(57)【要約】【課題】長期間にわたり良好な通風効率を維持することができる冷却庫を提供する。【解決手段】冷却庫１００は、本体１と、本体１の放熱部４１を冷却するための気体を吸引する軸流ファン５２と、本体１の底面８に配置されて軸流ファン５２によって吸引される気体が流入するための吸込口６３と、本体１の頂面１０に配置されて軸流ファン５２によって吸引される気体が流出するための吹出口６４と、吸込口６３と吹出口６４とを連通して気体が流通するエアーダクト６０とを備え、エアーダクト６０はエアーダクト上流部６１とエアーダクト中継部６２と熱交換器室５０とを有し、エアーダクト上流部６１の流路断面積がエアーダクト中継部６２の流路断面積よりも大きく、軸流ファン５２がエアーダクト中継部６２または吹出口６４に配置されている。【選択図】図１
2008051403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体の放熱部を冷却するための気体を吸引する送風機と、
前記本体の下部に配置されて前記送風機によって吸引される気体が流入するための吸込口と、
前記本体の上部に配置されて前記送風機によって吸引される気体が流出するための吹出口と、
前記吸込口と前記吹出口とを連通して気体が流通する流路とを備え、
前記流路は、上流部と下流部とを有し、前記上流部の流路断面積が前記下流部の流路断面積よりも大きく、前記送風機が前記下流部または前記吹出口に配置されている、冷却庫。
【請求項２】
前記送風機はファンを有し、前記上流部における気体の代表流れ方向のベクトルを水平面に投影したベクトルＶと、前記吸込口の中央を始点として前記上流部と前記下流部との接続部分の中央を終点とするベクトルを水平面に投影したベクトルＷとの外積によって得られるベクトルをＵとし、このベクトルＵと、前記ファンの回転軸ベクトルＲとの内積が正となるように、前記送風機が配置されている、請求項１に記載の冷却庫。
【請求項３】
前記上流部の内部に配置され、前記下流部の流路断面積よりも大きい面積を有するフィルタを備える、請求項１または請求項２に記載の冷却庫。
【請求項４】
前記吸込口が、前記本体の正面の下部または前記本体の側面の下部に配置され、前記フィルタが前記吸込口に対向するように配置される、請求項３に記載の冷却庫。
【請求項５】
前記吸込口が前記本体の底面に配置され、前記フィルタが前記吸込口に対向するように配置される、請求項３に記載の冷却庫。
【請求項６】
前記フィルタは、前記上流部と前記下流部の接続部分に近い側の端部が、その逆側の端部よりも冷却庫の底面側に位置するように斜めに配置されている、請求項３に記載の冷却庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には冷却庫に関し、特定的には、放熱部を空気冷却する冷却庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷却庫は、主に台所や厨房などの調理室に設置されている。調理室に配置された冷却庫は、他の調理器機などから発生する蒸気や油煙などに常に曝されている。そのため、周囲の調理機器から発生した蒸気や油煙に付随して運ばれてくる油や塵埃などの異物が冷却庫の内壁および外壁に付着することがある。冷却庫に付着する油や塵埃は、冷却庫の冷却性能に好ましくない影響を及ぼす可能性がある。特に、冷却庫の放熱部であるウォームセクション（ウォームヘッドまたは高温部）を、送風機によって外部から吸引した空気で強制的に冷却する冷却庫においては、空気とともに冷却庫の外部から吸引された油や塵埃などの異物がウォームセクションに付着しやすいことが問題となっている。スターリング冷凍機等のウォームセクションを送風によって冷却するときに比較的大きな風量を要する冷凍機においては、この問題が顕著である。そこで、ウォームセクションへの異物の付着を防止するための対策が必要となる。
【０００３】
従来、ウォームセクションへの異物の付着を防止するためには、例えば、特開２００３−３０２１１７号公報（特許文献１）に記載の冷却庫のように、ウォームセクションにおける２次放熱系統に工夫を加え、自然対流のみでウォームセクションの空気冷却を可能にしたものがある。
【０００４】
特開２００４−１５６８０２号公報（特許文献２）に記載の冷却庫においては、二次冷媒の自然循環方式を取りながら、送風機による強制的な送風によっても熱交換器を冷却する。
【０００５】
また、例えば特開２００２−９００３２号公報（特許文献３）に示されるように、冷却庫の背面に設けたエアーダクトを経由して、冷却庫の背面の下部から吸い込んだ空気を冷却庫上部の機械室に導き、機械室内に設置されたフィルタを経由しウォームセクションに供給する、という構成のものがある。これは、油や塵埃などの異物の含有量が比較的少ない本体下方付近の空気を取り入れ、かつフィルタを介することによりウォームセクションへの油や塵埃などの異物の付着を極力回避しようというものである。
【特許文献１】特開２００３−３０２１１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６８０２号公報
【特許文献３】特開２００２−９００３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、設計上の制約などにより、冷却庫は必ずしも特開２００３−３０２１１７号公報（特許文献１）や特開２００４−１５６８０２号公報（特許文献２）のように、二次冷媒の自然対流によって冷却し得るわけではない。二次冷媒の自然対流のみによる空冷が可能であれば、ウォームセクションへの異物付着についての対策は必ずしも必要ではないが、強制的に送風を行わなければならない場合には、ウォームセクションへの異物付着に対し何らかの対策が必要となる。
【０００７】
また、特開２００２−９００３２号公報（特許文献３）に記載の冷凍機のように、エアーダクト内に送風してウォームセクションの冷却を行う冷却庫については、特にスターリング冷凍機等のウォームセクションの空気冷却に比較的大きな風量を要する冷凍機においては、エアーダクト内およびその吸込口において風速が大きくなることによる問題が存在する。
【０００８】
例えば、フィルタを通過する際の風速が大きいことにより、油や塵埃などの異物がフィルタの網目に固着しやすくなる。そのためフィルタの清掃をより頻繁におこなう必要が生じる。また、異物がフィルタの網目を素通りする可能性が増す。そのため、エアーダクトの内部やウォームセクションに異物が付着することを防ぐためには、より密度の高いフィルタを使用する必要が生じる。したがって、フィルタの通風抵抗が増したり、メンテナンスが必要になるというような好ましくない状況が生じる。
【０００９】
また、例えば吸込口からの吸込気流の風速が大きくなることにより、吸込口から比較的質量の大きな異物も吸い込むようになってしまう。その結果、吸い込まれた気流内の異物の含有量が増加され、エアーダクト内部およびフィルタの汚濁が促進されるといった問題が生じる。特に、ウォームセクションへの異物の付着の可能性が増すと、冷却効率の低下などの好ましくない状況が生じる。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、長期間にわたり良好な通風効率を維持することができる冷却庫を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に従った冷却庫は、本体と、本体の放熱部を冷却するための気体を吸引する送風機と、本体の下部に配置されて送風機によって吸引される気体が流入するための吸込口と、本体の上部に配置されて送風機によって吸引される気体が流出するための吹出口と、吸込口と吹出口とを連通して気体が流通する流路とを備え、流路は上流部と下流部とを有し、上流部の流路断面積が下流部の流路断面積よりも大きく、送風機が下流部または吹出口に配置されている。
【００１２】
流路の上流部の流路断面積を下流部の流路断面積よりも大きくすることによって、上流部に設けられた吸込口において吸引される気体の風速を小さくすることができる。吸込口において吸引される気体の風速が小さくなると、塵埃など異物の吸込み量を少なくすることができる。
【００１３】
一方、送風機によって流路に吸引される吸気が、吸込口から、上流部と下流部との接続部分までを流れることによって、下流部においてスワール流れが励起される。スワール流れは水平方向の渦状の流れであり、スワール流れを形成する吸気中の油や塵埃等の異物には遠心力が作用する。遠心力が作用した異物は流路の壁面に追いやられるが、流路の壁面側では、流路断面の中心付近に比べて、流路に沿って上向きに進む流速が遅い。そのため、吸気中の異物のうち、上向きに進む気体によって支えきれない異物は下に落ちるので、異物が流路の下流に到達しにくくなる。
【００１４】
このように、流路が上流部と下流部を有し、上流部の流路断面面積が下流部の流路断面積よりも大きいことによって、吸込口のある上流部における気体の流速を遅くすることができ、吸込口から異物を吸引されにくくする。さらに、上流部でスワール流れを励起させて、異物に遠心力を作用させて、異物を吸気中から取り除くことができる。
【００１５】
さらに、送風機を下流部または吹出口に配置することにより、送風機によって、上流部におけるスワール流れの生成が妨げられることがない。また、生成したスワール流れを効率よく利用することができる。例えば、送風機を下流部の下流端である吹出口に配置すると、上流部で生成し、下流部において維持されるスワール流れを下流部全体において維持することができるので、スワール流れを最大限に利用して、吸気中の異物を取り除くことができる。
【００１６】
このようにすることにより、外気を送風することによって放熱部を冷却する冷却庫について、長期間にわたり良好な通風効率を維持することができる冷却庫を提供することができる。
【００１７】
この発明に従った冷却庫においては、送風機はファンを有し、上流部における気体の代表流れ方向のベクトルを水平面に投影したベクトルＶと、吸込口の中央を始点として上流部と下流部との接続部分の中央を終点とするベクトルを水平面に投影したベクトルＷとの外積によって得られるベクトルをＵとし、このベクトルＵと、ファンの回転軸ベクトルＲとの内積が正となるように、送風機が配置されていることが好ましい。
【００１８】
このようにすることにより、上流部において励起されて下流部において維持されるスワール流れと送風ファンの回転方向とが同じ回転方向となるため、送風ファンの回転に伴う旋回流れによって、スワール流れを強めることができる。このようにして、スワール流れの遠心力を強めて、異物を吸気中から取り除くことができる。
【００１９】
この発明に従った冷却庫は、上流部の内部に配置され、下流部の流路断面積よりも大きい面積を有するフィルタを備えることが好ましい。
【００２０】
このようにすることにより、フィルタによる通風抵抗を増大させずに吸込み流速を低減させることができる。
【００２１】
この発明に従った冷却庫は、吸込口が本体の正面の下部または本体の側面の下部に配置され、フィルタが吸込口に対向するように配置されることが好ましい。
【００２２】
このように吸込口を床面と対向させないことによって、床面の油や塵埃などの異物を吸い込みにくくなる。冷却庫を床面が汚れやすい調理室に配置する必要がある場合には、このようにすることにより、床面の異物を直接吸い込むことを避けることができる。
【００２３】
この発明に従った冷却庫は、吸込口が本体の底面に配置され、フィルタが吸込口に対向するように配置されることが好ましい。
【００２４】
このようにすることにより、吸込口における吸込み風速を低減することができる。また、上流部においてスワール流れを励起することができる。
【００２５】
この発明に従った冷却庫においては、フィルタは、上流部と下流部の接続部分に近い側の端部が、その逆側の端部より本体の底面側に位置するように斜めに配置されていることが好ましい。
【００２６】
上流部の気体は、送風機によって下流部に向かって吸引される。そのため、フィルタを水平に配置すると、気体がフィルタを通過するとき、フィルタ面内において下流部に近い部分では吸引の力が強いので流速が大きく、下流部から離れた部分では、吸引の力が弱いので気体の流速が小さくなる。このように、フィルタ面内の場所によってフィルタを通過する気体の流速に差があると、フィルタ面に吸着する塵埃等の異物は、フィルタを通過する気体の流速が大きい部分に付着しやすくなる。
【００２７】
そこで、本体の下部から気体を吸引する本発明の冷却庫において、フィルタは、上流部と下流部の接続部分に近い側の端部が、その逆側の端部より本体の底面側に位置するように斜めに配置する。このようにすることにより、フィルタ面内の各部分から、上流部と下流部との接続部分までの距離の差異を小さくすることができる。フィルタ面内の各部分に働く吸引の力の差異が小さくなるので、フィルタを通過する気体の流速が均一化される。
【００２８】
また、フィルタには整流作用がある。すなわち、フィルタを通過する気流には、フィルタ面に垂直な方向に流れやすい性質がある。例えば、フィルタを水平に設置する場合は、フィルタ面内において下流部から離れた部分では、風速が小さく、流れ方向が安定しないため、ショートサーキットが起こるおそれがある。そこで、フィルタ面内の各部分から、上流部と下流部との接続部分までの距離の差異を小さくするようにフィルタを斜めに設置することにより、フィルタの整流効果によって気体の流れる方向を安定化させて、ショートサーキットの生成を極力回避することができる。このようにして、フィルタの各部における通過風速をより均一化することができる。
【００２９】
このようにすることにより、フィルタ面への異物の付着に偏りがなくなり、異物がフィルタに固着することも少なくなる。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、この発明によれば、長期間にわたり良好な通風効率を維持することができる冷却庫を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
（第一の実施形態）
図１は、この発明の第一の実施形態として、冷却庫の一部横断面を含んで概略的な構成を示す図であり、図２は第一の実施形態の冷却庫の一部正面断面を含んで概略的な構成を示す図である。図１においては、図の左側が冷却庫の正面、図の右側が冷却庫の背面である。
【００３３】
図１と図２に示すように、冷却庫１００は、本体１の内部に、断熱材２で囲まれた庫内空間３と、スターリング冷凍機４と、熱交換器室５０と、流路としてエアーダクト６０と、フィルタ７とを備える。冷却庫１００は、脚部９によって、本体１の底面８と床面とが接しないように支えられている。本体１の下部には、この実施の形態では底面８には、エアーダクト６０の吸込口６３が形成されている。被冷却対象物は、庫内空間３の内部に収納される。
【００３４】
熱交換器室５０には、スターリング冷凍機４の放熱部４１が発生する温熱を放熱するための高温側熱交換器５１と、この高温側熱交換器５１を空気冷却するための空気を外部から吸引するための送風機として軸流ファン５２が設置されている。
【００３５】
エアーダクト６０は、上流部としてエアーダクト上流部６１と、下流部としてエアーダクト中継部６２と熱交換器室５０とを含む。エアーダクト６０の吸込口６３は、本体１の底面８に設けられている。吹出口としての排気口６４は、熱交換器室５０の上部に連通し、本体１の上部に配置され、この実施の形態では頂面１０に配置されている。エアーダクト上流部６１とエアーダクト中継部６２は、接続部分６５で連結されている。
【００３６】
図３は第一の実施形態の冷却庫におけるエアーダクトの配置を示す概略的な正面斜視図である。
【００３７】
図３に示すように、冷却庫１００の本体１の外装面は、頂面１０、底面８、正面１ａ、右側面１ｂ、背面１ｃ、左側面１ｄによって形成されている。エアーダクト６０は、庫内空間３を最大限に広く取れるように、冷却庫１００の本体１の外装面のうち、頂面１０、底面８、背面１ｃ、左側面１ｄに沿って設置されている。
【００３８】
熱交換器室５０は、本体１の背面１ｃおよび左側面１ｄの外装板より内側で庫内空間３より外側であって、本体１の頂面１０と背面１ｃと左側面１ｄからなる角部付近の位置に設置されている。熱交換器室５０の上部は本体１の頂面１０に設けられた排気口６４と連通し、熱交換器室５０の下部は、エアーダクト中継部６２と連通している。熱交換器室５０は、エアーダクト６０と合わせて、流路としての役割も担っている。
【００３９】
エアーダクト６０は、熱交換器室５０の下部から庫内空間３の底面までの領域では、熱交換器室５０の水平断面と同等の断面積を有する鉛直方向に長い矩形ダクト形状を成す。この領域を、エアーダクト中継部６２とする。エアーダクト６０は、庫内空間３の底面から本体１の底面８までの領域では、冷却庫１００の水平断面と同等の断面積を有する水平方向に扁平な矩形ダクト形状を成している。この領域をエアーダクト上流部６１とする。エアーダクト中継部６２とエアーダクト上流部６１とは、エアーダクト中継部６２と同等の水平断面積の開口である接続部分６５にて連通している。エアーダクト上流部６１の下面は吸込口６３と連通している。
【００４０】
エアーダクト上流部６１内には、エアーダクト６０内に吸引される気体中の塵埃や油分などの異物を濾し取るためのフィルタ７が設置されている。フィルタ７の面積は、エアーダクト上流部６１の水平稜線を辺の一部とする対角面の断面とほぼ同等であり、エアーダクト上流部６１の流路を横断しうる程度の大きさを有する。フィルタ７は、冷却庫１００の正面１ａ側の端部が冷却庫１００の背面１ｃ側の端部よりも上方に位置するように傾斜して設置されている。すなわち、エアーダクト中継部６２が位置する側面である、本体１の背面１ｃに近い方のフィルタ７の端部が、それに対向する本体１の正面１ａ側におけるフィルタ７の端部よりも、エアーダクト６０の上流側、すなわち本体１の底面８の方向に位置するように、傾斜して設置されている。
【００４１】
冷却庫１００の外部の気体は、軸流ファン５２の回転によって、本体１の底面８に配置された吸込口６３からエアーダクト６０内に吸引される。取り込まれた気体は、エアーダクト上流部６１内のフィルタ７を通過し、このときに気体に含まれる塵埃や油分などの異物の一部が気体中から取り除かれる。フィルタ７を通過した気体は、接続部分６５を通って、エアーダクト上流部６１の上方に配置されたエアーダクト中継部６２に流入する。エアーダクト中継部６２の下流には、熱交換器室５０が配置されている。熱交換器室５０には、気体を吸引する軸流ファン５２と、高温側熱交換器５１とが備えられている。気体は、熱交換器室５０に流入して、高温側熱交換器５１を冷却し、熱交換器室５０の上部に形成されている排気口６４から冷却庫１００の外部に流出する。
【００４２】
図１から図３に示す構成を有する冷却庫１００において、エアーダクト６０内の気流は以下の三つの性質を示す。
【００４３】
第一の性質として、軸流ファン５２において比較的大きな風量の送風を行った場合でも、エアーダクト上流部６１での流路断面積の拡大と、それに伴うフィルタ７および吸込口６３の通風面積の拡大により、フィルタ７における通過風速と吸込口６３における吸込風速とを軸流ファン５２の周辺部での通過風速に比べて低く抑えることが出来る。
【００４４】
冷却庫１００に吸引される気体の風速について、具体的な例を示す。例えば、スターリング冷凍機を冷熱源とした庫内容量約４５０Ｌサイズの冷却庫（外形寸法：高さ約１．８ｍ、幅約０．８ｍ、奥行き約０．７ｍ）では、冷却能力の関係から、高さ約０．１ｍ、幅約０．２５ｍ、奥行き約０．１５ｍの寸法の高温側熱交換器５１を、最大約２ｍ３／分の風量にて空気冷却する必要がある。軸流ファン５２とエアーダクト中継部６２の水平断面積が高温側熱交換器５１の水平断面積と同じであるとすると、軸流ファン５２の周辺では最大約１ｍ／ｓの風速で風が流れることになる。したがって、従来の冷却庫ように、エアーダクト６０が、この水平断面積のまま吸込口６３まで形成されているとすると、吸込口６３でも約１ｍ／ｓ弱の風速で空気を吸い込むことになる。吸込口６３における吸込風速が約１ｍ／ｓ弱であると、冷却庫１００は、比較的大きな異物を重力に逆らって積極的に吸込んでしまう。そのため、フィルタ７の汚濁や劣化の早期化は免れない。
【００４５】
そこで、本実施形態の冷却庫１００の構成のように、軸流ファン５２に近いエアーダクト中継部６２よりも流路断面積が大きいエアーダクト上流部６１をエアーダクト６０内に設ける。エアーダクト上流部６１および吸込口６３の水平断面積を幅約０．７ｍ、奥行き約０．６ｍとすると、エアーダクト上流部６１と吸込口６３での風速を約０．１ｍ／ｓ弱程度に低減させることができる。このような風速であれば、吸込まれるのは比較的小さな異物のみとなる。そのため、フィルタ７に衝突したり接触したりする異物のサイズは比較的小さなものに限られる。また、風速を低減することによって、フィルタ７に異物が衝突したり接触したりする頻度を低減させることができる。このようにすることにより、フィルタ７の汚濁が軽減されるとともに、フィルタ７の寿命を延長することができる。
【００４６】
このように、エアーダクト上流部６１の流路断面積をエアーダクト中継部６２の流路断面積よりも大きくすることによって、エアーダクト上流部６１に設けられた吸込口６３において吸引される気体の風速を小さくすることができる。吸込口６３において吸引される気体の風速が小さくなると、塵埃など異物の吸込み量を少なくすることができる。
【００４７】
また、冷却庫１００のフィルタ７の面積は、エアーダクト上流部６１の内部に配置され、エアーダクト中継部６２の流路断面積よりも大きい。
【００４８】
このようにすることにより、フィルタ７による通風抵抗を増大させずに吸込み流速を低減させることができる。
【００４９】
エアーダクト６０内の気流の第二の性質としては、フィルタ７を、エアーダクト中継部６２に近い端部が他の端部よりも低くなるように斜めに設置することによって、フィルタ７の各所を通過する空気の風量を全体的に均一化することができる。
【００５０】
図４は、フィルタを通過する気流を模式的に示す図である。図４（Ａ）はフィルタを水平に設置した場合、図４（Ｂ）はフィルタの下流部に近い側の端部がフィルタの他端よりも下方になるように、斜めにフィルタを設置した場合の図である。図中の矢印は、気流の速さと向きを示している。矢印の長さが大きいほど気流の速さが速いことを示す。
【００５１】
図４（Ａ）に示すように、フィルタ７を水平に設置している場合、フィルタ７の面内には、エアーダクト中継部６２が位置する本体１の背面１ｃ側に偏って通過風速が速い領域が存在する。エアーダクト上流部６１の気体は、軸流ファン５２の回転によってエアーダクト中継部６２に向かって吸引される。そのため、フィルタ７を水平に配置すると、気体がフィルタ７を通過するとき、エアーダクト中継部６２に近い部分ではエアーダクト中継部６２に吸引される力が強いので風速が大きく、エアーダクト中継部６２から離れた部分では、吸引される力が弱いので風速が小さくなる。このように、フィルタ７の面内の場所によってフィルタ７を通過する風速に差があると、フィルタ７に吸着する異物は、フィルタ７を通過する風速が大きい部分に付着しやすく、フィルタ７に不均一に付着する。
【００５２】
一方、図４（Ｂ）に示すように、フィルタ７を斜めに設置している場合、エアーダクト中継部６２とエアーダクト上流部６１との接続部分６５と、フィルタ７の各部位との距離が、フィルタ７を水平に設置する場合よりも均一になる。このようにすることにより、フィルタ７の各部分に働く吸引の力の差異が小さくなるので、フィルタ７を通過する風速が均一化される。したがって、フィルタ７への異物の付着に偏りがなくなり、異物がフィルタ７に固着することも少なくなる。
【００５３】
また、フィルタには整流作用がある。すなわち、フィルタを通過する気流は、フィルタ面に垂直な方向に流れやすい性質がある。図４（Ａ）に示すように、フィルタ７を水平に設置すると、エアーダクト上流部６１の本体１の正面１ａ側の部位では吸込流速が小さく、流れ方向も安定しないため、ショートサーキットが起こるおそれがある。そこで、図４（Ｂ）に示すように、フィルタ７の各部分から、エアーダクト上流部６１とエアーダクト中継部６２との接続部分６５までの距離の差異を小さくするように、フィルタ７を斜めに設置することにより、フィルタ７の整流効果によって吸引される気体の流れる方向を安定化させて、ショートサーキットの生成を極力回避することができる。このようにして、フィルタ７の各部における通過風速をより均一化することができる。
【００５４】
このように、フィルタ７を、フィルタ７の端部のうちエアーダクト中継部６２に近い側の端部が他の端部よりも低くなるように斜めに設置することによって、フィルタ７を通過する気体の流れる向きと風速を均一にして、フィルタ７に付着する異物の分布の偏りを緩和し、局所的な異物の集積を抑制することができる。また、フィルタ７の通過風速の極大値を低減させることができるので、フィルタ７に衝突したり接触したりする異物のサイズが相対的に小さなものに限定される。フィルタ７の通過風速の極大値が低減すると、異物がフィルタ７に衝突したり接触したりする頻度も低下するため、フィルタ７の汚濁を軽減することができる。
【００５５】
このようにすることにより、フィルタ７面への異物の付着に偏りがなくなり、異物がフィルタ７に固着することも少なくなる。
【００５６】
エアーダクト６０内の気流の第三の性質として、エアーダクト上流部６１において励起されてエアーダクト中継部６２において維持される、スワール流れを作り出すことができる。スワール流れは、流路方向を軸方向とした旋回流れである。
【００５７】
フィルタ７を通過してしまった異物は、気体とともにエアーダクト中継部６２に流入する。気体中の異物は、エアーダクト中継部６２において、スワール流れによる遠心力によってエアーダクト中継部６２の壁面側に追いやられる。通常、エアーダクト６０の壁面側においてはエアーダクト６０の中心側よりも、流路に沿って上向きに進む流速が遅い。そのため、エアーダクト中継部６２の壁面側にある異物が空気から受ける力（ストークス抗力など）も、その異物がエアーダクト６０の中心側にあったときよりも小さくなり、異物は下流側に運ばれにくくなる。したがって、異物がエアーダクト中継部６２の下流部分に付着したり、エアーダクト中継部６２の下流にある熱交換器室５０に到達して高熱側熱交換器５１に付着したりすることが少なくなり、それらの部分の汚濁を低減することができる。
【００５８】
このように、エアーダクト６０がエアーダクト上流部６１とエアーダクト中継部６２を有し、エアーダクト上流部６１の流路断面面積がエアーダクト中継部６２の流路断面積よりも大きく、フィルタ７の面積がエアーダクト中継部６２の流路断面積よりも大きいことによって、通風抵抗を増すことなく、吸込口６３のあるエアーダクト上流部６１における気体の流速を遅くすることができ、吸込口６３から異物を吸引されにくくする。さらに、エアーダクト上流部６１でスワール流れを励起させて、異物に遠心力を作用させて、異物を吸気中から取り除くことができる。
【００５９】
スワール流れは以下のメカニズムによって励起される。
【００６０】
図５は、エアーダクト内の気流の概略を示す、第一の実施形態の冷却庫の正面斜視図である。図中の矢印は気流を示す。
【００６１】
図５に示すように、吸込口６３から吸込まれる気体の流れａは、フィルタ７により整流された後、エアーダクト上流部６１とエアーダクト中継部６２との接続部分６５に向かって流れる。流れａは、フィルタ７を通過する際に、フィルタ７が障害となって流速が低下する。この時、エアーダクト中継部から離れている方の側面、すなわち、本体１の正面１ａからの吸い込まれる気体の流れのうち、エアーダクト中継部６２により近い側、すなわち本体１の左側面１ｄ側からの吸込み流れを、流れｂ１、エアーダクト中継部６２からより遠い側、すなわち本体１の右側面１ｂからの吸込み流れを、流れｂ２とする。
【００６２】
流れｂ１は、フィルタ７を通過するときに一旦流速が低下すると、接続部分６５までの助走区間の距離が短いため、比較的遅い流れのまま接続部分６５に到達する。一方、流れｂ２は、フィルタ７の通風抵抗および整流効果によって流速を低下された後、エアーダクト６０の内壁の形状に応じて、エアーダクト上流部６１内を本体１の背面１ｃ側へ向けて流れ、エアーダクト上流部６１内の右奥角部領域（本体１の右側面１ｂと背面１ｃとに囲まれた角部）で流れの向きを本体１内の左側面１ｄへと変え、接続部分６５に向かって流れる。このように、流れｂ２は接続部分６５までの助走区間が長いため、流れｂ２が接続部分６５に到達するときには流速が回復し、比較的速い流れになっている。また、流れｂ２がエアーダクト上流部６１の右奥角部領域にて流れの向きを変える際、本体１の頂面１０から鉛直下向きにみて反時計回りの角運動量を有することになる。これと反対向きの時計回りの角運動量は、右奥角部に発生する渦流が担い、角運動量の釣り合いが保たれる。
【００６３】
このように、流れｂ１の流速よりも流れｂ２の流速が大きいことと、流れｂ２が反時計回りの角運動量を有することによって、接続部分６５において流れｂ１と流れｂ２とが合流するとスワール流れｃが形成される。スワール流れｃは、下流のエアーダクト中継部６２内においても維持される。
【００６４】
以上に示したスワール流れの励起のメカニズムと、エアーダクト６０やフィルタ７など流路の構成との相関については、さらに次のように説明することができる。
【００６５】
図６は、エアーダクト上流部６１の水平断面図であり、図７は、エアーダクト６０の概略を示す正面斜視図である。
【００６６】
図６と図７にしたがって、スワール流れの励起のメカニズムと、流路の構成との相関を説明する。
【００６７】
図６、図７に示すように、吸込口６３から吸引された気体のエアーダクト上流部６１内における流れ方向を代表する代表流れ方向のベクトルとしては、フィルタ７面の単位法線ベクトル（図７のベクトルＶｏ）を用い、ベクトルＶｏを水平面に投影したベクトルをベクトルＶとする。ここで、フィルタ７の単位法線ベクトルを代表流れ方向のベクトルとしたのは、フィルタ７を通過する気体は、フィルタ７面に垂直な方向に流れやすい性質があるからである。一方、スワール流れが起きない場合の通風経路上流部における流れ方向を代表するベクトルとしては、吸込口６３の中央を始点として接続部分６５の中央を終点とするベクトル（図７のベクトルＷｏ）を用い、ベクトルＷｏを水平面に投影したベクトルをベクトルＷとする。
【００６８】
エアーダクト上流部６１で励起されるスワール流れは、ベクトルＷとベクトルＶとの差で表されるベクトル（Ｗ−Ｖ）の向きに起こる流れに起因するものである。この流れの角速度ベクトルの向きは、ベクトルＶと、ベクトルＷとベクトルＶの差（Ｗ−Ｖ）との外積ベクトルＵ（Ｕ＝Ｖ×（Ｗ―Ｖ））によって近似的に表すことが出来る。ここで、外積の演算則を考慮するとさらに、ベクトルＵはベクトルＶとベクトルＷの外積（Ｕ＝Ｖ×Ｗ）と簡略化することができる。従って、スワール流れの励起に本質的に必要な構成は、ベクトルＶとベクトルＷであるといえる。すなわち、エアーダクト上流部６１内において励起されるスワール流れは、エアーダクト上流部６１内における代表的な流れ方向と、吸込口６３の中央から接続部分６５の中央への方向とに依存するといえる。例えば、ベクトルＶとベクトルＷが同じ向きであった場合、外積ベクトルＵはゼロベクトルとなるが、このことは、エアーダクト上流部６１内における代表的な流れ方向と吸込口６３の中央から接続部分６５の中央への方向とが同じ場合には当然ながらスワール流れが発生しないという実際の状態に合致している。
【００６９】
なお、本実施形態では、代表流れベクトルとしてフィルタ７面の法線ベクトルを用いたが、例えば吸込口が本体１の正面１ａ下部にも設けられており、その吸込口からの気体の流入の影響が強い場合には、本体１の側壁部分の開口領域の領域面の代表法線ベクトルを本体１の正面１ａ下部に形成された吸込口での代表流れ方向ベクトルとして定義する方が、より実際的であり好ましい。すなわち、エアーダクト上流部６１内における代表的な流れ方向とは、本実施形態のようにフィルタ７による流れ方向の指向のみに必ずしも限定されるものではなく、吸込口６３の開口状況によって規定することも、その他、風向板が設けられている場合には風向板などによる流れ方向の指向によって規定することも可能である。そしてこれらが混在する場合は、指向性に対する影響度を各々勘案した上で、代表的な流れ方向を定義づけることが望ましい。
【００７０】
なお、送風機として、軸流ファン５２ではなく他のファンを用いることも可能である。しかし、軸流ファン５２を用いて、なおかつ流路方向に軸流ファン５２の回転軸を向けることにより、スワール流れを極力損なうことなく送風を行うことができる。さらに軸流ファン５２の回転に伴う旋回流れをスワール流れに影響させることによってスワール流れの強弱を調整することも可能となる。例えば、軸流ファン５２の回転方向がスワール流れの回転方向と同じになるように軸流ファン５２を配置すると、軸流ファン５２の回転によりスワールの回転強度を促進することができる。このようにすることにより、異物が熱交換器室５０に到達することをより効果的に抑制することができる。
【００７１】
ここで、スワール流れと軸流ファン５２の回転に伴う旋回流れとの回転方向を同じにするという構成は、次のように定義することができる。軸流ファン５２の回転軸ベクトルを回転軸ベクトルＲとすると、ベクトルＵと回転軸ベクトルＲとのなす角度が少なくとも９０°より小である場合に、スワール流れの回転方向と軸流ファン５２の回転に伴う旋回流れの回転方向が同じであるということができる。すなわちベクトルＵと回転軸ベクトルＲとの内積が正であることが、スワール流れと軸流ファン５２の回転に伴う旋回流れとの回転方向を同じくするために必要な構成要件となる。一方、ベクトルＵと回転軸ベクトルＲの内積が負であることは、軸流ファン５２の回転方向とスワール流れの回転方向とが逆であることを意味する。この場合には、軸流ファン５２の回転に伴う旋回流れがスワール流れの回転の強度を弱める方向に働き、スワール流れの回転強度を促進するという観点からは好ましくない。
【００７２】
したがって、スワール流れの回転を効果的に利用するために、冷却庫１００においては、送風機として軸流ファン５２を用い、ベクトルＶとベクトルＷとの外積によって得られるベクトルＵと、軸流ファン５２の回転軸ベクトルＲとの内積が正となるように、軸流ファン５２が配置されていることが好ましい。
【００７３】
このようにすることにより、エアーダクト上流部６１において励起されてエアーダクト中継部６２において維持されるスワール流れと軸流ファン５２の回転方向とが同じ回転方向となるため、軸流ファン５２の回転に伴う旋回流れによって、スワール流れを強めることができる。このようにして、スワール流れの遠心力を強めて、異物を吸気中から取り除くことができる。
【００７４】
また、スワール流れの励起のメカニズムと構成との相関について説明したように、スワール流れの励起には、エアーダクト上流部６１内の代表流れ方向のベクトルと、吸込口６３の中央と接続部分６５の中央とを結ぶベクトルとの向きが異なっていることが必要である。したがって、エアーダクト中継部６２の位置は、本体１の左奥側に限らず、本体１の右奥側でも左手前側でも右手前側であっても、エアーダクト中継部６２の位置に応じてフィルタ７の設置向きを合わせるなどを行い、エアーダクト上流部６１内における代表的な流れ方向と吸込口６３の中央から接続部分６５の中央への方向とが同一にならないようにすれば、スワール流れを励起することができる。ただし、本体１の正面１ａ側にエアーダクト中継部６２を設置すると、庫内空間３の入り口が狭まることになり利便性の面で難がある。そのため、エアーダクト中継部６２は、できれば本体１の背面１ｃ側に設置することが好ましい。
【００７５】
以上のように、エアーダクト６０内における気流の第一の性質により吸込口６３での吸込流速を低下させて、吸込口６３に引き込む異物の量および異物の大きさの度合いを低減させる。また第二の性質により、フィルタ７の全体での通過風速の偏りを平均化させて、異物の付着の偏りを抑制するととともに、通過風速の極大値を低減させる。さらに第三の性質により、エアーダクト６０内に吸引された異物が下流側に到達することを抑制することができる。したがって、エアーダクト６０やフィルタ７への異物の接触を低減して、高温側熱交換器５１やフィルタ７の汚濁を低減させるとともに、フィルタ７面内における異物の接触の偏りも低減できるためフィルタ７の局所的な目詰まりを抑制し、フィルタ７のメンテナンスの効率を向上させることができる。
【００７６】
なお、軸流ファン５２がエアーダクト中継部６２に設置されていると、軸流ファン５２がエアーダクト上流部６１でのスワール流れの生成を妨げない。軸流ファン５２がエアーダクト中継部６２の上部に配置されると、エアーダクト中継部６２の広い範囲にわたってスワール流れを維持することができる。このようにすることにより、スワール流れを有効に利用して、スワール流れの遠心力によって気体中の異物を効率よく取り除くことができる。
【００７７】
さらに望ましくは、軸流ファン５２はエアーダクト６０の下流端である本体１の頂面１０に、軸流ファン５２の吸込部を排気口６４と対向するように配置する。このようにすることにより、スワール流れがエアーダクト中継部６２の内部において遮られることがないので、スワール流れをエアーダクト中継部６２の全体にわたって維持することができる。また、軸流ファン５２の回転が、スワール流れの回転を強めるように与える影響を大きくすることができる。このようにすることにより、スワール流れによる異物の除去の効果を最大限に利用することができる。
【００７８】
冷却庫１００において、フィルタ７の配置については、フィルタ７の端部のうち本体１の正面１ａ側の端部が本体１の背面１ｃ側の端部よりも上方に位置するように斜めに配置されていることが好ましい。
【００７９】
冷却庫１００の両側面および頂面１０が壁面に接するような場所に冷却庫１００が設置されると、本体１の正面１ａからしか気体を吸引することができない。このような場合においても、フィルタ７の端部のうち、本体１の正面１ａ側の端部が本体１の背面１ｃ側の端部よりも上方に位置するように斜めに配置されていれば、フィルタ７を通過する気体の流れる向きがフィルタ７の面の法線方向に整流されるので、フィルタ７から接続部分６５までの間を流れる気体の流れにフィルタ７が悪影響を及ぼすことなく、スワール流れを励起させることができる。
【００８０】
また、高温側熱交換器５１は必ずしも頂面１０の排気口６４付近に設置する必要は無いが、排気口６４の近傍はエアーダクト６０の最も下流側に位置であるため、高温側熱交換器５１への異物の接触や付着をより防ぎやすい。またさらに、高温側熱交換器５１の直下に送風機を設けると、より風速の大きい空気を高温側熱交換器５１に吹き付けることができるので、放熱部４１を効果的に冷却することができる。
【００８１】
このようにすることにより、外気を送風することによって放熱部を冷却する冷却庫について、長期間にわたって良好な通風効率を維持することができる。
【００８２】
（第二の実施形態）
図８は、この発明の第二の実施形態として、冷却庫の全体的な構成を示す斜視図である。
【００８３】
図８に示すように、冷却庫２００が第一の実施形態の冷却庫１００と異なる点としては、軸流ファンを備えず、送風機としてはシロッコファン５３が本体１の頂面１０に設置される。シロッコファン５３の吸込部は排気口６４と対向させられ、シロッコファン５３の吹出口５４を冷却庫２００の正面１ａ方向に向けるように設置する。冷却庫２００のその他の構成は冷却庫１００と同様である。
【００８４】
このようにすることにより、エアーダクト中継部６２の全体においてスワール流れを維持することができるとともに、シロッコファン５３の回転がスワール流れの回転を強めるという影響を大きくすることができる。さらに、冷却庫２００を両側面および頂面１０が壁面に囲まれた場所に設置した際にも、本体１の正面１ａを向いているシロッコファン５３からの吹出し気流を効率よく室内に送り戻すことができる。このようにすることにより、全体的な流路抵抗を少なくすることができる。
【００８５】
（第三の実施形態）
図９は、本発明の第三の実施形態の冷却庫の一部横断面を含んで概略的な構成を示す図である。
【００８６】
図９に示すように、冷却庫３００の本体１の正面１ａ下部に吸込口６３が形成され、その下流側近傍に、吸込口６３に対向するようにフィルタ７がエアーダクト上流部６１内に設置されている。その他の構成は、第一の実施形態の冷却庫１００と同等である。
【００８７】
冷却庫３００においては、第一の実施形態の説明にて記載した、エアーダクト６０内の気流の第二の性質（フィルタ通過風速分布の均一化）による効果は得られず、第一の性質（吸込流速の低減）と第三の性質（スワール流れの形成）による効果が得られる。
【００８８】
冷却庫３００は、吸込口６３が床面と対向していないため、床面に存在する油や塵埃などの異物を直接的には吸い込まない。特に床面が汚れやすい調理室に載置する必要があるなどの理由で、床面の異物の直接的な吸入を極力避けたい場合には冷却庫３００の構成は冷却庫１００に対して優位性がある。
【００８９】
なお、冷却庫３００においては吸込口６３の位置を本体１の正面１ａ下部としたが、エアーダクト中継部６２の位置が同じであれば、吸込口６３は本体１の右側面１ｂ下部に形成されても同等の効果が得られる。エアーダクト中継部６２が本体１の右奥に存在する場合には、吸込口６３は左側面１ｄ下部に位置させても同等の効果が得られる。
【００９０】
このように、吸込口６３を床面と対向させないことによって、床面の油や塵埃などの異物を吸い込みにくくなる。冷却庫３００を床面が汚れやすい調理室に配置する必要がある場合には、このようにすることにより、床面の異物を直接吸い込むことを避けることができる。
【００９１】
（第四の実施形態）
図１０は、本発明の第四の実施形態の冷却庫の一部横断面を含んで概略的な構成を示す図である。
【００９２】
図１０に示すように、冷却庫４００は、本体１の底面８に吸込口６３が形成され、その下流側近傍に、吸込口６３に対向するように、フィルタ７がエアーダクト上流部６１内に設置されている。冷却庫４００のその他の構成は、第一の実施形態の冷却庫１００と同じである。
【００９３】
冷却庫４００においては、第一の実施形態の説明にて記載した、エアーダクト内気流の第二の性質（フィルタ通過風速分布の均一化）による効果は得られないが、第一の性質（吸込流速の低減）と第三の性質（スワール流れの形成）による効果が得られる。
【００９４】
このようにすることにより、吸込口６３における吸込み風速を低減することができる。また、エアーダクト上流部６１においてスワール流れを励起することができる。
【００９５】
（第五の実施形態）
図１１は、本発明の第五の実施形態の冷却庫の一部横断面を含んで概略的な構成を示す図である。図の左側が冷却庫の正面である。
【００９６】
図１１に示すように、冷却庫５００は、本体１の正面下部に吸込口６３ａが形成され、本体１の底面８に吸込口６３ｂが形成されている。冷却庫５００のその他の構成は、第一の実施形態の冷却庫１００と同じである。
【００９７】
冷却庫５００においては、第一の実施形態の説明にて記載した、エアーダクト６０内の気流の第一の性質（吸込流速の低減）、第二の性質（フィルタ通過風速分布の均一化）、第三の性質（スワール流れの形成）の各々による効果をすべて得ることができる。さらに、各々の性質に関し、次のような好適な効果を得ることができる。
【００９８】
第一の性質に関しては、吸込口が本体１の正面下部の吸込口６３ａと底面８の吸込口６３ｂと二つあり、吸込口の面積を冷却庫１００の場合に比べて広くとることができるため、吸込流速をより低減させることができる。第二の性質に関しては、吸込口６３ａが形成されていることによって、エアーダクト上流部６１の本体１の正面側での吸込みをより好適に行うことができ、そのためより好適にフィルタ７の通過風速分布の均一化を実現することができる。第三の性質に関しては、フィルタ７の整流効果による流れの指向に加え、吸込口６３ａによる流れの指向により、エアーダクト上流部６１内における代表的な流れ方向を、本体１の奥方向にさらに強く指向させることができる。このようにすることにより、エアーダクト中継部６２におけるスワール流れの励起を更に促進させることができる。
【００９９】
図１２は、本発明の第五の実施形態にかかる冷却庫のフィルタを別の配置にしたときの冷却庫の概略的な正面斜視図である。
【０１００】
図１２に示すように、冷却庫５０１において、本体１の右側面１ｂの下部に吸込口６３ａ、底面８に吸込口６３ｂを形成するとともに、フィルタ７の端部のうち、本体１の右側面１ｂ側の端部が本体１の左側面１ｄ部の端部よりも上方に位置するように斜めに設置する。冷却庫５０１のその他の構成は冷却庫５００と同じである。このようにすることによっても、冷却庫５００と同等の効果が得られる。
【０１０１】
また、エアーダクト中継部６２が本体１の右奥に配置されている場合においては、底面８の他に、本体１の左側面１ｄの下部に吸込口を形成するとともに、フィルタ７の端部のうち、本体１の左側面１ｄ側の端部が本体１の右側面１ｂ部の端部よりも上方に位置するように斜めに設置しても、同等の効果が得られる。
【０１０２】
ただし、本実施形態の冷却庫５００ように、フィルタ７の端部のうち、本体１の正面１ａ側端部が上方に位置するように斜めに設置した場合の方が好適な場合もある。例えば、冷却庫の両側面および頂面が囲まれた場所に冷却庫を設置すると、冷却庫の本体の正面１ａ側からしか空気を吸い込むことができない。このような場合においても、フィルタ７から接続部分６５までの空気の流れにフィルタ７が悪影響を及ぼすことなく、エアーダクト上流部６１において好適にスワール流れを励起させ、励起されたスワール流れをエアーダクト中継部６２において維持することができる。
【０１０３】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第一の実施形態の冷却庫の一部横断面を含んで概略的な構成を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の冷却庫の一部正面断面を含んで概略的な構成を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の冷却庫におけるエアーダクトの配置を示す正面斜視図である。
【図４】フィルタを通過する気流を模式的に示す図である。（Ａ）はフィルタを水平に設置した場合、（Ｂ）はフィルタの下流部に近い側の端部がフィルタの他端よりも下方になるように、斜めにフィルタを設置した場合の図である。
【図５】エアーダクト内の気流の概略を示す、第一の実施形態の冷却庫の正面斜視図である。
【図６】本発明の構成要件の説明のための、エアーダクト上流部の水平断面図である。
【図７】本発明の構成要件の説明のための、エアーダクトの要部の概略を示す正面斜視図である。
【図８】本発明の第二の実施形態として、冷却庫の全体的な構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の第三の実施形態の冷却庫の一部横断面を含んで概略的な構成を示す図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態の冷却庫の一部横断面を含んで概略的な構成を示す図である。
【図１１】本発明の第五の実施形態の冷却庫の一部横断面を含んで概略的な構成を示す図である。
【図１２】本発明の第五の実施形態の冷却庫の他の構成を示す正面斜視図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１：本体、７：フィルタ、８：底面、１０：頂面、４１：放熱部、５０：熱交換器室、５１：高温側熱交換器、５２：軸流ファン、５３：シロッコファン、５４：吹出口、６０：エアーダクト、６１：エアーダクト上流部、６２：エアーダクト中継部、６３：吸込口、６４：排気口、６５：接続部分、１００，２００，３００，４００，５００，５０１：冷却庫。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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