JP2002502781A - 充填方法及び充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液体で容器（１）を充填するための充填装置（１００）は、貯蔵タンクに接続された充填ダクト（１５）を備えている。保持手段（１０）には、ダクト（１５）内にスロットル部分（２２）を形成する変形可能管（２０）と、当該管に沿って配置され管（２０）の両側に作用するようになっていると共にダクトを閉塞するように作動される時に逆流的に移動してその下流のダクト（１５）内に大気圧を下回る圧力を生成するようになっている圧迫手段（３０）と、が配置されている。充填装置はまた、排出される液体の量を計測するための計測器を有している。容器を充填する方法において、ダクト（１５）は、圧迫手段（３０）が圧迫位置から移動されることによって開放し、容器（１）に移動される液体の量が計測され、その後、圧迫手段（３０）が圧迫位置に戻される際に、圧迫手段が逆流的に移動されて圧迫手段（３０）の下流のダクト（１５）内に大気圧を下回る圧力が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、容器を液体で充填する方法及びそのための充填装置に関している。 液体例えば酪農製品で容器を充填することは、今日、衛生的な環境を強く要求
する。無菌の状況は、製品が、増殖して健康の危険となり得るバクテリアを含む
時に要求される。

【０００２】 現在用いられている、液体で容器を充填するための方法は、主タンクに貯蔵さ
れている液体に基いている。液体の正確な量を各容器に移すために、液体はまず
主タンクから幾つかの独立したバランスタンクに移される。その後、液体はバラ
ンスタンクから容器に移される。バランスタンク内の、特に、液体がよどんでい
る角部やエッジ部において、また、タンクに対しての接続部において、液体内の
バクテリアが成長及び増殖しがちである。これは、次々に、健康に有害な培養を
引起こし得る。このことは、無菌の環境を保持して最終製品内例えばミルク内に
おいてバクテリアにより引起こされ得る健康危険を回避するために、多数のバラ
ンスタンクを常時清潔にしておく必要があることを意味している。

【０００３】 バランスタンクは、多くの場合において、正確な量の液体が主タンクから移さ
れることを観視するレベルモニタ等が装着されている。液体は、タンク間を導管
を介して移される。その流れは、バルブによって制御される。それらの中で、バ
クテリア培養菌もまた、成長し得る。

【０００４】 本発明の目的は、液体食料品が包装されるべき時の現在の技術に存在する衛生
上の問題を除去するかまたは低減することである。

【０００５】 さらなる目的は、容器を液体で充填するための簡単な装置を提供することであ
る。

【０００６】 これらの目的は、それぞれ、請求の範囲第１項及び第８項による方法及び装置
によって達成される。

【０００７】 本発明によれば、液体の流れは、充填時において、圧迫装置によって制御され
る。それは、変形可能な管に作用して、圧迫位置に戻される時に逆流的に移動さ
れて、圧迫位置の下流の管内に大気圧以下の圧力状態を生成する。

【０００８】 そのようなバルブ構造が、バクテリアが成長し得る液体のよどんだ蓄積を除去
する。

【０００９】 変形可能な管に対する圧迫手段の戻りは、圧迫手段を圧迫位置に逆流的に移動
することによって、圧迫手段の下流の管内に戻り吸引作用を生成する工程を含ん
でいる。液体が流れるのを終える時、管内の戻り吸引が液体を管の下方部に留ま
らせる。これによって、しずくが垂れることを防止している。

【００１０】 好適な実施の形態によれば、管は、容器内に挿入されて液体を容器内に流させ
る自己閉鎖ノズルを有している。これは、容器への液体の移動の間に液体がこぼ
れる危険を低減する。ノズルと容器との間の良好な適合が、液体が周囲と接触す
ることを防止している。好ましくは、ノズルは、弾性的に変形可能な材料で作ら
れる。結果として、その自己閉鎖機能は、その出口部が圧力適用時に開放すると
いう態様でそれを設計することによって、すなわち、液体の流れを開放すること
によって、達成され得る。好ましくは、ノズルの入口部の断面開口は、その完全
な開放状態におけるノズルの出口部の断面開口よりも大きい。このことは、ノズ
ル内において大気圧を越える圧力をもたらす。この大気圧を越える圧力は、ノズ
ルの弾性的な変形可能性と共に、ノズルと容器との間の付加的に改良された適合
を保証する。

【００１１】 管内の戻り吸引はまた、ノズルの開口を閉じさせる。このことは、充填作業間
の期間において、液体が周囲と接触することを防止する。

【００１２】 容器に移される液体の量が測定器の助けで測定されることによって、管上の圧
迫装置の圧迫作用を制御して容器を正確な量の液体で充填することが可能である
。

【００１３】 バクテリアが成長し得る表面部及び端縁部を有するバランスタンクの必要性は
、従って消失する。そして、無菌の環境を維持することが、より容易となる。管
が圧迫される時、液体の流れは妨げられるが、バクテリアの培養菌が成長し得る
いかなる端縁部または表面部も形成されない。流れがもう一度開放される時、よ
どんだ液体が残される領域はない。本発明によれば、構造上の点で、バランスタ
ンクを含む従来の構造よりも顕著に簡単に作られ得る装置が提供される。

【００１４】 変形可能な管は、異なる程度の外側圧力にさらされることによって、容器への
液体の流れを変えることができる。このことは、液体が通過するバルブの数を減
らして、クリーニングを容易化することを可能にする。この管は、衛生的な環境
を維持することが求められる時に、清浄化することが容易であり、また、容易に
交換され得る。

【００１５】 本発明による方法及び装置は、さらに、液体にガス状の添加物を付加すること
を可能にする。今まで、このことは、特にバランスタンクにおける大きな漏れに
よって、困難とされていた。例えば、少量の二酸化炭素をミルクに加えて、その
保持品質を改良することが可能であることが望まれる。従来の充填方法では、そ
のような添加は二酸化炭素のかなりの流出と関連付けられるので、このことを合
理的なコストで実現することが困難であった。

【００１６】 本発明の好適な実施の形態は、従属の請求項から明らかである。

【００１７】 本発明の好適な実施の形態では、液体の量を計測することは、ダクトが開くと
同時に計測を開始する工程と、所定の量が計測された時に計測を終了する工程と
、を含んでいる。特に好ましくは、所定の量が計測されたことに応じて、ダクト
が閉鎖される。これにより、移される量が、正確に制御される。

【００１８】 容器へ移される液体の量を計測する好適な方法は、液体がタンクから容器へ流
れる時間を計測する工程を含んでいる。液体が管を通って流れることを許容され
る時間は、液体が容器に移される量を決定する。ダクトを通る液体の圧力が本質
的に一定に保たれるなら、時間に基づく計測は大変に容易かつ有用である。

【００１９】 容器へ移される液体の量を計測する別の好適な方法は、充填ダクトを通る液体
の流れを流れ計測器によって計測し、同時に、移される量を計算する工程を含ん
でいる。

【００２０】 容器へ移される液体の量を計測する第３の好適な方法は、容器に移された液体
の量と共に容器の重量を計測する工程を含んでいる。

【００２１】 充填ダクトを開放することによって液体を容器内に流させる工程は、有利には
、容器に移される時の流れる液体に、ガスを供給する工程を含んでいる。ガス供
給装置は、充填中に液体に直接的にガスを供給するために、ダクト内に配置され
ている。容器の最後の充填に関連してガスを供給することは、消費されるガスの
全量の低減をもたらす。なぜなら、その損失は、今までに用いられていた方法に
おいてよりも顕著に小さいからである。ガスの低減された消費は、より低いコス
トを導き、新しい応用分野が現実的となるという事実を導く。

【００２２】 本発明は、例示の目的で現在の好適な実施の形態を図示する添付の図面を参照
して、より詳細に説明される。

【００２３】 図１は、幾つかの部材が明瞭化のために除去された状態の、充填装置の側面図
である。

【００２４】 図２は、図１のII−II線による充填装置の縦断面図である。

【００２５】 図３は、充填装置に結合されるノズルの断面図である。

【００２６】 図４は、充填装置のブロック図である。

【００２７】 図１は、容器のウェブの移動方向に見た、好適には液体で容器１を充填するた
めの装置１００の側面図である。この装置は、ミルクに関して以下に説明される
が、他の液体や粉状物質を充填するのにも好適である。

【００２８】 この充填装置１００は、フレーム４０と、その上に配置されると共に上昇位置
にて示された鉛直方向調整可能な保持手段１０と、を備えている。さらに、充填
装置１００は、貯蔵タンク（図示せず）に接続されると共にその下方端に充填ノ
ズル２５を有する変形可能チューブ（管）２０からなる充填ダクト１５と、当該
チューブ２０のスロットル位置２２の周囲に配置されると共に、チューブ２０の
一側に配置された支持装置３１とチューブ２０の反対側に配置された圧迫部材３
２とを備える圧迫手段３０と、を備えている。より明瞭化するために、充填装置
１００の幾つかの構成部材は、図１において省略されている。

【００２９】 圧迫手段３０の支持装置３１は、保持手段１０に固定して接続されており、チ
ューブ２０に面する凹曲面状圧迫面３３を形成している。圧迫部材３２は、円形
で、非対称に回動可能な態様で保持手段１０から吊るされている。これにより、
圧迫部材３２は、チューブ２０及び支持装置３１に面する凸状圧迫面３４を形成
している。圧迫部材３２は、両矢印３５によって示された態様で回動可能であり
、チューブ２０から離れる下流側及び外側への融合した動きによってダクト１５
を開放し、チューブ２０に向かう上流側内方側への融合した動きによってダクト
１５を閉塞する。融合する圧迫動作及び上流への動きで生じる閉塞によって、大
気圧を下まわる圧力が圧迫手段３０の下流のチューブ２０内で発生され、そのこ
とによって、ダクト１５が閉塞される時のしずくの滴下が防止される。

【００３０】 チューブ２０及び圧迫手段３０を保持する保持手段１０は、フレーム４０内に
おいて、充填作業を開始するために充填ノズル２５が容器１のダクト手段１６内
に挿入され得ると共に充填後に容器１のダクト手段１６から除去され得るように
、鉛直方向に調整可能である。

【００３１】 フレーム４０には、２つの回動可能な開放アーム５２の形態の開放手段５０が
配置されている。それら開放アーム５２の端部には、吸引カップ５４が取付けら
れている。この吸引カップは、真空源に接続されている。開放アーム５２によっ
て容器１のダクト手段１６の側部に吸引カップ５４を回動して、吸引カップ５４
に負圧を与え、それと同時に開放アーム５２がわずかに外方へ回動されることに
よって、ダクト手段１６が開放して、充填ノズル５２が当該手段１６内に挿入さ
れ得る。このことは、保持手段１０を下方に移動することによってもたらされる
。

【００３２】 図１は、往復運動するようになっている回転可能な搬送ロッド４６上に配置さ
れた一対の搬送アーム４５をも図示している。容器１のウェブ２１０を搬送する
時、図２に示すように、搬送アーム４５がウェブ２１０と係合するように回動さ
れて、その後搬送ロッド４６がウェブ２１０の移動方向にストライキング（stri
king ）動作を実施して、ウェブ２１０を移動させる。続いて、搬送アーム４５ がウェブ２１０から離れるように回動されて、搬送ロッド４６が開始位置に戻さ
れて、その手続が繰り返される。

【００３３】 図２は、図１に示された充填装置１００の側面図である。この図においても、
幾つかの構成部材は、より明瞭化するために、省略されている。無菌の充填環境
を提供すべく、充填ノズル２５及び容器１のダクト手段１６の周囲に配置された
チャンバ６０が示されている。この区画６０は、ダクト手段１６が案内されるレ
ール６２と、充填ノズル２５を取囲むベローズ６４と、高熱無菌空気のような無
菌ガスのための供給ダクト６６と、を備えている。

【００３４】 図２はまた、柔軟プラスチック材料の容器１のウェブ２１０を図示している。
それは、矢印３の方向で充填装置１００内に搬送される。矢印３の方向は、ウェ
ブの移動方向である。容器１は折りたたみ可能であり、区画室を形成するよう相
互結合された柔軟壁を備えている。区画室の容積は、壁の相対位置に依存する。
ダクト手段１６は、２つの側壁の間に配置されて、当該区画室から容器１の外部
へ延びている。位置Ａにおいて、密閉された容器１が示されている。そのダクト
手段１６は、その外側端部１８でシールされている。ウェブ２１０の各側に設け
られるがそのうちの１つのみが図示された、モータ７４及び回転式切断刃７２を
有する切断装置７０が、ダクト手段１６のシールされた端部１８を切除すること
によって容器１を開放すべく、レール１６内に取付けられている。

【００３５】 移動方向３に見て切断装置７０の後、充填ダクト１５の充填ノズル２５を有す
る充填ステーションがあり、さらに１工程、充填された容器１のダクト手段１６
をシールするための２つの高熱プレスあご部８２を有するシーリングステーショ
ン８０（図示せず）がある。

【００３６】 レール６２は細長で、スロット６３を有する本質的に縦向きの長方形断面を有
している。スロット６３はその下側に形成され、ダクト手段１６はその中で案内
される。スロット６３は、ダクト手段１６の開放とその中への充填ノズル２５の
挿入とを許容すべく長円状開口に広げられた充填ノズル２５に隣接している。さ
らに、レール６２は、充填ノズル２５に隣接して、その上方側に設けられたベロ
ーズ６４用の円筒状接続部６８を有している。

【００３７】 充填ノズル２５は、図２及び図３により詳細に示されているが、細長断面の端
部２６を有している。それは、その移動方向において先細り、互いに係合する対
向端縁部２８を有する細長出口部２７となっている。端部２６はまた、図２から
明らかなように、細長断面の長手方向においても、わずかに先細となっている。
充填ノズル２５は、例えば弾性プラスチック、好ましくはシリコンゴムのような
弾性的に変形可能な材料で作られ、自己閉塞する、すなわち、外部力の適用が無
い状態で出口部２７の端縁部２８が互いに係合して出口部２７をシールする。そ
のような外部力の適用は、例えば液体の流れを開放して達成され、これにより、
液体の圧力がノズルを開放することが可能である。ノズルの出口部２７は、その
完全な開放状態において、ノズルの入口部２４よりも小さい。このことは、ノズ
ル２５内に大気圧を上回る圧力をもたらし、これによりノズルは広がって容器１
のダクト手段に対して押し付けられる。充填ノズルは、端部２６から離れている
方の端部において、充填ダクト１５に接続されるべき接続部２９を有している。
このように設計された充填ノズル２５は、容器１のダクト手段１６内に挿入され
てその内側に対して密閉することに、特に好適である。

【００３８】 図４に示されるように、充填装置１００はまた、圧迫手段３０と共にダクト１
５の開放及び閉塞を制御する制御手段２を備えている。制御手段２はまた、液体
の通過量を計測するための計測器４に接続されている。制御手段２は、ダクト１
５が開放すると同時に計測を開始すると共に、所定の量が計測されたことに応じ
てダクト１５を閉じるようになっている。以下により詳細に説明されるように、
計測器４は、複数の異なる態様のうちの１つで設計され得る。例えば、充填中に
容器１の重量を計測する態様や、ダクト１５を通って流れる量を計測する態様や
、ダクト１５の開放後に経過する時間を計測する態様などがある。

【００３９】 充填装置１００の作用において、無菌ガスが供給導管６６を通ってベローズ６
４内に流れ、さらにレール６２内に流れる。ガスは、スロット６３を通って逃げ
出る。ベローズ６４は、充填ノズル２５の周囲の充填ステーションにおける無菌
環境を可能にする。同時に、ノズルは、円滑に上昇されまた下降され得る。チャ
ンバ６０により、容易かつ信頼性ある態様で、充填が無菌環境で行われることが
保証される。

【００４０】 空で、予め無菌化された容器１を充填する時、まず、それはレール６２内の無
菌環境内に挿入されて、その後、この段階ではたたまれていて空である容器１が
切断装置７０で開けられる。開放された容器１は、充填ノズル２５に搬送される
。充填ノズル２５に隣接して開放手段５０がダクト手段１６を広げて、充填ノズ
ル２５は下方に移動されてダクト手段１６内に挿入される。この接続状態におい
て、圧迫手段３０が開放して、容器１はミルクで充填される。このことは、その
体積を増大させる。また、計測器４が、容器に供給される液体の量を計測し始め
る。所定の量が計測された時、それに応じて圧迫手段３０が閉じる。閉じた状態
において、負圧状態が充填ノズル２５に隣接するチューブ２０内に形成され、そ
のことによってその出口部２７が密閉される。その後、容器１はさらにシーリン
グステーション８０に搬送されて、もう一度シールされる。

【００４１】 好適な方法では、計測作業は、充填処理中に容器１が載置されている。または
つり下げられている重量計測手段（図示せず）の助けと共に計測することによっ
て、実施される。容器が所定の重量に達した時、信号が制御手段２に与えられる
。制御手段２は、次いで、圧迫手段３０を閉塞状態へと制御する。

【００４２】 さらに好適な方法では、計測作業は、ダクト１５を通って流れる量が、流量計
（図示せず）によって計測されることによって実施される。流量計は、それに接
続され、通過量を算出すると共に所定の量が到達された時に制御手段２に信号を
発するようになっている計算装置（図示せず）を有している。

【００４３】 本発明のさらに１つの好適な実施の形態では、計測作業は、圧迫手段が開放す
る瞬間から経過する時間を計測することによって実施される。所定の時点で、信
号が制御手段に発せられる。この実施の形態では、圧迫手段が開いている時、ダ
クトを通る流れは相対的に一定である、という事実が利用されている。特に好適
な実施の形態では、重量計測手段が、重量チェックのために、充填ステーション
の後に配置される。必要なら、所定時間の調整のために、フィードバック結合が
、所定量からの偏差の場合にもたらされる。

【００４４】 充填装置の好適な実施の形態では、二酸化炭素を供給するための手段が、充填
ダクト内に配置されている。特に好ましくは、この供給手段は、ダクトが開いて
液体が容器内に流れる時のみダクトへ直接的に供給が行われるという態様で、制
御手段に接続されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 幾つかの部材が明瞭化のために除去された状態の、充填装置の側面図である。

【図２】 図１のII−II線による充填装置の縦断面図である。

【図３】 充填装置に結合されるノズルの断面図である。

【図４】 充填装置のブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填ダクト（１５）を介して貯蔵タンクからの液体で容器（１）を充填する方
   法であって、 ダクトの中に含まれると共に、そこにおいてダクト（１５）が変形可能な管（
   ２０）を有しているスロットル部分（２２）において、管（２０）の側部に作用
   する圧迫手段（３０）を圧迫位置から移動することによって、ダクト（１５）を
   開放する工程と、 容器（１）に移動される液体の量を計測する工程と、 圧迫手段（３０）が、逆流的に移動されて圧迫手段（３０）の下流のダクト（
   １５）内に大気圧を下回る圧力を生成しつつ圧迫位置に戻ることによって、ダク
   ト（１５）を閉塞する工程と、 を備えたことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 液体の量を計測する工程は、 ダクト（１５）が開放されると同時に計測作業を開始する工程と、 所定の量が計測された時に計測作業を終了する工程と、 を含んでいる ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 ダクト（１５）を閉塞する工程は、所定の量が計測されたことに応じて、実施
   される ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 液体の量を計測する工程は、ダクト（１５）が開放された後で経過する時間を
   計測すること、を含んでいる ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】 液体の量を計測する工程は、ダクト（１５）内の液体流を計測すること、を含
   んでいる ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】 液体の量を計測する工程は、充填作業の間、容器の重量を計測すること、を含
   んでいる ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】 ダクト（１５）が開放される時、流れる液体にガスが供給される ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 【請求項８】 貯蔵タンクに接続された充填ダクト（１５）を備えた、液体で容器（１）を充
   填するための充填装置（１００）であって、 ダクトに結合され、変形可能な管（２０）を有するスロットル部分（２２）と
   、 管（２０）に沿って配置され、管（２０）の側部に作用するようになっており
   、ダクトを閉塞するように作動される時に逆流的に移動してその下流のダクト（
   １５）内に大気圧を下回る圧力を生成するようになっている圧迫手段（３０）と
   、 排出される液体の量を計測するための計測器と、 を備えたことを特徴とする充填装置。
9. 【請求項９】 圧迫手段（３０）及び計測器に接続されると共に、液体の供給を制御するよう
   に意図された制御手段、 を有することを特徴とする請求項８に記載の充填装置。
10. 【請求項１０】 圧迫手段（３０）は、 管（２０）の第１側部に配置された支持装置（３１）と、 管（２０）の反対の側部に配置され、管（２０）を圧迫すべく支持装置（３１
    ）に向かって可動である圧迫手段（３２）と、 を備えたことを特徴とする請求項８または９に記載の充填装置。
11. 【請求項１１】 支持装置（３１）は、細長であって、 圧迫手段（３２）は、回動可能であって、 圧迫手段（３２）は、管（２０）に面する丸められた面（３４）を有している
    ことを特徴とする請求項１０に記載の充填装置。
12. 【請求項１２】 管の一端部に取付けられると共に、自己閉塞出口部（２７）を有する充填ノズ
    ル（２１）が、容器（１）の充填時に、容器（１）内に挿入されるようになって
    いる ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の充填装置。
13. 【請求項１３】 充填ノズル（２５）は、少なくとも部分的に、弾性的に変形可能な材料で製造
    されている ことを特徴とする請求項１２に記載の充填装置。
14. 【請求項１４】 充填ノズル（２５）は、入口部（２４）を有しており、 入口部の断面開口は、その完全な開放状態における出口部（２７）の断面開口
    よりも大きい ことを特徴とする請求項１３に記載の充填装置。