WO2019065879A1 - 庫内空気調節装置 - Google Patents

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WO2019065879A1
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storage
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oxygen concentration
concentration
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紀考 亀井
直宏 田中
秀徳 松井
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ダイキン工業株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an in-compartment air conditioning device that adjusts the composition of in-compartment air of a storage.
  • In-room air control to adjust the composition of the air in the storage container or storage container (for example, oxygen concentration and carbon dioxide concentration in storage) for the purpose of suppressing the decrease in freshness of plants such as agricultural products
  • the device is known.
  • Patent Document 1 discloses a container having an apparatus for adjusting the composition of air in a storage.
  • the device of Patent Document 1 regulates the composition of the air in the storage using a gas separation membrane whose permeability of carbon dioxide is higher than that of oxygen.
  • this apparatus is configured such that one surface of the gas separation membrane is brought into contact with storage air containing carbon dioxide, and the other surface of the gas separation membrane is brought into contact with the outside air containing substantially no carbon dioxide.
  • the carbon dioxide generated by the respiration of the above is discharged to the outside of the container (see page 20, line 14 to page 21, line 2 of Patent Document 1).
  • this device opens a passage that connects the inside of the storage with the outside of the storage, and allows outside air to flow into the storage through this passage (page 20 of the specification of Patent Document 1) See line 12).
  • an air pump is used to discharge the in-compartment air through the gas separation membrane to the outside of the storage or to introduce the outside air into the inside of the storage.
  • the gas flow rate of the air pump is constant (the pump pressure is constant)
  • the separation performance of the gas separation membrane can not be adjusted according to the required gas component.
  • the object of the present disclosure is to be able to adjust the separation performance of a gas separation membrane to the required gas composition.
  • the first aspect of the present disclosure presupposes an in-compartment air conditioning device that adjusts the composition of the in-compartment air inside the storage (1).
  • the first air separation unit separates the supply air having a different composition from the outside air outside the storage (1) from the outside air outside the storage (1) by the gas separation membrane (85) 41), and the first composition control unit (40) for supplying the supply air into the storage (1), and the storage air from the storage air in the storage (1)
  • has a second separation part (61) for separating the discharge air having different composition by the gas separation membrane (85), and the second composition adjustment part (for discharging the discharge air to the outside of the storage (1) 60) and an air pump (36, 37) for supplying air to the first separation part (41) and the second separation part (61), and the first separation part (41) and the second separation part 61) is characterized in that it comprises a pressure regulator (39, 46, 66, 48, 68) for regulating the pressure of the air supplied from the air pump (36, 37) to at least one of them.
  • a pressure regulator 39, 46, 66, 48, 68
  • the pressure of air supplied from the air pump (36, 37) to the gas separation membrane (85) is adjusted by the pressure regulator (39, 46, 66, 48, 68). Therefore, the pressure of the gas passing through the gas separation membrane (85) can be changed, and the gas separation performance can be adjusted.
  • the pressure regulator (39, 46, 66, 48, 68) is characterized by comprising a valve mechanism (46, 66) provided on the downstream side of the gas separation membrane (85).
  • a valve mechanism 46, 66
  • the gas separation membrane (85) can be obtained, for example, by using a flow control valve or a valve mechanism (46, 66) configured by using a plurality of on-off valves of different diameters connected in parallel.
  • the pressure of the passing gas can be varied.
  • a third aspect is characterized in that in the second aspect, the pressure regulator (66) is provided on the downstream side of the separation membrane (85) of the second composition adjusting section (60).
  • the pressure regulator (66) is provided on the downstream side of the separation membrane (85) of the second composition regulator (60), so that gas separation is performed along the path where air flows from inside the compartment to outside the compartment.
  • the separation pressure of the membrane (85) is adjusted.
  • the pressure regulator (46, 66) includes a downstream side of the separation membrane (85) of the first composition control section (40), and the second composition control section (60). And the downstream side of the separation membrane (85).
  • a pressure regulator (66) is provided downstream of the separation membrane (85) of the first composition control section (40) and downstream of the separation membrane (85) of the second composition control section (60).
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) is regulated by the path in which the air flows from the outside of the storage into the storage and the path in which the air flows from the storage into the storage.
  • the pressure regulator (48, 68) is provided on the air inlet side of the air pump (36, 37).
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) is adjusted by adjusting the pressure of the air on the inflow side of the air to the air pump (36, 37).
  • a sixth aspect is characterized in that in the first aspect, the pressure regulator (48, 68) is provided on the outflow side of air from the air pump (36, 37).
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) is adjusted by adjusting the pressure of the air on the outflow side of the air from the air pump (36, 37).
  • the pressure regulator (39, 46, 66) changes the frequency of the current supplied to the air pump (36, 37) to change the flow rate. And the like.
  • the pressure of the gas passing through the gas separation membrane (85) is changed by changing the frequency of the current by the inverter (39) to change the discharge gas flow rate of the air pump (36, 37).
  • nitrogen, oxygen and carbon dioxide from air in the storage of the storage (1) are substituted for the first composition adjusting unit (40).
  • a first composition adjusting unit (S1) configured to separate nitrogen and oxygen from air inside the storage (1) with a gas separation membrane (85) to generate a low oxygen concentration gas and a high oxygen concentration gas
  • the pressure of the gas which passes a gas separation membrane (85) can be changed, and gas separation performance can be adjusted.
  • a ninth aspect relates to the concentration measurement device (90) for measuring the concentration of carbon dioxide and oxygen in the storage (1) according to any one of the first to the eighth aspects, and the concentration measurement
  • the pressure of air supplied from the air pump (36, 37) is adjusted to the pressure regulator (39, 46, 66) so that the measured value of the pump approaches the target value of carbon dioxide concentration and the target value of oxygen concentration determined in advance.
  • 48, 68 and a controller (110) for adjusting the separation pressure of the gas separation membrane (85).
  • the controller (110) performs control such that the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration in the internal space approach the respective target values. .
  • a tenth aspect is according to the ninth aspect, wherein the controller (110) has a carbon dioxide concentration in the storage of the storage (1) higher than a target value, and the inside of the storage (1) is stored.
  • the first composition adjustment unit (40) When the oxygen concentration is higher than the target value, the first composition adjustment unit (40) generates a low oxygen concentration gas whose oxygen concentration is lower than that of the outside air and supplies it to the inside of the storage (1), (2)
  • the composition adjustment unit (60) is characterized in that the separation pressure of the gas separation membrane (85) is reduced to reduce the discharge amount of gas out of the storage.
  • the second composition adjusting unit (60) is configured to be able to supply the air after composition adjustment into the inside of the storage (1)
  • the controller (110) is When the carbon dioxide concentration of the storage case (1) is lower than the target value, and the oxygen concentration of the storage case (1) is higher than the target value, oxygen in the first composition adjustment unit (40) is higher than outside air.
  • the low oxygen concentration gas with low concentration is generated and supplied to the inside of the storage (1), and the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second composition control unit (60) is raised to store the storage (1) It is characterized in that the amount of air after composition adjustment returned to the inside of the container is increased.
  • the second composition adjusting unit (60) is configured to be able to supply the air after composition adjustment into the inside of the storage (1)
  • the controller (110) is When the carbon dioxide concentration of the storage case (1) is lower than the target value and the oxygen concentration of the storage case (1) is lower than the target value, the outside air generated by the first composition adjustment unit (40) Also, high oxygen concentration gas with high oxygen concentration or outside air is supplied to the inside of the storage (1) into the storage of the storage (1), and the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second composition control unit (60) is raised to It is characterized by increasing the amount of air after composition adjustment returned to the inside of a store of (1).
  • the thirteenth aspect is the ninth aspect, wherein the controller (110) has a carbon dioxide concentration of the storage (1) higher than a target value, and an oxygen concentration of the storage (1) is higher than the target value Outside the storage space (1), and the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second Operation to discharge carbon dioxide gas with high carbon concentration to outside space (1) or high oxygen concentration gas with higher oxygen concentration than outside air generated by the first composition control unit (40) An operation is performed to reduce the amount of air after composition adjustment which is supplied to (1) and discharged to the outside of the storage by reducing the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second composition adjustment unit (60). Do.
  • the pressure of air supplied from the air pump (36, 37) to the gas separation membrane (85) is adjusted by the pressure regulator (39, 46, 66). Therefore, even if the gas flow rate of the air pump (36, 37) is constant, the pressure of the gas passing through the gas separation membrane (85) can be changed, so that the gas requiring separation performance of the gas separation membrane (85) is required. It can be adjusted according to the ingredients.
  • the pressure regulator (46, 66) may be, for example, a flow control valve or a plurality of on-off valves of different diameters connected in parallel to form the gas separation membrane (85).
  • a configuration in which the separation performance is adjusted to the required gas component can be easily realized.
  • the pressure regulator (66) is provided on the downstream side of the separation membrane (85) of the second composition regulator (60), so that the air flows from the inside of the storage to the outside of the storage.
  • the pressure regulator downstream side of the separation membrane (85) of the first composition control section (40) and downstream side of the separation membrane (85) of the second composition control section (60)
  • the pressure regulator downstream side of the separation membrane (85) of the first composition control section (40) and downstream side of the separation membrane (85) of the second composition control section (60)
  • the pressure regulator (48, 68) is provided on the inflow side of the air to the air pump (36, 37), whereby the air on the inflow side of the air to the air pump (36, 37)
  • a configuration can be realized in which the pressure is adjusted to adjust the separation performance of the gas separation membrane (85).
  • the pressure regulator (48, 68) on the outflow side of air from the air pump (36, 37), the air on the outflow side of air from the air pump (36, 37) Can be realized to adjust the separation performance of the gas separation membrane (85).
  • the separation performance of the gas separation membrane (85) can be reduced to the necessary gas component. It is easy to realize the configuration to adjust together.
  • the first composition adjusting unit for separating nitrogen and oxygen from the air in the storage compartment (1) by the gas separation membrane (85) to generate a low oxygen concentration gas and a high oxygen concentration gas In the configuration provided with the adsorption portion (234, 235) provided with the adsorbent in addition to (40), the configuration can be realized in which the pressure of the gas passing through the gas separation membrane (85) is changed to adjust the gas separation performance.
  • control to bring the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration in the internal storage space close to their respective target values can be performed by adjusting the separation pressure of the gas separation membrane (85).
  • the second composition adjustment is performed by the pressure regulator (39, 46, 66)
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the part (60) By adjusting the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the part (60), both the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration of the air in the storage can be brought close to the target value.
  • the second composition adjustment is performed by the pressure regulator (39, 46, 66)
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the part (60) By adjusting the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the part (60), both the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration of the air in the storage can be brought close to the target value.
  • the second composition adjustment is performed by the pressure regulator (39, 46, 66) when the carbon dioxide concentration of the storage case (1) is lower than the target value and the oxygen concentration is also lower than the target value.
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the part (60) both the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration of the air in the storage can be brought close to the target value.
  • the pressure regulator (39, 46, By adjusting the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second composition adjustment unit (60) in 66), both the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration of the inside air can be brought close to the target value.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a transportation container provided with the in-compartment air conditioning device of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram showing the configuration of the refrigerant circuit of the container refrigerator provided in the transport container.
  • FIG. 3 is a piping system diagram showing the configuration of the in-compartment air conditioning device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the separation module provided in the in-compartment air conditioning device of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the oxygen concentration reduction operation performed by the in-compartment air conditioning device of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the carbon dioxide concentration reduction operation performed by the in-compartment air conditioning device of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a piping system diagram showing a configuration of the in-compartment air conditioning device of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a piping diagram showing the configuration of the inside air conditioning device according to the first modification of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the details of the pressure adjustment operation.
  • FIG. 10 is a piping system diagram showing the configuration of the inside air conditioning device according to the second modification of the second embodiment.
  • FIG. 11 is a piping system diagram showing a configuration of the inside air conditioning device according to the third modification of the second embodiment.
  • FIG. 12 is a piping diagram showing the configuration of the inside air conditioning device according to the fourth modification of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a piping diagram showing the configuration of the inside air conditioning device according to the fifth modification to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a piping system diagram showing a configuration of the in-compartment air conditioning device of the third embodiment.
  • FIG. 15 is a piping diagram of the in-compartment air conditioning device, showing a state in which the first composition regulation unit of the third embodiment is in the first operation.
  • FIG. 16 is a piping diagram of the in-compartment air conditioning device, which shows the state during the second operation of the first composition adjusting portion of the third embodiment.
  • Embodiment 1 The first embodiment will be described.
  • the in-compartment air conditioning device (30) of the present embodiment is provided in a transport container (storage) (1) in order to perform so-called CA (Controlled Atmosphere) transport. Then, the in-compartment air conditioning device (30) adjusts the composition of the air in the compartment (internal space) in the transport container (1) to be different from the composition of the atmosphere that is the air of the external space.
  • CA Controlled Atmosphere
  • the transport container (1) constituting the storage has a container body (2) and a container refrigerator (10).
  • the transport container (1) is a temperature control or a reefer container capable of being stored in a storage.
  • the in-compartment air conditioner (30) of the present embodiment is installed in the container refrigerator (10).
  • the transport container (1) is used to transport plants such as agricultural products that take in oxygen (O 2 ) in the air and release carbon dioxide (CO 2 ) as cargo (6). Examples of plants include fruits such as banana and avocado, vegetables, grains, bulbs, fresh flowers and the like.
  • the container body (2) is formed in an elongated rectangular parallelepiped box shape.
  • the container body (2) is open at one end face, and the container refrigerator (10) is attached so as to close the open end.
  • the internal space of the container body (2) constitutes a loading space (5) for storing the cargo (6).
  • a floor plate (3) for placing the cargo (6) is arranged.
  • an underfloor flow path (4) for flowing air blown out by the container refrigerator (10) is formed between the floor plate (3) and the bottom plate of the container body (2).
  • the underfloor channel (4) is a channel extending in the longitudinal direction of the container body (2) along the bottom plate of the container body (2).
  • one end is connected to the outlet (27) of the container refrigerator (10), and the other end is a space above the floor plate (3) (ie, a space in which the cargo (6) is accommodated) It communicates with).
  • the container refrigerator (10) includes a casing (20), a refrigerant circuit (11) performing a refrigeration cycle, an external fan (16), and an internal fan (17). And have.
  • the casing (20) includes a storage outer wall (21), a storage inner wall (22), a back plate (24), and a dividing plate (25). As described later, the casing (20) is provided with a refrigerant circuit (11), an external fan (16), and an internal fan (17).
  • the storage outer wall portion (21) is a plate-like member disposed so as to cover the open end of the container main body (2).
  • the lower portion of the storage outer wall (21) bulges to the inside of the container body (2).
  • the storage inner wall portion (22) is a plate-like member having a form along the storage outer wall portion (21).
  • the storage inner wall (22) is arranged to cover the inner surface of the container body (2) in the storage outer wall (21).
  • a heat insulating material (23) is filled in the space between the storage outer wall (21) and the storage inner wall (22).
  • the lower portion of the casing (20) is recessed inward of the container body (2).
  • the lower part of the casing (20) forms an external storage compartment (28) in communication with the external space of the transport container (1).
  • An extra-compartment fan (16) is disposed in the extra-compartment equipment room (28).
  • the back plate (24) is a substantially rectangular flat member.
  • the back plate (24) is disposed on the inner side of the container body (2) than the storage inner wall (22), and forms an internal air flow passage (29) with the storage inner wall (22).
  • the upper end of the in-compartment air flow passage (29) constitutes the suction port (26) of the casing (20), and the lower end thereof constitutes the blowout port (27) of the casing (20).
  • the partition plate (25) is a plate-like member arranged to partition the internal air flow passage (29) up and down.
  • the partition plate (25) is disposed in the upper part of the internal air flow passage (29).
  • the compartment air passage (29) is provided with the primary flow passage (29a) above the partition plate (25) and the secondary flow passage (29b) below the partition plate (25) by the partition plate (25).
  • Divided into The primary flow passage (29a) communicates with the loading space (5) through the suction port (26).
  • the secondary flow passage (29b) communicates with the underfloor flow passage (4) through the blowout port (27).
  • An internal fan (17) is attached to the partition plate (25).
  • the internal fan (17) is arranged to blow out the air drawn from the primary flow passage (29a) to the secondary flow passage (29b).
  • the refrigerant circuit (11) is formed by connecting the compressor (12), the condenser (13), the expansion valve (14), and the evaporator (15) by piping. Closed circuit.
  • the compressor (12) When the compressor (12) is operated, the refrigerant circulates through the refrigerant circuit (11) to perform a vapor compression refrigeration cycle.
  • the condenser (13) is disposed on the suction side of the external fan (16) in the external equipment chamber (28), and the evaporator (15) is an internal air flow path (29) Are arranged in the secondary flow path (29b) of Moreover, although illustration is abbreviate
  • the in-compartment air conditioner (30) includes a main body unit (31), a sensor unit (concentration measuring device) (90), a ventilating exhaust pipe (100), and a controller (110). And have.
  • the main unit (31) is installed in the extra-compartment equipment room (28) of the container refrigerator (10).
  • the sensor unit (90) is installed in the in-compartment air flow path (29) of the transport container (1).
  • the ventilation exhaust pipe (100) is installed across the in-compartment air flow path (29) of the transport container (1) and the out-of-compartment equipment room (28).
  • the controller (110) is provided in the main body unit (31) to control constituent devices of the in-compartment air conditioner (30). Details of the sensor unit (90), the ventilation exhaust pipe (100), and the controller (110) will be described later.
  • the main body unit (31) of the in-compartment air conditioning device (30) includes a first composition regulation unit (40), a second composition regulation unit (60), and a pump unit (35).
  • a unit case (32) is provided.
  • the unit case (32) is a box-like closed container.
  • the first composition adjusting unit (40), the second composition adjusting unit (60), and the pump unit (35) are disposed in the internal space of the unit case (32). The details of the first composition adjusting unit (40), the second composition adjusting unit (60), and the pump unit (35) will be described later.
  • the in-compartment air conditioning device (30) includes a supply pipe (120), an in-compartment suction pipe (75), and a measurement pipe (125).
  • the supply pipe (120), the storage inner suction pipe (75), and the measurement pipe (125) are for connecting the main body unit (31) to the internal air flow path (29) of the container refrigerator (10). It is piping.
  • the supply pipe (120) is a pipe for supplying the air flowing out of the first composition control unit (40) and the second composition control unit (60) to the loading space (5).
  • the inlet end of the supply pipe (120) is connected to the first composition adjusting unit (40) and the second composition adjusting unit (60), and the outlet end is the secondary flow passage (29b) of the internal air flow passage (29) Open to
  • the storage inner suction pipe (75) is a pipe for supplying the storage internal air in the loading space (5) to the second composition adjustment section (60).
  • the inlet end of the storage inner suction pipe (75) opens to the secondary flow passage (29b) of the storage inner air flow passage (29), and the outlet end of the second pump of the second composition adjustment unit (60) 37) connected.
  • the inlet end of the storage inner suction pipe (75) is disposed upstream of the outlet end of the supply pipe (120).
  • the measurement pipe (125) is a pipe for supplying the air flowing through the supply pipe (120) to the sensor unit (90).
  • the measurement pipe (125) has an inlet end connected to the supply pipe (120) and an outlet end connected to the sensor unit (90). Further, the measurement pipe (125) is provided with a measurement on-off valve (126) consisting of a solenoid valve.
  • the measurement on-off valve (126) is housed in a unit case (32) of the main unit (31).
  • the piping (51 to 55, 71 to 74, 95) may be configured by a hard pipe, may be configured by a flexible hose, or is configured by combining a pipe and a hose. It is also good.
  • said each piping (53, 55, 73, 75, 120) is piping which comprises the gas passage of this indication.
  • the pump unit (35) includes a first pump (air pump) (36), a second pump (air pump) (37), and a drive motor (38).
  • Each of the first pump (36) and the second pump (37) is an air pump for discharging the sucked air.
  • Each of the first pump (36) and the second pump (37) is constituted by, for example, a positive displacement fluid machine.
  • the first pump (36) and the second pump (37) are integrated.
  • the drive motor (38) is a motor connected to the first pump (36) and the second pump (37). The drive motor (38) drives both the first pump (36) and the second pump (37).
  • the first composition control unit (40) is configured to draw the first outside air (low oxygen concentration gas) and the second outside air (air outside the non-storage room) sucked from the outside of the transport container (1) High oxygen concentration gas).
  • the first composition adjustment unit (40) of the present embodiment supplies the first outside air, which is supply air, to the loading space (5) and discharges the second outside air to the outside of the transportation container (1).
  • the first composition adjustment unit (40) includes an air filter (47), a first separation module (41), a first bypass valve (50), a first pressure sensor (45), and a first adjustment valve (valve mechanism) (Pressure regulator)) (46)
  • the first composition adjusting unit (40) includes a storage outside suction pipe (55), a first introduction pipe (52), a first primary side pipe (53), and a first secondary side pipe (54). , And a first bypass pipe (51).
  • the first pump (36) of the pump unit (35) constitutes this first composition adjustment section (40).
  • the air filter (47) is a membrane filter for capturing dust, salt and the like contained in the outside air.
  • the air filter (47) is attached to the unit case (32) of the main unit (31).
  • the air filter (47) is connected to the suction port of the first pump (36) via the outer storage suction pipe (55).
  • the in-compartment suction pipe (55) is omitted, and the air filter (47) and the first air filter (47)
  • the pump (36) may be in communication.
  • the first separation module (41) includes a first inlet (42), a first primary outlet (43), and a first secondary outlet (44).
  • the first inlet (42) is connected to the outlet of the first pump (36) through the first inlet pipe (52).
  • the first primary outlet (43) is connected to the supply pipe (120) via the first primary pipe (53).
  • One end of a first secondary side pipe (54) is connected to the first secondary side outlet (44).
  • the first secondary pipe (54) extends to the outside of the unit case (32).
  • the other end of the first secondary side pipe (54) opens to the suction side of the external fan (16) in the external equipment chamber (28).
  • the first bypass valve (50) is a switching valve having three ports, and constitutes a first bypass valve mechanism.
  • the first bypass valve (50) has a first state (shown by a solid line in FIG. 3) in which the first port is in communication with the second port and shut off from the third port; It is configured to be in communication with the third port and to switch to a second state (state shown by a broken line in FIG. 3) which is disconnected from the second port.
  • the first bypass valve (50) is disposed in the middle of the first introduction pipe (52).
  • the first bypass valve (50) has a first port connected to the discharge port of the first pump (36), and a second port connected to the first inlet (42) of the first separation module (41) .
  • the inlet end of the first bypass pipe (51) is connected to the third port of the first bypass valve (50).
  • the outlet end of the first bypass pipe (51) is connected to the first primary pipe (53).
  • the first bypass pipe (51) constitutes a first bypass passage.
  • the first pressure sensor (45) and the first control valve (46) are provided in the first primary pipe (53).
  • the first pressure sensor (45) and the first control valve (46) are closer to the first separation module (41) than the other end of the first bypass pipe (51) connected to the first primary pipe (53). Be placed. Further, the first pressure sensor (45) is disposed closer to the first separation module (41) than the first control valve (46).
  • the first pressure sensor (45) measures the pressure of the first outside air flowing out of the first primary outlet (43) of the first separation module (41).
  • the measurement value of the first pressure sensor (45) is substantially equal to the pressure of the outside air outside the storage, which the first pump (36) supplies to the first separation module (41).
  • the first control valve (46) is a motor-operated valve whose opening degree is variable, and constitutes a first valve mechanism. When the opening degree of the first control valve (46) is changed, the pressure of the air outside the unprocessed storage which the first pump (36) supplies to the first separation module (41) changes.
  • the first separation module (41) constitutes a first separation unit. Although described in detail later, the first separation module (41) includes a gas separation membrane (85). Then, the first separation module (41) is the first outside air (air flowing through the first primary side pipe (53)) which has not passed through the gas separation membrane (85), and the outside air outside the non-processing room; It isolate
  • the first outside air has a nitrogen concentration higher than that of the untreated outside air, and an oxygen concentration lower than that of the untreated outside air.
  • the second outside air has a nitrogen concentration lower than that of the untreated outside air, and an oxygen concentration higher than that of the untreated outside air.
  • the concentration in the present specification means a volume ratio.
  • the second composition control unit (60) is configured to draw in-chamber air (air in the non-processed chamber) sucked from the internal space of the transport container (1) into the first chamber air (low oxygen concentration gas) and the second chamber air. It is configured to be separated into (high oxygen concentration gas).
  • the second composition adjustment unit (60) of the present embodiment supplies the first in-storage air to the loading space (5), and discharges the second in-storage air, which is discharge air, to the outside of the transport container (1). Do.
  • the second composition control unit (60) includes a second separation module (61), a second bypass valve (70), a second pressure sensor (65), and a second control valve (valve mechanism (pressure regulator)) 66) and.
  • the second composition adjusting unit (60) includes a second introduction pipe (72), a second primary side pipe (73), a second secondary side pipe (74), and a second bypass pipe (71). Is equipped.
  • the second pump (37) of the pump unit (35) constitutes this second composition adjustment unit (60).
  • the second separation module (61) includes a second inlet (62), a second primary outlet (63), and a second secondary outlet (64).
  • the second inlet (62) is connected to the outlet of the second pump (37) via the second inlet pipe (72).
  • the second primary outlet (63) is connected to the supply pipe (120) via the second primary pipe (73).
  • One end of a second secondary pipe (74) is connected to the second secondary outlet (64).
  • the second secondary pipe (74) extends to the outside of the unit case (32).
  • the other end of the second secondary side pipe (74) opens on the suction side of the external fan (16) in the external equipment chamber (28).
  • an inner suction pipe (75) is connected to the suction port of the second pump (37).
  • the second bypass valve (70) is a switching valve having three ports, and constitutes a second bypass valve mechanism.
  • the second bypass valve (70) has a first state (shown by a solid line in FIG. 3) in which the first port is in communication with the second port and is shut off from the third port; It is configured to be in communication with the third port and to switch to a second state (state shown by a broken line in FIG. 3) which is disconnected from the second port.
  • the second bypass valve (70) is disposed in the middle of the second introduction pipe (72).
  • the first port is connected to the discharge port of the second pump (37), and the second port is connected to the second inlet (62) of the second separation module (61) .
  • the inlet end of the second bypass pipe (71) is connected to the third port of the second bypass valve (70).
  • the outlet end of the second bypass pipe (71) is connected to the second primary pipe (73).
  • the second bypass pipe (71) constitutes a second bypass passage.
  • the second pressure sensor (65) and the second control valve (66) are provided in the second primary pipe (73).
  • the second pressure sensor (65) and the second control valve (66) are closer to the second separation module (61) than the other end of the second bypass pipe (71) connected to the second primary pipe (73). Be placed.
  • the second pressure sensor (65) is disposed closer to the second separation module (61) than the second control valve (66).
  • the second pressure sensor (65) measures the pressure of the second outside air flowing out of the second primary outlet (63) of the second separation module (61).
  • the measurement value of the second pressure sensor (65) is substantially equal to the pressure of the air in the non-processed storage that the second pump (37) supplies to the second separation module (61).
  • the second control valve (66) is a motor-operated valve whose opening degree is variable, and constitutes a second valve mechanism.
  • the degree of opening of the second control valve (66) is changed, the pressure of the air in the non-processed housing supplied to the second separation module (61) by the second pump (37) changes.
  • the second separation module (61) constitutes a second separation unit. Although the details will be described later, the second separation module (61) includes a gas separation membrane (85). Then, the second separation module (61) is the first in-chamber air (air flowing through the second primary side pipe (73)) that has not passed through the gas separation membrane (85) and the unprocessed in-room air; It isolate
  • the first interior air has a nitrogen concentration higher than that of the untreated interior air, and an oxygen concentration and a carbon dioxide concentration lower than that of the untreated interior air.
  • the second internal air has a nitrogen concentration lower than that of the untreated internal air, and an oxygen concentration and a carbon dioxide concentration higher than that of the untreated internal air.
  • Separation module The structures of the first separation module (41) and the second separation module (61) will be described with reference to FIG.
  • the structures of the first separation module 41 and the second separation module 61 are identical to each other.
  • Each separation module (41, 61) includes one cylindrical case (80) and two partition parts (81a, 81b).
  • the cylindrical case (80) is an elongated cylindrical container closed at both ends.
  • the partition wall portions (81a, 81b) are members for partitioning the internal space of the cylindrical case (80), and are provided to traverse the internal space of the cylindrical case (80).
  • the partition wall portions (81a, 81b) are disposed one by one at a position near one end and a position near the other end of the internal space of the cylindrical case (80).
  • the internal space of the cylindrical case (80) is the secondary chamber located between the introduction chamber (82) located on the left side of the left partition (81a) and the two partitions (81a, 81b). It is divided into a side outlet chamber (84) and a primary side outlet chamber (83) located on the right side of the right partition (81b).
  • Each separation module (41, 61) includes a large number of gas separation membranes (85) formed in a hollow fiber shape (i.e., a very thin tube having an outer diameter of 1 mm or less).
  • the hollow fiber-like gas separation membrane (85) is provided from one partition (81a) to the other partition (81b).
  • Each gas separation membrane (85) penetrates one partition (81a) at one end to open to the introduction chamber (82), and the other end penetrates the other partition (81b) to be discharged on the primary side Open to the chamber (83).
  • the part outside the gas separation membrane (85) in the space sandwiched between the two partition walls (81a, 81b) constitutes the secondary side outlet chamber (84). .
  • each separation module (41, 61) the introduction chamber (82) and the primary side outlet chamber (83) communicate with each other via a hollow fiber-like gas separation membrane (85), while the secondary side outlet chamber (84) is And the space inside the gas separation membrane (85), the introduction chamber (82), and the primary side discharge chamber (83).
  • the cylindrical case (80) is provided with inlets (42, 62), primary side outlets (43, 63), and secondary side outlets (44, 64).
  • the inlet (42, 62) is disposed at the left end of the cylindrical case (80) in FIG. 4 and communicates with the inlet chamber (82).
  • the primary side outlet (43, 63) is disposed at the right end of the cylindrical case (80) in FIG. 4 and communicates with the primary side outlet chamber (83).
  • the secondary side outlet (44, 64) is disposed in the middle of the cylindrical case (80) in the longitudinal direction, and communicates with the secondary side outlet chamber (84).
  • the gas separation membrane (85) is a non-porous membrane made of a polymer.
  • the gas separation membrane (85) separates the components contained in the mixed gas by utilizing the fact that the rate at which molecules pass through the gas separation membrane (85) (permeation rate) differs for each substance.
  • the same gas separation membrane (85) is provided to each of the first separation module (41) and the second separation module (61).
  • the gas separation membrane (85) of each separation module (41, 61) has the characteristic that the permeation rate of nitrogen is lower than both the permeation rate of oxygen and the permeation rate of carbon dioxide.
  • the hollow fiber-shaped gas separation membranes (85) have substantially the same film thickness. Therefore, the gas separation membrane (85) provided in each separation module (41, 61) has a characteristic that the permeability of nitrogen is lower than both of the permeability of oxygen and the permeability of carbon dioxide.
  • each separation module (41, 61) the air flowing into the introduction chamber (82) through the introduction port (42, 62) passes through the space inside the hollow fiber-like gas separation membrane (85) as the primary side extraction chamber ( 83) It flows toward. A part of the air flowing in the space inside the gas separation membrane (85) passes through the gas separation membrane (85) and moves to the secondary side outlet chamber (84), and the rest is the primary side outlet chamber (83) Flow into
  • the gas separation membrane (85) of each separation module (41, 61) has a permeability of nitrogen lower than that of oxygen and carbon dioxide. That is, nitrogen is less likely to permeate the gas separation membrane (85) than oxygen and carbon dioxide. For this reason, as the air flowing inside the hollow fiber-shaped gas separation membrane (85) approaches the primary side outlet chamber (83), its nitrogen concentration rises and at the same time its oxygen concentration and carbon dioxide concentration decrease. Further, oxygen and carbon dioxide contained in the air flowing through the hollow fiber-like gas separation membrane (85) permeate the gas separation membrane (85) and move to the secondary side outlet chamber (84).
  • the air flowing into the primary outlet chamber (83) without passing through the gas separation membrane (85) has a nitrogen concentration higher than that of the air in the inlet chamber (82), and the oxygen concentration and carbon dioxide concentration Is lower than the air in the introduction chamber (82).
  • the air that has permeated the gas separation membrane (85) and has moved to the secondary outlet chamber (84) has a nitrogen concentration lower than that of the inlet chamber (82), and the oxygen concentration and carbon dioxide concentration It is higher than the air in the introduction chamber (82).
  • untreated outside air flows from the first inlet (42) into the introduction chamber (82), and the primary side outlet chamber (83) does not permeate the gas separation membrane (85).
  • the air that has flowed into the air flows out from the first primary outlet (43) as the first external air, passes through the gas separation membrane (85), and flows into the secondary outlet chamber (84) as the second external air. It flows out from the first secondary outlet (44) as outside air.
  • the air in the non-processing chamber flows into the introduction chamber (82) from the second inlet (62) and does not permeate the gas separation membrane (85).
  • the air that has flowed into the first storage room flows out as the first storage air from the second primary outlet (63), passes through the gas separation membrane (85) and flows into the secondary outlet chamber (84), 2 Flow out from the second secondary outlet (64) as air in the storage.
  • the sensor unit (90) is disposed in the secondary flow passage (29b) of the in-compartment air flow passage (29) of the container refrigerator (10).
  • the sensor unit (90) includes an oxygen sensor (91), a carbon dioxide sensor (92), and a sensor case (93).
  • the oxygen sensor (91) is a zirconia current sensor that measures the oxygen concentration of a mixed gas such as air.
  • the carbon dioxide sensor (92) is a non dispersive infrared (NDIR: non dispersive infrared) type sensor that measures the carbon dioxide concentration of a mixed gas such as air.
  • NDIR non dispersive infrared
  • the sensor case (93) is a slightly elongated box-like member.
  • the outlet end of the measurement pipe (125) is connected to one end in the longitudinal direction, and one end of the outlet pipe (95) is connected to the other end.
  • the other end of the outlet pipe (95) opens into the primary flow passage (29a) of the internal air flow passage (29).
  • an air filter (94) is attached to the sensor case (93) for introducing the internal air flowing through the internal air flow path (29) into the internal space of the sensor case (93).
  • the air filter (94) is a membrane filter for capturing dust and the like contained in the air in the refrigerator.
  • the air pressure in the secondary flow passage (29b) is slightly higher than the air pressure in the primary flow passage (29a). For this reason, when the measurement on-off valve (126) is closed, the internal air of the secondary flow passage (29b) flows into the sensor case (93) through the air filter (94) and then the outlet pipe ( 95) through the primary channel (29a).
  • the oxygen sensor (91) measures the oxygen concentration of the air inside the storage
  • the carbon dioxide sensor (92) measures the carbon dioxide concentration of the air inside the storage.
  • the ventilation exhaust pipe (100) is a pipe for connecting the inside and the outside of the transportation container (1).
  • the ventilation exhaust pipe (100) constitutes a ventilation exhaust passage. As shown in FIG. 1, the ventilating exhaust pipe (100) penetrates the casing (20) of the container refrigerator (10). One end of the ventilation exhaust pipe (100) opens to the secondary flow passage (29b) of the internal air flow passage (29). The other end of the ventilation exhaust pipe (100) opens to the suction side of the external fan (16) in the external equipment chamber (28).
  • an air filter (102) is attached to one end of the ventilation exhaust pipe (100).
  • the air filter (102) is a membrane filter for capturing dust and the like contained in the air in the refrigerator.
  • the ventilation exhaust pipe (100) is provided with a ventilation exhaust valve (101).
  • the ventilation exhaust valve (101) is an on-off valve composed of a solenoid valve.
  • the controller (110) includes a CPU (111) that performs a control operation, and a memory (112) that stores data and the like necessary for the control operation. Measurement values of the oxygen sensor (91), the carbon dioxide sensor (92), the first pressure sensor (45), and the second pressure sensor (65) are input to the controller (110).
  • the controller (110) includes a pump unit (35), a first control valve (46), a second control valve (66), a first bypass valve (50), a second bypass valve (70), and an exhaust valve for ventilation. A control operation for operating (101) is performed.
  • the container refrigerator (10) performs a cooling operation to cool the air in the storage container (1).
  • the compressor (12) of the refrigerant circuit (11) operates, and the refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (11) to perform a vapor compression refrigeration cycle.
  • the refrigerant discharged from the compressor (12) passes through the condenser (13), the expansion valve (14) and the evaporator (15) in this order, and then to the compressor (12) It is inhaled and compressed.
  • the external fan (16) and the internal fan (17) operate.
  • the external fan (16) When the external fan (16) is activated, external air outside the transport container (1) is sucked into the external equipment chamber (28) and passes through the condenser (13). In the condenser (13), the refrigerant releases heat to air outside the storage and condenses.
  • the internal fan (17) When the internal fan (17) is activated, internal air in the cargo compartment (5) of the transport container (1) is sucked into the internal air flow path (29) and passes through the evaporator (15). In the evaporator (15), the refrigerant absorbs heat from the internal air and evaporates.
  • the flow of air in the storage will be described.
  • the internal air present in the cargo compartment (5) flows into the primary flow path (29a) of the internal air flow path (29) through the suction port (26), and the secondary flow is performed by the internal fan (17) It is blown out to the road (29b).
  • the inside air flowing into the secondary flow passage (29b) is cooled when passing through the evaporator (15), and then blown out from the blowout port (27) to the underfloor flow passage (4). 4) Flow into the cargo room (5).
  • the primary flow path (29a) is located on the suction side of the internal fan (17), and the secondary flow path (29b) is located on the blowout side of the internal fan (17) . Therefore, during operation of the internal fan (17), the air pressure in the secondary flow passage (29b) is slightly higher than the air pressure in the primary flow passage (29a).
  • the in-compartment air conditioning device (30) is for adjusting the composition of the in-compartment air (in the present embodiment, the oxygen concentration and the carbon dioxide concentration of the in-compartment air) in the cargo compartment (5) of the transport container (1).
  • the target range of the oxygen concentration of the air in the refrigerator is 5% ⁇ 1% and the target range of the carbon dioxide concentration of the air in the refrigerator is 2 for the operation of the air conditioner (30) of this embodiment.
  • the case of% ⁇ 1% will be described as an example.
  • the in-compartment air conditioning device (30) of the present embodiment includes an oxygen concentration reducing operation for reducing the oxygen concentration of the in-compartment air in the loading compartment (5), and The carbon dioxide concentration reducing operation for reducing the carbon concentration and the oxygen concentration increasing operation for increasing the oxygen concentration of the air in the storage compartment (5) are performed.
  • the composition of the air inside the cargo compartment (5) is the composition of the atmosphere (nitrogen concentration: 78%, oxygen concentration: 21) %, Substantially the same as the carbon dioxide concentration: 0.04%). Therefore, the in-compartment air conditioning device (30) performs an oxygen concentration reduction operation for reducing the oxygen concentration of the in-compartment air. When the oxygen concentration of the in-compartment air reaches the upper limit value (6%) of the target range, the in-compartment air conditioner (30) stops the oxygen concentration reduction operation.
  • the storage air conditioner (30) When the carbon dioxide concentration in the storage air reaches the upper limit (3%) of the target range, the storage air conditioner (30) performs a carbon dioxide concentration reduction operation to reduce the carbon dioxide concentration in the storage air. . When the carbon dioxide concentration in the storage air reaches the lower limit (1%) of the target range, the storage air regulator (30) stops the carbon dioxide concentration reduction operation.
  • the in-chamber air regulator (30) performs an oxygen concentration increasing operation for increasing the oxygen concentration of the in-chamber air.
  • the in-compartment air conditioner (30) stops the oxygen concentration increasing operation.
  • the in-compartment air conditioner (30) reduces the oxygen concentration reduction operation to lower the oxygen concentration of the in-compartment air in the cargo compartment (5) from 21% (oxygen concentration of the atmosphere) to the target range. Do.
  • the in-compartment air conditioner (30) operates to reduce carbon dioxide and increase oxygen concentration in order to maintain the oxygen concentration and carbon dioxide concentration of the in-compartment air in the cargo compartment (5) within their respective target ranges. And repeat as appropriate.
  • ⁇ Oxygen concentration reduction operation The oxygen concentration reduction operation of the inside air conditioning device (30) will be described with reference to FIGS. 3 to 5 as appropriate.
  • the first composition adjusting unit (40) supplies the first outside air with low oxygen concentration to the loading space (5)
  • the second composition adjusting unit (60) generates the first oxygen with low oxygen concentration. Supply the storage air to the loading space (5).
  • the controller (110) sets each of the first bypass valve (50) and the second bypass valve (70) to the first state (the state shown by the solid line in FIG. 3).
  • the drive motor (38) of 35) is energized to operate the first pump (36) and the second pump (37), and the ventilation exhaust valve (101) is set in the open state.
  • the outside air existing outside the transport container (1) passes through the air filter (47) and the outside suction pipe (55) to the first pump (36). Sucked into The first pump (36) pressurizes and discharges the sucked outside air.
  • the pressure of the outside air discharged by the first pump (36) is about twice the atmospheric pressure.
  • the outside air discharged from the first pump (36) flows through the first introduction pipe (52) and flows into the first inlet (42) of the first separation module (41) as untreated outside air.
  • a part of the air flowing inside the hollow fiber-like gas separation membrane (85) permeates the gas separation membrane (85) and moves to the secondary side outlet chamber (84) as the second outside air, and the rest is It flows into the primary side outlet chamber (83) as the first outside air.
  • the gas separation membrane (85) has the characteristic that the permeability of nitrogen is lower than the permeability of oxygen. For this reason, as shown in FIG. 5, the oxygen concentration of the first outside air is lower than the oxygen concentration of the untreated outside air, and the oxygen concentration of the second outside air is the oxygen concentration of the untreated outside air Higher than.
  • the first outside air flowing from the first primary outlet (43) of the first separation module (41) to the first primary pipe (53) flows into the supply pipe (120).
  • the second outside air flowing out from the first secondary outlet (44) of the first separation module (41) to the first secondary pipe (54) is discharged to the outside of the transport container (1) Be done.
  • the second pump (37) When the second pump (37) operates, the internal air present in the inside of the transport container (1) (specifically, in the secondary flow path (29b) of the container refrigerator (10)) The air is drawn into the second pump (37) through the storage inner suction pipe (75).
  • the second pump (37) pressurizes and discharges the sucked storage air.
  • the pressure of the outside air discharged by the second pump (37) is slightly higher than the atmospheric pressure.
  • the internal air discharged from the second pump (37) flows through the second introduction pipe (72) and flows into the second introduction port (62) of the second separation module (61) as untreated internal air.
  • a part of the air flowing inside the hollow fiber-like gas separation membrane (85) permeates the gas separation membrane (85) and moves to the secondary side outlet chamber (84) as the second storage air, and the rest is It flows into the primary side outlet chamber (83) as the first internal air.
  • the gas separation membrane (85) has the characteristic that the permeability of nitrogen is lower than the permeability of oxygen. Therefore, as shown in FIG. 5, the oxygen concentration of the first internal air is lower than the oxygen concentration of the untreated outside air, and the oxygen concentration of the second internal air is the oxygen concentration of the untreated outside air Higher than.
  • the first in-storage air that has flowed out from the second primary outlet (63) of the second separation module (61) to the second primary pipe (73) flows into the supply pipe (120).
  • the second storage room air that has flowed out from the second secondary outlet (64) of the second separation module (61) to the second secondary pipe (74) is discharged to the outside of the transport container (1) Be done.
  • the first external air flowing out of the first separation module (41) and the first internal air flowing out of the second separation module (61) flow into the supply pipe (120). Then, the mixed air of the first outside air and the first inside air flowing through the supply pipe (120) flows into the secondary flow passage (29b) of the container refrigerator (10), and the secondary flow passage (29b) ) And air supplied to the cargo compartment (5).
  • the flow rate Q o1 of the first outside air supplied from the outside to the inside of the transport container (1) is discharged from the inside of the transport container (1) to the outside
  • the flow rate in the storage air is larger than the flow rate Q i2 (Q o1 > Q i2 ), and the air pressure in the transport container (1) is positive (see FIG. 5). That is, the first composition adjusting unit (40) supplies the first outside air to the inside of the transport container (1) so that the pressure in the transport container (1) becomes a positive pressure. Since the air pressure in the transport container (1) is a positive pressure, a part of the internal air is discharged to the outside of the transport container (1) through the ventilation exhaust pipe (100).
  • the container outside the cargo compartment (5) is transported through the ventilation exhaust pipe (100) at the same time as supplying the first outside air with lower oxygen concentration than the atmosphere. Discharge to the outside of (1) and reduce the oxygen concentration of the air inside the cargo compartment (5).
  • the inside of the storage compartment in the cargo compartment (5) is discharged by discharging the second storage inside air having a high concentration of oxygen separated from the air inside the unprocessed storage outside the transportation container (1). Reduce the oxygen concentration of air.
  • the carbon dioxide concentration reduction operation of the inside air conditioning device (30) will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 6 as appropriate.
  • the first composition adjustment unit (40) supplies the first outside air with low oxygen concentration to the loading space (5)
  • the second composition adjustment unit (60) 1 Supply the air inside the storage room to the loading room (5).
  • the controller (110) sets each of the first bypass valve (50) and the second bypass valve (70) to the first state (the state shown by the solid line in FIG. 3).
  • the drive motor (38) of (35) is energized to operate the first pump (36) and the second pump (37), the ventilation exhaust valve (101) is set to the open state, and the measurement on-off valve (126) Set the) to the closed state.
  • the measurement on-off valve (126) Set the) to the closed state.
  • the pressure of the outside air discharged by the first pump (36) and the pressure of the inside air discharged by the second pump (37) are both slightly higher than the atmospheric pressure. It is.
  • the first outside air flowing into the first separation module (41) has a nitrogen concentration higher than that of the untreated outside air and a lower oxygen concentration; It is separated into the second outside air, which is lower in nitrogen concentration and higher in oxygen concentration than untreated outside air. Then, the first outside air is supplied to the inside of the transport container (1), and the second outside air is discharged to the outside of the transport container (1).
  • the carbon dioxide concentration of the untreated outside air is substantially the same as the carbon dioxide concentration (0.04%) of the atmosphere. For this reason, the carbon dioxide concentration of the first outside air can be regarded as substantially zero.
  • the first storage air flowing into the second separation module (61) has a nitrogen concentration higher than that of the untreated storage air and a lower oxygen concentration and carbon dioxide concentration. It is separated into the internal air and the second internal air having a nitrogen concentration lower than that of the untreated internal air and a high oxygen concentration and carbon dioxide concentration. Then, the first internal air is supplied to the inside of the transport container (1), and the second internal air is discharged to the outside of the transport container (1).
  • the flow rate Q o1 of the first outside air is larger than the flow rate Q i2 of the second inside air (Q o1 > Q i2 ),
  • the pressure inside the shipping container (1) becomes positive (see FIG. 6). That is, the first composition adjusting unit (40) supplies the first outside air to the inside of the transport container (1) so that the pressure in the transport container (1) becomes a positive pressure. Since the air pressure in the transportation container (1) is a positive pressure, a part of the storage air in the cargo room (5) passes through the ventilation exhaust pipe (100) to the outside of the transportation container (1) Exhausted.
  • the inside air is discharged to the outside of the transport container (1) through the ventilation exhaust pipe (100).
  • the ventilation exhaust pipe (100) Reduces the concentration of carbon dioxide in the air inside the cargo compartment (5).
  • the air in the second storage room having a high carbon dioxide concentration separated from the air in the storage room is discharged to the outside of the transport container (1), whereby the inside of the cargo compartment (5) Reduce the concentration of carbon dioxide in the storage room air.
  • ⁇ Oxygen concentration increase operation The oxygen concentration increasing operation of the in-compartment air conditioning device (30) will be described with reference to FIG.
  • the first composition adjustment unit (40) supplies the outside air taken in from the outside of the transport container (1) as it is to the loading space (5)
  • the second composition adjustment unit (60) The air inside the storage unit drawn from the inside of the transport container (1) is sent back to the loading room (5) as it is.
  • the controller (110) sets each of the first bypass valve (50) and the second bypass valve (70) to the second state (the state shown by the broken line in FIG. 3).
  • the drive motor (38) is energized to operate the first pump (36) and the second pump (37), the ventilation exhaust valve (101) is set to the open state, and the measurement on-off valve (126) Set to the closed state.
  • the outside air discharged from the first pump (36) flows into the first bypass pipe (51), and the first primary is maintained with its nitrogen concentration and oxygen concentration maintained. It flows into the side pipe (53) and thereafter is supplied to the inside of the transport container (1) through the supply pipe (120).
  • the second composition adjusting unit (60) the internal air sucked into the second pump (37) is discharged from the second pump (37) and then passes through the second bypass pipe (71) It flows into the primary side pipe (73) and thereafter returns to the inside of the transport container (1) through the supply pipe (120).
  • a part of the air inside the cargo compartment (5) is discharged to the outside of the transport container (1) through the ventilation exhaust pipe (100).
  • the oxygen concentration in the cargo compartment (5) is raised by supplying the outside air having a higher oxygen concentration than the inside air to the inside of the transport container (1).
  • controller The controller (110) of the in-compartment air conditioner (30) monitors the measurement values of the oxygen sensor (91) and the carbon dioxide sensor (92).
  • the oxygen sensor (91) and the carbon dioxide sensor are controlled so that the oxygen concentration and the carbon dioxide concentration of the air in the refrigerator can be maintained in their respective target ranges by performing the above-described operation of the in-compartment air conditioner (30).
  • the constituent devices of the in-compartment air conditioner (30) are controlled based on the measured value of (92).
  • the rotational speed is constant and the gas flow rate in order to discharge the in-compartment air through the gas separation membrane and discharge the outside air to the outside of the storage room.
  • the air pump was used and the pump pressure was constant, the separation performance of the gas separation membrane could not be adjusted to the required gas components. Therefore, in the present embodiment, the air pump (36, 37) and the gas separation membrane (85) of the first and second separation modules (41, 61) (first and second composition adjustment units (40, 60))
  • a first control valve (46) and a second control valve (66) as a pressure regulator (valve mechanism) between them, and the above controller (control for controlling the pressure of air supplied to the gas separation membrane (85) 110).
  • the oxygen concentration in the storage space of the transport container (1) is detected by the oxygen sensor (91), and when the oxygen concentration in the storage space deviates from the target value, the controller (110) performs a pressure adjustment operation. Maintain the oxygen concentration at the target value.
  • the pressure of air passing through the gas separation membrane (85) is detected by the first pressure sensor (45) and the second pressure sensor (65), and the detected value is input to the controller (110).
  • the controller (110) is a low oxygen concentration first outside air flowing out from the first primary outlet (43) of the first separation module (41), and a second primary side of the second separation module (61).
  • the oxygen concentration corresponding to the detected pressure is determined by calculation for the low oxygen concentration first air flowing out from the outlet (63), or is determined from the data table stored in the memory.
  • the controller (110) sets the opening degrees of the first control valve (46) and the second control valve (66) to , Control to obtain the required separation performance. For example, when the oxygen concentration of the first outside air is higher than the target value, the first control valve (46) is squeezed to lower the oxygen concentration of the first outside air. When the oxygen concentration of the first internal air is higher than the target value, the second control valve (66) is squeezed to reduce the oxygen concentration of the first internal air.
  • the above control can be similarly performed with respect to the carbon dioxide concentrations of the first outside air and the first inside air.
  • the opening degree of the first control valve (46) and the second control valve (66) is adjusted to control the pressure of the air supplied to the gas separation membrane (85). Thereby, the concentrations of oxygen and carbon dioxide in the air supplied to the interior space of the transport container (1) are adjusted.
  • this embodiment includes the sensor unit (90) which is a concentration measuring device for measuring the concentration of carbon dioxide and the concentration of oxygen in the storage of the transport container (1). Further, the controller supplies the air supplied from the air pump (36, 37) so that the measured value of the sensor unit (90) approaches the target value of the carbon dioxide concentration and the target value of the oxygen concentration determined in advance. Is controlled by the first control valve (46) and the second control valve (66), which are pressure regulators, to adjust the separation pressure of the gas separation membrane (85).
  • the controller (110) When the carbon dioxide concentration in the storage of the transportation container (1) is higher than the target value and the oxygen concentration is also higher than the target value, the controller (110)
  • the first composition control unit (40) generates a low oxygen concentration gas having an oxygen concentration lower than that of the outside air and supplies it to the inside of the transport container (1), and the second composition control unit (60) separates the gas
  • the separation pressure of the membrane (85) is reduced to reduce the amount of gas discharged out of the storage. This reduces both the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration in the storage.
  • the controller (110) when the carbon dioxide concentration of the transportation container (1) is lower than the target value and the oxygen concentration is higher than the target value, the controller (110) (1)
  • a composition adjusting unit (40) generates a low oxygen concentration gas having an oxygen concentration lower than that of the outside air and supplies it to the inside of the container of the transport container (1), and the second composition adjusting unit (60)
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second composition adjustment unit (60) is raised by utilizing the fact that the air after adjustment can be supplied to the inside of the transport container (1).
  • the controller (110) sets the first composition
  • the high oxygen concentration gas or oxygen outside the storage room generated by the control unit (40) is supplied to the storage container of the transport container (1), and the second composition control unit (60)
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second composition adjustment unit (60) is raised by utilizing the fact that the air after adjustment can be supplied to the inside of the transport container (1).
  • the controller (110) controls the outside air. Is supplied to the interior space (1) and the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second composition adjustment unit (60) is increased to generate carbon dioxide gas having a carbon
  • the first operation of discharging to the external space (1) and supplying a high oxygen concentration gas having an oxygen concentration higher than the external air generated by the first composition adjustment unit (40) to the internal space (1) The separation pressure of the gas separation membrane (85) of the second composition adjustment unit (60) is reduced to perform any of the second operations of reducing the amount of air after composition adjustment discharged to the outside of the storage. By doing this, the concentration of carbon dioxide in the storage is reduced and the concentration of oxygen is increased.
  • the controller (110) controls that the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration in the storage space approach the respective target values.
  • the pressure of the air supplied from the air pump (36, 37) to the gas separation membrane (85) is adjusted by the first control valve (46) and the second control valve (66). Therefore, even if the pump pressure is constant, the pressure of the gas passing through the gas separation membrane (85) can be changed using a pump having a constant rotational speed. Therefore, the separation performance of the gas separation membrane (85) can be adjusted to the required gas components.
  • the pressure regulator (46) is provided on the downstream side of the separation membrane (85) of the first composition control unit (40) serving as a path of air from the outside of the storage to the inside of the storage.
  • the pressure regulator (66) is also provided on the downstream side of the separation membrane (85) of the second composition adjustment section (60), which is the path of air from the inside to the outside of the storage compartment, so that the gas separation membrane ( A configuration can be realized in which the separation pressure of 85) is adjusted to adjust its separation performance.
  • the second composition adjusting unit when the carbon dioxide concentration of the storage case (1) is higher than the target value and the oxygen concentration is also higher than the target value, the second composition adjusting unit is operated by the pressure regulator (39, 46, 66) By adjusting the separation pressure of the gas separation membrane (85) of (60), the concentration of carbon dioxide in the air in the storage compartment is reduced and the concentration of oxygen is also reduced, and both the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration in storage compartment air are targeted It can be close to the value.
  • the gas of the second composition adjustment unit (60) is operated by the pressure regulator (39, 46, 66). By adjusting the separation pressure of the separation membrane (85), it is possible to raise the carbon dioxide concentration of the air in the storage and lower the oxygen concentration, and to bring both the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration of the storage air close to the target value. it can.
  • the second composition is generated by the pressure regulator (39, 46, 66).
  • the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the control unit (60) By adjusting the separation pressure of the gas separation membrane (85) of the control unit (60), the carbon dioxide concentration of the air in the storage compartment is increased and the oxygen concentration is also increased, and both the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration in the storage compartment air are increased. Can be brought close to the target value.
  • the second composition is generated by the pressure regulator (39, 46, 66)
  • the concentration of carbon dioxide in the storage air is lowered and the concentration of oxygen is raised, and both the concentration of carbon dioxide in the storage air and the concentration of oxygen are increased. Can be brought close to the target value.
  • control to bring the carbon dioxide concentration and the oxygen concentration in the storage space close to their respective target values can be performed by adjusting the separation pressure of the gas separation membrane (85).
  • Embodiment 2 The second embodiment will be described.
  • the internal air conditioning apparatus (30) of this embodiment is the same as the internal air conditioning apparatus (30) of the first embodiment except that the configurations of the first composition adjustment section (40) and the second composition adjustment section (60) are changed. It is a thing.
  • points of the in-compartment air conditioning device (30) of the present embodiment different from the in-compartment air conditioning device (30) of the first embodiment will be described.
  • Each of the first primary side switching valve (56) and the first secondary side switching valve (58) is a switching valve having three ports.
  • Each of the first primary side switching valve (56) and the first secondary side switching valve (58) is in a first state in which the first port is communicated with the second port and cut off from the third port (see FIG. And the second state (shown by a broken line in FIG. 7) in which the first port communicates with the third port and is disconnected from the second port. Ru.
  • the first primary side switching valve (56) is disposed in the middle of the first primary side pipe (53). In the first primary side pipe (53), the first primary side switching valve (56) is disposed closer to the supply pipe (120) than the outlet end of the first bypass pipe (51).
  • the first primary side switching valve (56) has a first port connected to the first control valve (46) and a second port connected to the supply pipe (120).
  • One end of a first primary discharge pipe (57) is connected to the third port of the first primary switching valve (56).
  • the other end of the first primary discharge pipe (57) is connected to the first secondary pipe (54).
  • the first secondary side switching valve (58) is disposed in the middle of the first secondary side pipe (54). In the first secondary side pipe (54), the first secondary side switching valve (58) is disposed closer to the first separation module (41) than the other end of the first primary side discharge pipe (57).
  • the first secondary switching valve (58) has a first port connected to the first secondary outlet (44) of the first separation module (41), and a second port connected to the first secondary pipe It communicates with the external equipment chamber (28) of the transport container (1) through (54).
  • One end of a first secondary side supply pipe (59) is connected to the third port of the first secondary side switching valve (58).
  • the other end of the first secondary side supply pipe (59) is connected to the supply pipe (120).
  • the second composition adjustment unit (60) of the present embodiment includes a second primary side switching valve (76), a second primary side discharge pipe (77), a second secondary side switching valve (78), and A secondary secondary feed pipe (79) is added.
  • Each of the second primary side switching valve (76) and the second secondary side switching valve (78) is a switching valve having three ports.
  • Each of the second primary side switching valve (76) and the second secondary side switching valve (78) is in a first state in which the first port communicates with the second port and is disconnected from the third port (see FIG. And the second state (shown by a broken line in FIG. 7) in which the first port communicates with the third port and is disconnected from the second port. Ru.
  • the second primary side switching valve (76) is disposed in the middle of the second primary side pipe (73). In the second primary pipe (73), the second primary switching valve (76) is disposed closer to the supply pipe (120) than the outlet end of the second bypass pipe (71).
  • the second primary side switching valve (76) has a first port connected to the second control valve (66) and a second port connected to the supply pipe (120).
  • One end of a second primary discharge pipe (77) is connected to the third port of the second primary switching valve (76).
  • the other end of the second primary discharge pipe (77) is connected to the second secondary pipe (74).
  • the second secondary side switching valve (78) is disposed in the middle of the second secondary side pipe (74). In the second secondary pipe (74), the second secondary switching valve (78) is disposed closer to the second separation module (61) than the other end of the second primary discharge pipe (77).
  • the second secondary switching valve (78) has a first port connected to the second secondary outlet (64) of the second separation module (61), and a second port connected to the second secondary pipe It communicates with the external equipment chamber (28) of the transportation container (1) through (74).
  • One end of a second secondary side supply pipe (79) is connected to a third port of the second secondary side switching valve (78). The other end of the second secondary side supply pipe (79) is connected to the supply pipe (120).
  • the configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the points described above.
  • both the second primary-side switching valve (76) and the second secondary-side switching valve (78) are set to the first state (the state shown by the solid line in FIG. 7) in the second composition adjustment unit (60)
  • the first storage air is supplied to the inside of the transportation container (1) through the second primary pipe (73), and the second storage air is supplied through the second secondary pipe (74). Discharged to the outside of the shipping container (1).
  • the second primary side switching valve (76) and the second secondary side switching valve (78) are set to the second state (the state shown by the broken line in FIG. 7)
  • the first internal storage air is The air is discharged to the outside of the transport container (1) through the second primary side discharge pipe (77), and the air in the second storage passes through the second secondary side supply pipe (79) to the transport container (1) Is supplied to the inside of the
  • the pressure of air passing through the gas separation membrane (85) is controlled by performing control to determine the solenoid valve to be opened and the solenoid valve to be closed. Can be adjusted. Therefore, even if the configuration of this modification is adopted, a configuration can be easily realized in which the separation performance of the gas separation membrane (85) is adjusted in accordance with the required gas component.
  • the first control valve (46) is provided on the downstream side of the separation membrane (85) of the first composition control unit (40), and the second control valve (66) is the second composition control unit It is provided on the downstream side of the separation membrane (85) of (60).
  • the pressure regulator (48, 68) is provided with a third adjustable valve (48a (48)) having an adjustable opening degree provided on the air inlet side of the air pump (36, 37). And a fourth control valve (68a (68)) may be used.
  • the air pump (36) is controlled by adjusting the opening degree of the third control valve (48a) and the fourth control valve (68a) according to the detection value of the pressure sensor (45, 65). , 37) can be changed, and thus the pressure of air passing through the gas separation membrane (85) can be adjusted. Therefore, even if the configuration of this modification 2 is adopted, a configuration can be easily realized in which the separation performance of the gas separation membrane (85) is adjusted in accordance with the required gas component.
  • first control valve (46) and the second control valve (66) may be solenoid valves (open / close valves).
  • the pressure regulator (48, 68) is provided on the outflow side of the air from the air pump (36, 37), and the third adjustable valve (48b (48)) with adjustable opening degree. And a fourth control valve (68b (68)) may be used.
  • the air pump (36) is controlled by adjusting the opening degree of the third control valve (48b) and the fourth control valve (68b) in accordance with the detection value of the pressure sensor (45, 65). , 37) can be changed, and thus the pressure of air passing through the gas separation membrane (85) can be adjusted. Therefore, even if the configuration of this modification 3 is adopted, a configuration can be easily realized in which the separation performance of the gas separation membrane (85) is adjusted according to the required gas component.
  • the pressure regulator (48, 68) is provided on the outflow side of the air from the air pump (36, 37), and the third adjustable valve (48c (48)) with adjustable opening degree.
  • the fourth control valve (68c (68)) to return the air passing through the pressure regulator (48, 68) to the inflow side of the air to the air pump (36, 37) (49a, 69a (49 , 69)) may be provided.
  • a return passage (49a, 69a (49, 69)) is provided as a bypass passage for bypassing the air pump (36, 37), and the opening degree can be adjusted in the return passage (49a, 69a (49, 69)).
  • a three control valve (48c (48)) and a fourth control valve (68c (68)) may be provided.
  • the air pump (36) is controlled by adjusting the opening degree of the third control valve (48c) and the fourth control valve (68c) in accordance with the detection value of the pressure sensor (45, 65). , 37) can be changed, and thus the pressure of air passing through the gas separation membrane (85) can be adjusted. Therefore, even when the configuration of this modification 4 is adopted, a configuration can be easily realized in which the separation performance of the gas separation membrane (85) is adjusted in accordance with the required gas component.
  • the pressure regulator (48, 68) is provided on the outflow side of the air from the air pump (36, 37), and the third adjustable valve (48d (48)) with adjustable opening degree. And a fourth control valve (68d (68)) to provide an exhaust passage (49b, 69b (49, 69)) for exhausting air passing through the pressure regulator (48, 68).
  • the air pump (36) is controlled by adjusting the opening degree of the third control valve (48d) and the fourth control valve (68d) according to the detection value of the pressure sensor (45, 65). , 37), and hence the pressure of air passing through the gas separation membrane (85) can be adjusted. Therefore, even when the configuration of the fifth modification is adopted, a configuration can be easily realized in which the separation performance of the gas separation membrane (85) is adjusted according to the required gas component.
  • Embodiment 3 The in-compartment air conditioner (30) of the third embodiment will be described.
  • the in-compartment air conditioning apparatus (30) of the third embodiment is a modification of the first composition adjustment unit (40) and the controller (110) in the in-compartment air conditioning apparatus (30) of the second embodiment.
  • the configuration of the two-composition adjustment unit (60) is the same as that of the second embodiment.
  • the in-compartment air conditioning device (30) includes a third direction control valve (291). And a second directional control valve (292).
  • points different from the in-compartment air conditioning device (30) of the first and second embodiments will be described with respect to the in-compartment air conditioning device (30) of the third embodiment.
  • the first composition control unit (40) of the present embodiment like the first composition control unit (40) of the first embodiment, the outside air sucked from the outside of the transport container (1) (untreated outside air) ) Is separated into first outside air and second outside air.
  • the first composition adjustment unit (40) of the present embodiment is configured to separate untreated outside air into first outside air and second outside air by a so-called PSA (Pressure Swing Adsorption) method. This differs from the first composition adjusting unit (40) of the first embodiment in this respect.
  • PSA Pressure Swing Adsorption
  • the first composition adjusting unit (40) of the present embodiment includes an air pump (231) instead of the first pump (36) of the pump unit (35). That is, in the in-compartment air conditioning device (30) of the present embodiment, the pump unit (35) includes the second pump (37) and the drive motor (38) but does not include the first pump (36). In addition, the first composition adjustment unit (40) of the present embodiment includes the first direction control valve (232) and the second direction control valve (233), the first suction cylinder (234) and the second suction cylinder (235). And As described later, each adsorption column (234, 235) is provided with an adsorbent that adsorbs nitrogen in the air.
  • the air pump (231) is disposed in the internal space of the unit case (32).
  • the air pump (231) includes a first pump mechanism (231a) and a second pump mechanism (231b) that respectively suck, pressurize and discharge air.
  • the first pump mechanism (231a) and the second pump mechanism (231b) are oilless pumps that do not use lubricating oil.
  • Both of the first pump mechanism (231a) as the pressurizing part and the second pump mechanism (231b) as the depressurizing part are connected to the drive shaft of the drive motor (231c).
  • Each of the first pump mechanism (231a) and the second pump mechanism (231b) is rotationally driven by the drive motor (231c) to suck and pressurize air from the suction port and pressurize the air Are discharged from the discharge port.
  • One end of an outer trachea (241) forming an outer air passage is connected to the suction port of the first pump mechanism (231a).
  • the outer trachea (241) is provided to penetrate the unit case (32).
  • the other end of the outer trachea (241) located outside the unit case (32) is connected to the filter unit (220).
  • the filter unit (220) comprises an air filter (47).
  • the air filter (47) is a filter for capturing dust, salt and the like contained in the outside air.
  • a membrane filter having breathability and waterproofness is used as the air filter (47).
  • the filter unit (220) is a box-shaped member and introduces the air (outside storage air) that has passed through the air filter (47) into the outer trachea (241).
  • the filter unit (220) is disposed downstream of the condenser (13) in the external storage compartment (28).
  • One end of a discharge pipe (242) forming a discharge passage is connected to the discharge port of the first pump mechanism (231a).
  • the discharge pipe (242) branches into two branch pipes at the other end side, one branch pipe to the first direction control valve (232) and the other branch pipe to the second direction control valve (233). , Each connected.
  • One end of a suction pipe (243) forming a suction passage is connected to the suction port of the second pump mechanism (231b).
  • the suction pipe (243) branches into two branch pipes at the other end side, one branch pipe to the first direction control valve (232) and the other branch pipe to the second direction control valve (233). , Each connected.
  • One end of a supply connection pipe (244) forming a supply passage is connected to the discharge port of the second pump mechanism (231b).
  • the other end of the supply connection pipe (244) is connected to the supply pipe (120).
  • the supply connection pipe (244) is provided with a check valve (264) and a supply side on-off valve (273) in this order from one end to the other end.
  • the check valve (264) allows only the flow of air from one end of the supply connection pipe (244) to the other end, and prevents backflow of air.
  • the supply side on-off valve (273) is an on-off valve composed of a solenoid valve.
  • Each of the first direction control valve (232) and the second direction control valve (233) is a switching valve having three ports.
  • Each directional control valve (232, 233) has a first state in which the first port communicates with the second port and is shut off from the third port, and the first port communicates with the third port in the second state And a second state where it is disconnected from the port of.
  • the first direction control valve (232) has a first port connected to one end of the first suction cylinder (234).
  • the branch pipe of the discharge pipe (242) is connected to the second port, and the branch pipe of the suction pipe (243) is connected to the third port.
  • the first direction control valve (232) switches the first suction cylinder (234) between the state in which it is in communication with the first pump mechanism (231a) and the state in which it is in communication with the second pump mechanism (231b).
  • the second direction control valve (233) has a first port connected to one end of a second suction cylinder (235).
  • the branch pipe of the discharge pipe (242) is connected to the second port, and the branch pipe of the suction pipe (243) is connected to the third port.
  • the second direction control valve (233) switches the second suction cylinder (235) between the state of communicating with the first pump mechanism (231a) and the state of communicating with the second pump mechanism (231b).
  • Each of the first adsorption column (234) and the second adsorption column (235) is a member provided with a cylindrical container whose both ends are closed and an adsorbent filled in the container.
  • the adsorbent filled in these adsorption columns (234, 235) has the property of adsorbing the nitrogen component in a pressurized state where the pressure is higher than atmospheric pressure and desorbing the nitrogen component in a decompressed state where the pressure is lower than atmospheric pressure.
  • an adsorbent for example, a porous zeolite having pores with a pore diameter smaller than the molecular diameter (3.0 angstroms) of nitrogen molecules and larger than the molecular diameter (2.8 angstroms) of oxygen molecules. Is used.
  • the first adsorption cylinder (234) and the second adsorption cylinder (235) constitute a first separation unit (41).
  • the two adsorption cylinders (234, 235) constituting the first separation part (41) are the first outside air, which has a nitrogen concentration higher than that of the untreated outside air and a lower oxygen concentration than the untreated outside air. It separates into 2nd outside air whose nitrogen concentration is lower than processing outside air and oxygen concentration is high.
  • the oxygen discharge pipe (245) forming the oxygen discharge passage is branched into two branch pipes at one end side, one branch pipe being the other end of the first adsorption column (234), the other branch pipe being the first 2. Connected to the suction cylinder (235) respectively.
  • One check valve (261) is provided in each branch pipe of the oxygen discharge pipe (245). Each check valve (261) permits the flow of air directed out of the corresponding adsorption column (234, 235) and blocks the flow of air in the opposite direction.
  • the collecting portion of the oxygen discharge pipe (245) is provided with a check valve (262) and an orifice (263).
  • the check valve (262) is disposed closer to the other end of the oxygen discharge pipe (245) than the orifice (263).
  • the check valve (262) allows the flow of air toward the other end of the oxygen discharge pipe (245) and blocks the flow of air in the opposite direction.
  • a purge pipe (250) forming a purge passage is connected to each branch pipe of the oxygen discharge pipe (245).
  • the purge pipe (250) is connected to a branch pipe having one end connected to the first adsorption column (234) and the other end connected to a branch pipe connected to the second adsorption column (235).
  • One end of the purge pipe (250) is connected between the first adsorption cylinder (234) and the check valve (261).
  • the other end of the purge pipe (250) is connected between the second adsorption cylinder (235) and the check valve (261).
  • the purge pipe (250) is provided with a purge valve (251).
  • the purge valve (251) is an on-off valve composed of a solenoid valve.
  • the purge valve (251) is opened when the first adsorption cylinder (234) and the second adsorption cylinder (235) are equalized.
  • one orifice (252) is provided on each side of the purge valve (251) in the purge pipe (250).
  • An exhaust connection pipe (271) forming an exhaust connection passage is connected to the supply connection pipe (244).
  • One end of the exhaust connection pipe (271) is connected to the supply connection pipe (244), and the other end is connected to the oxygen discharge pipe (245).
  • One end of the exhaust connection pipe (271) is connected between the second pump mechanism (231 b) and the check valve (264) in the supply connection pipe (244).
  • the other end of the exhaust connection pipe (271) is connected outside the check valve (262) of the oxygen discharge pipe (245).
  • the exhaust connection pipe (271) is provided with an exhaust on-off valve (272).
  • the exhaust on-off valve (272) is an on-off valve composed of a solenoid valve.
  • the exhaust on-off valve (272) is opened when the air flowing through the supply connection pipe (244) is exhausted out of the storage.
  • the supply connection pipe (244) is connected to a measurement connection pipe (281) which forms a measurement passage.
  • the measurement connection pipe (281) is a pipe for connecting the first composition adjusting unit (40) to the sensor unit (90).
  • One end of the measurement connection pipe (281) is connected to the supply connection pipe (244), and the other end is connected to the measurement pipe (125).
  • One end of the measurement connection pipe (281) is connected between the check valve (264) and the supply side on-off valve (273) in the supply connection pipe (244).
  • the other end of the measurement connection pipe (281) is connected between the measurement on-off valve (126) and the sensor unit (90) in the measurement pipe (125).
  • the measurement connection pipe (281) is provided with a measurement on-off valve (282).
  • the measurement on-off valve (282) is an on-off valve composed of a solenoid valve.
  • the measurement on-off valve (282) is opened when air flowing through the supply connection pipe (244) is sent to the sensor unit (90).
  • a bypass connection pipe (255) forming a bypass passage is connected to the discharge pipe (242).
  • One end of the bypass connection pipe (255) is connected to the discharge pipe (242), and the other end is connected to the measurement connection pipe (281).
  • One end of the bypass connection pipe (255) is connected closer to the first pump mechanism (231a) than the branch point of the discharge pipe (242).
  • the other end of the bypass connection pipe (255) is connected between one end of the measurement connection pipe (281) and the measurement on-off valve (282).
  • the bypass connection pipe (255) is a first bypass for bypassing the first suction cylinder (234) and the second suction cylinder (235) to supply the outside air to the inside space of the transport container (1).
  • the bypass connection pipe (255) is provided with a bypass on-off valve (256).
  • the bypass on-off valve (256) is an on-off valve composed of a solenoid valve.
  • the bypass on-off valve (256) constitutes a first bypass valve mechanism for changing the flow rate of the outside air flowing into the bypass connection pipe (255).
  • the bypass on-off valve (256) is opened when supplying the outside air discharged by the first pump mechanism (231a) to the loading space (5) without changing its composition.
  • Each of the third directional control valve (291) and the fourth directional control valve (292) is a switching valve having three ports.
  • Each directional control valve (291, 292) has a first state in which the first port communicates with the second port and is shut off from the third port, and the first port communicates with the third port in the second state And a second state where it is disconnected from the port of.
  • One end of a first exhaust pipe (301) is connected to the other end of the combined oxygen discharge pipe (245) and the other end of the exhaust connection pipe (271).
  • a third direction control valve (291) is connected in the middle of the first exhaust pipe (301). Specifically, the first exhaust pipe (301) is connected to the first port and the second port of the third direction control valve (291).
  • the first exhaust pipe (301) is provided to penetrate the unit case (32). The other end of the first exhaust pipe (301) opens into the outside space of the transport container (1).
  • the fourth directional control valve (292) is provided between the supply side on-off valve (273) of the supply connection pipe (244) and the supply pipe (120). Specifically, the supply connection pipe (244) is connected to the first port and the second port of the fourth direction control valve (292). The supply connection pipe (244) is connected to one end of the supply branch connection pipe (302) between the second port of the fourth directional control valve (292) and the supply pipe (120). The other end of the supply branch connection pipe (302) is connected to the third port of the third direction control valve (291). One end of a second exhaust pipe (303) is connected to the third port of the fourth directional control valve (292). The other end of the second exhaust pipe (303) is connected to the first exhaust pipe (301) inside the unit case (32) of the main unit (31).
  • the first composition adjustment unit (40) of the present embodiment repeats the first operation and the second operation described later alternately by predetermined time (for example, 14.5 seconds) for each time. 1 Separate the air outside the storage and the air outside the second storage. Further, like the first composition adjusting section (40) of the first and second embodiments, the first composition adjusting section (40) of the present embodiment, the oxygen concentration reducing operation and the carbon dioxide of the in-compartment air adjusting apparatus (30) In each of the concentration reduction operations, an operation is performed to separate the unprocessed outside air into the first outside air and the second outside air.
  • the first direction control valve (232) is set to the first state
  • the second direction control valve (233) is set to the second state.
  • the discharge port of the first pump mechanism (231a) is connected to the first suction cylinder (234)
  • the second suction cylinder (235) is connected to the suction port of the second pump mechanism (231b).
  • the supply side on-off valve (273) is opened and the remaining on-off valves (251, 256, 272, 282) are closed.
  • an adsorption operation for the first adsorption cylinder (234) and a detachment operation for the second adsorption cylinder (235) are performed.
  • the first pump mechanism (231a) sucks in and evacuates untreated outside air from the outer trachea (241), and supplies the pressurized outside air to the first adsorption cylinder (234).
  • nitrogen contained in the supplied outside air outside the storage is adsorbed by the adsorbent.
  • the second outside air having a lower nitrogen concentration and a higher oxygen concentration than the untreated outside air is generated.
  • the second outside air flows out of the first adsorption column (234), flows through the oxygen discharge pipe (245), passes through the third direction control valve (291), and is discharged to the outside space as discharge air.
  • the second pump mechanism (231b) sucks air from the second adsorption cylinder (235).
  • the pressure inside thereof decreases and nitrogen is desorbed from the adsorbent.
  • the first outside air having a nitrogen concentration higher than that of the untreated outside air and a lower oxygen concentration is generated.
  • the first outside air flows from the first adsorption cylinder (234) into the suction pipe (243) and is sucked into the second pump mechanism (231b).
  • the second pump mechanism (231b) pressurizes the sucked first outside air and discharges it to the supply connection pipe (244).
  • the first outside air flows through the supply connection pipe (244) as supply air, and is supplied to the inside space after merging with the air flowing through the supply pipe (120).
  • ⁇ 2nd operation> As shown in FIG. 14, in the second operation, the first direction control valve (232) is set to the second state, and the second direction control valve (233) is set to the first state. As a result, the discharge port of the first pump mechanism (231a) is connected to the second suction cylinder (235), and the first suction cylinder (234) is connected to the suction port of the second pump mechanism (231b). In the second operation, the supply side on-off valve (273) is opened and the remaining on-off valves (251, 256, 272, 282) are closed. Then, in the second operation, the detachment operation for the first adsorption cylinder (234) and the adsorption operation for the second adsorption cylinder (235) are performed.
  • the first pump mechanism (231a) sucks in and pressurizes untreated outside air from the outer trachea (241), and supplies the pressurized outside air to the second adsorption cylinder (235).
  • the second adsorption column (235) nitrogen contained in the supplied outside air outside the storage is adsorbed by the adsorbent.
  • the second outside air having a lower nitrogen concentration and a higher oxygen concentration than the untreated outside air is generated.
  • the second outside air flows out of the second adsorption column (235), flows through the oxygen discharge pipe (245), passes through the third direction control valve (291), and is discharged to the outside space as discharge air.
  • the second pump mechanism (231b) sucks air from the first adsorption column (234).
  • the pressure inside thereof decreases and nitrogen is desorbed from the adsorbent.
  • the first outside air having a nitrogen concentration higher than that of the untreated outside air and a lower oxygen concentration is generated.
  • the first outside air flows from the first adsorption cylinder (234) into the suction pipe (243) and is sucked into the second pump mechanism (231b).
  • the second pump mechanism (231b) pressurizes the sucked first outside air and discharges it to the supply connection pipe (244).
  • the first outside air flows through the supply connection pipe (244) as supply air, and is supplied to the inside space after merging with the air flowing through the supply pipe (120).
  • the first composition adjusting unit separates nitrogen and oxygen from the air in the storage compartment (1) by the gas separation membrane (85) to generate the low oxygen concentration gas and the high oxygen concentration gas.
  • the configuration provided with the adsorption portion (234, 235) provided with the adsorbent in addition to (40) the configuration can be realized in which the pressure of the gas passing through the gas separation membrane (85) is changed to adjust the gas separation performance.
  • the gas separation membrane (85) of the first separation module (41) and the gas separation membrane (85) of the second separation module (61) have the respective characteristics. They may be different from each other.
  • the first bypass valve (50) is connected to the flow rate of untreated outside air flowing into the first separation module (41) and the first bypass pipe (51).
  • the ratio of the flow rate of the untreated outside air flowing in may be configured to be changeable in multiple stages or continuously.
  • the second bypass valve (70) has a ratio of the flow rate of the untreated storage air flowing into the second separation module (61) to the flow rate of the untreated storage air flowing into the second bypass pipe (71). It may be configured to be changeable in multiple steps or continuously.
  • a drive motor may be connected to each of the first pump (36) and the second pump (37).
  • one of the first pump (36) and the second pump (37) can be operated and the other can be stopped.
  • each of the first composition regulation section (40) and the second composition regulation section (60) mixes air drawn in with each other by a so-called PSA (Pressure Swing Adsorption) method. It may be configured to separate into two types of air having different compositions.
  • PSA Pressure Swing Adsorption
  • Embodiment 23 is an example using the configuration of the PSA method for the second composition control unit (60), but a configuration using the PSA method for each of the first composition control unit (40) and the second composition control unit (60)
  • the composition control unit (40, 60) adsorbs nitrogen contained in the sucked air to the adsorbent to generate air having a low nitrogen concentration and a high oxygen concentration and carbon dioxide concentration, and an adsorbent And nitrogen are removed to produce air having a high nitrogen concentration and a low oxygen concentration and a low carbon dioxide concentration, which are alternately repeated.
  • the in-compartment air conditioning device (30) of each of the above embodiments may be provided in a stationary refrigerator or freezer.
  • the in-compartment air conditioning device (30) of each of the above embodiments may be provided in a refrigerated / refrigerated container for land transportation transported by a truck, a railway, or the like.
  • the in-compartment air conditioning device (30) of each of the above embodiments may be provided in a refrigeration / refrigeration truck in which a box forming a cargo compartment is integrated with a chassis.
  • the present disclosure is useful for the in-compartment air conditioning device that adjusts the composition of the in-compartment air of the storage.
  • Air Conditioning Unit for transportation (storage) 30 Air Conditioning Unit 36 First Pump (Air Pump) 37 Second pump (air pump) 39 Inverter (pressure regulator) 40 1st composition control part (gas composition control part) 46 1st control valve (valve mechanism (pressure regulator)) 53 1st primary side pipe (gas passage) 55 Outer suction pipe (gas passage) 60 Second composition control unit (gas composition control unit) 66 Second control valve (valve mechanism (pressure regulator)) 73 2nd primary side pipe (gas passage) 75 Inside intake pipe (gas passage) 85 Gas separation membrane 120 Supply pipe (gas passage)

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Abstract

ガス分離膜を有するガス組成調節部(40,60)を備え、コンテナなどの収納庫(1)の内部の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置において、ガス組成調節部(40,60)のガス分離膜へエアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力を調節する圧力調節弁(46,66)を設ける。

Description

庫内空気調節装置
 本開示は、収納庫の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置に関するものである。
 農産物等の植物の鮮度低下の抑制を目的として、農産物等を収容する倉庫や輸送用コンテナの庫内空気の組成(例えば、庫内空気の酸素濃度や二酸化炭素濃度)を調節する庫内空気調節装置が知られている。
 特許文献1には、庫内空気の組成を調節する装置を持ったコンテナが開示されている。この特許文献1の装置は、二酸化炭素の透過性が酸素の透過性よりも高いガス分離膜を用いて、庫内空気の組成を調節する。具体的に、この装置は、ガス分離膜の一方の表面に二酸化炭素を含む庫内空気を接触させ、ガス分離膜の他方の表面に二酸化炭素を殆ど含まない外気を接触させることによって、農産物等の呼吸によって生じた二酸化炭素をコンテナの外部へ排出する(特許文献1の明細書20ページ14行~21ページ2行を参照)。また、この装置は、庫内の酸素濃度が低下すると、コンテナの庫内と庫外を連通させる通路を開き、この通路を通じて外気を庫内へ流入させる(特許文献1の明細書20ページ5~12行を参照)。
国際公開第2007/033668号
 ところで、従来の一般的な庫内空気調節装置では、庫内空気をガス分離膜に通して庫外へ排出したり、外気を庫内へ導入したりするために、エアポンプが用いられる。ここで、エアポンプのガス流量が一定(ポンプ圧が一定)であると、ガス分離膜の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節することはできない。
 本開示の目的は、ガス分離膜の分離性能を必要なガス成分に合わせて調整できるようにすることである。
 本開示の第1の態様は、収納庫(1)の内部の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置を前提とする。
 そして、この庫内空気調節装置は、上記収納庫(1)の外部の庫外空気から該庫外空気とは組成が異なる供給用空気をガス分離膜(85)で分離する第1分離部(41)を有し、上記供給用空気を上記収納庫(1)の内部へ供給する第1組成調節部(40)と、上記収納庫(1)の内部の庫内空気から該庫内空気とは組成が異なる排出用空気をガス分離膜(85)で分離する第2分離部(61)を有し、上記排出用空気を上記収納庫(1)の外部へ排出する第2組成調節部(60)と、上記第1分離部(41)及び第2分離部(61)へ空気を供給するエアポンプ(36,37)と、を備え、上記第1分離部(41)及び第2分離部(61)の少なくとも一方へ上記エアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力を調節する圧力調節器(39,46,66,48,68)を備えていることを特徴とする。
 この第1の態様では、上記ガス分離膜(85)へエアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力が圧力調節器(39,46,66,48,68)で調整される。したがって、ガス分離膜(85)を通るガスの圧力を変化させることができ、ガス分離性能を調整することができる。
 第2の態様は、第1の態様において、
上記圧力調節器(39,46,66,48,68)が、上記ガス分離膜(85)の下流側に設けられた弁機構(46,66)により構成されていることを特徴とする。この構成において、弁機構(46,66)には、例えば流量調整弁や、口径が異なる複数の開閉弁を並列に接続したものを用いることができる。
 この第2の態様では、例えば流量調整弁や、口径が異なる複数の開閉弁を並列に接続したものを用いて構成した弁機構(46,66)を用いることにより、ガス分離膜(85)を通るガスの圧力を変化させることができる。
 第3の態様は、第2の態様において、上記圧力調節器(66)が、上記第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側に設けられていることを特徴とする。
 この第3の態様では、第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側に圧力調節器(66)を設けたことにより、庫内から庫外へ空気が流れる経路でガス分離膜(85)の分離圧力が調節される。
 第4の態様は、第2の態様において、上記圧力調節器(46,66)が、第1組成調節部(40)の分離膜(85)の下流側と、上記第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側とに設けられていることを特徴とする。
 この第4の態様では、第1組成調節部(40)の分離膜(85)の下流側と、第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側に圧力調節器(66)を設けたことにより、庫外から庫内へ空気が流れる経路と、庫内から庫外へ空気が流れる経路でガス分離膜(85)の分離圧力が調節される。
 第5の態様は、第1の態様において、上記圧力調節器(48,68)が、上記エアポンプ(36,37)への空気の流入側に設けられていることを特徴とする。
 この第5の態様では、エアポンプ(36,37)への空気の流入側で空気の圧力を調整することで、ガス分離膜(85)の分離圧力が調節される。
 第6の態様は、第1の態様において、上記圧力調節器(48,68)が、上記エアポンプ(36,37)からの空気の流出側に設けられていることを特徴とする。
 この第6の態様では、エアポンプ(36,37)からの空気の流出側で空気の圧力を調整することで、ガス分離膜(85)の分離圧力が調節される。
 第7の態様は、第1の態様において、上記圧力調節器(39,46,66)が、上記エアポンプ(36,37)に供給される電流の周波数を変更して流量を変化させるインバータ(39)により構成されていることを特徴とする。
 この第7の態様では、インバータ(39)により電流の周波数を変化させてエアポンプ(36,37)の吐出ガス流量を変化させることにより、ガス分離膜(85)を通るガスの圧力を変化させることができる。
 第8の態様は、第1から第7の態様の何れか1つにおいて、第1組成調節部(40)に代えて、上記収納庫(1)の庫内空気から窒素と酸素及び二酸化炭素とを分離し、庫内空気よりも窒素濃度が高くて酸素濃度及び二酸化炭素濃度が低い低酸素濃度ガスと、庫内空気よりも窒素濃度が低くて酸素濃度及び二酸化炭素濃度が高い高酸素濃度ガスとを生成可能な吸着剤が設けられた吸着部(234,235)を備えていることを特徴とする。
 この第8の態様では、収納庫(1)の庫内空気から窒素と酸素とをガス分離膜(85)で分離して低酸素濃度ガスと高酸素濃度ガスを生成する第1組成調節部(40)に加えて吸着剤が設けられた吸着部(234,235)を備えた構成において、ガス分離膜(85)を通るガスの圧力を変化させることができ、ガス分離性能を調整することができる。
 第9の態様は、第1から第8の態様の何れか1つにおいて、上記収納庫(1)の庫内の二酸化炭素濃度と酸素濃度を測定する濃度測定器(90)と、上記濃度測定器の測定値を予め定められた二酸化炭素濃度の目標値及び酸素濃度の目標値に近づけるように、エアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力を上記圧力調節器(39,46,66,48,68)で制御して、上記ガス分離膜(85)の分離圧力を調整する制御器(110)と、を備えていることを特徴とする。
 この第9の態様では、ガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空間の二酸化炭素濃度と酸素濃度が、それぞれの目標値に近づく制御が制御器(110)によって行われる。
 第10の態様は、第9の態様において、上記制御器(110)は、上記収納庫(1)の庫内の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、上記収納庫(1)の庫内の酸素濃度が目標値よりも高い場合に、第1組成調節部(40)で庫外空気よりも酸素濃度が低い低酸素濃度ガスを生成して収納庫(1)の庫内へ供給し、第2組成調節部(60)でガス分離膜(85)の分離圧力を低下させて庫外へのガスの排出量を低下させることを特徴とする。
 この第10の態様では、図9に示すように、収納庫(1)の庫内の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、酸素濃度も目標値よりも高い場合は、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度が低下する制御が行われる。
 第11の態様は、第9の態様において、第2組成調節部(60)が組成調節後の空気を収納庫(1)の庫内へ供給可能に構成され、上記制御器(110)は、上記収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも高い場合に、第1組成調節部(40)で庫外空気よりも酸素濃度が低い低酸素濃度ガスを生成して収納庫(1)の庫内へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて収納庫(1)の庫内へ戻す組成調節後の空気量を増加させることを特徴とする。
 この第11の態様では、図9に示すように、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、酸素濃度が目標値よりも高い場合は、庫内空気の二酸化炭素濃度が上昇し、酸素濃度が低下する制御が行われる。
 第12の態様は、第9の態様において、第2組成調節部(60)が組成調節後の空気を収納庫(1)の庫内へ供給可能に構成され、上記制御器(110)は、上記収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも低い場合に、第1組成調節部(40)で生成した庫外空気よりも酸素濃度が高い高酸素濃度ガスまたは庫外空気を収納庫(1)の庫内へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて収納庫(1)の庫内へ戻す組成調節後の空気量を増加させることを特徴とする。
 この第12の態様では、図9に示すように、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、酸素濃度も目標値よりも低い場合は、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度が上昇する制御が行われる。
 第13の態様は、第9の態様において、上記制御器(110)は、上記収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも低い場合に、庫外空気を庫内空間(1)へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて生成した、庫内空気よりも二酸化炭素濃度が高い二酸化炭素ガスを庫外空間(1)へ排出する動作か、または、第1組成調節部(40)で生成した庫外空気よりも酸素濃度が高い高酸素濃度ガスを庫内空間(1)へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を低下させて庫外へ排出する組成調節後の空気量を減少させる動作を行うことを特徴とする。
 この第13の態様では、図9に示すように、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも低い場合は、庫内空気の二酸化炭素濃度が低下し、酸素濃度が上昇する制御が行われる。
 本開示の第1の態様によれば、上記ガス分離膜(85)へエアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力が圧力調節器(39,46,66)で調整される。したがって、エアポンプ(36,37)のガス流量が一定であっても、ガス分離膜(85)を通るガスの圧力を変化させることができるので、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節できる。
 上記第2の態様によれば、圧力調節器(46,66)として、例えば流量調整弁や、口径が異なる複数の開閉弁を並列に接続したものを用いることにより、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節する構成を容易に実現できる。
 上記第3の態様によれば、第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側に圧力調節器(66)を設けたことにより、庫内から庫外へ空気が流れる経路で、ガス分離膜(85)の分離性能を調節する構成を実現できる。
 上記第4の態様によれば、第1組成調節部(40)の分離膜(85)の下流側と、第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側に圧力調節器(66)を設けたことにより、庫外から庫内へ空気が流れる経路と、庫内から庫外へ空気が流れる経路で、ガス分離膜(85)の分離性能を調節する構成を実現できる。
 第5の態様によれば、圧力調節器(48,68)をエアポンプ(36,37)への空気の流入側に設けたことにより、エアポンプ(36,37)への空気の流入側で空気の圧力を調整してガス分離膜(85)の分離性能を調節する構成を実現できる。
 第6の態様によれば、上記圧力調節器(48,68)をエアポンプ(36,37)からの空気の流出側に設けたことにより、エアポンプ(36,37)からの空気の流出側で空気の圧力を調整してガス分離膜(85)の分離性能を調節する構成を実現できる。
 第7の態様によれば、インバータ(39)により電流の周波数を変化させてエアポンプ(36,37)の吐出量を変化させることにより、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節する構成を容易に実現できる。
 第8の態様によれば、収納庫(1)の庫内空気から窒素と酸素とをガス分離膜(85)で分離して低酸素濃度ガスと高酸素濃度ガスを生成する第1組成調節部(40)に加えて吸着剤が設けられた吸着部(234,235)を備えた構成において、ガス分離膜(85)を通るガスの圧力を変化させてガス分離性能を調整する構成を実現できる。
 第9の態様によれば、庫内空間の二酸化炭素濃度と酸素濃度をそれぞれの目標値に近づける制御を、ガス分離膜(85)の分離圧力を調節することによって行うことができる。
 第10の態様によれば、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、酸素濃度も目標値よりも高い場合に、圧力調節器(39,46,66)で第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度の両方を目標値に近づけることができる。
 第11の態様によれば、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、酸素濃度が目標値よりも高い場合は、圧力調節器(39,46,66)で第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度の両方を目標値に近づけることができる。
 第12の態様によれば、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、酸素濃度も目標値よりも低い場合に、圧力調節器(39,46,66)で第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度の両方を目標値に近づけることができる。
 第13の態様によれば、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも低い場合に、圧力調節器(39,46,66)で第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度の両方を目標値に近づけることができる。
図1は、実施形態1の庫内空気調節装置を備えた輸送用コンテナの概略断面図である。 図2は、輸送用コンテナに設けられたコンテナ用冷凍機の冷媒回路の構成を示す冷媒回路図である。 図3は、実施形態1の庫内空気調節装置の構成を示す配管系統図である。 図4は、実施形態1の庫内空気調節装置に設けられた分離モジュールの概略断面図である。 図5は、実施形態1の庫内空気調節装置が行う酸素濃度低減動作を示すブロック図である。 図6は、実施形態1の庫内空気調節装置が行う二酸化炭素濃度低減動作を示すブロック図である。 図7は、実施形態2の庫内空気調節装置の構成を示す配管系統図である。 図8は、実施形態2の変形例1に係る庫内空気調節装置の構成を示す配管系統図である。 図9は、圧力調節動作の詳細を示す図である。 図10は、実施形態2の変形例2に係る庫内空気調節装置の構成を示す配管系統図である。 図11は、実施形態2の変形例3に係る庫内空気調節装置の構成を示す配管系統図である。 図12は、実施形態2の変形例4に係る庫内空気調節装置の構成を示す配管系統図である。 図13は、実施形態2に変形例5に係る庫内空気調節装置の構成を示す配管系統図である。 図14は、実施形態3の庫内空気調節装置の構成を示す配管系統図である。 図15は、実施形態3の第1組成調節部の第1動作中の状態を示す庫内空気調節装置の配管系統図である。 図16は、実施形態3の第1組成調節部の第2動作中の状態を示す庫内空気調節装置の配管系統図である。
 実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態および変形例は、本質的に好ましい例示であって、本開示、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
 《実施形態1》
 実施形態1について説明する。本実施形態の庫内空気調節装置(30)は、いわゆるCA(Controlled Atmosphere)輸送を行うために輸送用コンテナ(収納庫)(1)に設けられる。そして、庫内空気調節装置(30)は、輸送用コンテナ(1)内の庫内(内部空間)の空気の組成を、外部空間の空気である大気の組成と異なるように調節する。
 図1に示すように、収納庫を構成する輸送用コンテナ(1)は、コンテナ本体(2)と、コンテナ用冷凍機(10)とを備えている。この輸送用コンテナ(1)は、庫内の温度管理か可能なリーファーコンテナ(reefer container)である。本実施形態の庫内空気調節装置(30)は、コンテナ用冷凍機(10)に設置される。この輸送用コンテナ(1)は、空気中の酸素(O)を取り込んで二酸化炭素(CO)を放出する呼吸を行う農産物等の植物を貨物(6)として輸送するために用いられる。植物の例としては、バナナやアボカド等の果物、野菜、穀物、球根、生花等が挙げられる。
 コンテナ本体(2)は、細長い直方体形状の箱状に形成されている。コンテナ本体(2)は、一方の端面が開口し、この開口端を塞ぐようにコンテナ用冷凍機(10)が取り付けられる。コンテナ本体(2)の内部空間は、貨物(6)を収納するための荷室(5)を構成する。
 荷室(5)の底部には、貨物(6)を載せるための床板(3)が配置される。この床板(3)とコンテナ本体(2)の底板との間には、コンテナ用冷凍機(10)が吹き出した空気を流すための床下流路(4)が形成される。床下流路(4)は、コンテナ本体(2)の底板に沿ってコンテナ本体(2)の長手方向へ延びる流路である。床下流路(4)は、一端がコンテナ用冷凍機(10)の吹出口(27)に接続し、他端が床板(3)の上側の空間(即ち、貨物(6)が収容される空間)と連通する。
  -コンテナ用冷凍機-
 図1,図2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。
 ケーシング(20)は、庫外壁部(21)と、庫内壁部(22)と、背面板(24)と、区画板(25)とを備えている。後述するように、このケーシング(20)には、冷媒回路(11)と、庫外ファン(16)と、庫内ファン(17)とが設けられる。
 庫外壁部(21)は、コンテナ本体(2)の開口端を覆うように配置される板状の部材である。庫外壁部(21)は、下部がコンテナ本体(2)の内側へ膨出している。庫内壁部(22)は、庫外壁部(21)に沿った形態の板状の部材である。庫内壁部(22)は、庫外壁部(21)におけるコンテナ本体(2)の内側の面を覆うように配置される。庫外壁部(21)と庫内壁部(22)の間の空間には、断熱材(23)が充填されている。
 ケーシング(20)は、その下部がコンテナ本体(2)の内側へ窪んだ形状となっている。ケーシング(20)の下部は、輸送用コンテナ(1)の外部空間と連通する庫外機器室(28)を形成する。この庫外機器室(28)には、庫外ファン(16)が配置される。
 背面板(24)は、概ね矩形の平板状の部材である。背面板(24)は、庫内壁部(22)よりもコンテナ本体(2)の内側に配置され、庫内壁部(22)との間に庫内空気流路(29)を形成する。この庫内空気流路(29)は、その上端がケーシング(20)の吸込口(26)を構成し、その下端がケーシング(20)の吹出口(27)を構成する。
 区画板(25)は、庫内空気流路(29)を上下に区画するように配置された板状の部材である。区画板(25)は、庫内空気流路(29)の上部に配置される。この区画板(25)によって、庫内空気流路(29)は、区画板(25)の上側の一次流路(29a)と、区画板(25)の下側の二次流路(29b)に区画される。一次流路(29a)は、吸込口(26)を介して荷室(5)と連通する。二次流路(29b)は、吹出口(27)を介して床下流路(4)と連通する。区画板(25)には、庫内ファン(17)が取り付けられる。庫内ファン(17)は、一次流路(29a)から吸い込んだ空気を二次流路(29b)へ吹き出すように配置される。
 図2に示すように、冷媒回路(11)は、圧縮機(12)と、凝縮器(13)と,膨張弁(14)と、蒸発器(15)とを配管で接続することによって形成された閉回路である。圧縮機(12)を作動させると、冷媒回路(11)を冷媒が循環し、蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。図1に示すように、凝縮器(13)は、庫外機器室(28)における庫外ファン(16)の吸込側に配置され、蒸発器(15)は、庫内空気流路(29)の二次流路(29b)に配置される。また、図1では図示を省略するが、圧縮機(12)は、庫外機器室(28)に配置される。
  -庫内空気調節装置-
 図1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(濃度測定器)(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。センサユニット(90)、換気用排気管(100)、及び制御器(110)の詳細は、後述する。
 図3に示すように、庫内空気調節装置(30)の本体ユニット(31)は、第1組成調節部(40)と、第2組成調節部(60)と、ポンプユニット(35)と、ユニットケース(32)とを備えている。ユニットケース(32)は、箱状の密閉容器である。第1組成調節部(40)と、第2組成調節部(60)と、ポンプユニット(35)とは、このユニットケース(32)の内部空間に配置される。第1組成調節部(40)、第2組成調節部(60)、及びポンプユニット(35)の詳細は、後述する。
 また、庫内空気調節装置(30)は、供給管(120)と、庫内側吸入管(75)と、測定用配管(125)とを備えている。供給管(120)、庫内側吸入管(75)、及び測定用配管(125)は、本体ユニット(31)をコンテナ用冷凍機(10)の庫内空気流路(29)に接続するための配管である。
 供給管(120)は、第1組成調節部(40)及び第2組成調節部(60)から流出した空気を荷室(5)へ供給するための配管である。供給管(120)は、入口端が第1組成調節部(40)及び第2組成調節部(60)に接続され、出口端が庫内空気流路(29)の二次流路(29b)に開口する。
 庫内側吸入管(75)は、荷室(5)内の庫内空気を第2組成調節部(60)へ供給するための配管である。庫内側吸入管(75)は、入口端が庫内空気流路(29)の二次流路(29b)に開口し、出口端が後述する第2組成調節部(60)の第2ポンプ(37)に接続される。なお、庫内空気流路(29)の二次流路(29b)において、庫内側吸入管(75)の入口端は、供給管(120)の出口端の上流側に配置される。
 測定用配管(125)は、供給管(120)を流れる空気をセンサユニット(90)へ供給するための配管である。測定用配管(125)は、入口端が供給管(120)に接続され、出口端がセンサユニット(90)に接続される。また、測定用配管(125)には、電磁弁からなる測定用開閉弁(126)が設けられる。この測定用開閉弁(126)は、本体ユニット(31)のユニットケース(32)に収容される。
 なお、換気用排気管(100)と、供給管(120)と、庫内側吸入管(75)と、測定用配管(125)と、後述する各組成調節部(40,60)に設けられた配管(51~55,71~74,95)とは、硬質のパイプで構成されていてもよいし、柔軟なホースで構成されていてもよいし、パイプとホースを組み合わせることで構成されていてもよい。なお、上記の各配管(53,55,73,75,120)は、本開示のガス通路を構成する配管である。
   〈ポンプユニット〉
 図3に示すように、ポンプユニット(35)は、第1ポンプ(エアポンプ)(36)と、第2ポンプ(エアポンプ)(37)と、駆動モータ(38)とを備えている。
 第1ポンプ(36)と第2ポンプ(37)のそれぞれは、吸い込んだ空気を吐出する空気ポンプである。第1ポンプ(36)と第2ポンプ(37)のそれぞれは、例えば容積型の流体機械によって構成される。第1ポンプ(36)と第2ポンプ(37)は、一体化されている。駆動モータ(38)は、第1ポンプ(36)及び第2ポンプ(37)に連結された電動機である。駆動モータ(38)は、第1ポンプ(36)と第2ポンプ(37)の両方を駆動する。
   〈第1組成調節部〉
 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庫外空気(未処理庫外空気)を第1庫外空気(低酸素濃度ガス)と第2庫外空気(高酸素濃度ガス)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、第2庫外空気を輸送用コンテナ(1)の外部へ排出する。
 第1組成調節部(40)は、エアフィルタ(47)と、第1分離モジュール(41)と、第1バイパス弁(50)と、第1圧力センサ(45)と第1調節弁(弁機構(圧力調節器))(46)とを備えている。また、第1組成調節部(40)は、庫外側吸入管(55)と、第1導入管(52)と、第1一次側管(53)と、第1二次側管(54)と、第1バイパス管(51)とを備えている。また、ポンプユニット(35)の第1ポンプ(36)は、この第1組成調節部(40)を構成する。
 エアフィルタ(47)は、庫外空気に含まれる塵埃や塩分などを捕捉するためのメンブレンフィルタである。エアフィルタ(47)は、本体ユニット(31)のユニットケース(32)に取り付けられる。エアフィルタ(47)は、庫外側吸入管(55)を介して第1ポンプ(36)の吸入口に接続する。なお、本実施形態の庫内空気調節装置(30)では、庫外側吸入管(55)を省略し、密閉容器であるユニットケース(32)の内部空間を介してエアフィルタ(47)と第1ポンプ(36)を連通させてもよい。
 詳しくは後述するが、第1分離モジュール(41)は、第1導入口(42)と、第1一次側導出口(43)と、第1二次側導出口(44)とを備える。第1導入口(42)は、第1導入管(52)を介して第1ポンプ(36)の吐出口に接続する。第1一次側導出口(43)は、第1一次側管(53)を介して供給管(120)に接続する。第1二次側導出口(44)には、第1二次側管(54)の一端が接続する。第1二次側管(54)は、ユニットケース(32)の外部へ延びている。第1二次側管(54)の他端は、庫外機器室(28)における庫外ファン(16)の吸込側に開口する。
 第1バイパス弁(50)は、三つのポートを有する切換弁であって、第1バイパス弁機構を構成する。第1バイパス弁(50)は、第1のポートが第2のポートと連通して第3のポートから遮断される第1状態(図3に実線で示す状態)と、第1のポートが第3のポートと連通して第2のポートから遮断される第2状態(図3に破線で示す状態)とに切り換わるように構成される。
 第1バイパス弁(50)は、第1導入管(52)の途中に配置される。第1バイパス弁(50)は、第1のポートが第1ポンプ(36)の吐出口に接続し、第2のポートが第1分離モジュール(41)の第1導入口(42)に接続する。第1バイパス弁(50)の第3のポートには、第1バイパス管(51)の入口端が接続する。第1バイパス管(51)の出口端は、第1一次側管(53)に接続する。第1バイパス管(51)は、第1バイパス通路を構成する。
 第1圧力センサ(45)と第1調節弁(46)とは、第1一次側管(53)に設けられる。第1圧力センサ(45)と第1調節弁(46)とは、第1一次側管(53)に接続する第1バイパス管(51)の他端よりも第1分離モジュール(41)寄りに配置される。また、第1圧力センサ(45)は、第1調節弁(46)よりも第1分離モジュール(41)寄りに配置される。
 第1圧力センサ(45)は、第1分離モジュール(41)の第1一次側導出口(43)から流出した第1庫外空気の圧力を計測する。第1圧力センサ(45)の計測値は、第1ポンプ(36)が第1分離モジュール(41)へ供給する未処理庫外空気の圧力と実質的に等しい。
 第1調節弁(46)は、開度可変の電動弁であって、第1弁機構を構成する。第1調節弁(46)の開度を変更すると、第1ポンプ(36)が第1分離モジュール(41)へ供給する未処理庫外空気の圧力が変化する。
 第1分離モジュール(41)は、第1分離部を構成する。詳しくは後述するが、第1分離モジュール(41)は、ガス分離膜(85)を備えている。そして、第1分離モジュール(41)は、未処理庫外空気を、ガス分離膜(85)を透過しなかった第1庫外空気(第1一次側管(53)を流れる空気)と、ガス分離膜(85)を透過した第2庫外空気(第1二次側管(54)を流れる空気)に分離する。
 第1庫外空気は、窒素濃度が未処理庫外空気よりも高く、酸素濃度が未処理庫外空気よりも低い。第2庫外空気は、窒素濃度が未処理庫外空気よりも低く、酸素濃度が未処理庫外空気よりも高い。このように、第1庫外空気と第2庫外空気は、それぞれを構成する物質の濃度が互いに異なる。なお、本明細書における濃度は、体積割合を意味する。
   〈第2組成調節部〉
 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庫内空気(未処理庫内空気)を第1庫内空気(低酸素濃度ガス)と第2庫内空気(高酸素濃度ガス)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、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2組成調節部(60)は、第2分離モジュール(61)と、第2バイパス弁(70)と、第2圧力センサ(65)と第2調節弁(弁機構(圧力調節器))(66)とを備えている。また、第2組成調節部(60)は、第2導入管(72)と、第2一次側管(73)と、第2二次側管(74)と、第2バイパス管(71)とを備えている。また、ポンプユニット(35)の第2ポンプ(37)は、この第2組成調節部(60)を構成する。
 詳しくは後述するが、第2分離モジュール(61)は、第2導入口(62)と、第2一次側導出口(63)と、第2二次側導出口(64)とを備える。第2導入口(62)は、第2導入管(72)を介して第2ポンプ(37)の吐出口に接続する。第2一次側導出口(63)は、第2一次側管(73)を介して供給管(120)に接続する。第2二次側導出口(64)には、第2二次側管(74)の一端が接続する。第2二次側管(74)は、ユニットケース(32)の外部へ延びている。第2二次側管(74)の他端は、庫外機器室(28)における庫外ファン(16)の吸込側に開口する。また、第2ポンプ(37)の吸入口には、庫内側吸入管(75)が接続する。
 第2バイパス弁(70)は、三つのポートを有する切換弁であって、第2バイパス弁機構を構成する。第2バイパス弁(70)は、第1のポートが第2のポートと連通して第3のポートから遮断される第1状態(図3に実線で示す状態)と、第1のポートが第3のポートと連通して第2のポートから遮断される第2状態(図3に破線で示す状態)とに切り換わるように構成される。
 第2バイパス弁(70)は、第2導入管(72)の途中に配置される。第2バイパス弁(70)は、第1のポートが第2ポンプ(37)の吐出口に接続し、第2のポートが第2分離モジュール(61)の第2導入口(62)に接続する。第2バイパス弁(70)の第3のポートには、第2バイパス管(71)の入口端が接続する。第2バイパス管(71)の出口端は、第2一次側管(73)に接続する。第2バイパス管(71)は、第2バイパス通路を構成する。
 第2圧力センサ(65)と第2調節弁(66)とは、第2一次側管(73)に設けられる。第2圧力センサ(65)と第2調節弁(66)とは、第2一次側管(73)に接続する第2バイパス管(71)の他端よりも第2分離モジュール(61)寄りに配置される。また、第2圧力センサ(65)は、第2調節弁(66)よりも第2分離モジュール(61)寄りに配置される。
 第2圧力センサ(65)は、第2分離モジュール(61)の第2一次側導出口(63)から流出した第2庫外空気の圧力を計測する。第2圧力センサ(65)の計測値は、第2ポンプ(37)が第2分離モジュール(61)へ供給する未処理庫内空気の圧力と実質的に等しい。
 第2調節弁(66)は、開度可変の電動弁であって、第2弁機構を構成する。第2調節弁(66)の開度を変更すると、第2ポンプ(37)が第2分離モジュール(61)へ供給する未処理庫内空気の圧力が変化する。
 第2分離モジュール(61)は、第2分離部を構成する。詳しくは後述するが、第2分離モジュール(61)は、ガス分離膜(85)を備えている。そして、第2分離モジュール(61)は、未処理庫内空気を、ガス分離膜(85)を透過しなかった第1庫内空気(第2一次側管(73)を流れる空気)と、ガス分離膜(85)を透過した第2庫内空気(第2二次側管(74)を流れる空気)に分離する。
 第1庫内空気は、窒素濃度が未処理庫内空気よりも高く、酸素濃度および二酸化炭素濃度が未処理庫内空気よりも低い。第2庫内空気は、窒素濃度が未処理庫内空気よりも低く、酸素濃度および二酸化炭素濃度が未処理庫内空気よりも高い。このように、第1庫内空気と第2庫内空気は、それぞれを構成する物質の濃度が互いに異なる。
   〈分離モジュール〉
 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4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。
 各分離モジュール(41,61)は、一つの筒状ケース(80)と、二つの隔壁部(81a,81b)とを備えている。筒状ケース(80)は、両端が閉塞された細長い円筒状の容器である。隔壁部(81a,81b)は、筒状ケース(80)の内部空間を仕切るための部材であって、筒状ケース(80)の内部空間を横断するように設けられる。隔壁部(81a,81b)は、筒状ケース(80)の内部空間の一端寄りの位置と他端寄りの位置とに一つずつ配置される。図4において、筒状ケース(80)の内部空間は、左側の隔壁部(81a)の左側に位置する導入室(82)と、二つの隔壁部(81a,81b)の間に位置する二次側導出室(84)と、右側の隔壁部(81b)の右側に位置する一次側導出室(83)とに仕切られる。
 各分離モジュール(41,61)は、中空糸状(即ち、外径が1mm以下の非常に細い管状)に形成されたガス分離膜(85)を多数備えている。中空糸状のガス分離膜(85)は、一方の隔壁部(81a)から他方の隔壁部(81b)に亘って設けられる。各ガス分離膜(85)は、一端部が一方の隔壁部(81a)を貫通して導入室(82)に開口し、他端部が他方の隔壁部(81b)を貫通して一次側導出室(83)に開口する。筒状ケース(80)の内部空間は、二つの隔壁部(81a,81b)に挟まれた空間のうちガス分離膜(85)の外側の部分が、二次側導出室(84)を構成する。各分離モジュール(41,61)において、導入室(82)と一次側導出室(83)は、中空糸状のガス分離膜(85)を介して連通する一方、二次側導出室(84)は、ガス分離膜(85)の内側の空間、導入室(82)、及び一次側導出室(83)と非連通となる。
 筒状ケース(80)には、導入口(42,62)と、一次側導出口(43,63)と、二次側導出口(44,64)とが設けられる。導入口(42,62)は、図4における筒状ケース(80)の左端部に配置され、導入室(82)と連通する。一次側導出口(43,63)は、図4における筒状ケース(80)の右端部に配置され、一次側導出室(83)と連通する。二次側導出口(44,64)は、筒状ケース(80)の長手方向の中間部に配置され、二次側導出室(84)と連通する。
 ガス分離膜(85)は、高分子からなる非多孔膜である。このガス分離膜(85)は、物質毎に分子がガス分離膜(85)を透過する速度(透過速度)が異なることを利用して、混合ガスに含まれる成分を分離する。
 本実施形態の庫内空気調節装置(30)では、第1分離モジュール(41)と第2分離モジュール(61)のそれぞれに同じガス分離膜(85)が設けられる。各分離モジュール(41,61)のガス分離膜(85)は、窒素の透過速度が酸素の透過速度と二酸化炭素の透過速度の両方よりも低いという特性を有している。中空糸状の多数のガス分離膜(85)は、それぞれの膜厚が実質的に同じである。従って、各分離モジュール(41,61)に設けられたガス分離膜(85)は、窒素の透過率が酸素の透過率と二酸化炭素の透過率の両方よりも低いという特性を有している。
 各分離モジュール(41,61)では、導入口(42,62)を通って導入室(82)へ流入した空気が、中空糸状のガス分離膜(85)の内側の空間を一次側導出室(83)へ向かって流れる。ガス分離膜(85)の内側の空間を流れる空気は、その一部がガス分離膜(85)を透過して二次側導出室(84)へ移動し、残りが一次側導出室(83)へ流入する。
 各分離モジュール(41,61)のガス分離膜(85)は、窒素の透過率が酸素および二酸化炭素の透過率よりも低い。つまり、窒素は、酸素および二酸化炭素に比べてガス分離膜(85)を透過しにくい。このため、中空糸状のガス分離膜(85)の内側を流れる空気は、一次側導出室(83)へ近付くにつれて、その窒素濃度が上昇すると同時に、その酸素濃度および二酸化炭素濃度が低下する。また、中空糸状のガス分離膜(85)を流れる空気に含まれる酸素と二酸化炭素は、ガス分離膜(85)を透過して二次側導出室(84)へ移動する。
 その結果、ガス分離膜(85)を透過せずに一次側導出室(83)へ流入した空気は、その窒素濃度が導入室(82)の空気よりも高くなり、その酸素濃度および二酸化炭素濃度が導入室(82)の空気よりも低くなる。また、ガス分離膜(85)を透過して二次側導出室(84)へ移動した空気は、その窒素濃度が導入室(82)の空気よりも低くなり、その酸素濃度および二酸化炭素濃度が導入室(82)の空気よりも高くなる。
 第1分離モジュール(41)では、第1導入口(42)から導入室(82)へ未処理庫外空気が流入し、ガス分離膜(85)を透過せずに一次側導出室(83)へ流入した空気が第1庫外空気として第1一次側導出口(43)から流出し、ガス分離膜(85)を透過して二次側導出室(84)へ流入した空気が第2庫外空気として第1二次側導出口(44)から流出する。一方、第2分離モジュール(61)では、第2導入口(62)から導入室(82)へ未処理庫内空気が流入し、ガス分離膜(85)を透過せずに一次側導出室(83)へ流入した空気が第1庫内空気として第2一次側導出口(63)から流出し、ガス分離膜(85)を透過して二次側導出室(84)へ流入した空気が第2庫内空気として第2二次側導出口(64)から流出する。
   〈センサユニット〉
 図1及び図3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3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。
 酸素センサ(91)は、空気等の混合気体の酸素濃度を計測するジルコニア電流方式のセンサである。二酸化炭素センサ(92)は、空気等の混合気体の二酸化炭素濃度を計測する非分散型赤外線吸収(NDIR:non dispersive infrared)方式のセンサである。酸素センサ(91)及び二酸化炭素センサ(92)は、センサケース(93)に収容される。
 センサケース(93)は、やや細長い箱状の部材である。センサケース(93)は、長手方向の一方の端部に測定用配管(125)の出口端が接続され、他方の端部に出口管(95)の一端が接続される。出口管(95)の他端は、庫内空気流路(29)の一次流路(29a)に開口する。また、センサケース(93)には、庫内空気流路(29)を流れる庫内空気をセンサケース(93)の内部空間へ導入するためのエアフィルタ(94)が取り付けられる。エアフィルタ(94)は、庫内空気に含まれる塵埃などを捕捉するためのメンブレンフィルタである。
 後述するように、庫内ファン(17)の作動中は、二次流路(29b)の気圧が一次流路(29a)の気圧よりも若干高くなる。このため、測定用開閉弁(126)が閉じた状態では、二次流路(29b)の庫内空気がエアフィルタ(94)を通ってセンサケース(93)へ流入し、その後に出口管(95)を通って一次流路(29a)へ流入する。この状態で、センサユニット(90)は、酸素センサ(91)が庫内空気の酸素濃度を計測し、二酸化炭素センサ(92)が庫内空気の二酸化炭素濃度を計測する。
   〈換気用排気管〉
 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1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。
 図3に示すように、換気用排気管(100)の一端には、エアフィルタ(102)が取り付けられる。エアフィルタ(102)は、庫内空気に含まれる塵埃などを捕捉するためのメンブレンフィルタである。また、換気用排気管(100)には、換気用排気弁(101)が設けられる。換気用排気弁(101)は、電磁弁からなる開閉弁である。
   〈制御器〉
 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。
  -コンテナ用冷凍機の運転動作-
 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。
 冷却運転では、冷媒回路(11)の圧縮機(12)が作動し、冷媒回路(11)において冷媒が循環することによって蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷媒回路(11)では、圧縮機(12)から吐出された冷媒が、凝縮器(13)と膨張弁(14)と蒸発器(15)とを順に通過し、その後に圧縮機(12)へ吸入されて圧縮される。
 また、冷却運転では、庫外ファン(16)と庫内ファン(17)とが作動する。庫外ファン(16)が作動すると、輸送用コンテナ(1)の外部の庫外空気が庫外機器室(28)へ吸い込まれて凝縮器(13)を通過する。凝縮器(13)では、冷媒が庫外空気へ放熱して凝縮する。庫内ファン(17)が作動すると、輸送用コンテナ(1)の荷室(5)内の庫内空気が庫内空気流路(29)へ吸い込まれて蒸発器(15)を通過する。蒸発器(15)では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。
 庫内空気の流れについて説明する。荷室(5)に存在する庫内空気は、吸込口(26)を通って庫内空気流路(29)の一次流路(29a)へ流入し、庫内ファン(17)によって二次流路(29b)へ吹き出される。二次流路(29b)へ流入した庫内空気は、蒸発器(15)を通過する際に冷却され、その後に吹出口(27)から床下流路(4)へ吹き出され、床下流路(4)を通って荷室(5)へ流入する。
 庫内空気流路(29)において、一次流路(29a)は庫内ファン(17)の吸い込み側に位置し、二次流路(29b)は庫内ファン(17)の吹き出し側に位置する。このため、庫内ファン(17)の作動中は、二次流路(29b)の気圧が一次流路(29a)の気圧よりも若干高くなる。
  -庫内空気調節装置の運転動作-
 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。
   〈庫内空気調節装置の運転動作の概要〉
 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。
 輸送用コンテナ(1)への貨物(6)の積み込みが完了した時点において、荷室(5)内に存在する庫内空気の組成は、大気の組成(窒素濃度:78%、酸素濃度:21%、二酸化炭素濃度:0.04%)と実質的に同じである。そこで、庫内空気調節装置(30)は、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を行う。庫内空気の酸素濃度が目標範囲の上限値(6%)に達すると、庫内空気調節装置(30)は、酸素濃度低減動作を停止する。
 庫内空気の酸素濃度が6%に達して庫内空気調節装置(30)の酸素濃度停止動作が停止した後は、貨物(6)である植物が呼吸することによって、庫内空気の酸素濃度が次第に低下してゆくと同時に、庫内空気の二酸化炭素濃度が次第に上昇する。
 庫内空気の二酸化炭素濃度が目標範囲の上限値(3%)に達すると、庫内空気調節装置(30)は、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を行う。庫内空気の二酸化炭素濃度が目標範囲の下限値(1%)に達すると、庫内空気調節装置(30)は、二酸化炭素濃度低減動作を停止する。
 また、庫内空気の酸素濃度が目標範囲の下限値(4%)に達すると、庫内空気調節装置(30)は、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を行う。庫内空気の酸素濃度が目標範囲の上限値(6%)に達すると、庫内空気調節装置(30)は、酸素濃度増加動作を停止する。
 このように、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21%(大気の酸素濃度)から目標範囲にまで引き下げるために、酸素濃度低減動作を行う。また、庫内空気調節装置(30)は、荷室(5)内の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維持するために、二酸化炭素低減動作と酸素濃度増加動作とを適宜繰り返して行う。
   〈酸素濃度低減動作〉
 庫内空気調節装置(30)の酸素濃度低減動作について、図3~図5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庫内空気を荷室(5)へ供給する。
 酸素濃度低減動作において、制御器(110)は、第1バイパス弁(50)と第2バイパス弁(70)のそれぞれを第1状態(図3に実線で示す状態)に設定し、ポンプユニット(35)の駆動モータ(38)に通電して第1ポンプ(36)及び第2ポンプ(37)を作動させ、換気用排気弁(101)を開状態に設定する。
 先ず、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)に吸い込まれる。第1ポンプ(36)は、吸い込んだ庫外空気を加圧して吐出する。第1ポンプ(36)が吐出する庫外空気の圧力は、大気圧の2倍程度である。第1ポンプ(36)から吐出された庫外空気は、第1導入管(52)を流れ、第1分離モジュール(41)の第1導入口(42)へ未処理庫外空気として流入する。
 第1分離モジュール(41)において、第1導入口(42)を通って導入室(82)へ流入した未処理庫外空気は、中空糸状のガス分離膜(85)へ流入する。中空糸状のガス分離膜(85)の内側を流れる空気は、その一部がガス分離膜(85)を透過して第2庫外空気として二次側導出室(84)へ移動し、残りが第1庫外空気として一次側導出室(83)へ流入する。上述したように、ガス分離膜(85)は、窒素の透過率が酸素の透過率よりも低い特性を持つ。このため、図5に示すように、第1庫外空気の酸素濃度は、未処理庫外空気の酸素濃度よりも低く、第2庫外空気の酸素濃度は、未処理庫外空気の酸素濃度よりも高い。
 第1分離モジュール(41)の第1一次側導出口(43)から第1一次側管(53)へ流出した第1庫外空気は、供給管(120)へ流入する。一方、第1分離モジュール(41)の第1二次側導出口(44)から第1二次側管(54)へ流出した第2庫外空気は、輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。
 次に、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)を通って第2ポンプ(37)に吸い込まれる。第2ポンプ(37)は、吸い込んだ庫内空気を加圧して吐出する。第2ポンプ(37)が吐出する庫外空気の圧力は、大気圧よりも若干高い程度である。第2ポンプ(37)から吐出された庫内空気は、第2導入管(72)を流れ、第2分離モジュール(61)の第2導入口(62)へ未処理庫内空気として流入する。
 第2分離モジュール(61)において、第2導入口(62)を通って導入室(82)へ流入した未処理庫内空気は、中空糸状のガス分離膜(85)へ流入する。中空糸状のガス分離膜(85)の内側を流れる空気は、その一部がガス分離膜(85)を透過して第2庫内空気として二次側導出室(84)へ移動し、残りが第1庫内空気として一次側導出室(83)へ流入する。上述したように、ガス分離膜(85)は、窒素の透過率が酸素の透過率よりも低い特性を持つ。このため、図5に示すように、第1庫内空気の酸素濃度は、未処理庫外空気の酸素濃度よりも低く、第2庫内空気の酸素濃度は、未処理庫外空気の酸素濃度よりも高い。
 第2分離モジュール(61)の第2一次側導出口(63)から第2一次側管(73)へ流出した第1庫内空気は、供給管(120)へ流入する。一方、第2分離モジュール(61)の第2二次側導出口(64)から第2二次側管(74)へ流出した第2庫内空気は、輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。
 上述したように、供給管(120)には、第1分離モジュール(41)から流出した第1庫外空気と、第2分離モジュール(61)から流出した第1庫内空気とが流入する。そして、供給管(120)を流れる第1庫外空気と第1庫内空気の混合空気は、コンテナ用冷凍機(10)の二次流路(29b)へ流入し、二次流路(29b)を流れる空気と共に荷室(5)へ供給される。
 通常、酸素濃度低減動作中は、輸送用コンテナ(1)の外部から内部へ供給される第1庫外空気の流量Qo1が、輸送用コンテナ(1)の内部から外部へ排出される第2庫内空気の流量Qi2よりも大きくなっており(Qo1>Qi2)、輸送用コンテナ(1)内の気圧が陽圧となる(図5を参照)。つまり、第1組成調節部(40)は、輸送用コンテナ(1)内の気圧が陽圧となるように、第1庫外空気を輸送用コンテナ(1)の内部へ供給する。輸送用コンテナ(1)内の気圧が陽圧であるため、庫内空気の一部は、換気用排気管(100)を通って輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。
 このように、酸素濃度低減動作では、大気に比べて酸素濃度の低い第1庫外空気を供給すると同時に、換気用排気管(100)を通じて荷室(5)内の庫内空気を輸送用コンテナ(1)の外部へ排出し、荷室(5)内の庫内空気の酸素濃度を低下させる。また、酸素濃度低減動作では、未処理庫内空気から分離された酸素濃度の高い第2庫内空気を輸送用コンテナ(1)の外部へ排出することによって、荷室(5)内の庫内空気の酸素濃度を低下させる。
   〈二酸化炭素濃度低減動作〉
 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3,図4,図6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庫内空気を荷室(5)へ供給する。
 二酸化炭素濃度低減動作において、制御器(110)は、第1バイパス弁(50)と第2バイパス弁(70)のそれぞれを第1状態(図3に実線で示す状態)に設定し、ポンプユニット(35)の駆動モータ(38)に通電して第1ポンプ(36)及び第2ポンプ(37)を作動させ、換気用排気弁(101)を開状態に設定し、測定用開閉弁(126)を閉状態に設定する。そして、第1組成調節部(40)と第2組成調節部(60)のそれぞれにおいて、空気は、酸素濃度低減動作と同様に流れる。ただし、二酸化炭素濃度低減動作において、第1ポンプ(36)が吐出する庫外空気の圧力と、第2ポンプ(37)が吐出する庫内空気の圧力は、いずれも大気圧よりも若干高い程度である。
 第1組成調節部(40)では、第1分離モジュール(41)へ流入した未処理庫外空気が、未処理庫外空気よりも窒素濃度が高くて酸素濃度が低い第1庫外空気と、未処理庫外空気よりも窒素濃度が低くて酸素濃度が高い第2庫外空気とに分離される。そして、第1庫外空気が輸送用コンテナ(1)の内部へ供給され、第2庫外空気が輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。なお、未処理庫外空気の二酸化炭素濃度は、大気の二酸化炭素濃度(0.04%)と実質的に同じである。このため、第1庫外空気の二酸化炭素濃度は実質的にゼロと見なせる。
 第2組成調節部(60)では、第2分離モジュール(61)へ流入した未処理庫内空気が、未処理庫内空気よりも窒素濃度が高くて酸素濃度および二酸化炭素濃度が低い第1庫内空気と、未処理庫内空気よりも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第2庫内空気とに分離される。そして、第1庫内空気が輸送用コンテナ(1)の内部へ供給され、第2庫内空気が輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。
 通常、二酸化炭素濃度低減動作中は、酸素濃度低減動作中と同様に、第1庫外空気の流量Qo1が第2庫内空気の流量Qi2よりも大きくなっており(Qo1>Qi2)、輸送用コンテナ(1)内の気圧が陽圧となる(図6を参照)。つまり、第1組成調節部(40)は、輸送用コンテナ(1)内の気圧が陽圧となるように、第1庫外空気を輸送用コンテナ(1)の内部へ供給する。輸送用コンテナ(1)内の気圧が陽圧であるため、荷室(5)内の庫内空気の一部は、換気用排気管(100)を通って輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。
 このように、二酸化炭素濃度低減動作では、二酸化炭素濃度の極めて低い第1庫外空気を供給すると同時に、換気用排気管(100)を通じて庫内空気を輸送用コンテナ(1)の外部へ排出し、荷室(5)内の庫内空気の二酸化炭素濃度を低下させる。また、二酸化炭素濃度低減動作では、未処理庫内空気から分離された二酸化炭素濃度の高い第2庫内空気を輸送用コンテナ(1)の外部へ排出することによって、荷室(5)内の庫内空気の二酸化炭素濃度を低下させる。
   〈酸素濃度増加動作〉
 庫内空気調節装置(30)の酸素濃度増加動作について、図3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。
 酸素濃度増加動作において、制御器(110)は、第1バイパス弁(50)と第2バイパス弁(70)のそれぞれを第2状態(図3に破線で示す状態)に設定し、ポンプユニット(35)の駆動モータ(38)に通電して第1ポンプ(36)及び第2ポンプ(37)を作動させ、換気用排気弁(101)を開状態に設定し、測定用開閉弁(126)を閉状態に設定する。
 第1組成調節部(40)において、第1ポンプ(36)から吐出された庫外空気は、第1バイパス管(51)へ流入し、その窒素濃度と酸素濃度を保った状態で第1一次側管(53)へ流入し、その後に供給管(120)を通って輸送用コンテナ(1)の内部へ供給される。一方、第2組成調節部(60)において、第2ポンプ(37)へ吸い込まれた庫内空気は、第2ポンプ(37)から吐出された後に第2バイパス管(71)を通って第2一次側管(73)へ流入し、その後に供給管(120)を通って輸送用コンテナ(1)の内部へ戻る。また、荷室(5)内の庫内空気の一部は、換気用排気管(100)を通って輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。
 このように、酸素濃度増加動作では、庫内空気よりも酸素濃度の高い庫外空気を輸送用コンテナ(1)の内部へ供給することによって、荷室(5)内の酸素濃度を上昇させる。
  -制御器の制御動作-
 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、従来の一般的な庫内空気調節装置では、庫内空気をガス分離膜に通して庫外へ排出したり、外気を庫内へ導入したりするために、回転速度が一定でガス流量が一定のエアポンプが用いられており、ポンプ圧が一定であるために、ガス分離膜の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節することができなかった。そこで、本実施形態では、エアポンプ(36,37)と第1,第2分離モジュール(41,61)(第1,第2組成調節部(40,60))のガス分離膜(85)との間に圧力調節器(弁機構)として第1調節弁(46)及び第2調節弁(66)を設け、ガス分離膜(85)へ供給される空気の圧力を調節する制御を上記制御器(110)で行えるようにしている。
   〈圧力調節動作〉
 まず、圧力調節動作の代表例として、酸素濃度を調節する動作について説明する。
 輸送用コンテナ(1)の庫内空間の酸素濃度は酸素センサ(91)で検出されており、庫内空間の酸素濃度が目標値からずれると、制御器(110)は圧力調節動作を行って酸素濃度を目標値に維持する。
 ここで、ガス分離膜(85)を通過する空気の圧力は、第1圧力センサ(45)及び第2圧力センサ(65)で検出されており、その検出値が制御器(110)へ入力される。制御器(110)は、第1分離モジュール(41)の第1一次側導出口(43)から流出する低酸素濃度の第1庫外空気と、第2分離モジュール(61)の第2一次側導出口(63)から流出する低酸素濃度の第1庫内空気とについて、検出された圧力に応じた酸素濃度を、計算により求めるか、あるいはメモリに格納されたデータテーブルから求める。
 そして、求められた酸素濃度では必要な分離性能が得られないと判断される場合には、制御器(110)は、第1調節弁(46)及び第2調節弁(66)の開度を、必要な分離性能が得られるように制御する。例えば、第1庫外空気の酸素濃度が目標値より高い場合は、第1調節弁(46)を絞り、第1庫外空気の酸素濃度を低下させる。また、第1庫内空気の酸素濃度が目標値より高い場合は、第2調節弁(66)を絞り、第1庫内空気の酸素濃度を低下させる。
 上記の制御は、第1庫外空気及び第1庫内空気の二酸化炭素濃度についても同様にして行うことができる。
 このように、本実施形態では、第1調節弁(46)及び第2調節弁(66)の開度を調整し、ガス分離膜(85)へ供給される空気の圧力を調節する制御を行うことにより、輸送用コンテナ(1)の庫内空間へ供給される空気中の酸素や二酸化炭素の濃度が調節される。
  -圧力調節動作の詳細-
 この実施形態は、上述したように、上記輸送用コンテナ(1)の庫内の二酸化炭素濃度と酸素濃度を測定する濃度測定器であるセンサユニット(90)を備えている。また、上記制御器は、上記センサユニット(90)の測定値を、予め定められた二酸化炭素濃度の目標値及び酸素濃度の目標値に近づけるように、エアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力を、圧力調節器である第1調節弁(46)と第2調節弁(66)で制御して、上記ガス分離膜(85)の分離圧力を調整する。
 圧力調節の具体的な制御を図9に基づいて説明する。
 まず、図9の右上領域に示すように、上記輸送用コンテナ(1)の庫内の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、酸素濃度も目標値よりも高い場合、制御器(110)は、第1組成調節部(40)で庫外空気よりも酸素濃度が低い低酸素濃度ガスを生成して輸送用コンテナ(1)の庫内へ供給し、第2組成調節部(60)でガス分離膜(85)の分離圧力を低下させて庫外へのガスの排出量を低下させる。こうすることで、庫内の二酸化炭素濃度と酸素濃度をいずれも低下させる。
 次に、図9の右下領域に示すように、上記輸送用コンテナ(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、酸素濃度が目標値よりも高い場合、制御器(110)は、第1組成調節部(40)で庫外空気よりも酸素濃度が低い低酸素濃度ガスを生成して輸送用コンテナ(1)の庫内へ供給し、且つ、第2組成調節部(60)が組成調節後の空気を輸送用コンテナ(1)の庫内へ供給可能に構成されていることを利用して、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて輸送用コンテナ(1)の庫内へ戻す組成調節後の高二酸化炭素ガスの量を増加させる。こうすることで、庫内の二酸化炭素濃度を上昇させ、酸素濃度を低下させる。
 また、図9の左下領域に示すように、上記輸送用コンテナ(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、酸素濃度も目標値よりも低い場合、制御器(110)は、第1組成調節部(40)で生成した庫外空気よりも酸素濃度が高い高酸素濃度ガスまたは庫外空気を輸送用コンテナ(1)の庫内へ供給し、且つ第2組成調節部(60)が組成調節後の空気を輸送用コンテナ(1)の庫内へ供給可能に構成されていることを利用して、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて輸送用コンテナ(1)の庫内へ戻す組成調節後の高二酸化炭素ガスの量を増加させる。こうすることで、庫内の二酸化炭素濃度を上昇させ、酸素濃度も上昇させる。
 そして、図9の左上領域に示すように、上記輸送用コンテナ(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、酸素濃度が目標値よりも低い場合、制御器(110)は、庫外空気を庫内空間(1)へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて生成した、庫内空気よりも二酸化炭素濃度が高い二酸化炭素ガスを庫外空間(1)へ排出する第1の動作と、第1組成調節部(40)で生成した庫外空気よりも酸素濃度が高い高酸素濃度ガスを庫内空間(1)へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を低下させて庫外へ排出する組成調節後の空気量を減少させる第2の動作の何れかを行う。こうすることで、庫内の二酸化炭素濃度を低下させ、酸素濃度を上昇させる。
 以上のように、この実施形態では、ガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空間の二酸化炭素濃度と酸素濃度が、それぞれの目標値に近づく制御が制御器(110)によって行われる。
  -実施形態1の効果-
 本実施形態によれば、上記ガス分離膜(85)へエアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力が第1調節弁(46)及び第2調節弁(66)で調整される。そのため、回転速度が一定のポンプを用い、ポンプ圧が一定であっても、ガス分離膜(85)を通るガスの圧力を変化させることができる。したがって、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節できる。
 本実施形態によれば、庫外から庫内への空気の経路となる第1組成調節部(40)の分離膜(85)の下流側に圧力調節器(46)を設けるだけでなく、庫内から庫外への空気の経路となる第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側にも圧力調節器(66)を設けたことにより、2つの経路でガス分離膜(85)の分離圧力を調節し、その分離性能を調節する構成を実現できる。
 本実施形態によれば、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、酸素濃度も目標値よりも高い場合に、圧力調節器(39,46,66)で第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空気の二酸化炭素濃度を低下させるとともに酸素濃度も低下させ、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度の両方を目標値に近づけることができる。また、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、酸素濃度が目標値よりも高い場合は、圧力調節器(39,46,66)で第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空気の二酸化炭素濃度を上昇させるとともに酸素濃度を低下させ、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度の両方を目標値に近づけることができる。
 また、本実施形態によれば、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、酸素濃度も目標値よりも低い場合に、圧力調節器(39,46,66)で第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空気の二酸化炭素濃度を上昇させるとともに酸素濃度も上昇させ、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度の両方を目標値に近づけることができる。また、収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも低い場合に、圧力調節器(39,46,66)で第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を調節することにより、庫内空気の二酸化炭素濃度を低下させるとともに酸素濃度を上昇させ、庫内空気の二酸化炭素濃度と酸素濃度の両方を目標値に近づけることができる。
 このように、本実施形態によれば、庫内空間の二酸化炭素濃度と酸素濃度をそれぞれの目標値に近づける制御を、ガス分離膜(85)の分離圧力を調節することによって行うことができる。
 《実施形態2》
 実施形態2について説明する。本実施形態の庫内空気調節装置(30)は、実施形態1の庫内空気調節装置(30)において、第1組成調節部(40)及び第2組成調節部(60)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の庫内空気調節装置(30)について、実施形態1の庫内空気調節装置(30)と異なる点を説明する。
   〈第1組成調節部〉
 図7に示すように、本実施形態の第1組成調節部(40)には、第1一次側切換弁(56)と、第1一次側排出管(57)と、第1二次側切換弁(58)と、第1二次側供給管(59)とが追加される。
 第1一次側切換弁(56)と第1二次側切換弁(58)のそれぞれは、三つのポートを有する切換弁である。第1一次側切換弁(56)と第1二次側切換弁(58)のそれぞれは、第1のポートが第2のポートと連通して第3のポートから遮断される第1状態(図7に実線で示す状態)と、第1のポートが第3のポートと連通して第2のポートから遮断される第2状態(図7に破線で示す状態)とに切り換わるように構成される。
 第1一次側切換弁(56)は、第1一次側管(53)の途中に配置される。第1一次側管(53)において、第1一次側切換弁(56)は、第1バイパス管(51)の出口端よりも供給管(120)寄りに配置される。第1一次側切換弁(56)は、第1のポートが第1調節弁(46)に接続し、第2のポートが供給管(120)に接続する。第1一次側切換弁(56)の第3のポートには、第1一次側排出管(57)の一端が接続する。第1一次側排出管(57)の他端は、第1二次側管(54)に接続する。
 第1二次側切換弁(58)は、第1二次側管(54)の途中に配置される。第1二次側管(54)において、第1二次側切換弁(58)は、第1一次側排出管(57)の他端よりも第1分離モジュール(41)寄りに配置される。第1二次側切換弁(58)は、第1のポートが第1分離モジュール(41)の第1二次側導出口(44)に接続し、第2のポートが第1二次側管(54)を介して輸送用コンテナ(1)の庫外機器室(28)と連通する。第1二次側切換弁(58)の第3のポートには、第1二次側供給管(59)の一端が接続する。第1二次側供給管(59)の他端は、供給管(120)に接続する。
   〈第2組成調節部〉
 本実施形態の第2組成調節部(60)には、第2一次側切換弁(76)と、第2一次側排出管(77)と、第2二次側切換弁(78)と、第2二次側供給管(79)とが追加される。
 第2一次側切換弁(76)と第2二次側切換弁(78)のそれぞれは、三つのポートを有する切換弁である。第2一次側切換弁(76)と第2二次側切換弁(78)のそれぞれは、第1のポートが第2のポートと連通して第3のポートから遮断される第1状態(図7に実線で示す状態)と、第1のポートが第3のポートと連通して第2のポートから遮断される第2状態(図7に破線で示す状態)とに切り換わるように構成される。
 第2一次側切換弁(76)は、第2一次側管(73)の途中に配置される。第2一次側管(73)において、第2一次側切換弁(76)は、第2バイパス管(71)の出口端よりも供給管(120)寄りに配置される。第2一次側切換弁(76)は、第1のポートが第2調節弁(66)に接続し、第2のポートが供給管(120)に接続する。第2一次側切換弁(76)の第3のポートには、第2一次側排出管(77)の一端が接続する。第2一次側排出管(77)の他端は、第2二次側管(74)に接続する。
 第2二次側切換弁(78)は、第2二次側管(74)の途中に配置される。第2二次側管(74)において、第2二次側切換弁(78)は、第2一次側排出管(77)の他端よりも第2分離モジュール(61)寄りに配置される。第2二次側切換弁(78)は、第1のポートが第2分離モジュール(61)の第2二次側導出口(64)に接続し、第2のポートが第2二次側管(74)を介して輸送用コンテナ(1)の庫外機器室(28)と連通する。第2二次側切換弁(78)の第3のポートには、第2二次側供給管(79)の一端が接続する。第2二次側供給管(79)の他端は、供給管(120)に接続する。
 この実施形態2の構成は、以上説明した点を除いては実施形態1と同様である。
  -運転動作-
 第1組成調節部(40)において、第1一次側切換弁(56)と第1二次側切換弁(58)の両方が第1状態(図7に実線で示す状態)に設定された場合、第1庫外空気は、第1一次側管(53)を通って輸送用コンテナ(1)の内部へ供給され、第2庫外空気は、第2二次側管(74)を通って輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。一方、第1一次側切換弁(56)と第1二次側切換弁(58)の両方が第2状態(図7に破線で示す状態)に設定された場合、第1庫外空気は、第1一次側排出管(57)を通って輸送用コンテナ(1)の外部へ排出され、第2庫外空気は、第1二次側供給管(59)を通って輸送用コンテナ(1)の内部へ供給される。
 第2組成調節部(60)において、第2一次側切換弁(76)と第2二次側切換弁(78)の両方が第1状態(図7に実線で示す状態)に設定された場合、第1庫内空気は、第2一次側管(73)を通って輸送用コンテナ(1)の内部へ供給され、第2庫内空気は、第2二次側管(74)を通って輸送用コンテナ(1)の外部へ排出される。一方、第2一次側切換弁(76)と第2二次側切換弁(78)の両方が第2状態(図7に破線で示す状態)に設定された場合、第1庫内空気は、第2一次側排出管(77)を通って輸送用コンテナ(1)の外部へ排出され、第2庫内空気は、第2二次側供給管(79)を通って輸送用コンテナ(1)の内部へ供給される。
 この実施形態2においても、実施形態1と同様の作用効果が得られる。
  -実施形態2の変形例-
 〈変形例1〉
 図3に示した実施形態1や図7に示した実施形態2では、開度調整可能な第1調節弁(46)及び第2調節弁(66)として開度可変の電動弁を用い、これらを圧力調節器(弁機構)としているが、図8に示すように、第1調節弁(46)及び第2調節弁(66)は、それぞれ、口径が異なる複数の電磁弁(開閉弁)(46a,46b,46c,66a,66b,66c)を並列に接続したものを用いてもよい。このようにしても、圧力センサ(45,65)の検出値に応じて、開放する電磁弁と閉鎖する電磁弁を決定する制御を行うことにより、ガス分離膜(85)を通過する空気の圧力を調節できる。したがって、この変形例の構成を採用しても、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節する構成を容易に実現できる。
 上記実施形態1と同様に、第1調節弁(46)は第1組成調節部(40)の分離膜(85)の下流側に設けられ、第2調節弁(66)は第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側に設けられている。
 〈変形例2〉
 図10に示すように、圧力調節器(48,68)には、エアポンプ(36,37)への空気の流入側に設けられた、開度調整可能な第3調節弁(48a(48))及び第4調節弁(68a(68))を用いてもよい。
 このようにしても、圧力センサ(45,65)の検出値に応じて、第3調節弁(48a)及び第4調節弁(68a)の開度を調節する制御を行うことにより、エアポンプ(36,37)の吐出圧力を変化させ、ひいてはガス分離膜(85)を通過する空気の圧力を調節できる。したがって、この変形例2の構成を採用しても、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節する構成を容易に実現できる。
 なお、この変形例では、第1調節弁(46)及び第2調節弁(66)は電磁弁(開閉弁)でよい。
 〈変形例3〉
 図11に示すように、圧力調節器(48,68)には、エアポンプ(36,37)からの空気の流出側に設けられた、開度調整可能な第3調節弁(48b(48))及び第4調節弁(68b(68))を用いてもよい。
 このようにしても、圧力センサ(45,65)の検出値に応じて、第3調節弁(48b)及び第4調節弁(68b)の開度を調節する制御を行うことにより、エアポンプ(36,37)の吐出圧力を変化させ、ひいてはガス分離膜(85)を通過する空気の圧力を調節できる。したがって、この変形例3の構成を採用しても、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節する構成を容易に実現できる。
 〈変形例4〉
 図12に示すように、圧力調節器(48,68)には、エアポンプ(36,37)からの空気の流出側に設けられた、開度調整可能な第3調節弁(48c(48))及び第4調節弁(68c(68))を用い、圧力調節器(48,68)を通過する空気を上記エアポンプ(36,37)への空気の流入側に戻す戻し通路(49a,69a(49,69))を設けてもよい。言い換えると、エアポンプ(36,37)をバイパスするバイパス通路として戻し通路(49a,69a(49,69))を設け、この戻し通路(49a,69a(49,69))に開度調整可能な第3調節弁(48c(48))及び第4調節弁(68c(68))を設けてもよい。
 このようにしても、圧力センサ(45,65)の検出値に応じて、第3調節弁(48c)及び第4調節弁(68c)の開度を調節する制御を行うことにより、エアポンプ(36,37)の吐出圧力を変化させ、ひいてはガス分離膜(85)を通過する空気の圧力を調節できる。したがって、この変形例4の構成を採用しても、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節する構成を容易に実現できる。
 〈変形例5〉
 図13に示すように、圧力調節器(48,68)には、エアポンプ(36,37)からの空気の流出側に設けられた、開度調整可能な第3調節弁(48d(48))及び第4調節弁(68d(68))を用い、圧力調節器(48,68)を通過する空気を排気する排気通路(49b,69b(49,69))を設けてもよい。
 このようにしても、圧力センサ(45,65)の検出値に応じて、第3調節弁(48d)及び第4調節弁(68d)の開度を調節する制御を行うことにより、エアポンプ(36,37)の吐出側の空気の圧力を変化させ、ひいてはガス分離膜(85)を通過する空気の圧力を調節できる。したがって、この変形例5の構成を採用しても、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節する構成を容易に実現できる。
 《実施形態3》
 実施形態3の庫内空気調節装置(30)について説明する。実施形態3の庫内空気調節装置(30)は、実施形態2の庫内空気調節装置(30)において、第1組成調節部(40)及び制御器(110)を変更したものであり、第2組成調節部(60)の構成は実施形態2と同様である。庫内空気調節装置(30)には、後述する第1組成調節部(40)の第1方向制御弁(232)及び第2方向制御弁(233)に加えて、第3方向制御弁(291)及び第2方向制御弁(292)が設けられている。ここでは、実施形態3の庫内空気調節装置(30)について、実施形態1,2の庫内空気調節装置(30)と異なる点を説明する。
  -第1組成調節部の構成-
 本実施形態の第1組成調節部(40)は、実施形態1の第1組成調節部(40)と同様に、輸送用コンテナ(1)の外部から吸い込んだ庫外空気(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、いわゆるPSA(Pressure Swing Adsorption)法によって、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ており、この点で実施形態1の第1組成調節部(40)と相違する。
 図12に示すように、本実施形態の第1組成調節部(40)は、ポンプユニット(35)の第1ポンプ(36)に代えて、エアポンプ(231)を備える。つまり、本実施形態の庫内空気調節装置(30)において、ポンプユニット(35)は、第2ポンプ(37)及び駆動モータ(38)を備えるが、第1ポンプ(36)を備えていない。また、本実施形態の第1組成調節部(40)は、第1方向制御弁(232)及び第2方向制御弁(233)と、第1吸着筒(234)及び第2吸着筒(235)とを備える。後述するように、各吸着筒(234,235)には、空気中の窒素を吸着する吸着剤が設けられる。
   〈エアポンプ〉
 エアポンプ(231)は、ユニットケース(32)の内部空間に配置される。エアポンプ(231)は、それぞれが空気を吸引して加圧して吐出する第1ポンプ機構(231a)及び第2ポンプ機構(231b)を備える。第1ポンプ機構(231a)及び第2ポンプ機構(231b)は、潤滑油を使用しないオイルレスのポンプである。加圧部である第1ポンプ機構(231a)と、減圧部である第2ポンプ機構(231b)とは、それらの両方が駆動モータ(231c)の駆動軸に接続される。第1ポンプ機構(231a)及び第2ポンプ機構(231b)のぞれぞれは、駆動モータ(231c)で回転駆動されることによって、吸込口から空気を吸引して加圧し、加圧した空気を吐出口から吐出する。
   〈外気管、吐出管、フィルタユニット〉
 第1ポンプ機構(231a)の吸込口には、外気通路を形成する外気管(241)の一端が接続される。外気管(241)は、ユニットケース(32)を貫通するように設けられる。ユニットケース(32)の外部に位置する外気管(241)の他端は、フィルタユニット(220)に接続される。
 フィルタユニット(220)は、エアフィルタ(47)を備える。エアフィルタ(47)は、庫外空気に含まれる塵埃や塩分などを捕捉するためのフィルタである。本実施形態では、通気性と防水性を有するメンブレンフィルタが、エアフィルタ(47)として用いられる。フィルタユニット(220)は、箱状に形成された部材であり、エアフィルタ(47)を通過した空気(庫外空気)を外気管(241)へ導入する。図示しないが、フィルタユニット(220)は、庫外機器室(28)における凝縮器(13)の下流側に配置される。
 第1ポンプ機構(231a)の吐出口には、吐出通路を形成する吐出管(242)の一端が接続される。吐出管(242)は、他端側で二つの分岐管に分岐しており、一方の分岐管が第1方向制御弁(232)に、他方の分岐管が第2方向制御弁(233)に、それぞれ接続される。
   〈吸引管、供給管〉
 第2ポンプ機構(231b)の吸込口には、吸引通路を形成する吸引管(243)の一端が接続される。吸引管(243)は、他端側で二つの分岐管に分岐しており、一方の分岐管が第1方向制御弁(232)に、他方の分岐管が第2方向制御弁(233)に、それぞれ接続される。
 第2ポンプ機構(231b)の吐出口には、供給通路を形成する供給用接続管(244)の一端が接続される。供給用接続管(244)の他端は、供給管(120)に接続される。
 供給用接続管(244)には、その一端から他端へ向かって順に、逆止弁(264)と供給側開閉弁(273)とが設けられる。逆止弁(264)は、供給用接続管(244)の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。供給側開閉弁(273)は、電磁弁からなる開閉弁である。
   〈第1,第2方向制御弁〉
 第1方向制御弁(232)及び第2方向制御弁(233)のそれぞれは、三つのポートを有する切換弁である。各方向制御弁(232,233)は、第1のポートが第2のポートと連通して第3のポートから遮断される第1状態と、第1のポートが第3のポートと連通して第2のポートから遮断される第2状態とに切り換わるように構成される。
 第1方向制御弁(232)は、第1のポートが第1吸着筒(234)の一端に接続される。また、第1方向制御弁(232)は、第2のポートに吐出管(242)の分岐管が接続され、第3のポートに吸引管(243)の分岐管が接続される。第1方向制御弁(232)は、第1吸着筒(234)を、第1ポンプ機構(231a)に連通する状態と、第2ポンプ機構(231b)に連通する状態とに切り換える。
 第2方向制御弁(233)は、第1のポートが第2吸着筒(235)の一端に接続される。また、第2方向制御弁(233)は、第2のポートに吐出管(242)の分岐管が接続され、第3のポートに吸引管(243)の分岐管が接続される。第2方向制御弁(233)は、第2吸着筒(235)を、第1ポンプ機構(231a)に連通する状態と、第2ポンプ機構(231b)に連通する状態とに切り換える。
   〈吸着筒〉
 第1吸着筒(234)及び第2吸着筒(235)のそれぞれは、両端が閉塞された円筒状の容器と、その容器に充填された吸着剤とを備える部材である。
 これら吸着筒(234,235)に充填された吸着剤は、圧力が大気圧よりも高い加圧状態において窒素成分を吸着し、圧力が大気圧よりも低い減圧状態において窒素成分を脱着させる性質を有する。本実施形態では、吸着剤として、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が用いられる。
 本実施形態の第1組成調節部(40)では、第1吸着筒(234)及び第2吸着筒(235)が第1分離部(41)を構成する。第1分離部(41)を構成する二つの吸着筒(234,235)は、未処理庫外空気を、未処理庫外空気よりも窒素濃度が高くて酸素濃度が低い第1庫外空気と、未処理庫外空気よりも窒素濃度が低くて酸素濃度が高い第2庫外空気に分離する。
   〈酸素排出管〉
 酸素排出通路を形成する酸素排出管(245)は、一端側で二つの分岐管に分岐しており、一方の分岐管が第1吸着筒(234)の他端に、他方の分岐管が第2吸着筒(235)にそれぞれ接続される。酸素排出管(245)の各分岐管には、逆止弁(261)が一つずつ設けられる。各逆止弁(261)は、対応する吸着筒(234,235)から流出する向きの空気の流れを許容し、逆向きの空気の流れを遮断する。
 酸素排出管(245)の集合部分には、逆止弁(262)とオリフィス(263)とが設けられる。逆止弁(262)は、オリフィス(263)よりも酸素排出管(245)の他端寄りに配置される。この逆止弁(262)は、酸素排出管(245)の他端へ向かう空気の流れを許容し、逆向きの空気の流れを遮断する。
   〈パージ管〉
 酸素排出管(245)の各分岐管には、パージ通路を形成するパージ管(250)が接続される。パージ管(250)は、一端が第1吸着筒(234)に接続する分岐管に接続され、他端が第2吸着筒(235)に接続する分岐管に接続される。パージ管(250)の一端は、第1吸着筒(234)と逆止弁(261)の間に接続される。パージ管(250)の他端は、第2吸着筒(235)と逆止弁(261)の間に接続される。
 パージ管(250)には、パージ弁(251)が設けられる。パージ弁(251)は、電磁弁からなる開閉弁である。パージ弁(251)は、第1吸着筒(234)と第2吸着筒(235)を均圧する際に開かれる。また、パージ管(250)におけるパージ弁(251)の両側には、オリフィス(252)が一つずつ設けられる。
   〈排気用接続管〉
 供給用接続管(244)には、排気用接続通路を形成する排気用接続管(271)が接続される。排気用接続管(271)は、一端が供給用接続管(244)に接続され、他端が酸素排出管(245)に接続される。排気用接続管(271)の一端は、供給用接続管(244)における第2ポンプ機構(231b)と逆止弁(264)の間に接続される。排気用接続管(271)の他端は、酸素排出管(245)の逆止弁(262)よりも庫外側に接続される。
 排気用接続管(271)には、排気用開閉弁(272)が設けられる。排気用開閉弁(272)は、電磁弁からなる開閉弁である。排気用開閉弁(272)は、供給用接続管(244)を流れる空気を庫外へ排出する際に開かれる。
   〈測定用接続管〉
 供給用接続管(244)には、測定用通路を形成する測定用接続管(281)が接続される。この測定用接続管(281)は、第1組成調節部(40)をセンサユニット(90)に接続するための配管である。
 測定用接続管(281)は、一端が供給用接続管(244)に接続され、他端が測定用配管(125)に接続される。測定用接続管(281)の一端は、供給用接続管(244)における逆止弁(264)と供給側開閉弁(273)の間に接続される。測定用接続管(281)の他端は、測定用配管(125)における測定用開閉弁(126)とセンサユニット(90)の間に接続される。
 測定用接続管(281)には、測定用開閉弁(282)が設けられる。測定用開閉弁(282)は、電磁弁からなる開閉弁である。測定用開閉弁(282)は、供給用接続管(244)を流れる空気をセンサユニット(90)へ送る際に開かれる。
   〈バイパス管〉
 吐出管(242)には、バイパス通路を形成するバイパス接続管(255)が接続される。バイパス接続管(255)は、一端が吐出管(242)に接続され、他端が測定用接続管(281)に接続される。バイパス接続管(255)の一端は、吐出管(242)の分岐箇所よりも第1ポンプ機構(231a)寄りに接続される。バイパス接続管(255)の他端は、測定用接続管(281)の一端と測定用開閉弁(282)の間に接続される。このバイパス接続管(255)は、第1吸着筒(234)及び第2吸着筒(235)をバイパスさせて庫外空気を輸送用コンテナ(1)の庫内空間へ供給するための第1バイパス通路を形成する。
 バイパス接続管(255)には、バイパス開閉弁(256)が設けられる。バイパス開閉弁(256)は、電磁弁からなる開閉弁である。バイパス開閉弁(256)は、バイパス接続管(255)へ流入する庫外空気の流量を変更するための第1バイパス弁機構を構成する。このバイパス開閉弁(256)は、第1ポンプ機構(231a)が吐出した庫外空気を、その組成を変更せずに荷室(5)へ供給する際に開かれる。
   〈第3,第4方向制御弁〉
 第3方向制御弁(291)及び第4方向制御弁(292)のそれぞれは、三つのポートを有する切換弁である。各方向制御弁(291,292)は、第1のポートが第2のポートと連通して第3のポートから遮断される第1状態と、第1のポートが第3のポートと連通して第2のポートから遮断される第2状態とに切り換わるように構成される。
 合流した酸素排出管(245)の他端と排気用接続管(271)の他端には、第1排気管(301)の一端が接続される。第1排気管(301)の途中には、第3方向制御弁(291)が接続される。具体的には、第3方向制御弁(291)の第1のポートと第2のポートに第1排気管(301)が接続される。第1排気管(301)は、ユニットケース(32)を貫通するように設けられる。第1排気管(301)の他端は、輸送用コンテナ(1)の庫外空間に開口する。
 第4方向制御弁(292)は、供給用接続管(244)の供給側開閉弁(273)と供給管(120)との間に設けられる。具体的には、第4方向制御弁(292)の第1のポートと第2のポートに供給用接続管(244)が接続される。供給用接続管(244)には、第4方向制御弁(292)の第2のポートと供給管(120)との間に供給用分岐接続管(302)の一端が接続される。供給用分岐接続管(302)の他端は、第3方向制御弁(291)の第3のポートに接続される。第4方向制御弁(292)の第3のポートには、第2排気管(303)の一端が接続される。第2排気管(303)の他端は、第1排気管(301)に、本体ユニット(31)のユニットケース(32)の内部で接続される。
  -第1組成調節部の運転動作-
 本実施形態の第1組成調節部(40)の運転動作を説明する。
 本実施形態の第1組成調節部(40)は、後述する第1動作と第2動作を所定の時間(例えば、14.5秒)ずつ交互に繰り返し行うことによって、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。また、本実施形態の第1組成調節部(40)は、実施形態1,2の第1組成調節部(40)と同様に、庫内空気調節装置(30)の酸素濃度低減動作と二酸化炭素濃度低減動作のそれぞれにおいて、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動作を行う。
   〈第1動作〉
 図13に示すように、第1動作では、第1方向制御弁(232)が第1状態に設定され、第2方向制御弁(233)が第2状態に設定される。その結果、第1ポンプ機構(231a)の吐出口が第1吸着筒(234)に接続し、第2吸着筒(235)が第2ポンプ機構(231b)の吸込口に接続する。また、第1動作では、供給側開閉弁(273)が開かれ、残りの開閉弁(251,256,272,282)が閉じられる。そして、第1動作では、第1吸着筒(234)を対象とする吸着動作と、第2吸着筒(235)を対象とする脱離動作とが行われる。
 第1ポンプ機構(231a)は、外気管(241)から未処理庫外空気を吸い込んで加圧し、加圧した未処理庫外空気を第1吸着筒(234)へ供給する。第1吸着筒(234)では、供給された未処理庫外空気に含まれる窒素が吸着剤に吸着される。その結果、第1吸着筒(234)では、未処理庫外空気よりも窒素濃度が低くて酸素濃度が高い第2庫外空気が生成する。第2庫外空気は、第1吸着筒(234)から流出して酸素排出管(245)を流れ、第3方向制御弁(291)を通って排出用空気として庫外空間へ排出される。
 一方、第2ポンプ機構(231b)は、第2吸着筒(235)から空気を吸引する。第2吸着筒(235)では、その内部の圧力が低下して吸着剤から窒素が脱離する。その結果、第2吸着筒(235)では、未処理庫外空気よりも窒素濃度が高くて酸素濃度が低い第1庫外空気が生成する。第1庫外空気は、第1吸着筒(234)から吸引管(243)へ流入して第2ポンプ機構(231b)へ吸い込まれる。第2ポンプ機構(231b)は、吸い込んだ第1庫外空気を加圧して供給用接続管(244)へ吐出する。第1庫外空気は、供給用空気として供給用接続管(244)を流れ、供給管(120)を流れる空気と合流後に庫内空間へ供給される。
   〈第2動作〉
 図14に示すように、第2動作では、第1方向制御弁(232)が第2状態に設定され、第2方向制御弁(233)が第1状態に設定される。その結果、第1ポンプ機構(231a)の吐出口が第2吸着筒(235)に接続し、第1吸着筒(234)が第2ポンプ機構(231b)の吸込口に接続する。また、第2動作では、供給側開閉弁(273)が開かれ、残りの開閉弁(251,256,272,282)が閉じられる。そして、第2動作では、第1吸着筒(234)を対象とする脱離動作と、第2吸着筒(235)を対象とする吸着動作とが行われる。
 第1ポンプ機構(231a)は、外気管(241)から未処理庫外空気を吸い込んで加圧し、加圧した未処理庫外空気を第2吸着筒(235)へ供給する。第2吸着筒(235)では、供給された未処理庫外空気に含まれる窒素が吸着剤に吸着される。その結果、第2吸着筒(235)では、未処理庫外空気よりも窒素濃度が低くて酸素濃度が高い第2庫外空気が生成する。第2庫外空気は、第2吸着筒(235)から流出して酸素排出管(245)を流れ、第3方向制御弁(291)を通って排出用空気として庫外空間へ排出される。
 一方、第2ポンプ機構(231b)は、第1吸着筒(234)から空気を吸引する。第1吸着筒(234)では、その内部の圧力が低下して吸着剤から窒素が脱離する。その結果、第1吸着筒(234)では、未処理庫外空気よりも窒素濃度が高くて酸素濃度が低い第1庫外空気が生成する。第1庫外空気は、第1吸着筒(234)から吸引管(243)へ流入して第2ポンプ機構(231b)へ吸い込まれる。第2ポンプ機構(231b)は、吸い込んだ第1庫外空気を加圧して供給用接続管(244)へ吐出する。第1庫外空気は、供給用空気として供給用接続管(244)を流れ、供給管(120)を流れる空気と合流後に庫内空間へ供給される。
 この実施形態3によれば、収納庫(1)の庫内空気から窒素と酸素とをガス分離膜(85)で分離して低酸素濃度ガスと高酸素濃度ガスを生成する第1組成調節部(40)に加えて吸着剤が設けられた吸着部(234,235)を備えた構成において、ガス分離膜(85)を通るガスの圧力を変化させてガス分離性能を調整する構成を実現できる。
 《その他の実施形態》
 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。なお、以下の変形例は、庫内空気調節装置(30)の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。
  -第1変形例-
 海上コンテナでは、使用される電源電圧が陸上設備で用いられている電源電圧とは異なるので、インバータを用いて電流の周波数を変更することは、海上コンテナ用冷凍装置の圧縮機においても普通は行われない。しかしながら、海上コンテナの電源電圧に対応したインバータ(39)(図3に仮想線で表示)を用いれば、電流の周波数を変化させてエアポンプ(36,37)の吐出量を変化させることは可能である。したがって、圧力調節器としてインバータ(39)を用いた場合でも、ガス分離膜(85)の分離性能を必要なガス成分に合わせて調節する構成を実現することは可能である。
  -第2変形例-
 実施形態1の庫内空気調節装置(30)において、第1分離モジュール(41)のガス分離膜(85)と第2分離モジュール(61)のガス分離膜(85)とは、それぞれの特性が互いに異なっていてもよい。
  -第3変形例-
 実施形態1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。
  -第4変形例-
 実施形態1,2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。
  -第5変形例-
 実施形態2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、吸い込んだ空気を互いに組成が異なる二種類の空気に分離するように構成されていてもよい。実施形態23、第2組成調節部(60)にPSA法の構成を用いた例であるが、第1組成調節部(40)と第2組成調節部(60)のそれぞれにPSA法を用いる構成では、組成調節部(40,60)は、吸い込んだ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空気を生成する工程とを交互に繰り返し行う。
  -第6変形例-
 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。
 以上説明したように、本開示は、収納庫の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置について有用である。
  1  輸送用コンテナ(収納庫)
 30  庫内空気調節装置
 36  第1ポンプ(エアポンプ)
 37  第2ポンプ(エアポンプ)
 39  インバータ(圧力調節器)
 40  第1組成調節部(ガス組成調節部)
 46  第1調節弁(弁機構(圧力調節器))
 53  第1一次側管(ガス通路)
 55  庫外側吸入管(ガス通路)
 60  第2組成調節部(ガス組成調節部)
 66  第2調節弁(弁機構(圧力調節器))
 73  第2一次側管(ガス通路)
 75  庫内側吸入管(ガス通路)
 85  ガス分離膜
  120 供給管(ガス通路)

Claims (13)

  1.  収納庫(1)の内部の庫内空気の組成を調節する庫内空気調節装置であって、
     上記収納庫(1)の外部の庫外空気から該庫外空気とは組成が異なる供給用空気をガス分離膜(85)で分離する第1分離部(41)を有し、上記供給用空気を上記収納庫(1)の内部へ供給する第1組成調節部(40)と、
     上記収納庫(1)の内部の庫内空気から該庫内空気とは組成が異なる排出用空気をガス分離膜(85)で分離する第2分離部(61)を有し、上記排出用空気を上記収納庫(1)の外部へ排出する第2組成調節部(60)と、
     上記第1分離部(41)及び第2分離部(61)へ空気を供給するエアポンプ(36,37)と、を備え、
     上記第1分離部(41)及び第2分離部(61)の少なくとも一方へ上記エアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力を調節する圧力調節器(39,46,66,48,68)を備えている
    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、
     上記圧力調節器(39,46,66,48,68)は、上記ガス分離膜(85)の下流側に設けられた弁機構(46,66)により構成されている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  3.  請求項2において、
     上記圧力調節器(66)は、上記第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側に設けられている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  4.  請求項2において、
     上記圧力調節器(46,66)は、第1組成調節部(40)の分離膜(85)の下流側と、上記第2組成調節部(60)の分離膜(85)の下流側とに設けられている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  5.  請求項1において、
     上記圧力調節器(48,68)は、上記エアポンプ(36,37)への空気の流入側に設けられている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  6.  請求項1において、
     上記圧力調節器(48,68)は、上記エアポンプ(36,37)からの空気の流出側に設けられている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  7.  請求項1において、
     上記圧力調節器(39,46,66)は、上記エアポンプ(36,37)に供給される電流の周波数を変更して流量を変化させるインバータ(39)により構成されていることを特徴とする庫内空気調節装置。
  8.  請求項1から7の何れか1つにおいて、
     第1組成調節部(40)に代えて、上記収納庫(1)の庫内空気から窒素と酸素及び二酸化炭素とを分離し、庫内空気よりも窒素濃度が高くて酸素濃度及び二酸化炭素濃度が低い低酸素濃度ガスと、庫内空気よりも窒素濃度が低くて酸素濃度及び二酸化炭素濃度が高い高酸素濃度ガスとを生成可能な吸着剤が設けられた吸着部(234,235)を備えている
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  9.  請求項1から8の何れか1つにおいて、
     上記収納庫(1)の庫内の二酸化炭素濃度と酸素濃度を測定する濃度測定器(90)と、
     上記濃度測定器(90)の測定値を予め定められた二酸化炭素濃度の目標値及び酸素濃度の目標値に近づけるように、エアポンプ(36,37)から供給される空気の圧力を上記圧力調節器(39,46,66,48,68)で制御して、上記ガス分離膜(85)の分離圧力を調整する制御器(110)と、
    を備えていることを特徴とする庫内空気調節装置。
  10.  請求項9において、
     上記制御器(110)は、上記収納庫(1)の庫内の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、上記収納庫(1)の庫内の酸素濃度が目標値よりも高い場合に、第1組成調節部(40)で庫外空気よりも酸素濃度が低い低酸素濃度ガスを生成して収納庫(1)の庫内へ供給し、第2組成調節部(60)でガス分離膜(85)の分離圧力を低下させて庫外へのガスの排出量を低下させる
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  11.  請求項9において、
     上記第2組成調節部(60)は、組成調節後の空気を収納庫(1)の庫内へ供給可能に構成され、
     上記制御器(110)は、上記収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも高い場合に、第1組成調節部(40)で庫外空気よりも酸素濃度が低い低酸素濃度ガスを生成して収納庫(1)の庫内へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて収納庫(1)の庫内へ戻す組成調節後の空気量を増加させる
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  12.  請求項9において、
     上記第2組成調節部(60)は、組成調節後の空気を収納庫(1)の庫内へ供給可能に構成され、
     上記制御器(110)は、上記収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも低く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも低い場合に、第1組成調節部(40)で生成した庫外空気よりも酸素濃度が高い高酸素濃度ガスまたは庫外空気を収納庫(1)の庫内へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて収納庫(1)の庫内へ戻す組成調節後の空気量を増加させる
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
  13.  請求項9において、
     上記制御器(110)は、上記収納庫(1)の二酸化炭素濃度が目標値よりも高く、上記収納庫(1)の酸素濃度が目標値よりも低い場合に、庫外空気を庫内空間(1)へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を上昇させて生成した、庫内空気よりも二酸化炭素濃度が高い二酸化炭素ガスを庫外空間(1)へ排出する動作か、または、第1組成調節部(40)で生成した庫外空気よりも酸素濃度が高い高酸素濃度ガスを庫内空間(1)へ供給し、第2組成調節部(60)のガス分離膜(85)の分離圧力を低下させて庫外へ排出する組成調節後の空気量を減少させる動作を行う
    ことを特徴とする庫内空気調節装置。
     
     
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