KR20200063056A - 스팀 치환 장치 및 스팀 치환 방법 - Google Patents

스팀 치환 장치 및 스팀 치환 방법 Download PDF

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기요카즈 미조테
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도요지도키 가부시키가이샤
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Abstract

주머니 내의 스팀이 냉각되어 주머니의 용적이 축소될 때의 주머니의 입구부의 변형을 억제할 수 있는 스팀 치환 장치 및 스팀 치환 방법을 제공한다.
스팀 치환 방법은, 스팀 분출 노즐(22)로부터 주머니 B의 내측으로 스팀을 분출하는 공정과, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 지지부(25)가 저부를 통해 내용물(80)을 지지하는 공정과, 주머니 B의 내측으로 스팀이 분출된 후에 스팀 분출 노즐(22)을 주머니 B의 내측으로부터 후퇴시키는 공정과, 스팀 분출 노즐(22)의 후퇴 후에 입구부를 폐쇄하도록 주머니 B를 긴장시키는 공정과, 입구부를 폐쇄 유닛(23)에 의해 폐쇄하는 공정을 포함한다. 지지부(25)는, 주머니 B의 내측에 스팀이 분출된 후부터 입구부가 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄될 때까지 동안의 적어도 일부에 있어서, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 저부를 통해 내용물(80)을 지지한다.

Description

스팀 치환 장치 및 스팀 치환 방법 {STEAM REPLACEMENT DEVICE AND STEAM REPLACEMENT METHOD}
본 발명은 주머니 내의 기체를 스팀(증기)으로 치환하는 스팀 치환 장치 및 스팀 치환 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1은 포장 주머니의 탈기 방법을 개시한다. 이 탈기 방법에 의하면, 증기 노즐로부터 포장 주머니 내로 증기를 분사한 후에, 증기 노즐을 주머니로부터 발출하고 입구 밀봉 시일이 행해진다.
일본 특허 공개 평9-95311호 공보
스팀이 냉각되고 액체(물)로 되돌아갈 때, 체적은 약 1700분의 1의 크기로 된다. 그 때문에 스팀으로 채워진 주머니의 용적은, 스팀이 냉각되는 것에 따라 급격하게 축소된다. 이 주머니의 용적의 축소에 수반하여, 입구부, 저부 및 양 측부를 갖는 주머니이며 입구부가 긴장된 상태로 보유 지지되어 있는 주머니라면, 주로 입구부를 제외한 3변을 구성하는 부분(즉, 저부 및 양 측부)이, 대략 주머니의 중앙을 향해 이동하려고 한다. 또한 주머니의 표측 벽부 및 이측 벽부도 서로 가까워져 주머니의 두께가 저감된다.
한편, 주머니에 수용되어 있는 내용물은 중력의 영향 하에서, 주머니의 저부에 대하여 하향의 힘을 작용시킨다. 내용물의 중량이 무거운 경우, 주머니의 저부는 내용물로부터 하향으로 큰 힘을 받기 때문에, 스팀 냉각에 수반하여 저부가 주머니의 중앙을 향해 이동하는 것(즉, 상방으로 이동하는 것)이 저해되어, 주머니의 입구부 및 양 측부의 변형의 정도가 커진다. 이 경우, 가령 입구부가 폐쇄되도록 주머니가 긴장되어 있어도, 입구부가 예상 외로 변형되어, 의도하지 않은 간극이 입구부에 생길 수 있다. 주머니 내의 스팀의 냉각에 수반하여 주머니의 입구부에 생길 수 있는 그와 같은 의도하지 않은 간극은, 외기를 주머니의 내측으로 유입시킬 수 있음과 함께 주머니 내의 스팀을 주머니의 외측으로 유출시킬 수 있기 때문에, 주머니 내의 스팀 치환율을 악화시킨다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 주머니 내의 스팀이 냉각되어 주머니의 용적이 축소될 때의 주머니의 입구부의 변형을 억제할 수 있는 스팀 치환 장치 및 스팀 치환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 내측에 내용물을 수용하는 주머니의 입구부를 통해 주머니의 내측에 스팀 분출 노즐을 삽입하고, 스팀 분출 노즐로부터 주머니의 내측으로 스팀을 분출하는 공정과, 매단 상태로 보유 지지되어 있는 주머니의 저부를 지지부에 접촉시키면서 제1 높이 위치로부터 상승시키고, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 지지부가 저부를 통해 내용물을 지지하는 공정과, 주머니의 내측으로 스팀이 분출된 후에, 스팀 분출 노즐을 주머니의 내측으로부터 후퇴시키는 공정과, 주머니의 내측으로부터 스팀 분출 노즐이 후퇴된 후에 입구부를 폐쇄하도록, 주머니를 긴장시키는 공정과, 스팀의 적어도 일부가 주머니의 내측에 존재하고 또한 입구부를 폐쇄하도록 주머니가 긴장된 상태에서, 입구부를 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄하는 공정을 포함하고, 지지부는, 주머니의 내측에 스팀이 분출된 후부터 입구부가 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄될 때까지 동안의 적어도 일부에 있어서, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 저부를 통해 내용물을 지지하는 스팀 치환 방법에 관한 것이다.
지지부는, 일단 주머니의 저부를 제1 높이 위치로부터 상승시켜 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 저부를 통해 내용물을 지지한 후에는, 입구부가 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄될 때까지 계속적으로, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 저부를 통해 내용물을 지지해도 된다.
본 발명의 다른 양태는, 내측에 내용물을 수용하는 주머니를 매단 상태로 보유 지지하면서, 주머니에 가하는 장력을 조정하는 주머니 보유 지지부와, 분출구를 갖는 스팀 분출 노즐과, 스팀 분출 노즐을 승강시키는 노즐 승강부와, 지지부와, 주머니의 입구부를 폐쇄하는 폐쇄 유닛을 구비하고, 노즐 승강부는, 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 입구부를 통해 주머니의 내측에 스팀 분출 노즐을 삽입하여 분출구를 주머니의 내측에 배치하도록, 스팀 분출 노즐을 하강시키고, 스팀 분출 노즐은, 분출구가 주머니의 내측에 배치되어 있는 상태에서, 분출구로부터 스팀을 분출시키고, 노즐 승강부는, 스팀의 적어도 일부가 주머니의 내측에 존재하고 있는 상태에서, 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 외측에 분출구가 배치되도록, 스팀 분출 노즐을 상승시키고, 주머니 보유 지지부는, 스팀의 적어도 일부가 주머니의 내측에 존재하고 있는 상태에서, 입구부가 긴장 상태로 폐쇄되도록 주머니에 장력을 가하고, 폐쇄 유닛은, 입구부를 시일하는 시일 유닛이고, 스팀의 적어도 일부가 주머니의 내측에 존재하고 또한 주머니 보유 지지부에 의해 입구부가 폐쇄되는 긴장 상태에 놓여 있는 상태에서, 입구부를 폐쇄하고, 지지부는, 주머니의 내측에 분출구로부터 스팀이 분출된 후부터 입구부가 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄될 때까지 동안의 적어도 일부에 있어서, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 지지부가 주머니의 저부를 통해 내용물을 지지하도록 배치되는 스팀 치환 장치에 관한 것이다.
스팀 치환 장치는, 지지부를 승강시키는 지지 승강부를 구비하고, 지지 승강부는, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 지지부가 주머니의 저부를 통해 내용물을 지지하도록, 상기 지지부를 상승시켜도 된다.
폐쇄 유닛은 입구부를 시일하는 시일 유닛이어도 된다.
스팀 치환 장치는, 주머니 보유 지지부를 이동시키는 반송 유닛을 구비하고, 스팀 분출 노즐은 스팀 주입 스테이션에 마련되고, 폐쇄 유닛은 스팀 주입 스테이션과는 다른 시일 처리 스테이션에 마련되고, 반송 유닛은, 주머니가 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 상태에서, 주머니 보유 지지부를 스팀 주입 스테이션으로부터 시일 처리 스테이션으로 이동시켜도 된다.
스팀 치환 장치는, 스팀 주입 스테이션과 시일 처리 스테이션 사이에서 지지부를 왕복 이동시키는 왕복 이동 기구를 구비하고, 왕복 이동 기구는, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 지지부가 주머니의 저부를 통해 내용물을 지지하고 있는 상태에서, 주머니가 주머니 보유 지지부와 함께 스팀 주입 스테이션으로부터 시일 처리 스테이션으로 반송되도록, 지지부를 스팀 주입 스테이션으로부터 시일 처리 스테이션으로 이동시켜도 된다.
지지부는, 스팀 주입 스테이션에 마련되는 제1 지지부와, 시일 처리 스테이션으로부터 스팀 주입 스테이션을 향해 연장되는 제2 지지부를 포함하고, 스팀 치환 장치는, 제1 지지부를 승강시키는 지지 승강부를 구비하고, 지지 승강부는 제1 지지부를 승강시키고, 제1 지지부 및 제2 지지부는, 주머니가 주머니 보유 지지부와 함께 스팀 주입 스테이션으로부터 시일 처리 스테이션으로 반송되는 동안의 적어도 일부에 있어서, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 주머니의 저부를 통해 내용물을 지지해도 된다.
스팀 치환 장치는, 주머니 보유 지지부를 원궤도를 따라 간헐적으로 이동시키는 반송 유닛을 구비해도 된다.
본 발명에 따르면, 주머니 내의 스팀이 냉각되어 주머니의 용적이 축소될 때의 주머니의 입구부의 변형을 억제할 수 있다.
도 1은 포장 시스템의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 2는 스팀 치환 장치를 도시하는 측방도이고, 부분적으로 단면이 도시되어 있다.
도 3은 스팀 치환 장치의 개략 구성을 도시하는 포장 시스템의 평면도이다.
도 4a는 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 평면도이다.
도 4b는 스팀 치환 방법을 설명하기 위한 측방도이다.
도 5a는 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 평면도이다.
도 5b는 스팀 치환 방법을 설명하기 위한 측방도이다.
도 6a는 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 평면도이다.
도 6b는 스팀 치환 방법을 설명하기 위한 측방도이다.
도 7a는 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 평면도이다.
도 7b는 스팀 치환 방법을 설명하기 위한 측방도이다.
도 8a는 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 평면도이다.
도 8b는 스팀 치환 방법을 설명하기 위한 측방도이다.
도 9a는 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 평면도이다.
도 9b는 스팀 치환 방법을 설명하기 위한 측방도이다.
도 10a는 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 주머니의 평면도이다.
도 10b는 스팀 치환 방법을 설명하기 위한 측방도이다.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 지지부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제2 실시 형태에 관한 지지부를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 제2 실시 형태에 관한 지지부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 지지부의 일 변형예를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.
[포장 시스템]
도 1은 포장 시스템(5)의 일례를 도시하는 사시도이다.
포장 시스템(5)은 가대(도 2의 부호 「30」 참조) 상에 거치되는 회전 테이블(12)과, 회전 테이블(12)의 외주부에 등간격으로 설치되는 복수의 주머니 보유 지지부(13)를 갖는다. 각 주머니 보유 지지부(13)는 주머니 B를 보유 지지하면서, 회전 축선을 중심으로 한 회전 테이블(12)의 간헐적인 회전에 따라 복수의 스테이션(도시한 포장 시스템(5)에서는 제1 스테이션 S1 내지 제10 스테이션 S10)을 순회한다. 각 주머니 보유 지지부(13)에 의해 보유 지지되어 있는 주머니 B는, 각 스테이션에 있어서 대응의 처리를 받는다. 본 실시 형태의 회전 테이블(12) 및 주머니 보유 지지부(13)는 간헐적으로 회전하지만, 회전 테이블(12) 및 주머니 보유 지지부(13)는 정지하지 않고 계속적으로 회전해도 된다.
주머니 보유 지지부(13)의 수나 구체적인 구성은 한정되지 않고, 도시한 포장 시스템(5)에서는 스테이션의 수와 동일한 수의 그리퍼 유닛(즉, 10개의 그리퍼 유닛)에 의해 복수의 주머니 보유 지지부(13)가 구성되어 있다. 각 그리퍼 유닛은 2개의 그리퍼를 포함하고, 이들 2개의 그리퍼에 의해 대응의 주머니 B의 양 측부(도 2의 부호 「Bs」 참조)가 파지됨으로써, 각 주머니 보유 지지부(13)는 대응의 주머니 B를 보유 지지한다.
제1 스테이션(주머니 공급 스테이션) S1에 배치된 주머니 보유 지지부(13)는, 복수의 주머니 B(빈 주머니)를 저류하는 컨베이어 매거진(14)으로부터 주머니 송출기(15) 및 취출 흡반(16)을 통해 주머니 B를 수취하고, 당해 주머니 B의 양 측부를 파지하고, 당해 주머니 B를 매단 상태로 보유 지지한다. 각 주머니 보유 지지부(13)에 포함되는 각 그리퍼의 개폐 및 그리퍼 사이의 거리는, 보유 지지 조정 기구(도시 생략)에 의해 적절히 바뀐다. 도시한 주머니 보유 지지부(13)(그리퍼 유닛)는 주머니 B의 입구부(도 2의 부호 「Bm」 참조)에 가까운 위치의 양 측부를, 혹은, 주머니 B의 입구부의 일부 및 양 측부를 파지한다. 각 주머니 보유 지지부(13)는 대응의 주머니 B를 보유 지지하고 있는 상태에서 그리퍼 사이의 거리를 바꿈으로써 당해 주머니 B에 가하는 장력을 조정하고, 예를 들어 입구부가 느슨해진 이완 상태 혹은 입구부가 폐쇄되는 긴장 상태로 주머니 B를 두는 것이 가능하다. 주머니 B의 입구부는 주머니 B의 에지부(즉, 도 1에 있어서의 상방 에지부)를 포함하는 범위이다. 단, 후술하는 입구부에 대한 각종 처리는, 반드시 주머니 B의 에지부를 포함하는 범위로 행해지고 있을 필요는 없고, 주머니 B 중 에지부를 포함하지 않지만 개구를 형성할 수 있는 범위에 대하여 행해져도 된다.
제2 스테이션(인자 스테이션) S2에는 인자기(17)가 마련되어 있다. 인자기(17)는 각종 정보(예를 들어, 포장 처리가 행해진 일자)를 주머니 B에 인자한다.
제3 스테이션(개구 스테이션) S3에는 개구 장치(18) 및 개구 가이드(19)가 마련되어 있다. 개구 장치(18)는 주머니 B의 입구부를 개방한다. 도시한 개구 장치(18)는 수평 방향으로 왕복 이동 가능한 2개의 흡반을 포함하고, 이들 흡반을, 주머니 B의 표측면 및 이측면의 각각에 흡착시킨 상태로 서로 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써, 주머니 B의 입구부를 개방할 수 있다. 이때, 필요에 따라, 주머니 B의 양 측부를 보유 지지하는 2개의 그리퍼는 서로 근접하도록 수평 방향으로 이동하고, 주머니 B의 표측면 및 이측면이 휘게 된다. 이와 같이 하여 개방된 주머니 B의 입구부에는 개구 가이드(19)가 삽입된다. 주머니 B의 입구부에 삽입된 개구 가이드(19)는 주머니 B의 개구 상태를 유지하도록 주머니 B를 내측으로부터 지지한다.
제4 스테이션(고형물 투입 스테이션) S4에는 고형물 투입 장치(20)가 마련되어 있다. 고형물 투입 장치(20)는 개방된 주머니 B의 입구부를 통해, 주머니 B의 내측에 고형물(81)(내용물(80))을 투입한다. 도시한 고형물 투입 장치(20)는 호퍼(펀넬)를 갖고, 당해 호퍼로부터 주머니 B 내로 고형물(81)이 투입된다.
도시한 개구 가이드(19)는 개구 가이드 구동 기구(도시 생략)에 의해 구동되고, 제3 스테이션 S3과 제4 스테이션 S4 사이에서 왕복 이동하도록 마련되어 있다. 특히, 개구 가이드(19)는 주머니 B를 추종하도록 제3 스테이션 S3으로부터 제4 스테이션 S4로 이동하고, 주머니 B가 제3 스테이션 S3으로부터 제4 스테이션 S4로 이동하는 동안에도 주머니 B의 입구부가 개방된 상태를 유지한다. 또한 개구 가이드(19)가 제4 스테이션 S4로부터 제3 스테이션 S3으로 복귀되는 타이밍은 한정되지 않는다. 고형물(81)이 주머니 B에 투입된 후 또는 전에, 개구 가이드(19)는 제4 스테이션 S4로부터 제3 스테이션 S3으로 복귀되어도 된다. 또한 고형물 투입 장치(20)가 승강하는 경우, 고형물 투입 장치(20)의 적어도 일부가 주머니 B 내에 배치된 후에, 개구 가이드(19)는 제4 스테이션 S4로부터 제3 스테이션 S3으로 복귀되어도 된다.
제5 스테이션(액체 주입 스테이션) S5에는 내용물 주입 장치(21)가 마련되어 있다. 내용물 주입 장치(21)는 주머니 B가 개방된 입구부를 통해, 주머니 B의 내측으로 액체(내용물(80))를 주입한다. 도시한 내용물 주입 장치(21)는 노즐을 갖고, 당해 노즐로부터 주머니 B 내로 액상의 내용물(80)을 주입한다.
상술한 바와 같이 도시한 포장 시스템(5)에 있어서, 주머니 B 내에 수용되는 내용물(80)은 고형물(81) 및 액체를 포함하지만, 주머니 B 내에 수용되는 내용물(80)의 상태는 한정되지 않는다. 예를 들어, 내용물(80)은 고체, 액체, 페이스트상체(유동체) 또는 겔체여도 되고, 이들 중 둘 이상을 포함하는 혼합체여도 된다. 단, 기체만으로 이루어지는 내용물(80)은 본 실시 형태의 포장 시스템(5) 및 스팀 치환 장치(10)의 적용 대상 외이다.
제6 스테이션(스팀 주입 스테이션) S6에는, 스팀 분출 노즐(22) 및 지지부(25)가 마련되어 있다. 제6 스테이션 S6에 배치된 주머니 B의 내측의 기체는, 스팀 분출 노즐(22)로부터 분출되는 스팀에 의해 치환된다. 이 스팀 치환에 있어서, 지지부(25)는 주머니 B의 저부로부터 주머니 B 내의 내용물(80)을 들어올려 지지하고, 주머니 B 내의 스팀이 냉각되어 주머니 B의 용적이 축소될 때에, 내용물(80)이 저부 Bb의 이동을 방해하는 것이 효과적으로 방지되어 있다. 또한, 스팀 분출 노즐(22) 및 지지부(25)의 구성 및 작용의 상세는 후술한다.
제7 스테이션(제1 시일 처리 스테이션) S7에는 제1 시일 유닛(23)이 마련되고, 제8 스테이션(제2 시일 처리 스테이션) S8에는 제2 시일 유닛(24)이 마련되어 있다. 제1 시일 유닛(23) 및 제2 시일 유닛(24)의 각각은, 주머니 B의 입구부를 사이에 두고 가열 시일하는 2개의 가열 플레이트를 갖는다.
제9 스테이션(냉각 배출 스테이션) S9에는 냉각 유닛(26) 및 배출 슈트(27)가 마련되어 있다. 냉각 유닛(26)은 제9 스테이션 S9에 배치된 주머니 B의 입구부(특히 제1 시일 유닛(23) 및 제2 시일 유닛(24)에 의해 가열 시일된 개소)를 사이에 두고 냉각하는 2개의 냉각 플레이트를 갖는다. 냉각 유닛(26)에 의해 입구부가 냉각된 후, 주머니 B(제품 주머니)는 제9 스테이션 S9에 있어서 주머니 보유 지지부(13)로부터 해방되어 낙하하고, 배출 슈트(27)에 의해 안내되어 후단으로 보내진다.
또한, 정상이라고 인정된 주머니 B만이 제9 스테이션 S9에 있어서 주머니 보유 지지부(13)로부터 해방되어도 된다. 그 경우, 불량을 갖는다고 인정된 주머니 B는, 제9 스테이션 S9에서는 주머니 보유 지지부(13)로부터 해방되지 않고, 제10 스테이션 S10에 있어서 주머니 보유 지지부(13)로부터 해방되어 배출되어도 된다. 불량을 갖는다고 인정된 주머니 B는, 제어 장치(도시 생략)의 제어 하에서, 각 스테이션에서 처리를 받는 일 없이 제10 스테이션 S10으로 반송되고, 제10 스테이션 S10에서 주머니 보유 지지부(13)로부터 해방되어 불량 주머니로서 배출되어도 된다.
주머니 B의 불량의 유무를 검출하는 불량 검출 장치(도시 생략)는 제1 스테이션 S1 내지 제9 스테이션 S9의 임의의 개소에 마련될 수 있다. 불량 검출 장치에 의해 검출되는 주머니 B의 불량의 종류는 한정되지 않는다. 불량 검출 장치는, 예를 들어 주머니 보유 지지부(13)에 의해 보유 지지되어 있는 주머니 B의 촬영 화상을 화상 처리함으로써, 주머니 보유 지지부(13)가 주머니 B를 적절한 자세로 유지하고 있는지 여부를 검출할 수 있다. 또한 불량 검출 장치는 주머니 B의 촬영 화상을 화상 처리함으로써, 인자기(17)에 의한 인자가 적절하게 행해졌는지 여부를 검출할 수 있다. 또한 불량 검출 장치는, 개구 장치(18)의 흡반의 흡인압에 기초하여, 주머니 B의 불량을 검출하는 것이 가능하다. 주머니 B의 표측면 및 이측면의 각각이 개구 장치(18)의 흡반에 의해 적절하게 흡인되어 있지 않은 경우, 흡반의 흡인압은 상정값보다도 낮은 값을 나타내는 경우가 있다. 따라서, 개구 장치(18)의 흡반의 흡인압을 도시하지 않은 제어 장치(불량 검출 장치)에 있어서 감시하고, 흡반의 흡인압이 상정값보다도 낮은 값을 나타내는 주머니 B는, 개구 장치(18)에 의해 적절하게 개구되어 있지 않을 개연성이 높기 때문에, 불량을 갖는다고 인정되어도 된다.
이어서, 스팀 치환 장치(10) 및 스팀 치환 방법의 상세에 대하여 설명한다.
[스팀 치환 장치]
도 2는 스팀 치환 장치(10)를 도시하는 측방도이고, 부분적으로 단면이 도시되어 있다. 도 3은 스팀 치환 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 포장 시스템(5)의 평면도이다. 또한 도 3에 있어서, 회전 테이블(12)은 이점쇄선에 의해 가상적으로 나타나 있고, 회전 테이블(12)보다도 하방에 배치되어 있는 지지 스탠드(42), 지지 구동 샤프트(45) 및 제1 기어 걸림 결합부(46)가 도시되어 있다. 또한 포장 시스템(5)을 구성하는 몇 가지의 요소(예를 들어, 제1 시일 유닛(23) 등)는, 도 1에는 도시되어 있지만, 도 3에서는 도시가 생략되어 있다.
[반송 유닛]
본 실시 형태의 스팀 치환 장치(10)는 간헐 로터리형 주머니 포장 시스템으로서 구성되는 포장 시스템(5)의 일부로서 마련되어 있다. 회전 테이블(12)과 회전 테이블(12)을 회전 구동하는 구동 장치(도시 생략)를 포함하는 반송 유닛(11)은, 각 주머니 B를 대응의 주머니 보유 지지부(13)와 함께 원궤도를 따라 간헐적으로 이동시킨다. 가대(30)에는 반송 스탠드(41)가 고정되어 있다. 반송 스탠드(41)는 회전 테이블(12)의 회전축부를 구성하는 테이블 샤프트(도시 생략)를 회전 가능하게 지지하고 있고, 테이블 샤프트는 구동 장치에 의해 축 회전된다.
반송 유닛(11)은 주머니 B가 주머니 보유 지지부(13)에 의해 보유 지지되어 있는 상태에서, 주머니 보유 지지부(13)를 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 이동시킨다. 주머니 보유 지지부(13)에 의해 보유 지지되어 있는 주머니 B는 제6 스테이션 S6에서 스팀 주입 처리를 받고, 제7 스테이션 S7에서 제1 시일 처리(폐쇄 처리를 포함함)를 받는다.
[주머니 보유 지지부]
주머니 보유 지지부(13)는, 내측에 내용물(80)을 수용하는 주머니 B를, 매단 상태로 보유 지지하면서, 주머니 B에 가하는 장력을 조정한다. 본 실시 형태의 주머니 보유 지지부(13)는 제6 스테이션 S6에 있어서, 주머니 B에 스팀 분출 노즐(22)이 삽입되기 전에는 주머니 B를 이완시켜 입구부 Bm을 개방해 두고, 주머니 B에 스팀 분출 노즐(22)이 삽입된 후에는 입구부 Bm을 폐쇄하도록 주머니 B를 긴장시킨다. 이로써, 스팀 분출 노즐(22)의 선단부를 주머니 B 내에 용이하게 삽입할 수 있고, 또한 스팀 분출 노즐(22)의 선단부가 주머니 B 내에 삽입된 후에는 입구부 Bm에 있어서 스팀 분출 노즐(22)의 주위에 형성되는 개구의 면적을 작게 할 수 있다. 또한 본 실시 형태의 주머니 보유 지지부(13)는, 스팀의 적어도 일부가 주머니 B의 내측에 존재하고 있는 상태에서, 입구부 Bm이 긴장 상태로 폐쇄되도록 주머니 B에 장력을 가한다. 이로써 입구부 Bm에 간극이 형성되는 것을 방지하여, 주머니 B 내로의 외기의 유입 및 주머니 B 내의 스팀의 입구부 Bm으로부터의 유출을 억제할 수 있다.
[스팀 분출 노즐]
스팀 분출 노즐(22)은 스팀 공급 라인(32)을 통해 스팀 공급원(31)에 접속되어 있다. 스팀 분출 노즐(22)은 분출구(28)를 갖는다. 도시한 분출구(28)는 스팀 분출 노즐(22)의 하방 선단부에 마련되어 있다. 분출구(28)에는 스팀 공급 라인(32)을 통해 스팀 공급원(31)으로부터 보내져 오는 스팀이 공급되고, 분출구(28)는 당해 스팀을 외측을 향해 분출한다. 스팀 분출 노즐(22)은 분출구(28)가 주머니 B의 내측에 배치되어 있는 상태에서, 분출구(28)로부터 스팀을 분출시켜, 주머니 B 내로 스팀을 불어 넣을 수 있다.
[노즐 승강부]
스팀 분출 노즐(22)은 노즐 승강부(61)에 연결되어 있다. 노즐 승강부(61)는 스팀 분출 노즐(22)의 선단부(분출구(28)를 포함함)가 주머니 B 내로 진입한 위치와, 스팀 분출 노즐(22)의 선단부가 주머니 B 외로 후퇴한 위치 사이에서, 스팀 분출 노즐(22)을 승강시킨다. 도 2 및 도 3에 도시하는 노즐 승강부(61)는, 노즐 보유 지지 암(33), 노즐 승강 구동 샤프트(34), 노즐 승강 구동원(35), 노즐 승강 베이스(36), 제1 베어링(39), 노즐 승강 스탠드(37), 노즐 승강 베어링(38) 및 제2 베어링(40)을 포함한다.
스팀 분출 노즐(22)은 노즐 보유 지지 암(33)을 통해 노즐 승강 구동 샤프트(34)에 의해 보유 지지되어 있다. 노즐 승강 구동 샤프트(34)는 높이 방향(즉, 중력이 작용하는 연직 방향과 평행한 방향)으로 연장되고, 노즐 승강 구동원(35)에 연결되어 있다. 노즐 승강 구동 샤프트(34)의 하방 부분은 제1 베어링(39)을 통해 노즐 승강 베이스(36)에 의해 지지되어 있다. 노즐 승강 베이스(36)는 가대(30) 상에 있어서 고정적으로 설치되는 토대로서 기능함과 함께, 제1 베어링(39)의 베어링으로서 기능한다. 노즐 승강 구동 샤프트(34)의 상방 부분은 제2 베어링(40)을 통해 노즐 승강 베어링(38)에 의해 지지되어 있다. 노즐 승강 베어링(38)은 높이 방향으로 연장되는 노즐 승강 스탠드(37)를 통해, 노즐 승강 베이스(36)에 고정되어 있다. 노즐 승강 구동 샤프트(34)는 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(40)을 통해 승강 가능하게 지지되어 있고, 노즐 승강 구동원(예를 들어, 에어 실린더나 서보 모터 등)(35)으로부터 전달되는 동력에 의해 승강된다.
상술한 구성을 갖는 노즐 승강부(61)에 있어서, 노즐 승강 구동 샤프트(34)가 노즐 승강 구동원(35)에 의해 승강됨으로써, 스팀 분출 노즐(22)은 노즐 승강 구동 샤프트(34) 및 노즐 보유 지지 암(33)과 함께 승강한다. 특히 본 실시 형태의 노즐 승강부(61)는 주머니 보유 지지부(13)에 의해 보유 지지되어 있는 주머니 B의 입구부 Bm을 통해 주머니 B의 내측에 스팀 분출 노즐(22)을 삽입하여 분출구(28)를 주머니 B의 내측에 배치하도록, 스팀 분출 노즐(22)을 하강시킨다. 또한 노즐 승강부(61)는 스팀의 적어도 일부가 주머니 B의 내측에 존재하고 있는 상태에서, 주머니 보유 지지부(13)에 의해 보유 지지되어 있는 주머니 B의 외측에 분출구(28)가 배치되도록, 스팀 분출 노즐(22)을 상승시킨다.
[지지부]
도시한 지지부(25)는 플레이트 형상을 갖고, 주머니 B의 저부 Bb의 전체에 접촉 가능한 크기의 지지면을 갖는다. 지지부(25)에는 지지 승강부(62) 및 왕복 이동 기구(63)가 연결되어 있다. 지지부(25)는 지지 승강부(62)에 의해 높이 방향으로 승강되어, 왕복 이동 기구(63)에 의해 수평 방향으로 왕복 이동된다. 특히 본 실시 형태의 지지부(25)는, 주머니 B의 저부 Bb의 전체를 들어올려 저부 Bb를 통해 주머니 B 내의 내용물(80)을 하방으로부터 지지하도록, 지지 승강부(62)에 의해 상승된다.
[왕복 이동 기구]
도시한 왕복 이동 기구(63)는 지지 스탠드(42), 지지 토대(43), 지지 구동부(44), 지지 구동 샤프트(45), 제1 기어 걸림 결합부(46), 제2 기어 걸림 결합부(47), 지지 레일(48) 및 지지 롤러(49)를 포함한다.
지지 스탠드(42)는 가대(30) 상에 있어서 고정적으로 설치되어 있고, 지지 스탠드(42)에는 지지 토대(43)가 고정되어 있다. 지지 토대(43)에는 지지 구동부(44) 및 지지 레일(48)이 고정되어 있다.
지지 구동부(44)에는 높이 방향으로 연장되는 지지 구동 샤프트(45)가 설치되어 있다. 지지 구동 샤프트(45)는 제1 기어 걸림 결합부(46)의 중심부에 고정되어 있다. 지지 구동부(44)에 의해 지지 구동 샤프트(45)가 축 회전되고, 제1 기어 걸림 결합부(46)는 지지 구동 샤프트(45)와 함께 축 회전한다.
제1 기어 걸림 결합부(46)의 외주부는 제2 기어 걸림 결합부(47)의 외주부에 걸림 결합하고 있다. 제2 기어 걸림 결합부(47)의 하면에는 2개의 지지 롤러(49)가 고정되어 있다. 지지 레일(48)은 이들 지지 롤러(49)에 의해 사이에 놓여져 보유 지지되어 있고, 이들 지지 롤러(49) 사이의 스페이스를 슬라이드 이동하도록 마련되어 있다. 제2 기어 걸림 결합부(47)는 지지 롤러(49) 및 지지 레일(48)을 통해, 지지 토대(43)에 의해 지지되어 있다. 제2 기어 걸림 결합부(47)는 제1 기어 걸림 결합부(46)의 축 회전에 따라, 지지 레일(48)에 의해 지지 롤러(49)가 안내되도록 이동한다.
지지 레일(48)은 제5 스테이션 S5와 제8 스테이션 S8 사이의 일부 범위(특히 제6 스테이션 S6 내지 제7 스테이션 S7의 전체를 포함하는 범위)에 있어서 원호상으로 마련되어 있다. 지지 레일(48)의 곡률을 정하는 중심은 회전 테이블(12)의 외주의 곡률을 정하는 중심과 공통된다. 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7에 있어서, 지지 롤러(49)과 함께 지지 레일(48)을 따라 안내되는 제2 기어 걸림 결합부(47)의 이동 궤도는 주머니 보유 지지부(13)와 함께 반송되는 주머니 B의 이동 궤도에 대응한다. 보다 구체적으로는, 제2 기어 걸림 결합부(47)는 주머니 B를 추종하도록 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 이동한다.
지지부(25)는 상술한 구성을 갖는 왕복 이동 기구(63)에 의해, 제6 스테이션 S6과 제7 스테이션 S7 사이에서 왕복 이동된다. 특히 본 실시 형태의 왕복 이동 기구(63)는, 후술하는 바와 같이 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치에 두고 지지부(25)가 주머니 B의 저부 Bb를 통해 내용물(80)을 지지하고 있는 상태에서, 주머니 B가 주머니 보유 지지부(13)와 함께 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 반송되도록, 지지부(25)를 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 이동시킨다.
이와 같이 지지부(25)는, 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 반송되는 주머니 B를 추종하도록, 왕복 이동 기구(63)에 의해 수평 방향으로 이동된다.
[지지 승강부]
지지 승강부(62)는 지지부(25)를 지지 위치(상방 위치)와 후퇴 위치(하방 위치) 사이에서 승강시킨다. 지지 위치는 지지부(25)가 주머니 B의 저부 Bb에 접촉하면서 주머니 B 내의 내용물(80)을 들어올려 지지하는 위치이다. 후퇴 위치는 지지부(25)가 주머니 B의 저부 Bb에 접촉하지 않고, 주머니 B 내의 내용물(80)이 지지부(25)에 의해 지지되지 않는 위치이다. 지지부(25)를 후퇴 위치로부터 지지 위치로 이동시킴으로써, 높이 방향에 관하여 주머니 B의 입구부 Bm과 저부 Bb가 상대적으로 이격되어 있는 제1 상태로부터, 높이 방향에 관하여 입구부 Bm과 저부 Bb가 가까워지고, 높이 방향에 관하여 입구부 Bm과 저부 Bb가 상대적으로 가까워지고 있는 제2 상태로 주머니 B의 상태가 바뀐다.
도시한 지지 승강부(62)는 지지 승강 구동원(50), 지지 승강 샤프트(51) 및 지지 승강 고정부(52)를 포함한다. 제2 기어 걸림 결합부(47)의 상면에는 지지 승강 구동원(50)이 고정되어 있고, 지지 승강 구동원(50)으로부터 상방으로 지지 승강 샤프트(51)가 연장된다. 지지 승강 구동원(50)으로부터의 지지 승강 샤프트(51)의 높이 방향으로의 돌출량은 가변이다. 지지 승강 구동원(50) 및 지지 승강 샤프트(51)는 임의의 액추에이터에 의해 구성 가능하고, 전형적으로는 에어 실린더에 의해 구성된다. 지지 승강 샤프트(51)의 상방 선단부에는 지지 승강 고정부(52)가 고정되어 있다. 지지 승강 고정부(52)에는 수평 방향으로 연장되는 지지부(25)가 고정되어 있다. 지지부(25)는 지지 승강 샤프트(51)의 지지 승강 구동원(50)으로부터의 돌출량에 따라 승강한다.
지지 승강부(62)에 의한 지지부(25)의 승강량은 한정되지 않는다. 단, 지지 승강부(62)에 의해 지지부(25)를 상승시킬 때에 주머니 B 내의 내용물(80)이 스팀 분출 노즐(22)에 접촉하지 않도록, 지지부(25)의 승강량이 결정되는 것이 바람직하다.
지지 승강부(62)는 이하의 타이밍에서, 지지부(25)를 상승시킨다. 즉, 지지부(25)는 주머니 B의 내측에 분출구(28)로부터 스팀이 분출된 후부터, 입구부 Bm이 제1 시일 유닛(23)(폐쇄 유닛)에 의해 폐쇄될 때까지의 동안의 적어도 일부에 있어서, 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치에 있어서 저부 Bb를 통해 주머니 B 내의 내용물(80)을 지지하도록 배치된다. 이로써, 주머니 B 내의 스팀이 냉각되어 주머니 B의 용적이 축소될 때의 주머니 B의 입구부 Bm의 변형을 억제할 수 있다. 또한 제1 높이 위치 H1은 제6 스테이션 S6에 배치되는 주머니 B의 저부 Bb에 지지부(25)가 접촉되어 있지 않은 상태에서의, 주머니 B의 저부 Bb의 높이 방향의 위치이다.
[제1 시일 유닛(폐쇄 유닛)]
도 1에 도시한 바와 같이, 스팀 분출 노즐(22)이 마련되는 제6 스테이션 S6과는 다른 하류측 스테이션(즉, 제7 스테이션 S7)에는 주머니 B의 입구부 Bm을 폐쇄하는 제1 시일 유닛(23)이 마련되어 있다. 제1 시일 유닛(23)은 입구부 Bm을 시일하는 시일 디바이스로서 기능할뿐만 아니라, 스팀의 적어도 일부가 주머니 B의 내측에 존재하고 또한 주머니 보유 지지부(13)에 의해 입구부 Bm이 폐쇄되는 긴장 상태에 주머니 B가 놓여 있는 상태에서 입구부 Bm을 폐쇄하는 폐쇄 유닛으로서도 기능한다.
[스팀 치환 방법]
이어서, 상술한 스팀 치환 장치(10)에 의해 행해지는 스팀 치환 방법의 일례를, 도 4a 내지 도 10b를 참조하여 설명한다.
상술한 바와 같이 각 주머니 B는, 제4 스테이션 S4 및 제5 스테이션 S5에 있어서 내용물(80)(고형물(81) 및 액체)이 내측에 넣어진 후에, 제6 스테이션 S6에서 스팀 주입 처리를 받고, 제7 스테이션 S7에 있어서 제1 시일 처리를 받는다.
도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 주머니 보유 지지부(13) 및 주머니 B가 제5 스테이션 S5로부터 제6 스테이션 S6으로 이동한 직후는, 주머니 보유 지지부(13)에 포함되는 2개의 그리퍼는 서로 약간 가까워진 위치에 배치되어 있고, 주머니 B의 입구부 Bm은 적어도 일부가 개방되어 있다. 이로써 입구부 Bm은 스팀 분출 노즐(22)의 선단부(특히 분출구(28))가 입구부 Bm을 통해 주머니 B의 내측에 삽입 가능한 개구 면적을 갖는다.
그리고 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 내측에 내용물(80)을 수용하는 주머니 B의 입구부 Bm을 통해 주머니 B의 내측에 스팀 분출 노즐(22)을 삽입하고, 스팀 분출 노즐(22)로부터 주머니 B의 내측으로 스팀을 분출하는 공정이 행해진다. 즉, 노즐 승강부(61)가 스팀 분출 노즐(22)을 하강시켜 주머니 B 내에 삽입하고, 분출구(28)로부터 주머니 B 내로 스팀을 분출시킨다. 이로써, 주머니 B 내의 공기 등의 기체가 스팀으로 치환된다.
분출구(28)로부터의 스팀 분출의 개시 타이밍은 한정되지 않는다. 분출구(28)는 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B에 삽입되기 전부터(즉, 분출구(28)가 주머니 B의 외측에 위치하는 상태로부터) 스팀을 분출시키고 있어도 되고, 분출구(28)가 주머니 B의 내측에 배치된 후에 스팀 분출을 개시해도 된다.
분출구(28)로부터 주머니 B 내로 스팀이 분출되고 있는 동안, 주머니 B 내의 기체(스팀을 포함할 수 있음)는 입구부 Bm의 개구 개소를 통해, 주머니 B의 외측으로 배출된다. 또한, 스팀 분출 노즐(22)에 관통 구멍(도시 생략)을 형성하고, 분출구(28)로부터 주머니 B 내로 스팀을 분출시키고 있는 동안, 당해 관통 구멍의 한쪽 단부를 주머니 B 내에 배치하고, 다른 쪽 단부를 주머니 B 외에 배치해도 된다. 이 경우, 주머니 B 내의 기체의 적어도 일부는, 스팀 분출 노즐(22)에 형성된 관통 구멍을 통해, 주머니 B의 외측으로 배출될 수 있다.
주머니 B에 스팀 분출 노즐(22)이 삽입된 후, 주머니 보유 지지부(13)를 구성하는 2개의 그리퍼는 수평 방향으로 서로로부터 이격되어, 당해 그리퍼간의 거리가 커진다(도 6a 및 도 6b 참조). 이로써, 주머니 B는 입구부 Bm이 폐쇄되도록 긴장되고, 입구부 Bm은 스팀 분출 노즐(22)의 외주면을 따르도록 개구된다. 이 주머니 보유 지지부(13)에 의한 주머니 B의 긴장 처리는, 스팀 분출 노즐(22)의 적어도 일부가 입구부 Bm을 통과하여 주머니 B 내에 배치된 후에, 행해지면 된다. 따라서, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이 그리퍼간 거리를 크게 하도록 주머니 보유 지지부(13)를 이동시키는 타이밍은, 스팀 분출 노즐(22)이 도 5b에 도시하는 위치에 도달하기 전이어도 되고 후여도 되고, 또한 분출구(28)로부터 주머니 B 내로 스팀을 분출하기 전이어도 되고 후여도 된다.
이와 같이 주머니 B의 입구부 Bm이 긴장된 상태로 충분량의 스팀이 주머니 B 내에 불어 넣어짐으로써, 주머니 B 내의 기체가 스팀으로 치환된다.
그리고 주머니 B의 내측으로 스팀이 분출된 후에, 스팀 분출 노즐(22)을 주머니 B의 내측으로부터 후퇴시키는 공정이 행해진다(도 7a 및 도 7b 참조). 즉, 스팀 분출 노즐(22)로부터 주머니 B 내로 충분량의 스팀이 불어 넣어져, 주머니 B 내의 기체가 스팀으로 충분히 치환된 후, 노즐 승강부(61)에 의해 스팀 분출 노즐(22)은 상승되고, 스팀 분출 노즐(22)은 주머니 B의 외측으로 후퇴된다. 또한 스팀 분출 노즐(22)을 주머니 B의 내측으로부터 후퇴시키고 있는 동안, 분출구(28)로부터 스팀을 계속해서 분출시키고 있어도 되고, 분출구(28)로부터의 스팀의 분출은 멈추어져 있어도 된다.
또한 제6 스테이션 S6에서는, 지지부(25)에 의해 주머니 B 내의 내용물(80)을 지지하는 주머니 지지 공정이 행해진다(도 7a 및 도 7b 참조). 즉, 주머니 보유 지지부(13)에 의해 매단 상태로 보유 지지되어 있는 주머니 B의 저부 Bb를 지지부(25)에 접촉시키면서 제1 높이 위치 H1로부터 상승시키고, 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치(제2 높이 위치 H2)에 있어서 지지부(25)가 저부 Bb를 통해 내용물(80)을 지지한다. 이로써 지지부(25)는 주머니 B의 내측으로 스팀이 분출된 후부터 입구부 Bm이 제1 시일 유닛(23)에 의해 폐쇄될 때까지 동안의 적어도 일부에 있어서, 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치에 있어서 저부 Bb를 통해 내용물(80)을 지지한다.
본 실시 형태에서는, 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B의 내측으로부터 후퇴를 개시하는 타이밍과 동시적으로, 지지부(25)는 저부 Bb에 접촉하고, 저부 Bb 및 내용물(80)을 들어올려 지지한다. 이 경우, 지지부(25)에 들어올려진 내용물(80)이, 스팀 분출 노즐(22)에 접촉하는 것을 피할 수 있다. 단, 지지 승강부(62)에 의해 상승되는 지지부(25)가 주머니 B 내의 내용물(80)의 지지를 개시하는 타이밍은, 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B의 내측으로부터 후퇴하기 전, 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B의 내측으로부터의 후퇴 동작을 행하고 있는 동안, 혹은 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B의 내측으로부터 후퇴하여 종료된 후의 어느 것이어도 된다.
또한 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B의 내측으로부터 후퇴 종료된 후 또한 입구부 Bm이 폐쇄되도록 주머니 보유 지지부(13)에 의해 주머니 B가 긴장된 후(후술하는 도 8a 및 도 8b 참조)에, 지지부(25)는 저부 Bb를 통한 내용물(80)의 지지를 개시해도 된다. 주머니 B 내의 스팀의 냉각에 수반하는 주머니 B의 용적 축소에 의해 입구부 Bm이 의도하지 않고 변형되는 것을 방지하는 관점에서는, 늦어도 스팀 분출 노즐(22)이 스팀 치환 장치(10)로부터 후퇴 종료된 직후까지, 지지부(25)는 저부 Bb를 통해 내용물(80)의 지지를 개시하는 것이 바람직하다.
또한 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B의 내측으로 진입하기 전, 혹은 스팀 분출 노즐(22)의 선단부(예를 들어, 분출구(28))가 주머니 B의 내측에 있는 상태에서, 지지부(25)는 저부 Bb를 통해 내용물(80)의 지지를 개시해도 된다. 스팀 분출 노즐(22)의 선단부를 주머니 B 내에 적절하게 삽입하는 관점에서는, 스팀 분출 노즐(22)의 적어도 일부가 주머니 B의 내측에 배치된 후에, 지지부(25)가 저부 Bb를 통해 내용물(80)의 지지를 개시하도록, 지지 승강부(62)가 지지부(25)를 상승시키는 것이 바람직하다. 스팀 분출 노즐(22)의 선단이 주머니 B의 내측으로 진입하기 전에 지지부(25)가 주머니 B의 저부 Bb 및 내용물(80)을 들어올리면, 입구부 Bm이 의도하지 않고 변형되거나 주머니 B가 두께 방향으로 기울거나 하여, 스팀 분출 노즐(22)을 주머니 B의 내측에 적절하게 삽입할 수 없는 경우가 있다.
따라서 「주머니 B 내에 스팀 분출 노즐(22)의 선단(특히 분출구(28))이 진입하고 나서, 스팀 분출 노즐(22)의 선단(특히 분출구(28))이 주머니 B의 밖으로 후퇴할 때까지의 동안」의 임의의 타이밍에서, 지지부(25)는 주머니 B의 저부 Bb에 접촉하여 내용물(80)의 지지를 개시해도 된다. 단, 지지부(25)가 저부 Bb를 통해 내용물(80)을 지지한 때에 발생할 수 있는 입구부 Bm의 변형이, 스팀 분출 노즐(22)의 선단부를 주머니 B 내에 삽입하는 데 지장이 없을 정도인 것이 예측되는 경우에는, 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B에 삽입되기 전부터, 지지부(25)는 저부 Bb를 통해 내용물(80)의 지지를 개시해도 된다.
또한 본 실시 형태의 지지부(25)는, 일단 주머니 B의 저부 Bb를 제1 높이 위치 H1로부터 상승시켜 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치에 있어서 저부 Bb를 통해 내용물(80)을 지지한 후에는, 입구부 Bm이 제1 시일 유닛(23)에 의해 폐쇄될 때까지 계속적으로, 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치에 있어서 저부 Bb를 통해 내용물(80)을 지지한다. 이로써, 주머니 B 내의 스팀의 냉각에 수반하는 주머니 B 내의 용적 축소에 의해 입구부 Bm이 의도하지 않고 변형되는 것을 효과적으로 막을 수 있다. 즉, 주머니 B의 입구부 Bm의 의도하지 않은 변형을 방지하는 관점에서는, 주머니 B의 저부 Bb 및 내용물(80)이 일단 지지부(25)에 의해 지지된 후에는, 제1 시일 유닛(23)(폐쇄 유닛)에 의해 주머니 B의 입구부 Bm이 사이에 놓여져 압박될 때까지 계속적으로, 지지부(25)는 저부 Bb 및 내용물(80)을 계속해서 지지하는 것이 바람직하다.
주머니 B의 입구부 Bm은 제1 시일 유닛(23)에 의해 압박됨으로써 폐쇄된다. 그 때문에, 입구부 Bm이 제1 시일 유닛(23)에 의해 폐쇄되어 있는 상태라면, 임의의 타이밍에서, 입구부 Bm에 의도하지 않은 간극이 형성되는 것을 방지하면서 지지부(25)를 지지 위치로부터 후퇴 위치로 이동시킬 수 있다. 따라서 예를 들어, 제1 시일 유닛(23)에 의해 입구부 Bm이 시일된 후에, 입구부 Bm의 냉각 처리가 완료된 후에, 혹은 주머니 B가 주머니 보유 지지부(13)로부터 해방되기 직전에, 지지부(25)를 지지 위치로부터 후퇴 위치로 이동시키는 것도 가능하다.
그리고 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 주머니 B의 내측으로부터 스팀 분출 노즐(22)이 후퇴된 후, 입구부 Bm을 폐쇄하도록 주머니 B를 긴장시키는 공정이 행해진다. 즉, 스팀 분출 노즐(22)의 전체가 주머니 B의 외측에 배치된 후, 주머니 보유 지지부(13)를 구성하는 2개의 그리퍼는 수평 방향으로 서로로부터 이격되고, 당해 그리퍼 사이의 거리가 커진다. 이로써, 주머니 B는 입구부 Bm이 폐쇄되도록 긴장된다. 이로써, 입구부 Bm을 통해 주머니 B 내로 외기가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 입구부 Bm은 완전히 폐쇄되어 있는 것이 바람직하지만, 반드시 완전히 폐쇄되어 있지는 않아도 된다.
이와 같이 스팀 분출 노즐(22)이 후퇴한 후에 주머니 B를 긴장시키는 공정은, 제6 스테이션 S6에서 행해져도 되고, 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 주머니 B가 이동하고 있는 동안에 행해져도 되고, 제7 스테이션 S7에서 행해져도 된다. 단, 주머니 B 내로부터의 스팀의 유출 방지 및 주머니 B 내로의 외기의 유입 방지의 관점에서는, 주머니 B 내로부터 스팀 분출 노즐(22)이 후퇴한 후, 가능한 한 조기에, 주머니 보유 지지부(13)에 의해 주머니 B를 긴장시켜 입구부 Bm을 폐쇄하는 것이 바람직하다.
그리고 주머니 B는 주머니 보유 지지부(13)와 함께 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 이동된다. 주머니 B가 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 이동할 때, 지지부(25)는 왕복 이동 기구(63)에 의해 이동되고, 주머니 B를 추종하도록 이동한다. 이로써, 주머니 B가 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 한창 이동하고 있는 도중에도, 주머니 B의 저부 Bb 및 내용물(80)은 지지부(25)에 의해 들어올려져 지지된다. 그 때문에, 주머니 B가 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 한창 이동하고 있는 도중, 주머니 B 내의 스팀이 냉각되어 주머니 B의 용적이 축소되어도, 주머니 B의 저부 Bb에 작용하는 내용물(80)의 중량에 기인하여 입구부 Bm이 의도하지 않고 변형되는 것을, 효과적으로 방지할 수 있다.
주머니 B가 제7 스테이션 S7로 이동한 직후, 제1 시일 유닛(23)이 갖는 2개의 가열 플레이트 사이에는 스페이스가 형성되어 있고, 주머니 B의 입구부 Bm은 이들 가열 플레이트 사이에 배치되어 있다(도 9a 및 도 9b 참조).
그리고 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 스팀의 적어도 일부가 주머니 B의 내측에 존재하고 또한 입구부 Bm을 폐쇄하도록 주머니 B가 긴장되어 있는 상태에서, 입구부 Bm을 제1 시일 유닛(23)에 의해 폐쇄하는 공정이 행해진다. 즉, 제7 스테이션 S7에 있어서 주머니 B의 입구부 Bm은 제1 시일 유닛(23)이 갖는 2개의 가열 플레이트에 압박되어, 제1 시일 처리가 행해진다. 이로써 주머니 B의 입구부 Bm을 구성하는 표측 벽부 및 이측 벽부가 서로 용착되어, 입구부 Bm은 시일된다.
또한 제1 시일 유닛(23)에 의한 구체적인 시일 방식은 한정되지 않는다. 예를 들어, 미리 제1 시일 유닛(23)을 고온으로 가열해 두고, 제1 시일 유닛(23)이 주머니 B에 접촉하는 것과 동시적으로, 입구부 Bm이 시일되어도 된다. 또한 제1 시일 유닛(23)이 주머니 B에 접촉한 후에, 제1 시일 유닛(23)이 승온됨으로써, 입구부 Bm이 시일되어도 된다. 또한 제1 시일 유닛(23)은 가열 용착 이외의 수단에 의해 주머니 B의 입구부 Bm을 시일해도 된다.
주머니 B의 입구부 Bm이 제1 시일 유닛(23)에 의해 폐쇄된 후, 지지부(25)는 주머니 B의 저부 Bb로부터 이격되고, 주머니 B 내의 내용물(80)은 지지부(25)의 지지로부터 해방된다(도 10b 참조). 본 실시 형태에서는, 도 2에 도시하는 지지 승강부(62)의 지지 승강 구동원(50)에 의해 지지 승강 샤프트(51)의 돌출량이 저감되고 지지부(25)가 하강됨으로써, 지지부(25)가 주머니 B의 저부 Bb로부터 이격되고, 주머니 B 내의 내용물(80)은 지지부(25)의 지지로부터 해방된다. 단, 지지부(25)가 주머니 B의 저부 Bb로부터 이격되는 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 왕복 이동 기구(63)가 지지부(25)를 수평 방향으로 이동시킴으로써, 지지부(25)를 주머니 B의 저부 Bb로부터 이격하고, 주머니 B 내의 내용물(80)이 지지부(25)의 지지로부터 해방되어도 된다.
또한, 주머니 B 내의 내용물(80)이 지지부(25)의 지지로부터 해방되는 타이밍은, 제1 시일 유닛(23)에 의해 행해지는 제1 시일 처리가 완료된 후여도 되고, 제1 시일 처리가 완료되기 전이어도 된다. 예를 들어, 제1 시일 유닛(23)이 갖는 2개의 가열 플레이트가 주머니 B에 접촉하여 입구부 Bm을 폐쇄한 직후에, 지지부(25)가 주머니 B의 저부 Bb로부터 이격되고, 주머니 B 내의 내용물(80)이 지지부(25)의 지지로부터 해방되어도 된다.
이와 같이 하여 지지부(25)가 주머니 B의 저부 Bb로부터 이격된 후, 지지부(25)는 왕복 이동 기구(63)에 의해 제7 스테이션 S7로부터 제6 스테이션 S6으로 복귀되어, 다음의 주머니 B에 대한 처리를 위한 준비 위치(도 4b 참조)에 배치된다.
[제2 실시 형태]
도 11 내지 도 13은 제2 실시 형태에 관한 지지부(25)를 설명하기 위한 도면이다. 본 실시 형태에 있어서, 상술한 제1 실시 형태와 동일 또는 유사한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태의 지지부(25)는 복수의 부재(제1 지지부(71) 및 제2 지지부(72))를 포함한다. 지지부(25)에 포함되는 복수의 부재는, 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7에 걸쳐서 존재하도록 마련되어 있다. 지지부(25)가 갖는 이들 부재(제1 지지부(71) 및 제2 지지부(72))는 주머니 B가 주머니 보유 지지부(13)와 함께 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 반송되는 동안의 적어도 일부에 있어서, 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치에 있어서 주머니 B의 저부 Bb를 통해 내용물(80)을 지지한다.
도시한 지지부(25)는 승강 가능하게 마련되는 제1 지지부(71)와, 승강하지 않고 고정적으로 마련되는 제2 지지부(72)를 포함한다. 제1 지지부(71)는 제6 스테이션 S6(스팀 주입 스테이션)에 마련되어 있고, 적어도 제6 스테이션 S6에 있어서 연장된다.
또한 본 실시 형태에서는, 지지부(25)가 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 이동하지 않기 때문에, 상술한 제1 실시 형태의 스팀 치환 장치(10)에서 필요했던 왕복 이동 기구(63)(도 2 참조)가 불필요하다. 따라서 예를 들어, 지지 구동부(44), 지지 구동 샤프트(45), 제1 기어 걸림 결합부(46), 제2 기어 걸림 결합부(47), 지지 레일(48) 및 지지 롤러(49)의 설치는 불필요하다. 본 실시 형태에 있어서 지지 승강 구동원(50)은, 예를 들어 지지 토대(43) 상에 고정적으로 거치하는 것이 가능하고, 제1 지지부(71)가 지지 승강 고정부(52)를 통해 지지 승강 샤프트(51)에 설치된다. 제2 지지부(72)는 제7 스테이션 S7(제1 시일 처리 스테이션)로부터 제6 스테이션 S6을 향해 연장된다. 제2 지지부(72)는, 예를 들어 지지 토대(43)에 대하여 고정적으로 거치되어 있다.
제1 지지부(71) 및 제2 지지부(72)는, 주머니 B의 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로의 반송 궤도를 따라 서로 인접하도록 연장된다. 제1 지지부(71)와 제2 지지부(72) 사이의 간격은 한정되지 않는다. 단, 후술하는 바와 같이 주머니 B를 제1 지지부(71) 상으로부터 제2 지지부(72) 상으로 적절하게 이송하는 관점에서는, 주머니 B의 반송 방향에 관한 제1 지지부(71)와 제2 지지부(72) 사이의 간격은, 가능한 한 작은 쪽이 바람직하고, 주머니 B의 저부 Bb의 폭보다는 작은 쪽이 바람직하다.
제1 지지부(71) 및 제2 지지부(72)의 구체적인 범위는 한정되지 않다. 제1 지지부(71)는 주머니 B의 저부 Bb를 통해 주머니 B 내의 내용물(80)을 들어올리는 기능을 갖는다. 그 때문에 제1 지지부(71)는 제6 스테이션 S6에 배치되어 있는 주머니 B를 적절하게 들어올릴 수 있도록, 제6 스테이션 S6에 배치되어 있는 주머니 B의 저부 Bb를 하방으로부터 들어올리는 데 충분한 크기를 갖고 있으면 된다. 제2 지지부(72)는, 제1 지지부(71)로부터 주머니 B를 수취하고, 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치(도시한 예에서는 제2 높이 위치 H2)에 있어서 주머니 B의 저부 Bb에 접촉하면서 주머니 B 내의 내용물(80)을 지지한다. 제6 스테이션 S6에 이어서 배치되는 주머니 B를 위한 제1 지지부(71)의 준비 시간을 확보하는 관점에서, 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 반송되는 주머니 B는, 가능한 한 조기에 제1 지지부(71) 상으로부터 제2 지지부(72) 상으로 이동하는 것이 바람직하고, 제2 지지부(72)는 제6 스테이션 S6에 가까운 위치까지 연장되는 것이 바람직하다.
지지 승강부(62)(도 2 참조)는 제1 지지부(71) 및 제2 지지부(72) 중 제1 지지부(71)에만 연결되어 있고, 제1 지지부(71)만을 승강시킨다. 구체적으로는, 지지 승강부(62)는 제1 높이 위치 H1보다도 낮은 위치와, 제1 높이 위치 H1보다도 높은 위치(제2 높이 위치 H2) 사이에 있어서, 제1 지지부(71)를 승강시킨다.
도시한 제2 지지부(72)는 제2 높이 위치 H2에 있어서 수평 방향으로 연장되어 있고, 제2 높이 위치 H2에 배치된 제1 지지부(71)와 제2 지지부(72)는 동일면(수평면)을 형성한다. 이로써, 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7을 향해 이동하는 주머니 B의 저부 Bb는, 일정한 높이(즉, 제2 높이 위치 H2)로 수평하게 이동한다.
또한 제1 지지부(71)는 반드시 제2 지지부(72)와 동일한 높이 위치(즉, 제2 높이 위치 H2)로 상승되지 않아도 된다. 즉, 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7을 향하는 주머니 B가 제1 지지부(71) 상으로부터 제2 지지부(72) 상으로 적절하게 이동 가능하면, 제2 지지부(72)보다도 높은 위치(즉, 제2 높이 위치 H2보다도 높은 위치) 혹은 낮은 위치(즉, 제2 높이 위치 H2보다도 낮은 위치)로 제1 지지부(71)는 상승되어도 된다.
또한 도시한 제2 지지부(72)는 고정되어 있지만, 제2 지지부(72)는 승강 가능하게 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 제2 지지부(72)는 제1 지지부(71)와는 독립되어 승강되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제7 스테이션 S7에 있어서 주머니 B의 입구부 Bm의 제1 시일 처리가 완료된 후에, 특히 제7 스테이션 S7로부터 제8 스테이션 S8을 향해 주머니 B가 반송되기 전에, 제2 지지부(72)가 하강되어 주머니 B의 저부 Bb로부터 이격된 위치에 배치되어도 된다. 이 경우, 주머니 B는 제2 지지부(72)로부터 대미지를 받는 일 없이, 제7 스테이션 S7로부터 제8 스테이션 S8로 반송된다. 또한 제2 지지부(72)를 승강시키는 기구는, 제1 지지부(71)를 승강시키는 지지 승강부(62)와 마찬가지로 구성 가능하다.
상술한 구성을 갖는 스팀 치환 장치(10)는, 일례로서 이하와 같이 하여 스팀 치환 처리를 행한다.
제5 스테이션 S5로부터 반송되는 주머니 B가 제6 스테이션 S6에 배치될 때, 제1 지지부(71)는 제1 높이 위치 H1보다도 낮은 위치(후퇴 위치)에 배치되어 있다(도 11 참조). 이로써, 제6 스테이션 S6에 배치된 직후의 주머니 B는, 제1 지지부(71)에 접촉하지 않고, 주머니 보유 지지부(13)에 의해 매달아 보유 지지된 상태로 배치된다. 이때, 제2 높이 위치 H2에 있어서 고정되어 있는 제2 지지부(72)는 제7 스테이션 S7에 배치되어 있는 주머니 B의 저부 Bb를 들어올려 내용물(80)을 지지하고 있다.
그 후, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 스팀 분출 노즐(22)이 주머니 B의 내측에 삽입되고, 분출구(28)로부터 주머니 B의 내측으로 스팀이 분출되어, 주머니 보유 지지부(13)(그리퍼)에 의해, 주머니 B의 입구부 Bm이 긴장된다. 이로써, 주머니 B 내의 기체가 스팀으로 치환된다.
또한 지지 승강부(62)에 의해 제1 지지부(71)가 제1 높이 위치 H1보다도 낮은 위치로부터 상승되어, 제2 높이 위치 H2에 배치된다(도 12 참조). 이로써, 제1 지지부(71)는 저부 Bb를 통해 주머니 B 내의 내용물(80)을 들어올려 지지하고, 높이 방향에 관하여 저부 Bb는 입구부 Bm에 가까워진다. 또한 제1 지지부(71)의 상면은 제2 지지부(72)의 상면과 동일한 높이 위치에 배치된다.
도시한 예에서는, 제1 지지부(71)의 상승과 함께 스팀 분출 노즐(22)도 상승된다. 도 12에는 주머니 B의 내측으로부터 외측으로 이동하고 있는 도중의 상태의 스팀 분출 노즐(22)이 도시되어 있다. 이로써, 제1 지지부(71)에 의해 들어올려져 상승하는 주머니 B 내의 내용물(80)이, 스팀 분출 노즐(22)에 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 내용물(80)과 스팀 분출 노즐(22)의 접촉을 확실하게 회피하는 관점에서, 주머니 B의 내측으로부터 외측으로 후퇴할 때의 스팀 분출 노즐(22)의 상승 속도는 제1 지지부(71)의 상승 속도 이상인 것이 바람직하다.
스팀 분출 노즐(22)의 전체가 주머니 B의 외측에 배치된 후, 주머니 B는 제6 스테이션 S6에 배치된 제7 스테이션 S7을 향해 반송된다(도 13 참조). 이때, 주머니 B의 저부 Bb는 제1 지지부(71) 상부로부터 제2 지지부(72) 상으로 원활하게 이동하고, 주머니 B 내의 내용물(80)이 제2 지지부(72)에 의해 지지된다. 그 때문에, 주머니 B가 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 한창 이동하고 있는 도중, 주머니 B 내의 스팀이 냉각되어 주머니 B의 용적이 축소되어도, 주머니 B의 저부 Bb에 작용하는 내용물(80)의 중량에 기인하여 입구부 Bm이 의도하지 않고 변형되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 상술한 스팀 치환 장치(10) 및 스팀 치환 방법에 의하면, 주머니 B 내에 스팀이 존재하는 상태에서, 주머니 B 내의 내용물(80)이 지지부(25)에 의해 들어올려져 지지된다. 이로써, 주머니 B 내의 스팀이 냉각되어 주머니 B의 용적이 축소될 때에, 내용물(80)의 중량이 입구부 Bm의 형상에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있고, 입구부 Bm에 의도하지 않은 간극이 형성되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 의도하지 않은 간극을 통해 주머니 B 내로 외기가 유입되고 또한 주머니 B 내의 스팀이 외부로 유출되는 것을 방지하여, 주머니 B 내의 기체를 안정적으로 신뢰성 좋게 스팀으로 치환할 수 있다. 또한 주머니 B 내의 기체가 스팀으로 치환되어 있는 비율(스팀 치환율)은, 일례로서, 주머니 B 내의 잔존 산소 농도(잔존 산소량)를 측정함으로써 평가 가능하다. 전형적으로는, 주머니 B에 주사 바늘을 찔러 주머니 B 내의 기체를 추출하고, 산소 농도계를 사용하여 추출 기체에 포함되는 산소 농도를 계측함으로써, 주머니 B 내의 잔존 산소 농도를 측정하는 것이 가능하다.
또한 주머니 B 내의 내용물(80)의 지지는, 하방으로부터 주머니 B의 저부 Bb를 지지부(25)에 의해 들어올림으로써 행해진다. 그 때문에 지지부(25)는, 심플한 플레이트 형상 부재로 구성 가능하고, 복잡한 구조가 불필요하다. 따라서, 지지부(25)를 구동 제어하는 기구도 심플하게 구성 가능하고, 주머니 B 내의 내용물(80)을 지지하기 위한 장치를 저비용으로 실현 가능하다.
또한, 주머니 B 내에 스팀을 주입하기 위한 스테이션(제6 스테이션 S6)과, 스팀 주입 완료된 주머니 B의 입구부 Bm을 폐쇄 및 시일하기 위한 스테이션(제7 스테이션 S7)은 별도 스테이션이다. 이로써, 주머니 B가 하나의 스테이션에 체재하고 있는 동안에 받아야 할 처리의 시간을 짧게 할 수 있고, 포장 시스템(5) 전체에 있어서 주머니 B의 처리를 고속화할 수 있다.
대조적으로, 주머니 B 내로의 스팀 주입과 입구부 Bm의 폐쇄 및 시일을 동일 스테이션에서 실시하는 경우, 이 스테이션에서의 처리에 필요로 하는 시간은, 장대화되고 포장 시스템(5) 전체의 처리 시간의 보틀넥으로 되어, 포장 시스템(5)의 생산 능력의 향상을 방해할 수 있다. 또한 주머니 B 내로의 스팀 주입과 입구부 Bm의 폐쇄 및 시일을 동일 스테이션에서 실시하는 경우, 입구부 Bm의 시일 기구(제1 시일 유닛(23))에 스팀이 부착될 가능성이 증대되고, 시일 기구의 녹 등의 부식이 유발되기 쉬워진다. 한편, 주머니 B 내로의 스팀 주입과 입구부 Bm의 폐쇄 및 시일을 별도 스테이션에서 실시함으로써, 그와 같은 부식의 우려를 대폭으로 저감할 수 있다.
또한 상술한 제1 실시 형태와 같이, 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 이동하는 주머니 B를 추종하도록 지지부(25)를 이동시킴으로써, 주머니 B의 저부 Bb가 지지부(25)에 대하여 마찰되는 것을 방지하여, 주머니 B가 지지부(25)로부터 받는 대미지를 경감할 수 있다.
또한 상술한 제2 실시 형태와 같이, 지지부(25)를 구성하는 복수의 부재(제1 지지부(71) 및 제2 지지부(72))를 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7에 걸쳐서 연속적으로 마련함으로써, 지지부(25)의 구동 기구를 심플하게 구성 가능하다. 즉, 지지부(25)를 수평 방향으로 왕복 이동시키는 기구가 불필요하고, 제6 스테이션 S6에 있어서 지지부(25)(즉, 제1 지지부(71))를 승강시키는 기구를 마련함으로써, 주머니 B 내의 내용물(80)을 지지부(25)에 의해 적절하게 지지한 상태에서, 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7로 주머니 B를 반송할 수 있다.
[변형예]
포장 시스템(5), 스팀 치환 장치(10) 및 스팀 치환 방법은 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다.
반송 유닛(11)에 의한 주머니 B의 반송 궤도는 한정되지 않고, 상술한 원 궤도 이외의 곡선 궤도, 직선 궤도, 혹은 곡선 궤도 및 직선 궤도의 양쪽을 포함하는 궤도(예를 들어, 양단부가 반원 궤도에 의해 구성되는 엔드리스 궤도)여도 된다.
또한, 반송 유닛(11)은 주머니 B를 간헐적으로 정지시키지 않고, 계속적으로 주머니 B를 반송해도 된다. 반송 유닛(11)이 주머니 B를 각 스테이션에서 정지시키지 않고 계속적으로 반송하는 경우, 임의의 기구를 사용하여 주머니 B를 추종하도록 스팀 분출 노즐(22) 및 지지부(25)를 이동시킴으로써, 주머니 B 내의 스팀이 냉각되어 주머니 B의 용적이 축소되는 동안, 지지부(25)에 의해 주머니 B 내의 내용물(80)을 적절하게 지지하는 것이 가능하다.
또한 스팀 분출 노즐(22) 및 폐쇄 유닛(제1 시일 유닛(23))을 동일 스테이션에 설치하고, 주머니 B 내로의 스팀 주입 처리와 주머니 B의 입구부 Bm의 폐쇄 및 시일 처리(제1 시일 처리)를 동일 스테이션에서 행해도 된다.
또한, 지지부(25)가 스테이션 사이를 왕복 이동하지 않는 경우, 포장 시스템(5)으로부터 주머니 B가 방출되는 스테이션(도시한 포장 시스템(5)에서는 제9 스테이션 S9 또는 제10 스테이션 S10)까지 지지부(25)가 연장되어 있어도 된다. 이 경우, 주머니 B가 포장 시스템(5) 외로 방출될 때까지, 지지부(25)에 의해 주머니 B의 내용물(80)을 지지하는 것이 가능하다.
또한 제6 스테이션 S6으로부터 제7 스테이션 S7에 걸쳐서 지지부(25)가 마련되는 경우, 지지부(25)는 상술한 제2 실시 형태와 같이 복수의 부재에 의해 주머니 B 내의 내용물(80)을 지지해도 되고, 단일 부재에 의해 주머니 B 내의 내용물(80)을 지지해도 된다.
도 14는 지지부(25)의 일 변형예를 도시하는 도면이다. 도 14에 도시하는 지지부(25)는 단일 부재에 의해 구성되어 있고, 제1 높이 위치 H1(또는 제1 높이 위치 H1보다도 낮은 위치)로부터 제2 높이 위치 H2로 변화되는 경사부(25a)와, 경사부(25a)에 접속되어 제2 높이 위치 H2에서 수평 방향으로 연장되는 평탄부(25b)를 갖는다. 경사부(25a)는 제6 스테이션 S6보다도 상류측(즉, 제5 스테이션 S5측)에 있어서 마련되어 있다. 제5 스테이션 S5로부터 반송되는 주머니 B의 저부 Bb는 제6 스테이션 S6에 도달하기 전에 경사부(25a)에 적재되고, 경사부(25a)를 따라 서서히 들어올려진다. 그리고 제6 스테이션 S6에 있어서, 주머니 B 내의 내용물(80)은 저부 Bb를 통해 평탄부(25b)에 의해 들어올려져 지지된다.
이와 같이 지지부(25)는 단일 부재로 구성 가능하다. 이 경우, 주머니 B 내에 스팀 분출 노즐(22)이 삽입되기 전에, 주머니 B의 저부 Bb가 들어올려진다. 그 때문에, 지지부(25)(경사부(25a) 및 평탄부(25b))가 저부 Bb를 들어올림으로써 주머니 B의 입구부 Bm이 변형되기 쉬운 경우, 제6 스테이션 S6에 있어서 입구부 Bm이 의도하지 않은 형상으로 변형되고, 스팀 분출 노즐(22)을 주머니 B 내에 적절하게 삽입할 수 없을 가능성이 있다. 따라서, 단일 부재에 의해 구성되는 지지부(25)를 사용하는 경우, 지지부(25)가 저부 Bb를 들어올려도 입구부 Bm이 변형되기 어렵거나 또는 실질적으로 변형되지 않는 주머니 B를, 처리 대상으로 하는 것이 바람직하다.
또한 스테이션의 수와 동일한 수의 지지부(25)를 마련해도 된다. 이 경우, 각각의 주머니 보유 지지부(13)에 대하여 고유의 지지부(25)를 할당하고, 서로 관련된 주머니 보유 지지부(13) 및 지지부(25)를 함께 이동시켜도 된다. 이 경우, 지지부(25)를 왕복 이동시키지 않고, 주머니 보유 지지부(13)에 의해 보유 지지되어 있는 주머니 B를 추종하도록 지지부(25)를 이동시킬 수 있다. 또한, 그와 같은 복수의 지지부(25)는, 임의의 이동 기구에 의해 이동될 수 있다.
또한 상술한 실시 형태에서는, 제1 시일 유닛(23)이 주머니 B의 입구부 Bm을 폐쇄하고 있지만, 제1 시일 유닛(23) 이외의 부재(예를 들어, 시일 처리를 행하지 않는 부재)에 의해 입구부 Bm이 폐쇄되어도 된다.

Claims (11)

  1. 내측에 내용물을 수용하는 주머니의 입구부를 통해 상기 주머니의 내측에 스팀 분출 노즐을 삽입하고, 상기 스팀 분출 노즐로부터 상기 주머니의 내측으로 스팀을 분출하는 공정과,
    매단 상태로 보유 지지되어 있는 상기 주머니의 저부를 지지부에 접촉시키면서 제1 높이 위치로부터 상승시키고, 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 지지부가 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지하는 공정과,
    상기 주머니의 내측으로 상기 스팀이 분출된 후에, 상기 스팀 분출 노즐을 상기 주머니의 내측으로부터 후퇴시키는 공정과,
    상기 주머니의 내측으로부터 상기 스팀 분출 노즐이 후퇴된 후에 상기 입구부를 폐쇄하도록, 상기 주머니를 긴장시키는 공정과,
    상기 스팀의 적어도 일부가 상기 주머니의 내측에 존재하고 또한 상기 입구부를 폐쇄하도록 상기 주머니가 긴장된 상태에서, 상기 입구부를 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄하는 공정을 포함하고, 상기 지지부는, 상기 주머니의 내측에 상기 스팀이 분출된 후부터 상기 입구부가 상기 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄될 때까지 동안의 적어도 일부에 있어서, 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지하는, 스팀 치환 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지부는, 일단 상기 주머니의 상기 저부를 상기 제1 높이 위치로부터 상승시켜 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지한 후에는, 상기 입구부가 상기 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄될 때까지 계속적으로, 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지하는, 스팀 치환 방법.
  3. 내측에 내용물을 수용하는 주머니를 매단 상태로 보유 지지하면서, 상기 주머니에 가하는 장력을 조정하는 주머니 보유 지지부와,
    분출구를 갖는 스팀 분출 노즐과,
    상기 스팀 분출 노즐을 승강시키는 노즐 승강부와,
    지지부와,
    상기 주머니의 입구부를 폐쇄하는 폐쇄 유닛을 구비하고,
    상기 노즐 승강부는, 상기 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 상기 주머니의 상기 입구부를 통해 상기 주머니의 내측에 상기 스팀 분출 노즐을 삽입하여 상기 분출구를 상기 주머니의 내측에 배치하도록, 상기 스팀 분출 노즐을 하강시키고,
    상기 스팀 분출 노즐은, 상기 분출구가 상기 주머니의 내측에 배치되어 있는 상태에서, 상기 분출구로부터 스팀을 분출시키고,
    상기 노즐 승강부는, 상기 스팀의 적어도 일부가 상기 주머니의 내측에 존재하고 있는 상태에서, 상기 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 상기 주머니의 외측에 상기 분출구가 배치되도록, 상기 스팀 분출 노즐을 상승시키고,
    상기 주머니 보유 지지부는, 상기 스팀의 적어도 일부가 상기 주머니의 내측에 존재하고 있는 상태에서, 상기 입구부가 긴장 상태로 폐쇄되도록 상기 주머니에 장력을 가하고,
    상기 폐쇄 유닛은, 상기 입구부를 시일하는 시일 유닛이고, 상기 스팀의 적어도 일부가 상기 주머니의 내측에 존재하고 또한 상기 주머니 보유 지지부에 의해 상기 입구부가 폐쇄되는 긴장 상태에 놓여 있는 상태에서, 상기 입구부를 폐쇄하고,
    상기 지지부는, 상기 주머니의 내측에 상기 분출구로부터 상기 스팀이 분출된 후부터 상기 입구부가 상기 폐쇄 유닛에 의해 폐쇄될 때까지 동안의 적어도 일부에 있어서, 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 지지부가 상기 주머니의 저부를 통해 상기 내용물을 지지하도록 배치되는, 스팀 치환 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 지지부를 승강시키는 지지 승강부를 구비하고,
    상기 지지 승강부는, 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 지지부가 상기 주머니의 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지하도록, 상기 지지부를 상승시키는, 스팀 치환 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 주머니 보유 지지부를 이동시키는 반송 유닛을 구비하고,
    상기 스팀 분출 노즐은 스팀 주입 스테이션에 마련되고,
    상기 폐쇄 유닛은 상기 스팀 주입 스테이션과는 다른 시일 처리 스테이션에 마련되고,
    상기 반송 유닛은, 상기 주머니가 상기 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 상태에서, 상기 주머니 보유 지지부를 상기 스팀 주입 스테이션으로부터 상기 시일 처리 스테이션으로 이동시키는, 스팀 치환 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 주머니 보유 지지부를 이동시키는 반송 유닛을 구비하고,
    상기 스팀 분출 노즐은 스팀 주입 스테이션에 마련되고,
    상기 폐쇄 유닛은 상기 스팀 주입 스테이션과는 다른 시일 처리 스테이션에 마련되고,
    상기 반송 유닛은, 상기 주머니가 상기 주머니 보유 지지부에 의해 보유 지지되어 있는 상태에서, 상기 주머니 보유 지지부를 상기 스팀 주입 스테이션으로부터 상기 시일 처리 스테이션으로 이동시키는, 스팀 치환 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 스팀 주입 스테이션과 상기 시일 처리 스테이션 사이에서 상기 지지부를 왕복 이동시키는 왕복 이동 기구를 구비하고,
    상기 왕복 이동 기구는, 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 지지부가 상기 주머니의 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지하고 있는 상태에서, 상기 주머니가 상기 주머니 보유 지지부와 함께 상기 스팀 주입 스테이션으로부터 상기 시일 처리 스테이션으로 반송되도록, 상기 지지부를 상기 스팀 주입 스테이션으로부터 상기 시일 처리 스테이션으로 이동시키는, 스팀 치환 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 스팀 주입 스테이션과 상기 시일 처리 스테이션 사이에서 상기 지지부를 왕복 이동시키는 왕복 이동 기구를 구비하고,
    상기 왕복 이동 기구는, 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 지지부가 상기 주머니의 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지하고 있는 상태에서, 상기 주머니가 상기 주머니 보유 지지부와 함께 상기 스팀 주입 스테이션으로부터 상기 시일 처리 스테이션으로 반송되도록, 상기 지지부를 상기 스팀 주입 스테이션으로부터 상기 시일 처리 스테이션으로 이동시키는, 스팀 치환 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 지지부는, 상기 스팀 주입 스테이션에 마련되는 제1 지지부와, 상기 시일 처리 스테이션으로부터 상기 스팀 주입 스테이션을 향해 연장되는 제2 지지부를 포함하고,
    상기 스팀 치환 장치는, 상기 제1 지지부를 승강시키는 지지 승강부를 구비하고,
    상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는, 상기 주머니가 상기 주머니 보유 지지부와 함께 상기 스팀 주입 스테이션으로부터 상기 시일 처리 스테이션으로 반송되는 동안의 적어도 일부에 있어서, 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 주머니의 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지하는, 스팀 치환 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 지지부는, 상기 스팀 주입 스테이션에 마련되는 제1 지지부와, 상기 시일 처리 스테이션으로부터 상기 스팀 주입 스테이션을 향해 연장되는 제2 지지부를 포함하고,
    상기 스팀 치환 장치는, 상기 제1 지지부를 승강시키는 지지 승강부를 구비하고,
    상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는, 상기 주머니가 상기 주머니 보유 지지부와 함께 상기 스팀 주입 스테이션으로부터 상기 시일 처리 스테이션으로 반송되는 동안의 적어도 일부에 있어서, 상기 제1 높이 위치보다도 높은 위치에 있어서 상기 주머니의 상기 저부를 통해 상기 내용물을 지지하는, 스팀 치환 장치.
  11. 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주머니 보유 지지부를 원 궤도를 따라 간헐적으로 이동시키는 반송 유닛을 구비하는, 스팀 치환 장치.
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