(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の内部に挿入され流体を噴出することにより容器内の洗浄・殺菌を行う容器洗浄ノズルにおいて、
先端部位に直噴噴射口が形成された内筒と、
前記内筒の内部を上部空間と下部空間とに仕切るように当該内筒の内部に挿嵌され、軸心部に中心貫通孔を有すると共に外周面に複数の螺旋溝を有して、当該内筒の前記直噴噴射口につながる直噴流路を当該内筒の軸心部に構成する中子と、
前記内筒の外周面と隙間を介して配設されて前記内筒との間で噴射流路を形成すると共に前記内筒の前記先端部位の直下に開口する噴射口が形成された外筒と、
前記内筒の前記先端部位に形成され前記噴射口から噴射される流体を周方向外側の下方に案内する案内面と
からなることを特徴とする容器洗浄ノズル。
【請求項２】
請求項１の容器洗浄ノズルを使用する容器洗浄・殺菌方法であって、
前記容器洗浄ノズルを前記容器内で昇降させながらオゾン水を噴射する工程と、
前記オゾン水を噴射する前記工程で前記容器洗浄ノズルが下降から上昇に転じる際に当該容器洗浄ノズルからの噴射を当該オゾン水から無菌エアーに切り換えて当該オゾン水を前記容器外に強制的に排出する工程と
を複数回繰り返す洗浄・殺菌工程と、
前記洗浄・殺菌工程終了後、前記容器洗浄ノズルを前記容器内で昇降させながらすすぎ用オゾン水を噴射する工程と、
前記すすぎ用オゾン水を噴射する前記工程で前記容器洗浄ノズルを下降させて前記容器から抜き出すにあたって当該容器洗浄ノズルからの噴射を当該すすぎ用オゾン水から無菌エアーに切り換えて当該すすぎ用オゾン水を前記容器外に強制的に排出する工程と
を実施するすすぎ工程と
を行うことを特徴とする容器洗浄・殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種飲料の容器への無菌充填を可能にする洗浄容器の洗浄・殺菌に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より提案されている洗浄容器の洗浄・殺菌方法及び容器洗浄ノズルの一例（特開平５−２５４５２２号）を図５，図６に基づいて説明する。図５には容器洗浄ノズル（オゾン水殺菌用スプレーノズル）の側面断面、図６（ａ）は図５のａ−ａ断面、図６（ｂ）は図５のｂ−ｂ断面、図６（ｃ）は図５のｃ−ｃ断面を示してある。
【０００３】
図において、オゾン水殺菌用スプレーノズル（ノズル）５１は、給液管５２と回転ノズル本体５３と、給液管５２に対して回転ノズル本体５３を回転可能に且つ液密状に接続するベアリング５４からなっている。給液管５２は、中空に形成されていて内部に軸方向に延びている流路５５を有している。この給液管５２の下端には接続用のテーパ部５６が、またその上端にはベアリング係止用の段差部５７が設けられている。
【０００４】
回転ノズル本体５３は、一端が開いた円筒状体からなり、上壁５８、側壁部５９及び下部６０からなり、上壁５８と側壁部５９間にはコーナ部６２が設けられている。その内部には流路５５に連なる液溜部６３がある。また、側壁部５９および下部６０の接続は、ベアリング係止用の凹部６４が設けられている。
【０００５】
回転ノズル本体５３には、その内面から外面に通じる多オリフィスが設けられている。即ち、上壁５８のほぼ中心には上方向きのオリフィス６５、側壁部５９には水平方向のオリフィス６６、下部６０には斜め下方向きのオリフィス６７およびコーナ部６２には斜め上方向きのオルフィス６８が夫々設けられている。上方向きのオリフィス６５は、大口径オリフィス６９と小口径オリフィス７０とがだるま状断面となるように隣接関係で設けられたオリフィス形状を有しており、上方向きのオリフィス６５から噴霧されるオゾン水流がその軸を中心としてその周囲に触れるようにしてある。
【０００６】
上方向きのオリフィス６５以外のオリフィス、即ち、水平方向のオリフィス６６下方向きのオリフィス６７および斜め上方向きのオリフィス６８は、夫々複数個、回転ノズル本体５３に周方向に等間隔に、しかもこれらのオリフィスを水平面に投影したとき、径方向から傾斜した方向を指すように設けられている。これらのオリフィス６６，６７，６８の各々の数は、一般に２〜８個程度であるのが好ましい。また、オリフィス６６，６７，６８の各々は、水平面に投影した時、回転ノズル本体５３の内周面の径Ｒ０とほぼ同等あるいはこれより小さい径Ｒ１の円に対して接線方向に延びているのが好ましい。
【０００７】
図７，図８はノズル５１を用いた従来のオゾン水洗浄・殺菌方法を説明するための概略配置を示してあり、図７は殺菌終了時の状態、図８はスプレー開始時の状態を示してある。
【０００８】
殺菌すべきボトル７１は、底部７２，底部コーナ部７３，側壁部７４，肩部７５および首部７６からなり、首部７６にはボトルを把持するためのサポートリング７７が設けられている。ボトル７１は、倒立状態でロータリー型殺菌装置７８に供給され支持台８６に取り付けられた把持具７９によりサポートリング７７が把持されて、ロータリー型殺菌装置７８内を旋回し、殺菌処理後装置外に排出されるようになっている。
【０００９】
把持具７９と対になって、これと同軸にオゾン水殺菌用スプレーノズル（ノズル）５１が設けられる。このノズル５１は継ぎ手８７ａを介して給液管８８の一端に固定されており、給液管８８の他端は継ぎ手８７ｂを介してホース８９に接続されている。このホース８９は図示しない開閉弁及びポンプを経て、オゾン水貯槽に接続されている。ノズル５１を昇降駆動させるために、支持台８６には垂直方向に延びるレール９０が設けられ、このレールに直動式ベアリング９１を介して給液管支持板９２が昇降動可能に設けられており、給液管８８はこの支持板９２に固定されている。
【００１０】
支持台８６には、給液管支持板９２をレール９０に沿って昇降動させるための駆動軸８０を備えたノズル移動用エアシリンダー９３が設けられている。これらのノズル移動用シリンダー９３等は、ノズル５１をボトル７１内に挿入し、必要な上下スキャン操作を行った後、ボトル７１外に引き出すように駆動される。ボトル７１の口部８５は開口しており、排水が容易に行われるようになっている。
【００１１】
ボトル７１が装置７８内に搬入されると、ノズル移動用エアシリンダー９３が駆動され、ノズル５１をボトル７１内に挿入する（図８のスプレー開始時）。次いで、開閉弁が開いてポンプよりオゾン水貯槽から高濃度オゾン水が一連の給液管を通してノズル５１に供給される。これにより、ノズル５１の各オリフィスからオゾン水がボトル７１の内面に噴霧されると共に、その反力でノズル５１の回転ノズル本体５３が回転する。
【００１２】
上方向きのオリフィス６５からの噴霧は容器底部７２に対して行なわれ、水平方向のオリフィス６６からの噴霧は容器側壁部７４に対して行なわれる。また、斜め下方向きのオリフィス６７からの噴霧は容器肩部７５に対して行なわれ、斜め上方向きのオリフィス６８からの噴霧は容器底部コーナー部７３に対して行われるようになっている。
【００１３】
上方向きのオリフィス６５は、大口径オリフィス６９と小口径オリフィス７０とが隣接関係で設けられているため、スプレーの方向が微妙に変化し、しかもノズル本体も回転して、容器底部７２に対して、万遍なく噴霧が行われる。この回転ノズル本体５３の回転に加えて、ノズル５１の昇降走査動が組み合わされることにより、ボトル７１内面全体の一様且つ均一な殺菌が比較的短時間の内に少ないオゾン水で可能となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転式のノズルは、ノズル本体内にベアリングを配置し、多数のオリフィスが設けられたもので、構造的にも複雑なものであり、容器胴形状の多様化と口径の小径化が進むなかで、ノズルの小型化・構造の単純化が要求されている機種においては、使用に対応できない場合があった。
【００１５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、容器内の汚れ及び菌を容器壁から剥離し、容器口部から洗浄・殺菌、すすぎの処理液を容易に流下・排出させる構造で、付着する菌をオゾン水により殺菌させる、構造の単純化された容器洗浄ノズル及び容器洗浄・殺菌方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の容器洗浄ノズルは、容器の内部に挿入され流体を噴出することにより容器内の洗浄・殺菌を行う容器洗浄ノズルにおいて、先端部位に直噴噴射口が形成された内筒と、前記内筒の内部を上部空間と下部空間とに仕切るように当該内筒の内部に挿嵌され、軸心部に中心貫通孔を有すると共に外周面に複数の螺旋溝を有して、当該内筒の前記直噴噴射口につながる直噴流路を当該内筒の軸心部に構成する中子と、前記内筒の外周面と隙間を介して配設されて前記内筒との間で噴射流路を形成すると共に前記内筒の前記先端部位の直下に開口する噴射口が形成された外筒と、前記内筒の前記先端部位に形成され前記噴射口から噴射される流体を周方向外側の下方に案内する案内面とからなることを特徴とする。
【００１７】
また、上記目的を達成するための本発明の容器洗浄・殺菌方法は、上述した容器洗浄ノズルを使用する容器洗浄・殺菌方法であって、前記容器洗浄ノズルを前記容器内で昇降させながらオゾン水を噴射する工程と、前記オゾン水を噴射する前記工程で前記容器洗浄ノズルが下降から上昇に転じる際に当該容器洗浄ノズルからの噴射を当該オゾン水から無菌エアーに切り換えて当該オゾン水を前記容器外に強制的に排出する工程とを複数回繰り返す洗浄・殺菌工程と、前記洗浄・殺菌工程終了後、前記容器洗浄ノズルを前記容器内で昇降させながらすすぎ用オゾン水を噴射する工程と、前記すすぎ用オゾン水を噴射する前記工程で前記容器洗浄ノズルを下降させて前記容器から抜き出すにあたって当該容器洗浄ノズルからの噴射を当該すすぎ用オゾン水から無菌エアーに切り換えて当該すすぎ用オゾン水を前記容器外に強制的に排出する工程とを実施するすすぎ工程とを行うことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態に係る容器洗浄ノズル及び容器洗浄・殺菌方法を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１９】
先ず、図１、図２に基づいて容器洗浄ノズルを説明する。図１には本発明の一実施形態例に係る容器洗浄ノズルの半裁断面、図２には図１中のII-II 線矢視を示してある。
【００２０】
図に示すように、容器洗浄ノズル１は、内筒状のノズルチップ２と外筒状のノズル本体４の組み合わせにより構成されている。容器洗浄ノズル１の先端部を形成する内筒としてのノズルチップ２は、その先端に液体を中実円錐形状に直噴射する直噴噴射口としての液体噴射口２ａが形成されている。ノズルチップ２の内筒２ｂの内周には、中心貫通孔３ａと複数（本実施形態例では４個）の螺旋溝３ｂを有する中子３が挿嵌され、中子３によって内筒２ｂ内が上部空間Ａと下部空間Ｂとに仕切られている。内筒２ｂの上部空間Ａと下部空間Ｂは中子３の中心貫通孔３ａを介して連通し、軸心部に形成される直噴流路が構成されている。
【００２１】
ノズルチップ２内の上部空間Ａに供給される液体は、前記螺旋溝３ｂによって外周部より旋回供給される液体と、中心貫通孔３ａによって直進供給される液体とによって加圧された整流液体となる。上部空間Ａに供給された液体は、ノズルチップ２の先端の液体噴射口２ａから中実円錐形状に直噴射される。尚、ノズルチップ２の先端の形状は、断面が台形状となっている。
【００２２】
ノズルチップ２の断面台形状の先端部の下側の周側面には案内面２ｃが形成され、案内面２ｃの形状は内筒２ｂの外周と水平位置より外周下方向側に一定角度（例えば１０度）の傾斜面で、角部がＲ状に形成されている。案内面２ｃにより液体の噴流が垂直方向より周方向外側の下方に、即ち、傘状に変更される。
【００２３】
ノズルチップ２の内筒２ｂは外筒状のノズル本体４の内周部に嵌入され、ノズル本体４に嵌入された内筒２ｂの周壁部の中子３の下方には複数の連通孔２ｄが設けられている。ノズル本体４とノズルチップ２の内筒２ｂはピン５によって固定され、ノズル本体４の下端部には後述する液体送給管１１（図３参照）が連結されるねじ孔４ａが設けられている。ノズル本体４の下端部の外周部は洗浄容器の口部との間隙を多く設けるために最小の外径となっており、ねじ孔４ａの上部は内筒２ｂの下部空間Ｂに連通している。
【００２４】
ノズル本体４の内周には内筒２ｂ外径より大径の部分が設けられて空間Ｃが形成されている。ノズル本体４の先端部には内筒２ｂとの間で噴射口４ｂが形成され、噴射口４ｂは内筒２ｂ外径と所定の隙間（例えば0.15〜0.25mm）のリング状に形成され、噴射口４ｂはノズルチップ２の案内面２ｃと所定の間隔（例えば1.5 〜2.5mm ）を設けて面取りされている。
【００２５】
次に、上記構成の容器洗浄ノズル１の作用を説明する。
【００２６】
洗浄容器等を洗浄・殺菌する液体は、ノズル本体４のねじ孔４ａの螺合された液体送給管１１を介して洗浄ノズル１内の下部空間Ｂに供給され、この下部空間Ｂで上部空間Ａ側の直噴流路と空間Ｃ側の噴射流路に分けられる。直噴流路は中子３の中心貫通孔３ａおよび螺旋溝３ｂと上部空間Ａと液体噴射口２ａで形成され、液体は下部空間Ｂより中心貫通孔３ａと螺旋溝３ｂを流通し、上部空間Ａにおいて合流させることでその流れが整流化され、液体噴射口２ａより上方に中実円錐形状に噴射される。
【００２７】
空間Ｃ側の噴射流路は内筒２ｂの連通孔２ｄと空間Ｃ及びリング状の噴射口４ｂと案内面２ｃで形成され、液体は下部空間Ｂより連通孔２ｄを介して空間Ｃに流通し、ノズル本体４とノズルチップ２の内筒２ｂのリング状の噴射口４ｂを通流して、案内面２ｃによって下方外周部へ傘状（本実施形態例では１６０度）に噴射される。
【００２８】
容器洗浄ノズル１は、洗浄容器の内部に挿入され、液体を直噴流路より中実円錐形状に噴射することで洗浄容器の底部を主に洗浄し、空間Ｃ側の噴射流路の噴射口４ｂより傘状（１６０度）に噴射することで洗浄容器の肩部と胴部を主に洗浄する。この複合流路を有する容器洗浄ノズル１を洗浄容器内の軸方向に上下移動させることで洗浄効果が上げられる。
【００２９】
次に、図３、図４に基づいて容器洗浄ノズル１を用いた容器洗浄・殺菌方法を説明する。図３には本発明の一実施形態に係る容器洗浄・殺菌方法の概略説明、図４は洗浄容器１０と容器洗浄ノズル１との関係を示す断面を示してある。尚、図示例は、周知のロータリー式リンサーに容器洗浄ノズル１を使用した洗浄・殺菌方法を説明してある。
【００３０】
図３に示すように、ロータリー式リンサーにリング状（図ではは展開状態で示してある）の昇降カム１２を周設し、昇降カム１２のカム面に図示しない昇降手段のガイドローラ１３が当接して昇降しながら回動する。ガイドローラ１３には昇降手段を介して液体送給管１１が固設され、液体送給管１１には洗浄・殺菌およびすすぎ液（オゾン水）と無菌エアーとの供給管が接続され、切換弁によって制御される。
【００３１】
Ｌはロータリー式リンサーの１サイクルの工程範囲、Ｒは洗浄容器１０の供給と容器洗浄ノズル１の上昇工程、Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 はオゾン水による洗浄・殺菌工程、Ｆはオゾン水によるすすぎ工程、Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 は無菌エアーのブロー工程、Ｓは容器洗浄ノズル１の下降と洗浄容器１０の排出工程を示してある。以下それぞれの工程毎に説明する。
【００３２】
Ｒ工程において、装置に洗浄容器１０が供給されると、洗浄ノズル１は下降位置Ｔ1 よりカムの軌条１２ａに沿って上昇を開始し、Ｅ1 工程のＫ1 位置に達する。洗浄ノズル１がＫ1 位置に達すると、オゾン水（濃度１０〜２０ｐｐｍ）による噴射を開始して上昇を続ける。カム軌条１２ａの最上位Ｈ1 である噴射上限位置Ｈ（図４参照）に洗浄ノズル１が達すると、カム軌条１２ａに沿ってオゾン水を噴射しながら下降に入り、Ｇ1 工程のＫ2 位置に達すると（殺菌処理時間５．２秒）、図示しない切換手段によって、洗浄容器１０内はオゾン水から無菌エアーの噴射（０．５秒間）に切り換えられ、洗浄容器１０内の流下するオゾン水はエアー圧により強制的に容器外に排出される。
【００３３】
洗浄ノズル１がＫ3 位置に達すると、Ｅ2 工程において、前述のＥ1 工程と同様の作用が繰り返され（但し殺菌処理時間は４．８秒間）、洗浄ノズル１がＫ4 位置に達するとＧ2 工程において前述のＧ1 工程と同様の作用が繰り返される。洗浄ノズル１がＫ5 , Ｋ6 の位置に達すると、Ｅ3 , Ｇ3 の工程においても、前述のＥ2 ，Ｇ1 工程と同様の作用が繰り返されて、洗浄容器１０の洗浄・殺菌工程を終了する。
【００３４】
次に、容器洗浄ノズル１がＦ工程のＫ7 位置に達すると、切換弁によって濃度（０．５〜２ｐｐｍ）の薄いオゾン水（すすぎ用）に切り換えられて、３．５秒間、ススギ液の噴射をしながら上昇・下降して洗浄容器１０内がすすがれる。容器洗浄ノズル１がＫ8 位置に到達すると、切換弁によってオゾン水の噴射をエアー噴射に切り換えて、Ｋ9 位置まで０．５秒間、エアー噴射しながら下降してＧ4 工程を終了し、Ｓ工程の容器洗浄ノズル１の下降と洗浄容器１０の排出をすることによって、一連の洗浄・殺菌とすすぎの各工程を終了して洗浄容器１０を洗浄・殺菌する。殺菌・すすぎ液の流量は３．６ｌ／ｍｉｎとなっている。
【００３５】
図４によって、洗浄容器１０内での容器洗浄ノズル１の作用を詳しく説明すると、容器洗浄ノズル１はノズル下降位置Ｔより上昇して洗浄容器１０内に挿入され、噴射下端位置Ｐに達すると容器洗浄ノズル１に連通するオゾン水配管の切換弁が開放されて、オゾン水の噴射を開始して上昇する。容器洗浄ノズル１が噴射上端位置Ｈに達すると、容器洗浄ノズル１は下降動作に移り、噴射下端位置Ｐまで噴射を続けて下降する。容器洗浄ノズル１が噴射下端位置Ｐに到達すると、オゾン水噴射を無菌エアー噴射に切り換えて、洗浄容器１０内より流下、排出されるオゾン水を強制的に排出促進して、次の工程を開始する。
【００３６】
要するに、洗浄容器１０は、容器洗浄ノズル１が噴射しながら噴射範囲Ｎを往復することによって、容器洗浄ノズル１の先端部よりの中実円錐状の直噴射によって底部を中心に洗浄・殺菌およびすすぎされ、容器洗浄ノズル１の肩部よりの傘状の噴射によって胴部と肩部との洗浄・殺菌およびすすぎが行われる。更に、噴射下端位置Ｐにおける無菌エアーの直噴射により、洗浄容器１０内を加圧してオゾン水の排出促進すると共に、傘状噴射によってさらにオゾン水の排出を加速するものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の容器洗浄ノズルを、中実円錐形状の直噴射と、噴射角度を流下方向の傘状噴射の複合噴射構造とし、洗浄ノズルの上下移動機構を用いて容器の洗浄・殺菌を行うことにより、
▲１▼  容器洗浄ノズルの小型化を可能とし、容器内全面に渡って液の噴射による接液を可能とし洗浄・殺菌精度の向上を図ることができる。
▲２▼  容器洗浄ノズルからの処理液を傘状に噴射することにより、処理液が容器の胴部および肩部に流下し易い方向に衝突されると共に、無菌エアーの噴射によって処理液の容器外排出が加速され、容器内の液滞留を最小限とすることが可能となる。
▲３▼  容器内で容器洗浄ノズルを複数回上下移動させることで、付着菌の剥離・排出を加速させ、短時間で容器内の洗浄・殺菌レベルの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る容器洗浄ノズルの半裁断面図。
【図２】図１中のII-II 線矢視図。
【図３】本発明の一実施形態例に係る容器洗浄・殺菌方法の概略説明図。
【図４】洗浄容器と容器洗浄ノズルとの関係を示す断面図。
【図５】容器洗浄ノズルの側面断面図。
【図６】図５の断面図。
【図７】従来のオゾン水殺菌の終了状態を示す概略配置図。
【図８】従来のオゾン水スプレー開始時の状態を示す概略配置図。
【符号の説明】
１  容器洗浄ノズル
２  ノズルチップ
２ａ  液体噴射口
３  中子
４  ノズル本体
１０  洗浄容器
１１  液体送給管
１２  昇降カム
１３  ガイドローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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