KR100617511B1 - 고압수를 이용한 용기 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생수통과 같은 용기를 세척하는 장치에 관한 것으로, 용기의 내부 및 외부를 다양한 각도로 분사되는 고압의 세척수로 세척함으로써, 용기의 내부및 외부에 흠집을 발생시키지 않고 깨끗하게 세척할 수 있는 용기 세척장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 고압수를 이용한 용기 세척장치는, 다수의 고압수 분사노즐과 용기를 회전시키며 일 방향으로 이송하는 회전이송수단을 구비하여 용기의 외부를 세척하는 외부세척부; 고압수를 이용하는 적어도 하나 이상의 단계를 거쳐 용기의 내부를 세척하는 내부세척부; 및 상기 외부세척부의 출구로부터 상기 내부세척부의 입구까지의 용기 공급동작과 상기 내부세척부 내의 각 단계 연결동작과 내부세척을 마친 후의 배출동작을 수행하는 용기 이송수단을 포함한다.

생수통, 용기, 세척, 외부세척부, 고압수, 노즐탭

Description

고압수를 이용한 용기 세척장치{Apparatus for washing vessel using high pressure water}

도1은 본 발명에 따른 용기 세척장치의 실시예를 상면에서 도시한 상면도.

도2는 상기 도1에 도시된 실시예의 내부세척부를 정면에서 도시한 정면도.

도3은 상기 도1에 도시된 실시예의 측면을 도시한 측면도.

도4는 외부세척부를 상면에서 도시한 평면도.

도5는 외부세척부를 측면에서 도시한 평면도.

도6은 외부세척부를 진행방향에서 도시한 평면도.

도7은 제1이송부 및 제2이송부를 정면에서 도시한 평면도.

도8은 제2이송부 및 내부세척부를 측면에서 도시한 평면도.

도9는 내부세척부의 노즐탭을 도시하는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 설명

100: 외부세척부 132: 분사노즐

111: 순방향 모터 121: 역방향 모터

200: 내부세척부 212: 나팔관

232: 세척수 공급파이프 310: 제1이송수단

320: 제2이송수단 330: 제3이송수단

본 발명은 용기를 세척하고 이송하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압의 세척수를 회전하는 용기의 내부에 분사하여 용기의 내부를 세척하고, 다수의 용기를 일시에 세척할 수 있도록 하는 세척장치로 자동으로 용기의 이송, 세척 및 완료된 용기의 배출이 가능한 용기 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수기에 사용되는 용기인 생수통은 사용 후에 회수해서, 내·외부 세척과정을 거친 후 다시 생수를 채워 일반소비자에게 공급된다. 따라서 회수된 생수통을 훼손시키지 않으면서 내·외부를 깨끗하게 세척할 수 있는 장치가 요구된다.

생수통과 같은 용기를 세척하기 위한 종래의 세척장치는 용기를 거꾸로 세운 후, 브러쉬로 용기 내부를 세척한다. 즉, 회전축에 브러쉬를 결합한 후 회전축을 회전시키면 원심력에 의해 아래로 늘어져 있던 브러쉬가 회전축과 수직한 상태에서 회전하게 되며, 이 상태에서 동시에 용기의 내부에 세척수를 공급하면 브러쉬의 끝부분과 용기 내부 표면의 마찰에 의해서 용기의 내부가 세척된다.

그러나, 상기와 같이 브러쉬를 이용해서 용기의 내부를 세척하는 장치는 브 러쉬와 용기의 물리적인 접촉에 의해서 용기의 내부에 흠집을 유발한다. 용기의 내부에 흠집이 발생하면 흠집내부는 다시 세척되지 않고, 흠집내부에 이물질이 생성되어 주입된 내용물의 질적 저하를 초래하는 문제점을 가지고 있다.

용기의 외부 세척에 과정에서도 종래의 세척장치는 브러쉬 등의 마찰수단을 이용하므로 용기 표면에 미세한 흠집들을 만들게 된다.

세척과정의 반복에서 용기의 내·외부에 생기는 이러한 흠집들은 위생상의 문제를 일으킬 뿐만아니라, 투명한 재질의 PC수지 등으로 만들어진 용기의 투명도를 급격히 저하시킨다. 특히 생수를 담아 유통시키는 용기의 경우 그 투명도가 저하되면 내용물이 혼탁한 것처럼 보일 수 있어 소비자의 인식에도 안 좋은 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 브러쉬 세척 방식을 이용하는 종래의 세척장치로 용기를 세척할 경우, 생수통 등 높은 투명도를 요구하는 용기의 재사용 횟수가 극히 제한되어 용기 교체를 위해 막대한 비용이 소요되는 문제가 있다.

또한, 생수통 등의 용기 세척을 위해서는 물리적 세척과정 외에 살균 및 헹굼 등의 여러 단계가 필요하다. 그런데, 종래의 세척장치로는 여러 단계의 세척공정을 수행할 수 없고 별도의 장치를 추가하여야하는 문제가 있으며, 여러 단계의 세척공정에 해당하는 장치들이 각각 설치될 경우, 이들 각각이 차지하는 공간이 커질 뿐만아니라, 각각의 장치들 사이에 용기를 이송하는 설비가 요구되어 시간적, 공간적 효율성이 크게 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 용기의 내부 및 외부를 다양한 각도로 분사되는 고압의 세척수로 세척함으로써, 용기의 내부및 외부에 흠집을 발생시키지 않고 깨끗하게 세척할 수 있는 용기 세척장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 한정된 공간 내에서 다수의 용기가 효율적으로 세척될 수 있도록, 용기의 외부를 세척하는 외부세척부와 적어도 하나 이상의 단계를 거쳐 용기의 내부를 세척하는 내부세척부 및 상기 다수의 용기를 자동 공급하고 세척 완료후 배출시키는 용기이송수단이 일체화된 용기 세척장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 고압수를 이용한 용기 세척장치는, 다수의 고압수 분사노즐과 용기를 회전시키며 일 방향으로 이송하는 회전이송수단을 구비하여 용기의 외부를 세척하는 외부세척부; 고압수를 이용하는 적어도 하나 이상의 단계를 거쳐 용기의 내부를 세척하는 내부세척부; 및 상기 외부세척부의 출구로부터 상기 내부세척부의 입구까지의 용기 공급동작과 상기 내부세척부 내의 각 단계 연결동작과 내부세척을 마친 후의 배출동작을 수행하는 용기 이송수단을 포함한다.

상기 외부세척부는 인입된 용기를 일 방향으로 진행시키며 회전시키는 회전 이송수단과 회전하며 이송되는 용기에 고압수를 분사하는 다수의 분사노즐을 포함하고, 상기 회전이송수단은 용기 진행로의 일측에 용기와 접촉되도록 구비되어 진행방향으로 회전되는 제1회전벨트와 상기 진행로의 타측에서 용기와 접촉되도록 구비되어 진행방향의 반대방향으로 회전하되 상기 제1회전벨트보다 느리게 회전하는 제2회전벨트를 포함함으로써 용기가 회전함과 동시에 회전이 빠른 제1회전벨트를 따라 일 방향으로 진행되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 분사노즐은 용기 진행방향의 측방에서 용기를 향해 고압수를 분사하고, 이때 용기가 회전하며 진행함으로써 외부가 고르게 세척된다.

상기 적어도 하나 이상의 단계를 갖는 내부세척부는 상기 용기가 거꾸로 안착되도록 용기의 주둥이를 수용하여 일시적으로 고정시키는 나팔관과 상기 나팔관에 안착된 용기 내부로 투입되어 고압수를 분사하는 다수의 노즐을 구비하는 노즐탭을 포함한다. 복수의 세척 단계를 포함하는 경우, 고압 세척수를 분사하는 단계외에 살균수 및 헹굼수를 분사하는 수단을 더 구비할 수 있다.

용기 내부를 고루 세척하기 위해서 상기 노즐탭은 다양한 방향을 향하는 다수의 노즐부를 구비하여야 하는데, 예를들면 상향 5~15도로 형성된 제1노즐부와, 하향 30~50도로 형성된 제2노즐부와, 상향 30~50도로 형성된 제3노즐부를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 나팔관에 안착된 용기를 회전시켜 용기 내면에 고루 세척수가 닿도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명에 의한 고압수를 이용한 용기 세척장치는 상기 외부세척부의 분사노즐과 상기 내부세척부의 노즐탭에 고압의 세척수를 공급하는 세척수 공급부 를 구비한다.

상기 세척수 공급부는, 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크와 저장된 세척수를 고압으로 가압하는 세척수 가압수단 및 고압수를 상기 분사노즐과 노즐탭으로 공급하는 고압배관을 포함하고, 세척이 끝난 세척수를 모으고 여과하여 다시 상기 세척수 저장탱크에 공급하는 세척수 재순환수단을 더 포함할 수 있다.

상기 용기 이송수단은, 상기 외부세척부의 출구로부터 내부세척부의 입구까지 수평적으로 이송하는 제1이송부와 내부세척부에서 입구에 공급된 용기를 상기 나팔관에 거꾸로 안착시키고, 복수의 단계를 거치는 경우 각 단계별로 이동시키며, 출구로 배출할 수 있도록 상기 용기를 바로 세우는 제2이송부 및 상기 내부세척부의 출구로부터 세척완료된 용기를 배출하는 제3이송부를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 용기 세척장치의 실시예를 상면에서 도시한 상면도이다. 본 발명에 의한 고압수를 이용한 용기 세척장치는, 고압의 세척수를 이용하여 용기의 외부를 세척하는 외부세척부(100)를 포함한다. 외부세척이 완료된 용기를 내부세척부로 이송시키고 일정한 간격으로 정렬하는 제1이송부(310)와; 정렬된 용기를 내부세척의 각 단계로 이동시키는 제2이송부(320); 적어도 하나 이상의 내부세척 단계를 거쳐 세척이 완료된 용기를 배출하는 제3이송부(330), 및 상기 외부세척부(100)와 적어도 하나의 내부세척 단계에 고압의 세척수를 제공하도록 하는 세척수 가압수단(31)을 포함한다.

도2는 상기 도1에 도시된 실시예의 내부세척부를 정면에서 도시한 정면도이 다. 상기 제1이송부(310)는 내부세척부(200)로 진입하는 다수의 용기가 한번에 수 개씩 내부세척 단계를 거칠 수 있도록 정렬시키는 스토퍼(311)를 구비한다. 상기 제1이송부(310) 및 제3이송부(미도시)는 상기 용기를 바로 세워 이송하는 컨베이어 벨트를 이용하는 것이 바람직하다.

도3은 상기 도1에 도시된 실시예의 측면을 도시한 측면도이다. 내부세척부는 적어도 하나의 내부세척 단계를 수행하는 구성을 가지며, 본 실시예는 3단계로 내부세척을 수행할 수 있는 구성을 갖는다. 상기 제1이송부(310)에 의해 정렬된 용기를 집어올리고 뒤집어서 주둥이가 아래를 향하도록 하고, 내부세척 단계를 수행할 수 있도록 이동시키는 제2이송부(320), 적어도 하나 이상의 내부세척 단계를 수행하도록 상기 용기를 거꾸로 수용하고 일시적으로 고정시키는 적어도 하나 이상의 나팔관(212)을 포함한다.

상기 적어도 하나 이상의 내부세척 단계는 용기 내부에 고압의 세척수를 분사하는 단계를 반드시 포함하고, 필요에 따라서 살균수 분사 단계, 헹굼수 분사 단계 등을 더 포함할 수 있다. 각 단계에 따라 필요한 동작을 수행하는 각각의 나팔관과 분사수단이 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나 이상의 나팔관(212)은 동시에 세척하고자 하는 용기의 수에 따라 정해진다.

내부세척 단계를 마친 용기는 제2이송부에 의해 제3이송부 상에 바로 세워지고, 컨베이어로 이루어진 제3이송부에 의해 배출될 수 있다.

메인 프레임(211)의 하부에는 생수 용기의 내부를 세척한 세척수를 모아두는 세척수 저장탱크(213)가 설치되며, 이 세척수 저장탱크(213)의 일측에는 세척수를 외부로 배출하기 위한 밸브(214)가 구비된다.

상기 제2이송부는 메인 프레임(211)의 일측에 고정되는 메인 실린더(221)와 상기 메인 실린더의 로드(rod)에 연결되어 승강되는 서브 프레임(321)을 구비하고, 실린더 동작에 의해 용기를 잡는 용기 그립부(322) 및 상기 용기 그립부(322)를 상기 서브 프레임(321)에 대하여 회전시킬 수 있도록 하는 회전 실린더(323)를 구비한다.

또한 상기 서브프레임은 용기를 들어올려 다음 세척단계 또는 제3이송부로 이송시킬 수 있도록 상기 메인 프레임(211)에 대하여 횡방향 이동이 가능하다.

도4는 외부세척부를 상면에서 도시한 평면도이다. 외부세척부(100)는 입구(E)로부터 출구(O)까지 용기를 진행시키며 고압수를 이용하여 용기의 외부를 세척한다. 용기에 고압의 세척수를 고르게 분사하기 위하여 고압배관 및 수개의 분사노즐(132)을 구비한다.

용기의 바닥을 지지하며 진행을 안내하는 레일(141)을 구비하고, 용기를 회전시키며 입구(E)에서 출구(O)로 진행시키는 수단으로서 순방향(P) 및 역방향(I) 각각에 해당하는 모터(111,121)와 상기 각각의 모터로부터 회전역을 받아 용기의 측면과 마찰되는 벨트를 회전시키는 풀리(114,124)를 구비한다.

순방향 모터(111)의 회전력에 의해서 순방향 풀리(114)가 회전하고, 순방향 벨트가 소정의 빠르기로 움직여서 용기의 측면과 마찰되며, 역방향 모터(121)의 회전력에 의해서 역방향 풀리(124)가 회전하고, 역방향 벨트가 상기 순방향 벨트보다 느린 빠르기로 움직이며 용기의 측면에 마찰된다. 따라서, 용기는 회전함과 동시에 그 중심이 상기 순방향 및 역방향 벨트의 속도차에 의해 순방향으로 병진운동한다.

도5는 외부세척부를 측면에서 도시한 평면도이다. 모터(111,121)와 연결된 구동축(112,122)은 일측에 구비된 풀리(113,123)와 벨트를 통해 상기 순방향 및 역방향 풀리(114,124)에 동력을 전달한다.

고압의 세척수가 공급되는 고압배관(131)은 용기의 상측과 하측에 각각 구비되고 상기 고압배관(131)을 따라 수개의 분사노즐(132)을 구비하여, 다양한 각도에서 용기를 향해 세척수를 분사하도록 한다.

도6은 외부세척부를 진행방향에서 도시한 평면도이다. 상기 순방향 풀리(114) 및 역방향 풀리(124)는 용기의 양 측면에 구비되고, 벨트를 통해 용기의 측면에 마찰된다. 상기 수개의 분사노즐(132)의 각도는 자유롭게 조정될 수 있다.

도7은 제1이송부 및 제2이송부를 정면에서 도시한 평면도이다. 상기 제1이송부(310)은 컨베이어 벨트와 이를 구동하는 모터 및 공급된 용기를 내부세척부에 맞게 정위치 시키는 스토퍼(311)를 포함한다. 상기 스토퍼(311)는 스토퍼 실린더(313)에 의해서 동작하도록 할 수 있다.

제2이송부(320)는 메인 프레임에 대하여 고정된 메인 실린더(221)와 메인 실린더 로드에 연결된 서브 프레임(321), 상기 서브프레임의 양측단에 구비된 회전실린더(323)에 의해 180도씩 회전 가능한 그립부(322)로 이루어진다. 상기 그립부(322)는 실린더 동작에 의해 용기의 측면을 잡을 수 있는 구성을 갖는다.

도8은 제2이송부 및 내부세척부를 측면에서 도시한 평면도이다. 내부세척부(200)는 상기 용기를 거꾸로 수용하여 일시적으로 고정시킬 수 있는 나팔관(212)을 구비하고, 그 내측에 용기내로 삽입되어 여러 각도로 고압의 세척수를 분사할 수 있는 노즐탭(233)과 세척수 공급수단으로부터 상기 노즐탭(233)을 연결하는 세척수 공급파이프(232)를 구비한다.

상기 세척수 공급파이프(232)는 상승하여 상기 노즐탭(233)을 용기내로 삽입시킬 수 있다. 상기 나팔관(212)의 입구측에는 둘레를 따라 수개의 판스프링(218)을 구비하여 용기의 주둥이가 소정의 힘으로 고정되도록 할 수 있다.

상기 나팔관(212)은 풀리 및 벨트(243) 등의 동력전달수단으로 연결되어 회전모터(241)에 의해 회전할 수 있고, 나팔관의 회전에 의해 이에 고정되 용기도 회전할 수 있다. 따라서 실질적으로 용기 내부 전체에 고압의 세척수가 도달할 수 있다. 상기 회전모터(241)는 메인 프레임의 일측에 고정됨과 아울러, 상기 동력전달수단을 매개로 나팔관(212) 하부와 연결이 되며, 이 동력전달수단으로는 본 실시예에서와 같이 벨트(243)와 풀리를 사용할 수도 있으며, 기어나 체인 등 통상의 동력전달수단을 이용할 수도 있다. 벨트(243)를 사용하는 경우에는 나팔관(212)의 하부에 풀리를 결합하고 상기 풀리와 회전모터(241)의 중심축에 벨트(243)를 연결하게 된다.

세척수 가압수단은 용기 세척장치의 일측에 구비된 급수라인(미도시)을 통해 공급되는 세척수를 가압하여 생수통의 내부로 가압하게되는 수단으로서, 펌프나 컴프레셔를 예로 들 수 있을 것이다.

도9는 내부세척부의 노즐탭을 도시하는 단면도이다. 상기 노즐탭(233)에는 적어도 하나 이상의 노즐(미도시)이 결합되는데, 바람직하게는 상기 도9에서와 같 이 3개의 노즐을 결합하기위한 제1, 제2 및 제3노즐 연결부(233a,233b,233c)를 형성하되, 노즐탭(233)의 최상부에 형성되는 제1노즐 연결부(233a)는 노즐을 수직방향에 대하여 상향 5~15도 정도의 각도로 결합할 수 있도록 하고, 노즐탭(233)의 중앙부에 형성되는 제2노즐 연결부(233b)는 노즐을 수직방향에 대하여 하향 30~50도 정도의 각도로 결합하도록 하며, 노즐탭(233)의 하부에 형성된 제3노즐 연결부(233c)는 노즐을 수직방향에 대하여 상향 30~50도 정도의 각도로 결합하도록 한다. 이와 같이 노즐탭(233)에 결합되는 노즐의 각도 및 방향이 서로 다르게 결합되도록 함으로써, 굴곡이 있는 생수 용기의 내부를 고루 세척할 수 있게 된다.

상기 세척수 가압수단과 세척수 공급파이프(232)를 이어주는 플렉시블 호스(234)의 양단 중 일단에는 솔레노이드 밸브를 설치하여 세척수의 공급을 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

따라서, 본 발명에 의한 고압수를 이용한 용기 세척장치는, 용기의 내부 및 외부를 다양한 각도로 분사되는 고압의 세척수로 세척함으로써, 용기의 내부에 흠집을 발생시키지 않고 깨끗하게 세척할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 용기 세척장치는 용기의 외부를 세척하는 외부세척부와 적어도 하나 이상의 단계를 거쳐 용기의 내부를 세척하는 내부세척부 및 상기 다수의 용기를 자동 공급하고 세척 완료후 배출시키는 용기이송수단이 일체로 제공됨으로써 한정된 공간 내에서 다수의 용기가 효율적으로 세척될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 다수의 고압수 분사노즐과 용기를 회전시키며 일 방향으로 이송하는 회전이송수단을 구비하여 용기의 외부를 세척하는 외부세척부;

   고압수를 이용하는 적어도 하나 이상의 단계를 거쳐 용기의 내부를 세척하는 내부세척부; 및

   상기 외부세척부의 출구로부터 상기 내부세척부의 입구까지의 용기 공급동작과 상기 내부세척부 내의 각 단계 연결동작과 내부세척을 마친 후의 배출동작을 수행하는 용기 이송수단을 포함하는,

   고압수를 이용한 용기 세척장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외부세척부의 회전이송수단은,

   용기의 바닥을 지지하며 진행을 안내하는 레일;

   용기의 측면에 접촉되고 마찰에 의해 상기 용기를 진행시키는 순방향으로 회전시키는 순방향 회전벨트; 및

   상기 순방향 벨트와 반대 측면에 접촉되고 마찰에 의해 상기 용기를 진행시키는 방향과 반대로 회전시키는 역방향 회전벨트를 포함하고,

   상기 순방향 회전벨트의 속도가 상기 역방향 회전벨트의 속도보다 빠르게 하여 상기 용기가 회전하면서 진행방향으로 병진하도록 하는,

   고압수를 이용한 용기 세척장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 용기 이송수단은,

   상기 외부세척부를 통과한 용기를 상기 내부세척부 입구로 이송하는 컨베이어와, 상기 컨베이어에 의해 이송된 용기를 소정 위치에 정지시키는 스토퍼를 구비하는 제1이송부;

   내부세척부 메인 프레임의 일측에 고정되는 메인 실린더와, 상기 메인 실린더의 로드(rod)에 연결되어 승강되는 서브프레임과 실린더 동작에 의해 정지된 용기를 잡는 용기 그립부, 및 상기 용기 그립부를 서브프레임에 대하여 회전시킬 수 있도록 하는 회전 실린더를 구비하는 제2이송부; 및

   컨베이어에 의해 상기 내부세척부의 출구로부터 세척 완료된 용기를 배출하는 제3이송부를 포함하는,

   고압수를 이용한 용기 세척장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 내부세척부는,

   적어도 하나 이상의 내부세척 단계를 수행하도록 상기 용기를 거꾸로 수용하고 그 주둥이 부분을 일시적으로 고정시키는 적어도 하나 이상의 나팔관;

   용기의 주둥이가 일시적으로 고정된 상기 나팔관을 회전모터와 연결하여 회전시키는 동력전달수단을 포함하는,

   고압수를 이용한 용기 세척장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 동력전달수단은,

   상기 나팔관의 둘레에 일체화 된 풀리와, 회전모터, 및 상기 회전모터의 회전운동을 상기 풀리에 전달하는 벨트로 이루어진,

   고압수를 이용한 용기 세척장치.

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