JP2005263293A

JP2005263293A - 圧力充填装置

Info

Publication number: JP2005263293A
Application number: JP2004080959A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Tsuruyama; 克二鶴山
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: JP4379170B2

Abstract

【課題】メインタンク２とマニホールド８との間に閉回路を構成して、充填液を循環させるとともに、マニホールド８内に気相部が発生しないようにする。
【解決手段】充填液を貯留するメインタンク２と、このメインタンク２と給液通路６を介して連通されたマニホールド８と、メインタンク２内の充填液を加圧して給液通路６へ送る加圧気体供給源１４と、マニホールド８に接続された充填手段２６と、マニホールド８とメインタンク２との間を連通する循環通路１０と、この循環通路１０に設けられた循環ポンプ１６とを備えている。メインタンク２内の充填液を加圧してマニホールド８へ供給しつつ、循環ポンプ１６によってマニホールド８内の充填液をメインタンク２へ還流させるととともに、マニホールド８から排出される充填液量よりも多くの充填液を供給可能なように、オートレギュレータ１２により加圧力を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力充填装置に係り、特に、固形物と液体とが混合した充填液を均一に混合して充填を行うために、充填液を循環させて攪拌するようにした圧力充填装置に関するものである。

固形物（液中に溶けず沈降する性質を有する内容物）と液体とが混合した充填液を容器内に充填する充填装置では、充填液タンク内に貯留されている充填液を常に攪拌していないと、固形物が沈殿してしまうため、液体中に固形物を均一な割合で混入させて充填することは困難である。そこで、このような充填装置では、充填運転中は、常時充填液を攪拌しておくための機構が設けられている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特許文献１に記載された発明は、「メインタンク２とマニホールド８が開閉バルブ１０を設けた給液通路６により接続され、さらに、マニホールド８の底部とメインタンク２とが循環通路３４によって接続されており、マニホールド８に接続した充填機構２６で充填を行うようにしている。前記マニホールド８は第２加圧手段２０により常時加圧され、メインタンク２はソレノイドバルブ１２を介して第１加圧手段２０に連通され、メインタンク２をマニホールド８よりも高圧に加圧する状態と、大気に開放する状態に切換え可能に構成している。メインタンク２からマニホールド８への給液時には、開閉バルブ１０を開放するとともに、ソレノイドバルブ１２によりメインタンク２内を大気に開放する。すると、高圧のマニホールド８から循環通路３４を通って低圧のメインタンク２に送液される」ようになっている。

また、特許文献２に記載された発明は、以下の構成を有している。すなわち、「遠心ポンプ２によって開放容器８から液体をポンプ送りする。液体は配管系２５を通り、さらに、ポンプ２を通って流れ、マニホールド５に入る。マニホールド５には、ソレノイドバルブ９を有する開放パイプあるいは出口８が接続され、出口の開放末端からフラスコ等の容器に導かれる。マニホールド５の末端には圧力制御バルブ６があり、液体は、次いでその他の管或いは液体輸送材７を通って開放容器８に戻る」ようになっている、

固形物の混入した充填液を容器内に充填する充填装置において、充填液を攪拌する際に、固形物のサイズが大きく、かつ、含有率が高い場合には、大きな流量で循環させないと均一に攪拌することができない。前記特許文献１に記載した発明の構成でも、メインタンク２に高い圧力をかければ大きな流量を得ることができるが、充填動作中にマニホールド８内に充填液が供給されると、マニホールド内の圧力が大きく変動してしまう。タイマー充填や流量計により充填量を計測して行う充填では、充填液にかかる圧力は一定であることが望ましく、充填を行っている最中に圧力が大きく変動すると、充填精度にバラツキが発生してしまうという問題が発生する。特に、医薬向けの充填液では、極めて少量の充填を行うことが多く、充填精度のバラツキは僅かに抑える必要があるため、圧力変動が極めて大きな問題となる。

特許文献２に記載した発明の構成では、開放容器２４、配管系２５、マニホールド５および循環通路３４によって循環経路を形成しており、ポンプ２だけで充填液を循環させているので、マニホールド内に空気が残留して気相部が発生するおそれがあるが、気相部が発生すると、圧力変動が生ずるという問題があった。しかしながらその対策については何も考慮されていない。また、開放容器２４（タンク）内に貯留されている充填液をポンプ２によってマニホールド５に供給すると、開放容器２４内に貯留されている充填液の増減による圧力変動によって脈動が生じやすい。その結果、マニホールドに供給される充填液にも圧力変動が生じてしまうという問題が発生した。
特開２００３−３１２７８３号公報（第２−４頁、図１）特開昭５８−１４９２９６号公報（第２−４頁、図１）

解決しようとする問題点は、マニホールドに供給する充填液に圧力変動が発生して脈動を生じ、充填精度が悪くなる点である。

本発明は、充填液が貯留される貯留タンクと、この貯留タンクと給液通路を介して連通されたマニホールドと、このマニホールドに接続された充填手段と、貯留タンク内の充填液を加圧して給液通路へ送る加圧手段とを備え、マニホールドへ所定の圧力で充填液を供給しながら充填を行う圧力充填装置において、マニホールドと貯留タンクとの間を連通する循環通路と、この循環通路に設けられ、充填液をマニホールドから貯留タンクへ還流させる循環ポンプとを設け、貯留タンク内の充填液を加圧手段により加圧してマニホールドへ供給しつつ、循環ポンプによってマニホールド内の充填液を貯留タンクへ還流させて循環させるととともに、マニホールドから排出される充填液量よりも多くの充填液を供給可能なように、前記加圧手段による加圧力を制御することによって、マニホールド内に気相部が発生することを防止することを特徴とするものである。

この発明の圧力充填装置は、貯留タンク内に圧力を加えてマニホールドへ充填液を供給する加圧手段による加圧力を制御して、マニホールドの内部に気相部が発生しないようにすることにより、マニホールド内に貯留される充填液レベルの変動に伴うマニホールド内の圧力変動を防止して、高精度な充填を可能にするという効果が得られる。

貯留タンク、給液通路、マニホールドおよび循環通路で閉回路を構成し、加圧手段により貯留タンク内の充填液を加圧してマニホールドに供給し、マニホールドに接続した充填手段によって容器内に充填を行い、かつ、循環ポンプの作動によりマニホールドから貯留タンクに還流させるとともに、マニホールド内に気相部が発生しないように、加圧手段による圧力を制御するという簡単な構成で、圧力変動を防止し、高精度な充填を行うという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る圧力充填装置の構成を簡略化して示す回路図である。図において、２はメインタンクであり、固形物（水に溶けず、沈降する性質を有する内容物）と液体とが混合した充填液４を貯留している。このメインタンク２は、底部側に接続された給液通路６を介してマニホールド８に連通されている。さらに、このマニホールド８の下流側が、循環通路１０を介して前記メインタンク２に連通されており、メインタンク２→給液通路６→マニホールド８→循環通路１０→メインタンク２の閉回路を構成している。なお、循環通路１０の下流端は、メインタンク２内に貯留されている充填液４の液中に配置されている。

前記メインタンク２は、オートレギュレータ１２を介して加圧気体供給源（加圧手段）１４に接続されており、このメインタンク２内に貯留された充填液４は、所定の圧力で加圧される。この圧力により、メインタンク２内の充填液４がマニホールド８に送られる。なお、メインタンク２内を加圧するために用いられる気体は、アルゴンや窒素等の不活性ガスである。また、前記循環通路１０には循環ポンプ１６が配設されており、マニホールド８の下流側から充填液をメインタンク２に還流させるようになっている。

メインタンク２内には、攪拌羽根１８が設置されており、このメインタンク２内に貯留されている充填液４の固形分が沈殿しないように攪拌している。さらに、メインタンク２にはレベルセンサ２０が設けられており、メインタンク２内の充填液４の液面レベルを検出して制御装置２２に送っている。制御装置２２には、メインタンク２内の充填液レベルと加圧気体供給源１４から加えられる加圧力との関係が記憶されており、レベルセンサ２０からの信号に応じて、この制御装置２２が、マニホールド８へ一定の圧力で送液するようにオートレギュレータ１２を制御する。

前記マニホールド８は、この実施例では、給液通路６および循環通路１０の配管よりもやや太い内径を有している。例えば、給液通路６および循環通路１０の配管がφ３０程度の太さの場合に、マニホールド８の径をφ５０程度とする。なお、マニホールド８を前記給液通路６および循環通路１０の配管と同じ径の配管で構成しても良い。このマニホールド８には、圧力計２４が設けられており、マニホールド８内の充填液圧力を検出し、その検出信号を前記制御装置２２に送る。制御装置２２では、この検出圧力が所定範囲の圧力か否か判断している。

マニホールド８には複数の充填手段２６が接続されている。この充填手段２６は、充填バルブ２８の開閉によって、マニホールド８に供給されている充填液を、充填ノズル３０から容器（図示せず）内に充填する。充填流量はフローメータ３２によって計測され、その計測信号が前記制御装置２２に入力されており、所定の充填量になると充填バルブ２８を閉鎖して充填が終了する。

前記構成の圧力充填装置の作動について説明する。メインタンク２内はオートレギュレータ１２を介して加圧気体供給源１４に連通しており、この加圧気体供給源１４から送られた不活性ガスによってメインタンク２内に貯留されている充填液４が加圧され、この圧力によって充填液４が給液通路６からマニホールド８に供給される。

マニホールド８に接続されている複数の充填手段２６は、各充填ノズル３０の下方に容器（図示せず）が供給されると、充填バルブ２８が開放して充填を開始し、フローメータ３２が計測した流量が所定値に達すると、その信号により制御装置２２が充填バルブ２８を閉じて充填を終了する。また、前記メインタンク２から供給されたマニホールド８内の充填液は、前記充填手段２６によって容器に充填される量を除いて、循環ポンプ１６の作動により循環通路１０からメインタンク２内に貯留されている充填液４中に還流されるようになっている。

この実施例では、マニホールド８から排出される充填液の液量よりも多くの充填液を供給できるように、加圧気体供給源１４によるメインタンク２の加圧力を制御している。このようにメインタンク２の加圧力を制御することにより、マニホールド８内に気相部が発生しないように制御している。例えば、充填手段２６から容器に充填される液量が０．５リットル／ｍｉｎで、循環通路１０から還流される液量が１５リットル／ｍｉｎの場合には、マニホールド８へは、１５．５リットル／ｍｉｎ以上の充填液を供給することが可能なように、オートレギュレータ１２による加圧力を制御している。

前記のようにメインタンク２、給液通路６、マニホールド８および循環通路１０によって閉回路を構成し、充填を行っている間、常に、充填液を循環させて常時攪拌しているので、固形物が混入した液体を、固形物と液体との割合が常に均一となるように混合して充填することができる。また、マニホールド８から充填手段２６を介して容器内に充填される液量と、マニホールド８から循環ポンプ１６を介してメインタンク２に還流される液量とを加えた液量よりも多くの充填液を、メインタンク２からマニホールド８へ供給できるように、メインタンク２内の圧力を制御しているので、マニホールド８内に気相部が発生することを防止することができ、さらに、循環通路１０の下流端をメインタンク２内に貯留されている充填液４の液中に配置しているので、メインタンク２→給液通路６→マニホールド８→循環通路１０→メインタンク２の閉回路全てに気相部が発生しないようにしているので、充填液の圧力変動を抑制することができる。従って、医薬品等の極めて微量の充填を行う充填装置でも、精度の高い充填を行うことができる。

圧力充填装置の全体の構成を簡略化して示す回路図である。（実施例１）

符号の説明

２貯留タンク（メインタンク）
６給液通路
８マニホールド
１０循環通路
１４加圧手段（加圧気体供給源）
１６循環ポンプ
２６充填手段

Claims

充填液が貯留される貯留タンクと、この貯留タンクと給液通路を介して連通されたマニホールドと、このマニホールドに接続された充填手段と、貯留タンク内の充填液を加圧して給液通路へ送る加圧手段とを備え、マニホールドへ所定の圧力で充填液を供給しながら充填を行う圧力充填装置において、
マニホールドと貯留タンクとの間を連通する循環通路と、この循環通路に設けられ、充填液をマニホールドから貯留タンクへ還流させる循環ポンプとを設け、
貯留タンク内の充填液を加圧手段により加圧してマニホールドへ供給しつつ、循環ポンプによってマニホールド内の充填液を貯留タンクへ還流させて循環させるととともに、マニホールドから排出される充填液量よりも多くの充填液を供給可能なように、前記加圧手段による加圧力を制御することによって、マニホールド内に気相部が発生することを防止することを特徴とする圧力充填装置。