JP2021516614A

JP2021516614A - 容器内異物除去装置

Info

Publication number: JP2021516614A
Application number: JP2020550092A
Authority: JP
Inventors: ジュン・スー・キム; ヨン・スー・ソン; チュン・ホン・パク; イェ・フン・イム; スン・テ・ファン
Original assignee: エルジー・ケム・リミテッド
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-07-08
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: CN111902221B; CN111902221A; EP3782743A1; WO2020067796A1; KR20200035616A; EP3782743A4; EP3782743B1; US20210023593A1; KR102398443B1; JP7058843B2

Abstract

本発明の一実施例による容器内異物除去装置は、開口部が形成された容器を搬送する搬送機器と、容器の開口部にガスを噴射する第１ノズルとを含み、第１ノズルは、容器の中心を通りながら容器の搬送される搬送方向に延びる仮想の垂直面を境界として、一側に第１隔離距離だけ離隔して配置される、容器内異物除去装置を提供しようとするものである。

Description

本発明は、容器内異物除去装置に関し、具体的には、容器の内部にある異物を除去するために、容器を搬送しながらその内部にガスを投入して異物を除去する装置に関する。

一般的に、円筒状容器の内部の異物を除去するために、缶内部にブロワノズルを介してガスを投入して異物を除去する方法が用いられている。

搬送機器を介して円筒状容器を搬送させ、搬送経路に沿ってブロワノズルを設け、容器の開口部がブロワノズルの上を通り過ぎるとき、缶内部に強い気流のガスが投入されて容器の内壁に付着した異物が外部に排出される。

しかし、ブロワノズルの位置が、搬送される容器の中心ラインに合わせて配置された場合、容器の内部に投入されるガスの気流と排出される気流とがぶつかって停滞し、異物除去性能が減少する問題があった。

本発明に係る容器内異物除去装置は、上述した問題を解決するためのものであって、ノズルの配置を異ならせることで、容器内の気流が停滞する現象を減少させて、容器内の異物を効果的に除去しようとするものである。

本発明に係る容器内異物除去装置は、ノズルを搬送される容器の中心ラインから所定間隔だけ離隔して配置することで、容器内に投入される気流が停滞する現象を減少させて、容器内の異物を効果的に除去しようとするものである。

本発明の一実施例による容器内異物除去装置を示す図である。本発明の一実施例による容器内異物除去装置の容器およびノズルの配置を示す図である。本発明の比較例と一実施例の容器内の平均流速および容器内壁の平均剪断応力の解析結果を示す図である。本発明の比較例と一実施例の容器内部の気流の解析結果を示す図である。本発明の他の実施例による容器内異物除去装置のノズルの配置を示す図である。本発明の他の実施例による複数のノズルセットを示す図である。

本実施例において、容器の搬送される搬送方向に沿って第１ノズルから離隔して配置され、容器の開口部にガスを噴射する第２ノズルを含み、第２ノズルは、仮想の垂直面を境界として、他側に第２隔離距離だけ離隔して配置される。

本実施例において、容器の開口部は、下方を向くように配置され、第１ノズルは、容器の下方に配置されて、容器の開口部にガスを噴射できる。

本実施例において、容器は、円筒形状であり、第１隔離距離および第２隔離距離の少なくとも１つは、容器の半径の４／５の距離を有することができる。

本実施例において、第１隔離距離と第２隔離距離とは同一であってよい。

本実施例において、第１ノズルの直径は、第１隔離距離より小さく、第２ノズルの直径は、第２隔離距離より小さくてよい。

本実施例において、搬送機器は、搬送機器上で容器が第１ノズルから噴射されるガスの圧力によって脱落するのを防止するために、搬送機器と容器との結合を補助支持する支持部材を含むことができる。

本実施例において、第１ノズルおよび第２ノズルは、１つのノズルセットで備えられ、搬送方向に沿って複数個配置される。

本発明の他の実施例において、ノズルセットは、第１セットおよび第２セットを含み、第１セットの第１ノズルの第１隔離距離と第２ノズルの第２隔離距離とは異なり、第２セットの第１ノズルの第１隔離距離は、第１セットの第２ノズルの第２隔離距離と同一であり、第２セットの第２ノズルの第２隔離距離は、第１セットの第１ノズルの第１隔離距離と同一であってよい。

本発明は、添付した図面とともに詳細に後述する実施例を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は、以下に開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現可能であり、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義される。一方、本明細書で使われた用語は実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、文章で特に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使われる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作および／または素子は、１つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するのに使われるが、構成要素は用語によって限定されてはならない。用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例による容器内異物除去装置１を示す図である。図２は、本発明の一実施例による容器内異物除去装置１の容器とノズルの配置を示す図である。

図１および図２を参照すれば、本発明は、容器Ｃの内部の異物を除去するために、容器を搬送しながら容器の内部にガスを投入してガスの圧力で異物を除去する容器内異物除去装置１に関する。説明の便宜のために、以下、容器は、外径が１７．７ｍｍ、内径（２＊ｒ）が１７ｍｍ、高さが６８．４ｍｍである円筒状の形状を有し、その一端部が開口した開口部が形成されたものと見なして説明する。

容器内異物除去装置１は、搬送機器１０と、第１ノズル２１と、第２ノズル２２とを含むことができる。

搬送機器１０は、容器を搬送する機器であってよい。搬送機器１０は、容器の開口部が下方を向くようにして搬送できる。搬送機器１０は、それに対して容器が第１ノズル２１から噴射されるガスの圧力によって脱落するのを防止するために、搬送機器１０と容器との結合を補助支持する支持部材（図示せず）を含むことができる。例えば、容器はクランプ（図示せず）で掴まれて搬送機器に結合されており、結合部分の周りに、容器の外径に対応する枠形状の支持部材が設けられ、容器が揺れたり脱落するのを防止できる。

第１ノズル２１は、容器の開口部にガスを噴射するノズルであってよい。第１ノズル２１は、その端部で測定されるガスの流速が５０ｍ／ｓであってよい。第１ノズル２１は、開口部が下方を向いた状態で搬送される容器の内部にガスを噴射するために、容器の下方に配置される。

第１ノズル２１は、搬送方向に延びるが、容器の中心を通る仮想の垂直面Ａを境界として、一側に第１隔離距離ｄ１だけ離隔して配置される。第１隔離距離ｄ１は、仮想の垂直面Ａから円形の端部を有するノズルの中心までの距離であってよい。一例として、第１隔離距離ｄ１は６．８ｍｍである。

ノズル（図示せず）の中心が容器の中心の移動経路上にあるときは、容器の移動中に容器内の気流が停滞して異物が除去されない区間が発生しうる。例えば、容器がノズルの位置した区間上を通り過ぎる時間は約２．７７秒である。この場合に、容器内の気流が停滞する時間は約１秒である。本発明では、容器の中心の移動経路上に設けられる仮想の垂直面Ａに対して第１ノズル２１を一側に６．８ｍｍだけ離隔して配置して、容器がノズル上を通り過ぎる時間は１．７７秒となるように構成できる。

第２ノズル２２は、容器の開口部にガスを噴射するノズルであってよい。第２ノズル２２は、容器の搬送される搬送方向に沿って第１ノズル２１から離隔して配置され、上記仮想の垂直面Ａを境界として、他側に第２隔離距離ｄ２だけ離隔して配置される。一例として、第２隔離距離は６．８ｍｍである。第２ノズル２２は、開口部が下方を向いた状態で搬送される容器の内部にガスを噴射するために、容器の下方に配置される。

第１隔離距離ｄ１および第２隔離距離ｄ２の少なくとも１つは、容器の半径ｒの４／５の距離を有することができる。これによって、容器の内部に投入されるガスと排出されるガスの経路が重ならないように気流が形成される。また、第１隔離距離ｄ１と第２隔離距離ｄ２とは同一であってよい。

第１ノズル２１の直径は、第１隔離距離ｄ１より小さく、第２ノズル２２の直径は、第２隔離距離ｄ２より小さくてよい。一例として、第１隔離距離ｄ１および第２隔離距離ｄ２が６．８ｍｍの場合に、第１ノズル２１および第２ノズル２２の直径は３．２ｍｍである。

第１ノズル２１および第２ノズル２２は、１つのノズルセット２０で備えられ、搬送方向に沿って複数個配置される。一例として、ノズルセット２０は３個備えられる。本実施例において、ノズルセット２０が１つの場合に６０．０％の異物除去効果があり、ノズルセット２０が３つの場合は９１．３％の異物除去効果があることが分かった。

以下、本発明の一実施例による容器内異物除去装置１に対する数値解析実験結果について説明する。

図３は、本発明の比較例と一実施例の容器内の平均流速および容器内壁の平均剪断応力の解析結果を示す図である。具体的には、搬送機器１０は、容器を同じ速度で搬送させ、ノズルを介してその内部に気流を投入させて実験した結果を示す図である。

図３を参照すれば、本発明の比較例は、搬送される容器の中心を通る仮想の垂直面Ａと同一線上に複数のノズルが配置されたものを対象とする。本比較例による容器内異物除去装置１の体積−平均流速は、容器がノズル配置区間に進入しながら約７ｍ／ｓまで上昇してから、ノズルが容器の中心に隣接した区間を通り過ぎる０．２ｓｅｃ〜０．３ｓｅｃの時間帯で減少して約３ｍ／ｓまで下降することを確認できる。これは、容器内に投入されるガスの気流と排出される気流とがぶつかり合って停滞するためと把握できる。

これに対し、本発明の一実施例による容器内異物除去装置１は、０．２ｓｅｃ〜０．３ｓｅｃの時間帯にも体積−平均流速が７ｍ／ｓに維持されることを確認できる。これによって、本実施例では、容器内でガスの気流が停滞する現象が減少することが分かる（図３（ａ）参照）。

これとともに、図３（ｂ）を参照すれば、比較例において、容器内壁の平均剪断応力は０．２ｓｅｃ〜０．３ｓｅｃの時間帯で０．４Ｐａに減少する区間が発生することを確認できる。このような現象は、容器内部の気流の停滞によるものであり、容器内壁に加えられる剪断応力の減少によって容器内壁に付着した異物の除去効果が減少することが分かる。

これに対し、一実施例では、容器内壁の剪断応力が１Ｐａ以上に維持されることを確認できる。これによって、容器内壁に付着した異物の除去が容易に行われることが分かる。

図４は、本発明の比較例と一実施例の容器内部の気流の解析結果を示す図である。

図４（ａ）は、比較例において、搬送される容器にその中心を通る搬送経路上に配置されたノズルからガスを投入して、容器とノズルの相対位置による一定速度を有する気流の形状ｅ’の変化を示すものである。図４（ｂ）は、本発明の一実施例において、搬送される容器にその中心を通る搬送経路で一側に離隔して配置されたノズルからガスを投入して、容器とノズルの相対位置による一定速度を有する気流の形状ｅを示すものである。

比較例において、ノズル２１’の端部から延びて容器Ｃ内に投入される気流の形状ｅ’は、流速が１５ｍ／ｓに相当する部分を示すものであり、その大きさが大きいほど、容器内で気流の循環が良くなり、流速が速いと考えられる。ノズル２１’が容器内部の中心区間を通過するとき、気流の形状の大きさが小くなるのをみれば、このときに気流の循環が良くなく、容器内部の流速が減少することが分かる。これに対し、一実施例では、気流の形状ｅの大きさが減少せずに維持されることを確認でき、剪断応力もノズルが容器の中心から離隔して配置される区間と中心に隣接して配置される区間とでも大きな差が生じないことを確認できる。

以下、本発明の他の実施例による容器内異物除去装置１について説明する。

図５は、本発明の他の実施例による容器内異物除去装置１のノズルの配置を示す図である。図６は、本発明の他の実施例による複数のノズルセット２０を示す図である。

図５および図６を参照すれば、本発明の他の実施例による容器内異物除去装置１は、複数のノズルセット２０を含むことができる。一例として、ノズルセット２０は、第１セットおよび第２セットを含むことができる。

第１セットの第１ノズル２１の第１隔離距離ｄ１’と第２ノズル２２の第２隔離距離ｄ２’とは異なり、第２セットの第１ノズル２１の第１隔離距離ｄ１’は、第１セットの第２ノズル２２の第２隔離距離ｄ１’と同一であり、第２セットの第２ノズル２２の第２隔離距離ｄ２’は、第１セットの第１ノズル２１の第１隔離距離ｄ２’と同一であってよい。

これによって、ノズルの位置が多様化して、容器の内部に投入されるガスの流入経路が多様になり、容器内部のすべての位置にガスの気流が供給されて異物除去の効果が上昇できる。

本発明に係る容器内異物除去装置１は、ノズルを搬送される容器の中心ラインを通る仮想の垂直面Ａから所定間隔だけ離隔して配置することで、容器Ｃ内に投入される気流が停滞する現象を減少させて、容器内の異物を効果的に除去できる。

以上の説明は、本発明の技術的思想を例示的に説明したに過ぎないものであって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で多様な修正および変形が可能であろう。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は以下の請求の範囲によって解釈されなければならず、それと同等範囲内にあるすべての技術的思想は、本発明の権利範囲に含まれると解釈されなければならない。

１：容器内異物除去装置
１０：搬送機器
２０：ノズルセット
２１：第１ノズル
２２：第２ノズル

Claims

開口部が形成された容器を搬送する搬送機器と、
前記容器の開口部にガスを噴射する第１ノズルとを含み、
前記第１ノズルは、前記容器の中心を通りながら前記容器の搬送される搬送方向に延びる仮想の垂直面を境界として、一側に第１隔離距離だけ離隔して配置される、容器内異物除去装置。
前記容器の搬送される搬送方向に沿って前記第１ノズルから離隔して配置され、前記容器の開口部にガスを噴射する第２ノズルを含み、
前記第２ノズルは、前記仮想の垂直面を境界として、他側に第２隔離距離だけ離隔して配置される、請求項１に記載の容器内異物除去装置。
前記容器の開口部は、下方を向くように配置され、前記第１ノズルは、前記容器の下方に配置されて、前記容器の開口部にガスを噴射する、請求項１または２に記載の容器内異物除去装置。
前記容器は、円筒形状であり、前記第１隔離距離および前記第２隔離距離の少なくとも１つは、前記容器の半径の４／５の距離を有する、請求項２に記載の容器内異物除去装置。
前記第１隔離距離と前記第２隔離距離とは同一である、請求項２または４に記載の容器内異物除去装置。
前記第１ノズルの直径は、前記第１隔離距離より小さく、
前記第２ノズルの直径は、前記第２隔離距離より小さい、請求項２、４、または５に記載の容器内異物除去装置。
前記搬送機器は、
前記搬送機器上で前記容器が前記第１ノズルから噴射されるガスの圧力によって脱落するのを防止するために、前記搬送機器と前記容器との結合を補助支持する支持部材を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の容器内異物除去装置。
前記第１ノズルおよび前記第２ノズルは、１つのノズルセットで備えられ、前記搬送方向に沿って複数個配置される、請求項２、４、５、または６に記載の容器内異物除去装置。
前記ノズルセットは、第１セットおよび第２セットを含み、
前記第１セットの前記第１ノズルの第１隔離距離と前記第２ノズルの第２隔離距離とは異なり、前記第２セットの第１ノズルの第１隔離距離は、前記第１セットの第２ノズルの第２隔離距離と同一であり、前記第２セットの第２ノズルの第２隔離距離は、前記第１セットの第１ノズルの第１隔離距離と同一である、請求項８に記載の容器内異物除去装置。