(57)【要約】【課題】１台のポンプで、中空糸膜モジュールから気体が吸引されている状態を維持しつつ、該中空糸膜モジュールに液体を送液して脱気することができる脱気システムの提供。【解決手段】液体タンク３と、脱気用中空糸膜モジュール５と、複数の配管２１，２３から構成された、液体タンク３から脱気用中空糸膜モジュール５に水を供給する給液ラインと、容積型ポンプ７と、減圧容器９と、第一脱気ライン２９と、第二脱気ライン３１とを備え、容積型ポンプ７の作動により減圧容器９から気体が吸引され、減圧容器９内が負圧にされる状態と、容積型ポンプ７の作動により液体タンク３から脱気用中空糸膜モジュール５に液体が流入する状態とが切り換えられるようになっており、いずれの状態においても脱気用中空糸膜モジュール５から気体が減圧容器９に流入するようになっている脱気システム。【選択図】図１
2016217650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体タンクと、
脱気用中空糸膜モジュールと、
前記液体タンクから前記脱気用中空糸膜モジュールに液体を供給する給液ラインと、
前記給液ラインの途中に設けられた容積型ポンプと、
前記脱気用中空糸膜モジュールの排気口に接続する減圧容器と、
前記容積型ポンプの上流側にて前記給液ラインから分岐し、前記減圧容器に接続する第一脱気ラインと、
前記容積型ポンプの下流側にて前記給液ラインから分岐する第二脱気ラインと、
を備え、
前記容積型ポンプが、前記液体タンクおよび前記第一脱気ラインのうち第一脱気ラインに選択的に接続し、前記脱気用中空糸膜モジュールおよび前記第二脱気ラインのうち第二脱気ラインに選択的に接続し、前記容積型ポンプの作動により前記減圧容器から気体が吸引され、前記減圧容器内が負圧にされる状態と、前記容積型ポンプが、前記液体タンクおよび前記第一脱気ラインのうち液体タンクに選択的に接続し、前記脱気用中空糸膜モジュールおよび前記第二脱気ラインのうち脱気用中空糸膜モジュールに選択的に接続し、前記容積型ポンプの作動により前記液体タンクから前記脱気用中空糸膜モジュールに液体が供給される状態と、が切り換えられるようになっており、
前記減圧容器内が負圧にされる状態および前記脱気用中空糸膜モジュールに液体が流入する状態のいずれにおいても、前記脱気用中空糸膜モジュールから気体が前記減圧容器に流入するようになっていることを特徴とする脱気システム。
【請求項２】
請求項１に記載の脱気システムと、製氷装置と、を備え、
前記製氷装置が、前記脱気システムの脱気用中空糸膜モジュールに接続されており、前記脱気用中空糸膜モジュールに液体が供給される状態において、前記脱気用中空糸膜モジュールに供給された液体が、前記脱気用中空糸膜モジュールを通過した後、前記製氷装置に供給されるようになっていることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱気システムおよび冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用冷蔵庫には、水を製氷皿に貯留して製氷する製氷装置が設けられている。例えば冷蔵室内に設けられた液体タンクに水を入れておくと、自動的に、送液ポンプにより液体タンク内の水を製氷装置に送り、製氷し、製氷された氷を製氷皿から離氷して貯留するようになっている。
家庭用冷蔵庫で製氷される氷は、水中に溶存している空気等が製氷時に気泡となって閉じ込められて不透明になることが多い。
そこで、透明な氷を得るために種々の検討が行われている。
たとえば特許文献１では、被冷凍物を冷却する冷却手段と、前記被冷凍物を収納する冷凍室と、マイクロ波発生手段とを設け、前記冷凍室にマイクロ波を吸収して発熱するマイクロ波発熱体を備える製氷皿を設け、マイクロ波発生手段によって発生したマイクロ波を製氷皿に照射する冷凍装置が提案されている。
しかし、この場合、装置が大がかりになる問題がある。
【０００３】
一方、液体の脱気方法として、中空糸膜モジュールを用いる方法が知られている。この方法では、例えば、中空糸膜の外側を減圧し、中空糸膜の中空部に液体を流通させる。すると、中空部を流通する液体中の気体が中空糸膜を透過して液体が脱気される。あるいは中空糸膜の中空部を減圧し、中空糸膜の外側に液体を流通させる。すると、中空糸膜の外側を流通する液体中の気体が中空糸膜を透過して液体が脱気される。これらの方法において、中空糸膜モジュールから気体を吸引して減圧するための真空ポンプ、また、中空糸膜モジュールに液体を流通させるための送液ポンプが用いられるのが一般的である（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４９８１０号公報
【特許文献２】特開平６−５５１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、種々検討の結果、冷蔵庫内に脱気用の中空糸膜モジュールおよび真空ポンプを配置して液体タンクからの水を脱気し、これを製氷することが、透明度の高い氷を得る上で有効であることを見出した。液体タンクと製氷装置との間に中空糸膜モジュールおよび真空ポンプを配置するだけでよいため、装置構成も簡単である。
しかし、冷蔵庫内に中空糸膜モジュールおよび真空ポンプを配置することは、多くの電力やスペースが必要になるため好ましくない。
【０００６】
本発明は、１台のポンプで、中空糸膜モジュールから気体が吸引されている状態を維持しつつ、該中空糸膜モジュールに液体を送液して脱気することができる脱気システムを提供することを目的とする。
本発明は、１台のポンプで、中空糸膜モジュールから気体が吸引されている状態を維持しつつ、該中空糸膜モジュールに液体を送液して脱気することができ、透明度の高い氷を生成できる冷蔵庫を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下記態様を有する。
［１］  液体タンクと、脱気用中空糸膜モジュールと、
前記液体タンクから前記脱気用中空糸膜モジュールに液体を供給する給液ラインと、
前記給液ラインの途中に設けられた容積型ポンプと、
前記脱気用中空糸膜モジュールの排気口に接続する減圧容器と、
前記容積型ポンプの上流側にて前記給液ラインから分岐し、前記減圧容器に接続する第一脱気ラインと、
前記容積型ポンプの下流側にて前記給液ラインから分岐する第二脱気ラインと、
を備え、
前記容積型ポンプが、前記液体タンクおよび前記第一脱気ラインのうち第一脱気ラインに選択的に接続し、前記脱気用中空糸膜モジュールおよび前記第二脱気ラインのうち第二脱気ラインに選択的に接続し、前記容積型ポンプの作動により前記減圧容器から気体が吸引され、前記減圧容器内が負圧にされる状態と、
前記容積型ポンプが、前記液体タンクおよび前記第一脱気ラインのうち液体タンクに選択的に接続し、前記脱気用中空糸膜モジュールおよび前記第二脱気ラインのうち脱気用中空糸膜モジュールに選択的に接続し、前記容積型ポンプの作動により前記液体タンクから前記脱気用中空糸膜モジュールに液体が供給される状態と、が切り換えられるようになっており、
前記減圧容器内が負圧にされる状態および前記脱気用中空糸膜モジュールに液体が流入する状態のいずれにおいても、前記脱気用中空糸膜モジュールから気体が前記減圧容器に流入するようになっていることを特徴とする脱気システム。
［２］  ［１］に記載の脱気システムと、製氷装置と、を備え、
前記製氷装置が、前記脱気システムの脱気用中空糸膜モジュールに接続されており、前記脱気用中空糸膜モジュールに液体が供給される状態において、前記脱気用中空糸膜モジュールに供給された液体が、前記脱気用中空糸膜モジュールを通過した後、前記製氷装置に供給されるようになっていることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の脱気システムにあっては、１台のポンプで、中空糸膜モジュールから気体が吸引されている状態を維持しつつ、該中空糸膜モジュールに製氷のための水を送液して脱気することができる。
本発明の冷蔵庫にあっては、１台のポンプで、中空糸膜モジュールから気体が吸引されている状態を維持しつつ、該中空糸膜モジュールに製氷のための水を送液して脱気することができ、透明度の高い氷を生成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態の脱気システム１００の概略構成図である。
【図２】本発明の第二実施形態の脱気システム２００の概略構成図である。
【図３】本発明の第三実施形態の冷蔵庫３００の構成の一部を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照し、実施形態を示して本発明を説明する。
【００１１】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態の脱気システム１００の概略構成図である。
脱気システム１００は、液体タンク３と、脱気用中空糸膜モジュール５と、容積型ポンプ７と、減圧容器９と、制御装置１１と、複数の配管２１，２３から構成された、液体タンク３から脱気用中空糸膜モジュール５に水を供給する給液ラインと、第一脱気ライン２９と、第二脱気ライン３１と、を備える。また、脱気用中空糸膜モジュール５には脱気用中空糸膜モジュール５を通過した液体を取り出すための配管２５が接続されている。
【００１２】
容積型ポンプ７は給液ラインの途中に設けられている。具体的には、液体タンク３と容積型ポンプ７とは配管２１により接続され、容積型ポンプ７と脱気用中空糸膜モジュール５とは配管２３により接続されている。
第一脱気ライン２９は、容積型ポンプ７の上流側の給液ラインである配管２１から分岐し、減圧容器９に接続している。
第二脱気ライン３１は、容積型ポンプ７の下流側の給液ラインである配管２３から分岐している。第二脱気ライン３１の下流側の末端は大気中に開放されている。
配管２１、配管２３、第一脱気ライン２９、第二脱気ライン３１にはそれぞれバルブ４１，４３，４５，４７が設けられている。
【００１３】
制御装置１１は、バルブ４１，４３，４５，４７および容積型ポンプ７と電気的に接続されている。制御装置１１により、以下の（１Ａ）、（１Ｂ）の２つの状態を切り換えられるようになっている。
（１Ａ）バルブ４１，４３が閉で、バルブ４５，４７が開であり、容積型ポンプ７の作動により、減圧容器９から気体が吸引され、減圧容器９内が負圧にされる状態。
（１Ｂ）バルブ４１，４３が開で、バルブ４５，４７が閉であり、容積型ポンプ７の作動により、液体タンク３から液体が脱気用中空糸膜モジュール５に供給される状態。
なお、本発明において、バルブには、安価なチャッキバルブ（逆止弁）を用いることができる。
【００１４】
上記（１Ａ）の状態では、容積型ポンプ７は、液体タンク３および第一脱気ライン２９のうち第一脱気ライン２９に選択的に接続し、脱気用中空糸膜モジュール５および第二脱気ライン３１のうち第二脱気ライン３１に選択的に接続している。これにより、減圧容器９内の気体が、第一脱気ライン２９、配管２１、配管２３および第二脱気ライン３１を介して吸引、排出されるようになっている。
上記（１Ｂ）の状態では、容積型ポンプ７は、液体タンク３および第一脱気ライン２９のうち液体タンク３に選択的に接続し、脱気用中空糸膜モジュール５および第二脱気ライン３１のうち脱気用中空糸膜モジュール５に選択的に接続している。これにより、液体タンク３内の液体が、配管２１，２３を介して脱気用中空糸膜モジュール５に供給されるようになっている。
【００１５】
（脱気用中空糸膜モジュール）
脱気用中空糸膜モジュール５は、中空糸膜の内側（中空部）に脱気対象の液体を流し、中空糸膜の外側を減圧する内部潅流型の中空糸膜モジュールである。具体的には、図示しない複数の中空糸膜と、前記複数の中空糸膜を収納するモジュールケース５１とを備え、前記複数の中空糸膜がそれぞれ、両端部が開口した状態でモジュールケース５１内に樹脂で固定され、モジュールケース５１の一方の端部に、前記複数の中空糸膜それぞれの中空部に脱気対象の液体（液体タンク３からの液体）を導入する流入口５１ａが形成され、モジュールケース５１の他方の端部に、前記複数の中空糸膜それぞれの中空部を通過した液体が流出する流出口５１ｂが形成され、モジュールケース５１の側面に、１つの排気口５１ｃが形成されたものである。
排気口５１ｃには、配管２７を介して減圧容器９が接続されている。
流入口５１ａ、流出口５１ｂにはそれぞれ、給液ラインの配管２３，２５が接続されている。
【００１６】
脱気用中空糸膜モジュール５が備える中空糸膜は、脱気用であるため、中空糸膜の中空部−外側間を気体が透過する気体透過性を有する。
中空糸膜の内径は、２００μｍ以上であることが好ましく、２２０μｍ以上であることがより好ましい。中空糸膜の内径は、３００μｍ以下であることが好ましい。中空糸膜の内径が上記下限値以上であると、液体の通液時の圧力損失を低減できる。また、脱気中に中空糸膜の振動等が起こっても、中空糸膜が破損しにくい。一方、中空糸膜の内径が上記上限値以下であると、モジュールケース５１内に充分な本数の中空糸膜を収納でき、良好な脱気性能を維持できる。
【００１７】
中空糸膜の膜厚は、３０〜７０μｍが好ましく、４０〜６５μｍがより好ましい。膜厚が上記範囲の下限値以上であると、モジュールケース５１内における中空糸膜の外側（外周部）を繰り返し減圧したときの耐久性に優れる。膜厚が上記範囲の上限値以下であると、脱気性能を良好に維持できる。
【００１８】
なお、中空糸膜の膜厚は、中空糸膜の内径と外径との差から、下記式（１）により算出される。
中空糸膜の膜厚＝（中空糸膜の外径−中空糸膜の内径）／２…（１）
中空糸膜の内径および外径は、下記のように実測する。
まず、中空糸膜を数本束ねて、その外側全体をポリウレタン樹脂で覆うとともに、各中空糸膜の中空部にもポリウレタン樹脂を充填し、硬化させる。ついで、硬化した束を中空糸膜の径方向に沿って、その長手方向の長さが約０．５ｍｍとなるようにスライスし、厚み約０．５ｍｍの薄片状のサンプルを得る。ついで、このサンプルの断面の光学像を投影機を用いて例えば１００倍の倍率でスクリーンに投影する。投影された像において、各中空糸膜の外径および内径を測定する。このようにサンプルを切り出して測定する操作を３回繰り返し、３回の全数値の平均値をもって、中空糸膜の外径および内径とする。
【００１９】
中空糸膜は、気体透過性の均質層と、該均質層を保護する多孔質支持層とを有する複合膜であることが、強度に優れるとともに、脱気を効率的に行うことができる点で好ましい。例えば液体の漏れを抑制しつつ溶存ガスを効果的に除去できる。
複合膜の具体的な層構成としては、均質層の内側または外側に多孔質支持層が設けられた二層構造、均質層の内側と外側に多孔質支持層が設けられた三層構造が好ましく、強度および脱気性能の点で三層構造がより好ましい。
【００２０】
均質層のガス透過性としては、窒素ガス透過係数で０．５ｂａｒｒｅｒ以上、酸素ガス透過係数で１．５ｂａｒｒｅｒ以上であることが好ましい。
均質層の材質としては、ポリジメチルシロキサン、シリコンとポリカーボネートの共重合体等のシリコンゴム系樹脂；エチレンとα−オレフィンとの共重合体、ポリ４−メチルペンテン−１、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸メチル共重合体、変性ポリオレフィン（例えば、オレフィンの単独重合体または共重合体と、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸、酸無水物、エステルまたは金属塩等との反応物。）等のポリオレフィン系樹脂；ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素含有樹脂；エチルセルロース等のセルロース系樹脂；ポリフェニレンオキサイド；ポリ４−ビニルピリジン；ポリウレタン系樹脂；等が挙げられる。これらの樹脂は１種単独で使用しても、２種以上をブレンドして用いてもよい。また、これらの樹脂の共重合体も使用できる。
【００２１】
なかでも均質層の材質としては、ポリウレタン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂が好ましい。また、これらは、用途によって使い分けることが好ましく、例えば、脱気を行う液体が水系である場合にはポリウレタン系樹脂、溶剤系である場合にはポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂の密度は、０．８５０〜０．９１０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。密度が上記範囲内のポリオレフィン系樹脂により形成された均質層は、高流量で処理対象の液体を通液した際でも脱気性能に優れるとともに、実用上適した融点または軟化点となる。密度が上記範囲のポリオレフィン系樹脂は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）で測定した融点（Ｔｍ）が、約４０〜１００℃となる。なお、密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１２（ＡＳＴＭ  Ｄ１５０５と同じ規定。）に基づいて測定される。
ポリウレタン系樹脂は、セグメント化ポリウレタン系樹脂であることが好ましい。セグメント化ポリウレタン系樹脂であれば、中空糸膜に賦形した後において、安定したガス透過性を得ることができる。
【００２２】
均質層を形成するポリオレフィン系樹脂は、エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとが共重合した分子量分布が４．０以下のエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましい。
炭素数３〜２０のα−オレフィンとしては、プロピレン（炭素数３）、イソブチレン（炭素数４）、１−ブテン（炭素数４）、１−ペンテン（炭素数５）、１−ヘキセン（炭素数６）、４−メチル−１−ペンテン（炭素数６）、１−オクテン（炭素数８）が挙げられる。炭素数３〜２０のα−オレフィンとしては、炭素数４〜２０のα−オレフィンが好ましく、炭素数６〜８のα−オレフィンがより好ましく、１−ヘキセンまたは１−オクテンが特に好ましい。炭素数３〜２０のα−オレフィンは、１種単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
エチレン・α−オレフィン共重合体の分子量分布は、上述のとおり４．０以下が好ましく、３．５以下がより好ましく、３．０以下が特に好ましい。このように分子量分布が小さなエチレン・α−オレフィン共重合体は、メタロセン触媒を使用して共重合する方法等で得られる。例えば、ダウ・ケミカル社が開発したインサイト（シングルサイト）触媒、いわゆるメタロセン触媒の一種である拘束幾何触媒を使用して共重合する方法で得られる。
なお、分子量分布とは、質量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比率（Ｍｗ／Ｍｎ）である。質量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）は、ポリスチレンを標準試料として用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により求められる。
【００２４】
エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとが共重合したエチレン・α−オレフィン共重合体は、炭素数３〜２０のα−オレフィンを全モノマーの１０モル％以上用いて共重合したものが好ましく、２０〜４０モル％用いて共重合したものがより好ましい。
【００２５】
均質層を形成するポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、１９０℃において、０．１〜５ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、０．３〜２ｇ／１０ｍｉｎがより好ましい。ＭＦＲが上記範囲の下限値以上であると、均質層の成形性に優れる。ＭＦＲが上記範囲の上限値以下であると、中空糸膜の製造時において、該ポリオレフィン系樹脂が多孔質支持層側に流出することが抑制され、そのため、厚さが均一で、優れた脱気性能を有する均質層を形成できる。
なお、ＭＦＲは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８のＥ条件に従い、試験温度１９０℃、試験荷重２．１６ｋｇｆ（２１．１８Ｎ）で測定した値である。
【００２６】
均質層の形成に好適なエチレン・α−オレフィン共重合体の市販品としては、α−オレフィンの炭素数が８であるダウ・ケミカル社製の「アフィニティー（ＡＦＦＩＮＩＴＹ）（登録商標）」、α−オレフィンの炭素数が６であるプライムポリマー社製の「エボリュー（登録商標）」等が挙げられる。
【００２７】
なお、均質層を形成するポリオレフィン系樹脂には、樹脂以外の成分として、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、アンチブロッキング剤、着色剤、難燃化剤等の添加物が本発明の目的を損なわない範囲で添加されていてもよい。
【００２８】
多孔質支持層の材質としては、ポリジメチルシロキサン、シリコンとポリカーボネートの共重合体等のシリコンゴム系樹脂；ポリ４−メチルペンテン−１、ポリ３−メチルブテン−１、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素含有樹脂；エチルセルロース等セルロース系樹脂；ポリフェニレンオキサイド；ポリ４−ビニルピリジン；ウレタン系樹脂；ポリスチレン；ポリエーテルエーテルケトン；ポリエーテルケトン等が挙げられる。これらの樹脂は１種単独で使用しても、２種以上をブレンドして用いてもよい。また、これらの樹脂の共重合体も使用できる。
【００２９】
多孔質支持層の孔径は、０．０１〜１μｍの範囲が好ましい。孔径が上記範囲の下限値以上であると、気体透過性が高くなり、脱気性能に優れる。孔径が上記範囲の上限値以下であると、細孔内への粒子や水分の侵入阻止性能に優れる。
多孔質支持層の空孔率は３０〜８０体積％が好ましい。空孔率が上記範囲の下限値以上であると、気体透過性が向上し、脱気性能に優れる。空孔率が上記範囲の上限値以下であると、中空糸膜の耐圧性等の機械的強度が向上する。
【００３０】
均質層および多孔質支持層の厚さは、膜厚が上記範囲内となるように決定されることが好ましく、その範囲内において、均質層の厚さは０．３〜２μｍが好ましい。多孔質支持層の厚さは、３０〜７０μｍが好ましく、３５〜６５μｍがより好ましい。
なお、ここでの多孔質支持層の厚みとは、多孔質支持層が複数の層からなる場合（たとえば、均質層の内側と外側に１層ずつ、合計２層の多孔質支持層が積層した場合等。）、複数の層の合計の厚みである。均質層および多孔質支持層の厚さが上記範囲の下限値以上であれば、中空糸膜の耐圧性、機械的強度等が向上し、上記範囲の上限値以下であれば、中空糸膜の気体透過性が向上し、脱気性能に優れる。また、中空糸膜の外径が大きくなり過ぎず、モジュールケース５１内に充分な本数の中空糸膜を収納できる。
【００３１】
なお、均質層および多孔質支持層の厚さは、上述した中空糸膜の内径および外径の実測方法と同様にして、薄片状のサンプルの断面の投影像から実測でき、平均値として求める。すなわち、上述のようにして、厚み約０．５ｍｍの薄片状のサンプルを得て、このサンプルの断面の光学像を投影機を用いて例えば１００倍の倍率でスクリーンに投影し、得られた投影像において、各中空糸膜における均質層および多孔質支持層の厚みを測定する。
このようにサンプルを切り出して測定する操作を３回繰り返し、３回の全数値の平均値をもって、中空糸膜の均質層および多孔質支持層の厚さとする。
ただし、均質層の厚さは、通常、多孔質支持層の厚さに比べて非常に小さいため、実測が困難な場合がある。その場合には、上記式（１）で算出された「中空糸膜の膜厚」＝「多孔質支持層の厚み」とみなす。
【００３２】
均質層と多孔質支持層との材質の組み合わせには、特に制限はなく、異種の樹脂を組み合わせて用いても、同種の樹脂を組み合わせて用いてもよい。
【００３３】
均質層と多孔質支持層とを有する複合中空糸膜は、多層複合紡糸工程と延伸多孔質化工程を有する公知の方法等で製造できる。
例えば、内層ノズル部と中間層ノズル部と外層ノズル部とが順次形成された、同心円状複合ノズルを用い、外層ノズル部と内層ノズル部には、多孔質支持層を形成するための溶融樹脂を供給し、中間層ノズル部には、均質層を形成するための溶融樹脂を供給する。そして、同心円状複合ノズルから、各溶融樹脂を押出して冷却固化させ、未延伸中空繊維を得る（多層複合紡糸工程）。次に、該未延伸中空繊維を延伸し、内層と外層とを多孔質化する（延伸多孔質化工程）。これにより、均質層と、均質層の内側および外側に位置して均質層を支持する多孔質支持層とからなる、三層構造の中空糸膜が得られる。
【００３４】
モジュールケース５１の材質は、適度な機械的強度を有するものが好ましい。具体的には、硬質ポリ塩化ビニル樹脂；ポリカーボネート；ポリスルフォン系樹脂；ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂；アクリル系樹脂；ＡＢＳ樹脂；変性ポリフェニレンオキサイド等が挙げられる。
【００３５】
中空糸膜を、その開口状態を維持したままモジュールケース５１内に固定する樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の硬化性の液状樹脂、ポリオレフィン等を溶融させた樹脂等が挙げられる。樹脂は、液体が流れる液体流路側と液体から除去されたガスが排気される気体流路側とを気密に仕切る封止材としても作用する。
【００３６】
（容積型ポンプ）
容積型ポンプ７は、上記（１Ａ）の状態においては減圧容器９から気体を吸引する吸引ポンプとして、上記（１Ｂ）の状態においては液体タンク３から脱気用中空糸膜モジュール５に液体を送る送液ポンプとして機能する。容積型ポンプ７は、他のポンプに比べて、気体も液体も吸引／圧送できる利点がある。
容積型ポンプ７としては、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプ等の往復ポンプ、歯車ポンプ、ベーンポンプ、ねじポンプ等の回転ポンプ等が挙げられ、いずれを用いてもよい。これらの中では、小型で高い揚程を確保できる点で、ダイヤフラムポンプが好ましい。
【００３７】
（減圧容器）
減圧容器９は、減圧可能な空間を有するものであれば特に限定されない。
減圧容器９の材質としては、例えばステンレス等の金属、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂等が挙げられる。
減圧容器９の内容積は、脱気する液体の量、ひいては脱気される気体の量に応じて適宜設定される。
例えば、冷蔵庫の製氷装置に１度に供給される液体（水等）の量は５０〜３００ｍＬ程度である。このような量であれば、減圧容器９の内容積は、１００〜１０００ｃｍ３が好ましく、３００〜６００ｃｍ３がより好ましい。内容積が前記下限値以上であれば、供給される液体の全量を脱気する間、減圧容器９内の負圧の状態が充分に維持される。内容積が前記上限値以下であれば、脱気システムをコンパクト化できる。
【００３８】
（脱気システムの動作）
脱気システム１００においては、まず、制御装置１１により、バルブ４１，４３が閉、バルブ４５，４７が開の状態とし、容積型ポンプ７を作動させる。これにより、減圧容器９から第一脱気ライン２９および配管２１を介して気体が吸引され、減圧容器９内が負圧にされる。減圧容器９から吸引された気体は、第一脱気ライン２９、配管２１、配管２３および第二脱気ライン３１を通り、第二脱気ライン３１の下流側末端から放出される。
減圧容器９が負圧になると、配管２７を介して、脱気用中空糸膜モジュール５から気体が減圧容器９に流入する。これにより、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧される。減圧容器９からの気体の吸引は、減圧容器９内およびモジュールケース５１内が充分に減圧されるように予め設定された時間行われる。
次に、制御装置１１により、バルブ４１，４３が開、バルブ４５，４７が閉の状態に切り換える。これにより、液体タンク３内の液体が、配管２１，２３を介して脱気用中空糸膜モジュール５に送られ、流入口５１ａから脱気用中空糸膜モジュール５に流入する。流入した液体は、モジュールケース５１内で開口している中空糸膜の一方の端部から中空糸膜の中空部内に導入され、中空部を流通する。このとき、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧された状態であるため、中空糸膜の中空部を流通する液体に含まれている気体が中空糸膜の内側から外側に透過して脱気が行われ、脱気された液体（脱気液）が得られる。
得られた脱気液は、脱気用中空糸膜モジュール５の流出口５１ｂから流出する。
また、液体から除去された気体は、減圧容器９が負圧であるため、排気口５１ｃから配管２７を介して減圧容器９に流入する。そのため、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧された状態、つまり液体の脱気が可能な状態が維持される。また、減圧容器９が充分な大きさで設けられていれば、脱気された気体が減圧容器９に流入しても、供給される液体の全量を脱気する間、減圧容器９は負圧の状態が維持される。
【００３９】
（作用効果）
本実施形態の脱気システム１００にあっては、上記のように、減圧容器９から気体が吸引されて減圧容器９が負圧にされる状態および液体タンク３から液体が脱気用中空糸膜モジュール５に供給される状態のいずれにおいても、脱気用中空糸膜モジュール５から気体が減圧容器９に流入するようになっている。そのため、液体タンク３から液体が脱気用中空糸膜モジュール５に供給される状態では、容積型ポンプ７による吸引を行わなくても、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧された状態が維持され、液体の脱気を行うことができる。
減圧容器９は、負圧バッファーとして、容積型ポンプ７による気体の吸引が行われていない間のモジュールケース５１内の圧力の上昇を抑制する。減圧容器９が無く、第一脱気ライン２９が排気口５１ｃに直接接続する場合、切り換えの直後は脱気が行われるが、脱気の開始後、すぐにモジュールケース５１内の圧力が上昇するため、供給される液体の全量を充分に脱気することは難しい。
【００４０】
したがって、本実施形態の脱気システム１００にあっては、脱気用中空糸膜モジュール５からの気体の吸引（減圧）および液体の送液のために、それぞれ独立した２台のポンプを設ける必要はなく、１台のポンプで気体の吸引および液体の送液を行って、液体を脱気することができる。そのため、２台のポンプを用いる場合に比べて、脱気システムを小型化することができる。
また、脱気用中空糸膜モジュール５は、脱気効率に優れる。特に内部潅流型の中空糸膜モジュールは、中空糸膜の外側に脱気対象の液体を流す外部潅流型の中空糸膜モジュールに比べて、少量の液体に対して脱気を行う際の効率に優れる。そのため、供給される液体が少量の場合でも効率良く脱気でき、溶存ガスが少ない液体が得られる。例えば液体が水である場合、得られた脱気液（脱気水）を製氷すると、透明度の高い氷が得られる。
【００４１】
（用途）
脱気システム１００の用途としては、例えば冷蔵庫、ウォーターサーバー等の家庭用電器製品、インクジェットプリンター、各種分析装置等が挙げられる。脱気される液体としては、例えば水、インク、検体および試薬等が挙げられる。
脱気システム１００は、システムを設置可能なスペースが限られており、コンパクト化の要求が高く、また、１度に供給される液体の量が少ない用途において有用性が高く、特に、製氷装置を備えた冷蔵庫用として有用である。
【００４２】
＜第二実施形態＞
図２は、本発明の第二実施形態の脱気システム２００の概略構成図である。なお、以下に示す実施形態において、前出の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
脱気システム２００は、液体タンク３と、脱気用中空糸膜モジュール５と、容積型ポンプ７と、減圧容器９と、制御装置１１と、複数の配管２１，２３から構成された、液体タンク３から脱気用中空糸膜モジュール５に水を供給する給液ラインと、第一脱気ライン２９と、第二脱気ライン３１と、を備える。また、脱気用中空糸膜モジュール５には脱気用中空糸膜モジュール５を通過した液体を取り出すための配管２５が接続されている。
【００４３】
脱気システム２００は、第一実施形態におけるバルブ４１を三方バルブ６１としてこの三方バルブ６１に第一脱気ライン２９を接続し、バルブ４３を三方バルブ６３としてこの三方バルブ６３に第二脱気ライン３１を接続し、バルブ４５，４７を設けず、制御装置１１の代わりに制御装置１３を設けた以外は、脱気システム１００と同様である。
【００４４】
三方バルブ６１は、液体タンク３および第一脱気ライン２９のいずれか一方を、容積型ポンプ７に選択的に接続するようになっている。
三方バルブ６３は、脱気用中空糸膜モジュール５および第二脱気ライン３１のいずれか一方を、容積型ポンプ７に選択的に接続するようになっている。
【００４５】
制御装置１３は、三方バルブ６１，６３および容積型ポンプ７と電気的に接続されている。制御装置１３により、以下の（２Ａ）、（２Ｂ）の２つの状態を切り換えられるようになっている。
（２Ａ）三方バルブ６１が、液体タンク３および第一脱気ライン２９のうち第一脱気ライン２９を容積型ポンプ７に選択的に接続し、三方バルブ６３が、脱気用中空糸膜モジュール５および第二脱気ライン３１のうち第二脱気ライン３１を容積型ポンプ７に選択的に接続し、容積型ポンプ７の作動により、減圧容器９から気体が吸引され、減圧容器９内が負圧にされる状態。
（２Ｂ）三方バルブ６１が、液体タンク３および第一脱気ライン２９のうち液体タンク３を容積型ポンプ７に選択的に接続し、三方バルブ６３が、脱気用中空糸膜モジュール５および第二脱気ライン３１のうち脱気用中空糸膜モジュール５を容積型ポンプ７に選択的に接続し、容積型ポンプ７の作動により、液体タンク３から液体が脱気用中空糸膜モジュール５に供給される状態。
【００４６】
（脱気システムの動作）
脱気システム２００においては、まず、制御装置１３により、三方バルブ６１が、第一脱気ライン２９を容積型ポンプ７に選択的に接続し、三方バルブ６３が、第二脱気ライン３１を容積型ポンプ７に選択的に接続した状態とし、容積型ポンプ７を作動させる。これにより、減圧容器９から第一脱気ライン２９および配管２１を介して気体が吸引され、減圧容器９内が負圧にされる。減圧容器９から吸引された気体は、第一脱気ライン２９、配管２１、配管２３および第二脱気ライン３１を通り、第二脱気ライン３１の下流側末端から放出される。
減圧容器９が負圧になると、配管２７を介して、脱気用中空糸膜モジュール５から気体が減圧容器９に流入する。これにより、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧される。減圧容器９からの気体の吸引は、減圧容器９内およびモジュールケース５１内が充分に減圧されるように予め設定された時間行われる。
次に、制御装置１３により、三方バルブ６１が、液体タンク３を容積型ポンプ７に選択的に接続し、三方バルブ６３が、脱気用中空糸膜モジュール５を容積型ポンプ７に選択的に接続した状態に切り換える。これにより、液体タンク３の液体が、配管２１，２３を介して脱気用中空糸膜モジュール５に送られ、流入口５１ａから脱気用中空糸膜モジュール５に流入する。流入した液体は、モジュールケース５１内で開口している中空糸膜の一方の端部から中空糸膜の中空部内に導入され、中空部を流通する。このとき、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧された状態であるため、中空糸膜の中空部を流通する液体に含まれている気体が中空糸膜の内側から外側に透過して脱気が行われ、脱気された液体（脱気液）が得られる。
得られた脱気液は、脱気用中空糸膜モジュール５の流出口５１ｂから流出する。
また、液体から除去された気体は、減圧容器９が負圧であるため、排気口５１ｃから配管２７を介して減圧容器９に流入する。そのため、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧された状態、つまり液体の脱気が可能な状態が維持される。また、減圧容器９が充分な大きさで設けられていれば、脱気された気体が減圧容器９に流入しても、供給される液体の全量を脱気する間、減圧容器９は負圧の状態が維持される。
【００４７】
（作用効果）
本実施形態の脱気システム２００にあっては、上記のように、減圧容器９から気体が吸引されて減圧容器９が負圧にされる状態および液体タンク３から液体が脱気用中空糸膜モジュール５に流入する状態のいずれにおいても、脱気用中空糸膜モジュール５から気体が減圧容器９に流入するようになっている。そのため、第一実施形態の冷蔵庫と同様に、液体タンク３から液体が脱気用中空糸膜モジュール５に流入する状態では、容積型ポンプ７による吸引を行わなくても、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧された状態が維持され、液体の脱気を行うことができる。したがって、気体の吸引および液体の送液のために、それぞれ独立した２台のポンプを設ける必要はなく、脱気システムを小型化することができる。また、供給される液体を効率良く脱気でき、溶存ガスが少ない脱気液が得られる。
【００４８】
（用途）
脱気システム２００の用途としては、第一実施形態で挙げたものと同様のものが挙げられる。
【００４９】
＜第三実施形態＞
図３は、本発明の第三実施形態の冷蔵庫３００の構成の一部を示す概略構成図である。
本実施形態の冷蔵庫３００は、脱気システム１００と、製氷装置１１０とを備える。
製氷装置１１０は、脱気システム１００の脱気用中空糸膜モジュール５の下流側に接続されている。具体的には、配管２５を介して脱気用中空糸膜モジュール５の流出口５１ｂに接続されている。これにより、脱気用中空糸膜モジュール５に液体が供給される状態において、脱気用中空糸膜モジュール５に供給された液体が脱気用中空糸膜モジュール５を通過した後、製氷装置１１０に供給されるようになっている。
製氷装置１１０としては、公知のものを用いることができ、特に限定されない。
【００５０】
本実施形態の冷蔵庫３００においては、まず、脱気システム１００の制御装置１１により、バルブ４１，４３が閉、バルブ４５，４７が開の状態とし、容積型ポンプ７を作動させる。これにより、減圧容器９から第一脱気ライン２９および配管２１を介して気体が吸引され、減圧容器９内が負圧にされる。減圧容器９から吸引された気体は、第一脱気ライン２９、配管２１、配管２３および第二脱気ライン３１を通り、第二脱気ライン３１の下流側末端から放出される。
減圧容器９が負圧になると、配管２７を介して、脱気用中空糸膜モジュール５から気体が減圧容器９に流入する。これにより、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧される。減圧容器９からの気体の吸引は、減圧容器９内およびモジュールケース５１内が充分に減圧されるように予め設定された時間行われる。
次に、制御装置１１により、バルブ４１，４３が開、バルブ４５，４７が閉の状態に切り換える。これにより、液体タンク３内の液体（例えば水）が、配管２１，２３を介して脱気用中空糸膜モジュール５に送られ、流入口５１ａから脱気用中空糸膜モジュール５に流入する。流入した液体は、モジュールケース５１内で開口している中空糸膜の一方の端部から中空糸膜の中空部内に導入され、中空部を流通する。このとき、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧された状態であるため、中空糸膜の中空部を流通する液体に含まれている気体が中空糸膜の内側から外側に透過して脱気が行われ、脱気された液体（脱気液）が得られる。
得られた脱気液は、脱気用中空糸膜モジュール５の流出口５１ｂから流出し、配管２５を介して製氷装置１１０に供給され、製氷装置１１０内の製氷皿に貯留されて製氷される。製氷後、得られた氷は、例えば製氷皿から離氷され、製氷装置１１０内に貯蔵される。
また、液体から除去された気体は、減圧容器９が負圧であるため、排気口５１ｃから配管２７を介して減圧容器９に流入する。そのため、モジュールケース５１内の中空糸膜の外側が減圧された状態、つまり液体の脱気が可能な状態が維持される。また、冷蔵庫の製氷装置１１０に１度に供給される液体の量は、数百ｍＬ程度と少なく、脱気される気体の量も少ないため、脱気された気体が減圧容器９に流入しても、供給される液体の全量を脱気する間、減圧容器９は負圧の状態が維持される。
【００５１】
（作用効果）
本実施形態の冷蔵庫３００にあっては、前記のように、脱気用中空糸膜モジュール５からの気体の吸引（減圧）および液体の送液のために、それぞれ独立した２台のポンプを設ける必要はなく、１台のポンプで気体の吸引および液体の送液を行って、液体を脱気することができる。そのため、２台のポンプを用いる場合に比べて、脱気システムを小型化することができる。
また、脱気用中空糸膜モジュール５は、脱気効率に優れる。そのため、供給される液体が少量の場合でも効率良く脱気でき、溶存ガスが少ない液体が得られ、これを製氷装置１１０で製氷したときに、透明度の高い氷が得られる。
【００５２】
以上、実施形態を示して本発明の脱気システムおよび冷蔵庫を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
例えば、本発明の脱気システムにおいて、上記実施形態では、脱気用中空糸膜モジュール５の排気口が１つである例を示したが、排気口の数は２つ以上でもよい。
【００５３】
本発明の冷蔵庫が備える脱気システムは脱気システム１００に限定されず、例えば脱気システム２００であってもよい。
また、液体タンク３と脱気用中空糸膜モジュール５との間に浄水器を設けてもよい。脱気用中空糸膜モジュール５の上流側に浄水器が設けられていると、水に含まれていたミネラル、トリハロメタン、鉄サビ等が除去されるため、より透明度が高く良質な氷が得られる。
浄水器としては、公知のものを用いることができ、特に限定されない。たとえばハウジングと、ハウジングに収容された濾材とを備えるものが挙げられる。濾材としては、たとえば中空糸膜等のフィルタ、活性炭等の吸着材、イオン交換樹脂、イオン交換繊維等が挙げられる。これらの濾材はいずれかを単独で用いても２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
３  液体タンク
５  脱気用中空糸膜モジュール
７  容積型ポンプ
９  減圧容器
１１，１３  制御装置
２１，２３，２５，２７  配管
２９  第一脱気ライン
３１  第二脱気ライン
４１，４３，４５，４７  バルブ
５１  モジュールケース
５１ａ  流入口
５１ｂ  流出口
５１ｃ  排気口
６１，６３  三方バルブ
１００，２００  脱気システム
１１０  製氷装置
３００  冷蔵庫
【図１】
2016217650.tif 000003
【図２】
2016217650.tif 000004
【図３】
2016217650.tif 000005