JP2017044452A - 庫内空気調節装置及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置 - Google Patents

庫内空気調節装置及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置 Download PDF

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Abstract

【課題】窒素濃縮空気を生成してコンテナの庫内に供給して庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置において、庫内空気の酸素濃度を、生成した窒素濃縮空気の平均酸素濃度よりも低い濃度に調節可能に構成する。
【解決手段】第１及び第２吸着筒（34,35）において吸着動作と脱着動作とを交互に行わせて空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成してコンテナ（11）の庫内に供給するＣＡ装置（60）において、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モードを行うように構成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、コンテナの庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置に関するものである。
従来、海上輸送等に用いられるコンテナ内の空気を冷却するために、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えたコンテナ用冷凍装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。コンテナの庫内には、例えば、バナナやアボガド等の植物が積み込まれる。植物は、収穫後であっても空気中の酸素を取り込んで二酸化炭素を放出する呼吸を行う。植物が呼吸を行うと、植物に蓄えられた養分と水分とが減少し、鮮度が低下する。そのため、コンテナの庫内の酸素濃度は、呼吸障害が起きない程度に低い方が好ましい。
そこで、特許文献１には、加圧すると空気中の窒素成分が吸着する吸着剤を用いて、空気よりも窒素濃度が高く酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成し、該窒素濃縮空気をコンテナの庫内に供給することにより、庫内空気の酸素濃度を低下させて植物の呼吸量を低減して植物の鮮度を維持しやすくする庫内空気調節装置が開示されている。この庫内空気調節装置では、吸着剤が収容された吸着筒に、エアポンプによって加圧空気を送り込み、吸着剤に窒素成分を吸着させる吸着動作を行った後、エアポンプによって吸着筒から空気を吸引して吸着剤に吸着した窒素成分を脱着させる脱着動作を行うことで窒素濃縮空気が生成される。
特開２０１５−０７２１０３号公報
しかしながら、上述の庫内空気調節装置では、図１４に示すように、生成される窒素濃縮空気の酸素濃度は、脱着動作の開始後は高く、徐々に低くなる。これは、脱着動作の開始直後には、吸着動作時に供給された外気が吸着筒や配管等に残存しており、この外気が含まれるためであると考えられる。そして、上記庫内空気調節装置では、脱着動作の全期間において生成した窒素濃縮空気をコンテナの庫内に供給していた。つまり、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気を供給できるにも拘わらず、脱着動作の開始後の酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気も供給していた。そのため、脱着動作中、平均すると中程度の酸素濃度の窒素濃縮空気を供給することとなり、コンテナの庫内空気を庫内空気調節装置が生成する窒素濃縮空気の平均酸素濃度よりも低い酸素濃度に調節することができなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、窒素濃縮空気を生成してコンテナの庫内に供給して庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置において、庫内空気の酸素濃度を、生成した窒素濃縮空気の平均酸素濃度よりも低い濃度に調節可能に構成することにある。
第１の発明は、呼吸を行う植物（15）が収納されるコンテナ（11）に設けられ、空気中の窒素成分を吸着する吸着剤が内部に収容された吸着筒（34,35）と、外気を上記吸着筒（34,35）に供給して加圧することにより、該吸着筒（34,35）において該空気中の窒素成分を上記吸着剤に吸着させる吸着動作を行わせる加圧部（31a）と、上記吸着筒（34,35）内から空気を吸引して減圧することにより、該吸着筒（34,35）において上記吸着剤に吸着した窒素成分を上記空気中に脱着させる脱着動作を行わせる減圧部（31b）と、上記吸着筒（34,35）において上記吸着動作と上記脱着動作とを交互に行わせて空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成して上記コンテナ（11）の庫内に供給する庫内空気調節装置であって、上記脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外へ排出し、上記所定時間の経過後、上記脱着動作の終了時点までの間に生成された上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成されている。
第１の発明では、吸着筒（34,35）において吸着動作と脱着動作とを交互に行って窒素濃縮空気を生成し、生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が低下する。
また、第１の発明では、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように庫内空気調節装置（60）を構成している。この一部供給運転では、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出され、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみがコンテナ（11）の庫内に供給される。
第２の発明は、第１の発明において、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下になるまでは、上記脱着動作の開始時点から終了時点までの間に生成された上記窒素濃縮空気の全てを上記コンテナ（11）の庫内に供給する全部供給運転を行い、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下になると、上記一部供給運転を行うように構成されている。
ところで、上述の一部供給運転のように、脱着動作中に生成した窒素濃縮空気の一部をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出することとすると、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が少なくなる。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いときに一部供給運転を行うと、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎるために、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、第２の発明では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）に供給する全部供給運転を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成している。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、上記一部供給運転において上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなるように構成されている。
ところで、一部供給運転において、窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなればなるほど、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度は低くなる。一方で、一部供給運転において、窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなればなるほど、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量が低下する。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いうちは、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎると、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、第３の発明では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、一部供給運転において窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間を長くするようにしている。つまり、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先し、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナの庫内に供給する。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気のみをコンテナの庫内に供給する。
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記減圧部（31b）に接続され、該減圧部（31b）に吸引された上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給する供給通路（44）と、上記吸着筒（34,35）に接続され、該吸着筒（34,35）において窒素成分が上記吸着剤に吸着されて空気よりも窒素濃度が低く且つ酸素濃度が高い酸素濃縮空気を外部に排出する酸素排出通路（45）と、上記供給通路（44）と上記酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、上記排気用接続通路（71）に設けられ、該排気用接続通路（71）を開閉する排気用開閉弁（72）と、上記供給通路（44）の上記排気用接続通路（71）が接続された接続部よりも上記コンテナ（11）の庫内側に設けられ、該供給通路（44）を開閉する供給側開閉弁（73）と、上記排気用開閉弁（72）を開状態に制御すると共に上記供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外へ排出するガス排出動作と、上記排気用開閉弁（72）を閉状態に制御すると共に上記供給側開閉弁（73）を開状態に制御して生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作とを切り換える制御部（55）とを備えている。
第４の発明では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）を開状態に制御し、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御すると、生成された窒素濃縮空気の全てが供給通路（44）から排気用接続通路（71）を通って酸素排出通路（45）に流入し、酸素濃縮空気と共に庫外へ排出されるガス排出動作が行われる。一方、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）を閉状態に制御し、供給側開閉弁（73）を開状態に制御すると、生成された窒素濃縮空気の全てが供給通路（44）を通ってコンテナ（11）の庫内に供給されるガス供給動作が行われる。
第５の発明は、第４の発明において、上記供給通路（44）を流れる上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、
上記測定用通路（81）に設けられ、該測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを備え、上記制御部（55）は、上記排気用開閉弁（72）と上記供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御すると共に上記測定用開閉弁（82）を開状態に制御して上記酸素センサ（51）によって上記窒素濃縮空気の酸素濃度を測定させる給気測定動作を行うように構成されている。
第５の発明では、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、供給側開閉弁（73）と排気用開閉弁（72）とを閉状態に制御することにより、供給通路（44）において窒素濃縮空気が供給側開閉弁（73）以降流れなくなり、供給通路（44）を流れる全ての窒素濃縮空気が測定用通路（81）を通って酸素センサ（51）に導かれる。その結果、酸素センサ（51）において窒素濃縮空気の酸素濃度が測定される。
第６の発明は、呼吸を行う植物（15）が収納されるコンテナ（11）に取り付けられ、冷凍サイクルを行って上記コンテナ（11）の庫内空気を冷却する冷媒回路（20）と、空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成し、上記コンテナ（11）の庫内に供給するガス供給装置（30）と、上記コンテナ（11）の庫内空気を庫外へ排出する排気部（46）とを有し、上記コンテナ（11）の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置（60）とを備え、上記コンテナ（11）の庫内空気の温度と組成とを所望の状態に調節するコンテナ用冷凍装置であって、上記庫内空気調節装置（60）は、第１乃至第５のいずれか１つの発明の庫内空気調節装置（60）によって構成されている。
第６の発明では、冷媒回路（20）において冷凍サイクルが行われることにより、コンテナ（11）の庫内空気が冷却される。また、庫内空気調節装置（60）において生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）へ供給することにより、コンテナ（11）の庫内空気の組成が調節される。
第１の発明によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成した。このような一部供給運転により、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出されるため、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、このような庫内空気調節装置（60）によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の酸素濃度の平均値（以下、平均酸素濃度という。）よりも低い濃度に調節することができる。
また、第２の発明によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給する全部供給運転を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成している。このように、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、第３の発明によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、一部供給運転において窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間を長くするようにしている。これにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先し、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナ（11）に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、第４の発明によれば、供給通路（44）と酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）と、排気用開閉弁（72）及び供給側開閉弁（73）を開閉制御してガス供給動作とガス排出動作とを切り換える制御部（55）とを設けている。第４の発明によれば、このような容易な構成で、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）との開閉状態を切り換えるだけの簡単な制御により、ガス供給動作とガス排出動作とを切り換えて行う一部供給運転を容易に行うことができる。
また、第５の発明によれば、庫内空気調節装置（60）において生成されて供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを設けることとした。このような構成によれば、制御部（55）によって、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御して、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気を測定用通路（81）から酸素センサ（51）に導くことで、該窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うことができる。また、給気測定動作を行って窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、庫内空気調節装置（60）の性能、即ち、所望の窒素濃度の窒素濃縮空気を生成することができているか否かを検知することができる。つまり、庫内空気調節装置（60）に窒素濃度センサを設けることなく、コンテナ（11）の庫内の空気の酸素濃度を測定する酸素センサ（51）を用いることにより、庫内空気調節装置（60）の不具合を検知することができる。
また、第６の発明によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成された窒素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行う庫内空気調節装置（60）を用いることとした。このよように、庫内空気調節装置（60）において生成された窒素濃縮空気のうち、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は庫外へ排出されるため、その後に生成される酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、平均酸素濃度よりも低い酸素濃度に調節することができる。
図１は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置を庫外側から見た斜視図である。 図２は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置の概略構成を示す側面断面図である。 図３は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置の冷媒回路の構成を示す配管系統図である。 図４は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、第１動作中の空気の流れを示すものである。 図５は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、第２動作中の空気の流れを示すものである。 図６は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、均圧動作中の空気の流れを示すものである。 図７は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、ガス排出動作中の空気の流れを示すものである。 図８は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、給気測定動作中の空気の流れを示すものである。 図９は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置のガス生成動作における弁切換タイミングと吸着筒内の状態を示すタイムチャートである。 図１０は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第１運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１１は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第２運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１２は、実施形態２のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第３運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１３は、実施形態３のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、停止時の状態を示すものである。 図１４は、従来の庫内空気調節装置によって生成される窒素濃縮空気の酸素濃度の時間変化を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
《本発明の実施形態１》
図１及び図２に示すように、コンテナ用冷凍装置（10）は、海上輸送等に用いられるコンテナ（11）に設けられ、該コンテナ（11）の庫内空気を冷却するものである。コンテナ（11）の庫内には、植物（15）が箱詰めされた状態で収納されている。植物（15）は、空気中の酸素（Ｏ２）を取り込んで二酸化炭素（ＣＯ２）を放出する呼吸を行うものであり、例えば、バナナやアボカド等の青果物、野菜、穀物、球根、生花等である。
コンテナ（11）は、一方の端面が開口する細長い箱状に形成されている。コンテナ用冷凍装置（10）は、ケーシング（12）と、冷媒回路（20）と、ＣＡ装置（庫内空気調節装置／Controlled Atmosphere System）（60）とを備え、コンテナ（11）の開口端を塞ぐように取り付けられている。
〈ケーシング〉
図２に示すように、ケーシング（12）は、コンテナ（11）の庫外側に位置する庫外壁（12a）と、コンテナ（11）の庫内側に位置する庫内壁（12b）とを備えている。庫外壁（12a）及び庫内壁（12b）は、例えば、アルミニウム合金によって構成されている。
庫外壁（12a）は、コンテナ（11）の開口端を塞ぐようにコンテナ（11）の開口の周縁部に取り付けられている。庫外壁（12a）は、下部がコンテナ（11）の庫内側へ膨出するように形成されている。
庫内壁（12b）は、庫外壁（12a）と対向して配置されている。庫内壁（12b）は、庫外壁（12a）の下部に対応して庫内側へ膨出している。庫内壁（12b）と庫外壁（12a）との間の空間には、断熱材（12c）が設けられている。
このように、ケーシング（12）の下部は、コンテナ（11）の庫内側に向かって膨出するように形成されている。これにより、ケーシング（12）の下部におけるコンテナ（11）の庫外側には庫外収納空間（S1）が形成され、ケーシング（12）の上部におけるコンテナ（11）の庫内側には庫内収納空間（S2）が形成されている。
図１に示すように、ケーシング（12）には、メンテナンス用の２つのサービス用開口（14）が幅方向に並んで形成されている。２つのサービス用開口（14）は、それぞれ開閉自在な第１及び第２サービス扉（16A,16B）によって閉塞されている。第１及び第２サービス扉（16A,16B）は、いずれもケーシング（12）と同様に、庫外壁と庫内壁と断熱材とによって構成されている。
図２に示すように、コンテナ（11）の庫内には、仕切板（18）が配置されている。この仕切板（18）は、略矩形状の板部材に構成され、ケーシング（12）のコンテナ（11）の庫内側の面と対向する姿勢で立設されている。この仕切板（18）によって、コンテナ（11）の庫内と庫内収納空間（S2）とが区画されている。
仕切板（18）の上端とコンテナ（11）内の天井面との間には吸込口（18a）が形成されている。コンテナ（11）の庫内空気は、吸込口（18a）を通って庫内収納空間（S2）に取り込まれる。
また、庫内収納空間（S2）には、水平方向に延びる区画壁（13）が設けられている。区画壁（13）は、仕切板（18）の上端部に取り付けられ、後述する庫内ファン（26）が設置される開口が形成されている。区画壁（13）は、庫内収納空間（S2）を、庫内ファン（26）の吸込側の１次空間（S21）と、庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）とに区画する。なお、本実施形態では、庫内収納空間（S2）は、区画壁（13）によって上下に区画され、吸込側の１次空間（S21）が上側、吹出側の２次空間（S22）が下側に形成されている。
コンテナ（11）内には、コンテナ（11）の底面との間に隙間を存して床板（19）が設けられている。床板（19）上には、箱詰めされた植物（15）が載置されている。コンテナ（11）内の底面と床板（19）との間には、床下流路（19a）が形成されている。仕切板（18）の下端とコンテナ（11）内の底面との間には隙間が設けられ、床下流路（19a）に連通している。
床板（19）におけるコンテナ（11）の奥側（図２で右側）には、コンテナ用冷凍装置（10）によって冷却された空気をコンテナ（11）の庫内へ吹き出す吹出口（18b）が形成されている。
〈冷媒回路等の構成と配置〉
図３に示すように、冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と、凝縮器（22）と、膨張弁（23）と、蒸発器（24）とを、冷媒配管（20a）によって順に接続することによって構成された閉回路である。
凝縮器（22）の近傍には、庫外ファンモータ（25a）によって回転駆動され、コンテナ（11）の庫外空間の空気（外気）を庫外収納空間（S1）内へ誘引して凝縮器（22）へ送る庫外ファン（25）が設けられている。凝縮器（22）では、圧縮機（21）で加圧されて凝縮器（22）の内部を流れる冷媒と庫外ファン（25）によって凝縮器（22）に送られた外気との間で熱交換が行われる。本実施形態では、庫外ファン（25）は、プロペラファンによって構成されている。
蒸発器（24）の近傍には、庫内ファンモータ（26a）によって回転駆動され、コンテナ（11）の庫内空気を吸込口（18a）から誘引して蒸発器（24）へ吹き出す庫内ファン（26）が２つ設けられている。蒸発器（24）では、膨張弁（23）によって減圧されて蒸発器（24）の内部を流れる冷媒と庫内ファン（26）によって蒸発器（24）に送られた庫内空気との間で熱交換が行われる。
図２に示すように、庫内ファン（26）は、プロペラファン（回転翼）（27a）と、複数の静翼（27b）と、ファンハウジング（27c）とを有している。プロペラファン（27a）は、庫内ファンモータ（26a）に連結され、庫内ファンモータ（26a）によって回転軸周りに回転駆動されて軸方向に送風する。複数の静翼（27b）は、プロペラファン（27a）の吹出側に設けられて該プロペラファン（27a）から吹き出されて旋回する空気流れを整流する。ファンハウジング（27c）は、複数の静翼（27b）が内周面に取り付けられた円筒部材によって構成され、プロペラファン（27a）の外周まで延び、プロペラファン（27a）の外周を取り囲んでいる。
図１に示すように、圧縮機（21）及び凝縮器（22）は、庫外収納空間（S1）に収納されている。凝縮器（22）は、庫外収納空間（S1）の上下方向の中央部分において、該庫外収納空間（S1）を下側の第１空間（S11）と上側の第２空間（S12）とに区画するように設けられている。第１空間（S11）には、上記圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を可変速で駆動するための駆動回路が収納されたインバータボックス（29）と、ＣＡ装置（60）のガス供給装置（30）とが設けられている。一方、第２空間（S12）には、庫外ファン（25）と、電装品ボックス（17）とが設けられている。第１空間（S11）は、コンテナ（11）の庫外空間に対して開放される一方、第２空間（S12）は、庫外ファン（25）の吹出口のみが庫外空間に開口するように庫外空間との間が板状部材によって閉塞されている。
一方、図２に示すように、蒸発器（24）は、庫内収納空間（S2）の２次空間（S22）に収納されている。庫内収納空間（S2）における蒸発器（24）の上方位置には、ケーシング（12）の幅方向に並んで２つの庫内ファン（26）が設けられている。
〈ＣＡ装置〉
図４に示すように、ＣＡ装置（60）は、ガス供給装置（30）と、排気部（46）と、センサユニット（50）と、制御部（55）とを備え、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度とを調節するものである。なお、以下の説明で用いる「濃度」は、全て「体積濃度」を指す。
［ガス供給装置］
−ガス供給装置の構成−
ガス供給装置（30）は、コンテナ（11）の庫内に供給するための低酸素濃度の窒素濃縮空気を生成する装置である。本実施形態では、ガス供給装置（30）は、ＶＰＳＡ（Vacuum Pressure Swing Adsorption）によって構成されている。また、ガス供給装置（30）は、図１に示すように、庫外収納空間（S1）の左下のコーナー部に配置されている。
図４に示すように、ガス供給装置（30）は、エアポンプ（31）と、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）と、空気中の窒素成分を吸着するための吸着剤が設けられた第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）とが接続された空気回路（3）と、該空気回路（3）の構成部品が収納されたユニットケース（36）とを有している。このようにガス供給装置（30）は、構成部品がユニットケース（36）の内部に収納されることによって１つのユニットとして構成され、コンテナ用冷凍装置（10）に後付けすることができるように構成されている。
（エアポンプ）
エアポンプ（31）は、ユニットケース（36）内に設けられ、それぞれ空気を吸引して加圧して吐出する第１ポンプ機構（加圧部）（31a）及び第２ポンプ機構（減圧部）（31b）を有している。第１ポンプ機構（31a）及び第２ポンプ機構（31b）は、モータ（31c）の駆動軸に接続され、モータ（31c）によって回転駆動されることにより、それぞれ空気を吸引して加圧して吐出する。
第１ポンプ機構（31a）の吸込口は、ユニットケース（36）を内外に貫通するように設けられた外気通路（41）の一端が接続されている。外気通路（41）の他端には、通気性と防水性を有するメンブレンフィルタ（76）が設けられている。外気通路（41）は、可撓性を有するチューブによって構成されている。図示を省略するが、メンブレンフィルタ（76）が設けられた外気通路（41）の他端は、庫外収納空間（S1）の凝縮器（22）の上方の第２空間（S12）に設けられている。このような構成により、第１ポンプ機構（31a）は、外気通路（41）の他端に設けられたメンブレンフィルタ（76）を介してユニットケース（36）の外から中へ流入する際に水分が除去された外気を吸い込んで加圧する。一方、第１ポンプ機構（31a）の吐出口には吐出通路（42）の一端が接続されている。該吐出通路（42）の他端は、下流側において２つに分岐して第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）のそれぞれに接続されている。
第２ポンプ機構（31b）の吸込口には、吸引通路（43）の一端が接続されている。該吸引通路（43）の他端は、上流側において２つに分かれ、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）のそれぞれに接続されている。一方、第２ポンプ機構（31b）の吐出口には、供給通路（44）の一端が接続されている。供給通路（44）の他端は、コンテナ（11）の庫内収納空間（S2）における庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）において開口している。供給通路（44）の他端部には、一端から他端へ向かう向きの空気の流通のみを許容し、空気の逆流を防止する逆止弁（65）が設けられている。
なお、本実施形態では、吐出通路（42）と吸引通路（43）とは、バイパス通路（47）によって接続されている。バイパス通路（47）には、制御部（55）によって開閉制御されるバイパス開閉弁（48）が設けられている。
エアポンプ（31）の第１ポンプ機構（31a）及び第２ポンプ機構（31b）は、潤滑用のオイルを使用しないオイルレスのポンプで構成されている。また、エアポンプ（31）の側方には、エアポンプ（31）に向かって送風することでエアポンプ（31）を冷却するための送風ファン（49）が２つ設けられている。
（方向制御弁）
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）は、空気回路（3）におけるエアポンプ（31）と第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）との間に設けられ、エアポンプ（31）と第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）との接続状態を後述する３つの接続状態（第１〜第３の接続状態）に切り換えるものである。この切り換え動作は、制御部（55）によって制御される。
具体的に、第１方向制御弁（32）は、第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続された吐出通路（42）と、第２ポンプ機構（31b）の吸込口に接続された吸引通路（43）と、第１吸着筒（34）の一端部（加圧時の流入口）とに接続される。この第１方向制御弁（32）は、第１吸着筒（34）を第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通させて第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断する第１状態（図４に示す状態）と、第１吸着筒（34）を第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通させて第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断する第２状態（図５に示す状態）とに切り換わる。
第２方向制御弁（33）は、第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続された吐出通路（42）と、第２ポンプ機構（31b）の吸込口に接続された吸引通路（43）と、第２吸着筒（35）の一端部とに接続される。この第２方向制御弁（33）は、第２吸着筒（35）を第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通させて第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断する第１状態（図４に示す状態）と、第２吸着筒（35）を第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通させて第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断する第２状態（図５に示す状態）とに切り換わる。
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を共に第１状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第２吸着筒（35）とが接続される第１の接続状態に切り換わる（図４を参照）。この状態では、第１吸着筒（34）で外気中の窒素成分を吸着剤に吸着させる吸着動作が行われ、第２吸着筒（35）で吸着剤に吸着された窒素成分を脱着させる脱着動作が行われる。
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を共に第２状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第２吸着筒（35）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第１吸着筒（34）とが接続される第２の接続状態に切り換わる（図５を参照）。この状態では、第２吸着筒（35）で吸着動作が行われ、第１吸着筒（34）で脱着動作が行われる。
第１方向制御弁（32）を第１状態に設定し、第２方向制御弁（33）を第２状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第２吸着筒（35）とが接続される第３の接続状態に切り換わる（図６を参照）。この状態では、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続され、第１ポンプ機構（31a）によって第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方に加圧された外気が供給される。この状態では、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方で吸着動作が行われる。
（吸着筒）
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）は、内部に吸着剤が充填された円筒部材によって構成されている。第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填された吸着剤は、加圧下で窒素成分を吸着して、減圧下で吸着した窒素成分を脱着させる性質を有している。
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填された吸着剤は、例えば、窒素分子の分子径（３．０オングストローム）よりも小さく且つ酸素分子の分子径（２．８オングストローム）よりも大きな孔径の細孔を有する多孔体のゼオライトで構成されている。このような孔径のゼオライトで吸着剤を構成すれば、空気中の窒素成分を吸着することができる。
また、ゼオライトの細孔内には、陽イオンが存在しているために電場が存在し極性を生じているので、水分子などの極性分子を吸着する性質を有している。そのため、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填されたゼオライトからなる吸着剤には、空気中の窒素だけでなく、空気中の水分（水蒸気）も吸着される。そして、吸着剤に吸着された水分は、脱着動作によって窒素成分と共に吸着剤から脱着される。そのため、水分を含んだ窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給されることとなり、庫内の湿度を上げることができる。さらに、吸着剤が再生されるので、吸着剤の長寿命化を図ることができる。
このような構成により、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）では、エアポンプ（31）から加圧された外気が供給されて内部が加圧されると、吸着剤に該外気中の窒素成分が吸着する。その結果、外気よりも窒素成分が少なくなることで外気よりも窒素濃度が低く且つ酸素濃度が高い酸素濃縮空気が生成される。一方、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）では、エアポンプ（31）によって内部の空気が吸引されて減圧されると、吸着剤に吸着されていた窒素成分が脱着する。その結果、外気よりも窒素成分を多く含むことで外気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気が生成される。本実施形態では、例えば、窒素濃度９２％、酸素濃度８％の成分比率の窒素濃縮空気が生成される。
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の他端部（加圧時の流出口）には、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において、第１ポンプ機構（31a）によって加圧された外気が供給されて生成された酸素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫外へ導くための酸素排出通路（45）の一端が接続されている。酸素排出通路（45）の一端は、２つに分岐し、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の他端部のそれぞれに接続されている。酸素排出通路（45）の他端は、ガス供給装置（30）の外部、即ち、コンテナ（11）の庫外において開口している。酸素排出通路（45）の第１吸着筒（34）の他端部に接続された部分及び第２吸着筒（35）の他端部に接続された部分には、酸素排出通路（45）から第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）への空気の逆流を防止するための逆止弁（61）がそれぞれ設けられている。
酸素排出通路（45）の中途部には、逆止弁（62）とオリフィス（63）とが一端から他端に向かって順に設けられている。逆止弁（62）は、後述する排気用接続通路（71）からの窒素濃縮空気の第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）側への逆流を防止する。オリフィス（63）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から流出した酸素濃縮空気が庫外へ排出される前に減圧する。
（給排切換機構）
空気回路（3）には、生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給する後述するガス供給動作（図４及び図５を参照）と生成した窒素濃縮空気を庫外へ排出するガス排出動作（図７を参照）とを切り換えるための給排切換機構（70）が設けられている。給排切換機構（70）は、排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）とを有している。
排気用接続通路（71）は、一端が供給通路（44）に接続され、他端が酸素排出通路（45）に接続されている。排気用接続通路（71）の他端は、酸素排出通路（45）のオリフィス（63）よりも庫外側に接続されている。
排気用開閉弁（72）は、排気用接続通路（71）に設けられている。排気用開閉弁（72）は、排気用接続通路（71）の中途部において、供給通路（44）から流入した窒素濃縮空気の流通を許容する開状態と、窒素濃縮空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。排気用開閉弁（72）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
供給側開閉弁（73）は、供給通路（44）における排気用接続通路（71）が接続される接続部よりも他端側（庫内側）に設けられている。供給側開閉弁（73）は、供給通路（44）の排気用接続通路（71）の接続部よりも庫内側において、窒素濃縮空気の庫内側への流通を許容する開状態と、窒素濃縮空気の庫内側への流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。供給側開閉弁（73）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
（測定ユニット）
空気回路（3）には、生成した窒素濃縮空気の濃度を、コンテナ（11）の庫内に設けられた後述するセンサユニット（50）の酸素センサ（51）を用いて測定する給気測定動作（図８を参照）を行うための測定ユニット（80）が設けられている。測定ユニット（80）は、分岐管（測定用通路）（81）と測定用開閉弁（82）とを備え、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気の一部を分岐させて酸素センサ（51）に導くように構成されている。
具体的には、分岐管（81）は、一端が供給通路（44）に接続され、他端が酸素センサ（51）の後述する酸素センサボックス（51a）に連結されている。なお、本実施形態では、分岐管（81）は、ユニットケース（36）内において供給通路（44）から分岐し、ユニットケースの内外に亘るように設けられている。
測定用開閉弁（82）は、分岐管（81）のユニットケースの内部に設けられている。測定用開閉弁（82）は、分岐管（81）における窒素濃縮空気の流通を許容する開状態と、分岐管（81）における窒素濃縮空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。測定用開閉弁（82）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。詳細については後述するが、測定用開閉弁（82）は、後述する給気測定動作が実行される際にのみ開状態となり、その他のモードでは閉状態となる。
−ガス供給装置の運転動作−
（ガス生成動作）
ガス供給装置（30）では、第１吸着筒（34）が加圧されると同時に第２吸着筒（35）が減圧される第１動作（図４を参照）と、第１吸着筒（34）が減圧されると同時に第２吸着筒（35）が加圧される第２動作（図５を参照）とが、所定の時間（例えば、１４．５秒）ずつ交互に繰り返し行われることにより、窒素濃縮空気と酸素濃縮空気とが生成される。また、本実施形態では、第１動作と第２動作との各合間に、第１吸着筒（34）と第２吸着筒（35）のいずれもが加圧される均圧動作（図６を参照）が、所定の時間（例えば、１．５秒）行われる（図９を参照）。各動作の切り換えは、制御部（55）が第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を操作することによって行われる。
《第１動作》
第１動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）が共に、図４に示す第１状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断され、且つ第２吸着筒（35）が第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通して第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断された第１接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、加圧した外気を第１吸着筒（34）へ供給する。第１吸着筒（34）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第１吸着筒（34）の吸着剤に吸着される。このように、第１動作中、第１吸着筒（34）では、上記第１ポンプ機構（31a）から加圧された外気が供給されて該外気中の窒素成分が吸着剤に吸着されることにより、窒素濃度が外気よりも低く酸素濃度が外気よりも高い酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第１吸着筒（34）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第２吸着筒（35）から空気を吸引する。その際、第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着された窒素成分が、空気と共に第２ポンプ機構（31b）に吸引されて吸着剤から脱着する。このように、第１動作中、第２吸着筒（35）では、第２ポンプ機構（31b）によって内部の空気が吸引されて吸着剤に吸着された窒素成分が脱着することにより、吸着剤から脱着した窒素成分を含み、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気が生成される。窒素濃縮空気は、第２ポンプ機構（31b）に吸い込まれ、加圧された後、供給通路（44）に吐出される。
《第２動作》
第２動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）が共に、図５に示す第２状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）が第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通して第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断され、且つ第２吸着筒（35）が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断された第２接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、加圧した外気を第２吸着筒（35）へ供給する。第２吸着筒（35）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着される。このように、第２動作中、第２吸着筒（35）では、上記第１ポンプ機構（31a）から加圧された外気が供給されて該外気中の窒素成分が吸着剤に吸着されることにより、窒素濃度が外気よりも低く酸素濃度が外気よりも高い酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第２吸着筒（35）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第１吸着筒（34）から空気を吸引する。その際、第１吸着筒（34）の吸着剤に吸着された窒素成分が、空気と共に第２ポンプ機構（31b）に吸引されて吸着剤から脱着する。このように、第２動作中、第１吸着筒（34）では、第２ポンプ機構（31b）によって内部の空気が吸引されて吸着剤に吸着された窒素成分が脱着することにより、吸着剤から脱着した窒素成分を含み、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気が生成される。窒素濃縮空気は、第２ポンプ機構（31b）に吸い込まれ、加圧された後、供給通路（44）に吐出される。
《均圧動作》
図６に示すように、均圧動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）が第１状態に切り換える一方、第２方向制御弁（33）が第２状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が、共に第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断された第３接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方に加圧した外気を供給する。第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着され、酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から遮断される。そのため、均圧動作中には、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において新たに窒素濃縮空気が生成されることはなく、第２ポンプ機構（31b）は、吸引通路（43）に残存する窒素濃縮空気を吸引して加圧した後、供給通路（44）に吐出する。
ところで、上述したように、第１動作中には、第１吸着筒（34）では第１ポンプ機構（31a）によって加圧されて吸着動作が行われ、第２吸着筒（35）では第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作が行われる。一方、第２動作中には、第２吸着筒（35）では第１ポンプ機構（31a）によって加圧されて吸着動作が行われ、第１吸着筒（34）では第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作が行われる。そのため、上述の均圧動作を挟むことなく、第１動作から第２動作へ切り換える又は第２動作から第１動作へ切り換えると、切り換え直後は、切り換え前に脱着動作を行っていた吸着筒内の圧力が著しく低いため、該吸着筒内の圧力が上昇するのに時間がかかり、すぐには吸着動作が行われない。
そこで、本実施形態では、第１動作から第２動作へ切り換える際、及び第２動作から第１動作へ切り換える際に、空気回路（3）を第３接続状態に切り換え、第１吸着筒（34）と第２吸着筒（35）とを、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を介して連通させることとしている。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の互いの内部圧力が、速やかに等しくなる（互いの内部圧力の中間の圧力になる）。このような均圧動作により、切り換え前に第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作を行っていた吸着筒内の圧力が、速やかに上昇するため、第１ポンプ機構（31a）への接続後、速やかに吸着動作が行われる。
このようにして、ガス供給装置（30）では、均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことによって空気回路（3）において窒素濃縮空気と酸素濃縮空気とが生成される。
（ガス供給動作／ガス排出動作）
また、ガス供給装置（30）では、給排切換機構（70）によって、空気回路（3）において生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、脱着動作の開始時点から所定時間の間、生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内へ供給せずに排気するガス排出動作とが切り換えられる。
《ガス供給動作》
ガス供給動作では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）が閉状態に制御され、供給側開閉弁（73）が開状態に制御される。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において交互に生成された窒素濃縮空気が供給通路（44）を通ってコンテナ（11）の庫内へ供給され、酸素濃縮空気は酸素排出通路（45）を通って庫外へ排出される。
《ガス排出動作》
図７に示すように、ガス排出動作では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）が開状態に制御され、供給側開閉弁（73）が閉状態に制御される。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において交互に生成されて供給通路（44）に吐出された窒素濃縮空気は、供給通路（44）において供給側開閉弁（73）よりも庫内側への流通が阻止され、排気用接続通路（71）に流入する。排気用接続通路（71）に流入した窒素濃縮空気は、酸素排出通路（45）に流入し、酸素排出通路（45）を流れる酸素濃縮空気と共に庫外へ排出される。
［排気部］
−排気部の構成−
図２に示すように、排気部（46）は、庫内収納空間（S2）と庫外空間とを繋ぐ排気通路（46a）と、排気通路（46a）に接続された排気弁（46b）と、排気通路（46a）の流入端部（庫内側端部）に設けられたメンブレンフィルタ（46c）とを有している。排気通路（46a）は、ケーシング（12）を内外に貫通するように設けられている。排気弁（46b）は、排気通路（46a）の庫内側に設けられ、排気通路（46a）における空気の流通を許容する開状態と、排気通路（46a）における空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。排気弁（46b）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
−排気部の運転動作−
庫内ファン（26）の回転の回転中に、制御部（55）によって排気弁（46b）を開くことによって、庫内に繋がる庫内収納空間（S2）の空気（庫内空気）が庫外へ排出される排気動作が行われる。
具体的には、庫内ファン（26）が回転すると、吹出側の２次空間（S22）の圧力が、庫外空間の圧力（大気圧）よりも高くなる。これにより、排気弁（46b）が開状態であるときには、排気通路（46a）の両端部の間で生じる圧力差（庫外空間と２次空間（S22）との間の圧力差）により、庫内に繋がる庫内収納空間（S2）の空気（庫内空気）が排気通路（46a）を通って庫外空間へ排出される。
［センサユニット］
−センサユニットの構成−
図２に示すように、センサユニット（50）は、庫内収納空間（S2）における庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）に設けられている。センサユニット（50）は、酸素センサ（51）と、二酸化炭素センサ（52）と、固定プレート（53）と、メンブレンフィルタ（54）と、連絡管（56）と、排気管（57）とを有している。
酸素センサ（51）は、内部にガルバニ電池式センサが収容された酸素センサボックス（51a）を有している。酸素センサ（51）は、ガルバニ電池式センサの電解液に流れる電流値を計測することによって、酸素センサボックス（51a）内の気体中の酸素濃度を測定する。酸素センサボックス（51a）の外面は、固定プレート（53）に固定されている。酸素センサボックス（51a）の外面であって固定プレート（53）への固定面とは反対側の面には、開口が形成され、該開口には、通気性と防水性を有するメンブレンフィルタ（54）が取り付けられている。また、酸素センサボックス（51a）の一方の側面には、コネクタを介して連絡管（56）の一端が連結されている。さらに、酸素センサボックス（51a）の下面には、コネクタ（管継手）を介して測定ユニット（80）の分岐管（81）が連結されている。
二酸化炭素センサ（52）は、二酸化炭素センサボックス（52a）を有し、二酸化炭素センサボックス（52a）内の気体に赤外線を放射し、二酸化炭素に固有の波長の赤外線の吸収量を計測することによって気体中の二酸化炭素濃度を測定する非分散型赤外線方式（ＮＤＩＲ：non dispersive infrared）のセンサである。二酸化炭素センサボックス（52a）の一方の側面には、コネクタを介して連絡管（56）の他端が連結されている。また、二酸化炭素センサボックス（52a）の他方の側面には、コネクタを介して排気管（57）の一端が連結されている。
固定プレート（53）は、酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とが取り付けられた状態で、ケーシング（12）に固定されている。
連絡管（56）は、上述のように、酸素センサボックス（51a）の側面と二酸化炭素センサボックス（52a）の側面とに連結され、酸素センサボックス（51a）の内部空間と二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間とを連通させている。
排気管（57）は、上述のように、一端が二酸化炭素センサボックス（52a）の他方の側面に連結され、他端が庫内ファン（26）の吸込口の近傍において開口している。つまり、排気管（57）は、二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間と庫内収納空間（S2）の１次空間（S21）とを連通させている。
−濃度測定動作−
上述のように、庫内収納空間（S2）の２次空間（S22）と１次空間（S21）とは、メンブレンフィルタ（54）、酸素センサボックス（51a）の内部空間、連絡管（56）、二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間、及び排気管（57））によって形成される空気通路（58）を介して連通している。そのため、庫内ファン（26）の運転中には、１次空間（S21）の圧力が、２次空間（S22）の圧力よりも低くなる。この圧力差により、酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とが接続された空気通路（58）において、２次空間（S22）側から１次空間（S21）側へ庫内空気が流れる。このようにして、庫内空気が酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とを順に通過し、酸素センサ（51）において庫内空気の酸素濃度が測定され、二酸化炭素センサ（52）において庫内空気の二酸化炭素濃度が測定される。
［制御部］
制御部（55）は、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度及び二酸化炭素濃度を所望の濃度にする濃度調節運転を実行するように構成されている。具体的には、制御部（55）は、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）の測定結果に基づいて、コンテナ（11）の庫内空気の組成（酸素濃度及び二酸化炭素濃度）が所望の組成（例えば、酸素濃度３％、二酸化炭素濃度５％）になるように、ガス供給装置（30）及び排気部（46）の動作を制御する。具体的には、制御部（55）は、ガス供給装置（30）によるガス生成動作（図９を参照）とガス供給動作（図４〜６を参照）とガス排出動作（図７を参照）と、排気部（46）による排気動作とを組み合わせて行う後述する第１運転モード（全部供給運転）（図１０を参照）及び第２運転モード（一部供給運転）（図１１を参照）と、ガス供給装置（30）及び排気部（46）における各動作を停止する停止モードとを実行するように構成されている。
また、制御部（55）は、ユーザからの指令により又は定期的に、測定用開閉弁（82）の動作を制御して、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うように構成されている。
本実施形態では、制御部（55）は、ＣＡ装置（60）の各要素を本願で開示するように制御するマイクロコンピュータと、実施可能な制御プログラムが記憶されたメモリやハードディスク等とを含んでいる。なお、上記制御部（55）は、ＣＡ装置（60）の制御部の一例であり、制御部（55）の詳細な構造やアルゴリズムは、本発明に係る機能を実行するどのようなハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであってもよい。
−運転動作−
〈冷媒回路の運転動作〉
本実施形態では、図３に示すユニット制御部（100）によって、コンテナ（11）の庫内空気を冷却する冷却運転が実行される。
冷却運転では、ユニット制御部（100）によって、圧縮機（21）、膨張弁（23）、庫外ファン（25）及び庫内ファン（26）の動作が、図示しない温度センサの測定結果に基づいて庫内空気の温度が所望の目標温度になるように制御される。このとき、冷媒回路（20）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。そして、庫内ファン（26）によって庫内収納空間（S2）へ導かれたコンテナ（11）の庫内空気が、蒸発器（24）を通過する際に該蒸発器（24）の内部を流れる冷媒によって冷却される。蒸発器（24）において冷却された庫内空気は、床下流路（19a）を通って吹出口（18b）から再びコンテナ（11）の庫内へ吹き出される。これにより、コンテナ（11）の庫内空気が冷却される。
〈濃度調節運転〉
また、本実施形態では、図４に示す制御部（55）によって、ＣＡ装置（60）が、コンテナ（11）の庫内空気の組成（酸素濃度及び二酸化炭素濃度）を所望の組成（例えば、酸素濃度３％、二酸化炭素濃度５％）に調節する濃度調節運転を行う。濃度調節運転では、制御部（55）によって、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）の測定結果に基づいて、コンテナ（11）の庫内空気の組成が所望の組成となるように、ガス供給装置（30）及び排気部（46）の動作が制御される。
なお、濃度調節運転中は、制御部（55）は、測定用開閉弁（82）を閉状態に制御する。また、濃度調節運転中、制御部（55）は、ユニット制御部（100）と通信し、該ユニット制御部（100）によって庫内ファン（26）を回転させる。これにより、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）には、庫内ファン（26）によって庫内空気が供給され、庫内空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度とが測定されることとなる。
（酸素濃度の調節）
［第１運転モード］
制御部（55）は、酸素センサ（51）で測定された庫内空気の酸素濃度が８％よりも高い場合、第１運転モードを実行する。
第１運転モードでは、制御部（55）は、図９に示すように、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。本実施形態では、第１動作及び第２動作の動作時間が１４．５秒、均圧動作の動作時間が１．５秒に設定されている。
また、第１運転モードでは、制御部（55）は、図４，５，１０に示すように、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
なお、第１動作及び第２動作の各動作において初期と末期とでは、生成される窒素濃縮空気の組成が異なる。具体的には、各動作の初期では、吸着筒や配管等に外気が残存しているために比較的酸素濃度の高い窒素濃縮空気が生成され、各動作の末期には、吸着筒内の圧力が初期よりも低下するために窒素成分が多く脱着され、比較的酸素濃度の低い窒素濃縮空気が生成される。第１運転モードでは、第１動作及び第２動作の各動作において、生成された全ての窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給される。その結果、コンテナ（11）の庫内には、平均窒素濃度（第１動作及び第２動作の各動作において、庫内に供給される窒素濃縮空気の窒素濃度の平均値）が９２％、平均酸素濃度（第１動作及び第２動作の各動作において、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度の平均値）が８％の窒素濃縮空気が供給されることとなる。
また、第１運転モードでは、制御部（55）は、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して排気動作を行い、ガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する。
第１運転モードでは、上述のようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が窒素濃縮空気に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
［第２運転モード］
第１運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が８％まで低下すると、制御部（55）は、第２運転モードを実行する。
第２運転モードにおいても、制御部（55）は、図９に示すように、第１運転モードと同様に、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。
一方、第２運転モードでは、制御部（55）は、図７，１１に示すように、第１動作及び第２動作の初期の所定時間の間（本実施形態では、各動作の開始時から４秒経過するまでの間）、排気用開閉弁（72）を開状態、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を実行する。そして、制御部（55）は、ガス排出動作の終了後、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
第２運転モードでは、上述のような第１動作及び第２動作の初期に窒素濃縮空気を庫内へ供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を行うことにより、脱着動作の開始直後の比較的酸素濃度の高い窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給されなくなる。その結果、コンテナ（11）の庫内には、平均窒素濃度が９５％、平均酸素濃度が５％の窒素濃縮空気が供給されることとなる。このように、第２運転モードでは、第１運転モードにおいてコンテナ（11）の庫内に供給した窒素濃縮空気よりも酸素濃度の低い窒素濃縮空気が供給される。
また、第２運転モードにおいても、制御部（55）は、第１運転モードと同様に、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して排気動作を行い、ガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する。
第２運転モードでは、ガス供給動作の前にガス排出動作を行った後にガス供給動作を行うことで、第１運転モードにおいて供給した窒素濃縮空気よりも酸素濃度が低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する。また、ガス排出動作とガス供給動作と共に排気動作を行うことにより、庫内空気が比較的酸素濃度の低い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度５％）に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
［停止モード］
第２運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％まで低下すると、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する（停止モード）。
ガス供給動作と排気動作とが停止されると、コンテナ（11）の庫内では、空気が何ら入れ替わらない一方、植物（15）が呼吸を行うため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が減少し、二酸化炭素濃度が上昇する。これにより、庫内空気の酸素濃度は、やがて目標酸素濃度の３％に至る。
なお、呼吸によってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が３％よりも低下した場合には、ガス供給装置（30）の運転を再開し、第１運転モードを実行する。第１運転モードでは、平均酸素濃度が８％の窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御してガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とが行われる。このようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が該庫内空気よりも酸素濃度の高い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度５％）に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が上昇する。
制御部（55）は、庫内空気の酸素濃度が、目標酸素濃度（３％）よりも所定濃度（例えば、０．５％）だけ高い値（３．５％）になると、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
なお、庫内空気の酸素濃度の調節は、第１運転モードの代わりに、バイパス開閉弁（48）を開いて、エアポンプ（31）に吸引した外気を、第１及び第２吸着筒（34,35）を通過させることなくバイパスさせて、そのままコンテナ（11）の庫内に供給する外気導入動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して外気導入動作によって外気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とを行うこととしてもよい。このように外気導入動作と排気動作とによれば、庫内空気が酸素濃度２１％の外気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が上昇する。
（二酸化炭素濃度の調節）
制御部（55）は、二酸化炭素センサ（52）で測定された庫内空気の二酸化炭素濃度が５％よりも高い場合、図１０に示す第１運転モードを実行する。第１運転モードでは、平均窒素濃度が９２％、平均酸素濃度が８％の窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御してガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とが行われる。このようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が二酸化炭素濃度０．０３％の窒素濃縮空気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の二酸化炭素濃度が低下する。
制御部（55）は、庫内空気の二酸化炭素濃度が、目標二酸化炭素濃度（５％）よりも所定濃度（例えば、０．５％）だけ低い値（４．５％）になると、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
なお、庫内空気の二酸化炭素濃度の調節は、ガス供給動作の代わりに、バイパス開閉弁（48）を開いて上記外気導入動作を行うこととしてもよい。このように外気導入動作と排気動作とによれば、庫内空気が二酸化炭素濃度０．０３％の外気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の二酸化炭素濃度が低下する。
［給気測定動作］
また、制御部（55）は、ユーザからの指令により又は定期的（例えば、１０日毎）に、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行う。なお、給気測定動作は、上述の濃度調節運転や試運転等のガス供給動作中に庫内ファン（26）が停止した際に並行して行われる。
制御部（55）は、ガス供給動作中に、測定用開閉弁（82）を開状態に制御すると共に供給側開閉弁（73）を閉状態に制御する。これにより、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気の全てが分岐管（81）に流入する。分岐管（81）に流入した窒素濃縮空気は、酸素センサ（51）の酸素センサボックス（51a）内に流入し、酸素濃度が測定される。
このように、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の組成（酸素濃度、窒素濃度）が所望の状態であるかを確認することができる。
−実施形態１の効果−
以上のように、本実施形態１によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うように構成した。このような第２運転モード（一部供給運転）により、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出されるため、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、このようなＣＡ装置（60）によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の平均酸素濃度（本実施形態では、８％）よりも低い濃度に調節することができる。
ところで、上述の第２運転モード（一部供給運転）のように、脱着動作中に生成した窒素濃縮空気の一部をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出することとすると、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が少なくなる。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いときに第２運転モード（一部供給運転）を行うと、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎるために、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、本実施形態１では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度（本実施形態では、８％）以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）に供給する第１運転モード（全部供給運転）を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うように構成している。このように、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度（本実施形態では、５％）まで低下させることができる。
また、本実施形態１によれば、供給通路（44）と酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）と、排気用開閉弁（72）及び供給側開閉弁（73）を開閉制御してガス供給動作とガス排出動作とを切り換える制御部（55）とを設けている。本実施形態１によれば、このような容易な構成により、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）との開閉状態を切り換えるだけの簡単な制御により、ガス供給動作とガス排出動作とを切り換えて行う第２運転モード（一部供給運転）を容易に行うことができる。
また、本実施形態１によれば、ＣＡ装置（60）において生成されて供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを設けることとした。このような構成によれば、制御部（55）によって、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御して、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気を測定用通路（81）から酸素センサ（51）に導くことで、該窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うことができる。また、給気測定動作を行って窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、ＣＡ装置（60）の性能、即ち、所望の窒素濃度の窒素濃縮空気を生成することができているか否かを検知することができる。つまり、ＣＡ装置（60）に窒素濃度センサを設けることなく、コンテナ（11）の庫内の空気の酸素濃度を測定する酸素センサ（51）を用いることにより、ＣＡ装置（60）の不具合を検知することができる。
また、本実施形態１によれば、脱着動作の開始時点（第１動作及び第２動作の各動作の開始時点）から所定時間経過するまでの間に生成された窒素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うＣＡ装置（60）を用いることとした。このようにＣＡ装置（60）において生成された窒素濃縮空気のうち、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は庫外へ排出されるため、その後に生成される酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の平均酸素濃度（本実施形態では、８％）よりも低い酸素濃度に調節することができる。
−実施形態１の変形例１−
ところで、上述のように、ガス生成動作によって生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を行うと、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が低下する。そのため、ガス排出動作の動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）が長すぎると、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が迅速に低下しなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態１において、脱着動作の開始直後（第１動作及び第２動作の各動作の開始直後）の酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を庫外へ排出するガス排出動作の動作時間を変更可能に構成してもよい。このような構成によれば、コンテナ（11）の庫内の状況に合わせてガス排出動作の動作時間を適宜変更することにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。
《本発明の実施形態２》
実施形態２は、実施形態１において制御部（55）の構成を一部変更したものである。実施形態２では、制御部（55）は、実施形態１と同様の第１運転モード（全部供給運転）（図１０を参照）と第２運転モード（一部供給運転）（図１１を参照）に加え、図１２に示す第３運転モード（一部供給運転）を実行して濃度調節運転を行うように構成されている。第３運転モードは、第２運転モードにおいて、ガス排出動作を行う動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）を長くした（７秒にした）ものである。実施形態２では、制御部（55）は、実施形態１と同様の第１運転モード（図１０を参照）と第２運転モード（図１１を参照）とを実行し、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定の濃度まで低下すると、ガス排出動作の動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）を４秒から７秒に変更して第３運転モードを実行することにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を所望の濃度（本実施形態では、３％）に低下させる濃度調節運転を行うように構成されている。
具体的には、制御部（55）は、酸素センサ（51）で測定された庫内空気の酸素濃度が８％よりも高い場合、実施形態１と同様に、第１運転モードを実行する。そして、第１運転モードによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が８％まで低下すると、実施形態１と同様に、第２運転モードを実行する。そして、第２運転モードによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％まで低下すると、実施形態１の停止モードの代わりに、実施形態２では、ガス排出動作の動作時間を４秒からより長い７秒に変更して第３運転モードを実行する。
第３運転モードにおいても、制御部（55）は、第１運転モード及び第２運転モードと同様に、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い（図９を参照）、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。
また、図７，１２に示すように、第３運転モードにおいても、制御部（55）は、第２運転モードと同様に、第１動作及び第２動作の初期の所定時間の間、排気用開閉弁（72）を開状態、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を実行する。そして、制御部（55）は、ガス排出動作の終了後、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
第３運転モードでは、第２運転モードと同様に、ガス供給動作の前にガス排出動作を行った後にガス供給動作を行うことで、第１運転モードにおいて生成される窒素濃縮空気よりも酸素濃度が低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する。また、ガス排出動作とガス供給動作と共に排気動作を行うことにより、庫内空気が第２運転モードの実行中にコンテナ（11）の庫内に供給した窒素濃縮空気よりもさらに酸素濃度の低い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度３％）に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
第３運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が３％まで低下すると、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
−実施形態２の効果−
以上のように、実施形態２によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、ガス排出動作を行う動作時間（生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間）を長くすることとした。具体的には、第２運転モードの後に、第２運転モードよりもガス排出動作を行う動作時間の長い第３運転モードに切り換えることとした。これにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナ（11）に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して第２運転モードにおいてコンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気よりもさらに酸素濃度の低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、実施形態１では、停止モードを実行し、庫内空気調節装置によらず、植物（15）の呼吸によってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を低下させていた。これに対し、実施形態２では、第３運転モードによって酸素濃度の極めて低い窒素濃縮空気（本実施形態では平均酸素濃度３％の窒素濃縮空気）を庫内に供給することとした。よって、実施形態２によれば、実施形態１よりも迅速にコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を所望の酸素濃度まで低下させることができる。
《本発明の実施形態３》
図１３に示すように、実施形態３では、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、制御部（55）が、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が共にエアポンプ（31）の第２ポンプ機構（31b）に接続される第４の接続状態に空気回路（3）を切り換え、バイパス開閉弁（48）及び排気用開閉弁（72）を閉状態に制御する運転停止制御を行い、外気と庫内空気との第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）への流入を阻止するものである。
具体的には、実施形態３では、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、第１方向制御弁（32）を第２状態に設定し、第２方向制御弁（33）を第１状態に設定する。これにより、第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第２吸着筒（35）とが接続される。つまり、空気回路（3）が、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が共にエアポンプ（31）の第２ポンプ機構（31b）に接続される第４の接続状態に切り換わる。
第４の接続状態に切り換えることにより、外気通路（41）及び第１ポンプ機構（31a）を介して庫外収納空間（S1）と連通する吐出通路（42）と２つの吸着筒（34,35）とが、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）によって遮断される。また、バイパス開閉弁（48）を閉状態に制御することにより、２つの吸着筒（34,35）と連通する吸引通路（43）と、外気通路（41）及び第１ポンプ機構（31a）を介して庫外収納空間（S1）と連通する吐出通路（42）とが遮断される。さらに、排気用開閉弁（72）を閉状態に制御することにより、庫外収納空間（S1）と連通する酸素排出通路（45）と、吸引通路（43）と第２ポンプ機構（31b）を介して２つの吸着筒（34,35）と連通する供給通路（44）とが遮断される。なお、上記空気回路（3）では、逆止弁（62）により、酸素排出通路（45）における空気の逆流が防止されており、庫外収納空間（S1）から２つの吸着筒（34,35）への空気の流入が阻止されている。よって、上記運転停止制御により、２つの吸着筒（34,35）と庫外収納空間（S1）とが遮断されるため、２つの吸着筒（34,35）への外気の流入が阻止される。
また、上記空気回路（3）では、逆止弁（65）によって供給通路（44）における空気の逆流が阻止され、逆止弁（64）によって分岐管（81）における空気の逆流が阻止される。よって、ガス供給装置（30）の運転を停止しても、庫内収納空間（S2）から２つの吸着筒（34,35）へ庫内空気が流入することはない。
以上のように、実施形態３によれば、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、制御部（55）によって運転停止制御を行うことにより、外気と庫内空気とが２つの吸着筒（34,35）へ流入することを防止することができる。これにより、運転停止時に外気や庫内空気が吸着筒（34,35）へ流入して吸着剤に空気中の水分が吸着（吸湿）してしまうのを防止することができる。
《その他の実施形態》
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態１，２では、濃度調節運転において酸素濃度を調節する際に、まずは第１運転モード（全部供給運転）を実行することとしていた。しかしながら、本発明において、第１運転モードは必ずしも必要ではない。つまり、実施形態１，２において、第１運転モードを実行せず、まず第２運転モード（一部供給運転）を実行することとしてもよい。具体的には、実施形態１及び実施形態２において、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％になるまで第２運転モードを実行することとしてもよい。
上記各実施形態では、１つのエアポンプ（31）が第１ポンプ機構（31a）と第２ポンプ機構（31b）とを有する構成としていたが、第１ポンプ機構（31a）と第２ポンプ機構（31b）とは、２つの個別のエアポンプによって構成されていてもよい。
また、上記各実施形態では、第１吸着部及び第２吸着部として、それぞれ１本の吸着筒を用いて窒素の吸着及び脱着を行うようにしていたが、各吸着部を構成する吸着筒の本数は１本に限定されない。例えば、各吸着部を３本の吸着筒で構成し、合計６本の吸着筒を用いることとしてもよい。
また、上記各実施形態では、海上輸送用のコンテナ（11）に設けられるコンテナ用冷凍装置（10）に本発明に係るＣＡ装置（60）を適用した例について説明したが、本発明に係るＣＡ装置（60）の用途はこれに限られない。本発明に係るＣＡ装置（60）は、海上輸送用のコンテナの他、例えば、陸上輸送用のコンテナ、単なる冷凍冷蔵倉庫、常温の倉庫等の庫内空気の組成調節に用いることができる。
以上説明したように、本発明は、コンテナの庫内に窒素濃縮空気を供給するガス供給装置及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置について有用である。
１０ コンテナ用冷凍装置
１１ コンテナ
１５ 植物
２０ 冷媒回路
３０ ガス供給装置
３１ａ 第１ポンプ機構（加圧部）
３１ｂ 第２ポンプ機構（減圧部）
３４ 第１吸着筒（吸着筒）
３５ 第２吸着筒（吸着筒）
４４ 供給通路
４５ 酸素排出通路
４６ 排気部
５１ 酸素センサ
５５ 制御部
６０ ＣＡ装置（庫内空気調節装置）
７１ 排気用接続通路
７２ 排気用開閉弁
７３ 供給側開閉弁
８１ 分岐管（測定用通路）
８２ 測定用開閉弁
本発明は、コンテナの庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置に関するものである。
従来、海上輸送等に用いられるコンテナ内の空気を冷却するために、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えたコンテナ用冷凍装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。コンテナの庫内には、例えば、バナナやアボガド等の植物が積み込まれる。植物は、収穫後であっても空気中の酸素を取り込んで二酸化炭素を放出する呼吸を行う。植物が呼吸を行うと、植物に蓄えられた養分と水分とが減少し、鮮度が低下する。そのため、コンテナの庫内の酸素濃度は、呼吸障害が起きない程度に低い方が好ましい。
そこで、特許文献１には、加圧すると空気中の窒素成分が吸着する吸着剤を用いて、空気よりも窒素濃度が高く酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成し、該窒素濃縮空気をコンテナの庫内に供給することにより、庫内空気の酸素濃度を低下させて植物の呼吸量を低減して植物の鮮度を維持しやすくする庫内空気調節装置が開示されている。この庫内空気調節装置では、吸着剤が収容された吸着筒に、エアポンプによって加圧空気を送り込み、吸着剤に窒素成分を吸着させる吸着動作を行った後、エアポンプによって吸着筒から空気を吸引して吸着剤に吸着した窒素成分を脱着させる脱着動作を行うことで窒素濃縮空気が生成される。
特開２０１５−０７２１０３号公報
しかしながら、上述の庫内空気調節装置では、図１４に示すように、生成される窒素濃縮空気の酸素濃度は、脱着動作の開始後は高く、徐々に低くなる。これは、脱着動作の開始直後には、吸着動作時に供給された外気が吸着筒や配管等に残存しており、この外気が含まれるためであると考えられる。そして、上記庫内空気調節装置では、脱着動作の全期間において生成した窒素濃縮空気をコンテナの庫内に供給していた。つまり、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気を供給できるにも拘わらず、脱着動作の開始後の酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気も供給していた。そのため、脱着動作中、平均すると中程度の酸素濃度の窒素濃縮空気を供給することとなり、コンテナの庫内空気を庫内空気調節装置が生成する窒素濃縮空気の平均酸素濃度よりも低い酸素濃度に調節することができなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、窒素濃縮空気を生成してコンテナの庫内に供給して庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置において、庫内空気の酸素濃度を、生成した窒素濃縮空気の平均酸素濃度よりも低い濃度に調節可能に構成することにある。
第１の発明は、呼吸を行う植物（15）が収納されるコンテナ（11）に設けられ、空気中の窒素成分を吸着する吸着剤が内部に収容された吸着筒（34,35）と、外気を上記吸着筒（34,35）に供給して該吸着筒（34,35）を加圧することにより、該吸着筒（34,35）において該空気中の窒素成分を上記吸着剤に吸着させる吸着動作を行わせる第１ポンプ機構（31a）と、上記吸着筒（34,35）内から空気を吸引して該吸着筒（34,35）を減圧することにより、該吸着筒（34,35）において上記吸着剤に吸着した窒素成分を上記空気中に脱着させる脱着動作を行わせる第２ポンプ機構（31b）とを備え、上記吸着筒（34,35）において上記吸着動作と上記脱着動作とを交互に行わせて空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成して上記コンテナ（11）の庫内に供給するように構成された庫内空気調節装置であって、上記脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外へ排出し、上記所定時間の経過後、上記脱着動作の終了時点までの間に生成された上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成されている。
第１の発明では、吸着筒（34,35）において吸着動作と脱着動作とを交互に行って窒素濃縮空気を生成し、生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が低下する。
また、第１の発明では、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように庫内空気調節装置（60）を構成している。この一部供給運転では、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出され、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみがコンテナ（11）の庫内に供給される。
第２の発明は、第１の発明において、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下になるまでは、上記脱着動作の開始時点から終了時点までの間に生成された上記窒素濃縮空気の全てを上記コンテナ（11）の庫内に供給する全部供給運転を行い、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が上記所定濃度以下になると、上記一部供給運転を行うように構成されている。
ところで、上述の一部供給運転のように、脱着動作中に生成した窒素濃縮空気の一部をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出することとすると、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が少なくなる。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いときに一部供給運転を行うと、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎるために、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、第２の発明では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）に供給する全部供給運転を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成している。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、上記一部供給運転において上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなるように構成されている。
ところで、一部供給運転において、窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなればなるほど、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度は低くなる。一方で、一部供給運転において、窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなればなるほど、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量が低下する。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いうちは、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎると、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、第３の発明では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、一部供給運転において窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間を長くするようにしている。つまり、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先し、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナの庫内に供給する。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気のみをコンテナの庫内に供給する。
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記第２ポンプ機構（31b）の吐出口に接続され、該第２ポンプ機構（31b）から吐出される上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に導く供給通路（44）と、上記吸着筒（34,35）に接続され、該吸着筒（34,35）において上記吸着動作によって生成される空気よりも窒素濃度が低く且つ酸素濃度が高い酸素濃縮空気を外部に排出する酸素排出通路（45）と、上記供給通路（44）と上記酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、上記排気用接続通路（71）に設けられ、該排気用接続通路（71）を開閉する排気用開閉弁（72）と、上記供給通路（44）の上記排気用接続通路（71）が接続された接続部よりも上記コンテナ（11）の庫内側に設けられ、該供給通路（44）を開閉する供給側開閉弁（73）と、上記排気用開閉弁（72）を開状態に制御すると共に上記供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外へ排出するガス排出動作と、上記排気用開閉弁（72）を閉状態に制御すると共に上記供給側開閉弁（73）を開状態に制御して生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作とを切り換える制御部（55）とを備えている。
第４の発明では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）を開状態に制御し、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御すると、生成された窒素濃縮空気の全てが供給通路（44）から排気用接続通路（71）を通って酸素排出通路（45）に流入し、酸素濃縮空気と共に庫外へ排出されるガス排出動作が行われる。一方、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）を閉状態に制御し、供給側開閉弁（73）を開状態に制御すると、生成された窒素濃縮空気の全てが供給通路（44）を通ってコンテナ（11）の庫内に供給されるガス供給動作が行われる。
第５の発明は、第４の発明において、上記供給通路（44）を流れる上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、
上記測定用通路（81）に設けられ、該測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを備え、上記制御部（55）は、上記排気用開閉弁（72）と上記供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御すると共に上記測定用開閉弁（82）を開状態に制御して上記酸素センサ（51）によって上記窒素濃縮空気の酸素濃度を測定させる給気測定動作を行うように構成されている。
第５の発明では、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、供給側開閉弁（73）と排気用開閉弁（72）とを閉状態に制御することにより、供給通路（44）において窒素濃縮空気が供給側開閉弁（73）以降流れなくなり、供給通路（44）を流れる全ての窒素濃縮空気が測定用通路（81）を通って酸素センサ（51）に導かれる。その結果、酸素センサ（51）において窒素濃縮空気の酸素濃度が測定される。
第６の発明は、呼吸を行う植物（15）が収納されるコンテナ（11）に取り付けられ、冷凍サイクルを行って上記コンテナ（11）の庫内空気を冷却する冷媒回路（20）と、空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成し、上記コンテナ（11）の庫内に供給するガス供給装置（30）と、上記コンテナ（11）の庫内空気を庫外へ排出する排気部（46）とを有し、上記コンテナ（11）の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置（60）とを備え、上記コンテナ（11）の庫内空気の温度と組成とを所望の状態に調節するコンテナ用冷凍装置であって、上記庫内空気調節装置（60）は、第１乃至第５のいずれか１つの発明の庫内空気調節装置（60）によって構成されている。
第６の発明では、冷媒回路（20）において冷凍サイクルが行われることにより、コンテナ（11）の庫内空気が冷却される。また、庫内空気調節装置（60）において生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）へ供給することにより、コンテナ（11）の庫内空気の組成が調節される。
第１の発明によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成した。このような一部供給運転により、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出されるため、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、このような庫内空気調節装置（60）によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の酸素濃度の平均値（以下、平均酸素濃度という。）よりも低い濃度に調節することができる。
また、第２の発明によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給する全部供給運転を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成している。このように、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、第３の発明によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、一部供給運転において窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間を長くするようにしている。これにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先し、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナ（11）に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、第４の発明によれば、供給通路（44）と酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）と、排気用開閉弁（72）及び供給側開閉弁（73）を開閉制御してガス供給動作とガス排出動作とを切り換える制御部（55）とを設けている。第４の発明によれば、このような容易な構成で、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）との開閉状態を切り換えるだけの簡単な制御により、ガス供給動作とガス排出動作とを切り換えて行う一部供給運転を容易に行うことができる。
また、第５の発明によれば、庫内空気調節装置（60）において生成されて供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを設けることとした。このような構成によれば、制御部（55）によって、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御して、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気を測定用通路（81）から酸素センサ（51）に導くことで、該窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うことができる。また、給気測定動作を行って窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、庫内空気調節装置（60）の性能、即ち、所望の窒素濃度の窒素濃縮空気を生成することができているか否かを検知することができる。つまり、庫内空気調節装置（60）に窒素濃度センサを設けることなく、コンテナ（11）の庫内の空気の酸素濃度を測定する酸素センサ（51）を用いることにより、庫内空気調節装置（60）の不具合を検知することができる。
また、第６の発明によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成された窒素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行う庫内空気調節装置（60）を用いることとした。このよように、庫内空気調節装置（60）において生成された窒素濃縮空気のうち、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は庫外へ排出されるため、その後に生成される酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、平均酸素濃度よりも低い酸素濃度に調節することができる。
図１は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置を庫外側から見た斜視図である。 図２は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置の概略構成を示す側面断面図である。 図３は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置の冷媒回路の構成を示す配管系統図である。 図４は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、第１動作中の空気の流れを示すものである。 図５は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、第２動作中の空気の流れを示すものである。 図６は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、均圧動作中の空気の流れを示すものである。 図７は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、ガス排出動作中の空気の流れを示すものである。 図８は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、給気測定動作中の空気の流れを示すものである。 図９は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置のガス生成動作における弁切換タイミングと吸着筒内の状態を示すタイムチャートである。 図１０は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第１運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１１は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第２運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１２は、実施形態２のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第３運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１３は、実施形態３のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、停止時の状態を示すものである。 図１４は、従来の庫内空気調節装置によって生成される窒素濃縮空気の酸素濃度の時間変化を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
《本発明の実施形態１》
図１及び図２に示すように、コンテナ用冷凍装置（10）は、海上輸送等に用いられるコンテナ（11）に設けられ、該コンテナ（11）の庫内空気を冷却するものである。コンテナ（11）の庫内には、植物（15）が箱詰めされた状態で収納されている。植物（15）は、空気中の酸素（Ｏ２）を取り込んで二酸化炭素（ＣＯ２）を放出する呼吸を行うものであり、例えば、バナナやアボカド等の青果物、野菜、穀物、球根、生花等である。
コンテナ（11）は、一方の端面が開口する細長い箱状に形成されている。コンテナ用冷凍装置（10）は、ケーシング（12）と、冷媒回路（20）と、ＣＡ装置（庫内空気調節装置／Controlled Atmosphere System）（60）とを備え、コンテナ（11）の開口端を塞ぐように取り付けられている。
〈ケーシング〉
図２に示すように、ケーシング（12）は、コンテナ（11）の庫外側に位置する庫外壁（12a）と、コンテナ（11）の庫内側に位置する庫内壁（12b）とを備えている。庫外壁（12a）及び庫内壁（12b）は、例えば、アルミニウム合金によって構成されている。
庫外壁（12a）は、コンテナ（11）の開口端を塞ぐようにコンテナ（11）の開口の周縁部に取り付けられている。庫外壁（12a）は、下部がコンテナ（11）の庫内側へ膨出するように形成されている。
庫内壁（12b）は、庫外壁（12a）と対向して配置されている。庫内壁（12b）は、庫外壁（12a）の下部に対応して庫内側へ膨出している。庫内壁（12b）と庫外壁（12a）との間の空間には、断熱材（12c）が設けられている。
このように、ケーシング（12）の下部は、コンテナ（11）の庫内側に向かって膨出するように形成されている。これにより、ケーシング（12）の下部におけるコンテナ（11）の庫外側には庫外収納空間（S1）が形成され、ケーシング（12）の上部におけるコンテナ（11）の庫内側には庫内収納空間（S2）が形成されている。
図１に示すように、ケーシング（12）には、メンテナンス用の２つのサービス用開口（14）が幅方向に並んで形成されている。２つのサービス用開口（14）は、それぞれ開閉自在な第１及び第２サービス扉（16A,16B）によって閉塞されている。第１及び第２サービス扉（16A,16B）は、いずれもケーシング（12）と同様に、庫外壁と庫内壁と断熱材とによって構成されている。
図２に示すように、コンテナ（11）の庫内には、仕切板（18）が配置されている。この仕切板（18）は、略矩形状の板部材に構成され、ケーシング（12）のコンテナ（11）の庫内側の面と対向する姿勢で立設されている。この仕切板（18）によって、コンテナ（11）の庫内と庫内収納空間（S2）とが区画されている。
仕切板（18）の上端とコンテナ（11）内の天井面との間には吸込口（18a）が形成されている。コンテナ（11）の庫内空気は、吸込口（18a）を通って庫内収納空間（S2）に取り込まれる。
また、庫内収納空間（S2）には、水平方向に延びる区画壁（13）が設けられている。区画壁（13）は、仕切板（18）の上端部に取り付けられ、後述する庫内ファン（26）が設置される開口が形成されている。区画壁（13）は、庫内収納空間（S2）を、庫内ファン（26）の吸込側の１次空間（S21）と、庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）とに区画する。なお、本実施形態では、庫内収納空間（S2）は、区画壁（13）によって上下に区画され、吸込側の１次空間（S21）が上側、吹出側の２次空間（S22）が下側に形成されている。
コンテナ（11）内には、コンテナ（11）の底面との間に隙間を存して床板（19）が設けられている。床板（19）上には、箱詰めされた植物（15）が載置されている。コンテナ（11）内の底面と床板（19）との間には、床下流路（19a）が形成されている。仕切板（18）の下端とコンテナ（11）内の底面との間には隙間が設けられ、床下流路（19a）に連通している。
床板（19）におけるコンテナ（11）の奥側（図２で右側）には、コンテナ用冷凍装置（10）によって冷却された空気をコンテナ（11）の庫内へ吹き出す吹出口（18b）が形成されている。
〈冷媒回路等の構成と配置〉
図３に示すように、冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と、凝縮器（22）と、膨張弁（23）と、蒸発器（24）とを、冷媒配管（20a）によって順に接続することによって構成された閉回路である。
凝縮器（22）の近傍には、庫外ファンモータ（25a）によって回転駆動され、コンテナ（11）の庫外空間の空気（外気）を庫外収納空間（S1）内へ誘引して凝縮器（22）へ送る庫外ファン（25）が設けられている。凝縮器（22）では、圧縮機（21）で加圧されて凝縮器（22）の内部を流れる冷媒と庫外ファン（25）によって凝縮器（22）に送られた外気との間で熱交換が行われる。本実施形態では、庫外ファン（25）は、プロペラファンによって構成されている。
蒸発器（24）の近傍には、庫内ファンモータ（26a）によって回転駆動され、コンテナ（11）の庫内空気を吸込口（18a）から誘引して蒸発器（24）へ吹き出す庫内ファン（26）が２つ設けられている。蒸発器（24）では、膨張弁（23）によって減圧されて蒸発器（24）の内部を流れる冷媒と庫内ファン（26）によって蒸発器（24）に送られた庫内空気との間で熱交換が行われる。
図２に示すように、庫内ファン（26）は、プロペラファン（回転翼）（27a）と、複数の静翼（27b）と、ファンハウジング（27c）とを有している。プロペラファン（27a）は、庫内ファンモータ（26a）に連結され、庫内ファンモータ（26a）によって回転軸周りに回転駆動されて軸方向に送風する。複数の静翼（27b）は、プロペラファン（27a）の吹出側に設けられて該プロペラファン（27a）から吹き出されて旋回する空気流れを整流する。ファンハウジング（27c）は、複数の静翼（27b）が内周面に取り付けられた円筒部材によって構成され、プロペラファン（27a）の外周まで延び、プロペラファン（27a）の外周を取り囲んでいる。
図１に示すように、圧縮機（21）及び凝縮器（22）は、庫外収納空間（S1）に収納されている。凝縮器（22）は、庫外収納空間（S1）の上下方向の中央部分において、該庫外収納空間（S1）を下側の第１空間（S11）と上側の第２空間（S12）とに区画するように設けられている。第１空間（S11）には、上記圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を可変速で駆動するための駆動回路が収納されたインバータボックス（29）と、ＣＡ装置（60）のガス供給装置（30）とが設けられている。一方、第２空間（S12）には、庫外ファン（25）と、電装品ボックス（17）とが設けられている。第１空間（S11）は、コンテナ（11）の庫外空間に対して開放される一方、第２空間（S12）は、庫外ファン（25）の吹出口のみが庫外空間に開口するように庫外空間との間が板状部材によって閉塞されている。
一方、図２に示すように、蒸発器（24）は、庫内収納空間（S2）の２次空間（S22）に収納されている。庫内収納空間（S2）における蒸発器（24）の上方位置には、ケーシング（12）の幅方向に並んで２つの庫内ファン（26）が設けられている。
〈ＣＡ装置〉
図４に示すように、ＣＡ装置（60）は、ガス供給装置（30）と、排気部（46）と、センサユニット（50）と、制御部（55）とを備え、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度とを調節するものである。なお、以下の説明で用いる「濃度」は、全て「体積濃度」を指す。
［ガス供給装置］
−ガス供給装置の構成−
ガス供給装置（30）は、コンテナ（11）の庫内に供給するための低酸素濃度の窒素濃縮空気を生成する装置である。本実施形態では、ガス供給装置（30）は、ＶＰＳＡ（Vacuum Pressure Swing Adsorption）によって構成されている。また、ガス供給装置（30）は、図１に示すように、庫外収納空間（S1）の左下のコーナー部に配置されている。
図４に示すように、ガス供給装置（30）は、エアポンプ（31）と、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）と、空気中の窒素成分を吸着するための吸着剤が設けられた第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）とが接続された空気回路（3）と、該空気回路（3）の構成部品が収納されたユニットケース（36）とを有している。このようにガス供給装置（30）は、構成部品がユニットケース（36）の内部に収納されることによって１つのユニットとして構成され、コンテナ用冷凍装置（10）に後付けすることができるように構成されている。
（エアポンプ）
エアポンプ（31）は、ユニットケース（36）内に設けられ、それぞれ空気を吸引して加圧して吐出する第１ポンプ機構（加圧部）（31a）及び第２ポンプ機構（減圧部）（31b）を有している。第１ポンプ機構（31a）及び第２ポンプ機構（31b）は、モータ（31c）の駆動軸に接続され、モータ（31c）によって回転駆動されることにより、それぞれ空気を吸引して加圧して吐出する。
第１ポンプ機構（31a）の吸込口は、ユニットケース（36）を内外に貫通するように設けられた外気通路（41）の一端が接続されている。外気通路（41）の他端には、通気性と防水性を有するメンブレンフィルタ（76）が設けられている。外気通路（41）は、可撓性を有するチューブによって構成されている。図示を省略するが、メンブレンフィルタ（76）が設けられた外気通路（41）の他端は、庫外収納空間（S1）の凝縮器（22）の上方の第２空間（S12）に設けられている。このような構成により、第１ポンプ機構（31a）は、外気通路（41）の他端に設けられたメンブレンフィルタ（76）を介してユニットケース（36）の外から中へ流入する際に水分が除去された外気を吸い込んで加圧する。一方、第１ポンプ機構（31a）の吐出口には吐出通路（42）の一端が接続されている。該吐出通路（42）の他端は、下流側において２つに分岐して第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）のそれぞれに接続されている。
第２ポンプ機構（31b）の吸込口には、吸引通路（43）の一端が接続されている。該吸引通路（43）の他端は、上流側において２つに分かれ、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）のそれぞれに接続されている。一方、第２ポンプ機構（31b）の吐出口には、供給通路（44）の一端が接続されている。供給通路（44）の他端は、コンテナ（11）の庫内収納空間（S2）における庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）において開口している。供給通路（44）の他端部には、一端から他端へ向かう向きの空気の流通のみを許容し、空気の逆流を防止する逆止弁（65）が設けられている。
なお、本実施形態では、吐出通路（42）と吸引通路（43）とは、バイパス通路（47）によって接続されている。バイパス通路（47）には、制御部（55）によって開閉制御されるバイパス開閉弁（48）が設けられている。
エアポンプ（31）の第１ポンプ機構（31a）及び第２ポンプ機構（31b）は、潤滑用のオイルを使用しないオイルレスのポンプで構成されている。また、エアポンプ（31）の側方には、エアポンプ（31）に向かって送風することでエアポンプ（31）を冷却するための送風ファン（49）が２つ設けられている。
（方向制御弁）
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）は、空気回路（3）におけるエアポンプ（31）と第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）との間に設けられ、エアポンプ（31）と第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）との接続状態を後述する３つの接続状態（第１〜第３接続状態）に切り換えるものである。この切り換え動作は、制御部（55）によって制御される。
具体的に、第１方向制御弁（32）は、第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続された吐出通路（42）と、第２ポンプ機構（31b）の吸込口に接続された吸引通路（43）と、第１吸着筒（34）の一端部（加圧時の流入口）とに接続される。この第１方向制御弁（32）は、第１吸着筒（34）を第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通させて第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断する第１状態（図４に示す状態）と、第１吸着筒（34）を第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通させて第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断する第２状態（図５に示す状態）とに切り換わる。
第２方向制御弁（33）は、第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続された吐出通路（42）と、第２ポンプ機構（31b）の吸込口に接続された吸引通路（43）と、第２吸着筒（35）の一端部とに接続される。この第２方向制御弁（33）は、第２吸着筒（35）を第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通させて第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断する第１状態（図４に示す状態）と、第２吸着筒（35）を第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通させて第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断する第２状態（図５に示す状態）とに切り換わる。
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を共に第１状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第２吸着筒（35）とが接続される第１接続状態に切り換わる（図４を参照）。この状態では、第１吸着筒（34）で外気中の窒素成分を吸着剤に吸着させる吸着動作が行われ、第２吸着筒（35）で吸着剤に吸着された窒素成分を脱着させる脱着動作が行われる。
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を共に第２状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第２吸着筒（35）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第１吸着筒（34）とが接続される第２接続状態に切り換わる（図５を参照）。この状態では、第２吸着筒（35）で吸着動作が行われ、第１吸着筒（34）で脱着動作が行われる。
第１方向制御弁（32）を第１状態に設定し、第２方向制御弁（33）を第２状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第２吸着筒（35）とが接続される第３接続状態に切り換わる（図６を参照）。この状態では、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続され、第１ポンプ機構（31a）によって第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方に加圧された外気が供給される。この状態では、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方で吸着動作が行われる。
（吸着筒）
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）は、内部に吸着剤が充填された円筒部材によって構成されている。第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填された吸着剤は、加圧下で窒素成分を吸着して、減圧下で吸着した窒素成分を脱着させる性質を有している。
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填された吸着剤は、例えば、窒素分子の分子径（３．０オングストローム）よりも小さく且つ酸素分子の分子径（２．８オングストローム）よりも大きな孔径の細孔を有する多孔体のゼオライトで構成されている。このような孔径のゼオライトで吸着剤を構成すれば、空気中の窒素成分を吸着することができる。
また、ゼオライトの細孔内には、陽イオンが存在しているために電場が存在し極性を生じているので、水分子などの極性分子を吸着する性質を有している。そのため、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填されたゼオライトからなる吸着剤には、空気中の窒素だけでなく、空気中の水分（水蒸気）も吸着される。そして、吸着剤に吸着された水分は、脱着動作によって窒素成分と共に吸着剤から脱着される。そのため、水分を含んだ窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給されることとなり、庫内の湿度を上げることができる。さらに、吸着剤が再生されるので、吸着剤の長寿命化を図ることができる。
このような構成により、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）では、エアポンプ（31）から加圧された外気が供給されて内部が加圧されると、吸着剤に該外気中の窒素成分が吸着する。その結果、外気よりも窒素成分が少なくなることで外気よりも窒素濃度が低く且つ酸素濃度が高い酸素濃縮空気が生成される。一方、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）では、エアポンプ（31）によって内部の空気が吸引されて減圧されると、吸着剤に吸着されていた窒素成分が脱着する。その結果、外気よりも窒素成分を多く含むことで外気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気が生成される。本実施形態では、例えば、窒素濃度９２％、酸素濃度８％の成分比率の窒素濃縮空気が生成される。
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の他端部（加圧時の流出口）には、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において、第１ポンプ機構（31a）によって加圧された外気が供給されて生成された酸素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫外へ導くための酸素排出通路（45）の一端が接続されている。酸素排出通路（45）の一端は、２つに分岐し、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の他端部のそれぞれに接続されている。酸素排出通路（45）の他端は、ガス供給装置（30）の外部、即ち、コンテナ（11）の庫外において開口している。酸素排出通路（45）の第１吸着筒（34）の他端部に接続された部分及び第２吸着筒（35）の他端部に接続された部分には、酸素排出通路（45）から第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）への空気の逆流を防止するための逆止弁（61）がそれぞれ設けられている。
酸素排出通路（45）の中途部には、逆止弁（62）とオリフィス（63）とが一端から他端に向かって順に設けられている。逆止弁（62）は、後述する排気用接続通路（71）からの窒素濃縮空気の第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）側への逆流を防止する。オリフィス（63）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から流出した酸素濃縮空気が庫外へ排出される前に減圧する。
（給排切換機構）
空気回路（3）には、生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給する後述するガス供給動作（図４及び図５を参照）と生成した窒素濃縮空気を庫外へ排出するガス排出動作（図７を参照）とを切り換えるための給排切換機構（70）が設けられている。給排切換機構（70）は、排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）とを有している。
排気用接続通路（71）は、一端が供給通路（44）に接続され、他端が酸素排出通路（45）に接続されている。排気用接続通路（71）の他端は、酸素排出通路（45）のオリフィス（63）よりも庫外側に接続されている。
排気用開閉弁（72）は、排気用接続通路（71）に設けられている。排気用開閉弁（72）は、排気用接続通路（71）の中途部において、供給通路（44）から流入した窒素濃縮空気の流通を許容する開状態と、窒素濃縮空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。排気用開閉弁（72）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
供給側開閉弁（73）は、供給通路（44）における排気用接続通路（71）が接続される接続部よりも他端側（庫内側）に設けられている。供給側開閉弁（73）は、供給通路（44）の排気用接続通路（71）の接続部よりも庫内側において、窒素濃縮空気の庫内側への流通を許容する開状態と、窒素濃縮空気の庫内側への流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。供給側開閉弁（73）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
（測定ユニット）
空気回路（3）には、生成した窒素濃縮空気の濃度を、コンテナ（11）の庫内に設けられた後述するセンサユニット（50）の酸素センサ（51）を用いて測定する給気測定動作（図８を参照）を行うための測定ユニット（80）が設けられている。測定ユニット（80）は、分岐管（測定用通路）（81）と測定用開閉弁（82）とを備え、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気の一部を分岐させて酸素センサ（51）に導くように構成されている。
具体的には、分岐管（81）は、一端が供給通路（44）に接続され、他端が酸素センサ（51）の後述する酸素センサボックス（51a）に連結されている。なお、本実施形態では、分岐管（81）は、ユニットケース（36）内において供給通路（44）から分岐し、ユニットケースの内外に亘るように設けられている。
測定用開閉弁（82）は、分岐管（81）のユニットケースの内部に設けられている。測定用開閉弁（82）は、分岐管（81）における窒素濃縮空気の流通を許容する開状態と、分岐管（81）における窒素濃縮空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。測定用開閉弁（82）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。詳細については後述するが、測定用開閉弁（82）は、後述する給気測定動作が実行される際にのみ開状態となり、その他のモードでは閉状態となる。
−ガス供給装置の運転動作−
（ガス生成動作）
ガス供給装置（30）では、第１吸着筒（34）が加圧されると同時に第２吸着筒（35）が減圧される第１動作（図４を参照）と、第１吸着筒（34）が減圧されると同時に第２吸着筒（35）が加圧される第２動作（図５を参照）とが、所定の時間（例えば、１４．５秒）ずつ交互に繰り返し行われることにより、窒素濃縮空気と酸素濃縮空気とが生成される。また、本実施形態では、第１動作と第２動作との各合間に、第１吸着筒（34）と第２吸着筒（35）のいずれもが加圧される均圧動作（図６を参照）が、所定の時間（例えば、１．５秒）行われる（図９を参照）。各動作の切り換えは、制御部（55）が第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を操作することによって行われる。
《第１動作》
第１動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）が共に、図４に示す第１状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断され、且つ第２吸着筒（35）が第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通して第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断された第１接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、加圧した外気を第１吸着筒（34）へ供給する。第１吸着筒（34）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第１吸着筒（34）の吸着剤に吸着される。このように、第１動作中、第１吸着筒（34）では、上記第１ポンプ機構（31a）から加圧された外気が供給されて該外気中の窒素成分が吸着剤に吸着されることにより、窒素濃度が外気よりも低く酸素濃度が外気よりも高い酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第１吸着筒（34）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第２吸着筒（35）から空気を吸引する。その際、第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着された窒素成分が、空気と共に第２ポンプ機構（31b）に吸引されて吸着剤から脱着する。このように、第１動作中、第２吸着筒（35）では、第２ポンプ機構（31b）によって内部の空気が吸引されて吸着剤に吸着された窒素成分が脱着することにより、吸着剤から脱着した窒素成分を含み、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気が生成される。窒素濃縮空気は、第２ポンプ機構（31b）に吸い込まれ、加圧された後、供給通路（44）に吐出される。
《第２動作》
第２動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）が共に、図５に示す第２状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）が第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通して第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断され、且つ第２吸着筒（35）が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断された第２接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、加圧した外気を第２吸着筒（35）へ供給する。第２吸着筒（35）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着される。このように、第２動作中、第２吸着筒（35）では、上記第１ポンプ機構（31a）から加圧された外気が供給されて該外気中の窒素成分が吸着剤に吸着されることにより、窒素濃度が外気よりも低く酸素濃度が外気よりも高い酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第２吸着筒（35）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第１吸着筒（34）から空気を吸引する。その際、第１吸着筒（34）の吸着剤に吸着された窒素成分が、空気と共に第２ポンプ機構（31b）に吸引されて吸着剤から脱着する。このように、第２動作中、第１吸着筒（34）では、第２ポンプ機構（31b）によって内部の空気が吸引されて吸着剤に吸着された窒素成分が脱着することにより、吸着剤から脱着した窒素成分を含み、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気が生成される。窒素濃縮空気は、第２ポンプ機構（31b）に吸い込まれ、加圧された後、供給通路（44）に吐出される。
《均圧動作》
図６に示すように、均圧動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）が第１状態に切り換える一方、第２方向制御弁（33）が第２状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が、共に第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断された第３接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方に加圧した外気を供給する。第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着され、酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から遮断される。そのため、均圧動作中には、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において新たに窒素濃縮空気が生成されることはなく、第２ポンプ機構（31b）は、吸引通路（43）に残存する窒素濃縮空気を吸引して加圧した後、供給通路（44）に吐出する。
ところで、上述したように、第１動作中には、第１吸着筒（34）では第１ポンプ機構（31a）によって加圧されて吸着動作が行われ、第２吸着筒（35）では第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作が行われる。一方、第２動作中には、第２吸着筒（35）では第１ポンプ機構（31a）によって加圧されて吸着動作が行われ、第１吸着筒（34）では第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作が行われる。そのため、上述の均圧動作を挟むことなく、第１動作から第２動作へ切り換える又は第２動作から第１動作へ切り換えると、切り換え直後は、切り換え前に脱着動作を行っていた吸着筒内の圧力が著しく低いため、該吸着筒内の圧力が上昇するのに時間がかかり、すぐには吸着動作が行われない。
そこで、本実施形態では、第１動作から第２動作へ切り換える際、及び第２動作から第１動作へ切り換える際に、空気回路（3）を第３接続状態に切り換え、第１吸着筒（34）と第２吸着筒（35）とを、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を介して連通させることとしている。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の互いの内部圧力が、速やかに等しくなる（互いの内部圧力の中間の圧力になる）。このような均圧動作により、切り換え前に第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作を行っていた吸着筒内の圧力が、速やかに上昇するため、第１ポンプ機構（31a）への接続後、速やかに吸着動作が行われる。
このようにして、ガス供給装置（30）では、均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことによって空気回路（3）において窒素濃縮空気と酸素濃縮空気とが生成される。
（ガス供給動作／ガス排出動作）
また、ガス供給装置（30）では、給排切換機構（70）によって、空気回路（3）において生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、脱着動作の開始時点から所定時間の間、生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内へ供給せずに排気するガス排出動作とが切り換えられる。
《ガス供給動作》
ガス供給動作では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）が閉状態に制御され、供給側開閉弁（73）が開状態に制御される。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において交互に生成された窒素濃縮空気が供給通路（44）を通ってコンテナ（11）の庫内へ供給され、酸素濃縮空気は酸素排出通路（45）を通って庫外へ排出される。
《ガス排出動作》
図７に示すように、ガス排出動作では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）が開状態に制御され、供給側開閉弁（73）が閉状態に制御される。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において交互に生成されて供給通路（44）に吐出された窒素濃縮空気は、供給通路（44）において供給側開閉弁（73）よりも庫内側への流通が阻止され、排気用接続通路（71）に流入する。排気用接続通路（71）に流入した窒素濃縮空気は、酸素排出通路（45）に流入し、酸素排出通路（45）を流れる酸素濃縮空気と共に庫外へ排出される。
［排気部］
−排気部の構成−
図２に示すように、排気部（46）は、庫内収納空間（S2）と庫外空間とを繋ぐ排気通路（46a）と、排気通路（46a）に接続された排気弁（46b）と、排気通路（46a）の流入端部（庫内側端部）に設けられたメンブレンフィルタ（46c）とを有している。排気通路（46a）は、ケーシング（12）を内外に貫通するように設けられている。排気弁（46b）は、排気通路（46a）の庫内側に設けられ、排気通路（46a）における空気の流通を許容する開状態と、排気通路（46a）における空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。排気弁（46b）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
−排気部の運転動作−
庫内ファン（26）の回転の回転中に、制御部（55）によって排気弁（46b）を開くことによって、庫内に繋がる庫内収納空間（S2）の空気（庫内空気）が庫外へ排出される排気動作が行われる。
具体的には、庫内ファン（26）が回転すると、吹出側の２次空間（S22）の圧力が、庫外空間の圧力（大気圧）よりも高くなる。これにより、排気弁（46b）が開状態であるときには、排気通路（46a）の両端部の間で生じる圧力差（庫外空間と２次空間（S22）との間の圧力差）により、庫内に繋がる庫内収納空間（S2）の空気（庫内空気）が排気通路（46a）を通って庫外空間へ排出される。
［センサユニット］
−センサユニットの構成−
図２に示すように、センサユニット（50）は、庫内収納空間（S2）における庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）に設けられている。センサユニット（50）は、酸素センサ（51）と、二酸化炭素センサ（52）と、固定プレート（53）と、メンブレンフィルタ（54）と、連絡管（56）と、排気管（57）とを有している。
酸素センサ（51）は、内部にガルバニ電池式センサが収容された酸素センサボックス（51a）を有している。酸素センサ（51）は、ガルバニ電池式センサの電解液に流れる電流値を計測することによって、酸素センサボックス（51a）内の気体中の酸素濃度を測定する。酸素センサボックス（51a）の外面は、固定プレート（53）に固定されている。酸素センサボックス（51a）の外面であって固定プレート（53）への固定面とは反対側の面には、開口が形成され、該開口には、通気性と防水性を有するメンブレンフィルタ（54）が取り付けられている。また、酸素センサボックス（51a）の一方の側面には、コネクタを介して連絡管（56）の一端が連結されている。さらに、酸素センサボックス（51a）の下面には、コネクタ（管継手）を介して測定ユニット（80）の分岐管（81）が連結されている。
二酸化炭素センサ（52）は、二酸化炭素センサボックス（52a）を有し、二酸化炭素センサボックス（52a）内の気体に赤外線を放射し、二酸化炭素に固有の波長の赤外線の吸収量を計測することによって気体中の二酸化炭素濃度を測定する非分散型赤外線方式（ＮＤＩＲ：non dispersive infrared）のセンサである。二酸化炭素センサボックス（52a）の一方の側面には、コネクタを介して連絡管（56）の他端が連結されている。また、二酸化炭素センサボックス（52a）の他方の側面には、コネクタを介して排気管（57）の一端が連結されている。
固定プレート（53）は、酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とが取り付けられた状態で、ケーシング（12）に固定されている。
連絡管（56）は、上述のように、酸素センサボックス（51a）の側面と二酸化炭素センサボックス（52a）の側面とに連結され、酸素センサボックス（51a）の内部空間と二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間とを連通させている。
排気管（57）は、上述のように、一端が二酸化炭素センサボックス（52a）の他方の側面に連結され、他端が庫内ファン（26）の吸込口の近傍において開口している。つまり、排気管（57）は、二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間と庫内収納空間（S2）の１次空間（S21）とを連通させている。
−濃度測定動作−
上述のように、庫内収納空間（S2）の２次空間（S22）と１次空間（S21）とは、メンブレンフィルタ（54）、酸素センサボックス（51a）の内部空間、連絡管（56）、二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間、及び排気管（57））によって形成される空気通路（58）を介して連通している。そのため、庫内ファン（26）の運転中には、１次空間（S21）の圧力が、２次空間（S22）の圧力よりも低くなる。この圧力差により、酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とが接続された空気通路（58）において、２次空間（S22）側から１次空間（S21）側へ庫内空気が流れる。このようにして、庫内空気が酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とを順に通過し、酸素センサ（51）において庫内空気の酸素濃度が測定され、二酸化炭素センサ（52）において庫内空気の二酸化炭素濃度が測定される。
［制御部］
制御部（55）は、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度及び二酸化炭素濃度を所望の濃度にする濃度調節運転を実行するように構成されている。具体的には、制御部（55）は、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）の測定結果に基づいて、コンテナ（11）の庫内空気の組成（酸素濃度及び二酸化炭素濃度）が所望の組成（例えば、酸素濃度３％、二酸化炭素濃度５％）になるように、ガス供給装置（30）及び排気部（46）の動作を制御する。具体的には、制御部（55）は、ガス供給装置（30）によるガス生成動作（図９を参照）とガス供給動作（図４〜６を参照）とガス排出動作（図７を参照）と、排気部（46）による排気動作とを組み合わせて行う後述する第１運転モード（全部供給運転）（図１０を参照）及び第２運転モード（一部供給運転）（図１１を参照）と、ガス供給装置（30）及び排気部（46）における各動作を停止する停止モードとを実行するように構成されている。
また、制御部（55）は、ユーザからの指令により又は定期的に、測定用開閉弁（82）の動作を制御して、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うように構成されている。
本実施形態では、制御部（55）は、ＣＡ装置（60）の各要素を本願で開示するように制御するマイクロコンピュータと、実施可能な制御プログラムが記憶されたメモリやハードディスク等とを含んでいる。なお、上記制御部（55）は、ＣＡ装置（60）の制御部の一例であり、制御部（55）の詳細な構造やアルゴリズムは、本発明に係る機能を実行するどのようなハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであってもよい。
−運転動作−
〈冷媒回路の運転動作〉
本実施形態では、図３に示すユニット制御部（100）によって、コンテナ（11）の庫内空気を冷却する冷却運転が実行される。
冷却運転では、ユニット制御部（100）によって、圧縮機（21）、膨張弁（23）、庫外ファン（25）及び庫内ファン（26）の動作が、図示しない温度センサの測定結果に基づいて庫内空気の温度が所望の目標温度になるように制御される。このとき、冷媒回路（20）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。そして、庫内ファン（26）によって庫内収納空間（S2）へ導かれたコンテナ（11）の庫内空気が、蒸発器（24）を通過する際に該蒸発器（24）の内部を流れる冷媒によって冷却される。蒸発器（24）において冷却された庫内空気は、床下流路（19a）を通って吹出口（18b）から再びコンテナ（11）の庫内へ吹き出される。これにより、コンテナ（11）の庫内空気が冷却される。
〈濃度調節運転〉
また、本実施形態では、図４に示す制御部（55）によって、ＣＡ装置（60）が、コンテナ（11）の庫内空気の組成（酸素濃度及び二酸化炭素濃度）を所望の組成（例えば、酸素濃度３％、二酸化炭素濃度５％）に調節する濃度調節運転を行う。濃度調節運転では、制御部（55）によって、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）の測定結果に基づいて、コンテナ（11）の庫内空気の組成が所望の組成となるように、ガス供給装置（30）及び排気部（46）の動作が制御される。
なお、濃度調節運転中は、制御部（55）は、測定用開閉弁（82）を閉状態に制御する。また、濃度調節運転中、制御部（55）は、ユニット制御部（100）と通信し、該ユニット制御部（100）によって庫内ファン（26）を回転させる。これにより、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）には、庫内ファン（26）によって庫内空気が供給され、庫内空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度とが測定されることとなる。
（酸素濃度の調節）
［第１運転モード］
制御部（55）は、酸素センサ（51）で測定された庫内空気の酸素濃度が８％よりも高い場合、第１運転モードを実行する。
第１運転モードでは、制御部（55）は、図９に示すように、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。本実施形態では、第１動作及び第２動作の動作時間が１４．５秒、均圧動作の動作時間が１．５秒に設定されている。
また、第１運転モードでは、制御部（55）は、図４，５，１０に示すように、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
なお、第１動作及び第２動作の各動作において初期と末期とでは、生成される窒素濃縮空気の組成が異なる。具体的には、各動作の初期では、吸着筒や配管等に外気が残存しているために比較的酸素濃度の高い窒素濃縮空気が生成され、各動作の末期には、吸着筒内の圧力が初期よりも低下するために窒素成分が多く脱着され、比較的酸素濃度の低い窒素濃縮空気が生成される。第１運転モードでは、第１動作及び第２動作の各動作において、生成された全ての窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給される。その結果、コンテナ（11）の庫内には、平均窒素濃度（第１動作及び第２動作の各動作において、庫内に供給される窒素濃縮空気の窒素濃度の平均値）が９２％、平均酸素濃度（第１動作及び第２動作の各動作において、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度の平均値）が８％の窒素濃縮空気が供給されることとなる。
また、第１運転モードでは、制御部（55）は、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して排気動作を行い、ガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する。
第１運転モードでは、上述のようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が窒素濃縮空気に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
［第２運転モード］
第１運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が８％まで低下すると、制御部（55）は、第２運転モードを実行する。
第２運転モードにおいても、制御部（55）は、図９に示すように、第１運転モードと同様に、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。
一方、第２運転モードでは、制御部（55）は、図７，１１に示すように、第１動作及び第２動作の初期の所定時間の間（本実施形態では、各動作の開始時から４秒経過するまでの間）、排気用開閉弁（72）を開状態、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を実行する。そして、制御部（55）は、ガス排出動作の終了後、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
第２運転モードでは、上述のような第１動作及び第２動作の初期に窒素濃縮空気を庫内へ供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を行うことにより、脱着動作の開始直後の比較的酸素濃度の高い窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給されなくなる。その結果、コンテナ（11）の庫内には、平均窒素濃度が９５％、平均酸素濃度が５％の窒素濃縮空気が供給されることとなる。このように、第２運転モードでは、第１運転モードにおいてコンテナ（11）の庫内に供給した窒素濃縮空気よりも酸素濃度の低い窒素濃縮空気が供給される。
また、第２運転モードにおいても、制御部（55）は、第１運転モードと同様に、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して排気動作を行い、ガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する。
第２運転モードでは、ガス供給動作の前にガス排出動作を行った後にガス供給動作を行うことで、第１運転モードにおいて供給した窒素濃縮空気よりも酸素濃度が低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する。また、ガス排出動作とガス供給動作と共に排気動作を行うことにより、庫内空気が比較的酸素濃度の低い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度５％）に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
［停止モード］
第２運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％まで低下すると、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する（停止モード）。
ガス供給動作と排気動作とが停止されると、コンテナ（11）の庫内では、空気が何ら入れ替わらない一方、植物（15）が呼吸を行うため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が減少し、二酸化炭素濃度が上昇する。これにより、庫内空気の酸素濃度は、やがて目標酸素濃度の３％に至る。
なお、呼吸によってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が３％よりも低下した場合には、ガス供給装置（30）の運転を再開し、第１運転モードを実行する。第１運転モードでは、平均酸素濃度が８％の窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御してガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とが行われる。このようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が該庫内空気よりも酸素濃度の高い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度５％）に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が上昇する。
制御部（55）は、庫内空気の酸素濃度が、目標酸素濃度（３％）よりも所定濃度（例えば、０．５％）だけ高い値（３．５％）になると、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
なお、庫内空気の酸素濃度の調節は、第１運転モードの代わりに、バイパス開閉弁（48）を開いて、エアポンプ（31）に吸引した外気を、第１及び第２吸着筒（34,35）を通過させることなくバイパスさせて、そのままコンテナ（11）の庫内に供給する外気導入動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して外気導入動作によって外気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とを行うこととしてもよい。このように外気導入動作と排気動作とによれば、庫内空気が酸素濃度２１％の外気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が上昇する。
（二酸化炭素濃度の調節）
制御部（55）は、二酸化炭素センサ（52）で測定された庫内空気の二酸化炭素濃度が５％よりも高い場合、図１０に示す第１運転モードを実行する。第１運転モードでは、平均窒素濃度が９２％、平均酸素濃度が８％の窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御してガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とが行われる。このようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が二酸化炭素濃度０．０３％の窒素濃縮空気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の二酸化炭素濃度が低下する。
制御部（55）は、庫内空気の二酸化炭素濃度が、目標二酸化炭素濃度（５％）よりも所定濃度（例えば、０．５％）だけ低い値（４．５％）になると、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
なお、庫内空気の二酸化炭素濃度の調節は、ガス供給動作の代わりに、バイパス開閉弁（48）を開いて上記外気導入動作を行うこととしてもよい。このように外気導入動作と排気動作とによれば、庫内空気が二酸化炭素濃度０．０３％の外気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の二酸化炭素濃度が低下する。
［給気測定動作］
また、制御部（55）は、ユーザからの指令により又は定期的（例えば、１０日毎）に、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行う。なお、給気測定動作は、上述の濃度調節運転や試運転等のガス供給動作中に庫内ファン（26）が停止した際に並行して行われる。
制御部（55）は、ガス供給動作中に、測定用開閉弁（82）を開状態に制御すると共に供給側開閉弁（73）を閉状態に制御する。これにより、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気の全てが分岐管（81）に流入する。分岐管（81）に流入した窒素濃縮空気は、酸素センサ（51）の酸素センサボックス（51a）内に流入し、酸素濃度が測定される。
このように、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の組成（酸素濃度、窒素濃度）が所望の状態であるかを確認することができる。
−実施形態１の効果−
以上のように、本実施形態１によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うように構成した。このような第２運転モード（一部供給運転）により、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出されるため、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、このようなＣＡ装置（60）によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の平均酸素濃度（本実施形態では、８％）よりも低い濃度に調節することができる。
ところで、上述の第２運転モード（一部供給運転）のように、脱着動作中に生成した窒素濃縮空気の一部をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出することとすると、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が少なくなる。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いときに第２運転モード（一部供給運転）を行うと、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎるために、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、本実施形態１では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度（本実施形態では、８％）以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）に供給する第１運転モード（全部供給運転）を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うように構成している。このように、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度（本実施形態では、５％）まで低下させることができる。
また、本実施形態１によれば、供給通路（44）と酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）と、排気用開閉弁（72）及び供給側開閉弁（73）を開閉制御してガス供給動作とガス排出動作とを切り換える制御部（55）とを設けている。本実施形態１によれば、このような容易な構成により、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）との開閉状態を切り換えるだけの簡単な制御により、ガス供給動作とガス排出動作とを切り換えて行う第２運転モード（一部供給運転）を容易に行うことができる。
また、本実施形態１によれば、ＣＡ装置（60）において生成されて供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを設けることとした。このような構成によれば、制御部（55）によって、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御して、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気を測定用通路（81）から酸素センサ（51）に導くことで、該窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うことができる。また、給気測定動作を行って窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、ＣＡ装置（60）の性能、即ち、所望の窒素濃度の窒素濃縮空気を生成することができているか否かを検知することができる。つまり、ＣＡ装置（60）に窒素濃度センサを設けることなく、コンテナ（11）の庫内の空気の酸素濃度を測定する酸素センサ（51）を用いることにより、ＣＡ装置（60）の不具合を検知することができる。
また、本実施形態１によれば、脱着動作の開始時点（第１動作及び第２動作の各動作の開始時点）から所定時間経過するまでの間に生成された窒素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うＣＡ装置（60）を用いることとした。このようにＣＡ装置（60）において生成された窒素濃縮空気のうち、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は庫外へ排出されるため、その後に生成される酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の平均酸素濃度（本実施形態では、８％）よりも低い酸素濃度に調節することができる。
−実施形態１の変形例１−
ところで、上述のように、ガス生成動作によって生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を行うと、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が低下する。そのため、ガス排出動作の動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）が長すぎると、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が迅速に低下しなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態１において、脱着動作の開始直後（第１動作及び第２動作の各動作の開始直後）の酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を庫外へ排出するガス排出動作の動作時間を変更可能に構成してもよい。このような構成によれば、コンテナ（11）の庫内の状況に合わせてガス排出動作の動作時間を適宜変更することにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。
《本発明の実施形態２》
実施形態２は、実施形態１において制御部（55）の構成を一部変更したものである。実施形態２では、制御部（55）は、実施形態１と同様の第１運転モード（全部供給運転）（図１０を参照）と第２運転モード（一部供給運転）（図１１を参照）に加え、図１２に示す第３運転モード（一部供給運転）を実行して濃度調節運転を行うように構成されている。第３運転モードは、第２運転モードにおいて、ガス排出動作を行う動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）を長くした（７秒にした）ものである。実施形態２では、制御部（55）は、実施形態１と同様の第１運転モード（図１０を参照）と第２運転モード（図１１を参照）とを実行し、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定の濃度まで低下すると、ガス排出動作の動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）を４秒から７秒に変更して第３運転モードを実行することにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を所望の濃度（本実施形態では、３％）に低下させる濃度調節運転を行うように構成されている。
具体的には、制御部（55）は、酸素センサ（51）で測定された庫内空気の酸素濃度が８％よりも高い場合、実施形態１と同様に、第１運転モードを実行する。そして、第１運転モードによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が８％まで低下すると、実施形態１と同様に、第２運転モードを実行する。そして、第２運転モードによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％まで低下すると、実施形態１の停止モードの代わりに、実施形態２では、ガス排出動作の動作時間を４秒からより長い７秒に変更して第３運転モードを実行する。
第３運転モードにおいても、制御部（55）は、第１運転モード及び第２運転モードと同様に、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い（図９を参照）、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。
また、図７，１２に示すように、第３運転モードにおいても、制御部（55）は、第２運転モードと同様に、第１動作及び第２動作の初期の所定時間の間、排気用開閉弁（72）を開状態、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を実行する。そして、制御部（55）は、ガス排出動作の終了後、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
第３運転モードでは、第２運転モードと同様に、ガス供給動作の前にガス排出動作を行った後にガス供給動作を行うことで、第１運転モードにおいて生成される窒素濃縮空気よりも酸素濃度が低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する。また、ガス排出動作とガス供給動作と共に排気動作を行うことにより、庫内空気が第２運転モードの実行中にコンテナ（11）の庫内に供給した窒素濃縮空気よりもさらに酸素濃度の低い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度３％）に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
第３運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が３％まで低下すると、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
−実施形態２の効果−
以上のように、実施形態２によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、ガス排出動作を行う動作時間（生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間）を長くすることとした。具体的には、第２運転モードの後に、第２運転モードよりもガス排出動作を行う動作時間の長い第３運転モードに切り換えることとした。これにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナ（11）に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して第２運転モードにおいてコンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気よりもさらに酸素濃度の低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、実施形態１では、停止モードを実行し、庫内空気調節装置によらず、植物（15）の呼吸によってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を低下させていた。これに対し、実施形態２では、第３運転モードによって酸素濃度の極めて低い窒素濃縮空気（本実施形態では平均酸素濃度３％の窒素濃縮空気）を庫内に供給することとした。よって、実施形態２によれば、実施形態１よりも迅速にコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を所望の酸素濃度まで低下させることができる。
《本発明の実施形態３》
図１３に示すように、実施形態３では、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、制御部（55）が、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が共にエアポンプ（31）の第２ポンプ機構（31b）に接続される第４接続状態に空気回路（3）を切り換え、バイパス開閉弁（48）及び排気用開閉弁（72）を閉状態に制御する運転停止制御を行い、外気と庫内空気との第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）への流入を阻止するものである。
具体的には、実施形態３では、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、第１方向制御弁（32）を第２状態に設定し、第２方向制御弁（33）を第１状態に設定する。これにより、第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第２吸着筒（35）とが接続される。つまり、空気回路（3）が、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が共にエアポンプ（31）の第２ポンプ機構（31b）に接続される第４接続状態に切り換わる。
第４接続状態に切り換えることにより、外気通路（41）及び第１ポンプ機構（31a）を介して庫外収納空間（S1）と連通する吐出通路（42）と２つの吸着筒（34,35）とが、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）によって遮断される。また、バイパス開閉弁（48）を閉状態に制御することにより、２つの吸着筒（34,35）と連通する吸引通路（43）と、外気通路（41）及び第１ポンプ機構（31a）を介して庫外収納空間（S1）と連通する吐出通路（42）とが遮断される。さらに、排気用開閉弁（72）を閉状態に制御することにより、庫外収納空間（S1）と連通する酸素排出通路（45）と、吸引通路（43）と第２ポンプ機構（31b）を介して２つの吸着筒（34,35）と連通する供給通路（44）とが遮断される。なお、上記空気回路（3）では、逆止弁（62）により、酸素排出通路（45）における空気の逆流が防止されており、庫外収納空間（S1）から２つの吸着筒（34,35）への空気の流入が阻止されている。よって、上記運転停止制御により、２つの吸着筒（34,35）と庫外収納空間（S1）とが遮断されるため、２つの吸着筒（34,35）への外気の流入が阻止される。
また、上記空気回路（3）では、逆止弁（65）によって供給通路（44）における空気の逆流が阻止され、逆止弁（64）によって分岐管（81）における空気の逆流が阻止される。よって、ガス供給装置（30）の運転を停止しても、庫内収納空間（S2）から２つの吸着筒（34,35）へ庫内空気が流入することはない。
以上のように、実施形態３によれば、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、制御部（55）によって運転停止制御を行うことにより、外気と庫内空気とが２つの吸着筒（34,35）へ流入することを防止することができる。これにより、運転停止時に外気や庫内空気が吸着筒（34,35）へ流入して吸着剤に空気中の水分が吸着（吸湿）してしまうのを防止することができる。
《その他の実施形態》
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態１，２では、濃度調節運転において酸素濃度を調節する際に、まずは第１運転モード（全部供給運転）を実行することとしていた。しかしながら、本発明において、第１運転モードは必ずしも必要ではない。つまり、実施形態１，２において、第１運転モードを実行せず、まず第２運転モード（一部供給運転）を実行することとしてもよい。具体的には、実施形態１及び実施形態２において、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％になるまで第２運転モードを実行することとしてもよい。
上記各実施形態では、１つのエアポンプ（31）が第１ポンプ機構（31a）と第２ポンプ機構（31b）とを有する構成としていたが、第１ポンプ機構（31a）と第２ポンプ機構（31b）とは、２つの個別のエアポンプによって構成されていてもよい。
また、上記各実施形態では、第１吸着部及び第２吸着部として、それぞれ１本の吸着筒を用いて窒素の吸着及び脱着を行うようにしていたが、各吸着部を構成する吸着筒の本数は１本に限定されない。例えば、各吸着部を３本の吸着筒で構成し、合計６本の吸着筒を用いることとしてもよい。
また、上記各実施形態では、海上輸送用のコンテナ（11）に設けられるコンテナ用冷凍装置（10）に本発明に係るＣＡ装置（60）を適用した例について説明したが、本発明に係るＣＡ装置（60）の用途はこれに限られない。本発明に係るＣＡ装置（60）は、海上輸送用のコンテナの他、例えば、陸上輸送用のコンテナ、単なる冷凍冷蔵倉庫、常温の倉庫等の庫内空気の組成調節に用いることができる。
以上説明したように、本発明は、コンテナの庫内に窒素濃縮空気を供給するガス供給装置及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置について有用である。
１０ コンテナ用冷凍装置
１１ コンテナ
１５ 植物
２０ 冷媒回路
３０ ガス供給装置
３１ａ 第１ポンプ機構（加圧部）
３１ｂ 第２ポンプ機構（減圧部）
３４ 第１吸着筒（吸着筒）
３５ 第２吸着筒（吸着筒）
４４ 供給通路
４５ 酸素排出通路
４６ 排気部
５１ 酸素センサ
５５ 制御部
６０ ＣＡ装置（庫内空気調節装置）
７１ 排気用接続通路
７２ 排気用開閉弁
７３ 供給側開閉弁
８１ 分岐管（測定用通路）
８２ 測定用開閉弁
本発明は、コンテナの庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置に関するものである。
従来、海上輸送等に用いられるコンテナ内の空気を冷却するために、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えたコンテナ用冷凍装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。コンテナの庫内には、例えば、バナナやアボガド等の植物が積み込まれる。植物は、収穫後であっても空気中の酸素を取り込んで二酸化炭素を放出する呼吸を行う。植物が呼吸を行うと、植物に蓄えられた養分と水分とが減少し、鮮度が低下する。そのため、コンテナの庫内の酸素濃度は、呼吸障害が起きない程度に低い方が好ましい。
そこで、特許文献１には、加圧すると空気中の窒素成分が吸着する吸着剤を用いて、空気よりも窒素濃度が高く酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成し、該窒素濃縮空気をコンテナの庫内に供給することにより、庫内空気の酸素濃度を低下させて植物の呼吸量を低減して植物の鮮度を維持しやすくする庫内空気調節装置が開示されている。この庫内空気調節装置では、吸着剤が収容された吸着筒に、エアポンプによって加圧空気を送り込み、吸着剤に窒素成分を吸着させる吸着動作を行った後、エアポンプによって吸着筒から空気を吸引して吸着剤に吸着した窒素成分を脱着させる脱着動作を行うことで窒素濃縮空気が生成される。
特開２０１５−０７２１０３号公報
しかしながら、上述の庫内空気調節装置では、図１４に示すように、生成される窒素濃縮空気の酸素濃度は、脱着動作の開始後は高く、徐々に低くなる。これは、脱着動作の開始直後には、吸着動作時に供給された外気が吸着筒や配管等に残存しており、この外気が含まれるためであると考えられる。そして、上記庫内空気調節装置では、脱着動作の全期間において生成した窒素濃縮空気をコンテナの庫内に供給していた。つまり、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気を供給できるにも拘わらず、脱着動作の開始後の酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気も供給していた。そのため、脱着動作中、平均すると中程度の酸素濃度の窒素濃縮空気を供給することとなり、コンテナの庫内空気を庫内空気調節装置が生成する窒素濃縮空気の平均酸素濃度よりも低い酸素濃度に調節することができなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、窒素濃縮空気を生成してコンテナの庫内に供給して庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置において、庫内空気の酸素濃度を、生成した窒素濃縮空気の平均酸素濃度よりも低い濃度に調節可能に構成することにある。
第１の発明は、呼吸を行う植物（15）が収納されるコンテナ（11）に設けられ、空気中の窒素成分を吸着する吸着剤が内部に収容された吸着筒（34,35）と、外気を上記吸着筒（34,35）に供給して該吸着筒（34,35）を加圧することにより、該吸着筒（34,35）において該空気中の窒素成分を上記吸着剤に吸着させる吸着動作を行わせる第１ポンプ機構（31a）と、上記吸着筒（34,35）内から空気を吸引して該吸着筒（34,35）を減圧することにより、該吸着筒（34,35）において上記吸着剤に吸着した窒素成分を上記空気中に脱着させる脱着動作を行わせる第２ポンプ機構（31b）とを備え、上記吸着筒（34,35）において上記吸着動作と上記脱着動作とを交互に行わせて空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成して上記コンテナ（11）の庫内に供給するように構成された庫内空気調節装置であって、上記脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外へ排出し、上記所定時間の経過後、上記脱着動作の終了時点までの間に生成された上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成されている。
第１の発明では、吸着筒（34,35）において吸着動作と脱着動作とを交互に行って窒素濃縮空気を生成し、生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が低下する。
また、第１の発明では、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように庫内空気調節装置（60）を構成している。この一部供給運転では、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出され、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみがコンテナ（11）の庫内に供給される。
また、第１の発明は、上記構成において、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、上記一部供給運転において上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなるように構成されている。
ところで、一部供給運転において、窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなればなるほど、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度は低くなる。一方で、一部供給運転において、窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなればなるほど、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量が低下する。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いうちは、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎると、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、第１の発明では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、一部供給運転において窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間を長くするようにしている。つまり、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先し、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナの庫内に供給する。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気のみをコンテナの庫内に供給する。
第２の発明は、第１の発明において、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下になるまでは、上記脱着動作の開始時点から終了時点までの間に生成された上記窒素濃縮空気の全てを上記コンテナ（11）の庫内に供給する全部供給運転を行い、上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が上記所定濃度以下になると、上記一部供給運転を行うように構成されている。
ところで、上述の一部供給運転のように、脱着動作中に生成した窒素濃縮空気の一部をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出することとすると、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が少なくなる。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いときに一部供給運転を行うと、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎるために、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、第２の発明では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）に供給する全部供給運転を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成している。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記第２ポンプ機構（31b）の吐出口に接続され、該第２ポンプ機構（31b）から吐出される上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に導く供給通路（44）と、上記吸着筒（34,35）に接続され、該吸着筒（34,35）において上記吸着動作によって生成される空気よりも窒素濃度が低く且つ酸素濃度が高い酸素濃縮空気を外部に排出する酸素排出通路（45）と、上記供給通路（44）と上記酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、上記排気用接続通路（71）に設けられ、該排気用接続通路（71）を開閉する排気用開閉弁（72）と、上記供給通路（44）の上記排気用接続通路（71）が接続された接続部よりも上記コンテナ（11）の庫内側に設けられ、該供給通路（44）を開閉する供給側開閉弁（73）と、上記排気用開閉弁（72）を開状態に制御すると共に上記供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外へ排出するガス排出動作と、上記排気用開閉弁（72）を閉状態に制御すると共に上記供給側開閉弁（73）を開状態に制御して生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作とを切り換える制御部（55）とを備えている。
第３の発明では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）を開状態に制御し、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御すると、生成された窒素濃縮空気の全てが供給通路（44）から排気用接続通路（71）を通って酸素排出通路（45）に流入し、酸素濃縮空気と共に庫外へ排出されるガス排出動作が行われる。一方、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）を閉状態に制御し、供給側開閉弁（73）を開状態に制御すると、生成された窒素濃縮空気の全てが供給通路（44）を通ってコンテナ（11）の庫内に供給されるガス供給動作が行われる。
第４の発明は、第３の発明において、上記供給通路（44）を流れる上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、
上記測定用通路（81）に設けられ、該測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを備え、上記制御部（55）は、上記排気用開閉弁（72）と上記供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御すると共に上記測定用開閉弁（82）を開状態に制御して上記酸素センサ（51）によって上記窒素濃縮空気の酸素濃度を測定させる給気測定動作を行うように構成されている。
第４の発明では、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、供給側開閉弁（73）と排気用開閉弁（72）とを閉状態に制御することにより、供給通路（44）において窒素濃縮空気が供給側開閉弁（73）以降流れなくなり、供給通路（44）を流れる全ての窒素濃縮空気が測定用通路（81）を通って酸素センサ（51）に導かれる。その結果、酸素センサ（51）において窒素濃縮空気の酸素濃度が測定される。
第５の発明は、呼吸を行う植物（15）が収納されるコンテナ（11）に取り付けられ、冷凍サイクルを行って上記コンテナ（11）の庫内空気を冷却する冷媒回路（20）と、空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成し、上記コンテナ（11）の庫内に供給するガス供給装置（30）と、上記コンテナ（11）の庫内空気を庫外へ排出する排気部（46）とを有し、上記コンテナ（11）の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置（60）とを備え、上記コンテナ（11）の庫内空気の温度と組成とを所望の状態に調節するコンテナ用冷凍装置であって、上記庫内空気調節装置（60）は、第１乃至第４のいずれか１つの発明の庫内空気調節装置（60）によって構成されている。
第５の発明では、冷媒回路（20）において冷凍サイクルが行われることにより、コンテナ（11）の庫内空気が冷却される。また、庫内空気調節装置（60）において生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）へ供給することにより、コンテナ（11）の庫内空気の組成が調節される。
第１の発明によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成した。このような一部供給運転により、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出されるため、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、このような庫内空気調節装置（60）によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の酸素濃度の平均値（以下、平均酸素濃度という。）よりも低い濃度に調節することができる。
また、第１の発明によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、一部供給運転において窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間を長くするようにしている。これにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先し、酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナ（11）に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、第２の発明によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給する全部供給運転を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下に低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成している。このように、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、第３の発明によれば、供給通路（44）と酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）と、排気用開閉弁（72）及び供給側開閉弁（73）を開閉制御してガス供給動作とガス排出動作とを切り換える制御部（55）とを設けている。第３の発明によれば、このような容易な構成で、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）との開閉状態を切り換えるだけの簡単な制御により、ガス供給動作とガス排出動作とを切り換えて行う一部供給運転を容易に行うことができる。
また、第４の発明によれば、庫内空気調節装置（60）において生成されて供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを設けることとした。このような構成によれば、制御部（55）によって、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御して、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気を測定用通路（81）から酸素センサ（51）に導くことで、該窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うことができる。また、給気測定動作を行って窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、庫内空気調節装置（60）の性能、即ち、所望の窒素濃度の窒素濃縮空気を生成することができているか否かを検知することができる。つまり、庫内空気調節装置（60）に窒素濃度センサを設けることなく、コンテナ（11）の庫内の空気の酸素濃度を測定する酸素センサ（51）を用いることにより、庫内空気調節装置（60）の不具合を検知することができる。
また、第５の発明によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成された窒素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行う庫内空気調節装置（60）を用いることとした。このように、庫内空気調節装置（60）において生成された窒素濃縮空気のうち、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は庫外へ排出されるため、その後に生成される酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、平均酸素濃度よりも低い酸素濃度に調節することができる。
図１は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置を庫外側から見た斜視図である。 図２は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置の概略構成を示す側面断面図である。 図３は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置の冷媒回路の構成を示す配管系統図である。 図４は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、第１動作中の空気の流れを示すものである。 図５は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、第２動作中の空気の流れを示すものである。 図６は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、均圧動作中の空気の流れを示すものである。 図７は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、ガス排出動作中の空気の流れを示すものである。 図８は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、給気測定動作中の空気の流れを示すものである。 図９は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置のガス生成動作における弁切換タイミングと吸着筒内の状態を示すタイムチャートである。 図１０は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第１運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１１は、実施形態１のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第２運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１２は、実施形態２のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の第３運転モードにおける弁切換タイミングを示すタイムチャートである。 図１３は、実施形態３のコンテナ用冷凍装置のＣＡ装置の構成を示す配管系統図であり、停止時の状態を示すものである。 図１４は、従来の庫内空気調節装置によって生成される窒素濃縮空気の酸素濃度の時間変化を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
《本発明の実施形態１》
図１及び図２に示すように、コンテナ用冷凍装置（10）は、海上輸送等に用いられるコンテナ（11）に設けられ、該コンテナ（11）の庫内空気を冷却するものである。コンテナ（11）の庫内には、植物（15）が箱詰めされた状態で収納されている。植物（15）は、空気中の酸素（Ｏ２）を取り込んで二酸化炭素（ＣＯ２）を放出する呼吸を行うものであり、例えば、バナナやアボカド等の青果物、野菜、穀物、球根、生花等である。
コンテナ（11）は、一方の端面が開口する細長い箱状に形成されている。コンテナ用冷凍装置（10）は、ケーシング（12）と、冷媒回路（20）と、ＣＡ装置（庫内空気調節装置／Controlled Atmosphere System）（60）とを備え、コンテナ（11）の開口端を塞ぐように取り付けられている。
〈ケーシング〉
図２に示すように、ケーシング（12）は、コンテナ（11）の庫外側に位置する庫外壁（12a）と、コンテナ（11）の庫内側に位置する庫内壁（12b）とを備えている。庫外壁（12a）及び庫内壁（12b）は、例えば、アルミニウム合金によって構成されている。
庫外壁（12a）は、コンテナ（11）の開口端を塞ぐようにコンテナ（11）の開口の周縁部に取り付けられている。庫外壁（12a）は、下部がコンテナ（11）の庫内側へ膨出するように形成されている。
庫内壁（12b）は、庫外壁（12a）と対向して配置されている。庫内壁（12b）は、庫外壁（12a）の下部に対応して庫内側へ膨出している。庫内壁（12b）と庫外壁（12a）との間の空間には、断熱材（12c）が設けられている。
このように、ケーシング（12）の下部は、コンテナ（11）の庫内側に向かって膨出するように形成されている。これにより、ケーシング（12）の下部におけるコンテナ（11）の庫外側には庫外収納空間（S1）が形成され、ケーシング（12）の上部におけるコンテナ（11）の庫内側には庫内収納空間（S2）が形成されている。
図１に示すように、ケーシング（12）には、メンテナンス用の２つのサービス用開口（14）が幅方向に並んで形成されている。２つのサービス用開口（14）は、それぞれ開閉自在な第１及び第２サービス扉（16A,16B）によって閉塞されている。第１及び第２サービス扉（16A,16B）は、いずれもケーシング（12）と同様に、庫外壁と庫内壁と断熱材とによって構成されている。
図２に示すように、コンテナ（11）の庫内には、仕切板（18）が配置されている。この仕切板（18）は、略矩形状の板部材に構成され、ケーシング（12）のコンテナ（11）の庫内側の面と対向する姿勢で立設されている。この仕切板（18）によって、コンテナ（11）の庫内と庫内収納空間（S2）とが区画されている。
仕切板（18）の上端とコンテナ（11）内の天井面との間には吸込口（18a）が形成されている。コンテナ（11）の庫内空気は、吸込口（18a）を通って庫内収納空間（S2）に取り込まれる。
また、庫内収納空間（S2）には、水平方向に延びる区画壁（13）が設けられている。区画壁（13）は、仕切板（18）の上端部に取り付けられ、後述する庫内ファン（26）が設置される開口が形成されている。区画壁（13）は、庫内収納空間（S2）を、庫内ファン（26）の吸込側の１次空間（S21）と、庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）とに区画する。なお、本実施形態では、庫内収納空間（S2）は、区画壁（13）によって上下に区画され、吸込側の１次空間（S21）が上側、吹出側の２次空間（S22）が下側に形成されている。
コンテナ（11）内には、コンテナ（11）の底面との間に隙間を存して床板（19）が設けられている。床板（19）上には、箱詰めされた植物（15）が載置されている。コンテナ（11）内の底面と床板（19）との間には、床下流路（19a）が形成されている。仕切板（18）の下端とコンテナ（11）内の底面との間には隙間が設けられ、床下流路（19a）に連通している。
床板（19）におけるコンテナ（11）の奥側（図２で右側）には、コンテナ用冷凍装置（10）によって冷却された空気をコンテナ（11）の庫内へ吹き出す吹出口（18b）が形成されている。
〈冷媒回路等の構成と配置〉
図３に示すように、冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と、凝縮器（22）と、膨張弁（23）と、蒸発器（24）とを、冷媒配管（20a）によって順に接続することによって構成された閉回路である。
凝縮器（22）の近傍には、庫外ファンモータ（25a）によって回転駆動され、コンテナ（11）の庫外空間の空気（外気）を庫外収納空間（S1）内へ誘引して凝縮器（22）へ送る庫外ファン（25）が設けられている。凝縮器（22）では、圧縮機（21）で加圧されて凝縮器（22）の内部を流れる冷媒と庫外ファン（25）によって凝縮器（22）に送られた外気との間で熱交換が行われる。本実施形態では、庫外ファン（25）は、プロペラファンによって構成されている。
蒸発器（24）の近傍には、庫内ファンモータ（26a）によって回転駆動され、コンテナ（11）の庫内空気を吸込口（18a）から誘引して蒸発器（24）へ吹き出す庫内ファン（26）が２つ設けられている。蒸発器（24）では、膨張弁（23）によって減圧されて蒸発器（24）の内部を流れる冷媒と庫内ファン（26）によって蒸発器（24）に送られた庫内空気との間で熱交換が行われる。
図２に示すように、庫内ファン（26）は、プロペラファン（回転翼）（27a）と、複数の静翼（27b）と、ファンハウジング（27c）とを有している。プロペラファン（27a）は、庫内ファンモータ（26a）に連結され、庫内ファンモータ（26a）によって回転軸周りに回転駆動されて軸方向に送風する。複数の静翼（27b）は、プロペラファン（27a）の吹出側に設けられて該プロペラファン（27a）から吹き出されて旋回する空気流れを整流する。ファンハウジング（27c）は、複数の静翼（27b）が内周面に取り付けられた円筒部材によって構成され、プロペラファン（27a）の外周まで延び、プロペラファン（27a）の外周を取り囲んでいる。
図１に示すように、圧縮機（21）及び凝縮器（22）は、庫外収納空間（S1）に収納されている。凝縮器（22）は、庫外収納空間（S1）の上下方向の中央部分において、該庫外収納空間（S1）を下側の第１空間（S11）と上側の第２空間（S12）とに区画するように設けられている。第１空間（S11）には、上記圧縮機（21）と、該圧縮機（21）を可変速で駆動するための駆動回路が収納されたインバータボックス（29）と、ＣＡ装置（60）のガス供給装置（30）とが設けられている。一方、第２空間（S12）には、庫外ファン（25）と、電装品ボックス（17）とが設けられている。第１空間（S11）は、コンテナ（11）の庫外空間に対して開放される一方、第２空間（S12）は、庫外ファン（25）の吹出口のみが庫外空間に開口するように庫外空間との間が板状部材によって閉塞されている。
一方、図２に示すように、蒸発器（24）は、庫内収納空間（S2）の２次空間（S22）に収納されている。庫内収納空間（S2）における蒸発器（24）の上方位置には、ケーシング（12）の幅方向に並んで２つの庫内ファン（26）が設けられている。
〈ＣＡ装置〉
図４に示すように、ＣＡ装置（60）は、ガス供給装置（30）と、排気部（46）と、センサユニット（50）と、制御部（55）とを備え、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度とを調節するものである。なお、以下の説明で用いる「濃度」は、全て「体積濃度」を指す。
［ガス供給装置］
−ガス供給装置の構成−
ガス供給装置（30）は、コンテナ（11）の庫内に供給するための低酸素濃度の窒素濃縮空気を生成する装置である。本実施形態では、ガス供給装置（30）は、ＶＰＳＡ（Vacuum Pressure Swing Adsorption）によって構成されている。また、ガス供給装置（30）は、図１に示すように、庫外収納空間（S1）の左下のコーナー部に配置されている。
図４に示すように、ガス供給装置（30）は、エアポンプ（31）と、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）と、空気中の窒素成分を吸着するための吸着剤が設けられた第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）とが接続された空気回路（3）と、該空気回路（3）の構成部品が収納されたユニットケース（36）とを有している。このようにガス供給装置（30）は、構成部品がユニットケース（36）の内部に収納されることによって１つのユニットとして構成され、コンテナ用冷凍装置（10）に後付けすることができるように構成されている。
（エアポンプ）
エアポンプ（31）は、ユニットケース（36）内に設けられ、それぞれ空気を吸引して加圧して吐出する第１ポンプ機構（加圧部）（31a）及び第２ポンプ機構（減圧部）（31b）を有している。第１ポンプ機構（31a）及び第２ポンプ機構（31b）は、モータ（31c）の駆動軸に接続され、モータ（31c）によって回転駆動されることにより、それぞれ空気を吸引して加圧して吐出する。
第１ポンプ機構（31a）の吸込口は、ユニットケース（36）を内外に貫通するように設けられた外気通路（41）の一端が接続されている。外気通路（41）の他端には、通気性と防水性を有するメンブレンフィルタ（76）が設けられている。外気通路（41）は、可撓性を有するチューブによって構成されている。図示を省略するが、メンブレンフィルタ（76）が設けられた外気通路（41）の他端は、庫外収納空間（S1）の凝縮器（22）の上方の第２空間（S12）に設けられている。このような構成により、第１ポンプ機構（31a）は、外気通路（41）の他端に設けられたメンブレンフィルタ（76）を介してユニットケース（36）の外から中へ流入する際に水分が除去された外気を吸い込んで加圧する。一方、第１ポンプ機構（31a）の吐出口には吐出通路（42）の一端が接続されている。該吐出通路（42）の他端は、下流側において２つに分岐して第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）のそれぞれに接続されている。
第２ポンプ機構（31b）の吸込口には、吸引通路（43）の一端が接続されている。該吸引通路（43）の他端は、上流側において２つに分かれ、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）のそれぞれに接続されている。一方、第２ポンプ機構（31b）の吐出口には、供給通路（44）の一端が接続されている。供給通路（44）の他端は、コンテナ（11）の庫内収納空間（S2）における庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）において開口している。供給通路（44）の他端部には、一端から他端へ向かう向きの空気の流通のみを許容し、空気の逆流を防止する逆止弁（65）が設けられている。
なお、本実施形態では、吐出通路（42）と吸引通路（43）とは、バイパス通路（47）によって接続されている。バイパス通路（47）には、制御部（55）によって開閉制御されるバイパス開閉弁（48）が設けられている。
エアポンプ（31）の第１ポンプ機構（31a）及び第２ポンプ機構（31b）は、潤滑用のオイルを使用しないオイルレスのポンプで構成されている。また、エアポンプ（31）の側方には、エアポンプ（31）に向かって送風することでエアポンプ（31）を冷却するための送風ファン（49）が２つ設けられている。
（方向制御弁）
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）は、空気回路（3）におけるエアポンプ（31）と第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）との間に設けられ、エアポンプ（31）と第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）との接続状態を後述する３つの接続状態（第１〜第３接続状態）に切り換えるものである。この切り換え動作は、制御部（55）によって制御される。
具体的に、第１方向制御弁（32）は、第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続された吐出通路（42）と、第２ポンプ機構（31b）の吸込口に接続された吸引通路（43）と、第１吸着筒（34）の一端部（加圧時の流入口）とに接続される。この第１方向制御弁（32）は、第１吸着筒（34）を第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通させて第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断する第１状態（図４に示す状態）と、第１吸着筒（34）を第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通させて第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断する第２状態（図５に示す状態）とに切り換わる。
第２方向制御弁（33）は、第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続された吐出通路（42）と、第２ポンプ機構（31b）の吸込口に接続された吸引通路（43）と、第２吸着筒（35）の一端部とに接続される。この第２方向制御弁（33）は、第２吸着筒（35）を第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通させて第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断する第１状態（図４に示す状態）と、第２吸着筒（35）を第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通させて第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断する第２状態（図５に示す状態）とに切り換わる。
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を共に第１状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第２吸着筒（35）とが接続される第１接続状態に切り換わる（図４を参照）。この状態では、第１吸着筒（34）で外気中の窒素成分を吸着剤に吸着させる吸着動作が行われ、第２吸着筒（35）で吸着剤に吸着された窒素成分を脱着させる脱着動作が行われる。
第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を共に第２状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第２吸着筒（35）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第１吸着筒（34）とが接続される第２接続状態に切り換わる（図５を参照）。この状態では、第２吸着筒（35）で吸着動作が行われ、第１吸着筒（34）で脱着動作が行われる。
第１方向制御弁（32）を第１状態に設定し、第２方向制御弁（33）を第２状態に設定すると、空気回路（3）が、第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第１ポンプ機構（31a）の吐出口と第２吸着筒（35）とが接続される第３接続状態に切り換わる（図６を参照）。この状態では、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に接続され、第１ポンプ機構（31a）によって第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方に加圧された外気が供給される。この状態では、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方で吸着動作が行われる。
（吸着筒）
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）は、内部に吸着剤が充填された円筒部材によって構成されている。第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填された吸着剤は、加圧下で窒素成分を吸着して、減圧下で吸着した窒素成分を脱着させる性質を有している。
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填された吸着剤は、例えば、窒素分子の分子径（３．０オングストローム）よりも小さく且つ酸素分子の分子径（２．８オングストローム）よりも大きな孔径の細孔を有する多孔体のゼオライトで構成されている。このような孔径のゼオライトで吸着剤を構成すれば、空気中の窒素成分を吸着することができる。
また、ゼオライトの細孔内には、陽イオンが存在しているために電場が存在し極性を生じているので、水分子などの極性分子を吸着する性質を有している。そのため、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）に充填されたゼオライトからなる吸着剤には、空気中の窒素だけでなく、空気中の水分（水蒸気）も吸着される。そして、吸着剤に吸着された水分は、脱着動作によって窒素成分と共に吸着剤から脱着される。そのため、水分を含んだ窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給されることとなり、庫内の湿度を上げることができる。さらに、吸着剤が再生されるので、吸着剤の長寿命化を図ることができる。
このような構成により、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）では、エアポンプ（31）から加圧された外気が供給されて内部が加圧されると、吸着剤に該外気中の窒素成分が吸着する。その結果、外気よりも窒素成分が少なくなることで外気よりも窒素濃度が低く且つ酸素濃度が高い酸素濃縮空気が生成される。一方、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）では、エアポンプ（31）によって内部の空気が吸引されて減圧されると、吸着剤に吸着されていた窒素成分が脱着する。その結果、外気よりも窒素成分を多く含むことで外気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気が生成される。本実施形態では、例えば、窒素濃度９２％、酸素濃度８％の成分比率の窒素濃縮空気が生成される。
第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の他端部（加圧時の流出口）には、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において、第１ポンプ機構（31a）によって加圧された外気が供給されて生成された酸素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫外へ導くための酸素排出通路（45）の一端が接続されている。酸素排出通路（45）の一端は、２つに分岐し、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の他端部のそれぞれに接続されている。酸素排出通路（45）の他端は、ガス供給装置（30）の外部、即ち、コンテナ（11）の庫外において開口している。酸素排出通路（45）の第１吸着筒（34）の他端部に接続された部分及び第２吸着筒（35）の他端部に接続された部分には、酸素排出通路（45）から第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）への空気の逆流を防止するための逆止弁（61）がそれぞれ設けられている。
酸素排出通路（45）の中途部には、逆止弁（62）とオリフィス（63）とが一端から他端に向かって順に設けられている。逆止弁（62）は、後述する排気用接続通路（71）からの窒素濃縮空気の第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）側への逆流を防止する。オリフィス（63）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から流出した酸素濃縮空気が庫外へ排出される前に減圧する。
（給排切換機構）
空気回路（3）には、生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給する後述するガス供給動作（図４及び図５を参照）と生成した窒素濃縮空気を庫外へ排出するガス排出動作（図７を参照）とを切り換えるための給排切換機構（70）が設けられている。給排切換機構（70）は、排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）とを有している。
排気用接続通路（71）は、一端が供給通路（44）に接続され、他端が酸素排出通路（45）に接続されている。排気用接続通路（71）の他端は、酸素排出通路（45）のオリフィス（63）よりも庫外側に接続されている。
排気用開閉弁（72）は、排気用接続通路（71）に設けられている。排気用開閉弁（72）は、排気用接続通路（71）の中途部において、供給通路（44）から流入した窒素濃縮空気の流通を許容する開状態と、窒素濃縮空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。排気用開閉弁（72）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
供給側開閉弁（73）は、供給通路（44）における排気用接続通路（71）が接続される接続部よりも他端側（庫内側）に設けられている。供給側開閉弁（73）は、供給通路（44）の排気用接続通路（71）の接続部よりも庫内側において、窒素濃縮空気の庫内側への流通を許容する開状態と、窒素濃縮空気の庫内側への流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。供給側開閉弁（73）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
（測定ユニット）
空気回路（3）には、生成した窒素濃縮空気の濃度を、コンテナ（11）の庫内に設けられた後述するセンサユニット（50）の酸素センサ（51）を用いて測定する給気測定動作（図８を参照）を行うための測定ユニット（80）が設けられている。測定ユニット（80）は、分岐管（測定用通路）（81）と測定用開閉弁（82）とを備え、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気の一部を分岐させて酸素センサ（51）に導くように構成されている。
具体的には、分岐管（81）は、一端が供給通路（44）に接続され、他端が酸素センサ（51）の後述する酸素センサボックス（51a）に連結されている。なお、本実施形態では、分岐管（81）は、ユニットケース（36）内において供給通路（44）から分岐し、ユニットケースの内外に亘るように設けられている。
測定用開閉弁（82）は、分岐管（81）のユニットケースの内部に設けられている。測定用開閉弁（82）は、分岐管（81）における窒素濃縮空気の流通を許容する開状態と、分岐管（81）における窒素濃縮空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。測定用開閉弁（82）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。詳細については後述するが、測定用開閉弁（82）は、後述する給気測定動作が実行される際にのみ開状態となり、その他のモードでは閉状態となる。
−ガス供給装置の運転動作−
（ガス生成動作）
ガス供給装置（30）では、第１吸着筒（34）が加圧されると同時に第２吸着筒（35）が減圧される第１動作（図４を参照）と、第１吸着筒（34）が減圧されると同時に第２吸着筒（35）が加圧される第２動作（図５を参照）とが、所定の時間（例えば、１４．５秒）ずつ交互に繰り返し行われることにより、窒素濃縮空気と酸素濃縮空気とが生成される。また、本実施形態では、第１動作と第２動作との各合間に、第１吸着筒（34）と第２吸着筒（35）のいずれもが加圧される均圧動作（図６を参照）が、所定の時間（例えば、１．５秒）行われる（図９を参照）。各動作の切り換えは、制御部（55）が第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を操作することによって行われる。
《第１動作》
第１動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）が共に、図４に示す第１状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断され、且つ第２吸着筒（35）が第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通して第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断された第１接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、加圧した外気を第１吸着筒（34）へ供給する。第１吸着筒（34）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第１吸着筒（34）の吸着剤に吸着される。このように、第１動作中、第１吸着筒（34）では、上記第１ポンプ機構（31a）から加圧された外気が供給されて該外気中の窒素成分が吸着剤に吸着されることにより、窒素濃度が外気よりも低く酸素濃度が外気よりも高い酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第１吸着筒（34）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第２吸着筒（35）から空気を吸引する。その際、第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着された窒素成分が、空気と共に第２ポンプ機構（31b）に吸引されて吸着剤から脱着する。このように、第１動作中、第２吸着筒（35）では、第２ポンプ機構（31b）によって内部の空気が吸引されて吸着剤に吸着された窒素成分が脱着することにより、吸着剤から脱着した窒素成分を含み、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気が生成される。窒素濃縮空気は、第２ポンプ機構（31b）に吸い込まれ、加圧された後、供給通路（44）に吐出される。
《第２動作》
第２動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）が共に、図５に示す第２状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）が第２ポンプ機構（31b）の吸込口に連通して第１ポンプ機構（31a）の吐出口から遮断され、且つ第２吸着筒（35）が第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断された第２接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、加圧した外気を第２吸着筒（35）へ供給する。第２吸着筒（35）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着される。このように、第２動作中、第２吸着筒（35）では、上記第１ポンプ機構（31a）から加圧された外気が供給されて該外気中の窒素成分が吸着剤に吸着されることにより、窒素濃度が外気よりも低く酸素濃度が外気よりも高い酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第２吸着筒（35）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第１吸着筒（34）から空気を吸引する。その際、第１吸着筒（34）の吸着剤に吸着された窒素成分が、空気と共に第２ポンプ機構（31b）に吸引されて吸着剤から脱着する。このように、第２動作中、第１吸着筒（34）では、第２ポンプ機構（31b）によって内部の空気が吸引されて吸着剤に吸着された窒素成分が脱着することにより、吸着剤から脱着した窒素成分を含み、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気が生成される。窒素濃縮空気は、第２ポンプ機構（31b）に吸い込まれ、加圧された後、供給通路（44）に吐出される。
《均圧動作》
図６に示すように、均圧動作では、制御部（55）によって、第１方向制御弁（32）が第１状態に切り換える一方、第２方向制御弁（33）が第２状態に切り換えられる。これにより、空気回路（3）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が、共に第１ポンプ機構（31a）の吐出口に連通して第２ポンプ機構（31b）の吸込口から遮断された第３接続状態となる。
第１ポンプ機構（31a）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の両方に加圧した外気を供給する。第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）へ流入した空気に含まれる窒素成分は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の吸着剤に吸着され、酸素濃縮空気が生成される。酸素濃縮空気は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から酸素排出通路（45）に流出する。
一方、第２ポンプ機構（31b）は、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）から遮断される。そのため、均圧動作中には、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において新たに窒素濃縮空気が生成されることはなく、第２ポンプ機構（31b）は、吸引通路（43）に残存する窒素濃縮空気を吸引して加圧した後、供給通路（44）に吐出する。
ところで、上述したように、第１動作中には、第１吸着筒（34）では第１ポンプ機構（31a）によって加圧されて吸着動作が行われ、第２吸着筒（35）では第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作が行われる。一方、第２動作中には、第２吸着筒（35）では第１ポンプ機構（31a）によって加圧されて吸着動作が行われ、第１吸着筒（34）では第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作が行われる。そのため、上述の均圧動作を挟むことなく、第１動作から第２動作へ切り換える又は第２動作から第１動作へ切り換えると、切り換え直後は、切り換え前に脱着動作を行っていた吸着筒内の圧力が著しく低いため、該吸着筒内の圧力が上昇するのに時間がかかり、すぐには吸着動作が行われない。
そこで、本実施形態では、第１動作から第２動作へ切り換える際、及び第２動作から第１動作へ切り換える際に、空気回路（3）を第３接続状態に切り換え、第１吸着筒（34）と第２吸着筒（35）とを、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を介して連通させることとしている。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）の互いの内部圧力が、速やかに等しくなる（互いの内部圧力の中間の圧力になる）。このような均圧動作により、切り換え前に第２ポンプ機構（31b）によって減圧されて脱着動作を行っていた吸着筒内の圧力が、速やかに上昇するため、第１ポンプ機構（31a）への接続後、速やかに吸着動作が行われる。
このようにして、ガス供給装置（30）では、均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことによって空気回路（3）において窒素濃縮空気と酸素濃縮空気とが生成される。
（ガス供給動作／ガス排出動作）
また、ガス供給装置（30）では、給排切換機構（70）によって、空気回路（3）において生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、脱着動作の開始時点から所定時間の間、生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内へ供給せずに排気するガス排出動作とが切り換えられる。
《ガス供給動作》
ガス供給動作では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）が閉状態に制御され、供給側開閉弁（73）が開状態に制御される。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において交互に生成された窒素濃縮空気が供給通路（44）を通ってコンテナ（11）の庫内へ供給され、酸素濃縮空気は酸素排出通路（45）を通って庫外へ排出される。
《ガス排出動作》
図７に示すように、ガス排出動作では、制御部（55）によって、排気用開閉弁（72）が開状態に制御され、供給側開閉弁（73）が閉状態に制御される。これにより、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）において交互に生成されて供給通路（44）に吐出された窒素濃縮空気は、供給通路（44）において供給側開閉弁（73）よりも庫内側への流通が阻止され、排気用接続通路（71）に流入する。排気用接続通路（71）に流入した窒素濃縮空気は、酸素排出通路（45）に流入し、酸素排出通路（45）を流れる酸素濃縮空気と共に庫外へ排出される。
［排気部］
−排気部の構成−
図２に示すように、排気部（46）は、庫内収納空間（S2）と庫外空間とを繋ぐ排気通路（46a）と、排気通路（46a）に接続された排気弁（46b）と、排気通路（46a）の流入端部（庫内側端部）に設けられたメンブレンフィルタ（46c）とを有している。排気通路（46a）は、ケーシング（12）を内外に貫通するように設けられている。排気弁（46b）は、排気通路（46a）の庫内側に設けられ、排気通路（46a）における空気の流通を許容する開状態と、排気通路（46a）における空気の流通を遮断する閉状態とに切り換わる電磁弁によって構成されている。排気弁（46b）の開閉動作は、制御部（55）によって制御される。
−排気部の運転動作−
庫内ファン（26）の回転の回転中に、制御部（55）によって排気弁（46b）を開くことによって、庫内に繋がる庫内収納空間（S2）の空気（庫内空気）が庫外へ排出される排気動作が行われる。
具体的には、庫内ファン（26）が回転すると、吹出側の２次空間（S22）の圧力が、庫外空間の圧力（大気圧）よりも高くなる。これにより、排気弁（46b）が開状態であるときには、排気通路（46a）の両端部の間で生じる圧力差（庫外空間と２次空間（S22）との間の圧力差）により、庫内に繋がる庫内収納空間（S2）の空気（庫内空気）が排気通路（46a）を通って庫外空間へ排出される。
［センサユニット］
−センサユニットの構成−
図２に示すように、センサユニット（50）は、庫内収納空間（S2）における庫内ファン（26）の吹出側の２次空間（S22）に設けられている。センサユニット（50）は、酸素センサ（51）と、二酸化炭素センサ（52）と、固定プレート（53）と、メンブレンフィルタ（54）と、連絡管（56）と、排気管（57）とを有している。
酸素センサ（51）は、内部にガルバニ電池式センサが収容された酸素センサボックス（51a）を有している。酸素センサ（51）は、ガルバニ電池式センサの電解液に流れる電流値を計測することによって、酸素センサボックス（51a）内の気体中の酸素濃度を測定する。酸素センサボックス（51a）の外面は、固定プレート（53）に固定されている。酸素センサボックス（51a）の外面であって固定プレート（53）への固定面とは反対側の面には、開口が形成され、該開口には、通気性と防水性を有するメンブレンフィルタ（54）が取り付けられている。また、酸素センサボックス（51a）の一方の側面には、コネクタを介して連絡管（56）の一端が連結されている。さらに、酸素センサボックス（51a）の下面には、コネクタ（管継手）を介して測定ユニット（80）の分岐管（81）が連結されている。
二酸化炭素センサ（52）は、二酸化炭素センサボックス（52a）を有し、二酸化炭素センサボックス（52a）内の気体に赤外線を放射し、二酸化炭素に固有の波長の赤外線の吸収量を計測することによって気体中の二酸化炭素濃度を測定する非分散型赤外線方式（ＮＤＩＲ：non dispersive infrared）のセンサである。二酸化炭素センサボックス（52a）の一方の側面には、コネクタを介して連絡管（56）の他端が連結されている。また、二酸化炭素センサボックス（52a）の他方の側面には、コネクタを介して排気管（57）の一端が連結されている。
固定プレート（53）は、酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とが取り付けられた状態で、ケーシング（12）に固定されている。
連絡管（56）は、上述のように、酸素センサボックス（51a）の側面と二酸化炭素センサボックス（52a）の側面とに連結され、酸素センサボックス（51a）の内部空間と二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間とを連通させている。
排気管（57）は、上述のように、一端が二酸化炭素センサボックス（52a）の他方の側面に連結され、他端が庫内ファン（26）の吸込口の近傍において開口している。つまり、排気管（57）は、二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間と庫内収納空間（S2）の１次空間（S21）とを連通させている。
−濃度測定動作−
上述のように、庫内収納空間（S2）の２次空間（S22）と１次空間（S21）とは、メンブレンフィルタ（54）、酸素センサボックス（51a）の内部空間、連絡管（56）、二酸化炭素センサボックス（52a）の内部空間、及び排気管（57））によって形成される空気通路（58）を介して連通している。そのため、庫内ファン（26）の運転中には、１次空間（S21）の圧力が、２次空間（S22）の圧力よりも低くなる。この圧力差により、酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とが接続された空気通路（58）において、２次空間（S22）側から１次空間（S21）側へ庫内空気が流れる。このようにして、庫内空気が酸素センサ（51）と二酸化炭素センサ（52）とを順に通過し、酸素センサ（51）において庫内空気の酸素濃度が測定され、二酸化炭素センサ（52）において庫内空気の二酸化炭素濃度が測定される。
［制御部］
制御部（55）は、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度及び二酸化炭素濃度を所望の濃度にする濃度調節運転を実行するように構成されている。具体的には、制御部（55）は、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）の測定結果に基づいて、コンテナ（11）の庫内空気の組成（酸素濃度及び二酸化炭素濃度）が所望の組成（例えば、酸素濃度３％、二酸化炭素濃度５％）になるように、ガス供給装置（30）及び排気部（46）の動作を制御する。具体的には、制御部（55）は、ガス供給装置（30）によるガス生成動作（図９を参照）とガス供給動作（図４〜６を参照）とガス排出動作（図７を参照）と、排気部（46）による排気動作とを組み合わせて行う後述する第１運転モード（全部供給運転）（図１０を参照）及び第２運転モード（一部供給運転）（図１１を参照）と、ガス供給装置（30）及び排気部（46）における各動作を停止する停止モードとを実行するように構成されている。
また、制御部（55）は、ユーザからの指令により又は定期的に、測定用開閉弁（82）の動作を制御して、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うように構成されている。
本実施形態では、制御部（55）は、ＣＡ装置（60）の各要素を本願で開示するように制御するマイクロコンピュータと、実施可能な制御プログラムが記憶されたメモリやハードディスク等とを含んでいる。なお、上記制御部（55）は、ＣＡ装置（60）の制御部の一例であり、制御部（55）の詳細な構造やアルゴリズムは、本発明に係る機能を実行するどのようなハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであってもよい。
−運転動作−
〈冷媒回路の運転動作〉
本実施形態では、図３に示すユニット制御部（100）によって、コンテナ（11）の庫内空気を冷却する冷却運転が実行される。
冷却運転では、ユニット制御部（100）によって、圧縮機（21）、膨張弁（23）、庫外ファン（25）及び庫内ファン（26）の動作が、図示しない温度センサの測定結果に基づいて庫内空気の温度が所望の目標温度になるように制御される。このとき、冷媒回路（20）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。そして、庫内ファン（26）によって庫内収納空間（S2）へ導かれたコンテナ（11）の庫内空気が、蒸発器（24）を通過する際に該蒸発器（24）の内部を流れる冷媒によって冷却される。蒸発器（24）において冷却された庫内空気は、床下流路（19a）を通って吹出口（18b）から再びコンテナ（11）の庫内へ吹き出される。これにより、コンテナ（11）の庫内空気が冷却される。
〈濃度調節運転〉
また、本実施形態では、図４に示す制御部（55）によって、ＣＡ装置（60）が、コンテナ（11）の庫内空気の組成（酸素濃度及び二酸化炭素濃度）を所望の組成（例えば、酸素濃度３％、二酸化炭素濃度５％）に調節する濃度調節運転を行う。濃度調節運転では、制御部（55）によって、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）の測定結果に基づいて、コンテナ（11）の庫内空気の組成が所望の組成となるように、ガス供給装置（30）及び排気部（46）の動作が制御される。
なお、濃度調節運転中は、制御部（55）は、測定用開閉弁（82）を閉状態に制御する。また、濃度調節運転中、制御部（55）は、ユニット制御部（100）と通信し、該ユニット制御部（100）によって庫内ファン（26）を回転させる。これにより、酸素センサ（51）及び二酸化炭素センサ（52）には、庫内ファン（26）によって庫内空気が供給され、庫内空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度とが測定されることとなる。
（酸素濃度の調節）
［第１運転モード］
制御部（55）は、酸素センサ（51）で測定された庫内空気の酸素濃度が８％よりも高い場合、第１運転モードを実行する。
第１運転モードでは、制御部（55）は、図９に示すように、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。本実施形態では、第１動作及び第２動作の動作時間が１４．５秒、均圧動作の動作時間が１．５秒に設定されている。
また、第１運転モードでは、制御部（55）は、図４，５，１０に示すように、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
なお、第１動作及び第２動作の各動作において初期と末期とでは、生成される窒素濃縮空気の組成が異なる。具体的には、各動作の初期では、吸着筒や配管等に外気が残存しているために比較的酸素濃度の高い窒素濃縮空気が生成され、各動作の末期には、吸着筒内の圧力が初期よりも低下するために窒素成分が多く脱着され、比較的酸素濃度の低い窒素濃縮空気が生成される。第１運転モードでは、第１動作及び第２動作の各動作において、生成された全ての窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給される。その結果、コンテナ（11）の庫内には、平均窒素濃度（第１動作及び第２動作の各動作において、庫内に供給される窒素濃縮空気の窒素濃度の平均値）が９２％、平均酸素濃度（第１動作及び第２動作の各動作において、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度の平均値）が８％の窒素濃縮空気が供給されることとなる。
また、第１運転モードでは、制御部（55）は、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して排気動作を行い、ガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する。
第１運転モードでは、上述のようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が窒素濃縮空気に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
［第２運転モード］
第１運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が８％まで低下すると、制御部（55）は、第２運転モードを実行する。
第２運転モードにおいても、制御部（55）は、図９に示すように、第１運転モードと同様に、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。
一方、第２運転モードでは、制御部（55）は、図７，１１に示すように、第１動作及び第２動作の初期の所定時間の間（本実施形態では、各動作の開始時から４秒経過するまでの間）、排気用開閉弁（72）を開状態、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を実行する。そして、制御部（55）は、ガス排出動作の終了後、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
第２運転モードでは、上述のような第１動作及び第２動作の初期に窒素濃縮空気を庫内へ供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を行うことにより、脱着動作の開始直後の比較的酸素濃度の高い窒素濃縮空気がコンテナ（11）の庫内に供給されなくなる。その結果、コンテナ（11）の庫内には、平均窒素濃度が９５％、平均酸素濃度が５％の窒素濃縮空気が供給されることとなる。このように、第２運転モードでは、第１運転モードにおいてコンテナ（11）の庫内に供給した窒素濃縮空気よりも酸素濃度の低い窒素濃縮空気が供給される。
また、第２運転モードにおいても、制御部（55）は、第１運転モードと同様に、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して排気動作を行い、ガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する。
第２運転モードでは、ガス供給動作の前にガス排出動作を行った後にガス供給動作を行うことで、第１運転モードにおいて供給した窒素濃縮空気よりも酸素濃度が低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する。また、ガス排出動作とガス供給動作と共に排気動作を行うことにより、庫内空気が比較的酸素濃度の低い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度５％）に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
［停止モード］
第２運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％まで低下すると、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する（停止モード）。
ガス供給動作と排気動作とが停止されると、コンテナ（11）の庫内では、空気が何ら入れ替わらない一方、植物（15）が呼吸を行うため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が減少し、二酸化炭素濃度が上昇する。これにより、庫内空気の酸素濃度は、やがて目標酸素濃度の３％に至る。
なお、呼吸によってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が３％よりも低下した場合には、ガス供給装置（30）の運転を再開し、第１運転モードを実行する。第１運転モードでは、平均酸素濃度が８％の窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御してガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とが行われる。このようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が該庫内空気よりも酸素濃度の高い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度５％）に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が上昇する。
制御部（55）は、庫内空気の酸素濃度が、目標酸素濃度（３％）よりも所定濃度（例えば、０．５％）だけ高い値（３．５％）になると、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
なお、庫内空気の酸素濃度の調節は、第１運転モードの代わりに、バイパス開閉弁（48）を開いて、エアポンプ（31）に吸引した外気を、第１及び第２吸着筒（34,35）を通過させることなくバイパスさせて、そのままコンテナ（11）の庫内に供給する外気導入動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御して外気導入動作によって外気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とを行うこととしてもよい。このように外気導入動作と排気動作とによれば、庫内空気が酸素濃度２１％の外気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が上昇する。
（二酸化炭素濃度の調節）
制御部（55）は、二酸化炭素センサ（52）で測定された庫内空気の二酸化炭素濃度が５％よりも高い場合、図１０に示す第１運転モードを実行する。第１運転モードでは、平均窒素濃度が９２％、平均酸素濃度が８％の窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作と、排気部（46）の排気弁（46b）を開状態に制御してガス供給動作によって窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給した分だけ庫内空気を庫外へ排出する排気動作とが行われる。このようなガス供給動作と排気動作とにより、庫内空気が二酸化炭素濃度０．０３％の窒素濃縮空気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の二酸化炭素濃度が低下する。
制御部（55）は、庫内空気の二酸化炭素濃度が、目標二酸化炭素濃度（５％）よりも所定濃度（例えば、０．５％）だけ低い値（４．５％）になると、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
なお、庫内空気の二酸化炭素濃度の調節は、ガス供給動作の代わりに、バイパス開閉弁（48）を開いて上記外気導入動作を行うこととしてもよい。このように外気導入動作と排気動作とによれば、庫内空気が二酸化炭素濃度０．０３％の外気に置換されるため、コンテナ（11）の庫内空気の二酸化炭素濃度が低下する。
［給気測定動作］
また、制御部（55）は、ユーザからの指令により又は定期的（例えば、１０日毎）に、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行う。なお、給気測定動作は、上述の濃度調節運転や試運転等のガス供給動作中に庫内ファン（26）が停止した際に並行して行われる。
制御部（55）は、ガス供給動作中に、測定用開閉弁（82）を開状態に制御すると共に供給側開閉弁（73）を閉状態に制御する。これにより、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気の全てが分岐管（81）に流入する。分岐管（81）に流入した窒素濃縮空気は、酸素センサ（51）の酸素センサボックス（51a）内に流入し、酸素濃度が測定される。
このように、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、ガス供給装置（30）において生成された窒素濃縮空気の組成（酸素濃度、窒素濃度）が所望の状態であるかを確認することができる。
−実施形態１の効果−
以上のように、本実施形態１によれば、脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うように構成した。このような第２運転モード（一部供給運転）により、脱着動作の初期に生成された酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は、コンテナ（11）の庫内に供給されずに庫外に排出されるため、吸着筒（34,35）や配管等に残存していた外気が排出された後に生成された酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、このようなＣＡ装置（60）によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の平均酸素濃度（本実施形態では、８％）よりも低い濃度に調節することができる。
ところで、上述の第２運転モード（一部供給運転）のように、脱着動作中に生成した窒素濃縮空気の一部をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出することとすると、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が少なくなる。そのため、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が高いときに第２運転モード（一部供給運転）を行うと、酸素濃度の低い窒素濃縮空気を供給しても供給量が少なすぎるために、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がなかなか低下しないという問題が生じる。
そこで、本実施形態１では、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度（本実施形態では、８％）以下に低下するまでの間は、脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）に供給する第１運転モード（全部供給運転）を行い、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下したところで、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を排出して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うように構成している。このように、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して脱着動作中に生成された全ての窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度（本実施形態では、５％）まで低下させることができる。
また、本実施形態１によれば、供給通路（44）と酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、排気用開閉弁（72）と、供給側開閉弁（73）と、排気用開閉弁（72）及び供給側開閉弁（73）を開閉制御してガス供給動作とガス排出動作とを切り換える制御部（55）とを設けている。本実施形態１によれば、このような容易な構成により、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）との開閉状態を切り換えるだけの簡単な制御により、ガス供給動作とガス排出動作とを切り換えて行う第２運転モード（一部供給運転）を容易に行うことができる。
また、本実施形態１によれば、ＣＡ装置（60）において生成されて供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを設けることとした。このような構成によれば、制御部（55）によって、測定用開閉弁（82）を開状態に制御し、排気用開閉弁（72）と供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御して、供給通路（44）を流れる窒素濃縮空気を測定用通路（81）から酸素センサ（51）に導くことで、該窒素濃縮空気の酸素濃度を測定する給気測定動作を行うことができる。また、給気測定動作を行って窒素濃縮空気の酸素濃度を測定することにより、ＣＡ装置（60）の性能、即ち、所望の窒素濃度の窒素濃縮空気を生成することができているか否かを検知することができる。つまり、ＣＡ装置（60）に窒素濃度センサを設けることなく、コンテナ（11）の庫内の空気の酸素濃度を測定する酸素センサ（51）を用いることにより、ＣＡ装置（60）の不具合を検知することができる。
また、本実施形態１によれば、脱着動作の開始時点（第１動作及び第２動作の各動作の開始時点）から所定時間経過するまでの間に生成された窒素濃縮空気を、コンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出し、所定時間の経過後、脱着動作の終了時点までの間に生成された窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する第２運転モード（一部供給運転）を行うＣＡ装置（60）を用いることとした。このようにＣＡ装置（60）において生成された窒素濃縮空気のうち、脱着動作の初期に生成される酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気は庫外へ排出されるため、その後に生成される酸素濃度が比較的低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することができる。よって、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を、吸着動作と脱着動作とを交互に行って生成される窒素濃縮空気の平均酸素濃度（本実施形態では、８％）よりも低い酸素濃度に調節することができる。
−実施形態１の変形例１−
ところで、上述のように、ガス生成動作によって生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を行うと、コンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気の供給量が低下する。そのため、ガス排出動作の動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）が長すぎると、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が迅速に低下しなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態１において、脱着動作の開始直後（第１動作及び第２動作の各動作の開始直後）の酸素濃度が比較的高い窒素濃縮空気を庫外へ排出するガス排出動作の動作時間を変更可能に構成してもよい。このような構成によれば、コンテナ（11）の庫内の状況に合わせてガス排出動作の動作時間を適宜変更することにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。
《本発明の実施形態２》
実施形態２は、実施形態１において制御部（55）の構成を一部変更したものである。実施形態２では、制御部（55）は、実施形態１と同様の第１運転モード（全部供給運転）（図１０を参照）と第２運転モード（一部供給運転）（図１１を参照）に加え、図１２に示す第３運転モード（一部供給運転）を実行して濃度調節運転を行うように構成されている。第３運転モードは、第２運転モードにおいて、ガス排出動作を行う動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）を長くした（７秒にした）ものである。実施形態２では、制御部（55）は、実施形態１と同様の第１運転モード（図１０を参照）と第２運転モード（図１１を参照）とを実行し、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定の濃度まで低下すると、ガス排出動作の動作時間（窒素濃縮空気の排出時間）を４秒から７秒に変更して第３運転モードを実行することにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を所望の濃度（本実施形態では、３％）に低下させる濃度調節運転を行うように構成されている。
具体的には、制御部（55）は、酸素センサ（51）で測定された庫内空気の酸素濃度が８％よりも高い場合、実施形態１と同様に、第１運転モードを実行する。そして、第１運転モードによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が８％まで低下すると、実施形態１と同様に、第２運転モードを実行する。そして、第２運転モードによってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％まで低下すると、実施形態１の停止モードの代わりに、実施形態２では、ガス排出動作の動作時間を４秒からより長い７秒に変更して第３運転モードを実行する。
第３運転モードにおいても、制御部（55）は、第１運転モード及び第２運転モードと同様に、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）を切り換えて均圧動作を挟みながら第１動作と第２動作とを交互に繰り返し行い（図９を参照）、窒素濃度が外気よりも高く酸素濃度が外気よりも低い窒素濃縮空気を生成する（ガス生成動作）。
また、図７，１２に示すように、第３運転モードにおいても、制御部（55）は、第２運転モードと同様に、第１動作及び第２動作の初期の所定時間の間、排気用開閉弁（72）を開状態、供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給せずに庫外へ排出するガス排出動作を実行する。そして、制御部（55）は、ガス排出動作の終了後、排気用開閉弁（72）を閉状態、供給側開閉弁（73）を開状態に制御して、上記ガス生成動作によって生成された窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作を実行する。
第３運転モードでは、第２運転モードと同様に、ガス供給動作の前にガス排出動作を行った後にガス供給動作を行うことで、第１運転モードにおいて生成される窒素濃縮空気よりも酸素濃度が低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給する。また、ガス排出動作とガス供給動作と共に排気動作を行うことにより、庫内空気が第２運転モードの実行中にコンテナ（11）の庫内に供給した窒素濃縮空気よりもさらに酸素濃度の低い窒素濃縮空気（例えば、平均酸素濃度３％）に置換され、庫内空気の酸素濃度が低下する。
第３運転モードにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が３％まで低下すると、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止してガス供給動作を停止すると共に、排気弁（46b）を閉じて排気動作を停止する。
−実施形態２の効果−
以上のように、実施形態２によれば、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、ガス排出動作を行う動作時間（生成した窒素濃縮空気をコンテナ（11）の庫外に排出する排出時間）を長くすることとした。具体的には、第２運転モードの後に、第２運転モードよりもガス排出動作を行う動作時間の長い第３運転モードに切り換えることとした。これにより、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が比較的高いときには、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の酸素濃度よりも供給量を優先して酸素濃度が極めて低い窒素濃縮空気だけでなく酸素濃度が少し高めの窒素濃縮空気もコンテナ（11）に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を迅速に低下させることができる。一方、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度がある程度低下すると、コンテナ（11）の庫内に供給される窒素濃縮空気の供給量よりも酸素濃度を優先して第２運転モードにおいてコンテナ（11）の庫内に供給する窒素濃縮空気よりもさらに酸素濃度の低い窒素濃縮空気のみをコンテナ（11）の庫内に供給することで、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度をより低い濃度まで低下させることができる。
また、実施形態１では、停止モードを実行し、庫内空気調節装置によらず、植物（15）の呼吸によってコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を低下させていた。これに対し、実施形態２では、第３運転モードによって酸素濃度の極めて低い窒素濃縮空気（本実施形態では平均酸素濃度３％の窒素濃縮空気）を庫内に供給することとした。よって、実施形態２によれば、実施形態１よりも迅速にコンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度を所望の酸素濃度まで低下させることができる。
《本発明の実施形態３》
図１３に示すように、実施形態３では、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、制御部（55）が、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が共にエアポンプ（31）の第２ポンプ機構（31b）に接続される第４接続状態に空気回路（3）を切り換え、バイパス開閉弁（48）及び排気用開閉弁（72）を閉状態に制御する運転停止制御を行い、外気と庫内空気との第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）への流入を阻止するものである。
具体的には、実施形態３では、制御部（55）は、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、第１方向制御弁（32）を第２状態に設定し、第２方向制御弁（33）を第１状態に設定する。これにより、第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第１吸着筒（34）とが接続され且つ第２ポンプ機構（31b）の吸込口と第２吸着筒（35）とが接続される。つまり、空気回路（3）が、第１吸着筒（34）及び第２吸着筒（35）が共にエアポンプ（31）の第２ポンプ機構（31b）に接続される第４接続状態に切り換わる。
第４接続状態に切り換えることにより、外気通路（41）及び第１ポンプ機構（31a）を介して庫外収納空間（S1）と連通する吐出通路（42）と２つの吸着筒（34,35）とが、第１方向制御弁（32）及び第２方向制御弁（33）によって遮断される。また、バイパス開閉弁（48）を閉状態に制御することにより、２つの吸着筒（34,35）と連通する吸引通路（43）と、外気通路（41）及び第１ポンプ機構（31a）を介して庫外収納空間（S1）と連通する吐出通路（42）とが遮断される。さらに、排気用開閉弁（72）を閉状態に制御することにより、庫外収納空間（S1）と連通する酸素排出通路（45）と、吸引通路（43）と第２ポンプ機構（31b）を介して２つの吸着筒（34,35）と連通する供給通路（44）とが遮断される。なお、上記空気回路（3）では、逆止弁（62）により、酸素排出通路（45）における空気の逆流が防止されており、庫外収納空間（S1）から２つの吸着筒（34,35）への空気の流入が阻止されている。よって、上記運転停止制御により、２つの吸着筒（34,35）と庫外収納空間（S1）とが遮断されるため、２つの吸着筒（34,35）への外気の流入が阻止される。
また、上記空気回路（3）では、逆止弁（65）によって供給通路（44）における空気の逆流が阻止され、逆止弁（64）によって分岐管（81）における空気の逆流が阻止される。よって、ガス供給装置（30）の運転を停止しても、庫内収納空間（S2）から２つの吸着筒（34,35）へ庫内空気が流入することはない。
以上のように、実施形態３によれば、ガス供給装置（30）の運転を停止する際に、制御部（55）によって運転停止制御を行うことにより、外気と庫内空気とが２つの吸着筒（34,35）へ流入することを防止することができる。これにより、運転停止時に外気や庫内空気が吸着筒（34,35）へ流入して吸着剤に空気中の水分が吸着（吸湿）してしまうのを防止することができる。
《その他の実施形態》
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態１，２では、濃度調節運転において酸素濃度を調節する際に、まずは第１運転モード（全部供給運転）を実行することとしていた。しかしながら、本発明において、第１運転モードは必ずしも必要ではない。つまり、実施形態１，２において、第１運転モードを実行せず、まず第２運転モード（一部供給運転）を実行することとしてもよい。具体的には、実施形態１及び実施形態２において、コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が５％になるまで第２運転モードを実行することとしてもよい。
上記各実施形態では、１つのエアポンプ（31）が第１ポンプ機構（31a）と第２ポンプ機構（31b）とを有する構成としていたが、第１ポンプ機構（31a）と第２ポンプ機構（31b）とは、２つの個別のエアポンプによって構成されていてもよい。
また、上記各実施形態では、第１吸着部及び第２吸着部として、それぞれ１本の吸着筒を用いて窒素の吸着及び脱着を行うようにしていたが、各吸着部を構成する吸着筒の本数は１本に限定されない。例えば、各吸着部を３本の吸着筒で構成し、合計６本の吸着筒を用いることとしてもよい。
また、上記各実施形態では、海上輸送用のコンテナ（11）に設けられるコンテナ用冷凍装置（10）に本発明に係るＣＡ装置（60）を適用した例について説明したが、本発明に係るＣＡ装置（60）の用途はこれに限られない。本発明に係るＣＡ装置（60）は、海上輸送用のコンテナの他、例えば、陸上輸送用のコンテナ、単なる冷凍冷蔵倉庫、常温の倉庫等の庫内空気の組成調節に用いることができる。
以上説明したように、本発明は、コンテナの庫内に窒素濃縮空気を供給するガス供給装置及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置について有用である。
１０ コンテナ用冷凍装置
１１ コンテナ
１５ 植物
２０ 冷媒回路
３０ ガス供給装置
３１ａ 第１ポンプ機構（加圧部）
３１ｂ 第２ポンプ機構（減圧部）
３４ 第１吸着筒（吸着筒）
３５ 第２吸着筒（吸着筒）
４４ 供給通路
４５ 酸素排出通路
４６ 排気部
５１ 酸素センサ
５５ 制御部
６０ ＣＡ装置（庫内空気調節装置）
７１ 排気用接続通路
７２ 排気用開閉弁
７３ 供給側開閉弁
８１ 分岐管（測定用通路）
８２ 測定用開閉弁

Claims (6)

  1. 呼吸を行う植物（15）が収納されるコンテナ（11）に設けられ、
    空気中の窒素成分を吸着する吸着剤が内部に収容された吸着筒（34,35）と、
    外気を上記吸着筒（34,35）に供給して加圧することにより、該吸着筒（34,35）において該空気中の窒素成分を上記吸着剤に吸着させる吸着動作を行わせる加圧部（31a）と、
    上記吸着筒（34,35）内から空気を吸引して減圧することにより、該吸着筒（34,35）において上記吸着剤に吸着した窒素成分を上記空気中に脱着させる脱着動作を行わせる減圧部（31b）と、
    上記吸着筒（34,35）において上記吸着動作と上記脱着動作とを交互に行わせて空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成して上記コンテナ（11）の庫内に供給する庫内空気調節装置であって、
    上記脱着動作の開始時点から所定時間経過するまでの間に生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外へ排出し、上記所定時間の経過後、上記脱着動作の終了時点までの間に生成された上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給する一部供給運転を行うように構成されている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  2. 請求項１において、
    上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下になるまでは、上記脱着動作の開始時点から終了時点までの間に生成された上記窒素濃縮空気の全てを上記コンテナ（11）の庫内に供給する全部供給運転を行い、
    上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度が所定濃度以下になると、上記一部供給運転を行うように構成されている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  3. 請求項１又は２において、
    上記コンテナ（11）の庫内空気の酸素濃度の低下に伴って、上記一部供給運転において上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外に排出する排出時間が長くなるように構成されている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
    上記減圧部（31b）に接続され、該減圧部（31b）に吸引された上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給する供給通路（44）と、
    上記吸着筒（34,35）に接続され、該吸着筒（34,35）において窒素成分が上記吸着剤に吸着されて空気よりも窒素濃度が低く且つ酸素濃度が高い酸素濃縮空気を外部に排出する酸素排出通路（45）と、
    上記供給通路（44）と上記酸素排出通路（45）とを繋ぐ排気用接続通路（71）と、
    上記排気用接続通路（71）に設けられ、該排気用接続通路（71）を開閉する排気用開閉弁（72）と、
    上記供給通路（44）の上記排気用接続通路（71）が接続された接続部よりも上記コンテナ（11）の庫内側に設けられ、該供給通路（44）を開閉する供給側開閉弁（73）と、
    上記排気用開閉弁（72）を開状態に制御すると共に上記供給側開閉弁（73）を閉状態に制御して生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫外へ排出するガス排出動作と、上記排気用開閉弁（72）を閉状態に制御すると共に上記供給側開閉弁（73）を開状態に制御して生成した上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に供給するガス供給動作とを切り換える制御部（55）とを備えている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  5. 請求項４において、
    上記供給通路（44）を流れる上記窒素濃縮空気を上記コンテナ（11）の庫内に設けられた酸素センサ（51）に導く測定用通路（81）と、
    上記測定用通路（81）に設けられ、該測定用通路（81）を開閉する測定用開閉弁（82）とを備え、
    上記制御部（55）は、上記排気用開閉弁（72）と上記供給側開閉弁（73）とを閉状態に制御すると共に上記測定用開閉弁（82）を開状態に制御して上記酸素センサ（51）によって上記窒素濃縮空気の酸素濃度を測定させる給気測定動作を行うように構成されている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  6. 呼吸を行う植物（15）が収納されるコンテナ（11）に取り付けられ、
    冷凍サイクルを行って上記コンテナ（11）の庫内空気を冷却する冷媒回路（20）と、
    空気よりも窒素濃度が高く且つ酸素濃度が低い窒素濃縮空気を生成し、上記コンテナ（11）の庫内に供給するガス供給装置（30）と、上記コンテナ（11）の庫内空気を庫外へ排出する排気部（46）とを有し、上記コンテナ（11）の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置（60）とを備え、
    上記コンテナ（11）の庫内空気の温度と組成とを所望の状態に調節するコンテナ用冷凍装置であって、
    上記庫内空気調節装置（60）は、請求項１乃至５のいずれか１つの庫内空気調節装置（60）によって構成されている
    ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
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