(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却システムであって、
冷媒が流れる冷媒空間と被冷却物が流れる被冷却物空間とを板で仕切った板形熱交換器と、
前記板形熱交換器による冷却動作の停止時に前記冷媒空間内の圧力が前記被冷却物空間内の圧力よりも低い状態に維持されるように前記被冷却物空間内の圧力に対する前記冷媒空間内の圧力を調整する圧力調整手段とを備え、
前記圧力調整手段は、
前記冷媒空間に冷媒を供給する第１流路と、
前記第１流路に配置された第１バルブと、
前記冷媒空間から冷媒を排出する第２流路と、
前記第２流路に配置された第２バルブと、
前記第２のバルブと前記冷媒空間との間における前記第２流路から分岐された流路に配置された第３バルブと、
前記第３バルブを介して前記冷媒空間から排出される冷媒を回収する回収タンクと、
前記回収タンクによって回収された冷媒を前記第２流路に戻す第３流路と、
前記第３流路に配置された第４バルブと、
前記第３流路に配置されたポンプと、
前記回収タンクに回収された冷媒の量を検知するセンサとを有し、
前記センサによる検知結果に基づいて、前記回収タンクに所定量以上の冷媒が溜まらないように前記第４バルブおよび前記ポンプが制御され、
前記冷却システムによる冷却動作の停止時に、前記第１及び第２バルブが閉じた状態で前記第３バルブが開くことにより冷媒の一部がその自重および前記冷媒空間内の圧力によって前記回収タンクに排出され、これにより前記冷媒空間内の圧力が低下する、
ことを特徴とする冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却システムに係り、特に、板形熱交換器を含む冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビール等の製造工程において高温の麦汁を冷却するために板形熱交換器(plate type heat exchanger)が有用である。板形熱交換器は、冷媒が流れる冷媒空間と被冷却物が流れる被冷却物空間とを熱伝達性のよい板で仕切った構造を有し、該板を通して冷媒と被冷却物との間で熱交換が行われる。典型的な板形熱交換器では、多数の冷媒空間と被冷却物空間とが板で仕切られて交互に配置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ビールのような飲料を製造する際は、板形熱交換器の板に生じうる穴や亀裂等を通してビール等の飲料又はその中間品に冷媒が混入しないように注意する必要がある。本出願人は、冷媒が混入した飲料が出荷されないよう様々な対策を講じている。
【０００４】
しかしながら、例えば、板形熱交換器を検査した後に更に検査するまでの間に該板形熱交換器の板に穴や亀裂等が生じその状態で飲料又はその中間品が冷却された場合には、製造された飲料、すなわち冷媒が検出された飲料又は冷媒が混入している可能性のある飲料を全て廃棄する必要がある。
【０００５】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、板形熱交換器の板に生じうる穴や亀裂等の破損箇所を通して冷媒が被冷却物に混入することを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷却システムに係り、前記冷却システムは、冷媒が流れる冷媒空間と被冷却物が流れる被冷却物空間とを板で仕切った板形熱交換器と、前記板形熱交換器による冷却動作の停止時に前記冷媒空間内の圧力が前記被冷却物空間内の圧力よりも低い状態に維持されるように前記被冷却物空間内の圧力に対する前記冷媒空間内の圧力を調整する圧力調整手段とを備え、前記圧力調整手段は、前記冷媒空間に冷媒を供給する第１流路と、前記第１流路に配置された第１バルブと、前記冷媒空間から冷媒を排出する第２流路と、前記第２流路に配置された第２バルブと、前記第２のバルブと前記冷媒空間との間における前記第２流路から分岐された流路に配置された第３バルブと、前記第３バルブを介して前記冷媒空間から排出される冷媒を回収する回収タンクと、前記回収タンクによって回収された冷媒を前記第２流路に戻す第３流路と、前記第３流路に配置された第４バルブと、前記第３流路に配置されたポンプと、前記回収タンクに回収された冷媒の量を検知するセンサとを有し、前記センサによる検知結果に基づいて、前記回収タンクに所定量以上の冷媒が溜まらないように前記第４バルブおよび前記ポンプが制御され、前記冷却システムによる冷却動作の停止時に、前記第１及び第２バルブが閉じた状態で前記第３バルブが開くことにより冷媒の一部がその自重および前記冷媒空間内の圧力によって前記回収タンクに排出され、これにより前記冷媒空間内の圧力が低下する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、板形熱交換器の原理を示す模式図である。板形熱交換器１０は、例えばプロピレングリコールのような冷媒が流れる冷媒空間２０と例えば麦汁のような被冷却物が流れる被冷却物空間３０とを板(plate)４０で仕切った構造を有し、板４０を介して冷媒と被冷却媒体との間で熱交換が行われる。なお、典型的には、多数の冷媒空間２０と被冷却物空間３０とが板３０で仕切られて交互に配置される。冷媒空間２０には、冷媒を注入するための注入口２１と冷媒を排出するための排出口２２が設けられている。また、被冷却物空間３０には、被冷却物を注入するための注入口３１と被冷却物を排出するための排出口３２が設けられている。
【００１６】
図２は、本発明の好適な実施の形態に係る冷却システムを示す図である。この冷却システムは、前述のような板形熱交換器１０を含む。板形熱交換器１０の冷媒空間２０側（図２の左側）には、注入口２１及び流路６１を介して冷媒（例えば、プロピレングリコール）が供給され、その冷媒は、排出口２２及び流路６２を介して排出される。一方、板形熱交換器１０の被冷却物空間３０側（図２の右側）には、注入口３１及び流路６３を介してポンプＰ１により被冷却物（例えば、麦汁）が供給され、その被冷却物は、排出口３２及び流路６４を介して排出（次工程の設備に移送）される。
【００１７】
被冷却物の冷却時は、制御器７０により、被冷却物空間３０内の圧力が冷媒空間２０内の圧力よりも所定値以上高くなるようにポンプＰ１が制御される。これにより、仮に板形熱交換器１０の板４０に穴や亀裂等の破損部があったとしても、該破損部を通して冷媒空間２０内の冷媒が被冷却物空間３０内の被冷却物に混入することを防止することができる。
【００１８】
板形熱交換器１０に冷媒を供給するための流路６１には第１バルブＶ１及び流量調整バルブＶ５が設けられている。流量調整バルブＶ５は、冷却された被冷却物を移送するための流路６４に設けられた温度センサ（例えば、測温抵抗体）５０の出力に基づいて、被冷却物が所望の温度になるように流路６１を流れる冷媒の流量を調整する。
【００１９】
板形熱交換器１０から冷媒を排出するための流路６２には第２バルブＶ２が設けられている。また、第２バルブＶ２と板形熱交換器１０の排出口２２との間には、第３バルブＶ３が設けられいる。第３バルブＶ３を介して板形熱交換器１０から排出された冷媒は、回収タンクＴによって回収され、ポンプＰ２、逆止弁Ｖ６、第４バルブＶ４を経由して流路６２に戻される。ここで、回収タンクＴによって回収された冷媒の量はセンサ６０によって検知され、その検知結果に基づいて、回収タンクＴに所定量以上の冷媒が溜まらないようにポンプＰ２及びバルブＶ４が制御される。
【００２０】
冷却システムにおいて異常が発生し、これに応じて冷却動作を停止させる時（例えば、ポンプＰ１を停止させる時）は、制御器７０によって、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２が閉じられ、その後、第３バルブＶ３が開かれる。これにより、冷媒空間２０内に冷媒が満たされた状態で第３バルブＶ３を介して冷媒の一部が自重及び板形熱交換器１０の冷媒空間２０内の圧力により回収タンクＴに排出され、ポンプＰ１が停止した状態における被冷却物空間３０内の圧力よりも所定値以上低い圧力まで冷媒空間２０内の圧力が減圧される。ここで、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２を閉じた状態で第３バルブＶ３を開くのは、冷媒空間２０内にエアーが入ることを防止するためである。また、被冷却物の冷却が完了し、これに応じて冷却動作を停止させる時も、同様に、制御器７０によって、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２が閉じられ、その後、第３バルブＶ３が開かれる。
【００２１】
この冷却システムでは、停電時にも冷媒空間２０内の圧力が被冷却物空間３０内の圧力よりも所定値以上低く維持されることを保証するために、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２として、電力が供給されていないときに閉じた状態になるバルブ（Normal close type）が採用され、第３バルブＶ３として、電力が供給されていないときに開いた状態になるバルブ(Normal open type)が採用されている。
【００２２】
図３は、図２に示す冷却システムにおける制御器７０による制御の流れを示すフローチャートである。
【００２３】
冷却システムに電力が供給されると、すなわち、冷却システムの電源がオンされると、まず、ステップＳ１０１において、制御器７０は、冷却の開始の指示を待つ。冷却の開始が指示されると、制御器７０は、ステップＳ１０２において被冷却物用のポンプＰ１を動作させて、流路６３を通して被冷却物空間３０に被冷却物（例えば、麦汁）を供給する。
【００２４】
ステップＳ１０３において制御器７０は第３バルブＶ３を閉じ、次いで、ステップＳ１０４において制御器７０は第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２を開く。これにより、流路６１を通して板形熱交換器１０の冷媒空間２０に冷媒が供給される一方、冷媒空間２０から流路６２を通して該冷媒が排出される。
【００２５】
次いで、ステップＳ１０５において、制御器７０は、センサ５０及び第５バルブＶ５による温度制御を開始させる。具体的には、制御器７０は、センサ５０の出力に基づく温度制御を開始するように第５バルブＶ５に対して指令する。第５バルブＶ５の開度は、センサ５０の出力に基づいて、被冷却物が目標温度に冷却されるように調整される。
【００２６】
このような冷却動作は、冷却の停止が指示されるまで続けられる。すなわち、制御器７０は、ステップＳ１０６において、冷却動作の停止の指示を待つ。冷却動作の停止の指示は、例えば、被冷却物の冷却の完了に応答して、又は、冷却システムの異常が不図示のセンサにより検知されることに応答して、又は、オペレータによって与えられうる。
【００２７】
冷却動作の停止が指示されると、ステップＳ１０７において、制御器７０は、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２を閉じ、その後、ステップＳ１０８において、制御器７０は、センサ５０及び第５バルブＶ５による温度制御を停止させる。
【００２８】
次いで、制御器７０は、ステップＳ１０９において第３バルブＶ３を開く。そして、第３バルブＶ３を通して冷媒の一部が冷媒空間２０から回収タンクＴに排出されて冷媒空間２０内の圧力が被冷却物空間３０内の圧力よりも十分に低くなった後に、制御器７０は、ステップＳ１１０においてポンプＰ１を停止させる。ここで、ポンプＰ１の停止は被冷却物空間３０内の圧力の低下を伴うので、その低下後の圧力が冷媒空間２０の圧力よりも高く維持されるように、第３バルブＶ３による減圧効果が設定されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、板形熱交換器の板に生じうる穴や亀裂等の破損箇所を通して冷媒が被冷却物に混入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】板形熱交換器の原理を示す模式図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態に係る冷却システムを示す図である。
【図３】図２に示す冷却システムにおける制御器７０による制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  板形熱交換器
２０  冷媒空間
３０  被冷却物空間
【図１】
0004727873.tif 000002
【図２】
0004727873.tif 000003
【図３】
0004727873.tif 000004