JP3889857B2

JP3889857B2 - 無菌エア搬送コンベヤ装置

Info

Publication number: JP3889857B2
Application number: JP18575697A
Authority: JP
Inventors: 和喜雄山下; 幸伸西納; 一男宮崎; 雅敏高木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Shibuya Corp
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Shibuya Corp
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: JPH1111666A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＥＴボトル等の軽量の容器をエア噴流を介して付与される推進力によって搬送するエア搬送コンベヤ装置に関するもので、特に無菌状態にて搬送する場合に好適な無菌エア搬送コンベヤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のエア搬送技術においては、容器のネック部を支持案内しながら搬送方向に向けて吹出されるエア噴流による風圧作用により容器を推進させるものが広く知られている（特公昭５９−２０５６３号公報、特開平４−３４１４２２号公報）。しかしながら、これらの従来技術では、エア搬送に用いられた使用済のエアは大気中へ放出する形式が採用されており、搬送中の容器の胴部の周囲は大気に開放ないし連通していたため、容器を無菌状態で搬送する場合には適さなかった。このため、例えば無菌充填を行うため、容器を殺菌処理した後、無菌状態のままクリーンルームへ搬送して充填を行う場合などには、エア搬送手段は採用されなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような技術的事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成によって、例えば上流側の殺菌装置により殺菌された容器を殺菌状態を保持しながら下流側のクリーンルーム内の充填装置に搬送する場合などに好適な無菌エア搬送コンベヤ装置を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するため、前記ネックガイドとエアダクトと給気手段を備えたエア搬送コンベヤ装置において、前記エアダクトに供給する加圧エアとして無菌エアを用いるとともに、前記容器の胴部の周囲に前記吹出口から吹出されたエアが流入し得る密閉状の排気チャンバを形成し、さらにその密閉状の排気チャンバに排気手段を接続して前記排気チャンバ内のエアを吸引するように構成するとともに、前記排気チャンバの内圧を検出して圧力制御をする制御装置を設けて該排気チャンバの内圧を外部圧以上に保持するという技術手段を採用した。その排気チャンバの内圧を外部圧以上に保持するための具体例として、前記エアダクトに接続された吸気手段側及び前記排気チャンバの下流側に接続された排気手段側の少なくとも一方のエアの流量又は圧力を制御することにより、前記排気チャンバの内圧を外部圧以上に保持するという技術手段を採用した。さらに、前記排気チャンバ内のエアの流速を（エアダクトの吹出し口の総面積×エア噴流の吹出し速度）／排気チャンバの断面積から求め、前記エアダクトの吹出口から吹出されるエア噴流によって搬送される前記容器の搬送速度以下に設定するという技術手段を採用すれば、良好な搬送状態がより確実に得られる。なお、前記エアダクトに供給する加圧エアとして殺菌剤を混入した無菌エアを用いることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明においては、無菌コンベヤ装置として、無菌状態の搬送用エアが用いられる。例えば、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタを通して除菌された除菌エアや、その除菌エアに更に過酸化水素等を噴霧して混気した殺菌エアなどの種々の無菌エアが用いられる。また、前記ネックガイドやエアダクト部の実施形態としては、特に限定されるところはなく、広く公知の技術手段が適用可能である。さらに、前記給気手段や排気手段の具体的な形態や容量等は、具体的なエア搬送ラインに応じて選定することができる。前記排気チャンバは、ネックガイドに支持された容器の胴部を囲むように密閉状態に形成され、前記ネックガイドに支持された容器の上部に向けて吹出された搬送用のエアが流入して排気通路として機能するように構成されている。排気チャンバの内圧は、無菌性を確保するため、外部圧以上に保持される。そのための具体例としては、排気チャンバの下流側に接続される吸引形式の排気手段と、前記エアダクトへ接続された給気手段とのバランスにより、すなわち前記給気手段からの吐出状態及び排気手段への吸引状態や絞り等の流路の抵抗値などを要素として排気チャンバの内圧を制御することができる。
【０００６】
前記排気チャンバの内圧制御に関しては、種々の形態が考えられる。図１は圧力制御に関する概略構成図で、エアダクト１の内圧をＰａ、排気チャンバ２の内圧をＰｂ、その排気チャンバ２の外部圧としての大気圧をＰｃとすると、Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃの関係に制御する。例えば、エアダクト１の内圧Ｐａに関する圧力制御は、エアダクト１の内圧を圧力センサＳａにより検出し、その検出結果を制御装置３を介してターボ形ブロア等の給気手段４側にフィードバックして吐出状態を制御することによって行うことができる。具体的には、給気手段４自体あるいは給気経路中に配設した弁機構の開度制御やブロアの回転制御を介して行うことができる。同様に、排気チャンバ２の内圧Ｐｂに関する圧力制御は、排気チャンバ２の内圧を圧力センサＳｂにより検出し、その検出結果を制御装置３を介してターボ形ブロア等の排気手段５側にフィードバックして吸引状態を制御することにより行うことができる。具体的には、排気手段５自体あるいは排気経路中に配設した弁機構の開度制御やブロアの回転制御を介して行うことができる。なお、さらに当該エア搬送ラインの搬送能力や容器６の滞留状態に応じて前記給気手段４や排気手段５あるいは弁機構を制御し得るように構成してもよい。
【０００７】
以上のようにしてエアダクト１の内圧Ｐａ及び排気チャンバ２の内圧Ｐｂが決ると、容器６の上部に向けて形成される吹出口からのエア噴流の流速等が決り、容器６の搬送速度が決ることになる。すなわち、当該装置における吹出口の総面積やエアダクト１と排気チャンバ２との間の流路抵抗に応じて、それらの内圧Ｐａと内圧Ｐｂとの差圧から生じる吹出口からのエア噴流の流速等が決り、容器の重量や個数、搬送時の摩擦係数に応じて容器６の搬送速度が決ることになる。なお、この場合、吹出口の総面積×エア噴流の吹出速度＝排気チャンバ２の断面積×同排気チャンバ２内のエアの流速の関係が成立する。因みに、ここで吹出口の総面積とは、当該吹出口→排気チャンバ→排気手段のエアの流れに関与する吹出口の総面積を意味することはいうまでもない。すなわち、後述の図２に示した実施例のように吹出口→排気チャンバ→排気手段のエアの流れが複数系統存在する場合には、系統ごとに前記関係式を適用することになることはいうまでもない。以上の関係から、例えば吹出口からのエア噴流の流速が１５ｍ／秒程度で、実際の容器６の搬送速度が１〜２ｍ／秒程度の場合に、排気チャンバ２内のエアの流速が容器６の搬送速度を越えない１ｍ／秒になるように設定する場合には、排気チャンバ２の断面積を吹出口の総面積の１５倍にすればよいことが分る。このように、吹出口からのエア噴流の流速に対する実際の容器６の搬送速度を実験的に求めて前記関係式を適用すれば、排気チャンバ２の断面積が吹出口の総面積に対する倍数として求めることができる。そして、その排気チャンバ２内に形成されるエアの流速は、前記容器６の搬送速度に接近した範囲であれば多少越えても良好な搬送状態が得られる。特に、そのエアの流速を前記容器６の搬送速度以下に設定すれば、その排気流による搬送中の容器６の胴部に対する風圧作用が所定以下に抑制されるので、良好な搬送状態がより確実に得られる。なお、排気チャンバ２の断面形状は、容器６とその内側面との間隙や、仮に容器６が落下した場合にも他の搬送中の容器６の邪魔にならないように十分な間隙を下方に形成するなどを考慮して決定することになる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図２は本発明の一実施例のレイアウトを示した概略平面図である。図示のように、本発明に係る無菌エア搬送コンベヤ装置７は、例えば殺菌装置などの上流側の処理装置８とクリーンルーム内の充填装置などの下流側の処理装置９との間の搬送手段として使用される。搬送用の加圧エアは、本実施例では、ターボ形ブロア等から構成される前記給気手段４から弁機構１０及び給気管１１，１２を介してエア搬送ラインの上流側と中間の２個所から供給されるように構成されている。その搬送用の加圧エアとしては、前述のＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタを通して除菌された除菌エアや、その除菌エアに更に過酸化水素等を噴霧して混気した殺菌エアなどの無菌エアが用いられる。また、搬送用として使用済のエアの排気は、排気管１３，１４及び弁機構１５を介してターボ形ブロア等から構成される前記排気手段５に接続され、吸引によって排気されるように構成されている。そして、前記弁機構１０，１５は、前述のように制御装置３を介して開度制御が実行され、エアダクト１の内圧Ｐａ及び排気チャンバ２の内圧Ｐｂが制御されるように構成されている。なお、図中、１６はピッチ切り手段、１７はデキャッパ、１８はキャッパを示す。
【０００９】
図３は図２中のＡ−Ａ断面図、図４はその部分拡大図である。図示のように、前記排気チャンバ２は支脚１９上に支持され、その上部にはエアダクト１が形成されている。前述のように、前記制御装置３を介してエアダクト１の内圧Ｐａ＞排気チャンバ２の内圧Ｐｂ＞外部圧Ｐｃの圧力関係に制御されるように構成されている。エアダクト１と排気チャンバ２との間の仕切壁部分には、容器６のネック部を支持案内するネックガイド２０が設けられている。また、ネックガイド２０の上部には、該ネックガイド２０に支持された容器６の上部を囲むエア搬送室２１が形成され、その壁部に吹出口２２が搬送方向に傾斜した状態に形成されている。エアダクト１には前記給気手段４から無菌状態の加圧エアが供給され、吹出口２２から容器６の上部に向けて吹出して容器６に推進力を付与する。そして、吹出口２２からエア搬送室２１内に吹出された無菌状態の加圧エアは、隣接する各容器６のネック部相互間の間隙等を介して排気チャンバ２内に流入し、該排気チャンバ２内を流下して前記排気管１３，１４、弁機構１５及び排気手段５を介して排気される。その際、前述のように、排気チャンバ２内のエア流の流速を容器６の搬送速度以下に設定すれば、容器６に対するエア流の風圧作用が所定以下に抑制されるので、良好な搬送作用がより確実に得られる。なお、図中、２３，２４はガイド支持部材で、これらのガイド支持部材２３，２４の先端部に支持されたロッド状のガイド部材２５，２６により容器６の胴部が案内されるように構成されている。
【００１０】
エアダクト１に対する加圧エアの供給は、本実施例では、前述のように図２の前記給気管１１，１２を介してエア搬送ラインの上流側及び中間部に供給するように構成されており、図３に示したようにエアダクト１の上部に配設された接続部２７を介して供給するように構成されている。また、排気チャンバ２からの使用済エアの排気は、図２に示したように排気管１３，１４を介してエア搬送ラインの中間部及び下流側から排気されるように構成されており、図３〜図６に示したように排気チャンバ２の両側に配設された接続部２８，２９を介して排気されるように構成されている。なお、それらの接続部２８，２９は、それぞれ設置高さの異なる３本ずつの接続管３０〜３５を有しており、排気チャンバ２の高さ方向に対してムラのない排気が行われるように工夫されている。
【００１１】
前述のように、本実施例では、エア搬送ラインに対する加圧エアの供給及び排気の仕方に関して中間部において２分割する方式が採用されている。図５はその中間部に配設された給気管１２の接続部２７と排気管１３の接続部２８，２９の位置関係を示した平面図であり、図６は接続部２８，２９の排気チャンバ２に対する接続関係を示した横断面図である。図５に示したように、本実施例の排気管１３の接続部２８，２９は給気管１２の接続部２７の直後に配設されており、図６のように排気チャンバ２内のガイド部材２５，２６間の容器６の通路以外の部分はガイド板３６，３７により仕切られている。したがって、接続部２８，２９より上流側の排気チャンバ２内の大半のエアはガイド板３６，３７に誘導され、接続部２８，２９を介して排気されることになる。
【００１２】
以上の構成からなる本実施例において、前記給気手段４から無菌状態の加圧エアが給気管１１，１２を介してエアダクト１へ供給されると、吹出口２２から吹出しエア噴流を形成して容器６の上部に推進力を付与する。これにより容器６は、ガイド部材２５，２６に案内されながらネックガイド２０に沿って搬送される。前記圧力エアは、その後、容器６相互間の間隙等を介して排気チャンバ２内へ流入して排気される。その場合、給気管１１を介してエア搬送ラインの上流側からエアダクト１内に供給され排気チャンバ２内へ流入した加圧エアは、前記ガイド板３６，３７に誘導され接続部２８，２９を介して排気管１３から排気される。また、給気管１２を介してエア搬送ラインの中間からエアダクト１内に供給され排気チャンバ２内へ流入した加圧エアは、排気管１４を介して排気される。したがって、容器６の胴部の外周面は搬送中を通して無菌エアに囲まれ、上流側の処理装置８を構成する殺菌装置などで殺菌された無菌状態を保持しながら搬送される。すなわち、無菌状態の搬送エアを用いることにより、エア搬送手段として必要な排気空間を生かして局部的な無菌搬送空間を形成してスペース効率のよい無菌搬送を実施することができる。
【００１３】
なお、前述したように、排気チャンバ２の内圧Ｐｂは外部圧Ｐｃ以上に保持されるので、排気チャンバ２への外気の流入は防止され、無菌状態がより確実に保持される。また、エアダクト１の内圧Ｐｂと排気チャンバ２の内圧Ｐｂとの差圧や吹出口２２の総面積、排気チャンバ２の断面積等に関する決定作業を介して排気チャンバ２内の排気エアの流速を容器６の搬送速度以下に設定すれば、その排気流による容器６に対する風圧作用が所定以下に抑制され、良好な搬送状態がより確実に得られる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明のエア搬送コンベヤ装置によれば、次の効果を得ることができる。
（１）容器の胴部の周囲に密閉状の排気チャンバを形成し、搬送用の加圧エアとして無菌エアを使用して前記排気チャンバを通して排気するだけで、エア搬送手段として必要な排気空間を生かして無菌搬送空間が形成されるので、殺菌装置とクリーンルーム内の充填装置との間を無菌状態に搬送する場合などに好適な無菌搬送手段を簡便かつスペース効率よく提供できる。
（２）密閉状の排気チャンバに排気手段を接続して排気チャンバ内のエアを吸引するように構成したので、排気チャンバ内のエアは、その排気チャンバの外部の影響を受けることなく、前記排気手段を介して確実かつより安定的に吸引排気される。
（３）しかも、排気チャンバの内圧を外部圧以上に保持するように構成したので排気チャンバへの外気の流入が確実に防止され、排気チャンバ内のエアを排気手段により吸引する排気形態の採用と相俟って、良好な排気状態と共に無菌状態をより確実に保持できる。
（４）排気チャンバ内のエアの流速を容器の搬送速度以下に設定すれば、排気チャンバ内の排気流による容器に対する風圧作用が抑制されるので、良好な搬送作用がより確実に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧力制御に関する概略構成図である。
【図２】本発明の実施例のレイアウトを示した概略平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】前記実施例の部分拡大図である。
【図６】図５の部分拡大横断面図である。
【符号の説明】
１…エアダクト、２…排気チャンバ、３…制御装置、４…給気手段、５…排気手段、６…容器、７…無菌エア搬送コンベヤ装置、８…上流側の処理装置、９…下流側の処理装置、１０…弁機構、１１，１２…給気管、１３，１４…排気管、１５…弁機構、１６…ピッチ切り手段、１７…デキャッパ、１８…キャッパ、１９…支脚、２０…ネックガイド、２１…エア搬送室、２２…吹出口、２３，２４…ガイド支持部材、２５，２６…ガイド部材、２７〜２９…接続部、３０〜３５…接続管、３６，３７…ガイド板、Ｓａ，Ｓｂ…圧力センサ

Claims

容器のネック部を支持案内するネックガイドと、該ネックガイドに支持された前記容器の上部に向けて推進用のエア噴流を吹出す吹出口を備えたエアダクトと、該エアダクトに加圧エアを供給する給気手段を有するエア搬送コンベヤ装置において、前記エアダクトに供給する加圧エアとして無菌エアを用いるとともに、前記容器の胴部の周囲に前記吹出口から吹出されたエアが流入し得る密閉状の排気チャンバを形成し、さらにその密閉状の排気チャンバに排気手段を接続して前記排気チャンバ内のエアを吸引するように構成するとともに、前記排気チャンバの内圧を検出して圧力制御をする制御装置を設けて該排気チャンバの内圧を外部圧以上に保持するように構成したことを特徴とする無菌エア搬送コンベヤ装置。
前記エアダクトに接続された吸気手段側及び前記排気チャンバの下流側に接続された排気手段側の少なくとも一方のエアの流量又は圧力を制御することにより、前記排気チャンバの内圧を外部圧以上に保持することを特徴とする請求項１記載の無菌エア搬送コンベヤ装置。
前記排気チャンバ内のエアの流速を次式で求められる流速として、前記エアダクトの吹出口から吹出されるエア噴流によって搬送される前記容器の搬送速度以下に設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の無菌エア搬送コンベヤ装置。
排気チャンバ内のエアの流速＝（エアダクトの吹出し口の総面積×エア噴流の吹出し速度）／排気チャンバの断面積
前記エアダクトに供給する加圧エアとして殺菌剤を混入した無菌エアを用いたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の無菌エア搬送コンベヤ装置。