(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つのヒータ（４４）を具備した殺菌ユニット（１０）であって、
前記ヒータは、ハウジング（４４１）と、該ハウジング（４４１）を通じて導かれる空気の流れを加熱するための、前記ハウジング（４４１）内に延びた少なくとも1つの加熱要素（４４２）と、を具備し、
前記加熱要素（４４２）は、導電性材料のバンドとして形成され、前記バンドが波形であり、
前記加熱要素（４４２）は、前記加熱要素（４４２）に張力を負荷するためにバネ付勢されている、殺菌ユニット（１０）。
【請求項２】
前記バンドは、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍの間の厚さを有し、且つ２ｃｍ〜１０ｃｍの間の幅を有することを特徴とする請求項１に記載の殺菌ユニット（１０）。
【請求項３】
前記バンドは、均一の表面積を有することを特徴とする請求項１に記載の殺菌ユニット（１０）。
【請求項４】
前記バンドは、ワイヤネットとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の殺菌ユニット（１０）。
【請求項５】
前記ワイヤネットは、０．０２ｍｍ〜２ｍｍの厚さを有する金属ワイヤによって形成され、前記ワイヤは、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍの距離だけ離間されていることを特徴とする請求項４に記載の殺菌ユニット（１０）。
【請求項６】
前記加熱要素（４４２）は、前記ハウジング（４４１）の一側から前記ハウジング（４４１）の反対側へと、蛇行した様式で延びていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の殺菌ユニット（１０）。
【請求項７】
前記加熱要素（４４２）は、複数のローラ（４４３）を用いて前記ハウジング（４４１）に接続されており、少なくとも１つの前記ローラ（４４３）は、バネ（４４４）を用いて前記ハウジング（４４１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の殺菌ユニット（１０）。
【請求項８】
少なくとも１つのガイドプレート（４４６）をさらに具備し、該ガイドプレートを通じて、前記加熱要素（４４２）がガイドされて、前記ハウジング（４４１）に対する前記加熱要素（４４２）の角度が変化していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の殺菌ユニット（１０）。
【請求項９】
前記ヒータ（４４）を通じて空気が流れることが可能な方向と同一の方向に積層された、複数の加熱要素（４４２）を具備していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の殺菌ユニット（１０）。
【請求項１０】
前記ヒータ（４４）を通じた空気の流れを供給するために、前記ヒータ（４４）に隣接して配置されたファン（４２）をさらに具備していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の殺菌ユニット（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータを具備した殺菌ユニットに関する。より具体的には、本発明は、充填設備のための殺菌ユニット内の気流の温度を上昇させるためのヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒータは、現在、膨大な量の機器に使用されている。そのような機器の１つは、充填設備内の包装材料の殺菌であり、充填設備内において、包装材料のウェブは、液体食品を収容する一連の個々のパッケージに変換されるように構成されている。
【０００３】
そのような機器において、充填に先立った包装材料の殺菌は、過酸化水素の槽を通じて包装材料を供給することによって実行され得る。包装材料を過酸化水素に暴露し、続いて加熱することは、加熱が過酸化水素の殺菌効果を増大するために、すべての不要な微生物を死滅させる。加熱は、効率的な殺菌を提供するだけでなく、個別のパッケージを密封および充填する前のパッケージ材料を乾燥することにより、追加の効果を提供している。
【０００４】
この目的のために、ヒータが標準的に設けられ、これにより、無菌の空気または他の適切な衛生的なガスが、殺菌されたパッケージ材料の表面領域上に流れる前に加熱される。
【０００５】
実際に、包装材料のウェブは、殺菌槽を通じて高速で移動しており、したがって、ガス流れを必要な温度まで短時間で加熱することが可能な、効率的なヒータを備えることが必要である。しかしながら、ヒータが消される必要がある場合に、包装材料の損傷を回避するために、ヒータおよび殺菌ユニット内の包装材料の急速な冷却を提供する必要がある状況が存在する。
【０００６】
以前は、この問題は、ヒータが冷却される間に、パッケージ材料に冷たい滅菌水のミストを吹き付けるように構成された別個の冷却システムを設けることにより解決されていた。しかしながら、そのような解決策は、追加の構成要素を必要とし、複雑さおよびコストの増大を誘導する。したがって、消された際に、隣接した包装材料に損傷を与えないようにヒータを改良する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述の問題を軽減することである。この目的は添付の独立請求項内に定義された技術によって達成され、好適な実施形態が、関連した従属請求項内に定義されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様によれば、少なくとも1つのヒータを具備した殺菌ユニットが設けられている。ヒータは、ハウジングと、このハウジングを通じて導かれる空気の流れを加熱するための、ハウジング内に延びた少なくとも1つの加熱要素と、を具備し、加熱要素は、導電性材料のバンドとして形成されている。バンドは、この文脈においては、その質量と比較して大きい表面積を有する構造体として広く解釈されるべきである。そのような構成により、加熱要素は、突然消された場合に急速に冷え、したがって、殺菌ユニット内部の包装材料のような、ヒータに隣接して配置された構成要素の損傷を防止している。
【０００９】
バンドは、例えば０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍの間の厚さを有し、且つ２ｃｍ〜１０ｃｍの間の幅を有し得る。
【００１０】
ある実施形態においては、バンドは、均一の表面積を有する。
【００１１】
他の実施形態においては、バンドはワイヤネットとして形成されている。ワイヤネットは、０．０２ｍｍ〜２ｍｍの厚さを有する金属ワイヤによって形成されてもよく、ワイヤは、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍの距離だけ離間されてもよい。一実施形態においては、ワイヤネットは波形である。波形のワイヤネットは、そのようなネットは長さ方向に、すなわち気流の方向に対して横向きに曲がらないために、有利である。そのような曲げは、気流に顕著に影響する。したがって、バンドが均一な表面積を有する場合、波形のワイヤネットの場合と同等の利点から利益を得るために、バンドを波形にすることも可能である。
【００１２】
加熱要素は、ハウジングの一側からハウジングの反対側へと、蛇行した様式で延びていてもよく、加熱要素は、ハウジングの前後に延びている。
【００１３】
加熱要素は、加熱要素に張力を負荷するためにバネ付勢され得る。例えば、加熱要素は、複数のローラを用いてハウジングに接続されてもよく、少なくともいくつかのローラの各々１つは、バネを用いてハウジングに取り付けられている。
【００１４】
ヒータは、少なくとも１つのガイドプレートをさらに具備してもよく、このガイドプレートを通じて、加熱要素がガイドされて、ハウジングに対する加熱要素の角度が変化している。
【００１５】
ヒータは、ヒータを通じて空気が流れることが可能な方向と同一の方向に積層された、複数の加熱要素を具備し得る。殺菌ユニットは、ヒータを通じた空気の流れを供給するために、ヒータに隣接して配置されたファンをさらに具備し得る。
【００１６】
本発明の実施形態は、添付図を参照して以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態による２つのヒータを備えた殺菌ユニットの断面を示した図である。
【図２】実施形態によるヒータを示した平面図である。
【図３】実施形態によるヒータの断面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図1から始めると、殺菌ユニット１０が示されている。殺菌ユニット１０は、包装材料のウェブ１２を個別の液体食品パッケージに変換するために、充填設備内に配置されている。
【００１９】
殺菌ユニット１０は、包装材料のウェブ１２が殺菌ユニット１０内に進入することを可能にした入口１４と、ウェブ１２が成形および充填セクション（図示略）にさらに案内されることを可能にした出口１６と、を備えている。
【００２０】
殺菌ユニット１０に進入した場合、ウェブ１２は、例えば過酸化水素を含んだ殺菌液の液槽２０を通じて搬送される。過酸化水素は、１つまたは複数のポリマ層をその上に積層された、異なった種類のカートンベース材料の殺菌に関して非常に安定した液体である。
【００２１】
その後に続いた充填ステーションに進入した場合に、ウェブ１２が十分に殺菌されることを確実にするために、加熱セクション３０が設けられている。加熱セクション３０は、ウェブ１２のための経路を形成し、経路に沿って移動した場合に、ウェブ１２を乾燥するための高温の空気または他のガスの流れを提供している。加熱セクション３０は２つの加熱ユニット４０を備え、各加熱ユニット４０は、ファン４２およびそれと協働したヒータ４４を備えている。図示された実施例においては、加熱ユニット４０は垂直に配列され、上側加熱ユニット４０は、下向きに高温の空気の流れを供給するように配置され、一方で下側加熱ユニット４０は、上向きに高温の空気の流れを供給するように配置されている。ウェブ１２の経路は、上側加熱ユニット４０が、ウェブ１２の一側に高温の空気の流れを供給し、一方で下側加熱ユニット４０が、ウェブ１２の反対側に高温の空気の流れを同時に供給するように好適に配列されている。
【００２２】
ここで図２に戻ると、ヒータ４４が記載されている。ヒータ４４は、加熱要素４４２のためのサポートを形成したハウジング４４１を備えている。一般的に、ハウジング４４１は、ヒータ４４を通じて空気が流れることを可能にするための、上端および下端を開放したままの４つの側壁を備えている。加熱要素４４２は、ステンレス鋼のような導電性材料によって形成され、その質量と比較して非常に大きい表面積を備えたバンド形状である。例えば、一実施形態においては、バンドは厚さ約０．０３ｍｍ、幅２〜１０ｃｍ、例えば約５ｃｍとして使用される。さらなる実施形態においては、加熱要素４４２は、ワイヤネットの形状の導電性材料によって形成され、各ワイヤの幅は０．０２ｍｍと０．２ｍｍとの間、好適に０．１ｍｍ付近であり、各ワイヤ間の距離は、１ｍｍよりも小さく、好適に０．２５ｍｍ付近である。
【００２３】
加熱要素４４２は、ハウジング４４１の一側端部において支持され、ハウジング４４１の長さに沿って反対側の端部へと延び、そこで約１８０°転回されてガイドされ、したがって始点の側端部に戻っている。図２に見られているように、加熱要素４４２は、一側端部から他側端部へと複数回ガイドされ、加熱要素の全長は、ハウジング４４１の長さの倍数に相当している。
【００２４】
加熱要素４４２を側端部において転回することを可能にするために、複数のローラ４４３が設けられ、少なくともいくつかのローラ４４３は、バネ４４４を用いてハウジング４４１に取り付けられている。バネ４４４は、それらがローラ４４３をバネが支持された側端部に向かって引っ張り、ローラ４４３がローラ４４３の各位置において加熱要素４４２に張力を与えるように選択されている。ローラ４４３は、セラミックのような電気的絶縁材料により好適に形成されている。
【００２５】
一実施形態においては、各ローラ４４３は、バネを用いてハウジング４４１に取り付けられている。他の実施形態においては、いくつかのローラ４４３のみがバネ４４４を用いてハウジング４４１に取り付けられている。一実施形態においては、ハウジング４４１の一側のすべてのローラ４４３は、バネ４４４を用いてハウジングに取り付けられ、一方でハウジング４４１の他側のローラ４４３は、ハウジング４４１に強固に取り付けられている。
【００２６】
加熱要素４４２の始点および終点は、好適に同じ側端部に配置されており、電源４４５は、追加のケーブルを必要とすることなく容易に接続され得る。したがって、電源４４５が起動した場合、電流は加熱要素４４２を通じて流れ、これにより加熱要素４４２の内因性抵抗は、熱を発生させる。
【００２７】
加熱要素４４２の転回の数、すなわちハウジング４４１の各側部上のローラ４４３の数は、特定の機器に応じて選択され得る。例えば、ローラ４４３の数は、ハウジング４４１の異なった側部に関してそれぞれ８および９であってもよい。
【００２８】
図２にさらに見られているように、複数のガイドプレート４４６がハウジング４４１の長さに沿って分配されている。各ガイドプレート４４６は、側部サポートによって支持されたセラミックロッドによって形成され得る。各ロッドの径は、例えば３ｍｍとし得る。これにより、ガイドプレート４４６は凹部を具備し、加熱要素４４２はそこを通じて延び得る。各凹部は、ローラ４４３に対してオフセットして配置され、ローラ４４３から延びた加熱要素４４２は、ガイドプレート４４６を通過した際に、その角度を変化させなければならない。したがって、加熱要素４４２は、その長さに沿って支持点に支持されており、各支持点は、加熱要素４４２とガイドプレート４４６との間の相互作用に起因している。ガイドプレート４４６を設ける主たる理由は、加熱要素４４２の自由長さを減少させるためである。図１に示された殺菌ユニット１０に関して、隣接したファン４２は、ヒータ４４を通して膨大な空気を流し、その気流は加熱要素４４２を振動させる。自由長さが減少することによって、振動は減少し、したがって、騒音および加熱要素４４２の異なった位置間の一時的な接触に関する危険性を減少している。
【００２９】
前述のように、各ローラ４４３は、導電性加熱要素４４２からハウジングを絶縁するために、セラミックのような好適に電気的絶縁材料から形成されている。ローラ４４３は、セラミックブッシュを備えた金属ロッドとして設けられてもよい。したがって、バネ４４４は、ローラに上からおよび／または下から取り付けられ、したがって、バネ４４４が加熱要素４４２と接触することを防止している。
【００３０】
ここで図３に戻ると、ヒータ４４の断面図は、垂直に配列された３つの加熱要素を示している。空気は矢印の方向に流れ、したがって、ハウジング４４１が開放端を設けていることを示している。
【００３１】
各加熱要素４４２は、図２に関する記載に従って、すなわちバネ４４４およびそれと協働したガイドローラ４４３を用いて、ハウジング４４１内に支持されている。しかしながら、図２に見られているように、１つの側部のローラ４４３のみがバネ４４４を用いて取り付けられ、したがって、反対の側部のローラ４４３はハウジング４４１に強固に取り付けられてもよい。加熱要素４４２の正確な数は機器によるが、しかしながら、加熱要素４４２の構造安定性を増大するために、加熱要素４４２の幅を減少することが望まれ得る。したがって、加熱要素４４２の数は、気流の十分な加熱を提供するために増大され得る。
【００３２】
前述の記載は、主として包装材料のウェブを乾燥するためのヒータを参照したが、ヒータの一般的な原理は、急速冷却が必要とされる、多様な異なった技術分野に応用可能であることが、直ちに理解される。
【００３３】
さらに、本発明は、主に少数の実施形態を参照して記載された。しかしながら、当業者は、これまでに開示された実施形態以外の他の実施形態が、添付の請求項によって定義された本発明の範囲内において、等しく可能であることを直ちに理解するだろう。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ・・・殺菌ユニット
１２  ・・・包装材料のウェブ
１４  ・・・入口
１６  ・・・出口
３０  ・・・加熱セクション
４０  ・・・加熱ユニット
４２  ・・・ファン
４４  ・・・ヒータ
４４１  ・・・ハウジング
４４２  ・・・加熱要素
４４３  ・・・ローラ
４４４  ・・・バネ
４４５  ・・・電源
４４６  ・・・ガイドプレート
【図１】
0006592444.tif 000002
【図２】
0006592444.tif 000003
【図３】
0006592444.tif 000004