JP2018159494A - 真空冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理槽内の減圧によって処理槽開口部を塞ぐ扉が処理槽の筐体側へ引きつけられる際に、扉は筐体の開口面に対して平行な状態を保ったままで移動させることのできる真空冷却装置を提供する。
【解決手段】処理槽２内を真空化することで処理槽内に収容している被冷却物の冷却を行う真空冷却装置であって、処理槽の一つの側面に開口部を持ち、処理槽の開口部は開き戸の扉４によって開閉するようにしており、処理槽の筐体９と扉４はヒンジ７によって接続し、前記開口部周囲と扉との接地面には弾力性をもったパッキン５を設置している真空冷却装置であって、筐体と扉を接続しているヒンジは扉の開閉を行うために回転する第一軸に加え、扉を閉じた状態から更に扉を筐体側に引きつける際に扉を開口面に対して平行な状態を維持したままで筐体側に引きつけるようにするための第二軸を持った扉ヒンジ７とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱調理された食品などの被冷却物を処理槽内に収容し、処理槽内を減圧することによって被冷却物内の水分を蒸発させ、蒸発による気化熱によって被冷却物を急速に冷却する真空冷却装置に関するものである。

特開２０１４−１５２９８２号公報に記載があるように、被冷却物を収容している処理槽内の気体を外部へ排気し、処理槽内を減圧することで、処理槽内の圧力を処理槽内に収容している被冷却物の飽和蒸気圧力よりも低下させ、被冷却物内から水分を蒸発させることにより、その気化熱を利用して被冷却物の冷却を図る真空冷却装置が知られている。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よりも低下させると、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ため、被冷却物を短時間で冷却することができる。給食センターなどにおいては、加熱調理食品を冷却する際に細菌が繁殖しやすい温度帯をできるだけ早く通過させることが要望されており、真空冷却装置であれば短時間で被冷却物の中心部まで冷却が可能であるために広く用いられている。

被冷却物を収容する処理槽は、内部を真空にするものであるため周囲からの圧力に耐えられるように剛性の高いものとする。処理槽の正面側には被冷却部を出し入れするための開口部を開けておき、開口部をふさぐための扉を設置する。真空冷却時には扉を閉じることで処理槽内を密閉する。開き戸式の扉を設置する場合は、処理槽側筐体の端部にヒンジを設置し、ヒンジを介して扉を設置する。扉はヒンジの軸を回転軸として９０°以上回転することができるようにしておき、扉を回転することで処理槽の開口部を開閉するようにしている。また、処理槽内を真空化したときに扉部分にすき間があると、すき間から処理槽内へ外気が進入する真空漏れが発生するため、扉が接地する面にはパッキンを付けることで扉との密閉性を向上させて扉との間にすき間が発生するのを防止する。扉を閉じて処理槽内を減圧すると、処理槽内外の圧力差によって扉が筐体側へ強く引きつけられるため、弾力性を持ったパッキンを設置しておくと、処理槽内を減圧した際に扉が筐体側に引きつけられてパッキンは圧縮され、扉とパッキンは強く密着されるため扉との間のすき間を無くすことができる。

この時、閉じた扉が斜めになっていると、扉によるパッキンの圧縮度合いは不均一となり、部分的にパッキンと扉の間ですき間ができることがある。扉が斜めになる理由を、図８及び図９を用いて説明する。図８と図９は真空冷却装置の筐体の一部と扉部分を抜き出した平面図であって、扉の動きを説明するものである。図８は開いていた扉を閉じていった状態であり、扉４はパッキン５に接地して停止している。この時の筐体と扉の間隔は、ヒンジ１３の軸の位置によって設定することができ、扉と筐体が平行になるような位置にヒンジを設置すれば、扉は筐体と平行にすることができる。

次に真空冷却の実施によって処理槽２内を減圧すると、処理槽内外の圧力差のより扉４は処理槽の側に引きつけられ、扉はさらに筐体側に移動する。図９は図８の状態から処理槽２内を減圧し、扉４が筐体９の側に引きつけられた状態を示している。扉が筐体側に引きつけられるとパッキン５は変形し、パッキンが変形する分だけ扉はさらに筐体側へ移動する。

この時、扉はヒンジによって回転するが、回転軸となるヒンジは位置が固定されており、筐体開口部から扉のヒンジ側までの距離は変化しない。ヒンジとは逆側となる扉の先端側では、処理槽内を減圧すると扉は筐体側へ引きつけられ、パッキンは弾力があって強く押し付けると変形するために扉は筐体側に近づく。しかしヒンジ側では、筐体から扉までの間隔は一定であるため、真空によって扉を引っ張っても扉が筐体側に近づくことはない。すると必然的に扉は斜めとなり、パッキンに対する圧縮度合いが不均等となる。このことにより扉とパッキンの密着度が低下してしまい、真空漏れが発生する要因となっていた。また、ヒンジには無理な力が掛かることになり、ヒンジに対して繰り返し無理な力が加えられることでヒンジの耐久性が低下するという問題もあった。

特開２０１４−１５２９８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、処理槽内を減圧することで処理槽内の被冷却物を冷却する真空冷却装置であって、処理槽内の減圧によって処理槽開口部を塞ぐ扉が処理槽の筐体側へ引きつけられる際に、扉は筐体の開口面に対して平行な状態を保ったままで移動させることのできる真空冷却装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は被冷却物を収容する処理槽と、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ている被冷却物の冷却を行う真空冷却装置であって、処理槽の一つの側面に開口部を持ち、処理槽の開口部は開き戸の扉によって開閉するようにしており、処理槽の筐体と扉はヒンジによって接続し、前記開口部周囲と扉との接地面には弾力性をもったパッキンを設置している真空冷却装置において、筐体と扉を接続しているヒンジは扉の開閉を行うために回転する第一軸に加え、扉を閉じた状態から更に扉を筐体側に引きつける際に扉を開口面に対して平行な状態を維持したままで筐体側に引きつけるようにするための第二軸を持った扉ヒンジとしていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記の真空冷却装置において、前記扉ヒンジの第二軸による扉角度の調節がフラットの状態で第一軸によって扉を閉じた場合に、ヒンジに近い側のパッキンが先に扉に接し、ヒンジから遠い側のパッキンは第二軸による角度調節後に接する位置にヒンジの第一軸を設置するようにしていることを特徴とする。

本発明を実施することにより、処理槽内を減圧すると、処理槽開口部を塞ぐ扉は筐体の開口面に対して平行な状態を保ったままで開口面の側に引きつけられることになり、扉は扉と筐体の間に設置しているパッキンを均等に押さえものとなるため、扉が斜めになることによる真空漏れを防止でき、筐体と扉をつなぐヒンジの耐久性を向上させることもできる。

本発明を実施している真空冷却装置の斜視図 本発明を実施している真空冷却装置のフロー図 本発明を実施している真空冷却装置の扉と筐体の一部を抜き出した一部断面平面図であって扉を開いた状態の説明図 図３においてパッキンに接するまで扉を閉じた状態の説明図 図４から扉を筐体の面に対して平行になるように角度調節した状態の説明図 図５から処理槽内の減圧によって扉が筐体側に引きつけられた状態の説明図 本発明を実施している真空冷却装置の扉の動きを模式的に表した説明図 従来の真空冷却装置で扉をパッキンに接するまで閉じた状態の説明図 従来の真空冷却装置で処理槽内の減圧によって扉が筐体側に引きつけられた状態の説明図

本発明の一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斜視図、図２は本発明を実施している真空冷却装置のフロー図、図３から図６は本発明を実施している真空冷却装置の扉と筐体の一部を抜き出した一部断面平面図であって、図３は扉を開いた状態の説明図、図４は扉を閉じていった際にパッキンに接するまで閉じた状態の説明図、図５は図４の状態から扉を筐体の面に対して平行になるように角度調節した状態の説明図、図６は図５の状態から処理槽内の減圧によって扉が筐体側に引きつけられた状態の説明図である。

真空冷却装置は、周囲を化粧板で囲んだ内側に被冷却物１０を収容する処理槽２や、処理槽２内の気体を排出する真空発生装置１、真空配管途中に設置する熱交換器８などを持つ。真空冷却装置は、処理槽内を減圧することで被冷却物内の水分を蒸発させるものであり、蒸発時の気化熱によって処理槽２に収容した被冷却物１０の冷却を行う。

真空発生装置１は真空配管６で処理槽２と接続しており、処理槽２内の気体は真空発生装置１を作動することで真空配管６を通して排出する。真空配管６の途中には、処理槽２から吸引してきた気体を冷却するための熱交換器８を設けておく。処理槽から吸引している気体は被冷却物内から蒸発させた蒸気を含んでおり、水分は蒸気になると体積が大幅に大きくなるため、そのままでは大容積の蒸気を真空発生装置１へ送ることになり、それでは真空発生装置１の効率が悪くなる。そのために真空配管６の途中に熱交換器８を設けており、熱交換器８で吸引気体の冷却を行うことで蒸気を凝縮させ、真空発生装置１で排出しな ければならない気体の体積を縮小する。熱交換器８には冷却用の冷水を供給する冷水ユニット３を接続しており、冷水ユニット３と熱交換器８の間で冷水の循環を行わせるようにしている。熱交換器８で分離した凝縮水は、冷却運転終了後に熱交換器８の底部から排出する。

処理槽２は、正面側の面を開口しており、開口面をふさぐための扉４を設置している。扉は一方の端部に設けたヒンジ７によって処理槽２の筐体９と接続しており、ヒンジ７の軸を回転軸として扉４が回転する。扉４を閉じた場合に扉４が接地する筐体側の面には、処理槽の開口部を囲む環状のパッキン５を設置しておく。パッキン５の設置は、筐体側の面に溝を設けて溝内にパッキン５を押し込むようにしており、パッキン先端部が閉じてきた扉と接触するように筐体側の面から突出させて設置する。

扉の開閉を行うヒンジ７は、二つの軸を持った扉ヒンジ７とする。扉ヒンジ７には扉４の開閉を行う第一軸１１に加え、第一軸１１の先側に第一軸１１と平行な第二軸１２を設けている。第一軸１１は扉を開閉するための大きな角度で動くものであり、第二軸１２は扉を閉じた後に扉が筐体側の面と平行になるように角度を微調節するものとしている。

真空冷却を行う場合、扉４を開いて処理槽２内に被冷却物１０を収容する。被冷却物の収容後、ヒンジ７の第一軸１１を中心として扉４を回転させて扉４を閉じていくと、図４に示しているように扉４の面がパッキン５に接触して扉４の回転は停止する。

この時に図４では、扉４は扉ヒンジ７に近い側のパッキン５では接しているが、扉ヒンジ７から遠い側のパッキン５とは接していない。この状態から扉ヒンジ７の第二軸１２によって扉の角度を調節し、扉４の全体がパッキン５に接触するようにした状態が図５である。この時点では扉の面は筐体の面と平行になるようにするが、パッキン５が変形するほどには扉４を押し付けなくてもよく、変形していないパッキン５は筐体９の面から比較的大きく飛び出ている。

その後、真空発生装置１を稼働して処理槽２内の空気を排出する。処理槽２内の空気が無くなると、処理槽内外の圧力差によって扉４が筐体９側に強く引きつけられ、図６に記載しているように扉４はパッキン５を圧縮する。図６では扉４によるパッキン５の圧縮によってパッキン５は変形しており、パッキンと扉の間はすき間無く密着される。つまり、処理槽２の開口面は扉４によってしっかりとふさがれることになる。

その際の扉４の位置は、パッキン５の圧縮によって図５の減圧前よりも筐体側に近づくことになる。扉４が筐体９に近づくにつれて、扉ヒンジ７の第二軸１２による角度が変化することで、扉４は筐体９の面と平行なままで筐体側へ移動することができる。

また、扉ヒンジ７を設置している位置によって、扉４と筐体９が平行に移動することのできる距離が変化することになる。図７は扉の動きを模式的に表したものである。扉ヒンジの第二軸による扉角度の調節がフラットの状態で第一軸によって扉を閉じた場合に、扉ヒンジに近い側のパッキンが先に扉に接し、ヒンジから遠い側のパッキンは第二軸による角度調節後に接する位置にヒンジの第一軸を設置すると、扉が筐体の面に対して平行な状態のままで動かすことのできる距離を大きくすることができる。

これに対して図８と図９は、ヒンジは一つの軸のみで構成されており、一つの回転軸によって扉を開閉する一般ヒンジ１３であった従来例のものである。この場合、扉を軽く閉じた場合に扉４が筐体９の面と平行になるようにすることはできる。しかしこの状態から処理槽２内を減圧した図９では、一般ヒンジ１３の回転軸位置は固定であるため、扉４が筐体９の面と平行なままで移動することができない。この状態で扉４を筐体側に引きつけると、扉４は斜めに動くしかなく、扉４によるパッキン５への密着度合いが不均一となる。そのことにより、扉４とパッキン５の間にすき間ができ、真空漏れが発生することがあった。

またこの場合、ヒンジ部分には無理な力が加えられることになり、余分な力が繰り返し加えられることによってヒンジの寿命が短くなることになっていた。ヒンジを２軸の扉ヒンジ７にすると、扉の回転による開閉と、扉を閉じた状態での扉の平行移動を行えるため、真空漏れの防止とヒンジの長寿命化を図ることができる。

その後、被冷却物１０を目標温度まで冷却して冷却を終了すると、処理槽２内を大気圧に戻し、扉４を開く。処理槽内が大気圧になると、扉４を筐体９側に引きつけていた力はなくなり、扉４は自然に開くことになる。扉４を開くと、処理槽内から被冷却物１０を取り出すことができる。

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。

１ 真空発生装置
２ 処理槽
３ 冷水ユニット
４ 扉
５ パッキン
６ 真空配管
７ 扉ヒンジ
８ 熱交換器
９ 筐体
１０ 被冷却物
１１ 第一軸
１２ 第二軸
１３ 一般ヒンジ

Claims (2)

1. 被冷却物を収容する処理槽と、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ている被冷却物の冷却を行う真空冷却装置であって、処理槽の一つの側面に開口部を持ち、処理槽の開口部は開き戸の扉によって開閉するようにしており、処理槽の筐体と扉はヒンジによって接続し、前記開口部周囲と扉との接地面には弾力性をもったパッキンを設置している真空冷却装置において、筐体と扉を接続しているヒンジは扉の開閉を行うために回転する第一軸に加え、扉を閉じた状態から更に扉を筐体側に引きつける際に扉を開口面に対して平行な状態を維持したままで筐体側に引きつけるようにするための第二軸を持った扉ヒンジとしていることを特徴とする真空冷却装置。
2. 請求項１に記載の真空冷却装置において、前記扉ヒンジの第二軸による扉角度の調節がフラットの状態で第一軸によって扉を閉じた場合に、ヒンジに近い側のパッキンが先に扉に接し、ヒンジから遠い側のパッキンは第二軸による角度調節後に接する位置にヒンジの第一軸を設置するようにしていることを特徴とする真空冷却装置。
   

Images