(57)【要約】【課題】殺菌効果や洗浄効果が高く、殺菌液や洗浄液の使用量を低減できる容器の殺菌・洗浄用ノズル及び容器の殺菌・洗浄方法を提供する。【解決手段】倒立した容器２の口部３５に挿入され、殺菌液又は洗浄液からなる液体を噴出して容器内を殺菌又は洗浄する容器の殺菌・洗浄用ノズルであって、ノズル１は気体導入部１１を備え、殺菌液又は洗浄液からなる液体に気体導入部１１から導入された気体を混合して噴出する。【選択図】図１
2011178411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
倒立した容器の口部に挿入され、殺菌液又は洗浄液からなる液体を噴出して容器内を殺菌又は洗浄する容器の殺菌・洗浄用ノズルであって、
ノズルは気体導入部を備え、前記液体に気体導入部から導入された気体を混合して噴出することを特徴とする容器の殺菌・洗浄用ノズル。
【請求項２】
ノズルは、ノズル本体の先端に設けてあり前記液体の噴出孔が形成してある液体噴出ヘッドと、ノズル本体の基端部に設けて前記液体を導入する液体導入部とを備え、前記気体導入部は、液体噴出ヘッドと液体導入部との間に設けてノズル周囲のエアーを導入しており、気体導入部は液体導入部から流れてきた前記液体にエアーを取り込むことを特徴とする請求項１に記載の容器の殺菌・洗浄用ノズル。
【請求項３】
気体導入部は、ノズル本体の外周面に形成され液体通路に連通するエアー吸引孔であることを特徴とする請求項２に記載の容器の殺菌・洗浄用ノズル。
【請求項４】
気体導入部は、ノズル本体の外周に取付けてエアー吸引孔の外周側を覆うカバー部材を備え、カバー部材はノズル本体との間でエアー吸引孔と連通する空間を下方に向けて開口していることを特徴とする請求項３に記載の容器の殺菌・洗浄用ノズル。
【請求項５】
エアー吸引孔と液体噴出ヘッドとの間には、前記液体通路の径を液体噴出ヘッド側ほど広くしたテーパ面を形成してあることを特徴とする請求項３又は４に記載の容器の殺菌・洗浄用ノズル。
【請求項６】
液体噴出ヘッドは半球状であり、その頂部に設けた第１噴出孔と、第１噴出孔よりも下方で第１噴出孔の周囲に沿って等間隔に配置した複数の第２噴出孔と、第２噴出孔よりも下方で第１噴出孔の周囲に沿って等間隔に配置した複数の第３噴出孔とを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずか一項に記載の容器の殺菌・洗浄用ノズル。
【請求項７】
第２噴出孔と第３噴出孔とは第１噴出孔の周方向に対して互いに位置をずらしていることを特徴とする請求項６に記載の容器の殺菌・洗浄用ノズル。
【請求項８】
第３噴出孔は第２噴出孔よりも第１噴出孔に対する噴出角度を大きくしていることを特徴とする請求項６又は７に記載の容器の殺菌・洗浄用ノズル。
【請求項９】
倒立した容器の口部に挿入した噴射ノズルから殺菌液又は洗浄液からなる液体を噴出して、容器の内面を殺菌又は洗浄する容器の殺菌・洗浄方法であって、
噴射ノズルは前記液体に気体を混合して噴出することを特徴とする容器の殺菌・洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料を充填する前に容器内を殺菌又は洗浄する容器の殺菌・洗浄用ノズル及び容器の殺菌・洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるペットボトル等の樹脂製容器に飲料を無菌充填する場合、容器内を殺菌液により殺菌した後、洗浄液で容器内を洗浄している。かかる容器の殺菌又は洗浄においては、倒立した容器内にノズルを挿入して、薬剤を混入した殺菌液や洗浄液を噴射する。
近年、このような容器の殺菌や洗浄を効率的に行うと共に、殺菌液や洗浄液（以下、単に「液体」という）の使用量を少なくすることが要求されている。
これに対して、特許文献１には、殺菌・洗浄用ノズルのヘッドに第１噴射孔を設けると共にその下方に第２噴射孔を設けて、これらの噴射孔から倒立した容器内に液体を噴射することが開示されている。この特許文献１の技術では、第１噴射孔から噴射した液体が容器内面を流下し、流下して口部に溜まった液体を第２噴射孔から噴射する液体により掻き上げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８１４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、容器口部に溜まった液体を第２噴射孔から噴射して掻き上げることで、容器口部に溜まった液体を容器内に飛散させているので、第２噴射孔から噴射された液体が容器内面と直接衝突できず、液体と容器内面との接触力（液体の衝突力）が弱く、効果的な殺菌や洗浄が期待できないという問題がある。この為、容器内面に対する液体の接触力を高めようとすれば、液体の噴射圧力を高くし流体速度を高める必要があるので、液体の使用量も多くなるという問題がある。
特に、特許文献１の技術では第１噴射孔からは上に向けて棒状に液体を噴射するので、噴射した液体が容器底面に衝突する領域が狭いと共に容器底面に衝突した液体が容器底面の全面に亘って分散し難く、容器側面の全面に亘って流下し難いという問題がある。
このため、従来通りの殺菌効果や洗浄効果を得る為には、所定量の液体を使用する必要があり、液体の使用量を低減することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、殺菌効果や洗浄効果が高く、殺菌液や洗浄液の使用量を低減できる容器の殺菌・洗浄用ノズル及び容器の殺菌・洗浄方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、倒立した容器の口部に挿入され、殺菌液又は洗浄液からなる液体を噴出して容器内を殺菌又は洗浄する容器の殺菌・洗浄用ノズルであって、ノズルは気体導入部を備え、前記液体に気体導入部から導入された気体を混合して噴出することを特徴とする容器の殺菌・洗浄用ノズルである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ノズルは、ノズル本体の先端に設けてあり前記液体の噴出孔が形成してある液体噴出ヘッドと、ノズル本体の基端部に設けて前記液体を導入する液体導入部とを備え、前記気体導入部は、液体噴出ヘッドと液体導入部との間に設けてノズル周囲のエアーを導入しており、気体導入部は液体導入部から流れてきた前記液体にエアーを取り込むことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、気体導入部は、ノズル本体の外周面に形成され液体通路に連通するエアー吸引孔であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、気体導入部は、ノズル本体の外周に取付けてエアー吸引孔の外周側を覆うカバー部材を備え、カバー部材はノズル本体との間でエアー吸引孔と連通する空間を下方に向けて開口していることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、エアー吸引孔と液体噴出ヘッドとの間には、前記液体通路の径を液体噴出ヘッド側ほど広くしたテーパ面を形成してあることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、液体噴出ヘッドは半球状であり、その頂部に設けた第１噴出孔と、第１噴出孔よりも下方で第１噴出孔の周囲に沿って等間隔に配置した複数の第２噴出孔と、第２噴出孔よりも下方で第１噴出孔の周囲に沿って等間隔に配置した複数の第３噴出孔とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、第２噴出孔と第３噴出孔とは第１噴出孔の周方向に対して互いに位置をずらしていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明において、第３噴出孔は第２噴出孔よりも第１噴出孔に対する噴出角度を大きくしていることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、倒立した容器の口部に挿入した噴射ノズルから殺菌液又は洗浄液からなる液体を噴出して、容器の内面を殺菌又は洗浄する容器の殺菌・洗浄方法であって、噴射ノズルは前記液体に気体を混合して噴出することを特徴とする容器の殺菌・洗浄方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１及び９に記載の発明によれば、殺菌液又は洗浄液（液体）に気体を混合してノズルから噴射しているので、噴射した液体はシャワー状（液体の粒）となって広範囲に拡散できると共に、液体が粒状となって容器内面に衝突することで液体が容器内面に強く接触し、容器内面を効率的に殺菌又は洗浄できる。したがって、従来通りの殺菌又は洗浄効果を得る為の液体の使用量を低減できる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、液体に混合する気体はノズル周囲のエアー（空気）であり、特別な気体を使用していないので、簡易で且つ安価である。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、ノズル本体に孔を形成するだけで簡易な構成でエアーの取り込みができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、エアー吸引口から、容器を殺菌又は洗浄した後の液体が侵入するのを防止できる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、液体通路に圧力変動による乱流を形成して、液体と気体とを撹半できるので、簡易な構成で液体と気体との混合を高めることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれ一項に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、半球状の液体噴出ヘッドから容器内面の異なる領域に向けてエアー混合液体を噴出でき、容器内面と液体との衝突領域を広く取ることができる。また、第１噴出孔から噴出されるエアー混合液体は容器底面に衝突し、第２噴出孔から噴出される液体は第１噴出孔から噴出される液体よりも下方で容器内面に衝突し、第３噴出孔から噴出される液体は第２噴出孔から噴出される液体よりも下方で容器内面に衝突するので、例えば、第１噴出孔から噴出されて容器底面に衝突した液体は容器内面を流下するが、第２噴出孔から噴出された液体により掻き上げられてその部分で乱流を生じるので、容器内面に衝突した後の液体と容器内面との接触力を高めることで、更に殺菌や洗浄を高めることができる。尚、第３噴出孔から噴出される液体についても同様に容器内面を流下してきた液体を掻き上げて液体と容器内面との接触力を高めることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、容器内面の周方向で異なる領域にエアー混合液体を噴出できるから、容器内面に対する液体の衝突面積を更に広くすることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６又は７に記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、容器内面の上下方向の広い面積に亘って効率的な殺菌及び洗浄ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に係る容器の殺菌・洗浄用ノズルを一部切断して示す正面図である。
【図２】図１に示すノズルの気体導入部を拡大して示す部分断面図である。
【図３】図１に示すノズルの液体噴出ヘッドの図であり、（ａ）は上から見た平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡーＡ断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢーＢ断面図である。
【図４】本実施の形態に係る殺菌・洗浄用ノズルの使用状態を示す断面図である。
【図５】本実施の形態にかかる殺菌・洗浄用ノズルの噴射状態を示す図であり、（ａ）は液体にエアーを混合して噴射した状態であり、（ｂ）は液体のみを噴射した状態を示す図である。
【図６】本実施の形態にかかる殺菌・洗浄用ノズルを使用した洗浄効果を比較例と共に示すグラフである。
【図７】本実施の形態にかかる殺菌・洗浄用ノズルを使用した洗浄効果を比較例と共に示すグラフである。
【図８】比較例にかかる殺菌・洗浄用ノズルの使用状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１に示すように、本実施の形態にかかるノズル（殺菌・洗浄用ノズル）１は、飲料を充填する前の容器２を殺菌又は洗浄するものであり、ノズル本体３と、ノズル本体３の上端に設けた液体噴出ヘッド５とを備えており、ノズル本体３の下端部（基端部）には液体導入部７が設けられている。液体導入部７からは、殺菌液又は洗浄液からなる液体が導入されるが、以下の説明では、液体として洗浄液を導入する場合について説明する。尚、容器２はいわゆるペットボトル等の樹脂製容器である。また、液体導入部７には液体供給管８が接続されている。
【００２５】
ノズル本体３の内部には、液体導入部７から導入された液体を液体噴出ヘッド５に導く液体通路９が形成されている。液体導入部７と液体噴出ヘッド５との間の中間には、エアー導入部（気体導入部）１１が設けられている。
図２に拡大して示すように、エアー導入部１１では、ノズル本体３の内側に内筒１５が嵌合されており、この内筒１５とノズル本体３の側面には互いに連通したエアー吸引孔１３ａ、１３ｂが形成されている。
内筒１５は、エアー吸引孔１３ａよりも上流側（液体導入部７側）に液体通路９の口径を狭める狭径部１７と、エアー吸引孔１３ａよりも下流側（液体噴出ヘッド５側）に液体通路９の口径を広くした広径部１９とが形成されている。広径部１９は下流側ほど口径を広くしたテーパ状になっている。
ノズル本体３にはエアー吸引孔１３ｂを覆うカバー部材２１が設けてあり、カバー部材２１はエアー吸引孔１３ｂの上部及び外周側を覆っており、更にカバー部材２１にはエアー吸引孔１３ｂの外周側において下方に延出するスカート部２３が設けてあり、エアー吸引孔１３ｂの下でノズル本体３とスカート部２３との間に下方に向けて開放した空間３３からエアーを取り込むようになっている。このように、エアー吸引孔１３ｂをカバー部材２１で覆うことにより、エアー吸引孔１３ｂから洗浄後の洗浄液が浸入するのを防止している。
【００２６】
液体噴射ヘッド５は、図３に示すように、半球形状を成しており、その頂部に設けた第１噴出孔２７と、第１噴出孔２７よりも下方で第１噴出孔２７の周囲に沿って等間隔に配置した複数の第２噴出孔２９と、第２噴出孔２９よりも下方で第１噴出孔２７の周囲に沿って等間隔に配置した複数の第３噴出孔３１とが形成されている。尚、本実施の形態では、各第１〜第３噴出孔２７、２９、３１は丸孔であり、第２噴出孔２９及び第３噴出孔３１は共に４個ずつ周方向に等間隔で設けてある。
各第２噴出孔２９と第３噴出孔３１とは、第１噴出孔２７の周方向に対して互いに位置をずらしており、第２噴出孔２９と第３噴出孔３１とは周方向に４５度の角度で配置されている。
また、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、互いに対向する第３噴出孔３１、３１が成す角度Ｅは、互いに対向する第２噴出孔２９、２９が成す角度Ｆよりも大きくしてあり、第３噴出孔３１のほうが第２噴出孔２９よりも第１噴出孔２７に対する噴出角度を大きくしている。
【００２７】
次に、本実施の形態にかかるノズル１の作用、効果について説明する。図１に示すように、ノズル１において、液体導入部７から導入された液体は液体通路９を通って液体噴出ヘッド５へ向けて流れる。図２に示すように、液体通路９はエアー導入部１１において、内筒１５の狭径部１７で流路が狭められた後、広径部１９で減圧されるので広径部１９付近では乱流Ｇが生じて液体が撹半される。
一方、狭径部１７と広径部１９との間にはエアー吸引孔１３ａが形成されており、エアー吸引１３ａは液体通路９を液体が流れることにより減圧になり、エアー吸引孔１３ａ、１３ｂからエアーが吸引される。このとき、ノズル本体３とスカート部２３との間に下方に向けて開放した空間３３からエアーが取り込まれる。
エアー吸引孔１３ａ、１３ｂから液体通路９取り込まれたエアーは、図２に示すように、内筒１５の広径部１９付近及びその下流で生じる乱流Ｇにより液体と混合される。そして、エアーが混合された液体は、液体噴出ヘッド５から噴出される。
【００２８】
図４に示すように、容器２は口部３５を下に向けて倒立して配置されており、口部３５からノズル１の液体噴出ヘッド５が容器２内に挿入されている。ここで、液体噴出ヘッド５から噴出される液体について図５を参照して説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は本実施の形態にかかるノズル１を用いて液体を噴射させたときの様子を概略的に図で示したものであり、（ａ）はエアー混合液体を噴射した場合を示し、（ｂ）はエアーを混合していない液体を噴射した状態を示している。
図５（ａ）に示すように、液体噴出ヘッド５の各噴出孔２７、２９、３１から噴出されるエアー混合液体は、エアーが混合されていることにより、各噴射領域Ｓ１〜Ｓ３を広げて噴射される。しかも、図５（ａ）に破線で示すように、エアー混合液体は、細かい粒子状となって噴射される。これに対して、図５（ｂ）に示す比較例から明らかなように、比較例では、符号Ｖで示すように、液体噴出ヘッド５の各噴出孔２７、２９、３１から噴出される液体はホースから水を放出するように、略棒状に噴射されると共に、噴射領域Ｗも図５（ａ）に示す噴射領域Ｓよりも狭くなっている。
図４に示すように、第１噴出孔２７から噴出されたエアー混合液体は容器底面にＭ１の領域で衝突し、第２噴射孔２９から噴射されたエアー混合液体はＭ２の領域で容器側面に衝突し、第３噴射孔３１から噴射されたエアー混合液体はＭ３の領域で容器側面に衝突する。第２噴射孔２７から噴射されたエアー混合液体の領域Ｍ２は、第３噴射孔３１から噴射されたエアー混合液体の領域Ｍ３よりも上に位置する。
第１噴射孔２７から噴射されたエアー混合液体は容器底面に衝突するとその一部は容器底面から容器側面を伝わって流下するが、符号Ｔ１で示すように、第２噴射孔２９から噴射されたエアー混合液体に掻き上げられると共に互いに衝突して容器内で乱流を生じ又は撹半して容器内面に液体を擦りつけるので、液体を容器内面と強く接触させることができる。
同様に、第２噴射孔２９から噴射されたエアー混合液体と第３噴射孔３１から噴射されたエアー混合液体との間でも符合Ｔ２で示すような液体の掻き上げと容器内面との強い接触が行われる。
このように、エアー混合液体は、粒子状の液体が容器内面に衝突すると共に流下してくる液体を容器内面に強く接触させることができるので、容器内面を効率的に洗浄することができる。
【００２９】
本実施の形態にかかるノズル１による容器の洗浄について、比較例との比較実験を行ったのでその実験と結果について説明する。
【００３０】
（実験１）
図６は、容器を洗浄したときの洗浄液の使用水量と、洗浄後に容器内に残留した平均残水量とを測定したものである。横軸に示している各実施例と比較例との数値は、各実施例１〜６及び比較例１、２で使用した流量（リットル／分）である。また、各実施例１〜６及び比較例１、２では、各々同じ時間洗浄を行った。
各実施例では、上述した実施の形態にかかるノズル１を用いて実験を行った。尚、比較例では、図８に示すように、先行技術文献１と同様にノズル５１の先端に開口した噴射口５３からエアーを混合していない液体を噴射すると共にノズル先端よりも下側から容器内にエアーＫのみを噴出して水切りの促進を図った。また、実施例及び比較例共に各噴射流体圧力は、０．２ＭＰａ〜０．４ＭＰａとした。ノズル挿入高さは容器口部の下端から３０〜５０ｍｍとした。
図６に示すグラフから明らかなように、５００ｍｌ容器の場合、比較例１は流量が７（リットル／分）であったが、実施例１〜３では流量２.５〜５（リットル／分）で比較例１と略同様な平均残水量とすることができた。即ち、本実施の形態によれば、比較例１に対して約３５％〜約７０％の水量で容器の洗浄をすることができた。
また、１．５リットル容器に対して実験を行った比較例２及び実施例４〜６においては、比較例２では約１０（リットル／分）の水量が必要であったのに対して、実施例４〜６では２．５〜５（リットル／分）の水量で略同等な洗浄を図ることができた。即ち、１．５リットル容器の洗浄の場合には、比較例２に対して約２５％〜約５０％の水量で容器の洗浄をすることができた。
【００３１】
（実験２）
図７は、殺菌液として水酸化カリウム溶液を用いて容器を殺菌した後、容器を洗浄し、洗浄後に容器内に残留した平均残留カリウムの濃度を示したものである。
図７において横軸に示している数値は、図６と同様に、各実施例７〜１１及び比較例３、４で使用した流量（リットル／分）である。また、各実施例７〜１１及び比較例３、４では各々同じ時間洗浄を行った。実験の条件は図６と同様であった。
図７に示すグラフから明らかなように、５００ｍｌ容器の場合、比較例３は流量が７（リットル／分）であったが、実施例７〜９では流量２.５〜５（リットル／分）で比較例３と略同様な平均残留カリウム濃度とすることができた。即ち、本実施の形態によれば、比較例３に対して約３５％〜約７０％の水量で容器の洗浄をすることができた。
また、１．５リットル容器に対して実験を行った比較例４及び実施例９〜１１においても、比較例４では約１０（リットル／分）の水量が必要であったのに対して、実施例９〜１１では２．５〜５（リットル／分）の水量で同等な洗浄を図ることができた。即ち、１．５リットル容器の洗浄の場合には、比較例４に対して約２５％〜約５０％の水量で容器の洗浄をすることができた。
【００３２】
本実施の形態によれば、洗浄液に気体を混合してノズル１から噴射しているので、噴射した液体は噴霧状となって広範囲に拡散できると共に、噴霧状の液体が粒状となって容器内面に衝突するので容器内面との衝突面積を高め容器内面を効率的に洗浄できる。したがって、従来通りの洗浄効果を得る為の液体の使用量を低減できる。
【００３３】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
上述した実施の形態では、液体として洗浄液を用いて容器を洗浄する例を説明したが、液体として薬液を用いて容器内を殺菌するものであっても同様な効果を得ることができる。
ノズル本体３には、内筒１５を設けないで、液体通路９に直接、広径部１９や狭径部１７を形成するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１      ノズル
３      ノズル本体
５      液体噴射ヘッド
７      液体導入部
９      液体通路
１１    エアー導入部（気体導入部）
１３ａ、１３ｂ    エアー吸引孔
１９    広径部
２１    カバー部材
２７    第１噴射孔
２９    第２噴射孔
３１    第３噴射孔
【図１】
2011178411.tif 000003
【図２】
2011178411.tif 000004
【図３】
2011178411.tif 000005
【図４】
2011178411.tif 000006
【図５】
2011178411.tif 000007
【図６】
2011178411.tif 000008
【図７】
2011178411.tif 000009
【図８】
2011178411.tif 000010