JPH11100096A

JPH11100096A - 液体充填装置

Info

Publication number: JPH11100096A
Application number: JP26192697A
Authority: JP
Inventors: Sueshige Nakamura; 末茂中村; Shogo Yamaguchi; 昇吾山口; Atsushi Ono; 篤小野; Masamitsu Narita; 雅光成田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、清涼飲料水等の飲料をびん等の
容器に充填する装置に用いて好適の、液体充填装置に関
し、充填液の垂直落下を防止することを目的とする。【解決手段】タンク１内に貯溜された液体１８を容器
９に充填する液体充填装置において、液体１８の充填時
にタンク１と容器９とを連通しうる充填液通路４１，３
４，３３を設けるとともに、容器９の内壁に沿った流れ
を形成させるべく容器９を傾斜状態に保持する傾斜保持
手段５０を設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、清涼飲料水等の飲
料をびん等の容器に充填する装置に用いて好適の、液体
充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の液体充填装置の一例を示す
模式的縦断面図である。図２に示すように、フィラタン
ク１内には清涼飲料水等の充填液１８が貯溜されてお
り、フィラタンク１の下方には充填バルブブロック２が
設けられている。そして、充填液１８を容器（びん）９
に充填する場合には、エアシリンダ１１を作動させて、
びん９を充填バルブブロック２に当接させてフィラタン
ク１内の充填液１８をびん９に供給する。

【０００３】このような液体充填装置について、さらに
詳しく説明すると、充填バルブブロック２は、シーリン
グガスケット１０を介してびん９の開口端に接続される
ようになっており、充填作業時には、充填バルブブロッ
ク２の下半部中央に形成された充填液通路３３とびん９
とが連通接続される。また、充填バルブブロック２の上
半部はフィラタンク１の下部に嵌装されており、フィラ
タンク１内の充填液１８は、開口１７を介し充填バルブ
ブロック２内の充填液通路３４に供給される。

【０００４】一方、充填バルブブロック２には、充填バ
ルブブロック２の中心軸に沿って、ベントチューブ６及
びステム４が設けられている。これらのベントチューブ
６及びステム４は一体に形成されており、ステム４及び
ベントチューブ６の内部には、それぞれ通気孔４Ｃ，６
Ａが形成されている。そして、これらの通気孔４Ｃ，６
Ａによりびん９内とフィラタンク１内とが連通接続され
る。

【０００５】これにより、びん９内とフィラタンク１内
とが同一の圧力に保たれ、充填液１８のびん９内への流
入時には、びん９内の空気やガスが通気孔４Ｃ，６Ａを
介してフィラタンク１内へ排出される。また、ベントチ
ューブ６とステム４との接続部には、拡径部４Ｂが形成
されており、この拡径部４Ｂの下端面にリング状の液弁
パッキン８が取り付けられている。そして、ステム４を
下方に付勢することにより、液弁パッキン８が充填バル
ブブロック２の段部２Ａと当接して充填液通路３４と充
填液通路３３とが遮断される。また、ステム４を上方に
駆動すると、液弁パッキン８が段部２Ａから離隔して充
填液通路３４と充填液通路３３とが連通状態となり、こ
の場合には、フィラタンク１内の充填液１８が、充填液
通路３４及び充填液通路３３を介して、びん９内に供給
される。

【０００６】また、ベントチューブ６の下部外周には、
リング状に形成されたスプレッダ７が取り付けられてお
り、充填液通路３３から供給される充填液１８は、スプ
レッダ７により外周側に拡散される。これにより、充填
液１８の充填時には、びん９の内壁に沿う流れが形成さ
れる。このような従来の液体充填装置を用いて、びん９
にフィラタンク１の充填液１８を充填する場合には、ま
ず、びん９が充填バルブブロック２に装填された状態に
なるように、エアシリンダ１１によりびん９を充填バル
ブブロック２に向けて上昇させる。

【０００７】そして、びん口部１２の上端縁部を、充填
バルブブロック２のシーリングガスケット１０に当接さ
せる。そして、この状態でステム４を上方に駆動して充
填液通路３４と充填液通路３３とを連通させる。これに
より、フィラタンク１内の充填液１８が、開口１７，充
填液通路３４及び充填液通路３３を通じてびん９内に流
入する。

【０００８】このとき、スプレッダ７により充填液１８
が外周側に拡散され、充填液１８がびん９の内壁に沿う
状態で流入し、円滑な充填が行なわれる。なお、符号１
５は、びん９内の圧力を大気圧に開放するためのスニフ
ト弁、符号５はステム４を上方に付勢するスプリング、
４Ａはステム４に形成された突起部（スプリングシー
ト）である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、びん９
の形状によっては、びん口１２からびん肩１４の内壁に
沿う正常な流れが形成されず、びん肩１４の角部１６に
おいて液膜が剥離して充填液１８が垂直に落下する場合
がある。このように充填液１８が垂直に落下すると、び
ん９内において充填液１８の乱れが生じ、いわゆる巻き
込み気泡量が過多となったり、液面の波立ちにより充填
精度低下が生じるという課題がある。

【００１０】また、充填液１８が炭酸飲料の場合、充填
時の乱れが大きいと、充填終了後に異常な泡立ちが発生
し、びん口１２から液こぼれが生じて充填量不足となる
という課題もある。このため、従来では、びん９の種類
（形状）が変わると、その都度、充填液が角部から滴下
しないように液体充填装置の一部を変更する必要があっ
た。

【００１１】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、液体の垂直落下を防止して充填精度を向上させる
とともに、びんの種類が変わっても液体充填装置を取り
替えることなく円滑に液体充填を行なえるようにした、
液体充填装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の液体充填装置は、タンク内に貯溜された液体
を容器に所定量充填する液体充填装置において、該液体
の充填時に該タンクと該容器とを連通しうる充填液通路
をそなえるとともに、該容器の内壁に沿った流れを形成
させるべく該容器を傾斜状態に保持する傾斜保持手段が
設けられていることを特徴としている。

【００１３】また、請求項２記載の本発明の液体充填装
置は、請求項１記載の液体充填装置において、該容器内
への該液体充填量を計測する充填量計測手段と、該充填
量計測手段により所定充填量が計測されると該充填液通
路を閉鎖する充填量制御手段とが設けられていることを
特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１は本発明の一実施形態
にかかる液体充填装置を示す模式的縦断面図である。図
中、１はフィラタンクであり、このフィラタンク１内に
は、飲料水等の充填液（又は、単に液体ともいう）１８
が貯溜されている。また、２は充填バルブブロックであ
り、フィラタンク１内の充填液１８を容器（びん）９内
に供給するためのものである。なお、フィラタンク１内
は例えば０．５〜５ｋｇｆ／ｃｍ²程度に加圧されてお
り、この圧力下で液充填が行なわれるようになってい
る。

【００１５】充填バルブブロック２は配管２１を介しフ
ィラタンク１に接続されている。また、配管２１により
形成される充填液通路４１には、フィラタンク１からび
ん９に送給される充填液量を計測する充填量計測手段
（流量計測センサ）２０が介装されている。ここで、こ
の流量計測センサ２０は、例えば電磁流量計により構成
されたものである。

【００１６】充填バルブブロック２内には充填液通路３
４が形成されており、配管２１に接続されている。ま
た、図示するように、この充填液通路３４の下方には充
填液通路３４より縮径された充填液通路３３が形成され
ている。また、充填液通路３３の下部には、びん９へ供
給される液体１８の流れを傾斜した流れにするための傾
斜充填液通路３５が形成されている。そして、上述によ
り、フィラタンク１の充填液１８は、上流側から充填液
通路４１，３４，３３，３５を通って、びん９に供給さ
れるようになっている。

【００１７】なお、詳細は後述するが、液体１８の充填
作業時において、びん９は傾斜保持手段５０により傾斜
した状態で保持されるようになっており、この状態にお
いて、びん９の軸線は傾斜充填液通路３５に対して略平
行となるように構成されている。ところで、充填バルブ
ブロック２には、その軸方向に沿ってステム４が配設さ
れている。また、ステム４の下端部には、このステム４
よりも拡径された拡径部４Ｂが形成されており、この拡
径部４Ｂの下端面にリング状の液弁パッキン８が取り付
けられている。

【００１８】また、充填バルブブロック２内において、
大径の充填液通路３４と小径の充填液通路３３とが接続
される接続部分には段部２Ａが形成されており、段部２
Ａの略鉛直上方位置にステム４の拡径部４Ｂが配設され
ている。また、ステム４の上端部には突起部（スプリン
グシート）４Ａが形成されており、充填バルブブロック
２と突起部４Ａとの間には、ステム４を常時上方へ付勢
するスプリング（ポストスプリング）２４が介装されて
いる。

【００１９】また、ステム４の上方には、このステム４
に当接しうるエアシリンダ２３が装備されている。そし
て、エアシリンダ２３を下方向に駆動すると、スプリン
グ２４の付勢力に抗してステム４が下方に駆動され、液
弁パッキン８が段部２Ａに密接して、充填液通路３４と
充填液通路３３との連通状態が遮断されるようになって
いる。

【００２０】また、エアシリンダ２３が上方向に駆動さ
れると、ステム４はスプリング２４の付勢力によって上
方に駆動されて、充填液通路３４と充填液通路３３とが
連通状態となるのである。なお、ここでは上記のステム
４と充填バルブブロック２とにより、充填液通路３３，
３４を開閉する液弁２２が構成されている。また、本装
置では、エアシリンダ２３，ステム４，液弁パッキン８
及び充填バルブブロック２の段部２Ａにより充填量制御
手段６０が構成されており、液体１８の充填時に、流量
計測センサ２０により液体１８の所定量の充填が計測
（又は検出）されると、この充填量制御手段６０により
充填液通路３３，３４が閉鎖されて、びん９への液体１
８の充填が終了するようになっている。

【００２１】一方、図１に示すように、充填バルブブロ
ック２内にはガス通路４０が形成されている。このガス
通路４０の一端は傾斜充填液通路３５に接続されてお
り、他端はガス配管２８を介してフィラタンク１に連通
接続されている。また、ガス配管２８にはガス弁２７が
介装されており、フィラタンク１内とガス通路４０との
間を開閉できるように構成されている。

【００２２】また、傾斜充填液通路３５に対してガス通
路４０が開口する部分には、せき２６が形成されてい
る。せき２６は、傾斜充填液通路３５とガス通路４０と
を区画すべく設けられており、せき２６の背部（図中右
側）における通路が傾斜充填液通路３５として機能し、
せき２６よりも図中左側部分にガス通路４０が形成され
ている。

【００２３】液体１８の充填作業時には、ガス弁２７を
開弁することにより、上述のガス通路４０を介してびん
９内の空気や炭酸ガスがフィラタンク１に排出され、び
ん９内とフィラタンク１内とが同一の圧力に保持される
ようになっている。ところで、充填バルブブロック２の
下方側であって、傾斜充填液通路３５が開口する部分
は、傾斜充填液通路３５の軸線方向に対して略直交する
ような傾斜平面に形成されている。また、傾斜充填液通
路３５の開口部にはシーリングガスケット１０が取り付
けられている。

【００２４】そして、これにより充填作業時にびん９を
充填バルブブロック２に当接させると、びん口１２の上
端縁部がシーリングガスケット１０に密接して、充填液
通路３５からびん９に至る充填通路をシールするように
なっているのである。また、傾斜充填液通路３５からび
ん９へ液体１８を充填流下する時に、びん９内壁の一部
に沿う流れを形成させるべく、びん９を図１に示すよう
な傾斜状態で保持するための傾斜保持手段５０が設けら
れている。

【００２５】傾斜保持手段５０は、主に、エアシリンダ
１１，ネックサポート２９，アーム２９Ａ及び軸３２か
ら構成されており、ネックサポート２９は、固設された
軸３２を中心に揺動可能に構成されている。また、アー
ム２９Ａはエアシリンダ１１及びネックサポート２９に
連結されており、エアシリンダ１１が進退することによ
り揺動アーム２９Ａ及びネックサポート２９が揺動駆動
されるように構成されている。

【００２６】なお、充填バルブブロック２にはガス通路
４０に連通する大気開放路２Ｃが形成されており、大気
開放路２Ｃにはスニフト弁１５が介装されている。ここ
で、スニフト弁１５は、びん９内の圧力を大気圧にする
ための弁として装備されており、所要時に開閉駆動され
るように構成されている。本発明の一実施形態としての
液体充填装置は、上述のように構成されているので、次
のようにしてその動作が行なわれる。

【００２７】液体１８の充填を開始する前には、エアシ
リンダ２３により液弁２２が押し下げられた状態になっ
ており、充填バルブブロック２内に形成された充填液通
路３４と充填液通路３３とは遮断された状態になってい
る。また、ガス弁２７及びスニフト弁１５も閉弁状態に
なっており、フィラタンク１とびん９との連通は遮断さ
れた状態になっている。

【００２８】この状態から、まず、図中仮想線で示すよ
うな直立状態のびん９の鍔部３０をネックサポート２９
により把持させる。そして、エアシリンダ１１を作動さ
せて、アーム２９Ａを矢印Ｃ方向に揺動させびん９を傾
け、口部１２を充填バルブブロック２のシーリングガス
ケット１０に密接させる。そして、この状態でエアシリ
ンダ１１を停止させて、びん９を傾斜した状態に保持す
る。

【００２９】これにより、びん９と充填バルブブロック
２の傾斜充填液通路３５とが連通状態になる。なお、こ
のときには、傾斜充填液通路３５の軸線とびん９の軸線
とが略一致している。また、傾斜充填液通路３５とびん
９とは、シーリングガスケット１０によりシールされ
る。次に、ガス弁２７を開弁状態にして、配管２８を連
通状態にしフィラタンク１内とびん９内とを同一圧力に
する。

【００３０】その後、エアシリンダ２３を上方に駆動す
ると、ポストスプリング２４の付勢力によりステム４が
上方に駆動されて、液弁パッキン８が段部２Ａから離隔
し、充填液通路３４と充填液通路３３との遮断状態が解
除されて連通状態となる。したがって、フィラタンク１
の中の充填液１８は、充填液通路４１，３４，３３，３
５を通って矢印Ａに示すような流入方向でびん９内に供
給される。

【００３１】このとき、びん９内へは、重力の作用によ
りびん口１２内壁の一番低くなっている部分に沿って充
填液１８が流れる。したがって、びん口１２内壁の一部
を伝って流下した充填液１８は、びん肩１４の内壁に沿
って流下し、泡立ちの少ない充填が進行する。また、び
ん９内の空気やガスは、矢印Ｂに示すように、びん口１
２の上側からせき２６で傾斜充填液通路３５から分離さ
れたガス通路４０に流入して、さらにガス配管２８を経
由して、フィラタンク１に流入する。

【００３２】また、このような充填作業は所定圧に加圧
された状態で行なわれるため、充填液１８が炭酸飲料で
ある場合にも泡立ちの少ない状態で円滑に行なうことが
できる。ところで、充填作業時には、流量計測センサ２
０によりびん９に供給される液体１８の充填流量が計測
されており、流量計測センサ２０により予め設定した所
定量の充填量が検出されると、充填量制御手段６０が作
動して液体１８の充填が終了する。この場合、具体的に
は充填量制御手段６０を構成するエアシリンダ２３が伸
長して液弁２２を押し下げ、充填液通路３４と充填液通
路３３とが液弁パッキン８により遮断されて、充填が自
動停止するのである。

【００３３】この後、ガス弁２７を閉弁した後、スニフ
ト弁１５を開弁してびん９内の圧力を大気圧にする。そ
して、エアシリンダ１１を作動させて、矢印Ｄ方向にネ
ックサポート２９を揺動させ、びん９を図中仮想線で示
す直立状態に復帰させる。そして、図示しない搬送手段
により液体１８が充填されたびん９を次工程に送り出す
とともに、充填前のびん９を本装置に供給する。

【００３４】本発明の一実施形態としての液体充填装置
では、上述のような動作を繰り返してびん９への充填を
行なうことにより、次のような効果ないし利点がある。
まず、びん９が傾斜状態で保持されるため、充填液１８
の流れがびん９のびん口１２内壁の片側、即ち、びん９
の内壁の低い部分に沿う流れとなって、泡立ちの少ない
充填が行なわれる。

【００３５】つまり、びん９を傾斜状態に保持して充填
を行なうことにより、充填液１８の垂直落下が防止で
き、びん９内に生じる充填液１８の乱れを抑制すること
ができるのである。これにより、いわゆる巻き込み気泡
量を低減することができ、液面の波立ちによる充填精度
の低下を防止することができる。また、充填液１８が炭
酸飲料の場合、充填時の乱れを抑制することにより充填
終了後の泡立ちを抑制することができ、充填量不足を解
消することができる。

【００３６】また、様々な形状の容器の内壁に沿う流れ
を作ることが可能になり、この結果、一種類の液体充填
装置を用いて種々の形状の容器への液体充填が可能にな
り、容量や形状が変わっても部品交換なしで充填作業を
行なうことができるという利点がある。また、これによ
り、充填作業の時間短縮や稼働率向上にも寄与すること
となる。

【００３７】さらには、予め設定された所定充填量が流
量計測センサ２０により検出されると、充填量制御手段
６０が作動して充填液通路を閉鎖するため、流量計測セ
ンサ２０の設定値を変更するだけで、部品交換を行なう
ことなく充填量を変更することができるという利点があ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の液体充填装置によれば、傾斜保持手段によりびん
が傾斜状態で保持され、充填液通路からの充填流下時に
容器内壁に沿う流れが形成されるため、次のような効果
ないし利点がある。（１）容器が傾斜状態で保持されるため、液体の垂直落
下が防止され、充填流が容器の内壁の片側（容器の内壁
の低い部分）に沿う流れとなって、泡立ちの少ない円滑
な液充填を効率良く行なうことができる。（２）容器を傾斜させて液体の充填を行なうことによ
り、充填時に発生する巻き込み気泡が次々と浮上して泡
立ちを防止することができる。（３）様々な形状の容器の内壁に沿う流れを作ることが
可能になり、その結果、一種類の液体充填装置によりさ
まざまな形状の容器への充填が可能になる。また、容器
の容量や形状が変わっても部品交換なしで正常な充填を
行なうことができ、作業時間短縮や稼働率向上に大きく
寄与する。（４）従来、ベントチューブ等の部分を容器内に挿入す
る必要があったが、本装置では、このような動作が不要
になり、種々の容器への充填バルブブロックの共用が可
能となる。

【００３９】また、請求項２記載の本発明の液体充填装
置によれば、充填量計測手段により所定充填量が計測さ
れると充填量制御手段が充填液通路を閉鎖するため、充
填量計測手段における設定値を変更するだけで、部品交
換を行なうことなく充填量を変更することができように
なるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての液体充填装置の全
体構成を示す模式的縦断面図である。

【図２】従来の液体充填装置の全体構成の一例を示す模
式的縦断面図である。

【符号の説明】

１タンク（フィラタンク）２充填バルブブロック２Ａ段部４ステム８液弁パッキン９容器（びん）１０シーリングガスケット１１エアシリンダ１２びん口１４びん肩１８充填液２０充填量計測手段（流量計測センサ）２２液弁２３エアシリンダ３３，３４，４１充填液通路３５傾斜充填液通路５０傾斜保持手段６０充填量制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者成田雅光名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンク内に貯溜された液体を容器に所定
量充填する液体充填装置において、該液体の充填時に該タンクと該容器とを連通しうる充填
液通路をそなえるとともに、該容器の内壁に沿った流れを形成させるべく該容器を傾
斜状態に保持する傾斜保持手段が設けられていることを
特徴とする、液体充填装置。
【請求項２】該容器内への該液体充填量を計測する充
填量計測手段と、該充填量計測手段により所定充填量が計測されると該充
填液通路を閉鎖する充填量制御手段とが設けられている
ことを特徴とする、請求項１記載の液体充填装置。