JP6138013B2 - Vacuum cooling device - Google Patents

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本発明は、処理物を収容した処理槽内を真空化し、処理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処理物から熱を奪い、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、真空冷却での冷却速度を向上させ、冷却を短時間で行うことのできる真空冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a vacuum cooling device that evacuates the inside of a processing tank containing a processed product and uses heat of vaporization generated by evaporating moisture from the processed product to remove heat from the processed product and cool it. Is. More specifically, the present invention relates to a vacuum cooling device that can improve the cooling rate in vacuum cooling and perform cooling in a short time.

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処理物を収容しておき、処理槽内を真空化することで処理物を冷却する真空冷却装置がある。処理物を収容している処理槽内を減圧し、処理槽内での飽和蒸気温度を処理物の温度まで低下させると、処理物中の水分が蒸発し、その際に処理物から気化熱を奪う。この場合、処理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、処理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、処理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処理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, there is a vacuum cooling device for storing a processed product such as food cooked in a processing tank and cooling the processed product by evacuating the processing tank. is there. When the inside of the treatment tank containing the treatment object is depressurized and the saturated vapor temperature in the treatment tank is lowered to the temperature of the treatment object, moisture in the treatment object evaporates, and at that time, the heat of vaporization is generated from the treatment object. Take away. In this case, heat can also be taken from the central portion of the processed material, and the cooling effect by the heat of vaporization is great, so that the processed material 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 treatment tank is sucked by the vacuum generator, a large amount of moisture evaporates from the treatment object, so that the vapor generated from the treatment object is also sucked together with the gas in the treatment 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。真空配管の途中で吸引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、減圧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ドレンは、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 suction gas is cooled 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. By reducing the volume of gas that the vacuum generator must suck, the efficiency of decompression can be increased. Drain 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、処理槽内の圧力が高い真空冷却工程序盤の場合、真空発生装置で排出することのできる気体量が多くなるため、処理槽内の圧力は急激に低下していく。そして冷却序盤の場合、処理物の温度が高いため、処理物内から蒸発する水分量も多くなり、処理物の温度は急激に低下していく。真空冷却の工程が進み、処理槽内の真空度が高くなってくると、真空発生装置を作動していても排出することのできる気体量が減少し、処理槽内の減圧速度は遅くなっていく。また処理物の温度が低くなってくるため、蒸発の発生量も少なくなり、処理物温度の低下速度は遅くなる。 In the vacuum cooling device, in the early stage of the vacuum cooling process in which the pressure in the processing tank is high, the amount of gas that can be discharged by the vacuum generator increases, so the pressure in the processing tank decreases rapidly. In the early stage of cooling, since the temperature of the processed material is high, the amount of water evaporated from the processed material is increased, and the temperature of the processed material is rapidly decreased. As the vacuum cooling process progresses and the degree of vacuum in the processing tank increases, the amount of gas that can be discharged even when the vacuum generator is operating decreases, and the pressure reduction rate in the processing tank decreases. Go. Further, since the temperature of the processed product is lowered, the amount of evaporation is reduced, and the rate of decrease in the processed product temperature is reduced.

真空冷却装置は、処理槽内の圧力から定まる飽和蒸気温度を、処理槽内の圧力を低下させることで低くし、処理物の温度まで低下させることで処理物内の水分を蒸発させて、処理物の温度を低下させるものである。そのため、処理物の温度が高い間は、真空度が低くても処理物の温度を低下させることができるが、処理物をより低い温度まで低下させるには、処理槽内の圧力をさらに低下させることが必要となる。そこで低温仕様の真空冷却装置では、処理槽内が高真空になるまで減圧を行うことができるようにしている。 The vacuum cooling device lowers the saturated vapor temperature determined from the pressure in the treatment tank by lowering the pressure in the treatment tank, and evaporates moisture in the treatment object by lowering it to the temperature of the treatment object. It reduces the temperature of the object. Therefore, while the temperature of the processed material is high, the temperature of the processed material can be lowered even if the degree of vacuum is low, but in order to lower the processed material to a lower temperature, the pressure in the processing tank is further decreased. It will be necessary. In view of this, the low-temperature vacuum cooling apparatus can reduce the pressure until the inside of the processing tank becomes a high vacuum.

ところで、ドレンタンクにためているドレンは、蒸気を冷却して凝縮させたものであるが、処理槽内を高真空まで減圧する真空冷却装置では、ドレンタンク内も高真空状態になると、ドレンが再び蒸発することがある。ドレンタンクで発生した蒸気が真空発生装置へ送られることになると、真空発生装置での減圧速度が低下するため、冷却時間が長くなることになっていた。また、ドレンがドレンタンクに流れずに熱交換器内に残った場合には、熱交換器内の圧力はドレンタンク内の圧力よりも低くなるため、熱交換器内でドレンの蒸発が発生する。その場合も冷却時間が長くなる。そのためドレンタンクは、熱交換器からのドレンの取り込みを行いやすいものであり、かつドレンタンクでドレンが再蒸発しにくいものであることが望まれていた。 By the way, the drain stored in the drain tank is the one obtained by cooling and condensing the steam, but in the vacuum cooling device that depressurizes the inside of the processing tank to a high vacuum, when the drain tank is also in a high vacuum state, May evaporate again. When the steam generated in the drain tank is sent to the vacuum generator, the pressure reduction speed in the vacuum generator is reduced, so that the cooling time is extended. In addition, when the drain remains in the heat exchanger without flowing into the drain tank, the pressure in the heat exchanger becomes lower than the pressure in the drain tank, so that the evaporation of the drain occurs in the heat exchanger. . Even in this case, the cooling time becomes longer. Therefore, it has been desired that the drain tank can easily take in the drain from the heat exchanger, and that the drain tank does not easily re-evaporate in the drain tank.

特開2012−102956号公報JP 2012-102956 A

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、冷却速度を向上させ、冷却を短時間で行う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 improving the cooling rate and performing cooling in a short time in the vacuum cooling device.

請求項1に記載の発明は、処理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、真空発生装置が吸引している気体を冷却して蒸気の凝縮を行う熱交換器、熱交換器で発生したドレンをためるドレンタンクを持ち、処理槽内を真空化することで処理槽内に収容した処理物の冷却を行う真空冷却装置において、前記熱交換器と前記ドレンタンクの間はドレン移送管と空気流通管でつないでおり、ドレン移送管のドレンタンク側先端はドレンタンクにためたドレンに水没する位置とし、前記空気流通管はドレンに水没しない位置に設けていることを特徴とする。   The invention described in claim 1 is a treatment tank that accommodates a processed material, a vacuum generator that is connected to the treatment tank by a vacuum pipe and sucks the gas in the treatment tank, and cools the gas sucked by the vacuum generator. In a vacuum cooling device that has a heat exchanger that condenses steam and a drain tank that accumulates drain generated in the heat exchanger, and that cools the processed material stored in the processing tank by evacuating the processing tank In addition, a drain transfer pipe and an air circulation pipe are connected between the heat exchanger and the drain tank, and a drain tank side tip of the drain transfer pipe is positioned to be submerged in the drain for the drain tank, and the air circulation pipe is It is provided at a position where the drain does not submerge.

請求項2に記載の発明は、前記の真空冷却装置において、前記空気流通管には途中に通気用弁を設けておき、前記通気用弁は、真空冷却工程の序盤では開いておき、真空冷却工程の終盤では閉じる操作を行うものであること特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the vacuum cooling apparatus, a vent valve is provided midway in the air circulation pipe, and the vent valve is opened at the beginning of the vacuum cooling process, A closing operation is performed at the end of the process.

本発明では、熱交換器とドレンタンクの間をドレン移送管と空気流通管でつないでおり、ドレン移送管の先端はドレンタンク内の底部近くとしているため、ドレンタンク内にドレンがたまると、ドレン移送管の先端はドレン内に水没することになる。真空冷却工程の序盤では、処理物の温度が高いため、処理槽内を減圧することで処理槽内での飽和蒸気温度が処理物温度以下になると、処理物内から多量の蒸気が発生する。この蒸気は比較的温度が高く、また量が多いものであり、熱交換器で冷却することで凝縮し、ドレンとしてドレンタンクにためる。 In the present invention, the drain transfer pipe and the air circulation pipe are connected between the heat exchanger and the drain tank, and since the tip of the drain transfer pipe is close to the bottom of the drain tank, when the drain accumulates in the drain tank, The tip of the drain transfer pipe will be submerged in the drain. In the early stage of the vacuum cooling process, since the temperature of the processed product is high, a large amount of steam is generated from the processed product when the saturated vapor temperature in the processing bath becomes equal to or lower than the processed product temperature by reducing the pressure in the processing tank. This steam has a relatively high temperature and a large amount, and condenses by cooling with a heat exchanger and accumulates in the drain tank as drain.

真空発生装置による減圧を行っている場合、ドレンタンクよりも熱交換器の方が真空発生装置に近いことより、ドレンタンク内圧力よりも熱交換器内の方が圧力は低くなる。すると、熱交換器とドレンタンクをつないでいるドレン移送管では、先端をドレンタンク内のドレンに水没させているため、ドレン移送管の出口側はふたをされた形となり、熱交換器からドレンタンクへ向かうドレンの流れが妨げられることになる。熱交換器からドレンタンクへのドレンの流れが止まれば、ドレンは熱交換器内で止まることになり、熱交換器内ではドレンの再蒸発が発生することになる。この時、空気流通管によって熱交換器とドレンタンクをつないでおくと、熱交換器とドレンタンクの圧力差はなくなるため、熱交換器で発生したドレンは、ドレン移送管を通してドレンタンクへ流れ、熱交換器内に止まることは防止できる。 When the pressure is reduced by the vacuum generator, the pressure in the heat exchanger is lower than the pressure in the drain tank because the heat exchanger is closer to the vacuum generator than the drain tank. Then, in the drain transfer pipe connecting the heat exchanger and the drain tank, the tip of the drain transfer pipe is submerged in the drain in the drain tank, so the outlet side of the drain transfer pipe has a covered shape, and the drain from the heat exchanger The drain flow toward the tank will be hindered. If the flow of drain from the heat exchanger to the drain tank stops, the drain stops in the heat exchanger, and drain re-evaporation occurs in the heat exchanger. At this time, if the heat exchanger and the drain tank are connected by the air circulation pipe, the pressure difference between the heat exchanger and the drain tank disappears, so the drain generated in the heat exchanger flows to the drain tank through the drain transfer pipe, Stopping in the heat exchanger can be prevented.

また、真空冷却の工程が進み、真空ライン内が高真空になることで、飽和蒸気温度がドレン温度以下になれば、ドレンの再蒸発が発生する。この場合には、通気用弁を閉じると、熱交換器とドレンタンクの間はドレン移送管でのみつながることになり、ドレン移送管は先端でドレンに水没しているため、ドレンタンクから熱交換器への空気の流れはなくなる。このことでドレンタンク内の圧力は熱交換器内の圧力より高くなり、ドレンタンク内の飽和蒸気温度をドレンの温度より高くしておくことでドレンタンク内でドレンは再蒸発することを防止できる。ドレンタンクからの蒸発量が少なくなれば、真空発生装置が排出しなければならない蒸気量は少なくなるため、真空発生装置での減圧速度が向上し、真空冷却に要する時間を短くすることができる。 Further, when the vacuum cooling process proceeds and the inside of the vacuum line becomes a high vacuum, if the saturated vapor temperature becomes equal to or lower than the drain temperature, drain re-evaporation occurs. In this case, when the ventilation valve is closed, the heat exchanger and the drain tank are connected only by the drain transfer pipe, and the drain transfer pipe is submerged in the drain at the tip. There is no air flow to the vessel. As a result, the pressure in the drain tank becomes higher than the pressure in the heat exchanger, and by keeping the saturated vapor temperature in the drain tank higher than the temperature of the drain, it is possible to prevent the drain from re-evaporating in the drain tank. . If the amount of evaporation from the drain tank is reduced, the amount of steam that the vacuum generator must discharge is reduced, so that the pressure reduction speed in the vacuum generator is improved and the time required for vacuum cooling can be shortened.

本発明を実施することで、冷却速度を向上するさせることができ、冷却を短時間で行うことができる。 By implementing this invention, a cooling rate can be improved and cooling can be performed in a short time.

本発明を実施している真空冷却装置のフロー図Flow diagram of a vacuum cooling device implementing the present invention 本発明の一実施例における槽内圧力と処理物温度の変化を示したグラフThe graph which showed the change of the pressure in a tank and processed material temperature in one example of the present invention.

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、図2は本発明の一実施例における槽内圧力と処理物温度の変化を示したグラフである。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に収容した処理物(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 chart of a vacuum cooling apparatus embodying the present invention, and FIG. 2 is a graph showing changes in tank pressure and treatment object temperature in one embodiment of the present invention. The vacuum cooling device includes a processing tank 2, a vacuum generator 1, a heat exchanger 4, a cold water unit 3, a drain tank 6, and the like. The vacuum cooling device evacuates the inside of the processing tank 2 to evaporate moisture from the processed product (high-temperature food) stored in the processing tank 2, and performs cooling by the action of vaporization heat generated at that time.

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、処理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処理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 processing tank 2 and the vacuum generator 1 are connected by a vacuum pipe 5, and when the vacuum generator 1 is operated, the gas in the processing tank 2 is discharged through the vacuum pipe 5. At this time, in addition to the gas in the processing tank 2, if the vapor generated from the processed material is also sucked by the vacuum generator 1, the volume of the gas that the vacuum generator 1 must discharge increases. In the treatment tank 2 in particular, when the pressure reduction progresses, the water evaporates from the treated product, and when the water becomes vapor, the volume increases significantly. It gets worse. Therefore, the heat exchanger 4 is provided in the vacuum pipe 5 to cool the gas sucked by the vacuum generator 1 and the vapor in the gas. When the gas is cooled by the heat exchanger 4, the volume of the gas that must be discharged by the vacuum generator 1 is reduced, so that the pressure reduction efficiency in the vacuum generator 1 is improved.

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の下部には、蒸気を冷却して凝縮させることによって発生したドレンを集合させるドレン集合室9を設け、ドレン集合室9の下方には、熱交換器4で発生したドレンをためておくドレンタンク6を設ける。ドレン集合室9の底部とドレンタンク6内の間はドレン移送管7でつないでおり、熱交換器4で発生したドレンは、ドレン集合室9で集合した後に、ドレン移送管7を通してその下方に設けているドレンタンク6へ流れ落ちる。ドレン移送管7のドレンタンク6側先端は、ドレンタンク6内の底部に近い位置になるように設置しており、ドレンタンク6内にドレンをためた場合には、ドレン移送管7の先端はドレン内に水没するようにしておく。 The heat exchanger 4 is connected to the cold water unit 3 so that the cold water generated by the cold water unit 3 is stored in an internal tank. In the heat exchanger 4, a plurality of heat transfer tubes that pass through a tank storing cold water are installed, and the gas sucked from the treatment tank 2 is dispersed and flowed in the heat transfer tubes, thereby cooling the suction gas. I do. A drain collecting chamber 9 for collecting drains generated by cooling and condensing the steam is provided at the lower part of the heat exchanger 4, and the drain generated in the heat exchanger 4 is stored below the drain collecting chamber 9. A drain tank 6 is provided. A drain transfer pipe 7 connects between the bottom of the drain collecting chamber 9 and the inside of the drain tank 6, and the drain generated in the heat exchanger 4 collects in the drain collecting chamber 9 and then passes through the drain transferring pipe 7 to the lower side. It flows down to the drain tank 6 provided. The tip of the drain transfer pipe 7 on the side of the drain tank 6 is installed so as to be close to the bottom of the drain tank 6. When the drain is stored in the drain tank 6, the tip of the drain transfer pipe 7 is Keep it submerged in the drain.

また、ドレン集合室9とドレンタンク6の間は、空気流通管8によっても接続しておく。空気流通管8は、ドレン集合室9内の圧力がドレンタンク6内の圧力よりも低くなって、圧力差が発生した場合、ドレンタンク6内からドレン集合室9へ空気を逃がすことで圧力差をなくすためのものである。そのため空気流通管8は、液体であるドレンが入らないようにドレン集合室9の側壁部分とドレンタンク6の上面に接続している。空気流通管8の途中には通気用弁10を設けており、通気用弁10を開閉することで空気流通管8を通じての空気流通を制御することができるようにしている。 The drain collecting chamber 9 and the drain tank 6 are also connected by an air circulation pipe 8. When the pressure in the drain collecting chamber 9 becomes lower than the pressure in the drain tank 6 and a pressure difference occurs, the air circulation pipe 8 allows the air to escape from the drain tank 6 to the drain collecting chamber 9. It is for eliminating. Therefore, the air circulation pipe 8 is connected to the side wall portion of the drain collecting chamber 9 and the upper surface of the drain tank 6 so that the drain which is liquid does not enter. A ventilation valve 10 is provided in the middle of the air circulation pipe 8, and the air circulation through the air circulation pipe 8 can be controlled by opening and closing the ventilation valve 10.

真空冷却装置での運転は、処理物を処理槽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内の圧力が比較的高い真空冷却工程序盤の場合、真空発生装置1で気体の吸引を行うと、真空発生装置1では多量の気体を排出することができるため、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、圧力から定まる処理槽内での飽和蒸気温度が、処理槽内に収納している処理物の温度よりも低くなると、処理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、処理物では温度が低下する。 The operation in the vacuum cooling apparatus is started with the processed material stored in the processing tank 2 and the processing tank 2 sealed. When the vacuum generator 1 is operated, the vacuum generator 1 sucks the gas in the processing tank 2 through the vacuum pipe 5. In the early stage of the vacuum cooling process in which the pressure in the processing tank 2 is relatively high, if a vacuum is generated by the vacuum generator 1, a large amount of gas can be discharged in the vacuum generator 1. The pressure drops rapidly. When the pressure in the processing tank 2 decreases and the saturated vapor temperature in the processing tank determined from the pressure becomes lower than the temperature of the processing object stored in the processing tank, the moisture in the processing object evaporates. When the water evaporates, the heat of vaporization is taken away, so that the temperature of the processed material is lowered.

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。熱交換器4で気体を冷却すると、気体の体積が小さくなり、特に蒸気を冷却することによって液体に戻すと、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 cold water unit 3, cold water is produced and supplied to the heat exchanger 4, and the gas sucked through the vacuum pipe 5 is cooled by the heat exchanger 4. When the gas is cooled by the heat exchanger 4, the volume of the gas is reduced, and particularly when the vapor is returned to the liquid by cooling the vapor, the volume is greatly reduced. When the volume of the gas is reduced, the amount of gas that must be exhausted by the vacuum generator 1 is reduced, so that the pressure in the treatment tank 2 can be reduced more quickly, and the time required for cooling can be reduced.

熱交換器4で蒸気を冷却したことによって発生したドレンは、熱交換器4の下部に設けているドレン集合室9に集合させた後に、ドレン移送管7を通してドレンタンク6へ送る。ドレン集合室9で集合したドレンは、重力の作用でドレン移送管7内を下向きに流れ、熱交換器4の下方に設けているドレンタンク内に入る。また、真空冷却工程の序盤では通気用弁10は開いておき、空気流通管8によってもドレン集合室9内とドレンタンク6内の間はつながるようにしておく。 The drain generated by cooling the steam in the heat exchanger 4 is collected in the drain collecting chamber 9 provided in the lower part of the heat exchanger 4 and then sent to the drain tank 6 through the drain transfer pipe 7. The drain collected in the drain collecting chamber 9 flows downward in the drain transfer pipe 7 by the action of gravity, and enters a drain tank provided below the heat exchanger 4. In the early stage of the vacuum cooling process, the vent valve 10 is kept open, and the inside of the drain collecting chamber 9 and the inside of the drain tank 6 are also connected by the air circulation pipe 8.

真空冷却の工程が進むと、熱交換器内での圧力が低下し、ドレンタンクでも圧力が低下する。ドレンタンクの圧力が低下することで、ドレンタンクでの飽和蒸気温度がドレンタンクにためているドレン温度まで低下すると、ドレンタンク内でドレンが再蒸発することになるため、通気用弁10は、ドレンタンク6でドレンの再蒸発が発生するころまでに閉じるようにしておく。例えば、処理物の温度があらかじめ設定しておいたバルブ閉のタイミング温度になると、通気用弁10を閉じるように設定しておく。図2では、処理物温度が10℃になった時点で通気用弁10を閉じるものとしている。 As the vacuum cooling process proceeds, the pressure in the heat exchanger decreases, and the pressure also decreases in the drain tank. When the pressure of the drain tank is lowered and the saturated steam temperature in the drain tank is lowered to the drain temperature accumulated in the drain tank, the drain is re-evaporated in the drain tank. The drain tank 6 is closed before the drain re-evaporation occurs. For example, the vent valve 10 is set to be closed when the temperature of the processed product reaches a preset valve closing timing temperature. In FIG. 2, the ventilation valve 10 is closed when the temperature of the processed product reaches 10 ° C.

真空発生装置1での空気の排出量は、処理槽内の圧力が高い真空冷却工程の序盤では多く排出し、処理槽内の圧力が低くなると排出量は少なくなっていく。そのため、真空冷却工程時の処理槽内圧力は、図2に記載しているように真空冷却の序盤では急激に低下し、真空度が高くなると処理槽内の圧力は緩やかに低下していくことになる。処理物の温度は、真空冷却開始直後の処理槽内の飽和蒸気温度が処理物の温度より高い時間帯では低下しておらず、処理槽内の飽和蒸気温度が処理物温度まで低下すると、急激に低下する。この時間帯では、処理物の温度が高いため、処理物内の水分が盛んに蒸発し、水分が蒸発する際には周囲から気化熱を奪っていくため、処理物温度は急激に低下している。真空冷却の工程が進むと、処理槽内圧力の低下が緩やかになり、処理物の温度も低くなることにより、水分の蒸発量が減少し、処理物の温度変化も緩やかとなる。 A large amount of air is discharged from the vacuum generator 1 in the early stage of the vacuum cooling process in which the pressure in the processing tank is high, and the amount of discharge decreases as the pressure in the processing tank decreases. Therefore, as shown in FIG. 2, the pressure in the processing tank at the time of the vacuum cooling process rapidly decreases in the early stage of vacuum cooling, and the pressure in the processing tank gradually decreases as the degree of vacuum increases. become. The temperature of the processed product does not decrease in the time zone in which the saturated vapor temperature in the processing tank immediately after the start of vacuum cooling is higher than the temperature of the processed product, and when the saturated steam temperature in the processing tank decreases to the processed product temperature, To drop. In this time zone, the temperature of the processed material is high, so that the water in the processed material evaporates actively, and when the water evaporates, the heat of vaporization is taken away from the surroundings, so that the temperature of the processed material decreases rapidly. Yes. As the vacuum cooling process proceeds, the pressure in the treatment tank gradually decreases, and the temperature of the processed product also decreases, so that the amount of water evaporation decreases and the temperature change of the processed product also moderates.

図2のグラフでは、蒸気発生量の記載はないが、処理物の温度低下が急である部分では、蒸気発生量が多くなっており、真空配管5内を流れる蒸気量が多くなると、熱交換器4で冷却することで発生させているドレンの量も多くなる。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9で集合し、ドレン移送管7を通ってドレンタンク6内にたまる。ドレン移送管7のドレンタンク6側の先端は、ドレンタンク6内で底部に近い位置になるように設置しているため、真空冷却工程序盤のドレン排出量が多い時間のうちにドレン移送管7先端はドレンに水没する。 In the graph of FIG. 2, there is no description of the amount of steam generated, but in the portion where the temperature drop of the processed material is steep, the amount of steam generated increases, and if the amount of steam flowing in the vacuum pipe 5 increases, The amount of drain generated by cooling in the vessel 4 also increases. The drain generated in the heat exchanger 4 collects in a drain collecting chamber 9 provided in the lower part of the heat exchanger 4 and accumulates in the drain tank 6 through the drain transfer pipe 7. Since the tip of the drain transfer pipe 7 on the drain tank 6 side is installed so as to be close to the bottom in the drain tank 6, the drain transfer pipe 7 can be used during the time when the drain discharge amount is large in the early stage of the vacuum cooling process. The tip is submerged in the drain.

真空冷却工程中は、真空発生装置1の作動によって真空配管内の気体を吸引し、真空配管内の圧力低下によって処理槽内の気体が真空配管内へ吸引されるというものであるため、真空発生装置1に近い側から減圧されていく。熱交換器4とドレンタンク6では、真空発生装置1に近い熱交換器4が先に減圧されるため、熱交換器4はドレンタンク6よりも圧力が低くなる。そのため、熱交換器4とドレンタンク6をつなぐ管がドレン移送管7のみであって、ドレン移送管7の先端がドレンに水没しているということになると、ドレン移送管7の出口がふたをされたような状態になり、ドレン移送管7を通してのドレンタンク6へのドレンの移送が妨げられる。ドレン発生量の多い真空冷却工程の序盤にこのような状態になり、ドレン移送管7を通してドレンタンク6へドレンを送ることができなくなると、ドレンは熱交換器4内に大量にとどまることになってしまう。 During the vacuum cooling process, the gas in the vacuum pipe is sucked by the operation of the vacuum generator 1, and the gas in the processing tank is sucked into the vacuum pipe due to the pressure drop in the vacuum pipe. The pressure is reduced from the side close to the device 1. In the heat exchanger 4 and the drain tank 6, the pressure of the heat exchanger 4 is lower than that of the drain tank 6 because the heat exchanger 4 close to the vacuum generator 1 is decompressed first. Therefore, if the pipe connecting the heat exchanger 4 and the drain tank 6 is only the drain transfer pipe 7 and the tip of the drain transfer pipe 7 is submerged in the drain, the outlet of the drain transfer pipe 7 closes the lid. As a result, the transfer of the drain to the drain tank 6 through the drain transfer pipe 7 is prevented. When this state is reached in the early stage of the vacuum cooling process with a large amount of drain generation, and drain cannot be sent to the drain tank 6 through the drain transfer pipe 7, the drain remains in the heat exchanger 4 in a large amount. End up.

その状態で真空冷却の工程が進むと、熱交換器内でドレンが再蒸発することになる。真空冷却の工程が進み、熱交換器内での圧力が低くなると、圧力から定まる飽和蒸気温度が低下し、飽和蒸気温度が熱交換器内にあるドレンの温度まで低下すると、ドレンが再蒸発する。ドレンの再蒸発が発生すると、真空発生装置1が排出しなければならない気体量が増加するため、真空冷却に要する時間が長くなってしまう。 When the vacuum cooling process proceeds in this state, the drain is re-evaporated in the heat exchanger. As the vacuum cooling process proceeds and the pressure in the heat exchanger decreases, the saturated steam temperature determined from the pressure decreases, and when the saturated steam temperature decreases to the temperature of the drain in the heat exchanger, the drain re-evaporates. . When drain re-evaporation occurs, the amount of gas that the vacuum generator 1 has to discharge increases, so the time required for vacuum cooling increases.

しかし本発明では、ドレン移送管7のほかに空気流通管8を設けており、熱交換器4内での圧力がドレンタンク6内での圧力よりも低くなれば、空気流通管8を通してドレンタンク6から熱交換器4へ空気が流れるため、圧力差をなくすことができる。そのため、熱交換器4のドレンは、ドレン移送管7を通してドレンタンク6へ送り続けることができ、熱交換器4内にドレンがたまることにはならない。そのことによって、熱交換器4内でのドレンが再蒸発することによる真空冷却工程の遅れは防止できる。 However, in the present invention, an air circulation pipe 8 is provided in addition to the drain transfer pipe 7, and if the pressure in the heat exchanger 4 becomes lower than the pressure in the drain tank 6, the drain tank is passed through the air circulation pipe 8. Since air flows from 6 to the heat exchanger 4, the pressure difference can be eliminated. Therefore, the drain of the heat exchanger 4 can continue to be sent to the drain tank 6 through the drain transfer pipe 7, and the drain does not accumulate in the heat exchanger 4. Thereby, delay of the vacuum cooling process due to re-evaporation of the drain in the heat exchanger 4 can be prevented.

また、真空冷却工程の終盤においては、ドレンの発生量は少なくなるために熱交換器4内にドレンがたまるということは発生しにくいが、真空配管5部分での圧力が低くなると、ドレンタンク6内の圧力も低下する。その場合、ドレンタンク6での飽和蒸気温度がドレンの温度まで低下すると、ドレンタンクのドレンからも再蒸発が発生するということになってしまう。しかし本発明では、真空冷却工程の終盤には通気用弁10を閉じ、空気流通管8による熱交換器4とドレンタンク6の間での空気の流通は閉じるようにしており、またドレン移送管7の先端はドレンに水没させているため、ドレンタンク6内の空気が熱交換器4へ送られることがなくなっている。そのため、ドレンタンク6での圧力は熱交換器4と同じように低下することはなくなり、ドレンタンク6内の圧力は真空配管5内での圧力より高くなる。このことにより、ドレンタンク6でのドレンの再蒸発を防止することができる。 Further, at the end of the vacuum cooling process, the amount of drain generated is small, so that it is difficult for the drain to accumulate in the heat exchanger 4, but when the pressure in the vacuum pipe 5 portion decreases, the drain tank 6 The pressure inside also decreases. In that case, when the saturated vapor temperature in the drain tank 6 is lowered to the temperature of the drain, re-evaporation also occurs from the drain in the drain tank. However, in the present invention, the vent valve 10 is closed at the end of the vacuum cooling process, and the air flow between the heat exchanger 4 and the drain tank 6 by the air flow pipe 8 is closed, and the drain transfer pipe Since the tip of 7 is submerged in the drain, the air in the drain tank 6 is not sent to the heat exchanger 4. Therefore, the pressure in the drain tank 6 does not decrease in the same manner as in the heat exchanger 4, and the pressure in the drain tank 6 becomes higher than the pressure in the vacuum pipe 5. Thereby, drain re-evaporation in the drain tank 6 can be prevented.

ただしこの場合でも、ドレン移送管7は真空度の高くなる熱交換器4とつながっているため、ドレン移送管7内のドレン水面では蒸気が発生することになるが、ドレン移送管内にできるドレン水面はごく小さな面積となる。そしてドレン移送管内以外のドレン水面では、真空配管内ほどの低圧に接していないため、ドレンタンクからの再蒸発量は限定された量となり、真空冷却工程が遅れることは防止できる。 However, even in this case, since the drain transfer pipe 7 is connected to the heat exchanger 4 having a high degree of vacuum, steam is generated on the drain water surface in the drain transfer pipe 7, but the drain water surface formed in the drain transfer pipe Is a very small area. And since the drain water surface other than the inside of the drain transfer pipe is not in contact with the low pressure as in the vacuum pipe, the amount of reevaporation from the drain tank becomes a limited amount, and the vacuum cooling process can be prevented from being delayed.

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 ドレン移送管
8 空気流通管
9 ドレン集合室
10 通気用弁
1 Vacuum generator
2 Treatment tank 3 Cold water unit 4 Heat exchanger
5 Vacuum piping 6 Drain tank 7 Drain transfer pipe 8 Air flow pipe 9 Drain collecting chamber 10 Ventilation valve

Claims (2)

処理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、真空発生装置が吸引している気体を冷却して蒸気の凝縮を行う熱交換器、熱交換器で発生したドレンをためるドレンタンクを持ち、処理槽内を真空化することで処理槽内に収容した処理物の冷却を行う真空冷却装置において、
前記熱交換器と前記ドレンタンクの間はドレン移送管と空気流通管でつないでおり、ドレン移送管のドレンタンク側先端はドレンタンクにためたドレンに水没する位置とし、
前記空気流通管はドレンに水没しない位置に設けていることを特徴とする真空冷却装置。
A treatment tank that contains the processed material, a vacuum generator connected to the treatment tank by a vacuum pipe and sucking the gas in the treatment tank, a heat exchange that cools the gas sucked by the vacuum generator and condenses the vapor In a vacuum cooling device that has a drain tank for accumulating drain generated in the heat exchanger, and cools the processed material stored in the processing tank by evacuating the processing tank,
Between the heat exchanger and the drain tank is connected by a drain transfer pipe and an air circulation pipe, the drain tank side tip of the drain transfer pipe is a position that is submerged in the drain for the drain tank,
The air cooling pipe is provided at a position where the drain does not submerge in the drain.
請求項1に記載の真空冷却装置において、前記空気流通管には途中に通気用弁を設けておき、前記通気用弁は、真空冷却工程の序盤では開いておき、真空冷却工程の終盤では閉じる操作を行うものであること特徴とする真空冷却装置。


2. The vacuum cooling device according to claim 1, wherein a vent valve is provided in the air circulation pipe in the middle, and the vent valve is opened at the beginning of the vacuum cooling process and closed at the end of the vacuum cooling process. A vacuum cooling device characterized by being operated.


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