JP2016188725A - 冷缶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷缶装置として、缶体が一斗缶の如き内容量の大きい缶体であっても、収容した加熱液体を短時間で効率よく均一に冷却でき、収容液体の熱変質を確実に防止でき、缶体間で収容液体の品質差を生じないものを提供する。
【解決手段】冷却水ノズル７が配置した缶冷却部１と、加熱液体入りの缶体Ｃを缶冷却部１へ送り込むと共に冷却後の缶体Ｃを該缶冷却部１から送り出す搬入出手段と、該缶冷却部１において缶体Ｃを昇降させつつ垂直軸線周りに回転させる昇降回転手段とを備え、昇降回転手段によって昇降回転中の缶体Ｃに対し、冷却水ノズル７から冷却水Ｗを噴射することによって該缶体Ｃ内の液体を冷却するように構成されてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一斗缶の如き缶体に収容された加熱液体、特に果汁を始めとする各種の飲料や液状食品、調味液等を加熱殺菌したものを、缶体ごと短時間で冷却するための冷缶装置に関する。

一般的に、果汁を始めとする各種の飲料や液状食品、調味液等を一斗缶の如き業務用大型缶に収容して出荷する際、ホットパックとして、加熱殺菌後の高温状態で缶体に満中充填して密封し、その収容液体の熱で缶体内を殺菌すると共に、密封直後に缶体を反転することにより、缶体外側のヘッドスペースやキャップ部を収容液体の熱で殺菌した上で、収容液体の熱変質を防止するために缶体ごと冷却する手法が汎用されている。例えば、収容液体が果汁である場合、８５〜９５℃程度で加熱殺菌を行うが、その熱変質を避けるためには加熱殺菌後５分位の間に４０℃程度まで降温させる必要があるとされている。

従来、缶体に収容された加熱液体を缶体ごと冷却する手段として、冷却水をノズルより噴射して缶体に浴びせる水シャワー方式、冷却水槽中に缶体を浸漬する水中浸漬方式、冷却水の水流経路の一端側から投入した缶体を水流によって他端側へ移送させる水流移送方式等が採用されている。また、その水流移送方式において、水流経路の側方から斜め下向きの噴流を加えることにより、移送する缶体に回転の動きを与える提案もなされている（特許文献１）。その他、缶体の表面に霧状の冷却媒体を付着して気化させ、その気化熱に対応する熱量を奪うことで収容液体を冷却する気化冷却方式も提案されている（特許文献２）。

特開平６−２５３７９９号公報 特開２００３−１６１５５７号公報

しかしながら、前記従来の水シャワー方式、水中浸漬方式、水流移送方式、及び前記提案の気化冷却方式では、缶体が一斗缶の如き内容量の大きいものである場合、缶内の周辺側は早く冷却されても中心側ほど冷却が遅れる結果、該中心部の液体が熱変質する所謂芯焼けを生じ易いという問題があった。また、水流移送方式において缶体に回転の動きを与える前記提案方法では、缶体の回転で内部の液体が撹拌され、それだけ周辺側と中心側との冷却度合の差は小さくなるが、回転はせいぜい数回程度である上、不規則な回転で且つ回転の速さと回数も一律にならないため、局所的な冷却遅れによる熱変質を生じる懸念があると共に、缶体間での冷却状態の違いで液体品質に差が出るという難点もある。更に、水流移送方式では、液体を満中充填した缶体を水流によって移送するのに大量の冷却水を使用する必要があり、加えて充分な冷却効果を得るために水流経路が長くなり、それだけ大きな設置スペースを要するという問題もあった。

本発明は、上述の事情に鑑みて、冷缶装置として、缶体が一斗缶の如き内容量の大きい缶体であっても、収容した加熱液体を短時間で効率よく均一に冷却でき、もって収容液体の熱変質を確実に防止できると共に、缶体間で収容液体の品質差を生じないものを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る冷缶装置は、冷却水ノズル７が配置した缶冷却部１と、加熱液体入りの缶体Ｃを缶冷却部１へ送り込むと共に冷却後の缶体Ｃを該缶冷却部１から送り出す搬入出手段（メインコンベア１１，サブコンベア１２）と、該缶冷却部１において缶体Ｃを昇降させつつ垂直軸線周りに回転させる昇降回転手段（ボールねじ３，主昇降シリンダ４Ａ，副昇降シリンダ４Ｂ，昇降架台５）とを備え、昇降回転手段によって昇降回転中の缶体Ｃに対し、冷却水ノズル７から冷却水Ｗを噴射することによって該缶体Ｃ内の液体を冷却するように構成されてなる。

請求項２の発明は、上記請求項１の冷缶装置において、缶体Ｃが容量８Ｌ以上で平面視略正方形の金属製角形缶である構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２の冷缶装置において、前記昇降回転手段が缶体Ｃを垂直軸線周りに正逆の両方向に回転させるように構成されてなる。

請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの冷缶装置において、昇降回転手段が複数個の缶体Ｃを同時に昇降させつつ回転させるように構成されてなる。

請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの冷缶装置において、昇降回転手段３は、缶体Ｃを回転自在に支承する昇降架台５と、この昇降架台５を昇降駆動する昇降アクチュエータ（主昇降シリンダ４Ａ，副昇降シリンダ４Ｂ）と、缶体Ｃを垂直軸線周りに回転動作させる回転機構（ボールねじ３）とから構成されてなる。

請求項６の発明は、上記請求項５の冷缶装置において、昇降アクチュエータは、缶冷却部の機枠２に固定された主昇降シリンダ４Ａ，４Ａと、その伸縮ロッド４ａ，４ａに支持される昇降座４０に固定された副昇降シリンダ４Ｂとからなり、昇降架台５が上部側で副昇降シリンダ４Ｂの伸縮ロッド４ｂに支承されると共に、該昇降架台５の下部側に缶体Ｃを回転自在に支持するターンテーブル６が取り付けられ、昇降架台５が下限位置で待機する缶冷却部１に搬入された缶体Ｃは、副昇降シリンダ４Ｂの伸長駆動で昇降架台５を所定高さまで持ち上げることにより、ターンテーブル６上に載って搬送面から浮上し、次いで主昇降シリンダ４Ａ，４Ａの伸縮駆動で昇降架台５を昇降座４０と一体に往復昇降させることにより、設定高さ範囲で昇降しつつ前記回転機構によって回転し、所定回数の往復昇降後に副昇降シリンダ４Ｂの短縮駆動で昇降架台５を下降させることにより、ターンテーブル６上から搬送面上に移載されるように構成されてなる。

請求項７の発明は、上記請求項５又は６の冷缶装置において、回転機構は、缶冷却部１の上部側に取り付けられた固定ナット３１に垂直ねじ軸３２が螺挿されたボールねじ３からなり、その垂直ねじ軸３２の下端部に缶体Ｃの上部を把持するクランプ３３が固着されており、該垂直ねじ軸３２の設定下限位置において上昇する昇降架台５に支承された缶体Ｃの上部がクランプ３３に把持され、続く昇降架台５の上昇によって該垂直ねじ軸３２が缶体Ｃと一体に一方向に回転しつつ設定上限位置まで上動し、次いで昇降架台５の下降によって該垂直ねじ軸３２が缶体Ｃと一体に逆方向に回転しつつ下動するように構成されてなる。

請求項８の発明は、上記請求項１〜７のいずれかの冷缶装置において、缶冷却部１に、搬入出手段として同期駆動する平行２条の無端帯１１ａ，１１ａからなるコンベア（メインコンベア１１）が配置し、缶体Ｃが両側の無端帯１１ａ，１１ａに跨がる状態で搬入出されるように構成され、両無端帯１１ａ，１１ａの間に缶体Ｃを定位置で停止させる可動ストッパー８が設置されてなる構成としている。

次に、本発明の効果について図面の参照符号を付して説明する。請求項１の発明に係る冷缶装置では、缶冷却部１に搬入された加熱液体入りの缶体Ｃは、昇降回転手段によって昇降しつつ垂直軸線周りに回転し、その昇降回転中に冷却水ノズル７から噴射される冷却水Ｗを浴びる。この場合、収容液体が缶体Ｃの昇降と回転の連動によって上下方向及び内外方向に激しく動いて撹拌され、これに伴って缶壁近傍の液体が常時急速に更新するから、缶壁を通した冷却水Ｗとの熱交換が収容液体の全体に効率よく行きわたる結果、収容液体の全量が短時間で均一に冷却されることになる。従って、この冷缶装置によれば、従来のような缶中心部の冷却遅れによる芯焼けを確実に防止できると共に、局所的な冷却遅れによる熱変質を生じる懸念もなく、また昇降回転手段による昇降回転は一律に設定できるから、缶体Ｃ間で冷却状態の違いによる液体品質の差を生じることもない。加えて、この冷缶装置は、缶冷却部１において冷却水Ｗの噴射下で缶体Ｃを昇降回転させるだけでよいから、簡素な装置構成で組立製作を低コストで容易に行えると共に、設置スペースも少なくて済む。

請求項２の発明によれば、缶体Ｃが容量８Ｌ以上で平面視略正方形の金属製角形缶であるから、例えば一斗缶（容量１８Ｌ）や半斗缶（容量９Ｌ、半切り缶とも称される）のような汎用缶を対象として、収容液体量が多いにも関わらず、円筒形や平面視長方形の缶体に比較し、回転に伴う収容液体の撹拌作用が大きくなるから、より短時間でより均一な冷却を行える。なお、円筒形の缶体では回転時に収容液体が缶壁に沿って周回し易く、また平面視長方形の缶体では回転時の遠心力が卓越して長辺方向両側部の液移動を生じにくくなり、共に均一な冷却が進行しにくい。

請求項３の発明によれば、前記昇降回転手段が缶体Ｃを垂直軸線周りに正逆の両方向に回転させるから、その回転方向の転換によって収容液体の撹拌作用がより大きくなり、それだけ短時間でより均一な冷却を行える。

請求項４の発明によれば、昇降回転手段が複数個の缶体Ｃを同時に昇降させつつ回転させるから、冷缶装置として高い冷却処理能率が得られる。

請求項５の発明によれば、昇降回転手段が、缶体Ｃを回転自在に支承する昇降架台５と、この昇降架台５を昇降駆動する昇降アクチュエータ（主昇降シリンダ４Ａ，副昇降シリンダ４Ｂ）と、缶体Ｃを垂直軸線周りに回転動作させる回転機構（ボールねじ３）とで構成され、これらの連動によって高い機能性が得られる。

請求項６の発明によれば、缶冷却部１において昇降架台５を下限位置で待機させておき、缶体Ｃが搬入されると、副昇降シリンダ４Ｂの伸長駆動で昇降架台５を所定高さまで持ち上げることで、該缶体Ｃをターンテーブル６上に載せて搬送面から浮上させ、次いで主昇降シリンダ４Ａ，４Ａの伸縮駆動で昇降架台５を昇降座４０と一体に設定高さ範囲で往復昇降させることで、該缶体Ｃを往復昇降させると同時に前記回転機構によって回転させ、所定回数の往復昇降後に副昇降シリンダ４Ｂの短縮駆動で昇降架台５を下降させて該缶体をターンテーブル６上から搬送面上に移載することにより、該缶体Ｃの収容液体の均一な冷却が短時間で能率よく完了する。

請求項７の発明によれば、昇降回転手段は、缶冷却部１の上部側に取り付けられたボールねじ３からなる回転機構を備え、その垂直ねじ軸３２の下端のクランプ３３が缶体Ｃの上部を把持した状態で、昇降架台５の昇降に伴って自動的に該垂直ねじ軸３２が缶体Ｃと一体に回転しつつ上下動するから、昇降アクチュエータ（主昇降シリンダ４Ａ）による昇降架台５の昇降駆動だけで缶体Ｃを滑らかに正逆回転させることができる。従って、該昇降回転手段として回転専用の駆動機器を必要とせず、構造的により簡素で且つ極めて機能的になる。

請求項８の発明によれば、缶冷却部１に配置したコンベア（メインコンベア１１）の両側の無端帯１１ａ，１１ａに、缶体Ｃが跨がる状態で搬入出され、両無端帯１１ａ，１１ａの間に設置された可動ストッパー８によって定位置で停止するから、冷却に供する該缶体Ｃの位置決めを精度よく確実に行える。

本発明の一実施形態に係る冷缶装置の缶冷却部と搬入出部の配置を示す平面図である。 同冷缶装置における缶冷却部の縦断側面図である。 図２のＸ−Ｘ線の矢視断面図である。 同冷缶装置における回転機構のボールねじを示し、（ａ）は垂直ねじ軸の下限位置での縦断面図、（ｂ）は同上限位置での縦断面図である。 同冷缶装置における昇降架台の下部側に設けたターンテーブルを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線の矢視断面図である。 同冷缶装置における可動ストッパーの動作を示す斜視図である。 同缶冷却部における缶体の把持操作を示し、（ａ）は缶体把持前の縦断正面図、（ｂ）は缶体把持後の縦断正面図である。 同缶冷却部における缶体の昇降回転操作を示し、（ａ）は缶体上昇時の縦断正面図、（ｂ）は缶体下降時の縦断正面図である。

以下に、本発明に係る冷缶装置の一実施形態として、図面を参照して具体的に説明する。この実施形態では、加熱殺菌直後の果汁等の加熱液体を満中状態に封入した一斗缶（１８Ｌ缶）の冷却に適用する冷缶装置を例示している。

図１に示すように、この冷缶装置では、間隔を置いて平行配置した搬入路Ｒ１と搬出路Ｒ２との間に、４つの缶冷却部１が並列配置している。各缶冷却部１は、搬入路Ｒ１及び搬出路Ｒ２に対して直交方向に長い矩形をなし、３個の缶体Ｃを同時に冷却処理するようになっており、これら缶体Ｃの搬入出手段として、その略全長にわたって配置するメインコンベア１１と、搬入路Ｒ１及び搬出路Ｒ２に各々連絡するサブコンベア１２，１２とが配設されている。なお、搬入路Ｒ１及び搬出路Ｒ２は、図の二点鎖線で示す駆動チェーンを介してローラーを回転駆動するチェーン駆動式ローラーコンベアにて構成されている。また、各缶冷却部１のメインコンベア１１及びサブコンベア１２は、同期駆動する平行２条の無端帯１１ａ，１１ａ、１２ａ，１２ａを備えたキャタピラ型チェーンコンベアにて構成され、缶体Ｃが両側の無端帯１１ａ，１１ａ間、１２ａ，１２ａ間に跨がる状態で搬入出される。そして、サブコンベア１２は、その搬送面が搬入路Ｒ１及び搬出路Ｒ２及びメインコンベア１１の搬送面に対して高低に変位するように昇降可能である。

図２及び図３（ａ）（ｂ）に示すように、各缶冷却部１では、アングル材を直方体形状に枠組みした機枠２が配置している。この機枠２の上段部２ａには、前後方向（搬入出方向）に沿って等間隔で配置する３基のボールねじ３と、中間部のボールねじ３の左右両側に配置する主昇降シリンダ４Ａ，４Ａとが台板２１上にボルト止めで固設されると共に、各ボールねじ３の前後及び左右位置から中央側（ボールねじ３の軸心側）へ斜め下向きに冷却水Ｗを噴射する冷却水ノズル７が設置されている。また、該機枠２の中段部２ｂには、メインコンベア１１と図示省略したサブコンベア１２（図１参照）が配置し、メインコンベア１１の両側の無端帯１１ａ，１１ａの間には、該メインコンベア１１上を搬送されてくる各缶体Ｃを前後部及び中間部の３カ所の定位置で停止させるための可動ストッパー８が設置されている。なお、図示を省略しているが、機枠２の左右両側には冷却水の側方外部への飛散を防止するための遮蔽板が嵌装される。

左右の主昇降シリンダ４Ａ，４Ａは上向きの伸縮ロッド４ａ，４ａによって平板状の昇降座４０が昇降可能に支承しており、この昇降座４０上に副昇降シリンダ４Ｂが設置されている。そして、副昇降シリンダ４Ｂの上向き伸縮ロッド４ｂにより、３個の缶体Ｃを載せる昇降架台５が昇降可能に支承されている。これら主昇降シリンダ４Ａ，４Ａ及び副昇降シリンダ４Ｂは、エアシリンダからなり、昇降回転手段の昇降機構を構成する昇降アクチュエータとしての機能を担う。

各ボールねじ３は、昇降回転手段の回転機構を構成するものであり、図４で詳細に示すように、機枠２の台板２１上にボルト止めされた円筒状のケーシング３０に、上部側からスプライン挿嵌した円筒状の固定ナット３１が上端フランジ部３１ａでボルト止めされ、この固定ナット３１に垂直ねじ軸３２が双方のねじ溝間に図示省略した多数のボールを介して螺挿されてなる。そして、垂直ねじ軸３２には、上方外部へ突出する上側棒軸部３２ａと、台板２１を貫通して下方外部へ延出する細径の下側棒軸部３２ｂとが同心状に一体形成されており、その下側棒軸部３２ａの下端にクランプ３３がボルト止めされると共に、該下側棒軸部３２ａには該クランプ３３と台板２１との間に介在する圧縮コイルスプリング３４が嵌装されている。また、クランプ３３は、平行配置した一対の下向きコ字状の係合アーム３３ａ，３３ａを備え、図７（ｂ）に示すように、搬入された缶体Ｃの上端部に両係合アーム３３ａ，３３ａが上方から適嵌係合し得るように寸法設定されている。

一方、垂直ねじ軸３２は、上側棒軸部３２ａの上端部が軸受３５に回転自在に抱持されており、その下限位置では図４（ａ）に示すように上側棒軸部３２ａの根元に設けたフランジ部３２ｃが固定ナット３１の上端フランジ部３１ａに接当すると共に、上限位置では図４（ｂ）に示すように上方へ突出し、その突出分だけクランプ３３が回転を伴って持ち上がることになる。また、図２に示すように、３基のボールねじ３に対応する３個の軸受３５が前後方向に沿う帯板３６の下面側に固着されており、該帯板３６の前後二箇所に螺着した当てボルト３７のボルト頭部３７ａを昇降座４０の下面に接当させている。

昇降架台５は、図２及び図３に示すように、矩形の上板５１と、その四隅部に上端をボルト止めした４本の垂直ロッド５２と、これら垂直ロッド５２の下端にボルト止めされた下枠５３と、該下枠５３上に各ボールねじ３に対応して取り付けられた３基のターンテーブル６とで構成されており、上板５１の中央位置で下方から副昇降シリンダ４Ｂの伸縮ロッド４ｂに支承されると共に、各垂直ロッド５２が機枠２の上段部２ａ及び中段部２ｂと昇降座４０に各々設けたガイド筒２２に昇降自在に挿通している。

各ターンテーブル６は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、昇降架台５の下枠５３上に固着された縦円筒状の台座６ａと、該台座部材６ａに回転自在に支承される回転台６ｂとで構成されている。その台座６ａは、上面中央に枢支孔６０を有すると共に、上縁部外周に４個の支持ローラー６１が９０°の位相差で軸着されている。また、回転台６ｂは、下端側に、台座６ａの枢支孔６０にベアリング６２を介して回転自在に挿嵌する枢軸６３と、該台座６ａの支持ローラー６１上に載る円板部６４と、該円板部６４上に立設した一対の帯板状の支持壁部６５，６５と、両支持壁部６５，６５上に固着したクランプ６６とで構成されている。そのクランプ６６は、平行配置した一対の上向きコ字状の係合アーム６６ａ，６６ａを備え、図７（ｂ）に示すように、ボールねじ３のクランプ３３と同様に両係合アーム６６ａ，６６ａが缶体Ｃの下端部に下方から適嵌係合し得るように寸法設定されている。そして、各回転台６ｂの回転軸心は、ボールねじ３の垂直ねじ軸３２の回転軸心と一致する位置にある。

昇降架台５は副昇降シリンダ４Ｂの駆動によって昇降動作するが、その最下限位置では、図２及び図７（ａ）に示すように、メインコンベア１１の両側の無端帯１１ａ，１１ａの間で、ターンテーブル６のクランプ６６が前後方向に沿う姿勢で搬送面よりも若干低位に配置するように設定されている。

各可動ストッパー８は、図２及び図６に示すように、Ｌ字枠状で、ターンテーブル６のクランプ６６における両係合アーム６６ａ，６６ａの搬送前方側の先端部間に配置する垂直突片８ａを有しており、機枠２の中段部２ｂの台板２３上に設けた出退用エアシリンダ８１の伸縮ロッド８１ａに固着され、該出退用エアシリンダ８１の駆動によって上下動作する。そして、可動ストッパー８の上昇位置では垂直突片８ａがメインコンベア１１の搬送面より上へ突出する一方、下降位置では該垂直突片８ａが同搬送面より若干低位に退避するように設定されている。なお、可動ストッパー８の左右両側にはガイドロッド８２が垂設され、各ガイドロッド８２が台板２３上に立設されたガイド筒８３に摺動自在に挿嵌している。

上記構成の冷缶装置では、図１に示す搬入路Ｒ１を順次に略等間隔で運ばれてくる各缶体Ｃが空いた缶冷却部１に臨む位置に達すると、その缶体Ｃを１番目として、低位にあった搬入側のサブコンベア１２が高位へ変位して該缶体Ｃを持ち上げて搬入路Ｒ１から離脱させ、その駆動によって缶冷却部１へ送り込み、次いで該サブコンベア１２が低位へ変位することで缶体Ｃをメインコンベア１１に移載させ、このメインコンベア１１の駆動によって該缶体Ｃを少し前方へ送ると共に、続いて該缶冷却部１に臨む位置に達した２番目の缶体Ｃを同様の手順でメインコンベア１１に載せて少し前方へ送る。更に３番目の缶体Ｃを同様にしてメインコンベア１１に載せると、該メインコンベア１１を駆動して３つの缶体Ｃを前方へ送りつつ、３番目から２番目、１番目と順次に各缶体Ｃを可動ストッパー８にて昇降架台５の各ターンテーブル６上の位置に停止させる。

空いた缶冷却部１では、上述のように３個の缶体Ｃの受け入れが完了するまでの間、図７（ａ）に示すように、昇降架台５が下限位置にあり、これによって下側のクランプ６６が前後方向に沿う状態でメインコンベア１１の搬送面より低位で待機すると共に、ボールねじ３の垂直ねじ軸３２もクランプ３３が左右方向に沿う状態で下限位置にあるが、その上側のクランプ３３は図示の如く搬入時の缶体Ｃから離間した上位にある。無論、各冷却水ノズル７は噴射を停止している。なお、メインコンベア１１による搬送部の左右両側に沿って、缶体Ｃの搬送方向ずれを防ぐためのガイドバー９が配設されている。

上述のように缶冷却部１への３個の缶体Ｃの受入れが完了すると、図７（ｂ）に示すように、各冷却水ノズル７が作動して冷却水Ｗを噴射すると共に、副昇降シリンダ４Ｂの伸長駆動によって昇降架台５が上昇し、これに伴って下側のクランプ６６が缶体Ｃの下端部に下方から嵌合して該缶体Ｃを持ち上げてメインコンベア１１から離脱させ、次いで副昇降シリンダ４Ｂのストローク上限で各缶体Ｃの上端部が上側のクランプ３３に係合する。かくして各缶体Ｃが上下のクランプ３３，６６に保持された状態で、主昇降シリンダ４Ａ，４Ａが伸縮駆動し、これによって昇降座４０と一体に昇降架台５が上記副昇降シリンダ４Ｂによる持ち上げ位置を下限として往復昇降すると共に、該昇降架台５のターンテーブル６に載った各缶体Ｃがボールねじ３によって垂直軸線周りに回転する。

すなわち、主昇降シリンダ４Ａ，４Ａの伸長作動では、図８（ａ）に示すように、昇降架台５の上昇に伴い、各ボールねじ３の垂直ねじ軸３２が下方からの押し上げによって回転しつつ上動するから、上下のクランプ３３，６６によって保持された各缶体Ｃも垂直ねじ軸３２と一体に回転しつつ上昇する。一方、主昇降シリンダ４Ａ，４Ａの短縮作動では、図８（ｂ）に示すように、下降する昇降座４０と一体に昇降架台５も下降するが、昇降座４０が当てボルト３７を介して各ボールねじ３の垂直ねじ軸３２を押し下げるから、該垂直ねじ軸３２が回転しつつ下動し、もって各缶体Ｃも下降しつつ上昇時とは逆方向に回転する。なお、垂直ねじ軸３２の下側棒軸部３２ａに嵌装された圧縮コイルスプリング３４は昇降架台５の上昇時には圧縮されるから、その蓄力によって昇降架台５の上昇から下降への転換が迅速になされる。

かくして、主昇降シリンダ４Ａ，４Ａの伸縮駆動による所要回数の往復昇降が終了すれば、冷却水ノズル７からの冷却水Ｗの噴射を止めると共に、往復昇降の下限位置で停止した昇降架台５を副昇降シリンダ４Ｂの短縮駆動によって更に下降させる。この下降に伴って缶体Ｃの上端部が上側のクランプ３３から離脱し、次いで下側クランプ６６がメインコンベア１１の搬送面より下位に退避することで該缶体Ｃの下端部から離脱し、もって該缶体Ｃがターンテーブル６からメインコンベア１１上に移載される。続いてメインコンベア１１の駆動により、各缶体Ｃは前方へ運ばれて搬出側のサブコンベア１２を介して順次に搬出路Ｒ２（図１参照）へ移されて搬出される。

なお、主昇降シリンダ４Ａ，４Ａの伸縮駆動による昇降架台５の往復昇降は、缶体Ｃが一斗缶である場合、昇降の往復を一回として通常２０〜３０回程度であり、時間的には５〜６分程度で終了する。また、この缶冷却部１での冷却処理中に、並列した他の缶冷却部１でもタイムラグを置いて順次に缶体Ｃの搬入、冷却、搬出が行われる。

上記実施形態で示すように、本発明の冷缶装置では、缶冷却部１に搬入された加熱液体入りの缶体Ｃは昇降しつつ回転しながら冷却水Ｗを浴びるから、収容液体が昇降と回転の連動によって上下方向及び内外方向に激しく動いて撹拌され、これに伴って缶壁近傍の液体が常時急速に更新され、もって缶壁を通した冷却水Ｗとの熱交換が収容液体の全体に効率よく行きわたり、収容液体の全量が短時間で均一に冷却される。従って、この冷缶装置によれば、従来のような缶中心部の冷却遅れによる芯焼けを確実に防止できると共に、局所的な冷却遅れによる熱変質を生じる懸念もなく、また缶体Ｃの昇降回転は一律に設定できるから、缶体Ｃ間で冷却状態の違いによる液体品質の差を生じることもない。

特に、実施形態のように、缶体Ｃを上昇時と下降時で逆方向に回転させる構成では、その回転方向の転換によって収容液体の撹拌作用がより大きくなり、それだけ短時間でより均一な冷却を行える。また、実施形態のように複数個の缶体Ｃを同時に昇降させつつ回転させる構成によれば、冷缶装置として高い冷却処理能率が得られる。更に、実施形態のように、缶冷却部１に配置したメインコンベア１１の両側の無端帯１１ａ，１１ａに缶体Ｃが跨がる状態で搬入出させ、両無端帯１１ａ，１１ａの間に設置された可動ストッパー８によって定位置で停止させる構成とすれば、冷却に供する該缶体Ｃの位置決めを精度よく確実に行える。

本発明の冷缶装置を適用する缶体Ｃとしては、特に制約されないが、例示した一斗缶（容量１８Ｌ）や半斗缶（容量９Ｌ、半切り缶とも称される）のように、容量８Ｌ以上で平面視略正方形の金属製角形缶が好適である。すなわち、このような角形缶では、収容液体量が多いにも関わらず、角形であることで回転に伴う収容液体の撹拌作用が大きくなるから、より短時間でより均一な冷却を行えるという利点がある。すなわち、平面視略正方形の角形缶では、垂直軸線周りに回転する際、四隅部の液体が一旦中心側へ戻る形で移動してゆくから、その移動の流れで缶内が激しく擾乱されることになる。これに対し、円筒形の缶体では、回転時に収容液体が乱れずに缶壁に沿って周回する流れになり、半径方向の液移動が少なくなるため、缶中心側の冷却が進行しにくい。また、平面視長方形の缶体では、回転時の遠心力が卓越して長辺方向両側部の液移動を生じにくいため、やはり缶中心側の冷却が進行しにくい。

一方、本発明の冷缶装置では、缶冷却部１において冷却水Ｗの噴射下で缶体Ｃを昇降回転させるだけでよいから、簡素な装置構成で組立製作を低コストで容易に行えると共に、設置スペースも少なくて済むという利点がある。その昇降回転手段としては、様々な方式を採用できるが、実施形態で代表するように、缶体Ｃを回転自在に支承する昇降架台５と、この昇降架台５を昇降駆動する昇降アクチュエータと、缶体Ｃを垂直軸線周りに回転動作させる回転機構とで構成すれば、これらの連動によって高い機能性が得られる。

上記の昇降アクチュエータとしては、実施形態では往復昇降を担う主昇降シリンダ４Ａと、搬送面に対する缶体Ｃの離接を担う副昇降シリンダ４Ｂとを用いているが、これらに代わる様々な昇降駆動方式を採用できる。また、往復昇降を担う主昇降シリンダ４Ａを機枠２の下部側に取り付けたり、副昇降シリンダ４Ｂを昇降架台５におけるターンテーブル６の支持部に介在させ、該ターンテーブル６の上下動によって搬送面に対する缶体Ｃの離接を行う構成とすることも可能である。

更に、昇降回転手段の回転機構としては、実施形態のようなボールねじ３に限らず、例えば、各ターンテーブル６の回転台６ｂに突設したレバーを水平バーに枢着し、この水平バーをエアシリンダ等で進退させることで回転台６ｂを往復回動させる方式や、該回転台６ｂに一体化したピニオンをラックに噛合させ、このラックをエアシリンダ等で進退させることで回転台６ｂを往復回動させる方式等、他の種々の方式を採用できる。ただし、実施形態のようなボールねじ３によれば、その垂直ねじ軸３２の下端のクランプ３３によって缶体Ｃの上部を把持した状態で、昇降架台５の昇降に伴って自動的に該垂直ねじ軸３２が缶体Ｃと一体に回転しつつ上下動するから、昇降架台５の昇降駆動だけで缶体Ｃを滑らかに正逆回転させることができ、回転専用の駆動機器を必要とせず、構造的に非常に簡素で且つ極めて機能的になるという利点がある。

なお、実施形態では、垂直ねじ軸３２の上端部を抱持する軸受３５を前後方向に沿う帯板３６の下面側に固着し、該帯板３６の螺着した当てボルト３７のボルト頭部３７ａを昇降座４０の下面に接当させているから、この当てボルト３７の螺合位置を上下に変更することで、適用する缶体Ｃの高さの違いに応じて上側クランプ３３の高さを調整できるという利点がある。しかるに、適用する缶体Ｃの高さが一定である場合、軸受３５を昇降座４０に直接に取り付けてもよい。また、圧縮コイルスプリング３４は省略可能である。

その他、本発明の冷缶装置では、缶冷却部１の配置数、各缶冷却部１での冷却処理に供する缶体Ｃの数、缶冷却部１に対する缶体Ｃの搬入出手段及び搬入出方向、昇降架台５の形態、上下のクランプ３３，６６の形態及び取付構造、各機能部材の形状と取付位置及び取付構造等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。

１ 缶冷却部
１１ メインコンベア（搬入出手段）
１１ａ 無端体
１２ サブコンベア（搬入出手段）
２ 機枠
３ ボールねじ（昇降回転手段の回転機構）
３１ 固定ナット
３２ 垂直ねじ軸
３３ クランプ
４Ａ 主昇降シリンダ（昇降回転手段の昇降アクチュエータ）
４ａ 伸縮ロッド
４Ｂ 副昇降シリンダ（昇降アクチュエータ）
４ｂ 伸縮ロッド
４０ 昇降座
５ 昇降架台
６ ターンテーブル
７ 冷却水ノズル
８ 可動ストッパー
Ｃ 缶体
Ｗ 冷却水

Claims (8)

1. 冷却水ノズルが配置した缶冷却部と、加熱液体入りの缶体を缶冷却部へ送り込むと共に冷却後の缶体を該缶冷却部から送り出す搬入出手段と、該缶冷却部において缶体を昇降させつつ垂直軸線周りに回転させる昇降回転手段とを備え、
   前記昇降回転手段によって昇降回転中の缶体に対し、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射することによって該缶体内の液体を冷却するように構成されてなる冷缶装置。
2. 前記缶体が容量８Ｌ以上で平面視略正方形の金属製角形缶である請求項１に記載の冷缶装置。
3. 前記昇降回転手段が缶体を垂直軸線周りに正逆の両方向に回転させるように構成されてなる請求項１又は２に記載の冷缶装置。
4. 前記昇降回転手段が複数個の缶体を同時に昇降させつつ回転させるように構成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の冷缶装置。
5. 前記昇降回転手段は、缶体を回転自在に支承する昇降架台と、この昇降架台を昇降駆動する昇降アクチュエータと、缶体を垂直軸線周りに回転動作させる回転機構とから構成されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の冷缶装置。
6. 前記昇降アクチュエータは、缶冷却部の機枠に固定された主昇降シリンダと、その伸縮ロッドに支承される昇降座に固定された副昇降シリンダとからなり、
   前記昇降架台が上部側で副昇降シリンダの伸縮ロッドに支承されると共に、該昇降架台の下部側に缶体を回転自在に支持するターンテーブルが取り付けられ、
   昇降架台が下限位置で待機する缶冷却部に搬入された缶体は、副昇降シリンダの伸長駆動で昇降架台を所定高さまで持ち上げることにより、ターンテーブル上に載って搬送面から浮上し、次いで主昇降シリンダの伸縮駆動で昇降架台を前記昇降座と一体に往復昇降させることにより、設定高さ範囲で昇降しつつ前記回転機構によって回転し、所定回数の往復昇降後に副昇降シリンダの短縮駆動で昇降架台を下降させることにより、ターンテーブル上から搬送面上に移載されるように構成されてなる請求項５に記載の冷缶装置。
7. 前記回転機構は、缶冷却部の機枠の上部に固着された固定ナットに垂直ねじ軸が螺挿されたボールねじからなり、その垂直ねじ軸の下端部に缶体の上部を把持するクランプが固着されており、該垂直ねじ軸の設定下限位置において上昇する前記昇降架台に支承された缶体の上部が前記クランプに把持され、続く昇降架台の上昇によって該垂直ねじ軸が缶体と一体に一方向に回転しつつ設定上限位置まで上動し、次いで昇降架台の下降によって該垂直ねじ軸が缶体と一体に逆方向に回転しつつ下動するように構成されてなる請求項５又は６に記載の冷缶装置。
8. 缶冷却部に、前記搬入出手段として同期駆動する平行２条の無端帯を備えた搬送コンベアが配置し、缶体が両側の無端帯に跨がる状態で搬入出されるように構成され、両無端帯の間に缶体を定位置で停止させる可動ストッパーが設置されてなる請求項１〜７のいずれかに記載の冷缶装置。

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