(57)【要約】【課題】制御性の高い環境制御システムを提供すること。【解決手段】保管対象物を保管する保管庫２と、低酸素濃度空気を発生させる低酸素発生装置４と、二酸化炭素気体を発生させる二酸化炭素発生装置５と、これら低酸素発生装置４と二酸化炭素発生装置５との各々に対して接続され、当該低酸素発生装置４にて発生された低酸素濃度空気と当該二酸化炭素発生装置５にて発生された二酸化炭素気体とを所定条件で混合して保管庫２の内部に導入する空調機８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保管対象物を保管する保管庫と、
低酸素濃度空気を発生させる低酸素発生手段と、
二酸化炭素気体を発生させる二酸化炭素発生手段と、
前記低酸素発生手段と前記二酸化炭素発生手段との各々に対して接続され、当該低酸素発生手段にて発生された低酸素濃度空気と当該二酸化炭素発生手段にて発生された二酸化炭素気体とを、所定条件で混合して前記保管庫の内部に導入する混合手段と、
を備えることを特徴とする環境制御システム。
【請求項２】
前記混合手段は、当該混合手段の内部に導入された低酸素濃度空気及び二酸化炭素気体の温度を調整するための温度調整手段、又は、当該混合手段の内部に導入された低酸素濃度空気及び二酸化炭素気体の湿度を調整するための湿度調整手段、を有する空調手段であること、
を特徴とする請求項１に記載の環境制御システム。
【請求項３】
前記低酸素発生手段にて発生された低酸素濃度空気を、前記混合手段に導入する第１管路と、
前記保管庫からの還気を、当該保管庫から排出する第２管路と、
前記第１管路と前記第２管路との相互間における熱交換を行なう熱交換手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境制御システム。
【請求項４】
窒素気体を発生させる窒素発生手段を備え、
前記混合手段は、前記窒素発生手段にて発生された窒素気体と、前記低酸素発生手段にて発生された低酸素濃度空気と、前記二酸化炭素発生手段にて発生された二酸化炭素気体とを、所定条件で混合して前記保管庫の内部に導入すること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の環境制御システム。
【請求項５】
気体を圧縮して前記低酸素発生手段に供給するための気体圧縮手段を備え、
前記二酸化炭素発生手段は、液化二酸化炭素を貯蔵する二酸化炭素貯蔵タンクと、当該二酸化炭素貯蔵タンクにて貯蔵された前記液化二酸化炭素を気化させて前記二酸化炭素気体を発生させる二酸化炭素気化手段とを有し、
前記窒素発生手段は、液体窒素を貯蔵する窒素貯蔵タンクと、当該窒素貯蔵タンクにて貯蔵された前記液体窒素を気化させて前記窒素気体を発生させる窒素気化手段とを有し、
前記気体圧縮手段における排熱を、前記二酸化炭素気化手段又は前記窒素気化手段に伝熱するための排熱伝熱路を設けたこと、
を特徴とする請求項４に記載の環境制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保管庫に保管された保管対象物を長期間保存等するための環境制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、保管対象物の長期保存を可能とするための様々な環境制御システムが提案されている。例えば、青果物を長期保存するためのシステムとして、保存庫内の酸素濃度又は炭酸気体濃度を調整し、青果物の長期保存にとって有害となる気体（例えばエチレン）を除去することで、青果物の長期保存にとって最適となる環境を制御するシステムがある。このようなシステムの具体例として、特許文献１には、保存庫に気体を循環させる循環系の途中に、複数の気体分離膜を配置したシステムが開示されている。このシステムでは、気体を複数の気体分離膜に透過させることで所要の気体を分離して保存庫に供給している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６３４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の青果物の長期保存システムには、制御性が低いという問題があった。すなわち、従来のシステムでは、複数の気体分離膜が保存庫に対して直列的に接続されていたため、それぞれの気体分離膜で透過される気体の濃度や量を管理することが困難であり、結果として、青果物の長期貯蔵に適した環境を維持することが困難であった。
【０００５】
さらに、青果物の長期貯蔵の環境としては、気体の成分以外にも、湿度や温度を適切に維持することが好ましい。このため、上記従来のシステムには、加湿器が設けられていた。しかしこのシステムでは、気体分離膜を透過した気体とは別個に、加湿された気体を保管庫の内部に直接供給していたので、湿度の異なる複数種類の気体が別経路で保管庫の内部に導入されることになり、保管庫の内部で気体が十分に混合される迄の間は、保管庫の内部の気体の湿度を最適化することができず、湿度に関しても制御性が低いものであった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、制御性の高い環境制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の環境制御システムは、保管対象物を保管する保管庫と、低酸素濃度空気を発生させる低酸素発生手段と、二酸化炭素気体を発生させる二酸化炭素発生手段と、前記低酸素発生手段と前記二酸化炭素発生手段との各々に対して接続され、当該低酸素発生手段にて発生された低酸素濃度空気と当該二酸化炭素発生手段にて発生された二酸化炭素気体とを、所定条件で混合して前記保管庫の内部に導入する混合手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の環境制御システムは、請求項１に記載の環境制御システムにおいて、前記混合手段は、当該混合手段の内部に導入された低酸素濃度空気及び二酸化炭素気体の温度を調整するための温度調整手段、又は、当該混合手段の内部に導入された低酸素濃度空気及び二酸化炭素気体の湿度を調整するための湿度調整手段、を有する空調手段であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の環境制御システムは、請求項１又は２に記載の環境制御システムにおいて、前記低酸素発生手段にて発生された低酸素濃度空気を、前記混合手段に導入する第１管路と、前記保管庫からの還気を、当該保管庫から排出する第２管路と、前記第１管路と前記第２管路との相互間における熱交換を行なう熱交換手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の環境制御システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の環境制御システムにおいて、窒素気体を発生させる窒素発生手段を備え、前記混合手段は、前記窒素発生手段にて発生された窒素気体と、前記低酸素発生手段にて発生された低酸素濃度空気と、前記二酸化炭素発生手段にて発生された二酸化炭素気体とを、所定条件で混合して前記保管庫の内部に導入することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の環境制御システムは、請求項４に記載の環境制御システムにおいて、気体を圧縮して前記低酸素発生手段に供給するための気体圧縮手段を備え、前記二酸化炭素発生手段は、液化二酸化炭素を貯蔵する二酸化炭素貯蔵タンクと、当該二酸化炭素貯蔵タンクにて貯蔵された前記液化二酸化炭素を気化させて前記二酸化炭素気体を発生させる二酸化炭素気化手段とを有し、前記窒素発生手段は、液体窒素を貯蔵する窒素貯蔵タンクと、当該窒素貯蔵タンクにて貯蔵された前記液体窒素を気化させて前記窒素気体を発生させる窒素気化手段とを有し、前記気体圧縮手段における排熱を、前記二酸化炭素気化手段又は前記窒素気化手段に伝熱するための排熱伝熱路を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の本発明によれば、低酸素発生手段からの低酸素濃度空気及び二酸化炭素発生手段からの二酸化炭素気体をそれぞれ個別経路で空調機に導入して混合できるので、これら複数種類の気体の濃度や混合量を個別的に制御することで、気体の制御性を高めることができる。特に、これら複数種類の気体を直接保管庫に供給するのではなく、空調機で混合してから保管庫に供給できるので、保管庫の内部における気体の流動性が低いような場合であっても、保管庫の全域に対して所望濃度の気体を供給することができ、保管庫における貯蔵環境を最適化することができる。
【００１３】
請求項２に記載の本発明によれば、気体の湿度や温度についても空調機で調整を行った上で、当該気体を保管庫に供給できるので、保管庫の全域に対して所望の湿度及び温度の気体を供給することができ、保管庫における貯蔵環境を最適化することができる。
【００１４】
請求項３に記載の本発明によれば、保管庫からの還気により、低酸素発生手段にて発生された低酸素濃度空気を冷却できるので、システム全体の熱効率を向上させ、省エネルギー化を図ることができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明によれば、低酸素濃度空気及び二酸化炭素気体に加えて、窒素気体についても個別経路で空調機に導入して混合できるので、これら複数種類の気体の濃度や混合量を個別的に制御することで、気体の制御性を高めることができる。特に、これら複数種類の気体を混合してから保管庫に供給できるので、保管庫における貯蔵環境を最適化することができる。特に、低酸素濃度空気に加えて窒素気体を用いることで、保管庫の内部の大きな容積の気体を迅速に低酸素化することができ、環境制御システムの迅速性を向上させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の本発明によれば、空気圧縮機の排熱を用いて液化二酸化炭素や液体窒素の気化を行うことで、システム全体の熱効率を向上させ、省エネルギー化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る環境制御システムの各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態に係る環境制御システムは、保管対象物を保管するために、保管庫の内部環境を制御するためのシステムである。
【００１９】
ここで、保管対象物としては、例えば、青果物や肉類の如き生鮮食材や、加工食材を挙げることができるが、これらに限られることはなく、所定の条件で保管が必要とされる全てのものが対象となり得る。例えば、化学薬品、精密機器、植物、動物、文化財等も保管対象物に該当する。
【００２０】
保管庫とは、保管対象物を保管可能な空間を提供するための手段であり、例えば、生鮮食材を冷蔵するための冷蔵倉庫や、実験材料を保温するための恒温槽を挙げることができるが、この保管庫の具体的構造は特記する場合を除いて任意である。この保管庫の設置対象や設置目的も任意であり、例えば、青果市場に設置された一次貯蔵用の倉庫、食品工場に設置された食品熟成用の施設、あるいは研究機関に設置された保存実験用の実験棟として、保管を設置することができる。
【００２１】
各実施形態に共通の特徴の一つは、低酸素発生手段と二酸化炭素発生手段との各々に対して接続され、当該低酸素発生手段にて発生された低酸素濃度空気と当該二酸化炭素発生手段にて発生された二酸化炭素気体とを所定条件で調合して保管庫の内部に導入する混合手段を設けた点にある。すなわち、低酸素濃度空気と二酸化炭素気体とは、相互に個別的に混合手段に導入された後、この混合手段により所定の条件で混合されて保管庫の内部に供給される。この構成によれば、混合手段の前段において、低酸素濃度空気の濃度管理と二酸化炭素気体の濃度管理とを個別的に行うことが可能になるため制御性が向上する。
【００２２】
なお、低酸素濃度とは、基本的には、一般大気の酸素濃度（約２１％、以下、「通常酸素濃度」と称する）よりも低い全ての酸素濃度を含む概念である。以下の実施の形態では、約１〜２％の酸素濃度を「低酸素濃度」として説明するが、この具体的閾値は任意に変更することができる。
【００２３】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２４】
〔実施の形態１〕
まず、本発明の実施の形態１について説明する。この実施の形態は、本発明の環境制御システムの基本形態である。以下では、環境制御システムの構成について説明した後、この環境制御システムの運転方法について説明する。
【００２５】
（環境制御システムの構成）
図１は、実施の形態１に係る環境制御システムの構成を示す概念図である。図１に示すように、環境制御システム１Ａは、概略的に、保管庫２、空気圧縮機３、低酸素発生装置４、二酸化炭素発生装置５、窒素発生装置６、製氷機７、空調機８、及び熱交換機９を備えて構成されており、これら各部は管路Ｐ１〜Ｐ２１にて図示のように接続されている。
【００２６】
保管庫２は、保管対象物を保管するための保管手段であり、保管対象物を収容可能な形状及び大きさにて構成され、例えば内部に自動移動棚を備えた全自動立体倉庫として構成される。この保管庫２を囲繞する壁部は断熱性の高いことが好ましく、例えば、真空断熱材やウレタン断熱材の如き断熱材を用いて構成される。
【００２７】
この保管庫２の出入口近傍には、前室２ａが設けられている。この前室２ａは、保管庫２の内部と外部を中継する中継空間部であり、保管庫２の内部環境の変動を最小限に抑えると共に、当該内部環境に関わらず人が作業できる空間を確保するものである。例えば、前室２ａは、保管庫２の外部に接する位置及び保管庫２の内部に接する位置に図示しない扉を備えており、これら扉を介して、作業者や保管対象物を保管庫２に出し入れすることができる。ただし、公知の物流機構を用いて、保管庫２の内部への保管対象物の出し入れを自動化できる場合には、この前室２ａを省略してもよい。
【００２８】
また、保管庫２の内部には、空調機２ｂ、給気口２ｃ、及び還気口２ｄが設けられている。空調機２ｂは、保管庫２の内部の気体を空調するためのもので、例えば、不凍剤を冷媒とするブラインクーラーとして構成される。給気口２ｃは、空調機８にて調整された気体を保管庫２の内部に導入するための開口であり、例えば、保管庫２の天井近傍位置に引き込まれた管路Ｐ５に形成される。還気口２ｄは、保管庫２の内部から外部へ気体を排出させるための開口であり、例えば、保管庫２の床面近傍位置に引き込まれた管路Ｐ６に形成される。
【００２９】
空気圧縮機３は、管路Ｐ１を介して取得された外気や、管路Ｐ６、Ｐ８、Ｐ１１を介して取得された保管庫２からの還気を、圧縮して低酸素発生装置４に供給するためのもので、特許請求の範囲における気体圧縮手段に対応する。この空気圧縮機３を用いて圧縮した外気を低酸素発生装置４に供給することで、後述する気体分離膜４ｂにおける気体分離効率を高めることができる。ただし、このような効果を考慮する必要がない場合には、空気圧縮機３を省略してもよい。
【００３０】
低酸素発生装置４は、特許請求の範囲における低酸素発生手段に対応するもので、例えば、筐体４ａの内部に、図２に示すような中空糸状の気体分離膜４ｂを設けて構成されている。この気体分離膜４ｂは、気体中に含まれる各ガス成分が当該気体分離膜４ｂを透過する際の透過速度の差を利用して、所望のガス成分を分離するもので、ここでは、低酸素発生装置４は、１）酸素を除去することで、酸素濃度が約１〜２％の低酸素濃度気体を発生させる機能、２）青果物等の保存に有害なエチレンガスを除去することで、保存に適した低酸素濃度空気を生成する機能、及び３）二酸化炭素を除去することで、二酸化炭素濃度が約０．０３％以下の低二酸化炭素濃度気体を発生させる機能を有する。また、筐体４ａの内部には、図示しない送風機が設けられており、この送風機による送風量を制御することで、低酸素発生装置４からの気体の排出量を制御することができる。
【００３１】
この低酸素発生装置４の後段には、図１に示すように、混気チャンバー１０が配置されており、この混気チャンバー１０には送風機１１を介して外気が導入され、あるいは、管路Ｐ６、Ｐ８、Ｐ１０を介して取得された保管庫２からの還気が導入され、これら外気や還気と低酸素発生装置４からの低酸素濃度空気とを所定条件にて混合することで、所望の酸素濃度の低酸素濃度空気を空調機８に導入することができる。この混合制御は、例えば、混気チャンバー１０の内部気体の酸素濃度を図示しない酸素濃度計を用いて測定し、この測定結果に応じて送風機１１、１６を制御することで実行できる。なお、この混合制御における空気や気体の混合時の所定条件は、任意に設定することができるが、その数値例については、後述する環境制御システムの運転方法の説明において示す。
【００３２】
二酸化炭素発生装置５は、二酸化炭素気体（炭酸ガス）を発生させるもので、特許請求の範囲における二酸化炭素発生手段に対応する。この二酸化炭素発生装置５は、液化二酸化炭素を貯蔵する二酸化炭素貯蔵タンク５ａと、当該二酸化炭素貯蔵タンク５ａにて貯蔵された液化二酸化炭素を気化させて二酸化炭素気体を発生させる気化器５ｂとを備えて構成されている。この気化器５ｂは、特許請求の範囲における二酸化炭素気化手段に対応する。この気化器５ｂにて気化された二酸化炭素は、送風機１２を介して空調機８に供給される。また、この送風機１２による送風量を制御することで、二酸化炭素発生装置５からの二酸化炭素気体の排出量を制御することができる。なお、二酸化炭素の貯蔵状態は液体に限らず、例えば、固体又は気体の状態で貯蔵してもよい。
【００３３】
窒素発生装置６は、窒素気体を発生させるもので、特許請求の範囲における窒素発生手段に対応する。この窒素発生装置６は、液体窒素を貯蔵する窒素貯蔵タンク６ａと、当該窒素貯蔵タンク６ａにて貯蔵された液体窒素を気化させて窒素気体を発生させる気化器６ｂとを備えて構成されている。この気化器６ｂは、特許請求の範囲における窒素気化手段に対応する。この気化器６ｂにて気化された窒素気体は、送風機１３を介して空調機８に供給される。また、この送風機１３による送風量を制御することで、窒素発生装置６からの窒素気体の排出量を制御することができる。なお、窒素気体の貯蔵状態は液体に限らず、例えば、固体又は気体の状態で貯蔵してもよい。
【００３４】
製氷機７は、空調機８で気体冷却を行うための冷熱源となる氷を製造する製氷手段である。この製氷機７の後段には氷蓄熱槽１４及びポンプ１５が設けられており、製氷機７にて製造された氷が氷蓄熱槽１４にて貯蔵され、冷水との間で熱交換を行なうことで、当該冷水を冷却する。この冷水は、空調機８に設けた後述する冷却コイル８ｃに導入され、当該空調機８の内部の気体との間で熱交換を行なうことで、当該気体を冷却する。特に、氷蓄熱槽１４を設けることで、深夜電力を利用して冷熱を蓄熱でき、負荷分散を図ることができる。
【００３５】
空調機８は、低酸素発生装置４にて発生された低酸素濃度空気、二酸化炭素発生装置５にて発生された二酸化炭素気体、及び窒素発生装置６にて発生された窒素気体を、所定条件で混合して保管庫２の内部に導入するもので、特許請求の範囲における混合手段及び空調手段に対応する。
【００３６】
この空調機８は、気体の温度及び湿度を調整する機能を有する。例えば、空調機８は、筐体８ａの内部に、フィルタ８ｂ、冷却コイル８ｃ、加湿装置８ｄ、及び送風機８ｅを内蔵して構成されている。フィルタ８ｂは、空調機８に導入された気体に含まれる埃や塵の如き異物を除去することにより、気体の所望の清浄度を確保する。冷却コイル８ｃは、筐体の内部の気体を、氷蓄熱槽１４にて冷却された冷水を用いて冷却することにより、当該気体の温度を調整するもので、特許請求の範囲における温度調整手段に対応する。加湿装置８ｄは、筐体８ａの内部の気体に対して、図示しない水源から給水された水を噴霧することで、当該気体の湿度を調整するもので、特許請求の範囲における湿度調整手段に対応する。送風機８ｅは、当該空調機８から保管庫２へ向けて送風を行なうことで、空調機８の入り口から気体を吸引してフィルタ８ｂ及び冷却コイル８ｃを通過させる。この送風機８ｅによる送風量は、筐体の内部に設けた図示しない温度計の出力に基づいて、筐体８ａの内部の気体温度が所定温度になるように制御される。この送風量の制御は図示しないインバータを介して行っており、消費電力が削減されている。
【００３７】
熱交換機９は、保管庫２の還気口２ｄに接続された管路Ｐ６と、混気チャンバー１０と空調機８とを相互に接続する管路Ｐ４との間に設けられた熱交換手段であり、保管庫２の還気口２ｄを介して還気された冷気から冷熱を回収し、この冷熱によって、混気チャンバー１０から空調機８に導入される気体を予備冷却することで、冷却効率を向上させる。
【００３８】
これまでに説明した各部を接続する管路Ｐ１〜Ｐ２１は図示の通りであり、上述した管路以外にも、保管庫２の還気口２ｄから排出された冷気を熱交換機９をバイパスして送風機１６に供給する管路Ｐ７、この冷気を熱交換機９と空調機８との間に還流させるための管路Ｐ９、あるいは、この冷気を混気チャンバー１０に還流させるための管路Ｐ１０を含んでいる。例えば、管路Ｐ７によるバイパスは、冬期のように外気が低温な時や、全量排気時に実施される。
【００３９】
特に、空気圧縮機３には、二酸化炭素発生装置５の気化器５ｂに至る管路Ｐ１５と、窒素発生装置６の気化器６ｂに至る管路Ｐ１２とが接続されている。これら管路Ｐ１５、１２は、空気圧縮機３における排熱を気化器５ｂ、６ｂに伝熱するためのもので、特許請求の範囲における排熱伝熱路に対応する。具体的には、空気圧縮機３における排熱が管路Ｐ１５を介して気化器５ｂに供給され、この気化器５ｂでは、二酸化炭素貯蔵タンク５ａにて貯蔵された液化二酸化炭素を、当該排熱を利用して気化させる。同様に、空気圧縮機３における排熱が管路Ｐ１２を介して気化器６ｂに供給され、この気化器６ｂでは、窒素貯蔵タンク６ａにて貯蔵された液体窒素を、当該排熱を利用して気化させる。
【００４０】
また、各管路Ｐ１〜Ｐ２１には、風量制御用のダンパーＤ１〜Ｄ１３が図示の位置に設けられている。なお、図１及び後述する各図において、ダンパーＤ１〜Ｄ１３から引き出されている短線が、当該ダンパーＤ１〜Ｄ１３が配置されている管路の長手方向に対して直交するように示されている場合には、当該ダンパーＤ１〜Ｄ１３が閉状態であることを意味し、当該短線が、当該長手方向に対して斜交するように示されている場合には、当該ダンパーＤ１〜Ｄ１３が開状態であることを意味する。
【００４１】
（環境制御システムの運転方法）
次に、上述のように構成された環境制御システム１Ａの運転方法について説明する。ここでは、運転モードとして、「搬入準備モード」、「立上げ運転モード」、「安定運転モード」、及び「搬出準備モード」の４つのモードを想定しており、これら４つのモードを相互に任意のタイミングで任意の手段によって切り替えることができる。
【００４２】
（環境制御システムの運転方法−搬入準備モード）
保管庫２の内部の搬入準備モードとは、空調機８を介して保管庫２の内部の空気を環境制御システム１Ａ内で循環させながら低温状態にするモードであり、例えば、保管対象物を保管庫２に搬入する前の準備段階として実行される。
【００４３】
図３は、搬入準備モード実行時における環境制御システム１Ａの状態を示す概念図である。この図３に示すように各ダンパーＤ１〜Ｄ１３を切替えることで、保管庫２の内部の気体は、還気口２ｄから導出され、熱交換機９をバイパスされ、空調機８に導入される。このように空調機８に導入された気体は、冷却コイル８ｃによる冷却と加湿装置８ｄによる加湿によって、所定の温度及び湿度に調整された後、保管庫２の内部に戻される。また、この低温化モードでは、保管庫２に備えられた空調機２ｂにて気体を冷却することで、一層効果的に保管庫２の内部の低温化を図ることができる。
【００４４】
この搬入準備モードによれば、保管庫２の内部を低温状態とすることができ、例えば、保管庫２に搬入された保管対象物の細菌の発生等を抑制して、保管対象物の受け入れ環境を整えることができる。なお、保管対象物が青果物である場合には、保管庫２の内部の設定温度を０〜１０℃程度にすることが好ましい。
【００４５】
その後、前室２ａを介して保管対象物を保管庫２の内部に搬入する。この状態では、保管庫２の内部は未だ低酸素化されていないので、作業員が保管庫２に安全に出入りすることが可能である。
【００４６】
（環境制御システムの運転方法−立上げ運転モード）
次に、立上げ運転モードについて説明する。立上げ運転モードとは、保管庫２の内部を低温化及び低酸素化するモードであり、例えば、環境制御システム１Ａの立上げ時に実行される。
【００４７】
図４は、立上げ運転モード実行時における環境制御システム１Ａの状態を示す概念図である。この図４に示すように各ダンパーＤ１〜Ｄ１３を切替えることで、保管庫２の内部の気体は、還気口２ｄから導出され、熱交換機９で熱交換を行なった後、空気圧縮機３で圧縮され、低酸素発生装置４に導入される。また同時に、外気が低酸素発生装置４に導入される。このように低酸素発生装置４に導入された気体は、低酸素発生装置４を透過することで低酸素化され、熱交換機９にて冷却された後、空調機８に導入される。このように空調機８に導入された気体は、冷却コイル８ｃによる冷却と加湿装置８ｄによる加湿によって、所定の温度及び湿度に調整された後、保管庫２の内部に戻される。
【００４８】
この立上げ運転モードでは、必要に応じて窒素気体を用いて、低酸素濃度化の迅速性を高めることができる。すなわち、窒素貯蔵タンク６ａにて貯蔵された液体窒素が、空気圧縮機３からの排熱を利用して気化器６ｂにて気化されて空調機８に導入される。この空調機８では、窒素気体を用いることで気体を所望の低酸素濃度に迅速に調整でき、この調整後の気体を、保管庫２の内部に導入することができる。
【００４９】
この立上げ運転モードによれば、保管庫２の内部を低温化状態及び低酸素状態とすることができ、例えば、保管対象物の長期保存によって不要な気体を保管庫２の内部から除去することができる。特に、この立上げ運転モードによれば、低酸素濃度空気に加えて窒素気体を用いることで、保管庫２の内部の大きな容積の気体を迅速に低酸素化することができ、環境制御システム１Ａの迅速性を向上させることができる。なお、青果物の場合においては、保管庫２の内部の酸素濃度を０〜１０％程度にすることが好ましい。
【００５０】
（環境制御システムの運転方法−安定運転モード）
次に、安定運転モードについて説明する。安定運転モードとは、保管庫２の内部を低温化、低酸素化、高二酸化炭素化、及び低エチレン化するモードであり、例えば、環境制御システム１Ａの安定運転時に実行される。
【００５１】
図５は、安定運転モード実行時における環境制御システム１Ａの状態を示す概念図である。この図５に示すように各ダンパーＤ１〜Ｄ１３を切替えることで、図４の立上げ運転モードと同様に気体が低温化及び低酸素化される。また同時に、二酸化炭素貯蔵タンク５ａにて貯蔵された液化二酸化炭素が、空気圧縮機３からの排熱を利用して気化器５ｂにて気化されて空調機８に導入される。この空調機８では、気体の二酸化炭素濃度が所定の高濃度に調整された後、この気体が保管庫２の内部に戻される。さらに安定運転モードにおいては、低酸素発生装置４における酸素除去と同時に、エチレンも除去されるので、低エチレン化を図ることができる。なお、必要に応じて、外気が送風機１１を介して混気チャンバー１０に導入されて酸素濃度が調整される。
【００５２】
この安定運転モードによれば、保管庫２の内部を低温状態、低酸素状態、高二酸化炭素状態、及び低エチレン状態とすることができ、例えば、保管対象物の長期保存に最適な環境を生成することができる。なお、青果物の場合においては、保管庫２の内部の二酸化炭素濃度を０〜１５％程度にすることが好ましい。
【００５３】
（環境制御システムの運転方法−搬出準備モード）
最後に、搬出準備モードについて説明する。搬出準備モードとは、空調機８を介して外気を取り入れることで保管庫２の内部を高酸素状態にするモードであり、例えば、保管対象物を保管庫２から搬出する前の準備段階として実行される。
【００５４】
図６は、搬出準備モード実行時における環境制御システム１Ａの状態を示す概念図である。この図６に示すように各ダンパーＤ１〜Ｄ１３を切替えることで、保管庫２の内部の気体が、還気口２ｄから導出され、熱交換機９を介して、外部へ排出される。また、外気が、送風機１１を介して混気チャンバー１０及び空調機８に導入され、この空調機８において所定の温度及び湿度に調整された後、保管庫２へ導出される。
【００５５】
この搬出準備モードによれば、保管庫２の内部を高酸素状態とすることができ、保管庫２を開放しなくても人が作業できる環境が形成される。なお、人が作業できる程度の環境にするためには、保管庫２の内部の酸素濃度を１３％程度、及び炭酸気体濃度を０．３％程度にすることが好ましい。
【００５６】
その後、前室２ａを介して保管対象物を保管庫２の内部から外部へ搬出する。この状態では、保管庫２の内部が高酸素化されているので、作業員が保管庫２に安全に出入りすることが可能である。
【００５７】
（実施の形態１の効果）
このように実施の形態１によれば、低酸素発生装置４からの低酸素濃度空気、二酸化炭素発生装置５からの二酸化炭素気体、及び窒素発生装置６からの窒素気体をそれぞれ個別経路で空調機８に導入して混合できるので、これら複数種類の気体の濃度や混合量を個別的に制御することで、気体の制御性を高めることができる。特に、これら複数種類の気体を直接保管庫２に供給するのではなく、空調機８で混合してから保管庫２に供給できるので、保管庫２の内部における気体の流動性が低いような場合であっても、保管庫２の全域に対して所望濃度の気体を供給することができ、保管庫２における貯蔵環境を最適化することができる。また、気体の湿度や温度についても空調機８で調整を行った上で、当該気体を保管庫２に供給できるので、保管庫２の全域に対して所望の湿度及び温度の気体を供給することができ、保管庫２における貯蔵環境を最適化することができる。
【００５８】
また、実施の形態１によれば、低酸素濃度空気に加えて窒素気体を用いることで、保管庫２の内部の大きな容積の気体を迅速に低酸素化することができ、環境制御システムの迅速性を向上させることができる。
【００５９】
また、実施の形態１によれば、低酸素発生装置４からの気体を、保管庫２から還流された気体にて冷却したり、空気圧縮機３の排熱を用いて気化器５ｂ、６ｂにおける気化を行うことで、システム全体の熱効率を向上させ、省エネルギー化を図ることができる。
【００６０】
また、実施の形態１によれば、搬入準備モードによって保管庫２の内部の気体の温度を調整することで保管対象物の搬入環境を整え、保管対象物の搬入を行った後、立上げ運転モードによって保管庫２の内部の気体を低酸素濃度化することで保管対象物の保存環境を整え、保存期間の終了後に、搬出準備モードによって保管庫２の内部の気体を高酸素濃度化することで保管対象物の搬出環境を整え、保管対象物の搬出を行うことができる。保管庫２の内部に作業員が出入りする時には、保管庫２の内部の気体の酸素濃度を通常酸素濃度に維持でき、作業員の安全性を確保できる。また同時に、作業員の安全性を損なうことがない範囲で、保管庫２の内部の気体を保管対象物の保管に適した環境とすることができ、保管環境を向上させることができる。
【００６１】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、保管庫２の内部を複数領域に区画し、各領域には相互に異なる気体を導入可能とした形態である。なお、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。
【００６２】
（環境制御システムの構成）
図７は、実施の形態２に係る環境制御システムの構成を示す概念図である。図７に示すように、環境制御システム１Ｂは、保管庫２の内部に間仕切り２ｅを備える。この間仕切り２ｅは、保管庫２の内部空間を複数領域に区画するためのもので、例えば板材や樹脂材にて形成され、保管庫２の上下方向の中央位置よりやや上方寄りの位置において、保管庫２の全幅に渡って水平状に配置されている。ここでは、保管庫２の内部空間のうち、間仕切り２ｅより上方の空間部を上部領域、間仕切り２ｅより下方の空間部を下部領域と称する。この間仕切り２ｅには、通気性を持たせるための通気孔２ｆが形成されている。従って、上部領域の気体が、間仕切り２ｅの通気孔２ｆを通過して下部領域に流入し、還気口２ｄから管路に流入することで、気体循環が可能になっている。ただし、上部領域にも個別的に還気口２ｄを設ける等により、上部領域と下部領域との相互間の通気を遮断してもよく、この場合には、上部領域と下部領域とを相互に異なるガス成分に維持することができる。
【００６３】
また、環境制御システム１Ｂには、上部領域と下部領域とに相互に異なるガス成分及び温度の気体を供給するための構成が設けれている。具体的には、空調機８から上部領域に対しては、実施の形態１、２と同様に、管路Ｐ５を介して気体が供給される。また、この管路Ｐ５から分岐する管路Ｐ２３が設けられており、この管路Ｐ２３には混気チャンバー１８が接続されている。この混気チャンバー１８には、二酸化炭素発生装置５の後段の送風機１２から管路Ｐ２４を介して二酸化炭素気体を導入可能であり、また、下部領域の還気口２ｄから管路Ｐ２５、送風機１９及び管路２６を介して気体を還流可能である。
【００６４】
このような構成において、上部領域に対しては、実施の形態１、２と同様に、空調機８にて所望のガス成分、温度、及び湿度に調整された気体を導入することができる。また、下部領域に対しては、還気口２ｄから排出された気体を混気チャンバー１８を介して還流させたり、空調機８からの気体に二酸化炭素気体を混合させて酸素濃度をさらに低下させた上で導入することができる。
【００６５】
（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、実施の形態２の基本的効果に加えて、間仕切り２ｅによって区分けされた保管庫２の内部を異なる環境とすることができ、一つの保管庫２で複数の保管対象物を保管する場合に、各保管対象物を当該各保管対象物に応じた最適な環境で保管することができる。
【００６６】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００６７】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００６８】
（環境制御システムの構成）
上記各実施の形態では、空調機８と保管庫２をそれぞれ１台ずつ設けているが、これら各々の台数及び組み合わせは任意であり、複数の空調機８で１台の保管庫２の気体を調整してもよく、あるいは、１台の空調機８で複数の保管庫２の気体を調整してもよい。また、各運転モードの相互の切替えについては、任意のタイミングで任意の方法にて行うものとして説明したが、環境制御システムの制御を行う制御装置を設け、この制御装置に対して、各装置、風量制御用のダンパーＤ１〜Ｄ１６、あるいは、各部のデータ（風量、濃度、湿度、温度）を計測するセンサを接続し、統括制御を行うことができる。
【００６９】
また、保管庫２に対する保管対象物の搬入や搬出が頻繁に行われる場合には、保管庫２の内部の高酸素化を迅速に行うために、酸素発生装置（例えば酸素貯蔵用のボンベ）を設け、酸素を保管庫２に導入するようにしてもよい。その他にも、保管庫２の内部に導入されるものは気体に限られず、例えば、保管対象物を長期保存させるために散布する薬剤や熟成を促進させるための微生物等を蓄える貯蔵装置を備えてもよい。
【００７０】
また、上記各実施の形態では、温度調整のために気体を冷却しているが、加熱してもよく、例えば、空調機８には気体を加熱する高熱コイルを設け、製氷機７及び氷蓄熱槽１４に代えて発熱器及び高温蓄熱槽を備えてもよい。同様に、加湿に限らず除湿してもよく、空調機８の内部の気体の除湿をするために吸湿材等を備えた除湿装置を設けてもよい。
【００７１】
（空調機８の構成）
空調機８の具体的構成についても、上記説明した構成以外の種々の構成を採用することができる。空調機８の内部の配置は任意であるが、例えば、横列に冷却コイル８ｃ等を備えるのではなく、冷却コイル８ｃ等を縦列に備えてもよい。
【００７２】
（低酸素発生装置４の構成）
低酸素発生装置４の具体的構成についても、上記説明した構成以外の種々の構成を採用することができる。例えば、低酸素発生装置４で発生させた低酸素濃度空気を一時的に貯蔵できる貯蔵タンクを設けてもよい。特に、このように低酸素濃度空気を貯蔵する場合、立ち上がり時に、低酸素発生装置４からの低酸素濃度空気に加えて、貯蔵された低酸素濃度空気を保管庫２に供給することで、保管庫２の内部を一層迅速に低酸素状態にすることができ、迅速性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
この発明に係る環境制御システムは、青果物等の各種の保管対象物を長期に渡って保管するための保管システムや保管方法に適用でき、保管対象物の特性に応じた最適な保管環境を迅速に構築するために有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る環境制御システムの構成を示す概念図である。
【図２】気体分離膜の斜視図である。
【図３】搬入準備モード実行時における環境制御システムの状態を示す概念図である。
【図４】立上げ運転モード実行時における環境制御システムの状態を示す概念図である。
【図５】安定運転モード実行時における環境制御システムの状態を示す概念図である。
【図６】搬出準備モード実行時における環境制御システムの状態を示す概念図である。
【図７】実施の形態２に係る環境制御システムの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７５】
１Ａ、１Ｂ  環境制御システム
２  保管庫
２ａ  前室
２ｂ、８  空調機
２ｃ  給気口
２ｄ  還気口
２ｅ  間仕切り
２ｆ  通気孔
３  空気圧縮機
４  低酸素発生装置
４ａ、８ａ  筐体
４ｂ  気体分離膜
５  二酸化炭素発生装置
５ａ  二酸化炭素貯蔵タンク
５ｂ、６ｂ  気化器
６  窒素発生装置
６ａ  窒素貯蔵タンク
７  製氷機
８ｂ  フィルタ
８ｃ  冷却コイル
８ｄ  加湿装置
９  熱交換機
１０、１８  混気チャンバー
８ｅ、１１、１２、１３、１６、１９  送風機
１４  氷蓄熱槽
１５  ポンプ
Ｐ１〜Ｐ２６  管路
Ｄ１〜Ｄ１６  ダンパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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