JPS61285974A - 凍結体の解凍方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く既存技術〉 真空解凍とは凍結体の解凍に必要な融解熱？真空下にお
ける水蒸気の低温面への凝縮潜熱によって供給させる解
凍方法であり、真空工学において水蒸気凝縮機に捕集さ
れた凝結水の解凍法として円軸／７”ｌ原種ｔｔｒ−Ｒ
−イど家のでネスヘ一般に凝縮熱伝達とは、水蒸気がそ
の飽和温度よりも低い温度の固体などの表面に接触した
際、気相から液相への状態変化に伴って潜熱全放出する
ことを言い、理想状態においてはおよそ１０７Ｋｃａｌ
／ｍ　ｈ’ｃのオーダーになり、極めて高い熱伝達率全
示す。しかしながら、この理想凝縮は実際には殆ど起こ
らないとされて込る。その理由としては、第一に凝縮に
よって生じた液体膜、あるいは水滴が固体と蒸気の間に
介在し断熱作用奮起こすこと、第二に空気などの非凝縮
気体が混在してい友場合、液膜の付近で非凝縮気体が蓄
積され相対的に蒸気の分圧が下が９、蒸気の液膜への到
達に気体分子内の拡散全必要とすることなどが上げられ
る。

真空解凍は、容器内の絶対圧？下げることで上記した蒸
気の飽和温度金工げ、室温ま文はそれ以下の温度で凝縮
熱伝達を達成しようと言うものであるので、上記した二
つの問題点全潜在的に持っていると言える。現在真空解
凍に関して、提案されている様々な手法の大部分は上記
二点に焦点？当てたものである０ タトえば、真空引きの吸引口を多段になった凍結体の間
に置き、非凝縮気体である空気全効率的に排気する方法
や、真空引きの際に、上記の供給源である水を真空槽の
外に配置し、ある程度の真空度が得られてから、脱気し
た水を供給する事で、空気の排気全促進する方法が有る
（例えば、特公昭５２−４６１４号公報参照）。しかし
ながら、これらの方法は業務用のような規模の大きい真
空解凍装置に適用する場合Ｖｒ−は、全体を真空排気す
る労力が水を脱気する労力に比べて遥かに大きいため、
効果的であると言えるが、規模が小さくなればなるほど
その効果は小さくなっていく。

ま几、上の手法は凍結体表面に凝縮しｔ水滴に関しては
何等言及しておらず、この点に於いても問題を残してい
ると言える０ 〈発明の目的〉 本発明は上記した、凝縮熱伝達の阻害要因を排除するこ
と全目的としており、特に残存空気の排除と凝縮水滴に
よる断熱効果全緩和させる事で、真空解凍の優位性を最
大限に引き出すこと全目的としている。

〈具体的実施例〉 以後、本発明の具体的実施例全図によって説明する。第
１図は本発明全もとに試作された真空解凍システムの概
略図である。ｌは気密容器、２は凍結体全果せる架台、
３は凍結体（被解凍物）である。気密容器ｌ内には初期
には凍結体のみが配置されており、真空ポンプ６により
排気管５を介して排気される。気密容器内が所定の真空
度に達し几ら、排気バルブ７が閉鎖され気密容器は完全
に外部と遮蔽される。その後貯水槽９から給水管ｌＯｔ
介して解凍に必要な水が供給される訳であるが、この時
給水管９は所定温度に設定された加熱ヒータ−１１全通
過し水の温度を所定値まで引き上げる。この時の水温は
気密容器１内の圧力における水の沸点以上に設定される
必要があり、気密容器内に水が侵入した瞬間に気化する
ことが必要である。前記した手順によって所定温度に設
定され几水が給水バルブ８の開閉に伴って間欠的に噴射
ノズル４から噴出されると前記した水は低温のスチーム
ガスとなって凍結体３の上部に噴射される。相対的に見
れば、凍結体表面の方が低温スチームガスよジもはるか
に温度が低い几め、低温スチームガスは凍結体３表面で
凝縮する。また気密容器内における水の沸点は低温スチ
ームガスよりも相対的に温度が低いため低温スチームガ
スは気密容器内に瞬間的に拡散し、噴射ノズル４からみ
て凍結体の陰になる凍結体表面にも満遍無く凝縮する。

このようにして低温スチームが凝縮するとき凝縮潜熱が
放出され凍結体全解凍するが、同時に凝縮水が凍結体表
面に多数付着し、凍結体への熱伝導速度は徐々に低下し
ていく。これは凝縮水が蒸気との間に介在している事が
主な原因であり、これらの凝縮水を効果的に排除するこ
とが解凍速度の向上には不可欠である。凍結体の側面あ
るいは底部に付着した凝縮水は重力の働きで自然に落下
するが、凍結体上部に凝縮した水滴はそのまま放置され
る。本装置ではこの点に注目し凍結体上部の凝縮水全前
期噴射ノズルから間欠的に噴出する低温スチームガスの
噴出力を利用して、凍結体上部に堆積し几凝縮水を吹き
飛ばすことで凝縮水の効果的排除を行っている。

ここまでの過程金、第２図の気密容器内の圧力変化曲線
および第３図の気密容器内の状態温度変化曲線を用いて
再度説明する。

第２図のａ点は気密容器ｌ内に凍結体３を設置しｆ−直
後、大気圧下にある状態である。ここから真空ポンプ６
により排気が開始され、気密容器１内の絶対圧は徐々に
低下しおよそ１〜５ｔｏｒｒ近辺まで低下しｂ点まで米
たところで排気バルブ７が閉鎖され真空ポンプ６が停止
する。その後給水バルブ８が開き温水がノズル４全介し
て気密容器１内に導入され、温水の温度が容器内圧力に
おける水の沸点よりも高−ため急速に気化し気密容器１
円の圧力も急速に上昇して０点に至る。

この後給水バルブ８が閉鎖され、かつ凍結体表面に水蒸
気が凝縮し始めるので気密容器１内の圧力は再び徐々に
低下しｄ点に至る。ここまでの過程における気密容器内
の温度の変化は、第３図のａ　−ｄのように汝る。即ち
、ａ−ｂにおける排気過程においては気密容器内の残存
気体が見掛は上断熱膨張し、温度が低下していく。ｂ　
＝　ｅにおいてはスチームが噴出しているため見掛は上
の断熱圧縮、及びスチームの持つ潜熱により急激に上昇
する。ｃ−ｄでは凍結体表面へのスチームの凝縮に伴い
徐々に温度が低下する。このようにして再び気密容器内
の圧力が所定値まで低下すると、再度給水パルプ８全開
きスチームを噴出させる。以上の過程全数回に渡り繰り
返すことで凍結体を解凍する訳であるが、前記したスチ
ームガスによる凍結体表面の水滴の除去を行わなかった
場合に容器内の各状態値は第２図及び第３図の破線で示
したような変動？見せるのに対し、本発明に従って凍結
体表面の水滴の除去全行った場合には同図の実線のよう
になり、水蒸気の凍結体表面への凝縮量が大きくなる。

〈発明の効果〉 本発明は、以上の如く気密容器の外部より低温スチーム
を供給し、そのときのスチームの噴射力全利用すること
で、真空解凍時における、凍結体表面に付着した余分な
凝縮水の除去全効果的に行なうことができ、その結果真
空解凍法の最大の特徴である凝縮熱伝達による凍結体の
解凍の機会が多くなり、全体としての解凍時間全大巾に
短縮することができるという顕著な効果金奏し得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる真空解凍装置の概略構成図、第
２図は気密容器内の圧力変化状態説明図、第３図は気密
容器内の温度変化状態説明図を示すＯｌ：気密容器、３
：凍結体、４：噴射ノズル、６：真空ポンプ、１１：加
熱ヒーター。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦　（他２名）鴫や（ｐ
）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、凍結体を気密容器内に密封し該容器内の空気を排除
   して真空状態とし、蒸気の飽和温度を低く保つことで該
   容器内の水蒸気分圧を上げ、凍結体の解凍に必要な熱の
   供給を凝縮熱伝達が支配的となるように操作する解凍方
   法に於いて、前記気密容器内に低温度スチームを供給し
   、該スチームの噴射力によって凍結体表面に付着した凝
   縮水を排除する事を特徴とする凍結体の解凍方法。