JP6498113B2 - 容器洗浄システムおよび方法 - Google Patents

Description

関連出願

この国際出願は、「容器洗浄システムおよび方法」と題する、２００７年１０月２２日に出願された米国仮特許出願第６０／９８１５７１号に優先権とその恩恵を主張する、今では、２０１２年４月３日に発行された米国特許第８１４７６１６号である、「容器洗浄システムおよび方法」と題する、２００８年１０月２１日に出願された米国特許出願第１２／２５５１５３号の一部継続出願である、「容器洗浄システムおよび方法」と題する、２０１２年３月１２日に出願された米国特許出願第１３／４１７９４４号に優先権を主張するものである。米国仮特許出願第６０／９８１５７１号、米国特許出願第１２／２５５１５３号および同第１３／４１７９４４号は全て、ここに引用され、その全体で本出願の一部を構成するものである。

本開示は、広く、容器洗浄システムおよび方法に関し、より詳しくは、容器と直接接触する水または他の要素を使用しない、飲料ボトルなどの容器の空気洗浄に関する。

ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトルなどの空の容器は、典型的に、液体が消費される前に液体飲料を貯蔵するために使用される。そのような容器は、箱や他の運搬用の入れ物の中に貯蔵される場合でさえ、輸送中に、紙、木材粉塵、またはプラスチック破片などの異物で汚染されるかもしれない。ボトルは、充填前に加工されているときに、汚染されることもある。さらに、加工中に、容器と、容器を搬送するために使用されるコンベヤやキャリヤなどの物品の表面との間の接触により、容器が少量の正味の静電荷を捕らえ、それによって、容器が、容器の内壁と外壁に微粒子を引き付けるようになる。その上、ボトル上の静電荷によりボトルが互いにくっつき、それゆえ、ボトルを斜めに動かすかもしれない。これにより、特にベルト式またはロープ式搬送システムを使用した場合、ボトルが搬送システムから落下することになる。それゆえ、容器内の飲料の内容物が最終的な消費者に受け入れられることを確実にするために、充填前に容器を洗浄するか、他の方法で清浄にする必要がある。

これらの容器を汚染する典型的な塵埃粒子は極めて小さく、直径が１０マイクロメートル未満であることが多い。容器上のどのような静電荷も、粒子上の反対の電荷を引き付け、その粒子を容器の壁に保持する。壁に付着した粒子を除去するために、これらの反対の電荷を中和しなければならない。しかしながら、各塵埃粒子を容器の壁に保持する電荷は、塵埃粒子自体によりシールドされているので、電荷を中和することは難しい。さらに、一旦、静電力が瞬間的に弱まると、解放された塵埃粒子は、再び容器に付着する前に、直ちに除去しなければならない。

容器またはボトルの内部を洗浄するために、いくつかの方法が実施されてきた。これらの方法には、容器に冷水または熱水を吹き付けること、殺菌剤としてオゾンまたはオゾン処理水を使用すること、容器を洗浄するためのイオン化ガスを使用すること、および洗浄のための空気と水の組合せを使用することがある。

容器を洗浄するためにイオン化ガス流システムを使用した例が、ここに完全に引用される、Wu等の特許文献１およびWu等の特許文献２に開示されている。これらのシステムには、容器から望ましくない粒子を取り除く上で多くの用途があり得る。例えば、これらのシステムは、高温充填、常温充填、低温充填、または無菌充填の用途に使用できる。

米国特許第７６２１３０１号明細書 米国特許出願公開第２００９／０１０１１７８号明細書

１つの実施の形態において、液体飲料が充填される前に、望ましくない外来からの微粒子を容器から排出する、飲料容器用などの、容器洗浄システムが提供される。

別の例示の実施の形態において、容器洗浄システムは、容器の開口に近接して配置されるように適合され、かつ空気の供給を容器に向けるように適合されたノズルを有する。空気は、空気がノズルに進入する前に、イオン化することができる。真空部材が、真空源と連通するように適合されている。この真空部材は、空気ノズルの周りに配置され、外来からの微粒子を容器から吸い込むように適合されている。

別の実施の形態によれば、空気ノズルはノズル中心軸を有し、真空部材は、そのノズル中心軸と同心の真空中心軸を有する。

別の実施の形態によれば、空気ノズルは、容器の向きに応じて、空気の供給を任意の方向（例えば、下方または上方）に向けるように配置されている。

別の実施の形態によれば、前記システムは、複数の空気ノズルおよび複数の真空部材を備えている。各真空部材は、その中に配置された空気ノズルを有する。別の例示の実施の形態において、第１の空気ノズルはイオン化空気ノズルであり、残りの空気ノズルは高速空気ノズルである。さらに別の例示の実施の形態において、前記複数のノズルは第１のイオン化空気ノズルを含み、残りのノズルは５個と７個の間の高速空気ノズルからなる。しかしながら、代わりに、ノズルの全てがイオン化ノズルであるように、空気が、マニホールド出口に進入する前にイオン化されても差し支えない。

別の実施の形態によれば、前記容器洗浄システムは、空気ノズルに隣接して配置されたガイドをさらに備えている。このガイドは、空気ノズルに対して容器を垂直に整列するために、容器のネックに係合するように適合されている。

別の実施の形態によれば、前記容器洗浄システムは、空気ノズルおよび真空部材のそばを通り過ぎるように容器を動かすように適合されたコンベヤを備えている。このコンベヤは第１の移動式把持部材および第２の移動式把持部材を有し、これらの把持部材は、容器をまとめて把持するように構成されている。例示の実施の形態において、第１の移動式把持部材は、第２の移動式把持部材とは異なる速度で移動し、ここで、コンベヤは、容器を洗浄システムに通して移動させながら、容器を回転させるように適合される。

別の例示の実施の形態によれば、前記コンベヤは、エア・コンベヤの形態にあってよい。エア・コンベヤは、軌道アセンブリおよび空気源を有する。容器は、軌道アセンブリにより可動式に支持されており、空気源は、容器を軌道に沿って、空気ノズルおよび真空部材のそばを通り過ぎるように動かす。

別の例示の実施の形態において、容器の空気洗浄システムを組み立てる方法が開示されている。この方法は、容器の洗浄に使用するための空気源を提供する工程、およびマニホールドをその空気源に接続する工程を含む。このマニホールドは、マニホールド入口、イオン化ユニット、およびマニホールド出口を備えている。この方法はさらに、マニホールド内にイオン化ユニットを配置し、よって、作動中、空気が、マニホールド出口から出る前にイオン化されるようにする工程を含む。

別の例示の実施の形態において、ボトルを空気洗浄する方法が開示されている。この方法は、空気源を提供する工程、この空気源に接続されたマニホールドであって、マニホールド入口、イオン化ユニット、および複数のマニホールド出口を備えたマニホールドで、空気源からの空気を受け入れる工程、空気がマニホールド出口から出る前に、マニホールド出口内の空気をイオン化ユニットでイオン化する工程、マニホールドからイオン化空気を複数のマニホールド出口を通じて放出する工程、および複数のマニホールド出口の上または下にボトルを通過させる工程を有してなり、複数のマニホールド出口からのイオン化空気が、ボトルから粒子を除去するのを支援する。

ここに開示された容器洗浄システムの特定の例示の実施の形態の以下の説明の恩恵を考慮すると、ここに開示された少なくとも特定の実施の形態は、向上した利益を提供するのに適した改善されたまたは代わりの構成を有することが当業者に認識されるであろう。本開示のまたは本開示の特定の実施の形態のこれらと他の態様、特徴および利点は、以下の図面と共に解釈して、例示の実施の形態の以下の説明から当業者によりさらに理解されるであろう。

ここに開示された容器洗浄システムの特定の例示の実施の形態の以下の説明の恩恵を考慮すると、本発明の少なくとも特定の実施の形態は、向上した利益を提供するのに適した改善されたまたは代わりの構成を有することが当業者に認識されるであろう。本発明のまたは本発明の特定の実施の形態のこれらと他の態様、特徴および利点は、以下の図面と共に解釈して、例示の実施の形態の以下の説明から当業者によりさらに理解されるであろう。

本発明を理解するために、ここで、添付図面を参照して、本発明を実施例により説明する。
容器取扱システムも部分的に示す、本発明の容器洗浄システムの正面図 図１に示された容器洗浄システムの正面図 図１に示された容器洗浄システムの平面図 図１に示された容器洗浄システムの背面図 図１に示された容器洗浄システムの底面図 図１に示された容器洗浄システムの、そのシステムの入口を示す端面図 図１に示された容器洗浄システムの、そのシステムの出口を示す端面図 図６に示された容器洗浄システムの、そのシステムの追加の構成部材を示す端面図 図６に示された容器洗浄システムの、空気ノズルおよび真空部材に隣接した容器を示す端面図 容器取扱システムも部分的に示す、本発明の容器洗浄システムの代わりの実施の形態の正面図 図１０に示された容器洗浄システムの、そのシステムの入口を示す端面図 容器取扱システムも部分的に示す、本発明の容器洗浄システムの別の代わりの実施の形態の正面図 図１２に示された容器洗浄システムの、そのシステムの入口を示す端面図 図１３に示された容器洗浄システムの底面図 容器洗浄システムの別の例示の実施の形態の透視図 図１５の例示の実施の形態の部分正面図 図１５の例示の実施の形態の部分側面図

本発明には、多くの異なる形式の実施の形態が可能であるが、本開示は、本発明の原理の例示として考えるべきであり、本発明の広い態様を図示された実施の形態に制限することを意図していないことを了解の上で、本発明の例示の実施の形態が、図面に示され、ここに詳細に説明される。

図１は、概して参照番号１０により示された容器洗浄システムを示している。この容器洗浄システム１０は、概して、ノズルアセンブリ１２および真空アセンブリ１４を備えている。本発明の１つの例示の実施の形態において、容器洗浄システム１０は、典型的に、コンベヤ１６と作動可能に関連付けられている。しかしながら、コンベヤ１６は、容器洗浄システム１０にとって必須ではないことが分かっている。

容器洗浄システム１０は、より大きな容器加工アセンブリライン１（完全には示されていない）、または容器取扱システム１と共に使用されることが分かっている。容器加工アセンブリライン１は、様々な公知のコンベヤアセンブリ、および飲料ボトルなどの容器を調製し、容器を必要に応じて追加に洗浄し、容器に飲料または液体を充填し、消費に向けたその後の出荷のために容器に蓋をするための他の取扱装置を備えている。容器洗浄システム１０を含むアセンブリライン１は、典型的に、毎分６００〜８００本のボトルの範囲にある、高速で容器を運ぶ。

図１〜３に示されるように、容器洗浄システム１０は、容器加工アセンブリライン１の一部分に沿って配置されている。容器洗浄システム１０は、第１の端部２０または入口端２０、および第２の端部２２または出口端２２を有する。以下により詳しく説明されるように、真空アセンブリ１４は、入口端２０および出口端２２を画成する筐体を備えてもよい。アセンブリライン１は、複数の容器Ｃを入口端２０に送達する。次いで、容器洗浄システム１０のコンベヤ１６は、容器Ｃを洗浄システム１０に通して、出口端２２を通り過ぎるように運ぶ。次いで、容器Ｃは、さらに別の処理のために、アセンブリライン１の他の部分に運ばれる。本発明の１つの例示の実施の形態において、容器Ｃは、ボトル仕上げ部ＣＦを有し、液体飲料を充填すべき容器開口ＣＯを有するボトルである。このボトル仕上げ部ＣＦは、容器Ｃの外周に延在するネックリングも有してよい。

以下により詳しく説明されるように、ノズルアセンブリ１２は複数のノズルを有し、真空アセンブリ１４は複数の真空部材を有する。１つの単純な形態において、それぞれのノズルには、洗浄モジュール２４を形成するために、それぞれの真空部材と作動可能に関連付けられている。詳しくは、ノズル１２は真空アセンブリ１４内に配置されており、ここで、真空アセンブリ１４はノズル１２を概して取り囲んでいる。洗浄システム１０は、本発明の１つの例示の実施の形態において、連続して配列された複数の洗浄モジュール２４を使用する。

図２および７は、ノズルアセンブリ１２をさらに示している。ノズルアセンブリ１２は、概して、ノズルマニホールド２６およびこのマニホールド２６と流体連通した複数の個々のノズル２８を備えている。個々のノズル２８の内の１つは、適切な電気接続を有するイオン化ノズル３０である。図４および８に示されるように、ノズルマニホールド２６は、迅速交換式継手３７（図８）を介して空気供給ホース３５を受け取る中央入口開口３２を有する。本発明の１つの例示の実施の形態において、複数のノズルは、１つのイオン化ノズル３０および７つの高速空気ジェットノズル２８を含む８つのノズル２４である。あるいは、空気は、複数のノズルの各々がイオン化空気を放出するように、ノズルマニホールド内でイオン化されても差し支えない。ノズル２８は、ノズルマニホールド２６に沿ってシステム１０の入口２０とシステム１０の出口２２から間隔が置かれている。ノズル２８は、洗浄システム１０に沿ってほぼ等距離に間隔が置かれている。ノズル２８、３０は、ノズル２８の遠位端２９が下方に向けられるように配置されている。しかしながら、ノズル２８、３０はどの方向に向けることもできる。以下により詳しく説明するように、ノズルアセンブリ１２は、真空アセンブリ１４と作動可能に関連付けられている。それゆえ、ノズルマニホールド２６は真空アセンブリ１４内に収容され、中央入口開口３２は真空アセンブリ１４の後方部分の対応する開口内に配置されている。以下により詳しく説明するように、ノズル２８は、概して、ノズル中心軸Ｎを有する。

図１〜９は真空アセンブリ１４をさらに示す。真空アセンブリ１４は、概して、複数の真空部材７０を画成する複数の内壁３６を有する筐体３４を備えている。

筐体３４は、前壁４０、後壁４２、第１の端部壁４４、第２の端部壁４６、上壁４８および底壁５０を有する。各壁４０〜５０は互いに接続されて、内部空洞５２を形成する。図４および８に示されるように、後壁４２は出口開口５４を有する。出口開口５４は内部空洞５２と連通している。出口開口５４は後壁４２の頂部に近接して位置付けられ、筐体３４は、概して、出口開口５４に向かって先細になる。筐体３４は、出口開口５４を画成する延長部材５３を有してもよい。出口開口５４は、以下により詳しく記載される迅速離脱式クランプ５８を介して真空ホース５６（図８）に接続されている。後壁４２は、ノズルマニホールド２６を収容するための開口部をさらに有する。前壁４０は、筐体３４にヒンジ接続された前面アクセスドア６０を有し、ドアラッチ６２を介して真空アセンブリ１４に選択的なアクセスを提供する。

図５〜７に示されるように、底壁５０は複数の底部開口６４を有する。１つの例示の実施の形態において、底部開口６４は円形であるが、正方形または矩形などの他の形状も可能である。底壁５０は、前壁４０と後壁４２の遠位端から上方に間隔が置かれている。前壁４０と後壁４２の遠位端は、洗浄システムの入口２０から出口２２まで延在する通路６６を画成する垂下脚部４３を形成する。図２に示されるように、内壁３６が筐体３４の内部空洞５２内に配置されている。これらの内壁３６は複数の真空部材７０を画成する。真空部材７０は、円形、正方形または矩形を含む様々な断面形状を有してよい。各底部開口６４は真空部材の入口７２を画成する。各真空部材７０は、底部開口６４または真空部材の入口７２から出口開口５４まで延在する通路７４を画成するダクトである。真空部材７０は互いから隔てられている。その上、真空部材７０は、略垂直な向きを有する第１のセグメント７０ａおよび出口開口５４まで延在しそこに収束する傾斜した向きを有する第２のセグメント７０ｂを有する。さらに図２に示されるように、真空部材７０は、それぞれの第２のセグメント７０ｂを通じて出口開口まで延在し、ここで、真空部材７０は、出口開口５４の形態で共通の出口を共有する。真空部材７０は、別々の出口開口並びに垂直の向きだけを有するセグメントを有しても差し支えないことが分かっている。以下により詳しく論じるように、真空部材７０は、概して、真空部材中心軸Ｖを有する。

図１、３、８および９に示されたように、支持構造７６が筐体３４に関連付けられている。この支持構造は、筐体３４の一端に接続された第１のアーム７８および筐体３４の反対端に接続された第２のアーム８０を有する。アーム７８、８０は、アーム７８、８０に配置されたスロット８４と協働する調節ボルト８２を通じて筐体３４に接続されている。この接続構造により、以下により詳しく説明するように、洗浄システムの高さを調節することが可能になる。支持アーム７８、８０は、洗浄システム１０の筐体３４をさらに操作するためのヒンジ式取外し用つまみ８６も有する。

先に述べたように、ノズルアセンブリ１２は、真空アセンブリ１４と作動可能に関連付けられている。図２および５〜７にさらに示されるように、ノズルマニホールド２６は筐体の内部空洞５２内に配置されている。ノズルマニホールド２６の入口３２は、後壁４２の開口部に配置されている。各ノズル２８は、ノズルマニホールド２６と連通しており、そこから延在している。各ノズル２８は、それぞれの真空部材７０内で略垂直な向きに延在しており、ここで、ノズル２８は下方に向けられている。それゆえ、真空部材７０は、ノズル２８の周りに配置されている。さらに、真空部材７０は外周を画成し、ここで、ノズルは、真空部材７０の外周内に配置されている。ノズル２８は、真空部材７０の第１のセグメント７０ａ内に延在する。各ノズル２８の遠位端２９は、各真空部材７０のそれぞれの入口７２にある底部開口６４に近接して位置付けられている。その上、例示の実施の形態において、ノズル２８は、真空部材の入口７２のほぼ中心に位置付けられている。それゆえ、ノズルの中心軸Ｎは、真空部材の中心軸Ｖと略同心または同心である。この構成において、ノズル２８は、真空部材７０と略同心または同心であると考えられる。ノズル２８および真空部材７０は、例示の実施の形態において、共通の中心軸を有すると考えられる。真空部材７０がまだノズル２８を取り囲むまたはその周りに配置されている一方で、中心軸がずれていてもよい、他の構成も可能である。底部開口６４が、正方形または矩形などの他の形状を有してもよい実施の形態において、ノズル２８は、そのような底部開口内にほぼ中心となるように位置付けられている。これも、同心型構成であると考えてよい。これらの構造は、共通の中心を共有していると考えてよい。

内壁３６が、真空部材７０間の分離を維持するように封止されている、ノズルマニホールド２６およびノズル２８を収容する適切なアクセス開口を有することが分かっている。図２にさらに示されるように、イオン化ノズル３０は、洗浄システム１０の入口２０に近接した第１の真空部材７０に配置されている。それぞれのノズル２８は、同心の様式でそれぞれの真空部材７０内に上述したように配置されている。ノズル２８の遠位端２９は、真空部材の入口７２に近接して配置されており、底壁５０を越えて延在せず、よって、ノズル２８の遠位端２９は、真空部材の入口７２と実質的に同じ高さに位置付けられている。この遠位端２９は、他の実施の形態において、底壁５０をわずかに越えて延在または突出しても、もしくはそれより上に位置付けられていても差し支えない。ノズルマニホールド２６は、そのような構成を達成するために、筐体３４に対して調節することができる。ノズル２８に、個別の調節のための構造が設けられていても差し支えない。

それぞれのノズル２８および真空部材７０が洗浄モジュール２４を画成すると考えられる。１つの例示の実施の形態において、洗浄システム１０は８つの洗浄モジュール２４を有し、ここで、８つのノズル２８は８つの真空部材７０内に位置付けられている。例示の実施の形態において、ノズル２８および真空部材７０は、共通の連通導管（ノズルマニホールド２６、真空出口５４）に通じているが、各ノズル２８および真空部材７０は、互いから隔てられ、別々の空気源と真空源に接続されていても差し支えないことが分かっている。

図８にさらに示されるように、真空ホース５６が筐体３４にある出口開口５４に接続されており、この真空ホース５６は、真空部材７０の全てと流体連通している。真空ホース５６は適切な真空源に接続されている。ノズル入口３２は、迅速交換式継手３７により空気供給ホース３５に接続されており、この空気供給ホース３５は適切な加圧された圧縮空気源に接続されている。そのような圧縮空気は適切に濾過されていることが分かっている。

上述したように、コンベヤ１６は、洗浄システム１０並びに全体の容器取扱システム１の他の構成部材と作動可能に関連付けられている。図１〜９に示された例示の実施の形態において、コンベヤ１６（図１）は、軌道アセンブリ９０および圧縮空気ダクト９２を有する。軌道アセンブリ９０は、第２の軌道部材９６から間隔が置かれた第１の軌道部材９４を備えている（図３）。軌道部材９４、９６は、容器の仕上げ部ＣＦを受け取り、支持し、ここで、容器Ｃのネックリングは、軌道部材９４、９６に載って進む。軌道部材９４、９６の間の間隔は、異なるサイズの容器Ｃを収容するために調節可能である。ダクト９２を通じて圧縮空気を容器Ｃに向ける、圧縮空気源が設けられている。それゆえ、図１に示されるように、容器Ｃは、容器Ｃに向けられた圧縮空気により、矢印の方向に軌道部材９４、９６に沿って動かされる。

図１に示されるように、容器洗浄システム１０は、全体の容器取扱システム１の他の構成部材と作動可能に接続されている。容器洗浄システム１０は、図１に示されるように、取扱システム１に沿って配置されている。筐体３４の高さは、容器Ｃが、所望の所定の間隔Ｓ（図９）で洗浄システム１０を通過するように、それに応じて設定される。１つの例示の実施の形態において、間隔Ｓは１／８インチ（約３．２ｍｍ）であってよい。この間隔Ｓは様々であって差し支えない。容器Ｃが洗浄システム１０を通過するためのクリアランスを持たせながら、洗浄モジュール２４が容器開口ＣＯにできるだけ近くなるように、できるだけ最小の間隔Ｓを有することが望ましい。取扱システム１から容器Ｃを受け取り、洗浄システム１０から排出される洗浄済み容器Ｃをさらなる処理のために容器取扱システム１により送達するために、コンベヤ１６は、他のコンベヤ部材と作動可能に関連付けられている。コンベヤ１６のための圧縮空気源が作動されていることが分かっている。真空ホース５６は真空アセンブリの出口５４に接続され、真空源が作動される。その上、空気供給ホース３５がノズルマニホールド２６に接続され、ノズルアセンブリ１２のための圧縮空気源が作動される。軌道９４、９６に沿った容器Ｃの動作を支援するために最小の勾配を有する筐体３４およびコンベヤ１６を取り付けられることも分かっている。

上述した実施の形態のいずれにおいても、前記ユニットに自動停止スイッチを設けることもできる。そのスイッチには、空気がノズルからシステムに供給されているか否か、または真空部材が吸引力を提供しているか否かを検出するためのセンサを設けることができる。

ここで、容器洗浄システムの作動について説明する。取扱システム１およびコンベヤ１６を作動させて、容器仕上げ部ＣＦのネックリングが軌道部材９４、９６に載って進むことにより、容器Ｃが洗浄システム１０の入口２０に搬送される。軌道部材９４、９６は、ノズル２８および真空部材７０に対して容器Ｃを垂直に整列するために容器Ｃのネックに係合するガイドとして働く。容器Ｃは、容器開口ＣＯが上向きになっている直立状態で搬送される。コンベヤ１６によって、複数の隣接する容器Ｃが次々に搬送されることが分かっている。容器Ｃは、筐体３４により画成された通路６６（図９）を通過する。容器Ｃが最初の洗浄モジュール２４に到達したときに、最初のイオン化ノズル３０からの圧縮されたイオン化空気が容器開口ＣＯを通じて容器Ｃに噴射される。ノズル３０は圧縮空気を下方に向ける。この圧縮空気が容器Ｃの表面から、外来からの微粒子、汚染物質などを取り除く。イオン化空気はまた、容器Ｃの内面と外面を中和し、粒子がそれ自体をそれらの内面と外面に過度に付着するのを防ぐ。それと同時に、真空部材７０は容器Ｃに、そのような粒子または汚染物質のいずれも容器Ｃから離れさせる吸引力を提供する。真空部材７０は、その向きに応じて、上方または任意の方向に吸引力を与える。容器Ｃは、コンベヤ１６に沿って洗浄システム１０を通るように搬送され続け、ここで、容器Ｃは、直列に配置された連続した洗浄モジュール２４の各々を通過する。したがって、容器Ｃは、洗浄システム１０の洗浄モジュール２４の残りの７つのノズル／真空部材より、各ノズル２８からの圧縮空気、および真空部材７０からの吸引力に施される。洗浄モジュール２４の構造は、各ノズル２８の周りに作動区域を提供して、外来からの微粒子および汚染物質を直ちに拾い上げ、そのような粒子を真空部材７０および真空ホース５６に向ける。したがって、外来からの微粒子または汚染物質がノズル２８によって容器Ｃの表面から取り除かれ、それと同時に、真空部材７０が、外来からの微粒子のいずれも容器Ｃに再び付着する前に、外来からの微粒子または汚染物質を容器Ｃから除去することにより、容器Ｃは適切に洗浄される。容器Ｃは、コンベヤ１６に沿って、容器取扱システム１の他の部分に搬送されて、充填され、蓋がされ、出荷の準備がなされる。

容器Ｃはシステム１０を通じて著しい速度で動くことが分かっている。このシステム１０は、毎分６００〜８００個の容器の速度で容器を洗浄することができ、このとき、容器Ｃは、コンマ数秒に亘り各洗浄モジュール２４にある。圧縮された濾過空気は、様々な圧力で提供して差し支えなく、１つの例示の実施の形態において、圧縮空気は４０〜７０ｐｓｉ（約２８０〜４８０ｋＰａ）で提供される。上述したように、所定の間隔Ｓは、要望どおりに変えることができ、１つの実施の形態において、１／８インチ（約３．２ｍｍ）であって差し支えない。調節ボルト８２を弛めることによって、筐体３４は、スロット８４を介して垂直に調節して、間隔Ｓを変えることができる。システム１０を清浄にするまたは修理する場合、筐体３４を傾けるために、ノブ８６も使用できる。アクセスドア６０は、ノズルアセンブリ１２を調節するために、保守管理を行うために、もしくはノズルアセンブリ１２または真空アセンブリ１４を清浄にするために、筐体３４への容易なアクセスも提供する。真空ホース５６および空気供給ホース３５も容易に取り外せる。一般に、洗浄システム１０は、要望どおりに、容易にかつ迅速に調節することができる。他のバリエーションにおいて、洗浄モジュール２４は、洗浄のために容器Ｃと共に移動するように設定することができる。

図１０〜１１は、概して、参照番号２００により示された、本発明の容器洗浄システムの代わりの実施の形態を開示している。多くの構成部材は、図１〜９に示された洗浄システムと似ており、参照番号の２００番台で類似の参照番号で示される。

この実施の形態において、容器洗浄システム２００は、概して、図１〜９に示された容器洗浄システムと同じである。このシステム２００は、上述したように、８個の洗浄モジュール２４を使用する。この実施の形態において、ベルト駆動式コンベヤ２１６が、容器Ｃを洗浄システム２００に通して搬送するために設けられている。

コンベヤ２１６は、概して、第１の把持部材２９１、第２の把持部材２９３およびモータ２９５を備えている。これらの構成部材は、概して、床または他の支持表面上に載置されていてよいフレーム２９７により支持されている。各把持部材２９１、２９３は、回転式ベルトおよび周知の他の支持構造を有する。第１の把持部材２９１は、容器Ｃを収容するために、第２の把持部材２９３から所定の距離だけ間隔が置かれている。図１１に示されるように、この間隔は、様々な直径を有する容器を収容するために調節可能である。モータ２９５は、図１０および図１１に示されるように、第１の把持部材２９１および第２の把持部材２９３に作動可能に接続されている。洗浄システム２００は、容器Ｃが所望の間隔で洗浄システム２００を通過するのに望ましいように、コンベヤ２１６の上の適切な支持部材により支持されているのが分かっている。

作動において、第１と第２の把持部材２９１、２９３はモータにより回転される。容器Ｃは容器取扱システム２０１から受け取られ、把持部材２９１、２９３が容器Ｃを把持し、この容器Ｃを洗浄システム２００に通して搬送する。洗浄システム２００は、上述したように、容器Ｃを洗浄する。把持部材２９１、２９３は、容器Ｃを、さらに処理するために、容器取扱システム２０１の他の部分に搬送する。モータ２９５と、第１の把持部材２９１および第２の把持部材２９３との間の作動可能な接続は、一方の把持部材が他方の把持部材に対してより速い速度で回転するようなものであって差し支えないことが分かっている。この様式において、容器Ｃは、容器Ｃが洗浄システム２００を直線的に通って移動するときに、その中心点の周りに回転される。これは、洗浄プロセスを支援し得る。

図１２〜１４は、概して、参照番号３００により示された、本発明の容器洗浄システムの別の代わりの実施の形態を開示している。特定の構成部材は、図１〜９および図１０〜１１に示された洗浄システムと似ており、３００番台の類似の参照番号で示される。

この実施の形態において、コンベヤ３１６は、概して、図１０〜１１の実施の形態におけるものと同じである。洗浄システム３００は、図１〜９の洗浄システムと似ているが、６個の洗浄モジュール３２４を使用している。それゆえ、筐体３３４は、内部空洞３５２を６つの真空部材３７０に分割する内壁３３６を有する。ノズルマニホールド３２６は圧縮空気を６つの空気ノズル３２８に供給する。第１の空気ノズル３３０はイオン化空気ノズルであり、残りの５つのノズルは高速空気ジェットノズルである。各ノズル３３０は、上述した説明と整合性がとれて、真空部材３７０内に同心の形態で配置されている。

作動において、容器Ｃは、図１１〜１２のコンベヤと類似の様式で作動するコンベヤ３１６により、洗浄システム３００に通して搬送される。洗浄システム３００も類似の様式で作動し、ここで、ノズルアセンブリ３１２は下向きに空気を供給し、一方で、真空アセンブリ３１４は、ボトルの向きに応じて、上向きに吸引力を供給する。容器Ｃは、各洗浄モジュール３２４を通り過ぎ、次いで、さらに処理するために、容器取扱システム１の追加の部分に向けられる。

図１５は、例示の容器洗浄システム１０１０の別の配置を示している。この容器洗浄システム１０１０には、概して、圧縮空気を供給する任意の機械式装置などの空気源（図示せず）、ボトルを空気清浄するための清浄システム１０２０、洗浄動作を実行するための電気制御パネル（図示せず）、および望ましくない粒子を除去し、空気を循環させるための真空システム１１００が設けられている。

清浄システム１０２０は、ボトル１０４０がシステム１０１０を通して運ばれているときに、それらの内部を清浄にするために設けられている。容器洗浄システム１０１０は、ボトル１０４０をコンベヤ設備内に維持して、ボトル１０４０を、毎分約８００個のボトルの非常に高速で各ステーションを通過させられる、図１５に点線で示された、一連のガード１０２４を備えることもできる。

ボトル１０４０を清浄システム１０２０に通して移送するために、コンベヤ設備１０１２および大型滑車輪１０１４が設けられている。ボトル流路は、図１５に示された矢印の方向にしたがう。ボトル１０４０が洗浄システム１０１０を通過するときに、ボトル１０４０は、概して逆さまの位置に反転され、図１５に示されるように、ボトルの開口が下向きになっている。しかしながら、ボトル１０４０および洗浄システム１０１０は、どのような所望の様式に向けることもできる。ボトル１０４０は、指グリッパー１３０９によりコンベヤ設備１０１２内に保持することができる。そのような指グリッパー１３０９は、例えば、バージニア州リンチバーグ所在のAmbec, Inc.から市販されている。容器を搬送する他の方法も考えられる。例えば、ネックグリッパー、コンベヤ、ロープを、単独で、またはガイドレールまたはガードと組み合わせて使用しても差し支えない。エアダクト１０１９が設けられ、一連のダクトを通じて、空気清浄システム１０２０から空気を吸い出すためのブロワー（図示せず）につながる。

空気清浄システム１０２０は、筐体１０２２により実質的に取り囲まれ、システム１０２０内に空気流を実質的に平衡に維持する囲いを提供する。その一方が図１６Ａに示されている、２つの開口が、囲い１０２２の長手方向の両端に配置されており、これらの開口は、ボトル１０４０の通過を可能にするのに必要である。図１６Ｂに示されるように、囲い１０２２には、２つのプレキシガラスドア１３４０Ａおよび１３４０Ｂを設けることができる。これらのプレキシガラスドア１３４０Ａおよび１３４０Ｂには、システムを保守するために囲い１０２２の内部区域に容易にアクセスするために設けられている、ハンドル型取っ手１３４２Ａおよび１３４２Ｂを設けることができる。

洗浄システム１０１０には、容器１０４０に空気を供給するための空気源を設けることができる。望ましくない粒子を空気から濾過するために、ＨＥＰＡフィルタを空気源の入口と出口に配置することができる。供給空気から微生物を排除するために、空気源の入口に０．３μ（９９．９％の効率）のＨＥＰＡフィルタまたは前濾過アセンブリを加えても差し支えなく、空気源からの予測できない破片の予防対策として、空気源の出口に０．５μ（９９％の効率）のＨＥＰＡフィルタを加えても差し支えない。ここに開示された実施の形態に、当該技術分野に公知のどのような空気源を設けても差し支えない。

ノズル１３０１に、ノズルマニホールド１３０３内の内部イオン化ユニットを設けても差し支えなく、このユニットは、空気がノズルから出る前に、空気をイオン化するように構成することができる。ノズルアレイ１３００をノズルマニホールド１３０３に搭載しても差し支えない。図１６Ａおよび１６Ｂに示されるように、ノズルアレイの高さは、高さ調節スクリュー１３２６によって上下に調節することができる。空気ノズルアレイは、調節可能なブラケット１３２８に取り付けられており、このブラケットは、ノズルアレイ１３００の高さをボトル１０４０およびグリッパー１３０９に対して調節するためのスロット１３３０およびガイドピン１３３２を有している。

空気源からの空気は空気イオン化ユニットに曝露され、このユニットが、通過している容器からの粒子の除去を支援するために空気をイオン化する。空気がイオン化された後、その空気はノズルに向けられる。この配置から観察できるように、空気は、ノズルに到達しそこから出る前にイオン化される。これにより清浄作用が向上し、信頼性のある耐久性のイオン化空気源が作り出され、保守が容易なシステムが作り出される。

再び図１５、１６Ａおよび１６Ｂを参照すると、洗浄システム１０１０に、ボトル１０４０がコンベヤ１０１２上を移動するときに、それらのボトルから望ましくない粒子を吸い込むための真空システム１１００を設けることもできる。真空システム１１００は真空パン１１０１を備え、この真空パンは、ボトルの通路の下部と、ノズルアレイ１３００の下部に延在する。真空パン１１０１は実質的に、図１６Ｂに示されるように、ボトル通路の進行方向に狭くなっていく樋の形態にある。この樋は、中心に配置された長手部分に沿って、折り曲げられ、イオン化ノズル１３０１に隣接した直下の地点で、例えば、スクリュー１１０２によって真空ダクト１１０４に接続され、このダクトは、１つの実施の形態において、図１６Ａに示されるような円筒形態にある。真空システム１１００に、２つの肘型マニホールドまたは真空マニホールド１１０８を設けても差し支えなく、それらのマニホールドの各々は、吸引入口１１０６を有している。真空マニホールド１１０８は、そのシステムから望ましくない粒子を吸い込むために、マニホールド１３０３の両側に配置されている。図１６Ｂに示されるように、真空マニホールド１１０８には、筐体１０２２の内部の吸込み区域を拡大するための分岐部分１１１０を設けても差し支えない。

真空ダクト１１０４はダクト１０１９（図１５に示されている）に接続されており、このダクトは、中にノズルアレイ１３００が収容されている筐体１０２２内の環境に吸引力または真空力を提供する真空源または空気源（図示せず）と流体連通している。真空源により作動する真空システム１１００は、ボトル１０４０の表面から吸引入口１１０６を通じて除去された、浮遊しているイオン化塵埃または他の粒子と共に、筐体１０２２内の空気を連続的に排気する。真空システム１１００は、ボトル１０４０の表面から除去された、浮遊しているイオン化塵埃または他の粒子を除くのを支援するのに加え、洗浄システム１０１０から汚れた空気を除去するのも支援する。

１つの実施の形態において、真空により除かれた空気は、ＨＥＰＡフィルタにより濾過し、空気源に戻すように再循環させ、次いで、清浄プロセスにおいてボトル１０４０を洗浄するのに使用するためにノズルアレイ１３００に提供できるという点で、真空システム１１００は、閉じたループシステムの一部を形成することができる。別の例示の実施の形態において、Ｄａｙｔｏｎモデル２Ｃ９４０ブロワーなどの別個の真空源を使用しても差し支えない。いずれの場合でも、その真空源の入口は、真空ダクト１０１９に取り付けられる。

電気制御パネルはプラントのＰＬＣと相互作用し、このＰＬＣは、特定のボトルサイズおよびコンベヤの速度に応じて、空気源を最適なファン速度で作動させることができる。その上、電気制御パネル（図示せず）は、オペレータ制御を提供するために、ボトル清浄システム１０２０内のノズルアレイ１３００に配列されたノズルに電気的に接続されている。

洗浄システム１０１０に、清浄性能を確実にするために、主要な位置にセンサが設けられている。このシステムにおいてエラー、例えば、低い空気圧、不適切な濾過、または機能しないイオン化装置を検出した際に、このシステムは、オペレータに警報を与えるように構成でき、作動を停止するように構成できる。上述した実施の形態のいずれにおいても、真空部材またはノズルに接続されたセンサのいずれかが、それぞれ、吸引力の欠如または空気圧の欠如を検出した場合、そのシステムは、自動停止スイッチを通じて、自動的に停止する。

作動中、清浄システム１０２０は、ボトル１０４０が洗浄システム１０１０を通って運ばれながら、それらのボトルの内部を清浄にする。ボトル１０４０は、各ボトル１０４０が様々なステーション、例えば、ボトル把持ステーション（図示せず）およびボトル清浄システム１０２０を横切るように、洗浄システム１０１０を通して運ばれる。コンベヤ設備１０１２は、ボトルの通路が矢印の方向にしたがうようにボトル１０４０を移送し、ボトルの通路が大型の滑車回転ホイール１０１４の周りを通過した結果、ボトル１０４０は、概して、逆さまの位置に反転され、開口が図１５のボトル１０４０に示されるように下を向いている。ボトル１０４０は、指グリッパー１３０９（図１６Ａに示されている）によりコンベヤ設備内に保持されることが好ましい。ボトル１０４０が清浄システム１０２０を通過するときに、ノズルアレイ１３００のノズル１３０１によって、空気がボトル１０４０内部に向けられる。これには、ボトル１０４０の内部に位置するどのような粒子も排出するという効果がある。ノズルを出る空気の圧力は、空気源で調節することができ、当該技術分野に公知のどのような適切な方法によって操作しても差し支えない。清浄にされているボトルのタイプおよび／またはサイズに基づいて、空気の圧力をカスタマイズすることが望ましいかもしれない。

筐体１０２２内の空気を連続的に排気する真空システム１１００は、ボトル１０４０から除去された、どのような浮遊しているイオン化塵埃または他の粒子も排出する。その結果、筐体１０２２内の空気に同伴されたままとなっているボトル表面から取り除かれた小さい粒子は、ボトル環境から排出され、脱イオン化された場合に、表面に再び付着することはもはやできない。その上、負圧がシステムに亘り維持されるように、真空を印加しても差し支えない。このことは、汚れた空気が、システムを取り囲む環境中に吹き飛ばされるのを防ぎ、汚れた空気が、周囲の環境と設備を汚染するのを防ぐ。

本開示の容器洗浄システムは、いくつかの利点を提供する。この容器洗浄システムは、空のボトルを空気洗浄するために、従来の空気システムよりずっと少ない電気エネルギー（従来の電気エネルギーの半分未満）しか利用しない。そのシステムは、堅牢であり、ボトル詰め操作の停止時間をより短くし、以前から存在するシステムよりも保守が少なくても済む。

その上、このシステムは、水系システムまたは空気／水併用システムとは対照的に、空気のみのシステムであるので、そのシステムでは、水および電気などの天然資源をより少なくしか使用しない。この洗浄システムでは、施設空間について設置面積が小さくなり節約となる。以前の設計では、より大きい設置面積および数の多い構造と構成部材が必要であった。設計により、ノズルを、ボトル仕上げ向上洗浄設備の近くに配置することができる。筐体およびコンベヤを含むシステムの構成部材は、容易に調節できるので、異なるサイズのボトルについて、システムの迅速な転換が達成される。イオン化空気ノズルを使用することにより、容器の内面と外面の両方の静電荷が中和される。全体的に、単純化された構造と操作のために、前記洗浄システムは、製造する、操作する、および保守するのにそれほど費用がかからない。

上述した実施の形態のいずれにおいても、真空部材またはノズルに接続されたセンサのいずれかが、それぞれ、吸引力の欠如または空気圧の欠如を検出した場合、そのシステムは、自動停止スイッチにより自動的に停止する。

例示の実施の形態の先の開示および説明の恩恵を考えると、ここに開示された本発明の一般原理にしたがって、数多くの代わりの異なる実施の形態が可能であることが当業者に明白である。当業者には、そのような様々な改変および代わりの実施の形態の全てが、本発明の真の範囲および精神に含まれることが理解されよう。付随の特許請求の範囲は、そのような改変および代わりの実施の形態の全てを網羅することが意図されている。本開示および以下の特許請求の範囲における単数形の使用は、特別な場合において、その用語は具体的に１つおよびたった１つを意味することが意図されていない限り、「少なくとも１つ」を意味する特許において伝統的な手法にしたがうことを理解すべきである。同様に、「含む」という用語は、無制限であり、追加の項目、特徴、構成部材などを排除するものではない。

１，２０１ 容器加工アセンブリライン、容器取扱システム
１０，２００，１０１０ 容器洗浄システム
１２，３１２ ノズルアセンブリ
１４，３１４ 真空アセンブリ
１６，２１６，３１６ コンベヤ
２４，２２４，３２４ 洗浄モジュール
２６，１３０３ ノズルマニホールド
２８，３２８ ノズル
３０，３３０ イオン化ノズル
３４，３３４，１０２２ 筐体
７０，３７０ 真空部材
２９１，２９３ 把持部材
２９５ モータ
Ｃ 容器
ＣＦ 容器の仕上げ部
ＣＯ 容器開口

Claims (12)

1. イオン化された空気を提供するために容器に空気を送るための空気源からの空気をイオン化ユニットによりイオン化し、イオン化された空気により前記容器を洗浄する、容器の空気洗浄システムを組み立てる方法において、
   開口を下に向けた前記容器に向けて、該容器内からゴミを除去するのを支援するための、入口と空気ノズルを有する出口とを備え、内部に前記イオン化ユニットを設けたマニホールドを、イオン化された前記空気を前記マニホールドの前記出口の前記空気ノズルから前記容器に向けて下方から噴出するように前記空気源に接続し、前記ゴミを吸い込むために真空システムを設ける工程をさらに含むことを特徴とする、容器の空気洗浄システムを組み立てる方法。
2. 前記空気洗浄システム内に負圧を維持するために前記真空システムを用意する工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
3. 前記空気洗浄システムが、前記真空システムからの空気を前記空気源に再循環させるように構成されている、請求項１記載の方法。
4. イオン化された空気を提供するために容器に空気を供給するための空気源からの空気をイオン化ユニットによりイオン化し、該イオン化された空気により容器を洗浄する方法において、
   入口および複数の出口を備え、前記イオン化ユニットを内部に設けたマニホールドであって、前記出口に複数の上向きの空気ノズルが設けられたマニホールドを、前記空気源に接続する工程、
   前記容器の前記開口を下に向けて、前記容器を前記複数の前記空気ノズルの上を通過させる工程、および
   前記マニホールドからの前記イオン化された空気を前記マニホールドの前記複数の出口の前記複数の空気ノズルを通じて噴出し、前記容器から除去されたゴミを真空システムで吸い込む工程をさらに含む工程、
   を有してなる、方法。
5. 前記真空システムが前記マニホールド近くで負圧を維持する、請求項４記載の方法。
6. 前記真空システムからの空気を前記空気源に再循環させる工程をさらに含む、請求項４記載の方法。
7. 空気源、および該空気源から空気を供給される入口と複数の出口を備えるとともに前記空気をイオン化するイオン化ユニットを内部に設けたマニホールドを備え、イオン化された前記空気を前記複数の出口から容器の開口内に噴出して、前記容器を洗浄するように構成された容器洗浄システムにおいて、
   前記容器洗浄システムが、前記出口に空気ノズルが設けられ、該空気ノズルが前記開口を下に向けて供給される前記容器の下方において前記容器の前記開口に向けられてなり、前記容器の内部から除去されたゴミを吸い込むための真空システムをさらに含むことを特徴とする、容器洗浄システム。
8. 前記真空システムが、前記容器洗浄システムにおいて負圧を維持するように構成されている、請求項７記載の容器洗浄システム。
9. 前記真空システムからの空気を前記空気源に再循環させるように構成されている、請求項８記載の容器洗浄システム。
10. 前記真空システムは、
    前記容器の通路の下部に延在する真空パン、および
    吸引入口を有する肘型マニホールドを備えてなる、請求項１記載の方法。
11. 前記真空システムは、
    前記容器の通路の下部に延在する真空パン、および
    吸引入口を有する肘型マニホールドを備えてなる、請求項４記載の方法。
12. 前記真空システムは、
    前記容器の通路の下部に延在する真空パン、および
    吸引入口を有する肘型マニホールドを備えてなる、請求項７記載の容器洗浄システム。

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