(57)【要約】【課題】アンダーカバーガッシングをしなくてもガス置換率を向上させることができ、且つ高速シーマでも缶内残存酸素量を十分に低減させることができる。【解決手段】シーマに至る缶搬送路のシーマ寄り部分からシーマのインテーク部近傍に至るまでにトンネル状カバーを設けてトンネル５を構成し、該トンネル内部の所定範囲をガス置換ゾーン１、該ガス置換ゾーン１からシーマのインテーク部近傍に至るまでを低酸素濃度缶搬送ゾーン２、さらにキャンフィードターレット１３による蓋搬送部分の外廻りに低酸素濃度蓋搬送ゾーン３を構成する。ガス置換ゾーン１で、ヘッドスペース部の空気を不活性ガスに置換し、次いで前記低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン、及び低酸素濃度インテークゾーンのトンネル側面からトンネル中央部に向かって不活性ガスを吹き込み、該トンネルゾーン内の酸素濃度を２％以下に維持する。【選択図】　　　図１
2004123217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物充填後の缶ヘッドスペースのガスを不活性ガスに置換して巻締密封する缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法であって、ガス置換されて搬送されてくる缶の上に、キャンフィードターレットから搬送されてくる蓋が合流して缶に嵌合するまでの区間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンを酸素濃度２％以下に維持した雰囲気で缶に蓋を嵌合させ、その状態でシーマで巻締するようにしたことを特徴とする缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法。
【請求項２】
ガス置換されて前記低酸素濃度インテークゾーンに搬送されてくる缶の搬送路を、半密閉型のトンネル状カバーで覆ってトンネルを構成し、該トンネル内部のフィラー側寄り位置の所定範囲をガス置換ゾーンとし、且つ該ガス置換ゾーンから前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまでを低酸素濃度缶搬送ゾーンとし、前記ガス置換ゾーンで、搬送中の缶のヘッドスペース部に缶の上方から不活性ガスを吹き込んでヘッドスペース部の空気を不活性ガスに置換し、次いで前記低酸素濃度缶搬送ゾーンでトンネル内に不活性ガスを吹き込み、該トンネル内の少なくとも缶開口部が通過する空間部の酸素濃度を２％以下に維持して、該低酸素濃度缶搬送ゾーンを内容物が充填され且つ不活性ガス置換された缶が通過して前記低酸素濃度インテークゾーン搬送されるようにしてなる請求項１に記載の缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法。
【請求項３】
前記キャンフィードターレットによる蓋搬送部分の外廻りに、半密閉型のトンネル状カバーを設置して低酸素濃度蓋搬送ゾーンを構成し、該低酸素濃度蓋搬送ゾーン内部の酸素濃度を２％以下に維持して、該蓋搬送ゾーン内を通って前記低酸素濃度インテークゾーンに蓋を搬送するようにしてなる請求項１又は２に記載の缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法。
【請求項４】
前記ガス置換ゾーンの入口部に不活性ガスカーテン部を設け、トンネル入口部で缶が持ち込む空気の進入を防止した請求項２に記載の缶の脱酸素方法。
【請求項５】
前記ガス置換ゾーンで、不活性ガスを流速０．５ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓで缶のヘッドスペース部に吹き込こむようにした請求項１〜４何れかに記載の缶の脱酸素方法。
【請求項６】
内容物充填後の缶ヘッドスペースのガスを不活性ガスに置換して巻締密封する缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素装置であって、ガス置換されて直進して搬送されてくる缶の上に、キャンフィードターレットにより接線円方向から搬送される蓋が合流して缶に嵌合するまでの区間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンに側方から横向きに不活性ガスを吹出す不活性ガス吹出し手段を設けてなることを特徴とする缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素装置。
【請求項７】
ガス置換されて搬送されてくる缶搬送路のシーマ寄り部分から前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまで、半密閉型のトンネル状カバーを設けてトンネルを構成し、該トンネル内部のフィラー側寄り位置の所定範囲に搬送路の上方に搬送中の缶のヘッドスペース部に不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けてガス置換ゾーンとし、且つ該ガス置換ゾーンから前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまでにトンネル内に向かって不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けて低酸素濃度缶搬送ゾーンを構成してなる請求項１に記載の缶の脱酸素装置。
【請求項８】
前記キャンフィードターレットによる蓋搬送部分の外廻りに半密閉型のトンネル状カバーを設置して低酸素濃度蓋搬送トンネルを構成し、該低酸素濃度蓋搬送トンネル内部に側面から不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けてなる請求項６又は７に記載の缶の脱酸素装置。
【請求項９】
前記ガス置換ゾーンの入口部に不活性ガスカーテン部を設けてなる請求項６〜８何れかに記載の缶の脱酸素装置。
【請求項１０】
前記低酸素濃度缶搬送ゾーン及び前記低酸素濃度インテークゾーンの不活性ガス吹出し手段が、缶の開口部より上部と開口部から下の少なくとも２０ｍｍ幅以上の範囲に不活性ガスを吹き込むように配置してなる請求項６〜９何れかに記載の缶の脱酸素装置。
【請求項１１】
前記ガス置換ゾーン、前記低酸素濃度缶搬送ゾーン及び前記低酸素濃度蓋搬送ゾーンのそれぞれ又は１個所にトンネル内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサを配置し、酸素濃度を監視するようにしてなる請求項６〜１０何れかに記載の缶の脱酸素装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶詰製造に際して缶のヘッドスペースの空気を不活性ガス置換して缶内残存酸素量を低減させるための缶詰製造ラインにおける缶詰の脱酸素方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、缶詰製造に際して内容物の酸化や変敗を防ぐためにヘッドスペースの空気を窒素ガス等の不活性ガスと置換して（以下、単にガス置換という）密封巻締することにより、缶内の残存酸素量を低減させることが広く行われている。従来のガス置換方法の主流は、シーマのキャンフィードターレット（ガスターレット）に不活性ガス吹出しノズルを設けて、缶に蓋を嵌合させるときに不活性ガスを缶開口部と蓋内面との間に向けて吹き込むいわゆるアンダーカバーガッシング法である（特許文献１参照）。該方法は、シーマ内で巻締直前にガス置換を行うという有利な点はあるが、シーマ自体の構造上から時間的制限を受けごく短時間で行われるため、特に近年の高速シーマでは置換率が悪く十分に缶内残存酸素量を低減させることができなかった。
【０００３】
そのため、ガス置換率を向上させる方法として、例えば、上記アンダーカバーガッシングに加えてフィラーからシーマに送給される充填済み缶の搬送路の上方を断面コ字状又は多孔プレート付フードで覆って、上部より不活性ガスを噴出して搬送中の缶のヘッドスペースに直接不活性ガスを吹き込んで、あるいは不活性ガスの吹き付けと同時又は直前に缶内部の空気を吸引して予備ガッシングすることが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、従来の予備ガッシング方法では缶内残存酸素量の低減に限界があり、特に高速シーマにおいては未だ十分に缶内残存酸素量を低減させることができなかった。この問題を解決するために、本発明者らは、フィラーからシーマに至る缶搬送路のシーマ寄り部分を置換枠体で囲って、置換枠体の入口部近傍に天壁部バキューム吸引口と側壁部バキューム吸引口を設け、缶胴によって置換枠体内に持ち込まれる缶胴周りの空気を置換枠体側壁及び置換枠体天壁から吸引して排除すると共に、置換枠体天壁と置換枠体側壁から置換枠体内方に向けて、充填済み缶の高速搬送による置換枠体内への空気持込み量に応じた量の不活性ガスを吹き込むことによって、充填済み缶のヘッドスペースの空気を不活性ガスに置換して缶内残存酸素量を低減させることを前に提案した（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５８６０９号公報
【特許文献２】
特開平６３−１２５１１８号公報
【特許文献３】
特開平１１−１５７５０７号公報
【特許文献４】
特開２００２−４６７０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案した缶内残存酸素量を低減させる方法は、高速製造ラインでも缶内残存酸素量を充分に低減させることができ、優れた効果を奏するものであった。そして、アンダーカバーガッシングと組み合わせることにより、より残存酸素を低減させるものであった。しかしながら、アンダーカバーガッシングは、その構造上ガス置換時間がごく短時間であるため、ラインが高速になるほど、不活性ガスを吹き込む時間がより短くなるので、置換率が低下していく欠点を有している。それを補うためには、吹き込む不活性ガスの流量を増加してしていく必要がある。しかしながら、本発明者の実験によれば、不活性ガスの流量がある一定の量を超えてしまうと逆に空気を巻き込んでしまい、缶詰ヘッドスペースの残存酸素量が増加する場合があることが分かった。また、ガスの流量が多くなると内容液が吹き飛び、シーマ内部を汚染してしまうという問題点もある。さらに、液体窒素充填方法との組合せの場合、缶のヘッドスペース部に添加した液体窒素を吹き飛ばすため、商品価値を失うほど缶内圧が低下した缶詰ができてしまい、不良率が増加してしまう問題点が内在している。そのため、アンダーカバーガッシングによるガス置換がなくても、十分に缶内残存酸素を少なくすることができるガス置換法の出現が望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は前記提案したものをさらに改良して上記要求に応えようとするものであり、アンダーカバーガッシングを付加しなくてもガス置換率を従来よりも特段に向上させ、高速シーマであっても缶内残存酸素量を十分に低減させることができ、且つ構造が簡単で従来の製造ラインを拡張することなしに容易に適用できる缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決する本発明の缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法は、ガス置換されて搬送されてくる缶の上に、キャンフィードターレットから搬送されてくる蓋が合流して缶に嵌合するまでの区間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンを酸素濃度２％以下に維持した雰囲気で缶に蓋を嵌合させ、その状態でシーマで巻締するようにしたことを特徴とするものであり、それにより従来のアンダーカバーガッシングを省くことができるようにしたものである。
【０００８】
ガス置換されて前記低酸素濃度インテークゾーンに搬送されてくる缶の搬送路を、半密閉型のトンネル状カバーで覆ってトンネルを構成し、該トンネル内部のフィラー側寄り位置の所定範囲をガス置換ゾーンとし、且つ該ガス置換ゾーンから前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまでを低酸素濃度缶搬送ゾーンとし、前記ガス置換ゾーンで、搬送中の缶のヘッドスペース部に缶の上方から不活性ガスを吹き込んでヘッドスペース部の空気を不活性ガスに置換し、次いで前記低酸素濃度缶搬送ゾーンでトンネル内に不活性ガスを吹き込み、該トンネル内の少なくとも缶開口部が通過する空間部の酸素濃度を２％以下に維持して、該低酸素濃度缶搬送ゾーンを内容物が充填され且つ不活性ガス置換された缶が通過して前記低酸素濃度インテークゾーン搬送されるようにすることによって、ガス置換ゾーンでガス置換された状態を効果的に保って低酸素濃度インテークゾーンまで缶を搬送することができる。
【０００９】
前記キャンフィードターレットによる蓋搬送部分の外廻りに、半密閉型のトンネル状カバーを設置して低酸素濃度蓋搬送ゾーンを構成し、該低酸素濃度蓋搬送ゾーン内部の酸素濃度を２％以下に維持して、該蓋搬送ゾーン内を通って前記低酸素濃度インテークゾーンに蓋を搬送するようにすることによって、蓋及びキャンフィードターレットによる空気の持ち込みを防止できより効率的に缶の脱酸素を図ることができる。そして、前記低酸素濃度缶搬送ゾーン及び又は低酸素濃度蓋搬送ゾーンに続いて、直進して搬送されてくる缶の上にキャンフィードターレットにより接線円方向から搬送される搬送される蓋が合流して缶に嵌合するまでの間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンを酸素濃度を２％以下に維持することにより、缶内の低酸素濃度を維持したまま巻締することができ、アンダーカバーガッシングを省くことができる。前記ガス置換ゾーンの入口部に不活性ガスカーテン部を設けることにより、トンネル入口部で缶が持ち込む空気の進入を防止することができる。前記ガス置換ゾーンで缶のヘッドスペース部に吹き込こむ不活性ガスの流速は、０．５ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓでの範囲が望ましい。不活性ガスの流速が０．５ｍ／ｓ以下であると、ヘッドスペースのガス置換率が悪く、１０ｍ／ｓ以上であると内容物が吹き飛ぶ不都合が生じる。
【００１０】
上記方法を実施する本発明の缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素装置は、ガス置換されて直進して搬送されてくる缶の上に、キャンフィードターレットにより接線円方向から搬送される蓋が合流して缶に嵌合するまでの区間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンに側方から横向きに不活性ガスを吹出す不活性ガス吹出し手段を設けてなることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、ガス置換されて搬送されてくる缶搬送路のシーマ寄り部分から前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまで、半密閉型のトンネル状カバーを設けてトンネルを構成し、該トンネル内部のフィラー側寄り位置の所定範囲に搬送路の上方に搬送中の缶のヘッドスペース部に不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けてガス置換ゾーンとし、且つ該ガス置換ゾーンから前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまでトンネル内に向かって不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けてを構成することによって、ガス置換ゾーンでガス置換された状態を効果的に保って低酸素濃度インテークゾーンまで缶を搬送することを可能とする。前記低酸素濃度缶搬送ゾーンにおける不活性ガス吹出し手段は、トンネル側面にトンネル中央部に向かって不活性ガスを吹き込むようにするのが望ましい。
【００１２】
またさらに、キャンフィードターレットによる蓋搬送部分の外廻りに半密閉型のトンネル状カバーを設置して低酸素濃度蓋搬送トンネルを構成し、該低酸素濃度蓋搬送トンネル内部に側面から不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けることによって、蓋及びキャンフィードターレットによる空気の持ち込みを防止できより効率的に缶の脱酸素を図ることができる。さらに、前記低酸素濃度缶搬送ゾーン及び又は低酸素濃度蓋搬送ゾーンに続いて、直進して搬送されてくる缶の上にキャンフィードターレットにより接線円方向から搬送される蓋が合流して缶に嵌合するまでの区間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンに側方から横向きに不活性ガス吹出す不活性ガス吹出し手段を設けることによって、缶内の低酸素濃度を維持したまま巻締することができ、アンダーカバーガッシングを省くことができる。さらにまた、前記ガス置換ゾーンの入口部に不活性ガスカーテン部を設けることによってガス置換部への缶の空気の持ち込みを低減させることができる。また、前記低酸素濃度缶搬送ゾーン及び前記低酸素濃度インテークゾーンの不活性ガス吹出し手段は、缶の開口部より上部と開口部から下の少なくとも２０ｍｍ幅以上の範囲に不活性ガスを吹き込むように配置することが望ましい。さらに、ガス置換ゾーン、低酸素濃度缶搬送ゾーン及び低酸素濃度蓋搬送ゾーン缶搬送のそれぞれ又は１個所にトンネル内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサを配置して酸素濃度を監視することによって、缶内残存酸素量をリアルタイムで管理することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素装置の配置状態を示す平面概略図であり、図２〜図５はそれぞれその要部断面図である。本実施形態の脱酸素装置は、缶詰製造ライン中のフィラーからシーマ間での缶搬送部分及びキャンフィードターレットによる蓋搬送部分、及び缶と蓋が合流して缶に蓋が被さる部分であるインテーク部分に配置され、その部分は半密閉型のトンネル状カバーで覆われて、トンネル５を構成している。そして、缶搬送部分が、該フィラー寄りの上流側から順にガス置換ゾーン１と低酸素濃度缶搬送ゾーン２に分かれ、蓋搬送部分が低酸素濃度蓋搬送ゾーン３になっており、そして低酸素濃度缶搬送ゾーンと低酸素濃度蓋搬送ゾーンが合流して、缶体に蓋体が被さって巻締が開始されるまでが低酸素濃度インテークゾーン４となっている。なお、図１において、１０は缶搬送コンベヤ、１１はシーマ（より詳しくはシーマーのハーフモードターレット）、１３はキャンフィードターレット、１４はディスチャージターレット、１５はディスチャージコンベヤである。また、仮想線で示す１２は液体窒素充填装置であり、液体窒素を充填する陽圧缶詰製造ラインに適用した場合に設ける。
【００１４】
トンネル５のガス置換ゾーン１を構成する部分は、図２及び図３にその断面を示すように、缶搬送コンベヤ１０の両側沿って設けられ支持ポスト１７に適宜ブラケット１８を介して支持され、天井部が缶高に応じて高さ位置調節可能に設けた不活性ガス吹出チャンバー２０を構成し、缶の搬送に支障がないように搬送中の缶の開口部と所定の間隔を有して配置された底板２１には適宜密度で多数の吹出口又は多列のフインが設けられ、該チャンバーに供給される不活性ガスを下方向けて連続的に吹き出すように構成されている。なお、２２は不活性ガス吹出チャンバーに不活性ガスを供給する不活性ガス供給パイプを接続するソケットである。また、不活性ガス吹出チャンバー２０の下方には、搬送中の缶の開口部から下方に向けて約３０ｍｍ程度、搬送中の缶の両側を外気に対して覆うように、左右一対の垂下壁２３がガス置換ゾーン１に渡って延びている。垂下壁２３は缶高さの底まで延びて、缶搬送路を完全に囲った完全密閉型トンネル状にしても良いが、図３に示すように、缶の開口部から約３０ｍｍ程度下方位置まで覆えば、ほぼ同様な置換効率を達成することができるので、完全密閉型にする必要はなく、缶の開口部上方と缶胴側壁の上部を覆うようにコの字型でよい。なお、半密閉型トンネル状カバーは、缶、蓋の進入部断面は開放状態にあり、缶搬送部のコンベヤやキャンフィードターレットのような駆動部と干渉しないように隙間を設けているので、半密閉型となるが、駆動部と干渉しない範囲で密閉型にしてもよい。したがって、特許請求の範囲に記載の「半密閉型のトンネル状カバー」とは、必ずしも本実施形態のような半密閉型のみに限定されるものでなく、垂下壁が缶底近傍まで延びたトンネル状カバーで覆われた密閉型も含むものと解釈すべきである。
また、本実施形態では、支持ポスト１７は、缶搬送路の両側に沿って設けられた缶搬送ガイド１６の上に立設して設けられているが、必ずしもその構造によるものでなく、例えば缶搬送ガイドを細幅に形成し、支持ポスト１７は固定フレームに直接設けるようにしてもよい。
【００１５】
ガス置換ゾーン１は、以上のように構成され、ガス置換ゾーンに搬入されてくる缶に向けて上部の不活性ガス吹出しチャンバー２０から所定の流速で缶のヘッドスペース部に不活性ガスを吹き込み、缶のヘッドスペース部の空気を置換する。缶ヘッドスペースに吹き込む不活性ガスの流速は、缶のガス置換率に影響するので、適正な流速でなければならない。ガス置換ゾーン１における不活性ガスの流速と置換率との関係を不活性ガスの流速を変えて調べた。その結果を図６に示す。図６に示すように、流速が低いと置換率が悪く流速が増す程置換率が高くなり、約０．５ｍ／ｓで置換率が９５％に達し、その後約２ｍ／ｓｅｃまでは流速が増すにしたがって置換率は上昇するが、２ｍ／ｓｅｃで置換率が約９９％に達し、その後は、流速を早めてもそれ以上は置換率が向上せず、置換ガスが無駄になると共に１０ｍ／ｓｅｃを超えると缶内から液の吹き飛び現象が生じ不都合が発生した。したがって、ガス置換ゾーンにおいて、吹出しチャンバー１６から吹出す不活性ガスの流速は、約０．５〜１０ｍ／ｓの範囲、より望ましくは１〜３ｍ／ｓの範囲が良いことがわかった。
なお図示してないが、ガス置換ゾーン１の入口部には、缶が持ち込む空気の進入を防止するために不活性ガスを膜状に吹き降ろす不活性ガスカーテンを設けるのが望ましい。
【００１６】
低酸素濃度缶搬送ゾーン２は、ガス置換ゾーン１に連続して設けられ、図２及び図４にその断面が示されているように構成されている。低酸素濃度缶搬送ゾーン２は、ガス置換ゾーン１でガス置換された缶がシーマ内部のインテーク部（缶と蓋が嵌合する部分）まで搬送される間に、缶ヘッドスペースに外気が進入して酸素量が増えるの防ぐために、トンネル内部をパージガスで満たすことにより外気を遮断して、トンネル内部を低レベル酸素濃度に維持するものであり、パージガスとしての不活性ガスを缶搬送路の側方から搬送路の中央に向かって吹出すように構成されている。トンネル５の低酸素濃度缶搬送ゾーン２の構成は、本実施形態では、ガス置換ゾーンとほぼ同様の構成であるが、ガス置換ゾーンの一対の垂下壁に相当する部分が、低酸素濃度缶搬送ゾーン２では、不活性ガス吹出しチャンバー２４、２４で構成されている点が相違している。なお、天井部は、缶の開口部から僅かに上方に位置するように設けられ、完全に目くら板で構成してもよいが、必要に応じて缶の上方からもパージガス又は置換ガスとして不活性ガスを噴出すことができるように、本実施形態では、ガス置換ゾーンと同様に、不活性ガス吹出しチャンバー２６を設けてある。
【００１７】
不活性ガス吹出し手段としての不活性ガス吹出しチャンバー２４、２４は、缶搬送路の両脇にそって設けられた不活性ガス吹出し枠体２７、２７内に設けられ、缶搬送路に面する側板がスリット又は多孔を有するガス吹出し板で形成され、チャンバー内に供給された不活性ガスからなるパージガスが、トンネル中央部に向かって横向きに吹出すように構成されている。搬送中の缶のヘッドスペースに空気が進入又は巻き込まれないようにするためには、搬送中の缶に向けて噴出する不活性ガスの高さ方向の範囲（ノズル幅ｈ）をどの程度にするのが、最も効率的であるかを調べるために、パージガス吹出しチャンバー２４、２４のガス吹出し板幅を種々変えて、置換率との関係を調べた。その結果、図７に示すような結果が得られた。それによれば、ノズル幅が、缶の開口部より上部と開口部から下の範囲が大きい程置換率が高く、２０ｍｍ幅で約９５％を維持し、４０ｍｍ幅で９８％を維持していた。したがって、本実施形態では、ノズル幅ｈは、缶の開口部より上部と開口部から下の少なくとも２０ｍｍ幅以上、望ましくは４０ｍｍ幅以上の範囲を維持するように、前記不活性ガス吹出しチャンバー２４、２４の側板２５を構成した。不活性ガスは、トンネル側面からトンネルの中央部に向かって横向きに吹出すのが効果的であるが、左右のチャンバーから同時又は片側のチャンバーのみからの吹出しの何れでも可能である。
【００１８】
低酸素濃度蓋搬送ゾーン３は、図５に示すように、キャンフィードターレット１３の蓋スタック部からインテーク部までについてキャンフィードターレットの外廻りを半密閉型カバー３０で覆って構成され、キャンフィードターレット１３のポケット３１の外周縁と協同して蓋を搬送案内する蓋搬送ガイド３３の下部に搬送中の蓋の底部空間に不活性ガスを噴出す不活性ガス吹出し手段である不活性ガス吹出しチャンバー３４が配置されている。不活性ガス吹出しチャンバーからの不活性ガスは、側面から中央部に向かって横方向に吹出すようにする。それにより、半密閉型カバーで覆われた内部の酸素濃度を低レベルに維持した部分が形成され、そこを蓋が通過することにより、蓋及びポケット３１周りを低酸素濃度にすることができ、その状態で缶に嵌合して巻締ることにより、蓋及びキャンフィードターレットによる缶内への空気の持ち込みを防止できる。その結果、後記する図７のグラフに示すように、ガス置換率をより高めることができる。
【００１９】
なお、蓋搬送部への不活性ガスの吹出しは、搬送ガイド側からに限らず、キャンフィードターレット１３にも矢印３５で模式的に示すように、吹き込みノズルを設けてターレット側から周辺部に向かって横方向に吹くようにしてもよい。あるいはガイド側とターレット側の両方から吹き込むようにしてもよい。低酸素濃度蓋搬送ゾーン３の酸素濃度は、後記する理由により低酸素濃度缶搬送ゾーン２と同様に２％以下、望ましくは０．１％以下を維持するようにする。
【００２０】
低酸素濃度インテークゾーン４は、低酸素濃度缶搬送ゾーン２及び低酸素濃度蓋搬送ゾーン３に続いて、直進して搬送されてくる缶７の上にキャンフィードターレット１３により接線円方向から搬送されてくる蓋８が合流して缶に嵌合するまでの間を、半密閉型カバーで覆って構成され、低酸素濃度缶搬送ゾーン２から続く缶搬送路側方の一方側に、不活性ガス吹出し枠体２７を設け、その内部に低酸素濃度缶搬送ゾーン２と同様に横方向からトンネル内の中央部に向かって不活性ガスを吹出すチャンバーを配置して、トンネル内の酸素濃度を２％以下、望ましくは０．１％以下の低レベルを保つようにしてある。このように、低酸素濃度インテークゾーン４では、従来のアンダーカバーガッシングのように、ノズルで直接缶の内方に不活性ガスを吹き込むものでなく、不活性ガスは缶及び蓋の周りに噴射することにより、その周りを低酸素濃度を維持して缶内のガス置換率を高率に維持するものであるから、内容液を吹き飛ばしてシーマを汚染したりすることがなく、アンダーカバーガッシングの問題点を解消して、高置換率を達成することができる。そして、液体窒素充填ラインの場合は、アンダーカバーガッシングによる液体窒素の吹き飛ばし現象は生じないので、安定した缶内圧が得られる。
【００２１】
低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン及び低酸素濃度インテークゾーンの酸素濃度とガス置換率との関係を調べるために、酸素濃度を変えて置換率を測定した。その結果を図８に示す。図８では、トンネルを蓋搬送部には設けないで、缶搬送ゾーンとインテークゾーンに設けて低酸素濃度缶搬送ゾーンと低酸素濃度インテークゾーンのみを形成した場合（線図ａ）、缶搬送ゾーン、蓋搬送ゾーン及びインテークゾーンに設けて、低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン及び低酸素濃度インテークゾーンを形成した場合（線図ｂ）について、別々に測定した。その結果、両方の場合とも、トンネル内の酸素濃度が２％以内であれば、アンダーカバーガッシングを行わずに、トンネル入口部でガス置換を行うのみで、最終的な置換率を９５％以上達成できることが分かった。しかしながら、酸素濃度が２％以上であると、置換率が低下し、所望の高置換率を達成することができない。よって、トンネル内の酸素濃度を２％以下、望ましくは１％以下とする。
【００２２】
また、図８のグラフから分かるように、低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン及び低酸素濃度インテークゾーンを形成した場合が、低酸素濃度缶搬送ゾーンと低酸素濃度インテークゾーンのみの場合と比べて、高ガス置換率を達成することができる。したがって、蓋搬送ゾーンもトンネルを設けて低酸素濃度ゾーンとするのが望ましいが、酸素の影響を非常に受けやすい内容物でなければ、低酸素濃度缶搬送ゾーンと低酸素濃度インテークゾーンを設けるのみで、目的を達成できる。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、その技術的範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、ガス置換ゾーン、低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン及び低酸素濃度インテークゾーンのトンネルの構成や、不活性ガス吹出し手段の構成は上記構造に限定されるものでなく，適宜設計変更が可能である。また、本発明は、不活性ガスとしては通常窒素ガスが使用されるが、窒素ガスに代えて炭酸ガスを用いることによって、内容物がビールや炭酸飲料の場合にも適用できる。さらに、上記実施形態では示されていないが、ガス置換ゾーン、低酸素濃度缶搬送ゾーン及び低酸素濃度蓋搬送ゾーンのそれぞれ又は１個所にトンネル内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサを配置して酸素濃度を監視することによって、缶内残存酸素量をリアルタイムで管理できる。それにより、システムの作動異常が発生した場合は早期に発見できるので、大量の不良缶詰を発生させる事故を防ぐことができる。
【００２４】
【実施例】
本発明による缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法及びその装置の効果を確認するために、実施形態に示した装置を備えた缶詰製造ラインで、２００ｍｌサイズの缶にヘッドスペース体積を２１ｍｌに設定して常温の水を充填し、本発明の方法でガス置換を行って密封巻締した缶詰のガス置換率を測定した。また、比較例１として、実施例と同一条件の缶に同一条件で常温の水を充填して、ガス置換を従来のアンダーカバーガッシングのみで行った場合、さらに比較例２として、シーマ寄りの缶搬送コンベヤ上で缶の開口部に不活性ガスを吹き込んでガス置換を行い、且つアンダーカバーガッシングを行った場合のガス置換率をそれぞれ測定した。その結果を図９に示す。なお、図９は試験数１５缶について行った結果の平均値を示している。
【００２５】
その結果、本発明の実施例（グラフＣ）では、缶内ヘッドスペースの残存酸素量は０．１ｍｌ／缶であり、ガス置換率が９８％であった。一方、比較例１（グラフＡ）では、残存酸素量０．７ｍｌ／缶、ガス置換率８５％、比較例２（グラフＢ）では、残存酸素量０．３ｍｌ／缶、ガス置換率９３％であった。その結果から明らかなように、実施例は比較例と比べて特段にガス置換率が向上しており、本発明の缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法及びその装置が、缶詰製造ラインにおけるガス置換率の向上に効果的であることが確認できた。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１〜１１の発明によれば、ガス置換部を通過した缶をインテーク部まで搬送する間をトンネルで囲い、トンネル内部の酸素濃度を低減する方式であるため、缶ヘッドスペース残存酸素を不活性ガスに高効率で置換でき、ライン速度の影響を受けにくい。そのため、高速ラインでも高効率でガス置換を行うことができる。また、従来のようなアンダーカバーガッシングを使用しないため、内容液を吹き飛ばしてシーマ内部を汚染するようなことがない。そして、アンダーカバーガッシングを使用しないため、液体窒素充填法との組み合わせにおいて、高速ラインであっても液体窒素を吹き飛ばすことがなく、安定した缶内圧が得られ、不良率の低下が図れる。さらに、本発明の缶脱酸素装置は、缶詰製造ライン中の、フィラーからシーマまでの缶の搬送部分での、異物混入を防止するカバーの機能も有する効果がある。
【００２７】
また、請求項２及び７の発明によれば、ガス置換した状態をそのまま保って低酸素濃度インテークゾーンまで缶を搬送することができ、高置換率を維持した状態で蓋を巻締することができる。さらに、請求項３及び請求項８の発明によれば、蓋による空気の持ち込みを防止できより効率的に缶の脱酸素を図ることができる。さらに請求項４及び請求項９の発明によれば、トンネル入口部で缶が持ち込む空気の進入を防止することができ、よりガス置換効率を高めることができる。さらに、請求項１１の発明によれば、ガス置換ゾーン、低酸素濃度缶搬送ゾーン及び低酸素濃度蓋搬送ゾーン缶搬送の酸素濃度を監視することができ、缶内残存酸素量をリアルタイムで管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る缶の脱酸素装置を適用した缶詰製造ラインの要部を示す平面配置図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である
【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視図である
【図４】図１におけるＣ−Ｃ矢視図である
【図５】図１におけるＤ−Ｄ矢視図である
【図６】ガス置換部における不活性ガスの流速とガス置換率との関係を示す線図である。
【図７】低酸素濃度缶搬送ゾーンにおける不活性ガス吹出しノズル幅と置換率との関係を示す線図である。
【図８】低酸素濃度缶搬送ゾーンにおける酸素濃度とガス置換率との関係を示すグラフである。
【図９】実施例及び比較例におけるガス置換率の比較を示すグラフである。
【符号の説明】
１　ガス置換ゾーン　　　　　　　　　　２　低酸素濃度缶搬送ゾーン
３　低酸素濃度蓋搬送ゾーン　　　　　　４　低酸素濃度インテークゾーン
５　トンネル　　　　　　　　　　　　　７　缶
８　蓋　　　　　　　　　　　　　　　１０　缶搬送コンベヤ
１１　シーマ　　　　　　　　　　　　　１３　キャンフィードターレット
１６　缶搬送ガイド　　　　　　　　　　１７　支持ポスト
１８　ブラケット
２０、２４、２６、３４　不活性ガス吹出しチャンバー
２１　底壁　　　　　　　　　　　　　　２３　垂下壁
３０　半密閉型カバー　　　　　　　　　３１　ポケット
３３　蓋搬送ガイド
【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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【図９】
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