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解析技術

3.熱流体解析「サーモシャッター」


1.サーモシャッターとは?

サーモシャッターとは、温度差のある空間で、空気の壁で外気の侵入を防ぎ、暖気と冷気の出入を遮断するエアカーテンです。例えば冷蔵倉庫の開口部に設置した場合、庫外からの暖気流入、庫内からの冷気流出を防ぎ、庫内品の温度上昇や冷却設備のコスト増加などの問題を解決します。

この装置の特徴は、横吹き循環流型を採用していることです。吹き下ろし型の遮断効率が平均30~40%なのに対して、サーモシャッターは約75%の遮断効率を実現しています。 そのため、換気負荷が軽減され冷凍機の消費電力を抑えることができます。また、侵入してくる外気(水蒸気を含む空気)を遮断することにより、庫内に侵入する水蒸気量が減少するため、庫内クーラーなどに付着する氷が減少し、氷を取り除く手間が少なくなります。室温の変動も少なくなるため、品物の品質を保つことができます。


2.解析条件および結果

実機を設置する前段階として、サーモシャッターの効果を見える化するためにシミュレーションを行いました。このシミュレーションではサーモシャッターがない場合(≒未設置)と、サーモシャッターがある場合について比較検討を行いました。

以下の動画がシミュレーション結果です。解析条件は庫内(5℃)と庫外(30℃)の空間が間口(30℃)でつながっており、庫内入口両側にサーモシャッターが設置されています。解析結果の断面の温度表示位置について、動画1,2は4つの断面(①庫外空間の床面付近,②庫内空間の天井面付近,③サーモシャッター壁面付近,④間口中央)を斜め上から見ています。動画3,4は断面(④間口中央)を横から見ています。

これらの結果から、サーモシャッターがない場合は暖気が庫内に侵入し、冷気が庫外へ流出していますが、サーモシャッターを設置することにより、“庫外から暖気の流入,庫外へ冷気の流出”が抑制されていることが確認できました。

MAYEKAWA製品「サーモシャッター」シミュレーション動画
サーモシャッターなしの温度変化
サーモシャッターありの温度変化

動画1 サーモシャッターなし(全体)

動画2 サーモシャッターあり(全体)

動画3 サーモシャッターなし(断面)

動画4 サーモシャッターあり(断面)


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