JP2003251175A - 液体加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ビール製造用煮沸釜等に使用する液体加熱装置
において、蒸気と、伝熱管等の本体内部部品との衝突を
防止し、これらの部品への損傷を抑える。 【解決手段】液体加熱装置４の蒸気導入管４２の外周
に、スリット４２１から噴出した蒸気の流れを遮るか、
あるいはこの流れを乱す緩衝部材６１を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、液体加熱装置に関
し、詳細には、ビールの原料である麦汁等の原液を煮立
たせる際に使用するローレンコッファー等の液体加熱装
置において、蒸気導入管から噴出した蒸気が吹き付けら
れることによる部品の浸食を防止するための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ビールの製造過程において、煮沸釜に蓄
えられた麦汁にホップを添加し、これを煮立たせて、麦
汁に含まれるタンパク質を凝固沈殿させるとともにホッ
プの成分を抽出する工程がある。この煮沸工程では、従
来よりローレンコッファーと呼ばれる内部加熱装置が使
用されている。

【０００３】このローレンコッファーは、先端部の管壁
にスロットを設けた蒸気導入管を中空の本体に挿入する
とともに、本体を天地方向に貫通する原液流通管（「伝
熱管」ともいう。）をこの蒸気導入管の周囲に配列した
ものである。煮沸工程では、このように構成されるロー
レンコッファーの本体を煮沸釜の内部に設置し、蒸気導
入管を介して釜の外部から本体に蒸気を導く。そして、
導かれた蒸気を本体の内部で上記スロットから噴出さ
せ、噴出した蒸気を本体の内部に充満させる。このよう
に充満した蒸気により伝熱管及びその内部の原液を加熱
し、煮沸釜に蓄えられた麦汁をホップと一緒に所定の時
間煮立たせる（特公昭６１−０２５４０１号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のローレンコッファーでは、スロットの開口面積が蒸
気導入管の断面積（すなわち、蒸気の流路面積）に対し
て極端に小さな値に設定されており、このスロットから
噴出した水滴を含む湿り蒸気が周囲の伝熱管に勢いよく
吹き付けられ、この伝熱管に損傷を与え、劣化を早める
という問題があった。

【０００５】このような早期劣化の問題は、ローレンコ
ッファーに限らず、伝熱管に液体を流しながら、この伝
熱管を外側から蒸気により加熱するタイプの液体加熱装
置一般に存在する。本発明は、このような実情に鑑みて
なされたものであり、その目的は、蒸気と伝熱管等の本
体内部部品との衝突を防止し、これらの部品への損傷を
抑える点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明では、蒸気を蓄えるための貯留空間が形成され
た本体と、本体に接続され、蒸気発生手段からの蒸気を
貯留空間に供給する蒸気導入管と、本体において貯留空
間を渡して設置され、加熱対象である液体が流通する伝
熱管と、蒸気導入管の開口部と伝熱管との間に、この開
口部からの蒸気の流れを乱すか、あるいはこの流れを遮
るように設置された緩衝部材とを含んで液体加熱装置を
構成する。

【０００７】請求項２に記載の発明では、蒸気を蓄える
ための貯留空間が形成された本体と、一端において蒸気
発生手段に接続され、他端において管壁内外を連通する
貫通孔が設けられるとともに本体の内部に挿入されて、
この貫通孔が貯留空間で開口する蒸気導入管と、本体に
おいて蒸気導入管と平行に、かつ貯留空間を渡して設置
された伝熱管と、蒸気導入管と伝熱管との間に、上記貫
通孔からの蒸気の流れを乱すか、あるいはこの流れを遮
るように設置された緩衝部材とを含んで液体加熱装置を
構成する。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項２の発
明において上記緩衝部材を筒状とする。請求項４に記載
の発明では、煮沸釜の内部においてこの釜に蓄えられた
原液を加熱する液体加熱装置を、一端において蒸気発生
手段に接続されるとともに、釜の外壁を貫通して釜の内
部に延伸し、他端において管壁内外を連通する貫通孔が
設けられた蒸気導入管と、蒸気を蓄えるための貯留空間
が形成された本体であって、蒸気導入管を包囲するよう
に釜の内部に配設され、この貯留空間が上記貫通孔を介
して蒸気導入管の内部と連通する本体と、上下方向に差
がある２点で貯留空間を渡して本体に設置された伝熱管
と、蒸気導入管と伝熱管との間に、上記貫通孔からの蒸
気の流れを乱すか、あるいはこの流れを遮るように設置
された緩衝部材とを含んで構成する。

【０００９】

【発明の効果】請求項１，２に係る発明によれば、蒸気
導入管の開口部（請求項２の発明において「貫通孔」が
相当する。）と伝熱管との間に緩衝部材を設けたこと
で、この開口部から噴出した蒸気の勢いを伝熱管との接
触前に弱め、部品への損傷を抑えることができる。

【００１０】請求項３に係る発明によれば、緩衝部材を
筒状としたことで、蒸気の勢いを確実に弱めることがで
きる。請求項４に係る発明によれば、煮沸釜の原液を加
熱する際に上記請求項１の効果を得ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実
施形態に係る液体加熱装置を備える煮沸釜１の断面を示
している。同図を参照して、煮沸釜１の構成を簡単に説
明する。煮沸釜１は、ビールの製造過程において、麦汁
に含まれるタンパク質を凝固及び沈殿させるとともに、
ホップの成分を抽出するための煮沸工程で使用されるも
のである。この煮沸釜１は、作業床面１０１に対して固
定した釜本体２と、釜本体２の上部中央に接続した排気
ダクト３とを含んで構成され、液体加熱装置としてロー
レンコッファー４を備えている。

【００１２】釜本体２は、中央部を円筒状とするととも
に、その上下において先を細めた形状とし、作業床面１
０１に対して、この床面１０１に垂直に設置した複数の
支柱１０２により支持する。釜本体２には、排気ダクト
３の他、ホップを投下するためのホップ投入管１０３、
及び麦汁を流し込むための麦汁導入管１０４を接続す
る。また、釜底部２１を水平に形成し、この部分に煮詰
めた麦汁を取り出すための麦汁吐出口１０５を設ける。

【００１３】図２は、ローレンコッファー４の断面であ
り、図３は、図２におけるｘ−ｘ線に沿う断面である。
これらの図を参照して、ローレンコッファー４の構成を
詳細に説明する。ローレンコッファー４は、円筒状の装
置本体４１と、装置本体４１の中心軸上でこの本体４１
に接続した蒸気導入管４２と、蒸気導入管４２の周囲に
おいて装置本体４１を上下に貫通して設置した複数の伝
熱管４３，４３・・・とを含んで構成される。

【００１４】装置本体４１は、円筒状の胴部４１１の上
下両端に円形の上部プレート４１２及び下部プレート４
１３を気密に接合して構成したものであり、内部に貯留
空間４１４を形成する。ここで、下部プレート４１３に
は、中央に大径の第１の孔を設け、その周囲にこれと比
較して小径の第２の孔を所定のピッチで複数設けてあ
る。一方、上部プレート４１２には、第２の孔と等しい
直径の孔を各第２の孔に対応する位置に設けてある。そ
して、第１の孔に、蒸気導入管４２よりもやや大径の管
状部材（以下、この部材を「ドレンタワー管」とい
う。）５１を、装置本体４１と同軸に挿入する。このド
レンタワー管５１の端面は、下部プレート４１３の内面
（上面）と一致させ、その状態でドレンタワー管５１と
装置本体４１とを固定する。ドレンタワー管５１は、釜
本体２の外部まで延伸させ、ブラケット５２により釜底
部２１に固定する。従って、装置本体４１は、ドレンタ
ワー管５１を介してブラケット５２により釜本体２に固
定されることになる。

【００１５】蒸気導入管４２は、端縁を閉じておき、釜
本体２の外部からドレンタワー管５１と同軸に、釜底部
２１及び装置本体４１の下部プレート４１３を貫通し
て、この閉じた端縁が上部プレート４１２に当接する位
置にまで本体４１の内部に挿入する。先端部の管壁に
は、管軸方向に長いスリット（蒸気導入管４２の管壁を
貫通しており、「貫通孔」に相当する。）４２１を、円
周方向に間隔を空けて複数設けてある。従って、これら
のスリット４２１を介して、蒸気導入管４２の内部と貯
留空間４１４とが連通する。

【００１６】ここで、スリット４２１の開口面積Ａ（各
スリットの開口面積を等しくａとし、スリットの数をｎ
とすると、Ａ＝ａ×ｎ。）は、蒸気導入管４２の断面積
Ｂよりも大きな値に設定する（Ａ＞Ｂ）。すなわち、ス
リット４２１において流路面積が拡大するようにする。
なお、このローレンコッファー４によると後述するよう
にドレン排出路が形成されるが、それでも煮沸工程にお
いて蒸気の凝縮水が貯留空間４１４に溜まることが考え
られる。従って、この凝縮水が蒸気導入管４２の内部に
流れ込まないように、下部プレート４１３の上面からス
リット４２１の下端までの寸法ｄを設定する必要があ
る。

【００１７】また、蒸気導入管４２の内部には、エア抜
き管５３を蒸気導入管４２の中心軸と平行に設置する。
このエア抜き管５３は、釜本体２の外部と、装置本体４
の内部（すなわち、貯留空間４１４）とで蒸気導入管４
２を貫通してこの管４２の外部にまで延伸させる。伝熱
管４３は、装置本体４１の上下面の間の寸法と等しい長
さに設定し、下部プレート４１３の第２の孔から本体の
内部に挿入して、上部プレート４１２の対応する孔に挿
し込む。伝熱管４３と上下両プレート４１２，４１３と
は、気密に接合してある。

【００１８】さらに、本実施形態に係るローレンコッフ
ァー４では、蒸気導入管４２と、すべての伝熱管４３と
の間に、筒状の緩衝部材６１を設置している。ここで
は、緩衝部材６１の横断面を図３に示すように円形とし
ているが、これを多角形としてもよい。ステーパイプが
設けられるものでは、緩衝部材６１の設置位置は、ステ
ーパイプよりも内側とするとよい。

【００１９】緩衝部材６１は、スリット４２１の長さよ
りもやや長く設定され、蒸気導入管４２と同軸に設置し
た状態で、すべてのスリット４２１が隠れるようにす
る。ただし、エア抜き管５３の吸込口の近傍や、後述す
るドレン排出路の流入口の近傍で、この緩衝部材６１に
より空気等の円滑な流れが妨げられないようにする。次
に、このように構成される煮沸釜１を使用して行う煮沸
工程について、図１及び２を参照して説明する。ローレ
ンコッファー４には、使用に際して、蒸気導入管４２に
蒸気発生装置２０１を、ドレンタワー管５１にドレン吸
入部２０２を、エア抜き管５３にエア吸入部２０３を接
続する。

【００２０】煮沸工程では、図示しないロイター（麦汁
濾過槽）からの麦汁を麦汁導入管１０４を介して釜本体
２に設定レベルＬまで供給し、これにホップを混入した
状態でローレンコッファー４により加熱して煮立たせ
る。このとき、蒸気発生装置２０１において発生した蒸
気を、蒸気導入管４２を介してスリット４２１から貯留
空間４１４に噴出させる。スリット４２１の開口面積が
前述のように設定され、流路面積がスリット４２１にお
いて拡大されているので、蒸気はスロット４２１から充
分に減速して噴出することになる。このため、水滴を含
んだ湿り蒸気が伝熱管４３等の本体内部部品に勢いよく
吹き付けられることを防止し、これらの部品の損傷を抑
えることができる。

【００２１】また、蒸気導入管４２の外側に緩衝部材６
１を設置したので、噴出した蒸気の流れを遮り、動圧を
下げた状態で蒸気を伝熱管４３に接触させることができ
る。このため、本体内部部品の損傷を一層抑えることが
できる。なお、緩衝部材６１は、蒸気が通過できずにそ
の流れが遮られるような形態のものに限らず、網目状で
あったり、あるいは格子状のものを使用して蒸気の流れ
を乱すことによっても損傷防止効果が得られる。

【００２２】なお、煮沸工程において、蒸気に含まれる
空気は、エア抜き管５３を介してエア吸入部２０３に排
出する。また、貯留空間４１４の下部に溜まった凝縮水
は、ドレンタワー管５１と蒸気導入管４２との間に形成
されるドレン排出路を介して、ドレン吸入部２０２に排
出する。スリット４２１の下端と下部プレート４１３と
の間の寸法ｄが的確に設定されているので、凝縮水がス
リット４２１を介して蒸気導入管４２に流れ込むことを
防止することができる。

【００２３】貯留空間４１４では、スリット４２１から
噴出してこの空間４１４に充満した蒸気により、伝熱管
４３及びその内部の麦汁を加熱する。加熱された麦汁
は、伝熱管４３の内部で沸騰し、この管４３の上端から
勢いよく吹き出る。従って、貯留空間４１４に蓄えられ
た麦汁の対流を高い速度で発生させ、麦汁をよくかき混
ぜながら煮立たせることができる。

【００２４】そして、煮詰められた麦汁を麦汁吐出口１
０５から取り出し、煮沸工程を終了する。煮詰められて
ホップの成分が溶け込んだ麦汁は、この吐出口１０５を
介して図示しないワールプール冷却機、発酵槽及び熟成
槽へと供給され、各工程を経てビールとして完成する。
以上のように、本実施形態に係るローレンコッファー４
によれば、スリット４２１において蒸気が減速して噴出
するようにし、さらに緩衝部材６１により、噴出した蒸
気の動圧を伝熱管４３との接触前に下げるようにしたの
で、蒸気の衝突による伝熱管４３の損傷を抑えることが
できる。

【００２５】なお、ここでは、スリット４２１の開口面
積を広げるとともに、緩衝部材６１を設けた例について
説明したが、これに限らず、開口面積が比較的に小さい
スリットを採用する場合であっても、緩衝部材６１を設
けることにより相応の効果を得ることができる。以上で
は、ビール製造用の煮沸釜に蓄えられた原液を内部加熱
方式により加熱する例について説明したが、本発明を外
部加熱方式によるものに適用することも可能である。

【００２６】また、本発明は、伝熱管に液体を流しなが
ら、貯留空間に蓄えられた蒸気により加熱するタイプの
液体加熱装置一般に適用することが可能である。図４
は、その一例を示している。図４に示す液体加熱装置５
０１において、繭型の装置本体５１１は、円形の上部プ
レート５１２及び下部プレート５１３により、図中上側
より上部空間５１４、貯留空間５１５及び下部空間５１
６を画成したものである。従って、上下両プレート間に
貯留空間５１５を形成する。ここで、下部プレート５１
３には、中央に蒸気導入管５２１を挿入するための第１
の孔を設けるとともに、その周囲に伝熱管５３１，５３
１・・・を挿入するための第２の孔を所定のピッチで複
数設けてある。一方、上部プレート５１２には、第２の
孔と等しい直径の孔を各第２の孔に対応する位置に設け
てある。また、装置本体５１１に対して、加熱対象であ
る液体を下部空間（以下「分配室」という。）５１６に
供給するための管６０１を接続するとともに、加熱され
た液体を上部空間（以下「集合室」という。）から排出
するための管６０２を接続する。

【００２７】蒸気導入管５２１には、先端部にスリット
５２２，５２２・・・を、先の実施形態におけると同様
に円周方向に間隔を空けて複数設けてある。そして、本
体５１１の外壁（底面）及び下部プレート５１３を貫通
して、本体の内部まで挿入し、スリット５２２を貯留空
間５１５に位置する。伝熱管５３１は、下部プレート５
１３の第２の孔と、上部プレート５１２におけるその対
応の孔とに挿入し、蒸気導入管５２１と平行に、かつ貯
留空間５１５を上下方向に渡して延伸させる。従って、
装置本体５１１において分配室５１６と集合室５１４と
が各伝熱管５３１を介して連通する。

【００２８】蒸気導入管５２１と伝熱管５３１との間に
は、断面円形の筒状の緩衝部材５４１を設置する。緩衝
部材５４１の横断面は、ここに示すように円形とするば
かりでなく、多角形としてもよい。なお、緩衝部材５４
１の長さ及び設置位置は、先の実施形態におけると同様
に設定する。このように構成される液体加熱装置５０１
では、図示しない蒸気発生装置において発生した蒸気
が、蒸気導入管５２１を介して装置本体５１１に供給さ
れ、スリット５２２から貯留空間５１５に噴出する。一
方、加熱すべき液体は、管６０１から分配室５１６に供
給され、そこから各伝熱管５３１に流入する。伝熱管５
３１を流れる液体は、貯留空間５１５に充満している蒸
気により加熱された後、集合室５１４に流入する。加熱
された液体は、集合室５１４から管６０２に排出され
る。

【００２９】このタイプの液体加熱装置５０１において
も、スリット５２２から噴出した湿り蒸気の勢いが緩衝
部材５４１により弱められるので、伝熱管５３１等の本
体内部部品の損傷を抑えることができる。なお、以上で
は、蒸気導入管（４２，５２１）を装置本体（４１，５
１１）の中心軸と同軸に挿入したものについて説明した
が、本発明は、蒸気導入管を装置本体に対して側方か
ら、すなわち、胴部を貫通して挿入したものに適用する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液体加熱装置を備え
るビール製造用煮沸釜の断面

【図２】同上液体加熱装置（ローレンコッファー）の断
面

【図３】図２のｘ−ｘ断面

【図４】本発明の他の実施形態に係る液体加熱装置の断
面

【符号の説明】

１…煮沸釜 ２…釜本体 ３…排気ダクト ４…ローレンコッファー ４１…装置本体 ４２…蒸気導入管 ４３…伝熱管 ４１４…貯留空間 ６１…緩衝部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気を蓄えるための貯留空間が形成された
   本体と、 本体に接続され、蒸気発生手段からの蒸気を前記貯留空
   間に供給する蒸気導入管と、 本体において前記貯留空間を渡して設置され、加熱対象
   である液体が流通する伝熱管と、 蒸気導入管の開口部と伝熱管との間に、この開口部から
   の蒸気の流れを乱すか、あるいはこの流れを遮るように
   設置された緩衝部材と、を含んで構成される液体加熱装
   置。
2. 【請求項２】蒸気を蓄えるための貯留空間が形成された
   本体と、 一端において蒸気発生手段に接続され、他端において管
   壁内外を連通する貫通孔が設けられるとともに本体の内
   部に挿入されて、この貫通孔が前記貯留空間で開口する
   蒸気導入管と、 本体において蒸気導入管と平行に、かつ前記貯留空間を
   渡して設置された伝熱管と、 蒸気導入管と伝熱管との間に、前記貫通孔からの蒸気の
   流れを乱すか、あるいはこの流れを遮るように設置され
   た緩衝部材と、を含んで構成される液体加熱装置。
3. 【請求項３】前記緩衝部材が筒状であることを特徴とす
   る請求項２に記載の液体加熱装置。
4. 【請求項４】煮沸釜の内部において、この釜に蓄えられ
   た原液を加熱する液体加熱装置であって、 一端において蒸気発生手段に接続されるとともに、前記
   釜の外壁を貫通して釜の内部に延伸し、他端において管
   壁内外を連通する貫通孔が設けられた蒸気導入管と、 蒸気を蓄えるための貯留空間が形成された本体であっ
   て、蒸気導入管を包囲するように前記釜の内部に配設さ
   れ、前記貯留空間が前記貫通孔を介して蒸気導入管の内
   部と連通する本体と、 本体において、上下方向に差がある２点で前記貯留空間
   を渡して設置された伝熱管と、 蒸気導入管と伝熱管との間に、前記貫通孔からの蒸気の
   流れを乱すか、あるいはこの流れを遮るように設置され
   た緩衝部材と、を含んで構成される液体加熱装置。