JP2011162220A - 容器殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転式容器殺菌装置１において、ロータリジョイント４０を介さずに過酸化水素ガスを供給するようにしてロータリジョイントを小型化する。
【解決手段】圧縮エアの供給口２８ｄと、供給された圧縮エアを利用して外気を取り込むエア吸引口２８ａと、圧縮エアおよび取り込んだ外気を吐出する吐出口３０ｇを有するエア増幅ノズル２６に、圧縮エア供給源４２からロータリジョイントを介して圧縮エアを供給する。エア増幅ノズルの移動経路にチャンバー４６を設け、固定の過酸化水素ガス噴射パイプ５２から過酸化水素ガスを吹き込んでチャンバー内に充満させておく。エア増幅ノズルのエア吸引口を前記チャンバー内に臨ませて移動させる、エア増幅ノズルは、供給された圧縮エアの作用により過酸化水素ガスを取り込んで、下方のグリッパ１２に保持されている容器２内に噴射する。
【選択図】図３

Description

本発明は容器殺菌装置に係り、特に、回転体に設けられたノズルから容器に過酸化水素ガスを噴射して殺菌を行う容器殺菌装置に関するものである。

回転体で容器を搬送しつつ過酸化水素ガスを噴射することにより容器の殺菌を行うことは従来から広く行われている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された「物品の殺菌方法および殺菌装置」の発明では、ボトルの口部から内部へノズルを挿入し、そのノズルからボトル内に熱風を送り込んで予備加熱を行い、また、この予備加熱処理と並行して、予備加熱のために供給される熱風に殺菌剤のミストを混ぜることにより殺菌処理も行うようにしている。

また、この特許文献１に記載された装置では、回転体（ミスト導入装置）に複数のノズルが設けられ、これらのノズルがボトル内に挿入された状態で、ボトルとともに円形の循環経路に沿って回転移動するようになっている。

再表ＷＯ２００３／０２２６８９

特許文献１に記載された発明のように、回転体（ミスト導入装置）に複数の噴射ノズルを設けて、回転しつつ過酸化水素ガスを噴射する場合には、外部に設置された固定側の過酸化水素ガス供給源から回転側の噴射ノズルに過酸化水素ガスを供給するために、ロータリジョイントが必要となる。ところが過酸化水素ガスは腐食性が強く、ロータリジョイントのシール部分の耐久性が乏しいため、過酸化水素ガスを高圧で送ると洩れが発生してしまうのであまり高い圧力で送ることができなかった。そのため、過酸化水素ガスを供給する配管の径を大きくして、流量を確保するようにしているが、このようにして流量を確保するためには、ロータリジョイントが大型になってしまうという問題があった。その結果コスト高になるという問題が発生した。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、回転体に円周方向等間隔で設けられ、圧縮エアが供給されるエア供給口、外気を取り込むエア吸引口および圧縮エアを利用して取り込んだ外気を吐出する吐出口を有するエア増幅ノズルと、前記エア供給口に圧縮エアを供給する圧縮エア供給手段と、この圧縮エア供給手段から前記エア増幅ノズルへエアを供給する通路に設けられたロータリジョイントと、前記回転体の外周部近くに固定され、過酸化水素ガス供給源から送られた過酸化水素ガスを吐出するガス噴射口と、前記各エア増幅ノズルに対応して設けられ、供給された容器を保持する容器保持手段とを備え、前記エア吸引口を、前記ガス噴射口から吐出された過酸化水素ガスを吸引可能な位置に配置し、エア吸引口から取り込んだ過酸化水素ガスを、前記吐出口から容器保持手段に保持された容器に向けて噴射すること特徴とするものである。

本発明の容器殺菌装置は、過酸化水素ガスを固定側のガス噴射口から供給するようにして、ロータリジョイントには増幅用の圧縮エアだけを流すようにしているので、ロータリジョイントのシール部が過酸化水素ガスの影響を受けるおそれがなく、エアを高圧で送ることが可能になった。その結果、ロータリジョイントを小型化し、配管も小径化することができるので、コストダウンが可能になるという効果が得られる。

図１は容器殺菌装置を備えた容器処理ラインの平面図である。（実施例１） 図２は容器殺菌装置の縦断面図である。 図３は容器殺菌装置の要部の縦断面図である。

圧縮エアが供給されるエア供給口と、外気を取り込むエア吸引口と、前記エア供給口から供給された圧縮エアの流れを利用して前記エア吸引口から取り込んだ外気を圧縮エアとともに吐出する吐出口とを有するエア増幅ノズルを備えており、このエア増幅ノズルを回転体の外周部に円周方向等間隔で設け、これら各エア増幅ノズルのエア供給口に、圧縮エア供給手段から送られた圧縮エアをロータリジョイントを介して供給するとともに、エア増幅ノズルが設けられている回転体の外周部近くに、過酸化水素ガス供給源から送られた過酸化水素ガスを吐出するガス噴射口を固定配置し、かつ、前記エア増幅ノズルのエア吸引口をガス噴射口から吐出された過酸化水素ガスを吸引可能な位置に配置し、エア供給口に供給されたエアの流れを利用してエア吸引口から取り込んだ過酸化水素ガスを、前記回転体に各エア増幅ノズルに対応して設けられた容器保持手段に保持された容器に対して、前記吐出口から噴射する構成にして、過酸化水素ガスをロータリジョイントを通さずに供給できるようにしたので、ロータリジョイントを小型化し、配管を小径化するという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この容器殺菌装置（全体として符号１で示す）において殺菌処理される容器２は、ＰＥＴボトル等の軽量の樹脂容器であり、エアコンベヤ４によって搬送されて上流側から供給される。エアコンベヤ４は、周知のように、ネック部２ａに形成されたフランジ２ｂ（図３参照）の下面を一対の平行な支持レール（図示せず）によって支持し、後方からネック部２ａにエアを吹き付けて容器２を搬送する。エアコンベヤ４によって搬送されてきた容器２は、スクリュー６によって所定の間隔に切り離されて供給スターホイール８に導入される。供給スターホイール８には円周方向等間隔で複数の容器保持手段（図示せず）が設けられており、各容器保持手段に１本ずつ容器２が保持される。

供給スターホイール８の容器保持手段に保持された容器２は、容器供給位置Ａまで回転搬送されて容器殺菌装置１に供給される。容器殺菌装置１は、回転体１０の外周部に円周方向等間隔で容器保持手段（ボトルグリッパ）１２が設けられており、各ボトルグリッパ１２に１本ずつ容器２が受け渡される。ボトルグリッパ１２に保持された容器２が、回転体１０の回転によって回転搬送される間に、二つに区分された殺菌区間Ｂ、Ｃにおいて殺菌される。なお、殺菌区間Ｂ、Ｃは二つである必要はなく、一つでもよく、また、三つ以上に区分してもよい。殺菌区間Ｂ、Ｃにおいて殺菌が行われた容器２は、容器排出位置Ｄにおいて排出スターホイール１４に引き渡されて容器殺菌装置１から排出される。この排出スターホイール１４にも円周方向等間隔で容器保持手段（図示せず）が設けられており、各容器保持手段に保持されて回転搬送され、次の中間ホイール１６に受け渡されて次の工程に送られる。

次に容器殺菌装置１の構成について図２および図３により説明する。支柱１８上に支持されているベース２０の中央に、回転軸２２が回転可能に支持されている。この回転軸２２は駆動用サーボモータ２４によって回転駆動される。この回転軸２２の上部に水平な円盤状の回転体１０が取り付けられて一体的に回転する。回転体１０の外周部には、円周方向等間隔で複数のエア増幅ノズル２６が取り付けられている。ベース２０上に設けられている回転体１０、エア増幅ノズル２６および以下に説明するその他の部材の周囲はシュラウド２１により覆われている。

エア増幅ノズル２６は、回転体１０の外周部に形成された上下方向に貫通する取り付け孔１０ａ内に固定されたノズル本体２８と、このノズル本体２８内に螺合された調節ノズル３０と、この調節ノズル３０をノズル本体２８に固定するロックナット３２とを備えている。

ノズル本体２８は内部に貫通孔を有する円筒状をしており、この貫通孔を鉛直方向に向けて回転体１０に固定されている。貫通孔の上部に、上端の開口から内部に向かって次第に小径となるテーパ状の吸引口２８ａが形成されている。この吸引口２８ａの下方側は、吸引口２８ａの内部側の開口よりも大径で、上下にほぼ同じ径を有する調整孔２８ｂになっている。この調整孔２８ｂ内に前記調節ノズル３０が挿入され、調整孔２８ｂの下部に形成されたねじ部２８ｃに、調節ノズル３０の外面に形成されたねじ部３０ａが螺合されている。従って、調節ノズル３０を回転させることにより、ノズル本体２８に対する上下の位置を調節することができる。

調節ノズル３０の上部の外面側３０ｂは小径になっており、この小径部３０ｂの外周面と前記調整孔２８ｂの内周面との間に空間３４が形成されている。調節ノズル３０の上端は、調節部３０ｃを構成しており、前記吸引口２８ａの内部側開口の口径よりも大きく、調整孔２８ｂの内径よりも小さい径を有している。また、調節ノズル３０の上端面（調整部３０ｃの上面）と、吸引口２８ａの内部側開口が形成されている調整孔２８ｂの底面（上端面）との間には隙間３６が形成されており、調節ノズル３０の螺合位置を調節することによりこの隙間３６の大きさを変更することができる。調節ノズル３０の前記小径部３０ｂよりもやや下方に、調整孔２８ｂの内径とほぼ同じ外径を有する密封部３０ｄが設けられており、この密封部３０ｄの外周に嵌着したＯリング３８によって、ノズル本体２８の内面と調節ノズル３０の外面との間の気密が保持されている。調節ノズル３０の下端部３０ｅは、前記ノズル本体２８の外方へ突出している。調節ノズル３０は、上端の調節部３０ｃから下端の突出部３０ｅに至る全長に亘って、内部を貫通する気体通路３０ｆが形成されており、この気体通路３０ｆの下端が吐出口３０ｇになっている。

回転体１０の内部には、各エア増幅ノズル２６に対応して、圧縮エアの供給通路１０ｂが形成されている。この圧縮エア供給通路１０ｂはノズル本体２８の壁面を貫通して形成された圧縮エア供給口２８ｄを介して、前記ノズル本体２８内部の空間３４内に連通している。これら圧縮エア供給通路１０ｂの、回転体１０の中心側は、圧縮エア用のロータリジョイント４０を介して圧縮エア供給源４２に接続されており（図２参照）、このロータリジョイント４０を介して固定側の圧縮エア供給源４２から回転側のエア増幅ノズル２６に圧縮エアを供給するようになっている。

エア増幅ノズル２６は前記のように構成されているので、圧縮エア供給源４２から送られた圧縮エアが、ロータリジョイント４０を介して回転体１０の内部に形成された各圧縮エア供給通路１０ｂから、エア供給口２８ｄを通って前記ノズル本体２８内の空間３４に供給されると、ノズル本体２６内の調整孔２８ｂの底面と調節ノズル３０の上端の調節部３０ｃとの間の隙間３６に高速で流入する。このエアの流れによって負圧が発生するので、エア吸引口２８ａから外部の空気を吸引し、調節ノズル３０内の気体通路３０ｆを通って、下端の突出口３０ｇから噴射する。

回転体１０に取り付けられている各エア増幅ノズル２６に対応して、回転体１０の下面側にそれぞれボトルグリッパ１２が設けられている。各ボトルグリッパ１２は、垂直な取付部材４４を介して、回転体１０の半径方向外方側を向けて取り付けられており、容器２のネック部２ａに形成されているフランジ２ｂの下方側を保持する。このネックグリッパ１２に保持されている容器２の軸線と、前記エア増幅ノズル２６の気体通路３０ｆの軸線とがほぼ一致するようになっている。

この容器殺菌装置１の前記殺菌区間Ｂ、Ｃには、回転体１０の外周部の上下を覆うチャンバー４６が設置されている。このチャンバー４６は、図２に示すように、エア増幅ノズル２６よりも高い位置から、ボトルグリッパ１２に保持されている容器２の底部よりも下方へ延びる外周壁面４６ａと、ほぼボトルグリッパ１２の高さから、前記外周壁面４６ａの下端と同じ高さまで延びる下部内周壁面４６ｂと、これら外周壁面４６ａと下部内周壁面４６ｂの下端部間を連結する円弧状の底部壁面４６ｃと、回転体１０の上方の、エア増幅ノズル２６よりもやや内周側に配置された上部内周壁面４６ｄと、前記外周壁面４６ａの上端と上部内周壁面４６ｄの上端とを連結する上部壁面４６ｅとにより、エア増幅ノズル２６と容器２とが回転移動していく搬送経路の周囲を覆っている。また、このチャンバー４６の内部は、図３に示すように、回転体１０の外周面に接近した位置に配置された直立壁４６ｆとエア増幅ノズル２６のほぼ中間の高さに配置された水平な仕切壁４６ｇとによって、容器２が通過する下部の大空間４８と、エア増幅ノズル２６の吸引口２８ａの入口側開口の周囲を覆う上部の小空間５０とに区画されている。

前記チャンバー４６の上部空間５０内に、回転体１０の外周部と同心の円弧状をした過酸化水素ガス噴射パイプ５２が配置されている。この噴射パイプ５２には、回転体１０の外周部よりも外側に配置されており、回転体１０の中心方向を向いた複数の過酸化水素ガス噴射口５２ａ（図３参照）が設けられている。過酸化水素ガス噴射パイプ５２には、外部から過酸化水素ガスを供給するガス供給管５４が接続されている。図示しない過酸化水素供給手段から、過酸化水素水を気化させてガス状にした過酸化水素ガスが、このガス供給管５４を介して前記過酸化水素ガス噴射パイプ５２に供給される。この容器殺菌装置１の運転中は、チャンバー４６の上部空間５０が、この噴射パイプ５２から噴射された過酸化水素ガスが充満した状態になっている。

以上の構成に係る容器殺菌装置１の作動について説明する。エアコンベヤ４によって連続的に搬送されてきた容器２は、スクリュー６によって所定の間隔に切り離されて供給スターホイール８に導入される。供給スターホイール８の容器保持手段（図示せず）によって保持された容器２は、回転搬送されて容器供給位置Ａに到達すると、容器保持手段から容器殺菌装置１の容器保持手段（ボトルグリッパ）１２に受け渡される。容器殺菌装置１には、回転体１０の外周部に円周方向等間隔で複数のエア増幅ノズル２６が設けられており、圧縮エアが、圧縮エア供給源４２から圧縮エア用ロータリジョイント４０を介して、回転体１２の内部に形成された各圧縮エア供給通路１０ｂに送られ、さらに、圧縮エア供給口２８ｄからこのエア増幅ノズル２６内に供給される。容器殺菌装置１の運転中は圧縮エアが常時吹き込まれており、エア増幅ノズル２６の内部の空間３４内に入った高圧エアは、調節ノズル３０の上端の調節部３０ｃと調整孔２８ｂの底面との間の隙間３６に高速で流れ込み負圧を発生させる。この負圧によってノズル本体２８の上部に形成されたエア吸引口２８ａから空気が取り込まれ、供給されたエアを増幅させて調節ノズル３０の下端部に形成された吐出口３０ｇから噴射している。

この容器殺菌装置１の２箇所の殺菌区間Ｂ、Ｃには、回転体１０の外周部に設けられたエア増幅ノズル２６およびその下方のボトルグリッパ１２に保持されている容器２が通過する搬送経路を囲むようにしてチャンバー４６が設置されており、さらに、このチャンバー４６の上部空間５０には、過酸化水素ガス噴射パイプ５２が配置されている。この噴射パイプ５２には過酸化水素ガス供給管５４からガス化された過酸化水素が供給されており、噴射パイプ５２に形成された複数のガス噴射口５２ａからチャンバー４６の上部空間５０に過酸化水素ガスが噴射されてこの空間５０の内部に充満している。

下方のボトルグリッパ１２が容器供給位置Ａで受け渡された容器２を保持し、回転搬送して殺菌区間Ｂのチャンバー４６内に入ると、チャンバー４６の上部空間５０内に充満している過酸化水素ガスがエア増幅ノズル２６のエア吸引口２８ａから取り込まれ、下方の吐出口３０ｇから噴射される。この吐出口３０ｇの下方には、ボトルグリッパ１２に保持されている容器２の口部が位置しており、エア増幅ノズル２６の吐出口３０ｇから吐出された過酸化水素ガスが容器２内に吹き込まれて容器２内を殺菌する。この実施例では、圧縮エアはロータリジョイント４０を介して各エア増幅ノズル２６に供給されているが、過酸化水素ガスは、固定されたチャンバー４６内に配置されている固定の過酸化水素ガス噴射パイプ５２から供給されており、ロータリジョイント４０を通過しないようになっている。エアだけがロータリジョイント４０を通過する構成なので、ロータリジョイント４０のシール部分が過酸化水素ガスにより腐食することを考慮する必要がなく、高圧の圧縮エアを供給することが可能である。従って、ロータリジョイント４０を小型化することができ、配管も小径化することが可能であり、容器殺菌装置１の大幅なコストダウンを図ることができる。また、固定の噴射パイプで噴射する媒体を変更すれば容易に、かつ、瞬時に噴射することができる。例えば、前記殺菌区間Ｂで過酸化水素ガスを供給し、前記殺菌区間Ｃでホットエアを供給すれば、同一の回転体１０内で殺菌と乾燥の作業が行えるようになる。

前記殺菌区間Ｂ、Ｃで、内部に過酸化水素ガスが吹き込まれて殺菌された容器２は、容器排出位置Ｄで、ボトルグリッパ１２から排出スターホイール１４の容器保持手段に受け渡されて排出され、中間ホイール１６を介して次の工程に送られる。

２ 容器
１０ 回転体
１２ 容器保持手段（ボトルグリッパ）
２６ エア増幅ノズル
２８ｄ 圧縮エアの供給口
２８ａ エア吸引口
３０ｇ 吐出口
４０ ロータリジョイント
４２ 圧縮エア供給手段
５２ａ ガス噴射口

Claims (2)

1. 回転体に円周方向等間隔で設けられ、圧縮エアが供給されるエア供給口、外気を取り込むエア吸引口および圧縮エアを利用して取り込んだ外気を吐出する吐出口を有するエア増幅ノズルと、前記エア供給口に圧縮エアを供給する圧縮エア供給手段と、この圧縮エア供給手段から前記エア増幅ノズルへエアを供給する通路に設けられたロータリジョイントと、前記回転体の外周部近くに固定され、過酸化水素ガス供給源から送られた過酸化水素ガスを吐出するガス噴射口と、前記各エア増幅ノズルに対応して設けられ、供給された容器を保持する容器保持手段とを備え、
   前記エア吸引口を、前記ガス噴射口から吐出された過酸化水素ガスを吸引可能な位置に配置し、エア吸引口から取り込んだ過酸化水素ガスを、前記吐出口から容器保持手段に保持された容器に向けて噴射すること特徴とする容器殺菌装置。
2. 前記ガス噴射口の周囲にチャンバーを設置し、このチャンバー内に吐出された過酸化水素ガスを前記エア吸引口から取り込むことを特徴とする請求項１に記載の容器殺菌装置。

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