JP2002274608A

JP2002274608A - 庫内の湿度及び／又は酸素ガス濃度を制御可能な収納庫

Info

Publication number: JP2002274608A
Application number: JP2001080072A
Authority: JP
Inventors: Isamu Ikeda; 勇池田
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP4867075B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】庫内を所定の低湿度雰囲気や低湿度低酸素ガ
ス濃度雰囲気条件に容易に調整し、且つ、安定的に保持
することができるコンパクト、軽量、経済的な収納庫を
提供する。【解決手段】気体分離装置は収納庫外の空気から水蒸
気及び／又は酸素ガスを選択的に除去した乾燥空気又は
乾燥富化窒素ガスを収納庫内へ供給するように構成さ
れ、且つ、センサー１２と気体分離装置とは制御装置１
３を介して連結されて、収納庫内の湿度又は酸素濃度を
センサーで測定した測定値によって気体分離膜装置の運
転を制御して収納庫内を予め設定した湿度及び／又は酸
素濃度に保持するように構成されたことを特徴とする収
納庫１０である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、庫内の湿度及び／
又は酸素ガス濃度を容易に制御し且つ安定的に保持する
ことができるコンパクトで経済的な収納庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】農産品を貯蔵又は輸送するとき、農産品
の鮮度や食味を保持するために低湿度雰囲気下に保持し
たり、農産品の呼吸を抑制して劣化を防止したり害虫や
カビなどによる被害を防ぐために低湿度低酸素ガス濃度
雰囲気下に保持することがおこなわれている。例えば、
米、麦、落花生、大豆、小豆、コーヒー豆、トウモロコ
シ、種モミなどの乾燥穀類、カボチャ、サツマイモ、タ
マネギ、ニンニク、ショウガなどの湿気を嫌う穀類など
ではそれぞれに適した乾燥状態で貯蔵又は輸送されてい
る。また、工業的中間品や製品においても酸化や吸湿に
よって性能低下をきたすものは、低湿度雰囲気下や低湿
度低酸素ガス濃度雰囲気下に保持して保管することが多
々おこなわれている。例えば、ＩＣやＬＳＩなどが水分
を含んでいると、実装工程でハンダ付け等の熱的ストレ
スによって膨張やマイクロクラックなどの問題が発生す
る。このため、ＩＣやＬＳＩは実装するまでの間は低湿
度雰囲気下に保管されている。

【０００３】低湿度雰囲気（乾燥空気）及び／又は低湿
度低酸素ガス濃度雰囲気（乾燥富化窒素ガス）をつくる
ためには、空気をシリカゲルやゼオライトなどの吸着剤
で処理する方法、冷凍除湿機を用いる方法、液体窒素又
は窒素ボンベを用いる方法、ＰＳＡ法（Ｐｒｅｓｓｕｒ
ｅＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ法）などがあ
る。しかしながら、空気をシリカゲルやゼオライトなど
の吸着剤で処理する方法は、得られる乾燥空気の乾燥度
が十分でなく、吸着剤の活性が低下すると効果がなくな
るという問題がある。冷凍除湿機を用いる方法は、得ら
れる乾燥空気の乾燥度を高めるためには装置を大型化す
る必要があり、運転経費が高くなる。しかも、使用する
冷媒がオゾン層破壊や地球温暖化の原因となる化学物質
であるという問題がある。液体窒素を用いる方法は、貯
蔵や気化のための大型設備が必要になるし、窒素ボンベ
を用いる方法は、そのつど頻繁に高圧ボンベを搬入、搬
出する必要が生じたり、高圧ボンベを保管するための安
全性への設備面も含む配慮が必要になるので好ましいも
のではない。更に、ＰＳＡ法は、装置が複雑で高価であ
り操作やメンテナンスが大変煩雑である。

【０００４】低湿度雰囲気（乾燥空気）及び／又は低湿
度低酸素ガス濃度雰囲気（乾燥富化窒素ガス）をつくる
ために、ガス分離膜モジュールによって空気を除湿して
乾燥空気を回収したり、空気から水蒸気や酸素ガスを選
択的に除去して乾燥した富化窒素ガスを得ることは公知
である。この方法はコンパクトな装置を用いて安価に又
安全に乾燥空気や乾燥富化窒素ガスを得ることができ
る。特開平８−１４０４６７号公報は、ガス分離膜装置
を介して空気から得られた不活性ガスを貯蔵体内に供給
し、乾燥穀類を微加圧の不活性ガス雰囲気中に保つこと
により、長期間高品質を保つことを開示している。しか
しながら、この方法は、既に乾燥された穀類を保管する
方法であり、しかも、減圧及び加圧操作を必要とするの
で、真空装置などの装置が必要であるし操作も煩雑であ
った。また、この方法では、種々の穀物の最適の湿度条
件に対応して乾燥度を任意に調整することは困難であっ
た。

【０００５】収納庫内を乾燥空気及び／又は乾燥富化窒
素ガスによって低湿度雰囲気や低湿度低酸素ガス濃度雰
囲気にして穀物を保管する場合に、未乾燥の穀物を収納
すると穀物から多量の湿気が排出されて雰囲気は直ぐに
低湿度ではなくなってしまう。穀物を収納庫に保管する
前に、予め十分に乾燥処理するのは、余計な設備と工程
が必要であり経済的ではない。未乾燥穀物を収納庫に保
管して乾燥状態に保持するには、常時乾燥空気や乾燥富
化窒素ガスを供給し続けなければならないので経済的で
はない。また、例えば米とカボチャでは求められる雰囲
気は全く異なり、カボチャを乾燥し過ぎると食味などの
商品価値がなくなってしまう。種々の穀物に対応して種
々の低湿度雰囲気条件や低湿度低酸素ガス濃度雰囲気条
件に調整するのが好ましいが、収納物の種類によってそ
の都度異なる最適の雰囲気条件に調整することは困難で
あった。更に、工業的中間製品や製品を保管する場合、
例えば収納庫が頻繁な出し入れによって開閉されると収
納庫内の雰囲気を一定に保ち難くなる。そのような場合
に、その都度庫内の雰囲気の調整をやり直すことは極め
て煩雑であるし、保管期間中に常時ガス分離膜モジュー
ルから除湿空気又は富化窒素ガスを供給し続けるのは経
済的に問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、収納
物の種類によって種々の低湿度雰囲気や低湿度低酸素ガ
ス濃度雰囲気条件に調整したい場合や、収納物から多量
の湿気が排出されたり収納庫が頻繁な開閉がおこなわれ
て収納庫内を一定の雰囲気条件に保ち難い場合であって
も、庫内を所定の低湿度雰囲気や低湿度低酸素ガス濃度
雰囲気条件に容易に調整し、且つ、安定的に保持するこ
とができるコンパクト、軽量、経済的な収納庫を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、少なく
とも、湿度センサー及び／又は酸素濃度センサーと、制
御装置と、送風装置と中空糸分離膜モジュールを含んで
なる気体分離装置と、ダンパー装置とを備えた収納庫で
あって、前記気体分離装置は前記収納庫外の空気から水
蒸気及び／又は酸素ガスを選択的に除去した乾燥空気又
は乾燥富化窒素ガスを前記収納庫内へ供給するように構
成され、且つ、前記センサーと前記気体分離装置とは前
記制御装置を介して連結されて、前記収納庫内の湿度又
は酸素ガス濃度を前記センサーで測定した測定値によっ
て前記気体分離膜装置の運転を制御して前記収納庫内を
予め設定した湿度及び／又は酸素ガス濃度に保持するよ
うに構成されたことを特徴とする収納庫に関する。ま
た、本発明の収納庫に備えられる気体分離装置の中空糸
分離膜モジュールが、水蒸気透過速度（Ｐ’_Ｈ２Ｏ）が
５×１０^−４〜５×１０^−２ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２
・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ、且つ、水蒸気と窒素ガスの透過速
度比（Ｐ’_Ｈ _２Ｏ／Ｐ’_Ｎ２）が５０以上である中空糸
分離膜からなることに関し、更に、前記中空糸分離膜モ
ジュールが、酸素ガスの透過速度（Ｐ’_Ｏ２）が１×１
０^−６〜１×１０^−３ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅ
ｃ・ｃｍＨｇ、且つ、酸素ガスと窒素ガスの透過速度比
（Ｐ’_Ｏ２／Ｐ’_Ｎ２）が３．０以上である中空糸分離
膜からなることに関する。更に、前記気体分離装置が中
空糸分離膜モジュールの非透過ガス排出口に接続された
未透過ガス貯蔵装置を含んで構成されており、気体分離
装置の運転を停止するときに、前記非透過ガス貯蔵装置
内の未透過ガスによって中空糸分離膜モジュール内をパ
ージするように構成されていることに関する。また、本
発明の収納庫が輸送用貨物収納庫であることに関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の収納庫は、少なくとも、
湿度センサー及び／又は酸素濃度センサーと、制御装置
と、送風装置と中空糸分離膜モジュールを含んでなる気
体分離装置と、ダンパー装置とを備えた収納庫であっ
て、前記気体分離装置は前記収納庫外の空気から水蒸気
及び／又は酸素ガスを選択的に除去した乾燥空気又は乾
燥富化窒素ガスを前記収納庫内へ供給するように構成さ
れ、且つ、前記センサーと前記気体分離装置とは前記制
御装置を介して連結されて、前記収納庫内の湿度又は酸
素ガス濃度を前記センサーで測定した測定値によって前
記気体分離膜装置の運転を制御して前記収納庫内を予め
設定した湿度及び／又は酸素ガス濃度に保持するように
構成された収納庫である。

【０００９】本発明の収納庫の一つの実施形態の概要図
（縦断面）を図１に示す。尚、本発明は図１によって限
定されるものではない。図１によって本発明の収納庫を
説明する。即ち、本発明の収納庫は、少なくとも、湿度
センサー及び／又は酸素濃度センサー１２と、制御装置
１３と、送風装置１４と中空糸分離膜モジュール１５を
含んでなる気体分離装置と、ダンパー装置１６とを備え
ている。湿度センサー及び／又は酸素濃度センサー１２
は制御装置１３を経由して気体分離装置（図１中では送
風装置１４）に接続されている。図１中これらの接続は
破線によって示されている。前記センサー１２は庫内に
取り付けられ（センサーの取付位置は庫内であれば、図
中に示した天井部でもよく、又は、側壁部、床部でもよ
い。）、庫内の湿度及び／又は酸素ガス濃度を測定す
る。測定値が予め設定した湿度又は酸素ガス濃度よりも
高いと、制御装置１３を介して送風装置１４が起動され
て、空気取入口１８から庫外の空気を取り込んで圧縮状
態にして中空糸分離膜モジュール１５へ導入する。中空
糸分離膜モジュール１５内で空気中の水蒸気や酸素ガス
は膜を選択的に透過して前記モジュールの透過ガス排出
口を経由して排出口１９から排出される。一方、非透過
ガスは、水蒸気及び／又は酸素ガスが除かれて乾燥空気
又は乾燥富化窒素ガスとなって、前記モジュールの非透
過ガス排出口を経由して導入口２０から庫内圧力よりも
高圧状態で庫内へ導入される。尚、図中、空気取入口１
８から排出口１９、導入口２０までのガス配管は二重線
で表示してある。庫内は開閉可能な開閉口（扉）１７を
閉じていれば密閉されるので、庫内圧力は庫外よりも高
くなる。庫の内外で予め設定した所定の圧力差が生じた
時ダンパー装置１６が開いて庫内の気体を庫外へ排出す
る。すなわち、導入口２０から乾燥空気又は富化窒素ガ
スが導入され、湿度及び／又は酸素ガス濃度がより高い
庫内のガスはダンパー装置１６から押し出される。この
ようにして、庫内は予め設定された低湿度又は／及び低
酸素ガス濃度になる。一方、庫内の湿度及び／又は酸素
ガス濃度を測定するセンサー１２の測定値が予め設定し
た湿度及び酸素濃度よりも低くなると、制御装置１３を
介して送風装置１４が停止される。

【００１０】図１では、湿度及び／又は酸素濃度センサ
ー１２は庫内に、ダンパー装置１６は庫内と庫外とに通
じるように庫壁に、制御装置１３と、送風装置１４と中
空糸分離膜モジュール１５を含んでなる気体分離装置と
は、庫内とは別に設けられた補機設置室に備えられてい
る。

【００１１】本発明の収納庫の別の実施形態の概要図
（縦断面）を図２に示す。尚、本発明は図２によって限
定されるものではない。図２では、補機設置室を間仕切
ることなく、制御装置１３と、送風装置１４と中空糸分
離膜モジュール１５を含んでなる気体分離装置とが庫内
に設置されている。中空糸分離膜モジュール１５の非透
過ガス排出口から回収された乾燥空気又は乾燥富化窒素
ガスが非透過ガス貯蔵装置２１と制御弁２２とを介して
庫内に導入されるように構成されている。庫内に取り付
けられた湿度センサー及び／又は酸素濃度センサー１２
の測定値が予め設定した湿度及び／又は酸素ガス濃度よ
りも高い時は、図１の場合と同様に、制御装置１３を介
して送風装置１４が起動され、乾燥空気又は乾燥富化窒
素ガスが中空糸分離膜モジュール１５の非透過ガス排出
口から回収されて、非透過ガス貯蔵装置２１と制御弁２
２（開の状態）を経由して導入口２０から庫内へ導入さ
れ（図中、空気取入口１８から排出口１９、導入口２０
までのガス配管は二重線で表示）、既存の庫内のガスを
ダンパー装置１６によって押し出して、庫内を予め設定
された低湿度又は／及び低酸素濃度にする。一方、庫内
の湿度及び／又は酸素ガス濃度を測定するセンサー１２
の測定値が予め設定した湿度及び／又は酸素ガス濃度よ
りも低くなると、制御装置１３を介して制御弁２２が閉
じられ且つ送風装置１４が停止される。庫内の雰囲気は
予め設定した湿度及び／又は酸素ガス濃度になる。ま
た、非透過ガス貯蔵装置２１内には乾燥空気又は乾燥富
化窒素ガスが外部よりも相対的に高圧状態で保持されて
いる。この高圧の乾燥空気又は乾燥富化窒素ガスは、水
蒸気に比べて透過速度は速くないが膜を徐々に透過する
ので、中空糸分離膜モジュール１５へ逆流して、非透過
側の空間と運転中に透過した多量の水蒸気が残存する透
過側の空間とをパージして乾燥状態にし、排出口１９か
ら排出する。

【００１２】以上説明したように、本発明の収納庫は、
送風装置と中空糸分離膜モジュールからなる極めてコン
パクト且つ軽量で操作やメンテナンスが極めて簡単な気
体分離装置を備えており、且つ、庫内雰囲気が予め設定
した湿度又は酸素ガス濃度設定値よりも高くなると自動
的に気体分離装置が起動して雰囲気を設定値内に調整
し、庫内雰囲気が設置値内のときは分離装置が停止する
機能を有する極めて経済的なものである。

【００１３】本発明の収納庫は密閉され得るものであ
る。収納庫は、庫内が密閉される構造材料であれば限定
されず、通常の収納庫で用いられるスチールやアルミ合
金などの金属材料、ガラス繊維強化などのプラスチック
複合材料などによって構成される。特に、空気層や断熱
材層をもった熱伝導性が小さい断熱パネルによって好適
に構成される。

【００１４】本発明の気体分離装置で用いられる送風装
置は、通常の中空糸分離膜モジュールを用いた気体分離
装置で使用される送風機、コンプレッサーなどであり、
特に、中空糸分離膜の分離性能を低下させるオイルミス
トの発生がないオイルフリーコンプレッサーを好適に用
いることができる。送風装置は、空気取入口と接続され
ており、庫外の空気を取り入れて中空糸分離膜モジュー
ルのガス供給口へ加圧状態で導く。空気取入口から取り
込まれた空気はダストフィルターなどによって浮遊物を
取り除いてコンプレッサーへ導くのが好適であり、更
に、取り込まれた空気から予め一定の湿気を除去するた
めに簡易型の冷凍除湿機を備えるコンプレッサーを用い
ることが好適である。また、送風装置と中空糸分離膜モ
ジュールとの間に、ミストセパレーターやオイルフィル
ターや吸着装置を備えて、導入される空気中のオイルミ
ストなどを予め除去するのが好ましい。

【００１５】本発明で用いる中空糸ガス分離膜モジュー
ルは、ガス選択透過性のガス分離膜を、ガス供給口、透
過ガス排出口、非透過ガス排出口を備えた容器内にガス
分離膜のガス供給側とガス透過側の空間が隔絶するよう
にして装着された公知のものである。ガス選択的透過性
のガス分離膜は、平膜などでもよいが、厚みが薄く径が
小さい中空糸膜が、装置が小型化でき高膜面積になるの
で分離効率がよく経済的であるので好適である。また、
ガス分離膜は、均質性でもよく、複合膜や非対称膜など
の不均一性でもよく、また微多孔性でも非多孔性でもよ
い。前記中空糸膜の膜厚は１０〜５００μｍで外径は５
０〜２０００μｍのものを好適に挙げることができる。
更に、本発明のガス分離膜モジュールは、ポリイミド、
ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、
ポリスルホン、ポリカーボネート、フルオロカーボン重
合体、シリコーン樹脂、セルロース系ポリマーなどのポ
リマー材料、ゼオライトなどのセラミックス材料などで
形成されるガス分離膜を用いたものを好適に挙げること
ができる。

【００１６】本発明のガス分離膜モジュールは、中空糸
膜の多数本（例えば、数百本から数十万本）を集束して
中空糸束とし、その中空糸束の少なくとも一方の端部を
エポキシ樹脂のような硬化性樹脂やポリアミド樹脂のよ
うな熱可塑性樹脂などで前記端部において中空糸膜が開
口状態となるように固着して中空糸分離膜エレメントを
構成し、更に、単数個又は複数個の前記中空糸エレメン
トを、少なくともガス供給口、透過ガス排出口、及び、
非透過ガス排出口を有する容器内に、中空糸の内側へ通
じる空間と中空糸の外側へ通じる空間が隔絶するように
装着されて構成されている。容器はステンレスなどの金
属材料、プラスチック材料、繊維強化プラスチック材料
などの複合材料で製造される。

【００１７】本発明のガス分離膜モジュールの形態は特
に限定はなく通常用いられているものでよい。中空糸束
の配糸形態は、平行配列でも交叉配列でも織物状でもス
パイラル状などでも構わない。また、中空糸束は略中心
部に芯管を備えていてもよく、中空糸束の外周部にフィ
ルム、テープなどが巻き付けられていても構わない。更
に、中空糸束の形態は円柱状、平板状、角柱状などでよ
く、容器内に前記形態のまま、又は、Ｕ字状に折り曲げ
たり、スパイラル状に巻き付けて収納されていてもよ
い。また、本発明のガス分離膜モジュールは中空フィー
ドタイプでもシェルフィードタイプでもよい。更に、ガ
ス分離膜モジュールのガス透過側の透過ガスの除去を促
進するために、キャリアーガスを導入するのが好適であ
り、キャリアーガスとして当該中空糸分離膜モジュール
の非透過ガスの一部を循環させて用いるものが分離効率
を高くできるので好適である。

【００１８】本発明の中空糸分離膜モジュールのガス供
給口から供給された空気は、分離膜表面に接しながら中
空糸の内側又は外側を流れる。この間に空気中の水蒸気
及び／又は酸素ガスが膜を選択的に透過し、透過ガスと
なって透過ガス排出口から排出される。膜を透過しなか
った空気成分は、除湿空気及び／又は除湿富化窒素ガス
となって非透過ガス排出口から回収される。本発明で
は、中空糸分離膜モジュールの非透過ガス排出口から回
収される除湿空気（乾燥空気）及び／又は乾燥富化窒素
ガス（乾燥窒素富化ガス）を収納庫内へ導入する。

【００１９】本発明で用いられる中空糸分離膜モジュー
ルは、使用する温度条件において、水蒸気透過速度
（Ｐ’_Ｈ２Ｏ）が５×１０^−４〜５×１０^−２ｃｍ
^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ、特に１×１
０^−３〜５×１０^−２ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅ
ｃ・ｃｍＨｇ、且つ、水蒸気と窒素ガスの透過速度比
（Ｐ’_Ｈ _２Ｏ／Ｐ’_Ｎ２）が５０以上である中空糸分離
膜からなるものが好適である。水蒸気と窒素ガスの透過
速度比（Ｐ’_Ｈ２Ｏ／Ｐ’_Ｎ２）が５０以上であれば除
湿膜として実用的な水蒸気の選択的透過性を持つもので
あり、更に、水蒸気透過速度（Ｐ’_Ｈ２Ｏ）が５×１０
^−４ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上
の中空糸膜からなる中空糸分離膜モジュールを用いる
と、−１０℃以下の露点特に−２０℃以下の露点に除湿
された乾燥空気をコンパクトな装置で極めて容易に得る
ことが可能になるので好適である。水蒸気透過速度
（Ｐ’_Ｈ２Ｏ）が５×１０^−４ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ
^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ未満の中空糸膜では、同じ乾燥空
気を得るために多数の中空糸分離膜を備える必要が生じ
て装置が大型になるので、コンパクト性や経済性が失わ
れるので好適ではない。尚、水蒸気透過速度（Ｐ’
_Ｈ２Ｏ）が５×１０^−２ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓ
ｅｃ・ｃｍＨｇを超える中空糸膜では選択性を高くする
ことができなくなって、水蒸気と窒素ガスの透過速度比
（Ｐ’_Ｈ２Ｏ／Ｐ’_Ｎ２）が５０以上の実用的な選択性
を持つ中空糸膜を製造するのは困難である。

【００２０】更に、本発明で用いる中空糸分離膜モジュ
ールは、酸素ガスの透過速度（Ｐ’ _Ｏ２）が１×１０
^−６〜１×１０^−３ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ
・ｃｍＨｇ、特に１×１０^−５〜１×１０^−３ｃｍ
^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ、更に５×１
０^−５〜１×１０^−３ｃｍ３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅ
ｃ・ｃｍＨｇ、且つ、酸素ガスと窒素ガスの透過速度比
（Ｐ’_Ｏ２／Ｐ’_Ｎ２）が３．０以上である中空糸分離
膜からなるものが好適である。酸素ガスと窒素ガスの透
過速度比（Ｐ’_Ｏ２／Ｐ’_Ｎ２）が３．０以上である中
空糸分離膜は窒素富化膜として実用的な酸素ガスの選択
透過性をもつものである。酸素ガスの透過速度（Ｐ’
_Ｏ２）が１×１０^−６ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅ
ｃ・ｃｍＨｇ以上、特に１×１０^−５ｃｍ^３（ＳＴＰ）
／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上、更に５×１０^−５ｃ
ｍ３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上であれ
ば、酸素ガス濃度が１０体積％以下特に５体積％以下更
に３体積％以下の乾燥富化窒素ガスをコンパクトな装置
で極めて容易に得ることが可能になる。酸素ガスの透過
速度（Ｐ’_Ｏ２）が１×１０^−６ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃ
ｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ未満の中空糸膜では、同じ富化
窒素ガスを得るために多数の中空糸分離膜を備える必要
が生じて装置が大型になり、コンパクト性、軽量性、経
済性が失われるので好適ではない。尚、酸素ガスの透過
速度（Ｐ’_Ｏ２）が１×１０^−３ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃ
ｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇを超える中空糸膜では選択性を
高くすることができなくなって、酸素ガスと窒素ガスの
透過速度比（Ｐ’_Ｏ２／Ｐ’_Ｎ２）が３．０以上の実用
的な選択性を持つ中空糸膜の製造が困難である。

【００２１】前記の様な高い分離性能を持った中空糸膜
としては、芳香族ポリイミド非対称中空糸分離膜を好適
に挙げることができる。芳香族ポリイミド非対称中空糸
分離膜は、耐久性、耐圧性、耐熱性などの特性も優れて
いる点でも好ましいものである。

【００２２】本発明において、湿度センサー及び／又は
酸素濃度センサーは、湿度又は酸素ガス濃度を検出する
ことができれば特に限定するものではなく通常よく使用
されているものでよいが、その測定値によって気体分離
装置の稼動を制御するのが目的であるから、迅速な測定
が可能で測定値を電気的な信号に変換可能なものが好適
である。また、本発明において、制御装置は、通常の電
気的信号による制御装置で構わないが、設定値は一つの
値で設定されるものでも、上限と下限の二つの値で設定
されるものでも構わない。更に、本発明において、ダン
パー装置は、気体分離装置が起動して乾燥空気又は乾燥
富化窒素ガスを庫内に導入しているときに既存の庫内の
ガスを庫外へ排出する機能を有するものであり、制御装
置によって開閉が制御されるものでも構わないが、庫内
外の圧力差が所定の圧力差を越えている時に開になり所
定圧力差以下のときに閉になる通常のダンパーや逆止弁
のようなものが簡便であるので好適である。また、ダン
パー装置は単数でも複数でもよく、導入口からの乾燥空
気又は富化窒素が庫内の既存のガス全体が滞留部を残さ
なて押し出されるような流れをつくるように配置される
ことが好ましく、例えば導入口と対角の配置にするのが
好適である。

【００２３】本発明の収納庫に用いられる気体分離装置
は、好ましくは、中空糸分離膜モジュールの非透過ガス
排出口に接続された非透過ガス貯蔵装置を含んで構成さ
れており、気体分離装置の運転を停止するときに、前記
非透過ガス貯蔵装置内の非透過ガスによって中空糸分離
膜モジュール内をパージするように構成されている。図
２によって示された実施形態例には、この構成が含まれ
ている。この構成について、図３で示した本発明の気体
分離装置の一つの実施形態の概略の構成図によって説明
する。図３において、制御装置によって気体分離装置が
起動されと、送風装置１４が空気取入口１８から庫外の
空気を取り入れて加圧状態で中空糸分離膜モジュール１
５へ供給される。この空気から水蒸気及び／又は酸素ガ
スが中空糸膜を選択的に透過して中空糸分離膜モジュー
ル１５の透過ガス排出口を介して排出口１９から庫外へ
排出される。一方、水蒸気及び／又は酸素ガスが選択的
に除かれた乾燥空気又は乾燥富化窒素ガスは、中空糸分
離膜モジュール１５の非透過ガス排出口から排出され、
非透過ガス貯蔵装置２１と制御弁２２を経由して導入口
２０から庫内へ供給される。図３中の矢印はこの時のガ
スの流れを示している。

【００２４】制御装置によって気体分離装置が停止され
ると、送風装置１４が停止され、前記のガスの流れが止
まる。中空糸分離膜モジュール１５の透過側には膜を選
択的に透過した水蒸気を多量に含む高湿度空気又は高湿
度富化酸素が存在する。もし、このままの状態で放置す
ると、例えば外気温度変化などによって中空糸分離膜モ
ジュール１５の透過側の水蒸気が中空糸分離膜の表面に
吸着したり結露したりする。分離膜表面に水蒸気が吸着
したり結露したりすると、分離膜の分離性能は著しく低
下する。水蒸気が中空糸分離膜の表面に吸着したり結露
した状態で気体分離装置が再起動すると、効率よく庫内
を乾燥空気又は乾燥富化窒素で置換することができな
い。図３の構成では、制御装置によって気体分離装置が
停止されるとき、送風装置１４が停止され且つ二つの制
御弁２２が閉じられる。この時、非透過ガス貯蔵装置２
１内には乾燥空気又は乾燥富化窒素ガスが膜の透過側よ
りも相対的に高圧状態で存在する。この高圧の乾燥空気
又は乾燥富化窒素ガスは、非透過ガス貯蔵装置２１から
中空糸分離膜モジュール１５へ逆流し、水蒸気に比較す
ればゆっくり少しずつではあるが分離膜を透過して、透
過側の空間に残存する水蒸気を排出口１９から押し出す
ことによってパージする。これによって、中空糸分離膜
モジュール内は、非透過側と透過側の両方の空間が乾燥
状態にされる。従って、気体分離装置が停止中に中空糸
分離膜表面に水蒸気が結露したり吸着することがなく、
制御装置によって気体分離装置が再起動されたときに、
直ちに高効率で庫内を乾燥空気又は乾燥富化窒素で置換
することができる。尚、中空糸分離膜モジュールの透過
ガスの排出口１９は、非透過ガス貯蔵タンクからの逆流
によってモジュール内の水蒸気がパージされるのに十分
な時間が経過した後で自動的に閉じられて、外部の影響
から分離膜を遮断することが好ましい。このために、図
３には記載されていないが、分離膜モジュールの透過ガ
ス排出口と排出口１９の間に制御バルブが備えられるこ
とが好ましい。

【００２５】本発明で用いられる気体分離装置におい
て、中空糸分離膜モジュールは単数でも複数でも構わな
い。また、複数の中空糸分離膜モジュールが直列に接続
されていてもよく並列に接続されていても構わない。分
離性能を変えた複数の中空糸分離膜モジュールを並列に
配置し、切り替えバルブなどによって目的とする雰囲気
条件に適した中空糸分離膜モジュールのみが稼動される
ようにしたものでも構わない。

【００２６】更に、本発明で用いられる気体分離装置に
おいて、空気取入口と送風装置から中空糸分離膜モジュ
ールをバイパスして直接庫内へ繋がる配管を備え、必要
に応じてこの配管を使って庫内へ強制的に空気を導入で
きるように構成してもよい。この様な実施形態を示す概
要の構成図を図４に示す。これは、庫内の収納物を取り
出す時に富化窒素ガスによる窒息などの人体への危険性
を排除するのに有効である。

【００２７】本発明の収納庫は、極めてコンパクトで軽
量であり、しかも、長期間に亘って煩雑な操作をしない
でも自動的に庫内を予め設定した低湿度又は低湿度低酸
素ガス雰囲気に保ち得るので、輸送用の貨物収納庫（例
えば、トラック収納庫やコンテナ）として用いた場合極
めて有用である。従来の保冷コンテナなどの温度調整機
能と本発明の収納庫の持つ機能とを併せ持つコンテナ、
収納庫は、特に種々の野菜や果物や穀物の保管、輸送に
おいて好適である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上説明したようなものである
から、以下のような効果を奏する。即ち、本発明によれ
ば、収納庫内を収納物によって求められる種々の低湿度
又は低湿度低酸素ガス雰囲気に調整したい場合や収納物
から多量の湿気が排出されたり収納庫が頻繁な開閉がお
こなわれて収納庫内の雰囲気を一定に保ち難い場合であ
っても、庫内を予め設定した低湿度又は低湿度低酸素ガ
ス雰囲気に極めて容易に調整し且つ安定的に保持するこ
とができるコンパクトで経済的な収納庫を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の収納庫の一つの実施形態を示す概要図
（縦断面）である。

【図２】本発明の収納庫の別の一つの実施形態を示す概
要図（縦断面）である。

【図３】本発明で用いられる気体分離装置の一つの実施
形態を示す概要の構成図である。

【図４】本発明で用いられる気体分離装置の別の一つの
実施形態を示す概要の構成図である。

【符号の説明】

１０：収納庫１１：収納庫の収納室１２：湿度及び／又は酸素濃度センサー１３：制御装置１４：送風装置１５：中空糸分離膜モジュール１６：ダンパー装置１７：開閉口（扉）１８：庫外の空気の空気取入口１９：戸外への透過ガスの排出口２０：庫内への乾燥空気又は富化窒素の導入口２１：非透過ガス貯蔵装置２２：流量の制御弁２３：三方弁２４：庫外空気の庫内への導入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 63/02 Ｂ０１Ｄ 63/02 Ｂ６５Ｄ 88/12 Ｂ６５Ｄ 88/12 Ｔ 88/74 88/74 Ｆターム(参考） 2B100 AA02 AA03 BC01 BC03 BC04 BD01 BD13 3E070 AA14 AA25 AB13 CA07 CA09 CC07 RA30 VA18 VA30 3F022 AA01 AA08 BB06 4D006 GA41 HA01 HA61 JA70A KE11P KE11Q MA01 MA25 MB03 MB04 MB15 MB16 MC58X PB17 PB62 PB65 PC72 PC80 4D052 AA09 EA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、湿度センサー及び／又は酸素
濃度センサーと、制御装置と、送風装置と中空糸分離膜
モジュールを含んでなる気体分離装置と、ダンパー装置
とを備えた収納庫であって、前記気体分離装置は前記収
納庫外の空気から水蒸気及び／又は酸素ガスを選択的に
除去した乾燥空気又は乾燥富化窒素ガスを前記収納庫内
へ供給するように構成され、且つ、前記センサーと前記
気体分離装置とは前記制御装置を介して連結されて、前
記収納庫内の湿度又は酸素濃度を前記センサーで測定し
た測定値によって前記気体分離膜装置の運転を制御して
前記収納庫内を予め設定した湿度及び／又は酸素濃度に
保持するように構成されたことを特徴とする収納庫。
【請求項２】中空糸分離膜モジュールが、水蒸気透過速
度（Ｐ’_Ｈ２Ｏ）が５×１０^−４〜５×１０^−２ｃｍ^３
（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ、且つ、水蒸気
と窒素ガスの透過速度比（Ｐ’_Ｈ２Ｏ／Ｐ’_Ｎ２）が５
０以上である中空糸分離膜からなることを特徴とする請
求項１に記載の収納庫。
【請求項３】中空糸分離膜モジュールが、酸素ガスの透
過速度（Ｐ’_Ｏ２）が１×１０^−６〜１×１０^−３ｃｍ
^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ、且つ、酸素
ガスと窒素ガスの透過速度比（Ｐ’_Ｏ２／Ｐ’_Ｎ２）が
３．０以上である中空糸分離膜からなることを特徴とす
る請求項１〜２のいずれかに記載の収納庫。
【請求項４】気体分離装置が中空糸分離膜モジュールの
非透過ガス排出口に接続された未透過ガス貯蔵装置を含
んで構成されており、気体分離装置の運転を停止すると
きに、前記非透過ガス貯蔵装置内の未透過ガスによって
中空糸分離膜モジュール内をパージするように構成され
ていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
の収納庫。
【請求項５】収納庫が輸送用貨物収納庫であることを特
徴とする前記請求項１〜４のいずれかに記載の収納庫。