複合冷却装置および複合冷却方法
【課題】 効率良く、短時間で低温冷却を可能とすることである。
【解決手段】 冷却室２内の被冷却物３を真空冷却する真空冷却手段４と、前記被冷却物３を冷風冷却する冷風冷却手段５と、前記真空冷却手段４および前記冷風冷却手段５を制御する制御器６とを備える複合冷却装置であって、前記被冷却物３の初期温度を検出する検出手段２６を備え、前記制御器６は、前記検出手段２６による検出値が設定値を越える時、前記真空冷却手段４による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段５による冷風冷却工程を行う第一冷却パターンと、前記検出値が設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを行うことを特徴とする。また、前記設定値が前記真空冷却手段４の真空冷却能力に応じて設定されることを特徴とする。
【解決手段】 冷却室２内の被冷却物３を真空冷却する真空冷却手段４と、前記被冷却物３を冷風冷却する冷風冷却手段５と、前記真空冷却手段４および前記冷風冷却手段５を制御する制御器６とを備える複合冷却装置であって、前記被冷却物３の初期温度を検出する検出手段２６を備え、前記制御器６は、前記検出手段２６による検出値が設定値を越える時、前記真空冷却手段４による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段５による冷風冷却工程を行う第一冷却パターンと、前記検出値が設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを行うことを特徴とする。また、前記設定値が前記真空冷却手段４の真空冷却能力に応じて設定されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空冷却と冷風冷却とを可能とした複合冷却装置および複合冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品を冷却する装置として、食品を冷風により冷却するブラストチラーと称される冷風冷却装置と、食品を真空冷却する真空冷却装置とが知られている。
【０００３】
前記冷風冷却装置による冷却は、冷風と食品表面との対流伝熱による冷却が主のため、冷却時間が、たとえば９０分と長時間を要する課題があり、かつ食品の表面と中心部とを均一に冷却することが困難である。
【０００４】
一方、真空冷却装置は、約２０℃程度までは、急速冷却が可能であるが、その後は冷却速度が急速に低下するために、市場に出回っている冷却能力の低い装置では、チルド域までの冷却は困難となっていた。仮に、チルド域まで冷却しようとすると真空冷却手段の冷却能力，すなわち到達真空度を大幅に高める必要がある。一般に、真空冷却装置の使用において、チルド域まで冷却する必要がないものも多くあり、かつ、通常の真空冷却においては冷却速度の点からも増強した冷却能力を必要としない。よって、チルド域までの冷却だけのために真空冷却手段の冷却能力を高いものとするのは、経済的ではない。
【０００５】
ところで、真空冷却と冷風冷却とを可能とした複合冷却装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この複合冷却装置は、被冷却物を先ず冷風冷却により冷却した後、真空冷却により所定温度まで冷却するものである。この従来技術は、短時間冷却を課題とせず、冷風冷却→真空冷却の順で冷却を行っているので、チルド域の低温まで冷却しようとすると、冷却時間が長くなるとともに、真空冷却手段の冷却能力を大きいものとしなければならず、真空冷却手段の装置が大掛かりなものとなる課題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３１８０５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この出願の発明者等は、前記の課題を解決すべく、研究開発を重ねた結果、真空冷却手段と冷風冷却手段のそれぞれの冷却特性を活かし、真空冷却工程後に冷風冷却工程を行うことにより、チルド域までの冷却を短時間で実現可能な複合冷却装置を特願２００６−１０８８０にて提案している。
【０００８】
この出願の発明者等は、さらに研究開発を続けた結果、つぎの課題を見出した。すなわち、真空冷却工程を行う真空冷却手段の冷却能力が低い場い場合、被冷却物の初期温度（初期品温）が低いと真空冷却工程を実行しても冷却時間の短縮にさほど効果がない真空冷却工程を行うことになり、効率的でなく、省エネルギーに反することが分かった。
【０００９】
また、前記提案の複合冷却装置は、真空冷却手段を、冷却室と接続される減圧器の作動により第一真空冷却工程を実行するように構成される第一真空冷却手段と、冷却室を低圧下で密閉状態として冷却用熱交換器により被冷却物からの蒸気を凝縮することで第二真空冷却工程を実行するように構成される第二真空冷却手段とを含んで構成するとともに、記真空冷却工程を、第一真空冷却工程と第二真空冷却工程とを含んで構成している。こうした構成の複合冷却装置においては、初期品温が低いと、第二真空冷却工程前の空気排除工
程がうまく行われず、結果として第二真空冷却工程が効果的に行えないという課題を見出した。
【００１０】
この発明が解決しようとする主たる課題は、効率良く、短時間で低温冷却を可能とすることである。また、付随的課題は、第二真空冷却工程を効果的に行うことにより短時間で冷却を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却手段と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却手段と、前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段を制御する制御器とを備える複合冷却装置であって、前記被冷却物の初期温度を検出する検出手段を備え、前記制御器は、前記検出手段による検出値が設定値を越える時、前記真空冷却手段による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を行う第一冷却パターンと、前記検出値が設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、初期品温が高い場合は、前記第一冷却パターンにより冷却を行い、初期品温が低い場合には、前記第二冷却パターンにより冷却を行うので、冷却効果の低い真空冷却運転を行わないことにより、省エネルギーと短時間冷却とを実現することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記設定値が前記真空冷却手段の真空冷却能力に応じて設定されることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、真空冷却手段の真空冷却能力を考慮した冷却運転を行うことができるという効果を奏する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２において、前記真空冷却手段は、前記冷却室と接続される減圧器の作動により第一真空冷却工程を実行するように構成される第一真空冷却手段と、前記冷却室を低圧下で密閉状態として冷却用熱交換器により前記被冷却物からの蒸気を凝縮することで第二真空冷却工程を実行するように構成される前記第二真空冷却手段とを含んで構成され、前記真空冷却工程は、前記第一真空冷却工程と前記第二真空冷却工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２による効果に加えて、被冷却物に含まれる水分が少ない，すなわち空気排除が効果的に行われていない状態での第二真空冷却工程の実行を防止することができるという効果を奏する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記第一真空冷却工程中に前記冷却室内へ温水および／または蒸気を供給することにより空気排除工程を行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明による効果に加えて、初期品温が低い場合、多量の温水または蒸気を供給する必要がなくなるので、空気排除の為の温水および／または蒸気供給手段を小型化できるという効果を奏する。
【００１９】
さらに、請求項５に記載の発明は、冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却工程と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却工程とを行う複合冷却方法であって、前記被冷却物の初期温度が高い時、前記真空冷却工程後に前記冷風冷却工程を行い、前記初期品温が低い時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、初期品温が高い場合は、前記第一冷却パターンにより冷却を行い、初期品温が低い場合には、前記第二冷却パターンにより冷却を行うので、冷却効果の低い真空冷却運転を行わないことにより、省エネルギーと短時間冷却とを実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、効率的でない真空冷却工程を行うことなく、被冷却物を短時間で低温まで冷却することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、冷風冷却と真空冷却とによって被冷却物を冷却可能な複合冷却装置に適用される。
【００２３】
この実施の形態を具体的に説明する。この実施の形態は、冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却手段と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却手段と、前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段を制御する制御器とを備える複合冷却装置であって、前記被冷却物の初期温度を検出する検出手段を備え、前記制御器は、前記検出手段による検出値が設定値を越える時、前記真空冷却手段による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を順次行う第一冷却パターンと、前記検出手段による検出値が設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを行うことを特徴としている。前記設定値は、冷却パターンの選択のための設定値であるので、選択設定値と称することができる。
【００２４】
この実施の形態においては、前記真空冷却手段の真空冷却能力（真空冷却特性）により真空冷却可能な被冷却物の温度（以下、品温という。）が決まるので、前記設定値は、この冷却可能温度に応じて設定されている。冷却運転の開始の際には、前記検出手段により、冷却開始時の品温（以下、初期品温という。）を検出し、この検出値が前記設定値以下かどうかで、前記制御器は、前記第一冷却パターンと前記第二冷却パターンとを選択する。初期品温の値に拘わらず真空冷却工程，冷風冷却工程を行うと、初期品温が前記設定値以下の時は、前記真空冷却手段を作動させても効果的な真空冷却が行われないまま前記真空冷却手段を作動させ、冷却時間が長くなる。この実施の形態によれば、初期品温が前記設定値以下の時は、前記第二冷却パターンを行う、すなわち前記真空冷却工程を行わず前記冷風冷却工程を行うので、冷却効果の低い状態で前記真空冷却手段を作動させることがないので、省エネルギーとなるとともに、冷却時間を短縮できる。
【００２５】
この実施の形態において、前記真空冷却手段による冷却は、被冷却物の周囲の圧力を品温に相当する圧力以下とすることで、被冷却物内の水分を蒸発させることにより被冷却物を冷却するものである。この冷却は、被冷却物の表面と中心部との温度差が少ない、均一冷却である。この真空冷却特性は、前期の真空冷却速度が速く、後期の真空冷却速度が前期のそれと比較して鈍化するものである。この真空冷却特性は、前記真空冷却手段により決まる時間−圧力特性であり、品温は、初期工程を除いてほぼこの真空冷却特性に沿ったカーブを描いて指数関数的に低下して行く。
【００２６】
また、前記冷風冷却手段の冷風冷却特性は、冷風冷却速度が前期の真空冷却速度より遅く、後期の鈍化した真空冷却速度よりも早いものとしている。この冷風冷却は、被冷却物の表面において周囲の空気と間接熱交換することによる冷却である。このため、被冷却物を短時間では均一冷却はできない。また、冷風冷却特性は、前記冷風冷却手段による時間
−品温特性であり、品温の低下の傾きが前記真空冷却特性のそれより緩かな特性曲線としている。
【００２７】
前記制御器は、こうした特性を有する前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段を用いて記第一冷却パターンを行う。すなわち、前記真空冷却手段による真空冷却工程を行った後に前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を行うことで、被冷却物をチルド域まで短時間で冷却する。前記真空冷却工程の前期は、真空冷却速度が速く、品温は急速に低下する。前記真空冷却工程の後期となると真空冷却速度が低下するので、前記真空冷却工程に代えて前記冷風冷却工程が実行される。前記冷風冷却工程における冷風冷却速度は、前記真空冷却工程の前期の真空冷却速度より遅いが、チルド域まで冷却することができる。
【００２８】
前記の真空冷却工程から冷風冷却工程への切り換えタイミングは、好ましくは、後期の真空冷却速度が冷風冷却速度より低下するタイミングとする。
【００２９】
この真空冷却工程から冷風冷却工程への切り換えは、前記真空冷却手段による冷却時間，前記冷却室内の圧力，同温度，被冷却物の温度のいずれかを検出する検出手段を備え、前記検出手段の検出値が設定値となったとき、前記制御器により行うように構成することができる。また、前記検出手段により、前記冷却室内の圧力，前記冷却室内の温度，被冷却物の温度のいずれかの変化量を検出し、この検出値が設定値となったとき、前記真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるように構成することができる。また、複数の検出値が各設定値となったとき（複数条件を満たしたとき）に前記切り換えを行うように構成することができる。
【００３０】
そして、前記の「後期の真空冷却速度が冷風冷却速度より低下する」冷風切換タイミングは、前記真空冷却工程における真空冷却速度を連続的に監視し、前記冷風冷却工程における冷風冷却速度と比較して、前者が後者より遅くなるタイミングとすることができる。このタイミングは、後期の真空冷却速度が冷風冷却速度と等しくなるタイミングを挟んで前後に若干の幅を持たせて設定することができる。また、前記冷風切換タイミングは、前記冷却室内の圧力または温度が、前記真空冷却特性による最終到達圧力または温度に設定値を加えた値となったときとすることができる。前記最終到達圧力（温度）とは、真空冷却特性によって無限の時間を要するが最終的に到達可能な圧力（温度）を意味する。
【００３１】
また、前記冷風切換タイミングは、予め実験により、冷却開始から「後期の真空冷却速度が冷風冷却速度より低下する」までの経過時間（冷却時間），前記冷却室内の圧力，前記冷却室内の温度，被冷却物の温度，または前記冷却室内の圧力，同温度および前記被冷却物の温度のいずれかの変化量を設定値として求めておき、前記検出手段による検出値が前記設定値となったときとすることができる。
【００３２】
さらに、前記冷風切換タイミングは、前記真空冷却工程と前記冷風冷却工程に要する時間（設定冷却時間）と到達すべき冷却温度（設定冷却温度）とを設定した場合、これらの設定冷却時間，前記真空冷却特性，前記冷風冷却特性とから設定することができる。この設定の概要は、つぎの通りである。時間（横軸）−温度（縦軸）特性において、前記設定冷却時間と前記設定冷却温度によって定められる最終到達ポイントが終点となるように冷風冷却特性曲線（時間−温度特性曲線）を時間を遡る方向へ引く、そして、真空冷却特性に対応する時間−品温特性曲線と交わる点を前記冷風切換タイミングとする。こうしたタイミングの設定により、決められた時間で、決められた温度まで、確実に冷却を行うことができる。
【００３３】
つぎに、この実施の形態の各構成要素について説明する。前記冷却室は、被冷却物を収容する密閉空間を形成するとともに、被冷却物を出し入れすることができるものであれば
、その形式、種類および大きさは問わない。この冷却室は、冷却槽，冷却区画、冷却容器などと称することができる。前記被冷却物は、好ましくは食材とするが、これに限定されるものではない。
【００３４】
前記真空冷却手段は、前記冷却室と接続される減圧ラインと、この減圧ライン中に設けられる減圧手段（減圧器）とを含んで構成される。この減圧器は、好ましくは、真空ポンプまたは水エゼクタとし、さらに好ましくは、上流側に蒸気凝縮用の熱交換器を備えないものとする。これにより、前記真空冷却手段の真空冷却能力（この真空冷却能力は、前記減圧器を水封式真空ポンプとした場合、封水の温度により決まる。）は低くなるが、前記減圧器の構成を簡素化できる。また、この減圧器は、蒸気エゼクタ，蒸気凝縮用の熱交換器および真空ポンプまたは水エゼクタを組み合わせたものとすることができる。前記真空ポンプは、好ましくは水封式真空ポンプとする。
【００３５】
前記冷風冷却手段は、被冷却物を冷風により冷却するものである。この冷風冷却手段は、好ましくは、前記冷却室内の空気を冷却する冷却用熱交換器と、前記冷却室内の空気を循環させるファンと、被冷却物と前記冷却用熱交換器との間に前記ファンによって空気の循環流が形成されるように循環路を形成する循環路形成部材とから構成される。前記循環路は、好ましくは、前記熱交換器および前記ファンを前記冷却室内に配置することで、前記冷却室内に形成するが、前記熱交換器および／または前記ファンを前記冷却室外へ配置し、これらと前記冷却室とを通風ダクトにてつなぐことで、循環路を構成することができる。
【００３６】
前記冷却用熱交換器は、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ればよいが、好ましくは、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して間接熱交換により前記冷却室内の空気を冷却する蒸発器から構成する。しかしながら、この冷却用熱交換器は、冷水製造装置（チラー）から供給される冷水、またはブラインチラーから供給されるブラインを冷媒とする熱交換器とすることができる。
【００３７】
前記制御器は、予め記憶した前記冷却プログラムにより前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段の作動を制御する。前記冷却プログラムには、前記第一冷却パターンと前記第二冷却パターンとを初期品温に応じて選択するプログラムを少なくとも含んでいる。また、この冷却プログラムには、前記第一冷却パターンおよび前記第二冷却パターンの選択プログラムに加えて、真空冷却のみを行うプログラム，冷風冷却，真空冷却および冷風冷却を順次行うプログラム，冷風冷却のみを行うプログラム、冷風冷却および真空冷却を順次行うプログラムを含ませ、これらのプログラムを被冷却物の種類や前記設定冷却温度に応じて選択的に実行するように構成することができる。
【００３８】
以上説明したこの発明の実施の形態の変形例として、前記真空冷却手段を、第一真空冷却特性を有する第一真空冷却手段と第二真空冷却特性を有する第二真空冷却手段とを備えるものとすることができる。この場合、前記第一冷却パターンの真空冷却工程を前記第一真空冷却手段による第一真空冷却工程および前記第二真空冷却手段による第二真空冷却工程を含むものとし、前記第二冷却パターンは、前記第一真空冷却工程および前記第二真空冷却工程を行わないように構成する。
【００３９】
この変形例においても、前記と同様に、冷却時間，前記冷却室内の圧力，同温度および被冷却物の温度のいずれかを検出するか，または前記冷却室内の圧力，同温度および前記被冷却物の温度のいずれかの変化量を検出する検出手段を備え、前記制御器は、前記検出手段の検出値が第一設定値となったとき（真空切換タイミング）、前記第一真空冷却工程から前記第二真空冷却工程へ切り換え、前記検出値が第二設定値となったとき（冷風切換
タイミング）、前記第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるように構成することができる。この変形例においても、複数の検出値が各設定値となったとき（複数の条件を満たしたとき）に前記切り換えを行うように構成することができる。
【００４０】
この変形例において、好ましくは、前記第一真空冷却手段は、前期の真空冷却速度が速く、後期で真空冷却速度が鈍化する第一真空冷却特性を有し、前記第二真空冷却手段は、前期の真空冷却速度が速く、後期で真空冷却速度が鈍化する第二真空冷却特性を有し、前記冷風冷却手段は、その冷風冷却特性を冷風冷却速度が前記第一真空冷却手段および前記第二真空冷却手段の前期の真空冷却速度より遅く、後期の鈍化した真空冷却速度より早いものとする。
【００４１】
そして、好ましくは、前記第二真空冷却手段による後期の真空冷却速度が前記冷風冷却手段による冷風冷却速度より低下するタイミングで前記第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるように構成するが、これに限定されるものではない。
【００４２】
この第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程への冷風切換タイミングは、前記冷風切換タイミングと同様であり説明を省略する。前記真空冷却手段による冷却時間は、前記第一真空冷却手段による冷却開始からの時間、または前記第二真空冷却手段による冷却開始からの時間とすることができる。
【００４３】
また、前記第一真空冷却工程から前記第二真空冷却工程への真空切換タイミングは、好ましくは、前記第一真空冷却手段による後期の真空冷却速度が前記冷風冷却手段による冷風冷却速度より低下するタイミングとするが、これに限定されるものではない。
【００４４】
この変形例においては、まず前記第一真空冷却工程により急速冷却を行い、真空冷却速度が低下すると、前記第二真空冷却工程により急速冷却を行い、真空冷却速度が低下すると前記冷風冷却工程へ移行する。
【００４５】
この変形例によれば、急速で均一冷却が可能な真空冷却工程を実行した後に、低温まで冷却可能な冷風冷却工程を行うので、前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段の冷却能力を増強することなく、短時間で被冷却物を低温まで冷却することができる。また、真空冷却工程を前記第一真空冷却手段と前記第二真空冷却手段とで、二段階により行っているので、真空冷却開始当初から過大な冷却能力で真空冷却するものと比較して、真空冷却手段の作動に必要なエネルギーを削減できるとともに、急激な冷却で被冷却物の品質低下が問題になる食材では、品質の低下を抑えることができる。
【００４６】
前記第一真空冷却手段および前記第二真空冷却手段は、比較的冷却能力の小さい複合冷却装置に好適な第一態様として、つぎのように構成することができる。すなわち、前記冷風冷却手段は、前記冷却室内の空気を冷却用熱交換器との間接熱交換により冷却するように構成する。そして、前記第一真空冷却手段は、前記冷却室と接続される減圧器の作動により第一真空冷却を実行するように構成する。また、前記第二真空冷却手段は、前記冷却室を低圧下で密閉状態として前記冷却用熱交換器により被冷却物からの蒸気を凝縮することにより第二真空冷却工程を実行するように構成される。前記冷却用熱交換器は、チルド域まで被冷却物を冷却可能なものであればよいが、好ましくは、冷凍機から供給される冷媒の蒸発により冷却作用をなすものとする。
【００４７】
前記第一真空冷却手段の減圧器は、真空ポンプまたは水エゼクタとすることができ、好ましくは蒸気凝縮用の熱交換器を備えないものとする。前記真空ポンプは、好ましくは、水封式真空ポンプとする。
【００４８】
前記第二真空冷却手段は、前記冷却室を密閉するために前記減圧器を備える減圧ラインにおいて、前記冷却室と前記減圧器との間に開閉弁を設け、第二真空冷却手段の作動時に前記開閉弁を閉じることで、前記冷却室内を密閉状態とすることができる。
【００４９】
前記第一真空冷却手段の作動とは、前記開閉弁を開き、前記減圧器を運転することであり、前記第二冷却手段の作動とは、前記冷却室が低圧下の状態を作った後に前記開閉弁を閉じ、前記冷却用熱交換器を作動させる，すなわち冷媒を供給して冷却作用を行わせることである。
【００５０】
前記第二真空冷却工程においては、減圧下で，密閉の空間内で被冷却物から蒸気が発生し、発生した蒸気が前記冷却用熱交換器の表面で凝縮し、被冷却物からの蒸発を促進する。この第二真空冷却工程の作用を確実なものとするためには、前記冷却室内に蒸気の凝縮を妨げる空気が存在しないことが重要である。このため、前記第一真空冷却工程の前または前記第二真空冷却工程の前に空気排除工程を設けることが望ましい。この空気排除工程は、好ましくは、前記減圧器を作動させ排気を行いながら、前記冷却室へ蒸気または温水を供給して前記冷却室内を蒸気で満たすことにより、空気を排除するように構成する。また、この空気排除工程は、前記排気→前記給蒸→前記排気の順に行い、これを１回乃至複数回繰り返すことに行うように構成することができる。
【００５１】
前記第二真空冷却工程は、前記冷却用熱交換器を冷風冷却用だけでなく、被冷却物からの蒸気を凝縮するコールドトラップとして用いて行われることになる。これにより、前記減圧器として蒸気エゼクタを設ける必要がなくなるとともに、場合によっては、減圧器の上流側に設ける蒸気凝縮用の熱交換器（凝縮用熱交換器）を省略することができ、前記真空冷却手段の構成を簡素化できる。
【００５２】
また、前記第一真空冷却手段および前記第二真空冷却手段は、比較的冷却能力の大きい複合冷却装置に好適な第二態様として、つぎのように構成することができる。すなわち、前記減圧ラインと、この減圧ライン中に設けられる蒸気エゼクタ，凝縮用熱交換器および前記減圧器とを設けたものとする。そして、前記第一真空冷却手段は、前記減圧器の作動により第一真空冷却工程を実行するように構成する。また、前記第二真空冷却手段は、前記減圧器の作動に加えて、前記蒸気エゼクタおよび前記凝縮用熱交換器を作動させることにより第二真空冷却工程を実行するように構成する。前記冷風冷却手段は、前記冷却室内の空気を前記冷却用熱交換器との間接熱交換により冷却するように構成する。
【００５３】
この第二態様の前記第一真空冷却手段の作動、すなわち前記減圧器の作動により前記第一真空冷却工程が行われる。前記第二真空冷却手段の作動、すなわち前記減圧器の作動により前記第二真空冷却工程が行われる。
【００５４】
以上説明した変形例によれば、初期品温が前記設定値以下の時は、前記第二冷却パターンが行われる。この冷却パターンでは、前記真空冷却工程を行わず前記冷風冷却工程を行うので、前記真空冷却手段を不必要に作動させることがなく、省エネルギーとなるとともに、冷却時間を短縮できる。また、前記第二冷却パターンの実行時には、温水または蒸気を供給する空気排除工程を行わないので、空気排除のための温水または蒸気供給手段の容量を小さくできる。
【００５５】
なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。前記実施の形態においては、前記第一冷却パターンと前記第二冷却パターンとを前記制御手段により自動的に切り換えるように構成しているが、初期品温を作業者が測定して、その結果に基づき前記第一冷却パターンと前記第二冷却パターンとを手動で切り換えるように構成することができる。
【実施例１】
【００５６】
以下、この発明の具体的実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、同実施例１の冷却装置としての複合冷却装置１の概略構成図であり、図２は、同実施例１による制御手順の要部を説明するフローチャート図である。
【００５７】
前記複合冷却装置１は、真空冷却と冷風冷却とを行うことができる冷却装置であり、種々の冷却パターンを選択的に実行できるとともに、被冷却物温度（以下、品温という。）がチルド域の低温となるように被冷却物３を短時間で冷却できる特徴を有している。
【００５８】
前記複合冷却装置１は、冷却室２と、この冷却室２内の被冷却物３を真空冷却する真空冷却手段４と、前記被冷却物３を冷風冷却する冷風冷却手段５と、前記真空冷却手段４および前記冷風冷却手段５とを制御する制御手段としての制御器６とを主要部として備える。
【００５９】
そして、前記制御器６には、ソフトウエアによるタイマー７を備えている。前記制御器６は、前記真空冷却手段４および前記冷風冷却手段５などを制御し、前記真空冷却手段４による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段５による冷風冷却工程を順次行う第一冷却パターンと、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを初期品温に応じて選択する冷却プログラムを実行するように構成されている。
【００６０】
つぎに、この複合冷却装置１の各構成要素について説明する。前記冷却室２は、被冷却物３を収容する密閉空間を形成し、被冷却物３を出し入れするための開口とこれを開閉する扉（いずれも図示省略）を備えている。また、前記冷却室２は、区画壁８により内部を上部の第一領域８１と下部の第二領域８２とに区画している。前記第一領域８１には、被冷却物３が収容され、前記第二領域８２には、前記冷風冷却手段５の一部を構成する冷却用熱交換器９が配置されている。被冷却物３は、容器に収容した食材である。
【００６１】
前記冷却用熱交換器９は、冷凍機１０の冷媒を液化するコンデンサ（図示省略）を有するコンデンシングユニット１１から供給される液化冷媒を蒸発させることにより冷却作用をなす周知の蒸発器にて構成されている。
【００６２】
この冷凍機１０は、前記冷却用熱交換器９を除霜する除霜手段を備えている。この除霜手段は、冷媒の流れを逆転させるなどにより、前記コンデンシングユニット１１から前記冷却用熱交換器９へホットガスを流して除霜するホットガスデフロストと称される周知の構成である。
【００６３】
前記区画壁８は前記冷却室２に対して着脱自在に構成されており、前記扉を開いて、前記区画壁８を外すと前記冷却用熱交換器９が前記冷却室２の被冷却物出し入れ用の開口から露出するように構成されている。前記冷却用熱交換器９を洗浄するには、前記区画壁８を外して露出状態とすることにより、前記冷却用熱交換器９をこの複合冷却装置１に備え付けの洗浄機（図示省略）を用いて丸洗いすることができる。
【００６４】
そして、前記冷風冷却手段５は、被冷却物３を冷風により冷却するものである。この冷風冷却手段５は、前記冷却室２内の空気を冷却するための前記冷却用熱交換器９と、前記冷却室２外に配置されるモータ１２によって駆動される空気循環手段としてファン１３とを含む。
【００６５】
そして、前記冷却室２の構成壁と前記区画壁８との間に第一開口（または隙間）１４１，第二開口（または隙間）１４２を設けて、前記冷却室２内に空気の循環経路（符号省略
）を形成することにより、冷風冷却機能をなすように構成している。この実施例１では、前記区画壁８は前記冷却室２の構成壁とで前記循環経路構成部材を構成する。なお、前記ファン１３から出た空気がショートパスして戻らないように、前記ファン１３と前記区画壁８および前記冷却室２の構成壁との間に遮蔽部材（図示省略）を設けるとともに、前記冷却用熱交換器９と前記区画壁８および前記冷却室２の構成壁との間にも遮蔽部材（図示省略）を設けている。
【００６６】
前記真空冷却手段４は、前期の真空冷却速度が早く（速くまたは高くと称することができる。）、後期で真空冷却速度が鈍化する第一真空冷却特性を有する第一真空冷却手段４１と、前期の真空冷却速度が早く、後期で真空冷却速度が鈍化する第二真空冷却特性を有する第二真空冷却手段４２とから構成されている。
【００６７】
前記第一真空冷却手段４１および前記第二真空冷却手段４２は、具体的には、つぎのように構成される。すなわち、前記第一真空冷却手段４１は、前記冷却室２と接続される減圧ライン１５と、この減圧ライン１５中に設けられる減圧手段としての水封式の真空ポンプ１６と、前記冷却室２および前記真空ポンプ１６の間に位置して閉時に前記冷却室２を密閉保持する開閉弁１７とを含んで構成される。
【００６８】
前記減圧ライン１５は、図１に示すように前記冷却室２の底壁の中央部と接続されている。前記底壁は、周端部から中央部へ向けて下向きに傾斜形成されているので、前記減圧ライン１５は、前記底壁の一番低い箇所に接続されている。この構成により後記のドレン排出動作において、ドレンを速やかに排出することができる。
【００６９】
この第一真空冷却手段４１は、前記開閉弁１７を開いた状態で前記真空ポンプ１６を作動（運転）させることにより第一真空冷却工程を実行するように構成される。前記開閉弁１７は、開閉だけの弁としているが、開度が調整可能な弁とすることができる。前記減圧ライン１５には、必要に応じて前記冷却室２方向への流れを阻止する逆止弁（図示省略）を設けることができる。こうした構成による第一真空冷却手段４１の第一真空冷却特性は、前期の真空冷却速度が早く、後期で真空冷却速度が鈍化するものとなっている。
【００７０】
また、前記第二真空冷却手段４２は、前記冷却室２内を低圧下で密閉状態として前記冷却用熱交換器９により被冷却物からの蒸気を凝縮する機能を有し、第二真空冷却工程を実行するように構成される。この第二真空冷却手段４２を構成する要素は、前記冷却室２，前記冷却用熱交換器９，前記開閉弁１７および前記第一真空冷却手段４１である。前記冷却室２内を低圧下で密閉状態とするには、前記第一真空冷却工程後に、前記開閉弁１７を閉じることで実現される。こうした構成による第二真空冷却手段４２の第二真空冷却特性は、前記第一真空冷却特性と同様に、前期の真空冷却速度が早く、後期で真空冷却速度が鈍化するものとなっている。
【００７１】
そして、前記冷風冷却手段５の冷風冷却特性について説明すると、前記第一温度設定値以上の温度域の特性（第一冷風冷却特性）は、前記第一温度設定値以上の温度域では被冷却物３からの自然蒸発が支配的であるので真空冷却速度より早く、前記第二温度設定値以下の温度域の特性（第二冷風冷却特性）は、冷風冷却速度が前記第一真空冷却手段４１および前記第二真空冷却手段４２の前期の真空冷却速度より遅く、後期の鈍化した真空冷却速度よりも早いものとしている。
【００７２】
この実施例１においては、初期品温が低い場合でも、前記第二真空冷却工程の作用を可能とするために、前記第一真空冷却工程の中期または後期に空気排除工程を実行するように構成している。より具体的には、前記冷却室２内圧力が前記真空ポンプ１６の減圧能力限界に対応する圧力（限界圧力）となる前に、前記限界圧力に相当する温度以上の４０℃
の温水を前記冷却室２内へ注入するように構成している。注入された温水は、前記冷却室２内の圧力がその温水の飽和蒸気圧力以下まで減圧された時点から蒸発し始め、発生した蒸気により、前記冷却室２内の空気を室外へ排出することができる。
【００７３】
この空気排除工程における温水注入のタイミングは、前記第一真空冷却工程開始からの経過時間を前記タイマー７により計測し、この計測値が設定値（注入タイミング）となった時としている。前記の温水注入タイミングは、前記冷却室２内圧力が設定値まで下がったときとすることができる。
【００７４】
前記冷却室２内への温水注入手段としての温水供給手段１８は、温水を前記冷却室２内へ供給するための第一給水ライン１９と、温水供給源（温水器または温水発生器）２０と、温水供給を制御する第一給水弁２１とを設けて構成されている。
【００７５】
また、前記冷却室２は、真空冷却工程後に前記冷却室２内を負圧から大気圧に復圧する復圧手段２２を備えている。この復圧手段２２は、前記冷却室２と接続される復圧ライン２３と、この復圧ライン２３途中に設ける復圧弁２４および除菌フィルター２５とを含んで構成される。前記復圧弁２４は、復圧速度を調整するために開度が調整可能な弁とするが、開閉のみの弁とすることができる。また、前記復圧ライン２３には、前記冷却室２内から外方向への流れを阻止する逆止弁（図示省略）を設けることができる。
【００７６】
前記第一真空冷却手段４１は、前記冷却室２内の気体を排出する排気機能に加えて、前記冷風冷却工程時に前記冷却用熱交換器９にて生ずる凝縮水（ドレン）を前記冷却室２外へ排出するドレン排出機能をもなすように構成されている。すなわち、前記冷風冷却工程時に前記開閉弁１７を開き、前記真空ポンプ１６を作動させる動作を間欠的に行うように構成している。
【００７７】
前記制御器６は、予め記憶した前記冷却プログラムにより前記第一真空冷却手段４１，前記第二真空冷却手段４２，前記温水供給手段１８および前記冷風冷却手段５の作動などを制御するように構成されている。
【００７８】
前記冷却プログラムなどの制御を行うために、被冷却物３の品温を検出する品温センサ２６，前記冷却室２内の圧力（温度）を検出する室内圧力センサ２７，前記冷凍機１０の冷媒回路の圧力および温度をそれぞれ検出する冷媒圧力センサ２８，冷媒温度センサ２９を備えている。これらのセンサは、前記制御器６と接続されて、前記コンデンシングユニット１１，前記モータ１２，前記真空ポンプ１６、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１，前記復圧弁２４などを制御する。
【００７９】
前記冷却プログラムには、初期品温が選択設定値（たとえば約４０℃）を越える時、前記真空冷却手段４１，４２による真空冷却工程および前記冷風冷却手段５による冷風冷却工程を行う第一冷却パターンと、初期品温が前記選択設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく（パスして）前記冷風冷却工程を実行する第二冷却パターンとを含んで構成されている。
【００８０】
つぎに、前記第一冷却パターンにおける前記第一真空冷却工程から前記第二真空冷却工程への切換タイミング（以下、真空切換タイミングという。）および前記第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程への切換タイミング（以下、冷風切換タイミングという。）について説明する。
【００８１】
前記真空切換タイミングおよび前記冷風切換タイミングは、それぞれ前記第一真空冷却特性および前記第二真空冷却特性を踏まえて、予め実験により、求めておく。前記真空冷
却切換タイミングは、前記第一真空工程開始から前記第一真空冷却工程の後期の真空冷却速度が前記冷風冷却工程の冷風冷却速度近傍に達するまでの経過時間（冷却時間）を第一切換設定値として求めておき、検出手段としての前記タイマー７による計測値が前記第一切換設定値となったときとしている。
【００８２】
また、前記冷風切換タイミングは、前記第二真空冷却工程開始から前記第二真空冷却工程の後期の真空冷却速度が前記冷風冷却工程の冷風冷却速度近傍に達するまでの経過時間（冷却時間）を第二切換設定値として求めておき、前記タイマー７による計測値が前記第二切換設定値となった時としている。そして、前記室内圧力センサ２７の検出値が第二真空強制終了圧力値以下、または前記品温センサ２６の検出値が第二真空強制終了温度値以下となった時には、前記第二真空冷却工程を強制的に終了するように構成している。
【００８３】
前記第一切換設定値および前記第二切換設定値は、冷却時間（前記タイマー７による計測時間）によらずに、前記冷却室２内の圧力，前記冷却室２内の温度，前記近傍に達したときの被冷却物３の温度のいずれかにより，または前記冷却室２内の圧力，前記冷却室２内の温度，被冷却物３の温度のいずれかの変化量（変化速度）により求めることができる。そして、前記室内圧力センサ２７により室内圧力または室内温度を検出するか、前記品温センサ２６により品温を検出するかして、検出値が前記第一切換設定値となったとき、前記第一真空冷却工程から前記第二真空冷却工程へ切り換え、前記検出値が前記第二切換設定値となったとき、前記第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるように構成することができる。
【００８４】
品温により前記第一，第二切換設定値を設定する場合には、各第一切換設定値，前記第二切換設定値をそれぞれ前記第一温度設定値，前記第二温度設定値とすることができる。
【００８５】
さらに、前記第一切換設定値および前記第二切替設定値は、前記タイマー７による計測時間と、前記冷却室２内の圧力，前記冷却室２内の温度，被冷却物３の温度のいずれかまたはこれらの複数の組み合わせと、前記冷却室２内の圧力，前記冷却室２内の温度，被冷却物３の温度のいずれかの変化量またはこれらの組み合わせとを適宜組み合わせにより設定することができる。
【００８６】
ところで、図１を参照して、この実施例１においては、前記ファン１３を前記第二領域８２に前記冷却用熱交換器９に対向するように配置し、前記冷却室２外へ配置したモータ１２により駆動するように構成している。このため、前記ファン１３と前記モータ１２とを連結し前記冷却室壁５１を貫通する前記モータ１２の回転軸５２部分において、真空冷却工程時に真空漏れを生じないように、前記モータ１２を前記冷却室２内空間に対して気密に遮断するシール手段５０を備えている。
【００８７】
また、前記前記冷却用熱交換器９と前記コンデンシングユニット１１を接続する冷媒配管３９，３９が前記冷却室３の室壁５１を貫通する箇所は、シールパッキン５３にて気密にシールしている。このシールパッキン５３は、コンプレッションフィッティングとすることができる。
【００８８】
以下に、この実施例１の動作を図１および図２に基づき以下に説明する。
【００８９】
＜準備段階および運転開始＞
前記複合冷却装置１の使用者は、前記扉を開いて前記冷却室２内へ被冷却物３を収容し、被冷却物３に前記品温センサ２６を差し込み、前記扉を閉じて密閉状態とする。この状態では、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１，前記復圧弁２４は、全て閉状態で、前記モータ１２，前記真空ポンプ１６，前記コンデンシングユニット１１は、全て作動（運転
）停止状態である。前記蒸気発生源２０は、予め作動状態としておくことができる。この状態で、使用者は、運転スイッチ（図示省略）により運転を開始する。
【００９０】
＜第一冷却パターン＞
図２を参照して、処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮは、単にＳＮと称する。）において、初期品温が選択設定値以下かどうかを判定する。今、初期品温が５０℃とすると、Ｓ１でＮＯが判定され、処理はＳ２へ移行し第一冷却パターンが実行される。
【００９１】
（第一真空冷却工程）
Ｓ２において、前記第一真空冷却工程が行われる。この第一真空冷却工程Ｓ２は、つぎのように行われる。前記開閉弁１７を開き、前記第一給水弁２１を閉じ、前記復圧弁２４を閉じて、前記真空ポンプ１６を作動させる。すると、前記冷却室２内の気体は、前記減圧ライン１５を通して室外へ排出される。前記冷却室２内の圧力は、前記第一真空冷却特性に沿って低下し、この圧力低下に従って、被冷却物３からの蒸気の蒸発により、被冷却物３の温度が７０℃から低下して行く。この品温低下速度は、初期において急速で、温度の低下とともに、後期において鈍化して行く。
【００９２】
この第一真空冷却工程Ｓ２において、前記タイマー７の計測値が前記注入タイミングとなると前記制御器６は、前記第一給水弁２１を所定時間だけ開いて、前記温水供給源２０から前記冷却室２内へ所定量の温水を供給する。そして、前記冷却室２内の圧力がその温水の飽和蒸気圧力以下まで減圧されると、供給された温水が蒸発し始める。こうして発生した蒸気とともに前記冷却室２内の空気が前記減圧ライン１５を通して室外へ排出される。こうして、前記冷却室２内の空気排除が行われる。
【００９３】
そして、前記タイマー７による計測時間が前記第一切換設定値に達すると、Ｓ３の第二真空冷却工程へ移行する。この移行時点における真空冷却速度は、前記冷風冷却手段５の冷風冷却特性による冷却速度より低くなっている。また、この移行時点の品温は、約２０℃である。
【００９４】
（第二真空冷却工程）
前記第二真空冷却工程Ｓ３では、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１および前記復圧弁２４を閉じて、前記真空ポンプ１６を停止するとともに、前記コンデンシングユニット１１を作動させる。前記コンデンシングユニット１１の作動により、前記冷却用熱交換器９内の温度を約−１０℃とする。このコンデンシングユニット１１による前記冷却用熱交換器９の温度低下には起動から所定の時間を要するので、前記第一切換設定値の所定時間前に前記コンデンシングユニット１１を起動させておくことが望ましい。
【００９５】
この第二真空冷却工程Ｓ３においては、前記冷却室２内は、低圧で密封され、前記冷却室２内の蒸気は、前記冷却用熱交換器９へ移動して、ここで凝縮し、前記冷却室２内の圧力は、低圧状態を維持する。その結果、被冷却物３から蒸気が連続的に発生し、品温が低下して行く。この品温低下は、前記第二真空冷却特性に沿ってなされ、初期において急速に行われ、温度の低下とともに、後期において低下速度が鈍化して行く。前記タイマー７による計測時間が前記第二切換設定値に達すると、Ｓ４の復圧工程へ移行する。この移行時点における真空冷却速度は、前記冷風冷却手段５の第二冷風冷却特性による冷却速度より低くなっている。また、この移行時点の品温は、約１０℃である。
【００９６】
前記第二真空冷却工程Ｓ３において、前記冷却用熱交換器９に着霜すると、前記制御器６は除霜動作を行う。着霜は、前記冷媒圧力センサ２８または前記冷媒温度センサ２９により前記冷凍機１０の低圧側の圧力または温度を検出することにより行い、検出値が着霜と判定できる設定値となるとホットガスを前記冷却用熱交換器９へ供給することにより除
霜が行われる。この除霜動作により、前記冷却用熱交換器９の凝縮作用を良好に維持することができ、前記第二真空冷却工程による冷却を着霜による影響を受けずに効果的に行うことができる。
【００９７】
（復圧工程）
前記復圧工程Ｓ４は、前記復圧弁２４を開くことで行う。これにより、外気が前記復圧ライン２３を通して前記冷却室２内へ導入され、前記冷却室２内が大気圧に復帰する。この復圧工程は、前記室内圧力センサ２７により検出され、大気圧を検出すると、復圧工程を終了し、Ｓ５の冷風冷却工程へ移行する。この実施例１においては、前記復圧工程中は、前記コンデンシングユニット１１をの作動を継続し、前記ファン１３の作動を停止しておく。しかしながら、必要に応じて、前記コンデンシングユニット１１の作動を停止し、前記ファン１３を作動させるように構成することができる。
【００９８】
（冷風冷却工程）
前記冷風冷却工程Ｓ５では、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１および前記復圧弁２４を閉じて、前記真空ポンプ１６を停止するとともに、前記コンデンシングユニット１１および前記ファン１３を作動させる。これにより、前記冷却室２内において前記ファン１３→前記冷却用熱交換器９→前記第二開口１４２→前記被冷却物３→前記第一記開口１４１→前記ファン１３の一点破線矢視の冷風循環流が形成される。この循環流により、前記冷却室２内の空気は、前記冷却用熱交換器９により冷却されて温度低下し、前記被冷却物３を対流伝熱により冷却する。こうした冷風冷却により、品温が約３℃となるまで冷却される。品温が３℃まで低下したことを前記品温センサ２６により検出すると、前記冷風冷却工程Ｓ５を終了する。
【００９９】
この冷風冷却工程においては、被冷却物３および前記冷却用熱交換器９の表面から凝縮水（ドレン）が発生し、前記冷却室２内底部に貯留する。このドレンは、つぎのようにして排出される。前記開閉弁１７を開き、前記真空ポンプ１６を作動させる。すると、前記ドレンは、前記減圧ライン１５を通して前記冷却室２外へ排出される。このドレン排出時、前記復圧弁２４を開くことにより、ドレンの排出をスムーズに行うことができる。前記第一冷風冷却工程Ｓ２１において発生したドレンも、同様にして前記冷却室２外へ排出される。
【０１００】
（冷却運転終了）
この冷風冷却工程Ｓ５が終了すると、使用者は、前記運転スイッチを操作して、冷却運転を停止して、前記冷却室２内の被冷却物３を取り出すことができる。
【０１０１】
この第一冷却パターンにおいて、初期品温が約７０℃以上では、被冷却物３の温度が高く、被冷却物３からの自然蒸発が支配的であるので、前記真空冷却手段４を作動させることによる真空冷却が効果的に行われない。したがって、前記冷風冷却工程Ｓ５と同様な冷風冷却工程を前記第一真空冷却工程の前に設けることにより、被冷却物３の粗熱取りを行うように構成することが望ましい。こうすることにより、真空冷却でなく、冷風冷却により粗熱取りを行っているので、効果的な被冷却物３の冷却を行うことができ、全冷却時間を短縮することができる。
【０１０２】
＜第二冷却パターン＞
初期品温が前記選択設定値以下の場合、Ｓ１において、ＹＥＳが判定され、前記第二冷却パターンが行われ、処理は、Ｓ６へ移行する。Ｓ６において、冷風冷却工程Ｓ６が実行される。この冷風冷却工程Ｓ６は、前記冷風冷却工程Ｓ５と同様に、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１および前記復圧弁２４を閉じて、前記真空ポンプ１６を停止するとともに、前記コンデンシングユニット１１および前記ファン１３を作動させて行われる。すな
わち、図１の一点破線矢視の冷風循環流が形成され、この冷風循環流により、被冷却物３を冷却する。この冷風冷却工程Ｓ６も、前記品温センサ２６による検出値が設定冷却温度となることで終了する。
【０１０３】
以上のように構成される実施例１によれば、つぎの作用効果を奏する。初期品温が前記選択設定値以下の時は、前記第二冷却パターンが行われる、すなわち前記真空冷却工程を行わず前記冷風冷却工程を行うので、前記真空冷却手段を不必要に作動させることがなく、省エネルギーを実現できるとともに、冷却時間を短縮できる。また、前記第二冷却パターンの実行時には、前記第二真空冷却工程を効果的に行うための温水または蒸気を供給する空気排除工程を行わないので、空気排除のための温水または蒸気許給手段の容量を小さくできる。
【０１０４】
また、前記真空冷却工程を前記第一真空冷却手段４１による外部コールドトラップを用いた第一真空冷却工程と前記第二真空冷却手段４２による内部コールドトラップを用いた第二真空冷却工程とで、二段階により行っているので、前記真空冷却手段４の減圧手段を簡素なものとすることができる。また、真空冷却開始当初から過大な冷却能力で真空冷却するものと比較して、真空冷却手段の作動に必要なエネルギーを削減できるとともに、急激な冷却で被冷却物の品質低下が問題になる食材では、品質の低下を抑えることができる。
【０１０５】
また、前記第一真空冷却工程中に空気排除工程を行っているので、前記第二真空冷却工程における前記冷却用熱交換器表面での蒸気の凝縮を効率よく行うことができる。
【０１０６】
また、冷風冷却用の前記冷却用熱交換器９を前記第二真空冷却手段４２の蒸気凝縮用のコールドトラップと兼用しているので、真空冷却手段の設備を簡素化でき、複合冷却装置のイニシャルコストを低減することができる。
【実施例２】
【０１０７】
つぎに、この発明の実施例２の複合冷却装置１を図３に基づき説明する。この実施例３は、ハード構成に関しては、基本構成を前記実施例１の構成（図１）と同じにしているが、前記温水供給手段１８の代わりに給蒸手段５５を設けている点で異なる。そして、前記冷却プログラムの構成に関しても基本的には前記実施例１と同じであるが、前記真空冷却工程の構成を異ならせている。また、前記循環経路構成部材の構成を異ならせている。以下、異なる点を中心に説明する。
【０１０８】
前記給蒸手段５５の構成について説明する。図３を参照して、この給蒸手段５５は、冷却室２内へ蒸気および温水を供給するように冷却室２と接続されている。この給蒸手段５５は、温水タンク５６により構成される。この温水タンク５６には、第二給水弁５７を介して水が供給され、ヒータ５８により所定温度に温められて温水として貯留される。この実施例２では、前記温水タンク５６は、前記冷却室２の下部に第二給蒸ライン５９を介して接続されており、その中途には第二給蒸弁６０が設けられている。この第二給蒸弁６０は、前記第二給蒸ライン５９を開閉するものであり、この実施例２ではモータバルブから構成される。
【０１０９】
前記冷却室２内の減圧状態で前記第二給蒸弁６０を開くことで、差圧により、前記温水タンク５６内の蒸気は温水を伴って前記冷却室２内へ自然に供給される。このように温水をも前記冷却室２内へ供給することで、前記温水タンク５６の水の濃縮を防止することができる。この濃縮防止により、濃縮水のブロー（排出）を無くすか、回数を減らすことができる。前記冷却室２内に供給された温水は、減圧下で一層蒸発を促されて、前記冷却室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、前記第一真空冷
却手段４１により外部へ直ちに排出される。前記第二給蒸弁６０は、前記タイマーにより所定の注入タイミングとなると開き、前記タイマー７による計測時間が設定値となり、かつ前記温水タンク５６内温度が設定値以下となると閉じるように制御される。ところで、前記冷却室２内へ蒸気および温水を供給することで、後述する前記冷却用熱交換器９の除霜を図ることもできる。
【０１１０】
つぎに、前記真空冷却工程について説明する。この実施例２においては、前記第二真空冷却工程中に前記ファン１３を駆動するように構成するとともに、前記第一真空冷却工程の初期において、前記ファン１３を駆動するように構成している。前記第一真空冷却工程の初期とは、前記冷却室２内の圧力が設定圧力以下となるまで期間を意味し、この実施例２では、前記冷却室２内の圧力を検出するセンサ（図示省略）により前記期間を制御するように構成している。
【０１１１】
つぎに、前記循環経路構成部材の構成について説明する。この実施例２においては、前記循環経路構成部材の一部として、筒状のファンガイド３０と、このファンガイド３０と前記区画壁８および前記冷却室２の底壁との間を遮蔽する第一遮蔽部材３１と、前記冷却用熱交換器９と前記区画壁８および前記冷却室２壁との間を遮蔽する第二遮蔽部材３２と、冷風を被冷却物３に対してほぼ均等に供給するための穴開き板からなる第一送風ガイド３３，第二送風ガイド３４を備えている。
【０１１２】
前記第一送風ガイド３３は、被冷却物３を冷却した後の冷風を前記区画壁８の第一開口１４１へほぼ均等に戻す機能をなし、前記第二送風ガイド３４は、前記区画壁８の第二開口１４２からの冷風を被冷却物３へ向けてほぼ均等に案内、供給するする機能を有するように構成されている。前記送風ガイド３３，３４は、前記区画壁８と別体にして着脱自在に連結されている。前記ファンガイド３０，前記第一遮蔽部材３１および前記第二遮蔽部材３２は、冷風のショートパスを防止する機能をなすものであり、これらも着脱自在に構成されている。
【０１１３】
この発明は、前記実施例１，２に限定されるものではなく、例えば、前記実施例１，２では前記第一真空冷却手段４１および前記第二真空冷却手段４２とから真空冷却手段４を構成しているが、前記第二真空冷却手段４１のみで前記真空冷却手段４を構成することができる。また、前記冷却室２内の構成要素の配置は種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】この発明の実施例１の概略構成を説明する説明図である。
【図２】同実施例１の冷却プログラムを説明するフローチャート図である。
【図３】この発明の実施例２の概略構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１ 複合冷却装置
２ 冷却室
３ 被冷却物
４ 真空冷却手段
５ 冷風冷却手段
６ 制御器
１３ ファン
１８ 温水供給手段
３５ 給蒸手段
４１ 第一真空冷却手段
４２ 第二真空冷却手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空冷却と冷風冷却とを可能とした複合冷却装置および複合冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品を冷却する装置として、食品を冷風により冷却するブラストチラーと称される冷風冷却装置と、食品を真空冷却する真空冷却装置とが知られている。
【０００３】
前記冷風冷却装置による冷却は、冷風と食品表面との対流伝熱による冷却が主のため、冷却時間が、たとえば９０分と長時間を要する課題があり、かつ食品の表面と中心部とを均一に冷却することが困難である。
【０００４】
一方、真空冷却装置は、約２０℃程度までは、急速冷却が可能であるが、その後は冷却速度が急速に低下するために、市場に出回っている冷却能力の低い装置では、チルド域までの冷却は困難となっていた。仮に、チルド域まで冷却しようとすると真空冷却手段の冷却能力，すなわち到達真空度を大幅に高める必要がある。一般に、真空冷却装置の使用において、チルド域まで冷却する必要がないものも多くあり、かつ、通常の真空冷却においては冷却速度の点からも増強した冷却能力を必要としない。よって、チルド域までの冷却だけのために真空冷却手段の冷却能力を高いものとするのは、経済的ではない。
【０００５】
ところで、真空冷却と冷風冷却とを可能とした複合冷却装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この複合冷却装置は、被冷却物を先ず冷風冷却により冷却した後、真空冷却により所定温度まで冷却するものである。この従来技術は、短時間冷却を課題とせず、冷風冷却→真空冷却の順で冷却を行っているので、チルド域の低温まで冷却しようとすると、冷却時間が長くなるとともに、真空冷却手段の冷却能力を大きいものとしなければならず、真空冷却手段の装置が大掛かりなものとなる課題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３１８０５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この出願の発明者等は、前記の課題を解決すべく、研究開発を重ねた結果、真空冷却手段と冷風冷却手段のそれぞれの冷却特性を活かし、真空冷却工程後に冷風冷却工程を行うことにより、チルド域までの冷却を短時間で実現可能な複合冷却装置を特願２００６−１０８８０にて提案している。
【０００８】
この出願の発明者等は、さらに研究開発を続けた結果、つぎの課題を見出した。すなわち、真空冷却工程を行う真空冷却手段の冷却能力が低い場い場合、被冷却物の初期温度（初期品温）が低いと真空冷却工程を実行しても冷却時間の短縮にさほど効果がない真空冷却工程を行うことになり、効率的でなく、省エネルギーに反することが分かった。
【０００９】
また、前記提案の複合冷却装置は、真空冷却手段を、冷却室と接続される減圧器の作動により第一真空冷却工程を実行するように構成される第一真空冷却手段と、冷却室を低圧下で密閉状態として冷却用熱交換器により被冷却物からの蒸気を凝縮することで第二真空冷却工程を実行するように構成される第二真空冷却手段とを含んで構成するとともに、記真空冷却工程を、第一真空冷却工程と第二真空冷却工程とを含んで構成している。こうした構成の複合冷却装置においては、初期品温が低いと、第二真空冷却工程前の空気排除工
程がうまく行われず、結果として第二真空冷却工程が効果的に行えないという課題を見出した。
【００１０】
この発明が解決しようとする主たる課題は、効率良く、短時間で低温冷却を可能とすることである。また、付随的課題は、第二真空冷却工程を効果的に行うことにより短時間で冷却を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却手段と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却手段と、前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段を制御する制御器とを備える複合冷却装置であって、前記被冷却物の初期温度を検出する検出手段を備え、前記制御器は、前記検出手段による検出値が設定値を越える時、前記真空冷却手段による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を行う第一冷却パターンと、前記検出値が設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、初期品温が高い場合は、前記第一冷却パターンにより冷却を行い、初期品温が低い場合には、前記第二冷却パターンにより冷却を行うので、冷却効果の低い真空冷却運転を行わないことにより、省エネルギーと短時間冷却とを実現することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記設定値が前記真空冷却手段の真空冷却能力に応じて設定されることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、真空冷却手段の真空冷却能力を考慮した冷却運転を行うことができるという効果を奏する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２において、前記真空冷却手段は、前記冷却室と接続される減圧器の作動により第一真空冷却工程を実行するように構成される第一真空冷却手段と、前記冷却室を低圧下で密閉状態として冷却用熱交換器により前記被冷却物からの蒸気を凝縮することで第二真空冷却工程を実行するように構成される前記第二真空冷却手段とを含んで構成され、前記真空冷却工程は、前記第一真空冷却工程と前記第二真空冷却工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２による効果に加えて、被冷却物に含まれる水分が少ない，すなわち空気排除が効果的に行われていない状態での第二真空冷却工程の実行を防止することができるという効果を奏する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記第一真空冷却工程中に前記冷却室内へ温水および／または蒸気を供給することにより空気排除工程を行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明による効果に加えて、初期品温が低い場合、多量の温水または蒸気を供給する必要がなくなるので、空気排除の為の温水および／または蒸気供給手段を小型化できるという効果を奏する。
【００１９】
さらに、請求項５に記載の発明は、冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却工程と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却工程とを行う複合冷却方法であって、前記被冷却物の初期温度が高い時、前記真空冷却工程後に前記冷風冷却工程を行い、前記初期品温が低い時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、初期品温が高い場合は、前記第一冷却パターンにより冷却を行い、初期品温が低い場合には、前記第二冷却パターンにより冷却を行うので、冷却効果の低い真空冷却運転を行わないことにより、省エネルギーと短時間冷却とを実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、効率的でない真空冷却工程を行うことなく、被冷却物を短時間で低温まで冷却することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、冷風冷却と真空冷却とによって被冷却物を冷却可能な複合冷却装置に適用される。
【００２３】
この実施の形態を具体的に説明する。この実施の形態は、冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却手段と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却手段と、前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段を制御する制御器とを備える複合冷却装置であって、前記被冷却物の初期温度を検出する検出手段を備え、前記制御器は、前記検出手段による検出値が設定値を越える時、前記真空冷却手段による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を順次行う第一冷却パターンと、前記検出手段による検出値が設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを行うことを特徴としている。前記設定値は、冷却パターンの選択のための設定値であるので、選択設定値と称することができる。
【００２４】
この実施の形態においては、前記真空冷却手段の真空冷却能力（真空冷却特性）により真空冷却可能な被冷却物の温度（以下、品温という。）が決まるので、前記設定値は、この冷却可能温度に応じて設定されている。冷却運転の開始の際には、前記検出手段により、冷却開始時の品温（以下、初期品温という。）を検出し、この検出値が前記設定値以下かどうかで、前記制御器は、前記第一冷却パターンと前記第二冷却パターンとを選択する。初期品温の値に拘わらず真空冷却工程，冷風冷却工程を行うと、初期品温が前記設定値以下の時は、前記真空冷却手段を作動させても効果的な真空冷却が行われないまま前記真空冷却手段を作動させ、冷却時間が長くなる。この実施の形態によれば、初期品温が前記設定値以下の時は、前記第二冷却パターンを行う、すなわち前記真空冷却工程を行わず前記冷風冷却工程を行うので、冷却効果の低い状態で前記真空冷却手段を作動させることがないので、省エネルギーとなるとともに、冷却時間を短縮できる。
【００２５】
この実施の形態において、前記真空冷却手段による冷却は、被冷却物の周囲の圧力を品温に相当する圧力以下とすることで、被冷却物内の水分を蒸発させることにより被冷却物を冷却するものである。この冷却は、被冷却物の表面と中心部との温度差が少ない、均一冷却である。この真空冷却特性は、前期の真空冷却速度が速く、後期の真空冷却速度が前期のそれと比較して鈍化するものである。この真空冷却特性は、前記真空冷却手段により決まる時間−圧力特性であり、品温は、初期工程を除いてほぼこの真空冷却特性に沿ったカーブを描いて指数関数的に低下して行く。
【００２６】
また、前記冷風冷却手段の冷風冷却特性は、冷風冷却速度が前期の真空冷却速度より遅く、後期の鈍化した真空冷却速度よりも早いものとしている。この冷風冷却は、被冷却物の表面において周囲の空気と間接熱交換することによる冷却である。このため、被冷却物を短時間では均一冷却はできない。また、冷風冷却特性は、前記冷風冷却手段による時間
−品温特性であり、品温の低下の傾きが前記真空冷却特性のそれより緩かな特性曲線としている。
【００２７】
前記制御器は、こうした特性を有する前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段を用いて記第一冷却パターンを行う。すなわち、前記真空冷却手段による真空冷却工程を行った後に前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を行うことで、被冷却物をチルド域まで短時間で冷却する。前記真空冷却工程の前期は、真空冷却速度が速く、品温は急速に低下する。前記真空冷却工程の後期となると真空冷却速度が低下するので、前記真空冷却工程に代えて前記冷風冷却工程が実行される。前記冷風冷却工程における冷風冷却速度は、前記真空冷却工程の前期の真空冷却速度より遅いが、チルド域まで冷却することができる。
【００２８】
前記の真空冷却工程から冷風冷却工程への切り換えタイミングは、好ましくは、後期の真空冷却速度が冷風冷却速度より低下するタイミングとする。
【００２９】
この真空冷却工程から冷風冷却工程への切り換えは、前記真空冷却手段による冷却時間，前記冷却室内の圧力，同温度，被冷却物の温度のいずれかを検出する検出手段を備え、前記検出手段の検出値が設定値となったとき、前記制御器により行うように構成することができる。また、前記検出手段により、前記冷却室内の圧力，前記冷却室内の温度，被冷却物の温度のいずれかの変化量を検出し、この検出値が設定値となったとき、前記真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるように構成することができる。また、複数の検出値が各設定値となったとき（複数条件を満たしたとき）に前記切り換えを行うように構成することができる。
【００３０】
そして、前記の「後期の真空冷却速度が冷風冷却速度より低下する」冷風切換タイミングは、前記真空冷却工程における真空冷却速度を連続的に監視し、前記冷風冷却工程における冷風冷却速度と比較して、前者が後者より遅くなるタイミングとすることができる。このタイミングは、後期の真空冷却速度が冷風冷却速度と等しくなるタイミングを挟んで前後に若干の幅を持たせて設定することができる。また、前記冷風切換タイミングは、前記冷却室内の圧力または温度が、前記真空冷却特性による最終到達圧力または温度に設定値を加えた値となったときとすることができる。前記最終到達圧力（温度）とは、真空冷却特性によって無限の時間を要するが最終的に到達可能な圧力（温度）を意味する。
【００３１】
また、前記冷風切換タイミングは、予め実験により、冷却開始から「後期の真空冷却速度が冷風冷却速度より低下する」までの経過時間（冷却時間），前記冷却室内の圧力，前記冷却室内の温度，被冷却物の温度，または前記冷却室内の圧力，同温度および前記被冷却物の温度のいずれかの変化量を設定値として求めておき、前記検出手段による検出値が前記設定値となったときとすることができる。
【００３２】
さらに、前記冷風切換タイミングは、前記真空冷却工程と前記冷風冷却工程に要する時間（設定冷却時間）と到達すべき冷却温度（設定冷却温度）とを設定した場合、これらの設定冷却時間，前記真空冷却特性，前記冷風冷却特性とから設定することができる。この設定の概要は、つぎの通りである。時間（横軸）−温度（縦軸）特性において、前記設定冷却時間と前記設定冷却温度によって定められる最終到達ポイントが終点となるように冷風冷却特性曲線（時間−温度特性曲線）を時間を遡る方向へ引く、そして、真空冷却特性に対応する時間−品温特性曲線と交わる点を前記冷風切換タイミングとする。こうしたタイミングの設定により、決められた時間で、決められた温度まで、確実に冷却を行うことができる。
【００３３】
つぎに、この実施の形態の各構成要素について説明する。前記冷却室は、被冷却物を収容する密閉空間を形成するとともに、被冷却物を出し入れすることができるものであれば
、その形式、種類および大きさは問わない。この冷却室は、冷却槽，冷却区画、冷却容器などと称することができる。前記被冷却物は、好ましくは食材とするが、これに限定されるものではない。
【００３４】
前記真空冷却手段は、前記冷却室と接続される減圧ラインと、この減圧ライン中に設けられる減圧手段（減圧器）とを含んで構成される。この減圧器は、好ましくは、真空ポンプまたは水エゼクタとし、さらに好ましくは、上流側に蒸気凝縮用の熱交換器を備えないものとする。これにより、前記真空冷却手段の真空冷却能力（この真空冷却能力は、前記減圧器を水封式真空ポンプとした場合、封水の温度により決まる。）は低くなるが、前記減圧器の構成を簡素化できる。また、この減圧器は、蒸気エゼクタ，蒸気凝縮用の熱交換器および真空ポンプまたは水エゼクタを組み合わせたものとすることができる。前記真空ポンプは、好ましくは水封式真空ポンプとする。
【００３５】
前記冷風冷却手段は、被冷却物を冷風により冷却するものである。この冷風冷却手段は、好ましくは、前記冷却室内の空気を冷却する冷却用熱交換器と、前記冷却室内の空気を循環させるファンと、被冷却物と前記冷却用熱交換器との間に前記ファンによって空気の循環流が形成されるように循環路を形成する循環路形成部材とから構成される。前記循環路は、好ましくは、前記熱交換器および前記ファンを前記冷却室内に配置することで、前記冷却室内に形成するが、前記熱交換器および／または前記ファンを前記冷却室外へ配置し、これらと前記冷却室とを通風ダクトにてつなぐことで、循環路を構成することができる。
【００３６】
前記冷却用熱交換器は、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ればよいが、好ましくは、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して間接熱交換により前記冷却室内の空気を冷却する蒸発器から構成する。しかしながら、この冷却用熱交換器は、冷水製造装置（チラー）から供給される冷水、またはブラインチラーから供給されるブラインを冷媒とする熱交換器とすることができる。
【００３７】
前記制御器は、予め記憶した前記冷却プログラムにより前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段の作動を制御する。前記冷却プログラムには、前記第一冷却パターンと前記第二冷却パターンとを初期品温に応じて選択するプログラムを少なくとも含んでいる。また、この冷却プログラムには、前記第一冷却パターンおよび前記第二冷却パターンの選択プログラムに加えて、真空冷却のみを行うプログラム，冷風冷却，真空冷却および冷風冷却を順次行うプログラム，冷風冷却のみを行うプログラム、冷風冷却および真空冷却を順次行うプログラムを含ませ、これらのプログラムを被冷却物の種類や前記設定冷却温度に応じて選択的に実行するように構成することができる。
【００３８】
以上説明したこの発明の実施の形態の変形例として、前記真空冷却手段を、第一真空冷却特性を有する第一真空冷却手段と第二真空冷却特性を有する第二真空冷却手段とを備えるものとすることができる。この場合、前記第一冷却パターンの真空冷却工程を前記第一真空冷却手段による第一真空冷却工程および前記第二真空冷却手段による第二真空冷却工程を含むものとし、前記第二冷却パターンは、前記第一真空冷却工程および前記第二真空冷却工程を行わないように構成する。
【００３９】
この変形例においても、前記と同様に、冷却時間，前記冷却室内の圧力，同温度および被冷却物の温度のいずれかを検出するか，または前記冷却室内の圧力，同温度および前記被冷却物の温度のいずれかの変化量を検出する検出手段を備え、前記制御器は、前記検出手段の検出値が第一設定値となったとき（真空切換タイミング）、前記第一真空冷却工程から前記第二真空冷却工程へ切り換え、前記検出値が第二設定値となったとき（冷風切換
タイミング）、前記第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるように構成することができる。この変形例においても、複数の検出値が各設定値となったとき（複数の条件を満たしたとき）に前記切り換えを行うように構成することができる。
【００４０】
この変形例において、好ましくは、前記第一真空冷却手段は、前期の真空冷却速度が速く、後期で真空冷却速度が鈍化する第一真空冷却特性を有し、前記第二真空冷却手段は、前期の真空冷却速度が速く、後期で真空冷却速度が鈍化する第二真空冷却特性を有し、前記冷風冷却手段は、その冷風冷却特性を冷風冷却速度が前記第一真空冷却手段および前記第二真空冷却手段の前期の真空冷却速度より遅く、後期の鈍化した真空冷却速度より早いものとする。
【００４１】
そして、好ましくは、前記第二真空冷却手段による後期の真空冷却速度が前記冷風冷却手段による冷風冷却速度より低下するタイミングで前記第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるように構成するが、これに限定されるものではない。
【００４２】
この第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程への冷風切換タイミングは、前記冷風切換タイミングと同様であり説明を省略する。前記真空冷却手段による冷却時間は、前記第一真空冷却手段による冷却開始からの時間、または前記第二真空冷却手段による冷却開始からの時間とすることができる。
【００４３】
また、前記第一真空冷却工程から前記第二真空冷却工程への真空切換タイミングは、好ましくは、前記第一真空冷却手段による後期の真空冷却速度が前記冷風冷却手段による冷風冷却速度より低下するタイミングとするが、これに限定されるものではない。
【００４４】
この変形例においては、まず前記第一真空冷却工程により急速冷却を行い、真空冷却速度が低下すると、前記第二真空冷却工程により急速冷却を行い、真空冷却速度が低下すると前記冷風冷却工程へ移行する。
【００４５】
この変形例によれば、急速で均一冷却が可能な真空冷却工程を実行した後に、低温まで冷却可能な冷風冷却工程を行うので、前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段の冷却能力を増強することなく、短時間で被冷却物を低温まで冷却することができる。また、真空冷却工程を前記第一真空冷却手段と前記第二真空冷却手段とで、二段階により行っているので、真空冷却開始当初から過大な冷却能力で真空冷却するものと比較して、真空冷却手段の作動に必要なエネルギーを削減できるとともに、急激な冷却で被冷却物の品質低下が問題になる食材では、品質の低下を抑えることができる。
【００４６】
前記第一真空冷却手段および前記第二真空冷却手段は、比較的冷却能力の小さい複合冷却装置に好適な第一態様として、つぎのように構成することができる。すなわち、前記冷風冷却手段は、前記冷却室内の空気を冷却用熱交換器との間接熱交換により冷却するように構成する。そして、前記第一真空冷却手段は、前記冷却室と接続される減圧器の作動により第一真空冷却を実行するように構成する。また、前記第二真空冷却手段は、前記冷却室を低圧下で密閉状態として前記冷却用熱交換器により被冷却物からの蒸気を凝縮することにより第二真空冷却工程を実行するように構成される。前記冷却用熱交換器は、チルド域まで被冷却物を冷却可能なものであればよいが、好ましくは、冷凍機から供給される冷媒の蒸発により冷却作用をなすものとする。
【００４７】
前記第一真空冷却手段の減圧器は、真空ポンプまたは水エゼクタとすることができ、好ましくは蒸気凝縮用の熱交換器を備えないものとする。前記真空ポンプは、好ましくは、水封式真空ポンプとする。
【００４８】
前記第二真空冷却手段は、前記冷却室を密閉するために前記減圧器を備える減圧ラインにおいて、前記冷却室と前記減圧器との間に開閉弁を設け、第二真空冷却手段の作動時に前記開閉弁を閉じることで、前記冷却室内を密閉状態とすることができる。
【００４９】
前記第一真空冷却手段の作動とは、前記開閉弁を開き、前記減圧器を運転することであり、前記第二冷却手段の作動とは、前記冷却室が低圧下の状態を作った後に前記開閉弁を閉じ、前記冷却用熱交換器を作動させる，すなわち冷媒を供給して冷却作用を行わせることである。
【００５０】
前記第二真空冷却工程においては、減圧下で，密閉の空間内で被冷却物から蒸気が発生し、発生した蒸気が前記冷却用熱交換器の表面で凝縮し、被冷却物からの蒸発を促進する。この第二真空冷却工程の作用を確実なものとするためには、前記冷却室内に蒸気の凝縮を妨げる空気が存在しないことが重要である。このため、前記第一真空冷却工程の前または前記第二真空冷却工程の前に空気排除工程を設けることが望ましい。この空気排除工程は、好ましくは、前記減圧器を作動させ排気を行いながら、前記冷却室へ蒸気または温水を供給して前記冷却室内を蒸気で満たすことにより、空気を排除するように構成する。また、この空気排除工程は、前記排気→前記給蒸→前記排気の順に行い、これを１回乃至複数回繰り返すことに行うように構成することができる。
【００５１】
前記第二真空冷却工程は、前記冷却用熱交換器を冷風冷却用だけでなく、被冷却物からの蒸気を凝縮するコールドトラップとして用いて行われることになる。これにより、前記減圧器として蒸気エゼクタを設ける必要がなくなるとともに、場合によっては、減圧器の上流側に設ける蒸気凝縮用の熱交換器（凝縮用熱交換器）を省略することができ、前記真空冷却手段の構成を簡素化できる。
【００５２】
また、前記第一真空冷却手段および前記第二真空冷却手段は、比較的冷却能力の大きい複合冷却装置に好適な第二態様として、つぎのように構成することができる。すなわち、前記減圧ラインと、この減圧ライン中に設けられる蒸気エゼクタ，凝縮用熱交換器および前記減圧器とを設けたものとする。そして、前記第一真空冷却手段は、前記減圧器の作動により第一真空冷却工程を実行するように構成する。また、前記第二真空冷却手段は、前記減圧器の作動に加えて、前記蒸気エゼクタおよび前記凝縮用熱交換器を作動させることにより第二真空冷却工程を実行するように構成する。前記冷風冷却手段は、前記冷却室内の空気を前記冷却用熱交換器との間接熱交換により冷却するように構成する。
【００５３】
この第二態様の前記第一真空冷却手段の作動、すなわち前記減圧器の作動により前記第一真空冷却工程が行われる。前記第二真空冷却手段の作動、すなわち前記減圧器の作動により前記第二真空冷却工程が行われる。
【００５４】
以上説明した変形例によれば、初期品温が前記設定値以下の時は、前記第二冷却パターンが行われる。この冷却パターンでは、前記真空冷却工程を行わず前記冷風冷却工程を行うので、前記真空冷却手段を不必要に作動させることがなく、省エネルギーとなるとともに、冷却時間を短縮できる。また、前記第二冷却パターンの実行時には、温水または蒸気を供給する空気排除工程を行わないので、空気排除のための温水または蒸気供給手段の容量を小さくできる。
【００５５】
なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。前記実施の形態においては、前記第一冷却パターンと前記第二冷却パターンとを前記制御手段により自動的に切り換えるように構成しているが、初期品温を作業者が測定して、その結果に基づき前記第一冷却パターンと前記第二冷却パターンとを手動で切り換えるように構成することができる。
【実施例１】
【００５６】
以下、この発明の具体的実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、同実施例１の冷却装置としての複合冷却装置１の概略構成図であり、図２は、同実施例１による制御手順の要部を説明するフローチャート図である。
【００５７】
前記複合冷却装置１は、真空冷却と冷風冷却とを行うことができる冷却装置であり、種々の冷却パターンを選択的に実行できるとともに、被冷却物温度（以下、品温という。）がチルド域の低温となるように被冷却物３を短時間で冷却できる特徴を有している。
【００５８】
前記複合冷却装置１は、冷却室２と、この冷却室２内の被冷却物３を真空冷却する真空冷却手段４と、前記被冷却物３を冷風冷却する冷風冷却手段５と、前記真空冷却手段４および前記冷風冷却手段５とを制御する制御手段としての制御器６とを主要部として備える。
【００５９】
そして、前記制御器６には、ソフトウエアによるタイマー７を備えている。前記制御器６は、前記真空冷却手段４および前記冷風冷却手段５などを制御し、前記真空冷却手段４による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段５による冷風冷却工程を順次行う第一冷却パターンと、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを初期品温に応じて選択する冷却プログラムを実行するように構成されている。
【００６０】
つぎに、この複合冷却装置１の各構成要素について説明する。前記冷却室２は、被冷却物３を収容する密閉空間を形成し、被冷却物３を出し入れするための開口とこれを開閉する扉（いずれも図示省略）を備えている。また、前記冷却室２は、区画壁８により内部を上部の第一領域８１と下部の第二領域８２とに区画している。前記第一領域８１には、被冷却物３が収容され、前記第二領域８２には、前記冷風冷却手段５の一部を構成する冷却用熱交換器９が配置されている。被冷却物３は、容器に収容した食材である。
【００６１】
前記冷却用熱交換器９は、冷凍機１０の冷媒を液化するコンデンサ（図示省略）を有するコンデンシングユニット１１から供給される液化冷媒を蒸発させることにより冷却作用をなす周知の蒸発器にて構成されている。
【００６２】
この冷凍機１０は、前記冷却用熱交換器９を除霜する除霜手段を備えている。この除霜手段は、冷媒の流れを逆転させるなどにより、前記コンデンシングユニット１１から前記冷却用熱交換器９へホットガスを流して除霜するホットガスデフロストと称される周知の構成である。
【００６３】
前記区画壁８は前記冷却室２に対して着脱自在に構成されており、前記扉を開いて、前記区画壁８を外すと前記冷却用熱交換器９が前記冷却室２の被冷却物出し入れ用の開口から露出するように構成されている。前記冷却用熱交換器９を洗浄するには、前記区画壁８を外して露出状態とすることにより、前記冷却用熱交換器９をこの複合冷却装置１に備え付けの洗浄機（図示省略）を用いて丸洗いすることができる。
【００６４】
そして、前記冷風冷却手段５は、被冷却物３を冷風により冷却するものである。この冷風冷却手段５は、前記冷却室２内の空気を冷却するための前記冷却用熱交換器９と、前記冷却室２外に配置されるモータ１２によって駆動される空気循環手段としてファン１３とを含む。
【００６５】
そして、前記冷却室２の構成壁と前記区画壁８との間に第一開口（または隙間）１４１，第二開口（または隙間）１４２を設けて、前記冷却室２内に空気の循環経路（符号省略
）を形成することにより、冷風冷却機能をなすように構成している。この実施例１では、前記区画壁８は前記冷却室２の構成壁とで前記循環経路構成部材を構成する。なお、前記ファン１３から出た空気がショートパスして戻らないように、前記ファン１３と前記区画壁８および前記冷却室２の構成壁との間に遮蔽部材（図示省略）を設けるとともに、前記冷却用熱交換器９と前記区画壁８および前記冷却室２の構成壁との間にも遮蔽部材（図示省略）を設けている。
【００６６】
前記真空冷却手段４は、前期の真空冷却速度が早く（速くまたは高くと称することができる。）、後期で真空冷却速度が鈍化する第一真空冷却特性を有する第一真空冷却手段４１と、前期の真空冷却速度が早く、後期で真空冷却速度が鈍化する第二真空冷却特性を有する第二真空冷却手段４２とから構成されている。
【００６７】
前記第一真空冷却手段４１および前記第二真空冷却手段４２は、具体的には、つぎのように構成される。すなわち、前記第一真空冷却手段４１は、前記冷却室２と接続される減圧ライン１５と、この減圧ライン１５中に設けられる減圧手段としての水封式の真空ポンプ１６と、前記冷却室２および前記真空ポンプ１６の間に位置して閉時に前記冷却室２を密閉保持する開閉弁１７とを含んで構成される。
【００６８】
前記減圧ライン１５は、図１に示すように前記冷却室２の底壁の中央部と接続されている。前記底壁は、周端部から中央部へ向けて下向きに傾斜形成されているので、前記減圧ライン１５は、前記底壁の一番低い箇所に接続されている。この構成により後記のドレン排出動作において、ドレンを速やかに排出することができる。
【００６９】
この第一真空冷却手段４１は、前記開閉弁１７を開いた状態で前記真空ポンプ１６を作動（運転）させることにより第一真空冷却工程を実行するように構成される。前記開閉弁１７は、開閉だけの弁としているが、開度が調整可能な弁とすることができる。前記減圧ライン１５には、必要に応じて前記冷却室２方向への流れを阻止する逆止弁（図示省略）を設けることができる。こうした構成による第一真空冷却手段４１の第一真空冷却特性は、前期の真空冷却速度が早く、後期で真空冷却速度が鈍化するものとなっている。
【００７０】
また、前記第二真空冷却手段４２は、前記冷却室２内を低圧下で密閉状態として前記冷却用熱交換器９により被冷却物からの蒸気を凝縮する機能を有し、第二真空冷却工程を実行するように構成される。この第二真空冷却手段４２を構成する要素は、前記冷却室２，前記冷却用熱交換器９，前記開閉弁１７および前記第一真空冷却手段４１である。前記冷却室２内を低圧下で密閉状態とするには、前記第一真空冷却工程後に、前記開閉弁１７を閉じることで実現される。こうした構成による第二真空冷却手段４２の第二真空冷却特性は、前記第一真空冷却特性と同様に、前期の真空冷却速度が早く、後期で真空冷却速度が鈍化するものとなっている。
【００７１】
そして、前記冷風冷却手段５の冷風冷却特性について説明すると、前記第一温度設定値以上の温度域の特性（第一冷風冷却特性）は、前記第一温度設定値以上の温度域では被冷却物３からの自然蒸発が支配的であるので真空冷却速度より早く、前記第二温度設定値以下の温度域の特性（第二冷風冷却特性）は、冷風冷却速度が前記第一真空冷却手段４１および前記第二真空冷却手段４２の前期の真空冷却速度より遅く、後期の鈍化した真空冷却速度よりも早いものとしている。
【００７２】
この実施例１においては、初期品温が低い場合でも、前記第二真空冷却工程の作用を可能とするために、前記第一真空冷却工程の中期または後期に空気排除工程を実行するように構成している。より具体的には、前記冷却室２内圧力が前記真空ポンプ１６の減圧能力限界に対応する圧力（限界圧力）となる前に、前記限界圧力に相当する温度以上の４０℃
の温水を前記冷却室２内へ注入するように構成している。注入された温水は、前記冷却室２内の圧力がその温水の飽和蒸気圧力以下まで減圧された時点から蒸発し始め、発生した蒸気により、前記冷却室２内の空気を室外へ排出することができる。
【００７３】
この空気排除工程における温水注入のタイミングは、前記第一真空冷却工程開始からの経過時間を前記タイマー７により計測し、この計測値が設定値（注入タイミング）となった時としている。前記の温水注入タイミングは、前記冷却室２内圧力が設定値まで下がったときとすることができる。
【００７４】
前記冷却室２内への温水注入手段としての温水供給手段１８は、温水を前記冷却室２内へ供給するための第一給水ライン１９と、温水供給源（温水器または温水発生器）２０と、温水供給を制御する第一給水弁２１とを設けて構成されている。
【００７５】
また、前記冷却室２は、真空冷却工程後に前記冷却室２内を負圧から大気圧に復圧する復圧手段２２を備えている。この復圧手段２２は、前記冷却室２と接続される復圧ライン２３と、この復圧ライン２３途中に設ける復圧弁２４および除菌フィルター２５とを含んで構成される。前記復圧弁２４は、復圧速度を調整するために開度が調整可能な弁とするが、開閉のみの弁とすることができる。また、前記復圧ライン２３には、前記冷却室２内から外方向への流れを阻止する逆止弁（図示省略）を設けることができる。
【００７６】
前記第一真空冷却手段４１は、前記冷却室２内の気体を排出する排気機能に加えて、前記冷風冷却工程時に前記冷却用熱交換器９にて生ずる凝縮水（ドレン）を前記冷却室２外へ排出するドレン排出機能をもなすように構成されている。すなわち、前記冷風冷却工程時に前記開閉弁１７を開き、前記真空ポンプ１６を作動させる動作を間欠的に行うように構成している。
【００７７】
前記制御器６は、予め記憶した前記冷却プログラムにより前記第一真空冷却手段４１，前記第二真空冷却手段４２，前記温水供給手段１８および前記冷風冷却手段５の作動などを制御するように構成されている。
【００７８】
前記冷却プログラムなどの制御を行うために、被冷却物３の品温を検出する品温センサ２６，前記冷却室２内の圧力（温度）を検出する室内圧力センサ２７，前記冷凍機１０の冷媒回路の圧力および温度をそれぞれ検出する冷媒圧力センサ２８，冷媒温度センサ２９を備えている。これらのセンサは、前記制御器６と接続されて、前記コンデンシングユニット１１，前記モータ１２，前記真空ポンプ１６、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１，前記復圧弁２４などを制御する。
【００７９】
前記冷却プログラムには、初期品温が選択設定値（たとえば約４０℃）を越える時、前記真空冷却手段４１，４２による真空冷却工程および前記冷風冷却手段５による冷風冷却工程を行う第一冷却パターンと、初期品温が前記選択設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく（パスして）前記冷風冷却工程を実行する第二冷却パターンとを含んで構成されている。
【００８０】
つぎに、前記第一冷却パターンにおける前記第一真空冷却工程から前記第二真空冷却工程への切換タイミング（以下、真空切換タイミングという。）および前記第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程への切換タイミング（以下、冷風切換タイミングという。）について説明する。
【００８１】
前記真空切換タイミングおよび前記冷風切換タイミングは、それぞれ前記第一真空冷却特性および前記第二真空冷却特性を踏まえて、予め実験により、求めておく。前記真空冷
却切換タイミングは、前記第一真空工程開始から前記第一真空冷却工程の後期の真空冷却速度が前記冷風冷却工程の冷風冷却速度近傍に達するまでの経過時間（冷却時間）を第一切換設定値として求めておき、検出手段としての前記タイマー７による計測値が前記第一切換設定値となったときとしている。
【００８２】
また、前記冷風切換タイミングは、前記第二真空冷却工程開始から前記第二真空冷却工程の後期の真空冷却速度が前記冷風冷却工程の冷風冷却速度近傍に達するまでの経過時間（冷却時間）を第二切換設定値として求めておき、前記タイマー７による計測値が前記第二切換設定値となった時としている。そして、前記室内圧力センサ２７の検出値が第二真空強制終了圧力値以下、または前記品温センサ２６の検出値が第二真空強制終了温度値以下となった時には、前記第二真空冷却工程を強制的に終了するように構成している。
【００８３】
前記第一切換設定値および前記第二切換設定値は、冷却時間（前記タイマー７による計測時間）によらずに、前記冷却室２内の圧力，前記冷却室２内の温度，前記近傍に達したときの被冷却物３の温度のいずれかにより，または前記冷却室２内の圧力，前記冷却室２内の温度，被冷却物３の温度のいずれかの変化量（変化速度）により求めることができる。そして、前記室内圧力センサ２７により室内圧力または室内温度を検出するか、前記品温センサ２６により品温を検出するかして、検出値が前記第一切換設定値となったとき、前記第一真空冷却工程から前記第二真空冷却工程へ切り換え、前記検出値が前記第二切換設定値となったとき、前記第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるように構成することができる。
【００８４】
品温により前記第一，第二切換設定値を設定する場合には、各第一切換設定値，前記第二切換設定値をそれぞれ前記第一温度設定値，前記第二温度設定値とすることができる。
【００８５】
さらに、前記第一切換設定値および前記第二切替設定値は、前記タイマー７による計測時間と、前記冷却室２内の圧力，前記冷却室２内の温度，被冷却物３の温度のいずれかまたはこれらの複数の組み合わせと、前記冷却室２内の圧力，前記冷却室２内の温度，被冷却物３の温度のいずれかの変化量またはこれらの組み合わせとを適宜組み合わせにより設定することができる。
【００８６】
ところで、図１を参照して、この実施例１においては、前記ファン１３を前記第二領域８２に前記冷却用熱交換器９に対向するように配置し、前記冷却室２外へ配置したモータ１２により駆動するように構成している。このため、前記ファン１３と前記モータ１２とを連結し前記冷却室壁５１を貫通する前記モータ１２の回転軸５２部分において、真空冷却工程時に真空漏れを生じないように、前記モータ１２を前記冷却室２内空間に対して気密に遮断するシール手段５０を備えている。
【００８７】
また、前記前記冷却用熱交換器９と前記コンデンシングユニット１１を接続する冷媒配管３９，３９が前記冷却室３の室壁５１を貫通する箇所は、シールパッキン５３にて気密にシールしている。このシールパッキン５３は、コンプレッションフィッティングとすることができる。
【００８８】
以下に、この実施例１の動作を図１および図２に基づき以下に説明する。
【００８９】
＜準備段階および運転開始＞
前記複合冷却装置１の使用者は、前記扉を開いて前記冷却室２内へ被冷却物３を収容し、被冷却物３に前記品温センサ２６を差し込み、前記扉を閉じて密閉状態とする。この状態では、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１，前記復圧弁２４は、全て閉状態で、前記モータ１２，前記真空ポンプ１６，前記コンデンシングユニット１１は、全て作動（運転
）停止状態である。前記蒸気発生源２０は、予め作動状態としておくことができる。この状態で、使用者は、運転スイッチ（図示省略）により運転を開始する。
【００９０】
＜第一冷却パターン＞
図２を参照して、処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮは、単にＳＮと称する。）において、初期品温が選択設定値以下かどうかを判定する。今、初期品温が５０℃とすると、Ｓ１でＮＯが判定され、処理はＳ２へ移行し第一冷却パターンが実行される。
【００９１】
（第一真空冷却工程）
Ｓ２において、前記第一真空冷却工程が行われる。この第一真空冷却工程Ｓ２は、つぎのように行われる。前記開閉弁１７を開き、前記第一給水弁２１を閉じ、前記復圧弁２４を閉じて、前記真空ポンプ１６を作動させる。すると、前記冷却室２内の気体は、前記減圧ライン１５を通して室外へ排出される。前記冷却室２内の圧力は、前記第一真空冷却特性に沿って低下し、この圧力低下に従って、被冷却物３からの蒸気の蒸発により、被冷却物３の温度が７０℃から低下して行く。この品温低下速度は、初期において急速で、温度の低下とともに、後期において鈍化して行く。
【００９２】
この第一真空冷却工程Ｓ２において、前記タイマー７の計測値が前記注入タイミングとなると前記制御器６は、前記第一給水弁２１を所定時間だけ開いて、前記温水供給源２０から前記冷却室２内へ所定量の温水を供給する。そして、前記冷却室２内の圧力がその温水の飽和蒸気圧力以下まで減圧されると、供給された温水が蒸発し始める。こうして発生した蒸気とともに前記冷却室２内の空気が前記減圧ライン１５を通して室外へ排出される。こうして、前記冷却室２内の空気排除が行われる。
【００９３】
そして、前記タイマー７による計測時間が前記第一切換設定値に達すると、Ｓ３の第二真空冷却工程へ移行する。この移行時点における真空冷却速度は、前記冷風冷却手段５の冷風冷却特性による冷却速度より低くなっている。また、この移行時点の品温は、約２０℃である。
【００９４】
（第二真空冷却工程）
前記第二真空冷却工程Ｓ３では、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１および前記復圧弁２４を閉じて、前記真空ポンプ１６を停止するとともに、前記コンデンシングユニット１１を作動させる。前記コンデンシングユニット１１の作動により、前記冷却用熱交換器９内の温度を約−１０℃とする。このコンデンシングユニット１１による前記冷却用熱交換器９の温度低下には起動から所定の時間を要するので、前記第一切換設定値の所定時間前に前記コンデンシングユニット１１を起動させておくことが望ましい。
【００９５】
この第二真空冷却工程Ｓ３においては、前記冷却室２内は、低圧で密封され、前記冷却室２内の蒸気は、前記冷却用熱交換器９へ移動して、ここで凝縮し、前記冷却室２内の圧力は、低圧状態を維持する。その結果、被冷却物３から蒸気が連続的に発生し、品温が低下して行く。この品温低下は、前記第二真空冷却特性に沿ってなされ、初期において急速に行われ、温度の低下とともに、後期において低下速度が鈍化して行く。前記タイマー７による計測時間が前記第二切換設定値に達すると、Ｓ４の復圧工程へ移行する。この移行時点における真空冷却速度は、前記冷風冷却手段５の第二冷風冷却特性による冷却速度より低くなっている。また、この移行時点の品温は、約１０℃である。
【００９６】
前記第二真空冷却工程Ｓ３において、前記冷却用熱交換器９に着霜すると、前記制御器６は除霜動作を行う。着霜は、前記冷媒圧力センサ２８または前記冷媒温度センサ２９により前記冷凍機１０の低圧側の圧力または温度を検出することにより行い、検出値が着霜と判定できる設定値となるとホットガスを前記冷却用熱交換器９へ供給することにより除
霜が行われる。この除霜動作により、前記冷却用熱交換器９の凝縮作用を良好に維持することができ、前記第二真空冷却工程による冷却を着霜による影響を受けずに効果的に行うことができる。
【００９７】
（復圧工程）
前記復圧工程Ｓ４は、前記復圧弁２４を開くことで行う。これにより、外気が前記復圧ライン２３を通して前記冷却室２内へ導入され、前記冷却室２内が大気圧に復帰する。この復圧工程は、前記室内圧力センサ２７により検出され、大気圧を検出すると、復圧工程を終了し、Ｓ５の冷風冷却工程へ移行する。この実施例１においては、前記復圧工程中は、前記コンデンシングユニット１１をの作動を継続し、前記ファン１３の作動を停止しておく。しかしながら、必要に応じて、前記コンデンシングユニット１１の作動を停止し、前記ファン１３を作動させるように構成することができる。
【００９８】
（冷風冷却工程）
前記冷風冷却工程Ｓ５では、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１および前記復圧弁２４を閉じて、前記真空ポンプ１６を停止するとともに、前記コンデンシングユニット１１および前記ファン１３を作動させる。これにより、前記冷却室２内において前記ファン１３→前記冷却用熱交換器９→前記第二開口１４２→前記被冷却物３→前記第一記開口１４１→前記ファン１３の一点破線矢視の冷風循環流が形成される。この循環流により、前記冷却室２内の空気は、前記冷却用熱交換器９により冷却されて温度低下し、前記被冷却物３を対流伝熱により冷却する。こうした冷風冷却により、品温が約３℃となるまで冷却される。品温が３℃まで低下したことを前記品温センサ２６により検出すると、前記冷風冷却工程Ｓ５を終了する。
【００９９】
この冷風冷却工程においては、被冷却物３および前記冷却用熱交換器９の表面から凝縮水（ドレン）が発生し、前記冷却室２内底部に貯留する。このドレンは、つぎのようにして排出される。前記開閉弁１７を開き、前記真空ポンプ１６を作動させる。すると、前記ドレンは、前記減圧ライン１５を通して前記冷却室２外へ排出される。このドレン排出時、前記復圧弁２４を開くことにより、ドレンの排出をスムーズに行うことができる。前記第一冷風冷却工程Ｓ２１において発生したドレンも、同様にして前記冷却室２外へ排出される。
【０１００】
（冷却運転終了）
この冷風冷却工程Ｓ５が終了すると、使用者は、前記運転スイッチを操作して、冷却運転を停止して、前記冷却室２内の被冷却物３を取り出すことができる。
【０１０１】
この第一冷却パターンにおいて、初期品温が約７０℃以上では、被冷却物３の温度が高く、被冷却物３からの自然蒸発が支配的であるので、前記真空冷却手段４を作動させることによる真空冷却が効果的に行われない。したがって、前記冷風冷却工程Ｓ５と同様な冷風冷却工程を前記第一真空冷却工程の前に設けることにより、被冷却物３の粗熱取りを行うように構成することが望ましい。こうすることにより、真空冷却でなく、冷風冷却により粗熱取りを行っているので、効果的な被冷却物３の冷却を行うことができ、全冷却時間を短縮することができる。
【０１０２】
＜第二冷却パターン＞
初期品温が前記選択設定値以下の場合、Ｓ１において、ＹＥＳが判定され、前記第二冷却パターンが行われ、処理は、Ｓ６へ移行する。Ｓ６において、冷風冷却工程Ｓ６が実行される。この冷風冷却工程Ｓ６は、前記冷風冷却工程Ｓ５と同様に、前記開閉弁１７，前記第一給水弁２１および前記復圧弁２４を閉じて、前記真空ポンプ１６を停止するとともに、前記コンデンシングユニット１１および前記ファン１３を作動させて行われる。すな
わち、図１の一点破線矢視の冷風循環流が形成され、この冷風循環流により、被冷却物３を冷却する。この冷風冷却工程Ｓ６も、前記品温センサ２６による検出値が設定冷却温度となることで終了する。
【０１０３】
以上のように構成される実施例１によれば、つぎの作用効果を奏する。初期品温が前記選択設定値以下の時は、前記第二冷却パターンが行われる、すなわち前記真空冷却工程を行わず前記冷風冷却工程を行うので、前記真空冷却手段を不必要に作動させることがなく、省エネルギーを実現できるとともに、冷却時間を短縮できる。また、前記第二冷却パターンの実行時には、前記第二真空冷却工程を効果的に行うための温水または蒸気を供給する空気排除工程を行わないので、空気排除のための温水または蒸気許給手段の容量を小さくできる。
【０１０４】
また、前記真空冷却工程を前記第一真空冷却手段４１による外部コールドトラップを用いた第一真空冷却工程と前記第二真空冷却手段４２による内部コールドトラップを用いた第二真空冷却工程とで、二段階により行っているので、前記真空冷却手段４の減圧手段を簡素なものとすることができる。また、真空冷却開始当初から過大な冷却能力で真空冷却するものと比較して、真空冷却手段の作動に必要なエネルギーを削減できるとともに、急激な冷却で被冷却物の品質低下が問題になる食材では、品質の低下を抑えることができる。
【０１０５】
また、前記第一真空冷却工程中に空気排除工程を行っているので、前記第二真空冷却工程における前記冷却用熱交換器表面での蒸気の凝縮を効率よく行うことができる。
【０１０６】
また、冷風冷却用の前記冷却用熱交換器９を前記第二真空冷却手段４２の蒸気凝縮用のコールドトラップと兼用しているので、真空冷却手段の設備を簡素化でき、複合冷却装置のイニシャルコストを低減することができる。
【実施例２】
【０１０７】
つぎに、この発明の実施例２の複合冷却装置１を図３に基づき説明する。この実施例３は、ハード構成に関しては、基本構成を前記実施例１の構成（図１）と同じにしているが、前記温水供給手段１８の代わりに給蒸手段５５を設けている点で異なる。そして、前記冷却プログラムの構成に関しても基本的には前記実施例１と同じであるが、前記真空冷却工程の構成を異ならせている。また、前記循環経路構成部材の構成を異ならせている。以下、異なる点を中心に説明する。
【０１０８】
前記給蒸手段５５の構成について説明する。図３を参照して、この給蒸手段５５は、冷却室２内へ蒸気および温水を供給するように冷却室２と接続されている。この給蒸手段５５は、温水タンク５６により構成される。この温水タンク５６には、第二給水弁５７を介して水が供給され、ヒータ５８により所定温度に温められて温水として貯留される。この実施例２では、前記温水タンク５６は、前記冷却室２の下部に第二給蒸ライン５９を介して接続されており、その中途には第二給蒸弁６０が設けられている。この第二給蒸弁６０は、前記第二給蒸ライン５９を開閉するものであり、この実施例２ではモータバルブから構成される。
【０１０９】
前記冷却室２内の減圧状態で前記第二給蒸弁６０を開くことで、差圧により、前記温水タンク５６内の蒸気は温水を伴って前記冷却室２内へ自然に供給される。このように温水をも前記冷却室２内へ供給することで、前記温水タンク５６の水の濃縮を防止することができる。この濃縮防止により、濃縮水のブロー（排出）を無くすか、回数を減らすことができる。前記冷却室２内に供給された温水は、減圧下で一層蒸発を促されて、前記冷却室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、前記第一真空冷
却手段４１により外部へ直ちに排出される。前記第二給蒸弁６０は、前記タイマーにより所定の注入タイミングとなると開き、前記タイマー７による計測時間が設定値となり、かつ前記温水タンク５６内温度が設定値以下となると閉じるように制御される。ところで、前記冷却室２内へ蒸気および温水を供給することで、後述する前記冷却用熱交換器９の除霜を図ることもできる。
【０１１０】
つぎに、前記真空冷却工程について説明する。この実施例２においては、前記第二真空冷却工程中に前記ファン１３を駆動するように構成するとともに、前記第一真空冷却工程の初期において、前記ファン１３を駆動するように構成している。前記第一真空冷却工程の初期とは、前記冷却室２内の圧力が設定圧力以下となるまで期間を意味し、この実施例２では、前記冷却室２内の圧力を検出するセンサ（図示省略）により前記期間を制御するように構成している。
【０１１１】
つぎに、前記循環経路構成部材の構成について説明する。この実施例２においては、前記循環経路構成部材の一部として、筒状のファンガイド３０と、このファンガイド３０と前記区画壁８および前記冷却室２の底壁との間を遮蔽する第一遮蔽部材３１と、前記冷却用熱交換器９と前記区画壁８および前記冷却室２壁との間を遮蔽する第二遮蔽部材３２と、冷風を被冷却物３に対してほぼ均等に供給するための穴開き板からなる第一送風ガイド３３，第二送風ガイド３４を備えている。
【０１１２】
前記第一送風ガイド３３は、被冷却物３を冷却した後の冷風を前記区画壁８の第一開口１４１へほぼ均等に戻す機能をなし、前記第二送風ガイド３４は、前記区画壁８の第二開口１４２からの冷風を被冷却物３へ向けてほぼ均等に案内、供給するする機能を有するように構成されている。前記送風ガイド３３，３４は、前記区画壁８と別体にして着脱自在に連結されている。前記ファンガイド３０，前記第一遮蔽部材３１および前記第二遮蔽部材３２は、冷風のショートパスを防止する機能をなすものであり、これらも着脱自在に構成されている。
【０１１３】
この発明は、前記実施例１，２に限定されるものではなく、例えば、前記実施例１，２では前記第一真空冷却手段４１および前記第二真空冷却手段４２とから真空冷却手段４を構成しているが、前記第二真空冷却手段４１のみで前記真空冷却手段４を構成することができる。また、前記冷却室２内の構成要素の配置は種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】この発明の実施例１の概略構成を説明する説明図である。
【図２】同実施例１の冷却プログラムを説明するフローチャート図である。
【図３】この発明の実施例２の概略構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１ 複合冷却装置
２ 冷却室
３ 被冷却物
４ 真空冷却手段
５ 冷風冷却手段
６ 制御器
１３ ファン
１８ 温水供給手段
３５ 給蒸手段
４１ 第一真空冷却手段
４２ 第二真空冷却手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却手段と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却手段と、前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段を制御する制御器とを備える複合冷却装置であって、
前記被冷却物の初期温度を検出する検出手段を備え、
前記制御器は、前記検出手段による検出値が設定値を越える時、前記真空冷却手段による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を行う第一冷却パターンと、前記検出値が設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを行うことを特徴とする複合冷却装置。
【請求項２】
前記設定値が前記真空冷却手段の真空冷却能力に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の複合冷却装置。
【請求項３】
前記真空冷却手段は、前記冷却室と接続される減圧器の作動により第一真空冷却工程を実行するように構成される第一真空冷却手段と、前記冷却室を低圧下で密閉状態として冷却用熱交換器により前記被冷却物からの蒸気を凝縮することで第二真空冷却工程を実行するように構成される前記第二真空冷却手段とを含んで構成され、
前記真空冷却工程は、前記第一真空冷却工程と前記第二真空冷却工程とを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合冷却装置。
【請求項４】
前記第一真空冷却工程中に前記冷却室内へ温水および／または蒸気を供給することにより空気排除工程を行うことを特徴とする請求項３に記載の複合冷却装置。
【請求項５】
冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却工程と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却工程とを行う複合冷却方法であって、
前記被冷却物の初期温度が高い時、前記真空冷却工程後に前記冷風冷却工程を行い、
前記初期品温が低い時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う
ことを特徴とする複合冷却方法。
【請求項１】
冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却手段と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却手段と、前記真空冷却手段および前記冷風冷却手段を制御する制御器とを備える複合冷却装置であって、
前記被冷却物の初期温度を検出する検出手段を備え、
前記制御器は、前記検出手段による検出値が設定値を越える時、前記真空冷却手段による真空冷却工程後に前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を行う第一冷却パターンと、前記検出値が設定値以下の時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う第二冷却パターンとを行うことを特徴とする複合冷却装置。
【請求項２】
前記設定値が前記真空冷却手段の真空冷却能力に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の複合冷却装置。
【請求項３】
前記真空冷却手段は、前記冷却室と接続される減圧器の作動により第一真空冷却工程を実行するように構成される第一真空冷却手段と、前記冷却室を低圧下で密閉状態として冷却用熱交換器により前記被冷却物からの蒸気を凝縮することで第二真空冷却工程を実行するように構成される前記第二真空冷却手段とを含んで構成され、
前記真空冷却工程は、前記第一真空冷却工程と前記第二真空冷却工程とを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合冷却装置。
【請求項４】
前記第一真空冷却工程中に前記冷却室内へ温水および／または蒸気を供給することにより空気排除工程を行うことを特徴とする請求項３に記載の複合冷却装置。
【請求項５】
冷却室内の被冷却物を真空冷却する真空冷却工程と、前記被冷却物を冷風冷却する冷風冷却工程とを行う複合冷却方法であって、
前記被冷却物の初期温度が高い時、前記真空冷却工程後に前記冷風冷却工程を行い、
前記初期品温が低い時、前記真空冷却工程を行うことなく前記冷風冷却工程を行う
ことを特徴とする複合冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−９６０２９（Ｐ２００８−９６０２９Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７８３６２（Ｐ２００６−２７８３６２）
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【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４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【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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