(57)【要約】【課題】  冷却工程における蒸気発生量の変動、被処理物の種類や量の変化、および冷却用水の温度変化に対応して熱交換器への冷却用水の供給量を制御する食品機械の提供。【解決手段】  被処理物が収容される処理槽２と、処理槽２内の減圧を行う減圧手段５と、減圧手段５へ流れる蒸気を冷却する熱交換器６と、熱交換器６の冷却用水の流路に設けられた温調弁７を備える。温調弁７は、熱交換器６内または熱交換器６を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が収容される処理槽と、
減圧配管を介して前記処理槽内の減圧を行う減圧手段と、
減圧配管内を流れる蒸気を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁と
を備えることを特徴とする食品機械。
【請求項２】
被処理物が収容される処理槽と、
前記処理槽と減圧配管を介して接続されて前記処理槽内の減圧を行う手段であって、蒸気エゼクタからなる第一減圧手段と蒸気エゼクタ以外の減圧装置からなる第二減圧手段のうちの両者もしくは前記第二減圧手段のみと、
前記処理槽または前記第一減圧手段と前記第二減圧手段との間に設けられ、前記減圧配管内の蒸気を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁と
を備えることを特徴とする食品機械。
【請求項３】
被処理物が収容される処理槽と、
前記処理槽と減圧配管を介して接続される蒸気エゼクタと、
前記処理槽と前記減圧配管を介して蒸気エゼクタの出口側に接続される水封式真空ポンプと、
前記蒸気エゼクタと前記水封式真空ポンプとの間に設けられ、減圧配管内の蒸気を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器の冷却用水出口側に設けられ、前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の排水量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の排水量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁と
を備えることを特徴とする食品機械。
【請求項４】
前記温調弁は、
前記熱交換器を通過した冷却用水の流路に位置し、この冷却用水の温度に対応して膨張および収縮する物質が封入された感温部と、
前記感温部に設けられ、前記感温部に封入された物質が冷却用水の温度に対応して膨張または収縮することにより移動して冷却用水の流路面積を調整する調量部と
を備え、
前記調量部は、最閉位置においても所定量の冷却用水の通過を許容する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の食品機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理物が収容された処理槽内を減圧する工程を実行可能に構成され、処理槽から吸引された蒸気を凝縮する熱交換器を備える食品機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空冷却装置、真空調理装置などの食品機械は、被処理物を収容した処理槽を減圧することにより飽和蒸気温度を低下させ、これにより被処理物の水分を蒸発させる際の気化潜熱を利用して被処理物を冷却する工程を行う。このような食品機械においては、減圧の効率を高めるため、被処理物より発生した蒸気を熱交換器により凝縮させてから真空ポンプなどの減圧装置により減圧作業を行っている。この場合、蒸気を凝縮させるために熱交換器に供給する冷却用水を大量に要していた。
【０００３】
そこで、下記特許文献１においては、真空冷却装置における熱交換器に供給する冷却用水の削減方法が提案されている。特許文献１に記載の方法は、被処理物たる食品を冷却する場合において、通常、食品を収容する処理槽の減圧開始直後は食品からほとんど蒸気が発生せず、減圧が進行し飽和蒸気温度が食品温度以下となった時点から蒸気の発生量が急激に増加する点に着目し、真空冷却装置の運転開始からの経過時間をタイマー装置によって計測し、所定時間（たとえば、１分間）が経過するまでは熱交換器への冷却用水の供給を一切行わず、前記所定時間経過後に冷却用水の供給を開始することで冷却用水の削減を図ろうとするものである。
【０００４】
しかしながら、被処理物たる食品を冷却する工程においては、時間の経過により被処理物から発生する蒸気の量や温度が大きく変動するため、その蒸気の凝縮に必要となる冷却用水の量も大きく変化する。それにもかかわらず、前記特許文献１に記載の方法では、真空冷却装置の運転開始から所定時間経過後に冷却用水制御弁を開くという制御のみを行うものであり、冷却用水制御弁が開かれた後は常に一定量の冷却用水が供給され続けることになる。そのため、特許文献１に記載の方法では、冷却用水の供給量を冷却工程において冷却用水が最も必要とされる期間の量に設定した場合、冷却の効率性は確保されるもののその他の期間においては冷却用水の供給量が過大となり、節水効果が期待できなくなってしまう。一方、節水を重視して、冷却用水の供給量を冷却工程において最も必要とされる量よりも低めに設定した場合、冷却の効率性を損なう結果、冷却に要する時間が長くなってしまう。
【０００５】
さらに、特許文献１に記載の方法では、被処理物の種類や量の差異による蒸気発生量の変化、および季節や気候の差異などによる冷却用水の温度変化などに対応することができず、常に一定量の冷却用水を供給することになる。
【０００６】
また、真空解凍装置においては、解凍前または解凍中の処理槽内の空気排除工程において、蒸気を供給しながら減圧したり、熱交換器の上流側に設けた蒸気エゼクタを作動させて減圧したりすることが行われる。このため真空冷却装置と同様に蒸気を凝縮させるための熱交換器が必要となる。この真空解凍装置に対して、特許文献１に記載の方法を適用すると、給水温度が低い場合においても一定量の冷却用水を流すことになり、冷却用水の供給量が過大となり、節水効果が期待できなくなる。一方、節水を重視して冷却用水の供給量を低めに設定すると、減圧効率を損なう結果、減圧に要する時間が長くなってしまう。
【特許文献１】特開２００１−９１１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、冷却用水の温度変化に対応して熱交換器への冷却用水の供給量を制御することにより、冷却用水の使用量を削減し、さらに減圧の効率性を高めて減圧時間の短縮を実現することにある。また、真空冷却においては、冷却工程における負荷の変動、被処理物の種類や量の変化に対応して熱交換器への冷却用水の供給量を制御することにより、冷却用水の使用量を削減し、さらに冷却の効率性を高めて冷却時間の短縮を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、被処理物が収容される処理槽と、減圧配管を介して前記処理槽内の減圧を行う減圧手段と、減圧配管内を流れる蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備えることを特徴とする食品機械である。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、減圧工程における負荷の変動、被処理物の種類および量の変化、および冷却用水の温度変化に対応することにより、熱交換器に供給する冷却用水を削減し、減圧の効率性を高め減圧時間の短縮を実現できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、被処理物が収容される処理槽と、前記処理槽と減圧配管を介して接続されて前記処理槽内の減圧を行う手段であって、蒸気エゼクタからなる第一減圧手段と蒸気エゼクタ以外の減圧装置からなる第二減圧手段のうちの両者もしくは前記第二減圧手段のみと、前記処理槽または前記第一減圧手段と前記第二減圧手段との間に設けられ、前記減圧配管内の蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備えることを特徴とする食品機械である。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、減圧工程における負荷の変動、被処理物の種類および量の変化、および冷却用水の温度変化に対応することにより、熱交換器に供給する冷却用水を削減し、減圧の効率性を高め減圧時間の短縮を実現できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、被処理物が収容される処理槽と、前記処理槽と減圧配管を介して接続される蒸気エゼクタと、前記処理槽と前記減圧配管を介して蒸気エゼクタの出口側に接続される水封式真空ポンプと、前記蒸気エゼクタと前記水封式真空ポンプとの間に設けられ、減圧配管内の蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水出口側に設けられ、前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の排水量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の排水量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備えることを特徴とする食品機械である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、熱交換器に供給する冷却用水の削減し、減圧の効率性を高め減圧時間の短縮を図るとともに、効率的な減圧作業が可能となる。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記温調弁は、前記熱交換器を通過した冷却用水の流路に位置し、この冷却用水の温度に対応して膨張および収縮する物質が封入された感温部と、前記感温部に設けられ、前記感温部に封入された物質が冷却用水の温度に対応して膨張または収縮することにより移動して冷却用水の流路面積を調整する調量部とを備え、前記調量部は、最閉位置においても所定量の冷却用水の通過を許容することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の食品機械である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、さらに冷却用水の流量について温度センサを使用した電気的制御が不要となるため、故障が少なく低コストな食品機械を実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、冷却工程における負荷の変動、被処理物の種類や量の変化、および冷却用水の温度変化に対応して熱交換器への冷却用水の供給量を制御することにより、冷却用水の使用量を削減し、さらに減圧の効率性を高めて減圧時間の短縮を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、真空冷却装置、真空調理装置、真空解凍装置などの食品機械に関する。もっとも、この発明は、被処理物が収容された処理槽内を減圧する工程を実行可能に構成され、処理槽から吸引された蒸気、および／または蒸気エゼクタからの蒸気を冷却、凝縮する熱交換器を備える食品機械であれば、その種類を問わず適用できる。また、真空冷却装置における被処理物としては、典型的には汁物、揚物、米飯などの加熱調理された食品が挙げられるが、特にその種類は限定されない。
【００１８】
本実施形態の食品機械は、被処理物が収容される処理槽と、減圧配管を介して処理槽内を減圧する減圧手段と、前記減圧配管内を流れる蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備える真空冷却装置である。
【００１９】
前記処理槽は、被処理物を収容して密閉可能な中空容器であり、形状および被処理物を出し入れするための開口位置は特に限定されない。本実施形態の処理槽は、扉により開閉可能な中空ボックス状である。
【００２０】
前記減圧手段は、処理槽内の空気を外部へ吸引排気することで、処理槽内を減圧する手段である。この減圧手段としては、真空ポンプ、エゼクタなどが挙げられるが、その種類は限定されない。また、この減圧手段は、１の減圧装置で構成してもよいし、複数もしくは複数種の減圧装置を組み合わせて構成してもよい。好ましくは、この減圧手段として、処理槽と減圧配管を介して接続される蒸気エゼクタからなる第一減圧手段と、蒸気エゼクタの出口側に接続される水封式真空ポンプからなる第二減圧手段とを組み合わせることができる。
【００２１】
前記熱交換器は、処理槽から排出され減圧手段へと流れる蒸気を冷却し凝縮させる。前記熱交換器はコイルなどの熱交換手段を備え、冷却用水供給配管に接続されて冷却用水が供給される。前記減圧手段が、処理槽と減圧配管を介して接続される蒸気エゼクタと、減圧配管を介して蒸気エゼクタの出口側に接続される水封式真空ポンプとで構成されている場合、熱交換器は蒸気エゼクタと水封式真空ポンプとの間に設けるのが好ましい。また、前記冷却用水として常温水を使用することもできるし、冷却用水供給配管の上流側に接続される給水手段としてチラーを設け、チラーにより冷却された冷水を使用することもできる。
【００２２】
前記温調弁は、熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、熱交換器内または熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する。前記温調弁は、その開度を最大とした場合に得られる冷却用水の最大流量が減圧工程，すなわち冷却工程において最も必要とされる冷却用水の量を供給できるように構成するのが好ましい。これにより、減圧，すなわち冷却の効率性をより向上させることができ、減圧時間，すなわち冷却時間の短縮を実現できる。また、この温調弁は、前記温度に対応して流量を調整できるものであればその構成は特に限定されない。例えば、熱交換器内もしくは熱交換器の下流側に温度センサを設け、この温度センサにより冷却用水の温度を検出し、この検出された温度に基づいて温調弁の開度を調整するように構成してもよい。このとき、温調弁は熱交換器の上流側である冷却用水供給配管上に配置してもよいし、下流側の冷却用水排水配管上に配置してもよい。
【００２３】
好ましくは、前記温調弁を、熱交換器を通過した冷却用水の流路に位置し、冷却用水の温度に対応して膨張および収縮する物質が封入された感温部と、感温部に設けられ感温部に封入された物質が冷却用水の温度に対応して膨張または収縮することにより移動して冷却用水の流路面積を調整する調量部とを備える弁装置であって、前記調量部が、最閉位置においても所定量の冷却用水の通過を許容するように構成されたものとすることができる。かかる構成よりなる温調弁は、熱交換器の下流側に設けられる。前記感温部に封入された前記物質としては、典型的にはワックスが挙げられるが、感温部に設けられた調量部を移動させて冷却用水の流路面積を調節できる程度に熱膨張率が大きく、かつ前記冷却用水の温度が低下した場合にその温度に対応して収縮する可逆的な性質をもつものであればその種類は限定されない。また、本実施形態の調量部は、冷却用水が通過可能な通水孔を設け、最閉位置においても通水孔が完全に閉鎖されないようにすることにより所定量の冷却用水の通過を許容するようにしているが、この構成に限定されるものではなく、最閉位置においても所定量の冷却用水の通過を許容しうるものであればよい。また、前記調量部は、感温部と一体成形することにより設けてもよいし、別部材を連結して設けてもよい。ところで、前記調量部が最閉位置においても冷却用水の通過を許容しているのは、熱交換器を通過した冷却用水の温度を感温部において遅滞なく感知するためであり、その量は適宜変更することができる。
【００２４】
この発明の実施の形態は、前記の真空冷却装置に限定されるものではなく、真空解凍装置の実施の形態を含む。この真空解凍装置は、処理槽内を低圧に保持して蒸気を供給し、被処理物（被解凍物）を解凍する装置である。真空解凍装置における解凍前の処理槽内の空気排除工程や解凍工程では、蒸気を供給しながら減圧したり、熱交換器の上流側に設けた蒸気エゼクタを作動させて減圧したりすることが行われる。
【００２５】
そして、この真空解凍装置は、前記真空冷却装置と同様な構成とすることができる。具体的には、被処理物が収容される処理槽と、減圧配管を介して処理槽内を減圧する減圧手段と、前記減圧配管内を流れる蒸気を冷却する熱交換器と、前記熱交換器の冷却用水の流路に設けられ、前記熱交換器内または前記熱交換器を通過した冷却用水の温度が高くなるにしたがって冷却用水の流量を増加させ、前記温度が低くなるにしたがって冷却用水の流量を減少させるように、前記温度に対応して開度を調整する温調弁とを備える。
【００２６】
この真空解凍装置において、真空冷却装置と異なるのは、真空冷却工程の代わりに、減圧手段を作動させて処理槽内を減圧して空気や蒸気を排出する空気排除工程と、この工程後に減圧手段を作動させて処理槽内を大気圧以下の低圧に保持して蒸気を供給し、被処理物を低圧蒸気により解凍する解凍工程を行う点である。この真空解凍装置の各構成要素について、前記真空冷却装置と同様な構成を採用することができる。
【００２７】
この真空解凍装置の実施の形態によれば、給水温度が低い場合は、冷却用水の供給量を低減することができ、かつ減圧効率を向上させ、減圧に要する時間を短縮することができる。
【実施例１】
【００２８】
以下、この発明を真空冷却装置に適用した具体的実施例を図面に基づいて説明する。図１は実施例１の真空冷却装置の概略構成図、図２は調量部が最閉位置にあるときの温調弁を示す図であり、図３は熱交換器を通過した冷却用水の温度が上昇したときの温調弁を示す図であり、図４は実施例１の真空冷却装置における処理槽内の圧力、熱交換器入口側における冷却用水の温度、熱交換器出口側における冷却用水の温度、および冷却用水の流量変化の概略を示す図である。
【００２９】
本実施例の真空冷却装置１は、図１に示すように、被処理物たる食品が収容される処理槽２と、処理槽２内を減圧する蒸気エゼクタ３および真空ポンプ４からなる減圧手段５と、蒸気を冷却する熱交換器６と、熱交換器６に供給される冷却用水の流量を調整する温調弁７と、外気を導入して減圧された処理槽２内を復圧する復圧手段８とを備える。前記減圧手段５および復圧手段８の動作は、制御部９からの制御信号に基づき制御されている。
【００３０】
処理槽２は、密閉する扉（不図示）により開閉可能な中空ボックス状であり、内部に被処理物たる食品が収容される。処理槽２には、処理槽２内の空気を外部に真空引きして処理槽２内を減圧する減圧手段５が、減圧配管１０を介して接続されている。また、処理槽２には、除菌フィルター１１を介して外気と連通可能とされた外気導入配管１２と、外気導入配管１２の中途に設けられた復圧制御弁１３とを備え、処理槽２内を大気圧まで復圧する復圧手段８が接続されている。
【００３１】
本実施例では、前記減圧手段５は、第一減圧手段としての蒸気エゼクタ３と第二減圧手段としての真空ポンプ４とで構成される。蒸気エゼクタ３においては、蒸気入口１４は給蒸配管１５を介してボイラ（不図示）と接続され、吸入口１６は減圧配管１０を介して処理槽２と接続され、出口１７は減圧配管１０を介して真空ポンプ４と接続されている。
【００３２】
前記給蒸配管１５の中途には、給蒸制御弁１８が設けられている。この給蒸制御弁１８は、電磁弁のような開閉を切り替えるだけのものでもよいが、比例制御弁またはモータバルブなどのように開度調整が可能なものを用いることができる。給蒸制御弁１８が開度調整可能な場合には、蒸気エゼクタ３の蒸気入口１４への蒸気供給の有無だけでなく、その蒸気供給量を変更して減圧能力を調整することができる。
【００３３】
真空ポンプ４としては、本実施例では水封式真空ポンプが用いられる。この真空ポンプ４の封水は、冷却用水供給配管１９の中途で分岐する封水供給配管２０を介して供給され、真空ポンプ４の排水は、封水排水配管２１を介して排水口（不図示）へ排出される。
【００３４】
そして、蒸気エゼクタ３と真空ポンプ４との間の減圧配管１０には、熱交換器６と逆止弁２２が設けられている。前記熱交換器６は内部に熱交換手段としてコイル２３を備える。このコイル２３へは冷却用水供給配管１９を介して冷却用水が供給され、コイル２３の内部を冷却用水が通過することにより、減圧配管１０を介して熱交換器６に流入した蒸気が冷却、凝縮される。また、熱交換器６を通過した冷却用水は、熱交換器６内部のコイル２３に接続された冷却用水排水配管２４を介して排水口（不図示）へ排出される。本実施例では、冷却用水として井戸や上水道から得られる常温水を使用している。
【００３５】
このように、熱交換器６を蒸気エゼクタ３と真空ポンプ４との間に設けることにより、真空ポンプ４を作動させつつ蒸気エゼクタ３の蒸気入口１４から出口１７へ向けて蒸気を噴射させ、被処理物から発生した蒸気と蒸気エゼクタ３に供給された蒸気とが混合してなる混合流体が熱交換器６により冷却、凝縮される。このように、蒸気エゼクタ３と真空ポンプ４とにより、処理槽２内の空気を外部へ吸入排出するため、処理槽２内を効果的に減圧することができる。
【００３６】
また、前記冷却用水排水配管２４の中途には、熱交換器６を通過した冷却用水の温度に対応して開度を調整する温調弁７が設けられている。前記温調弁７は、図２および図３に示すように、感温部２５と、感温部２５に連結された調量部２６と、感温部２５の基端側に連結され感温部２５を先端方向へ付勢するコイルバネ２７が弁箱２８に収納されて構成される。
【００３７】
前記弁箱２８には、弁箱２８上面側が開口し、バネ２７、感温部２５、および調量部２６を収納する縦穴２９が形成されている。前記縦穴２９の開口は、バネ２７、感温部２５、および調量部２６を収納してＯリング３０を介して蓋３１で閉じられる。前記蓋３１は、前記バネ２７の一端と当接している。また、弁箱２８には、前記縦穴２９と略垂直に繋がる冷却用水の入口３２と出口３３が形成されている。弁箱２８の入口３２は冷却用水排水配管２４を介して熱交換器６の出口３４に接続され、弁箱２８の出口３３は冷却用水排水配管２４を介して排水口（不図示）へ接続されている。この入口３２と出口３３とは段違いに形成されており、入口３２は感温部２５と略同じ高さ位置に、出口３３は弁箱２８の底部３５と略同じ高さ位置になるように設けられている。そして、弁箱２８の底部３５には棒状の固定軸３６が略垂直上方に突出して設けられている。
【００３８】
前記感温部２５は、基端側にフランジ状の止水部３７が形成され、先端側に調量部２６が連結される。感温部２５の内部には、温度が高くなるにしたがって膨張し、温度が低くなるにしたがって収縮するワックスが封入されている。そして、感温部２５の内部にはピン３８が備えられている。このピン３８は、ワックスが熱せられて膨張すると、感温部２５の先端方向に突出するように構成されている。また、感温部２５の先端側には、弁箱２８の底部３５に設けられた固定軸３６を挿通する挿通孔３９が軸方向に沿って開けられており、固定軸３６の先端は、挿通孔３９内部で感温部２５のピン３８の先端と当接している。
【００３９】
前記調量部２６は、弁箱２８の縦穴２９と適合する横断面形状に形成されており、弁箱２８の縦穴２９の周側面との接触面において止水されている。そして、調量部２６には、弁箱２８の入口３２から流入した冷却用水が通過して出口３３から流出することを許容する通水孔４０が開けられている。
【００４０】
ここで、本実施例の温調弁７の動作について説明する。熱交換器６を通過した冷却用水は、弁箱２８の入口３２から弁箱２８の内部へ流入する。このとき、感温部２５の基端側は止水部３７によって止水されているため、弁箱２８の内部へ流入した冷却用水は流れの方向を感温部２５の先端側へと変更し、調量部２６の通水孔４０を通過して弁箱２８の出口３３へと流れる。このように構成することにより、感温部２５は熱交換器６を通過した冷却用水の流路に位置するため、冷却用水の温度を確実に感知することができる。
【００４１】
本実施例においては冷却用水として常温水を使用しているため、弁箱２８内部へ流入した冷却用水が常温付近にあるときは、調量部２６は最閉位置に位置するように構成されている。つまり、図２に示されるように、感温部２５に封入されたワックスは収縮しているために感温部２５のピン３８は突出せず、感温部２５はその基端側に連結されたバネ２７により先端方向へ付勢されているため、感温部２５の先端側に連結された調量部２６は、冷却用水の流量を最小とする最閉位置に位置することになる。もっとも、調量部２６が最閉位置にあるときでも、調量部２６と弁箱２８の底部３５との間には隙間Ｘがわずかに生じるように構成されており、真空冷却装置１の運転中は常に所定量の冷却用水の通過が許容される。
【００４２】
弁箱２８の内部へ流入する冷却用水の温度が上昇すると、その温度に対応して感温部２５に封入されたワックスは膨張し、図３に示されるように感温部２５のピン３８が感温部２５の先端方向へ突出してくる。そのため、ピン３８の先端は感温部２５の先端に形成された挿通孔３９の内部で当接している弁箱２８の底部３５に設けられた固定軸３６の先端を押し、その反作用で感温部２５が底部３５から離れる方向へ移動する。そうすると、感温部２５の先端に連結された調量部２６も底部３５から離れる方向へと移動し、調量部２６と底部３５との間の隙間Ｘが大きくなる。その結果、冷却用水の流量が増大する。このようにして、本実施例における温調弁７は熱交換器６を通過した冷却用水の温度変化に対応して、熱交換器６に供給される冷却用水の流量を調整する。ところで、本実施例の温調弁７は図２、図３にあらわされたように縦穴２９の開口を上に向けた状態だけでなく、その他の方向、たとえば側方や下方に向けた状態においても使用できる。
【００４３】
次に、本実施例の真空冷却装置１の運転に伴う冷却用水の温度変化などと対応させて、前記温調弁７の動作を説明する。図４は、本実施例の真空冷却装置の冷却工程における冷却用水の流量変化などの概略をあらわした図であり、点線は処理槽内の圧力（庫内圧力）、一点鎖線は熱交換器入口における冷却用水の温度（熱交入口温度）、実線は熱交換器を通過した冷却用水の温度（熱交出口温度）、二点鎖線は冷却用水の流量（流量）を示している。
【００４４】
本実施例の真空冷却装置１により被処理物たる食品を冷却する場合、まず、被処理物を処理槽２内に収納し、扉を閉めて密閉してから、制御部９は真空ポンプ４を作動させて処理槽２内の減圧を開始する。併せて、給水手段（不図示）より熱交換器６および真空ポンプ４への給水が開始されるが、真空冷却装置１の運転開始直後は被処理物からはほとんど蒸気が発生しないため、図４に示すとおり、熱交出口温度はほとんど変化せず、熱交入口温度、すなわち常温に近い温度のままである。このとき、前記温調弁７における調量部２６は最閉位置にあり、熱交換器６に供給される冷却用水は、温調弁７の感温部２５にて温度を遅滞なく感知するために必要な流量に制限される。
【００４５】
そのまま処理槽２内を減圧していき、飽和蒸気温度が食品温度以下となり被処理物からの水分の蒸発が始まると、被処理物から急激に熱が奪われ始める。このとき、減圧配管１０を介して熱交換器６へ流入する多量の蒸気が熱交換器６において冷却、凝縮されるため、熱交出口温度が急激に高くなる。この熱交出口温度に対応して温調弁７の感温部２５に封入されたワックスが急激に膨張し、温調弁７の調量部２６は弁箱２８の底部３５から離れる方向へ大きく移動する。これにより、熱交換器６に供給される冷却用水の流量は急激に増大し、その時点での蒸気の冷却に必要な量の冷却用水が熱交換器６に供給される。そのため、冷却の効率性が向上し、目標値までの冷却時間の短縮が図れる。
【００４６】
その後、処理槽２内の減圧が進行すると、被処理物から発生する蒸気の温度が低下していく。そうすると、常温水を冷却用水として使用する熱交換器６では蒸気の冷却、凝縮ができなくなり、常温水を封水として使用する真空ポンプ４のみでは処理槽２内の減圧ができなくなる。そこで、熱交換器６で蒸気を凝縮できなくなる少し手前の時点（図４の時点Ｔ１）において、制御部９は給蒸制御弁１８を開く。これにより、ボイラ（不図示）から給蒸配管１５を介して蒸気エゼクタ３へ蒸気が供給され、蒸気エゼクタ３が作動し始める。このように、真空ポンプ４の作動開始時点に対して蒸気エゼクタ３の作動開始時点を遅らせているのは、蒸気エゼクタ３を真空ポンプ４と同時に起動すると目標とする庫内圧力まで減圧する時間が長くなってしまうためである。本実施例においては、圧力センサ（不図示）により検出された庫内圧力が設定値に達したときに蒸気エゼクタ３の作動を開始するようにしているが、他の検出値に基づいて作動を開始させるようにすることもでき、真空冷却装置１の運転開始からの経過時間をタイマー装置にて計測し、設定時間経過後に作動を開始するようにすることもできる。
【００４７】
蒸気エゼクタ３の作動開始後は、蒸気エゼクタ３に供給された蒸気と被処理物から蒸発した蒸気とが混じり合った混合流体となって熱交換器６へ流入することになる。この混合流体は、常温よりも高い温度に維持されており、蒸気を含む混合流体は熱交換器６で冷却、凝縮され、真空ポンプ４により排出される。このように、蒸気エゼクタ３の作動開始後は、蒸気エゼクタ３と真空ポンプ４とによって処理槽２内が効率的に減圧される。
【００４８】
また、蒸気エゼクタ３の作動開始後において熱交出口温度はほぼ一定となり、一旦冷却用水の流量を急激に増大させていた温調弁７は、その感温部２５内のワックスが次第に熱交出口温度に対応する体積まで収縮していくことにより、冷却用水の流量を減少させていく。このように本実施例の真空冷却装置１は、温調弁７によって熱交換器６への冷却用水の供給量を調整しているので、冷却用水の削減が図れる。
【００４９】
そして、被処理物の温度が目標値まで低下すると、制御部９は復圧制御弁１３を開き、除菌フィルター１１を通した外気を外気導入配管１２を介して処理槽２内に導入し、処理槽２内を復圧する。併せて、給水手段による冷却用水および封水の供給を停止して、冷却工程を終了する。
【実施例２】
【００５０】
次に、本発明の実施例２について図５に基づいて説明する。図５は実施例２の真空冷却装置１の概略構成図であり、実施例１と同一の部材については同一の符号を使用している。
【００５１】
本実施例においては、実施例１における温調弁７を、熱交換器６下流側の冷却用水排水配管２４に設けられた温度センサ４２と、熱交換器６の上流側の冷却用水供給配管１９に設けられ、熱交換器６に供給される冷却用水の流量を調整する流量調整弁４３とで構成することにより、代替している。
【００５２】
制御部９は、前記温度センサ４２によって熱交換器６を通過した冷却用水の温度を検出し、その検出した温度に基づいて流量調整弁４３の開度を調整する。つまり、温度センサ４２により検出された冷却用水の温度が高くなると、その温度に対応して流量調整弁４３は開度を大きくし、流量を増大させる。一方、温度センサ４２により検出された冷却用水の温度が低くなると、その温度に対応して流量調整弁４３は開度を小さくし、流量を減少させる。
【００５３】
前記温度センサ４２は、熱交換器６内に設けてもよい。そして、前記流量調整弁４３は熱交換器６の上流側の冷却用水供給配管１９に設けたが、これを熱交換器６の下流側で、かつ温度センサ４２の下流側の冷却用水排水配管２４に設けてもよい。また、前記流量調整弁４３は、冷却用水の流量を調整することのできるものであれば、その構成は問わない。
【００５４】
以上、この発明の実施例について説明したが、本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、温調弁７は前記実施例の構成に限定されるものではなく、他の構成のものでもよい。また、前記実施例では、熱交換器６の冷却用水として常温水を使用したが、給水手段としてチラーを設け、冷水を使用することもできる。さらに、前記実施例では第一減圧手段として蒸気エゼクタ３を使用しているが、省略することも可能である。さらにまた、前記実施例においては、蒸気エゼクタ３の作動開始時点を真空ポンプ４の作動開始時点から遅らせているが、両者を同時に作動させてもよい。さらに、本発明は、真空解凍装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１における真空冷却装置の概略構成図である。
【図２】調量部が最閉位置にあるときの温調弁を示す図である。
【図３】熱交換器を通過した冷却用水の温度が上昇した状態の温調弁を示す図である。
【図４】実施例１の真空冷却装置における冷却用水の流量変化などの概略を示す図である。
【図５】本発明の実施例２における真空冷却装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  真空制御装置
２  処理槽
３  蒸気エゼクタ
４  （水封式）真空ポンプ
６  熱交換器
７  温調弁
１０  減圧配管
２５  感温部
２６  調量部
【図１】
2007162975.tif 000003
【図２】
2007162975.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007162975.tif 000006
【図５】
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