CN111094883A - 气体供给装置、箱内空气调节装置及集装箱用制冷装置 - Google Patents

Abstract

在气体供给装置(30)设有加热部(93)，该加热部(93)对朝设置于过滤器单元(75)的过滤器(76)流入的气体进行加热。

Description

气体供给装置、箱内空气调节装置及集装箱用制冷装置

技术领域

本公开涉及一种气体供给装置、箱内空气调节装置以及集装箱用制冷装置。其中，所述气体供给装置在向对象空间供给气体的气体通路中包括过滤器单元和空气泵，所述箱内空气调节装置向对象空间供给在气体供给装置中生成的氮浓度较高且氧浓度较低的混合气体，所述集装箱用制冷装置包括箱内空气调节装置。

背景技术

迄今为止，为了对海运等所使用的集装箱内的空气进行冷却，而使用了一种集装箱用制冷装置，其包括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，例如装载有香蕉、鳄梨等植物。植物在收获后也会进行呼吸，吸收空气中的氧并释放二氧化碳。当植物进行呼吸时，植物中储存的养分和水分会减少，新鲜度下降。因此，集装箱箱内的氧浓度优选低至不会引起呼吸障碍的程度。

于是，专利文献1公开了一种箱内空气调节装置，用受压就会吸附空气中的氮成分的吸附剂，来生成氮浓度比空气高且氧浓度比空气低的富氮空气(混合气体)，并向集装箱的箱内供给该富氮空气，由此使箱内空气的氧浓度降低，减少植物的呼吸量，使植物容易维持新鲜度。在该箱内空气调节装置中，在进行利用空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，进行利用空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。

箱内空气调节装置的构成部件收纳在密闭构造的单元壳体内，构成为一个单元的箱内空气调节装置安装在集装箱用制冷装置的箱外空间中。设在空气进入口处的过滤器单元与所述箱内空气调节装置分开独立设置，并通过空气软管与该箱内空气调节装置相连。在过滤器单元中设有过滤器，过滤器由金属板制成的盖子覆盖，以免过滤器直接沾上水。

专利文献1：日本公开专利公报特开2017-044445号公报

发明内容

－发明所要解决的技术问题－

在如所述箱内空气调节装置那样在有可能受到盐害的条件下所使用的装置中，海盐颗粒会附着在过滤器上，因而若湿度较高，就会因潮解现象在过滤器上形成水膜。其结果是，可以想到：过滤器的通气阻力或压力损失变大，在运转过程中成为空气难以通过过滤器的状态。然而，在该现有技术下，无法预防由于在运转过程中成为空气难以通过过滤器的状态而导致压力损失上升的这一情况。

上述问题不仅会在设置于海上集装箱的集装箱用制冷装置的箱内空气调节装置中产生，在下述气体供给装置中也有可能产生该问题，就该气体供给装置而言，为了经由过滤器向设置在沿岸的仓库等送入空气等气体而具有泵、阀等需要具备耐盐性的部件。

本公开的目的在于：能够预防气体供给装置的过滤器的压力损失因潮解变大而导致空气难以通过过滤器的情况出现。

－用以解决技术问题的技术方案－

本公开的第一方面以一种气体供给装置为前提，所述气体供给装置包括向对象空间供给气体的气体通路40、设在该气体通路40的流入口处的过滤器单元75以及设在该气体通路40的中途的空气泵31。

而且，该气体供给装置的特征在于：该气体供给装置具有加热部93，该加热部93对朝设置于所述过滤器单元75的过滤器76流入的气体进行加热。

在第一方面中，通过加热过滤器76，而能抑制产生潮解现象，因而能够预防在运转过程中气体难以通过过滤器76的情况出现。

第二方面在第一方面的基础上，其特征在于：还具有盐量检测部91和湿度检测部92，所述盐量检测部91对设置于所述过滤器单元75的过滤器76所附着的盐量进行检测，所述湿度检测部92对从所述流入口向气体通路40流入的气体的相对湿度进行检测。

第三方面在第二方面的基础上，其特征在于：所述加热部93构成为在所述盐量检测部91检测到的盐量在盐分基准量以上且所述湿度检测部92检测到的气体的相对湿度在湿度基准值以上的情况下，对朝所述过滤器76流入的气体进行加热。

在第二、第三方面中，在盐量检测部91检测到的盐量在盐分基准量以上且湿度检测部92检测到的气体的相对湿度在湿度基准值以上的情况下，由加热部93对朝所述过滤器76流入的气体进行加热。因此，即使湿度较高而达到产生潮解的条件，也能抑制潮解现象产生，因而能够预防在运转过程中气体难以通过过滤器76的情况出现。

需要说明的是，所述盐分基准量、湿度基准值可以设定成在检测到这些值的时刻会立即产生潮解现象的值，也可以设定成略低一些的值，即也可以设定成能够预测到在湿度上升而产生潮解现象后压力损失会变大的值。若设定成较低的值，则在产生潮解现象前就会预先对朝过滤器76流入的气体进行加热。

第四方面以一种箱内空气调节装置为前提，所述箱内空气调节装置包括气体供给装置30和混合气体生成部38，所述混合气体生成部38利用通过该气体供给装置30的过滤器单元75进入的空气生成氮浓度比该空气高且氧浓度比该空气低的混合气体。

而且，该箱内空气调节装置的特征在于：所述气体供给装置30为第一到第三方面中任一方面的气体供给装置30，所述箱内空气调节装置构成为利用所述空气泵31将在所述混合气体生成部38中生成的气体供向对象空间。

在该第四方面中，在箱内空气调节装置中，即使湿度较高而达到产生潮解的条件，也能抑制潮解现象产生，从而能够预防在运转过程中空气难以通过过滤器76的情况出现。

第五方面以一种集装箱用制冷装置为前提，所述集装箱用制冷装置包括安装于集装箱11上的壳体12、安装在该壳体12中的制冷剂回路20的构成部件、以及安装在该壳体12中的箱内空气调节装置60，所述集装箱用制冷装置构成为：对所述集装箱11的箱内空间进行冷却，并利用所述箱内空气调节装置向所述集装箱11的箱内空间供给混合气体。

而且，该集装箱用制冷装置的特征在于：所述箱内空气调节装置60由第四方面的箱内空气调节装置60构成。

在第五方面中，就集装箱用制冷装置而言，即使湿度较高而达到产生潮解的条件，也能抑制潮解现象产生，从而能够预防在运转过程中空气难以通过过滤器76的情况出现。

第六方面在第五方面的基础上，其特征在于：所述加热部93构成为利用通过冷凝器22后的空气对所述气体进行加热，其中，所述冷凝器22设置在所述制冷剂回路20中。

在第六方面中，利用通过所述冷凝器22后的空气对朝过滤器76流入的气体进行加热，从而即使湿度较高而达到产生潮解的条件，也能抑制潮解现象产生。而且，能够预防在运转过程中气体难以通过过滤器76的情况出现。

－发明的效果－

根据第一方面，因为利用加热部93对朝过滤器76流入的气体进行加热，所以水分被从过滤器76中释放出来，而能抑制潮解现象产生。因此，根据第一方面，能够预防在运转过程中空气难以通过过滤器76的情况出现。

根据第二、第三方面，在盐量检测部91检测到的盐量在盐分基准量以上且湿度检测部92检测到的气体的相对湿度在湿度基准值以上的情况下，由加热部93对朝所述过滤器76流入的气体进行加热。因此，当湿度较高而达到产生潮解的条件时，水分就被从过滤器76中释放出来，而能抑制潮解现象产生。也就是说，根据第二、第三方面，能够预防在运转过程中空气难以通过过滤器76的情况出现，若预先将盐分基准量、湿度基准值设定成较低的值，则当湿度上升后预测出要产生潮解现象时，就能够通过加热所述气体来预防压力损失上升。

根据上述第四方面，在箱内空气调节装置60中，能够预防在运转过程中空气难以通过过滤器76的情况出现。

根据上述第五方面，在集装箱用制冷装置中，能够预防在运转过程中空气难以通过过滤器76的情况出现。

根据上述第六方面，通过由制冷剂回路20的冷凝器22对朝过滤器76流入的气体进行加热，从而以简单的结构就能够预防在运转过程中气体难以通过过滤器76的情况出现。

附图说明

图1是从箱外侧观察到的实施方式所涉及的集装箱用制冷装置的立体图。

图2是示出集装箱用制冷装置的简要结构的侧面剖视图。

图3是示出集装箱用制冷装置的制冷剂回路的结构的管道系统图。

图4是示出集装箱用制冷装置的CA装置的结构的管道系统图，并示出第一动作中的空气流动情况。

图5是示出集装箱用制冷装置的CA装置的结构的管道系统图，并示出第二动作中的空气流动情况。

图6是集装箱用制冷装置的主要部分的放大立体图。

图7是根据过去的数据示出过滤器表面的盐量与在该盐量下产生了潮解现象时压力损失增加率之间的关系的坐标图。

图8是根据过去的数据示出泵运转时间与过滤器表面的盐量之间的关系的坐标图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式进行详细的说明。本实施方式涉及一种设置有箱内空气调节装置的集装箱用制冷装置，该箱内空气调节装置包括本公开的气体供给装置。需要说明的是，以下对优选实施方式的说明在本质上仅为举例说明而已，并没有限制本公开、其应用对象或其用途的意图。

如图1和图2所示，集装箱用制冷装置10设置在海运等所使用的集装箱11上，并对该集装箱11的箱内空气进行冷却。植物15以装于盒中的状态被收纳在集装箱11的箱内空间(对象空间)S内。植物15会进行呼吸，吸收空气中的氧(O₂)并释放二氧化碳(CO₂)，该植物15例如为香蕉、鳄梨等蔬果、蔬菜、谷物、球根、鲜花等。

集装箱11形成为一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包括位于集装箱11的箱外侧的箱外壁12a和位于集装箱11的箱内侧的箱内壁12b。箱外壁12a和箱内壁12b例如由铝合金制成。

箱外壁12a安装在集装箱11的开口的周缘部，且封住集装箱11的开口端。箱外壁12a形成为其下部向集装箱11的箱内侧鼓起。

箱内壁12b与箱外壁12a相向而设。箱内壁12b对应着箱外壁12a的下部朝箱内侧鼓起。在箱内壁12b与箱外壁12a之间的空间中，设置有绝热材料12c。

如上所述，壳体12的下部形成为朝集装箱11的箱内侧鼓起。这样一来，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，沿宽度方向并排形成有用于维修的两个检修用开口14。两个检修用开口14分别由能自由打开、关闭的第一、第二检修门16A、16B封住。第一、第二检修门16A、16B均与壳体12相同，由箱外壁、箱内壁以及绝热材料构成。

如图2所示，在集装箱11的箱内布置有隔板18。该隔板18构成为近似矩形的板部件，并且以与壳体12的位于集装箱11的箱内侧的面相向的形态直立设置。由该隔板18划分出集装箱11的箱内空间S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的箱内空气通过吸入口18a进入箱内收纳空间S2。

在箱内收纳空间S2内，设有沿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上形成有供设置后述箱内风扇26的开口。分隔壁13将箱内收纳空间S2划分成位于箱内风扇26的吸入侧的1次空间S21和位于箱内风扇26的吹出侧的2次空间S22。需要说明的是，在本实施方式中，箱内收纳空间S2由分隔壁13上下隔开，在上侧形成有位于吸入侧的1次空间S21，在下侧形成有位于吹出侧的2次空间S22。

在集装箱11内设有地板19，在地板19与集装箱11的底面之间存在间隙。已装入盒内的植物15被置于地板19上。在集装箱11内的底面与地板19之间，形成有地板下方流路19a。在隔板18的下端与集装箱11内的底面之间设有间隙，该间隙与地板下方流路19a连通。

在地板19上且位于集装箱11的靠里侧(在图2中为右侧)形成有吹出口18b，吹出口18b将由集装箱用制冷装置10冷却后的空气送往集装箱11的箱内空间S。

〈制冷剂回路等的结构和布置情况〉

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

在冷凝器22的附近设有箱外风扇25，箱外风扇25由箱外风扇电机25a驱动着旋转，将集装箱11的箱外空间中的空气(箱外空气)引入箱外收纳空间S1内并送往冷凝器22。在冷凝器22中，制冷剂与箱外空气之间进行热交换，其中，该制冷剂在压缩机21中被加压后在冷凝器22的内部流动，该箱外空气由箱外风扇25送至冷凝器22中。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的附近设有两台箱内风扇26，箱内风扇26由箱内风扇电机26a驱动着旋转，将集装箱11的箱内空气从吸入口18a引出并送往蒸发器24。在蒸发器24中，制冷剂与箱内空气之间进行热交换，其中，该制冷剂由膨胀阀23减压后在蒸发器24的内部流动，该箱内空气由箱内风扇26送至蒸发器24中。

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以及风扇罩27c。螺旋桨风扇27a与箱内风扇电机26a相连结，由箱内风扇电机26a驱动着绕旋转轴旋转并沿轴向送风。多个静叶片27b设在螺旋桨风扇27a的吹出侧并对从该螺旋桨风扇27a送出的旋转空气流进行整流。风扇罩27c由在内周面安装有多个静叶片27b的圆筒部件构成，并延伸至螺旋桨风扇27a的外周，将螺旋桨风扇27a的外周包围起来。

如图1所示，压缩机21和冷凝器22收纳在箱外收纳空间S1内。冷凝器22设在箱外收纳空间S1的上下方向上的中央部分，且将该箱外收纳空间S1划分为位于下侧的第一空间S11和位于上侧的第二空间S12。在第一空间S11内，设有所述压缩机21、收纳有驱动电路的变频器箱29、以及CA装置60的气体供给装置30，该驱动电路用于以速度可变的方式驱动该压缩机21。另一方面，在第二空间S12内设有箱外风扇25和电子元器件箱17。第一空间S11朝集装箱11的箱外空间开放，而第二空间S12与箱外空间之间由板状部件封住，仅箱外风扇25的吹出口朝箱外空间敞开。

另一方面，如图2所示，蒸发器24收纳在箱内收纳空间S2的2次空间S22内。在箱内收纳空间S2内的蒸发器24的上方位置，沿壳体12的宽度方向并排设有两台箱内风扇26。

〈CA装置〉

如图4所示，CA装置60包括气体供给装置30、排气部46、传感器单元50、控制部55以及过滤器单元75，且对集装箱11的箱内空气的氧浓度和二氧化碳浓度进行调节。需要说明的是，下述说明中所使用的“浓度”都指的是“体积浓度”。控制部55是用微型计算机、和存储用于使该微型计算机工作的软件的存储设备(具体为半导体存储器)构成的。控制部55控制CA装置60的各个器件。

[气体供给装置]

－气体供给装置的结构－

气体供给装置30是用于从过滤器单元75吸入空气(气体)并向对象空间S即集装箱11的箱内空间S供给富氮空气的装置。在本实施方式中，气体供给装置30是由利用真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Adsorption，VPSA)法的装置构成的。如图1所示，气体供给装置30布置在箱外收纳空间S1的左下角部。

如图4所示，气体供给装置30具有空气回路3和单元壳体36，在空气回路3中连接有空气泵31、第一方向控制阀32、第二方向控制阀33、设有吸附剂的第一吸附筒34及第二吸附筒35，该吸附剂用于吸附空气中的氮成分，在单元壳体36中收纳有该空气回路3的构成部件。如上所述，气体供给装置30通过将其构成部件收纳在单元壳体36的内部而构成为一个单元，并且气体供给装置30构成为能够后装到集装箱用制冷装置10上。

(空气泵)

空气泵31设在气体通路40的中途，气体通路40包括箱外空气通路41、喷出通路42、抽吸通路43以及供给通路44。在气体通路40的流入口处，设有后述过滤器单元75。

空气泵31设在单元壳体36内，并且具有第一泵机构(加压部)31a和第二泵机构(减压部)31b，第一泵机构31a和第二泵机构31b分别抽吸空气进行加压后喷出。第一泵机构31a和第二泵机构31b与电机31c的驱动轴相连，由电机31c驱动着旋转，由此分别抽吸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的一端相连，箱外空气通路41被设置为贯穿单元壳体36而使单元壳体36的内部和外部相连通。在箱外空气通路41的另一端，设有包括空气过滤器的过滤器单元75。箱外空气通路41由具有挠性的管构成。设有过滤器单元75的箱外空气通路41的另一端设置在箱外收纳空间S1的位于冷凝器22的上方的第二空间S12内，省略图示。根据上述构成方式，第一泵机构31a吸入箱外空气并加压，该箱外空气从单元壳体36外经由设在箱外空气通路41的另一端的过滤器单元75向单元壳体36内流入时水分被去除。另一方面，第一泵机构31a的喷出口与喷出通路42的一端相连。该喷出通路42的另一端在下游侧分支为两条通路且分别与第一方向控制阀32和第二方向控制阀33相连。

第二泵机构31b的吸入口与抽吸通路43的一端相连。该抽吸通路43的另一端在上游侧分支为两条通路且分别与第一方向控制阀32和第二方向控制阀33相连。另一方面，第二泵机构31b的喷出口与供给通路44的一端相连。供给通路44的另一端在2次空间S22内敞开口，该2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的另一端部设有止回阀65，止回阀65仅允许空气从一端朝向另一端流动，从而防止空气逆流。

需要说明的是，在本实施方式中，喷出通路42经由旁路通路47与抽吸通路43相连。旁路开关阀48设在旁路通路47上，其中，该旁路开关阀48的开关受到控制部55的控制。

空气泵31的第一泵机构31a和第二泵机构31b由不使用润滑油的无油泵构成。在空气泵31的一侧设有两台送风风扇49，送风风扇49用于通过朝空气泵31送风来对空气泵31进行冷却。

(混合气体生成部)

在本实施方式中，由以下的方向控制阀32、33和吸附筒34、35构成混合气体生成部38。

(方向控制阀)

第一方向控制阀32设置在空气回路3中的位于空气泵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中的位于空气泵31与第二吸附筒35之间的部分上。第一方向控制阀32和第二方向控制阀33用来将空气泵31与第一吸附筒34及第二吸附筒35的连接状态切换成后述三个连接状态(第一～第三连接状态)。该切换动作由控制部55进行控制。

具体而言，第一方向控制阀32与喷出通路42、抽吸通路43以及第一吸附筒34的一端部(加压时的流入口)相连，喷出通路42与第一泵机构31a的喷出口相连，抽吸通路43与第二泵机构31b的吸入口相连。该第一方向控制阀32在第一状态(图4所示的状态)与第二状态(图5所示的状态)之间切换。在第一状态下，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的吸入口断开。在第二状态下，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的喷出口断开。

第二方向控制阀33与喷出通路42、抽吸通路43以及第二吸附筒35的一端部相连，喷出通路42与第一泵机构31a的喷出口相连，抽吸通路43与第二泵机构31b的吸入口相连。该第二方向控制阀33在第一状态(图4所示的状态)和第二状态(图5所示的状态)之间切换。在第一状态下，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的喷出口断开。在第二状态下，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的吸入口断开。

如果将第一方向控制阀32和第二方向控制阀33都设为第一状态，则空气回路3被切换到第一连接状态，在第一连接状态下，第一泵机构31a的喷出口与第一吸附筒34相连且第二泵机构31b的吸入口与第二吸附筒35相连(参照图4)。在该状态下，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都设为第二状态，则空气回路3被切换到第二连接状态，在第二连接状态下，第一泵机构31a的喷出口与第二吸附筒35相连且第二泵机构31b的吸入口与第一吸附筒34相连(参照图5)。在该状态下，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设为第一状态，且将第二方向控制阀33设为第二状态，则空气回路3被切换到第三连接状态，在第三连接状态下，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)。在该状态下，第一吸附筒34和第二吸附筒35这两者都与第一泵机构31a的喷出口相连，利用第一泵机构31a向第一吸附筒34和第二吸附筒35这两者供给加压后的箱外空气。在该状态下，在第一吸附筒34和第二吸附筒35这两者中都进行吸附动作。

(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。填充在第一吸附筒34和第二吸附筒35中的吸附剂具有如下性质，即：在加压下会吸附氮成分，在减压下会使已吸附的氮成分解吸出来。

填充在第一吸附筒34和第二吸附筒35中的吸附剂例如由沸石构成，该沸石是具有微孔的多孔体，该微孔的孔径比氮分子的分子直径(3.0埃)小且比氧分子的分子直径(2.8埃)大。如果用具有这样的孔径的沸石构成吸附剂，就能够吸附空气中的氮成分。

在沸石的微孔内，由于具有阳离子而存在电场并产生极性，所以具有吸附水分子等极性分子的性质。因此，填充在第一吸附筒34和第二吸附筒35中的由沸石构成的吸附剂不仅会吸附空气中的氮，还会吸附空气中的水分(水蒸气)。吸附在吸附剂中的水分通过解吸动作与氮成分一起从吸附剂中解吸出来。因此，含有水分的富氮空气被供给到集装箱11的箱内空间S，从而能够提高箱内空间S的湿度。而且，因为吸附剂得到再生，所以能够实现吸附剂的长寿命化。

根据这样的构成，一旦加压后的箱外空气从空气泵31被供给到第一吸附筒34和第二吸附筒35而使得第一吸附筒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被吸附到吸附剂中。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内部的空气被空气泵31抽取出去而使得第一吸附筒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的一端分支为两条通路，分别与第一吸附筒34和第二吸附筒35的另一端部相连。氧排出通路45的另一端在气体供给装置30的外部即集装箱11的箱外敞开口。在氧排出通路45的与第一吸附筒34的另一端部相连的部分和与第二吸附筒35的另一端部相连的部分，分别设有止回阀61，止回阀61用于防止空气从氧排出通路45向第一吸附筒34和第二吸附筒35逆流。

在氧排出通路45的中途部，从一端向另一端依次设有止回阀62和孔板63。止回阀62防止富氮空气从后述排气用连接通路71向第一吸附筒34和第二吸附筒35侧逆流。在从第一吸附筒34和第二吸附筒35流出后的富氧空气被排向箱外之前由孔板63进行减压。

(供给排出切换机构)

在空气回路3中设有供给排出切换机构70，供给排出切换机构70用于对将已生成的富氮空气向集装箱11的箱内空间S供给的后述气体供给动作(参照图4和图5)和将已生成的富氮空气向箱外排出的气体排出动作(省略图示)进行切换。供给排出切换机构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相连，另一端与氧排出通路45相连。排气用连接通路71的另一端连接在氧排出通路45上的比孔板63靠近箱外侧的位置处。

排气用开关阀72设在排气用连接通路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的开关动作由控制部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，该电磁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的开关动作由控制部55控制。

(测量单元)

在空气回路3中设有测量单元80，测量单元80用于进行供气测量动作(省略图示)，用设在集装箱11的箱内空间S内的后述传感器单元50的氧传感器51测量已生成的富氮空气的浓度。测量单元80包括分支管(测量用通路)81和测量用开关阀82，且构成为使在供给通路44中流动的富氮空气的一部分分流并将其引入氧传感器51。

具体而言，分支管81的一端与供给通路44相连，另一端与氧传感器51的后述氧传感器箱51a相连结。需要说明的是，在本实施方式中，分支管81被设置成在单元壳体36内从供给通路44上分支出来，并从单元壳体的内部延伸到外部。

测量用开关阀82设在分支管81的位于单元壳体内部的部分上。测量用开关阀82由电磁阀构成，该电磁阀在允许分支管81中的富氮空气流动的打开状态与阻断分支管81中的富氮空气流动的关闭状态之间进行切换。测量用开关阀82的开关动作由控制部55控制。测量用开关阀82仅在执行后述供气测量动作时为打开状态，在其他模式下为关闭状态，详情见后述。

[排气部]

－排气部的结构－

如图2所示，排气部46具有排气通路46a、排气阀46b以及膜过滤器46c，排气通路46a连接箱内收纳空间S2与箱外空间，排气阀46b与排气通路46a相连，膜过滤器46c设在排气通路46a的流入端部(箱内侧端部)。排气通路46a设为贯穿壳体12而使壳体12的内部和外部连通。排气阀46b设在排气通路46a上的位于箱内侧的位置处，且由电磁阀构成，该电磁阀在允许排气通路46a中的空气流动的打开状态与阻断排气通路46a中的空气流动的关闭状态之间切换。排气阀46b的开关动作由控制部55控制。

－排气部的运转动作－

在箱内风扇26旋转的旋转过程中，利用控制部55打开排气阀46b，来进行排气动作，将与箱内空间S相连的箱内收纳空间S2中的空气(箱内空气)向箱外排出。

具体而言，如果箱内风扇26旋转，吹出侧的2次空间S22内的压力就会比箱外空间的压力(大气压)高。这样一来，当排气阀46b为打开状态时，利用排气通路46a的两个端部之间产生的压力差(箱外空间与2次空间S22之间的压力差)，将与箱内空间S相连的箱内收纳空间S2中的空气(箱内空气)通过排气通路46a向箱外空间排出。

[传感器单元]

－传感器单元的结构－

如图2所示，传感器单元50设在箱内收纳空间S2中位于箱内风扇26的吹出侧的2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、膜过滤器54、连接管56以及排气管57。

氧传感器51具有氧传感器箱51a，在该氧传感器箱51a的内部收纳有原电池式传感器。氧传感器51通过测量原电池式传感器的电解液中流动的电流值，来测量氧传感器箱51a内的气体中的氧浓度。氧传感器箱51a的外表面固定在固定板53上。在氧传感器箱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过滤器54。连接管56的一端经由连接器与氧传感器箱51a的一个侧面相连。而且，测量单元80的分支管81经由连接器(管接头)与氧传感器箱51a的下表面相连。

二氧化碳传感器52具有二氧化碳传感器箱52a，该二氧化碳传感器52是非分光红外线式(non dispersive infrared，NDIR)传感器，其通过对二氧化碳传感器箱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箱52a的一个侧面相连。排气管57的一端经由连接器与二氧化碳传感器箱52a的另一个侧面相连。

固定板53在安装有氧传感器51和二氧化碳传感器52的状态下，被固定在壳体12上。

如上所述，连接管56与氧传感器箱51a的侧面和二氧化碳传感器箱52a的侧面相连结，从而使氧传感器箱51a的内部空间与二氧化碳传感器箱52a的内部空间连通。

如上所述，排气管57的一端与二氧化碳传感器箱52a的另一个侧面相连结，另一端在箱内风扇26的吸入口附近敞开口。也就是说，排气管57使二氧化碳传感器箱52a的内部空间与箱内收纳空间S2的1次空间S21连通。

－浓度测量动作－

箱内收纳空间S2的2次空间S22与1次空间S21经由空气通路58连通，该空气通路由膜过滤器54、氧传感器箱51a的内部空间、连接管56、二氧化碳传感器箱52a的内部空间以及排气管57形成。因此，在箱内风扇26的运转过程中，1次空间S21的压力比2次空间S22的压力低。利用该压力差，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，箱内空气从2次空间S22侧向1次空间S21侧流动。这样一来，箱内空气就依次通过氧传感器51和二氧化碳传感器52，并在氧传感器51中测量箱内空气的氧浓度，在二氧化碳传感器52中测量箱内空气的二氧化碳浓度。

[控制部]

控制部55构成为执行浓度调节运转，将集装箱11的箱内空气的氧浓度和二氧化碳浓度调节到所期望的浓度。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，对气体供给装置30和排气部46的动作进行控制，以使集装箱11的箱内空气的成分比例(氧浓度和二氧化碳浓度)达到所期望的成分比例(例如，氧浓度为3％，二氧化碳浓度为5％)。

[过滤器单元]

如图1、图6所示，气体供给装置30布置在箱外收纳空间S1的左下角部(冷凝器22的下方的左端)，相对于此，当从正面观察箱外收纳空间S1时，为了让空气进入气体供给装置30而设置的过滤器单元75布置在电子元器件箱17的左侧。具体而言，过滤器单元75布置在壳体12的箱外收纳空间S1的左侧的内表面上。单元壳体36内的空气泵31与构成用于抽吸空气的所述箱外空气通路41的空气管85的一端相连，空气管85的另一端与过滤器单元75相连。在过滤器单元中，空心的过滤器箱的除了空气管连接面之外的多个面(三至四个面)构成为吸入空气的空气吸入口，并在各个空气吸入口处安装有空气过滤器76。空气过滤器76由具有透气性和防水性的膜过滤器构成。

[抑制过滤器的压力损失]

本实施方式的气体供给装置30具有加热部93(参照图4、图5)，该加热部93对朝设置于所述过滤器单元75的过滤器76流入的气体进行加热。并且，气体供给装置30具有盐量检测部91(参照图6)和湿度检测部92，其中，盐量检测部91检测附着于所述空气过滤器76的盐量，湿度检测部92检测从所述流入口向气体通路40流入的气体的湿度。

所述控制部55包括压力损失比较部55b和加热控制部55c，其中，当所述湿度检测部检测到的湿度检测值超过产生潮解基准湿度时，压力损失比较部55b就对压力损失实测值和所述压力损失基准值进行比较，在所述盐量检测部91检测到的盐量在盐分基准量以上且所述湿度检测部92检测到的气体的相对湿度在湿度基准值以上的情况下，加热控制部55c就利用加热部93对朝所述空气过滤器76流入的气体进行加热。

所述控制部55包括压力损失预测部55a，该压力损失预测部55a根据所述盐量检测部91检测到的盐量和所述湿度检测部92检测到的气体的湿度来预测产生潮解现象时的所述过滤器的压力损失。而且，所述压力损失比较部55b构成为：不仅能够进行压力损失实测值和所述压力损失基准值的比较，还能够在所述湿度检测部92检测到的湿度小于产生潮解基准湿度时，对所述压力损失预测部55a的压力损失预测值和预先决定好的压力损失基准值进行比较。

所述加热部93构成为：在所述加热控制部55c的控制下，利用已通过冷凝器22后的空气对朝所述气体通路40流入的气体进行加热，其中，冷凝器22设置在所述制冷剂回路20中。

当使用ACM(Atmospheric Corrosion Monitor；大气腐蚀监测仪)传感器时，所述盐量检测部91能够利用该传感器直接测量盐量。该湿度检测部92布置在过滤器单元75的附近，以便测量空气过滤器76周围的空气的湿度。

需要说明的是，本实施方式在附着于空气过滤器76的盐分因产生潮解现象而影响压力损失的情况下，对朝空气过滤器76流入的气体进行加热，并且根据实际的盐量和湿度来进行控制即可。也就是说，在本实施方式中，并不是一定要设置压力损失预测部55a且根据预测值进行控制，只要至少能够根据实测值来进行控制即可。

－压力损失的增加和对气体的加热－

通常，在箱外空气的湿度超过75％的状况下，就会在空气过滤器76产生潮解现象。因此，在本实施方式中进行下述控制，即：根据空气过滤器76的盐量和箱外空气的湿度，来由加热部93对朝所述空气过滤器76流入的气体进行加热。具体而言，在盐量检测部91检测到的盐量在盐分基准量以上且所述湿度检测部92检测到的气体的相对湿度在湿度基准值(75％)以上的情况下，利用加热部93对朝所述空气过滤器76流入的气体进行加热。

上述控制是使用压力损失的实测值来进行控制的示例，而使用预测值的控制是按照下述方式进行的。首先，图7是根据过去的数据示出过滤器表面的盐量与在该盐量下产生了潮解现象时压力损失增加率之间的关系的坐标图，图8是根据过去的数据示出泵运转时间与过滤器表面的盐量之间的关系的坐标图。在此，如上所述，潮解现象一般在相对湿度约为75％时产生，若湿度上升则压力损失就会变大。

所述压力损失预测部55a利用设置在气体通路40中的压力传感器(未图示)来测量空气泵31的吸入压力，当此时箱外空气湿度例如在75％以下时，根据图7的坐标图由过去的数据预测在高湿度(例如90％)下产生潮解现象时的压力损失增加率，并且预测在运转过程中是否超过预先决定好的阈值(压力损失基准值)。而且，当压力损失预测值超过压力损失基准值时，加热控制部55c就利用加热部93对朝空气过滤器76流入的气体(箱外空气)进行加热。

在此，如图8所示，若运转时间增长，则过滤器表面的盐量就会增加。并且，如图7所示，若过滤器表面的盐量增加，则产生潮解现象后的压力损失就会增大。例如，在图7中，当盐量超过0.05g/m²时，压力损失大约增加至2倍(约100％)。因此，在通常湿度下当吸入压力为－49KPa时才对气体进行加热，而在本实施方式中，由于在吸入压力为－24.5KPa下就会对朝空气过滤器76流入的气体(箱外空气)进行加热，因而能够事前避免当湿度变高时在空气过滤器76中产生潮解而导致压力损失增加的情况出现。需要说明的是，所述吸入压力的值仅是一个示例。

－运转动作－

〈制冷剂回路的运转动作〉

在本实施方式中，在图3所示的单元控制部100的控制下执行冷却运转，来对集装箱11的箱内空气进行冷却。

在冷却运转中，单元控制部100根据未图示的温度传感器的测量结果对压缩机21、膨胀阀23、箱外风扇25以及箱内风扇26的工作进行控制，以使箱内空气的温度达到所期望的目标温度。此时，在制冷剂回路20中，通过使制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环。集装箱11的箱内空气由箱内风扇26引入箱内收纳空间S2后，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中被冷却后的箱内空气通过地板下方流路19a从吹出口18b再次被送往集装箱11的箱内空间S。这样一来，集装箱11的箱内空气就会得到冷却。

〈气体供给装置的基本运转动作〉

在气体供给装置30中，通过以规定的时间(例如，14.5秒)反复交替进行第一动作(参照图4)和第二动作(参照图5)，来生成富氮空气和富氧空气。其中，在第一动作中，第一吸附筒34被加压的同时第二吸附筒35被减压，在第二动作中，第一吸附筒34被减压的同时第二吸附筒35被加压。此外，在本实施方式中，在第一动作与第二动作之间分别以规定时间(例如1.5秒)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)。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来进行各动作的切换。

(第一动作)

在第一动作中，由控制部55将第一方向控制阀32和第二方向控制阀33都切换为图4所示的第一状态。这样一来，空气回路3成为第一连接状态，在第一连接状态下，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的喷出口断开。

第一泵机构31a向第一吸附筒34供给加压后的箱外空气。流入第一吸附筒34后的空气中含有的氮成分被第一吸附筒34的吸附剂吸附。这样一来，在第一动作中，在第一吸附筒34中，从所述第一泵机构31a供给加压后的箱外空气且该箱外空气中的氮成分被吸附剂吸附，由此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中抽吸空气。此时，吸附在第二吸附筒35的吸附剂中的氮成分与空气一起被第二泵机构31b抽吸而从吸附剂中解吸出来。这样一来，在第一动作中，在第二吸附筒35中，由第二泵机构31b抽吸内部的空气而使吸附在吸附剂中的氮成分解吸出来，由此生成氮浓度比箱外空气高且氧浓度比箱外空气低的富氮空气，该富氮空气含有从吸附剂中解吸出来的氮成分。富氮空气被吸入第二泵机构31b后加压，然后被喷向供给通路44。

(第二动作)

在第二动作中，由控制部55将第一方向控制阀32和第二方向控制阀33都切换为图5所示的第二状态。这样一来，空气回路3成为第二连接状态，在第二连接状态下，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的吸入口断开。

第一泵机构31a向第二吸附筒35供给加压后的箱外空气。流入第二吸附筒35后的空气中所含有的氮成分被第二吸附筒35的吸附剂吸附。这样一来，在第二动作中，在第二吸附筒35中，从所述第一泵机构31a供给加压后的箱外空气且该箱外空气中的氮成分被吸附剂吸附，由此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中抽吸空气。此时，吸附在第一吸附筒34的吸附剂中的氮成分与空气一起被第二泵机构31b抽吸而从吸附剂中解吸出来。这样一来，在第二动作中，在第一吸附筒34中，由第二泵机构31b抽吸内部的空气而使吸附在吸附剂中的氮成分解吸出来，由此生成氮浓度比箱外空气高且氧浓度比箱外空气低的富氮空气，该富氮空气含有从吸附剂中解吸出来的氮成分。富氮空气被吸入第二泵机构31b后加压，然后被喷向供给通路44。

如上所述，在第一动作中，在第一吸附筒34中由第一泵机构31a加压而进行吸附动作，在第二吸附筒35中由第二泵机构31b减压而进行解吸动作。另一方面，在第二动作中，在第二吸附筒35中由第一泵机构31a加压而进行吸附动作，在第一吸附筒34中由第二泵机构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就切换为第二动作，或者从第二动作不经上述均压动作就切换为第一动作，则在切换刚结束时，由于在切换前进行解吸动作的吸附筒内的压力极低，因此就要花费时间来提高该吸附筒内的压力，而不能立即进行吸附动作。

于是，在本实施方式中，当从第一动作向第二动作切换时和从第二动作向第一动作切换时，就会将空气回路3切换为第三连接状态，而经由第一方向控制阀32和第二方向控制阀33使第一吸附筒34与第二吸附筒35连通。这样一来，第一吸附筒34和第二吸附筒35彼此的内部压力就会迅速地变为相等的压力(变为彼此的内部压力的中间压力)。通过这样的均压动作，切换前由第二泵机构31b减压而进行解吸动作的吸附筒内的压力会迅速上升，因此与第一泵机构31a连接后，会迅速地进行吸附动作。

如上所述，在气体供给装置30中，在第一动作与第二动作之间进行均压动作，同时交替地反复进行该第一动作和该第二动作，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，当盐量检测部91检测到的盐量在盐分基准量以上且湿度检测部92检测到的气体的相对湿度在湿度基准值以上的情况下，利用加热部93对朝所述过滤器76流入的气体进行加热。因此，在湿度较高而达到产生潮解的条件时，水分被从过滤器76中释放出来，而能够抑制潮解现象产生。也就是说，根据本实施方式，能够预防在运转过程中空气难以通过过滤器76的情况出现。

并且，根据上述实施方式，通过由制冷剂回路20中的冷凝器22对朝过滤器76流入的气体进行加热，从而以简单的结构就能够预防在运转过程中气体难以通过过滤器76的情况出现。

(其他实施方式)

上述实施方式还可以采用以下构成。

例如，在上述实施方式中，气体供给装置30是用于从过滤器单元75吸入空气，并向对象空间S即集装箱11的箱内空间S供给富氮空气的装置，但对象空间S也可以不是集装箱11的箱内空间S，供给的气体也可以不是富氮空气。例如，也可以是向沿岸地区的保管库的库内供给气体的装置。

在上述实施方式中，在盐量检测部91中使用了ACM传感器，不过也可以根据图8的坐标图来求出盐分附着量，或者也可以使用泵运转时间和盐分附着量的换算公式来求出盐量(当航线大致相同时有效)。

作为所述湿度检测部，除了可以利用设置在过滤器周围的湿度传感器以外，还可以利用集装箱11的箱内传感器。具体而言，也可以在利用箱内空气调节装置60将箱外空气向箱内填充时，将空气引入箱内空气调节装置60的湿度传感器来测量箱外的湿度，或者也可以打开集装箱11的换气口来吸入箱外的空气，并在此时测量湿度。

所述加热部93也可以总是对朝过滤器76流入的气体进行加热。在该情况下，也由于朝过滤器76流入的气体被加热部93加热，因而能抑制潮解现象产生。并且，若总是由加热部93对朝过滤器76流入的气体进行加热，则会向过滤器76供给低湿度的空气，因而能够抑制水分附着在过滤器76上，从而能够抑制气体难以通过过滤器76的情况出现。

－产业实用性－

综上所述，本公开对气体供给装置、箱内空气调节装置以及集装箱用制冷装置很有用。其中，该气体供给装置包括向对象空间供给气体的气体通路、设在气体通路的流入口处的过滤器单元以及设在气体通路的中途的空气泵，该箱内空气调节装置向对象空间供给氧含量较少而氮含量较多的混合气体，该集装箱用制冷装置包括该箱内空气调节装置。

－符号说明－

10 集装箱用制冷装置

11 集装箱

12 壳体

20 制冷剂回路

22 冷凝器

30 气体供给装置

31 空气泵

38 混合气体生成部

40 气体通路

60 箱内空气调节装置

75 过滤器单元

76 过滤器(空气过滤器)

91 盐量检测部

92 湿度检测部

93 加热部

Claims (6)

1.一种气体供给装置，所述气体供给装置包括向对象空间供给气体的气体通路(40)、设置在该气体通路(40)的流入口处的过滤器单元(75)、以及设置在该气体通路(40)的中途的空气泵(31)，所述气体供给装置的特征在于：

所述气体供给装置具有加热部(93)，该加热部(93)对朝设置于所述过滤器单元(75)的过滤器(76)流入的气体进行加热。

2.根据权利要求1所述的气体供给装置，其特征在于：

所述气体供给装置还具有盐量检测部(91)和湿度检测部(92)，

所述盐量检测部(91)对设置于所述过滤器单元(75)的过滤器(76)所附着的盐量进行检测，

所述湿度检测部(92)对从所述流入口向气体通路(40)流入的气体的相对湿度进行检测。

3.根据权利要求2所述的气体供给装置，其特征在于：

所述加热部(93)构成为：在所述盐量检测部(91)检测到的盐量在盐分基准量以上且所述湿度检测部(92)检测到的气体的相对湿度在湿度基准值以上的情况下，对朝所述过滤器(76)流入的气体进行加热。

4.一种箱内空气调节装置，所述箱内空气调节装置包括气体供给装置(30)和混合气体生成部(38)，所述混合气体生成部(38)利用通过该气体供给装置(30)的过滤器单元(75)进入的空气生成氮浓度比该空气高且氧浓度比该空气低的混合气体，所述箱内空气调节装置的特征在于：

所述气体供给装置(30)为权利要求1至3中任一项权利要求所述的气体供给装置(30)，

所述箱内空气调节装置构成为：利用所述空气泵(31)将在所述混合气体生成部(38)中生成的气体供向对象空间。

5.一种集装箱用制冷装置，所述集装箱用制冷装置包括安装于集装箱(11)上的壳体(12)、安装在该壳体(12)中的制冷剂回路(20)的构成部件、以及安装在该壳体(12)中的箱内空气调节装置(60)，所述集装箱用制冷装置构成为：对所述集装箱(11)的箱内空间进行冷却，并利用所述箱内空气调节装置(60)向所述集装箱(11)的箱内空间供给混合气体，所述集装箱用制冷装置的特征在于：

所述箱内空气调节装置(60)由权利要求4所述的箱内空气调节装置(60)构成。

6.根据权利要求5所述的集装箱用制冷装置，其特征在于：

所述加热部(93)构成为：利用通过冷凝器(22)后的空气对所述气体进行加热，其中，所述冷凝器(22)设置在所述制冷剂回路(20)中。

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