KR20090092766A - 용기 살균 장치 - Google Patents

용기 살균 장치

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KR20090092766A KR1020097009522A KR20097009522A KR20090092766A KR 20090092766 A KR20090092766 A KR 20090092766A KR 1020097009522 A KR1020097009522 A KR 1020097009522A KR 20097009522 A KR20097009522 A KR 20097009522A KR 20090092766 A KR20090092766 A KR 20090092766A
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Abstract

본 발명은 조사실(30) 내에 전자선을 조사함으로써 생성된 질소 산화물이 질산이 되는 것을 억제한다. 용기 반송 장치(24)에 의해 반송되는 용기(2)에 전자선 조사 장치(28)의 조사면{창박(29b)이 부착된 조사창(29a)}을 향하게 하여 이 용기(2)에 전자선을 조사해서 살균하는 것이며, 전자선 조사 장치(28)의 조사면과 조사 대상인 용기(2)를 둘러싸는 조사실(30)을 설치함과 아울러, 이 조사실(30)의 출구측에 무균실(32)을 설치하고, 또한 상기 조사실(30)에 건조 무균 에어를 공급하는 드라이 에어 공급 수단(80)을 접속한다. 전자선이 조사되는 조사실(30) 내를 제습함으로써 질소 산화물이 질산으로 변하는 것을 억제하여 금속부가 부식되는 것을 방지한다.

Description

용기 살균 장치{CONTAINER STERILIZATION APPARATUS}
본 발명은 전자선 조사 장치로부터 반송 중의 용기에 전자선을 조사해서 살균을 행하는 용기 살균 장치에 관한 것이다.
전자선을 사용한 살균 장치에 의해 피살균물에 전자선을 조사하면 질소 산화물이 생성된다. 또한, 공기 중에 수분이 있으면 이 질소 산화물은 물에 용해되어 질산이 된다. 질산은 부식성을 갖고 있기 때문에 살균 장치의 수명을 저하시키게 된다. 전자선에 의한 살균 장치를 장기간 사용하기 위해서는 정기적인 부품 전달이 필요하여 러닝 코스트가 높아져 버린다. 또한, 부식에 강한 특수 재료를 사용하면 비용이 높아져 버린다는 문제가 있었다. 그래서, 전자선의 조사실에 건조시킨 가스를 공급함으로써 질소 산화물의 생성을 방지하도록 한 전자선 조사 장치가 이미 제안되어 있다(일본 특허 공개 평9-222500호 공보 참조).
상기 특허 문헌 1에 기재된 발명은 컨베이어 등의 반송 수단에 의해 조사실 내에 반송되어 있는 피조사물에 전자선을 조사하는 전자선 조사 장치로서, 조사실 내의 분위기 중의 수분량을 저감시키기 위해서 건조 장치를 통과시킨 가스를 조사실 내에 공급하고 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평9-222500호 공보
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자선 살균 장치를 구비한 용기 충전 시스템의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.(실시예 1)
도 2는 에어 블로우 장치의 주요부를 나타내는 정면도이다.
도 3은 조사실의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 용기 살균 장치의 주요부의 평면도이다.(실시예 2)
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
2: 용기 24: 용기 반송 장치
28: 전자선 조사 장치 29b: 조사면(창박(窓箔))
30: 조사실 30a: 조사실의 용기 입구
30b: 조사실의 개방부 32: 배출실
80: 기체 공급 수단(드라이 에어 공급 수단)
상기 특허 문헌 1의 발명의 구성에서는 조사실 내에 반송되어 전자선이 조사되는 피조사물을 향하여 건조 가스를 분사하도록 되어 있다. 본 발명의 조사실은 피조사물을 반송하는 넓은 공간으로 되어 있고, 이 공간 내의 피조사물을 향하여 건조 가스를 분사하므로 공간 전체에 확산되어 버려 효율이 나쁘다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 조사실 내를 건조 상태로 유지할 수 있어 질소 산화물로부터 질산이 생성되는 것을 억제할 수 있는 용기 살균 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 전자선 조사 장치와, 용기 반송 장치와, 이 용기 반송 장치를 설치한 살균실을 구비하고, 전자선 조사 장치의 조사면을 용기 반송 장치에 의한 용기의 반송 경로를 향하여 배치하고, 살균실 내에서 반송되는 용기에 전자선을 조사하여 살균하는 용기 살균 장치에 있어서, 상기 전자선 조사 장치의 조사면과 조사 대상의 용기를 둘러싸고, 용기의 입구와 출구가 개구된 조사실을 살균실 내에 설치함과 아울러, 이 조사실에 무균 건조 기체를 공급하는 기체 공급 수단을 설치하여 조사실 내를 건조 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 청구항 2에 기재된 발명은 상기 조사실을 설치한 구성에 있어서, 상기 조사실의 출구에 연통되고, 살균이 종료된 용기의 반송 경로를 덮는 배출실과, 이 배출실의 압력을 제어하는 압력 제어 수단을 설치하여 배출실 내의 압력을 상기 조사실보다 높게 유지하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 청구항 3에 기재된 발명은 상기 조사실을 설치한 구성에 있어서 상기 조사실의 벽면의 용기 입구와 출구를 제외한 위치에 개폐 수단에 의해 개폐 가능한 개방부를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 청구항 4에 기재된 발명은 상기 조사실을 설치한 구성에 있어서 상기 용기 반송 장치는 다수의 용기 유지 수단을 연설하여 무단상으로 형성한 용기 반송체와, 이 무단상의 용기 반송체가 걸어 감겨 용기 유지 수단을 순환 이송시키는 복수의 이송 회전체를 구비하고, 이송 회전체의 주회 경로에 용기의 배출 위치를 설정하고, 이 배출 위치를 설정한 이송 회전체의 둘레 가장자리 부분이 조사실을 통과하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 청구항 5에 기재된 발명은 상기 조사실을 설치한 구성에 있어서 상기 조사실 내에 있어서의 전자선 조사 장치의 조사면의 정면에 대향하여 배치되고, 조사된 전자선을 받는 빔 컬렉터와, 빔 컬렉터를 냉각시키는 냉각 수단을 구비하고, 전자선의 조사에 의해 가열되는 빔 컬렉터를 살균실 내의 온도를 하회하지 않는 범위에서 냉각시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
(발명의 효과)
본 발명의 용기 살균 장치는 전자선 조사 장치의 조사면과 전자선의 조사 대상인 용기를 둘러싸는 조사실을 형성하고, 이 좁은 공간 내에 무균 건조 기체를 공급하도록 했으므로 전자선의 조사가 행해지는 조사실 내의 분위기를 매우 효율적으로 건조 상태로 유지할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명은 전자선 조사 장치의 조사면을 용기 반송 장치에 의한 용기의 반송 경로를 향하여 배치함과 아울러, 상기 조사면과 조사 대상의 용기를 둘러싸고, 또한 용기의 입구와 출구를 갖는 조사실을 형성하고, 이 조사실에 무균 건조 기체를 공급하는 기체 공급 수단을 접속한다는 구성으로 한 것에 의해 전자선의 조사에 의해 생성되는 질소 산화물이 수분과 반응하여 질산으로 되는 것을 억제한다는 목적을 달성한다.
실시예 1
이하, 도면에 나타내는 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 이 실시예에 따른 용기 살균 장치에 있어서 살균되어 액체 등의 내용물이 충전되는 용기(2)는 페트병이다(도 2 참조). 이 용기(2)는 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 연속적으로 반송되고, 인 피드 스쿠류(in feed screw)(6)에 의해 소정 간격으로 분리되면서 도입 챔버 내에 반입된다. 도입 챔버는 2개의 챔버{제 1 도입 챔버(8)와 제 2 도입 챔버(10)}로 나누어져 있고, 각 챔버(8, 10) 내에 각각 용기 유지 수단(도시하지 않음)을 구비한 로터리휠{제 1 로터리휠(12)과 제 2 로터리휠(14)}이 배치되어 있다. 이들 도입 챔버(8, 10) 내에 반입된 용기(2)는 각 도입 챔버(8, 10) 내의 로터리휠(12, 14)에 순차적으로 전달되어 회전 반송된다. 상기 에어 반송 컨베이어(4)로부터 제 1 도입 챔버(8) 내로 용기(2)가 반입되는 부분의 챔버 벽면에는 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시하지 않음)가 형성되고, 또한 제 1 로터리휠(12)로부터 제 2 로터리휠(14)로의 전달부의 구획벽(16)에는 용기(2)의 전달이 가능한 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
제 2 도입 챔버(10)에 계속해서 용기(2)를 전자선의 조사에 의해 살균할 때에 X선(제동 X선)이나 전자선이 외부로 누설되지 않도록 차폐하는 납제 벽면으로 이루어지는 살균 박스(살균실)(18)가 설치되어 있다. 이 살균 박스(18) 안은 공급휠(20)이 배치되어 있는 입구측의 공급실(22)과, 공급휠(20)로부터 받은 용기(2)를 반송함과 아울러 상하를 반전시키는 용기 반송 장치(24)가 설치된 메인실(26)과, 전자선 조사 장치(28)의 전방면측에 위치하고, 반송되는 용기(2)가 전자선의 조사를 받는 조사실(30)과, 이 조사실(30)의 출구측(도 1의 우측)에 연속해서 설치되고, 전자선의 조사에 의해 살균된 용기(2)를 무균 상태를 유지한 상태에서 하류측으로 이송하는 배출실(32)로 구획되어 있다.
살균 박스(18) 벽면의 제 2 도입 챔버(10)의 로터리휠(14)로부터 공급실(22) 내의 공급휠(20)로 용기(2)의 전달을 행하는 부분에는 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 제 2 로터리휠(14)로부터 용기(2)를 받은 공급휠(20)은 메인실(26)의 용기 반송 장치(24)에 용기(2)를 넘겨준다. 공급실(22)과 메인실(26) 사이의 구획벽(34)에도 용기(2)의 전달이 가능한 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
메인실(26)에 설치된 용기 반송 장치(24)는 상세한 도시 및 설명은 생략하지만 다수의 용기 유지 수단으로서의 용기 그리퍼(gripper)가 연속해서 설치된 무단상의 용기 반송체인 용기 유지띠(24a)와, 이 무단상의 용기 유지띠(24a)가 걸어 감겨 용기 그리퍼를 순환 반송시키는 이송 회전체로서 2개의 스프로킷(24b, 24c)을 구비하고 있다. 각 용기 그리퍼는 상하 한쌍의 용기 유지부를 갖고 있고, 동시에 2개의 용기(2)를 유지해서 반송함과 아울러, 반송 방향에 걸친 축선을 중심으로 180° 회전해서 반전할 수 있다. 그리고, 이 용기 반송 장치(24)는 용기 그리퍼가 양 스프로킷(24b와 24c) 사이에서 직선적으로 이송되는 직선 경로와, 각 스프로킷(24b, 24c)을 따라 주회되는 주회 경로로 구성되며, 한쪽의 스프로킷(24c)으로부터 다른 쪽의 스프로킷(24b)에 이르는 직선 경로에 반전 위치(A)가 설정되고, 용기(2)를 1주 반송하는 동안에 1회 반전시켜서 용기(2)의 상하를 교체하도록 되어 있다. 한쪽의 스프로킷(24c)의 주회 경로에는 용기 그리퍼의 이송 방향으로 하류측에 용기(2)의 공급 위치(B)가 설정되고, 상류측에 배출 위치(C)가 설정되어 있고, 하나의 용기(2)는 공급 위치(B)에서 한쪽의 용기 유지부에 유지되어 2주 반송되고, 그 동안에 2회 상하가 반전되어 공급시의 상태로 리턴된 후, 배출 위치(C)로부터 배출실(32)의 전달휠(36)에 넘겨진다. 상기 제 1 도입 챔버(8), 제 2 도입 챔버(10), 공급실(22) 및 이 메인실(26) 안은 외부로부터 살균 전의 용기(2)가 도입되어 반송되어 있으므로 외부보다 양압(陽壓)으로 관리되어 있지만 완전한 무균 상태가 유지되어 있지는 않다.
납제의 살균 박스(18)에 인접해서 전자선 조사 장치(28)가 배치되어 있다. 이 전자선 조사 장치(28)는 용기(2)에 전자선을 조사하는 조사 유닛(29)을 구비하고 있고, 탑재대(38) 상에 탑재되어 이동할 수 있도록 되어 있다. 전자선 조사 장치(28)의 구성은 주지이므로 도시 및 상세한 설명은 생략하지만 조사 유닛(29) 내의 진공 중에서 필라멘트를 가열해서 열전자를 발생시키고, 고전압에 의해 전자를 가속해서 고속의 전자선 빔으로 하고 나서 조사창(29a)에 부착한 Ti 등의 창박(29b)을 통해 대기 중에 인출해서 피처리물{용기(2)}에 전자선을 접촉하여 살균 등의 처리를 행하는 장치이다.
이 실시예에서는 전자선 조사 장치(28)를 탑재한 탑재대(38)는 레일(38a) 위를 이동할 수 있게 되어 있고, 살균 박스(18)에 대하여 접근, 이격시킬 수 있다. 이 용기 충전 시스템을 운전할 때에는 탑재대(38)를 살균 박스(18)에 접근시켜 조사 유닛(29)의 조사창(29a)을 살균 박스(18)의 벽면에 형성된 개구(18a)에 일치시켜서 이들 양자(18, 29)를 연결한다. 살균 박스(18)의 내부에 상기 조사 유닛(29)이 부착되어 있는 개구(18a)를 둘러싸도록 해서 조사실(30)이 설치되어 있다. 상기 용기 반송 장치(24)는 스프로킷(24b)으로부터 스프로킷(24c)에 이르는 직선 경로가 조사실(30)을 관통하고 있고, 이 관통하는 부분에 조사 위치(D)가 설정되고, 용기 그리퍼에 유지된 2개의 용기(2)는 상하로 수직인 상태에서 이 조사실(30) 내를 통과하고, 각 용기(2)는 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선의 조사를 받아 살균된다.
조사실(30)의 입구측과 출구측의 벽면에는 용기 그리퍼에 유지된 상하 2개의 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 조사실(30)의 출구측의 벽면에 연속해서 배출실(32)이 형성되어 있다. 용기 반송 장치(24)의 한쪽의 스프로킷{도 1의 우측의 스프로킷(24c)}은 배출실(32)의 내부에 들어간 상태에서 설치되어 있다. 용기 그리퍼에 유지되어 상하 위치에서 1회씩 2회의 전자선 조사를 받은 용기(2)는 배출실(32) 내에서 용기 그리퍼의 하방에 위치하는 용기 유지부로부터 이 배출실(32)에 설치된 전달휠(36)에 넘겨진다. 배출실(32)은 스프로킷(24c)의 회전을 방해하지 않고, 조사실(30)의 출구측의 개구로부터 전달휠(36)까지의 용기 반송 장치(24)의 반송 경로 및 전달휠(36)의 반송 경로를 메인실(26) 및 공급실(22)로부터 구획하는 구획벽(32a)과, 이 구획벽(32a)과 대향하여 전달휠(36)의 상하 공간으로부터 구획하는 구획벽(32b) 및 살균 박스(18)의 바닥면과 천면에 의해 둘러싸여 덮여 있다. 이 배출실(32) 이후의 각 챔버는 전자선의 조사에 의해 살균된 용기(2)의 처리를 행하므로 무균 상태가 유지되어 있다. 또한, 조사실(30)의 출구측 개구로부터 전달휠(36)까지의 용기 반송 장치(24)의 반송 경로를 용기(2)의 반송을 방해하지 않도록 해서 상방의 반송 공간과 하방의 반송 공간에 구획벽을 더 설치해서 구획하고, 전달휠(36)의 반송 경로에 대해서도 용기(2)를 받는 하방의 반송 공간과 연통시켜서 상방의 반송 공간과는 구획벽에 의해 구획하도록 해도 좋다. 이 경우에는 하방의 반송 공간과 전달휠(36)의 반송 경로를 둘러싸는 공간이 배출실(32)이 된다.
살균 박스(18) 내의 가장 하류측에 위치하고 있는 배출실(32)에 인접해서 중간 챔버(40)가 설치되어 있다. 그리고, 이 중간 챔버(40)의 하류측에 필러(충전 수단)(42)를 수용한 챔버(충전실)(44)가 설치되어 있다. 중간 챔버(40) 내에는 용기 유지 수단(46a)(도 2 참조)을 구비한 로터리휠(네크휠)(46)이 설치되어 있고, 이 네크휠(46)이 상기 배출실(32) 내의 전달휠(36)로부터 받은 용기(2)를 회전 반송한 후, 필러(42)가 설치된 챔버(44) 내의 공급휠(48)에 넘겨준다.
중간 챔버(40) 내의 네크휠(46)에 원주 방향 등간격으로 설치되어 있는 각 용기 유지 수단(46a)의 상방에 도 2에 나타내는 바와 같이, 각각 에어 분사 노즐(50)이 설치되어 있고, 이들 네크휠(46), 용기 유지 수단(46a) 및 에어 분사 노즐(50) 등에 의해 에어 블로우 장치(52)가 구성되어 있다. 에어 블로우 장치(52)는 상기 용기 유지 수단(46a)에 의해 용기(2)의 네크부에 형성된 플랜지(2a)의 하면측을 지지해서 회전 반송하는 동안에 상기 에어 분사 노즐(50)로부터 용기(2) 내에 무균 에어를 취입한다. 이렇게 상기 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선의 조사를 받아 살균된 용기(2)의 내부에 무균 에어를 취입함으로써 전자선의 조사에 의해 발생한 오존을 용기(2) 내로부터 배기시킨다. 또한, 이 네크휠(46)에 용기(2)를 넘기는 전달휠(36) 및 네크휠(46)로부터 용기(2)를 받는 하류측의 공급휠(48)에는 각각 용기(2)의 플랜지(2a)의 상방을 그리핑하는 그리퍼(55)(도 2 중에 상상선으로 나타냄)가 설치되어 있다.
에어 블로우 장치(52)에 의해 에어 블로우가 완료된 용기(2)는 필러(42)가 설치된 챔버(44) 내의 입구측에 배치되어 있는 공급휠(48)로 전달된 후, 필러(42)에 공급된다. 공급휠(48)로부터 용기(2)를 받은 필러(42)는 이 용기(2)를 유지해서 회전 반송하는 동안에 액체 등의 내용물의 충전을 행한다. 충전이 종료된 용기(2)는 필러(42)의 챔버(44)에 인접해서 배치되어 있는 캐퍼(54)용 챔버(56) 내에 반입된다. 이 캐퍼(54)용 챔버(56) 내의 입구측에는 필러(42)로부터 용기(2)를 받아 캐퍼(54)에 이 용기(2)를 넘기는 중간휠(58)이 배치되어 있다. 또한, 캐퍼(54)의 하류측에는 캐핑이 종료된 용기(2)를 배출 컨베이어(60)에 넘기는 배출휠(62)이 설치되어 있다.
이 용기 충전 시스템에서는 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 반송되어 온 용기(2)가 살균 박스(18) 내에서 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선의 조사를 받아 살균된 후, 필러(42)에 의해 내용물이 충전되고, 캐퍼(54)에 의해 캐핑이 행해지고, 그 후, 배출 컨베이어(60)에 의해 배출되어 다음 공정으로 이송된다. 또한, 살균 박스(18) 내의 배출실(32)에 배치된 전달휠(36)로부터 중간 챔버(40)의 로터리휠(46)로 용기(2)를 전달하는 위치, 중간 챔버(40) 내의 로터리휠(46)로부터 필러(42)가 설치된 챔버(44) 내의 공급휠(48)로 용기(2)를 전달하는 위치, 필러(42)로부터 캐퍼(54)가 설치된 챔버(56) 내의 중간휠(58)로 용기(2)를 전달하는 위치 등의 챔버 벽면에는 각각 용기(2)가 통과 가능한 개구가 형성되어 있다. 또한, 살균 박스(18)의 각 개구에는 셔터가 구비되어 있고, 연통되는 다른 챔버 내를 세정할 때에 폐쇄하여 물방울이나 습기의 유입을 방지하도록 되어 있다.
상기 제 1 도입 챔버(8)와, 납제의 살균 박스(18)의 메인실(26) 및 캐퍼(54)가 설치된 챔버(56)에는 각각 배기 블로어(64, 66, 68)가 접속되어 각 챔버(8, 26, 56) 내의 에어를 배출할 수 있도록 되어 있다. 또한, 에어 블로우 장치(52)가 설치되어 있는 중간 챔버(40)와, 필러(42)가 설치되어 있는 챔버(44)에는 각각 가압 에어의 공급 수단(70, 72)이 필터(74, 76)를 통해 접속되어 있어 각 챔버(40, 44) 내에 무균 에어를 공급할 수 있도록 되어 있다. 이들 각 배기 블로어(64, 66, 68), 가압 에어 공급 수단(70, 72) 및 이들의 배기량과 급기량을 제어하는 제어 장치(도시하지 않음)에 의해 압력 제어 수단이 구성되어 있고, 이 압력 제어 수단에 의해 상기 각 챔버(8, 10, 22, 26, 32, 40, 44, 56) 내의 압력을 제어할 수 있도록 되어 있다.
이 실시예에서는 전자선의 조사에 의해 용기(2)의 살균을 행하는 조사실(30)을 포함하는 살균 박스(18)와, 필러(42)가 설치된 챔버(44) 사이에 배치되어 있는 중간 챔버(40) 안이 가장 고압이 되도록 컨트롤되어 있다. 그리고, 필러(42)가 설치되어 있는 챔버(44) 안은 중간 챔버(40)와 동압이거나 또는 약간 낮은 압력으로 되어 있다. 이 필러(42)가 설치된 챔버(44)의 하류측의 캐퍼(54)가 설치되어 있는 챔버(56)는 필러(42)의 챔버(44)보다 저압으로 되어 있다. 한편, 중간 챔버(40)보다 상류측의 살균 박스(18) 내의 배출실(32)은 중간 챔버(40)보다 저압이며, 조사실(30), 메인실(26)은 배출실(32)보다 더 저압으로 되어 있다. 또한, 메인실(26)보다 더욱 상류측의 공급실(22), 제 2 도입 챔버(10) 및 제 1 도입 챔버(8)는 외부보다는 양압이지만 상류측을 향할수록 점차 낮은 압력이 되도록 제어되어 있다. 또한, 청구항 1 및 청구항 2에 기재된 살균실은 살균 박스(18)를 가리키고 있지만 중간 챔버(40)는 이 살균 박스(18) 내에서 가장 높은 압력으로 유지되어 있는 하류측의 배출실(32)보다 고압이 되도록 컨트롤되어 있다. 또한, 상기 조사실(30)에는 드라이 에어 공급 수단(80)의 분출구가 접속되어 있어 건조시킨 무균 에어를 공급할 수 있도록 되어 있다.
이상의 구성에 따른 용기 살균 장치의 작동에 대하여 설명한다. 이 충전 시스템에 의해 살균되고, 내용물이 충전되는 용기(2)는 페트병이며, 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 네크부에 형성된 플랜지(2a)의 하면측이 지지되고, 후방으로부터 에어가 블로잉되어 반송된다. 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 반송되어 온 용기(2)는 제 1 도입 챔버(8) 내에 들어가고, 인 피드 스쿠류(6)에 의해 일정한 간격으로 분리되어 제 1 로터리휠(12)의 용기 유지 수단에 넘겨진다. 또한, 용기(2)는 제 1 로터리휠(12)에 의해 회전 반송된 후, 제 2 도입 챔버(10) 내의 제 2 로터리휠(14)에 넘겨진다.
용기(2)는 제 2 로터리휠(14)로부터 납제의 살균 챔버(18)의 공급실(22) 내에 설치된 공급휠(20)에 넘겨지고, 공급휠(20)의 용기 유지 수단에 유지되고 회전 반송되어 용기 반송 장치(24)의 그리퍼에 넘겨진다. 그리퍼는 상하 2개의 용기 유지부를 갖고 있고, 그 하측의 용기 유지부에 유지된 용기(2)는 그리퍼가 반전됨으로써 상방으로 이동해서 도립된 상태가 된다. 도립된 용기 그리퍼가 스프로킷(24b) 주위를 회전 이동해서 조사실(30)에 들어간다. 조사실(30)에는 그 외측에 배치되어 있는 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선이 조사되도록 되어 있고, 반송되어 있는 이 용기(2)는 조사 유닛(29)의 조사면{창박(29b)}의 전방을 통과하는 동안에 전자선이 조사되어 살균된다.
1회째의 전자선의 조사를 끝낸 용기(2)는 조사실(30)을 빠져 나간 후, 배출실(32) 내를 이동하고, 스프로킷(24c) 주위를 회전 이동하여 재차 공급휠(20)로부터의 용기 공급 위치(B)로 리턴된다. 전회 하측의 용기 유지부가 이 공급휠(20)로부터 받은 용기(2)는 반전되어 상방으로 이동하고 있고, 하방에 위치하고 있는 다른 쪽의 용기 유지부가 공급휠(20)로부터 용기(2)를 받는다. 그 후, 그리퍼가 재차 반전되어 상하가 교체되고, 전회 상방에서 전자선의 조사를 받은 용기(2)가 하측으로 이동하고, 전자선의 조사를 받고 있지 않은 면이 용기 반송 장치(24)의 회전 이동 방향의 외측을 향한다. 재차 조사실(30)에 들어가면 이미 1회째의 조사를 받은 용기(2)는 전회와는 반대측으로부터 2회째의 전자선의 조사를 받아 내외면 전역이 살균된다. 또한, 동시에 다른 쪽의 새롭게 유지된 상방의 용기(2)는 1회째의 조사를 받는다.
조사실(30)에서 2회째의 전자선의 조사를 받아 내외면 전체가 살균된 용기(2)는 배출실(32) 내에서 전달휠(36)에 넘겨지고, 또한 다음의 중간 챔버(40) 내의 네크휠(46)에 넘겨져 납제의 살균 박스(18)로부터 배출된다. 중간 챔버(40) 내에 설치된 네크휠(46)의 용기 유지 수단(46a)에 유지된 용기(2)는 회전 반송되는 동안에 상방의 에어 분사 노즐(50)로부터 내부에 무균 에어가 취입되어 전자선의 조사에 의해 생성되어 내부에 잔류하고 있던 오존이 배출된다.
중간 챔버(40)의 네크휠(46)에 유지된 용기(2)는 다음의 필러(42)를 수용한 챔버(44) 내에 설치된 공급휠(48)로 전달이 행해지고, 그 후, 이 공급휠(48)로부터 필러(42)에 공급된다. 필러(42)에 의해 회전 반송되는 동안에 내용물이 충전된 용기(2)는 중간휠(58)에 의해 필러(42)로부터 인출되어 다음의 캐퍼(54)가 배치된 챔버(56) 내에 반입된다. 챔버(56) 내에 반입된 용기(2)는 중간휠(58)로부터 캐퍼(54)로 전달되어 캐핑이 행해진 후, 배출휠(62)을 통해 배출 컨베이어(60) 상에 배출되어 다음 공정으로 이송된다.
상기 조사실(30)에는 드라이 에어 공급 수단(80)이 접속되어 있고, 이 드라이 에어 공급 수단(80)으로부터 건조시킨 무균 에어를 공급할 수 있도록 되어 있다. 상술한 바와 같이 전자선을 조사하면 질소 산화물이 생성되고, 조사 환경 내에 수분이 있으면 이 질소 산화물은 물에 용해되어 질산으로 되어 용기 반송 장치(24)의 금속부 등을 부식시킬 우려가 있다. 그래서, 살균 박스(18) 내에 조사실(30)을 설치하고, 이 조사실(30) 내에 드라이 에어를 공급하여 건조 상태를 유지함으로써 질산의 발생을 저지하여 상기 각 부의 부식이 일어나지 않도록 되어 있다. 특히 이 실시예에서는 전자선 조사 장치(28)의 조사면 즉, 창박(29b)이 부착되어 있는 조사창(29a)의 전방면을 통과하는 조사 대상의 용기(2) 주위만을 조사실(30)에 수용하여 둘러싸고 있다. 그리고, 이 조사실(30)은 용기 반송 장치(24)에 의해 반송되는 용기(2)의 입구(30a)(도 3 참조)와 출구(도시하지 않음)가 되는 개구를 제외하고, 살균 박스(18)의 바닥면으로부터 천면까지 계속되는 벽면에 의해 구성되어 있고, 입구, 출구의 개구는 용기(2)의 통과에 필요 최소한이며 살균시에는 통과하는 용기(2)에 의해 거의 막힌다는 점에서 좁고 또한 비교적 폐쇄성이 높은 공간에 건조 에어를 공급하므로 이 전자선이 조사되는 공간 안을 효율적으로 건조시킬 수 있다. 또한, 조사실(30)에 공급하는 건조 기체로서는 노점이 -30~40℃ 정도인 건조도가 높은 기체를 사용한다. 또한, 공기(대기)를 건조시켜 무균화하여 사용하므로 러닝 코스트를 저렴하게 억제할 수 있다.
또한, 전자선에 의한 살균 장치에 있어서 전자선의 조사에 의해 발생하는 X선이나 오존을 이용하여 살균 장치 자체를 살균하는 것이 이미 알려져 있다(일본 특허 공고 소52-17469호 공보, 일본 특허 공개 평8-89562호 공보 등 참조).
그러나 이 실시예의 구성에서는 용기(2)에 전자선을 조사해서 살균을 행하는 부분을 조사실(30)로 하고, 벽면에 의해 둘러싸여 있으므로 전자선이나 전자선의 조사에 의해 발생한 X선이나 오존이 살균 박스(18) 내의 전역에는 충분히 미치지 않는다. 그래서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 조사실(30)의 양측벽, 즉, 용기 반송 장치(24)에 의해 반송되는 용기(2)가 조사실(30)에 반입되는 입구(30a)와 반출되는 출구가 형성되어 있는 벽면의 상기 입구(30a)와 출구를 제외한 부분을 개방부(30b)로 하고 있고(출구측의 개방부는 도시하지 않음), 이 개방부(30b)를 개폐 수단(문)(30c)에 의해 개폐할 수 있도록 되어 있다. 이들 양측의 문(30c)은 각각 개폐용 에어 실린더(30d)에 의해 개폐된다. 이 문(30c)을 개방하면 살균 효과를 갖는 전자선이나 전자선의 조사에 의해 발생한 X선이나 오존을 살균 박스(18) 내 전체에 고루 미치게 하는 것이 가능하다. 이 실시예에 따른 구성에서는 조사실(30)의 내부 및 이 조사실(30) 내를 통과하는 용기 반송 장치(24)는 용기(2)의 살균시에 직접 전자선의 조사를 받아 살균되지만 살균 박스(18) 내의 그 밖의 부분은 전자선이 조사되지 않으므로 용기(2)의 살균 작업의 종료 후 등에 정기적으로 또는 필요에 따라 개폐용 에어 실린더(30d)를 작동시켜 양측벽의 개방부(30b)의 문(30c)을 개방한 상태에서 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선을 조사시켜 전자선이나 X선 및 오존을 개방부(30b)로부터 외부로 유출시켜서 살균 박스(18) 내에 충분히 고루 미치게 함으로써 살균을 행한다. 또한, 이 경우도 질산의 발생을 방지하기 위해서 전자선의 조사 전에 문(30c)을 개방하여 개방부(30b)를 개방 상태로 해서 드라이 에어 공급 수단(80)으로부터 드라이 에어를 공급하고, 이것을 조사실(30)로부터 유출시켜 살균 박스(18) 내를 건조 상태로 하고, 또한 드라이 에어의 공급을 계속한 상태에서 전자선의 조사를 행한다.
전자선 조사 장치(28)의 조사창(29a)의 정면에 이것과 대향하는 조사실(30)의 벽면{도 1의 하측 벽(30e)의 내면측}은 전자선의 조사를 받는 금속제의 빔 컬렉터로서 배치되어 있고, 이 빔 컬렉터에 의해 조사된 전자선이나 발생한 X선을 차폐하여 배후에의 불필요한 조사를 방지하고 있다. 또한, 빔 컬렉터는 용기(2)의 살균 중에 전자선이 직접 조사되고, 계속해서 가열되어 매우 고온이 되기 때문에 냉각시킬 필요가 있다. 그 때문에 빔 컬렉터로서 기능하는 조사실(30)의 벽(30e) 내부에는 냉각 수단으로서 냉각수를 유통시키기 위한 배관이 전면적으로 매설되어 벽(30e)의 전역을 수랭할 수 있도록 되어 있다. 그래서, 본 실시예에서는 배관이 내장되어 있음으로써 개방부를 형성할 수 없는 전자선 조사 장치(28)의 조사창(29a) 정면의 벽(30e)을 피해서 이들 조사창(29a)이나 벽(30e)에 대한 양측벽에 개방부(30b)를 형성하고 있다. 또한, 이렇게 조사된 전자선을 금속제의 빔 컬렉터에 충돌시킴으로써 제동 X선을 효과적으로 발생시킬 수 있다. 또한, 빔 컬렉터는 냉각시키는 온도에 따라서는 벽(30e)의 내외면에 결로를 발생시킬 가능성이 있어 질산 발생의 원인이 되기 때문에 살균 박스(18) 내의 온도를 하회하지 않는 범위에서 냉각시키도록 되어 있다. 또한, 전자선의 조사시에 있어서는 살균 박스(18) 내의 온도는 40℃ 정도로 상승하지만 냉각수로서는 환경 온도에 가까운 상온(15~25℃) 부근의 것이면 빔 컬렉터는 50~60℃ 정도로 냉각되어 너무 차게 되는 경우도 없고, 또한 전자선을 조사하지 않아 온도 상승이 없는 상태라도 결로가 발생되는 경우가 없다.
실시예 2
도 4는 상기 실시예의 변형예를 나타내는 것이며, 살균 박스(18) 내의 조사실(130)의 구성이 상기 실시예와 다르다. 또한, 그 밖의 구성은 동일하므로 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략하고, 상위하는 부분에 대해서만 설명한다. 즉, 상기 용기 반송 장치(24)의 구성에 있어서 바로 용기(2)와 접촉되는 각 용기 그리퍼에 대해서는 무단상으로 형성한 용기 유지띠(24a)에 설치되고, 순환 이송되어 조사실(130)을 통과할 때마다 전자선이 조사되어 살균되기 때문에 용기(2)의 살균 작업 중에는 청정성을 유지할 수 있지만 그 밖의 구성 부분에 대해서는 살균작용이 미치기 어렵다. 특히, 용기(2)의 공급 위치(B), 배출 위치(C)가 설정되어 있는 스프로킷(24c)은 전달휠(36)과 인접하고, 둘레 가장자리 부분은 무균 상태로 유지되는 배출실(32)에도 들어가기 때문에 높은 청정도가 요구되지만 외부로부터 용기(2)를 공급하는 공급휠(20)과도 인접하기 때문에 오염될 위험성도 높다. 그래서, 이 실시예에서는 조사실(130)의 사이즈를 용기(2)의 반송 방향을 따라 확대하고 있다. 예를 들면, 도 4 중에 실선(130A)으로 나타내는 바와 같이, 조사실(130A)의 용기 출구가 형성되어 있는 벽면을 배출실(32)측으로 연장한다. 이 때에는 배출실(32)이 조사실(130A)의 연장분 만큼 후퇴되어 있는 것은 말할 필요도 없다. 이렇게 조사실(130A)을 연장함으로써 용기 반송 장치(24)의 스프로킷(24c)의 둘레 가장자리 부분을 조사실(130A) 내에 들어가게 함으로써 공급 위치(B)에서 공급휠(20) 및 공급실(22)의 분위기에 접근한 스프로킷(24c)의 둘레 가장자리 부분은 회전에 따라 조사실(130A)을 통과하도록 구성되고, 통과할 동안에 전자선이나 X선의 영향이 미침으로써 살균 작용이 발생하여 청정화됨과 아울러, 오염의 진행을 저지할 수 있다. 그 후, 조사실(130A)을 통과하면 바로 배출실(32)에 들어가 배출 위치(C)에 이르기 때문에 가령 공급 위치(B) 부근에서 스프로킷(24c)의 둘레 가장자리 부분에 잡균이나 오염 물질이 부착될 위험성이 있어도 배출실(32)에 반입되는 것이 방지되어 배출실(32) 및 그 이후의 챔버 안이 오염되는 경우가 없다. 또한, 도 4 중에 파선(130B)으로 나타내는 바와 같이, 입구가 형성된 벽면을 상류측으로 이동해서 조사실(130B)을 연장해도 좋다. 이 경우에는 다른 스프로킷(24b)의 둘레 가장자리 부분을 조사실(130B) 내에 들어가게 해서 살균 작용을 발생시킬 수 있다. 또한, 입구측의 벽면과 출구측의 벽면을 함께 이동시켜 조사실을 상류측과 하류측의 양쪽으로 연장하도록 해도 좋다(130A와 130B를 합한 상태). 이 경우에는 양쪽의 스프로킷(24b, 24c)의 둘레 가장자리 부분에 대하여 살균 작용을 발생시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 전자선 조사 장치(28)와, 용기 반송 장치(24)와, 이 용기 반송 장치(24)를 설치한 살균실(18)을 구비하고, 상기 전자선 조사 장치(28)의 조사면(29b)을 상기 용기 반송 장치(24)에 의한 용기(2)의 반송 경로를 향해서 배치하고, 상기 살균실(18) 내에서 반송되는 상기 용기(2)에 전자선을 조사해서 살균하는 용기 살균 장치에 있어서:
    상기 전자선 조사 장치(28)의 조사면(29b)과 조사 대상의 상기 용기(2)를 둘러싸고, 상기 용기(2)의 입구(30a)와 출구가 개구된 조사실(30)을 상기 살균실(18) 내에 설치함과 아울러, 이 조사실(30)에 무균 건조 기체를 공급하는 기체 공급 수단(80)을 설치하여 상기 조사실(30) 내를 건조 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 용기 살균 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조사실(30)의 출구에 연통되고, 살균이 종료된 상기 용기(2)의 반송 경로를 덮는 배출실(32)과, 이 배출실(32)의 압력을 제어하는 압력 제어 수단을 설치하여 상기 배출실(32) 내의 압력을 상기 조사실(30)보다 높게 유지하는 것을 특징으로 하는 용기 살균 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조사실(32)의 벽면의 용기 입구(30a)와 출구를 제외한 위치에 개폐 수단(30c)에 의해 개폐 가능한 개방부(30b)를 설치한 것을 특징으로 하는 용기 살균 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 반송 장치(24)는 다수의 용기 유지 수단을 연설하여 무단상으로 형성한 용기 반송체(24a)와, 이 무단상의 용기 반송체가 걸어 감겨 용기 유지 수단을 순환 이송시키는 복수의 이송 회전체(24b, 24c)를 구비하고, 상기 이송 회전체(24b, 24c)의 주회 경로에 상기 용기(2)의 배출 위치(C)를 설정하고, 이 배출 위치(C)를 설정한 상기 이송 회전체(24b, 24c)의 둘레 가장자리 부분이 상기 조사실(30)을 통과하도록 구성한 것 특징으로 하는 용기 살균 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조사실(30) 내에 있어서의 상기 전자선 조사 장치(28)의 조사면(29b)의 정면에 대향해서 배치되고, 조사된 전자선을 받는 빔 컬렉터(30e)와, 빔 컬렉터(30e)를 냉각시키는 냉각 수단을 구비하고, 전자선의 조사에 의해 가열되는 상기 빔 컬렉터(30e)를 상기 살균실(18) 내의 온도를 하회하지 않는 범위에서 냉각시키는 것을 특징으로 하는 용기 살균 장치.
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