JP6202687B2 - 冷缶装置 - Google Patents

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Description

本発明は、一斗缶の如き缶体に収容された加熱液体、特に果汁を始めとする各種の飲料や液状食品、調味液等を加熱殺菌したものを、缶体ごと短時間で冷却するための冷缶装置に関する。
一般的に、果汁を始めとする各種の飲料や液状食品、調味液等を一斗缶の如き業務用大型缶に収容して出荷する際、ホットパックとして、加熱殺菌後の高温状態で缶体に満中充填して密封し、その収容液体の熱で缶体内を殺菌すると共に、密封直後に缶体を反転することにより、缶体外側のヘッドスペースやキャップ部を収容液体の熱で殺菌した上で、収容液体の熱変質を防止するために缶体ごと冷却する手法が汎用されている。例えば、収容液体が果汁である場合、85〜95℃程度で加熱殺菌を行うが、その熱変質を避けるためには加熱殺菌後5分位の間に40℃程度まで降温させる必要があるとされている。
従来、缶体に収容された加熱液体を缶体ごと冷却する手段として、冷却水をノズルより噴射して缶体に浴びせる水シャワー方式、冷却水槽中に缶体を浸漬する水中浸漬方式、冷却水の水流経路の一端側から投入した缶体を水流によって他端側へ移送させる水流移送方式等が採用されている。また、その水流移送方式において、水流経路の側方から斜め下向きの噴流を加えることにより、移送する缶体に回転の動きを与える提案もなされている(特許文献1)。その他、缶体の表面に霧状の冷却媒体を付着して気化させ、その気化熱に対応する熱量を奪うことで収容液体を冷却する気化冷却方式も提案されている(特許文献2)。
特開平6−253799号公報 特開2003−161557号公報
しかしながら、前記従来の水シャワー方式、水中浸漬方式、水流移送方式、及び前記提案の気化冷却方式では、缶体が一斗缶の如き内容量の大きいものである場合、缶内の周辺側は早く冷却されても中心側ほど冷却が遅れる結果、該中心部の液体が熱変質する所謂芯焼けを生じ易いという問題があった。また、水流移送方式において缶体に回転の動きを与える前記提案方法では、缶体の回転で内部の液体が撹拌され、それだけ周辺側と中心側との冷却度合の差は小さくなるが、回転はせいぜい数回程度である上、不規則な回転で且つ回転の速さと回数も一律にならないため、局所的な冷却遅れによる熱変質を生じる懸念があると共に、缶体間での冷却状態の違いで液体品質に差が出るという難点もある。更に、水流移送方式では、液体を満中充填した缶体を水流によって移送するのに大量の冷却水を使用する必要があり、加えて充分な冷却効果を得るために水流経路が長くなり、それだけ大きな設置スペースを要するという問題もあった。
本発明は、上述の事情に鑑みて、冷缶装置として、缶体が一斗缶の如き内容量の大きい缶体であっても、収容した加熱液体を短時間で効率よく均一に冷却でき、もって収容液体の熱変質を確実に防止できると共に、缶体間で収容液体の品質差を生じないものを提供することを目的としている。
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項1の発明に係る冷缶装置は、冷却水ノズル7が配置した缶冷却部1と、加熱液体入りの缶体Cを缶冷却部1へ送り込むと共に冷却後の缶体Cを該缶冷却部1から送り出す搬入出手段(メインコンベア11,サブコンベア12)と、該缶冷却部1において缶体Cを昇降させつつ垂直軸線周りに回転させる昇降回転手段(ボールねじ3,主昇降シリンダ4A,副昇降シリンダ4B,昇降架台5)とを備え、昇降回転手段によって昇降回転中の缶体Cに対し、冷却水ノズル7から冷却水Wを噴射することによって該缶体C内の液体を冷却するように構成されてなる。
請求項2の発明は、上記請求項1の冷缶装置において、缶体Cが容量8L以上で平面視略正方形の金属製角形缶である構成としている。
請求項3の発明は、上記請求項1又は2の冷缶装置において、前記昇降回転手段が缶体Cを垂直軸線周りに正逆の両方向に回転させるように構成されてなる。
請求項4の発明は、上記請求項1〜3のいずれかの冷缶装置において、昇降回転手段が複数個の缶体Cを同時に昇降させつつ回転させるように構成されてなる。
請求項5の発明は、上記請求項1〜4のいずれかの冷缶装置において、昇降回転手段3は、缶体Cを回転自在に支承する昇降架台5と、この昇降架台5を昇降駆動する昇降アクチュエータ(主昇降シリンダ4A,副昇降シリンダ4B)と、缶体Cを垂直軸線周りに回転動作させる回転機構(ボールねじ3)とから構成されてなる。
請求項6の発明は、上記請求項5の冷缶装置において、昇降アクチュエータは、缶冷却部の機枠2に固定された主昇降シリンダ4A,4Aと、その伸縮ロッド4a,4aに支持される昇降座40に固定された副昇降シリンダ4Bとからなり、昇降架台5が上部側で副昇降シリンダ4Bの伸縮ロッド4bに支承されると共に、該昇降架台5の下部側に缶体Cを回転自在に支持するターンテーブル6が取り付けられ、昇降架台5が下限位置で待機する缶冷却部1に搬入された缶体Cは、副昇降シリンダ4Bの伸長駆動で昇降架台5を所定高さまで持ち上げることにより、ターンテーブル6上に載って搬送面から浮上し、次いで主昇降シリンダ4A,4Aの伸縮駆動で昇降架台5を昇降座40と一体に往復昇降させることにより、設定高さ範囲で昇降しつつ前記回転機構によって回転し、所定回数の往復昇降後に副昇降シリンダ4Bの短縮駆動で昇降架台5を下降させることにより、ターンテーブル6上から搬送面上に移載されるように構成されてなる。
請求項7の発明は、上記請求項5又は6の冷缶装置において、回転機構は、缶冷却部1の上部側に取り付けられた固定ナット31に垂直ねじ軸32が螺挿されたボールねじ3からなり、その垂直ねじ軸32の下端部に缶体Cの上部を把持するクランプ33が固着されており、該垂直ねじ軸32の設定下限位置において上昇する昇降架台5に支承された缶体Cの上部がクランプ33に把持され、続く昇降架台5の上昇によって該垂直ねじ軸32が缶体Cと一体に一方向に回転しつつ設定上限位置まで上動し、次いで昇降架台5の下降によって該垂直ねじ軸32が缶体Cと一体に逆方向に回転しつつ下動するように構成されてなる。
請求項8の発明は、上記請求項1〜7のいずれかの冷缶装置において、缶冷却部1に、搬入出手段として同期駆動する平行2条の無端帯11a,11aからなるコンベア(メインコンベア11)が配置し、缶体Cが両側の無端帯11a,11aに跨がる状態で搬入出されるように構成され、両無端帯11a,11aの間に缶体Cを定位置で停止させる可動ストッパー8が設置されてなる構成としている。
次に、本発明の効果について図面の参照符号を付して説明する。請求項1の発明に係る冷缶装置では、缶冷却部1に搬入された加熱液体入りの缶体Cは、昇降回転手段によって昇降しつつ垂直軸線周りに回転し、その昇降回転中に冷却水ノズル7から噴射される冷却水Wを浴びる。この場合、収容液体が缶体Cの昇降と回転の連動によって上下方向及び内外方向に激しく動いて撹拌され、これに伴って缶壁近傍の液体が常時急速に更新するから、缶壁を通した冷却水Wとの熱交換が収容液体の全体に効率よく行きわたる結果、収容液体の全量が短時間で均一に冷却されることになる。従って、この冷缶装置によれば、従来のような缶中心部の冷却遅れによる芯焼けを確実に防止できると共に、局所的な冷却遅れによる熱変質を生じる懸念もなく、また昇降回転手段による昇降回転は一律に設定できるから、缶体C間で冷却状態の違いによる液体品質の差を生じることもない。加えて、この冷缶装置は、缶冷却部1において冷却水Wの噴射下で缶体Cを昇降回転させるだけでよいから、簡素な装置構成で組立製作を低コストで容易に行えると共に、設置スペースも少なくて済む。
請求項2の発明によれば、缶体Cが容量8L以上で平面視略正方形の金属製角形缶であるから、例えば一斗缶(容量18L)や半斗缶(容量9L、半切り缶とも称される)のような汎用缶を対象として、収容液体量が多いにも関わらず、円筒形や平面視長方形の缶体に比較し、回転に伴う収容液体の撹拌作用が大きくなるから、より短時間でより均一な冷却を行える。なお、円筒形の缶体では回転時に収容液体が缶壁に沿って周回し易く、また平面視長方形の缶体では回転時の遠心力が卓越して長辺方向両側部の液移動を生じにくくなり、共に均一な冷却が進行しにくい。
請求項3の発明によれば、前記昇降回転手段が缶体Cを垂直軸線周りに正逆の両方向に回転させるから、その回転方向の転換によって収容液体の撹拌作用がより大きくなり、それだけ短時間でより均一な冷却を行える。
請求項4の発明によれば、昇降回転手段が複数個の缶体Cを同時に昇降させつつ回転させるから、冷缶装置として高い冷却処理能率が得られる。
請求項5の発明によれば、昇降回転手段が、缶体Cを回転自在に支承する昇降架台5と、この昇降架台5を昇降駆動する昇降アクチュエータ(主昇降シリンダ4A,副昇降シリンダ4B)と、缶体Cを垂直軸線周りに回転動作させる回転機構(ボールねじ3)とで構成され、これらの連動によって高い機能性が得られる。
請求項6の発明によれば、缶冷却部1において昇降架台5を下限位置で待機させておき、缶体Cが搬入されると、副昇降シリンダ4Bの伸長駆動で昇降架台5を所定高さまで持ち上げることで、該缶体Cをターンテーブル6上に載せて搬送面から浮上させ、次いで主昇降シリンダ4A,4Aの伸縮駆動で昇降架台5を昇降座40と一体に設定高さ範囲で往復昇降させることで、該缶体Cを往復昇降させると同時に前記回転機構によって回転させ、所定回数の往復昇降後に副昇降シリンダ4Bの短縮駆動で昇降架台5を下降させて該缶体をターンテーブル6上から搬送面上に移載することにより、該缶体Cの収容液体の均一な冷却が短時間で能率よく完了する。
請求項7の発明によれば、昇降回転手段は、缶冷却部1の上部側に取り付けられたボールねじ3からなる回転機構を備え、その垂直ねじ軸32の下端のクランプ33が缶体Cの上部を把持した状態で、昇降架台5の昇降に伴って自動的に該垂直ねじ軸32が缶体Cと一体に回転しつつ上下動するから、昇降アクチュエータ(主昇降シリンダ4A)による昇降架台5の昇降駆動だけで缶体Cを滑らかに正逆回転させることができる。従って、該昇降回転手段として回転専用の駆動機器を必要とせず、構造的により簡素で且つ極めて機能的になる。
請求項8の発明によれば、缶冷却部1に配置したコンベア(メインコンベア11)の両側の無端帯11a,11aに、缶体Cが跨がる状態で搬入出され、両無端帯11a,11aの間に設置された可動ストッパー8によって定位置で停止するから、冷却に供する該缶体Cの位置決めを精度よく確実に行える。
本発明の一実施形態に係る冷缶装置の缶冷却部と搬入出部の配置を示す平面図である。 同冷缶装置における缶冷却部の縦断側面図である。 図2のX−X線の矢視断面図である。 同冷缶装置における回転機構のボールねじを示し、(a)は垂直ねじ軸の下限位置での縦断面図、(b)は同上限位置での縦断面図である。 同冷缶装置における昇降架台の下部側に設けたターンテーブルを示し、(a)は側面図、(b)は(a)のY−Y線の矢視断面図である。 同冷缶装置における可動ストッパーの動作を示す斜視図である。 同缶冷却部における缶体の把持操作を示し、(a)は缶体把持前の縦断正面図、(b)は缶体把持後の縦断正面図である。 同缶冷却部における缶体の昇降回転操作を示し、(a)は缶体上昇時の縦断正面図、(b)は缶体下降時の縦断正面図である。
以下に、本発明に係る冷缶装置の一実施形態として、図面を参照して具体的に説明する。この実施形態では、加熱殺菌直後の果汁等の加熱液体を満中状態に封入した一斗缶(18L缶)の冷却に適用する冷缶装置を例示している。
図1に示すように、この冷缶装置では、間隔を置いて平行配置した搬入路R1と搬出路R2との間に、4つの缶冷却部1が並列配置している。各缶冷却部1は、搬入路R1及び搬出路R2に対して直交方向に長い矩形をなし、3個の缶体Cを同時に冷却処理するようになっており、これら缶体Cの搬入出手段として、その略全長にわたって配置するメインコンベア11と、搬入路R1及び搬出路R2に各々連絡するサブコンベア12,12とが配設されている。なお、搬入路R1及び搬出路R2は、図の二点鎖線で示す駆動チェーンを介してローラーを回転駆動するチェーン駆動式ローラーコンベアにて構成されている。また、各缶冷却部1のメインコンベア11及びサブコンベア12は、同期駆動する平行2条の無端帯11a,11a、12a,12aを備えたキャタピラ型チェーンコンベアにて構成され、缶体Cが両側の無端帯11a,11a間、12a,12a間に跨がる状態で搬入出される。そして、サブコンベア12は、その搬送面が搬入路R1及び搬出路R2及びメインコンベア11の搬送面に対して高低に変位するように昇降可能である。
図2及び図3(a)(b)に示すように、各缶冷却部1では、アングル材を直方体形状に枠組みした機枠2が配置している。この機枠2の上段部2aには、前後方向(搬入出方向)に沿って等間隔で配置する3基のボールねじ3と、中間部のボールねじ3の左右両側に配置する主昇降シリンダ4A,4Aとが台板21上にボルト止めで固設されると共に、各ボールねじ3の前後及び左右位置から中央側(ボールねじ3の軸心側)へ斜め下向きに冷却水Wを噴射する冷却水ノズル7が設置されている。また、該機枠2の中段部2bには、メインコンベア11と図示省略したサブコンベア12(図1参照)が配置し、メインコンベア11の両側の無端帯11a,11aの間には、該メインコンベア11上を搬送されてくる各缶体Cを前後部及び中間部の3カ所の定位置で停止させるための可動ストッパー8が設置されている。なお、図示を省略しているが、機枠2の左右両側には冷却水の側方外部への飛散を防止するための遮蔽板が嵌装される。
左右の主昇降シリンダ4A,4Aは上向きの伸縮ロッド4a,4aによって平板状の昇降座40が昇降可能に支承しており、この昇降座40上に副昇降シリンダ4Bが設置されている。そして、副昇降シリンダ4Bの上向き伸縮ロッド4bにより、3個の缶体Cを載せる昇降架台5が昇降可能に支承されている。これら主昇降シリンダ4A,4A及び副昇降シリンダ4Bは、エアシリンダからなり、昇降回転手段の昇降機構を構成する昇降アクチュエータとしての機能を担う。
各ボールねじ3は、昇降回転手段の回転機構を構成するものであり、図4で詳細に示すように、機枠2の台板21上にボルト止めされた円筒状のケーシング30に、上部側からスプライン挿嵌した円筒状の固定ナット31が上端フランジ部31aでボルト止めされ、この固定ナット31に垂直ねじ軸32が双方のねじ溝間に図示省略した多数のボールを介して螺挿されてなる。そして、垂直ねじ軸32には、上方外部へ突出する上側棒軸部32aと、台板21を貫通して下方外部へ延出する細径の下側棒軸部32bとが同心状に一体形成されており、その下側棒軸部32aの下端にクランプ33がボルト止めされると共に、該下側棒軸部32aには該クランプ33と台板21との間に介在する圧縮コイルスプリング34が嵌装されている。また、クランプ33は、平行配置した一対の下向きコ字状の係合アーム33a,33aを備え、図7(b)に示すように、搬入された缶体Cの上端部に両係合アーム33a,33aが上方から適嵌係合し得るように寸法設定されている。
一方、垂直ねじ軸32は、上側棒軸部32aの上端部が軸受35に回転自在に抱持されており、その下限位置では図4(a)に示すように上側棒軸部32aの根元に設けたフランジ部32cが固定ナット31の上端フランジ部31aに接当すると共に、上限位置では図4(b)に示すように上方へ突出し、その突出分だけクランプ33が回転を伴って持ち上がることになる。また、図2に示すように、3基のボールねじ3に対応する3個の軸受35が前後方向に沿う帯板36の下面側に固着されており、該帯板36の前後二箇所に螺着した当てボルト37のボルト頭部37aを昇降座40の下面に接当させている。
昇降架台5は、図2及び図3に示すように、矩形の上板51と、その四隅部に上端をボルト止めした4本の垂直ロッド52と、これら垂直ロッド52の下端にボルト止めされた下枠53と、該下枠53上に各ボールねじ3に対応して取り付けられた3基のターンテーブル6とで構成されており、上板51の中央位置で下方から副昇降シリンダ4Bの伸縮ロッド4bに支承されると共に、各垂直ロッド52が機枠2の上段部2a及び中段部2bと昇降座40に各々設けたガイド筒22に昇降自在に挿通している。
各ターンテーブル6は、図5(a)(b)に示すように、昇降架台5の下枠53上に固着された縦円筒状の台座6aと、該台座部材6aに回転自在に支承される回転台6bとで構成されている。その台座6aは、上面中央に枢支孔60を有すると共に、上縁部外周に4個の支持ローラー61が90°の位相差で軸着されている。また、回転台6bは、下端側に、台座6aの枢支孔60にベアリング62を介して回転自在に挿嵌する枢軸63と、該台座6aの支持ローラー61上に載る円板部64と、該円板部64上に立設した一対の帯板状の支持壁部65,65と、両支持壁部65,65上に固着したクランプ66とで構成されている。そのクランプ66は、平行配置した一対の上向きコ字状の係合アーム66a,66aを備え、図7(b)に示すように、ボールねじ3のクランプ33と同様に両係合アーム66a,66aが缶体Cの下端部に下方から適嵌係合し得るように寸法設定されている。そして、各回転台6bの回転軸心は、ボールねじ3の垂直ねじ軸32の回転軸心と一致する位置にある。
昇降架台5は副昇降シリンダ4Bの駆動によって昇降動作するが、その最下限位置では、図2及び図7(a)に示すように、メインコンベア11の両側の無端帯11a,11aの間で、ターンテーブル6のクランプ66が前後方向に沿う姿勢で搬送面よりも若干低位に配置するように設定されている。
各可動ストッパー8は、図2及び図6に示すように、L字枠状で、ターンテーブル6のクランプ66における両係合アーム66a,66aの搬送前方側の先端部間に配置する垂直突片8aを有しており、機枠2の中段部2bの台板23上に設けた出退用エアシリンダ81の伸縮ロッド81aに固着され、該出退用エアシリンダ81の駆動によって上下動作する。そして、可動ストッパー8の上昇位置では垂直突片8aがメインコンベア11の搬送面より上へ突出する一方、下降位置では該垂直突片8aが同搬送面より若干低位に退避するように設定されている。なお、可動ストッパー8の左右両側にはガイドロッド82が垂設され、各ガイドロッド82が台板23上に立設されたガイド筒83に摺動自在に挿嵌している。
上記構成の冷缶装置では、図1に示す搬入路R1を順次に略等間隔で運ばれてくる各缶体Cが空いた缶冷却部1に臨む位置に達すると、その缶体Cを1番目として、低位にあった搬入側のサブコンベア12が高位へ変位して該缶体Cを持ち上げて搬入路R1から離脱させ、その駆動によって缶冷却部1へ送り込み、次いで該サブコンベア12が低位へ変位することで缶体Cをメインコンベア11に移載させ、このメインコンベア11の駆動によって該缶体Cを少し前方へ送ると共に、続いて該缶冷却部1に臨む位置に達した2番目の缶体Cを同様の手順でメインコンベア11に載せて少し前方へ送る。更に3番目の缶体Cを同様にしてメインコンベア11に載せると、該メインコンベア11を駆動して3つの缶体Cを前方へ送りつつ、3番目から2番目、1番目と順次に各缶体Cを可動ストッパー8にて昇降架台5の各ターンテーブル6上の位置に停止させる。
空いた缶冷却部1では、上述のように3個の缶体Cの受け入れが完了するまでの間、図7(a)に示すように、昇降架台5が下限位置にあり、これによって下側のクランプ66が前後方向に沿う状態でメインコンベア11の搬送面より低位で待機すると共に、ボールねじ3の垂直ねじ軸32もクランプ33が左右方向に沿う状態で下限位置にあるが、その上側のクランプ33は図示の如く搬入時の缶体Cから離間した上位にある。無論、各冷却水ノズル7は噴射を停止している。なお、メインコンベア11による搬送部の左右両側に沿って、缶体Cの搬送方向ずれを防ぐためのガイドバー9が配設されている。
上述のように缶冷却部1への3個の缶体Cの受入れが完了すると、図7(b)に示すように、各冷却水ノズル7が作動して冷却水Wを噴射すると共に、副昇降シリンダ4Bの伸長駆動によって昇降架台5が上昇し、これに伴って下側のクランプ66が缶体Cの下端部に下方から嵌合して該缶体Cを持ち上げてメインコンベア11から離脱させ、次いで副昇降シリンダ4Bのストローク上限で各缶体Cの上端部が上側のクランプ33に係合する。かくして各缶体Cが上下のクランプ33,66に保持された状態で、主昇降シリンダ4A,4Aが伸縮駆動し、これによって昇降座40と一体に昇降架台5が上記副昇降シリンダ4Bによる持ち上げ位置を下限として往復昇降すると共に、該昇降架台5のターンテーブル6に載った各缶体Cがボールねじ3によって垂直軸線周りに回転する。
すなわち、主昇降シリンダ4A,4Aの伸長作動では、図8(a)に示すように、昇降架台5の上昇に伴い、各ボールねじ3の垂直ねじ軸32が下方からの押し上げによって回転しつつ上動するから、上下のクランプ33,66によって保持された各缶体Cも垂直ねじ軸32と一体に回転しつつ上昇する。一方、主昇降シリンダ4A,4Aの短縮作動では、図8(b)に示すように、下降する昇降座40と一体に昇降架台5も下降するが、昇降座40が当てボルト37を介して各ボールねじ3の垂直ねじ軸32を押し下げるから、該垂直ねじ軸32が回転しつつ下動し、もって各缶体Cも下降しつつ上昇時とは逆方向に回転する。なお、垂直ねじ軸32の下側棒軸部32aに嵌装された圧縮コイルスプリング34は昇降架台5の上昇時には圧縮されるから、その蓄力によって昇降架台5の上昇から下降への転換が迅速になされる。
かくして、主昇降シリンダ4A,4Aの伸縮駆動による所要回数の往復昇降が終了すれば、冷却水ノズル7からの冷却水Wの噴射を止めると共に、往復昇降の下限位置で停止した昇降架台5を副昇降シリンダ4Bの短縮駆動によって更に下降させる。この下降に伴って缶体Cの上端部が上側のクランプ33から離脱し、次いで下側クランプ66がメインコンベア11の搬送面より下位に退避することで該缶体Cの下端部から離脱し、もって該缶体Cがターンテーブル6からメインコンベア11上に移載される。続いてメインコンベア11の駆動により、各缶体Cは前方へ運ばれて搬出側のサブコンベア12を介して順次に搬出路R2(図1参照)へ移されて搬出される。
なお、主昇降シリンダ4A,4Aの伸縮駆動による昇降架台5の往復昇降は、缶体Cが一斗缶である場合、昇降の往復を一回として通常20〜30回程度であり、時間的には5〜6分程度で終了する。また、この缶冷却部1での冷却処理中に、並列した他の缶冷却部1でもタイムラグを置いて順次に缶体Cの搬入、冷却、搬出が行われる。
上記実施形態で示すように、本発明の冷缶装置では、缶冷却部1に搬入された加熱液体入りの缶体Cは昇降しつつ回転しながら冷却水Wを浴びるから、収容液体が昇降と回転の連動によって上下方向及び内外方向に激しく動いて撹拌され、これに伴って缶壁近傍の液体が常時急速に更新され、もって缶壁を通した冷却水Wとの熱交換が収容液体の全体に効率よく行きわたり、収容液体の全量が短時間で均一に冷却される。従って、この冷缶装置によれば、従来のような缶中心部の冷却遅れによる芯焼けを確実に防止できると共に、局所的な冷却遅れによる熱変質を生じる懸念もなく、また缶体Cの昇降回転は一律に設定できるから、缶体C間で冷却状態の違いによる液体品質の差を生じることもない。
特に、実施形態のように、缶体Cを上昇時と下降時で逆方向に回転させる構成では、その回転方向の転換によって収容液体の撹拌作用がより大きくなり、それだけ短時間でより均一な冷却を行える。また、実施形態のように複数個の缶体Cを同時に昇降させつつ回転させる構成によれば、冷缶装置として高い冷却処理能率が得られる。更に、実施形態のように、缶冷却部1に配置したメインコンベア11の両側の無端帯11a,11aに缶体Cが跨がる状態で搬入出させ、両無端帯11a,11aの間に設置された可動ストッパー8によって定位置で停止させる構成とすれば、冷却に供する該缶体Cの位置決めを精度よく確実に行える。
本発明の冷缶装置を適用する缶体Cとしては、特に制約されないが、例示した一斗缶(容量18L)や半斗缶(容量9L、半切り缶とも称される)のように、容量8L以上で平面視略正方形の金属製角形缶が好適である。すなわち、このような角形缶では、収容液体量が多いにも関わらず、角形であることで回転に伴う収容液体の撹拌作用が大きくなるから、より短時間でより均一な冷却を行えるという利点がある。すなわち、平面視略正方形の角形缶では、垂直軸線周りに回転する際、四隅部の液体が一旦中心側へ戻る形で移動してゆくから、その移動の流れで缶内が激しく擾乱されることになる。これに対し、円筒形の缶体では、回転時に収容液体が乱れずに缶壁に沿って周回する流れになり、半径方向の液移動が少なくなるため、缶中心側の冷却が進行しにくい。また、平面視長方形の缶体では、回転時の遠心力が卓越して長辺方向両側部の液移動を生じにくいため、やはり缶中心側の冷却が進行しにくい。
一方、本発明の冷缶装置では、缶冷却部1において冷却水Wの噴射下で缶体Cを昇降回転させるだけでよいから、簡素な装置構成で組立製作を低コストで容易に行えると共に、設置スペースも少なくて済むという利点がある。その昇降回転手段としては、様々な方式を採用できるが、実施形態で代表するように、缶体Cを回転自在に支承する昇降架台5と、この昇降架台5を昇降駆動する昇降アクチュエータと、缶体Cを垂直軸線周りに回転動作させる回転機構とで構成すれば、これらの連動によって高い機能性が得られる。
上記の昇降アクチュエータとしては、実施形態では往復昇降を担う主昇降シリンダ4Aと、搬送面に対する缶体Cの離接を担う副昇降シリンダ4Bとを用いているが、これらに代わる様々な昇降駆動方式を採用できる。また、往復昇降を担う主昇降シリンダ4Aを機枠2の下部側に取り付けたり、副昇降シリンダ4Bを昇降架台5におけるターンテーブル6の支持部に介在させ、該ターンテーブル6の上下動によって搬送面に対する缶体Cの離接を行う構成とすることも可能である。
更に、昇降回転手段の回転機構としては、実施形態のようなボールねじ3に限らず、例えば、各ターンテーブル6の回転台6bに突設したレバーを水平バーに枢着し、この水平バーをエアシリンダ等で進退させることで回転台6bを往復回動させる方式や、該回転台6bに一体化したピニオンをラックに噛合させ、このラックをエアシリンダ等で進退させることで回転台6bを往復回動させる方式等、他の種々の方式を採用できる。ただし、実施形態のようなボールねじ3によれば、その垂直ねじ軸32の下端のクランプ33によって缶体Cの上部を把持した状態で、昇降架台5の昇降に伴って自動的に該垂直ねじ軸32が缶体Cと一体に回転しつつ上下動するから、昇降架台5の昇降駆動だけで缶体Cを滑らかに正逆回転させることができ、回転専用の駆動機器を必要とせず、構造的に非常に簡素で且つ極めて機能的になるという利点がある。
なお、実施形態では、垂直ねじ軸32の上端部を抱持する軸受35を前後方向に沿う帯板36の下面側に固着し、該帯板36の螺着した当てボルト37のボルト頭部37aを昇降座40の下面に接当させているから、この当てボルト37の螺合位置を上下に変更することで、適用する缶体Cの高さの違いに応じて上側クランプ33の高さを調整できるという利点がある。しかるに、適用する缶体Cの高さが一定である場合、軸受35を昇降座40に直接に取り付けてもよい。また、圧縮コイルスプリング34は省略可能である。
その他、本発明の冷缶装置では、缶冷却部1の配置数、各缶冷却部1での冷却処理に供する缶体Cの数、缶冷却部1に対する缶体Cの搬入出手段及び搬入出方向、昇降架台5の形態、上下のクランプ33,66の形態及び取付構造、各機能部材の形状と取付位置及び取付構造等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
1 缶冷却部
11 メインコンベア(搬入出手段)
11a 無端体
12 サブコンベア(搬入出手段)
2 機枠
3 ボールねじ(昇降回転手段の回転機構)
31 固定ナット
32 垂直ねじ軸
33 クランプ
4A 主昇降シリンダ(昇降回転手段の昇降アクチュエータ)
4a 伸縮ロッド
4B 副昇降シリンダ(昇降アクチュエータ)
4b 伸縮ロッド
40 昇降座
5 昇降架台
6 ターンテーブル
7 冷却水ノズル
8 可動ストッパー
C 缶体
W 冷却水

Claims (8)

  1. 冷却水ノズルが配置した缶冷却部と、加熱液体入りの缶体を缶冷却部へ送り込むと共に冷却後の缶体を該缶冷却部から送り出す搬入出手段と、該缶冷却部において缶体を昇降させつつ垂直軸線周りに回転させる昇降回転手段とを備え、
    前記昇降回転手段によって昇降回転中の缶体に対し、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射することによって該缶体内の液体を冷却するように構成されてなる冷缶装置。
  2. 前記缶体が容量8L以上で平面視略正方形の金属製角形缶である請求項1に記載の冷缶装置。
  3. 前記昇降回転手段が缶体を垂直軸線周りに正逆の両方向に回転させるように構成されてなる請求項1又は2に記載の冷缶装置。
  4. 前記昇降回転手段が複数個の缶体を同時に昇降させつつ回転させるように構成されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の冷缶装置。
  5. 前記昇降回転手段は、缶体を回転自在に支承する昇降架台と、この昇降架台を昇降駆動する昇降アクチュエータと、缶体を垂直軸線周りに回転動作させる回転機構とから構成されてなる請求項1〜4のいずれかに記載の冷缶装置。
  6. 前記昇降アクチュエータは、缶冷却部の機枠に固定された主昇降シリンダと、その伸縮ロッドに支承される昇降座に固定された副昇降シリンダとからなり、
    前記昇降架台が上部側で副昇降シリンダの伸縮ロッドに支承されると共に、該昇降架台の下部側に缶体を回転自在に支持するターンテーブルが取り付けられ、
    昇降架台が下限位置で待機する缶冷却部に搬入された缶体は、副昇降シリンダの伸長駆動で昇降架台を所定高さまで持ち上げることにより、ターンテーブル上に載って搬送面から浮上し、次いで主昇降シリンダの伸縮駆動で昇降架台を前記昇降座と一体に往復昇降させることにより、設定高さ範囲で昇降しつつ前記回転機構によって回転し、所定回数の往復昇降後に副昇降シリンダの短縮駆動で昇降架台を下降させることにより、ターンテーブル上から搬送面上に移載されるように構成されてなる請求項5に記載の冷缶装置。
  7. 前記回転機構は、缶冷却部の機枠の上部に固着された固定ナットに垂直ねじ軸が螺挿されたボールねじからなり、その垂直ねじ軸の下端部に缶体の上部を把持するクランプが固着されており、該垂直ねじ軸の設定下限位置において上昇する前記昇降架台に支承された缶体の上部が前記クランプに把持され、続く昇降架台の上昇によって該垂直ねじ軸が缶体と一体に一方向に回転しつつ設定上限位置まで上動し、次いで昇降架台の下降によって該垂直ねじ軸が缶体と一体に逆方向に回転しつつ下動するように構成されてなる請求項5又は6に記載の冷缶装置。
  8. 缶冷却部に、前記搬入出手段として同期駆動する平行2条の無端帯を備えた搬送コンベアが配置し、缶体が両側の無端帯に跨がる状態で搬入出されるように構成され、両無端帯の間に缶体を定位置で停止させる可動ストッパーが設置されてなる請求項1〜7のいずれかに記載の冷缶装置。
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