JP3047108U - 麦汁蒸発装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】イニシャル及びランニングコストを低廉化する
ことができ、しかもメンテナンスの面で有利である麦汁
蒸発装置を明らかにする。 【解決手段】麦汁を貯蔵するタンク内に内部加熱装置を
配置せず、タンクの外部に、循環ポンプを有せず、液相
流及び蒸気相流の２相流伝熱により麦汁を加熱循環させ
る外部加熱装置を配置したことを特徴とする麦汁蒸発装
置である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、ビール醸造の仕込み工程である煮沸に利用される麦汁蒸発装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、麦汁蒸発は、外部加熱方式或いは内部加熱方式により行なわれている。 外部加熱方式は、例えば、図５に示すように、タンク１内の麦汁を循環ポンプ２ により外部加熱装置に送り込んで加熱する方式である。循環液量は、戻り口に用 意されている絞り弁（バルブ３又は４）により調整され、外部加熱装置５内での 麦汁は加圧状態となっており、液相流だけである。従って、麦汁が戻り口からタ ンク１内に戻されるとき大気圧に解放されるため蒸気が発生して麦汁が蒸発する ことになる。

【０００３】 内部加熱方式は、特公昭６０−２２９０５号公報等によって知られており、例 えば、図６に示すように、タンク１の内側にローレンコッファと呼ばれる内部加 熱装置６を配置し、これに加圧加熱蒸気を送り込み、チューブ内を循環する麦汁 を加熱する方式であり、循環ポンプを必要としない。この方式では、内部加熱装 置６内に配置される麦汁循環用のチューブ（伝熱管）内における麦汁は、塊状流 即ち、液相と蒸気相（核沸騰＋２相流対流伝熱）に分離された２相流となってお り、この２相流伝熱方式は「総括伝熱係数の向上」による伝熱面積の低減化、即 ち、装置のコンパクト化が可能であると云う長所があり、また、循環ポンプを必 要としないために、イニシャルコスト及びランニングコストが低減される長所も あり、最近では、このような内部加熱方式による麦汁蒸発が主流となっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記した外部加熱装置５では、循環ポンプ２を利用するため、イニシャルコス トが高くなると共に、メンテナンスコストも必要であるだけでなく、循環ポンプ を通過することで麦汁に不必要なストレスがかかると云う問題もある。

【０００５】 一方、上記した内部加熱装置６では、加熱装置そのものがタンク１の内部に配 置されるためにメンテナンスに不自由であり、タンク１内に麦汁が存在する場合 には、加熱装置のＣＩＰ洗浄（Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｉｎ ｐｌａｃｅ ＝ 装置 を分解することなく、そのままの状態で内部の洗浄を行なうこと）ができないと 云う問題もある。

【０００６】 本考案は、上記に鑑み、イニシャル及びランニングコストを低廉化することが でき、しかもメンテナンスの面で有利である麦汁蒸発装置を明らかにすることを 目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題は、下記によって達成される。

【０００８】 麦汁を貯蔵するタンク内に内部加熱装置を配置せず、タンクの外部に、循 環ポンプを有せず、液相流及び蒸気相流の２相流伝熱により麦汁を加熱循環させ る外部加熱装置を配置したことを特徴とする麦汁蒸発装置。

【０００９】 麦汁の昇温中は、バイパス通路を通じて麦汁の循環を行ない、タンク内の 貯蔵されている麦汁液中に麦汁を還流し、麦汁をタンク内の空気に触れさせない 構成であることを特徴とする前記に記載の麦汁蒸発装置。

【００１０】 外部加熱装置の前段及び後段に絞り弁を配置し、外部加熱装置の伝熱管に 配置した温度センサーにより検出した伝熱管の位置毎の温度に従って麦汁循環量 を調節する機構を設けたことを特徴とする前記又はに記載の麦汁蒸発装置。 外部加熱装置が、（Ａ）伝熱管に沿って上下動可能な状態で配置された温 度センサー、又は、（Ｂ）伝熱管の複数の位置に配置された温度センサーにより 伝熱管の位置による麦汁の温度の違いを検出して循環させる麦汁の液量を制御す る機構を有することを特徴とする前記〜の何れかに記載の麦汁蒸発装置。

【００１１】 外部加熱装置からタンクに戻る麦汁を、案内管を通して円形ハウジング内 に案内して旋回させ、ハウジング下端の間隙からタンク内に放射状に飛散させる 麦汁飛散装置を配置したことを特徴とする前記〜の何れかに記載の麦汁蒸発 装置。

【００１２】

【考案の実施の形態】

図１〜４に従って、本考案に係る麦汁蒸発装置を詳細に説明する。

【００１３】 図１の概略図に示されるように、本考案に係る麦汁蒸発装置は、タンク１０に 貯蔵されている麦汁を外部加熱装置２０により加熱しながら循環させ、従来の装 置のような循環ポンプを利用しない点に特徴がある。

【００１４】 外部加熱装置２０は、図２に示すように、加熱蒸気が充満するハウジング２１ と、その内側に配設された銅チューブで構成される伝熱管２２で構成され、麦汁 は伝熱管２２内を循環する。

【００１５】 伝熱管２２内を循環する麦汁は、図３に示すように、加熱が進むに従って、液 流（液相相対流伝熱）→気泡流（核沸騰）→塊状流（核沸騰＋２相流対流伝熱） →環状流（２相流対流伝熱）→噴霧流（蒸気相対流伝熱）に変化するが、塊状流 が最も総括伝熱係数が大きいため、伝熱管２２内が塊状流になるように伝熱管２ ２の長さと蒸気圧力を設定しているので、塊状流の状態の麦汁がタンク１０内に 用意されている麦汁飛散装置３０を介して噴霧される。

【００１６】 麦汁飛散装置３０は、図４に示されているように、案内管３１、ハウジング３ ２、案内板３３とで構成されており、案内管３１を通じて導入される麦汁は、ハ ウジング３２内で旋回しながら、ハウジング３２の下端に用意されている間隙３ ４を通じて外部に飛散する構成である。

【００１７】 外部加熱装置２０のハウジング２１内に加熱蒸気を送り込み、バルブ２７を開 とすると、麦汁は伝熱管２２を通じて循環するが、加熱当初は、バルブ２５を閉 としバルブ２６を開とするバイパス通路を利用する。このとき循環する麦汁は液 相である。次に、タンク１０内の麦汁が９０℃付近に至ったら、バルブ２６を閉 としバルブ２５を開とする液路に切り替える。上記したように、このときの麦汁 は、伝熱管２２を通過するに従って液相（液相対流伝熱）から最終的には２相流 （核沸騰＋２相流対流伝熱）に変化している。２相流では、麦汁は液流と蒸気流 とに分かれており、蒸気の体積膨張で麦汁が上方に流れる作用が強くなり、循環 流量が増大し、ビールを醸造するのに十分な煮沸強度が得られる。

【００１８】 ２相流伝熱を利用する外部加熱装置２０では、昇温中は循環力が弱いので、バ ルブ２５を開とする麦汁戻り口から循環させると、麦汁の圧力損失の割合が大き くなり循環流量が多くならないため、昇温時間が長くなってしまう難点がある。 更に昇温中に麦汁戻り口から麦汁をタンク１０内に戻すと、麦汁がタンク１０内 の空気に触れて不必要な酸化を引き起こしてしまう難点もある。本考案では、麦 汁の昇温中は、バイパス通路を通じて麦汁を循環させ、麦汁をタンク１０内の麦 汁液中に戻すことで、タンク１０内の空気に触れさせない構成としたので、かよ うな難点は克服される。

【００１９】 外部加熱装置２０内を循環する麦汁の量は、入口側のバルブ２７、出口側のバ ルブ２５又は２６を絞り弁として利用して調整される。即ち、バルブ２７を調整 することにより外部加熱装置２０に導入される麦汁の量が制御され、バルブ２５ 又は２６を調整することにより外部加熱装置２０から排出される麦汁の量が制御 され伝熱管２２の内部で、麦汁が液相→２相（液相＋気相）へと相変化する位置 を変えることが可能となり、流量計で麦汁の循環流量を制御することにより、よ り良質な麦汁蒸発を行なうことができる。

【００２０】 従来の外部加熱装置では、麦汁の温度の検出を、外部加熱装置２０からタンク １０に至る配管部分に配置した温度センサーで麦汁の温度を検出する温度管理を 行なっており、一方、従来の内部加熱装置では、タンク内部の麦汁温度を検出し て温度管理を行なっている。

【００２１】 本考案では、伝熱管２２に沿って上下可動な状態に温度センサー２３を配置し 伝熱管２２の位置による麦汁の温度の違いを検出できるように構成したので、よ り緻密な温度制御が可能となり、麦汁の品質管理が向上した。

【００２２】 尚、上記構成では、温度センサー２３を上下動可能としたが、伝熱管２２に対 して複数の位置に不可動の温度センサーを複数個配置する構成としてもよいこと は勿論である。

【００２３】 麦汁をムラなく循環させるためには、麦汁をタンク１０内に対し放射状にしか も均一に戻す必要がある。戻り管内の麦汁は２相流であるため流速が速く管から 直接戻す方式を採用すると、麦汁に方向性が付いて偏った方向にだけ噴出し、放 射状で均一な戻しを行なうことができない。また、流速が速いために振動が発生 し易いという難点もある。本考案では、図１、図４に示す麦汁飛散装置３０を採 用し、案内管３１を通じて導入された麦汁が、ハウジング３２内で旋回しながら その遠心力によりハウジング３２の下端に用意されている間隙３４を通じて外部 に飛散する構成としたので、放射状で均一な麦汁の戻しが可能となり、更に、遠 心力を利用するので運動エネルギーが分散され振動発生を抑制することも可能と なった。

【００２４】 尚、案内板３３の位置を上下可動とすることにより、間隙３４の大きさを調整 することができ、麦汁の飛散距離及び量の調整が可能である。

【００２５】 なおまた、外部加熱装置の構成に付いては、特公昭６２−６７１号公報等を参 照することができる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案に係る麦汁蒸発装置によれば、従来の外部加熱装置のような循環ポンプ を利用することがないので、イニシャルコストの低廉化が可能であり、また、従 来の内部加熱装置のようにタンク内に加熱装置が配置される構成ではないので、 メンテナンスが非常に容易となる利点があり、更に、タンク内に麦汁が存在する 状態でも加熱装置のＣＩＰ 洗浄が可能である利点がある。更にまた、本考案の 麦汁蒸発装置によれば、緻密な流量及び温度制御が可能であり、高品質の麦汁煮 沸を行なうことが可能となった。

【提出日】平成９年１０月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】 外部加熱装置２０内を循環する麦汁の量は、入口側のバルブ２４、出口側のバ ルブ２５又は２６を絞り弁として利用して調整される。即ち、バルブ２４を調整 することにより外部加熱装置２０に導入される麦汁の量が制御され、バルブ２５ 又は２６を調整することにより外部加熱装置２０から排出される麦汁の量が制御 され伝熱管２２の内部で、麦汁が液相→２相（液相＋気相）へと相変化する位置 を変えることが可能となり、流量計で麦汁の循環流量を制御することにより、よ り良質な麦汁蒸発を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る麦汁蒸発装置の概略図

【図２】外部加熱装置の概略平面図及び縦断面図

【図３】伝熱管内の麦汁の状態を示す概略断面図

【図４】麦汁飛散装置の概略横断面図及び縦断面図

【図５】従来の外部加熱装置の概略図

【図６】従来の内部加熱装置の概略図

【符号の説明】

１−タンク ２−循環ポンプ ３−バルブ ４−バルブ ５−外部加熱装置 ６−内部加熱装置 １０−タンク ２０−外部加熱装置 ２１−ハウジング ２２−伝熱管 ２３−温度センサー ２４−バルブ ２５−バルブ ２６−バルブ ２７−バルブ ３０−麦汁飛散装置 ３１−案内管 ３２−ハウジング ３３−案内板 ３４−間隙

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】麦汁を貯蔵するタンク内に内部加熱装置を
   配置せず、タンクの外部に、循環ポンプを有せず、液相
   流及び蒸気相流の２相流伝熱により麦汁を加熱循環させ
   る外部加熱装置を配置したことを特徴とする麦汁蒸発装
   置。
2. 【請求項２】麦汁の昇温中は、バイパス通路を通じて麦
   汁の循環を行ない、タンク内の貯蔵されている麦汁液中
   に麦汁を還流し、麦汁をタンク内の空気に触れさせない
   構成であることを特徴とする請求項１に記載の麦汁蒸発
   装置。
3. 【請求項３】外部加熱装置の前段及び後段に絞り弁を配
   置し、外部加熱装置の伝熱管に配置した温度センサーに
   より検出した伝熱管の位置毎の温度に従って麦汁循環量
   を調節する機構を設けたことを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の麦汁蒸発装置。
4. 【請求項４】外部加熱装置が、（Ａ）伝熱管に沿って上
   下動可能な状態で配置された温度センサー、又は、
   （Ｂ）伝熱管の複数の位置に配置された温度センサーに
   より伝熱管の位置による麦汁の温度の違いを検出して循
   環させる麦汁の液量を制御する機構を有することを特徴
   とする請求項１〜３の何れかに記載の麦汁蒸発装置。
5. 【請求項５】外部加熱装置からタンクに戻る麦汁を、案
   内管を通して円形ハウジング内に案内して旋回させ、ハ
   ウジング下端の間隙からタンク内に放射状に飛散させる
   麦汁飛散装置を配置したことを特徴とする請求項１〜４
   の何れかに記載の麦汁蒸発装置。