(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が所定圧力に維持される空間内に配置され、容器内に気体を供給する気体供給装置において、
外部から送られた気体を前記空間内に放出する放出口と、容器内に気体を導入するノズルと、前記気体を放出口から直接空間内に放出する状態と、ノズルを介して容器内に供給する状態とに切り換える切り換え手段とを備えるとともに、前記切り換え手段は、ノズルの気体導入口を前記放出口に対して相対移動させる移動機構を備え、この移動機構により放出口とノズルの気体導入口との接続および接続の解除を行うことを特徴とする気体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、気体供給装置に係り、より詳しくは、内部空間が一定の圧力に維持されるチャンバー内に設置されて、容器内に気体を供給する気体供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料水等の製造ラインでは、乾燥等の目的で容器内に加熱気体を吹き込んで容器を昇温させる工程を備える場合がある。
【０００３】
製造ラインが無菌充填ラインである場合には、各工程を構成する装置は無菌チャンバー内に配置されており、供給される容器は、無菌チャンバー内に配置された搬送コンベヤによって搬送される間に処理されるようになっている。
【０００４】
この場合、容器内に加熱気体（例えばホットエア）を吹き込む気体供給装置は、通常、無菌チャンバーの外部からチャンバー内にエアを導入するエア通路にノズルを接続し、このノズルを容器内に挿入するとともに、前記エア通路をバルブによって開閉して、容器内にエアを吹き込むようになっている。
【０００５】
ペットボトル等の容器の場合には、前記昇温工程で温度を上げすぎると変形してしまうため、容器の搬送速度が変化した場合でもホットエアの吹き込みは常に一定の時間となるように、バルブ閉鎖のタイミングを変更可能にする必要がある。
【０００６】
前記昇温工程において、容器の搬送速度の変化に応じてバルブ開閉のタイミングを変更すれば、同時に開放してエアを噴出しているノズルの数が異なるため、ノズルから吹き出されるホットエアの総量が変化し、無菌チャンバー内の圧力が変動してしまう。
【０００７】
前述のように、例えば飲料水の製造ラインでは、容器をリンサに送って洗浄をし、その後、フィラおよびキャッパで内溶液の充填およびキャッピングを行うようになっているが、無菌環境内で一連の処理を行うために、リンサおよびフィラがそれぞれチャンバー内に収容されており、各チャンバー内は、外部から細菌等が侵入することを防止するため陽圧に維持されている。しかも、各チャンバー内の圧力がそれぞれ設定されており、いずれかのチャンバーの圧力が変動すると他のチャンバーに影響を及ぼしてしまう。従って、各チャンバー内を常に一定の圧力に維持する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、気体供給装置の開放されるノズルの数が変化し、吹き出されるホットエアの総量が変動するため、チャンバー内部の圧力が変動し、また、他のチャンバーとの圧力バランスが崩れてしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、チャンバー内に常に一定量の気体が吹き出されるようにして、チャンバー内部の圧力が変動することを防止するようにした気体供給装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る気体供給装置は、内部が所定圧力に維持される空間内に配置され、容器内に気体を供給するものであって、特に、外部から送られた気体を前記空間内に放出する放出口と、容器内に気体を導入するノズルと、前記気体を放出口から直接空間内に放出する状態と、ノズルを介して容器内に供給する状態とに切り換える切り換え手段とを備えるとともに、前記切り換え手段は、ノズルの気体導入口を前記放出口に対して相対移動させる移動機構を備え、この移動機構により放出口とノズルの気体導入口との接続および接続の解除を行うようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る気体供給装置の縦断面図、図２はその拡大図であり、この気体供給装置は、無菌チャンバー内に配置されている。
【００１３】
この気体供給装置によって気体が供給される容器４は、ペットボトル等の樹脂製の容器であり、図２に示すように、首部４ａの周囲にフランジ４ｂが形成されている。この容器４は、容器把持手段等により前記フランジ４ｂの下面側を支持または把持され、あるいは、首部４ａのフランジ４ｂよりも上方の部分を把持され、この首部４ａの高さを基準にしてネック搬送される。
【００１４】
前記気体供給装置の構成について、図１および図２により説明する。支柱４０の上部に、第１リングプレート４２および第２リングプレート４４を有する回転体４６が回転可能に支持されている。この回転体４６の外周寄りに、円周方向等間隔で複数のホットエア供給手段（気体供給装置）４８が設けられている。
【００１５】
このホットエア供給手段４８は、第１リングプレート４２上に固定された環状のホットエアチャンバー５０と、このホットエアチャンバー５０の外周側に円周方向等間隔で、直立して配置された複数本の昇降スタンド５２と、これら各昇降スタンド５２の外側を構成する固定筒体５４の上部にそれぞれ設けられた容器把持手段５６とを備えている。この容器把持手段５６は、詳細は図示しないが、回転可能な一対のアームを引っ張りコイルばねによって引き付けて閉じた状態にしておき、これら両アーム間に挿入された容器４の首部４ａを、前記コイルばねの弾性によって把持するようになっている。なお、この弾性による容器把持手段５６は、容器４のフランジ４ｂの下側を把持する。
【００１６】
昇降スタンド５２は、上方の第１リングプレート４２と下方の第２リングプレート４４とを貫通してこれらのプレートに固定された固定筒体５４と、この固定筒体５４の内部に昇降可能に嵌合したロッド５８と、このロッド５８を昇降させるエアシリンダ６０とを備えており、昇降スタンド作動用の電磁弁６２を介して前記エアシリンダ６０にエアを給排することによりロッド５８を昇降させる。
【００１７】
エアシリンダ６０により昇降するロッド５８の上端には、このロッド５８の昇降により、前記ホットエアチャンバー５０と、容器把持手段５６によって把持されている容器４の内部との間を連通遮断する連通手段６８が取り付けられている。この連通手段６８は、前記ロッド５８の上端に半径方向を向けて水平に固定された取り付けプレート７０の内周部側に直立して支持されている円筒状の昇降バルブ７２と、前記取り付けプレート７０の外周側に直立して固定されたエア供給ノズル７４と、これら昇降バルブ７２とエア供給ノズル７４とを接続する円弧状の連通パイプ７６とを備えている。
【００１８】
前記環状のエアチャンバー５０は、ブロア（図示せず）によって外部から送り込まれたホットエアが、エア供給配管７８および分岐管８０を介して、一定圧力、一定流量で常時供給されている。このエアチャンバー５０の各昇降バルブ７２と対応する位置には、エアチャンバー５０内を外部（気体供給装置４８を収容する無菌チャンバー内）に連通するオリフィス通路８２ａを備えたオリフィス付きパッキン８２が固定されている。このオリフィス通路８２ａの上部開口（エアの放出口）は、前記昇降バルブ７２の下部開口と直接向かい合わないように斜め方向を向いている。従って、昇降バルブ７２が、前記昇降スタンド５２のロッド５８によって上昇されているときには、エアチャンバー５０からオリフィス通路８２ａを介して吹き出しているホットエアが、昇降バルブ７２内に入らないようになっている。
【００１９】
昇降スタンド５２のロッド５８は、昇降バルブ７２の下端の開口部が、図２に示す高さと、前記オリフィス付きパッキン８２の上面に圧着される高さとの間で昇降するようになっており、下降時には、この昇降バルブ７２の下端面がオリフィス付きパッキン８２の上面に圧着されるとともに、水平な取り付けプレート７０の他端側に固定されているエア供給ノズル７４の先端が、容器把持手段５６に把持されている容器４の口部内に挿入されるようになっている。この昇降バルブ７２およびエア供給ノズル７４のストロークを、図２中に符号Ｓで示す
【００２０】
以上の構成に係る気体供給装置の作動について説明する。容器把持手段５６によって把持された容器４が、昇温工程の開始位置に到達すると、ホットエア供給手段４８のエアシリンダ６０が作動してロッド５８を下降させ、昇降バルブ７２の開口をホットエアチャンバー５０のオリフィス付きパッキン８２に圧着させるとともに、エア供給ノズル７４の先端を容器４内に挿入する。前記ホットエアチャンバー５０内には、外部のブロア（図示せず）から一定圧力、一定流量のホットエアが常時送られており、昇降バルブ７２の下降によりホットエアチャンバー５０と容器４内とが接続されると、容器４内にホットエアが吹き込まれる。容器４は内部にホットエアが吹き込まれることにより昇温される。
【００２１】
容器４の搬送速度が常速の場合には、前記開始位置から予め定められた終了位置までの間に亘って、ロッド７８を下降させた状態で昇降バルブ７２とホットエアチャンバー５０とを接続して、容器４内へのホットエアの吹き込みを続ける。また、容器４の搬送速度が前記常速よりも遅くなると、同一の区間に亘ってホットエアの吹き込みを続けると容器４が加熱されすぎて変形するおそれが有るので、ホットエア供給ノズル７４からのホットエアの吹き込み時間が一定になるように制御する。つまり、ホットエアの吹き込みが開始した後、タイマー等によりホットエア吹き込み時間を計測し、常速時にエア吹き込み区間を通過するのに要する時間と同じ時間が経過したときに、制御手段からの信号により電磁弁６２を作動させ、前記エアシリンダ６０によってロッド５８を上昇させることにより、昇降バルブ７２とホットエアチャンバー５０との接続を解除してホットエアの吹き込みによる昇温工程を終了する。
【００２２】
前記のようにロッド５８を上昇させて昇降バルブ７２とホットエアチャンバー５０との接続を解除すると、外部のブロアを介してホットエアチャンバー５０に送り込まれているエアは、オリフィス通路８２ａの開口部（エアの放出口）から直接無菌チャンバー内に放出される。容器４の搬送速度が変化した場合にも容器４内にホットエアが吹き込まれる時間を一定にしようとすると、ホットエアを吹き出しているノズルの数が変化するが、この気体供給装置では、容器４内にホットエアを吹き込んでいないときにも、ホットエアチャンバー５０から常時無菌チャンバー内にホットエアを放出しており、従って、無菌チャンバー内に常に一定量のホットエアが放出されるとともに、一定量のエアが排出されているので、無菌チャンバー内の圧力が変動することがない。
【００２３】
なお、前記実施の形態では、昇降バルブとホットエア供給ノズルを昇降スタンドによって昇降させることにより、ホットエアチャンバー内に導入されているホットエアを、容器内に供給する状態と、直接チャンバー内に供給する状態とにきり変えるようにしたが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、三方弁等を用いて、容器内にホットエアを供給しない場合にも常に同量のエアをチャンバー内に放出させるようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、内部が所定圧力に維持される空間内に配置され、容器内に気体を供給する気体供給装置において、外部から送られた気体を前記空間内に放出する放出口と、容器内に気体を導入するノズルと、前記気体を放出口から直接空間内に放出する状態と、ノズルを介して容器内に供給する状態とに切り換える切り換え手段とを備えたことにより、容器の搬送速度が変化した場合でも、空間内の圧力を常に一定に維持することができる。さらに、前記切り換え手段が、ノズルの気体導入口を前記放出口に対して相対移動させる移動機構を備え、この移動機構により放出口とノズルの気体導入口との接続および接続の解除を行うようにしたことにより、アセプティック対応型の三方弁等の高価なバルブを使うことなく、空間内の圧力を一定に維持することができる。しかも、前記三方弁を用いた場合よりも耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る気体供給装置の縦断面図である。
【図２】図１の要部（ホットエア供給手段）を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
４    容器
４８    気体供給装置（ホットエア供給手段）
５２    切り換え手段（昇降スタンド）
６０    切り換え手段（エアシリンダ）
７４    ノズル（ホットエア供給ノズル）
８２ａ  放出口（オリフィス通路）
【図１】
0004529221.tif 000002
【図２】
0004529221.tif 000003