JP2023080980A - タンク、循環装置及び真空冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】循環経路を適切に洗浄できる技術を提供すること。【解決手段】循環液を循環させる循環経路に配置されるＣＩＰタンク１０６であって、底面と、底面の一部に設けられた凹部５０４と、凹部５０４に設けられた流出口と、を備える。【選択図】図６

Description

本開示は、タンク、循環装置及び真空冷却装置に関する。

真空冷却装置は、処理槽の空気を吸引し、内部の圧力を低下させ、処理槽内の対象物の水分を気化させ、気化熱で対象物を急速冷却する。特許文献１には、真空管の途中に熱交換器を設けておき、熱交換器によって気化した水分（蒸気）を凝縮させることで、処理槽内の空気の吸引効率を向上させる装置が記載されている。

特開２００１－２２１５４６号公報

真空冷却装置は、処理槽に接続され空気を吸引する真空管（吸引配管）に処理槽の空気が流入する。真空冷却装置は、処理槽内の空気と同伴して移動した液体、物質が真空管に付着することがある。真空管の内部を手作業で清掃すると、作業が煩雑となる。また、手作業では洗浄できない部分が生じる。

また、洗浄を行う際に、経路に水を供給する際、水が適切に供給できないと洗浄が適切に行えない。

本開示は、循環経路を適切に洗浄できる技術を提供することを目的とする。

本開示に従えば、循環液を循環させる循環経路に配置されるタンクであって、底面と、前記底面の一部に設けられた凹部と、前記凹部に設けられた流出口と、を備える、タンクが提供される。

本開示によれば、真空管を適切に洗浄できる技術が提供される。

図１は、実施形態に係る真空冷却装置を模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係る真空冷却装置の冷却処理を説明するための図である。 図３は、実施形態に係る真空冷却装置のクリーニングを説明するための図である。 図４は、クリーニング装置の変形例を模式的に示す図である。 図５は、他の実施形態に係る真空冷却装置を模式的に示す図である。 図６は、実施形態に係るＣＩＰタンクの一例を示す図である。 図７は、実施形態に係るＣＩＰタンクの底部の構造を示す斜視図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［真空冷却装置の概要］
図１は、実施形態に係る真空冷却装置を模式的に示す図である。図１に示す真空冷却装置１０は、処理槽１２と、減圧ユニット１４と、復圧ユニット１６と、クリーニング装置１００と、を含む。真空冷却装置１０は、処理槽１２に食品等の冷却対象を配置し、処理槽１２を封止し、減圧ユニット１４で処理槽１２内の流体を外部へ吸引して排出することで減圧する。処理槽１２内に配置された冷却対象は、処理槽１２内部が減圧されることで、冷却対象の水分が気化する。冷却対象は、水分が蒸発する気化熱で温度が低下する。真空冷却装置１０は、処理槽１２内部を減圧した後、復圧ユニット１６で、処理槽１２の内部に外気を導入して、外気と略同じ圧力とし、処理槽１２の内部から冷却対象を取り出し可能とする。クリーニング装置１００は、減圧ユニット１４を洗浄する。

処理槽１２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１２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１２に食品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１２の開口部を気密に閉じることができる。ドアは、処理槽１２の正面および背面の双方に設けられてもよい。

減圧ユニット１４は、処理槽１２の内部空間の流体（主に気体、具体的には空気や蒸気）を吸引して処理槽１２の外部へ排出して、処理槽１２内を減圧する。減圧ユニット１４は、処理槽１２に接続された排気路（真空管）２０を備える。減圧ユニット１４は、排気路２０に、エゼクタ２２、蒸気凝縮用の熱交換器２４、真空弁２６、真空ポンプ２８（真空装置）の順で配置される。排気路２０の下流側の端部には真空ポンプ２８を介して、排出経路３０が接続される。排出経路３０は、分岐部３２で排気配管３４と排水配管３６に分岐される。

エゼクタ２２は、排気路２０に設けられ、蒸気供給路４０が接続される。エゼクタ２２は、排気路２０の上流側から下流側に向けて、蒸気供給路４０から蒸気が供給されることで、エゼクタ効果で、排気路２０の処理槽１２（上流側）側の流体を吸引し、排気路２０の下流側に蒸気とともに排出する。蒸気供給路４０には、給蒸弁４２が設けられる。給蒸弁４２の開閉を操作することで、エゼクタ２２への蒸気の供給を制御して、エゼクタ２２の作動の有無を切り替えることができる。

熱交換器２４は、排気路２０に配置され、排気路２０を流れる蒸気と冷却液とで熱交換を行い、蒸気を冷却する。冷却液の供給については後述する。熱交換器２４は、排気路２０内の流体と冷却液とを混ぜることなく熱交換する間接熱交換器である。排気路２０内の蒸気は、熱交換器２４で冷却され、凝縮される。

真空弁２６は、排気路２０の熱交換器２４と真空ポンプ２８との間（真空管の第３部位）に配置される。真空弁２６は、排気路２０の開閉を制御する開閉弁である。

真空ポンプ２８は、水封式であり、封水と呼ばれる水が供給されつつ運転される。真空ポンプ２８は、封水給水路５０を介して水が供給される。封水給水路５０には封水遮断弁５２と封水制御弁５４が設けられている。封水遮断弁５２を開けることで、真空ポンプ２８に封水を供給することができる。封水制御弁５４で、封水給水路５０を流れる封水の流量を制御することができる。封水遮断弁５２と封水制御弁５４を開けた状態で真空ポンプ２８を作動させると、真空ポンプ２８は、排気路２０から流体を吸入し、排出経路３０へ排気および排水する。排出経路３０に排出された流体の気体と液体は、分岐部３２で分岐され、気体は排気配管３４で排出され、液体は排水配管３６で排水される。真空ポンプ２８は、オンオフ制御されてもよいし、インバータ制御されてもよい。

熱交換器２４および真空ポンプ２８への給水系統について説明する。熱交換器２４および真空ポンプ２８には、常温水と冷水とを切り替えて供給可能とである。冷水は、チラー等により所定温度に冷却された水である。常温水とは、チラー等の冷却装置を通過していない水である。

常温水供給路５６は、常温水を供給する。常温水供給路５６は、給水ポンプ５７と、常温水制御弁５８と、逆止弁６０と、を備える。給水ポンプ５７は、常温水を熱交換器２４、真空ポンプ２８に向けて送る。常温水制御弁５８は、開閉を切り替えることで常温水の供給と停止を切り替え、開度を調整することで常温水の供給量を制御する。逆止弁６０は、常温水が熱交換器２４、真空ポンプ２８側から供給源に向けて逆流することを抑制する。冷水供給路６２は、冷水を供給する。冷水供給路６２は、常温水供給路５６の逆止弁６０よりも下流側と接続する。常温水供給路５６と冷水供給路６２とが合流した位置よりも下流側の流路が、共通給水路６４となる。共通給水路６４は、熱交給水路６６と封水供給路５０に接続され、冷水、常温水を冷却液として熱交換器２４、真空ポンプ２８に供給する。減圧ユニット１４は、冷水と常温水の供給量を制御することで、熱交換器２４、真空ポンプ２８に供給する冷却液の温度、流量を制御できる。

熱交給水路６６は、熱交換器２４の蒸気が通過する流路を間接熱交換する流路と接続している。熱交給水路６６は、熱交換器２４に冷却液が供給され、熱交換された冷却液を排出する。熱交換器２４から排出された冷却液は、排水路６８または冷水排出路７４に排出される。排水路６８または冷水排出路７４は、熱交給水路６６の熱交換器２４よりも下流側に接続される。

排水路６８は、排出された冷却液を外部に排出する。排水路６８は、排水遮断弁７０と、排水制御弁７２とが配置される。排水遮断弁７０は、開閉が切り替えられ、排水路６８からの排出を行うか否かを切り替える。排水制御弁７２は、開度を調整可能であり、排水路６８から排出する冷却液の流量を制御する。

冷水排出路７４は、熱交換器２４から排出された冷却液を冷水タンク（チラーの給水源）に戻す。冷水排出路７４は、冷水制御弁７６が配置される。冷水制御弁７６は、開閉及び開度を調整可能であり、冷水排出路７４から排出する冷却液の流量を制御する。減圧ユニット１４は、排水遮断弁７０、排水制御弁７２、冷水制御弁７６の開閉、開度を調整することで、熱交換器２４から排出される冷却液を、外部に排出するか、チラーに戻すか、流通を停止するか等を制御できる。

復圧ユニット１６は、減圧された処理槽１２内へ外気を導入して、処理槽１２内を復圧する。本実施例では、復圧ユニット１６は、給気路８０と、給気制御弁８２と、逆止弁８６と、エアフィルタ８７と、手動解除弁８８と、を備える。給気路８０は、処理槽１２に接続され、給気制御弁８２と、エアフィルタ８７が配置される。給気制御弁８２は、開閉及び開度を調整可能であり、給気路８０を流れて処理槽１２に供給される外気の流量を制御する。

逆止弁８６は、処理槽１２に接続される。逆止弁８６は、処理槽１２から外気に気体が排出される方向に流通可能で、外気から処理槽１２に向かう方向に、気体が流れない弁である。逆止弁８６は、処理槽１２の内部の圧力が外気よりも高くなった場合、処理槽１２の内部の気体を外部に排出する。手動解除弁８８は、処理槽１２に接続される。手動解除弁８８は、作業者が手動で開閉を切り替えられる弁である。手動解除弁８８は、給気制御弁８２に動作不良が生じた場合等に、開放し、処理槽１２の内部に外気を供給する。

［クリーニング装置の概要］
クリーニング装置１００は、減圧ユニット１４の排気路２０の熱交換器２４と真空弁２６との間よりも上流側（処理槽１２側）を洗浄（クリーニング）する。クリーニング装置１００は、洗浄給水路１０２と、洗浄給水弁１０４と、ＣＩＰタンク（タンク）１０６と、接続管１０８と、循環ポンプ１１０と、循環制御弁１１２と、回収機構１１４と、洗浄給蒸路１３０と、洗浄給蒸弁１３２と、排水路（排水管）１３４と、排水制御弁（排水弁）１３６と、オーバーフロー路１３８と、を備える。

洗浄給水路１０２は、一方の端部が常温水供給路５６と接続され、他方の端部がＣＩＰタンク１０６に接続される。洗浄給水路１０２は、常温水をＣＩＰタンク１０６に供給する。洗浄給水弁１０４は、洗浄給水路１０２に設けられる。洗浄給水弁１０４は、開閉及び開度を調整可能であり、洗浄給水路１０２を流れてＣＩＰタンク１０６に供給される常温水の流量を制御する。

ＣＩＰタンク１０６は、洗浄時に循環する洗浄液を貯留するタンクである。接続管１０８は、ＣＩＰタンク１０６と排気路２０とを接続する。接続管１０８は、ＣＩＰタンク１０６の底面と接続する。接続管１０８は、排気路２０の熱交換器２４と真空弁２６との間（真空管の第２部位、真空管の規定部位）に接続される。循環ポンプ１１０は、接続管１０８に配置される。循環ポンプ１１０は、ＣＩＰタンク１０６に貯留された洗浄液をＣＩＰタンク１０６から排気路２０に向けて搬送する。循環制御弁１１２は、接続管１０８の循環ポンプ１１０よりも排気路２０側に配置される。循環制御弁１１２は、開閉及び開度を調整可能であり接続管１０８を流れて排気路２０に供給される洗浄液の流量を制御する。また、循環制御弁１１２は、閉じることで、減圧ユニット１４作動時に排気路２０を流れる流体がＣＩＰタンク１０６に向けて流れない状態とする。

回収機構１１４は、洗浄時に循環する洗浄液の循環経路の一部となる。回収機構１１４は、排気路２０の処理槽１２側の端部（真空管の第１部位）から排出される洗浄液を回収し、ＣＩＰタンク１０６に供給する。回収機構１１４は、回収経路１１６と、受け部（アタッチメント）１１８と、逆止弁１２０と、を備える。回収経路１１６は、循環経路の一部であり、一方の端部に受け部１１８が接続され、他方の端部がＣＩＰタンク１０６と接続される。受け部１１８は、排気路２０の処理槽１２側の端部から排出される洗浄液を回収する。受け部１１８は、排気路２０の処理槽１２側の端部の鉛直方向下側に配置される。受け部１１８の形状は、特に限定されず、洗浄液を回収し、回収経路１１６に流入できればよく、例えば上面が開放された容器を用いることができる。受け部１１８は、処理槽１２に対して、着脱可能とすることが好ましい。これにより、クリーニング時で使用する場合のみ、受け部１１８を排気路２０に対面する位置に配置できる。逆止弁１２０は、回収経路１１６に配置される。逆止弁１２０は、受け部１１８からＣＩＰタンク１０６に洗浄液が流れ、ＣＩＰタンク１０６から受け部１１８に洗浄液が流れない状態とする。

排水路１３４は、接続管１０８のＣＩＰタンク１０６と循環ポンプ１１０との間に接続される。排水路１３４は、ＣＩＰタンク１０６内の洗浄液を外部に排出する。排水制御弁１３６は、開閉及び開度を調整可能であり排水路１３４を流れて外部に排出される洗浄液の流量を制御する。

オーバーフロー路１３８は、ＣＩＰタンク１０６の底面よりも所定距離上側の位置に配置される。オーバーフロー路１３８は、ＣＩＰタンク１０６の水位が接続されている位置よりも高くなった場合、ＣＩＰタンク１０６の洗浄液が流入する。オーバーフロー路１３８は、流入した洗浄液を外部に排出する。オーバーフロー路１３８は、排水路１３４に接続され、流入した洗浄液を外部に排出する。

洗浄給蒸路１３０は、蒸気供給路４０の給蒸弁４２よりも上流側と、排気路２０の熱交換器２４と真空弁２６との間と、を接続する。洗浄給蒸路１３０は、排気路２０に殺菌処理用の蒸気を供給する。洗浄給蒸弁１３２は、洗浄給蒸路１３０に配置される。洗浄給蒸弁１３２は、開閉及び開度を調整可能であり洗浄給蒸路１３０を流れて排気路２０に供給される蒸気の流量を制御する。

本実施形態では、回収経路１１６が第１循環管となり、接続管１０８が、第２循環管となる。

［各種センサ］
真空冷却装置１０は、各部に温度、圧力を検出するセンサを備える。圧力センサ２０２は、処理槽１２の内部の圧力を検出する。凝縮水温度センサ２０４は、排気路２０の熱交換器２４と真空ポンプ２８との間に配置され、熱交換器２４で冷却され、凝縮された流体の温度を検出する。封水温度センサ２０６は、真空ポンプ２８に配置され、真空ポンプ２８に供給される封水の温度を検出する。給水温度センサ２０８は、常温水供給路５６に配置され、常温水供給路５６を流れる常温水の温度を検出する。給水圧力センサ２１０は、常温水供給路５６に配置され、常温水供給路５６を流れる常温水の圧力を検出する。温度センサ２２０は、エゼクタ２２に配置され、エゼクタ２２を通過する流体の温度を検出する。熱交出口温度センサ２３０は、熱交給水路６６の熱交換器２４よりも下流側に配置される。熱交出口温度センサ２３０は、熱交換器２４で蒸気と熱交換された冷却液の温度を検出する。

［真空冷却装置１０の冷却方法］
次に、真空冷却装置１０の動作について説明する。図２は、実施形態に係る真空冷却装置の冷却処理を説明するための図である。真空冷却装置１０は、冷却処理時は、受け部１１８が、処理槽１２から取り外されている。真空冷却装置１０は、処理槽１２に処理対象を載置して、扉を閉める。処理対象としては、冷却する食品等が例示される。

次に、真空冷却装置１０は、給蒸弁４２を開き、蒸気供給路４０からエゼクタ２２に蒸気を供給する。また、真空弁２６を開き、真空ポンプ２８が稼働して、排気路２０内に処理槽１２から熱交換器２４に向けた流体の流れを形成する。また、常温水供給路５６、冷水供給路６２から、共通給水路６４、熱交給水路６６を介して、熱交換器２４に冷却液を供給する。真空冷却装置１０は、給水温度センサ２０８、給水圧力センサ２１０、熱交出口温度センサ２３０の検出結果に基づいて、各種弁、ポンプを制御して常温水と冷水の流量を調整し、熱交換器２４に供給する冷却液の量、温度を調整する。熱交換器２４を通過した冷却液は、冷水排出路７４で冷水供給部に回収、または、排水路６８から外部に排出される。

真空冷却装置１０は、蒸気供給路４０からエゼクタ２２に蒸気を供給することで、エゼクタ効果で、処理槽１２の流体を排気路２０に吸引する。排気路２０を流れる流体は、蒸気の力で押されつつ、真空ポンプ２８で吸引され、熱交換器２４側に流れる。排気路２０を流れる流体は、熱交換器２４で冷却されることで、少なくとも一部が液化し、体積が減少される。これにより、エゼクタ２２で処理槽１２の気体を吸引する効果をより大きくすることができる。また熱交換器２４通過後の流体の体積が小さくなることで、真空ポンプ２８が排気路２０の流体を吸引する効果を大きくすることができる。

真空冷却装置１０は、処理槽１２内の流体を吸引し、処理槽１２内の圧力を低下させ、処理対象に含まれる水分を蒸発させ、蒸発時に生じる気化熱で、処理対象を冷却する。真空冷却装置１０は、処理対象の冷却が完了した後、蒸気の供給を停止し、復圧ユニット１６の給気制御弁８２を開放して、処理槽１２の内部を外気と略同じ圧力にして、処理槽１２の扉を開放して、処理対象を取り出す。

［真空冷却装置１０のクリーニング方法］
次に、真空冷却装置１０のクリーニング方法について、説明する。図３は、実施形態に係る真空冷却装置のクリーニングを説明するための図である。真空冷却装置１０は、排気路２０で処理槽１２内の空気を吸引するため、処理槽１２内の空気と同伴して処理対象の一部や、汚れの原因となる物質が排気路２０内に流入する。クリーニング装置１００は、排気路２０、具体的には、排気路２０の、処理槽１２との接続部分からエゼクタ２２、熱交換器２４が配置されている領域を洗浄する。

クリーニング処理の準備として、作業者は、受け部１１８を設置する。次に、給蒸弁４２、真空弁２６を閉とする。また、排水制御弁１３６も閉とする。次に、洗浄給水弁１０４を開き、洗浄給水路１０２からＣＩＰタンク１０６に洗浄液を供給する。なお、ＣＩＰタンク１０６には、予め洗浄液を貯留してもよい。洗浄液は、常温水である。また、ＣＩＰタンク１０６や、洗浄液が通過する経路に洗浄用の洗剤を供給してもよい。

ＣＩＰタンク１０６に一定の量の洗浄液を貯留したら、循環ポンプ１１０を稼働し、循環制御弁１１２を開き、接続管１０８から排気路２０に洗浄液を供給する。排気路２０に供給された洗浄液は、熱交換器２４を通過した後、エゼクタ２２を通過し、処理槽１２側の端部から排出される。熱交換器２４、エゼクタ２２は、洗浄液が通過することで、内部が洗浄される。

排気路２０から処理槽１２に排出された洗浄液は、受け部１１８に捕集され、回収経路１１６を介して、ＣＩＰタンク１０６に供給される。これにより洗浄液は、矢印３０４、３０６、３０８の経路で循環する。つまり、ＣＩＰタンク１０６、接続管１０８、排気路２０、受け部１１８、回収経路１１６で循環し、ＣＩＰタンク１０６に戻る経路が循環経路となり、洗浄液が循環する。洗浄液は、排気路２０のうち真空弁２６から処理槽１２側の端部の間に充填される。洗浄給水弁１０４は、循環する洗浄液の量に基づいて開閉を切替る。洗浄給水路１０２からの洗浄液の供給は、循環時は停止しても、所定の流量で断続的に供給してもよい。ＣＩＰタンク１０６に洗浄液が溜まりきる前から循環を開始できるので、洗浄性を向上させ、洗浄にかかる時間を短くすることができる。

クリーニング装置１００は、温度センサ２２０で、洗浄液の温度を検出し、洗浄液の温度を上昇させる必要がある場合、洗浄給蒸弁１３２を開き、洗浄給蒸路１３０から排気路２０に蒸気を供給して、洗浄液を加熱する。

クリーニング装置１００は、所定時間、洗浄液を循環させた後、循環ポンプ１１０を停止し、排水制御弁１３６を開き、ＣＩＰタンク１０６に貯留された洗浄液を排出する。

その後、排水制御弁１３６を閉じて、洗浄給水弁１０４を開き、ＣＩＰタンク１０６に洗浄液を供給する。その後、循環ポンプ１１０を駆動して、再度循環する。この洗浄時は、洗浄液に洗剤を投入せずに、洗浄液を循環させることで、すすぎ処理となる。クリーニング装置１００は、すすぎ処理でも、循環させた後、上述したＣＩＰタンク１０６からの排水を行い、循環した洗浄液を排出する。上記すすぎ処理を所定回数行うことで、排気路２０内を洗浄しつつ、洗剤の残留を抑制する。

クリーニング装置１００は、所定回数すすぎ処理を行った後、受け部１１８を取り外す。また、クリーニング装置１００は、洗浄液による循環の洗浄が完了した後、洗浄給蒸路１３０から蒸気を供給して、蒸気で排気路２０を加熱殺菌してもよい。

クリーニング装置１００は、接続管１０８を排気路２０の真空弁２６と熱交換器２４との間に接続し、排気路２０の処理槽１２側の端部から排出される洗浄液を回収し、排気路２０内で洗浄液を循環させる。これにより、真空弁２６よりも上流側（処理槽１２側）に洗浄液を充填し、流通させることができ、エゼクタ２２、熱交換器２４を含む排気路２０の内部を洗浄することができる。これにより、排気路２０の内部の残留物を除去することができる。

また、クリーニング装置１００は、受け部１１８を設置した後の処理を自動で行うことができる。また、洗浄液の流通で洗浄ができるため、排気路２０の処理槽１２側の端部を含め、作業者が排気路２０の壁面にアクセスして洗浄する必要がなくなる。これにより、作業負担を低減することができる。

また、循環経路を形成し、供給された洗浄液を循環させることで、洗浄に使用する水を低減することができる。

また、クリーニング装置１００は、真空弁２６から、処理槽１２側に洗浄液を循環させることで、つまり、洗浄液を冷却処理時の流体の流れと逆に循環させることで、汚染物質を処理槽１２側に移動させることができ、汚染物質が到達していない領域に汚染物質が流入することを抑制しつつ、洗浄できる。また、クリーニング装置１００は、ＣＩＰタンク１０６で洗浄液を貯留させることで、循環する洗浄液のバッファとすることでき、排気路２０内に好適に洗浄液を循環させることができる。また、クリーニング装置１００は、受け部１１８を設け、かつ着脱可能とすることで、真空冷却装置１０の機能を低減させることなく、排気路２０の端部まで洗浄する機構とすることができる。

回収経路１１６は、処理槽１２に固定された構造でも、受け部１１８と共に洗浄時のみ処理槽１２に設置してもよい。例えば、回収経路１１６は、処理槽１２の扉を通過する経路としてもよい。受け部１１８は、回収経路１１６に着脱可能としたが、受け部１１８を処理槽１２内に配置して、使用時のみ排気路２０に対面する位置に移動する構造としてもよい。この場合、回収経路１１６は、処理槽１２に接続された配管とすることが好ましい。また、クリーニング装置１００は、真空冷却装置１０に対して、着脱可能としてもよい。この場合、真空冷却装置１０の各配管には、クリーニング装置１００と接続するためのコネクタが配置される。

また、本実施形態の真空冷却装置１０は、エゼクタ２２を備える構造としたが、エゼクタ２２を備えない真空冷却装置１０としてもよい。

図４は、クリーニング装置の変形例を模式的に示す図である。図４に示す真空冷却装置１０ａは、クリーニング装置１００ａを備える。クリーニング装置１００ａは、クリーニング装置１００と比べた場合、ＣＩＰタンク１０６を備えておらず、回収機構１１４の構造が異なる。以下、クリーニング装置１００ａに特有の構造を説明する。クリーニング装置１００ａは、回収機構１１４ａを備える。

回収機構１１４ａは、開閉弁１７０と、回収経路１７２と、開閉弁１７４と、逆止弁１７６と、逆止弁１７８と、を備える。開閉弁１７０は、排気路２０の処理槽１２側の端部とエゼクタ２２との間に配置される。回収経路１７２は、排気路２０のエゼクタ２２と開閉弁１７２との間（真空管の第１部位）と、洗浄給水路１０２とを接続する。開閉弁１７４は、回収経路１７２に配置される。逆止弁１７６は、回収経路１７２に配置され、回収経路１７２から洗浄給水路１０２に向かって流体が流れ、逆方向に流れることを防止する。逆止弁１７８は、洗浄給水路１０２に配置され、洗浄給水路１０２から接続管１０８に向かって流体が流れ、逆方向に流れることを防止する。本変形例では、回収機構１１４ａは、回収経路１７２が循環経路の一部となる。また、回収経路１７２と、洗浄供給路１０２の回収経路１７２との接続部分よりも下流側の部分と、接続管１０８とが、循環管となる。

回収機構１１４ａは、冷却処理時は、開閉弁１７０を開き、開閉弁１７４を閉じて、エゼクタ２２と処理槽１２とが接続する。また、回収機構１１４ａは、クリーニング処理時でかつ循環経路で洗浄液を循環させる場合、開閉弁１７０を閉じ、開閉弁１７４を開く。これにより、洗浄液が、排気路２０から回収配管１７２に流入し、洗浄給水路１０２、接続管１０８、排気路２０の順に流れる。また、回収機構１１４ａは、逆止弁１７６を備えることで、常温水供給路５６から供給される水が、処理槽１２に流入することを抑制できる。また、回収機構１１４ａは、逆止弁１７８を備えることで、循環している洗浄液が、逆止弁１７８よりも洗浄給水路１０２の上流側に流入することを抑制できる。なお、クリーニング装置１００ａは、クリーニング開始時は、常温水供給路５６から洗浄給水路１０２を経由して洗浄液を供給する。洗剤となる成分は、循環経路に分岐管を設けて分岐管から投入してもよい。

クリーニング装置１００ａは、受け部（アタッチメント）１１８を設けず、排気路２０に接続した回収経路１７２を設けることで、作業者が受け部１１８の設置を行わず、弁の開閉のみで、クリーニングを開始することができる。これにより、作業を簡単にすることができる。また、受け部１１８を保管する場所を設ける必要がなくなる。

なお、本実施形態では、開閉弁１７０としたが、開閉弁１７０に代えて、排気路２０の処理槽１２の端部を閉塞する着脱可能な栓を用いてもよい。これにより、栓との接触部分を追加で洗浄することで、排気路２０の対象部分の全域を洗浄することができる。

また、回収機構１１４ａは、回収経路１７２の開閉弁１７４を設けない構造としてもよい。逆止弁１７８で回収配管１７２から排気管２０に向かう流れが生じないため、冷却処理時に、回収経路１７２から空気や液体が流入することを防止できる。また、本実施形態では、ＣＩＰタンク１０６を備えない構造としたが、ＣＩＰタンク１０６と、回収機構１１４ａとを備える構造としてもよい。この場合、回収機構１１４ａの回収経路１７２は、洗浄給水路１０２ではなく、ＣＩＰタンク１０６に接続する。

また、クリーニング装置１００ａは、ＣＩＰタンク１０６を設けない構造としても、洗浄液を循環させることができる。なお、クリーニング装置１００ａは、循環経路に空気抜きするための弁を設けることが好ましい。これにより、循環経路に洗浄液を適切に充填できる。ＣＩＰタンク１０６を設けない構造とする場合、受け部１１８を設け、受け部１１８を洗浄液のバッファ及び、循環経路の空気抜きとして用いてもよい。

［他の実施形態］
図５は、他の実施形態に係る真空冷却装置を模式的に示す図である。図５に示す真空冷却装置１０ｂのクリーニング装置１００ｂは、図１に示す真空冷却装置１０のクリーニング装置１００の構成に加え、温水供給路４０２（バイパス管）と、温水制御弁４０４（開閉弁）と、を備える。

温水供給路４０２は、熱交給水路６６の熱交換器２４よりも下流側の部分（出口管）と、ＣＩＰタンク１０６に接続された洗浄給水路１０２と、を接続する。温水供給路４０２は、熱交給水路６６の冷却液を洗浄給水路１０２に供給する。温水供給管４０２に供給された冷却液は、洗浄給水路１０２を介してＣＩＰタンク１０６に供給される。温水制御弁４０４は、温水供給路４０２に設けられている。温水制御弁４０４は、開閉及び開度を調整可能であり温水供給路４０２を流れて洗浄給水路１０２に供給される冷却液の流量を制御する。温水供給路４０２は、熱交給水路６６の冷却液を洗浄給水路１０２に供給する方向のみに冷却液が流れるように逆止弁を設けてもよい。

図５に示すクリーニング装置１００ｂは、真空冷却装置１０ｂで冷却処理を実行している間に、熱交換器２４を通過し、排水路６８から外部に排出すると判断した冷却液が発生した場合、排水遮断弁７０、排水制御弁７２を開とせず、温水制御弁４０４を開として、熱交換器２４を通過した冷却液を、温水供給路４０２、洗浄給水路１０２を介してＣＩＰタンク１０６に供給する。例えば、真空冷却する処理対象の温度が高い時には、高真空が不要であるため、常温水を供給し、出口冷却液の温度が高くなるので、温水制御弁４０４を開とする。一方、真空冷却する処理対象の温度が低くなると、高真空が必要とあるため、冷水に切り替え、出口冷却液の温度が低くなれば、冷水制御弁７６を開けて、循環再利用する。ここで、クリーニング装置１００ｂは、熱交出口温度センサ（温度センサ）２３０の検出結果に基づいて、温水制御弁４０４の開閉を制御することができる。例えば、クリーニング装置１００ｂは、熱交出口温度センサ２３０が検出する冷却液の温度が規定値（上限の温度）以上の場合、温水制御弁４０４を開とし、熱交出口温度センサ２３０が検出する冷却液の温度が規定値（下限の温度）未満の場合、温水制御弁４０４を閉とする。上限と下限の規定値は、同じでも別の値でもよい。

これにより、外部に排出していた冷却液を、クリーニング装置１００ｂの洗浄に用いることができ、使用する水の量を低減することができる。また、ＣＩＰタンク１０６は、オーバーフロー路１３８を備えていることで、ＣＩＰタンク１０６で貯留できる量以上の冷却液（洗浄液）が供給されても、排出することができる。

また、熱交換器２４を通過した冷却液をＣＩＰタンク１０６に供給することで、常温水よりも温度が高い水をＣＩＰタンク１０６に供給することができる。これにより、より温度が高い水を洗浄に用いることができ、洗浄の効率を高くすることができる。

［ＣＩＰタンクの一例］
図６は、実施形態に係るＣＩＰタンクの一例を示す図である。図７は、実施形態に係るＣＩＰタンクの底部の構造を示す斜視図である。図６に示すＣＩＰタンク１０６は、タンク本体５０２の底面に凹部５０４が設けられている。凹部５０４は、接続管１０８と接続する。つまり、ＣＩＰタンク１０６は、貯留した洗浄液を排出する接続管１０８との接続部に凹部５０４を備える。凹部５０４は、接続管１０８との接続部が、流出口となる。本実施形態の流出口は円形である。

凹部５０４は、タンク本体５０２の底面よりも鉛直方向下側に形成されたくぼみであり、ＣＩＰタンク１０６に貯留された洗浄液が最初に溜まる領域である。本実施形態の凹部５０４は、開口が円形、洗浄液を貯留する領域が円柱となる形状であり、深さがＡ、径がｄとなる。

凹部５０４には、渦抑制部材５１０が配置される。渦抑制部材５１０は、２枚の板部５１２である。板部５１２は、厚さ方向が水平方向となる向きで、凹部５０４に挿入され、他方の板部５１２と交差している。つまり、渦抑制部材５１０は、底面に平行な第１方向に延在する第１板部５１２と、底面において第１方向に直交する第２方向に延在する第２板部５１２と、を含み、第１板部の中央部と第２板部の中央部とが固定される。

ＣＩＰタンク１０６は、接続管１０８との接続部分に凹部５０４を設けることで、凹部５０４に洗浄液を貯留した状態とすることで、深さＡに相当する水頭圧を排水路１３４にかけることができる。凹部５０４は、径がｄとなり、タンク本体５０２よりも断面積が小さいため、深さＡの水頭圧を設けるために必要な水を少なくすることができる。

ここで、ＣＩＰタンク１０６は、凹部５０４の上端の開口面積をタンク本体５０２の底面の径より小さく、かつ、流出口の径（口径）の２倍以上とすることが好ましい。これにより、水頭圧の確保に必要な水の量を少なくすることができる。また、流出口の径の２倍以上とすることで、凹部５０４内の洗浄液の流れを適切に制御し、水頭圧の低減を抑制できる。

また、ＣＩＰタンク１０６は、渦抑制部材５１０を設けることで、凹部５０４の内部で鉛直方向の渦が発生することを抑制でき、ＣＩＰタンク１０６から接続管１０８へ流入する流量を確保することができる。一例として、渦抑制部材５１０を設けることで、設けない場合と比べて、接続管１０８へ流入する洗浄液の水量を２倍以上とすることができる。

ここで、クリーニング装置１００の循環ポンプ１１０は、凹部の上端開口と循環ポンプの吸込口との高低差が有効吸込ヘッド以上であり、凹部の下端面は、有効吸込ヘッドよりも下方に配置されることが好ましい。これにより、ＣＩＰタンク１０６から循環ポンプ１１０に適切に洗浄液を供給することができる。

また、本実施形態のようにＣＩＰタンク１０６に用いることで、クリーニング装置１００でのクリーニングを好適に行うことができるが、これに限定されず、経路内で、循環液を循環する機構であり、循環ポンプに循環液を供給するためのバッファとなるタンクの構造として好適に用いることができる。

１０、１０ａ、１０ｂ…真空冷却装置、１２…処理槽、１４…減圧ユニット、１６…復圧ユニット、２０…排気路（真空管）、２２…エゼクタ、２４…熱交換器、２６…真空弁、２８…真空ポンプ、３０…排出経路、３２…分岐部、３４…排気配管、３６…排水配管、４０…蒸気供給路、４２…給蒸弁、５０…封水供給路、５２…封水遮断弁、５４…封水制御弁、５６…常温水供給路、５７…給水ポンプ、５８…常温水制御弁、６０…逆止弁、６２…冷水供給路、６４…共通給水路、６６…熱交給水路、６８…排水路、７０…排水遮断弁、７２…排水制御弁、７４…冷水排出路、７６…冷水制御弁、８０…給気路、８２…給気制御弁、８６…逆止弁、８７…エアフィルタ、８８…手動解除弁、１００、１００ａ、１００ｂ…クリーニング装置、１０２…洗浄給水路、１０４…洗浄給水弁、１０６…ＣＩＰタンク、１０８…接続管、１１０…循環ポンプ、１１２…循環制御弁、１１４、１１４ａ…回収機構、１１６、１７２…回収経路、１１８…受け部、１２０、１７６、１７８…逆止弁、１３０…洗浄給蒸路、１３２…洗浄給蒸弁、１３４…排水路、１３６…排水制御弁、１３８…オーバーフロー路、１７０…開閉弁、２０２…圧力センサ、２０４…凝縮水温度センサ、２０６…封水温度センサ、２０８…給水温度センサ、２１０…給水圧力センサ、２２０…温度センサ、２３０…熱交出口温度センサ、４０２…温水供給路、４０４…温水制御弁、５０２…タンク本体、５０４…凹部、５１０…渦抑制部材、５１２…板。

Claims (8)

1. 循環液を循環させる循環経路に配置されるタンクであって、
   底面と、
   前記底面の一部に設けられた凹部と、
   前記凹部に設けられた流出口と、を備える、
   タンク。
2. 前記凹部の開口は、円形であり、
   前記流出口は、円形であり、
   前記凹部の上端開口面積は、前記流出口の口径の少なくとも２倍である、
   請求項１に記載のタンク。
3. 前記凹部に配置され、前記流出口から前記循環液が流出するときの渦の発生を抑制する渦抑制部材を備える、
   請求項１又は請求項２に記載のタンク。
4. 前記渦抑制部材は、前記底面に平行な第１方向に延在する第１板部と、前記底面において前記第１方向に直交する第２方向に延在する第２板部と、を含み、
   前記第１板部の中央部と前記第２板部の中央部とが固定される、
   請求項３に記載のタンク。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタンクと、
   前記タンクの前記流出口に接続される接続管と、
   前記接続管に配置され、前記循環経路において前記循環液を循環させる循環ポンプと、を備える、
   循環装置。
6. 前記循環ポンプは、前記凹部よりも下方において前記接続管に配置され、
   前記凹部の上端開口と前記循環ポンプの吸込口との高低差は、有効吸込ヘッド以上であり、
   前記凹部の下端面は、前記有効吸込ヘッドよりも下方に配置される、
   請求項５に記載の循環装置。
7. 冷却対象が配置される内部空間を有する処理槽と、
   真空管を介して前記内部空間の気体を吸引する真空装置と、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタンクと、
   前記タンクの前記流出口と前記真空管の規定部位とを接続する接続管と、を備え、
   前記循環経路は、前記タンク、前記接続管、及び前記真空管の少なくとも一部を含み、
   前記循環経路において、前記循環液として前記真空管を洗浄する洗浄液が循環され、
   前記タンクに前記洗浄液が貯留される、
   真空冷却装置。
8. 前記タンク、前記接続管、及び前記真空管の少なくとも一部を含む循環経路において前記洗浄液を循環させる循環ポンプを備える、
   請求項７に記載の真空冷却装置。

Images