JP4532667B2 - 回転部シール装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無菌状態に維持しながら各種の作業を実施する無菌処理空間と、内部に駆動機構等を配設した駆動室とを仕切るために、装置の固定部と回転部との間に適用される回転部シール装置の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の無菌状態で作業を行う充填システム等の容器処理装置においては、装置の回転部と固定部との間の気密性を維持するために液体シール装置を適用したものが知られている（特開平４−１５４５０１号公報）。しかしながら、この種の従来の液体シール装置においては、シール液自体の液槽内における流動が自由であったため、何らかの原因によって内外の差圧に急激な変動が生じた場合には、シール液面に作用する圧力作用によってシール液が液槽内を吹抜けて反対側に流出してしまい、駆動機構等を配設した駆動室内へ浸入するといった問題があった。そして、シール液としては、殺菌性のあるオキソニア等が用いられることが多く、しかもそれらの殺菌用液は腐食性も大きいものが多いため、駆動機構や隙間に入込んだ場合には、その取扱が大変厄介であった。
【０００３】
そこで、液槽内の液槽仕切部材と液槽内面との間に液体シールの流動性を制限するための流動制限部材を配設して、たとえ液体シールの内外の差圧に急激な変動が生じた場合でも、シール液が液槽内を吹抜けて流出することのないように改良した液体シール装置を提案した（特開平７−２８５５９６号公報）。しかしながら、この種の無菌状態における作業においては、無菌処理空間内の雰囲気温度が比較的高く設定されることが多いため、オキソニア等の腐食性の大きいシール液が蒸発してミスト状になって浮遊し、駆動室に流入して駆動機構等を腐食させる原因になるといった問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の事情に鑑みて開発したもので、液体シール装置を構成する液槽内のシール液面から蒸発するシール液のミストの駆動室への流入を防止して、無菌処理空間と駆動室との間の雰囲気の遮断性を向上し、駆動室内に配設される駆動機構等の機械的寿命を改善することを目的とする。また、液体シール装置の内外の急激な差圧の変動により、シール液が液槽内を吹抜けて溢れた場合に、駆動室へのシール液の浸入を回避して駆動機構等を保護し得る回転部シール装置を提供することを他の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、装置の固定部側に設けられたシール液貯溜用の環状液槽と、装置の回転部側から垂下して設けられ、下端部が前記環状液槽内のシール液中に没入して第１液槽部と第２液槽部に仕切る液槽仕切部材のほかに、前記第２液槽部と隣接した駆動室と連通する空間部を形成し、その空間部に接する固定部側と回転部側との間に気体の流通部を有する空間仕切部材を設けるとともに、前記空間部に連通する連通手段として排気管と排液管とをその排気管の吸込み位置が排液管の吸込み位置より高くなるように設け、これら排気管と排液管に吸引手段を接続して、該吸引手段により前記空間部内の気体と共に前記第２液槽部のシール液面から蒸発するシール液のミスト分を前記排気管を介して吸引して外部へ排出するとともに、前記空間部に溢れたシール液を前記排液管を介して吸引して外部へ排出するという技術手段を採用した。本発明では、以上のように、第２液槽部と隣接して空間部を形成し、その空間部に連通する連通手段として排気管と排液管とをその排気管の吸込み位置が排液管の吸込み位置より高くなるように設け、これら排気管と排液管に吸引手段を接続したので、シール液面から蒸発したミスト分は、前記排気管を介して空間部内の気体と共に外部へ排出され、シール液のミストの駆動室への流入を確実に防止できるとともに、前記排液管を介して液槽から溢れたシール液を外部へ排出して駆動室への浸入を防止できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ロータリ式充填機やロータリ式洗びん機などの回転部を有する無菌容器処理装置に好適であるが、他の装置の回転部のシール手段としても広く適用することができる。液シール部に関しては、液槽仕切部材の下端部を環状液槽内のシール液中に没入して第１液槽部と第２液槽部に仕切ることによりシール作用を奏するものであればよく、他の具体的構成については適宜変形が可能である。前記第２液槽部と隣接して設ける空間部は、その第２液槽部と連通状態にあり、同液槽部分から蒸発するシール液のミストを前記空間部内の気体と共に外部へ排出できるものであればよい。そのミストを排出するための構成としては、前記空間部に接する固定部側と回転部側との間に配設する空間仕切部材に気体流通部を形成し、その気体流通部を介して空気や蒸気などの適宜の気体が流通し得るように構成するとともに、装置の固定部側に前記空間部に連通する連通手段を設け、該連通手段を介して外部と連通するという構成が採用される。そして、空間仕切部材の気体流通部から前記空間部へ気体を供給し、その空間部内の気体と共にシール液のミスト分を外部へ排出するという手法が採用される。前記空間部は液密状態に形成して、第２液槽部分から溢れるシール液を一時的に収容し得るように構成する。
【０００７】
【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１は本発明の一実施例の要部を示した概略構成図であり、図２はその部分拡大図である。本実施例はロータリ式洗びん機に本発明を適用したものであり、図示のように、装置の固定部を構成する機枠１のほぼ中央部には、ベアリングスタンド２に取付けられるベアリング３，４を介して回転軸５が回転自在に配設されている。この回転軸５の上部にはロータリバルブ６が設置され、それぞれの供給管７を介して図示しない各内洗ノズルに洗浄液を分配供給するように構成されており、回転ホイール８の外周部に等間隔に配設されたボトルグリッパによって反転支持されたびん内に洗浄液を噴射して内部を洗浄するように構成されている。また、回転軸５の下部には、該回転軸５駆動用の歯車９が固定されており、図示しない適宜の駆動機構を介して駆動されるように構成されている。図中、１０は使用済の洗浄液が流下しやすいように傾斜状に設置された仕切壁で、この仕切壁１０を境にして、上部が若干陽圧に設定された無菌処理空間（Ａ）、下部が内部に適宜の駆動機構等を配設するための駆動室（Ｂ）に形成されている。
【０００８】
図２に示したように、前記ベアリングスタンド２は、機枠１上に必要に応じて適宜のスペーサ１１を介して固定された平板１２と、該平板１２の中央部に溶接等により固着された支持筒１３と、該支持筒１３の上部に設けられたブロック部材１４と前記平板１２の外周部との間にテーパ状に傾斜した状態に設置されたアウターカバー１５とから構成される。そして、アウターカバー１５と前記回転軸５の上部に固定された回転ホイール８との間には、液体シール装置１６が配設される。この液体シール装置１６は、図示のように、装置の固定部側であるアウターカバー１５に設けられた内側の壁板１７、該壁板１７に固着された底板１８及び該底板１８の外周部に固着された外側の壁板１９から形成されるシール液貯溜用の環状液槽と、該環状液槽内のシール液２０中に下端部が没入するように、取付板２１を介して回転部側に垂下状態に設けられた液槽仕切部材２２から構成される。しかして、液槽仕切部材２２の下端部のシール液２０中への没入によって、前記環状液槽内は、第１液槽部（イ）と第２液槽部（ロ）とに仕切られ、液体シール手段として、前記無菌処理空間（Ａ）を仕切る仕切作用を奏することになる。なお、図中、２３はシール液の供給部であり、この供給部２３からのシール液の供給を制御することにより、シール液２０の液面が所定の状態に調整されるように構成されている。
【０００９】
次に、本発明の特徴部分に関して説明する。図２に示したように、本発明の特徴は、前記液槽仕切部材２２によって仕切られた第２液槽部（ロ）と隣接して空間部（ハ）を設けた点にある。この空間部（ハ）は、前記壁板１７、回転ホイール８、ブロック部材１４、アウターカバー１５等によって周囲が囲まれており、前記壁板１７の上端部の間隙を介して第２液槽部（ロ）と連通している。なお、空間部（ハ）を液密状態に形成し、第２液槽部（ロ）から溢れたシール液を収容できるように構成している。前記ブロック部材１４には、図３に示したように上端部に適宜の流通部２４を形成した短筒状の空間仕切部材２５が取付バンド等の適宜の固定手段により取付けられ、その空間仕切部材２５によって、前記空間部（ハ）を固定部側であるブロック部材１４と回転部側である回転軸５の上端部に形成したツバ状取付部２６との間において、回転可能に仕切っている。因みに、空間仕切部材２５に形成する流通部２４の大きさは、その流通部２４を流通する気流自体によって逆流を阻止して、仕切部材としての作用を確保し得る大きさに設定する。なお、空間仕切部材２５に形成する流通部としては、気体が流通部内外の差圧により流通できて逆流を阻止し得るものであればよく、例えば、空間仕切部材２５の取付部２６側の端部を変形しやすく形成し、その端部自体が差圧によって弾性変形することにより形成される間隙部を介して気体が流通するように構成したものでもよい。
【００１０】
前記空間仕切部材２５の外側のブロック部材１４の上方には、小空間（ニ）が形成され、そのブロック部材１４に形成された流通孔２７を介して下方の平板１２、支持筒１３及びアウターカバー１５によって囲まれた空間（ホ）に連通し、さらに平板１２に形成された流通孔２８を介して駆動機構等を配設した駆動室（Ｂ）に連通している。前記空間部（ハ）は、以上のように、小空間部（ニ）及び空間部（ホ）を介して駆動室（Ｂ）に連通しているので、壁板１７の上端部の間隙を介して空間部（ハ）と連通した第２液槽部（ロ）には、駆動室（Ｂ）側の外気圧が作用することになる。したがって、前記液槽仕切部材２２によって仕切られた環状液槽内の第１液槽部（イ）と第２液槽部（ロ）のシール液２０の液面に関しては、図示のように、若干陽圧に設定された無菌処理空間（Ａ）と駆動室（Ｂ）との差圧に基づいて高低差が生じる。この場合、空間部（ハ）内の気体を吸引して排気するため、その吸引作用が差圧に影響してシール液２０の液面の高低差にも多少影響することになる。なお、図中、２９はブロック部材１４と回転軸５との間に配設されたシール部材である。
【００１１】
前記空間部（ハ）には、その空間部を外部へ連通するための連通手段が設けられる。本実施例の場合は、その連通手段として排気管３０を装置の固定側であるベアリングスタンド２に設置している。排気管３０には、吸引手段として図示しないバキュームポンプ等が接続されており、空間部（ハ）内の空気や蒸気等の適宜の気体と共にシール液のミスト分を吸引して外部へ排出するように構成されている。すなわち、前記空間部（ハ）は、前記平板１２に形成された流通孔２８、空間部（ホ）、ブロック部材１４に形成された流通孔２７、小空間（ニ）及び空間仕切部材２５に形成した流通部２４を経て駆動室（Ｂ）内に連通されており、駆動室（Ｂ）内の外気が空間部（ハ）に吸引された上、排気管３０を介して外部へ排出されるので、第２液槽部（ロ）内のシール液２０が蒸発したミスト分は、前記外気と共に排気管３０を介して外部へ排出されることになる。したがって、オキソニア等の腐食性の大きいシール液のミストが駆動室（Ｂ）に流入することは防止される。
【００１２】
前記空間部（ハ）には、図示のように、さらに排液管３１が設置されている。この排液管３１は、何らかの原因により無菌処理空間（Ａ）と空間部（ハ）との差圧が大きくなり、第２液槽部（ロ）内のシール液２０が壁板１７を越えて溢れ、空間部（ハ）内に一時的に収容されたシール液を外部へ排出するためのものである。図２に示したように、前記排気管３０の上端部はこの排液管３１の上端部より上方に位置しており、前記排気管３０の吸込み位置が排液管３１の吸込み位置より高くなるように設けられている。空間部（ハ）の容積を十分大きく設定しておけば、シール液の急激な流入に対しても容易に対応でき、駆動室（Ｂ）側への浸入を確実かつ簡便に回避することができる。なお、排液管３１に排液用のポンプを設置する場合には、専用の排液ポンプを設置してもよいし、１台の吸引ポンプで、前記排気管３０用の排気用ポンプと共用するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、液体シール装置を構成する液槽内のシール液面から蒸発したシール液のミスト分は、液槽に隣接して設置した空間部に連通した排気管を介して該空間部内を流通する気体と共に外部へ排出されるので、駆動室への流入が確実に回避される。したがって、無菌処理空間と駆動室との間の雰囲気の遮断性が向上し、駆動室へのシール液のミスト分の流入が確実に防止されるので、駆動室内に配設される駆動機構等の機械的寿命が延び、長持ちするという効果を得ることができる。また、前記空間部に連通する排液管を設けたので、この排液管を介して液体シール装置の内外の急激な差圧の変動等によって液槽から溢れて前記空間部に一時的に収容されたシール液を外部へ排出することにより、駆動室への浸入を防止することが可能である。さらに、排気管の吸込み位置を排液管の吸込み位置より高くしたので、前記空間部に一時的に収容されたシール液によって排気管の吸込み口が塞がれる事態は回避でき、該排気管を介してシール液のミスト分を常に確実に外部へ排出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例の要部を示した概略構成図である。
【図２】 図１の部分拡大図である。
【図３】 空間仕切部材を示した拡大斜視図である。
【符号の説明】
１…機枠、２…ベアリングスタンド、３，４…ベアリング、５…回転軸、６…ロータリバルブ、７…供給管、８…回転ホイール、９…駆動用歯車、１０…仕切壁、１１…スペーサ、１２…平板、１３…支持筒、１４…ブロック部材、１５…アウターカバー、１６…液体シール装置、１７…壁板、１８…底板、１９…壁板、２０…シール液、２１…取付板、２２…液槽仕切部材、２３…シール液の供給部、２４…流通部、２５…空間仕切部材、２６…ツバ状取付部、２７，２８…流通孔、２９…シール部材、３０…排気管、３１…排液管、Ａ…無菌処理空間、Ｂ…駆動室、ハ…空間部

Claims (1)

1. 装置の固定部側に設けられたシール液貯溜用の環状液槽と、装置の回転部側から垂下して設けられ、下端部が前記環状液槽内のシール液中に没入して第１液槽部と第２液槽部に仕切る液槽仕切部材と、前記第２液槽部と隣接して設けられるとともに駆動室と連通する空間部と、該空間部に接する固定部側と回転部側との間に設けられ、気体の流通部を有する空間仕切部材と、装置の固定部側に設けられ、前記空間部に連通する連通手段を備え、
   前記連通手段として排気管と排液管とをその排気管の吸込み位置が排液管の吸込み位置より高くなるように設け、これら排気管と排液管に吸引手段を接続して、該吸引手段により前記空間部内の気体と共に前記第２液槽部のシール液面から蒸発するシール液のミスト分を前記排気管を介して吸引して外部へ排出するとともに、前記空間部に溢れたシール液を前記排液管を介して吸引して外部へ排出するように構成したことを特徴とする回転部シール装置。

Images