JPH083908Y2 - 飲料水冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は炭酸飲料壜詰（又は缶詰）プラントの液処理
装置に適用される飲料水冷却装置に関するものである。

（従来の技術） 炭酸飲料を壜詰又は缶詰する場合、飲料水への炭酸ガ
ス吸収を容易にするために、飲料水は熱交換器により冷
却される。この場合飲料水は熱交換器でアンモニア、フ
ロン等の冷媒により直接冷却されたり、ブラインにより
間接的に冷却されるが、最近は熱交換器の飲料水側を熱
水で殺菌する場合が多いので、ブラインによる冷却が多
く使用される。また飲料水は殆どが壜種、液種によりあ
る一定流量で供給され、その供給温度は一定（常温）で
ある。そしてこの飲料水は、所要炭酸ガス吸収量に応じ
て凍結温度近くまで冷却されるが、この冷却温度は炭酸
ガス吸収量と密接な関係にあるので、ある任意の温度
（一定）に冷却されるように制御される必要がある。な
お、飲料水は常に連続的に熱交換器へ供給されるのでは
なく、熱交換器の後工程の状態により、断続的に供給さ
れ、そのサイクルは一定ではなく不規則である。

第３図は従来の飲料水冷却装置の１例を示すもので一
定流量、且つ常温の飲料類は、飲料水送液ポンプ２によ
りプレート式熱交換器１へ供給され、ここでブラインと
熱交換して冷却される。

一方プレート式熱交換器１で飲料水と熱交換して昇温
したブラインは、高温側ブラインタンク７に入る。そし
てブライン循環ポンプ９によりブラインチラー10に戻
り、ここで冷却されて低温側ブラインタンク８に貯液さ
れる。そしてこの低温ブラインは三方混合弁６により、
高温ブラインタンク内にある高温ブラインと混合し、ブ
ライン供給ポンプ４でプレート式熱交換器１へ送られて
飲料水と熱交換し、昇温して再び高温側ブラインタンク
７へ戻り、循環を繰り返す。またブライン供給ポンプ４
の出口部に取付けられたブライン温度センサー３は、ブ
ライン温度を検知する。ブライン温度調節計５において
ブライン温度センサー３で検出したブライン温度と、予
め図示しない手段で設定された設定温度との偏差によ
り、三方混合弁６の開度を調整してプレート式熱交換器
１へのブラインの供給温度を常に一定になるよう制御す
ることにより、製品冷却温度を一定に保つようにしてい
る。

（考案が解決しようとする課題） しかし前記第３図の従来装置では、次のような問題が
あった。即ち、飲料水は常に連続的にプレート式熱交換
器１へ供給されるのではなく、断続的であり、またその
サイクルは一定ではなく、長時間停止することもある。
そのためブラインの温度が低下し、最終的にはブライン
チラー10は停止することになる。このブラインチラー10
は、一般的には再起動する場合には起動から次の起動ま
での時間制限があり、すぐに起動することが出来ないこ
ともあるため、大きなブラインタンクを持ち、ブライン
チラー10が停止している時間分をまかなう必要がある。
このため大きな設置スペースを必要とし、また系内のブ
ライン温度を変更しようとする場合にブライン保有量が
多いため時間を要するなどの問題があった。

本考案は前記従来の課題を解決するための提案された
ものである。

（課題を解決するための手段） このため本考案は、飲料水冷却用のプレート式熱交換
器と、同プレート式熱交換器にて飲料水と熱交換したブ
ラインを貯蔵する高温ブラインタンクと、同高温ブライ
ンタンクからのブラインを冷却するブラインチラーと、
同ブラインチラーで冷却されたブラインを貯蔵する低温
ブラインタンクとを備え、低温ブラインタンクからのブ
ラインを前記プレート式熱交換器へ供給するブライン冷
却循環装置において、前記プレート式熱交換器と前記高
温ブラインタンクとの間に、同高温ブラインタンクより
小容量のブライン補助タンクを配設し、同補助タンクと
前記低温ブラインタンクとからの夫々のブラインを所定
の冷却温度に混合し、前記プレート式熱交換器へ供給す
るようにしてなるもので、これを課題解決のための手段
とするものである。

また本考案は、飲料水冷却用のプレート式熱交換器
と、同プレート式熱交換器にて飲料水と熱交換したブラ
インを貯蔵する高温ブラインタンクと、同高温ブライン
タンクからのブラインを冷却するブラインチラーと、同
ブラインチラーで冷却されたブラインを貯蔵する低温ブ
ラインタンクとを備え、低温ブラインタンクからのブラ
インを所定の冷却温度になるよう混合し、前記プレート
式熱交換器へ供給するブライン冷却循環装置において、
前記ブラインチラーはホットガスバイパスアンロード機
構を有し、前記高温ブラインタンク内と前記低温ブライ
ンタンク内とのブライン温度を検出し、夫々のブライン
温度により前記ブラインチラーの再起動制限時間内は、
前記ホットガスバイパスアンロード機能の作動を制御す
る制御手段を有してなるもので、これを課題解決のため
の手段とするものである。

（作用） ブラインチラーにホットガスバイパスアンロード機能
をもたせ、冷却負荷が無くなり、高温ブラインタンク内
のブライン温度がある温度まで低下したら、ブラインチ
ラーをホットガスバイパスアンロードさせてブラインの
冷却を行わないようにし、再び熱負荷がかかり、低温ブ
ラインタンク内のブライン温度が上昇したらすぐにホッ
トガスバイパスアンロードを止め、通常の冷却運転を行
うようにする。またプレート式熱交換器と高温ブライン
タンクとの間にブライン補助タンクを設け、プレート式
熱交換器で飲料水と熱交換して昇温したブラインは、こ
のブライン補助タンクへ収容し、この中のブラインと、
低温ブラインタンクより供給される低温ブラインとを三
方混合弁により混合させる。そしてブライン補助タンク
でオーバーフローしたブラインを高温ブラインタンクへ
供給するようにする。

またブラインチラーにはホットガスバイパスアンロー
ド機構を有し、運転中に熱負荷が無くなってブラインの
温度が低下し、高温ブラインタンク内のブライン温度を
温度センサーで検出し、予め設定したブラン温度調節計
の設定温度になったら、前記ホットガスバイパスアンロ
ード機構の運転を行い、ブラインの冷却は行わないよう
にする。

（実施例） 以下本考案を図面の実施例について説明すると、第１
図は本考案の１実施例を示す。第１図において、飲料水
は飲料水送液ポンプ２によりプレート式熱交換器１へ供
給されるが、このポンプ２は後工程の条件により制御
（ON/OFF）される。この飲料水を冷却するために一定流
量、一定温度のブラインが供給されるが、このブライン
の循環及び温度制御は次の如くである。

プレート式熱交換器１で飲料水と熱交換して昇温した
ブラインは、小容量のブライン補助タンク11に入る。そ
して一部は三方混合弁６に導かれ、他方（オーバーフロ
ー分）は高温ブラインタンク７に導かれる。高温ブライ
ンタンク７に入ったブラインは、ブライン循環ポンプ９
によりブラインチラー16に供給され、ここで冷却されて
低温側ブラインタンク８に貯液される。そしての低温ブ
ラインは三方混合弁６によりブライン補助タンク11から
導かれる高温ブラインと混合し、ブライン供給ポンプ４
によりプレート式熱交換器１へ送られ、飲料水と熱交換
し、昇温して再びブライン補助タンク11へ戻り循環を繰
り返す。

ブライン供給ポンプ４の出口部に取付けられた温度セ
ンサー３は、ブライン温度を検知し、ブライン温度調節
計５において設定温度との偏差により三方混合弁６の開
度を制御して、プレート式熱交換器１へのブラインの供
給温度を常に一定にするよう制御され、これにより製品
冷却温度を一定に保つようにしている。

このプレート式熱交換器１へのブライン供給温度の設
定変更はブライン温度調節計５にてなされるが、このブ
ライン供給温度を、現状の高温側ブラインの温度より高
い値に設定変更する場合でも、ブライン補助タンク11は
小容量であるため、プレート式熱交換器１より戻ってく
るブラインにより、ブライン補助タンク11内のブライン
温度は新たに設定変更したブライン温度の値をすぐに越
え、且つ高温ブラインタンク７内のブラインの温度を上
昇させる必要がないので、ブライン温度変更は短時間に
可能である。

更にブラインチラー16にはホットガスバイパスアンロ
ード機構17を有し、運転中に熱負荷がなくなってブライ
ンの温度が低下し、高温ブラインタンク７内のブライン
温度を温度センサー14で検出し、予め設定したブライン
温度調節計12の設定温度になったらホットガスバイパス
アンロード機構17の運転を行い、ブラインの冷却は行わ
ないようにする。そして熱負荷によりブラインの温度が
再び上昇し、低温ブラインタンク８内のブライン温度を
温度センサー15で検出し、予め設定したブライン温度調
節計13の設定温度まで上昇したらホットガスバイパスア
ンロード機構17の運転を止め、ブライン冷却を再開す
る。

ホットガスバイパスアンロード機構とは、圧縮機の吸
入圧力が圧縮機を断続的に運転出来る最低圧力以下にな
った時に、圧縮機の吐出ガスの一部を蒸発器又は圧縮機
の吸入側へバイパスさせ、圧縮機を断続的に運転出来る
だけの最低吸入圧力を保持出来るように負荷を作り出す
機構である。この機構は熱負荷が非常に小さくなり、殆
ど無負荷状態になった時でも、圧縮機を停止せずに連続
運転させる必要がある場合に使用される。

ブラインチラー16はブラインの温度により起動、停止
を行うがモータには一般的に半密閉又は密閉モータが使
用されるため、頻繁な起動停止が出来ないよう電気的に
制御されている。一般的には起動から次の起動までに一
定時間以上となるよう再起動制限タイマーが組み込まれ
ているが、ホットガスバイパスアンロード機構17の運転
は、モータを停止することが無いためこの再起動制限と
は無関係となる。そのため、ブラインチラー16停止後す
ぐに再起動出来ない場合のための大容量のブラインタン
クを有する必要はない。但し、このホットガスバイパス
アンロード運転は、電力を消費するので、再起動制限時
間を過ぎ、いつ起動しても良い状態であるならば、ホッ
トガスバイパスアンロード機構17の運転を行う必要はな
く、すぐに停止すれば良い。再起動時間制限とは、チラ
ーが起動後一旦停止し、再び起動する場合に一定時間経
過しないと再起動出来ないよう電気回路的に制限したも
ので、一般的には移動から再起動までの時間で制限して
いる。この理由は、頻繁に起動停止を繰り返すと、激し
い吸入圧変動による油上り現象、電動機の過熱等が生じ
易くなるからである。この関係を第２図においてタイム
チャートにて示す。なお、第１図に示す冷却装置は、ブ
ライン補助タンク11を有しているがブラインチラー16に
ホットガスバイパスアンロード機構17が無い場合でも、
ブライン補助タンク11の利点を損なうことは無く、また
逆の場合でも同様である。

（考案の効果） 以上詳細に説明した如く本考案は構成されているの
で、ブラインタンクは小容量のものとなり、設置スペー
スが小さくなる。またブライン設定温度の変更も短時間
で行うことが出来、作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る飲料水冷却装置の系統
図、第２図は第１図におけるブラインチラー運転のタイ
ムチャート図、第３図は従来の飲料水冷却装置の系統図
である。 図の主要部分の説明 １……プレート式熱交換器 3,14,15……温度センサー 5,12,13……ブライン温度調節計 ７……高温ブラインタンク ８……低温ブラインタンク 11……ブライン補助タンク 16……ブラインチラー 17……ホットガスバイパスアンロード機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−251780（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−80274（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−147677（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭57−53989（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】飲料水冷却用のプレート式熱交換器（１）
   と、同プレート式熱交換器（１）にて飲料水と熱交換し
   たブラインを貯蔵する高温ブラインタンク（７）と、同
   高温ブラインタンク（７）からのブラインを冷却するブ
   ラインチラー（16）と、同ブラインチラー（16）で冷却
   されたブラインを貯蔵する低温ブラインタンク（８）と
   を備え、低温ブラインタンク（８）からのブラインを前
   記プレート式熱交換器（１）へ供給するブライン冷却循
   環装置において、前記プレート式熱交換器（１）と前記
   高温ブラインタンク（７）との間に、同高温ブラインタ
   ンク（７）より小容量のブライン補助タンク（11）を配
   設し、同補助タンク（11）と前記低温ブラインタンク
   （８）とからの夫々のブラインを所定の冷却温度に混合
   し、前記プレート式熱交換器（１）へ供給するようにし
   たことを特徴とする飲料水冷却装置。
2. 【請求項２】飲料水冷却用のプレート式熱交換器（１）
   と、同プレート式熱交換器（１）にて飲料水と熱交換し
   たブラインを貯蔵する高温ブラインタンク（７）と、同
   高温ブラインタンク（７）からのブラインを冷却するブ
   ラインチラー（16）と、同ブラインチラー（16）で冷却
   されたブラインを貯蔵する低温ブラインタンク（８）と
   を備え、低温ブラインタンク（８）からのブラインを所
   定の冷却温度になるよう混合し、前記プレート式熱交換
   器（１）へ供給するブライン冷却循環装置において、前
   記ブラインチラー（16）はホットガスバイパスアンロー
   ド機構（17）を有し、前記高温ブラインタンク（７）内
   と前記低温ブラインタンク（８）内とのブライン温度を
   検出し、夫々のブライン温度により前記ブラインチラー
   （16）の再起動制限時間内は、前記ホットガスバイパス
   アンロード機能の作動を制御する制御手段を有すること
   を特徴とする飲料水冷却装置。