JP2015055435A - Vacuum cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被冷却物を収容した処理槽内を真空化し、被冷却物から水分を蒸発させることによって発生する気化熱を利用して被冷却物から熱を奪い、冷却するようにしている真空冷却装置に関するものである。さらに詳しくは、処理槽内から吸引した気体を通す真空配管内を清潔に保つようにしている真空冷却装置に関するものである。 The present invention evacuates the inside of the processing tank containing the object to be cooled, and uses the heat of vaporization generated by evaporating water from the object to be cooled to take heat from the object to be cooled and to vacuum it. The present invention relates to a cooling device. More specifically, the present invention relates to a vacuum cooling device that keeps the inside of the vacuum pipe through which the gas sucked from the processing tank passes clean.
特開2012−102956号公報に記載があるように、処理槽内に加熱調理した食品などの被冷却物を収容しておき、処理槽内を真空化することで被冷却物を冷却する真空冷却装置がある。被冷却物を収容している処理槽内を減圧し、処理槽内での沸点を被冷却物の温度まで低下させると、被冷却物中の水分が蒸発し、その際に被冷却物から気化熱を奪う。この場合、被冷却物の中心部分からも熱を奪うことができ、気化熱による冷却効果は大きなものであるため、被冷却物を短時間で冷却することができる。真空冷却装置に使用する真空発生装置としては、水又は蒸気によるエジェクタや水封式又はドライ式の真空ポンプを使用している。真空発生装置にて処理槽内の気体を吸引する場合、被冷却物からは水分が多く蒸発するため、処理槽内の気体とともに被冷却物から発生した蒸気も吸引することになる。しかし、水は液体から気体に変わると体積が大幅に増大するため、蒸気をそのまま真空発生装置に吸引させたのでは、真空発生装置で排出しなければならない気体量が多くなる。そしてその場合には、処理槽内の減圧に要する時間が長くなるため、冷却工程時間が長くなる。 As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-102956, vacuum cooling is performed in which an object to be cooled such as cooked food is stored in a processing tank, and the object to be cooled is cooled by evacuating the processing tank. There is a device. When the inside of the treatment tank containing the object to be cooled is depressurized and the boiling point in the treatment tank is lowered to the temperature of the object to be cooled, the water in the object to be cooled evaporates and vaporizes from the object to be cooled. Take away heat. In this case, heat can also be taken from the central portion of the object to be cooled, and the cooling effect by the heat of vaporization is great, so that the object to be cooled can be cooled in a short time. As a vacuum generator used for a vacuum cooling device, an ejector using water or steam or a water-sealed or dry vacuum pump is used. When the gas in the processing tank is sucked by the vacuum generator, a large amount of moisture evaporates from the object to be cooled, so that the vapor generated from the object to be cooled is also sucked together with the gas in the processing tank. However, since the volume of water greatly increases when water is changed to gas, if the vapor is sucked into the vacuum generator as it is, the amount of gas that must be discharged by the vacuum generator increases. In that case, since the time required for decompression in the treatment tank becomes longer, the cooling process time becomes longer.
そのため、処理槽内の気体を真空発生装置へ送る真空配管の途中に、真空発生装置が吸引している気体を冷却する熱交換器を設けることを行っている。真空配管の途中で熱交換器によって気体の冷却を行うと、気体の体積が縮小する。特に蒸気を冷却することで液体に戻すと体積は大幅に小さくなる。真空発生装置が吸引しなければならない気体の体積を小さくすることで、吸引の効率を高めることができる。蒸気の冷却によって発生した凝縮水は、熱交換器の下方に設置しているドレンタンクにためるようにしている。真空冷却の運転中は、処理槽と通じている部分では負圧になっており、この場合にはドレンを排出する排水弁を開いても、ドレンを排出することはできない。そのため、ドレンは真空冷却運転終了までためておき、真空冷却運転を終了して処理槽内を大気圧に戻した後に排出を行っている。 Therefore, a heat exchanger that cools the gas sucked by the vacuum generator is provided in the middle of the vacuum pipe that sends the gas in the processing tank to the vacuum generator. When the gas is cooled by the heat exchanger in the middle of the vacuum pipe, the volume of the gas is reduced. In particular, when the vapor is returned to a liquid by cooling, the volume is significantly reduced. The efficiency of suction can be increased by reducing the volume of gas that the vacuum generator must suck. The condensed water generated by cooling the steam is accumulated in a drain tank installed below the heat exchanger. During the operation of vacuum cooling, the portion communicating with the treatment tank has a negative pressure. In this case, even if the drain valve for discharging the drain is opened, the drain cannot be discharged. Therefore, the drain is stored until the end of the vacuum cooling operation, and is discharged after the vacuum cooling operation is ended and the inside of the treatment tank is returned to the atmospheric pressure.
真空冷却装置では、被冷却物中に含まれている水分を蒸発させることで冷却するものであるため、被冷却物の状態によっては被冷却物内で水分が激しく沸騰し、そのことによって被冷却物のしずくやかけらが飛び散ることがある。そして、処理槽内の気体は真空配管を通して吸引しているため、処理槽内で飛び散った被冷却物のしずくやかけらなど、蒸発した水分以外の被冷却物からの分離物も、吸引している気体とともに真空配管に入り込むことがあった。この場合、被冷却物の分離物が真空配管内の表面に付着し、そのまま放置されることになると、真空配管内で雑菌の繁殖源ができることになり、不衛生となる。 In a vacuum cooling device, cooling is performed by evaporating the moisture contained in the object to be cooled. Therefore, depending on the state of the object to be cooled, the water boils vigorously in the object to be cooled, which causes the object to be cooled. Drops and pieces of things may scatter. And since the gas in the processing tank is sucked through the vacuum pipe, the separated objects from the cooled object other than the evaporated water, such as drops and fragments of the cooled object scattered in the processing tank, are also sucked. Sometimes it entered the vacuum piping with gas. In this case, if the separated product of the object to be cooled adheres to the surface in the vacuum pipe and is left as it is, a breeding source of various germs is formed in the vacuum pipe, which is unsanitary.
そのため図4に記載のように処理槽2内には、被冷却物から飛び散った分離物が真空配管内へ入ることを防止するため、遮蔽板7を設けることを行っている。真空配管5は処理槽2の上部に接続しているため、処理槽内の上部に遮蔽板7を設けておき、被冷却物からの分離物が真空配管に入らないようにしている。図4の遮蔽板7は、処理槽内の上部に設けた切妻屋根形状の板であり、中央の最頂部を形成する棟と、棟から左右に延びる傾斜板からなっている。そのため、被冷却物から飛び散った分離物が上方に接続している真空配管5の方向に向かっても、分離物は遮蔽板7に遮られるために真空配管内には入らない。
Therefore, as shown in FIG. 4, a
処理槽内に図4のような遮蔽板を設けておくと、被冷却物の分離物が真空配管内に入ることを防止できるが、処理槽内に遮蔽板を設けたことによって、処理槽内に被冷却物を入れることができる有効容積が縮小することになる。処理槽内の有効容積が小さくなれば、一度に冷却処理することのできる量が少なくなってしまう。 If a shielding plate as shown in FIG. 4 is provided in the processing tank, it is possible to prevent the separated substance to be cooled from entering the vacuum pipe, but by providing the shielding plate in the processing tank, The effective volume in which the object to be cooled can be put is reduced. If the effective volume in the treatment tank is reduced, the amount that can be cooled at a time is reduced.
本発明が解決しようとする課題は、真空冷却装置において、処理槽内の有効容積を削減することなく、被冷却物の分離物が真空配管内に入り込むことを防止することのできる真空冷却装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a vacuum cooling device capable of preventing the separated material to be cooled from entering the vacuum pipe without reducing the effective volume in the processing tank. It is to provide.
請求項1に記載の発明は、被冷却物を収容する処理槽、処理槽と真空配管によって接続しており処理槽内の気体を吸引する真空発生装置を持ち、処理槽内を真空化することで処理槽内に収容した被冷却物の冷却を行う真空冷却装置において、真空配管内の処理槽との接続部に近い箇所に、被冷却物から分離したしずくやかけらなどの分離物が真空配管の奥へ送られるのを防止する遮蔽板を設けており、真空配管は遮蔽板を設けている部分では径を大きくし、下流側で径を小さくしているものであることを特徴とする。
The invention described in
請求項2に記載の発明は、前記の真空冷却装置において、前記遮蔽板は、一次側の面を開口し、二次側の面はふさいだ円筒形状であって、円筒周壁部に複数の穴を開けているものであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the vacuum cooling apparatus, the shielding plate has a cylindrical shape in which a primary surface is opened and a secondary surface is closed, and a plurality of holes are formed in a cylindrical peripheral wall portion. It is characterized by being open.
請求項3に記載の発明は、前記の真空冷却装置において、真空配管の途中に熱交換器を設けておき、処理槽から熱交換器を経由して真空発生装置へつないでいる真空配管の径は、処理槽との接続部に近い部分で最も大きくした真空配管大径部とし、その下流で1段階径を細くすることで真空配管中径部として熱交換器の入り口部分に接続し、熱交換器の出口側と真空発生装置をつなぐ部分の真空配管は、真空配管中径部から更に細くした真空配管小径部としていることを特徴とする。
The invention according to
本発明では、真空配管内であって処理槽との接続部に近接する位置に遮蔽板を設けているため、被冷却物内での水分の急激な蒸発によって飛び散った被冷却物の分離物も、真空配管の入り口までは来ることになるが、遮蔽板より奥に入ることは防止できる。そして遮蔽板は真空配管内に設けるものであるため、処理槽内の容積を犠牲にすることなく、処理槽内を大きく使用できるため、処理量を多くすることができる。 In the present invention, since the shielding plate is provided in the vacuum pipe and in a position close to the connection portion with the processing tank, the separated object of the object to be cooled scattered by the rapid evaporation of moisture in the object to be cooled is also provided. Although it will come to the entrance of the vacuum pipe, it can be prevented from entering the back of the shielding plate. And since a shielding board is provided in a vacuum piping, since the inside of a processing tank can be used largely, without sacrificing the volume in a processing tank, a processing amount can be increased.
また、真空配管内に遮蔽板を設けると、真空配管内の流路面積が縮小することになり、流路面積が小さいと真空配管内を気体が流れる際に抵抗が大きくなることで減圧速度が低下するという問題が新たに出てくる。これに対しては、遮蔽板を設置している部分では真空配管の径を拡大することによって流路面積を確保しており、抵抗が増大しないようにすることで減圧速度の低下を防止することができる。真空配管の径を大きくすることは設備コストに影響するが、真空配管は下流側で径を小さくしているため、設備コストの上昇は少なく抑えることができる。 In addition, when a shielding plate is provided in the vacuum pipe, the flow area in the vacuum pipe is reduced. If the flow path area is small, the resistance increases when gas flows in the vacuum pipe, thereby reducing the pressure reduction speed. A new problem of lowering appears. On the other hand, the flow passage area is secured by enlarging the diameter of the vacuum pipe at the part where the shielding plate is installed, and the decrease in the decompression speed is prevented by preventing the resistance from increasing. Can do. Increasing the diameter of the vacuum pipe affects the equipment cost. However, since the diameter of the vacuum pipe is reduced on the downstream side, an increase in the equipment cost can be suppressed.
本発明を実施することで、被冷却物から分離した分離物が真空配管に入ることを防止でき、かつ処理槽内は広く使用することができる。 By carrying out the present invention, it is possible to prevent the separated product separated from the object to be cooled from entering the vacuum pipe, and the inside of the treatment tank can be widely used.
本発明の実施例を図面を用いて説明する。図1は本発明を実施している真空冷却装置のフロー図である。真空冷却装置は、処理槽2、真空発生装置1、熱交換器4、冷水ユニット3、ドレンタンク6などからなっている。真空冷却装置は、処理槽2の内部を真空化することによって、処理槽2に収容した被冷却物(高温の食品)から水分を蒸発させ、その際に発生する気化熱の作用によって冷却を行う。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow diagram of a vacuum cooling apparatus embodying the present invention. The vacuum cooling device includes a
処理槽2と真空発生装置1の間は、真空配管5によって接続しておき、真空発生装置1を作動すると、処理槽2内の気体は真空配管5を通して排出することになる。このとき、処理槽2内の気体に加えて、被冷却物から発生した蒸気も真空発生装置1で吸引するようにしていると、真空発生装置1が排出しなければならない気体の体積が大きくなる。特に処理槽2内においては、減圧が進むと収容している被冷却物から水分が蒸発し、水分は蒸気になると体積が大幅に大きくなるため、この蒸気まで吸引していると、減圧の効率が悪くなってしまう。そのため真空配管5には熱交換器4を設けておき、真空発生装置1が吸引している気体や気体中の蒸気を冷却するようにしている。熱交換器4で気体の冷却を行うと、真空発生装置1で排出しなければならない気体の体積が小さくなるため、真空発生装置1での減圧効率が向上する。
The
熱交換器4は冷水ユニット3と接続しておき、冷水ユニット3で発生させた冷水を内部のタンクにためるようにしている。熱交換器4では、冷水をためているタンクを貫通するようにした複数の伝熱管を設置し、伝熱管内に処理槽2から吸引してきた気体を分散して流すことによって、吸引気体の冷却を行う。熱交換器4の下方には、熱交換器4で発生した凝縮水(ドレン)をためておくドレンタンク6を設ける。熱交換器4で発生したドレンは、熱交換器4の下部に設けているドレン集合室で集合した後に、その下方に設けているドレンタンク6へ流れ落ちる。
The
ドレンタンク6の底部には、ドレンを排出するための排水管と、排水管途中に排水弁を設けておき、排水弁を開くことでドレンを排出する。なお、真空冷却装置の運転によってドレンタンク6内が負圧になっている場合には、排水弁を開いてもドレンタンク6からのドレン排出は行えない。そのため、ドレンタンク6からのドレン排出は、真空冷却運転が終了し、処理槽2内を大気圧まで戻した後に行う。
A drain pipe for discharging the drain and a drain valve in the middle of the drain pipe are provided at the bottom of the
真空発生装置1が処理槽2内の気体を吸引する際に吸引気体を通す真空配管5は、上流の処理槽2側から下流の真空発生装置1に向けて、段階的に径を小さくしていく。真空配管5の径は、処理槽2との接続部で最も大きくした真空配管大径部8とする。真空配管大径部8は処理槽2との接続部近傍のみであり、真空配管5の処理槽2と熱交換器4の途中で径を1段階細くして下流側は真空配管中径部9とし、真空配管中径部9は熱交換器4の入り口部分までとしている。真空配管5内を流れてきた気体は、その後に熱交換器4に入り、熱交換器4内で冷却を行う。熱交換器4の出口側と真空発生装置1をつなぐ部分の真空配管5は、真空配管中径部9から更に細くして真空配管小径部10としている。
The
真空冷却装置での運転は、被冷却物を処理槽2内に収容し、処理槽2を密閉した状態で開始する。真空発生装置1の作動を行うと、真空発生装置1が真空配管5を通して処理槽2内の気体を吸引する。処理槽2内の圧力が大気圧に近い状態の場合、真空発生装置1で気体の吸引を行うと、処理槽2内の圧力は急激に低下していく。処理槽2内の圧力が低下し、圧力が処理槽内に収納している被殺菌物の飽和圧力よりも低くなると、被冷却物内部の水分が蒸発する。水分が蒸発する際には気化熱を奪っていくため、被冷却物では温度が低下する。
The operation in the vacuum cooling apparatus starts with the object to be cooled contained in the
また、冷水ユニット3では冷水を製造して熱交換器4へ供給しておき、真空配管5を通して吸引している気体は、熱交換器4で冷却する。真空配管5を通して吸引している気体は、熱交換器4で冷却される。気体は冷却すると体積が小さくなり、特に蒸気を冷却することによって凝縮水にすると、体積は大幅に縮小する。気体の体積が小さくなると、真空発生装置1で排出しなければならない気体量が少なくなるため、より早く処理槽2内の圧力を低下することができ、冷却に要する時間を短縮することができる。
In the
被冷却物の温度から定まる飽和蒸気圧力に対して、処理槽内の圧力低下が急であると、被冷却物内では突沸現象が発生することがある。被冷却物内の水分が急激に蒸発すると、被冷却物の一部が分離して飛び散ることになる。この場合、被冷却物から分離した被冷却物の分離物が真空配管内に入り、壁面などに付着したままで放置されると、この分離物が雑菌の繁殖源になってしまう。 If the pressure drop in the treatment tank is abrupt with respect to the saturated vapor pressure determined from the temperature of the object to be cooled, a bumping phenomenon may occur in the object to be cooled. When the water in the object to be cooled evaporates rapidly, a part of the object to be cooled is separated and scattered. In this case, if the separated object to be cooled separated from the object to be cooled enters the vacuum pipe and is left attached to the wall surface or the like, the separated substance becomes a breeding source of germs.
そのため、真空配管5の処理槽2との接続部分である真空配管大径部8には、内部に遮蔽板7を設けている。遮蔽板7によって、被冷却物の分離物が真空配管5内の奥へ入りこむことを防止し、真空配管5を清潔に保つことができるようにしている。実施例での遮蔽板7は、二次側となる天井側の面は閉じ、一次側となる底側の面は開口した円筒形状としており、円筒の胴を形成している周壁部分に多数の気体流用穴11を開けている。この場合、円筒部材の一次側面は開口しているため、真空発生装置1によって処理槽2内の気体を吸引すると、吸引気体は遮蔽板7の下方から円筒形内に入る。そしてこの時、被冷却物から飛び散ったしずく等の分離物も、遮蔽板7の下方から円筒形内に入る。しかし円筒形部の天井側にあたる面はふさいでおり、円筒形部の周壁は気体流用穴11を開けた構造であるため、吸引気体は円筒形部の天井面に衝突した後に横向きの流れとなり、周壁に設けている気体流用穴11を通り抜ける。
Therefore, a
この際、吸引気体に被冷却物のしずくやかけらなど被冷却物からの分離物が含まれていると、気体に比べて重量の大きな分離物は遮蔽板7に衝突して表面に付着する。そのため、被冷却物の分離物が真空配管5の奥に入り込むことを防止できる。なお、図示した遮蔽板7は、吸引気体進行方向に対して垂直な面を閉じたものとしているが、遮蔽板7は、被処理物から分離したしずくやかけらが真空配管の奥へ送られることを防止し、吸引する気体は通すものであればよいため、微細な穴が多数あいているフィルター状のものを遮蔽板7としてもよい。
At this time, if the suction gas contains a separated object from the object to be cooled such as drops or fragments of the object to be cooled, the separated object having a weight larger than that of the gas collides with the shielding
また、遮蔽板7は容易に取り外すことができるようにしておけば、遮蔽板が汚れた場合には遮蔽板を取り外して洗浄することで、遮蔽板は清潔に保つことができる。例えば遮蔽板7は、一次側端部の周りに真空配管5の真空配管大径部8の径よりも大きな径を持ったつば12を設け、つば12の外縁部分に切り欠き13を設けておき、処理槽2と真空配管5の接続部には前記切り欠き13の位置にあわせたツメ14を設けているものとしておく。切り欠き13とツメ14の位置をあわせて、つば12をツメ14の上側に差し込み、その後に遮蔽板7を回転させ、切り欠き13とツメ14の位置をずらすことで遮蔽板7を設置するものであれば、遮蔽板7の着脱は容易に行える。
Further, if the
ただし、真空配管内に遮蔽板7を設けるものであるため、遮蔽板が真空配管内の流路を一部ふさぐことになる。真空配管内での流路面積が縮小し、そのことで真空配管内を流れる吸引気体の抵抗を増加することになると、処理槽内の減圧速度が低下し、真空冷却に要する時間が長くなる。真空冷却装置は、雑菌の繁殖が抑えられる温度帯まで短時間で冷却することができるということが特徴であり、冷却時間が長くなることは真空冷却装置としての特徴が失われることになる。
However, since the shielding
本発明では、遮蔽板7を設けている部分では真空配管の径を大きくすることで流路面積を大きくしている。吸引気体の抵抗は流路面積を増すことで低減することができ、遮蔽板7を設けていても大きな抵抗を掛けることなく吸引気体を流すことができる。
In the present invention, the area of the flow path is increased by increasing the diameter of the vacuum pipe at the portion where the shielding
また、真空配管5の流路面積は、必要以上に大きくしても減圧速度の向上に効果はなく、真空配管5の径を大きくすることは、装置の大型化とコストの増大を招く。そして、真空配管5内を流れる気体の体積は、熱交換器4で冷却を行うことによって小さくなる。そのため熱交換器4と真空発生装置1の間をつないでいる真空配管5内を流れる気体の流量は、処理槽2と熱交換器4をつないでいる真空配管5内を流れる気体の流量より少なくなる。真空配管5の熱交換器4より下流側では吸引気体の流量が少なくなるため、熱交換器4より下流の真空配管5は、熱交換器4より上流の真空配管5よりも細くする。つまり真空配管5は、処理槽2と接続している部分は最も径の大きな真空配管大径部8とし、その後に径を一段階小さくした真空配管中径部9、さらに熱交換器4より下流は径をもう一段階小さくした真空配管小径部10としている。このようにすることで、真空配管5での吸引気体の流路面積が足りなくなることなく、また不必要に大きくすることによる無駄も発生しないことになり、真空配管5の径を適正化することができる。
Further, even if the flow passage area of the
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications can be made by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention.
1 真空発生装置
2 処理槽
3 冷水ユニット
4 熱交換器
5 真空配管
6 ドレンタンク
7 遮蔽板
8 真空配管大径部
9 真空配管中径部
10 真空配管小径部
11 気体流用穴
12 つば
13 切り欠き
14 ツメ
1 Vacuum generator
2
5
Claims (3)
The vacuum cooling device according to claim 1 or 2, wherein a heat exchanger is provided in the middle of the vacuum pipe, and the diameter of the vacuum pipe connected from the processing tank to the vacuum generator via the heat exchanger is a processing The largest part of the vacuum pipe that is the largest in the part close to the connection with the tank, and by reducing the diameter of one step downstream, it is connected to the inlet part of the heat exchanger as the middle part of the vacuum pipe. A vacuum cooling device characterized in that the vacuum piping at the portion connecting the outlet side and the vacuum generator is a vacuum pipe small-diameter portion further narrowed from the vacuum pipe medium-diameter portion.
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2013
- 2013-09-13 JP JP2013190030A patent/JP6138004B2/en active Active
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