集装箱用制冷装置的制作方法

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集装箱用制冷装置的制造方法

本发明涉及一种集装箱用制冷装置,其用来对集装箱的箱内空气进行冷却,并且对箱内空气的组分进行调节。



背景技术:

迄今为止,为了冷却在海运等时使用的集装箱内的空气而使用了集装箱用制冷装置,该集装箱用制冷装置具备进行制冷循环的制冷剂回路(例如参照专利文献1)。在集装箱的箱内例如装载了香蕉、鳄梨等植物。植物在收获后也进行吸收空气中的氧且释放二氧化碳这样的呼吸。由于植物中蓄积的养分和水分会因为该植物的呼吸而减少,因此一旦呼吸量增加,植物的鲜度就显著地下降。因此,集装箱箱内的氧浓度低至不会引起呼吸障碍的程度为好。

于是,专利文献1公开了一种箱内环境控制系统,该系统通过利用膜分离器对空气中的氮进行分离而生成氮浓度比大气高的富氮空气,将该富氮空气供向集装箱箱内,从而使箱内空气的氧浓度降低。借助该箱内环境控制系统而使箱内空气的氧浓度降低后,植物的呼吸量会下降,容易维持植物的鲜度。

为了维持植物的鲜度,不仅需要对集装箱的箱内空气的氧浓度进行适当的调节,还需要对二氧化碳浓度进行适当的调节。因此,在由于植物的呼吸使得箱内空气的二氧化碳浓度超过了上限值的情况下,有必要将箱内空气排到箱外。于是,在现有的集装箱用制冷装置中,设置了将箱内风扇的吹出侧与箱外空间连接的排气通路、以及将该排气通路打开、关闭的排气阀,利用借助箱内风扇的旋转而在排气通路的出口与入口之间产生的压力差,来将箱内空气排到箱外。

专利文献1:日本专利第2635535号公报



技术实现要素:

-发明要解决的技术问题-

然而,就上述集装箱用制冷装置而言,因为通过冷却运转而使集装箱的箱内空气的温度下降,所以集装箱箱内的压力降低,有时该压力会低于箱外的压力(大气压力)。在此情况下,会有由于排气通路的出入口的压力差,产生箱外空气流向集装箱箱内的倒流的可能性。也就是说,在现有的箱内空气调节装置中,在集装箱的箱内的压力低于箱外空气的压力时,无法将集装箱的箱内空气排到箱外。

本发明正是鉴于上述问题而完成的,其目的在于:将包括箱内空气调节装置的集装箱用制冷装置构成为:即使是在集装箱箱内的压力低于箱外的压力的情况下,也能够排出箱内空气,其中,该箱内空气调节装置对箱内空气的组分进行调节。

-用以解决技术问题的技术方案-

第一方面的发明是这样的,一种集装箱用制冷装置,其包括壳体12、制冷剂回路20、箱外风扇25、箱内风扇26以及箱内空气调节装置60,所述壳体12设置在集装箱11的开口端上,并形成与所述集装箱11的箱外空间相连通的箱外收纳空间s1和与所述集装箱11的箱内空间相连通的箱内收纳空间s2,其中,进行呼吸的植物15收纳于所述集装箱11内;在所述制冷剂回路20上连接有:设置在所述箱外收纳空间s1内的冷凝器22;以及设置在所述箱内收纳空间s2内的蒸发器24,所述制冷剂回路20进行制冷循环;所述箱外风扇25设置在所述箱外收纳空间s1内,并形成将箱外空气引向该箱外收纳空间s1内后引导到所述冷凝器22的箱外空气流;所述箱内风扇26设置在所述箱内收纳空间s2内,并形成将所述集装箱11的箱内空气引向所述箱内收纳空间s2内后引导到所述蒸发器24的箱内空气流;所述箱内空气调节装置60具有:将氮浓度比箱外空气高的富氮空气供向所述箱内收纳空间s2的供气装置30;以及使所述箱内收纳空间s2内的所述箱内风扇26的吹出侧与所述箱外收纳空间s1连接的排气通路46a,所述箱内空气调节装置60对所述集装箱11的箱内空气的组分进行调节,所述排气通路46a的箱外侧的端部在所述箱外收纳空间s1内的所述箱外风扇25的吸入侧敞开口。

在第一方面的发明中,在制冷剂回路20中进行制冷循环,一旦箱内风扇26旋转,制冷剂就在制冷剂回路20中循环,箱内空气在集装箱11的箱内循环。由箱内风扇26引向蒸发器24的箱内空气在通过蒸发器24之际被制冷剂回路20内的制冷剂冷却。此外,富氮空气由箱内空气调节装置60供向集装箱11的箱内,另一方面,集装箱11的箱内空气经由排气通路46a被排到箱外,由此,集装箱的箱内空气的组分被调节为希望的组分。

此外,在第一方面的发明中,排气通路46a的箱外侧的端部在箱外收纳空间s1内的箱外风扇25的吸入侧敞开口。由此,能够借助箱外风扇25的旋转而使箱外风扇25的吸入侧的压力低于箱内风扇26的吹出侧的压力。也就是说,即使是在集装箱11的箱内的压力低于箱外空气的压力的情况下,也能够利用箱外风扇25使排气通路46a的箱内侧的端部敞开且所位于的空间的压力高于箱外侧的端部敞开且所位于的空间的压力。利用如上所述那样借助箱外风扇25的旋转而产生的排气通路46a两端部的压力差,与箱内空间连通的箱内收纳空间s2内的空气(箱内空气)经由排气通路46a被顺利地排到箱外。

第二方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,所述箱外收纳空间s1由所述冷凝器22划分为位于所述箱外空气流的上游侧的第一空间s11和位于所述箱外空气流的下游侧的第二空间s12,所述箱外风扇25设置在所述第二空间s12内,所述第二空间s12被以只有所述箱外风扇25的吹出口向所述箱外空间敞开的方式封起来,所述排气通路46a的箱外侧的端部在所述第二空间s12内敞开口。

在第二方面的发明中,在第二空间s12内设置有箱外风扇25,并且该第二空间s12被以只有该箱外风扇25的吹出口向箱外空间敞开的方式封起来,该第二空间s12成为该第二空间s12内部的空气被箱外风扇25吸入的、箱外风扇25的吸入侧的空间。在第二方面的发明中,排气通路46a的箱外侧的端部在这样的第二空间s12内敞开口。由此,能够借助箱外风扇25的旋转而使第二空间s12的压力低于箱内风扇26的吹出侧的压力,其中,排气通路46a的箱外侧的端部在所述第二空间s12内敞开口,排气通路46a的箱内侧的端部在箱内风扇26的吹出侧敞开口。利用如上所述那样借助箱外风扇25的旋转而产生的排气通路46a两端部的压力差,与箱内空间连通的箱内收纳空间s2内的空气(箱内空气)经由排气通路46a被顺利地排到箱外。

第三方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,所述箱外收纳空间s1由所述冷凝器22划分为位于所述箱外空气流的上游侧的第一空间s11和位于所述箱外空气流的下游侧的第二空间s12,所述排气通路46a的、设置于所述箱外收纳空间s1内的箱外部分中的至少一部分设置在所述第二空间s12内。

在箱外空气的温度很低,且低于集装箱11的箱内空气的温度的情况下,会有如下情况,即:在将空气从集装箱11的箱内引向箱外的排气通路46a的箱外部分,该排气通路46a的内部的空气被急速冷却而结露。在排气通路46a的内部产生的结露水有可能被从排气通路46a的下游侧端部与箱内空气一起排出而溅到箱外风扇25、冷凝器22上而导致它们腐蚀。

于是,在第三方面的发明中,将排气通路46a的箱外部分中的至少一部分设置在第二空间s12内,其中,该第二空间s12位于箱外收纳空间s1内且在箱外空气的流动方向上比冷凝器22更靠下游侧的位置处。通过这种布置方式,经由排气通路46a从集装箱11的箱内排向箱外的空气在排气通路46a的箱外部分,由在通过冷凝器22之际被制冷剂加热后的箱外空气加热。

第四方面的发明是这样的,在第三方面的发明中,所述排气通路46a的整个所述箱外部分设置在所述第二空间s12内。

在第四方面的发明中,将排气通路46a的整个箱外部分设置在第二空间s12内,其中,该第二空间s12位于箱外收纳空间s1内且在箱外空气的流动方向上比冷凝器22更靠下游侧的位置处。通过这种布置方式,在排气通路46a内流动的箱内空气在排气通路46a的整个箱外部分,由在通过冷凝器22之际被制冷剂加热后的箱外的空气加热。

第五方面的发明是这样的,在第一到第三方面的任一方面的发明中,所述排气通路46a由管46a构成,该管46a插入形成在所述壳体12上的通孔12d内而贯穿该壳体12,在所述管46a的、设置于所述箱外收纳空间s1内的箱外部分设置有排水构造90,该排水构造90将在该管46a的内部结露后而形成的结露水排到外部。

在第五方面的发明中,在构成排气通路46a的管46a的箱外部分设置了排水构造90,该排水构造90将在该管46a的内部结露后而形成的结露水排到外部。由此,因为在管46a的内部产生的结露水经由排水构造90被排到外部,所以该结露水不会流入箱内。

第六方面的发明是这样的,在第五方面的发明中,所述排水构造90具有存水部91和排水管93,所述存水部91由所述管46a的一部分构成并积存所述结露水;所述排水管93与该存水部91连接并将积存在该存水部91内的所述结露水引向外部。

在第六方面的发明中,在管46a的内部产生的结露水积存在由该管46a的一部分构成的存水部91内后,经由与该存水部91连接的排水管93排到外部。

第七方面的发明是这样的,在第五方面的发明中,所述排水构造90设置在所述管46a的所述箱外部分中靠近所述通孔12d的位置处。

在将空气从集装箱11的箱内引向箱外的管46a中贯穿壳体12的部分即通孔12d附近,该管46a的内部的空气被外部空气急速冷却而产生结露的可能性较大。

在第七方面的发明中,排水构造90设置在管46a的箱外部分中靠近通孔12d的位置处。由此,在管46a的内部产生的结露水被在该结露水的产生处附近捕捉到后排到外部。

第八方面的发明是这样的,在第五方面的发明中,所述箱外收纳空间s1由所述冷凝器22划分为位于所述箱外空气流的上游侧的第一空间s11和位于所述箱外空气流的下游侧的第二空间s12,所述管46a的所述箱外部分中比所述排水构造90更靠下游侧的部分设置在所述第二空间s12内。

当在管46a的箱外部分中比排水构造90更靠上游侧产生了结露的情况下,结露水由排水构造90排到外部,不过,当在管46a的箱外部分中比排水构造90更靠下游侧产生了结露的情况下,有可能结露水被从管46a的下游侧端部与箱内空气一起排出而溅到箱外风扇25、冷凝器22上而导致它们腐蚀。

于是,在第八方面的发明中,将管46a的箱外部分中比排水构造90更靠下游侧的部分设置在第二空间s12内,其中,该第二空间s12位于箱外收纳空间s1内且在箱外空气的流动方向上比冷凝器22更靠下游侧的位置处。通过这种布置方式,在管46a的箱外部分中比排水构造90更靠上游侧的部分,即使产生了结露水,该结露水也由排水构造90排到外部。另一方面,在管46a的箱外部分中比排水构造90更靠下游侧的部分,在该管46a的内部流动的空气由在通过冷凝器22之际被制冷剂加热后的箱外的空气加热,从而抑制产生结露。

-发明的效果-

根据第一和第二方面的发明,使排气通路46a的箱外侧的端部在箱外收纳空间s1内的箱外风扇25的吸入侧敞开口。由此,能够借助箱外风扇25的旋转而使箱外风扇25的吸入侧的压力低于箱内风扇26的吹出侧的压力,其中,排气通路46a的箱外侧的端部在箱外风扇25的吸入侧敞开口,排气通路46a的箱内侧的端部在箱内风扇26的吹出侧敞开口。因此,即使是在集装箱11的箱内的压力低于箱外的压力的情况下,也能够利用箱外风扇25使排气通路46a的箱内侧的端部敞开且所位于的空间的压力高于箱外侧的端部敞开且所位于的空间的压力。利用如上所述那样借助箱外风扇25的旋转而产生的排气通路46a两端部的压力差,能够使与箱内空间连通的箱内收纳空间s2内的空气(箱内空气)顺利地排到箱外。因此,能够将箱内空气的组分(氧浓度、二氧化碳浓度)迅速且精确地调节成希望的组成。

根据第三方面的发明,将排气通路46a的箱外部分中的至少一部分设置在第二空间s12内,其中,该第二空间s12位于箱外收纳空间s1内且在箱外空气的流动方向上比冷凝器22更靠下游侧的位置处。通过这种布置方式,经由排气通路46a被从集装箱11的箱内排到箱外的空气在排气通路46a的箱外部分,由在通过冷凝器22之际被制冷剂加热后的箱外空气加热。由此,即使是在箱外空气的温度很低的情况下,也能够抑制在排气通路46a的箱外部分的内部流动的空气中的水分结露。

根据第四方面的发明,将排气通路46a的整个箱外部分设置在第二空间s12内,其中,该第二空间s12位于箱外收纳空间s1内且在箱外空气的流动方向上比冷凝器22更靠下游侧的位置处。通过这种布置方式,在排气通路46a内流动的箱内空气在排气通路46a的整个箱外部分,由在通过冷凝器22之际被制冷剂加热后的箱外的空气加热。由此,能够在排气通路46a的整个箱外部分抑制产生结露。因此,在排气通路46a的内部产生的结露水不会被从端部与箱内空气一起喷出而溅到箱外风扇25、冷凝器22上,能够防止由于结露水附着到而导致的箱外风扇25、冷凝器22腐蚀。

根据第五方面的发明,将使结露水排到外部的排水构造90设置在构成排气通路46a的管46a中有可能在内部产生结露的箱外部分。由此,因为在管46a的内部产生的结露水经由排水构造90被排到外部,所以能够防止结露水流入箱内。

根据第六方面的发明,能够容易由利用管46a的一部分构成的存水部91和与该存水部91连接的排水管93构成排水构造90。

根据第七方面的发明,因为将排水构造90设置在管46a的箱外部分中靠近通孔12d的位置处,所以能够将在管46a的内部产生的结露水在该结露水的产生处附近捕捉到后排到外部。

根据第八方面的发明,将管46a的箱外部分中比排水构造90更靠下游侧的部分设置在第二空间s12内,其中,该第二空间s12位于箱外收纳空间s1内且在箱外空气的流动方向上比冷凝器22更靠下游侧的位置处。通过这种布置方式,当在管46a的箱外部分中比排水构造90更靠上游侧的部分产生了结露水的情况下,能够由排水构造90将该结露水排到外部。另一方面,在管46a的箱外部分中比排水构造90更靠下游侧的部分,在该管46a的内部流动的空气由在通过冷凝器22之际被制冷剂加热后的箱外的空气加热,由此能够抑制产生结露。因此,在管46a的内部产生的结露水不会被从端部与箱内空气一起喷出而溅到箱外风扇25、冷凝器22上,能够防止由于结露水附着而导致的箱外风扇25、冷凝器22腐蚀。

附图说明

图1是从箱外侧看到的第一实施方式的集装箱用制冷装置的立体图。

图2是侧面剖视图,其示出第一实施方式的集装箱用制冷装置的简要结构。

图3是管道系统图,其示出第一实施方式的集装箱用制冷装置的制冷剂回路的结构。

图4是管道系统图,其示出第一实施方式的集装箱用制冷装置的ca装置的结构,并示出处于第一流通状态的空气流动情况。

图5是管道系统图,其示出第一实施方式的集装箱用制冷装置的ca装置的结构,并示出处于第二流通状态的空气流动情况。

图6(a)是从箱外侧看到的第一实施方式的集装箱用制冷装置的侧视图,图6(b)是图6(a)的部分放大图。

图7(a)是从箱外侧看到的第一实施方式的集装箱用制冷装置的侧视图,图7(b)是图7(a)的部分放大图。

图8是示出第一实施方式的通常控制下的模式的转移情况的图。

图9为曲线图,其示出在第一实施方式的集装箱用制冷装置中,在浓度调节运转下的集装箱的箱内空气的组分的变化。

图10是管道系统图,其示出第二实施方式的集装箱用制冷装置的ca装置的结构。

图11是从箱外侧看到的第三实施方式的集装箱用制冷装置的立体简图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,以下优选实施方式在本质上仅为示例,并没有意图对本发明、其应用对象或其用途的范围加以限制。

(发明的第一实施方式)

如图1和图2所示,集装箱用制冷装置10设置在用于海运等的集装箱11上,并对该集装箱11的箱内空气进行冷却。植物15以装在盒内的状态收纳在集装箱11的箱内。植物15进行吸收空气中的氧(o2)并释放二氧化碳(co2)这样的呼吸,植物15例如是香蕉、鳄梨等蔬果、青菜、谷物、鳞茎、鲜花等。

集装箱11形成为一侧的端面敞开的细长箱状。集装箱用制冷装置10包括壳体12、制冷剂回路20以及ca装置(controlledatmospheresystem)60,集装箱用制冷装置10以封住集装箱11的开口端的方式安装在集装箱11上。

<壳体>

如图2所示,壳体12包括箱外壁12a和箱内壁12b,该箱外壁12a位于集装箱11的箱外侧,该箱内壁12b位于集装箱11的箱内侧。箱外壁12a和箱内壁12b例如由铝合金制成。

箱外壁12a以封住集装箱11的开口端的方式安装在集装箱11的开口的周缘部上。箱外壁12a形成为其下部向集装箱11的箱内侧鼓出。

箱内壁12b布置成与箱外壁12a对置。箱内壁12b对应于箱外壁12a的下部而向箱内侧鼓出。在箱内壁12b与箱外壁12a之间的空间内设置有绝热材料12c。

如上所述,壳体12的下部形成为向集装箱11的箱内侧鼓出。由此,在壳体12的下部且集装箱11的箱外侧形成有箱外收纳空间s1,在壳体12的上部且集装箱11的箱内侧形成有箱内收纳空间s2。

如图1所示,在壳体12上形成有沿着壳体12的宽度方向排列设置的保修用的两个保修用开口14。两个保修用开口14分别被开闭自如的第一保修门16a和第二保修门16b封闭住。第一保修门16a和第二保修门16b的任一者都与壳体12同样地由箱外壁、箱内壁和绝热材料构成。

如图2所示,在集装箱11的箱内布置有隔板18。该隔板18由大致呈矩形的板部件构成,该隔板18以与壳体12的集装箱11箱内侧的面对置的形态竖立设置着。由该隔板18隔出集装箱11的箱内和箱内收纳空间s2。

在隔板18的上端与集装箱11内的顶面之间形成有吸入口18a。集装箱11的箱内空气经由吸入口18a被吸入到箱内收纳空间s2内。

此外,在箱内收纳空间s2中设有沿着水平方向延伸的划分壁13。划分壁13安装在隔板18的上端部,在划分壁13上形成有用来设置后述箱内风扇26的开口。该划分壁13将箱内收纳空间s2划分为箱内风扇26的吸入侧的一次空间s21和箱内风扇26的吹出侧的二次空间s22。需要说明的是,在本实施方式中,箱内收纳空间s2由划分壁13划分为上、下两个空间,吸入侧的一次空间s21形成在上侧,吹出侧的二次空间s22形成在下侧。

在集装箱11内设置有底板19,在该底板19与集装箱11的底面之间存在间隙。已装在盒内的植物15放置在底板19上。在集装箱11内的底面与底板19之间形成有底板下流路19a。在隔板18的下端与集装箱11内的底面之间设有间隙,该间隙与底板下流路19a连通。

在底板19上的靠集装箱11的里侧(在图2中为右侧)处形成有吹出口18b,该吹出口18b用来向集装箱11的箱内吹出已通过集装箱用制冷装置10冷却过的空气。

<制冷剂回路>

如图3所示,制冷剂回路20是由制冷剂管道20a将压缩机21、冷凝器22、膨胀阀23和蒸发器24依次连接起来而构成的封闭回路。

在冷凝器22附近设有箱外风扇25,该箱外风扇25受箱外风扇电动机25a驱动而旋转,用于将集装箱11的箱外的空气(箱外空气)引向箱外收纳空间s1内后送往冷凝器22。在冷凝器22中,在被压缩机21加压后在冷凝器22内部流动的制冷剂与由箱外风扇25送往冷凝器22的箱外空气之间进行热交换。在本实施方式,箱外风扇25由螺旋桨风扇构成。

在蒸发器24的附近设置有两台箱内风扇26,所述箱内风扇26受箱内风扇电动机26a驱动而旋转,所述箱内风扇26用于从吸入口18a引入集装箱11的箱内空气并将箱内空气吹向蒸发器24。在蒸发器24中,在由膨胀阀23减压后在蒸发器24内部流动的制冷剂与由箱内风扇26送往蒸发器24的箱内空气之间进行热交换。

如图2所示,箱内风扇26具有螺旋桨风扇(旋转叶片)27a、多个静叶片27b以及风扇壳27c。螺旋桨风扇27a与箱内风扇电动机26a连结,受箱内风扇电动机26a驱动而绕转轴旋转,从而沿轴向送风。多个静叶片27b设在螺旋桨风扇27a的吹出侧,对从该螺旋桨风扇27a吹出的旋转空气流进行整流。风扇壳27c由在内周面上安装有多个静叶片27b的圆筒部件构成,风扇壳27c延伸至螺旋桨风扇27a的外周,从而包围住螺旋桨风扇27a的外周。

如图1所示,压缩机21和冷凝器22收纳在箱外收纳空间s1中。冷凝器22设置为:在箱外收纳空间s1的上下方向上的中央部分将该箱外收纳空间s1划分为下侧的第一空间s11和上侧的第二空间s12。冷凝器22由所谓的管片式空气热交换器构成,该冷凝器22设置为空气在下侧的第一空间s11与上侧的第二空间s12之间流通。在第一空间s11中设有:上述压缩机21;收纳有用来以速度可变的方式驱动该压缩机21的驱动电路的变频器盒29;以及ca装置60的供气装置30。另一方面,在第二空间s12中设有箱外风扇25和电子元器件盒17。第一空间s11向集装箱11的箱外敞开,相对于此,就第二空间s12而言,与箱外空间之间的前表面(在图1中的跟前侧的面)以只有箱外风扇25的吹出口向箱外空间敞开的方式被板状部件封起来。

另一方面,如图2所示,蒸发器24收纳在箱内收纳空间s2的二次空间s22中。在箱内收纳空间s2中位于蒸发器24的上方的位置处设有沿着壳体12的宽度方向排列的两个箱内风扇26。

<ca装置>

如图4所示,ca装置60包括供气装置30、排气部46、传感器单元50、测量单元80和控制部55,ca装置60用来调节集装箱11的箱内空气的氧浓度和二氧化碳浓度。需要说明的是,在以下的说明中使用的“浓度”都是指“体积浓度”。

[供气装置]

-供气装置的结构-

供气装置30是用来生成用于供向集装箱11的箱内的低氧浓度的富氮空气的装置。在本实施方式中,供气装置30由利用vpsa(vacuumpressureswingadsorption)的装置构成。此外,如图1所示,供气装置30布置在箱外收纳空间s1的左下方的角落部。

如图4所示,供气装置30具有空气回路3和单元壳70。该空气回路3是由下述构成部件连接起来而构成的,即:气泵31;第一方向控制阀32和第二方向控制阀33;设置有用来吸附空气中的氮的吸附剂的第一吸附筒34和第二吸附筒35;以及储氧箱39。该单元壳70收纳该空气回路3的构成部件。如上所述,供气装置30通过其构成部件收纳在单元壳70的内部而构成为一个单元,从而能够以后装的方式安装到集装箱用制冷装置10上。

(气泵)

气泵31设在单元壳70内,并具有第一泵机构31a和第二泵机构31b,该第一泵机构31a和该第二泵机构31b分别抽取空气进行加压后喷出。第一泵机构31a和第二泵机构31b与电动机41的驱动轴连接,被电动机41驱动而旋转,从而第一泵机构31a和第二泵机构31b分别抽取空气进行加压后喷出。

第一泵机构31a的吸入口在单元壳70内敞开,在单元壳的空气流入口75设有膜滤器76,该膜滤器76具有透气性和防水性。因此,第一泵机构31a吸入如下所述的箱外空气并进行加压,该箱外空气在经由设在空气流入口75的膜滤器76从单元壳70外流入单元壳70内时被除去了水分。另一方面,喷出通路42的一端与第一泵机构31a的喷出口连接。该喷出通路42的另一端在下游侧一分为二后分别与第一方向控制阀32和第二方向控制阀33连接。

抽取通路43的一端与第二泵机构31b的吸入口连接。该抽取通路43的另一端在上游侧一分为二后分别与第一方向控制阀32和第二方向控制阀33连接。另一方面,供给通路44的一端与第二泵机构31b的喷出口连接。供给通路44的另一端在一次空间s21内敞开口,该一次空间s21位于集装箱11的箱内收纳空间s2内且箱内风扇26的吸入侧。供给通路44由具有挠性的管(下面称作供给用管44。)构成。

气泵31的第一泵机构31a和第二泵机构31b由不使用润滑用油的无油泵构成。具体而言,当在第一泵机构31a的泵中使用了油的情况下,在将压缩后的空气供向第一吸附筒34和第二吸附筒35来进行加压之际,加压后的空气中所含的油会被吸附剂吸附,从而吸附剂的吸附性能降低。

此外,当在第二泵机构31b的泵中使用了油的情况下,油会与包含从第一吸附筒34和第二吸附筒35解吸出来的氮的富氮空气一起被供向集装箱11的箱内。也就是说,在该情况下,会向装载了植物15的集装箱11的箱内供给带油味的富氮空气。

因此,在本实施方式中,通过用无油泵构成气泵31的第一泵机构31a和第二泵机构31b,从而能够克服上述不良情况。

在气泵31的侧边设有两个送风风扇48,这两个送风风扇48用于通过向气泵31送风来对气泵31进行冷却。

(方向控制阀)

第一方向控制阀32设置在空气回路3上的、位于气泵31与第一吸附筒34之间的部分,第二方向控制阀33设置在空气回路3上的、位于气泵31与第二吸附筒35之间的部分,该第一方向控制阀32和该第二方向控制阀33用来将气泵31与第一吸附筒34和气泵31与第二吸附筒35的连接状态切换为第一连接状态和第二连接状态。该切换动作由控制部55控制。

具体而言,第一方向控制阀32与喷出通路42、抽取通路43和第一吸附筒34的顶部连接,该喷出通路42是与第一泵机构31a的喷出口连接的通路,该抽取通路43是与第二泵机构31b的吸入口连接的通路。该第一方向控制阀32在第一状态(图4中示出的状态)和第二状态之间切换。在该第一状态下,该第一方向控制阀32使第一吸附筒34与第一泵机构31a的喷出口连通,并且使第一吸附筒34与第二泵机构31b的吸入口之间断开。在该第二状态下,该第一方向控制阀32使第一吸附筒34与第二泵机构31b的吸入口连通,并且使第一吸附筒34与第一泵机构31a的喷出口之间断开。

第二方向控制阀33与喷出通路42、抽取通路43和第二吸附筒35的顶部连接,该喷出通路42是与第一泵机构31a的喷出口连接的通路,该抽取通路43是与第二泵机构31b的吸入口连接的通路。该第二方向控制阀33在第一状态(图4中示出的状态)和第二状态之间切换。在该第一状态下,该第二方向控制阀33使第二吸附筒35与第二泵机构31b的吸入口连通,并且使第二吸附筒35与第一泵机构31a的喷出口之间断开。在该第二状态下,该第二方向控制阀33使第二吸附筒35与第一泵机构31a的喷出口连通,并且使第二吸附筒35与第二泵机构31b的吸入口之间断开。

如果将第一方向控制阀32和第二方向控制阀33都设定在第一状态,空气回路3就切换为第一连接状态,在该第一连接状态下,第一泵机构31a的喷出口与第一吸附筒34连接,并且第二泵机构31b的吸入口与第二吸附筒35连接。在该状态下,在第一吸附筒34进行使吸附剂吸附箱外空气中的氮的吸附动作,在第二吸附筒35进行使吸附在吸附剂中的氮解吸的解吸动作。另一方面,如果将第一方向控制阀32和第二方向控制阀33都设定在第二状态,空气回路3就切换为第二连接状态,在该第二连接状态下,第一泵机构31a的喷出口与第二吸附筒35连接,并且第二泵机构31b的吸入口与第一吸附筒34连接。在该状态下,在第二吸附筒35进行吸附动作,在第一吸附筒34进行解吸动作。

(吸附筒)

第一吸附筒34和第二吸附筒35是内部装填有吸附剂的圆筒状部件,第一吸附筒34和第二吸附筒35设置为竖立的形态(也就是说,第一吸附筒34和第二吸附筒35的轴向成为上下方向的形态)。填充于第一吸附筒34和第二吸附筒35内的吸附剂具有如下性质,即:在加压的状态下吸附氮,在减压的状态下使氮解吸出来。

填充于第一吸附筒34和第二吸附筒35的吸附剂例如由具有细孔的多孔体沸石构成,所述细孔的直径小于氮分子的分子直径并且大于氧分子的分子直径如果用具有这样孔径的沸石构成吸附剂,就能够吸附空气中的氮。

此外,在沸石的细孔内,因为存在阳离子,所以存在电场,从而产生极性。因此,沸石具有吸附水分子等极性分子的性质。由此,不仅是空气中的氮被填充于第一吸附筒34和第二吸附筒35的、由沸石构成的吸附剂吸附,而且空气中的水分(水蒸气)也被填充于第一吸附筒34和第二吸附筒35的、由沸石构成的吸附剂吸附。然后,被吸附到吸附剂中的水分通过解吸动作而与氮一起从吸附剂解吸出来。因此,包含了水分的富氮空气被供向集装箱11的箱内,从而能够提升箱内的湿度。进而,由于吸附剂再生,因此能够谋求吸附剂的长寿命化。

根据这样的结构,一旦被加压后的箱外空气从气泵31供给到第一吸附筒34和第二吸附筒35内,从而第一吸附筒34和第二吸附筒35的内部被加压,该箱外空气中的氮就吸附到吸附剂中。其结果是,生成由于氮比箱外空气少,从而氮浓度比箱外空气低且氧浓度比箱外空气高的富氧空气。另一方面,一旦第一吸附筒34和第二吸附筒35内部的空气被气泵31抽取,从而第一吸附筒34和第二吸附筒35的内部减压,吸附在吸附剂中的氮就解吸。其结果是,生成由于比箱外空气含有更多的氮,从而氮浓度比箱外空气高且氧浓度比箱外空气低的富氮空气。在本实施方式中,例如生成成分比率为氮浓度90%、氧浓度10%的富氮空气。

第一吸附筒34和第二吸附筒35的下端部(加压时的流出口;减压时的流入口)与氧排出通路45的一端连接,该氧排出通路45用来将富氧空气引向集装箱11的箱外,该富氧空气是将由第一泵机构31a加压过的箱外空气供给到第一吸附筒34和第二吸附筒35后,在该第一吸附筒34和该第二吸附筒35内生成的。氧排出通路45的一端一分为二后分别与第一吸附筒34和第二吸附筒35的下端部连接。氧排出通路45的另一端在供气装置30的外部即集装箱11的箱外敞开口。在氧排出通路45的一端中与第一吸附筒34的下端部连接的连接通路上设有用来防止空气从氧排出通路45往第一吸附筒34倒流的第一止回阀37。另一方面,在氧排出通路45的一端中与第二吸附筒35的下端部连接的连接通路上设有用来防止空气从氧排出通路45往第二吸附筒35倒流的第二止回阀38。

此外,构成氧排出通路45的一端的两个连接通路经由放气阀(purgevalve)36相互连接,在该放气阀36与各连接通路之间设有孔板62。放气阀36用于从加压侧的吸附筒(在图4中为第一吸附筒34)向减压侧的吸附筒(在图4中为第二吸附筒35)引入规定量的富氧空气,来帮助氮从减压侧的吸附筒35、34中的吸附剂释放出来。放气阀36的开闭动作由控制部55控制。

此外,在氧排出通路45的中途部上设有储氧箱39,在该储氧箱39与第一止回阀37和第二止回阀38之间设有孔板61。储氧箱39用来暂时储存在第一吸附筒34和第二吸附筒35中生成的富氧空气。在第一吸附筒34和第二吸附筒35中生成的富氧空气被孔板61减压后,暂时储存到储氧箱39中。

此外,在氧排出通路45的孔板61与第一止回阀37和第二止回阀38之间连接有压力传感器49,该压力传感器49用于测量由第一泵机构31a供向第一吸附筒34和第二吸附筒35的加压后的空气的压力。

(流通状态切换机构)

此外,空气回路3包括用来将该空气回路3中的空气的流通状态在第一流通状态和第二流通状态之间进行切换的流通状态切换机构65。在该第一流通状态下,由气泵31将在第一吸附筒34和第二吸附筒35中生成的富氮空气供向集装箱11的箱内。在该第二流通状态下,由气泵31将在空气回路3内的、组分与箱外空气相同的空气供向集装箱11的箱内。

在本实施方式中,流通状态切换机构65具有连接通路66、第一开关阀67和第二开关阀68。连接通路66是将氧排出通路45中比储氧箱39靠集装箱11的箱外侧的部分与供给通路44连接的通路。第一开关阀67设置在氧排出通路45上的、该氧排出通路45与连接通路66的连接部更靠集装箱11的箱外侧的位置处,对氧排出通路45进行开关的第二开关阀68设置在连接通路66上。

第一开关阀67和第二开关阀68的开关由控制部55控制。在由控制部55将第一开关阀67关闭且将第二开关阀68开放的状态下使气泵31工作,从而能够将空气回路3中的空气的流通状态切换为第一流通状态(图4的状态)。另一方面,在由控制部55将第一开关阀67开放且将第二开关阀68关闭的状态下使气泵31工作,从而能够将空气回路3中的空气的流通状态切换为第二流通状态(图5的状态)。

在本实施方式中,在第二流通状态下,通过使在第一吸附筒34和第二吸附筒35内生成的富氮空气和富氧空气汇合,从而生成组分与箱外空气相同的空气,然后将该空气供向集装箱11的箱内,具体的流通情况后述。

-供气装置的运转动作-

在气体供给装置30中,通过每隔规定时间(例如15秒)交替地反复进行下述的第一动作和第二动作,从而生成富氮空气和富氧空气,在该第一动作下,在第一吸附筒34被加压的同时,第二吸附筒35被减压,在该第二动作下,在第一吸附筒34被减压的同时,第二吸附筒35被加压。通过由控制部55操作第一方向控制阀32和第二方向控制阀33,而进行第一动作和第二动作的切换。

(第一动作)

在第一动作中,第一方向控制阀32和第二方向控制阀33都被控制部55切换为图4中示出的第一状态。由此,空气回路3成为第一连接状态,在该第一连接状态下:第一吸附筒34与第一泵机构31a的喷出口连通,并且第一吸附筒34与第二泵机构31b的吸入口之间断开;第二吸附筒35与第二泵机构31b的吸入口连通,并且第二吸附筒35与第一泵机构31a的喷出口之间断开。

第一泵机构31a将加压后的箱外空气供向第一吸附筒34。流入到第一吸附筒34内的空气中所含的氮被第一吸附筒34中的吸附剂吸附。如上所述,在第一动作中,被加压后的箱外空气从上述第一泵机构31a供向第一吸附筒34,该箱外空气中的氮被吸附剂吸附,从而在第一吸附筒34中生成氮浓度比箱外空气低且氧浓度比箱外空气高的富氧空气。富氧空气从第一吸附筒34流向氧排出通路45。

另一方面,第二泵机构31b从第二吸附筒35抽取空气。这时,吸附在第二吸附筒35内的吸附剂中的氮与空气一起被第二泵机构31b抽取而从吸附剂解吸。如上所述,在第一动作中,第二吸附筒35内部的空气被第二泵机构31b抽取,吸附在吸附剂中的氮解吸,从而在第二吸附筒35中生成富氮空气,该富氮空气含有从吸附剂解吸出来的氮,该富氮空气的氮浓度比箱外空气高且氧浓度比箱外空气低。富氮空气被第二泵机构31b吸入且加压后,喷向供给通路44。

(第二动作)

在第二动作中,第一方向控制阀32和第二方向控制阀33都被控制部55切换为位于与图4中示出的第一状态相反一侧的第二状态。由此,空气回路3成为第二连接状态,在该第二连接状态下:第一吸附筒34与第二泵机构31b的吸入口连通,并且第一吸附筒34与第一泵机构31a的喷出口之间断开;第二吸附筒35与第一泵机构31a的喷出口连通,并且第二吸附筒35与第二泵机构31b的吸入口之间断开。

第一泵机构31a将加压后的箱外空气供向第二吸附筒35。流入到第二吸附筒35内的空气中所含的氮被第二吸附筒35中的吸附剂吸附。如上所述,在第二动作中,被加压后的箱外空气从上述第一泵机构31a供向第二吸附筒35,该箱外空气中的氮被吸附剂吸附,从而在第二吸附筒35中生成氮浓度比箱外空气低且氧浓度比箱外空气高的富氧空气。富氧空气从第二吸附筒35流向氧排出通路45。

另一方面,第二泵机构31b从第一吸附筒34抽取空气。这时,吸附在第一吸附筒34内的吸附剂中的氮与空气一起被第二泵机构31b抽取而从吸附剂解吸。如上所述,在第二动作中,第一吸附筒34内部的空气被第二泵机构31b抽取,吸附在吸附剂中的氮解吸,从而在第一吸附筒34中生成富氮空气,该富氮空气含有从吸附剂解吸出来的氮,该富氮空气的氮浓度比箱外空气高且氧浓度比箱外空气低。富氮空气被第二泵机构31b吸入且加压后,喷向供给通路44。

如上所述,在供气装置30中,通过交替地反复进行第一动作和第二动作,从而在空气回路3中生成富氮空气和富氧空气。在供气装置30中,由流通状态切换机构65将空气回路3的空气的流通状态切换为第一流通状态和第二流通状态。

(第一流通状态下的动作)

具体而言,在由控制部55将第一开关阀67关闭且将第二开关阀68开放的状态下使气泵31工作,从而能够将空气回路3中的空气的流通状态切换为如图4所示的第一流通状态。此外,在第一流通状态下,与现有的供气装置30同样,在第一吸附筒34和第二吸附筒35中生成的富氧空气受气泵31的第一泵机构31a的加压力作用而经由氧排出通路45被排到集装箱11的箱外,在第一吸附筒34和第二吸附筒35中生成的富氮空气受气泵31的第二泵机构31b的加压力作用而经由供给通路44被供给到集装箱11的箱内。也就是说,在第一流通状态下,进行如下的供气动作,该供气动作为:利用气泵31的第二泵机构31b的加压力将在第一吸附筒34和第二吸附筒35中生成的富氮空气供向集装箱11的箱内。

(第二流通状态下的动作)

另一方面,在由控制部55将第一开关阀67开放且将第二开关阀68关闭的状态下使气泵31工作,从而能够将空气回路3中的空气的流通状态切换为如图5所示的第二流通状态。在第二流通状态下:第一吸附筒34及第二吸附筒35与供气装置30的外部(箱外)之间断开,另一方面,氧排出通路45经由连接通路66与供给通路44连接。由此,第一吸附筒34和第二吸附筒35中生成的富氧空气受气泵31的第一泵机构31a的加压力作用而从氧排出通路45经由连接通路66被排入供给通路(44)内。在供给通路44内,在第一吸附筒34和第二吸附筒35中生成的富氮空气受气泵31的第二泵机构31b的加压力作用而流向集装箱11的箱内。由此,在供给通路44的与连接通路66的连接部富氧空气汇合到富氮空气的空气流,由此生成组分与箱外空气相同的空气。按照上述方式,在供给通路44生成的、组分与箱外空气相同的空气受气泵31的第二泵机构31b的加压力作用,被供给到集装箱11的箱内。按照上述方式,在第二流通状态下,进行箱外空气引入动作,在该箱外空气引入动作中,利用气泵31的第二泵机构31b的加压力作用将组分与空气回路3内的箱外空气相同的空气供向集装箱11的箱内。

(排气部)

如图2所示,排气部46具有:将箱内收纳空间s2与箱外空间连接起来的排气通路46a;以及与该排气通路46a连接的排气阀46b。

如图6(a)所示,排气通路46a由具有挠性的管(以下称作排气用管46a。)构成。排气用管46a插入形成在壳体12上的通孔12d内,并贯穿该壳体12,其中,该通孔12d使箱外收纳空间s1的第二空间s12与箱内收纳空间s2连通。排气用管46a的入口端在箱内风扇26的吹出侧的二次空间s22内敞开口;排气用管46a的出口端在箱外收纳空间s1的第二空间s12内敞开口。更具体而言,排气用管46a的出口端设置为在第二空间s12内的电动机25a的附近敞开口,该电动机25a布置在由螺旋桨风扇构成的箱外风扇25的吸入侧。

这里,第二空间s12被以只有箱外风扇25的吹出口向箱外空间敞开的方式封起来。根据这样的结构,在箱外风扇25进行旋转的期间中,第二空间s12成为空气被箱外风扇25吸入的吸入侧的空间。在本实施方式中,在该箱外风扇25的吸入侧的上述空间内设置了排气用管46a的出口端。另一方面,排气阀46b设置在排气用管46a的位于箱内侧的部分上,排气阀46b由在开放状态和关闭状态之间切换的电磁阀构成,在该开放状态下,排气阀46b允许排气用管46a中的空气流通,在该关闭状态下,排气阀46b断开排气用管46a中的空气流通。排气阀46b的开闭动作由控制部55控制。

根据这样的结构,在箱外风扇25进行旋转的期间中,在排气部46进行排气动作,该排气动作通过由控制部55将排气阀46b开放,从而将与箱内空间连通的箱内收纳空间s2中的空气(箱内空气)排到箱外。具体而言,如果使箱外风扇25旋转,箱外风扇25的吸入侧的第二空间s12的压力就会低于箱外空间的压力(大气压力)。此外,如果使箱外风扇25的风量增大,箱外风扇25的吸入侧的第二空间s12的压力就会进一步降低。因此,让箱外风扇25旋转而使箱外风扇25的吸入侧的第二空间s12的压力低于箱内风扇26的吹出侧的二次空间s22的压力,由此能够利用排气用管46a的出入口的压力差来将与箱内空间连通的箱内收纳空间s2中的空气(箱内空气)引向箱外。

根据集装箱11的箱内空气的温度,会存在集装箱11的箱内的压力低于箱外空间的压力(大气压力)的情况。然而,通过对箱外风扇25的风量进行调节,能够容易使二次空间s22的压力高于箱外空间的压力(大气压力),其中,所述二次空间s22位于箱内风扇26的吹出侧,并且排气用管46a的入口端在该二次空间s22内敞开口,排气用管46a的出口端在箱外空间内敞开口。

[传感器单元]

如图2所示,传感器单元50设在箱内收纳空间s2中的、位于箱内风扇26的吹出侧的二次空间s22中。传感器单元50具有氧传感器51、二氧化碳传感器52、固定板53、膜滤器54、连接管56和排气管57。

氧传感器51具有氧传感器盒51a,该氧传感器盒51a内部收纳有原电池式传感器。氧传感器51通过测量流过原电池式传感器的电解液的电流值,来测量氧传感器盒51a内的气体中的氧浓度。氧传感器盒51a的外表面固定在固定板53上。在氧传感器盒51a的外表面中与固定在固定板53上的固定面相反侧的面上形成有开口,在该开口处安装有具有透气性和防水性的膜滤器54。此外,后述测量单元80的分流管81经由连接器(管接头)与氧传感器盒51a的下表面连结。另外,连接管56的一端经由连接器与氧传感器盒51a的一个侧面连结。

二氧化碳传感器52是非分光红外线式(ndir:nondispersiveinfrared)传感器,其具有二氧化碳传感器盒52a,该二氧化碳传感器52通过对二氧化碳传感器盒52a内的气体照射红外线,并测量二氧化碳固有的波长的红外线被气体吸收的量,来测量气体中的二氧化碳浓度。连接管56的另一端经由连接器与二氧化碳传感器盒52a的一个侧面连结。此外,排气管57的一端经由连接器与二氧化碳传感器盒52a的另一个侧面连结。

固定板53以氧传感器51和二氧化碳传感器52安装到该固定板53上的状态,固定到壳体12上。

如上所述,连接管56与氧传感器盒51a的侧面和二氧化碳传感器盒52a的侧面连结,连接管56使氧传感器盒51a的内部空间与二氧化碳传感器盒52a的内部空间相互连通。

如上所述,排气管57的一端与二氧化碳传感器盒52a的另一个侧面连结,排气管57的另一端在箱内风扇26的吸入口附近敞开。也就是说,排气管57使二氧化碳传感器盒52a的内部空间与箱内收纳空间s2的一次空间s21相互连通。

如上所述,箱内收纳空间s2的二次空间s22与一次空间s21经由由膜滤器54、氧传感器盒51a的内部空间、连接管56、二氧化碳传感器盒52a的内部空间和排气管57形成的空气通路58相互连通。由此,在箱内风扇26进行旋转期间,一次空间s21的压力低于二次空间s22的压力,由此在该压力差的作用下,箱内空气就在氧传感器51和二氧化碳传感器52所连接的空气通路58中从二次空间s22侧流向一次空间s21侧。这样一来,箱内空气依序通过氧传感器51和二氧化碳传感器52,由氧传感器51测量箱内空气的氧浓度,由二氧化碳传感器52测量箱内空气的二氧化碳浓度。

[测量单元]

测量单元80包括分流管81和测量用开关阀82,测量单元80构成为:使在供气装置30中生成后在供给通路44中流动的富氮空气的一部分分流并将分流出来的该富氮空气引向氧传感器51。

具体而言,分流管81的一端与供给通路44连接,分流管81的另一端与氧传感器51的氧传感器盒51a连结。根据这样的结构,分流管81使供给通路44与氧传感器盒51a的内部空间相互连通。需要说明的是,在本实施方式中,分流管81被设置为:在单元壳70内从供给通路44分流,并且设置为跨越单元壳的内外部的形态。分流管81由具有挠性的管(以下称作测量用管81。)构成。

测量用开关阀82设在分流管81的位于单元壳内部的部分上。测量用开关阀82由在开放状态和关闭状态之间切换的电磁阀构成,在该开放状态下,测量用开关阀82允许分流管81中的富氮空气流通,在该关闭状态下,测量用开关阀82使分流管81中的富氮空气的流通断开。测量用开关阀82的开闭动作由控制部55控制。测量用开关阀82仅在后述的、执行供气测量动作之际切换为开放状态,在其它模式下则切换为关闭状态,详情后述。

[控制部]

控制部55构成为执行将集装箱11的箱内空气的氧浓度和二氧化碳浓度调节为希望的浓度的浓度调节运转。具体而言,控制部55根据氧传感器51和二氧化碳传感器52的测量结果来控制供气装置30和排气部46的动作,以便集装箱11的箱内空气的组分(氧浓度和二氧化碳浓度)成为希望的组分(例如,氧浓度5%、二氧化碳浓度5%)。如图8所示,在本实施方式中,控制部55构成为通过执行启动控制和通常控制来进行浓度调节运转。此外,控制部55构成为在规定的启动控制结束后进行通常控制,并且在通常控制中执行氧浓度下降模式和空气组分调节模式。

此外,控制部55构成为:根据来自用户的指令或定期地执行供气测量动作,在该供气测量动作中,控制测量用开关阀82的动作来测量在供气装置30中生成的富氮空气的氧浓度。

而且,控制部55构成为:根据来自用户的指令或定期地控制气泵31、第一开关阀67及第二开关阀68的动作来进行:测量集装箱11的箱内压力的箱内压力测量动作、测量箱外空气的压力的箱外空气压力测量动作以及使集装箱11箱内的压力与箱外空气的压力相等的均压动作。

-排水构造-

在本实施方式中,如图6(a)和图7(a)所示,供给用管44、测量用管81以及排气用管46a插入形成在壳体12上的通孔12d内,并且设置成跨越壳体12的箱内和箱外的形态。需要说明的是,与排气用管46a同样,供给用管44和测量用管81也插入壳体12的通孔12d内且贯穿壳体12。供给用管44的入口端和测量用管81的入口端分别与供气装置30的空气回路3连接,并该供给用管44的出口端和该测量用管81的出口端在箱内收纳空间s2的二次空间s22内敞开。

集装箱11的箱内通过制冷剂回路20的制冷循环被冷却,因此,有可能在跨越箱内和箱外的三根管(排气用管46a、供给用管44以及测量用管81)的各管内部,因箱内与箱外之间的空气的温度差产生结露。

于是,在本实施方式中,如图6(a)和图7(a)所示,在三根管44、81、46a上分别设置了用于将在管44、81、46a内部结露后而形成的结露水排到外部的排水构造90。如图6(b)和图7(b)所示,设置在三根管44、81、46a上的排水构造90具有存水部91、管接头92以及排水管93。存水部91的形成方法为:使具有挠性的各管44、81、46a的一部分弯成环状后,用扎带等将管44、81、46a重叠的部分扎起来。管接头92安装在存水部91的扎起来的部分以外的部分上。排水管93的一端与管接头92连接,该排水管93的未图示的另一端在壳体12的外部敞开。

通过将如上所述结构的排水构造90设置为管接头92位于存水部91的最下侧的位置处,从而在各管44、81、46a内部产生的结露水在与空气一起在存水部91内流动之际,受重力的作用会积存在位于该存水部91的最下侧的管接头92附近,然后经由排水管93被排到壳体12的外部。

在箱外空气的温度很低,且低于集装箱11的箱内空气的温度的情况下,会有如下情况,即:在将空气从集装箱11的箱内引向箱外的排气用管46a的箱外部分(设置在箱外的部分),该排气通路46a内部的空气被急速冷却而结露。因此,如图6(a)所示,就排气用管46a而言,在设于箱外收纳空间s1内的箱外部分上设置有排水构造90。此外,排水构造90形成在排气用管46a的箱外部分中靠近使壳体12的箱内与箱外连通的通孔12d的位置处(在本实施方式中,从通孔12d刚刚出来到箱外侧的位置处)。由此,能够将在排气用管46a的内部产生的结露水在该结露水的产生处附近捕捉到后向外部排出。此外,如图6(a)所示,排气用管46a的箱外部分设置为:从存水部91开始朝着出口端下降,该出口端在箱外风扇25的吸入侧敞开口。因此,即使海水达到了排气用管46a的出口端附近,该海水也不会对抗重力而经由排气用管46a进入箱内。

另一方面,就将空气(富氮空气、组分与箱外空气相同的空气)从设置在集装箱11的箱外的供气装置30引向箱内的供给用管44和测量用管81而言,在集装箱11的箱内的温度低于箱外空气的情况下,在各管44、81的设置于箱内的箱内部分,内部空气有可能被急速冷却而产生结露。因此,如图7(a)所示,就各管44、81而言,在设于箱内收纳空间s2的箱内部分上设置有排水构造90。此外,排水构造90形成在各管44、81的箱内部分中靠近使壳体12的箱内与箱外连通的通孔12d的位置处(在本实施方式中,从通孔12d刚刚进到箱内侧的位置处)。各管44、81的出口端设置为:在二次空间s22内,在接水盘24a的上表面上敞开口,其中,该接水盘24a接收在蒸发器24产生的结露水。根据这样的结构,能够做到:将在各管44、81的内部产生的结露水在该结露水的产生处附近捕捉到后与蒸发器24的排水一起排到外部。

-运转动作-

<制冷剂回路的运转动作>

在本实施方式中,由图3中示出的单元控制部100执行将集装箱11的箱内空气冷却的冷却运转。

在冷却运转中,由单元控制部100根据不在图中示出的温度传感器的测量结果来控制压缩机21、膨胀阀23、箱外风扇25和箱内风扇26的运转,以使箱内空气的温度达到希望的目标温度。此时,在制冷剂回路20中,制冷剂循环从而进行蒸气压缩式制冷循环。然后,已被箱内风扇26引向箱内收纳空间s2内的集装箱11的箱内空气在通过蒸发器24时,被在该蒸发器24的内部流动的制冷剂冷却。在蒸发器24内被冷却后的箱内空气通过底板下流路19a从吹出口18b再次被喷向集装箱11的箱内。由此,集装箱11的箱内空气被冷却。

<浓度调节运转>

此外,在本实施方式中,由图4中示出的控制部55控制ca装置60进行根据氧传感器51和二氧化碳传感器52的测量结果来将集装箱11的箱内空气的组分(氧浓度和二氧化碳浓度)调节为希望的组分(例如,氧浓度5%、二氧化碳浓度5%)的浓度调节运转。控制部55通过执行启动控制和通常控制来进行浓度调节运转。此外,在通常控制下,控制部55通过执行氧浓度下降模式和空气组分调节模式来将集装箱11的箱内空气的氧浓度和二氧化碳浓度调节为规定的目标浓度sp。

需要说明的是,在浓度调节运转中,控制部55将测量用开关阀82控制为关闭状态。此外,在浓度调节运转中,控制部55与单元控制部100通信,通过该单元控制部100使箱内风扇26旋转。由此,箱内空气由箱内风扇26供向氧传感器51和二氧化碳传感器52,氧传感器51和二氧化碳传感器52分别测量箱内空气的氧浓度和二氧化碳浓度。

具体而言,如图8所示,控制部55在启动控制结束后,在通常控制下执行氧浓度下降模式。然后,一旦由氧传感器51测量出的、集装箱11的箱内空气的氧浓度下降至目标氧浓度spo2(在本实施方式中为5%),控制部55就使氧浓度下降模式结束,并且执行空气组分调节模式。在空气组分调节模式下,一旦由氧传感器51测量出的、集装箱11的箱内空气的氧浓度高于等于目标氧浓度spo2(在本实施方式中为5%)加上规定浓度v(在本实施方式中为1.0%)而成的浓度(在本实施方式中为6.0%),控制部55就使空气组分调节模式结束,并回到氧浓度下降模式。以下,详细说明通常控制下的氧浓度下降模式和空气组分调节模式。

[氧浓度下降模式]

在氧浓度下降模式下,首先,控制部55进行供气动作,在该供气动作中,控制部55将空气回路3切换为第一流通状态,在空气回路3中生成富氮空气(氮浓度90%、氧浓度10%)并将富氮空气供向集装箱11的箱内。此外,控制部55同时将排气部46的排气阀46b控制为开放状态来进行排气动作,从而将以下量的箱内空气排到箱外,该量为:相当于通过进行供气动作供给到集装箱11箱内的富氮空气的量。通过这样的供气动作和排气动作,箱内空气就被替换为富氮空气。由此,箱内空气的氧浓度下降(从图9的点a下降到点b)。

一旦将集装箱11的箱内空气的氧浓度与二氧化碳浓度合计起来的合计值达到了将目标氧浓度spo2与目标二氧化碳浓度spco2合计起来的目标浓度合计值(到达图9的点b),控制部55就使供气动作和排气动作停止。

一旦供气动作和排气动作停止,在集装箱11的箱内就不对空气进行任何替换,因此箱内空气的组分只因植物15的呼吸而发生变化。植物15通过进行呼吸来吸入氧,并吐出体积与吸入了的氧相同的二氧化碳。因此,通过植物15的呼吸作用,集装箱11的箱内空气的氧浓度下降,且二氧化碳浓度与氧浓度的下降量相应地增加,箱内空气的氧浓度与二氧化碳浓度的合计值不会发生变化。因此,在供气动作与排气动作停止后,通过植物15的呼吸作用,集装箱11的箱内空气的组分在通过目标组分点sp(氧浓度5%、二氧化碳浓度5%)的斜率为-1的直线l上往氧浓度下降且二氧化碳浓度上升的方向移动。也就是说,通过使供气动作与排气动作在上述直线l上的任意的点停止,就能够在之后只利用植物15的呼吸来将集装箱11的箱内空气的组分调节为目标组分。

随后,一旦箱内空气的氧浓度小于等于目标氧浓度spo2(在本实施方式中为5%),控制部55就使氧浓度下降模式结束,并开始进行空气组分调节模式。

[空气组分调节模式]

(氧浓度的调节)

在空气组分调节模式下,一旦箱内空气的氧浓度低于比目标氧浓度spo2(在本实施方式中为5%)还低了规定浓度x(在本实施方式中为0.5%)的下限值(在本实施方式中为4.5%),控制部55就执行使箱内空气的氧浓度上升的氧浓度上升控制。

在氧浓度上升控制中,控制部55进行箱外空气引入动作,在该箱外空气引入动作中,控制部55将空气回路3切换为第二流通状态,将在空气回路3内的、组分与箱外空气相同的空气(通过使富氮空气和富氧空气混合而生成的空气)供向集装箱11的箱内。此外,控制部55同时将排气部46的排气阀46b控制为开放状态来进行排气动作,从而将以下量的箱内空气排到箱外,该量为:相当于通过进行箱外空气引入动作供给到集装箱11箱内的空气的量,其中,供给到集装箱11箱内的空气的组分与箱外空气相同。通过这样的箱外空气引入动作和排气动作,箱内空气被替换为组分与箱外空气相同的空气。由此,集装箱11的箱内空气的氧浓度上升。

一旦箱内空气的氧浓度大于等于比目标氧浓度spo2(在本实施方式中为5%)还高了规定浓度x(在本实施方式中为0.5%)的值(在本实施方式中为5.5%),控制部55就使箱外空气引入动作和排气动作停止,并且使氧浓度上升控制结束。

(二氧化碳浓度的调节)

此外,在空气组分调节模式中,一旦箱内空气的二氧化碳浓度大于等于比目标二氧化碳浓度spco2(在本实施方式中为5%)高了规定浓度y(在本实施方式中为0.5%)的上限值(在本实施方式中为5.5%),控制部55就执行使箱内空气的二氧化碳浓度下降的二氧化碳浓度下降控制。

在二氧化碳浓度下降控制中,首先,控制部55进行供气动作,在该供气动作中,控制部55将空气回路3切换为第一流通状态,在空气回路3中生成富氮空气(氮浓度90%、氧浓度10%)并将该富氮空气供向集装箱11的箱内。此外,控制部55同时将排气部46的排气阀46b控制为开放状态来进行排气动作,从而将下述量的箱内空气排到箱外,该量为:相当于通过进行供气动作供给到集装箱11箱内的富氮空气的量。通过这样的供气动作和排气动作,箱内空气就被替换为富氮空气。由此,集装箱11的箱内空气的二氧化碳浓度下降。

一旦箱内空气的二氧化碳浓度低于比目标二氧化碳浓度spco2(在本实施方式中为5%)还低了规定浓度y(在本实施方式中为0.5%)的值(在本实施方式中为4.5%),控制部55就使供气动作和排气动作停止,并且使二氧化碳浓度下降控制结束。

需要说明的是,在二氧化碳浓度下降控制中,也可以进行箱外空气引入动作来取代供气动作,在该箱外空气引入动作中,控制部55将空气回路3切换为第二流通状态,在空气回路3中生成组分与箱外空气相同的空气(使富氮空气和富氧空气混合的空气)并将该空气供向集装箱11的箱内。

[供气测量动作]

此外,控制部55根据来自用户的指令或者定期地(例如每隔10天)执行测量在供气装置30中生成的富氮空气的氧浓度的供气测量动作。需要说明的是,供气测量动作是在箱内风扇26在上述浓度调节运转、试运转等供气动作中停止旋转之际并行地进行的。

若测量用开关阀82在供气动作中开放,则在供给通路44中流动的富氮空气的一部分就流入分流管81内。流入到分流管81内的富氮空气随后流入氧传感器51的氧传感器盒51a内,氧传感器51测量氧浓度。

如上所述,通过对在供气装置30中生成的富氮空气的氧浓度进行测量,从而能够确认在供气装置30中生成的富氮空气的组分(氧浓度、氮浓度)是否处于希望的状态(例如,氮浓度90%、氧浓度10%)。

-第一实施方式的效果-

如上所述,根据该第一实施方式,使排气用管(排气通路)46a的箱外侧的端部在箱外收纳空间s1内的箱外风扇25的吸入侧敞开口。由此,能够借助箱外风扇25的旋转而使箱外风扇25的吸入侧的压力低于箱内风扇26的吹出侧的压力,其中,排气用管46a的箱外侧的端部在箱外风扇25的吸入侧敞开口,排气用管46a的箱内侧的端部在箱内风扇26的吹出侧敞开口。因此,即使是在集装箱11的箱内的压力低于箱外的压力的情况下,也能够利用箱外风扇25使排气用管46a的箱内侧的端部敞开且所位于的空间的压力高于箱外侧的端部敞开且所位于的空间的压力。利用如上所述那样借助箱外风扇25的旋转而产生的排气用管46a两端部的压力差,能够使与箱内空间连通的箱内收纳空间s2内的空气(箱内空气)顺利地排到箱外。因此,能够将箱内空气的组分(氧浓度、二氧化碳浓度)迅速且精确地调节成希望的组成。

根据该第一实施方式,将排气用管46a的整个箱外部分设置在第二空间s12内,其中,该第二空间s12位于箱外收纳空间s1内且在箱外空气的流动方向上比冷凝器22更靠下游侧的位置处。通过这种布置方式,在排气用管46a内流动的箱内空气在排气用管46a的整个箱外部分,由在通过冷凝器22之际被制冷剂加热后的箱外空气加热。即使是在箱外空气的温度很低的情况下,也能够在排气用管46a的整个箱外部分抑制产生结露。因此,在排气用管46a的内部产生的结露水不会被从端部与箱内空气一起喷出而溅到箱外风扇25、冷凝器22上,能够防止由于结露水附着而导致的箱外风扇25、冷凝器22腐蚀。

根据该第一实施方式,将使结露水排到外部的排水构造90设置在排气用管46a中有可能在内部产生结露的箱外部分。由此,因为在排气用管46a的内部产生的结露水经由排水构造90排到外部,所以能够防止结露水流入箱内。

根据该第一实施方式,能够容易由利用排气用管46a的一部分构成的存水部91和与该存水部91连接的排水管93构成排水构造90。

此外,根据该第一实施方式,因为将排水构造90设置在排气用管46a中有可能在内部产生结露的箱外部分且靠近通孔12d的位置处,所以能够将在排气用管46a的内部产生的结露水在该结露水的产生处附近捕捉到后排到外部。

(本发明的第二实施方式)

如图10所示,第二实施方式是通过改变第一实施方式的集装箱用制冷装置10的排气部46的结构而得到的。

具体而言,在第一实施方式中由电磁阀构成的排气阀46b在第二实施方式中由止回阀构成,该止回阀如果两端的压力差达到了规定值以上就开放。由该止回阀构成的排气阀46b以如下方式设置在沿壳体12的内外方向贯穿该壳体12的排气用管46a的箱内侧,该方式为:该排气阀46b只允许空气在排气用管46a内从箱内流向箱外,并阻止与此相反的空气流动。

借助由这种止回阀构成的排气阀46b,在第二实施方式中,通过进行供气动作和箱外空气引入动作,从而集装箱11箱内的压力高于箱外风扇25的吸入侧的第二空间s12的压力,如果其压力差达到了规定压力值以上,排气阀46b就开放,集装箱11的箱内空气经由排气用管46a被排到箱外。

-第二实施方式的效果-

如上所述,根据第二实施方式,能够做到:不在像第一实施方式那样由控制部55进行控制的情况下,根据集装箱11的箱内的压力与箱外的第二空间s12的压力之间的压力差,自动开放、关闭排气阀46b,从而使集装箱11的箱内的压力稳定于比箱外的第二空间s12的压力高出规定压力值的压力值上。其结果是,因为能够使供气动作和箱外空气引入动作稳定,所以易于精度良好地调节集装箱11的箱内空气的组分(氧浓度和二氧化碳浓度)。

(本发明的第三实施方式)

如图11所示,第三实施方式是通过改变上述第一和第二实施方式的箱外收纳空间s1内的冷凝器22、箱外风扇25、电气元器件盒17以及变频器盒29的位置关系而得到的。

具体而言,在第三实施方式中,将在第一和第二实施方式中形成为沿水平方向笔直地延伸的冷凝器22改变为:由彼此的位置关系为弯曲的三个热交换面22a、22b、22c形成为“u”字形的冷凝器22。该冷凝器22以各热交换面22a、22b、22c在图11中位于上方、右侧以及下方的位置处的方式,设置在箱外收纳空间s1的上方中央部。在第一和第二实施方式中设置在冷凝器22的上方的箱外风扇25,在第三实施方式中设置在“u”字形的冷凝器22的内侧。同样地,在第一和第二实施方式中设置在冷凝器22的上方的电气元器件盒17,在第三实施方式中设置在图11中的冷凝器22的左侧。另一方面,在第一和第二实施方式中设置在冷凝器22的下方的变频器盒29,在第三实施方式中设置在图11中的冷凝器22的右侧。

而且,在第三实施方式中,箱外收纳空间s1也由冷凝器22划分为位于箱外空气流的上游侧的第一空间s11和位于箱外空气流的下游侧的第二空间s12。由此,布置在冷凝器22的内侧的箱外风扇25设置在第二空间s12内。此外,在第三实施方式中,第一空间s11也向集装箱11的箱外敞开,相对于此,就第二空间s12而言,与箱外空间之间的前表面(在图11中的跟前侧的面)和左侧面以只有箱外风扇25的吹出口向箱外空间敞开的方式被板状部件封起来。需要说明的是,在本实施方式中,第二空间s12的左侧面被电子元器件盒17的右侧面封起来。而且,在第三实施方式中,排气通路46a的箱外侧的端部也在第二空间s12内敞开口,省略图示。具体而言,该排气通路46a的箱外侧的端部敞开口的位置是:设置在第二空间s12内的箱外风扇25的图11中的背面侧且呈“u”字形的冷凝器22的内侧。

通过这样的结构也能够获得与第一、第二实施方式同样的效果。

(其它实施方式)

上述各实施方式也可以采用如下结构。

在上述各实施方式中,使具有挠性的各管44、81、46a的一部分弯成环状后用扎带扎起来,从而形成了排水构造90的存水部91。然而,存水部91只要呈能够暂时将结露水积存起来的形状,采用任何形状都可以,例如可以呈“u”字形、“s”字形。

在上述各实施方式中,排气用管(排气通路)46a的整个箱外部分设置在第二空间s12内,其中,该第二空间s12位于箱外收纳空间s1内且在箱外空气的流动方向上比冷凝器22更靠下游侧的位置处。然而,为了抑制在排气用管46a的内部产生结露,也可以不将排气用管46a的整个箱外部分设置在第二空间s12内,将至少一部分设置在第二空间s12内即可。通过将排气用管46a的箱外部分中的至少一部分设置在第二空间s12内,从而在排气用管46a的内部流动的箱内空气由在通过冷凝器22之际被加热的箱外空气加热,由此能够抑制产生结露。在只将排气用管46a中比排水构造90更靠下游侧部分设置在第二空间s12内的情况下,在排气用管46a中比排水构造90更靠上游侧的部分产生的结露水由排水构造90排到外部,排气用管46a中比排水构造90更靠下游侧的部分由在通过冷凝器22之际被加热的箱外空气加热,由此产生结露的现象就得到抑制。因此,在排气通路46a的内部产生的结露水不会被从端部与箱内空气一起喷出而溅到箱外风扇25、冷凝器22上,能够防止由于结露水附着而导致的箱外风扇25、冷凝器22腐蚀。

在上述各实施方式中,构成为:一个气泵31具有第一泵机构31a和第二泵机构31b。不过,第一泵机构31a和第二泵机构31b也可以由两个单独的气泵构成。

在上述各实施方式中,第一吸附部和第二吸附部分别使用一个吸附筒进行氮的吸附和解吸,但构成各个吸附部的吸附筒的数量并不限于一个。也可以例如分别由三个吸附筒构成各个吸附部,总共使用六个吸附筒。

在上述各实施方式中,说明了将本发明所涉及的ca装置60应用到设置在海运用集装箱11上的集装箱用制冷装置10中的例子,但本发明所涉及的ca装置60的用途不限于此。除了海运用集装箱以外,例如还可以在陆运用集装箱、一般的冷藏冷冻仓库、常温仓库等库内空气的组分调节中使用本发明所涉及的ca装置60。

-产业实用性-

综上所述,本发明对于冷却集装箱的箱内空气且调节箱内空气的组分的集装箱用制冷装置很有用。

-符号说明-

s1箱外收纳空间

s2箱内收纳空间

s12第二空间

10集装箱用制冷装置

11集装箱

12壳体

12d通孔

15植物

20制冷剂回路

22冷凝器

24蒸发器

25箱外风扇

26箱内风扇

46a排气用管(排气通路)

60ca装置(箱内空气调节装置)

90排水构造

91存水部

93排水管

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