特許 7608680 比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法

(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】2024-12-23

(45)【発行日】2025-01-07

(54)【発明の名称】比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法

(51)【国際特許分類】

   B01F 21/00 20220101AFI20241224BHJP

   B01F 23/23 20220101ALI20241224BHJP

   B01F 25/40 20220101ALI20241224BHJP

   B01F 35/83 20220101ALI20241224BHJP

   B01F 101/58 20220101ALN20241224BHJP

【ＦＩ】

B01F21/00

B01F23/23

B01F25/40

B01F35/83

B01F101:58

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023531874

(86)(22)【出願日】2022-06-23

(86)【国際出願番号】 JP2022025005

(87)【国際公開番号】W WO2023276837

(87)【国際公開日】2023-01-05

【審査請求日】2023-06-20

(31)【優先権主張番号】P 2021109991

(32)【優先日】2021-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002886

【氏名又は名称】ＤＩＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100185591

【弁理士】

【氏名又は名称】中塚 岳

(74)【代理人】

【識別番号】100130052

【弁理士】

【氏名又は名称】大阪 弘一

(74)【代理人】

【識別番号】100149445

【弁理士】

【氏名又は名称】大野 孝幸

(74)【代理人】

【識別番号】100163290

【弁理士】

【氏名又は名称】岩本 明洋

(74)【代理人】

【識別番号】100214673

【弁理士】

【氏名又は名称】菅谷 英史

(74)【代理人】

【識別番号】100186646

【弁理士】

【氏名又は名称】丹羽 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】安西 大二郎

(72)【発明者】

【氏名】羽田 尚樹

(72)【発明者】

【氏名】大井 和美

【審査官】佐々木 典子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２２３７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０４２９３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１２８８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０１８５４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－０７７４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４４１４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２１／００－２５／９０

Ｂ０１Ｆ ３５／００－３５／９５

Ｃ０２Ｆ １／００－ １／７８

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空糸膜により、比抵抗値の調整対象となる液体が供給される液相側領域と前記液体の比抵抗値を調整するための調整ガスが供給される気相側領域とに分けられた中空糸膜モジュールと、
液体供給管と、
液体排出管と、
前記中空糸膜モジュールの前記液相側領域、前記液体供給管及び前記液体排出管に連通されて前記中空糸膜モジュールを経由するモジュール経由管と、
前記液体供給管及び前記液体排出管に連通されて前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、を備え、
前記バイパス管は、前記モジュール経由管よりも細い複数の細管で構成される層流化部を有する、
比抵抗値調整装置。

【請求項2】

前記層流化部は、前記バイパス管に前記液体として超純水が規定流量で供給された際に、前記層流化部において前記液体が層流となるように設定されている、
請求項１に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項3】

前記層流化部は、前記バイパス管に前記液体として超純水が規定流量で供給された際に、前記層流化部においてレイノルズ数が２３００以下となるように設定されている、
請求項１又は２に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項4】

前記複数の細管の本数は、５本以上である、
請求項１又は２に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項5】

前記複数の細管のそれぞれの内径は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
請求項１又は２に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項6】

前記複数の細管のそれぞれの長さは、１ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である、
請求項１又は２に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項7】

前記層流化部の長さは、前記バイパス管の長さの１％以上である、
請求項１又は２に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項8】

前記液体供給管、前記モジュール経由管、及び前記バイパス管に接続されて、前記液体供給管、前記モジュール経由管、及び前記バイパス管を連通させる分岐モジュールと、
前記液体排出管、前記モジュール経由管、及び前記バイパス管に接続されて、前記液体排出管、前記モジュール経由管、及び前記バイパス管を連通させる合流モジュールと、を更に備え、
前記層流化部は、前記分岐モジュールから前記合流モジュールまで延びている、
請求項１又は２に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項9】

前記気相側領域に前記調整ガスを供給するために前記気相側領域に連通されたガス供給管と、
前記気相側領域から前記調整ガスを排出するために前記気相側領域に連通されたガス排出管と、を更に備える、
請求項１又は２に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項10】

前記モジュール経由管に取り付けられて、前記モジュール経由管と前記バイパス管との間の前記液体の分配比率を調整するためのバルブを更に備える、
請求項１又は２に記載の比抵抗値調整装置。

【請求項11】

請求項１～１０の何れか一項に記載された比抵抗値調整装置において、前記液体供給管に前記液体を供給するとともに、前記中空糸膜モジュールの前記気相側領域に前記調整ガスを供給することにより、前記液体の比抵抗値を調整する、
比抵抗値調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一側面は、液体の比抵抗値を調整する比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体又は液晶の製造工程では、超純水を使用して基板を洗浄する。この場合、超純水の比抵抗値が高いと、静電気が発生する。これにより、絶縁破壊して、又は微粒子が再付着して、製品歩留まりに著しく悪影響を及ぼす。このような問題を解決するために、疎水性の中空糸膜モジュールを用いた方法が提案されている。この方法は、中空糸膜モジュールを用いて超純水中に炭酸ガス又はアンモニアガス等のガスを溶解させる。すると、解離平衡によりイオンが発生し、この発生したイオンにより超純水の比抵抗値が低下する。

【0003】

また、基板の洗浄、ダイシング等の工程では、超純水の流動変動が激しい。そこで、特許文献１では、流量が変動しても比抵抗値を安定させる技術が提案されている。特許文献１に記載された技術では、小流量のガス付加超純水を生成する中空糸膜モジュールと、大流量の超純水を通過させるバイパス管と、を設ける。そして、生成されたガス付加超純水とバイパス管を通過した超純水とを合流する。これにより、容易に超純水の比抵抗値を調整できる。

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、超純水が低流量になると、中空糸膜モジュールをバイパスする超純水の流量に対して中空糸膜モジュールに供給される超純水の流量が低下して、超純水の比抵抗値が上昇する場合がある。そこで、特許文献２技術では、複数のバイパス管を設け、１又は複数のバイパス管にシャット弁を設ける技術が提案されている。特許文献２に記載された技術では、超純水の流量が低下すると、一部又は全部のシャット弁を閉める。これにより、超純水が低流量になった際に、中空糸膜モジュールをバイパスする超純水の流量に対して中空糸膜モジュールに供給される超純水の流量が低下するのを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３９５１３８５号公報

【文献】特開２０１２－２２３７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２に記載された技術では、超純水の流量に応じて複数のバイパス管に取り付けられたシャット弁の開閉制御を行う必要があるため、装置が複雑になってコストが高くなるという問題がある。また、特許文献２に記載された技術では、供給される流量が変わると、シャット弁の開閉に伴いバイパス管の圧力損失が急激に変わるという問題もある。

【0007】

そこで、本発明の一側面は、簡易な構成で、供給される液体の流量が変動しても比抵抗値調整液体の比抵抗値が変動するのを抑制することができる比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、上記課題について鋭意研究したところ、従来の比抵抗値調整装置では、バイパス管において液体が乱流となっており、このバイパス管での乱流が、比抵抗値調整装置に供給される液体が変動した際の比抵抗値調整液体の比抵抗値の変動に大きく影響していることを見出した。これは、液体として超純水を供給する場合に限定されるものではなく、超純水以外の様々な液体を供給する場合においても同様である。なお、比抵抗値調整液体は、比抵抗値調整装置により比抵抗値が調整された液体をいう。

【0009】

詳しく説明すると、液体が乱流となるバイパス管における液体の圧力損失は、液体の流量に対して指数関数的な関係となる。一方、中空糸膜モジュールを経由するモジュール経由管に供給される液体の流量は、中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管に供給される液体の流量に比べて小さい。このため、バイパス管における液体の圧力損失と比べた場合、モジュール経由管及び中空糸膜モジュールを流れる液体が乱流であるか否かに関わらず、モジュール経由管及び中空糸膜モジュールにおける液体の圧力損失は、液体の流量に対して比例的な関係とみなすことができる。つまり、バイパス管における液体とモジュール経由管及び中空糸膜モジュールにおける液体とでは、その圧力損失の傾向が大きく異なる。

【0010】

このため、比抵抗値調整装置に供給する液体の流量変動に伴い、モジュール経由管とバイパス管との間の液体の分配比率が変動して（崩れて）しまい、比抵抗値調整液体の比抵抗値が変動する。特に、比抵抗値調整装置に供給する液体が小流量になると、モジュール経由管に対するバイパス管の液体の分配比率が大きくなって、比抵抗値調整液体の比抵抗値が高くなる。

【0011】

そこで、本発明者らは、バイパス管における液体の圧力損失の傾向をモジュール経由管及び中空糸膜モジュールにおける液体の圧力損失の傾向に近づけることで、上課題を解決するものとした。

【0012】

すなわち、本発明の一側面に係る比抵抗値調整装置は、中空糸膜により、比抵抗値の調整対象となる液体が供給される液相側領域と液体の比抵抗値を調整するための調整ガスが供給される気相側領域とに分けられた中空糸膜モジュールと、液体供給管と、液体排出管と、中空糸膜モジュールの液相側領域、液体供給管及び液体排出管に連通されて中空糸膜モジュールを経由するモジュール経由管と、液体供給管及び液体排出管に連通されて中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、を備え、バイパス管は、モジュール経由管よりも細い複数の細管で構成される層流化部を有する。

【0013】

この比抵抗値調整装置では、液体供給管に液体が供給され、中空糸膜モジュールの気相側領域に調整ガスが供給される。液体供給管に供給された液体は、モジュール経由管とバイパス管とに分配され、モジュール経由管に分配された液体は、中空糸膜モジュールの液相側領域に供給される。中空糸膜モジュールでは、中空糸膜を透過した調整ガスが液相側領域に供給された液体に溶解されて、液体に調整ガスが溶解した調整ガス付加液体が生成される。中空糸膜モジュールで生成された調整ガス付加液体と中空糸膜モジュールをバイパスした液体とは、液体排出管で合流して比抵抗値調整液体となり、比抵抗値調整装置から排出される。

【0014】

そして、バイパス管が、モジュール経由管よりも細い複数の細管で構成される層流化部を有するため、バイパス管での液体の流れを層流化することができる。層流では、液体の圧力損失は、液体の流量に対して比例の関係となる。層流でなくても、乱流から層流に近づくほど、液体の圧力損失は、液体の流量に対して比例に近い関係となる。一方、モジュール経由管に供給される液体の流量は、バイパス管に供給される液体の流量に比べて小さい。このため、バイパス管における液体の圧力損失と比べた場合、モジュール経由管及び中空糸膜モジュールを流れる液体が乱流であるか否かに関わらず、モジュール経由管及び中空糸膜モジュールにおける液体の圧力損失は、液体の流量に対して比例的な関係とみなすことができる。つまり、バイパス管における液体の圧力損失の傾向が、モジュール経由管及び中空糸膜モジュールにおける液体の圧力損失の傾向に近くなる。このため、比抵抗値調整装置に供給される液体の流量が変動しても、モジュール経由管とバイパス管との間の液体の分配比率が変動するのを抑制することができ、比抵抗値調整液体の比抵抗値の変動を抑制することができる。特に、比抵抗値調整装置に供給する液体が小流量になっても、モジュール経由管に対するバイパス管の液体の分配比率が上昇するのを抑制できるため、比抵抗値調整液体の比抵抗値が上昇するのを抑制することができる。これにより、簡易な構成で、供給される液体の流量が変動しても比抵抗値調整液体の比抵抗値が変動するのを抑制することができる。

【0015】

一実施形態として、層流化部は、バイパス管に液体として超純水が規定流量で供給された際に、層流化部において液体が層流となるように設定されていてもよい。この比抵抗値調整装置では、層流化部が、バイパス管に液体として超純水が規定流量で供給された際に、層流化部において液体が層流となるように設定されていることで、層流化部を容易に設計することができるとともに、供給される液体の流量が変動しても比抵抗値調整液体の比抵抗値が変動するのを更に抑制することができる。

【0016】

一実施形態として、層流化部は、バイパス管に液体として超純水が規定流量で供給された際に、層流化部においてレイノルズ数が２３００以下となるように設定されていてもよい。この比抵抗値調整装置では、層流化部が、バイパス管に液体として超純水が規定流量で供給された際に、層流化部においてレイノルズ数が２３００以下となるように設定されていることで、層流化部を容易に設計することができるとともに、供給される液体の流量が変動しても比抵抗値調整液体の比抵抗値が変動するのを更に抑制することができる。

【0017】

一実施形態として、複数の細管の本数は、５本以であってもよい。この比抵抗値調整装置では、複数の細管の本数が５本以上であることで、層流化部での液体の流量を確保しつつ、層流化部での液体の流れを層流化しやすくなる。

【0018】

一実施形態として、複数の細管のそれぞれの内径は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよい。この比抵抗値調整装置では、複数の細管のそれぞれの内径が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることで、層流化部での液体の圧力損失が過大又は過小となるのを抑制しつつ、層流化部での液体の流れを層流化しやすくなる。

【0019】

一実施形態として、複数の細管のそれぞれの長さは、１ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であってもよい。この比抵抗値調整装置では、複数の細管のそれぞれの長さが１ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることで、層流化部での液体の圧力損失が過大又は過小となるのを抑制することができる。

【0020】

一実施形態として、層流化部の長さは、バイパス管の長さの１％以上であってもよい。この比抵抗値調整装置では、層流化部の長さが、バイパス管の長さの１％以上であることで、バイパス管での液体の流れを層流化しやすくなる。

【0021】

一実施形態として、液体供給管、モジュール経由管、及びバイパス管に接続されて、液体供給管、モジュール経由管、及びバイパス管を連通させる分岐モジュールと、液体排出管、モジュール経由管、及びバイパス管に接続されて、液体排出管、モジュール経由管、及びバイパス管を連通させる合流モジュールと、を更に備え、層流化部は、分岐モジュールから合流モジュールまで延びていてもよい。この比抵抗値調整装置では、分岐モジュール及び合流モジュールを備えることで、液体供給管からモジュール経由管及びバイパス管への分岐構造、及び、モジュール経由管及びバイパス管から液体排出管への合流構造を、容易に実現することができる。特に、バイパス管は、複数の細管で構成される層流化部を有するため、分岐モジュール及び合流モジュールを介することで、バイパス管と液体供給管及び液体排出管との接続を容易に行うことができる。しかも、層流化部が分岐モジュールから合流モジュールまで延びていることで、層流化部を容易に形成することができるとともに、層流化部での液体の流れを層流化しやすくなる。

【0022】

一実施形態として、気相側領域に調整ガスを供給するために気相側領域に連通されたガス供給管と、気相側領域から調整ガスを排出するために気相側領域に連通されたガス排出管と、を更に備えてもよい。この比抵抗値調整装置では、ガス供給管及びガス排出管を備えることで、中空糸膜モジュールの気相側領域に対する調整ガスの供給及び排出を容易に行うことができる。

【0023】

一実施形態として、モジュール経由管に取り付けられて、モジュール経由管とバイパス管との間の液体の分配比率を調整するためのバルブを更に備えてもよい。この比抵抗値調整装置では、バルブを備えることで、モジュール経由管とバイパス管との間の液体の流分配比率を容易に調整することができる。しかも、バルブがモジュール経由管に取り付けられているため、バルブによりバイパス管の層流化が阻害されるのを抑制することができる。

【0024】

本発明の一側面に係る比抵抗値調整装置は、上記の何れかの比抵抗値調整装置の液体供給管に液体を供給するとともに、中空糸膜モジュールの気相側領域に調整ガスを供給することにより、液体の比抵抗値を調整する。

【0025】

この比抵抗値調整方法では、上記の比抵抗値調整装置において、液体供給管に液体を供給するとともに、中空糸膜モジュールの気相側領域に調整ガスを供給することにより、液体の比抵抗値を調整する。これにより、簡易な構成で、供給される液体の流量が変動しても比抵抗値調整液体の比抵抗値が変動するのを抑制することができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一側面によれば、簡易な構成で、供給される液体の流量が変動しても比抵抗値調整液体の比抵抗値が変動するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。

【図2】中空糸膜の一部を拡大した断面図である。

【図3】図１に示す比抵抗値調整装置の一部を示す断面図である。

【図4】バイパス管の一部を拡大した断面図である。

【図5】実施例１における比抵抗値調整液体の比抵抗値の計測結果を示すグラフである。

【図6】比較例１における比抵抗値調整液体の比抵抗値の計測結果を示すグラフである。

【図7】比較例１におけるモジュール経由管及びバイパス管とバイパス管とにおける液体の圧力損失の計測結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照して、実施形態の比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法について詳細に説明する。なお、全図中、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0029】

図１は、実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。図１に示すように、本実施形態の比抵抗値調整装置１は、液体Ｌに調整ガスＧを溶解させた調整ガス付加液体Ｌ１を生成する。また、比抵抗値調整装置１は、液体Ｌと調整ガス付加液体Ｌ１とを合流することにより液体Ｌの比抵抗値を調整した比抵抗値調整液体Ｌ２を生成する装置である。なお、調整ガス付加液体Ｌ１は、調整ガスＧが溶解された液体Ｌであり、比抵抗値調整液体Ｌ２は、比抵抗値が調整された液体Ｌである。このため、調整ガス付加液体Ｌ１及び比抵抗値調整液体Ｌ２を、単に液体Ｌと示すこともある。比抵抗値調整装置１は、中空糸膜モジュール２と、液体供給管３と、液体排出管４と、ガス供給管５と、ガス排出管６と、モジュール経由管７と、バイパス管８と、バルブ９と、分岐モジュール１１と、合流モジュール１２と、を備える。

【0030】

中空糸膜モジュール２は、比抵抗値を調整する液体Ｌに比抵抗値を調整する調整ガスＧを溶解させるためのモジュールである。中空糸膜モジュール２は、複数本の中空糸膜２１と、これらの中空糸膜２１を内部に収容するハウジング２２と、を備える。

【0031】

液体Ｌは、比抵抗値の調整対象となる液体である。液体Ｌとして用いる液体は、特に限定されないが、例えば、半導体、液晶等を洗浄するための純水又は超純水とすることができる。通常、純水及び超純水の比抵抗値は、０．１ＭΩ・ｃｍ以上である。このため、液体Ｌの比抵抗値は、例えば、０．１ＭΩ・ｃｍ以上、好ましくは１５．０ＭΩ・ｃｍ以上、より好ましくは１７．５ＭΩ・ｃｍ以上の範囲であってよく。また、液体Ｌの比抵抗値の上限値は特に限定されないが、例えば、１８．２４８ＭΩ・ｃｍ以下の範囲であってよい。

【0032】

液体Ｌの温度は特に限定されないが、例えば、５℃以上、好ましくは１０℃以上、より好ましくは２０℃以上の範囲であってよく、また、６０℃以下、好ましくは４０℃以下、より好ましくは３０℃以下の範囲であってよい。液体Ｌの供給圧力は特に限定されないが、例えば、０．０１ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．２ＰＭａ以上の範囲であってよく、また、１．０ＭＰａ以下、好ましくは０．４ＭＰａ以下、より好ましくは０．３ＭＰａ以下の範囲であってよい。

【0033】

調整ガスＧは、液体Ｌの比抵抗値を調整するためのガスである。調整ガスＧとして用いるガスは、特に限定されないが、例えば、炭酸ガス又はアンモニアガスとすることができる。調整ガスＧの温度は特に限定されないが、例えば、０℃以上、好ましくは２０℃以上、より好ましくは２５℃以上の範囲であってよく、また、６０℃以下、好ましくは５０℃以下、より好ましくは３０℃以下の範囲であってよい。調整ガスＧの供給圧力は特に限定されないが、例えば、０．０１ＭＰａ以上、好ましくは０．０５ＭＰａ以上の範囲であってよく、また、０．５ＭＰａ以下、好ましくは０．２ＭＰａ以下、より好ましくは０．１５ＭＰａ以下の範囲であってよい。

【0034】

中空糸膜２１は、気体は透過するが液体は透過しない中空糸状の膜である。中空糸膜２１の素材、膜形状、膜形態等は、特に制限されない。ハウジング２２は、中空糸膜２１を内部に収容する密閉容器である。中空糸膜モジュール２の膜面積は、処理流量（液体Ｌの流量）によって適宜調整することができ、特に限定されるものではないが、例えば、０．１ｍ^２以上１２０ｍ^２以下の範囲であってよい。中空糸膜モジュール２の膜面積の最適値を処理流量によって調整する場合、例えば、一般的な流量処理（例えば、１～１２０Ｌ／ｍｉｎ）の場合は０．１ｍ^２以上４．０ｍ^２以下の範囲であってよく、より大流量処理（例えば、１２０～４０００Ｌ／ｍｉｎ）の場合は４．０ｍ^２以上１２０ｍ^２以下の範囲であってよい。

【0035】

中空糸膜モジュール２は、複数本の中空糸膜２１と、これらの中空糸膜２１を内部に収容するハウジング２２と、を備える。中空糸膜モジュール２は、複数本の中空糸膜２１と、これらの中空糸膜２１を内部に収容するハウジング２２と、を備える。

【0036】

図２は、中空糸膜の一部を拡大した断面図である。図２に示すように、中空糸膜モジュール２は、中空糸膜２１により、液相側領域ＬＡと、気相側領域ＧＡと、に分けられる。液相側領域ＬＡは、中空糸膜モジュール２内の領域のうち、比抵抗値を調整する液体Ｌが供給される領域である。気相側領域ＧＡは、中空糸膜モジュール２内の領域のうち、比抵抗値を調整する調整ガスＧが供給される領域である。中空糸膜モジュール２の種類としては、内部灌流型及び外部灌流型がある。本実施形態では、内部灌流型及び外部灌流型の何れであってもよい。外部灌流型の中空糸膜モジュール２では、中空糸膜２１の内側（内表面側）が気相側領域ＧＡとなり、中空糸膜２１の外側（外表面側）が液相側領域ＬＡとなる。内部灌流型の中空糸膜モジュール２では、中空糸膜２１の内側（内表面側）が液相側領域ＬＡとなり、中空糸膜２１の外側（外表面側）が気相側領域ＧＡとなる。そして、中空糸膜モジュール２では、気相側領域ＧＡに供給されて中空糸膜２１を透過した調整ガスＧが、液相側領域ＬＡに供給された液体Ｌに溶解することで、調整ガス付加液体Ｌ１が生成される。

【0037】

図１に示すように、ハウジング２２には、液体供給口２２Ａと、液体排出口２２Ｂと、ガス供給口２２Ｃと、ガス排出口２２Ｄと、が形成される。液体供給口２２Ａは、液相側領域ＬＡに液体Ｌを供給するためにハウジング２２に形成された開口である。液体排出口２２Ｂは、液相側領域ＬＡから調整ガス付加液体Ｌ１を排出するためにハウジング２２に形成された開口である。ガス供給口２２Ｃは、気相側領域ＧＡに調整ガスＧを供給するためにハウジング２２に形成された開口である。ガス排出口２２Ｄは、気相側領域ＧＡから調整ガスＧを排出するためにハウジング２２に形成された開口である。このため、液体供給口２２Ａ及び液体排出口２２Ｂは、液相側領域ＬＡと連通される。また、ガス供給口２２Ｃ及びガス排出口２２Ｄは、気相側領域ＧＡと連通される。液体供給口２２Ａ、液体排出口２２Ｂ、ガス供給口２２Ｃ、及びガス排出口２２Ｄのハウジング２２における位置は、特に限定されない。

【0038】

図３は、図１に示す比抵抗値調整装置の一部を示す断面図である。図１及び図３に示すように、液体供給管３は、内部に液体Ｌの流路３Ａが形成された管状の部材である。液体供給管３には、液体Ｌが供給される。液体供給管３の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。

【0039】

液体排出管４は、内部に比抵抗値調整液体Ｌ２の流路４Ａが形成された管状の部材である。液体排出管４からは、比抵抗値調整液体Ｌ２が排出される。液体排出管４の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。

【0040】

ガス供給管５は、内部に調整ガスＧの流路（不図示）が形成された管状の部材である。ガス供給管５は、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡに調整ガスＧを供給するために、ガス供給口２２Ｃに接続されて、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡに連通されている。ガス供給管５の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。

【0041】

ガス排出管６は、内部に調整ガスＧの流路（不図示）が形成された管状の部材である。ガス排出管６は、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡから調整ガスＧを排出するために、ガス排出口２２Ｄに接続されて、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡに連通されている。ガス排出管６には、ガス排出管６の流路を開閉するバルブ６Ａが取り付けられている。ガス排出管６では、バルブ６Ａを開くことで、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡから調整ガスＧ等を排出することが可能となっている。また、ガス排出管６では、バルブ６Ａを閉じることで、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡから調整ガスＧ等が排出されないようにすることが可能となっている。なお、バルブ６Ａは、ガス排出管６の流路の開度を調整できるものであってもよい。ガス排出管６の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。なお、ガス排出管６には、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡの調整ガスＧを漏れ出させる漏出部（不図示）が設けられていてもよい。漏出部からは、常時、調整ガスＧが漏れ出る。

【0042】

モジュール経由管７は、中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡ、液体供給管３及び液体排出管４に連通されて、中空糸膜モジュール２を経由する。つまり、中空糸膜モジュール２は、モジュール経由管７の途中に配置されている。モジュール経由管７は、上流側モジュール経由管７１と、下流側モジュール経由管７２と、を有する。上流側モジュール経由管７１は、液体Ｌの流れ方向における中空糸膜モジュール２の上流側に配置されている。下流側モジュール経由管７２は、液体Ｌの流れ方向における中空糸膜モジュール２の下流側に配置されている。

【0043】

上流側モジュール経由管７１は、内部に流路７１Ａが形成された管状の部材である。上流側モジュール経由管７１は、液体供給管３に供給された液体Ｌを中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡに供給するために、液体供給管３及び中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡに連通されている。上流側モジュール経由管７１の上流側の端部は、液体供給管３の流路３Ａに連通されるために、分岐モジュール１１に接続されている。上流側モジュール経由管７１の下流側の端部は、中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡに連通されるために、液体供給口２２Ａに接続されている。上流側モジュール経由管７１の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。但し、上流側モジュール経由管７１の流路７１Ａの断面積は、液体供給管３の流路３Ａの断面積よりも小さい方が好ましい。

【0044】

下流側モジュール経由管７２は、内部に流路７２Ａが形成された管状の部材である。下流側モジュール経由管７２は、中空糸膜モジュール２で生成された調整ガス付加液体Ｌ１を液体排出管４に排出するために、液体排出管４及び中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡに連通されている。下流側モジュール経由管７２の上流側の端部は、中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡに連通されるために、液体排出口２２Ｂに接続されている。下流側モジュール経由管７２の下流側の端部は、液体排出管４の流路４Ａに連通されるために、合流モジュール１２に接続されている。下流側モジュール経由管７２の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。但し、下流側モジュール経由管７２の流路７２Ａの断面積は、液体排出管４の流路４Ａの断面積よりも小さい方が好ましい。

【0045】

図４は、バイパス管の一部を拡大した断面図である。図１、図３及び図４に示すように、バイパス管８は、液体供給管３及び液体排出管４に連通されて、中空糸膜モジュール２をバイパスする。つまり、バイパス管８は、中空糸膜モジュール２に接続されておらず、液体供給管３に供給された液体Ｌを、中空糸膜モジュール２を経ることなく液体排出管４に排出する。バイパス管８の、液体供給管３から液体排出管４に向かう方向を、液体供給管３から液体排出管４に向かう流れ方向ＦＤという。液体供給管３から液体排出管４に向かう流れ方向ＦＤは、単に流れ方向ＦＤともいう。バイパス管８の上流側（流れ方向ＦＤにおける上流側）の端部は、液体供給管３と連通するために、分岐モジュール１１に接続されている。バイパス管８の下流側（流れ方向ＦＤにおける下流側）の端部は、液体排出管４と連通するために、合流モジュール１２に接続されている。バイパス管８には、バイパス管８を開閉するシャット弁等のバルブが取り付けられていない。

【0046】

バイパス管８は、層流化部８Ａと、層流化部８Ａを収容するバイパスハウジング８Ｂと、を有する。

【0047】

バイパスハウジング８Ｂは、層流化部８Ａを収容可能なように、筒状に形成されている。バイパスハウジング８Ｂの上流側（流れ方向ＦＤにおける上流側）の端部は、分岐モジュール１１に気密に接続されている。バイパスハウジング８Ｂの下流側（流れ方向ＦＤにおける下流側）の端部は、合流モジュール１２に気密に接続されている。つまり、層流化部８Ａは、分岐モジュール１１から合流モジュール１２まで延びている。分岐モジュール１１及び合流モジュール１２に対するバイパスハウジング８Ｂの気密な接続は、例えば、接着、融着、嵌合、これらの組み合わせ等により行うことができる。バイパスハウジング８Ｂの素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。但し、バイパスハウジング８Ｂは、直線状に延びる筒状であることが好ましい。

【0048】

層流化部８Ａは、バイパス管８での液体Ｌの流れを層流化するために、複数の細管８Ｃで構成されている。層流化するとは、層流にすることだけではなく、乱流を層流に近づけるようにすることも意味する。層流は、例えば、レイノルズ数が２３００以下となる流れをいう。乱流を層流に近づけるようにするとは、例えば、レイノルズ数を下げて２３００に近づけることをいう。層流化部８Ａは、例えば、バイパス管８に液体Ｌとして超純水が規定流量で供給された際に、層流化部８Ａにおいて液体Ｌが層流となるように設定されていてもよい。また、層流化部８Ａは、例えば、バイパス管８に液体Ｌとして超純水が規定流量で供給された際に、層流化部８Ａにおいてレイノルズ数が２３００以下、好ましくは２０００以下、より好ましくは５００以下となるように設定されていてもよい。これらの規定流量としては、例えば、０．１Ｌ／ｍｉｎ以上１２０Ｌ／ｍｉｎ以下の任意の値とすることができる。

【0049】

複数の細管８Ｃのそれぞれは、内部に流路８Ｄが形成された管状の部材である。複数の細管８Ｃのそれぞれは、モジュール経由管７（上流側モジュール経由管７１及び下流側モジュール経由管７２）よりも細い。つまり、複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄの断面積は、上流側モジュール経由管７１の流路７１Ａの断面積及び下流側モジュール経由管７２の流路７２Ａの断面積よりも小さい。複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄの断面積の合計は、例えば、上流側モジュール経由管７１の流路７１Ａ及び下流側モジュール経由管７２の流路７２Ａのそれぞれの断面積よりも大きい。複数の細管８Ｃのそれぞれは、例えば、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）、ナイロン等により形成される。

【0050】

複数の細管８Ｃの上流側の端部は、第一封止部８Ｅによりバイパスハウジング８Ｂ又は分岐モジュール１１に固定されている。複数の細管８Ｃの下流側の端部は、第二封止部８Ｇによりバイパスハウジング８Ｂ又は合流モジュール１２に固定されている。そして、複数の細管８Ｃは、分岐モジュール１１から合流モジュール１２まで延びている。なお、層流化部８Ａ及び複数の細管８Ｃのそれぞれの長さは、流れ方向ＦＤにおける長さである。

【0051】

第一封止部８Ｅは、複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄを塞がないように、複数の細管８Ｃと、バイパスハウジング８Ｂ又は分岐モジュール１１の複数の細管８Ｃが固定される部分との間を封止する。つまり、第一封止部８Ｅは、複数の細管８Ｃの間と、複数の細管８Ｃとバイパスハウジング８Ｂ又は分岐モジュール１１の複数の細管８Ｃが固定される部分との間に、充填されている（図４参照）。複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄは、上流側端面８Ｆから露出して、分岐モジュール１１と連通されている。このため、バイパス管８に供給された液体Ｌは、複数の細管８Ｃのそれぞれの上流側端面８Ｆから、複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄに供給される。第一封止部８Ｅは、例えば、樹脂により形成される。第一封止部８Ｅに用いる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、紫外線硬化型樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。

【0052】

第二封止部８Ｇは、複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄを塞がないように、複数の細管８Ｃと、バイパスハウジング８Ｂ又は合流モジュール１２の複数の細管８Ｃが固定される部分との間を封止する。つまり、第二封止部８Ｇは、複数の細管８Ｃの間と、複数の細管８Ｃとバイパスハウジング８Ｂ又は合流モジュール１２の複数の細管８Ｃが固定される部分との間に、充填されている（図４参照）。複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄは、下流側端面８Ｈから露出して、合流モジュール１２と連通されている。このため、複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄに供給された液体Ｌは、複数の細管８Ｃのそれぞれの下流側端面８Ｈから排出される。第二封止部８Ｇは、例えば、樹脂により形成される。第二封止部８Ｇに用いる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、紫外線硬化型樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。

【0053】

ここで、複数の細管８Ｃのそれぞれを流れる液体Ｌのレイノルズ数Ｒｅは、次の式（１）により求めることができる。式（１）において、Ｖは、複数の細管８Ｃのそれぞれを流れる液体Ｌの流速（ｍ／ｓ）であり、Ｄは、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径（ｍ）であり、νは、液体Ｌの動粘度（ｍ^２／ｓ）であり、ρは、液体Ｌの密度（ｋｇ／ｍ^３）であり、μは、液体Ｌの粘度（Ｐａ・ｓ）である。

【数1】

【0054】

式（１）に示すように、複数の細管８Ｃのそれぞれを流れる液体Ｌのレイノルズ数Ｒｅは、複数の細管８Ｃのそれぞれを流れる液体Ｌの流速Ｖ、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径Ｄ、液体Ｌの動粘度ν、液体Ｌの密度ρ、及び液体Ｌの粘度μにより変わる。そこで、複数の細管８Ｃは、例えば、層流化部８Ａでの液体Ｌのレイノルズ数が２３００以下、好ましくは１０００以下、より好ましくは５００以下となるように、これらのパラメータを設定してもよい。

【0055】

例えば、層流化部８Ａでの液体Ｌの流れを層流化しやすくする観点から、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径（直径）は、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下であってもよい。一方、層流化部８Ａの製造容易性の観点から、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径（直径）は、０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．０５ｍｍ以上、更に好ましくは０．１ｍｍ以上であってもよい。これらの観点から複数の細管８Ｃのそれぞれの内径（直径）は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下、更に好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。

【0056】

ここで、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径を小さくすると、層流化部８Ａを流れる液体の流量が小さくなる。このため、層流化部８Ａでの液体の流量を確保する観点から、層流化部８Ａにおける細管８Ｃの本数は、５本以上、好ましくは５０本以上、更に好ましくは１００本以上、更に好ましくは５００本以上であってもよい。一方、層流化部８Ａの製造容易性の観点から、層流化部８Ａにおける細管８Ｃの本数は、１０万本以下、好ましくは２７０００本以下、更に好ましくは１８０００本以下、更に好ましくは９０００本以下であってもよい。これらの観点から、層流化部８Ａにおける細管８Ｃの本数は、５本以上１０万本以下、好ましくは５０本以上２７０００本以下、更に好ましくは１００本以上１８０００本以下、更に好ましくは５００本以上９０００本以下であってもよい。

【0057】

層流化部８Ａでの液体Ｌの圧力損失ΔＰａ（Ｐａ）は、ハーゲン・ポアズイユの計算式である式（２）により求められる。式（２）において、Ｑは、層流化部８Ａ（複数の細管８Ｃの全体）を流れる液体Ｌの流量（ｍ^２／ｓ）であり、μは、液体Ｌの粘度（Ｐａ・ｓ）であり、ｎは、複数の細管８Ｃの本数であり、Ｄは、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径（ｍ）であり、Ｌは、複数の細管８Ｃのそれぞれの長さ（ｍ）である。

【数2】

【0058】

式（２）に示すように、層流化部８Ａでの液体Ｌの圧力損失ΔＰａは、層流化部８Ａを流れる液体Ｌの流量Ｑ、液体Ｌの粘度μ、複数の細管８Ｃの本数ｎ、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径Ｄ、複数の細管８Ｃのそれぞれの長さＬにより変わる。そこで、複数の細管８Ｃは、例えば、層流化部８Ａでの液体Ｌの圧力損失が１０ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下となるように、これらのパラメータを設定してもよい。

【0059】

例えば、層流化部での液体の圧力損失が過大とならない観点から、層流化部８Ａにおける細管８Ｃの本数は、５本以上、好ましくは５０本以上、更に好ましくは１００本以上、更に好ましくは５００本以上であってもよい。一方、層流化部８Ａの製造容易性の観点から、層流化部８Ａにおける細管８Ｃの本数は、１０万本以下、好ましくは２７０００本以下、更に好ましくは１８０００本以下、更に好ましくは９０００本以下であってもよい。これらの観点から、層流化部８Ａにおける細管８Ｃの本数は、５本以上１０万本以下、好ましくは５０本以上２７０００本以下、更に好ましくは１００本以上１８０００本以下、更に好ましくは５００本以上９０００本以下であってもよい。

【0060】

また、層流化部での液体の圧力損失が過大とならない観点から、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径（直径）は、０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．０５ｍｍ以上、更に好ましくは０．１ｍｍ以上であってもよい。一方、層流化部８Ａの製造容易性の観点から、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径（直径）は、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下であってもよい。これらの観点から、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径（直径）は、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下、更に好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。

【0061】

また、層流化部での液体Ｌの圧力損失が過大とならない観点から、複数の細管８Ｃのそれぞれの長さは、１０００ｍｍ以下、好ましくは５００ｍｍ以下、更に好ましくは１００ｍｍ以下であってもよい。一方、層流化部８Ａの製造容易性の観点から、複数の細管８Ｃのそれぞれの長さは、１ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上、更に好ましくは１０ｍｍ以上であってもよい。これらの観点から、複数の細管８Ｃのそれぞれの長さは、１ｍｍ以上１０００ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上５００ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であってもよい。

【0062】

また、バイパス管８における液体Ｌの層流化は、層流化部８Ａにより奏されるため、バイパス管８における層流化部８Ａの占める割合が大きい方が、バイパス管８における液体Ｌの層流化が促進される。このような観点から、層流化部８Ａの長さは、バイパス管８の長さの１％以上、好ましくは１０％以上、更に好ましくは５０％以上であってもよい。一方、層流化部８Ａの製造容易性の観点から、層流化部８Ａの長さは、バイパス管８の長さの１００％以下、好ましくは９０％以下、更に好ましくは８０％以下であってもよい。これらの観点から、層流化部８Ａの長さは、バイパス管８の長さの１％以上１００％以下、好ましくは１０％以上９０％以下、更に好ましくは５０％以上８０％以下であってもよい。

【0063】

バルブ９は、モジュール経由管７に取り付けられて、モジュール経由管７とバイパス管８との間の液体Ｌの分配比率を調整する。バルブ９は、例えば、モジュール経由管７に供給される液体Ｌの流量が、バイパス管８に供給される液体Ｌの流量に比べて（遥かに）小さくなるように、モジュール経由管７とバイパス管８との間の液体Ｌの分配比率を調整する。例えば、１．０ＭΩ・ｃｍの比抵抗値調整液体Ｌ２を生成する場合、モジュール経由管７とバイパス管８との間の液体Ｌの分配比率は、１：３９２０（モジュール経由管７側：バイパス管８側）程度となる。

【0064】

バルブ９は、例えば、上流側モジュール経由管７１に取り付けられて、上流側モジュール経由管７１の流路７１Ａの開度を調整することで、上流側モジュール経由管７１を流れる液体Ｌの流量を調整する。なお、バルブ９は、下流側モジュール経由管７２に取り付けられて、下流側モジュール経由管７２の流路７２Ａの開度を調整することで、下流側モジュール経由管７２を流れる調整ガス付加液体Ｌ１の流量を調整するものであってもよい。バルブ９としては、公知の様々なバルブを用いることができ、例えば、ニードルバルブを用いてもよい。

【0065】

分岐モジュール１１は、液体供給管３、上流側モジュール経由管７１、及びバイパス管８に接続されて、液体供給管３、上流側モジュール経由管７１、及びバイパス管８を連通させる。分岐モジュール１１は、液体供給管３に供給された液体Ｌを、上流側モジュール経由管７１とバイパス管８とに分配する。分岐モジュール１１は、液体供給管３の流路３Ａ、上流側モジュール経由管７１の流路７１Ａ、及び複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄに連通される流路１１Ａを有する。流路１１Ａは、例えば、三又に分かれており、それぞれの分岐先が、液体供給管３の流路３Ａ、上流側モジュール経由管７１の流路７１Ａ、及び複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄ、のそれぞれに連通されている。

【0066】

合流モジュール１２は、液体排出管４、下流側モジュール経由管７２、及びバイパス管８に接続されて、液体排出管４、下流側モジュール経由管７２、及びバイパス管８を連通させる。合流モジュール１２は、下流側モジュール経由管７２に供給された調整ガス付加液体Ｌ１とバイパス管８に供給された液体Ｌとを合流させて、調整ガス付加液体Ｌ１と液体Ｌとが混合された比抵抗値調整液体Ｌ２を液体排出管４に排出する。合流モジュール１２は、液体排出管４の流路４Ａ、下流側モジュール経由管７２の流路７２Ａ、及び複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄに連通される流路１２Ａを有する。流路１２Ａは、例えば、三又に分かれており、それぞれの分岐先が、液体排出管４の流路４Ａ、下流側モジュール経由管７２の流路７２Ａ、及び複数の細管８Ｃのそれぞれの流路８Ｄに連通されている。

【0067】

次に、比抵抗値調整装置１により液体Ｌの比抵抗値を調整する方法について説明する。

【0068】

この方法では、液体供給管３に液体Ｌを供給するとともに、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡに調整ガスＧを供給することで、液体Ｌの比抵抗値を調整する。

【0069】

具体的に説明すると、液体供給管３に液体Ｌを供給するとともに、ガス供給管５に調整ガスＧを供給する。すると、液体供給管３に供給された液体Ｌは、分岐モジュール１１において、上流側モジュール経由管７１とバイパス管８とに分配される。上流側モジュール経由管７１に分配された液体は、中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡに供給される。一方、ガス供給管５に供給された調整ガスＧは、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡに供給される。気相側領域ＧＡに供給された調整ガスＧは、中空糸膜２１を透過することにより、液相側領域ＬＡに供給された液体Ｌに溶解される。これにより、液体Ｌに調整ガスＧが溶解された調整ガス付加液体Ｌ１が生成される。このとき、調整ガス付加液体Ｌ１として、液体Ｌに調整ガスＧが飽和状態で溶解された調整ガス飽和液体を生成することが好ましい。つまり、液体Ｌに調整ガスＧが飽和状態で溶解されるように、調整ガスＧの供給圧力、上流側モジュール経由管７１に分配される液体Ｌの流量等を調整することが好ましい。飽和状態とは、完全な飽和状態だけでなく、飽和状態に近い状態も含む。飽和状態に近い状態とは、上流側モジュール経由管７１とバイパス管８との間の液体Ｌの分配比率のみによって液体Ｌの比抵抗値を調整できる程度に、液体Ｌに調整ガスＧが溶解されている状態をいう。

【0070】

そして、中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡから下流側モジュール経由管７２に調整ガス付加液体Ｌ１が排出される。中空糸膜モジュール２の液相側領域ＬＡから下流側モジュール経由管７２に排出された調整ガス付加液体Ｌ１は、合流モジュール１２において、バイパス管８に分配された液体Ｌと合流する。これにより、比抵抗値が調整された比抵抗値調整液体Ｌ２が生成される。そして、液体排出管４から、生成された比抵抗値調整液体Ｌ２が排出される。なお、バルブ６Ａを開くことで、ガス排出管６から中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡの調整ガスＧ等を排出してもよい。

【0071】

このように、本実施形態の比抵抗値調整装置１では、バイパス管８が、モジュール経由管７よりも細い複数の細管８Ｃにより構成された層流化部８Ａを有するため、バイパス管８での液体Ｌの流れを、層流化することができる。層流では、液体の圧力損失は、液体の流量に対して比例の関係となる。層流でなくても、乱流から層流に近づくほど、液体の圧力損失は、液体の流量に対して比例に近い関係となる。一方、モジュール経由管７に供給される液体Ｌの流量は、バイパス管８に供給される液体Ｌの流量に比べて小さい。このため、バイパス管８における液体Ｌの圧力損失と比べた場合、モジュール経由管７及び中空糸膜モジュール２を流れる液体Ｌが乱流であるか否かに関わらず、モジュール経由管７及び中空糸膜モジュール２における液体Ｌの圧力損失は、液体Ｌの流量に対して比例的な関係とみなすことができる。つまり、バイパス管８における液体Ｌの圧力損失の傾向が、モジュール経由管７及び中空糸膜モジュール２における液体Ｌの圧力損失の傾向に近くなる。このため、比抵抗値調整装置１に供給される液体Ｌの流量が変動しても、モジュール経由管７とバイパス管８との間の液体Ｌの分配比率が変動するのを抑制することができ、比抵抗値調整液体の比抵抗値の変動を抑制することができる。特に、比抵抗値調整装置１に供給する液体Ｌが小流量になっても、モジュール経由管７に対するバイパス管８の液体Ｌの分配比率が上昇するのを抑制できるため、比抵抗値調整液体Ｌ２の比抵抗値が上昇するのを抑制することができる。これにより、簡易な構成で、供給される液体Ｌの流量が変動しても比抵抗値調整液体Ｌ２の比抵抗値が変動するのを抑制することができる。

【0072】

また、比抵抗値調整装置１では、層流化部８Ａが、バイパス管８に液体Ｌとして超純水が規定流量で供給された際に、層流化部８Ａにおいて液体Ｌが層流となるように設定されていることで、層流化部８Ａを容易に設計することができるとともに、供給される液体Ｌの流量が変動しても比抵抗値調整液体Ｌ２の比抵抗値が変動するのを更に抑制することができる。

【0073】

また、比抵抗値調整装置１では、層流化部８Ａが、バイパス管８に液体Ｌとして超純水が規定流量で供給された際に、層流化部８Ａにおいてレイノルズ数が２３００以下となるように設定されていることで、層流化部８Ａを容易に設計することができるとともに、供給される液体Ｌの流量が変動しても比抵抗値調整液体Ｌ２の比抵抗値が変動するのを更に抑制することができる。

【0074】

また、比抵抗値調整装置１では、層流化部８Ａにおける細管８Ｃの本数が５本以上、好ましくは５０本以上、更に好ましくは１００本以上、更に好ましくは５００本以上であることで、層流化部での液体の流量を確保しつつ、層流化部での液体の流れを層流化しやすくなる。

【0075】

また、比抵抗値調整装置１では、複数の細管８Ｃのそれぞれの内径が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下、更に好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることで、層流化部８Ａでの液体Ｌの圧力損失が過大又は過小となるのを抑制しつつ、層流化部８Ａでの液体の流れを層流化しやすくなる。

【0076】

また、比抵抗値調整装置１では、複数の細管８Ｃのそれぞれの長さが１ｍｍ以上１０００ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上５００ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることで、層流化部８Ａでの液体Ｌの圧力損失が過大又は過小となるのを抑制することができる。

【0077】

また、比抵抗値調整装置１では、層流化部８Ａの長さが、バイパス管８の長さの１％以上、好ましくは１０％以上、更に好ましくは５０％以上であることで、バイパス管８での液体の流れを層流化しやすくなる。

【0078】

また、比抵抗値調整装置１では、分岐モジュール１１及び合流モジュール１２を備えることで、液体供給管３から上流側モジュール経由管７１及びバイパス管８への分岐構造、及び、下流側モジュール経由管７２及びバイパス管８から液体排出管４への合流構造を、容易に実現することができる。特に、バイパス管８は、複数の細管８Ｃで構成される層流化部８Ａを有するため、分岐モジュール１１及び合流モジュール１２を介することで、バイパス管８と液体供給管３及び液体排出管４との接続を容易に行うことができる。しかも、層流化部８Ａが分岐モジュール１１から合流モジュール１２まで延びていることで、層流化部８Ａを容易に形成することができるとともに、層流化部８Ａでの液体Ｌの流れを層流化しやすくなる。

【0079】

また、比抵抗値調整装置１では、ガス供給管５及びガス排出管６を備えることで、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡに対する調整ガスＧの供給及び排出を容易に行うことができる。

【0080】

また、比抵抗値調整装置１では、バルブ９を備えることで、モジュール経由管７とバイパス管８との間の液体Ｌの流分配比率を容易に調整することができる。しかも、バルブ９がモジュール経由管７に取り付けられているため、バルブ９によりバイパス管８の層流化が阻害されるのを抑制することができる。

【0081】

本実施形態の比抵抗値調整方法では、上記の比抵抗値調整装置１において、液体供給管３に液体Ｌを供給するとともに、中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡに調整ガスＧを供給することにより、液体Ｌの比抵抗値を調整する。これにより、簡易な構成で、供給される液体Ｌの流量が変動しても比抵抗値調整液体Ｌ２の比抵抗値が変動するのを抑制することができる。

【0082】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【0083】

例えば、上記実施形態では、比抵抗値調整装置１は、ガス供給管５及びガス排出管６を備えるものとして説明した。しかしながら、調整ガスＧを中空糸膜モジュール２の気相側領域ＧＡに供給することができれば、比抵抗値調整装置１は、ガス供給管５及びガス排出管６の少なくとも一方を備えないものとしてもよい。

【0084】

また、上記実施形態では、比抵抗値調整装置１は、バルブ９を備えるものとして説明した。しかしながら、バルブ９以外の手段で、モジュール経由管７とバイパス管８との間の液体Ｌの分配比率を調整することができれば、比抵抗値調整装置１は、バルブ９を備えないものとしてもよい。また、モジュール経由管７とバイパス管８との間の液体Ｌの分配比率を調整しない場合も、比抵抗値調整装置１は、バルブ９を備えないものとしてもよい。

【0085】

また、上記実施形態では、比抵抗値調整装置１は、分岐モジュール１１及び合流モジュール１２を備えるものとして説明した。しかしながら、分岐モジュール１１及び合流モジュール１２とは別の手段で、液体供給管３に供給された液体Ｌを上流側モジュール経由管７１とバイパス管８とに分配することができるとともに、下流側モジュール経由管７２に供給された調整ガス付加液体Ｌ１とバイパス管８に供給された液体Ｌとを合流させることが
できれば、比抵抗値調整装置１は、分岐モジュール１１及び合流モジュール１２の少なくとも一方を備えないものとしてもよい。この場合、液体供給管３と上流側モジュール経由管７１及びバイパス管８とを直接接続するとともに、液体排出管４と下流側モジュール経由管７２及びバイパス管８とを直接接続してもよい。

【実施例】

【0086】

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0087】

（実施例１）
実施例１の比抵抗値調整装置を作製した。実施例１の比抵抗値調整装置は、以下を除き、図１、図３及び図４に示す比抵抗値調整装置１と同様とした。実施例１の比抵抗値調整装置では、ＤＩＣ株式会社製のＳＥＰＡＲＥＬ ＰＦ－００１Ｌ－ＮＡを中空糸膜モジュールとし、外径が０．２２５ｍｍ、内径が０．１７５ｍｍ、長さが１１０ｍｍの細管を９０００本束ねたものを、複数の細管で構成される層流化層とした。また、実施例１の比抵抗値調整装置では、液体供給管の内径（直径）を１０ｍｍとし、液体排出管の内径（直径）を１０ｍｍとし、モジュール経由管（上流側モジュール経由管及び下流側モジュール経由管）の内径（直径）を４ｍｍとした。

【0088】

（比較例１）
比較例１の比抵抗値調整装置を作製した。比較例１の比抵抗値調整装置は、外径が８ｍｍ、内径が６ｍｍ、長さが１１０ｍｍの一本のチューブをバイパス管とした他は、実施例１の比抵抗値調整装置と同様とした。

【0089】

（評価）
実施例１の比抵抗値調整装置及び比較例１の比抵抗値調整装置のそれぞれを用いて、以下の計測を行った。室温（２５℃）の環境において、液体供給管に２５℃の液体を８Ｌの流量で供給するとともに、ガス供給管に２５℃、０．１ＭＰａの調整ガスを供給した。このとき、比抵抗値調整液体が所定の比抵抗値となるように、バルブの開閉調整によりモジュール経由管とバイパス管との液体の分配比率を調整した。液体としては、超純水を用いた。調整ガスとしては、二酸化炭素を用いた。所定の比抵抗値としては、０．１ＭΩ・ｃｍ、０．４ＭΩ・ｃｍ、０．６ＭΩ・ｃｍ、０．８ＭΩ・ｃｍ、及び１．０ＭΩ・ｃｍの五条件とした。そして、各比抵抗値のバルブ状態において、液体供給管に供給する液体の流量を、５分毎に、１６Ｌ／ｍｍ、１２Ｌ／ｍｍ、８Ｌ／ｍｍ、４Ｌ／ｍｍ、及び１Ｌ／ｍｍに順次変化させ、比抵抗値調整液体の比抵抗値を計測した。また、比抵抗値調整液体が１．０ＭΩ・ｃｍとなる条件において、バイパス管での液体の圧力損失を計測した。実施例１の計測結果を図５に示し、比較例１の計測結果を図６に示す。

【0090】

図６に示すように、比較例１の比抵抗値調整装置では、８Ｌの流量での比抵抗値調整液体の比抵抗値が０．１ＭΩ・ｃｍとなる条件では、液体の流量変動に伴う比抵抗値の変動は少なかった。しかしながら、それ以外の流量条件では、液体の流量変動に伴う比抵抗値の変動は大きくなった。特に、液体が低流量になるほど、比抵抗値の変動は大きくなった。

【0091】

これに対し、図５に示すように、実施例１の比抵抗値調整装置では、何れの流量条件でも、液体の流量変動に伴う比抵抗値の変動は少なく、液体が低流量になっても、比抵抗値の変動は大きくならなかった。

【0092】

比較例１の比抵抗値調整装置を用いて、以下の計測を行った。室温（２５℃）の環境において、液体供給管に２５℃の液体を１６Ｌの流量で供給するとともに、ガス供給管に２５℃、０．１ＭＰａの調整ガスを供給した。このとき、バイパス管における液体の圧力損失が０．０９Ｐａとなるように、バイパス管の内径及び長さを調整した。また、室温（２５℃）の環境において、液体供給管に２５℃の液体を８Ｌの流量で供給するとともに、ガス供給管に２５℃、０．１ＭＰａの調整ガスを供給した。このとき、比抵抗値調整液体の比抵抗値が１．０ＭΩ・ｃｍとなるように、バルブの開閉調整によりモジュール経由管とバイパス管との液体の分配比率を調整した。液体としては、超純水を用いた。調整ガスとしては、二酸化炭素を用いた。そして、液体供給管に供給する液体の流量を、１６Ｌ／ｍｍから０．７Ｌ／ｍｍまで変化させ、モジュール経由管及びバイパス管での液体の圧力損失を計測した。モジュール経由管及びバイパス管での液体の圧力損失は、上流側モジュール経由管から、中空糸膜モジュールを経由して、下流側モジュール経由管に至る、液体の圧力損失とした。計測結果を図７に示す。図７では、バイパス管において液体が層流となる場合のバイパス管での液体の圧力損失を、参考として図示した。

【0093】

図７に示すように、比較例１の比抵抗値調整装置では、バイパス管において液体が乱流となっているため、バイパス管における液体の圧力損失は、液体の流量に対して指数関数的な関係となっている。一方、モジュール経由管に供給される液体の流量は、バイパス管に供給される液体の流量に比べて小さい。このため、バイパス管における液体の圧力損失と比べた場合、モジュール経由管及び中空糸膜モジュールを流れる液体が乱流であるか否かに関わらず、モジュール経由管及び中空糸膜モジュールにおける液体の圧力損失は、液体の流量に対して比例的な関係とみなすことができる。つまり、バイパス管における液体とモジュール経由管及び中空糸膜モジュールにおける液体とでは、その圧力損失の傾向が大きく異なる。

【0094】

例えば、バイパス管に１６Ｌ／ｍｉｎの流量の液体が供給された場合は、バイパス管での液体の流れが乱流及び層流の何れであっても、バイパス管での液体の圧力損失は、０．０９Ｐａ程度となる。しかしながら、バイパス管に１６Ｌ／ｍｉｎよりも小さい７Ｌ／ｍｉｎの流量の液体が供給された場合は、液体の流れが層流となるバイパス管での液体の圧力損失が０．０４Ｐａ程度となるのに対して、液体の流れが乱流となるバイパス管での液体の圧力損失が０．０１５Ｐａ程度となる。つまり、液体の流れが層流となるバイパス管に比べて、液体の流れが乱流となるバイパス管の方が、バイパス管での液体の圧力損失が小さくなる。その結果、モジュール経由管に対するバイパス管の液体の分配比率が大きくなる。なお、バイパス管に１６Ｌ／ｍｉｎよりも大きい流量の液体が供給された場合は、逆の傾向となる。

【0095】

このため、図６に示すように、比較例１の比抵抗値調整装置では、供給される液体の流量変動に伴い、モジュール経由管とバイパス管との間の液体の分配比率が変動して（崩れて）しまい、比抵抗値調整液体の比抵抗値が変動したものと考えられる。特に、比抵抗値調整装置に供給する液体が小流量になると、モジュール経由管に対するバイパス管の液体の分配比率が上昇して、比抵抗値調整液体の比抵抗値が上昇したものと考えられる。

【0096】

これに対して、実施例１の比抵抗値調整装置では、比較例１の比抵抗値調整装置に比べてバイパス管での液体の流れが層流化されているため、バイパス管における液体の圧力損失は、液体の流量に対して比例的な関係となる。つまり、バイパス管における液体の圧力損失の傾向が、モジュール経由管及び中空糸膜モジュールにおける液体の圧力損失の傾向に近くなる。

【0097】

このため、図５に示すように、実施例１の比抵抗値調整装置では、供給される液体の流量が変動しても、モジュール経由管とバイパス管との間の液体の分配比率が変動するのが抑制され、比抵抗値調整液体の比抵抗値の変動が抑制されたものと考えられる。特に、比抵抗値調整装置に供給する液体が小流量になっても、モジュール経由管に対するバイパス管の液体の分配比率の上昇が抑制されたため、比抵抗値調整液体の比抵抗値の上昇が抑制されたと考えられる。

【符号の説明】

【0098】

１…比抵抗値調整装置、２…中空糸膜モジュール、３…液体供給管、３Ａ…流路、４…液体排出管、４Ａ…流路、５…ガス供給管、６…ガス排出管、６Ａ…バルブ、７…モジュール経由管、８…バイパス管、８Ａ…層流化部、８Ｂ…バイパスハウジング、８Ｃ…細管、８Ｄ…流路、８Ｅ…第一封止部、８Ｆ…上流側端面、８Ｇ…第二封止部、８Ｈ…下流側端面、９…バルブ、１１…分岐モジュール、１１Ａ…流路、１２…合流モジュール、１２Ａ…流路、２１…中空糸膜、２２…ハウジング、２２Ａ…液体供給口、２２Ｂ…液体排出口、２２Ｃ…ガス供給口、２２Ｄ…ガス排出口、７１…上流側モジュール経由管、７１Ａ…流路、７２…下流側モジュール経由管、７２Ａ…流路、ＦＤ…流れ方向、Ｇ…調整ガス、ＧＡ…気相側領域、Ｌ…液体、Ｌ１…調整ガス付加液体、Ｌ２…比抵抗値調整液体、ＬＡ…液相側領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】