JP2022174534A - 真空冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却槽内の減圧が進んだ際に、複数の真空ポンプを適切に駆動することの可能な真空冷却装置を提供する。【解決手段】本発明によれば、処理槽２内に収容された被冷却物Ｆを冷却する真空冷却装置１であって、エゼクタ３と、熱交換器４と、複数の真空ポンプ５Ａ～５Ｃと、制御手段１０とを備え、エゼクタ３は、処理槽２に接続されるとともに、その排気側に熱交換器４を介して真空ポンプ５Ａ～５Ｃが接続され、熱交換器４は、処理槽２から排気された蒸気を凝縮可能に構成され、制御手段１０は、エゼクタ３の作動及び真空ポンプ５Ａ～５Ｃの駆動を制御可能に構成され、制御手段１０は、複数の真空ポンプ５Ａ～５Ｃを駆動して前記処理槽内を減圧する第１冷却工程Ｓ１と、エゼクタ３を作動させるとともに複数の真空ポンプ５Ａ～５Ｃのうちの少なくとも１台の真空ポンプの駆動を停止させる第２冷却工程Ｓ２とを順次実行するよう構成される、真空冷却装置１が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の真空ポンプを備えた真空冷却装置に関する。

従来、熱調理された食品等の被冷却物を冷却槽内で真空冷却する真空冷却装置がある。例えば、特許文献１に開示される真空冷却装置は、蒸気凝縮用の熱交換器と水封式の真空ポンプに加えて蒸気エゼクタを備えており、低温でごく低い圧力となっても冷却槽内を真空吸引することが可能となっている。

特開平９－２９６９７５号公報

ところで、特許文献１に開示されるような真空ポンプとエゼクタとを備える真空冷却装置において、蒸気エゼクタの作動前における排気速度を早めて減圧時間を短縮するには、複数の真空ポンプによって排気を行うことが考えられる。しかしながら、冷却槽内の減圧が進むと、複数の真空ポンプによる排気は必要なくなり、ランニングコストの増加につながる。また、複数の真空ポンプ間に能力差があると、高真空時に圧力バランスが崩れ、能力の優っている真空ポンプが能力の劣っている真空ポンプから外気を吸い込んでしまうおそれもあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、冷却槽内の減圧が進んだ際に、複数の真空ポンプを適切に駆動することの可能な真空冷却装置を提供するものである。

本発明によれば、処理槽内に収容された被冷却物を冷却する真空冷却装置であって、エゼクタと、熱交換器と、複数の真空ポンプと、制御手段とを備え、前記エゼクタは、前記処理槽に接続されるとともに、その排気側に前記熱交換器を介して前記真空ポンプが接続され、前記熱交換器は、前記処理槽から排気された蒸気を凝縮可能に構成され、前記制御手段は、前記エゼクタの作動及び前記真空ポンプの駆動を制御可能に構成され、前記制御手段は、前記複数の真空ポンプを駆動して前記処理槽内を減圧する第１冷却工程と、前記エゼクタを作動させるとともに前記複数の真空ポンプのうちの少なくとも１台の真空ポンプの駆動を停止させる第２冷却工程とを順次実行するよう構成される、真空冷却装置が提供される。

本発明によれば、第１冷却工程によって冷却槽内の減圧が進んだ後に上記第２冷却工程を実行することで、不必要な真空ポンプの駆動を避けることができ、ランニングコストを抑えるとともに、高真空時の外気の吸い込みを防止することが可能となっている。

好ましくは、前記処理槽の槽内圧力を検出する圧力検出手段と、前記被冷却物の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記圧力検出手段が検出する前記槽内圧力が所定圧力以下且つ前記温度検出手段が検出する前記被冷却物の温度が所定温度以下になったことを条件として、前記第１冷却工程から前記第２冷却工程に切り替える。

好ましくは、各真空ポンプの吸気ラインに逆止弁が設けられる。

好ましくは、前記真空ポンプの異常を検出する異常検出手段を備え、前記制御手段は、前記異常検出手段が一部の真空ポンプの異常を検出しても、他の真空ポンプを駆動させて冷却運転を継続する。

好ましくは、前記制御手段は、前記第２冷却工程において停止させる前記少なくとも１台の真空ポンプを所定のタイミングで切り替える。

本発明の一実施形態に係る真空冷却装置１を示す概念図である。 図１の真空冷却装置１の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。

１．真空冷却装置１の構成
まず、本発明の一実施形態に係る真空冷却装置１の構成について説明する。真空冷却装置１は、熱調理された食品等の被冷却物Ｆを処理槽２内で真空冷却するものである。本実施形態の真空冷却装置１は、図１に示すように、処理槽２と、エゼクタ３と、熱交換器４と、複数の真空ポンプ（本実施形態では、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃの３台の真空ポンプ）と、給水手段６と、復圧手段７と、圧力検出手段８と、温度検出手段９と、制御手段１０とを備える。また、本実施形態の真空冷却装置１は、処理槽２内の気体（空気及び蒸気）を排気するための排気路１１が設けられており（図の太線参照）、当該排気路１１に、エゼクタ３、熱交換器４及び第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃがこの順に接続されている。以下、各構成を具体的に説明する。

処理槽２は、内部空間の減圧に耐える中空容器であり、ドア（図示省略）で開閉可能とされる。処理槽２は、典型的には略矩形の箱状に形成され、正面の開口部がドアで開閉可能とされる。ドアを開けることで、処理槽２に被冷却物Ｆを出し入れすることができ、ドアを閉じることで、処理槽２の開口部を気密に閉じることができる。ドアは、処理槽２の正面および背面の双方に設けられてもよい。なお、図示例では、被冷却物Ｆは、ホテルパンや番重のような食品容器に入れられて、処理槽２内に収容されている。

エゼクタ３は、吸引口３ａと、排気口３ｂと、流体入口３ｃとを備える。エゼクタ３は、流体入口３ｃに設けたノズル（図示せず）から排気口３ｂへ向けて流体を高速で通過させることによって減圧域を作り、減圧域の周囲に設けた吸引口３ａから流体を吸引するものである。本実施形態のエゼクタ３は、排気路１１に設けられ、吸引口３ａが処理槽２に接続され、排気口３ｂが熱交換器４に接続されており、処理槽２内の気体を吸引口３ａを介して排気口３ｂへ吸引排出するよう構成されている。また、本実施形態のエゼクタ３は、蒸気エゼクタとされ、エゼクタ給蒸路３０から供給される蒸気を噴出することで処理槽２内の気体を吸引する構成となっている。ここで、エゼクタ給蒸路３０にはエゼクタ給蒸弁３１が設けられており、エゼクタ給蒸弁３１の開閉操作により、エゼクタ３の作動を切り替えることが可能となっている。

熱交換器４は、排気路１１内の流体（エゼクタ３からの流体）と冷却水とを混ぜることなく熱交換する間接熱交換器である。熱交換器４により、排気路１１内の蒸気を、冷却水により冷却し凝縮させることができる。冷却水は、後述する給水手段６から熱交給水路４０を介して供給され、熱交排水路４１を介して排出される。熱交排水路４１は、図示しない冷水タンク（チラーの給水源）への冷水戻し路４２と、外部への排水出口路４３とに分岐されており、冷水戻し路４２には冷水戻し弁４４が設けられ、排水出口路４３には排水出口弁４５が設けられている。冷水戻し弁４４及び排水出口弁４５により、熱交換器４を通過後の水を、冷水タンクへ戻すか、排水出口路４３から排出するか、あるいはいずれも行わずに熱交換器４の通水を阻止するか（つまり熱交換器４の冷却水出口側を閉じるか）を切り替えることができる。

第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃは、それぞれ水封式の真空ポンプであり、封水と呼ばれる水が供給されつつ駆動される。封水を供給するため、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの給水口５ｘには、後述する給水手段６から封水給水路５０を介して水が供給される。ここで、封水給水路５０は、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃに対応して３つの封水給水路５０Ａ～５０Ｃに分岐している。各封水給水路５０Ａ～５０Ｃには、封水弁５１Ａ～５１Ｃ及び定流量弁５２Ａ～５２Ｃが設けられている。ここで、定流量弁５２Ａ～５２Ｃは、周知の通り、一定の流量で通水可能に構成される。

そして、封水給水路５０から給水しつつ真空ポンプ５Ａ～５Ｃを作動させると、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃは、吸気口５ｙから気体を吸入し、排気口５ｚへ排気および排水する。

また、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃの各吸気ライン９Ａ～９Ｃには、それぞれ対応する逆止弁１３Ａ～１３Ｃが設けられている。逆止弁１３Ａ～１３Ｃは、真空ポンプ５Ａ～５Ｃから吸気ライン９Ａ～９Ｃ側への気体の逆流を阻止するものである。逆止弁１３Ａ～１３Ｃは、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの不具合時や停電時に、気体が処理槽２内へと逆流しないようにするための緊急遮断弁として機能する。

加えて、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃには、それぞれ封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃが設けられている。封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃは、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの内部に存在する封水の温度（封水温度）を検出可能に構成される。各封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃは、具体的には例えば、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの内部に挿入された熱電対により構成することができる。なお、本実施形態において、各封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃは、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの異常を検出する異常検出手段として機能する。つまり、封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃが検出する温度が所定の閾値以上となった場合、後述する制御手段１０は、対応する真空ポンプ５Ａ～５Ｃに何らかの異常が生じたと判断するようになっている。

給水手段６は、熱交換器４及び真空ポンプ５へ常温水又は冷水を供給可能に構成される。ここで、冷水とは、チラー（図示省略）により所定温度に冷却を図られた水（チラー水）であり、常温水とは、そのような冷却を図られない水である。給水手段６は、具体的には、給水源に接続された常温水給水路６０と、チラーに接続された冷水給水路６１とを備える。また、常温水給水路６０には常温水給水弁６２が設けられ、冷水給水路６１には、冷水給水弁６３が設けられている。加えて、冷水給水路６１には、冷水の温度を検知可能な冷水温度センサ１７が設けられている。

常温水給水路６０と冷水給水路６１とは、常温水給水弁６２及び冷水給水弁６３それぞれの下流の位置において合流し、共通給水路６４となっている。この共通給水路６４は、熱交換器４への熱交給水路４０と、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃへの封水給水路５０とに分岐されている。そして、給水手段６は、常温水給水弁６２または冷水給水弁６３を開けることで、熱交換器４に冷却水を給水し、さらに封水弁５１Ａ～５１Ｃを開けることで、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃに給水するようになっている。

復圧手段７は、減圧された処理槽２内へ外気を導入して、処理槽２内を復圧する手段である。本実施形態では、復圧手段７は、処理槽２に接続される給気路７０を備え、給気路７０には、上流側から順にエアフィルタ７１と給気弁７２とが設けられている。処理槽２内が減圧された状態で給気弁７２を開けると、外気がエアフィルタ７１を介して処理槽２内へ導入され、処理槽２内を復圧することができる。給気弁７２は、好ましくは開度調整可能な電動弁とされ、復圧の速度を調整可能とされる。なお、給気弁７２をこのような電動弁とすれば、後述する第１冷却工程Ｓ１及び第２冷却工程Ｓ２において、処理槽２の槽内圧力を調整しながら減圧する徐冷制御を行うことが可能となる。

圧力検出手段８は、処理槽２に設けられる。本実施形態の圧力検出手段８は、処理槽２内の圧力を検出する圧力センサである。

温度検出手段９は、処理槽２に設けられる。本実施形態の温度検出手段９は、処理槽２内に収容された被冷却物Ｆの温度（品温）を検出する品温センサである。

制御手段１０は、各センサの検出信号や経過時間などに基づき、上述した各構成を制御する。制御手段１０は、具体的には、エゼクタ３（エゼクタ給蒸弁３１）と、冷水戻し弁４４及び排水出口弁４５と、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃと、封水弁５１Ａ～５１Ｃと、常温水給水弁６２及び冷水給水弁６３と、給気弁７２とを制御する。また、制御手段１０には、圧力検出手段８、温度検出手段９及び封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃなどが接続されている。本実施形態において、制御手段１０は、後述するように、所定の手順（プログラム）に従い、被冷却物Ｆの冷却のための制御を行う。

なお、上記構成の制御手段１０は、具体的には例えば、ＣＰＵ、メモリ（例えばフラッシュメモリ）、入力部及び出力部を備えた情報処理装置により構成することができる。そして、情報処理装置により構成された制御手段１０の上述した各構成要素による処理は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが読み出して実行することで行われる。情報処理装置としては、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＬＣ（プログラマラブルロジックコントローラ）あるいはマイコンが用いられる。ただし、制御手段１０の一部の機能を、任意の通信手段により接続されたクラウド上で実行されるよう構成しても良い。

２．真空冷却装置１の動作
次に、本実施形態の真空冷却装置１の動作について説明する。本実施形態の真空冷却装置１は、制御手段１０の制御により、第１冷却工程Ｓ１と第２冷却工程Ｓ２とを実行するよう構成されている。ここで、真空冷却装置１の運転開始前（第１冷却工程Ｓ１の開始前）において、復圧手段７の給気弁７２を除く各弁は閉じられた状態となっている。真空冷却装置１の動作を開始するには、まず、処理槽２内に被冷却物Ｆを収容し、処理槽２のドアを気密に閉じた後、各工程を実行する。以下、図２のフローチャートを参照して、各工程の動作について詳細に説明する。

＜第１冷却工程Ｓ１＞
第１冷却工程Ｓ１は、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃを全て駆動させて処理槽２内を減圧し、被冷却物Ｆを冷却する工程である。第１冷却工程Ｓ１は、詳細には、封水として常温水を用いる常温水冷却工程と、封水として冷水を用いる冷水冷却工程とを備える。制御手段１０は、第１冷却工程Ｓ１において、真空冷却装置１の運転開始後、まず常温水冷却工程を実行し、冷却が進んだ後、冷水冷却工程を実行する。なお、第１冷却工程Ｓ１において、制御手段１０はエゼクタ給蒸弁３１を閉じており、エゼクタ３を作動させないようにしている。つまり、第１冷却工程Ｓ１は、エゼクタ３を作動させることなく第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃのみによって処理槽２内を減圧する工程である。

真空冷却装置１のスタートボタン（図示せず）が押されるなど、運転開始が指示されると、制御手段１０は、常温水冷却工程において、まず、給気弁７２を閉じる。そして、制御手段１０は、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃを開始するとともに、給水手段６の常温水給水弁６２及び各封水弁５１Ａ～５１Ｃを開く。これにより、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃに封水として常温水が供給され、３台の真空ポンプ５Ａ～５Ｃによる処理槽２内の減圧が開始される。ここれにより、高温の被冷却物Ｆから発生される蒸気を含む空気が排気路１１を通って排出される。

また、同時に、制御手段１０は、排水出口路４３の排水出口弁４５も開く。これにより、給水手段６からは熱交換器４にも常温水が供給されることになり、処理槽２内からの蒸気と常温水の間で熱交換が行われ、処理槽２内からの蒸気が凝縮されて第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃに送水される。一方、熱交換器４において吸熱した常温水は、排水出口路４３を通って外部へと排出される。

常温水冷却工程における冷却により処理槽２内の減圧が進み、圧力検出手段８の検出する槽内圧力が所定の冷水供給開始圧力（例えば、２０ｋＰａ）以下になると、制御手段１０は、これを条件として、常温水冷却工程から冷水冷却工程へと移行する。

冷水冷却工程に移行するには、制御手段１０は、具体的には、給水手段６の常温水給水弁６２を閉じるとともに冷水給水弁６３を開いて、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃに封水として冷水を供給する。また、制御手段１０は、排水出口弁４５を閉じるとともに冷水戻し弁４４を開くことで、熱交換器４にも冷水を供給し、熱交換器４において吸熱した冷水を冷水タンク（図示せず）へと戻す。冷水タンクに戻された水は、チラー（図示せず）で冷却されて、再び冷水給水路６１へ供給されることになる。

冷水冷却工程においては、封水として冷水を用いることにより、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃ内の飽和圧力を下げることができるため、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃの能力を向上させ、減圧された処理槽２内をさらに減圧することが可能となる。また、熱交換器４にも冷水を供給することで、排気路１１を通る気体を凝縮できるようになっている。

なお、封水弁５１Ａ～５１Ｃが開度調整の可能な電動弁である場合には、封水弁５１Ａ～５１Ｃの開度を調整することで、真空ポンプ５の排気速度を制御して処理槽２内の減圧速度を制御するとともに、真空ポンプ５におけるキャビテーションを防止しつつ冷水の使用量を抑制することが可能となる。

また、本実施形態の真空冷却装置１において、制御手段１０は、異常検出手段としての封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃが検出する、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの封水温度を監視している。そして、いずれかの真空ポンプ５Ａ～５Ｃの異常を検出した場合、異常を検出した真空ポンプ（例えば、第１真空ポンプ５Ａ）を停止させ、当該ポンプ以外の真空ポンプ（例えば、第２，第３真空ポンプ５Ｂ，５Ｃ）を駆動させて冷却運転を継続するようになっている。

加えて、冷水冷却工程において、制御手段１０は、圧力検出手段８の検出する槽内圧力と温度検出手段９の検出する被冷却物Ｆの品温を取得する。そして、制御手段１０は、槽内圧力が所定圧力以下且つ品温が所定温度以下になったことを条件として、第１冷却工程Ｓ１から第２冷却工程Ｓ２に切り替える（分岐Ｂ１参照）よう制御する。ここで、所定圧力は、例えば、４５ｈＰａである。また、所定温度は、例えば、３０℃である。ただし、これら所定圧力及び所定温度は、処理槽２の大きさや被冷却物Ｆの種類、また、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃの排気能力等に応じて適宜変更可能である。また、所定圧力及び所定温度は、真空冷却装置１の運転前に予め設定されるものであるが、制御手段１０が備えるメモリに記憶させておくとともに、ユーザからの入力を受け付けて適宜変更可能とすることが好適である。

＜第２冷却工程＞
第２冷却工程Ｓ２に移行するには、制御手段１０は、具体的には、エゼクタ給蒸弁３１を開けてエゼクタ３を作動させるとともに、第１真空ポンプ５Ａ及び第２真空ポンプ５Ｂの駆動を停止する。つまり、第２冷却工程Ｓ２は、エゼクタ３と、第３真空ポンプ５Ｃによって処理槽２内を減圧する工程である。また、制御手段１０は、第１真空ポンプ５Ａ及び第２真空ポンプ５Ｂの駆動停止に合わせて、対応する封水弁５１Ａ，５１Ｂを閉じる。また、制御手段１０は、給水手段６の冷水給水弁６３及び冷水戻し弁４４を開いておくことで、熱交換器４及び第３真空ポンプ５Ｃへの冷水の供給を継続させる。なお、第１冷却工程Ｓ１と第２冷却工程Ｓ２の間に、エゼクタ３を作動させつつ全ての真空ポンプ５Ａ～５Ｃを駆動させる移行工程を設けても良い。つまり、この場合、制御手段１０は、エゼクタ３の作動の所定時間後に、第１真空ポンプ５Ａ及び第２真空ポンプ５Ｂの駆動を停止することになる。

第２冷却工程Ｓ２においては、エゼクタ３を起動させることにより、槽内圧力が第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃによっては減圧ができないような低圧になった状態でも、処理槽２内をさらに減圧することが可能となる。一方、槽内圧力が低圧になってからは、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃの３台の真空ポンプによる排気能力は必要がないため、第１真空ポンプ５Ａ及び第２真空ポンプ５Ｂの駆動を停止し、第３真空ポンプ５Ｃのみを駆動させるようになっている。

なお、本実施形態のように複数の真空ポンプ（第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃ）を備えた構成において、一部の真空ポンプ（第３真空ポンプ５Ｃ）のみを駆動させる場合、駆動停止させた真空ポンプ（第１，第２真空ポンプ５Ａ，５Ｂ）側から駆動中の真空ポンプ（第３真空ポンプ５Ｃ）へ逆流が生じるおそれがある。しかしながら、本実施形態の真空冷却装置１では、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃの各吸気ライン９Ａ～９Ｃに逆止弁１３Ａ～１３Ｃが設けられていることから、このような逆流を防止することが可能となっている。

そして、第２冷却工程Ｓ２における処理槽２内の減圧により、処理槽２の槽内圧力が目標圧力（例えば、１．２ｋＰａ）以下になれば（図２の分岐Ｂ２参照）、第２冷却工程Ｓ２を終了し、真空冷却装置１による被冷却物Ｆの冷却を停止する。なお、冷却を停止するには、具体的には、制御手段１０は、エゼクタ給蒸弁３１、冷水戻し弁４４及び排水出口弁４５、封水弁５１Ａ、常温水給水弁６２及び冷水給水弁６３の各弁を閉じ、エゼクタ３及び第３真空ポンプ５Ｃを停止し、熱交換器４への通水を停止する。その後、給気弁７２を開けて、処理槽２内を大気圧まで復圧する。

なお、上記では、第２冷却工程Ｓ２において第１，第２真空ポンプ５Ａ，５Ｂを停止させ、第３真空ポンプ５Ｃのみを駆動させる例を説明したが、第２冷却工程Ｓ２において停止させる真空ポンプ（５Ａ～５Ｃ）は、所定期間ごとに切り替えることが好ましい。具体的には、制御手段１０は、第２冷却工程Ｓ２において駆動を停止させる真空ポンプ（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）を、所定のタイミングで（例えば、所定回数ごと又は所定期間ごとに）ローテーションさせる。

例えば、制御手段１０は、第２冷却工程Ｓ２において、初回の冷却運転時には第１真空ポンプ５Ａ及び第２真空ポンプ５Ｂの駆動を停止させ、２回目の冷却運転時には第２真空ポンプ５Ｂ及び第３真空ポンプ５Ｃの駆動を停止させ、３回目の冷却運転時には第３真空ポンプ５Ｃ及び第１真空ポンプ５Ａの駆動を停止させる。このような運転により、第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃの間での総運転時間の差が抑えられ、故障リスクを低減することが可能となっている。なお、このような制御を行うためには、冷却運転中に停止させた真空ポンプ（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）を、制御手段１０の備えるメモリに記憶させておくことが好適である。

加えて、制御手段１０は、第２冷却工程Ｓ２においても、駆動中の真空ポンプ（例えば、第３真空ポンプ５Ｃ）に対応する封水温度センサ（例えば、封水温度センサ１６Ｃ）が検出する封水温度を監視している。そして、制御手段１０は、駆動中の真空ポンプ（第３真空ポンプ５Ｃ）の異常を検出した場合には、異常を検出した真空ポンプ（第３真空ポンプ５Ｃ）を停止させ、当該ポンプ以外の真空ポンプ（例えば、第１真空ポンプ５Ａ）を駆動させて、冷却運転を継続するようになっている。

３．作用効果
以上のように、本実施形態の真空冷却装置１において、制御手段１０は、まず、３台の真空ポンプ５Ａ～５Ｃを駆動して処理槽２内を減圧する第１冷却工程Ｓ１を実行し、その後、槽内圧力が所定圧力以下且つ被冷却物Ｆの品温が所定温度以下になったことを条件として、エゼクタ３を作動させるとともに２台の真空ポンプ（例えば、第１，第２真空ポンプ５Ａ，５Ｂ）を停止させる第２冷却工程Ｓ２を実行するよう構成されている。このような構成となっていることで、処理槽２内の減圧が進んだ際にも、適切に減圧を行うことが可能となっている。具体的には、減圧が進んだ際、第２冷却工程Ｓ２においてエゼクタ３を作動させることによりさらに減圧を進めることができる。また、２台の真空ポンプ（５Ｂ，５Ｃ）を停止させることにより、不要な真空ポンプの駆動を避けて、電気使用量を削減するとともに封水使用量を削減し、ランニングコストを抑えることが可能となっている。

また、複数の真空ポンプ５Ａ～５Ｃを備えた真空冷却装置１において、減圧が進んだ高真空時に第１～第３真空ポンプ５Ａ～５Ｃ全ての駆動を継続させた場合には、逆止弁１３Ａ～１３Ｃの作動の遅れ等により、能力の優っている真空ポンプが能力の劣っている真空ポンプから外気を吸い込んでしまうおそれもある。しかしながら、本実施形態の真空冷却装置１では、高真空時には第２冷却工程Ｓ２において２台の真空ポンプ（例えば、５Ｂ，５Ｃ）を停止させることにより、このような外気の吸い込みを防止することも可能となっている。

加えて、本実施形態の真空冷却装置１において、制御手段１０は、異常検出手段としての封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃがいずれかの真空ポンプ（５Ａ～５Ｃ）の異常を検出した場合であっても、他の真空ポンプを駆動させることによって、冷却運転を継続するようになっている。このような構成となっていることから、一部の真空ポンプ（５Ａ～５Ｃ）を駆動できない場合であっても、冷却時間は長くなるものの、直ちに冷却運転不可とすることなく真空冷却装置１による冷却運転を行うことができる。したがって、本実施形態の真空冷却装置１は、一部の真空ポンプ（５Ａ～５Ｃ）が故障した場合であっても、故障した真空ポンプ（５Ａ～５Ｃ）を修理するまでの間、冷却運転を行うことが可能となっている。

４．変形例
なお、本発明は、以下の態様でも実施可能である。

上記実施形態では、制御手段１０は、槽内圧力が所定圧力以下且つ品温が所定温度以下になったことを条件として、第１冷却工程Ｓ１から第２冷却工程Ｓ２へと移行していた。しかしながら、当該条件に代えて、運転開始からの時間や、封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃが検出する各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの封水温度等、他の条件に基づいて、第１冷却工程Ｓ１から第２冷却工程Ｓ２へと移行するようにしても良い。本発明は、制御手段１０が何らかの条件で、複数の真空ポンプによって冷却を行う第１冷却工程Ｓ１からエゼクタと一部の真空ポンプによって冷却を行う第２冷却工程Ｓ２へと移行するよう制御を行っていれば成立する。

上記実施形態では、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの異常を検出する異常検出手段として、封水温度を検出する封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃが用いられていた。しかしながら、異常検出手段として、封水温度センサ１６Ａ～１６Ｃに代えて、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃにサーマルリレーを設け、これを異常検出手段としても良い。また、封水温度センサ及びサーマルリレーを共に異常検出手段として用いても良い。

上記実施形態では、第１冷却工程Ｓ１が常温水を熱交換器４及び真空ポンプ５に供給する常温水冷却工程と冷水を熱交換器４及び真空ポンプ５に供給する冷水冷却工程とを備えていた。しかしながら、第１冷却工程Ｓ１において、常時冷水を供給する構成とすることも可能である。

上記実施形態では、処理槽２内の気体を排気するためのエゼクタ３は、エゼクタ給蒸路３０から供給される蒸気を噴出することで処理槽２内の気体を吸引する蒸気エゼクタとされていた。しかしながら、エゼクタとして、エゼクタ給水路から供給される水を噴出する水エゼクタを用いることも可能である。

上記実施形態では、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃはそれぞれ水封式の真空ポンプであった。しかしながら、しかしながら、真空ポンプ５Ａ～５Ｃは、ドライ式や油回転式等、他の方式のものであっても良い。また真空ポンプ５Ａ～５Ｃは、オンオフ制御されてもよいし、出力を調整可能とされてもよい。たとえば、真空ポンプ５Ａ～５Ｃは、インバータを用いて、モータの駆動周波数ひいては回転数を変更可能とされる。

上記実施形態では、各真空ポンプ５Ａ～５Ｃの吸気ライン９Ａ～９Ｃに逆止弁１３Ａ～１３Ｃが設けられていたが、逆止弁１３Ａ～１３Ｃに代えて、オンオフ弁や電動弁等の弁を用いても良い。

上記実施形態では、第２冷却工程Ｓ２において、２台の真空ポンプ（例えば、第１，第２真空ポンプ５Ａ，５Ｂ）の駆動を同時に停止させていた。しかしながら、第２冷却工程Ｓ２において、１台の真空ポンプ（例えば、第１真空ポンプ５Ａ）のみを駆動停止し、２台の真空ポンプ（例えば、第２，第３真空ポンプ５Ｂ，５Ｃ）により減圧するようにしても良い。また、第２冷却工程Ｓ２において、まず１台の真空ポンプ（例えば、第１真空ポンプ５Ａ）の駆動を停止させ、その後、さらに１台の真空ポンプ（例えば、第２真空ポンプ５Ｂ）の駆動を停止させるようにすることも可能である。

上記実施形態では、真空冷却装置１は３台の真空ポンプ５Ａ～５Ｃを備える構成であった。しかしながら、真空冷却装置１が備える真空ポンプの数は、２台であってもよく、４台以上であっても良い。

さらに、上記実施形態では、真空冷却装置１は、冷却専用機として説明したが、少なくとも真空冷却機能を有するのであれば、適宜に変更可能である。たとえば、蒸気による加熱手段を備えることで、蒸煮冷却装置や飽和蒸気調理装置のように構成されてもよい。あるいは、冷凍機やファンを用いた冷風冷却手段を備えることで、冷風真空複合冷却装置のように構成されてもよい。

１ ：真空冷却装置
２ ：処理槽
３ ：エゼクタ
３ａ ：吸引口
３ｂ ：排気口
３ｃ ：流体入口
４ ：熱交換器
５Ａ ：第１真空ポンプ
５Ｂ ：第２真空ポンプ
５Ｃ ：第３真空ポンプ
５ｘ ：給水口
５ｙ ：吸気口
５ｚ ：排気口
６ ：給水手段
７ ：復圧手段
８ ：圧力検出手段
９ ：温度検出手段
９Ａ～９Ｃ ：吸気ライン
１０ ：制御手段
１１ ：排気路
１３Ａ～１３Ｃ ：逆止弁
１６Ａ～１６Ｃ ：封水温度センサ
１７ ：冷水温度センサ
３０ ：エゼクタ給蒸路
３１ ：エゼクタ給蒸弁
４０ ：熱交給水路
４１ ：熱交排水路
４２ ：冷水戻し路
４３ ：排水出口路
４４ ：冷水戻し弁
４５ ：排水出口弁
５０，５０Ａ～５０Ｃ ：封水給水路
５１Ａ～５１Ｃ ：封水弁
５２Ａ～５２Ｃ ：定流量弁
６０ ：常温水給水路
６１ ：冷水給水路
６２ ：常温水給水弁
６３ ：冷水給水弁
６４ ：共通給水路
７０ ：給気路
７１ ：エアフィルタ
７２ ：給気弁
Ｂ１，Ｂ２ ：分岐
Ｆ ：被冷却物
Ｓ１ ：第１冷却工程
Ｓ２ ：第２冷却工程

Claims (5)

1. 処理槽内に収容された被冷却物を冷却する真空冷却装置であって、
   エゼクタと、熱交換器と、複数の真空ポンプと、制御手段とを備え、
   前記エゼクタは、前記処理槽に接続されるとともに、その排気側に前記熱交換器を介して前記真空ポンプが接続され、
   前記熱交換器は、前記処理槽から排気された蒸気を凝縮可能に構成され、
   前記制御手段は、前記エゼクタの作動及び前記真空ポンプの駆動を制御可能に構成され、
   前記制御手段は、前記複数の真空ポンプを駆動して前記処理槽内を減圧する第１冷却工程と、前記エゼクタを作動させるとともに前記複数の真空ポンプのうちの少なくとも１台の真空ポンプの駆動を停止させる第２冷却工程とを順次実行するよう構成される、真空冷却装置。
2. 請求項１に記載の真空冷却装置であって、
   前記処理槽の槽内圧力を検出する圧力検出手段と、前記被冷却物の温度を検出する温度検出手段とを備え、
   前記圧力検出手段が検出する前記槽内圧力が所定圧力以下且つ前記温度検出手段が検出する前記被冷却物の温度が所定温度以下になったことを条件として、前記第１冷却工程から前記第２冷却工程に切り替える、真空冷却装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の真空冷却装置であって、
   各真空ポンプの吸気ラインに逆止弁が設けられる、真空冷却装置。
4. 請求項１～請求項３のいずれかに記載の真空冷却装置であって、
   前記真空ポンプの異常を検出する異常検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記異常検出手段が一部の真空ポンプの異常を検出しても、他の真空ポンプを駆動させて冷却運転を継続する、真空冷却装置。
5. 請求項１～請求項４のいずれかに記載の真空冷却装置であって、
   前記制御手段は、前記第２冷却工程において停止させる前記少なくとも１台の真空ポンプを所定のタイミングで切り替える、真空冷却装置。

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