(57)【要約】  充填バルブ（１２）が、中空のハウジング（２１）と、ハウジング（２１）内で滑動するよう取り付けられた可動バルブアセンブリ（２４）とを備え、前記可動バルブアセンブリ（２４）及び前記中空のハウジング（２１）が共に、液体室（３０）及び気体室（３２）を画定し、さらに、前記液体室（３０）を液体供給パイプ（１４）に連通する液体入口（４６）と、前記気体室（３２）を気体供給パイプ（１７）に連通する気体入口（４７）とを有し、前記可動バルブアセンブリ（２４）が、前記バルブロッド（２５）の上端（３７）で前記気体室（３２）内に開放されている貫通孔（４３）が設けられた中空のバルブロッド（２５）であって、バルブロッド（２５）がハウジング（２１）内の開口（２３）を開放し、これにより液体が前記開口（２３）を通って液体室（３０）から流れることができる開放位置と、バルブロッド（２５）が前記開口（２３）を閉じる閉位置との間で、ハウジング（２１）に対して滑動可能であるバルブロッド（２５）と、ピストン（２６）の下端（５１）がバルブロッド（２５）の上端（３７）から間隔をあけられ、これにより気体がその上端（３７）に形成された開口部を通って気体室（３２）からバルブロッド（２５）内の貫通孔（４３）に通過できる開放位置と、ピストン（２６）の下端（５１）がバルブロッド（２５）の上端（３７）と封止接触している閉位置との間で、ハウジング内で滑動するよう取り付けられたピストン（２６）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のハウジング（２１）と、
前記ハウジング（２１）内で滑動するよう取り付けられた可動バルブアセンブリ（２４）とを備え、前記可動バルブアセンブリ（２４）及び前記中空のハウジング（２１）が共に、液体室（３０）及び気体室（３２）を画定し、
さらに、前記液体室（３０）を液体供給パイプ（１４）に連通する液体入口（４６）と、
前記気体室（３２）を気体供給パイプ（１７）に連通する気体入口（４７）と
を有する充填バルブ（１２）であって、
前記可動バルブアセンブリ（２４）が、
バルブロッド（２５）の上端（３７）で前記気体室（３２）内に開放されている貫通孔（４３）が設けられた中空のバルブロッド（２５）であって、前記バルブロッド（２５）が前記ハウジング（２１）内の開口（２３）を開放し、これにより液体が前記開口（２３）を通って前記液体室（３０）から流れることができる開放位置と、前記バルブロッド（２５）が前記開口（２３）を閉じる閉位置との間で、前記ハウジング（２１）に対して滑動可能であるバルブロッド（２５）と、
ピストン（２６）の下端（５１）が前記バルブロッド（２５）の前記上端（３７）から間隔をあけられ、これにより気体が前記上端（３７）に形成された開口部を通って前記気体室（３２）から前記バルブロッド（２５）内の前記貫通孔（４３）へと通過できる開放位置と、前記ピストン（２６）の前記下端（５１）が前記バルブロッド（２５）の前記上端（３７）と封止接触している閉位置との間で、前記ハウジング内で滑動するよう取り付けられたピストン（２６）とを備えた、充填バルブ（１２）。
【請求項２】
前記バルブロッド（２５）を開放位置の方に永久的に偏倚させる第１の戻しバネ（５０）を備えた請求項１に記載の充填バルブ。
【請求項３】
前記気体室（３２）内に収容されたカップ（６５）であって、前記カップ（６５）の下縁（６７）が前記バルブロッド（２５）の前記上端（３７）に当接する下方位置と、前記カップ（６５）が前記バルブロッド（２５）の前記上端（３７）から間隔をあけられた上方位置との間で、前記ピストン（２６）に対して滑動するよう取り付けられたカップ（６５）をさらに備え、前記カップ（６５）には、これにより気体が切欠き（６９）を通って前記気体室（３２）から前記貫通孔（４３）へと通過できる切欠き（６９）が設けられ、前記バルブが、前記カップ（６５）を下方位置の方に永久的に偏倚させる第２の戻しバネ（７１）をさらに備えた、請求項１又は２に記載の充填バルブ。
【請求項４】
開放位置において前記ピストン（２６）が前記カップ（６５）を上方位置に維持する、請求項３に記載の充填バルブ（１２）。
【請求項５】
前記ピストン（２６）が、上部空気室（５５）と下部空気室（５６）とに分離する円筒形の孔から形成された空気室（２９）内で滑動するよう収容されるヘッド（２８）を備え、前記バルブ（１２）が、さらに、前記上部空気室と前記下部空気室（５５、５６）との間の空気差圧により前記ピストンヘッド（２８）の位置を制御するために、前記上部空気室（５５）内に開放されている第１の空気入口（５７）と前記下部空気室（５６）内に開放されている第２の空気入口（５８）とを有する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の充填バルブ（１２）。
【請求項６】
前記第２の空気入口（５８）が、二重ボール制御弁（５９）により前記下部空気室（５６）内に開放される、請求項５に記載の充填バルブ（１２）。
【請求項７】
前記制御弁（５９）が、前記下部空気室（５６）から前記第２の空気入口（５８）への上流への空気流を阻止する閉位置をとることが可能な第１の可動ボール（６０）と、前記第２の空気入口（５８）から前記下部空気室（５６）への下流への空気流を阻止する閉位置をとることが可能な第２のボール（６１）とを備えた、請求項６に記載の充填バルブ（１２）。
【請求項８】
前記制御弁（５９）が、前記制御弁（５９）の前記ボール（６０、６１）を閉位置の方に永久的に偏倚させる圧縮バネ（６４）をさらに備えた、請求項７に記載の充填バルブ（１２）。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の複数の充填バルブ（１２）が装備された回転ラック（９）を備え、さらに、それぞれのバルブ（１２）の前記液体室（３０）に連通している液体空間（４）と、前記バルブ（１２）の前記気体室（３２）に連通しているその上の気体空間（６）とを有する貯蔵タンク（３）を備えた等圧充填機（１）。
【請求項１０】
容器（２）を等圧充填するための充填機（１）であって、
前記機械（１）が、請求項２及び３に記載の複数の充填バルブ（１２）が装備された回転ラック（９）を備え、前記充填機（１）が、さらに、それぞれのバルブ（１２）の前記液体室（３０）に連通している液体空間（４）と、前記バルブ（１２）の前記気体室（３２）に連通しているその上の気体空間（６）とを有する貯蔵タンク（３）を備え、
前記バネ（５０、７１）及び前記バルブロッド（２５）が、
Ｐｇ×Ｓ２＞Ｔ１
Ｐｇ×Ｓ２＜Ｔ１＋Ｐｇ×Ｓ１
Ｔ２＋Ｐｇ×Ｓ２＞Ｔ１＋Ｐｇ×Ｓ１
となるように寸法決めされ、
ここで、
Ｔ１とは、前記第１の戻しバネ（５０）により前記バルブロッド（２５）に働く軸方向の力であり、
Ｔ２とは、前記第２の戻しバネ（７１）により前記カップ（６５）に働く軸方向の力であり、
Ｐｇとは、前記気体空間（６）内のガス圧であり、
Ｓ１とは、前記容器（２）内の前記ガス圧に曝された前記バルブロッド（２５）の下端（４４）の、軸方向から見た、表面積であり、
Ｓ２とは、前記気体室（３２）内の前記ガス圧に曝された前記バルブロッド（２５）の上端（３７）の、軸方向から見た、表面積である、充填機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸飲料などの加圧充填液体で容器を充填するための充填バルブ、及びこのような充填バルブを含む等圧充填機に関する。
【背景技術】
【０００２】
等圧充填方法の一般的な原理が、欧州特許出願第０３７５９１２号明細書（特許文献１）において説明されている。公知の等圧方法においては、貯蔵タンクの容積の一部は液体で充填され、その上の他の部分は、液体の飽和圧力に等しい圧力に維持されている気体で充填される。容器を充填するために、容器内部は、２本のパイプを介してタンクに連通し、この第１のパイプは、気体容積内のタンクの上部に開放され、第２のパイプは、液体容積内のタンクの下部に開放される。それぞれのパイプ内に、相対パイプを閉じるための遮断弁が設けられる。ビンを充填するために、ガスパイプのバルブが開放されて、気体が容器内に流れる。ガスパイプのバルブが開放されている間、液体パイプのバルブが開放されて、液体が容器内に入る。充填レベルに達すると、バルブは停止する。
【０００３】
米国特許第６６０１６１８号明細書（特許文献２）及び欧州特許出願第１１０１９９８号明細書（特許文献３）の両方に、容器の等圧充填用の充填バルブが開示されており、前記充填バルブは、バルブハウジング内で滑動するよう取り付けられた中空のバルブロッドを備える。バルブロッドにはガス流路を画定する貫通孔が設けられ、液体流路がバルブロッドの外周とハウジングの内周との間で画定される。
【０００４】
これらの従来の充填方法及び充填バルブは、適切な制御装置の制御による正確な同期が必要な数多くの遮断弁が設けられた、ガスパイプ及び液体パイプのやや複雑な網目構造を必要とする。
【特許文献１】欧州特許出願第０３７５９１２号明細書
【特許文献２】米国特許第６６０１６１８号明細書
【特許文献３】欧州特許出願第１１０１９９８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、充填バルブが装備された充填機の構造を簡単なものにし、またより簡単な充填方法を可能にする充填バルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
提案される充填バルブは、
中空のハウジングと、
ハウジング内で滑動するよう取り付けられた可動バルブアセンブリとを備え、前記可動バルブアセンブリ及び前記中空のハウジングは共に、液体室及び気体室を画定し、
さらに、前記液体室を液体供給パイプに連通する液体入口と、
前記気体室を気体供給パイプに連通する気体入口とを有し、
前記可動バルブアセンブリが、
バルブロッドの上端で前記気体室内に貫通孔開口部が設けられた中空のバルブロッドであって、バルブロッドがハウジング内の開口を開放し、これにより液体が前記開口を通って液体室から流れることができる開放位置と、バルブロッドが前記開口を閉じる閉位置との間で、ハウジングに対して滑動可能であるバルブロッドと、
ピストンの下端がバルブロッドの上端から間隔をあけられ、これにより気体がその上端に形成された開口部を通って気体室からバルブロッド内の貫通孔に通過できる開放位置と、ピストンの下端がバルブロッドの上端と封止接触している閉位置との間で、ハウジング内で滑動するよう取り付けられたピストンとを備える。
【０００７】
気体で飽和された液体で容器を充填するための、このような複数の充填バルブが装備された等圧充填機も提供される。
【０００８】
好ましい実施形態の詳細な記述を添付図面と合わせて考えることにより、本発明の上記の及び他の目的及び利点がより明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照すると、ＣＯ２などの気体で飽和された（ミネラルウォーター、清涼飲料、ビールなどの）加圧充填液体で容器２を充填するための充填機１が示されている。
【００１０】
充填機１は、液体供給ダクト５に連通している液体空間４と、気体供給ダクト７に連通しているその上の気体空間６とを画定する、容器型の貯蔵タンク３を備える。
【００１１】
液体は、貯蔵タンク３の内側に置かれたレベルプローブ８を含む制御装置により所定のレベルに維持され、気体は、貯蔵タンク温度で液体の飽和圧力に等しい又はこれを超える所定の圧力に維持され、したがって、充填液体は、その上の気体空間６と平衡状態にあり、常にＣＯ２で飽和されている。
【００１２】
充填機１は、回転型であり、駆動手段（図示せず）によって回転される回転ラック９を備え、
複数の周辺容器支持設備１１（この１つが図２に部分的に示されている）とこれに対応する複数の充填バルブ１２とが設けられた下部プレート１０と、
複数の放射状の液体供給パイプ１４を含む中間プレート１３とを含み、この中間プレートのそれぞれが、貯蔵タンク３の液体空間４に連通し、流量計１５を介して充填バルブ１２に接続され、
さらに、貯蔵タンク３の気体空間６に連通し、かつ充填バルブ１２に接続された、複数の放射状の気体供給パイプ１７を含む上部プレート１６を含む。
【００１３】
容器支持設備１１は、支持アーム１８を含み、この上端１９が、これに対応する充填バルブ１２を通って充填される容器２のカラー２０と協働するよう分岐する。
【００１４】
充填には、いわゆる等圧方法が使用される。この方法は、欧州特許出願第０３７５９１２号明細書（特許文献１）に詳しく説明されており、２つの主要な特徴を有する。まず第１に、容器２は、液体で充填される前に貯蔵タンク３からの加圧気体で予め充填され、第２に、液体が貯蔵タンク３内の液体空間４のレベルより低いレベルで充填バルブ１２を出る。
【００１５】
図３に表されているように、充填バルブ１２は、垂直方向の主軸Ｘの周りに形成され、かつハウジング２１の底端部で開口２３を形成するよう開放された内部の孔２２を有する、円筒形の中空のハウジング２１と、主軸Ｘに沿ってハウジング２１内に滑動するよう取り付けられた可動バルブアセンブリ２４とを備える。ハウジング２１は、互いにバネで取り付けられた、４つの円筒形の同軸の台２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、即ち、下部ハウジング台２１ａ、第１の中間ハウジング台２１ｂ、第２の中間ハウジング台２１ｃ、及び上部ハウジング台２１ｄを順に重ねることによって形成される。
【００１６】
可動バルブアセンブリ２４は、互いに対して移動可能である２つの台、即ち、中空のバルブロッド２５から形成された下部の台と、円筒形のピストン本体２７と上部ハウジング台２１ｄにおいて円筒形の孔から形成された空気室２９内で滑動するよう収容されるピストンヘッド２８とを有するピストン２６から形成された上部の台とを有する。
【００１７】
図３に表されているように、バルブアセンブリ２４及びハウジング２１は共に、
下部ハウジング台２１ａにおいてバルブロッドの下部３１の外周とハウジング孔２２の内周との間に形成された液体室３０と、
第２の中間ハウジング台２１ｃにおいてピストン本体２７の外周とハウジング孔２２の内周との間に形成された気体室３２と、
第１の中間ハウジング台２１ｂにおいてバルブロッド２５の上部３４の外周とハウジング孔２２の内周との間に、即ち液体室３０と気体室３２との間に形成された中間室３３とを画定する。
【００１８】
バルブ１２は、バルブアセンブリ２４とハウジング２１とを連結する、第１の又は下部ダイアフラム３５を備える。下部ダイアフラム３５は、一方ではバルブロッド２５の下部３１と上部３４との間で、他方では下部ハウジング台２１ａと第１の中間ハウジング台２１ｂとの間で液密に保持され、これにより、下部ダイアフラム３５は、液体室３０と中間室３３との間で液密に柔軟な封止を形成する。
【００１９】
バルブ１２は、さらに、下部ダイアフラム３５の上に距離を置いてバルブアセンブリ２４とハウジング２１とを連結する、第２の又は上部ダイアフラム３６を備える。上部ダイアフラム３６は、一方ではバルブロッド２５の上部３４の上端３７で、他方では第１の中間ハウジング台２１ｂと第２の中間ハウジング台２１ｃとの間で、気密に保持され、これにより、上部ダイアフラム３６は、気体室３２と中間室３３との間で気密に柔軟な封止を形成する。
【００２０】
バルブロッド２５の下部３１は、図３、図４、及び図５に示されているように、ハウジング孔２２の内周と協働し、かつバルブロッド２５の閉位置において、ハウジング開口２３の近傍部に形成された弁座４２に液密に当接する封止要素４１が設けられた環状の接触面４０を画定する、周辺のらせん状のリブ３９を有する充填ヘッド３８を形成する。
【００２１】
バルブロッド２５は、バルブロッド２５の中空の部分に対応し、かつ気体室３２を容器２の内側に連通するガス流路を構成する貫通孔４３を有する。バルブロッド２５の上端３７では、ガス流路を構成する貫通孔４３が気体室３２内に開放され、バルブロッド２５の下端４４では、ガスパイプ４５が、容器２の方に貫通孔４３を延在するよう、充填ヘッド３８から軸方向に突き出ている。
【００２２】
バルブ１２はまた、液体室３０を液体供給パイプ１４に連通するために下部ハウジング台２１ａにおいて貫通孔によって形成された液体入口４６と、気体室３２を気体供給パイプ１７に連通するために第２の中間ハウジング台２１ｃにおいて貫通孔によって形成された気体入口４７とを有する。
【００２３】
バルブロッド２５は、以下に開示する一定の条件において、
接触面４０が弁座４２と液密に接触しており、これにより液体が液体室３０からハウジング開口２３を通って流れることが防止される閉位置（図３、図４、図５）と、
バルブロッド２５が閉位置に対して上昇し、したがって接触面４０が弁座４２から間隔をあけられ、これにより液体がハウジング開口２３を通って流れることができる開放位置（図６）との間で、ハウジング２１に対して軸方向に移動可能であり、らせん状のリブ３９により液体の流れが層状となることが保証される。
【００２４】
バルブロッド２５の上部３４には、バルブロッド２５の進行を制限するよう第１の中間ハウジング台２１ｂにおいてハウジング孔２２の内周上に形成された、これに対応する環状の止め面４９に、開放位置において当接する環状の肩面４８が設けられる。
【００２５】
バルブ１２は、中間室３３内に置かれ、かつバルブロッド２５を開放位置の方に永久的に上方に偏倚させる、第１の下部の円錐形の圧縮戻しバネ５０を備える。下部のバネ５０によりバルブロッド２５に働く、上方に軸方向に配向された力には、Ｔ１の符号が付されている。
【００２６】
ピストン本体２７は、貫通孔４３の開口部の周りにバルブロッド２５の上端３７により気密に形成された環状のシートに当接する封止部材５２が設けられた下端５１を有する。
【００２７】
ピストン２６は、
ピストン本体２７の下端５１がバルブロッド２５の上端３７と接触し、かつピストンヘッド２８が空気室２９の下面５３の近くに置かれ、これにより気体がガス流路を構成する貫通孔４３を通って流れるのが防止される閉位置（図３）と、
ピストン２６が閉位置に対して上昇し、したがってピストン本体２７の下端５１がバルブロッド２５の上端３７から間隔をあけられ、ピストンヘッド２８が空気室２９の上面５４に当接し、これにより気体が気体室３２から容器２の内側へとガス流路を構成する貫通孔４３を通って流れることができる開放位置（図５及び図６）との間で、ハウジング２１に対して軸方向に滑動するよう取り付けられる。
【００２８】
ピストン２６は、二重効用型であり、その位置は、ピストンヘッド２８と空気室２９の上面５４との間で画定された上部空気室５５と、ピストンヘッド２８と空気室２９の下面５３との間で画定された下部空気室５６との間の差圧により空気制御される。
【００２９】
バルブ１２は、さらに、上部空気室５５内に直接開放されている第１の空気入口５７と、１対の可動ボール６０、６１が設けられた制御弁５９を通って下部空気室５６内に開放されている第２の空気入口５８とを有する。これらのボールとは、即ち、
これに対応する上部弁座６２に気密に当接し（図３）、これにより上流への空気流が弁座６２を通ることが防止される閉位置と、上部ボール６０がその弁座６２から間隔をあけられ（図４、図５、及び図６）、これにより空気が弁座を通って上流及び下流に流れることができる開放位置とを有する、第１の上部ボール６０、及び
これに対応する下部弁座６３に気密に当接し（図４、図５、及び図６）、これにより下流への空気流が弁座６３を通ることが防止される閉位置と、下部ボール６１がその弁座６３から間隔をあけられ（図３）、これにより空気が弁座を通って上流及び下流に流れることができる開放位置とを有する、第２の下部ボール６１である。
【００３０】
ボール６０、６１は、これらの間に挿入された圧縮バネ６４により、互いに離れる方に（即ち、それらの各閉位置の方に）永久的に偏倚する。
【００３１】
第１の空気入口５７からの空気圧にはＰ１の符号が付され、第２の空気入口５８からの空気圧にはＰ２の符号が付されている。Ｐ１は、Ｐ２と圧縮バネ６４の偏倚力から生じる過圧力との合計を超える。
【００３２】
空気は、永久的に、第２の空気入口５８からの圧力Ｐ２がかかった状態にある。上部空気室５５に圧力Ｐ１のかかった状態で空気が送られると、ピストンヘッド２８は、ピストン本体２７の下端５１がバルブロッド２５の上端３７に当接するまで下方へと動く。下部ボール６１は下部空気室５６内の圧力が増加することによって開放され、上部ボール６０は閉じられ、これにより、第２の空気入口５８に対する下部空気室５６内の過圧力による上流への空気流が防止される。
【００３３】
第１の空気入口５７から送られる空気が停止すると、ピストンヘッド２８が空気室２９の上面５４に当接するまで、下部空気室内の過圧力がピストンヘッド２８を上方へと動かす。ピストン２６がその開放位置に達するかなり前に（図４参照）、第２の空気入口５８と下部空気室５６との間の差圧により、下部ボール６１が閉じると、下部空気室５６内に送られる空気が停止し、これにより、ピストンヘッド２８が空気室２９の上面５４に滑らかに接触できるようになる。
【００３４】
図３に表されているように、バルブ１２は、さらに、気体室３２内のピストン本体２７上で滑動するよう取り付けられたカップ６５を備える。カップ６５は、ピストン本体２７を囲み、かつ下縁６７を画定する円筒形の周辺の壁６６とピストン本体２７の周辺の外表面に滑動するよう接触する上部の壁６８とを備える。
【００３５】
その下縁６７では、周辺の壁６６に、永久的に気体が周辺の壁６６を通って放射状に通過できるようにするガス流路を形成する切欠き６９が設けられる。
【００３６】
カップ６５は、下縁６７がバルブロッド２５の上端３７に当接する（図３及び図４に例示されている）下方位置と、ピストン２６の作用により、カップ６５が下方位置に対して上昇した（図５及び図６に例示されている）上方位置との間で、バルブアセンブリ２４に対して滑動可能であり、これにより、カップ６５は、バルブロッド２５から距離を隔てて置かれる。
【００３７】
図３に表されているように、カップ６５には、その下縁６７の近傍部に、気体室３２内に置かれ、かつカップ６５を下方位置の方に永久的に下方に偏倚させるためにハウジング２１とカップ６５との間に挿入された、第２の上部の圧縮戻しバネ７１のための接触面を形成する、放射状の環状フランジ７０も設けられる。上部のバネ７１によりカップ６５に働く、下方に軸方向に配向された力には、Ｔ２の符号が付されている。
【００３８】
カップ６５の下方位置において、上部のバネ７１はまた、カップ６５がバルブロッド２５の上端３７に当接しているので、バルブロッド２５を閉位置の方に偏倚させることを理解されたい。
【００３９】
図４及び図５に表されているように、ピストン２６には、ピストン２６の開放位置の方への進行中、カップ６５の上部の壁６８に当接する肩面７２が設けられ、これにより、ピストンはより高い位置の方に変位する。
【００４０】
したがって、バルブアセンブリ２４は、バルブロッド２５、ピストン２６、及びカップ６５の各位置により、３つの形態を有し得る。即ち、
バルブロッド２５及びピストン２６の両方は閉位置にあり、カップ６５は下方位置にある（図３に例示されている）閉じられた形態と、
バルブロッド２５は閉位置にあり、ピストン２６は開放位置にあり、カップ６５は上方位置にある気体充填形態（図５）と、
バルブロッド２５及びピストン２６の両方は開放位置にあり、カップ６５は上方位置にある液体充填形態（図６）とである。
【００４１】
その上、バネ５０、７１、及びバルブロッド２５の上端及び下端３７、４４は、
Ｐｇ×Ｓ２＞Ｔ１          （１）
Ｐｇ×Ｓ２＜Ｔ１＋Ｐｇ×Ｓ１          （２）
Ｔ２＋Ｐｇ×Ｓ２＞Ｔ１＋Ｐｇ×Ｓ１          （３）
となるように寸法決めされ、
ここで、
Ｔ１とは、下部のバネ５０によりバルブロッド２５に働く、上方に軸方向に配向された力であり、
Ｔ２とは、上部のバネ７１によりカップ６５に働く、下方に軸方向に配向された力であり、
Ｐｇとは、気体室３２内のガス圧であり、
Ｓ１とは、容器２内のガス圧に曝されたバルブロッド２５の下端４４の、軸方向から見た、表面積であり、
Ｓ２とは、気体室３２内のガス圧に曝されたバルブロッド２５の上端３７の、軸方向から見た、表面積である。
【００４２】
図３に表されているように、バルブ１２は、さらに、第１の中間ハウジング台２１ｂのレベルでハウジング２１内に形成された孔７５内で滑動するよう取り付けられたピストン７４と、中間室３３の反対側のピストン７４の一方の端部に装着され、かつハウジング２１の外側から見えるペレットから形成された信号部材７６とを備えた、ダイアフラム故障センサ７３を備える。
【００４３】
通常の動作状況において、中間室３３は、大気圧の空気で充填され、これにより、故障センサ７３は、いわゆる「通常運転」の位置（図３〜図６）にあり、信号部材７６を構成するペレットは、ハウジング２１の外表面に形成された、これに対応する窪み７７内に収容される。
【００４４】
下部ダイアフラム３５又は上部ダイアフラム３６がもはや液体でなくなる、或いは気密でなくなると直ぐに、たとえばダイアフラム３５又は３６がその疲労限度に達した後に、液体からの、或いは故障しているダイアフラム３５又は３６を通って中間室３３の方への気体室３２からの、液体又は気体の漏れがある。この結果生じた中間室３３内の過圧力は、大気圧に対して、ピストン７４がハウジング２１から部分的に放射状に外側に突き出ている、いわゆる「故障」位置の方へと、放射状にピストン７４を押し、これにより、信号部材７６はその窪み７７から距離を隔てて延在し、これにより、ダイアフラム故障が発生したという信号が送られる。
【００４５】
一実施形態においては、故障センサ７３は受動的な種類である。即ち、バルブ１２に関する「通常運転」又は「故障情報」のみを提供する。
【００４６】
別の実施形態においては、故障センサ７３は能動的な種類である。即ち、運転を停止し、気体及び液体の両方が送られるのを遮断するよう、機械制御システム（図示せず）に電気的に又は機械的に接続される。
【００４７】
２つのダイアフラム３５、３６が存在する場合、ダイアフラム３５又は３６の１つが故障した（たとえば、ダイアフラム３５又は３６が壊れた）場合にも、気体及び液体の相互汚染の危険性は非常に低い。
【００４８】
故障センサ７３が存在する場合、機械オペレータにダイアフラム故障が発生したという警告が直ちに出され、したがって、オペレータは、機械を停止して適切な保全作業をする（又は誰かに頼む）ことができ（その間、機械は動作し続けているので、生産性が維持される）、又は故障センサ７３の変位により、機械が制御システムにより自動的に停止する。
【００４９】
図２及び図７に表されているように、バルブ１２には、大気へと開放されている排気パイプ８１に連通している開口２３のレベルで（即ち、弁座４２の近傍部に）ハウジング２１内に形成され、かつ孔２２内に開放された排気導管８０が置かれた開放位置（図７）と、ピストン７９が排気導管８０を遮断する閉位置との間で、滑動可能な二重効用型ピストン７９を含む、漏らし弁７８が設けられる。
【００５０】
より正確には、ピストン７９は、加圧された空気を順次に漏らし弁７８に送る空気ダクト８３、８４を介してこの両側の空気の差圧により位置が制御されるヘッド８２と、端部がハウジング２１の側面８６と気密接触し得る本体８５とを備え、排気導管８０及び排気パイプ８１の両方が開放されている。
【００５１】
ピストン７９の開放位置において、ピストン本体８５の端部は側面８６から間隔をあけられ、これにより、排気導管８０が排気パイプ８１に連通し、容器２内のガス圧が所定の圧力に達するまで、過圧気体が容器２から大気へと流れることができ、ピストン７９を閉位置の方に永久的に偏倚させる戻しバネ８７の偏倚力で蓄積された、空気圧によりピストン７９に働く力をもはや相殺し得ない。
【００５２】
このような排気運転（漏らし運転とも呼ばれる）により、充填の終了時に容器２がバルブ１２から分離された時に、ＣＯ２で飽和された液体が泡立つことが防止される。
【００５３】
以下、充填運転について記述する。
【００５４】
バルブアセンブリ２４の閉じられた形態から開始し、（ビンなどの）容器２が、気密接合アセンブリ８８を通って孔開口２３で、バルブ１２に装着される。
【００５５】
空気が、制御弁５９を介して第２の空気入口５８を通って下部空気室５６に送られ、これにより、ピストン２６は開放位置となり、カップ６５は上方位置となる。言い換えれば、バルブアセンブリ２４は気体充填形態となる。これにより、加圧気体は、ガス流路を構成する貫通孔４３を通って容器２内に入ることができる。容器２内のガス圧が、（貯蔵タンク３の気体空間６内のガス圧に等しい）気体室３２内のガス圧Ｐｇより低く、したがってバルブロッド２５が閉位置に留まっている限り、反応式（１）は証明される。
【００５６】
ガス圧の平衡状態に達すると、即ち、容器２内のガス圧が気体室３２内のガス圧Ｐｇに達すると、反応式（２）は証明され、したがって、バルブロッド２５は、下部のバネ５０によって働く上方に方向付けられた力、及び容器２内のガス圧Ｐｇから生じた力によって上昇し、この合計は、気体室３２内のガス圧Ｐｇによりバルブロッド２５に働く下方に方向付けられた力より大きい。次いで、バルブアセンブリ２４は、液体充填形態をとる。
【００５７】
これにより、流量計１５が容器２の容積に実質的に対応する所定の量の液体を測定するまで、液体が液体室３０から開口２３を通って容器２へと流れることができる。
【００５８】
次いで、液体の流れが流量計１５の制御によって停止し、ピストン２６が閉位置に変位し、これにより、容器２への貫通孔４３が遮断される。カップ６５は下方位置に戻り、上部のバネ７１はバルブロッド２５を下方に偏倚させる。したがって、反応式（３）が証明され、バルブアセンブリ２４は閉じられた形態に戻る。
【００５９】
次いで、漏らし弁７８は開放位置となり、これにより、容器２内の液体の上にある空気とＣＯ２との混合物の一部を排気できるようになる。
【００６０】
より正確には、空気はＣＯ２より軽いので、排出される気体は、基本的に空気から構成され、容器２内に留まっている気体は、基本的にＣＯ２から構成される。
【００６１】
したがって、バルブアセンブリ２４の運転、より具体的には気体充填形態から液体充填形態への移行は、ガス圧で制御され、これによりバルブロッド２５を自動的に開放できるようになることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による充填機を示す概略側面断面図である。
【図２】図１の充填機の詳細を示す側面断面図である。
【図３】閉じられた形態における本発明による充填バルブを示す側面断面図である。
【図４】気体充填形態における充填バルブを示す、図３と同様の図である。
【図５】気体充填形態における充填バルブを示す、図３及び図４と同様の図である。
【図６】液体充填形態における充填バルブを示す、図３〜図５と同様の図である。
【図７】容器の排気運転を示す、図２と同様の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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