JP2022551179A - 定置洗浄ロボットノズルシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、乾燥区域（２２）および流体区域（２３）を備える第１の本体部品（２１）と、第１の本体部品に同軸で配置される第２の本体部品（２５）と、ノズル軸（ＮＡ）を有するノズル部品（２６）と、第１の本体部品または第２の本体部品に配置される流体入口（２４）と、ノズル部品に配置される流体出口（２７）と、を備える、複雑な形の表面を洗浄するための定置洗浄ノズルシステム（１）に関し、ノズルシステムは、ノズル部品および／または本体部品の回転移動を制御するためのインテリジェント制御ユニット（２８）に動作可能に接続される。本発明はさらに、定置洗浄ノズルユニットを使用する、容器を洗浄するための方法に関する。

Description

本発明は、乾燥区域および流体区域を備える第１の本体部品と、第１の本体部品に同軸で配置される第２の本体部品と、ノズル軸を有するノズル部品と、第１の本体部品または第２の本体部品に配置される流体入口と、ノズル部品に配置される流体出口と、を備える、複雑な形の表面を洗浄するための定置洗浄ロボットノズルシステムに関する。

定置洗浄（ＣＩＰ： Ｃｌｅａｎ－ｉｎ－ｐｌａｃｅ）は、表面へのアクセスを得るために機器の分解を伴わずに、管、チューブ、管腔、容器、処理機器、フィルタ、および関連する接続器具の内面を洗浄する方法である。典型的には、ＣＩＰの前に、機器は分解され、手作業で洗浄される。そのため、効率的な洗浄および高い衛生レベルに大きく依存する産業にとって、ＣＩＰは大きな前進であった。これは、例えば、乳製品、飲料、醸造、加工食品、薬品、大規模な調理場、化粧品などの分野における産業に関連する。

ＣＩＰを使用する産業にとっての便益は、洗浄がより速く、少ない労働力で済み、より信頼できて繰り返し可能なことである。さらに、ＣＩＰは、関連する人員に対して、化学曝露の危険性を小さくすることを容易にし、処理される物品と混ざる洗浄剤についても、化学曝露の危険性を小さくすることを容易にする。汚れの負荷および処理形状に応じて、ＣＩＰ設計の指針は、典型的には以下のうちの１つである。
・ 良好な洗浄をもたらすために、激しい乱流で大きな流量の洗浄溶液を送る（例えば、管回路および一部の充填機器に適用する）。
・ 表面を完全に濡らすために低エネルギーの噴霧として溶液を送る（静的な噴霧球体ノズルが使用され得る軽度の汚れ／汚染の管腔に適用する）。
・ 高エネルギーの衝突する噴霧流体を送る（移動可能な噴霧ノズルが使用できる重度の汚れ／汚染または大きい直径の管腔に適用する）。

しかしながら、上記の指針のすべてが、水圧自体によって駆動される完全に機械的なノズルに依存する。このことは、洗浄が、洗浄される表面に関しては見境がなく、排水の測定および視覚的な検査に依存するため、非効率的で無作為な洗浄をもたらす。このような測定または検査で否定的な応答が返ってきた場合は、ＣＩＰシステム全体が再び開始でき、つまり、最初にすでに洗浄されている大きな領域を再び洗浄する。

洗浄の品質を評価することは、洗浄される領域のうちの最も要求の高い部分に基づかれており、つまり実際には、最小公分母に必要とされる洗浄を決定させていることと同様である。しかしながら、微小なバクテリアの成長は、成長するのに小さい領域が汚れていることしか必要としない、または、洗浄するのがより難しい領域しか必要としないため、すべての表面が等しく洗浄されることが絶対的に必要である。

具体的には、規制の強化、および、取り扱われるより繊細な物質のため、施設のより良好でより安全な洗浄に対する要求が引き続き増加している。

先行技術の上記の不都合および欠点を全部または一部で克服することが、本発明の目的である。より明確には、局所的な領域の特定の洗浄を提供することで、既存のノズルシステムより速く効率的である向上した定置洗浄ロボットノズルシステムを提供することが目的である。

上記の目的は、以下の記載から明らかとなる数多くの他の目的、利点、および特徴と共に、複雑な形の表面を洗浄するための定置洗浄ノズルシステムであって、乾燥区域および流体区域を備える第１の本体部品（２１）と、第１の本体部品に同軸で配置される第２の本体部品（２５）と、ノズル軸（ＮＡ）を有し、第２の本体部品に配置されるノズル部品と、第１の本体部品または第２の本体部品に配置される流体入口と、ノズル部品に配置される流体出口と、を備え、閉位置において、第２の本体部品は第１の本体部品へと格納され、ノズル部品は第２の本体部品へと格納され、開位置において、第２の本体部品は第１の本体部品から外へ伸ばされ、ノズル部品は第２の本体部品から外へ突出し、ロボットノズルシステムは、ノズル部品、第１の本体部品、および／または第２の本体部品の回転移動を制御するための制御ユニット（２８）に動作可能に接続される、定置洗浄ノズルシステムによる本発明による解決策によって達成される。

この方法で、第２の本体部品およびノズル部品の移動をインテリジェントに制御することが可能であり得る。さらに、洗浄される機器に対する本体部品および／またはノズル部品の正確な位置を常に知ることが可能とでき、つまり、本体部品および／またはノズル部品が押し戻され得るゼロ点／基準点を決定することが可能とできる。この方法で、無作為ではない状況が達成され、つまり、ノズル部品、およびそれによる流体出口の完全に制御された経路が達成される。この方法で、他の領域に費やされる時間を増やすことなく、ロボットノズルシステムに局所的な領域を必要とされる限りにわたって洗浄させることができる。これは、完全に洗浄するために必要な時間を相当に短縮する。例として、大きなステンレス鋼の管腔の内側の滑らかな表面は短い洗浄サイクルを必要とするだけであるが、入口、出口、および検査開口の周りの領域は、より長い洗浄サイクルまたは増加した洗浄強度を必要とする。本発明によれば、このような洗浄過程は、局所的な領域の条件に応じて適合および調整され得る。

システムが洗浄される容積に伸縮して出入りすることができ、ノズル部品が第２の本体部品から外へ伸び、第２の本体部品が第１の本体部品から外へ伸びるノズルシステムを提供することによって、容積から完全に格納可能であるが、ノズル軸を複数の方向に方向付けるために容積の内側での操縦性をなおも有し、それによって容積の内側の表面の大部分を洗浄するシステムを提供することが可能である。閉位置において、第２の本体部品およびノズル部品は、ノズル部品が洗浄される容積の外側で位置決めされるように、第１の本体部品の内側で位置決めされる。しかしながら、容積が洗浄されるとき、ノズルシステムはその閉位置から開位置へと変換させられ、第２の本体部品は第１の本体部品の外へ伸び、ノズル部品は第２の本体部品の外へ伸び、ノズル部品を洗浄される容積にアクセスさせることができる。

一実施形態では、第２の本体部品は長手方向軸に沿って回転可能であり、第２の本体部品は第１の本体部品に対して回転することができる。第１の本体部品は、例えばノズルシステムの筐体とでき、洗浄されることになる物品に対して固定されてもよく、第２の本体部品は、第１の本体部品に対して回転させることができ、それによって、第２の本体部品を回転させることで、第１の本体部品および／または洗浄される表面に対してノズル部品の位置を変えることができる。

一実施形態では、第２の本体部品は外側境界を有してもよく、ノズル部品は、ノズルシステムがその閉位置にあるとき、第２の本体部品の外側境界の中に位置決めされ得る。したがって、第２の本体部品が第１の本体部品へと格納されるとき、ノズル部品は第２の本体部品の外側境界の中に位置決めされ、ノズル部品は、第１の本体部品に対する第２の本体部品の格納および／または伸び出しと干渉しない。

一実施形態では、第２の本体部品は外側境界を有することができ、ノズルは、ノズルシステムがその開位置にあるとき、第２の本体部品の外側境界の外側に少なくとも部分的に位置決めされ得る。したがって、第２の本体部品が第１の本体部品から外に伸ばされたとき、ノズル部品は第２の本体から外に伸ばされ、ノズル部品を第１の本体部品の境界を越えて伸ばすことができる。

一実施形態では、第２の本体部品は外側境界を有してもよく、第２のノズル部品の流体出口は、ノズルシステムがその開位置にあるとき、第２の本体部品の外側境界の外側に位置決めされ得る。したがって、ノズル部品が第２の本体部品の外へ伸ばされるとき、流体出口は第２の本体部品の外側に位置決めされ得る。

一実施形態では、第２の本体部品は外側境界を有してもよく、第２のノズル部品の流体出口は、ノズルシステムがその閉位置にあるとき、第２の本体部品の外側境界の内側に位置決めされ得る。したがって、ノズル部品が第２の本体部品の外へ伸ばされるとき、流体出口は第２の本体部品の内側に位置決めされ、第２の本体部品を第１の本体部品へと格納させることができる。

一実施形態では、第１の本体部品は外側境界を有してもよく、ノズル部品の流体出口は、ノズルシステムがその閉位置にあるとき、第１の本体部品の外側境界または第２の本体部品の外側境界の内側に位置決めされ得る。

本開示の状況の中において、外側境界という用語は、物品または部品の外側寸法として定められ得る容積を意味し得る。

一実施形態では、第２の本体部品は、第の本体部品１および／または第２の本体部品の長手方向軸に沿って第１の本体部品から外に伸ばすことができ、ノズル部品は、第１の本体部品および／または第２の本体部品の長手方向軸に対してある角度にあるノズル方向において、第２の本体部品から外へ伸ばすことができる。任意選択で、ノズル方向は、第１および第２の本体部品の長手方向軸に対して直角である。第１の本体部品および／または第２の本体部品の長手方向軸に対してある角度となっている方向にノズル軸を提供することで、流体出口が第１のノズル部品および／または第２のノズル部品の長手方向軸から離れる方向に移動させられるようにノズル部品を伸ばすことが可能である。したがって、第２の本体部品が第１の本体部品に対して回転させられるとき、回転はノズル部品を同時に移動させる。さらに、ノズル部品を第２の本体部品に対して回転させることで、流体出口を２つの回転軸に沿って回転させ、それによって、２つの回転軸に沿っての移動の自由を提供し、１つだけの回転軸で可能であることを上回って、流体出口を複数の方向に向けさせることができる。

一実施形態では、第２の本体部品は、第１の本体部品および／または第２の本体部品の長手方向軸に沿って、第１の本体部品に対して回転させることができる。

一実施形態では、ノズル部品は、ノズル軸に沿って第２の本体部品に対して回転させることができる。

ロボットノズルシステムは、ノズル部品および／または本体部品の回転移動を制御するための内部および／外部に配置されたインテリジェント制御ユニットをさらに備え得る。

また、インテリジェント制御ユニットは外部ＰＣ、ＰＬＣ、または他のマイクロ制御装置であり得る。

さらに、ノズル軸は、第１の本体部品および／または第２の本体部品の長手方向軸に対して１８０°異なり得る。

また、ノズル軸は、第１の本体部品および／または第２の本体部品の長手方向軸に対して４５°から９０°の間の角度で配置され得る。

さらに、ノズル軸は、第１および／もしくは第２の本体部品の長手方向軸に対して３０°を超える角度で配置され得る、または、好ましくは角度は４５°より大きくなり得る。

また、ノズル部品および第２の本体部品の回転移動を制御するためのアクチュエータが、第１の本体部品の乾燥区域に配置されてもよい。

アクチュエータは、電気、空気圧、または流体の圧力によって駆動され得る。

さらに、例えばマイクロ制御装置、ＰＣ、またはＰＬＣといったインテリジェント制御機構が、第１の本体部品の乾燥区域に配置され得る。

さらに、第１の本体部品の乾燥区域の端区域は、透明または半透明のカバーを備え得る。

また、カバーはポリカーボネートであり得る。

さらに、流体出口は、ノズル軸に対して４５°から９０°の間の角度で流体を放出するように配置されてもよい。この方法で、ＣＩＰロボットの真下を洗浄するために流体の方向を調整することが可能である。代替で、流体出口は、ノズル軸に対して２０°から１７０°の間の角度で流体を放出するように配置されてもよい。

ロボットノズルユニットは視覚システムをさらに備え得る。この方法で、直接的なリアルタイムの測定に基づいて、さらなる洗浄を必要とする領域を検出することが可能である。

また、第１の本体部品の流体区域は、第１の環状壁と第２の環状壁とを備えてもよく、一方の壁が他方の壁の内側でスライドするために、一方の壁は他方の壁より小さい直径を有する。この方法で、流体入口からの流体に第２の本体部品を第１の本体部品から離すように押させるための遅れシステムが、達成され得る。第１の位置、つまり閉位置では、環状の壁が互いを覆い、流体は環状の壁の内側に流れることができない。第２の位置、つまり開位置では、２つの環状の壁は、長手方向の壁の軸に沿ってもはや互いを覆っておらず、流体は壁の内側に入ることができ、流体入口は、第２の環状壁の内側容積を介してノズル部品と流体連通することになる。

さらなる実施形態では、ロボットノズルシステムは、１つの本体部品から他の本体部品への流体の流れ、および／または、本体部品からノズル部品への流体の流れを容易にするための弁を備え得る。実施形態では、弁は、閾圧力が存在するときに流体を通過させるピストンであり得る。

さらに、ノズル部品はノズル軸に沿ってスライド可能に配置され得る。

また、流体の圧力は、ノズル部品を、第２の位置、つまり、流体がノズルから放出し得る開位置へと移動させる可能性がある。この方法で、流体の圧力がノズルを自動的に移動させることが達成される。

さらに、ノズル部品は、流体入口に入る水からの圧力によって、ノズル軸に沿って移動させられ得る。

また、ノズル部品は、０．１ｂａｒ～３００ｂａｒ、より好ましくは０．１ｂａｒから２５０ｂａｒの間、または０．２ｂａｒから１０ｂａｒの間、より好ましくは０．３５ｂａｒから８ｂａｒの間、最も好ましくは０．５ｂａｒ～６ｂａｒの流体入口における流体の圧力によって、ノズル軸に沿って移動させられ得る。この方法で、例えば水の供給といった流体の供給からの直接的な圧力が、ノズル部品を作動させるのに十分であることが達成される。流体入口の流体の圧力は、１０ｂａｒより高くでき、より明確には１００ｂａｒより高くでき、より明確には１５０ｂａｒより高くでき、より明確には２００ｂａｒより高くでき、より明確には３００ｂａｒより高くできる。

ノズル部品は戻しバネをさらに備えてもよい。この方法で、流体の圧力が遮断されたとき、ノズル部品を、その格納位置、つまり第１の位置へと自動的に戻させることが可能である。

また、第１の本体部品は戻しバネを備え得る。この方法で、流体の圧力が遮断されたとき、第２の本体部品を、その格納位置、つまり第１の位置へと自動的に戻させることが可能である。

さらに、例えば電気ステッピングモータといった第１のアクチュエータが、第２の本体部品の回転移動を駆動することができる。

また、例えば電気ステッピングモータといった第２のアクチュエータが、ノズル部品の回転移動を駆動することができる。

さらに、第２の本体部品を回転させるために第１のアクチュエータに連結される第１の軸材は中空とでき、ノズル部品を回転させるために第２のアクチュエータに連結される第２の軸材は、第１の中空軸材の内側に位置決めされ得る。

さらなる実施形態では、ロボットノズルシステムは、回転移動をロボットノズルシステムの１つの部品からロボットノズルシステムの第２の部品へと伝えるための１つ以上の歯車システムを備え得る。

一実施形態では、歯車システムは複数の歯車を備えてもよく、１つ以上の歯車は金属材料から製造され得る、および／または、１つ以上の歯車はポリマ材料から製造され得る。任意選択で、金属歯車はプラスチック歯車と相互作用する、および、プラスチック歯車は金属歯車と相互作用する。交互の金属の歯車とプラスチックの歯車とを提供することで、プラスチック歯車が金属歯車における摩耗および引き剥がしを低減するため、金属屑および／または金属断片の発生を防止することが可能である。

さらに、第２の軸材がピニオン歯車を介してノズル部品に連結されてもよい。この方法で、第１の回転方向から第２の回転方向への容易な変換が達成される。

本発明は、定置洗浄ロボットノズルユニットを使用する、容器を洗浄するための方法にも関する。

放出流体の経路は、容器の局所的な先端の近くの異なる経路において洗浄するために適合せられ得る。この方法で、最も汚れた領域、つまり、汚れた局所的な領域が、他の領域より洗浄され、それによって、容器全体の余分な洗浄を必要としないが、局所的な領域の追加の洗浄を必要とするだけで、所望の洗浄の度合いまでの洗浄を達成するという事実のため、より速い洗浄を確保することが可能である。この方法で、容器を完全に洗浄するために必要な全体の時間が最短とされる。

最後に、本発明は、例えば管腔、容器、または内部容積機器といった食品産業への機器のための定置洗浄ロボットノズルユニットの使用に関する。

第２の本体部品の格納は、ノズル部品の格納の後に連続的であり得る。この方法で、ノズル部品が第２の本体部品の格納を妨げないことが達成される。

さらに、定置洗浄ロボットノズルユニットは、飛び出すものであってもよい。飛び出す機能は、水圧、１つ以上のアクチュエータ、空気圧、または機械的に作動させられ得る。この方法で、ノズル部品を完全に格納し、ロボットノズルシステムが搭載される機器の使用の間の乱流を最小限にすることが可能である。

本発明は、ノズルシステムの各々のノズル部品、第１の本体部品、および／または第２の本体部品の回転移動を制御するための制御ユニットに動作可能に接続される複数のノズルシステムにも関し、制御ユニットは、流体出口の各々からのジェットを互いから独立して制御するために、制御信号を提供することができる。したがって、制御信号が、例えば、洗浄された汚れを、洗浄される容積の底に向けてといった所定の方向に系統的に移動させるために利用され得る、表面を洗浄するための１つ、２つ、またはより多くのノズルシステムを使用することが可能であり得る。これは、ある表面から洗浄された汚れが、すでに洗浄された表面に向けて送られないような方法において有利である。２つ以上のノズルシステムが個別に動作させられてもよい。

システムは、第１の部品、第２の部品、および／またはノズル部品に連結され得る閉鎖板を備えてもよく、そのため、システムがその閉鎖の状態／位置にあるとき、閉鎖板はシステムとタンクとの間に衛生的な境界面を提供する。閉鎖板は、平面状とできる、または若干の湾曲とでき、シールが板と第１の部品および／または第２の部品との間に設けられてもよく、そのため、システムが例えばタンクに取り付けられるとき、洗浄装置の内側の残留する液体がシステムから出ない。閉鎖板は、容易に洗浄可能である外面を有し得る。

システムは流体出口に回転移動を提供することができ、第２の部品の回転軸は３６０度の回転を提供し、ノズル軸の回転軸は３６０度の回転を提供し、第２の部品の回転軸とノズル部品の回転軸とは互いとある角度にあり、好ましくは互いと垂直であり、流体出口の三次元の回転を可能にする。

本発およびその多くの利点は、添付の概略図を参照して以下でより詳細に記載されており、それら概略図は、いくつかの非限定的な実施形態を示している。

増加した洗浄の配慮を必要とする内部の局所的な領域を有する容器の図である。 本発明による定置洗浄ロボットノズルシステムの実施形態の斜視図である。 図２に示されている定置洗浄ロボットノズルシステムの断面図である。 本発明によるシステムの閉状態を示す図である。 本発明によるシステムの飛び出した状態（開状態）を示す図である。 飛び出しの段階の断面図である。 飛び出しの段階の断面図である。 飛び出しの段階の断面図である。 水圧が加えられたときの本発明によるシステムの飛び出しの断面図である。 水圧が加えられたときの本発明によるシステムの飛び出しの断面図である。 水圧が加えられたときの本発明によるシステムの飛び出しの断面図である。 ノズル部品からの流体の放出の拡大図である。 内部弁システムのさらなる実施形態の異なる段階の図である。 内部弁システムのさらなる実施形態の異なる段階の図である。 内部弁システムのさらなる実施形態の異なる段階の図である。

すべての図は非常に概略的とされており、必ずしも一定の縮尺とされておらず、本発明を明らかにするために必要な部品のみを示しており、他の部品は省略されている、または示唆されているだけである。

図１は、複雑な形の表面を洗浄するための定置洗浄ロボットノズルシステム１を示している。ロボットノズルシステム１は容器２に搭載されている。容器２は、例えば、化学品、食品、飲料、薬品、油、発電所、水の浄化、一般的に取り扱われる水、または、大規模な調理場および食品製造における直接的な食品の準備といった、様々な産業で使用され得る。ロボットノズルシステムは、流体４を放出するためのノズル部品２６（図２において見られる）を備える。放出流体４は、洗浄される表面６との接触の点５を有する。接触の点５は制御経路７を辿り、図示されている洗浄の状況では、制御経路７は、洗浄される局所的な表面領域１１、１１’、１１”に適合された第１、第２、および第３の経路区域８、９、１０を辿る。第１の局所的な表面領域１１は、この局所的な表面領域１１が容器２の保守のための保守開口１２を備えるという事実のため、第１の経路区域８から恩恵を得る。同様の手法で、第３の経路区域１０は、センサ１３の存在のため、この特定の局所的な表面領域１１”のために適合されている。図１に示された状況が、ロボットノズルユニット１が作動し得るある状況であって、他の状況では、ロボットノズルユニットが、様々な大きさの管、チューブ、または部屋全体において作業し得ることは、留意されている。

図２は、ロボットノズルシステム１を部分的に透明な図示で示している。この実施形態では、ロボットノズルシステム１は、乾燥区域２２と流体区域２３とを備える第１の本体部品２１を備える。第１の本体部品の流体区域２３は流体入口２４を備える。ロボットノズルシステム１は、長手方向本体軸ＢＡに沿って第１の本体部品２１に同軸で配置された第２の本体部品２５をさらに備える。第２の本体部品２５は、ノズル軸ＮＡを有するノズル部品２６を備える。ノズル部品２６は、ノズル軸ＮＡの周りで矢印ＮＡＡの方向に回転するように適合されている。ノズル部品２６は複数の流体出口２７を備える。ロボットノズルシステム１は、ノズル部品２６および第２の本体部品２５の回転移動を制御するためのインテリジェント制御ユニット２８に動作可能に接続されている。第２の本体部品２５は、本体軸矢印回転ＢＡＡＲの方向に回転する。第１の本体部品２１の乾燥区域２２は透明の様態で示されており、そのため、ノズル軸矢印ＮＡＡの方向でのノズル部品２６の回転移動を制御するための第１のアクチュエータ２９が視認可能である。さらに、第２のアクチュエータ３０が示されている。第２のアクチュエータ３０は、本体軸矢印ＢＡＡＲの方向における第２の本体部品２５の回転移動を制御するように適合されている。図２では、インテリジェント制御ユニット２８とアクチュエータ２９、３０との間に電線が示されていないが、図４Ａおよび図４Ｂでは電線が示されている。さらなる実施形態では、接続は、例えばブルートゥース（登録商標）または同様のものといった無線であってもよい。

図３は、図１および図２に示されているようなロボットノズルシステム１の断面図を示している。図は、第１のアクチュエータ２９および第２のアクチュエータ３０を備える第１の本体部品２１の乾燥区域２２を示している。第１のアクチュエータ２９は、ノズル部品２６を回転させるピニオン歯車３２に第１のシャフト３１を介して連結されている。第２のアクチュエータ３０は、第２の本体部品２５を回転させるために、中空シャフト３３を介して第２の本体部品２５に連結されている。第１のシャフト３１は中空シャフト３３の内側に位置決めされている。第２の本体部品２５は第１の本体部品２１に対してスライド可能に配置されている。この実施形態では、第２の本体部品２５は、長手方向本体軸ＢＡに沿って、第１の本体部品２１の流体区域２３（図２において見られる）へとスライドさせられるように配置されている。第２の本体部品２５が、長手方向本体軸ＢＡに、つまり、本体軸スライド矢印ＢＡＳＡの方向に沿ってスライドするためには、アクチュエータ２９、３０も同じくスライドすることができる必要がある。したがって、第１のアクチュエータ２９および第２のアクチュエータ３０は、第１の本体部品２１の乾燥区域２２にスライド可能に配置されている。２つの棒材３４によって、第１のアクチュエータ２９および第２のアクチュエータ３０のための固定具３５の正確なスライドが確保される。第１の本体部品２１の流体区域２３（図２に示されている）は、第１の環状壁３６と第２の環状壁３７とを有する。ロボットノズルシステム１は、典型的には「飛び出し」位置と呼ばれる十分に伸ばされた位置で示されている。この位置において、第１の環状壁３６と第２の環状壁３７とは互いから最も離れる位置にある。第２の本体部品２５を第１の本体部品に対して移動させるために、つまり、第２の本体部品２５を第１の本体部品２１の流体区域２３へと格納するために（図２において見られる）、本体戻しバネ３８が、第１の本体部品２１および第２の本体部品２５と接触して配置されている。さらに、ノズル部品２６を第２の本体部品２５へと格納するために、ノズル格納バネ３９が第２の本体部品２５およびノズル部品２６と接触して配置されている。封止環体４０が、ノズル部品２６が第２の本体部品２５へと格納されるときに流体密の連結を達成するために配置されている。この実施形態では、格納において、ノズル部品２６はノズル軸ＮＡに沿ってスライドする。さらなる封止環体４１によって、第１の本体部品２１と第２の本体部品２５との間に流体密の連結が確保される。

図４Ａは、ロボットノズルシステム１の閉状態を示しており、図４Ｂはロボットノズルシステム１の飛び出し（開）状態を示している。図４Ａおよび図４Ｂは、第１のアクチュエータ２９および第２のアクチュエータ３０（図３において見られる）のスライド移動を見るために部分的に透明に示されている。これらの図では、インテリジェント制御ユニット２８に接続する電線４２が示されている。他の実施形態におけるインテリジェント制御ユニット２８とアクチュエータ２９、３０（図３に見られる）との間の接続が、動作可能な接続を達成するために、例えば無線（ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）など）など、異なってもよいことは、理解されるものである。図４Ａでは、第２の本体部品２５が第１の本体部品２１の流体区域２３に格納されていることが示されている。第２の本体部品２５は、本体軸ＢＡに沿って完全に滑らされており、シール（図示略）によって第１の本体部品に封止するように閉じている。図４Ｂでは、第２の本体部品２５は、飛び出されており、つまり、洗浄される容積へと突出させられている。別の言い方をすれば、第２の本体部品２５は、本体軸ＢＡに沿う方向、つまり、本体軸スライド矢印ＢＡＳＡの方向において、第１の本体部品２１から離れる方へ突出させられている。この状態において、ノズル部品２６はノズル軸ＮＡに沿って突出させられ、流体出口２７は流体を放出することができる。この状態において、電線４２が引き伸ばされているが、なおもインテリジェント制御部２８に動作可能に接続されていることが見て取れる。

図５Ａ～図５Ｃは、液体を示さずに、ロボットノズルシステム１における飛び出しの段階を断面図で示している（図６Ａ～図６Ｃでは流体が示されている）。図５Ａ～図５Ｃは、第１の本体部品２１と第２の本体部品２５とが互いに対して移動するときに互いに対して移動する第１の環状壁３６および第２の環状壁３７を示している。図５Ａでは、第２の環状壁３７は第１の環状壁３６を完全に包囲している。図５Ｂでは、第１の環状壁３６と第２の環状壁３７とは互いから自由であり、開口５０が環状壁３６、３７の周縁の間に見られ、それによって、第２の環状壁３７の外側の第１の容積５２と環状壁３６、３７の内側の第２の容積５３との間に流体連通を可能にする。図５Ｃでは、第２の本体部品２５は、本体軸ＢＡに沿ってさらに遠くにスライドされており、開口５０がより大きい。第２の本体部品２５のこの完全に突出した状態において、つまり、飛び出した状態において、ノズル部品２６が突出させられる。

図６Ａ～図６Ｃは、図５Ａ～図５Ｃと同様のロボットノズルシステム１の断面図を示しているが、ここでは、水圧が流体入口２４に加えられたときに流体６０がどのように広がるかを示している。図６Ａでは、流体の圧力がロボットノズルシステム１の流体入口２４に加えられている。流体６０は、環状壁３６、３７の外側の第１の容積５２において広がっている。第１の容積５２は、第１の本体部品２１の第１の端壁６１と、第２の本体部品２５の対向する第２の端壁６２と、によって制限されている。第１の端壁６１は固定されているが、第２の端壁６２は、先に示されているようにスライド可能に配置されている。第２の端壁６２が受ける流体６０からの圧力のため、第２の本体部品２５はスライドし始め、戻しバネ３８は圧縮させられ、つまり、第２の本体部品２５は本体軸スライド矢印ＢＡＳＡの方向にスライドし始める。

図６Ｂでは、第２の本体部品２５は、開口５０が第１の環状壁３６と第２の環状壁３７との間に存在するように移動している。開口５０は、環状壁３６、３７の内部容積５３への流体連通を可能にする。この方法で、第１の本体部品２１の流体区域２３の内部容積５３全体が流体６０で満たされ始める。

図６Ｃでは、第１の本体部品２１の流体区域２３の容積全体が流体６０で満たされている。さらに、流体連通が、第２の本体部品２５およびノズル部品２６の内部の流路または容積を介して、流体区域２３から流体出口２７へと作り出される。流体の圧力はノズル部品２６を突出させ、流体出口２７は、流体６０を、放出流体４となるように自由に流し出させる。

図７は、ノズル部品２６における流体出口２７からの放出流体４の放出の拡大図を示している。この実施形態では、流体出口２７は、ノズル軸ＮＡに対して放出角度ＥＡで配置され、したがって本体軸ＢＡに対して角度ＡＢＡで配置もされる。本実施形態では、ノズル軸ＮＡと本体軸ＢＡとの間の角度はおおよそ９０°である。このような実施形態では、流体出口２７は、９０°より小さい放出角度ＥＡで流体を放出するように配置されてもよく、それによって、ロボットノズルシステム１がロボットノズルシステム１の真下の表面を洗浄することができることが達成される。他の実施形態では、ノズル軸ＮＡ、つまり、ノズル部品２６自体は、９０°と異なる本体軸ＢＡに対する角度で配置されてもよい。この方法で、流体出口２７が流体を９０°の角度で放出することができ、ロボットノズルシステム１の真下の表面がなおも洗浄され得る。

流体の圧力が停止されるとき、突出の過程が戻しバネ３８によって逆にされる。戻しバネ３８は、ノズル部品２６および第２の本体部品２５を格納させる。第１の本体部品２１と第２の本体部品２５との間の小さい遊びによって、第２の本体部品２５が第１の本体部品２１に完全に格納されるまで（図６Ａ～図６Ｃにおいて見られる）、第１の本体部品２１の流体区域２３における流体６０が流体出口２７から押し出されることが確保される。

さらに流体の圧力が停止されるとき、ノズルシステムの内側の流体の圧力が徐々に解放され、そのため、ノズルシステムの内側の圧力が所定のレベル未満に低下したとき、ノズル部品は第２の本体部品へと格納され、流体の圧力が第２の所定のレベル未満に低下したとき、図４Ａにおいて見られるように、第２の本体部品が完全に格納させられ、ノズルシステムがその閉位置になるまで、第２の本体部品は第１の本体部品へと格納される。したがって、システムは、第２の本体部品が第１の本体部品から少なくとも部分的に延出している間に、第２の本体部品を第１の本体部品へ押し込む流体の圧力、および／または、第２の本体部品を第１の本体部品から押し出す流体の圧力と、ノズル部を第２の本体部へ押し込む流体の圧力、および／または、ノズル部を第２の本体部から押し出す流体の圧力と、を提供することで、その開位置と閉位置との間で変換させられ得る。

これは、外部の空気圧または液圧を使用して同様に行うことができ、圧力は、システムを、閉位置から開位置へと、および開位置から閉位置へと変換するために利用できる。空気圧または液圧は、別体の入力部、つまり圧力の入力部を通じて加えられてもよく、圧力の入力部は、洗浄流体の流体入力部とは別体および／または独立している。したがって、システムは、第２の本体部品が第１の本体部品から少なくとも部分的に延出している間に、第２の本体部品を第１の本体部品へ押し込む外部の圧力、および／または、第２の本体部品を第１の本体部品から押し出す外部の圧力と、ノズル部を第２の本体部へ押し込む外部の圧力、および／または、ノズル部を第２の本体部から押し出す外部の圧力と、を提供することで、その開位置と閉位置との間で変換させられ得る。

したがって、ノズル部品には、第１の所定の弾性を有する弾性部品が設けられ、第２の本体部品には、第２の所定の弾性を有する第２の弾性部品が設けられ、第１の所定の弾性は第２の所定の弾性より大きい。したがって、これは、第２の本体部品が第１の本体部品へと格納される前に、ノズル部品を完全に第２の本体部品へと格納させることができる。第２の本体部品が第１の本体部品へと格納させられるときにノズル部品が完全に格納されていない場合、ノズルは、第１の本体部品への第２の本体部品の格納を妨げる可能性がある。弾性部品は、洗浄流体、空気圧の圧力、および／または液体の力によって加えられる圧力へ方向付けられている所定の弾性を有し、そのため、圧力が所定の大きさ未満に低下するとき、所定の弾性部品は、圧力によって加えられる力に打ち勝ち、ノズル部品および／または第２の本体部品を移動させることになる。

ロボットノズルユニット１は飛び出し機能がなくてもよいことは、当業者によって理解されるものであり、つまりこの場合には、第２の本体部品２５は、本体軸ＢＡに沿って第１の本体部品２１に対して固定される。同様に、ノズル部品２６は、ノズル軸ＮＡに沿って第２の本体部品２５に対して固定されてもよい。

図８Ａ～図８Ｃは、ロボットノズルシステム１の飛び出し機能のさらなる実施形態を示している。機能自体は図６Ａ～図６Ｃに記載されているものと同じであり、つまり、流体の圧力を、流体入口２４を通じて第１の本体部品２１の流体区域２３へと加える（流体は示されておらず、流体の圧力によって引き起こされる機械的な移動だけが示されている）。図８Ａは、弁レバーニー８０が完全な屈曲位置にあるところを示している。弁レバーニー８０は、一方の端において第１の本体部品２１に連結されており、他方の端において弁８１に連結されている。図８Ａでは、流体の圧力は加えられておらず、そのため第２の本体部品２５もノズル部品２６も飛び出されておらず、つまり、それぞれ第１の本体部品２１および第２の本体部品２５から突出させられていない。図８Ｂでは、流体の圧力が加えられており、つまり、流体が第１の本体部品２１の流体区域２３に充填されている。流体の圧力は圧力を弁８１に加えており、したがって、弁８１は第１の本体部品２１の乾燥区域２２から離れる方向に移動させられる。流体の圧力によって引き起こされるこの動きの間、弁レバーニー８０は引き伸ばされる。図８Ｂでは、弁レバーニー８０は、本体軸に沿ってその完全な広がりまでほとんど引き伸ばされている。弁８１は、第２の本体部品２５の弁座８２となおも完全に接触している。弁８１と弁座８２とが完全に接触しているとき、流体は開口８３を通じて第１の本体部品２１の流体区域２３から第２の本体部品２５の内部容積へと流れることができない。したがって、流体は第２の本体部品２５を介してノズル部品２６へと流れることができない。図８Ｃは、継続的な流体の圧力を加えることで、第２の本体部品２５を弁レバーニー８０より遠くに移動させ、それによって弁８１が弁座８２に到達でき、つまり、弁座８２と接触でき、それによって弁８１は第２の本体部品２５ともはや接触していないところを示している。これは、弁座８２の座周縁８４における流体の圧力から加えられる力によって引き起こされる。そのため、第１の本体部品２１の流体区域２３における流体は、第２の本体部品２５の内部容積へと流れ始める。開口８３が開かれているため、ここでは流体はノズル部品２６に向けて流れ続け、ノズル部品２６の端区域８５に力を加える。ノズル部品２６は、第２の本体部品２５から押し出され、つまり、ノズル軸ＮＡに沿って移動し、流体を流体出口２７から放出し始める。この方法で、完全な流体連通が流体入口２４から流体出口２７へと確立される。したがって、ロボットノズルシステム１は、流体入口２４から流体出口２７への流体連通のない第１の位置と、完全な流体連通を有する第２の位置とを有する。

本発明は、本発明の好ましい実施形態との関連で上記に説明されてきたが、いくつかの変形が、以下の請求項によって定められるような本発明から逸脱することなく思いつくことは、当業者には明らかである。

いくつかの図を参照して検討された符号は、本開示の他の図でも見出すことができ、１つの図で示された要素は、複数の要素において見出すことができる。

１ 定置洗浄ロボットノズルシステム
２ 容器
４ 放出流体
５ 接触の点
６ 洗浄される表面
７ 制御経路
８ 第１の経路区域
９ 第２の経路区域
１０ 第３の経路区域
１１、１１’、１１” 局所的な表面領域
１２ 保守開口
１３ センサ
２１ 第１の本体部品
２２ 乾燥区域
２３ 流体区域
２４ 流体入口
２５ 第２の本体部品
２６ ノズル部品
２７ 流体出口
２８ インテリジェント制御ユニット
２９ 第１のアクチュエータ
３０ 第２のアクチュエータ
３１ 第１のシャフト
３２ ピニオン歯車
３３ 中空シャフト
３４ 棒材
３５ 固定具
３６ 第１の環状壁
３７ 第２の環状壁
３８ 本体戻しバネ
３９ ノズル格納バネ
４０ 封止環体
４２ 電線
５０ 開口
５２ 第１の容積
５３ 内部容積
６１ 第１の端壁
６２ 第２の端壁
８０ 弁レバーニー
８１ 弁
８２ 弁座
８４ 座周縁
８５ 端区域
ＡＢＡ 角度
ＢＡ 長手方向本体軸
ＢＡＡＲ 第２の本体部品２５の回転方向
ＢＡＳＡ 第２の本体部品２５のスライド方向
ＥＡ 放出角度
ＮＡ ノズル軸
ＮＡＡ ノズル部品２６の回転方向

Claims (15)

1. 複雑な形の表面を洗浄するための定置洗浄ノズルシステム（１）であって、
   乾燥区域（２２）および流体区域（２３）を備える第１の本体部品（２１）と、
   前記第１の本体部品と同軸に配置される第２の本体部品（２５）と、
   ノズル軸（ＮＡ）を有し、前記第２の本体部品に配置されるノズル部品（２６）と、
   前記第１の本体部品または前記第２の本体部品に配置される流体入口（２４）と、
   前記ノズル部品に配置される流体出口（２７）と、
   を備え、
   閉位置において、前記第２の本体部品は前記第１の本体部品内へと格納され、前記ノズル部品は前記第２の本体部品内へと格納され、開位置において、前記第２の本体部品は前記第１の本体部品から外側へ伸ばされ、前記ノズル部品は、前記第２の本体部品から外側へ突出し、前記ロボットノズルシステムは、前記ノズル部品、および／または前記第１の本体部品、ならびに／もしくは前記第２の本体部品の回転移動を制御するための制御ユニット（２８）に動作可能に接続される、定置洗浄ノズルシステム（１）。
2. 前記ノズル軸は、前記第１の本体部品および／または前記第２の本体部品の長手方向軸に対して１８０°異なる、請求項１に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
3. 前記ノズル部品および前記第２の本体部品の前記回転移動を制御するためのアクチュエータ（２９、３０）が、前記第１の本体部品の前記乾燥区域内に配置される、請求項１または２に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
4. 前記第２の本体部品は外側境界を有し、前記ノズル部品は、前記ノズルシステムがその閉位置にあるとき、前記第２の本体部品の前記外側境界の中に位置決めされ得る、請求項１から３のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
5. 前記第２の本体部品は外側境界を有することができ、前記ノズルは、前記ノズルシステムがその開位置にあるとき、前記第２の本体部品の前記外側境界の外側に少なくとも部分的に位置決めされる、請求項１から４のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
6. 前記第１の本体部品は外側境界を有し、前記ノズル部品の前記流体出口は、前記ノズルシステムがその閉位置にあるとき、前記第１の本体部品の前記外側境界および／または前記第２の本体部品の前記外側境界の内側に位置決めされる、請求項１から５のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
7. 前記流体出口は、前記ノズル軸に対して４５°から９０°の間の角度で流体を放出するように配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
8. 前記第１の本体部品の前記流体区域は、第１の環状壁（３６）と第２の環状壁（３７）とを備え、一方の壁が他方の壁の内側をスライドするために、前記一方の壁は前記他方の壁より小さい直径を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
9. 前記ノズル部品は前記ノズル軸に沿ってスライド可能に配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
10. 例えば電気ステッピングモータといった第１のアクチュエータ（２９）が、前記ノズル部品の前記回転移動を駆動する、請求項１から９のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
11. 例えば電気ステッピングモータといった第２のアクチュエータ（３０）が、前記第２の本体部品の前記回転移動を駆動する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
12. 前記第２の本体部品を回転させるための前記第２のアクチュエータに連結される第２の軸材は中空であり、前記ノズル部品を回転させるための前記第１のアクチュエータに連結される第１の軸材は、前記第１の中空軸材の内側に位置決めされる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
13. 前記第２の軸材は、ピニオン歯車（３２）を介して前記ノズル部品に連結される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）を使用する、例えば容器（２）といった容積を洗浄するための方法であって、放出流体（４）の経路（７）が、前記容器（２）の局所的な先端の近くの異なる経路（７）において洗浄するために適合せられる、方法。
15. 例えば、管腔、容器、または内部容積機器といった、食品産業への機器のための、請求項１から１３のいずれか一項に記載の定置洗浄ノズルユニット（１）の使用。

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