JP2001287796A - Rotary beverage filling machine - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コーラ、ビール等
の飲料を容器に充填する回転式飲料充填機に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary beverage filling machine for filling beverages such as cola and beer into containers.
【０００２】[0002]
【従来の技術】回転する環状の液チャンバと、該チャン
バが飲料によって満たされるように主液管を介して該液
チャンバに飲料を供給する主液タンクと、前記液チャン
バの周方向に所定の間隔で配列する複数の充填弁とを備
えた回転式飲料充填機が提案されている。2. Description of the Related Art A rotating annular liquid chamber, a main liquid tank for supplying a beverage to the liquid chamber through a main liquid pipe so that the chamber is filled with the beverage, and a predetermined liquid extending in a circumferential direction of the liquid chamber. A rotary beverage filling machine with a plurality of filling valves arranged at intervals has been proposed.
【０００３】この回転式飲料充填機では、液チャンバと
共に移動する各充填弁に容器が順次接続されて、該液チ
ャンバ内の飲料がそれらの充填弁を介して対応する容器
に充填される。そして、充填を終了した容器は、順次対
応する充填弁から取り除かれる。In this rotary beverage filling machine, a container is sequentially connected to each filling valve that moves together with the liquid chamber, and the beverage in the liquid chamber is filled into the corresponding container via those filling valves. The containers that have been filled are sequentially removed from the corresponding filling valves.
【０００４】この飲料充填機は、上記液チャンバが主液
タンクから供給される飲料によって常時満たされるの
で、その内部に気液界面が存在しない。したがって、飲
料の成分の酸化による強固な汚れがチャンバ内に付着す
るという不都合が発生せず、その結果、液チャンバの洗
浄作業に要する時間が短くて済む。また、液チャンバ内
に気相部が存在しないことから、該チャンバが圧力容器
としての規制を受けず、このため、コストダウンを図る
ことが可能である。In this beverage filling machine, since the liquid chamber is always filled with the beverage supplied from the main liquid tank, there is no gas-liquid interface inside. Therefore, there is no inconvenience that strong dirt due to oxidation of the components of the beverage adheres to the chamber, and as a result, the time required for the cleaning operation of the liquid chamber can be reduced. Further, since there is no gaseous phase part in the liquid chamber, the chamber is not restricted as a pressure vessel, so that cost can be reduced.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記回転式飲料充填機
に１本目の容器が供給されて、その容器への飲料の充填
が開始されたとすると、その充填開始時点からの一定期
間（後述の運転開始過渡期間Ｔ１）においては、図４に
示すように、主液管における飲料の流量がステップ的に
増大する。Assuming that the first container is supplied to the rotary beverage filling machine and filling of the container with the beverage is started, a certain period from the start of filling (the operation described later). In the start transition period T1), as shown in FIG. 4, the flow rate of the beverage in the main liquid pipe increases stepwise.
【０００６】すなわち、上記運転開始過渡期間Ｔ１にお
いては、１本目の容器への飲料の充填が開始された後、
所定の時間間隔（液チャンバの回転数と充填弁の配列間
隔に基づいて決定される）をおきながら２本目、３本目
・・・の容器に対する飲料の供給が順次開始されること
になるので、主液管における飲料の流量がステップ的に
増大する。なお、最初に供給された１本目の容器への飲
料の充填が完了すると、上記主液管における飲料の流量
が一定になるので、この充填完了時点が上記運転開始過
渡期間Ｔ１の終了時点になる。That is, in the operation start transition period T1, after the filling of the beverage into the first container is started,
Since the supply of the beverage to the second, third,... Containers is sequentially started at predetermined time intervals (determined based on the rotation speed of the liquid chamber and the arrangement interval of the filling valve), The flow rate of the beverage in the main liquid pipe increases stepwise. In addition, when the filling of the beverage into the first container supplied first is completed, the flow rate of the beverage in the main liquid pipe becomes constant. Therefore, the filling completion time point is the end time point of the operation start transient period T1. .
【０００７】一方、容器の供給が停止されてからの一定
期間Ｔ３（運転停止過渡期間）においては、主液管を介
して液チャンバに流入する飲料の流量がステップ的に減
少することになる。すなわち、上記運転停止過渡期間Ｔ
３においては、容器の供給停止後、液チャンバにおける
容器の連結本数が１本づつ減少していくことになるの
で、上記流量がステップ的に減少する。そして、最後に
供給された容器への飲料の充填が完了すると、主液管に
おける飲料の流れが停止し、その停止時点が上記運転停
止過渡期間Ｔ３の終了時点になる。On the other hand, during a certain period T3 (transition stop period) after the supply of the container is stopped, the flow rate of the beverage flowing into the liquid chamber via the main liquid pipe decreases stepwise. That is, the operation suspension transition period T
In 3, since the number of connected containers in the liquid chamber is reduced one by one after the supply of the containers is stopped, the flow rate is reduced stepwise. Then, when the filling of the beverage into the last supplied container is completed, the flow of the beverage in the main liquid pipe is stopped, and the stop point is the end point of the operation stop transition period T3.
【０００８】ところで、上記回転式飲料充填機において
は、容器に対する飲料の充填量を流量計によって計測
し、その計測した充填量が所定値になった時点で充填弁
を閉じるようにしている。しかし、上記運転開始過渡期
間Ｔ１および運転停止過渡期間Ｔ３においては、容器へ
の飲料の充填量が定常運転期間Ｔ２よりも多くなる。以
下、その理由について説明する。In the rotary beverage filling machine, the filling volume of the beverage in the container is measured by a flow meter, and the filling valve is closed when the measured filling volume reaches a predetermined value. However, in the operation start transition period T1 and the operation stop transition period T3, the filling amount of the beverage into the container is larger than the steady operation period T2. Hereinafter, the reason will be described.
【０００９】定常運転期間Ｔ２における飲料の総エネル
ギーは、前記主液タンク内の飲料の液面に作用するガス
圧と容器中の圧力との差圧と、該飲料の位置エネルギー
との和であり、前記主液管および充填弁の圧損によって
消費される。上記運転開始過渡期間Ｔ１および運転終了
過渡期間Ｔ３においては、上記主液管における圧損が定
常運転期間よりも小さくなる。なぜなら、主液管におけ
る飲料の流量が定常運転期間Ｔ２よりも少ないからであ
る。[0009] The total energy of the beverage during the steady operation period T2 is the sum of the differential pressure between the gas pressure acting on the liquid level of the beverage in the main liquid tank and the pressure in the container, and the potential energy of the beverage. Is consumed by pressure loss of the main liquid pipe and the filling valve. In the operation start transition period T1 and the operation end transition period T3, the pressure loss in the main liquid pipe is smaller than in the steady operation period. This is because the flow rate of the beverage in the main liquid pipe is smaller than the steady operation period T2.
【００１０】したがって、上記運転開始過渡期間Ｔ１お
よび運転終了過渡期間Ｔ３では、上記主液管での圧損の
低下分だけ充填弁の圧損が上昇することになる。つま
り、この充填弁での消費エネルギーが上昇すること、換
言すれば、図５に実線で示すように該充填弁を通る飲料
の流量が増加することになる。なお、運転終了過渡期間
Ｔ３においては、慣性によって飲料が加速されることか
ら、上記充填弁における飲料の流量の増加傾向が運転開
始過渡期間Ｔ１よりも顕著になる。Therefore, in the above-mentioned operation start transition period T1 and operation end transition period T3, the pressure loss of the charging valve increases by the amount of the decrease in the pressure loss in the main liquid pipe. That is, the energy consumption of the filling valve increases, in other words, as shown by the solid line in FIG. 5, the flow rate of the beverage passing through the filling valve increases. In the operation end transition period T3, since the beverage is accelerated by inertia, the increasing tendency of the flow rate of the beverage at the filling valve becomes more remarkable than in the operation start transition period T1.
【００１１】図６には、上記定常運転期間Ｔ２における
充填弁での流量変化が実線で、上記運転開始過渡期間Ｔ
１および運転終了過渡期間Ｔ３における充填弁での流量
変化が点線でそれぞれ示されている。定常運転期間Ｔ２
では、充填開始後、所定の不感時間（例えば、０．２ｓ
ｅｃ〜０．３ｓｅｃ）を経てから流量計が計量を開始す
る。そして、流量計の出力に基づいて所定の充填量が計
測されると、その時点で充填弁のアクチュエータを閉作
動させる指令が発生するが、このアクチュエータの動作
遅れのため、充填弁は上記閉指令の発生時点から所定の
時間（例えば、０．１ｓｅｃ〜０．２ｓｅｃ）後に閉じ
ることになる。In FIG. 6, the change in the flow rate at the charging valve during the steady operation period T2 is indicated by a solid line, and the operation start transition period T
1 and the change in the flow rate at the charging valve during the operation end transition period T3 are indicated by dotted lines. Steady-state operation period T2
Then, after starting the filling, a predetermined dead time (for example, 0.2 s)
ec to 0.3 sec), the flow meter starts metering. Then, when a predetermined filling amount is measured based on the output of the flow meter, a command to close the actuator of the filling valve is generated at that time. Is closed after a predetermined time (e.g., 0.1 sec to 0.2 sec) from the occurrence of.
【００１２】それ故、定常運転期間には、実線で囲まれ
た面積に相当する量の飲料が容器に充填されることにな
る。なお、図６においては、定常運転時における流量計
作動域がＡ１で示され、また、流量計によって感知され
なかった充填量がハッチングによって示されている。Therefore, during the steady operation period, the container is filled with an amount of beverage corresponding to the area surrounded by the solid line. In FIG. 6, the flow meter operation area during the steady operation is indicated by A1, and the filling amount not sensed by the flow meter is indicated by hatching.
【００１３】一方、運転開始過渡期間および運転終了過
渡期間では、前記したように、充填弁を流れる流量が増
加するので、点線囲まれた面積に対応した量の飲料が容
器に充填され、この場合、流量計作動域がＡ１よりも短
いＡ２になる。そして、点線で囲まれた面積から流量計
作動域Ａ２の部分の面積を除いた面積と、ハッチング付
した部分の面積の比較から明らかなように、例え流量計
によって容器への飲料の充填量を管理しても、運転開始
過渡期間および運転終了過渡期間では上記充填量が定常
運転期間よりも多くなる。つまり、定常運転時よりも多
量の飲料が容器に充填されて、製品の飲料充填量が不揃
いになる。なお、以上では、流量計によって充填量を管
理する場合について説明したが、容器への飲料の充填量
を時間で管理する場合においても、上記と同様の不都合
が発生する。On the other hand, during the operation start transition period and the operation end transition period, as described above, since the flow rate flowing through the filling valve increases, the amount of beverage corresponding to the area surrounded by the dotted line is filled in the container. , The operation range of the flow meter becomes A2 shorter than A1. Then, as is clear from the comparison of the area excluding the area of the flow meter operation area A2 from the area surrounded by the dotted line and the area of the hatched part, the filling amount of the beverage into the container is determined by the flow meter, for example. Even if it is managed, the above filling amount is larger than the steady operation period in the operation start transition period and the operation end transition period. That is, a larger amount of beverage is filled in the container than in the normal operation, and the beverage filling amount of the product becomes uneven. Although the case where the filling amount is managed by the flow meter has been described above, the same problem as described above occurs when the filling amount of the beverage in the container is managed by time.
【００１４】本発明の課題は、このような状況に鑑み、
運転開始過渡期間および運転終了過渡期間においても、
定常運転時と同様の量の飲料を容器に充填することがで
きる回転式飲料充填機を提供することにある。[0014] The object of the present invention is to solve the above situation,
During the operation start transition period and the operation end transition period,
It is an object of the present invention to provide a rotary beverage filling machine capable of filling a container with the same amount of beverage as in a normal operation.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
回転する環状の液チャンバと、該液チャンバが飲料によ
って満たされるように主液管を介して該液チャンバに飲
料を供給する主液タンクと、前記液チャンバの周方向に
所定の間隔で配列する複数の充填弁とを備え、前記各充
填弁を介して順次対応する容器に前記液チャンバ内の飲
料を充填するように構成された回転式飲料充填機であっ
て、前記主液管に介在させた流量調整弁と、最初に供給
された容器への前記飲料の充填が完了する運転開始過渡
期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流量、および最後
に供給された容器への前記飲料の充填が完了する運転終
了過渡期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流量が、そ
れぞれ定常運転期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流
量に等しくなるように前記流量制御弁の開度を制御する
弁制御手段と、を備えている。請求項２に係る発明は、
請求項１に係る発明において、前記弁制御手段が、少な
くとも前記主液タンク内における前記飲料の液面高さ
と、前記容器の供給本数とに基づいて前記流量制御弁の
開度を設定するように構成されている。請求項３に係る
発明は、請求項１または２に係る発明において、前記主
液タンクが閉構造を有し、前記液チャンバにガスチャン
バを一体配設して、このガスチャンバを前記主液タンク
の気相部に連通させるとともに、前記ガスチャンバを前
記充填弁を介して前記容器の気相部に連通させた構成を
有する。請求項４に係る発明は、請求項１または２に係
る発明において、前記主液タンクを大気に開放した構成
を有する。請求項５に係る発明は、請求項３に係る発明
において、前記弁制御手段が、少なくとも前記主液タン
ク内における前記飲料の液面高さと、前記容器の供給本
数と、前記主液タンクの気相部のガス圧力と前記ガスチ
ャンバにおけるガス圧力の差とに基づいて前記流量制御
弁の開度を設定するように構成されている。The invention according to claim 1 is
A rotating annular liquid chamber; a main liquid tank for supplying the beverage to the liquid chamber via a main liquid pipe such that the liquid chamber is filled with the beverage; and a predetermined interval in a circumferential direction of the liquid chamber. A rotary beverage filling machine comprising: a plurality of filling valves, and configured to fill a beverage in the liquid chamber into a corresponding container sequentially via each of the filling valves, wherein the rotary beverage filling machine is interposed in the main liquid pipe. Flow control valve, the flow rate of the beverage flowing through the filling valve during the operation start transition period when the filling of the beverage into the first supplied container is completed, and the filling of the beverage into the last supplied container is performed. Valve control means for controlling the opening degree of the flow control valve such that the flow rate of the beverage flowing through the filling valve during the completed operation end transitional period is equal to the flow rate of the beverage flowing through the filling valve during the steady operation period. And Eteiru. The invention according to claim 2 is
In the invention according to claim 1, the valve control means sets an opening degree of the flow control valve based on at least a liquid level of the beverage in the main liquid tank and a supply number of the container. It is configured. The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the main liquid tank has a closed structure, and a gas chamber is integrally provided in the liquid chamber, and the gas chamber is connected to the main liquid tank. And the gas chamber is connected to the gas phase of the container via the filling valve. The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the main liquid tank is open to the atmosphere. In the invention according to claim 5, in the invention according to claim 3, the valve control means includes at least a liquid level height of the beverage in the main liquid tank, a supply number of the containers, and an air pressure of the main liquid tank. The opening degree of the flow control valve is set based on the gas pressure of the phase section and the difference between the gas pressures in the gas chamber.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】図１において、回転式飲料充填機
１０は、軸線１１ａを中心として回転し得るように支持
された環状の液チャンバ１１と、この液チャンバ１１の
上方に一体配設されたガスチャンバ１２と、液チャンバ
１１の底部に給液管１３を介して連結された充填弁１４
と、コーラ、ビール等の炭酸飲料１５を貯溜した主液タ
ンク１６とを備えている。なお、充填弁１４は、液チャ
ンバ１１の周方向に所定の間隔で多数個（例えば、１０
０個）配列している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, a rotary beverage filling machine 10 has an annular liquid chamber 11 supported so as to be rotatable about an axis 11a, and is integrally disposed above the liquid chamber 11. And a filling valve 14 connected to the bottom of the liquid chamber 11 through a liquid supply pipe 13.
And a main liquid tank 16 for storing carbonated beverages 15 such as cola and beer. In addition, a large number of the filling valves 14 (for example, 10
0).
【００１７】主液管１７は、一端が図示していないロー
タリジョイントを介して上記液チャンバ１１に連結され
るとともに、他端が主液タンク１６の底部に連結され、
かつ、その途中に流量調整弁１８が配設されている。ガ
ス管１９は、一端が図示していないロータリジョイント
を介して上記ガスチャンバ１２に連結されるとともに、
他端が主液タンク１６の上部に連結されている。従っ
て、ガスチャンバ１２は、ガス管１９を介して主液タン
ク１６の気相部に連通している。The main liquid pipe 17 has one end connected to the liquid chamber 11 via a rotary joint (not shown), and the other end connected to the bottom of the main liquid tank 16.
In addition, a flow regulating valve 18 is provided on the way. The gas pipe 19 has one end connected to the gas chamber 12 via a rotary joint (not shown),
The other end is connected to the upper part of the main liquid tank 16. Therefore, the gas chamber 12 communicates with the gas phase of the main liquid tank 16 via the gas pipe 19.
【００１８】主液タンク１６には、それぞれ流量調整弁
２０，２１および２２を介して給液管２４、給ガス管２
５および排ガス管２６が接続されている。また、この主
液タンク１６には、飲料１５の液面高さを検出する液面
高さセンサ２７と、該飲料１５の液面に作用するガス
（この例では、炭酸ガス）の圧力を検出する圧力センサ
２８が配設されている。The main liquid tank 16 is connected to a liquid supply pipe 24 and a gas supply pipe 2 through flow control valves 20, 21 and 22, respectively.
5 and the exhaust gas pipe 26 are connected. The main liquid tank 16 has a liquid level sensor 27 for detecting the liquid level of the beverage 15 and a pressure of a gas (in this example, carbon dioxide gas) acting on the liquid level of the beverage 15. A pressure sensor 28 is provided.
【００１９】液面・圧力制御部３０は、液面高さセンサ
２７の出力に基づいて、主液タンク１６内の飲料１５の
液面が常に液チャンバ１１よりもＨだけ高い位置に保持
されるように流量調整弁２０を制御し、また、圧力セン
サ２８の出力に基づいて、主液タンク１６内の気相部の
ガス圧力ＰT が常に所定の圧力に保持されるように流量
調整弁２１および２２を制御する。The liquid level / pressure control section 30 keeps the liquid level of the beverage 15 in the main liquid tank 16 higher than the liquid chamber 11 by H, based on the output of the liquid level sensor 27. The flow control valve 20 is controlled such that the gas pressure PT in the gas phase in the main liquid tank 16 is always maintained at a predetermined pressure based on the output of the pressure sensor 28. And 22 are controlled.
【００２０】上記回転式飲料充填機では、液チャンバ１
１と共に回転移動する各充填弁１４に対して順次容器３
１が供給されると、容器３１内とガスチャンバ１２を同
圧にして充填弁１３を開き、容器３１への充填を開始す
る。液チャンバ１１内の飲料は、主液タンク１６内の飲
料１５の液面に作用するガス圧力と該液面と主液チャン
バ１１間の落差（ヘッド）Ｈとによって加圧されている
ので、上記充填弁１４の開動作に伴って容器３１内に飲
料が流入することになる。そして、このとき、容器３１
内のガスは、カウンタ管路３２を介してガスチャンバに
戻される。In the above rotary beverage filling machine, the liquid chamber 1
1 for each filling valve 14 that rotates with the container 3.
When 1 is supplied, the inside of the container 31 and the gas chamber 12 are set to the same pressure, the filling valve 13 is opened, and filling of the container 31 is started. Since the beverage in the liquid chamber 11 is pressurized by the gas pressure acting on the liquid level of the beverage 15 in the main liquid tank 16 and the head H between the liquid level and the main liquid chamber 11, The beverage flows into the container 31 with the opening operation of the filling valve 14. At this time, the container 31
The gas inside is returned to the gas chamber via the counter line 32.
【００２１】なお、図１に示す流量計３５は、充填弁１
４に流れる飲料の流量を積算し、その積算流量値が容器
３１の充填容積に一致したときに充填完了信号を出力す
る。そして、充填弁１４は、上記充填完了信号に基づく
アクチュエータの作動によって閉止される。The flow meter 35 shown in FIG.
Then, when the flow rate of the beverage flowing into the container 4 is integrated and the integrated flow rate value matches the filling volume of the container 31, a filling completion signal is output. Then, the filling valve 14 is closed by the operation of the actuator based on the filling completion signal.
【００２２】図５を参照して既述したように、前記運転
開始過渡期間Ｔ１および運転停止過渡期間Ｔ３において
は、容器への飲料の充填量が定常運転期間Ｔ２よりも多
くなる。このような問題を解決するためには、運転開始
過渡期間Ｔ１および運転終了過渡期間Ｔ３に前記流量制
御弁１８の開度を小さくして、流動圧損を加えれば良
い。As described above with reference to FIG. 5, in the operation start transition period T1 and the operation stop transition period T3, the filling amount of the beverage into the container is larger than the steady operation period T2. In order to solve such a problem, the opening degree of the flow control valve 18 may be reduced during the operation start transition period T1 and the operation end transition period T3 to add a fluid pressure loss.
【００２３】上記運転開始過渡期間Ｔ１および運転終了
過渡期間Ｔ３における前記流量制御弁１８の開度をＣV
とすると、この開度をＣV は、下式（１）によって与え
られる。The opening degree of the flow control valve 18 during the operation start transition period T1 and the operation end transition period T3 is represented by C V
Then, the opening degree C V is given by the following equation (1).
【数１】 (Equation 1)
【００２４】また、充填弁１４から容器３１に充填する
飲料の目標平均充填流量をｑ、容器３１の供給本数をｎ
とすると、上式におけるＱ（ｔ）は、下式（２）のよう
に表わされる。The target average filling flow rate of the beverage to be filled into the container 31 from the filling valve 14 is q, and the number of containers 31 to be supplied is n.
Then, Q (t) in the above equation is expressed as in the following equation (2).
【数２】 なお、上記目標平均充填流量ｑは、前記定常運転期間Ｔ
２における平均充填流量に設定される。(Equation 2) The target average filling flow rate q is determined by the steady operation period T
2 is set to the average filling flow rate.
【００２５】ここで、容器３１の充填容量をＶB （例え
ば、５００ｍｌ）とすると 図４に示すように、前記運
転開始過渡期間Ｔ１の長さはＶB ／ｑと表わされる。ま
た、定常運転期間Ｔ２に主液管１７を流れる飲料の流量
は、液チャンバ１１の回転数をＮ（ｒｐｍ）とすると、
Ｎ・ＶB である。それ故、上式（Ａ）におけるｄＱ(ｔ)
／ｄｔは、下式（３）によって与えられる。Here, assuming that the filling capacity of the container 31 is V B (for example, 500 ml), as shown in FIG. 4, the length of the operation start transient period T1 is expressed as V B / q. In addition, the flow rate of the beverage flowing through the main liquid pipe 17 during the steady operation period T2 is as follows, assuming that the rotation speed of the liquid chamber 11 is N (rpm).
Is N · V B. Therefore, dQ (t) in the above equation (A)
/ Dt is given by the following equation (3).
【数３】 (Equation 3)
【００２６】なお、（１）式に示す定数αは、図３に示
すように、充填弁１４の形状損失係数をζ’、断面積を
Ａ’、前記カウンタ管路３２の形状損失係数をζ”、断
面積をＡ”とすると、下式（４）によって与えられる。As shown in FIG. 3, the constant α in the equation (1) is ζ ′ for the shape loss coefficient of the filling valve 14, A ′ for the cross-sectional area, and ζ for the shape loss coefficient of the counter line 32. Assuming that "" and the cross-sectional area are A ", it is given by the following equation (4).
【数４】 (Equation 4)
【００２７】図１に示した弁制御部３３は、図２に例示
した手順を実行して流量制御弁１８の開度を制御する。
図２のステップ１００では、充填開始指令が入力された
か否かが判断され、この充填開始指令が入力された場合
には、ステップ１０１でタイマがリセットされる。そし
て、次のステップ１０２では、前記液面高さセンサ２７
によって検出される液面高さＨと、前記圧力センサ２８
によって検出される主液タンク１６内のガス圧力Ｐ
T と、圧力センサ３４によって検出されるガスチャンバ
１２内のガス圧力ＰC （≒充填中における容器３１内の
ガス圧）と、容器３１の供給本数ｎとが取込まれる。な
お、容器３１の供給本数ｎは、例えば、図示していない
容器供給機構から与えられる容器供給信号をカウントす
ることによって得ることができる。The valve control unit 33 shown in FIG. 1 controls the opening of the flow control valve 18 by executing the procedure shown in FIG.
In step 100 of FIG. 2, it is determined whether or not a filling start command has been input. If the filling start command has been input, the timer is reset in step 101. Then, in the next step 102, the liquid level sensor 27
Liquid level H detected by the pressure sensor 28
Pressure P in main liquid tank 16 detected by
T , the gas pressure P C in the gas chamber 12 detected by the pressure sensor 34 (≒ the gas pressure in the container 31 during filling), and the supply number n of the containers 31 are taken in. The supply number n of the containers 31 can be obtained, for example, by counting the container supply signals given from a container supply mechanism (not shown).
【００２８】ステップ１０３においては、ステップ１０
２で取込んだ各種検出情報等と、前記（１）、（２）お
よび（３）式とに基づいて、上記流量制御弁１８の開度
ＣVが演算される。そして、次のステップ１０４では、
流量制御弁１８の開度がステップ１０１で演算された開
度ＣV になるように該流量制御弁１８が制御される。In step 103, step 10
The opening CV of the flow control valve 18 is calculated based on the various kinds of detection information and the like taken in 2 and the equations (1), (2) and (3). Then, in the next step 104,
The flow control valve 18 is controlled so that the opening of the flow control valve 18 becomes the opening CV calculated in step 101.
【００２９】ステップ１０５では、上記タイマの計時時
間ｔが予め設定した時間ＶB ／ｑ以上になったか否かが
判断され、その判断の結果がＮＯである間はステップ１
０２〜１０４の手順が繰り返される。そして、タイマの
計時時間ｔが設定時間ＶB ／ｑ以上になったと判断され
た場合には、運転開始過渡期間が終了したことになるの
で、ステップ１０６で流量制御弁１８の開度がその判断
時点の開度に維持される。In step 105, it is determined whether or not the counted time t of the timer has become equal to or longer than a preset time V B / q. If the result of the determination is NO, step 1 is executed.
Steps 02 to 104 are repeated. If it is determined that the time t of the timer has become equal to or longer than the set time V B / q, it means that the operation start transient period has ended. The opening at the time is maintained.
【００３０】以上のような手順が実行されれば、運転開
始過渡期間において充填弁１４に流れる飲料の流量が上
記目標平均充填流量ｑになるので、該運転開始過渡期間
における充填流量の増加傾向が抑制される（図５の点線
参照）。したがって、運転開始過渡期間Ｔ１において
も、定常運転期間Ｔ２での充填特性と同様の特性で充填
が実行されて、適正量の飲料が容器３１に充填されるこ
とになる。If the above-described procedure is performed, the flow rate of the beverage flowing through the filling valve 14 during the operation start transition period becomes the target average filling flow amount q. It is suppressed (see the dotted line in FIG. 5). Therefore, also in the operation start transition period T1, the filling is performed with the same characteristics as the filling characteristics in the steady operation period T2, and the container 31 is filled with the appropriate amount of beverage.
【００３１】以上では、運転開始過渡期間Ｔ１での流量
制御弁１８の制御について述べたが、前記運転終了過渡
期間Ｔ３においてもこの流量制御弁１８の制御が実行さ
れる。この場合、上記とは逆に容器３１の供給が停止さ
れることになるが、図２に示す手順に準じた手順を実行
することによって、充填弁１４に流れる飲料の流量を上
記目標平均充填流量ｑに設定することができる。なお、
上記においては、液チャンバ１１の回転数Ｎが一定であ
るとみなして、この回転数Ｎを検出していないが、回転
数Ｎが変動する虞のある場合や、その回転数Ｎが変更調
整される場合には、該回転数を適宜なセンサで検出する
必要がある。この場合、上記弁制御部３３は、上記セン
サで検出される回転数Ｎを図２に示したステップ１０２
において取込むことになる。In the above, the control of the flow control valve 18 during the operation start transition period T1 has been described. However, the control of the flow control valve 18 is also executed during the operation end transition period T3. In this case, the supply of the container 31 is stopped contrary to the above. However, by executing the procedure according to the procedure shown in FIG. 2, the flow rate of the beverage flowing through the filling valve 14 is reduced to the target average filling flow rate. q can be set. In addition,
In the above description, the rotation speed N of the liquid chamber 11 is assumed to be constant, and the rotation speed N is not detected. However, the rotation speed N may fluctuate, or the rotation speed N may be changed and adjusted. In such a case, it is necessary to detect the number of rotations with an appropriate sensor. In this case, the valve control unit 33 determines the rotational speed N detected by the sensor in step 102 shown in FIG.
Will be taken in.
【００３２】上記実施形態に係る充填機では、容器３１
への飲料の充填量を流量計３５の出力に基づいて管理し
ているが、この充填量をタイマを用いて時間管理するこ
とも可能である。また、上記実施形態では、（１）式の
演算を実行するための情報として主液タンク１６内のガ
ス圧力ＰT を弁制御部３３に取込んでいるが、これに代
えて、液チャンバ１１内の飲料の圧力ＰM を用いること
ができる。なぜなら、上記両圧力ＰT ，ＰM には、下式
（５）の関係があるからである。もちろん、圧力ＰM を
用いる場合には、圧力センサによってこの圧力ＰM を検
出することになる。In the filling machine according to the above embodiment, the container 31
Although the filling amount of the beverage into is managed based on the output of the flow meter 35, the filling amount can be time-controlled using a timer. Further, in the above embodiment, the gas pressure PT in the main liquid tank 16 is taken into the valve control unit 33 as information for executing the calculation of the equation (1). The pressure P M of the beverage within can be used. This is because, the both pressure P T, the P M, is from a relationship of the following equation (5). Of course, when a pressure P M will detect the pressure P M by the pressure sensor.
【数５】 (Equation 5)
【００３３】なお、上記圧力ＰT またはＰM の取込みを
省略することも可能である。なぜなら、上記ガス圧力Ｐ
T は、液面・圧力制御部３０によって定値に保持されて
いるからである。そして、同様の理由により、液面高さ
Ｈの取込みも省略可能である。但し、時々刻々の圧力Ｐ
T （または、圧力ＰM ）や液面高さＨを検出して、こ
れらを流量制御弁１８の開度の演算に反映させるように
すれば、該開度をより精度良く制御することができる。[0033] It is also possible to omit the incorporation of the pressure P T or P M. Because the above gas pressure P
This is because T is kept at a constant value by the liquid level / pressure control unit 30. And for the same reason, taking in of the liquid level H can be omitted. However, the momentary pressure P
If T (or pressure P M ) and liquid level H are detected and reflected in the calculation of the opening of the flow control valve 18, the opening can be controlled more accurately. .
【００３４】一方、上記実施形態では、（１）式に示す
ように、主液タンク１６内のガス圧力ＰT とガスチャン
バ１２内のガス圧力ＰC （ガス圧力ＰC は、ガス置換や
カウンタ工程での消費ガス、充填中の容器から排出され
るガスによって変動する）の差ＰT −ＰC を開度ＣV の
演算に使用しているが、この圧力差ＰT −ＰC は小さい
ので、これをゼロとみなして上記演算を簡易的に行なう
ことも可能である。そして、この圧力差ＰT −ＰC をゼ
ロとみなした場合、センサ３４による上記ガス圧ＰC の
検出も不要になる。On the other hand, in the above embodiment, (1) As shown in equation, the gas pressure P C (gas pressure P C of the main tank gas pressure P T and the gas chamber 12 in 16, gas replacement and counter consumption gas in the process, the use of the difference P T -P C for varying) the calculation of the opening degree C V by gas discharged from the container during filling, the pressure difference P T -P C is small Therefore, it is also possible to perform the above operation simply by regarding this as zero. When the pressure difference P T -P C is regarded as zero, the detection of the gas pressure P C by the sensor 34 becomes unnecessary.
【００３５】なお、炭酸飲料でない他種の飲料の充填に
適用する回転式飲料充填機においては、主液タンク１６
として密閉構造でないものが使用される。そして、この
ような充填機においては、充填時に容器内のガスが大気
に放出されるので、上記ガスチャンバ１２が不要にな
る。もちろん、本発明は、このような充填機にも適用可
能であり、その場合、前記（１）式の（ＰT −ＰC ）／
γが（大気圧／γ）に置き換えられる。In the case of a rotary beverage filling machine applied for filling other types of beverages other than carbonated beverages, the main liquid tank 16 is used.
Is not a closed structure. In such a filling machine, the gas in the container is released to the atmosphere at the time of filling, so that the gas chamber 12 becomes unnecessary. Of course, the present invention is also applicable to such a filling machine, in which case, (P T -P C ) /
γ is replaced by (atmospheric pressure / γ).
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明によれば、主液管に介在させた流
量調整弁と、最初に供給された容器への飲料の充填が完
了する運転開始過渡期間に充填弁を流れる飲料の流量、
および最後に供給された容器への飲料の充填が完了する
運転終了過渡期間に充填弁を流れる飲料の流量が、それ
ぞれ定常運転期間に充填弁を流れる飲料の流量に等しく
なるように流量制御弁の開度を制御する弁制御手段と、
を備えているので、運転開始過渡期間および運転終了過
渡期間においても、定常運転時と同様の量の飲料を容器
に充填することができる。According to the present invention, the flow control valve interposed in the main liquid pipe and the flow rate of the beverage flowing through the filling valve during the operation start transition period in which the filling of the initially supplied container with the beverage is completed.
And the flow control valve so that the flow rate of the beverage flowing through the filling valve during the operation termination transition period in which the filling of the beverage into the last supplied container is completed is equal to the flow rate of the beverage flowing through the filling valve during the steady operation period, respectively. Valve control means for controlling the opening,
Therefore, during the operation start transition period and the operation end transition period, the same amount of beverage as in the steady operation can be filled in the container.
【図１】本発明に係る回転式液体充填機の実施形態を示
した概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a rotary liquid filling machine according to the present invention.
【図２】弁制御部で実行される弁制御手順を例示したフ
ローチャート。FIG. 2 is a flowchart illustrating a valve control procedure executed by a valve control unit.
【図３】式中の定数を求めるための説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram for obtaining a constant in the equation.
【図４】主液管における飲料の流量変化を例示したグラ
フ。FIG. 4 is a graph illustrating a change in the flow rate of the beverage in the main liquid pipe.
【図５】充填弁における飲料の流量変化を例示したグラ
フ。FIG. 5 is a graph illustrating a change in the flow rate of the beverage at the filling valve.
【図６】充填過渡期間と定常運転期間における飲料充填
量の相違を示すしめ」充填価値お十手ブラッシローラを
用いた従来の物品排出装置の要部平面図。FIG. 6 is a plan view showing the difference between the filling amount of the beverage during the filling transition period and the steady state operation period. FIG.
１１ 液チャンバ １２ ガスチャンバ １３ 給液管 １４ 充填弁 １５ 飲料 １６ 主液タンク １７ 主液管 １８ 電磁流量制御弁 １９ ガス管 ２０〜２２ 電磁開閉弁 ２７ 液面高さセンサ ２８，３４ 圧力センサ ３０ 液面・ガス圧力制御部 ３１ 容器 ３２ カウンタ管路 ３３ 弁制御部 ３５ 流量計 Reference Signs List 11 liquid chamber 12 gas chamber 13 supply pipe 14 filling valve 15 drink 16 main liquid tank 17 main liquid pipe 18 electromagnetic flow control valve 19 gas pipe 20-22 electromagnetic open / close valve 27 liquid level sensor 28, 34 pressure sensor 30 liquid Surface / gas pressure control unit 31 Vessel 32 Counter line 33 Valve control unit 35 Flow meter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 哲司 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 Ｆターム(参考） 3E079 AA02 AB01 CC06 CD42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuji Noda 1F, Takamichi, Iwazuka-cho, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagoya Machinery Works 3E079 AA02 AB01 CC06 CD42
Claims (5)
ンバが飲料によって満たされるように主液管を介して該
液チャンバに飲料を供給する主液タンクと、前記液チャ
ンバの周方向に所定の間隔で配列する複数の充填弁とを
備え、前記各充填弁を介して順次対応する容器に前記液
チャンバ内の飲料を充填するように構成された回転式飲
料充填機であって、 前記主液管に介在させた流量調整弁と、 最初に供給された容器への前記飲料の充填が完了する運
転開始過渡期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流量お
よび最後に供給された容器への前記飲料の充填が完了す
る運転終了過渡期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流
量が、それぞれ定常運転期間に前記充填弁を流れる前記
飲料の流量に等しくなるように前記流量制御弁の開度を
制御する弁制御手段と、 を備えることを特徴とする回転式飲料充填機。1. A rotating annular liquid chamber, a main liquid tank for supplying a beverage to the liquid chamber via a main liquid pipe so that the liquid chamber is filled with the beverage, and a predetermined liquid in a circumferential direction of the liquid chamber. A plurality of filling valves arranged at intervals of, the rotary beverage filling machine configured to fill the beverage in the liquid chamber sequentially into the corresponding containers via the respective filling valves, A flow control valve interposed in the liquid pipe; and a flow rate of the beverage flowing through the filling valve during an operation start transition period in which the filling of the beverage into the first supplied container is completed, and a flow control valve to the last supplied container. The opening degree of the flow control valve is controlled such that the flow rate of the beverage flowing through the filling valve during the operation end transition period in which the filling of the beverage is completed is equal to the flow rate of the beverage flowing through the filling valve during the steady operation period. Excuse Rotary beverage filling machine, characterized in that it comprises a means.
タンク内における前記飲料の液面高さと、前記容器の供
給本数とに基づいて前記流量制御弁の開度を設定するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
回転式飲料充填機。2. The valve control means is configured to set an opening of the flow control valve based on at least a liquid level of the beverage in the main liquid tank and a supply number of the containers. The rotary beverage filling machine according to claim 1, wherein
チャンバにガスチャンバを一体配設して、このガスチャ
ンバを前記主液タンクの気相部に連通させるとともに、
前記ガスチャンバを前記充填弁を介して前記容器の気相
部に連通させたことを特徴とする請求項１または２に記
載の回転式飲料充填機。3. The main liquid tank has a closed structure, a gas chamber is integrally provided in the liquid chamber, and the gas chamber communicates with a gas phase of the main liquid tank.
3. The rotary beverage filling machine according to claim 1, wherein the gas chamber communicates with a gas phase of the container via the filling valve. 4.
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転式飲料
充填機。4. The rotary beverage filling machine according to claim 1, wherein the main liquid tank is open to the atmosphere.
タンク内における前記飲料の液面高さと、前記容器の供
給本数と、前記主液タンクの気相部のガス圧力と前記ガ
スチャンバにおけるガス圧力の差とに基づいて前記流量
制御弁の開度を設定するように構成されていることを特
徴とする請求項３に記載の回転式飲料充填機。5. The valve control means according to claim 1, wherein at least the liquid level of the beverage in the main liquid tank, the number of containers to be supplied, the gas pressure in the gas phase of the main liquid tank, and the gas in the gas chamber. The rotary beverage filling machine according to claim 3, wherein an opening degree of the flow control valve is set based on a pressure difference.
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