JP5102869B2 - 容器洗浄機 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の容器洗浄機(リンサー)の基本構成を示す模式図である。図1に示すように、洗浄水供給配管1が配置されており、洗浄水供給配管1には複数の2流体ノズル2と単一の1流体ノズル3とが設置されている。2流体ノズル2は、缶容器等の筒状容器C(図1では一つの筒状容器のみ示す)の進行方向の上流側から下流側に向かって所定のピッチで配置されており、2流体ノズルの個数は、例えば、12個に設定されている。これらの2流体ノズル2には、エア配管4からチューブ5を介して所定圧力の圧縮エアが供給されるようになっている。1流体ノズル3は、2流体ノズル群の下流側に少なくとも1個配置されている。そして、筒状容器Cを囲むように上下左右に筒状容器Cの移動を案内するための棒状のガイドレール6が配置されている(図1では上下のガイドレールのみ図示)。洗浄水供給配管1、エア配管4およびガイドレール6は水平面に対して所定の角度(α)で傾斜して配置されている。
図3(a)は2流体ノズルの個数(横軸)と汚れ残留率(%)(縦軸)との関係を示すグラフである。ここで、汚れ残留率(%)とは、擬似的に筒状容器に付着させた汚れが洗浄後にどれだけ残っているかの割合を云う。したがって、汚れ残留率が低いほど洗浄能力が高いことを意味する。図3(a)の上の折れ線に示すように、2流体ノズルの個数を4個から8個に増やした場合、汚れ残留率は55%から35%に減少し、さらに12個に増やした場合、汚れ残留率(%)は24%に減少している。図3(a)に示すように、1流体ノズルを14個用いた従来型レベルでは、汚れ残留率が20%以下であったのに対し、2流体ノズルを12個用いた場合でも汚れ残留率は24%であり、2流体ノズル単独では従来と同等の高い洗浄能力は得られなかった。
このように、本発明の容器洗浄機は、従来型の容器洗浄機と比較して、同等の洗浄能力を確保することができ、洗浄水の使用量を約70%削減することができる。また、本発明の容器洗浄機におけるノズルの総個数は、例えば、13個であり、洗浄機の全長を従来型と同等に抑えることができる。
図4に示すように、2流体ノズルのみの場合(左側の棒グラフ)には汚れ残留率が56%であったのに対し、2流体ノズル群の下流側に1流体ノズルを1個追加した場合(真ん中の棒グラフ)、汚れ残留率は45%に低下している。すなわち、2流体ノズル群の下流側に1流体ノズルを1個追加した場合、洗浄能力が飛躍的に向上している。また、2流体ノズル群の途中に1流体ノズルを追加した場合、たとえ最後に1流体ノズルを追加したとしても、汚れ残留率は68%となり、洗浄能力は大幅に悪化している。
(1)2流体ノズル群の最後に1流体ノズルを追加することにより洗浄能力が向上する。これは、2流体ノズルにより洗浄が終わった後に、1流体ノズルから多量の洗浄水を筒状容器に噴射することにより、2流体ノズルの洗浄作用により既に容器内面から脱離していた汚れを多量の洗浄水によりすすぎ洗いできるためであると推測される。
(2)2流体ノズル群の途中に1流体ノズルを追加することにより洗浄能力が低下する。これは、1流体ノズルから噴射された大量の洗浄水の排出流のために、後段の2流体ノズルから噴射された気水混合ミスト(霧状の水粒子)が容器内面に充分に到達できないためであると推測される。すなわち、1流体ノズルの後段に配置された2流体ノズルの洗浄への寄与が低下するものと推測される。
本発明によれば、複数の2流体ノズルの個々のノズルの噴射面角度を変えて配列し、この変えた配列を筒状容器の進行方向に沿って複数回繰り返すことにより、筒状容器の内面を全面に亘って繰り返して複数回洗浄することができる。したがって、缶内面に強固に付着した汚れをも除去することができる。
本発明によれば、1流体ノズルのみを所定数使用した従来型の容器洗浄機と同等の汚れ残留率を確保することができる。すなわち、上記圧力範囲の2流体ノズルを用いた本発明の容器洗浄機は従来型の容器洗浄機と同等の洗浄能力を確保することができる。
本発明によれば、加圧気体の圧力に対する洗浄水の水圧の比を1〜2とすることにより、節水効果と洗浄力を両立させることができる。
本発明によれば、筒状容器の進行方向に対する複数のノズルの個々のノズルの噴射面角度を45°きざみで配置することができ、筒状容器の内面を全面に亘って洗浄することができる。したがって、洗浄むらがない良好な洗浄効果が得られる。
本発明によれば、2流体ノズルおよび1流体ノズルから洗浄水を缶容器の内面に噴射して洗浄した後の液体を回収し、回収した液体を筒状容器の推進のために再利用するようにしている。そのため、新たな洗浄水は、2流体ノズルおよび1流体ノズルに供給する洗浄水のみであり、洗浄水の使用量を低減することができる。
本発明によれば、2流体ノズルおよび1流体ノズルから洗浄水を缶容器の内面に噴射して洗浄した後の液体を回収し、回収した液体を筒状容器の位置の保持のために再利用するようにしている。そのため、新たな洗浄水は、2流体ノズルおよび1流体ノズルに供給する洗浄水のみであり、洗浄水の使用量を低減することができる。
(1)本発明の容器洗浄機は従来型の容器洗浄機と同等の洗浄能力を確保することができる。
(2)本発明の容器洗浄機は洗浄水の使用量を飛躍的に低減できる。
(3)本発明の容器洗浄機はノズル個数が従来型の容器洗浄機と概略同一であるため、容器洗浄機の全長を従来型の容器洗浄機と同等に抑えることができる。したがって、既設の容器洗浄機を本発明の容器洗浄機に容易に変更することができる。
なお、洗浄用ノズルと缶容器との距離は、ノズルの噴射面角度並びにガイドレール(図7)の介在を考慮し、水もしくは気水混合ミストが缶容器内部に十分到達するように調整することができる。
図9(a)は、2流体ノズルにおける空気(エア)圧を一定にした場合の水圧、汚れ残留率、汚れ洗浄量等を示すデータであり、図9(b)は、図9(a)のデータをもとに水圧と汚れ洗浄量及び水圧と汚れ残留率との関係を示したグラフである。
図10(a)は、2流体ノズルにおける設定水圧を一定にした場合のエア圧、汚れ残留率、汚れ洗浄量等を示すデータであり、図10(b)は、図10(a)のデータをもとにエア圧と汚れ洗浄量及びエア圧と汚れ残留率との関係を示したグラフである。
図2において説明したように、2流体ノズルからの気水混合ミスト(霧状の水粒子)は円錐状に広がるものと扇形状に広がるもの等があるが、ここでは扇形状に広がるノズルを使用する。図11(a)に示すように、扇形状に広がった気水混合ミスト(霧状の水粒子)は被噴射面に対して細長い矩形状の噴射面Sであたり、缶容器の内面を洗浄する。この噴射面Sの長手方向と缶容器の進行方向とのなす角度を噴射面角度という。
2流体ノズルを使用して少量の水で効率よく洗浄するためには、缶容器進行方向に対するこの噴射面角度が重要になってくる。2流体ノズル群と1流体ノズルとを使用して缶容器を洗浄する際に、2流体ノズルの噴射面角度を90°、0°、45°、135°に設定した4個の2流体ノズルを3組使用する。最後の1流体ノズルの噴射角度は90°とする。
2流体ノズルを使用し缶容器内部の全面にわたって効率よく噴霧するためには、どのようなノズルの噴射面角度が最適かを調べるために、以下のような条件で試験を行った。
缶容器の内面全体に感水試験紙を貼り付ける。ここで使用する感水試験紙は、感水前すなわち水が付着する前の状態では黄色を呈し、感水後すなわち水が付着した後は青色を呈する試験紙である。洗浄機(リンサー)を運転し、缶容器を導入部から推進ノズルを使わずに自重のみで缶容器を進行させる。2流体ノズルから噴霧された水の分布を感水試験紙の色の変化で確認する。
2流体ノズルの種類、洗浄条件などは次の通りである。
ノズル種類:2流体扇形
ノズル数:1個の場合(試験1〜4)、2個の場合(試験5、6)、4個の場合(試験7、8、9)
ノズルピッチ:80mm
洗浄水圧:0.2MPa(設定値)
洗浄エア圧:0.2MPa
缶容器の回転:なし
噴射面角度(缶容器の進行方向を0°とする):試験1〜試験9の9通り
すなわち、試験1:90°、試験2:0°、試験3:45°、試験4:135°、試験5:90°と0°の組み合わせ、試験6:45°と135°の組み合わせ、試験7:90°と0°の組み合わせを2組、試験8:45°と135°の組み合わせを2組、試験9:90°と0°と45°と135°の組み合わせである。
図中の矢印は缶容器の進行方向を示し、進行方向に対して反時計回りに1個の2流体ノズルをそれぞれ90°、0°、45°、135°の噴射面角度に設定した2流体ノズルで噴霧した場合の噴霧分布をそれぞれ試験1から試験4で示している。試験1の結果から明らかなように、噴射面角度が90°の場合には、缶容器の進行方向の前後側に黄色の部分が残っており、噴霧が薄いことがわかる。試験2の結果から、噴射面角度が0°の場合には、缶容器の進行方向に直交する左右側面側に黄色の部分が残っており、ほとんど噴霧されていないことがわかる。試験2の結果から、噴射面角度が45°及び135°の場合には、それぞれ缶容器の進行方向の斜め前方側及び斜め後方側に黄色の部分が残っており、噴霧が薄いことがわかる。
図13は、上記の試験7〜試験9までの結果を缶容器上方から内面を撮影した写真及び缶開口部近傍を斜めから撮影した写真を示す図である。写真上に点線で概略黄色で示されている部分と青色に変化している部分とを分けて示している。
上記の試験結果から、4個の2流体ノズルを使用し、噴射面角度を進行方向に対して反時計回りに90°、0°、45°、135°に設置して使用すると良好な噴霧(噴射)がなされることがわかった。本実施例では噴射面角度を缶容器の進行方向に対して反時計回りに90°、0°、45°、135°となるように設置したが、これらの4種類の噴射面角度を組み合わせて設置する他の順列としてもよい。例えば、進行方向に対して反時計回りに90°、0°、135°、45°となるような順列または0°、90°、135°、45°となるような順列等に設置してもよい。
2 2流体ノズル
3 1流体ノズル
4 エア配管
5 チューブ
6 ガイドレール
11 エアノズル
13 バランス用ノズル
14 推進用ノズル
C 缶容器
Ce 容器首部の下端
Cm 缶口
Claims (7)
- 倒立状態で移動する筒状容器の内面に洗浄水を噴射して洗浄する容器洗浄機において、加圧気体と洗浄水とを混合して扇形パターンの気水混合ミストを筒状容器の内面に噴射する複数の2流体ノズルを備え、該複数の2流体ノズルの後段に、洗浄水のみを筒状容器の内面に噴射する1流体ノズルを備え、前記扇形パターンの気水混合ミストは被噴射面に対して矩形状の噴射面であたり、
前記複数の2流体ノズルの個々のノズルにおける前記矩形状の噴射面の長手方向と筒状容器の進行方向とのなす角度である噴射面角度を変えて配列し、この変えた配列を筒状容器の進行方向に沿って複数回繰り返すようにしたことを特徴とする容器洗浄機。 - 前記2流体ノズルに供給する洗浄水の水圧は0.1MPa〜0.3MPaであり、前記2流体ノズルに供給する加圧気体の圧力は0.1MPa〜0.3MPaであることを特徴とする請求項1記載の容器洗浄機。
- 前記2流体ノズルにおける、加圧気体の圧力に対する洗浄水の水圧の比が、1〜2であることを特徴とする請求項1または2記載の容器洗浄機。
- 前記複数の2流体ノズルの個々のノズルの噴射面角度は、筒状容器の進行方向に対して直交する方向、進行方向と同一方向、進行方向に対して±45°傾斜した方向の4方向を含むように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の容器洗浄機。
- 前記1流体ノズルから噴射される洗浄水は、円錐形、扇形、円柱型のいずれかのパターンであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の容器洗浄機。
- 筒状容器を洗浄した後の洗浄済みの液体を回収し、回収した液体を噴射して筒状容器を推進させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の容器洗浄機。
- 筒状容器を洗浄した後の洗浄済みの液体を回収し、回収した液体を洗浄時の筒状容器の洗浄側と反対側から噴射して筒状容器の位置を保持することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の容器洗浄機。
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