JPH01203843A - 煮沸器の耐圧保護装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は密閉容器からなる煮沸器で発生した水蒸気を熱
回収装置に送り熱回収を行うものにおいて、煮沸器内圧
が増減変動した際に器壁が凹んだり変形することのない
よう耐圧保護を万全ならしめる装置に関する。

（従来の技術） 煮沸、冷却を交互に繰り返して行う製造工程例えばビー
ル仕込工程では、麦汁にホップを加えて煮沸釜内で略々
常圧下の１００℃まで加熱し原料中に含まれる異臭成分
を水蒸気と共に発散させる操作を９０分程度行って１時
間位自然冷却後、次に１００分程程度かけて５℃位まで
冷却することが行われている。

かかる工程で特に煮沸時における廃熱回収をはかって運
転コストの低減をはかるものが最近多く利用されており
、その１例が特開昭５２−１３２４４７号公報等によっ
て開示されているが、煮沸釜が密閉容器であって器内の
温度が大巾に変動するために内圧にも変化を生じること
から、普通は厚手の金属からなる耐圧容器に形成すると
共に、この煮沸釜に電気制御方式の調圧弁を付設せしめ
て、常圧を基準とし水柱で±２０鶴程度の変動内に器内
圧を抑えるようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上述する如き電気制御方式になる耐圧保護装置は、長年
月の使用によって電気的なトラブルが発生し易くなるも
のであり、いったん調圧弁が不作動になると、内圧が異
常に上昇又は低下するために煮沸釜が常圧との差圧の影
響で膨張したり、凹んだりして変形するおそれがあり、
従って、通常は安全上の見地から、煮沸釜を厚手の金属
よりなる圧力容器に形成しているが、そのために装置コ
ストの増加を招いていた。

本発明はかかる従来の問題点に対処して成されたもので
あって、ダクトと開放タンクとからなる水封方式による
簡易な構造の安全装置を追加することによって、内圧変
動を確実に微小圧力差の範囲に保持可能ならしめ、しか
も複数基の煮沸釜に対して１基で共用し得る構造上の利
点を併せ有せしめてなり、もって煮沸釜の薄形構造への
実現に向けて推進をはかることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） しかして本発明は添付図面を示す実施例により明らかな
如く、数時間の周期中における一定時間、略常圧下１０
０℃の水蒸気を間欠的な繰り返しで発生する煮沸釜等耐
圧密閉容器からなる煮沸器（１）の気相部を、抽気ダク
ト（３）及び抽気装置Ｑ３）を有する抽気ラインにより
熱回収装置（４）に接続したものにおいて、前記抽気ダ
クト（３）から水封用ダクト（５）を分岐させて引き出
し、所定量の水の貯溜可能に設けた水封用タンク（６）
に導いて、先端開口部を前記水封用タンク（６］の液相
部に垂下させ浸没せしめる一方、水封用タンク（６）に
は、給水管（７）及びドレン排出管（８）を接続すると
共に、煮沸器（１）内がその耐圧域内における所定の差
圧を超過するとき、前記水封用ダクト（５）の先端開口
部を介して差圧超過分を大気に解放し得るに足りる基準
水位（Ｌ０）及び該水位（Ｌ０）に比し若干高い異常水
位（Ｌ＋）を検知する水位検知器（９）を付設せしめ、
さらにドレン排出管（８）には、煮沸器（１）が水蒸気
を発生していなくて、かつ、水封用タンク（６）内の水
位が前記異常水位（Ｌ０）に上昇したことによって開弁
じ、ドレンを排出せしめるドレン用開閉弁（１０）を介
設し、一方、給水管（７）には、水封用タンク（６）内
の水位が大巾に低下したことによって開弁じ、前記基準
水位（Ｌ０）に達するまで給水せしめる給水用開閉弁α
０を介設したしたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は前記構成において、水封用タン
ク（６）を複数基の煮沸器（１）、　（１）に対して１
基で兼用せしめてなり、さらに、水封用ダクト（５）を
各煮沸器（１）、　（１）の抽気ダク）（３）、　（３
）と熱回収装Ｗ（４）とを接続する共通の抽気ダクト（
３）から分岐させて引出してなる構成としたことを特徴
とする。

（作用） パン形の水封用タンク（６）と、導管等の水封用ダクト
（５）と、水位検知器（９）、給水管（７）及びドレン
排出管（８）とで構成されるので簡易かつコンパクトな
装置が得られ、また、既設の煮沸器にも簡単に適用でき
る。

そして煮沸器（１）内が大気に比して若干高い正圧域と
なったときには、所定値以上の差圧超過分に対しては、
水封用ダクト（５）の先端開口部から気泡として液相中
を経、大気中に放出するので所定値の正圧が確実に保持
される。

一方、熱回収装置（４）の運転に応じて煮沸器（１）内
が逆に負圧域となったときには、水封用ダクト（５）の
先端開口部から差圧ヘッドに相当する分水を吸上げるこ
とにより、水封用タンク（６）内の水位が低下して、前
記先端開口部を大気に開放した状態となる結果、煮沸器
（１）内は常圧に上昇する。

かくして煮沸器（１１内の圧力が極端に上昇あるいは低
下することは防止される。

さらに、抽気ダクト（３）中の空気に微粉末の異物が混
入していて、これが水封用タンク（６）まで導かれ水底
に沈澱堆積することによって該タンク（６）内の水位を
上昇させる如き問題が生じた場合には、蒸気発生停止の
時機においてドレン排出管（８）を開通させ沈澱物が混
じったドレンを直ちに排出させると共Ｌ、その直後に水
補給を行わせるよう作動するので、耐圧保護装置を常に
良好な作動状態に保持されるようにすることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづき説明する。

第１図は本発明の１実施例に係る煮沸工程用装置の略示
構造図であって、例えばビール製造仕込工程に用いられ
、麦汁を煮沸する煮沸器（１）としての耐圧容器からな
る煮沸釜の気相部に面する頂壁には排気ダクト（２）を
直立させて連設している。

この排気ダクト（２）の途中から抽気ダクト（３）を分
岐して取り出してその先端を熱回収装置（４）に接続せ
しめて煮沸器（１）で発生する水蒸気の熱を熱回収装置
（４）で回収させるようになっている。なお、（＋３１
はファン等の抽気装置である。

煮沸器（１）はビール仕込工程においては前述したよう
に、略常圧下で１００℃まで加熱する運転を９０分、自
然冷却を６０分、５℃までの強制冷却を１００分と順序
的な繰り返して行わせるものであり、加熱運転の際に発
生した水蒸気（１００℃）を熱回収装置（４）によって
温水に転じさせて適宜貯溜した後、麦汁用の殺菌湯とし
て、あるいは冷却の際に運転する吸収式冷凍機の蒸気発
生熱源水として利用し得るよう熱回収ラインに接続させ
ている。

上記構成を有する装置において、抽気ダクト（３）を有
する抽気ラインには、パイプにより形成した水封用ダク
ト（５）を分岐させて引き出しており、その先端部を垂
下させて水封用タンク（６）内に導き、先端開口部を水
封用タンク（６）の内底部に対面するように下向きにし
て、水封用タンク（６）に貯溜される液相に浸没せしめ
ている。

上記水封用タンク（６）は大気開放形の水槽であって、
給水管（７）を液面よりも上方からの水補給が可能なよ
うに接続させていると共に、底部の最下位置となる個所
にドレン排出管（８）を接続させて、給水管（７）には
給水用開閉弁α〔としての第１電磁弁を介設する一方、
ドレン排出管（８）には、ドレン用開閉弁αυとしての
第２電磁弁を介設している。

さらに、水封用タンク（６）には、溢水管α濠を側壁に
接続し、又、槽内に水位検知器（９）を付設せしめてい
て、この水位検知器（９）が検知した水位に対応して発
信する信号によって、前記第１・２両電磁弁Ｑｌ、αυ
を開弁制御させるように形成している。

上記水位検知器（９）は図示する如く、浸没下のダクト
先端開口部のレベルよりも所定値だけ高い位置の基準水
位（ＬＯ）と、該水位（Ｌ０）に比し若干高い位置の異
常水位（Ｌ０）と、水封用タンク（６）内の水が殆ど空
に近くなる渇水値（Ｌ２）との３種の水位を検知して、
基準水位信号、異常水位信号、渇水値信号を夫々発信す
るように形成されている。

この場合、特に基準水位（Ｌ０）に関しては、煮沸器（
１）内圧（Ｐ）が変動して、Ｐ〈常圧−２０ｍ水柱、又
はＰ〉常圧＋２０鶴水柱となったときに、前者の場合は
水封用タンク（６）内の水が一部量だけ水封用ダクト（
５）内に吸上げられることによって液位の低下を生じ、
前記ダクト（５）の先端開口部のレベルよりも僅かに下
がって該先端開口部を大気に開放させるようになり、一
方、後者の場合は、水封用ダクト（５）内の蒸気が先端
開口部よりも上位置の液面が有するヘッドに勝って気泡
として液相中に放出された後、大気中に放散するように
なるようなり、煮沸器（１）の耐圧域内における所定差
圧超過分、すなわち、２０°鶴水柱よりも大きい差圧を
大気に解放し得るに足りるヘッドを持つ水位に設定する
ことが必要であって、これは水封用タンク（６）の水平
断面積、水封用ダクト（５）の断面積によって決まる値
であり、溢水管は基準水位（Ｌ０）に開口させる。

かく構成した水位検知器（９）はその出力部を前記両電
磁弁αω、ａ１）のソレノイドに関連せしめていて、煮
沸器（１）が自然冷却を行っているときに水位を検知す
るように作動させ、異常水位信号により第２電磁弁Ｑｌ
）を開弁させてこれを保持せしめた後、渇水位信号によ
り保持を解いて閉弁させると共に第１電磁弁（１０）を
開弁させてこれを保持せしめ、そして基準水位信号によ
りこの保持を解き第１電磁弁（１０）を閉弁させるよう
に回路構成している。なお図中亜はダンパを示している
。

以上述べた構成を有する実施例は煮沸器（１）が加熱運
転、冷却運転を行っている間に内圧が変動して、その変
動中が大きくなって２０ｍ１水柱を超過するような場合
には、前述の説明によって明らかなように、正圧域で増
大した場合には、水封用タンク（６）の液相内に差圧超
過分に見合って蒸気が気泡として放出されるので、煮沸
器（１）内は常圧＋２０鶴水柱に圧力保持され、一方、
負圧域で増大した場合には、水封用タンク（６）の液の
一部が水封用ダクト（５）内に吸上げられる結果、液位
が低下して前記ダクト（５）の先端開口部が大気に開放
するようになり、煮沸器（１）内は常圧に圧力保持され
る。

かくして、煮沸器（１）内圧（Ｐ）は、常圧−２（ｈｎ
水柱＜　ｐ＜常圧＋２０ｗＭ水柱の範囲内に保持される
。

ところで、水封用ダクト（５）を経、熱回収装置（４）
に抽気される蒸気の中には、麦芽、ホップなどの微粉末
が相当量含まれているので、水封用ダクト（５）を通じ
て水封用タンク（６）の液相中にこの微粉末が入り込ん
できて、ヘドロ状となって底部に堆積する。

その結果、水位を上昇せしめるだけでなく、水封用ダク
ト（５）の開口を塞ぎ、耐圧保護機能が有効に発揮され
なくなるが、このときの水位上昇を水位検知器（９）が
検知し異常水位信号を発信するので、煮沸が中断してい
る間に第２電磁弁αυを開弁させて水封用タンク（６）
内の水と堆積物とを同時に洗い流してドレン排出管（８
）から排出させ、次いで第１電磁弁ａ［Ｉｌを開弁させ
所定の基準水位（ＬＯ）まで清澄な水を補給する。

かくして水封用タンク（６）内は清澄な水の相だけとな
り、正常な水封作用を行って耐圧保護が確実に果たされ
る。

次に第２図は請求項２の発明に係る実施例であり、煮沸
器（１）が２基以上複数基設けられてなる装置において
、各煮沸器（１）に設けた抽気ダクト（３）を共通の抽
気ダクト（３）に−括接続した後、この共通の抽気ダク
ト（３）を介し熱回収装置（４）に接続すると共に、該
共通抽気ダクト（３）から水封用ダクト（５）を分岐さ
せて引き出して、この水封用ダクト（５）を１基の水封
用タンク（６）に導いた構成である。

この実施例は複数基の煮沸器（１）、　（１）に対し１
基の耐圧保護装置を兼用し、所期の保護機能を発揮させ
ることが可能である。

しかして水封用タンク（６）部の構造は第３図に拡大示
され、また、その機能は第４図（イ）〜（７１）に説明
される通りであって、煮沸器（１）の耐圧を大気圧±２
０ｆｉＨｚＯとすると、缶体の構造上から負圧側の圧力
変動に対して弱いと考えられるので、−２０ｔｍ　Ｈｚ
　Ｏに注目する。

水封用ダクト（５）の内圧が大気圧に比し低い第４図（
ＩＩりの場合、大気圧と等正時の第４図（イ）の水面よ
りも△Ｚｔｍ水面が上昇した場合に水封が破れるとする
と、水封用ダクト（５）内圧が大気圧よりも大きい第４
図（ハ）の場合では、水封が破れるのは（２０−△Ｚ）
鶴である。

従って△２を大きくすれば正圧倒の水封が破れ易くなり
、若干の問題がある点を考慮してΔＺを３＋ｎ程度とす
れば良い。

なお、水封用ダクト（５）と水封用タンク（６）との寸
法設定に当たっては、ダクト（５）の断面積をＡ、タン
ク（６）の水平断面積をＢ、煮沸器（１）の耐圧を２（
寵Ｈ２０）とすると、 Ａ・△Ｚ＝（Ｚ−ΔＺ）・　（Ｂ−Ａ）、’、　　Ｂ　
＝　−Ａ ２−△２ となる。

（発明の効果） 本発明は水封用ダクト（５）を水封用タンク（６）と組
合わせて先端開口部を液相内に浸没させるだけの簡単な
機構でありながら、液ヘツドを利用した水財力式によっ
て煮沸器（１１の定圧力保持が確実に行えるものであり
、電気的な制御機構を持つ耐圧保護装置と併用してもコ
スト上昇にはつながらなく、しかも簡易な構造で信頼性
の高い保護装置を提供し得ることによって安全面の向上
は測り知れないものがある。

また、本発明の実施によって煮沸器（１）を薄板構造と
することが可能であって、装置コストに対する低減効果
は顕著である。

さらに、本発明は水封用ダクト（５）と水封用タンク（
６）とを各１基で複数基の煮沸・器（１）、　（１）に
十分対応し得るものであって、既設の煮沸器に簡単に実
施し得る。

また、水封用タンク（６）内に異物等による堆積層が生
じたときには、これを自動的に排出して常に液相を維持
させるようにしているので耐圧保護機能を確実かつ安定
して発揮し得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の各実施例に係る略示構造図
、第３図は同じく要部の拡大図、第４図（イ）　、　（
０）　、　（＋＋）は機能説明図である。 （１）・・・煮沸器、　（３）・・・抽気ダクト、（４
）・・・熱回収装置、　（５）・・・水封用ダクト、（
６）・・・水封用タンク、　（７）・・・給水管、（８
）・・・ドレン排出管、　（９）・・・水位検知器、α
〔・・・給水用開閉弁、　αυ・・・ドレン用開閉弁、
αＪ・・・抽気装置。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、数時間の周期中における一定時間、略常圧下１００
   ℃の水蒸気を間欠的な繰り返しで発生する煮沸釜等耐圧
   密閉容器からなる煮沸器（１）の気相部を、抽気ダクト
   （３）及び抽気装置（１３）を有する抽気ラインにより
   熱回収装置（４）に接続したものにおいて、前記抽気ダ
   クト（３）から水封用ダクト（５）を分岐させて引き出
   し、所定量の水の貯溜可能に設けた水封用タンク（６）
   に導いて、先端開口部を前記水封用タンク（６）の液相
   部に垂下させ浸没せしめる一方、水封用タンク（６）に
   は、給水管（７）及びドレン排出管（８）を接続すると
   共に、煮沸器（１）内がその耐圧域内における所定の差
   圧を超過するとき、前記水封用ダクト（５）の先端開口
   部を介して差圧超過分を大気に解放し得るに足りる基準
   水位（Ｌ＿０）及び該水位（Ｌ＿０）に比し若干高い異
   常水位（Ｌ＿１）を検知する水位検知器（９）を付設せ
   しめ、さらにドレン排出管（８）には、煮沸器（１）が
   水蒸気を発生していなくて、かつ、水封用タンク（６）
   内の水位が前記異常水位（Ｌ＿１）に上昇したことによ
   って開弁し、ドレンを排出せしめるドレン用開閉弁（１
   ０）を介設し、一方、給水管（７）には、水封用タンク
   （６）内の水位が大巾に低下したことによって開弁し、
   前記基準水位（Ｌ＿０）に達するまで給水せしめる給水
   用開閉弁（１０）を介設したしたことを特徴とする煮沸
   器の耐圧保護装置。 ２、水封用タンク（６）が複数基の煮沸器（１）、（１
   ）に兼用せしめた１基であり、水封用ダクト（５）が各
   煮沸器（１）、（１）の抽気ダクト（３）、（３）と熱
   回収装置（４）とを接続する共通の抽気ダクト（３）か
   ら分岐させて引き出している請求項１記載の煮沸器の耐
   圧保護装置。