JP2584232Y2 - 液体供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、液体の供給装置に係
り、詳しくは、シャンプー等のように発泡しやすい液体
を所定の容器内に充填する際に好適に用いられる液体供
給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シャンプー、ローション等の液
体製品は、原料としての液体を製造する工程と、製造さ
れた液体を所定の容器内に充填する工程とを経て生産さ
れている。この製造工程以降、充填工程には、製造され
た液体を貯留するために製造工程の仕込み室内に設置さ
れた大容量の貯留タンクと、液体を所定の容器内に充填
する充填機と、この充填機と上記貯留タンクとの間に配
管を介して接続され、貯留タンクから供給された液体を
一時的に収容した上で上記充填機に向けて送液する中間
タンクとが配備されている。

【０００３】そして、中間タンクには、中間タンク内の
液面レベルの変化に起因して充填機における充填圧が変
動することを防止するために、貯留タンクから供給され
る液体の量と充填機に向けて送り出される液体の量、す
なわち入りと出のバランスを保持するためのレベル計等
が装備されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】上記のように、貯留タ
ンクから供給される液体を一旦収容した上で充填機に向
けて送り出すといった作動を繰り返す中間タンクにおい
ては、液体の出入りの際等の泡立ちによって気泡が発生
することとなる。そして、この気泡は、その性質上、液
体中を浮動してほとんどが液体の上層側に溜まるもの
の、下層側にもある程度は残存するものであるため、強
制的に気泡を液体上層側に逃がすことも実施されてい
る。すなわち、充填機から容器内に充填される液体中に
気泡が混入すると、容器内で液体の比重が低下し、液体
を定量充填したにもかかわらず、充填量が不足するとい
う問題が発生するからである。

【０００５】しかしながら、シャンプー等のように特に
発泡しやすい液体は、時間が経つにつれて中間タンク内
に多量の気泡を蓄積させていき、たとえこの気泡を液体
の上層側に逃がしたとしても、液体全体の量が減ってき
たときには液体のほとんどに気泡が含まれているような
状態となってしまう。従って、容器内に充填する液体へ
の気泡の混入を免れず、充填量不足の問題が発生するこ
とを余儀なくされていた。そして、この充填量不足の問
題は、液体製品における致命的な欠点でありながら、問
題発生後に充填量不足品の排出、気泡の除去というよう
な処置を施されるものであり、上記の如く経時的に蓄積
されていく気泡を予め検出し、容器内に充填する液体へ
の気泡の混入を未然に防止することのできる有効な機構
は従来存在しなかったというのが実情である。

【０００６】本考案は、上述のような実情に鑑みなされ
たものであって、液体を容器内に充填する充填機に対し
て液体を送り出す中間タンクにおいて、経時的に増加す
る気泡を自動的に検出することを可能とし、充填機から
容器内に充填される液体への気泡の混入を未然に防止す
ることのできる液体供給装置の提供を目的とするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本考案の液体供給装置は次のような構成をとる。
すなわち、液体を貯留する貯留タンクと、貯留タンクか
ら供給される液体を一時的に収容する中間タンクと、中
間タンクから送り出される液体を容器内に充填する充填
機とが配管を介して接続された液体供給装置において、
上記中間タンクに、この中間タンクの上部から内部に吊
り下げられて中間タンクの底部側に位置する検出体と、
この検出体の重量を測定する重量測定手段とを備える気
泡検出手段が設けられ、且つ上記充填機には、上記重量
測定手段により測定された検出体の重量測定値が大きく
なったときに充填機による液体の充填を停止させる充填
停止手段が設けられていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【作用】上記の構成をとる本考案の液体供給装置によれ
ば、中間タンク内の液体中に発生した気泡の層が厚くな
り、且つ液体の量が減少して気泡が中間タンクの底の方
にまで存在するようになったことを、気泡検出手段によ
ってすみやかに検出することが可能となる。すなわち、
液体が気泡を含むとその比重が低下することから、中間
タンクの底部側に位置せしめられた検出体の周りの液体
に気泡が混入した状態になると、検出体の重量を測定す
る重量測定手段による測定結果が大きくなって気泡の検
出がなされるようになっている。そして、このように検
出体の重量測定結果が大きくなったときには、充填停止
手段によって液体の充填を自動的に停止することがで
き、容器内に充填される液体への気泡の混入を未然に防
止することができるのである。

【０００９】

【実施例】以下、本考案の液体供給装置の実施例を図面
に基づき説明する。

【００１０】図１は、本考案の一実施例としての液体供
給装置を示す全体図である。同図に示すように、この液
体供給装置は、貯留タンクとしてのストレージタンク
（１）と、中間タンクとしてのサージタンク（２）と、
このサージタンク（２）の後に設置された充填機（３）
とから構成されている。

【００１１】上記ストレージタンク（１）は、シャンプ
ー等の液体（Ｌ）を製造する仕込み室（図示せず）内に
設置され、４０００〜５０００リットル程度の大容量を
もって製造された液体（Ｌ）を貯留するものである。そ
して、このストレージタンク（１）は、仕込み室内に複
数基設置され、上部に設けられた投入口（１ａ）から投
入された液体（Ｌ）を、配管Ａ（４）を介して上記サー
ジタンク（２）内に供給するようになっている。

【００１２】また、サージタンク（２）は、１００リッ
トル程度の小容量に形成され、その上端部が蓋体（５）
によって施蓋されるとともに、側部および底部に上記ス
トレージタンク（１）からの配管Ａ（４）及び充填機
（３）につながる配管Ｂ（６）が接続された構成となっ
ている。このように、サージタンク（２）は、上記スト
レージタンク（１）から配管Ａ（４）を介して供給され
た液体（Ｌ）を、後述する所定の液面レベルをもって一
時的に収容するとともに、この液体（Ｌ）を配管Ｂ
（６）を介して充填機（３）に向けて送液するようにな
っている。そして、充填機（３）は、複数の容器（７）
内に順次液体（Ｌ）を充填する複数の充填ノズル（３
ａ）を備えて構成されている。

【００１３】（８）は、上記ストレージタンク（１）と
サージタンク（２）とを接続する配管Ａ（４）の途中に
配設された供給ポンプであって、後述する制御装置（２
０）により駆動制御されて上記ストレージタンク（１）
内の液体（Ｌ）をサージタンク（２）内に圧送供給する
ようになっている。また、（９）は、上記サージタンク
（２）と充填機（３）とを接続する配管Ｂ（６）の途中
に設けられた送液ポンプであって、同じく制御装置（２
０）により駆動制御されてサージタンク（２）内の液体
（Ｌ）を充填機（３）に送液するようになっている。

【００１４】また、（１０）は、上記サージタンク
（２）と配管Ｂ（６）とに連結して配設されたリリーフ
配管であって、その途中にはリリーフ弁（１１）が配設
されている。このリリーフ弁（１１）は、上記送液ポン
プ（９）から送り出された液体（Ｌ）の圧力がリリーフ
弁（１１）の設定圧を越えたときに開弁し、そのときの
余剰液をリリーフ配管（１０）を介してサージタンク
（２）内にリリーフさせるようになっている。従って、
サージタンク（２）から充填機（３）に供給される液体
（Ｌ）の圧力は、リリーフ弁（１１）の設定圧に保持さ
れ、液体（Ｌ）の充填圧の変動は防止されることとな
る。

【００１５】（１２）は、上記充填機（３）に付設され
た充填停止手段としての電磁弁であって、液体（Ｌ）の
充填時には常時開弁しており、制御装置（２０）からの
信号によって閉弁、再開弁されて液体（Ｌ）の充填を自
動的に停止、再開させるものである。そして、この電磁
弁（１２）は、後述する気泡センサ（１４）によって気
泡の増加が検出されたときに閉弁され、液体（Ｌ）の充
填を自動的に停止させるものである。

【００１６】（１３）は、サージタンク（２）の蓋体
（５）の上からサージタンク（２）内に垂下された低レ
ベルセンサ（１３ａ）と高レベルセンサ（１３ｂ）とを
備える液面センサである。この液面センサ（１３）は、
サージタンク（２）内に収容された液体（Ｌ）の液面レ
ベルが上記低レベルセンサ（１３ａ）と高レベルセンサ
（１３ｂ）との間になるように制御装置（２０）に検出
信号を出力してレベル制御を行うようになっている。

【００１７】（１４）は、気泡検出手段としての気泡セ
ンサである。この気泡センサ（１４）は、サージタンク
（２）の蓋体（５）の上に配設された重量秤（１５）
と、この重量秤（１５）からサージタンク（２）内に垂
下されてサージタンク（２）の底部側まで延びる吊り下
げ紐（１６）と、この吊り下げ紐（１６）の先端側に取
り付けられた球状体（１７）とから構成されている。従
って、吊り下げ紐（１６）により吊り下げられた球状体
（１７）の重量が、重量秤（１５）によって測定される
こととなる。そして、この球状体（１７）としては、サ
ージタンク（２）内に収容された液体（Ｌ）の正規の比
重よりも比重の大きなものが用いられている。

【００１８】このように構成された気泡センサ（１４）
は、重量秤（１５）に示される球状体（１７）の重量
（見かけ重量）の変化により、サージタンク（２）内の
液体に混入した気泡の検出を行うものである。すなわ
ち、球状体（１７）の重量をＷ（ｋｇ）、球状体（１
７）の体積をＺ（ｍｍ³ ）とすると、球状体（１７）の
見かけ重量は（Ｗ−Ｚ×液体（Ｌ）の比重）ｋｇという
ことになる。そして、気泡が混入していない液体（Ｌ）
の比重、つまり正規の比重が１．０５であり、気泡が混
入した液体（Ｌ）の比重を０．９０と仮定すると、気泡
が混入した液体（Ｌ）の見かけ重量（Ｗ−Ｚ×０．９
０）ｋｇの方が、気泡の混入していない液体（Ｌ）の見
かけ重量（Ｗ−Ｚ×１．０５）ｋｇよりも大きいという
ことになるのである。

【００１９】また、上述した液体供給装置における制御
装置（２０）は、マイクロコンピュータ等からなり、図
５に示すように、入力側が上記液面センサ（１３）及び
気泡センサ（１４）に接続され、出力側が上記供給ポン
プ（８）、送液ポンプ（９）および電磁弁（１２）に接
続されている。そして、この制御装置（２０）は、液面
センサ（１３）からの検出信号に基づいて供給ポンプ
（８）の駆動制御処理を行うとともに、気泡センサ（１
４）からの検出信号に基づいて電磁弁（１２）の制御処
理を行う等、各種の制御処理を行うようになっている。

【００２０】以下、上述のように構成された液体供給装
置の作動について説明する。

【００２１】まず、制御装置（２０）からの制御信号に
より供給ポンプ（８）を駆動し、ストレージタンク
（１）内に貯留されている液体（Ｌ）をサージタンク
（２）内に圧送供給する。そして、液体（Ｌ）の供給に
よりサージタンク（２）内の液面レベルが上昇し、液面
センサ（１３）における高レベルセンサ（１３ｂ）の下
端よりも液面が高くなったことが検出されると、制御装
置（２０）にその検出信号が送られる。制御装置（２
０）は、この検出信号を受けると供給ポンプ（８）に停
止信号を出力し、供給ポンプ（８）が停止してストレー
ジタンク（１）からサージタンク（２）への液体（Ｌ）
の供給が中断される。

【００２２】また、制御装置（２０）からの制御信号を
受けて送液ポンプ（９）が駆動することにより、サージ
タンク（２）内に収容された液体（Ｌ）が順次充填機
（３）へと送り出されて充填ノズル（３ａ）から容器
（７）内に充填される。そして、サージタンク（２）内
の液面レベルが低下し、液面センサ（１３）における低
レベルセンサ（１３ａ）の下端よりも液面が低くなった
ことが検出されると、制御装置（２０）にその検出信号
が送られ、制御装置（２０）から上記供給ポンプ（８）
に駆動信号が出力される。こうして、供給ポンプ（８）
が駆動してストレージタンク（１）からサージタンク
（２）への液体（Ｌ）の供給が再開され、液面センサ
（１３）の高レベルセンサ（１３ｂ）の下端まで液体
（Ｌ）が供給される。

【００２３】このように、サージタンク（２）を介して
ストレージタンク（１）からの液体（Ｌ）の供給、充填
機（３）への液体（Ｌ）の送り出しという作動が繰り返
されるうちに、シャンプー等の発泡しやすい液体におい
ては、次々に気泡が発生して液体（Ｌ）の上層に蓄積し
ていくこととなる。そして、図２に示すように、サージ
タンク（２）内の液体（Ｌ）が高レベル位置まで充分に
供給されているときには、気泡（Ｂ）が液面の上層に多
めに溜まっていても問題はなく、また、図３に示すよう
に、サージタンク（２）内の液体（Ｌ）の量が減少して
液面センサ（１３）の低レベル位置までになったときで
あっても、気泡（Ｂ）の量が少ない間は大丈夫である。
しかしながら、図４に示すように、液体（Ｌ）の上層に
多量の気泡（Ｂ）が溜まり、気泡（Ｂ）の層がかなり厚
くなっているときにサージタンク（２）内の液体（Ｌ）
の量が減少した場合には、気泡（Ｂ）が配管Ｂ（６）の
出口近くにまで及んで充填機（３）に送り出す液体
（Ｌ）に混入してしまうこととなる。

【００２４】そこで、このような状態になったことが気
泡センサ（１４）によって検出されるようになってい
る。すなわち、図４においては、サージタンク（２）の
底部近傍に位置せしめられた球状体（１７）が、気泡
（Ｂ）の混入した液体（Ｌ）の中にある状態となってい
る。そして、この気泡（Ｂ）の混入した液体（Ｌ）の比
重は、気泡の混入していない液体（Ｌ）の比重よりも低
くなっているため、図４に示すような状態にある球状体
（１７）の見かけ重量の方が図２及び図３に示す状態に
ある球状体（１７）の見かけ重量よりも大きいというこ
とが重量秤（１５）によって検知される。

【００２５】上記のようにして気泡センサ（１４）の重
量秤（１５）に示される球状体（１７）の重量が大きく
なると、制御装置（２０）に検出信号が出力される。す
ると、制御装置（２０）は、この検出信号に基づき、充
填機（３）に付設されている電磁弁（１２）に閉弁信号
を出力し、電磁弁（１２）を自動的に閉弁させる。こう
して、充填機（３）から容器（７）内への液体（Ｌ）の
充填は強制的に停止されるため、気泡が混入して比重の
低下した液体（Ｌ）が容器（７）内に充填されることが
なくなり、よって充填量不足の問題も解消される。

【００２６】また、このときに、制御装置（２０）から
送液ポンプ（９）に停止信号を出力して送液ポンプ
（９）を一時的に停止させるとともに、供給ポンプ
（８）に駆動信号を出力してストレージタンク（１）か
らサージタンク（２）に液体（Ｌ）を供給することによ
り、液面レベルを上昇させる。そして、気泡センサ（１
４）の重量秤（１５）で球状体（１７）の重量が正規の
値に戻ったことが確認されると、制御装置（２０）から
送液ポンプ（９）に駆動信号が出力されるとともに、電
磁弁（１２）に開弁信号が出力され、充填機（３）によ
る液体（Ｌ）の充填が再開される。また、このようにし
て操業を長時間続けることにより気泡の量が極端に増加
したと判断されたときには、サージタンク（２）の蓋体
（５）を開けて液体（Ｌ）の上層に溜まっている気泡を
取り除くようにする。

【００２７】上記のように構成された液体供給装置によ
れば、時間が経つにつれてサージタンク（２）内の液体
（Ｌ）に混入する気泡が増加して液体（Ｌ）上層の気泡
の層が厚くなり、且つ液体（Ｌ）の量が減少してきたと
きには、気泡センサ（１４）の重量秤（１５）において
球状体（１７）の重量が大きくなったと検出され、その
検出信号に基づいて充填機（３）から容器（７）への液
体（Ｌ）の充填を自動的に停止させることができる。従
って、気泡が混入して比重の低下した液体（Ｌ）が容器
（７）内に充填されることを防止し、充填量不足の問題
を解消することが可能となる。

【００２８】また、ストレージタンク（１）からサージ
タンク（２）内に液体（Ｌ）を追加供給することにより
液面レベルが上昇し、球状体（１７）の重量として重量
秤（１５）に表示される数値が正規の数値に戻ったとき
には、充填機（３）による液体（Ｌ）の充填を自動的に
再開することができる。

【００２９】なお、上記実施例では、ストレージタンク
（１）からサージタンク（２）への液体（Ｌ）の供給を
供給ポンプ（８）によって行う例を挙げたが、この考案
においては、ストレージタンク（１）をサージタンク
（２）よりも高い場所に設置して電磁弁等を用いるよう
にすることもできる。

【００３０】

【考案の効果】以上述べた通り、本考案の液体供給装置
によれば、中間タンク内の液体中に混入した気泡の層が
経時的に厚くなって液体全体の量が減少したときに、容
器への液体の充填を自動的に停止することができるた
め、気泡が混入して比重の低下した液体が容器に充填さ
れることがなく、充填量不足の問題が確実に解消され
る。従って、特に気泡の発生しやすい液体においては、
本考案の液体供給装置を用いることにより液体の充填作
業の効率を大幅に向上させるとともに、品質も顕著に向
上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の液体供給装置の一実施例を示す一部破
断全体図である。

【図２】上記実施例におけるサージタンク内の液体中に
気泡が発生した状態を示す拡大断面図である。

【図３】上記実施例におけるサージタンク内の液体中に
気泡が発生した他の状態を示す拡大断面図である。

【図４】上記実施例におけるサージタンク内の液体中に
気泡が発生したさらに他の状態を示す拡大断面図であ
る。

【図５】上記実施例における制御装置を示す制御ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ ストレージタンク（貯留タンク） ２ サージタンク（中間タンク） ３ 充填機 １２ 電磁弁（充填停止手段） １４ 気泡センサ（気泡検出手段） １５ 重量秤（重量測定手段） １７ 球状体（検出体）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体（Ｌ）を貯留する貯留タンク（１）
   と、貯留タンク（１）から供給される液体（Ｌ）を一時
   的に収容する中間タンク（２）と、中間タンク（２）か
   ら送り出される液体（Ｌ）を容器（７）内に充填する充
   填機（３）とが配管を介して接続された液体供給装置に
   おいて、上記中間タンク（２）に、この中間タンク
   （２）の上部から内部に吊り下げられて中間タンク
   （２）の底部側に位置する検出体（１７）と、この検出
   体（１７）の重量を測定する重量測定手段（１５）とを
   備える気泡検出手段（１４）が設けられ、且つ上記充填
   機（３）には、上記重量測定手段（１５）により測定さ
   れた検出体（１７）の重量測定値が大きくなったときに
   充填機（３）による液体（Ｌ）の充填を停止させる充填
   停止手段（１２）が設けられていることを特徴とする液
   体供給装置。