(57)【要約】 【課題】簡単な構成で結露の不具合を防止できる充填ノズルの結露防止装置及び結露防止方法を提供し、合わせてその洗浄方法及び洗浄方法に用いられるキャップを提供する。【解決手段】容器に内容物を充填するための充填ノズルの結露を防止する充填ノズルの結露防止装置において、充填ノズル５０の先端部外周を取り囲むチャンバー１０を設け、チャンバー１０には、乾燥気体が供給される供給ポート２０と、供給ポート２０から供給された乾燥気体をノズル外周面に案内してノズル外周面５１に沿ってノズル先端５２に向けて流れる乾燥気流を供給する乾燥気流整流路３０を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に内容物を充填するための充填ノズルの結露を防止する充填ノズルの結露防止装置において、
充填ノズルの先端部外周を取り囲むチャンバーを設け、該チャンバーには、乾燥気体が供給される供給ポートと、該供給ポートから供給された乾燥気体をノズル外周面に案内し、ノズル外周面に沿ってノズル先端に向けて流れる乾燥気流を供給する乾燥気流整流路を設けたことを特徴とする充填ノズルの結露防止装置。
【請求項２】
乾燥気流整流路は、チャンバーとノズル外周面の間に形成される下方に向けて開いた環状流路を有し、供給ポートから供給された乾燥気体を環状流路に案内して乾燥気流を生成する構成となっている請求項１に記載の充填ノズルの結露防止装置。
【請求項３】
チャンバーには、供給ポートと環状流路との間に乾燥気体を貯留する気体溜まりが設けられ、該気体溜まりと環状流路との間に噴出穴を設け、該噴出穴を通して気体溜まりから乾燥気体を環状流路に噴出させる構成となっている請求項１又は２に記載の充填ノズルの結露防止装置。
【請求項４】
充填ノズルのチャンバーよりも上方部分の結露により生じた水滴を受ける水滴受け部が設けられている請求項１乃至３のいずれかの項に記載の充填ノズルの結露防止装置。
【請求項５】
チャンバーには、ノズル外周を取り囲みノズル先端よりも下方まで延びるスカートが設けられている請求項１乃至４のいずれかの項に記載の充填ノズルの結露防止装置。
【請求項６】
スカートの先端面は傾斜面となっている請求項５に記載の充填ノズルの結露防止装置。
【請求項７】
容器に内容物を充填するための充填ノズルの結露を防止する充填ノズルの結露防止方法であって、
充填ノズルの先端部外周を取り囲むチャンバーを設け、該チャンバーに設けられた供給ポートから乾燥気体を供給すると共に、チャンバーに設けられた乾燥気流整流路を通じて、ノズル外周面に、ノズル外周面に沿ってノズル先端に向けて流れる乾燥気流を供給し、ノズル外周面に沿った雰囲気を乾燥気体で置換することを特徴とする充填ノズルの結露防止方法。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれかの項に記載の充填ノズルの結露防止装置の洗浄方法であって、チャンバーの乾燥気流整流路とノズル先端のノズル口とを連通させ、充填ノズルから洗浄剤を流すことによって、洗浄剤を乾燥気流整流路内に逆流させ、充填ノズルの洗浄と同時にチャンバー内の乾燥気流整流路並びに供給ポートを洗浄することを特徴とする充填ノズル結露防止装置の洗浄方法。
【請求項９】
請求項８に記載の充填ノズルの結露防止装置の洗浄方法に用いられるキャップであって、充填ノズルのノズル口の下方から、ノズル口を含めてチャンバーに密封状態で被着されるキャップ本体を有し、キャップ本体によって密閉された空間にノズル口と乾燥気流整流路の開口部とを連通する連通路が形成される構成となっていることを特徴とする充填ノズルの結露防止装置の洗浄方法に用いられるキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に内容物を充填する充填装置の充填ノズルに生じる結露を防止する結露防止装置及び結露防止方法に関し、特にドライエアー等の乾燥気体を利用した結露防止装置及び結露防止方法、並びにその洗浄方法及び洗浄方法に用いられるキャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
室温より低い温度の内容物を充填する充填ノズルは、室内雰囲気の水分により充填ノズルの外周面が結露する。充填ノズルが結露した場合、結露した水滴がノズル外周面を伝ってノズル先端及び外周から容器の内外面に落下し、異物混入や外観不良の原因となる。
このような充填ノズルの結露対策として、従来からドライエアーを利用して結露を防止する結露防止装置が種々提案されている。
【０００３】
特許文献１（特開平４−２７９４２４号公報）は、充填ノズルを囲むように配置した下方を開放したドライエアーチャンバーを設け、ドライエアチャンバー内にドライエアーを流すものである。
特許文献２（特開平１０−１０１０２５号公報）は、充填ノズルの少なくとも上部を取り囲むようにエアフローガイドで覆い、ドライエアーを流すようになっている。
特許文献３（特開平１１−９１７０１号公報）は、充填ノズルの全体若しくは部分的にカバーで多い、ドライエアーを流すことによって、充填ノズルの結露を防止する方法が試みられている。
【０００４】
しかし、これらの特許文献に記載のものは、充填ノズルの周囲をドライエアーを流すチャンバーで覆い、さらに充填容器やその周辺装置までカバーで覆う構造となっているので、大型で構造が複雑となる。
また、充填ノズルを覆うチャンバーから吹き出すドライエアーの流れを均一化するため
、チャンバー内を整流板で仕切るなど（特開平１０−１０１０２５）の工夫がなされているが、構造が複雑であり、装置の洗浄性が悪いという問題もあった。
【特許文献１】特開平４−２７９４２４号公報
【特許文献２】特開平１０−１０１０２５号公報
【特許文献３】特開平１１−９１７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構造で結露を効果的に防止できる充填ノズルの結露防止装置及び結露防止方法を提供し、合わせてその洗浄方法及び洗浄方法に用いられるキャップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、容器に内容物を充填するための充填ノズルの結露を防止する充填ノズルの結露防止装置において、
充填ノズルの先端部外周を取り囲むチャンバーを設け、チャンバーには、乾燥気体が供給される供給ポートと、該供給ポートから供給された乾燥気体をノズル外周面に案内し、ノズル外周面に沿ってノズル先端に向けて流れる乾燥気流を供給する乾燥気流整流路を設けたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、乾燥気流整流路が、チャンバーとノズル外周面の間に形成される下方に向けて開いた環状流路を有し、供給ポートから供給された乾燥気体を環状流路に案内して乾燥気流を生成する構成となっていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、チャンバーには、供給ポートと環状流路との間に乾燥気体を貯留する気体溜まりが設けられ、該気体溜まりと環状流路との間に噴出穴を設け、該噴出穴を通して気体溜まりから乾燥気体を環状流路に噴出させる構成となっていることを特徴とする。
【０００７】
請求項４に係る発明は、充填ノズルのチャンバーよりも上方部分の結露により生じた水滴を受ける水滴受け部が設けられていることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、チャンバーにノズル外周を取り囲みノズル先端よりも下方まで延びるスカートが設けられていることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、スカートの先端面が傾斜面となっていることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、容器に内容物を充填するための充填ノズルの結露を防止する充填ノズルの結露防止方法であって、充填ノズルの先端部外周を取り囲むチャンバーを設け、該チャンバーに設けられた供給ポートから乾燥気体を供給すると共に、チャンバーに設けられた乾燥気流整流路を通じて、ノズル外周面に、ノズル外周面に沿ってノズル先端に向けて流れる乾燥気流を供給し、ノズル外周面に沿った雰囲気を乾燥気体で置換することを特徴とする。
【０００８】
請求項８に係る発明は、上記した充填ノズルの結露防止装置の洗浄方法であって、チャンバーの乾燥気流整流路とノズル口とを連通させ、充填ノズルから洗浄剤を流すことによって、洗浄剤を乾燥気流整流路内に逆流させ、充填ノズルの洗浄と同時にチャンバー内の乾燥気流整流路並びに供給ポートを洗浄することを特徴とする。
請求項９に係る発明は、充填ノズルの結露防止装置の洗浄方法に用いられるキャップであって、充填ノズルのノズル口の下方から、ノズル口を含めてチャンバーに密封状態で被着されるキャップ本体を有し、キャップ本体によって密閉された空間にノズル口と乾燥気流整流路の開口部とを連通する連通路が形成される構成となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、チャンバーに設けた乾燥気流整流路を通じてノズル外周面に沿って流れる乾燥気流が供給されるので、ノズル外周面に沿った雰囲気が乾燥気体で置換され、周辺の室内雰囲気に関わらずノズル外周面に結露が生じない。
また、チャンバーは乾燥気体によって断熱されるため、チャンバー外周が結露することはない。
このように、充填ノズルの先端部にチャンバーを設けるだけの簡単な構成でありながら、効果的にノズル先端からの結露水の落下を防止できる。
請求項２に係る発明によれば、乾燥気流整流路が、チャンバーとノズル外周面の間に形成される環状流路を備えた構成となっているので、ノズル先端部外周の全周に渡って均一な乾燥気流を生成することができる。
請求項３に係る発明によれば、チャンバーに乾燥気体の気体溜まりを設け、気体溜まりを介して乾燥気体を環状流路に噴射するようになっているので、乾燥気流を安定した流れとすることができる。
【００１０】
請求項４に係る発明によれば、チャンバーの上部に水滴受け部を設けたので、チャンバーよりも上方部分に生じた結露水の流れ落ちを防止することができる。
請求項５に係る発明は、チャンバーに充填ノズルの先端よりも下方まで延びるスカートを設けたので、充填時の液はねや、周囲からの風のながれを遮ることができる。
請求項６に係る発明のように、スカートの先端面を傾斜面としておけば、万が一、スカート外周に液滴が飛び散ったとしても、傾斜面を伝って流れ落ちるので、容器内外部へ落下することを防止することができる。
請求項７に係る充填ノズルの結露防止方法によれば、ノズル外周面に沿った雰囲気が乾燥気体で置換され、周辺の室内雰囲気に関わらずノズル先端部に結露が生じない。
【００１１】
請求項８に係る発明の充填ノズルの結露防止装置の洗浄方法によれば、充填ノズルの上流から洗浄剤を流し、チャンバー内の乾燥気流整流路に逆流させることによって、充填ノズルとチャンバー内を同時に洗浄することができる。
請求項９に係る発明に係るキャップによれば、キャップ本体をチャンバーに被着することにより、キャップ本体によって密閉された空間にノズル先端のノズル口と乾燥気流整流路の開口部とを連通する連通路を形成することができ、洗浄を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る充填ノズルの結露防止装置を示している。
本実施の形態に係る充填ノズルの結露防止装置１は、充填ノズル５０のノズル先端部を取り囲むようにチャンバー１０が設けられている。
チャンバー１０には、乾燥気体が供給される供給ポート２０と、供給ポート２０から供給された乾燥気体をノズル外周面５１に案内し、ノズル外周面５１に沿ってノズル先端５２に向けて流れる乾燥気流Ｆを生成する乾燥気流整流路３０が設けられている。
乾燥気体としては、この実施の形態ではドライエアを用いるもので、たとえば、空気の管路に疎水性膜を配置し、空気を疎水性膜を通すことにより空気中の水分を除去してドライエアとすることができる。
乾燥気流整流路３０は、チャンバー１０とノズル外周面５１の間に形成される下方に向けて開いた環状流路３１と、供給ポート２０と環状流路３１との間に設けられる乾燥気体を貯留する環状の気体溜まり３２と、気体溜まり３２と環状流路３１とを連通する噴射穴３３とを備えている。
【００１３】
チャンバー１０は、ノズル外周面５１に装着されてノズル外周面５１との間に環状流路３１を形成する円筒形状のチャンバー本体１１と、チャンバー本体１１の外周に嵌合されチャンバー本体１１との間に気体溜まり３２を形成するリング部材１２と、チャンバー本体１１とリング部材１２を固定するロックナット１３とを備えている。
チャンバー本体１１は、上半部１１１内周に雌ねじが設けられ、ノズル外周面５１に設けられたねじ部５３にねじ込み固定されている。ノズル外周面５１のねじ部５３は先端側より一段大径となっており、チャンバー本体１１の下半部１１２内周とノズル外周面５１との間に環状流路３１が形成されている。また、環状流路３１の上端位置においては、チャンバー本体１１内周にねじ部端面５４と対向する内向き環状凸部１１３が突設され、この内向き環状凸部１１３とノズル外周面５１のねじ部端面５４間がシール部材５５によって密封されている。
【００１４】
チャンバー本体１１の上端には、外向きに張り出すフランジ１１６が設けられ、ノズル外周面に設けられたフランジ５６に軸方向に突き当てられている。
リング部材１２は円筒形状で、チャンバー本体１１の外周に下方から嵌合され、上端がフランジ１１６に当接している。チャンバー本体１１の外周には環状凹部１１４が設けられており、この環状凹部１１４がリング部材１２によって覆われて環状の気体溜まり３２を構成している。チャンバー本体１１の外周とリング部材１２の嵌合面間は、シール部材１４によってシールされている。
【００１５】
気体溜まり３２の位置は、内周側の環状流路３１に対してチャンバー本体１１の上半部１１１側にずれており、中心軸線Ｎに対して直交方向に投影した見たときに、気体溜まり３２の下端部と環状流路３１の上端部が重なるような位置関係となっている。そして、この重なる部分を連通するように噴射穴３３が中心に向けて貫通形成されている。噴射穴３３は中心軸線Ｎに対して直交方向に直線状に延びる細孔で、周方向に複数設けられている。
ロックナット１３は、チャンバー本体１１の下端部外周に設けられた一段小径のねじ部１１５にねじ込み固定されるもので、リング部材１２の上端をフランジ１１６に突き当てるように締め付け固定されている。
【００１６】
また、リング部材１２には供給ポート２０を構成する管状の継手部２１が接続されている。継手部２１は中心軸線Ｎに対して直交方向に延びており、一端がリング部材１２に設けられた気体溜まり３２に連通する穴１２ａに接続され、他端が不図示の乾燥気体の供給管に接続される。
なお、図示例では、チャンバー１０はノズル先端５２の下端位置よりも上方に配置しているが、ノズル先端５２と同一高さ位置、あるいはノズル先端５２よりも下方に配置してもよい。
【００１７】
チャンバー１０は、ノズル先端まで覆う必要はないが、充填時の液はねや、周囲からの風のながれを遮るために、図２（Ａ）に示すようにノズル先端５２を取り囲むようなスカート６０を設けてもよい。スカート６０は円筒形状で、上端がチャンバー１０の外周に嵌合固定され、下端がノズル先端５２より下方に延びている。スカート６０は、充填する容器まで覆う必要はない。
また、万が一、スカート６０外周に飛び散った液滴が容器内外部へ落下することを防止するには、図２（Ｂ）に示すように、スカート先端部を鋭角に切り落とした傾斜面６１とすることが効果的である。このようにすれば、液滴は最下端の尖端部６１ａに集まるので、尖端部６１ａ位置を容器よりも外側にずらしておけば、容器に水滴が落下するおそれがない。
【００１８】
次に、本実施の形態の充填ノズルの結露防止装置の作用について説明する。
図３は、上記充填ノズルの結露防止装置が適用される充填装置の充填バルブを含む構成図である。
図示するように、充填ノズル５０は充填バルブ１００の一部としてバルブ本体１０１に下方に接続され、充填ノズル５０の下方には、充填される容器１０２が配置される。なお、図示例では、バルブ本体１０１内周に、ドーム状スクリーンや液垂れ防止用の各種スクリーン、さらに整流用の整流板などが装着されるが、内部構造については特に限定されるものではない。バルブ本体１０１によって内容物の供給が制御され、充填ノズル５０を通じて内容物が容器１０２に充填される。
【００１９】
充填作業の間、供給ポート２０から乾燥気体が連続して供給される。供給された乾燥気体は、図１に示すように、気体溜まり３２に貯留され、気体溜まり３２から噴射穴３３を通じて中心方向に吹き出され、環状流路３１に流入する。環状流路３１に流入した乾燥気体は、ノズル外周面５１に沿って環状流路３１の下端開口部に向けて下方に向かって流れる乾燥気流Ｆとなり、ノズル先端５２に向かって流れ、環状流路３１内の雰囲気は乾燥気体によって置換される。
環状流路３１よりもノズル先端側のノズル外周面５１は室内雰囲気に曝されているが、環状流路３１から吹き出される乾燥気流Ｆがノズル外周面５１を伝ってノズル先端５２から下方まで流れ、ノズル外周面５１付近の雰囲気が乾燥気体に置換される。したがって、低温の内容物が充填ノズル５０内を通過してノズル外周面５１の温度が低下しても、水蒸気がほとんど含まれない乾燥気体で覆われているので、水蒸気による結露を防止することができる。
また、チャンバー１０は、内部の空気溜まり３２及び環状流路３１によって充填ノズルに対して空気断熱されているので、チャンバー１０外周の温度はそれほど低下せず、チャンバー１０外周が結露することがない。
【００２０】
一方、チャンバー１０より上方のノズル部分は、室内雰囲気に曝されたままなので、低温の内容物を通すと結露が生じる。安全のために、チャンバー１０上方の結露水の流れ落ちが生じる場合を想定すると、チャンバー上部に受け皿形状の水滴受け部５７を設けることで、上方からチャンバ側への結露水の流れ落ちを防止することができる。たとえば、図１（Ａ）では、水滴受け部５７をノズルのフランジ５６上面を利用し、図中二点鎖線で示すように、フランジ５６の外端部に環状突堤５７ａを設けて、水滴の流れ落ちを防止するようにしている。ノズル側ではなく、チャンバー１０のフランジ１１６に水滴受け部５７を設けてもよい。
なお、この方式は、容器と充填ノズルが接触して充填する方式や、非接触で充填する方式の両方に採用することができる。
【００２１】
次に、上記充填ノズルの結露防止装置の洗浄方法について、図１（Ｂ）を参照して説明する。
この洗浄には、キャップ７０が用いられる。キャップ７０は、充填ノズル５０のノズル先端５２の下方から、ノズル口５２ａを含めてチャンバー１０に密封状態で被着されるキャップ本体７１を有し、キャップ本体７１によって密閉された空間にノズル口５２ａと環状流路３１の開口部とを連通する連通路７２が形成される構成となっている。
【００２２】
キャップ本体７１は、円筒状の環状壁７５と円板状の底壁７３とを備えた有底円筒形状で、環状壁７５の上端面がロックナット１３の下端面に接離する構成となっている。環状壁７５の上端面がロックナット１３の下端面に当接した状態で、底壁７３とノズル先端５２との間には隙間が形成され、充填ノズル５０のノズル口５２ａと、環状流路３１間が連通する連通路７２が形成されることになる。
キャップ本体７１の底壁７３には下方に延びる支持バー７４が設けられており、支持バー７４が不図示の駆動機構に連結され、キャップ本体７１がチャンバー１０に対して接離する方向に駆動制御される。
【００２３】
このキャップ７０を被着した状態で、充填ノズル５０の上流側から洗浄剤を流す。洗浄剤はノズル先端５２から連通路７２を通じて外周側に案内され、環状流路３１、噴出穴３３及び空気溜まり３２を通じて供給ポート２０に逆流し、充填ノズル５０の内部及び先端部外周の洗浄と同時にチャンバー１０内を洗浄することができる。
洗浄剤を殺菌剤に変更し、結露防止装置及び乾燥気体を無菌化することで、無菌充填向けの充填バルブへ応用することも可能である。
【００２４】
なお、乾燥気体としては、ドライエアに限らず、たとえば、窒素ガスのような不活性ガスを使用すれば、内容液を容器に充填した際に発生する泡の中の空気を置換することができ、ヘッドスペースの置換効率を上げることが可能である。
また、上記実施の形態では、乾燥気流を生成する乾燥気流整流路３０に、気体溜まり３２を設けているが、気体溜まり３２を設けずに、供給ポート２０から直接環状流路３１に乾燥気体を供給するような構成としてもよい。また、噴射穴３３については、中心軸線Ｎに対して直交方向ではなく、下向きに傾斜するような方向、あるいは中心軸線Ｎと平行方向に噴射するような方向としてもよい。さらに、チャンバー１０内周とノズル外周面５１との間に環状流路３１を設けずに、複数の噴射穴３３からノズル外周面５１に沿って下方に向かって直接吹き出すような構成でもよく、要するに、ノズル外周面５１に沿ってノズル先端５２に向けて流れる乾燥気流Ｆを生成し、ノズル外周面５１に接する雰囲気が乾燥気体で置換されるような種々の構成を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（Ａ）は本発明の実施の形態に係る充填ノズルの結露防止装置の断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の洗浄方法を示す断面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１の充填ノズルの結露防止装置にスカートを付けた状態の断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のスカート先端を傾斜面とした形態の断面図である。
【図３】図３は図２（Ｂ）のスカートを付けた形態の充填ノズルの結露防止装置が適用される充填バルブの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  充填ノズルの結露防止装置
１０  チャンバー
１１  チャンバー本体
１１２  下半部
１１３  内向き環状凸部
１１４  環状凹部
１１５  ねじ部
１１６  フランジ
１２  リング部材、１２ａ  穴
１３  ロックナット
１４  シール部材
２０  供給ポート
２１  継手部
３０  乾燥気流整流路
３１  環状流路
３２  気体溜まり
３３  噴射穴
５０  充填ノズル
５１  ノズル外周面
５２  ノズル先端
５２ａ  ノズル口
５３  ねじ部
５４  ねじ部端面
５５  シール部材
５６  フランジ
５７  水滴受け部、５７ａ  環状突堤
６０  スカート
６１  傾斜面、６１ａ  尖端部
７０  キャップ
７１  キャップ本体
７２  連通路
７３  底壁
７４  支持バー
７５  環状壁
１００  充填バルブ
１０１  バルブ本体
１０２  容器
Ｆ  乾燥気流
Ｎ  中心軸線
【図１】
2008265860.tif 000003
【図２】
2008265860.tif 000004
【図３】
2008265860.tif 000005