JPS6252095A - 加圧式充填装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス入り飲料（主にビール）を対象とする加
圧式充填バルブの構造に関する。

〔従来の技術〕

第２図は特公昭５２−１００６３号公報に記載されてい
る３室（ｉ体室、戻りガス室、圧力ガス室）を有する高
圧充填装置の断面図である。

同図において、充填装置１ｏは、図に詳細に示されてい
ない回転式充填機に属するリング状の液体室１２の底に
ある流出口１１の下方に固定されている。

更に開口１３を介して大気と通じている別の戻りガス室
１４並びに前同様別な圧力ガス室１５が上記液体室１２
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
。充填装置１０は開口１１と同芯的に位置する空間１６
の中に外筐の附加物によシ形成された弁座１７とばね１
９の力で該弁座に載せられている弁体１８とを備えた液
体弁を有する。上記の弁１７　、１８の下部に続いてい
る空間１６に接続した穿孔２０の中には充填装置１０か
ら下方に向って突出している充填管２１が挿し込まれ、
該充填管は円板ｎを有している。容器の入口を中心線上
に移動させるため充填装置が容器に接触する端は円錐形
に開放されそして充填管２１をリング状ａｔ隙２３で包
囲している円板２２が容器の口との気密を保つための設
けられている。

充填管２１には肢管の壁に沿って延長している戻りガス
暗渠２４が取シ付けられている。該暗渠には側方に長孔
状（第４図）の孔２５を有しそして充填管の下端から充
填装置外ｆｆ１ｌＯの内部に位置する球自閉弁２６の所
まで延長し、該弁は閉鎖弁体が重い球ηから成シ立ち、
核球は弁が開放している時弁室内の突出体２８に支えら
れている（第３図）。

戻りガスの流動する方向に見て弁２６の活力において、
戻りガス通路羽は戻９ガス室１４に接続される排気通路
器により形成され、該排気通路器には弁３０とその背屈
に絞り弁３１が配置されている。弁２６と弁３０の間で
排気通路２９から別のスニフト通路３２が分枝する。該
分枝は前同様絞り弁３３を有しそして戻りガス室１４と
絞り弁３１０間で排気通路器に接続される。スニフト通
路３２を直接戻りガス室１４に接続する形成も考慮可能
である。絞り弁３１は大なる貫流直径を有している。

圧力ガス室１５から、中間に配置された弁３５を有する
導管３４が導かれ、充填装置が容器に接触する端に到達
しそして充填管円板２２のリング状細隙２３に流入する
。制御弁３７を有する別の接続導管３６が圧力ガス導管
あを排気通路２９に接続し、そして圧力ガス導管側では
弁部と容器側の流入口との間。

排気通路四側ではスニフト通路３２の後方で接続される
。弁３０　、３５および３７は目的に従って相並んで配
置されそして１つの構成単位にまとめられム前述の装置
は次のように作動する： 充填過程において、例えば第２図に示されたビンの如き
容器の口が円板２２に押し付けられる。それから弁３０
を閉鎖した状態で弁おおよび３７が開放され、かくして
圧力ガス導管羽を介してビンの中に流入する。それと同
時に圧力ガスは排気通路２９、開放されている弁２６お
よび暗渠２４を介してビンの中に到達し、かくして戻り
ガス通路あの上記の部分に液体が残溜している状態から
残溜液体を排出する。ただし、上記の予備加圧過程では
、圧力ガスはスニフト通路３２を介して戻りガス室１４
に流出する。

ビンの中の圧力ガスの圧力と液体室１２の中の液体の圧
力とが等しくなったとき、弁部と３７が閉鎖される。こ
の時ばね１９の作用で弁体１８が弁座１７から持ち上げ
られそして液体は充填管２工を介してビンの中に流入を
許される。この際圧縮される圧力ガスは孔２５を介して
暗渠２４の中に流入しそして開放されている弁２６を介
し排気通路２９の開放されている部分およびスニフト通
路３２を通シ戻りガス室１４に到達するが、その除光づ
絞り弁３３が充填の始めに当って充填速度を定めそして
その貫流直径が小さいことによシ静かで気泡が発生しな
い様な飲料の流入が保証される。以上に引続いて充填管
の端が飲料の中に浸されると、弁３０が開放されそして
接続された排気通路器によシビンの充填が加速されて実
施され、その際２つの絞り弁３１および３３゜が充填速
度を決定する。充填過程は、充填物が充填管の孔２５に
到達し、暗渠２４の中を弁２６まで上昇しそして附加物
２８によって支えられていた閉鎖弁ｎで排気通路器を閉
鎖する時終了する。液体弁体１８はその後閉鎖位置に戻
る。

充填されたビン内の圧力を減少させるため弁３７が開放
される。この時ビン内部の圧力は導管あ。

３６　、３２および絞り弁３３を介して室１４における
圧力に降下する。この減圧過程を通常スニフト過程と呼
ぶ。

〔発明が解決しようとする問題点〕

（１）被充填容器内の充填高さは、孔２５の上端で決定
され、充填高さを変更するには、充填管２１の交換、あ
るいは充填管２１の追加工などによシ孔２５の上端高さ
を変えることが必要であった。

（２）容器予備加圧過程において、絞り弁羽より常にガ
スが逃げているため、加圧に時間がかかった。また加圧
に時間がかからぬように絞）弁３３をきわめて小さな貫
流直径にすると、充填当初の流量は絞り弁羽によシ決め
られているため、流入流量が必要以上に小さくなシ、充
填管の端が飲料の中に浸されるまでの時間がかかシ、従
って充填時間がかかった。

（３）戻りガス通路３８に残留している液が、容器の予
備加圧過程で容器内にまき散らされて、充填時、液の発
泡の原因になシ、大味線の不揃いを引きおこし、容器内
充填液量の不揃いとなると共に、容器内の充填液の容器
外への吹きこぼれを誘発するため好ましくない。

〔問題点を解決するだめの手段〕

容器を予備加圧し、その後液弁が開き、排気通路から容
器内ガスを逃がすことによシ液を充填し、排気通路が液
によって塞がれることによって充填が停止し、次に液弁
を閉にし、スニフト過程によシ容器内を減圧して、充填
を完了する充填ノζルブにおいて、スニフト通路の開閉
を、「外部からの信号により開閉可能なスニフト弁（電
磁弁等）」によって行なうとともに、戻りガスの流動方
向に見て排気通路の球出閉弁の下流側と圧力ガス室の間
にカウンタ弁を設けることにより、充填高さを外部信号
によシ設定する。

なお、液面を検出するセンサは特に必要としない。

〔作　　用〕

オリフィス通路を閉じた状態で容器を予備加圧し、外部
信号によりスニト弁を開閉することによシ容器内の充填
高さを制御する。

〔実施例〕

第１図において、１２は液体室、】３は戻ｐガス室１４
の開口、１５は圧力ガス室、１７は弁座、１８は弁体、
１９はばね、２１は充填管、２６は球出閉弁、ｎは球出
閉弁２６の球であシ、以上の部材は第２図で説明した部
材と実質的に同一である。

４０はびん等の容器、４１はシール部材、Ｃはりフタで
、容器４０を持上げシール部材４１に押し付け、びん口
をシールする。

拐は球出閉弁２６と戻りガス室１４を結ぶ排気通路であ
る。

排気通路４８に高速充填弁荀、大オリフィス４７がある
。また高速充填弁４５と弁２６を結ぶ通路にカウンタ弁
４３からの通路が連通している。カウンタ弁４３、球出
閉弁２６、高速充填弁６を閉にした時、それらで囲まれ
た通路の容積は、そこ沙圧カガス室１５の圧力がかかつ
ている状態で容器４０を大気解放にした時、戻夛ガス通
路４９内の残液を容器内にすべて押し出せるよう、十分
大きくなければならない。

４９は戻りガス通路で、下端の孔５２と球出閉弁２６と
を結ぶ通路である。

５０はスニフト通路であり、容器４０がシール部材４１
に押し付けられている状態において容器４０に充填され
た液の液面上のガススペース（ヘッドスペース）と戻り
ガス室１４とを結ぶ通路である。

５１は液体室１２の上部を貫通するロンドで、図示しな
い手段で上下動し、弁体１８を下方に押し付け、又は押
し付けを解除する。

４３はカウンタ弁で、圧力ガス室１５と排気通路招との
間を開閉する。

封はスニフト弁で、ヘッドスペースと戻りガス室１４を
結ぶ通路を外部からの信号によシ開閉する。

スニフト弁４４は充填過程当初の低速充填時に一定時間
（ｔｌ）の間、開となシ、また、充填過程最後の再充填
時にも別の一定時間（ｔ２）の間だけ開となシ、さらに
スニフト過程時にも開となる。

なお、スニフト弁４４としては例えば電磁弁を使用する
。

郷は高速充填弁で、排気通路４８を開閉する。

４６は小オリスイスで、スニフト通路（資）に設けられ
、絞り抵抗の大きいオリフィスである。

４７は大オリフィスで、排気通路４８に設けられ、小オ
リフィス４６よシも絞り抵抗の小さいオリフィスである
。

次に本装置の動作を説明する： （１）図示しない公知の手段で容器荀は、すフタ弦によ
υシール部材４１に押し付けられシールされる。

（２）　　弁体１８を弁座１７に押し付け、液の流入を
止めた状態で、カウンタ弁４３を開き、圧力ガス室１５
から容器４０内に排気通路招、球出閉弁２６、戻りガス
通路４９を通ってガスが導かれ、容器４ｏ内が予備加圧
される。この時弁４４、弁４５は閉となっており、加圧
ガスの逃げ道はない（予備加圧）。

（３）容器４０内の圧力と液体室１２の中の液体の圧力
が等しくなったとき、カウンタ弁４３を閉じる。

この時、スニフト弁劇を開くとともに、ロッド５１を持
ち上げると、ばね１９の作用で弁体１８が弁座１７から
持ち上げられ、液体は充填管２１を介して容器４０内に
流入する。この際容器４０内の圧力ガスは、スニフト通
路団、スニフト弁劇を通って小オリアイス４６によって
絞られながら戻りガス室１４を介して、大気に排気され
る。この過程では充填速度は低く抑えられ気泡の巻き込
みを防止している（低速充填）。

（４）スニフト弁劇は開としてから一定時間（ｔ□）後
に閉とする。ただしスニフト弁祠が閉となるタイミング
は、充填液面の位置が、充填管２１の下端よりも高く、
孔５２よりも低い時でなければならない。また、高速充
填弁４５は、充填液面が充填管２１の下端に到達した後
に開く。

この時、容器４０内の圧力ガスは孔５２、戻りガス通路
４９．弁２６、排気通路４８、高速充填弁６を通って大
オリフィス４７によって絞られながら、戻りガス室１４
を介して大気に排気される。この過程では大オリフィス
４７の径が大きいため、充填速度は高い（高速充填）。

（５）充填液面が孔５２に到達し、液が戻りガス通路４
９の中を弁２６マで上昇し、弁２６の球４が上昇し、排
気通路４８を閉鎖すると、容器４０内の圧力ガスは逃げ
場を失い、ガス圧縮をおこして、容器４゜への液の流入
は完全に停止する。この過程までに充填された液量は、
孔５２の位置および孔５２から弁２６１での戻りガス通
路４９の容積によ）決まる（充填停止）。

（６）液の流入が完全に停止し、かつ弁体１８が弁座１
７から持ち上げられている状態で、次に、一定時間（ｔ
２）だけスニフト弁４４を開にする。

この、スニフト弁劇を開にしている間は容器４゜内の圧
力ガスが、スニフト通路団、スニフト弁劇、小オリフィ
ス４６を通って戻りガス室１４に逃げるため、容器４０
内へは液が低速で再充填される。ここで再充填される液
量は、逃げたガス量に比例し、逃げたガス量は、スニフ
ト弁躬を開にしている時間に比例する。従って、スニフ
ト弁朝を開にする時間間隔をタイマー等で外部から設定
し、その設定値を変更することによシ、再充填量即ち総
充填量を変更することができる（低速再充填）。

以上よ）、スニフト弁劇は、その開閉を時間的に制御す
る必要があるため、電磁弁のように、外部からの信号に
よシ開閉できるものを用いる必要がある。

（７）高速充填弁郷を閉にする。

スニフト弁４４を閉としく６）の過程を終了させた後、
図示しない手段によってロッド５１を押し下げ、弁体１
８を弁座１７に押し付けて、液通路を閉鎖している状態
で次の過程を実施する（充填終了）。

（８）　　カウンタ弁４３を開き、排気通路拐でのガス
圧力が上昇した後、カウンタ弁４３を閉じる。

この時、容器内は、排気通路栃に導かれた圧力ガス室の
圧力とほぼ同じ圧力になっているため、戻りガス通路４
９内の液はほとんど移動しない。

従って、弁４３、弁４５、弁２６で囲まれた通路には圧
力ガスが閉じ込められたままとなる（再加圧）。

（９）次にスニフト弁４４を開とすると容器４０内の圧
力ガスがスニフト通路団、スニフト弁４４を通シ小オリ
フィス４６が絞られながら戻りガス室１４に逃げ、容器
曲内の圧力は同室１４の圧力まで降下する。この容器４
０内の圧力の減圧にともない、弁４３、弁６、弁２６に
囲まれた通路に充満されていたガスは膨張することにな
シ、戻りガス通路４９内に充満していた液は、容器４０
内に押し戻され、完全に排出される（スニフト）。

αｅ　以上の過程が終了すると、す７り心が下降する。

この時１図示しないベント通路を経て、充填管２１の上
部が大気に解放され、充填管内の液が容器内に落下し、
充填過程が終了する。

そして次の容器の充填過程に移る前にスニフト弁４４は
閉にされる（容器下降、充填管内液溶し）。

′″′１°″″″″″″ｔ、Ｂ　、：　＆°１“Ｋ７１
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−へ　　　　　　　　　　　の ［発明の効果〕 （１１動作の説明（６）で述べた如く、孔５２の位置ま
で液の充填を完了した後、液通路、即ち弁座１７間が開
いている状態で、スニフト弁劇を開とする時間ｔ　をコ
ントロールすることにょシ、外部から自由に充填高さの
設定を変更することができる。

従って、充填管の交換・追加工が不要となシ、また充填
高さを検出するセンサが不要となる。

（２）充填が終了し、かつ容器がシール部材に押し当て
られている状態のときに、動作の説明（９）で述べた如
く、戻少ガス通路四下端から弁２６の間に残留している
液を、容器４ｏ内へ押し戻すようにしたので、発泡や液
詰まりのない確実な液充填が保証され、また液の機外へ
の放出がないので作業環境の悪化防止等が可能となシ、
液ロスも減少させることができる。

（３）容器予備加圧時にスニフト弁剃、高速充填弁藝を
閉とし大気と速断した状態にしていることにより予備加
圧時間が短かい。

（４）回転式充填機中のすべての充填パルプの充填高さ
が、低速再充填過程に於いて、スニフト弁４４を開とす
る時間ｔ２を設定変更することにより変更可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加圧式充填装置の概略断面図、第２図
は従来の加圧式充填装置の概略断面図、第３図は第２図
の球出閉弁の詳細断面図、第４図は第２図の充填管の詳
細正面図である。 Ｌ・・・液体室 １４・・・戻りガス室、　　　１５・・・圧力ガス室２
１・・・充填管、　　　　　２６・・・球出閉弁４３・
・・カウンタ弁、　　　祠・・・スニフト弁４５・・・
高速充填弁、　　　４６・・・小オリフィス４７・・・
大オリフィス、　　４８・・・排気通路４９・・・戻り
ガス通路、　　関・・・スニフト通路復代理人　弁理士
　岡　本　重　文 外２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液体室と、圧力ガス室と、戻りガス室と、充填管と、球
   自閉弁と、戻りガス室に持続して絞り弁を有するスニフ
   ト通路と、球自閉弁と戻りガス室間を接続して開閉弁及
   び絞り弁を有する排気通路と、圧力ガス室に接続した開
   閉弁とを具えた加圧式充填装置に於いて、 戻りガスの流動方向に見て前記排気通路の球自閉弁の下
   流側と圧力ガス室の間に設けたカウンタ弁と、 ヘッドスペース部と戻りガス室の間に形成されたスニフ
   ト通路に絞り弁及び自動開閉可能なスニフト弁を設けた
   ことを特徴とする加圧式充填装置。