JP4474680B2 - 解凍装置 - Google Patents

Description

この発明は、解凍区域内の低圧蒸気により被解凍物の解凍を行う，所謂真空蒸気解凍装置に関する。

この真空蒸気解凍は、大気圧より低い低圧の飽和蒸気で満たされた容器内に被解凍物を入れると被解凍物の表面に蒸気が凝縮し、その際に発生する大量の凝縮潜熱を被解凍物に与えて、被解凍物を解凍する解凍方法である。この種真空蒸気解凍方法を用いる解凍装置は、特許文献１などにて公知である。

この種真空蒸気解凍装置において、品質の高い解凍を実現するには、解凍室内の温度または圧力を細やかに、かつ正確に制御することが重要である。

こうした目的を達成するには、減圧手段により解凍室内を所定の低圧に保つ必要があるが、減圧手段を連続的に作動させて、所定圧を維持するというのが、これまでの技術常識であった。しかしながら、発明者らの研究開発の結果、蒸気が被解凍物の表面で凝縮することに伴い、圧力が低下するので、減圧手段を連続的に作動させなくても所定圧力の保持が可能であることを見出した。

ところで、減圧手段を間欠的に作動させる技術は、特許文献２にて公知である。しかしながら、この特許文献２の技術は、解凍中に被解凍物の周囲に滞留する空気を排除することを目的とするもので、解凍室内の圧力を図２に示すように所定圧力範囲に制御している。そして、解凍室内に水を貯留し、この水を加熱して蒸気を発生させて給蒸する方法であるので、真空ポンプの間欠運転により解凍室内の温度が変動していまい、解凍室内の細やかな温度制御が困難である。

特公昭４６−３６１７４号公報 特開平５−１５３５８号公報

この発明は、減圧手段の連続作動というこれまでの技術常識を破り、減圧手段の間欠作動などの減圧手段の減圧速度の調整による省エネルギーおよび高品質解凍と、効果的な空気排除による短時間解凍および均一解凍とを同時に実現する解凍装置を提供することを目的としている。

この発明は、前記の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、解凍区域内へその外部から給蒸する給蒸手段と、前記解凍区域内を減圧する減圧手段と、
前記解凍区域内の温度または圧力を検出する検出手段と、解凍工程時において、前記検出手段からの信号を入力し、前記給蒸手段および前記減圧手段を制御して、前記検出手段の検出値が設定値となるように制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、解凍工程時において、前記解凍区域内へ前記給蒸手段により前記解凍区域へ給蒸を行ない、前記検出手段の検出値が前記設定値となるように前記給蒸手段を制御するとともに、前記減圧手段をその連続フル作動による減圧に対して減圧速度を低下させた減圧速度の調整の作動とし、この調整の作動が前記解凍区域内の圧力制御に影響を与えることなく行われることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記制御手段７は、前記検出値が前記設定値より所定値高い切替設定圧力となると、前記減圧速度の調整の作動に代えて前記連続フル作動による減圧を行うことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２において、前記減圧速度の調整が、タイマーによる前記減圧手段の間欠作動であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３において、前記制御手段は、前記解凍工程前に、前記解凍区域内の温度または圧力が最初に設定値に到達するまでの間、給蒸しながら連続フル作動により減圧する前記解凍区域内の空気排除工程を行うことを特徴としている。

この発明によれば、解凍工程時において前記減圧手段をその連続フル作動による減圧に対して減圧速度を低下させた減圧速度の調整の作動とし、この調整の作動が前記解凍区域内の圧力制御に影響を与えることなく行われるので、連続フル作動のものと比較して省エネルギーを実現できるとともに、前記解凍区域内の温度または圧力を細やかに制御することができる。また、前記減圧手段の作動にかかわらず前記給蒸手段を制御して給蒸量を制御するので、高解凍品質を実現できる。また、前記減圧手段の減圧速度の調整の作動を行うので、解凍中に被解凍物から生ずるガスなどの効果的な排除により短時間解凍および均一解凍を実現することができる。

（実施の形態）
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この実施の形態は、解凍区域内の低圧蒸気により被解凍物の解凍を行う解凍装置において実施される。この解凍装置は、業務用だけでなく家庭用の解凍装置を含む。

まず、実施の形態の概要について説明する。この実施の形態は、解凍区域内へその外部から給蒸する給蒸手段と、前記解凍区域内を減圧する減圧手段と、前記解凍区域内の温度または圧力を検出する検出手段と、前記給蒸手段による給蒸を行いながら前記減圧手段をその減圧速度を調整して作動させることにより、前記検出手段による検出値が設定値（解凍設定値）となるように制御する制御手段とを備えることを特徴とする解凍装置である。

この実施の形態によれば、前記制御手段は、前記解凍区域内へ前記給蒸手段により前記解凍区域へ給蒸を行ないながら、前記減圧手段をフル作動ではなく、減圧速度を調整しながら作動させて、前記解凍区域内の温度または圧力を設定値に制御する。また、前記減圧手段を減圧速度を調整して作動させるので、連続的に作動させるものと比較して無駄に蒸気が排出されることが無いとともに、前記減圧手段の作動に要するエネルギーコストが低減される。また、前記解凍区域内は前記設定値に保たれるので、高い解凍品質が保持される。さらに、前記減圧手段の作動により、解凍中に発生するガスなどが効果的に前記解凍区域外へ排出される。

ここにおいて、低圧蒸気とは、大気圧以下の圧力の蒸気を意味するが、解凍に用いる蒸気の圧力は、約６hPa〜４０hPa程度とすることができる。また、前記解凍区域内の温度は、前記解凍区域内に飽和蒸気が満たされている状態において、前記解凍室内の圧力と所定の対応関係を有していて、前記解凍室内の圧力によって制御可能である。よって、この発明では、前記解凍区域内の温度は、前記解凍区域内の圧力と等価であり、前記解凍区域内の温度制御は圧力制御と均等である。前記減圧手段の作動は、前記減圧手段の駆動または運転と称することができる。

また、この発明における減圧速度の調整とは、連続的なフル減圧に対して、減圧速度を全体として低下させことを意味する。この減圧速度の調整は、好ましくは前記減圧手段の間欠作動，すなわち作動と停止を行うことにより行うが、前記減圧手段による減圧速度を全体的に低下させることにより行うことができる。この減圧手段の全体的低下は、解凍工程時の前記減圧手段の減圧速度を解凍工程の前の空気排除工程や後の解凍工程以外の工程における減圧速度と比較して低下させることを意味する。

つぎに、この実施の形態の構成要素について説明する。まず、被解凍物は、真空包装したものおよび真空包装していないものを含む。また前記解凍区域は、被解凍物の解凍に用いられる区域であり、被解凍物を収容し出し入れ可能な室，部屋、容器，槽を意味し、解凍領域または解凍空間と称することもできる。

前記給蒸手段は、前記解凍区域へその外部から蒸気を供給する手段であり、蒸気生成装置などを含む。この蒸気生成装置は、好ましくは、清浄蒸気を生成するリボイラとする。また、この給蒸手段は、好ましくは、開度を調整可能で供給蒸気量を調整可能な弁（比例弁）とする。こうすることにより、単なる開閉弁を用いた場合と比較して、前記解凍区域内への給蒸量をより細やかに制御でき、前記解凍区域内の温度制御を細やかに、かつ正確に制御することができる。

前記減圧手段は、ＯＮ−ＯＦＦ作動のものおよび減圧速度の調整可能なものを含む。この減圧速度の調整は、真空ポンプにおいては、回転数を調整することにより実現でき、熱交換器においては、冷却水量や冷却水温度を調整することにより実現できる。

この減圧手段は、好ましくは、蒸気エゼクタと熱交換器と真空ポンプとを組み合わせたものとする。この組み合わせによる減圧手段の間欠作動などの減圧速度の調整により、前記減圧手段を連続作動させるものと比較して、前記真空ポンプの使用電力量を低減できるとともに、前記蒸気エゼクタに使用される蒸気使用量を削減でき、前記熱交換器に使用される冷却水量を減少できる。また、前記真空ポンプを水封式真空ポンプとした場合は、封水の使用量を減少できる。さらに前記の組み合わせによる減圧手段とすることにより、前記解凍区域内の温度を容易に低く制御できる。

また、前記減圧手段は、水エゼクタを含むものとすることができる。この水エゼクタを用いて、これを間欠作動などの減圧速度を調整して作動させる場合は、水エゼクタへ水を供給するための循環ポンプの運転に要する電力量を減少できるとともに、前記循環ポンプの運転に伴う騒音量を低減できる。

前記検出手段は、前記解凍区域内を圧力により設定値に制御する場合は圧力検出器を用い、前記解凍区域内を温度により解凍設定値に制御する場合は温度検出器を用いることができる。以下の説明では、圧力による制御を行うものとして説明する。

また、前記制御手段は、前記検出手段から検出信号を入力して、予め記憶している処理手順により前記給蒸手段および前記減圧手段を制御する。この処理手順は、前記給蒸手段による給蒸を行いながら前記減圧手段をその減圧速度を調整して作動させることにより、前記検出手段による検出値が解凍設定値となるように制御を含む。

この処理手順の制御において、好ましくは、前記減圧手段の減圧速度の調整は、前記減圧手段の間欠作動とする。

また、前記減圧手段の間欠作動は、好ましくはタイマー制御によるものとする。タイマー制御を行うことにより、前記解凍区域内の圧力制御に影響を与えることなく、間欠作動を実行することができる。また、間欠作動における作動時間、停止時間は、特定の値に限定されない。

さらに、この処理手順は、前記制御手段が前記給蒸手段による給蒸を行いながら前記減圧手段の間欠作動と連続作動とを組み合わせることにより、前記検出手段による検出値が解凍設定値となるように制御するものとすることができる。

すなわち、被解凍物からの流出ガス量が多いなどの理由で、間欠作動により前記解凍区域内を設定値に制御できない場合は、間欠作動に代えて連続作動を行う。間欠作動から連続作動への切替は、前記解凍区域内の圧力が前記設定値よりも所定値だけ高い切替設定値となると行われる。この連続作動から間欠作動への復帰は、前記解凍区域の設定値が変更されたとき実行するが、前記設定値に復帰すると間欠作動に復帰するように構成できる。

この間欠作動から連続作動の切替に代えの際、切替後の連続作動とすることなく、切替前の間欠作動よりも作動設定時間（ＯＮ時間）が長い間欠作動とすることができる。

また、前記処理手順は、前記解凍区域内の温度または圧力が最初に設定値に到達するまでの間において、給蒸を行いながら連続的に減圧する空気排除工程を含むように構成することができる。

この空気排除工程は、蒸気を供給しながら排気を行うので、解凍工程前の予備工程における前記解凍区域内の空気排除を速やかに行うことがでる。また、この初期の前記減圧手段の連続作動による空気排除工程を行うことにより、前記解凍区域内の空気排除を速やかに行うことができ、前記空気排除工程の後、前記減圧手段の間欠作動によっても前記設定値とする圧力制御が可能となる。そして、全体としての解凍装置の運転時間を短縮することができる。

また、この空気排除工程は、前記減圧手段を連続作動させて、前記解凍設定値よりも低い給蒸設定値まで減圧すると、前記解凍区域内の圧力が最低圧力になる前に前記給蒸手段を作動させるように構成することができる。これにより、より低圧まで減圧でき、前記解凍区域内の空気分圧を小さく、蒸気分圧を大きくすることができる。すなわち、前記解凍
区域内を多くの蒸気で満たすことができ、解凍速度を上げることができる。

前記の減圧速度の調整を間欠作動ではなく、前記減圧手段による減圧速度の全体的低下により行う場合は、解凍工程時の前記減圧手段の減圧速度（排気速度）を解凍工程前（前記空気排除工程時）や解凍終了後の減圧速度よりも小さくすることで実現可能である。

以上の実施の形態は、つぎの解凍方法１〜解凍方法４を実現する。

（解凍方法１）
解凍区域内の低圧蒸気により被解凍物の解凍を行う解凍方法において、前記解凍区域内へその外部から給蒸を行いながら、減圧速度を調整して前記解凍区域内を減圧することにより、前記解凍区域内の温度または圧力を設定値となるように制御することを特徴とする解凍方法。

（解凍方法２）
前記解凍方法１において、減圧速度の調整を間欠的な減圧により行うことを特徴とするすることにより、前記解凍区域内の温度または圧力を設定値となるように制御することを特徴とする解凍方法。

（解凍方法３）
解凍方法２において、間欠的な減圧に加えて、連続的な減圧を行うことにより前記解凍区域内の温度または圧力を設定値となるように制御することを特徴とする解凍方法。

（解凍方法４）
解凍方法１〜解凍方法３において、前記解凍区域内の温度または圧力が最初に設定値に到達するまでの間、給蒸を行いながら連続的に減圧する工程を付加したことを特徴とする解凍方法。

以下、この発明を実施した解凍装置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、実施例の概略構成図であり、図２は、同実施例の制御手順（処理手順）の概要を示すフローチャート図であり、図３は、図２の要部処理手順の概略を示すフローチャート図であり、図４は、同実施例による第一解凍モードの解凍を説明するタイムチャート図であり、図５は、同実施例による第二解凍モードの解凍を説明するタイムチャート図であり、図６は、図４の要部詳細を示すタイムチャート図である。図４〜図６において、圧力特性曲線の下方において、実線にて示す部分は、機器の作動を示している。

この実施例１の解凍装置は、業務用解凍装置に適用されるものである。この解凍装置は、被解凍物１を収容する解凍区域としての解凍室２と、前記解凍室２内へ蒸気を供給する蒸気供給（給蒸）手段３と、前記解凍室２内を吸引排気し低圧に保持する減圧手段４と、減圧された前記解凍室２に外気を導入することにより復圧する復圧手段５と、被解凍物１を載置し前記解凍室２に対して出し入れ自在の台車（運搬車）６と、前記解凍室２内圧力を検出する圧力検出器７と、前記圧力検出器７の信号を入力してメモリに記憶した処理手順に基づき前記解凍室２内の低圧蒸気による被解物１の解凍を制御する制御器８とを主要部として備えている。

被解凍物は、真空（パック）包装した肉類などであり、真空包装していないものも含まれる。真空包装した被解凍物は、解凍前に刃物などにより包装に切り込みや孔からなる通気孔（図示省略）を形成することが望ましい。こうした通気孔の形成により、低圧蒸気解凍時に包装が膨らむことによる熱伝達の阻害を防止できるとともに、蒸気が直接食材に触れることにより、解凍時間を短縮することができる。

前記解凍室２は、被解凍物１を出し入れするための扉（図示省略）を備え、内部の床面を低く形成することにより、前記台車６の出し入れが容易となるように構成している。この実施例においては、低圧蒸気による解凍を行い、前記解凍室２内を大気圧以上とすることがないので、耐圧性の圧力容器として形成していない。しかしながら、高圧蒸気による食材の蒸気加熱の機能を持たせる場合には、耐圧性の圧力容器とすることができる。

前記給蒸手段３は、一端を前記解凍室２に接続し、清浄蒸気を前記解凍室２内へ供給するための第一給蒸路９を含み、この第一給蒸路９に、軟水器１０，この軟水器１０から供給される軟水を用いて清浄蒸気を生成する蒸気発生源としてのリボイラ１１，蒸気の供給を制御する第一給蒸弁１２，前記第一給蒸路９の先端に設けられ前記解凍室２内へ蒸気を噴出するためのノズル１３を備えている。前記第一給蒸弁１２は、開度を調整することにより給蒸量を調節可能な比例弁などの弁を用いる。

前記リボイラ１１は、ステンレス製とされ、軟水器１０を用いるとともに無薬注としている。これにより、前記解凍室２への供給蒸気は、薬品や鉄分を含まないので、安全な低圧蒸気による解凍が実現される。このリボイラ１１の加熱源は通常蒸気を生成する蒸気ボイラ（図示省略）とされる。

前記減圧手段４は、前記解凍室２内を減圧する減圧路１４を含む。そして、この減圧路１４に蒸気エゼクタ１５，熱交換器１６，前記解凍室２方向への流れを阻止する逆止弁１７，水封式の真空ポンプ１８を備えている。前記蒸気エゼクタ１５には、前記蒸気ボイラからの蒸気を供給する第二給蒸路１９が接続され、この第二給蒸路１９に第二給蒸弁２０を備える。前記熱交換器１６には、冷却水供給路２１が接続され、この冷却水供給路２１に給水弁２２を備える。

前記復圧手段５は、一端を前記解凍室２に接続した外気導入路２３を含む。そして、この外気導入路２３に、外気導入の制御用の復圧弁２４と，除菌用のフィルタ２５とを備える。前記復圧弁２４は、開度を調整することにより導入空気量を調整可能なモータバルブなどの比例弁を用いる。

前記解凍室２は、解凍モードなどの各種設定を行うとともに、運転状態を表示する表示器２６をその前面の扉などに備えるとともに、上面など解凍装置設置場所から離れた位置に、解凍終了の報知などを行う回転ランプなどの報知器２７を備えている。

前記台車６は、被解凍物１を載置する複数段の棚２８，２８，…を設けている。

前記制御器８は、前記圧力検出器７からの信号を入力し、所定の処理手順（プログラム）に従い、前記第一給蒸弁１２，前記真空ポンプ１８，前記第二給蒸弁２０，前記給水弁２２，前記復圧弁２４，前記表示器２６および前記報知器２７などを制御するように構成されている。

この実施例においては、前記処理手順は、第一解凍モードＭ１と第二解凍モードＭ２とを含み、両解凍モードＭ１，Ｍ２が選択可能である。各解凍モードＭ１，Ｍ２には、この発明の解凍方法，すなわち前記解凍室２内へその外部から給蒸を行いながら、前記解凍室２内を間欠的に減圧することにより、前記解凍室２内の圧力を前記設定値（解凍設定値）とする制御を含んでいる。前記処理手順の要部を図２および図３に示す。

前記第一解凍モードＭ１は、図４に示すように、解凍初期において前記解凍室２内の設定圧力を第一解凍設定圧力（以下、第一設定圧力という。）Ｐ１として解凍する第一解凍
工程Ａと、第一解凍工程Ａに続いて行われ前記解凍室２内の設定圧力を第一設定圧力Ｐ１から段階的に高くして解凍する移行工程Ｂと、この移行工程Ｂに続いて行われ前記解凍室２内を前記第一設定圧力Ｐ１よりも高い第二解凍設定圧力（以下、第二設定圧力という。）Ｐ２として解凍する第二解凍工程Ｃを含む解凍モードである。結局、前記第一設定圧力Ｐ１は、前記第二設定圧力Ｐ２より低く、前記移行工程Ｂにおいては、設定圧力をＰ１からＰ２へ段階的に高く制御する。

また、前記第二解凍モードＭ２は、図５に示すように、解凍初期およびその後の解凍において前記解凍室２内の設定圧力を第二設定圧力Ｐ２として解凍する第二解凍工程Ｃを含む解凍モードである。この実施例の第二解凍モードＭ２では、第二解凍工程Ｃに続いて、締め工程（解凍調整工程）Ｄを行う。この締め工程Ｄとは、前記解凍室２内の設定圧力を前記第二設定圧力Ｐ２よりも低い第三設定圧力Ｐ３として、前記第二解凍工程Ｃが終了した被解凍物１の全体温度を均一化する工程である。この第三設定圧力Ｐ３は、固定値とするが、ユーザーなどにより可変とすることができる。この締め工程Ｄは、前記第二解凍モードＭ２の解凍工程の一部として含ませることができる。

ここで、解凍初期とは、被解凍物の芯部の融解前を意味し、被解凍物１の芯部の融解前とは、被解凍物の芯温（芯部の温度）が融解点近傍となる前を意味する。ここで、被解凍物１の芯部の融解点は、被解凍物の種類によって異なるが、約−３〜−０．５℃程度である。

また、前記第二解凍工程Ｃの第二設定圧力Ｐ２は、解凍設定値または解凍温度ともいうことができる。また、この第二設定圧力Ｐ２は、従来の解凍方法においても設定されている値であり、制御目標とする解凍後期における前記解凍室２内の設定温度である。したがって、被解凍物１の温度は長時間をかければ最終的には第二設定圧力Ｐ２相当の温度に達するが、解凍終了時点において被解凍物全体の温度が前記第二設定圧力Ｐ２相当の温度となっていることを要しないものとする。

ここで、上記構成の実施例の作用を図１〜図６に基づいて説明する。まず、図１を参照して、前記台車６を前記解凍室２から引き出した状態で、被解凍物１を載置し、その後前記台車６を前記解凍室２内へ収容し、前記解凍室２を密閉する。

＜解凍モード選択などの設定＞
図２において、処理ステップＳ１（以下処理ステップＳＮを単にＳＮという。）で、解凍モードの選択を行う。このモード選択を確定すると、選択された解凍モードを記憶して、Ｓ２へ移行する。

Ｓ２において、解凍時間の設定を行う。ここでは、選択された各解凍モード毎に解凍時間が設定される。この解凍時間は、前記第一解凍モードＭ１が選択されたときには、前記第一解凍工程Ａ，前記移行工程Ｂ、および前記第二解凍工程Ｃの合計時間である第一解凍時間Ｔ１であり、第二解凍モードＭ２が選択されたときには、第二設定圧力Ｐ２による前記第二解凍工程Ｃの第二解凍時間Ｔ２である。これらの解凍時間Ｔ１，Ｔ２は、ユーザーが被解凍物１の種類や量に基づき、設定する。この設定を確定すると、設定値を記憶して、Ｓ３へ移行する。

Ｓ３において、各解凍モードに関する解凍温度の設定を行う。解凍温度とは、前記第二設定圧力Ｐ２であり、ユーザーは、温度により設定するが、前記制御器８は、これを圧力に換算して第二設定圧力Ｐ２として記憶する。前記第一解凍工程Ａの第一設定圧力Ｐ１および前記移行工程Ｂの段階的設定圧力は、予め設定した値とするが、設定値を変更できるように構成することができる。この解凍温度の設定を確定すると、設定値を記憶してＳ４
へ移行する。

Ｓ４において、低圧保持の設定が行われる。この低圧保持工程Ｆとは、図４に示すように解凍工程終了後に前記減圧手段４を作動させて、前記解凍室２内を第四設定圧力Ｐ４に保持することにより、解凍済みの被解凍物の温度を低く保持する。これにより、解凍終了後において被解凍物１の品質を保持させる。この低圧保持工程Ｆは、「あり」、「なし」の選択が可能である。低圧保持設定が確定されると、設定を記憶して、Ｓ５へ移行する。

Ｓ５において、徐圧設定が行われる。この徐圧とは、図４に示すように、前記第一解凍モードＭ１の第二解凍工程Ｃの後，すなわち解凍終了後に、前記復圧弁２４を開いて復圧する復圧工程Ｇにおいて、前記復圧弁２４を徐々に開く工程である。この徐圧により、前記解凍室２内の圧力が徐々に上昇し、急激な復圧によるドリップの発生を防止することができる。この徐圧は、「あり」、「なし」で設定され、設定が確定すると、Ｓ６へ移行する。

＜解凍運転実行＞
Ｓ６においては、運転スイッチ（図示省略）が押されたかどうかを判定した後、Ｓ１〜Ｓ５において記憶された内容に基づいて解凍運転が実行される。以下に、前記第一解凍モードＭ１と前記第二解凍モードＭ２とを順次説明する。

＜第一解凍モードＭ１＞
まず、図４に基づいて、前記第一解凍モードＭ１を説明する。今、低圧保持：「あり」、徐圧：「あり」が設定されているとすると、工程は、前記空気排除工程Ｅ→前記第一解凍工程Ａ→前記移行工程Ｂ→前記第二解凍工程Ｃ→前記低圧保持工程Ｆ→前記復圧工程Ｇの順に実行される。図４の例では、前記第二設定圧力Ｐ２を約１２．３hPa（１０℃）に設定し、前記第一設定圧力Ｐ１を約８．７hPa（５℃）に設定している。

（空気排除工程Ｅ）
解凍予備工程である前記空気排除工程Ｅは、連続的に減圧しながら給蒸する工程を含んでいる。図３を参照して、まず、Ｓ１１にて、前記復圧弁２４を閉じた状態で、前記減圧手段４を連続作動し、連続減圧を行う。すなわち、時点ｔ０（以下、時点ｔｎは、単にｔｎという。）にて、前記真空ポンプ１８を作動し、設定圧力まで減圧後、ｔ１にて、前記第二給蒸弁２０を開いて前記蒸気エゼクタ１５を作動する。前記給水弁２２は、前記真空ポンプ１８および前記蒸気エゼクタ１５の作動と連動して開くが、前記熱交換器１６に冷却能力がある場合は、給水を停止して節水するように構成することもできる。

この減圧手段４の連続作動により、前記解凍室２内圧力は、急激に低下する。そして、前記解凍室２内圧力が設定圧力Ｐ５に到達すると、Ｓ１２にてＹＥＳが判定され、Ｓ１３へ移行して、ｔ２にて前記第一給蒸弁９を全開して前記解凍室２内へ蒸気の供給を開始する。前記制御器８は、この給蒸において前記解凍室２内圧力が第一設定圧力Ｐ１となるように前記給蒸手段３を制御する。こうして、前記空気排除工程Ｅでは、最初は前記減圧手段４のみの排気を行い、その後減圧させながら給蒸することによる排気を行うことにより、前記解凍室２内の空気排除が行われる。

（第一解凍工程Ａ）
前記空気排除工程Ｅに続いて行われる第一解凍工程Ａでは、前記制御器８は、前記給蒸手段３を前記検出圧力Ｐに応じて開度を調整して連続作動させながら、前記減圧手段４の間欠作動と連続作動とを組み合わせて行うことにより、前記圧力検出器７により検出される前記解凍室２内の圧力Ｐが第一設定圧力Ｐ１となるように制御する。

すなわち、前記減圧手段４は、ベースモードでは間欠的に作動される。そして、前記減圧手段４の作動と停止が繰り返して行われる。この前記減圧手段４の作動とは、前記第二給蒸弁２０を開いて蒸気エゼクタ１５を作動させ、前記給水弁２２を開いて前記熱交換器１６による冷却を作動させ、前記真空ポンプ１８を作動することであり、前記減圧手段４の停止とは作動と逆の動作をさせることを意味する。この間欠作動は、前記制御器８のタイマーにより制御される。

この減圧手段４の間欠作動と連続作動とを図３，図４および図６に基づき説明する。前記解凍室２内の圧力は、給蒸が進むに連れて、最下点Ｐ６を経た後、上昇に転じ、ｔ３にて前記第一設定圧力Ｐ１に達する。すると、Ｓ１４にてＹＥＳが判定され、Ｓ１５にて前記第一解凍時間Ｔ１のカウントが開始され、前記第一解凍工程Ａが開始される。前記減圧手段４は、ｔ３の後も若干の時間作動されるが、その後Ｓ１６にて前記減圧手段４を間欠作動させる間欠作動へ移行する。

そして、被解凍物１からの発生ガス量の増加などにより、図６に示すように、前記解凍室２内圧力が切替設定圧力Ｐ１＋ΔＰとなると、Ｓ１８においてＹＥＳが判定され、Ｓ１９へ移行して、ｔ８にて前記減圧手段４の連続作動，すなわち連続減圧が行われる。このＳ１８のＹＥＳの判定は、好ましくは、前記解凍室２内圧力が切替設定圧力Ｐ１＋ΔＰとなってこれが所定時間継続したときとする。

この連続作動とは、タイマー制御でなく、圧力による制御である。この連続作動は、前記解凍室２内の圧力が前記第一設定圧力Ｐ１に復帰し（Ｓ２１でのＹＥＳ判定）、前記解凍室２の解凍設定圧力が変更されてＳ２２にてＹＥＳが判定されるｔ４まで継続される。この間欠作動から連続作動への切替は、前記第一設定圧力Ｐ１への復帰時点で行うように構成することができる。

この連続減圧により、前記解凍室２内の圧力は、急速に前記第一設定圧力Ｐ１に復帰する。こうして、被解凍物１からの流出ガス量の増加にかかわらず、前記解凍室２内を所期の圧力に速やかに制御でき、前記解凍室２内の圧力変動，すなわち温度変動を最小限に抑えることができる。

Ｓ２２にて、ＹＥＳが判定されると、処理はＳ１６へ戻り再び間欠減圧が行われる。こうして、間欠減圧をベースとして連続減圧が組み合わされて行われる。

前記の間欠作動において、前記減圧手段４の停止時、前記解凍室２内へ蒸気が供給され、被解凍物１に凝縮することにより解凍が進行する。そして、蒸気の凝縮により圧力低下が生ずることと蒸気の連続的な供給とにより、前記減圧手段４を停止しても前記解凍室２内の圧力がほぼ前記第一設定圧力Ｐ１に保持される。

そして、この前記減圧手段４停止時においては、蒸気が解凍に寄与することなく無駄に排出されないので経済的である。また、前記蒸気エゼクタ１５の停止により蒸気使用量を減少できる。また、前記熱交換器１６への冷却水の供給が停止されるので、冷却水の使用量を低減できるとともに、冷却水を冷却するための電力使用量を低減できる。さらに、前記真空ポンプ１８を停止するので、その作動に要するエネルギー使用量を低減できるとともに、使用する封水量を少なくできる。結果として、節電と節水とにより大幅な省エネルギーが実現されることになる。さらに、前記真空ポンプ１８の停止により騒音量を低減できる。

ちなみに、実験によると、２時間解凍の場合、この実施例のように前記減圧手段４の間欠作動で解凍を行うと、前記減圧手段４の作動時間は約２５分で済む。従って、この実施
例の間欠作動は、連続作動と比較して、約１／５の作動で済むことになり、大幅な節電と節水を実現できるとともに、騒音の低減効果も著しいものとなる。

また、間欠作動において、前記減圧手段４作動時は、前記解凍室２内が排気されるので、解凍中に被解凍物１から発生するガスなどが前記解凍室２外へ排出され、被解凍物１の周囲にガスが滞留することによる熱伝導の阻害や、前記解凍室２内の空気分圧が上昇することによる熱伝導の阻害を低減できる。その結果、解凍に要する時間を短縮できるとともに、均一な解凍を実現できる。

また、この減圧手段４の作動時も前記給蒸手段４からの給蒸が前記第一給蒸弁１２の比例制御により続けられ、前記解凍室２内は第一設定圧力Ｐ１に制御されるので、被解凍物１は第一設定圧力Ｐ１に相当する温度で解凍が行われることになる。そして、前記減圧手段４の停止、作動にかかわらず前記第一給蒸弁１２の制御により給蒸量を制御することにより、前記第一設定圧力Ｐ１からの圧力変動を最小限とすることができ、所期の高品質解
凍を行うことができる。

さらに、前記連続的作動により、前記解凍室２内を速やかに前記第一設定圧力Ｐ１に戻すことができるので、前記間欠作動と連続作動とを組み合わせることにより所期の高品質解凍を確実に行うことができる。

また、前記第一解凍工程Ａにおいて、前記第一設定圧力Ｐ１が前記第二解凍工程Ｃの第二設定圧力Ｐ２よりも低い圧力に設定されているので、被解凍物１の高温での滞留時間を減少でき、被解凍物１はその表面温度を上げすぎることなく解凍される。その結果、高い解凍品質を保持して解凍できる。また、被解凍物１は、凍結状態であり、熱伝導率が高く、比熱が小さいので、蒸気温度が低いにもかかわらず比較的短時間で解凍される。

この減圧手段４の間欠作動と連続作動とは、前記移行工程Ｂ，第二解凍工程Ｃおよび第二解凍モードＭ２の第二解凍工程Ｃにおいても行われるが、以下の説明ではその説明を省略している。

つぎに、前記移行工程Ｂおよび前記第二解凍工程Ｃも図２の処理手順により制御される。前記解凍工程Ａと異なるのは、前記解凍設定値が変更される点である。以下に、その処理の概要を図４に従い説明する。

（移行工程Ｂ）
図４を参照して、前記第一解凍工程Ａがタイマー制御により第一設定時間Ｔ１１行われて終了すると、ｔ４にて前記移行工程Ｂが開始される。この移行工程Ｂでは、設定圧力が図示のように段階的に上昇し、前記検出圧力Ｐが段階的に変化する設定圧力となるように、前記給蒸手段３および前記減圧手段４を制御する。この移行工程Ｂもタイマー制御により第二設定時間Ｔ１２実行される。

この移行工程Ｂにおいては、前記解凍室２内の温度が段階的に上昇する。これに伴い被解凍物１の表面温度も徐々に上昇するので、被解凍物１の表面が高温に晒される時間が短くなり、被解凍物１からのドリップの流出を抑えることができる。

（第二解凍工程Ｃ）
ｔ５にて、移行工程Ｂが終了し、第二解凍工程Ｃが開始される。この第二解凍工程Ｃでは、前記検出圧力Ｐが前記第二設定圧力Ｐ２となるように、前記給蒸手段３および前記減圧手段４を制御する。この第二解凍工程Ｃもタイマー制御により第三設定時間Ｔ１３だけ実行される。

こうして、前記第一解凍工程Ａ，前記移行工程Ｂおよび第二解凍工程Ｃは、前記第一解凍時間Ｔ１だけ実行される。

この第一解凍時間Ｔ１は、前記空気排除工程Ｅの開始からではなく、前記空気排除工程Ｅの終了後にカウントが開始されるので、解凍時間の設定が容易となる。

すなわち、空気排除のための時間設定における要因は、被解凍物１解凍のための時間設定における要因とは異なる。よって、前記空気排除工程Ｅに要する時間と解凍工程Ａ〜Ｃに要する時間とを含めた時間を設定するのは、解凍時間のみの設定に比べて困難であり、設定したとしても所期の解凍結果を得ることは容易ではない。この実施例では、設定する前記第一解凍時間Ｔ１は、前記空気排除工程Ｅに要する時間を含ませないことにより、解凍時間の設定を容易にしている。前記空気排除工程Ｅは、時間設定を行うことなく制御器８により自動的に制御される。

（解凍工程の終了）
そして、前記第一解凍時間Ｔ１が経過すると、すると、図３のＳ１７またはＳ２０において、ＹＥＳが判定され、処理は、図２のＳ７へ移行する。Ｓ７では前記報知器２７を点灯して、解凍工程の終了を報知する。前記の解凍工程終了の報知は、解凍が数時間に及ぶ場合もあるので、解凍装置から離れて作業を行う作業者にとって有益である。

同時に、解凍が終了すると、Ｓ８にて、低圧保持：「あり」が設定されている場合は、低圧保持工程Ｆを実行する。

（低圧保持工程Ｆ）
この低圧保持工程Ｆは、図４に示すように、まず前記解凍室２内圧力を前記第三設定圧力Ｐ４に保持するように、前記減圧手段４を間欠的に作動，停止する。この間欠作動は、タイマー制御ではなく、圧力を設定値に制御する圧力制御による。この低圧保持に伴う真空冷却効果により、被解凍物１を解凍温度よりも低い温度にて保持し、含浸工程などの次工程に備えることができる。この低圧保持工程Ｆは、第三時間Ｔ３実行され、終了するとＳ９へ移行する。また、圧力保持：「なし」の場合は、低圧保持工程Ｆを省略して、Ｓ９へ移行する。

（復圧工程Ｇ）
Ｓ９においては、復圧工程Ｇが実行される。この復圧工程Ｇでは、徐圧：「あり」の場合は、前記の徐圧が実行される。この場合の前記解凍室２内の圧力変化は、実線Ｘで示される。図４において、一点鎖線Ｘは、圧力保持：「なし」の場合を示す。また、徐圧：「なし」の設定がなされている場合は、前記復圧弁２４を全開として、復圧を行う。この場合の圧力変化は、図５の実線Ｙで示される。この復圧工程が終了すると、解凍装置の運転は終了となる。図５において、一点鎖線Ｙは、徐圧：「なし」の場合を示す。

＜第二解凍モードＭ２＞
つぎに、前記第二解凍モードＭ２を図５に従い説明する。この第二解凍モードＭ２において、前記第一解凍モードＭ１と異なるのは、前記第一解凍工程Ａおよび前記移行工程Ｂがなく、解凍初期（ｔ３）から後期までの前記第二解凍時間Ｔ２の全領域において前記第二解凍工程Ｃが行われる点と、この第二解凍工程Ｃの後に前記締め工程Ｄを設けている点であり、その他は第一解凍モードＭ１と同じである。図５の例では、前記第二設定圧力Ｐ２を約２３．４hPa（２０℃）に、前記第三設定圧力Ｐ３を約８．７hPa（５℃）にそれぞれ設定している。

この第二解凍モードＭ２の第二解凍工程Ｃは、別の名称で呼ぶことも可能であるが、設定圧力が前記第一設定圧力Ｐ１よりも高い点で前記第一解凍モードＭ１の第二解凍工程Ｃと同じであるので、第二解凍工程Ｃと称している。

前記締め工程Ｄは、ｔ６〜ｔ７まで第四時間Ｔ４だけ行われる。この締め工程Ｄは、タイマー制御でなく、目標設定値に制御する圧力制御である。そして、締め工程Ｄ中は前記解凍室２内への給蒸を行わないものとするが、給蒸するように構成することができる。

この第二解凍モードＭ２は、第一解凍工程Ａおよび移行工程Ｂを行わず、第二解凍工程Ｃのみを行うので、第一解凍モードＭ１と比較して、短時間で急速な解凍が行われる。一方、第二設定圧力Ｐ２の設定値如何にもよるが、第一解凍モードＭ１と比較して解凍初期に被解凍物１が高温に晒される時間が長くなるので、解凍品質の点でやや劣ることになる。

前記のように、ユーザーは、第一解凍モードＭ１と第二解凍モードＭ２を選択できるので、解凍品質重視の解凍を行いたい場合は、第一解凍モードＭ１を選択し、短時間解凍を行いたい場合は、第二解凍モードＭ２を選択して解凍を行うことができ、望みに応じた解凍を行うことができる。

この発明は、前記実施例に限定されるものではなく、この実施例では前記減圧手段４を蒸気エゼクタ１５，熱交換器１６および真空ポンプ１５としているが、このの代わりに、特開２０００−１７９５００号公報に示されるような水エゼクタ（図示省略）を用いたものとすることができる。この水エゼクタを用いて、前記実施例と同様に間欠作動させる場合は、水エゼクタへ水を供給する循環ポンプの運転に要する電力を減少できるとともに、前記循環ポンプの運転に伴う騒音量を低減できる効果がある。

この発明の実施例の概略構成を示す説明図である。 同実施例の処理手順の概要を示すフローチャート図である。 図２の要部処理手順の概要を示すフローチャート図である。 同実施例の第一解凍モードによる解凍を説明するタイムチャート図である。 同実施例の第二解凍モードによる解凍を説明するタイムチャート図である。 図４の要部の詳細を説明するタイムチャート図である。

符号の説明

１ 被解凍物
２ 解凍室
３ 給蒸手段
４ 減圧手段
５ 復圧手段
７ 圧力検出器

Claims (4)

1. 解凍区域２内へその外部から給蒸する給蒸手段３と、前記解凍区域２内を減圧する減圧手段４と、前記解凍区域２内の温度または圧力を検出する検出手段７と、解凍工程時において、前記検出手段７からの信号を入力し、前記給蒸手段３および前記減圧手段４を制御して、前記検出手段７の検出値が設定値となるように制御する制御手段８とを備え、
   前記制御手段８は、解凍工程時において、前記解凍区域２内へ前記給蒸手段３により前記解凍区域２へ給蒸を行ない、前記検出手段７の検出値が前記設定値となるように前記給蒸手段３を制御するとともに、
   前記減圧手段４をその連続フル作動による減圧に対して減圧速度を低下させた減圧速度の調整の作動とし、この調整の作動が前記解凍区域２内の圧力制御に影響を与えることなく行われる
   ことを特徴とする解凍装置。
2. 前記制御手段８は、前記検出値が前記設定値より所定値高い切替設定圧力となると、前記減圧速度の調整の作動に代えて前記連続フル作動による減圧を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
3. 前記減圧速度の調整が、タイマーによる前記減圧手段４の間欠作動であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の解凍装置。
4. 前記制御手段８は、前記解凍工程前に、前記解凍区域２内の温度または圧力が最初に設定値に到達するまでの間、給蒸しながら連続フル作動により減圧する前記解凍区域２内の空気排除工程を行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の解凍装置。

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