CN108025898A - 填充密封装置及填充密封方法 - Google Patents

Abstract

提供一种能够削减在与容器内的空气的置换中使用的置换气体的使用量的填充密封装置及填充密封方法。填充密封装置(10)具备：填充机(11)，将内容液向容器(1)内填充；密封机(12)，利用盖(2)对于从填充机(11)转移来的容器(1)进行密封；腔室(13)，覆盖填充机(11)及密封机(12)；充气系统(16)，在腔室(13)内，通过导入从箱(27)供给的作为第二置换气体的二氧化碳而将容器(1)内的气体置换成二氧化碳；及预充气系统(17)，在由充气系统(16)进行的处理之前，利用包含二氧化碳的存留于腔室(13)内的第一置换气体对容器(1)内的气体进行置换。

Description

填充密封装置及填充密封方法

技术领域

本发明涉及向容器内填充饮料等内容液并进行密封的填充密封装置及其方法。

背景技术

向罐体等容器填充饮料等内容液的饮料的制造设备在腔室的内部具备向容器内填充内容液的填充机。为了防止内容液的品质因容器内的空气所包含的氧气而受损，在填充机中，进行将从作为供给源的箱供给的置换气体例如二氧化碳向容器内吹入的充气(例如，专利文献1)。上述充气可以将无密封充气与密封充气组合来进行，该无密封充气通过不闭塞容器的开口而向容器内吹入二氧化碳来将容器内的空气向容器外赶出，该密封充气利用填充机的喷嘴将容器的开口闭塞，在喷嘴处确保了放气路径的基础上，从喷嘴向容器内吹出二氧化碳。在利用充气将容器内的空气置换为二氧化碳之后向容器内填充内容液。

填充有内容液的容器被向装配盖而对容器进行密封的密封机转移。在该密封机中，向盖与容器之间吹入二氧化碳，进行将在作为液面上方的容器内的空间的顶部空间内存在的空气向容器外吹跑的下盖板充气之后，将容器密封(例如，专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-73855号公报

专利文献2：国际公开第2011/151902号

发明内容

发明要解决的课题

以往的饮料制造设备中的填充机及密封机设置在处于大气气氛下的室内。

因此，即使利用填充机的充气而将容器内的空气置换为二氧化碳，在从填充机向密封机转移容器期间，容器内的二氧化碳的一部分也会向大气中漏出，相应地，空气进入容器内。预料到这种情况而将增量后的二氧化碳使用于填充机及密封机的充气，由此实现所要求的氧气浓度。

并不局限于如上所述从填充机向密封机转移容器期间，在无密封充气或下盖板充气时，剩余的二氧化碳也向大气中漏出。而且，在向容器内填充内容液时的排气工序中，顶部空间压力差量的二氧化碳向大气中漏出。

即，从供给源供给比为了将所要求的残存在容器内的氧气的浓度保持为一定水准以下所需的量过剩的量的二氧化碳，而使用于充气。不仅从二氧化碳所需的成本的观点出发，而且从作业环境的安全性或自然环境保护的观点出发，也优选削减二氧化碳的使用量。

因此，本发明的目的在于提供一种能够削减与容器内的空气的置换所需的从供给源供给的置换气体的使用量的填充密封装置及填充密封方法。

用于解决课题的方案

如上所述，在充气之际、填充内容液之际的排气工序时、从填充机向密封机的转移期间从容器内漏出的置换气体存留于腔室内的例如容器的周边或从容器分离的区域。如果能够收集该置换气体向容器内吹入，则能够削减从供给源供给的置换气体的使用量。

基于上述的想法而作出的本发明的填充密封装置的特征在于，具备：填充机，将内容液向容器内填充；密封机，对于从填充机转移来的容器进行密封；腔室，覆盖填充机及密封机；充气系统，在腔室内，利用基于从腔室的外部的供给源供给的第二置换气体对容器内的气体进行置换；及预充气系统，在由充气系统进行的处理之前，利用包含第二置换气体的存留于腔室内的第一置换气体对容器内的气体进行置换。

在本发明中，将在由充气系统进行的处理之前对于供给至腔室内的容器导入腔室内的气体的情况称为“预充气”。

“腔室内的第二气体”与大气相比第一置换气体的浓度高。

填充机及密封机由腔室覆盖，因此利用充气系统向容器内吹入的第二置换气体的剩余量、在排气工序时或从填充机向密封机的转移期间从容器内向容器外漏出的第二置换气体只要未被强制性地排出，就成为第一置换气体而存留于腔室内。

在本发明中，在由充气系统进行的处理之前，该腔室内的第一置换气体由预充气系统向容器内导入。这样的话，容器内的二氧化碳的浓度比大气升高，因此与向充满有大气的容器内仅导入第二置换气体的情况相比，即使是少量的第二置换气体，也能够使在容器内残存的氧气的浓度成为一定水准以下。

在由充气系统进行的处理之后，第一置换气体从容器内漏出，即使相对应地腔室内的第二置换气体进入容器内，由于第二置换气体中第一置换气体的浓度比大气高，因此也能够抑制容器内的第一置换气体浓度的下降。

利用密封机密封之前从容器漏出的第二置换气体存留于腔室内并与到目前为止存留于腔室内的气体混合而成为第一置换气体，由预充气系统吹入到容器内。

通过本发明的充气系统，在内容液的填充前及填充后的任意的时点，能够进行1次以上的任意的次数的充气。例如，可以最初进行无密封充气，接下来进行密封充气。在多次的充气中的最初进行的充气之前，利用预充气系统将存留于腔室内的第一置换气体导入到容器内，提高容器内的第一置换气体的浓度，由此能够削减从供给源供给的置换气体的使用量。

根据本发明，能够将暂时导入到容器并向容器外漏出的第二置换气体的几乎全部向腔室内回收，再次向容器导入，因此能够大幅削减从供给源供给的置换气体的使用量，并实现规定的残存氧气浓度。

而且，腔室内由于从充气系统吹出第二置换气体而相对于大气成为正压，因此能够防止来自外部的异物向腔室内的侵入。

在本发明的充气系统中使用的第二置换气体可以从供给源作为气相供给，也可以从供给源作为液相供给。

在前者的情况下，导入到容器内的第二置换气体原封不动地存留于容器内，由此将容器内的气体置换为第二置换气体，相对于此，在后者的情况下，作为液相导入到容器内的置换液体在容器内发生气化，由此将容器内的气体置换为第二置换气体。作为后者，可以例示氮(N₂)。当使作为液相的状态的置换气体的置换液体向容器内喷雾或滴下时，伴随着因置换液体的气化引起的体积膨胀而容器内的气体被向容器外除去。

在本发明的填充密封装置中，预充气系统可以具备：鼓风机，对存留于腔室内的第一置换气体进行吸引；及喷嘴，将由鼓风机送出的第一置换气体向容器内送入。

在本发明的填充密封装置中，预充气系统可以在向腔室内连续地搬入容器的部位，向容器内导入腔室内的气体。

这样的话，在容器被搬入到腔室内时利用腔室内的第一置换气体对容器内的空气进行置换，因此能够抑制经由所搬入的容器而进入腔室内的空气的量。由此，能够减少为了将腔室内维持为一定的第二置换气体的浓度而使用的第二置换气体的量，因此能够进一步削减第二置换气体的使用量。

此外，预充气系统优选在向腔室内搬入容器的部位，向在搬入方向上相邻的容器与容器之间也导入腔室内的第一置换气体。这是因为能够阻止容器与容器之间的空气仍存留于此且伴随着容器的搬入而进入腔室内的情况。

在本发明的填充密封装置中，预充气系统优选在第一置换气体中包含的第二置换气体达到规定的浓度时，利用第一置换气体对容器内的气体进行置换。

另外，在本发明的填充密封装置中，第一置换气体可以包括在充气系统中供于置换的第二置换气体。

另外，在本发明的填充密封装置中，可以具备使在腔室内被鼓风机吸引的第一置换气体在腔室的外部迂回而流动至喷嘴的流路。

此外，在本发明的填充密封装置中，腔室可以设为将填充机及所述密封机这两者覆盖的形态，或者也可以设为将填充机及所述密封机个别地覆盖的形态。

在本发明的填充密封装置中，优选具备盖导入部充气系统，所述盖导入部充气系统对于向腔室内搬入密封容器的盖的部位导入腔室内的第一置换气体。

这样的话，在将盖向腔室内搬入时，将在盖搬入部位存在的空气置换为腔室内的第一置换气体，因此能够抑制腔室外的空气进入腔室内的情况。

本发明的填充密封装置的特征在于，具备：填充机，将内容液向容器内填充；密封机，利用盖对于从填充机转移来的容器进行密封；腔室，覆盖填充机及密封机；充气系统，在腔室内，利用基于腔室的外部的供给源的第二置换气体对容器内的气体进行置换；及盖导入部充气系统，对于向腔室内搬入密封容器的盖的部位，导入包含第二置换气体的第一置换气体。

根据本发明，在盖被搬入到腔室内时，将在盖搬入部位存在的空气置换为腔室内的第一置换气体，因此能够抑制腔室外的空气伴随着盖的搬入而进入腔室内的情况。由此，为了将腔室内维持为一定的置换气体浓度而从供给源供给的第二置换气体的量减少，因此能够进一步削减第二置换气体的使用量。

另外，本发明涉及一种向容器内填充内容液并对填充后的容器进行密封的填充密封方法，其特征在于，进行如下步骤：第一步骤，对于向作为覆盖的空间的腔室内搬入的容器内，导入腔室内的第一置换气体；第二步骤，在腔室内，利用基于腔室的外部的供给源的第二置换气体对容器内的气体进行置换；第三步骤，在腔室内向容器内填充内容液；及第四步骤，在腔室内对容器进行密封。

作为向容器内导入第二置换气体的第二步骤，可以选择性地进行无密封充气及密封充气中的任一方或双方。

在本发明的填充密封方法中，优选对于利用第三步骤填充有内容液的容器，在第四步骤之前将第二置换气体向容器内导入，或者一边进行第四步骤一边将第二置换气体向容器内导入。

在本发明的填充密封方法中，当反复进行第一步骤、第二步骤、第三步骤及第四步骤时，第一步骤中的第一置换气体包括在先前的第二步骤中导入的第二置换气体的一部分且从容器泄漏的第二置换气体。

发明效果

根据本发明，能够削减与容器内的空气的置换所需的从供给源供给的置换气体的使用量。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的填充密封装置的俯视图。

图2是示意性地表示图1所示的填充密封装置的侧视图。

图3是表示从腔室内排出容器的出口的图。

图4是表示进行填充及密封的处理步骤的图。

图5是示意性地表示第一实施方式的变形例的填充密封装置的侧视图。

图6是示意性地表示本发明的第二实施方式的填充密封装置的侧视图。

图7是表示向腔室内搬入容器的入口的图。

图8是示意性地表示本发明的第三实施方式的填充密封装置的侧视图。

图9是示意性地表示本发明的变形例的填充密封装置的侧视图。

图10是示意性地表示本发明的另一变形例的填充密封装置的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

〔第一实施方式〕

图1及图2所示的填充密封装置10一边搬运容器1，一边进行内容液向容器1内的填充、及容器1的密封。

填充密封装置10具备填充机11(filler)、密封机12(seamer)、将填充机11及密封机12覆盖的腔室13、对填充机11及密封机12进行支承的基体15、充气系统16(图2)、预充气系统17(图2)。

填充机11具备：包含旋转体18的旋转式的搬运装置；向由旋转体18保持的容器1内填充内容液的填充喷嘴(未图示)。填充喷嘴在填充杯14内与积存有内容液的液相部14A连接。

容器1是筒状有底的罐体，以开口朝上的正立的姿势保持于在旋转体18的外周部以一定间距设置的凹槽20(图2)内。旋转体18利用未图示的驱动装置而旋转。

密封机12是包含升降器21的旋转式的搬运装置，通过向由升降器21保持的容器1卷封盖2(图2)而将容器1密封。

填充密封装置10的搬运装置由上述的旋转体18、升降器21、向填充机11供给容器1的供给星形轮22、从填充机11接收容器1而向密封机12转移的转移星形轮23、从密封机12排出容器1的排出星形轮24构成。

上述搬运装置的结构只不过是一例，星形轮的个数或配置等可以适当确定。

构成搬运装置的各星形轮以满足填充及密封的规定的处理能力且内容液不会因离心力而从容器1的开口溢出的方式，确定为适当的直径。

填充密封装置10的搬运装置支承于共通的基体15，一体地构成填充密封装置10的整体。基体15在此形成为俯视观察矩形形状，设置于房屋的地面。

如图1及图2所示，腔室13以将一并良好地配置在基体15上的填充密封装置10的搬运装置(旋转体18、星形轮22、23、24、升降器21)的整体覆盖的方式形成为箱状，设于基体15。

腔室13包含有遍及填充机11及密封机12的连续的空间。将腔室13的内侧的空间称为腔室13内。为了能够观察腔室13内而可以在腔室13的局部设置透明的窗。

在前工序中结束了清洗的容器1由供给输送器25导入到腔室13内。

供给输送器25通过形成于腔室13的入口而将腔室13的内外贯通。在供给输送器25上保持的容器1穿过腔室13的入口而向供给星形轮22交付。

在腔室13内由旋转体18、升降器21等进行搬运并结束了填充及密封后的容器1利用排出输送器26向腔室13外排出。

排出输送器26也通过形成于腔室13的出口而将腔室13的内外贯通。保持在排出输送器26上的容器1穿过腔室13的出口之后，向检查或贴标签、包装等后工序移送。

在腔室13设有容器1的入口、容器1的出口、用于向腔室13内搬入盖2的盖供给口这3个开口。腔室13除了这些开口以外被密闭。

为了提高腔室13内的密闭度，也可以利用液体(例如水)或气体(例如，空气、二氧化碳等置换气体、腔室13内气体)的流动将腔室13的开口闭塞。作为液体可以使用例如水，而且，作为气体可以使用例如二氧化碳等第二置换气体、腔室13内的第一置换气体、或空气。当为了闭塞腔室13的开口而使用水时，能够利用水对于搬入到腔室13内的容器1或盖2进行清洗。

例如，图3所示的腔室13的出口141由帘状的水W的流动来闭塞。利用从位于容器1的上方的喷出口朝向下方连续地喷出的水W，遍及出口141的整个区域地形成沿着与容器1的搬运方向正交的铅垂方向的水W的流动。水W从沿着供给输送器25的宽度方向空出间隔地排列的多个喷出口、或者沿着该宽度方向延伸的狭缝喷出。供给输送器25的宽度方向与图中的左右方向一致。

在出口141处，由于容器1的开口被密封，因此水W不会流入到容器1内。

与图3所示的情况同样，也可以利用形成为帘状的空气流将出口141闭塞。

腔室13的入口既可以由帘状的空气流闭塞，也可以由帘状的水W的流动闭塞。进入到容器1内的水W可以通过例如使容器1倒立而向容器1外排出。

关于为了闭塞腔室13的开口而使用液体、气体中的哪一个，也考虑通过该开口的容器1是否被密封而可以适当选择。

此外，如果在容器1内存在空气的状态下向容器1内填充内容液，则容器1内的空气中包含的氧气会溶入到内容液中，由于与氧气的接触而内容液的品质可能会受损。而且，在作为液面上方的空间的顶部空间1A(图4)残存有空气的状态下将容器1密封的情况下，氧气也会与内容液接触，因而是同样的。

因此，在进行填充、密封时，有效的情况是利用充气系统16将容器1内的空气置换成对于内容液而言为非活性的置换气体，将容器1内的氧气除去至规定的浓度以下。尤其是在内容液为啤酒或发泡酒等啤酒饮料的情况下，品质因氧气而容易受损，因此抑制容器1内的氧气浓度的要求强烈。

作为置换气体，典型地使用二氧化碳(CO₂)，但可以使用氮气(N₂)或水蒸气(H₂O)。该置换气体对应于本发明的第二置换气体。

作为具体例，可列举为了防止无气饮料的氧化而利用氮气对顶部空间进行置换的例子、在将无气饮料向罐容器填充时利用水蒸气、或者氮气与水蒸气的混合气进行置换的例子。

在本实施方式中，使用二氧化碳作为第二置换气体。

如图2所示，在填充密封装置10具备填充有液相的二氧化碳即液化二氧化碳的箱27作为二氧化碳的供给源，从该箱27经由填充杯14供给的二氧化碳利用充气系统16吹入到容器1内。箱27连接于填充杯14内的气相部14B，液化二氧化碳在向气相部14B导入的时点成为气相的二氧化碳。

充气系统16(图2)具备：喷吹从箱27供给的二氧化碳的吹入喷嘴；对吹入喷嘴的流路进行开闭的阀。上述的喷嘴及阀的图示省略。可以将这些喷嘴及阀一体地设置于填充机11的填充喷嘴。

在啤酒那样含有二氧化碳的内容液的情况下，进行在填充时对容器1内进行加压的加压处理、在将填充喷嘴从液体中拔出时为了降低容器1内的压力而进行排气的排气处理。这些处理所需的路径或阀也可以一体地设置于填充喷嘴。

在本实施方式中，在填充机11中利用充气系统16依次进行无密封充气及密封充气。无密封充气在未闭塞容器1的开口的状态下进行，密封充气在利用填充机11的填充喷嘴将容器1的开口闭塞的状态下进行。

在利用无密封充气而使容器1内的氧气浓度急速降低之后，利用密封充气使容器1内的氧气浓度更充分地下降，由此能够利用二氧化碳对于容器1内有效地进行置换。

此外，在密封机12中，向盖2与容器1之间吹入二氧化碳，进行利用二氧化碳对容器1内的顶部空间1A进行置换的下盖板充气。

无密封充气、密封充气及下盖板充气可以利用充气系统16根据液体种类选择性地进行。

充气系统16的配管的结构可以适当确定。

利用充气系统16导入到容器1内的二氧化碳例如在从填充机11向密封机12转移容器1期间从容器1内漏出。漏出的二氧化碳存留于腔室13内，因此腔室13内的二氧化碳的浓度比大气高。填充密封装置10的运转持续的时间越长，则该浓度越升高。

本实施方式的填充密封装置10的主要特征在于，在基于充气系统16的处理之前，利用预充气系统17将二氧化碳浓度比大气高的腔室13内的气体作为本发明的第一置换气体向容器1导入。该预充气对于搬入到腔室13内的容器1进行。

假设在基于充气系统16的处理之后，利用预充气系统17将腔室13内的第一置换气体导入到容器1内，由此利用第一置换气体对于通过充气系统16被吹入了作为第二置换气体的二氧化碳的容器1内进行置换时，容器1内的二氧化碳的浓度下降。或者，在基于充气系统16的处理之后，在搬运期间容器1内已经被置换成腔室13内的第一置换气体的情况下，不需要进行将腔室13内的第一置换气体向容器1导入的预充气。

因此，预充气在基于充气系统16的最初的处理，即在本实施方式中的无密封充气之前进行。

预充气系统17(图2)将包含由从容器1内漏出而存留在腔室13内的二氧化碳构成的第二置换气体的第一置换气体，在利用充气系统16导入二氧化碳之前向容器1内导入。

因此，预充气系统17具备鼓风机28、未图示的吹入喷嘴。

鼓风机28设置在腔室13内，对周围的气体进行吸引并加压。

吹入喷嘴将由鼓风机28送出的第一置换气体向基于充气系统16的处理前的容器1内送入。

在本实施方式中，预充气系统17向由供给星形轮22的凹槽20保持的容器1内送入腔室13内的第一置换气体。

预充气系统17在利用充气系统16进行最初的处理之前的任意的时点将腔室13内的第一置换气体向被搬入至腔室13内的容器1吹入。只要是利用充气系统16进行最初的处理之前，就也可以向由填充机11的旋转体18保持的容器1吹入腔室13内的第一置换气体。

接下来，参照图2及图4，说明基于填充密封装置10的填充及密封的处理。

如图4所示的凡例那样，由四角形包围的箭头概念性地表示由于各处理而容器1内的二氧化碳浓度变化的情况。

首先，关于利用供给输送器25向腔室13内搬入容器1时的情况进行说明。

腔室13的周围是向大气开放的空间，因此容器1内由空气充满(图4)。该容器1由供给输送器25搬入到腔室13内，向供给星形轮22交付。

预充气系统17对于由供给星形轮22搬运的容器1内，吹入从腔室13内利用鼓风机28及吹入喷嘴收集的第一置换气体(步骤S1：预充气)。

这样的话，容器1内的空气被置换成腔室13内的第一置换气体。容器1内被导入包括所包含二氧化碳(CO₂)的第一置换气体(图4)。

在经由供给星形轮22接收容器1的填充机11中，进行以下的处理。

需要说明的是，省略关于内容液包含二氧化碳时进行的加压处理及排气处理的说明。

向由填充机11的旋转体18保持的容器1内，利用充气系统16将从箱27供给的作为第二置换气体的二氧化碳吹入到开口未闭塞的容器1的内部(步骤S2：无密封充气)。由于吹入的二氧化碳的流动而容器1内的气体从容器1的开口漏出，并且吹入的二氧化碳的一部分也从容器1的开口漏出。

由于该无密封充气而容器1内被二氧化碳急速地置换，容器1内的二氧化碳浓度上升。

接下来，利用填充喷嘴闭塞容器1的开口，在填充喷嘴确保放气路径，并利用充气系统16向容器1内吹出二氧化碳(步骤S3：密封充气)。放气通路向腔室13内开放。

由于该密封充气而基于二氧化碳的容器1内的置换进一步进展，容器1内的氧气被更充分地除去。

从填充喷嘴将内容液填充到通过以上所述除去了氧气后的容器1内(步骤S4：内容液的填充)。

此时，当向容器1内填充内容液时，与内容液的容积相当的二氧化碳返回填充杯14内的气相部14B，但是顶部空间1A的二氧化碳的排气量通过填充喷嘴的放气通路而向腔室13内漏出。这样，容器1内的二氧化碳被置换成内容液。

填充有内容液的容器1从填充机11的旋转体18经由转移星形轮23向密封机12的升降器21交付(步骤S5：向密封机转移)。

在从填充机11向密封机12转移期间，如果在容器1内的顶部空间1A存在的二氧化碳从容器1的开口漏出，则相应于漏出的量而顶部空间1A内的二氧化碳被置换成腔室13内的第一置换气体。在图4的例子中，示出由于该转移时的漏出而容器1内的二氧化碳浓度稍减少的情况。

在此，腔室13内由于从容器1漏出的二氧化碳而二氧化碳浓度比大气高，因此能抑制从容器1内的漏出引起的顶部空间1A内的二氧化碳的浓度下降。因此，在二氧化碳残存于容器1内的状态下向密封机12供给容器1。

在密封机12中，进行以下所示的处理。

将供给到腔室13内的盖2配置成与容器1的开口相对，利用充气系统16向盖2与容器1之间的间隙吹入二氧化碳(步骤S6：下盖板充气)。于是，利用二氧化碳的流动将顶部空间1A内的气体吹跑而置换成二氧化碳。

在刚进行下盖板充气之后，或者在进行下盖板充气的同时，利用盖2对于由升降器21抬起的容器1进行二重卷封，从而将容器1密封(步骤S7：卷封)。

在以上说明的填充及密封的过程中，从箱27供给且由充气系统16暂时导入到容器1内的二氧化碳向容器1的周围的腔室13内漏出。

作为向腔室13内漏出的二氧化碳，存在例如在无密封充气(步骤S2)时向容器1内吹入而向容器1外流出的二氧化碳的剩余量、密封充气(步骤S3)时的来自放气通路的排气。

利用无密封充气及密封充气导入到容器1内的二氧化碳在填充(步骤S4)的排气处理时或转移(步骤S5)时向腔室13内漏出。并且，在下盖板充气(步骤S6)时，吹出的二氧化碳的大部分向腔室13内漏出。

即，在填充密封装置10的容器1的搬运路径的周边存在二氧化碳，包含该二氧化碳的第一置换气体存留于腔室13内。

在本实施方式中，从容器1内漏出而存留于腔室13内的二氧化碳利用预充气系统17向容器1内吹入(步骤S1)。通过该预充气而容器1内的二氧化碳浓度比大气升高，因此相应地，在接下来的充气的步骤S2及步骤S3中，能够抑制从箱27供给的二氧化碳的供给量。即，在步骤S2及步骤S3中，为了得到规定的容器1内的二氧化碳浓度，只要将不足的量的二氧化碳向容器1内导入即可。

并且，在从填充机11向密封机12转移时，即使将容器1的顶部空间1A内的二氧化碳的一部分与腔室13内的气体进行置换，腔室13内的二氧化碳浓度也比大气高，因此顶部空间1A内的二氧化碳浓度升高。由于该二氧化碳的浓度高，相应地在下盖板充气的步骤S6中能够抑制基于充气系统16的二氧化碳的使用量。

根据本实施方式，从容器1内漏出的二氧化碳几乎全部存留于腔室13内，在基于充气系统16的处理之前进行将腔室13内的气体向容器1吹入的预充气。因此，根据本实施方式，能够大幅削减从箱27供给的二氧化碳的使用量，并能够对容器1内高效地进行置换而充分地降低容器1内的空间及内容液中的氧气浓度。通过二氧化碳的使用量的削减，能够降低制造成本，并且能够有助于作业环境的安全性或自然环境保护。

而且，在大致密闭的腔室13内利用充气系统16将作为第二置换气体的二氧化碳吹出，由此腔室13内相对于作为大气压的腔室13外而成为正压，因此能避免尘埃或虫子等异物从外部侵入到腔室13内的情况。

因此，不需要为了设置填充密封装置10而特别准备彻底地进行了卫生管理的房间，因此能够抑制设备投资，并且对制造线的装置结构进行变更时的自由度高。

在基于充气系统16的处理之前进行的预充气以腔室13内的气体包含二氧化碳且二氧化碳浓度比大气高的情况为前提进行。

因此，在利用填充密封装置10开始填充及密封的操作的最初，腔室13内由大气充满，因此不进行预充气，可以等待腔室13内达到规定的二氧化碳浓度，从而开始预充气。

另外，也可以每当操作开始时，预先向腔室13内导入二氧化碳而使腔室13内成为二氧化碳浓度比大气高的状态，从操作最初进行预充气。

无论是哪个方法，都是当第一置换气体中包含的第二置换气体达到规定的浓度时利用第一置换气体对容器1内的气体进行置换，在这一点上一致。

然而，在将腔室13内的气体向容器1内导入的预充气时，并非必须使用鼓风机28。

图5所示的例子的预充气系统17具有对腔室13内进行分隔的壁5和使壁5的两侧连通的流路51。

壁5将进行基于预充气系统17的处理的预充气室R1与进行基于充气系统16的处理、内容液的填充及容器的密封的填充密封室R2分隔。

在填充密封室R2中，如上所述，在充气处理或排气处理时，并且在向密封机12转移容器1时，二氧化碳从容器1内漏出。因此，即使在腔室13内，也是填充密封室R2内的压力相对高，预充气室R1内的压力相对低。而且，作为大气压气氛的腔室13外的空气以内存于容器1内的状态与容器1一起被带入到预充气室R1内，因此从这一点出发，预充气室R1内的压力也相对低。

基于这样的压力差，填充密封室R2内的气体通过流路51被向预充气室R1内送入。流路51向进行充气处理之前的容器1导入填充密封室R2内的气体。

与压力同样，关于二氧化碳浓度，也是在填充密封室R2内相对高，在预充气室R1相对低，因此含有较多二氧化碳的填充密封室R2内的气体被高效地向预充气室R1内的容器1送入。

图5所示的流路51由沿厚度方向贯通壁5的孔51A和与孔51A连通的喷嘴51B构成。

并不局限于该例，流路51可以由适当的通道、喷嘴构成。流路51的一部分也可以处于腔室13外。例如，流路51具有位于填充密封室R2内的始端和位于预充气室R1内的终端，在始端及终端之间也可以存在有在腔室13外延伸的区间。这种情况下，不需要壁5的孔51A。

〔第二实施方式〕

接下来，参照图6，说明本发明的变形例。对于与上述的实施方式同样的结构标注相同标号。

在上述的第一实施方式中，对于以充满空气的状态被导入到腔室13内的容器1，利用预充气系统17在腔室13内吹入作为第二置换气体的二氧化碳，相对于此，在图6所示的第二实施方式中，在向腔室13内导入容器1的部位，一边将二氧化碳向容器1内吹入，一边向腔室13内导入。

图6所示的填充密封装置30具备的预充气系统37在腔室13的入口142的位置，向正立于供给输送器25上的容器1内、及容器1与容器1之间吹入腔室13内的气体。

入口142将腔室13内与腔室13外连通，相当于将容器1向腔室13内导入的部位。

预充气系统37具备对腔室13内的第一置换气体进行吸引送出的鼓风机28、经由未图示的通道而连接于鼓风机28的多个吹入喷嘴29(图7)。

如图7所示，配置于入口142的吹入喷嘴29具备多个第一喷嘴291和多个第二喷嘴292。第一喷嘴291朝向容器1内从上方朝下方送入第一置换气体。第二喷嘴292朝向供给输送器25上的沿搬运方向排列的容器1与容器1之间的间隙，从供给输送器25的宽度方向的两侧送入第一置换气体。通过上述的吹入喷嘴29(第一喷嘴291、第二喷嘴292)而气流39F形成为帘状。

通过从上述的吹入喷嘴29连续地吹出的第一置换气体，遍及入口142的区域整体地形成气流39F。

利用气流39F能抑制腔室13内的气体从入口142向腔室13外的漏出，因此能提高腔室13内的密闭度。因此，能够通过设置在腔室13内的鼓风机28和吹入喷嘴将腔室13内的第一置换气体可靠地导入到容器1内，能够将腔室13内可靠地维持为正压。

在容器1向腔室13内导入时，利用从预充气系统37的吹入喷嘴吹入的腔室13内的第一置换气体，对于容器1内的空气进行置换，并且对于在搬运方向上相邻的容器1、1间的空气也进行置换。

因此，能够抑制伴随着容器1向腔室13内的导入而空气被带入到腔室13内的情况。由此，用于将腔室13内维持为一定的二氧化碳浓度的二氧化碳即第二置换气体的使用量可以较少，因此能够进一步削减从箱27供给的二氧化碳的量。

作为预充气系统37的吹入喷嘴29，也可以仅设置从上方朝向下方吹出气体的第一喷嘴291，但是通过将从上方朝向下方吹出气体的第一喷嘴291与从供给输送器25的宽度方向的两侧吹出气体的第二喷嘴292组合，向容器1、1间也能够更可靠地吹入气体。需要说明的是，关于第二喷嘴292，也可以仅设置在宽度方向的一方侧。而且，来自吹入喷嘴29的第一置换气体并不局限于连续性的吹入，也可以是间歇性的吹入。

需要说明的是，在利用预充气系统37将腔室13内的气体仅向容器1内吹入的情况下，向腔室13内带入的空气的量也减少向腔室13内搬入的各容器1的容积的量，因此能够有助于二氧化碳的使用量的削减。

〔第三实施方式〕

接下来，参照图8，说明本发明的第三实施方式。

第三实施方式的特征在于，在将盖2向腔室13内导入的部位，实施腔室13内的第一置换气体的吹入。

在图8所示的填充密封装置60具备向腔室13内供给盖2的盖供给部61(盖发射器)。该盖供给部61相当于向腔室13内导入盖2的部位。

在盖供给部61设有：对于重合而以紧贴状态搬运的盖2进行制动的制动器62；用于向通过被制动而在盖2与盖2之间空出的空隙吹入腔室13内的第一置换气体的喷嘴63。

喷嘴63将由设置在腔室13内的鼓风机64输送的第一置换气体从盖2的侧方向盖2与盖2之间导入。

利用喷嘴63及鼓风机64构成盖导入部充气系统65。

通过从喷嘴63吹出的由第一置换气体构成的气流，抑制腔室13内的气体从盖供给部61向腔室13外的漏出，因此能提高腔室13内的密闭度。因此，能够利用鼓风机64和喷嘴63将腔室13内的第一置换气体向盖2的导入部位可靠地导入，能够将腔室13内可靠地维持为正压。

并且，通过从盖导入部充气系统65的喷嘴63吹出的腔室13内的第一置换气体，对于盖2、2间的空气进行置换，因此能够抑制伴随着盖2向腔室13内的供给而将空气带入到腔室13内的情况。由此，用于将腔室13内维持为一定的二氧化碳浓度的二氧化碳的使用量减少，因此能够更进一步削减从箱27供给的作为第二置换气体的二氧化碳的使用量。

在图8所示的例子中，盖导入部充气系统65和预充气系统17分别具有用于导入腔室13内的第一置换气体的独立的流路，但是上述的流路也可以在一部分的区间进行合并。例如，也可以是盖导入部充气系统65和预充气系统17共用鼓风机28，从鼓风机28送出的腔室13内的第一置换气体通过喷嘴281向容器1内进行预充气，并通过喷嘴63向盖供给部61吹入。

第三实施方式即使不具备预充气系统17而仅具备盖导入部充气系统65，通过利用盖导入部充气系统65向盖供给部61导入二氧化碳，也能够抑制二氧化碳的使用量。

在向盖供给部61吹入腔室13内的第一置换气体时，并非必须使用鼓风机64。虽然省略图示，但是利用壁将在腔室13内配置盖供给部61的盖供给室与进行基于充气系统16的处理、内容液的填充及容器的密封的填充密封室分隔，基于上述的室的压力差，能够将填充密封室内的第一置换气体向盖供给室内送出。

这是与图5所示的情况同样的想法，在此所说的盖供给室相当于图5的预充气室R1，填充密封室相当于图5的填充密封室R2。并且，通过对腔室13内进行分隔的壁和使壁的两侧连通的流路能够构成盖导入部充气系统65。

图9示出本发明的变形例。

如图9所示，本发明的预充气系统也可以是将腔室13内的第一置换气体暂时向腔室13外吸出，然后向容器1送入的结构。

图9所示的预充气系统47具备连接于腔室13的流路48、设置在流路48内的鼓风机28、连接于流路48的未图示吹入喷嘴。流路48在腔室13的外部迂回而与吹入喷嘴相连。

当使鼓风机28动作时，将腔室13内的第一置换气体向流路48吸出而向吹入喷嘴传送，从吹入喷嘴向容器1内导入。

为了使腔室13内的第一置换气体通过流路48而进行循环，吸出腔室13内的第一置换气体的流路48的一端48A与向容器1内送入第一置换气体的吹入喷嘴分离配置。在腔室13内存在二氧化碳浓度的斜度时，二氧化碳容易积存于腔室13内，通过在二氧化碳浓度高的位置设置流路48的一端48A，能够提高基于预充气的向容器1内的二氧化碳的置换率。

本发明的腔室13并不局限于将填充密封装置的搬运装置的整体覆盖的结构，只要至少在从基于充气系统16的最初的充气(无密封充气)至将容器1密封为止的过程中，将容器1及其周边覆盖即可。

腔室13的形状并不局限于箱状，可以适当确定。

图10所示的腔室13由将填充机11覆盖的腔室部131、将密封机12覆盖的腔室部132、将从填充机11向密封机12转移容器1的转移输送器33覆盖的腔室部133构成。腔室部131与腔室部132通过腔室部133而连通，在腔室部131、133、132的内侧形成连续的空间。

在作为整体将填充机11及密封机12覆盖的腔室13内，存留有在填充及密封的过程的随处从容器1漏出的作为第二置换气体的二氧化碳，因此通过预充气系统将该二氧化碳回收，能够利用于与容器1内的空气的置换。

除了上述以外，只要不脱离本发明的主旨，就能够对于上述实施方式中列举的结构进行取舍选择或者适当变更为其他的结构。

本发明的容器并不局限于罐体，也可以是PET瓶或玻璃瓶。这些容器分别通过适合的方法来密封。

用于对容器进行密封的盖可以是一体地设置于填充前的容器(容器主体)而与容器主体一起向腔室内供给的结构，也可以是与容器主体另行地向腔室内供给的结构。

在盖与容器主体为分体的情况下，如图8所示，在容器供给部61将腔室13内的第一置换气体向盖供给部61吹入，由此能够提高腔室13内的密闭度，并减少从腔室13外向腔室13内带入的空气的量，因此能够不浪费地使用存留于腔室13内的第一置换气体中包含的作为第二置换气体的二氧化碳。

作为盖2，即，作为用于对容器1进行密封的包装材料，除了罐体的盖之外，可以例示瓶的帽盖或者对容器主体的开口部进行密封的膜状的结构。根据盖2的种类而盖供给部61的构造变化。在盖供给部61设置将盖2逐片切出的分离器的情况下，可以通过喷嘴63将腔室13内的气体向利用分离器形成于盖2与盖2之间的空隙送入。

另外，关于瓶的帽盖，可以通过喷嘴63向将帽盖搬入至腔室13内的帽盖发射器的内部送入腔室13内的气体。

作为向容器1填充的内容液，并不局限于啤酒/啤酒系饮料，可以例示日本酒/洋酒/咖啡饮料/果汁饮料/茶饮料这样的全部的酒类/饮料。对于忌讳氧化这样的酒类/饮料，能够适用本发明。

另外，向容器填充的内容液并不局限于饮料，可以是需要由置换气体的使用产生的品质保持的任意的内容液。

标号说明

1 容器

1A 顶部空间

2 盖

5 壁

10 填充密封装置

11 填充机

12 密封机

13 腔室

14 填充杯

15 基体

16 充气系统

17 预充气系统

18 旋转体

20 凹槽

21 升降器

22 供给星形轮

23 转移星形轮

24 排出星形轮

25 供给输送器

26 排出输送器

27 箱(供给源)

28 鼓风机

29 吹入喷嘴

30 填充密封装置

37 预充气系统

39F 气流

40 填充密封装置

48 流路

51 流路

60 填充密封装置

61 盖供给部

62 制动器

63 喷嘴

64 鼓风机

65 盖导入部充气系统

131、132、133 腔室部

141 出口

142 入口

S1 步骤(第一步骤)

S2 步骤(第二步骤)

S3 步骤(第二步骤)

S4 步骤(第三步骤)

S5 步骤

S6 步骤(第四步骤)

S7 步骤

W 水。

Claims (13)

1.一种填充密封装置，其特征在于，具备：

填充机，将内容液向容器内填充；

密封机，对于从所述填充机转移来的所述容器进行密封；

腔室，覆盖所述填充机及所述密封机；

充气系统，在所述腔室内，利用基于所述腔室的外部的供给源的第二置换气体对所述容器内的气体进行置换；及

预充气系统，在由所述充气系统进行的处理之前，利用包含所述第二置换气体的存留于所述腔室内的第一置换气体对所述容器内的气体进行置换。

2.根据权利要求1所述的填充密封装置，其特征在于，

所述预充气系统具备：

鼓风机，对存留于所述腔室内的所述第一置换气体进行吸引；及

喷嘴，将由所述鼓风机送出的所述第一置换气体向所述容器内送入。

3.根据权利要求1或2所述的填充密封装置，其特征在于，

所述预充气系统在向所述腔室内连续地搬入多个所述容器的部位，向所述容器内导入所述第一置换气体。

4.根据权利要求3所述的填充密封装置，其特征在于，

所述预充气系统在向所述腔室内搬入所述容器的部位，向在搬入方向上相邻的所述容器与所述容器之间也导入所述第一置换气体。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的填充密封装置，其特征在于，

所述预充气系统在所述第一置换气体中包含的所述第二置换气体达到规定的浓度时，利用所述第一置换气体对所述容器内的气体进行置换。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的填充密封装置，其特征在于，

所述第一置换气体包括在所述充气系统中供于所述置换的所述第二置换气体。

7.根据权利要求2所述的填充密封装置，其特征在于，

所述填充密封装置具备使在所述腔室内被所述鼓风机吸引的所述第一置换气体在所述腔室的外部迂回而流动至所述喷嘴的流路。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的填充密封装置，其特征在于，

所述腔室将所述填充机及所述密封机这两者覆盖，或者将所述填充机及所述密封机个别地覆盖。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的填充密封装置，其特征在于，

所述填充密封装置还具备盖导入部充气系统，所述盖导入部充气系统对于向所述腔室内搬入密封所述容器的盖的部位导入所述第一置换气体。

10.一种填充密封装置，其特征在于，具备：

填充机，将内容液向容器内填充；

密封机，利用盖对于从所述填充机转移来的所述容器进行密封；

腔室，覆盖所述填充机及所述密封机；

充气系统，在所述腔室内，利用基于所述腔室的外部的供给源的第二置换气体对所述容器内的气体进行置换；及

盖导入部充气系统，对于向所述腔室内搬入密封所述容器的盖的部位，导入包含所述第二置换气体的所述腔室内的第一置换气体。

11.一种填充密封方法，向容器内填充内容液，对填充后的所述容器进行密封，所述填充密封方法的特征在于，进行如下步骤：

第一步骤，对于向作为覆盖的空间的腔室内搬入的所述容器内，导入所述腔室内的第一置换气体；

第二步骤，在所述腔室内，利用基于所述腔室的外部的供给源的第二置换气体对所述容器内的气体进行置换；

第三步骤，在所述腔室内向所述容器内填充所述内容液；及

第四步骤，在所述腔室内对所述容器进行密封。

12.根据权利要求11所述的填充密封方法，其特征在于，

对于利用所述第三步骤填充有所述内容液的所述容器，在所述第四步骤之前将所述第二置换气体向所述容器内导入，或者一边进行所述第四步骤一边将所述第二置换气体向所述容器内导入。

13.根据权利要求11或12所述的填充密封方法，其特征在于，

反复进行所述第一步骤、所述第二步骤、所述第三步骤及所述第四步骤，

所述第一步骤中的所述第一置换气体包括在先前的所述第二步骤中导入的所述第二置换气体的一部分且从所述容器泄漏的所述第二置换气体。