JPH06323499A - ボンベ充填システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボンベを移動しながら外部振動に影響される
ことなく充填が可能で設置スペースが小さく安価な充填
装置とする。 【構成】 ボンベ１ａに貼付され容器データをバーコー
ドで表わしたラベル８をラベルリーダ９で読み取り、読
み取られた容器データとＣＰＵ１２に記憶された容器デ
ータと照合しバッチ設定器１３に充填量を設定する。タ
ーンテーブル１０上のボンベ１ｂ〜１ｇがポジションス
イッチ１４で検知された位置に達したとき充填金具２５
が接合し設定された充填量を質量流量計１７，１８で計
量し乍ら充填を完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、液化石油ガス（以下、ＬＰＧと
呼ぶ）等の液体をボンベに充填するボンベ充填システム
に関し、より詳細には、充填液量を質量流量計を用いて
充填する充填システムに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、ＬＰＧ、液体炭酸および液体酸素等
は、高圧の規格化されたボンベ内に充填され、移送され
る。例えば、ＬＰＧは、一般家庭で広く使用されるの
で、据付処理の点から重量が制限され、多くは、充填量
が２０kg〜１００kgまでの間のボンベに充填される。こ
れらのボンベは、家庭で使用されたあと、充填所で充填
されるが、ボンベ内のＬＰＧは完全に使用されることは
殆どなく、いくらかの残量がある。充填に際してはこれ
らの残量を含めて規定充填量となるように充填される。
従来、これらの使用済みのボンベに対するＬＰＧの充填
は秤により行われていた。

【０００３】ボンベには、客先名、ボンベの製作年月
日、充填容量、容器重量や容器番号等の容器データがバ
ーコード等により表示されて貼り付けられている。従来
これらのボンベに対してのＬＰＧ充填は下記のような順
序で行われていた。 （１）バーコード読み取り 使用済み（未充填も含む）のボンベはローラコンベア等
で搬送されてラベルのバーコードが読み取られる。この
とき製作年月日が期限を越えたものであればこのボンベ
は取り除かれる。 （２）残量測定 ボンベ重量をロードセル等を用いた秤で測定して測定値
をＣＰＵ（中央演算処理装置）に入力し、この結果から
容器重量を差し引きＬＰＧの残量を求め、更に、規定充
填量から残量を減算して充填量を演算する。演算された
充填量は、対応する充填ノズルを有する充填装置に設定
される。

【０００４】（３）ボンベと充填ノズルとの結合 ボンベは容量により形状や大きさが異なるので、手動で
充填ノズルをボンベに結合し充填を開始する。 （４）ボンベへのＬＰＧ充填は、各充填ノズル毎に配設
された秤により重量計量され規定重量が確認されて出荷
される。 （５）充填完了後 設定された充填液を充填し、規定充填量に達したとき、
充填ノズルをボンベから自動的に切り離し法的に規定さ
れた、秤による充填量の最終検査が行われ、過充填され
ることが防止される。

【０００５】以上のようなＬＰＧ充填システムにおいて
は、上記（１），（２）および（５）の工程に示したボ
ンベへのラベル貼付および秤による重量検査が法的に規
定されているので、上記（１），（２）および（３）の
工程を省くことはできない。しかし、充填においてはロ
ードセル等の秤による計量は、６〜１６台もの風袋補正
付の秤をターンテーブルとかローラ端に設置して行われ
ていたので、大きいスペースが必要であるだけでなく、
秤自体の特性および充填液の振動影響などから迅速な充
填を行うことができず、非能率であるという問題点があ
った。

【０００６】

【目的】本発明は、上述の問題点に鑑みなされたもの
で、多数の秤を使用することなく、１乃至３台の少数の
質量流量計により、質量流量を連続計量しながら同時に
質量流量計の数だけのボンベに、該ボンベを迅速に移動
し乍ら連続計量して充填することにより、同じ充填ボン
ベ数に対して充填時間を短かくして能率を向上し且つ、
小形な充填装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
容器番号と規定充填量および容器重量等の容器データが
記録された使用済みのボンベ重量を測定し、得られた測
定値から前記容量重量を減算して該ボンベ内の残量を算
出し、前記規定充填量に充填するための充填量を決定
後、決定された充填量を前記容器データに付加記載した
ラベルを当該ボンベに貼り付けるラベル貼付手段と、前
記ラベルの容器データを読み取るラベルリーダと、該ラ
ベルリーダにより読み取られた前記容器データと予め記
憶された容器データとを照合し当該ボンベに充填する充
填量を設定するバッチ設定器と、前記重量測定された使
用済みのボンベを所定間隔で位置検知するためのポジシ
ョンスイッチを有し順次該ボンベを移動する搬送手段
と、該搬送手段上のボンベの位置が検知されたとき当該
ボンベに充填ラインを接続する位置固定された充填手段
と、前記ボンベに充填する液の質量流量を測定する質量
流量計と、前記ラベルリーダとバッチ設定器とポジショ
ンスイッチと質量流量計の信号を入力し、前記搬送手段
上を移動するボンベに充填を指令し設定量に達したとき
閉弁指令を発信するシーケンサと、充填が完了したボン
ベの重量を測定して所定範囲内の重量であることを確認
する秤と、前記各々の構成要素の作動を指令し計量結果
を出力する中央演算処理回路とからなること、更には、
（２）前記充填手段はボンベの移動に従って移動し乍ら
充填すること、更には（３）前記（１）又は（２）にお
いて、前記ラベルリーダで読み取られた容器データを表
示する表示部と、容器データをマニュアル設定する設定
手段を配設したコミュニケーションボックスを有するこ
とを特徴とするものである。以下、本発明の実施例に基
づいて説明する。

【０００８】図１は、本発明によるボンベ充填システム
の一例を説明するための構成図であり、図中、１（１ａ
〜１ｉ）はボンベ（複雑なため、１ｄ〜１ｆは図示を省
く）、２は秤、３は風袋計量部、４は残量演算部、５は
充填量決定部、６はラベルプリンタ、７はラベル貼付
部、８はラベル、９はラベルリーダ、１０はターンテー
ブル（又はローラコンベア）、１１ｂ〜１１ｇはポジシ
ョンスイッチ、１２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）、１
３はバッチ設定器、１４はポジションスイッチ信号、１
５はシーケンサ、１６はタンク、１７，１８は質量流量
計、２０は最終チェック部、２１は入出力部（Ｉ／
Ｏ）、２２はプリンタ、２３，２４は充填ライン、２５
（２５ｂ〜２５ｇ）は充填金具、２６（２６ａ〜２６
ｉ），２７（２７ｂ〜２７ｇ）は弁である。

【０００９】図１は、充填する液がＬＰＧの場合の充填
システムで、ボンベ１ａ〜１ｉの容器データは予めＣＰ
Ｕ１２に入力し記憶されている。ボンベ１には、容器デ
ータを記録したラベルが貼り付けられている。容器デー
タは、客先名、ボンベの製作年月日、充填容量、容器重
量および容器番号等がバーコード等により記録されてい
る。そして、これらの前回充填時に貼付されたラベルの
容器データは、ＣＰＵ１２に記憶されているが、今回充
填する前に該ラベルは剥がされている。図示のボンベ１
ａ内にはＬＰＧが残留しており弁２６ａは閉止されてい
る。

【００１０】ボンベ１ａの重量はロードセル２ａを検出
部とした秤２により計量され、計量結果は、風袋計量部
３に記憶されるが、容器重量は予め知られているので残
量演算部４によりボンベ１ａ内に残留したＬＰＧの重量
を算出する。ボンベ１ａの規定充填量が知られているの
で充填量決定部５により充填量が定められて、ラベルプ
リンタ６により容器データの一つとして充填量がラベル
８に記録される。このラベル８は、ラベル貼付部７によ
ってボンベ１ａの壁面所定位置に自動的に貼付される。
ラベル８が貼付けられたボンベ１ａは１８０°回転さ
れ、ラベル８は貼付位置より１８０゜の位置でラベルリ
ーダ９のセンサ９ａで検知され読み込まれる。

【００１１】充填量が決定され、この充填量が記録され
たラベル８が読み込まれたボンベ１ａは、図示のボンベ
１ｂ，１ｃ，…，１ｇの如く、順次、ターンテーブル
（又はローラコンベア）１０に自動的に移動され載置さ
れる。ボンベ１ｂ，１ｃ，…，１ｇの位置は各々ポジシ
ョンスイッチ１１ｂ，１１ｃ…１１ｇを作動させること
により定められ、ポジションスイッチ信号１４として出
力される。これらのターンテーブル１０上の所定位置に
載置されたボンベ１ｂ，１ｃ…１ｇには、ＬＰＧを収容
したタンク１６からＬＰＧがポンプＰで圧送され、質量
流量計１７を接続した充填ライン２３と、質量流量計１
８を接続した充填ライン２４とに並列に供給されるよう
になっている。

【００１２】充填ライン２３および２４は各々分岐ライ
ン２３ｃ，２３ｅ，２３ｇおよび２４ｂ，２４ｄ，２４
ｇに分岐され、これらは各々接続金具２５ｃ，２５ｅ，
２５ｇおよび２５ｂ，２５ｄ，２５ｇに接続されてい
る。接続金具２５ｂ〜２５ｇには各々弁２７ｂ〜２７ｇ
が取り付けられており、各々ボンベ１ｂ〜１ｇの弁２６
ｂ〜２６ｇと直列に接続される。このとき、これら接続
金具の各々の弁２７ｂ〜２７ｇは閉弁されている。ま
た、接続金具２５ｂ〜２５ｇが各々のボンベ１ｂ〜１ｇ
に接続されたとき、後述するシーケンサ１５からの指命
に従って順次各々のボンベ１ｂ〜１ｇの弁２６ｂ〜２６
ｇは開弁される。

【００１３】ＣＰＵ１２に記憶されている各々のボンベ
１ａ〜１ｇの容器データと、ラベルリーダ９で読み取ら
れた容器データとはＣＰＵ１２で照合され、バッチ設定
器１３内に充填量が設定される。シーケンサ１５は、ラ
ベルリーダ９から出力される充填量を含む容器データ
と、バッチ設定器１３から出力される充填量と、ポジシ
ョンスイッチ信号１４とが入力されると、弁２７ｂ，２
７ｃ…２７ｇを開弁し、モータＭの駆動信号を出力し、
ポンプＰを駆動しタンク１６内のＬＮＧを充填ライン２
３，２４に圧送する。

【００１４】ポンプＰで圧送されたＬＰＧは、質量流量
計１７，１８で計量され、各々の質量流量信号は各々変
換器１７ａ，１８ａから出力されシーケンサ１５に入力
され、容器データに従ってバッチ設定器１３に設定さ
れ、充填量の液を順次ボンベ１ｂ〜１ｇに充填するよう
に弁２７ｂ〜２７ｇを切換えて充填する。質量流量計１
７，１８はコリオリ力を利用した周知の流量計で、両端
が支持された測定管を支持部まわりに固有振動数で駆動
したとき測定管には質量流量に比例した位相差が生じ、
位相差を検知することにより質量流量を測定する。各々
のボンベ１ｂ〜１ｇの充填量が設定値に達するとモータ
Ｍを停止することにより、ポンプＰは停止し同時に各々
の弁２６ｂ，２７ｂ，２６ｃ，２７ｃ…２６ｇ，２７ｇ
が閉止され、弁２６と弁２７とが切り離される。

【００１５】充填が完了したボンベ１ｂ…１ｇは、法規
定に従って、順次ロードセル１９ａを有する秤１９に載
置され計量される。図示のボンベ１ｉは計量中の状態を
示すもので、計量値は最終チェック部２０に入力されて
（Ｉ／Ｏ）２１を介してＣＰＵ１２およびシーケンサ１
５に入力され、プリンタ２２により出荷記録として記録
される。

【００１６】図２は、本発明によるボンベ充填システム
の他の実施例を説明するための図で、図中、３１，３
２，３３はボンベ、３４は質量流量計、３５は充填ライ
ン、３６はＬＰＧヘッダ、３７，３８は回転ジョイン
ト、３９，４０，４１は高圧エアライン、４２はエアヘ
ッダ、４３，４４は弁、４５は充填ホース、４６はエア
ホース、４７はラベル、４８，４９，５０は充填金具、
５１はポジションスイッチ、５２はコミニケーションボ
ックスであり、図１と同じ作用をする部分には図１と同
一の参照番号を付している。

【００１７】図２に示したボンベ充填システムは、コミ
ニケーションボックス５２を有している。コミニケーシ
ョンボックス５２は、ラベルリーダ９で読み取られた容
器データを表示する表示部５２ａと、充填量のマニアル
設定とか、ラベルが外れたときのコード等をマニアル設
定するテンキー５２ｂとを有し、更に、読み取られた容
器データをＣＰＵ１２に伝送する機能を有している。な
お、表示部５２に表示される内容は、ボンベ内のＬＰＧ
残量、容器重量や容器の有効期限等の容器データであ
る。

【００１８】容器データが入力されたＣＰＵ１２では、
充填する対象となるボンベ容器の判定と充填量の演算が
行われ、当該ボンベに充填するＬＰＧの充填量をバッチ
設定器１２に伝送する。バッチ設定器１２に設定された
ボンベの充填量は、シーケンサ１５、（Ｉ／Ｏ）２１を
経由して対応する充填ラインの弁を制御する。ボンベへ
の充填は、下記のように行われる。

【００１９】ＬＰＧタンク１６からポンプＰで圧送さ
れ、質量流量計３４を配設した充填ライン３５は、回転
ジョイント３７，３７が取り付けられたＬＰＧヘッダ３
６に接続されている。ＬＰＧヘッダ３６はターンテーブ
ル（又はローラコンベア）１０の上部に配設され、これ
に近接して高圧エアライン４１が接続されたエアヘッダ
４２が配設されている。エアヘッダ４２には回転ジョイ
ント３８、弁４３，４４が取り付け等れている。ＬＰＧ
ヘッダ３６に取り付けられた回転ジョイント３７，３７
には各々充填ホース４５，４５が接続され、エアヘッダ
４２に取り付けられた弁４３，４３には各々エアホース
４６，４６が接続され、充填ホース４５とエアホース４
６とは対をなしてボンベ３１、充填金具４８、およびボ
ンベ３２の充填金具４９に接続されている。

【００２０】充填金具４８は、ボンベ３１の弁と自動又
は手動により接続して、エアホース４６から送られた高
圧空気により開弁して回転ジョイント３７を介して充填
ホース４５から充填液が導入され、バッチ設定器１２に
設定された質量のＬＰＧを質量流量計３４で計量され、
移動中のボンベ３１に充填される。ボンベ３２に対する
ＬＰＧの充填もボンベ３１の場合と同様に、エアホース
４６からの高圧空気により開弁され充填ホース４６から
導入される液を質量流量計３４で計量され設定量のＬＰ
Ｇが充填される。このとき、ボンベ３１と３２とに対す
る充填はボンベ３１への充填が完了してからボンベ３２
にシーケンシャルに移行するもので、この移動はシーケ
ンサ１２の指令により行われる。

【００２１】上述の如く、ターンテーブル（又はローラ
コンベア）１０上で充填が完了したボンベ３３は、ポジ
ションスイッチ５１により位置検出されて移動が停止し
閉弁後に充填金具５０が取り外される。このときの充填
金具５０による閉弁は、回転ジョイント３８を介してエ
アヘッダ４２から供給される高圧空気により駆動される
クリップ取り外し器５２により自動的に行われる。

【００２２】充填が完了し閉弁されたボンベ３３は、最
終検査２０により重量が規格制限内であることが確認さ
れ集荷場に送り出される。集荷場で最終的な検査が必要
な場合でも上記の最終検査２０がなされるので、集荷場
での重量検査の必要がなくなり設置場所の小さい充填シ
ステムとすることができる。

【００２３】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、充填中、ボンベは定位値に固定されなくてもよく、
小形な質量流量計により連続して充填ができるので、従
来の充填機のように秤のような固定スペースを広くとる
必要がなくなるので省スペースになり、しかも計量時の
振動や充填金具接合等の外乱に影響されることなく質量
が計量されるので、充填時間を短縮でき充填の効率化が
計れる。しかも、質量充填のため、計量結果をそのまま
取引用のデータとして使用することができる。また、充
填するボンベの数に対応した数の秤を必要とせず、小数
の質量流量計を並列接続して順次ボンベを切換えて計量
することができるので大幅な価格低減がなされる。更に
は、コミニケーションボックスにより充填中の容器デー
タを監視することができるので充填ミス等の不良を低減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるボンベ充填システムの一例を説
明するための構成図である。

【図２】 本発明によるボンベ充填システムの他の実施
例を説明するための図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｉ…ボンベ、２，１ａ…秤、３…風袋計量部、
４…残量演算部、５…充填量決定部、６…ラベルプリン
タ、７…ラベル貼付部、８…ラベル、９…ラベルリー
ダ、１０…ターンテーブル（又はローラコンベア）、１
１ｂ〜１１ｇ…ポジションスイッチ、１２…中央演算処
理装置（ＣＰＵ）、１３…バッチ設定器、１４…ポジシ
ョンスイッチ信号、１５…シーケンサ、１６…タンク、
１７，１８…質量流量計、２０…最終チェック部、２１
…入出力部（Ｉ／Ｏ）、２２…プリンタ、２３，２４…
充填ライン、２５…充填金具、２６，２７…弁、３１，
３２，３３…ボンベ、３４…質量流量計、３５…充填ラ
イン、３６…ＬＰＧヘッダ、３７，３８…回転ジョイン
ト、３９，４０，４１…高圧エアライン、４２…エアヘ
ッダ、４３，４４…弁、４５…充填ホース、４６…エア
ホース、４７…ラベル、４８，４９，５０…充填金具、
５１…ポジションスイッチ、５２…コミュニケーション
ボックス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器番号と規定充填量および容器重量等
   の容器データが記録された使用済みのボンベ重量を測定
   し、得られた測定値から前記容器重量を減算して該ボン
   ベ内の残量を算出し、前記規定充填量に充填するための
   充填量を決定後、決定された充填量を前記容器データに
   付加記載したラベルを当該ボンベに貼り付けるラベル貼
   付手段と、前記ラベルの容器データを読み取るラベルリ
   ーダと、該ラベルリーダにより読み取られた前記容器デ
   ータと予め記憶された容器データとを照合し当該ボンベ
   に充填する充填量を設定するバッチ設定器と、前記重量
   測定された使用済みのボンベを所定間隔で位置検知する
   ためのポジションスイッチを有し順次該ボンベを移動す
   る搬送手段と、該搬送手段上のボンベの位置が検知され
   たとき当該ボンベに充填ラインを接続する位置固定され
   た充填手段と、前記ボンベに充填する液の質量流量を測
   定する質量流量計と、前記ラベルリーダとバッチ設定器
   とポジションスイッチと質量流量計の信号を入力し、前
   記搬送手段上を移動するボンベに充填を指令し設定量に
   達したとき閉弁指令を発信するシーケンサと、充填が完
   了したボンベの重量を測定して所定範囲内の重量である
   ことを確認する秤と、前記各々の構成要素の作動を指令
   し計量結果を出力する中央演算処理回路とからなること
   を特徴としたボンベ充填システム。
2. 【請求項２】 前記充填手段はボンベの移動に従って移
   動し乍ら充填することを特徴とした請求項１に記載のボ
   ンベ充填システム。
3. 【請求項３】 前記ラベルリーダで読み取られた容器デ
   ータを表示する表示部と、容器データをマニュアル設定
   する設定手段を配設したコミュニケーションボックスを
   有することを特徴とした請求項１又は２に記載のボンベ
   充填システム。