特許 7270872 接着接合された水分離カートリッジモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-28

(45)【発行日】2023-05-11

(54)【発明の名称】接着接合された水分離カートリッジモジュール

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20230101AFI20230501BHJP

   B01D 61/08 20060101ALI20230501BHJP

   B01D 63/00 20060101ALI20230501BHJP

【ＦＩ】

C02F1/44 A

C02F1/44 D

B01D61/08

B01D63/00 500

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2022524132

(86)(22)【出願日】2020-11-02

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-27

(86)【国際出願番号】 US2020058574

(87)【国際公開番号】W WO2021087473

(87)【国際公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-06-20

(31)【優先権主張番号】62/929,564

(32)【優先日】2019-11-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】522164488

【氏名又は名称】ナチュラル オーシャン ウェル カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バーグストロム、ロバート エー．

【審査官】片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００９１６２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１０－５１７７７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ１／４４

Ｂ０１Ｄ６１／００－７１／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中で使用するための水分離膜モジュールであって、
複数の水分離膜カートリッジであって、
ｉ）水分離膜と、
ｉｉ）前記水分離膜を取り囲む不浸透性カートリッジ壁と、
ｉｉｉ）第１のカートリッジ端部であって、前記不浸透性カートリッジ壁にシールされ、前記第１のカートリッジ端部を通って、加圧された塩分を含んだ水が前記水分離膜カートリッジに流入し、前記水分離膜によって濃縮液またはブラインと少なくとも部分的に脱塩された水とに分離される、前記第１のカートリッジ端部と、
ｉｖ）前記濃縮液または前記ブラインが前記水分離膜カートリッジから出る第２のカートリッジ端部と、
ｖ）生成水収集管であって、前記水分離膜を通過する前記少なくとも部分的に脱塩された生成水を前記水分離膜カートリッジ内部から収集し、前記生成水収集管を通って、前記少なくとも部分的に脱塩された水が前記水分離膜カートリッジから出る、前記生成水収集管と
を有する複数の水分離膜カートリッジと、
前記水分離膜カートリッジの並列なアレイであって、前記不浸透性カートリッジ壁または前記第１のカートリッジ端部もしくは前記第２のカートリッジ端部を穿孔が取り囲む有孔仕切り板に取り付けられており、前記有孔仕切り板は、前記第１のカートリッジ端部に流入する塩分を含んだ水と前記水分離膜カートリッジから出る濃縮液またはブラインとを隔離する、前記水分離膜カートリッジの並列なアレイと、
複数の前記生成水収集管と流体連通しており、前記少なくとも部分的に脱塩された水が流入する生成水収集マニホルドと
を備え、
ａ）前記生成水収集マニホルドは複数の前記生成水収集管に接着剤によって接着接合されているか、またはｂ）前記有孔仕切り板は複数の前記不浸透性カートリッジ壁もしくは前記第１のカートリッジ端部もしくは前記第２のカートリッジ端部に接着剤によって接着接合されているか、またはａ）とｂ）との両方である、
水中で使用するための水分離膜モジュール。

【請求項2】

前記水分離膜が、逆浸透膜である、請求項１に記載の水中で使用するための水分離膜モジュール。

【請求項3】

前記アレイ内の前記生成水収集管が、前記生成水収集マニホルドに接着接合されている、請求項１または２に記載の水中で使用するための水分離膜モジュール。

【請求項4】

前記有孔仕切り板が、複数の前記不浸透性カートリッジ壁または前記第１のカートリッジ端部もしくは前記第２のカートリッジ端部に接着接合されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の水中で使用するための水分離膜モジュール。

【請求項5】

前記生成水収集管と前記生成水収集マニホルドとの間、または前記有孔仕切り板と前記水分離膜カートリッジとの間に複数のＯリングをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の水中で使用するための水分離膜モジュール。

【請求項6】

前記水分離膜カートリッジの間に浮力媒体をさらに備え、前記浮力媒体は海水よりも小さい密度を有し、前記アレイが海水に沈められているときに、前記アレイに増加した浮力を付与する、請求項１から５のいずれか一項に記載の水中で使用するための水分離膜モジュール。

【請求項7】

前記接着剤が、エポキシ樹脂を備え、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦおよびそれらのジグリシジルエーテルを実質的に含まない、請求項１から６のいずれか一項に記載の水中で使用するための水分離膜モジュール。

【請求項8】

前記水分離膜カートリッジが圧力容器に封入されていない、請求項１から７のいずれか一項に記載の水中で使用するための水分離膜モジュール。

【請求項9】

水中で使用するための水脱塩装置を組み立てるための方法であって、前記方法は、
ａ．複数の水分離膜カートリッジであって、
ｉ）水分離膜と、
ｉｉ）前記水分離膜を取り囲む不浸透性カートリッジ壁と、
ｉｉｉ）第１のカートリッジ端部であって、前記不浸透性カートリッジ壁にシールされ、前記第１のカートリッジ端部を通って、加圧された塩分を含んだ水が前記水分離膜カートリッジに流入し、前記水分離膜によって濃縮液またはブラインと少なくとも部分的に脱塩された水とに分離される、前記第１のカートリッジ端部と、
ｉｖ）前記濃縮液または前記ブラインが前記水分離膜カートリッジから出る第２のカートリッジ端部と、
ｖ）生成水収集管であって、前記水分離膜を通過する前記少なくとも部分的に脱塩された生成水を前記水分離膜カートリッジ内部から収集し、前記生成水収集管を通って、前記少なくとも部分的に脱塩された水が前記水分離膜カートリッジから出る、前記生成水収集管と
を有する複数の水分離膜カートリッジを提供する段階と、
ｂ．前記水分離膜カートリッジの並列なアレイを、前記不浸透性カートリッジ壁または前記第１のカートリッジ端部もしくは前記第２のカートリッジ端部を穿孔が取り囲む有孔仕切り板に取り付ける段階であって、前記有孔仕切り板は、前記第１のカートリッジ端部に流入する塩分を含んだ水と前記水分離膜カートリッジから出る濃縮液またはブラインとを隔離する、段階と、
ｃ．生成水収集マニホルドを、複数の前記生成水収集管と流体連通させて固定する段階と
を含み、
ａ）前記生成水収集マニホルドは複数の前記生成水収集管に接着剤によって接着接合されているか、ｂ）前記有孔仕切り板は複数の前記不浸透性カートリッジ壁もしくは前記第１のカートリッジ端部もしくは前記第２のカートリッジ端部に接着剤によって接着接合されているか、またはａ）とｂ）との両方である、方法。

【請求項10】

前記水分離膜が、逆浸透膜である、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記アレイ内の前記生成水収集管が、前記生成水収集マニホルドに接着接合されている、請求項９または１０に記載の方法。

【請求項12】

前記有孔仕切り板が、複数の前記不浸透性カートリッジ壁または前記第１のカートリッジ端部もしくは前記第２のカートリッジ端部に接着接合されている、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記生成水収集管と前記生成水収集マニホルドとの間、または前記有孔仕切り板と前記水分離膜カートリッジとの間に複数のＯリングをさらに備える、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記水分離膜カートリッジの間に浮力媒体をさらに備え、前記浮力媒体は海水よりも小さい密度を有し、前記アレイが海水に沈められているときに、前記アレイに増加した浮力を付与する、請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記接着剤が、エポキシ樹脂を備え、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦおよびそれらのジグリシジルエーテルを実質的に含まない、請求項９から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記接着剤を剥離し、少なくとも１つのカートリッジを取り外して交換し、前記生成水収集マニホルドを交換用カートリッジの前記生成水収集管に接着接合するか、または前記有孔仕切り板をこのような交換用カートリッジに接着接合する段階をさらに含む、請求項９から１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記水分離膜カートリッジが圧力容器に封入されていない、請求項９から１６のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水脱塩に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ブライン（例えば、海水）脱塩の発展は、脱塩された水の比較的高いコストによって制限されてきた。この高いコストは、現在の脱塩システムに関連するエネルギーおよび資本支出に一部起因している。このようなシステムは、典型的には、耐腐食性の高圧ハウジングに収容された逆浸透（ＲＯ）脱塩膜を含む陸上施設を利用し、海中の取水システムから海水を供給している。ＲＯ膜に水を通すには、典型的には、非常に高い圧力が必要である。例えば、広く使用されているＦＩＬＭＴＥＣ（商標）ＳＷ３０ファミリーの逆浸透膜エレメント（ＤｕＰｏｎｔ Ｗａｔｅｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社製）は、設計要件を満たすために膜全体で約８００ｐｓｉ（５５バール）の圧力差を必要とする。このような高い圧力に加えて、陸上型ＲＯユニットは、主に給水を膜の作動圧力まで加圧するための電力需要が高いという問題を抱え、陸上型ＲＯユニットでは、生成される真水千ガロン当たりのこれらの電力需要が典型的には平均約１３．５ｋＷｈとなる。一般的な陸上型ＲＯユニットで生成される海水流および濃縮ブライン流は腐食を起こす可能性が高く、その結果、特殊合金製の圧力容器および導管を含む高価な構成要素や設備が必要になる。また、高圧の水流により、保守費用もかさむ。また、陸上型ＲＯユニットは、典型的には、高価な海辺の土地建物も大量に必要とする。さらに、陸上ベースの脱塩は、取水における海洋生物の巻き込み、必要とされるエネルギーの生成に伴う温室効果ガスの発生、海洋生物に害を与える可能性のある強いブライン流の排出、海洋に入る可能性のある処理化学物質の使用、高価であることが多く、地域の生態系に害を与える可能性がある陸上の土地使用を含む様々な環境への影響で批判されてきた。ＲＯユニットとしては、米国特許第４，３３４，９９２号明細書（Ｂｏｎｉｎら）、同第５，１９２，４３４号明細書（Ｍｏｌｌｅｒ）、同第５，６２０，６０５号明細書（Ｍｏｌｌｅｒら）、同第５，７８８，８５８号明細書（Ａｃｅｒｎａｓｅら（８５８））、同第５，９７２，２１６号明細書（Ａｃｅｒｎａｓｅら（２１６））、同第８，２８２，８２３（Ｂ２）号明細書（Ａｃｅｒｎａｓｅら（８２３））および同第９，２２７，１５９（Ｂ２）号明細書（ＤｕＦｒｅｓｎｅら）に記載されているものが挙げられる。

【0003】

半透過型ＲＯ膜の発明から５０年、このような膜を水中に沈め、自然の静水圧を利用して海水の脱塩に役立つ様々なコンセプトが提案されてきた。代表的な例としては、米国特許第３，１７１，８０８号明細書（Ｔｏｄｄ）、同第３，４５６，８０２号明細書（Ｃｏｌｅ）、同第４，１２５，４６３号明細書（Ｃｈｅｎｏｗｉｔｈ）、同第５，２２９，００５号明細書（Ｆｏｋら）、同第５，３６６，６３５明細書（Ｗａｔｋｉｎｓ）、同第５，９１４，０４１号明細書（Ｃｈａｎｃｅｌｌｏｒ（０４１））、同第５，９４４，９９９号明細書（Ｃｈａｎｃｅｌｌｏｒ（９９９））、同第５，９８０，７５１号明細書（Ｃｈａｎｃｅｌｌｏｒ（７５１））、同第６，１４９，３９３号明細書（Ｃｈａｎｃｅｌｌｏｒ（３９３））、同第６，３４８，１４８（Ｂ１）号明細書（Ｂｏｓｌｅｙ）および同第８，６８５，２５２（Ｂ２）号明細書（Ｖｕｏｎｇら）、米国特許出願公開第２００８／０１９０８４９号（Ａ１）明細書（Ｖｕｏｎｇ）、米国特許出願公開第２０１０／０２７０２３６（Ａ１）号明細書（Ｓｃｉａｌｄｏｎｅ）、米国特許出願公開第２０１０／０２７６３６９（Ａ１）号明細書（Ｈａａｇ）および米国特許出願公開第２０１８／０００１２６３（Ａ１）号明細書（Ｊｏｈｎｓｏｎら）、英国特許第２，０６８，７７４号明細書（Ｍｅｓｐｌｅ）、国際公開第００／４１９７１（Ａ１）号（Ｇｕ）、国際公開第２００９／０８６５８７（Ａ１）号（Ｈａａｇ Ｆａｍｉｌｙ Ｔｒｕｓｔ）、国際公開第２０１８／１４８５２８（Ａ１）号（Ｂｅｒｇｓｔｒｏｍら）、国際公開第２０１８／１４８５４２（Ａ１）号（Ｂｅｒｇｓｔｒｏｍ）およびＰａｃｅｎｔｉら（Ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｓｅａｗａｔｅｒ ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｓｍｏｓｉｓ ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ １２６，ｐｐ．２１３－１８（Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，１９９９））に示されるシステムが挙げられる。

【0004】

また、他の水脱塩技術も提案されており、精密ろ過、ナノろ過、限外ろ過およびアクアポリンを利用したシステムが挙げられる。これらも同様に様々な欠点を有している。一般に、水中水脱塩システムは、脱塩された水を非常に深い部分から水面にポンプ輸送するエネルギーコストおよび構成部品を深部で保守する困難さなどの要因に一部起因して、広く使用されていないようである。

【0005】

陸上型ＲＯシステムでは、ＲＯ膜カートリッジが通常直列に配置され、直列の最初の透過液管の入口端をシールするプラグ、連続する個々のカートリッジの透過液収集管を結合する管状インタコネクタ、および直列の最後の透過液管を生成水接続マニホルドに結合するエンドコネクタが使用される。プラグ、インタコネクタおよびエンドコネクタは、通常、１つまたは複数のＯリングを備えている。これらおよび他の例示的なプラグ、インタコネクタおよびエンドコネクタは、米国特許第３，９２８，２０４号明細書（Ｔｈｏｍａｓ）、同第４，２９６，９５１号明細書（Ｚｉｍｍｅｒｌｙ）、同第４，５１７，０８５号明細書（Ｄｒｉｓｃｏｌｌら）および同第５，８５１，２６７号明細書（Ｓｃｈｗａｒｔｚ）に示されている。

【0006】

以上のことから、当該技術分野において依然として必要とされているのは、より低いエネルギーコスト、より低い資本コスト、より低い運転または保守コスト、またはより低減された環境影響のうちの１つまたは複数を特徴とする水脱塩のための改良されたシステムであることが理解されよう。このようなシステムは、本明細書において開示され特許請求される。

【発明の概要】

【0007】

地上での水分離と比較して、水中水分離システムは、いくつかの重要な利点を提供することができる。例えば、水中運転は、静水圧により脱塩に必要な駆動力の多くまたは全てを提供することができ、脱塩された水のみを陸上でポンプ輸送する必要があるので、ポンプ電力要件を大幅に低減することができる。しかしながら、構成部品の修理または交換は、特にシステムが相当の深さで水中にある場合には困難であり、修理または交換を実施できるように、水中システム全体を停止させるか、場合によっては浮上させることが必要となることがある。そのため、システム故障の可能性がある箇所を最小限にするか、または排除することが重要である。

【0008】

ＲＯカートリッジを利用する水中システムにおいて、例えば、上述のＪｏｈｎｓｏｎらおよびＢｅｒｇｓｔｒｏｍらの出願で論じられているように、直列カートリッジ配置よりも並列配置を採用してもよい。純粋な並列配置では、インタコネクタは必要ないが、エンドプラグおよびエンドコネクタは通常必要である。このようなプラグおよびエンドコネクタにはＯリングが採用されることがあるが、システムの漏れおよび故障につながることもある。このような故障は、例えば、圧縮状態のまま低温に長期間さらされた後にＯリングおよび他のゴム系シールが受ける可能性のある「圧縮永久ひずみ」（弾力性の喪失）により生じる可能性がある。

【0009】

さらに、並列ＲＯカートリッジ配置は、カートリッジを取り付けて水中システムの高圧入口側をシステムの低圧生成水側から分離するために、有孔仕切り板を利用することができる。カートリッジを仕切り板にシールするためにＯリングを使用してもよいが、やはりシステムの漏れおよび故障につながる可能性がある。

【0010】

開示された発明は、一態様において、
複数の水分離膜カートリッジであって、
ｉ）水分離膜と、
ｉｉ）膜を取り囲む不浸透性カートリッジ壁と、
ｉｉｉ）第１のカートリッジ端部であって、壁にシールされ、当該第１のカートリッジ端部を通って、加圧された塩分を含んだ水がカートリッジに流入し、膜によって濃縮液またはブラインと少なくとも部分的に脱塩された水とに分離される、第１のカートリッジ端部と、
ｉｖ）濃縮液またはブラインがカートリッジから出る第２のカートリッジ端部と、
ｖ）生成水収集管であって、膜を通過する少なくとも部分的に脱塩された生成水をカートリッジ内部から収集し、当該管を通って、少なくとも部分的に脱塩された水がカートリッジから出る、生成水収集管と
を有し、
カートリッジの略並列なアレイが、カートリッジ壁または第１もしくは第２のカートリッジ端部を穿孔が取り囲む有孔仕切り板に取り付けられており、当該仕切り板は、第１のカートリッジ端部に流入する塩分を含んだ水とカートリッジから出る濃縮液またはブラインとを分離する、複数の水分離膜カートリッジと、
複数の生成水収集管と流体連通しており、少なくとも部分的に脱塩された水が流入する生成水収集マニホルドと
を備える、水中用水分離膜モジュールであって、
ａ）マニホルドは複数の収集管に接着接合されているか、またはｂ）仕切り板は複数のカートリッジ壁もしくは端部に接着接合されているか、またはａ）とｂ）との両方である、
水中用水分離膜モジュールを提供する。

【0011】

開示された発明は、別の態様において、水中用水脱塩装置を組み立てるための方法を提供し、当該方法は、
ａ．複数の水分離膜カートリッジであって、
ｉ）水分離膜と、
ｉｉ）膜を取り囲む不浸透性カートリッジ壁と、
ｉｉｉ）第１のカートリッジ端部であって、壁にシールされ、当該第１のカートリッジ端部を通って、加圧された塩分を含んだ水がカートリッジに流入し、膜によって濃縮液またはブラインと少なくとも部分的に脱塩された水とに分離される、第１のカートリッジ端部と、
ｉｖ）濃縮液またはブラインがカートリッジから出る第２のカートリッジ端部と、
ｖ）生成水収集管であって、膜を通過する少なくとも部分的に脱塩された生成水をカートリッジ内部から収集し、当該管を通って、少なくとも部分的に脱塩された水がカートリッジから出る、生成水収集管と
を有する複数の水分離膜カートリッジを提供する段階と、
ｂ．カートリッジの略並列なアレイを、カートリッジ壁または第１もしくは第２のカートリッジ端部を穿孔が取り囲む有孔仕切り板に取り付ける段階であって、当該仕切り板は、第１のカートリッジ端部に流入する塩分を含んだ水とカートリッジから出る濃縮液またはブラインとを分離する、段階と、
ｃ．生成水収集マニホルドを、複数の生成水収集管と流体連通させて固定する段階と
を含み、
ａ）マニホルドは複数の収集管に接着接合されているか、またはｂ）仕切り板は複数のカートリッジ壁もしくは端部に接着接合されているか、またはａ）とｂ）との両方である。

【0012】

開示された装置は、地上でのＲＯシステムと比較して、低減されたコストで信頼性が向上し、既存の水中逆浸透（ＳＲＯ）システムと比較して、特に遠隔操作型の無人潜水艇（ＲＯＶ）を使用して交換を行う場合に、ＲＯ膜の保守および交換を改善し、脱塩水を提供することができる水中「天然海洋井戸（Ｎａｔｕｒａｌ Ｏｃｅａｎ Ｗｅｌｌ）」を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】開示された装置の一実施形態の概略的な側面図である。

【図2】開示された装置の一実施形態の概略的な側面図である。

【0014】

【図3】従来のＲＯ水分離カートリッジの透過液収集管に使用するための従来のプラグ、インタコネクタおよびエンドコネクタデバイスの透視図である。

【0015】

【図4】水分離カートリッジの透過液収集管との接続部での漏れを防ぐために接着接合を利用したエンドプラグおよびエンドコネクタの一部を切り取った透視図である。

【0016】

【図5】水分離カートリッジの透過液収集管との接続部での漏れを防ぐのを助けるために接着接合とＯリングとの両方を採用した別のエンドプラグおよびエンドコネクタの透視図である。

【0017】

【図6】開示された水脱塩システムの連結アレイによって形成される水ファームの透視図である。

【0018】

【図7A】開示された装置の、特定の構成要素がある場合とない場合との透視下面図である。

【図7B】開示された装置の、特定の構成要素がある場合とない場合との透視下面図である。

【図7C】開示された装置の、特定の構成要素がある場合とない場合との透視下面図である。

【0019】

【図8A】個々のホットスワップ対応の水分離膜モジュールの、いくつかの観察角度からの透視上面図を示す。

【図8B】個々のホットスワップ対応の水分離膜モジュールの、いくつかの観察角度からの透視上面図を示す。

【図8C】個々のホットスワップ対応の水分離膜モジュールの、いくつかの観察角度からの透視下面図を示す。

【図8D】個々のホットスワップ対応の水分離膜モジュールの、いくつかの観察角度からの透視下面図を示す。

【図8E】個々のホットスワップ対応の水分離膜モジュールの、いくつかの観察角度からの透視下面図を示す。

【0020】

【図8F】水分離膜モジュールにおける水分離カートリッジを接合およびシールするための接着剤の使用を示す横断面図を示す。

【図8G】水分離膜モジュールにおける水分離カートリッジを接合およびシールするための接着剤の使用を示す横断面図を示す。

【0021】

【図9】開示されたモジュールの略多角形のアレイの平面図であり、モジュールが装着されていない状態を示す。

【0022】

図面の様々な図における同様の参照符号は、同様の要素を示している。図面中の各要素は、縮尺通りではない。

【発明を実施するための形態】

【0023】

端点を用いた数値範囲の表記は、その範囲に含まれる全ての数値を含む（例えば、１～５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む）。

【0024】

「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ」、「１つまたは複数（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」という用語は、互換的に使用される。したがって、例えば、「ａ」逆浸透膜を収容する装置は、「１つまたは複数の」このような膜を含む。

【0025】

「ブライン」という用語は、一般的な塩水において見出されるよりも実質的に高い塩化ナトリウム濃度を含有する水溶液、すなわち、約３．５％超の塩化ナトリウムに相当する塩分濃度を指す。管轄区域が異なれば、「ブライン」という用語に異なる定義が適用される場合や、塩分の排出に異なる制限が設定される場合があることに留意されたい。例えば、現在のカリフォルニア州の規制では、排出地点から水平方向に１００メートル以内で測定された自然のバックグラウンド塩分濃度よりも１日当たり最大２．０ｐｐｔ（千分率）の排出量を超えてはならないとされている。他の管轄区域では、塩分濃度の制限値は、例えば、周囲よりも１ｐｐｔ高い、周囲よりも５％高い、または絶対値で４０ｐｐｔなどのレベルに設定される場合がある。

【0026】

「濃縮液」という用語は、周辺環境の海水と比較して高められた塩分濃度レベルを有するＲＯ装置の排出流を指すが、このような流が生成される該当する管轄区域においてブラインとして認定されるのに十分な塩分濃度を必ずしも含んでいない。

【0027】

「導管」という用語は、このような導管を利用する装置の運転中に液体が流れるパイプまたは他の中空構造（例えば、ボア、チャネル、ダクト、ホース、ライン、開口部、通路、上昇管、管またはウェルボア）を指す。導管は、横断面が円形であってもよいが、そうである必要はなく、例えば、楕円形または他の丸いもしくは丸みを帯びた形状、三角形、正方形、長方形または他の規則的もしくは不規則的な形状を含む他の横断面形状を有していてもよい。導管はまた、その長さに沿って直線状または均一であってもよいが、その必要はなく、例えば、テーパ状、コイル状または分岐状（例えば、中心ハブから外側に半径方向に広がる分岐）を含む他の形状を有していてもよい。

【0028】

水中水脱塩装置またはその構成要素に関して使用されるときの「深さ」という用語は、装置または構成要素が水中に沈められている水域の自由表面から装置への海水導入点または構成要素の位置までの垂直距離、すなわち、水柱の高さを指す。

【0029】

「脱塩水」、「真水」および「生成水」という用語は、１０００重量ｐｐｍ（百万分率）未満、より好ましくは５００重量ｐｐｍ未満の溶存無機塩類を含有する水を意味する。このような塩類の例としては、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、硝酸カリウムおよび炭酸水素ナトリウムが挙げられる。

【0030】

ＳＲＯシステムまたはＳＲＯ装置に関して使用される場合の「回収率」という用語は、システムまたは装置で生成される生成水（透過液）の、システムまたは装置に導入される給水に対する体積比を意味する。

【0031】

遠隔操作型の無人潜水艇および「ＲＯＶ」という用語は、水面下での操縦および水中物体の操作が可能な無人潜水艇を指す。

【0032】

「ブライン」および「海水」という用語は、溶存無機塩類を０．５重量ｐｐｔよりも多く含む水を指し、ひいては汽水（溶存有機塩類０．５～３．０重量ｐｐｔを含む水）と溶存有機塩類が３．０重量ｐｐｔよりも多く含む水との両方を包含する。海洋では、溶存無機塩類は、典型的には、総溶解固形物（ＴＤＳ）に基づいて測定され、通常、ＴＤＳは、約３５，０００ｐｐｍ（百万分率）が平均であるが、地域の条件により塩分濃度のレベルが高くなったり低くなったりする場合がある。

【0033】

「水中」という用語は、水面下にあることを意味する。

【0034】

「水中用」という用語は、水中にある間での使用に適し、主に使用されることを意味する。

【0035】

以下の議論では、水分離を実施するための水中ＲＯ（ＳＲＯ）装置におけるＲＯ膜の使用に重点を置いているが、当業者であれば、この開示を読んだ後に、開示されたＲＯ膜を他のタイプの水分離膜と置き換えることができることを理解されたい。例示的なこのような他の水分離膜としては、精密ろ過、ナノろ過および限外ろ過、アクアポリンならびに現在知られているかまたは今後開発される、当業者によく知られている他の水分離技術に基づくものが挙げられる。

【0036】

まず、図１および図２を参照すると、ＳＲＯ装置１００が概略的な側面図で示されている。海水原水１０２は、プレフィルタスクリーン１０４を介して装置１００に入り、ＲＯ膜モジュール１０６によって生成水透過液流１０８と濃縮液またはブライン排出流１１０とに分離される。透過液流１０８は、透過液収集器１１２に入り、その結果として、透過液導管１１３、水中ポンプ１１４および送出導管１１６を通って、後処理、搬送またはその後の使用のための貯蔵用に船上または陸上の収集地点（図１または図２に示されていない）に送られる。このような用途としては、飲料水、浴用水、灌漑用水、加工用水、貯水、地下水面補充、冷却または熱交換、および当業者には明らかであろう他の様々な目的を含む地方自治体、民間または工業用の目的を挙げることができる。例えば、このような生成水の潜在的な冷却または熱交換用途としては、海水空調（ＳＷＡＣ）システムを含む空調システムの提供または効率改善、海洋温度差発電（ＯＴＥＣ）システムの作動または効率改善（本明細書で論じられているものに加えて）、ランキンサイクル熱エンジンの作動または効率改善（ここでも、本明細書で論じられているものに加えて）が挙げられる。

【0037】

図３は、従来のＲＯ水分離カートリッジの透過液収集管と共に使用するための従来のプラグ３０２、インタコネクタ３０４、エンドコネクタ３０６およびＯリング３０８を示す。構成要素３０２、３０４および３０６は、典型的には、ＮＯＲＹＬ（商標）樹脂またはアクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）コポリマーなどの成形可能な熱可塑性プラスチックから作られており、Ｏリング３０８は、典型的には、エチルプロピルゴム（ＥＰＲ）またはフルオロエラストマーから作られている。Ｏリング３０８は、通常、構成要素３０２、３０４および３０６の溝３１２、３１４および３１６に留まる。

【0038】

図４は、本発明で使用するためにＲＯカートリッジ４０８に装着することができるエンドプラグ４０２およびエンドコネクタ４０４を示す。カートリッジ４０８は、渦巻き形膜４１０が透過液管４２２を取り囲む方法を描写するために、部分切欠き図で示されている。塩分を含んだ水は、入口オリフィス４１１を介して、（図４に描写されているように）その左側端部でカートリッジ４０８に入る。生成水は、透過液管４２２を介して、（図４に描写されているように）その右側端部でカートリッジ４０８を出て、濃縮液またはブラインが、開口部（図４に示されていない）を介して、カートリッジ４０８の同じ右側端部でカートリッジ４０８を出る。エンドプラグ４０２およびエンドコネクタ４０４は各々、縮経管状部分４１２および４１４のそれぞれの長さに沿って配置された、未硬化接着剤４０６の１つまたは複数のビーズを含む。一実施形態では、接着剤４０６は、エンドプラグ４０２の縮経部分４１２と増経部分４１６との間の接合部に位置決めされたフィレット（図４では見えない）を含む。別の実施形態では、接着剤４０６は、エンドコネクタ４０４の縮経部分４１４と増経部分４１８との間の接合部に位置決めされたフィレット４０６ａを含む。また、接着剤４０６は、縮経部分４１２および４１４にビーズ４０６ｂおよび４０６ｃなどの接着剤のビーズとして配置されてもよい。一実施形態では、ビーズ４０６ｂまたは４０６ｃは、部分４１２および４１４の１つまたは複数の適切な接着剤凹部（例えば、溝）に配置されてもよい。別の実施形態（図４に示されていない）では、接着剤４０６は、縮経部分４１２または４１４上に薄膜として配置される。接着剤４０６の硬化前に、エンドプラグ４０２およびエンドコネクタ４０４は、透過液管４２２の入口端４２０および出口端４２４にそれぞれ挿入され、接着剤４０６は、硬化または他の方法での硬化を許容または引き起こす。追加の実施形態では、エンドプラグ４０２およびエンドコネクタ４０４の一方または両方は、管４２２の端部の内側ではなく上に適合するように拡大および再形成されてもよく、接着剤ビーズ（および使用される場合は凹部）または接着剤薄膜は、エンドプラグ４０２およびエンドコネクタ４０４と、透過液管４２２上のそれらの対応する合わせ面との間のギャップに適合するように必要に応じて再配置されてもよい。接着剤４０６の硬化後、エンドプラグ４０２およびエンドコネクタ４０４は、望ましくは、透過液管４２２の各端部に漏れ止めシールを提供する。従来、ＲＯ膜カートリッジの他の部品を組み立てるのに、例えば、分離膜を透過液収集管に固定するのに接着剤が使用されていたが、カートリッジを相互接続するのに、または集水マニホルドをカートリッジに接続するのに接着剤は使用されていないようである。そうすることで、従来のシリアル配列のカートリッジアレイでは、使用済みカートリッジの交換がはるかに困難になる可能性がある。

【0039】

図５は、プラグ４０２およびコネクタ４０４と同様のエンドプラグ５０２およびエンドコネクタ５０４を示すが、これらは各々が未硬化接着剤５０６の２つのビーズを採用し、また、Ｏリング５１０を収容するＯリング溝５０７および５０８も採用する。プラグ４０２およびコネクタ４０４上の接着剤４０６の場合と同様に、プラグ５０２およびコネクタ５０４上の接着剤５０６は、縮経部分５１２と増径部分５１６との間の接合部、またはエンドコネクタ５０４の縮経部分５１４と増径部分５１８との間の接合部に位置決めされたフィレットの形態であってもよく、または部分５１２および５１４における１もしくは複数の適切な接着剤凹部（例えば、溝）に配置されてもよく、または縮経部分５１２もしくは５１４上に薄膜として配置されてもよい。接着剤５０６の硬化前に、Ｏリング５１０は、溝５０７および５０８に設置され、エンドプラグ５０２およびエンドコネクタ５０４は、透過液管４２２の入口端４２０および出口端４２４にそれぞれ挿入される。代替的な実施形態では、エンドプラグ５０２およびエンドコネクタ５０４の一方または両方は、管４２２の端部の内側ではなく上に適合するように拡大および再形成されてもよく、接着剤ビーズ（および、使用される場合は凹部）または接着剤薄膜およびＯリングは、エンドプラグ５０２およびエンドコネクタ５０４と、透過液管４２２上のそれらの対応する合わせ面との間のギャップに適合するように必要に応じて再配置されてもよい。接着剤５０６およびＯリング５１０は、望ましくは、ＲＯ膜カートリッジ４０８の透過液管４２２の各端部に漏れ止めシールを提供する。シリコーンゴムまたはエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）などの低温耐性エラストマー材料から作られたＯリング５１０を使用することで、シール耐久性を促進することができる。接着剤５０６を、１つまたは複数のＯリング５１０に接触する構成要素（例えば、構成要素５０２および５０４）に塗布する場合、硬化した接着剤がＯリングが正しく機能するのを妨げる可能性があるので、構成要素の組み立ての前または後に接着剤がいかなるＯリングまたはＯリング溝にも接触しないようにすることが重要である。したがって、接着剤５０６が管４２２に接触する前にＯリング５１０が管４２２に滑り込むように、接着剤５０６および任意の関連する接着剤凹部をエンドプラグ５０２上に配置することが好ましい。同様の理由で、接着剤５０６が管４２２に接触する前にＯリング５１０が管４２２に滑り込むように、接着剤５０６および任意の関連する接着剤凹部をエンドコネクタ５０４上に配置することが好ましい。プラグ５０２またはコネクタ５０４が管４２２の端部の内側ではなく上に適合する実施形態の場合、接着剤５０６を配置および設置する際に、組み立て中にＯリング５１０または溝５０７および５０８との接触および汚染を回避するために同様の注意が必要となる場合がある。いずれにせよ、このような汚染を阻止するように、接着剤とＯリングとは十分に空間的に互いに離れている必要がある。

【0040】

必要に応じて、開示された接着剤は、生成水収集管をマニホルドに固定するために他のシーリングまたは固定技術と共に使用してもよい。このような他の技術としては、ネジ式接続、バヨネット式接続およびＯｃｅａｎｅｅｒｉｎｇ社製のＧＲＡＬＯＣ（商標）コネクタが挙げられる。接着剤をこのような他の技術と組み合わせることで、全体的な接続信頼性を向上させることができ、接続不良の可能性を低減させることができる。このような場合、接着剤をこのような他のシーリングまたは固定技術から空間的に離れている必要はない可能性がある。例えば、接着剤は、ネジ式またはバヨネット式の接続に容易に使用することができ、必要に応じて、以下により詳しく論じられるメカニズムを使用して後で剥離させることができる。

【0041】

開示された装置では、海水原水、生成水および濃縮液またはブラインは各々、様々な方向、例えば、上方、下方、水平方向、斜め方向、またはそれらの任意の組み合わせに流れることができる。図２に示す実施形態では、膜モジュール１０６内の逆浸透膜は、濃縮液またはブライン１１０がモジュール１０６から略上方に排出され、フード１１８によって捕捉および収集されるように配向される。このようなモジュールに関する更なる詳細は、本出願と同日付けで出願され、「ＳＵＢＭＥＲＧＥＤ ＷＡＴＥＲ ＤＥＳＡＬＩＮＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ ＤＯＣＫＡＢＬＥ ＭＥＭＢＲＡＮＥ ＭＯＤＵＬＥＳ」と題する同時係属国際出願番号（代理人案件番号４９２４．０４ＷＯ０１）に見出すことができ、その開示は参照により本明細書に組み込まれるものとする。上昇管１２２の下端に位置する軸流ポンプ１２０は、更なる使用または分散のために、上昇管１２２を通して捕捉された濃縮液またはブライン１１０を水面１２４に向けて送る。

【0042】

図２に示す実施形態では、濃縮液またはブライン１１０は上昇管１２２を出て、そこで周辺海水において分散および希釈が行われる。追加の実施形態（図２に示されていない）では、濃縮液またはブライン１１０は、装置１００から相当の距離（例えば、少なくとも５０、少なくとも１００、少なくとも２００、少なくとも３００、少なくとも４００または少なくとも５００メートル）を離れて分散（および好ましくは広域分散）を受けるために、または装置１００から流されるために持続的な水面下の流れ１３０に、更なる導管を通して輸送される。更なる実施形態（図２にも示されていない）では、濃縮液またはブライン１１０は、更なる使用または分散のために、さらに大きな距離（例えば、水面１２４までのまたはほぼ表面までの全ての行程）で、更なる導管を通して輸送される。必要に応じて、濃縮液またはブラインは、その代わりに、好ましくは依然として装置１００から十分に離れた広域分散を受けながら、下方または水平方向などの別の方向に排出されてもよい。

【0043】

濃縮液またはブラインは、排出前に様々な目的に使用することができる。一実施形態では、濃縮液またはブラインは、本出願と同日付けで出願され、「ＯＣＥＡＮ ＴＨＥＲＭＡＬ ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ ＳＵＢＭＥＲＧＥＤ ＲＥＶＥＲＳＥ ＯＳＭＯＳＩＳ ＤＥＳＡＬＩＮＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」と題する同時係属国際出願番号（代理人案件番号４９２４．０３ＵＳ０１Ｐ２）において論じられているように、ＯＴＥＣシステムを運転させて運転または余剰電力を提供するのに使用することができる望ましい体積および熱効用を有しており、その開示は参照により本明細書に組み込まれるものとする。

【0044】

図２に示す実施形態では、リングフロート１２６と、フード１２８の表面の下に位置するフォーム層、例えば、人工シンタクチックフォーム層（図２に示されていない）によって提供される浮力が、装置１００を水面１２４の下の適切な深さＤに維持するのに役立つ。海底１３６のアンカー１３４に取り付けられたカテナリー係留ライン１３２は、装置１００を、水面１２４よりも下の適切な深さＤ、海底１３６よりも上の適切な高さＨ、およびポンプ１１４の入口よりも上の適切な高さＨ'に維持するに役立つ。深さＤは、好ましくは、深さＤにおける海水の静水圧が、膜モジュール１０６の入口側で海水１０２を加圧するための追加のポンプまたは他の手段を必要とせずに、膜モジュール１０６に海水１０２を通し、所望の全体量および回収率で生成水１０８および濃縮液またはブライン１１０を生成するのに十分なものである。

【0045】

開示された装置１００の深さ、高さＨ'およびポンプ１１４の入口の直径は、ポンプ１１４の起動および運転時に入口側キャビテーションを回避するのに十分な少なくとも正味正吸込ヘッド（ＮＰＳＨ）またはそれよりも大きい圧力（すなわち、膜モジュール１０６とポンプ１１４の入口側との間の透過液導管１１３および透過液収集器１１２内の生成水１０８の管柱高さに起因する圧力）を提供するように望ましくはサイズ決定される。起動および運転中のこのようなキャビテーション回避に関する更なる詳細は、本出願と同日付けで出願され、「ＳＵＢＭＥＲＧＥＤ ＷＡＴＥＲ ＤＥＳＡＬＩＮＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＴＥ ＰＵＭＰ」と題する同時係属国際出願番号（代理人案件番号４９２４．０７ＷＯ０１）に見出すことができ、その開示は参照により本明細書に組み込まれるものとする。

【0046】

いくつかの実施形態では、ポンプ１１４は、ポンプ運転中のＲＯ膜の入口側キャビテーションおよび付随する応力または他の障害を制限または回避するように、ポンプに動力を与える電気モータとポンプインペラとの間に１つもしくは複数のセンサ、コントローラまたはトルク制限結合（例えば、磁気クラッチ、油圧トルク変換器、それらの組み合わせまたは他のこのようなデバイス）を含む。このような運転中のキャビテーション回避に関する更なる詳細は、本出願と同日付けで出願され、「ＳＵＢＭＥＲＧＥＤ ＷＡＴＥＲ ＤＥＳＡＬＩＮＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＰＲＯＤＵＣＴ ＷＡＴＥＲ ＰＵＭＰ ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ」と題する同時係属国際出願番号（代理人案件番号４９２４．０５ＷＯ０１）に論じられており、その開示は参照により本明細書に組み込まれるものとする。

【0047】

一実施形態では、ポンプ１１４は、ポンプ、ポンプモータ、またはモータとポンプとの間の結合部の１つまたは複数のものを通して導かれる潤滑または冷却流体として使用するために、生成水１０８の少なくとも一部を分流させる。そうすることで、ポンプの寿命を改善しつつ、潤滑または冷却のために海水、作動液または腐食性もしくは毒性の可能性がある他の流体を使用する必要性を回避することができる。このような潤滑および冷却のための生成水の使用に関する更なる詳細は、本出願と同日付けで出願され、「ＳＵＢＭＥＲＧＥＤ ＷＡＴＥＲ ＤＥＳＡＬＩＮＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＰＵＭＰ ＬＵＢＲＩＣＡＴＥＤ ＷＩＴＨ ＰＲＯＤＵＣＴ ＷＡＴＥＲ」と題する同時係属国際出願番号（代理人案件番号４９２４．０６ＷＯ０１）に論じられており、その開示は参照により本明細書に組み込まれるものとする。

【0048】

電力および適切な制御信号１３８は、多導体ケーブル１４０を介してポンプ１１４および装置１００の他の構成要素に供給されてよもよい。供給された電力は、ポンプ１１４および１２０、ならびに必要に応じて装置１００の他の構成要素、例えばプレフィルタクリーニングブラシシステムを作動させる。所望のプレフィルタクリーニングブラシの実施形態に関する更なる詳細は、上述の同時係属国際出願番号（代理人案件番号４９２４．０４ＷＯ０１）により詳しく論じられている。

【0049】

十分な深さで運転される場合、装置１００のＲＯ膜は、圧力容器に封入する必要はなく、代わりに、耐腐食性金属、適切なプラスチック、繊維強化（例えば、ガラス繊維強化もしくは炭素繊維強化）プラスチックもしくは他の複合材、または他の様々な非強化もしくはエンジニアリングプラスチックなどの比較的安価で適切な耐腐食性材料から作られた有孔仕切り板に取り付けられてもよく、その選択は当業者によって理解されるだろう。水分離カートリッジと仕切り板との開示された接着接合は、開示されたモジュール１０６の剛性および全体的な強度を大幅に強化することができる。また、圧力容器の必要性が回避されることで、陸上ベースのＲＯユニットの建設コストと比較して、装置１００の建設に必要な資本支出（ＣＡＰＥＸ）が大幅に削減される。ＲＯ膜が個々のユニット（例えば、渦巻き形膜を収容するカートリッジ）である場合、圧力容器の回避により、陸上ベースのＲＯユニットで通常採用され得る数よりも著しく多数のカートリッジを収容する並列なアレイを用いてモジュール１０６を経済的に設計し、個々のカートリッジを通常よりも低い個々の処理量で運転することができるようにもなる。例えば、カートリッジの数は、陸上型ＲＯユニットで通常採用され得る数よりも、少なくとも１０％以上、少なくとも１５％以上、少なくとも２０％以上、または少なくとも２５％以上多くてもよい。そうすることで、個々の膜カートリッジの寿命を延ばすのを助けつつ、所望される１日当たりの生成水の量を依然として提供することができる。図１および図２に示す実施形態では、そして以下でより詳しく論じられているように、モジュール１０６は、好ましくは、このような低い個々の処理量だけでなく、低下した回収率でも作動する並列円筒形ＲＯカートリッジの大きなアレイを含む。そうすることでまた、低下した濃縮液の塩分濃度、ファウリングの可能性の低減を提供することができ、好ましい実施形態では、該当する管轄区域においてブラインとして認定されず、ＯＴＥＣシステムを冷却するためのかなりの冷熱エネルギー潜在力を有する、大量の濃縮液が生じることになる。例えば、透過液流１０８は、図１において、ブライン排出流１１０よりも実質的に小さい体積を有するものとして描写されており、これは低い回収率に対応している。例示的な回収率は、例えば、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、８％以下、または６％以下であってよく、例えば、３％未満、少なくとも３％、少なくとも４％、または少なくとも５％であってよい。回収率は、選択されるＲＯ膜、ＳＲＯ装置が作動する深さおよび該当する管轄区域を含む要因に依存することになる。また、回収率の選択は、ポンプのサイズおよびエネルギーコストにも影響する。例として、Ｄｏｗ ＦＩＬＭＴＥＣ膜カートリッジを採用して平均塩分濃度３４，０００ｐｐｍの海水を８％の回収率で処理するＳＲＯの実施形態では、海水入口流の約８％が塩分濃度５００ｐｐｍ未満を有する生成水に変換され、海水入口流の約９２％が塩分濃度約３７，０００ｐｐｍを有する低圧または非加圧のブライン流に変換されることになる。更なる例として、約５００ｍの深さおよび回収率５％で運転されるＮｉｔｔｏ Ｈｙｄｒａｎａｕｔｉｃｓ膜カートリッジを採用するＳＲＯ装置を使用して、現在のカリフォルニア水質管理計画下ではブラインとして認定されない濃縮液を生成することができる。

【0050】

好ましい一実施形態では、開示されたＳＲＯ装置は、少なくとも約４２５ｍの深さで作動し、ＲＯ膜入口側に海水ポンプを採用せず、ＲＯ膜の出口側に生成（真）水ポンプを採用して、膜全体で少なくとも５０バールの圧力降下を維持し、生成水をこのような膜に通して引き込む。このような構成の利点としては、ポンプを膜の入口ではなく出口で作動させた場合のエネルギーがはるかに少なく、また、膜を収容する任意の圧力容器が不要になるか、はるかに低い要件が課せられることが挙げられる。必要な圧力差が小さい膜を使用することで、より浅い深さでの運転またはより小型のポンプを使用することが可能になる。現在好ましいこのような膜としては、Ｎｉｔｔｏ Ｈｙｄｒａｎａｕｔｉｃｓ ＳＷＣ６－ＬＤ膜（差圧４０バール）およびＬＧ Ｃｈｅｍ ＬＧ－ＳＷ－４００－ＥＳ膜（差圧３８バール）が挙げられる。

【0051】

図６を参照すると、携帯型洋上脱塩システム（「ポッド」）６００のアレイを含む「水ファーム」が透視図で示されている。生成水は、モジュール６００から導管６０２を通って下方に、ポンプ６０４を通って水平に、中央に位置するハブ６０６に流れ、次に、送出導管６０８を通って水面に向かってポンプ輸送される。濃縮液またはブラインは、ポッド６００から離れて分散させるため、または上述したようなＯＴＥＣシステムで使用するために、導管６１０を通って海流に上方にポンプ輸送される。導管６１０は、必要に応じて、互いに分離したままでも、一緒に束ねたままでも、単一のより大きな直径の導管に接続してもよく、必要に応じて、ホットスワップ水コネクタ（図６に示されていない）を備えることによって、個々のポッド６００の切断、保守または交換を容易にすることができる。

【0052】

図６に描写されているように、４つのポッド６００が採用されている。しかしながら、必要に応じて、より少ないまたはより多い数のポッド、例えば、２、３、５、６、７、８、１０、２０またはそれよりも多いポッドを使用することができる。複数の接続されたポッドを使用することで、冗長性を提供し、当初のまたは増加する水の需要を満たす開示されたＳＲＯ装置のスケールアップを即座に可能にする。開示された装置の運転および保守は、各導管６０２とその関連するポンプ６０４との間、または各ポンプ６０４とハブ６０６との間、または各ポンプ６０４の入口および出口端の両方に複数のホットスワップ水コネクタ（図６に示されていない）を提供することによって容易にすることが可能である。開示された装置のスケールアップは、ハブ６０６上または別の都合の良い場所に１つまたは複数の追加のホットスワップ水コネクタ（図６に示されていない）を提供し、後日、追加のポッドまたは水ファームアレイを送出導管６０８に接続できるようにすることによって促進することができる。例えば、図６に示す個々のポッド６００が各々１日当たり５００万ガロンの生成水能力を有する場合、そして５つの追加のホットスワップコネクタがハブ６０６に含まれる場合、図６の水ファームは、最初に設置した状態で１日当たり２０００万ガロンの生成水を提供することができ、最大５つの同様のサイズの追加のポッド６００が１日当たり５００万ガロンずつ追加されて１日当たり最大で合計４５００万ガロンの生成水を提供することが可能になる。別の実施形態では、複数のこのようなアレイを互いに近くに設置して、図６に示す１日当たり２０００万ガロンのアレイの複数の事例を提供し、それによって、個々の構成要素の容量増加、冗長性およびスケールの多重性を提供することができる。さらに別の実施形態では、ポッドは、図６に描写されているように一緒にグループ化されておらず、代わりに、例えば、海底景観の地形変化、係船索の位置または他の海底の特徴に対応するように、海底全体に間隔を置いて配置されている。

【0053】

図７Ａは、プレフィルタシステム１０４が取り外された状態で、フード１１８の下に取り付けられた開示された水中ＲＯ膜モジュール１０６の多角形アレイ７００の透視下面図を示し、多角形（すなわち、１２角形）アレイ７００における１２個のモジュール１０６のうちの４個には図７Ａにおいて（モジュール１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｋおよび１０６Ｌとして）番号が付けられており、残りの８個のモジュールに番号は付けられていない。モジュール１０６は、中央に位置する生成水（すなわち、透過液）収集器１１２および生成水収集導管１１３に向かって収束する略テーパ状のモジュール側面を有している。モジュール１０６は、収集器１１２に取り付けられたホットスワップ生成水用弁７０６を介して収集器１１２および導管１１３と流体連通しており、アレイ７００および導管１１３に接続された１２個の弁のうちの３個は図７Ａにおいて（弁７０６Ａ、７０６Ｂおよび７０６Ｋとして）番号が付けられており、残りの９個の弁に番号は付けられていない。各モジュール１０６の収束する側面（そのうちの２個は側面７０２Ｃおよび側面７０４Ｃとして番号が付けられている）は、水面下でのドッキングおよびホットスワップ生成水用弁７０６への取り外されたモジュール１０６の再装着を補助する。モジュール１０６の中央レール（そのうちの１個はレール７０３Ｃとして番号が付けられている）は、モジュール１０６の更なる支持を提供する。モジュール１０６が作動しているとき、生成水は、透過液収集器１１２および透過液導管１１３を通って下方に流れ、図２のポンプ１１４などのポンプによって運び出される。

【0054】

開示されたホットスワップ生成水用弁および関連する構成要素は、いわゆる「ホットスタブ」チェック弁ならびに作動油を取り扱う海底油およびガス設備で使用されるもののようなレセプタクルを含む、様々な設計を利用することができる。このような適切な弁およびレセプタクルは、Ｂｌｕｅ Ｌｏｇｉｃ、ＦＥＳ Ｓｕｂｓｅａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｊａｍｅｓ Ｆｉｓｈｅｒ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ、ＯｃｅａｎｅｅｒｉｎｇおよびＴｏｔａｌ Ｍａｒｉｎｅ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙおよびＵｎｉｔｅｃｈを含む様々な供給元から入手可能である。例として、Ｏｃｅａｎｅｅｒｉｎｇ社のＭ５ ＲＯＶ Ｆｌｙａｂｌｅ Ｆｕｌｌ Ｂｏｒｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒは、このようなホットスタブ弁およびレセプタクルの有用な組み合わせの１つである。ホットスタブデバイスは、典型的には、海底油およびガス産業で使用するために設計されており、相当の圧力で硫化水素および他の腐食性成分の取り扱いに耐えなければならないため、開示されたＳＲＯ装置に存在する非腐食性または低腐食性の流体とはるかに低い圧力を取り扱うために使用される場合は、定格出力を下げることが可能であり、その設計を簡略化してより安価にすることが可能である。

【0055】

図７Ｂは、アレイ７００およびそのモジュール１０６がない、図７Ａの開示されたＳＲＯ装置の透視下面図を示す。フード１１８は、傾斜ストラット７０８、クロスバー７１０Ａ、７１０Ｂおよび７１０Ｃ、下部周方向リムサポート７１２、下部半径方向レール７１４、下部内側アンカーリング７１６およびフード１１８と上昇管１２２との接合部に位置する（ただし、図７Ｂに示されていない）上部内側アンカーリングによって形成される支持フレームワークを含む。開示されたフレームワークはまた、好ましくは、開示されたモジュールおよびアレイを受け取り、捕捉し、支持する。各周方向リムサポート７１２は、各モジュール１０６の上部にあるハンガーを捕捉し、以下でより詳しく論じられるスロット付き受け開口部７１８を含む。開示されたフレームワークは、例えば、絶縁または非絶縁の耐海水性テキスタイル、プラスチックまたは金属カバー材料から作られてもよい、上に置かれるフードカバー１２８を支持する。好ましい実施形態では、フードカバー１２８の内側７２０は、例えば、人工シンタクチックフォームなどの浮力付与材料から作られている。フードカバー１２８は、好ましくは、フードによって収集された内部の濃縮液またはブラインと外部環境との間のわずかな圧力差（例えば、最大５０ｐｓｉまたはその程度）を維持するのに役立つ保護カバーを提供しつつ、フードの内部を浸透液から隔離する。インデント７２２および生成水用弁結合部７２４は、リング７１６のすぐ下、導管１１３の上部付近に見ることができる。レール７１４、開口部７１８およびインデント７２２は、アレイ７００が設置されるときにモジュール１０６を誘導、支持および配置するのに役立ち、結合部７２４は、モジュール１０６のホットスワップ着脱を補助する。必要に応じて、耐腐食性磁石または電磁石を使用して、モジュール１０６をアレイ７００および装置１００内の所定の位置に誘導、保持、または誘導および保持の両方を行うことができる。

【0056】

図７Ｃは、プレフィルタ１０４が設置された状態の図７Ａの開示されたＳＲＯ装置の透視下面図を示す。図７Ｃに示す実施形態では、各プレフィルタ１０４は略三角形の形状を有し、下部取り付リング７３０付近のピボット点７２８に取り付けられた振動ブラシアーム７２６によって定期的にゴミを掃き出す。ブラシアーム７２６は、繰り返し（例えば、断続的、周期的、または連続的に、そして所定の時間、１つもしくは複数のセンサからの信号、または外部から供給される制御信号に基づいて）中央ストラット７３２に向かって各プレフィルタ１０４の入口面にわたって掃引し、次いで停止し、図７Ｃに示す位置に戻り、または別の掃引移動を開始させる。クロスバー７３４は、各プレフィルタ１０４を補強および支持するのに役立ち、ブラシアーム７２６を支持するガイドレールとして機能することができる。別の実施形態では、組み立てられたプレフィルタは、曲面、略円錐形の全体形状、およびプレフィルタの上を掃引するように、またはその周りを回転するように構成されたブラシアームを有していてもよい。

【0057】

図８Ａおよび図８Ｂは、複数のＲＯ膜カートリッジ８０２が、有孔の、略三角形の仕切り板８０６の開口部８０４に懸架およびシールされていることを示すモジュール１０６の透視上面図である。描写されているように、カートリッジ８０２は、略円筒形であるが、必要に応じて他の形状を有していてもよい。同じく描写されているように、モジュール１０６は１４２個のカートリッジを収容するが、他のより多いまたはより少ない数のカートリッジを、必要に応じて各モジュールに採用してもよく、例えば、少なくとも４０個、少なくとも５０個、少なくとも６０個、少なくとも７０個、少なくとも８０個、少なくとも９０個または少なくとも１００個のカートリッジかつ最大２００個、最大１９０個、最大１８０個、最大１７０個、最大１６０個または最大１５０個のカートリッジの数である。同じく描写されているように、全てのカートリッジは略並列で、単一平面を占有する単層になっており、そうすることで、開示された装置を通って効率的な流れが促進される。しかしながら、必要に応じて、モジュール内のカートリッジは互いに略並列である必要はなく、また、必要に応じて、モジュール内に複数のカートリッジの層を採用することも可能である。

【0058】

各モジュールに上述のＨｙｄｒａｎａｕｔｉｃｓ社製カートリッジを１４０個使用すると、開示されたＳＲＯ装置は、５％の回収率で運転される１２個のこのようなモジュールから１日当たり約５００万ガロンを生成することができる。カートリッジを使用することができる他のＲＯ膜供給元は、当業者には明らかであり、Ａｑｕａｔｅｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ａｘｅｏｎ Ｗａｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、ＤｕＰｏｎｔ Ｗａｔｅｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（上述のＤＯＷ ＦＩＬＭＴＥＣカートリッジのメーカー）、Ｅｖｏｑｕａ Ｗａｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、ＧＥ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｋｏｃｈ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｉｎｃ．およびＬＧ Ｃｈｅｍが挙げられる。必要に応じて、変更された特徴（例えば、層間ギャップの拡大、スペーサーの変更、メンブレンロールの緩み、ハウジングの変更または端部の変更）を有するカスタマイズされたカートリッジも採用することができる。

【0059】

描写されているように、カートリッジ８０２は、モジュール１０６がアレイ７００に設置され、使用されているとき、実質的に垂直に整列され、各カートリッジ８０２における濃縮液またはブライン端出口８０４はフード１１８に向かって上向きであり、生成水出口（図８Ｃと関連して後述する）は下向きである。しかしながら、例えば、出口８０４が下向き、水平方向または斜め方向を向き、生成水出口が上向き、水平方向または斜め方向を向くように、他の配向とそれに伴う流れ方向とが採用されてもよい。

【0060】

カートリッジ８０２は、好ましくは、有孔仕切り板８０６の穴にカートリッジを接着接合し、シーリングすることによって、開示されたモジュール１０６に取り付けられる。図８Ａおよび図８Ｂに描写された実施形態では、接着接合は、濃縮液またはブライン出口８０４の近くのカートリッジ８０２の上端部であってもよい。しかしながら、図８Ｇに描写されているように、１つより多くの仕切り板８０６を採用してもよく、仕切り板と、仕切り板８０６の穿孔８４２にカートリッジ８０２を接合しシールする接着剤８４０とは、カートリッジ８０２の長さに沿ったいずれか一方または両方の端部または任意の場所に配置されてもよい。図８Ｇはまた、上述したように、マニホルド８２８を透過液出口８２７に接合するための接着剤８４０の使用を示している。より大きな浮力（および望ましくは意図された操作深さでの中性浮力）を提供するために、そして図８Ｆに示されるように、カートリッジ８０２間のスペースは、望ましくは海水よりも小さい密度を有する適切な浮力媒体８５０で満たされるか、または少なくとも部分的に満たされる。好ましいこのような媒体としては、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｓｙｎｔａｃｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ社を含む供給元から入手可能な人工シンタクチックフォームが挙げられる。媒体８５０は、カートリッジ８０２の設置前または設置後にモジュール１０６に挿入され得る成形ブロックの形態で、カートリッジ８０２の設置前にモジュール１０６に挿入される予め成形された有孔スラブとして、またはカートリッジがモジュール１０６に加えられた後にカートリッジ間のスペースに（例えば、噴霧または他の形態の注入によって）置かれ得るｉｎ ｓｉｔｕ硬化材料として提供されてもよい。一実施形態では、接着剤８４０のビーズは省略されてもよく、媒体８５０は、代わりに、仕切り板８０６の穿孔８４２にカートリッジ８０２を接合およびシールする接着剤として機能することができる。媒体８５０の使用は、各モジュール１０６が開示されたアレイの所定の位置に取り外されるか、または流し込まれるときに、特にこのような取り外しおよび設置がモジュール１０６の外縁を把持するＲＯＶを使用して行われる場合に、各モジュール１０６の質量の片持ち効果を低減することによって、モジュール１０６の水面下での取り外しおよび設置を大幅に補助することができる。開示された接着剤は、必要に応じて、開示されたモジュールの他の構成要素のいずれかを一緒に固定するために使用することができる。

【0061】

有孔仕切り板８０６は、様々な形状、例えば、略三角形の外周または略台形の外周などの略多角形の外周を有していてもよい。プレート８０６およびカートリッジ８０２を支持し包絡する（すなわち、フレームを提供する）モジュール１０６の残りの構成要素は、ステンレス鋼またはチタンなどの耐腐食性金属、繊維強化ポリマーまたは充填複合材を含む様々な材料から作られてもよい。好ましくは、このような材料の混合物を採用し、モジュール全体の重量を減らすために低密度の構成要素を適切な場所に使用し、より高い強度またはより高い耐久性の材料が、このような強度または耐久性を必要とし得るモジュール内の他の適切な位置で使用される。仕切り板８０６、生成水収集管およびマニホルド（および必要に応じてモジュール１０６内の残りの接着接合された構成要素のいずれかまたは全て）は、開示された接着剤による改善された接着を必要とし得る場所において関連する表面積を増加させるためだけでなく、生物付着を阻止または抵抗するために、必要に応じて表面処理されてもよい。

【0062】

モジュール内のカートリッジの接合およびシールには、様々な接着剤を使用することができる。例示的な接着剤としては、上述の人工シンタクチックフォームのほか、エポキシ、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル、シリコーンおよびフッ素樹脂も挙げられる。好ましい一実施形態では、接着剤は、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦおよびそれらのジグリシジルエーテルを実質的に含まないか、または完全に含まないものである。別の好ましい実施形態では、カートリッジと仕切り板との間にガスケット、Ｏリングまたは他の予め形成されたシールがなく、接着剤は、カートリッジ８０２をモジュール１０６内に保持するために主にまたは排他的に当てにされる。適切な接着剤は、喫水線より低い使用に適した船舶用接着剤またはシーラントとして分類されるものが含まれ、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｌｏｃｔｉｔｅ、Ｓｉｋａおよび３Ｍを含む様々な供給元から入手可能である。特に好ましい実施形態では、カートリッジは、開示された仕切り板に接着接合されるが、圧力容器には封入されない。開示された接着剤はまた、ガスケット、Ｏリングおよびネジ式またはバヨネット式接続などの技術を含む、開示されたモジュールのカートリッジを固定またはシールするための他のシーリングまたは固定技術と組み合わせることもできる。

【0063】

モジュール１０６が、開示されたアレイからカートリッジ８０２のうちの１つまたは複数のものと交換するために取り外されるとき、ある場合には、カートリッジの特定のものだけを取り外して交換することが望ましく、他の場合には、それらの全てを取り外して交換することが最も経済的となる。取り外しは、典型的には、関連するカートリッジ８０２が仕切り板８０６から抜き取られ得るように、影響を受けた接着剤接合部を剥離することが必要である。選択された接着剤に応じて、様々な技術を用いて剥離を実施することができる。例示的な技術としては、接着接合を破壊するための機械的な力、モジュールの接合部分を除去するための研削もしくは他の研磨技術、化学的剥離（例えば、溶剤、加水分解、もしくは他の手段を使用）、低温剥離（例えば、液体窒素もしくは他の低温源を使用して接着剤を脆化し破壊を促進）、電気的剥離（例えば、接着剤中の導電性フィラーを加熱するためのアーク溶接機もしくは他の電源からの電流の使用）または熱的剥離（例えば、炎もしくは他の熱源の使用）、それによって破壊、除去、溶解、軟化、溶融、またはその他の方法で接着剤もしくはカートリッジおよび仕切り板へのその接合を排除、弱化もしくは劣化させることが挙げられる。接着接合が十分に排除され、弱化し、または劣化したら、カートリッジを押す、引っ張る、捻る、またはそれらの組み合わせによってモジュールから取り外すことができる。

【0064】

開示された接着剤の使用は、多くの利点を提供する。水分離膜カートリッジは、通常、ガスケットまたはＯリングを用いて水脱塩装置における他の構成要素とシールされている。ガスケットおよびＯリングは、特にガスケットまたはＯリングが水面下の低い温度にさらされたときに著しい圧縮永久ひずみを受けた場合、アレイの漏れが発生する可能性がある箇所である。膜カートリッジを有孔仕切り板に接着接合することで、この漏れの箇所が発生する可能性を排除しつつ、一方、組み立てられたモジュールの梁の強度および剛性が高まる。

【0065】

再び図７Ｂおよび図８Ａを参照すると、フード１１８の下縁は、好ましくはモジュール１０６の上縁と重なり、これとガスケット接続され、または他の方法でシーリング係合され、それによって、収集された濃縮液またはブラインをモジュール１００を取り囲む塩分を含んだ水から隔離する。仕切り板８０６は、望ましくは、収束する側板７０２および７０４、外側エンドプレート８１２および内側エンドプレート８１４にその周縁を固定およびシールし、それによって、収集された濃縮液またはブラインを周辺の塩分を含んだ水からさらに隔離する。

【0066】

図８Ａ～図８Ｃに描写されているように、懸架用フック８１６および８１８は、モジュール１０６の上部および外縁の近くに固定され、モジュール１０６の内縁に向かって尖っている。フック８１６および８１８は、図７Ｂに示すスロット付き受け開口部７１８と嵌合し、モジュール１０６がアレイ７００内の利用可能な空きスペースに押し込まれたときにモジュール１０６を適切な位置に支持および誘導するのに役立つ。ガイドレール８２０および８２２は、モジュール１０６をアレイ７００に挿入する際に、フード１１８の下の半径方向レール７１４に係合する。略くさび形の突出タング８２４はまた、モジュール１０６をアレイ７００の所定位置に誘導して適切に取り付けるのに役立ち、ホットスワップ対応の生成水用弁７０６の透過液収集器１１２への適切な接続を確保するのに役立つ。このような接続が完了したら、ホットスワップ弁７０６が開き、生成水が透過液収集器１１２および透過液導管１１３に流れ込むことを可能にする。

【0067】

図８Ｃ、図８Ｄおよび図８Ｅは、モジュール１０６の透視下面図である。各カートリッジ８０２の下端にある円形の塩分を含んだ水用の入口８２６は、塩分を含んだ水がカートリッジ８０２に入り込むこと可能にする。脱塩された生成水は、カートリッジマニホルド８２８、分岐マニホルド８３０Ａ～８３０Ｉ（アレイ中心線の両側に２つまたはそれよりも多いカートリッジを収容する開示されたカートリッジアレイの９つの描写された列について）、およびアレイ中心線の両側に位置する一対の半径方向に延びる生成水収集マニホルド８３２を介して各カートリッジ８０２の典型的には中心に位置する出口８２７から出る。内側エンドプレート８１４付近のアレイ中心線の両側に位置する３つの単一カートリッジ８０２は、個々のカートリッジマニホルド８２８によって生成水収集マニホルド８３２に直接接続されている。

【0068】

図７Ｃに示すプレフィルタスクリーン１０４、側面７０２、７０４、８１２および８１４、ならびに有孔仕切り板８０６の下面は、プレフィルタスクリーン１０４を通過するろ過水をモジュール１００を取り囲む塩分を含んだ水ら隔離し、カートリッジ８０２を取り囲むモジュール１０６の内側部分がスクリーン１０４を通過したろ過水のみを含むように協働している。

【0069】

図７Ａ～図８Ｅに描写される実施形態では、モジュール１０６は、ほぼくさび形または台形状の横断面を有し、透過液収集器１１２および開示されたＳＲＯ装置の垂直中心軸に向かってテーパ状になるかまたは収束する側面７０２および７０４を有する。開示されたモジュールは、任意の所望のサイズであってよく、好ましい実施形態では、例えば、長さ約５～８メートル、幅約４～５ｍ、厚さ約０．５～１．５ｍであってよく、以下でより詳しく論じられるように、標準の輸送容器にモジュールを効率的に詰めることを容易にする形状および寸法を有していてもよい。開示されたモジュールは、好ましくは、意図された操作深さにおいて中性浮力を有する。

【0070】

図９に描写される実施形態では、１２個のモジュールが示されており、組み立てられた形で、描写されたモジュールは、平面視で１２角形の外周を有するアレイを提供する。他のモジュール形状、モジュールの数（例えば、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１３、１４、１５または１６個）、アレイ形状（例えば、三角形、正方形、五角形、六角形、十六角形、および上述のモジュールの数から作られる他の多角形、円形または他の曲線形状）を、必要に応じて採用することができる。

【0071】

図９に示すように、欠陥があるか、旧式であるか、またはその他の効果のないモジュールを収容するアレイ９００の保守は、アレイからこのようなモジュールを引き出し、それによって、以前は引き出されたモジュールによって占有されていたギャップを残し、引き出されたモジュールを新しいまたは再構築されたモジュール９０６Ｌと置き換えることによって実施することができる。このような交換は、ＳＲＯ装置が水中にある間に実施されるため、視界不良、水面下の潮流、またはＲＯＶもしくはモジュール交換を実施もしくは補助するために使用される可能性のある他のデバイスの操作の困難さなどの潜在的な悪条件にも関わらず、生成水の中断を最小限に抑え、モジュール取り外しとモジュール交換との両方の手順を迅速かつ効率的に進めることが望ましい。モジュールの保守は、例えば、装置を流れる生成水、濃縮液もしくはブラインの流量もしくは塩分濃度、または装置内への水の流れを監視する１つまたは複数のセンサからの信号に基づいて予定または実施することができる。このようなセンサは、個々のカートリッジ、個々のモジュール、またはアレイ全体を監視することができる。モジュールの保守は、事前設定または調整可能なスケジュール、予測アルゴリズム、改良型ＲＯ膜またはカートリッジの利用可能性、および本開示を読めば当業者に明らかになる他の手段に基づいて、追加でまたは代わりに行うことができる。

【0072】

欠陥があるかまたは効果のないモジュールの取り外しは、モジュール取り外し中に開示された装置の残りの部分の作動を継続し、開示されたホットスワップ弁７０６の透過液収集器１１２に接続されたままの部分に頼って、透過液収集器１１２を周辺の塩分を含んだ水から閉じてシールしながら促進することが可能である。このような弁閉鎖は、適切な電気的コマンド、機械的スイッチに応答すること、またはホットスワップ弁７０６内の透過液収集器１１２および分離構成要素から離れるモジュール１０６の外向きの動きに応答することを含む、様々な方法で開始されることができる。それに応じて、ホットスワップ弁７０６は、望ましくは、モジュール交換中に塩分を含んだ水が透過液収集器１１２に入り込むことを防ぐ。取り外されたモジュール１０６に残っているホットスワップ弁７０６の部分は、取り外されたモジュール１０６の生成水出口側に脱塩水が入り込むことを防ぐために、取り外し時に任意に閉じてもよい。しかしながら、取り外されたモジュール１０６は、通常、修理または再構築手順の一部として水面に出され、真水で洗浄されるので、一般にそうすることは必要ではないだろう。

【0073】

モジュール１０６の取り外しにより、開示されたアレイ７００のプレフィルタ１０４とモジュール１０６との間の他の方法で通常隔離されたチャンバに、ろ過されていない塩分を含んだ水が入り込む可能性がある。しかしながら、典型的には、このようなろ過されていない水の侵入は、交換用モジュールまたは一時的なブランキングプレートがアレイに挿入され得るまでの比較的短い期間に行われ、その結果、このようなチャンバに大きな有害な量のゴミまたは他の固形物を取り込む可能性は低い。

【0074】

交換モジュール９０６Ｌの挿入中、収束側面９０８および９１０ならびにハンガー９１６および９１８は、モジュール９０６Ｌを隣接モジュール９０６Ａと９０６Ｋとの間の三次元体積内の適切な向きおよび位置に整列および誘導するのを助けることによって、ならびにホットスワップ弁体９２０を、透過液収集器１１２に取り付けられたままの弁体７０６の部分との適切な位置合わせおよび係合に整列および誘導するのを助けることによって、水面下でのドッキングおよびモジュール９０６Ｌのアレイ９００への装着を補助する。ハンガー９１６および９１８は、好ましくは、内向きに尖ったテーパ端（すなわち、開示されたアレイの長手方向中心軸の方を向いており、平面図、側面図または平面図と側面図との両方でくさび形のプロファイルを有する端部）を有する。このようなテーパ端は、開示されたＳＲＯ装置へのモジュール９０６Ｌのドッキングを大幅に補助する。モジュール９０６Ｌのアレイ９００への挿入中、ハンガー９１６および９１８は、図７Ｂに示すスロット付き受け開口部７１８に入り、図８Ａおよび図８Ｂに示すレール８２０および８２２のようなレールが図７Ｂに示す半径方向レール７１４と係合する。交換モジュール９０６の再装着時に、弁体７０６および９２０によって形成されたホットスワップ弁は、次いで、開示されたアレイの影響を受けた部分からの生成水収集の再開を可能にするために開放することができる。このような弁の開放は、適切な電気的コマンド、機械的スイッチ、ＲＯＶによる物理的操作に応答すること、またはモジュール９０６Ｌの内向きの動きならびに弁体７０６および９２０の結合に応答することを含む、様々な方法で開始されることができる。このようにして、開示されたＳＲＯ装置を停止させずに、個々のモジュール１０６の取り外しと検査または交換とを行うことができ、それによって、残りの影響を受けていないモジュール１０６から生成水および濃縮液またはブラインの生成を継続することが可能になる。

【0075】

開示されたテーパ状の側面、レールおよびハンガーに加えて、開示されたモジュールの再装着手順は、他の誘導機能またはデバイスを採用することによって補助され得る。例示的なこのような他の機能またはデバイスは、本開示を読めば、脱塩技術において通常の知識を有する者には明らかになり、交換モジュールまたは隣接モジュールの側壁、交換モジュールの上面もしくは下面、交換モジュールを受け取るフレームワークの隣接部分、またはホットスワップ弁体９２０上の適切な形状（例えば、円錐状もしくはテーパ状）の合わせ面もしくは受け面、スナバ、ガイドレールまたは磁石を含む。このような他の誘導機能またはデバイスは、例えば、開示された交換手順の開始、中間、または終了のいずれかまたは全ての間に、交換モジュールまたは隣接モジュールに接触することができる。必要に応じて、モジュール１０６と、開示されたＳＲＯ装置の残りの部分との間のギャップをシーリングするのを補助するために、１つまたは複数のガスケットを、モジュール１０６、フード１１８またはプレフィルタ１０４のアセンブリに採用することもでき、いくつかの実施形態では、このようなガスケットは、モジュール挿入中に補助するための誘導機能を提供することができる。

【0076】

このように本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、当業者であれば、本明細書に見出された教示が、添付の特許請求の範囲の範囲内でさらに他の実施形態に適用できることを容易に理解できるであろう。全ての特許、特許文書、および刊行物の完全な開示は、あたかも個別に組み込まれるかのように、参照により本明細書に組み込まれるものとする。
［他の可能な項目］
［項目１］
水中用水分離膜モジュールであって、
複数の水分離膜カートリッジであって、
ｉ）水分離膜と、
ｉｉ）前記膜を取り囲む不浸透性カートリッジ壁と、
ｉｉｉ）第１のカートリッジ端部であって、前記壁にシールされ、前記第１のカートリッジ端部を通って、加圧された塩分を含んだ水が前記カートリッジに流入し、前記膜によって濃縮液またはブラインと少なくとも部分的に脱塩された水とに分離される、第１のカートリッジ端部と、
ｉｖ）前記濃縮液または前記ブラインが前記カートリッジから出る第２のカートリッジ端部と、
ｖ）生成水収集管であって、前記膜を通過する前記少なくとも部分的に脱塩された生成水を前記カートリッジ内部から収集し、前記管を通って、前記少なくとも部分的に脱塩された水が前記カートリッジから出る、生成水収集管と
を有する複数の水分離膜カートリッジと、
前記カートリッジの略並列なアレイであって、前記カートリッジ壁または前記第１のカートリッジ端部もしくは前記第２のカートリッジ端部を穿孔が取り囲む有孔仕切り板に取り付けられており、前記仕切り板は、前記第１のカートリッジ端部に流入する塩分を含んだ水と前記カートリッジから出る濃縮液またはブラインとを分離する、前記カートリッジの略並列なアレイと、
複数の前記生成水収集管と流体連通しており、前記少なくとも部分的に脱塩された水が流入する生成水収集マニホルドと
を備え、
ａ）前記マニホルドは複数の前記収集管に接着接合されているか、またはｂ）前記仕切り板は複数の前記カートリッジ壁もしくは前記カートリッジ端部に接着接合されているか、またはａ）とｂ）との両方である、
水中用水分離膜モジュール。
［項目２］
水中用水脱塩装置を組み立てるための方法であって、前記方法は、
ａ．複数の水分離膜カートリッジであって、
ｉ）水分離膜と、
ｉｉ）前記膜を取り囲む不浸透性カートリッジ壁と、
ｉｉｉ）第１のカートリッジ端部であって、前記壁にシールされ、前記第１のカートリッジ端部を通って、加圧された塩分を含んだ水が前記カートリッジに流入し、前記膜によって濃縮液またはブラインと少なくとも部分的に脱塩された水とに分離される、第１のカートリッジ端部と、
ｉｖ）前記濃縮液または前記ブラインが前記カートリッジから出る第２のカートリッジ端部と、
ｖ）生成水収集管であって、前記膜を通過する前記少なくとも部分的に脱塩された生成水を前記カートリッジ内部から収集し、前記管を通って、前記少なくとも部分的に脱塩された水が前記カートリッジから出る、生成水収集管と
を有する複数の水分離膜カートリッジを提供する段階と、
ｂ．前記カートリッジの略並列なアレイを、前記カートリッジ壁または前記第１のカートリッジ端部もしくは前記第２のカートリッジ端部を穿孔が取り囲む有孔仕切り板に取り付ける段階であって、前記仕切り板は、前記第１のカートリッジ端部に流入する塩分を含んだ水と前記カートリッジから出る濃縮液またはブラインとを分離する、段階と、
ｃ．生成水収集マニホルドを、複数の前記生成水収集管と流体連通させて固定する段階と
を含み、
ａ）前記マニホルドは複数の前記収集管に接着接合されているか、またはｂ）前記仕切り板は複数の前記カートリッジ壁もしくは前記カートリッジ端部に接着接合されているか、またはａ）とｂ）の両方で接着接合されている、方法。
［項目３］
前記水分離膜が、逆浸透膜である、項目１に記載の装置または項目２に記載の方法。
［項目４］
前記アレイ内の前記生成水収集管が、前記生成水収集マニホルドに接着接合されている、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目５］
前記仕切り板が、複数の前記カートリッジ壁または前記カートリッジ端部に接着接合されている、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目６］
前記仕切り板が、複数の前記カートリッジ壁に接着接合されている、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目７］
前記生成水収集管が、前記カートリッジ内の略中央に位置している、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目８］
前記カートリッジが、略円筒形の形状を有する、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目９］
前記仕切り板が、略多角形の外周を有する、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目１０］
前記仕切り板が、略台形の外周を有する、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目１１］
前記仕切り板が、略三角形の外周を有する、項目１～９のいずれか１つに記載の装置または方法。
［項目１２］
前記仕切り板が、略円形の外周を有する、項目１～８のいずれか１つに記載の装置または方法。
［項目１３］
前記仕切り板が、耐腐食性金属を備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目１４］
前記仕切り板が、繊維強化ポリマーまたは充填複合材を備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目１５］
前記生成水収集管または前記マニホルドが、前記収集管に対する前記マニホルドの接着を改善するために表面処理されている、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目１６］
前記仕切り板が、前記カートリッジ壁または前記カートリッジ端部に対する前記仕切り板の接着を改善するために表面処理されている、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目１７］
前記生成水収集管と前記マニホルドとの間に複数のＯリングをさらに備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目１８］
前記生成水収集管と前記マニホルドとの間にＯリングがない、項目１～１６のいずれか１つに記載の装置または方法。
［項目１９］
前記仕切り板と前記カートリッジの間に複数のＯリングまたはガスケットをさらに備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目２０］
前記仕切り板と前記カートリッジの間にＯリングまたはガスケットがない、項目１～１８のいずれか１つに記載の装置または方法。
［項目２１］
前記カートリッジの間に浮力媒体をさらに備え、前記浮力媒体は海水よりも小さい密度を有し、前記アレイが海水に沈められているときに、前記アレイに増加した浮力を付与する、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目２２］
前記浮力媒体が、前記アレイが海水に沈められているときに、前記アレイに中性浮力を付与する、項目２１に記載の装置または方法、
［項目２３］
前記浮力媒体が、人工シンタクチックフォームを備える、項目２１または項目２２に記載の装置または方法。
［項目２４］
前記接着剤が、浮力媒体を備える、項目２１～２３のいずれか１つに記載の装置または方法。
［項目２５］
前記接着剤が、エポキシ樹脂を備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目２６］
前記接着剤が、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦおよびそれらのジグリシジルエーテルを実質的に含まない、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目２７］
前記接着剤が、ポリウレタン樹脂を備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目２８］
前記接着剤が、ポリエステル樹脂を備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目２９］
前記接着剤が、アクリル樹脂を備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目３０］
前記接着剤が、シリコーン樹脂を備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目３１］
前記接着剤が、フッ素樹脂を備える、任意の先行する項目に記載の装置または方法。
［項目３２］
前記接着剤を剥離し、少なくとも１つのカートリッジを取り外して交換し、前記マニホルドを交換用カートリッジの前記収集管に接着接合するか、または前記仕切り板をこのような交換用カートリッジに接着接合する段階をさらに含む、任意の先行する項目に記載の方法。
［項目３３］
前記接着剤を化学的に剥離する段階を含む、項目３２に記載の方法。
［項目３４］
前記接着剤を低温で剥離する段階を含む、項目３２に記載の方法。
［項目３５］
前記接着剤を熱的に剥離する段階を含む、項目３２に記載の方法。
［項目３６］
前記接着剤を音波で剥離する段階を含む、項目３２に記載の方法。
［項目３７］
前記接着剤を電気的に剥離する段階を含む、項目３２に記載の方法。
［項目３８］
前記カートリッジが圧力容器に封入されていない、任意の先行する項目に記載の装置または方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図8E】

【図8F】

【図8G】

【図9】