JP4916016B2 - 缶体の洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビール、清涼飲料水等の飲料が充填封入される一端に開口部を有する缶体の洗浄装置に関するものであり、特に一端に開口部を有する缶体を搬送しながら洗浄する装置であり、搬送下流側に向けて下向き傾斜して缶体の自重によって缶体を搬送する傾斜搬送領域を有し、前記傾斜搬送領域上流側に洗浄水を噴射して缶体を洗浄する洗浄部と、前記洗浄部の下流側に水切りを行う水切り部を備えた缶体の洗浄装置に関するものである。

例えばビール工場、ジュース工場等で一端に開口部を有する缶体にビール、ジュース等の飲料を充填封入する製造工程では、缶体に付着した不純物を洗浄装置で洗浄して除去した後に缶体にビール、ジュース等の飲料を封入している。

前記一端に開口部を有する缶体の洗浄装置として、従来より缶体を搬送しながら該缶体に洗浄水を噴射する洗浄部と、前記洗浄部の下流側に缶体を搬送しながら前記洗浄部で缶体に付着した洗浄水を除去する水切り部を備えた洗浄装置が知られており、特に搬送手段として前記缶体の開口部を下側に向け、傾斜搬送領域上を缶体が自重によって搬送されるようにした洗浄装置が知られている。

このような洗浄装置においては、例えば缶体に飲料を充填封入する工程等の下流工程で缶が過量となった場合や、缶体を製造する工程等の上流工程で缶が不足となった場合、また例えば上流工程や下流工程で機器トラブル等が発生した場合には缶体の流れを一時的に停止する必要がある。また、特に大型の缶体においては、缶体と缶体が衝突した場合にその衝撃により缶体に変形や擦傷が生じる可能性があるため、変形や擦傷が生じ難いように缶体を減速させる必要がある。

そこで特許文献１には大きな傾斜角をもつシュート内を自走する缶体に、洗浄水を噴射することにより多数の缶体を連続的に洗浄する缶体の洗浄装置において、前記自走する缶体の表面に間欠的に作用する制動部材と、それに対応する制動部とを、缶体底部近くの側面を挟んで前記シュート内に配設した缶体の洗浄装置が開示されている。
このような缶体の洗浄装置では、制動部材を缶体に押し付けることによって制動作用が働き、制動部材を缶体より離して非接触状態とすると缶体に加速が発生する。このように缶体に制動作用と加速を繰り返しながら通過させることにより、缶体の加速を適度に抑制して、重い缶体でも変形や擦傷を生じさせずに自走させることができる。また、制動部材を缶体底部近くの側面を挟んでシュート内に配設したことにより、シュートの傾きが急角度でも缶体の減速が缶体に傷つけることなく確実に行うことができるとともに、強度が高い缶体の底部近くを制動部材で挟むため、制動部材による缶体の変形を防止することができる。

また、特許文献２には、缶体の洗浄装置に使用することができる缶体ストッパーとして、缶体搬送ラインの少なくとも一方の側に前記搬送ラインの搬送方向に略直角に移動可能に配置されていて缶体の底部側面を押す下押さえ部と、前記下押さえ部を前記搬送ラインに沿って移動する間に向けて押すアクチュエータと、前記下押さえ部と同期して前記缶体に向かって移動可能に且つ前記下押さえ部に対して相対的に上下動可能に配置され、前記上部側面を押す上押さえ部とを備える缶体ストッパーが開示されている。
このような缶体ストッパーでは、強度が高い缶体の上部と底部を押さえるため缶体に変形や擦傷が生じることを防止することができ、また下押さえ部と上押さえ部が同期して移動して缶体を抑えるので缶体を安定して停止させることができる。更に、上押さえ部が下押さえ部に対して相対的に上下動可能となっているため、高さの異なる缶体に対応することができる。

特公平６−２０７３９号公報 特開２００４−９１１２４号公報

しかしながら、特許文献１、２の何れに開示された技術においても、制動部材を缶体に押し付ける際の衝撃によって缶体に変形や擦傷が生じる可能性がある。また缶体同士が衝突する際にもその衝撃によって、缶体に変形や擦傷が生じる可能性があり、特に複数の缶体が集団となって移動する場合にその可能性は高い。また缶体洗浄部で洗浄に必要な量の洗浄水を缶体に噴射するためには缶体は規定時間以上洗浄部に留まる必要があるが、そのための速度制御の機構が複雑なものとなる。
さらに、特許文献１、２の何れに開示された技術においても、缶体の制御部材としてゴム等のブレーキ材やステンレス鋼等の消耗部品を使用して、該消耗部品を缶体に接触させることで缶体の制御を行っているため、缶体との接触によって消耗部品に磨耗が生じ、部品交換の必要性がある。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、従来よりも大がかりな装置を必要とせず、缶体の変形や擦傷を防ぐことができ、さらに制動部材の部品交換の必要性のない缶体の洗浄装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明においては、
一端に開口部を有する缶体を搬送しながら洗浄する装置であり、搬送下流側に向けて下向き傾斜して缶体の自重によって缶体を搬送する傾斜搬送領域を有し、前記傾斜搬送領域上流側に洗浄水を噴射して缶体を洗浄する洗浄部と、前記洗浄部の下流側に水切りを行う水切り部を備えた缶体の洗浄装置において、
搬送下流側に向けて下向き傾斜して缶体の自重によって缶体を搬送する傾斜搬送領域の、缶体を起立状態のまま滑降させるためのガイド部の両側に、缶体搬送方向と反対方向に缶体に向けて流体を噴射する一対又は複数対の流体噴射手段を設け、前記噴射手段より噴射され缶体に衝突する流体の面圧によって缶体の搬送方向への移動を停止若しくは減速可能としたことを特徴とする。

一対又は複数対の流体噴射手段を設けることで、缶体に搬送方向と反対方向に向かった面圧をかけることができ、また噴射された流体は弾発力を有するため、缶体が流体や後続の缶体と衝突した場合においても強い衝撃的な反力を受けることなく缶体を停止することができる。従って缶体の変形や擦傷を防止することができる。また、缶体を停止するために消耗部品を使用しないため、部品の交換も必要ない。
使用する流体は、流体を噴射することによって、付着した流体を洗浄する必要があるものでなければ何でもよく例えば空気、水等を例示することができるが、特に水が好適である。流体が水であれば、洗浄部で噴射した流体（水）は下流側の水切り部で洗浄水とともに除去することができるとともに、供給用の水を溜めておくタンク等を洗浄水と供用することができるため缶体の洗浄装置の付帯設備の設置スペースを小さくすることができるためである。

また、前記流体噴射手段は、流体噴射手段より噴射した流体が洗浄部に到達する位置に前記洗浄部を挟み搬送路両側に平行に配設された流体管と、前記流体管の搬送領域と対面する側に設けた流体吐出口に連結されたスプレーノズルから成り、前記スプレーノズルの先端噴射口が、前記流体管との連結位置よりも搬送領域側の缶体搬送方向上流側に位置するように傾斜させて配設するとともに、前記スプレーノズルを前記流体管に一定間隔で複数個連結させたことを特徴とする。

スプレーノズルを用い、スプレーノズルの先端噴射口を流体管との連結位置よりも搬送領域側の缶体搬送方向上流側に位置するように傾斜させて配設するとともに、スプレーノズルを前記流体管に一定間隔で複数個連結させることで、噴射された流体が広い面積に分散されるため、缶体と流体が衝突した際に、缶体が一部で局所的に強い衝撃を受けることがなく、缶体の変形や擦傷をさらに効果的に防止することができる。

また、前記流体管に管軸方向に沿ってスプレーノズルを複数対連結させるとともに、前記複数対のスプレーノズルの取り付け間隔が缶体の直径よりも小としたことを特徴とする。
スプレーノズルを複数対連結させることで、缶体が流体や後続の缶体と衝突した場合においても強い衝撃的は反力を受けることなく複数個の缶体を停止することができる。また、スプレーノズルの取り付け間隔を缶体の直径よりも小とすることで、複数の缶体をそれぞれが接触した状態で停止させることができ、停止している缶体の個数が一定数を越えると流体による面力では缶体を止めることができなくなり、停止している缶体のうち最下流に位置する缶体が下流側に搬送される。そのため、流体噴射手段であるスプレーノズルより下流側では缶体が複数個連なって移動することはなく、スプレーノズル下流側での缶体同士の衝突による缶体の変形や擦傷を防止することができる。

また、缶体への衝突位置における流体のスプレー幅が缶体の直径よりも小となるように前記一対又は複数対のスプレーノズルのスプレー角度を設定したことを特徴とする。
このことによりスプレーノズルから噴射された流体は全て缶体に衝突するため、必要以上の流体を使用する必要がなく、流体使用量を最小限に抑えることができる。

以上記載のごとく本発明によれば、従来よりも大がかりな装置を必要とせず、缶体の変形や擦傷を防ぐことができ、さらに制動部材の部品交換の必要性のない缶体の洗浄装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本実施例１に係る缶体の洗浄装置の概略を示す構成図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図２におけるＢ矢視方向の平面図である。
図１、図２及び図３に基づいて、本実施例１に係る缶体の洗浄装置の構成について説明する。
図１に示す本実施例１に係る缶体の洗浄装置は、缶体５を搬送しながら水切り及び洗浄を行うものである。図１において１０は缶体の洗浄装置を表し、１は洗浄装置１０に缶体５を連続して搬送する供給コンベア、１１は搬送下流側に向けて下向き傾斜した搬送レール、１２は搬送レール１１の途中に設けられ缶体５を搬送しながら洗浄を行う洗浄部、１３は該洗浄部１２によって洗浄された缶体５をさらに搬送しながら水切りを行う水切り部、２は該水切り部１３によって水切りされた缶体５を下流に排出する排出コンベア、４は排出コンベア２の下流側に設けたスクリューフィーダである。

次に上記各部について説明する。前記供給コンベア１は上流機器から供給された缶体を洗浄装置１０に連続的に供給するコンベアであり、缶体を搬送することができればコンベアの形式は特に制限されるものではない。また缶体５は開口部を上側にした起立状態で供給コンベア１上を搬送される。

搬送レール１１は、ハウジング１４で覆われており、上流側から順にツイストガイド部１１ａ、直線ガイド部１１ｂ及びツイストガイド部１１ｃの３つのガイド部から構成されており、始端部を前記供給コンベア１の終端部に、また終端部を前記排出コンベア２の始端部に接続され、例えば２５°〜３０°程度の比較的強い勾配で傾斜したレールであって、前記供給コンベア１から水平な姿勢で供給される缶体５を傾斜した姿勢でその自重によって滑降させて搬送するものである。
また搬送レール１１は図２及び図３に示したように、長方形のフレーム板１１ｅで支持され、缶体５の搬送方向と直交する方向への移動を拘束する複数のガイドバー１１ｄで形成され、缶体を搬送方向に案内している。

ツイストガイド部１１ａは、前記複数のガイドバー１１ｄが捻転して設けられており、下方に位置する前記直線ガイド部１１ｂに向かって缶体５を自重によって滑降させながら該缶体５の姿勢を１８０°変換する。即ち前記供給コンベア１上を開口部を上側にして搬送された缶体５はツイストガイド部１１ａでその姿勢を１８０°変換されて開口部を搬送レール下側にした起立状態で直線ガイド部１１ｂに搬送される。直線ガイド部１１ｂは缶体５を開口部を搬送レール下側にした起立状態のまま滑降させるためのガイド部であり、ツイストガイド部１１ｃは前記ツイストガイド部１１ａと同様の構造であり、缶体５の姿勢を再度１８０°変換して開口部を上側にした起立状態とするものである。

前記直線ガイド部１１ｂには缶体５の搬送方向上流側から順に洗浄部１２、水切り部１３が設けられている。
洗浄部１２には、直線ガイド部１１ｂ下方に直線ガイド部１１ｂに沿って洗浄水噴射管１５が設けられるとともに、直線ガイド部１１ｂ上方に直線ガイド部１１ａに沿って前記洗浄水噴射管１５と直線ガイド部１１ｂに対して対象な位置にバランス水噴射管１６が設けられている。洗浄水噴射管１５からは上向きに洗浄水を噴射して缶体５の内部及び外部を洗浄し、バランス水噴射管１６からは下向きにバランス水を噴射して前記洗浄水噴射管１５から噴射された水圧とバランスをとって缶体５の上下方向への移動を防止するとともに、缶体５の外部を洗浄している。また、缶体の滑降を停止可能な後述する水噴射式ストッパー３０が備えられている。
また、前記洗浄部１２の搬送方向下流側に設けられた水切り部１３では缶体５を直線ガイド部１１ｂを滑降させながら水切りを行う。
なお、ハウジング１４の洗浄部１２の下流側及び水切り部１３の下流側にはそれぞれ洗浄部１２及び水切り部１３で発生するドレンを外部に排出するドレン管１４ａ及び１４ｂが設けられており、発生したドレンは外部に排出される。

排出コンベア２は、前記洗浄部１２で洗浄され水切り部１３で水切りされた後にツイストガイド部１１ｃで開口部を上側にした起立状態に姿勢を変換された缶体５を連続的に搬送レール１１から排出し、スクリューフィーダ４に供給するコンベアであり、缶体を搬送することができればコンベアの形式は特に制限されるものではない。
スクリューフィーダ４は、前記排出コンベア２から連続的に供給される缶体５を所定の間隔に広げて図示しない後流機器に供給するものであり、スクリューフィーダ４の稼動を停止すれば缶体５の移動を停止することができるため、ストッパーとしても使用することもできる。

次に本発明の特徴的な構成である水噴射式ストッパー３０について図２及び図３を用いて詳細に説明する。水噴射式ストッパー３０は、ハウジング１４に固設されたブラケット３１に固定された２本のストッパー水管３２と、該ストッパー水管３２の搬送レール１１と対面する側に設けた流体吐出口に連結された複数のスプレーノズル３２ａと、前記ストッパー水管３２に水を供給する供給管３３で構成されている。ここで、ストッパー水管３２は、連結板３４によって一体となって前記ブラケット３１に固定されており、また供給管３３からストッパー水管３２へ供給する水は前記洗浄水と同じ水を用いている。

ストッパー水管３２は、例えば連続する缶体５の４〜５個分に相当する長さを有し、缶胴の高さに対応させて搬送レール１１を挟んで搬送レール１１両側に平行に配設され、一端はブラインドプラグ３５で閉じられ、他端は噴射水の供給管３３と連結しており、その位置は前記スプレーノズル３２ａから噴射された水が洗浄部１２に到達するような位置に配設される。
なお、ストッパー水管３２の長さは洗浄装置１０の能力、洗浄する缶体５の数及び大きさ、洗浄装置１０の上流及び下流機器の能力によって決定すればよく特に限定されるものではない。

また、スプレーノズル３２ａは先端の噴射口が前記ストッパー水管３２との連結位置よりも搬送レール１１側の缶体５搬送方向上流側に位置するように４５°の傾斜角で、搬送レール１１に対して対象な位置で対になるように一定間隔でストッパー水管３２に連結されている。
なお、本実施例１においては傾斜角度を４５°としたが傾斜角度はスプレーノズル３２ａから噴射される水が缶体５に搬送方向下流側から衝突することができる角度であれば特に限定されるものではなく、またスプレーノズル３２ａ間の間隔は搬送する缶体５の直径よりも小さいことが好ましい。また、スプレーノズル３２ａのスプレー角は噴射された水の缶体への衝突位置におけるスプレー幅が缶体の直径よりも小となるように設定することが好ましい。

前記スプレーノズル３２から噴射される水の水圧は、缶体５に衝突する水の面圧によって缶体５の自重による搬送を停止できるように調節する。このことで、上流側から搬送された缶体５はスプレーノズル３２ａから噴射された水（以下噴射水と呼ぶ）に衝突して減速されて押し返され、搬送方向最上流のスプレーノズル３２ａの噴射水近傍で停止する。次いで後続の缶体５が順次搬送されてくるとその後続の缶体５を含む（缶体複数個分の）自重に押されて先頭の缶体５は順次下流側に移動し、噴射水によって停止されている缶体５が所定数を超えると、噴射水によって溜まった缶体５の全てを停止することができず、先頭の缶体５を放出する。前記所定数は特に限定されないが、噴射水によって停止された複数個の缶体の搬送方向最上流側の缶体が前記ストッパー水管３２の上端よりも十分上流側に位置するように設定するとよい。

なお、本実施例１においては水噴射式ストッパー３０を用いたが、水に代えて他の流体として例えば無菌空気を噴射することでも同様の効果を得ることができ、空気の噴射装置の構造はストッパー水３２及びスプレーノズル３２ａは水噴射式ストッパー３０と同様の構成でよい。しかしながら、無菌空気を噴射する場合には、無菌空気の供給源、ブロワ、噴射された無菌空気の排出機構が必要であるため、水噴射式ストッパー３０を用いることが好ましい。

次に図４に基づいて、本実施例１に係る缶体の洗浄装置１０の動作について缶体５の初期供給の例を挙げて説明する。図４は缶体の洗浄装置１０への缶体５投入の説明図である。
例えば洗浄装置１０の下流機器である飲料充填装置（図示せず）を長期休止した場合、図４（ａ）に示すように衛生面から缶体５は洗浄装置１０から全て排出されており、前記飲料充填装置を再稼動する際には缶体５を洗浄装置１０に供給する必要がある。

まずスクリューフィーダ４を停止したまま供給コンベア１を稼動するとともに、洗浄水噴射管１５、バランス水噴射管１６から洗浄水の噴射を開始し、水噴射ストッパー３０の噴射水の噴射を開始する。供給コンベア１上の開口部を上側にした起立状態の先頭の缶体５は押し出されて搬送レール１１のガイド内に入り、搬送レール１１の勾配に沿って傾き、自重によって後続の缶体５から離れて滑降を始める。滑降を始めた缶体５はツイストガイド部１１ａで１８０°姿勢を変換して開口部を下に向け洗浄部１２に入る。洗浄部１２に入った缶体５は前記水噴射式ストッパー３０を構成する最上流のスプレーノズル３２ａ近傍で噴射水から受ける面圧によって減速し停止する。このように先頭の缶体が水噴射式ストッパー３０によって停止した状態を図４（ｂ）に示している。

次いで後続の缶体５が前記先頭の缶体５と同様にして滑降してきて前記先頭の缶体５の搬送方向下流側に当接して先頭の缶体５を押す。さらに後続の缶体５の個数が増えると噴射水から受ける面圧によって缶体５を停止することができなくなり、これらの缶体５は連なって下方に移動して後続の缶体５も噴射水からの面圧によって停止する。以降同様にして噴射水の存在する範囲に連なって停止する缶体の個数が増え、所定の個数分だけ停止することができる。所定の個数を超えた後は、前記供給コンベアから缶体５が１つ供給される毎に、停止している缶体５のうち最下流の缶体５が下流に放出され、搬送レール１１の斜面を滑降して水切り部１３及びツイストガイド部１１ｃを経て排出コンベア２に搬送されスクリューフィーダ４によって停止される。こうしてスクリューフィーダ４で停止される缶体５の数を順次増やしていく。このように噴射水によって缶体５を停止することができる所定の個数を超えた状態を図４（ｃ）に示している。

このようにスクリューフィーダ４で停止される缶体５の個数を増やしていくと最後には図４（ｄ）に示したように供給コンベア１の終端部から排出コンベア２の始端部まで缶体５が連なった状態となる。この時にスクリューフィーダ４を始動すると、缶体５の搬送速度は自動的にスクリューフィーダ４の搬送速度に制御されることとなる。即ち缶体の搬送速度をスクリューフィーダ４のみで簡単に行うことができる。

ここで、各缶体５が噴射される洗浄水量は、洗浄部１２の洗浄水噴射管１５の各位置における単位時間あたりの噴射水量と缶体５の通過時間によって決まり、通過時間は洗浄水噴射管１５の長さによって決定することができるため、洗浄水噴射管１５の長さ及び単位時間あたりの噴射水量を調整することで缶体５の洗浄に充分な洗浄水量を確保することが可能である。

また、水噴射式ストッパー３０で停止される缶体５及びその後続の缶体５は噴射水に弾発力があるために衝突時の衝撃が少なく、衝突による衝撃は少なく変形や擦傷の発生が生じ難い。
またスクリューフィーダ４で停止される缶体５は１個づつ水噴射式ストッパー３０から放出されて停止されるために複数個が集団で衝突することがないことに加え、ツイストガイド部１１ｃで減速されることと加速される距離が短いため、衝突による衝撃は少なく変形や擦傷の発生が生じ難い。

従来よりも大がかりな装置を必要とせず、缶体の変形や擦傷を防ぐことができ、さらに制動部材の部品交換の必要性のない缶体の洗浄装置として利用することができる。

実施例１に係る缶体の洗浄装置の概略を示す構成図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図２におけるＢ矢視方向の平面図である。 洗浄装置への缶体投入の説明図である。

符号の説明

５ 缶体
１０ 缶体の洗浄装置
１１ 搬送レール（傾斜搬送領域）
１２ 洗浄部
１３ 水切り部
１５ 洗浄水噴射管
１６ バランス水噴射管
３０ 水噴射式ストッパー
３２ ストッパー水管（流体管）
３２ａ スプレーノズル

Claims (4)

1. 一端に開口部を有する缶体を搬送しながら洗浄する装置であり、搬送下流側に向けて下向き傾斜して缶体の自重によって缶体を搬送する傾斜搬送領域を有し、前記傾斜搬送領域上流側に洗浄水を噴射して缶体を洗浄する洗浄部と、前記洗浄部の下流側に水切りを行う水切り部を備えた缶体の洗浄装置において、
   搬送下流側に向けて下向き傾斜して缶体の自重によって缶体を搬送する傾斜搬送領域の、缶体を起立状態のまま滑降させるためのガイド部の両側に、缶体搬送方向と反対方向に缶体に向けて流体を噴射する一対又は複数対の流体噴射手段を設け、前記噴射手段より噴射され缶体に衝突する流体の面圧によって缶体の搬送方向への移動を停止若しくは減速可能としたことを特徴とする缶体の洗浄装置。
2. 前記流体噴射手段は、流体噴射手段より噴射した流体が洗浄部に到達する位置に前記洗浄部を挟み搬送路両側に平行に配設された流体管と、前記流体管の搬送領域と対面する側に設けた流体吐出口に連結されたスプレーノズルから成り、
   前記スプレーノズルの先端噴射口が、前記流体管との連結位置よりも搬送領域側の缶体搬送方向上流側に位置するように傾斜させて配設するとともに、
   前記スプレーノズルを前記流体管に一定間隔で複数個連結させたことを特徴とする請求項１記載の缶体の洗浄装置。
3. 前記流体管に管軸方向に沿ってスプレーノズルを複数対連結させるとともに、
   前記複数対のスプレーノズルの取り付け間隔が缶体の直径よりも小としたことを特徴とする請求項２記載の缶体の洗浄装置。
4. 缶体への衝突位置における流体のスプレー幅が缶体の直径よりも小となるように前記一対又は複数対のスプレーノズルのスプレー角度を設定したことを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の缶体の洗浄装置。

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