KR20090071655A - 충전 노즐 - Google Patents

Abstract

정류효과가 높고, 안정적인 원형 단면의 액 흐름을 형성할 수 있는 충전 노즐을 제공한다.

중공의 노즐 본체(2) 내에, 액체의 흐름을 정류하는 정류 부재가 설치된 충전 노즐에 있어서, 정류 부재로서 액체를 통과시키는 다수의 세공(5)이 관통 형성된 정류판(3)을 사용하고, 정류판(3)의 출구측 표면(6)에는, 이웃하는 각 세공(5)으로부터 유출되는 세류를 서로 접촉시키는 방향으로 안내하는 안내 수단으로서, 각 세공(5)의 출구의 개구 가장자리에 말단이 넓어지는 모따기부(7)가 설치되어 있다.

노즐 본체, 정류 부재, 세공, 정류판, 안내 수단, 충전 노즐.

Description

충전 노즐{FILLING NOZZLE}

본 발명은, 예를 들면, 음료용 액체를 용기에 충전하는 액체 충전 장치의 필러 밸브 등에 사용되는 충전 노즐에 관한 것이다.

종래의 이 종류의 비접촉식 액체 충전 장치의 필러 밸브에 사용되는 충전 노즐로서는, 예를 들면, 특허문헌 1, 2에 기재된 것과 같은 것이 있다. 이들 문헌에 기재된 충전 노즐은, 중공의 노즐 본체 내에, 노즐 본체 내를 통하여 사출되는 액체의 흐름을 정류하는 정류 부재로서, 다수의 세공(細孔)이 관통 형성된 정류판과, 1장 또는 복수 매의 메시가 갖추어져 있어, 그 완충작용에 의해 충전 내용물의 정류효과를 얻음과 아울러, 충전 정지 시에 메시의 망목에 표면장력에 의해 액체를 유지하여, 액 떨어짐을 방지하게 되어 있었다.

그러나, 고점성이고 섬유질을 함유한 충전 내용물의 경우에는, 그 점성물이나 섬유질이 메시에 막혀 충전이 적합하지 않다. 메시의 눈을 크게 하면 막힘은 방지할 수 있지만, 충전 정지 시의 액 떨어짐을 방지할 수 없게 되어 버린다.

그래서, 메시 부재를 사용하지 않고, 정류판의 세공의 크기를 점성물이나 섬유질이 통과할 정도의 크기로 하고, 또한 세공의 길이를 어느 정도 길게 함으로써 액 떨어짐에 대응하는 것이 고려된다. 그러나, 종래의 정류판에서는 세공의 출구 로부터 유출되는 액체가 독립된 흐름이 되어 샤워 모양으로 유출되어, 공기를 끌어들여 안정한 액 흐름이 얻어지지 않는다고 하는 문제가 생긴다. 세공의 밀도를 높이면 세공으로부터의 각 액체를 결속시킬 수 있지만, 세공의 밀도를 높이는 것에도 한계가 있다.

특허문헌 1: 일본 특개 2003-2O5911호 공보

특허문헌 2: 일본 특개 2004-182245호 공보

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명은 상기한 종래기술의 과제를 해결하기 위한 것으로, 주된 목적은 유로가 막히기 어렵고, 또한 안정적인 액 흐름을 형성하며, 흐름을 멈추었을 때에 선단으로부터 액 떨어짐이 없는 충전 노즐을 제공하는 것에 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 중공의 노즐 본체 내에, 노즐 본체 내를 통하여 사출되는 액체의 흐름을 정류하는 정류 부재가 설치된 충전 노즐에 있어서, 상기 정류 부재는 액체를 통과시키는 복수의 세공이 관통 형성된 정류판에 의해 구성되어, 상기 정류판의 출구측의 표면에, 이웃하는 각 세공으로부터 유출하는 세류(細流)를 서로 접촉시키는 방향으로 안내하는 안내 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 정류판의 출구측의 표면 형상이 중앙부가 주변보다도 하류측으로 돌출하는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 안내 수단은 각 세공의 출구에 설치되는 말단이 넓어지는 모따기부에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은 안내 수단이 각 세공의 출구를 연결하는 원주 홈에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명은 안내 수단이 각 세공의 출구를 방사상으로 연결하는 방사상 홈에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

청구항 1에 따른 발명에 의하면, 정류 부재로서 복수의 세공을 갖는 정류판을 사용함으로써, 세공의 크기를 섬유질 등이 통하는 크기로 해도, 세공의 길이를 길게 하여 액 떨어짐을 방지하는 것이 가능하다.

또, 정류판의 출구측의 표면에 안내 수단을 설치했으므로, 이웃하는 각 세공으로부터 독립하여 사출되는 액체를 출구 표면에 확실하게 접촉시킬 수 있어, 세공을 통하여 정류된 액체에 공기를 끌어들이지 않고 안정하게 유출시킬 수 있다.

청구항 2에 따른 발명에 의하면, 정류판의 표면 형상을 중앙부가 주변보다도 하류측으로 돌출하는 형상으로 했으므로, 정류판의 출구측 표면에 접촉한 액체가 중앙부에 결속하여 안정적인 액 흐름을 형성할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 안내 수단으로서 세공의 출구에 모따기부를 형성하는 구성으로 했으므로, 극히 간단한 구성으로 정류시킬 수 있다.

청구항 4, 5에 기재된 발명에 의하면, 안내 수단으로서 원주 홈 또는 방사상 홈으로 함으로써 용이하게 제작할 수 있다.

도 1(A)는 본 발명의 실시예 1에 따른 충전 노즐의 개략 단면도, 동 도면 (B)는 충전 노즐이 적용되는 충전장치의 관로 구성을 도시하는 개략도이다.

도 2는 도 1의 충전 노즐의 정류판을 도시하는 것으로, 동 도면 (A)는 사시도, 동 도면 (B)는 하면도, 동 도면 (C)는 출구측 표면의 세공 출구의 모따기 전의 상태를 도시하는 확대 반종단면도, 동 도면 (D)는 동 도면 (C)의 모따기 후의 반종단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예 1의 정류판의 변형예를 도시하는 것으로, 동 도면 (A)는 모따기 전의 일부를 단면으로 하여 도시하는 정면도, 동 도면 (B)는 모따기 후의 반종단면도, 동 도면 (C)는 동 도면 (A)의 입구측 끝면 형상의 변형예를 도시하는 일부 파단 정면도이다.

도 4(A), (B)는 본 발명의 실시예 2에 따른 충전 노즐을 도시하는 것으로, (A)는 사시도, (B)는 하면도, 도 4(C), (D)는 본 발명의 실시예 3에 따른 충전 노즐을 도시하는 것으로, (C)는 사시도, (D)는 하면도이다.

(부호의 설명)

1 충전 노즐 2 노즐 본체

3 정류판 21 환상 볼록부

4 걸어맞춤 플랜지 5 세공

6 출구측 표면 7 모따기부(안내 수단)

8, 81 입구측 끝면 100 필러 밸브

207 원주 홈(안내 수단) 307 방사상 홈(안내 수단)

371 반경방향 홈 372 V자 형상 홈

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하에 본 발명을 도시한 실시예에 기초하여 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 충전 노즐을 도시하고 있다.

이 충전 노즐(1)은, 도시하지 않은 비접촉식 액체 충전 장치의 필러 밸브에 사용되는 것으로, 도 1(B)에 도시하는 바와 같이, 필러 밸브(100)의 하류에 부착된다.

충전 노즐(1)의 구조는, 충전하는 액체의 관로를 구성하는 중공의 노즐 본체(2) 내에, 액체의 흐름을 정류하는 정류 부재를 구성하는 정류판(3)이 설치되어 있다.

정류판(3)은 액체를 통과시키는 다수의 세공(5)이 관통 형성된 두꺼운 원판 형상 부재로, 노즐 본체(2)의 선단 개구부를 막도록 부착되어 있다. 노즐 본체(2)의 선단 개구부에는 내향의 환상 볼록부(21)가 설치되고, 정류판(3)의 외주에는 이 환상 볼록부(21)에 걸어맞추어지는 걸어맞춤 플랜지(4)가 설치되어 있다. 걸어맞춤 플랜지(4)는 액 흐름 방향 상류측 단부에 설치되고, 정류판(3)의 외주는 환상 볼록부(21)의 내주에 끼워맞추어져 있다.

세공(5)은, 도 2(A), (B)에 도시하는 바와 같이, 단면 원 형상으로, 충전하는 액체 속의 점성물이나 섬유질 등을 통과시킬 수 있을 정도의 크기로 하고, 또한 액체의 표면장력에 의한 액 떨어짐을 억제할 정도의 길이로 설정된다. 세공(5)의 배열은 중심으로부터 동심원 형상으로 배열되어 있고, 이웃하는 세공(5)의 간격은 될 수 있는 한 동일하게 되도록 설정되어 있다.

세공(5)은, 도 2(C), (D)에 도시하는 바와 같이, 정류판(3)의 중심축선(M)에 대하여 평행하게 형성되어 있고, 정류판(3)의 출구측 표면(6)에는, 이웃하는 각 세공(5)으로부터 유출되는 세류를 서로 접촉시키는 방향으로 안내하는 안내 수단으로서, 각 세공(5)의 출구의 개구 가장자리에 말단이 넓어지는 모따기부(7)가 설치되어 있다.

또, 정류판(3)의 출구측 표면(6)의 형상은 중앙부가 주변보다도 하류측으로 돌출하는 구면 형상으로 되어 있어, 중심으로부터 멀어짐에 따라 서서히 경사가 커지고 있다. 한편, 각 세공(5)의 모따기부(7)는, 도 2(C)에 도시하는 바와 같이, 세공(5)의 중심축선(N) 방향으로 모따기 공구의 선단(110)을 이동시켜 모따기를 하는 구성으로, 출구측 표면(6)이 경사져 있는 분량만큼, 정류판(3)의 외주측보다 중심측의 모따기량이 크게 되어 있다. 이 모따기부(7)의 각도(θ)는 모따기 공구의 선단부(110)의 각도에 대응하여, 90°~120° 정도가 적합하다.

또, 이웃하는 세공(5)의 모따기부(7)는 서로 오버랩되어 있어, 정류판(3)의 출구측 표면(6)이 세공(5) 사이에 남지 않도록 구성되어 있다. 하지만, 오버랩시키지 않고, 각 모따기부(7)가 근접하는 것과 같은 구성으로 해도 된다.

또한, 이 정류판(3)의 출구측 표면(6)의 형상에 대해서는, 구면 형상에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 단붙임 형상이나 원추 형상으로 되어 있어도 되며, 요컨대 중앙측이 주변보다도 돌출하는 것과 같은 형상으로 되어 있으면 된다.

한편, 정류판(3)의 입구측 끝면(8)은, 흐름 방향에 대하여 직교하는 평탄면으로 되어 있다. 따라서, 세공(5)의 길이는 중앙부를 향하여 증가하는 형상으로 된다. 그 효과로서, 반경 방향의 유속을 균일하게 할 수 있어, 넓은 유량의 범위에서 정류효과를 얻을 수 있다.

본 실시예의 충전 노즐에 의하면, 소정 길이의 세공(5)을 구비한 정류판(3)에 의해 정류하는 구조로 했으므로, 세공(5)의 크기를 선택함으로써 섬유질 등의 막힘을 방지할 수 있고, 게다가 충전 정지 시에는 액체의 표면장력에 의해 세공(5) 내에 액체를 유지하는 것이 가능하다.

액체의 종류에 따라 다르지만, 세공(5)의 직경(d)이 1~3mm 정도의 크기이고, 길이(L)가 2~20mm 정도이면, 액체 중의 섬유질이나 점성물은 통과시킬 수 있어, 액 흐름 정지 시에 표면장력에 의한 액 떨어짐 억제효과가 얻어진다. 또, 액 떨어짐 방지를 위한 노즐 내 부압을 발생시키는 경우에도, 세공(5)의 길이(L)가 2~20mm 정도 있으면, 세공(5) 내에 액체를 유지하여, 노즐 외의 대기가 노즐 내에 진입하는 것을 방지할 수 있어, 액체로의 기체의 휩쓸림을 방지할 수 있다.

그리고, 이웃하는 각 세공(5)으로부터 독립하여 사출되는 액체는, 세공(5)의 출구측에 설치한 말단이 넓어지는 형상의 모따기부(7)를 타고 내려와, 출구측 표면(6)에 강제적으로 접촉하여 굵은 원형 단면의 흐름으로 결속되어, 공기를 끌어들 이지 않고 안정하게 유출된다.

특히, 정류판(3)의 표면 형상이 중앙부가 주변보다도 하류측으로 돌출하는 구면 형상으로 되어 있으므로, 정류판(3)의 출구측 표면(6)에 접촉한 액체가 중앙부에 결속하여, 안정적인 원형 단면의 액 흐름을 형성할 수 있다. 이 결속된 흐름의 굵기는 노즐 본체(2)의 유로 단면보다 가늘게 좁혀진다.

또, 세공(5)의 길이가 중앙부를 향하여 증가하는 형상으로 되어 있으므로, 반경방향의 유속을 균일하게 할 수 있어, 넓은 유량의 범위에서 정류효과가 얻어진다.

점성이 상이한 물, 토마토 쥬스(300[m·Pa·s]), 진한 옥수수 스프(700[m·Pa·s])의 3종류의 액체에 대하여, 유량 100ml/초로 흘린 바, 어느 액체에 대해서도, 흐트러지지 않고 안정한 액 흐름을 실현할 수 있었다. 유량으로서는 10~300[ml/초] 정도의 넓은 범위에서 유효하다.

또한, 상기 실시예에서는, 세공(5)은 정류판(3)의 중심축선(M)에 대하여 평행하게 되도록 형성하고 있지만, 도 3(A), (B)에 도시하는 바와 같이, 세공(5)의 중심축(N)이 입구로부터 출구를 향하여 정류판(3)의 중심축선(M)에 대하여 중심방향으로 경사지는 것과 같은 구성으로 해도 된다. 이렇게 하면, 출구측 표면(6)이 구면 형상으로 되어 있는 것과 더불어, 각 세공(5)으로부터 유출되는 액체가 보다 중앙으로 결속되기 쉬워진다.

또, 도 3(C)에 도시하는 바와 같이, 입구측 끝면(81)의 형상에 대하여, 중앙부가 주변보다도 상류측으로 돌출하는 것과 같은 형상으로 해도 된다. 도시예에서 는 중앙부를 정상점으로 하는 원추 형상으로 되어 있다. 이렇게 하면, 출구측의 구면 형상과 더불어, 중앙부의 세공(5)의 길이와 주변부의 세공(5)의 길이의 차를 크게 할 수 있어, 중앙부를 통과하는 액체의 유속을 보다 억제할 수 있다. 따라서, 보다 넓은 범위의 유량에 대하여 유효하다. 이 입구측 끝면(81)의 형상에 대해서는, 원추 형상에 한하지 않고, 단붙임 형상으로 해도 되고, 출구측과 마찬가지로 구면 형상으로 해도 된다.

이러한 입구측의 끝면 형상에 대해서는, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같은 세공(5)이 평행한 경우의 정류판(3)에 대해서도 적용가능한 것은 물론이다.

다음에 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

이하의 설명에서는 주로 실시예 1과 상이한 점에 대해서만 설명하는 것으로 하고, 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

실시예 2

도 4(A), (B)는 본 발명의 실시예 2에 따른 충전 노즐을 도시하고 있다.

이 실시형태 2에서는, 정류판(3)의 구면 형상의 출구측 표면(6)에 안내 수단으로서 각 세공(4)의 출구를 연결하는 원주 홈(207)을 설치한 것이다. 각 세공(4)은 동심원 형상으로 배열되고, 각 원주 홈(207) 사이는 소정의 간극이 설치되어 있다.

실시예 3

도 4(C), (D)는 본 발명의 실시예 3에 따른 충전 노즐을 도시하고 있다.

이 실시예 3에서는, 정류판(3)의 구면 형상의 출구측 표면(6)에, 안내 수단 으로서, 각 세공(5)의 출구를 방사상으로 연결하는 방사상 홈(307)을 설치한 것이다.

방사상 홈(307)은 정류판(3)의 중심을 통과하는 반경방향 홈(371)과, 반경방향 홈(371) 사이에 설치되고 반경방향 홈(371)과 평행한 V자 형상 홈(372)을 구비하고 있다.

또한, 안내 수단으로서는, 상기한 각 실시예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 상기한 실시예 1의 모따기부(7), 실시예 2의 원주 홈(207), 실시예 3의 방사상 홈(307)을 적당하게 조합한 구성으로 해도 되고, 각 세공의 출구를 나선 형상 또는 소용돌이 형상으로 연결한 홈이어도 되며, 요컨대, 이웃하는 각 세공으로부터 유출되는 세류를 서로 접촉시키는 방향으로 안내하는 것과 같은 구성이면 된다.

Claims (5)

1. 중공의 노즐 본체 내에, 노즐 본체 내를 통하여 사출되는 액체의 흐름을 정류하는 정류 부재가 설치된 충전 노즐에 있어서,

   상기 정류 부재는 액체를 통과시키는 복수의 세공이 관통 형성된 정류판으로 구성되고, 상기 정류판의 출구측의 표면에, 이웃하는 각 세공으로부터 유출되는 세류를 서로 접촉시키는 방향으로 안내하는 안내 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 정류판의 출구측의 표면 형상이 중앙부가 주변보다도 하류측으로 돌출하는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
3. 제 1 항에 있어서, 안내 수단은 각 세공의 출구에 설치되는 말단이 넓어지는 모따기부에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
4. 제 1 항에 있어서, 안내 수단은 각 세공의 출구를 연결하는 원주 홈에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
5. 제 1 항에 있어서, 안내 수단은 각 세공의 출구를 방사상으로 연결하는 방사상 홈에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.

Images