(57)【要約】【課題】冷却工程終盤に所望温度の冷水を減圧系統に供給でき、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減が可能な真空冷却装置を提供する。【解決手段】食品Ｆが収容される処理槽２と、処理槽２内の気体を外部へ吸引排出する水封式の真空ポンプ１１と、処理槽２から真空ポンプ１１への排気路８に設けられて排気流体を冷却水で冷却する熱交換器９と、貯留水をチラー５により冷却可能な貯留部６，７とを備える。貯留部として、第一貯留部６と第二貯留部７とを備え、いずれの貯留部の水を熱交換器９および／または真空ポンプ１１へ供給するかを切替可能とされる。冷却工程終盤において、第一貯留部６内の貯留水を、チラー５で冷却しつつ熱交換器９との間で循環させ、第二貯留部７内の冷水を、熱交換器９との間で循環させることなく、真空ポンプ１１の封水として利用するのがよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品が収容される処理槽と、
この処理槽内の気体を外部へ吸引排出する水封式の真空ポンプと、
前記処理槽から前記真空ポンプへの排気路に設けられ、排気流体を冷却水で冷却する熱交換器と、
前記熱交換器や前記真空ポンプへの給水を貯留し、貯留水をチラーにより冷却可能な貯留部とを備え、
前記貯留部として、第一貯留部と第二貯留部とを備え、いずれの貯留部の水を前記熱交換器および／または前記真空ポンプへ供給するかを切替可能とされた
ことを特徴とする真空冷却装置。
【請求項２】
前記第一貯留部内の貯留水は、前記熱交換器との間で循環可能とされると共に、前記真空ポンプへ給水可能とされ、
前記第二貯留部内の貯留水は、前記熱交換器との間で循環不能とされると共に、前記真空ポンプへ給水可能とされる
ことを特徴とする請求項１に記載の真空冷却装置。
【請求項３】
前記真空ポンプへ常温水を供給しつつ、前記処理槽内を減圧する第一冷却工程と、
前記第一貯留部内の貯留水を、チラーで冷却しつつ前記熱交換器との間で循環させると共に前記真空ポンプへ供給して、前記処理槽内を減圧する第二冷却工程と、
前記第一貯留部内の貯留水を、チラーで冷却しつつ前記熱交換器との間で循環させると共に、前記第二貯留部内の貯留水を、前記真空ポンプへ供給して、前記処理槽内をさらに減圧する第三冷却工程と、を順次に含んで実行する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空冷却装置。
【請求項４】
前記各貯留部では、貯留水を設定水位に維持するよう給水を制御されるが、前記第三冷却工程では、前記第二貯留部へは給水しない
ことを特徴とする請求項３に記載の真空冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理槽内を減圧して食品を冷却する真空冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に開示されるように、冷却槽（４）内を減圧する手段として、蒸気凝縮用の熱交換器（６）と水封式の真空ポンプ（７）とを備えた真空冷却装置が知られている。この装置では、熱交換器（６）の通水および真空ポンプ（７）の封水として、常温水と冷水とを切替可能とされる。具体的には、熱交換器（６）および真空ポンプ（７）には、常温水供給ライン（２４）からの常温水と、チラー（２５）で冷却された冷水タンク（３８）からの冷水とを切り替えて供給可能とされる。そして、熱交換器（６）を通過後の水は、排水ライン（３１）から排水されるか、冷水タンク（３８）へ戻される。
【０００３】
この装置では、まず、待機工程として、冷水タンク（３８）内の水がチラー（２５）との間で循環されて冷却される（特許文献１の図２）。その後、冷却初期工程として、熱交換器（６）の通水を停止した状態で、封水として常温水を供給しつつ真空ポンプ（７）を作動させて、冷却槽（４）内を減圧する（特許文献１の図３）。その後、冷却中期工程として、熱交換器（６）の通水を開始し（特許文献１の図４）、さらに、冷却後期工程として、熱交換器（６）の通水と真空ポンプ（７）の封水を、常温水から冷水に切り替えて、冷却槽（４）内をさらに減圧する（特許文献１の図５）。熱交換器（６）に冷水を通す場合、熱交換器（６）を通過後の冷水は、冷水タンク（３８）へ戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７００６０号公報（段落００４６−００５３、図１−５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、冷却工程終盤（冷却後期工程）において、熱交換器および真空ポンプに冷水が供給されるが、熱交換器を通過後の昇温された水は冷水タンクへ戻される。また、冷水タンクから真空ポンプへ供給された冷水は、使い捨てられるので、その分、冷水タンクに常温水が補給され得る。
【０００６】
このようなことから、冷水タンク内の水温は上昇し得る。そのため、チラーによる冷却状況によっては、冷却工程終盤の一番低い冷水温度が必要な状況で、冷水温度が成行きとなり、所望温度の冷水を供給できないおそれがある。それにより、冷却速度が遅くなったり、真空ポンプにおいてキャビテーションが発生したりするおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、冷却工程終盤に所望温度の冷水を減圧系統に供給でき、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減が可能な真空冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、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、食品が収容される処理槽と、この処理槽内の気体を外部へ吸引排出する水封式の真空ポンプと、前記処理槽から前記真空ポンプへの排気路に設けられ、排気流体を冷却水で冷却する熱交換器と、前記熱交換器や前記真空ポンプへの給水を貯留し、貯留水をチラーにより冷却可能な貯留部とを備え、前記貯留部として、第一貯留部と第二貯留部とを備え、いずれの貯留部の水を前記熱交換器および／または前記真空ポンプへ供給するかを切替可能とされたことを特徴とする真空冷却装置である。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、熱交換器および／または真空ポンプへの給水として、第一貯留部と第二貯留部との内、いずれの貯留部からの冷水を用いるかを切り替えることができる。冷却工程の途中（好ましくは終盤）で切り替えれば、冷却工程が進んだ状況でも比較的低温の冷水を供給することができ、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記第一貯留部内の貯留水は、前記熱交換器との間で循環可能とされると共に、前記真空ポンプへ給水可能とされ、前記第二貯留部内の貯留水は、前記熱交換器との間で循環不能とされると共に、前記真空ポンプへ給水可能とされることを特徴とする請求項１に記載の真空冷却装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、第一貯留部内の貯留水（冷水）は、熱交換器との間で循環可能とされるので昇温し得るが、第二貯留部内の貯留水（冷水）は、熱交換器との間で循環不能とされるので昇温が防止される。冷却工程の途中（好ましくは終盤）で、真空ポンプの封水を第二貯留部の貯留水に切り替えれば、冷却工程が進んだ状況でも比較的低温の冷水を供給することができ、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減を図ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記真空ポンプへ常温水を供給しつつ、前記処理槽内を減圧する第一冷却工程と、前記第一貯留部内の貯留水を、チラーで冷却しつつ前記熱交換器との間で循環させると共に前記真空ポンプへ供給して、前記処理槽内を減圧する第二冷却工程と、前記第一貯留部内の貯留水を、チラーで冷却しつつ前記熱交換器との間で循環させると共に、前記第二貯留部内の貯留水を、前記真空ポンプへ供給して、前記処理槽内をさらに減圧する第三冷却工程と、を順次に含んで実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空冷却装置である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、第一冷却工程、第二冷却工程および第三冷却工程を順次に実行して、食品の冷却を図ることができる。また、冷却工程終盤の一番低い冷水温度が必要な状況では、第三冷却工程として、真空ポンプの封水を第二貯留部の貯留水に切り替える。第二貯留部内の貯留水は、熱交換器との間で循環されず（それ故に昇温されず）、比較的低温であるから、この低温の冷水を真空ポンプへ供給することで、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減を図ることができる。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記各貯留部では、貯留水を設定水位に維持するよう給水を制御されるが、前記第三冷却工程では、前記第二貯留部へは給水しないことを特徴とする請求項３に記載の真空冷却装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、第三冷却工程では第二貯留部へは給水しないので、第二貯留部内の貯留水の水温が上昇するのが防止される。それにより、第三冷却工程における真空ポンプへの給水温度は低温のまま安定し、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の真空冷却装置によれば、冷却工程終盤に所望温度の冷水を減圧系統に供給でき、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例の真空冷却装置を示す概略図であり、一部を断面にして示すと共に、待機工程での水の流れを示している。
【図２】図１の真空冷却装置の減圧手段とそれへの給排水系統を示す図であり、第一冷却工程での水の流れを示している。
【図３】図１の真空冷却装置の減圧手段とそれへの給排水系統を示す図であり、第二冷却工程での水の流れを示している。
【図４】図１の真空冷却装置の減圧手段とそれへの給排水系統を示す図であり、第三冷却工程での水の流れを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例の真空冷却装置１を示す概略図であり、一部を断面にして示すと共に、後述する待機工程での水の流れを示している。
【００１９】
本実施例の真空冷却装置１は、冷却を図りたい食品Ｆが収容される処理槽２と、この処理槽２内の気体を外部へ吸引排出して処理槽２内を減圧する減圧手段３と、減圧された処理槽２内へ外気を導入して処理槽２内を復圧する復圧手段４と、減圧手段３で用いる水を貯留すると共に貯留水をチラー５により冷却可能な貯留部６，７と、前記各手段３，４やチラー５などを制御して処理槽２内の食品Ｆの真空冷却を図る制御手段（図示省略）とを備える。
【００２０】
処理槽２は、内部空間の減圧に耐える中空容器であり、ドアで開閉可能とされる。処理槽２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２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２の開口部を気密に閉じることができる。ドアは、処理槽２の正面および背面の双方に設けられてもよい。
【００２１】
減圧手段３は、処理槽２内の気体（空気や蒸気）を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する手段である。本実施例では、減圧手段３は、処理槽２内からの排気路８に、熱交換器９、逆止弁１０および真空ポンプ１１を順に備える。
【００２２】
熱交換器９は、処理槽２内からの排気流体と冷却水とを混ぜることなく熱交換する。熱交換器９において、排気流体を冷却水で冷却して、排気流体中の蒸気を凝縮させることができる。
【００２３】
真空ポンプ１１は、水封式とされ、周知のとおり、封水と呼ばれる水が供給されつつ運転される。詳細は後述するが、熱交換器９および真空ポンプ１１には、常温水と冷水とを切り替えて供給することができる。なお、冷水とは、チラー５により冷却された水をいい、常温水とは、そのような冷却がなされない水をいう。
【００２４】
復圧手段４は、減圧された処理槽２内へ外気を導入して、処理槽２内を復圧する手段である。本実施例では、復圧手段４は、処理槽２内への給気路１２に、エアフィルタ１３および真空解除弁１４を順に備える。処理槽２内が減圧された状態で、真空解除弁１４を開けると、外気がエアフィルタ１３を介して処理槽２内へ導入され、処理槽２内を復圧することができる。真空解除弁１４は、好ましくは開度調整可能な弁から構成される。
【００２５】
チラー５は、冷凍機（図示省略）を備え、貯留部６，７からの水を冷却する。冷凍機は、周知のとおり、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器を備え、冷媒の圧縮、凝縮、膨張および蒸発の冷凍サイクルを実行する。そして、蒸発器において、冷媒と水とを混ぜることなく熱交換して、貯留部６，７からの水を冷却する。
【００２６】
貯留部として、第一貯留部６と第二貯留部７とを備える。本実施例では、冷水タンク１５内が仕切板１６で仕切られて、第一貯留部６と第二貯留部７とに分けられている。各貯留部６，７を一つの冷水タンク１５に一体的に設けることで、コンパクトな構成となる。しかも、外気に接する面積を小さくでき、断熱施工も容易になる等、冷水の温度上昇の抑制に有利である。但し、二つの冷水タンク１５を用意して、一方の冷水タンク１５を第一貯留部６として用い、他方の冷水タンク１５を第二貯留部７として用いてもよい。
【００２７】
第二貯留部７は、本実施例では、第一貯留部６よりも小容量とされる。第二貯留部７の容量（貯水量）は、後述する第三冷却工程での使用水量（封水量）に合わせるか、それよりもやや多い容量とされる。たとえば、本実施例では、第一貯留部６の容量が４００Ｌとされ、第二貯留部７の容量が２０〜６０Ｌ（第一貯留部６の容量の５〜１５％、より好ましくは５〜１０％）とされる。
【００２８】
第一貯留部６には、第一補水路１７を介して、給水可能とされる。本実施例では、ボールタップ１８により、第一貯留部６には第一補水路１７から適宜、常温水が供給され、第一貯留部６の貯留水は設定水位に維持される。
【００２９】
第二貯留部７には、第二補水路１９を介して、給水可能とされる。本実施例では、ボールタップ２０により、第二貯留部７には第二補水路１９から適宜、常温水が供給され、第二貯留部７の貯留水は設定水位に維持される。但し、第二補水路１９には補水遮断弁２１が設けられており、補水遮断弁２１の開閉により、第二補水路１９を介した第二貯留部７への給水の可否が切り替えられる。補水遮断弁２１を開けた状態では、ボールタップ２０により、第二貯留部７の貯留水は設定水位に維持されるが、補水遮断弁２１を閉めた状態では、第二補水路１９を介した第二貯留部７への給水が阻止される。
【００３０】
各貯留部６，７内の貯留水は、チラー５により冷却可能とされる。そのために、第一貯留部６からの第一送水路２２と、第二貯留部７からの第二送水路２３とは、合流してチラー入口路２４としてチラー５に接続される。第一送水路２２には、流量調整弁２５（またはオリフィスなどの圧損要素）が設けられる一方、第二送水路２３には、送水弁２６が設けられる。さらに、チラー入口路２４には、送水ポンプ２７が設けられている。送水ポンプ２７を作動させると、チラー入口路２４からの水が、チラー５（より具体的には冷凍機の蒸発器）に通されて冷却され、冷水としてチラー出口路２８へ導出される。
【００３１】
流量調整弁２５および送水弁２６を開けた状態で送水ポンプ２７を作動させて、各貯留部６，７内の貯留水をチラー５との間で循環させて冷却することができるが、その際、各貯留部６，７内の貯留水が均等に冷却されるように、流量調整弁２５の開度（またはオリフィスの大きさ）が予め設定される。そのため、第一送水路２２に流量調整弁２５を設ける場合でも、通常、流量調整弁２５は一旦開度調整された後、その所定開度のまま維持される。但し、流量調整弁２５（およびオリフィスなど）の設置は、場合により省略可能である。
【００３２】
チラー５からのチラー出口路２８は、冷水給水路２９と冷水戻し路３０とに分岐される。チラー出口路２８からの冷水を、冷水給水路２９へ送るか、冷水戻し路３０へ送るかは、切替可能とされる。本実施例では、冷水給水路２９と冷水戻し路３０との分岐部に第一切替弁（三方弁）３１が設けられ、この第一切替弁３１により、チラー５からの冷水を冷水給水路２９へ送るか、冷水戻し路３０へ送るかが切り替えられる。冷水戻し路３０は、第一貯留部６への第一返水路３２と、第二貯留部７への第二返水路３３とに分岐される。第二返水路３３には、返水弁３４が設けられている。返水弁３４を閉じておけば、冷水戻し路３０を介した第二貯留部７へ返水を防止することができる。
【００３３】
熱交換器９および真空ポンプ１１への給水として、本実施例では、常温水と冷水とを切り替えることができる。そのために、常温水が通される常温水給水路３５と、冷水が通される冷水給水路２９とが、合流して第一給水路３６とされる。常温水給水路３５には、常温水給水弁３７および逆止弁３８が設けられている。そして、第一給水路３６には、熱交換器９への熱交給水路３９が分岐して設けられる。また、第一給水路３６の水は、封水給水路４０を介して真空ポンプ１１へ供給可能とされる。
【００３４】
但し、真空ポンプ１１には、第一給水路３６の水と、第二貯留部７から第二給水路４１を介した水とを、切り替えて供給可能とされる。本実施例では、第一給水路３６と第二給水路４１との合流部に第二切替弁（三方弁）４２が設けられており、この第二切替弁４２により、第一給水路３６からの水（常温水または第一貯留部６内の貯留水）を真空ポンプ１１へ送るか、第二給水路４１からの水（第二貯留部７内の貯留水）を真空ポンプ１１へ送るかが切り替えられる。
【００３５】
熱交換器９は、熱交給水路３９を介して水が供給され、熱交排水路４３を介して水が排出される。熱交換器９からの熱交排水路４３は、冷水戻し弁４４を介して、冷水戻し路３０に接続されている。そのため、冷水戻し弁４４を開けておくことで、熱交換器９で使用後の水を、冷水タンク１５へ戻すことができる。その際、返水弁３４を閉じておけば、熱交換器９で使用後の水を、第二貯留部７へは戻さず、第一貯留部６へ戻すことができる。
【００３６】
処理槽２には、処理槽２内の圧力を検出する圧力センサ４５と、処理槽２内に収容された食品Ｆの温度を検出する品温センサ４６とが設けられる。また、チラー出口路２８には、冷水の温度を検出する冷水温度センサ４７が設けられる。但し、冷水温度センサ４７は、場合により、チラー出口路２８ではなく、チラー入口路２４などに設けられてもよい。
【００３７】
制御手段は、前記各センサ４５〜４７の検出信号や経過時間などに基づき、前記各手段３，４やチラー５などを制御する制御器（図示省略）である。具体的には、チラー５、真空ポンプ１１、送水ポンプ２７、補水遮断弁２１、送水弁２６、第一切替弁３１、返水弁３４、常温水給水弁３７、第二切替弁４２、冷水戻し弁４４、真空解除弁１４の他、圧力センサ４５、品温センサ４６、冷水温度センサ４７などは、制御器に接続されている。そして、制御器は、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽２内の食品Ｆの真空冷却を図る。以下、真空冷却装置１の運転方法の一例について説明する。
【００３８】
本実施例の真空冷却装置１は、待機工程、第一冷却工程、第二冷却工程、第三冷却工程および真空解除工程を順に含んで実行する。以下、図１〜図４に基づき、各工程について順に説明する。なお、前述した図１の他、図２から図４には、減圧手段３に対する給排水系統が示され、図１は待機工程での水の流れ、図２は第一冷却工程での水の流れ、図３は第二冷却工程での水の流れ、図４は第三冷却工程での水の流れを示している。各図において、黒塗りの弁は、閉鎖状態を示しており、白抜きの弁は、開放状態を示している。
【００３９】
運転開始前、真空解除弁１４は開けられ、第一切替弁３１はチラー出口路２８と冷水戻し路３０とを連通させ、第二切替弁４２は第一給水路３６と封水給水路４０とを連通させ、その他の弁２１，２６，３４，３７，４４は閉じられた状態にあり、チラー５および各ポンプ１１，２７は停止している。
【００４０】
真空冷却装置１は、電源が投入されると待機工程を開始し、その後、第一冷却工程、第二冷却工程、第三冷却工程および真空解除工程を順に実行する。なお、処理槽２内への食品Ｆの収容は、典型的には待機工程後に行われるが、第一冷却工程前であれば、場合により待機工程前または待機工程中に行われてもよい。
【００４１】
≪待機工程（図１）≫
待機工程では、各貯留部６，７内の貯留水を、チラー５との間で循環させて設定温度まで冷却を図る。具体的には、図１に示すように、第一切替弁３１によりチラー出口路２８と冷水戻し路３０とを連通させた状態で、且つ、送水弁２６および返水弁３４を開けた状態で、送水ポンプ２７を作動させる。なお、流量調整弁２５は、前述したとおり、予め所定開度に調整されており、本実施例では制御されない。また、予め補水遮断弁２１が開けられており、待機工程では、各貯留部６，７内には設定水位まで水が貯留されて維持される。
【００４２】
各貯留部６，７内の貯留水は、各送水路２２，２３およびチラー入口路２４を介して、チラー５へ送られて冷却され、チラー出口路２８、冷水戻し路３０および各返水路３２，３３を介して、各貯留部６，７へ戻される。この際、冷水温度センサ４７の検出温度を設定温度（たとえば７℃）に維持するように、チラー５を制御する。ここでは、圧縮機をインバータ制御するが、場合によりオンオフ制御してもよい。各貯留部６，７から送水ポンプ２７への合流割合を流量調整弁２５で調整しておくことで、また所望により冷水戻し路３０から各返水路３２，３３（ひいては各貯留部６，７）への分配割合も同様の手法で調整しておくことで、各貯留部６，７内の貯留水を均等に冷却することができる。
【００４３】
冷水温度センサ４７の検出温度が設定温度以下になるか、さらに所定のスタートボタンが押される（つまり冷却開始が指示される）などにより、次工程へ移行する。以後、送水ポンプ２７は、少なくとも第三冷却工程の終了まで作動を継続する。その間、チラー５も基本的には作動を継続するが、前述したとおりインバータ制御（出口側水温を設定温度に維持するようにインバータ制御）されるので、チラー５に通される水温に基づき出力は自動的に調整される。なお、各貯留部６，７内の貯留水を（熱交換器９には通さず）チラー５に循環させての冷却は、第一冷却工程の終了まで継続され、各貯留部６，７内の貯留水は設定温度（実際には各貯留部６，７内では多少行き過ぎた温度（たとえば５〜６℃）となり得る）に維持される。
【００４４】
≪第一冷却工程（図２）≫
第一冷却工程では、真空解除弁１４を閉じると共に、熱交換器９の通水を停止した状態で、真空ポンプ１１の封水として常温水を供給しつつ、真空ポンプ１１により処理槽２内を減圧する。
【００４５】
具体的には、真空解除弁１４を閉じて、処理槽２内を密閉する。また、冷水戻し弁４４を閉じたままとすることで、熱交換器９の通水を不能とする。さらに、第二切替弁４２により第一給水路３６と封水給水路４０とを連通させた状態で、常温水給水弁３７を開けて、真空ポンプ１１への封水として常温水を供給しつつ、真空ポンプ１１を作動させて処理槽２内を減圧する。
【００４６】
このようにして、処理槽２内が減圧され、処理槽２内の食品Ｆの冷却が図られる。品温センサ４６の検出温度がチラー切替温度（たとえば６０℃）以下になると、次工程へ移行する。但し、品温センサ４６の故障時など、圧力センサ４５の検出圧力に基づき制御してもよく、その場合は、圧力センサ４５の検出圧力がチラー切替圧力（チラー切替温度における飽和圧力（たとえば２００ｈＰａ））以下になると、次工程へ移行する。
【００４７】
≪第二冷却工程（図３）≫
第二冷却工程では、熱交換器９に通水すると共に、熱交換器９の通水および真空ポンプ１１の封水を、常温水から冷水に切り替えて、処理槽２内をさらに減圧する。この際、熱交換器９を通過後の水は、第一貯留部６へ戻される。また、補水遮断弁２１、送水弁２６および返水弁３４は閉じられ、第二貯留部７に対する給排水はなされない。
【００４８】
具体的には、常温水給水弁３７を閉じる一方、第一切替弁３１を切り替えて、チラー出口路２８を冷水給水路２９と連通させる。これにより、第一貯留部６からチラー５を介した冷水を、チラー出口路２８および冷水給水路２９を介して、熱交換器９および真空ポンプ１１に供給することができる。つまり、冷水給水路２９からの冷水は、熱交給水路３９を介して熱交換器９に供給されると共に、封水給水路４０を介して真空ポンプ１１に供給される。そして、冷水戻し弁４４を開けておくことで、熱交換器９を通過後の冷水を、第一貯留部６へ戻すことができる。前述したとおり、第二冷却工程では、補水遮断弁２１、送水弁２６および返水弁３４は閉じられ、第二貯留部７に対する給排水はなされないので、第二貯留部７内の貯留水の水温は、概ね前記設定温度に維持されたままとなる。
【００４９】
このようにして、処理槽２内がさらに減圧され、処理槽２内の食品Ｆの冷却が進められる。品温センサ４６の検出温度が封水切替温度（たとえば３０℃）以下になると、次工程へ移行する。但し、第一冷却工程から第二冷却工程への移行時と同様、第二冷却工程から第三冷却工程への移行時も、圧力センサ４５の検出圧力に基づき制御してもよい。その場合、圧力センサ４５の検出圧力が封水切替圧力（封水切替温度における飽和圧力（たとえば４２ｈＰａ））以下になると、次工程へ移行する。
【００５０】
≪第三冷却工程（図４）≫
第三冷却工程では、真空ポンプ１１の封水を、第一貯留部６の水から第二貯留部７の水に切り替える。つまり、第二冷却工程では、熱交換器９および真空ポンプ１１には、第一貯留部６からの水を供給したが、第三冷却工程では、熱交換器９には第一貯留部６からの水を供給しつつ、真空ポンプ１１には第二貯留部７からの水を供給する。
【００５１】
具体的には、第二切替弁４２を切り替えて、第二貯留部７からの第二給水路４１を、真空ポンプ１１への封水給水路４０と連通させる。これにより、真空ポンプ１１の封水として、第二貯留部７内の冷水を供給することができる。なお、第三冷却工程では、補水遮断弁２１、送水弁２６および返水弁３４は、閉じられたままとされる。
【００５２】
第二冷却工程および第三冷却工程において、第一貯留部６は、貯留水が熱交換器９との間で循環される上、第二冷却工程では真空ポンプ１１にて使い捨てられる分と対応して、常温水が第一補水路１７を介して供給される。そのため、第一貯留部６内の貯留水は、前記設定温度（待機工程時の冷却目標温度）よりも高い温度となる（たとえば１２〜１３℃）。これに対し、第二貯留部７内の貯留水は、熱交換器９との間で循環不能とされると共に補給もされないので昇温が防止される。つまり、第二貯留部７内の貯留水は、待機工程および第一冷却工程で設定温度まで冷却された後、その冷却状態を概ね維持される（たとえば５〜６℃）。そのため、冷却工程終盤の一番低い冷水温度が必要な状況で、第三冷却工程として、真空ポンプ１１の封水を第二貯留部７の貯留水に切り替えることで、安定した低温水を真空ポンプ１１へ供給することができる。この低温の冷水を真空ポンプ１１へ供給することで、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減を図ることができる。
【００５３】
このようにして、処理槽２内がさらに減圧され、処理槽２内の食品Ｆの冷却が進められる。品温センサ４６の検出温度が冷却目標温度（たとえば１８℃）になるなど、所定の終了条件を満たせば、熱交換器９および真空ポンプ１１への給水を停止すると共に、真空ポンプ１１を停止して、次工程へ移行する。但し、次回の真空冷却運転に備えて、待機工程と同様にして、各貯留部６，７内の貯留水をチラー５との間で循環させて、設定温度まで冷却することを継続してもよい。
【００５４】
なお、各冷却工程では、真空解除弁１４の開度を調整してもよく、その場合、処理槽２内の圧力を所望に低下させ、処理槽２内の食品Ｆを徐冷することができる。
【００５５】
≪真空解除工程≫
真空解除工程では、復圧手段４を用いて、処理槽２内を大気圧まで復圧する。具体的には、真空解除弁１４を開けて、処理槽２内を大気圧まで復圧する。この際、真空解除弁１４の開度を調整することで、処理槽２内を徐々に復圧することができる。このようにして、処理槽２内を大気圧まで復圧した後、処理槽２のドアを開けて、処理槽２から冷却後の食品Ｆを取り出すことができる。
【００５６】
本実施例の真空冷却装置１によれば、第一冷却工程、第二冷却工程および第三冷却工程を順次に実行して、食品Ｆの冷却を図ることができる。また、冷却工程終盤の一番低い冷水温度が必要な状況では、第三冷却工程として、真空ポンプ１１の封水を第二貯留部７の貯留水に切り替える。第二貯留部７内の貯留水は、熱交換器９との間で循環されず（それ故に昇温されず）しかも新規に給水もされず（それ故に昇温されず）、比較的低温のまま維持されるから、この低温の冷水を真空ポンプ１１へ供給することで、冷却速度の向上や、キャビテーションの低減を図ることができる。
【００５７】
本発明の真空冷却装置１は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。特に、（ａ）食品Ｆが収容される処理槽２と、（ｂ）この処理槽２内の気体を外部へ吸引排出する水封式の真空ポンプ１１と、（ｃ）処理槽２から真空ポンプ１１への排気路８に設けられ、排気流体を冷却水で冷却する熱交換器９と、（ｄ）熱交換器９や真空ポンプ１１への給水を貯留し、貯留水をチラー５により冷却可能な貯留部６，７とを備え、（ｅ）貯留部として、第一貯留部６と第二貯留部７とを備え、いずれの貯留部の水を熱交換器９および／または真空ポンプ１１へ供給するかを切替可能とされるのであれば、その他の構成は適宜に変更可能である。
【００５８】
たとえば、前記実施例では、真空ポンプ１１の封水として冷水を供給する場合、その冷水の供給源を第一貯留部６と第二貯留部７との間で切替可能としたが、これに代えてまたはこれに加えて、熱交換器９の通水として冷水を供給する場合、その冷水の供給源を第一貯留部６と第二貯留部７との間で切替可能としてもよい。
【００５９】
また、前記実施例において、減圧手段３として、さらに蒸気エゼクタを備えてもよい。その場合、処理槽２内からの排気路８には、蒸気エゼクタ、熱交換器９および真空ポンプ１１が順に設けられる。そして、第二冷却工程の途中、または第三冷却工程の開始時または途中において、所定の作動条件を満たすと蒸気エゼクタを作動させればよい。
【００６０】
また、第一冷却工程では、熱交換器９には通水しなかったが、場合により、所定の通水条件を満たせば、熱交換器９に常温水を通水するようにしてもよい。その場合、熱交排水路４３には、外部への廃棄路を分岐して設けておき、熱交換器９を通過後の常温水は、廃棄路を介して外部へ排水する（つまり第一貯留部６へは戻さない）のが好ましい。
【００６１】
また、前記実施例では、第一貯留部６と第二貯留部７とを備えたが、場合により、さらに多くの（つまり全部で三つ以上の）貯留部を備えてもよい。その場合も、待機工程や第一冷却工程において、各貯留部内の貯留水を冷却しておき、その後の工程で、第二以上の各貯留部の冷水を、順次、減圧手段３への給水として用いるようにすればよい。その際、前記実施例と同様、第二以上の各貯留部には使用後の冷水が戻されず、また新規の給水もされず、冷却状態を可能な限り維持されて、その冷水の使用のみがなされるのがよい。
【００６２】
さらに、真空冷却装置１は、少なくとも真空冷却機能を有すれば足り、場合により処理槽２内の食品Ｆの加熱機能を備えていてもよい。つまり、処理槽２内の食品Ｆの加熱後、前記実施例と同様にして、食品Ｆの真空冷却を図るようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  真空冷却装置
２  処理槽
３  減圧手段
４  復圧手段
５  チラー
６  第一貯留部
７  第二貯留部
８  排気路
９  熱交換器
１０  逆止弁
１１  真空ポンプ
１２  給気路
１３  エアフィルタ
１４  真空解除弁
１５  冷水タンク
１６  仕切板
１７  第一補水路
１８  ボールタップ
１９  第二補水路
２０  ボールタップ
２１  補水遮断弁
２２  第一送水路
２３  第二送水路
２４  チラー入口路
２５  流量調整弁
２６  送水弁
２７  送水ポンプ
２８  チラー出口路
２９  冷水給水路
３０  冷水戻し路
３１  第一切替弁
３２  第一返水路
３３  第二返水路
３４  返水弁
３５  常温水給水路
３６  第一給水路
３７  常温水給水弁
３８  逆止弁
３９  熱交給水路
４０  封水給水路
４１  第二給水路
４２  第二切替弁
４３  熱交排水路
４４  冷水戻し弁
４５  圧力センサ
４６  品温センサ
４７  冷水温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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