JPH02296694A - 炭酸入り液体を圧力下で吐出させるためのコック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、瓶などの容器の充てんのため圧力下に保たれ
た貯蔵タンク内に含まれている炭酸入り液体を吐出すた
めのコックに関する。本発明はさらに限定的に言うと飲
料業界において利用されるものであり、この業界の枠内
で用いられる機械のメーカー／設計者向けのものである
。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕炭酸入
り液体の吐き出しには、液体がひとたび個別容器内に送
り出されたときのその無欠性及び品質を保証するため、
数多くの予防策を考慮に入れることが必要である。すな
わち充てんの間に、この炭酸入り液体は周囲の環境との
大きな交換面積を有する。従って、この環境は消費前に
飲料が酸化することのないよう不活性のものでなくては
ならない。

一方、炭酸入り液体の吐出し及び貯蔵は必ず加圧下で行
なわれなくてはならず、従ってこれは飽和圧力よりも高
くなくてはならず、こうしてこの液体のあらゆる脱ガス
が避けられることになる。

上述の条件を考慮して、これまでに主として２つの炭酸
入り液体吐出し方法が存在している。第１の方法は、液
体を中に吐出させるべき容器を場合によって脱ガスさせ
た後この容器の中で吐出し装置の貯蔵タンク内で炭酸入
り液体が保たれている圧力にほぼ等しい圧力を維持する
ことから成る。

連絡槽（ベッセル）システムを用いて、次に容器は以下
に説明するように望ましいレベルまで充てんされる。こ
れは等圧吐出しと呼ばれるものである。

実際、このような等圧吐出しの間、容器はこの容器を中
に入れることによって圧力下に置くことができる。圧力
平衡に達した後、制御手段は前記吐出しコックの開放を
ひき起こし、最終的に貯蔵タンクから容器内に炭酸入り
液体の流出が起こる。

この充てんの間、瓶内に含まれているガスは全く別の流
路レベルで排出されるか或いは又加圧のために当初用い
た導管を通して貯蔵タンク内に再注入されるということ
に留意すべきである。

充てんが終った時点で、ボトル内に含まれている液体は
ガス排出導管の口に達する。これはこの容器内で圧力を
上昇させる傾向をもち、その結果炭酸入り液体の流出は
停止されることになる。まさにこの時点で制御装置は液
体の流出を停止させ、このとき容器は再び大気圧に戻さ
れた後吐出しコックから引き抜かれふた締めユニットの
方へと導かれる。

相不均衡法と呼ばれるもう一つの方法に従うと、炭酸入
り液体貯蔵タンク内に入っているガスのレベルに保たれ
た圧力は、充てんすべき容器内で保たれているものと異
なり、これよりも高いものである。こうして容器の充て
ん時間を短縮できるという利点が得られるが、かかる容
器の充てんレベルの検出システムを利用せざるを得なく
なる。事実連絡槽の原理はもはや応用できない。

今日これらの検出システムは信頼性が低くいずれにせよ
かなり高価であるとみなされており、このため炭酸飲料
のメーカーは主として等圧吐出しの原理に従って作動す
るコックを利用することになることが多い。

このタイプの既知のコックは通常、一方では充てんすべ
き容器の数日と連動することのできる外側部分と他方で
は炭酸入り液体の貯蔵タンクに対し内側にある部分で構
成されている。この内側部分はさらに限定的に言うと、
容器を充てんに先立って圧力下に右くための手段ならび
にコックの開閉のための制御機構を含んでいる。一方こ
の吐出しコックの本体の外側部分は充てんサイクルの終
りで容器を大気圧に戻すための脱ガス手役そして場合に
応じて天然ガスを用いてサイクルの始めにこの容器を真
空下におく又は掃引するための手段を含んでいる。

上述のように、コックを開閉する制御機構ならびに貯蔵
タンク内に入っているガスとその内部体積を接触させる
ことにより充てんに先立って容器を圧力下におくことが
できるようにする手段は、まさにその内部に収納され炭
酸入り液体の中に浸漬されている。ここでこれらの機構
は多くの場合きわめて複雑で、次のようなものを含んで
いる：バルブを開閉するための機械式制御手段；タンク
及び容器内の圧力平衡が達せられないかぎりバルブを閉
じた位置に保つたわみ手段；そして最後に、前記容器の
内部体積を貯蔵タンク内に含まれているガスと連絡させ
る導管閉塞システム。

ここでは食品部門が関わっているため、いくつかのきわ
めて厳しい衛生基準を遵守しなくてはならない。すなわ
ちこれらの吐出しコックは頻繁に清掃しな（ではならな
いのである。ここで、炭酸入り液体と接触している機構
の規模が太き（なればなるほど、これらの吐出しコック
を清掃し後に、食品を汚染する可能性のある全ての残留
物を除去することが困難になって（る。

一方容器の充てんの停止を制御する連絡槽のシステムは
最も＠緊に用いられているものの、これには数多くの欠
点すなわちその不確実性を原因とする欠点がある。

貯蔵タンクと容器の間に充てん中の圧力変化がわずかで
もあると、実際この容器の充てん速度が変わってくる。

さらに、流出及び容器の加圧用のその全ての制御機構が
吐出しコックの円筒形本体の中に内蔵され同軸配置の流
出用導管のまわりに位置づけされているような、圧力下
で炭酸入り液体を吐出するだめのコックも知られている
。実際、この特殊な構造の吐出しコックは炭酸入り液体
と接触する機械的部分を制限するものの、１回の充てん
サイクル中に数多くの漏洩防止接続を実行するため信頼
性の低いものになっている。その上、これらの制御機構
の複雑さはこの決定的な事態を悪くするばかりである。

さらに、炭酸入り液体の送り込みが行なわれる円筒形本
体の内側上部と液体流出導管の上部を接続するベローズ
膜も存在する。現在このようなベローズ膜は、最も内側
の凹部内での清掃及びその分解といった問題を提起して
いる。前述のものと同様、ここでは食品部門が関わって
いるため、これも１つの欠点である。

さらに、この吐出しコックは、充てん終了検出及び液体
流出停止制御用手段として、前記流出導管の下端部にあ
るボール弁を利用している。しかしながら経験によると
、このようなシステムは信頼性及び精度が欠けているこ
とから作動不能であることが立証できている。

本発明の目的は、液体と接触しているその機械的要素が
最小限に減少され従ってその清掃がより容易になってい
るような炭酸入り液体の吐出し用コックを提供すること
にある。−力木発明の目的であるこの吐出しコックは、
非常に複雑な検出システムを利用する必要なく容器の一
定の充てんレベルを保Ｓ正することを目指すものである
。

〔課題を達成するための手段〕

上記の目的は、瓶などの充てんすべき容器がその下に配
置される開口部と連絡している凹部がその内側部分内に
ある本体を含む炭酸入り液体を圧力下で吐出させるため
のコックにおいて、この吐出しコックにはさらに、 ａ）容器を圧力下におくための手段； ｂ）貯蔵タンクから容器への炭酸入り液体の流出を制御
するだめの手段； Ｃ）充てん終了検出手段： ｄ）充てんされた容器を大気圧下に置くための手段 が含まれていること、そしてその本体はその凹部内に弁
座を有しておりこの弁座の上にはかかる本体から露出し
たクイルバルブが垂直に延びその上端部を貯蔵タンク内
に貫入させ炭酸入り液体の流出導管を形成するようにな
っていること、又この炭酸入り液体の流出を制御する手
段はこのクイルバルブに対し作用し本体及び前記貯蔵タ
ンクの外側に位置づけされていることを特徴とする吐出
しコックを作り出すことによって達成される。

本発明のおかげで得られる利点は、主として吐出しコッ
クの開閉のための制御弁が炭酸入り液体の流出用導管と
しても作用し、このためその他の機械的要素を貯蔵タン
ク内に浸漬させることなくこのバルブに対し作用するこ
とが可能になるという点にある。

本発明は以下において唯一つの実施例を示す図面を参照
しながら詳述されている。

〔実施例〕

本発明は、そのレベルの下に配置された瓶などの容器の
充てんのためその上にある貯蔵タンク内に入っている炭
酸入り液体を吐出させるためのコックに関する。

以下の記述から明白になるように、本発明に従ったこの
吐出しコックは、等圧吐出しの原理に基づく又は相不均
衡下の設備に対し適合させることができる。

実際、第１図に示されているこの吐出しコック（１）は
その内側部分の中に凹部（３）を有する本体（２）を含
み、この凹部はかかる本体（２）の外側で下面（６）の
レベルにて開口部（７）を通して終結している。

吐出しコック　（１）に相当する本体（２）のこの下面
（６）の上には、充てんすべき容器（８）が置かれるこ
とになる。吐出される液体は好ましくは炭酸入り液体で
あるため、充てん中この容器（８）内に飽和圧力より高
い圧力を維持することが絶対に必要である。従って、こ
の容器（８）の数日（９）と本体（２）の下面（６）の
間に一定の気密度を確保するのがよい。そのため、この
下面の中に作られた開口部（７）の周囲は、できるかぎ
りこの容器（８）の数日（９）の形態に整合するように
設計される。第１図におけるその例示の枠内でこの下面
はさらに限定的に１本の瓶に相応しているが、本体（２
）のこの下面（６）を異なる形及びサイズの容器の数日
と副相させるように変更することも可能であるのは明白
である。

本体（２）の凹部（３）の中にはバルブ（１１）の弁座
（１０）が配置されており、貯蔵タンク（１３）内に含
まれている炭酸入り液体の流出を制御する手段（１２）
はこの弁座に対し作用している。

さらに限定的に言うと、この弁座（１０）はスペーサ（
１５）を用いて、凹部（３）の壁（１４）と一体にされ
ている。バルブ（１１）に関していうと、これは、この
弁座（１０）より上に垂直に延びており、従って開口部
（７）の軸方向延長部の中に位置づけられている。

本発明の１つの特長に従うと、このバルブ（１１）は弁
座（１０）の上に垂直に延び１つの中ぐり（１６）を通
して吐出しコック（１）の本体（２）から露出している
タイルから成る。なおかかる中ぐりはこの目的のために
調整された直径をもち、その中にはシールを受入れるこ
とのできるセットパック（３９，４０）が作られている
。

実際、バルブ（１１）の上端部（１７）は貯蔵用タンク
（１３）内に貫入しておりこうして炭酸入り液体の流出
導管を形成している。

さらに限定的に言うと、バルブ（１１）をもち上げるこ
とにより、その下縁部（１８）は弁座（１０）から離脱
し炭酸入り液体が本体（２）の凹部（３）内にそして最
終的には開口部（７）を通って容器（８）内へと流出で
きるようにする。当然のことながら反対の場合すなわち
バルブ（１１）の下縁部（１８）が弁座（１０）の上に
載った場合には、炭酸入り液体はもはや流出できなくな
る。このとき吐出しコック（１）はその閉鎖位置にある
。

本発明の１つの利点に従うと、炭酸入り液体の流出を制
御する手段（１２）は貯蔵タンク（１３）の外側のバル
ブ（１１）に対し作用することができる。

さらに限定的に言うと、これらの制御手段（１２）は、
バルブ（１１）をこれに対しすなわちこの吐出しコック
（１）の本体（２）と貯蔵タンク（１３）の間に置かれ
たそのセグメント（１９）に対して作用することによっ
て軸方向に移動させることのできる１本のレバー（図示
せず）として設計することができる。この場合、かかる
バルブ（１１）にはその周囲上及びこのセグメント　（
１９）のレベルに上述のレバーと連動できるフランジ（
第１図には図示せず）が備えつけられている。なおレバ
ーは、空気式の駆動手段又はそれに類似するものによっ
て制御されている。

この点において、容器の充てんはそれを圧力下においた
後に初めて可能とならなくてはならないということに留
意すべきである。反対の場合、この炭酸入り液体中に含
まれている炭酸ガスは実際この充てん中に放出しその主
要な特性の１つを破壊してしまうことになる。

この目的のため、前記バルブ（１１）は、それを弁座（
１０）に押しつける一定の力を加える傾向をもつ外部圧
力を受けている。この圧力は充てんの始めに容器の内部
圧力によって補償され、こうして制御手段（１２）すな
わち上述のようなレバーがバルブ（１１）の軸方向運動
により吐出しコック（１）の開放を制御できるようにし
ている。

さらに限定的に第１図に示されているもう１つの実施態
様に従うと、吐出しコック（１）の開閉を行なうこれら
の制御手段（１２）は、本体（２）の上に位置づけされ
その内部部分（２１）内にバルブ（１１）と一体を成す
ピストン（２２）を含むジヤツキ（２０）で構成されて
いる。この点において、このバルブはその上端（１７）
レベルで貯蔵タンク（１３）内に貫入すべく片側からも
う１方の側へとジヤツキ（２０）を横断していることを
言っておかなくてはならない。

ジヤツキ（２０）の円筒形本体（２３）はその端部（２
４及び２５）において一方では本体（２）の上部面によ
り又他方ではその中心にバルブ（１１）の直径に調整さ
れそれが中を通過できるようになっている１つの開口部
（２８）を含むフランジ（２７）により閉塞されている
。

フランジ（２７）の内部面及びこのピストン（２２）の
上部面（３０）と同時に連動するたわみ手段（２９）は
、充てん中容器（８）内に存在する圧力に応じて決定さ
れた強さでバルブ（１１）をその弁座（１０）に対し押
しつける。これらのたわみ手段（２９）はさらに有利な
ことに、充てんの終りで吐出しコックの閉鎖を制御する
ための手段を形成する。

こうして、この容器（８）をガス抜きしその内部体積を
圧力下においた後、たわみ手段（２９）がバルブ（１１
）に対して加えた圧力はほぼ補償され、このため、ジヤ
ツキ（２０）の内部部分（２１）の中そしてさらに限定
的に言うとピストン（２２）の下に液体又は気体の流体
を注入してピストンを上方へ押し返し前記バルブ（１１
）の下縁部（１８）をその弁座（１０）から解放させる
ことにより、吐出しコック（１）の開放を制御すること
が可能となる。

当然のことながら、この吐出しコック　（１）にはさら
に、貯蔵タンク（１３）から炭酸入り液体が流出するの
を停止させるための容器（８）の充てん終了を検出する
手段（３１）が含まれている。第１の実施態様（第１図
に示されているもの）に従うと、これらの検出手段（３
１）は充てんレベルに応じた長さ全体にわたり数日（９
）のレベルで容器（８）内に貫入する導管（３２）で構
成されている。実際、このような検出手段（３１）の作
動は連絡槽の原理に基づいている。従ってこの導管（３
２）は、弁座（１０）の片側からもう一方の側まで通過
し貯蔵タンク（１３）の中にその中の液体／気体界面よ
り上まで貫入するよう、その上部で延びている。

従ってこの導管（３２）は、バルブ（１１）により形成
されるタイルの中に同軸的に位置づけされる一方で、こ
のバルブと共に炭酸入り液体が中を通って流出する環状
空間を構成する。

実際、このような導管（３２）はさらに、充てんサイク
ルの初めに貯蔵タンク（１３）の蒸気環境（３８）と連
絡させることによって容器（８）の内部体積を圧力下に
おくための手段を形成する。このとき、このサイクル中
、この導管（３２）は再び容器（８）から前記貯蔵タン
ク（１３）内へのガスの放出を可能にする。

充てんの終了時点で炭酸入り液体は容器（８）の中に貫
入する導管（３２）の口（３３）に達し、次にこの導管
（３２）の中を上方に流れる。まさにこの時点で容器（
８）の上及び凹部（３）の中に過度の圧力が生成される
傾向があり、これが貯蔵タンク（１３）からの炭酸入り
液体の流出を停止させる原因となる。さらに限定的に言
うと、この停止は炭酸入り液体の流出回路内にあるサイ
フオン（３４）の不完全なブライミング（呼び水）のせ
いである。実際、吐出しコック（１）の弁座（１０）は
その周囲（３５）レベルに、はぼ垂直上方に延びて上部
空気トラップ点を構成するリム（３６）を有し石いる。

さらに、リセス（３）内で弁座（１０）が中心に配置さ
れていることから、層流に従って炭酸入り液体が流出す
るのを可能にし乱流或いは場合によっては発泡を防ぐよ
うな壁の効果が生み出されうるということにも留意すべ
きである。

従来の技術のところで説明したように、連絡槽の原理に
従った容器（８）の充てんレベルの検出は、充填中の貯
蔵タンク（１３）内又は前記容器（８）内の圧力変化が
起った場合又は容器と充填機構の間の気密性の欠如を原
因とした欠点を有する。

このためこのような問題に対処する目的で、導管（３２
Ａ）は吐出しコック（１）に対して内側のその部分の中
において延びずに、本体（２）から側面方向に露出すべ
く偏向させられている。この配置のおかげで、異なる解
決法を採用することができる。

第１の解決法は、本体（２）から側面方向に露出するこ
の導管（３２Ａ）を貯蔵タンク（１３）の蒸気環境（３
８）と接続することから成る。この結果、容器（８）の
充てんレベルを検出する手段は、連絡槽の原理に従って
作動することになる。この導管（３２Ａ）はその上、容
器（８）、内に含まれている圧力下のガスを異なる受入
れ回路の方へ排出させることができる。

しかしながらこの導管（３２Ａ）が吐出しコック（１）
の外側に存在することの主な利点は、その中に圧力変化
検出手段（３７）を挿入することができるという点にあ
る。

実際、充てんの終了時点で炭酸入り液体が容器（８）内
側の導管（３２Ａ）の口（３３）に達したとき、この導
管（３２Ａ）の内部には突如圧力変化が生じる。この現
象は通常圧力サージと呼ばれる。

圧力の瞬間的変化の記録をこのように進めることにより
、制御機構（１２）に対し作用し吐出しコック（１）を
閉じさせそして最後にバルブ（１１）をその弁座（１０
）上に降下させることが可能である。

この点において、圧力の瞬間的変化が容器（８）の上又
は本体（２）の凹部（３）内の全蒸気ゾーン内で記録さ
れうるということに留意されたい。

従って、本発明が圧力変化検出手段（２７）のこのよう
な実施態様すなわち容器（８）の加圧及び／又はその中
に含まれているガスの排出のために利用されている導管
（３２Ａ）に制限されるものでは全くないと考えるべき
である。

容器（８）の充てんレベルの検出のためのこのような手
段（３１）は、通常この充てんレベルが有する不確かさ
を無くしてくれる。これらは実際、容器（８）と貯蔵タ
ンク（１３）の間の充てん中の圧力変化の可能性を無視
することができるのである。

上述のことから、あらゆることを考慮に入れて、この吐
出しコック（１〉が等圧吐出しシステムにおいても相不
均衡の原理に従って作動する吐出しの枠組の中において
も同様に利用できるものであるということがわかる。

本発明に基づく吐出しコックは、その清浄が極めて容易
であることを上記の利点と合わせて、特に高性能の装置
となっている。

導管（３２Ａ）の側面方向の偏向に相応するこのような
形態の枠組の中で、サイクルの初めに容器（８）を圧力
下におくための手段は実際には、本体（２）の凹部（３
）と連絡し貯蔵タンク（１３）の蒸気環境（３８）又は
ガスすなわち炭酸ガスを圧力下で送り出すことのできる
ユニットのいずれかと接続されている導管（４２）であ
る。

最後にこの吐出しコックは充てん終了時点て容器（８）
を大気圧の下におくための手段（４１）を含んでいる。

このような手１　（４１）は、一方では本体（２）のリ
セス（３）内で又他方ではその外側において、適切な閉
塞システムを通して終結する導管で構成されている。さ
らに、この大気圧下におく作業には、サイクルの初めに
容器（８）を圧力下におくために用いられている導管（
３２）または導管（４２）をいずれにせよ閉塞するとい
う意味が含まれている。この閉塞装置は第１図に示され
ていない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従った吐出しコックの概略断面図で
ある。 １・・・吐出しコック、 ３・・・凹部、 訃・・容器、 １１・・・クイルバルブ、 １３・・・貯蔵タンク、 １９・・・セグメント、 ２２・・・ピストン、 ２・・・本体、 ７・・・開口部、 １０・・・弁座、 １２・・・流出制御手段、 １７・・・バルブ上端部、 ２０・・・ジヤツキ、 ２３・・・円筒形本体、 ２４．２５・・・開口部端部、　２６・・・本体の上面
、２７・・・フランジ、２８・・・開口部、２９・・・
たわみ手段、 ３１・・・充てんレベル検出手段、 ３２．４２・・・容器を圧力下におく手段、３２．３２
Ａ・・・導管、　　　３７・・・圧力変化検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、瓶などの充てんすべき容器（８）がその下に配置さ
   れている開口部（７）と連結している凹部（３）がその
   内側部分内にある本体（２）を含む炭酸入り液体を圧力
   下で吐出させるためのコックにおいて、この吐出しコッ
   ク（１）にはさらにａ）容器（８）を圧力下におくため
   の手段（３２、４２）； ｂ）貯蔵タンク（１３）から容器（８）への炭酸入り液
   体の流出を制御するための手段（１２）；ｃ）充てん終
   了検出手段（３１）； ｄ）充てんされた容器（８）を大気圧下に置くための手
   段； が含まれていること、そして本体（２）にはその凹部（
   ３）内に弁座（１０）が備わっていてこの弁座（１０）
   の上にはかかる本体（２）から露出したクイルバルブ（
   １１）が垂直に延びその上端部（１７）を貯蔵タンク（
   １３）内に貫入させ、炭酸入り液体の流出導管を形成す
   るようになっていること、又一方ではこの炭酸入り液体
   の流出を制御する手段（１２）はクイルバルブ（１１）
   に対し作用し本体（２）及び前記貯蔵タンク（１３）の
   外側に位置づけされていることを特徴とする、吐出し用
   コック。 ２、クイルバルブ（１１）はこのコック（１）の本体（
   ２）と貯蔵用タンク（１３）の間に介在させられた１つ
   のセグメント（１９）を有していること、そしてこの炭
   酸入り液体の流出を制御する手段（１２）はこのセグメ
   ント（１９）に対して作用し、前記クイルバルブ（１１
   ）をその弁座（１０）から又は弁座上へと上昇又は下降
   させるためレバーが働きかけているその取付け用フラン
   ジで構成されていることを特徴とする、請求項１に記載
   の吐出しコック（１）。 ３、クイルバルブ（１１）はこの吐出しコック（１）の
   本体（２）と貯蔵タンク（１３）の間に置かれた一つの
   セグメント（１９）を有しており、この炭酸入り液体の
   流出を制御する手段（１２）はこのセグメント（１９）
   に対し作用し、前記本体（２）の上に位置づけされてい
   るジャッキ（２０）で構成されていること、そしてこの
   ジャッキは一方では一端部（２４）が本体（２）の上面
   （２６）で塞がれもう一つの端部（２５）がクイルバル
   ブ（１１）の通路として用いられる開口部（２８）が中
   心に備わったフランジ（２７）により閉じられている円
   筒形本体（２３）そして他方ではクイルバルブ（１１）
   と一体を成して作られ前記円筒形本体（２３）の内側部
   分内で移動するピストン（２２）を含んでいること、又
   、クイルバルブ（１１）をその弁座（１０）上の下方位
   置にひき戻すためこのバルブ（１１）に対し軸圧を加え
   ることのできるたわみ手段（２９）がこのジャッキ（２
   ０）の前記フランジ（２７）とピストン（２２）の間に
   置かれていることを特徴とする、請求項１に記載の吐出
   しコック（１）。 ４、容器（８）を圧力下におくための手段及び充てんレ
   ベル検出手段（３１）は、その片端が容器（８）内に充
   てんレベルに応じて定められた深さまで貫入しもう一方
   の端部が貯蔵タンク（１３）内へその蒸気ゾーンレベル
   で貫入しているような１本の導管（３２、３２Ａ）で構
   成されていること、なおこの導管（３２）は片側からも
   う一方の側まで弁座（１０）の中を通過してクイルバル
   ブ（１１）の内側に同軸的に位置づけされているか或い
   は又側面で本体（２）から露出して前記貯蔵タンク（１
   ３）と合流していて、そしてこのタンクの蒸気ゾーンレ
   ベルで又はこの導管（３２、３２Ａ）の上には、充てん
   の終了を見極めデータを流出制御手段（１２）へと伝送
   しクイルバルブ（１１）がその弁座（１０）上に降下さ
   せられるようにすることのできる圧力変化検出手段（３
   ７）が接続されていることを特徴とする、請求項１に記
   載の吐出しコック（１）。