JP2007120779A - 閉鎖装置 - Google Patents

Abstract

【課題】庫外からの暖気の流入、庫内からの冷気の流出を良好に遮断することで、熱エネルギーロスを小さく抑える。開口部を開閉するドア装置と併設が可能なエアシャッター装置を提供する。
【解決手段】第１空間Ａと第２空間Ｂとを連通する開口部Ｏを遮蔽するドア装置１及びエアシャッター装置５からなる閉鎖装置である。第１空間内Ａの気体は、第２空間内Ｂの気体より低温の冷気であると共に、第１空間Ａは実質的に密閉空間である。エアシャッター装置５は、開口部Ｏの上方に近接して第１空間Ａ内に設けた送風装置７を有しており、送風装置７の吐出手段７４は、第１空間Ａ内の冷気を吸込口７３から吸気して開口部Ｏ及び第２空間Ｂに向かって斜め下方に吐出する。第１空間Ａからの冷気の吐出に伴って第１空間Ａ内が負圧となって、吹出冷気が第１空間Ａ内へ還流することで、冷気によるエアカーテンを開口部Ｏに形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、温度差の有る２つの空間を連通する開口部を遮蔽する閉鎖装置に関するものである。

冷凍庫や冷蔵庫では、物品を搬入・搬出する開口部を閉鎖装置で開閉可能に閉鎖することで、庫内温度を庫外温度よりも低温に保持している。閉鎖装置としては、一般に、密閉性の高い扉体によって開口部を開閉するドア装置が用いられる。また、閉鎖装置としてエアカーテン装置を採用し、エアカーテンにより開口部を遮蔽する場合もある。エアカーテン装置を用いるものでは、エアカーテンが形成された状態で、庫内の物品の搬入・搬出や出入りが可能となるため、都度扉体を開閉する必要がないという利点がある。

特許文献１には、冷凍庫等のエアカーテン装置が記載されている。特許文献１に記載されたエアカーテン装置は、開口に沿って天井壁、側壁、床からなる筒状の囲壁を設け、天井壁に沿って、庫外側から順に空気吹出口、空気取入口が形成されており、囲壁内で循環流を形成している。特許文献１において、空気吹出口、空気取入口が臨む空間はいずれも庫外空間であり、囲壁内の循環流は、暖気、ないし、暖気と冷気の混合気により形成されている。したがって、囲壁の庫内側で形成される上昇気流が、囲壁の庫内側端部から庫内に流入して庫内の冷気と混合するおそれがあり、熱エネルギーロスが生じることになる。

また、特許文献１のエアカーテン装置は、開口に設けられた筒状の囲壁が必須構成要素となっており、開口にドア装置を併設することが困難であることから、エアカーテン装置のみで開口を遮蔽するものと考えられる。したがって、特許文献１のエアカーテン装置を、ドア装置を備えた既存の冷蔵庫や冷凍庫に設置することはできない。
特開昭６１−１５９０４１

本発明は、開口部を開閉するドア装置とエアシャッター装置とからなり、庫外からの暖気の流入、庫内からの冷気の流出を良好に遮断することで、熱エネルギーロスを小さく抑えることができる閉鎖装置を提供することを目的とするものである。

本発明が採用した技術手段は、第１空間と第２空間とを連通する開口部を遮蔽する閉鎖装置であって、第１空間内の気体は、第２空間内の気体より低温の冷気であると共に、該第１空間は実質的に密閉空間であり、前記閉鎖装置は、該第１空間内に設けたエアシャッター装置と、該第２空間内に設けられ、該開口部を開閉するドア装置と、を有し、該エアシャッター装置は、該開口部の上方に近接して該第１空間内に設けた送風装置を有しており、該送風装置は、該第１空間内に位置する吸込口及び吐出手段を備え、該吐出手段は、該第１空間内の冷気を該吸込口から吸気して該開口部及び該第２空間に向かって斜め下方に吐出し、該第１空間からの冷気の吐出に伴って該第１空間内が負圧となって、吹出された冷気が該第１空間内へ還流することで、冷気によるエアカーテンを該開口部に形成するように構成されている。

本明細書において、「実質的な密閉空間であり」が意味するところは、「送風装置による当該空間内の空気の吐出により当該空間内が負圧となって空間外から当該空間内へ空気が流入する程度に密閉されている空間」を言い、開口部以外の部位においていかなる空気の流出・流入が遮断されているような完全密閉空間である必要はない。

１つの好ましい態様では、前記ドア装置の開放と前記エアシャッター装置によるエアカーテンの形成は連動しており、前記ドア装置の開放信号に基づいてエアカーテンが形成され、エアカーテン形成後に前記ドア装置が開放されるように構成されている。

１つの好ましい態様では、前記エアシャッター装置は、左右の支柱によって自立しており、支柱間には送風装置が支持されている。

本発明では、庫内の冷気によりエアカーテンを形成することで、冷気の流出及び暖気の流入を遮断するので、第１空間内の低温を保持することができ、エネルギーロスを最小限に抑えることができる。本発明に係るエアカーテン装置は、庫内に設置されているので、ドア装置が設置されている既存の冷凍庫や冷蔵庫の開口部に対しても設置可能である。ドア装置の開放とエアシャッター装置によるエアカーテンの形成を連動させ、ドア装置の開放信号に基づいてエアカーテンを形成し、エアカーテン形成後にドア装置を開放するものでは、より一層、第１空間内の低温を保持し、エネルギーロスを最小限に抑える。特に、エアシャッター装置を自立させたものは、ドア装置を開口部に有する既存の庫内に設置するのに有利である。

図１は、冷凍庫ないし冷蔵庫の開口部Ｏに設置されたドア装置１の正面図、図２は、ドア装置１の平面図であり、開口部Ｏに近接してドア装置１の断熱扉体２が設けてあり、左右の断熱扉体２によって開口部Ｏを開閉するように構成されている。断熱扉体２によって開口部Ｏを閉鎖した状態ででは、庫内の空間Ａと庫外の空間Ｂとは、断熱扉体２によって仕切られており、庫内の空間Ａの冷気が開口部Ｏから庫外空間Ｂに流出することがなく、庫内の空間Ａでは、所定の低温が保持されている。本実施形態では、ドア装置１は、両開きのハンガードアであるが、開口部Ｏを密閉することができるものであれば、その他のドア装置、例えば、上下動するスラットによって開口部を閉鎖するシャッター装置、であってもよい。

ドア装置１は、空間Ｂ内に設けてある。庫内空間Ａと庫外空間Ｂとを連通する開口部Ｏの上方および左右には仕切壁３，４が設けてあり、ドア装置１は、仕切壁３，４の空間Ｂ側に装着されている。扉体２の吊持開閉機構２０は、仕切壁３の空間Ｂ側の面部に装着されている。空間Ｂにおいて、開口部Ｏの左右の仕切壁４に面する空間は、扉体２の収納空間となっている。

庫内空間Ａには、開口部Ｏに近接して、エアシャッター装置５が設けてある。エアシャッター装置５は、左右の支柱６と、左右の支柱６間に架設された送風装置７とから門型に形成されている。

図５に示すように、左右の支柱６は、開口部Ｏの開口幅Ｗよりも大きい間隔を存して庫内空間Ａに立設されており、下端部がアンカーボルトによって庫内の床面Ｆに固定されている。門型のエアシャッター装置５は、左右の支柱６を介して自立しており、左右の支柱６及び送風装置７と、開口部上方の仕切壁３、開口部左右の仕切壁４の面部との間にはクリアランスが形成されている。こうすることで、ドア装置１が設けられた既存の冷凍庫や冷蔵庫に対しても、既存の設備を変更したり、仕切壁３に穴加工等を行うことなく、本発明のエアシャッター装置７を設置することができる。したがって、ドア装置１を装着する際に用いたボルト等が仕切壁３の空間Ａ側の面部に露出しているような場合であっても、送風装置７の設置にあたって、これらが邪魔にならない。尚、１つの好ましい態様として、送風装置７を左右の支柱６間に支持させたが、送風装置７を天井面等に取り付けた支持装置から吊持してもよい。

送風装置７は、開口幅方向に延出するケーシング７０と、ケーシング内に回転自在に配設された回転羽根体７１と、回転羽根体７１を回転させる駆動手段７２と、羽根体７１の回転速度制御手段（図示せず）と、空気吸込口７３と、空気吐出手段７４と、を備えている。

ケーシング７０は、開口幅Ｗよりも大きい長さ寸法を有している。ケーシング７０は、上面７００と、仕切壁３に対向する前面７０１と、後面７０２と、を有する。前面７０１は後面７０２よりも大きい高さ寸法を有しており、ケーシング７０の下方側は、第１下面７０３、第２下面７０４、第１下面７０３と第２下面７０４とを連結する傾斜面７０５とから段部状に形成されている。回転羽根体７１は、上面７００、後面７０２、第１下面７０３で囲繞される空間に内装されている。

回転羽根体７１は、開口幅Ｗよりも大きい長さ寸法を有している。１つの態様では、回転羽根体７１は、複数の短尺の回転羽根体を長さ方向に連続状に連設して構成されている。回転羽根体７１は、駆動手段７２である電動モータによって回転駆動される。回転羽根体７１の回転速度は、インバータを用いた回転速度制御手段によって、制御可能に構成されている。回転羽根体７１の回転速度を可変とすることで、空気吐出手段７４から吐出される空気の速度を可変とすることができる。

空気吸込口７３は、空間Ａ内に位置しており、空間Ａ内の冷気を吸い込んで、空気吐出手段７４から吐出する。空気吸込口７３は、長尺状の回転羽根体７１に沿って開口幅方向に延出しており、開口幅Ｗよりも大きい寸法にわたって形成されている。本実施形態では、ケーシング７０の後面７０２と第１下面７０３の２箇所に空気吸込口７３が形成されている。

空気吐出手段７４は、ケーシング７０内に形成されたノズル７４０と、ノズル７４０の先端に形成された吐出口７４１と、を有する。吐出口７４１は、ケーシング７０の第２下面７０４に形成されている。ノズル７４０の基端側には、回転羽根体７１が配置されており、回転羽根体７１の回転によって空気吸込口７３から吸気された冷気は、ノズル７４０を通って、ノズル７４０の先端の吐出口７４１から吐出される。ノズル７４０及び空気吐出口７４１は、長尺状の回転羽根体７１に沿って開口幅方向に延出しており、開口幅Ｗよりも大きい寸法にわたって形成されている。こうすることで、開口幅Ｗ全体にわたって均一に空気を吐出できる。本実施形態では、ノズル７４０は、鉛直線に対して３０度の角度で、庫外（開口部Ｏ及び空間Ｂ）に向かって延出しており、庫外に向けて３０度の角度で空気を吹き降ろすように構成されている。

本発明に係るエアシャッター装置は、上述のように構成されており、庫内空間Ａ内の冷気を、開口部Ｏの上方に近接した位置から庫外に向けて吹き降ろすことで、開口部Ｏの上半部位において、庫外空間Ｂから庫内空間Ａへ流入しようとする暖気を遮蔽する。

空間Ａは実質的に密閉空間であり、送風装置７によって、吸込口７３から空間Ａ内の冷気を吸い込んで、吐出口７４１から庫外に吐出することで、空間Ａ内の庫内圧力が負圧となる。空間Ａ内が負圧となることで、開口部Ｏの上方から庫外に向けて吹き降ろされた冷気は、開口部Ｏの下半部位において、再び空間Ａ内に戻るような流れを形成する。この冷気流が、開口部Ｏの下半部位において、空間Ａから空間Ｂへ流出しようとする冷気の流れを遮断する。

すなわち、空間Ａ内に設置されたエアシャッター装置５によって、庫外に向けて吹き降ろされ、開口部Ｏの下面に沿って再び庫内に戻るという冷気流が形成される。この冷気流は、開口部Ｏにエアカーテンを形成し、開口部Ｏの上半部位において、空間Ｂから空間Ａへ流入しようとする暖気を遮断し、開口部Ｏの下半部位において、空間Ａから空間Ｂへ流出しようとする冷気の流れを遮断する。

本発明に係るエアシャッター装置の作用効果は、図８、図９を参照することで、より明瞭となる。図８は、暖気雰囲気の空間（上記実施形態の庫外空間Ｂ）と冷気雰囲気の空間（上記実施形態の庫内空間Ａ）とを開口部を介して連通し、開口部を開口状のままとした状態を示す。図８に示すように、開口部の上半部位を通して、暖気雰囲気空間から冷気雰囲気空間へ暖気が流れ、開口部の下半部位を通して、冷気雰囲気空間から暖気雰囲気空間へ冷気が流れ、両空間の空気が混じり合うことなる。

これに対して、図９は、開口部の上方部位に近接して、庫内空間に本発明に係るエアシャッター装置を設けた場合を示す。庫内に設置されたエアシャッター装置によって、庫外に向けて吹き降ろされ、開口部及び庫内空間の下面に沿って再び庫内に戻るという冷気流が形成される。この冷気流は、開口部に、庫外側に膨出した弓形のエアカーテンを形成し、開口部の上半部位において、空間Ｂから空間Ａへ流入しようとする暖気を遮断し、開口部の下半部位において、空間Ａから空間Ｂへ流出しようとする冷気の流れを遮断する。

ドア装置１とエアシャッター装置５の関係について説明する。通常時には、開口部Ｏは、ドア装置１の扉体２によって閉鎖されており、エアシャッター装置５は、運転されていない。空間Ａへの物品の搬入/搬出時には、ドア装置１の扉体２を開放させて、エアシャッター装置５によって開口部Ｏを遮蔽する。エネルギーロスを最小限に抑えるためには、ドア装置１の扉体２を開放させた時点で、既に、エアカーテンが形成されていることが望ましい。したがって、ドア装置１の扉体２を電動で開放させる場合には、ドア装置１の扉体２の開放信号が送信されると、当該開放信号に基づいて、駆動手段７２により回転羽根体７１が回転し、送風装置７の吐出口７４１から冷気が吹き降ろされ、冷気の吐出が開始された後で、扉体２が開放されるように制御することが望ましい。閉鎖装置は制御部を有し、制御部は、ドア装置１の扉体２の開放信号を受信すると、エアシャッター装置５の駆動手段７２に駆動信号を送信し、送風装置７によりエアカーテンが形成される。制御部にはタイマが内蔵されており、開放信号を受信してから所定時間経過後に、扉体２を駆動して開放する。本実施形態では、開口部Ｏを挟んで、空間Ａにエアシャッター装置５が、空間Ｂにドア装置１がそれぞれ設けてあり、エアシャッター装置５とドア装置１とは開口部Ｏを挟んで離間している。ドア装置１の扉体２によって開口部Ｏが閉鎖された状態では、扉体２の開口部Ｏ側の面部２aは、開口部Ｏと空間Ｂの境界上に位置している。エアシャッター装置５により形成されるエアカーテンは、開口部Ｏ内、ないし、開口部Ｏと空間Ｂの境界付近に形成されるので、ドア装置１の扉体２によって開口部Ｏが閉鎖された状態であっても、冷気流が扉体２の存在によって乱されることなく(吐出冷気が、扉体２の面部２aに当たって跳ね返って乱れることがない)、エアシャッター装置５によって良好なエアカーテンが形成される。

本発明に係るエアシャッター装置は、異なる条件下であっても、良好にエアカーテンを形成することができる。エアカーテンの形成に影響を与える要素としては、開口部Ｏの高さ、空間Ａと空間Ｂの温度差、吐出冷気の風速、吐出冷気の吐出角度、ノズルあるいは/および吐出口の幅等がある。本実施形態では、吐出冷気の風速のみの調整で、良好なエアカーテンを形成する。1つの要素を制御変数とすることで、良好なエアカーテンの形成の制御が容易となる。開口部Ｏの高さ、空間Ａと空間Ｂの温度差等の条件に合わせた最適な風速を予めデータベースとして設けておけば、異なる条件下でエアシャッター装置を設置する場合であっても、最適な風速を選択することで良好なエアカーテンを形成することができる。最適な風速は、実験あるいはコンピュータ気流解析によるシミュレーションによって取得することができる。吐出冷気の風速は、回転速度制御手段によって回転羽根体の回転速度を制御することで制御することができる。

本発明は、大型の冷凍庫、冷蔵庫、冷凍冷蔵庫用の閉鎖装置に利用することができる。

冷凍庫ないし冷蔵庫の開口部に設置されたドア装置の正面図である。 同ドア装置の平面図である。 エアシャッター装置の平面図、側面図、正面図である。 ドア及びエアシャッター装置が設置された開口部の側面図である。 ドア及びエアシャッター装置が設置された開口部の庫内から見た正面図である。 エアシャッター装置を構成する送風機本体の平面図、断面図、正面図である。 図６の断面図の拡大図である。 温度１７度の暖空間と温度−２５度の冷空間とを開口部を介して連通させた状態の空気の流れを示す図であり、開口部にはエアシャッターを設けずに、自然開放状態となっている。 温度１７度の暖空間と温度−２５度の冷空間とを開口部を介して連通させた状態の空気の流れを示す図であり、開口部には本発明に係るエアシャッターを設けた。

符号の説明

Ａ 第１空間
Ｂ 第２空間
Ｏ 開口部
１ ドア装置
２ 扉体
５ エアシャッター装置
６ 支柱
７ 送風装置
７３ 吸込口
７４ 吐出手段

Claims (2)

1. 第１空間と第２空間とを連通する開口部を遮蔽する閉鎖装置であって、
   第１空間内の気体は、第２空間内の気体より低温の冷気であると共に、該第１空間は実質的に密閉空間であり、
   前記閉鎖装置は、該第１空間内に設けたエアシャッター装置と、該第２空間内に設けられ、該開口部を開閉するドア装置と、を有し、
   該エアシャッター装置は、該開口部の上方に近接して該第１空間内に設けた送風装置を有しており、
   該送風装置は、該第１空間内に位置する吸込口及び吐出手段を備え、該吐出手段は、該第１空間内の冷気を該吸込口から吸気して該開口部及び該第２空間に向かって斜め下方に吐出し、該第１空間からの冷気の吐出に伴って該第１空間内が負圧となって、吹出された冷気が該第１空間内へ還流することで、冷気によるエアカーテンを該開口部に形成するように構成されている、閉鎖装置。
2. 前記ドア装置の開放と前記エアシャッター装置によるエアカーテンの形成は連動しており、前記ドア装置の開放信号に基づいてエアカーテンが形成され、エアカーテン形成後に前記ドア装置が開放されるように構成されている、請求項１に記載の閉鎖装置。