JPH074303U - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 充填機に対して液体を送液する中間タンクに
おける経時的な気泡の増加を自動的に検出することによ
り、充填機から容器内に充填される液体への気泡の混入
を未然に防止し、充填量不足の問題を解決する液体供給
装置の提供を目的とする。 【構成】 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
部側に位置する球状体（１７）およびこの球状体（１
７）の重量を測定する重量秤（１５）を備える気泡セン
サ（１４）が設けられている。また、充填機（３）に
は、重量秤（１５）により測定された球状体（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電磁弁（１２）が設けられ
ている。

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（３ａ）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（２０） 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（２０）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（１７）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×０．９０）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（１４）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（２０）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（１ ３）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（１ ７）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（１４）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)

【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。