JP3672128B2 - 熱交換器の定置洗浄方法、熱交換器の洗浄効率増強装置及び洗浄効率の増強が可能な熱交換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路に配設された熱交換器を定置洗浄する方法、及び熱交換器の洗浄効率を増強する装置に関する。
更に詳しくは、本発明は、流路に配設された熱交換器を定置洗浄する方法であって洗浄効率が極めて高い定置洗浄方法、及び熱交換器の定置洗浄の際の洗浄性を増加させる装置に関する。
本発明は、清潔さが要求される熱交換器、特に、流動性のある食品、医薬品等を連続的に処理する熱交換器に好適に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
流動性のある食品、医薬品等を取り扱う産業界、例えば食品産業においては、食品を連続的に管路に流し、加熱、殺菌、調理、冷却等の熱交換処理をすることが、しばしば行われる。実際に、液状（牛乳、ジュ−ス等）、粘液状（高濃度糖液等）、スラリ−状（ス−プ等）、固液混相状（シチュ−等）等の流動性のある食品又は医薬品（以下、これらをまとめて食品と記載する。）においては、製造工程には食品の搬送ル−トとしての管路が設けられ、この管路に食品を流す搬送手段としてポンプが設けられる。そして、加熱、冷却、殺菌等の各処理を行う熱交換器が同様に管路に配設され、管路を流れる食品を連続的に熱交換処理する。
食品の処理工程が終了した後は、食品が通過した管路及び各熱交換器は速やかに洗浄する必要がある。食品産業においては、昔は、管路を構成する配管、及び各熱交換器は作業員が分解して手で洗浄していたが、現在は、管路及び各熱交換器を分解せずにそのままの状態で洗浄液を通液し、洗浄する定置洗浄法が採用されている。
【０００３】
定置洗浄法においては、洗浄液として、水、温湯、水酸化ナトリウム等のアルカリ洗剤、硝酸等の酸性洗剤、中性洗剤等が用いられ、これら洗剤の溶液を交互に、かつ高速で管路に通液して洗浄する。即ち、洗浄液を高速で通液することにより流路を高レイノルズ数の乱流状態となし、管路及び管路に配設された各熱交換器の内壁に付着した汚れを化学反応させながら剥離させるのである。従って、定置洗浄法においては大流量で洗浄液を通液することが必要なのである。
また、食品を処理する一連の管路においては、処理条件を一定に保持するために食品を一定の流量で通液する必要があり、このために定量ポンプ、流量コントロ−ル可能なポンプシステム等（以下、これらを一括して定量ポンプと記載する。）が管路に配設されており、定置洗浄の際にもこれらを利用して所定流量の洗浄液を通液することが行われる。
【０００４】
ところが、一般に熱交換器は、種々の機器の中でも最も汚れの激しい機器とされており、熱交換器を定置洗浄する場合の洗浄液の流量は、定量ポンプの能力以上の流量、おおむね１.５倍以上の流量が求められることが多い。従って、従来は、熱交換器の定置洗浄に際しては、洗浄液の十分な流量を確保するために、定量ポンプに対して定置洗浄のための特別な装置を付加することが行われていた。
従来の定置洗浄方法の一例を、実際の装置を例示して説明する。図１１は、従来の定置洗浄方法を行う牛乳用プレ−ト式殺菌機（プレ−ト式熱交換器により牛乳を加熱殺菌する殺菌装置）の模式図である。
【０００５】
図１１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００において、未殺菌牛乳は矢印Ｍの方向から導入され、一旦バッファタンク１０１に貯留され、のち押込ポンプ１０２により第１熱交換部１１０に送液される。この第１熱交換部１１０において、未殺菌牛乳は殺菌後の牛乳と熱交換される。未殺菌牛乳は続いて第１加熱部１２０に送液されて温湯ＨＷ１により加熱される。次いで、保持タンク１０３に所定の時間貯留された後、押込ポンプ１０４により均質機（定量ポンプ）１０５に送液される。均質機１０５は、一定の流量で未殺菌牛乳を吐出して第２熱交換部１３０に送液し、ここで未殺菌牛乳は殺菌後牛乳と再度熱交換されて温度が上げられ、第２加熱部１４０において温湯ＨＷ２によって加熱され殺菌温度に到達する。次いで、殺菌後の牛乳は第２熱交換部１３０及び第１熱交換部１１０により未殺菌牛乳と熱交換されて温度を下げられ、第１冷却部１５０にて水Ｗにより、また第２冷却部１６０にてチルド水ＣＷにより冷却される。前記の第１熱交換部１１０及び第２熱交換部１３０、第１加熱部１２０及び第２加熱部１４０、第１冷却部１５０、並びに第２冷却部１６０は、全てプレ−ト式熱交換器によって構成されている。
【０００６】
以上の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００においては、殺菌処理が終了した後は、プレ−ト式熱交換器の各プレ−トの伝熱面に蛋白質、カルシウム等のスケ−ルが付着している場合が多く、定置洗浄を行う際には、プレ−トの伝熱面を十分に洗浄できる条件で行う必要がある。
図１１の装置においては、均質機１０５が、殺菌機全体を定置洗浄するための装置１７０を別途備えている。即ち、均質機１０５の入口配管１０５a及び出口配管１０５bを短絡するバイパス配管１７１が設けられており、このバイパス配管１７１に２個のストップ弁１７３及び１７４が配設されている。また、バイパス配管１７１には洗浄液用押込ポンプ１７２が配設されている。通常の殺菌処理を行っている間は、ストップ弁１７３及び１７４は閉鎖しており、バイパス配管１７１への牛乳の流入を防止している。
【０００７】
定置洗浄の際には、矢印Ｃ１の方向から洗浄液が流入し、押し込みポンプ１０２により第１熱交換部１１０、第１加熱部１２０、及び保持タンク１０３に送られ、保持タンク１０３の出口（図示せず）より排出される。これにより、押し込みポンプ１０２から保持タンク１０３までが洗浄される。
一方、保持タンク１０３より下流の管路については、矢印Ｃ２方向より洗浄液が流入し、押し込みポンプ１０４及び均質機１０５により、第２熱交換部１３０から第２冷却部１６０に至る管路に送液される。
この際にストップ弁１７３及び１７４を開き、同時に洗浄液用押込ポンプ１７２を稼働して、均質機１０５と共に、バイパス配管１７１を介しても洗浄液が流れる状態となし、結局、全体の洗浄液の流量を均質機１０５の吐出能力以上の流量とするのである。このようにして、プレ−トの伝熱面をより効果的に洗浄する工夫がなされていた。
【０００８】
一方、図１１に示した牛乳用プレ−ト式殺菌機１００においては、各熱交換器は全てプレ−ト式熱交換器によって構成されている。プレ−ト式熱交換器は、伝熱面を有する複数枚のプレ−トを組み合わせて、伝熱面を隔てて被処理物及び熱媒体（又は温度の異なる２つの被処理物）を各々通液し、伝熱面を介して熱交換する装置であるが、分解及び組み立てが容易であるため、洗浄性に気をつかう食品産業、医薬品産業等においては標準的に用いられている。
プレ−ト式熱交換器は、種々のプレ−トを組み合わせて自由に設計することができるため、被処理物の熱特性、熱媒体の種類、温度条件、流量条件等に応じて、最適な熱交換器を容易に設計することができる。また、流路を広くとれるので、他の熱交換器よりも熱交換効率が良好であり、設置スペ−スが小さく済み、更に、一枚一枚のプレ−トが汎用品であることから、投資コストが安価で済むという利点がある。従って、一般には、熱交換器の導入を検討する際には、まず、プレ−ト式熱交換器を適用することを前提として検討する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の定置洗浄方法においては、管路全体に一定の流量で洗浄液を流す方法であるため、管路に配設された熱交換器の中で最も汚れの激しいものを対象として洗浄液の流量を設定する必要があり、しかも管路全体を流すことができる範囲までの流量しか設定することはできなかった。従って、それほど汚れていない熱交換器についても必要以上の流量で洗浄液を流がすこととなり、無駄なエネルギ−を要すると共に、最も洗浄され難い熱交換器を十分洗浄できる時間に、洗浄時間を設定するため、全体の洗浄が長時間になっていた。
例えば、図１１の殺菌機においては、複数のプレ−ト式熱交換器を備えているが、各熱交換器１１０〜１６０において各々汚れの程度は均一ではなく、温度条件、品種、処理量等の条件により個々の熱交換器の汚れの程度は均一ではない。しかしながら、前記従来の定置洗浄方法においては、洗浄液の流量は最も汚れが激しい熱交換器を洗浄できる流量に設定する必要があり、それほど汚れていない他の熱交換器についても必要以上の流量で洗浄液を流がす結果となっていた。そして、洗浄時間は、最も汚れの激しい熱交換器を洗浄できる時間に設定する必要があった。
【００１０】
また、例えば、図１１において、定量ポンプ（即ち均質機１０５）にバイパス配管１７１を設けて洗浄用押込ポンプ１７２を使用する場合は、洗浄用押込ポンプ１７２の機種の選定にあたっては、各熱交換器の圧力損失を克服するほどの高い揚程のものを選定する必要があった。即ち、一般に従来の定置洗浄方法においては、管路全体の圧力損失を克服するために大電力の大型ポンプを必要とし、投資額及びランニングコストが高価になる問題点があった。
【００１１】
一方、従来のプレ−ト式熱交換器においては、設計する際に洗浄効率を考慮した設計を行う必要があった。例えば、図１１に示した牛乳用プレ−ト式殺菌機１００において、冷却部１５０を設計する際には、牛乳の流量、入口温度、目標温度、冷却水Ｗの温度、流量等により、必要とするプレ−トの枚数及び組み合わせを決定することができる。しかしながら、このような冷却用のプレ−ト式熱交換器においては、牛乳以外の高粘度食品を流す場合には、伝熱効率が低下するため、使用するプレ−トの枚数を多くする必要があった。ところが、プレ−トの枚数が増加した場合は、洗浄液を通液する際の圧力損失が大きくなり、定置洗浄の際に洗浄液流量が十分に確保できず、洗浄不良事故が発生する可能性があった。従って、このような場合には圧力損失を小さくするようプレ−トの設計を変更するしかなかった。また、プレ−トの設計変更が不可能な場合は、プレ−ト式熱交換器に替えて、高価で熱効率が悪い他の熱交換器を採用するしかなかった。
結局、従来のプレ−ト式熱交換器にあっては、設計に際して、洗浄条件を考慮した設計を行う必要があり、換言すれば、洗浄条件によって熱交換器の設計の範囲が制約を受けていた。そして、プレ−ト式熱交換器は、洗浄性の面で適用可能な範囲が狭い傾向にあった。
【００１２】
このような例を、図１２によって説明する。図１２は、従来の冷菓ミックス用の殺菌機の模式図である。
図１２の冷菓ミックス用の殺菌機２００には、前記図１１の牛乳用殺菌機１００における第１加熱部１２０、保持タンク１０３、押込ポンプ１０４、及び第２熱交換部１３０に相当する機器は存在しない。殺菌機２００において、冷菓ミックスが矢印Ｍの方向から導入され、一旦バッファタンク２０１に貯留された後、押込ポンプ２０２により順次、熱交換部２１０、均質機２０５、加熱部２４０、熱交換部２１０、第１冷却部２５０、及び第２冷却部２６０を通過する。その際の加熱及び冷却の態様は、前記図１１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００と同様であり、詳細な説明は省略する。また、冷菓ミックス用の殺菌機２００には、前記図１１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の洗浄用装置１７０と同様の洗浄用装置２７０が備えられている。
【００１３】
以上の冷菓ミックス用の殺菌機２００においては、熱交換部２１０及び加熱部２４０には、前記図１１の牛乳用殺菌機１００と同様にプレ−ト式熱交換器が使用されている。一般に、冷菓ミックスは牛乳に比べて高粘度の食品であるため、前記の各プレ−ト式熱交換器を構成するプレ−トの種類及び枚数は高粘度食品に対応した設計となっている。
【００１４】
ところが、冷菓ミックス等の高粘度食品は、温度が低下するほど粘度が増加する性質があるため、図１２の冷菓ミックス用の殺菌機２００においては、第１冷却部２５０及び第２冷却部２６０については、多管式熱交換器が採用されている。この理由は、第１冷却部２５０及び第２冷却部２６０において冷菓ミックスを冷却すると粘度が増大し、その結果、伝熱面を介しての伝熱効率が低下するためである。即ち、仮にプレ−ト式熱交換器を採用したとすれば、伝熱効率の低下に応じてプレ−トの枚数を大幅に増加させる必要があり、その結果プレ−ト式熱交換器の流路断面積が大きくなって、定置洗浄の際の洗浄効率が悪化する。従って、冷菓ミックス等の高粘度食品を扱う殺菌機では、冷却部には、やむなく多管式熱交換器を採用していたのである。
このように、プレ−ト式熱交換器は、設計の自由度、伝熱効率、設置スペ−ス、価格等の点で極めて優れているにもかかわらず、適用できる範囲が限られていたのである。
【００１５】
以上のように、従来の定置洗浄方法においては、各熱交換器が配設されている管路全体を同一流量で洗浄する方法であるため、個々の熱交換器の汚れの程度に応じて選択的に洗浄条件を設定することができず、無駄が多く、また洗浄時間が長い傾向にあった。また、大電力の大型ポンプを必要とするため設備投資額及びランニングコストが高価になる問題点があり、更に、特に熱交換器に適用する場合には、熱交換器の設計の際に洗浄条件による制約を受ける問題があった。
そして、従来のプレ−ト式熱交換器は、適用できる範囲が限られており、プレ−ト式熱交換器の特有の長所を発揮する場が制約されていた。なお、本発明は、プレート式熱交換器に特に好適に適用できるが、多管式等の他の方式の熱交換器にも適用できる。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、個々の熱交換器の汚れの程度に応じて選択的に洗浄条件を設定でき、洗浄時間が短かく、大電力の大型ポンプを必要とせず設備投資額及びランニングコストが安価であり、洗浄条件による制約を受けずに熱交換器を設計することを可能にした新しい熱交換器の定置洗浄方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、流路に配設された熱交換器に使用できる前記の方法に基づく洗浄効率増強装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
（第１発明）
前記課題を解決するための本発明の第１の発明は、熱交換用熱媒流路（１０b、１５０b、１６０b、３５０b、３６０b）と前記熱交換用熱媒流路（１０b、１５０b、１６０b、３５０b、３６０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）とを有する熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の定置洗浄方法において、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）の入口側及び出口側の流路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通するバイパス路（１５、１８１、３８１）を設け、洗浄時には前記熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）に洗浄液を流しながら、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過した前記洗浄液の一部を前記出口側の流路（１１b，１８１b，３８１b）から前記バイパス路（１５、１８１、３８１）を介して入口側の流路（１１a，１８１a，３８１a）に戻し、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過する洗浄液の流量を増加させることを特徴とする熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の定置洗浄方法である。
【００１８】
（第２発明）
前記課題を解決するための本発明の第２の発明は、熱交換用熱媒流路（１０b、１５０b、１６０b、３５０b、３６０b）と前記熱交換用熱媒流路（１０b、１５０b、１６０b、３５０b、３６０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）とを有する熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の前記熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）に洗浄液を通液して前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を定置洗浄する際の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）であって、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）の入口側及び出口側の流路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通するバイパス路（１５，１８１，３８１）、前記バイパス路（１５，１８１，３８１）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）、及び前記バイパス路（１５，１８１，３８１）に配設されて前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側から入口側に前記洗浄液を移送する流体移送手段（１２，１８２，３８２）を備え、洗浄時には前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過した洗浄液の一部を前記出口側から前記バイパス路（１５，１８１，３８１）を通過させて前記入口側に移送することにより前記熱交換器（１５，１８１，３８１）の熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）の洗浄効率を増強する洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）である。
そしてこの洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、前記切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）が、前記流体移送手段（１２，１８２，３８２）の両側のバイパス路（１５，１８１，３８１）に少なくとも２個づつ配置されたシ−ル弁であることを望ましい態様としてもいる。
【００２１】
（第３発明）
前記課題を解決するための本発明の第３発明の洗浄効率増強装置（１０B）は、熱交換用熱媒流路（１０b）、この熱交換用熱媒流路（１０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a）、この熱交換用流体流路（１０a）に流入する流体の入口及び出口を有する熱交換ユニット（１０A）に着脱可能に装着される循環用流体移送ユニット（１０B）により構成され、且つ前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側から出口側に流れる洗浄液により前記熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）を洗浄する際の洗浄効率を増強する洗浄効率増強装置（１０B）である。また、この洗浄効率増強装置（１０B）は、前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側に接続する流体流入側接続路（Ｒi）、前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側に接続する流体流出側接続路（Ｒo）、前記両接続路を連通するバイパス路（１５）、前記バイパス路（１５）に配設されて前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側から入口側に前記流体を移送する流体移送手段（１２，１８２，３８２）、及び前記バイパス路（１５）に配設されて前記バイパス路（１５）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）を有し、洗浄時には前記熱交換ユニット（１０A）を通過した洗浄液の一部を前記熱交換器ユニット（１０A）の出口側から前記バイパス路（１５）を通過させて前記入口側に移送することにより前記熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）の洗浄効率を増強する循環用流体移送ユニット（１０B）により構成されている。
【００２２】
（第４発明）
前記課題を解決するための本発明の第４発明の洗浄効率増強装置（１０B）は、熱交換用熱媒流路（１０b）、この熱交換用熱媒流路（１０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a）、及び前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路（１５）の両端部分（１５a，１５a）が形成された熱交換ユニット（１０A）に着脱可能に装着される循環用流体移送ユニット（１０B）により構成され、且つ前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側から出口側に流れる洗浄液により前記熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）を洗浄する際の洗浄効率を増強する洗浄効率増強装置（１０B）である。また、この洗浄効率増強装置（１０B）は、前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路（１５）の前記両端部分（１５a，１５a）に接続するバイパス路中央部分（１５b）及び前記バイパス路中央部分（１５b）に配設されて前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側から入口側に前記流体を移送する流体移送手段（１２，１８２，３８２）を有する循環用流体移送ユニット（１０B）により構成されている。
この第４発明の洗浄効率増強装置（１０B）は、前記バイパス路（１５）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）を、バイパス路中央部分（１５b）の前記流体移送手段（１２，１８２，３８２）が配置された位置の片側または両側に設けることが可能である。また、前記バイパス路（１５）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）が前記熱交換側ユニット側に設けられている場合は省略することが可能である。また、前記流体移送手段（１２，１８２，３８２）としては、渦巻ポンプ（１２）を使用することが好ましい。
【００２３】
【作用】
（第１発明の作用）
前述の特徴を備えた本発明の第１の発明の熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の定置洗浄方法では、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側及び出口側の管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通し、洗浄液の一部を出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）から入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に戻す。したがって、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過する洗浄液の流量を増加させて洗浄することができる。
【００２４】
（第２発明の作用）
前述の特徴を備えた本発明の第２の発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）では、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側及び出口側の管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通するバイパス配管（１５，１８１，３８１）は、切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）により導通状態又は遮断状態に切り替えられる。前記導通状態では、前記パイパス配管に配設された流体移送手段（１２，１８２，３８２）により、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側から入口側にバイパス配管（１５，１８１，３８１）を通って洗浄液を移送することができる。このため、第２の発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側から入口側に通液する洗浄液を増加させることができるので、洗浄効率を増強させることができる。
【００２７】
（第３発明の作用）
前述の特徴を備えた本発明の第３発明の洗浄効率増強装置（１０B）を構成する循環用流体移送ユニット（１０B）は、熱交換用熱媒流路（１０b）、この熱交換用熱媒流路（１０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a）、この熱交換用流体流路（１０a）に流入する流体の入口、及び前記熱交換用流体流路（１０a）に流入する流体の出口を有する熱交換ユニット（１０A）に着脱可能に装着されて使用される。
前記循環用流体移送ユニット（１０B）が前記熱交換ユニット（１０A）に装着された状態では、循環用流体移送ユニット（１０B）の流体流入側接続路（Ｒi）及び流体流出側接続路（Ｒo）は、前記熱交換ユニット（１０A）の前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側及び出口側に接続される。前記両接続路を連通するバイパス路（１５）に配設された流体移送手段（１２，１８２，３８２）は、前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側の流体の一部を前記入口側に移送する。また、前記バイパス路（１５）に配設された切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）は、前記バイパス路（１５）を導通状態又は遮断状態に切り替える。
したがって、第３発明の洗浄効率増強装置（１０B）は、熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）を洗浄する際には、熱交換用流体流路（１０a）を流れる洗浄液の量を増加させることができるので、熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）の洗浄効率の増強が可能である。
【００２８】
（第４発明の作用）
前述の特徴を備えた本発明の第４の発明の洗浄効率増強装置（１０B）を構成する循環用流体移送ユニット（１０B）は、熱交換用熱媒流路（１０b）、この熱交換用熱媒流路（１０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a）、及び前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路（１５）の両端部分（１５a，１５a）が形成された熱交換ユニット（１０A）に着脱可能に装着されて使用される。
前記循環用流体移送ユニット（１０B）が前記熱交換ユニット（１０A）に装着された状態では、循環用流体移送ユニット（１０B）のバイパス路中央部分（１５b）及び熱交換ユニット（１０A）のバイパス路両端部分（１５a，１５a）が接続される。前記バイパス路中央部分（１５b）に配置された流体移送手段（１２，１８２，３８２）は、前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側の流体の一部を前記入口側に移送する。
したがって、熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）を洗浄する際には、熱交換用流体流路（１０a）を流れる洗浄液の量を増加させることができるので、熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）の洗浄効率の増強が可能である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について詳述するが、本発明は、食品に限らず、一般的な流動性のある被処理物（以下、製品と記載する。）についても適用できる。
（第１発明の実施の形態の説明）
まず本発明の第１の発明である定置洗浄方法について説明する。
本発明の定置洗浄方法は、管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）に配設された熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に製品を流して種々の処理を行う工程に使用できるものであり、従来の定置洗浄法に準じて使用することができる。熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）としては、プレ−ト式、チュ−ブラ式、二重管式、多管式、かきとり式等があり、製品を密閉状態で連続的に処理する熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）であれば全て本発明の対象となり得る。
【００３０】
本発明の方法は、まず目的とするべき熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）と出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）とを連通する。ここで連通とは、少なくとも熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を定置洗浄する際に、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）と出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）とを洗浄液が導通する状態にすることである。
連通する手段としては、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）が配設されている管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）において、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の上流側の管路（１１a，１８１a，３８１a）と下流側の管路（１１b，１８１b，３８１b）とを短絡することが望ましい。この場合、予め入口側の管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）から別なバイパス配管（１５，１８１，３８１）を分岐させて、これを出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）に連結すれば良い。また、定置洗浄の前に作業員が熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側及び出口側の管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）に高圧ホ−スをつないで短絡させる方法であっても良い。
【００３１】
熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を定置洗浄している間は洗浄液が管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）に流れているが、この場合、洗浄液は熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）より熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）内部に流入し、出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）を介して排出される。本発明の方法では、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）を流れる洗浄液の一部を、前記連通した箇所を介して、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に戻す。このように洗浄液を戻すための流体移送手段（１２，１８２，３８２）としては、ポンプを使用することが望ましい。例えば、前記バイパス配管（１５，１８１，３８１）を使用する場合は、バイパス配管（１５，１８１，３８１）にポンプを設置しておく。また、作業員が手でホ−スにより短絡する場合は、ホ−スを２本用意し、ポンプの入口及び出口に２本のホ−スを各々接続すれば良い。尚、ポンプは定量ポンプでも渦巻ポンプでも良いが、安全性が高く、振動が少なく、かつ安価な渦巻ポンプが望ましい。
このように、洗浄液の一部を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に戻すことにより、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の内部を通過する洗浄液の流量が増加する。従って、通常の定置洗浄よりも洗浄効率が高まることになる。本発明の方法により定置洗浄を行えば、特に汚れの激しい熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に対して、選択的に洗浄効率を高めることが可能であり、全体の洗浄時間を短縮することができる。
【００３２】
また、本発明の方法においては、洗浄液を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側管路（１１a，１８１a，３８１a）に戻すためのエネルギ−を要するが、このエネルギ−は、当前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の圧力損失を克服する程度のもので良い。従って、流体移送手段（１２，１８２，３８２）としてポンプを使用する場合、必要とするポンプの流体移送能力は小さいもので良く、安価である。即ち、管路全体に洗浄液を流す従来の方法では、管路全体の圧力損失を克服するほどのエネルギ−を必要とするが、本発明の方法では当然前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の圧力損失を克服するだけのエネルギ−だけでよく、ランニングコスト及び投資コストをも節減できるのである。
【００３３】
更に、本発明の方法を適用した熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）は、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の設計に際して、洗浄性の限界を考慮する必要がなく、従来よりも自由に設計することができる。
尚、本発明の方法は、１台の熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に適用しても良いが、直列又は並列に接続された複数台の熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に同時に適用しても良く、また、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）と別な周辺機器とが管路で連結されている場合には、当前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）と周辺機器とに同時に適用しても良い。
【００３４】
また、本発明の方法を適用する管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）は、高圧の定量ポンプ等により洗浄液の流量が所定量に規定される管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）であることが望ましい。なぜならば、出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）から入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に洗浄液の一部を戻す操作によって、管路全体の洗浄液の流量が影響を受けることは好ましくなく、従って、管路を流れる洗浄液の流量は、別途、高圧の定量ポンプ等により所定の流量に規定されていることが望ましい。
【００３５】
（第３、第４発明の実施の形態の説明）
次に、本発明の第３、第４発明である洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）について説明する。第３、第４発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、流路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）に配設された熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に付加的に備えられる装置である。
前記洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側及び出口側の流路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通するバイパス路（１５，１８１，３８１）を備えている。バイパス路（１５，１８１，３８１）は、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の流路（１１a，１８１a，３８１a）及び出口側の流路（１１b，１８１b，３８１b）を連通するものであればいかなるものでも良いが、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）自体は１台である必要はなく、複数台であっても良い。具体的に例示すれば、２台の熱交換器（１５０，１６０，３５０，３６０）が流路（１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）によって上流及び下流に直列に接続されている場合には、その上流の熱交換器（１５０，３５０）の入口側流路（１８１a，３８１a）と、下流の熱交換器（１６０，３６０）の出口側流路（１８１b，３８１b）とを連通する形でバイパス路（１５，１８１，３８１）を設置することができる。この場合は、双方の熱交換器（１５０，１６０，３５０，３６０）の洗浄効率を増強することができる。
【００３６】
また本発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、バイパス配管（１５，１８１，３８１）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）を備えている。切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）を備える目的は、通常の製品を流している場合にバイパス配管（１５，１８１，３８１）を遮蔽状態にし、定置洗浄を行っている間のみにバイパス配管（１５，１８１，３８１）を導通状態にするためである。従って、切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）は、このような目的を達するものであればいかなるものでも良い。
一方、本発明のバイパス配管（１５，１８１，３８１）に配置される流体移送手段（１２，１８２，３８２）としては、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）を使用することが好ましい。渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）は、吐出方向を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側管路（１１a，１８１a，３８１a）に向けた状態で接続される。即ち、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吸込口を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側管路（１１b，１８１b，３８１b）の方向に向け、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吐出口を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側管路（１１a，１８１a，３８１a）の方向に向けて配置するのである。
【００３７】
以上の本発明における流体移送手段（１２，１８２，３８２）として渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）を使用した場合の作用を説明すると、まず、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に製品を流して通常の処理を行っている間は、切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）によってバイパス配管（１５，１８１，３８１）は遮断状態とされており、製品は熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）にのみ流れる。熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を定置洗浄する際には、切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）によってバイパス配管（１５，１８１，３８１）を導通状態とし、洗浄液が熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）及びバイパス配管（１５，１８１，３８１）の双方に流れるようにする。この状態で、前記渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）を稼働させれば、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）から入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に一部の洗浄液が戻る。すると熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過する洗浄液の流量が増加し、洗浄効率が向上する。即ち、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の洗浄効率を増強することができる。
【００３８】
前記流体移送手段（１２，１８２，３８２）として渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）を使用した場合、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の揚程は、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の圧力損失より高い揚程であることが必要である。即ち、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に洗浄液を流した場合において、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側管路（１１a，１８１a，３８１a）とバイパス配管（１５，１８１，３８１）との分岐点から、出口側管路（１１b，１８１b，３８１b）とバイパス配管（１５，１８１，３８１）との分岐点までの、圧力損失よりも高い吐出圧力を必要とする。
また、本発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、通常の定置洗浄を行う熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に対して付加的に備えるものであり、定置洗浄を行っているときの洗浄液の流量は別途定量ポンプにより規定されていることが望ましい。その場合でも、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吐出圧力が高すぎる場合は、管路内部の圧力バランスが変動し、管路全体の洗浄液の流量に影響を及ぼす可能性がある。従って、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吐出圧力は極端に高くないものが好ましい。結局、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の性能は、大流量型でかつ吐出圧力が小さいものが望ましく、対象とする熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の種類、性能等によって異なるが、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吐出圧力は、当前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の圧力損失よりもおおむね０.３〜０.５ｋｇ／ｃｍ2 程度高いものが好ましい。また、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）は、洗浄液が直接接触するため、耐蝕性、耐薬品性に優れたものが望ましい。
【００４５】
（実施例）
次に、図面により本発明の実施の形態の例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の熱交換器の洗浄効率増強装置の説明図である。
図１において、熱交換器として多重管式熱交換器１０が、管路を構成する入口配管１１a及び出口配管１１bに配設されている。製品（熱交換用流体）は矢印Ｍa方向より入口配管１１aに流入し、多重管式熱交換器１０の内側管路１０aを通り、出口配管１１bを介して矢印Ｍb方向に排出される。多重管式熱交換器１０の外側管路１０bには矢印ＨＷaより温湯（熱媒）が流入し、外側管路１０bを通って矢印ＨＷb方向に排出され、製品と熱交換される。
図１の装置においては、入口配管１１a及び出口配管１１bを短絡するバイパス配管１５が設置され、バイパス配管１５には渦巻ポンプ（流体移送手段）１２及びストップ弁１３が配設されている。多重管式熱交換器１０に製品が流れている場合は、ストップ弁１３は閉じており、バイパス配管１５は遮断されている。
【００４６】
（実施例１の作用）
多重管式熱交換器１０を定置洗浄する場合には、矢印Ｍaから洗浄液が流入し、多重管式熱交換器１０の内部を通って矢印Ｍb方向へ流出するが、この際に、ストップ弁１３を開け、渦巻ポンプ１２を稼動させれば、洗浄液は、出口配管１１bから入口配管１１aに（即ち矢印Ｃの方向に）戻る。従って、多重管式熱交換器１０を通る洗浄液の流量が増加し、多重管式熱交換器１０の洗浄効率が増強される。
尚、この場合には、バイパス配管１５に、渦巻ポンプ１２の吐出圧力及び流量を調節するための調節弁を設けておくことが可能である。
【００４７】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の熱交換器の洗浄効率増強装置の説明図である。
図２において、前記図１と共通する要素には、図１と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２においては、図１のストップ弁１３に換えて、流路切替弁１６及び１７により構成される切替手段（１６＋１７）を備えている。流路切替弁１６及び１７は、通常状態では、入口配管１１a及び出口配管１１bを各々連通する状態で流路を開いており、バイパス配管１５には製品が流れない流路になっている。
前記切替手段（１６＋１７）の流路切替弁１６及び１７は、シール弁であり、渦巻ポンプ１２の両側のバイパス配管１５に２個づつ配置されている。シ−ル弁とは流路を遮断及び導通する弁であって、稼動部分がベロ−ズ等でシ−ルされており流路を通る流体が稼動部分に接触しない構造を有するものである。
【００４８】
（実施例２の作用）
そして、多重管式熱交換器１０を定置洗浄する際には、入口配管１１a及び出口配管１１bとバイパス配管１５とが互いに連通する状態に流路を開く。従って、前記図１に示す実施例１と同様の作用効果が得られるのである。
【００４９】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の熱交換器の洗浄効率増強装置の説明図である。
図３において、前記実施例２の図２と共通する要素には、図２と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図３において、本実施例３では、前記シ−ル弁により構成された切替弁１６，１７と前記渦巻ポンプ１２との間のバイパス路１５にシール弁により構成されたストップ弁１６′及び１７′が配置されている。この場合、熱交換器１０の入口側の管路及び出口側の管路と渦巻ポンプ１２とが、２個のシ−ル弁で二重に遮断されることになる。
【００５０】
（実施例３の作用）
前述の構成を備えた実施例３では、管路が無菌状態の製品を流すものである場合でも、２個のシ−ル弁により渦巻ポンプが二重に遮断されているため渦巻ポンプ側から管路に細菌が入ることはなく、細菌的に安全である。即ち、仮に１個のシ−ル弁が破損したとしても、もう１個のシ−ル弁により管路が遮蔽されるためである。従って、管路が無菌状態の製品を流すものであっても、渦巻ポンプを選定する際には、特に無菌対策を施した機種を選ぶ必要がなく、通常の安価な機種を選定することができる。このような態様は、製品が殺菌後の食品又は医薬品である場合に、特に効果的である。
【００５１】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４の熱交換器の説明図である。
図４において、前記実施例３の図３の要素に対応する要素には、前記図３と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図４において、熱交換器１０は、プレート式熱交換器を有する熱交換ユニット１０A及び洗浄効率増強装置の機能を有する循環用流体移送ユニット１０Bを結合して構成されている。
前記プレート式熱熱交換器を有する交換ユニット１０Aは、熱交換用流体（製品）入口Ｐ1及び出口Ｐ2を有しており、前記入口Ｐ1及び出口Ｐ2は、熱交換ユニット１０Aの同一の側面に設けられている。前記入口Ｐ1及び出口Ｐ2が設けられた熱交換ユニット１０A側面は、循環用流体移送ユニット１０Bが装着される面である。
【００５２】
前記循環用流体移送ユニット１０Bは、前記入口配管１１a及び出口配管１１bに接続する入口Ｑ1及び出口Ｑ2と、前記熱交換ユニット１０Aの入口Ｐ1及び出口Ｐ2に接続する接続口Ｑ3及びＱ4とを有している。
そして、前記入口Ｑ1及び接続口Ｑ3間を接続する流体流入側接続路Ｒi及び前記出口Ｑ2及び接続口Ｑ4間を接続する流体流出側接続路Ｒoは、バイパス路１５により接続されている。前記バイパス路１５と流体流入側接続路Ｒi及び流体流出側接続路Ｒoとの接続部にはそれぞれ切替弁１７及び１６が配置されている。
切替弁１７は、前記入口Ｑ1及び接続口Ｑ3を接続し且つバイパス路１５及び流体流入側接続路Ｒi間を遮断する製品流通位置と、前記入口Ｑ1及び接続口Ｑ3を接続し且つバイパス路１５及び流体流入側接続路Ｒi間も接続する洗浄液流通位置との間で切替え制御されるように構成されている。
切替弁１６も前記切替弁１７と同様に構成され、前記出口Ｑ2及び接続口Ｑ4を接続し且つバイパス路１５及び流体流出側接続路Ｒo間を遮断する製品流通位置と、前記出口Ｑ2及び接続口Ｑ4を接続し且つバイパス路１５及び流体流出側接続路Ｒo間も接続する洗浄液流通位置との間で切替え制御されるように構成されている。、
【００５３】
（実施例４の作用）
本実施例４の熱交換器１０は、着脱自在な熱交換ユニット１０A及び循環用流体移送ユニット１０Bにより構成されており、循環用流体移送ユニット１０Bは洗浄効率増強装置としての機能を有している。この熱交換器１０は、熱交換ユニット１０Aに循環用流体移送ユニット１０Bを装着することにより、洗浄効率増強装置の機能を持たせることができる。したがって、熱交換の機能のみを有する熱交換器に、洗浄効率増強装置を配管により接続する作業に比べて、現場での設置作業が極めて簡単である。
本実施例４の熱交換器１０は、前記実施例３と同様に洗浄効率を増強することができる。また、本実施例４の熱交換ユニット１０Aは、前記循環用流体移送ユニット１０Bを省略して、洗浄効率増強装置としての機能を持たない熱交換器としても使用することができる。
【００５４】
（実施例５）
図５は本発明の実施例５の熱交換器の説明図である。
図５において、前記実施例４の図４と共通する要素には、前記図４と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図５において、熱交換器１０は、プレート式熱交換器を有する熱交換ユニット１０A及び洗浄効率増強装置の機能を有する循環用流体移送ユニット１０Bを結合して構成されている。
前記熱交換ユニット１０Aは、入口Ｐ1及び前記内側配管１０aを接続する接続路に切替弁１７が設けられ、出口Ｐ2及び前記内側配管１０aを接続する接続路に切替弁１６が設けられている。また、循環用流体移送ユニット１０Bが装着される側面に接続口Ｐ3，Ｐ4が設けられており、前記切替弁１７及び接続口Ｐ3間と、前記切替弁１６及び接続口Ｐ4間にはそれぞれバイパス路１５の両端部１５a，１５aが形成されている。前記バイパス路１５の両端部１５a，１５aにはストップ弁１７′，１６′が設けられている。
前記循環用流体移送ユニット１０Bには、前記熱交換ユニット１０Aの接続口Ｐ3，Ｐ4と接続する接続口Ｑ3，Ｑ4、及び前記接続口Ｑ3及びＱ4を接続するバイパス路中央部１５bを有している。バイパス路中央部１５bには渦巻ポンプ１２が設けられている。
前記熱交換ユニット１０Aのバイパス路両端部１５a，１５a及び循環用流体移送ユニット１０Bのバイパス路中央部１５bによりバイパス路１５が形成されている。
【００５５】
（実施例５の作用）
本実施例５の熱交換器１０は、着脱自在な熱交換ユニット１０A及び循環用流体移送ユニット１０Bにより構成されており、循環用流体移送ユニット１０Bは洗浄効率増強装置としての機能を有している。この熱交換器１０は、熱交換ユニット１０Aに循環用流体移送ユニット１０Bを装着することにより、洗浄効率増強装置の機能を持たせることができる。したがって、熱交換の機能のみを有する熱交換器に、洗浄効率増強装置を配管により接続する作業に比べて、現場での設置作業が極めて簡単である。
また、本実施例５の熱交換ユニット１０Aは、前記循環用流体移送ユニット１０Bを省略して、洗浄効率増強装置としての機能を持たない熱交換器としても使用することができる。
また、本実施例４の熱交換器１０は、前記実施例３と同様に洗浄効率を増強することができる。
【００５６】
（実施例６）
図６は本発明の実施例６の熱交換器の説明図である。
図６において、前記実施例５の図５と共通する要素には、前記図５と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図６において、ストップ弁１６′，１７′は、循環用流体移送ユニット１０B側のバイパス路中央部１５bの前記渦巻ポンプ１２の両側に設けられている。
この実施例６も前記実施例５と同様の作用を奏する。
【００５７】
（実施例７）
図７は本発明の実施例７の熱交換器の説明図である。
図７において、前記実施例６の図６と共通する要素には、前記図６と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図７において、切替弁１６，１７の代わりに、バイパス路両端部１５a，１５aにストップ弁１６′，１７′が設けられている。
この実施例７も前記実施例６と同様の作用を奏する。
【００５８】
（実施例８）
図８は本発明の実施例８の熱交換器の説明図である。
図７において、前記実施例７の図７と共通する要素には、前記図７と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図８に示す実施例８は、前記実施例７の図７のバイパス路両端部１５a，１５aに設けられたストップ弁１６′，１７′が省略され、バイパス路中央部１５bには、前記渦巻ポンプ１２の両側にそれぞれ２個のストップ弁１６′，１７′が設けられている。
この実施例８も前記実施例７と同様の作用を奏する。
【００５９】
（実施例９）
図９は本発明の熱交換器の洗浄効率増強装置の実施例９を備えた、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の説明図である。図９において、前記図１１と共通する要素には、前記図１１と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６０】
図９において、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の主要な機器の仕様は次のとおりである。
バッファタンク１０１ ４００リットル
押込ポンプ１０２ 揚程５０ｍ
第１熱交換部１１０ 伝熱面積２０ｍ2
第１加熱部１２０ 伝熱面積１０ｍ2
保持タンク１０３ １５００リットル
押込ポンプ１０４ 揚程１０ｍ
均質機１０５ 最大流量８０００ｌ／ｈ
第２熱交換部１３０ 伝熱面積１０ｍ2
第２加熱部１４０ 伝熱面積６.５ｍ2
第１冷却部１５０ 伝熱面積２４ｍ2
第２冷却部１６０ 伝熱面積２４ｍ2
【００６１】
図９において、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００においては、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０に、本発明の洗浄効率増強装置１８０が備えられている。
本発明の洗浄効率増強装置１８０は、バイパス配管１８１（内径２インチ）を有しており、第１冷却部１５０の入口側の管路１８１a、及び第２冷却部１６０の出口側の管路１８１bを短絡する。バイパス配管１８１には、シ−ル弁１８３、１８４、１８５、及び１８６（２インチ用）が配設され、流体移送手段としての渦巻ポンプ１８２（揚程５５ｍ）も同様に配設される。
【００６２】
（実施例９の作用）
洗浄効率増強装置１８０の作用を説明する。定置洗浄が始まれば、保持タンク１０３の下流を洗浄する洗浄液は矢印Ｃ２方向より流入する。洗浄液は均質機１０５によって一定流量となり下流の管路全体に送液される。
第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０についてみれば、シ−ル弁１８３、１８４、１８５、及び１８６が開き、バイパス配管１８１が導通状態となる。従って、第１冷却部１５０の入口側の管路１８１a、及び第２冷却部１６０の出口側の管路１８１bが、互いに連通する。この状態で渦巻ポンプ１８２を稼動させると、洗浄液の一部が、第２冷却部１６０の出口側の管路１８１bより、第１冷却部１５０の入口側の管路１８１aに戻る。かくして、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０を通過する洗浄液の流量が増大し、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０の洗浄効率が増強されることになる。
【００６３】
尚、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００が牛乳を殺菌している間は、バイパス配管１８１において、第１冷却部１５０の入口側の管路１８１a、及び第２冷却部１６０の出口側の管路１８１bは、各々２個づつのシ−ル弁１８３及び１８４、並びに１８５及び１８６によって、渦巻ポンプ１８２と隔てられている。従って、管路を流れる無菌状態の牛乳と渦巻ポンプとは、２個のシ−ル弁で隔てられているため、細菌的に極めて安全である。本発明の装置は、このように無菌製品が流れる管路に配設された熱交換器についても有効に利用することができる。
【００６４】
（実施例１０）
次に、前記図９により本発明の実施例１０の定置洗浄方法を説明する。この実施例１０は、前記図９に示す実施例９の装置を使用した定置洗浄方法の一例であり、図９に基づいて説明する。
まず、予備的に牛乳用プレ−ト式殺菌機１００を次の条件で作動させ、牛乳の殺菌を行った。
乳固形分８.２％、乳脂肪３.２％、温度４℃の牛乳を、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００に通液し、第１熱交換部１１０及び第１加熱部１２０で加熱し、第１加熱部１２０出口温度を８５℃に調節し、同温度で保持タンク１０３において５分間の保持した。均質機１０５を流量８０００ｌ／ｈで稼動し、均質圧力を、第１段を６０ｋｇ／ｃｍ2 、第２段を２０ｋｇ／ｃｍ2 に設定し、第２加熱部１４０の出口温度を１３５℃に設定し、第２熱交換部１３０に至るまでの時間は２秒であり、これを殺菌条件とした。次いで、第２熱交換部１３０及び第１熱交換部１１０を介して３０℃に冷却し、更に第１冷却部１５０で温度１５〜２５℃の水、及び第２冷却部１６０で温度３℃のチルド水でそれぞれ冷却し、第２冷却部１６０の出口で５℃に設定した。以上の条件で、３時間装置を運転し、２４トンの殺菌牛乳を得た。
【００６５】
次に、以下の条件により牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の定置洗浄を行った。尚、バッファタンク１０１から保持タンク１０３までの管路の洗浄については説明を省略する。
矢印Ｃ２方向より８０℃の温湯を通液し、均質機１０５により流量８０００ｌ／ｈに調節して下流の管路に通液した。均質圧力は０とした。第２加熱部１４０で加熱操作を行い、第２加熱部１４０出口で１１０℃、第１冷却部１５０の入口で１００℃、第２冷却部１６０の出口で９０℃に各々維持した。
このとき、シ−ル弁１８３、１８４、１８５、及び１８６を開け、渦巻ポンプ１８２を稼動し、超音波式流量計（ポリソニック社製、ＭＳＴ−Ｐ）により配管の外側から、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０を通過する温湯の流量を測定した結果、１２０００ｌ／ｈであり、流量が増加していることが確認された。
【００６６】
以上の条件により、温湯で３０分、次いて２％の水酸化ナトリウム溶液で３０分、再度温湯で３０分、１％の硝酸溶液で３０分、温湯で３０分、順次定置洗浄を実施した。
定置洗浄の終了後に、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０のプレ−ト式熱交換器を分解して洗浄状態を点検した結果、いずれのプレ−トも伝熱面は完全に洗浄されており、スケール等の付着は認められず、本発明の方法により定置洗浄を行えば、洗浄効率が極めて高いことが確認された。
【００６７】
（比較例１）
次に、前記図９により説明した前記実施例１０と同一の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００を用いた比較例を説明する。
まず、予備的に前記実施例１０と同一の条件で牛乳の殺菌処理を行い、以下の条件により牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の定置洗浄を行った。尚、バッファタンク１０１から保持タンク１０３までの管路の洗浄については説明を省略する。
比較例１においては、定置洗浄を、前記実施例１０と同一の温度条件、洗浄液濃度、洗浄時間で行ったが、定置洗浄の開始時点から終了まで、シ−ル弁１８３、１８４、１８５、及び１８６を閉鎖し、渦巻ポンプ１８２を停止した状態とした。この比較例１の場合、前記第１冷却部１５０、第２冷却部１６０のプレート式熱交換器に流れる洗浄液の流量は、前記均質機１０５の流量８０００ｌ／ｈである。
定置洗浄終了後に、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０のプレ−ト式熱交換器を分解し、洗浄状態を点検した結果、第１冷却部１５０で０枚、第２冷却部１６０で３０枚のプレ−トについて、伝熱面に洗浄不良が発見された。従って、この結果から、本発明の方法を実施しない場合は洗浄効率が低下することが確認された。
【００６８】
（比較例２）
次に、従来の定置洗浄の設備を備えた、前記図１１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００による比較例について説明する。この比較例２の内容は図１１に基づいて説明する。
まず、予備的に前記実施例１０及び比較例１と同一の条件で牛乳の殺菌処理を行い、以下の条件により牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の定置洗浄を行った。尚、バッファタンク１０１から保持タンク１０３までの管路の洗浄については説明を省略する。
前記実施例１０及び比較例１と同一の温度条件、洗浄液濃度条件、及び時間で定置洗浄を行ったが、その際に、ストップ弁１７３及び１７４を開け、バイパス配管１７１を導通状態として渦巻ポンプ１７２を稼動して行った。即ち、均質機１０５の下流における洗浄液の流量を、前記比較例１よりも多い１２０００ｌ／ｈにして定置洗浄を行った。
定置洗浄終了後、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０のプレ−ト式熱交換器を分解し、洗浄状態を点検した結果、いずれのプレ−トも伝熱面は完全に洗浄されており、スケール等の付着は認められなかった。
【００６９】
以上の実施例１０、比較例１、及び比較例２の結果を検討すると、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０の洗浄効率については、比較例２に記載した従来の定置洗浄方法では十分な洗浄効率が得られるが、比較例２よりも洗浄液の流量が小さい比較例１では十分な洗浄効率は得られなかった。しかしながら、比較例１の洗浄条件で本発明の実施例１０の定置洗浄法を適用すれば、比較例２と同等の洗浄効率を得ることができた。更に、比較例２における渦巻ポンプ１７２（図１１参照）と実施例１０における渦巻ポンプ１８２（図９参照）を対比すれば、後者のポンプは前者よりも小型、かつ低出力のもので十分であり、設備投資額及びランニングコストの面で有利である。
【００７０】
以上の結果から、本発明の定置洗浄方法は、従来の定置洗浄方法（比較例２）よりも少ない洗浄液の流量で同等の洗浄効率を得ることができ、また設備投資額及びランニングコストの面で有利であることが確認された。
尚、前記実施例１０並びに比較例１及び比較例２については、殺菌条件、洗浄条件を種々変更して同様に実施したが、いずれもほぼ同様の結果が得られた。
【００７１】
（実施例１１）
次に、前記図１２の従来の冷菓ミックス用の殺菌機２００に、本発明の実施例１１の洗浄効率増強装置を適用した実施例を説明する。図１０は、本発明の実施例１１の洗浄効率増強装置を適用した冷菓ミックス用殺菌機の模式図である。図１０の冷菓ミックス用殺菌機では、前記図１２の冷菓ミックス用殺菌機２００の第１冷却部２５０及び第２冷却部２６０に使用されている多管式熱交換器に替えて、プレ−ト式熱交換器を使用している。図１０において、前記図１２と共通の要素には前記図１２と同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図１０において、冷菓ミックス用殺菌機２００の主要な機器の仕様は次のとおりである。
バッファタンク２０１ ６００リットル
押込ポンプ２０２ 揚程７０ｍ
熱交換部２１０ 伝熱面積１２ｍ2
均質機２０５ 最大流量６０００ｌ／ｈ
加熱部２４０ 伝熱面積１７ｍ2
第１冷却部３５０ プレ−ト式熱交換器 伝熱面積２９ｍ2
第２冷却部３６０ プレ−ト式熱交換器 伝熱面積１２ｍ2
【００７３】
図１０の冷菓ミックス用殺菌機２００の第１冷却部３５０及び第２冷却部３６０には、本発明の洗浄効率増強装置３８０が備えられている。洗浄効率増強装置３８０は、バイパス配管３８１（内径２インチ）を有しており、第１冷却部３５０の入口側の管路３８１a、及び第２冷却部３６０の出口側の管路３８１bを短絡する。バイパス配管３８１には、シ−ル弁３８３、３８４、３８５、及び３８６（２インチ用）が配設され、流体移送手段としての渦巻ポンプ３８２（揚程１０ｍ）も同様に配設される。
前記図１０で説明した実施例１１は、定置洗浄時において、前記実施例９及び実施例１０と同様の作用を奏する。
【００７４】
（実施例１２）
本発明の実施例１２の定置洗浄方法は、前記図１０で説明した実施例１１の装置を使用した定置洗浄方法である。この実施例１２を前記図１０に基づいて説明する。
まず、予備的に冷菓ミックス用殺菌機２００を次の条件で作動させ、冷菓ミックスの殺菌を行った。
乳脂肪８％、温度６５℃の冷菓ミックスを、冷菓ミックス用殺菌機２００に通液し、熱交換部２１０で加熱し、均質機２０５を流量６０００ｌ／ｈで稼動し、均質圧力を、第１段を１４０ｋｇ／ｃｍ2 、第２段を３０ｋｇ／ｃｍ2 に設定し、加熱部２４０の出口温度を８５℃に設定し、熱交換部２１０に至るまでの時間は１５秒であり、これを殺菌条件とした。次いで、熱交換部２１０を介して７５℃に冷却し、更に第１冷却部３５０で温度３０℃の水、及び第２冷却部３６０で温度５℃のチルド水でそれぞれ冷却し、第２冷却部３６０の出口温度を１０℃に設定した。以上の条件で、３時間装置を運転し、１８トンの殺菌冷菓ミックスを得た。
【００７５】
次に、以下の条件により冷菓ミックス用殺菌機２００の定置洗浄を行った。尚、バッファタンク２０１周辺の管路の洗浄については説明を省略する。
矢印Ｃ１方向より温湯を通液し、均質機２０５により流量６０００ｌ／ｈに調節して下流の管路に通液した。均質圧力は０とした。加熱部２４０で加熱操作を行い、加熱部２４０出口で９３℃、第１冷却部３５０の入口で８８℃、第２冷却部３６０の出口で８５℃に各々維持した。この際、シ−ル弁３８３、３８４、３８５、及び３８６を開け、渦巻ポンプ３８２を稼動し、超音波式流量計により配管の外側から、第１冷却部３５０及び第２冷却部３６０を通過する温湯の流量を測定した結果、１００００ｌ／ｈであり、流量が増加していることが確認された。
【００７６】
以上の条件により、温湯で３０分、次いて２％の水酸化ナトリウム溶液で３０分、再度温湯で３０分、１％の硝酸溶液で３０分、温湯で３０分、順次定置洗浄を実施した。
定置洗浄の終了後に、第１冷却部３５０及び第２冷却部３６０のプレ−ト式熱交換器を分解して洗浄状態を点検した結果、いずれのプレ−トも伝熱面は完全に洗浄されており、スケール等の付着は認められなかった。
以上の結果から、本発明のプレ−ト式熱交換器が、従来使用できなかった場所にも使用できることが判明し、従来よりも適用範囲が広いことが実証された。
尚、図１０の第１冷却部３５０及び第２冷却部３６０は、前記図１２の第１冷却部２５０及び第２冷却部２６０に比して、設置面積は約４割少なく、価格は約３割であった。従って、従来の熱交換器に替えて本発明のプレ−ト式熱交換器を採用すれば、設置スペ−ス、投資額の面で有利となることは明らかである。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳記したとおり、本発明は、熱交換器の入口側及び出口側の管路を連通し、洗浄液の一部を出口側の管路から入口側の管路に戻し、熱交換器を通過する洗浄液の流量を増加させて洗浄する方法、及びその方法を実施する装置、並びにその装置を備えたプレ−ト式熱交換器に係るものであり、本発明により奏せられる効果は次のとおりである。
（１）本発明の方法又は装置によれば、個々の熱交換器の汚染程度に応じて選択的に洗浄条件を設定することが可能であり、無駄が少なく洗浄時間を短縮することができる。
（２）本発明の方法又は装置によれば、大電力の大型ポンプが不要であり、設備投資額及びランニングコストが安価である。
（３）本発明のプレ−ト式熱交換器は、洗浄性が良好であると共に、設計の際に洗浄条件による制約を受けず、従来よりも設計及び設置場所の自由度が大きくなる。また、設置スペ−ス及び設備投資額の面で有利なプレ−ト式熱交換器の利点をより広範な場所で発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の定置洗浄装置の説明図である。
【図２】 本発明の実施例２の定置洗浄装置の説明図である。
【図３】 本発明の実施例３の熱交換器の説明図である。
【図４】 本発明の実施例４の熱交換器の説明図である。
【図５】 本発明の実施例５の熱交換器の説明図である。
【図６】 本発明の実施例６の熱交換器の説明図である。
【図７】 本発明の実施例７の熱交換器の説明図である。
【図８】 本発明の実施例８の熱交換器の説明図である。
【図９】 本発明の実施例９の洗浄効率増強装置を備えた牛乳用プレ−ト式殺菌機の説明図である。
【図１０】 図１０は、本発明の実施例１１の洗浄効率増強装置を適用した冷菓ミックス用殺菌機の模式図である。
【図１１】 従来の定置洗浄方法を行う牛乳用プレ−ト式殺菌機の模式図である。
【図１２】 従来の冷菓ミックス用の殺菌機の模式図である。
【符号の説明】
Ｒi…流体流入側接続路、
Ｒo…流体流出側接続路、
１０，１０A…熱交換器、
１０B，１８０，３８０…洗浄効率増強装置、
１０a…熱交換用流体流路、
１０b…熱交換用熱媒流路、
１１a，１８１a，３８１a…管路（入口側管路）、
１１b，１８１b、３８１b…管路（出口側管路）、
１２…流体移送手段（渦巻ポンプ）、
１３…切替手段（ストップ弁）、
１５，１８１，３８１…バイパス配管、
１５a…バイパス路両端部分、
１５b…バイパス路中央部分、
１６，１７…切替手段（切替弁）、
１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６…切替手段（ストップ弁）、
１００…牛乳用プレ−ト式殺菌機、
１０５…均質機、
１１０…第１熱交換部、
１２０…第１加熱部、
１３０…第２熱交換部、
１４０…第２加熱部、
１５０…熱交換器（第１冷却部）、
１５０a…熱交換用流体流路、
１５０b…熱交換用熱媒流路、
１６０…熱交換器（第２冷却部）、
１６０a…熱交換用流体流路、
１６０b…熱交換用熱媒流路、
１８２，３８２…流体移送手段、
１７０…殺菌機全体を定置洗浄するための従来の洗浄用装置、
１８０…本発明の洗浄効率増強装置、
２００…冷菓ミックス用殺菌機、
２０５…均質機、
２１０…熱交換部、
２４０…加熱部、
２５０…第１冷却部（多重管式熱交換器）、
２６０…第２冷却部（多重管式熱交換器）、
２７０…殺菌機全体を定置洗浄するための従来の洗浄用装置、
３５０…熱交換器（第１冷却部）、
３５０a…熱交換用流体流路、
３５０b…熱交換用熱媒流路、
３６０…熱交換器（第２冷却部）、
３６０a…熱交換用流体流路、
３６０b…熱交換用熱媒流路、
３８０…本発明の洗浄効率増強装置、
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路に配設された熱交換器を定置洗浄する方法、及び熱交換器の洗浄効率を増強する装置に関する。
更に詳しくは、本発明は、流路に配設された熱交換器を定置洗浄する方法であって洗浄効率が極めて高い定置洗浄方法、及び熱交換器の定置洗浄の際の洗浄性を増加させる装置に関する。
本発明は、清潔さが要求される熱交換器、特に、流動性のある食品、医薬品等を連続的に処理する熱交換器に好適に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
流動性のある食品、医薬品等を取り扱う産業界、例えば食品産業においては、食品を連続的に管路に流し、加熱、殺菌、調理、冷却等の熱交換処理をすることが、しばしば行われる。実際に、液状（牛乳、ジュ−ス等）、粘液状（高濃度糖液等）、スラリ−状（ス−プ等）、固液混相状（シチュ−等）等の流動性のある食品又は医薬品（以下、これらをまとめて食品と記載する。）においては、製造工程には食品の搬送ル−トとしての管路が設けられ、この管路に食品を流す搬送手段としてポンプが設けられる。そして、加熱、冷却、殺菌等の各処理を行う熱交換器が同様に管路に配設され、管路を流れる食品を連続的に熱交換処理する。
食品の処理工程が終了した後は、食品が通過した管路及び各熱交換器は速やかに洗浄する必要がある。食品産業においては、昔は、管路を構成する配管、及び各熱交換器は作業員が分解して手で洗浄していたが、現在は、管路及び各熱交換器を分解せずにそのままの状態で洗浄液を通液し、洗浄する定置洗浄法が採用されている。
【０００３】
定置洗浄法においては、洗浄液として、水、温湯、水酸化ナトリウム等のアルカリ洗剤、硝酸等の酸性洗剤、中性洗剤等が用いられ、これら洗剤の溶液を交互に、かつ高速で管路に通液して洗浄する。即ち、洗浄液を高速で通液することにより流路を高レイノルズ数の乱流状態となし、管路及び管路に配設された各熱交換器の内壁に付着した汚れを化学反応させながら剥離させるのである。従って、定置洗浄法においては大流量で洗浄液を通液することが必要なのである。
また、食品を処理する一連の管路においては、処理条件を一定に保持するために食品を一定の流量で通液する必要があり、このために定量ポンプ、流量コントロ−ル可能なポンプシステム等（以下、これらを一括して定量ポンプと記載する。）が管路に配設されており、定置洗浄の際にもこれらを利用して所定流量の洗浄液を通液することが行われる。
【０００４】
ところが、一般に熱交換器は、種々の機器の中でも最も汚れの激しい機器とされており、熱交換器を定置洗浄する場合の洗浄液の流量は、定量ポンプの能力以上の流量、おおむね１.５倍以上の流量が求められることが多い。従って、従来は、熱交換器の定置洗浄に際しては、洗浄液の十分な流量を確保するために、定量ポンプに対して定置洗浄のための特別な装置を付加することが行われていた。
従来の定置洗浄方法の一例を、実際の装置を例示して説明する。図１１は、従来の定置洗浄方法を行う牛乳用プレ−ト式殺菌機（プレ−ト式熱交換器により牛乳を加熱殺菌する殺菌装置）の模式図である。
【０００５】
図１１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００において、未殺菌牛乳は矢印Ｍの方向から導入され、一旦バッファタンク１０１に貯留され、のち押込ポンプ１０２により第１熱交換部１１０に送液される。この第１熱交換部１１０において、未殺菌牛乳は殺菌後の牛乳と熱交換される。未殺菌牛乳は続いて第１加熱部１２０に送液されて温湯ＨＷ１により加熱される。次いで、保持タンク１０３に所定の時間貯留された後、押込ポンプ１０４により均質機（定量ポンプ）１０５に送液される。均質機１０５は、一定の流量で未殺菌牛乳を吐出して第２熱交換部１３０に送液し、ここで未殺菌牛乳は殺菌後牛乳と再度熱交換されて温度が上げられ、第２加熱部１４０において温湯ＨＷ２によって加熱され殺菌温度に到達する。次いで、殺菌後の牛乳は第２熱交換部１３０及び第１熱交換部１１０により未殺菌牛乳と熱交換されて温度を下げられ、第１冷却部１５０にて水Ｗにより、また第２冷却部１６０にてチルド水ＣＷにより冷却される。前記の第１熱交換部１１０及び第２熱交換部１３０、第１加熱部１２０及び第２加熱部１４０、第１冷却部１５０、並びに第２冷却部１６０は、全てプレ−ト式熱交換器によって構成されている。
【０００６】
以上の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００においては、殺菌処理が終了した後は、プレ−ト式熱交換器の各プレ−トの伝熱面に蛋白質、カルシウム等のスケ−ルが付着している場合が多く、定置洗浄を行う際には、プレ−トの伝熱面を十分に洗浄できる条件で行う必要がある。
図１１の装置においては、均質機１０５が、殺菌機全体を定置洗浄するための装置１７０を別途備えている。即ち、均質機１０５の入口配管１０５a及び出口配管１０５bを短絡するバイパス配管１７１が設けられており、このバイパス配管１７１に２個のストップ弁１７３及び１７４が配設されている。また、バイパス配管１７１には洗浄液用押込ポンプ１７２が配設されている。通常の殺菌処理を行っている間は、ストップ弁１７３及び１７４は閉鎖しており、バイパス配管１７１への牛乳の流入を防止している。
【０００７】
定置洗浄の際には、矢印Ｃ１の方向から洗浄液が流入し、押し込みポンプ１０２により第１熱交換部１１０、第１加熱部１２０、及び保持タンク１０３に送られ、保持タンク１０３の出口（図示せず）より排出される。これにより、押し込みポンプ１０２から保持タンク１０３までが洗浄される。
一方、保持タンク１０３より下流の管路については、矢印Ｃ２方向より洗浄液が流入し、押し込みポンプ１０４及び均質機１０５により、第２熱交換部１３０から第２冷却部１６０に至る管路に送液される。
この際にストップ弁１７３及び１７４を開き、同時に洗浄液用押込ポンプ１７２を稼働して、均質機１０５と共に、バイパス配管１７１を介しても洗浄液が流れる状態となし、結局、全体の洗浄液の流量を均質機１０５の吐出能力以上の流量とするのである。このようにして、プレ−トの伝熱面をより効果的に洗浄する工夫がなされていた。
【０００８】
一方、図１１に示した牛乳用プレ−ト式殺菌機１００においては、各熱交換器は全てプレ−ト式熱交換器によって構成されている。プレ−ト式熱交換器は、伝熱面を有する複数枚のプレ−トを組み合わせて、伝熱面を隔てて被処理物及び熱媒体（又は温度の異なる２つの被処理物）を各々通液し、伝熱面を介して熱交換する装置であるが、分解及び組み立てが容易であるため、洗浄性に気をつかう食品産業、医薬品産業等においては標準的に用いられている。
プレ−ト式熱交換器は、種々のプレ−トを組み合わせて自由に設計することができるため、被処理物の熱特性、熱媒体の種類、温度条件、流量条件等に応じて、最適な熱交換器を容易に設計することができる。また、流路を広くとれるので、他の熱交換器よりも熱交換効率が良好であり、設置スペ−スが小さく済み、更に、一枚一枚のプレ−トが汎用品であることから、投資コストが安価で済むという利点がある。従って、一般には、熱交換器の導入を検討する際には、まず、プレ−ト式熱交換器を適用することを前提として検討する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の定置洗浄方法においては、管路全体に一定の流量で洗浄液を流す方法であるため、管路に配設された熱交換器の中で最も汚れの激しいものを対象として洗浄液の流量を設定する必要があり、しかも管路全体を流すことができる範囲までの流量しか設定することはできなかった。従って、それほど汚れていない熱交換器についても必要以上の流量で洗浄液を流がすこととなり、無駄なエネルギ−を要すると共に、最も洗浄され難い熱交換器を十分洗浄できる時間に、洗浄時間を設定するため、全体の洗浄が長時間になっていた。
例えば、図１１の殺菌機においては、複数のプレ−ト式熱交換器を備えているが、各熱交換器１１０〜１６０において各々汚れの程度は均一ではなく、温度条件、品種、処理量等の条件により個々の熱交換器の汚れの程度は均一ではない。しかしながら、前記従来の定置洗浄方法においては、洗浄液の流量は最も汚れが激しい熱交換器を洗浄できる流量に設定する必要があり、それほど汚れていない他の熱交換器についても必要以上の流量で洗浄液を流がす結果となっていた。そして、洗浄時間は、最も汚れの激しい熱交換器を洗浄できる時間に設定する必要があった。
【００１０】
また、例えば、図１１において、定量ポンプ（即ち均質機１０５）にバイパス配管１７１を設けて洗浄用押込ポンプ１７２を使用する場合は、洗浄用押込ポンプ１７２の機種の選定にあたっては、各熱交換器の圧力損失を克服するほどの高い揚程のものを選定する必要があった。即ち、一般に従来の定置洗浄方法においては、管路全体の圧力損失を克服するために大電力の大型ポンプを必要とし、投資額及びランニングコストが高価になる問題点があった。
【００１１】
一方、従来のプレ−ト式熱交換器においては、設計する際に洗浄効率を考慮した設計を行う必要があった。例えば、図１１に示した牛乳用プレ−ト式殺菌機１００において、冷却部１５０を設計する際には、牛乳の流量、入口温度、目標温度、冷却水Ｗの温度、流量等により、必要とするプレ−トの枚数及び組み合わせを決定することができる。しかしながら、このような冷却用のプレ−ト式熱交換器においては、牛乳以外の高粘度食品を流す場合には、伝熱効率が低下するため、使用するプレ−トの枚数を多くする必要があった。ところが、プレ−トの枚数が増加した場合は、洗浄液を通液する際の圧力損失が大きくなり、定置洗浄の際に洗浄液流量が十分に確保できず、洗浄不良事故が発生する可能性があった。従って、このような場合には圧力損失を小さくするようプレ−トの設計を変更するしかなかった。また、プレ−トの設計変更が不可能な場合は、プレ−ト式熱交換器に替えて、高価で熱効率が悪い他の熱交換器を採用するしかなかった。
結局、従来のプレ−ト式熱交換器にあっては、設計に際して、洗浄条件を考慮した設計を行う必要があり、換言すれば、洗浄条件によって熱交換器の設計の範囲が制約を受けていた。そして、プレ−ト式熱交換器は、洗浄性の面で適用可能な範囲が狭い傾向にあった。
【００１２】
このような例を、図１２によって説明する。図１２は、従来の冷菓ミックス用の殺菌機の模式図である。
図１２の冷菓ミックス用の殺菌機２００には、前記図１１の牛乳用殺菌機１００における第１加熱部１２０、保持タンク１０３、押込ポンプ１０４、及び第２熱交換部１３０に相当する機器は存在しない。殺菌機２００において、冷菓ミックスが矢印Ｍの方向から導入され、一旦バッファタンク２０１に貯留された後、押込ポンプ２０２により順次、熱交換部２１０、均質機２０５、加熱部２４０、熱交換部２１０、第１冷却部２５０、及び第２冷却部２６０を通過する。その際の加熱及び冷却の態様は、前記図１１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００と同様であり、詳細な説明は省略する。また、冷菓ミックス用の殺菌機２００には、前記図１１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の洗浄用装置１７０と同様の洗浄用装置２７０が備えられている。
【００１３】
以上の冷菓ミックス用の殺菌機２００においては、熱交換部２１０及び加熱部２４０には、前記図１１の牛乳用殺菌機１００と同様にプレ−ト式熱交換器が使用されている。一般に、冷菓ミックスは牛乳に比べて高粘度の食品であるため、前記の各プレ−ト式熱交換器を構成するプレ−トの種類及び枚数は高粘度食品に対応した設計となっている。
【００１４】
ところが、冷菓ミックス等の高粘度食品は、温度が低下するほど粘度が増加する性質があるため、図１２の冷菓ミックス用の殺菌機２００においては、第１冷却部２５０及び第２冷却部２６０については、多管式熱交換器が採用されている。この理由は、第１冷却部２５０及び第２冷却部２６０において冷菓ミックスを冷却すると粘度が増大し、その結果、伝熱面を介しての伝熱効率が低下するためである。即ち、仮にプレ−ト式熱交換器を採用したとすれば、伝熱効率の低下に応じてプレ−トの枚数を大幅に増加させる必要があり、その結果プレ−ト式熱交換器の流路断面積が大きくなって、定置洗浄の際の洗浄効率が悪化する。従って、冷菓ミックス等の高粘度食品を扱う殺菌機では、冷却部には、やむなく多管式熱交換器を採用していたのである。
このように、プレ−ト式熱交換器は、設計の自由度、伝熱効率、設置スペ−ス、価格等の点で極めて優れているにもかかわらず、適用できる範囲が限られていたのである。
【００１５】
以上のように、従来の定置洗浄方法においては、各熱交換器が配設されている管路全体を同一流量で洗浄する方法であるため、個々の熱交換器の汚れの程度に応じて選択的に洗浄条件を設定することができず、無駄が多く、また洗浄時間が長い傾向にあった。また、大電力の大型ポンプを必要とするため設備投資額及びランニングコストが高価になる問題点があり、更に、特に熱交換器に適用する場合には、熱交換器の設計の際に洗浄条件による制約を受ける問題があった。
そして、従来のプレ−ト式熱交換器は、適用できる範囲が限られており、プレ−ト式熱交換器の特有の長所を発揮する場が制約されていた。なお、本発明は、プレート式熱交換器に特に好適に適用できるが、多管式等の他の方式の熱交換器にも適用できる。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、個々の熱交換器の汚れの程度に応じて選択的に洗浄条件を設定でき、洗浄時間が短かく、大電力の大型ポンプを必要とせず設備投資額及びランニングコストが安価であり、洗浄条件による制約を受けずに熱交換器を設計することを可能にした新しい熱交換器の定置洗浄方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、流路に配設された熱交換器に使用できる前記の方法に基づく洗浄効率増強装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
（第１発明）
前記課題を解決するための本発明の第１の発明は、熱交換用熱媒流路（１０b、１５０b、１６０b、３５０b、３６０b）と前記熱交換用熱媒流路（１０b、１５０b、１６０b、３５０b、３６０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）とを有する熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の定置洗浄方法において、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）の入口側及び出口側の流路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通するバイパス路（１５、１８１、３８１）を設け、洗浄時には前記熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）に洗浄液を流しながら、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過した前記洗浄液の一部を前記出口側の流路（１１b，１８１b，３８１b）から前記バイパス路（１５、１８１、３８１）を介して入口側の流路（１１a，１８１a，３８１a）に戻し、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過する洗浄液の流量を増加させることを特徴とする熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の定置洗浄方法である。
【００１８】
（第２発明）
前記課題を解決するための本発明の第２の発明は、熱交換用熱媒流路（１０b、１５０b、１６０b、３５０b、３６０b）と前記熱交換用熱媒流路（１０b、１５０b、１６０b、３５０b、３６０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）とを有する熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の前記熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）に洗浄液を通液して前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を定置洗浄する際の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）であって、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）の入口側及び出口側の流路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通するバイパス路（１５，１８１，３８１）、前記バイパス路（１５，１８１，３８１）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）、及び前記バイパス路（１５，１８１，３８１）に配設されて前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側から入口側に前記洗浄液を移送する流体移送手段（１２，１８２，３８２）を備え、洗浄時には前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過した洗浄液の一部を前記出口側から前記バイパス路（１５，１８１，３８１）を通過させて前記入口側に移送することにより前記熱交換器（１５，１８１，３８１）の熱交換用流体流路（１０a、１５０a、１６０a、３５０a、３６０a）の洗浄効率を増強する洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）である。
そしてこの洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、前記切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）が、前記流体移送手段（１２，１８２，３８２）の両側のバイパス路（１５，１８１，３８１）に少なくとも２個づつ配置されたシ−ル弁であることを望ましい態様としてもいる。
【００２１】
（第３発明）
前記課題を解決するための本発明の第３発明の洗浄効率増強装置（１０B）は、熱交換用熱媒流路（１０b）、この熱交換用熱媒流路（１０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a）、この熱交換用流体流路（１０a）に流入する流体の入口及び出口を有する熱交換ユニット（１０A）に着脱可能に装着される循環用流体移送ユニット（１０B）により構成され、且つ前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側から出口側に流れる洗浄液により前記熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）を洗浄する際の洗浄効率を増強する洗浄効率増強装置（１０B）である。また、この洗浄効率増強装置（１０B）は、前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側に接続する流体流入側接続路（Ｒi）、前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側に接続する流体流出側接続路（Ｒo）、前記両接続路を連通するバイパス路（１５）、前記バイパス路（１５）に配設されて前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側から入口側に前記流体を移送する流体移送手段（１２，１８２，３８２）、及び前記バイパス路（１５）に配設されて前記バイパス路（１５）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）を有し、洗浄時には前記熱交換ユニット（１０A）を通過した洗浄液の一部を前記熱交換器ユニット（１０A）の出口側から前記バイパス路（１５）を通過させて前記入口側に移送することにより前記熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）の洗浄効率を増強する循環用流体移送ユニット（１０B）により構成されている。
【００２２】
（第４発明）
前記課題を解決するための本発明の第４発明の洗浄効率増強装置（１０B）は、熱交換用熱媒流路（１０b）、この熱交換用熱媒流路（１０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a）、及び前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路（１５）の両端部分（１５a，１５a）が形成された熱交換ユニット（１０A）に着脱可能に装着される循環用流体移送ユニット（１０B）により構成され、且つ前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側から出口側に流れる洗浄液により前記熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）を洗浄する際の洗浄効率を増強する洗浄効率増強装置（１０B）である。また、この洗浄効率増強装置（１０B）は、前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路（１５）の前記両端部分（１５a，１５a）に接続するバイパス路中央部分（１５b）及び前記バイパス路中央部分（１５b）に配設されて前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側から入口側に前記流体を移送する流体移送手段（１２，１８２，３８２）を有する循環用流体移送ユニット（１０B）により構成されている。
この第４発明の洗浄効率増強装置（１０B）は、前記バイパス路（１５）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）を、バイパス路中央部分（１５b）の前記流体移送手段（１２，１８２，３８２）が配置された位置の片側または両側に設けることが可能である。また、前記バイパス路（１５）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）が前記熱交換側ユニット側に設けられている場合は省略することが可能である。また、前記流体移送手段（１２，１８２，３８２）としては、渦巻ポンプ（１２）を使用することが好ましい。
【００２３】
【作用】
（第１発明の作用）
前述の特徴を備えた本発明の第１の発明の熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の定置洗浄方法では、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側及び出口側の管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通し、洗浄液の一部を出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）から入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に戻す。したがって、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過する洗浄液の流量を増加させて洗浄することができる。
【００２４】
（第２発明の作用）
前述の特徴を備えた本発明の第２の発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）では、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側及び出口側の管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通するバイパス配管（１５，１８１，３８１）は、切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）により導通状態又は遮断状態に切り替えられる。前記導通状態では、前記パイパス配管に配設された流体移送手段（１２，１８２，３８２）により、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側から入口側にバイパス配管（１５，１８１，３８１）を通って洗浄液を移送することができる。このため、第２の発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側から入口側に通液する洗浄液を増加させることができるので、洗浄効率を増強させることができる。
【００２７】
（第３発明の作用）
前述の特徴を備えた本発明の第３発明の洗浄効率増強装置（１０B）を構成する循環用流体移送ユニット（１０B）は、熱交換用熱媒流路（１０b）、この熱交換用熱媒流路（１０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a）、この熱交換用流体流路（１０a）に流入する流体の入口、及び前記熱交換用流体流路（１０a）に流入する流体の出口を有する熱交換ユニット（１０A）に着脱可能に装着されて使用される。
前記循環用流体移送ユニット（１０B）が前記熱交換ユニット（１０A）に装着された状態では、循環用流体移送ユニット（１０B）の流体流入側接続路（Ｒi）及び流体流出側接続路（Ｒo）は、前記熱交換ユニット（１０A）の前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側及び出口側に接続される。前記両接続路を連通するバイパス路（１５）に配設された流体移送手段（１２，１８２，３８２）は、前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側の流体の一部を前記入口側に移送する。また、前記バイパス路（１５）に配設された切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）は、前記バイパス路（１５）を導通状態又は遮断状態に切り替える。
したがって、第３発明の洗浄効率増強装置（１０B）は、熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）を洗浄する際には、熱交換用流体流路（１０a）を流れる洗浄液の量を増加させることができるので、熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）の洗浄効率の増強が可能である。
【００２８】
（第４発明の作用）
前述の特徴を備えた本発明の第４の発明の洗浄効率増強装置（１０B）を構成する循環用流体移送ユニット（１０B）は、熱交換用熱媒流路（１０b）、この熱交換用熱媒流路（１０b）を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路（１０a）、及び前記熱交換用流体流路（１０a）の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路（１５）の両端部分（１５a，１５a）が形成された熱交換ユニット（１０A）に着脱可能に装着されて使用される。
前記循環用流体移送ユニット（１０B）が前記熱交換ユニット（１０A）に装着された状態では、循環用流体移送ユニット（１０B）のバイパス路中央部分（１５b）及び熱交換ユニット（１０A）のバイパス路両端部分（１５a，１５a）が接続される。前記バイパス路中央部分（１５b）に配置された流体移送手段（１２，１８２，３８２）は、前記熱交換用流体流路（１０a）の出口側の流体の一部を前記入口側に移送する。
したがって、熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）を洗浄する際には、熱交換用流体流路（１０a）を流れる洗浄液の量を増加させることができるので、熱交換ユニット（１０A）の熱交換用流体流路（１０a）の洗浄効率の増強が可能である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について詳述するが、本発明は、食品に限らず、一般的な流動性のある被処理物（以下、製品と記載する。）についても適用できる。
（第１発明の実施の形態の説明）
まず本発明の第１の発明である定置洗浄方法について説明する。
本発明の定置洗浄方法は、管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）に配設された熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に製品を流して種々の処理を行う工程に使用できるものであり、従来の定置洗浄法に準じて使用することができる。熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）としては、プレ−ト式、チュ−ブラ式、二重管式、多管式、かきとり式等があり、製品を密閉状態で連続的に処理する熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）であれば全て本発明の対象となり得る。
【００３０】
本発明の方法は、まず目的とするべき熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）と出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）とを連通する。ここで連通とは、少なくとも熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を定置洗浄する際に、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）と出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）とを洗浄液が導通する状態にすることである。
連通する手段としては、前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）が配設されている管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）において、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の上流側の管路（１１a，１８１a，３８１a）と下流側の管路（１１b，１８１b，３８１b）とを短絡することが望ましい。この場合、予め入口側の管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）から別なバイパス配管（１５，１８１，３８１）を分岐させて、これを出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）に連結すれば良い。また、定置洗浄の前に作業員が熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側及び出口側の管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）に高圧ホ−スをつないで短絡させる方法であっても良い。
【００３１】
熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を定置洗浄している間は洗浄液が管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）に流れているが、この場合、洗浄液は熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）より熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）内部に流入し、出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）を介して排出される。本発明の方法では、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）を流れる洗浄液の一部を、前記連通した箇所を介して、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に戻す。このように洗浄液を戻すための流体移送手段（１２，１８２，３８２）としては、ポンプを使用することが望ましい。例えば、前記バイパス配管（１５，１８１，３８１）を使用する場合は、バイパス配管（１５，１８１，３８１）にポンプを設置しておく。また、作業員が手でホ−スにより短絡する場合は、ホ−スを２本用意し、ポンプの入口及び出口に２本のホ−スを各々接続すれば良い。尚、ポンプは定量ポンプでも渦巻ポンプでも良いが、安全性が高く、振動が少なく、かつ安価な渦巻ポンプが望ましい。
このように、洗浄液の一部を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に戻すことにより、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の内部を通過する洗浄液の流量が増加する。従って、通常の定置洗浄よりも洗浄効率が高まることになる。本発明の方法により定置洗浄を行えば、特に汚れの激しい熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に対して、選択的に洗浄効率を高めることが可能であり、全体の洗浄時間を短縮することができる。
【００３２】
また、本発明の方法においては、洗浄液を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側管路（１１a，１８１a，３８１a）に戻すためのエネルギ−を要するが、このエネルギ−は、当前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の圧力損失を克服する程度のもので良い。従って、流体移送手段（１２，１８２，３８２）としてポンプを使用する場合、必要とするポンプの流体移送能力は小さいもので良く、安価である。即ち、管路全体に洗浄液を流す従来の方法では、管路全体の圧力損失を克服するほどのエネルギ−を必要とするが、本発明の方法では当然前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の圧力損失を克服するだけのエネルギ−だけでよく、ランニングコスト及び投資コストをも節減できるのである。
【００３３】
更に、本発明の方法を適用した熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）は、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の設計に際して、洗浄性の限界を考慮する必要がなく、従来よりも自由に設計することができる。
尚、本発明の方法は、１台の熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に適用しても良いが、直列又は並列に接続された複数台の熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に同時に適用しても良く、また、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）と別な周辺機器とが管路で連結されている場合には、当前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）と周辺機器とに同時に適用しても良い。
【００３４】
また、本発明の方法を適用する管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）は、高圧の定量ポンプ等により洗浄液の流量が所定量に規定される管路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）であることが望ましい。なぜならば、出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）から入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に洗浄液の一部を戻す操作によって、管路全体の洗浄液の流量が影響を受けることは好ましくなく、従って、管路を流れる洗浄液の流量は、別途、高圧の定量ポンプ等により所定の流量に規定されていることが望ましい。
【００３５】
（第３、第４発明の実施の形態の説明）
次に、本発明の第３、第４発明である洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）について説明する。第３、第４発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、流路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）に配設された熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に付加的に備えられる装置である。
前記洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側及び出口側の流路（１１a，１１b、１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）を連通するバイパス路（１５，１８１，３８１）を備えている。バイパス路（１５，１８１，３８１）は、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側の流路（１１a，１８１a，３８１a）及び出口側の流路（１１b，１８１b，３８１b）を連通するものであればいかなるものでも良いが、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）自体は１台である必要はなく、複数台であっても良い。具体的に例示すれば、２台の熱交換器（１５０，１６０，３５０，３６０）が流路（１８１a，１８１b、３８１a，３８１b）によって上流及び下流に直列に接続されている場合には、その上流の熱交換器（１５０，３５０）の入口側流路（１８１a，３８１a）と、下流の熱交換器（１６０，３６０）の出口側流路（１８１b，３８１b）とを連通する形でバイパス路（１５，１８１，３８１）を設置することができる。この場合は、双方の熱交換器（１５０，１６０，３５０，３６０）の洗浄効率を増強することができる。
【００３６】
また本発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、バイパス配管（１５，１８１，３８１）を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）を備えている。切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）を備える目的は、通常の製品を流している場合にバイパス配管（１５，１８１，３８１）を遮蔽状態にし、定置洗浄を行っている間のみにバイパス配管（１５，１８１，３８１）を導通状態にするためである。従って、切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）は、このような目的を達するものであればいかなるものでも良い。
一方、本発明のバイパス配管（１５，１８１，３８１）に配置される流体移送手段（１２，１８２，３８２）としては、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）を使用することが好ましい。渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）は、吐出方向を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側管路（１１a，１８１a，３８１a）に向けた状態で接続される。即ち、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吸込口を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側管路（１１b，１８１b，３８１b）の方向に向け、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吐出口を熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側管路（１１a，１８１a，３８１a）の方向に向けて配置するのである。
【００３７】
以上の本発明における流体移送手段（１２，１８２，３８２）として渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）を使用した場合の作用を説明すると、まず、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に製品を流して通常の処理を行っている間は、切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）によってバイパス配管（１５，１８１，３８１）は遮断状態とされており、製品は熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）にのみ流れる。熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を定置洗浄する際には、切替手段（１３、１６，１７，１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６）によってバイパス配管（１５，１８１，３８１）を導通状態とし、洗浄液が熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）及びバイパス配管（１５，１８１，３８１）の双方に流れるようにする。この状態で、前記渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）を稼働させれば、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の出口側の管路（１１b，１８１b，３８１b）から入口側の管路（１１a，１８１a，３８１a）に一部の洗浄液が戻る。すると熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）を通過する洗浄液の流量が増加し、洗浄効率が向上する。即ち、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の洗浄効率を増強することができる。
【００３８】
前記流体移送手段（１２，１８２，３８２）として渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）を使用した場合、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の揚程は、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の圧力損失より高い揚程であることが必要である。即ち、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に洗浄液を流した場合において、熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の入口側管路（１１a，１８１a，３８１a）とバイパス配管（１５，１８１，３８１）との分岐点から、出口側管路（１１b，１８１b，３８１b）とバイパス配管（１５，１８１，３８１）との分岐点までの、圧力損失よりも高い吐出圧力を必要とする。
また、本発明の洗浄効率増強装置（１０B，１８０，３８０）は、通常の定置洗浄を行う熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）に対して付加的に備えるものであり、定置洗浄を行っているときの洗浄液の流量は別途定量ポンプにより規定されていることが望ましい。その場合でも、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吐出圧力が高すぎる場合は、管路内部の圧力バランスが変動し、管路全体の洗浄液の流量に影響を及ぼす可能性がある。従って、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吐出圧力は極端に高くないものが好ましい。結局、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の性能は、大流量型でかつ吐出圧力が小さいものが望ましく、対象とする熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の種類、性能等によって異なるが、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）の吐出圧力は、当前記熱交換器（１０、１０A、１５０，１６０，３５０，３６０）の圧力損失よりもおおむね０.３〜０.５ｋｇ／ｃｍ2 程度高いものが好ましい。また、渦巻ポンプ（１２，１８２，３８２）は、洗浄液が直接接触するため、耐蝕性、耐薬品性に優れたものが望ましい。
【００４５】
（実施例）
次に、図面により本発明の実施の形態の例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の熱交換器の洗浄効率増強装置の説明図である。
図１において、熱交換器として多重管式熱交換器１０が、管路を構成する入口配管１１a及び出口配管１１bに配設されている。製品（熱交換用流体）は矢印Ｍa方向より入口配管１１aに流入し、多重管式熱交換器１０の内側管路１０aを通り、出口配管１１bを介して矢印Ｍb方向に排出される。多重管式熱交換器１０の外側管路１０bには矢印ＨＷaより温湯（熱媒）が流入し、外側管路１０bを通って矢印ＨＷb方向に排出され、製品と熱交換される。
図１の装置においては、入口配管１１a及び出口配管１１bを短絡するバイパス配管１５が設置され、バイパス配管１５には渦巻ポンプ（流体移送手段）１２及びストップ弁１３が配設されている。多重管式熱交換器１０に製品が流れている場合は、ストップ弁１３は閉じており、バイパス配管１５は遮断されている。
【００４６】
（実施例１の作用）
多重管式熱交換器１０を定置洗浄する場合には、矢印Ｍaから洗浄液が流入し、多重管式熱交換器１０の内部を通って矢印Ｍb方向へ流出するが、この際に、ストップ弁１３を開け、渦巻ポンプ１２を稼動させれば、洗浄液は、出口配管１１bから入口配管１１aに（即ち矢印Ｃの方向に）戻る。従って、多重管式熱交換器１０を通る洗浄液の流量が増加し、多重管式熱交換器１０の洗浄効率が増強される。
尚、この場合には、バイパス配管１５に、渦巻ポンプ１２の吐出圧力及び流量を調節するための調節弁を設けておくことが可能である。
【００４７】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の熱交換器の洗浄効率増強装置の説明図である。
図２において、前記図１と共通する要素には、図１と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図２においては、図１のストップ弁１３に換えて、流路切替弁１６及び１７により構成される切替手段（１６＋１７）を備えている。流路切替弁１６及び１７は、通常状態では、入口配管１１a及び出口配管１１bを各々連通する状態で流路を開いており、バイパス配管１５には製品が流れない流路になっている。
前記切替手段（１６＋１７）の流路切替弁１６及び１７は、シール弁であり、渦巻ポンプ１２の両側のバイパス配管１５に２個づつ配置されている。シ−ル弁とは流路を遮断及び導通する弁であって、稼動部分がベロ−ズ等でシ−ルされており流路を通る流体が稼動部分に接触しない構造を有するものである。
【００４８】
（実施例２の作用）
そして、多重管式熱交換器１０を定置洗浄する際には、入口配管１１a及び出口配管１１bとバイパス配管１５とが互いに連通する状態に流路を開く。従って、前記図１に示す実施例１と同様の作用効果が得られるのである。
【００４９】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の熱交換器の洗浄効率増強装置の説明図である。
図３において、前記実施例２の図２と共通する要素には、図２と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図３において、本実施例３では、前記シ−ル弁により構成された切替弁１６，１７と前記渦巻ポンプ１２との間のバイパス路１５にシール弁により構成されたストップ弁１６′及び１７′が配置されている。この場合、熱交換器１０の入口側の管路及び出口側の管路と渦巻ポンプ１２とが、２個のシ−ル弁で二重に遮断されることになる。
【００５０】
（実施例３の作用）
前述の構成を備えた実施例３では、管路が無菌状態の製品を流すものである場合でも、２個のシ−ル弁により渦巻ポンプが二重に遮断されているため渦巻ポンプ側から管路に細菌が入ることはなく、細菌的に安全である。即ち、仮に１個のシ−ル弁が破損したとしても、もう１個のシ−ル弁により管路が遮蔽されるためである。従って、管路が無菌状態の製品を流すものであっても、渦巻ポンプを選定する際には、特に無菌対策を施した機種を選ぶ必要がなく、通常の安価な機種を選定することができる。このような態様は、製品が殺菌後の食品又は医薬品である場合に、特に効果的である。
【００５１】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４の熱交換器の説明図である。
図４において、前記実施例３の図３の要素に対応する要素には、前記図３と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図４において、熱交換器１０は、プレート式熱交換器を有する熱交換ユニット１０A及び洗浄効率増強装置の機能を有する循環用流体移送ユニット１０Bを結合して構成されている。
前記プレート式熱熱交換器を有する交換ユニット１０Aは、熱交換用流体（製品）入口Ｐ1及び出口Ｐ2を有しており、前記入口Ｐ1及び出口Ｐ2は、熱交換ユニット１０Aの同一の側面に設けられている。前記入口Ｐ1及び出口Ｐ2が設けられた熱交換ユニット１０A側面は、循環用流体移送ユニット１０Bが装着される面である。
【００５２】
前記循環用流体移送ユニット１０Bは、前記入口配管１１a及び出口配管１１bに接続する入口Ｑ1及び出口Ｑ2と、前記熱交換ユニット１０Aの入口Ｐ1及び出口Ｐ2に接続する接続口Ｑ3及びＱ4とを有している。
そして、前記入口Ｑ1及び接続口Ｑ3間を接続する流体流入側接続路Ｒi及び前記出口Ｑ2及び接続口Ｑ4間を接続する流体流出側接続路Ｒoは、バイパス路１５により接続されている。前記バイパス路１５と流体流入側接続路Ｒi及び流体流出側接続路Ｒoとの接続部にはそれぞれ切替弁１７及び１６が配置されている。
切替弁１７は、前記入口Ｑ1及び接続口Ｑ3を接続し且つバイパス路１５及び流体流入側接続路Ｒi間を遮断する製品流通位置と、前記入口Ｑ1及び接続口Ｑ3を接続し且つバイパス路１５及び流体流入側接続路Ｒi間も接続する洗浄液流通位置との間で切替え制御されるように構成されている。
切替弁１６も前記切替弁１７と同様に構成され、前記出口Ｑ2及び接続口Ｑ4を接続し且つバイパス路１５及び流体流出側接続路Ｒo間を遮断する製品流通位置と、前記出口Ｑ2及び接続口Ｑ4を接続し且つバイパス路１５及び流体流出側接続路Ｒo間も接続する洗浄液流通位置との間で切替え制御されるように構成されている。、
【００５３】
（実施例４の作用）
本実施例４の熱交換器１０は、着脱自在な熱交換ユニット１０A及び循環用流体移送ユニット１０Bにより構成されており、循環用流体移送ユニット１０Bは洗浄効率増強装置としての機能を有している。この熱交換器１０は、熱交換ユニット１０Aに循環用流体移送ユニット１０Bを装着することにより、洗浄効率増強装置の機能を持たせることができる。したがって、熱交換の機能のみを有する熱交換器に、洗浄効率増強装置を配管により接続する作業に比べて、現場での設置作業が極めて簡単である。
本実施例４の熱交換器１０は、前記実施例３と同様に洗浄効率を増強することができる。また、本実施例４の熱交換ユニット１０Aは、前記循環用流体移送ユニット１０Bを省略して、洗浄効率増強装置としての機能を持たない熱交換器としても使用することができる。
【００５４】
（実施例５）
図５は本発明の実施例５の熱交換器の説明図である。
図５において、前記実施例４の図４と共通する要素には、前記図４と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図５において、熱交換器１０は、プレート式熱交換器を有する熱交換ユニット１０A及び洗浄効率増強装置の機能を有する循環用流体移送ユニット１０Bを結合して構成されている。
前記熱交換ユニット１０Aは、入口Ｐ1及び前記内側配管１０aを接続する接続路に切替弁１７が設けられ、出口Ｐ2及び前記内側配管１０aを接続する接続路に切替弁１６が設けられている。また、循環用流体移送ユニット１０Bが装着される側面に接続口Ｐ3，Ｐ4が設けられており、前記切替弁１７及び接続口Ｐ3間と、前記切替弁１６及び接続口Ｐ4間にはそれぞれバイパス路１５の両端部１５a，１５aが形成されている。前記バイパス路１５の両端部１５a，１５aにはストップ弁１７′，１６′が設けられている。
前記循環用流体移送ユニット１０Bには、前記熱交換ユニット１０Aの接続口Ｐ3，Ｐ4と接続する接続口Ｑ3，Ｑ4、及び前記接続口Ｑ3及びＱ4を接続するバイパス路中央部１５bを有している。バイパス路中央部１５bには渦巻ポンプ１２が設けられている。
前記熱交換ユニット１０Aのバイパス路両端部１５a，１５a及び循環用流体移送ユニット１０Bのバイパス路中央部１５bによりバイパス路１５が形成されている。
【００５５】
（実施例５の作用）
本実施例５の熱交換器１０は、着脱自在な熱交換ユニット１０A及び循環用流体移送ユニット１０Bにより構成されており、循環用流体移送ユニット１０Bは洗浄効率増強装置としての機能を有している。この熱交換器１０は、熱交換ユニット１０Aに循環用流体移送ユニット１０Bを装着することにより、洗浄効率増強装置の機能を持たせることができる。したがって、熱交換の機能のみを有する熱交換器に、洗浄効率増強装置を配管により接続する作業に比べて、現場での設置作業が極めて簡単である。
また、本実施例５の熱交換ユニット１０Aは、前記循環用流体移送ユニット１０Bを省略して、洗浄効率増強装置としての機能を持たない熱交換器としても使用することができる。
また、本実施例４の熱交換器１０は、前記実施例３と同様に洗浄効率を増強することができる。
【００５６】
（実施例６）
図６は本発明の実施例６の熱交換器の説明図である。
図６において、前記実施例５の図５と共通する要素には、前記図５と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図６において、ストップ弁１６′，１７′は、循環用流体移送ユニット１０B側のバイパス路中央部１５bの前記渦巻ポンプ１２の両側に設けられている。
この実施例６も前記実施例５と同様の作用を奏する。
【００５７】
（実施例７）
図７は本発明の実施例７の熱交換器の説明図である。
図７において、前記実施例６の図６と共通する要素には、前記図６と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図７において、切替弁１６，１７の代わりに、バイパス路両端部１５a，１５aにストップ弁１６′，１７′が設けられている。
この実施例７も前記実施例６と同様の作用を奏する。
【００５８】
（実施例８）
図８は本発明の実施例８の熱交換器の説明図である。
図７において、前記実施例７の図７と共通する要素には、前記図７と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図８に示す実施例８は、前記実施例７の図７のバイパス路両端部１５a，１５aに設けられたストップ弁１６′，１７′が省略され、バイパス路中央部１５bには、前記渦巻ポンプ１２の両側にそれぞれ２個のストップ弁１６′，１７′が設けられている。
この実施例８も前記実施例７と同様の作用を奏する。
【００５９】
（実施例９）
図９は本発明の熱交換器の洗浄効率増強装置の実施例９を備えた、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の説明図である。図９において、前記図１１と共通する要素には、前記図１１と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６０】
図９において、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の主要な機器の仕様は次のとおりである。
バッファタンク１０１ ４００リットル
押込ポンプ１０２ 揚程５０ｍ
第１熱交換部１１０ 伝熱面積２０ｍ2
第１加熱部１２０ 伝熱面積１０ｍ2
保持タンク１０３ １５００リットル
押込ポンプ１０４ 揚程１０ｍ
均質機１０５ 最大流量８０００ｌ／ｈ
第２熱交換部１３０ 伝熱面積１０ｍ2
第２加熱部１４０ 伝熱面積６.５ｍ2
第１冷却部１５０ 伝熱面積２４ｍ2
第２冷却部１６０ 伝熱面積２４ｍ2
【００６１】
図９において、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００においては、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０に、本発明の洗浄効率増強装置１８０が備えられている。
本発明の洗浄効率増強装置１８０は、バイパス配管１８１（内径２インチ）を有しており、第１冷却部１５０の入口側の管路１８１a、及び第２冷却部１６０の出口側の管路１８１bを短絡する。バイパス配管１８１には、シ−ル弁１８３、１８４、１８５、及び１８６（２インチ用）が配設され、流体移送手段としての渦巻ポンプ１８２（揚程５５ｍ）も同様に配設される。
【００６２】
（実施例９の作用）
洗浄効率増強装置１８０の作用を説明する。定置洗浄が始まれば、保持タンク１０３の下流を洗浄する洗浄液は矢印Ｃ２方向より流入する。洗浄液は均質機１０５によって一定流量となり下流の管路全体に送液される。
第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０についてみれば、シ−ル弁１８３、１８４、１８５、及び１８６が開き、バイパス配管１８１が導通状態となる。従って、第１冷却部１５０の入口側の管路１８１a、及び第２冷却部１６０の出口側の管路１８１bが、互いに連通する。この状態で渦巻ポンプ１８２を稼動させると、洗浄液の一部が、第２冷却部１６０の出口側の管路１８１bより、第１冷却部１５０の入口側の管路１８１aに戻る。かくして、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０を通過する洗浄液の流量が増大し、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０の洗浄効率が増強されることになる。
【００６３】
尚、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００が牛乳を殺菌している間は、バイパス配管１８１において、第１冷却部１５０の入口側の管路１８１a、及び第２冷却部１６０の出口側の管路１８１bは、各々２個づつのシ−ル弁１８３及び１８４、並びに１８５及び１８６によって、渦巻ポンプ１８２と隔てられている。従って、管路を流れる無菌状態の牛乳と渦巻ポンプとは、２個のシ−ル弁で隔てられているため、細菌的に極めて安全である。本発明の装置は、このように無菌製品が流れる管路に配設された熱交換器についても有効に利用することができる。
【００６４】
（実施例１０）
次に、前記図９により本発明の実施例１０の定置洗浄方法を説明する。この実施例１０は、前記図９に示す実施例９の装置を使用した定置洗浄方法の一例であり、図９に基づいて説明する。
まず、予備的に牛乳用プレ−ト式殺菌機１００を次の条件で作動させ、牛乳の殺菌を行った。
乳固形分８.２％、乳脂肪３.２％、温度４℃の牛乳を、牛乳用プレ−ト式殺菌機１００に通液し、第１熱交換部１１０及び第１加熱部１２０で加熱し、第１加熱部１２０出口温度を８５℃に調節し、同温度で保持タンク１０３において５分間の保持した。均質機１０５を流量８０００ｌ／ｈで稼動し、均質圧力を、第１段を６０ｋｇ／ｃｍ2 、第２段を２０ｋｇ／ｃｍ2 に設定し、第２加熱部１４０の出口温度を１３５℃に設定し、第２熱交換部１３０に至るまでの時間は２秒であり、これを殺菌条件とした。次いで、第２熱交換部１３０及び第１熱交換部１１０を介して３０℃に冷却し、更に第１冷却部１５０で温度１５〜２５℃の水、及び第２冷却部１６０で温度３℃のチルド水でそれぞれ冷却し、第２冷却部１６０の出口で５℃に設定した。以上の条件で、３時間装置を運転し、２４トンの殺菌牛乳を得た。
【００６５】
次に、以下の条件により牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の定置洗浄を行った。尚、バッファタンク１０１から保持タンク１０３までの管路の洗浄については説明を省略する。
矢印Ｃ２方向より８０℃の温湯を通液し、均質機１０５により流量８０００ｌ／ｈに調節して下流の管路に通液した。均質圧力は０とした。第２加熱部１４０で加熱操作を行い、第２加熱部１４０出口で１１０℃、第１冷却部１５０の入口で１００℃、第２冷却部１６０の出口で９０℃に各々維持した。
このとき、シ−ル弁１８３、１８４、１８５、及び１８６を開け、渦巻ポンプ１８２を稼動し、超音波式流量計（ポリソニック社製、ＭＳＴ−Ｐ）により配管の外側から、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０を通過する温湯の流量を測定した結果、１２０００ｌ／ｈであり、流量が増加していることが確認された。
【００６６】
以上の条件により、温湯で３０分、次いて２％の水酸化ナトリウム溶液で３０分、再度温湯で３０分、１％の硝酸溶液で３０分、温湯で３０分、順次定置洗浄を実施した。
定置洗浄の終了後に、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０のプレ−ト式熱交換器を分解して洗浄状態を点検した結果、いずれのプレ−トも伝熱面は完全に洗浄されており、スケール等の付着は認められず、本発明の方法により定置洗浄を行えば、洗浄効率が極めて高いことが確認された。
【００６７】
（比較例１）
次に、前記図９により説明した前記実施例１０と同一の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００を用いた比較例を説明する。
まず、予備的に前記実施例１０と同一の条件で牛乳の殺菌処理を行い、以下の条件により牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の定置洗浄を行った。尚、バッファタンク１０１から保持タンク１０３までの管路の洗浄については説明を省略する。
比較例１においては、定置洗浄を、前記実施例１０と同一の温度条件、洗浄液濃度、洗浄時間で行ったが、定置洗浄の開始時点から終了まで、シ−ル弁１８３、１８４、１８５、及び１８６を閉鎖し、渦巻ポンプ１８２を停止した状態とした。この比較例１の場合、前記第１冷却部１５０、第２冷却部１６０のプレート式熱交換器に流れる洗浄液の流量は、前記均質機１０５の流量８０００ｌ／ｈである。
定置洗浄終了後に、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０のプレ−ト式熱交換器を分解し、洗浄状態を点検した結果、第１冷却部１５０で０枚、第２冷却部１６０で３０枚のプレ−トについて、伝熱面に洗浄不良が発見された。従って、この結果から、本発明の方法を実施しない場合は洗浄効率が低下することが確認された。
【００６８】
（比較例２）
次に、従来の定置洗浄の設備を備えた、前記図１１の牛乳用プレ−ト式殺菌機１００による比較例について説明する。この比較例２の内容は図１１に基づいて説明する。
まず、予備的に前記実施例１０及び比較例１と同一の条件で牛乳の殺菌処理を行い、以下の条件により牛乳用プレ−ト式殺菌機１００の定置洗浄を行った。尚、バッファタンク１０１から保持タンク１０３までの管路の洗浄については説明を省略する。
前記実施例１０及び比較例１と同一の温度条件、洗浄液濃度条件、及び時間で定置洗浄を行ったが、その際に、ストップ弁１７３及び１７４を開け、バイパス配管１７１を導通状態として渦巻ポンプ１７２を稼動して行った。即ち、均質機１０５の下流における洗浄液の流量を、前記比較例１よりも多い１２０００ｌ／ｈにして定置洗浄を行った。
定置洗浄終了後、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０のプレ−ト式熱交換器を分解し、洗浄状態を点検した結果、いずれのプレ−トも伝熱面は完全に洗浄されており、スケール等の付着は認められなかった。
【００６９】
以上の実施例１０、比較例１、及び比較例２の結果を検討すると、第１冷却部１５０及び第２冷却部１６０の洗浄効率については、比較例２に記載した従来の定置洗浄方法では十分な洗浄効率が得られるが、比較例２よりも洗浄液の流量が小さい比較例１では十分な洗浄効率は得られなかった。しかしながら、比較例１の洗浄条件で本発明の実施例１０の定置洗浄法を適用すれば、比較例２と同等の洗浄効率を得ることができた。更に、比較例２における渦巻ポンプ１７２（図１１参照）と実施例１０における渦巻ポンプ１８２（図９参照）を対比すれば、後者のポンプは前者よりも小型、かつ低出力のもので十分であり、設備投資額及びランニングコストの面で有利である。
【００７０】
以上の結果から、本発明の定置洗浄方法は、従来の定置洗浄方法（比較例２）よりも少ない洗浄液の流量で同等の洗浄効率を得ることができ、また設備投資額及びランニングコストの面で有利であることが確認された。
尚、前記実施例１０並びに比較例１及び比較例２については、殺菌条件、洗浄条件を種々変更して同様に実施したが、いずれもほぼ同様の結果が得られた。
【００７１】
（実施例１１）
次に、前記図１２の従来の冷菓ミックス用の殺菌機２００に、本発明の実施例１１の洗浄効率増強装置を適用した実施例を説明する。図１０は、本発明の実施例１１の洗浄効率増強装置を適用した冷菓ミックス用殺菌機の模式図である。図１０の冷菓ミックス用殺菌機では、前記図１２の冷菓ミックス用殺菌機２００の第１冷却部２５０及び第２冷却部２６０に使用されている多管式熱交換器に替えて、プレ−ト式熱交換器を使用している。図１０において、前記図１２と共通の要素には前記図１２と同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図１０において、冷菓ミックス用殺菌機２００の主要な機器の仕様は次のとおりである。
バッファタンク２０１ ６００リットル
押込ポンプ２０２ 揚程７０ｍ
熱交換部２１０ 伝熱面積１２ｍ2
均質機２０５ 最大流量６０００ｌ／ｈ
加熱部２４０ 伝熱面積１７ｍ2
第１冷却部３５０ プレ−ト式熱交換器 伝熱面積２９ｍ2
第２冷却部３６０ プレ−ト式熱交換器 伝熱面積１２ｍ2
【００７３】
図１０の冷菓ミックス用殺菌機２００の第１冷却部３５０及び第２冷却部３６０には、本発明の洗浄効率増強装置３８０が備えられている。洗浄効率増強装置３８０は、バイパス配管３８１（内径２インチ）を有しており、第１冷却部３５０の入口側の管路３８１a、及び第２冷却部３６０の出口側の管路３８１bを短絡する。バイパス配管３８１には、シ−ル弁３８３、３８４、３８５、及び３８６（２インチ用）が配設され、流体移送手段としての渦巻ポンプ３８２（揚程１０ｍ）も同様に配設される。
前記図１０で説明した実施例１１は、定置洗浄時において、前記実施例９及び実施例１０と同様の作用を奏する。
【００７４】
（実施例１２）
本発明の実施例１２の定置洗浄方法は、前記図１０で説明した実施例１１の装置を使用した定置洗浄方法である。この実施例１２を前記図１０に基づいて説明する。
まず、予備的に冷菓ミックス用殺菌機２００を次の条件で作動させ、冷菓ミックスの殺菌を行った。
乳脂肪８％、温度６５℃の冷菓ミックスを、冷菓ミックス用殺菌機２００に通液し、熱交換部２１０で加熱し、均質機２０５を流量６０００ｌ／ｈで稼動し、均質圧力を、第１段を１４０ｋｇ／ｃｍ2 、第２段を３０ｋｇ／ｃｍ2 に設定し、加熱部２４０の出口温度を８５℃に設定し、熱交換部２１０に至るまでの時間は１５秒であり、これを殺菌条件とした。次いで、熱交換部２１０を介して７５℃に冷却し、更に第１冷却部３５０で温度３０℃の水、及び第２冷却部３６０で温度５℃のチルド水でそれぞれ冷却し、第２冷却部３６０の出口温度を１０℃に設定した。以上の条件で、３時間装置を運転し、１８トンの殺菌冷菓ミックスを得た。
【００７５】
次に、以下の条件により冷菓ミックス用殺菌機２００の定置洗浄を行った。尚、バッファタンク２０１周辺の管路の洗浄については説明を省略する。
矢印Ｃ１方向より温湯を通液し、均質機２０５により流量６０００ｌ／ｈに調節して下流の管路に通液した。均質圧力は０とした。加熱部２４０で加熱操作を行い、加熱部２４０出口で９３℃、第１冷却部３５０の入口で８８℃、第２冷却部３６０の出口で８５℃に各々維持した。この際、シ−ル弁３８３、３８４、３８５、及び３８６を開け、渦巻ポンプ３８２を稼動し、超音波式流量計により配管の外側から、第１冷却部３５０及び第２冷却部３６０を通過する温湯の流量を測定した結果、１００００ｌ／ｈであり、流量が増加していることが確認された。
【００７６】
以上の条件により、温湯で３０分、次いて２％の水酸化ナトリウム溶液で３０分、再度温湯で３０分、１％の硝酸溶液で３０分、温湯で３０分、順次定置洗浄を実施した。
定置洗浄の終了後に、第１冷却部３５０及び第２冷却部３６０のプレ−ト式熱交換器を分解して洗浄状態を点検した結果、いずれのプレ−トも伝熱面は完全に洗浄されており、スケール等の付着は認められなかった。
以上の結果から、本発明のプレ−ト式熱交換器が、従来使用できなかった場所にも使用できることが判明し、従来よりも適用範囲が広いことが実証された。
尚、図１０の第１冷却部３５０及び第２冷却部３６０は、前記図１２の第１冷却部２５０及び第２冷却部２６０に比して、設置面積は約４割少なく、価格は約３割であった。従って、従来の熱交換器に替えて本発明のプレ−ト式熱交換器を採用すれば、設置スペ−ス、投資額の面で有利となることは明らかである。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳記したとおり、本発明は、熱交換器の入口側及び出口側の管路を連通し、洗浄液の一部を出口側の管路から入口側の管路に戻し、熱交換器を通過する洗浄液の流量を増加させて洗浄する方法、及びその方法を実施する装置、並びにその装置を備えたプレ−ト式熱交換器に係るものであり、本発明により奏せられる効果は次のとおりである。
（１）本発明の方法又は装置によれば、個々の熱交換器の汚染程度に応じて選択的に洗浄条件を設定することが可能であり、無駄が少なく洗浄時間を短縮することができる。
（２）本発明の方法又は装置によれば、大電力の大型ポンプが不要であり、設備投資額及びランニングコストが安価である。
（３）本発明のプレ−ト式熱交換器は、洗浄性が良好であると共に、設計の際に洗浄条件による制約を受けず、従来よりも設計及び設置場所の自由度が大きくなる。また、設置スペ−ス及び設備投資額の面で有利なプレ−ト式熱交換器の利点をより広範な場所で発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の定置洗浄装置の説明図である。
【図２】 本発明の実施例２の定置洗浄装置の説明図である。
【図３】 本発明の実施例３の熱交換器の説明図である。
【図４】 本発明の実施例４の熱交換器の説明図である。
【図５】 本発明の実施例５の熱交換器の説明図である。
【図６】 本発明の実施例６の熱交換器の説明図である。
【図７】 本発明の実施例７の熱交換器の説明図である。
【図８】 本発明の実施例８の熱交換器の説明図である。
【図９】 本発明の実施例９の洗浄効率増強装置を備えた牛乳用プレ−ト式殺菌機の説明図である。
【図１０】 図１０は、本発明の実施例１１の洗浄効率増強装置を適用した冷菓ミックス用殺菌機の模式図である。
【図１１】 従来の定置洗浄方法を行う牛乳用プレ−ト式殺菌機の模式図である。
【図１２】 従来の冷菓ミックス用の殺菌機の模式図である。
【符号の説明】
Ｒi…流体流入側接続路、
Ｒo…流体流出側接続路、
１０，１０A…熱交換器、
１０B，１８０，３８０…洗浄効率増強装置、
１０a…熱交換用流体流路、
１０b…熱交換用熱媒流路、
１１a，１８１a，３８１a…管路（入口側管路）、
１１b，１８１b、３８１b…管路（出口側管路）、
１２…流体移送手段（渦巻ポンプ）、
１３…切替手段（ストップ弁）、
１５，１８１，３８１…バイパス配管、
１５a…バイパス路両端部分、
１５b…バイパス路中央部分、
１６，１７…切替手段（切替弁）、
１６′，１７′、１８３〜１８６、３８３〜３８６…切替手段（ストップ弁）、
１００…牛乳用プレ−ト式殺菌機、
１０５…均質機、
１１０…第１熱交換部、
１２０…第１加熱部、
１３０…第２熱交換部、
１４０…第２加熱部、
１５０…熱交換器（第１冷却部）、
１５０a…熱交換用流体流路、
１５０b…熱交換用熱媒流路、
１６０…熱交換器（第２冷却部）、
１６０a…熱交換用流体流路、
１６０b…熱交換用熱媒流路、
１８２，３８２…流体移送手段、
１７０…殺菌機全体を定置洗浄するための従来の洗浄用装置、
１８０…本発明の洗浄効率増強装置、
２００…冷菓ミックス用殺菌機、
２０５…均質機、
２１０…熱交換部、
２４０…加熱部、
２５０…第１冷却部（多重管式熱交換器）、
２６０…第２冷却部（多重管式熱交換器）、
２７０…殺菌機全体を定置洗浄するための従来の洗浄用装置、
３５０…熱交換器（第１冷却部）、
３５０a…熱交換用流体流路、
３５０b…熱交換用熱媒流路、
３６０…熱交換器（第２冷却部）、
３６０a…熱交換用流体流路、
３６０b…熱交換用熱媒流路、
３８０…本発明の洗浄効率増強装置、
Claims (7)
- 熱交換用熱媒流路と前記熱交換用熱媒流路を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路とを有する熱交換器の定置洗浄方法において、前記熱交換器の熱交換用流体流路の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路を設け、洗浄時には前記熱交換用流体流路に洗浄液を流しながら、前記熱交換器を通過した洗浄液の一部を前記出口側の流路から前記バイパス路を介して入口側の流路に戻し、前記熱交換器を通過する洗浄液の流量を増加させることを特徴とする熱交換器の定置洗浄方法。
- 熱交換用熱媒流路と前記熱交換用熱媒流路を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路とを有する熱交換器の前記熱交換用流体流路に洗浄液を通液して前記熱交換器を定置洗浄する際の洗浄効率増強装置であって、前記熱交換器の熱交換用流体流路の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路、前記バイパス路を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段、及び前記バイパス路に配設されて前記熱交換器の出口側から入口側に前記洗浄液を移送する流体移送手段を備え、洗浄時には前記熱交換器を通過した洗浄液の一部を前記熱交換器の出口側から前記バイパス路を通過させて前記入口側に移送することにより前記熱交換器の熱交換用流体流路の洗浄効率を増強する前記洗浄効率増強装置。
- 前記切替手段が、前記流体移送手段の両側のバイパス路に少なくとも２個づつ配置されたシ−ル弁である請求項２に記載の洗浄効率増強装置。
- 熱交換用熱媒流路、この熱交換用熱媒流路を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路、この熱交換用流体流路に流入する流体の入口及び出口を有する熱交換ユニットに着脱可能に装着される循環用流体移送ユニットにより構成され、且つ前記熱交換用流体流路の入口側から出口側に流れる洗浄液により前記熱交換ユニットの熱交換用流体流路を洗浄する際の洗浄効率を増強する洗浄効率増強装置であって、前記熱交換用流体流路の入口側に接続する流体流入側接続路、前記熱交換用流体流路の出口側に接続する流体流出側接続路、前記両接続路を連通するバイパス路、前記バイパス路に配設されて前記熱交換用流体流路の出口側から入口側に前記流体を移送する流体移送手段、及び前記バイパス路に配設されて前記バイパス路を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段を有し、洗浄時には前記熱交換ユニットを通過した洗浄液の一部を前記熱交換ユニットの出口側から前記バイパス路を通過させて前記入口側に移送することにより前記熱交換ユニットの熱交換用流体流路の洗浄効率を増強する循環用流体移送ユニットにより構成された前記洗浄効率増強装置。
- 熱交換用熱媒流路、この熱交換用熱媒流路を流れる熱媒との間で熱交換を行う流体が流れる熱交換用流体流路、及び前記熱交換用流体流路の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路の両端部分が形成された熱交換ユニットに着脱可能に装着される循環用流体移送ユニットにより構成され、且つ前記熱交換用流体流路の入口側から出口側に流れる洗浄液により前記熱交換ユニットの熱交換用流体流路を洗浄する際の洗浄効率を増強する洗浄効率増強装置であって、前記熱交換用流体流路の入口側及び出口側の流路を連通するバイパス路の前記両端部分に接続するバイパス路中央部分及び前記バイパス路中央部分に配設されて前記熱交換用流体流路の出口側から入口側に前記流体を移送する流体移送手段を有し、洗浄時には前記熱交換ユニットを通過した洗浄液の一部を前記熱交換ユニットの出口側から前記バイパス路を通過させて前記入口側に移送することにより前記熱交換ユニットの熱交換用流体流路の洗浄効率を増強する循環用流体移送ユニットにより構成された洗浄効率増強装置。
- 前記バイパス路を導通状態又は遮断状態に切り替える切替手段が前記バイパス路中央部分の前記流体移送手段が配置された位置の片側または両側に設けられた請求項５記載の洗浄効率増強装置。
- 前記流体移送手段が渦巻ポンプであることを特徴とする請求項４ないし６記載の洗浄効率増強装置。
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