JP6680390B2 - 加湿装置及び空気組成調節装置 - Google Patents
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Description
対象空間(201)を加湿する加湿装置であって、
対象空間(201)へ供給される水分取り出し用空気が流れる空気経路(220)と、
上記空気経路(220)で水分取り出し用空気を冷却する冷却部(240)と、
上記空気経路(220)において水分取り出し用空気を上記冷却部(240)で冷却して生成される水分を取り出す水分取り出し部(250)と、
上記水分取り出し部(250)で取り出された水分で上記対象空間(201)を加湿する加湿部(260)と、
を備え、
上記空気経路(220)は、上記対象空間(201)に連通する主経路(221,222,263)と、水分取り出し用空気の一部又は全部を上記対象空間(201)の外へ排出する排出経路(223)を含み、
上記対象空間(201)の空気を冷却する冷凍機(270)を備え、
上記冷却部(240)は、上記冷凍機(270)で冷却された対象空間(201)の空気で水分取り出し用空気を冷却する
ことを特徴とする。
対象空間(201)を加湿する加湿装置であって、
水分取り出し用空気が流れる空気経路(220)と、
上記空気経路(220)で水分取り出し用空気を冷却する冷却部(240)と、
上記空気経路(220)において水分取り出し用空気を上記冷却部(240)で冷却して生成される水分を取り出す水分取り出し部(250)と、
上記水分取り出し部(250)で取り出された水分で上記対象空間(201)を加湿する加湿部(260)と、
を備え、
上記空気経路(220)は、上記対象空間(201)に連通する主経路(221,222,263)と、水分取り出し用空気の一部又は全部を上記対象空間(201)の外へ排出する排出経路(223)を含み、
上記水分取り出し部(250,251)は、上記対象空間(201)の内部と外部にそれぞれ設けられる
ことを特徴とする。
上記水分取り出し用空気としての外気を圧縮する圧縮部(230)を有し
上記冷却部(240)は、上記圧縮部(230)で圧縮された外気を冷却する
ことを特徴とする。
第2の態様において、
上記水分取り出し用空気としての外気を圧縮する圧縮部(230)を有し
上記冷却部(240)は、上記圧縮部(230)で圧縮された外気を冷却する
ことを特徴とする。
第3または4の態様において、
上記圧縮部(230)は、外気を圧縮して、吸入した外気よりも温度が高い空気を吐出するエアポンプ(231)を有するポンプユニットである
ことを特徴とする。
第1から第5の態様の何れか1つにおいて、
上記主経路(221,222,263)は、該主経路(221,222,263)を流れる空気を上記加湿部(260)に供給する給気経路(263)を含む
ことを特徴とする。
上記対象空間(201)の空気を冷却する冷凍機(270)を備え、
上記冷却部(240)は、上記冷凍機(270)で冷却された対象空間(201)の空気で外気を冷却することを特徴とする。
上記冷却部(240)は、上記冷凍機(270)が有する冷媒回路の冷媒で外気を冷却する冷却熱交換器(140)を備える
ことを特徴とする。
上記空気経路(220)は、外気の流れを主経路(221,222,263)から排出経路(223)へ切り換える切換弁を有する
ことを特徴とする。
上記切換弁は、上記対象空間(201)の湿度が所定値よりも低いと、空気経路(220)の気流を主経路(221,222,263)側へ向かうように切り換えられ、上記対象空間(201)の湿度が所定値以上であると、空気経路(220)の気流が排出経路(223)側へむかうように切り換えられる
ことを特徴とする加湿装置。
第1または第2の態様の加湿装置(130)と、
被処理空気から該被処理空気とは組成が異なる供給用空気を分離する分離部(41,61)を有する組成調節部(40,60)と、を備え、
上記空気経路の主経路は、上記分離部(41,61)へ被処理空気が流入する経路と該分離部(41,61)で生成された供給用空気が上記対象空間(5)へ流れる経路とを含み、
上記冷却部(140)は、上記空気経路(135)で被処理空気または供給用空気を冷却除湿するように構成され、
上記水分取り出し部(150)は、上記空気経路(135)を流れる被処理空気または供給用空気を冷却して生成される水分を取り出すように構成され
上記加湿部(160)は、上記水分取り出し部(150)で取り出された水分で上記対象空間(5)を加湿するように構成されている
ことを特徴とする。
上記冷却部(140)は、上記空気経路(135)における上記分離部(41,61)の上流側に配置されていることを特徴とする。
上記空気経路(135)には、上記冷却部(140)と上記分離部(41,61)との間で被処理空気を加熱する加熱部(170)が設けられていることを特徴とする。
上記分離部(41,61)は、上記被処理空気である外気から供給用空気を分離するように構成され、
上記加湿部(160)は、上記外気から生成された供給用空気を加湿するように構成されていることを特徴とする。
上記分離部(41,61)は、上記被処理空気である対象空間の庫内空気から供給用空気を分離するように構成され、
上記加湿部(160)は、上記庫内空気から生成された供給用空気を加湿するように構成されていることを特徴とする。
上記分離部(41,61)は、第1の被処理空気である外気から供給用空気を分離する第1分離部(41)と、第2の被処理空気である対象空間の庫内空気から供給用空気を分離する第2分離部(61)とを備え、
上記加湿部(160)は、上記外気から生成された供給用空気と、上記庫内空気から生成された供給用空気とを加湿するように構成されていることを特徴とする。
上記空気経路(135)には、上記冷却部(140)の上流側で被処理空気を加圧する加圧部(180)が設けられていることを特徴とする。
上記被処理空気は、庫内空気を冷却する冷凍機(10)を備えたコンテナ(1)の庫内空気であり、
上記冷却部(140)は、上記冷凍機(10)で生成される冷熱により被処理空気を冷却するように構成されていることを特徴とする。
上記分離部(41,61)は、被処理空気から該被処理空気とは組成が異なる供給用空気を分離する分離膜(85)を備えていることを特徴とする。
図1に示す前提技術の加湿装置(210)は、コンテナや倉庫などの貯蔵庫(200)の庫内空間(201)を対象空間として、その庫内空間(201)を加湿する装置である。この加湿装置(210)は、空気経路(220)と圧縮部(230)と冷却部(240)と水分取り出し部(250)と加湿部(260)とを有する。
この加湿装置(210)では、エアポンプ(231)を起動することにより、空気経路(220)の流入口に設けられているエアフィルタ(233)を通って外気がエアポンプ(231)に吸い込まれる。エアポンプ(231)は外気を加圧して吐出する。加圧された外気は庫外経路(221)を流れる。加圧された空気は、高温(例えば100℃)になっており、外気よりも温度が高い。そのため、庫外経路(221)を流れる高温の外気は、庫外経路(221)の周囲の空気により冷却される。庫外経路(221)を流れる高温の外気が冷却されると、空気中の水蒸気が凝縮し、庫外経路(221)内を外気と水分とが流れる。
本前提技術1では、空気経路(220)を流れる外気(水分取り出し用空気)が冷却部(240)により冷却された後、水分が水分取り出し部(250)で取り出され、加湿部(260)に溜められる。
〈変形例1〉
図2に示す前提技術1の変形例1は、切換弁(224)の構成が図1の前提技術1と異なるものである。
図3に示す前提技術1の変形例2は、切換弁(224)の配置が図1の前提技術1と異なるものである。
図4に示す前提技術1の変形例3は、切換弁(224)の配置が図2の変形例1と異なるものである。
図5に示す実施形態1は、貯蔵庫(200)の庫内空間(201)の空気を冷却する冷凍機を備えた例である。
この加湿装置(210)では、エアポンプ(231)を起動することにより、空気経路(220)の流入口に設けられているフィルタを通って外気がエアポンプ(231)に吸い込まれる。エアポンプ(231)は外気を加圧して吐出する。加圧された外気は庫外経路(221)を流れる。加圧された空気は、高温(例えば100℃)になっており、外気よりも温度が高い。そのため、庫外経路(221)を流れる高温の外気は、庫外経路(221)の周囲の空気により冷却される。庫外経路(221)を流れる高温の外気が冷却されると、空気中の水蒸気が結露し、庫外経路(221)内を外気と水分とが流れる。
この変形例4では、空気経路(220)を流れる外気(水分取り出し用空気)が冷却部(240)により冷却された後、さらに庫内空気で冷却される。そして、生成された水分が水分取り出し部(250)で取り出され、加湿部(260)に溜められる。このように、水分取り出し用の空気である外気を、低温の庫内空気で冷却することにより、水分を十分に生成できる。よって、上記前提技術と比較して、庫内を無給水で、より十分に加湿できる。
上記冷却部(240)は、上記冷凍機が有する冷媒回路の冷媒と空気経路(220)の外気が熱交換し、外気が冷却される冷却熱交換器にしてもよい。
図7に示す実施形態2は、実施形態1の加湿装置(210)に設けられている水分取り出し部(250)が1つであるのに対して、2つの水分取り出し部(250)を設けている点が、上記実施形態1と異なる。
実施形態の加湿制御の第1の制御例を、図8のフローチャートを用いて説明する。この加湿制御1は、図1に示すように、加湿部(260)の水容器(261)にレベルセンサ(262)を設けている場合の制御例である。レベルセンサ(262)を設けない場合の制御例は、後述の加湿制御2において説明する。
加湿部(260)にレベルセンサ(262)を設けない場合の制御例として、図9のフローチャートに基づいて加湿制御2を説明する。レベルセンサ(262)を設けない加湿制御2では、空気経路(220)の水分取り出し用空気から水分を取り出すのに必要な時間(タイマーA)を算出する。また、水容器(261)に溜まった水がなくなるまでの加湿可能時間(タイマーB)を算出し、空気経路(220)の空気を加湿部(260)へ流す時間を定める。
本実施形態の空気組成調節装置は、いわゆるCA(Controlled Atmosphere)輸送を行うために輸送用コンテナ(1)に設けられる庫内空気調節装置(30)である。そして、庫内空気調節装置(30)は、輸送用コンテナ(1)の内部空間(対象空間)の庫内空気の組成を、大気の組成と異なるように調節する。庫内空気調節装置(30)は、本開示の加湿装置を備えている。
図10に示すように、コンテナ用冷凍機(10)は、ケーシング(20)と、冷凍サイクルを行う冷媒回路(11)と、庫外ファン(16)と、庫内ファン(17)とを備えている。
図10,図12に示すように、庫内空気調節装置(30)は、本体ユニット(31)と、センサユニット(90)と、換気用排気管(100)と、制御器(110)とを備えている。本体ユニット(31)は、コンテナ用冷凍機(10)の庫外機器室(28)に設置される。センサユニット(90)は、輸送用コンテナ(1)の庫内空気流路(29)に設置される。換気用排気管(100)は、輸送用コンテナ(1)の庫内空気流路(29)と庫外機器室(28)に亘って設置される。制御器(110)は、本体ユニット(31)に設けられて、庫内空気調節装置(30)の構成機器を制御する。
図12に示すように、ポンプユニット(35)は、第1ポンプ(36)と、第2ポンプ(37)と、駆動モータ(38)とを備えている。
第1組成調節部(40)は、輸送用コンテナ(1)の外部から吸い込んだ第1の被処理空気である庫外空気(未処理庫外空気)を第1庫外空気と第2庫外空気に分離するように構成される。本実施形態の第1組成調節部(40)は、供給用空気である第1庫外空気を荷室(5)へ供給し、排出用空気である第2庫外空気を輸送用コンテナ(1)の外部へ排出する。
第2組成調節部(60)は、輸送用コンテナ(1)の内部空間から吸い込んだ第2の被処理空気である庫内空気(未処理庫内空気)を第1庫内空気と第2庫内空気に分離するように構成される。本実施形態の第2組成調節部(60)は、供給用空気である第1庫内空気を荷室(5)へ供給し、排出用空気である第2庫内空気を輸送用コンテナ(1)の外部へ排出する。
第1分離モジュール(41)及び第2分離モジュール(61)の構造について、図13を参照しながら説明する。第1分離モジュール(41)と第2分離モジュール(61)の構造は、互いに同じである。
図10及び図12に示すように、センサユニット(90)は、コンテナ用冷凍機(10)の庫内空気流路(29)の二次流路(29b)に配置される。図12に示すように、センサユニット(90)は、酸素センサ(91)と、二酸化炭素センサ(92)と、センサケース(93)とを備えている。
換気用排気管(100)は、輸送用コンテナ(1)の内部と外部を繋ぐための配管である。この換気用排気管(100)は、換気用排気通路を構成する。図10に示すように、換気用排気管(100)は、コンテナ用冷凍機(10)のケーシング(20)を貫通する。換気用排気管(100)の一端は、庫内空気流路(29)の二次流路(29b)に開口する。換気用排気管(100)の他端は、庫外機器室(28)における庫外ファン(16)の吸入側に開口する。
〈空気経路〉
この実施形態では、供給用空気を加湿するための加湿構造部(130)が、本開示の加湿装置として設けられている。加湿構造部(130)は、庫外側吸入管(55)、第1導入管(52)、第1冷却管(131)、第1一次側管(53)、庫内側吸入管(75)、第2導入管(72)、第2冷却管(132)、第2一次側管(73)、及び供給管(120)により構成された空気経路(135)に設けられている。この実施形態では、空気経路(135)は、被処理空気が分離部(41,61)へ導入される上流側の経路と、分離部(41,61)で処理された供給用空気が庫内空間(5)へ流れて行く下流側の経路(供給管(120))とを含む。
上記冷却部(140)は、上記空気経路(135)の第1冷却管(131)及び第2冷却管(132)を、図12では便宜上2箇所に示した上記蒸発器(15)の近傍に通し、上記コンテナ用冷凍機(10)で生成される冷熱により、空気経路(135)から庫内へ供給される供給用空気を冷却するように構成されている。この冷却部(140)は、上記空気経路(135)における上記第1,第2分離部(41,61)の上流側に設けられている。具体的には、上記空気経路(135)に設けられて第1バイパス弁(50)と第1分離モジュール(41)との間で庫内空間を通過する第1冷却管(131)が、上記蒸発器(15)の近傍を通過するように配置され、第1冷却部(141)が構成されている。また、上記空気経路(135)に設けられて第2バイパス弁(70)と第2分離モジュール(61)との間で庫内空間を通過する第2冷却管(132)も、上記蒸発器(15)の近傍を通過するように配置され、第2冷却部(142)が構成されている。
上記冷却部(140)により空気経路(135)を流れる供給用空気(被処理空気)が冷却されて露点温度以下になると、供給用空気中の水分が、上記空気経路(135)に設けられている水分取り出し部(150)からドレン水として取り出される。この水分取り出し部(150)には、例えば市販されている第1水分フィルタ(151)と第2水分フィルタ(152)が用いられている。第1水分フィルタ(151)は第1冷却管(131)に設けられ、第2水分フィルタ(152)は第2冷却管(132)に設けられている。
各水分フィルタ(水分取り出し部(150))の排水口には、図12には示していないが、例えばチューブなどの接続管を介して加湿器(160)が接続されている。加湿器(160)は、空気経路(135)の経路上に設けられ、具体的には供給管(120)に接続されている。図16に示すように、加湿部である加湿器(160)は、加湿容器(161)と蓋部材(162)とを備え、各水分フィルタ(水分取り出し部(150))からの水流入管(163)と、加湿容器(161)内に流入した供給用空気が流出する空気流出管(164)とを備えている。なお、供給用空気が加湿容器(161)の中へ流入する空気流入管は省略している。
上記加熱部(170)は、上記空気経路(135)に、上記冷却部(140)と上記分離部(41,61)との間で被処理空気を加熱するように設けられている。具体的には、第1冷却部(141)と第1分離モジュール(41)との間に第1加熱部(171)が設けられ、第2冷却部(142)と第2分離モジュール(61)との間に第2加熱部(172)が設けられている。第1加熱部(171)及び第2加熱部(172)は、図12では便宜上2つに分けて示した庫外機器室(28)の凝縮器(13)の近傍に、上記第1分離モジュール(41)及び第2分離モジュール(61)への流入側の空気経路(135)を通過させることにより構成されている。第1分離モジュール(41)と第2分離モジュール(61)へ流入する被処理空気は凝縮器の温熱で加熱されるので、各分離モジュール(41,61)の分離膜(85)が冷えるのを抑えられる。
制御器(110)は、制御動作を行うCPU(111)と、制御動作に必要なデータ等を記憶するメモリ(112)とを備える。制御器(110)には、酸素センサ(91)、二酸化炭素センサ(92)、第1圧力センサ(45)、及び第2圧力センサ(65)の計測値が入力される。制御器(110)は、ポンプユニット(35)、第1調節弁(46)、第2調節弁(66)、第1バイパス弁(50)、第2バイパス弁(70)、及び換気用排気弁(101)を操作するための制御動作を行う。また、制御器(110)による制御動作中に、加湿構造部(130)によって庫内の湿度が低下するのを無給水で抑える動作が行われる。
コンテナ用冷凍機(10)は、輸送用コンテナ(1)の庫内空気を冷却する冷却運転を行う。
庫内空気調節装置(30)は、輸送用コンテナ(1)の荷室(5)内の庫内空気の組成(本実施形態では、庫内空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度)を調節するための運転を行う。ここでは、本実施形態の庫内空気調節装置(30)の運転動作について、庫内空気の酸素濃度の目標範囲が5%±1%であり、庫内空気の二酸化炭素濃度の目標範囲が2%±1%である場合を例に説明する。
本実施形態の庫内空気調節装置(30)は、荷室(5)内の庫内空気の酸素濃度を低下させるための酸素濃度低減動作と、荷室(5)内の庫内空気の二酸化炭素濃度を低下させるための二酸化炭素濃度低減動作と、荷室(5)内の庫内空気の酸素濃度を上昇させるための酸素濃度増加動作とを行う。
庫内空気調節装置(30)の酸素濃度低減動作について、図13〜図15を適宜参照しながら説明する。この酸素濃度低減動作では、第1組成調節部(40)が酸素濃度の低い第1庫外空気(供給用空気)を荷室(5)へ供給し、第2組成調節部(60)が酸素濃度の低い第1庫内空気(供給用空気)を荷室(5)へ供給する。
庫内空気調節装置(30)の二酸化炭素濃度低減動作について、図12,図13,図15を適宜参照しながら説明する。この二酸化炭素低減動作では、第1組成調節部(40)が酸素濃度の低い第1庫外空気(供給用空気)を荷室(5)へ供給し、第2組成調節部(60)が二酸化炭素濃度の低い第1庫内空気(供給用空気)を荷室(5)へ供給する。
庫内空気調節装置(30)の酸素濃度増加動作について、図12を参照しながら説明する。この酸素濃度増加動作では、第1組成調節部(40)が輸送用コンテナ(1)の外部から吸い込んだ庫外空気をそのまま荷室(5)へ供給し、第2組成調節部(60)が輸送用コンテナ(1)の内部から吸い込んだ庫内空気をそのまま荷室(5)へ送り返す。
庫内空気調節装置(30)の制御器(110)は、酸素センサ(91)及び二酸化炭素センサ(92)の計測値を監視する。そして、庫内空気調節装置(30)が上述した動作を行うことによって、庫内空気の酸素濃度と二酸化炭素濃度をそれぞれの目標範囲に保たれるように、酸素センサ(91)及び二酸化炭素センサ(92)の計測値に基づいて庫内空気調節装置(30)の構成機器を制御する。
ところで、酸素濃度低減動作や二酸化炭素濃度低減動作において、未処理の庫外空気や未処理の庫内空気が第1分離モジュール(41)及び第2分離モジュール(61)を通るとき、分離膜(85)で庫外空気や庫内空気中の水分が酸素や二酸化炭素とともに分離される。供給用空気から分離された水分は排出用空気に含まれて、排出用空気とともに庫外へ排出される。そのため、運転を継続すると庫内の湿度が低くなり、貨物(6)である植物から蒸発する水分量が多くなり、植物の重量減少や品質低下を招いてしまうおそれがある。
図12において、第1ポンプ(36)が作動すると、輸送用コンテナ(1)の外部に存在する庫外空気が、エアフィルタ(47)と庫外側吸入管(55)を通って第1ポンプ(36)に吸い込まれ、第1ポンプ(36)で加圧されて第1導入管(52)から第1冷却管(131)へ送り出される。未処理の庫外空気が流れる第1冷却管(131)は、庫内空気流路(29)の二次流路(29b)において第1冷却部(141)である蒸発器(15)の近傍を通過しているので、第1冷却管(131)の中の庫外空気(水分取り出し用空気)が冷却され、庫外空気に含まれる水蒸気の一部が凝縮する。
図12において、第2ポンプ(37)が作動すると、輸送用コンテナ(1)の内部(具体的には、コンテナ用冷凍機(10)の二次流路(29b))に存在する庫内空気が、庫内側吸入管(75)の流入口に設けられているフィルタ(図示せず)から庫内側吸入管(75)に流入して第2ポンプ(37)に吸い込まれ、第2ポンプ(37)で加圧されて第2導入管(72)から第2冷却管(132)へ送り出される。庫内空気が流れる第2冷却管(132)は、庫内空気流路(29)の二次流路(29b)において第2冷却部(142)である蒸発器(15)の近傍を通過しているので、第2冷却管(132)の中の庫内空気(水分取り出し用空気)が冷却され、庫内空気に含まれる水蒸気の一部が凝縮する。
この実施形態3の空気組成調節装置は、被処理空気から該被処理空気とは組成が異なる供給用空気を分離する分離部(41,61)を有し、上記供給用空気を上記対象空間である荷室(5)の内部へ供給する組成調節部(40,60)と、上記分離部(41,61)から上記荷室(5)へ連通する空気経路(135)と、上記空気経路(135)で被処理空気を冷却除湿する冷却部(140)と、上記空気経路(135)を流れる被処理空気を冷却して生成される水分を取り出す水分取り出し部(150)と、上記水分取り出し部(150)で取り出された水分で上記荷室(5)へ吹き出される供給用空気を加湿する加湿部(160)と、を備えている。
〈変形例1〉
上記実施形態3では、上記冷却部(140)は、第1冷却管(141)及び第2冷却管(142)を蒸発器(13)の近傍に通す構成にしているが、例えば、実施形態1の変形例1で説明した図6の二重管熱交換器(145)を用いてもよい。二重管熱交換器(145)の具体的な構成の説明はここでは省略する。
図12の例では、加湿器(160)を供給管(120)に接続し、空気経路(135)である供給管を流れる供給用空気に水分を含ませ、その水分を含んだ供給用空気を庫内空間(5)へ供給するようにしているが、加湿器(160)には、水分を含んだ供給用空気を庫内へ吹き出す供給管(120)とは別に、図16の加湿容器(161)内に溜まった水分を庫内へ噴霧する噴霧機構(図示せず)を設けてもよい。この場合、加湿器(160)には、加湿された空気の吹出口(供給管(120)の先端部:図16の空気流出管(164))と、水分の吹出口(噴霧機構の噴霧口)とが設けられる。
実施形態4について説明する。この実施形態4の庫内空気調節装置(30)は、実施形態3の第1組成調節部(40)を庫内空気調節装置(30)に設ける一方、第2組成調節部(60)は設けない構成にした例であり、ポンプユニット(35)や組成調節部(40)は一系統のみが設けられている。この実施形態4において、実施形態3と構成が共通する部分は説明を省略する。なお、被処理空気及び供給用空気が流れる回路は1系統のみであるが、各部品の名称は、便宜上、二系統が設けられていた実施形態3の「第1」の標記を変更せずに使用することとする。
ここで外気を加圧して体積を減らすことによる水分回収量について説明する。
庫内から排出される水分を回収するか否かによる水分回収量について試算する。
水分排出量が上記の5.43g/m3である条件で、ポンプで吸入する庫外空気には7.13g/m3(42%RH)以上の水蒸気量が必要になる。具体的には、ポンプの吸入側が、外気温度:20℃、圧力:0kPa、湿度:42%RH(水分量:7.25g/m3)とし、ポンプの吐出側が、空気温度:5℃、圧力:300kPa、湿度:100%RH(水分量:6.79g/m3×体積1/4)とすると、水分回収量は7.25−1.70=5.55g/m3となり、上記の5.43g/m3よりも多い。
水分排出量が上記の1.70g/m3である条件で、ポンプで吸入する庫外空気には3.4g/m3(20%RH)以上の水蒸気量が必要になる。具体的には、ポンプの吸入側が、外気温度:20℃、圧力:0kPa、湿度:20%RH(水分量:3.45g/m3)とし、ポンプの吐出側が、空気温度:5℃、圧力:300kPa、湿度:100%RH(水分量:6.79g/m3×体積1/4)とすると、水分回収量は3.45−1.70=1.75g/m3となり、上記の1.70g/m3よりも多い。
図18に示す実施形態5について説明する。この実施形態5の庫内空気調節装置(30)は、実施形態3の加湿部(160)の構成を変更した例である。
上記各実施形態の庫内空気調節装置(30)については、次のような変形例を適用してもよい。
実施形態3の庫内空気調節装置(30)において、第1分離モジュール(41)の分離膜(85)と第2分離モジュール(61)の分離膜(85)とは、それぞれの特性が互いに異なっていてもよい。
本実施形態の庫内空気調節装置(30)において、第1バイパス弁(50)は、第1分離モジュール(41)へ流入する未処理庫外空気の流量と、第1バイパス管(51)へ流入する未処理庫外空気の流量の割合を、多段階に又は連続的に変更できるように構成されていてもよい。また、第2バイパス弁(70)は、第2分離モジュール(61)へ流入する未処理庫内空気の流量と、第2バイパス管(71)へ流入する未処理庫内空気の流量の割合を、多段階に又は連続的に変更できるように構成されていてもよい。
実施形態3の庫内空気調節装置(30)では、第1ポンプ(36)と第2ポンプ(37)のそれぞれに駆動モータが連結されていてもよい。この変形例では、第1ポンプ(36)と第2ポンプ(37)の一方を作動させて他方を休止させることが可能となる。
実施形態3の庫内空気調節装置(30)において、第1組成調節部(40)と第2組成調節部(60)のそれぞれは、いわゆるPSA(Pressure Swing Adsorption)法によって、吸い込んだ被処理空気を互いに組成が異なる二種類の処理後の空気に分離するように構成されていてもよい。この場合、組成調節部(40,60)は、吸い込んだ被処理空気に含まれる窒素を吸着剤に吸着させることによって、窒素濃度が低くて酸素濃度および二酸化炭素濃度が高い処理後の空気を生成する工程と、吸着剤から窒素を脱離させて窒素濃度が高くて酸素濃度及び二酸化炭素濃度が低い処理後の空気を生成する工程とを繰り返し行う。
上記各実施形態の庫内空気調節装置(30)は、定置型の冷蔵庫または冷凍庫に設けられてもよい。また、上記各実施形態の庫内空気調節装置(30)は、トラックや鉄道などで輸送される陸上輸送用の冷蔵・冷凍コンテナに設けられていてもよい。また、上記各実施形態の庫内空気調節装置(30)は、荷室を形成する箱体が車台と一体になった冷蔵・冷凍トラックに設けられていてもよい。さらに、上記実施形態では庫内空気調節装置を説明したが、本開示は、対象空間の空気組成を調節する空気組成調節装置であれば、適用対象はコンテナ等の庫内に限定されない。
5 荷室(対象空間、庫内空間)
10 コンテナ用冷凍機
30 空気組成調節装置
40 第1組成調節部(組成調節部)
41 第1分離モジュール(第1分離部)
60 第2組成調節部(組成調節部)
61 第2分離モジュール(第2分離部)
85 分離膜
135 空気経路
140 冷却部
150 水分取り出し部
160 加湿部
170 加熱部
180 加圧部
Claims (19)
- 対象空間(201)を加湿する加湿装置であって、
対象空間(201)へ供給される水分取り出し用空気が流れる空気経路(220)と、
上記空気経路(220)で水分取り出し用空気を冷却する冷却部(240)と、
上記空気経路(220)において水分取り出し用空気を上記冷却部(240)で冷却して生成される水分を取り出す水分取り出し部(250)と、
上記水分取り出し部(250)で取り出された水分で上記対象空間(201)を加湿する加湿部(260)と、
を備え、
上記空気経路(220)は、上記対象空間(201)に連通する主経路(221,222,263)と、水分取り出し用空気の一部又は全部を上記対象空間(201)の外へ排出する排出経路(223)を含み、
上記対象空間(201)の空気を冷却する冷凍機(270)を備え、
上記冷却部(240)は、上記冷凍機(270)で冷却された対象空間(201)の空気で水分取り出し用空気を冷却する
ことを特徴とする加湿装置。 - 対象空間(201)を加湿する加湿装置であって、
水分取り出し用空気が流れる空気経路(220)と、
上記空気経路(220)で水分取り出し用空気を冷却する冷却部(240)と、
上記空気経路(220)において水分取り出し用空気を上記冷却部(240)で冷却して生成される水分を取り出す水分取り出し部(250)と、
上記水分取り出し部(250)で取り出された水分で上記対象空間(201)を加湿する加湿部(260)と、
を備え、
上記空気経路(220)は、上記対象空間(201)に連通する主経路(221,222,263)と、水分取り出し用空気の一部又は全部を上記対象空間(201)の外へ排出する排出経路(223)を含み、
上記水分取り出し部(250,251)は、上記対象空間(201)の内部と外部にそれぞれ設けられる
ことを特徴とする加湿装置。 - 請求項1において、
上記水分取り出し用空気としての外気を圧縮する圧縮部(230)を有し
上記冷却部(240)は、上記圧縮部(230)で圧縮された外気を冷却する
ことを特徴とする加湿装置。 - 請求項2において、
上記水分取り出し用空気としての外気を圧縮する圧縮部(230)を有し
上記冷却部(240)は、上記圧縮部(230)で圧縮された外気を冷却する
ことを特徴とする加湿装置。 - 請求項3または4において、
上記圧縮部(230)は、外気を圧縮して、吸入した外気よりも温度が高い空気を吐出するエアポンプ(231)を有するポンプユニットである
ことを特徴とする加湿装置。 - 請求項1から5の何れか1つにおいて、
上記主経路(221,222,263)は、該主経路(221,222,263)を流れる空気を上記加湿部(260)に供給する給気経路(263)を含む
ことを特徴とする加湿装置。 - 請求項4において、
上記対象空間(201)の空気を冷却する冷凍機(270)を備え、
上記冷却部(240)は、上記冷凍機(270)で冷却された対象空間(201)の空気で外気を冷却する
ことを特徴とする加湿装置。 - 請求項1,3または7において、
上記冷却部(240)は、上記冷凍機(270)が有する冷媒回路の冷媒で外気を冷却する冷却熱交器(140)を備える
ことを特徴とする加湿装置。 - 請求項1から8の何れか1つにおいて、
上記空気経路(220)は、外気の流れを主経路(221,222,263)から排出経路(223)へ切り換える切換弁を有する
ことを特徴とする加湿装置。 - 請求項9において、
上記切換弁は、上記対象空間(201)の湿度が所定値よりも低いと、空気経路(220)の気流を主経路(221,222,263)側へ向かうように切り換えられ、上記対象空間(201)の湿度が所定値以上であると、空気経路(220)の気流が排出経路(223)側へむかうように切り換えられる
ことを特徴とする加湿装置。 - 対象空間(5)の空気の組成を調節する空気組成調節装置であって、
請求項1または2の加湿装置(130)と、
被処理空気から該被処理空気とは組成が異なる供給用空気を分離する分離部(41,61)を有する組成調節部(40,60)と、を備え、
上記空気経路の主経路は、上記分離部(41,61)へ被処理空気が流入する経路と該分離部(41,61)で生成された供給用空気が上記対象空間(5)へ流れる経路とを含み、
上記冷却部(140)は、上記空気経路(135)で被処理空気または供給用空気を冷却除湿するように構成され、
上記水分取り出し部(150)は、上記空気経路(135)を流れる被処理空気または供給用空気を冷却して生成される水分を取り出すように構成され
上記加湿部(160)は、上記水分取り出し部(150)で取り出された水分で上記対象空間(5)を加湿するように構成されている
ことを特徴とする空気組成調節装置。 - 請求項11において、
上記冷却部(140)は、上記空気経路(135)における上記分離部(41,61)の上流側に配置されている
ことを特徴とする空気組成調節装置。 - 請求項12において、
上記空気経路(135)には、上記冷却部(140)と上記分離部(41,61)との間で被処理空気を加熱する加熱部(170)が設けられている
ことを特徴とする空気組成調節装置。 - 請求項11から13の何れか1つにおいて、
上記分離部(41,61)は、上記被処理空気である外気から供給用空気を分離するように構成され、
上記加湿部(160)は、上記外気から生成された供給用空気を加湿するように構成されている
ことを特徴とする空気組成調節装置。 - 請求項11から13の何れか1つにおいて、
上記分離部(41,61)は、上記被処理空気である対象空間の庫内空気から供給用空気を分離するように構成され、
上記加湿部(160)は、上記庫内空気から生成された供給用空気を加湿するように構成されている
ことを特徴とする空気組成調節装置。 - 請求項11から13の何れか1つにおいて、
上記分離部(41,61)は、第1の被処理空気である外気から供給用空気を分離する第1分離部(41)と、第2の被処理空気である対象空間の庫内空気から供給用空気を分離する第2分離部(61)とを備え、
上記加湿部(160)は、上記外気から生成された供給用空気と、上記庫内空気から生成された供給用空気とを加湿するように構成されている
ことを特徴とする空気組成調節装置。 - 請求項11から16のいずれか1つにおいて、
上記空気経路(135)には、上記冷却部(140)の上流側で被処理空気を加圧する加圧部(180)が設けられている
ことを特徴とする空気組成調節装置。 - 請求項11から17の何れか1つにおいて、
上記被処理空気は、庫内空気を冷却する冷凍機(10)を備えたコンテナ(1)の庫内空気であり、
上記冷却部(140)は、上記冷凍機(10)で生成される冷熱により被処理空気を冷却するように構成されている
ことを特徴とする空気組成調節装置。 - 請求項11から18の何れか1つにおいて、
上記分離部(41,61)は、被処理空気から該被処理空気とは組成が異なる供給用空気を分離する分離膜(85)を備えている
ことを特徴とする空気組成調節装置。
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