の工程における第１の酸素富化気体の排出流量よりも小さくなるように、第１の流量調整バルブ及び第２の流量調整バルブの開度を調整する第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。このように第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。
【００６７】
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。
【００６８】
（６）まとめ
本発明の第１態様に係る機能性膜ユニット２０は、取付孔１１を有する容器１０の取付孔１１に連結され、容器１０の内部に窒素富化気体を供給し、容器１０の外部に酸素富化気体を排出する。機能性膜ユニット２０は、第１の機能性膜２１及び第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂと、ハウジング２３と、を備える。第１の機能性膜２１及び第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂは、酸素を優先的に透過させる。ハウジング２３は、第１の機能性膜２１、及び第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂを保持する。ハウジング２３は、通気孔２４と、供給孔２５と、第１の排出孔２６と、第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂと、を有する。通気孔２４は、第１の機能性膜２１の上流側Ｕ２１に設けられ空気を第１の機能性膜２１に導く。供給孔２５は、第１の機能性膜２１の上流側Ｕ２１に設けられ空気のうち第１の機能性膜２１を透過せずに残った窒素富化気体を容器１０の内部に導く。第１の排出孔２６は、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１に設けられている。第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂは、上流側Ｕ２２Ａ，Ｕ２２Ｂが容器１０の内部に面する第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂの下流側Ｄ２２Ａ，Ｄ２２Ｂに設けられ容器１０の内部の容器内気体のうち第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂを透過した酸素富化気体を容器１０の外部に排出する。
【００６９】
上記構成により、機能性膜ユニット２０を取り付けた容器１０の内部の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。
【００７０】
本発明の第２態様に係る機能性膜ユニット２０は、第１態様において、第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂを複数備える。ハウジング２３は、複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂと、を更に含む。複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂは、複数の第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂの各々の下流側Ｄ２２Ａ，Ｄ２２Ｂに設けられ互いに連通しない。
【００７１】
上記構成により、複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂから排出される酸素富化気体の排出流量を調整することで、機能性膜ユニット２０を取り付けた容器１０の内部の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。
【００７２】
本発明の第３態様に係る貯蔵庫は、容器１０と、第１態様の機能性膜ユニット２０と、減圧ポンプ４０と、流量調整バルブと、を備える。容器１０は、取付孔を有する。機能性膜ユニット２０は、取付孔１１に連結されている。減圧ポンプ４０は、第１の排出孔２６と第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂとに連結されている。流量調整バルブは、減圧ポンプ４０と第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂとの間に配置された、酸素富化気体の排出流量を調整する。
【００７３】
上記構成により、ハウジング２３が第１の機能性膜２１及び第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂを保持して小型化された機能性膜ユニット２０を備えるので、貯蔵庫を小型化することができる。ハウジング２３は通気孔２４及び供給孔２５を有するので、容器１０の内部は大気に開放され、容器１０の内部の圧力を略大気圧に維持できる。第１の排出孔２６及び複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂ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１の排出孔２６及び複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂの各々を吸引することができ、貯蔵庫を小型化することができる。
【００７４】
本発明の第４態様に係る貯蔵庫は、容器１０と、第１態様の機能性膜ユニット２０と、第１の減圧ポンプ４３と、第２の減圧ポンプ４４と、流量調整バルブと、を備える。容器１０は、取付孔１１を有する。機能性膜ユニット２０は、取付孔１１に連結されている。第１の減圧ポンプ４３は、第１の排出孔２６に連結されている。第２の減圧ポンプ４４は、第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂに連結されている。流量調整バルブは、第２の減圧ポンプ４４と第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂとの間に配置された、酸素富化気体の排出流量を調整する。
【００７５】
上記構成により、第１の排出孔２６に第１の減圧ポンプ４３が連結され、第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂに第２の減圧ポンプ４４が連結されているため、第１の機能性膜２１の下流側Ｄ２１の減圧及び第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂの下流側Ｄ２２Ａ，Ｄ２２Ｂの減圧を別々に制御することができる。
【００７６】
本発明の第５態様に係る貯蔵庫１Ａは、容器１０と、第２態様の機能性膜ユニット２０と、減圧ポンプ４０と、複数の開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂと、を備える。容器１０は、取付孔１１を有する。機能性膜ユニット２０は、取付孔１１に連結されている。減圧ポンプ４０は、第１の排出孔２６に第１の連結管４１を介して連結され、かつ複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂの各々に第２の連結管３１Ａ，３１Ｂを介して連結されている。複数の開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂは、減圧ポンプ４０と複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂ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３１Ａ，３１Ｂを開放して複数の第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂの下流側Ｄ２２Ａ，Ｄ２２Ｂを減圧する。閉弁は、第２の連結管３１Ａ，３１Ｂを閉鎖して複数の第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂの下流側Ｄ２２Ａ，Ｄ２２Ｂを減圧しない。
【００７７】
上記構成により、複数の開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂを開弁又は閉弁することで、開弁した開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂに連結された複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂ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１の排出孔２６及び複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂ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１の排出孔２６及び複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂ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。
【００７８】
本発明の第６態様に係る貯蔵庫１Ｂは、容器１０と、第２態様の機能性膜ユニット２０と、第１の減圧ポンプ４３と、第２の減圧ポンプ４４と、複数の開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂと、を備える。容器１０は、取付孔１１を有する。機能性膜ユニット２０は、取付孔１１に連結されている。第１の減圧ポンプ４３は、第１の排出孔２６に第２の連結管４１を介して連結されている。第２の減圧ポンプ４４は、複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂの各々に第２の連結管３１Ａ，３１Ｂを介して連結されている。複数の開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂは、第２の減圧ポンプ４４と複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂ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３１Ａ，３１Ｂを開放して複数の第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂの下流側Ｄ２２Ａ，Ｄ２２Ｂを減圧する。閉弁は、第２の連結管３１Ａ，３１Ｂを閉鎖して複数の第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂの下流側Ｄ２２Ａ，Ｄ２２Ｂを減圧しない。
【００７９】
上記構成により、複数の開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂを開弁又は閉弁することで、開弁した開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂに連結された複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂ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１の排出孔２６に第１の減圧ポンプ４３が連結され、複数の第２の排出孔２７Ａ，２７Ｂの各々に第２の減圧ポンプ４４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、複数の開閉バルブ３０Ａ，３０Ｂの開弁、又は閉弁による影響を受けない。
【００８０】
本発明の第７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、流量調整バルブの開度を調整する。第２の工程は、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くなるように、流量調整バルブの開度を調整する。
【００８１】
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。
【００８２】
本発明の第８態様に係る貯蔵庫内の窒素富化方法は、第５態様又は第６態様の貯蔵庫１Ａ，１Ｂ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３０Ａ，３０Ｂ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２２Ａ，２２Ｂのうち下流側Ｄ２２Ａ，Ｄ２２Ｂが減圧される第２の機能性膜２２Ａ，２２Ｂの各々の下流側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３０Ａ，３０Ｂのうちの少なくとも１つを開弁する。
【００８３】
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。
【００８４】
本発明の第９態様に係る貯蔵庫内の窒素富化方法は、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。
【００８５】
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】
【００８６】
１Ａ，１Ｂ            貯蔵庫
１０                  容器
１１                  取付孔
２０                  機能性膜ユニット
２１，２２Ａ，２２Ｂ  機能性膜
２３                  ハウジング
２４                  通気孔
２５                  供給孔
２６，２７Ａ，２７Ｂ  排出孔
３０Ａ，３０Ｂ        開閉バルブ
３１Ａ，３１Ｂ，４１  連結管
４０，４３，４４      減圧ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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