JP4827009B2 - 複合冷却装置 - Google Patents

Description

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に関する。

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。

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。

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。

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。

特開２００２−３１８０５１公報

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すことにより、チルド域までの冷却を短時間で実現可能であることを見出した。

この発明が解決しようとする主たる課題は、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、真空冷却装置の簡素化，冷却装置の運転に要するコスト（ランニングコスト）低減に加えて、被冷却物の冷却品質を維持することである。

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、前記真空冷却手段の真空冷却特性を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ものとし、前記冷風冷却手段の冷風冷却特性を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、前記制御器は、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とともに、前記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速度より低下するタイミングで前記真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、急速で均一冷却が可能な真空冷却工程を最大限先行して実行した後に、低温まで冷却可能な冷風冷却工程を行うとともに前記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速度より低下するタイミングで前記真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えるので、前記真空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。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記真空冷却手段は、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、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し、前記制御器は、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ことを特徴としている。

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、急速で均一冷却が可能な真空冷却工程を最大限先行して実行した後に、低温まで冷却可能な冷風冷却工程を行うとともに、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ので、短時間で被冷却物を低温まで冷却することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記第一真空冷却手段および前記第二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，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、前記制御手器は、前記検出手段の検出値が第一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速度より低下するタイミングである前記検出値が第二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ことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明による効果に加えて、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を適切に設定することができるとともに、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速度より低下するタイミングである前記検出値が第二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ので、急速で均一冷却が可能な真空冷却工程を最大限先行して実行した後に、低温まで冷却可能な冷風冷却工程を行うことができ、短時間で被冷却物を低温まで冷却することができるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３において、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され、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工程を実行するように構成され、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ことを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２または請求項３による効果に加えて、冷風冷却用の前記冷却用熱交換器を真空冷却時のコールドトラップとして用いているので、前記真空冷却手段の構成を簡素化できるという効果を奏する。

この発明によれば、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。

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、被冷却物を冷風冷却と真空冷却とによって冷却可能な複合冷却装置に適用される。

（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１を具体的に説明する。この実施の形態１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冷風冷却手段を制御する制御器を備える複合冷却装置であって、前記冷却手段による冷却時間，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、冷却プログラムに基づき、この真空冷却工程後に被冷却物を冷風により冷却する冷風冷却工程を順次行うとともに、前記検出手段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ことを特徴としている。

この実施の形態１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冷却物の温度（以下、品温という。）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、被冷却物の温度（以下、品温という。）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。

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。

そして、前記制御器は、予め記憶した冷却プログラムに基づき、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。この実施の形態の冷却プログラムは、被冷却物をチルド域まで短時間で冷却するプログラムを含んでいる。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。

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。

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われる。前記検出手段は、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。

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」第一切換タイミングは、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、この第一切換タイミングは、ピ
ンポイントでなく、真空冷却速度および冷風冷却速度の単位時間当たりの積分値を基に決めることができる。また、前記第一切換切換タイミングは、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。

また、前記第一切換タイミングは、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。

さらに、前記第一切換切換タイミングは、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第一切換切換前記タイミングとする。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。

つぎに、この実施の形態１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。

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、真空ラインまたは水エゼクタとすることができる。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。

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。

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。

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プログラムを少なくとも含んでいる。このプログラムの概要は前記した通りである。また、この冷却プログラムには、真空冷却および冷風冷却を順次行う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。

前記の冷風冷却，真空冷却および冷風冷却を順次行うプログラムにおける最初の冷風冷却は、前記冷却用熱交換器を用いることなく、前記冷却室内へ外気を導入し、この外気を被冷却物へ当てた後、排出することにより行うことができる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。
この実施の形態２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冷風冷却手段を制御する制御器を備える複合冷却装置であって、前記真空冷却手段は、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、前記制御器は、前記第一真空冷却手段による第一真空冷却工程，前記第二真空冷却手段による第二真空冷却工程および前記冷風冷却手段による冷風冷却工程を順次切り換えて行うことを特徴としている。

この実施の形態２においては、前記実施の形態１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、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、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。

この実施の形態２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。

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。

この第二真空冷却工程から前記冷風冷却工程への第二切換タイミングの内容は、前記第一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、前記第一冷却手段の冷却開始からの時間、または前記第二真空冷却開始からの時間とすることができる。

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。

この実施の形態２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。

この実施の形態２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。

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。

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。

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。

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、前記第二真空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。

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。

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。

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。

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。

以下、この発明の複合冷却装置の具体的実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、同実施例１の概略構成図であり、図２〜図６は、それぞれ同実施例１の制御手順の要部を説明するフローチャート図である。

前記実施例１の複合冷却装置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。）をチルド領域の低温まで短時間で冷却できる特徴を有している。

前記複合冷却装置１は、冷却室２と、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とを主要部として備える。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、予め記憶した冷却プログラムに基づき、前記真空冷却手段４による被冷却物３の真空冷却工程を行った後、前記タイマー７による検出値（計測時間）が設定値となったとき、前記真空冷却手段４による被冷却物３の真空冷却と前記冷風冷却手段５による被冷却物３の冷風冷却とを切り換える制御等を行うように構成されている。

つぎに、この実施例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。

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。

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。そして、前記冷却室２の構成壁と前記区画壁８との間に開口（または隙間）１４，１４を設けて、前記冷却室２内に空気の循環路（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路構成部材を構成する。

前記真空冷却手段４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する第一真空冷却手段４１と、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する第二真空冷却手段４２とから構成されている。

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中の設けられる減圧器としての水封式の真空ポンプ１６と、前前記冷却室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。

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速く、後期で真空冷却速度が鈍化するものとなっている。

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の構成要素である。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速く、後期で真空冷却速度が鈍化するものとなっている。

そして、前記冷風冷却手段５の冷風冷却特性は、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早いものとしている。

この実施例１においては、前記第二真空冷却工程の作用を確実なものとするために、前記第一真空冷却工程の前に空気排除工程を設けて実行するように構成している。この空気排除工程は、前記真空ポンプ１６を作動させながら、前記冷却室２への給蒸手段１８により蒸気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している。具体的には、前記給蒸手段１８は、蒸気を前記冷却室２内へ供給するための第一給蒸ライン１９と、蒸気供給源２０と、蒸気供給を制御する第一給蒸弁２１とを設けて構成されている。

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。

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，前記冷風冷却手段５および前記給蒸手段１８の作動を制御するように構成されている。

この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，前記第一給蒸弁２１，前記復圧弁２４などを制御する。

前記冷却プログラムには、前記真空冷却手段４１，４２による真空冷却工程を行った後に前記冷風冷却手段５による冷風冷却工程を行うプログラム（第一プログラム），前記冷風冷却工程，前記真空冷却工程および前記冷風冷却を順次行うプログラム（第二プログラム）、前記真空冷却工程のみを行うプログラム（第三プログラム），前記冷風冷却工程のみを行うプログラム（第四プログラム）、前記冷風冷却工程および前記真空冷却工程を順次行うプログラム（第五プログラム）を含ませている。これらのプログラムは、使用者による選択，または被冷却物３の種類に応じて自動的に選択的に実行されるように構成している。

つぎに、前記第一プログラムおよび前記第二プログラムにおける前記第一真空冷却工程４１から前記第二真空冷却工程４２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。

前記真空切換タイミングは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。すなわち、前記真空冷却切換タイミングは、冷却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設定値となったときとしている。また、前記冷風切換タイミングは、冷却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設定値となったときとしている。

前記第一設定値および前記第二設定値は、前記冷却時間によらずに、前記冷風冷却速度近傍に達したときの前記冷却室２内の圧力，前記冷風冷却速度近傍に達したときの前記冷却室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の温度の変化量により求めることができる。そして、前記室内圧力センサ２５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７により品温を検出するかして、検出値が前記第一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。

以下に、この実施例１の動作を図１〜図６に基づき以下に説明する。

＜準備段階＞
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、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，前記第一給蒸弁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。

＜冷却プログラムの選択＞
この状態で、使用者は、運転スイッチ（図示省略）により運転を開始した後、前記第一〜前記第五プログラムを選択する。この選択は、冷却開始当初の品温（以下、初期品温という。）および到達すべき冷却温度（設定冷却温度）と被冷却物３の種類とに応じて行うことができる。

この選択により、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。）前記第一プログラム〜前記第五プログラムが選択されると、それぞれＳ２〜Ｓ６にて第一プログラム〜前記第五プログラムが実行される。以下、各運転プログラムによる動作を説明する。

＜第一プログラム：真空冷却→冷風冷却切換＞
前記第一プログラムは、初期品温が約７０℃以下で、設定冷却温度が約１０℃以下であって、被冷却物３が水分を含み、その水分が蒸発可能な食材の冷却に適している。今、初期品温を７０℃，設定冷却温度を３℃とする。

（空気排除工程）
この第一プログラムが選択されると、図３の処理手順が実行される。まずＳ２１にて空気排除工程が行われる。この空気排除工程は、つぎのように行われる。前記蒸気発生源２０を蒸気が供給可能な状態としておき、前記開閉弁１７および前記第一給蒸弁２１を開き、前記復圧弁２４を閉じ、前記真空ポンプ１６を作動させる。すると、前記蒸気発生源２０から前記冷却室２内へ蒸気が供給され、前記冷却室２内の空気は、供給された蒸気とともに、前記減圧ライン１５を通して室外へ排出される。最終的には、前記冷却室２内が蒸気で満たされることになる。この空気排除工程終了時、前記冷却室２内は、大気圧以下の低圧となっている。この空気排除工程は、前記真空ポンプ１６の作動による排気と前記開閉弁２１の開による給蒸とを同時に行っているが、排気→給蒸→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。

（第一真空冷却工程）
空気排除工程が終了すると、Ｓ２２へ移行して、第一真空冷却工程が行われる。この第一真空冷却工程は、つぎのように行われる。前記開閉弁１７を開き、前記第一給蒸弁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。そして、前記タイマー７による計測時間が前記第一設定値に達すると、Ｓ２３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。

（第二真空冷却工程）
前記第二真空冷却工程では、前記開閉弁１７，前記第一給蒸弁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。

この第二真空冷却工程においては、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設定値に達すると、Ｓ２４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。

（復圧工程）
前記復圧工程は、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、Ｓ２５の前記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。

（冷風冷却工程）
前記冷風冷却工程では、前記開閉弁１７，前記第一給蒸弁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→前記開口１４→前記被冷却物３→前記開口１４→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を間接熱交換により冷却する。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、前記冷風冷却工程を終了する。

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。

（冷却運転終了）
この冷風冷却工程が終了すると、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。勿論、冷風冷却工程終了後も、被冷却物３の冷蔵のために冷風冷却工程を続けることができる。

＜第二プログラム：冷風冷却→真空冷却→冷風冷却切換＞
前記第二プログラムは、初期品温が約７０℃以上で、設定冷却温度が１０℃以下であって、被冷却物３が水分を含み、その水分が蒸発可能な食材の冷却に適している。今、初期品温を９０℃，設定冷却温度を３℃とする。

この第二プログラムが選択されると、図４に示す処理手順が実行される。すなわち、第一冷風冷却工程Ｓ３１→空気排除工程Ｓ３２→第一真空冷却工程Ｓ３３→第二真空冷却工程Ｓ３４→復圧工程Ｓ３５→第二冷風冷却工程Ｓ３６が順次実行される。

この第二プログラムにおいて、前記第一プログラムと異なるのは、図２の前記空気排除工程Ｓ２２の前に第一冷風冷却工程Ｓ３１を設けるとともに、前記第一冷風冷却工程Ｓ３１から前記真空冷却工程（前記空気排除工程Ｓ３２→前記第一真空冷却工程Ｓ３３→前記
第二真空冷却工程Ｓ３４までを含む工程。）への切換タイミングを品温が設定値（この実施例では、７０℃）に達したタイミングとした点である。

以下の説明においては、図４の空気排除工程Ｓ３２，第一真空冷却工程Ｓ３３，第二真空冷却工程Ｓ３４，復圧工程Ｓ３５，第二冷風冷却工程Ｓ３６は、それぞれ図３の空気排除工程Ｓ２１，第一真空冷却工程Ｓ２２，第二真空冷却工程Ｓ２３，復圧工程２４，冷風冷却工程Ｓ２５に相当するので、その説明を省略する。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切換タイミングおよび前記第二真空冷却工程から前記第二冷風冷却工程（復圧工程を含む）への切換タイミングは、それぞれ前記真空切換タイミング，前記冷風切換タイミングと同様であるのでその説明を省略する。以下、主として前記第二プログラムについて前記第一プログラムと異なる部分のみを説明する。

図４の前記第一冷風冷却工程Ｓ３１は、図３の冷風冷却工程Ｓ２１と同様に行われる。すなわち、前記冷却用熱交換器９による冷却（熱交換器冷却）が行われ、品温は、９０℃から７０℃まで低下される。

この第一冷風冷却工程Ｓ３１は、前記コンデンシングユニット１１を作動させることなく、前記復圧手段２２をおよび前記開閉弁１７を開き、前記真空ポンプ１６を作動させることにより、外気を前記冷却室２へ導入しつつ、前記減圧ライン１５を通して排出することにより、外気により前記被冷却物３を冷却（外気導入冷却）するように構成することができる。この場合、前記ファン１３の作動は、必要に応じて行うことができる。

この第一冷風冷却工程Ｓ３１が終了すると、前記空気排除工程３２へ移行し、前記第一プログラムと同様にして、被冷却物３温度が３℃となるまで冷却が行われ、冷却運転を終了する。

このように、この第二プログラムでは、前記第一冷風冷却工程Ｓ３１により、被冷却物３の粗熱取りが行われる。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。この第二プログラムでは、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。

＜第三プログラム：真空冷却＞
前記第三プログラムは、初期品温が約７０℃以下で、前記設定冷却温度が約１０℃以上であって、被冷却物３が水分を含み、その水分が蒸発可能な食材の冷却に適している。今、初期品温を７０℃とし、前記設定冷却温度を１０℃とする。

この第三プログラムが選択されると、図５に示すように、空気排除工程Ｓ４１→第一真空冷却工程Ｓ４２→第二真空冷却工程Ｓ４３→復圧工程Ｓ４４が順次実行される。

この第三プログラムにおいて、前記第一プログラムと異なるのは、図２の冷風冷却工程Ｓ２５を省略し、前記第二真空冷却工程４３の終了を品温が１０℃となったタイミングとしている点である。

以下の説明においては、図５の空気排除工程Ｓ４１，第一真空冷却工程Ｓ４２，第二真空冷却工程Ｓ４３，復圧工程Ｓ４４は、それぞれ図３の空気排除工程Ｓ２１，第一真空冷却工程Ｓ２２，第二真空冷却工程Ｓ２３，復圧工程２４に相当するので、その説明を省略する。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、前記真空切換タイミングと同様であるので、その説明を省略する。以下、前記第三プロ
グラムにおいて前記第一プログラムと異なる部分を主として説明する。

図５において、空気排除工程Ｓ４１，第一真空冷却工程Ｓ４２および第二真空冷却手段Ｓ４３は、図３の前記第一プログラムと同様に行われる。前記第二真空冷却工程Ｓ４３において、前記品温センサ２６による検出値が１０℃となると、前記第二真空冷却工程Ｓ４３を終了し、前記第一プログラムと同様に前記復圧工程Ｓ４４を実行して、冷却運転を終了する。

＜第四プログラム：冷風冷却＞
前記第四プログラムは、被冷却物３が水分を含まない食材や、水分を含んでいてもその水分が蒸発できないように包装されている食材の冷却に適している。

この第四プログラムが選択されると、図２の冷風冷却工程５が実行される。この冷風冷却工程５は、図３の冷風冷却工程Ｓ２５と同様に、前記開閉弁１７，前記第一給蒸弁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Ｓ５は、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。

＜第五プログラム：冷風冷却→真空冷却＞
前記第五プログラムは、初期品温が約７０℃以上，設定冷却温度が１０℃以上であって、被冷却物３が水分を含み、その水分が蒸発可能な食材の冷却に適している。今、初期品温を９０℃，設定冷却温度を１０℃とする。

この第五プログラムが選択されると、図６に示す処理手順が実行される。すなわち、冷風冷却工程Ｓ６１→空気排除工程Ｓ６２→第一真空冷却工程Ｓ６３→第二真空冷却工程Ｓ６４→復圧工程Ｓ６５が順次実行される。

この第五プログラムにおいて、図４の前記第二プログラムと異なるのは、図２の前記第二冷風冷却工程を削除した点である。

以下の説明においては、図６の冷風冷却工程Ｓ６１，空気排除工程Ｓ６２，第一真空冷却工程Ｓ６３，第二真空冷却工程Ｓ６４，復圧工程Ｓ６５は、それぞれ図４の第一冷風冷却工程Ｓ３１，空気排除工程Ｓ３２，第一真空冷却工程Ｓ３３，第二真空冷却工程Ｓ３４，復圧工程Ｓ３５に相当するので、その説明を省略する。また、前記冷風冷却工程Ｓ６１から前記空気排除工程Ｓ３２への切り換えおよび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は、図４の第二プログラムと同様であるので、その説明を省略する。

以上のように構成される実施例１によれば、つぎの効果を奏する。前記第一プログラムまたは前記第二プログラムにおいては、急速で均一冷却が可能な真空冷却工程Ｓ２２およびＳ２３またはＳ３３およびＳ３４を実行した後に、低温まで冷却可能な冷風冷却工程Ｓ２５またはＳ３６を実行する。その結果、被冷却物を短時間で目標とする低温の設定冷却温度まで冷却することができる。

また、前記真空冷却工程を前記第一真空冷却手段４１と前記第二真空冷却手段４２とで、二段階により行っているので、前記真空冷却手段４の冷却能力を増強すべく冷却設備を大掛かりなものせずに済むことができる。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。

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。

さらに、前記第一〜第五プログラムを選択することにより、被冷却物３の性状，初期品温および設定冷却温度に応じた冷却を実現することができ、１台の冷却装置で種々の冷却を短時間で、高品質にて実現することができる。

つぎに、この発明の実施例２を図７に基づき説明する。この実施例２において、前記真空冷却手段４を前記第一真空冷却手段４１と前記第二真空冷却手段４２とから構成するなどの点で前記実施例１と構成を同じくしており、以下に異なる部分を主として説明する。

この実施例２において、前記実施例１と異なるのは、前記第一真空冷却手段４１の構成である。前記実施例１では、前記第一真空冷却手段４１の構成要素を前記減圧ライン１５，前記開閉弁１７および真空ポンプ１６としたが、この実施例２では、これらの構成要素に加えて、前記真空ポンプ１６の上流側に凝縮用熱交換器３１を設けた点である。前記開閉弁１７は、前記凝縮用熱交換器３１と前記冷却室２との間に設けている。前記凝縮用熱交換器４１へは給水ライン３２が接続される。そして、前記給水ライン３２に設けた給水弁３３の開閉により前記凝縮用熱交換器３１への通水が制御され、この凝縮用熱交換器３１の作動が制御される。前記給水弁３３は、前記制御器６により制御される。

この実施例２の第一真空冷却手段４１は、前記開閉弁１７を開き、前記凝縮用熱交換器３１および前記真空ポンプ１６を作動させて、前記第一真空冷却工程を実行する。この第一真空冷却工程の第一真空冷却特性は、前記実施例１の第一真空冷却と同様であるが、前記凝縮用熱交換器３１の冷却作用により真空冷却能力が前記第一真空冷却手段４１よりも増強されるとともに、前記冷却室２の空気排除が効率よく行える。

以上、この実施例２において、前記実施例１と異なる構成を説明したが、その他は同様であるので、その説明を省略する。また、この実施例２においては、前記第一〜第五プログラムも同様に実行されるので、その説明を省略する。

つぎに、この発明の実施例３を図８に基づき説明する。この実施例３は、比較的冷却能力の大きい複合冷却装置に好適である。この実施例３において、前記真空冷却手段４を前記第一真空冷却手段４１と前記第二真空冷却手段４２とから構成するなどの点で、前記実施例１および実施例２と構成を同じくしており、以下に異なる部分を主として説明する。

この実施例３において、前記実施例１と異なるのは、前記第一真空冷却手段４１と第二真空冷却手段４２の構成である。前記実施例１では、前記第一真空冷却手段４１を前記真空ポンプ１６を含む減圧排気冷却とし、前記第二真空冷却手段４２を前記冷却用熱交換器９を用いた減圧密閉冷却としたが、この実施例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の両方を減圧排気冷却とした点である。

具体的には、つぎのように構成している。すなわち、前記真空ポンプ１６の上流側に凝縮用熱交換器３１を設け、真空冷却手段の減圧器として、蒸気エゼクタ３４を凝縮用熱交換器３１の上流側に設けている。そして、この蒸気エゼクタ３４へは第二給蒸ライン３５が接続され、前記第二給蒸ライン３５に設けられる。そして、前記制御器６により制御される第二給蒸弁３３の開閉により前記蒸気エゼクタ３４への給蒸が制御され、この蒸気エゼクタ３４作動が制御される。前記開閉弁１７は、前記蒸気エゼクタ３４と前記冷却室２との間に設けている。

この実施例３の第一真空冷却手段４１は、前記開閉弁１７を開き、前記真空ポンプ１６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。この第一真空冷却工程の第一真空冷却特性は、前記実施例１の第一真空冷却と同様である

また、前記第二真空冷却手段４２は、前記真空ポンプ１６の作動に加えて、前記蒸気エゼクタ３４および前記凝縮用熱交換器３１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。この第二真空冷却工程の第二真空冷却特性は、前記第一真空冷却と同様であるが、前記蒸気エゼクタ３４および前記凝縮用熱交換器３１の冷却作用により真空冷却能力が前記真空冷却手段４１よりも増強されるので、その分冷却速度が速い特性となる。

また、前記第一〜第五プログラムに関して、この実施例３においては、前記実施例１および前記実施例２と異なり、前記第二真空冷却工程を、前記冷却用熱交換器９を用いた減圧密閉冷却（この減圧密閉冷却は、冷却を効果的に行うには空気排除が重要である。）により行わないので、真空冷却工程を実行する前の蒸気を供給することによる空気排除工程Ｓ２１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ６１を省略している。このプログラムの相違に関連して、この実施例３では、前記給蒸手段１８を省略している。

以上、この実施例３において、前記実施例１と異なる構成を説明したが、その他は同様であるので、その説明を省略する。

この発明は、前記実施例に限定されるものではない。前記実施例１〜３では、真空冷却工程を第一真空冷却手段４１による第一真空冷却工程と、前記第二真空冷却手段４２による第二真空冷却工程とからなる二段階の構成としているが、図１または図７に示される複合冷却装置１を用いて、図９に示すように一段階の真空冷却工程Ｓ７１を行うように構成することができる。すなわち、前記実施例１および実施例２において前記第二真空冷却工程を省略したものとすることができる。前記真空冷却工程Ｓ７１は、前記実施例１および実施例２第一真空工程Ｓ２２に相当するので、その説明を省略する。

また、前記実施例１〜３においては、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を前記タイマー７により制御するように構成しているが、より的確な切換を実現するために、前記室内圧力センサ２７による検出圧力または検出温度，前記品温センサ２６により検出される品温のいずれかに基づいて制御するように構成することができる。さらに、前記真空冷却速度の鈍化を検出するには、前記検出温度，前記検出圧力，品温のいずれかの変化量を検出するように構成することが望ましい。

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。 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。 同実施例１の他の冷却プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の他の冷却プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の他の冷却プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の他の冷却プログラムを説明するフローチャート図である。 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。 この発明の実施例３の概略構成を説明する説明図である。 この発明の他の実施例冷却プログラムを説明するフローチャート図である。

符号の説明

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
４１ 第一真空冷却手段
４２ 第二真空冷却手段

Claims (4)

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、
   前記真空冷却手段の真空冷却特性を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ものとし、
   前記冷風冷却手段の冷風冷却特性を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、
   前記制御器は、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とともに、前記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速度より低下するタイミングで前記真空冷却工程から前記冷風冷却工程へ切り換えることを特徴とする複合冷却装置。
2. 前記真空冷却手段は、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、
   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し、
   前記制御器は、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ことを特徴とする請求項１に記載の複合冷却装置。
3. 前記第一真空冷却手段および前記第二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，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、
   前記制御手器は、前記検出手段の検出値が第一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速度より低下するタイミングである前記検出値が第二設定値となった
   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ことを特徴とする請求項２に記載の複合冷却装置。
4. 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され、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工程を実行するように構成され、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ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の複合冷却装置。

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