Холодильное устройство для контейнера

Холодильное устройство для контейнера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к холодильному устройству для контейнеров, включая устройство для подачи газа, которое производит и подает обогащенный азотом воздух в контейнер, и контроля концентрации кислорода в воздухе в контейнере.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Холодильные устройства для контейнеров, включая контур хладагента для циклирования хладагента, используются для охлаждения воздуха в контейнерах, применяемых, например, при морских перевозках (см., например, Патентный документ 1). Контейнер заполнен растениями, такими как бананы и авокадо. Растения осуществляют дыхание путем поглощения кислорода из воздуха и выпускания диоксида углерода даже после их сбора. По мере дыхания растения теряют хранящиеся в них питательные вещества и влагу. Таким образом, если частота дыхания растений возрастает, степень свежести растений в значительной мере снижается. С другой стороны, если концентрация кислорода в воздухе в контейнере снижается до заданной концентрации в результате дыхания растений, частота дыхания растений снижается. Однако поскольку требуется больше времени для достижения заданной концентрации только в результате дыхания растений, растения обесцвечиваются, гниют, и степень их свежести снижается.

[0003] В Патентном документе 1 описано холодильное устройство, в котором концентрация кислорода в воздухе контейнера быстро снижается путем выделения из воздуха азота при помощи мембранного сепаратора с получением обогащенного азотом воздуха, и подачи такого обогащенного азотом воздуха в контейнер. Можно видеть, что если концентрация кислорода в воздухе в контейнере ниже, чем в окружающем воздухе, частота дыхания растений может снижаться настолько, что станет легче поддерживать уровень свежести.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Патентный документ

[0004] [Патентный документ 1] Патент Японии № 2635534

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

[0005] Описанное выше холодильное устройство контейнера не включает средства измерения концентрации азота в обогащенном азотом воздухе, подаваемом в контейнер. Таким образом, даже если устройство подачи газа, подающее обогащенный азотом воздух в контейнер, неисправно и не может далее производить желаемый обогащенный азотом воздух, сложно напрямую обнаружить неисправность. В результате, если концентрацию кислорода в воздухе в контейнере нельзя контролировать на желательном уровне, определить, вызвана ли такая ошибка контроля неисправностью устройства подачи газа или недостаточной герметичностью контейнера, невозможно. Простое введение датчика концентрации азота в устройство подачи газа для решения этой проблемы приводит к другой проблеме, а именно повышению затрат на производство устройства подачи газа.

[0006] Ввиду сказанного, настоящее изобретение относится к холодильному устройству для контейнера, включающему устройство подачи газа, производящее и подающее в контейнер обогащенный азотом воздух, и контролирующему концентрацию кислорода в воздухе контейнера, а цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы сделать возможным выявление отказов устройства подачи газа без повышения производственных затрат.

Решение проблемы

[0007] Первая особенность изобретения направлена на холодильное устройство контейнера с контуром хладагента (20), в котором циркулирует хладагент, осуществляя цикл охлаждения; контур хладагента (20) находится в контейнере (11). Холодильное устройство контейнера обеспечивает теплообмен с испарителем (24), соединенным с контуром хладагента (20) между воздухом в контейнере (11) и хладагентом для охлаждения воздуха. Холодильное устройство для контейнера включает: устройство подачи газа (30), которое производит обогащенный азотом воздух с более высокой концентрацией азота, чем в окружающем воздухе, и подает обогащенный азотом воздух внутрь контейнера (11) через канал подачи (44); датчик концентрации кислорода (51), который измеряет концентрацию кислорода в воздухе контейнера (11); контроллер (55), контролирующий работу устройства подачи газа (30) так, что концентрация кислорода, измеренная при помощи датчика концентрации кислорода (51), достигает целевой концентрации; измерительный канал (88), по которому поступает часть обогащенного азотом воздуха, проходящая через канал подачи (44) к датчику концентрации кислорода (51), так, чтобы датчик концентрации кислорода (51) измерял концентрацию кислорода в обогащенном азотом воздухе; и двухпозиционный вентиль (82) в канале измерения (88).

[0008] Согласно первой особенности изобретения контур хладагента (20) осуществляет цикл охлаждения для охлаждения воздуха в контейнере (11). Далее, контроллер (55) контролирует работу устройства подачи газа (30) так, чтобы устройство подачи воздуха (30) вырабатывало обогащенный азотом воздух с более высокой концентрацией азота, чем во внешнем воздухе, который бы подавался в контейнер (11) через канал подачи (44). Это снижает концентрацию кислорода в воздухе в контейнере (11), и скоро концентрация кислорода в воздухе в контейнере поддерживается на заданном уровне.

[0009] Далее, в соответствии с первой особенностью настоящего изобретения при открывании двухпозиционного клапана (82), оборудованного в измерительном канале (88), часть обогащенного азотом воздуха, производимого устройством подачи газа (30) и проходящего через канал подачи (44), направляется в датчик концентрации кислорода (51), и датчик концентрации кислорода (51) позволяет измерить концентрацию кислорода в обогащенном азотом воздухе.

[0010] Во второй особенности изобретения, связанной с первой особенностью изобретения, контейнер (11) содержит вентилятор (26), обеспечивающий поток воздуха, проходящий через испаритель (24) контура хладагента (20) и циркулирующий в контейнере (11), и воздушный канал (58), один конец которого открыт с выдувающей стороны вентилятора (26), а другой конец открыт со стороны засасывающей поверхности вентилятора (26), так что воздух в контейнере (11) протекает из одного конца в другой конец воздушного канала (58) по мере вращения вентилятора (26). В воздушном канале (58) имеется датчик концентрации кислорода (51) для измерения концентрации кислорода в воздухе, подаваемом через воздушный канал (58). Измерительный канал (88) состоит из отводящего патрубка (81), соединяющего канал подачи (44) и воздушный канал (58), где отводящий патрубок (81) отводит и направляет в воздушный канал (58) часть обогащенного азотом воздуха, проходящего через канал подачи (44). Контроллер (55) предназначен для осуществления во время работы устройства подачи газа (30) и остановки вращения вентилятора (26) процедуры измерений в отношении подаваемого воздуха, при которой открывается двухпозиционный вентиль (82) и датчик концентрации кислорода (51) позволяет измерить концентрацию кислорода в обогащенном азоте воздухе.

[0011] Согласно второй особенности изобретения в контейнере (11) воздух контейнера протекает с одного конца воздушного канала (58), находящегося в контейнере, в другой по мере вращения вентилятора (26). В результате во время вращения вентилятора (26) датчик концентрации кислорода (51) в воздушном канале (58) позволяет измерить концентрацию кислорода в воздухе контейнера. С другой стороны, при прекращении вращения вентилятора (26) воздух в контейнере не подается в воздушный канал (58). Кроме того, когда контроллер (55) выполняет процедуру измерения в отношении подаваемого воздуха при остановке вентилятора (26), часть обогащенного азотом воздуха, производимого в устройстве подачи газа (30), подается в воздушный канал (58) через отводящий патрубок (81), представляющий собой измерительный канал (88). Таким образом, при остановке вращения вентилятора (26) и выполнении процедуры измерений в отношении подаваемого воздуха датчик концентрации кислорода (51) в воздушном канале (58) позволяет измерить концентрацию кислорода в обогащенном азоте воздухе, производимом в устройстве подачи газа (30).

[0012] Согласно третьей особенности изобретения, относящейся к первой или второй особенности изобретения, в канале измерения (88) имеется механизм введения калибровочного газа (83), который позволяет ввести калибровочный газ для применения при калибровке датчика концентрации кислорода (51) в измерительный канал (88), который находится ближе к датчику концентрации кислорода (51), чем к двухпозиционному вентилю (82).

[0013] Согласно третьей особенности изобретения закрытый двухпозиционный вентиль (82) предотвращает протекание калибровочного воздуха, вводимого в измерительный канал (88) при помощи механизма введения калибровочного газа (83) в направлении, противоположном датчику концентрации кислорода (51), т.е. в сторону устройства подачи газа (30), и позволяет подавать калибровочный газ только к датчику концентрации кислорода (51).

[0014] В четвертой особенности изобретения, относящейся ко второй особенности изобретения, на выпускной стороне вентилятора (26) имеется испаритель (24). Далее, холодильное устройство для контейнера включает регулятор (100), который осуществляет процесс охлаждения, при котором вращается вентилятор (26) и хладагент циркулирует в контуре хладагента (20), так, что воздух в контейнере (11) охлаждается в результате теплообмена с хладагентом в испарителе (24), и прекращается операция размораживания, при которой размораживается испаритель (24) путем нагрева испарителя (24) при остановке вращения вентилятора (26). Контроллер (55) предназначен для осуществления выполнения регулятором (100) процедуры размораживания, процедуры измерений в отношении подаваемого воздуха, при которой открывается двухпозиционный вентиль (82) и датчик концентрации кислорода (51) позволяет измерить концентрацию кислорода в обогащенном азоте воздухе.

[0015] Согласно четвертой особенности изобретения регулятор (100) осуществляет процедуру охлаждения воздуха в контейнере (11) путем теплообмена с хладагентом в контуре хладагента (20) и процедуру размораживания путем размораживания испарителя (24) с нагревом испарителя (24).

[0016] Во время процедуры размораживания нагревается испаритель (24) так, чтобы плавилась и испарялась наледь на испарителе (24). В результате воздух в контейнере вокруг испарителя (24) содержит большое количество водяного пара. Испаритель (24) оборудован с выпускной стороны вентилятора (26), где открывается один из концов воздушного канала (58), в котором находится датчик концентрации кислорода (51). Далее, поскольку регулятор (100) прекращает вращение вентилятора (26) в процессе размораживания, воздух в контейнере (11) не поступает через воздушный канал (58). Таким образом, если во время размораживания ничего не происходит, воздух в контейнере вокруг испарителя (24), содержащий большое количество водяного пара, поступает в воздушный канал (58) и может вызвать конденсацию внутри воздушного канала (58). Если в воздушном канале (58) происходит конденсация, это может привести к неисправности датчика концентрации кислорода (51) в воздушном канале (58) или блокировке потока воздуха.

[0017] Таким образом, согласно четвертой особенности изобретения контроллер (55) предназначен для осуществления в процессе операции размораживания процедуры измерения в отношении подаваемого воздуха, при которой открывается двухпозиционный вентиль (82), направляя часть обогащенного азотом воздуха, поступающего через канал подачи (44), к датчику концентрации кислорода (51), и датчик подачи кислорода (51) измеряет концентрацию кислорода в обогащенном азотом воздухе. В такой конфигурации часть обогащенного азотом воздуха, производимая устройством подачи газа (30), нагнетается в воздушный канал (58) в процессе размораживания. Таким образом, воздух в контейнере вокруг испарителя (24), содержащий большое количество водяного пара, не поступает в воздушный канал (58), благодаря чему не происходит конденсация в воздушном канале (58).

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018] В соответствии с первой особенностью настоящего изобретения холодильное устройство для контейнера включает измерительный канал (88), направляющий часть обогащенного азотом воздуха, производимого устройством подачи газа (30) и проходящего через канал подачи (44), в датчик концентрации кислорода (51), и датчик концентрации кислорода (51) позволяет измерить концентрацию кислорода в обогащенном азотом воздухе. Таким образом, процедуру измерения в отношении подаваемого воздуха можно осуществить путем открывания двухпозиционного вентиля (82) для направления части обогащенному азотом воздуха, проходящего через канал подачи (44), к датчику концентрации кислорода (51), так, чтобы датчик концентрации кислорода (51) измерял концентрацию кислорода в обогащенном азотом воздухе. Кроме того, при таком измерении концентрации кислорода в обогащенном азотом воздухе, производимом в устройстве подачи газа (30), можно определить эффективность устройства подачи газа (30), т.е. соответствует ли концентрация азота в обогащенном азотом воздухе желательному значению. Иначе говоря, в отсутствие датчика концентрации азота можно определить неисправность устройства подачи газа (30) с использованием датчика концентрации кислорода (51), позволяющего измерить концентрацию кислорода в воздухе в контейнере (11). Таким образом, согласно первой особенности изобретения в холодильном оборудовании для контейнера, включающем устройство подачи газа (30), производящем обогащенный азотом воздух, можно определить неисправность устройства подачи газа (30) без повышения производственных затрат. Кроме того, если концентрацию кислорода в воздухе в контейнере (11) нельзя контролировать на желательном уровне, можно определить, вызвана ли такая ошибка контроля неисправностью устройства подачи газа (11) или недостаточной герметичностью контейнера (11).

[0019] Далее, согласно второй особенности изобретения трубопровод (81) соединен с имеющимся воздушным каналом (58) в контейнере для измерения концентрации кислорода в воздухе в контейнере (11), и контроллер (55) открывает двухпозиционный вентиль (82) к трубопроводу (81), выполненному в виде канала измерения (88), при остановке вращения вентилятора (26). При добавлении к имеющемуся устройству этой простой конфигурации, можно измерить концентрацию кислорода в обогащенном азотом воздухе, производимом устройством подачи газа (30).

[0020] Кроме того, согласно третьей особенности изобретения калибровочный газ можно направить в датчик концентрации кислорода (51) через измерительный канал (88) только при помощи механизма введения калибровочного газа (83) в измерительном канале (88), и не требуется какой-либо дополнительный канал для направления калибровочного газа к датчику концентрации кислорода (51). В дополнение к этому, поскольку в канале измерения (88) находится двухпозиционный вентиль (82) напротив датчика концентрации кислорода (51), т.е. ближе к устройству подачи газа (30) по отношению к положению устройства введения калибровочного газа (83), поток калибровочного газа в сторону устройства подачи газа (30) может быть заблокирован просто путем закрывания двухпозиционного вентиля (82).

[0021] Далее, согласно четвертой особенности изобретения во время размораживания контроллер (55) открывает двухпозиционный вентиль (82), так, что часть обогащенного азотом воздуха, проходящего через канал подачи (44), нагнетается в воздушный канал (58). Таким образом, во время размораживания воздух в контейнере (11) вокруг испарителя (24), содержащий большое количество водяного пара в результате испарения наледи с испарителя (24), не поступает и не вызывает конденсации в воздушном канале (58). Соответственно, отсутствует значительный риск неисправности датчика концентрации кислорода (51) в воздушном канале (58), вызванного конденсируемой водой, и отсутствует значительный риск подавления потока воздуха в результате заполнения воздушного прохода (58) конденсированной водой. Кроме того, эта процедура измерения в отношении подаваемого воздуха в процессе размораживания может предотвратить конденсацию внутри воздушного канала (58) и может обеспечить проверку качества работы для определения того, соответствует ли концентрация в обогащенном азотом воздухе, производимом устройством подачи газа (30), желательной. Иначе говоря, согласно четвертой особенности изобретения во время размораживания можно предотвратить конденсацию внутри воздушного канала (58) и проверить производительность устройства подачи газа (30).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0022] ФИГ. 1 - это вид в перспективе холодильного устройства для контейнера согласно первому варианту осуществления изобретения с внешней стороны контейнера.

ФИГ. 2 - боковой вид в разрезе, показывающий конструкцию холодильного устройства для контейнера согласно первому варианту осуществления изобретения.

ФИГ. 3 - диаграмма трубопровода, показывающая структуру контура хладагента согласно первому варианту осуществления изобретения.

ФИГ. 4 - диаграмма трубопровода, показывающая структуру устройства подачи газа согласно первому варианту осуществления изобретения.

ФИГ. 5 - вид в перспективе холодильного устройства для контейнера согласно второму варианту осуществления изобретения с внешней стороны контейнера.

ФИГ. 6] ФИГ. 6 - вид в разрезе сбоку, показывающий общую конфигурацию холодильного устройства для контейнера согласно второму варианту осуществления изобретения.

ФИГ. 7 - диаграмма трубопровода, на которой показана конфигурация контура хладагента холодильного устройства для контейнера согласно второму варианту осуществления изобретения.

ФИГ. 8 - диаграмма трубопровода, на которой показана конфигурация системы CA холодильного устройства для контейнера согласно второму варианту осуществления изобретения, а также поток воздуха во первом режиме течения.

ФИГ. 9 - диаграмма трубопровода, на которой показана конфигурация системы CA холодильного устройства для контейнера согласно второму варианту осуществления изобретения, а также поток воздуха во втором режиме течения.

ФИГ. 10 - вид в перспективе, показывающий блок датчиков холодильного устройства для контейнера согласно второму варианту осуществления изобретения.

ФИГ. 11 - диаграмма, на которой показано, как режим процедуры контроля концентрации согласно второму варианту осуществления меняется при нормальном контроле.

ФИГ. 12 - график, иллюстрирующий изменение состава воздуха в контейнере во время операции контроля концентрации в холодильном устройстве для контейнера согласно второму варианту осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0023] Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. Описанные ниже варианты осуществления изобретения по своей природе являются простыми примерами и не предназначены для ограничения объема, приложений и применения настоящего изобретения.

[0024] <<Первый вариант осуществления изобретения>>

Как показано на фиг. 1 и 2, холодильное устройство для контейнера (10) охлаждает воздух в контейнере (11) для применения, например, при морских перевозках. Холодильное устройство для контейнера (10) включает контур хладагента (20), который осуществляет цикл охлаждения для охлаждения воздуха в контейнере (11) (см. фиг. 3). Внутри контейнера (11) находятся растения в коробках (15). Растения (15) дышат путем поглощения кислорода (O₂) из воздуха и выпускания диоксида углерода (CO₂) в воздух; примеры таких растений (15) включают фрукты, такие как бананы и авокадо, овощи, злаки, луковичные растения и живые цветы.

[0025] Контейнер (11) выполнен в форме удлиненного блока с открытой торцевой поверхностью. Холодильная установка (10) для контейнера включает кожух (12) и контур хладагента (20) и закреплена так, что закрывает собой открытый конец контейнера (11).

[0026] <Кожух>

Кожух (12) включает внешнюю стенку (12a), расположенную снаружи от внутренней части контейнера (11) и внутренней стенки (12b), расположенной внутри внутренней части контейнера (11). Внешняя и внутренняя стенки (12a) и (12b) могут быть изготовлены, например, из алюминиевого сплава.

[0027] Внешняя стенка (12a) прикреплена в периферийной части отверстия в контейнере (11), закрывая собой открытый конец контейнера (11). Внешняя стенка (12a) устроена так, что нижняя часть внешней стенки (12a) выдается внутрь контейнера (11).

[0028] Внутренняя стенка (12b) повернута в сторону внешней стенки (12a). Внутренняя стенка (12b) выдается, как и нижняя часть внешней стенки (12a), внутрь контейнера (11). Теплоизолятор (12c) заполняет пространство между внутренней и внешней стенками (12b, 12a).

[0029] Как можно видеть, нижняя часть кожуха (12) сформирована так, чтобы выдаваться внутрь контейнера (11). Таким образом, внешнее пространство для хранения (S1) образовано снаружи от внутренней части контейнера (11) и в нижней части кожуха (12), а внутреннее пространство (S2) образовано внутри контейнера (11) и в верхней части кожуха (12).

[0030] Кожух (12) содержит две открывающихся/закрывающихся дверки (16), которые расположены рядом друг с другом по ширине кожуха (12), и их можно открывать и закрывать в процессе эксплуатации. Блок с электродеталями (17) расположен во внешнем пространстве для хранения (S1) в кожухе (12), так, чтобы прилегать к внешнему вентилятору (25), как будет описано ниже. Устройство подачи газа (30), описанное далее, расположено снизу от блока с электродеталями (17). Далее, инверторная схема (29) расположена во внешнем пространстве для хранения (S1), так, чтобы прилегать к устройству подачи газа (30). Инверторная схема (29) включает пусковую цепь, запускающую компрессор (21), как описано ниже, контура хладагента (20) с различными скоростями.

[0031] Разделительная пластина (18) расположена внутри контейнера (11). Эта разделительная пластина (18) выполнена в форме в значительной степени прямоугольной пластины и поставлена вертикально и повернута в сторону стенки кожуха (12) внутри контейнера (11). Эта разделительная пластина (18) отделяет внутреннее пространство для хранения (S2) от внутренности контейнера (11).

[0032] Всасывающее окно (18a) расположено между верхним концом разделительной пластины (18) и потолком контейнера (11). Воздух в контейнер (11) запускается во внутреннее пространство для хранения (S2) через всасывающее окно (18a).

[0033] Далее, во внутреннем пространстве для хранения (S2) оборудована разделительная стенка (13), расположенная в горизонтальном направлении. Разделительная стенка (13) закреплена на верхнем конце разделительной пластины (18) и снабжена отверстием, где расположены внутренние вентиляторы (26), описанные ниже. Разделительная стенка (13) отделяет внутреннее пространство для хранения на (S2) первую область (S21) с засасывающей стороны внутренних вентиляторов (26) и вторую область (S22) на выпускающей стороне внутренних вентиляторов (26). В этом варианте осуществления разделительная стенка (13) разделяет внутреннее пространство для хранения (S2) по вертикали так, что первая область (S21) с всасывающей стороны расположена над второй областью (S22) с выпускающей стороны.

[0034] Во внутренней части контейнера (11) дно (19) расположено с щелью между дном (19) и нижней поверхностью контейнера (11). На дне (19) расположены растения в коробках (15). Между дном (19) и нижней поверхностью контейнера (11) образуется подпольный канал (19a). Между нижним концом разделительной пластины (18) и нижней поверхностью контейнера (11) остается щель, связанная с подпольным каналом (19a).

[0035] В конце дна (19) напротив открытого конца контейнера (11) (справа на фиг. 2) имеется выпускное окно (18b), через которое выдувается воздух, обработанный при помощи холодильного устройства (10) для контейнера (т.е. охлажденный воздух контейнера), внутрь контейнера (11).

[0036] Кожух (12) холодильного устройства (10) в контейнере оборудован приемной частью (47), через которую внешний воздух забирается внутрь контейнера (11), и выпускной частью (46), через которую воздух в контейнере (11) выходит из контейнера (11). Выпускная часть (46) обладает выпускным каналом (46a), соединяющим внутренность контейнера (11) и наружную часть с выпускным клапаном (46b), соединенным с выпускным каналом (46a). Приемная часть (47) обладает впускным каналом (47a), соединяющим внутренность контейнера (11) и наружную часть с впускным клапаном (46b), соединенным с впускным каналом (47a).

[0037] <Контур хладагента>

Как описано выше, холодильное устройство для хранения (10) включает контур хладагента (20), в котором хладагент циркулирует, осуществляя цикл парового компрессионного холодильной устройства. Как показано на фиг. 3, контур хладагента (20) -это закрытый контур, в котором компрессор (21), конденсатор (22), запорный клапан (23) и испаритель (24) соединены между собой в именно таком порядке трубопроводом хладагента (28).

[0038] Как показано на фиг. 1 и 2, компрессор (21) и конденсатор (22) расположены во внешнем пространстве для хранения (S1). Внешний вентилятор (25) расположен над конденсатором (22). Внешний вентилятор (25) вращается под действием двигателя внешнего вентилятора (25a), направляет внешний воздух во внутреннее пространство для хранения (S1) и отправляет его в конденсатор (22). В конденсаторе (22) происходит теплообмен между хладагентом, протекающим через конденсатор (22), и внешним воздухом.

[0039] Испаритель (24) расположен во внутреннем пространстве для хранения (S2). Два внутренних вентилятора (26) расположены сверху от испарителя (24) во внутреннем пространстве для хранения (S2) и находятся бок о бок по ширине кожуха (12).

[0040] Внутренние вентиляторы (26) приводятся во вращение двигателями внутренних вентиляторов (26a) и засасывают воздух в контейнер (11) через всасывающее окно (18a), подавая воздух в испаритель (24). В испарителе (24) происходит теплообмен между хладагентом, протекающим через испаритель (24), и воздухом в контейнере. Внутренний воздух, рассеивающий тепло на охлаждаемый хладагент при проходе через испаритель (24), проходит через подпольный канал (19a) и задувается в контейнер (11) через выпускное окно (18b).

[0041] <Воздушный канал и датчики>

Датчик концентрации кислорода (51), позволяющий измерить концентрацию кислорода в воздухе контейнера (11), и датчик концентрации диоксида углерода (52), позволяющий измерить концентрацию диоксида углерода в воздухе в контейнере (11), расположены во второй области (S22) внутреннего пространства для хранения (S2) между внутренними вентиляторами (26) и испарителем (24). В этом варианте осуществления датчик концентрации кислорода (51) состоит из датчика кислорода на основе гальванического элемента, а датчик концентрации диоксида углерода (52) состоит из недисперсионного инфракрасного (NDIR) датчика диоксида углерода. Датчик концентрации кислорода (51) и датчик концентрации диоксида углерода (52) соединены с воздушным каналом (58), через который проходит воздух в контейнере (11) при вращении внутренних вентиляторов (26).

[0042] Во внешнем устройстве для хранения (S2) воздушный канал (58) состоит из трубки с одним концом, открывающимся во вторую область (S22) около выпускного окна внутренних вентиляторов (26), и вторым концом, открывающимся в первую область (S21) около всасывающего окна внутренних вентиляторов (26). Мембранный фильтр (54) расположен в конце воздушного канала (58), открывающегося около выпускного отверстия внутреннего вентилятора (26). Датчик концентрации кислорода (51) соединен с частью воздушного канала (58), расположенной ближе к одному из концов воздушного канала (58), т.е. ближе к концу воздушного канала (58), открывающемуся около всасывающего окна внутренних вентиляторов (26), чем к датчику концентрации диоксида углерода (52). В этой конфигурации при вращении внутренних вентиляторов (26) давление окружающей среды с впускной стороны внутренних вентиляторов (26), куда открывается один из концов воздушного канала (58), становится выше, чем давление окружающей среды с засасывающей стороны внутренних вентиляторов (26), куда открывается другой конец воздушного канала (58). В результате воздух в контейнере (11) протекает из одного конца воздушного канала (58) в другой конец воздушного канала (58) и проходит через датчик концентрации кислорода (51) и датчик концентрации диоксида углерода (52) именно в этом порядке.

[0043] <Устройство подачи газа>

Холодильное устройство (10) для контейнера включает устройство подачи газа (30), которое производит обогащенный азотом воздух с низкой концентрацией кислорода, подаваемый внутрь контейнера (11). Контроллер (55) (см. фиг. 4) контролирует работу устройства подачи газа (30). В этом варианте осуществления устройство подачи газа (30) состоит из устройства, работающего на основе короткоцикловой адсорбции под действием вакуума (VPSA). Далее, устройство подачи газа (30) расположено в нижнем левом углу внешнего пространства для хранения (S1), как показано на фиг. 1.

[0044] Как показано на фиг. 4, устройство подачи газа (30) включает воздушный насос (31), первый и второй направляющие распределители (32) и (33), первую и вторую адсорбционную колонну (34) и (35), в каждой из которых находится адсорбент, поглощающий азот из воздуха, клапан продувки (36), первый и второй запорные клапаны (37) и (38), кислородный бак (39) и системный блок, в котором расположены все эти компоненты. Устройство подачи газа (30) в этом варианте осуществления изобретения образует единый блок с этими компонентами, расположенными в системном блоке (70). Эта конфигурация позволяет позже оборудовать устройство подачи газа (30) в холодильном устройстве в контейнере (10).

[0045] Воздушный насос (31) расположен в системном блоке (70). Этот воздушный насос (31) включает первый механизм накачки (31a) и второй механизм накачки (31b).

[0046] Первый механизм накачки (31a) воздушного насоса (31) засасывает внешний воздух снаружи внутрь системного блока (70) через впускное окно для воздуха (75) в системном блоке (70) для накачки воздуха. Этот первый механизм накачки (31a) создает давление в первой и второй адсорбционных колонн (34) и (35) путем подачи на колонны (34, 35) сжатого воздуха через нагнетательный канал (42) для осуществления адсорбции азота из воздуха на адсорбент. Воздухопроницаемый, непромокаемый мембранный фильтр (76) установлен в впускное окно для воздуха (75) системного блока (70).

[0047] Второй механизм накачки (31b) воздушного насоса (31) сбрасывает давление в первой и второй адсорбционных колоннах (34) и (35) путем отбора воздуха из колонн (34, 35) через всасывающий канал (43) для осуществления десорбции десорбирующегося с адсорбента азота. Рекомендуется, чтобы второй механизм накачки (31b) позволял снижать внутреннее давление как в первой, так и во второй адсорбционной колонны (34) и (35) до отрицательного давления (т.е. давления ниже, чем атмосферное) во время операции десорбции.

[0048] Первый и второй механизмы накачки (31a) и (31b) воздушного насоса (31) представляют собой безмасляные насосы без смазочного масла. Первый механизм накачки (31a) -это воздушный компрессор, нагнетающий отбираемый воздух, до давления выше атмосферного и сбрасывая его в приемник. Второй механизм накачки (31b) -это откачивающий насос, отбирающий воздух от компонента, соединенного с этим насосом и обеспечивающий разрежение воздуха.

[0049] Предположим, что масло применяется в насосе в первом механизме накачки (31a). В такой ситуации, когда первая и вторая адсорбционные колонны (34) и (35) находятся под давлением благодаря подаче сжатого воздуха, масло, попадающее в сжатый воздух, адсорбируется на адсорбенте, что понижает адсорбционную способность адсорбента. С другой стороны, если масло применяется в насосе второго механизма накачки (31b), масло подается внутрь контейнера (11) вместе с обогащенным азотом воздухом, содержащим азот, десорбированный из первой и второй адсорбционных колонн (34) и (35). Иначе говоря, в этом случае обогащенный азотом воздух с масляным запахом подается внутрь контейнера (11), в который загружены растения (15). Таким образом, этот вариант осуществления предназначен для преодоления такого недостатка путем применения первого и второго механизмов накачки (31a) и (31b) воздушного насоса (31), представляющих собой безмасляные насосы.

[0050] Нагнетающий вентилятор (48) расположен сверху от воздушного насоса (48) для охлаждения воздушного насоса (31) путем подачи воздуха в воздушный насос (31).

[0051] Первый и второй направляющие распределители (32) и (33) используют для попеременного переключения целей операций адсорбции или десорбции между первой и второй адсорбционными колоннами (34) и (35). В состоянии, показанном на фиг. 4, операцию адсорбции выполняют при помощи первой адсорбционной колонны (34), а операцию десорбции осуществляют при помощи второй адсорбционной колонны (35).

[0052] Хотя это и не показано, если положения первого и второго направляющих распределителей (32) и (33) противоположны приведенным на фиг. 4, операция адсорбции осуществляется при помощи второй адсорбционной колонны (35), а операция десорбции выполняется при помощи первой адсорбционной колонны (34), хотя это и не показано на чертеже. Устройство подачи газа (30) многократно осуществляет вышеописанный процесс при замене целей операций адсорбции и десорбции переключением между первой и второй адсорбционными колоннами (34) и (35), что позволяет непрерывно и стабильно производить обогащенный азотом воздух. Эту операцию переключения контролируют при помощи контроллера (55).

[0053] Первая и вторая адсорбционные колонны (34) и (35) имеют вид цилиндров, наполненный адсорбентом, и расположены вертикально (т.е. расположены так, что направление основной оси каждой из них вертикально). Первая и вторая адсорбционная колонна (34) и (35) обеспечивают получение обогащенного кислородом воздуха путем поглощения азота в сжатом воздухе, подаваемом в первый механизм нагнетания (31a) воздушного насоса (31). Адсорбент, заполняющий первую и вторую колонны (34) и (35), поглощает азот в состоянии, когда адсорбционные колонны (34, 35) находятся под давлением, и десорбирует азот в состоянии, когда эти адсорбционные колонны (34, 35) находятся при отрицательном давлении.

[0054] Адсорбент, заполняющий первую и вторую адсорбционные колонны (34) и (35), может включать пористый цеолит с порами, обладающими диаметром, который, например, меньше диаметра молекул азота (3.0 ангстрем) и больше диаметра молекул кислорода (2.8 ангстрем). При использовании цеолита с порами такого диаметра, как в случае адсорбента, может поглощаться азот из воздуха.

[0055] В порах цеолита имеются катионы, и, таким образом, формируется электрическое поле, вызывающее поляризацию. Таким образом, цеолит обладает способностью адсорбировать полярные молекулы, такие как молекулы воды. В результате изготовленный из цеолита адсорбент, заполняющий первую и вторую адсорбционные колонны (34) и (35), адсорбирует не только азот из воздуха, но также и влагу (пары) из воздуха. Адсорбированная на адсорбенте влага десорбируется вместе с азотом с адсорбента в результате операции десорбции. В результате обогащенный азотом воздух, содержащий влагу, подается внутрь контейнера (11), что повышает влажность внутри контейнера (11). Кроме того, адсорбент регенерируется и, таким образом, возрастает его срок службы.

[0056] Если в первой и второй адсорбционных колоннах (34) и (35) понижено давление при помощи второго механизма накачки (31b) воздушного насоса (31), азот, адсорбированный на адсорбенте, десорбируется. При этом образуется обогащенный азотом воздух со сниженной концентрацией кислорода благодаря включению большего количества азота, чем во внешнем воздухе. Этот обогащенный азотом воздух может, например, содержать 90% азота и 10% кислорода.

[0057] В обычном устройстве для производства газообразного азота высокой чистоты с концентрацией азота более 99% при помощи мембранного сепаратора устанавливают относительно высокое значение давления нагнетания в воздушном насосе (например, около 827.6 кПа).

[0058] Напротив, устройство подачи газа (30) согласно настоящему варианту осуществления изобретения может производить обогащенный азотом воздух, в котором содержится 90% азота и 10% кислорода. Таким образом, достаточно обеспечить относительно низкое значение (например, около 150 кПа) давления нагнетания воздушного насоса (31). Соответственно, в устройстве подачи газа (30) в настоящем варианте осуществления изобретения не требуется давления нагнетания воздушного насоса (31), достигающего обычного значения. В результате размер первого механизма накачки (31a) можно уменьшить.

[0059] Обогащенный азотом воздух подается внутрь контейнера (11) через канал подачи (44), соединенный с устройством подачи газа (30). Канал подачи (44) оснащен запорным к