冷却装置
【課題】 処理槽内を減圧中、処理槽内へ温水を供給して、その蒸気を巻き込むことで、処理槽内の一層の減圧を図る真空冷却後、冷風冷却を行う冷却装置を、繰り返し運転する場合に、前回の運転により処理槽内に氷が生じていても、それによる不都合を回避する。
【解決手段】 処理槽２内は、被冷却物１が収容される第一領域１２と、この第一領域１２と連通する第二領域１３とに、隔壁１１を介して上下に区画されている。下側の第二領域１３には、処理槽２内を冷却する冷却器７と、この冷却器７を介して冷風を第一領域１２へ供給するファン６とが設けられている。処理槽２内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段３として、水封式の真空ポンプ４３を備える。この真空ポンプ４３への封水は、処理槽２の底壁の中空部４６内を介して供給される。
【解決手段】 処理槽２内は、被冷却物１が収容される第一領域１２と、この第一領域１２と連通する第二領域１３とに、隔壁１１を介して上下に区画されている。下側の第二領域１３には、処理槽２内を冷却する冷却器７と、この冷却器７を介して冷風を第一領域１２へ供給するファン６とが設けられている。処理槽２内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段３として、水封式の真空ポンプ４３を備える。この真空ポンプ４３への封水は、処理槽２の底壁の中空部４６内を介して供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加熱後の食品または食材（以下、単に食品という）に代表される各種の被冷却物の冷却を図るための冷却装置に関するものである。特に、被冷却物を収容した処理槽内を減圧することで被冷却物の真空冷却を図った後、同じ処理槽内で被冷却物へ冷風を吹き付けて冷風冷却を図ることができる複合型の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱調理後の食品の冷却装置として、冷風冷却装置と真空冷却装置とが存在する。冷風冷却装置は、ブラストチラーとして知られ、食品へ冷風を吹き付けて冷却を図る装置である。一方、真空冷却装置は、食品が収容された処理槽内を減圧することで、食品からの水分蒸発を促し、その気化熱を利用して食品の冷却を図る装置である。
【０００３】
冷風冷却装置は、通常、チルド域（０℃前後）まで冷却できるが、食品表面へ冷風を当てて冷却する構成のため、食品の中心部が冷えにくく、冷却に時間を要すると共に、温度ムラを生じ易かった。特に、カレーやグラタンなどの食品の場合、食品内部で対流が生じにくいため、冷却に長時間を要し、温度ムラも生じ易かった。さらに、冷風冷却装置は、冷却に時間を要するため、食品が雑菌繁殖温度域に晒される時間が比較的長く、また装置の洗浄も困難であり、衛生面でも改善の余地があった。
【０００４】
一方、真空冷却装置は、食品の内部まで均一に冷却でき、しかも冷却速度も速いが、チルド域までの冷却を可能とするには、処理槽内の空気を外部へ吸引排出する減圧手段の構成が大掛かりとなり、コスト高を招くものであった。
【０００５】
そこで、本件特許出願人は、冷風冷却装置と真空冷却装置との両装置の短所を互いに補い長所を生かした装置として、同じ処理槽内で冷風冷却と真空冷却とを実行可能に構成した複合型の冷却装置を提案し、先に特許出願を済ませている（特願２００６−１０８８０）。この冷却装置によれば、食品の真空冷却を図った後、冷風冷却を図ることで、短時間でムラなく低温まで冷却することができる。しかも、食品が雑菌繁殖温度域に晒される時間が少ないので、衛生的な冷却を図ることができる。
【０００６】
この冷却装置は、真空冷却工程後に冷風冷却工程が実行されるが、真空冷却工程は、さらに第一真空冷却工程と第二真空冷却工程とに分けることができる。第一真空冷却工程では、真空ポンプにより処理槽内からの空気排除が図られるが、その後半には、処理槽内へ蒸気および／または温水が供給されて、それによる蒸気を巻き込むことで、処理槽内からの一層の空気排除を図ることができる。その後の第二真空冷却工程では、処理槽内を密閉した状態で冷却器を機能させて、処理槽内の蒸気を凝縮させることで、処理槽内の一層の減圧を図ることができる。そして、処理槽内を大気圧まで復圧後、ファンおよび冷却器を機能させて、冷風冷却工程が実行される。
【０００７】
なお、下記特許文献１には、複合型の冷却装置が開示されているが、先に冷風冷却した後に、真空冷却する構成である。このような構成の場合、高温域で冷風冷却するため、冷却に長時間を要すると共に、温度ムラも大きくなり易い。しかも、その後に真空冷却を行う構成では、低温までの冷却には減圧手段の構成が大掛かりなものとなる。
【特許文献１】特開２００２−３１８０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
食品を真空冷却後に冷風冷却する冷却装置においては、最終的に冷風冷却工程により、典型的にはチルド域または冷凍域まで冷却される。そのため、前段の真空冷却工程により生じた蒸気が凝縮した水は、後段の冷風冷却工程により、処理槽内の底部において凍結する場合がある。そのような状態で次の運転を行うと、第一真空冷却工程の後半に、処理槽内へ供給される温水や蒸気は、空気排除のために使われず、処理槽内の底部に残った氷を溶かすのに使用されるおそれがあった。
【０００９】
この発明が解決しようとする課題は、真空冷却と冷風冷却とを実行可能な冷却装置において、処理槽内の底部に氷が生じても、次の運転時にそれによる不都合を回避して効率的な減圧を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、処理槽内に収容される被冷却物の真空冷却と冷風冷却とを実行可能に構成された冷却装置であって、前記真空冷却のために、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段として、水封式の真空ポンプを備え、前記処理槽を構成する壁体内、または前記処理槽内を介して、前記真空ポンプへ封水が供給可能とされたことを特徴とする冷却装置である。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、処理槽内に氷が生じていても、処理槽を構成する壁体内、または処理槽内を介して、真空ポンプへ封水を供給することで、その氷を溶かすことができる。しかも、封水が冷却されるので、効果的に真空冷却を行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記処理槽内は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とに、隔壁を介して上下に区画されており、前記隔壁より上側に配置される前記第一領域と、前記隔壁より下側に配置される前記第二領域とは、前記隔壁の左右に配置される開口部を介して互いに連通されており、前記第二領域には、前記処理槽内を冷却する冷却器と、この冷却器を介して冷風を前記第一領域へ供給するファンとが設けられており、前記真空ポンプへの封水の一部または全部は、前記処理槽の底壁内を介して前記真空ポンプへ供給されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、第一領域と第二領域とに上下に区画することで、処理槽内に氷が生じる場合でも、その氷は主として処理槽内の底部に生じる。そして、処理槽の底壁内を介して真空ポンプへ封水を供給することで、その氷を溶かすことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記処理槽内は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とに、隔壁を介して上下に区画されており、前記隔壁より上側に配置される前記第一領域と、前記隔壁より下側に配置される前記第二領域とは、前記隔壁の左右に配置される開口部を介して互いに連通されており、前記第二領域には、前記処理槽内を冷却する冷却器と、この冷却器を介して冷風を前記第一領域へ供給するファンとが設けられており、前記処理槽の底部には、排気管路を介して前記真空ポンプが接続されており、前記真空ポンプへの封水の一部または全部は、前記処理槽内および前記排気管路を介して前記真空ポンプへ供給されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置である。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、第一領域と第二領域とに上下に区画することで、処理槽内に氷が生じる場合でも、その氷は主として処理槽内の底部に生じる。そして、処理槽内を介して真空ポンプへ封水を供給することで、その氷を溶かすことができる。
【００１６】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記真空ポンプにより前記処理槽内からの空気排除を図った後、前記処理槽内へ蒸気および／または温水を供給して、それによる蒸気と共に前記処理槽内からの一層の空気排除を図る第一真空冷却工程と、前記処理槽内を密閉した状態で前記冷却器を機能させて、前記処理槽内の蒸気を凝縮させることで、前記処理槽内の一層の減圧を図る第二真空冷却工程と、前記処理槽内を大気圧まで復圧後、前記ファンおよび前記冷却器を機能させる冷風冷却工程と、を順次に繰り返し実行する冷却装置であって、前記第一真空冷却工程において、前記処理槽を構成する壁体内、または前記処理槽内を介して、前記真空ポンプへ封水が供給されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の冷却装置である。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、処理槽内の気体を外部へ吸引排出する第一真空冷却工程の後半には、処理槽内に蒸気を生じさせて、その蒸気を巻き込むことで、更なる減圧が図られる。そして、処理槽内を密閉した状態で、処理槽内の蒸気を凝縮させて一層の減圧を図った後、冷風冷却が図られる。この冷風冷却により、処理槽内に氷が生じても、次の運転時には、第一真空冷却工程において、処理槽を構成する壁体内、または処理槽内を介して、真空ポンプへ封水を供給することで、その氷を溶かすので、その後半に行われる蒸気を巻き込んだ空気排除を有効に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の冷却装置によれば、加熱後の食品などの被冷却物を、真空冷却後に冷風冷却することで、短時間でムラなく衛生的に低温まで冷却することができる。しかも、処理槽内の底部に氷が生じても、次の運転時にそれによる不都合を回避して効率的な減圧を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本発明の冷却装置は、被冷却物を収容した処理槽内を減圧することで、被冷却物の真空冷却を図ることができ、且つ、同じ処理槽内で被冷却物へ冷風を吹き付けて、被冷却物の冷風冷却を図ることができる複合型の冷却装置である。この冷却装置にて冷却を図られる被冷却物は、その種類を特に問わないが、典型的には加熱調理後の食品とされる。
【００２０】
本実施形態の冷却装置は、被冷却物が収容される処理槽、この処理槽内を減圧する減圧手段、減圧された処理槽内を復圧する復圧手段、処理槽内で風を起こすファン、処理槽内の気体を冷却し特にファンによる風を冷却する冷却器の他、制御手段を備える。また、冷却装置には、処理槽内の圧力を検出する圧力センサ、処理槽内の温度を検出する温度センサ、処理槽内の被冷却物の温度を検出する品温センサの内、いずれか一以上のセンサが備えられる。
【００２１】
処理槽は、被冷却物を収容可能に中空構造に形成され、典型的には略矩形のボックス状に形成された金属製の缶体である。処理槽は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とを有する。本実施形態では、第一領域と第二領域とは、隔壁を介して上下に区画されると共に、その隔壁の左右に配置した開口部を介して互いに連通される。この開口部は、隔壁自体に形成してもよいし、隔壁の端縁と処理槽の壁面との隙間により形成してもよい。
【００２２】
本実施形態では、隔壁は略矩形の板状とされ、処理槽内の上下方向中央部において水平に配置される。そして、隔壁より上部を第一領域とし、隔壁より下部を第二領域とするのがよい。但し、第一領域と第二領域とは、水平な隔壁を介して上下に配置するだけでなく、垂直な隔壁を介して、前後または左右に配置してもよい。
【００２３】
処理槽内の第一領域は、被冷却物の収容空間とされる。第一領域への被冷却物の出し入れを行うために、処理槽の正面には、第一領域と対応した位置に、扉が開閉可能に設けられる。この扉は、パッキンを介して処理槽に対し気密状態に閉じられる。ところで、被冷却物は、処理槽内の第一領域に、直接にまたは適宜の容器に入れられて収容される。第一領域内には、被冷却物を収容する棚を設けておくのがよい。本実施形態では、被冷却物が収容された容器を保持する棚枠が、処理槽内の第一領域に対し着脱可能に設けられる。
【００２４】
処理槽内の第二領域には、ファンと冷却器とが設けられる。ファンによる風は、冷却器にて冷却されて、開口部を介して第二領域から第一領域へ送られる。本実施形態では、第一領域と第二領域とは、隔壁を介して区画され、その隔壁の左右に開口部を配置している。そして、ファンからの冷風は、一方の開口部を介して第二領域から第一領域へ送られ、第一領域内の被冷却物の冷却を図った後、他方の開口部を介して第一領域から第二領域へ戻される。このように、本実施形態によれば、処理槽内の空気は、第一領域と第二領域との間で循環を図られる。
【００２５】
冷却器は、被冷却物を冷風冷却によりチルド域まで冷却可能な低温（たとえば−１０℃以下）とすることができる熱交換器である。本実施形態では、冷凍機のコンデンシングユニットから供給される液化冷媒を蒸発させて、処理槽内の気体を冷却する蒸発器から構成される。
【００２６】
減圧手段は、処理槽内の空気や蒸気を外部へ吸引排出することで、処理槽内を減圧する手段である。この減圧手段として、少なくとも水封式真空ポンプが備えられる。水封式真空ポンプは、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されて作動する。
【００２７】
より具体的には、本実施形態では、放射状に配置された羽根をもつインペラは、封水が供給されるケーシング内に、そのケーシングと偏心して設置されている。従って、インペラを高速回転させると、ケーシング内に水環ができ、しかもインペラとケーシングとを偏心させているので、一回転するたびに内部の気体が膨張と圧縮とを繰り返すことになる。そこで、ケーシングの適切な位置に吸気口と排気口とを設けておくことで、外部の気体を吸排気することができる。通常、ケーシングには、吸気口と排気口との他に給水口が設けられており、その給水口からケーシング内へ封水が供給される。
【００２８】
このような構成の真空ポンプは、その吸気口が排気管路を介して処理槽に接続される。排気管路の中途には、真空弁が設けられており、この真空弁を閉じることで、処理槽内を密閉できる。排気管路の中途には、蒸気を凝縮させるための熱交換器を備えてもよい。
【００２９】
真空ポンプを機能させるために必要な封水は、その一部または全部が、処理槽を構成する壁体内、または処理槽内を介して、真空ポンプへ供給可能とされる。具体的には、処理槽の補強材などを利用して、処理槽の底壁内を介して真空ポンプの給水口へ封水が供給される。あるいは、処理槽内へ直接に封水を供給して、排気管路を介して真空ポンプの吸気口へ封水を供給してもよい。この場合、真空ポンプの給水口へも、給水管路を介して別途、封水を直接に供給してもよい。いずれの場合も、排気管路は、処理槽の底部に接続しておくのが好ましい。
【００３０】
復圧手段は、減圧手段により減圧された処理槽内へ外気を導入して、処理槽内を復圧する手段である。具体的には、減圧された処理槽内へ外気を導入して、処理槽内を大気圧まで復圧することができる。処理槽内への外気の導入は、衛生面を考慮して、フィルターを介して行うのが望ましい。フィルターを介した清浄空気は、給気管路を介して処理槽内へ供給される。給気管路の中途に設けた真空解除弁を開閉することで、処理槽内への外気導入の有無が切り替えられる。
【００３１】
制御手段は、減圧手段、復圧手段、ファンおよびコンデンシングユニットなどを制御する制御器である。逆にいうと、これら各構成は、制御手段により制御され、予め設定されたプログラムに従い、所定の工程が順次に実行される。その際、圧力センサにより検出される処理槽内圧力、温度センサにより検出される処理槽内温度、品温センサにより検出される被冷却物温度や、経過時間を用いて制御される。
【００３２】
冷却装置の運転方法は、特に限定されるものではないが、少なくとも、真空冷却工程後に冷風冷却工程を実行可能に構成される。この場合、前段の真空冷却工程では、被冷却物の内部まで均一に冷却できるので、温度ムラが生じることがなく、しかも迅速な冷却を図ることができる。そして、後段の冷風冷却工程では、さらに低温（典型的にはチルド域または冷凍域）まで冷却することができる。真空冷却により予め温度ムラなく冷却した後にさらに冷風冷却を図ることで、冷風冷却により仮に温度ムラが生じても、その温度差を微小範囲に抑えることができる。しかも、真空冷却のみでは、大掛かりな減圧手段が必要になる低温までの冷却を図ることができる。
【００３３】
真空冷却工程は、好ましくは第一真空冷却工程と第二真空冷却工程とに分けられる。第一真空冷却工程は、減圧手段により処理槽内を減圧することで、被冷却物の真空冷却を図る工程である。この第一真空冷却工程の後半には、処理槽内へ蒸気および／または温水を供給して、その蒸気と共に処理槽内の空気を減圧手段により排出するのがよい。これにより、減圧能力をさらに高めることができる。
【００３４】
その後の第二真空冷却工程では、処理槽内を密閉した状態で冷却器を機能させる。これにより、処理槽内の蒸気を凝縮して処理槽内をさらに減圧でき、被冷却物の真空冷却をさらに図ることができる。このような第二真空冷却工程の終了後には、処理槽内を大気圧まで復圧後、ファンおよび冷却器を機能させて、被冷却物の冷風冷却を図る冷風冷却工程がなされる。
【００３５】
以上のとおり、典型的な冷却運転では、真空冷却工程後に冷風冷却工程が実行されるが、そのような一連の冷却運転を繰り返し実行したい場合ある。すなわち、真空冷却工程後に冷風冷却工程を実行して、冷却運転を終了すると、処理槽内の被冷却物を入れ替えて、引き続き次の冷却運転を同様に行いたい場合がある。
【００３６】
ここで、前の冷却運転により、処理槽内の底部には、氷が生じている場合がある。なぜなら、真空冷却工程では、蒸気の凝縮水が生じる反面、その後の冷風冷却工程では、チルド域または冷凍域まで冷却を図るので、前記凝縮水が凍結するおそれがあるからである。従って、そのような状態のまま次の冷却運転を実行すると、第一真空冷却工程の後半に処理槽内へ供給される温水や蒸気は、空気排除のために使われず、処理槽内の底部に残った氷を溶かすのに使用され、空気排除が有効になされないおそれがある。
【００３７】
ところが、本発明の冷却装置によれば、第一真空冷却工程のために真空ポンプを作動させる際、その作動のために必要な封水の少なくとも一部は、処理槽を構成する壁体内、または処理槽内を介して真空ポンプへ供給される。これにより、第一真空冷却工程の後半において、処理槽内へ温水や蒸気を供給するまでには、処理槽内の氷を溶かしておくことができる。従って、第一真空冷却工程において、処理槽内からの空気排除を効果的になすことができ、減圧能力を向上することができる。そのために、処理槽内またはその壁体内を介した真空ポンプへの封水の供給は、第一真空冷却工程の初期に行うのがよい。ところで、このような封水の供給制御は、封水温度を下げることになるので、真空ポンプによる減圧能力を一層高めることができる。
【００３８】
本実施形態の冷却装置は、真空冷却後に冷風冷却可能な構成であるが、場合により、冷風冷却後に真空冷却したり、真空冷却のみを実行したり、冷風冷却のみを実行したりしてもよい。すなわち、複合型冷却装置として以外に、真空冷却装置として、あるいは冷風冷却装置としても利用可能に構成することができる。このように構成することで、様々な被冷却物の冷却に対応することができる。
【実施例１】
【００３９】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の冷却装置の実施例１を示す概略構成図である。また、図２および図３は、本実施例の冷却装置の処理槽を示す縦断面図と分解斜視図である。本実施例の冷却装置は、加熱調理後の食品などの被冷却物１を、真空冷却すると共にその後、冷風冷却することができる複合型の冷却装置である。
【００４０】
冷却装置は、被冷却物１が収容される処理槽２、この処理槽２内を減圧する減圧手段３、減圧された処理槽２内を復圧する復圧手段４、処理槽２内へ蒸気および／または温水を供給する給蒸手段５、処理槽２内に風を起こすファン６、処理槽２内の気体を冷却し特にファン６による風を冷却する冷却器７の他、制御手段８を備える。
【００４１】
処理槽２は、略矩形の中空ボックス状に形成された金属製の缶体である。処理槽２は、処理槽本体９に扉１０が開閉可能に設けられて構成される。処理槽本体９は、上下方向中央部に隔壁１１が設けられて、内部空間が上下に仕切られる。この隔壁１１は、薄いステンレス板から構成され、処理槽本体９に対し着脱可能で水平に保持される。これにより、処理槽本体９内には、隔壁１１より上部に第一領域１２が形成され、隔壁１１より下部に第二領域１３が形成される。
【００４２】
処理槽本体９の第一領域１２は、正面へ開口しており、この略矩形の開口１４は、扉１０により開閉可能とされる。この開口１４の周囲は、扉１０が閉じられる際の扉１０への戸当り面１５とされる。この戸当り面１５には、開口１４を取り囲むように、パッキン１６が設けられている。このパッキン１６を介して扉１０が閉じられることで、処理槽本体９の開口１４を気密状態に閉じることができる。
【００４３】
略矩形板状の隔壁１１は、前後方向寸法が処理槽本体９の前後方向内寸に対応しており、左右方向寸法が処理槽本体９の左右方向内寸よりも小さい。このような隔壁１１は、処理槽本体９の上下方向中央部で且つ左右方向中央部に設けられる。これにより、処理槽本体９に隔壁１１を設置した状態では、隔壁１１の左右にそれぞれ前後に細長い略矩形状の開口部１７，１８が形成される。この左側開口部１７と右側開口部１８とを介して、第一領域１２と第二領域１３とは互いに連通される。
【００４４】
左右の各開口部１７，１８には、それぞれダクト壁１９，２０が設けられる。各ダクト壁１９，２０は、前後に細長い中空の略直方体状であり、下方へ開口して形成されている。各ダクト壁１９，２０は、熱容量を小さく形成するのが好ましく、たとえば厚さ１〜２ｍｍ程度の薄いステンレス板により形成される。各ダクト壁１９，２０の下端部には、左右方向外側へ延出して、取付片２１が形成されている。この取付片２１が処理槽本体９の保持部２２に載せられて、処理槽本体９に各ダクト壁１９，２０が着脱可能に設置される。この際、各ダクト壁１９，２０は、取付片２１が隔壁１１と同じ高さに設置される。各ダクト壁１９，２０は、下端部の大きさが、左右の各開口部１７，１８の大きさにそれぞれ対応している。
【００４５】
このようにして、第一領域１２内の左右両端部には、それぞれダクト壁１９，２０が設けられる。この際、各ダクト壁１９，２０は、処理槽本体９の左右の壁面との間に隙間を空けて設置される。すなわち、左側ダクト壁１９の左側面２３は、処理槽本体９の左壁面と離隔して配置され、右側ダクト壁２０の右側面２４は、処理槽本体９の右壁面と離隔して配置される。また、各ダクト壁１９，２０は、前後および上部においても、処理槽２との間にそれぞれ隙間を空けられる。
【００４６】
左右のダクト壁１９，２０は、同一高さ寸法としてもよいが、図示例のように、左側ダクト壁１９は右側ダクト壁２０よりも低く形成してもよい。また、左側ダクト壁１９には、右側面２５および上面２６にのみ、多数の連通穴２７，２７，…をパンチングメタル状に形成している。一方、右側ダクト壁２０には、左側面２８にのみ多数の連通穴２７，２７，…をパンチングメタル状に形成している。左側ダクト壁１９の右側面２５だけでなく上面２６にも多数の連通穴２７，２７，…を形成するのは、左側ダクト壁１９は右側ダクト壁２０よりも低く形成しているため、冷風冷却時に冷風の流通を良好に保つためである。従って、左右のダクト壁１９，２０を同一の高さまたは左側ダクト壁１９を右側ダクト壁２０よりも高く形成した場合には、左側ダクト壁１９の上面に多数の連通穴２７，２７，…を形成しなくてもよい。
【００４７】
本実施例では、左側ダクト壁１９の内部は中空であるが、右側ダクト壁２０の内部には適宜のベーン２９，２９，…が設けられる。このベーン２９は、冷風冷却時に、冷風の流れ方向を調整する羽根である。ベーン２９の構成および取付位置や取付個数は、左右のダクト壁１９，２０間に収容される被冷却物１の配置などに応じて適宜に設定される。本実施例では、左右のダクト壁１９，２０間には、棚枠３０を用いて上下に五つのホテルパン３１，３１，…が配置されるので、その各ホテルパン３１の上面へ冷風が吹き込むように、四つのベーン２９が上下に離隔して設けられる。これにより、右側ダクト壁２０の下部開口から供給された冷風は、各ベーン２９により方向付けされて、左側面２８の連通穴２７から排出される。
【００４８】
各ベーン２９の形状は、適宜に変更可能であり、図示例では略矩形板状としているが、略半円筒状などに形成してもよい。また、各ベーン２９は、図示例のように角度調整可能に設けるのがよい。その際、各々のベーン２９ごとに位置調整可能としてもよいし、複数のベーン２９を連動させて位置調整可能としてもよい。さらに、本実施例では、冷風の吹出し側となる右側ダクト壁２０にのみベーン２９を設けたが、場合により左側ダクト壁１９にもベーン２９を設けてもよい。さらに、ベーン２９は、ダクト壁２０（１９）内に収容する以外に、ダクト壁２０（１９）の側面に露出させて設けてもよい。
【００４９】
処理槽２には、左右のダクト壁１９，２０間に、被冷却物１が収容される。本実施例では、隔壁１１の上面に棚枠３０が載せられて設置され、被冷却物１を収容したホテルパン３１が棚枠３０に対し出し入れされる。本実施例の棚枠３０は、ステンレス製であり、枠材が略直方体状に組み立てられて構成される。すなわち、棚枠３０は、棒材などを組み合わせて構成され、前後、左右および上下に開口した略直方体状とされる。そして、左右両側面部には、それぞれ前後方向へ延出して、略Ｌ字形状材３２，３２，…が上下に複数設けられる。図示例では、左右それぞれに五本ずつ、上下に等間隔でしかも左右で対応した位置に、略Ｌ字形状材３２が設けられる。各略Ｌ字形状材３２は、棚枠の左右の縦材に垂直片３３が固定され、この垂直片３３の上端部に左右方向内側へ延出して水平片３４が配置されて設けられる。
【００５０】
ホテルパン３１は、周知のとおり、上方へのみ開口した略矩形状のステンレス製容器であり、上端部には外周に沿ってツバ部３５が形成されている。従って、ホテルパン３１は、対向する二辺のツバ部３５が、左右の略Ｌ字形状材３２，３２の水平片３４，３４に載せられて、棚枠３０に水平に保持される。本実施例では、棚枠３０には、前後に二つずつ、且つ上下に五つずつ、合計十個のホテルパン３１が収容可能とされる。棚枠３０に対するホテルパン３１の出し入れは、棚枠３０の前方から行うことができる。
【００５１】
棚枠３０の上部には、天板３６が設けられる。本実施例の天板３６は、前記ダクト壁１９，２０と同様に、熱容量を小さく形成するのが好ましく、たとえば厚さ１〜２ｍｍ程度の薄いステンレス板により形成される。本実施例の天板３６は、左側へ行くに従って下方へ傾斜するように、棚枠３０の左右上端部において前後方向へ延びる枠材３７，３７に、着脱可能に載せられて設けられる。天板３６は、凝縮水が左端辺からのみ落下するように、前後両端辺には、上方への延出部３８，３８が折り曲げ形成されている。天板３６は、棚枠３０の上部を覆う大きさであり、右側端部が右側ダクト壁２０の上部にかかるように配置され、左側端部が左側ダクト壁１９にまで達することなく終了するよう配置される。
【００５２】
処理槽２には、処理槽２内の圧力を計測する圧力センサ３９と、処理槽２内の温度を計測する温度センサ４０とが備えられる。さらに、処理槽２内に収容される被冷却物１の温度を計測する品温センサ４１も備えられる。本実施例の品温センサ４１は、被冷却物１へ検温部を差し込んで、被冷却物１の温度を計測する構成である。
【００５３】
処理槽２には、処理槽２内の空気や蒸気を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する減圧手段３が接続される。本実施例では、排気管路４２を介して処理槽２には、水封式真空ポンプ４３が接続される。排気管路４２は、処理槽２の底部に接続されている。排気管路４２の中途には、処理槽２の側から順に、真空弁４４と逆止弁４５とが設けられる。真空弁４４は、排気管路４２を開閉するものであり、本実施例ではモータバルブから構成される。
【００５４】
水封式真空ポンプ４３は、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されて作動される。より具体的には、本実施例では、放射状に配置された羽根をもつインペラ（図示省略）は、封水が供給される円筒状ケーシング（図示省略）内に、ケーシングと偏心して設置されている。従って、インペラを高速回転させると、ケーシング内に水環ができ、しかもインペラとケーシングとを偏心させているので、一回転するたびに内部の気体が膨張と圧縮とを繰り返すことになる。そこで、ケーシングの適切な位置に吸気口と排気口とを設けておくことで、外部の気体を吸排気することができる。ケーシングには、さらに給水口が設けられており、その給水口からケーシング内へ封水が供給される。
【００５５】
本実施例では、封水は、処理槽２を構成する壁体内を介して、真空ポンプ４３へ供給される。より具体的には、処理槽２の補強材などを利用して、処理槽２の底壁の一部または全部に、中空部４６を設けておき、この中空部４６を介して封水が真空ポンプ４３へ供給される。図示例では、処理槽２の底面左半分に中空部４６が設けられ、真空ポンプ４３への封水の供給時には、中空部４６は封水で満たされる。
【００５６】
前記中空部４６には、真空ポンプ４３に連動して開かれる封水弁４７を介して水が供給され、その水は真空ポンプ４３の給水口へ供給される。これにより、真空ポンプ４３を機能させることができる。そして、真空ポンプ４３の吸気口には、処理槽２からの排気管路４２が接続され、真空ポンプ４３の排気口には、排気セパレータ４８が接続される。従って、処理槽２内から吸引した気体は、排気セパレータ４８にて気水分離された後、排気および排水される。
【００５７】
処理槽２には、減圧手段３にて減圧された後、復圧するための復圧手段４が接続されている。本実施例の復圧手段４は、処理槽２に接続された給気管路４９が、除菌フィルター５０を介して外気と連通可能に設けられている。この給気管路４９の中途には、真空解除弁５１が設けられている。この真空解除弁５１は、給気管路４９を開閉するものであり、本実施例ではモータバルブから構成される。真空解除弁５１の開放により、処理槽２内は大気圧に開放可能とされる。
【００５８】
処理槽２には、処理槽２内へ蒸気および／または温水を供給する給蒸手段５が接続されている。この給蒸手段５は、ボイラから構成してもよいが、本実施例では、温水タンク５２により構成される。この温水タンク５２には、給水弁５３を介して水が供給され、ヒータ５４により所定温度に温められて温水として貯留される。本実施例では、温水タンク５２は、処理槽２の下部に給蒸管路５５を介して接続されており、その中途には給蒸弁５６が設けられている。この給蒸弁５６は、給蒸管路５５を開閉するものであり、本実施例ではモータバルブから構成される。
【００５９】
処理槽２内の減圧状態で給蒸弁５６を開くことで、差圧により、温水タンク５２内の蒸気は温水を伴って処理槽２内へ自然に供給される。温水をも処理槽２内へ供給することで、温水タンク５２内における水の濃縮を防止することができる。処理槽２内に供給された温水は、減圧下で一層蒸発を促されて、処理槽２内に蒸気を充満させる。その一方で、余分な温水や、蒸気の凝縮水は、減圧手段３により外部へ直ちに排出される。ところで、処理槽２内へ蒸気および／または温水を供給することで、後述する冷却器７の除霜を図ることもできる。
【００６０】
処理槽２の底部には、さらに排水手段５７が備えられる。この排水手段５７は、排水管路５８とその中途部に設けられる排水弁５９および逆止弁６０から構成される。排水管路５８は、処理槽２側の一部が排気管路４２と共通化されている。処理槽２内を洗浄した際、その洗浄水は、排水管路５８を介して排水口へ排水される。
【００６１】
処理槽２内の第二領域１３には、ファン６および冷却器７が設けられている。本実施例では、第二領域１３には、左側にファン６が設置され、その右側に冷却器７が設置される。ファン６は、複数枚の羽根６１が、処理槽２外に配置したモータ６２により駆動軸６３を介して回転駆動される構成である。処理槽２内の第二領域１３には、第二領域１３を左右に仕切るように垂直板６４が設けられており、その垂直板６４の中央に貫通して設けられた円筒材６５の内側に、ファン６の羽根６１が回転可能に設けられる。
【００６２】
冷却器７は、周知の構成の冷凍機６６の蒸発器６７から構成される。具体的には、冷却器７は、冷媒管路６８を介してコンデンシングユニット６９と接続されている。コンデンシングユニット６９は、アキュムレータ７０、圧縮機７１および凝縮機７２を備える。コンデンシングユニット６９からの液化冷媒は、液電磁弁７３および膨張弁７４を介して蒸発器６７へ供給され、この蒸発器６７にて液化冷媒を蒸発させることで、蒸発器６７は冷却器７として機能する。
【００６３】
従って、ファン６からの風は、冷却器７にて冷却された後、右側開口部１８から右側ダクト壁２０を介して第一領域１２内へ供給され、左側ダクト壁１９を介して第二領域１３へ戻される。このようにして、処理槽２内には、冷風の循環流を形成することができる。この際、垂直板６４および冷却器７は、第二領域１３の縦断面全域をそれぞれ塞ぐ位置に設けられるので、循環流のショートパスを防止して、ファン６および冷却器７を介した風のみを第一領域１２へ供給可能とされる。ところで、上述したように、冷却器７の除霜を図りたい場合には、給蒸手段５により処理槽２内へ蒸気および／または温水を供給すればよい。
【００６４】
減圧手段３、復圧手段４、給蒸手段５、排水手段５７、ファン６および冷凍機６６は、制御手段８により制御される。この制御手段８は、それが把握する経過時間や前記各センサ３９，４０，４１からの検出信号などに基づいて、前記各構成３，４，５，６，５７，６６を制御する制御器７５である。具体的には、真空弁４４、真空ポンプ４３、封水弁４７、真空解除弁５１、給水弁５３、給蒸弁５６、排水弁５９、ファン６のモータ６２、冷凍機６６のコンデンシングユニット６９および液電磁弁７３の他、圧力センサ３９、温度センサ４０および品温センサ４１は、制御器７５に接続される。そして、制御器７５は、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽２内の被冷却物１の冷却処理を行う。
【００６５】
図４は、本実施例の冷却装置による冷却処理の典型例を示すフローチャートである。基本的には、被冷却物１の真空冷却を図った後、冷風冷却を図る構成である。しかしながら、被冷却物１の温度が比較的高温の場合には、まず粗熱取り工程Ｓ１を行うのが好ましい。この粗熱取り工程Ｓ１は、被冷却物１を冷風冷却または送風冷却する工程である。
【００６６】
冷風冷却のためには、処理槽２内を密閉した状態で、冷凍機６６およびファン６を作動させて、被冷却物１に冷風を吹き付けて冷却を図ればよい。一方、送風冷却のためには、真空解除弁５１および真空弁４４を開いた状態で、真空ポンプ４３を作動させればよい。これにより、処理槽２内へ外気を導入しつつ排出することで、被冷却物１の冷却が図られる。送風冷却時には、冷凍機６６およびファン６は停止すると共に、給蒸弁５６および排水弁５９は閉じた状態とされる。
【００６７】
このようにして、被冷却物１の温度がたとえば９０℃から７０℃になると、次工程の真空冷却工程へ移行する。本実施例では、真空冷却工程は第一真空冷却工程Ｓ２と第二真空冷却工程Ｓ３とに分けて実行され、第一真空冷却工程Ｓ２では冷凍機６６およびファン６は作動させない。
【００６８】
第一真空冷却工程Ｓ２では、処理槽２を密閉した状態で、真空弁４４および封水弁４７を開いて真空ポンプ４３を作動させ、処理槽２内の空気を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する。第一真空冷却工程Ｓ２の後半には、減圧手段３を作動させた状態のまま、給蒸弁５６を一時的に開いて処理槽２内へ温水を伴って蒸気を供給する。これにより、処理槽２内に蒸気を充満させ、その蒸気を巻き込むことで、処理槽２内の空気排除を一層確実に行うことができる。この際、減圧手段３を作動させているので、余分な温水は、処理槽２内から直ちに排出される。このようにして、真空ポンプ４３の能力限界程度にまで処理槽２内を減圧する。この第一真空冷却工程Ｓ２により、被冷却物１の温度は、たとえば４０℃程度にまで速やかに冷却される。
【００６９】
その後の第二真空冷却工程Ｓ３では、真空弁４４および封水弁４７を閉じて真空ポンプ４３を停止させる。そして、処理槽２内を密閉した状態で、冷凍機６６を作動させて冷却器７により処理槽２内の蒸気を凝縮させて、処理槽２内をさらに減圧して被冷却物１を真空冷却する。この際、ファン６は作動する必要はない。このようにして、被冷却物１の温度は、たとえば１０℃にまで冷却される。第二真空冷却工程Ｓ３が終了すると、冷凍機６６の運転を停止する。その後の復圧工程Ｓ４では、真空解除弁５１を開いて、処理槽２内を大気圧まで復圧する。
【００７０】
その後の冷風冷却工程Ｓ５では、再び処理槽２内を密閉した状態で、冷凍機６６およびファン６を作動させる。各真空冷却工程Ｓ２，Ｓ３において被冷却物１から生じた蒸気は、主として処理槽２の壁面に凝縮して、処理槽２の壁面温度を上昇させているが、冷風冷却工程Ｓ５では、冷風はダクト壁１９，２０を介して被冷却物１へ供給されるので、処理槽２の壁面が高温であってもその影響を最小限に抑えて、冷風冷却を効率的に行うことができる。仮にダクト壁１９，２０自体の温度が上昇していても、ダクト壁１９，２０は処理槽壁に対し熱容量が小さいので、ダクト壁１９，２０自体は速やかに冷却され、その後は冷風の温度上昇を抑えて、冷風冷却が図られる。この冷風冷却工程Ｓ５により、被冷却物１は、たとえば３℃まで冷却される。但し、場合により冷凍する領域まで冷却してもよい。
【００７１】
以上のとおり、典型的な冷却運転では、真空冷却工程後に冷風冷却工程が実行されるが、そのような一連の冷却運転を繰り返し実行したい場合ある。すなわち、真空冷却工程後に冷風冷却工程を実行して、冷却運転を終了すると、処理槽２内の被冷却物１を入れ替えて、引き続き次の冷却運転を同様に行いたい場合がある。
【００７２】
ところが、真空冷却工程では、蒸気の凝縮水が生じる反面、その後の冷風冷却工程では、チルド域または冷凍域まで冷却を図るので、処理槽２の底部に氷を生じている可能性がある。従って、そのような状態のまま次の冷却運転を実行すると、第一真空冷却工程Ｓ２の後半に処理槽２内へ供給される温水や蒸気は、空気排除のために使われず、処理槽２内の底部に残った氷を溶かすのに使用され、空気排除が有効になされないおそれがある。
【００７３】
しかしながら、本実施例の冷却装置によれば、第一真空冷却工程Ｓ２のために真空ポンプ４３を作動させる際、その作動のために必要な封水は、処理槽２の底部の中空部４６内を介して真空ポンプ４３へ供給される。これにより、処理槽２内の底部に氷が生じている場合でも、処理槽２内へ温水や蒸気を供給するまでには、処理槽２内の氷を溶かしておくことができる。従って、第一真空冷却工程Ｓ２において、処理槽２内からの空気排除を効果的に行うことができ、減圧能力を向上することができる。しかも、このようにして真空ポンプ４３へ封水を供給することで、封水の温度を下げることができ、真空ポンプ４３による減圧能力を一層高めることができる。
【００７４】
ところで、本実施例の冷却装置は、真空冷却後に冷風冷却する構成に加えて、運転プログラムの変更により、真空冷却または冷風冷却のいずれかのみ機能させて運転するよう構成することもできる。さらに、真空冷却後に冷風冷却する構成に加えて、冷風冷却後に真空冷却するよう構成こともできる。これらの場合における真空冷却工程や冷風冷却工程は、上述した各工程と同様の工程である。但し、真空冷却工程は、第一真空冷却工程Ｓ２および第二真空冷却工程Ｓ３の一方または双方の工程をいう。
【００７５】
本実施例の冷却装置は、扉１０を空けて処理槽本体９の開口から、棚枠３０や天板３６の他、左右のダクト壁１９，２０を取り外すと共に、隔壁１１を取り外すことができる。これにより、処理槽２内の洗浄が容易に行えると共に、処理槽２内から取り外した前記各部品１１，１９，２０，３０，３６の洗浄も容易に行える。そして、洗浄後に仮に洗浄液が冷却器７に残っていても、冷却器７は処理槽２の下部に設置しているので、被冷却物１への混入は防止される。
【実施例２】
【００７６】
図５は、本発明の冷却装置の実施例２を示す概略構成図である。本実施例２の冷却装置も、基本的には前記実施例１の冷却装置と同様の構成であり、冷却運転の制御フローも同様である。そこで、以下では、両者の異なる点を中心に説明し、両者で同一の点については説明を省略する。また、前記実施例１と対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００７７】
前記実施例１では、処理槽２の底壁の中空部４６内を介して真空ポンプ４３の給水口へ封水を供給したが、本実施例２では、処理槽２内へ直接に封水を流し込んで、その封水は排気管路４２を介して真空ポンプ４３の吸気口へ供給される。これにより、真空ポンプ４３を機能させることが可能となる。但し、このような構成に加えて、図示例のように、真空ポンプ４３の給水口へも別途、給水管路７６から封水を直接に供給可能としてもよい。図示例では、処理槽２内への給水と、真空ポンプ４３の給水口への給水は、一つの封水弁４７で同時に開閉される構成とされている。但し、処理槽２内への給水管路７６と、真空ポンプ４３の給水口への給水管路７６との双方に、封水弁４７を設けておけば、いずれのルートを介して真空ポンプ４３へ封水を供給するかの選択が可能となる。
【００７８】
本発明の冷却装置は、前記各実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例１では、処理槽２の底壁の一部に中空部４６を設けて、そこに封水を流したが、処理槽２内における氷が生じ易い場所に応じて、封水を流す経路は適宜に変更される。そのため、前記実施例２においても、処理槽２のいずれの箇所から封水を流し込むかは、適宜に変更可能である。また、前記各実施例において、場合により第二真空冷却工程Ｓ３を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の冷却装置の実施例１を示す概略構成図である。
【図２】図１の冷却装置の処理槽を示す縦断面図であり、冷風冷却時の風の流れを示している。
【図３】図１の冷却装置の処理槽内の部品の分解斜視図である。
【図４】図１の冷却装置による冷却処理の典型例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の冷却装置の実施例２を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 被冷却物
２ 処理槽
３ 減圧手段
４ 復圧手段
６ ファン
７ 冷却器
１１ 隔壁
１２ 第一領域
１３ 第二領域
１７ 左側開口部
１８ 右側開口部
４２ 排気管路
４３ 真空ポンプ
４６ 中空部（底壁内）
Ｓ２ 第一真空冷却工程
Ｓ３ 第二真空冷却工程
Ｓ５ 冷風冷却工程
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加熱後の食品または食材（以下、単に食品という）に代表される各種の被冷却物の冷却を図るための冷却装置に関するものである。特に、被冷却物を収容した処理槽内を減圧することで被冷却物の真空冷却を図った後、同じ処理槽内で被冷却物へ冷風を吹き付けて冷風冷却を図ることができる複合型の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱調理後の食品の冷却装置として、冷風冷却装置と真空冷却装置とが存在する。冷風冷却装置は、ブラストチラーとして知られ、食品へ冷風を吹き付けて冷却を図る装置である。一方、真空冷却装置は、食品が収容された処理槽内を減圧することで、食品からの水分蒸発を促し、その気化熱を利用して食品の冷却を図る装置である。
【０００３】
冷風冷却装置は、通常、チルド域（０℃前後）まで冷却できるが、食品表面へ冷風を当てて冷却する構成のため、食品の中心部が冷えにくく、冷却に時間を要すると共に、温度ムラを生じ易かった。特に、カレーやグラタンなどの食品の場合、食品内部で対流が生じにくいため、冷却に長時間を要し、温度ムラも生じ易かった。さらに、冷風冷却装置は、冷却に時間を要するため、食品が雑菌繁殖温度域に晒される時間が比較的長く、また装置の洗浄も困難であり、衛生面でも改善の余地があった。
【０００４】
一方、真空冷却装置は、食品の内部まで均一に冷却でき、しかも冷却速度も速いが、チルド域までの冷却を可能とするには、処理槽内の空気を外部へ吸引排出する減圧手段の構成が大掛かりとなり、コスト高を招くものであった。
【０００５】
そこで、本件特許出願人は、冷風冷却装置と真空冷却装置との両装置の短所を互いに補い長所を生かした装置として、同じ処理槽内で冷風冷却と真空冷却とを実行可能に構成した複合型の冷却装置を提案し、先に特許出願を済ませている（特願２００６−１０８８０）。この冷却装置によれば、食品の真空冷却を図った後、冷風冷却を図ることで、短時間でムラなく低温まで冷却することができる。しかも、食品が雑菌繁殖温度域に晒される時間が少ないので、衛生的な冷却を図ることができる。
【０００６】
この冷却装置は、真空冷却工程後に冷風冷却工程が実行されるが、真空冷却工程は、さらに第一真空冷却工程と第二真空冷却工程とに分けることができる。第一真空冷却工程では、真空ポンプにより処理槽内からの空気排除が図られるが、その後半には、処理槽内へ蒸気および／または温水が供給されて、それによる蒸気を巻き込むことで、処理槽内からの一層の空気排除を図ることができる。その後の第二真空冷却工程では、処理槽内を密閉した状態で冷却器を機能させて、処理槽内の蒸気を凝縮させることで、処理槽内の一層の減圧を図ることができる。そして、処理槽内を大気圧まで復圧後、ファンおよび冷却器を機能させて、冷風冷却工程が実行される。
【０００７】
なお、下記特許文献１には、複合型の冷却装置が開示されているが、先に冷風冷却した後に、真空冷却する構成である。このような構成の場合、高温域で冷風冷却するため、冷却に長時間を要すると共に、温度ムラも大きくなり易い。しかも、その後に真空冷却を行う構成では、低温までの冷却には減圧手段の構成が大掛かりなものとなる。
【特許文献１】特開２００２−３１８０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
食品を真空冷却後に冷風冷却する冷却装置においては、最終的に冷風冷却工程により、典型的にはチルド域または冷凍域まで冷却される。そのため、前段の真空冷却工程により生じた蒸気が凝縮した水は、後段の冷風冷却工程により、処理槽内の底部において凍結する場合がある。そのような状態で次の運転を行うと、第一真空冷却工程の後半に、処理槽内へ供給される温水や蒸気は、空気排除のために使われず、処理槽内の底部に残った氷を溶かすのに使用されるおそれがあった。
【０００９】
この発明が解決しようとする課題は、真空冷却と冷風冷却とを実行可能な冷却装置において、処理槽内の底部に氷が生じても、次の運転時にそれによる不都合を回避して効率的な減圧を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、処理槽内に収容される被冷却物の真空冷却と冷風冷却とを実行可能に構成された冷却装置であって、前記真空冷却のために、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段として、水封式の真空ポンプを備え、前記処理槽を構成する壁体内、または前記処理槽内を介して、前記真空ポンプへ封水が供給可能とされたことを特徴とする冷却装置である。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、処理槽内に氷が生じていても、処理槽を構成する壁体内、または処理槽内を介して、真空ポンプへ封水を供給することで、その氷を溶かすことができる。しかも、封水が冷却されるので、効果的に真空冷却を行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記処理槽内は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とに、隔壁を介して上下に区画されており、前記隔壁より上側に配置される前記第一領域と、前記隔壁より下側に配置される前記第二領域とは、前記隔壁の左右に配置される開口部を介して互いに連通されており、前記第二領域には、前記処理槽内を冷却する冷却器と、この冷却器を介して冷風を前記第一領域へ供給するファンとが設けられており、前記真空ポンプへの封水の一部または全部は、前記処理槽の底壁内を介して前記真空ポンプへ供給されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、第一領域と第二領域とに上下に区画することで、処理槽内に氷が生じる場合でも、その氷は主として処理槽内の底部に生じる。そして、処理槽の底壁内を介して真空ポンプへ封水を供給することで、その氷を溶かすことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記処理槽内は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とに、隔壁を介して上下に区画されており、前記隔壁より上側に配置される前記第一領域と、前記隔壁より下側に配置される前記第二領域とは、前記隔壁の左右に配置される開口部を介して互いに連通されており、前記第二領域には、前記処理槽内を冷却する冷却器と、この冷却器を介して冷風を前記第一領域へ供給するファンとが設けられており、前記処理槽の底部には、排気管路を介して前記真空ポンプが接続されており、前記真空ポンプへの封水の一部または全部は、前記処理槽内および前記排気管路を介して前記真空ポンプへ供給されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置である。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、第一領域と第二領域とに上下に区画することで、処理槽内に氷が生じる場合でも、その氷は主として処理槽内の底部に生じる。そして、処理槽内を介して真空ポンプへ封水を供給することで、その氷を溶かすことができる。
【００１６】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記真空ポンプにより前記処理槽内からの空気排除を図った後、前記処理槽内へ蒸気および／または温水を供給して、それによる蒸気と共に前記処理槽内からの一層の空気排除を図る第一真空冷却工程と、前記処理槽内を密閉した状態で前記冷却器を機能させて、前記処理槽内の蒸気を凝縮させることで、前記処理槽内の一層の減圧を図る第二真空冷却工程と、前記処理槽内を大気圧まで復圧後、前記ファンおよび前記冷却器を機能させる冷風冷却工程と、を順次に繰り返し実行する冷却装置であって、前記第一真空冷却工程において、前記処理槽を構成する壁体内、または前記処理槽内を介して、前記真空ポンプへ封水が供給されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の冷却装置である。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、処理槽内の気体を外部へ吸引排出する第一真空冷却工程の後半には、処理槽内に蒸気を生じさせて、その蒸気を巻き込むことで、更なる減圧が図られる。そして、処理槽内を密閉した状態で、処理槽内の蒸気を凝縮させて一層の減圧を図った後、冷風冷却が図られる。この冷風冷却により、処理槽内に氷が生じても、次の運転時には、第一真空冷却工程において、処理槽を構成する壁体内、または処理槽内を介して、真空ポンプへ封水を供給することで、その氷を溶かすので、その後半に行われる蒸気を巻き込んだ空気排除を有効に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の冷却装置によれば、加熱後の食品などの被冷却物を、真空冷却後に冷風冷却することで、短時間でムラなく衛生的に低温まで冷却することができる。しかも、処理槽内の底部に氷が生じても、次の運転時にそれによる不都合を回避して効率的な減圧を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本発明の冷却装置は、被冷却物を収容した処理槽内を減圧することで、被冷却物の真空冷却を図ることができ、且つ、同じ処理槽内で被冷却物へ冷風を吹き付けて、被冷却物の冷風冷却を図ることができる複合型の冷却装置である。この冷却装置にて冷却を図られる被冷却物は、その種類を特に問わないが、典型的には加熱調理後の食品とされる。
【００２０】
本実施形態の冷却装置は、被冷却物が収容される処理槽、この処理槽内を減圧する減圧手段、減圧された処理槽内を復圧する復圧手段、処理槽内で風を起こすファン、処理槽内の気体を冷却し特にファンによる風を冷却する冷却器の他、制御手段を備える。また、冷却装置には、処理槽内の圧力を検出する圧力センサ、処理槽内の温度を検出する温度センサ、処理槽内の被冷却物の温度を検出する品温センサの内、いずれか一以上のセンサが備えられる。
【００２１】
処理槽は、被冷却物を収容可能に中空構造に形成され、典型的には略矩形のボックス状に形成された金属製の缶体である。処理槽は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とを有する。本実施形態では、第一領域と第二領域とは、隔壁を介して上下に区画されると共に、その隔壁の左右に配置した開口部を介して互いに連通される。この開口部は、隔壁自体に形成してもよいし、隔壁の端縁と処理槽の壁面との隙間により形成してもよい。
【００２２】
本実施形態では、隔壁は略矩形の板状とされ、処理槽内の上下方向中央部において水平に配置される。そして、隔壁より上部を第一領域とし、隔壁より下部を第二領域とするのがよい。但し、第一領域と第二領域とは、水平な隔壁を介して上下に配置するだけでなく、垂直な隔壁を介して、前後または左右に配置してもよい。
【００２３】
処理槽内の第一領域は、被冷却物の収容空間とされる。第一領域への被冷却物の出し入れを行うために、処理槽の正面には、第一領域と対応した位置に、扉が開閉可能に設けられる。この扉は、パッキンを介して処理槽に対し気密状態に閉じられる。ところで、被冷却物は、処理槽内の第一領域に、直接にまたは適宜の容器に入れられて収容される。第一領域内には、被冷却物を収容する棚を設けておくのがよい。本実施形態では、被冷却物が収容された容器を保持する棚枠が、処理槽内の第一領域に対し着脱可能に設けられる。
【００２４】
処理槽内の第二領域には、ファンと冷却器とが設けられる。ファンによる風は、冷却器にて冷却されて、開口部を介して第二領域から第一領域へ送られる。本実施形態では、第一領域と第二領域とは、隔壁を介して区画され、その隔壁の左右に開口部を配置している。そして、ファンからの冷風は、一方の開口部を介して第二領域から第一領域へ送られ、第一領域内の被冷却物の冷却を図った後、他方の開口部を介して第一領域から第二領域へ戻される。このように、本実施形態によれば、処理槽内の空気は、第一領域と第二領域との間で循環を図られる。
【００２５】
冷却器は、被冷却物を冷風冷却によりチルド域まで冷却可能な低温（たとえば−１０℃以下）とすることができる熱交換器である。本実施形態では、冷凍機のコンデンシングユニットから供給される液化冷媒を蒸発させて、処理槽内の気体を冷却する蒸発器から構成される。
【００２６】
減圧手段は、処理槽内の空気や蒸気を外部へ吸引排出することで、処理槽内を減圧する手段である。この減圧手段として、少なくとも水封式真空ポンプが備えられる。水封式真空ポンプは、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されて作動する。
【００２７】
より具体的には、本実施形態では、放射状に配置された羽根をもつインペラは、封水が供給されるケーシング内に、そのケーシングと偏心して設置されている。従って、インペラを高速回転させると、ケーシング内に水環ができ、しかもインペラとケーシングとを偏心させているので、一回転するたびに内部の気体が膨張と圧縮とを繰り返すことになる。そこで、ケーシングの適切な位置に吸気口と排気口とを設けておくことで、外部の気体を吸排気することができる。通常、ケーシングには、吸気口と排気口との他に給水口が設けられており、その給水口からケーシング内へ封水が供給される。
【００２８】
このような構成の真空ポンプは、その吸気口が排気管路を介して処理槽に接続される。排気管路の中途には、真空弁が設けられており、この真空弁を閉じることで、処理槽内を密閉できる。排気管路の中途には、蒸気を凝縮させるための熱交換器を備えてもよい。
【００２９】
真空ポンプを機能させるために必要な封水は、その一部または全部が、処理槽を構成する壁体内、または処理槽内を介して、真空ポンプへ供給可能とされる。具体的には、処理槽の補強材などを利用して、処理槽の底壁内を介して真空ポンプの給水口へ封水が供給される。あるいは、処理槽内へ直接に封水を供給して、排気管路を介して真空ポンプの吸気口へ封水を供給してもよい。この場合、真空ポンプの給水口へも、給水管路を介して別途、封水を直接に供給してもよい。いずれの場合も、排気管路は、処理槽の底部に接続しておくのが好ましい。
【００３０】
復圧手段は、減圧手段により減圧された処理槽内へ外気を導入して、処理槽内を復圧する手段である。具体的には、減圧された処理槽内へ外気を導入して、処理槽内を大気圧まで復圧することができる。処理槽内への外気の導入は、衛生面を考慮して、フィルターを介して行うのが望ましい。フィルターを介した清浄空気は、給気管路を介して処理槽内へ供給される。給気管路の中途に設けた真空解除弁を開閉することで、処理槽内への外気導入の有無が切り替えられる。
【００３１】
制御手段は、減圧手段、復圧手段、ファンおよびコンデンシングユニットなどを制御する制御器である。逆にいうと、これら各構成は、制御手段により制御され、予め設定されたプログラムに従い、所定の工程が順次に実行される。その際、圧力センサにより検出される処理槽内圧力、温度センサにより検出される処理槽内温度、品温センサにより検出される被冷却物温度や、経過時間を用いて制御される。
【００３２】
冷却装置の運転方法は、特に限定されるものではないが、少なくとも、真空冷却工程後に冷風冷却工程を実行可能に構成される。この場合、前段の真空冷却工程では、被冷却物の内部まで均一に冷却できるので、温度ムラが生じることがなく、しかも迅速な冷却を図ることができる。そして、後段の冷風冷却工程では、さらに低温（典型的にはチルド域または冷凍域）まで冷却することができる。真空冷却により予め温度ムラなく冷却した後にさらに冷風冷却を図ることで、冷風冷却により仮に温度ムラが生じても、その温度差を微小範囲に抑えることができる。しかも、真空冷却のみでは、大掛かりな減圧手段が必要になる低温までの冷却を図ることができる。
【００３３】
真空冷却工程は、好ましくは第一真空冷却工程と第二真空冷却工程とに分けられる。第一真空冷却工程は、減圧手段により処理槽内を減圧することで、被冷却物の真空冷却を図る工程である。この第一真空冷却工程の後半には、処理槽内へ蒸気および／または温水を供給して、その蒸気と共に処理槽内の空気を減圧手段により排出するのがよい。これにより、減圧能力をさらに高めることができる。
【００３４】
その後の第二真空冷却工程では、処理槽内を密閉した状態で冷却器を機能させる。これにより、処理槽内の蒸気を凝縮して処理槽内をさらに減圧でき、被冷却物の真空冷却をさらに図ることができる。このような第二真空冷却工程の終了後には、処理槽内を大気圧まで復圧後、ファンおよび冷却器を機能させて、被冷却物の冷風冷却を図る冷風冷却工程がなされる。
【００３５】
以上のとおり、典型的な冷却運転では、真空冷却工程後に冷風冷却工程が実行されるが、そのような一連の冷却運転を繰り返し実行したい場合ある。すなわち、真空冷却工程後に冷風冷却工程を実行して、冷却運転を終了すると、処理槽内の被冷却物を入れ替えて、引き続き次の冷却運転を同様に行いたい場合がある。
【００３６】
ここで、前の冷却運転により、処理槽内の底部には、氷が生じている場合がある。なぜなら、真空冷却工程では、蒸気の凝縮水が生じる反面、その後の冷風冷却工程では、チルド域または冷凍域まで冷却を図るので、前記凝縮水が凍結するおそれがあるからである。従って、そのような状態のまま次の冷却運転を実行すると、第一真空冷却工程の後半に処理槽内へ供給される温水や蒸気は、空気排除のために使われず、処理槽内の底部に残った氷を溶かすのに使用され、空気排除が有効になされないおそれがある。
【００３７】
ところが、本発明の冷却装置によれば、第一真空冷却工程のために真空ポンプを作動させる際、その作動のために必要な封水の少なくとも一部は、処理槽を構成する壁体内、または処理槽内を介して真空ポンプへ供給される。これにより、第一真空冷却工程の後半において、処理槽内へ温水や蒸気を供給するまでには、処理槽内の氷を溶かしておくことができる。従って、第一真空冷却工程において、処理槽内からの空気排除を効果的になすことができ、減圧能力を向上することができる。そのために、処理槽内またはその壁体内を介した真空ポンプへの封水の供給は、第一真空冷却工程の初期に行うのがよい。ところで、このような封水の供給制御は、封水温度を下げることになるので、真空ポンプによる減圧能力を一層高めることができる。
【００３８】
本実施形態の冷却装置は、真空冷却後に冷風冷却可能な構成であるが、場合により、冷風冷却後に真空冷却したり、真空冷却のみを実行したり、冷風冷却のみを実行したりしてもよい。すなわち、複合型冷却装置として以外に、真空冷却装置として、あるいは冷風冷却装置としても利用可能に構成することができる。このように構成することで、様々な被冷却物の冷却に対応することができる。
【実施例１】
【００３９】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の冷却装置の実施例１を示す概略構成図である。また、図２および図３は、本実施例の冷却装置の処理槽を示す縦断面図と分解斜視図である。本実施例の冷却装置は、加熱調理後の食品などの被冷却物１を、真空冷却すると共にその後、冷風冷却することができる複合型の冷却装置である。
【００４０】
冷却装置は、被冷却物１が収容される処理槽２、この処理槽２内を減圧する減圧手段３、減圧された処理槽２内を復圧する復圧手段４、処理槽２内へ蒸気および／または温水を供給する給蒸手段５、処理槽２内に風を起こすファン６、処理槽２内の気体を冷却し特にファン６による風を冷却する冷却器７の他、制御手段８を備える。
【００４１】
処理槽２は、略矩形の中空ボックス状に形成された金属製の缶体である。処理槽２は、処理槽本体９に扉１０が開閉可能に設けられて構成される。処理槽本体９は、上下方向中央部に隔壁１１が設けられて、内部空間が上下に仕切られる。この隔壁１１は、薄いステンレス板から構成され、処理槽本体９に対し着脱可能で水平に保持される。これにより、処理槽本体９内には、隔壁１１より上部に第一領域１２が形成され、隔壁１１より下部に第二領域１３が形成される。
【００４２】
処理槽本体９の第一領域１２は、正面へ開口しており、この略矩形の開口１４は、扉１０により開閉可能とされる。この開口１４の周囲は、扉１０が閉じられる際の扉１０への戸当り面１５とされる。この戸当り面１５には、開口１４を取り囲むように、パッキン１６が設けられている。このパッキン１６を介して扉１０が閉じられることで、処理槽本体９の開口１４を気密状態に閉じることができる。
【００４３】
略矩形板状の隔壁１１は、前後方向寸法が処理槽本体９の前後方向内寸に対応しており、左右方向寸法が処理槽本体９の左右方向内寸よりも小さい。このような隔壁１１は、処理槽本体９の上下方向中央部で且つ左右方向中央部に設けられる。これにより、処理槽本体９に隔壁１１を設置した状態では、隔壁１１の左右にそれぞれ前後に細長い略矩形状の開口部１７，１８が形成される。この左側開口部１７と右側開口部１８とを介して、第一領域１２と第二領域１３とは互いに連通される。
【００４４】
左右の各開口部１７，１８には、それぞれダクト壁１９，２０が設けられる。各ダクト壁１９，２０は、前後に細長い中空の略直方体状であり、下方へ開口して形成されている。各ダクト壁１９，２０は、熱容量を小さく形成するのが好ましく、たとえば厚さ１〜２ｍｍ程度の薄いステンレス板により形成される。各ダクト壁１９，２０の下端部には、左右方向外側へ延出して、取付片２１が形成されている。この取付片２１が処理槽本体９の保持部２２に載せられて、処理槽本体９に各ダクト壁１９，２０が着脱可能に設置される。この際、各ダクト壁１９，２０は、取付片２１が隔壁１１と同じ高さに設置される。各ダクト壁１９，２０は、下端部の大きさが、左右の各開口部１７，１８の大きさにそれぞれ対応している。
【００４５】
このようにして、第一領域１２内の左右両端部には、それぞれダクト壁１９，２０が設けられる。この際、各ダクト壁１９，２０は、処理槽本体９の左右の壁面との間に隙間を空けて設置される。すなわち、左側ダクト壁１９の左側面２３は、処理槽本体９の左壁面と離隔して配置され、右側ダクト壁２０の右側面２４は、処理槽本体９の右壁面と離隔して配置される。また、各ダクト壁１９，２０は、前後および上部においても、処理槽２との間にそれぞれ隙間を空けられる。
【００４６】
左右のダクト壁１９，２０は、同一高さ寸法としてもよいが、図示例のように、左側ダクト壁１９は右側ダクト壁２０よりも低く形成してもよい。また、左側ダクト壁１９には、右側面２５および上面２６にのみ、多数の連通穴２７，２７，…をパンチングメタル状に形成している。一方、右側ダクト壁２０には、左側面２８にのみ多数の連通穴２７，２７，…をパンチングメタル状に形成している。左側ダクト壁１９の右側面２５だけでなく上面２６にも多数の連通穴２７，２７，…を形成するのは、左側ダクト壁１９は右側ダクト壁２０よりも低く形成しているため、冷風冷却時に冷風の流通を良好に保つためである。従って、左右のダクト壁１９，２０を同一の高さまたは左側ダクト壁１９を右側ダクト壁２０よりも高く形成した場合には、左側ダクト壁１９の上面に多数の連通穴２７，２７，…を形成しなくてもよい。
【００４７】
本実施例では、左側ダクト壁１９の内部は中空であるが、右側ダクト壁２０の内部には適宜のベーン２９，２９，…が設けられる。このベーン２９は、冷風冷却時に、冷風の流れ方向を調整する羽根である。ベーン２９の構成および取付位置や取付個数は、左右のダクト壁１９，２０間に収容される被冷却物１の配置などに応じて適宜に設定される。本実施例では、左右のダクト壁１９，２０間には、棚枠３０を用いて上下に五つのホテルパン３１，３１，…が配置されるので、その各ホテルパン３１の上面へ冷風が吹き込むように、四つのベーン２９が上下に離隔して設けられる。これにより、右側ダクト壁２０の下部開口から供給された冷風は、各ベーン２９により方向付けされて、左側面２８の連通穴２７から排出される。
【００４８】
各ベーン２９の形状は、適宜に変更可能であり、図示例では略矩形板状としているが、略半円筒状などに形成してもよい。また、各ベーン２９は、図示例のように角度調整可能に設けるのがよい。その際、各々のベーン２９ごとに位置調整可能としてもよいし、複数のベーン２９を連動させて位置調整可能としてもよい。さらに、本実施例では、冷風の吹出し側となる右側ダクト壁２０にのみベーン２９を設けたが、場合により左側ダクト壁１９にもベーン２９を設けてもよい。さらに、ベーン２９は、ダクト壁２０（１９）内に収容する以外に、ダクト壁２０（１９）の側面に露出させて設けてもよい。
【００４９】
処理槽２には、左右のダクト壁１９，２０間に、被冷却物１が収容される。本実施例では、隔壁１１の上面に棚枠３０が載せられて設置され、被冷却物１を収容したホテルパン３１が棚枠３０に対し出し入れされる。本実施例の棚枠３０は、ステンレス製であり、枠材が略直方体状に組み立てられて構成される。すなわち、棚枠３０は、棒材などを組み合わせて構成され、前後、左右および上下に開口した略直方体状とされる。そして、左右両側面部には、それぞれ前後方向へ延出して、略Ｌ字形状材３２，３２，…が上下に複数設けられる。図示例では、左右それぞれに五本ずつ、上下に等間隔でしかも左右で対応した位置に、略Ｌ字形状材３２が設けられる。各略Ｌ字形状材３２は、棚枠の左右の縦材に垂直片３３が固定され、この垂直片３３の上端部に左右方向内側へ延出して水平片３４が配置されて設けられる。
【００５０】
ホテルパン３１は、周知のとおり、上方へのみ開口した略矩形状のステンレス製容器であり、上端部には外周に沿ってツバ部３５が形成されている。従って、ホテルパン３１は、対向する二辺のツバ部３５が、左右の略Ｌ字形状材３２，３２の水平片３４，３４に載せられて、棚枠３０に水平に保持される。本実施例では、棚枠３０には、前後に二つずつ、且つ上下に五つずつ、合計十個のホテルパン３１が収容可能とされる。棚枠３０に対するホテルパン３１の出し入れは、棚枠３０の前方から行うことができる。
【００５１】
棚枠３０の上部には、天板３６が設けられる。本実施例の天板３６は、前記ダクト壁１９，２０と同様に、熱容量を小さく形成するのが好ましく、たとえば厚さ１〜２ｍｍ程度の薄いステンレス板により形成される。本実施例の天板３６は、左側へ行くに従って下方へ傾斜するように、棚枠３０の左右上端部において前後方向へ延びる枠材３７，３７に、着脱可能に載せられて設けられる。天板３６は、凝縮水が左端辺からのみ落下するように、前後両端辺には、上方への延出部３８，３８が折り曲げ形成されている。天板３６は、棚枠３０の上部を覆う大きさであり、右側端部が右側ダクト壁２０の上部にかかるように配置され、左側端部が左側ダクト壁１９にまで達することなく終了するよう配置される。
【００５２】
処理槽２には、処理槽２内の圧力を計測する圧力センサ３９と、処理槽２内の温度を計測する温度センサ４０とが備えられる。さらに、処理槽２内に収容される被冷却物１の温度を計測する品温センサ４１も備えられる。本実施例の品温センサ４１は、被冷却物１へ検温部を差し込んで、被冷却物１の温度を計測する構成である。
【００５３】
処理槽２には、処理槽２内の空気や蒸気を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する減圧手段３が接続される。本実施例では、排気管路４２を介して処理槽２には、水封式真空ポンプ４３が接続される。排気管路４２は、処理槽２の底部に接続されている。排気管路４２の中途には、処理槽２の側から順に、真空弁４４と逆止弁４５とが設けられる。真空弁４４は、排気管路４２を開閉するものであり、本実施例ではモータバルブから構成される。
【００５４】
水封式真空ポンプ４３は、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されて作動される。より具体的には、本実施例では、放射状に配置された羽根をもつインペラ（図示省略）は、封水が供給される円筒状ケーシング（図示省略）内に、ケーシングと偏心して設置されている。従って、インペラを高速回転させると、ケーシング内に水環ができ、しかもインペラとケーシングとを偏心させているので、一回転するたびに内部の気体が膨張と圧縮とを繰り返すことになる。そこで、ケーシングの適切な位置に吸気口と排気口とを設けておくことで、外部の気体を吸排気することができる。ケーシングには、さらに給水口が設けられており、その給水口からケーシング内へ封水が供給される。
【００５５】
本実施例では、封水は、処理槽２を構成する壁体内を介して、真空ポンプ４３へ供給される。より具体的には、処理槽２の補強材などを利用して、処理槽２の底壁の一部または全部に、中空部４６を設けておき、この中空部４６を介して封水が真空ポンプ４３へ供給される。図示例では、処理槽２の底面左半分に中空部４６が設けられ、真空ポンプ４３への封水の供給時には、中空部４６は封水で満たされる。
【００５６】
前記中空部４６には、真空ポンプ４３に連動して開かれる封水弁４７を介して水が供給され、その水は真空ポンプ４３の給水口へ供給される。これにより、真空ポンプ４３を機能させることができる。そして、真空ポンプ４３の吸気口には、処理槽２からの排気管路４２が接続され、真空ポンプ４３の排気口には、排気セパレータ４８が接続される。従って、処理槽２内から吸引した気体は、排気セパレータ４８にて気水分離された後、排気および排水される。
【００５７】
処理槽２には、減圧手段３にて減圧された後、復圧するための復圧手段４が接続されている。本実施例の復圧手段４は、処理槽２に接続された給気管路４９が、除菌フィルター５０を介して外気と連通可能に設けられている。この給気管路４９の中途には、真空解除弁５１が設けられている。この真空解除弁５１は、給気管路４９を開閉するものであり、本実施例ではモータバルブから構成される。真空解除弁５１の開放により、処理槽２内は大気圧に開放可能とされる。
【００５８】
処理槽２には、処理槽２内へ蒸気および／または温水を供給する給蒸手段５が接続されている。この給蒸手段５は、ボイラから構成してもよいが、本実施例では、温水タンク５２により構成される。この温水タンク５２には、給水弁５３を介して水が供給され、ヒータ５４により所定温度に温められて温水として貯留される。本実施例では、温水タンク５２は、処理槽２の下部に給蒸管路５５を介して接続されており、その中途には給蒸弁５６が設けられている。この給蒸弁５６は、給蒸管路５５を開閉するものであり、本実施例ではモータバルブから構成される。
【００５９】
処理槽２内の減圧状態で給蒸弁５６を開くことで、差圧により、温水タンク５２内の蒸気は温水を伴って処理槽２内へ自然に供給される。温水をも処理槽２内へ供給することで、温水タンク５２内における水の濃縮を防止することができる。処理槽２内に供給された温水は、減圧下で一層蒸発を促されて、処理槽２内に蒸気を充満させる。その一方で、余分な温水や、蒸気の凝縮水は、減圧手段３により外部へ直ちに排出される。ところで、処理槽２内へ蒸気および／または温水を供給することで、後述する冷却器７の除霜を図ることもできる。
【００６０】
処理槽２の底部には、さらに排水手段５７が備えられる。この排水手段５７は、排水管路５８とその中途部に設けられる排水弁５９および逆止弁６０から構成される。排水管路５８は、処理槽２側の一部が排気管路４２と共通化されている。処理槽２内を洗浄した際、その洗浄水は、排水管路５８を介して排水口へ排水される。
【００６１】
処理槽２内の第二領域１３には、ファン６および冷却器７が設けられている。本実施例では、第二領域１３には、左側にファン６が設置され、その右側に冷却器７が設置される。ファン６は、複数枚の羽根６１が、処理槽２外に配置したモータ６２により駆動軸６３を介して回転駆動される構成である。処理槽２内の第二領域１３には、第二領域１３を左右に仕切るように垂直板６４が設けられており、その垂直板６４の中央に貫通して設けられた円筒材６５の内側に、ファン６の羽根６１が回転可能に設けられる。
【００６２】
冷却器７は、周知の構成の冷凍機６６の蒸発器６７から構成される。具体的には、冷却器７は、冷媒管路６８を介してコンデンシングユニット６９と接続されている。コンデンシングユニット６９は、アキュムレータ７０、圧縮機７１および凝縮機７２を備える。コンデンシングユニット６９からの液化冷媒は、液電磁弁７３および膨張弁７４を介して蒸発器６７へ供給され、この蒸発器６７にて液化冷媒を蒸発させることで、蒸発器６７は冷却器７として機能する。
【００６３】
従って、ファン６からの風は、冷却器７にて冷却された後、右側開口部１８から右側ダクト壁２０を介して第一領域１２内へ供給され、左側ダクト壁１９を介して第二領域１３へ戻される。このようにして、処理槽２内には、冷風の循環流を形成することができる。この際、垂直板６４および冷却器７は、第二領域１３の縦断面全域をそれぞれ塞ぐ位置に設けられるので、循環流のショートパスを防止して、ファン６および冷却器７を介した風のみを第一領域１２へ供給可能とされる。ところで、上述したように、冷却器７の除霜を図りたい場合には、給蒸手段５により処理槽２内へ蒸気および／または温水を供給すればよい。
【００６４】
減圧手段３、復圧手段４、給蒸手段５、排水手段５７、ファン６および冷凍機６６は、制御手段８により制御される。この制御手段８は、それが把握する経過時間や前記各センサ３９，４０，４１からの検出信号などに基づいて、前記各構成３，４，５，６，５７，６６を制御する制御器７５である。具体的には、真空弁４４、真空ポンプ４３、封水弁４７、真空解除弁５１、給水弁５３、給蒸弁５６、排水弁５９、ファン６のモータ６２、冷凍機６６のコンデンシングユニット６９および液電磁弁７３の他、圧力センサ３９、温度センサ４０および品温センサ４１は、制御器７５に接続される。そして、制御器７５は、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽２内の被冷却物１の冷却処理を行う。
【００６５】
図４は、本実施例の冷却装置による冷却処理の典型例を示すフローチャートである。基本的には、被冷却物１の真空冷却を図った後、冷風冷却を図る構成である。しかしながら、被冷却物１の温度が比較的高温の場合には、まず粗熱取り工程Ｓ１を行うのが好ましい。この粗熱取り工程Ｓ１は、被冷却物１を冷風冷却または送風冷却する工程である。
【００６６】
冷風冷却のためには、処理槽２内を密閉した状態で、冷凍機６６およびファン６を作動させて、被冷却物１に冷風を吹き付けて冷却を図ればよい。一方、送風冷却のためには、真空解除弁５１および真空弁４４を開いた状態で、真空ポンプ４３を作動させればよい。これにより、処理槽２内へ外気を導入しつつ排出することで、被冷却物１の冷却が図られる。送風冷却時には、冷凍機６６およびファン６は停止すると共に、給蒸弁５６および排水弁５９は閉じた状態とされる。
【００６７】
このようにして、被冷却物１の温度がたとえば９０℃から７０℃になると、次工程の真空冷却工程へ移行する。本実施例では、真空冷却工程は第一真空冷却工程Ｓ２と第二真空冷却工程Ｓ３とに分けて実行され、第一真空冷却工程Ｓ２では冷凍機６６およびファン６は作動させない。
【００６８】
第一真空冷却工程Ｓ２では、処理槽２を密閉した状態で、真空弁４４および封水弁４７を開いて真空ポンプ４３を作動させ、処理槽２内の空気を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する。第一真空冷却工程Ｓ２の後半には、減圧手段３を作動させた状態のまま、給蒸弁５６を一時的に開いて処理槽２内へ温水を伴って蒸気を供給する。これにより、処理槽２内に蒸気を充満させ、その蒸気を巻き込むことで、処理槽２内の空気排除を一層確実に行うことができる。この際、減圧手段３を作動させているので、余分な温水は、処理槽２内から直ちに排出される。このようにして、真空ポンプ４３の能力限界程度にまで処理槽２内を減圧する。この第一真空冷却工程Ｓ２により、被冷却物１の温度は、たとえば４０℃程度にまで速やかに冷却される。
【００６９】
その後の第二真空冷却工程Ｓ３では、真空弁４４および封水弁４７を閉じて真空ポンプ４３を停止させる。そして、処理槽２内を密閉した状態で、冷凍機６６を作動させて冷却器７により処理槽２内の蒸気を凝縮させて、処理槽２内をさらに減圧して被冷却物１を真空冷却する。この際、ファン６は作動する必要はない。このようにして、被冷却物１の温度は、たとえば１０℃にまで冷却される。第二真空冷却工程Ｓ３が終了すると、冷凍機６６の運転を停止する。その後の復圧工程Ｓ４では、真空解除弁５１を開いて、処理槽２内を大気圧まで復圧する。
【００７０】
その後の冷風冷却工程Ｓ５では、再び処理槽２内を密閉した状態で、冷凍機６６およびファン６を作動させる。各真空冷却工程Ｓ２，Ｓ３において被冷却物１から生じた蒸気は、主として処理槽２の壁面に凝縮して、処理槽２の壁面温度を上昇させているが、冷風冷却工程Ｓ５では、冷風はダクト壁１９，２０を介して被冷却物１へ供給されるので、処理槽２の壁面が高温であってもその影響を最小限に抑えて、冷風冷却を効率的に行うことができる。仮にダクト壁１９，２０自体の温度が上昇していても、ダクト壁１９，２０は処理槽壁に対し熱容量が小さいので、ダクト壁１９，２０自体は速やかに冷却され、その後は冷風の温度上昇を抑えて、冷風冷却が図られる。この冷風冷却工程Ｓ５により、被冷却物１は、たとえば３℃まで冷却される。但し、場合により冷凍する領域まで冷却してもよい。
【００７１】
以上のとおり、典型的な冷却運転では、真空冷却工程後に冷風冷却工程が実行されるが、そのような一連の冷却運転を繰り返し実行したい場合ある。すなわち、真空冷却工程後に冷風冷却工程を実行して、冷却運転を終了すると、処理槽２内の被冷却物１を入れ替えて、引き続き次の冷却運転を同様に行いたい場合がある。
【００７２】
ところが、真空冷却工程では、蒸気の凝縮水が生じる反面、その後の冷風冷却工程では、チルド域または冷凍域まで冷却を図るので、処理槽２の底部に氷を生じている可能性がある。従って、そのような状態のまま次の冷却運転を実行すると、第一真空冷却工程Ｓ２の後半に処理槽２内へ供給される温水や蒸気は、空気排除のために使われず、処理槽２内の底部に残った氷を溶かすのに使用され、空気排除が有効になされないおそれがある。
【００７３】
しかしながら、本実施例の冷却装置によれば、第一真空冷却工程Ｓ２のために真空ポンプ４３を作動させる際、その作動のために必要な封水は、処理槽２の底部の中空部４６内を介して真空ポンプ４３へ供給される。これにより、処理槽２内の底部に氷が生じている場合でも、処理槽２内へ温水や蒸気を供給するまでには、処理槽２内の氷を溶かしておくことができる。従って、第一真空冷却工程Ｓ２において、処理槽２内からの空気排除を効果的に行うことができ、減圧能力を向上することができる。しかも、このようにして真空ポンプ４３へ封水を供給することで、封水の温度を下げることができ、真空ポンプ４３による減圧能力を一層高めることができる。
【００７４】
ところで、本実施例の冷却装置は、真空冷却後に冷風冷却する構成に加えて、運転プログラムの変更により、真空冷却または冷風冷却のいずれかのみ機能させて運転するよう構成することもできる。さらに、真空冷却後に冷風冷却する構成に加えて、冷風冷却後に真空冷却するよう構成こともできる。これらの場合における真空冷却工程や冷風冷却工程は、上述した各工程と同様の工程である。但し、真空冷却工程は、第一真空冷却工程Ｓ２および第二真空冷却工程Ｓ３の一方または双方の工程をいう。
【００７５】
本実施例の冷却装置は、扉１０を空けて処理槽本体９の開口から、棚枠３０や天板３６の他、左右のダクト壁１９，２０を取り外すと共に、隔壁１１を取り外すことができる。これにより、処理槽２内の洗浄が容易に行えると共に、処理槽２内から取り外した前記各部品１１，１９，２０，３０，３６の洗浄も容易に行える。そして、洗浄後に仮に洗浄液が冷却器７に残っていても、冷却器７は処理槽２の下部に設置しているので、被冷却物１への混入は防止される。
【実施例２】
【００７６】
図５は、本発明の冷却装置の実施例２を示す概略構成図である。本実施例２の冷却装置も、基本的には前記実施例１の冷却装置と同様の構成であり、冷却運転の制御フローも同様である。そこで、以下では、両者の異なる点を中心に説明し、両者で同一の点については説明を省略する。また、前記実施例１と対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００７７】
前記実施例１では、処理槽２の底壁の中空部４６内を介して真空ポンプ４３の給水口へ封水を供給したが、本実施例２では、処理槽２内へ直接に封水を流し込んで、その封水は排気管路４２を介して真空ポンプ４３の吸気口へ供給される。これにより、真空ポンプ４３を機能させることが可能となる。但し、このような構成に加えて、図示例のように、真空ポンプ４３の給水口へも別途、給水管路７６から封水を直接に供給可能としてもよい。図示例では、処理槽２内への給水と、真空ポンプ４３の給水口への給水は、一つの封水弁４７で同時に開閉される構成とされている。但し、処理槽２内への給水管路７６と、真空ポンプ４３の給水口への給水管路７６との双方に、封水弁４７を設けておけば、いずれのルートを介して真空ポンプ４３へ封水を供給するかの選択が可能となる。
【００７８】
本発明の冷却装置は、前記各実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例１では、処理槽２の底壁の一部に中空部４６を設けて、そこに封水を流したが、処理槽２内における氷が生じ易い場所に応じて、封水を流す経路は適宜に変更される。そのため、前記実施例２においても、処理槽２のいずれの箇所から封水を流し込むかは、適宜に変更可能である。また、前記各実施例において、場合により第二真空冷却工程Ｓ３を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の冷却装置の実施例１を示す概略構成図である。
【図２】図１の冷却装置の処理槽を示す縦断面図であり、冷風冷却時の風の流れを示している。
【図３】図１の冷却装置の処理槽内の部品の分解斜視図である。
【図４】図１の冷却装置による冷却処理の典型例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の冷却装置の実施例２を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 被冷却物
２ 処理槽
３ 減圧手段
４ 復圧手段
６ ファン
７ 冷却器
１１ 隔壁
１２ 第一領域
１３ 第二領域
１７ 左側開口部
１８ 右側開口部
４２ 排気管路
４３ 真空ポンプ
４６ 中空部（底壁内）
Ｓ２ 第一真空冷却工程
Ｓ３ 第二真空冷却工程
Ｓ５ 冷風冷却工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内に収容される被冷却物の真空冷却と冷風冷却とを実行可能に構成された冷却装置であって、
前記真空冷却のために、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段として、水封式の真空ポンプを備え、
前記処理槽を構成する壁体内、または前記処理槽内を介して、前記真空ポンプへ封水が供給可能とされた
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記処理槽内は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とに、隔壁を介して上下に区画されており、
前記隔壁より上側に配置される前記第一領域と、前記隔壁より下側に配置される前記第二領域とは、前記隔壁の左右に配置される開口部を介して互いに連通されており、
前記第二領域には、前記処理槽内を冷却する冷却器と、この冷却器を介して冷風を前記第一領域へ供給するファンとが設けられており、
前記真空ポンプへの封水の一部または全部は、前記処理槽の底壁内を介して前記真空ポンプへ供給される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記処理槽内は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とに、隔壁を介して上下に区画されており、
前記隔壁より上側に配置される前記第一領域と、前記隔壁より下側に配置される前記第二領域とは、前記隔壁の左右に配置される開口部を介して互いに連通されており、
前記第二領域には、前記処理槽内を冷却する冷却器と、この冷却器を介して冷風を前記第一領域へ供給するファンとが設けられており、
前記処理槽の底部には、排気管路を介して前記真空ポンプが接続されており、
前記真空ポンプへの封水の一部または全部は、前記処理槽内および前記排気管路を介して前記真空ポンプへ供給される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記真空ポンプにより前記処理槽内からの空気排除を図った後、前記処理槽内へ蒸気および／または温水を供給して、それによる蒸気と共に前記処理槽内からの一層の空気排除を図る第一真空冷却工程と、
前記処理槽内を密閉した状態で前記冷却器を機能させて、前記処理槽内の蒸気を凝縮させることで、前記処理槽内の一層の減圧を図る第二真空冷却工程と、
前記処理槽内を大気圧まで復圧後、前記ファンおよび前記冷却器を機能させる冷風冷却工程と、を順次に繰り返し実行する冷却装置であって、
前記第一真空冷却工程において、前記処理槽を構成する壁体内、または前記処理槽内を介して、前記真空ポンプへ封水が供給される
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の冷却装置。
【請求項１】
処理槽内に収容される被冷却物の真空冷却と冷風冷却とを実行可能に構成された冷却装置であって、
前記真空冷却のために、前記処理槽内の気体を外部へ吸引排出する減圧手段として、水封式の真空ポンプを備え、
前記処理槽を構成する壁体内、または前記処理槽内を介して、前記真空ポンプへ封水が供給可能とされた
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記処理槽内は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とに、隔壁を介して上下に区画されており、
前記隔壁より上側に配置される前記第一領域と、前記隔壁より下側に配置される前記第二領域とは、前記隔壁の左右に配置される開口部を介して互いに連通されており、
前記第二領域には、前記処理槽内を冷却する冷却器と、この冷却器を介して冷風を前記第一領域へ供給するファンとが設けられており、
前記真空ポンプへの封水の一部または全部は、前記処理槽の底壁内を介して前記真空ポンプへ供給される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記処理槽内は、被冷却物が収容される第一領域と、この第一領域と連通する第二領域とに、隔壁を介して上下に区画されており、
前記隔壁より上側に配置される前記第一領域と、前記隔壁より下側に配置される前記第二領域とは、前記隔壁の左右に配置される開口部を介して互いに連通されており、
前記第二領域には、前記処理槽内を冷却する冷却器と、この冷却器を介して冷風を前記第一領域へ供給するファンとが設けられており、
前記処理槽の底部には、排気管路を介して前記真空ポンプが接続されており、
前記真空ポンプへの封水の一部または全部は、前記処理槽内および前記排気管路を介して前記真空ポンプへ供給される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記真空ポンプにより前記処理槽内からの空気排除を図った後、前記処理槽内へ蒸気および／または温水を供給して、それによる蒸気と共に前記処理槽内からの一層の空気排除を図る第一真空冷却工程と、
前記処理槽内を密閉した状態で前記冷却器を機能させて、前記処理槽内の蒸気を凝縮させることで、前記処理槽内の一層の減圧を図る第二真空冷却工程と、
前記処理槽内を大気圧まで復圧後、前記ファンおよび前記冷却器を機能させる冷風冷却工程と、を順次に繰り返し実行する冷却装置であって、
前記第一真空冷却工程において、前記処理槽を構成する壁体内、または前記処理槽内を介して、前記真空ポンプへ封水が供給される
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１０７０１８（Ｐ２００８−１０７０１８Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９０８６３（Ｐ２００６−２９０８６３）
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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