JP2017156009A

JP2017156009A - 局所冷却装置

Info

Publication number: JP2017156009A
Application number: JP2016039445A
Authority: JP
Inventors: 一生柳; Kazumasa Yanagi; 幹太福森; Kanta Fukumori; 隆英進藤; Takahide Shindo; 睦夫小原; Mutsuo Ohara
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2036-03-01
Also published as: JP6626372B2

Abstract

【課題】所定の空間に効率良く冷気の層を形成し得る局所冷却装置を提供する。【解決手段】底面（コンベヤ部３の搬送面）を両側から挟むように配置された導風部１４を備え、該導風部１４は、前記底面（搬送面）に対し水平方向に沿って冷気を送り出す第一の冷風送風口１５と、前記底面（搬送面）に向かって下り勾配をなす斜面として構成した上面１４ｂに備えられ、前記底面（搬送面）の上方に向かって斜め上方に冷気を送り出す第二の冷風送風口１６とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、食品等の対象物品を搬送面上で冷却しつつ搬送するチルドコンベヤ等、所定の空間を局所的に冷却するための装置に関する。

一般に、所定の空間を局所的に冷却することが種々の局面において求められる。そのような局面の代表例に、鮮度の必要な食品等、特定の物品を対象としてコンベヤを用いた流れ作業を行う場合が挙げられる。

食品の製造工場や、医療施設の厨房等では、加工済の食品部材や具材を各々詰め合わせて最終消費者にそのまま提供可能な状態にした食品（弁当等。主食及び副食の食事セットを含む）が大量に製造されている。そのような製造現場では、同一の食品を効率良く大量に製造するために、コンベヤの周辺に作業員が待機し、搬送面上を搬送されてくる弁当箱等の食品の容器に対して次々に加工済の食品部材や具材の盛り付け、飾り付け、調味料の追加加工等を施していく流れ作業が一般に行われている。かかる製造現場においては、鮮度の低下や雑菌の繁殖を防ぐために、コンベヤ上の食品をなるべく低温（一般的には１０℃以下）に保つ必要がある。

食品の低温維持には、コンベヤを設置する製造室全体を低温のチルド作業室として構成し、食品が環境に曝露される製造室内の空気を冷却することが有効かつ簡便な方法である。しかしながら、そのような低温の環境下で長時間の作業を行うことは作業員にとって快適なものではなく、また手足が凍えて作業効率も悪化し、好ましいものとは言えない。

作業環境の改善のためには、作業員の周囲の空気は比較的高温としつつも、コンベヤ上の食品は低温に保つ仕組みが必要である。このような仕組みとして、例えば、食品を載置する搬送面をかまぼこ状のドームで被覆することにより、搬送面に冷気を保つことが一案として考えられる。しかしながら、搬送面を被覆してしまうと、搬送面上の物品に作業員がアクセスできない。

そこで、例えば下記特許文献１に記載の装置の如く、搬送面に冷気を送り込むことで、搬送面上の空気を低温に保つ機能を搭載したコンベヤ装置（以下、本明細書においては「チルドコンベヤ」と称する）が種々提案されている。特許文献１に記載のチルドコンベヤ（トッピングライン冷却装置）は、ベルトコンベアの両縁部にそれぞれ立ち上がり部を備え、一方の立ち上り部から吹き出された冷風を他方の立ち上り部から吸い込むことにより、ベルトコンベア上に低温の冷却雰囲気を形成するようになっている。

特開２０１１−８０７１７号公報

この種のチルドコンベヤでは、搬送面上にいかに効率的に冷気の層を作り出すかが、搬送面上食品の品質維持の点、及び省エネルギーの観点から重要となる。すなわち、開放状態の搬送面上に冷気の層を作り出す場合、該冷気の層は周囲の比較的高温の空気（例えば２０℃前後の室温の空気。以下、本明細書では、冷気と対比する意味で便宜上「暖気」と称する）と直接触れ合うことになるが、この際、温度の異なる空気同士がなるべく混ざり合わないようにすることが望ましい。また、冷気の層の高さも搬送面上の食品に対して十分なものとする必要があるし、作業員から搬送面上の食品へのアクセス性も重要な点である。

同様の事情は、食品の製造に限らず、例えば医療用の検査キットの工場や、化粧品のセットの詰め合わせ作業を行っている現場等、低温管理が必要となる場所であれば広く存在し得る。

また、流れ作業のみならず、静止した作業台上で対象物品を冷却しながら組み立て等の作業を行う場合もあり得るし、さらには上部が開放されたアリーナや歩道、車道等の冷房、あるいはトラバーサ等の走行ラインを冷却する必要がある場合等、同様の低温管理が求められる局面としては種々の場合を想定できる。

本発明は、斯かる実情に鑑み、所定の空間に効率良く冷気の層を形成し得る局所冷却装置を提供しようとするものである。

本発明は、底面を両側から挟むように配置された導風部を備え、該導風部は、前記底面に対し水平方向に沿って冷気を送り出す第一の冷風送風口と、前記底面に向かって下り勾配をなす斜面として構成した上面に備えられ、前記底面の上方に向かって斜め上方に冷気を送り出す第二の冷風送風口とを備えていることを特徴とする局所冷却装置にかかるものである。

而して、このようにすれば、第二の冷風送風口から吹き出す気流によって、第一の冷風送風口から吹き出す気流に伴う暖気の誘引を遮断し、底面上の空気を効率良く冷気で置換し、冷気の層を形成して底面上の空間を低温に維持することができる。

本発明の局所冷却装置において、前記第二の冷風送風口は、前記導風部の上面がなす斜面の一部をなし且つ空気を通過させる空気抵抗体として構成され、前記導風部の上面における前記空気抵抗体の設置された部分は、前記導風部の上面がなす斜面のうち下側の所定の領域を占めることが好ましく、このようにすれば、第二の冷風送風口から吹き出す気流が上方に突き抜けることを防止し、且つ一旦静圧回復を経ることで気流の吹き出しを均一なものとすることができる。

本発明の局所冷却装置において、前記導風部の上面における前記空気抵抗体の設置された部分の面積は、前記導風部の上面の３分の１以上３分の２以下であることが好ましく、このようにすれば、第二の冷風送風口から吹き出す気流の一部により、導風部の上面の上方に渦状の気流を形成させるので、冷気の層をドーム状に盛り上がった状態に維持するのに好適であり、暖気の誘引を一層効率良く遮断し得る。

本発明の局所冷却装置において、前記導風部の上面がなす斜面は、水平方向に対し３０度以上６０度以下の角度をなすことが好ましく、このようにすれば、第二の冷風送風口から吹き出す気流を第一の冷風送風口から吹き出す気流により好適に誘引させることができる。

本発明の局所冷却装置において、前記第一の冷風送風口から吹き出す冷気は、前記底面の幅方向中央に到達する十分に大きい風速を有し、該風速は、前記第二の冷風送風口から吹き出す冷気の風速に対して２分の１以上２倍以下であることが好ましく、このようにすれば、第二の冷風送風口から吹き出す気流を第一の冷風送風口から吹き出す気流により好適に誘引させつつ、底面上に渦状の気流を好適に形成させることができる。

本発明の局所冷却装置において、前記第一の冷風送風口から吹き出す冷気の風速は、前記底面の両側に備えた前記第一の冷風送風口から前記底面の幅方向中央に向かって吹き出した場合に、冷気の前記底面の幅方向中央における冷風到達高さが、前記導風部の上面の上端の前記底面に対する高さの２倍以下になるよう設定されていることが好ましく、このようにすれば、暖気の誘引を極力防いで底面上に好適に冷気の層を形成することができる。

また、本発明は、前記底面に対し水平方向に沿って冷気を送り出す第一の冷風送風口と、前記底面に向かって下り勾配をなす斜面として構成した上面に備えられ、前記底面の上方に向かって斜め上方に冷気を送り出す第二の冷風送風口とを備え、前記第一の冷風送風口における冷気の風速Ｖｈ、前記第二の冷風送風口における冷気の風速Ｖｏｂｓ、前記第一の冷風送風口の高さＨ、前記底面を挟んで対向する前記第一の冷風送風口同士の距離Ｗが、下記の条件式（１）〜（８）を満足することを特徴とする局所冷却装置にかかるものである。
Ｆｚ＝１．３ｋｃ（０．４≦ｋｃ＜０．６５） ……条件式（１）
Ｆｚ＝１−２．７（０．８９−ｋｃ）^２（０．６５≦ｋｃ＜０．８９） ……条件式（２）
Ｆｚ＝１（ｋｃ≧０．８９） ……条件式（３）
ｋｃ＝Ａｒ_ｉｎ ^{−０．２１}×（Ｗ_ｃ／Ｈ）^{−０．４６} ……条件式（４）
Ｚ_ｃ＝Ｆｚ×Ｚ_ｍａｘ ……条件式（５）
Ｚ_ｍａｘ＝２．５Ｌ_ｉｎ／Ａｒ_ｉｎ ^０．５ ……条件式（６）
Ｚ_ｃ≦２Ｈｆ ……条件式（７）
１／２≦Ｖｈ／Ｖｏｂｓ≦２……条件式（８）
ただし、
ｇ：重力加速度（９．８ｍ／ｓ^２）
β：体積膨張率（１／（２７３．１５＋ｔ_ｒ））
Ｑ：底面の単位長さあたりの風量
Ｈ：スリット幅（第一の冷風送風口の高さ）
Ｈｆ：前記底面に対する前記導風部の上面の上端の高さ
Ｌ_ｉｎ：代表長さ（底面の両側に備えた幅Ｈのスリットから冷気を吹き出すものとして下記Ｚ_ｃを予測する場合、スリット幅の２倍（２Ｈ）として定義。冷気を幅Ｈのスリットから真上に吹き出す場合（下記Ｚ_ｍａｘを予測する場合）に限り、Ｈと同じ値として定義）
Ｖ_ｉｎ：代表流速（第一の冷風送風口における冷気の流速。風速Ｖｈに相当。Ｑ／Ｈ）
ｔ_ｒ：室温（暖気の温度）
ｔ_ｉｎ：吹出温度（第一の冷風送風口における冷気の温度）
ｔ_ｍ：代表温度（ｔ_ｒとｔ_ｉｎの平均値。（ｔ_ｒ＋ｔ_ｉｎ）／２）
Δｔ：代表温度差（ｔ_ｒとｔ_ｉｎの差。ｔ_ｒ−ｔ_ｉｎ）
Ａｒ_ｉｎ：入口アルキメデス数（冷気と暖気の混ざり難さ。Ｌ_ｉｎｇβΔｔ／Ｖ_ｉｎ ^２）
Ｗ：底面の幅（底面を挟んで対向する第一の冷風送風口同士の距離）
Ｗ_ｃ：スリットから底面の幅方向中央までの距離（Ｗ／２）
Ｚ_ｃ：底面の幅方向中央におけるスリット上端からの冷風到達高さ（吹き上がった冷風が代表温度に達するまでの高さ）
Ｚ_ｍａｘ：Ｚ_ｃの最大値（冷気を幅Ｈのスリットから真上に吹き出した場合におけるＺ_ｃ）
Ｆｚ：Ｚ_ｍａｘに対するＺ_ｃの割合（Ｚ_ｃ／Ｚ_ｍａｘ）

本発明の局所冷却装置は、対象物品を載置して搬送するコンベヤ部と、冷気を前記底面としての前記コンベヤ部の搬送面へ導く冷気ダクトと、前記冷気ダクトに備えられ、前記コンベヤ部の幅方向両側における前記搬送面より下方の位置から前記搬送面より上の高さまで立ち上がって冷気を前記搬送面の上方へ導く流路を形成する前記導風部とを備えたチルドコンベヤに適用することができる。

本発明の局所冷却装置によれば、所定の空間に効率良く冷気の層を形成し得るという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施例による局所冷却装置の構造を示す平面図である。本発明の実施例による局所冷却装置の構造を示す正断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ矢視相当図である。本発明の実施例による局所冷却装置の構造を示す横断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視相当図である。本発明の実施例の要部を説明する概念図である。本発明の実施例における冷気の流れを説明する概念図である。本発明の第一参考例の要部を説明する概念図である。本発明の第二参考例の要部を説明する概念図である。本発明の作用を実証する実験の結果を示す模式図であり、（Ａ）は本発明の第一参考例、（Ｂ）は本発明の第二参考例、（Ｃ）は本発明の実施例を示す。本発明の作用をシミュレートした結果を示す模式図であり、（Ａ）は本発明の第一参考例、（Ｂ）は本発明の第二参考例、（Ｃ）は本発明の実施例を示す。本発明の実施例及び参考例の搬送面上の温度測定実験における測定点の平面視での位置を示す概念図である。冷風到達高さの定式化の過程を説明するグラフである。冷風到達高さの定式化の過程を説明するグラフであり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ異なるデータセットをプロットしたものである。冷風到達高さの定式化の過程を説明するグラフであり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ異なるデータセットをプロットしたものである。冷風到達高さの定式化の過程を説明するグラフである。冷風到達高さの定式化の過程を説明するグラフである。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図４は本発明の実施による局所冷却装置の形態の一例を示すものであり、ここではチルドコンベヤに対して適用した場合を例示している。本実施例のチルドコンベヤ１は、図１、図２に示す如く、上面に対象物品２を載置して搬送する搬送面を備えたコンベヤ部３と、冷気Ａを発生させる冷却ユニット４と、コンベヤ部３に沿って該コンベヤ部３の下方に位置し、冷却ユニット４で発生させた冷気Ａをコンベヤ部３の搬送面へ導く冷気ダクト５とを備えており、この搬送面を底面とする空間に冷気Ａを送り込み、冷気Ａの層を形成するようになっている。

コンベヤ部３は、図２に示す如く、モータ６を動力とし、タイミングベルト７を介してモータ６の出力軸ギヤ回転をプーリ８の軸ギヤへ伝達してプーリ８を回転駆動し、該プーリ８と連動する環状のベルト９により形成される搬送面に物品を載置して搬送する公知の仕組みのものである。

冷却ユニット４は、冷気ダクト５の一端に接続されており、その位置はコンベヤ部３の上流側端部（尾部）のさらに上流側である。本実施例における冷却ユニット４は、直膨式と呼ばれるタイプの公知の空調装置であり、内部を冷媒が流通する蛇行した配管の周囲にフィンを嵌合した直接膨張コイルである蒸発器１０と、該蒸発器１０に空気を送り込む冷風ファン１１を筐体１２内に備えてなる。図示しない膨張弁を通って絞り膨張され、低圧の湿り蒸気となった冷媒を蒸発器１０に通し、該蒸発器１０に対して冷風ファン１１を用いて空気を送り込み、冷媒の気化熱により冷気Ａを作り出す仕組みである。蒸発器１０を通過する間に空気により間接的に暖められた冷媒蒸気は、次に図示しない圧縮機へ向かい、該圧縮機は冷媒を圧縮して図示しない凝縮器へ送り込む。該凝縮器で冷却された冷媒は高圧過冷却液となって再び膨張弁を通り、低圧の湿り蒸気となって蒸発器１０へ戻される。

冷却ユニット４は、こうした直膨式のものに限らず、冷気を送り出す機能を有する装置であればよい。例えば、ブラインチラー等で低温にした不凍液等の相変化しない冷媒を外部から引き込んで空気を冷却し、冷媒を再びチラーへ戻して冷却するチラー式の装置を用いることもできる。

また、冷却ユニット４は、必ずしもチルドコンベヤ１自体に備えている必要はなく、例えば、チルドコンベヤ１を設置する設備に冷凍機等が予め備えられている場合には、該既設のパッケージエアコンのような空調機等から冷気を引き込んで利用することも可能である。

冷気ダクト５は、図１〜図３に示す如く、コンベヤ部３の下方に該コンベヤ部３の搬送方向に沿って備えられ、冷却ユニット４からの冷気Ａを内部に取り込む流路を形成するメインダクト部１３と、該メインダクト部１３の幅方向両側からコンベヤ部３の搬送面より上の高さまで立ち上がってコンベヤ部３の幅方向外側を覆うように延在し、冷気Ａをメインダクト部１３から分岐させて上方へ導く流路を形成する導風部１４とを備えてなる。

尚、本発明の局所冷却装置において、「幅方向」とは底面を挟んで対向する導風部同士を繋ぐ向きを指すものとする。すなわち、本実施例のチルドコンベヤ１の場合には、搬送方向と直交する水平方向の向きが「幅方向」である。

メインダクト部１３には、図２、図３に示す如く、搬送方向における適宜位置に、メインダクト部１３の横断面に沿って複数の邪魔板１３ａが配置されている。この邪魔板１３ａは、例えば金属パネルで構成されており、上流から下流に向かうに従って高さが高くなるように配置されている。この邪魔板１３ａにより、メインダクト部１３内を流通する冷気Ａの量を調整するようになっている。すなわち、本実施例のチルドコンベヤ１の如く、メインダクト部１３に送り込んだ冷気Ａを上方の導風部１４へ抜き出す構成の場合、邪魔板１３ａの如き部品を備えていないと、導風部１４へ抜き出される冷気Ａの量がメインダクト部１３の下流側に偏りがちになってしまう。そこで、上述の如き邪魔板１３ａをメインダクト部１３内に配置することにより、メインダクト部１３内における空気抵抗を下流側ほど大きくし、冷気ダクト５全体にわたってなるべく均等な量の冷気Ａが導風部１４から抜き出されるようにしている。尚、邪魔板１３ａの構成はここに示した例に限定されない。例えば、邪魔板１３ａをメインダクト部１３に隙間なく嵌まり込んだパンチングメタルとし、その孔の大きさや数を調整することで、開孔率を上流から下流に向かうに従って小さくなるよう構成することもできる。その他、上述の機能を有する限りにおいて、邪魔板１３ａは種々の構成を取り得る。

また、本実施例では、図３に示す如く、メインダクト部１３と導風部１４の境界にも邪魔板１３ｂを設置し、導風部１４へ抜き出される冷気Ａの量をここでも調整するようにしている。この邪魔板１３ｂは、例えば金属パネルであり、メインダクト部１３の搬送方向における適宜位置に開口部を備え、該開口部を覆うようにパンチングメタルを備えている。

導風部１４の上端部分１４ａには、図３に示す如く、コンベヤ部３の搬送面に対し冷気Ａを送り出す第一の冷風送風口１５と、前記搬送面の上方に向かって冷気Ａを吹き出す第二の冷風送風口１６とを備えてなる。

この導風部１４、及び第一、第二の冷風送風口１５，１６の構成について、図３及び図４を用いて説明する。導風部１４は、上端部分１４ａがコンベヤ部３の搬送面より上に突出しており、該搬送面を挟んで左右の導風部１４が対向するように配置されている。導風部１４の上面１４ｂは、冷気ダクト５の幅方向中央に位置するコンベヤ部３の搬送面に向かって下り勾配なす斜面を形成している。そして、導風部１４の上端部分１４ａにおける幅方向内側の面には、上面１４ｂの下端とコンベヤ部３の搬送面の間に位置するようにコンベヤ部３の搬送面の位置に水平に開口したスリット１５が設けられ、このスリット１５がコンベヤ部３の搬送面に対し水平方向に沿って冷気Ａを送り出す第一の冷風送風口として機能するようになっている。

上面１４ｂがなす斜面の下端部は、コンベヤ部３の両側から幅方向内側に入り込んでおり、平面視で斜面の下端部の１／５程度の領域がコンベヤ部３の端部と重複している。これにより、スリット１５からの冷気Ａを上手く水平方向に送り出すことができ、また、コンベヤ部３の幅方向外側に位置する導風部１４を上方に流れる冷気Ａの気流が、上面１４ｂがなす斜面の下端を廻り込んでそのまま上方に向かって突き抜けてしまうことを防止できる。

さらに、本実施例の場合、前記搬送面に向かって下り勾配をなす上面１４ｂのうち、下側にあたる領域が多数の孔を備えたパンチングメタルとして構成され、このパンチングメタルの部分が、コンベヤ部３の搬送面の上方に向かって斜め上方に冷気Ａを送り出す第二の冷風送風口１６として機能するようになっている。このように、斜面をなす上面１４ｂを下側にパンチング加工を施した金属板として構成すれば、第二の冷風送風口１６の構成をシンプルなものとすることができ、清掃等のメンテナンスが容易である。また、パンチング孔の整流作用により、第二の冷風送風口１６から吹き出す冷気Ａの気流もより均一にすることができる。

尚、この第二の冷風送風口１６の構成は、ここに示した例に限定されない。例えば、金網等で構成することもできるし、不織布のようなある程度の通気性を有する素材とすることもできる。要するに、上面１４ｂに沿って斜面を構成しつつ、冷気Ａを斜め上方に通過させるような構成となっていれば良い（以下、第二の冷風送風口１６を構成するこうした部材を「空気抵抗体」と称する）。

ここで、空気抵抗体１６を備えた部分の面積は、上面１４ｂの面積の３分の１以上３分の２以下であることが好ましく、最も好ましくは上面１４ｂの２分の１である。すなわち、図４において、上面１４ｂの横断面長さをａ、空気抵抗体１６を備えた領域の横断面長さをｘとすると、
［数１］
１／３≦ｘ／ａ≦２／３
とすることが好ましく、最も好ましくは
［数２］
ｘ／ａ＝１／２
である。図４中には、ｘ／ａ＝約１／２の場合を例示している。

また、上面１４ｂがなす斜面は、水平面に対し３０°以上６０°以下の角度をなしていることが好ましく、より好ましくは４５°以上５５°以下である。すなわち、上面１４ｂがなす角度をθとすると、
［数３］
３０°≦θ≦６０°
とすることが好ましく、より好ましくは
［数４］
４５°≦θ≦５５°
である。図４中には、θ＝約４５°の場合を例示している。

また、第一の冷風送風口１５から水平方向に沿って吹き出す冷気Ａの風速（面平均風速）と、第二の冷風送風口１６から斜め上に吹き出す冷気Ａの風速（面平均風速）は、一方が他方の二倍を超えないようにすることが好ましい。最も好ましいのは、互いの風速を略等しくすることである。すなわち、第一の冷風送風口１５から吹き出す冷気Ａの風速をＶｈ、第二の冷風送風口１６から吹き出す冷気Ａの風速をＶｏｂｓとすると、
［数５］
１／２≦Ｖｈ／Ｖｏｂｓ≦２
とすることが好ましく、最も好ましくは
［数６］
Ｖｈ／Ｖｏｂｓ＝１
である。尚、この風速Ｖｈ，Ｖｏｂｓは、冷却ユニット４から送出される風量や、第一の冷風送風口１５や第二の冷風送風口１６の開口面積等を変更することによって適宜調整することができる。

次に、上記した本実施例の作動を説明する。

コンベヤ部３の動作中、搬送面上を対象物品２が搬送されていくが、この際、前記搬送面上には、第一の冷風送風口１５及び第二の冷風送風口１６から供給される冷気Ａの層が形成される。

図２に示す如く、冷却ユニット４によって作り出された冷気Ａは、コンベヤ部３の下方に設置された冷気ダクト５のメインダクト部１３へ送られる。冷気Ａは、メインダクト部１３を通ってコンベヤ部３の下方全体に行き渡り、さらに図３に示す如く、導風部１４を通ってコンベヤ部３の幅方向両側へ上方に向かって抜き出され、導風部１４の内側の面に備えた第一の冷風送風口１５から、コンベヤ部３の搬送面に向かって吐き出される。同時に、第二の冷風送風口１６からは、コンベヤ部３の上方に向かって斜め上に冷気Ａが吹き出される。

このときの冷気Ａの流れを図５に示す。コンベヤ部３の搬送面の両側に位置する第一の冷風送風口１５から水平方向に沿って吹き出した冷気Ａの流れ（図中には気流Ａ１として表示）は、ベルト９のなす搬送面に沿って幅方向中央へ流れる。このとき、第二の冷風送風口１６から斜め上方に吹き出した冷気Ａの流れ（図中では気流Ａ２として表示）の一部が気流Ａ１に誘引され、搬送面上に大きめの渦状の流れ（図中では気流Ａ３として表示）を形成する。さらに、気流Ａ２のうち気流Ａ１に誘引されない残りの部分が、導風部１４の上面１４ｂがなす斜面のうち、第二の冷風送風口１６の形成されていない上側の部分の上方に気流Ａ３よりやや小さめの渦状の流れ（図中では気流Ａ４として表示）を形成する。

搬送面の両側の第一の冷風送風口１５から流れ出した気流Ａ１は、搬送面に沿いつつ該搬送面の中央部に向かって流れた後、互いに衝突して上昇に転じる。その後、気流Ａ３や気流Ａ４に誘引されて幅方向外側へと向きを変え、気流Ａ３や気流Ａ４の形成する渦に支えられる形で、気流Ａ３や気流Ａ４を包み込むように流れ、導風部１４を越えてコンベヤ部３の外側へと流れていく。この流れは、暖気を遮断すると共に、埃が冷気Ａの層に侵入することを抑制するという効果も有する。

このように、搬送面を底面とし、この上方にベルト９と導風部１４によって構成される凹状の空間において、幅方向中央寄りの位置に大きめの渦状の流れ（気流Ａ３）と、上面１４ｂの上方にやや小さめの渦状の流れ（気流Ａ２）とが各々形成され、さらに、それらの渦状の流れＡ２，Ａ３を覆うように、第二の冷風送風口１６から搬送面の中央を経由して機側へ至る流れが形成される。こうして、気流Ａ１〜Ａ４の相互作用によりドーム状の冷気Ａの層が生じ、暖気や埃を良好に遮断して搬送面上の空気を効率良く低温空気に置換することができる。また、搬送面上を高さのある対象物品２が搬送されてきたり、作業員が前記凹状の空間に手を差し込んで作業することで冷気Ａの層が一時的に乱されたとしても、すぐにドーム状の層が元通りに回復するので、安定した冷気Ａの層を維持しやすい。

ここで、本実施例においては、上述の如く、導風部１４の上面１４ｂのなす斜面のうち下側にあたる領域に第二の冷風送風口１６としての空気抵抗体を備え（図４参照）、その領域の面積は、上面１４ｂに対し［数１］ないし［数２］に示す関係を満足するように設定している。この構成は、図５中に気流Ａ４として示す渦状の流れを好適に形成するためのものである。

すなわち、上面１４ｂのなす斜面のうち、上側の領域には空気抵抗体１６を配しておらず、この部分は空気を通さないため、コンベヤ部３の幅方向外側に位置する導風部１４を上方に流れてきた冷気Ａがここに衝突することで、気流の向きを変更しつつ動圧を静圧に変換するようになっている。こうすることにより、第二の冷風送風口１６から吹き出す気流がそのまま上方に突き抜けることを防止し、また、一旦静圧回復を経ることで気流の吹き出しを均一なものとすることができる。

また、この空気抵抗体１６を備えた領域の面積が上面１４ｂに対して小さすぎると（ｘ／ａ＜１／３）、上面１４ｂのうち空気抵抗体１６を備えていない上側の斜面上に気流Ａ４の渦が形成されにくくなる。そのため、気流Ａ３や気流Ａ４の外側を包み込むように流れてくる気流Ａ１をこの位置で適切に支持することができず、気流Ａ１により冷気Ａの層内に暖気が誘引されてしまう。

逆に、空気抵抗体１６を備えた領域の面積が上面１４ｂに対して大きすぎると（ｘ／ａ＞２／３）、空気抵抗体１６から斜め上に吹き出した気流Ａ２が、渦状の気流Ａ３や、該気流Ａ３の外側を包み込むように流れる気流Ａ１の流れを突き抜けてしまい、冷気Ａの層に暖気が混合してしまう。また、メインダクト部１３（図３参照）から導風部１４内を上方に抜き出されてきた冷気Ａが、その勢いのまま空気抵抗体１６から吹き出してしまうことにもなり、水平方向に沿った気流Ａ１として分配される冷気Ａの量が相対的に少なくなってしまう。

また、上面１４ｂがなす斜面の角度θ（図４参照）を［数３］ないし［数４］に示す如き構成としているのは、気流Ａ１による気流Ａ２の誘引を好適にするためのものである。

上面１４ｂが水平面に対してなす角度が小さすぎると（θ＜３０°）、気流Ａ１に対する気流Ａ２の角度が大きいため、気流Ａ２が気流Ａ１にうまく誘引されず、気流Ａ３による渦が好適に形成されない。

逆に、上面１４ｂがなす角度が大きすぎると（θ＞６０°）、気流Ａ１と気流Ａ２の角度が近いため、気流Ａ２の多くが気流Ａ１に強く誘引されてしまい、気流Ａ３や気流Ａ４による渦状の流れが好適に形成されず、気流Ａ１、Ａ２の合流した流れが暖気を誘引してしまう。

このように、本実施例のチルドコンベヤ１においては、図５に示す如きドーム状の冷気Ａの層を形成する上で、各気流Ａ１〜Ａ４間の角度的あるいは空間的なバランスが非常に重要である。さらに、上述の如く、第一の冷風送風口１５からの冷気Ａの風速Ｖｈと、第二の冷風送風口１６からの冷気Ａの風速Ｖｏｂｓ（図４参照）との関係を［数５］ないし［数６］に示す如きものとしているのも、各気流Ａ１〜Ａ４間の量的なバランスを適切に維持するための構成である。

すなわち、水平方向に沿った冷気Ａ（図５中では気流Ａ１に相当）の風速Ｖｈが、斜め方向の冷気Ａ（図５中では気流Ａ２に相当）の風速Ｖｏｂｓに対して大きすぎると（Ｖｈ／Ｖｏｂｓ＞２）、気流Ａ２の多くが気流Ａ１に誘引され、気流Ａ４による渦が好適に形成されず、暖気を気流Ａ１、Ａ２により誘引してしまう。

逆に、風速Ｖｈが風速Ｖｏｂｓに対して小さすぎると（Ｖｈ／Ｖｏｂｓ＜１／２）、斜め上に吹き出す気流Ａ２が水平方向に沿った気流Ａ１に上手く誘引されず、気流Ａ３による渦状の流れが好適に形成されない。気流Ａ２は多くが斜め上方に高く吹き出してから降下して搬送面上に到着することになり、その過程で暖気と混合してしまう。

尚、上述の如き風速比に関する構成は、風速Ｖｈ及び風速Ｖｏｂｓの絶対値が十分に大きいことを前提としていることは勿論である。ここで、「十分に大きい風速」とは、冷気Ａが搬送面の両側に備えた第一の冷風送風口１５から水平方向に沿って前記搬送面の幅方向中央に向かって吹き出すとした場合、その気流が搬送面の幅方向中央に到達するのに十分な程度の風速を意味する。一方、風速Ｖｈが大きすぎると、搬送面の幅方向中央で衝突した冷気Ａ１が高く吹き上がって暖気を誘引してしまうため、風速Ｖｈの絶対値は適度に小さいことが好ましい。これらの風速に関する条件については、後に詳述する。

このような本実施例の構成による作用効果を検証するため、冷風送風口に関して本実施例とは異なる構成を有する参考例との比較実験を行った。

図６は本発明の第一参考例による冷風送風口の構成を示すもので、本第一参考例の場合、第一の冷風送風口１５（図３参照）にあたる構成を備えておらず、導風部１４の上面１４ｂに、第二の冷風送風口（図３参照）にあたる空気抵抗体１６のみ備えている。すなわち、図４内の符号に準拠して説明すると、本第一参考例においては
［数７］
Ｖｈ＝０
である。尚、空気抵抗体１６を備えた領域は、上記実施例（図４参照）同様、上面１４ｂのなす斜面のうち下側の約半分としている。

図７は本発明の第二参考例による冷風送風口の構成を示すもので、本第二参考例では、上記第一参考例と逆に、導風部１４の上面１４ｂに空気抵抗体１６（図３参照）を備えておらず、水平方向に沿って冷気Ａを吹き出す第一の冷風送風口１５（図３参照）にあたるスリット１５のみを備えている。すなわち、本第二参考例においては
［数８］
Ｖｏｂｓ＝０
である。

図８、図９は、第一参考例（図６参照）、第二参考例（図７参照）及び実施例（図３参照）における冷気Ａの流れを比較検証した実験もしくはシミュレーションの結果を示している。

図８は、各例におけるチルドコンベヤ１の導風部１４からスモークを混合した冷気Ａを噴出し、横断面に沿って上方からレーザー光を照射することにより、搬送面上における冷気Ａの分布を可視化した実験の結果である。（Ａ）が第一参考例、（Ｂ）が第二参考例、（Ｃ）が実施例を示している。第一参考例では、（Ａ）に示す如く、両側の導風部１４に備えた空気抵抗体１６から冷気Ａが斜め上に吹き出した後、ベルト９の搬送面上に降下する様子が観察された。降下の際、冷気Ａが暖気と混じり合ってしまうので、搬送面上を全体的に効率良く冷却できないことが見て取れる。第二参考例では、（Ｂ）に示す如く、両側の導風部１４に備えたスリット１５から冷気Ａが水平方向に沿って吹き出した後、搬送面の幅方向中央で互いに衝突してきのこ雲状に上昇する様子が観察された。上昇した冷気Ａは、その後、速度を落としながら搬送面上に降下した。水平方向に沿って吹き出す冷気Ａが暖気を誘引し、その後の衝突に伴って暖気と混ざり合ってしまうので、やはり搬送面上の空間全体を効率的に冷却するには至っていない。実施例では、（Ｃ）に示す如く、搬送面を底面としてベルト９及び左右の導風部１４により構成される凹状の空間に、ドーム状の冷気Ａの層が形成された。搬送面上の前記空間全体が効率良く冷却できていることが見て取れる。

図９は、ＣＦＤ（熱流体解析、Computational Fluid Dynamics）により、各例において冷気Ａの流れと共に搬送面上の冷気Ａの分布をシミュレートした結果である。ソフトウェアとしては、株式会社ソフトウェアクレイドル製の三次元熱流体解析ソフトウェア「ＳＴＲＥＡＭ（Ｒ）」を使用した。冷気Ａの温度は５℃、暖気（コンベヤ及びその周辺を除く領域の空気）の温度は２０℃とし、メインダクト部１３から導風部１４へ流入する冷気Ａの量は実測値に基づいて決定した。図８同様、（Ａ）が第一参考例、（Ｂ）が第二参考例、（Ｃ）が実施例を示している。尚、ここでは「冷気」とは温度が１０℃以下の空気を言うものとし、図中には冷気Ａの層として空気温度が１０℃の境界線を表示している。第一参考例では、（Ａ）に示す如く、搬送面上の空間に冷気Ａの層が形成されてはいるものの、その冷気Ａの層の形成に寄与しているのは片側（図中右側）の導風部１４からの気流のみであり、反対側（図中左側）の導風部１４からの気流は、空気抵抗体１６から吹き出した直後に搬送面とは反対側に流出してしまっていた。これは、初期条件で与えられた左右の風速が厳密には同一ではないことによる対称性の乱れが増大しやすいためと考えられる。第二参考例では、（Ｂ）に示す如く、左右の導風部１４から水平方向に沿って吹き出した冷気Ａが幅方向中央で互いに衝突して上昇する様子が確認された。上昇後、冷気Ａは上記図８（Ｂ）の場合とは異なり、片側（図中左側）に偏りつつ搬送面上に降下しているが、これも搬送面上における気流の対称性の乱れによるものと考えられる。そして、本実施例では、（Ｃ）に示す如く、図５に示したのと同様の気流により、搬送面上にドーム状の冷気Ａの層が形成されている。（Ｃ）においても、上記（Ａ）、（Ｂ）の場合と同様、初期条件で与えられた左右の風速が厳密には同一ではないが、（Ａ）や（Ｂ）に示す如き気流の対称性の乱れは生じていない。このことは、本発明のチルドコンベヤ１において搬送面上に上述の如き冷気Ａの層を形成するにあたり、チルドコンベヤ１の寸法精度を高くしたり、チルドコンベヤ１の製作後に導風部１４の調整を行って左右の風速を厳密に一致させる必要がないことを意味する。

さらに、各例における搬送面上の温度を測定する実験を行った。図１０に示す如く、コンベヤ部３の上流から下流にわたる各位置（Ｘ０〜Ｘ１０）において、搬送面の幅方向中央及び両側の３点（Ｙ１〜Ｙ３）、計３３点を測定点Ｐとし、搬送面上の高さ１００ｍｍの位置に温度センサを設置して温度を測定した。測定にあたっては、チルドコンベヤ１周辺の空気（暖気）の温度を１５℃〜２０℃程度とし、５℃前後の冷気Ａ（図３、図６、図７参照）を搬送面１ｍあたり１００ｍ^３／ｈの風量で供給した。

尚、ここで、温度センサを搬送面の直上ではなく、高さ１００ｍｍの位置に配置しているのは、搬送面上を搬送される対象物品２（図１参照）の高さを考慮したものである。すなわち、高さのある対象物品２を搬送する場合、仮に搬送面の直上付近には十分に低い温度の空気が供給されていたとしても、対象物品２の上面付近では空気の温度が高いといった事態が想定され得る。したがって、冷気Ａの層（図５及び図９（Ａ）〜（Ｃ）参照）は搬送面上にある程度の厚さを有して形成される必要があり、ここではその厚さの目安を１００ｍｍに設定している。この高さにおいて冷気Ａの基準である１０℃以下の空気温度を維持している場合に、十分に低温が維持されていると判断することができる。

第一参考例（図６参照）の場合、各測定点Ｐ（図１０参照）における測定値は下記表１のようになった。尚、以下の各表１〜３において、温度は１０秒間隔で測定し、２０分〜１時間分の連続測定値の平均値を表示している。また、単位は℃である。

搬送面の流れ方向（Ｘ０〜Ｘ１０）に沿って値のばらつきが大きく、また全体的に７〜１０℃前後と温度が高めである。一部の測定点では、基準である１０℃を超えてしまっている。図８（Ａ）や図９（Ａ）に示す如く、斜め上方に吹き出した冷気Ａが暖気と混ざり合いながら搬送面に降下すること、両側の導風部１４からの冷気Ａのうち一方が搬送面の外側に流出してしまうこと等によるものと考えられる。

第二参考例（図７参照）の場合、各測定点Ｐ（図１０参照）における測定値は下記表２のようになった。尚、「ＮＤ」は「測定値なし」を表す。

搬送面の幅方向中央（Ｙ２）の各位置（Ｘ１〜Ｘ９）においては７℃台〜８℃となっており、この位置では良好な冷却効果が得られていると言える。図８（Ｂ）や図９（Ｂ）に示す如く、両側の導風部１４から吹き出した冷気Ａが搬送面の幅方向中央で衝突して上昇するためであると考えられる。しかしながら、幅方向両側（Ｙ１，Ｙ３）の各位置（Ｘ１〜Ｘ９）においては、ほとんどの測定点で１０℃を超えてしまっている。上昇した冷気Ａが暖気と混ざり合いながら搬送面に降下すること、さらに、水平方向に沿った冷気Ａの流れによって暖気を誘引してしまいやすいことによるものと考えられる。このように、第二参考例の場合、良好に低温が保たれるのは、搬送面の幅方向中央部以外ではほぼ搬送面直上の狭い範囲に限られてしまう。第二参考例の如き構成は、冷気Ａの層を形成して暖気を冷気Ａに置換する目的よりは、搬送面上の対象物品２（図１参照）を直接冷却する目的に適していると言える。

そして、実施例（図３参照）の場合、各測定点Ｐ（図１０参照）における測定値は下記表３のようになった。

全体に６℃〜８℃前後であり、Ｙ１〜Ｙ３、Ｘ０〜Ｘ１０の全位置にわたって良好に低温が保たれている。図８（Ｃ）、図９（Ｃ）に示す如く、搬送面上に十分な高さまで冷気Ａの層が形成されているということであり、搬送面上の対象物品２の周囲の空気を効果的に冷気Ａで置換できていることがわかる。

以下、このように冷気Ａの層を効率良く形成する上で、第一の冷風送風口１５から吹き出す冷気Ａ（気流Ａ１）の風速に関し、ＣＦＤに基づき算出した好適な条件について説明する。すなわち、気流Ａ１が搬送面の幅方向中央に到達する十分な風速の条件（条件１）と、搬送面の幅方向中央で吹き上がった気流Ａ１による暖気の誘引を極力防ぐ風速の条件（条件２）を説明する。尚、以下のシミュレーションには、ソフトウェアとして株式会社ソフトウェアクレイドル製の三次元熱流体解析ソフトウェア「ＳＴＲＥＡＭ（Ｒ）」を使用した。

搬送面両側の導風部１４に備えた第一の冷風送風口１５から吹き出した気流Ａ１が十分な風速を有している場合、該気流Ａ１同士は搬送面の幅方向中央で衝突して上方へ吹き上がるが（図５参照）、気流Ａ１の風速が十分でない場合（気流Ａ１が前述の「十分に大きい風速」を有していない場合）には、気流Ａ１は搬送面の幅方向中央に到る前に搬送面から剥離してしまうか、あるいは気流Ａ１の風速が非常に小さくなってしまうので、搬送面から上手く上方へ吹き上がらない。また、風速が大きすぎる場合には、搬送面の幅方向中央で衝突した気流Ａ１が高く吹き上がり過ぎて暖気を誘引してしまう。本段では、この吹き上がりの高さ（冷風到達高さ）Ｚ_ｃを、シミュレーション条件（冷気Ａと暖気の温度差や気流Ａ１の流速）及び装置のパラメータ（搬送面の幅や第一の冷風送風口１５の高さ）の関数として与える。そして、求めた冷風到達高さＺ_ｃに関し、上記条件１、２を求めることを目的とする。

尚、本段では、各パラメータを表す数値として以下の文字を用いる。
ｇ：重力加速度（９．８ｍ／ｓ^２）
β：体積膨張率（１／（２７３．１５＋ｔ_ｒ））
Ｑ：コンベヤの単位長さあたりの風量
Ｈ：スリット幅（第一の冷風送風口の高さ。上記実施例においては、上面１４ｂがなす斜面の下端部の底面（搬送面）に対する高さに相当）
Ｌ_ｉｎ：代表長さ（底面の両側に備えた幅Ｈのスリットから冷気を吹き出すものとして下記Ｚ_ｃを予測する場合、スリット幅の２倍（２Ｈ）として定義。冷気を幅Ｈのスリットから真上に吹き出す場合（下記Ｚ_ｍａｘを予測する場合）に限り、Ｈと同じ値として定義）
Ｖ_ｉｎ：代表流速（第一の冷風送風口における冷気の流速。風速Ｖｈに相当。Ｑ／Ｈ）
ｔ_ｒ：室温（暖気の温度）
ｔ_ｉｎ：吹出温度（第一の冷風送風口における冷気の温度）
ｔ_ｍ：代表温度（ｔ_ｒとｔ_ｉｎの平均値。（ｔ_ｒ＋ｔ_ｉｎ）／２）
Δｔ：代表温度差（ｔ_ｒとｔ_ｉｎの差。ｔ_ｒ−ｔ_ｉｎ）
Ａｒ_ｉｎ：入口アルキメデス数（冷気と暖気の混ざり難さ。Ｌ_ｉｎｇβΔｔ／Ｖ_ｉｎ ^２）
Ｗ：底面の幅（底面を挟んで対向する第一の冷風送風口同士の距離）
Ｗ_ｃ：スリットから底面の幅方向中央までの距離（Ｗ／２）
ｐＷＨ：底面の幅の半分とスリット幅の比（Ｗ_ｃ／Ｈ）
Ｚ_ｃ：底面の幅方向中央におけるスリット上端からの冷風到達高さ（吹き上がった冷風が代表温度に達するまでの高さ）
Ｚ_ｍａｘ：Ｚ_ｃの最大値（冷気を幅Ｈのスリットから真上に吹き出した場合におけるＺ_ｃ）
Ｆｚ：Ｚ_ｍａｘに対するＺ_ｃの割合（Ｚ_ｃ／Ｚ_ｍａｘ）
ｐＺＬ：Ｌ_ｉｎに対するＺ_ｍａｘの割合（Ｚ_ｍａｘ／Ｌ_ｉｎ）
ｎＷＨ：ｐＷＨにかかる指数
ａ_ｉ：Ａｒ_ｉｎにかかる指数（ただし、ｉ＝０、１）
Ａ_ｉ：Ａｒ_ｉｎをａ_ｉ乗した数値（Ａｒ_ｉｎ＾ａ_ｉ）（ただし、ｉ＝０、１）
ｂ_ｉ：Ａ_ｉの係数（ただし、ｉ＝０、１）
Ｘ_ｐ：ｐＷＨをｎＷＨ乗した数値（ｐＷＨ＾ｎＷＨ）
ｃ：Ｘ_ｐの係数

（ｉ）冷風の最大到達高さＺ_ｍａｘと、入口アルキメデス数Ａｒ_ｉｎの関係

あるシミュレーション条件（風量Ｑやスリット幅Ｈ、室温ｔ_ｒや吹出温度ｔ_ｉｎ）における冷風の最大到達高さＺ_ｍａｘを、以下の如く定義する。まず、室温ｔ_ｒの環境下で、搬送面の左右に備えた幅Ｈのスリットから、吹出温度ｔ_ｉｎの冷気を水平方向に沿って風量Ｑで吹き出した場合、搬送面の幅方向中央で衝突して吹き上がる冷気の到達高さは、冷気を真上に吹き出した場合の冷気の到達高さを超えることはないと考えられる。そこで、この場合の冷風到達高さＺ_ｃを、冷風到達高さの最大値Ｚ_ｍａｘとする。尚、冷風到達高さＺ_ｃとは、搬送面の幅方向中央において搬送面から吹き上がった冷風が代表温度となるまでのスリット上端からの高さとする。

入口アルキメデス数Ａｒ_ｉｎは、温度差がある流体同士（この場合、冷気と暖気）の混ざり難さの指標となる無次元数であり、代表長さＬ_ｉｎ、冷気の代表流速Ｖ_ｉｎ、室温ｔ_ｒ及び冷気と暖気の代表温度差Δｔの関数である。すなわち、シミュレーション条件によって決定する数値である。

図１１は、風量Ｑやスリット幅Ｈ、室温ｔ_ｒや吹出温度ｔ_ｉｎを種々変更した各条件においてＺ_ｍａｘ（冷風の最大到達高さ）をＣＦＤにより予測し、入口アルキメデス数Ａｒ_ｉｎをｘ、Ｚ_ｍａｘを代表長さＬ_ｉｎ（この場合、スリット幅Ｈ）で割った値であるｐＺＬをｙとして、ｘｙ平面上にプロットしたものである。ｘ＝Ａｒ_ｉｎ、ｙ＝ｐＺＬとした場合の両者の関係は、図１１中にｍ１〜ｍ３の点で示す如きものになり、以下の指数関数によりフィッティングされた。
［数９］
ｐＺＬ＝２．３２Ａｒ_ｉｎ ^{−０．５１４}
尚、このシミュレーションにおいて設定した条件は以下の通りである。
条件１（ｍ１）：Ｑ＝１００［ＣＭＨ／ｍ］、Ｈ＝０．０３［ｍ］、ｔ_ｒ＝２０［℃］、ｔ_ｉｎ＝５［℃］
条件２（ｍ２）：Ｑ＝１００［ＣＭＨ／ｍ］、Ｈ＝０．０２［ｍ］、ｔ_ｒ＝２５［℃］、ｔ_ｉｎ＝５［℃］
条件３（ｍ３）：Ｑ＝１００［ＣＭＨ／ｍ］、Ｈ＝０．０４［ｍ］、ｔ_ｒ＝２８［℃］、ｔ_ｉｎ＝５［℃］

上記[数９]の関係式におけるＡｒ_ｉｎの指数をａ_０とすると、
［数１０］
ａ_０＝−０．５１４≒−０．５
と近似できる。さらに、Ａ_０＝Ａｒ_ｉｎ＾ａ_０＝Ａｒ_ｉｎ ^−０．５とおき、ｘ軸にＡ_０、ｙ軸にｐＺＬをプロットすると、両者の関係は一次関数としてフィッティングされ（図示は省略する）、この一次関数におけるＡ_０の係数をｂ_０とすると
［数１１］
ｂ_０＝２．４７≒２．５
と近似された。すなわち、
［数１２］
ｐＺＬ＝２．５Ａｒ_ｉｎ ^−０．５
と表せる。

（ｉｉ）冷風到達高さＺ_ｃと、搬送面の幅の半分とスリット幅のアスペクト比ｐＷＨの関係

次に、上記（ｉ）でＺ_ｍａｘを予測した各シミュレーション条件（条件１〜３）において、冷気の吹き出し方向を搬送面に沿った水平方向とし、幅Ｗの搬送面の両側に備えた幅Ｈのスリットから吹き出した冷気が搬送面の幅方向中央で衝突して吹き上がる高さ（冷風到達高さ）Ｚ_ｃをＣＦＤにより予測した。図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、搬送面の幅の半分とスリット幅のアスペクト比であるｐＷＨをｘ、Ｚ_ｍａｘに対するＺ_ｃの割合であるＦｚをｙとして、ｘｙ平面上にプロットしたものである。

図１２（Ａ）は、シミュレーション条件のうちＬ_ｉｎ、Ｖ_ｉｎ、ｔ_ｒ、ｔ_ｉｎを図１１中に点ｍ１として示した条件（条件１）と同じくし、Ｗの値を種々変更してＺ_ｃを予測した一連のデータセット（データセット１）について、ｐＷＨとＦｚをプロットしたグラフである。同様に、図１２（Ｂ）では、Ｌ_ｉｎ、Ｖ_ｉｎ、ｔ_ｒ、ｔ_ｉｎを図１１中に点ｍ２として示した条件（条件２）と同じくし、Ｗの値を種々変更してＺ_ｃを予測したデータセット（データセット２）をプロットしている。また、図１２（Ｃ）では、Ｌ_ｉｎ、Ｖ_ｉｎ、ｔ_ｒ、ｔ_ｉｎを図１１中に点ｍ３として示した条件（条件３）と同じくし、Ｗの値を種々変更してＺ_ｃを予測したデータセット（データセット３）をプロットしている。すなわち、図１２（Ａ）のグラフ、図１２（Ｂ）のグラフ、図１２（Ｃ）のグラフは、それぞれのデータセットでＡｒ_ｉｎが共通している。ただし、各データセット間ではＡｒ_ｉｎは異なっている。各データセットにおける具体的な数値条件は以下の通りである。
データセット１：Ｑ＝５０［ＣＭＨ／ｍ］、Ｈ＝０．０１５［ｍ］、ｔ_ｒ＝２０［℃］、ｔ_ｉｎ＝５［℃］
データセット２：Ｑ＝５０［ＣＭＨ／ｍ］、Ｈ＝０．０１［ｍ］、ｔ_ｒ＝２５［℃］、ｔ_ｉｎ＝５［℃］
データセット３：Ｑ＝５０［ＣＭＨ／ｍ］、Ｈ＝０．０２［ｍ］、ｔ_ｒ＝２８［℃］、ｔ_ｉｎ＝５［℃］

図１２（Ａ）〜（Ｃ）の各グラフにおいて、ｐＷＨが小さい領域（四角形の点で示したデータセット）ではＦｚの値はほぼ１となり、ｐＷＨがそれより大きい領域（三角形の点で示したデータセット）では、Ｆｚの値は指数関数的に減少する傾向が見られた。すなわち、ｐＷＨが小さい領域では、スリット幅Ｈに対して搬送面の幅Ｗが小さく、冷気が搬送面中央に到達した段階でも風速が落ちない。したがって、ほぼＺ_ｍａｘに等しい冷風到達高さＺ_ｃがＣＦＤにより予測される。そして、ｐＷＨが大きい領域では、搬送面の幅Ｗが大きいほど、冷気の風速は搬送面中央に到達するまでに落ちていくので、Ｆｚは漸減していくものと考えられる。

ｐＷＨが大きい領域（各図中に三角形の点で示したデータセット）におけるＦｚとｐＷＨの関係は、それぞれ以下の指数関数によりフィッティングされた。
［数１３］
Ｆｚ＝３．０９ｐＷＨ^{−０．４５９}（図１２（Ａ）の条件）
Ｆｚ＝３．７０ｐＷＨ^{−０．４５８}（図１２（Ｂ）の条件）
Ｆｚ＝２．５８ｐＷＨ^{−０．５０２}（図１２（Ｃ）の条件）

これらの関係式において、ｐＷＨの指数であるｎＷＨは、（Ａ）及び（Ｂ）の条件では
［数１４］
ｎＷＨ＝−０．４５９≒−０．４６（図１２（Ａ）の条件）
ｎＷＨ＝−０．４５８≒−０．４６（図１２（Ｂ）の条件）
と近似できる。尚、（Ｃ）の条件ではこの値からはややずれるが、ｘ軸におけるプロット範囲が狭いので除外して考える。そして、図１２（Ａ）、（Ｂ）の条件でｎＷＨの値がほぼ一致していることから、
［数１５］
ｎＷＨ＝−０．４６（定数）
と仮定できる。

次に、図１２（Ａ）〜（Ｃ）に三角形の点で示した各データセットについて、ＦｚとｐＷＨの関係式における指数ｎＷＨを−０．４６と仮定し、Ｘ_ｐ（＝ｐＷＨ^ｎＷＨ＝ｐＷＨ^{−０．４６}）をｘ、Ｆｚをｙとして、ｘｙ平面上にプロットし直した。この場合の両者の関係はそれぞれ図１３（Ａ）〜（Ｃ）のようになり、以下の一次関数によりフィッティングされた。
［数１６］
Ｆｚ＝３．１０Ｘ_ｐ（図１３（Ａ）の条件）
Ｆｚ＝３．７３Ｘ_ｐ（図１３（Ｂ）の条件）
Ｆｚ＝２．３３Ｘ_ｐ（図１３（Ｃ）の条件）

上述の如く、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）にそれぞれプロットした各データセット間では、互いにＡｒ_ｉｎが異なっている。そこで、［数１６］における各Ｘ_ｐの係数をｃとし、このｃをＡｒ_ｉｎの関数と仮定して、Ａｒ_ｉｎをｘ、ｃをｙとして、ｘｙ平面上にプロットした。この場合の両者の関係は図１４のようになり、以下の指数関数によりフィッティングされた。
［数１７］
ｃ＝１．２９Ａｒ_ｉｎ ^{−０．２１４}
この関係式におけるＡｒ_ｉｎの指数をａ_１、係数をｂ_１とすると、
［数１８］
ａ_１＝−０．２１４≒−０．２１
ｂ_１＝１．２９≒１．３
と近似できる。

（ｉｉｉ）冷風到達高さＺ_ｃの定式化

以上より、冷風到達高さＺ_ｃを、各実験条件（Δｔ、Ｖ_ｉｎ、Ａｒ_ｉｎ）や装置の各パラメータ（Ｈ、Ｗ_ｃ、Ｌ_ｉｎ）の関数として下記の如く定式化することができる。
［数１９］
Ｚ_ｍａｘ＝２．５Ｌ_ｉｎ／Ａｒ_ｉｎ ^０．５
Ｆｚ＝１．３Ａｒ_ｉｎ ^{−０．２１}×（Ｈ／Ｗ_ｃ）^０．４６
Ｚ_ｃ＝Ｆｚ×Ｚ_ｍａｘ＝（３．２５Ｌ_ｉｎ／Ａｒ_ｉｎ ^０．７１）×（Ｗ_ｃ／Ｈ）^{−０．４６}

ただし、上記［数１９］に示したＺ_ｃの定式は、Ａｒ_ｉｎ及びＷ_ｃ／Ｈの関数として下記［数２０］に定義する値ｋｃが特定の範囲にある場合にのみ有効である。
［数２０］
ｋｃ＝Ａｒ_ｉｎ ^{−０．２１}×（Ｗ_ｃ／Ｈ）^{−０．４６}

すなわち、スリットから搬送面中央までの距離Ｗ_ｃに対して代表流速Ｖ_ｉｎが小さすぎたり、スリット幅Ｈが小さすぎる等の要因により、これらの関数であるｋｃの値が所定値より小さい場合には、スリットからの冷気は搬送面中央に到達する前に搬送面から剥離してしまうので、Ｚ_ｃを定義できない。また、代表流速Ｖ_ｉｎが十分に大きい等の要因により、ｋｃの値が所定値以上に大きい場合には、上述の如く搬送面中央に到るまでに冷気の流速が低下しないため、Ｚ_ｃはＺ_ｍａｘと等しくなる。具体的には、上記ｋｃをｘ、Ｆｚをｙとしてｘｙ平面上にプロットした場合、両者の関係は図１５のグラフに示す如きものとなり、
［数２１］
Ｆｚ＝１．３ｋｃ（０．４≦ｋｃ＜０．６５）……（１）
Ｆｚ＝１−２．７（０．８９―ｋｃ）^２（０．６５≦ｋｃ＜０．８９）……（２）
Ｆｚ＝１（ｋｃ≧０．８９）……（３）
と表せる。尚、上記式（２）は、０．４≦ｋｃ＜０．６５の範囲における関係式（１）と、ｋｃ≧０．８９の範囲における関係式（３）とを滑らかに繋ぐ二次関数として設定している。

（ｉｖ）風量に関する好適な条件の決定

上述の如く、［数２０］に定義される値ｋｃが０．４以上であれば、スリットからの冷気は搬送面から剥離せず、搬送面中央に到達する。すなわち、搬送面両側の第一の冷風送風口１５から吹き出した気流Ａ１が搬送面の幅方向中央に到達する条件（条件１）として、下記［数２２］を定義できる。
［数２２］
ｋｃ≧０．４

そして、この範囲において、Ｚ_ｃは上記［数１９］〜［数２１］によって定式化することができる。ここで、搬送面の幅方向中央で吹き上がった気流Ａ１は、コンベヤ部３の搬送面を底面とし、該搬送面と導風部１４の上面１４ｂによって形成される凹状の空間の深さ、すなわちコンベヤ部３の搬送面に対する導風部１４の上面１４ｂの上端の高さＨｆのおよそ１．８倍から２倍程度以下である場合に、暖気を極力誘引することなく、搬送面上に好適に冷気Ａの層を形成できることが確認されている。すなわち、搬送面の幅方向中央で吹き上がった気流Ａ１による暖気の誘引を極力防ぐ条件（条件２）として、下記［数２３］を定義できる。
［数２３］
Ｚ_ｃ≦２Ｈｆ

以上のように、本実施例は、底面としてのコンベヤ部３の搬送面を両側から挟むように配置された導風部１４を備え、該導風部１４は、前記底面（搬送面）に対し水平方向に沿って冷気を送り出す第一の冷風送風口１５と、前記底面（搬送面）に向かって下り勾配をなす斜面として構成した上面１４ｂに備えられ、前記底面（搬送面）の上方に向かって斜め上方に冷気を送り出す第二の冷風送風口１６とを備えているので、第二の冷風送風口１６から吹き出す気流Ａ２によって、第一の冷風送風口１５から吹き出す気流Ａ１に伴う暖気の誘引を遮断し、底面（搬送面）上の空気を効率良く冷気Ａで置換し、冷気Ａの層を形成して底面（搬送面）上の空間を低温に維持することができる。

また、本実施例において、第二の冷風送風口１６は、導風部１４の上面１４ｂがなす斜面の一部をなし且つ空気を通過させる空気抵抗体として構成され、導風部１４の上面１４ｂにおける空気抵抗体１６の設置された部分は、導風部１４の上面１４ｂがなす斜面のうち下側の領域を占めているので、第二の冷風送風口から吹き出す気流が上方に突き抜けることを防止し、且つ一旦静圧回復を経ることで気流の吹き出しを均一なものとすることができる。

また、本実施例において、導風部１４の上面１４ｂにおける空気抵抗体１６の設置された部分の面積は、前記導風部の上面の３分の１以上３分の２以下である。このため、第二の冷風送風口から吹き出す気流の一部により、導風部の上面の上方に渦状の気流を形成させるので、冷気の層をドーム状に盛り上がった状態に維持するのに好適であり、暖気の誘引を一層効率良く遮断し得る。

また、本実施例において、導風部１４の上面１４ｂがなす斜面は、水平方向に対し３０度以上６０度以下の角度をなしているので、第二の冷風送風口１６から吹き出す気流Ａ２を第一の冷風送風口１５から吹き出す気流Ａ１により好適に誘引させることができる。

また、本実施例において、第一の冷風送風口１５から吹き出す冷気Ａは、前記底面（搬送面）の幅方向中央に到達する十分に大きい風速Ｖｈを有し、該風速Ｖｈは、第二の冷風送風口１６から吹き出す冷気Ａの風速Ｖｏｂｓに対して２分の１以上２倍以下であるので、第二の冷風送風口１６から吹き出す気流Ａ２を第一の冷風送風口１５から吹き出す気流Ａ１により好適に誘引させつつ、底面（搬送面）上に渦状の気流Ａ３を好適に形成させることができる。

また、本実施例において、第一の冷風送風口１５から吹き出す冷気Ａの風速Ｖｈは、前記底面（搬送面）の両側に備えた第一の冷風送風口１５から前記底面（搬送面）の幅方向中央に向かって吹き出した場合に、冷気Ａの前記底面（搬送面）の幅方向中央における冷風到達高さＺ_ｃが、前記導風部１４の上面１４ｂの上端の前記底面（搬送面）に対する高さＨｆの２倍以下になるよう設定されているので、暖気の誘引を極力防いで底面（搬送面）上に好適に冷気Ａの層を形成することができる。

したがって、上記本実施例によれば、所定の空間に効率良く冷気の層を形成し得る。

尚、本発明の局所冷却装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、ベルトコンベヤに限らずローラコンベヤ等にも適用し得ること、さらにはコンベヤにも限らず、底面上の所定の空間に対して局所的な冷却を行う種々の装置に関し広く適用し得ること等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１チルドコンベヤ
２対象物品
３コンベヤ部
５冷気ダクト
１４導風部
１４ｂ上面
１５第一の冷風送風口（スリット）
１６第二の冷風送風口（空気抵抗体）
Ａ冷気
Ｖｈ風速
Ｖｏｂｓ風速

Claims

底面を両側から挟むように配置された導風部を備え、
該導風部は、
前記底面に対し水平方向に沿って冷気を送り出す第一の冷風送風口と、
前記底面に向かって下り勾配をなす斜面として構成した上面に備えられ、前記底面の上方に向かって斜め上方に冷気を送り出す第二の冷風送風口と
を備えていることを特徴とする局所冷却装置。
前記第二の冷風送風口は、前記導風部の上面がなす斜面の一部をなし且つ空気を通過させる空気抵抗体として構成され、前記導風部の上面における前記空気抵抗体の設置された部分は、前記導風部の上面がなす斜面のうち下側の所定の領域を占めることを特徴とする請求項１に記載の局所冷却装置。
前記導風部の上面における前記空気抵抗体の設置された部分の面積は、前記導風部の上面の３分の１以上３分の２以下であることを特徴とする請求項２に記載の局所冷却装置。
前記導風部の上面がなす斜面は、水平方向に対し３０度以上６０度以下の角度をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の局所冷却装置。
前記第一の冷風送風口から吹き出す冷気は、前記底面の幅方向中央に到達する十分に大きい風速を有し、該風速は、前記第二の冷風送風口から吹き出す冷気の風速に対して２分の１以上２倍以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の局所冷却装置。
前記第一の冷風送風口から吹き出す冷気の風速は、前記底面の両側に備えた前記第一の冷風送風口から前記底面の幅方向中央に向かって吹き出した場合に、冷気の前記底面の幅方向中央における冷風到達高さが、前記導風部の上面の上端の前記底面に対する高さの２倍以下になるよう設定されていることを特徴とする請求項５に記載の局所冷却装置。
底面を両側から挟むように配置された導風部を備え、
該導風部は、
前記底面に対し水平方向に沿って冷気を送り出す第一の冷風送風口と、
前記底面に向かって下り勾配をなす斜面として構成した上面に備えられ、前記底面の上方に向かって斜め上方に冷気を送り出す第二の冷風送風口とを備え、
前記第一の冷風送風口における冷気の風速Ｖｈ、前記第二の冷風送風口における冷気の風速Ｖｏｂｓ、前記第一の冷風送風口の高さＨ、前記底面を挟んで対向する前記第一の冷風送風口同士の距離Ｗが、下記の条件式（１）〜（８）を満足することを特徴とする局所冷却装置。
Ｆｚ＝１．３ｋｃ（０．４≦ｋｃ＜０．６５） ……条件式（１）
Ｆｚ＝１−２．７（０．８９−ｋｃ）^２（０．６５≦ｋｃ＜０．８９） ……条件式（２）
Ｆｚ＝１（ｋｃ≧０．８９） ……条件式（３）
ｋｃ＝Ａｒ_ｉｎ ^{−０．２１}×（Ｗ_ｃ／Ｈ）^{−０．４６} ……条件式（４）
Ｚ_ｃ＝Ｆｚ×Ｚ_ｍａｘ ……条件式（５）
Ｚ_ｍａｘ＝２．５Ｌ_ｉｎ／Ａｒ_ｉｎ ^０．５ ……条件式（６）
Ｚ_ｃ≦２Ｈｆ ……条件式（７）
１／２≦Ｖｈ／Ｖｏｂｓ≦２……条件式（８）
ただし、
ｇ：重力加速度（９．８ｍ／ｓ^２）
β：体積膨張率（１／（２７３．１５＋ｔ_ｒ））
Ｑ：底面の単位長さあたりの風量
Ｈ：スリット幅（第一の冷風送風口の高さ）
Ｈｆ：前記底面に対する前記導風部の上面の上端の高さ
Ｌ_ｉｎ：代表長さ（底面の両側に備えた幅Ｈのスリットから冷気を吹き出すものとして下記Ｚ_ｃを予測する場合、スリット幅の２倍（２Ｈ）として定義。冷気を幅Ｈのスリットから真上に吹き出す場合（下記Ｚ_ｍａｘを予測する場合）に限り、Ｈと同じ値として定義）
Ｖ_ｉｎ：代表流速（第一の冷風送風口における冷気の流速。風速Ｖｈに相当。Ｑ／Ｈ）
ｔ_ｒ：室温（暖気の温度）
ｔ_ｉｎ：吹出温度（第一の冷風送風口における冷気の温度）
ｔ_ｍ：代表温度（ｔ_ｒとｔ_ｉｎの平均値。（ｔ_ｒ＋ｔ_ｉｎ）／２）
Δｔ：代表温度差（ｔ_ｒとｔ_ｉｎの差。ｔ_ｒ−ｔ_ｉｎ）
Ａｒ_ｉｎ：入口アルキメデス数（冷気と暖気の混ざり難さ。Ｌ_ｉｎｇβΔｔ／Ｖ_ｉｎ ^２）
Ｗ：底面の幅（底面を挟んで対向する第一の冷風送風口同士の距離）
Ｗ_ｃ：スリットから底面の幅方向中央までの距離（Ｗ／２）
Ｚ_ｃ：底面の幅方向中央におけるスリット上端からの冷風到達高さ（吹き上がった冷風が代表温度に達するまでの高さ）
Ｚ_ｍａｘ：Ｚ_ｃの最大値（冷気を幅Ｈのスリットから真上に吹き出した場合におけるＺ_ｃ）
Ｆｚ：Ｚ_ｍａｘに対するＺ_ｃの割合（Ｚ_ｃ／Ｚ_ｍａｘ）
対象物品を載置して搬送するコンベヤ部と、
冷気を前記底面としての前記コンベヤ部の搬送面へ導く冷気ダクトと、
前記冷気ダクトに備えられ、前記コンベヤ部の幅方向両側における前記搬送面より下方の位置から前記搬送面より上の高さまで立ち上がって冷気を前記搬送面の上方へ導く流路を形成する前記導風部と
を備えたチルドコンベヤに適用したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の局所冷却装置。