KR900000806B1 - 여러가지 용기의 처리방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

여러가지 용기의 처리 방법 및 장치

제1도는 본 실시예에 적용되는 유연성 용기 호울더의 사시도.

제2도는 직경이 작고 낮은 용기의 지지상태를 도시한 제1도에 있어서의 Ⅰ-Ⅰ 단면도.

제3도는 직경이 크고 높은 용기의 지지상태를 도시한 제2도에 상당하는 단면도 .

제4도는 본 유연성 용기 호울더를 수납해서 필요한 개수를 단위로 해서 반송하기 위한 캐리어의 평면도.

제5도는 제4도에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ 단면도.

제6도는 제4도에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ 단면도.

제7도는 제6도에 있어서 소형 용기를 지지한 상태를 도시한 평면도.

제8도는 제6도에 상당하는 단면도.

제9도는 제8도에 있어서 대형 용기를 지지한 상태를 도시한 단면도.

제10도는 본 유연성 용기 호울더를 사용한 병을 가득 채운 시스템의 개략 공정 흐름도.

제11도는 동 시스템의 평면도.

제12도는 각이 있는 병에 적응한 유연성 용기 호울더의 사시도.

제13도는 지지부재의 일례를 도시한 단면도.

제14도는 지지부재의 다른 예를 도시한 평면도.

제15도는 제14도에 있어서의 Ⅴ-Ⅴ단면도.

제16도는 지지부재의 또 다른 예를 도시한 단면도.

제17도는 보강부재를 중간에 개재시킨 지지부재의 단면도.

제18도는 유연성 용기 호울더와 캐리어의 다른 실시예를 도시한 평면도.

제19도는 제18도에 있어서의 Ⅵ-Ⅵ 단면도.

제20도는 유연성 용기 호울더와 캐리어의 다른 실시예를 도시한 평면도.

제21도는 제20도에 있어서의 Ⅶ-Ⅶ 단면도.

제22도는 캐리어에 용기를 수납 지지한 상태를 도시한 단면.

제23도는 캐리어에 용기를 수납 지지한 상태를 도시한 사시도.

제24a∼e도는 용기의 회전상태를 도시한 측면도.

제25도는 병 또는 캔 등의 용기를 가온 또는 냉각하는 그 일례를 도시한 개략 단면도.

제26도는 캐리어 2개를 결합해서 회전시킬 경우를 도시한 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 지지부재 2 : 어댑터

3 : 지지틀 5 : 호울더

6, 27 : 캐리어 T₁~ T₄: 가열조(加熱槽)

T₅: 호울드조 T₆, T₇: 냉각조

a, b : 용기 B₁~ B₁₃: 스테이지

본 발명은 충전기, 병세척기, 헹굼기, 케이스펙커, 언케이서, 캡퍼, 파스퇴라이저 등의 각 처리장치와 컨베이어 등의 반송장치로 구성되는 용기처리 플랜트에 적용하는 여러가지 용기의 처리방법과 그 장치에 관한 것이다.

종래의 용기처리 플랜트는 필러를 중심으로 해서 헹굼기, 캡퍼, 케이스펙커, 언케이서, 캡퍼등의 각 플랜트 구성기기가 작업순으로 컨베이어로 접속되어서 전체가 구성되어 있다.

그리고 처리되는 용기는, 벌크디퍼레이타이저에서 꺼내서, 세정, 충전 등을 경유해서 케이스팩커에 수납될 때까지는 단체로서 취급된다,

또한, 이들 용기는 상기 각 구성기기의 특성조건에 맞추어서 취급(반송, 분할, 위치결정, 지지, 파지)에 의해서 집합, 분할이 반복됨과 동시에, 각 기기의 입구에서는 용기를 상기한 특성, 조건에 맞추어서 소정피치로 배열하거나 정열을 행하고 있다.

플랜트를 구성하는 각 기기 사이의 컨베이어는, 라인 전체를 원활하고 또한 효율좋게 가동시키기 위하여 라인제어한다.

기기의 형틀대체를 행할 때는, 용기의 형상, 크기 등에 따라서 다음과 같은 작업을 행할 필요가 있었다. (1) 컨베이어 가이드의 폭 및 높이 조정, (2) 각 기기의 가이드폭 및 그 높이 조정, (3) 각 기기의 용기 취급부품의 교환 및 조정, (4) 기타, 속도, 능력 등의 설정, 이들 작업은 생산을 정지하였을 때에 행하는 것이다.

그러나, 종래의 상술한 용기처리 플랜트에서는, 플랜트를 구성하는 각 기기 사이가 컨베이어로 접속되고, 용기는 단체로서 취급되기 때문에 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있었다.

(1) 용기는 각 플랜트의 기기의 특성, 조건에 맞추어서, 접합, 분할이 반복되고, 그때마다 용기끼리 또는 가이드 등에 의해서 충돌이나 접촉을 받으면서 취급되어서, 병 등의 용기의 스커핑, 파병, 흠집 등이 발생한다.

(2) (1)항의 충돌, 접촉에 의해 소음이 발생하여 작업환경을 악화시키고 있다.

(3) 각 용기의 입구에서, 용기를 소정거리로 분할하거나, 정열할 필요가 있게 되며, 그에 따른 사고가 많이 발생하며, 그 때문에 라인 전체의 가동율을 떨어지게 하여, 생산성을 저하시키고 있다.

(4) 용기의 형틀대체를 행할 때는 용기의 형상, 치수에 따라서 접속 컨베이어의 가이드폭, 높이 등의 조정을 비롯해서, 각 기기의 가이드 및 용기 취급부품을 각각 교환 또는 조정할 필요가 있으며, 많은 준비작업 공수가 소요되며, 또 여러 종류의 부품보관, 운반 등 많은 공간이나 일손을 필요로 하고 있었다. 형틀대체 부품으로서는, 예를 들면 용기분할 스크류, 스타아기어(star wheel), 용기 가이드, 밸브 부착물 등의 부품이 있으며, 겸용되는 용기가 여러 종류일수록 그 수가 많아지게 되어 문제가 되었다.

(5) 용기는 일렬로 반송되거나, 복수열로 반송되거나 해서, 그 사이의 접합, 분할 공정에서 용기가 쌓이거나 쓰러지거나 해서 라인 전체의 가동율을 떨어뜨리는 동시에 사고를 제거하기 위한 일손을 필요로 하고 있었다. 또 접합, 분할을 원활하게 행하고, 라인구성의 기기가 효율좋게 운전 가능하도록 복잡한 라인제어를 필요로 하고 있었다.

(6) 한가지 기능의 기기를 컨베이어로 접속해서 라인을 구성하기 때문에 플랜트의 설치공간이 넓어지게 되어, 에너지절약, 공간축소의 면에서 개선이 요구되어 있었다.

(7) 용기의 형틀대체를 행하려면, 생산라인을 정지시켜서 작업을 실시할 필요가 있으며 설비 가동율의 저하를 초래하고, 또한 다양화하는 소비자 요구에 대해서 신속하게 생산을 행하는 것을 저해하고 있었다.

또,특히 제품의 살균공정인 파스퇴라이저에서는,종래 용기의 외부로부터 온수 또는 냉각수의 샤워를 뿌려서 내용물의 자연대류에 의해 가열, 냉각을 행하기 때문에, 살균에 요하는 공정시간이 길어지며, 그 때문에 전체의 생산시간이 많이 걸려, 에너지절약, 노동시간의 면에서 개선의 필요가 있었다.

또한, 파스퇴라이저의 소요설치 스페이스도, 라인기기중에서는 최대이며, 애너지 절약의 면에서 불편한 것이었다.

또, 일반적으로 병 또는 캔 등을 고정해 놓고, 내부의제품액을 교반하지 않고 자연대류에 의해 가온 또는 냉각할 경우, 처리전에 국부적인 상당한 온도점이 있어서, 특히 내부의 제품액(내용물) 전체를 멸균할려고 할 때는, 전체를 모두 가열할 필요가 있기 때문에, 국부적으로 저온의 부분(국부냉각이라 칭함)을 소정온도로 가열하려고 하면, 그 외의 부분에는 열이 너무 가해지게 되어 제품의 품질(예를 들면 맛, 색, 냄새, 향기등)을 배려하면 바람직하지 못하였다.

그리고, 병, 캔을 채우는 플랜트에 있어서의 여러가지 용기의 취급에 있어서, 넓은 의미의 취급(반송, 분할, 위치결정, 지지, 파지)방법은, 용기의 크기, 형태에 맞춘 전용의 용구를 교환, 조정하는 것등에 의해서 적절히 사용하는 것이 일상적이었다. 따라서, 용기의 다양화에 의한 동일한 플랜트에서의 겸용화 요구의 증대에 따라서 플랜트의 각 설비를 구성하는 기기(헹굼기, 필러, 캡퍼, 케이서, 컨베이어 등)에 각각 전용의 여러가지 부품을 준비함과 동시에, 장시간에 걸쳐서 작업절차의 변경이 필요하게 되어 있었다.

이상 설명한 바와 같이 종래의 이러한 종류의 용기처리에 있어서는, 용기가 단체로서 취급되기 때문에, 용기의 손상, 소음의 발생, 가동율의 저하, 용기의 형틀대체 작업의 번잡, 준비작업 공수의 증대, 여러가지 부품의 필요성, 복잡한 라인제어의 필요성, 소비자의 요구시기에 입각한 생산의 곤란성 등의 많은 문제점을 가지고 있었다.

특히, 살균공정에서는, 살균처리에 많은 시간을 필요로 하고, 또한 장치의 설치공간도 넓어져서 에너지 절약, 공간축소 필요성이 높은 것이었다.

본 발명은, 이들 문제점을 동시에 해결하기 위해서 이루어진 것으로서 용기를 단체로 처리하지 않고, 각 처리공정에 공통해서 사용가능한 캐리어를 단체로 처리를 행할 수 있는 처리방법과 그를 위한 장치를 제공하려고 하는 것이다.

또한, 종래의 병 또는 캔 등의 제품용기를 가온, 냉각하는 방식으로서는, 제품용기를 고정한 상태에서 외부로부터 온수 또는 냉수를 뿌려서, 내부 내용물의 자연대류에 의해 가열, 냉각을 행하고 있기 때문에, 그 처리시간이 오래 걸리며, 이에 따라서, 내용물내에 국부적인 온도점도 발생하기 쉬워 제품의 품질로서도 문제가 남아있는 것이었다.

따라서, 본 발명은 이들 문제를 해결하고, 처리시간을 짧게 함과 동시에, 제품액이 균등하게 처리되도록 상기 제품용기의 가온, 냉각 방법 및 그를 위한 장치를 제공할려고 하는 것이다.

이 때문에, 본 발명은 다음의 4항을 구성요건으로 해서, 이것을 상기 문제점의 해결수단으로 할려고 하는 것이다.

1. 각종 용기에 대응한 상기 용기의 지지와 센터링을 행하는 용기 호울더를 복수개 장착한 캐리어를 사용해서, 다음의 조작을 실시하는 것을 특징으로 하는 여러가지 용기의 처리방법.

(1) 세정공정, 충전공정, 밀봉공정 등의 각 처리공정에 있어서, 상기 캐리어에 용기를 수납한 상태에서 각 처리를 행하는 것.

(2) 상기 각 처리공정 사이의 용기의 반송을 상기 캐리어에 용기를 수납한 상태로 반송하는 것.

2. 각종 용기에 대응한 상기 용기의 지지와 센터링을 행하는 용기 호울더를 복수개 장착한 캐리어와, 용기를 상기 캐리어에 수납한 상태에서 처리하는 세정, 충전, 밀봉 등의 각 처리장치와, 상기 각 장치 사이를 상기 캐리어에 의해 접속하는 반송장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 여러가지 용기의 처리장치.

3. 캐리어에 단수 또는 복수개의 병 또는 캔 등의 제품용기를 수납 지지한 상태로 상기 캐리어를 회전시켜서 상기 제품용기에 정립(正立), 전도(轉到)를 반복하고 이 반복상태에 있을 때 상기 제품용기를 가온 또는 냉각하는 것을, 또 그 방법을 실시하기 위한 장치로서, 냉, 온병기 또는 냉, 온캔기와, 인보틀파스퇴라이저 또는 인캔파스퇴라이저를 겸용하는 장치에 있어서, 가열수단 또는 냉각수단을 가진 복수개의 캐리어 반송통로와, 2중에서 소망하는 캐리어 통로를 선택할 수 있는 통로선택수단과, 상기 캐리어 반송통로중 적어도 1개의 반송통로에는 캐리어를 회전하기 위한 회전수단을 착설한 장치.

4. 가요성 재료로 형성되고, 자유롭게 변형되며, 용기의 지지와 센터링 기능을 함께 가진 용기 지지부재와, 상기 용기 지지부재를 지지하는 지지들과,필요에 따라서 용기의 형태, 중량, 직경 등으로부터 필요로 하는 지지력에 맞추어서 교환 또는 겸용되는 용기 지지부재와 쌍을 이루는 어댑터플레이트로 구성한 유연성 용기 호울더.

따라서, 병 또는 캔 등의 용기를 캐리어의 속에 수납한 상태로, 병 또는 캔 등의 용기를 정립(正立), 전도(轉到)를 반복하도록 회전시킴으로서 용기내의 제품액이 잘 교반되고 더욱 균일한 온도로 됨과 동시에, 가온 또는 냉각시의 전체적인 열전달도 약 2배가 된다.

냉, 온병기 또는 냉, 온캔기를 겸용하는 인보틀파스퇴라이저 또는 인캔파스퇴라이저에서 냉, 온병기 또는 냉, 온캔기로서 사용할 때는, 캐리어의 처리부(통로)를 단축 또는 선택에 의해 단시간의처리가 가능해진다.

또한, 용기 지지부재를 가요성재료로 이루어진 동심원상으로 자유롭게 변형 가능한 구조로 되어있기 때문에, 특수한 형상(각, 삼각,장방형)의 용기에도 용이하게 친숙하며, 그 친숙력이, 즉 용기의 센터링기능과 지지력에 관계가 있다.

또, 이 지지력과, 센터링 기능은 재료가 가진 마찰계수와 탄성복원력에 의해서 얻을 수 있고, 용기의 자체 무게에 의한 낙하는, 상기 가요성 지지부재의 반대로 휘는 변형력에 의해서 방지된다.

이하 본 발명의 실시예를 도면에 의해서 설명한다.

제1도, 제2도 및 제3도는 본 발명에 사용하는 호울더를 도시하고, (1)은 용기(a)를 지지하기 위한, 가요성을 가진 마찰계수가 큰 재료 예를 들면 합성수지, 고무, 복합재료 등으로 만들어진 유연한 지지부재이고, 중앙에 절결구멍(1b)을 가지고, 방사상으로 중심을 향해서 복수개로 분할된 설편(1a)을 가진다. (2)는 용기(a)의 재질, 크기, 형상 등의 각 특성에 맞추어서, 용기(a)의 지지력을 설정하는 겸용 또는 교환 가능한 어댑터이고, 중앙을 원형으로 잘라낸 사각형판으로 이루어지며, (3)은 외형이 상기 어댑터와 대체로 일치하는 지지틀이고, 상기 지지부재(1)를 어댑터(2)와의 사이에 끼운 볼트(4)등에 의해 일체로 맞붙인다.

호울더(5)는 이들의 지지부재(1), 어댑터(2), 지지틀(3)을 일체로 맞붙인 것으로 구성된다.

또한, 상기 지지부재(1)는 적용하는 용기(9)의 크기, 형상, 중량, 강도, 재질 등에 의해 그 재료, 판두께, 분할수, 형상을 임의로 선택할 수 있는 것이다. 중심부의 절결구멍(1b)은 용기(a)의 외경(d)보다도 작게 형성되어 있는 것은 물론이다.

다음에, 용기(a)와 호울더(5)의 관계에 대해서 설명한다. 용기(a)는 제1도에 있어서, 호울더(5)의 아래쪽으로부터 지지부재(1)의 절결구멍(1b)에 삽입해서 제2도의 상태로 지지된다.

이때, 용기(a)의 지지력은 용기(a)의 외경(d)과, 가요성 협지재인 지지부재(1)의 휨량 및 직선부길이(x)에 의해서 임의로 설정할 수가 있다. 따라서 본 실시예에서는, 지지부재(1)와 쌍을 이루는 어댑터(2)에 의해서, 그 지지력을 설정하도록 구성되어 있다.

지금, 직경이(d)인 용기를 취급하려고 할 경우, 지지틀(3)과 어댑터(2)의 내경(D₁)(D₂)은 다음과 같이 해서 결정된다.

D₁＞용기외경(d)+(지지부재의 판두께+틈(α))×2

D₂

용기외경(d)+(지지부재의 판두께+지지부재의 직선부길이(x))×2

여기서, α

x이다.

즉, 필요에 따라서 지지부재(1)의 강성을 동심적으로 설정할 수 있도록 어댑터(2)의 내경 및 형상을 미리 결정하면 좋다.

또, 예를 들면, 제2도에 있어서의 용기(a)의 외경(d)보다도 큰 외경(d₁)을 가진 용기(b)를 취급할 경우에는 제3도에 도시한 바와 같이 어댑터(2)를 대신해서 내경(D₂`)의 어댑터(2a)를 채용함으로서 지지부재(1)의 휨량을 크게 함과 동시에, 직선부의 길이를 작게 함으로서, 용기(b)에 대한 지지부재(1)의 지지력을 증대시킨다. 또한, 캐리어(6)의 최상단의 오목홈(11)에 호울더(1)를 추가 장착하는 것에 의해서도 직경이 큰 용기 및 무거운 용기에 대응할 수 있는 것이다. 용기(a)가 각이진 병과 같은 경우에는, 제12도에 도시된 바와 같이, 어댑터(19)를 채용해서 대응하는 일이 가능하다.

상기에서 설명한 바와 같이 결국 유연한 지지부재의 형상은, 필요로 하는 용기에 맞추어서 임의의 것으로 만들 수 있는 것이며, 긴요한 것은 용기에 대해서 자유롭게 변형(굴곡)해서 자체에 의한 용기의 지지 및 센터링 기능을 가지는 것이며, 용기의 지지력은 지지부재의 변형에 의해서 얻을 수 있는 것이고, 이것은 설편(1a)의 선단부에 어댑터(2)의 원둘레 가장자리 사이와의 길이(L)(제1도)에 의해서 구조적으로 증감하고, 용기와의 접촉길이도 용기의 외경에 따라서 자동적으로 증감한다고 하는 물리적인 법칙을 응용하고 있는 것에 있다.

즉, 이하와 같이 지지부재의 형상을 변경함으로서 대응한다.

① 판두께를 변경한다.

② 설편(1a)의 분할수를 변경한다.

③ 판두께를 테이퍼형상으로 한다.(제13도)

④ 단면형상을 오목하게 들어간 형상으로 해서, 더욱 굴곡력을 강하게 한다(제14도)(제15도).

⑤ 반경방향의 판두께를 순차적으로 변경해서, 강도를 단계적으로 변화시킨다(제16도).

⑥ 지지부재(20)를 보강부재(21)와 피복부재(22)의 샌드위치 구조로 한다(제17도).

또한, 상기①~⑥의 여러가지를 조합시킴으로서 여러 종류의 지지부재를 제공할 수 있다.

또한, 이들 용기 호울더를 대신해서 제18도~제21도에 도시한 것도 채용할 수 있다.

제18도 및 제19도에 있어서, (23)은 튜우브이며, 이 튜우브(23)의 한쪽의 캐리어(24)의 길이방향 내벽면에 고정되고, 다른쪽에는 호울더(25)가 착탈가능하게 고정되어 있으며, 고무 등의 탄성부재로 형성된다. 상기 호울더(25)는 용기를 손상하지 않는 재질(예를 들면 테프론 등의 합성수지들)로 형성됨과 동시에, 용기와 접촉하는 쪽은 용기를 지지하는데 가장 적당한 형상, 예를 들면 원호형상으로 형성되어 있다. 그리고, 용기의 형상, 크기 등에 따라서, 상기 호울더(25)를 대응하는 것과 교환한다.

또한, 상기 튜우브(23)내에는 공기를 넣고 봉해도 된다.

제20도 및 제21도에 도시된 것은 캐리어(27)의 오목홈(28) 내에 착탈 가능하게 수납하고, 안쪽에 복수개의 클릭(29)(본 실시예에서는 8개)을 브래킷(30)을 개재해서 회동자재케 지지하는 지지판(26)이 사용되는 것이다. 여기서, 상기 클릭(29)은 용기를 손상시키지 않는 재질(예를 들면 테프론 등의 합성수지)로 형성하고, 아래쪽 외주에 인장코일스프링(31)이 장착되어 있다. 또, 그 위쪽에는 돌기(32)가 형성되어서, 캐리어(27)의 안쪽과 당접해서, 클릭(29)의 회동을 제한하고 있다. 당해 실시예에서는, 용기의 형상, 크기 등에 따라서, 지지판(26), 클릭(29), 인장코일 스프링(31)등을 적절히 교환한다.

다음에 제4도 내지 제9도에 의해서, 본 발명에서 사용되는 캐리어에대해서 설명한다.

(6)은 캐리어를 나타내고, 소망의 길이를 가진다(도시한 예에서는 6개의 호울더(5)가 장착되어 있음). 측판(7)(8) 사이에 플레이트(9)(10)가 용접 등으로 연결되어 일체적인 구조가 되어 있다. 상기 측판(7)(8)에는 오목홈(11)이 길이 방향으로 복수단(도시한 예에서는 3단) 형성되고, 호울더(5)가 상기 오목홈(11)내에서 수평방향으로 착탈가능하게 되어 있다. 오목홈(11)과 같은 단에는 복수개의 호울더(5)가 장착 가능하게 되어있으며, 호울더(5)의 단수는 적용할 용기의 종류에 따라서 임의로 결정된다.

또한, 각 종류의 용기에 대해서 호울더(5)를 교환함으로서 대응하나, 이때, 캐리어(6)의 칫수(제4도, 제5도의 l,w,h)는 편경할 필요가 없다.

그러면, 이상 설명한 바와 같은 호울더(5) 및 캐리어(6)를 사용해서 용기(a)를 처리할 경우에 대해서, 각 공정을 제10도 및 제11도를 참고로 하면서 설명한다.

먼저, 동도면에 있어서, (A)는 용기 로우딩 공정을 나타내고, 상기 공정은 캐리어(6)에 용기(a)를 수납하는 공정이고, 도시하지 않은 공지의 병의 클립메카니즘 또는 로봇팔 등을 사용해서 소정갯수(본 실시예에서는 6개)의 용기(a)를, 캐리어(6)에 장착된 호울더(5)의 소정위치에 장전한다.

캐리어(6)에 장착된 호울더(5)에 용기가 장전되면, 그대로의 상태로 다음의 세정공정(B)으로 옮긴다.

세정공정(B)에서는, 도시하지 않은 반전기구에 의해, 캐리어(6)를 반전시키고, 용기는 꺼꾸로선 상태 그대로로 세정액, 물 또는 온수 등을, 세정 노즐(12)에서 분사하여 용기의 내부 세정, 외부 세정을 한다. 이 세정공정(B)이 종료된 용기(a)를 수납한 캐리어(6)는 다시 반전되어 용기(a)의 아가리를 위로해서 다음의 충전공정(C)으로 이송된다.

이 충전공정(C)은, 캐리어(6)에 수납된 용기(a)에 내용액을 충전하는 공정이고, 충전노즐(13)(14)을 포함한 도시하지 않은 충전기구를 가지고 있다. 본 실시예에서는 시럽과 탄산가스를 함유하는 물 또는 물을 순차 공정을 거쳐서 충전하는 예를 도시하고 있으나 시럽과 탄산가스를 함유하는 물 또는 물을 동시에 또는 미리 혼합하여 공정을 하나로 해서 동시충전도 가능하다. (D)는 캠핑공정이고, 이 공정에서는 캡(15)을 용기의 아가리에 장착해서, 캡핑헤드(16)에 의해 커버링을 행하는 것이다. 도시한 예는, 스크류캡, 가장자리에 파형이 있는 캡일 경우를 도시하고 있으나 일반적인 뚜껑이라도 마찬가지로 취급할 수 있다.

캡핑을 종류하면 캐리어(6)는 살균공정(E)으로 이행된다. 살균공정(E)에서는, 밀봉된 내용액을 용기와 함께 살균하는 공정이고, 종래예와 대비하면 패스퇴라이저, 온병기, 냉병기에 상당하는 공정이다. 본 공정에서는 열전도율을 향상시키기 위하여, 캐리어(6) 전체를 요동 또는 회전 시키는 도시하지 않은 기구를 가지고 있다. 본 공정은, 살균에 한하지 않고, 온병, 냉병, 온캔(溫出) 및 냉캔(冷出)에도 당연히 이용할 수 있는 것이다.

다음의 언로우딩, 게이스에 담는 공정(F)에서는 캐리어(6)에 수납된 용기(a)는 캐리어(6)에서 꺼내고, 동시에 소정개수(본 실시예에서는 12개)를 게이스(17)에 담는 공정이다. 이 공정에서, 용기(a)는 캐리어(6)로부터 분리되고, 캐리어(6)는 다음공정, 즉 파병제거, 캐리어 세정공정(G)으로 이송된다.

파병제거, 캐리어 세정 공정(G)에서는 만일 앞서의 공정에서 파병등이 발생하였을 경우에, 캐리어(6)내의 이물을 제거하기 위하여, 캐리어(6) 전체를 세정노즐(18)로부터의 고압분사물 등으로 세정한다.

캐리어(6)의 세정이 끝나면, 캐리어(6)는 최초의 공정, 즉 로우딩 공정으로 이송되나, 용기의 형태, 칫수가 다른 형틀대체가 필요할 경우에는, 형틀대체, 작업절차의 변경 공정(H)에서 별도로 준비된 모든 캐리어 또는 모든 호울더(6)를 교환하는 것이다.

이상, 설명한 각 공정(A)~(H)까지의 캐리어(6)의 반송은 페루우프형상으로 되어 있으며, 반복사용된다.

제품, 품종에 의해서, 살균공정(F)을 필요로 하지 않는 공정도 있으며, 그 경우에는 (F)를 바이패스하는 것도 가능하다.

또한, 용기종류의 변경순서에 대응해서 각종 호울더를 장착한 캐리어를 미리 준비해 놓고, 작업절차를 자동화할 수도 있다. 또, 제10도의 병의 로우딩 공정의 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 용기를 호울더의 위쪽으로부터 삽입하도록 해도 된다. 이 경우의 지지틀과 어댑터의 상하 위치관계는 제2도와 반대가 된다. 또한, 호울더의 아래쪽으로부터 로우딩하고, 언로우딩은 위쪽으로 빼내어도 된다. 또, 이의 반대도 된다.

다음에 본 발명의 다른 실시예에 대하여 제22도 내지 제26도를 참조하면서 상세히 설명한다.

용기(a)는 처리에 앞서서, 제22도에 도시한 바와 같이 상부 호울더(5a)와 상부호울더(5b)에 의해서 확실하게 지지 및 센터링된다.

제23도는 상기 캐리어(6)의 사시도이고, 복수개(본 실시예에서는 6개)의 용기(a)가 상하부 호울더(5a)(5b)를 개재해서 캐리어(6)에 지지되어 있다. 도면에서, 화살표(A)는 캐리어(6)의 반송방향을 나타내고, 화살표(B)는 반송하면서 회전시키는 것을 의미한다. 회전방향은 도시한 바와 같이 정, 역방향의 어느 것이어도 된다.

제24도는 병 및 캔 등의 용기(a)를 회전시키는 모양을 나타내고, 정립의 상태a도에서 순차적으로 b도-c도-d도-e도로 회전시켜서 전도(轉到)상태가 되게 한다. 전도의 상태 e로부터 정립의 상태(a)로 복귀하기 위해서는 상술한 반대의 순서를 취하거나, 혹은 전도의 상태(e)로 부터 다시 동일한 방향으로 회전을 계속시키는 방법이 있다. 그리고, 상술한 바와 같은 호울더(5) 및 캐리어(6)를 사용해서 용기(a)를 가온 또는 냉각처리 할 경우에 대해서 제25도 및 제26도를 참조하면서 설명한다.

제25도는 용기(a)를 가온 또는 냉각하는 장치를 도시한다. 이 장치는 1개의 하우징내에 수용되고, 각 처리조(各理槽)(T₁) ~(T₇)는 그 처리목적마다 다단(여러단)으로 배설되고, 각 처리조 사이를 소망하는 단부로 연속적으로 이행하기 위한 캐리어(6)의 반송로가 각 처리방향단부에서, 또한 상하방향으로 통하도록 해서 형성되어 있다.

도면에서 B₁~ B₁₃으로 표시한 부분은 캐리어(6)의 이송시에 있어서의 각 스테이지를 표시하고 있으며, 캐리어(6)는 스테이지 B₁에 들어가서 스테이지 B₁₃로 나온다. 또, 도면에서 2점쇄선으로 나타낸 원은 도시하지 않은 회전장치에 의해 캐리어(6)가 회전하는 것을 나타내고 있다.

B₁은 충전이 끝난 용기(a)를 지지한 상태로 공급된 캐리어(6)의 스테이지이고, 적당한 수단에 의해 화살표로 도시한 바와 같이 순차적으로 반송된다. 캐리어(6)는 장치내에서 도시하지 않은 반송수단에 의해 제23도의 화살표(A)로 표시한 방향으로 반송된다. 지금 예를 들면, 상온의 제품액이 들어있는 용기(a)를 가열 살균한 후, 냉각처리할 경우는 다음과 같이 된다.

(T₁)~(T₄)는 가열조이며, 이 각 가열조(T₁)~(T₄)에서는 소정온도의 가열매체를펌프 등으로 흡인해서 각각의 조(T₁)~(T₄)를 통과중인 캐리어(6)에 스프레이 또는 산포할 수 있도록 되어있다. 이 가열공정에서는 최하단의 스테이지 사이의 용기(a) 및 다음단의 스테이지 B₅∼B₆사이의 용기(a)는 가열시에 있어서의 전체적인 열전달을 향상시키는 것과, 내부 제품액을 균일하게 가열하는 것을 목적으로 해서 캐리어(6)는 각 스테이지마다 상기 회전구동장치에 의해 회전시키면서 가열된다.

아래로부터 3단째의 (T₅)는 가열살균효과를 높이기 위하여 착설된 호울드조이며, 소정온도의 열지지매체를 펌프 등으로 흡인해서, 이 호울드조(T₅)를 통과중인 스테이지 B₇~B₉사이에 있는 캐리어(6), 즉 용기(a)에 상기 열지지 매체가 스프레이 또는 산포할 수 있도록 되어있다. 이 호울드조(T₅)에서는 상기 가열조(T₁)∼(T₄)에서 충분히 균일하게 가열되어 있으므로, 캐리어(6)를 회전시킬 필요가 없다.

(T₆), (T₇)은 냉각조이고, 각 냉각조(T₆)(T₇)에서는, 스테이지 B₁₀∼B₁₁사이에 있는 용기(a)를 냉각하기 위한 소정온도의 냉각매체를 펌프등으로 흡인해서, 각 냉각조(T₆)(T₇)를 통과중인 캐리어(6), 즉 용기(a)에 냉각매체가 스프레이 또는 산포할수 있도록 되어 있는 것이고, 전체적인 열전달의 향상 및 균일한 냉각을 목적으로 해서, 여기에서도 캐리어(6)마다 회전되어서 최종 스테이지 B₁₃까지 소정온도 이하로 냉각할 수 있는 것이다.

제25도의 장치를, 단지 용기(a)의 가온 혹은 냉각하기 위한 온병(캔)기 또는 냉병(캔)기로서 사용할 경우는, 제25도의 스테이지 B₄의 위치로부터 스테이지 B₉→B₁₀의 위치로 바이패스시키나, 스테이지 B₆'의 위치로부터 스테이지 B₇→B₁₂의 위치로 바이패스시키도록 제어하는 것도 가능하다. 이들 어느 것이나, 가온 또는 냉각온도조건 또는 처리조건에 따라서 각각 적당한 통로를 취할 수 있어서, 처리 시간을 가장 짧게 하도록 계획할 수 있다.

또한 제25도에 도시하지는 않았으나, 하우징의 소망부에 출구를 형성함으로서 예를 들면 스테이지 B₆'의 위치로부터 장치 밖으로 캐리어(6)를 꺼내는 것도 가능하다.

제25도에 예시한 장치는, 입체적으로 배치한 예이나, 이것도 필요에 따라서 평면적 배치로 하는 것도 가능하며, 각각의 조의 수 및 길이 또는 각각의 조의 가온 또는 냉각시간은, 목적으로 하는 병 또는 캔 등의 용기의 종류 또는 겸용범위에 따라서 다른 것이다.

또, 제25도에 도시한 것은 캐리어 단체를 개개로 회전시키는 것이나, 제26도에 도시한 바와 같이 2개 또는 복수개의 캐리어(6)(6')를 상호로 고정해서 동시에 회전시킴으로서, 장치에 있어서의 공간이용효율이 좋으며, 장치전체를 보다 더 콤팩트하게 할 수 있다.

이상의 실시예에 있어서, 또한 캐리어(6)를 길이방향으로 2열 이상의 복수열로 공급처리할 수도 있다.

실험에 의하면, 제24도의 용기가 정립된 상태(a)에서 정치하였을 경우에 있어서의 총괄 전열(傳熱)계수를 hs[kcal/㎡ .hr.℃]라고 하면, (1) 제24도에 있어서의 용기가 정립된 상태(Ⅰ)와 횡치(橫 置 )된 상태(Ⅲ)를 30초마다 반복했을 경우의 총괄전열계수 h₁[kcal/㎡ .hr.℃]는 상기 정립된 그대로에서 정치되었을 때의 동 계수 hs 와 비교해서 h₁/hs=1.10 (배)가 되며, (2) 상기 (1)의 경우의 반복을 15초마다 반복하였을 경우의 총괄전열계수 h₂[kcal/㎡ .hr.℃]는 마찬가지로 정립한 그대로에서 정치되었을 때의 동계수 hs 와 비교해서 h₂/hs=1.35(배)이고, (3) 또한, 제24도의 용기(a)를 정립시킨 상태(Ⅰ)로부터 도립(倒立)된 상태(Ⅴ)의 전도시킨 간격을 5초로 해서, 이것을 반복하였을 경우의 총괄전열계수 h₃[kcal/㎡ .hr.℃]는, 용기를 정립한 그대로 정치하였을 때의 동 계수 hs와 비교해서 h₃hs=1.90(배)가 되어서, 병 또는 캔 등의 용기를 본 발명과 같이 회전시키면, 병 또는 켄 등의 용기의 가온 또는 냉각 등을 효율 좋게 행할 수 있고, 동시에 용기내 제품온도의 균일화도 도모할 수 있다.

이 병 또는 캔을 회전시켜서 가온 또는 냉각의 효율화를 꾀하는 외에, 보다 열전달을 크게 하기 위해서는, 이하의 점에 유의할 필요가 있다.

① 회전속도는 너무 빠른 것도 너무 느린 것도 좋지 않다. 회전에 의한 병 또는 캔 내의 제품액의 교반효과는 헤드스페이스량과 병 또는 캔 내 제품액량 및 용기의 형상에 의존한다.

② 회전관계는, 일반적으로 병 또는 캔의 형상에 의존하나, 정립과 도립을 반복하는 것이 가장 효율적이다.

이상, 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음에 열거하는 제효과를 나타내는 것이다.

(1) 병을 담거나 또는 캔을 담는 라인에 있어서의 각 공정에서 형틀 대체시간, 공수가 극소로 된다.

(2) 캐리어 단위로 용기를 반송하기 위하여, 종래 필요로 하였던 단순한 용기를 반송하기 위한 컨베이어가 필요없으며, 기계를 집약적으로 콤펙트화 할 수 있어, 설치공간이 대폭적으로 축소된다.

(3) 캐리어의 외부 칫수가 일정하기 때문에 형틀대체에 따른, 조정, 시험생산 등의 생산준비시간이 불필요해진다.

(4) 캐리어는, 작업절차의 자동화가 가능하기 때문에, 회수와 동시에 다음의 생산용기로 신속하게 형틀대체가 가능하다.

(5) 용기 취급에 대해서 조정이 불필요하고, 넘어진 병 등도 발생하지 않기 때문에 불안정요소가 일소되어, 작업자가 없는 운전, 24시간 운전이 가능해진다.

(6) 취급장치가 간단해지기 때문에, 장치전체의 무균실화가 가능해지고, 무균충전을 포함한 다양한 제품의 생산이 용이해진다

(7) 살균공정에 있어서의 처리시간을 대폭적으로 단축할 수 있다.

(8) 병 또는 캔 등의 용기를 정립, 도립의 상태를 반복하도록 회전시키면서 가온 또는 냉각처리를 함으로서 병 또는 캔 등의 용기내의 제품액이 강제적으로 교반되어, 전체적인 열전도가 거의 2배가 되고, 대체로 종래 방식의 반의 시간으로 처리가 가능해지며 또한, 동시에 용기내의 제품액온도의 균일화 및 균질화를 도모할 수 있어, 효율적으로 양품을 얻을수 있다. 또한 그 장치의 구동계 기타의 부재는 기존의 것을 사용할 수 있어, 구조도 간단하고, 또한 공간적으로도 경제적인 것이다.

Claims (6)

1. 냉, 온병기 또는 냉, 온캔기와 인보틀 파스퇴라이저 또는 인캔 파스퇴라이저를 겸용하는 장치에 있어서, 가열수단 또는 냉각수단을 가진 복수개의 캐리어 반송통로와, 그 중 소망하는 용기반송용 캐리어 통로를 선택할 수 있는 통로 선택수단과, 상기 캐리어 반송통로 중에서 적어도 1개의 반송통로에는 용기반송용 캐리어를 회전시키기 위한 회전수단을 갖추고 병 또는 캔 등의 용기를 가온 또는 냉각하는 것을 특징으로 하는 여러가지 용기의 처리장치.
2. 유연성의 용기 호울더와, 각종 용기에 대응된 상기 용기의 지지와 센터링을 행하는 상기 용기 호울더를 복수개 장착한 용기 반송용 캐리어와, 용기를 상기 캐리어에 수납한 상태로 처리하는 세정, 충전, 밀봉 등의 각처리 장치와, 상기 각 처리장치 사이를 상기 캐리어에 의해 접속하는 반송장치로 구성된 것을 특징으로 하는 여러 가지 용기의 처리장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 유연성의 용기 호울더는, 가요성 재료로 형성되고, 자유롭게 변형되고, 용기의 지지와 자체 센터링 기능을 함께가진 용기 지지부재와 상기 용기 지지부재를 지지하는 지지틀과, 필요에 따라서 용기의 형상, 중량, 직경 등으로부터 필요로하는 지지력에 맞추어서 교환 또는 겸용되는 용기 지지부재와 쌍을 이루는 어댑터 플레이트로이루어진 것을 특징으로 하는 여러가지 용기의 처리장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용기반송용 캐리어는, 유연성의용기 호울더를 복수개 탈착 가능하게 장착한 것을 특징으로 하는 여러가지 용기의 처리장치.
5. 각종 용기에 대응된 상기 용기의 지지와 센터링을 행하는 용기 호울더를 복수개 장착한 용기반송용 캐리어를 사용해서, 세정공정, 충전공정, 밀봉공정 등의 각 처리공정에서 상기 캐리어에 용기를 수납한 상태로 각각의 처리를 행하고, 또한 상기 각각의 처리공정 사이의 용기의 반송을, 상기 캐리어에 용기를 수납한 상태로 반송하는 것을 특징으로 하는 여러가지 용기의 처리방법.
6. 제5항에 있어서, 용기반송용 캐리어에 단수 도는 복수개의 병 또는 캔 등의 제품용기를 수납 지지한 상태로, 상기 캐리어를 회전시켜서 상기 제품용기에 정립·전도를 반복하고, 이 반복상태에 있을때 상기 제품용기를 가온 또는 냉각하는 것을 특징으로 하는 여러가지 용기의 처리방법.

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