JPS58183486A - 充填装置 - 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】 本発明は増結機等に応用できる充填装置に関するもので
ある。

第１図は従来の底詰め増結バルブの概略図を示す。また
第２図は容器へ液を充填する際の充填流量変化を、第８
図は充填管から液が噴出する状況をそれぞれ示す。さて
第１図において、充填装置α（２）は、図示されていな
い回転式充填機に属するリング状の液体室０りの底にあ
る流出口側の下方に固定されている。また開口０３）を
介して大気と通じている別の戻りガス室０４、並びに圧
力ガス室α■が前記の液体室０２）と結合して、機械の
上部を形成する構成単位となっているＤ また充填装置αＯ）は、流出口ａυと同意的に位置する
空間Ｑ５１の中に外部と連接した弁体０槌と、それを押
し上げるためのバネａ９および液をシールする弁座０７
）で構成された液体弁を有する。なお、液を充填しない
ときは、外部と連動するレバー（図示せず）等によって
弁体０榎は弁座０ηに押しつけられ、液の流出を防止し
ている。

前記の弁座（Ｉ７）の下部の空間Ｏｅと接続された孔（
イ）の中には、充填装置００）から下方に向って突出し
ている充填管（２＋）が挿し込まれている。また充填装
置（１０）の下部には、ゴム等の弾性材質で作られたリ
ング（２２１を有し、シリンダ等の昇降装置（図示せず
）で容器（至）が押上げられた際に、容器口と充填装置
間の気密を保つようになっている。

充填管Ｃυには管壁に沿って延長していて、側方に孔０
５１を有する戻りガス通路Ｃ２４１が取付けられている
。戻りガス通路（２４１は充填装置０〔の内部に位置す
る球自閉弁（２６）まで延長している。球自閉弁（ホ）
は球′０７）とそれを支えている突出体（ハ）とから成
る。容器（２）内のガスは、この球自閉弁（３）の弁室
部および通路のを経て、弁（至）（至）に至る。

弁（至）（ト）の下流側（容器側から人気に通じている
戻りガス室Ｉの方向）には、高流量でガスを逃がすこと
のできる穴径の大きい絞り０１）と、低流量でガスを逃
がすことのできる穴径の小さい絞り０３）がそれぞれあ
り、大気に開放している戻りガス室θ滲に通じている。

戻りガス室０侃ま排気中のミストを分離する役目を持つ
。弁（１３９は液体室０２と容器側内を同圧にするため
に開閉する弁で、ガスが圧力ガス室α９から通路（財）
を通り、容器側内に流入するようになっている。

以下第１図〜第８図にもとすいて従来方式の作用につい
て述べると、まず容器（至）は昇降装置（図示せず）に
よって充填装置（１０）に押付けら口１、容器口が充填
装置に密着される。次に外部と連動するレバー等（図示
せず）によって、弁体θ槌を弁座θ力に押しつけている
機械的な力を解除する。このとＣき弁体０８を上方に引
き上げるようにノくネＱ９）が作用するが、加圧された
液体室（＋２１の圧力によって弁体側は開かない。

弁０５）を開くと圧力ガスが圧力ガス室（１９から通路
Ｃ３４）、穴Ｑ渇を通り容器国内に流入する。容器国内
が圧力ガス室（ｉの圧力に近づくと、液体室０りの圧力
にバネα９の力が打勝って、弁体卸が開き、液が充填管
ＣＤを通って容器（財）内に流入し始める。

つづいて弁０ωを閉じ、弁（ト）を開くと、容器（至）
内のガスは穴２５１→通路（２４Ｊ→球自閉弁ＱＯ→通
路翰→弁（ト）→通路ＯＤ→絞り（至）→戻りガス室０
４Ｊを通って大気に逃げる。これにともなって、液は液
体室θ４がら空間（１０→弁体０場→充填管０１）を通
って容器国内に流入する。このときの充填流量Ｑは絞り
（ハ）の径によって決まり、低速域（Ｉ）となる。充填
流量Ｑが低速域（Ｉ）のままならば、流入速度が遅いた
め液中での気泡の発生はなく、良好な充填が可能である
。しかし充填完了までに時間が損るので、充填容器の生
産能力が低くなる。

そこで充填時間の短縮を計るために、容器（至）内の液
が充填管Ｃυの下端を浸したときに弁（至）を開く。

弁□□□を開くと、穴径の大きい絞りＧυから高流量の
ガスが急激に戻りガス室α滲に逃げ出すので、それに応
じて液の容器（至）への充填流量Ｑが急激に増加する。

このような充填流量Ｑの時間ｔに対する変化を表わした
のが第２図である。

第２図において、時間ｉ＝Ｑが液充填開始時で弁間を開
く。このときの充填流量Ｑは絞り割で決定され、低速域
（Ｉ）の充填流量ＱＬがそわ、である。

つづいて時間１２　で弁（至）を開くと、絞り０１）と
絞り（ト）の両者で充填流量Ｑは決まり、高速域（ＩＩ
）の充填流量ＱＨがこむ、に相当する。

高速域（…）では、容器（至）内の液は急激に増加して
液面は孔Ｑ艶のレベルに到達し、さらに戻りガス通路０
４）を通り、球出閉弁（３）に至る。液が球出閉弁００
に達すると、球罰を持ち上げて通路−を閉鎖する。

これによりガスおよび液の逃げる通路が閉鎖さυ。

るので、液の容器（至）内への流入が止る。このときの
時間°ｔがｔｆで、その抜弁（１８）　Ｃ３０）　＋３
６１を閉じて、容器側への液充填の動作が完了する。続
いて容器Ｃ３８１は内部圧力が図示しない機構によって
大気に開放され、昇降装置（図示せず）で下げられて、
容器（至）のフタをする工程に転送される。

以上のような従来の充填工程においては、次のような問
題が発生する。すなわち、第８図において、（４りは充
填管（２１）から噴出する充填液、（４Ｇは容器側内の
液面、（４１ａ）　（４１ｂ）は気泡であり、充填初期
に噴出液（４２１が容器（ト）底と衝突時に発生したも
のと、充填中に発生したものの、大きな泡と小さな泡で
ある。また矢印（ａ）は、噴出液（４２１の液中での流
れの状況（フローパターン）を表わしている。

前記したように充填流量Ｑを変化させる方式の増結パル
プを採用する理由は、炭酸飲料等を、充填開始から高速
で充填すると、気泡は噴出液（４つと容器開底との衝突
のためと、また液充填中に液面（４１から取込まれる等
のため、大小の気泡（＋１　ａ）（４１ｂ）が発生する
ためである。また液中に大気泡（４１ａ）があると、気
泡（４１ａ）の容積分だけ実質充填量が不足するし、バ
ラツキの原因ともなる。

また液中の小気泡（４１ｂ）は充填終了時、容器（至）
内を大気に開放した際に生じる泡（ビール等の炭酸飲料
をコツプにそそいだときの泡と同様）の発生原因きなり
、その量が多いと容器（至）の液が吹きこぼれて充填量
不足となる等液充填での重大な問題となる。このことを
解決するために、充填開始時は低流量ＱＬで充填し、そ
のままでは充填容器側の生産能力が低いので、液面（＋
０１から気泡の取り込みが少なくなる充填管Ｃυの先端
に液面が達したとき以降は、高速充填流量ＱＨに切替え
る。

低速域（Ｉ）での充填流量ＱＬはまた下記の制限を受け
る。すなわち、容器（至）にて充填管Ｃυからの噴出液
（４りは、矢印（ａ）のように流′４″ｌ、るため、場
内で一つの大きな渦を形成する。第４図では渦（１３１
としてこれを示している。この渦（４３）はリング状の
渦芯（４４）の回りを矢印（ａ）の如く回転する％　Ｉ
Ｊング状渦（４３となる。このリング状渦（４３は容器
（ト）の横断面が円形の場合はど発生し易い。

充填初期発生した気泡（４１ａ）　（４１１））は、こ
のリング状渦（４３の遠心力で渦芯（４４）近傍に集ま
り、容易にノ　　浮上しない。なお、気泡（４１ａ）　
（４１ｂ）を浮上させるためには、リング状渦（４りの
遠心力を弱めるＯすなわち、充填流量ＱＬを遅くする必
要があるＯしかし低速域（１）での充填流量ＱＬが低い
と、時間１ノ。

ひいては充填時間ｔｆが長くなり、充填能力が低くなる
。このように低速域（Ｉ）での充填流量ＱＬが、充填能
力を高めるための障害となっていた。

本発明は前記従来の欠点を解消するために提案さイ１．
たもので、液充填管に複数の液噴出孔を設けることによ
り、低速域（Ｉ）での流量ＱＬを高め、より生産能力の
高い充填装置を提供せんとするものである。

以下本発明の実施例を図面について説明すると、第５図
は本発明の実施例を示す充填管の断面図、第６図は第５
図のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示す。

第５図及び第６図において、充填管（２１ａ）の下端に
は、液（４２ａ）が下方および横方向などに噴出する複
数個の孔（佃を有する（噴出孔（４■の形状は別に限定
せず、スリット等でも可能である）。

国は充填する容器であり、また充填中の液面は（４０）
であり、充填中に取り込まれている気泡は（４１ａ）（
４１ｂ）で、液中に突入した噴出液（４２ａ）のフロー
パターンを矢印（Ｃ）で示し、同噴出液（４２ａ）の液
中突入の流れの影響で、その回りに渦芯υ４ａ）のリン
グ状渦（４３ａ）が発生している状況を示す。

次に作用を説明する。第５図及び第６図において、従来
方式と同様の操作を行なって液充填を実施すると、液は
充填管（２１ａ）を通り、孔（１５）から噴出する。噴
出した液（４２ａ）は液面（１０と衝突して、液中で矢
印（Ｑ）の流れとなる。また液中での流ｔｑ、　（ｃ）
により液面（４１に突入する噴出液（＋２　ａ）の回り
に、渦芯（４４ａ）の小さいリンク状渦（４３ａ）が、
液噴出孔（句の個数と同数発生する。また充填管（２１
ａ）の内断面積より液噴出孔０句のトータル断面積を大
きく（噴出液（４２ａ）の流速を遅く）できるので、発
生するリング状渦が弱くなる。

以上詳細に説明した如く本発明は構成されており、充填
管から噴出する液によって発生するリング状渦を弱く小
さく分散させることにより、気泡が渦にとらえられる確
率を小さくシ、かつ渦の遠心力も小さいので、気泡は容
易に浮上し、液中より簡単に脱気することが可能上なる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の底詰め増結パルプを示す正面断面図、第
２図は第１図における充填流量変化を示す線図、第３図
は第１図の充填管から液が噴出する状態を示す正面断面
図、第４図は第３図における渦の状態を示す平面断面図
、第５図は本発明の実施例を示す充填装置の正面断面図
、第６図は第５図のＡ−Ａ断面図である。 図の主要部分の説明 ２１ａ　・・・充填管　　　４０・・・液面４２ａ　・
・・噴出液　　　４５・・・液噴出孔特許　出願人　三
菱重工業株式会社 第１図 馬３図 υ−４４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液充填管を有する充填装置において、前記充填管に複数
   の液噴出孔を設けたことを特徴とする充填装置。