JP2009018836A - 実入り容器熱処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パストライザーの加熱工程の運転後に、同設備をウォーマーとしての加温処理に切換えるときに、多くの手間を掛けることなく、熱エネルギーのロスが少なくなるような加温装置と、切換運転の方法を提供する。
【解決手段】前段に温水槽、中段に高温水槽、後段に冷却用温水槽を配置し、実入り容器を連続搬送中に容器毎中身の液体を加熱又は冷却処理するパストライザー装置において、前段の温水槽４Ａの温水を同じ温水槽上の温水ノズル配管へ回流バイパスするバイパス配管２１Ａと、該配管２１Ａに設置されたバイパス開閉弁２２Ａと、同配管から後段の温水ノズルへの循環配管を遮断する開閉弁２３Ａと、前記前段のノズル配管へ温水を送り出す後段の温水ポンプ１１Ｆの配管上に該ポンプ１１Ｆへ向う流れを阻止する逆止弁２４を備えることによりパストライザーと容器ウォーマーを兼用できるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器に飲料等を充填済みの実入り容器を搬送中に容器と容器内の液体を加熱又は冷却処理する温度処理装置に関し、特に実入り容器を順次高温に加熱し容器温度が設定温度に達した後，順次常温まで冷却させる殺菌処理（パストライザー処理）と低温の実入り容器を３０℃付近まで加熱する加温処理（ウォーマー処理）に切換えることができる実入り容器熱処理装置及び方法に関する。

パストライザー（高温殺菌処理装置）は、実入り容器を順次高温に加熱し、その後順次冷却できるように、容器が通過する各シャワー槽の水温と容器の通過時間を設定してある殺菌処理装置であり、特許文献１（図１）で示す従来例のパストライザーは、熱エネルギーの消費を節約するために、装置の入口から搬入される容器の緩い加熱を行う第１の散水ノズルの散水を集める第１の貯水タンクの水を後段の第６の冷却用散水ノズルへ回流し、この冷却用散水を集めた第６の貯水タンクの水を第１の散水ノズルへ回流するようにしたもので、第１の貯水タンクの水を送り出すポンプは可変流量ポンプとし、このポンプから第６の散水ノズルへの配管に水温を調整する熱交換機と水量比を調整できる開度可変の三方弁が設置されている。

このパストライザーの加熱工程を切換えて、低温の実入り容器を３０℃付近まで加熱する容器ウォーマーとしての加温処理をするには、高温水の散水を止め、１部の貯水タンクの水温をウォーマー用に設定しその温度を保持しながら温水を回流させて運転すればよい。

また、特許文献２（図２）で示す従来例のウォーマーは、単数、または、複数の散水ノズルと貯水タンクの組み合わせたもので、温水を温度調整しながら回流させる専用の容器温度処理装置である。

特許文献３（第２図、第３図）は、パストライザーの温水循環系統の模式図（図１０）と、パストライザーの各水槽内の水温と容器の温度を示す線図（図１１）を説明している。図１０によりパストライザー１の温水、高温水の循環系統の説明をする。
本体上２と本体下３で囲われた筺体の中に、入口側の前段の本体上２にノズル群６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆが設置され、本体下３の前段にノズル群６Ａ、６Ｂからの温水の散水を受けて集める温水槽４Ａ、４Ｂ、中段にノズル群６Ｃ、６Ｄからの高温水の散水を受けて集める高温水槽４Ｃ、４Ｄ、後段にノズル群６Ｅ、６Ｆからの冷却水の散水を受けて集める冷却用温水槽４Ｅ、４Ｆを配置し、実入り容器７を連続搬送する容器コンベア５を備えた構成である。

各水槽４Ａ〜４Ｆの温度処理水は、それぞれ配管１２Ａ〜１２Ｆでポンプ１１Ａ〜１１Ｆへ送られ、ポンプ１１Ａ〜１１Ｆの出口配管１３Ａ〜１３Ｆにはそれぞれの配管内の水温（それぞれの配管が繋がる温水槽の水温）を検出する温度センサＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を備えている。ポンプ１１Ａの出口配管１３Ａはノズル群６Ｆへ繋がり、ポンプ１１Ｂの出口配管１３Ｂはノズル群６Ｅへ繋がり、ポンプ１１Ｅの出口配管１３Ｅはノズル群６Ｂへ繋がり、ポンプ１１Ｆの出口配管１３Ｆはノズル群６Ａへ繋がっている。ポンプ１１Ｃの出口配管１３Ｃはノズル群６Ｃへ繋がり、ポンプ１１Ｄの出口配管１３Ｄはノズル群６Ｄへ繋がっている。また、高温の加熱用スチーム供給配管１６からスチームを各水槽４Ａ〜４Ｆへ取り込むスチーム供給弁１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆを備えている。

制御装置２５には各水槽４Ａ〜４Ｆの水温の設定値が記憶されている。制御装置２５に内蔵するＣＰＵ（中央処理ユニット）において、各温度センサＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の検出信号を各水槽４Ａ〜４Ｆの水温の設定値と比較してその設定値になるようにスチーム供給弁１５Ａ〜１５Ｆの開閉を指示し、スチームで処理水を直接、又は間接加熱する。

パストライザー１による実入り容器７のパストライザー処理について説明する（図１０、図１１参照）。容器コンベア５により連続搬送された実入り容器７は、温水槽４Ａと４Ｂの上部の予熱ゾーンに入り、ノズル群６Ａの約３０℃のシャワーとノズル群６Ｂよりの約４０℃のシャワーを浴びて緩加熱され実入り容器７の温度は約３０℃まで温められる。次いで、実入り容器７は高温水槽４Ｃ、４Ｄの加熱ゾーンに入り、ノズル群６Ｃの約６５℃のシャワー、ノズル群６Ｄの約６０℃のシャワーを浴びて６０℃に加熱され３０〜４０分間その温度を維持し、次の冷却用温水槽４Ｅ、４Ｆが置かれた冷却ゾーンへ送られ、ノズル群６Ｅの約４０℃の温水シャワーとノズル群６Ｆの約２５℃のシャワーを浴びて約３０℃に冷却され、機外に送り出される。

温水槽４Ａに回収された温水は温度調整されてノズル群６Ｆに回流し、冷却用温水槽４Ｆに回収された温水は温度調整されてノズル群６Ａに回流される。また、温水槽４Ｂに回収された温水は温度調整されてノズル群６Ｅに回流し、冷却用温水槽４Ｅに回収された温水は温度調整されてノズル群６Ｂに回流される。高温水槽４Ｃに回収された高温水は温度調整されてノズル群６Ｃに循環し、高温水槽４Ｄに回収された高温水は温度調整されてノズル群６Ｄに循環する。

炭酸ガス飲料のように、０℃近い温度で容器に充填したものは直ぐに容器周囲の空気に含まれる水蒸気がコンデンスして容器周囲に付着するので、ラインの流れのまま早急に箱詰めすることは不適当であり、実入り容器を早く常温まで温めるために、工場設備の一つであるパストライザーのウォーマーへの転用が求められる。

特開２００６−１４５１３９号公報（図１） 特開２００２−１２２０８号公報（図１） 実公平４−９２８９（第２図、第３図）

従来のパストライザーの約６０℃まで高温加熱する処理を、低温の実入り容器を３０℃付近まで加熱する容器ウォーマーとしての加温処理に切換えるときには、高温処理槽の高温水を排水し、常温の水を供給し、加熱用蒸気を供給する等の作業が必要であり、相当な人工コストと時間がかかる。また、高温水の排水により高温水の保持する大量の熱エネルギーのロスを生じるという問題がある。
本発明は、パストライザーの加熱工程の運転後に、同設備をウォーマーとしての加温処理に切換えるときに、多くの手間を掛けることなく、熱エネルギーのロスが少なくなるような加温装置と、切換運転の方法を提供することを目的とする。

上記の問題点に対し、本発明は以下の各手段により課題の解決を図る。
（１）第１の手段の実入り容器熱処理装置は、
前段に温水槽、中段に高温水槽、後段に冷却用温水槽を配置し、実入り容器を連続搬送中に容器毎中身の液体を加熱又は冷却処理するパストライザー装置であって、各槽の水温を温度調整する温度センサとスチーム供給弁を備え、前段の温水槽の温水を温度調整して温水ポンプにより後段の温水ノズル配管へ送り出し、後段の温水槽の温水を温度調整して温水ポンプにより前段の温水ノズル配管へ回流する循環系と、中段槽高温水循環系に高温水ポンプと高温水循環配管と高温水ノズル循環配管を備えたパストライザー処理装置において、前段の温水槽の温水を同じ温水槽上の温水ノズル配管へ回流バイパスするバイパス配管と、該配管に設置されたバイパス開閉弁と、同配管から後段の温水ノズルへの循環配管を遮断する開閉弁と、前記前段のノズル配管へ温水を送り出す後段の温水ポンプの配管上に該ポンプへ向う流れを阻止する逆止弁を備えることによりパストライザーと容器ウォーマーを兼用できるようにしたことを特徴とする。

（２）第２の手段の実入り容器熱処理装置は、上記（１）の実入り容器熱処理装置において、中段の高温水ポンプをインバータ制御モータにより駆動される可変吐出量ポンプとし、該可変吐出量ポンプの出口配管から前段の温水槽へ通じるバイパス配管と、該バイパス配管上に設置した開閉弁と、前記バイパス配管の分岐点より先の温水配管に設置した開閉弁とを追加してなることを特徴とする。

（３）第３の手段の実入り容器熱処理方法は、上記（１）の実入り容器熱処理装置を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器をウォーマー処理に切換えるとき、中段、後段の高温水以降の処理水の加熱及び循環を止め、処理装置入口側の温水槽のノズル配管に前記バイパス配管より同じ温水槽の温水を回流し、温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記温水槽内の加熱用スチームの流量を制御することを特徴とする。

（４）第４の手段の実入り容器熱処理方法は、上記（２）の実入り容器熱処理装置を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器をウォーマー処理に切換えるとき、前段、中段、後段の処理水の加熱スチームを止め、後段の温水ポンプを停止し、前記バイパス配管の分岐点より先の温水配管の開閉弁を閉じ、前記バイパス配管上の開閉弁を開き、前記可変吐出量ポンプより吐出する高温水を前段の温水槽に送り込み、温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記可変吐出量ポンプの吐出量を制御し、高温水槽の水温が加温槽内の水温まで下がったときバイパス配管の高温水流入を閉じ、前段の温水槽用のスチームを通にして温水槽の循環と温水温度調整に移行することを特徴とする。

（５）第５の手段の実入り容器熱処理方法は、上記（４）の実入り容器熱処理方法において、中段の高温水槽の高温水を加熱するスチームの供給弁を開閉して高温水の温度がパストライザー稼動時の温度を維持するように制御し、前段の温水槽の温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記可変吐出量ポンプの吐出量を制御して、加温処理からパストライザー処理へ切換られるようにしたことを特徴とする。

（６）第６の手段の実入り容器熱処理装置は、前段に温水槽、中段に高温水槽、後段に冷却用温水槽を配置し、実入り容器を連続搬送中に容器毎中身の液体を加熱又は冷却処理するパストライザー装置であって、各槽の水温を温度調整する温度センサとスチーム供給弁を備え、前段の温水槽の温水を温度調整して温水ポンプにより後段の温水ノズル配管へ送り出し、後段の温水槽の温水を温度調整して温水ポンプにより前段の温水ノズル配管へ回流する循環系と、中段槽高温水循環系に高温水ポンプと高温水循環配管と高温水ノズル循環配管を備えたパストライザー処理装置において、後段の温水槽の温水を同じ温水槽上の温水ノズル配管へ回流バイパスするバイパス配管と、該配管に設置されたバイパス開閉弁と、同配管から前段の温水ノズルへの循環配管を遮断する開閉弁と、前記後段のノズル配管へ温水を送り出す前段の温水ポンプの配管上に該ポンプへ向う流れを阻止する逆止弁を備えることによりパストライザーと容器ウォーマーを兼用できるようにしたことを特徴とする。

（７）第７の手段の実入り容器熱処理装置は、上記（６）の実入り容器熱処理装置において、中段の高温水ポンプをインバータ制御モータにより駆動される可変吐出量ポンプとし、該可変吐出量ポンプの出口配管から後段の温水槽へ通じるバイパス配管と、該バイパス配管上に設置した開閉弁と、前記バイパス配管の分岐点より先の温水配管に設置した開閉弁とを追加してなることを特徴とする。

（８）第８の手段の実入り容器熱処理方法は、上記（６）の実入り容器熱処理装置を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器をウォーマー処理に切換えるとき、前段、中段の高温水以降の処理水の加熱及び循環を止め、後段の温水槽のノズル配管に前記バイパス配管より同じ温水槽の温水を回流し、温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記温水槽内の加熱用スチームの流量を制御することを特徴とする。

（９）第９の手段の実入り容器熱処理方法は、上記（７）の実入り容器熱処理装置を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器をウォーマー処理に切換えるとき、前段、中段、後段の処理水の加熱スチームを止め、前段の温水ポンプを停止し、前記バイパス配管の分岐点より先の温水配管の開閉弁を閉じ、前記バイパス配管上の開閉弁を開き、前記可変吐出量ポンプより吐出する高温水を後段の温水槽に送り込み、温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記可変吐出量ポンプの吐出量を制御し、高温水槽の水温が加温槽内の水温まで下がったときバイパス配管の高温水流入を閉じ、後段の温水槽用のスチームを通にして温水槽の循環と温水温度調整に移行することを特徴とする。

（１０）第１０の手段の実入り容器熱処理方法は、上記（９）に記載する実入り容器熱処理方法において、中段の高温水槽の高温水を加熱するスチーム供給弁を開閉して高温水の温度がパストライザー稼動時の温度を維持するように制御し、後段の温水槽の温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記可変吐出量ポンプの吐出量を制御して、加温処理からパストライザー処理へ切換られるようにしたことを特徴とする。

請求項１に係わる発明は上記第１の手段の実入り容器熱処理装置であり、この容器熱処理装置を用いて請求項３に係わる発明の上記第３の手段の実入り容器熱処理方法を行えば、実入り容器を高温に加熱し冷却させるパストライザー処理と、低温の実入り容器を３０℃近辺まで加温するウォーマー処理とを手間をとらず、容易に切換えることができる。

請求項２に係わる発明は上記第２の手段の容器熱処理装置であり、この容器処理装置を用いた請求項４に係る発明の上記第４の手段の実入り容器熱処理方法を行うことにより、パストライザー処理からウォーマー処理に切換えるとき、容器に散布する温水温の調整に中段の高温槽よりバイパス配管で高温水を混入するようにしているので、処理水の熱エネルギーの有効利用ができる。

請求項５に係わる発明は、上記第５の手段の実入り容器熱処理方法であり、上記第４の手段と同じ効果を有すると同時に、ウォーマー処理からパストライザー処理に容易に切換えて戻すことができる。

請求項６に係わる発明は上記第６の手段の実入り容器熱処理装置であり、この容器処理装置を用いた請求項８に係わる発明の上記第８の手段の実入り容器熱処理方法を行うことにより、第１の手段、第３の手段と同じ効果に加え、前段の温水槽と中段の高温水槽の雰囲気を通過することにより予熱されるので、より高い加温効率が得られる。

請求項７に係わる発明は上記第７の手段の容器熱処理装置であり、この容器処理装置を用いた請求項９に係わる発明の上記第９の手段の実入り容器熱処理方法により、上記第２、第４の手段と同様に、パストライザー処理からウォーマー処理に切換えるとき、処理水の熱エネルギーの有効利用ができる。

請求項１０に係わる発明は上記第１０の手段の容器熱処理方法であり、上記第９の手段と同様に処理水の熱エネルギーの有効利用ができ、また、第５の手段と同様ウォーマー処理からパストライザー処理に容易に切換えて戻すことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

この発明は、標準的なパストライザーにおいて、温水の配管系統の適宜位置にバイパス配管と開閉弁、流量可変ポンプ（可変吐出量ポンプ）を設けることにより、以下のごとく、数種類の加温設備と方法を提案するものである。
（第１の実施の形態）

第１の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の第１の形態に係わる実入り容器ウォーマー（熱処理装置）の温水循環系統の模式図、図７は図１の実入り容器ウォーマーの前段の水槽内の水温と容器の温度を示す線図である。

図１に示した、第１の実施の形態のパストライザー装置兼用のウォーマー２０は最も簡単な方式である。即ち、図１０のパストライザー１の入り口側の温水槽４Ａの温水はポンプ１１Ａより出口配管１３Ａに送り出されるが、この出口配管１３Ａから出口配管１３Ｆへバイパスするバイパス配管２１Ａを設置し、バイパス配管２１Ａにバイパス開閉弁２２Ａ、バイパス配管２１Ａの分岐点から先の出口配管１３Ａに循環配管を遮断する開閉弁２３Ａが設置される。同様に、温水槽４Ｂの温水はポンプ１１Ｂより出口配管１３Ｂに送り出されるが、この出口配管１３Ｂから出口配管１３Ｅへバイパスするバイパス配管２１Ｂが設置され、バイパス配管２１Ｂにバイパス開閉弁２２Ｂ、バイパス配管２１Ｂの分岐点から先の出口配管１３Ｂに循環配管を遮断する開閉弁２３Ｂが設置される。また、ポンプ１１Ｅ、１１Ｆの吐出口に近い出口配管１３Ｅ、１３Ｆには回流水の逆流を防止する逆止弁２４，２４を設けている。

実入り容器７を、例えば３０〜４０℃まで過熱するウォーマー処理に切換えて、ウォーマーの機能を持たせるときは、ポンプ１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆを停止し、スチーム供給弁１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、５Ｆを閉じ、出口配管１３Ａ上の開閉弁２３Ａを閉じ、バイパス開閉弁２２Ａを開き、温水槽４Ａの温水をポンプ１１Ａによりノズル群６Ａに循環させる。温水槽４Ａの温水は温度センサＴ６が検出した検出値を制御装置２５に内蔵した設定値に合わせるようにスチーム供給弁１５Ａを適宜オン、オフして加熱する。同様に、出口配管１３Ｂ上の開閉弁２３Ｂを閉じ、バイパス配管２１Ｂ上のバイパス開閉弁２２Ｂを開き、温水槽４Ｂの温水をポンプ１１Ｂによりノズル群６Ｂに循環させる。温水槽４Ｂの温水は温度センサＴ５が検出した検出値を制御装置２５に内蔵した設定値に合わせるようにスチーム供給弁１５Ｂを適宜オン、オフして加熱する。図７に示すように、温水槽４Ａとノズル群６Ａ、温水槽４Ｂとノズル群６Ｂの循環水温をｔｗとしたとき実入り容器７の経過温度はＴｂで示すような曲線となる。

以上の第１の実施の形態のようにパストライザー装置の入り口側の温水槽４Ａ、４Ｂを用いて容易にパストライザー処理から低温の実入り容器を３０℃近辺まで加熱するウォーマー処理へと切換えることができる。
（第２の実施の形態）

図２に示す第２の実施の形態のパストライザー装置兼用のウォーマー３０は、図１０のパストライザー１を稼動したときに高温水槽４Ｃ、４Ｄに貯水してある高温水を、ウォーマー処理の温度調整に利用し、熱エネルギーの回収を図ったものである。第１の実施の形態のウォーマー２０（図１）に、配管周りの要素部品を追加し流路を変更する部品構成と、ウォーマー作用と、図９のウォーマー３０の節減熱量を示す図を用いて省エネルギーの計算例を示す。

図２に示すように、高温水槽４Ｃの高温水を送り出すポンプ１１Ｃをインバータ制御モータで駆動する可変吐出量ポンプ３５Ｃに置換え、同様に、高温水槽４Ｄのポンプ１１Ｄを可変吐出量ポンプ３５Ｄに置換える。可変吐出量ポンプ３５Ｃ、３５Ｄの出口配管１３Ｃ、１３Ｄから温水槽４Ａ、４Ｂへ通じる高温水バイパス配管３１Ａ、３１Ｂを配設し、同配管３１Ａには開閉弁３３Ｃ、同配管３１Ｂには開閉弁３３Ｄを設ける。また、高温水バイパス配管３１Ａが結合される分岐点より先の出口配管１３Ｃに開閉弁３４Ｃ、高温水バイパス配管３１Ｂが結合される分岐点より先の出口配管１３Ｄに開閉弁３４Ｄが設置されている。

温水槽４Ａの水温を温度センサＴ６で測り、温度センサＴ６が検出した水温検出値を制御装置２５に送り、制御装置は同装置に内蔵した水温設定値に合わせるように、可変吐出量ポンプ３５Ｃの吐出量を指示制御する。同様に、温水槽４Ｂの水温を温度センサＴ５で測り、温度センサＴ５が検出した検出値を制御装置２５に送り、制御装置２５は同装置に内蔵した設定値に合わせるように、可変吐出量ポンプ３５Ｃの吐出量を指示制御する。パストライザー処理のときの温水槽４Ｂの水温はウォーマー処理水温より高いので、配管３１Ｂに冷水供給配管３２Ｂを繋ぎ、開閉弁３３Ｂを設けて、水温調整のために冷水を投入するようにしている。

ウォーマー３０のウォーマー処理作用は、パストライザー１のパストライザー処理から低温の実入り容器７を３０〜４０℃まで加熱するウォーマー処理に切換えるとき、スチーム供給弁１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆを閉じて水槽全部のスチーム加熱を止め、ポンプ１１Ｅ、１１Ｆを停止し、開閉弁２３Ａ、２３Ｂを閉じ、開閉弁２２Ａ、２２Ｂを開にすることにより、温水槽４Ａの温水をポンプ１１Ａ、バイパス配管２１Ａ、出口配管１３Ｆを経てノズル群６Ａに回流させ、同様に、温水槽４Ｂの温水をポンプ１１Ｂ、バイパス配管２１Ｂ、出口配管１３Ｅを経てノズル群６Ｂに回流させる。

温水槽４Ａの水温の調整は、開閉弁３３Ｃを開にして高温水バイパス配管３１Ａより可変吐出量ポンプ３５Ｃより吐出する高温水槽４Ｃの高温水を温水槽４Ａに送り込み、温度センサＴ６が検出した温度が制御装置２５に記憶してある設定値になるように、可変吐出量ポンプ３５Ｃの吐出量を制御する。また、温水槽４Ｂの水温の調整は、この水温が設定値より高いときは、高温水バイパス配管３１Ｂに繋いだ冷水供給配管３２Ｂ上の開閉弁３３Ｂを開にして、温水槽４Ｂに冷水を投入し温度センサＴ５を介して水温調整する。温水槽４Ｂの水温が設定値になったとき開閉弁３３Ｂを閉じる。これ以降の水温調整は、開閉弁３３Ｄを開にして、高温水バイパス配管３１Ｂを経由して可変吐出量ポンプ３５Ｄより吐出する高温水槽４Ｄの高温水を温水槽４Ｂに送り込み、温度センサＴ５が検出した温度が制御装置２５に記憶してある設定値になるように、可変吐出量ポンプ３５Ｄの吐出量を制御する。

温水槽４Ｃの水温（温度センサＴ３の検出温度）が温水槽４Ａ内の設定水温まで下がったとき、可変吐出量ポンプ３５Ｃの送水を０（ゼロ）にし、開閉弁３３Ｃを閉じて高温水バイパス配管３１Ａからの水流入を止め、温水槽４Ａからノズル群６Ａへの循環はポンプ１１Ａにより行い、スチーム供給弁１５Ａを開可能にして温水槽４Ａ内の水温調整は温度センサＴ６とスチームのオン、オフ制御に移行する。同様に、高温水槽４Ｄの水温（温度センサＴ４の検出温度）が温水槽４Ｂ内の設定水温まで下がったとき、可変吐出量ポンプ３５Ｄの送水を０（ゼロ）にし、開閉弁３３Ｄを閉じて高温水バイパス配管３１Ｂからの水流入を止め、温水槽４Ｂからノズル群６Ｂへの循環はポンプ１１Ｂにより行い、スチーム供給弁１５Ｂを開可能にして温水槽４Ｂ内の水温調整は温度センサＴ５とスチームのオン、オフ制御に移行する。

図９によりウォーマー３０の熱量エネルギー節減について説明する。図に示すｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄ、ｔｅ、ｔｆは各水槽４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆのパストライザー処理時のそれぞれの循環水温を示しＴｂは実入り容器７の経過温度を示す。また、ｔｗはウォーマー処理時の水槽４Ａ及び４Ｂの循環水温を示す。図にハッチングした温度差と高温水槽４Ａ、４Ｂの水量の積が、温水槽４Ａ、４Ｂの温度調整に利用可能な熱量となる。ウォーマー３０において、高温水槽４Ｃ、４Ｄの高温水を使用するときの使用可能な熱量は、図の温度差Ａｃ、Ａｄと高温水槽４Ｃ、４Ｄの水量の積である熱量となる。

節減熱量の試算例を次に示す。
容器：５００ｍｌ缶（冷却充填時の生産能力は１６００缶／分である）
容器温度：２℃
５００ｍｌ缶を２℃から３０℃にする熱量Ｑｂ：０．５０５ｋｃａｌ／℃×（３０−２）℃＝１４．１ｋｃａｌ
温水槽４Ａと４Ｂの貯水量合計：２２ｍ^３
温水槽４Ａと４Ｂの循環水温：６０℃
とすると（０．５０５ｋｃａｌ／℃は、飲料と缶の合算値）、パストライザーからウォーマーに切換えるときに余る熱量（節減熱量）Ｑａは、
Ｑａ：２２ｍ^３（２２×１，０００ｋｇ）×１ｋｃａｌ／ｋｇ・℃×（６０℃−３０℃）＝６６×１０，０００ｋｃａｌ
となる。このＱａで２℃の５００ｍｌ缶を３０℃まで温めることができる缶数は：Ｑａ÷Ｑｂ＝４６，８０８缶となる。
また、１６００缶／分の生産能力のとき、加温を継続できる分数は：４６，８０８缶÷１６００缶=２９分となる。
さらに、Ｑａ（６６×１０，０００ｋｃａｌ）に相当するスチームは１３２．４ｋｇであり、約４，０００円に相当する。

以上のように、第２の実施の形態によれば、高温水槽４Ｃ、４Ｄの高温水を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器を３０℃近辺まで加熱するウォーマー処理へと容易に切換えることができる。また、大きな節減熱量を得ることができる。
（第３の実施の形態）

図３に示す第３の実施の形態のパストライザー装置兼用のウォーマー４０はパストライザー１を稼動するときに貯蔵している高温水をそのままパストライザー１の状態に温度調整し、ウォーマー４０の温度調整に転用する熱エネルギー回収方式であると同時に、ウォーマー４０からパストライザー１へ容易に切換え、戻すことができる方式である。この実施の形態の部品構成は図２に示した第２の実施の形態と全く同じであるので、構成の説明は省略し、以下にウォーマー作用を説明する。

第３の実施の形態のウォーマー４０の作用が、上記第２の実施の形態のウォーマー３０の作用と異なるところは、高温水槽４Ｃの高温水を加熱するスチーム供給弁１５Ｃと高温水槽４Ｄの高温水を加熱するスチーム供給弁１５Ｄを制御装置２５からの制御指令で開閉させて、高温水槽４Ｃ、４Ｄの内の高温水の温度がパストライザー１が稼動時の温度を維持するように制御し、ウォーマー処理からパストライザー処理へ容易に切換られるようにしてあることで、そのため、高温水槽４Ｃ、４Ｄの水温（温度センサＴ３、Ｔ４の検出温度）は下がること無く、可変吐出量ポンプ３５Ｃ、３５Ｄの送水を続け、高温水バイパス配管３１Ａ、３１Ｂからの水流入を続ける。ウォーマー４０からパストライザー１へ容易に切換え、戻すことができるので、高温水と温水の熱量エネルギーの交流に損得は生じない。
（第４の実施の形態）

図４に示した、第４の実施の形態のパストライザー装置兼用のウォーマー５０は、温水ノズル群と回収水槽を、実入り容器の出口側に設けた最も簡単な方式である。

図４は、第１の実施の形態で説明した同じパストライザー１をウォーマー装置に兼用するもので、パストライザー１の出口側の冷却用温水槽４Ｅの温水はポンプ１１Ｅより出口配管１３Ｅに送り出されるが、この出口配管１３Ｅから出口配管１３Ｂへバイパスするバイパス配管２１Ｅが設置され、バイパス配管２１Ｅにバイパス開閉弁２２Ｅ、バイパス配管２１Ｅの分岐点から先の出口配管１３Ｅを遮断する開閉弁２３Ｅが設置される。同様に、冷却用温水槽４Ｆの温水はポンプ１１Ｆより出口配管１３Ｆに送り出されるが、この出口配管１３Ｆから出口配管１３Ａへバイパスするバイパス配管２１Ｆが設置され、同配管２１Ｆにバイパス開閉弁２２Ｆ、バイパス配管２１Ｆの分岐点から先の出口配管１３Ｆに循環配管を遮断する開閉弁２３Ｆが設置される。また、ポンプ１１Ａ、１１Ｂの吐出口に近い配管１３Ａ、１３Ｂには回流水の逆流を防止する逆止弁２４，２４を設けている。

ウォーマーの機能を持たせるときは、ポンプ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄを停止し、スチーム供給弁１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、５Ｄを閉じ、出口配管１３Ｅ上の開閉弁２３Ｅを閉じ、バイパス開閉弁２２Ｅを開き、冷却用温水槽４Ｅの温水をポンプ１１Ｅにより循環させる。冷却用温水槽４Ｅの温水は温度センサＴ２が検出した検出値を制御装置２５に内蔵した設定値に合わせるようにスチーム供給弁１５Ｅを適宜オン、オフして加熱する。同様に、出口配管１３Ｆ上の開閉弁２３Ｆを閉じ、バイパス開閉弁２２Ｆを開き、冷却用温水槽４Ｆの温水をポンプ１１Ｆにより循環させる。

冷却用温水槽４Ｆの温水は温度センサＴ６が検出した検出値を制御装置２５に内蔵した設定値に合わせるようにスチーム供給弁１５Ｆを適宜オン、オフして加熱する。図８に示すように、冷却用温水槽４Ｅとノズル群６Ｅ、冷却用温水槽４Ｆとノズル群６Ｆの循環水温をｔｗとしたとき、実入り容器７はウォーマー５０内の雰囲気に触れて徐々に温まり、冷却用温水槽４Ｅ、４Ｆの上部からのノズル群６Ｅ、６Ｆからの散水により急上昇し、実入り容器７の経過温度はＴｂで示すような曲線となる。

以上のように、第４の実施の形態によれば、パストライザー装置の出口側の冷却用温水槽４Ｅ、４Ｆを用いて容易にウォーマー処理へと切換えることができる。
（第５の実施の形態）

図５に示す第５の実施の形態のパストライザー装置兼用のウォーマー６０はパストライザー１を稼動したときに貯蔵した高温水を、ウォーマー６０の容器の出口側に設けた温水ノズル群と回収水槽の循環水の温度調整に転用する熱エネルギー回収方式である。以下に追加変更する部品構成と、ウォーマー作用とを説明する。

高温水槽４Ｃの高温水を送り出すポンプ１１Ｃをインバータ制御モータで駆動して可変吐出量ポンプ３５Ｃに置換え、同様に、高温水槽４Ｄのポンプ１１Ｄを可変吐出量ポンプ３５Ｄに置換える。可変吐出量ポンプ３５Ｃ、３５Ｄの出口配管１３Ｃ、１３Ｄから冷却用温水槽４Ｅ、４Ｆへ通じる高温水バイパス配管３１Ｅ、３１Ｆを配設し、高温水バイパス配管３１Ｅには開閉弁３３Ｅ、高温水バイパス配管３１Ｆには開閉弁３３Ｆを設ける。また、高温水バイパス配管３１Ｅが結合される分岐点より先の出口配管１３Ｃに開閉弁３４Ｅ、高温水バイパス配管３１Ｆが結合される分岐点より先の出口配管１３Ｄに開閉弁３４Ｆが設置されている。

冷却用温水槽４Ｅの水温を温度センサＴ２で測り、温度センサＴ２が検出した水温検出値を制御装置２５に送り、制御装置２５は同装置に内蔵した水温設定値に合わせるように、可変吐出量ポンプ３５Ｃの吐出量を指示制御する。同様に、冷却用温水槽４Ｆの水温を温度センサＴ１で測り、温度センサＴ１が検出した検出値を制御装置２５に送り、制御装置２５は同装置に内蔵した設定値に合わせるように、可変吐出量ポンプ３５Ｄの吐出量を指示制御する。パストライザー処理のときの冷却用温水槽４Ｅの水温はウォーマー処理水温より高いので、高温水バイパス配管３１Ｅに冷水供給配管３５Ｅを繋ぎ、開閉弁３６Ｅを設けて、水温調整のために冷水を投入するようにしている。

ウォーマー６０のウォーマー処理作用は、パストライザー１のパストライザー処理から低温の実入り容器７を３０〜４０℃まで加熱するウォーマー処理に切換えるとき、スチーム供給弁１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆを閉じて水槽全部のスチーム加熱を止め、ポンプ１１Ａ、１１Ｂを停止し、開閉弁２３Ｅ、２３Ｆを閉じ、バイパス開閉弁２２Ｅ、２２Ｆを開にすることにより、冷却用温水槽４Ｅの温水をポンプ１１Ｅ、バイパス配管２１Ｅ、出口配管１３Ｅを経てノズル群６Ｅに回流させ、同様に、冷却用温水槽４Ｆの温水をポンプ１１Ｆ、バイパス配管２１Ｆ、出口配管１３Ｆを経てノズル群６Ｆに回流させる。

冷却用温水槽４Ｅの水温の調整は、この水温が設定値より高いときは、高温水バイパス配管３１Ｅに繋いだ冷水供給配管３５Ｅ上の開閉弁３６Ｅを開にして、冷却用温水槽４Ｅに冷水を投入し温度センサＴ２を介して水温調整する。冷却用温水槽４Ｅの水温が設定値になったとき開閉弁３６Ｅを閉じる。これ以降の水温調整は、バイパス開閉弁２２Ｅを開にして高温水バイパス配管３１Ｅより可変吐出量ポンプ３５Ｃより吐出する高温水槽４Ｃの高温水を冷却用温水槽４Ｅに送り込み、温度センサＴ２が検出した温度が制御装置２５に記憶してある設定値になるように、可変吐出量ポンプ３５Ｃの吐出量を制御する。また、冷却用温水槽４Ｆの水温の調整は、開閉弁３３Ｆを開にして高温水バイパス配管３１Ｆより可変吐出量ポンプ３５Ｄより吐出する高温水槽４Ｄの高温水を冷却用温水槽４Ｆに送り込み、温度センサＴ１が検出した温度が制御装置２５に記憶してある設定値になるように、可変吐出量ポンプ３５Ｄの吐出量を制御する。

高温水槽４Ｃの水温（温度センサＴ３の検出温度）が冷却用温水槽４Ｅ内の設定水温まで下がったとき、可変吐出量ポンプ３５Ｃの送水を０（ゼロ）にし、開閉弁３３Ｅを閉じて高温水バイパス配管３１Ｅからの水流入を止め、冷却用温水槽４Ｅからノズル群６Ｅへの循環はポンプ１１Ｅにより行い、スチーム供給弁１５Ｅを開閉可能にして冷却用温水槽４Ｅ内の水温調整は温度センサＴ２とスチーム供給弁１５Ｅのオン、オフ制御に移行する。同様に、高温水槽４Ｄの水温（温度センサＴ４の検出温度）が冷却用温水槽４Ｆ内の設定水温まで下がったとき、可変吐出量ポンプ３５Ｄの送水を０（ゼロ）にし、開閉弁３３Ｆを閉じて高温水バイパス配管３１Ｆからの水流入を止め、冷却用温水槽４Ｆからノズル群６Ｆへの循環はポンプ１１Ｆにより行い、スチーム供給弁１５Ｆを開閉可能にして冷却用温水槽４Ｆ内の水温調整は温度センサＴ１とスチーム供給弁１５Ｆのオン、オフ制御に移行する。

ウォーマー６０の熱量エネルギー節減は、第２の実施の形態のウォーマー３０の場合と同じである。即ち、パストライザー処理時の高温水槽４Ｃ、４Ｄの循環水温とウォーマー処理時の冷却用温水槽４Ｅ及び４Ｆの循環水温との温度差は、図９にハッチングしたＡｃとＡｄであり、この温度差と高温水槽４Ｃ、４Ｄの水量の積が冷却用温水槽４Ｅ、４Ｆの温度調整に利用できる可能な熱量となる。冷却用温水槽４Ｅ、４Ｆを合わせた水量が温水槽４Ａ、４Ｂを合わせた水量と同じであれば、第２の実施の形態のウォーマー３０の場合の計算例がそのまま適用できる。
（第６の実施の形態）

図６に示す第６の実施の形態のパストライザー装置兼用のウォーマー７０は、パストライザー１を稼動するときに貯蔵している高温水をそのままパストライザー１の状態に温度調整し、ウォーマー７０の容器の出口側に設けた温水ノズル群と回収水槽の循環水の温度調整に転用する熱エネルギー回収方式であると同時に、ウォーマー７０からパストライザー１へ容易に切換え、戻すことができる方式である。以下に追加変更する部品構成と、ウォーマー作用を説明する。この実施の形態の部品構成は第５の実施の形態と全く同じであるので、構成の説明は省略し、以下にウォーマー作用を説明する。

第６の実施の形態のウォーマー７０の作用が、上記第５の実施の形態のウォーマー６０の作用と異なるところは、高温水槽４Ｃの高温水を加熱するスチーム供給弁１５Ｃと高温水槽４Ｄの高温水を加熱するスチーム供給弁１５Ｄを制御装置２５からの制御指令で開閉させて、高温水槽４Ｃ、４Ｄの内の高温水の温度がパストライザー１の稼動時の温度を維持するように制御し、ウォーマー処理からパストライザー処理へ容易に切換られるようにしてあることで、そのため、高温水槽４Ｃ、４Ｄの水温（温度センサＴ３、Ｔ４の検出温度）が下がること無く、可変吐出量ポンプ３５Ｃ、３５Ｄの送水を続け、高温水バイパス配管３１Ｅ、３１Ｆからの水流入を続ける。ウォーマー７０からパストライザー１へ容易に切換え、戻すことができるので、高温水と温水の熱量エネルギーの交流に損得は生じない。

本発明の第１の形態に係わる実入り容器熱処理装置の温水循環系統の模式図である。 本発明の第２の形態に係わる実入り容器熱処理装置の温水循環系統の模式図である。 本発明の第３の形態に係わる実入り容器熱処理装置の温水循環系統の模式図である。 本発明の第４の形態に係わる実入り容器熱処理装置の温水循環系統の模式図である 本発明の第５の形態に係わる実入り容器熱処理装置の温水循環系統の模式図である。 本発明の第６の形態に係わる実入り容器熱処理装置の温水循環系統の模式図である。 図１〜図３の実入り容器処理装置の前段の槽内の水温と容器の温度を示す線図である。 図４〜図６の実入り容器処理装置の後段の槽内の水温と容器の温度を示す線図である。 図２、図３、図５、図６の実入り容器処理装置の節減熱量を示す図である。 従来のパストライザーの温水循環系統の模式図である。 図１０のパストライザーの各槽内の水温と容器の温度を示す線図である。

符号の説明

１ パストライザー
４Ａ、４Ｂ 温水層
４Ｃ、４Ｄ 高温水槽
４Ｅ、４Ｆ 冷却用温水槽
５ 容器コンベア
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ ノズル群
７ 実入り容器
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ ポンプ
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆ 出口配管（循環配管）
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆ スチーム供給弁
２０、３０、４０、５０、６０、７０ ウォーマー
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｅ、２１Ｆ バイパス配管
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｅ、２２Ｆ バイパス開閉弁
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｅ、２３Ｆ 開閉弁
２４ 逆止弁
２５ 制御装置
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｅ、３１Ｆ 高温水バイパス配管
３３Ｃ、３３Ｄ、３３Ｅ、３３Ｆ、３４Ｃ、３４Ｄ、３４Ｅ、３４Ｆ、３６Ｅ 開閉弁
３５Ｃ、３５Ｄ 可変吐出量ポンプ
３５E 冷水供給配管
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６ 温度センサ

Claims (10)

1. 前段に温水槽、中段に高温水槽、後段に冷却用温水槽を配置し、実入り容器を連続搬送中に容器毎中身の液体を加熱又は冷却処理するパストライザー装置であって、各槽の水温を温度調整する温度センサとスチーム供給弁を備え、前段の温水槽の温水を温度調整して温水ポンプにより後段の温水ノズル配管へ送り出し、後段の温水槽の温水を温度調整して温水ポンプにより前段の温水ノズル配管へ回流する循環系と、中段槽高温水循環系に高温水ポンプと高温水循環配管と高温水ノズル循環配管を備えたパストライザー処理装置において、前段の温水槽の温水を同じ温水槽上の温水ノズル配管へ回流バイパスするバイパス配管と、該配管に設置されたバイパス開閉弁と、同配管から後段の温水ノズルへの循環配管を遮断する開閉弁と、前記前段のノズル配管へ温水を送り出す後段の温水ポンプの配管上に該ポンプへ向う流れを阻止する逆止弁を備えることによりパストライザーと容器ウォーマーを兼用できるようにしたことを特徴とする実入り容器熱処理装置。
2. 中段の高温水ポンプをインバータ制御モータにより駆動される可変吐出量ポンプとし、該可変吐出量ポンプの出口配管から前段の温水槽へ通じるバイパス配管と、該バイパス配管上に設置した開閉弁と、前記バイパス配管の分岐点より先の温水配管に設置した開閉弁とを追加してなることを特徴とする請求項１記載の実入り容器熱処理装置。
3. 請求項１に記載する実入り容器熱処理装置を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器をウォーマー処理に切換えるとき、中段、後段の高温水以降の処理水の加熱及び循環を止め、処理装置入口側の温水槽のノズル配管に前記バイパス配管より同じ温水槽の温水を回流し、温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記温水槽内の加熱用スチームの流量を制御することを特徴とする実入り容器熱処理方法。
4. 請求項２に記載する実入り容器熱処理装置を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器をウォーマー処理に切換えるとき、前段、中段、後段の処理水の加熱スチームを止め、後段の温水ポンプを停止し、前記バイパス配管の分岐点より先の温水配管の開閉弁を閉じ、前記バイパス配管上の開閉弁を開き、前記可変吐出量ポンプより吐出する高温水を前段の温水槽に送り込み、温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記可変吐出量ポンプの吐出量を制御し、高温水槽の水温が加温槽内の水温まで下がったときバイパス配管の高温水流入を閉じ、前段の温水槽用のスチームを通にして温水槽の循環と温水温度調整に移行することを特徴とする実入り容器熱処理方法。
5. 中段の高温水槽の高温水を加熱するスチームの供給弁を開閉して高温水の温度がパストライザー稼動時の温度を維持するように制御し、前段の温水槽の温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記可変吐出量ポンプの吐出量を制御して、加温処理からパストライザー処理へ切換られるようにしたことを特徴とする請求項４記載の実入り容器熱処理方法。
6. 前段に温水槽、中段に高温水槽、後段に冷却用温水槽を配置し、実入り容器を連続搬送中に容器毎中身の液体を加熱又は冷却処理するパストライザー装置であって、各槽の水温を温度調整する温度センサとスチーム供給弁を備え、前段の温水槽の温水を温度調整して温水ポンプにより後段の温水ノズル配管へ送り出し、後段の温水槽の温水を温度調整して温水ポンプにより前段の温水ノズル配管へ回流する循環系と、中段槽高温水循環系に高温水ポンプと高温水循環配管と高温水ノズル循環配管を備えたパストライザー処理装置において、後段の温水槽の温水を同じ温水槽上の温水ノズル配管へ回流バイパスするバイパス配管と、該配管に設置されたバイパス開閉弁と、同配管から前段の温水ノズルへの循環配管を遮断する開閉弁と、前記後段のノズル配管へ温水を送り出す前段の温水ポンプの配管上に該ポンプへ向う流れを阻止する逆止弁を備えることによりパストライザーと容器ウォーマーを兼用できるようにしたことを特徴とする実入り容器熱処理装置。
7. 中段の高温水ポンプをインバータ制御モータにより駆動される可変吐出量ポンプとし、該可変吐出量ポンプの出口配管から後段の温水槽へ通じるバイパス配管と、該バイパス配管上に設置した開閉弁と、前記バイパス配管の分岐点より先の温水配管に設置した開閉弁とを追加してなることを特徴とする請求項６記載の実入り容器熱処理装置。
8. 請求項６に記載する実入り容器熱処理装置を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器をウォーマー処理に切換えるとき、前段、中段の高温水以降の処理水の加熱及び循環を止め、後段の温水槽のノズル配管に前記バイパス配管より同じ温水槽の温水を回流し、温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記温水槽内の加熱用スチームの流量を制御することを特徴とする実入り容器熱処理方法。
9. 請求項７に記載する実入り容器熱処理装置を用いて、パストライザー処理から低温の実入り容器をウォーマー処理に切換えるとき、前段、中段、後段の処理水の加熱スチームを止め、前段の温水ポンプを停止し、前記バイパス配管の分岐点より先の温水配管の開閉弁を閉じ、前記バイパス配管上の開閉弁を開き、前記可変吐出量ポンプより吐出する高温水を後段の温水槽に送り込み、温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記可変吐出量ポンプの吐出量を制御し、高温水槽の水温が加温槽内の水温まで下がったときバイパス配管の高温水流入を閉じ、後段の温水槽用のスチームを通にして温水槽の循環と温水温度調整に移行することを特徴とする実入り容器熱処理方法。
10. 中段の高温水槽の高温水を加熱するスチーム供給弁を開閉して高温水の温度がパストライザー稼動時の温度を維持するように制御し、後段の温水槽の温水循環配管に設置した温度センサが検出した温度が設定値になるように、前記可変吐出量ポンプの吐出量を制御して、加温処理からパストライザー処理へ切換られるようにしたことを特徴とする請求項９記載の実入り容器熱処理方法。

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