KR101187797B1 - 와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기에 관한 것이다. 이는, 공급라인(11)을 통해 유동성 제품액이 공급되어 잠시 머무는 고리형의 내부공간을 가지는 보울 탱크(12)와 이로부터 다수의 충진 노즐(13)을 통해 다수의 용기에 각각 충전되도록 하는 충전기(10)를 자동 세척하기 위한 현장세정기에 있어서, 상기 보울 탱크(12)의 내부 공간(120)은, 시계방향(A) 또는 반시계방향(B)으로 액체가 유동할 수 있는 고리형 형태를 가지며; 상기 내부 공간(120)에 연결되어 세척액을 공급하기 위한 적어도 하나의 세척액 공급라인(18) 및 상기 내부 공간(120)에 연결되어 세척액을 회수하기 위한 적어도 하나의 회수라인(16)을 통해 세척액이 유동되도록 하며; 상기 적어도 하나의 세척액 공급라인(18)에서 세척액이 상기 내부 공간(120)으로 유출되도록 하는 각각의 유출단(182)은, 상기 내부 공간(120)으로 일정 길이 돌출되어 설치되고, 상기 내부 공간(120)의 내부를 향하여 열려진 적어도 하나 이상의 유출구(184)를 구비하며; 상기 적어도 하나의 세척액 공급라인(18)의 유출구(184)는, 세척액의 유출 방향이 상기 내부 공간(120)의 시계방향(A) 또는 반시계방향(B) 중 어느 한 방향을 향하도록 구부러져 있을 수 있다. 이에 따라 충전기의 보울 탱크(Bowl Tank)의 내부 공간 세척이 소용돌이와 같은 와류가 자동으로 생성되어 효과적인 현장세정이 가능하다.

Description

와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기 {Clean-In-Place Device Having a Whirlpool Cleaning Structure for Inside of Bowl Tank}

본 발명은 일반적으로 과일주스와 같은 유동성의 제품액을 용기에 충진하는 충전기의 현장세정(Clean-In-Place: CIP) 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유동성 제품액을 용기에 충진하기 위한 충전기의 보울 탱크(Bowl Tank)의 내부 공간을 소용돌이와 같은 와류를 일으켜 보다 효과적으로 세척될 수 있도록 한 새로운 와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기에 관한 것이다.

근래에 충전기는 탄산음료와 같은 기존의 저밀도 유동성 제품액뿐만 아니라, 과일의 과육이 고밀도로 포함되어 있는 과일 음료를 충전해야 한다는 조건이 충족되어야 한다. 종래 충전기의 각 부분을 분해, 세척, 조립하는 등의 복잡한 과정을 거치지 않고도 제품액 충진 경로를 이용하여 물이나 세척액을 유동시킴으로써, 자동으로 세척하는 현장세정(CIP) 장치가 알려져 있었다. 그런데, 고밀도 액상 제품액, 예컨대 토마토 주스 또는 망고 주스와 같은 제품액은, 충전기의 각 부품 사이에 끼여 축적되기 쉽고, 단순히 배관 내에 세척액을 단순 유동하는 종래 CIP 장치로는 완전하게 제거되기 어려웠다.

특히 유동성 제품액이 용기에 충전되기 전에 잠시 머무는 보울 탱크(bowl tank) 내부 공간은, 대체로 사각형의 단면을 가지고 있어, 상대적으로 구석진 모서리 부분이 존재한다. 종래 CIP 장치에 있어서 보울 탱크의 내부 세척은 보울 탱크 하부에서 세척액을 공급하여 탱크 내부를 가득채운 후 상부측으로 회수하는 방식이었다. 이런 방식으로는 일부 점도가 높은 토마토나 망고 주스 등의 경우 보울 탱크의 내부 표면에 축적된 주스 잔여물을 완전히 세척할 수 없어, 작업자가 수동으로 분해하고 세척한 후 다시 조립하는 방식을 혼합하여 세척 작업이 이루어지고 있었다.

따라서 유동성 제품액을 용기에 충진하기 위한 충전기 장치의 세척에 있어서, 보울 탱크와 같이 각진 모서리 부분이 존재하는 공간까지도 자동으로 세척 가능하도록 한 CIP 기술에 대한 요구는 여전히 존재한다.

본 발명은 상술한 종래의 현장세정 기술을 개선 및 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 발명된 것이다. 본 발명은 유동성 제품액을 용기에 충진하기 위한 충전기의 보울 탱크(Bowl Tank)의 내부 공간을 소용돌이와 같은 와류를 일으켜 보다 효과적으로 세척될 수 있도록 하여 생산성을 향상시킨 새로운 와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기는, 공급라인을 통해 유동성 제품액이 공급되어 잠시 머무는 고리형의 내부공간을 가지는 보울 탱크와 이로부터 다수의 충진 노즐을 통해 다수의 용기에 각각 충전되도록 하는 충전기를 자동 세척하기 위한 현장세정기에 있어서, 상기 보울 탱크의 내부 공간은, 시계방향 또는 반시계방향(B)으로 액체가 유동할 수 있는 고리형 형태를 가지며; 상기 내부 공간에 연결되어 세척액을 공급하기 위한 적어도 하나의 세척액 공급라인 및 상기 내부 공간에 연결되어 세척액을 회수하기 위한 적어도 하나의 회수라인을 통해 세척액이 유동되도록 하며; 상기 적어도 하나의 세척액 공급라인에서 세척액이 상기 내부 공간으로 유출되도록 하는 각각의 유출단은, 상기 내부 공간으로 일정 길이 돌출되어 설치되고, 상기 내부 공간의 내부를 향하여 열려진 적어도 하나 이상의 유출구를 구비하며; 상기 세척액 공급라인의 유출구는, 세척액의 유출 방향이 상기 내부 공간의 시계방향 또는 반시계방향 중 어느 한 방향을 향하도록 구부러져 있을 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 세척액 공급라인은 복수개가 설치되는 것이 바람직하다.

또한 다른 실시예에 있어서, 상기 복수개의 세척액 공급라인 중 적어도 하나의 세척액 공급라인의 유출구는 세척액의 유출 방향이 상기 내부 공간의 시계방향을 향하도록 구부러져 있고, 한편 상기 복수개의 세척액 공급라인 중 다른 세척액 공급라인의 유출구는, 세척액의 유출 방향이 상기 내부 공간의 반시계방향을 향하도록 구부러져 있는 것이 바람직하다.

상술한 구성을 가지는 본 발명은, 충전기의 보울 탱크(Bowl Tank)의 내부 공간을 상부에서부터 분사되거나 또는 이에 더하여 와류를 형성한 후 하부로 회수되도록 하여 세척할 수 있도록 개선함으로써, 분해, 세척, 조립과 같은 복잡한 수동적인 세척과정이 필요없고, 내부 공간을 소용돌이와 같은 와류를 일으켜 보다 효과적으로 세척될 수 있도록 함으로써, 예를 들어 토마토 주스와 같은 고밀도 과일주스를 충전한 뒤 다른 주스를 충전하려고 할 때, 중간 세정 작업이 효율적으로 이루어질 수 있어 수동으로 이루어지는 작업시간이 감소될 수 있어 생산성을 향상시키는 등의 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상세정기를 구비하는 충전기를 보여주는 개략적인 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 현상세정기를 구비하는 충전기에서 세척액 공급라인의 유출단의 형태를 보여주는 개략적인 도면들.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 현장세정기에서 세척액 공급라인의 유출단의 형태의 구부러진 정도를 설명하기 위한 개략적인 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 현상세정기를 구비하는 충전기에서 보울 탱크 내부에서 소용돌이를 일으키는 방식의 일예를 설명하기 위한 개략적인 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 보울 탱크의 내부를 세척하는 현장세정기는, 도 1에 도시된 바와 같이 우유, 과일주스, 또는 막걸리와 같은 다양한 액상의 음료 제품액을 용기에 충진하기 위한 충전기(10)에 구비되는 현장세정(CIP)다.

일반적으로 충전기(10)는 음료 제품액이 공급되는 공급라인(11)과, 이 공급라인(11)을 통해 유동성 제품액이 공급되어 잠시 머무는 고리형의 내부 공간을 구비하는 하나의 보울 탱크(12)와, 빈 용기를 각각 거치하기 위한 다수의 용기 지지대(14)와, 고리형의 보울 탱크(12)로부터 유동성 제품액을 용기 내부에 충전하기 위한 다수의 충진 노즐(13)과, 잔여물을 회수하기 위한 회수라인(16) 등을 구비한다.

보울 탱크(12)는 중심의 회전축(15)을 중심으로 회전하는 고리 형태의 내부 공간을 가진다. 보울 탱크(12)의 내부 공간(120)은, 반경반향으로 잘랐을 때 도 1에 도시된 예에서와 같이, 사각형의 단면을 가질 수 있다. 사각형을 이루는 4개의 면은, 작은 반경의 원통 수직면 형태의 내부면(121)과, 상대적으로 큰 반경의 원통 수직면 형태의 외부면(123)과, 고리형 수평판 형태의 상부면(122) 및 하부면(124)에 의하여 한정될 수 있다.

본 발명에 따른 현장세정기가, 사각형의 단면을 가지는 내부 공간(120)을 구비하는 보울 탱크(12)에 대해서만 적용되는 것은 아니다. 도시된 보울 탱크(12)의 단면 형태는 단지 예시로서 제시된 것에 불과하다. 그러므로 본 발명이 적용되는 보울 탱크는 고리형의 내부 공간만을 가지는 것으로 충분하며, 그 단면 형태가 사각형이 아니라 원형이나 타원형 등과 같이 다른 형태의 내부 공간을 가지는 보울 탱크의 경우에도 역시 적용가능하다는 것은 해당 기술 분야의 기술자들에게는 자명할 것이다.

보울 탱크(12)의 하부면(124)에는, 도 5 및 도 6에서 잘 보이는 바와 같이, 복수의 충진 노즐(13)들이 일정 간격으로 설치되어 있다. 또한 복수의 충진 노즐(13) 각각에 대응하여 그 하부에는 각각 용기 지지대(14)가 배치된다. 이 용기 지지대(14) 각각에 용기가 배치되어 충진 노즐(13)로부터 예를 토마토 주스 또는 망고 주스와 같은 유동성 제품액이 용기로 충전될 수 있다. 보울 탱크(12), 충진 노즐(13) 및 용기 지지대(14)는 각각 회전축(15)을 중심으로 회전하면서, 연속 생산 공정이 이루어질 수 있다.

또한 이 충전기(10)는 각 부품을 자동으로 세척하기 위한 현장세정기 구조를 구비한다. 도시된 예에서는 세척액 공급라인(110), 노즐 세척액 공급라인(17), 보울탱크 세척액 공급라인(18), 및 오버플로우 라인(19) 등이 포함되어 있다. 덧붙여서 이들 라인들(110, 17, 18, 19) 뿐만 아니라 제품액 생산에 참여하는 라인(11, 16)도 역시 현장세정에 이용될 수 있는 융통성이 있는 것으로 가정되어야 할 것이다. 예컨대 본 예에서 제품액 잔여물 회수 라인(16)은 세척액 회수를 위한 회수라인으로도 이용되고 있다. 여기서 도시된 예는 단순히 예시를 위한 것이므로 이 예에만 본 발명이 국한되는 것이 아님은 당업자에게 자명하다.

본 발명에 따라, 보울 탱크(12)의 자동 세척을 위하여, 보울 탱크(12)의 상부면(122)에 연결되어 세척액을 공급하기 위한 세척액 공급라인(18)과 보울 탱크(12)의 하부면(124)에 연결되어 세척액을 회수하기 위한 회수라인(16)을 포함한다. 이러한 구조는, 세척액이 보울 탱크(12)의 내부 공간(120)의 상부에서 공급된 후 하부에서 회수되도록 한다는 특징을 가지게 한다. 이는 특히 점도가 높은 제품액이 기계 사이에 눌러 붙어있는 경우의 세정시에는, 하부에서부터 세척액을 공급하여 상부로 유출시켜 회수하는 경우보다, 세척액에 섞여있는 제품액의 제거에 보다 유리하다는 장점을 제공한다.

본 발명에 있어서, 특히 세척액을 공급하기 위한 세척액 공급라인(18) 중 일정한 길이의 유출단(182)은 보울 탱크(12)의 내부 공간(120)으로 돌출되며, 그 단부에는 보울 탱크(12)의 내부 공간(120)를 향하여 열려진 개구인 유출구(184)가 형성된다. 이에 따라 세척액 공급라인(18)을 통해 공급된 세척액은, 상부에서 유출단(182)의 유출구(184)를 통해 보울 탱크(18)의 내부 공간(120)으로 유입된 후, 하부에서 회수라인(16)을 통해 회수될 수 있다.

특히 본 발명에 따라 제공되는 와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기에 있어서, 특징적으로 세척액 공급라인(18)의 유출구(184)는 세척액의 유출 방향이 상기 내부 공간(120)의 시계방향(A) 또는 반시계방향(B) 중 어느 한 방향을 향하도록 구부러져 있는 구조를 한다는 독특한 특징을 제공한다.

다시 말해서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 보울 탱크(12)의 고리형 내부 공간(120)에 돌출 설치된 유출구(184)는, 보울 탱크(12)의 고리형 내부 공간(120)의 두 방향 중 어느 하나의 방향을 향하도록 구부러진다. 여기서 두 방향은 즉 시계방향(또는 정방향) 및 반시계방향(또는 역방향)이라고 지칭될 수 있으며, 유동성 액체가 고리형 내부 공간(120)을 유동할 수 있는 방향을 말한다.

도 4에는, 유출관(182)의 구부러진 정도를 설명하기 위한 개략도이다. 도 4에 예시된 바와 같이, 유출관(182)은 보울 탱크(12)의 상부면(122)과 평행한 수평라인(H)을 관통하여 수직 라인(V)을 따라 통과한 후, 수직 라인(V)으로부터 좌우로 약 45ㅀ정도 구부러질 수 있다. 이렇게 구부러지는 각도(C)는, 도시된 예에만 국한될 필요는 없고, 필요하다면 45 ~ 90ㅀ사이에서 구부러지게 설치하는 것도 역시 가능하다.

이와 같이, 본 발명에 따라 보울 탱크(12)의 고리형 내부 공간(120)에 공급되는 세척액은, 내부 공간(120)의 상부로부터 공급되어 고리형 공간을 따라 와류를 형성하면서 유동하다가 내부 공간(120)의 하부에 설치된 회수 라인(16)을 통해 회수되는 구조를 가진다.

이러한 와류형으로 유동하도록 세척액을 공급하는 구조에 따르면, 세척액이 보울 탱크(12)의 내부 공간(120)을 이루는 표면을 보다 강력하게 충돌하면서 유동될 수 있기 때문에, 표면에 눌러 붙어 있는 비교적 고밀도의 유동성 제품액이 보다 효율적으로 표면에서 떨어져 나올 수 있게 하는 장점을 제공할 수 있다.

본 발명에 따라, 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, 세척액 공급라인(18)은 복수개가 설치되는 것이 바람직하다.

도시된 예에서, 세척액 공급라인(18a, 18b)들은 유출단(184)의 방향에 따라, 두 가지 종류로 교호 설치되어 있음을 알 수 있다. 즉, 도면에서 빨간색으로 표시된 세척액 공급라인(18a)의 유출구는 세척액의 유출 방향이 내부 공간(120)의 시계방향(A)을 향하도록 구부러져 있고, 한편 도면에서 파란색으로 표시된 세척액 공급라인(18b)의 유출구는, 세척액의 유출 방향이 내부 공간(120)의 반시계방향(B)을 향하도록 구부러져 있다. 이렇게 시계 방향(A)을 향하게 구부러진 세척액 공급라인(18a)과 반시계 방향(B)을 향하게 구부러진 세척액 공급라인(18b)이 서로 번갈아가면서 즉 교호하면서 하나 이상 복수개로 설치될 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 보울 탱크(12)의 세정시 처음에는 시계 방향으로 와류를 형성해 세척액을 유동시키기 위하여 시계 방향(A)을 향하는 세척액 공급라인(18a)만을 개방시켜서 세척액을 공급하다가, 일정시간이 지나면 이들을 모두 폐쇄하고 반시계 방향(B)을 향하는 세척액 공급라인(18b)만을 개방시킴으로써, 처음과는 반대 방향으로 와류를 형성하여 세척액을 유동시킬 수 있다. 이에 따라 보울 탱크(12)의 내부 공간(120)의 표면 세척이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다는 장점이 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 시공법이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.

10 : 충전기
11 : 제품액 공급라인
110 : 세척액 공급라인
12 : 보울 탱크
120 : 내부 공간
121 : 내부면
122 : 상부면
123 : 외부면
124 : 하부면
13 : 충진 노즐
14 : 용기 지지대
15 : 회전축
16 : 회수라인
17 : 노즐세척액 공급라인
18 : 보울탱크 세척액 공급라인
182 : 유출단
184 : 유출구
19 : 오버플로우라인

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 공급라인(11)을 통해 유동성 제품액이 공급되어 잠시 머무는 고리형의 내부공간을 가지는 보울 탱크(12)와 이로부터 다수의 충진 노즐(13)을 통해 다수의 용기에 각각 충전되도록 하는 충전기(10)를 자동 세척하기 위한 현장세정기에 있어서,
   상기 보울 탱크(12)의 내부 공간(120)은, 시계방향(A) 또는 반시계방향(B)으로 액체가 유동할 수 있는 고리형 형태를 가지며;
   상기 내부 공간(120)에 연결되어 세척액을 공급하기 위한 복수 개의 세척액 공급라인(18) 및 상기 내부 공간(120)에 연결되어 세척액을 회수하기 위한 적어도 하나의 회수라인(16)을 통해 세척액이 유동되도록 하며;
   각각의 상기 복수 개의 세척액 공급라인(18)에서 세척액이 상기 내부 공간(120)으로 유출되도록 하는 각각의 유출단(182)은, 상기 내부 공간(120)으로 일정 길이 돌출되어 설치되고, 상기 내부 공간(120)의 내부를 향하여 열려진 적어도 하나 이상의 유출구(184)를 구비하며;
   상기 복수 개의 세척액 공급라인(18)는, 세척액의 유출 방향이 상기 내부 공간(120)의 시계방향(A)을 향하도록 구부러져 있는 세척액 공급라인(18a)과, 세척액의 유출 방향이 상기 내부 공간(120)의 반시계방향(B)을 향하도록 구부러져 있는 세척액 공급라인(18b)의 두 가지 종류가 교호설치되고;
   보울 탱크(12)의 세정시, 처음에는 시계 방향으로 와류를 형성해 세척액을 유동시키기 위하여 시계 방향(A)을 향하는 세척액 공급라인(18a)만을 개방시켜서 세척액을 공급하다가, 일정시간이 지나면 이들을 모두 폐쇄하고 반시계 방향(B)을 향하는 세척액 공급라인(18b)만을 개방시킴으로써, 처음과는 반대 방향으로 와류를 형성하여 세척액을 유동시키는
   것을 특징으로 하는 와류형 보울 탱크 내부 세척 구조를 구비하는 현장세정기.

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