KR101390759B1 - 용기 충전 시스템 - Google Patents

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Abstract

살균 박스(18) 내의 분위기가 필러용 챔버(44)측으로 가지 않도록 함과 아울러, 필러(42)측의 분위기가 살균 박스(18)측으로 유입되지 않도록 한다. 용기(2)에 전자선을 조사해서 살균을 행하는 살균 박스(18)와, 살균된 용기(2)에 내용물을 충전하는 필러(42)를 배치한 챔버(44) 사이에 중간 챔버(40)를 설치한다. 이 중간 챔버(40)의 압력을 상기 살균 박스(18) 내의 압력보다 높고 또한 필러(42)의 챔버(44) 내의 압력 이상이 되도록 압력 제어 수단에 의해 컨트롤한다. 중간 챔버(40)의 압력이 가장 높으므로, 상류측의 살균 박스(18) 내의 분위기가 필러(42)측으로 흐르지 않고, 필러용 챔버(44) 내의 분위기가 살균 박스(18)측으로 유입되는 일도 없다.
Figure R1020097008895
용기, 충전

Description

용기 충전 시스템{CONTAINER FILLING SYSTEM}
본 발명은 용기에 전자선을 조사해서 살균을 행하는 전자선 조사 장치를 구비한 용기 충전 시스템에 관한 것이다.
전자선을 조사함으로써 용기를 살균한 후, 이 용기 내에 액체 등의 충전을 행하는 용기 충전 시스템은 이미 알려져 있다(일본 특허 공개 2006-314407호 공보 참조). 이 공보에는 병의 흐름의 상류측으로부터 순서대로 도입실(R0), 살균전 실(R1), 전자선 살균이 행해지는 살균실(R2), 병 속의 에어 블로우가 행해지는 린서(rinser)실(R3), 병에 내용물이 충전되는 충전실(R4), 병에 캡을 장착하는 캐퍼(capper)실(R5)을 구비한 전자선 살균 시스템이 기재되어 있다.
전자선에 의한 살균이 행해지는 살균실에서는 전자선이 조사됨으로써 오존이 발생된다. 전자선의 조사에 의해 살균된 병은 내부에 오존이 잔류된 상태에서 살균실(R2)로부터 린서실(R3)로 보내지고, 린서실(R3)에 있어서 내부에 공기가 불어 넣어지면 상기 오존이 외부로 밀어내어진다. 이와 같이 린서실(R3)에서 병으로부터 밀어내어진 오존이 그 상류측의 살균실(R2)과 하류측의 충전실(R4)로 흐르는 것을 방지하기 위해서, 특허문헌1의 발명에서는 살균실(R2) 내의 압력(P2), 린서실(R3)의 압력(P3) 및 충전실(R4)의 압력(P4)이 P3<P2<P4의 관계가 되도록 제어하고 있 다. 즉, 중간의 린서실(R3)의 압력(P3)이 가장 낮고, 이 린서실(R3)의 상류측의 살균실(R2)의 압력이 이보다 높고, 또한, 린서실(R3)보다 하류측의 충전실(R4)의 압력(P4)이 살균실(R2)의 압력(P2)보다 더욱 높게 되도록 압력 제어를 하고 있다.
특허문헌1: 일본 특허 공개 2006-314407호 공보
상기 특허문헌1에 기재된 발명의 구성에서는 린서실(R3)의 압력(P3)이 상류측의 살균실(R2)의 압력(P2) 및 하류측의 충전실(R4)의 압력(P4)보다 낮게 되어 있다. 그런데, 상기 살균실(R2)은 외부로부터 반입되어 온 용기의 살균을 행하는 것이므로, 무균 상태를 유지하고는 있지 않다. 따라서, 이 살균실(R2)의 분위기가 하류측의 충전실(R4)에 인접하는 린서실(R3)에 유입되면, 충전실(R4)의 입구 부근까지 외기가 유입되어 올 위험성이 있다. 충전실(R4)은 가장 고도의 무균 상태를 유지할 필요가 있으므로, 가령, 충전실(R4)의 압력(P4)을 가장 높게 해 두어도 청정하지 않은 분위기가 접근하는 것은 바람직하지 못하다.
또한, 충전실(R4)의 압력(P4)이 살균실(R2)의 압력(P2)보다 높게 되어 있으므로, 충전실(R4)의 분위기가 린스실(R3)로 유입되고, 또한 살균실(R2)까지 유입될 우려가 있다. 살균실에 있어서의 전자선의 조사 환경에서는 질소산화물이 생성되고, 이 질소산화물이 물과 반응하면 질산을 발생시킨다. 따라서, 습기를 포함한 충전실의 분위기가 살균실로 유입되거나, 린서실에 용기를 물 세척하는 린서를 구비한 경우에 있어서는 충전실로부터의 기류에 의해 린서실에 설치한 린서의 비말(飛沫)이 살균실에 유입되면, 살균실 내에 질산이 발생해서 실내의 설비가 부식될 위험성이 있는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 외부가 오염된 분위기가 살균실로부터 충전실측으로 흐르는 것을 저지함과 아울러, 충전실의 습기 등의 수분이 살균실로 유입되는 것을 저지하는 것이 가능하도록 각 실 내의 압력을 제어한 용기 충전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
청구항1에 기재된 발명은, 용기에 전자선을 조사해서 살균을 행하는 살균실과, 살균된 용기에 내용물을 충전하는 충전 수단을 배치한 충전실과, 이들 각 실 간의 압력 상태를 컨트롤하는 압력 제어 수단을 구비한 용기 충전 시스템에 있어서, 상기 살균실과 충전실 사이에 중간실을 설치하고, 이 중간실의 압력을 상기 살균실의 압력보다 높고 또한 충전실의 압력 이상이 되도록 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항2에 기재된 발명은, 용기에 전자선을 조사해서 살균을 행하는 살균실과, 살균된 용기에 내용물을 충전하는 충전 수단을 배치한 충전실과, 이들 각 실 간의 압력 상태를 컨트롤하는 압력 제어 수단을 구비한 용기 충전 시스템에 있어서, 상기 살균실과 충전실 사이에 살균실에서 살균된 용기를 세정하는 세정실을 설치함과 아울러, 상기 살균실과 세정실 사이에 중간실을 설치하고, 이 중간실의 압력을 상기 살균실의 압력 및 상기 세정실의 압력보다 높게 되도록 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 청구항3에 기재된 발명은, 상기 충전실의 하류측에 캐퍼실을 설치하고, 이 캐퍼실의 압력을 상기 충전실의 압력보다 저압으로 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 청구항4에 기재된 발명은, 상기 살균실 내의 가장 하류측에 설치한 배출실의 압력을 살균실 내의 배출실보다 상류측의 조사실 및 메인실의 압력보다 고압으로 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 청구항5에 기재된 발명은, 상기 살균실의 상류측에 설치한 실의 압력을 살균실보다 저압으로 또한 외부 압력보다 고압으로 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 것이다.
<발명의 효과>
상기 각 발명에서는 살균실과 충전실 사이에 중간실을 설치하여 이 중간실의 압력을 살균실의 압력보다 높고 또한 충전실의 압력과 동일하거나 또는 충전실보다 높게 설정하고, 또는, 살균실과 세정실 사이에 중간실을 설치하여 중간실의 압력을 살균실보다 높고 또한 세정실보다 높게 설정함으로써 살균실의 분위기가 충전실이나 세정실로 흐르는 것을 저지하고, 또한, 충전실이나 세정실의 습기를 포함한 분위기나 물방울, 비말 등이 전자선의 조사를 행하는 살균실측으로 침입하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 전자선 조사 장치를 구비한 용기 충전 시스템의 전체의 구성을 나타내는 평면도이다.(실시예1)
도 2는 에어 블로우 장치의 요부를 나타내는 정면도이다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 용기 충전 시스템의 평면도이다.(실시예2)
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
2 : 용기 18 : 살균실(살균 박스)
42 : 충전 수단(필러) 44 : 충전실(필러용 챔버)
40 : 중간실(중간 챔버) 56 : 캐퍼실(캐퍼용 챔버)
82 : 세정실(린서용 챔버)
본 발명은 전자선을 조사해서 용기를 살균하는 살균실과, 살균된 용기에 내용물을 충전하는 충전 수단을 배치한 충전실 사이에 중간실을 설치하고, 이들 각 실 내의 압력을 압력 제어 수단에 의해 중간실의 압력이 살균실의 압력보다 높고 또한 충전실의 압력과 동일하거나 또는 높게 되도록 컨트롤한다는 구성으로 함으로써 충전실측의 분위기가 살균실로 유입되는 것을 저지함과 아울러, 살균실의 분위기가 중간실을 경유해서 하류측으로 흐르는 것을 방지한다는 목적을 달성한다.
실시예1
이하, 도면에 나타내는 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 이 실시예에 따른 용기 살균장치에 있어서 살균되어 액체 등의 내용물이 충전되는 용기(2)는 페트병이다(도 2 참조). 이 용기(2)는 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 연속적으로 반송되고, 인피드 스크류(in-feed screw)(6)에 의해 소정의 간격으로 분리되면서 도입 챔버 내에 반입된다. 도입 챔버는 2개의 챔버(제 1 도입 챔버(8)와 제 2 도입 챔버(10))로 나누어져 있고, 각 챔버(8,10) 내에 각각 용기 유지 수단(도시 생략)을 구비한 로터리 휠(제 1 로터리 휠(12)과 제 2 로터리 휠(14))이 배치되어 있다. 이 들 도입 챔버(8,10) 내에 반입된 용기(2)는 각 도입 챔버(8,10) 내의 로터리 휠(12,14)에 순차적으로 전달되어 회전 반송된다. 상기 에어 반송 컨베이어(4)로부터 제 1 도입 챔버(8) 내로 용기(2)가 반입되는 부분의 챔버 벽면에는 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시 생략)가 형성되고, 또한, 제 1 로터리 휠(12)로부터 제 2 로터리 휠(14)로의 전달부의 칸막이 벽(16)에는 용기(2)의 전달이 가능한 개구(도시 생략)가 형성되어 있다.
제 2 도입 챔버(10)에 이어서 용기(2)를 전자선의 조사에 의해 살균할 때에 X선(제동 X선)이나 전자선이 외부로 새지 않도록 차폐하는 납제 벽면으로 이루어지는 살균 박스(살균실)(18)가 설치되어 있다. 이 살균 박스(18) 내는 공급 휠(20)이 배치되어 있는 입구측의 공급실(22)과, 공급 휠(20)로부터 수취한 용기(2)를 반송함과 아울러 상하를 반전시키는 용기 반송 장치(24)가 설치된 메인실(26)과, 전자선 조사 장치(28)의 앞면측에 위치하고 반송되는 용기(2)가 전자선의 조사를 받는 조사실(30)과, 이 조사실(30)의 출구측(도 1의 우측)에 연속해서 설치되어 전자선의 조사에 의해 살균된 용기(2)를 무균 상태를 유지한 채 하류측으로 보내는 배출실(32)로 구획되어 있다.
살균 박스(18)의 벽면의 제 2 도입 챔버(10)의 로터리 휠(14)로부터 공급실(22) 내의 공급 휠(20)로 용기(2)의 전달을 행하는 부분에는 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시 생략)가 형성되어 있다. 제 2 로터리 휠(14)로부터 용기(2)를 받은 공급 휠(20)은 메인실(26)의 용기 반송 장치(24)에 용기(2)를 건네준다. 공급실(22)과 메인실(26) 사이의 칸막이 벽(34)에도 용기(2)의 전달이 가능한 개구(도 시 생략)가 형성되어 있다.
메인실(26)에 설치된 용기 반송 장치(24)는, 상세한 도시 및 설명은 생략하지만, 다수개의 용기 유지 수단으로서의 용기 그리퍼가 연속해서 설치된 무단 형상의 용기 반송체인 용기 유지 벨트(24a)와, 이 무단 형상의 용기 유지 벨트(24a)가 걸어 감겨져 용기 그리퍼를 순환 반송시키는 이송 회전체로서 2개의 스프로킷(24b,24c)을 구비하고 있다. 각 용기 그리퍼는 상하 1쌍의 용기 유지부를 갖고 있고, 동시에 2개의 용기(2)를 유지해서 반송함과 아울러, 반송 방향을 따른 축선을 중심으로 180°회전해서 반전할 수 있다. 그리고, 이 용기 반송 장치(24)는 용기 그리퍼가 양 스프로킷(24b와 24c) 사이에서 직선적으로 이송되는 직선 경로와, 각 스프로킷(24b,24c)을 따라 둘레 회전되는 둘레 회전 경로로 구성되고, 한쪽의 스프로킷(24c)으로부터 다른쪽의 스프로킷(24b)에 이르는 직선 경로에 반전 위치(A)가 설정되고, 용기(2)를 한 바퀴 반송하는 동안에 1회 반전시켜 용기(2)의 상하를 교체하도록 되어 있다. 한쪽의 스프로킷(24c)의 둘레 회전 경로에는 용기 그리퍼의 이송 방향에서 하류측에 용기(2)의 공급 위치(B)가 설정되고, 상류측에 배출 위치(C)가 설정되어 있고, 하나의 용기(2)는 공급 위치(B)에서 한쪽의 용기 유지부에 유지되어 두 바퀴 반송되고, 그 동안에 2회 상하가 반전되고, 공급시의 상태로 되돌아온 후, 배출 위치(C)로부터 배출실(32)의 전달 휠(36)에 건네진다. 상기 제 1 도입 챔버(8), 제 2 도입 챔버(10), 공급실(22) 및 이 메인실(26) 내는 외부로부터 살균 전의 용기(2)가 도입되어 반송되어 있으므로, 외부보다 양압(陽壓)으로 관리되어 있지만 완전한 무균 상태가 유지되어 있지는 않다.
납제의 살균 박스(18)에 인접해서 전자선 조사 장치(28)가 배치되어 있다. 이 전자선 조사 장치(28)는 용기(2)에 전자선을 조사하는 조사 유닛(29)을 구비하고 있고, 적재대(38) 상에 적재되어 이동할 수 있도록 되어 있다. 전자선 조사 장치(28)의 구성은 주지이므로 도시 및 상세한 설명은 생략하지만, 조사 유닛(29) 내의 진공중에서 필라멘트를 가열해 열전자를 발생시키고, 고전압에 의해 전자를 가속해서 고속의 전자선 빔으로 하고나서 조사 창(29a)에 부착한 Ti 등의 창박(窓箔)(29b)을 통해서 대기중에 인출해서 피처리물(용기(2))에 전자선을 닿게 하여 살균 등의 처리를 행하는 장치이다.
이 실시예에서는 전자선 조사 장치(28)를 적재한 적재대(38)는 레일(38a) 위를 이동할 수 있게 되어 있고, 살균 박스(18)에 대해서 접근, 이격시킬 수 있다. 이 용기 충전 시스템을 운전할 때에는 적재대(38)를 살균 박스(18)에 접근시키고, 조사 유닛(29)의 조사 창(29a)을 살균 박스(18)의 벽면에 형성된 개구(18a)에 일치시켜서 이들 양자(18,29)를 연결한다. 살균 박스(18)의 내부에 상기 조사 유닛(29)이 부착되어 있는 개구(18a)를 둘러싸도록 해서 조사실(30)이 설치되어 있다. 상기 용기 반송 장치(24)는 스프로킷(24b)으로부터 스프로킷(24c)에 이르는 직선 경로가 조사실(30)을 관통하고 있고, 이 관통하는 부분에 조사 위치(D)가 설정되고, 용기 그리퍼에 유지된 2개의 용기(2)는 상하로 수직인 상태에서 이 조사실(30) 내를 통과하고, 각 용기(2)는 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선의 조사를 받아 살균된다.
조사실(30)의 입구측과 출구측의 벽면에는 용기 그리퍼에 유지된 상하 2개의 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시 생략)가 형성되어 있다. 이 조사실(30)의 출구측의 벽면에 연속해서 배출실(32)이 형성되어 있다. 용기 반송 장치(24)의 한쪽의 스프로킷(도 1의 우측의 스프로킷(24c))은 배출실(32)의 내부에 들어간 상태에서 설치되어 있다. 용기 그리퍼에 유지되어 상하 위치에서 1회씩 2회의 전자선 조사를 받은 용기(2)는 배출실(32) 내에서 용기 그리퍼의 하방에 위치하는 용기 유지부로부터 이 배출실(32)에 설치된 전달 휠(36)에 건네진다. 배출실(32)은 스프로킷(24c)의 회전을 방해하지 않고, 조사실(30)의 출구측의 개구로부터 전달 휠(36)까지의 용기 반송 장치(24)의 반송 경로, 및 전달 휠(36)의 반송 경로를 메인실(26) 및 공급실(22)로부터 구획하는 칸막이 벽(32a)과, 이 칸막이 벽(32a)과 대향해 전달 휠(36)의 상하 공간으로부터 구획하는 칸막이 벽(32b), 및 살균 박스(18)의 바닥면과 천장면으로 둘러싸여 덮여져 있다. 이 배출실(32) 이후의 각 챔버는 전자선의 조사에 의해 살균된 용기(2)의 처리를 행하므로, 무균 상태가 유지되어 있다. 또한, 조사실(30)의 출구측의 개구로부터 전달 휠(36)까지의 용기 반송 장치(24)의 반송 경로를 용기(2)의 반송을 방해하지 않도록 해서 위쪽의 반송 공간과 아래쪽의 반송 공간에 칸막이 벽을 설치해 구획하고, 전달 휠(36)의 반송 경로에 대해서도 용기(2)를 수취하는 아래쪽의 반송 공간과 연통시켜서 위쪽의 반송 공간과는 칸막이 벽에 의해 구획되도록 해도 좋다. 이 경우에는 아래쪽의 반송 공간과 전달 휠(36)의 반송 경로를 둘러싸는 공간이 배출실(32)이 된다.
살균 박스(18) 내의 가장 하류측에 위치하고 있는 배출실(32)에 인접해서 중간 챔버(40)가 설치되어 있다. 그리고, 이 중간 챔버(40)의 하류측에 필러(충전 수 단)(42)를 수용한 챔버(충전실)(44)가 설치되어 있다. 중간 챔버(40) 내에는 용기 유지 수단(46a)(도 2 참조)을 구비한 로터리 휠[네크 휠(neck wheel)](46)이 설치되어 있고, 이 네크 휠(46)이 상기 배출실(32) 내의 전달 휠(36)로부터 수취한 용기(2)를 회전 반송한 후, 필러(42)가 설치된 챔버(44) 내의 공급 휠(48)에 건네준다.
중간 챔버(40) 내의 네크 휠(46)에 원주 방향 등간격으로 설치되어 있는 각 용기 유지 수단(46a)의 위쪽에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 각각 에어 분사 노즐(50)이 설치되어 있고, 이들 네크 휠(46), 용기 유지 수단(46a) 및 에어 분사 노즐(50) 등에 의해 에어 블로우 장치(52)가 구성되어 있다. 에어 블로우 장치(52)는 상기 용기 유지 수단(46a)에 의해 용기(2)의 네크부에 형성된 플랜지(2a)의 하면측을 지지해서 회전 반송하는 동안에 상기 에어 분사 노즐(50)로부터 용기(2) 내에 무균 에어를 불어 넣는다. 이와 같이, 상기 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선의 조사를 받아 살균된 용기(2)의 내부에 무균 에어를 불어 넣음으로써 전자선의 조사에 의해 발생된 오존을 용기(2) 내로부터 배기시킨다. 또한, 이 네크 휠(46)에 용기(2)를 건네주는 전달 휠(36) 및, 네크 휠(46)로부터 용기(2)를 수취하는 하류측의 공급 휠(48)에는 각각 용기(2)의 플랜지(2a)의 위쪽을 그립하는 그리퍼(55)(도 2 중에 상상선으로 나타냄)가 설치되어 있다.
에어 블로우 장치(52)에 의해 에어 블로잉이 완료된 용기(2)는 필러(42)가 설치된 챔버(44) 내의 입구측에 배치되어 있는 공급 휠(48)에 전달된 후, 필러(42)에 공급된다. 공급 휠(48)로부터 용기(2)를 수취한 필러(42)는 이 용기(2)를 유지 해서 회전 반송하는 동안에 액체 등의 내용물의 충전을 행한다. 충전이 종료된 용기(2)는 필러(42)의 챔버(44)에 인접해서 배치되어 있는 캐퍼(54)용 챔버(캐퍼실)(56) 내에 반입된다. 이 캐퍼(54)용 챔버(56) 내의 입구측에는 필러(42)로부터 용기(2)를 수취해 캐퍼(54)에 이 용기(2)를 건네주는 중간 휠(58)이 배치되어 있다. 또한, 캐퍼(54)의 하류측에는 캐핑이 종료된 용기(2)를 배출 컨베이어(60)에 건네주는 배출 휠(62)이 설치되어 있다.
이 용기 충전 시스템에서는 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 반송되어 온 용기(2)가 살균 박스(18) 내에서 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선의 조사를 받아 살균된 후, 필러(42)에 의해 내용물이 충전되고, 캐퍼(54)에 의해 캐핑이 행해지며, 그 후, 배출 컨베이어(60)에 의해 배출되어 다음 공정으로 보내진다. 또한, 살균 박스(18) 내의 배출실(32)에 배치된 전달 휠(36)로부터 중간 챔버(40)의 로터리 휠(46)에 용기(2)를 전달하는 위치, 중간 챔버(40) 내의 로터리 휠(46)로부터 필러(42)가 설치된 챔버(44) 내의 공급 휠(48)로 용기(2)를 전달하는 위치, 필러(42)로부터 캐퍼(54)가 설치된 챔버(56) 내의 중간 휠(58)로 용기(2)를 전달하는 위치 등의 챔버 벽면에는 각각 용기(2)가 통과 가능한 개구가 형성되어 있다. 또한, 살균 박스(18)의 각 개구에는 셔터가 구비되어 있어 연통하는 다른 챔버 내를 세정할 때에 폐쇄해서 물방울이나 습기의 유입을 방지하도록 되어 있다.
상기 제 1의 도입 챔버(8)와, 납제의 살균 박스(18)의 메인실(26) 및 캐퍼(54)가 설치된 챔버(56)에는 각각 배기 블로어(64,66,68)가 접속되어서 각 챔버(8,26,56) 내의 에어를 배출할 수 있도록 되어 있다. 또한, 에어 블로우 장 치(52)가 설치되어 있는 중간 챔버(40)와, 필러(42)가 설치되어 있는 챔버(44)에는 각각 가압 에어의 공급 수단(70,72)이 필터(74,76)를 통해서 접속되어 있고, 각 챔버(40,44) 내에 무균 에어를 공급할 수 있도록 되어 있다. 이들 각 배기 블로어(64,66,68), 가압 에어 공급 수단(70,72) 및 이들의 배기량과 급기량을 제어하는 제어 장치(도시 생략)에 의해 압력 제어 수단이 구성되어 있고, 이 압력 제어 수단에 의해 상기 각 챔버(8,10,22,26,32,40,44,56) 내의 압력을 제어할 수 있도록 되어 있다.
이 실시예에서는 전자선의 조사에 의해 용기(2)의 살균을 행하는 조사실(30)을 포함하는 살균 박스(18)와, 필러(42)가 설치된 챔버(44) 사이에 배치되어 있는 중간 챔버(40) 안이 가장 고압이 되도록 컨트롤되어 있다. 그리고, 필러(42)가 설치되어 있는 챔버(44) 내는 중간 챔버(40)와 동압이거나 또는 약간 낮은 압력으로 되어 있다. 이 필러(42)가 설치된 챔버(44)의 하류측의 캐퍼(54)가 설치되어 있는 챔버(56)는 필러(42)의 챔버(44)보다 저압으로 되어 있다. 한편, 중간 챔버(40)보다 상류측의 살균 박스(18) 내의 배출실(32)은 중간 챔버(40)보다 저압이며, 또한, 조사실(30), 메인실(26)은 배출실(32)보다 저압으로 되어 있다. 또한, 메인실(26)보다 더욱 상류측의 공급실(22), 제 2 도입 챔버(10) 및 제 1 도입 챔버(8)는 외부보다는 양압이지만 상류측으로 향할수록 점차 낮은 압력이 되도록 제어되어 있다. 또한, 청구항1 및 청구항2에 기재한 살균실은 살균 박스(18)를 가리키고 있지만, 중간 챔버(40)는 이 살균 박스(18) 내에서 가장 높은 압력으로 유지되어 있는 하류측의 배출실(32)보다 고압이 되도록 컨트롤되어 있다.
이상의 구성에 따른 용기 충전 시스템의 작동에 대해서 설명한다. 이 충전 시스템에서 살균되고 내용물이 충전되는 용기(2)는 페트병이고, 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 네크부에 형성된 플랜지(2a)의 하면측이 지지되며 후방으로부터 에어가 내뿜어져 반송된다. 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 반송되어 온 용기(2)는 제 1 도입 챔버(8) 내에 들어가고, 인피드 스크류(6)에 의해 일정한 간격으로 분리되어 제 1 로터리 휠(12)의 용기 유지 수단에 건네진다. 또한, 용기(2)는 제 1 로터리 휠(12)에 의해 회전 반송된 후, 제 2 도입 챔버(10) 내의 제 2 로터리 휠(14)에 건네진다.
용기(2)는 제 2 로터리 휠(14)로부터 납제의 살균 챔버(18)의 공급실(22) 내에 설치된 공급 휠(20)에 건네지고, 공급 휠(20)의 용기 유지 수단에 유지되어서 회전 반송되어 용기 반송 장치(24)의 그리퍼에 건네진다. 그리퍼는 상하 2개의 용기 유지부를 갖고 있고, 그 하측의 용기 유지부에 유지된 용기(2)는 그리퍼가 반전함으로써 상방으로 이동해 도립된 상태가 된다. 도립된 용기 그리퍼가 스프로킷(24b)의 주위를 회전 이동해서 조사실(30)에 들어간다. 조사실(30)에는 그 외측에 배치되어 있는 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선이 조사되도록 되어 있고, 반송되고 있는 이 용기(2)는 조사 유닛(29)의 조사면(창박(29b))의 전방을 통과하는 동안에 전자선이 조사되어 살균된다.
1회째의 전자선의 조사를 끝낸 용기(2)는 조사실(30)을 빠져 나간 후, 배출실(32) 내를 이동하고, 스프로킷(24c)의 주위를 회전 이동해서 다시 공급 휠(20)로부터의 용기 공급 위치(B)로 되돌아온다. 전회(前回) 하측의 용기 유지부가 이 공 급 휠(20)로부터 수취한 용기(2)는 반전해서 위쪽으로 이동하고 있고, 아래쪽에 위치하고 있는 다른쪽의 용기 유지부가 공급 휠(20)로부터 용기(2)를 수취한다. 그 후, 그리퍼가 다시 반전해서 상하가 교체되고, 전회 위쪽에서 전자선의 조사를 받은 용기(2)가 하측으로 이동하고, 전자선의 조사를 받지 않은 면이 용기 반송 장치(24)의 회전 이동 방향의 외측을 향한다. 다시 조사실(30)에 들어가면, 이미 1회째의 조사를 받은 용기(2)는 전회와는 반대측으로부터 2회째의 전자선의 조사를 받아 내외면 전체 영역이 살균된다. 또한, 동시에 다른쪽의 새롭게 유지된 위쪽의 용기(2)는 1회째의 조사를 받는다.
조사실(30)에서 2회째의 전자선의 조사를 받아 내외면 전체가 살균된 용기(2)는 배출실(32) 내에서 전달 휠(36)에 건네지고, 또한, 다음의 중간 챔버(40) 내의 네크 휠(46)에 건네져서 납제의 살균 박스(18)로부터 배출된다. 중간 챔버(40) 내에 설치된 네크 휠(46)의 용기 유지 수단(46a)에 유지된 용기(2)는 회전 반송되는 동안에 위쪽의 에어 분사 노즐(50)로부터 내부에 무균 에어가 불어 넣어지고, 전자선의 조사에 의해 생성되어 내부에 잔류하고 있었던 오존이 배출된다.
중간 챔버(40)의 네크 휠(46)에 유지된 용기(2)는 다음의 필러(42)를 수용한 챔버(44) 내에 설치된 공급 휠(48)에 전달이 행해지고, 그 후, 이 공급 휠(48)로부터 필러(42)에 공급된다. 필러(42)에 의해 회전 반송되는 동안에 내용물이 충전된 용기(2)는 중간 휠(58)에 의해 필러(42)로부터 인출되고, 다음의 캐퍼(54)가 배치된 챔버(56) 내에 반입된다. 챔버(56) 내에 반입된 용기(2)는 중간 휠(58)로부터 캐퍼(54)에 전달되어 캐핑이 행해진 후, 배출 휠(62)을 통해서 배출 컨베이어(60) 상에 배출되어 다음 공정으로 보내진다.
이 실시예에 따른 용기 충전 시스템에서는 납제의 살균 박스(18) 내의 중간 챔버(40)와 인접하고 있는 배출실(32)과, 필러(42)가 설치된 챔버(44) 사이에 배치되어 있는 중간 챔버(40) 내의 압력이 압력 제어 수단에 의해 가장 높은 압력으로 유지되어 있으므로, 외부로부터 용기(2)가 반입되는 살균 박스(18) 내의 분위기가 중간 챔버(40)의 압력에 블로킹되어 중간 챔버(40) 내에 유입될 일이 없고, 이보다 앞(하류)의 필러(42)가 설치된 챔버(44) 내에 침입하거나 또는 접근하는 것을 저지할 수 있다. 또한, 반대로 필러(42)를 설치한 챔버(44) 내의 습기를 포함한 분위기가 중간 챔버(40)의 압력에 블로킹되어 중간 챔버(40) 내에 유입될 일이 없고, 이보다 앞(상류)의 전자선의 조사를 행하는 살균 박스(18) 내에 들어가는 것을 방지할 수 있다.
실시예2
도 3은 제 2 실시예에 따른 용기 충전 시스템의 전체의 구성을 나타내는 평면도이다. 이 실시예는 상기 제 1 실시예와 기본적인 구성은 공통이므로, 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략하고, 상위하는 부분에 대해서만 설명한다. 이 실시예에 따른 용기 충전 시스템은 중간 챔버(40)와 필러(42)를 설치한 챔버(충전실)(44) 사이에 린서(세정 수단)(80)를 설치한 챔버(세정실)(82)가 배치되어 있다. 이 린서(80)용 챔버(82) 내에는 중간 챔버(40) 내의 네크 휠(46)로부터 용기(2)를 수취해서 린서(80) 내에 공급하는 공급 휠(84)과, 린서(80)에 의해 세정된 용기(2)를 인출해서 필러(42)의 챔버(44) 내의 전달 휠(86)에 건네주는 배출 휠(88)을 구비하고 있다. 또한, 이 린서(80)용 챔버(82)에는 배기 블로어(90)가 접속되어 있고, 상기 실시예와 같은 배기 블로어(64,66,68), 에어 공급 수단(70,72) 및 도시하지 않은 제어 장치와 함께 압력 제어 수단을 구성하고 있다. 또한, 이 실시예의 중간 챔버(40)에는 상기 실시예에서 설치되어 있었던 에어 블로우 장치(52)를 구성하는 에어 분사 노즐은 배치하지 않고 있다.
이 실시예에서는 중간 챔버(40) 내의 압력이 가장 높고, 상류측의 살균 박스(18) 내의 압력(특히, 중간 챔버(40)에 인접하는 배출실(32)의 압력)이 중간 챔버(40)의 압력보다 낮게 되어 있다. 또한, 배출실(32)의 상류측의 메인실(26), 공급실(22), 제 2 도입 챔버(10) 및 제 1 도입 챔버(8) 내의 압력은, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 외부보다는 양압이지만 상류측을 향해서 순차적으로 낮게 되어 있다. 한편, 중간 챔버(40)의 하류측은 린서(80)가 설치된 챔버(82) 내의 압력이 외부보다는 양압이지만 중간 챔버(40)의 압력보다 낮고, 또한, 필러(42)용 챔버(44) 내의 압력보다 낮게 되어 있다. 이 실시예에서도 외부로부터 용기(2)가 반입되는 살균 박스(18)측의 분위기가 중간 챔버(40)의 압력에 블로킹되어 이보다 앞(하류)의 각 챔버에 유입되는 것을 저지할 수 있다. 또한, 린서(80)로부터의 비말이나 물방울, 이것을 설치한 챔버(82) 내나 챔버(82)에 유입되는 챔버(44) 내의 습기를 포함한 분위기가 중간 챔버(40)의 압력에 블로킹되어 중간 챔버(40) 내에 유입될 일이 없고, 더욱 앞(상류)의 전자선의 조사를 행하는 살균 박스(18) 내에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 린서(80)는 전자선을 조사해서 살균한 용기(2)를 충전실에 반입함에 있어서 분진이나 먼지 등의 부착물 및 용기(2) 내의 이 물의 제거를 목적으로 용기(2)의 내외면에 무균수를 분사해서 씻어내도록 구성하고 있지만, 이러한 챔버(82)(세정실)에 설치하는 린서 등의 세정 수단으로서는 용기(2)의 내외면에 무균 기체를 내뿜고, 또한, 용기(2)를 반전시키거나 내부를 흡인하거나 해서 분진이나 먼지, 이물의 제거를 행하는 에어 린서나 에어 클리너이어도 된다.

Claims (5)

  1. 용기(2)에 전자선을 조사해서 살균을 행하는 살균실(18)과, 살균된 상기 용기(2)에 내용물을 충전하는 충전 수단(42)을 배치한 충전실(44)과, 이들 각 실 간의 압력 상태를 컨트롤하는 압력 제어 수단을 구비한 용기 충전 시스템에 있어서:
    상기 살균실(18)과 상기 충전실(44) 사이에 중간실(40)을 설치하고, 이 중간실(40)의 압력을 상기 살균실(18)의 압력보다 높고 또한 상기 충전실(44)의 압력 이상이 되도록 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 시스템.
  2. 용기(2)에 전자선을 조사해서 살균을 행하는 살균실(18)과, 살균된 상기 용기(2)에 내용물을 충전하는 충전 수단(42)을 배치한 충전실(44)과, 이들 각 실 간의 압력 상태를 컨트롤하는 압력 제어 수단을 구비한 용기 충전 시스템에 있어서:
    상기 살균실(18)과 상기 충전실(44) 사이에 상기 살균실(18)에서 살균된 상기 용기(2)를 세정하는 세정실(82)을 설치함과 아울러, 상기 살균실(18)과 상기 세정실(82) 사이에 중간실(40)을 설치하고, 이 중간실(40)의 압력을 상기 살균실(18)의 압력 및 상기 세정실(82)의 압력보다 높게 되도록 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 충전실(44)의 하류측에 캐퍼실(56)을 설치하고, 이 캐퍼실(56)의 압력을 상기 충전실(44)의 압력보다 저압으로 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 살균실(18) 내의 가장 하류측에 설치한 배출실(32)의 압력을 상기 살균실(18) 내의 배출실(32)보다 상류측의 조사실(30) 및 메인실(26)의 압력보다 고압으로 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 살균실(18)의 상류측에 설치한 실(8,10)의 압력을 상기 살균실(18)보다 저압으로 또한 외부 압력보다 고압으로 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 시스템.
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