JP4373261B2 - パルプ入り飲料用液体充填ノズル及びパルプ入り飲料用液体充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に果肉、繊維質といったパルプ入り飲料等の液体を容器に充填するのに好適な液体充填ノズル及び液体充填装置に関する。

従来から、液体充填ノズルの内部に多孔板を設け、充填停止時に液体の表面張力により前記多孔板の各孔に保持して、液垂れの防止が図られている。
液垂れを防止するための従来の多孔板は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、各孔の径は同一に形成されている（後掲特許文献１参照）。

液体の表面張力を維持し、液垂れを防止する役割を有する多孔板は、その各孔の径を余り大きくすることはできず、特に果肉、繊維質といったパルプ入り飲料等液体を充填する場合には、多孔板に目詰まりが生じやすいという問題があった。
そこで、後掲特許文献２では、図７に示すように、多孔板１０１を設置する筒状のノズル本体１０２内部の多孔板１０１設置部断面積Ｓ２を、該多孔板設置部の上流側流路の断面積Ｓ１よりも大きくして、より面積の大きな（従って、孔数が多く開口面積が大きい）多孔板の使用を可能とし、多孔板の目詰まりを防止している。

実公平７−２８１５５号 特開２００１−２０２５号

飲料等液体充填用の容器として、最近では、ＰＥＴボトルが多く用いられるようになってきている。ＰＥＴボトルのような口部の径が小さい容器に液体を充填する場合、充填ノズルの下端開口径の小さなものを採用する必要がある。従い、かかるノズル本体の内部に配置される多孔板についても、その大きさには自ずと制約がある。

そのような制約の中で、液垂れを防止し、同時に液体に混入されている果肉、繊維質等のパルプによる目詰まりが生じ難い液体充填ノズルが求められている。
本発明は、かかる要求を満足する液体充填ノズル及び液体充填装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
（１）容器の口部から液体を充填する筒状のノズル本体と、該ノズル本体内に設けられ、充填停止時の液垂れを抑える多孔板とを具えるパルプ入り飲料用液体充填ノズルにおいて、多孔板の中心部或いはその近傍に形成された孔の径を、外周部に形成された孔の径より大きくした。
（２）上記（１）のパルプ入り飲料用液体充填ノズルにおいて、前記多孔板は前記ノズル本体の内径が上流側より縮小された下流側の位置に固定されているようにした。

（３）上記（１）または（２）のパルプ入り飲料用液体充填ノズルにおいて、前記多孔板に形成された孔の液体流入部断面をＲ形状又はテーパ形状とし、多孔板の厚さ方向中心側から多孔板の液体流れ方向上流側の面に向かって拡大する形状とした。

（４）上記（３）のパルプ入り飲料用液体充填ノズルにおいて、前記多孔板に形成された孔の液体流出部断面をＲ形状又はテーパ形状とし、多孔板の厚さ方向中心側から多孔板の液体流れ方向下流側の面に向かって拡大する形状とした。

（５）上記（１）または（２）のパルプ入り飲料用液体充填ノズルにおいて、前記多孔板は、液体流れ方向に凸の形状とした。

（６）上記（１）または（２）のパルプ入り飲料用液体充填ノズルにおいて、前記多孔板の材質をステンレスまたはフッ素樹脂とし、或いはステンレスの多孔板の表面にＤＬＣコーティングを施した。

（７）液貯槽と、該液貯槽と上記（１）乃至（６）のいずれかのパルプ入り飲料用液体充填ノズルのノズル本体筒状部とを連絡する液体配管と、該液体配管に設けた開閉弁とを備えたパルプ入り飲料用液体充填装置とした。

筒状のノズル本体内部における液体の流速分布は、中心部ほど流速が大きく、外周部に向かうにつれて流速は小さい。上記（１）または（２）の本発明では、多孔板の中心部或いはその近傍に形成された孔径を外周部に形成された孔径より大きくしたため、中心部の流速は更に助長されて大きくなり、液体に混入している果肉や繊維質等パルプが中心部より勢いよく流れ出る為、目詰まりが少なくなる。

上記（３）又は（４）の本発明では、多孔板の孔流入部及び又は流出部の断面形状をＲ形状又はテーパ形状とし、多孔板の厚さ方向中心側から多孔板の液体流れ方向上流側の面及び又は下流側の面に向かって拡大する形状としたことにより、液体に混入している果肉、繊維質等パルプが孔を流下しやすくなり、多孔板の目詰まりを防止できる。

上記（５）の本発明では、多孔板を液体流れ方向に凸の形状としたことで、多孔板上部の流れを強制的に孔径の大きい中心部に集めて、果肉、繊維質等パルプの混入した液体の流下を容易にする。

上記（６）の本発明では、多孔板の材質をステンレス又はフッ素樹脂とし、或いはステンレスの多孔板にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）コーティングを施したことで、多孔板上（面）での摩擦係数が小さくなり、果肉、繊維質等パルプの混入した液体の流下が容易となり、多孔板の目詰まりを防止できる。

上記（７）の本発明では、（１）乃至（６）のいずれかのパルプ入り飲料用液体充填ノズルを用いてパルプ入り飲料用の液体充填装置を構成したことで、液体充填ノズルの目詰まりは防止され、信頼性の高いパルプ入り飲料用液体充填装置となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、充填ノズル（パルプ入り飲料用液体充填ノズル）１を環状に配設した回転式充填機のパルプ入り飲料用液体充填装置を概念的に示したものである。図示省略の充填液タンク（液貯槽）に接続された排出配管２はロータリージョイント３の固定部３Ａに接続されている。このロータリージョイント３の回転部３Ｂは、パルプ入り飲料用液体充填装置の回転部配管４に接続されている。ロータリージョイント３にはスリップリング５が設けられている。

排出配管２の途中には液量調整弁６が設けられている。パルプ入り飲料用液体充填装置の回転部配管４は、円環状のチャンバ７に接続され、チャンバ７には等ピッチに充填ノズル１が取り付けられている。これら各充填ノズル１への分岐配管（液体配管）８には、それぞれ流量計９と開閉弁（液弁）１０が設けられている。回転部３Ｂには制御ユニット１１が充填ノズル１の数と同数設けられ、それぞれ独立して各充填バルブ１の流量計９と開閉弁１０の制御を行う。

充填ノズル１は、図２に示すように、円筒状のノズル本体１２と、液体の表面張力により液保持する多孔板１３と、ノズルチップ１４を有する。ノズルチップ１４の外周面に形成された雄ねじ部が円筒状ノズル本体１２の内周面に形成された雌ねじ部にねじ込まれ、多孔板１３は、円筒状ノズル本体１２の内周面の顎部１５に固定される。なお、１６は、顎部１５と多孔板１３との間に介装されたフッ素樹脂製のパッキンである。

多孔板１３は、図３に示す通り扁平な円盤状をなし、材料としてＳＵＳ３１６が用いられている。ＳＵＳ３１６に代えて、ＳＵＳ３０４やフッ素樹脂製の材料、或いはステンレス材の表面にＤＬＣコーティングを施したものを用いることもできる。尚、フッ素樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等がある。

多孔板１３の板厚ｔは０．４ミリ、そして全体の直径は２１ミリであり、孔が明けられている部分の直径は１５ミリである。
各孔は、フォトエッチング加工により明けられている。孔の直径は、外周部に形成された孔１７が０．５ミリ、中心側に形成された孔１８は１．０ミリである。外周部に形成された小径孔１７のピッチは０．７ミリで、中心側に形成された大径孔１８のピッチは１．２ミリとしている。
前述の通り、多孔板１３の中心側にある孔１８の径を外周部にある孔１７の径よりも大きくしたことにより、中心部の液体の流速が助長されて大きくなる。その結果、液体に混入している果肉や繊維質等パルプが中心部から勢いよく流れ、目詰まりを少なくすることができる。

図４に多孔板の他の実施形態を示す。この多孔板１３ａは、図４に示す実施形態と同様に中心側にある孔の径を外周部にある孔の径よりも大きくしてあるが、多孔板の側面形状が液体の流れ方向に湾曲した凸形状をなしている。湾曲部の曲率半径は８ミリとしている。多孔板１３ａでは、流れ方向に凸形状としたことにより、多孔板１３ａ上の流れを強制的に孔径の大きい中心部に集めて、果肉、繊維質等パルプの混入した液体の流下を容易にする。
各孔径が中央部から外周部にかけて同一に形成された多孔板であっても、流れ方向に湾曲した凸形状とすることにより同様の効果を期待できる。

図５にさらに別の多孔板の実施形態を示す。この多孔板１３ｂの各孔径は、中央部から外周部にかけて同一に形成されている。図５（Ｂ）〜（Ｅ）に孔断面の形状を示す。図５（Ｂ）に示すものは、液体流入部断面をＲ形状としたものである。図５（Ｃ）に示すものは、液体流入断面をテーパ形状としたものである。このように多孔板の厚さ方向中心側から多孔板の液体流れ方向上流側の面に向かって拡大する形状としたことにより、液体に混入している果肉、繊維質等パルプが孔を流下しやすくなり、多孔板の目詰まりを防止できる。

図５（Ｄ）に示すものは、液体流入部断面、流出部断面をそれぞれＲ形状としたものである。また、図５（Ｅ）に示すものは、液体流入部断面、流出部断面それぞれをテーパ形状としたものである。流入部断面に加えて流出部断面もＲ形状又はテーパ形状としたことにより、一層、果肉、繊維質等パルプが孔を流下しやすくなり、多孔板の目詰まりを防止できる。
中心側にある孔の径を外周部にある孔の径よりも大きくした多孔板でも、各孔の断面形状を、多孔板の厚さ方向中心側から多孔板の液体流れ方向上流側の面に向かって拡大する形状とすることにより、或いはまた、流入部断面に加えて流出部断面もＲ形状又はテーパ形状とすることにより、果肉、繊維質等パルプが孔を流下しやすくなり、一層多孔板の目詰まりを防止できる。

は本発明の充填ノズル（パルプ入り飲料用液体充填ノズル）を環状に配設した回転式充填機のパルプ入り飲料用液体充填装置の概念図である。 は本発明の充填ノズル（パルプ入り飲料用液体充填ノズル）の断面図である。（Ａ）に全体断面図を示し、（Ｂ）にその先端部断面の拡大図を示す。 は、本発明の多孔板にかかる一実施形態を示す図である。 は、本発明の多孔板にかかる他の実施形態を示す図である。 は、本発明の多孔板に明けられる孔の断面形状を示す図である。 は、従来の多孔板の孔形状を示す図である。 は、従来の充填ノズルの断面図である。

１ 充填ノズル
２ 排出配管
３ ロータリージョイント
３Ａ 回転部
３Ｂ 固定部
４ 回転部配管
５ スリップリング
６ 液量調整弁
７ チャンバ
８ 分岐配管（液体配管）
９ 流量計
１０ 開閉弁（液弁）
１１ 制御ユニット
１２ ノズル本体
１３、１３ａ、１３ｂ 多孔板
１４ ノズルチップ
１５ 顎部
１６ パッキン
１７ 孔（小径孔）
１８ 孔（大径孔）
１０１ 多孔板
１０２ ノズル本体

Claims (7)

1. 容器の口部から液体を充填する筒状のノズル本体と、該ノズル本体内に設けられ、充填停止時の液垂れを抑える多孔板とを具えるパルプ入り飲料用液体充填ノズルにおいて、前記多孔板の中心部或いはその近傍に形成された孔の径を、外周部に形成された孔の径より大きくしたことを特徴とするパルプ入り飲料用液体充填ノズル。
2. 前記多孔板は前記ノズル本体の内径が上流側より縮小された下流側の位置に固定されていることを特徴とする請求項１記載のパルプ入り飲料用液体充填ノズル。
3. 前記多孔板に形成された孔の液体流入部断面をＲ形状又はテーパ形状とし、多孔板の厚さ方向中心側から多孔板の液体流れ方向上流側の面に向かって拡大する形状としたことを特徴とする請求項１または２記載のパルプ入り飲料用液体充填ノズル。
4. 前記多孔板に形成された孔の液体流出部断面をＲ形状又はテーパ形状とし、多孔板の厚さ方向中心側から多孔板の液体流れ方向下流側の面に向かって拡大する形状としたことを特徴とする請求項３記載のパルプ入り飲料用液体充填ノズル。
5. 前記多孔板は、液体流れ方向に凸の形状であることを特徴とする請求項１または２記載のパルプ入り飲料用液体充填ノズル。
6. 前記多孔板の材質をステンレス又はフッ素樹脂とし、或いはステンレスの多孔板の表面にＤＬＣコーティングを施したことを特徴とする請求項１または２記載のパルプ入り飲料用液体充填ノズル。
7. 液貯槽と、該液貯槽と請求項１乃至６記載のいずれかのパルプ入り飲料用液体充填ノズルのノズル本体筒状部とを連絡する液体配管と、該液体配管に設けた開閉弁とを備えることを特徴とするパルプ入り飲料用液体充填装置。

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