JP4367776B2 - Metal can heating device - Google Patents
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Description
本発明は、ボトル型缶や3ピース缶のような金属缶の空缶を加熱するための加熱装置に関し、特に、缶の開口縁に形成されているカール部を高周波誘導加熱により局部的に加熱するための金属缶の加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device for heating the empty cans of metal cans, such as a bottle-type can or three-piece cans, in particular, locally heated by high-frequency induction heating curl portion formed on the opening edge of the can The present invention relates to a metal can heating device.
ボトル型缶や3ピース缶のような金属缶の空缶に対して、缶の開口縁に形成されているカール部や、缶の底蓋を巻き締めている巻締部などを、高周波誘導加熱によって局部的に加熱するということは、例えば、下記の特許文献1〜3等により従来公知となっている。すなわち、下記の特許文献1には、缶の開口縁のカール部にヒートシール蓋を接着させるために、高周波誘導加熱によりカール部を二度に亘って加熱するということが開示されており、また、下記の特許文献2には、缶蓋のシーリングコンパウンドを省略するために、缶胴に缶蓋を巻締めた後、この巻締部を高周波誘導加熱により加熱することで、缶蓋の樹脂被覆層を溶かして巻締部の密封性を向上させるということが開示されており、さらに、下記の特許文献3には、無菌充填用の空缶の巻締部を殺菌するために、缶に紫外線を照射しつつ、巻締部を高周波誘導加熱により加熱殺菌するということが開示されている。
ところで、金属缶のカール部や巻締部を高周波誘導加熱によって局部的に加熱しようとする場合に、上記の各特許文献に開示されている従来公知の加熱手段では、その何れにおいても、高周波誘導加熱コイルを、カール部や巻締部の側方で直接に対峙させていることから、高周波誘導加熱コイルによる金属缶の加熱が、カール部の場合には口頸部の被膜や塗装にまで影響を及ぼすこととなり、また、巻締部の場合には胴部の被膜や塗装にまで影響を及ぼすこととなって、他の部分に影響を及ぼすことなくカール部や巻締部の部分だけを効率的に加熱するのが困難なものとなっている。 By the way, in the case of trying to locally heat the curled part or the winding part of the metal can by high frequency induction heating, any of the conventionally known heating means disclosed in each of the above patent documents can be used for high frequency induction. Since the heating coil is directly opposed to the side of the curled part and the winding part, the heating of the metal can by the high-frequency induction heating coil affects the coating and coating of the neck and neck in the case of the curled part. In the case of a tightened part, it also affects the coating and coating of the body part, so that only the curled part and the tightened part are efficient without affecting other parts. Heating is difficult.
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、高周波誘導加熱による金属缶の加熱装置について、他の部分に殆ど影響を及ぼすことなく、カール部の部分だけを効率的に加熱できるようにすることを課題とするものである。 The present invention has an object to eliminate the above problem, specifically, the heating device of a metal can according to high-frequency induction heating, little without affecting the other portions, the portion of the curled portion It is an object to make it possible to efficiently heat only.
本発明は、上記のような課題を解決するために、缶の開口縁のカール部を高周波誘導加熱により加熱するための加熱装置として、絶縁性のホルダーにより位置決めされる空の缶に対して、缶のカール部の上方に、缶と同心的に磁束発生コイルが設置され、この磁束発生コイルの下方に平板リング状の絶縁板が設置され、この絶縁板の下方に、缶のカール部の縦幅と略同じ厚みを備えた平板リング状の銅製円板が、絶縁性のホルダーと絶縁板との間に挟まれた状態で、銅製円板の内側面が缶のカール部に外側から対峙するように設置されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a heating device for heating the curled portion of the opening edge of the can by high frequency induction heating, with respect to an empty can positioned by an insulating holder, A magnetic flux generating coil is installed concentrically with the can above the curl portion of the can, and a flat ring-shaped insulating plate is installed below the magnetic flux generating coil. With the flat ring-shaped copper disc having the same thickness as the width sandwiched between the insulating holder and the insulating plate, the inner surface of the copper disc faces the curl of the can from the outside . It is characterized by being installed as follows.
上記のような本発明の金属缶の加熱装置によれば、空缶のカール部を高周波誘導加熱により加熱する場合には、磁束発生コイル内の交番電流により、銅製円板内に磁束が発生し、この磁束により、銅製円板と対峙するカール部で、円周方向に流れる誘導電流が発生して、カール部の金属が昇温することとなり、しかも、円板が銅製であるため、円板での高周波電流の浸透深さは、フェライトを使用した場合よりも浅くなって、誘導電流を円板の表面に発生させるため、カール部以外の部分で口頸部の被膜や塗装等に殆ど影響を及ぼすことなく、カール部だけを効率良く加熱することができる。 According to the metal can heating apparatus of the present invention as described above, when the curled portion of the empty can is heated by high frequency induction heating, magnetic flux is generated in the copper disk due to the alternating current in the magnetic flux generating coil. This magnetic flux generates an induced current that flows in the circumferential direction at the curled portion facing the copper disk, and the metal of the curled portion rises in temperature, and the disk is made of copper. The penetration depth of the high-frequency current is shallower than when ferrite is used, and an induced current is generated on the surface of the disk. Only the curled portion can be efficiently heated without exerting any effect.
高周波誘導加熱による金属缶の加熱装置について、他の部分に殆ど影響を及ぼすことなく、カール部の部分だけを効率的に加熱できるようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、缶の開口縁のカール部を高周波誘導加熱により加熱するための加熱装置として、絶縁性のホルダーにより位置決めされる空の缶に対して、缶のカール部の上方に、缶と同心的に磁束発生コイルを設置し、この磁束発生コイルの下方に平板リング状の絶縁板を設置し、この絶縁板の下方に、缶のカール部の縦幅と略同じ厚みを備えた平板リング状の銅製円板を、絶縁性のホルダーと絶縁板との間に挟まれた状態で、銅製円板の内側面が缶のカール部に外側から対峙するように設置するということで実現した。 The heating device of a metal can according to high-frequency induction heating, particularly almost without affecting the other parts, the objective of allowing heat only portions of the curled portion effectively, in the following examples as the best mode As shown in the figure, as a heating device for heating the curled portion of the opening edge of the can by high frequency induction heating, the can is positioned above the curled portion of the can with respect to the empty can positioned by the insulating holder. A magnetic flux generating coil is installed concentrically, a flat ring-shaped insulating plate is installed below the magnetic flux generating coil, and a flat plate having a thickness substantially equal to the vertical width of the curl portion of the can is provided below the insulating plate. Realized by installing a ring-shaped copper disc sandwiched between an insulating holder and an insulating plate so that the inner surface of the copper disc faces the curl of the can from the outside . .
以下、本発明の金属缶の加熱装置の一実施例について説明すると、本実施例の加熱装置は、無菌充填法で使用するボトル型缶の空缶のカール部と巻締部のそれぞれを予め加熱殺菌しておくためのものであって、オキソニア等の殺菌液や紫外線等により空缶を殺菌するだけでは、缶のカール部の内側や巻締部の内部にまで充分に殺菌し難いことから、そのような部分について、高周波誘導加熱により当該部分だけを局部的に加熱殺菌するためのものである。 Hereinafter, one embodiment of a heating apparatus for a metal can according to the present invention will be described. The heating apparatus of this embodiment preheats each of a curled portion and a winding portion of an empty can of a bottle type can used in an aseptic filling method. Because it is for sterilization, simply sterilizing an empty can with sterilizing liquid such as oxonia or ultraviolet rays, it is difficult to sterilize well inside the curl part of the can and the inside of the tightening part, About such a part, it is for heating-sterilizing only the said part locally by high frequency induction heating.
そのような本実施例の加熱装置では、図1に示すように、加熱装置1に対して、空のボトル型缶2が、缶2の中心軸と装置1の中心軸とが一致するように位置決めされて正立した状態で、電気的に絶縁性のある樹脂材料からなる上部ホルダー3と下部ホルダー4とによって固定的に保持されるようになっている。
In such a heating apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the empty bottle-
上部ホルダー3は、壁厚の厚い円筒状に形成されたものであって、その上端面は平坦面となり、その下端面は缶2の肩部に沿うような形状となっている。また、下部ホルダー4は、図3に示すように、円筒部4aの下端から内側に厚さ1mm程の薄い平板リング部4bが一体的に形成されたものであって、円筒部4aは、その上部内面が缶の胴部の下端部分に当接するようになっており、円筒部4aの下端から内側に延びる薄い平板リング部4bは、その上に缶2の巻締部2bを載置するようになっている。
The
そのように上部ホルダー3と下部ホルダー4とにより正立状態で固定的に保持される空のボトル型缶2に対して、本実施例の加熱装置1では、図1に示すように、缶2の開口縁のカール部(即ち、缶の口頸部の上端開口縁に形成されている外巻きのカール部)2aを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段5と、缶2の底蓋の巻締部(即ち、缶本体の下端フランジ部と底蓋の周辺フランジ部とを二重巻締めにした巻締部)2bを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段6とがそれぞれ設けられている。
In contrast to the empty bottle-shaped can 2 that is fixedly held in an upright state by the
缶2のカール部2aを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段5については、電気的に絶縁性のある樹脂製コア11と二個のフェライトリング12とで三方が囲まれた磁束発生コイル10と、カール部2aの縦幅と略同じ厚みを備えた平板リング状の銅製円板13とを有するものであって、磁束発生コイル10と銅製円板13との間には平板リング状のシリコン板14が絶縁板として挟まれており、コア11とフェライトリング12は上方から電気的に絶縁性のある樹脂製ケース部材15により覆われ、それら全体の周りは、塩化ビニルのカバー部材16により覆われていて、カバー部材16の下端の折返し部分と銅製円板13の周辺部との間にシリコンゴムの平板リング17をかませた状態で、カバー部材16はボルト等によりケース部材15に一体的に固定されている。
The high frequency induction heating means 5 for heat sterilizing the
平板リング状の銅製円板13は、略円筒状の上部ホルダー3の上端面に同心的に載置された状態でネジ止めにより一体的に連結されており、銅製円板13の上面は、平板リング状のシリコン板14で覆われていて、図2に示すように、上部ホルダー3とシリコン板14の間に露出している銅製円板13の内側面は、缶2のカール部2aと接触しないようにカール部2aに近接させた状態で、カール部2aと対峙している。なお、銅製円板13の下面側で上部ホルダー3の外側には、図1に示すように、冷却用の水を循環させるための環状の銅製パイプ18が、絶縁体により被覆された状態で設置されている。
The flat ring-
銅製円板13の上面を覆うシリコン板14の上側には、樹脂製のコア11と二個のフェライトリング12とで三方が囲まれた状態の磁束発生コイル10が設置されているが、二個のフェライトリング12の内面は、フェライトリング12からの磁束が缶2の口頸部に直接及ばないように、缶2の口頸部の外面よりも外側に位置している。
On the upper side of the
上記のように構成されたカール部2a用の高周波誘導加熱手段5は、そのケース部材15の中心部がエアシリンダー8のロッド8aに固設されており、エアシリンダー8は、機枠7の水平梁7aに固設されていて、図示していない適宜手段により缶2を加熱装置1内に出し入れする際には、エアシリンダー8のロッド8aの伸縮により、高周波誘導加熱手段5の全体が、それに一体的に連結された上部ホルダー3と共に、図1に一点鎖線で示した位置にまで上下移動できるようになっている。
The center portion of the
缶2の巻締部2bを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段6については、電気的に絶縁性のある樹脂製コア21と二個のフェライトリング22とで三方が囲まれた磁束発生コイル20と、この磁束発生コイル20内の電流により磁束を発生させる二次コイル30とを有するものであって、二次コイル30には、その下側に平板リング状の銅板23が設けられ、その内側(二次コイル30と銅板23の内側)にフェライトリング29が設けられており、銅板23とフェライトリング29の下側は、絶縁板となる円板状のシリコン板24によって覆われている。
As for the high frequency induction heating means 6 for heat sterilizing the winding
磁束発生コイル20を囲んでるコア21とフェライトリング22は、下方から電気的に絶縁性のある樹脂製ケース部材25により覆われ、それら全体の周りは、塩化ビニルのカバー部材26により覆われていて、カバー部材26の上端の折返し部分と銅製円板23の周辺部との間にシリコンゴムの平板リング27をかませた状態で、カバー部材26はボルト等によりケース部材25に一体的に固定されている。
The
下側と内側に銅板23とフェライトリング29が設けられている二次コイル30は、円板状のシリコン板24を絶縁板として間に挟んだ状態で、磁束発生コイル20の上方に設置されており、図3に示すように、缶2の巻締部2bを載置して保持している下部ホルダー4とシリコン板24との間で、二次コイル30は、巻締部2bと接触しないように巻締部2bに近接させた状態で、巻締部2bに内側から対峙している。なお、二次コイル30の外側には、図1に示すように、冷却用の水を循環させるための環状の銅製パイプ28が、絶縁体により被覆された状態で設置されている。
The
上記のように構成された巻締部2b用の高周波誘導加熱手段6は、そのケース部材25の中心部がボルトにより支持部9の本体9aに固設されており、この支持部9の本体9aは、取付部9bを介して、機枠7の台座部7bに対して上下動可能に設置され、且つ、本体9aと支持部9bとの間に介装されたバネ9cによって常に上方に付勢されている。それにより、高周波誘導加熱手段6は、常に一定位置に保持されており、且つ、上方からの衝撃を受けた時には、この衝撃を吸収できるように、バネ9cの付勢力に抗して僅かに下方に移動してから、直ちに元の位置に復帰するようになっている。
In the high-frequency induction heating means 6 for the tightening
上記のようにカール部2aを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段5と、巻締部2bを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段6との両方を備えている本実施例の加熱装置1によれば、カール部2aを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段5において、磁束発生コイル10に2KWの交番電流を2.5秒間ほど流すと、磁束発生コイル10内の交番電流が、銅製円板13内で円周方向に磁束を発生させ、それにより、銅製円板13と対峙している缶2のカール部2aで円周方法に誘導電流が発生して、カール部2aが170〜200℃に昇温することとなる。
As described above, the
しかも、そのようなカール部2aの高周波誘導加熱において、円板13が銅製であることにより、円板13での高周波電流の浸透深さは、フェライトの円板を使用した場合よりも浅くなって、誘導電流は円板13の表面に発生することとなり、その結果、カール部2a以外の部分で口頸部の被膜や塗装等に殆ど影響を及ぼすことなく、カール部2aだけを効率良く加熱殺菌することができる。
In addition, in such high-frequency induction heating of the curled
一方、巻締部2bを加熱殺菌するための高周波誘導加熱手段6において、磁束発生コイル20に2KWの交番電流を2.5秒間ほど流すと、磁束発生コイル20内の交番電流が、二次コイル30内で円周方向に磁束を発生させ、それにより、二次コイル30と対峙している缶2の巻締部2bで円周方法に誘導電流が発生して、巻締部2bが170〜210℃に昇温することとなる。
On the other hand, in the high-frequency induction heating means 6 for heating and sterilizing the winding
しかも、そのような巻締部2bの高周波誘導加熱において、二次コイル30が巻締部2bに内側から対峙していることにより、巻締部2bに内側から誘導電流を発生させて、巻締部2bを底蓋側から昇温させることとなり、その結果、巻締部2b以外の部分で胴部の塗膜や被膜等に殆ど影響を及ぼすことなく、巻締部2bだけを効率良く加熱殺菌することができる。
In addition, in such high-frequency induction heating of the winding
なお、本実施例の加熱装置1では、一つの装置内に二つの高周波誘導加熱手段5,6を設けていることで、カール部2aの加熱と巻締部2bの加熱とを一行程で同時に行うことができる。なお、カール部2aの加熱と巻締部2bの加熱を同時に行っても、それぞれの加熱は、何れも、局部的で円周方向に流れる誘導電流を発生させる誘導加熱であることから、互いに影響し合うことはなく、両方の加熱を問題なく行うことができる。
In the
以上、本発明の金属缶の加熱装置の一実施例について説明したが、本発明は、上記のような実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、その用途については、上記の実施例に示したような加熱殺菌用に限らず、カール部の局部的な加熱が必要な他の用途にも使用可能なものである。なお、本発明の装置により缶のカール部を加熱殺菌する場合に、本発明の装置により加熱殺菌した後で、従来のオキソニア等を使用した殺菌液による殺菌法等により更に缶の内外面を殺菌しても良いことはいうまでもない。 As mentioned above, although one Example of the heating apparatus of the metal can of this invention was described, this invention is not limited only to the above Examples, For example, about the use, it is in said Example. It can be used not only for the heat sterilization as shown, but also for other uses that require local heating of the curled portion. When the curled portion of the can is heat sterilized by the apparatus of the present invention, after the heat sterilization by the apparatus of the present invention, the inner and outer surfaces of the can are further sterilized by a sterilization method using a sterilizing solution using a conventional oxonia or the like. Needless to say, you can.
また、加熱の対象となる金属缶については、上記の実施例に示したようなボトル型缶に限らず、その他のタイプの金属缶であっても良いものであり、また、加熱装置の全体構造について、上記の実施例では、カール部を加熱する高周波誘導加熱手段と共に、巻締部を加熱する高周波誘導加熱手段を設けて、一つの装置内に併設した構造としているが、そのようなものに限らず、巻締部を加熱する高周波誘導加熱手段については省略しても良い等、適宜に設計変更可能なものであることはいうまでもない。 In addition, the metal can to be heated is not limited to the bottle-type can as shown in the above embodiment, but may be other types of metal cans, and the entire structure of the heating device for, in the above embodiment, both the high-frequency induction heating means for heating the curling unit, provided with a high-frequency induction heating means for heating the seamed portion, although the hotel structure in one unit, such Needless to say, the high-frequency induction heating means for heating the tightening portion may be omitted as appropriate, and may be omitted.
1 加熱装置
2 缶
2a (缶の)カール部
2b (缶の)巻締部
3 上部ホルダー
4 下部ホルダー
10 磁束発生コイル
13 銅製円板
14 絶縁板
20 磁束発生コイル
24 絶縁板
30 二次コイル
DESCRIPTION OF
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