冷却システム
【課題】クーリングタワーとチラーとを使い分けることにより低コスト化を図る。
【解決手段】搬送手段５により冷却対象物３が送られる搬送域７に冷却水９を掛ける散水手段１３と、上流側貯留部１５と下流側貯留部１７とを有する貯留槽１９と、貯留槽１９の冷却水９を散水器１１に供給する散水用配管２１、２２と、冷却水９を冷却処理するクーリングタワー２３と、これよりも電力消費量が大きいチラー２５と、上流側貯留部１５の冷却水９をクーリングタワー２３へ送って下流側貯留部１７に戻す第１循環路３１、上流側貯留部１５の冷却水９をクーリングタワー２３へ送って上流側貯留部１５に戻す第２循環路３２及び下流側貯留部１７の冷却水９をチラー２５へ送って下流側貯留部１７へ戻す第３循環路３３を有する循環設備３０を備え、クーリングタワー２３のみを使用する第１モードと、クーリングタワー２３及びチラー２５を共に使用する第２モードとを切り替える。
【解決手段】搬送手段５により冷却対象物３が送られる搬送域７に冷却水９を掛ける散水手段１３と、上流側貯留部１５と下流側貯留部１７とを有する貯留槽１９と、貯留槽１９の冷却水９を散水器１１に供給する散水用配管２１、２２と、冷却水９を冷却処理するクーリングタワー２３と、これよりも電力消費量が大きいチラー２５と、上流側貯留部１５の冷却水９をクーリングタワー２３へ送って下流側貯留部１７に戻す第１循環路３１、上流側貯留部１５の冷却水９をクーリングタワー２３へ送って上流側貯留部１５に戻す第２循環路３２及び下流側貯留部１７の冷却水９をチラー２５へ送って下流側貯留部１７へ戻す第３循環路３３を有する循環設備３０を備え、クーリングタワー２３のみを使用する第１モードと、クーリングタワー２３及びチラー２５を共に使用する第２モードとを切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば飲用される酒パックまたは食用されるレトルトパック等の冷却対象物を冷却水により所定温度に冷却する冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記酒パック等においては、常温よりも高い温度に加熱殺菌された後、所定温度まで冷却水により冷却される。その冷却水を循環使用する場合の温度調整には、クーリングタワーやチラーなどが用いられる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９２０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の技術による場合には、チラーで冷却した冷却水で冷却対象物を冷却し、この冷却で温度が高くなった冷却水をクーリングタワーへ送って冷却し、その冷却水をチラーへ戻すように冷却水の給排経路が構成されている。
【０００５】
したがって、冷却水は全て電力消費量がクーリングタワーよりも大きいチラーを経由することになり、低コスト化が困難となっていた。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、クーリングタワーとチラーとを使い分けることにより低コスト化を図ることができる冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の冷却システムは、冷却対象物を冷却水により冷却するための冷却システムであって、上記冷却対象物を搬送する搬送手段と、上記搬送手段により上記冷却対象物が送られる搬送域の全域または少なくとも一部領域に冷却水を掛ける複数の散水器が搬送方向に沿って配設された散水手段と、上記搬送域の下側に設けられ、上記冷却水を受けて貯留するもので、上記搬送方向上流側の貯留部と下流側の貯留部とを有する貯留槽と、上記上流側の貯留部の冷却水を上記散水器における搬送方向上流側のものに供給し、上記下流側の貯留部の冷却水を上記散水器における搬送方向下流側のものに供給する散水用配管と、冷却水を冷却処理するクーリングタワーと、冷却水を冷却処理するものであって、上記クーリングタワーよりも電力消費量が大きいチラーと、上記上流側の貯留部の冷却水を上記クーリングタワーへ送って上記下流側の貯留部へ戻す第１循環路、上記上流側の貯留部の冷却水を上記クーリングタワーへ送って上記上流側の貯留部へ戻す第２循環路、および上記下流側の貯留部の冷却水を上記チラーへ送って上記下流側の貯留部へ戻す第３循環路を有する循環設備と、上記第１循環路を使用すること、または第２循環路および第３循環路を使用することを択一的に切り替えることにより、クーリングタワーを使用しチラーを使用しない第１モードと、クーリングタワーおよびチラーを共に使用する第２モードとの間で冷却態様を切り替える制御手段とを備えたことを特徴とする。本発明による場合には、上流側の貯留部に貯留された冷却水は散水手段における搬送方向上流側の散水器に供給され、搬送域を搬送される冷却対象物に散水される。一方、下流側の貯留部に貯留された冷却水は散水手段における搬送方向下流側の散水器に供給され、搬送域を搬送される冷却対象物に散水される。散水された冷却水は、冷却対象物から熱を奪った後に貯留槽に貯留される。このような冷却システムにおいて、クーリングタワーのみで冷却水の水温を下げることが可能な場合には、第１モードによりクーリングタワーを通る第１循環路を使用し、クーリングタワーのみでは冷却水の水温を下げることが不可能になると、クーリングタワーに加えてチラーを稼働させて冷却水の水温を下げる必要があり、その場合には第２モードによりクーリングタワーを通る第２循環路およびチラーを通る第３循環路を使用するように制御手段により制御される。よって、冷却水を冷却する程度に応じてチラーが不使用になるため、低コスト化を図ることができる。
【０００８】
この構成の冷却システムにおいて、上記冷却対象物が一定温度に加熱処理されたもので、上記制御手段は、冷却対象物の冷却目標温度と上流側貯留部における冷却水の水温とに基づき、上記第１モードと第２モードの切り替えを制御するようにしてもよい。この構成による場合には、冷却対象物の冷却目標温度が高く上流側の貯留部における冷却水の水温が低いときは、下流側の貯留部の冷却水による冷却能力はそれほど必要ないため、クーリングタワーのみを使用する第１モードを採り、一方、冷却対象物の冷却目標温度が低く上流側の貯留部における冷却水の水温が高いときは、下流側の貯留部の冷却水による冷却能力を必要とするため、クーリングタワーに加えてチラーを使用する第２モードを採ることとなる。なお、各モードを切り替えるときの条件は、具体的な温度状況に応じた経験則により予め求めておく。
【０００９】
この構成の冷却システムにおいて、上記第１循環路は上記上流側の貯留部と上記クーリングタワーとに両端が連結された第１往路、上記クーリングタワーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第１復路および上記第１復路に設けられた第１切り替え弁を有し、上記第２循環路は、上記第１往路、上記上流側の貯留部と上記クーリングタワーまたは第１復路の途中とに両端が連結された第２復路、および第２復路に設けられた第２切り替え弁を有し、上記第３循環路は、上記チラーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第３往路、上記チラーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第３復路、第３往路に設けられた第３切り替え弁、および第３復路に設けられた第４切り替え弁を有し、上記第１モードでは、上記第１切り替え弁を開にし、かつ上記第２切り替え弁、上記第３切り替え弁および上記第４切り替え弁を閉にすることで第１循環路が使用され、上記第２モードでは、上記第１切り替え弁を閉にし、かつ上記第２切り替え弁、上記第３切り替え弁および上記第４切り替え弁を開にすることで、第２循環路および第３循環路が使用されるようにすることができる。
【００１０】
この構成の冷却システムにおいて、上記クーリングタワーは、上記上流側の貯留部からの冷却水を通す配管と、上記配管に送風するために回転するファンと、上記配管へ冷却水を散水する配管散水器とを備え、配管散水器による散水の有無とファンの回転の有無とを組み合わせて上記配管を送られる冷却水の冷却量を調整するように構成してもよい。この構成による場合には、冷却水の冷却量をより細かく調整することが可能になる。
【００１１】
この構成の冷却システムにおいて、上記チラーは、圧縮機、凝縮機、蒸発器、膨張弁、および、冷媒が循環する管路を有するように構成される。
【００１２】
この構成の冷却システムにおいて、上記冷却対象物が、上記一定温度に加熱殺菌された酒が容器内に入った酒パックであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による場合には、上流側の貯留部に貯留された冷却水は散水手段における搬送方向上流側の散水器に供給され、搬送域を搬送される冷却対象物に散水される。一方、下流側の貯留部に貯留された冷却水は散水手段における搬送方向下流側の散水器に供給され、搬送域を搬送される冷却対象物に散水される。散水された冷却水は、冷却対象物から熱を奪った後に貯留槽に貯留される。このような冷却システムにおいて、クーリングタワーのみで冷却水の水温を下げることが可能な場合には、第１モードによりクーリングタワーを通る第１循環路を使用し、クーリングタワーのみでは冷却水の水温を下げることが不可能になると、クーリングタワーに加えてチラーを稼働させて冷却水の水温を下げる必要があり、その場合には第２モードによりクーリングタワーを通る第２循環路およびチラーを通る第３循環路を使用するように制御手段により制御される。よって、冷却水を冷却する程度に応じてチラーが不使用になるため、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図２】図１の冷却システムの動作内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【００１７】
この冷却システム１は、冷却対象物３を冷却水により冷却するためのものであって、冷却対象物３を載置した状態で水平な搬送方向Ａに搬送する搬送手段としてのベルトコンベア５と、ベルトコンベア５により冷却対象物３が送られる搬送域７の全域に冷却水９を掛ける複数（図示例では８つ）の散水器１１が搬送方向Ａに沿って所定間隔で配設された散水手段１３と、搬送域７の下側に設けられ、冷却水９を受けて貯留するもので、搬送方向Ａ上流側の貯留部１５と下流側の貯留部１７とを有する貯留槽１９と、上流側の貯留部１５の冷却水９を搬送方向Ａ上流側の複数（図示例では３つ）の散水器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に供給する散水用配管２１と、上記下流側の貯留部１７の冷却水９を搬送方向Ａ下流側の複数（図示例では３つ）の散水器１１（１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ）に供給する散水用配管２２と、冷却水９を冷却処理するクーリングタワー２３と、冷却水９を冷却処理するものであって、クーリングタワー２３よりも電力消費量が大きいチラー２５と、上流側の貯留部１５の冷却水９をクーリングタワー２３へ送って下流側の貯留部１７へ戻す第１循環路３１、上流側の貯留部１５の冷却水９をクーリングタワー２３へ送って上流側の貯留部１５へ戻す第２循環路３２、および下流側の貯留部１７の冷却水９をチラー２５へ送って下流側の貯留部１７へ戻す第３循環路３３を有する循環設備３０と、第１循環路３１を使用すること、または第２循環路３２および第３循環路３３を使用することを択一的に切り替え制御等を行う制御手段としての制御装置３５とを備える。なお、搬送方向Ａ下流側の２つの散水器１１ｇ、１１ｈには、井戸水が冷却水として供給されている。
【００１８】
上記冷却対象物３としては、例えばこの例では一定温度（例えば約６８℃）で加熱殺菌された酒が容器内に収容された酒パックが該当する。この加熱殺菌された酒パック（冷却対象物）３は図示しない搬入手段によりベルトコンベア５の入口５ａに搬入され、出口５ｂから図示しない搬出手段により搬出される。
【００１９】
ベルトコンベア５は、冷却対象物３を搬送方向Ａに搬送するとともに、散水器１１から散水された冷却水９を下方に落下させる機能を有するベルト、例えば貫通孔が設けられたベルト或いはメッシュ状のベルトなどが用いられる。このベルトコンベア５の入口５ａでの冷却対象物３の温度（後述する表１のＢ）は、例えば約６５℃であり、出口５ｂでの冷却対象物３の冷却目標温度｛後述する表１のＣ（＜Ｂ）｝は、例えば約４５℃である。上記約６５℃という温度は、冷却対象物３が酒パックの場合であり、冷却対象物３が他のものである場合には、その処理目的などに応じて異なる温度とされることもある。また、上記冷却対象物３の冷却目標温度（Ｃ）を約４５℃としているのは、冷却対象物３の内容物が長時間高温にさらされることにより劣化するのを防ぐためである。なお、ベルトコンベア５の搬送方向Ａは、水平方向に限らず、それに近い角度であってもよい。
【００２０】
搬送方向Ａ上流側の貯留部１５は、搬送方向Ａ上流側の４つの散水器１１ａ〜１１ｄからの冷却水９を受けて貯留し、下流側の貯留部１７は、搬送方向Ａ下流側の４つの散水器１１ｅ〜１１ｈからの冷却水９を受けて貯留するようになっている。但し、搬送方向Ａ上流側の４つの散水器１１ａ〜１１ｄのうちの最下流位置にある散水器１１ｄからの冷却水９は下流側の貯留部１７に受けられ、搬送方向Ａ下流側の４つの散水器１１ｅ〜１１ｈのうちの最上流位置にある散水器１１ｅからの冷却水９は上流側の貯留部１５に受けられることもある。
【００２１】
上流側の貯留部１５に貯留された冷却水９は、上記配管２１及びこの配管２１に設けたポンプ２１ａを介して、搬送方向Ａ上流側の３つの散水器１１ａ〜１１ｃに供給される。下流側の貯留部１７に貯留された冷却水９は、配管２２およびこの配管２２に設けたポンプ２２ａを介して、搬送方向Ａ下流側の３つの散水器１１ｄ、１１ｅ、１１ｆに供給される。
【００２２】
クーリングタワー２３は、上流側の貯留部１５からの冷却水９を通す配管２３ａと、配管２３ａにその外方から送風するために回転するファン２３ｂと、配管２３ａへ冷却水２４を散水する配管散水器２３ｃとを備え、配管散水器２３ｃによる散水の有無とファン２３ｂの回転の有無とを組み合わせて配管２３ａを送られる冷却水９の冷却量を調整する構成となっている。配管散水器２３ｃによる散水の有無とファン２３ｂの回転の有無とは、制御装置３５により制御されるようになっている。配管散水器２３ｃによる散水の有無は、実質的にはタワー底部に溜まった水を吸い上げる散水ポンプ２３ｄのオンオフにより行われる。
【００２３】
チラー２５は、図示を省略するが、圧縮機、凝縮機、蒸発器、膨張弁、および、冷媒（例えばフロン代替品など）が循環する管路を有するものであり、クーリングタワー２３による冷却能力が不足する場合に用いられる。チラー２５の冷却能力は、クーリングタワー２３の最大の冷却能力（ファン２３ｂが回転しかつ配管散水器２３ｃが散水するときの冷却能力）よりも大であっても小であってもよく、例えばクーリングタワー２３の冷却能力が最大で４００ｋＷのときに、冷却能力が４２５ｋＷ、３５５ｋＷ、３００ｋＷ、２３６ｋＷ、１８０ｋＷ、１５０ｋＷ、１１８ｋＷ、９０ｋＷ、６０ｋＷ、３０ｋＷ、２０ｋＷ、１０ｋＷ、５ｋＷ、または１ｋＷなどのチラーを用いることができる。ここで、チラー２５を用いる理由は、以下の通りである。つまり、クーリングタワー２３は、大気温度や湿度に影響を受け易く、また大気温度を大きく下回るような温度への冷却が困難であるが、チラー２５は電力で冷却水を冷却する方式であるので、クーリングタワー２３では冷却が困難な大気温度を大きく下回るような温度以下にまで冷却が可能なためである。
【００２４】
上記第１循環路３１は、上流側の貯留部１５とクーリングタワー２３の配管２３ａの一端とに両端が連結された第１往路３１ａと、配管２３ａの他端と下流側の貯留部１７とに両端が連結された第１復路３１ｂと、第１復路３１ｂに設けられた第１切り替え弁３２ｄとを有する。上記第２循環路３２は、第１往路３１ａを共用し、第１復路３１ｂの途中であって第１切り替え弁３２ｄよりも上流側の位置と上流側の貯留部１５とに両端が連結された第２復路３２ｂ、及び第２復路３２ｂに設けられた第２切り替え弁３２ｃを有する。また、この第２循環路３２は、第１循環路３１の第１復路３１ｂの一部を共用する。上記第３循環路３３は、下流側の貯留部１７とチラー２５とに両端が共に連結された第３往路３３ａおよび第３復路３３ｂ、第３往路３３ａに設けられた第３切り替え弁３３ｃ、並びに第３復路３３ｂに設けられた第４切り替え弁３３ｄを有する。なお、第２復路３２ｂは、上流側の貯留部１５と配管２３ａとに両端を接続してもよい。
【００２５】
上記第１切り替え弁３２ｄを開にし、第２切り替え弁３２ｃ、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄをそれぞれ閉にすることで、第１循環路３１が使用される。逆に、第１切り替え弁３２ｄを閉にし、第２切り替え弁３２ｃ、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄをそれぞれ開にすることで、第１循環路３１に代えて、第２循環路３２および第３循環路３３の両方が使用される。
【００２６】
上記第１往路３１ａにはポンプ３１ｃが設けられ、そのポンプ３１ｃにより上流側の貯留部１５の冷却水９がクーリングタワー２３の配管２３ａへ供給される。配管２３ａに供給された冷却水９は、第１切り替え弁３２ｄが開、第２切り替え弁３２ｃが閉のとき、第１復路３１ｂを介して下流側の貯留部１７に戻され、一方第１切り替え弁３２ｄが閉、第２切り替え弁３２ｃが開のとき、第１復路３１ｂ及び第２復路３２ｂを介して上流側の貯留部１５に戻される。また、第３往路３３ａにはポンプ３２ｅが設けられ、そのポンプ３２ｅにより下流側の貯留部１７の冷却水９がチラー２５へ供給される。
【００２７】
第１切り替え弁３２ｄおよび上記第２切り替え弁３２ｃの開閉、および上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄの開閉は、制御装置３５により制御される。具体的には、クーリングタワー２３を使用しチラー２５を使用しない第１モードのとき、第１切り替え弁３２ｄを開に、上記第２切り替え弁３２ｃ、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄをそれぞれ閉にすることで第１循環路３１を使用し、一方、クーリングタワー２３およびチラー２５を共に使用する第２モードのとき、第１切り替え弁３２ｄを閉に、上記第２切り替え弁３２ｃ、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄをそれぞれ開にすることで、第２循環路３２および第３循環路３３の両方を使用するように制御される。このとき、図１において、第１モードでの冷却水の流れる方向を実線の矢符で示し、一方の第２モードでの冷却水の流れる方向を破線の矢符で示す。なお、第１モードのときはチラー２５を非稼働とし、第２モードのときはチラー２５を稼働させる。また、第１モードのときに、下流側の貯留部１７に貯留された冷却水９は、両貯留部１５、１７を区切る堰１６をオーバーフローすることにより上流側の貯留部１５へ供給される。
【００２８】
制御装置３５は、第１切り替え弁３２ｄおよび上記第２切り替え弁３２ｃの開閉、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄの開閉、およびポンプ２３ｄ、２１ａ、２２ａ、３１ｃ、３２ｅのオンオフを制御する。また、制御装置３５は、ポンプ２３ｄ、２１ａ、２２ａ、３１ｃ、３２ｅがオンのときの流量制御や、クーリングタワー２３およびチラー２５のオンオフ制御を行う。なお、上記ポンプ２３ｄ、２１ａ、２２ａ、３１ｃ、３２ｅおよびチラー２５は、それぞれインバータ制御が可能なものを用いていて、電力使用量を調整できるようになっている。
【００２９】
この制御装置３５には、表１に示すように、殺菌等を行った冷却対象物３の処理温度（Ｂ）と、冷却対象物３の冷却目標温度（Ｃ）と、上流側の貯留部１５における冷却水９の水温（Ｄ）とに基づき、第１モードと第２モードとの冷却態様の切り替えを制御するためのテーブルが設けられていて、入力部（キーボード）から処理温度（Ｂ）と冷却目標温度（Ｃ）が入力され、第１往路３１ａに設けられた温度計３１ｄで計測された水温（Ｄ）が入力されると、これら入力データおよびテーブルに基づいて第１モードまたは第２モードを択一的に選択する。また、第３往路３３ａに設けられた温度計３２ｆで計測された水温（Ｅ）も制御装置３５に入力され、制御装置３５は第２モードでチラー２５を稼働させるとき、水温（Ｅ）の高低に応じてチラー２５の冷却能力を可変する制御を行い、水温（Ｅ）を所定範囲内になるように調整する。
【００３０】
【表１】
【００３１】
この表１において、冷却対象物３の処理温度（Ｂ）としては、例えば６５℃が設定されており、冷却目標温度（Ｃ）としては４５℃以下が設定されている。水温（Ｄ）に対しては、各処理温度（Ｂ）毎に３５℃以上と、３５℃よりも低い温度とに２分されていて、選択するモードとしては、水温（Ｄ）が３５℃よりも低い温度のときに第１モードを選択し、水温（Ｄ）が３５℃以上のときに第２モードを選択することが設定されている。また、上述したように第２モードのとき、入力した水温（Ｅ）の高低に応じてチラー２５の冷却能力を可変する制御を実行するように設定されている。なお、表１中の機器消費電力は、冷却能力が最大４００ｋＷのクーリングタワー２３と冷却能力が１１８ｋＷのチラー２５を用いる場合の値である。
【００３２】
次に、このように構成された冷却システム１の動作内容につき、図２に示すフローチャートに基づき説明する。ここでは、入力部（キーボード）から入力された処理温度（Ｂ）が６５℃で、冷却目標温度（Ｃ）が４５℃以下のときを前提に説明する。なお、冷却目標温度（Ｃ）については、入力部での入力により設定されるようになっている。
【００３３】
まず、運転スイッチをオンにする（ステップＳ１）。これに伴って制御装置３５が作動を開始し、制御装置３５からの指令により、ポンプ２１ａ、２２ａ、３１ｃおよび３２ｅが作動待機状態になるとともに、第１切り替え弁３２ｄ、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄが作動待機状態になる。
【００３４】
続いて、制御装置３５は、ポンプ３１ｃおよびポンプ３２ｅを共にオンし、かつ、第１切り替え弁３２ｄ、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄを全て閉にする（Ｓ２）。
【００３５】
次に、制御装置３５は、処理温度（Ｂ）が６５℃で、冷却目標温度（Ｃ）が４５℃以下のときにおいて、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１、例えば３５℃よりも低い温度か否かを判定する（Ｓ３）。
【００３６】
この判定において、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１（３５℃）よりも低い温度である場合には、Ｓ４に進み、制御装置３５は、第１切り替え弁３２ｄを開とし、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄを共に閉のままにする。続いて、制御装置３５は、チラー２５を非稼働とし、クーリングタワー２３を稼働させ、第１モードを実行させる（Ｓ５）。つまり、第１循環路３１を使用し、第１循環路３１を流れる冷却水９をクーリングタワー２３で冷却する。
【００３７】
次に、運転スイッチがオフか否かを判定し（Ｓ６）、運転スイッチがオフになるまで、以上の処理を繰り返す。一方、上記Ｓ３において、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１（３５℃）以上となっているときは、Ｓ７に進み、第１切り替え弁３２ｄを開から閉とし、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄを共に閉から開にする。続いて、クーリングタワー２３を稼働させるとともにチラー２５を稼働させる（Ｓ８）。つまり、第２循環路３２を使用し、第２循環路３２を流れる冷却水９をクーリングタワー２３で冷却するとともに、第３循環路３３を使用し、第３循環路３３を流れる冷却水９をチラー２５で冷却する。このチラー２５で冷却しているとき、温度計３２ｆからの水温（Ｅ）に応じてチラー２５の冷却能力を可変する制御が実行される。
【００３８】
しかる後、Ｓ６において、運転スイッチがオフになった場合には、制御装置３５は、クーリングタワー２３およびチラー２５を非稼働にし、ポンプ３１ｃおよびポンプ３２ｅを共にオフし、かつ、第１切り替え弁３２ｄ、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄを全て閉にし（Ｓ９）、以上の冷却処理を終了する。
【００３９】
したがって、本実施形態における冷却システム１による場合には、冷却水９の水温が低く、クーリングタワー２３のみで冷却水９の水温を下げることが可能な場合には、第１モードにより共にクーリングタワー２３を通る第１循環路３１を使用し、これに対し、クーリングタワー２３のみでは冷却水９の水温を下げることが不可能になると、クーリングタワー２３に加えてチラー２５を稼働させる第２モードによりクーリングタワー２３を通る第２循環路３２、およびチラー２５を通る第３循環路３３を使用する。よって、冷却水９を冷却する程度に応じてチラー２５が不使用になるため、低コスト化を図ることが可能になる。例えば、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１（３５℃）以上、つまりチラー２５を使用する第２モードのときに機器消費電力が４７．１ｋＷとなるのに対し、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１より低い、つまりチラー２５を使用しない第１モードのときに機器消費電力が半分以下の２０．６ｋＷにすることができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、下流側の貯留部１７に貯留された冷却水が上流側の貯留部１５にオーバーフローするようにしているが、下流側の貯留部１７に貯留された冷却水の温度が上流側の貯留部１５に貯留された冷却水の温度よりも低いので、冷却対象物３の冷却に関して支障がない。
【００４１】
【表２】
【００４２】
表２は、本発明の他の実施形態を実行するテーブルの内容を示す表である。
【００４３】
この表２においては、第１モードを選択しているときにおいて、水温（Ｄ）が第２温度Ｄ２（＜Ｄ１）、例えば３１℃よりも低く、第３温度Ｄ３（＜Ｄ２）、例えば３０℃よりも高い温度のときに、稼働しているクーリングタワー２３におけるファン２３ｂを停止させ、第１モードを選択しているときにおいて、水温（Ｄ）が第３温度Ｄ３（３０℃）以下のときには、クーリングタワー２３における散水ポンプ２３ｄを停止させ、また第１モードを選択しているときにおいて、水温（Ｄ）が第３温度Ｄ３よりも低い温度のときに、ポンプ２１ａ、２２ａを比例制御するように設定している。このこと以外の内容は、表１と同じ設定としている。なお、上記比例制御とは、散水用配管２１を送られる冷却水９と散水用配管２２を送られる冷却水９との比率を一定としてポンプ２１ａ、２２ａにおける冷却水９の送り量を増減させる制御を言う。この比例制御は、表２の例では、水温（Ｄ）が第３温度Ｄ３（３０℃）よりも低く、第４温度Ｄ４（＜Ｄ３）、例えば２７℃よりも高いときに行っている。例えば、水温（Ｄ）が第３温度Ｄ３（３０℃）のときのポンプ２１ａ、２２ａの出力周波数を６０Ｈｚとし、水温（Ｄ）が第４温度Ｄ４（２７℃）のときのポンプ２１ａ、２２ａの出力周波数を３５Ｈｚとした場合において、６０Ｈｚ〜３５Ｈｚの範囲でポンプ２１ａ、２２ａの出力周波数を水温（Ｄ）と比例させている。
【００４４】
この表２に基づいて、クーリングタワー２３を制御することにより、ファン２３ｂの停止やポンプ２１ａ、２２ａの比例制御および散水ポンプ２３ｄの停止が行われるため、更に低コスト化を図ることができる。例えば、ファン２３ｂの停止により機器消費電力を、非停止の２０．６ｋＷに比べて１５．１ｋＷと約２７％低減でき、更に散水ポンプ２３ｄの停止により機器消費電力を、非停止の１５．１ｋＷに比べて１２．９ｋＷと約１５％低減でき、更にポンプ２１ａ、２２ａの比例制御により機器消費電力を低減化できる。
【００４５】
なお、表２において、ファン２３ｂの停止と散水ポンプ２３ｄの停止とを分ける温度条件は、別の温度に設定してもよい。また、散水ポンプ２３ｄの停止とポンプ２１ａ、２２ａの比例制御とを分ける温度条件は、別の温度にしてもよい。更に、表１および表２において、処理温度（Ｂ）の温度は６５℃に設定する必要はなく、使用条件に応じて別の温度値に設定してもよく、また冷却目標温度（Ｃ）についても、４５℃以下に代えて他の温度値に設定してもよく、更に水温（Ｄ）に対する第１〜第４温度（Ｄ１〜Ｄ４）も、他の温度値に設定してもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態においては明言していないが、ベルトコンベア５の入口５ａから出口５ｂまでの範囲を散水手段１３により散水するように構成しているが、本発明はこれに限らない。例えば、ベルトコンベア５の入口５ａ側に別のベルトコンベアを設けた構成、これに加えてまたはこれとは別に、ベルトコンベア５の出口５ｂ側に別のベルトコンベアを設けた構成としてもよい。
【００４７】
更に、上述した実施形態では、１つのクーリングタワー２３と１つのチラー２５で、１つのベルトコンベア５を送られる冷却対象物を冷却する構成としているが、本発明はこれに限らず、１つのクーリングタワー２３と１つのチラー２５で、２つ以上のベルトコンベア５でそれぞれ送られる冷却対象物を冷却する構成に対しても適用可能である。但し、この場合には、クーリングタワー２３とチラー２５の冷却能力の選定が要求される。
【００４８】
更に、上述した実施形態では、冷却目標温度（Ｃ）については入力部での入力により設定されるようになっているが、本発明はこれに代えて、ベルトコンベア５の出口５ｂに、例えば非接触式温度計を設けておき、この温度計で測定した実測値を用いて制御装置３５によりフィードバック制御を行う構成としてもよい。
【００４９】
更にまた、上述した実施形態では、ベルトコンベア５の長さおよびその輸送速度、散水手段１３による散水量などについて明言していないが、これらは冷却対象物の冷却に影響を与えるものであり、所定の冷却目標温度が得られるように適宜選定される。
【００５０】
更にまた、上述した実施形態においては冷却対象物として酒パックを例に挙げているが、本発明はこれに限らず、食用されるレトルトパックや飲用物が入ったペットボトルなどの冷却にも同様に適用される。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ 搬送方向
１ 冷却システム
３ 冷却対象物
５ ベルトコンベア（搬送手段）
７ 搬送域
９ 冷却水
１１ 散水器
１３ 散水手段
１５ 上流側の貯留部
１７ 下流側の貯留部
１９ 貯留槽
２１、２２ 散水用配管
２３ クーリングタワー
２３ｂ ファン
２３ｄ 散水ポンプ
２５ チラー
３０ 循環設備
３１ 第１循環路
３１ａ 第１往路
３１ｂ 第１復路
３２ 第２循環路
３２ｂ 第２復路
３２ｄ 第１切り替え弁
３２ｃ 第２切り替え弁
３３ 第３循環路
３３ａ 第３往路
３３ｂ 第３復路
３３ｃ 第３切り替え弁
３３ｄ 第４切り替え弁
３５ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば飲用される酒パックまたは食用されるレトルトパック等の冷却対象物を冷却水により所定温度に冷却する冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記酒パック等においては、常温よりも高い温度に加熱殺菌された後、所定温度まで冷却水により冷却される。その冷却水を循環使用する場合の温度調整には、クーリングタワーやチラーなどが用いられる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９２０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の技術による場合には、チラーで冷却した冷却水で冷却対象物を冷却し、この冷却で温度が高くなった冷却水をクーリングタワーへ送って冷却し、その冷却水をチラーへ戻すように冷却水の給排経路が構成されている。
【０００５】
したがって、冷却水は全て電力消費量がクーリングタワーよりも大きいチラーを経由することになり、低コスト化が困難となっていた。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、クーリングタワーとチラーとを使い分けることにより低コスト化を図ることができる冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の冷却システムは、冷却対象物を冷却水により冷却するための冷却システムであって、上記冷却対象物を搬送する搬送手段と、上記搬送手段により上記冷却対象物が送られる搬送域の全域または少なくとも一部領域に冷却水を掛ける複数の散水器が搬送方向に沿って配設された散水手段と、上記搬送域の下側に設けられ、上記冷却水を受けて貯留するもので、上記搬送方向上流側の貯留部と下流側の貯留部とを有する貯留槽と、上記上流側の貯留部の冷却水を上記散水器における搬送方向上流側のものに供給し、上記下流側の貯留部の冷却水を上記散水器における搬送方向下流側のものに供給する散水用配管と、冷却水を冷却処理するクーリングタワーと、冷却水を冷却処理するものであって、上記クーリングタワーよりも電力消費量が大きいチラーと、上記上流側の貯留部の冷却水を上記クーリングタワーへ送って上記下流側の貯留部へ戻す第１循環路、上記上流側の貯留部の冷却水を上記クーリングタワーへ送って上記上流側の貯留部へ戻す第２循環路、および上記下流側の貯留部の冷却水を上記チラーへ送って上記下流側の貯留部へ戻す第３循環路を有する循環設備と、上記第１循環路を使用すること、または第２循環路および第３循環路を使用することを択一的に切り替えることにより、クーリングタワーを使用しチラーを使用しない第１モードと、クーリングタワーおよびチラーを共に使用する第２モードとの間で冷却態様を切り替える制御手段とを備えたことを特徴とする。本発明による場合には、上流側の貯留部に貯留された冷却水は散水手段における搬送方向上流側の散水器に供給され、搬送域を搬送される冷却対象物に散水される。一方、下流側の貯留部に貯留された冷却水は散水手段における搬送方向下流側の散水器に供給され、搬送域を搬送される冷却対象物に散水される。散水された冷却水は、冷却対象物から熱を奪った後に貯留槽に貯留される。このような冷却システムにおいて、クーリングタワーのみで冷却水の水温を下げることが可能な場合には、第１モードによりクーリングタワーを通る第１循環路を使用し、クーリングタワーのみでは冷却水の水温を下げることが不可能になると、クーリングタワーに加えてチラーを稼働させて冷却水の水温を下げる必要があり、その場合には第２モードによりクーリングタワーを通る第２循環路およびチラーを通る第３循環路を使用するように制御手段により制御される。よって、冷却水を冷却する程度に応じてチラーが不使用になるため、低コスト化を図ることができる。
【０００８】
この構成の冷却システムにおいて、上記冷却対象物が一定温度に加熱処理されたもので、上記制御手段は、冷却対象物の冷却目標温度と上流側貯留部における冷却水の水温とに基づき、上記第１モードと第２モードの切り替えを制御するようにしてもよい。この構成による場合には、冷却対象物の冷却目標温度が高く上流側の貯留部における冷却水の水温が低いときは、下流側の貯留部の冷却水による冷却能力はそれほど必要ないため、クーリングタワーのみを使用する第１モードを採り、一方、冷却対象物の冷却目標温度が低く上流側の貯留部における冷却水の水温が高いときは、下流側の貯留部の冷却水による冷却能力を必要とするため、クーリングタワーに加えてチラーを使用する第２モードを採ることとなる。なお、各モードを切り替えるときの条件は、具体的な温度状況に応じた経験則により予め求めておく。
【０００９】
この構成の冷却システムにおいて、上記第１循環路は上記上流側の貯留部と上記クーリングタワーとに両端が連結された第１往路、上記クーリングタワーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第１復路および上記第１復路に設けられた第１切り替え弁を有し、上記第２循環路は、上記第１往路、上記上流側の貯留部と上記クーリングタワーまたは第１復路の途中とに両端が連結された第２復路、および第２復路に設けられた第２切り替え弁を有し、上記第３循環路は、上記チラーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第３往路、上記チラーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第３復路、第３往路に設けられた第３切り替え弁、および第３復路に設けられた第４切り替え弁を有し、上記第１モードでは、上記第１切り替え弁を開にし、かつ上記第２切り替え弁、上記第３切り替え弁および上記第４切り替え弁を閉にすることで第１循環路が使用され、上記第２モードでは、上記第１切り替え弁を閉にし、かつ上記第２切り替え弁、上記第３切り替え弁および上記第４切り替え弁を開にすることで、第２循環路および第３循環路が使用されるようにすることができる。
【００１０】
この構成の冷却システムにおいて、上記クーリングタワーは、上記上流側の貯留部からの冷却水を通す配管と、上記配管に送風するために回転するファンと、上記配管へ冷却水を散水する配管散水器とを備え、配管散水器による散水の有無とファンの回転の有無とを組み合わせて上記配管を送られる冷却水の冷却量を調整するように構成してもよい。この構成による場合には、冷却水の冷却量をより細かく調整することが可能になる。
【００１１】
この構成の冷却システムにおいて、上記チラーは、圧縮機、凝縮機、蒸発器、膨張弁、および、冷媒が循環する管路を有するように構成される。
【００１２】
この構成の冷却システムにおいて、上記冷却対象物が、上記一定温度に加熱殺菌された酒が容器内に入った酒パックであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による場合には、上流側の貯留部に貯留された冷却水は散水手段における搬送方向上流側の散水器に供給され、搬送域を搬送される冷却対象物に散水される。一方、下流側の貯留部に貯留された冷却水は散水手段における搬送方向下流側の散水器に供給され、搬送域を搬送される冷却対象物に散水される。散水された冷却水は、冷却対象物から熱を奪った後に貯留槽に貯留される。このような冷却システムにおいて、クーリングタワーのみで冷却水の水温を下げることが可能な場合には、第１モードによりクーリングタワーを通る第１循環路を使用し、クーリングタワーのみでは冷却水の水温を下げることが不可能になると、クーリングタワーに加えてチラーを稼働させて冷却水の水温を下げる必要があり、その場合には第２モードによりクーリングタワーを通る第２循環路およびチラーを通る第３循環路を使用するように制御手段により制御される。よって、冷却水を冷却する程度に応じてチラーが不使用になるため、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図２】図１の冷却システムの動作内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【００１７】
この冷却システム１は、冷却対象物３を冷却水により冷却するためのものであって、冷却対象物３を載置した状態で水平な搬送方向Ａに搬送する搬送手段としてのベルトコンベア５と、ベルトコンベア５により冷却対象物３が送られる搬送域７の全域に冷却水９を掛ける複数（図示例では８つ）の散水器１１が搬送方向Ａに沿って所定間隔で配設された散水手段１３と、搬送域７の下側に設けられ、冷却水９を受けて貯留するもので、搬送方向Ａ上流側の貯留部１５と下流側の貯留部１７とを有する貯留槽１９と、上流側の貯留部１５の冷却水９を搬送方向Ａ上流側の複数（図示例では３つ）の散水器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に供給する散水用配管２１と、上記下流側の貯留部１７の冷却水９を搬送方向Ａ下流側の複数（図示例では３つ）の散水器１１（１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ）に供給する散水用配管２２と、冷却水９を冷却処理するクーリングタワー２３と、冷却水９を冷却処理するものであって、クーリングタワー２３よりも電力消費量が大きいチラー２５と、上流側の貯留部１５の冷却水９をクーリングタワー２３へ送って下流側の貯留部１７へ戻す第１循環路３１、上流側の貯留部１５の冷却水９をクーリングタワー２３へ送って上流側の貯留部１５へ戻す第２循環路３２、および下流側の貯留部１７の冷却水９をチラー２５へ送って下流側の貯留部１７へ戻す第３循環路３３を有する循環設備３０と、第１循環路３１を使用すること、または第２循環路３２および第３循環路３３を使用することを択一的に切り替え制御等を行う制御手段としての制御装置３５とを備える。なお、搬送方向Ａ下流側の２つの散水器１１ｇ、１１ｈには、井戸水が冷却水として供給されている。
【００１８】
上記冷却対象物３としては、例えばこの例では一定温度（例えば約６８℃）で加熱殺菌された酒が容器内に収容された酒パックが該当する。この加熱殺菌された酒パック（冷却対象物）３は図示しない搬入手段によりベルトコンベア５の入口５ａに搬入され、出口５ｂから図示しない搬出手段により搬出される。
【００１９】
ベルトコンベア５は、冷却対象物３を搬送方向Ａに搬送するとともに、散水器１１から散水された冷却水９を下方に落下させる機能を有するベルト、例えば貫通孔が設けられたベルト或いはメッシュ状のベルトなどが用いられる。このベルトコンベア５の入口５ａでの冷却対象物３の温度（後述する表１のＢ）は、例えば約６５℃であり、出口５ｂでの冷却対象物３の冷却目標温度｛後述する表１のＣ（＜Ｂ）｝は、例えば約４５℃である。上記約６５℃という温度は、冷却対象物３が酒パックの場合であり、冷却対象物３が他のものである場合には、その処理目的などに応じて異なる温度とされることもある。また、上記冷却対象物３の冷却目標温度（Ｃ）を約４５℃としているのは、冷却対象物３の内容物が長時間高温にさらされることにより劣化するのを防ぐためである。なお、ベルトコンベア５の搬送方向Ａは、水平方向に限らず、それに近い角度であってもよい。
【００２０】
搬送方向Ａ上流側の貯留部１５は、搬送方向Ａ上流側の４つの散水器１１ａ〜１１ｄからの冷却水９を受けて貯留し、下流側の貯留部１７は、搬送方向Ａ下流側の４つの散水器１１ｅ〜１１ｈからの冷却水９を受けて貯留するようになっている。但し、搬送方向Ａ上流側の４つの散水器１１ａ〜１１ｄのうちの最下流位置にある散水器１１ｄからの冷却水９は下流側の貯留部１７に受けられ、搬送方向Ａ下流側の４つの散水器１１ｅ〜１１ｈのうちの最上流位置にある散水器１１ｅからの冷却水９は上流側の貯留部１５に受けられることもある。
【００２１】
上流側の貯留部１５に貯留された冷却水９は、上記配管２１及びこの配管２１に設けたポンプ２１ａを介して、搬送方向Ａ上流側の３つの散水器１１ａ〜１１ｃに供給される。下流側の貯留部１７に貯留された冷却水９は、配管２２およびこの配管２２に設けたポンプ２２ａを介して、搬送方向Ａ下流側の３つの散水器１１ｄ、１１ｅ、１１ｆに供給される。
【００２２】
クーリングタワー２３は、上流側の貯留部１５からの冷却水９を通す配管２３ａと、配管２３ａにその外方から送風するために回転するファン２３ｂと、配管２３ａへ冷却水２４を散水する配管散水器２３ｃとを備え、配管散水器２３ｃによる散水の有無とファン２３ｂの回転の有無とを組み合わせて配管２３ａを送られる冷却水９の冷却量を調整する構成となっている。配管散水器２３ｃによる散水の有無とファン２３ｂの回転の有無とは、制御装置３５により制御されるようになっている。配管散水器２３ｃによる散水の有無は、実質的にはタワー底部に溜まった水を吸い上げる散水ポンプ２３ｄのオンオフにより行われる。
【００２３】
チラー２５は、図示を省略するが、圧縮機、凝縮機、蒸発器、膨張弁、および、冷媒（例えばフロン代替品など）が循環する管路を有するものであり、クーリングタワー２３による冷却能力が不足する場合に用いられる。チラー２５の冷却能力は、クーリングタワー２３の最大の冷却能力（ファン２３ｂが回転しかつ配管散水器２３ｃが散水するときの冷却能力）よりも大であっても小であってもよく、例えばクーリングタワー２３の冷却能力が最大で４００ｋＷのときに、冷却能力が４２５ｋＷ、３５５ｋＷ、３００ｋＷ、２３６ｋＷ、１８０ｋＷ、１５０ｋＷ、１１８ｋＷ、９０ｋＷ、６０ｋＷ、３０ｋＷ、２０ｋＷ、１０ｋＷ、５ｋＷ、または１ｋＷなどのチラーを用いることができる。ここで、チラー２５を用いる理由は、以下の通りである。つまり、クーリングタワー２３は、大気温度や湿度に影響を受け易く、また大気温度を大きく下回るような温度への冷却が困難であるが、チラー２５は電力で冷却水を冷却する方式であるので、クーリングタワー２３では冷却が困難な大気温度を大きく下回るような温度以下にまで冷却が可能なためである。
【００２４】
上記第１循環路３１は、上流側の貯留部１５とクーリングタワー２３の配管２３ａの一端とに両端が連結された第１往路３１ａと、配管２３ａの他端と下流側の貯留部１７とに両端が連結された第１復路３１ｂと、第１復路３１ｂに設けられた第１切り替え弁３２ｄとを有する。上記第２循環路３２は、第１往路３１ａを共用し、第１復路３１ｂの途中であって第１切り替え弁３２ｄよりも上流側の位置と上流側の貯留部１５とに両端が連結された第２復路３２ｂ、及び第２復路３２ｂに設けられた第２切り替え弁３２ｃを有する。また、この第２循環路３２は、第１循環路３１の第１復路３１ｂの一部を共用する。上記第３循環路３３は、下流側の貯留部１７とチラー２５とに両端が共に連結された第３往路３３ａおよび第３復路３３ｂ、第３往路３３ａに設けられた第３切り替え弁３３ｃ、並びに第３復路３３ｂに設けられた第４切り替え弁３３ｄを有する。なお、第２復路３２ｂは、上流側の貯留部１５と配管２３ａとに両端を接続してもよい。
【００２５】
上記第１切り替え弁３２ｄを開にし、第２切り替え弁３２ｃ、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄをそれぞれ閉にすることで、第１循環路３１が使用される。逆に、第１切り替え弁３２ｄを閉にし、第２切り替え弁３２ｃ、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄをそれぞれ開にすることで、第１循環路３１に代えて、第２循環路３２および第３循環路３３の両方が使用される。
【００２６】
上記第１往路３１ａにはポンプ３１ｃが設けられ、そのポンプ３１ｃにより上流側の貯留部１５の冷却水９がクーリングタワー２３の配管２３ａへ供給される。配管２３ａに供給された冷却水９は、第１切り替え弁３２ｄが開、第２切り替え弁３２ｃが閉のとき、第１復路３１ｂを介して下流側の貯留部１７に戻され、一方第１切り替え弁３２ｄが閉、第２切り替え弁３２ｃが開のとき、第１復路３１ｂ及び第２復路３２ｂを介して上流側の貯留部１５に戻される。また、第３往路３３ａにはポンプ３２ｅが設けられ、そのポンプ３２ｅにより下流側の貯留部１７の冷却水９がチラー２５へ供給される。
【００２７】
第１切り替え弁３２ｄおよび上記第２切り替え弁３２ｃの開閉、および上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄの開閉は、制御装置３５により制御される。具体的には、クーリングタワー２３を使用しチラー２５を使用しない第１モードのとき、第１切り替え弁３２ｄを開に、上記第２切り替え弁３２ｃ、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄをそれぞれ閉にすることで第１循環路３１を使用し、一方、クーリングタワー２３およびチラー２５を共に使用する第２モードのとき、第１切り替え弁３２ｄを閉に、上記第２切り替え弁３２ｃ、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄをそれぞれ開にすることで、第２循環路３２および第３循環路３３の両方を使用するように制御される。このとき、図１において、第１モードでの冷却水の流れる方向を実線の矢符で示し、一方の第２モードでの冷却水の流れる方向を破線の矢符で示す。なお、第１モードのときはチラー２５を非稼働とし、第２モードのときはチラー２５を稼働させる。また、第１モードのときに、下流側の貯留部１７に貯留された冷却水９は、両貯留部１５、１７を区切る堰１６をオーバーフローすることにより上流側の貯留部１５へ供給される。
【００２８】
制御装置３５は、第１切り替え弁３２ｄおよび上記第２切り替え弁３２ｃの開閉、上記第３切り替え弁３３ｃおよび上記第４切り替え弁３３ｄの開閉、およびポンプ２３ｄ、２１ａ、２２ａ、３１ｃ、３２ｅのオンオフを制御する。また、制御装置３５は、ポンプ２３ｄ、２１ａ、２２ａ、３１ｃ、３２ｅがオンのときの流量制御や、クーリングタワー２３およびチラー２５のオンオフ制御を行う。なお、上記ポンプ２３ｄ、２１ａ、２２ａ、３１ｃ、３２ｅおよびチラー２５は、それぞれインバータ制御が可能なものを用いていて、電力使用量を調整できるようになっている。
【００２９】
この制御装置３５には、表１に示すように、殺菌等を行った冷却対象物３の処理温度（Ｂ）と、冷却対象物３の冷却目標温度（Ｃ）と、上流側の貯留部１５における冷却水９の水温（Ｄ）とに基づき、第１モードと第２モードとの冷却態様の切り替えを制御するためのテーブルが設けられていて、入力部（キーボード）から処理温度（Ｂ）と冷却目標温度（Ｃ）が入力され、第１往路３１ａに設けられた温度計３１ｄで計測された水温（Ｄ）が入力されると、これら入力データおよびテーブルに基づいて第１モードまたは第２モードを択一的に選択する。また、第３往路３３ａに設けられた温度計３２ｆで計測された水温（Ｅ）も制御装置３５に入力され、制御装置３５は第２モードでチラー２５を稼働させるとき、水温（Ｅ）の高低に応じてチラー２５の冷却能力を可変する制御を行い、水温（Ｅ）を所定範囲内になるように調整する。
【００３０】
【表１】
【００３１】
この表１において、冷却対象物３の処理温度（Ｂ）としては、例えば６５℃が設定されており、冷却目標温度（Ｃ）としては４５℃以下が設定されている。水温（Ｄ）に対しては、各処理温度（Ｂ）毎に３５℃以上と、３５℃よりも低い温度とに２分されていて、選択するモードとしては、水温（Ｄ）が３５℃よりも低い温度のときに第１モードを選択し、水温（Ｄ）が３５℃以上のときに第２モードを選択することが設定されている。また、上述したように第２モードのとき、入力した水温（Ｅ）の高低に応じてチラー２５の冷却能力を可変する制御を実行するように設定されている。なお、表１中の機器消費電力は、冷却能力が最大４００ｋＷのクーリングタワー２３と冷却能力が１１８ｋＷのチラー２５を用いる場合の値である。
【００３２】
次に、このように構成された冷却システム１の動作内容につき、図２に示すフローチャートに基づき説明する。ここでは、入力部（キーボード）から入力された処理温度（Ｂ）が６５℃で、冷却目標温度（Ｃ）が４５℃以下のときを前提に説明する。なお、冷却目標温度（Ｃ）については、入力部での入力により設定されるようになっている。
【００３３】
まず、運転スイッチをオンにする（ステップＳ１）。これに伴って制御装置３５が作動を開始し、制御装置３５からの指令により、ポンプ２１ａ、２２ａ、３１ｃおよび３２ｅが作動待機状態になるとともに、第１切り替え弁３２ｄ、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄが作動待機状態になる。
【００３４】
続いて、制御装置３５は、ポンプ３１ｃおよびポンプ３２ｅを共にオンし、かつ、第１切り替え弁３２ｄ、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄを全て閉にする（Ｓ２）。
【００３５】
次に、制御装置３５は、処理温度（Ｂ）が６５℃で、冷却目標温度（Ｃ）が４５℃以下のときにおいて、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１、例えば３５℃よりも低い温度か否かを判定する（Ｓ３）。
【００３６】
この判定において、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１（３５℃）よりも低い温度である場合には、Ｓ４に進み、制御装置３５は、第１切り替え弁３２ｄを開とし、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄを共に閉のままにする。続いて、制御装置３５は、チラー２５を非稼働とし、クーリングタワー２３を稼働させ、第１モードを実行させる（Ｓ５）。つまり、第１循環路３１を使用し、第１循環路３１を流れる冷却水９をクーリングタワー２３で冷却する。
【００３７】
次に、運転スイッチがオフか否かを判定し（Ｓ６）、運転スイッチがオフになるまで、以上の処理を繰り返す。一方、上記Ｓ３において、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１（３５℃）以上となっているときは、Ｓ７に進み、第１切り替え弁３２ｄを開から閉とし、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄを共に閉から開にする。続いて、クーリングタワー２３を稼働させるとともにチラー２５を稼働させる（Ｓ８）。つまり、第２循環路３２を使用し、第２循環路３２を流れる冷却水９をクーリングタワー２３で冷却するとともに、第３循環路３３を使用し、第３循環路３３を流れる冷却水９をチラー２５で冷却する。このチラー２５で冷却しているとき、温度計３２ｆからの水温（Ｅ）に応じてチラー２５の冷却能力を可変する制御が実行される。
【００３８】
しかる後、Ｓ６において、運転スイッチがオフになった場合には、制御装置３５は、クーリングタワー２３およびチラー２５を非稼働にし、ポンプ３１ｃおよびポンプ３２ｅを共にオフし、かつ、第１切り替え弁３２ｄ、第２切り替え弁３２ｃ、第３切り替え弁３３ｃおよび第４切り替え弁３３ｄを全て閉にし（Ｓ９）、以上の冷却処理を終了する。
【００３９】
したがって、本実施形態における冷却システム１による場合には、冷却水９の水温が低く、クーリングタワー２３のみで冷却水９の水温を下げることが可能な場合には、第１モードにより共にクーリングタワー２３を通る第１循環路３１を使用し、これに対し、クーリングタワー２３のみでは冷却水９の水温を下げることが不可能になると、クーリングタワー２３に加えてチラー２５を稼働させる第２モードによりクーリングタワー２３を通る第２循環路３２、およびチラー２５を通る第３循環路３３を使用する。よって、冷却水９を冷却する程度に応じてチラー２５が不使用になるため、低コスト化を図ることが可能になる。例えば、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１（３５℃）以上、つまりチラー２５を使用する第２モードのときに機器消費電力が４７．１ｋＷとなるのに対し、水温（Ｄ）が第１温度Ｄ１より低い、つまりチラー２５を使用しない第１モードのときに機器消費電力が半分以下の２０．６ｋＷにすることができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、下流側の貯留部１７に貯留された冷却水が上流側の貯留部１５にオーバーフローするようにしているが、下流側の貯留部１７に貯留された冷却水の温度が上流側の貯留部１５に貯留された冷却水の温度よりも低いので、冷却対象物３の冷却に関して支障がない。
【００４１】
【表２】
【００４２】
表２は、本発明の他の実施形態を実行するテーブルの内容を示す表である。
【００４３】
この表２においては、第１モードを選択しているときにおいて、水温（Ｄ）が第２温度Ｄ２（＜Ｄ１）、例えば３１℃よりも低く、第３温度Ｄ３（＜Ｄ２）、例えば３０℃よりも高い温度のときに、稼働しているクーリングタワー２３におけるファン２３ｂを停止させ、第１モードを選択しているときにおいて、水温（Ｄ）が第３温度Ｄ３（３０℃）以下のときには、クーリングタワー２３における散水ポンプ２３ｄを停止させ、また第１モードを選択しているときにおいて、水温（Ｄ）が第３温度Ｄ３よりも低い温度のときに、ポンプ２１ａ、２２ａを比例制御するように設定している。このこと以外の内容は、表１と同じ設定としている。なお、上記比例制御とは、散水用配管２１を送られる冷却水９と散水用配管２２を送られる冷却水９との比率を一定としてポンプ２１ａ、２２ａにおける冷却水９の送り量を増減させる制御を言う。この比例制御は、表２の例では、水温（Ｄ）が第３温度Ｄ３（３０℃）よりも低く、第４温度Ｄ４（＜Ｄ３）、例えば２７℃よりも高いときに行っている。例えば、水温（Ｄ）が第３温度Ｄ３（３０℃）のときのポンプ２１ａ、２２ａの出力周波数を６０Ｈｚとし、水温（Ｄ）が第４温度Ｄ４（２７℃）のときのポンプ２１ａ、２２ａの出力周波数を３５Ｈｚとした場合において、６０Ｈｚ〜３５Ｈｚの範囲でポンプ２１ａ、２２ａの出力周波数を水温（Ｄ）と比例させている。
【００４４】
この表２に基づいて、クーリングタワー２３を制御することにより、ファン２３ｂの停止やポンプ２１ａ、２２ａの比例制御および散水ポンプ２３ｄの停止が行われるため、更に低コスト化を図ることができる。例えば、ファン２３ｂの停止により機器消費電力を、非停止の２０．６ｋＷに比べて１５．１ｋＷと約２７％低減でき、更に散水ポンプ２３ｄの停止により機器消費電力を、非停止の１５．１ｋＷに比べて１２．９ｋＷと約１５％低減でき、更にポンプ２１ａ、２２ａの比例制御により機器消費電力を低減化できる。
【００４５】
なお、表２において、ファン２３ｂの停止と散水ポンプ２３ｄの停止とを分ける温度条件は、別の温度に設定してもよい。また、散水ポンプ２３ｄの停止とポンプ２１ａ、２２ａの比例制御とを分ける温度条件は、別の温度にしてもよい。更に、表１および表２において、処理温度（Ｂ）の温度は６５℃に設定する必要はなく、使用条件に応じて別の温度値に設定してもよく、また冷却目標温度（Ｃ）についても、４５℃以下に代えて他の温度値に設定してもよく、更に水温（Ｄ）に対する第１〜第４温度（Ｄ１〜Ｄ４）も、他の温度値に設定してもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態においては明言していないが、ベルトコンベア５の入口５ａから出口５ｂまでの範囲を散水手段１３により散水するように構成しているが、本発明はこれに限らない。例えば、ベルトコンベア５の入口５ａ側に別のベルトコンベアを設けた構成、これに加えてまたはこれとは別に、ベルトコンベア５の出口５ｂ側に別のベルトコンベアを設けた構成としてもよい。
【００４７】
更に、上述した実施形態では、１つのクーリングタワー２３と１つのチラー２５で、１つのベルトコンベア５を送られる冷却対象物を冷却する構成としているが、本発明はこれに限らず、１つのクーリングタワー２３と１つのチラー２５で、２つ以上のベルトコンベア５でそれぞれ送られる冷却対象物を冷却する構成に対しても適用可能である。但し、この場合には、クーリングタワー２３とチラー２５の冷却能力の選定が要求される。
【００４８】
更に、上述した実施形態では、冷却目標温度（Ｃ）については入力部での入力により設定されるようになっているが、本発明はこれに代えて、ベルトコンベア５の出口５ｂに、例えば非接触式温度計を設けておき、この温度計で測定した実測値を用いて制御装置３５によりフィードバック制御を行う構成としてもよい。
【００４９】
更にまた、上述した実施形態では、ベルトコンベア５の長さおよびその輸送速度、散水手段１３による散水量などについて明言していないが、これらは冷却対象物の冷却に影響を与えるものであり、所定の冷却目標温度が得られるように適宜選定される。
【００５０】
更にまた、上述した実施形態においては冷却対象物として酒パックを例に挙げているが、本発明はこれに限らず、食用されるレトルトパックや飲用物が入ったペットボトルなどの冷却にも同様に適用される。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ 搬送方向
１ 冷却システム
３ 冷却対象物
５ ベルトコンベア（搬送手段）
７ 搬送域
９ 冷却水
１１ 散水器
１３ 散水手段
１５ 上流側の貯留部
１７ 下流側の貯留部
１９ 貯留槽
２１、２２ 散水用配管
２３ クーリングタワー
２３ｂ ファン
２３ｄ 散水ポンプ
２５ チラー
３０ 循環設備
３１ 第１循環路
３１ａ 第１往路
３１ｂ 第１復路
３２ 第２循環路
３２ｂ 第２復路
３２ｄ 第１切り替え弁
３２ｃ 第２切り替え弁
３３ 第３循環路
３３ａ 第３往路
３３ｂ 第３復路
３３ｃ 第３切り替え弁
３３ｄ 第４切り替え弁
３５ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象物を冷却水により冷却するための冷却システムであって、
上記冷却対象物を搬送する搬送手段と、
上記搬送手段により上記冷却対象物が送られる搬送域の全域または少なくとも一部領域に冷却水を掛ける複数の散水器が搬送方向に沿って配設された散水手段と、
上記搬送域の下側に設けられ、上記冷却水を受けて貯留するもので、上記搬送方向上流側の貯留部と下流側の貯留部とを有する貯留槽と、
上記上流側の貯留部の冷却水を上記散水器における搬送方向上流側のものに供給し、上記下流側の貯留部の冷却水を上記散水器における搬送方向下流側のものに供給する散水用配管と、
冷却水を冷却処理するクーリングタワーと、
冷却水を冷却処理するものであって、上記クーリングタワーよりも電力消費量が大きいチラーと、
上記上流側の貯留部の冷却水を上記クーリングタワーへ送って上記下流側の貯留部へ戻す第１循環路、上記上流側の貯留部の冷却水を上記クーリングタワーへ送って上記上流側の貯留部へ戻す第２循環路、および上記下流側の貯留部の冷却水を上記チラーへ送って上記下流側の貯留部へ戻す第３循環路を有する循環設備と、
上記第１循環路を使用すること、または第２循環路および第３循環路を使用することを択一的に切り替えることにより、クーリングタワーを使用しチラーを使用しない第１モードと、クーリングタワーおよびチラーを共に使用する第２モードとの間で冷却態様を切り替える制御手段とを備えたことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却システムにおいて、
上記冷却対象物が一定温度に加熱処理されたもので、上記制御手段は、冷却対象物の冷却目標温度と上流側の貯留部における冷却水の水温とに基づき、上記第１モードと第２モードの切り替えを制御することを特徴とする冷却システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷却システムにおいて、
上記第１循環路は上記上流側の貯留部と上記クーリングタワーとに両端が連結された第１往路、上記クーリングタワーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第１復路および上記第１復路に設けられた第１切り替え弁を有し、上記第２循環路は、上記第１往路、上記上流側の貯留部と上記クーリングタワーまたは第１復路の途中とに両端が連結された第２復路、および第２復路に設けられた第２切り替え弁を有し、上記第３循環路は、上記チラーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第３往路、上記チラーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第３復路、第３往路に設けられた第３切り替え弁、および第３復路に設けられた第４切り替え弁を有し、
上記第１モードでは、上記第１切り替え弁を開にし、かつ上記第２切り替え弁、上記第３切り替え弁および上記第４切り替え弁を閉にすることで第１循環路が使用され、上記第２モードでは、上記第１切り替え弁を閉にし、かつ上記第２切り替え弁、上記第３切り替え弁および上記第４切り替え弁を開にすることで、第２循環路および第３循環路が使用されることを特徴とする冷却システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
上記クーリングタワーは、上記上流側の貯留部からの冷却水を通す配管と、上記配管に送風するために回転するファンと、上記配管へ冷却水を散水する配管散水器とを備え、配管散水器による散水の有無とファンの回転の有無とを組み合わせて上記配管を送られる冷却水の冷却量を調整することを特徴とする冷却システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
上記チラーは、圧縮機、凝縮機、蒸発器、膨張弁、および、冷媒が循環する管路を有することを特徴とする冷却システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
上記冷却対象物が、上記一定温度に加熱殺菌された酒が容器内に入った酒パックであることを特徴とする冷却システム。
【請求項１】
冷却対象物を冷却水により冷却するための冷却システムであって、
上記冷却対象物を搬送する搬送手段と、
上記搬送手段により上記冷却対象物が送られる搬送域の全域または少なくとも一部領域に冷却水を掛ける複数の散水器が搬送方向に沿って配設された散水手段と、
上記搬送域の下側に設けられ、上記冷却水を受けて貯留するもので、上記搬送方向上流側の貯留部と下流側の貯留部とを有する貯留槽と、
上記上流側の貯留部の冷却水を上記散水器における搬送方向上流側のものに供給し、上記下流側の貯留部の冷却水を上記散水器における搬送方向下流側のものに供給する散水用配管と、
冷却水を冷却処理するクーリングタワーと、
冷却水を冷却処理するものであって、上記クーリングタワーよりも電力消費量が大きいチラーと、
上記上流側の貯留部の冷却水を上記クーリングタワーへ送って上記下流側の貯留部へ戻す第１循環路、上記上流側の貯留部の冷却水を上記クーリングタワーへ送って上記上流側の貯留部へ戻す第２循環路、および上記下流側の貯留部の冷却水を上記チラーへ送って上記下流側の貯留部へ戻す第３循環路を有する循環設備と、
上記第１循環路を使用すること、または第２循環路および第３循環路を使用することを択一的に切り替えることにより、クーリングタワーを使用しチラーを使用しない第１モードと、クーリングタワーおよびチラーを共に使用する第２モードとの間で冷却態様を切り替える制御手段とを備えたことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却システムにおいて、
上記冷却対象物が一定温度に加熱処理されたもので、上記制御手段は、冷却対象物の冷却目標温度と上流側の貯留部における冷却水の水温とに基づき、上記第１モードと第２モードの切り替えを制御することを特徴とする冷却システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷却システムにおいて、
上記第１循環路は上記上流側の貯留部と上記クーリングタワーとに両端が連結された第１往路、上記クーリングタワーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第１復路および上記第１復路に設けられた第１切り替え弁を有し、上記第２循環路は、上記第１往路、上記上流側の貯留部と上記クーリングタワーまたは第１復路の途中とに両端が連結された第２復路、および第２復路に設けられた第２切り替え弁を有し、上記第３循環路は、上記チラーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第３往路、上記チラーと上記下流側の貯留部とに両端が連結された第３復路、第３往路に設けられた第３切り替え弁、および第３復路に設けられた第４切り替え弁を有し、
上記第１モードでは、上記第１切り替え弁を開にし、かつ上記第２切り替え弁、上記第３切り替え弁および上記第４切り替え弁を閉にすることで第１循環路が使用され、上記第２モードでは、上記第１切り替え弁を閉にし、かつ上記第２切り替え弁、上記第３切り替え弁および上記第４切り替え弁を開にすることで、第２循環路および第３循環路が使用されることを特徴とする冷却システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
上記クーリングタワーは、上記上流側の貯留部からの冷却水を通す配管と、上記配管に送風するために回転するファンと、上記配管へ冷却水を散水する配管散水器とを備え、配管散水器による散水の有無とファンの回転の有無とを組み合わせて上記配管を送られる冷却水の冷却量を調整することを特徴とする冷却システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
上記チラーは、圧縮機、凝縮機、蒸発器、膨張弁、および、冷媒が循環する管路を有することを特徴とする冷却システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
上記冷却対象物が、上記一定温度に加熱殺菌された酒が容器内に入った酒パックであることを特徴とする冷却システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１４９８６２（Ｐ２０１２−１４９８６２Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６１５（Ｐ２０１１−１０６１５）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００１６５２５１）月桂冠株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００１６５２５１）月桂冠株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
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