JP3679854B2 - 容器洗浄ノズル及び容器洗浄・殺菌方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種飲料の容器への無菌充填を可能にする洗浄容器の洗浄・殺菌に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より提案されている洗浄容器の洗浄・殺菌方法及び容器洗浄ノズルの一例(特開平5−254522号)を図5,図6に基づいて説明する。図5には容器洗浄ノズル(オゾン水殺菌用スプレーノズル)の側面断面、図6(a)は図5のa−a断面、図6(b)は図5のb−b断面、図6(c)は図5のc−c断面を示してある。
【0003】
図において、オゾン水殺菌用スプレーノズル(ノズル)51は、給液管52と回転ノズル本体53と、給液管52に対して回転ノズル本体53を回転可能に且つ液密状に接続するベアリング54からなっている。給液管52は、中空に形成されていて内部に軸方向に延びている流路55を有している。この給液管52の下端には接続用のテーパ部56が、またその上端にはベアリング係止用の段差部57が設けられている。
【0004】
回転ノズル本体53は、一端が開いた円筒状体からなり、上壁58、側壁部59及び下部60からなり、上壁58と側壁部59間にはコーナ部62が設けられている。その内部には流路55に連なる液溜部63がある。また、側壁部59および下部60の接続は、ベアリング係止用の凹部64が設けられている。
【0005】
回転ノズル本体53には、その内面から外面に通じる多オリフィスが設けられている。即ち、上壁58のほぼ中心には上方向きのオリフィス65、側壁部59には水平方向のオリフィス66、下部60には斜め下方向きのオリフィス67およびコーナ部62には斜め上方向きのオルフィス68が夫々設けられている。上方向きのオリフィス65は、大口径オリフィス69と小口径オリフィス70とがだるま状断面となるように隣接関係で設けられたオリフィス形状を有しており、上方向きのオリフィス65から噴霧されるオゾン水流がその軸を中心としてその周囲に触れるようにしてある。
【0006】
上方向きのオリフィス65以外のオリフィス、即ち、水平方向のオリフィス66下方向きのオリフィス67および斜め上方向きのオリフィス68は、夫々複数個、回転ノズル本体53に周方向に等間隔に、しかもこれらのオリフィスを水平面に投影したとき、径方向から傾斜した方向を指すように設けられている。これらのオリフィス66,67,68の各々の数は、一般に2〜8個程度であるのが好ましい。また、オリフィス66,67,68の各々は、水平面に投影した時、回転ノズル本体53の内周面の径R0とほぼ同等あるいはこれより小さい径R1の円に対して接線方向に延びているのが好ましい。
【0007】
図7,図8はノズル51を用いた従来のオゾン水洗浄・殺菌方法を説明するための概略配置を示してあり、図7は殺菌終了時の状態、図8はスプレー開始時の状態を示してある。
【0008】
殺菌すべきボトル71は、底部72,底部コーナ部73,側壁部74,肩部75および首部76からなり、首部76にはボトルを把持するためのサポートリング77が設けられている。ボトル71は、倒立状態でロータリー型殺菌装置78に供給され支持台86に取り付けられた把持具79によりサポートリング77が把持されて、ロータリー型殺菌装置78内を旋回し、殺菌処理後装置外に排出されるようになっている。
【0009】
把持具79と対になって、これと同軸にオゾン水殺菌用スプレーノズル(ノズル)51が設けられる。このノズル51は継ぎ手87aを介して給液管88の一端に固定されており、給液管88の他端は継ぎ手87bを介してホース89に接続されている。このホース89は図示しない開閉弁及びポンプを経て、オゾン水貯槽に接続されている。ノズル51を昇降駆動させるために、支持台86には垂直方向に延びるレール90が設けられ、このレールに直動式ベアリング91を介して給液管支持板92が昇降動可能に設けられており、給液管88はこの支持板92に固定されている。
【0010】
支持台86には、給液管支持板92をレール90に沿って昇降動させるための駆動軸80を備えたノズル移動用エアシリンダー93が設けられている。これらのノズル移動用シリンダー93等は、ノズル51をボトル71内に挿入し、必要な上下スキャン操作を行った後、ボトル71外に引き出すように駆動される。ボトル71の口部85は開口しており、排水が容易に行われるようになっている。
【0011】
ボトル71が装置78内に搬入されると、ノズル移動用エアシリンダー93が駆動され、ノズル51をボトル71内に挿入する(図8のスプレー開始時)。次いで、開閉弁が開いてポンプよりオゾン水貯槽から高濃度オゾン水が一連の給液管を通してノズル51に供給される。これにより、ノズル51の各オリフィスからオゾン水がボトル71の内面に噴霧されると共に、その反力でノズル51の回転ノズル本体53が回転する。
【0012】
上方向きのオリフィス65からの噴霧は容器底部72に対して行なわれ、水平方向のオリフィス66からの噴霧は容器側壁部74に対して行なわれる。また、斜め下方向きのオリフィス67からの噴霧は容器肩部75に対して行なわれ、斜め上方向きのオリフィス68からの噴霧は容器底部コーナー部73に対して行われるようになっている。
【0013】
上方向きのオリフィス65は、大口径オリフィス69と小口径オリフィス70とが隣接関係で設けられているため、スプレーの方向が微妙に変化し、しかもノズル本体も回転して、容器底部72に対して、万遍なく噴霧が行われる。この回転ノズル本体53の回転に加えて、ノズル51の昇降走査動が組み合わされることにより、ボトル71内面全体の一様且つ均一な殺菌が比較的短時間の内に少ないオゾン水で可能となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転式のノズルは、ノズル本体内にベアリングを配置し、多数のオリフィスが設けられたもので、構造的にも複雑なものであり、容器胴形状の多様化と口径の小径化が進むなかで、ノズルの小型化・構造の単純化が要求されている機種においては、使用に対応できない場合があった。
【0015】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、容器内の汚れ及び菌を容器壁から剥離し、容器口部から洗浄・殺菌、すすぎの処理液を容易に流下・排出させる構造で、付着する菌をオゾン水により殺菌させる、構造の単純化された容器洗浄ノズル及び容器洗浄・殺菌方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の容器洗浄ノズルは、容器の内部に挿入され流体を噴出することにより容器内の洗浄・殺菌を行う容器洗浄ノズルにおいて、先端部位に直噴噴射口が形成された内筒と、前記内筒の内部を上部空間と下部空間とに仕切るように当該内筒の内部に挿嵌され、軸心部に中心貫通孔を有すると共に外周面に複数の螺旋溝を有して、当該内筒の前記直噴噴射口につながる直噴流路を当該内筒の軸心部に構成する中子と、前記内筒の外周面と隙間を介して配設されて前記内筒との間で噴射流路を形成すると共に前記内筒の前記先端部位の直下に開口する噴射口が形成された外筒と、前記内筒の前記先端部位に形成され前記噴射口から噴射される流体を周方向外側の下方に案内する案内面とからなることを特徴とする。
【0017】
また、上記目的を達成するための本発明の容器洗浄・殺菌方法は、上述した容器洗浄ノズルを使用する容器洗浄・殺菌方法であって、前記容器洗浄ノズルを前記容器内で昇降させながらオゾン水を噴射する工程と、前記オゾン水を噴射する前記工程で前記容器洗浄ノズルが下降から上昇に転じる際に当該容器洗浄ノズルからの噴射を当該オゾン水から無菌エアーに切り換えて当該オゾン水を前記容器外に強制的に排出する工程とを複数回繰り返す洗浄・殺菌工程と、前記洗浄・殺菌工程終了後、前記容器洗浄ノズルを前記容器内で昇降させながらすすぎ用オゾン水を噴射する工程と、前記すすぎ用オゾン水を噴射する前記工程で前記容器洗浄ノズルを下降させて前記容器から抜き出すにあたって当該容器洗浄ノズルからの噴射を当該すすぎ用オゾン水から無菌エアーに切り換えて当該すすぎ用オゾン水を前記容器外に強制的に排出する工程とを実施するすすぎ工程とを行うことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態に係る容器洗浄ノズル及び容器洗浄・殺菌方法を図1乃至図4に基づいて説明する。
【0019】
先ず、図1、図2に基づいて容器洗浄ノズルを説明する。図1には本発明の一実施形態例に係る容器洗浄ノズルの半裁断面、図2には図1中のII-II 線矢視を示してある。
【0020】
図に示すように、容器洗浄ノズル1は、内筒状のノズルチップ2と外筒状のノズル本体4の組み合わせにより構成されている。容器洗浄ノズル1の先端部を形成する内筒としてのノズルチップ2は、その先端に液体を中実円錐形状に直噴射する直噴噴射口としての液体噴射口2aが形成されている。ノズルチップ2の内筒2bの内周には、中心貫通孔3aと複数(本実施形態例では4個)の螺旋溝3bを有する中子3が挿嵌され、中子3によって内筒2b内が上部空間Aと下部空間Bとに仕切られている。内筒2bの上部空間Aと下部空間Bは中子3の中心貫通孔3aを介して連通し、軸心部に形成される直噴流路が構成されている。
【0021】
ノズルチップ2内の上部空間Aに供給される液体は、前記螺旋溝3bによって外周部より旋回供給される液体と、中心貫通孔3aによって直進供給される液体とによって加圧された整流液体となる。上部空間Aに供給された液体は、ノズルチップ2の先端の液体噴射口2aから中実円錐形状に直噴射される。尚、ノズルチップ2の先端の形状は、断面が台形状となっている。
【0022】
ノズルチップ2の断面台形状の先端部の下側の周側面には案内面2cが形成され、案内面2cの形状は内筒2bの外周と水平位置より外周下方向側に一定角度(例えば10度)の傾斜面で、角部がR状に形成されている。案内面2cにより液体の噴流が垂直方向より周方向外側の下方に、即ち、傘状に変更される。
【0023】
ノズルチップ2の内筒2bは外筒状のノズル本体4の内周部に嵌入され、ノズル本体4に嵌入された内筒2bの周壁部の中子3の下方には複数の連通孔2dが設けられている。ノズル本体4とノズルチップ2の内筒2bはピン5によって固定され、ノズル本体4の下端部には後述する液体送給管11(図3参照)が連結されるねじ孔4aが設けられている。ノズル本体4の下端部の外周部は洗浄容器の口部との間隙を多く設けるために最小の外径となっており、ねじ孔4aの上部は内筒2bの下部空間Bに連通している。
【0024】
ノズル本体4の内周には内筒2b外径より大径の部分が設けられて空間Cが形成されている。ノズル本体4の先端部には内筒2bとの間で噴射口4bが形成され、噴射口4bは内筒2b外径と所定の隙間(例えば0.15〜0.25mm)のリング状に形成され、噴射口4bはノズルチップ2の案内面2cと所定の間隔(例えば1.5 〜2.5mm )を設けて面取りされている。
【0025】
次に、上記構成の容器洗浄ノズル1の作用を説明する。
【0026】
洗浄容器等を洗浄・殺菌する液体は、ノズル本体4のねじ孔4aの螺合された液体送給管11を介して洗浄ノズル1内の下部空間Bに供給され、この下部空間Bで上部空間A側の直噴流路と空間C側の噴射流路に分けられる。直噴流路は中子3の中心貫通孔3aおよび螺旋溝3bと上部空間Aと液体噴射口2aで形成され、液体は下部空間Bより中心貫通孔3aと螺旋溝3bを流通し、上部空間Aにおいて合流させることでその流れが整流化され、液体噴射口2aより上方に中実円錐形状に噴射される。
【0027】
空間C側の噴射流路は内筒2bの連通孔2dと空間C及びリング状の噴射口4bと案内面2cで形成され、液体は下部空間Bより連通孔2dを介して空間Cに流通し、ノズル本体4とノズルチップ2の内筒2bのリング状の噴射口4bを通流して、案内面2cによって下方外周部へ傘状(本実施形態例では160度)に噴射される。
【0028】
容器洗浄ノズル1は、洗浄容器の内部に挿入され、液体を直噴流路より中実円錐形状に噴射することで洗浄容器の底部を主に洗浄し、空間C側の噴射流路の噴射口4bより傘状(160度)に噴射することで洗浄容器の肩部と胴部を主に洗浄する。この複合流路を有する容器洗浄ノズル1を洗浄容器内の軸方向に上下移動させることで洗浄効果が上げられる。
【0029】
次に、図3、図4に基づいて容器洗浄ノズル1を用いた容器洗浄・殺菌方法を説明する。図3には本発明の一実施形態に係る容器洗浄・殺菌方法の概略説明、図4は洗浄容器10と容器洗浄ノズル1との関係を示す断面を示してある。尚、図示例は、周知のロータリー式リンサーに容器洗浄ノズル1を使用した洗浄・殺菌方法を説明してある。
【0030】
図3に示すように、ロータリー式リンサーにリング状(図ではは展開状態で示してある)の昇降カム12を周設し、昇降カム12のカム面に図示しない昇降手段のガイドローラ13が当接して昇降しながら回動する。ガイドローラ13には昇降手段を介して液体送給管11が固設され、液体送給管11には洗浄・殺菌およびすすぎ液(オゾン水)と無菌エアーとの供給管が接続され、切換弁によって制御される。
【0031】
Lはロータリー式リンサーの1サイクルの工程範囲、Rは洗浄容器10の供給と容器洗浄ノズル1の上昇工程、E1 ,E2 ,E3 はオゾン水による洗浄・殺菌工程、Fはオゾン水によるすすぎ工程、G1 ,G2 ,G3 ,G4 は無菌エアーのブロー工程、Sは容器洗浄ノズル1の下降と洗浄容器10の排出工程を示してある。以下それぞれの工程毎に説明する。
【0032】
R工程において、装置に洗浄容器10が供給されると、洗浄ノズル1は下降位置T1 よりカムの軌条12aに沿って上昇を開始し、E1 工程のK1 位置に達する。洗浄ノズル1がK1 位置に達すると、オゾン水(濃度10〜20ppm)による噴射を開始して上昇を続ける。カム軌条12aの最上位H1 である噴射上限位置H(図4参照)に洗浄ノズル1が達すると、カム軌条12aに沿ってオゾン水を噴射しながら下降に入り、G1 工程のK2 位置に達すると(殺菌処理時間5.2秒)、図示しない切換手段によって、洗浄容器10内はオゾン水から無菌エアーの噴射(0.5秒間)に切り換えられ、洗浄容器10内の流下するオゾン水はエアー圧により強制的に容器外に排出される。
【0033】
洗浄ノズル1がK3 位置に達すると、E2 工程において、前述のE1 工程と同様の作用が繰り返され(但し殺菌処理時間は4.8秒間)、洗浄ノズル1がK4 位置に達するとG2 工程において前述のG1 工程と同様の作用が繰り返される。洗浄ノズル1がK5 , K6 の位置に達すると、E3 , G3 の工程においても、前述のE2 ,G1 工程と同様の作用が繰り返されて、洗浄容器10の洗浄・殺菌工程を終了する。
【0034】
次に、容器洗浄ノズル1がF工程のK7 位置に達すると、切換弁によって濃度(0.5〜2ppm)の薄いオゾン水(すすぎ用)に切り換えられて、3.5秒間、ススギ液の噴射をしながら上昇・下降して洗浄容器10内がすすがれる。容器洗浄ノズル1がK8 位置に到達すると、切換弁によってオゾン水の噴射をエアー噴射に切り換えて、K9 位置まで0.5秒間、エアー噴射しながら下降してG4 工程を終了し、S工程の容器洗浄ノズル1の下降と洗浄容器10の排出をすることによって、一連の洗浄・殺菌とすすぎの各工程を終了して洗浄容器10を洗浄・殺菌する。殺菌・すすぎ液の流量は3.6l/minとなっている。
【0035】
図4によって、洗浄容器10内での容器洗浄ノズル1の作用を詳しく説明すると、容器洗浄ノズル1はノズル下降位置Tより上昇して洗浄容器10内に挿入され、噴射下端位置Pに達すると容器洗浄ノズル1に連通するオゾン水配管の切換弁が開放されて、オゾン水の噴射を開始して上昇する。容器洗浄ノズル1が噴射上端位置Hに達すると、容器洗浄ノズル1は下降動作に移り、噴射下端位置Pまで噴射を続けて下降する。容器洗浄ノズル1が噴射下端位置Pに到達すると、オゾン水噴射を無菌エアー噴射に切り換えて、洗浄容器10内より流下、排出されるオゾン水を強制的に排出促進して、次の工程を開始する。
【0036】
要するに、洗浄容器10は、容器洗浄ノズル1が噴射しながら噴射範囲Nを往復することによって、容器洗浄ノズル1の先端部よりの中実円錐状の直噴射によって底部を中心に洗浄・殺菌およびすすぎされ、容器洗浄ノズル1の肩部よりの傘状の噴射によって胴部と肩部との洗浄・殺菌およびすすぎが行われる。更に、噴射下端位置Pにおける無菌エアーの直噴射により、洗浄容器10内を加圧してオゾン水の排出促進すると共に、傘状噴射によってさらにオゾン水の排出を加速するものである。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の容器洗浄ノズルを、中実円錐形状の直噴射と、噴射角度を流下方向の傘状噴射の複合噴射構造とし、洗浄ノズルの上下移動機構を用いて容器の洗浄・殺菌を行うことにより、
▲1▼ 容器洗浄ノズルの小型化を可能とし、容器内全面に渡って液の噴射による接液を可能とし洗浄・殺菌精度の向上を図ることができる。
▲2▼ 容器洗浄ノズルからの処理液を傘状に噴射することにより、処理液が容器の胴部および肩部に流下し易い方向に衝突されると共に、無菌エアーの噴射によって処理液の容器外排出が加速され、容器内の液滞留を最小限とすることが可能となる。
▲3▼ 容器内で容器洗浄ノズルを複数回上下移動させることで、付着菌の剥離・排出を加速させ、短時間で容器内の洗浄・殺菌レベルの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例に係る容器洗浄ノズルの半裁断面図。
【図2】図1中のII-II 線矢視図。
【図3】本発明の一実施形態例に係る容器洗浄・殺菌方法の概略説明図。
【図4】洗浄容器と容器洗浄ノズルとの関係を示す断面図。
【図5】容器洗浄ノズルの側面断面図。
【図6】図5の断面図。
【図7】従来のオゾン水殺菌の終了状態を示す概略配置図。
【図8】従来のオゾン水スプレー開始時の状態を示す概略配置図。
【符号の説明】
1 容器洗浄ノズル
2 ノズルチップ
2a 液体噴射口
3 中子
4 ノズル本体
10 洗浄容器
11 液体送給管
12 昇降カム
13 ガイドローラ
Claims (2)
- 容器の内部に挿入され流体を噴出することにより容器内の洗浄・殺菌を行う容器洗浄ノズルにおいて、
先端部位に直噴噴射口が形成された内筒と、
前記内筒の内部を上部空間と下部空間とに仕切るように当該内筒の内部に挿嵌され、軸心部に中心貫通孔を有すると共に外周面に複数の螺旋溝を有して、当該内筒の前記直噴噴射口につながる直噴流路を当該内筒の軸心部に構成する中子と、
前記内筒の外周面と隙間を介して配設されて前記内筒との間で噴射流路を形成すると共に前記内筒の前記先端部位の直下に開口する噴射口が形成された外筒と、
前記内筒の前記先端部位に形成され前記噴射口から噴射される流体を周方向外側の下方に案内する案内面と
からなることを特徴とする容器洗浄ノズル。 - 請求項1の容器洗浄ノズルを使用する容器洗浄・殺菌方法であって、
前記容器洗浄ノズルを前記容器内で昇降させながらオゾン水を噴射する工程と、
前記オゾン水を噴射する前記工程で前記容器洗浄ノズルが下降から上昇に転じる際に当該容器洗浄ノズルからの噴射を当該オゾン水から無菌エアーに切り換えて当該オゾン水を前記容器外に強制的に排出する工程と
を複数回繰り返す洗浄・殺菌工程と、
前記洗浄・殺菌工程終了後、前記容器洗浄ノズルを前記容器内で昇降させながらすすぎ用オゾン水を噴射する工程と、
前記すすぎ用オゾン水を噴射する前記工程で前記容器洗浄ノズルを下降させて前記容器から抜き出すにあたって当該容器洗浄ノズルからの噴射を当該すすぎ用オゾン水から無菌エアーに切り換えて当該すすぎ用オゾン水を前記容器外に強制的に排出する工程と
を実施するすすぎ工程と
を行うことを特徴とする容器洗浄・殺菌方法。
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