JP6857394B2 - 温調システム - Google Patents
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Description
本発明は、温調システムに関する。
例えば、食品の加工場においては、低温に維持した状態で、食品をベルトコンベアにより搬送しつつ、加工することが行われる。このような加工場では、食品の品質を保持する観点や衛生面を考慮して、作業空間（ベルトコンベアの周辺空間）が低温に保持される。しかしながら、これは、作業者の健康面からすれば好ましくない。
そこで、ベルトコンベア表面に冷蔵空間を形成することにより、作業空間の温度に係らず、食品の品質および衛生の管理を可能にした低温食品搬送用ベルトコンベア装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に記載のベルトコンベア装置も、作業空間を積極的に加温する構成ではない。そのため、ベルトコンベア表面に冷蔵空間を形成する際の冷気によって、ベルトコンベア装置の周辺は低温になってしまう。冷気は床面に滞留するので、作業者の下半身への冷えによる負担は大きく、長時間の作業は作業者にとって苦痛が伴う。
本発明の目的は、作業空間の環境をより改善し得る温調システムを提供することにある。
このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
（１） 遠赤外線を放射する第１の物質を含む材料で構成された載置面を備え、該載置面に被搬送物を載置して搬送するベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアの上方に配置され、前記第１の物質を含む材料で構成された冷却面を備える少なくとも１つの冷却源と、
前記ベルトコンベアの下方に配置され、前記第１の物質が放射する遠赤外線の放射特性と異なる放射特性を有する遠赤外線を放射する第２の物質を含む材料で構成された加熱面を備える少なくとも１つの加熱源とを備え、
前記冷却源が前記冷却面を冷却することにより、前記冷却面の前記第１の物質が前記載置面の前記第１の物質が放射する遠赤外線を共鳴吸収して、前記載置面も冷却され、冷却された前記冷却面および前記載置面により前記被搬送物を冷却するとともに、前記加熱源が前記加熱面を加熱することにより、前記ベルトコンベアより下側の領域を加温するように構成されていることを特徴とする温調システム。
（１） 遠赤外線を放射する第１の物質を含む材料で構成された載置面を備え、該載置面に被搬送物を載置して搬送するベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアの上方に配置され、前記第１の物質を含む材料で構成された冷却面を備える少なくとも１つの冷却源と、
前記ベルトコンベアの下方に配置され、前記第１の物質が放射する遠赤外線の放射特性と異なる放射特性を有する遠赤外線を放射する第２の物質を含む材料で構成された加熱面を備える少なくとも１つの加熱源とを備え、
前記冷却源が前記冷却面を冷却することにより、前記冷却面の前記第１の物質が前記載置面の前記第１の物質が放射する遠赤外線を共鳴吸収して、前記載置面も冷却され、冷却された前記冷却面および前記載置面により前記被搬送物を冷却するとともに、前記加熱源が前記加熱面を加熱することにより、前記ベルトコンベアより下側の領域を加温するように構成されていることを特徴とする温調システム。
（２） さらに、前記ベルトコンベアの周囲に配置され、前記第２の物質を含む材料で構成された物品を備え、
前記加熱源が前記加熱面を加熱することにより、前記加熱面の前記第２の物質が放射する遠赤外線を前記物品の前記第２の物質が共鳴吸収して、前記物品も加温されるように構成されている上記（１）に記載の温調システム。
前記加熱源が前記加熱面を加熱することにより、前記加熱面の前記第２の物質が放射する遠赤外線を前記物品の前記第２の物質が共鳴吸収して、前記物品も加温されるように構成されている上記（１）に記載の温調システム。
（３） 前記物品は、前記ベルトコンベアで作業する作業者が装着する装着品である上記（２）に記載の温調システム。
（４） 前記装着品は、前記作業者が装着する靴、靴下、作業ズボン、ひざ掛け、手袋、作業上着および帽子のうちの少なくとも１つである上記（３）に記載の温調システム。
（５） 前記冷却面および／または前記加熱面は、前記ベルトコンベアを収納する空間に露出している上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の温調システム。
（６） 前記ベルトコンベアと前記冷却源との離間距離は、１０〜１１０ｃｍである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の温調システム。
（７） さらに、前記ベルトコンベアと前記冷却源との間の空間を取り囲むように配置された膜部材を備える上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の温調システム。
（８） 前記膜部材は、前記空間の冷気が散逸するのを阻止する機能を有する上記（７）に記載の温調システム。
（９） 前記冷却源および前記加熱源は、それぞれ流体を用いて前記冷却面を冷却および前記加熱面を加熱するように構成されている上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の温調システム。
（１０） さらに、前記ベルトコンベアと前記加熱源との間に配置された金属板を備える上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の温調システム。
本発明によれば、冷却された被搬送物を搬送しつつ、加工または処理する際に、ベルトコンベアより下側の領域を加温するため、作業者の負担を軽減することができる。
以下、本発明の温調システムについて、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の温調システムの第１実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の温調システムの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の温調システムの第１実施形態を模式的に示す側面図、図２は、図１に示す温調システムが備える冷却源（または加熱源）を模式的に示す側面図、図３は、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜の放射特性を示すグラフ（ａ）と、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜の放射特性を示すグラフ（ｂ）である。
なお、実施形態に示す部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に記載がない限り、本発明の範囲を限定するものではなく、単なる一例に過ぎない。
なお、実施形態に示す部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に記載がない限り、本発明の範囲を限定するものではなく、単なる一例に過ぎない。
図１示す温調システム１は、被搬送物１０を搬送するベルトコンベア２と、ベルトコンベア２の上方に配置された冷却源３と、ベルトコンベア２の下方に配置された加熱源４とを備えている。
ここで、被搬送物１０は、冷却を要する物であり、例えば、食肉類、魚介類、野菜類、乳製品のような食品、ジュースのような飲料、医薬品、医薬部外品等が挙げられる。
ここで、被搬送物１０は、冷却を要する物であり、例えば、食肉類、魚介類、野菜類、乳製品のような食品、ジュースのような飲料、医薬品、医薬部外品等が挙げられる。
ベルトコンベア２は、加工場の床面に立設された架台（図示せず）に支持されている。このベルトコンベア２は、帯状またはメッシュ状のエンドレスベルト２１と、エンドレスベルト２１の両端に設けられた駆動ローラ２２および従動ローラ２３とを備えている。
これらの駆動ローラ２２および従動ローラ２３が架台に回転可能に支持されている。
これらの駆動ローラ２２および従動ローラ２３が架台に回転可能に支持されている。
駆動ローラ２２の回転軸２２１には、ベルト２４を介してモータ２５の回転軸２５１が連結されている。これにより、モータ２５の駆動力（回転力）を駆動ローラ２２に付与することができる。
エンドレスベルト２１の被搬送物１０を搭載する搭載面２１１が遠赤外線を放射する第１の物質（第１の赤外線放射物質）を含む材料で構成されている。
エンドレスベルト２１の被搬送物１０を搭載する搭載面２１１が遠赤外線を放射する第１の物質（第１の赤外線放射物質）を含む材料で構成されている。
ここで、第１の物質および後述する第２の物質としては、それぞれ、例えば天然または人工鉱物、金属または半金属の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、水酸化物、炭酸塩のような塩またはそれらの複合物（複塩）、炭等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、第１の物質および第２の物質には、それぞれ、貝殻などの天然素材、有機物や有機物由来の物質等を用いることもできる。
なお、第１の物質および第２の物質には、それぞれ、貝殻などの天然素材、有機物や有機物由来の物質等を用いることもできる。
エンドレスベルト２１は、例えば、基部の表面に、例えば熔射、蒸着のような物理的気相成膜法（ＰＶＤ法）、化学的気相成膜法（ＣＶＤ法）により、第１の物質を供給して皮膜を形成することで構成することができる。なお、基部は、例えば、ステンレス鋼、鉄、銅またはこれらを含む合金のような金属材料で構成することができる。
その他、エンドレスベルト２１は、第１の物質の粒子を含む樹脂材料で構成することもできる。
その他、エンドレスベルト２１は、第１の物質の粒子を含む樹脂材料で構成することもできる。
ベルトコンベア２の上方には、冷却源３が配置されている。この冷却源３には、図１に示すように、冷却装置３００が接続されている。
この冷却装置３００は、冷却源３に接続された流路３０１と、流路３０１を通過する流体と熱交換する流体が通過する流路３０２とを有している。なお、流体（冷媒）には、液体および気体（ガス）のいずれを用いてもよい。
この冷却装置３００は、冷却源３に接続された流路３０１と、流路３０１を通過する流体と熱交換する流体が通過する流路３０２とを有している。なお、流体（冷媒）には、液体および気体（ガス）のいずれを用いてもよい。
このような構成において、冷却装置３００で冷却された流体（冷却流体）が流路３０１を介して冷却源３に供給されることにより、冷却源３が冷却されるように構成されている。
また、冷却装置３００の冷却機構は、一般的な空調装置や冷蔵庫に利用されるのと同様の冷却機構で構成することができる。
なお、冷却装置３００から排出される温風や、熱交換後に温度が上昇した流路３０２を流れる流体を、後述する加熱装置４００に誘導して、加熱源４に供給する流体の加熱に補助的に利用してもよい。これにより、熱の有効利用を図ることができる。
また、冷却装置３００の冷却機構は、一般的な空調装置や冷蔵庫に利用されるのと同様の冷却機構で構成することができる。
なお、冷却装置３００から排出される温風や、熱交換後に温度が上昇した流路３０２を流れる流体を、後述する加熱装置４００に誘導して、加熱源４に供給する流体の加熱に補助的に利用してもよい。これにより、熱の有効利用を図ることができる。
冷却源３は、図２に示すように、支持板３１と、支持板３１と一体的に形成され、鉛直下方に向かって突出する複数のフィン３２とで構成されている。冷却装置３００から流路３０１を介して供給された冷却流体は、支持板３１およびフィン３２を通過した後、流路３０１を介して冷却装置３００に返還される。
冷却源３は、例えば、ステンレス鋼、鉄、銅またはこれらを含む合金のような金属材料で構成することができる。
冷却源３は、例えば、ステンレス鋼、鉄、銅またはこれらを含む合金のような金属材料で構成することができる。
また、支持板３１の下面およびフィン３２の表面には、遠赤外線吸収層３３が形成されている。この遠赤外線吸収層３３は、第１の物質を気相成膜法により供給することにより形成することができる他、第１の物質の粒子を含む樹脂材料を用いて形成することもできる。
この遠赤外線吸収層３３の支持板３１およびフィン３２と反対側の面が冷却面３３１を構成している。
この遠赤外線吸収層３３の支持板３１およびフィン３２と反対側の面が冷却面３３１を構成している。
冷却装置３００を動作させて流体を冷却し、冷却された流体を流路３０１を介して循環させることにより、冷却源３の冷却面３３１を冷却する。冷却面３３１が冷却されると、エンドレスベルト２１の載置面２１１よりも低温となり、冷却面３３１が１次的な冷放射源となる。
このとき、熱平衡状態のバランスの崩れが大きくなり、遠赤外線が載置面２１１から冷却面３３１に向かって放射される。載置面２１１および冷却面３３１の双方が第１の物質を含むため、載置面２１１から放射された遠赤外線の多くは、冷却面３３１の第１の物質に高い効率で共鳴吸収される。
このとき、熱平衡状態のバランスの崩れが大きくなり、遠赤外線が載置面２１１から冷却面３３１に向かって放射される。載置面２１１および冷却面３３１の双方が第１の物質を含むため、載置面２１１から放射された遠赤外線の多くは、冷却面３３１の第１の物質に高い効率で共鳴吸収される。
載置面２１１は、冷却面３３１に遠赤外線という形で熱気を吸収されることにより、温度が低下する。その結果、載置面２１１が２次的な冷放射源となる。
以上のようなことから、ベルトコンベア２と冷却源３との間の領域の温度が低下する。
被搬送物１０が予め冷却されている場合には、被搬送物１０の冷却状態を維持することができ、被搬送物１０が常温の場合には、被搬送物１０を冷却することができる。
以上のようなことから、ベルトコンベア２と冷却源３との間の領域の温度が低下する。
被搬送物１０が予め冷却されている場合には、被搬送物１０の冷却状態を維持することができ、被搬送物１０が常温の場合には、被搬送物１０を冷却することができる。
ベルトコンベア２と冷却源３との離間距離は、載置面２１１の効率のよい冷却を考慮するとできる限り小さいことが好ましいが、被搬送物１０を加工または処理する際の作業性も考慮して適宜設定される。ベルトコンベア２（載置面２１１）と冷却源３との離間距離の具体的な値は、特に限定されないが、１０〜１１０ｃｍ程度であることが好ましく、２０〜８０ｃｍ程度であることがより好ましい。
ここで、冷却装置３００で冷却された流体の温度は、特に限定されないが、−２５〜１０℃程度であることが好ましく、−１５〜５℃程度であることがより好ましい。
ここで、冷却装置３００で冷却された流体の温度は、特に限定されないが、−２５〜１０℃程度であることが好ましく、−１５〜５℃程度であることがより好ましい。
第１の物質は、遠赤外線の放射率が０．６以上であることが好ましく、０．８以上であることがより好ましく、０．９以上であることがさらに好ましい。
ここで、遠赤外線とは、波長が３〜１０００μｍ程度の電磁波を意味する。物質の放射率は、同一条件における理想的な黒体の遠赤外線の放射エネルギーをＷ０とし、当該物質の遠赤外線の放射エネルギーをＷとした場合に、Ｗ／Ｗ０によって定義される。
なお、第１の物質の遠赤外線の放射率の値は、温調システム１の実際の使用温度に近い室温（例えば２５℃）における値が好ましい。
ここで、遠赤外線とは、波長が３〜１０００μｍ程度の電磁波を意味する。物質の放射率は、同一条件における理想的な黒体の遠赤外線の放射エネルギーをＷ０とし、当該物質の遠赤外線の放射エネルギーをＷとした場合に、Ｗ／Ｗ０によって定義される。
なお、第１の物質の遠赤外線の放射率の値は、温調システム１の実際の使用温度に近い室温（例えば２５℃）における値が好ましい。
粒子状の第１の物質を用いる場合、粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、５〜１００μｍ程度であることが好ましく、１０〜７５μｍ程度であることがより好ましい。
なお、エンドレスベルト２１の載置面２１１および冷却源３の冷却面３３１に含まれる粒子状の第１の物質の粒子径や形状は、同一であっても異なっていてもよい。
なお、エンドレスベルト２１の載置面２１１および冷却源３の冷却面３３１に含まれる粒子状の第１の物質の粒子径や形状は、同一であっても異なっていてもよい。
また、載置面２１１の構成材料および冷却面３３１の構成材料中に含まれる第１の物質の量も、特に限定されないが、１重量％以上であることが好ましく、１０重量％以上であることがより好ましく、２０重量％以上であることがさらに好ましい。
なお、載置面２１１の構成材料および冷却面３３１の構成材料中に含まれる第１の物質の量も、同一であっても異なっていてもよい。
なお、載置面２１１の構成材料および冷却面３３１の構成材料中に含まれる第１の物質の量も、同一であっても異なっていてもよい。
ベルトコンベア２の下方（作業者の膝付近）には、加熱源４が配置されている。この加熱源４には、図１に示すように、加熱装置４００が接続されている。
この加熱装置４００は、加熱源４に接続された流路４０１と、流路４０１を通過する流体と熱交換する流体が通過する流路４０２とを有している。なお、流体（冷媒）には、液体および気体（ガス）のいずれを用いてもよい。
この加熱装置４００は、加熱源４に接続された流路４０１と、流路４０１を通過する流体と熱交換する流体が通過する流路４０２とを有している。なお、流体（冷媒）には、液体および気体（ガス）のいずれを用いてもよい。
このような構成において、加熱装置４００で加熱された流体が流路４０１を介して加熱源４に供給されることにより、加熱源４が加熱されるように構成されている。
加熱装置４００には、冷却装置３００と同様の機構を採用することができる。
加熱装置４００には、冷却装置３００と同様の機構を採用することができる。
また、加熱源４は、冷却源３と同様に構成することができる。具体的には、加熱源４も、図２に示すように、支持板４１と、支持板４１と一体的に形成され、鉛直下方に向かって突出する複数のフィン４２とで構成されている。加熱装置４００から流路４０１を介して供給された加熱流体は、支持板４１およびフィン４２を通過した後、流路４０１を介して加熱装置４００に返還される。
支持板４１の下面およびフィン４２の表面には、遠赤外線吸収層４３が形成されている。この遠赤外線吸収層４３は、第２の物質を気相成膜法により供給することにより形成することができる他、第２の物質の粒子を含む樹脂材料を用いて形成することもできる。
この遠赤外線吸収層４３の支持板４１およびフィン４２と反対側の面が加熱面４３１を構成している。
この遠赤外線吸収層４３の支持板４１およびフィン４２と反対側の面が加熱面４３１を構成している。
加熱装置４００を動作させて流体を加熱し、加熱された流体を流路４０１を介して循環させることにより、加熱源４の加熱面４３１を加熱する。加熱された加熱面４３１は、遠赤外線を室内に向かって放射する。加熱された加熱面４３１および放射される遠赤外線の作用により、作業者の下半身（ベルトコンベア２より下側の領域）を加温することができる。
これにより、低温状態の被搬送物１０を加工または処理する作業者の下半身が冷え過ぎることを防止して、長時間の作業が作業者にとって苦痛となることもない。
なお、加熱装置４００から排出される冷風や、熱交換後に温度が低下した流路４０２を流れる流体を、冷却装置３００に誘導して、冷却源３に供給する流体の冷却に補助的に利用してもよい。これにより、熱の有効利用を図ることができる。
特に、本発明では、第２の物質として、第１の物質が放射する遠赤外線の放射特性と異なる放射特性を有する遠赤外線を放射する物質が使用される。
ここで、「放射特性が異なる」とは、遠赤外線放射物質の遠赤外線（電磁波）の波長に対する放射率の変化パターンが異なることを意味する。
なお、加熱装置４００から排出される冷風や、熱交換後に温度が低下した流路４０２を流れる流体を、冷却装置３００に誘導して、冷却源３に供給する流体の冷却に補助的に利用してもよい。これにより、熱の有効利用を図ることができる。
特に、本発明では、第２の物質として、第１の物質が放射する遠赤外線の放射特性と異なる放射特性を有する遠赤外線を放射する物質が使用される。
ここで、「放射特性が異なる」とは、遠赤外線放射物質の遠赤外線（電磁波）の波長に対する放射率の変化パターンが異なることを意味する。
図３には、ＺｒＯ２＋ＣａＯおよびＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２の熔射皮膜（厚さ４００μｍ）を同一の温度に加熱した場合における放射特性を示している。なお、ＺｒＯ２とＣａＯとの成分比およびＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２との成分比は、それぞれ１：１（重量比）である。
図３（ａ）と図３（ｂ）には、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜とＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜とで、遠赤外線の波長に対する放射率の変化パターンが異なることが示されている。これは、遠赤外線放射物質の組成が異なれば（すなわち、分子種が異なれば）、遠赤外線の波長に対する放射率の変化パターンが異なることを示している。
図３（ａ）と図３（ｂ）には、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜とＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜とで、遠赤外線の波長に対する放射率の変化パターンが異なることが示されている。これは、遠赤外線放射物質の組成が異なれば（すなわち、分子種が異なれば）、遠赤外線の波長に対する放射率の変化パターンが異なることを示している。
ここで、両皮膜間に温度差を与え、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜を相対的に高温、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜を相対的に低温とし、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜から放射される遠赤外線をＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜に吸収させる場合を考える。
キルヒホッフの法則より、放射率は、その物質の吸収率と同じあるから、理想的な条件を考えた場合、放射率が一致する波長において、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜から放射され、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜に向かう遠赤外線は、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜に１００％吸収される。換言すれば、エネルギーの輸送効率という観点で見ると、損失がない放射エネルギーのやり取りが行われる。
キルヒホッフの法則より、放射率は、その物質の吸収率と同じあるから、理想的な条件を考えた場合、放射率が一致する波長において、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜から放射され、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜に向かう遠赤外線は、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜に１００％吸収される。換言すれば、エネルギーの輸送効率という観点で見ると、損失がない放射エネルギーのやり取りが行われる。
一方、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜の放射率がＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜の放射率よりも大きな値となる波長では、この放射率（吸収率）の差に起因して、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜から放射された遠赤外線の一部は、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜に吸収されない。
これは、放射率＝吸収率であるから、その波長において（物質Ａの放射率＞物質Ｂの放射率＝物質Ｂの吸収率）であれば、物質Ａから放射された放射エネルギーの一部が物質Ｂに吸収されないからである。
これは、放射率＝吸収率であるから、その波長において（物質Ａの放射率＞物質Ｂの放射率＝物質Ｂの吸収率）であれば、物質Ａから放射された放射エネルギーの一部が物質Ｂに吸収されないからである。
例えば、ある波長において、物質Ａの放射率が０．９であり、物質Ｂの放射率が０．１である場合、物質Ａから放射された当該波長の遠赤外線は、物質Ｂで僅かしか吸収されず、そのほとんどは反射される。
これは、エネルギーの輸送効率という観点で見ると、損失を伴う放射エネルギーのやり取りであるといえる。
これは、エネルギーの輸送効率という観点で見ると、損失を伴う放射エネルギーのやり取りであるといえる。
また、温度差の関係を逆とし、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜に、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜から放射される遠赤外線を吸収させる場合を考えると、同様な理屈により、放射率が一致する波長において、ＺｒＯ２＋ＣａＯ皮膜に向かって、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２皮膜から放射される遠赤外線は、ＺｒＯ２＋ＣａＯに１００％吸収される（理想的な条件の場合）。
しかしながら、ＺｒＯ２＋ＣａＯの放射率がＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２の放射率よりも小さい波長では、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２から放射された当該波長の遠赤外線の一部は、ＺｒＯ２＋ＣａＯに吸収されず、損失が発生する。
しかしながら、ＺｒＯ２＋ＣａＯの放射率がＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２の放射率よりも小さい波長では、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２から放射された当該波長の遠赤外線の一部は、ＺｒＯ２＋ＣａＯに吸収されず、損失が発生する。
このように、波長に対する放射率の変化パターンが異なる物質間（すなわち、異なる分子種間）では、理想的な状況であっても、熱放射のやり取りにおいて損失が発生する。
一方、波長に対する放射率の変化パターンが同じ物質間（すなわち、同一の分子種間）では、理想的な状況において、熱放射のやり取りにおいて損失が発生しない。
本発明は、同一の分子種間における熱放射を介した熱交換効率が高い一方、異なる分子種間における熱放射を介した熱交換効率が低いことを利用した温調システムである。
一方、波長に対する放射率の変化パターンが同じ物質間（すなわち、同一の分子種間）では、理想的な状況において、熱放射のやり取りにおいて損失が発生しない。
本発明は、同一の分子種間における熱放射を介した熱交換効率が高い一方、異なる分子種間における熱放射を介した熱交換効率が低いことを利用した温調システムである。
前述したように、本発明では、冷却系の第１の物質と加熱系の第２の物質とにおいて、異なる遠赤外線の放射特性を有する物質を用いる。これにより、加熱源４の加熱面４３１の第２の物質から放射される遠赤外線が、冷却源３の冷却面３３１やエンドレスベルト２１の載置面２１１の第１の物質により共鳴吸収されることがないか、共鳴吸収されても極
めて少量である。
したがって、ベルトコンベア２を搬送される被搬送物１０を冷温に確実に維持しつつ、ベルトコンベア２より下側の領域を加温することができる。
めて少量である。
したがって、ベルトコンベア２を搬送される被搬送物１０を冷温に確実に維持しつつ、ベルトコンベア２より下側の領域を加温することができる。
第２の物質も、遠赤外線の放射率が０．６以上であることが好ましく、０．８以上であることがより好ましく、０．９以上であることがさらに好ましい。
なお、第２の物質の遠赤外線の放射率も、第１の物質の遠赤外線の放射率と同様に定義される。
第１の物質と第２の物質との組み合わせとしては、ＺｒＯ２＋ＣａＯとＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２とのような関係を満足する組み合わせが選択される。
なお、第２の物質の遠赤外線の放射率も、第１の物質の遠赤外線の放射率と同様に定義される。
第１の物質と第２の物質との組み合わせとしては、ＺｒＯ２＋ＣａＯとＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２とのような関係を満足する組み合わせが選択される。
本実施形態では、冷却源３の冷却面３３１、エンドレスベルト２１の載置面２１１および加熱源４の加熱面４３１は、いずれもベルトコンベア２を収納する空間（作業空間）に露出しているが、これらのうちの少なくとも一方は、厚さ１ｍｍ以下の保護層で被覆されていてもよい。
さらに、駆動ローラ２２および従動ローラ２３の表面を、それぞれ第１の物質を含む材料で構成するようにしてもよい。
さらに、駆動ローラ２２および従動ローラ２３の表面を、それぞれ第１の物質を含む材料で構成するようにしてもよい。
なお、冷却源３および加熱源４の構成は、図示の構成に限定されるものではない。冷却源３および加熱源４は、それぞれ冷却流体および加熱流体が通過可能なパイプ状の基部と、この基部から外方に向かって突出する複数のフィンとで構成するようにしてもよい。
また、冷却源３および／または加熱源４は、ベルトコンベア２を支持する架台に固定されてもよいし、別途設けられる架台（支持部）に固定されてもよい。
また、冷却源３および／または加熱源４は、ベルトコンベア２を支持する架台に固定されてもよいし、別途設けられる架台（支持部）に固定されてもよい。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の温調システムの第２実施形態について説明する。
以下、第２実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、本発明の温調システムの第２実施形態について説明する。
以下、第２実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の温調システム１では、さらに、ベルトコンベア２の下方に配置され、第２の物質を含む材料で構成された追加の物品を備えること以外は、前記第１実施形態の温調システム１と同様である。
図４は、本発明の温調システムの第２実施形態を模式的に示す側面図である。
本実施形態では、図４に示すように、追加の物品として、作業者が下半身に装着する装着品である靴下５を備えている。
図４は、本発明の温調システムの第２実施形態を模式的に示す側面図である。
本実施形態では、図４に示すように、追加の物品として、作業者が下半身に装着する装着品である靴下５を備えている。
加熱装置４００を動作させ、加熱源４の加熱面４３１を加熱すると、加熱面４３１が１次的な熱放射源となる。このとき、遠赤外線が加熱面４３１から作業者が装着した靴下５に向かって放射される。加熱面４３１および靴下５の双方が第２の物質を含むため、加熱面４３１から放射された遠赤外線の多くは、靴下５の第２の物質に高い効率で共鳴吸収される。
靴下５は、加熱面４３１から遠赤外線という形で熱気を吸収することにより、温度が上昇する。その結果、靴下５が２次的な熱放射源となる。かかる構成によれば、作業者の足元を加温する効率をより高めることができる。
靴下５は、加熱面４３１から遠赤外線という形で熱気を吸収することにより、温度が上昇する。その結果、靴下５が２次的な熱放射源となる。かかる構成によれば、作業者の足元を加温する効率をより高めることができる。
このような靴下５は、第２の物質の粒子を含む繊維を用いて作製することができる。この場合、粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、５〜１００μｍ程度であることが好ましく、１０〜７５μｍ程度であることがより好ましい。
また、靴下５の構成材料中に含まれる第２の物質の量も、特に限定されないが、１重量％以上であることが好ましく、１０重量％以上であることがより好ましく、２０重量％以
上であることがさらに好ましい。
また、靴下５の構成材料中に含まれる第２の物質の量も、特に限定されないが、１重量％以上であることが好ましく、１０重量％以上であることがより好ましく、２０重量％以
上であることがさらに好ましい。
このような構成の第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
なお、作業者が装着する装着品は、靴下の他、例えば、靴、作業ズボン、ひざ掛け、手袋、作業上着、帽子等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１つであってもよい。
なお、作業者が装着する装着品は、靴下の他、例えば、靴、作業ズボン、ひざ掛け、手袋、作業上着、帽子等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１つであってもよい。
さらに、作業者が装着する装着品に代えて、第２の物質を含む材料で構成された物品を、ベルトコンベア２０の周囲に配置することによっても、本実施形態と同様の作用・効果が発揮される。
かかる物品としては、例えば、足元パネル、足置き台等が挙げられる。
かかる物品としては、例えば、足元パネル、足置き台等が挙げられる。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の温調システムの第３実施形態について説明する。
以下、第３実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、本発明の温調システムの第３実施形態について説明する。
以下、第３実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３実施形態の温調システム１では、さらに、ベルトコンベア２と冷却源３との間の空間を取り囲むように配置された膜部材３４を備えること以外は、前記第１実施形態の温調システム１と同様である。
図５は、本発明の温調システムの第３実施形態を模式的に示す側面図である。
図５は、本発明の温調システムの第３実施形態を模式的に示す側面図である。
膜部材３４は、ベルトコンベア２と冷却源３（冷却面３３１）との間の空間内の冷気が散逸するのを阻止する機能を発揮する。膜部材３４を設けることにより、被搬送物１０の冷却状態をより確実に維持することができる。
また、膜部材３４も、第１の物質を含む材料（樹脂材料）で構成されていることが好ましい。これにより、膜部材３４も冷却されて、２次的な冷放射源となり得るため、被搬送物１０の冷却状態を維持する効果をより高めることができる。
また、膜部材３４も、第１の物質を含む材料（樹脂材料）で構成されていることが好ましい。これにより、膜部材３４も冷却されて、２次的な冷放射源となり得るため、被搬送物１０の冷却状態を維持する効果をより高めることができる。
このような構成の第３実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
＜第４実施形態＞
次に、本発明の温調システムの第４実施形態について説明する。
以下、第４実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、本発明の温調システムの第４実施形態について説明する。
以下、第４実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態の温調システム１では、ベルトコンベア２と加熱源４との間に配置された追加の構成を有すること以外は、前記第１実施形態の温調システム１と同様である。
図６は、温調システムの第４実施形態を模式的示す側面図である。
本実施形態では、図６に示すように、追加の構成として、架台に固定された金属板６を備えている。
図６は、温調システムの第４実施形態を模式的示す側面図である。
本実施形態では、図６に示すように、追加の構成として、架台に固定された金属板６を備えている。
金属板６を設けることにより、金属板６の上面および下面において遠赤外線を反射することができる。すなわち、金属板６を遠赤外線を反射する反射板として機能させることができる。
かかる構成によれば、ベルトコンベア２上下での遠赤外線を介した熱の移動を阻止することができる。その結果、ベルトコンベア２を搬送される被搬送物１０の冷却と、ベルトコンベア２より下側の空間の加温とをより確実に行うことができる。
かかる構成によれば、ベルトコンベア２上下での遠赤外線を介した熱の移動を阻止することができる。その結果、ベルトコンベア２を搬送される被搬送物１０の冷却と、ベルトコンベア２より下側の空間の加温とをより確実に行うことができる。
このような構成の第５実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
なお、金属板６は、平板状をなしていてもよく、下方に向かって凸となるような湾曲状（正面視においてドーム形状）をなしていてもよい。後者の場合、加熱源４の加熱面４３１から放射される遠赤外線を作業者の足元に反射させることができる。
なお、金属板６は、平板状をなしていてもよく、下方に向かって凸となるような湾曲状（正面視においてドーム形状）をなしていてもよい。後者の場合、加熱源４の加熱面４３１から放射される遠赤外線を作業者の足元に反射させることができる。
＜第５実施形態＞
次に、本発明の温調システムの第５実施形態について説明する。
以下、第５実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、本発明の温調システムの第５実施形態について説明する。
以下、第５実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第５実施形態の温調システム１では、冷却源３または加熱源４の構成が異なること以外は、前記第１実施形態の温調システム１と同様である。
図７は、本発明の温調システムの第６実施形態における冷却源または加熱源の構成を模式的に示す断面図である。
図７は、本発明の温調システムの第６実施形態における冷却源または加熱源の構成を模式的に示す断面図である。
図７に示す冷却源３または加熱源４は、支持板３１または４１と、支持板３１または４１と一体的に形成され、鉛直下方に向かって突出する複数のリブ３５または４５とで構成されている。
また、リブ３５または３５を覆うように、遠赤外線吸収層３３または４３が設けられている。
また、リブ３５または３５を覆うように、遠赤外線吸収層３３または４３が設けられている。
このような構成の第５実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
なお、リブ３４または４４に代えて、散在する複数の凸部または散在する複数の凹部を設けるようにしてもよい。また、冷却源３または加熱源４は、リブ３４または４４を省略して、平板状の支持板３１または４１のみで構成するようにしてもよい。
なお、リブ３４または４４に代えて、散在する複数の凸部または散在する複数の凹部を設けるようにしてもよい。また、冷却源３または加熱源４は、リブ３４または４４を省略して、平板状の支持板３１または４１のみで構成するようにしてもよい。
＜第６実施形態＞
次に、本発明の温調システムの第６実施形態について説明する。
以下、第６実施形態について、前記第１および第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、本発明の温調システムの第６実施形態について説明する。
以下、第６実施形態について、前記第１および第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第６実施形態の温調システム１では、冷却源３の構成が異なること以外は、前記第５実施形態の温調システム１と同様である。
図８は、本発明の温調システムの第６実施形態における冷却源の構成およびベルトコンベアとの位置関係を示す正面図である。
図８は、本発明の温調システムの第６実施形態における冷却源の構成およびベルトコンベアとの位置関係を示す正面図である。
図８（ａ）に示す構成では、冷却源３は、幅方向において湾曲した形状（正面視においてドーム形状）をなす板材で構成されている。
遠赤外線は、エンドレスベルト２１の載置面２１１の全面から放射状に放射される。このため、冷却面３３１の端部同士の離間距離を、エンドレスベルト２１の幅より若干大きく設定することが好ましい。これにより、冷却面３３１の面積を十分に確保することができ、載置面２１１から放射される遠赤外線をより効率よく共鳴吸収して、載置面２１１を冷却することができる。
遠赤外線は、エンドレスベルト２１の載置面２１１の全面から放射状に放射される。このため、冷却面３３１の端部同士の離間距離を、エンドレスベルト２１の幅より若干大きく設定することが好ましい。これにより、冷却面３３１の面積を十分に確保することができ、載置面２１１から放射される遠赤外線をより効率よく共鳴吸収して、載置面２１１を冷却することができる。
図８（ｂ）に示す構成では、冷却源３は、幅方向の途中で２回屈曲したような形状（正面視において傘形状）をなす板材で構成されている。この場合も、前記と同様の理由から、エンドレスベルト２１の幅より若干大きく設定することが好ましい。
また、図８（ｃ）に示す構成では、２つの冷却源３が設けられている。これらの冷却源
３は、互いに冷却面３３１を内側にして、ハの字状に配置されている。これにより、２つの冷却面３３１がエンドレスベルト２１の載置面２１１に対して傾斜する。
この場合、前記と同様の理由から、２つの冷却面３３１の外端同士の離間距離を、エンドレスベルト２１の幅より若干大きく設定することが好ましい。
また、図８（ｃ）に示す構成では、２つの冷却源３が設けられている。これらの冷却源
３は、互いに冷却面３３１を内側にして、ハの字状に配置されている。これにより、２つの冷却面３３１がエンドレスベルト２１の載置面２１１に対して傾斜する。
この場合、前記と同様の理由から、２つの冷却面３３１の外端同士の離間距離を、エンドレスベルト２１の幅より若干大きく設定することが好ましい。
このような構成の第６実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
なお、載置面２１１から放射される遠赤外線の吸収効率を向上させるためには、冷却面３３１の表面積を大きくすることが好ましい。このため、冷却面３３１に凹凸を形成する粗面化処理を施すようにしてもよい。かかる粗面化処理としては、サンドブラスト処理のようなドライエッチング、溶剤処理のようなウェットエッチング等が挙げられる。
なお、載置面２１１から放射される遠赤外線の吸収効率を向上させるためには、冷却面３３１の表面積を大きくすることが好ましい。このため、冷却面３３１に凹凸を形成する粗面化処理を施すようにしてもよい。かかる粗面化処理としては、サンドブラスト処理のようなドライエッチング、溶剤処理のようなウェットエッチング等が挙げられる。
なお、３つの冷却源３を配置し、両側２つの冷却源３を図８（ｃ）に示すようなハの字状に配置し、中央の冷却源３をエンドレスベルト２１とほぼ平行に配置してもよい。例えば、３つの冷却源３が全体として図８（ｂ）に示すような配置となるようにしてもよい。この場合、２つの冷却面３３１がエンドレスベルト２１の載置面２１１に対して傾斜し、１つの冷却面３３１がエンドレスベルト２１の載置面２１１に対してほぼ平行となる。
＜第７実施形態＞
次に、本発明の温調システムの第７実施形態について説明する。
以下、第７実施形態について、前記第１および第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、本発明の温調システムの第７実施形態について説明する。
以下、第７実施形態について、前記第１および第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第７実施形態の温調システム１では、図９に示す加熱源４を備えること以外は、前記第１実施形態の温調システム１と同様である。
図９（ａ）〜（ｃ）は、作業者がベルトコンベア２の左側（一方の側）にのみ位置して作業する場合を、図９（ｄ）は、作業者がベルトコンベア２の両側（双方の側）に位置して作業する場合を示す。
図９（ａ）〜（ｃ）は、作業者がベルトコンベア２の左側（一方の側）にのみ位置して作業する場合を、図９（ｄ）は、作業者がベルトコンベア２の両側（双方の側）に位置して作業する場合を示す。
また、図９（ａ）に示す例では、加熱面４３１が作業者に向くように、加熱源４が床面に対してほぼ垂直に配置されている。これにより、作業者の下半身を効率よく加温すること、特に、作業者が第２の物質を含む装着品（例えば、靴下、作業ズボン等）を装着する場合、加温効果を向上することができる。
図９（ｂ）に示す例では、加熱面４３１が斜め下を向くように、加熱源４が傾斜して配置されている。これにより、図９（ａ）よりも優先的に下半身を加温することができる。
図９（ｂ）に示す例では、加熱面４３１が斜め下を向くように、加熱源４が傾斜して配置されている。これにより、図９（ａ）よりも優先的に下半身を加温することができる。
図９（ｃ）に示す例では、加熱面４３１が斜め上を向くように、加熱源４が傾斜して配置されている。これにより、作業者の下半身の他、作業者が第２の物質を含む装着品（例えば、手袋、作業上着、帽子等）を装着する場合、作業者の上半身も加温することができる。
図９（ｄ）に示す例では、ベルトコンベア２の両側に位置する作業者の下半身を効率よく加温することができる。
このような構成の第７実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
図９（ｄ）に示す例では、ベルトコンベア２の両側に位置する作業者の下半身を効率よく加温することができる。
このような構成の第７実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
以上、本発明の温調システムについて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、本発明の温調システムは、前記第１〜第７実施形態のうちの任意の構成を組み合わせて構成することができる。また、本発明の温調システムは、他の任意の構成を有していてもよいし、同様の機能を発揮する構成と置換されていてよい。
１ 温調システム
２ ベルトコンベア
２１ エンドレスベルト
２１１ 載置面
２２ 駆動ローラ
２２１ 回転軸
２３ 従動ローラ
２４ ベルト
２５ モータ
２５１ 回転軸
３ 冷却源
３１ 支持板
３２ フィン
３３ 遠赤外線吸収層
３３１ 冷却面
３４ 膜部材
３５ リブ
３００ 冷却装置
３０１ 流路
３０２ 流路
４ 加熱源
４１ 支持板
４２ フィン
４３ 遠赤外線吸収層
４３１ 加熱面
４５ リブ
４００ 加熱装置
４０１ 流路
４０２ 流路
５ 靴下
６ 金属板
１０ 被搬送物
２ ベルトコンベア
２１ エンドレスベルト
２１１ 載置面
２２ 駆動ローラ
２２１ 回転軸
２３ 従動ローラ
２４ ベルト
２５ モータ
２５１ 回転軸
３ 冷却源
３１ 支持板
３２ フィン
３３ 遠赤外線吸収層
３３１ 冷却面
３４ 膜部材
３５ リブ
３００ 冷却装置
３０１ 流路
３０２ 流路
４ 加熱源
４１ 支持板
４２ フィン
４３ 遠赤外線吸収層
４３１ 加熱面
４５ リブ
４００ 加熱装置
４０１ 流路
４０２ 流路
５ 靴下
６ 金属板
１０ 被搬送物
Claims (10)
- 遠赤外線を放射する第１の物質を含む材料で構成された載置面を備え、該載置面に被搬送物を載置して搬送するベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアの上方に配置され、前記第１の物質を含む材料で構成された冷却面を備える少なくとも１つの冷却源と、
前記ベルトコンベアの下方に配置され、前記第１の物質が放射する遠赤外線の放射特性と異なる放射特性を有する遠赤外線を放射する第２の物質を含む材料で構成された加熱面を備える少なくとも１つの加熱源とを備え、
前記冷却源が前記冷却面を冷却することにより、前記冷却面の前記第１の物質が前記載置面の前記第１の物質が放射する遠赤外線を共鳴吸収して、前記載置面も冷却され、冷却された前記冷却面および前記載置面により前記被搬送物を冷却するとともに、前記加熱源が前記加熱面を加熱することにより、前記ベルトコンベアより下側の領域を加温するように構成されていることを特徴とする温調システム。 - さらに、前記ベルトコンベアの周囲に配置され、前記第２の物質を含む材料で構成された物品を備え、
前記加熱源が前記加熱面を加熱することにより、前記加熱面の前記第２の物質が放射する遠赤外線を前記物品の前記第２の物質が共鳴吸収して、前記物品も加温されるように構成されている請求項１に記載の温調システム。 - 前記物品は、前記ベルトコンベアで作業する作業者が装着する装着品である請求項２に記載の温調システム。
- 前記装着品は、前記作業者が装着する靴、靴下、作業ズボン、ひざ掛け、手袋、作業上着および帽子のうちの少なくとも１つである請求項３に記載の温調システム。
- 前記冷却面および／または前記加熱面は、前記ベルトコンベアを収納する空間に露出している請求項１ないし４のいずれかに記載の温調システム。
- 前記ベルトコンベアと前記冷却源との離間距離は、１０〜１１０ｃｍである請求項１ないし５のいずれかに記載の温調システム。
- さらに、前記ベルトコンベアと前記冷却源との間の空間を取り囲むように配置された膜部材を備える請求項１ないし６のいずれかに記載の温調システム。
- 前記膜部材は、前記空間の冷気が散逸するのを阻止する機能を有する請求項７に記載の温調システム。
- 前記冷却源および前記加熱源は、それぞれ流体を用いて前記冷却面を冷却および前記加熱面を加熱するように構成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の温調システム。
- さらに、前記ベルトコンベアと前記加熱源との間に配置された金属板を備える請求項１ないし９のいずれかに記載の温調システム。
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