JP4525901B2 - 不活性ガス置換装置のノズル構造体 - Google Patents

Description

本発明は、飲料缶等の充填密封ラインおける不活性ガス置換装置のノズル構造体に関する。

飲料缶等の充填密封ラインおいて、内容物が充填された容器のヘッドスペースのガスを不活性ガスに置換するガス置換装置は、内容物が充填された容器を搬送する部分を缶胴高さの中間部から上方を半密閉型のトンネルで覆い、トンネル内に不活性ガスを吹き込む不活性ガス置換ノズルを配置している。ガス置換ノズル構造体は、概ね箱状のノズルチャンバーを有し、その内部に不活性ガスを供給してノズルチャンバーの不活性ガス吹出し面から不活性ガスを吹出す構造である（例えば特許文献１、２参照）。その場合、不活性ガスを吹出すノズルチャンバーの容器に面する面を解放型に構成し、不活性ガス吹出し管から直接不活性ガスを容器開口部に吹出すようにしたものと、容器に面する側を多数の吹出し孔を有するノズルプレートで覆って、該ノズルプレートを介して不活性ガスを吹出す構造のものがあるが、ガス置換ノズル構造体は何れも一体構造である。

ガス置換ノズル構造体は、容器が通過する上方に配置して搬送される容器の開口部に向けて上方より不活性ガスを吹き込むようにしたダウンフロー形式のものと、搬送路の両側又は片側に沿って配置し、不活性ガスを搬送中の容器開口部付近に側方より吹き込むようにしたサイドフロー形式、及びその両方を備えた複合形式のものがあるが、いずれの形式においても置換効率を向上させるために、容器の開口部に近い場所に配置することが多い。そのため、容器から飛散する内容物が開放型のノズル構造体の場合は直接ノズルチャンバー内に侵入し、不活性ガス吹出し管やノズルチャンバー内壁に付着し堆積する。また、開口部にノズルプレートを配置したノズル構造体の場合は、容器から飛散する内容物などがノズルプレート表面に付着したり、不活性ガス吹出し孔が目詰まりを起したりする。そして、何れの形式の場合も、付着物が落下したり、不活性ガスに吹き飛ばされて容器内の内容物に混入したりするおそれがあるので、定期的に洗浄しなければならない。
特開２００２−４６７０９号公報 特開２００１−５８６０９号公報

しかしながら、従来のノズル構造体は一体の箱型構造であるため、ノズル構造体の洗浄の都度、ラインを停止しノズル構造体全体を取外して洗浄しなければならず、ノズル構造体全体の取外し・洗浄・組立取付が面倒で人手と長時間を要し、その分ライン稼動率を低下させるという問題点があった。

そこで、本発明は、不活性ガス吹出し面が汚れたり目詰まりを起した場合、簡単に取り外して洗浄ができ、且つノズルチャンバー内への汚れの侵入を防止することができ、装置のサニテーションを簡略化できラインの稼動率を高めることができる不活性ガス置換装置のノズル構造体を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の不活性ガス置換装置のノズル構造体は、内容物が充填されて密封装置に搬送される容器のヘッドスペースのガスを不活性ガスに置換する不活性ガス置換装置のノズル構造体であって、容器搬送ラインに沿って箱状のノズルチャンバーを配置し、該ノズルチャンバーの不活性ガス噴出し面を多数の不活性ガス吹出し穴を有するノズルプレートで覆い、該ノズルプレートがノズルチャンバー本体に着脱可能に設けられていることを特徴とするものである。

前記ノズルプレートをノズルチャンバーに着脱自在に取付ける手段は、特に限定されるものではないが、箸箱式にノズルチャンバー本体の開口端部に形成された蟻溝に摺動自在に嵌合することによって、簡単に着脱ができ、且つ突起物等もないのでノズルチャンバーを容易に洗浄することができる。また、ノズルチャンバー内に、容器搬送方向に沿って延び、外周壁が多孔質材料で形成された散気管を配置し、該散気管を介してノズルチャンバー内に不活性ガスを供給することによって、ノズルプレートから均一に不活性ガスを吹出すことができる。さらに、前記ノズルプレートは、不活性ガス吹出し穴を丸穴又は長穴とし、ノズルプレートのガス吹出し面面積に対する開口率が１５〜４５％となるように均一に形成することが望ましい。

本発明の不活性ガス置換装置のノズル構造体によれば、ノズルチャンバーを箱型形状とし、その不活性ガス噴出し面を多数の不活性ガス吹出し穴を有するノズルプレートで覆い、該ノズルプレートをノズルチャンバー本体に着脱可能に設けたので、汚染した不活性ガス吹出し面を容易に取り外して洗浄し且つ取り付けできるので、サニテーションを簡略化できライン稼動率を向上させることができる。また、請求項２の構成によれば、より簡単に着脱ができ、且つ突起物等もないのでノズルプレートを容易に洗浄することができる。また、請求項３の構成によれば、散気管を介してノズルチャンバー内に不活性ガスが均一に吹出し、ノズルプレートから均一に不活性ガスを吹出すことができ、ガス置換率を向上させることができる。そして、請求項４の構成によれば、さらノズルプレートのガス吹出し面面積に対する開口率が１５〜４５％とすることによって、不活性ガスを効果的に容器開口部に向けて吹出すことができると共に、飛散した内容物がノズルチャンバー内に入り込むことを効果的に防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明のノズル構造体の実施形態を示し、図２（Ａ）に示すようにノズルチャンバーを搬送路の側方に沿って両側又は片側に設ける場合である。
ノズル構造体１は、ノズルチャンバー２が断面矩形状の箱型に形成され、搬送路に面して不活性ガス吹出し面となる面を除き、他の５面は一体に固定されてノズルチャンバー本体３を形成している。そして、搬送路に面する側面を多孔板からなるノズルプレート４で形成し、該ノズルプレート４を上壁と下壁の端部の長手方向に形成した蟻溝に摺動可能且つ抜き取り自在に嵌合してある。したがって、ノズル構造体は、あたかも箸箱形状を呈し、ノズルプレートが箸箱の蓋に相当し、長手方向に摺動させることにより、簡単にノズルチャンバー本体３から着脱できる。

したがって、ノズルプレート４に内容物等が付着して汚れたり、或いは目詰まりを起した場合は、簡単にノズルプレート４だけを取り外して洗浄又は取替えることができ、また洗浄後は簡単にノズルチャンバー本体３に嵌合することができ、従来の場合と比べて格段に短時間に行なうことができる。よって、ノズル構造体１の洗浄のためのライン停止時間を格段に短縮することができ、ライン稼働率を向上させることができる。

ノズルプレート４の不活性ガス吹出し孔の形状は、特に限定されないが、ノズルプレートの不活性ガス吹出し面の面積に対して開口率１５〜４５％を有する丸孔か長穴（スリット）を不活性ガス吹出し面に均一に形成するのが望ましい。そして、丸孔の直径又はスリットの幅は、３ｍｍ以内が望ましい。丸孔の直径又はスリットの幅が３ｍｍよりも大きいと、容器から跳ねた内容物がチャンバー内に侵入するおそれがあるので、それ以下で且つあまり流動抵抗が大きくならない範囲を適宜選択する。そして、開口率１５〜４５％の範囲がノズルプレートからの不活性ガスの適正な吹出し圧力と吹出し量が得られ、且つチャンバーへの内容物の侵入も防げて望ましい。より望ましくは、開口率が２０〜２５％の範囲内である。開口率が１５％以下であると吹出し圧が高くなり、また４５％以上であると丸孔又は長穴（スリット）の開口面積が大きくなり、内容物がノズルチャンバー内に進入し易くなるので好ましくない。また、ノズルプレートの材質は、錆付かず且つ汚れが付着し難く洗浄しやすいステンレスが望ましいが、それに限らず、他の金属板やセラミックス板、プラスチック板等洗浄可能な任意の材料が適用可能である。本実施形態では、ノズルプレートをステンレス板に直径１ｍｍの丸穴を開口率２３％となるように、均一な分布で形成して使用した。

また本実施形態では、ノズルチャンバー２の内部に多孔質材料で形成された散気管６を配置し、該散気管の周面からノズルチャンバー２内に微細孔を介して不活性ガスを噴出させることによって、該ノズルチャンバーからトンネル内への不活性ガス吹出しの流速分布をほぼ均一にした。ノズルチャンバー内にこのような散気管を設けるノズル構造体は、本発明者らが先に提案したもの（特願２００３−５１１４４号）であり、特に上部への不活性ガス吹き込みによるガス置換後、容器密封までの搬送中に外部の空気を巻き込まないように、容器密封位置までを半密閉型のトンネルで覆って、ガス置換部でガス置換された缶を低酸素濃度雰囲気下で巻締位置まで搬送するのに有効である。なお、図中７は散気管６に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管であり、不活性ガス供給源に連結されている。

図２は、以上のように構成されたノズル構造体を飲料缶の充填密封ラインの不活性ガス置換装置に適用した場合を示している。図２（Ａ）は容器搬送コンベヤ１０で搬送される内容物充填済みの缶体１１の搬送路の両側に、缶体のネック部近傍から上方に対向するように、図１に示すようにチャンバー内に散気管６を配置したノズル構造体１２、１２をノズルプレート１３が対向するように配置し、両ノズル構造体の上辺部を天井板１４で連結して半密閉型トンネル１５を構成している。図２（Ｂ）は、容器搬送コンベヤ１０で搬送される内容物充填済みの缶体１１の搬送路の上方に、少なくとも缶の開口部上方を覆う幅を有するノズル構造体１６を配置したダウンフロー形式であり、ノズルプレート１７を缶開口部と対向するように配置し，且つ缶搬送路の両側方を図示のように缶体のネック部近傍から上方に対向するように、側壁１８、１８を配置して半密閉型トンネル２０を構成している。

それらのノズル構造体１２又は１６において、ノズルプレート１３、１７はノズルチャンバー本体に摺動自在に設けられているので、ノズルプレートが汚れた場合は、簡単に取り外して洗浄でき、洗浄のためのライン停止時間を特段に短縮することができ、稼動率を高めることができる。また、ノズルチャンバーの不活性ガス吹出し面をノズルプレートで覆っているのでノズルチャンバー内への汚れの侵入を防止することができる。

以上、本発明に係るノズル構造体の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ノズルチャンバー内に散気管を配置した場合であるが、例えば図３に示すノズル構造体８に示すように、ノズルチャンバー内に散気管を設けず、不活性ガスボンベに連結した不活性ガス供給管２１の先端から、直接ノズルチャンバー内不活性ガスを噴出すようにしても良い。なお、図３において他の構造は、図１に示す実施形態と同様であるので、同じ構成要素は同一符号を付し、詳細な説明は省略する。また、ノズルプレートのノズルチャンバー本体への着脱可能な取付け手段は、上記実施形態の蟻溝構造のものに限らず、他の摺動案内手段によるもの、あるいは摺動せずに、ワンタッチで係止可能な着脱手段であってもよい。

本発明の不活性ガス置換装置のノズル構造体は、種々の容器の充填・密封ラインにおけ不活性ガス置換装置に適用でき、従来一体構造であったノズルチャンバーに簡単に着脱可能なノズルプレートを設けたので、容器から飛散する内容物などがノズルプレートに付着した場合、簡単に取り外して洗浄できるほか、ノズルチャンバー内への汚れの進入を防止することができ、産業上の利用可能性が高い。

本発明の実施形態に係る不活性ガス置換装置のノズル構造体の斜視図である。 飲料缶の充填密封ラインに適用した状態の正面図であり、（Ａ）はサイドフロー形式の半密閉型トンネルに適用した場合、（Ｂ）はダウンフロー形式に適用した場合を示している。 本発明の他の実施形態に係る不活性ガス置換装置のノズル構造体の斜視図である。

符号の説明

１、８、１２、１６ ノズル構造体
２ ノズルチャンバー
３ ノズルチャンバー本体
４、１３、１７ ノズルプレート
７、２１ 不活性ガス供給管
１０ 容器搬送コンベヤ
１４ 天井板
１５、２０ 半密閉型トンネル
１８ 側壁

Claims (3)

1. 内容物が充填されて密封装置に搬送される容器のヘッドスペースのガスを不活性ガスに置換する不活性ガス置換装置のノズル構造体であって、容器搬送ラインに沿って箱状のノズルチャンバーを配置し、該ノズルチャンバーの不活性ガス噴出し面を多数の不活性ガス吹出し穴を有するノズルプレートで覆い、該ノズルプレートがノズルチャンバー本体に着脱可能に設けられ、且つ前記ノズルチャンバー内に、容器搬送方向に沿って延び、外周壁が多孔質材料で形成された散気管が配置され、該散気管を介してノズルチャンバー内に不活性ガスが供給されることを特徴とする不活性ガス置換装置のノズル構造体。
2. 前記ノズルプレートは、前記ノズルチャンバー本体の開口端部に形成された蟻溝に摺動自在に嵌合して、着脱自在になっている請求項１に記載の不活性ガス置換装置のノズル構造体。
3. 前記ノズルプレートは、不活性ガス吹出し穴が丸穴又は長穴からなり、開口率が１５〜４５％である請求項１又は２に記載の不活性ガス置換装置のノズル構造体。

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