JP2000219213A - 容器内気体置換装置及び置換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルから流出する置換気体を、容器内の充
填物の上部空間に供給し、該空間に存在する残存気体と
置換を行うようにした容器内気体置換装置において、置
換気体による残存空気の置換の不十分な点を改善する。 【構成】 前記ノズル内の流路にガイド部を設けて、前
記ノズルから流出する前記置換気体の流れを変えること
により、置換気体が容器内の上部空間の全体に回り込む
ようにし、これにより、有効に置換気体と置換して残存
気体を容器外に排出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体飲料のような
充填物を容器に充填して閉栓する容器閉栓機の一部をな
すものであって、容器内の残存空気を置換気体と置換す
る容器内気体置換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】缶ジュース、缶ビールなどの容器入りの
飲料を製造する過程は、主として容器内に飲料を充填す
る工程と、その後に容器を閉栓する工程等より形成さ
れ、さらに、それらの前後に種々の工程がある。飲料を
容器内に充填した後、閉栓を行うまでの間に必要な作業
として、容器内の残存空気を他の気体と置換する工程が
ある。この工程はガス置換と呼ばれており、その目的は
容器内の残存空気により飲料が酸化して風味が低下する
のを防ぐためである。この工程では、閉栓前の容器内に
ＣＯ₂ ガスなどの置換気体を吹き込み、残存空気と置換
を行う。

【０００３】図２は従来の残留空気置換工程の説明図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図
である。図において、１１は円盤状のガスターレット、
１２は、ガスターレット１１に設けられている円弧状の
凹部内にある送風路例えばガスノズル、１３は容器、１
４は蓋、１５は飲料、１６は置換気体、１７は容器内飲
料の上部の空間である。

【０００４】この装置において、ガスターレット１１は
円盤の図示しない中心を軸として矢印方向に回転してお
り、ガスターレット１１の回転方向に合わせて、飲料を
充填した後の容器１３が連続して移送されてくる。そし
て、容器１３がガスターレット１１の円弧部すなわち円
弧状の凹部１８に組み合う状態となる。このとき、円弧
部内部のガスノズル１２より置換気体１６が吹き出し、
容器１３と蓋１４との間に供給される。供給された置換
気体１６は容器１３の上部空間１７に残存している空気
を置換して排出する。その後、容器１３と蓋１４が密閉
される。

【０００５】一般に、このガス置換において要求されて
いることは、容器内の空間１７に残存している空気を効
果的に、短時間で、少ない置換気体の消費で排出、置換
することである。特に、容器の処理速度が増大する現状
では、より短時間で効果的な置換処理が求められる。

【０００６】図３は、前述した従来の気体置換装置にお
ける気体置換状態説明図であり、（ａ）は装置の縦断面
図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。各部の符号
および名称は図２と同じである。従来のガスノズル１２
は図３（ｂ）に示すように円弧の部分のほぼ全周に開口
があり、置換気体は、ここから水平方向に平行に吹き出
され、容器１３と蓋１４との間を通過する。このとき、
吹き出された置換気体１６は容器の上部の空間１７の内
部の一部を通過するが、上部空間１７を隅々まで回り込
むようには流れない。特に、図中にハッチングで示した
領域１９では、流れが回り込まないので、この部分の気
体は十分に置換されない。従って、容器１３内の残存空
気のうちで排出されない割合が少なからず存在し、置換
の効果が悪い状態となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、この置換気体と残存空気の置換の不十分な
点を改善することであり、容器内の上部空間全体に置換
気体が回り込んで、有効に置換が行える容器内気体置換
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、送風路例えばノズルから流出する置換気体
を、容器内の充填物の上部空間に供給し、該空間に存在
する残存気体と置換するようにした容器内気体置換装置
において、上記上部空間内に旋回流を形成するように、
上記送風路から上記置換気体を流出させるようにしたこ
とを特徴とする容器内気体置換装置を提供するものであ
る。上記送風路内の流路に風向調整板例えばガイド板を
設け、該板の延長線が所定部に集中するように前記風向
調整板に角度を設けた上記容器内気体置換装置を提供す
るものである。また、上記延長線が集中する上記所定部
が、容器の中心軸線以外の位置にある上記容器内気体置
換装置を提供する。また、上記送風路の形状が、該送風
路の軸線について非対称である上記容器内気体置換装置
を提供するものである。

【０００９】さらに、本発明は、周囲に円弧状凹部を多
数備え、内部に各円弧状凹部に連なる気体通路を備え、
気体通路が円弧状凹部に接続する部分にノズルを形成し
た円盤状の構造をなし、直線的に移動する円筒状の飲料
容器の速度と同じ周速で回転し、飲料容器が前記円弧状
凹部内に達した時、飲料容器内の上部空間の残存空気を
前記ノズルから噴出する気体で置換する飲料容器内気体
置換装置において、前記気体通路が前記円弧状凹部に接
続する部分の通路出口に、噴出する気体の角度を変更す
る風向調整板を複数枚設置し、風向調整板の角度を缶の
上部空間内の所定部に集中するように設定し、該板を通
った気体を容器内の所定部に集中するように流入させ、
さらに容器内壁に沿って円周方向に回転して流れるよう
に前記ノズル形状を設定することを特徴とする飲料容器
内気体置換装置を提供するものである。前記置換気体が
流出する前記ノズルの開口幅は、前記容器の周長の１／
４以下であるようにするのが好ましい。さらに、内容物
を充填した円筒状容器に蓋をかぶせて密封する直前に、
蓋及び容器口の外側方から、不活性ガスを吹き付け、容
器内上部の空気を容器外に追い出して、不活性ガス置換
を行う方法において、不活性ガスが容器内上部で円筒状
容器の円周方向の略中心にそって、旋回するように、不
活性ガスを吹き込むことを特徴とする容器内気体置換方
法を提供する。また、ガスターレットの回転方向と反対
周りに、不活性ガスを旋回させて、ガス置換を行うよう
にした上記容器内気体置換方法を提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係
る容器内気体置換装置の要部を示す図であり、（ａ）は
縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図（水平断面
図）である。図において、１はガスターレット、２はガ
スノズル、３は缶もしくは容器、４は蓋、５は飲料もし
くは充填物、６は置換気体、７は容器内の飲料の上部空
間、８はガイド板である。ガスターレット１には容器３
が組み合う円弧状の凹部が設けてあり、この凹部の内部
に置換気体６が吹き出すガスノズル２が開口している。
ガスノズル２の吹き出し口にはガイド板８が複数枚設置
され、ガイド板８の延長線が缶３の上部空間７内の所定
部Ｐに集中するようにそれらガイド板の角度が設定され
ている。

【００１１】これらのガイド板８は、缶もしくは容器３
の直径に対して非対称となるように配設され、従って、
流れの集まる所定部Ｐは、容器３の中心軸線以外の上部
空間内の位置または容器３の内壁面の位置となる。ま
た、ガスノズル２の形状は、図１の（ｂ）に示すよう
に、該ガスノズル２の軸線について非対称とされ、かつ
置換気体６が流出するガスノズル２の開口幅は狭くされ
ており、好ましくは、容器３の周長の１／４以下がよ
い。

【００１２】このような構成のもとでは、容器３の上部
空間７に残っている空気を置換気体６でガス置換する状
態は次の通りとなる。置換気体６はガスノズル２からガ
イド板８の間を抜けて吹き出すが、そのときガイド板８
の延長線が所定部Ｐに集中するように角度が設定されて
いるため、吹き出した置換気体６は横方向すなわち水平
方向に絞られることになる。そのため、置換気体６は縦
方向に広がり、缶３の上部空間７の内部まで深く入り込
むようになる。また、流れの集中する所定部Ｐが容器３
の中心軸線以外の上部空間内もしくは容器３の内壁面に
存在するため、置換気体６が絞られて、缶３の内壁に沿
って円周方向に流れ、缶３の上部空間内を旋回して流れ
ることとなる。

【００１３】図３の（ｂ）に示すように置換気体が流出
するガスノズル２の出口の開口幅が広いと、ガスノズル
２からの流れが缶内から抜けにくくなってしまう。その
ため本発明では、ガスノズル２の形状は、図１（ｂ）に
示すように、該ガスノズル２の軸線について非対称とさ
れ、かつ置換気体６が流出するガスノズル２の開口幅は
比較的に狭くされており、好ましくは、容器３の周長の
１／４以下とする。これにより、図１（ｂ）に示すよう
にガスの抜け場所９を広くとることができ、缶内の気体
の流れが抜け易いようにされる。これによって、置換気
体６がガイド板８により缶３内を旋回して流れることと
あいまって、空気と置換気体とを効率良く置換すること
が可能となる。

【００１４】なお、置換気体６が流出するガスノズル２
の開口幅は容器３の周長の１／４以下が好ましいが、こ
れは流動解析結果から得られたもので、これに限定され
るものではない。また、ガスノズル２の開口幅を狭くす
れば、ガスノズル２の出口の流速が上昇し、缶内液面近
くまで速い流速となるという副次効果も得られる。従っ
て、本発明のガスノズル構造では、置換気体６が缶３の
上部空間７の内部にくまなく入り込む割合が増し、さら
に缶３内を回り込んで流れるため、缶内を置換気体６が
十分に通過することとなり、置換の効果は大きい。ま
た、図３で示した従来のガスノズル構造での置換気体の
流れに比べ、置換気体６が通過しない領域１９の割合
が、図１で示す本発明のガスノズル構造では大幅に減少
する。本装置を用いることによって、ガス置換に要する
時間及び置換気体の量を大幅に低減することができる。

【００１５】上述の本発明による送風路の構成によれ
ば、例えば円筒形状をした容器の上部空間に置換気体を
角度をつけて円周方向に流入させることができる。それ
により、置換気体が容器内を回り込むように、回転して
流れ、容器内空間をくまなく通過する。この回転する流
れ方は、円筒状の空間を通過する流れとしては最適で、
流れがよどむ領域が少なく、空間をスムーズに通過する
流れとなる。かくして、空間内の残存空気を置換気体で
押し出すためには最も効果的で有効な状態が作り出され
る。なお、上記実施の形態では、流れの集まる所定部Ｐ
は、容器３の中心軸線以外の上部空間内または容器３の
内壁面に存在するものとして説明したが、所定部Ｐは、
容器３の内壁面を超えて、容器３の直径の１．２倍以内
の位置に存在するようにしても良い。この場合は、置換
気体の旋回流を作る効果並びに流れを縦方向に広げる効
果が幾分低減するものと思われる。また、適用される容
器は、円筒状のもののみでなく、変形容器、例えば複数
角容器、楕円容器でもよく、ガスノズル２の形状と方向
を選ぶことによって、ガイド板を省略することができ
る。

【００１６】上記置換気体６として、不活性ガス例えば
Ｎ₂ガスを用いることができる。そのさい、ガスの旋回
方向は、ガスターレット１の回転方向と同方向に旋回さ
せても良いが、図１（ｂ）に示すように、ガスターレッ
ト１の回転方向に対し、反対周りに不活性ガスを旋回さ
せると、より強い旋回力がえられる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の構成により、容器内の残存空気
が、短時間に、少ない置換気体の量で排出されるため、
容器の処理速度を増大させることが可能となるほか、残
存の酸素量が減ることで、充填物が例えば飲料の場合に
は、その飲料の風味の向上がはかられるという利点が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る容器内気体置換装
置を示す要部拡大図であり、（ａ）は縦断面図面、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図２】従来の飲料容器内気体置換装置の要部拡大図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図
である。

【図３】従来の飲料容器内気体置換装置の要部拡大図で
あり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面
図である。

【符号の説明】

１ ガスターレット ２ ガスノズル ３ 容器 ４ 蓋 ５ 飲料（充填物） ６ 置換気体 ７ 容器内の飲料の上部空間 ８ ガイド板 ９ ガスの抜け場所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 資広 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内 (72)発明者 落合 信之 静岡県駿東郡小山町菅沼1500番 三菱マテ リアル株式会社アルミ缶開発センター内 (72)発明者 宮▲崎▼ 英樹 静岡県駿東郡小山町菅沼1500番 三菱マテ リアル株式会社アルミ缶開発センター内 Ｆターム(参考） 3E053 AA04 BA01 BA02 DA02 DA04 FA07 JA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風路から流出する置換気体を、容器内
   の充填物の上部空間に供給し、該空間に存在する残存気
   体と置換するようにした容器内気体置換装置において、 上記上部空間内に旋回流が形成されるように、上記送風
   路から上記置換気体を流出するように構成したことを特
   徴とする容器内気体置換装置。
2. 【請求項２】 上記送風路内の流路に風向調整板を設
   け、該板の延長線が所定部に集中するように前記風向調
   整板に角度を設けた請求項１に記載の容器内気体置換装
   置。
3. 【請求項３】 上記延長線が集中する上記所定部が、容
   器の中心軸線以外の位置にある請求項２に記載の容器内
   気体置換装置。
4. 【請求項４】 上記送風路の形状が、該送風路の軸線に
   ついて非対称である請求項１乃至請求項３のいずれかに
   記載の容器内気体置換装置。
5. 【請求項５】 上記置換気体を流出する上記送風路の開
   口幅が、容器の周長の１／４以下である請求項１乃至請
   求項４のいずれかに記載の容器内気体置換装置。
6. 【請求項６】 内容物を充填した円筒状容器に蓋をかぶ
   せて密封する直前に、蓋及び容器口の外側方から不活性
   ガスを吹き付け、容器内上部の空気を容器外に追い出し
   て、不活性ガス置換を行う方法において、不活性ガスが
   容器内上部で円筒状容器の円周方向の略中心にそって、
   旋回するように、不活性ガスを吹き込むことを特徴とす
   る容器内気体置換方法。
7. 【請求項７】 ガスターレットの回転方向と反対周り
   に、不活性ガスを旋回させて、ガス置換を行うようにし
   た請求項６に記載の容器内気体置換方法。