JP7421798B2 - vacuum cooling device - Google Patents
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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。 The present invention stores an object to be cooled, such as cooked food, in a processing tank, evaporates the moisture in the object by reducing the pressure inside the processing tank, and rapidly cools the object using the heat of vaporization caused by the evaporation. The present invention relates to a vacuum cooling device that cools the air.
特開2018-204860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。 As described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-204860, the pressure inside the processing tank is reduced by exhausting the gas inside the processing tank containing the object to be cooled to the outside and reducing the pressure inside the processing tank. Vacuum cooling equipment is known in which the vapor pressure of the object to be cooled is lowered below the saturated vapor pressure of the object to be cooled, and water is evaporated from the object to be cooled, thereby utilizing the heat of vaporization to cool the object. ing. When the pressure inside the processing tank containing the object to be cooled is reduced and the boiling point within the processing tank is lowered than the temperature of the object to be cooled, the moisture in the object to be cooled evaporates, and at that time, water is removed from the object to be cooled. Since the heat of vaporization is taken away, the object to be cooled can be cooled in a short time. In places such as school lunch centers, when cooling cooked food, there is a need to allow the food to pass through the temperature range where bacteria are likely to grow as quickly as possible, and with vacuum cooling equipment, it is possible to cool down the center of the object in a short period of time. It is widely used because it is possible.
真空冷却装置には、目標とする被冷却物の冷却温度を設定しておき、処理槽内に収容した被冷却物の温度が目標温度になるまで処理槽内を減圧しての真空冷却を行う。被冷却物の温度検出は、処理槽に被冷却物の温度を検出する温度計測装置を設置しておき、温度計測装置の検温部を被冷却物内に差し込むことで被冷却物の温度を直接検出する。冷却工程では、被冷却物の温度が冷却終了温度になるまで処理槽内の減圧を行い、被冷却物の温度が冷却終了温度以下になると、冷却を終了する。冷却工程終了後は処理槽内へ外気を導入し、処理槽内を大気圧まで復圧してから被冷却物を取り出す。 A target cooling temperature of the object to be cooled is set in the vacuum cooling device, and vacuum cooling is performed by reducing the pressure inside the processing tank until the temperature of the object stored in the processing tank reaches the target temperature. . To detect the temperature of the object to be cooled, a temperature measurement device that detects the temperature of the object to be cooled is installed in the processing tank, and the temperature of the object to be cooled can be directly detected by inserting the temperature measuring part of the temperature measurement device into the object to be cooled. To detect. In the cooling step, the pressure inside the processing tank is reduced until the temperature of the object to be cooled reaches the cooling end temperature, and when the temperature of the object to be cooled becomes equal to or lower than the cooling end temperature, cooling is ended. After the cooling process is completed, outside air is introduced into the processing tank, the pressure inside the processing tank is restored to atmospheric pressure, and then the object to be cooled is taken out.
真空冷却装置では、真空ポンプなど処理槽内の空気を排出する真空発生装置を作動させて処理槽内の圧力を低下させるものであり、被冷却物をできるだけ早く冷却するものであるが、真空発生装置の100%の能力で減圧すると減圧速度が速くなり過ぎる場合がある。減圧速度が速すぎた場合は、被冷却物内で水分が激しく沸騰し、被冷却物が液体であれば容器から吹きこぼれたり、固体であれば形状を破壊したりすることがある。そのため、突沸や吹きこぼれが発生しない範囲でできるだけ早く冷却することが望まれており、冷却工程では処理槽内の圧力を調節しながら冷却を行う。 Vacuum cooling equipment lowers the pressure inside the processing tank by operating a vacuum generator such as a vacuum pump that exhausts the air inside the processing tank, and cools the object as quickly as possible. If the pressure is reduced at 100% capacity of the device, the speed of pressure reduction may become too fast. If the decompression rate is too fast, the water in the object to be cooled may boil violently, causing the object to boil over from the container if it is liquid, or destroy its shape if it is solid. Therefore, it is desired to cool as quickly as possible without causing bumping or boiling over, and in the cooling process, cooling is performed while adjusting the pressure inside the processing tank.
真空冷却装置では、検出した被冷却物の現在品温に基づいて目標品温を設定し、目標品温に対応する飽和圧力を目標圧力として処理槽内の実圧力が目標圧力になるように処理槽内の圧力を調節する。処理槽内での減圧速度の調節は、処理槽内へ外気を取り込むための外気取込弁を設置しておき、処理槽内への外気取り込み量を調節することによって行う。真空発生装置では一定の運転量で排気を行っている状態において、外気取込弁による処理槽内への外気取り込み量を調節することで、処理槽内での減圧速度を調節する。 In the vacuum cooling system, a target temperature is set based on the detected current temperature of the object to be cooled, and processing is performed so that the actual pressure in the processing tank becomes the target pressure using the saturation pressure corresponding to the target temperature as the target pressure. Adjust the pressure inside the tank. The rate of pressure reduction within the processing tank is adjusted by installing an outside air intake valve for taking outside air into the processing tank and adjusting the amount of outside air taken into the processing tank. In the vacuum generator, the rate of pressure reduction in the processing tank is adjusted by adjusting the amount of outside air taken into the processing tank by the outside air intake valve while exhausting air at a constant operating rate.
外気取込弁による外気取り込み量を少なくすると処理槽内の圧力低下速度は上昇し、外気取り込み量を多くすると圧力低下速度は低下することになり、外気の取り込み量が多ければ処理槽内の実圧力は少し上昇することにもなる。時間経過に伴って低下している目標圧力に対して外気取り込み量を調節しながら圧力制御を行っているため、処理槽内の実圧力は目標圧力に対し、ある程度の制御幅を持って低下していくようになる。このとき、実圧力が高く品温が高い領域では、品温1℃変化での飽和圧力の変化は大きいため、現在品温の変化に対して目標圧力は大きく変化し、実圧力は大きく増減しながら低下していく。しかし、実圧力が低く品温が低くなってきた領域では、品温1℃変化での飽和圧力の変化は小さいため、実圧力の増減幅は小さな状態で低下していくことになる。 If the amount of outside air taken in by the outside air intake valve is reduced, the rate of pressure drop in the processing tank will increase, and if the amount of outside air taken in is increased, the rate of pressure drop will be decreased. The pressure will also increase slightly. Since pressure control is performed while adjusting the amount of outside air taken in with respect to the target pressure, which decreases over time, the actual pressure in the treatment tank decreases with a certain control range relative to the target pressure. I'm going to go to the middle of the day. At this time, in areas where the actual pressure is high and the product temperature is high, a 1°C change in product temperature will cause a large change in saturation pressure, so the target pressure will change greatly in response to a change in the current product temperature, and the actual pressure will increase or decrease significantly. However, it continues to decline. However, in a region where the actual pressure is low and the product temperature is low, the change in saturation pressure due to a 1°C change in the product temperature is small, so the actual pressure decreases with a small increase or decrease.
処理槽内の被冷却物は、処理槽内の実圧力が低下すると品温も低下していくが、品温の低下にはタイムラグがある。実圧力が大きく増減しながら低下している場合、実圧力増減の間隔は大きいために品温低下にタイムラグがあっても品温は順調に低下していく。しかし、実圧力の変化幅が小さな状態で圧力を低下させていく場合、実圧力増減の間隔が小さいために品温低下のタイムラグによって品温が低下する前に実圧力が上昇することがあった。この場合、品温が低下しない品温低下の停滞が発生するため、冷却時間は長くなる。 The temperature of the object to be cooled in the processing tank decreases as the actual pressure in the processing tank decreases, but there is a time lag in the decrease in the temperature. When the actual pressure is decreasing with large fluctuations, the interval between increases and decreases in the actual pressure is long, so even if there is a time lag in the decrease in the product temperature, the product temperature will continue to decrease steadily. However, when decreasing the pressure while the range of change in the actual pressure is small, the actual pressure may rise before the product temperature drops due to the time lag of the product temperature drop because the interval between increases and decreases in the actual pressure is small. . In this case, a stagnation occurs in which the product temperature does not decrease, so the cooling time becomes longer.
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、品温低下の停滞が発生することなく適切な冷却運転を行わせ、従来よりも冷却時間を短く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 a vacuum cooling device that cools objects to be cooled in a processing tank by reducing the pressure inside the processing tank, and the problem is to provide a vacuum cooling device that cools objects to be cooled in a processing tank by reducing the pressure inside the processing tank. It is an object of the present invention to provide a vacuum cooling device which can reduce the cooling time compared to the conventional one.
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と、処理槽内の被冷却物温度を計測する温度計測装置と、処理槽内の圧力を検出する圧力計測装置と、処理槽内圧力を調節するための外気取込弁を設けておき、処理槽内を減圧することで処理槽内に収容した被冷却物を冷却する真空冷却装置であって処理槽内の被冷却物温度を計測する温度計測装置と、処理槽内の圧力を検出する圧力計測装置と、処理槽内圧力を調節するための外気取込弁を設けておき、処理槽内を減圧することで処理槽内に収容した被冷却物を冷却する真空冷却装置であって、冷却工程時には前記温度計測装置で計測した現在品温に基づいて目標品温を定め、目標品温の飽和圧力を目標圧力とし、処理槽内の圧力が目標圧力になるように真空発生装置と外気取込弁で圧力制御を行うようにしており、前記の現在品温の検出は随時更新することで目標圧力を随時更新しながら冷却を行う真空冷却装置において、冷却工程中に処理槽内圧力調節のために外気取込弁を全閉とした場合は、前記の随時更新する目標圧力を目指す圧力制御から、その時点での現在品温に基づいて弁調整終了品温を定めて、計測した現在品温が弁調整終了品温に達するまでは外気取込弁を全閉で保持する制御に切り換え、現在品温が設定しておいた弁調整終了品温以下になると、前記の随時更新する目標圧力を目指す圧力制御に戻すものであることを特徴とする真空冷却装置。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、前記の真空冷却装置において、冷却工程初期であって処理槽内の圧力が高い時期には、検出した現在品温に対して定める目標品温を比較的低くする急冷運転を行い、品温が設定温度まで低下すると現在品温に対して定める目標品温を比較的高くする徐冷運転を行うものであることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、前記の真空冷却装置において、冷却工程終了に近い時期では前記現在品温が目標品温より低くなって外気取込弁を開く操作を行う場合、外気取込弁を開方向に操作した際の単位時間あたりの外気取込弁開速度を大きくする過冷却抑制運転を行うものであることを特徴とする真空冷却装置。
The invention according to claim 3 provides that in the vacuum cooling apparatus, when the current product temperature becomes lower than the target product temperature near the end of the cooling process and the outside air intake valve is opened, the outside air intake valve is opened. 1. A vacuum cooling device that performs supercooling suppression operation that increases the opening speed of an outside air intake valve per unit time when the valve is operated in the opening direction.
本発明を実施することにより、突沸や吹きこぼれの発生を防止、過冷却を抑制しながらより早く食品を冷却することができる。 By implementing the present invention, food can be cooled more quickly while preventing the occurrence of bumping and boiling over, and suppressing overcooling.
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フロー図、図2は本発明を実施している真空冷却装置の圧力制御のフローチャートである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart of a vacuum cooling device implementing the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of pressure control of the vacuum cooling device implementing the present invention.
真空冷却装置は、処理槽2と真空を発生するための装置などからなる。真空ポンプ1は真空配管9で処理槽2と接続しており、処理槽2内の気体は真空ポンプ1を作動することで真空配管9を通して排出する。真空配管9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。蒸気をそのまま真空ポンプ1へ送ったのでは、大容積の蒸気を真空ポンプ1で処理しなければならず、それでは真空ポンプ1の効率が悪くなる。そのために真空配管9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、真空ポンプ1で排出しなければならない気体の体積を縮小している。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、熱交換器8の下方に設置している凝縮水タンクにためておき、冷却運転終了後に凝縮水タンクから排出する。
The vacuum cooling device includes a
処理槽2には処理槽内の圧力を計測する圧力計測装置5と、被冷却物7の温度を計測する温度計測装置4を設けておく。圧力計測装置5で計測した処理槽内の圧力と温度計測装置4で計測した被冷却物の温度は、真空冷却装置の運転を制御する運転制御装置6へ出力する。運転制御装置6は、真空ポンプ1や外気取込弁10など、真空冷却装置の各機器を制御することで真空冷却装置の運転を制御する。運転制御装置6では、経過時間や温度計測装置5で計測している被冷却物7の温度、圧力計測装置5で計測している処理槽内圧力などに基づいて各装置を制御する。
The
真空冷却を行う場合、先に冷水ユニット3を作動し、熱交換器8のタンクに冷水を準備しておく。そして処理槽2内に被冷却物7を収容し、処理槽2の扉を閉じて処理槽2内を密閉した状態で真空ポンプ1の作動を行う。真空ポンプ1を作動すると、処理槽2内の空気が真空配管9を通して真空ポンプ1へ送られ、真空ポンプ1から系外へ空気を排出する。真空配管9を通して送られる空気は、熱交換器8を通る際に冷却されて体積を縮小する。特に空気中に蒸気が含まれていた場合、気体を冷却することで凝縮させると体積は大幅に縮小させることができる。
When performing vacuum cooling, the cold water unit 3 is activated first, and cold water is prepared in the tank of the
冷却工程では、温度計測装置4で検出している被冷却物7の現在品温に基づいて目標品温を算定する。目標品温の算定には、現在品温から目標品温を算定するための値である設定1を定めておき、目標品温=現在品温+設定1として算出する。目標品温は現在品温に等しい温度から現在品温より2℃程度低い温度が適切であるが、被冷却物の形状によって適切な現在品温からの差分は異なる。例えば油分が多くて水分が蒸発しづらいものであれば、目標品温は現在品温からの低下幅を大きめの値にした方がよいなど、特性にあわせる必要があるため、予め試験して適切な値を調べておく。 In the cooling process, a target product temperature is calculated based on the current product temperature of the object to be cooled 7 detected by the temperature measuring device 4. To calculate the target product temperature, setting 1, which is a value for calculating the target product temperature from the current product temperature, is determined, and the calculation is performed as target product temperature=current product temperature+setting 1. The appropriate target product temperature is a temperature that is equal to the current product temperature or about 2° C. lower than the current product temperature, but the appropriate difference from the current product temperature varies depending on the shape of the object to be cooled. For example, if the product contains a lot of oil and water is difficult to evaporate, it is better to set the target temperature to a value that is lower than the current temperature. Check the value.
被冷却物を冷却する場合、算定した目標品温となるように制御するのであるが、真空冷却装置の運転は、処理槽内の圧力を制御することで行うものであるため、目標品温から目標圧力を定めるようにしている。目標圧力は、目標品温の飽和圧力に設定する。目標品温が定まればその温度における飽和圧力は一義的に定まるため、目標圧力は目標品温からの換算で求めることができる。温度計測装置では現在品温は随時計測し、目標品温は随時更新していく。目標品温が更新されると目標圧力も更新され、更新された目標圧力を目指して処理槽内の圧力を調節する。目標品温の更新は予め設定されている冷却終了温度になるまで繰り返し更新され、現在品温が冷却終了温度になると冷却工程を終了する。 When cooling a material to be cooled, the temperature is controlled so that it reaches the calculated target temperature, but since the vacuum cooling system is operated by controlling the pressure inside the processing tank, I try to set a target pressure. The target pressure is set to the saturation pressure of the target product temperature. Once the target product temperature is determined, the saturation pressure at that temperature is uniquely determined, so the target pressure can be calculated from the target product temperature. The temperature measuring device measures the current product temperature as needed, and the target product temperature is updated as needed. When the target product temperature is updated, the target pressure is also updated, and the pressure in the processing tank is adjusted to reach the updated target pressure. The target product temperature is repeatedly updated until it reaches a preset cooling end temperature, and when the current product temperature reaches the cooling end temperature, the cooling process is ended.
目標圧力が与えられると、現時点での処理槽内圧力の計測値である実圧力と目標圧力を比較し、実圧力が目標圧力より高ければ処理槽内の圧力を低下させる操作を行い、逆に実圧力が目標圧力より低ければ処理槽内の圧力を戻す操作を行うことによる圧力調節を行う。圧力調節は、真空ポンプ1では一定の能力で運転を行っている状態で、外気取込弁10の開度を調節することで行う。外気取込弁の開度を小さくして処理槽2内へ入る外気量を少なくしておくと、処理槽2内圧力の低下速度は大きくなり、外気取込弁の開度を大きくして処理槽2内へ入る外気量を多くすると処理槽2内の圧力低下速度は小さくなる。また、真空ポンプ1で吸引する排気量よりも外気取込弁で取り込む外気量が多ければ、処理槽2内の圧力は上昇することになる。実圧力が目標圧力に等しい場合には外気取込弁10の開度は変更しない。
When the target pressure is given, the actual pressure, which is the measured value of the pressure inside the processing tank at the moment, is compared with the target pressure, and if the actual pressure is higher than the target pressure, an operation is performed to lower the pressure inside the processing tank, and vice versa. If the actual pressure is lower than the target pressure, the pressure is adjusted by returning the pressure inside the processing tank. The pressure is adjusted by adjusting the opening degree of the outside
設定1は-2℃と定めておいた場合、現在品温より常に2℃低い目標品温を目指した運転が行われ、現在品温が低下すると目標品温及び目標圧力も低下していくため、現在品温は低下し続けることになる。しかしこの場合においては、ある程度冷却が進むと品温低下が停滞する事態となることがあった。品温低下の停滞が発生すると、品温が冷却終了温度まで低下するのに要する時間が長くなる。 If setting 1 is set to -2℃, the operation will always aim at a target product temperature that is 2℃ lower than the current product temperature, and if the current product temperature decreases, the target product temperature and target pressure will also decrease. , the current product temperature will continue to fall. However, in this case, after cooling progresses to a certain extent, the product temperature may stop decreasing. When a stagnation in the decline in product temperature occurs, the time required for the product temperature to drop to the cooling end temperature increases.
そこで品温低下の停滞を防止する制御として、外気取込弁10が全閉になった場合には、より長い時間全閉を維持することで実圧力が目標圧力より低くなる時間を長くする制御を行う。具体的には、外気取込弁10を全閉とした場合は、現在品温が全閉となった時点の温度より設定2だけ低い品温(弁調整終了品温)となるまで外気取込弁10の全閉を維持する。現在品温が弁調整終了品温になるまでは外気取込弁10を全閉としておき、弁調整終了品温に到達すると本来の現在品温+設定1を目標品温に設定して圧力調節を行う制御に戻るようにする。
Therefore, as a control to prevent the stagnation of product temperature drop, when the outside
図2は上記制御のフローチャートであり、図2のフローチャートに基づいて説明する。フローチャートでは、ST1で現在品温と設定1の値から目標品温を設定し、ST2で目標品温の飽和圧力から目標圧力を設定する。ST3のAは、外気取込弁10の開度であり、前回の外気取込弁の開度が基準となる。次のST4では、ST2で定めた目標圧力と圧力計測装置5で計測した処理槽内の実圧力を比較し、実圧力が目標圧力より高い場合はST6へ、そうでない場合はST5へ分岐する。ST5では、更に実圧力が目標圧力と等しいかを確認し、実圧力が目標圧力に等しい場合はST8へ、そうでない場合つまり実圧力が目標圧力より低い場合はST7に移行する。
FIG. 2 is a flowchart of the above control, and will be explained based on the flowchart of FIG. In the flowchart, in ST1, the target product temperature is set from the current product temperature and the value of setting 1, and in ST2, the target pressure is set from the saturation pressure of the target product temperature. A in ST3 is the opening degree of the outside
実圧力が目標圧力よりも高いことでST6を実行することなった場合、処理槽内の圧力を低下する必要があるため、外気取込弁10の開度を閉方向に調節し、処理槽2内への外気取り込み量を減少させることで処理槽2内の圧力を下げる操作を行う。逆に実圧力が目標圧力よりも低くなることでST7となった場合、処理槽内の圧力が低下しすぎているものであるため、外気取込弁10の開度を開方向に調節し、処理槽2内への外気取り込み量を増加することで減圧速度を低下させ、さらには下がりすぎていた処理槽2内の圧力を上げる操作を行う。実圧力が目標圧力に等しい場合には、外気取込弁10の開度変更は行わない。
If ST6 is to be executed because the actual pressure is higher than the target pressure, it is necessary to reduce the pressure inside the processing tank, so the opening degree of the outside
次のST8では、外気取込弁10の開度によって分岐する。外気取込弁10が全閉となっていた場合はST9に移行し、ST9で弁調整終了品温を現在品温から設定2低い値に定める。
In the next step ST8, the process branches depending on the opening degree of the outside
次のST10では、弁調整終了品温と現在品温を比較し、現在品温が弁調整終了品温より高い場合は、現在品温が弁調整終了品温以下になるまで外気取込弁10を全閉としたままで継続する。現在品温が弁調整終了品温以下になった場合は、ST11で弁調整制御を終了することで、外気取込弁10の開度は変更することができる状態に戻す。
In the next ST10, the product temperature for which valve adjustment has been completed and the current product temperature are compared, and if the current product temperature is higher than the product temperature for which valve adjustment has been completed, the outside air intake valve is Continue with fully closed. When the current product temperature is equal to or lower than the valve adjustment end product temperature, the valve adjustment control is ended in ST11, and the opening degree of the outside
この弁調整制御では、現在品温が弁調整終了品温以下になるまでは外気取込弁10を全閉とするものであり、外気取込弁10を全閉としておくことで処理槽2内の圧力は低下し、品温は低下することになる。そのため、品温低下が停滞することを防止することができる。
In this valve adjustment control, the outside
外気取込弁10を全閉とするのは、処理槽内の圧力が低くなることで圧力が下がりにくくなっている状態であり、この時期は品温低下の停滞が発生しやすい時期に重なる。外気取込弁10が全閉となったタイミングで、外気取込弁10を全閉で保持する弁調整制御を行い、品温が設定2の分だけ低下するまでは外気取込弁の全閉を継続することで、品温低下の停滞を防止でき、品温を順調に低下させていくことができる。
The reason why the outside
また、冷却工程初期であって処理槽内の圧力が高い時期には、検出した現在品温に対して定める目標品温を比較的低くする急冷運転を行い、品温が設定温度まで低下すると現在品温に対して定める目標品温を比較的高くする徐冷運転を行うことで、突沸を抑えつつ冷却運転に要する時間を短くすることができる。被冷却物内の水分による沸騰が発生する前の時間帯であれば、急速に減圧しても被冷却物の形状などに影響はないため、その間は急冷運転することで冷却工程時間を短縮することができる。 In addition, at the beginning of the cooling process, when the pressure inside the processing tank is high, rapid cooling operation is performed to relatively lower the target product temperature determined based on the detected current product temperature, and when the product temperature drops to the set temperature, the current By performing a slow cooling operation in which the target product temperature determined relative to the product temperature is relatively high, the time required for the cooling operation can be shortened while suppressing bumping. If the time is before boiling occurs due to moisture in the object to be cooled, rapid depressurization will not affect the shape of the object to be cooled, so the cooling process time can be shortened by performing rapid cooling operation during that time. be able to.
そして、冷却工程での圧力制御では、外気取込弁10を開方向に操作することで減圧能力を低下させて処理槽内の圧力を上昇させ、外気取込弁10を閉じる方向に操作することで減圧能力を増加させて処理槽内の圧力を低下させている。その際、外気取込弁10を閉じる方向に行う操作量と、外気取込弁10を開く方向に行う操作量は異ならせておくことも好適である。高真空状態にある場合は、外気取込弁10の開度を少し拡大するだけでも処理槽内の圧力はすぐに上昇するのに対し、処理槽内の圧力を低下させようとした場合には、外気取込弁10の開度を少し閉じてもなかなか処理槽内の圧力は低下しない。そのため外気取込弁10を開く場合の操作量は小さくし、外気取込弁10を閉じる場合の操作量は大きくように重みづけを行っておくと、より適正な圧力制御を行うことができる。
In the pressure control in the cooling process, the outside
なお、外気取込弁10の単位時間あたりの開度(開くスピード)については、冷却工程終了に近い時期には、外気取込弁10を開方向に操作した際の単位時間あたりの開度を大きくすることによって、処理槽内の圧力上昇を早めている。現在の品温と冷却終了温度の差が所定温度以下になった冷却工程終盤では、過冷却が問題となってくる。処理槽内圧力が上昇しても品温が上がることはなく、圧力上昇時間を速めることで品温が目標品温から下がりすぎることを抑制でき、過冷却を抑制することができる。
Regarding the opening degree (opening speed) of the outside
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。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications can be made within the technical idea of the present invention by those having ordinary knowledge in this field.
1 真空ポンプ
2 処理槽
3 冷水ユニット
4 温度計測装置
5 圧力計測装置
6 運転制御装置
7 被冷却物
8 熱交換器
9 真空配管
10 外気取込弁
1 Vacuum pump
2 Processing tank
3 Chilled water unit 4 Temperature measurement device 5 Pressure measurement device 6
Claims (3)
冷却工程時には前記温度計測装置で計測した現在品温に基づいて目標品温を定め、目標品温の飽和圧力を目標圧力とし、処理槽内の圧力が目標圧力になるように真空発生装置と外気取込弁で圧力制御を行うようにしており、前記の現在品温の検出は随時更新することで目標圧力を随時更新しながら冷却を行う真空冷却装置において、
冷却工程中に処理槽内圧力調節のために外気取込弁を全閉とした場合は、前記の随時更新する目標圧力を目指す圧力制御から、その時点での現在品温に基づいて弁調整終了品温を定めて、計測した現在品温が弁調整終了品温に達するまでは外気取込弁を全閉で保持する制御に切り換え、現在品温が設定しておいた弁調整終了品温以下になると、前記の随時更新する目標圧力を目指す圧力制御に戻すものであることを特徴とする真空冷却装置。 A processing tank that accommodates objects to be cooled, a vacuum generator that sucks gas in the processing tank, a temperature measurement device that measures the temperature of the objects to be cooled in the processing tank, and a pressure measurement device that detects the pressure inside the processing tank. A vacuum cooling device is provided with an outside air intake valve for adjusting the pressure inside the processing tank, and cools objects to be cooled stored in the processing tank by reducing the pressure inside the processing tank,
During the cooling process, a target product temperature is determined based on the current product temperature measured by the temperature measuring device, the saturation pressure of the target product temperature is set as the target pressure, and a vacuum generator and outside air are used to bring the pressure inside the processing tank to the target pressure. In the vacuum cooling system, the pressure is controlled by the intake valve, and the detection of the current product temperature is updated as needed to perform cooling while updating the target pressure as needed.
When the outside air intake valve is fully closed to adjust the pressure inside the processing tank during the cooling process, the valve adjustment is completed based on the current product temperature at that point, starting from pressure control aiming at the target pressure that is updated from time to time. The product temperature is determined, and the control is switched to keep the outside air intake valve fully closed until the measured current product temperature reaches the product temperature at which valve adjustment has been completed, and the current product temperature is below the preset product temperature at which valve adjustment has been completed. In this case, the vacuum cooling device returns to pressure control aiming at the target pressure that is updated from time to time.
In the vacuum cooling device according to claim 1 or 2, when the current product temperature becomes lower than the target product temperature near the end of the cooling process and the outside air intake valve is opened, the outside air intake valve is moved in the opening direction. 1. A vacuum cooling device that performs supercooling suppression operation that increases the opening speed of an outside air intake valve per unit time when operated.
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