JP6047804B2 - 低温調湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、低温度環境において、物品を貯蔵する貯蔵庫内の空気の相対湿度を調節する低温調湿装置に関する。

近年、安心・安全な食品を提供する観点から、収穫後の新鮮な食材や加工食品などの鮮度を維持する技術の高度化が望まれている。食品の鮮度を効率よく維持するには、食品を貯蔵する際の温度及び相対湿度を最適に制御・維持する必要がある。

食品を貯蔵する際の温度及び相対湿度を制御・維持する装置として、主に、貯蔵庫内の空気から水分を除去する空気冷却式除湿器及び貯蔵庫内の空気に水分を供給する空気加湿器から構成される装置が広く使用されている。また、空気冷却式除湿器により水分を除去した空気を空気加熱器により加熱した後に、空気加湿器により水分を供給する装置も知られている（エスペック株式会社製 恒温恒湿室ビルドインチャンバー（登録商標）Ｅシリーズなど）。

また、０℃付近まで冷却した冷水と貯蔵庫内の空気とを気液接触させることにより、貯蔵庫内の空気の温度と相対湿度を制御する装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、予め製造した氷塊や氷粉末を冷却熱源に用いて冷水を生成して、貯蔵庫内の空気と生成した冷水を気液接触させることにより貯蔵庫内の空気の温度及び相対湿度を制御する装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−３０３７０８号公報 特開２００５−１８０７６９号公報

多くの食品等について、鮮度を維持するのに最適な貯蔵温度は−３〜１０℃程度、最適な相対湿度は７０〜９８％であることが知られている（農研機構野菜茶業研究所等の公表値参照）。また、食品に限らず、貯蔵温度−３〜１０℃程度の低温度において物品を貯蔵する際に、相対湿度を高精度に制御・維持するのが好ましい場合は多い。

しかしながら、上述した従来の装置では、貯蔵庫内の空気の温度１０℃以下の場合において、貯蔵庫内の相対湿度を最適に維持することはできない。特許文献１及び特許文献２に記載された装置は、貯蔵庫内温度０℃付近において高湿度の相対湿度は維持可能であるが、氷点下の温度および０℃付近以外の温度において、相対湿度を７０〜９８％の範囲で任意に制御するのは難しい。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、低温度環境において、相対湿度を高精度に制御・維持可能な低温調湿装置及び低温調湿装置に適用可能な低温調湿ユニットを提供することである。

上記目的を達成するための低温調湿装置は、物品を貯蔵する貯蔵庫を備えるとともに、当該貯蔵庫内の空気の湿度を吸湿液により調節する低温調湿装置であって、前記貯蔵庫の一の側壁側に配置されてなり、前記貯蔵庫の天井側に向けて送風して、前記天井から、前記一の側壁に対向する他の側壁にかけて沿わせつつ、前記貯蔵庫内を循環する環状の空気の流れを形成する送風機と、前記貯蔵庫内の空気の温度を調節する温度調節手段と、前記吸湿液の濃度を調節する濃度調節手段と、前記濃度調節手段により濃度が調節された前記吸湿液と前記貯蔵庫内の空気とを気液接触させる気液接触手段と、前記気液接触手段において気液接触された前記空気に含まれる前記吸湿液の液滴を捕集する液滴捕集手段と、を有する。前記吸湿液は脂肪族多価アルコールであり、前記濃度調節手段が当該吸湿液の濃度を調節することにより前記貯蔵庫内の空気の湿度を調節する。前記気液接触手段は、前記貯蔵庫内の空気と前記吸湿液とを気液接触させる気液接触部と、前記気液接触部に前記吸湿液を滴下する滴下部と、を有してなり、前記吸湿液を前記滴下部から前記気液接触部に滴下させるとともに、前記貯蔵庫内において環状に循環する前記空気を前記気液接触部に通過させることにより前記吸湿液と前記空気とを気液接触させる。前記気液接触部における前記吸湿液の滴下方向は、前記気液接触部を通過する前記空気の流れの方向に交差しており、前記滴下部は、環状に循環する前記空気の流れから外れた位置に配置される。

本発明に係る低温調湿装置は、貯蔵庫内の空気の温度を調節する温度調節手段と、吸湿液の濃度を調節する濃度調節手段と、濃度調節手段により濃度が調節された吸湿液と貯蔵庫内の空気とを気液接触させる気液接触手段と、を有する。そして、吸湿液として脂肪族多価アルコールを使用して、濃度調節手段が当該吸湿液の濃度を調節することにより貯蔵庫内の空気の湿度を調節する。これにより、貯蔵庫内の空気の温度によらず、吸湿液の濃度を調節することにより貯蔵庫内の空気の相対湿度を高精度に調節できる。従って、本発明によれば、低温度環境において、相対湿度を高精度に制御・維持可能な低温調湿装置を提供できる。また、本発明に係る低温調湿装置は、気液接触手段において気液接触された空気に含まれる吸湿液の液滴を捕集する液滴捕集手段を有する。これにより、気液接触手段において気液接触された空気に含まれる吸湿液の液滴を捕集することができるため、吸湿液が貯蔵庫内に貯蔵されている物品に付着するのを防止できる。従って、貯蔵される物品の品質を高い状態で維持できる。

また、本発明によれば、上述した低温調湿装置に用いられる吸湿液と、温度調節手段と、濃度調節手段と、気液接触手段と、液滴捕集手段と、を備える低温調湿ユニットを構成できる。これにより、低温調湿ユニットを組み込むことで種々の形態の低温調湿装置を容易に製造できる。

本発明の第１実施形態に係る低温調湿装置を説明するための概略図である。 吸湿液の性質を説明するためのグラフであって、プロピレングリコール水溶液の濃度と水蒸気圧の関係を示すグラフである。 吸湿液の性質を説明するためのグラフであって、５℃のプロピレングリコール水溶液と５℃の空気を気液接触させた際のプロピレングリコール水溶液の濃度と気液接触された空気の相対湿度の関係を示すグラフである。 吸湿液の性質を説明するためのグラフであって、プロピレングリコール水溶液の濃度と凍結温度の関係を示すグラフである。 吸湿液の性質を説明するためのグラフであって、プロピレングリコール水溶液及びプロピレングリコール水溶液に気液接触される空気の温度と相対湿度の関係を示すグラフである。 第２実施形態に係る低温調湿装置を説明するための概略図である。 第３実施形態に係る低温調湿ユニットを説明するための概略図である。 第３実施形態に係る低温調湿ユニットが適用された棚型オープンショーケースを示す概略図である。 第３実施形態に係る低温調湿ユニットが適用されたフラット平型オープンショーケースを示す概略図である。 第３実施形態に係る低温調湿ユニットが適用された鮮度維持貯蔵ストッカーを示す概略図である。 第４実施形態に係る低温調湿ユニットを説明するための概略図である。 本発明の一実施形態に係る低温調湿装置を用いた実験結果を示すグラフであって、物品を貯蔵した際の貯蔵庫内の空気の温度及び相対湿度と経過日数の関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る低温調湿装置を用いた実験結果を示すグラフであって、食品としてニガウリを貯蔵した際の貯蔵庫内の空気の温度及び相対湿度と経過日数の関係を示すグラフである。

＜第１実施形態＞
近年、安心・安全な食品を提供する観点から、収穫後の新鮮な食材や加工食品などの鮮度を維持する技術の高度化が望まれている。鮮度を維持して食品を貯蔵するためには、貯蔵庫内の空気の温度及び相対湿度を最適に維持する必要がある。

野菜類、くだもの類、肉類、鮮魚等の生鮮食材の鮮度維持について、その最適貯蔵温度及び最適貯蔵相対湿度は、農林水産省の農研機構野菜茶業研究所や日本冷凍空調学会便覧等に整理・公表されている。公表されているデータによれば、多くの生鮮食材の鮮度維持に最適な温度は−３〜１０℃程度であり、最適な相対湿度は７０％〜９８％程度である。

貯蔵庫内の空気の温度及び相対湿度を最適に維持する低温調湿装置として、主に、貯蔵庫内の空気から水分を除去する空気冷却式除湿器及び貯蔵庫内の空気に水分を供給する空気加湿器から構成される装置が広く使用されている。また、空気加湿器の代わりに、貯蔵庫内に冷水を供給して、冷水と貯蔵庫内の空気を気液接触させることにより相対湿度を調節する装置が知られている。

しかしながら、−３〜１０℃という低温の空気に含ませることのできる水分量は微量である。そのため、空気加湿器により貯蔵庫内の空気に水分を供給する方法や、冷水と貯蔵庫内の空気と気液接触させる方法により、貯蔵庫内の空気の相対湿度を７０〜９８％の範囲で高精度に制御・維持するのは困難である。

そこで、本実施形態に係る低温調湿装置１は、吸湿液として脂肪族多価アルコールを使用して、当該吸湿液の濃度を調節することにより貯蔵庫内の空気の相対湿度を調節する。

以下、図面を参照して本実施形態に係る低温調湿装置１を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１に示す本実施形態に係る低温調湿装置１は、−３〜１０℃の低温度において、貯蔵庫内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持可能な食品用の低温調湿装置である。

本実施形態に係る低温調湿装置１は、概説すれば、物品を貯蔵する貯蔵庫２０を備えるとともに、当該貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を吸湿液２により調節する低温調湿装置であって、貯蔵庫２０内の空気の温度を調節する温度調節手段３０と、吸湿液２の濃度を調節する濃度調節手段４０と、濃度調節手段４０により濃度が調節された吸湿液２と貯蔵庫２０内の空気とを気液接触させる気液接触手段５０と、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴を捕集する液滴捕集手段６０と、を有し、吸湿液２は脂肪族多価アルコールを含み、濃度調節手段４０が当該吸湿液２の濃度を調節することにより貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を調節する低温調湿装置である。

本実施形態では、物品として食品を貯蔵する場合を例に説明する。

図１に示すように、低温調湿装置１における貯蔵庫２０は、密閉された空間として構成される。そして、温度調節手段３０及び濃度調節手段４０は、貯蔵庫２０の外部に配置される。

貯蔵庫２０内には、吸湿液２を収容する吸湿液タンク３、貯蔵庫２０内の空気を循環させる送風機４、天井ダクト５、空気吹出口６が設置される。また、貯蔵庫２０内には、吸湿液タンク３内の吸湿液２を温度調節手段３０及び濃度調節手段４０に輸送するポンプ８が設置される。また、貯蔵庫２０内には、貯蔵庫２０内の空気の状態を測定する状態測定器９が設置される。吸湿液タンク３には、濃度測定器１０が設置される。また、貯蔵庫２０内には、吸湿液タンク３内の吸湿液２を気液接触手段５０に輸送するポンプ１３が設置される。

貯蔵庫２０の外部には、ポンプ８により輸送される吸湿液２の流量を調節する流量制御バルブ１１が設置される。吸湿液タンク３内の吸湿液２は、ポンプ８により流量制御バルブ１１を介して温度調節手段３０及び濃度調節手段４０に輸送される。また、貯蔵庫２０の外部には、吸湿液２の熱交換を行う熱交換器１４及び吸湿液２を加熱する加熱器１５が設置される。

本実施形態における状態測定器９は、少なくとも、貯蔵庫２０内の空気の温度を測定する温度計を含む。状態測定器９に含まれる温度計は、公知のものを使用できる。また、濃度測定器１０は、例えば、株式会社アタゴの屈折式濃度測定器により構成できる。

低温調湿装置１は、貯蔵庫２０内のエチレンガスを当該貯蔵庫２０外に排出するエチレンガス排出手段１２を有する。エチレンガスは、貯蔵庫２０内に貯蔵される食品から発生し得る。エチレンガス排出手段１２は、貯蔵庫２０内のエチレンガス濃度を計測する。そして、貯蔵庫２０内のエチレンガス濃度が所定の濃度を超えないようにエチレンガスを貯蔵庫２０の外部に適宜排出する。低温調湿装置１において、エチレンガス排出手段１２は、エチレンガス検出制御器付き熱交換式換気ユニットにより構成される。

低温調湿装置１に使用される吸湿液２は、次の条件（１）〜（３）を満たす必要がある。すなわち、（１）貯蔵庫２０内の空気と気液接触させることにより、貯蔵庫２０内の空気の温度を低温度域において制御・維持可能である。（２）吸湿液２の濃度を調節して貯蔵庫２０内の空気と気液接触させることにより、低温度環境において貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持可能である。（３）人体に対して害を及ぼさないことが確認されているという条件を満たす必要がある。

上述した条件（１）〜（３）を満たす吸湿液２として、脂肪族多価アルコールの水溶液を使用することができる。

低温調湿装置１では、吸湿液２としてプロピレングリコール水溶液を用いる。プロピレングリコールは日本国内において食品添加物として認められており、プロピレングリコール水溶液は、上述した条件（３）を満たす。そして、上述した条件（１）及び（２）について、少なくとも以下の条件（１Ａ）及び（２Ａ）を満たす。すなわち、（１Ａ）貯蔵庫２０内の空気と気液接触させることにより、貯蔵庫２０内の空気の温度を−５〜１０℃程度の範囲において任意の温度に制御・維持可能である。（２Ａ）吸湿液２の濃度を調節して貯蔵庫２０内の空気と気液接触させることにより、貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を３０〜９８％程度の範囲において任意の相対湿度に高精度に制御・維持可能であるという条件を満たす。

図２は、プロピレングリコール水溶液（以下、ＰＧ水溶液と略称)の重量濃度と水蒸気圧の関係を示す。図２に示すように、同一の濃度の場合、ＰＧ水溶液の温度が高くなるほど水蒸気圧は高くなる。また、同一の温度の場合、ＰＧ水溶液の濃度が低くなるほど水蒸気圧は高くなる。従って、ＰＧ水溶液の濃度を調節することで、ＰＧ水溶液に気液接触される空気の相対湿度を調節できる。

例えば、図３は、５℃のＰＧ水溶液と５℃の空気を気液接触させた際のＰＧ水溶液の濃度と気液接触された空気の相対湿度の関係を示す。図３に示すように、例えば、相対湿度を９８％程度にしたい場合にはＰＧ水溶液の濃度を１０％程度に調節し、相対湿度を９５％程度に調節したい場合にはＰＧ水溶液の濃度を２５％に調節し、相対湿度を３０％程度にしたい場合にはＰＧ水溶液の濃度を９０％程度に調節すればよい。

図４は、ＰＧ水溶液の凍結温度を示す。図４に示すように、ＰＧ水溶液の濃度を所定の濃度より高く維持することで、氷点下であってもＰＧ水溶液を使用して貯蔵庫２０内の相対湿度を調節できる。例えば、ＰＧ水溶液の濃度が１５％のときの凍結温度は−５℃程度であるから、ＰＧ水溶液の濃度を１５％以上に維持することで、−５℃の温度付近において貯蔵庫２０内の相対湿度を調節することができる。また、ＰＧ水溶液の濃度が２５％の時に凍結温度は−１０℃程度であるから、ＰＧ水溶液の濃度を２５％以上に維持することで、−１０℃の温度付近において貯蔵庫２０内の相対湿度を調節することができる。

図５は、ＰＧ水溶液及びＰＧ水溶液に気液接触される空気の温度と相対湿度の関係を示す。図５に示すように、ＰＧ水溶液の濃度が２５％から７０％と高くなるほど気液接触される空気の相対湿度は低下する。このとき、ＰＧ水溶液が同一の濃度の場合、温度が−５℃から５０℃まで変化しても、気液接触される空気の相対湿度の変化量は５％程度の範囲内に収まっている。すなわち、ＰＧ水溶液の温度が変化しても気液接触された空気の相対湿度の変化は微小である。従って、ＰＧ水溶液の温度に依存することなく、ＰＧ水溶液の濃度を調節することで、気液接触される貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持できる。

気液接触手段５０は、貯蔵庫２０内の空気と吸湿液２とを気液接触させる気液接触部５１と、気液接触部５１に吸湿液２を滴下する滴下部５２を有する。

気液接触手段５０は、吸湿液２を滴下部５２から気液接触部５１に滴下させるとともに、当該気液接触部５１に貯蔵庫２０内の空気を通過させることにより吸湿液２と貯蔵庫２０内の空気を気液接触させる。

滴下部５２は、例えば、株式会社いけうち製の超低圧広角扇形ノズルを多数連結して構成できる。当該構成により、液滴飛散が発生しないように、低圧力かつ均一な流量で吸湿液２を気液接触部５１へ滴下できる。

滴下部５２から滴下される吸湿液２は、ポンプ１３により吸湿液タンク３から滴下部５２に輸送される。

気液接触部５１は、例えば、旭化成ホームプロダクツ株式会社が製造しているサランロック（登録商標）により構成できる。サランロックは塩化ビニリデン系の繊維を立体構造に構成したもので、耐熱性が高く、耐薬品性で表面積が大きく、通気性能に優れるとともに、軽量かつ安価な材料である。

滴下部５２から滴下された吸湿液２は気液接触部５１の立体構造部分に沿って流下する。気液接触部５１は、貯蔵庫２０内の空気が吸湿液２の流下方向に対して直交して通過するように配置する。気液接触部５１の厚みは、貯蔵庫２０内の空気の流れ方向に１０〜２０ｃｍ程度とする。気液接触部５１の縦横寸法は、貯蔵庫２０内の内寸法が許す限り大きくできる。気液接触部５１の縦横寸法を大きくすることで、気液接触される空気の量を増やすことができる。

気液接触部５１を通過する貯蔵庫２０内の空気の風速は０．３〜０．５ｍ／ｓ程度の極低速とする。風速は、送風機４の出力を制御することで調整可能である。

吸湿液２を気液接触部５１の立体構造に付着しつつ流下させるとともに、気液接触部５１を通過させる貯蔵庫２０内の空気の風速を低速化することにより、吸湿液２の飛散を最大限に抑制できる。

液滴捕集手段６０は、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴を捕集する液滴捕集部６１と、液滴捕集部６１を通過した空気を衝突させる偏向板６２を有する。液滴捕集部６１は、気液接触部５１から５ｃｍ〜１０ｃｍ程度下流に設置される。これにより、貯蔵庫２０内の空気は気液接触部５１において気液接触した後に、液滴捕集部６１を通過する。液滴捕集部６１は、上述したサランロック（登録商標）により構成され、気液接触部５１と同様の塩化ビニリデン系の繊維を立体構造に成形したものである。液滴捕集部６１の厚みは、貯蔵庫２０内の空気の流れ方向に５〜１０ｃｍ程度である。液滴捕集部６１を通過させることで、気液接触部５１において気液接触された空気に残留する吸湿液２の液滴が捕集される。

液滴捕集部６１を通過した空気は、貯蔵庫２０の空気の流れ方向から下方へ４５度程度偏向した偏向板６２へ衝突し、吸湿液２の液滴がさらに衝突除去される。これにより、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴が確実に除去される。

液滴捕集手段６０は、偏向板６２を通過した空気に含まれる吸湿液２の微細な液滴を捕集する微細液滴捕集部６３をさらに有する。

微細液滴捕集部６３は、空気清浄用のＨＥＰＡフィルターにより構成できる。微細液滴捕集部６３の厚みは、例えば、５ｃｍ〜１０ｃｍとすることができる。

偏向板６２を通過した湿り空気は、送風機４、天井ダクト５を介して、空気吹出口６に配置された微細液滴捕集部６３を通過する。このとき、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の微細な液滴が確実に除去される。従って、空気吹出口６から吹き出す空気には、吸湿液２の微細な液滴が含まれていない。

温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の空気と吸湿液２との間の熱交換により当該貯蔵庫２０内の空気の温度を調節する。

貯蔵庫２０内の空気と吸湿液２との間の熱交換による温度調節は、吸湿液２の温度を所定の温度に調節することにより行うことができる。例えば、貯蔵庫２０内の空気の温度を５℃から３℃に下げたい場合には、吸湿液２の温度を３℃よりも低い温度に調節すればよい。

吸湿液２の温度の調節は種々の方法で行えるが、低温調湿装置１の温度調節手段３０は、冷却装置３１及び温度調整タンク３２を含み、吸湿液２の温度は以下のようにして調節される。すなわち、流量制御バルブ１１を介して吸湿液タンク３内の吸湿液２を温度調整タンク３２に輸送する。温度調整タンク３２に輸送された吸湿液２は、冷却装置３１を介して外部環境と熱交換されて温度が調節される。熱交換により生成される温風は、後述するように、濃度調節手段４０において使用される。温度調節された吸湿液２は、温度調整タンク３２から吸湿液タンク３に輸送される。これにより、吸湿液タンク３内の吸湿液２の温度を調節できる。

冷却装置３１は、公知のチラーにより構成できる。また、冷却装置３１として加熱器付きのチラーを使用してもよい。これにより、吸湿液タンク３の吸湿液２の温度が目標とする温度と比較して下がり過ぎてしまった場合に、吸湿液２の温度を上昇させることができる。そのため、吸湿液２の温度をより安定して調節できる。加熱器付きのチラーとして、例えば、株式会社アピステ製の空冷式チラーを使用することができる。

濃度調節手段４０は、貯蔵庫２０内の空気が所定の相対湿度となるように、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度を調節する。具体的には、濃度調節手段４０は、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値となるように、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度を調節する。気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度は、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度から計算することができる。吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度は、濃度測定器１０により計測できる。

濃度調節手段４０は、吸湿液２を気液接触させる濃度調節用気液接触部４１と、濃度調節用気液接触部４１に吸湿液２を滴下する濃度調節用滴下部４２を有する。そして、吸湿液２を濃度調節用滴下部４２から濃度調節用気液接触部４１に滴下させるとともに、濃度調節用気液接触部４１に温風を通過させて吸湿液２に含まれる水分を蒸発させることにより吸湿液２の濃度を調節する。

以下に、濃度調節手段４０の作用について、具体的に説明する。

吸湿液タンク３内の吸湿液２は、ポンプ８により吸湿液タンク３から流量制御バルブ１１へ輸送される。

流量制御バルブ１１は、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度と、目標とする相対湿度の関係から、濃度調節手段４０に輸送される吸湿液２の流量を制御する。吸湿液２を濃縮して濃度を高める必要がある場合は、吸湿液タンク３から輸送される吸湿液２の一部を熱交換器１４へ輸送する。吸湿液２の濃縮が不要な場合は、熱交換器１４への輸送を停止する。上述したように、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度は、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度から計算することができる。

熱交換器１４では、吸湿液タンク３から輸送されてきた低温度の吸湿液２と、濃度調節用気液接触部４１から流下してくる高温度の吸湿液２との間で熱交換を行う。その結果、吸湿液タンク３から輸送された低温の吸湿液２は昇温されて加熱器１５へ送られる。一方、濃度調節用気液接触部４１から流下してきた高温の吸湿液２は冷却されて低温となり、吸湿液タンク３に輸送される。熱交換器１４の熱交換率は高いほどよい。熱交換率９５％程度以上が好ましい。

熱交換器１４を通過した吸湿液２は加熱器１５へ輸送される。加熱器１５は、吸湿液２を加熱して昇温する。昇温は、吸湿液２の温度が１００℃を超えない範囲で行われる。加熱器１５により吸湿液２を昇温することで、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度を急速に高めることができる。これにより、貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を急速に下げることができるため、低温調湿装置１を低温低湿度乾燥装置として使用することもできる。吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度を急速に高める必要がない場合には、加熱器１５により吸湿液２を昇温させなくてもよい。

加熱器１５を通過した吸湿液２は、濃度調節用気液接触部４１の上部に設置した濃度調節用滴下部４２から、濃度調節用気液接触部４１に滴下される。濃度調節用滴下部４２は、吸湿液２の液滴発生及び飛散等を抑制しつつ、濃度調節用気液接触部４１に吸湿液２を滴下する。濃度調節用滴下部４２は、気液接触手段５０の滴下部５２と同様に、例えば、株式会社いけうちの超低圧広角扇形ノズル等を用いて構成できる。

濃度調節用気液接触部４１は、気液接触手段５０の気液接触部５１と同様に旭化成ホームプロダクツ株式会社のサランロック等で構成できる。例えば、厚み５０ｍｍのサランロックＯＭ−１５０を２枚重ねて、１０ｃｍ程度の厚みの濃度調節用気液接触部４１を構成できる。濃度調節用気液接触部４１の縦横の寸法は、気液接触手段５０の気液接触部５１の場合と同様に、貯蔵庫２０の外寸法が許す限り大きくできる。

濃度調節用気液接触部４１に通過させる温風は種々の方法で生成できる。低温調湿装置１では、上述したように温度調節手段３０の冷却装置３１における熱交換により発生する温風を、濃度調節用気液接触部４１に直交するように送風する。温風の平均風速は、０．５ｍ／ｓ以内となるように調整する。濃度調節用気液接触部４１において温風と気液接触した吸湿液２は、吸湿液２に含まれる水分が蒸発して濃度が高くなる。

吸湿液２の温度が温風の温度より１５℃程度高い場合、ＰＧ水溶液の濃度は７０％程度まで濃縮される。吸湿液２の濃度を７０％より高くする場合は、加熱器１５で吸湿液２の温度を昇温させると効率的である。加熱器１５で７０℃程度以上に昇温した後に濃度調節用気液接触部４１において温風と気液接触させることにより、吸湿液２の濃度を９０％程度にまで濃縮できる。

吸湿液２の目標濃度から、加熱器１５により昇温する際の吸湿液２の温度と、濃度調節用気液接触部４１に通過させる温風の温度は、例えば、次のようにして決定できる。例えば、吸湿液２の濃度を９０％としたい場合、図２に示すようなＰＧ水溶液の濃度と水蒸気圧の関係から、ＰＧ水溶液濃度９０％で液温度７０℃に対応する水蒸気圧を求める。この水蒸気圧に等しい水蒸気圧を示すＰＧ水溶液濃度０％の液温は４０℃程度である。従って、加熱器１５により吸湿液２の温度を７０℃に昇温させた後に、濃度調節用気液接触部４１において４０℃程度の温風と気液接触させることで、吸湿液２の濃度を９０％に濃縮できる。

濃度調節用気液接触部４１を流下した吸湿液２は、熱交換器１４で冷却されて、吸湿液タンク３へ返送される。

上述したように、低温調湿装置１の濃度調節手段４０は、気液接触手段において貯蔵庫２０内の空気と気液接触された後の吸湿液２を回収して再利用する。

濃度調節手段４０は、吸湿液２の濃度を２５〜９０重量％の範囲で調節し、温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の空気の温度を−５〜１０℃の範囲で調節することができる。従って、例えば、貯蔵庫２０内の空気の温度−５℃において貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を９５％程度に調節できる。

また、濃度調節手段４０は、吸湿液２の濃度を１０〜９０重量％の範囲で調節し、温度調節手段３０は、前記貯蔵庫２０内の温度を−３〜１０℃の範囲で調節することができる。従って、貯蔵庫２０内の空気の温度−３〜１０℃の範囲において、貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を７０％〜９８％に調節できる。

さらに、濃度調節手段４０は、吸湿液２の濃度を約８０〜９０重量％に調節し、温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の空気の温度を約−３〜０℃に調節することができる。これにより、貯蔵庫２０内の空気の温度−２〜０℃程度の氷温において、貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を３０〜５０％程度の低湿度とすることができる。従って、低温調湿装置１を、低温度かつ低湿度で乾燥を行う氷温乾燥装置として使用できる。

次に、本実施形態に係る低温調湿装置１の作用を説明する。

図１を参照して、温度調節手段３０は、状態測定器９により計測される貯蔵庫２０内の空気の温度が目標温度となるように、吸湿液タンク３に収容されている吸湿液２の温度を上述した方法により調節する。そして、濃度調節手段４０は、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする相対湿度になるように、吸湿液タンク３に収容されている吸湿液２の濃度を上述した方法により調節する。そして、気液接触手段５０は、滴下手段５２から吸湿液タンク３に収容されている吸湿液２を気液接触部５１に滴下する。これにより、温度及び濃度が調節された吸湿液２が、気液接触部５１において貯蔵庫２０内の空気と気液接触される。その結果、貯蔵庫２０内の空気の温度及び相対湿度が高精度に調節される。

また、液滴捕集手段６０は、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴を捕集する。具体的には、液滴捕集部６１が気液接触手段５１において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴を捕集するとともに、液滴捕集部６１で捕集されなかった吸湿液２の液滴が偏向板６２により衝突除去される。さらに、気液接触手段５１において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の微細な液滴が微細液滴捕集部６３により除去される。その結果、吸湿液２が貯蔵庫２０内に貯蔵されている食品に付着するのが防止されて、貯蔵される食品の品質が高い状態で維持される。

また、温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の空気と吸湿液２との間の熱交換により貯蔵庫２０内の空気の温度を調節する。すなわち、吸湿液２の温度を調節する簡便な方法により、貯蔵庫２０内の空気の温度を制御・維持できる。

また、濃度調節手段４０は、濃度調節用気液接触部４１に温風を通過させて吸湿液２に含まれる水分を蒸発させることにより吸湿液２の濃度を調節する。これにより、簡便かつ効率的に吸湿液２の濃度を任意の濃度に調節できる。また、濃度調節手段４０は、気液接触手段５１において貯蔵庫２０内の空気と気液接触された後の吸湿液２を回収して再利用する。これにより、長期間に亘って吸湿液２をメンテナンスすることなく低温調湿装置１を連続して使用できる。

上述したように、本実施形態に係る低温調湿装置１は、貯蔵庫２０内の空気の温度を調節する温度調節手段３０と、吸湿液２の濃度を調節する濃度調節手段４０と、濃度調節手段４０により濃度が調節された吸湿液２と貯蔵庫２０内の空気とを気液接触させる気液接触手段５０と、を有する。そして、脂肪族多価アルコールを含む吸湿液２を使用して、濃度調節手段４０が吸湿液２の濃度を調節することにより貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を調節する。これにより、貯蔵庫２０内の空気の温度によらず、吸湿液２の濃度を調節することにより貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を高精度に調節できる。従って、本実施形態によれば、低温度環境において、相対湿度を高精度に制御・維持可能な低温調湿装置を提供できる。

また、本実施形態に係る低温調湿装置１は、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴を捕集する液滴捕集手段６０を有する。これにより、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴を捕集することができるため、吸湿液２が貯蔵庫２０内に貯蔵されている食品に付着するのを防止できる。従って、本実施形態によれば、貯蔵される食品の品質を高い状態で維持できる。

また、本実施形態によれば、液滴捕集手段６０は、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴を捕集する液滴捕集部６１と、液滴捕集部６１を通過した空気を衝突させる偏向板６２と、を有する。これにより、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴が液滴捕集部６１に捕集される。そして、液滴捕集部６１を通過した空気が偏向板６２に衝突することにより、液滴捕集部６１で捕集されなかった吸湿液２の液滴がさらに衝突除去される。そのため、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の液滴を確実に除去できる。従って、本実施形態によれば、貯蔵される食品の品質をより高い状態で維持できる。

また、本実施形態によれば、液滴捕集手段６０は、偏向板６２を通過した空気に含まれる吸湿液２の微細な液滴を捕集する微細液滴捕集部６３をさらに有する。これにより、気液接触手段５０において気液接触された空気に含まれる吸湿液２の微細な液滴を確実に除去できる。従って、本実施形態によれば、貯蔵される食品の品質をさらに高い状態で維持できる。

また、本実施形態によれば、気液接触手段５０は、貯蔵庫２０内の空気と吸湿液２とを気液接触させる気液接触部５１と、気液接触部５１に吸湿液２を滴下する滴下部５２を有する。そして、気液接触手段５０は、吸湿液２を滴下部５２から気液接触部５１に滴下させるとともに、気液接触部５１に貯蔵庫２０内の空気を通過させることにより吸湿液２と貯蔵庫２０内の空気を気液接触させる。これにより、吸湿液２と貯蔵庫２０内の空気との気液接触を効率良く行える。従って、本実施形態によれば、貯蔵庫２０内の相対湿度を効率よく高精度に制御・維持できる。

また、本実施形態によれば、温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の空気と吸湿液２との間の熱交換により当該貯蔵庫２０内の空気の温度を調節する。これにより、貯蔵庫２０内の空気の温度と相対湿度を吸湿液２の温度と濃度で制御できる。従って、本実施形態によれば、簡便な構成で貯蔵庫２０内の空気の温度と相対湿度を制御できる。

また、本実施形態によれば、濃度調節手段４０は、吸湿液２を気液接触させる濃度調節用気液接触部４１と、濃度調節用気液接触部４１に吸湿液２を滴下する濃度調節用滴下部４２を有する。そして、濃度調節手段４０は、吸湿液２を濃度調節用滴下部４２から濃度調節用気液接触部４１に滴下させるとともに、濃度調節用滴下部４２に温風を通過させて吸湿液２に含まれる水分を蒸発させることにより吸湿液２の濃度を調節する。これにより、吸湿液２に温風を通過させる簡便な方法で気液接触を効率良く行える。従って、本実施形態によれば、簡便かつ効率的に吸湿液２の濃度を調節できる。

また、本実施形態によれば、濃度調節手段４０は、気液接触手段５０において貯蔵庫２０内の空気と気液接触された後の吸湿液２を回収して再利用する。これにより、溶媒及び溶質を新たに加えることなく、吸湿液２を連続して使用できる。従って、本実施形態によれば、長期間に亘って吸湿液２をメンテナンスすることなく低温調湿装置１を連続して使用できる。

また、本実施形態によれば、濃度調節手段４０は、吸湿液２の濃度を２５〜９０重量％の範囲で調節し、温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の空気の温度を−５〜１０℃の範囲で調節することができる。これにより、−５〜１０℃の範囲の低温度において相対湿度を７０〜９８％に高精度に制御・維持できる。また、濃度調節手段４０は、吸湿液２の濃度を１０〜９０重量％の範囲で調節し、温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の温度を−３〜１０℃の範囲で調節することができる。これにより、−３〜１０℃の温度範囲において相対湿度７０〜９８％に高精度に制御・維持できる。さらに、濃度調節手段４０は、吸湿液２の濃度を約８０〜９０重量％に調節し、温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の空気の温度を約−３〜０℃に調節できる。これにより、−２〜０℃の氷温において相対湿度を３０〜５０％に維持できるため、低温調湿装置１を氷温乾燥装置として使用できる。

また、本実施形態によれば、貯蔵庫２０は、密閉された空間として構成される。これにより、貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間で熱及び水分の移動がないから、貯蔵庫２０内の空気の温度及び相対湿度を効率よく制御・維持できる。

また、本実施形態によれば、貯蔵庫２０は食品を貯蔵できる。そして、低温調湿装置１は、貯蔵庫２０内のエチレンガスを貯蔵庫２０の外部に排出するエチレンガス排出手段を有する。これにより、エチレンガスの作用で貯蔵されている食品の鮮度が劣化するのを防止できる。従って、本実施形態によれば、より長期間に亘って食品の鮮度を維持できる。

また、本実施形態によれば、プロピレングリコール水溶液により吸湿液２が構成される。プロピレングリコールは人体に対して害を及ぼさないことが確認されているから、低温度において相対湿度を高精度に制御・維持しながら食品をより安全に鮮度高く貯蔵できる。

＜変形例１＞
上述した第１実施形態の貯蔵庫２０の構成は、貯蔵庫２０内の空気の温度及び相対湿度が目標温度及び目標濃度に制御・維持されるように温度及び濃度が調節された吸湿液２と貯蔵庫２０内の空気とが気液接触される限りにおいて、変更することが可能である。

例えば、図１では貯蔵庫２０は密閉された空間として構成される場合を図示しているが、開放された空間として構成してもよい。当該構成により、食品を最適な温度及び相対湿度で貯蔵するとともに、陳列用のショーケースとして使用できる。

＜変形例２＞
上述した第１実施形態の状態測定器９は、貯蔵庫２０内の空気の温度を測定する温度計を含むように構成されたが、これに限定されない。例えば、温度計に加えて、貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を測定する湿度計を含むように構成してもよい。

この場合、濃度調節手段４０は、貯蔵庫２０内の空気の実際の相対湿度に基づいて吸湿液２の濃度を調節するように構成できる。これにより、貯蔵庫２０内の空気の相対湿度をより正確に安定して調節することができる。

具体的には、上述した第１実施形態では、濃度調節手段４０は、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値となるように、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度を調節した。そして、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度は、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度から計算された。一方、上述したように状態測定器９が湿度計を含む場合には、濃度調節手段４０は、湿度計によって計測される貯蔵庫２０内の空気の実際の相対湿度が目標とする相対湿度となるように吸湿液２の濃度を調節できる。そのため、貯蔵庫２０内の空気の相対湿度をより正確に安定して調節することができる。

なお、使用する湿度計によっては、相対湿度を計測できる温度域が制限される場合がある。そのような湿度計を使用する場合には、湿度計が相対湿度を計測できる温度域では、湿度計によって計測される貯蔵庫２０内の空気の実際の相対湿度が目標とする相対湿度となるように吸湿液２の濃度を調節するように濃度調節手段４０を構成する。そして、湿度計が相対湿度を計測できない温度域では、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値となるように濃度調節手段４０を構成してもよい。当該構成によれば、少なくとも、湿度計が相対湿度を計測できる温度域において、上述した貯蔵庫２０内の空気の相対湿度をより正確に安定して調節できるという効果は達成される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る低温調湿装置２００を説明する。第１実施形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態に係る低温調湿装置２００は、次の点で第１実施形態に係る低温調湿装置１と異なる。

すなわち、温度調節手段２３０の構成が、第１実施形態に係る低温調湿装置１の温度調節手段３０と相違する。具体的には、温度調節手段３０は、貯蔵庫２０内の空気と吸湿液２との間の熱交換により貯蔵庫２０内の空気の温度を調節したが、温度調節手段２３０は、貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間の熱交換により貯蔵庫２０内の空気の温度を調節する。

また、低温調湿装置２００は、天井ダクト５及び流量制御バルブ１１を含まない。低温調湿装置２００は、凝縮水輸送管２１６、凝縮水制御バルブ２１７、凝縮水還流管２１８、凝縮水排出管２１９、温度調節手段２３０として使用される空気冷却器２７０、及び、空気冷却器２７０の室外機２８０を含む。

上述した相違点に係る構成について以下に説明する。

図６は、第２実施形態に係る低温調湿装置２００の概略図である。

上述したように、温度調節手段２３０は、貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間の熱交換により貯蔵庫２０内の空気の温度を調節する。

貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間の熱交換の種々の方法があるが、低温調湿装置２００では、一般的な低温高湿度貯蔵庫が備える空気冷却器を温度調節手段２３０として使用する。これにより、既存の低温高湿度貯蔵庫の構成を一部流用できるため、既存の低温高湿度貯蔵庫を、貯蔵庫２０内の相対湿度を高精度に制御・維持可能な低温調湿貯蔵庫に容易に改造できる。具体的には、既設の低温高湿貯蔵庫は、貯蔵庫内に空気冷却器、空気加熱器、及び、加湿器を備えている場合が多い。このような既設の低温高湿貯蔵庫において、空気冷却器を温度調節手段２３０として流用するとともに空気加熱器及び加湿器を撤去し、吸湿液２の濃度を調節する濃度調節手段４０と、気液接触手段５０と、液滴捕集手段６０を追加することにより、低温調湿装置２００へ容易に改造できる。

温度調節手段２３０として使用される空気冷却器２７０は、冷却ファン２７１、冷却器用熱交換器２７２、冷却器側冷媒流出部Ｌ１、及び、冷却器側冷媒流入部Ｌ４により構成される。貯蔵庫２０内の空気の温度は、冷却ファン２７１及び冷却器用熱交換器２７２を制御することにより調節される。具体的には、貯蔵庫２０内の空気の温度が目標とする温度よりも高い場合には、冷却ファン２７１及び冷却器用熱交換器２７２を作動させて貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間で熱交換をすることにより、貯蔵庫２０内の空気の温度を下げることができる。貯蔵庫２０内の空気の温度が目標とする温度よりも低い場合には、貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間の熱交換を停止する。

空気冷却器２７０の室外機２８０は、室外機用送風ファン２８１、室外機用熱交換器２８２、室外機側冷媒流入部Ｌ２、及び、室外機側冷媒流出部Ｌ３により構成される。

冷却器用熱交換器２７２における貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間の熱交換は、冷媒を介して行われる。冷媒は、冷却器用熱交換器２７２及び室外機用熱交換器２８２の間を循環する。具体的には、冷却器側冷媒流出部Ｌ１と室外機側冷媒流入部Ｌ２、及び、室外機側冷媒流出部Ｌ３と冷却器側冷媒流入部Ｌ４は、冷媒輸送管（不図示）によりそれぞれ接続されている。そして、冷却器用熱交換器２７２において貯蔵庫２０内の空気と熱交換した冷媒は、冷媒輸送管を介して冷却器側冷媒流出部Ｌ１から室外機側流入部Ｌ３に輸送される。室外機側流入部Ｌ３に輸送された冷媒は、室外機熱交換器２８２において外部環境と熱交換を行う。室外機熱交換器２８２において外部環境と熱交換した冷媒は、室外機側冷媒流出部Ｌ３から室外機側冷媒流入部Ｌ４に輸送される。そして、室外機側冷媒流入部Ｌ４に輸送された冷媒は、再び冷却器用熱交換器２７２において貯蔵庫２０内の空気と熱交換を行う。上述したように冷媒が冷却器用熱交換器２７２及び室外機用熱交換器２８２の間を循環することにより、冷却器用熱交換器２７２において貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間の熱交換が冷媒を介して行われる。

貯蔵庫２０内の空気の相対湿度は、第１実施形態と同様に吸湿液２の濃度を調節することで高精度に制御・維持される。

吸湿液２の濃度は、第１実施形態と同様に濃度調節手段４０により行われる。第１実施形態の説明において上述したように、濃度調節手段４０は、吸湿液２を濃度調節用滴下部４２から濃度調節用気液接触部４１に滴下させるとともに、濃度調節用気液接触部４１に温風を通過させて吸湿液２に含まれる水分を蒸発させることにより吸湿液２の濃度を調節する。濃度調節用気液接触部４１に通過させる温風は種々の方法で生成できるが、室外機用熱交換器２８２において冷媒と外部環境が熱交換した際に発生する温風を使用してもよい。これにより、濃度調節用気液接触部４１に通過させる温風を生成するのに必要なエネルギーを節約できる。

温度調節手段２３０では、貯蔵庫２０内の空気を冷却する際に貯蔵庫２０内の空気に含まれる水分が凝縮して凝縮水が発生する。温度調節手段２３０で発生する凝縮水は、吸湿液タンク３に還流させてもよい。具体的には、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値よりも低い場合には凝縮水を吸湿液タンク３に還流させ、目標とする値よりも高い場合には凝縮水を貯蔵庫２０の外部に排出してもよい。すなわち、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値よりも低い場合には、吸湿液タンク３に収容されている吸湿液２の濃度を下げる必要がある。このとき、凝縮水を吸湿液タンク３に還流させることにより吸湿液タンク３に収容されている吸湿液２の濃度が下がるから、吸湿液２の濃度の調節幅が少なくて済む。逆に、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値よりも高い場合には、吸湿液タンク３に収容されている吸湿液２の濃度を上げる必要がある。このときは、凝縮水を吸湿液タンク３に還流させずに貯蔵庫２０の外部に排出する。これにより、吸湿液タンク３に収容されている吸湿液２の濃度の調節を効率化できる。気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度は、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度から計算することができる。吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度は、濃度測定器１０により計測できる。

温度調節手段２３０で発生する凝縮水を吸湿液タンク３に還流させる方法及び貯蔵庫２０の外部に排出する方法が種々のものがある。低温調湿装置２００では、凝縮水輸送管２１６、凝縮水制御バルブ２１７、凝縮水還流管２１８、及び、凝縮水排出管２１９により行う。具体的には、温度調節手段２３０で発生した凝縮水は、凝縮水輸送管２１６により凝縮水制御バルブ２１７まで輸送される。凝縮水バルブ２１７は、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度と目標とする相対湿度の関係から、凝縮水還流管２１８及び凝縮水排出管２１９に通過させる凝縮水の流量を調節する。

上述したように、本実施形態に係る低温調湿装置２００の温度調節手段２３０は、貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間の熱交換により貯蔵庫２０内の空気の温度を調節する。これにより、貯蔵庫２０内の空気と外部環境との間で熱交換が直接的になされるから、貯蔵庫２０内の空気の温度を効率的かつ迅速に調節できる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る低温調湿ユニット３００を説明する。第１実施形態及び第２実施形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、第３実施形態に係る低温調湿ユニット３００を示す概略図である。

第３実施形態に係る低温調湿ユニット３００は、第１実施形態に係る低温調湿装置１と類似するが、貯蔵庫２０を含まない点において第１実施形態に係る低温調湿装置１と異なる。

すなわち、低温調湿ユニット３００は、吸湿液２と、温度調節手段３０と、濃度調節手段４０と、気液接触手段５０と、液滴捕集手段６０を備えるように構成される。

低温調湿ユニット３００は、さらに、吸湿液タンク３、送風機４、ポンプ８、状態測定器９、濃度測定器１０、ポンプ１３、熱交換器１４、加熱器１５、空気流入口３８１及び空気流出口３８２を備える。

低温調湿ユニット３００は、食品を貯蔵するのに使用される種々の貯蔵装置に組み込むことができる。これにより、既設の貯蔵装置を、低温度環境において貯蔵空間内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持可能な低温調湿装置に容易に改造できる。

具体的には、低温調湿ユニット３００を既設の貯蔵装置に組み込んだ状態において、貯蔵装置の貯蔵空間内の空気は、空気流入口３８１を通過して、気液接触手段５０において吸湿液２と気液接触される。気液接触される吸湿液２の温度及び濃度は、貯蔵空間内の空気の温度及び相対湿度が目標とする値になるように、温度調節手段３０及び濃度調節手段４０により調節される。具体的には、温度調節手段３０は、状態測定器９により計測される温度が目標とする値となるように吸湿液２の温度を調節する。また、濃度調節手段４０は、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値となるように吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度を調節する。気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度は、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度から計算することができる。吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度は、濃度測定器１０により確認できる。気液接触された空気は、空気流出口３８２を通過して、貯蔵空間内に還流する。

図８〜図１０に、低温調湿ユニット３００を既設の貯蔵装置に組み込んだ例を示す。

図８は、食品売り場等に設置して、食品を鮮度維持しながら陳列する棚型オープンショーケース５１０に低温調湿ユニット３００を組み込んだ例を示す。低温調湿ユニット３００を組み込むことにより、低温度環境において食品が陳列される貯蔵空間５１１内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持できる。その結果、棚に陳列された食品の鮮度が長期間に亘って維持される。

図９は、フラット平型オープンショーケース５２０に低温調湿ユニット３００を組み込んだ例を示す。棚型オープンショーケース５１０に組み込んだ場合と同様に、低温度環境において食品が陳列される貯蔵空間５２１内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持できるため、陳列された食品の鮮度を長期間に亘って維持できる。

図１０は、食品加工工場等において使用される加工処理材料の鮮度維持貯蔵ストッカー５３０に低温調湿ユニット３００を組み込んだ例を示す。棚型オープンショーケース５１０に組み込んだ場合と同様に、低温度環境において加工処理材料が貯蔵される貯蔵空間５３１内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持できるため、加工処理材料の鮮度を長期間に亘って維持できる。

図８〜図１０に示した例の他、各種の冷蔵コンテナ、冷蔵トラック等へ広範な応用が可能である。

また、低温調湿ユニット３００を組み込むことにより、既設の貯蔵装置を氷温乾燥装置として使用することもできる。

上述したように、本実施形態によれば、低温調湿装置１に用いられる吸湿液２と、温度調節手段３０と、濃度調節手段４０と、気液接触手段５０と、液滴捕集手段６０を備える低温調湿ユニット３００を構成できる。これにより、低温調湿ユニット３００を組み込むことで低温調湿装置１と同様の構成を有する種々の形態の低温調湿装置を効率的に製造することが可能になる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る低温調湿ユニット４００を説明する。第１実施形態及び第２実施形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、第４実施形態に係る低温調湿ユニット４００を示す概略図である。

第４実施形態に係る低温調湿ユニット４００は、第２実施形態に係る低温調湿装置２００と類似するが、貯蔵庫２０を含まない点において第２実施形態に係る低温調湿装置２００と異なる。

すなわち、低温調湿ユニット４００は、吸湿液２と、温度調節手段２３０と、濃度調節手段４０と、気液接触手段５０と、液滴捕集手段６０と、を備えるように構成される。

低温調湿ユニット４００は、さらに、吸湿液タンク３、送風機４、ポンプ８、状態測定器９、濃度測定器１０、ポンプ１３、熱交換器１４、加熱器１５、空気流入口４８１及び空気流出口４８２を備える。

低温調湿ユニット４００は、食品を貯蔵する種々の貯蔵装置に組み込むことができる。これにより、既設の貯蔵装置を、低温度環境において貯蔵空間内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持可能な低温調湿装置に容易に改造できる。

具体的には、低温調湿ユニット４００を既設の貯蔵装置に組み込んだ状態において、貯蔵装置の貯蔵空間内の空気は、空気流入口４８１を通過して、温度調節手段２３０により温度調節される。温度調節手段２３０を通過した空気は、気液接触手段５０において吸湿液２と気液接触される。気液接触される吸湿液２の濃度は、貯蔵空間内の空気の相対湿度が目標とする値になるように濃度調節手段４０により調節される。具体的には、濃度調節手段４０は、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値となるように吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度を調節する。気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度は、吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度から計算することができる。吸湿液タンク３内の吸湿液２の濃度は、濃度測定器１０により確認できる。気液接触された空気は、空気流出口４８２を通過して、貯蔵空間内に還流する。

低温調湿ユニット４００は、第２実施形態に係る低温調湿装置２００と同様に、凝縮水輸送管２１６、凝縮水制御バルブ２１７、凝縮水還流管２１８、及び、凝縮水排出管２１９を含んでもよい。

低温調湿ユニット４００は、第３実施形態に係る調湿装置３００と同様に広範な貯蔵装置に組み込むことができる。例えば、棚型オープンショーケース、棚型オープンショーケース、鮮度維持貯蔵ストッカー、各種の冷蔵コンテナ、冷蔵トラックなどの広範な貯蔵装置に組み込むことができる。

また、低温調湿ユニット４００を組み込むことにより、既設の貯蔵装置を氷温乾燥装置として使用することもできる。

上述したように、本実施形態によれば、低温調湿装置２００に用いられる吸湿液２と、温度調節手段２３０と、濃度調節手段４０と、気液接触手段５０を備える低温調湿ユニット４００を構成できる。これにより、低温調湿ユニット４００を組み込むことで低温調湿装置２００と同様の構成を有する種々の形態の低温調湿装置を効率的に製造することが可能になる。

＜その他の改変例＞
上述した実施形態及びその変形例では、物品として食品を貯蔵する場合を例に説明したが、これに限定されない。低温調湿装置１及び低温調湿装置２００、並びに、低温調湿ユニット３００及び低温調湿ユニット４００は、低温度環境において相対湿度を制御・維持して貯蔵するのが好ましい物品の貯蔵に好適に使用できる。

この場合、吸湿液２は、少なくとも次の条件を満たす必要がある。すなわち、吸湿液２の濃度を調節して貯蔵庫２０内の空気と気液接触させることにより、低温度環境において貯蔵庫２０内の空気の相対湿度を高精度に制御・維持可能であるという条件を満たす必要がある。

上述した条件を満たす吸湿液２として、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、及び、トリプロピレングリコールなどの脂肪族多価アルコールの水溶液を使用することができる。これにより、一般に入手しやすい物質により吸湿液２を構成できるため、低温調湿装置をより容易に提供できる。

＜実験例１＞
本発明に係る低温調湿装置の効果を実験により検証した。

実験は、上述したその他の改変例に係る低温調湿装置１と同様の構成を有する装置により実施した。

実験では、吸湿液２としてトリエチレングリコール水溶液を使用した。

吸湿液タンク３の容積は、約８０リットルとした。

状態測定器９は、株式会社チノーの通風式温湿度計により構成した。

貯蔵庫２０の寸法は、縦２．２ｍ、横２．２ｍ、高さ２．２ｍとした。従って、貯蔵庫２０の内容積は約１０ｍ^３である。

温度調節装置３０として、加熱器付きの冷却装置である株式会社アピステ製の空冷式チラーを使用した。温度調節装置３０により、貯蔵庫２０内の空気の温度が５℃となるように、吸湿液２を３℃程度まで冷却して吸湿液タンク３に還流させた。

濃度調節手段４０は、貯蔵庫内の空気の相対湿度が９５％となるように、吸湿液２として使用されるトリエチレングリコール水溶液の濃度を３０±２％に調節した。また、状態測定器９として使用した株式会社チノーの通風式温湿度計は約３℃以上において相対湿度を測定できる。そのため、約３℃以上の温度域では、状態測定器９によって計測される貯蔵庫２０内の空気の実際の相対湿度が目標とする相対湿度となるように吸湿液２の濃度を調節するように濃度調節手段４０を構成した。約３℃未満の温度域では、気液接触手段５０において吸湿液２に気液接触された空気の相対湿度が目標とする値となるように濃度調節手段４０を構成している。

気液接触手段５０の気液接触部５１は、厚み５ｃｍの旭化成ホームプロダクツ社製のサランロック（登録商標）ＯＭ−１５０を２枚重ねて１０ｃｍの厚みとした。気液接触部５１の縦横寸法は、縦寸法を約１．５ｍ、横寸法を約１．０ｍとした。従って、気液接触部５１における空気通過面積は約１．５ｍ^２である。

気液接触部５１を通過する空気は、気液接触部５１に対して直交流となるようにして、風速を約０．３〜０．５ｍ／ｓ程度の極低速とした。

気液接触手段５０の滴下部５２として、株式会社いけうち製の超低圧広角扇形ノズルを１５ｃｍ間隔で約１０個配置した。当該構成により、吸湿液２は滴下部５２から気液接触部５１に均一に滴下される。

飛散防止手段６０の液滴捕集部６１は、厚み５ｃｍのサランロック（登録商標）ＯＳ−１００を使用した。液滴捕集部６１の縦横寸法は、気液接触部５１と同様とした。液滴捕集部６１は、気液接触部５１から空気の流れ方向に約５ｃｍ離して設置した。

図１２は、上述した構成の低温調湿装置に物品を１０日間貯蔵した場合の貯蔵庫２０内の空気の温度及び相対湿度の変化を示すグラフである。貯蔵庫２０内の空気の温度及び相対湿度ともに、目標温度５℃及び目標相対湿度９５％にきわめて安定して制御・維持されていることがわかる。

なお、相対湿度の調整ができない従来の冷蔵庫を使用して同様の実験をしたところ、貯蔵庫２０内の空気の温度は５±１℃程度で推移したが、相対湿度は７０〜９０％の範囲で大きく変動した。

＜実験例２＞
実験例２ではニガウリ(ゴーヤー)の鮮度維持に関する実験を行った。ニガウリは表皮が薄く、鮮度劣化が著しいという特徴を有する。特に、表皮に結露した場合、鮮度維持が困難となり腐敗する傾向がある。従って、ニガウリの鮮度維持実験をすることにより、貯蔵庫２０内に貯蔵される食品への結露水の付着がないことを確認できる。

実験例２では、吸湿液２を除いて、実験例１の低温調湿装置と同様の構成の装置を使用した。当該実験装置は、第１実施形態の変形例２に係る低温調湿装置と同様の構成である。

実験例１では吸湿液２としてトリエチレングリコール水溶液を使用したが、実験例２ではＰＧ水溶液を使用した。また、濃度調節手段４０は、貯蔵庫２０内の空気の相対湿度が９５％となるように、吸湿液２として使用されるＰＧ水溶液の濃度を２５±２％に調節した。

図１３は、上述した構成の低温調湿装置にニガウリを１４日間貯蔵した場合の貯蔵庫２０内の空気の温度及び相対湿度を示すグラフである。図１３に示すように、貯蔵庫２０内の空気の温度及び相対湿度ともに、目標温度５℃及び目標相対湿度９５％にきわめて安定して制御・維持されていることがわかる。

また、ニガウリの表面への水滴の付着は確認されなかった。これにより、貯蔵庫２０内に貯蔵される食品への結露水の付着がないことが実証された。

そして、鮮度維持に関する目視検査の結果、上述した構成の低温調湿装置に貯蔵されたニガウリは、１４日が経過した後においてもみずみずしい鮮度維持を示していた。

なお、相対湿度の調整機能のない従来の冷蔵庫で同様の実験を行ったところ、ニガウリの表皮に水滴が付着することによりニガウリの表皮が腐敗するなど、鮮度維持に難点があった。

本発明に係る低温調湿装置は、簡素化構造かつ低価格でありながら、−３〜１０℃程度の低温度かつ７０％〜９８％程度の相対湿度の範囲において、貯蔵庫内の空気の温度及び相対湿度を高精度に制御・維持することが可能である。また、０℃付近の温度において、貯蔵庫内の空気を低湿度に制御・維持できるため、氷温での生鮮食材の乾燥に使用することも可能である。従って、本発明に係る低温調湿装置は、食品流通関連産業等に対する技術的な貢献を十分に果たすものである。

１、２００ 低温調湿装置、
２ 吸湿液、
３ 吸湿液タンク、
４ 送風機、
５ 天井ダクト、
６ 空気吹出口、
８、１３ ポンプ、
９ 状態測定器、
１０ 濃度測定器、
１１ 流量制御バルブ、
１２ エチレンガス排出手段、
１４ 熱交換器、
１５ 加熱器、
２０ 貯蔵庫、
３０ 温度調節手段、
３１ 冷却装置、
３２ 温度調整タンク、
４０ 濃度調節手段、
４１ 濃度調節用気液接触部、
４２ 濃度調節用滴下部、
５０ 気液接触手段、
５１ 気液接触部、
５２ 滴下部、
６０ 液滴捕集手段、
６１ 液滴捕集部、
６２ 偏向板、
６３ 微細液滴捕集部、
２１６ 凝縮水輸送管、
２１７ 凝縮水制御バルブ、
２１８ 凝縮水還流管、
２１９ 凝縮水排出管、
２３０ 温度調節手段、
２７０ 空気冷却器、
２７１ 冷却ファン、
２７２ 冷却器用熱交換器、
２８０ 室外機、
２８１ 室外機用送風ファン、
２８２ 室外機用熱交換器、
３００、４００ 低温調湿ユニット、
３８１、４８１ 空気流入口、
３８２、４８２ 空気流出口、
５１０ 棚型オープンショーケース、
５１１、５２１、５３１ 貯蔵空間、
５２０ フラット平型オープンショーケース、
５３０ 鮮度維持貯蔵ストッカー、
Ｌ１ 冷却器側冷媒流出部、
Ｌ２ 室外機側冷媒流入部、
Ｌ３ 室外機側冷媒流出部、
Ｌ４ 冷却器側冷媒流入部。

Claims (14)

1. 物品を貯蔵する貯蔵庫を備えるとともに、当該貯蔵庫内の空気の湿度を吸湿液により調節する低温調湿装置であって、
   前記貯蔵庫の一の側壁側に配置されてなり、前記貯蔵庫の天井側に向けて送風して、前記天井から、前記一の側壁に対向する他の側壁にかけて沿わせつつ、前記貯蔵庫内を循環する環状の空気の流れを形成する送風機と、
   前記貯蔵庫内の空気の温度を調節する温度調節手段と、
   前記吸湿液の濃度を調節する濃度調節手段と、
   前記濃度調節手段により濃度が調節された前記吸湿液と前記貯蔵庫内の空気とを気液接触させる気液接触手段と、
   前記気液接触手段において気液接触された前記空気に含まれる前記吸湿液の液滴を捕集する液滴捕集手段と、を有し、
   前記吸湿液は脂肪族多価アルコールを含み、前記濃度調節手段が当該吸湿液の濃度を調節することにより前記貯蔵庫内の空気の湿度を調節し、
   前記気液接触手段は、前記貯蔵庫内の空気と前記吸湿液とを気液接触させる気液接触部と、前記気液接触部に前記吸湿液を滴下する滴下部と、を有してなり、前記吸湿液を前記滴下部から前記気液接触部に滴下させるとともに、前記貯蔵庫内において環状に循環する前記空気を前記気液接触部に通過させることにより前記吸湿液と前記空気とを気液接触させ、
   前記気液接触部における前記吸湿液の滴下方向は、前記気液接触部を通過する前記空気の流れの方向に交差しており、
   前記滴下部は、環状に循環する前記空気の流れから外れた位置に配置される低温調湿装置。
2. 前記液滴捕集手段は、前記気液接触手段において気液接触された前記空気に含まれる前記吸湿液の液滴を捕集する液滴捕集部と、前記液滴捕集部を通過した前記空気を衝突させる偏向板と、を有する請求項１に記載の低温調湿装置。
3. 前記液滴捕集手段は、前記偏向板を通過した前記空気に含まれる前記吸湿液の微細な液滴を捕集する微細液滴捕集部をさらに有する請求項２に記載の低温調湿装置。
4. 前記温度調節手段は、前記貯蔵庫内の空気と前記吸湿液との間の熱交換により当該貯蔵庫内の空気の温度を調節する請求項１〜３のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
5. 前記温度調節手段は、前記貯蔵庫内の空気と外部環境との間の熱交換により当該貯蔵庫内の空気の温度を調節する請求項１〜３のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
6. 前記濃度調節手段は、前記吸湿液を気液接触させる濃度調節用気液接触部と、前記濃度調節用気液接触部に前記吸湿液を滴下する濃度調節用滴下部と、を有し、
   前記吸湿液を前記濃度調節用滴下部から前記濃度調節用気液接触部に滴下させるとともに、当該濃度調節用気液接触部に温風を通過させて前記吸湿液に含まれる水分を蒸発させることにより前記吸湿液の濃度を調節する請求項１〜５のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
7. 前記濃度調節手段は、前記気液接触手段において前記貯蔵庫内の空気と気液接触された後の前記吸湿液を回収して再利用する請求項１〜６のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
8. 前記濃度調節手段は、前記吸湿液の濃度を２５〜９０重量％の範囲で調節し、前記温度調節手段は、前記貯蔵庫内の空気の温度を−５〜１０℃の範囲で調節する請求項１〜７のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
9. 前記濃度調節手段は、前記吸湿液の濃度を１０〜９０重量％の範囲で調節し、前記温度調節手段は、前記貯蔵庫内の温度を−３〜１０℃の範囲で調節する請求項１〜７のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
10. 前記吸湿液は、エチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、及び、トリプロピレングリコールからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項１〜９のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
11. 前記貯蔵庫は、開放された空間として構成される請求項１〜１０のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
12. 前記貯蔵庫は、密閉された空間として構成される請求項１〜１０のいずれか１つに記載の低温調湿装置。
13. 前記貯蔵庫が貯蔵する物品は食品であり、
    前記貯蔵庫内のエチレンガスを当該貯蔵庫外に排出するエチレンガス排出手段をさらに有する請求項１２に記載の低温調湿装置。
14. 前記吸湿液は、プロピレングリコール水溶液であることを特徴とする請求項１３に記載の低温調湿装置。