CN107923692B - 集装箱用制冷装置 - Google Patents

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Abstract

在将箱内空气调节装置(60)的单元壳(36)布置在箱外的集装箱用制冷装置中，除了设置收纳有气泵的单元壳(36)以外，还设置空气流入口单元(75)，并经由管将气泵和空气流入口单元(75)连接起来，单元壳(36)与空气流入口单元(75)独立。将膜滤器设置在空气流入口单元(75)上，并将空气流入口单元(75)布置在单元壳(36)的上方处。这样一来，就能抑制因水分浸入单元壳(36)内而引起的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。

Description

集装箱用制冷装置
技术领域
本发明涉及一种集装箱用制冷装置，其包括用来对集装箱内的箱内空气的组成进行调节的箱内空气调节装置。
背景技术
迄今为止，为了冷却海运等时使用的集装箱内的空气而使用集装箱用制冷装置，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。植物在收获后也继续进行吸收空气中的氧且释放二氧化碳这样的呼吸。一旦植物进行呼吸，植物中蓄积的养分和水分就减少，植物的新鲜度会下降。因此，集装箱箱内的氧浓度低至不会影响呼吸的程度为好。
在专利文献1中公开了一种箱内空气调节装置，该箱内空气调节装置通过利用吸附剂生成氮浓度比空气高且氧浓度比空气低的富氮空气，并将该富氮空气供向集装箱的箱内，从而使箱内空气的氧浓度降低，使植物的呼吸量降低，做到易于维持植物的新鲜度，其中，所述吸附剂受压就会吸附空气中的氮成分。在该箱内空气调节装置中，在进行利用气泵将加压后的空气送到收纳有吸附剂的吸附筒内而让吸附剂吸附氮成分的吸附动作之后，进行利用气泵从吸附筒抽吸空气而让已吸附在吸附剂中的氮成分解吸出来的解吸动作，由此生成富氮空气。
可以想到：通过将箱内空气调节装置的构成部件收纳于具有密封结构的单元壳内，从而使箱内空气调节装置成为一个单元，将该单元安装在集装箱用制冷装置的箱外空间中。这样一来，如果将该单元以后装的方式进行安装，即使是现有的集装箱，也能够利用氮混合气体来调节箱内的氧浓度。
专利文献1：日本公开专利公报特开2015-072103号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
如果所述单元壳采用气密结构，则由于单元壳的内外温度差，单元壳内部的压力会发生变化，有可能水分因毛细现象从单元壳的微小间隙浸入单元壳内部而引起电气部件绝缘不良。因此，单元壳需要具有透气性。不过，如果使单元壳具有透气性，则有可能在海上海水溅到单元壳的透气部而导致单元壳的内部的电气部件、金属部件腐蚀。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于：在将箱内空气调节装置的单元壳布置在集装箱的箱外的集装箱用制冷装置中，能够抑制因水分浸入单元壳内部而引起的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。
－用以解决技术问题的技术方案－
本公开的第一方面以集装箱用制冷装置为前提，该集装箱用制冷装置包括将混合气体供向集装箱11箱内的箱内空气调节装置60。
所述集装箱用制冷装置的特征在于：气泵31设置在所述箱内空气调节装置60的单元壳36内部，供空气流入所述气泵31的空气流入口形成在与该单元壳36独立的部件即空气流入口单元75上，所述气泵31与所述空气流入口单元75经由空气管85相连接，在所述空气流入口单元75上设置有具有透气性和防水性的膜滤器76，该空气流入口单元75布置在所述箱内空气调节装置60的所述单元壳36的上方处。
在上述第一方面中，因为将安装有膜滤器76的空气流入口单元75布置在箱内空气调节装置60的单元壳36的上方处，所以即使是在海上，海水也难以溅到空气流入口单元75上。
本公开的第二方面是这样的，在第一方面中，其特征在于：所述箱内空气调节装置60的所述单元壳36布置在箱外收纳空间S1中冷凝器22下方的空间内，设有所述膜滤器76的所述空气流入口单元75布置在该冷凝器22上方的空间内。
在上述第二方面中，由于空气流入口单元75布置在该冷凝器22上方的空间内，因而海水更加难以溅到空气流入口单元75上。
本公开的第三方面是这样的，在第二方面中，其特征在于：设有所述空气流入口单元75的所述冷凝器22上方的空间是空气通过该冷凝器22后到达的吹出侧空间。
在上述第三方面中，因为冷凝器22上方的空间是空气通过冷凝器22后到达的吹出侧空间且是高温的空气吹到的空间，因此即使海水溅到空气流入口单元75上，海水也容易蒸发。
本公开的第四方面是这样的，在第三方面中，其特征在于：所述空气流入口单元75包括安装有所述膜滤器76的空气盒78以及从上方覆盖住所述膜滤器76的滤器罩79。
在上述第四方面中，由于设置了覆盖膜滤器76的滤器罩79，因而灰尘难以落到空气流入口单元75上。
本公开的第五方面是这样的，在第四方面中，其特征在于：所述空气流入口单元75的所述空气盒78布置在电子元器件箱17的旁边，其中，所述电子元器件箱17布置在所述冷凝器22上方的空间内。
－发明的效果－
根据本公开的第一方面，将安装有膜滤器76的空气流入口单元75布置在箱内空气调节装置60的单元壳36的上方处，做到即使是在海上，海水也难以溅到空气流入口单元75上，因此，水难以从空气流入口单元75浸入箱内空气调节装置60的单元壳36内部。因此，能够抑制因水分浸入单元壳36内而引起的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。
根据本公开的第二方面，将空气流入口单元75布置在该冷凝器22上方的空间内，由此海水溅到空气流入口单元75上的可能性会更小。因此，能够进一步可靠地抑制因水分浸入单元壳36内而引起的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。
根据本公开的第三方面，冷凝器22上方的空间是空气通过冷凝器22后到达的吹出侧空间且是高温的空气吹到的空间，即使海水溅到空气流入口单元75上，海水也容易蒸发，因此，水难以浸入箱内空气调节装置60的单元壳36的内部，能够进一步可靠地抑制单元壳36内的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。
根据本公开的第四方面，由于设置了覆盖膜滤器76的滤器罩79，因而海水更加难以溅到空气流入口单元75上，所以能够进一步可靠地抑制单元壳36内的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。此外，因为灰尘难以落到空气流入口单元75上，所以能够进一步可靠地抑制滤器被灰尘堵塞。
根据本公开的第五方面，能够有效利用电子元器件箱17旁边的空间而将空气流入口单元75的空气盒78设置在该空间内，其中，该电子元器件箱17布置在冷凝器22上方的空间内。
附图说明
图1是从箱外侧看到的本发明的实施方式所涉及的集装箱用制冷装置的立体图。
图2是侧面剖视图，其示出集装箱用制冷装置的简要结构。
图3是管道系统图，其示出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，其示出集装箱用制冷装置的CA装置的结构，且示出第一动作中的空气的流动状况。
图5是管道系统图，其示出集装箱用制冷装置的CA装置的结构，且示出第二动作中的空气的流动状况。
图6是集装箱用制冷装置的主要部分的放大立体图。
图7是从右前方看到空气流入口单元的立体图。
图8是从右后方看到空气流入口单元的立体图。
图9是从左后方看到空气流入口单元的立体图。
图10是从左前方看到空气流入口单元的立体图。
图11是空气流入口单元的右侧视图。
图12是从下方看到空气流入口单元的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下对优选实施方式的说明在本质上仅为示例，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。
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内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(箱内空气调节装置/Controlled Atmosphere System)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的下部的、集装箱11的箱外侧形成有箱外收纳空间S1，在壳体12的上部的、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内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中设置有沿着水平方向延伸的分隔壁13。分隔壁13安装在隔板18的上端部，在分隔壁13上形成有用来设置后述箱内风扇26的开口。该分隔壁13将箱内收纳空间S2分隔为箱内风扇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被分隔壁13分隔为上、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的底面之间设有间隙。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。
<制冷剂回路等的结构和布置>
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，且用于将集装箱11的箱外空间的空气(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加压后流到冷凝器22内部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。在本实施方式中，箱外风扇25由螺旋桨风扇构成。
在蒸发器24的附近设置有两个箱内风扇26，所述箱内风扇26受箱内风扇电动机26a驱动而旋转，且用于从吸入口18a引入集装箱11内的箱内空气并将箱内空气吹向蒸发器24。在蒸发器24中，在被膨胀阀23减压后流到蒸发器24内部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，从而将螺旋桨风扇27a围起来。
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分隔为下侧的第一空间S11和上侧的第二空间S12。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和电子元器件箱17。第一空间S11向集装箱11的箱外空间敞开，相对于此，第二空间S12与箱外空间之间以只有箱外风扇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>
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、控制部55以及空气流入口单元75，CA装置60用来调节集装箱11内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是由利用真空变压吸附(Vacuum Pressure SwingAdsorption，VPSA)法的装置构成的。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36。该空气回路3中连接有下述构成部件，即：气泵31；第一方向控制阀32和第二方向控制阀33；以及设置有用来吸附空气中的氮成分的吸附剂的第一吸附筒34和第二吸附筒35。该单元壳36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36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具有第一泵机构(加压部)31a和第二泵机构(减压部)31b，该第一泵机构31a和该第二泵机构31b设在单元壳36内，分别抽取空气进行加压后喷出。第一泵机构31a及第二泵机构31b与电动机31c的驱动轴连接，被电动机31c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的吸入口与箱外空气通路41的一端连接，该箱外空气通路41设置为贯穿单元壳36而使单元壳36的内部和外部连通。在箱外空气通路41的另一端上设置有膜滤器76，该膜滤器76具有透气性和防水性。箱外空气通路41由挠性管构成。设有膜滤器76的箱外空气通路41的另一端设置在箱外收纳空间S1中冷凝器22上方的第二空间S12内，省略图示。根据这样的结构，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箱外空气通路41的另一端上的膜滤器76从单元壳36外流入单元壳36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的另一端在二次空间S22内敞开口，该二次空间S22位于集装箱11的箱内收纳空间S2内的箱内风扇26的吹出侧。在供给通路44的另一端部设置有止回阀65，该止回阀65只允许空气从一端朝向另一端流动，并且防止空气倒流。
需要说明的是，在本实施方式中，喷出通路42和抽取通路43由旁路通路47连接起来。旁路开关阀48设在旁路通路47上，其中，该旁路开关阀48受到控制部55的控制打开、关闭。
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。在气泵31的旁边设有两个送风风扇49，所述送风风扇49用于通过向气泵31送风来将气泵31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之间的部分上，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之间的部分上。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及第二吸附筒35的连接状态切换为后述三个连接状态(第一～第三连接状态)。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、第一吸附筒34的一端部(加压时的流入口)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(图5中示出的状态)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、第二吸附筒35的一端部连接，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(图5中示出的状态)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(参照图4)。在该第一连接状态下，在第一吸附筒34中进行使吸附剂吸附箱外空气中的氮成分的吸附动作，在第二吸附筒35中进行使吸附在吸附剂中的氮成分解吸出来的解吸动作。
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(参照图5)。在该第二连接状态下，在第二吸附筒35中进行吸附动作，在第一吸附筒34中进行解吸动作。
如果将第一方向控制阀32设定在第一状态，并将第二方向控制阀33设定在第二状态，空气回路3就切换为第三连接状态，在该第三连接状态下，第一泵机构31a的喷出口与第一吸附筒34连接，并且第一泵机构31a的喷出口与第二吸附筒35连接(省略图示)。在该第三连接状态下，第一吸附筒34和第二吸附筒35双方都与第一泵机构31a的喷出口连接，由第一泵机构31a向第一吸附筒34和第二吸附筒35双方供给加压后的箱外空气。在该第三连接状态下，在第一吸附筒34和第二吸附筒35中都进行吸附动作。
(吸附筒)
第一吸附筒34和第二吸附筒35由内部填充有吸附剂的圆筒部件构成。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成分，在减压的状态下使已吸附的氮成分解吸出来。
填充于第一吸附筒34和第二吸附筒35内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(3.0埃)并且大于氧分子的分子直径(2.8埃)。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成分。
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内的、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内的、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成分一起从吸附剂中被解吸出来。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，由于吸附剂得到再生，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内而第一吸附筒34和第二吸附筒35的内部被加压，则该箱外空气中的氮成分就会吸附到吸附剂中。其结果是，生成富氧空气，该富氧空气由于氮成分比箱外空气少，从而氮浓度比箱外空气低且氧浓度比箱外空气高。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抽取出去而第一吸附筒34和第二吸附筒35的内部被减压，则吸附在吸附剂中的氮成分就会解吸出来。其结果是，生成富氮空气，该富氮空气由于比箱外空气含有更多的氮成分，从而氮浓度比箱外空气高且氧浓度比箱外空气低。在本实施方式中，例如生成成分比率为氮浓度92％、氧浓度8％的富氮空气。
第一吸附筒34及第二吸附筒35的另一端部(加压时的流出口)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及第二吸附筒35的另一端部连接。氧排出通路45的另一端在供气装置30的外部即集装箱11的箱外敞口。在氧排出通路45的与第一吸附筒34的另一端部连接的部分上以及与第二吸附筒35的另一端部连接的部分上分别设置有止回阀61，所述止回阀61用来防止空气从氧排出通路45往第一吸附筒34和第二吸附筒35倒流。
在氧排出通路45的中途部，从氧排出通路45的一端往另一端依次设置有止回阀62和孔板63。止回阀62用来防止富氮空气从后述排气用连接通路71向第一吸附筒34及第二吸附筒35侧倒流。孔板63用来在从第一吸附筒34及第二吸附筒35流出的富氧空气被排向箱外以前对该富氧空气进行减压。
(供气排气切换机构)
在空气回路3上设置有用来切换后述供气动作(参照图4和图5)与排气动作(省略图示)的供气排气切换机构70，在该供气动作中，将生成的富氮空气供向集装箱11的箱内，在该排气动作中，将生成的富氮空气排向箱外。供气排气切换机构70具有排气用连接通路71、排气用开关阀72以及供给侧开关阀73。
排气用连接通路71的一端与供给通路44连接，排气连接通路74的另一端与氧排出通路45连接。排气用连接通路71的另一端连接在氧排出通路45在氧排出通路45上的比孔板63更靠近箱外侧的位置处。
排气用开关阀72设置在排气用连接通路71上。排气用开关阀72由电磁阀构成，该电磁阀在排气用连接通路71的中途部，在打开状态和关闭状态之间进行切换，该电磁阀在该打开状态下允许从供给通路44流入的富氮空气流动，在该关闭状态下阻断富氮空气流动。排气用开关阀72的开闭动作由控制部55控制。
供给侧开关阀73设置在供给通路44上的、比供给通路44与排气用连接通路71相连接的连接部更靠近另一端侧(箱内侧)的位置处。供给侧开关阀73由电磁阀构成，该电磁阀在供给通路44上的、比供给通路44与排气用连接通路71相连接的连接部更靠近箱内侧的位置处，在打开状态与关闭状态之间进行切换，该电子阀在该打开状态下允许富氮空气流入箱内侧，在该关闭状态下阻断富氮空气流入箱内侧。供给侧开关阀73的开闭动作由控制部55控制。
(测量单元)
空气回路3上设置有用来进行供气测量动作(省略图示)的测量单元80，其中，在该供气测量动作中，利用设在集装箱11箱内的后述传感器单元50内的氧传感器51对生成的富氮空气的浓度进行测量。测量单元80包括分流管(测量用通路)81和测量用开关阀82，测量单元80构成为使在供给通路44中流动的富氮空气分流出一部分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的后述氧传感器盒51a连结。需要说明的是，在本实施方式中，分支管81被设置为：在单元壳36内从供给通路44分支出来，并且从单元壳的内部延伸到外部。
测量用开关阀82设置在分支管81的位于单元壳内部的部分上。测量用开关阀82由在打开状态和关闭状态之间切换的电磁阀构成，该电磁阀在该打开状态下允许富氮空气在分支管81内流动，在该关闭状态下阻断富氮空气在分支管81内流动。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仅在执行后述的供气测量动作之际切换为打开状态，在其它模式下则切换为关闭状态，详情后述。
[排气部]
－排气部的结构－
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；与排气通路46a连接的排气阀46b；以及设在排气通路46a的流入端部(箱内侧端部)上的膜滤器46c。排气通路46a设置为贯穿壳体12而使壳体12的内部和外部连通。排气阀46b设置在排气通路46a上的位于箱内侧的部分上，排气阀46b由在打开状态和关闭状态之间切换的电磁阀构成，该电磁阀在该打开状态下允许空气在排气通路46a中流动，在该关闭状态下阻断空气在排气通路46a中流动。排气阀46b的开闭动作由控制部55控制。
－排气部的运转动作－
在箱内风扇26进行旋转的期间内，通过由控制部55将排气阀46b打开，从而进行将与箱内连通的箱内收纳空间S2中的空气(箱内空气)排向箱外的排气动作。
具体而言，箱内风扇26一旋转，吹出侧的二次空间S22的压力就会变得高于箱外空间的压力(大气压力)。由此，在排气阀46b为打开状态时，在排气通路46a的两端部之间产生的压力差(箱外空间与二次空间S22之间的压力差)的作用下，与箱内连通的箱内收纳空间S2中的空气(箱内空气)经由排气通路46a被排向箱外空间。
[传感器单元]
－传感器单元的结构－
如图2所示，传感器单元50设置在箱内收纳空间S2中位于箱内风扇26的吹出侧的二次空间S22内。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上的固定面相反一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。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。而且，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。
二氧化碳传感器52是非分光红外线式(non dispersive infrared，NDIR)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，并测量二氧化碳吸收具有固有波长的红外线的量，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的另一侧面连结。
固定板53在氧传感器51和二氧化碳传感器52安装到该固定板53上的状态下，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的吸入口附近敞口。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。
－浓度测量动作－
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进行旋转的期间内，一次空间S21的压力低于二次空间S22的压力，由此在其压力差的作用下，箱内空气就在连接有氧传感器51和二氧化碳传感器52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，箱内空气依次通过氧传感器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。
[控制部]
控制部55构成为执行将集装箱11内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的检测结果来控制供气装置30和排气部46的动作，以便集装箱11内的箱内空气的组成(氧浓度和二氧化碳浓度)成为希望的组成(例如，氧浓度3％、二氧化碳浓度5％)。
[空气流入口单元]
如图1、图6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(冷凝器22下方的左端)，另一方面，在从正面观看箱外收纳空间S1的状态下空气流入口单元75布置在与电子元器件箱17相邻的左侧。构成所述箱外空气通路41的空气管85的一端连接到单元壳36内的气泵31上，空气管85的另一端连接到空气流入口单元75上，其中，该箱外空气通路41用来抽取空气。
图7～图12是从各方向看到的空气流入口单元75的外观图。空气流入口单元75包括：用来将所述膜滤器76固定在集装箱用制冷装置10的壳体12上的安装板77；固定在安装板77的上端部分上并且安装有多个膜滤器76的空气盒78；以及从上方覆盖住膜滤器76的滤器罩79。所述空气管85的另一端安装在设于空气盒78的下表面上的接头85a上。
在安装板77的右侧缘部上的比上下方向上中部稍微靠下方的位置处形成有凹部77a。该凹部77a是用于容纳拉手17a的凹部，该拉手17a用来打开、关闭电子元器件箱17的门。所述空气盒78固定在安装板77的背面上的、所述凹部77a的上方处。
就空气盒78而言，当从正面观看安装板77时的上表面、背面和左侧面上安装有具有透气性和防水性的所述膜滤器76。膜滤器76具有形成有外螺纹的膜滤器主体和与外螺纹相拧合的未图示的螺母(内螺纹)，并且所述膜滤器76利用外螺纹和内螺纹紧固在空气盒的上表面、背面、左侧面的板上。空气盒78通过将螺母78b拧紧到设在空气盒78上的螺钉78a上，而固定在安装板77上。
膜滤器的滤器本身具有防水性，但为了防止水从该滤器的外周部分浸入，还设置有所述滤器罩79。滤器罩是弯曲部件，当从侧面观看时呈“U”字形。此外，在滤器罩的背面侧形成有供空气盒的背面的膜滤器插入的孔79a。该滤器罩79用螺钉安装在安装板77上。
如上所述，在本实施方式中，空气通过布置在冷凝器22上方处的膜滤器76后，被供向供气装置30的气泵。
－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内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根据未图示的温度传感器的检测结果来控制压缩机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引入箱内收纳空间S2内的集装箱11中的箱内空气在通过蒸发器24时被在该蒸发器24的内部中流动的制冷剂冷却。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再次被吹向集装箱11的箱内。由此，集装箱11内的箱内空气被冷却。
<供气装置的基本运转动作>
在气体供给装置30中，通过每隔规定时间(例如14.5秒)就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(参照图4)，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(参照图5)。此外，在本实施方式中，在第一动作与第二动作之间分别进行第一吸附筒34和第二吸附筒35都被加压的均压动作(未图示)规定时间(例如1.5秒)。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，而进行各动作之间的切换。
〔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进入第一连接状态，在该第一连接状态下：第一吸附筒34与第一泵机构31a的喷出口连通且第一吸附筒34与第二泵机构31b的吸入口之间断开，并且第二吸附筒35与第二泵机构31b的吸入口连通且第二吸附筒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成分被第一吸附筒34中的吸附剂吸附。如上所述，在第一动作中，加压后的箱外空气从所述第一泵机构31a供向第一吸附筒34，该箱外空气中的氮成分被吸附剂吸附，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中抽取空气。这时，吸附在第二吸附筒35内的吸附剂中的氮成分与空气一起被第二泵机构31b抽取而从吸附剂解吸出来。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成分解吸出来，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中被解吸出来的氮成分，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，被喷向供给通路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切换为图5中示出的第二状态。由此，空气回路3进入第二连接状态，在该第二连接状态下：第一吸附筒34与第二泵机构31b的吸入口连通且第一吸附筒34与第一泵机构31a的喷出口之间断开，并且第二吸附筒35与第一泵机构31a的喷出口连通且第二吸附筒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成分被第二吸附筒35中的吸附剂吸附。如上所述，在第二动作中，加压后的箱外空气从所述第一泵机构31a供向第二吸附筒35，该箱外空气中的氮成分被吸附剂吸附，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中抽取空气。这时，吸附在第一吸附筒34内的吸附剂中的氮成分与空气一起被第二泵机构31b抽取而从吸附剂解吸出来。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成分解吸出来，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中被解吸出来的氮成分，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，被喷向供给通路44。
如上所述，在第一动作中，在第一吸附筒34内由第一泵机构31a加压而进行吸附动作，在第二吸附筒35内由第二泵机构31b减压而进行解吸动作。另一方面，在第二动作下，在第二吸附筒35内由第一泵机构31a加压而进行吸附动作，在第一吸附筒34内由第二泵机构31b减压而进行解吸动作。由此，如果从第一动作不经上述均压动作切换为第二动作，或者从第二动作不经上述均压动作切换为第一动作，则在切换刚结束时，切换以前正在进行解吸动作的吸附筒内的压力极低，因此，为了提高该吸附筒内的压力会很花时间，不能立即进行吸附动作。
于是，在本实施方式中，在将第一动作切换为第二动作之际，以及在将第二动作切换为第一动作之际，将空气回路切换为第三连接状态，从而经由第一方向控制阀32及第二方向控制阀33使第一吸附筒34与第二吸附筒35连通。由此，第一吸附筒34和第二吸附筒35的彼此的内部压力迅速地变成相等的压力(变成彼此的内部压力的中间的压力)。通过上述的均压动作，从而在切换以前由第二泵机构31b减压而正在进行解吸动作的吸附筒内的压力会迅速地上升，因此当与第一泵机构31a连接后，会迅速地进行吸附动作。
如上所述，在供气装置30中，交替地反复进行经均压动作在第一动作与第二动作之间的切换，从而在空气回路3中生成富氮空气和富氧空气。
－实施方式的效果－
根据本实施方式，通过将安装有膜滤器76的空气流入口单元75布置在箱内空气调节装置60的单元壳36上方的位置处，从而做到即使是在海上，海水也难以溅到空气流入口单元75上，由此，水难以从空气流入口单元75浸入箱内空气调节装置60的单元壳36内部。因此，能够抑制因水分浸入单元壳36内而引起的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。
特别是，由于将空气流入口单元75布置在冷凝器22上方的空间内，因而海水溅到空气流入口单元75上的可能性会更小。此外，因为所述冷凝器22上方的空间是空气通过该冷凝器22后到达的吹出侧空间且是高温的空气吹到的空间，所以即使海水溅到空气流入口单元75上，海水也容易蒸发。因此，水更难以浸入箱内空气调节装置60的单元壳36内部，能够进一步可靠地抑制单元壳36内的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。
由于设置了覆盖膜滤器76的滤器罩79，因而海水更加难以溅到膜滤器76上，所以能够进一步可靠地抑制单元壳36内的电气部件的不良情况、金属部件的腐蚀。还能够有效利用电子元器件箱17旁边的空间而将空气流入口单元75的空气盒78设置在该空间内，其中，该电子元器件箱17布置在冷凝器22上方的空间内。
(其它实施方式)
上述实施方式也可以采用如下结构。
例如，在上述实施方式中，将设有膜滤器的空气流入口单元75布置在与电子元器件箱17相邻的位置处，不过，只要将空气流入口单元75布置在箱内空气调节装置60的单元壳36的上方处，就可以根据集装箱用制冷装置10的具体结构而改变空气流入口单元75的布置位置。
此外，在上述实施方式中，由安装板77、空气盒78和滤器罩79构成设有膜滤器76的空气流入口单元75，不过，也可以根据集装箱用制冷装置10的具体结构和设备布置情况而适当地改变空气流入口单元75的结构。
需要说明的是，以上实施方式是本质上优选的示例，并没有对本发明、其应用对象、或其用途的范围加以限制的意图。
－产业实用性－
综上所述，本发明对包括箱内空气调节装置的集装箱用制冷装置很有用，该箱内空气调节装置用于将氮混合气体等混合气体供向集装箱的箱内。
－符号说明－
10 集装箱用制冷装置
11 集装箱
17 电子元器件箱
22 冷凝器
31 气泵
36 单元壳
60 箱内空气调节装置
75 空气流入口单元
76 膜滤器
78 空气盒
79 滤器罩
85 空气管
S1 箱外收纳空间

Claims (5)

1.一种集装箱用制冷装置，其包括将混合气体供向集装箱(11)箱内的箱内空气调节装置(60)，
所述集装箱用制冷装置的特征在于：
气泵(31)设置在所述箱内空气调节装置(60)的单元壳(36)内部，供空气流入所述气泵(31)的空气流入口形成在与该单元壳(36)独立的部件即空气流入口单元(75)上，所述气泵(31)与所述空气流入口单元(75)经由空气管(85)相连接，
在所述空气流入口单元(75)上设置有具有透气性和防水性的膜滤器(76)，该空气流入口单元(75)布置在所述箱内空气调节装置(60)的所述单元壳(36)的上方处。
2.根据权利要求1所述的集装箱用制冷装置，其特征在于：
所述箱内空气调节装置(60)的所述单元壳(36)布置在箱外收纳空间(S1)中冷凝器(22)下方的空间内，
设有所述膜滤器(76)的所述空气流入口单元(75)布置在该冷凝器(22)上方的空间内。
3.根据权利要求2所述的集装箱用制冷装置，其特征在于：
设有所述空气流入口单元(75)的所述冷凝器(22)上方的空间是空气通过该冷凝器(22)后到达的吹出侧空间。
4.根据权利要求3所述的集装箱用制冷装置，其特征在于：
所述空气流入口单元(75)包括安装有所述膜滤器(76)的空气盒(78)以及从上方覆盖住所述膜滤器(76)的滤器罩(79)。
5.根据权利要求4所述的集装箱用制冷装置，其特征在于：
所述空气流入口单元(75)的所述空气盒(78)布置在电子元器件箱(17)的旁边，其中，所述电子元器件箱(17)布置在所述冷凝器(22)上方的空间内。
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