JP2018520956A - 無菌空気流を有する旋回装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、回転タンク（２）と、回転タンクへと製品を搬送するための製品管（４）とを有する回転式充填装置のための旋回装置に関する。旋回装置は、タンク連結部（６）と、管連結部（５）と、気体媒体を受け入れるための第１の開口と、気体媒体を排出するための第２の開口とを備える。第１の通路は、管連結部の突出部分と製品管の外壁とによって部分的に定められ、第２の通路は、突出部分とタンク連結部の突出部分とによって部分的に定められる。隙間が管連結部とタンク連結部の突出部分との間に形成され、隙間は第２の通路と第２の開口との間に位置付けられ、それによって粒子バリアを形成し、そのため使用中に、粒子は、第１の開口から第１の通路および第２の通路を介した第２の開口への気体媒体の流れによって、第２の通路に入るのを妨げられる。

Description

本発明は回転式充填装置のための旋回装置に関し、さらに、本発明はこのような旋回装置を有する回転式充填機に関する。

食品加工産業では、回転式充填機が、パッケージを様々な種類の飲料で充填するために使用されている。例えば沈殿し得る粒子または媒体を含む飲料といった、特定の種類の飲料が均一に分配されること、および／または、品質が一定であることを確保するために、回転式充填機は回転タンクを有することがある。製品は、タンクの上方の製品供給手段から延びる製品管を通じて回転タンクに供給され、旋回装置を通じてタンクへと供給される。タンク内の環境を無菌に保つために、旋回装置は、高温蒸気および／もしくは無菌空気に曝される、または、高温蒸気のための通路および／もしくは無菌空気のための通路を含む可能性がある。したがって、タンクおよび／または製品のための無菌の環境についての要件は、例えば加熱蒸気などの多くのエネルギーを本質的に消費する旋回装置の複雑な設計をもたらす。さらに、無菌環境を保つための上記の事項により、大きな荷重を受ける軸受およびブッシングなどの構成部品が許容できない頻度で摩耗することになるため、回転タンクの回転速度、延いては回転式充填機の回転速度が制限される。さらに、例えば軸受またはシールからの込め物といった、旋回装置内からの粒子に加えて、旋回装置の外部からの粒子が、回転タンクへと侵入し、内部の製品を汚染する可能性がある。粒子が回転タンクに入る前に（例えば、高温蒸気によって）殺菌されることになる場合であっても、このような粒子を製品と混ぜてしまうことは望ましくない。

したがって、概して、無菌環境を向上する要求と、粒子を製品と混ぜてしまう危険性を少なくとも低減する要求とがある。さらに、コストの低減と性能の向上とを提供するという要求がある。１つの望ましい効果は、より汚染されていない製品、ならびに／または、より無菌の環境および／もしくは向上された殺菌を提供することであり得る。別の望ましい効果は、回転速度の増加を許容する旋回装置であり得る。回転速度の増加は、各パッケージについての充填速度、延いては関係するコストの意味において、有利となる。別の望ましい効果は、保守のためのコスト低減であり得る。したがって、これらの問題を少なくとも部分的に解決する、または、望ましい効果を提供する回転式充填機のための旋回装置を提供するために、最先端の技術を向上する必要性がある。

現在の最先端の技術を向上することと、上記の問題の少なくとも一部を解決することと、向上した旋回装置を提供し、延いては向上した回転式充填装置を提供することとが、本発明の目的である。これらの目的および他の目的は、回転式充填装置のための旋回装置によって達成される。

本発明の第１の態様によれば、回転タンクと、回転タンクへと製品を搬送するための製品管とを有する回転式充填装置のための旋回装置が提供される。旋回装置は、回転タンクと共に回転するように配置されるタンク連結部と、タンク連結部を少なくとも部分的に包囲するように配置される管連結部と、少なくとも気体媒体を受け入れるための第１の開口と、少なくとも気体媒体を排出するための第２の開口と、第１の開口と流体連通しており、管連結部の突出部分および製品管の外壁によって少なくとも部分的に定められる第１の通路と、第１の通路と流体連通しており、突出部分およびタンク連結部の突出部分によって少なくとも部分的に定められる第２の通路とを備える。隙間が管連結部とタンク連結部の突出部分との間に形成され、隙間は第２の通路と第２の開口との間に位置付けられ、それによって粒子バリアを形成し、そのため使用中に、粒子は、第１の開口から第１の通路および第２の通路を介した第２の開口への気体媒体の流れによって、第２の通路に入るのを妨げられる。

本発明は、管連結部の突出部分とタンク連結部の突出部分とによって少なくとも部分的に定められる第２の通路と、少なくとも気体媒体を排出するための第２の開口との間に隙間を形成することによる理解に少なくとも部分的に基づいており、粒子が第２の通路に入り、それによって、粒子が製品を汚染する可能性のある回転タンクへと入るのを妨げられるように、第１の開口から第２の開口への気体媒体の流れによって粒子バリアが隙間に形成される。これによって、蒸気殺菌機能が縮小または省略さえされ得る。別の言い方をすれば、粒子バリアは、汚染粒子が回転タンクに入る危険性がより小さいため、例えば粒子を殺菌するための蒸気バリアを、設計者に省略させることができる。他の代替の利点は、粒子バリアが、殺菌を向上させ、あらゆる汚染粒子のタンクに入る危険性を低減するために、例えば蒸気バリアと、同時に使用されてもよいことである。

回転式充填装置の製品管は、製品をタンクへと搬送するために、つまり、再充填または充填するために、タンクへと延び入る。製品管は、製品が回転式充填装置に到達する前に、ポンプ、フィルタ、および処理設備などの他の部品にさらに連結されるため、製品管は不動であり、回転しない。

旋回装置は、旋回装置の目的が、回転タンクを使用中に回転させながら、回転タンクを製品管に連結し、可能であれば他の連結部へと連結することであるため、多岐管組立体としても知られている可能性がある。

気体媒体は、無菌空気および／または窒素など、無菌である任意の適切な気体媒体であり得る。

本発明の少なくとも一実施形態では、隙間の大きさは、隙間を通じての圧力低下が隙間を通る一様な流れを作り出せるよう適合されるように構成されてもよい。圧力低下は、隙間を通る気体媒体の流れのための隙間の大きさもしくは隙間の湾曲、または、例えばタンク連結部の突出部分および／もしくは管連結部の内部表面といった、隙間とつながっている内部表面の湾曲を構成することによって適合され得る。一様な流れによって、回転タンク内で製品を汚染する可能性のある粒子が隙間を通じて気体媒体の流れと反対の方向で搬送される危険性が小さくなることを確保できる。

本発明の様々な実施形態において、隙間は５ｍｍ〜３０ｍｍの幅であり得る。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、旋回装置は湾曲チャンバをさらに備え得る。湾曲チャンバは隙間および第２の開口と流体連通して配置され得る。湾曲チャンバはタンク連結部の突出部分の周りで周方向に延び得る。したがって、湾曲チャンバは、タンク連結部の突出部分に対して径方向外側に配置され得る。

旋回装置は、湾曲チャンバおよび第２の開口と流体連通している第３の通路をさらに備え得る。第３の通路は湾曲チャンバに対して少なくとも部分的に接線方向で配置され得る。第３の通路は、気体媒体の流れを第２の開口へと方向付ける。さらに、第３の通路と湾曲チャンバとの間の接線方向の連結を有することで、例えば洗浄液体など、第２の開口に入り、第３の通路を介して湾曲チャンバに到達する流れが、湾曲チャンバへと注入され、その後に速度を増して第２の通路へと注入され得る。それによって、湾曲チャンバおよび／または第２の通路の洗浄が容易に行われ得る。

本発明の様々な実施形態において、旋回装置は、管連結部とタンク連結部の突出部分との間に配置される金属ブッシングをさらに備え得る。金属ブッシングは、使用の間にタンク連結部の回転のため加えられる荷重の少なくとも一部を担うために、タンク連結部および／または管連結部と機械的に接触していてもよい。したがって、金属ブッシングは、タンク連結部と管連結部との間に配置される旋回装置の他の構成部品における摩擦及び割れを低減できる。

旋回装置は、金属ブッシングと管連結部との間に配置される少なくとも１つのシールと、金属ブッシングとタンク連結部の突出部分との間に配置される少なくとも１つのシールとをさらに備え得る。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、旋回装置は少なくとも２つの転がり軸受をさらに備え得る。少なくとも２つの転がり軸受は、タンク連結部の突出部分と管連結部との間に配置され、互いから離間され得る。少なくとも２つの転がり軸受は、タンク連結部と管連結部とを互いに対して実質的に自由に回転させることができる。少なくとも２つの転がり軸受が離間されていることは、使用の間にタンク連結部の回転によって引き起こされる荷重の少なくとも一部を転がり軸受が担うことをもたらせる。少なくとも２つの転がり軸受は、タンク連結部の突出部分の長さの少なくとも半分に対応する距離で離間され得る。

本発明の様々な実施形態において、旋回装置は、蒸気入口と、蒸気出口と、蒸気入口と蒸気出口との間において管連結部に形成される蒸気通路とをさらに備え得る。蒸気通路の少なくとも内壁が金属ブッシングの表面を備える。使用の間、蒸気は、蒸気通路を通って、蒸気入口から蒸気出口まで蒸気通路を介して導かれ、それによって、旋回装置に入って金属ブッシングの位置に到達し得るあらゆる汚染物または粒子を殺菌する。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、第１の通路と第２の通路とは略平行であり得る。したがって、第２の通路は、第１の通路に対して径方向外側に少なくとも部分的に位置付けられるとして解釈されてもよい。

少なくとも１つの実施形態では、旋回装置は、管連結部の突出部分の端部分に配置される少なくとも１つの噴霧ノズルをさらに備え得る。少なくとも１つの噴霧ノズルは、洗浄媒体が第１の通路を通じて導かれる洗浄プロセスの間に使用でき、そのため噴霧ノズルは洗浄媒体を回転タンクの内部に向かって噴霧しかつ方向付ける。２つ以上の噴霧ノズルがある実施形態では、噴霧ノズルは、管連結部の突出部分の端部に向かって対称的に配置され得る。したがって、３つの噴霧ノズルを伴う実施形態では、噴霧ノズルは、それらの間が１２０°となって配置され得る。噴霧ノズルは、管連結部の突出部分における貫通孔として形成されてもよい。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、旋回装置は、タンク連結部と管連結部との間に配置される中間部品をさらに備えてもよく、中間部品は、タンク連結部の回転速度と異なる回転速度で回転するように構成される。回転タンクと、回転タンクへと製品を搬送するための製品管とを有する回転式充填装置のためのタンク連結部と管連結部との間に配置される中間部品は、中間部品がタンク連結部の回転速度と異なる回転速度で回転するように構成されるため、タンク連結部と管連結部との相対速度を低減することを許容する。したがって、旋回装置に含まれる構成部品は、より少ない摩耗及び割れを受ける。したがって、旋回装置は、耐用年数が増加し、旋回装置内の構成部品の耐用年数が増加し得る。別の利点は、中間部品が相対速度を低減するため、タンク連結部、延いては回転タンクは、より高い回転速度で回転することが許容され得ることである。したがって、本発明は、１時間当たりより多くのパッケージを充填するために使用できるより高い回転速度を回転式充填装置に提供するために用いられてもよい。

中間部品がタンク連結部の回転速度と異なる回転速度で回転するように構成されることは、中間部品がタンク連結部の回転速度未満である回転速度を有するとして、主に解釈されるべきである。

本発明の一部の実施形態では、中間部品は、タンク連結部の回転速度の半分またはおおよそ半分の回転速度で回転するように構成され得る。中間部品を、タンク連結部の回転速度の半分またはおおよそ半分の回転速度で回転させるように構成することで、より少ない摩耗及び割れが旋回装置の構成部品に負わされる。

本発明の少なくともさらなる態様によれば、回転タンクと、回転タンクへと製品を搬送するための製品管とを有する回転式充填装置のための旋回装置を動作させるための方法が提供される。方法は、液体製品を製品管を通じて回転タンクへと送り込むステップと、第１の開口から前記第１の通路および前記第２の通路を介した第２の開口への気体媒体の流れを提供するステップとを含む。

方法は、蒸気の流れを、管連結部に配置される蒸気通路を通じて蒸気入口から蒸気出口へと提供するステップをさらに任意選択で含み得る。

本発明のさらなる態様によれば、回転タンクと、回転タンクへと製品を搬送するための製品管とを有する回転式充填装置のための旋回装置を洗浄するための方法が提供される。方法は、洗浄媒体を、製品管を通じて回転タンクへと提供するステップと、洗浄媒体を、第１の開口を通じて前記回転タンクへと第１の通路を介して提供するステップと、洗浄媒体を、第２の開口を通じて回転タンクへと第２の通路を介して提供するステップと、蒸気を、前記製品管と前記第１の開口と前記蒸気入口とを通じて提供するステップとを含む。

洗浄媒体を、第２の開口を通じて回転タンクへと第２の通路を介して提供するステップは、洗浄媒体を第３の通路および湾曲チャンバを通じて提供することを含み得る。

洗浄媒体を提供するという用語は、少なくとも旋回装置の内面を洗浄および／または殺菌するために、洗浄媒体の流れを気体または液体のいずれかの形態で送り込むまたは作り出すとして理解され得る。

本発明のこれらのさらなる態様の効果および特徴は、本発明の概念の第１の態様と関連して前述したものと大部分は類似している。本発明の第１の態様に関連して言及された実施形態は、本発明の第２の態様と大部分は両立している。

概して、特許請求の範囲において使用されているすべての用語は、本明細書において特に明示的に定義されていない限り、本技術分野における通常の意味に従って解釈されるものである。「１つ／その（ａ／ａｎ／ｔｈｅ）［要素、デバイス、構成部品、手段、ステップなど］」へのすべての言及は、特に明示的に述べられていない限り、前記要素、前記デバイス、前記構成部品、前記手段、前記ステップなどの少なくとも１つの例に言及しているとして明らかに解釈されるものである。

本発明の上記および追加の目的、特徴、および利点は、同じ符号が同様の要素について使用されている添付の図面を参照して、本発明の実施形態の以下の例示の非限定的な詳細な記載を通じて、より良く理解されるものである。

本発明の少なくとも１つの実施形態による回転式充填装置の一部の断面概略図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態による回転式充填装置のための旋回装置の断面概略図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態による回転式充填装置のための旋回装置の断面概略図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態による回転式充填装置のための旋回装置の断面の斜視図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態による回転式充填装置のための旋回装置の断面概略図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態による回転式充填装置のための旋回装置の断面概略図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態による回転式充填装置のための旋回装置の断面概略図である。

ここでの詳細な記載では、本発明による回転式充填装置および旋回装置の実施形態は、本発明の様々な実施形態による旋回装置を示す断面概略図を参照して主に詳述されている。これは本発明の範囲を限定することは決してなく、本発明が、例えば、添付の図面に示した実施形態以外の他の種類または変形の回転式充填機またはデバイスを伴う他の状況でも適用可能であることは、留意されるべきである。さらに、特定の構成部品が本発明の実施形態との関連で言及されていることは、それらの構成部品が本発明の他の実施形態とにおいて有利に使用できないことを意味するものではない。ここで、本発明は、最初に構造に着目し、次に機能に着目して、添付の図面を参照して説明される。

図１は、本発明の１つの実施形態による回転式充填装置１の断面概略図を示している。回転式充填装置は、回転タンク２と、旋回装置３と、製品管４とを備える。完全な回転式充填装置が、回転タンク２内の液体製品によって充填されるパッケージへとつながる管および弁などを適切に機能させるために、ここで示したものより多くの構成部品を備えることは、当然ながら留意されるべきである。しかしながら、このような構成部品は、多くの代替が技術的に知られているため割愛されており、本発明の対象は旋回装置３である。さらに、回転式充填装置１、回転タンク２、旋回装置３、および製品管４は、回転タンク２および旋回装置３についての回転軸でもある共通の軸Ａ周りの略回転対称であることは、理解される。

旋回装置３はタンク連結部６と管連結部５とを備える。管連結部５は、回転軸Ａから見たときの径方向においてタンク連結部６を少なくとも部分的に包囲している。タンク連結部６は、回転タンク２に備えられて取り付けられており、そのためタンク連結部６は、使用中に回転タンク２と共に回転する。製品管４は、液体の形態にある製品をタンク２へと搬送するように構成されている。そのため、製品管４は、図１に示しているように、回転タンク２の上方から回転タンク２へと延びている。したがって、旋回装置３は、回転タンク２の上部に取り付けられると理解される。製品管４は、生産の他の部分から製品管４へと製品を送り込む弁および他の連結部が製品管４の動きを制限するため、不動であり、回転しない。製品管４は、旋回装置３の管連結部５に連結されている。

使用中、回転タンク２は回転軸Ａ周りに回転する。回転軸Ａは、例えば、タンク連結部６のための回転軸と実質的に同じ回転軸といった、共通の回転軸であり得る。回転タンク２、延いてはタンク連結部６は、少なくとも１２ＲＰＭにおいて、好ましくは少なくとも２０ＲＰＭにおいて、より好ましくは少なくとも２４ＲＰＭにおいて、回転するように構成されている。回転タンク２が回転する間、管および弁（図示せず）は、液体製品が回転タンク２内で保持される状態で、回転式充填装置１の近傍においてパッケージ（図示せず）を充填する。回転タンク２内での液体製品の量は、製品管４を通じて回転タンク２を連続的に再充填することで、略一定に保たれる。

図２および図３は、本発明の少なくとも１つの実施形態による旋回装置３のより詳細な断面図を示している。タンク連結部６が、基部プレート６１と、基部プレート６１から延びる突出部分６２とを備えることに留意されたい。基部プレート６１は回転軸Ａから径方向に延在し、突出部分６２は回転軸Ａと平行に延びている。これによって、タンク連結部の突出部分６２が円筒形状に成形されていることと、管連結部５が、タンク連結部の突出部分６２を少なくとも部分的に包囲する円筒形として少なくとも部分的に形成されていることとが理解される。したがって、管連結部５は、回転軸Ａからの径方向において、タンク連結部の突出部分６２を包囲している。

図２に示した管連結部５が、互いと連結されているいくつかの副部品または副構成部品を備えることに留意されたい。管連結部５が単一部品で製造または形成されることも、当然ながら可能である。管連結部５をいくつかの副部品から形成することで、旋回装置３は組み立てるのがより容易であり得る。

旋回装置３は、タンク連結部６と管連結部５との間、特に、タンク連結部の突出部分６２と管連結部５との間に配置される金属ブッシング１０を備える。金属ブッシング１０は、使用の間にタンク連結部６の回転のため加えられる荷重の少なくとも一部を担うために、タンク連結部の突出部分６２および／または管連結部５と機械的に接触していてもよい。

旋回装置３は、金属ブッシング１０と管連結部５との間に配置される２つのシール９を備える。旋回装置３は、金属ブッシング１０とタンク連結部の突出部分６２との間に配置されるシール８も備える。２つのシール９は、管連結部５と金属ブッシング１０との間の経路を封止するように構成され、シール８は、金属ブッシング１０とタンク連結部の突出部分６２との間の経路を封止するように構成されている。シール８およびシール９は、ゴム、合成ゴム、プラスチック、セラミックなどの任意の適切な材料から作られ得る。

旋回装置は、タンク連結部の突出部分６２と管連結部５とを互いに対して自由に回転させるために、それらの間に配置される少なくとも２つの転がり軸受１１、１１’をさらに備える。第１の転がり軸受１１が、旋回装置においてさらに上方に取り付けられることによって、第２の転がり軸受１１’から軸方向に沿って離間されていることに留意されたい。２つの転がり軸受１１、１１’が離間されるため、例えばタンク連結部６が回転するときといった使用中の荷重は、旋回装置３に配置される、第１の転がり軸受１１と第２の転がり軸受１１’と金属ブッシング１０とにおいてより均一に分配され得る。第１の転がり軸受１１および第２の転がり軸受１１’は、図２および図３に示したものより大きい距離で離間されてもよい。例えば、第１の転がり軸受１１および第２の転がり軸受１１’は、タンク連結部の突出部分６２の長さの半分に対応する距離で離間され得る。

管連結部５は、製品管４と平行に延びる突出部分１２を備える。突出部分１２の内面など、突出部分１２は、製品管４の外壁と共に、第１の通路１３を定める。突出部分１２の外面など、突出部分１２は、タンク連結部の突出部分６２の内面など、突出部分６２と共に第２の通路１４も定める。第２の通路１４は、タンク連結部６の突出部分６２と管連結部５との間で定められる隙間１５と流体連通している。隙間１５はチャンバ１６と流体連通している。

例えば、タンク連結部の突出部分６２の上方端と、隙間１５の近傍における管連結部５の内部表面との間の幅といった大きさは、隙間を通じての圧力低下が隙間１５を通る一様な流れを作り出すように適合されるように構成され得る。圧力低下は、隙間における気体媒体の流れのための隙間１５の大きさもしくは隙間の湾曲、または、例えばタンク連結部の突出部分６２および管連結部５の内部表面といった、隙間とつながっている内部表面の湾曲を構成することで適合され得る。一様な流れによって、回転タンク２内の製品を汚染する可能性のある粒子が隙間１５を通じて気体媒体の流れと反対の方向で搬送される危険性が小さくなることを確保できる。

旋回装置３は、少なくとも気体媒体を受け入れるために、第１の開口４５をさらに備える。第１の開口４５は、図２に示しているように、管連結部５の外側に配置され得る。前述したように、第１の通路１３は、管連結部の突出部分１２と製品管４の外壁とによって少なくとも部分的に画定される。第１の通路１３は、第１の開口４５に入る気体媒体の流れが第１の通路１３を通じてタンク開口（図示せず）へと導かれ、次に第２の通路１４に入ることができるように、タンクにおいてタンク開口（図示せず）で終端しており、それによって第２の通路１４は、回転タンク２を介して第１の通路１３と流体連通している。第２の通路１４は、管連結部の突出部分１２とタンク連結部の突出部分６２とによって少なくとも部分的に定められている。隙間１５は、第２の通路１４と、図４に示した第２の開口４６との間に位置付けられる。使用の間、気体媒体の連続的な流れは、第１の開口４５から第２の開口４６へと第１の通路１３および第２の通路１４を介して方向付けられる。それによって、粒子が第２の通路１４に入りタンクへと落下してそこで製品を汚染することを妨げるように、粒子バリアが形成される。したがって、粒子バリアは、第２の通路１４と隙間１５とを通る気体媒体の正の流れによって少なくとも部分的にもたらされると共に、重力がチャンバ１６に入った粒子を隙間１５から離れる方に引っ張るように、湾曲チャンバ１６の底面より遠くへと延びるタンク連結部の突出部分６２によって少なくとも部分的にもたらされる。

ここで図４を参照すると、概して、旋回装置３の構成部品の円筒形の対称性が、中心における製品管４の周りで同心円状の輪になって配置されていることに留意されたい。製品管４は、径方向において、第１の通路１３によって包囲され、次に管連結部の突出部分１２によって包囲され、さらに、径方向において第２の通路１４によって包囲され、次にタンク連結部の突出部分６２によって包囲されている。隙間１５は、第２の通路１４とチャンバ１６との間に配置され、したがって第２の通路１４から径方向外側に配置される。チャンバ１６は、タンク連結部の突出部分６２の周りで周方向に延びる湾曲チャンバ１６である。

旋回装置は、湾曲チャンバ１６および第２の開口４６と流体連通している第３の通路４７をさらに備える。第３の通路４７は湾曲チャンバ１６に対して少なくとも部分的に接線方向で配置されている。したがって、図４に示しているように、第３の通路４７の中心軸は、湾曲チャンバの半径におおよそ対応する距離ｄに配置され得る。距離ｄは異なってもよく、湾曲チャンバの半径または湾曲チャンバの半径の一部分に対応するように適合されてもよい。距離ｄは湾曲チャンバの半径の１．３倍から０．７倍の間で異なってもよく、例えば、距離ｄは湾曲チャンバの半径より大きくても小さくてもよい。第３の通路４７の接線方向の配置または設置は、第２の開口４６および第３の通路４７を通って注入される気体媒体の流れが高い流速を保持することを可能にする。したがって、第２の開口４６が、例えば洗浄プロセスの間、入口として使用される場合、第３の通路４７の接線方向の配置または設置は、第３の通路４７を通じて流れる、例えば気体媒体の流れまたは液体媒体の流れなどの媒体の流れが、洗浄プロセスの間に湾曲チャンバ１６、隙間１５、および第２の通路１４を通る流速を保持することを可能にする。したがって、少なくとも１つの追加の利点は、第３の通路４７によって、少なくとも１．５ｍ／ｓの流速が、第３の通路４７、湾曲チャンバ１６、隙間１５、および第２の通路１４を通して達成され得ることである。

ここで図２および図３に戻ると、旋回装置３は、管連結部５に形成された蒸気入口４３と蒸気出口４４とをさらに備えることに留意されたい。蒸気入口４３は、蒸気入口４３と蒸気出口４４との間に形成される蒸気通路４０を介して、蒸気出口４４と流体連通している。蒸気通路４０は管連結部５に形成されており、少なくとも蒸気通路の内壁は金属ブッシング１０の表面を備える。使用の間、蒸気の流れが蒸気入口４３と蒸気出口４４との間で導かれ得る。蒸気の流れは、９０℃〜２００℃の範囲、好ましくは約１２０℃の温度における蒸気を含み得る。蒸気の流れは、旋回装置３内において蒸気バリアを作り出し、蒸気バリアの場所に到達し得たあらゆる汚染物を殺菌する。シール９の上方の対は蒸気の流れとチャンバ１６との間に配置され、それによって蒸気の流れがチャンバ１６に入るのを防止することに留意されたい。

使用中、回転式充填装置１のための旋回装置３を動作させる方法またはプロセスは、液体製品を製品管４を通じて回転タンク２へと送り込むステップと、第１の開口４５から第１の通路１３および第２の通路１４を介した第２の開口４６への気体媒体の流れを提供するステップとを含む。第２の通路１４からの経路は、気体媒体の流れが、隙間１５を越えて湾曲チャンバ１６および第３の通路４７を通って流れ、第２の開口４６を通って排出されることを意味する。

蒸気通路４０の領域の下から旋回装置３に入り得るあらゆる汚染物が、湾曲チャンバ１６に向かう軸方向のさらに上方で構成部品に接触する前に殺菌されることを確保するために、方法は、蒸気の流れを蒸気通路４０を通じて提供するステップをさらに任意選択で含み得る。

本発明による旋回装置３は、旋回装置および／または回転式充填装置１の洗浄プロセスの間に有利となるように使用されてもよい。旋回装置３および／または回転式充填装置１を洗浄するための方法は、洗浄媒体を製品管を通じて回転タンクへと提供するステップを含み得る。別のステップは、洗浄媒体を、第１の開口を通じて回転タンクへと第１の通路を介して提供することを含む。別のステップは、洗浄媒体を、第２の開口を通じて回転タンクへと第２の通路を介して提供することを含む。したがって、第２の開口が洗浄プロセスの間に入口として使用されてもよいことは、理解されるべきである。特に、湾曲チャンバに対して少なくとも部分的に接線方向に設置される第３の通路は、洗浄媒体の流速を少なくとも１．５ｍ／ｓにさせることができる。続くステップは、旋回装置３の通路および表面を洗浄媒体から洗い流し、その通路および表面を殺菌するために、蒸気を製品管、第１の開口、および蒸気入口に続けてまたは同時に通して提供することを含み得る。蒸気は、９０℃〜２００℃の範囲、好ましくは約１２０℃の温度における蒸気を含み得る。

洗浄媒体を提供するという用語は、少なくとも旋回装置３の内面を洗浄および／または殺菌するために、洗浄媒体の流れを気体または液体のいずれかの形態で送り込むまたは作り出すとして理解され得る。

図５〜図８は、本発明の代替の実施形態による旋回装置を示している。図２〜図４に示した実施形態との主な違いは、タンク連結部６と管連結部５との間の相対速度を低減する中間部品７を旋回装置がさらに備えることである。

図５は、本発明の少なくとも１つの実施形態による旋回装置３１の詳細な断面図を示している。タンク連結部６が、基部プレート６１と、基部プレート６１から延びる突出部分６２とを備えることに留意されたい。基部プレート６１は回転軸Ａから径方向に延在し、突出部分６２は回転軸Ａと平行に延びている。中間部品７は、細長くされており、その長手方向軸が回転軸Ａと平行な状態で配置されている。中間部品７は、突出部分６２と管連結部５との間で突出部分６２から径方向に配置されている。これによって、タンク連結部の突出部分６２が円筒形状に成形されていることと、中間部品７がタンク連結部の突出部分６２を少なくとも部分的に包囲する円筒形として形成されていることとが理解される。したがって、管連結部５は、回転軸Ａからの径方向において、中間部品７とタンク連結部の突出部分６２とを包囲している。

旋回装置は、タンク連結部６の基部プレート６１と管連結部５とを互いに対して自由に回転させるために、それらの間に配置された転がり軸受１１をさらに備える。

旋回装置３１は、タンク連結部６と中間部品７との間に配置された第１のセットのシール８と、管連結部５と中間部品７との間に配置された第２のセットのシール９とを備える。第１のセットのシール８および第２のセットのシール９は、タンク連結部６と中間部品７との間の経路と、管連結部５と中間部品７との間の経路とを通じて汚染物がタンクに入るのを防止する。

旋回装置３１は、タンク連結部６と中間部品７との間に配置された第１のブッシング１０と、管連結部５と中間部品７との間に配置された第２のブッシング１０’とを備える。

図１に示した中間部品７は、中間部品７を駆動するための内部手段によって駆動されてもよい。中間部品を駆動するための内部手段は、タンク連結部に連結された歯車（図示せず）、ブッシング、転がり軸受のうちの少なくとも１つであり得る。したがって、図１に示しているように、中間部品７は、例えば、中間部品７を回転させるために必要なトルクを提供するように構成される第１のブッシング１０および第２のブッシング１０’を通じて、タンク連結部６に機械的に連結されている。歯車（図示せず）は、タンク連結部６と中間部品７との間に配置でき、中間部品がタンク連結部の回転速度未満である回転速度で回転するような歯車比を提供できる。したがって、中間部品を駆動するための内部手段は、タンク連結部６と同じ回転方向で中間部品７を駆動することは理解されるべきである。

管連結部５は、製品管４と平行に延びる突出部分１２を備える。突出部分１２は、製品管４の外壁と共に第１の通路１３を定める。突出部分１２は、タンク連結部の突出部分６２と共に第２の通路１４も定める。第２の通路１４は、タンク連結部６の突出部分６２と管連結部５との間で定められる隙間１５と流体連通している。隙間１５はチャンバ１６と流体連通しており、第１の通路１３、第２の通路１４、隙間１５、およびチャンバ１６のさらなる作用は、図４との関連で下記にさらに説明されている。

図６は、本発明の少なくとも１つの実施形態による旋回装置３１の断面概略図を示している。同じ符号は図５と同じ要素を参照しており、それらの特徴および構成部品は本質的に同様であると理解される。図５に示した実施形態と図６に示した実施形態との間の違いは、中間部品が軸方向部分７１と径方向部分７２とを備えることである。軸方向部分７１は回転軸Ａと略平行に延びる。径方向部分７２は、回転軸Ａから径方向において外向きに延びる。径方向部分７２は、中間部品を駆動するための外部手段２０と噛み合って係合するために、外側端において歯車２１を備える。外部手段２０は、電気モータ、油圧モータ、または、中間部品７の回転を駆動するためのさらなる手段への連結など、中間部品を駆動する能力を提供する任意の適切な構成部品であり得る。中間部品７の回転を駆動するためのさらなる手段は、チェーン、追加の歯車、または駆動シャフトであり得る。

図６に示した実施形態における第２のブッシング１０”が、中間部品の径方向部分７２と管連結部５との間に支持面を提供するために、中間部品の径方向部分７２に配置されていることに留意されたい。

図７は、図３に示した旋回装置３１を別の角度から見た断面概略図である。図７では、蒸気および無菌空気流のための通路も示されている。さらに、管連結部は上方部分５１と下方部分５２とを備える。

空気入口４１が管連結部の下方部分５２に設けられている。空気入口４１はタンク連結部の基部プレート６１において空気出口４２と流体連通している。使用の間、無菌空気などの流れは、管連結部の下方部分５２と中間部品７１、７２との間と、管連結部の下方部分５２とタンク連結部の突出部分６２との間との経路を通じて汚染物が入るまたは侵入するのを防止するために、空気入口４１と空気出口４２との間に形成された通路を通じて導かれ得る。

旋回装置３１は、少なくとも気体媒体を受け入れるために、第１の開口４５を備える。第１の開口４５は、図７に示しているように、管連結部の上方部分５１の外側に配置され得る。旋回装置３１は、少なくとも気体媒体を排出するために、第２の開口４６を備える。図２との関連で前述したように、第１の通路１３は、管連結部の突出部分１２と製品管４の外壁とによって少なくとも部分的に画定される。第１の通路１３は、第１の開口４５に入る気体媒体の流れが第１の通路１３を通じてタンク開口（図示せず）へと導かれ、次に第２の通路１４に入ることができるように、タンクにおいてタンク開口（図示せず）で終端しており、それによって第２の通路１４は、回転タンク２を介して第１の通路１３と流体連通している。第２の通路１４は、管連結部の突出部分１２とタンク連結部の突出部分６２とによって少なくとも部分的に定められている。隙間は、管連結部の上方部分５１の内部とタンク連結部の突出部分６２の上方端との間に形成されている。隙間は、第２の通路１４と第２の開口４６との間に位置付けられる。使用の間、気体媒体の連続的な流れは、第１の開口４５から第２の開口４６へと第１の通路１３および第２の通路１４を介して方向付けられる。それによって、粒子が第２の通路１４に入りタンクへと落下してそこで製品を汚染するのを妨げるように、粒子バリアが形成される。したがって、粒子バリアは、第２の通路１４と隙間１５とを通る気体媒体の正の流れによって少なくとも部分的にもたらされると共に、図７に示しているように、重力がチャンバ１６に入った粒子を隙間１５から離れる方に引っ張るように、湾曲チャンバ１６より遠くへと延びるタンク連結部の突出部分６２によって少なくとも部分的にもたらされる。

旋回装置３１は、管連結部の上方部分５１に形成された蒸気入口４３と蒸気出口４４とをさらに備える。蒸気入口４３は、蒸気入口４３と蒸気出口４４との間に定められる蒸気通路を介して、蒸気出口４４と流体連通している。使用の間、蒸気の流れが第１の蒸気開口４３および第２の蒸気開口４４の間で導かれ得る。蒸気の流れは、９０℃〜２００℃の範囲、好ましくは約１２０℃の温度における蒸気を含む。蒸気の流れは、旋回装置３１内において蒸気バリアを作り出し、蒸気バリアの場所に到達し得たあらゆる汚染物を殺菌する。シール８’および９’の上方の対は蒸気の流れとチャンバ１６との間に配置され、蒸気の流れがチャンバ１６に入るのを防止することに留意されたい。

「入口」および「出口」という用語は、上記において、限定として解釈されるべきではなく、例えば、入口または出口を通る流れが同じ機能を提供する場合、入口が出口として機能する、および、出口が入口として機能するといった、入口または出口が反対に使用されることは当然ながら可能である。

当業者は、ここで記述した実施形態のいくつかの変更が、添付の特許請求の範囲に定められている本発明の範囲から逸脱することなく可能であることを理解する。

１ 回転式充填装置
２ 回転タンク
３ 旋回装置
４ 製品管
５ 管連結部
６ タンク連結部
７ 中間部品
８ シール、第１のセットのシール
８’、９’ シール
９ シール、第２のセットのシール
１０ 金属ブッシング、第１のブッシング
１０’ 第２のブッシング
１０” 第２のブッシング
１１ 第１の転がり軸受
１１’ 第２の転がり軸受
１２ 突出部分
１３ 第１の通路
１４ 第２の通路
１５ 隙間
１６ 湾曲チャンバ
２０ 外部手段
２１ 歯車
３１ 旋回装置
４０ 蒸気通路
４１ 空気入口
４２ 空気出口
４３ 蒸気入口、第１の蒸気開口
４４ 蒸気出口、第２の蒸気開口
４５ 第１の開口
４６ 第２の開口
４７ 第３の通路
５１ 上方部分
５２ 下方部分
６１ 基部プレート
６２ 突出部分
７１ 軸方向部分
７２ 径方向部分
Ａ 回転軸
ｄ 距離

Claims (13)

1. 回転タンクと、前記回転タンクへと製品を搬送するための製品管とを有する回転式充填装置のための旋回装置であって、
   − 前記回転タンクと共に回転するように配置されるタンク連結部と、
   − 前記タンク連結部を少なくとも部分的に包囲するように配置される管連結部と、
   − 少なくとも気体媒体を受け入れるための第１の開口と、
   − 少なくとも前記気体媒体を排出するための第２の開口と、
   − 前記第１の開口と流体連通しており、前記管連結部の突出部分および前記製品管の外壁によって少なくとも部分的に定められる第１の通路と、
   − 前記第１の通路と流体連通しており、前記突出部分および前記タンク連結部の突出部分によって少なくとも部分的に定められる第２の通路と、
   を備え、
   − 隙間が前記管連結部と前記タンク連結部の前記突出部分との間に形成され、前記隙間は前記第２の通路と前記第２の開口との間に位置付けられ、それによって粒子バリアを形成し、そのため使用中に、粒子は、前記第１の開口から前記第１の通路および前記第２の通路を介した前記第２の開口への気体媒体の流れによって、前記第２の通路に入るのを妨げられる、旋回装置。
2. 前記隙間の大きさは、前記隙間を通じての圧力低下が前記隙間を通る一様な流れを作り出すために適合されるように構成される、請求項１に記載の旋回装置。
3. 前記隙間は５ｍｍ〜３０ｍｍの幅である、請求項１または２に記載の旋回装置。
4. 前記旋回装置は湾曲チャンバをさらに備え、前記湾曲チャンバは前記隙間および前記第２の開口と流体連通して配置され、前記湾曲チャンバは前記タンク連結部の前記突出部分の周りで周方向に延びる、請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回装置。
5. 前記湾曲チャンバおよび前記第２の開口と流体連通しており、前記湾曲チャンバに対して少なくとも部分的に接線方向で配置される第３の通路をさらに備える、請求項４に記載の旋回装置。
6. 前記管連結部と前記タンク連結部の前記突出部分との間に配置される金属ブッシングをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の旋回装置。
7. 前記金属ブッシングと前記管連結部との間に配置される少なくとも１つのシールと、前記金属ブッシングと前記タンク連結部の前記突出部分との間に配置される少なくとも１つのシールとをさらに備える、請求項６に記載の旋回装置。
8. 前記タンク連結部の前記突出部分と前記管連結部との間に配置され、互いから離間される少なくとも２つの転がり軸受をさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の旋回装置。
9. 前記少なくとも２つの転がり軸受は、前記タンク連結部の前記突出部分の長さの少なくとも半分に対応する距離で離間される、請求項８に記載の旋回装置。
10. − 蒸気入口と、
    − 蒸気出口と、
    − 前記蒸気入口と前記蒸気出口との間で前記管連結部に形成される蒸気通路であって、前記蒸気通路の少なくとも内壁が前記金属ブッシングの表面を備える、蒸気通路と、
    をさらに備える、請求項６から９のいずれか一項に記載の旋回装置。
11. 前記第１の通路と前記第２の通路とは略平行である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の旋回装置。
12. 前記管連結部の前記突出部分の端部分に配置される少なくとも１つの噴霧ノズルをさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の旋回装置。
13. 前記タンク連結部と前記管連結部との間に配置され、前記タンク連結部の回転速度と異なる回転速度で回転するように構成される中間部品をさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の旋回装置。

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