KR102421032B1 - 액체 충전 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

불량품의 용기를, 제품액의 충전된 양품의 용기와 공통의 반송 장치에서, 폐기하는 제품액을 적게 하면서 안정적으로 반송할 수 있는 액체 충전 시스템을 제공한다. 본 발명의 액체 충전 시스템은, 반송되는 용기(60)에 대하여, 양품인 제1 용기(61)와 불량품인 제2 용기(62)를 검출하는 검출부(11, 21)와, 제1 용기에 제품액을 충전하는 충전부(15)와, 제2 용기에 웨이트용 웨이트액을 주입하는 웨이트액 주입부(15, 30)를 구비한다.

Description

액체 충전 시스템 및 제어 방법

본 발명은, 용기에 제품액을 충전하는 액체 충전 시스템에 관한 것이다.

종래부터, 음료수 등의 제품액을 용기에 충전하는 액체 충전 시스템이 알려져 있다. 이러한 종류의 액체 충전 시스템의 충전 라인에 있어서는, 공급되는 용기에 살균 처리 및 세정 처리가 행해지고, 세정 후의 용기에 소정량의 제품액의 충전과 캐핑이 행해진다.

예를 들어, 살균 장치나 세정 장치의 노즐에 이상이 있으면, 이상이 있는 노즐에서 처리되는 용기는 불량품이라고 간주하여 제품액의 충전과 캐핑을 행하지 않고, 빈 용기인채로 반송하여 배분 장치에서 제거하는 구성도 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1-2 참조).

일본 특허 공개 제2007-75703호 공보 일본 특허 공개 제2013-209105호 공보

특허문헌 1-2에 있어서, 액체가 충전된 용기와 비교하면 불량품의 빈 용기는 경량이므로, 작은 힘으로도 반송 중에 용기가 전도되기 쉽다. 또한, 충전 장치의 후단에서는, 소정량의 제품액이 충전된 용기를 반송하는 전제로 반송 장치가 조정되어 있다. 불량품의 빈 용기는 소정량의 제품액이 충전된 양품의 용기와의 중량 차가 커서, 반송 장치에 있어서의 용기의 수수가 원활하게 행해지지 않을 가능성도 있다.

용기가 정상적으로 반송되지 않으면, 정상적으로 반송되지 않은 용기를 충전 라인으로부터 제거하기 위해 운전을 정지하는 등의 사태가 발생하여, 액체 충전 시스템에서의 생산의 수율이 저하될 우려가 있다.

이상으로부터, 본 발명은, 불량품의 용기를, 제품액이 충전된 양품의 용기와 공통의 반송 장치에서, 폐기하는 제품액을 적게 하면서 안정적으로 반송할 수 있는 액체 충전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 액체 충전 시스템은, 반송되는 용기에 대하여, 양품인 제1 용기와 불량품인 제2 용기를 검출하는 검출부와, 제1 용기에 제품액을 충전하는 충전부와, 제2 용기에 웨이트용 웨이트액을 주입하는 웨이트액 주입부를 구비한다.

액체 충전 시스템에 있어서, 충전부가 웨이트액 주입부를 겸하고 있어도 된다. 이때, 충전부는, 제2 용기에 대해서, 제1 용기보다도 소량의 제품액을 웨이트액으로서 주입해도 된다.

액체 충전 시스템에 있어서, 웨이트액 주입부는, 충전부와는 개별로 마련되고, 제2 용기에 제품액과는 다른 액체를 주입해도 된다.

웨이트액 주입부는, 제2 용기에 대해서 제1 용기에 충전된 제품액과 동량의 웨이트액을 주입해도 된다. 또한, 웨이트액 주입부는, 제2 용기에 물을 주입해도 된다.

웨이트액 주입부는, 제2 용기에 대해서, 웨이트액을 적어도 제2 용기의 무게 중심의 위치까지 주입해도 된다.

액체 충전 시스템은, 충전부 및 웨이트액 주입부를 통과한 제1 용기와 제2 용기를 각각 다른 반송로로 분배하는 분배부를 더 구비하고 있어도 된다. 분배부는, 충전부 및 웨이트액 주입부와 공통의 정보를 이용하여, 제1 용기와 제2 용기를 각각 다른 반송로로 분배해도 된다.

검출부는, 용기의 성형 불량, 용기의 흠집, 용기의 살균 불량, 용기의 세정 불량 중 적어도 어느 것을 검출해도 된다.

용기는, 수지제 용기여도 된다. 또한, 제품액은 음료수여도 된다.

본 발명의 액체 충전 시스템은, 반송되는 용기에 대하여, 양품인 제1 용기와 불량품인 제2 용기를 검출부에서 검출하여, 제1 용기에는 충전부에서 제품액을 충전하고, 제2 용기에는 웨이트액 주입부에서 웨이트용 웨이트액을 주입한다.

본 발명의 액체 충전 시스템은, 양품인 제1 용기에는 충전부에서 제품액을 충전하고, 불량품인 제2 용기에는 웨이트액 주입부에서 웨이트용 웨이트액을 주입한다. 웨이트액이 주입된 제2 용기는, 빈 용기보다도 무거워져서, 바로 서 있는 용기가 기울어지는 데 필요한 힘이 빈 용기와 비교하면 크다. 그 때문에, 제2 용기가 반송 중에 전도하기 어려워진다.

또한, 제2 용기에 웨이트액이 주입됨으로써, 충전부 및 웨이트액 주입부를 통과한 후의 제1 용기와 제2 용기의 중량 차가 작아져서, 제1 용기 및 제2 용기를 반송 장치의 사이에서 어느 것이나 원활하게 전달하는 것이 용이해진다.

따라서, 본 발명의 액체 충전 시스템에 의하면, 불량품의 제2 용기를, 제품액이 충전된 양품의 제1 용기와 공통의 반송 장치에서, 폐기하는 제품액을 적게 하면서 안정적으로 반송할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 액체 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 PosA, PosB, PosC의 3군데에 각각 설치되는 압력 센서의 주변을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 있어서의 압력 센서의 단면도이다.
도 4의 (a)는, 제1 용기의 액체 충전 상태를 나타내는 도면이며, 도 4의 (b)는 제2 용기의 액체 충전 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 제2 실시 형태의 액체 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 6은 제2 실시 형태에 있어서의 제2 용기의 액체 충전 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

〔제1 실시 형태〕

제1 실시 형태의 액체 충전 시스템(1)은, 순차 반송되는 수지제 용기(예를 들어 패트병)에 제품액인 음료수를 연속 충전하는 구성이다. 이하, 수지제 용기를 보틀(60)이라고도 칭한다.

제1 실시 형태의 액체 충전 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 상류측부터 순서대로 빈 보틀(60)을 공급하는 블로 성형기(10)와, 용기 검사 장치(11)와, 제1 로터리 살균 장치(12) 및 제2 로터리 살균 장치(13)와, 로터리 세정 장치(14)와, 로터리 충전 장치(15)와, 캐퍼 장치(16)와, 보틀 배분 장치(17)를 갖고 있다.

제1 로터리 살균 장치(12), 제2 로터리 살균 장치(13), 로터리 세정 장치(14), 로터리 충전 장치(15), 캐퍼 장치(16) 및 보틀 배분 장치(17)는, 청정 공기로 내부가 정압으로 유지된 클린 챔버(40)에 수용된다. 액체 충전 시스템(1)의 각 요소의 동작은, 제어부(50)에 의해 제어된다.

액체 충전 시스템(1)에 있어서, 도 4에 도시한 보틀(60)은, 각 요소의 회전체(스타 휠)의 외주부에 일정 피치로 유지되고, 각 스타 휠의 화살표 방향으로의 회전에 수반하여 전단부터 후단을 향해 순차 반송된다. 액체 충전 시스템(1)에 있어서, 블로 성형기(10)로부터 공급되는 보틀(60)의 순번은 이미 알려져 있다. 또한, 액체 충전 시스템(1)의 각 요소에 있어서, 반송되어 있는 보틀(60)의 순번을 나타냄과 함께 각 보틀(60)을 일의적으로 특정하는 정보(일련 번호 정보)는 이어 받는다.

또한, 블로 성형기(10), 용기 검사 장치(11), 제1 로터리 살균 장치(12), 제2 로터리 살균 장치(13), 로터리 세정 장치(14), 로터리 충전 장치(15), 캐퍼 장치(16) 및 보틀 배분 장치(17)는, 보틀의 전송을 행하는 전송 스타 휠(18A, 18B, 18C, …, 18N)을 통해 연결되어 있다.

제1 로터리 살균 장치(12)의 전단에 마련되는 전송 스타 휠(18E)은, 보틀(60)을 정립(正立) 상태로부터 180도 회전하여 도립(倒立) 상태로 한다. 또한, 로터리 충전 장치(15)의 전단에 마련되는 전송 스타 휠(18K)은, 보틀(60)을 도립 상태로부터 180도 회전하여 정립 상태로 되돌린다.

[용기 검사 장치(11)]

용기 검사 장치(11)는, 예를 들어 블로 성형기(10)에 있어서의 보틀(60)의 성형 불량이나, 보틀(60)의 흠집 등을 검출한다. 용기 검사 장치(11)는, 성형 불량이나 흠집에 의한 불량을 검출한 보틀(60)에 대하여 불량 정보를 제어부(50)로 출력한다. 제어부(50)는, 용기 검사 장치(11)가 불량을 검출한 보틀(60)의 일련 번호 정보에 불량 정보를 대응지어 기록한다. 용기 검사 장치(11)는, 보틀(60)의 성형 불량이나, 보틀(60)의 흠집에 의한 불량을 검출하는 검출부의 일례이다.

[제1 로터리 살균 장치(12)]

제1 로터리 살균 장치(12)는, 보틀(60)의 내부를 살균한다.

제1 로터리 살균 장치(12)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 스타 휠(12A)과, 복수개(n개)의 노즐(20)과, 압력 센서(21)를 갖고 있다. 스타 휠(12A)은, 보틀(60)을 외주부에 일정 피치로 유지한다.

복수의 노즐(20)은, 스타 휠(12A)과 동기하여 회전하는 도시하지 않은 회전체의 둘레 방향을 따라 소정 간격마다 마련된다. 각 노즐(20)에는, 1번부터 n번까지의 식별 번호가 부여되어 있다. 노즐(20)의 식별 번호는, 제어부(50)에 있어서 보틀(60)의 일련 번호 정보와 대응지어진다.

각 노즐(20)은, 예를 들어 과아세트산 및 과산화수소를 포함하는 살균액을 공급하는 도시하지 않은 급액부에 접속되어 있다. 그리고, 각 노즐(20)은, 보틀(60)과 동기하여 회전하면서 보틀(60) 내에 살균액을 분사한다. 눈막힘이 없는 정상적인 노즐(20)로부터는, 동등한 분사 압력으로 살균액이 분사된다.

압력 센서(21)는, 노즐(20)의 눈막힘을 검출하기 위한 센서이다.

압력 센서(21)는, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 클린 챔버(40)의 저면에 세워 설치되는 지주(22)와, 지주(22)에 양단이 지지되는 빔(23)을 갖는 가대(24)의 위에, 브래킷(25)에 의해 고정되어 있다. 압력 센서(21)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 스타 휠(12A)의 외주부에 있어서 전송 스타 휠(18E, 18F)의 사이에 놓이는 개소 PosA에 위치하고 있다. 스타 휠(12A)의 외주부에 있어서 보틀(60)이 통과하지 않은 PosA에서도 노즐(20)에 의한 분사가 행해지고 있으며, 그 분사 압력을 압력 센서(21)가 계측한다. 따라서, 압력 센서(21)는, 스타 휠(12A)의 회전에 수반하여 각 노즐(20)로부터의 분사 압력을 순차 계측한다.

압력 센서(21)는, 예를 들어 수압 다이어프램(26)을 갖는 피에조 저항형의 압력 센서를 채용할 수 있다. 수압 다이어프램(26)에는, 도시하지 않은 게이지 저항이 형성되어 있다. 수압 다이어프램(26)이 휘면, 게이지 저항에서는 휨의 크기에 따라서 전기 저항률의 변화(피에조 저항 효과)가 발생하므로, 압력 센서(21)는 노즐(20)로부터의 분사 압력을 계측할 수 있다. 또한, 압력 센서(21)의 구성은 일례로서, 피에조 저항형 이외의 다른 센서를 사용해도 된다.

압력 센서(21)가 노즐(20)의 분사 압력의 이상(예를 들어 분사 압력의 저하)을 검출하면, 제1 로터리 살균 장치(12)는, 이상을 검출한 노즐(20)의 식별 번호의 정보와, 노즐(20)의 불량 정보를 대응지어 제어부(50)로 출력한다. 제어부(50)는, 노즐(20)의 식별 번호에 대응하는 보틀(60)의 일련 번호 정보에, 노즐(20)의 불량 정보를 대응지어 기록한다.

이상과 같이, 제1 로터리 살균 장치(12)에 있어서 정상적으로 살균되지 않을 가능성이 있는 불량품의 보틀(60)에는, 제어부(50)에 의해 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어진다. 제1 로터리 살균 장치(12)의 압력 센서(21)는, 살균 불량의 보틀(60)을 검출하는 검출부의 일례이다.

[제2 로터리 살균 장치(13)]

도 1에 도시한 제2 로터리 살균 장치(13)는, 제1 로터리 살균 장치(12)와 마찬가지로, 보틀(60)의 내부를 살균한다.

제2 로터리 살균 장치(13)는, 제1 로터리 살균 장치(12)의 스타 휠(12A)과 마찬가지의 스타 휠(13A)과, 복수의 노즐(20)과, 압력 센서(21)를 갖고 있다. 제2 로터리 살균 장치(13)에 있어서의 노즐(20) 및 압력 센서(21)의 구성은, 제1 로터리 살균 장치(12)와 마찬가지이므로 중복 설명 및 도시는 생략한다.

단, 제2 로터리 살균 장치(13)의 압력 센서(21)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 스타 휠(13A)의 외주부에 있어서 전송 스타 휠(18F, 18G)의 사이에 놓이는 개소 PosB에 마련되어 있다.

제2 로터리 살균 장치(13)에 있어서도, 노즐(20)의 이상의 검출은 제1 로터리 살균 장치(12)와 마찬가지로 행해진다. 즉, 제2 로터리 살균 장치(13)의 압력 센서(21)가 노즐(20)의 분사 압력의 이상을 검출하면, 제2 로터리 살균 장치(13)는, 이상을 검출한 노즐(20)의 식별 번호의 정보와, 노즐(20)의 불량 정보를 대응지어 제어부(50)로 출력한다. 제어부(50)는, 노즐(20)의 식별 번호에 대응하는 보틀(60)의 일련 번호 정보에, 노즐(20)의 불량 정보를 대응지어 기록한다.

이상과 같이, 제2 로터리 살균 장치(13)에 있어서 정상적으로 살균되지 않을 가능성이 있는 불량품의 보틀(60)에는, 제어부(50)에 의해 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어진다. 제2 로터리 살균 장치(13)의 압력 센서(21)는, 살균 불량의 보틀(60)을 검출하는 검출부의 일례이다.

[로터리 세정 장치(14)]

도 1에 도시한 로터리 세정 장치(14)는, 세정액을 분사하여, 제1 로터리 살균 장치(12), 제2 로터리 살균 장치(13)에서 분사된 살균액을 보틀(60)로부터 씻어 낸다.

로터리 세정 장치(14)도, 스타 휠(12A)과 마찬가지의 스타 휠(14A)과, 복수의 노즐(20)과, 압력 센서(21)를 갖고 있다. 로터리 세정 장치(14)에 있어서의 노즐(20) 및 압력 센서(21)의 구성은, 세정액을 노즐(20)로부터 분사하는 점을 제외하고, 제1 로터리 살균 장치(12)와 마찬가지이므로 중복 설명 및 도시는 생략한다.

단, 로터리 세정 장치(14)의 압력 센서(21)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 스타 휠(14A)의 외주부에 있어서 전송 스타 휠(18I, 18J)의 사이에 놓이는 개소 PosC에 마련되어 있다.

로터리 세정 장치(14)에 있어서도, 노즐(20)의 이상의 검출은 제1 로터리 살균 장치(12)와 마찬가지로 행해진다. 즉, 로터리 세정 장치(14)의 압력 센서(21)가 노즐(20)의 분사 압력의 이상을 검출하면, 로터리 세정 장치(14)는, 이상을 검출한 노즐(20)의 식별 번호의 정보와, 노즐(20)의 불량 정보를 대응지어 제어부(50)로 출력한다. 제어부(50)는, 노즐(20)의 식별 번호에 대응하는 보틀(60)의 일련 번호 정보에, 노즐(20)의 불량 정보를 대응지어 기록한다.

이상과 같이, 로터리 세정 장치(14)에 있어서 정상적으로 세정되지 않을 가능성이 있는 불량품의 보틀(60)에는, 제어부(50)에 의해 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어진다. 로터리 세정 장치(14)의 압력 센서(21)는, 세정 불량의 보틀(60)을 검출하는 검출부의 일례이다.

[로터리 충전 장치(15)]

도 1에 도시한 로터리 충전 장치(15)는, 충전부 및 웨이트액 주입부의 일례로서, 보틀(60)의 내부에 제품액인 음료수를 충전한다.

로터리 충전 장치(15)는, 스타 휠(15A)로 보틀(60)을 파지하면서, 스타 휠(15A)의 원주 위에 마련된 도시하지 않은 복수의 충전 밸브로부터 보틀(60)로 제품액을 토출하는 구성이다.

로터리 충전 장치(15)는, 로터리 세정 장치(14)를 통과한 보틀(60)을 차례로 스타 휠(15A)에서 받고, 스타 휠(15A)이 거의 1회전하여 보틀(60)이 둘레 방향으로 반송되는 동안에, 충전 밸브로부터 보틀(60)로 제품액을 주입한다.

로터리 충전 장치(15)는, 제어부(50)의 지시에 따라서 충전 밸브의 토출량을 조정하고, 양품의 보틀(60)과, 불량품의 보틀(60)의 사이에서 제품액 L의 주입량을 변화시킨다.

제어부(50)는, 로터리 충전 장치(15)가 받은 각 보틀(60)에 대해서, 보틀(60)의 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어져 있는지 여부를 판정한다. 제어부(50)는, 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어지지 않은 보틀(60)을 양품이라고 판정하고, 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어져 있는 보틀(60)을 불량품이라고 판정한다.

이하, 양품의 보틀(60)을 제1 용기(61)라고도 칭하고, 불량품의 보틀(60)을 제2 용기(62)라고도 칭한다.

제어부(50)는, 제1 용기(61)에 주입을 행하는 충전 밸브에는, 용기 충만량의 제품액 L을 충전하는 지시를 로터리 충전 장치(15)에 대해서 출력한다. 로터리 충전 장치(15)는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 용기(61)에는, 보틀(60)의 사양에 의해 규정되는 용기 충만량의 제품액 L을 충전한다. 도 4의 (a)는, 제1 용기(61)에 있어서의 제품액 L의 용기 충만량의 충전선을 F1로 나타낸다.

한편, 제1 실시 형태에 있어서 제2 용기(62)를 안정 반송하기 위해서, 제어부(50)는, 제2 용기(62)에 주입을 행하는 충전 밸브에는, 웨이트용 액체(웨이트액)로서 용기 충만량보다도 소량의 제품액 L을 주입하는 지시를 로터리 충전 장치(15)에 대해서 출력한다. 로터리 충전 장치(15)는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2 용기(62)에는 제1 용기(61)보다도 소량의 제품액 L을 주입한다. 도 4의 (b)에 있어서는, 제2 용기(62)에 있어서의 제품액 L의 충전선을 F2로 나타내고, 대비를 위해서 용기 충만량의 충전선 F1을 파선으로 나타낸다.

제2 용기(62)에 대한 제품액 L의 주입량은, 제2 용기(62)의 안정 반송이 가능해지는 범위에서 오퍼레이터의 지시에 따라 적절히 설정된다. 제2 용기(62)에 충전된 제품액 L은 폐기되기 때문에, 제2 용기(62)에 대한 제품액 L의 주입량이 적어질수록 제품액 L의 폐기량이 감소되여, 생산 수율은 향상된다.

예를 들어, 로터리 충전 장치(15)는, 용기 충만량의 절반까지 제2 용기(62)에 제품액 L을 주입해도 된다.

또한, 보틀(60)의 무게 중심 G의 위치까지 제품액 L을 주입하면, 보틀(60)은 전도되기 어려워져서 안정되는 것이 경험적으로 알려져 있다. 그 때문에, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 로터리 충전 장치(15)는, 제2 용기(62)에 대해서는 무게 중심 G의 위치까지 제품액 L을 주입해도 된다. 그러나, 상기 예는 어디까지나 일례로서, 로터리 충전 장치(15)는, 제2 용기(62)의 무게 중심 G보다도 낮은 위치에서 제품액 L의 주입을 정지해도 된다.

[캐퍼 장치(16)]

도 1에 도시한 캐퍼 장치(16)는, 로터리 충전 장치(15)로부터 전달된 보틀(60)의 입구부(63)에 도시하지 않은 캡을 장착하고, 보틀(60)의 입구부(63)를 밀봉한다.

본 실시 형태에 있어서는, 제1 용기(61)와 제2 용기(62)의 어느 것에도 제품액 L이 주입되기 때문에, 캐퍼 장치(16)는 모든 보틀(60)에 캡을 장착한다.

[보틀 배분 장치(17)]

도 1에 도시한 보틀 배분 장치(17)는, 분배부의 일례로서, 캐퍼 장치(16)의 후단에 배치되고, 제1 용기(61)와 제2 용기(62)를 다른 반출로로 불출한다. 또한, 제1 용기(61)와 제2 용기(62)는, 로터리 충전 장치(15)로부터 송출되어 보틀 배분 장치(17)에 전달될 때까지는 마찬가지로 반송된다.

보틀 배분 장치(17)는, 제1 스타 휠(17A)과, 제2 스타 휠(17B)과, 제1 반출로(17C) 및 제2 반출로(17D)를 갖다. 제1 반출로(17C), 제2 반출로(17D)는 모두 컨베이어 장치로 구성된다.

제1 스타 휠(17A)은, 캐퍼 장치(16)에서 캡이 장착된 보틀(60)을 받고, 제1 용기(61)를 제1 반출로(17C)로 불출함과 함께, 제2 용기(62)를 제2 스타 휠(17B)에 전달한다. 이에 의해, 제1 용기(61)는, 제1 반출로(17C)에 의해 다음의 설비로 송출된다.

제2 스타 휠(17B)은, 제1 스타 휠(17A)로부터 받은 제2 용기(62)를 제2 반출로(17D)로 불출한다. 이에 의해, 제2 용기(62)는, 제2 반출로(17D)로 이송되어 제거된다.

[액체 충전 시스템(1)의 동작]

다음으로, 제1 실시 형태에 있어서의 액체 충전 시스템(1)의 동작을 설명한다.

액체 충전 시스템(1)에 있어서, 블로 성형기(10)로부터 공급되는 빈 보틀(60)은, 용기 검사 장치(11), 제1 로터리 살균 장치(12), 제2 로터리 살균 장치(13), 로터리 세정 장치(14)를 순차 통과하여, 로터리 충전 장치(15)에 송출된다.

용기 검사 장치(11)는, 성형 불량이나 흠집에 의한 불량을 검출한 보틀(60)에 대하여 불량 정보를 제어부(50)로 출력한다. 제어부(50)는, 용기 검사 장치(11)가 불량을 검출한 보틀(60)의 일련 번호 정보에 불량 정보를 대응지어 기록한다.

제1 로터리 살균 장치(12), 제2 로터리 살균 장치(13)는, 각각 보틀(60)의 살균 처리를 실행한다. 로터리 세정 장치(14)는, 살균 처리된 보틀(60)의 세정 처리를 실행한다.

제1 로터리 살균 장치(12)는, 압력 센서(21)로 노즐(20)의 분사 압력을 계측한다. 노즐(20)의 분사 압력의 이상을 검출하면, 제1 로터리 살균 장치(12)는, 이상을 검출한 노즐(20)의 식별 번호의 정보와, 노즐(20)의 불량 정보를 대응지어 제어부(50)로 출력한다. 그리고, 제어부(50)는, 노즐(20)의 식별 번호에 대응하는 보틀(60)의 일련 번호 정보에, 노즐(20)의 불량 정보를 대응지어 기록한다.

제2 로터리 살균 장치(13), 로터리 세정 장치(14)도, 제1 로터리 살균 장치(12)와 마찬가지로 노즐(20)의 분사 압력을 계측하는 압력 센서(21)를 갖고 있다. 그리고, 제2 로터리 살균 장치(13), 로터리 세정 장치(14)에 있어서도, 노즐(20)의 분사 압력의 이상이 검출되었을 때에는, 제1 로터리 살균 장치(12)와 마찬가지의 처리가 각각 행해진다.

따라서, 제1 로터리 살균 장치(12), 제2 로터리 살균 장치(13), 로터리 세정 장치(14)에 있어서, 정상적으로 살균 또는 세정되지 않을 가능성이 있는 불량품의 보틀(60)에는, 제어부(50)에 의해 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어진다.

액체 충전 시스템(1)에 있어서, 로터리 충전 장치(15) 및 보틀 배분 장치(17)의 처리는, 제1 용기(61)의 경우와 제2 용기(62)의 경우에 상이하다.

제어부(50)는, 각각의 보틀(60)에 대해서 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어져 있는지 여부를 판정한다. 제어부(50)는, 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어져 있지 않은 보틀(60)을 양품이라고 판정하고, 일련 번호 정보에 불량 정보가 대응지어져 있는 보틀(60)을 불량품이라고 판정한다.

양품의 제1 용기(61)의 경우, 로터리 충전 장치(15)는, 제어부(50)의 지시에 따라서 제1 용기(61)에 용기 충만량의 제품액 L을 충전한다(도 4의 (a)). 제품액 L이 충전된 제1 용기(61)는, 캐퍼 장치(16)에 의해 캡이 장착된 후, 보틀 배분 장치(17)의 제1 스타 휠(17A)에 전달된다. 보틀 배분 장치(17)는, 제어부(50)의 지시에 따라서, 제1 용기(61)를 제1 반출로(17C)로 불출한다.

불량품의 제2 용기(62)의 경우, 로터리 충전 장치(15)는, 제어부(50)의 지시에 따라서 제2 용기(62)에 웨이트용 액체로서 제1 용기(61)보다도 소량의 제품액 L을 주입한다(도 4의 (b)). 제품액 L이 주입된 제2 용기(62)는, 캐퍼 장치(16)에 의해 캡이 장착된 후, 보틀 배분 장치(17)의 제1 스타 휠(17A)에 전달된다. 보틀 배분 장치(17)는, 제어부(50)의 지시에 따라서, 제2 용기(62)를 제2 스타 휠(17B)에 전달하고 제2 반출로(17D)로 불출한다.

이상과 같이 하여, 액체 충전 시스템(1)에 있어서, 제1 용기(61)와, 제2 용기(62)가 보틀 배분 장치(17)로 분배된다.

[액체 충전 시스템(1)의 효과]

이하, 제1 실시 형태의 액체 충전 시스템(1)의 효과를 설명한다.

(1) 불량품의 보틀(60)의 안정 반송

제1 실시 형태의 액체 충전 시스템(1)에 있어서는, 로터리 충전 장치(15)에 의해, 제1 용기(61)에는 용기 충만량의 제품액 L이 충전되고, 제2 용기(62)에는 제1 용기(61)보다도 소량의 제품액 L이 주입된다. 제2 용기(62)는, 제1 용기(61)와 마찬가지로 로터리 충전 장치(15)의 후단의 보틀 배분 장치(17)까지 반송되고, 보틀 배분 장치(17)에 있어서, 제1 용기(61)가 반출되는 제1 반출로(17C)와는 다른 제2 반출로(17D)로 불출된다.

보틀 배분 장치(17)의 제2 스타 휠(17B)로부터 제2 반출로(17D)로 제2 용기(62)를 불출할 때에는, 제2 반출로(17D)에 불출된 직후의 제2 용기(62)에는, 제2 스타 휠(17B)의 회전에 수반되는 원심력이 작용한다. 가령 제2 용기(62)가 빈 용기이면, 제2 반출로(17D)로 불출할 때 상기 원심력에 의해 보틀(60)이 기울어, 제2 반출로(17D)에 있어서 보틀(60)이 전도하기 쉽다.

그러나, 제2 용기(62)에는, 웨이트용 액체로서, 용기 충만량보다도 소량의 제품액 L이 주입된다. 제2 용기(62)는 제품액 L의 주입으로 빈 용기보다도 무거워지므로, 바로 서 있는 용기가 기울어지는 데 필요한 힘이 빈 용기와 비교하면 크다. 따라서, 제1 실시 형태에 있어서는, 제2 반출로(17D)로 불출한 직후에 원심력이 작용해도 제2 용기(62)가 기울어지기 어려워져, 제2 용기(62)의 자세가 안정된다. 이와 같이, 제1 실시 형태에 의하면, 빈 용기와 비교하면 제2 용기(62)가 전도하기 어려워진다.

또한, 제2 용기(62)는, 용기 충만량보다도 소량의 제품액 L이 주입됨으로써 빈 용기보다도 무거워진다. 따라서, 제1 실시 형태에 있어서는, 제2 용기(62)를 빈 용기인 채로 반송하는 경우와 비교하면, 로터리 충전 장치(15)를 통과한 후의 제1 용기(61)와 제2 용기(62)의 중량 차가 작아져서, 제2 용기(62)의 반송 조건이 제1 용기(61)의 반송 조건에 가까워진다.

이에 의해, 전송 스타 휠(18M, 18N), 캐퍼 장치(16), 제1 스타 휠(17A), 제2 스타 휠(17B)은, 빈 용기를 반송하는 경우와 비교하면, 제1 용기(61)의 중량에 가까운 제2 용기(62)를 용이하게 수수할 수 있다.

이상과 같이, 제2 용기(62)가 반송 중에 전도하기 어렵고, 또한 제2 용기(62)를 반송 장치의 사이에서 원활하게 전달하는 것도 용이하므로, 로터리 충전 장치(15)의 후단에 있어서는, 제1 용기(61) 및 제2 용기(62)를 공통의 반송 장치에서 안정적으로 반송할 수 있다.

따라서, 제1 실시 형태에 의하면, 정상적으로 반송되지 않은 제2 용기(62)를 제거하기 위해 운전을 정지하는 기회가 저감되어, 액체 충전 시스템(1)의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.

(2) 노즐(20)의 고장 시에 있어서의 제조의 계속

제1 실시 형태에 있어서는, 제1 로터리 살균 장치(12), 제2 로터리 살균 장치(13), 로터리 세정 장치(14)에서 복수의 노즐(20)의 일부가 운전 중에 고장나더라도, 액체 충전 시스템(1)의 운전을 정지시키지 않고, 양품의 제1 용기(61)에 제품액을 계속해서 충전할 수 있다. 즉, 일부 노즐(20)이 고장났다고 해도 액체 충전 시스템(1)의 운전 정지를 회피할 수 있으므로, 액체 충전 시스템(1)의 가동률을 향상시킬 수 있다.

액체 충전 시스템(1)의 운전을 정지하여 고장 개소를 수리하면, 충전하는 제품액에 따라서는 운전 정지 중에 제품액의 열화가 발생하여, 준비한 제품액의 전량 폐기로 이어지는 경우도 있다. 제1 실시 형태에 의하면, 일부 노즐(20)의 고장 시에 액체 충전 시스템(1)의 운전 정지를 회피할 수 있으므로, 상기와 같은 운전 정지 중의 열화에 기인하는 제품액의 폐기도 억제할 수 있다.

(3) 제품액의 폐기량의 저감

제1 실시 형태에 있어서는, 각각의 제2 용기(62)에는 제품액 L을 용기 충만량까지 주입하지 않는다. 그 때문에, 제2 용기(62)에 주입되는 제품액 L의 양이 억제되므로, 제1 실시 형태에 의하면, 제2 용기(62)에 주입됨으로써 폐기되는 제품액 L의 양은 적어도 된다.

〔제2 실시 형태〕

다음으로, 도 5를 참조하면서, 제2 실시 형태의 액체 충전 시스템(1A)의 구성을 설명한다. 제2 실시 형태는, 충전부와 웨이트액 주입부를 개별로 마련하는 구성이다.

또한, 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다.

제2 실시 형태의 액체 충전 시스템(1A)에 있어서는, 제1 실시 형태의 전송 스타 휠(18L) 대신에 웨이트액 주입부의 일례인 제2 로터리 충전 장치(30)가 마련되어 있다.

제2 로터리 충전 장치(30)는, 제어부(50)의 지시에 따라서, 웨이트용 액체로서 제2 용기(62)에 용기 충만량의 물 W를 충전한다. 제2 실시 형태에 있어서의 제2 용기(62)의 액체 충전 상태를 도 6에 나타낸다.

한편, 제2 로터리 충전 장치(30)는, 제1 용기(61)에는 물 W의 주입을 행하지 않는다.

제2 로터리 충전 장치(30)를 통과한 보틀(60)은, 충전부의 일례인 로터리 충전 장치(15)에 전달된다.

제2 실시 형태의 로터리 충전 장치(15)는, 제어부(50)의 지시에 따라서, 제1 용기(61)에는 용기 충만량의 제품액 L을 충전한다. 제2 실시 형태에 있어서의 제1 용기(61)의 상태는 도 4의 (a)와 마찬가지이다.

한편, 제2 실시 형태의 로터리 충전 장치(15)는, 제2 로터리 충전 장치(30)에서 물 W가 충전된 제2 용기(62)에는 제품액 L을 주입하지 않는다. 즉, 제2 실시 형태의 로터리 충전 장치(15)는, 제1 실시 형태와는 달리 웨이트액 주입부로서는 기능하지 않는다.

로터리 충전 장치(15)를 통과한 보틀(60)은, 캐퍼 장치(16) 및 보틀 배분 장치(17)를 순차 통과한다. 제2 실시 형태에 있어서, 캐퍼 장치(16) 및 보틀 배분 장치(17)에 있어서의 처리는 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

이하, 제2 실시 형태의 액체 충전 시스템(1A)의 효과를 설명한다.

제2 실시 형태의 액체 충전 시스템(1A)에 있어서는, 로터리 충전 장치(15)에 의해, 제1 용기(61)에는 용기 충만량의 제품액 L이 충전된다(도 4의 (a)). 또한, 제2 로터리 충전 장치(30)에 의해, 제2 용기(62)에는 용기 충만량의 물 W가 충전된다(도 6).

제2 실시 형태의 제2 용기(62)는 물 W의 충전으로 빈 용기보다도 무거워지므로, 바로 서 있는 용기가 기울어지는 데 필요한 힘이 빈 용기와 비교하면 크다. 따라서, 제2 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 빈 용기와 비교하면 제2 용기(62)가 전도하기 어려워진다.

또한, 제2 실시 형태의 제2 용기(62)에는 용기 충만량의 물 W가 충전되므로, 로터리 충전 장치(15)를 통과한 후의 제1 용기(61)와 제2 용기(62)의 중량이 거의 마찬가지로 된다.

이에 의해, 전송 스타 휠(18M, 18N), 캐퍼 장치(16), 제1 스타 휠(17A), 제2 스타 휠(17B)은, 제1 용기(61)와 마찬가지의 반송 조건에서 제2 용기(62)를 수수 할 수 있다.

이상과 같이, 제2 실시 형태에 있어서도, 제2 용기(62)가 반송 중에 전도하기 어렵고, 또한 제2 용기(62)를 반송 장치의 사이에서 원활하게 전달하는 것도 용이하다. 따라서, 제2 실시 형태의 액체 충전 시스템(1A)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 상기 (1)에서 나타낸 효과를 얻을 수 있다.

제2 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 상기 (2)에서 나타낸 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제2 실시 형태의 액체 충전 시스템(1A)은, 제2 용기(62)에는 물 W를 충전하고, 제품액 L을 주입하지 않는다. 그 때문에, 제2 실시 형태에 따르면, 제2 용기(62)와 함께 폐기되는 제품액 L을 없앨 수 있다.

게다가, 제2 용기(62)에 충전되는 물 W는 폐기 또는 재이용이 용이하므로, 액체 충전 시스템(1A)의 운용 비용을 억제할 수 있다.

상기 이외에도, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 한, 상기 실시 형태에서 예를 든 구성을 취사 선택하는 것이나, 다른 구성으로 적절히 변경하는 것이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서는, 보틀(60)에 충전되는 제품액이 음료수인 예를 설명하였다. 그러나, 본 발명의 액체 충전 시스템은 음료수의 충전에 한정되는 것이 아니라, 조미료, 의약품 등의 다른 액체를 충전의 대상으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 액체 충전 시스템은, 수지제 용기(패트병 등)에 제품액을 충전하는 구성에 한정되지 않고, 병이나 캔 용기에 제품액을 충전하는 구성에도 널리 적용할 수 있다.

여기서, 캔 용기에 제품액을 충전하는 액체 충전 시스템에 있어서는, 캐퍼 장치(16) 대신에 캔 덮개를 캔 몸통에 감아 조이는 시머 장치로 캔의 밀봉이 행해진다. 시머 장치에 있어서, 제품액이 충전된 캔 용기와 불량품의 캔 용기의 가공 조건이 다르면, 캔 덮개를 감아 조일 때 장치 내에서 캔이 찌그러져 시머 장치가 고장날 우려가 있다.

상기 대책으로서, 예를 들어 상기 제2 실시 형태에서 나타낸 바와 같이, 불량품의 캔 용기에는 용기 충만량의 물을 충전하면 된다. 이에 의해, 본 발명의 액체 충전 시스템을 캔 용기에 적용할 때, 양품의 용기와 불량품의 용기에 대한 시머 장치의 가공 조건이 거의 마찬가지이므로, 시머 장치의 고장에 의한 운전 정지를 회피할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 블로 성형기(10) 및 용기 검사 장치(11)를 포함하는 액체 충전 시스템의 구성예를 설명하였지만, 액체 충전 시스템이 블로 성형기(10) 및 용기 검사 장치(11)를 갖고 있지 않아도 된다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 스타 휠을 사용한 보틀 배분 장치(17)에서 보틀을 분배하는 예를 나타내었지만, 예를 들어 컨베이어로 반송되는 제2 용기(62)를 측방으로부터 컨베이어 밖으로 밀어내어 분배하는 구성의 리젝터 장치를 채용해도 된다.

또한, 제2 실시 형태에 있어서는, 제2 용기(62)에 용기 충만량까지 물을 충전하는 예를 설명하였다. 그러나, 제2 실시 형태에 있어서의 제2 용기(62)에 대한 물 W의 주입량은, 제2 용기(62)의 안정 반송이 가능해지는 범위에서 용기 충만량보다도 적게 해도 된다. 예를 들어, 제2 로터리 충전 장치(30)는, 제2 용기(62)에 대해서 무게 중심 G의 위치까지 물 W를 주입해도 된다.

1, 1A: 액체 충전 시스템
10: 블로 성형기
11: 용기 검사 장치
12: 제1 로터리 살균 장치
12A: 스타 휠
13: 제2 로터리 살균 장치
13A: 스타 휠
14: 로터리 세정 장치
14A: 스타 휠
15: 로터리 충전 장치
16: 캐퍼 장치
17: 보틀 배분 장치
17A: 제1 스타 휠
17B: 제2 스타 휠
17C: 제1 반출로
17D: 제2 반출로
18A 내지 18N: 전송 스타 휠
20: 노즐
21: 압력 센서
22: 지주
23: 빔
24: 가대
25: 브래킷
26: 수압 다이어프램
30: 제2 로터리 충전 장치
40: 클린 챔버
50: 제어부
60: 보틀
61: 제1 용기
62: 제2 용기
63: 입구부

Claims (11)

1. 반송되는 용기에 대하여, 양품인 제1 용기와 불량품인 제2 용기를 검출하는 검출부와,
   상기 제1 용기에 제품액을 충전하는 충전부와,
   상기 제2 용기에 웨이트용 웨이트액을 주입하는 웨이트액 주입부를
   구비하고,
   상기 충전부가 상기 웨이트액 주입부를 겸하고 있으며,
   당해 충전부는, 상기 제2 용기에 대해서, 상기 제1 용기보다도 소량의 상기 제품액을 상기 웨이트액으로서 주입하는 것을 특징으로 하는, 액체 충전 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 웨이트액 주입부는, 상기 제2 용기에 대해서, 상기 웨이트액을 적어도 상기 제2 용기의 무게 중심 위치까지 주입하는, 액체 충전 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 충전부 및 상기 웨이트액 주입부를 통과한 상기 제1 용기와 상기 제2 용기를 각각 다른 반송로로 분배하는 분배부를 더 구비하는, 액체 충전 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 검출부는, 상기 용기의 성형 불량, 상기 용기의 흠집, 상기 용기의 살균 불량, 상기 용기의 세정 불량 중 적어도 어느 것을 검출하는, 액체 충전 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 용기는 수지제 용기이며,
   상기 제품액은 음료수인, 액체 충전 시스템.
6. 반송되는 용기에 대하여, 양품인 제1 용기와 불량품인 제2 용기를 검출부에 의해 검출하고,
   상기 제1 용기에는 충전부에 의해 제품액을 충전하고,
   상기 제2 용기에는 웨이트액 주입부에 의해 웨이트용 웨이트액을 주입하는 것이며,
   상기 웨이트액 주입부를 겸하고 있는 상기 충전부에 의해, 상기 제2 용기에 대해서, 상기 제1 용기보다도 소량의 상기 제품액을 상기 웨이트액으로서 주입하는 것을 특징으로 하는, 액체 충전 시스템의 제어 방법.
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