JP6156639B2 - Defoaming device - Google Patents

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Description

本願発明は、内容物表面上の泡の消去、特に、金属缶、プラスチック製カップ、トレー状容器、PETボトル、ボトル缶或いはガラス瓶などの各種容器に飲料などの内容物を充填する際に発生する泡を消泡するのに好適な消泡装置に関する。   The present invention occurs when the contents on the surface of the contents are erased, particularly when various contents such as metal cans, plastic cups, tray-like containers, PET bottles, bottle cans or glass bottles are filled with contents such as beverages. The present invention relates to a defoaming apparatus suitable for defoaming bubbles.

各種容器入り飲料(缶詰飲料、PETボトル詰め飲料、瓶詰め飲料など)の充填工程は、一般に充填機において正立した容器に上方から飲料を充填し、次に密封装置(巻締機・キャッパーなど)で蓋、或いはキャップにより密封する。そして、飲料の品質を保持し、フレーバーを向上させる重要な因子として、密封容器内の残存酸素量の低減があり、特に、容器内のヘッドスペースから酸素を除去することが重要である。
これを実現するため、密封直前のアンダーカバーガッシングなどのガス置換による脱酸素技術が開発され用いられている。一方、容器入り飲料は大量に消費される製品であることから充填工程の高速化が追及され、缶詰飲料の場合、毎分1000缶〜2000缶を製造する高速ラインが実用化されており、このような高速ラインの飲料の充填において容器内に泡が発生する。
The filling process for beverages in various containers (canned beverages, PET bottled beverages, bottled beverages, etc.) generally fills upright containers in the filling machine from the top, and then seals (winding machines, cappers, etc.) Seal with a lid or cap. As an important factor for maintaining the quality of the beverage and improving the flavor, there is a reduction in the amount of residual oxygen in the sealed container, and in particular, it is important to remove oxygen from the head space in the container.
In order to realize this, a deoxygenation technique by gas replacement such as undercover gassing immediately before sealing has been developed and used. On the other hand, since beverages in containers are products that are consumed in large quantities, speeding up of the filling process has been pursued, and in the case of canned beverages, a high-speed line for producing 1000 cans to 2000 cans per minute has been put into practical use. Bubbles are generated in the container when filling a beverage in such a high-speed line.

この泡の発生挙動、及び発生した泡の消滅挙動は、個々の飲料の性質や充填条件によって異なるが、一般的に、生産速度が速くなるほど、泡が多く発生し、かつ、泡が消滅するまでに十分な時間がとれず、泡が残った状態で密封が行われることになる。
また、泡内の酸素はヘッドスペースのガス置換では除去できないのでヘッドスペースの酸素量低減を妨げる。
特に、ガス置換による脱酸素技術が向上した現在では、残存酸素量の主因となっている。
現状では泡を抑制するために、飲料処方に消泡剤を混合する手法が用いられるが、飲料等の内容物の味に影響を与える場合があり、このため、充填から密封までの間に泡を消滅させる有効な消泡技術が求められている。
The foam generation behavior and the foam disappearance behavior vary depending on the properties and filling conditions of individual beverages. Generally, the higher the production speed, the more foam is generated and the foam disappears. Therefore, sufficient time cannot be taken, and sealing is performed with bubbles remaining.
Further, since oxygen in the bubbles cannot be removed by headspace gas replacement, reduction of the amount of oxygen in the headspace is hindered.
In particular, at the present time when the deoxygenation technology by gas replacement is improved, it is the main cause of the residual oxygen amount.
Currently, in order to suppress foam, a method of mixing an antifoaming agent is used in the beverage formulation, but it may affect the taste of the contents such as beverages. There is a need for an effective defoaming technique that eliminates odor.

そこで、本出願人は、パルス状レーザー光のレーザー誘起ブレークダウンの衝撃によって発生するパルス状音波が消泡に対して優れた効果を発揮することを見出し、パルス状音波を用いて泡沫を破壊して消泡する消泡方法を提案した(特許文献1)。
また、本出願人は、パルス状レーザー光のレーザー誘起ブレークダウンの衝撃によって発生するパルス状音波を、パルス状音波の音響導波管の内周面における反射波を含めて音響導波管を用いて内容物表面方向に向けることにより、パルス状音波の消泡時における利用効率を高め、集光光学系等の配置の自由度を高めて汚染を防止し、効果的な消泡効果が得られる消泡方法及びこれらを具現化する消泡装置を提案した(特許文献2)。
Therefore, the present applicant has found that the pulsed sound wave generated by the impact of the laser-induced breakdown of the pulsed laser beam exhibits an excellent effect on defoaming and destroys the foam using the pulsed sound wave. A defoaming method for defoaming was proposed (Patent Document 1).
In addition, the applicant of the present invention uses an acoustic waveguide that includes a pulsed sound wave generated by a laser-induced breakdown impact of a pulsed laser beam, including a reflected wave of the pulsed sound wave on the inner peripheral surface of the acoustic waveguide. By turning it toward the surface of the contents, the use efficiency of the pulsed sound wave at the time of defoaming is increased, the degree of freedom of arrangement of the condensing optical system etc. is increased to prevent contamination, and an effective defoaming effect is obtained. An antifoaming method and an antifoaming device embodying these methods have been proposed (Patent Document 2).

図4はその上記特許文献2で公知の消泡装置の基本的な形態における動作原理を模式的に示している。
図中、500は消泡装置であり、パルス状の光Lを発生するパルス状レーザー光発振装置510、該パルス状レーザー光発振装置510より発振されたパルス状レーザー光Lを焦点Sに集光する集光光学系520、及び音響導波管530とから構成されている。
消泡装置500は、容器Aへの内容物Cの密封充填ラインにおいて、内容物Cが充填された容器Aを密封装置に搬送するコンベヤの上方、または密封装置内の封止前の容器通過位置の上方に音響導波管530が垂直となるように配置され、該音響導波管530の軸心方向からパルス状レーザー光Lを照射するように、パルス状レーザー光発振装置510及び集光光学系520が配置されている。
FIG. 4 schematically shows the operation principle in the basic form of the defoaming device known in Patent Document 2 described above.
In the figure, reference numeral 500 denotes a defoaming device, which is a pulsed laser beam oscillation device 510 that generates pulsed light L, and the pulsed laser beam L oscillated from the pulsed laser beam oscillation device 510 is focused on a focal point S. The light collecting optical system 520 and the acoustic waveguide 530.
The defoaming device 500 is located above the conveyor that transports the container A filled with the contents C to the sealing device in the sealed filling line of the content C into the container A, or the container passage position before sealing in the sealing device. The pulsed laser beam oscillation device 510 and the condensing optics are arranged so that the acoustic waveguide 530 is vertically disposed above the laser beam irradiating the pulsed laser beam L from the axial center direction of the acoustic waveguide 530. A system 520 is arranged.

音響導波管530は、レーザー光入射孔534側のテーパ部532と開口部531側のストレート部533からなり、前記テーパ部532はパルス状レーザー光の少なくとも焦点S或いはその近傍から前記開口部531に向かって内周面の内径が増加するように形成されている。
そして、集光光学系520により集光されたパルス状レーザー光Lは、音響導波管530の前記テーパ部532の内部空間に前記焦点Sが位置するようにレーザー光入射孔534から内部に照射される。
レーザー光の焦点S側に音響導波管530のテーパ部532を設けることにより、音響導波管530の内周面に向かうパルス状音波Pは、音響導波管530の軸心方向との角度が小さくなるように反射されて開口部531側に向けて進行し、パルス状音波Pの進行する各方向の前記反射波がほとんど時間差を生じることなく開口部531に向けて進行する。
The acoustic waveguide 530 includes a taper portion 532 on the laser beam incident hole 534 side and a straight portion 533 on the opening portion 531 side, and the taper portion 532 has the opening portion 531 from at least the focal point S of pulsed laser light or the vicinity thereof. It is formed so that the inner diameter of the inner peripheral surface increases toward.
The pulsed laser light L condensed by the condensing optical system 520 is irradiated from the laser light incident hole 534 so that the focal point S is located in the internal space of the tapered portion 532 of the acoustic waveguide 530. Is done.
By providing the tapered portion 532 of the acoustic waveguide 530 on the focal point S side of the laser light, the pulsed sound wave P toward the inner peripheral surface of the acoustic waveguide 530 is angled with the axial direction of the acoustic waveguide 530. Is reflected so as to be small and travels toward the opening 531, and the reflected wave in each direction in which the pulsed sound wave P travels travels toward the opening 531 with almost no time difference.

国際公開2007−086339号公報International Publication No. 2007-086339 特開2012−183521号公報JP2012-183521A

前記特許文献2等で公知の音響導波管を用いた消泡技術は、パルス状音波の消泡時における利用効率を高めつつ、集光光学系等の配置の自由度を高めて汚染を防止することが可能であるが、破泡した泡の飛沫などが音響導波管に付着し、付着した飛沫が液滴となって音響導波管の表面を下方に流れ下端縁から滴下するため、この滴下した液滴が容器内に再混入するという問題があった。
このような事態を防止するために、音響導波管に付着する飛沫の量を減らしたり、液滴となって滴下する前に付着した飛沫を除去することが考えられる。
The defoaming technique using an acoustic waveguide known in Patent Document 2 and the like increases the degree of freedom of arrangement of the condensing optical system and the like while preventing the contamination while increasing the efficiency of use of the pulsed sound wave when defoaming. It is possible, but because the foam droplets of broken bubbles adhere to the acoustic waveguide, the adhered droplets become droplets and flow down the surface of the acoustic waveguide and drop from the lower edge, There was a problem that the dropped droplets were mixed again in the container.
In order to prevent such a situation, it is conceivable to reduce the amount of droplets adhering to the acoustic waveguide, or to remove the droplets adhering before dropping as droplets.

しかしながら、音響導波管に付着する破泡した泡の飛沫を減らすためには、音響導波管の下端を内容物表面から遠ざけるか、パルス状音波の出力を下げて飛沫の飛散量を減少させる必要があるが、いずれの対策でも消泡効率が低下する。
また、音響導波管の下端を内容物表面から遠ざけた場合、破泡した泡の飛沫の周囲への飛散が増加する。
また、液滴が音響導波管の下端縁から滴下する前に付着した破泡した泡の飛沫を除去するためには、一定間隔で充填ラインを一時停止し、音響導波管を洗浄あるいは交換する必要が生じ、充填ラインの高速化の妨げとなる。
However, in order to reduce the splash of foam that has broken bubbles adhering to the acoustic waveguide, the lower end of the acoustic waveguide is moved away from the surface of the contents, or the output of pulsed sound waves is lowered to reduce the amount of splashed splash. Although necessary, defoaming efficiency decreases with either measure.
Moreover, when the lower end of the acoustic waveguide is moved away from the contents surface, scattering of the broken bubbles to the surroundings increases.
In addition, in order to remove splashes of broken bubbles adhering before droplets drop from the lower edge of the acoustic waveguide, the filling line is temporarily stopped at regular intervals, and the acoustic waveguide is washed or replaced. It becomes a hindrance to speeding up the filling line.

本発明は、前記した消泡技術における問題点を解決するものであり、容器内に充填された内容物表面の上方から泡沫を破壊するパルス状音波を放射する音響導波管を有する消泡装置において、消泡効率を低下させたり、破泡した泡の飛沫の周囲への飛散を増加させることなく、かつ、充填ラインの高速化を妨げることなく、滴下した液滴が容器内に混入することを防止する消泡装置を提供することを目的とするものである。   The present invention solves the problems in the defoaming technique described above, and has a defoaming device having an acoustic waveguide that emits a pulsed sound wave that breaks the foam from above the surface of the contents filled in the container. In this case, the dropped droplets are mixed in the container without reducing the defoaming efficiency, increasing the scattering of the foam that has broken bubbles, and preventing the speed of the filling line from being increased. An object of the present invention is to provide an anti-foaming device that prevents the above-described problem.

本請求項1に係る発明は、容器内に充填された内容物表面の上方から泡沫を破壊するパルス状音波を放射する音響導波管を有する消泡装置であって、前記音響導波管は、内容物表面側の開口側下端縁が水平面に対して傾斜して設けられ、前記開口側下端縁の傾斜側の最下方には、外周側に延びる誘導片を有し、前記誘導片の下端縁は、外周側に向かって前記開口側下端縁と同方向に傾斜していることにより、前記課題を解決するものである。   The invention according to claim 1 is a defoaming device having an acoustic waveguide that emits a pulsed sound wave that breaks foam from above the surface of the contents filled in the container, wherein the acoustic waveguide is The lower end edge of the opening on the surface side of the contents is provided to be inclined with respect to the horizontal plane, and the lower end of the lower end edge of the opening side has a guide piece extending to the outer peripheral side, and the lower end of the guide piece The edge is inclined in the same direction as the lower end edge on the opening side toward the outer peripheral side, thereby solving the problem.

本請求項2に係る発明は、請求項1に係る消泡装置の構成に加え、前記音響導波管が、円筒状で中心軸が垂直方向に延びるように設けられていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項3に係る発明は、請求項2に係る消泡装置の構成に加え、前記開口側下端縁が、中心軸を含む所定の平面を中心に両側方に向けて傾斜するように形成され、前記開口側下端縁の両側方の傾斜側の最下方には、それぞれ、前記誘導片を有することにより、前記課題を解決するものである。
本請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに係る消泡装置の構成に加え、前記開口側下端縁が、前記容器が搬送される方向と所定の角度を有する方向に傾斜して設けられ、前記誘導片が、前記容器の開口が通過する領域の外側まで延びていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに係る消泡装置の構成に加え、前記開口側下端縁の水平面に対する傾斜角度が、15°以上30°以下であることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項6に係る発明は、請求項5に係る消泡装置の構成に加え、前記開口側下端縁の水平面に対する傾斜角度が、15°以上30°以下であることにより、前記課題を解決するものである。
In the invention according to claim 2, in addition to the configuration of the defoaming device according to claim 1, the acoustic waveguide is provided so as to have a cylindrical shape and a central axis extending in a vertical direction. Is a solution.
In addition to the configuration of the defoaming device according to claim 2, the invention according to claim 3 is formed such that the lower end edge on the opening side is inclined toward both sides around a predetermined plane including the central axis. The above-mentioned problems are solved by having the guide pieces at the lowermost positions on the inclined sides on both sides of the lower edge on the opening side.
In addition to the configuration of the defoaming device according to any one of claims 1 to 3, the invention according to claim 4 has a direction in which the lower edge on the opening side has a predetermined angle with the direction in which the container is conveyed. And the guide piece extends to the outside of a region through which the opening of the container passes.
In addition to the configuration of the defoaming device according to any one of claims 1 to 4, the invention according to claim 5 has an inclination angle of the lower end edge of the opening side with respect to the horizontal plane of 15 ° or more and 30 ° or less. Thus, the problem is solved.
In addition to the configuration of the defoaming device according to claim 5, the invention according to claim 6 solves the above-mentioned problem by the inclination angle of the lower edge of the opening side with respect to the horizontal plane being 15 ° or more and 30 ° or less. Is.

本請求項7に係る発明は、容器内に充填された内容物表面の上方から泡沫を破壊するパルス状音波を放射する音響導波管であって、前記音響導波管は、内容物表面側の開口側下端縁が水平面に対して傾斜して設けられ、前記開口側下端縁の傾斜側の最下方には、外周側に延びる誘導片を有し、前記誘導片の下端縁は、外周側に向かって前記開口側下端縁と同方向に傾斜していることにより、前記課題を解決するものである。   The invention according to claim 7 is an acoustic waveguide that emits a pulsed sound wave that destroys foam from above the contents surface filled in the container, and the acoustic waveguide is on the contents surface side. The lower end edge of the opening side is provided inclined with respect to a horizontal plane, and has a guide piece extending to the outer peripheral side at the lowermost part on the inclined side of the lower end edge of the opening side. The above-mentioned problem is solved by inclining in the same direction as the lower edge of the opening side.

本請求項1に係る消泡装置および本請求項7に係る音響導波管によれば、音響導波管の内容物表面側の開口側下端縁が水平面に対して傾斜して設けられていることにより、音響導波管に付着した破泡した泡の飛沫などが液滴となって流れる際に、開口側下端縁に達した後、途中で滴下することなく開口側下端縁に沿って傾斜側の最下方に誘導される。
そして、開口側下端縁の傾斜側の最下方には、外周側に向かって開口側下端縁と同方向に傾斜した下端縁を有する誘導片が設けられているため、さらに、液滴は途中で滴下することなく誘導片の下端縁に沿って外周側まで誘導された後に、誘導片の先端から滴下する。
このことで、音響導波管に付着した破泡した泡の飛沫などが液滴となっても、容器の開口の上部以外の位置まで誘導して滴下させることができ、滴下した液滴が容器内に混入することを防止することができる。
According to the defoaming device according to the first aspect and the acoustic waveguide according to the seventh aspect, the opening-side lower end edge on the content surface side of the acoustic waveguide is provided to be inclined with respect to the horizontal plane. As a result, when the broken foam droplets adhering to the acoustic waveguide flow as droplets, they reach the opening side lower edge and then tilt along the opening side lower edge without dropping in the middle. Guided to the lowest side.
And since the guide piece which has the lower end edge inclined in the same direction as the lower end edge of the opening side toward the outer peripheral side is provided at the lowermost part on the inclined side of the lower end edge of the opening side, the liquid droplet After being guided to the outer peripheral side along the lower edge of the guide piece without dripping, it is dropped from the tip of the guide piece.
As a result, even if the bubble of broken foam attached to the acoustic waveguide becomes a liquid droplet, it can be guided and dropped to a position other than the upper part of the opening of the container. It can prevent mixing in.

また、音響導波管の下端を内容物表面から遠ざけたり、パルス状音波の出力を下げる必要がないため消泡効率が低下することはなく、破泡した泡の飛沫の周囲への飛散が増加することもない。
また、音響導波管に付着した破泡した泡の飛沫を除去する必要がないため、音響導波管を洗浄あるいは交換するために充填ラインを一時停止する必要はなく、充填ラインの高速化を妨げることもない。
さらに、液滴が滴下する位置が誘導片の先端位置に固定されるため、滴下した液滴の処理が容易となり、充填ラインの汚損等を防止することが可能となる。
In addition, there is no need to move the lower end of the acoustic waveguide away from the contents surface or reduce the output of pulsed sound waves, so the defoaming efficiency will not decrease, and the scattering of bubbles that have broken bubbles will increase. I don't have to.
In addition, since it is not necessary to remove the splashes of broken bubbles adhering to the acoustic waveguide, there is no need to temporarily stop the filling line in order to clean or replace the acoustic waveguide. There is no hindrance.
Furthermore, since the position where the droplet drops is fixed at the tip position of the guide piece, it becomes easy to process the dropped droplet, and the filling line can be prevented from being damaged.

本請求項2に記載の構成によれば、音響導波管が、円筒状で中心軸が垂直方向に延びるように設けられていることにより、パルス状音波を、容器内に充填された内容物表面に向かって上方から均等に放射することができ、さらに、消泡効率の低下を防止することができる。
本請求項3に記載の構成によれば、開口側下端縁が、中心軸を含む所定の平面を中心に両側方に向けて傾斜するように形成されていることにより、開口側下端縁と容器内に充填された内容物表面との距離が遠ざかる部分を減らすことができ、さらに、消泡効率の低下を防止することができる。
本請求項4に記載の構成によれば、誘導片が容器の開口が通過する領域の外側まで延びていることにより、誘導片の外周側先端から液滴を滴下させて、確実に容器内に混入することを防止することができる。
According to the configuration of the second aspect of the invention, the acoustic waveguide is provided in a cylindrical shape so that the central axis extends in the vertical direction, so that the pulsed sound wave is filled in the container. It can radiate | emit uniformly toward the surface from upper direction, and also the fall of defoaming efficiency can be prevented.
According to the configuration of the third aspect of the present invention, the opening-side lower end edge and the container are formed such that the opening-side lower end edge is inclined toward both sides about a predetermined plane including the central axis. It is possible to reduce the portion where the distance from the surface of the contents filled in is increased, and to prevent the defoaming efficiency from being lowered.
According to the configuration of the present invention, since the guide piece extends to the outside of the region through which the opening of the container passes, a droplet is dropped from the outer peripheral side tip of the guide piece, so that the guide piece is surely placed in the container. Mixing can be prevented.

本請求項5に記載の構成によれば、開口側下端縁の水平面に対する傾斜角度が、15°以上30°以下であることにより、音響導波管に付着した破泡した泡の飛沫などに起因する液滴を途中で滴下させることなく、開口側下端縁に沿って確実に傾斜側の最下方に誘導し、さらに、誘導片の下端縁に沿って外周側まで誘導されて誘導片の先端から滴下させることができる。
また、開口側下端縁と容器内に充填された内容物表面との距離が遠ざかる部分を減らし、消泡効率の低下を確実に防止することができる。
すなわち、傾斜角度が15°より小さいと、内容物の粘度や温度等の条件によっては液滴が開口側下端縁の途中で滴下する可能性があり、また、傾斜角度が30°より大きい場合、開口側下端縁の最も高い位置で容器内に充填された内容物表面との距離が遠ざかり、容器の直径や容器内での液面高さ等の条件によっては、パルス状音波が側方にも放射されて消泡効率の低下が発生する可能性がある。
したがって、本請求項5に記載の構成によって、さらに確実に、滴下した液滴が容器内に混入することを防止し、消泡効率の低下を防止することができる。
According to the configuration of the fifth aspect of the invention, the inclination angle of the lower edge of the opening side with respect to the horizontal plane is 15 ° or more and 30 ° or less, which is caused by splashes of broken bubbles attached to the acoustic waveguide. Without causing the liquid droplet to drop in the middle, it is reliably guided to the lowermost side on the inclined side along the lower edge of the opening side, and further guided to the outer peripheral side along the lower edge of the guide piece from the tip of the guide piece Can be dripped.
Moreover, the part where the distance of the opening side lower end edge and the content surface with which the container was filled increases can be reduced, and the fall of defoaming efficiency can be prevented reliably.
That is, if the tilt angle is less than 15 °, depending on conditions such as the viscosity and temperature of the contents, there is a possibility that the droplet may drop in the middle of the opening side lower edge, and if the tilt angle is greater than 30 °, Depending on conditions such as the diameter of the container and the level of the liquid level in the container, the pulsed sound wave may be generated laterally at the highest position of the lower edge on the opening side. There is a possibility that the defoaming efficiency will decrease due to radiation.
Therefore, with the configuration according to the fifth aspect, it is possible to more reliably prevent the dropped liquid droplet from being mixed into the container and prevent the defoaming efficiency from being lowered.

本請求項6に記載の構成によれば、開口側下端縁および誘導片の下端縁の水平面に対する傾斜角度が、15°以上30°以下であることにより、音響導波管に付着した破泡した泡の飛沫などに起因する液滴を途中で滴下させることなく、開口側下端縁に沿って確実に傾斜側の最下方に誘導し、さらに、誘導片の下端縁に沿って外周側まで円滑に確実に誘導されて誘導片の先端から滴下させることができる。
したがって、本請求項6に記載の構成によって、より一層、確実に、滴下した液滴が容器内に混入することを防止し、消泡効率の低下を防止することができる。
According to the configuration of the sixth aspect of the invention, when the inclination angle of the lower end edge of the opening side and the lower end edge of the guide piece with respect to the horizontal plane is 15 ° or more and 30 ° or less, bubbles adhering to the acoustic waveguide are broken. Without causing droplets due to foam splashing to the middle, it is surely guided along the lower end edge on the opening side to the lowermost side on the inclined side, and further smoothly along the lower end edge of the guide piece to the outer peripheral side It can be reliably guided and dropped from the tip of the guide piece.
Therefore, with the configuration according to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent the dropped liquid droplets from being mixed into the container, and to prevent the defoaming efficiency from being lowered.

本発明の一実施形態に係る消泡装置の側方視断面概略図。1 is a schematic cross-sectional side view of a defoaming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る消泡装置を上方から見た概略図。The schematic diagram which looked at the defoaming device concerning one embodiment of the present invention from the upper part. 本発明の他の実施形態に係る消泡装置の側方視断面概略図。Side view sectional schematic of the defoaming apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 従来の消泡装置の側方視断面概略図。Side view sectional schematic of the conventional defoaming apparatus.

本発明の消泡装置は、容器内に充填された内容物表面の上方から泡沫を破壊するパルス状音波を放射する音響導波管を有する消泡装置であって、音響導波管は、内容物表面側の開口側下端縁が水平面に対して傾斜して設けられ、開口側下端縁の傾斜側の最下方には、外周側に延びる誘導片を有し、誘導片の下端縁は、外周側に向かって前記開口側下端縁と同方向に傾斜しているものである。   The antifoaming device of the present invention is an antifoaming device having an acoustic waveguide that emits a pulsed sound wave that breaks foam from above the surface of the contents filled in the container, and the acoustic waveguide has the contents The opening lower end edge on the object surface side is provided to be inclined with respect to the horizontal plane, the lowermost edge on the inclined side of the opening lower end edge has a guide piece extending to the outer peripheral side, and the lower end edge of the guide piece is the outer periphery It inclines in the same direction as the said opening side lower end edge toward the side.

図1は、本発明の一実施形態を示すものである。
本実施形態の消泡装置100は、図1に示すように、音響導波管130の開口部131近傍を除いて、前述した公知の特許文献2に記載消泡装置500と同様の構成である(図1において、同一部材には500番代に代えて100番代の符号を付した。)。
音響導波管130は、円筒状で中心軸が垂直方向に延びるように設けられ、容器Aの内容物Cの表面側の開口側下端縁135が中心軸を含む所定の平面を中心に両側方に向けて傾斜するように形成されている。
開口側下端縁135の両側方の傾斜側の最下方には、それぞれ、外周側に延びる誘導片140を有し、誘導片140の下端縁141は、外周側に向かって開口側下端縁135と同方向に傾斜している。
開口側下端縁135の水平面に対する傾斜角度θは、側方視で、約20°に設定され、特に好ましくは、開口側下端縁135および誘導片140の下端縁141の水平面に対する傾斜角度θは、側方視で、約20°に設定されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the defoaming apparatus 100 of the present embodiment has the same configuration as the defoaming apparatus 500 described in the known patent document 2 except for the vicinity of the opening 131 of the acoustic waveguide 130. (In FIG. 1, the same members are denoted by reference numerals in the 100s instead of the 500s).
The acoustic waveguide 130 is cylindrical and is provided so that the central axis extends in the vertical direction. The opening-side lower end edge 135 on the surface side of the contents C of the container A is on both sides of a predetermined plane including the central axis. It is formed so that it inclines toward.
At the lowermost side of the inclined side on both sides of the opening-side lower edge 135, there is a guide piece 140 extending to the outer peripheral side, and the lower end edge 141 of the guide piece 140 is connected to the opening-side lower end edge 135 toward the outer peripheral side. Inclined in the same direction.
The inclination angle θ of the opening side lower edge 135 with respect to the horizontal plane is set to about 20 ° in a side view, and particularly preferably, the inclination angle θ of the opening side lower edge 135 and the lower edge 141 of the guide piece 140 with respect to the horizontal plane is It is set to about 20 ° in side view.

このことにより、音響導波管130に付着した破泡した泡の飛沫などが液滴となって流れる際に、開口側下端縁135に達した後、途中で滴下することなく開口側下端縁135に沿って傾斜側の最下方に誘導され、さらに、誘導片140の下端縁141に沿って外周側まで誘導された後に、誘導片140の先端から滴下する。
本実施形態にかかる消泡装置100は、図2に示すように、充填ライン中において、容器Aの移動方向と直角の方向に誘導片140が延びるように設置され、かつ、誘導片140の先端が、容器Aの開口Dが通過する領域Rの外側まで延びるように形成されているため、どのようなタイミングで液滴が滴下しても、容器A内に再混入することはない。
また、滴下する位置が固定されるため、滴下した液滴の処理が容易となり、充填ラインの汚損等を防止することが可能となる。
なお、図2に示す例では、誘導片140の延びる方向を容器Aの移動方向と直角の方向としたが、誘導片140の先端が容器Aの開口Dが通過する領域Rの外側まで延びるように設置されていれば直角以外の方向であってもよい。
また、容器Aの移動経路が円弧状等、直線でない場合でも、誘導片140の先端が容器Aの開口Dが通過する領域Rの外側まで延びるように設置されていればよい。
As a result, when the broken foam droplets adhering to the acoustic waveguide 130 flow as droplets, after reaching the opening-side lower edge 135, the opening-side lower edge 135 is not dropped on the way. Along the lower end edge 141 of the guide piece 140 to the outer peripheral side, and then dripped from the tip of the guide piece 140.
As shown in FIG. 2, the defoaming apparatus 100 according to this embodiment is installed so that the guide piece 140 extends in a direction perpendicular to the moving direction of the container A in the filling line, and the tip of the guide piece 140. However, since it is formed so as to extend to the outside of the region R through which the opening D of the container A passes, it does not re-mix into the container A regardless of the timing at which the droplets drip.
In addition, since the dropping position is fixed, it becomes easy to process the dropped droplet, and it is possible to prevent the filling line from being damaged.
In the example shown in FIG. 2, the direction in which the guide piece 140 extends is a direction perpendicular to the moving direction of the container A, but the tip of the guide piece 140 extends to the outside of the region R through which the opening D of the container A passes. It may be in a direction other than a right angle as long as it is installed.
Even if the moving path of the container A is not a straight line such as an arc, the guide piece 140 may be installed so that the tip of the guide piece 140 extends to the outside of the region R through which the opening D of the container A passes.

本実施形態では、開口側下端縁135、あるいは、開口側下端縁135および誘導片140の下端縁141の水平面に対する傾斜角度θを約20°としたが、内容物の粘度や消泡効率によって適宜設定可能であり、15°以上30°以下が好ましい。
また、図3に示すように、音響導波管130aの開口側下端縁135を、一側方にのみ傾斜するように形成し、誘導片140を1つのみ設けるように構成してもよい。
さらに、図1、図3に示す実施形態では、音響導波管130、130aの開口側下端縁135の傾斜が側方から見て直線状としたが、法線方向から見て一定角度となるように形成されていてもよく、側方、法線方向いずれから見ても途中で傾斜角度が変化するものであってもよい。
In the present embodiment, the inclination angle θ with respect to the horizontal plane of the opening-side lower edge 135 or the opening-side lower edge 135 and the lower edge 141 of the guide piece 140 is set to about 20 °, but may be appropriately determined depending on the viscosity of the contents and the defoaming efficiency. It can be set and is preferably 15 ° or more and 30 ° or less.
As shown in FIG. 3, the opening-side lower edge 135 of the acoustic waveguide 130a may be formed so as to be inclined only to one side, and only one guide piece 140 may be provided.
Further, in the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 3, the inclination of the lower end edge 135 on the opening side of the acoustic waveguides 130 and 130a is linear when viewed from the side, but becomes a constant angle when viewed from the normal direction. It may be formed as described above, and the inclination angle may change midway when viewed from either the side or normal direction.

また、本実施形態では、音響導波管130、130aの開口側下端縁135の傾斜角度と誘導片140の下端縁141の傾斜角度を、側方から見て同一のものとしているが、異なるものとしてもよい。
音響導波管130、130aの開口側下端縁135および誘導片140の下端縁141の傾斜角度が、その接続部を含めて途中で変化させる場合は、変化部で液滴が滴下しないように、円滑に連続的に変化させるように形成するのが望ましい。
さらに、図1、図3に示す実施形態では、音響導波管130、130aは、円筒状で中心軸が垂直方向に延びるように設けられているが、中心軸が傾斜するように設けられていてもよい。
例えば、図4に示すような公知の音響導波管530を垂直軸に対して傾斜させることで、その傾斜分、開口部531側の下端縁を水平に対して傾斜させ、傾斜側の最下方に誘導片を設けてもよい。
In this embodiment, the inclination angle of the opening-side lower edge 135 of the acoustic waveguides 130 and 130a and the inclination angle of the lower edge 141 of the guide piece 140 are the same as viewed from the side, but they are different. It is good.
When the inclination angles of the opening-side lower edge 135 of the acoustic waveguides 130 and 130a and the lower edge 141 of the guide piece 140 are changed in the middle including the connecting portion, so that the droplet does not drip at the changing portion, It is desirable to form it so that it changes smoothly and continuously.
Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the acoustic waveguides 130 and 130a are provided so as to be cylindrical and have the central axis extending in the vertical direction, but are provided so that the central axis is inclined. May be.
For example, by tilting a known acoustic waveguide 530 as shown in FIG. 4 with respect to the vertical axis, the lower end edge on the opening 531 side is tilted with respect to the horizontal, and the lowermost part on the tilt side An induction piece may be provided on the.

上述した実施形態では、音響導波管130、130aは、例えば、ステンレス等の金属製の管材で適宜の長さに切断して製造され、開口側下端縁135は、端面を設置時に傾斜する形状に加工することで形成される。
また、誘導片140は、所定の形状の金属片を音響導波管130、130aの外周部に溶接等で固着することにより形成されるが、音響導波管130、130a、誘導片140の材料や製造方法は、いかなるものであってもよい。
また、誘導片の形状は、下端縁が規定されれば、板状、棒状等、いかなる形状であってもよく、その下端縁の先端位置が規定されれば、下端縁の中間部の幅等は適宜設計可能である。
さらに、音響導波管の開口部は、開口部におけるパルス状音波の伝播損失を抑制するためにホーン形状に形成してもよく、音響導波管の長さは、長くても短くても良く、特に限定されない。
In the above-described embodiment, the acoustic waveguides 130 and 130a are manufactured by cutting to an appropriate length with, for example, a metal tube material such as stainless steel, and the opening-side lower end edge 135 has a shape in which an end surface is inclined when installed. It is formed by processing.
The induction piece 140 is formed by fixing a metal piece of a predetermined shape to the outer periphery of the acoustic waveguides 130 and 130a by welding or the like, but the material of the acoustic waveguides 130 and 130a and the induction piece 140 is used. Any manufacturing method may be used.
Further, the shape of the guide piece may be any shape such as a plate shape or a rod shape as long as the lower end edge is defined. If the tip position of the lower end edge is defined, the width of the middle portion of the lower end edge, etc. Can be designed as appropriate.
Further, the opening portion of the acoustic waveguide may be formed in a horn shape in order to suppress the propagation loss of the pulsed sound wave in the opening portion, and the length of the acoustic waveguide may be long or short. There is no particular limitation.

以上、本発明の消泡装置の実施形態や変形例を示したが、音響導波管内で発生するパルス状音波を用いて泡沫を瞬時に破壊することができるものであり、音響導波管の内容物表面側の開口側下端縁が水平面に対して傾斜して設けられ、開口側下端縁の傾斜側の最下方に、下端縁が外周側に向かって同方向に傾斜している誘導片を有するものであれば、その具体的手段は特に限定されるものでなく、種々の構成が採用可能である。
本発明は、金属缶、プラスチック製カップ、トレー状容器、PETボトル、ボトル缶、ガラス瓶などの各種容器に適用することができる。
As mentioned above, although the embodiment and the modification of the defoaming device of the present invention have been shown, the foam can be instantaneously destroyed using the pulsed sound wave generated in the acoustic waveguide, and the acoustic waveguide A guide piece whose opening side lower edge on the surface side of the contents is provided to be inclined with respect to the horizontal plane, and whose lower edge is inclined in the same direction toward the outer peripheral side at the lowermost side of the opening side lower edge. If it has, the specific means will not be specifically limited, A various structure is employable.
The present invention can be applied to various containers such as metal cans, plastic cups, tray-like containers, PET bottles, bottle cans, and glass bottles.

本発明の消泡装置は、各種容器に飲料等の内容物を充填する際に発生する泡の消泡に好適であるが、前記各種容器に飲料等の内容物を充填する場合に限らず、例えば豆腐製造工程等の種々の食品製造工程等において発生する泡の消泡や、種々の産業分野における消泡手段に利用可能である。   The defoaming device of the present invention is suitable for defoaming foam generated when filling various containers with contents such as beverages, but is not limited to filling the various containers with contents such as beverages, For example, it can be used for the defoaming of bubbles generated in various food production processes such as a tofu production process and the defoaming means in various industrial fields.

100、500 ・・・ 消泡装置
110、510 ・・・ パルス状レーザー光発振装置
120、520 ・・・ 集光光学系
121、521 ・・・ レンズ
130、530 ・・・ 音響導波管
131、531 ・・・ 開口部
132、532 ・・・ テーパ部
133、533 ・・・ ストレート部
134、534 ・・・ レーザー光入射孔
135、535 ・・・ 開口側下端縁
140 ・・・ 誘導片
141 ・・・ 下端縁(誘導片の)
A ・・・ 容器
B ・・・ 泡
C ・・・ 内容物
D ・・・ 開口(容器の)
L ・・・ レーザー光
S ・・・ 焦点
P ・・・ パルス状音波
100, 500 ... Defoaming device 110, 510 ... Pulsed laser beam oscillation device 120, 520 ... Condensing optical system 121, 521 ... Lens 130, 530 ... Acoustic waveguide 131, 531 ... Opening part 132, 532 ... Taper part 133, 533 ... Straight part 134, 534 ... Laser beam incident hole 135, 535 ... Opening side lower edge 140 ... Guiding piece 141 ..Lower edge (of guide piece)
A ... Container B ... Bubble C ... Contents D ... Opening (container)
L ... Laser beam S ... Focus P ... Pulse sound wave

Claims (7)

容器内に充填された内容物表面の上方から泡沫を破壊するパルス状音波を放射する音響導波管を有する消泡装置であって、
前記音響導波管は、内容物表面側の開口側下端縁が水平面に対して傾斜して設けられ、
前記開口側下端縁の傾斜側の最下方には、外周側に延びる誘導片を有し、
前記誘導片の下端縁は、外周側に向かって前記開口側下端縁と同方向に傾斜していることを特徴とする消泡装置。
A defoaming device having an acoustic waveguide that emits a pulsed sound wave that breaks foam from above the surface of the contents filled in the container,
The acoustic waveguide is provided such that the lower end edge on the opening side on the content surface side is inclined with respect to the horizontal plane,
At the lowermost part of the inclined side of the opening side lower end edge, there is a guide piece extending to the outer peripheral side,
The defoaming device, wherein the lower end edge of the guide piece is inclined in the same direction as the lower end edge of the opening side toward the outer peripheral side.
前記音響導波管が、円筒状で中心軸が垂直方向に延びるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の消泡装置。   The defoaming apparatus according to claim 1, wherein the acoustic waveguide is provided in a cylindrical shape so that a central axis extends in a vertical direction. 前記開口側下端縁が、中心軸を含む所定の平面を中心に両側方に向けて傾斜するように形成され、
前記開口側下端縁の両側方の傾斜側の最下方には、それぞれ、前記誘導片を有することを特徴とする請求項2に記載の消泡装置。
The opening side lower end edge is formed so as to incline toward both sides around a predetermined plane including a central axis,
The defoaming device according to claim 2, wherein the guide pieces are respectively provided on the lowermost side of the inclined side on both sides of the lower end edge on the opening side.
前記開口側下端縁が、前記容器が搬送される方向と所定の角度を有する方向に傾斜して設けられ、
前記誘導片が、前記容器の開口が通過する領域の外側まで延びていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の消泡装置。
The opening-side lower end edge is provided to be inclined in a direction having a predetermined angle with a direction in which the container is conveyed,
The defoaming device according to any one of claims 1 to 3, wherein the guide piece extends to an outside of a region through which the opening of the container passes.
前記開口側下端縁の水平面に対する傾斜角度が、15°以上30°以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の消泡装置。   The defoaming device according to any one of claims 1 to 4, wherein an inclination angle of the lower end edge of the opening side with respect to a horizontal plane is 15 ° or more and 30 ° or less. 前記開口側下端縁および誘導片の下端縁の水平面に対する傾斜角度が、15°以上30°以下であることを特徴とする請求項5に記載の消泡装置。   The defoaming device according to claim 5, wherein an inclination angle of the lower end edge of the opening side and a lower end edge of the guide piece with respect to a horizontal plane is 15 ° or more and 30 ° or less. 容器内に充填された内容物表面の上方から泡沫を破壊するパルス状音波を放射する音響導波管であって、
前記音響導波管は、内容物表面側の開口側下端縁が水平面に対して傾斜して設けられ、
前記開口側下端縁の傾斜側の最下方には、外周側に延びる誘導片を有し、
前記誘導片の下端縁は、外周側に向かって前記開口側下端縁と同方向に傾斜していることを特徴とする音響導波管。
An acoustic waveguide that emits a pulsed sound wave that destroys foam from above the surface of the contents filled in the container,
The acoustic waveguide is provided such that the lower end edge on the opening side on the content surface side is inclined with respect to the horizontal plane,
At the lowermost part of the inclined side of the opening side lower end edge, there is a guide piece extending to the outer peripheral side,
The acoustic waveguide according to claim 1, wherein a lower end edge of the guide piece is inclined in the same direction as the lower end edge on the opening side toward an outer peripheral side.
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