ХОЛОДИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КОНТЕЙНЕРА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к холодильному устройству (аппарату) контейнера.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Холодильные устройства контейнера использовались для охлаждения внутренней части контейнера для использования, например, при морских перевозках (см., например, патентный документ 1).

[0003] Контейнеры загружают растениями, такими как бананы и авокадо. Растения дышат посредством поглощения кислорода из воздуха и выделяют углекислый газ даже после их сбора. Если концентрация кислорода в контейнере уменьшилась до заданной целевой концентрации в результате дыхания растений, интенсивность дыхания растения уменьшается. Однако, поскольку требуется больше времени для достижения такой целевой концентрации, растения будут изменять цвет, гнить или портиться в других формах и при этом иметь уменьшенную степень свежести.

[0004] Патентный документ 1 раскрывает конфигурацию, в которой концентрация кислорода в контейнере быстро уменьшается путем подачи газообразного азота в контейнер. Как можно видеть, если концентрация кислорода воздуха в контейнере установлена ниже концентрации кислорода наружного воздуха, интенсивность дыхания растений может быть уменьшена в такой степени, что степень свежести можно легче поддерживать.

СПИСОК ПРОТИВОПОСТАВЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

[0005] Патентный документ 1: японский патент №.2635535

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0006] Если бы растения были помещены в окружающей среде с очень низкой концентрацией кислорода, растения имели бы нарушения дыхания и, как правило, портились бы. Таким образом, необходимо регулирование концентрации кислорода во внутренней части контейнера.

[0007] Однако в соответствии со способом патентного документа 1 концентрация кислорода во внутренней части контейнера устанавливается относительно низкой посредством подачи во внутреннюю часть контейнера газообразного азота. В результате это увеличивает амплитуду изменения концентрации кислорода во внутренней части контейнера в соответствии со скоростью подачи газообразного азота в такой степени, чтобы вызвать чрезмерное уменьшение концентрации кислорода и другие недостатки, таким образом, затрудняя поддержание концентрации кислорода во внутренней части контейнера при целевой концентрации, что является проблемой.

[0008] В виду вышеизложенных предпосылок, следовательно, целью настоящего изобретения является создание способа соответствующего регулирования концентрации кислорода во внутренней части контейнера для уменьшения снижения степени свежести растений.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0009] Нижеследующие аспекты настоящего раскрытия относятся к холодильному устройству контейнера, которое включает в себя холодильный контур (20), осуществляющий холодильный цикл, и которое закреплено на контейнере (11), в котором хранятся растения (15), для охлаждения воздуха во внутренней части контейнера (11). Это холодильное устройство контейнера имеет следующие признаки как средство для решения проблемы, описанной выше.

[0010] Первый аспект настоящего раскрытия относится к холодильному устройству контейнера, включающему в себя детектор для определения (51) концентрации кислорода, который определяет концентрацию кислорода во внутренней части контейнера (11), и устройство (30) подачи газовой смеси, которое подает во внутреннюю часть контейнера (11) газовую смесь, имеющую более высокую концентрацию азота и более низкую концентрацию кислорода, чем наружный воздух, где концентрация кислорода газообразной смеси выше заданной целевой концентрации. Устройство (30) подачи газовой смеси выполнено с возможностью уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до уровня концентрации кислорода газовой смеси посредством подачи газовой смеси во внутреннюю часть контейнера (11), если концентрация кислорода, определенная детектором (51) для определения концентрации кислорода, выше концентрации кислорода газовой смеси, и прекращения подачи газовой смеси после уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до уровня концентрации кислорода газовой смеси, и до тех пор, пока концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) не будет уменьшена до целевой концентрации за счет дыхания растений (15), поглощающих кислород из воздуха и выделяющих углекислый газ в воздух.

[0011] В первом аспекте концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) определяется детектором (51) для определения концентрации кислорода. Если концентрация кислорода, определенная детектором (51) для определения концентрации кислорода, выше концентрации кислорода газовой смеси, газовая смесь подается во внутреннюю часть контейнера (11) из устройства (30) подачи газовой смеси. Газовой смесью является газ, используемый для уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11). Концентрация азота газовой смеси выше концентрации азота наружного воздуха, и концентрация кислорода газовой смеси ниже концентрации кислорода наружного воздуха и выше заданной целевой концентрации. Подача газовой смеси прекращается после уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до уровня концентрации кислорода газовой смеси и до тех пор, пока концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) не будет уменьшена до заданной концентрации вследствие дыхания растений (15).

[0012] Такая конфигурация может, соответствующим образом, регулировать концентрацию кислорода во внутренней части контейнера (11) для уменьшения снижения степени свежести растений (15). Конкретно, предположим, что подается только газообразный азот во внутреннюю часть контейнера (11) для уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до заданной целевой концентрации. В этом случае амплитуда изменения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) в соответствии со скоростью подачи газообразного азота будет увеличиваться в такой степени, чтобы вызвать чрезмерное уменьшение концентрации кислорода и другие недостатки, таким образом, затрудняя поддержание концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) на уровне целевой концентрации, что является проблемой.

[0013] Напротив, в первом аспекте газовая смесь с более низкой концентрацией кислорода, чем концентрация кислорода наружного воздуха, подается в контейнер (11). Это обеспечивает уменьшение амплитуды изменения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) в такой степени, чтобы легко поддерживать концентрацию кислорода во внутренней части контейнера (11) на уровне целевой концентрации.

[0014] Если целевой концентрацией во внутренней части контейнера (11) является, например, концентрация кислорода 5%, обеспечение генерации газовой смеси устройством (30) подачи газовой смеси, включающей в себя 99% азота и 1% кислорода, потребовало бы громоздкого оборудования и увеличило бы размер и стоимость устройства, что является другой проблемой.

[0015] Если газовая смесь с более высокой концентрацией кислорода, чем целевая концентрация, например газовая смесь, включающая в себя 90% азота и 10% кислорода, генерируется для подачи в контейнер (11), оборудование не должно быть таким громоздким, что и в случае генерации газовой смеси, включающей в себя 99% азота и 1% кислорода. Это может уменьшить размер и стоимость устройства. После заполнения внутренней части контейнера (11) газовой смесью, включающей в себя 10% кислорода, концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) может быть уменьшена до целевой концентрации 5%, используя дыхание растений (15).

[0016] Вторым аспектом настоящего раскрытия является вариант осуществления первого аспекта настоящего раскрытия. Во втором аспекте устройство (30) подачи газовой смеси выполнено с возможностью увеличения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до целевой концентрации путем подачи во внутреннюю часть контейнера (11) газовой смеси, если концентрация кислорода, определенная детектором (51) для определения концентрации кислорода, ниже целевой концентрации.

[0017] Во втором аспекте, если концентрация кислорода, определенная детектором (51) для определения концентрации кислорода, ниже целевой концентрации, газовая смесь подается во внутреннюю часть контейнера (11). Таким образом, порча растений (15) может быть уменьшена путем увеличения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до целевой концентрации.

[0018] Конкретно, если бы растения были бы помещены в окружающую среду, имеющую очень низкую концентрацию кислорода, растения имели бы нарушения дыхания и, как правило, портились бы. Следовательно, когда концентрация кислорода в контейнере (11) опускается ниже целевой концентрации, во внутреннюю часть контейнера (11) может подаваться газовая смесь с более высокой концентрацией кислорода, чем целевая концентрация. Это увеличивает концентрацию кислорода во внутренней части контейнера (11) до точки поддержания ее на уровне целевой концентрации, таким образом, предотвращая нарушения дыхания растений (15).

[0019] Третьим аспектом настоящего раскрытия является вариант осуществления первого или второго аспекта настоящего раскрытия. В третьем аспекте холодильное устройство контейнера дополнительно включает в себя впускной участок (47), через который наружный воздух подается во внутреннюю часть контейнера (11), и впускной участок (47) выполнен с возможностью увеличения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до целевой концентрации путем подачи во внутреннюю часть контейнера (11) наружного воздуха, если концентрация кислорода, определенная детектором (51) для определения концентрации кислорода, ниже целевой концентрации.

[0020] В третьем аспекте, если концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) ниже целевой концентрации, наружный воздух всасывается в контейнер (11) через впускной участок (47). Это увеличивает концентрацию кислорода во внутренней части контейнера (11) до точки поддержания ее на уровне целевой концентрации, таким образом, предотвращая нарушения дыхания растений (15).

[0021] Четвертым аспектом настоящего раскрытия является вариант осуществления одного из первого-третьего аспектов настоящего раскрытия. В четвертом аспекте холодильное устройство контейнера дополнительно включает в себя устройство (65) подачи кислорода, которое подает газообразный кислород во внутреннюю часть контейнера (11), и устройство (65) подачи кислорода выполнено с возможностью увеличения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до целевой концентрации путем подачи газообразного кислорода во внутреннюю часть контейнера (11), если концентрация кислорода, определенная детектором (51) для определения концентрации кислорода, ниже целевой концентрации.

[0022] В четвертом аспекте, если концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) ниже целевой концентрации, во внутреннюю часть контейнера (11) подается газообразный кислород из устройства (65) подачи кислорода. Это увеличивает концентрацию кислорода во внутренней части контейнера (11) до точки поддержания ее на уровне целевой концентрации, таким образом, предотвращая нарушения дыхания растений (15).

[0023] Пятым аспектом настоящего раскрытия является вариант осуществления одного из первого-четвертого аспектов настоящего раскрытия. В пятом аспекте холодильное устройство контейнера дополнительно включает в себя детектор (52) для определения концентрации углекислого газа, который определяет концентрацию углекислого газа во внутренней части контейнера (11), и выпускной участок (46), выполненный с возможностью выпуска воздуха, находящегося во внутренней части контейнера (11), из контейнера (11), если концентрация углекислого газа, определенная детектором (52) для определения концентрации углекислого газа, выше заданной целевой концентрации.

[0024] В пятом аспекте, концентрация углекислого газа во внутренней части контейнера (11) определяется детектором для определения концентрации углекислого газа. Если концентрация углекислого газа, определенная детектором (52) для определения концентрации углекислого газа, выше заданной целевой концентрации, выпускной участок (46) выпускает воздух, находящийся во внутренней части контейнера (11), из контейнера (11). Это обеспечивает поддержание степени свежести растений (15) посредством уменьшения концентрации углекислого газа в контейнере (11) до точки поддержания ее на уровне целевой концентрации.

[0025] Конкретно, растения (15) дышат, выделяя углекислый газ во время перевозки с помощью контейнера (11). Однако, если концентрация выделяемого углекислого газа становится слишком высокой, растения (15), например, будут терять свой вкус или изменять свой цвет. Следовательно, степень их свежести будет уменьшаться в такой степени, что будет вызывать значительное уменьшение их рыночной стоимости. Следовательно, если внутренняя часть контейнера (11) вентилируется для выпуска углекислого газа, может поддерживаться степень свежести растений (15).

[0026] Шестым аспектом настоящего раскрытия является вариант осуществления одного из первого-пятого аспектов настоящего раскрытия. В шестом аспекте холодильное устройство контейнера дополнительно включает в себя детектор (52) для определения концентрации углекислого газа (65), который определяет концентрацию углекислого газа во внутренней части контейнера (11), и устройство (30) подачи газовой смеси выполнено с возможностью подачи во внутреннюю часть контейнера (11) газовой смеси с более высокой концентрацией кислорода, чем концентрация кислорода воздуха во внутренней части контейнера (11), если концентрация углекислого газа, определенная детектором (52) для определения концентрации углекислого газа, выше заданной целевой концентрации.

[0027] В шестом аспекте, концентрация углекислого газа во внутренней части контейнера (11) определяется детектором для определения концентрации углекислого газа. Если концентрация углекислого газа, определенная детектором (52) для определения концентрации углекислого газа, выше заданной целевой концентрации, устройство (30) подачи газовой смеси подает во внутреннюю часть контейнера (11) газовую смесь с более высокой концентрацией кислорода, чем концентрация кислорода воздуха во внутренней части контейнера (11). Это выпускает углекислый газ, находящийся в контейнере (11), из контейнера (11), таким образом, обеспечивая поддержание устройством степени свежести растений (15) посредством уменьшения концентрации углекислого газа до точки поддержания ее на уровне целевой концентрации.

[0028] Седьмым аспектом настоящего раскрытия является вариант осуществления одного из первого-шестого аспектов настоящего раскрытия. В седьмом аспекте холодильное устройство контейнера дополнительно включает в себя устройство (55) подачи инертного газа, которое подает во внутреннюю часть контейнера (11) инертный газ, используемый для уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) без принудительного увеличения концентрации углекислого газа во внутренней части контейнера (11), и устройство (55) подачи инертного газа выполнено с возможностью уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до уровня концентрации кислорода газовой смеси посредством подачи во внутреннюю часть контейнера (11) инертного газа перед подачей устройством (30) подачи газовой смеси во внутреннюю часть контейнера (11) газовой смеси.

[0029] В седьмом аспекте, концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) уменьшается до уровня концентрации кислорода газовой смеси посредством подачи инертного газа в контейнер (11) и после этого уменьшается до целевой концентрации посредством подачи газовой смеси. Это может сократить время, которое необходимо, чтобы концентрация кислорода достигла целевой концентрации по сравнению со случаем, когда концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) уменьшается до целевой концентрации только за счет газовой смеси.

[0030] Восьмым аспектом настоящего раскрытия является вариант осуществления седьмого аспекта настоящего раскрытия. В восьмом аспекте инертным газом является газообразный азот.

[0031] В восьмом аспекте газообразный азот может использоваться в качестве инертного газа.

ПРЕИМУЩЕСТВА НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0032] В соответствии с различными аспектами настоящего раскрытия во внутреннюю часть контейнера (11) подается газовая смесь с более низкой концентрацией кислорода, чем концентрация кислорода наружного воздуха. Это обеспечивает уменьшение амплитуды изменения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) в такой степени, чтобы легко поддерживать концентрацию кислорода во внутренней части контейнера (11) на уровне целевой концентрации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0033] Фиг. 1 – перспективный вид холодильного устройства контейнера в соответствии с первым вариантом осуществления, если смотреть с наружной стороны контейнера;

фиг. 2 – вид в разрезе сбоку, иллюстрирующий конфигурацию холодильного устройства контейнера;

фиг. 3 – схема трубопроводной системы, иллюстрирующая конфигурацию холодильного контура;

фиг. 4 – схема трубопроводной системы, иллюстрирующая конфигурацию устройства подачи газовой смеси;

фиг. 5 – вид спереди корпуса, если смотреть с внутренней стороны контейнера;

фиг. 6 – вид в разрезе по плоскости, обозначенной стрелками A-A на фиг. 5;

фиг. 7 – схема последовательности операций, показывающая способ регулирования концентрации кислорода во внутренней части контейнера;

фиг. 8 – схема последовательности операций, показывающая способ регулирования концентрации углекислого газа во внутренней части контейнера;

фиг. 9 – вид в разрезе сбоку, иллюстрирующий конфигурацию холодильного устройства контейнера в соответствии с изменением;

фиг. 10 – вид в разрезе сбоку, иллюстрирующий конфигурацию холодильного устройства контейнера в соответствии со вторым вариантом осуществления; и

фиг. 11 – схема последовательности операций, показывающая способ регулирования концентрации кислорода во внутренней части контейнера с использованием газообразного азота.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0034] Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на чертежи. Нижеследующие варианты осуществления являются только предпочтительными примерами и не предназначены для ограничения объема, применений и использования настоящего изобретения.

[0035] <<ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ>>

Как показано на фиг. 1 и 2, холодильное устройство (10) контейнера осуществляет охлаждение и замораживание продуктов, хранящихся во внутренней части контейнера (11), для использования при морских перевозках. Холодильное устройство (10) контейнера включает в себя холодильный контур (20), который осуществляет холодильный цикл для охлаждения воздуха во внутренней части контейнера (11) (см. фиг. 3). Во внутренней части контейнера (11) хранятся упакованные в коробки растения (15). Растения (15) дышат путем поглощения кислорода (O₂) из воздуха и выделения углекислого газа (CO₂) в воздух, и, например, такие растения (15) включают в себя фрукты, подобные бананам и авокадо, овощи, крупы, луковичные растения и живые цветы.

[0036] Контейнер (11) выполнен в форме ящика с одним открытым боковым концом, и корпус (12) холодильного устройства (10) контейнера закреплен для закрытия одного открытого конца контейнера (11). Корпус (12) включает в себя наружную стенку (12a), расположенную на наружной стороне внутренней части контейнера (11), и внутреннюю стенку (12b), расположенную во внутренней части контейнера (11). Наружная и внутренняя стенки (12a) и (12b) могут быть выполнены, например, из алюминиевого сплава.

[0037] Наружная стенка (12a) закреплена на периферии отверстия контейнера (11) для закрытия открытого конца контейнера (11). Наружная стенка (12a) выполнена таким образом, что нижняя часть наружной стенки (12a) выступает во внутреннюю часть контейнера (11).

[0038] Внутренняя стенка (12b) расположена с возможностью обращения к наружной стенке (12a). Внутренняя стенка (12b) выступает аналогично нижней части наружной стенки (12a) во внутреннюю часть контейнера (11). Теплоизоляционный материал (12c) заполняет область между внутренней и наружной стенками (12a, 12b).

[0039] Нижняя часть корпуса (12) образована с возможностью выступа во внутреннюю часть контейнера (11). Таким образом, наружная область (S1) для хранения образована на наружной стороне внутренней части контейнера (11) и в нижней части корпуса (12), и внутренняя область (S2) для хранения образована во внутренней части контейнера (11) и в верхней части корпуса (12).

[0040] Корпус (12) содержит две дверцы (16) доступа, которые расположены рядом в направлении ширины корпуса (12), причем дверцы (16) доступа открываются и закрываются во время технического обслуживания и ремонта. Отсек (17) для электрических элементов расположен в наружной области (S1) для хранения для расположения рядом с наружным вентилятором (25), который будет описан ниже.

[0041] Разделительная перегородка (18) расположена во внутренней части контейнера (11). Эта разделительная перегородка (18) выполнена в форме, по существу, прямоугольной пластины и стоит вертикально для обращения к стенке корпуса (12) во внутренней части контейнера (11). Эта разделительная перегородка (18) отделяет внутреннюю область (S2) для хранения от внутренней части контейнера (11).

[0042] Всасывающее отверстие (18a) образовано между верхним концом разделительной перегородки (18) и поверхностью верхней стенки контейнера (11). Воздух из внутренней части контейнера (11) всасывается во внутреннюю область (S2) для хранения через всасывающее отверстие (18a).

[0043] Датчик (51) концентрации кислорода, измеряющий концентрацию кислорода в контейнере (11), и датчик (52) концентрации углекислого газа, измеряющий концентрацию углекислого газа в контейнере (11), расположены рядом с всасывающим отверстием (18a) в контейнере (11). Датчик (51) концентрации кислорода является исполнением детектора для определения концентрации кислорода, и датчик (52) концентрации углекислого газа является вариантом детектора для определения концентрации углекислого газа.

[0044] Во внутренней части контейнера (11) половая доска (19) расположена с зазором, оставленным между половой доской (19) и нижней поверхностью контейнера (11). На половой доске (19) установлены упакованные в коробки растения (15). Канал (19a) потока воздуха образован между половой доской (19) и нижней поверхностью контейнера (11). Зазор также оставлен между нижним концом разделительной перегородки (18) и нижней поверхностью контейнера (11) и сообщается с каналом (19a) потока воздуха.

[0045] Продувочное отверстие (18b), выдувающее воздух, который был обработан холодильным устройством (10) контейнера (т.е. воздух, который охладил внутренний воздух), во внутреннюю часть контейнера (11), образовано в конце половой доски (19) рядом с передней стороной контейнера (11) (на правой стороне на фиг. 2).

[0046] Контейнер (11) содержит впускной участок (47), через который наружный воздух подается в контейнер (11), и выпускной участок (46), через который воздух из внутренней части контейнера (11) выпускается из контейнера (11). Выпускной участок (46) имеет выпускную трубу (46a), соединяющую вместе внутреннюю часть и наружную часть контейнера (11), и выпускной клапан (46b), соединенный с выпускной трубой (46a). Впускной участок (47) имеет впускную трубу (47a), соединяющую вместе внутреннюю часть и наружную часть контейнера (11), и впускной клапан (47b), соединенный с впускной трубой (47a).

[0047] Как показано на фиг. 3, холодильное устройство (10) контейнера включает в себя холодильный контур (20), в котором холодильный агент циркулирует для осуществления парокомпрессионного холодильного цикла. Холодильный контур (20) является замкнутым контуром, в котором компрессор (21), конденсатор (22), расширительный клапан (23) и испаритель (24) соединены вместе в этой последовательности с помощью трубопровода (28) холодильного агента.

[0048] Как показано на фиг. 1 и 2, компрессор (21) и конденсатор (22) размещены в наружной области (S1) для хранения. Наружный вентилятор (25) расположен над конденсатором (22). Наружный вентилятор (25) приводится в действие электродвигателем (25a) наружного вентилятора, направляет воздух с наружной стороны контейнера (11) в наружную область (S1) для хранения и направляет его в конденсатор (22). В конденсаторе (22) происходит теплообмен между холодильным агентом, проходящим через конденсатор (22), и наружным воздухом.

[0049] Испаритель (24) размещен во внутренней области (S2) для хранения. Два внутренних вентилятора (26) расположены над испарителем (24) во внутренней области (S2) для хранения и установлены рядом в направлении ширины корпуса (12).

[0050] Внутренние вентиляторы (26) приводятся во вращение электродвигателями (26a) внутренних вентиляторов и направляют воздух из внутренней части контейнера (11) через всасывающее отверстие (18a) для подачи воздуха в испаритель (24). В испарителе (24) происходит теплообмен между холодильным агентом, проходящим через испаритель (24), и внутренним воздухом. Внутренний воздух, который рассеял тепло в холодильный агент, подлежащий охлаждению, при прохождении через испаритель (24), проходит через канал (19a) потока воздуха и вдувается в контейнер (11) через продувочное отверстие (18b).

[0051] Холодильное устройство (10) контейнера включает в себя устройство (30) подачи газовой смеси, подающее во внутреннюю часть контейнера (11) газовую смесь с низкой концентрацией кислорода. В этом варианте осуществления газовая смесь генерируется за счет процесса вакуумной короткоцикловой адсорбции (VPSA).

[0052] Как показано на фиг. 4, устройство (30) подачи газовой смеси, выполняющее функцию устройства, подающего газовую смесь, включает в себя воздушный компрессор (31), первый и второй клапаны (32) и (33) регулировки направления, первую и вторую адсорбционные колонны (34) и (35), причем каждая содержит абсорбент для адсорбирования азота из воздуха, продувочный клапан (36), первый и второй обратные клапаны (37) и (38) и бак (39) для кислорода.

[0053] Воздушный компрессор (31) расположен в наружной области (S1) для хранения и всасывает наружный воздух через впускной канал (41), соединенный с наружной частью контейнера (11), для сжатия воздуха. Этот воздушный компрессор (31) выполняет функцию участка (31a) повышенного давления, создающего повышенное давление в одной из первой и второй адсорбционных колонн (34) и (35), посредством подачи сжатого воздуха в эту адсорбционную колонну через выпускной канал (42) для осуществления процесса адсорбирования азота из воздуха на адсорбент. Воздушный фильтр (41a) закреплен в средней точке впускного канала (41).

[0054] Этот воздушный компрессор (31) также выполняет функцию участка (31b) пониженного давления, сбрасывающего давление в другую из первой и второй адсорбционных колонн (34) и (35), посредством всасывания воздуха из этой адсорбционной колонны через всасывающий канал (43) для осуществления процесса десорбции азота, который адсорбирован на адсорбент. Рекомендуется, чтобы во время процесса десорбции сброс давления осуществлялся посредством уменьшения давления до отрицательного давления.

[0055] Участок (31a) повышенного давления и участок (31b) пониженного давления воздушного компрессора (31) выполнены в виде безмасляных насосов без смазочного масла. Здесь, допустим, что масло используется в насосе участка (31a) повышенного давления. В такой ситуации, когда одна из первой и второй адсорбционных колонн (34) и (35) находится под давлением посредством подачи сжатого воздуха, масло, содержащееся в сжатом воздухе, адсорбируется на адсорбент, приводя к уменьшению эффективности адсорбции адсорбента.

[0056] С другой стороны, если масло используется в насосе участка (31b) пониженного давления, масло подается во внутреннюю часть контейнера (11) вместе с газовой смесью, включающей в себя азот, десорбированный из другой из первой и второй адсорбционных колонн (34) и (35). В результате газовая смесь с запахом масла подается во внутреннюю часть контейнера (11), загруженного растениями (15).

[0057] Таким образом, данный вариант осуществления может устранять такой недостаток посредством выполнения участка (31a) повышенного давления и участка (31b) пониженного давления воздушного компрессора (31) в виде безмасляных насосов.

[0058] Нагнетательный вентилятор (48) расположен над воздушным компрессором (48) для охлаждения воздушного компрессора (31) посредством подачи воздуха на воздушный компрессор (31).

[0059] Первый и второй клапаны (32) и (33) регулировки направления используются для поочередного включения для осуществления процессов адсорбции и десорбции между первой и второй адсорбционными колоннами (34) и (35). В положении, изображенном на фиг. 4, процесс адсорбции осуществляется в первой адсорбционной колонне (34), и процесс десорбции осуществляется во второй адсорбционной колонне (35).

[0060] Если положения первого и второго клапанов (32) и (33) регулировки направления противоположны положениям первого и второго клапанов (32) и (33) регулировки направления на фиг. 4, процесс адсорбции осуществляется во второй адсорбционной колонне (35), и процесс десорбции осуществляется в первой адсорбционной колонне (34), хотя не показано. Вышеописанный процесс осуществляется многократно при изменении объектов процессов адсорбции и десорбции между первой и второй адсорбционными колоннами (34) и (35), таким образом, непрерывно генерируя газовую смесь надежным способом. Этот процесс переключения управляется контроллером (50).

[0061] Первая и вторая адсорбционные колонны (34) и (35) генерируют газ, обогащенный кислородом, посредством адсорбции азота из сжатого воздуха, поданного из воздушного компрессора (31). Первая и вторая адсорбционные колонны (34) и (35) заполнены адсорбентом, адсорбирующим азот во время повышения давления, и десорбирующим адсорбированный азот во время сброса давления.

[0062] Адсорбент может состоять из пористого цеолита, имеющего поры с диаметром, который, например, меньше диаметра (3,0 ангстрема) молекул азота и больше диаметра (2,8 ангстрема) молекул кислорода. За счет использования цеолита, имеющего такой диаметр, азот может адсорбироваться из воздуха.

[0063] В порах цеолита имеются катионы, и, таким образом, электрическое поле генерировалось для создания полярности. Следовательно, цеолит имеет свойство адсорбции молекул с полярностью, таких как молекулы воды. В результате влага из воздуха также адсорбируется на адсорбент. Влага, адсорбированная на адсорбент, десорбируется вместе с азотом из адсорбента во время процесса десорбции. В результате газовая смесь, включающая в себя влагу, подается во внутреннюю часть контейнера (11). Это может увеличить влажность во внутренней части контейнера (11). Кроме того, адсорбент регенерируется и, следовательно, может иметь увеличенный срок службы.

[0064] Если первая и вторая адсорбционные колонны (34) и (35) не находятся под давлением за счет воздушного компрессора (31), азот, адсорбированный на адсорбент, десорбируется. Это генерирует газ, обогащенный азотом, т.е. газовую смесь, в которой была уменьшена концентрация кислорода посредством включения больше азота, чем включает в себя наружный воздух. Эта газовая смесь может иметь состав, включающий в себя, например, 90% азота и 10% кислорода.

[0065] Известно, что в первой и второй адсорбционных колоннах (34) и (35) при увеличении давления, приложенного воздушным компрессором (31), количество азота, адсорбированного на адсорбент, увеличивается в такой степени, чтобы генерировать газообразный азот с более высокой чистотой.

[0066] Устройство, раскрытое в патентном документе 1, должен генерировать газообразный азот с высокой чистотой, имеющий концентрацию азота более 99%. Таким образом, давление нагнетания воздушного компрессора установлено, например, около 827,6 кПа.

[0067] Напротив, в соответствии с данным вариантом осуществления может генерироваться газовая смесь, включающая в себя 90% азота и 10% кислорода. Таким образом, давление нагнетания воздушного компрессора (31) не должно быть таким высоким, как в устройстве, раскрытом в патентном документе 1, и может быть установлено, например, около 150 кПа. Таким образом, размер участка (31a) повышенного давления может быть уменьшен.

[0068] По сравнению с известным устройством устройство данного варианта осуществления нуждается в качестве дополнительного элемента в участке (31b) пониженного давления, десорбирующем азот из адсорбента. Однако для десорбции азота из адсорбента воздух не должен сильно всасываться, и достаточно, чтобы воздух всасывался с давлением, например, около -50 кПа. Таким образом, размер участка (31b) пониженного давления может быть также уменьшен. Другими словами, общий вес устройства данного варианта осуществления, включающего в себя воздушный компрессор (31) с небольшим участком (31a) и небольшим участком (31b) пониженного давления, может быть меньше веса известного устройства, включающего в себя большой воздушный компрессор.

[0069] Газовая смесь подается во внутреннюю часть контейнера (11) через канал (44) подачи газовой смеси подающего устройства. Канал (44) подачи газовой смеси содержит обратный клапан (44a).

[0070] Соответствующие выпускные отверстия первой и второй адсорбционных колонн (34) и (35) сообщаются с баком (39) для кислорода через первый и второй обратные клапаны (37) и (38), предотвращающие обратный поток.

[0071] Бак (39) для кислорода временно удерживает газ, обогащенный кислородом, генерируемый в первой и второй адсорбционных колоннах (34) и (35). Выпускное отверстие бака (39) для кислорода соединено с каналом (45) выпуска кислорода, сообщающимся с наружной частью контейнера (11). Канал (45) выпуска кислорода содержит дроссель (61) и обратный клапан (45a). Газ, обогащенный кислородом, удерживаемый в баке (39) для кислорода, не находится под давлением в дросселе (61) и затем выпускается из контейнера (11) через канал (45) выпуска кислорода.

[0072] Первая и вторая адсорбционные колонны (34) и (35) и бак (39) для кислорода расположены рядом с испарителем (24) во внутренней области (S2) для хранения. Конкретно, как показано на фиг.5 и 6, первая и вторая адсорбционные колонны (34) и (35) и бак (39) для кислорода выполнены с возможностью вертикальной установки в зазоре между боковой стенкой контейнера (11) и испарителем (24) и расположены рядом в направлении глубины контейнера (11).

[0073] Соответствующие выпускные отверстия первой и второй адсорбционных колонн (34) и (35) сообщаются друг с другом через продувочный клапан (36). Дроссель (62) закреплен на трубе между выпускным отверстием первой абсорбционной колонны (34) и продувочным клапаном (36), и другой дроссель (62) закреплен на трубе между выпускным отверстием второй адсорбционной колонны (35) и продувочным клапаном (36).

[0074] Продувочный клапан (36) используется для подачи заданного количества газа, обогащенного кислородом, во вторую адсорбционную колонну (35) на стороне низкого давления из первой адсорбционной колонны (34) на стороне высокого давления для выпуска азота из адсорбента второй адсорбционной колонны (35) на стороне низкого давления. Процесс открытия/закрытия продувочного клапана (36) управляется контроллером (50).

[0075] Контроллер (50) управляет работой устройства (30) подачи газовой смеси на основании результатов измерения, полученных датчиком (51) концентрации кислорода и датчиком (52) концентрации углекислого газа. Ниже будет описана работа устройства (30) подачи газовой смеси со ссылкой на схемы последовательности операций на фиг. 7 и 8.

[0076] Фиг. 7 – схема последовательности операций, показывающая способ регулирования концентрации кислорода во внутренней части контейнера. Как показано на фиг. 7, сначала, на этапе S101 определяется то, что выше или нет концентрация кислорода, измеренная датчиком (51) концентрации кислорода, концентрации кислорода газовой смеси (включающей в себя 10% кислорода). Если ответом на этапе S101 является «Да», процесс переходит к этапу S102. Если ответом на этапе S101 является «Нет», процесс переходит к этапу S105.

[0077] На этапе S102 устройство (30) подачи газовой смеси подает во внутреннюю часть контейнера (11) газовую смесь (включающую в себя 90% азота и 10% кислорода). Затем процесс переходит к этапу S103.

[0078] На этапе S103 определяется то, что уменьшилась или нет концентрация кислорода, измеренная датчиком (51) концентрации кислорода, которая должна быть равной или меньше концентрации кислорода газовой смеси (включающей в себя 10% кислорода). Если ответ на этапе S103 – «Да», процесс переходит к этапу S104. Если ответ на этапе S103 – «Нет», устройство (30) подачи газовой смеси входит в режим ожидания.

[0079] На этапе S104 подача газовой смеси прекращена, и процесс переходит к этапу S105. На этапе S104 за счет своего дыхания растения (15), хранящиеся во внутренней части контейнера (11), поглощают кислород, включенный во внутренней части контейнера (11), и выделяют углекислый газ.

[0080] На этапе S105 определяется то, что уменьшилась или нет концентрация кислорода, измеренная датчиком (51) концентрации кислорода, которая должна быть меньше целевой концентрации кислорода (5%). В этом варианте осуществления, если растениями (15) являются бананы, целевая концентрация кислорода установлена 5%. Однако, если растениями (15) являются авокадо, рекомендуется, чтобы целевая концентрация была установлена 3%.

[0081] Если ответ на этапе S105 – «Да», процесс переходит к этапу S106. Если ответ на этапе S105 – «Нет», устройство (30) подачи газовой смеси входит в режим ожидания.

[0082] На этапе S106 устройство (30) подачи газовой смеси подает во внутреннюю часть контейнера (11) газовую смесь (включающую в себя 90% азота и 10% кислорода), или впускной участок (47) подает во внутреннюю часть контейнера (11) наружный воздух. После этого последовательность этапов процесса, описанных выше, снова осуществляется многократно. Необязательно, на этапе S106 подача газовой смеси и подача наружного воздуха могут осуществляться одновременно.

[0083] Фиг. 8 – схема последовательности операций, показывающая способ регулирования концентрации углекислого газа во внутренней части контейнера. Как показано на фиг. 8, на этапе S201 определяется то, что выше или нет концентрация углекислого газа, измеренная датчиком (52) концентрации углекислого газа, заданной целевой концентрации углекислого газа (5%). В этом варианте осуществления, если растениями (15) являются бананы, целевая концентрация углекислого газа установлена 5%. Если растениями (15) являются авокадо, рекомендуется, чтобы целевая концентрация была установлена 10%.

[0084] Если ответом на этапе S201 является «Да», процесс переходит к этапу S202. Если ответом на этапе S201 является «Нет», устройство (30) подачи газовой смеси входит в режим ожидания.

[0085] На этапе S202 устройство (11) подачи газовой смеси подает во внутреннюю часть контейнера (11) газовую смесь (включающую в себя 90% азота и 10% кислорода), или выпускной участок выпускает воздух из внутренней части контейнера (11). Затем, процесс переходит к этапу S203. Необязательно, на этапе S202 подача газовой смеси и выпуск внутреннего воздуха могут осуществляться одновременно.

[0086] На этапе S203 определяется то, что была уменьшена или нет концентрация углекислого газа, измеренная датчиком (52) концентрации углекислого газа, которая должна быть равной или меньше целевой концентрации углекислого газа. Если ответ на этапе S203 – «Да», процесс переходит к этапу S204. Если ответ на этапе S203 – «Нет», устройство (30) подачи газовой смеси входит в режим ожидания.

[0087] На этапе S204 подача газовой смеси прекращена, или прекращен выпуск внутреннего воздуха. После этого последовательность этапов процесса, описанных выше, снова осуществляется многократно.

[0088] Как можно видеть, в соответствии с охлаждающим устройством (10) контейнера данного варианта осуществления газовая смесь с более низкой концентрацией кислорода, чем концентрация кислорода наружного воздуха, подается в контейнер (11). Это обеспечивает уменьшение снижения степени свежести растений (15) посредством уменьшения амплитуды изменения концентрации кислорода в контейнере (11) в такой степени, чтобы легко поддерживать концентрацию кислорода в контейнере (11) на уровне целевой концентрации.

[0089] В данном варианте осуществления газовая смесь (включающая в себя 90% азота и 10% кислорода), в которой концентрация кислорода ниже концентрации кислорода наружного воздуха и выше целевой концентрации кислорода (5%), подается в контейнер (11) для уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до 10%. После этого концентрация кислорода уменьшается до целевой концентрации кислорода (5%) за счет дыхания растений (15).

[0090] Таким образом, по сравнению со случаем генерации газовой смеси, включающей в себя 99% азота и 1% кислорода, оборудование не должно быть таким громоздким. Это может уменьшить размер и стоимость устройства.

[0091] В данном варианте осуществления, если концентрация кислорода становится ниже целевой концентрации кислорода (5%), устройство (30) подачи газовой смеси подает во внутреннюю часть контейнера (11) газовую смесь (включающую в себя 90% азота и 10% кислорода), или впускной участок (47) подает во внутреннюю часть контейнера (11) наружный воздух для увеличения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до целевой концентрации. Таким образом, нарушения дыхания растений (15) предотвращены.

[0092] В данном варианте осуществления, если концентрация углекислого газа в контейнере (11) выше целевой концентрации, устройство (30) подачи газовой смеси подает во внутреннюю часть контейнера (11) газовую смесь (включающую в себя 90% азота и 10% кислорода), или выпускной участок выпускает воздух из контейнера (11). Таким образом, концентрация углекислого газа во внутренней части контейнера (11) уменьшена в такой степени, чтобы поддерживаться на уровне целевой концентрации. Это обеспечивает поддержание степени свежести растений (15).

[0093] <<ИЗМЕНЕНИЕ>>

Фиг. 9 – вид в разрезе сбоку, иллюстрирующий конфигурацию холодильного устройства контейнера в соответствии с изменением. Это изменение является таким же, что и первый вариант осуществления, за исключение того, что если концентрация кислорода, измеренная датчиком (51) концентрации кислорода, ниже целевой концентрации, газообразный кислород вместо газовой смеси или наружного воздуха подается во внутреннюю часть контейнера (11). Таким образом, в нижеследующем описании подобные ссылочные позиции будут использованы для обозначения тех же элементов, что и элементов первого варианта осуществления, и будут описаны только их отличия.

[0094] Как показано на фиг. 9, холодильное устройство (10) контейнера включает в себя устройство (65) подачи кислорода, подающее газообразный кислород во внутреннюю часть контейнера (11). Устройство (65) подачи кислорода включает в себя бак (39) для кислорода (см. фиг. 4), канал (45) выпуска кислорода и трехходовой клапан (66), соединенный с каналом (45) выпуска кислорода.

[0095] Другой трехходовой клапан (44b) соединен с каналом (44) подачи газовой смеси. Нижний по потоку конец канала (45) выпуска кислорода соединен с точкой вниз по потоку от трехходового клапана (44b) в канале (44) подачи газовой смеси. Газообразный кислород, хранящийся в баке (39) для кислорода, подается в контейнер (11) через канал (45) выпуска кислорода и канал (44) подачи газовой смеси.

[0096] Процесс открытия/закрытия трехходового клапана (66) в канале (45) выпуска кислорода и трехходового клапана (44b) канала (44) подачи газовой смеси управляется контроллером (50) (см. фиг. 4). Конкретно, если газовая смесь подается в контейнер (11), контроллер (50) переключает трехходовой клапан (44b) таким образом, что газовая смесь, проходящая через канал (44) подачи газовой смеси, проходит во внутреннюю часть контейнера (11), и также переключает трехходовой клапан (66) таким образом, что газообразный кислород, проходящий через канал (45) выпуска кислорода, выпускается из контейнера (11).

[0097] Если концентрация кислорода, измеренная датчиком (51) концентрации кислорода, ниже целевой концентрации, контроллер (55) переключает трехходовой клапан (44b) таким образом, что газовая смесь, проходящая через канал (44) подачи газовой смеси, выпускается из контейнера (11), и также переключает трехходовой клапан (66) таким образом, что газообразный кислород, проходящий через канал (45) выпуска кислорода, проходит во внутреннюю часть контейнера (11). Это обеспечивает увеличение концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до целевой концентрации посредством подачи газообразного кислорода в контейнер (11).

[0098] В этом изменении то же самое соединительное отверстие используется как в качестве соединительного отверстия для подачи кислорода, так и соединительного отверстия для подачи газовой смеси. Однако соединительное отверстие для подачи кислорода может быть обеспечено отдельно для соединения канала (45) выпуска кислорода непосредственно с внутренней частью контейнера (11).

[0099] <<ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ>>

Фиг. 10 – вид в разрезе сбоку, иллюстрирующий конфигурацию холодильного устройства контейнера в соответствии со вторым вариантом осуществления. В нижеследующем описании подобные ссылочные позиции будут использованы для обозначения тех же элементов, что и элементов первого варианта осуществления, и будут описаны только их отличия.

[0100] Как показано на фиг. 10, холодильное устройство (10) контейнера включает в себя устройство (55) подачи инертного газа, подающее во внутреннюю часть контейнера (11) инертный газ. Инертным газом является газ, используемый для уменьшения концентрации кислорода в контейнере (11) без вызывания увеличения концентрации углекислого газа во внутренней части контейнера (11), и может быть, например, газообразный азот.

[0101] Устройство (55) подачи инертного газа, выполняющее функцию устройства подачи инертного газа, включает в себя цилиндр (56) для азота, заполненный газообразным азотом, трубу (57) для подачи азота, подающую газообразный азот из цилиндра (56) для азота во внутреннюю часть контейнера (11), и двухпозиционный клапан (58), закрепленный на трубе (57) для подачи азота. Процесс открытия/закрытия двухпозиционного клапана (58) управляется контроллером (55).

[0102] Разгрузочный конец трубы (57) для подачи азота соединен с точкой вниз по потоку от впускного клапана (47b) во впускной трубе (47a). Газообразный азот из цилиндра (56) для азота подается во внутреннюю часть контейнера (11) через трубу (57) для подачи азота и впускную трубу (47a). Это обеспечивает выполнение функции единственного соединительного отверстия в качестве соединительного отверстия для подачи азота и соединительного отверстия для подачи наружного воздуха. Необязательно, соединительное отверстие для подачи азота может быть обеспечено отдельно для соединения трубы (57) для подачи азота непосредственно с внутренней частью контейнера (11).

[0103] Фиг. 11 – схема последовательности операций, показывающая способ регулирования концентрации кислорода во внутренней части контейнера с использованием газообразного азота. Как показано на фиг. 11, сначала, на этапе S301 определяется то, что близка или нет концентрация кислорода, измеренная датчиком (51) концентрации кислорода, к концентрации кислорода газовой смеси (включающей в себя 10% кислорода), например, выше или нет концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) 12%. Если ответ на этапе S301 – «Да», процесс переходит к этапу S302. Если ответ на этапе S301 – «Нет», процесс заканчивается.

[0104] На этапе S302 газообразный азот подается из цилиндра (56) для азота во внутреннюю часть контейнера (11), и процесс переходит к этапу S303.

[0105] На этапе S303 определяется то, что уменьшилась или нет концентрация кислорода, измеренная датчиком (51) концентрации кислорода, которая должна быть равной или меньше 12%. Если ответ на этапе S303 – «Да», процесс переходит к этапу S304. Если ответ на этапе S303 – «Нет», устройство (30) подачи газовой смеси входит в режим ожидания.

[0106] На этапе S304 подача газообразного азота прекращена для завершения процесса. После прекращения подачи газообразного азота концентрация кислорода регулируется тем же или подобным способом что и/в схеме последовательности операций на фиг. 7.

[0107] Как можно видеть, в соответствии со вторым вариантом осуществления концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) уменьшается до уровня концентрации кислорода газовой смеси посредством подачи газообразного азота в контейнер (11) и, затем, дополнительно уменьшается до целевой концентрации посредством подачи газовой смеси. Это может сократить время, которое необходимо для достижения концентрации кислорода целевой концентрации по сравнению со случаем, когда концентрация кислорода во внутренней части контейнера (11) уменьшена до целевой концентрации только за счет газовой смеси.

[0108] <<ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ>>

Вышеописанные варианты осуществления могут быть изменены следующим образом.

[0109] В вариантах осуществления, описанных выше, воздушный компрессор (31) имеет участок (31a) повышенного давления, и участок (31b) пониженного давления воздушного компрессора (31), и участок (31b) пониженного давления всасывает газ, обогащенный азотом. Однако всасывающий насос, всасывающий газ, обогащенный азотом, может быть обеспечен отдельно.

[0110] Кроме того, хотя две адсорбционные колонны, т.е. первая и вторая адсорбционные колонны (34) и (35), используются для адсорбции/десорбции азота в вариантах осуществления, описанных выше, количество адсорбционных колонн для использования не ограничивается двумя. Например, также могут использоваться шесть адсорбционных колонн.

[0111] В этом варианте осуществления газовая смесь подается в контейнер (11) для уменьшения концентрации кислорода во внутренней части контейнера (11) до концентрации кислорода газовой смеси (включающей в себя 10% кислорода). Однако подача газовой смеси может быть прекращена после уменьшения концентрации кислорода до уровня концентрации кислорода газовой смеси (включающей в себя, например, 12% кислорода).

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0112] Как можно видеть из вышеприведенного описания, настоящее изобретение подходит для холодильных устройств контейнера.

ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0113] 10 – холодильное устройство контейнера

11 – контейнер

15 – растение

20 – холодильный контур

30 - устройство подачи газовой смеси (устройство подачи газовой смеси)

46 – выпускной участок

47 – впускной участок

51 - датчик концентрации кислорода (детектор для определения концентрации кислорода)

52 - датчик концентрации углекислого газа (детектор для определения углекислого газа)

55 – устройство подачи инертного газа (устройство подачи инертного газа)

56 – устройство подачи кислорода