(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
易流動性製品、特に食品のジェット形状を変更するためのデバイス（１４）であって、
−  前記易流動性製品が入るための流入エリア（１６）と、
−  前記易流動性製品が出るための流出エリア（１７）と、
−  前記易流動性製品を通過させるためのいくつかのチャネル（１８）と、
を含み、
−  各チャネル（１８）は、前記流入エリア（１６）に取り付けられた入口（１９）と前記流出エリア（１７）に取り付けられた出口（２０）とを含み、
−  前記入口（１９）は、前記流入エリア（１６）にある、互いに垂直に走る一方の主方向の幅（Ｂ）ともう一方の主方向の高さ（Ｈ）とを有する流入表面（３０）を共に形成し、
−  前記出口（２０）は、前記流出エリア（１７）にある、互いに垂直に走る一方の主方向の幅（Ｂ’）ともう一方の主方向の高さ（Ｈ’）とを有する流出表面（３２）を共に形成し、
−  チャネル（１８）の各入口（１９）は、第一断面積（２６）を含み、およびチャネル（１８）の各出口（２０）は、第二断面積（２７）を含み、
−  少なくとも一つのチャネル（１８）の前記第二断面積（２７）は、このチャネル（１８）の前記第一断面積（２６）より大きく、
−  前記いくつかのチャネル（１８）は、一つの中央チャネル（１８’）といくつかの偏心チャネル（１８”）とに分けられる、
デバイス（１４）において、
チャネル（１８）の数は、３０〜５０本の間に及び、前記流出表面（３２）は、円形でなく、
前記偏心チャネル（１８”）の中軸は、前記デバイス（１４）の中軸（２５）に対して傾斜角（α）だけ傾けられ、
前記偏心チャネル（１８”）の前記傾斜角（α）は、前記偏心チャネル（１８”）と前記デバイス（１４）の前記中軸（２５）との間の距離が増加するにしたがって大きくなることを特徴とするデバイス（１４）。
【請求項２】
前記流出表面（３２）の前記高さ（Ｈ’）は、前記幅（Ｂ’）より大きいことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記流出表面（３２）の前記高さ（Ｈ’）は、前記幅（Ｂ’）より少なくとも１．３倍大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記流出表面（３２）の前記高さ（Ｈ’）は、前記幅（Ｂ’）より少なくとも１．４倍大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記流入表面（３０）の前記高さ（Ｈ）は、前記幅（Ｂ）より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記流入表面（３０）の前記高さ（Ｈ）は、前記幅（Ｂ）より少なくとも１．３倍大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記流入表面（３０）の前記高さ（Ｈ）は、前記幅（Ｂ）より少なくとも１．４倍大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記チャネルの前記入口（１９）および／または出口（２０）は、平面内に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記偏心チャネル（１８”）の前記入口（１９）および／または出口（２０）は、前記デバイス（１４）の前記中軸（２５）のまわりのリング上に円形に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
最も外側のリング上の前記入口（１９）および／または出口（２０）は、２つの対向する隔てられた群に設けられることを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記傾斜角（α）は、１°〜６°の間に及ぶことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
各チャネル（１８）の前記第一断面積（２６）を前記第二断面積（２７）で除することによって得られる商は、０．３５〜０．７５に及ぶことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記偏心チャネル（１８”）は、前記デバイス（１４）の前記中軸（２５）から離間され、前記第一断面積（２６）を前記第二断面積（２７）で除することによって得られる商は、前記偏心チャネル（１８”）と前記デバイス（１４）の中軸（２５）との間の距離が大きくなるにしたがって減少することを特徴とする請求項１または１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
食品を充填するための、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のデバイスの使用。
【請求項１５】
前記食品を無菌的に充填するための、請求項１４に記載のデバイスの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、易流動性製品、特に食品のジェット形状を変更するためのデバイスであって、易流動性製品が入る流入エリアと、易流動性製品が出る流出エリアと、易流動性製品を通過させるいくつかのチャネルとを含み、各チャネルは、流入エリアに取り付けられた入口と流出エリアに取り付けられた出口とを含み、入口は、流入エリアにある幅と高さとを有する流入表面を共に形成し、出口は、流出エリアの幅と高さとを有する流出表面を共に形成する、デバイスに関する。
【０００２】
本発明は、食品を充填するため、特に無菌的に食品を充填するためのこのようなデバイスの使用にも関する。
【背景技術】
【０００３】
この目的で提供される包装材に易流動性製品を充填する多数の方法が、包装技術の分野で公知である。例えば、易流動性製品は、牛乳、果汁、ソースまたはヨーグルトのような食品でありうる。例えばボール紙およびプラスチックで作られた層を有する複合包装材を、包装材として用いることができる。
【０００４】
包装材を充填する際の一つの重要なステップは、迅速なリズムひいては大きな数量を達成できるように、易流動性製品をできるだけ速やかに包装材に充填することに関する。しかし、衛生要件を満たすことができるように、および包装材または充填機が汚染されるのを防ぐために、高い流速にもかかわらず跳ねや泡立ちを主に生じることなく充填が行われなければならない。滅菌すなわち細菌のいない条件下で充填される食品には、特に厳しい衛生要件が課される。
【０００５】
厳しい要件は、例えば充填される製品の特性ならびに包装材の容積および形状などの個々の要素に合わせて充填プロセスを調節することによってのみ満たされうる。この調節は通常、流量および流速を設定することを含む。加えて、充填ノズルは、充填される製品および包装材に合わせて調整され、必要に応じて変更されることが多い。充填ノズルは、充填ジェットの形状および速さプロファイルを主に決定する。加えて、ドリップフリー充填は充填ノズル次第である。そのために、体積流が充填ノズルを出る前にいくつかの部分流に分けられ、個々のチャネルを通して誘導される。その利点は、充填される製品がより大きい壁表面と接触し、そのため充填が中断された場合に充填される製品の残量がチャネル内に確実に保たれ、包装材または充填機上に無制御に滴ることがないこと（「毛細管効果」）である。
【０００６】
既知の充填ノズルの多くは、丸型の断面積を有するハウジングを有する。加えて、既知の充填ノズルの流入エリアおよび流出エリアは、いずれも丸型の形状を有することが多い。丸型のハウジングは、既知の充填機に充填ノズルを望ましい任意の回転位置で容易に挿入することを可能にする。丸型の流入および流出エリアは、断面積が同様に丸型の充填ジェットを生じる。
【０００７】
例えば、食品を充填するための充填ノズルが特許文献１から公知である。同明細書に示される充填ノズルは、体積流を分けるための多数の穴を有する交換可能な丸型の、故に回転対称のプレートを含む。穴は円筒形であり、プレートにより特に真直ぐな充填ジェットを生成するように互いに平行に走る（「流れ直線化プレート」）。穴の入口は一つの平面内にあるのに対して穴の出口は曲面上にあり、そのため穴は流れの方向に見た長さが異なる。穴の長さを変えることは、流速に影響を与えることを意図する。特に、充填ジェットの真ん中の流速は、充填ジェットの端エリアよりも長い穴とその結果としてのより高い摩擦とによって、より強く減速されることとなる。
【０００８】
特許文献１から既知の充填ノズルは、いくつかの欠点を有する。第一に、二部構造によって、充填ノズルの本体からプレートを密閉遮断することが必要になる。密閉されるべきプレートと本体との間の隙間に残った製品が堆積しうるため、衛生問題が発生する。もう一つの欠点は、異なった穴の長さにある。これは、プレートの湾曲した流出エリアによって、充填される製品の部分流がプレートの下側から異なる時に離れ、さらに包装材の底までの異なる落高にさらされるという理由である。より短い穴を通して誘導されてプレートの下側から早めに分離する部分流は、その時点でまだより長い穴の中にある部分流よりも先に重力による加速を受ける。異なる落高によって、部分流が自由落下の間に異なる時間にわたり加速し、異なる増分で加速する。それ故、プレートの下側で生じた速度プロファイルが自由落下の間に再び変更される。その結果、この提案された解決法では、充填ジェットが包装材の底に当たる際の跳ねに関して非常に重要な速度プロファイルを、非常に不正確に設定することしかできない。
【０００９】
特許文献１から既知の充填ノズルおよびそれに相当する他の充填ノズルのもう一つの欠点は、これらの充填ノズルが、丸型の断面エリアを有する充填ジェットしか生成できないことである。これは、特に丸型のプレート内の穴の配設から生じる。丸型の充填ジェットが求められるケースも多い。第一に、丸型の形状は、自由落下するジェットを有する易流動性製品においては表面張力（結合）によっていずれにしても形成される形状である。加えて、ほとんどの充填ノズルのハウジングは、既知の充填機のレセプタクル（これも通常丸型である）内に置かれうるように、丸型の形状を有する。最後に、丸型の断面は、最も小さい表面を提供し、したがって断面積のサイズとの関係で最も低い流れ抵抗を提供するため、流体力学に関して最適の形状である。
【００１０】
例えば瓶などの丸型の表面エリアを有する包装材においても、丸型の充填ジェットが跳ねに関して有利であると考えられる。しかし、多くの包装材は回転非対称の、例えば長方形の表面エリアを有する。丸型の充填ジェットは、これらの包装材において問題を生じうる。これは、丸型の充填ジェットでは、長方形の表面エリアを有する包装材を充填する際に、幾何学的に側壁のうちの二つからの距離が他の二つの側壁からの距離よりも著しく小さくならざるを得ないためである。その結果、跳ねが均一に遮蔽されず、ジェットの近くにある二つの側壁は、急角度で起こる跳ねを非常に良好に遮蔽し、包装材から出るのを防ぐ。しかし、ジェットからより遠くにある二つの側壁は、同じ急角度で上方へ移動する跳ねをもはや遮蔽することができない。したがって、これらの跳ねが包装材を出て、包装材または充填機を汚染する危険が生じる。その結果、包装材、例えばボール紙／プラスチック複合包装材は、後で溶接作業において密閉されるべきエリアが汚染される可能性がある。しかし、汚染されたエリアにはもはや確実な溶接部を生成できないため、もはや包装材をしっかりと密閉することができず、排除されなければならない。漏れがすぐに検出されない場合には、漏れた包装材がさらなる処理ステップにおいてまたは輸送中に充填機の諸部分または他の包装材を汚染しうる。多くの食品は滅菌すなわち細菌のいない条件下で充填されねばならないため、このような充填機の汚染により高額な清掃および充填機全体の新たな滅菌が必要となりうる。その間には充填を行うことができず、したがって生産量低減につながる。対して、他の包装材の汚染により、より大きな単位またはパレットの包装材が売り物にならなくなりうる。このような理由で、包装材を出る個々の跳ねが既に重要な問題を生じうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２  ０７８  ６７８（Ａ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって本発明の目的は、上に詳述したデバイスを、回転非対称の断面を有する包装材を充填する際に跳ねを減じるように構成し、さらに開発することである。
【００１３】
請求項１のプリアンブルによるデバイスにおいて、この目的は、流出表面が回転非対称であることにより達成される。
【００１４】
本発明のデバイスはまず、易流動性製品が出るための流出エリアだけでなく易流動性製品が入るための流入エリアにより区別される。流入エリアと流出エリアとの間に、易流動性製品を誘導するためのいくつかのチャネルがある。チャネルの各々は、流入エリアに取り付けられた入口を含む。加えて、チャネルの各々は、流出エリアに取り付けられた出口を含む。入口は、流入エリアにある流入表面を共に形成し、出口は、流出エリアにある流出表面を共に形成する。例えば本発明のデバイスは、金属から、特に鋼、好ましくはステンレス鋼から作られうる。
【００１５】
本発明によれば、流出表面は回転非対称である。対称性は、デバイスの中軸との関係で検討される。流出表面の形状は、出てくる充填ジェットの断面エリアの形状に大きく影響する。このように本発明は、既知の回転対称の断面を放棄することを要する。その代わりに、回転非対称の、特に円形でない流出表面が選択される。流出表面は、四角形、特に長方形または正方形の形状でありうる。同様に、流入表面も四角形、特に長方形または正方形の形状でありうる。流入表面の形状は、流出表面の形状ほど充填ジェットの形状を左右しない。しかし、対応して形成された流入表面の利点は、流入表面を流出表面とつなぐチャネルの形状をより単純な設計とすることができ、チャネルを通って流れる部分流をさほど強く偏向させる必要がないことである。
【００１６】
本発明による流出表面および／または流入表面の設計は、断面エリアが同様に回転非対称であり、例えば四角形の形状である充填ジェットを生成する。自由落下時には、断面エリアは表面張力により再び丸型の断面へと変化する。しかし、驚くべきことに、ほとんどの包装材で一般的であるような比較的短い落高では、充填ジェットの回転非対称の断面エリアが少なくとも部分的にそのままであることが分かった。したがって本発明は、充填される包装材の表面エリアに合わせて充填ジェットの形状を調節する原理に基づく。
【００１７】
本発明の一実施形態では、流出表面の高さは、その幅より大きい。したがって本実施形態では、互いに垂直に走る二つの主な方向のサイズが異なる流出表面が選択される。例えば流出表面は、ほぼ長方形の形状でありうる。流出表面の高さは、その幅より少なくとも１．３倍、特に少なくとも１．４倍大きいのが好ましい。
【００１８】
対応する様式で、流入表面の高さをその幅より大きくすることができる。流入表面の高さも、その幅より少なくとも１．３倍、特に少なくとも１．４倍大きいのが好ましい。
【００１９】
本発明のさらなる展開では、チャネルの入口および／または出口は、平面内に設けられる。入口を一つの平面内に設ける利点は、特別に簡単に設計された、特に平坦な密閉要素により、全ての入口を同時に確実に密閉できることである。出口を一つの平面内に設ける利点は、全ての部分流がデバイスの下側から同時に離れ、したがって重力加速度に同時にさらされることである。チャネル入口が設けられる平面は、チャネル出口が設けられる平面と平行であるのが好ましい。この利点は、少なくとも直線状の進みにしたがうチャネルでは、チャネルが等しい長さであり、したがって摩擦により誘発される部分流の減速が全チャネルでほぼ同じになることである。
【００２０】
本発明の別の教示は、偏心チャネルの入口および／または出口が、デバイスの中軸のまわりの円形状リング上に円形に設けられるものとする。偏心チャネルは、デバイスの中軸に沿って走らない任意のチャネルと理解される。この教示によれば、いくつかのチャネルが、その入口および／または出口が中軸から等距離であるように設けられうる。これにより、均一な対称形の充填ジェットを生成することが可能になる。
【００２１】
本発明の一実施形態では、最も外側のリングの入口および／または出口は、二つの対向する隔てられた群に設けられる。換言すれば、最も外側のリングは、入口／出口により完全に占有されていない。入口および／または出口の基本的に環状の配設にもかかわらず、この実施形態により、幅および高さが異なる流入表面および／または流出表面を達成することが可能になる。したがってこの実施形態により、入口および／または出口が環状に配設されても、回転非対称の流入表面および／または回転非対称の流出表面の形成が可能になる。
【００２２】
本発明の一実施形態では、チャネルの数は少なくとも３０本であり、特に３０〜５０本の間に及ぶ。この実施形態では、全体の流れが、特に多数の部分流に分けられることとなる。この利点は、それぞれの部分流の速度および方向が、部分流ごとに個別に設定されうるため、充填ジェットの複雑な形状および速度プロファイルも達成できることである。加えて、チャネル数の多さにより、流れとチャネルとの間の接触表面がより大きくなり、それによって充填プロセスが中断された場合に毛細管効果により滴るリスクが低くなる。
【００２３】
本発明の別の実施形態は、偏心チャネルの中軸がデバイスの中軸に対して傾斜角だけ傾けられることを提案する。偏心チャネルを傾けることにより、これらのチャネルの部分流に垂直の推進力に加えて水平の推進力も与えられることが可能になる。これによって、充填ジェットの特別に変更可能な形成が可能になる。それぞれのチャネルは、流れの方向に見て外側または内側へ傾けられうる。外側への傾斜は、充填ジェットを広げまたは分割し、横方向に包装材の壁に沿って誘導する。このようにして、包装材は、特に穏やかな様式で、主に泡立ちを起こさずに充填される。対して、内側への傾斜は、特に鋭い集中された充填ジェットを可能にする。
【００２４】
この実施形態に関して、傾斜角は１°〜６°の間に及ぶことがさらに提案される。傾斜角は、デバイスの中軸と対応するチャネルの中軸との間に生まれる角度である。示された範囲は、ここでも外側への傾斜または内側への傾斜に関係しうる。
【００２５】
これらの二つの実施形態に関して、チャネルとデバイスの中軸との間の距離が増加するにしたがって偏心チャネルの傾斜角が大きくなり、特に連続的にまたは単調に大きくなることがさらに提案される。その結果、チャネルがより外側に設けられるほど、チャネルの傾斜がより大きくなる。このような外側のチャネルのより強い傾斜は、内側への傾斜を前提とした場合には特に、このようにして特に細い集中された充填ジェットを達成できるために有利である。
【００２６】
前述の傾斜角に代わるものとして、偏心チャネルの傾斜角を約０°としてもよい。非常に小さい傾斜角、例えば−０．５°〜＋０．５°の間に及ぶ傾斜角、または傾斜が全くないチャネルは、集中も分散もされない充填ジェットを生じる。したがってこれらの非常に小さい傾斜角では、充填ジェットの形状は流出表面の形状を大きく反映する。その利点は、充填ジェットの形状を包装材の形状に合わせて特に精密に調節できるため、跳ねをより良好に遮蔽する助けとなることである。
【００２７】
本発明の別の実施形態によれば、チャネルの各入口は第一断面積を有し、チャネルの各出口は第二断面積を有し、少なくとも一つのチャネルの第二断面積は、このチャネルの第一断面積より大きい。各チャネルの第二断面積は、このチャネルの第一断面積より大きいのが好ましい。換言すれば、チャネルの断面積は流れの方向に、すなわち入口から出口に向かって増加する。断面積の増加は均一に、および連続的にまたは単調に生じうる。流体力学の法則、特にベルヌーイの定理の下では、断面積の増加は流れの速さの比例的減少につながる。したがって、このチャネル構成により、チャネル内を流れる部分流の減速がもたらされる。したがって、第一断面積と第二断面積との商は常に１より小さく、減速の程度の基準を表す。それ故、この商は「減速係数」とも呼称することができ、対してその逆数を「加速係数」と呼称することができる。
【００２８】
この実施形態に関して、各チャネルの第一断面積と第二断面積とからなる商は、０．３５〜０．７５に及ぶことがさらに提案される。これは、個々のチャネルの入口での断面積が、このチャネルの出口での断面積のわずか約３５％〜７５％の大きさであることを意味する。それ故、個々のチャネルが、断面積を明らかに拡大し、それにより前述の範囲内となる程度まで流れを減速するのに寄与するようになっている。第一断面積と第二断面積とからなる商、すなわち減速係数は、各チャネルで同一であるものとしてもよいし、あるいは商はチャネル間で前述の範囲内において変動し、流れの減速がチャネルごとに個別に調節されてもよい。
【００２９】
最後に、本発明の別の教示においては、偏心チャネルがデバイスの中軸から離間され、偏心チャネルとデバイスの中軸との間の距離が大きくなるにしたがい、第一断面積と第二断面積とからなる商が減少し、特に連続的にまたは単調に減少する。したがってこの教示は、第一断面積と第二断面積とからなる商すなわち減速係数が、より内側のチャネルよりも外側のチャネルで小さいものとする。したがって、外側のチャネルの流れは、より内側のチャネルよりも大きく減速されることとなる。ここでの減速係数は、チャネルが外方に離れるほど次第に小さくなるのが好ましい。
【００３０】
上述のデバイスは、食品を充填するため、特に食品を無菌的に充填するために、記載された全ての実施形態において特に上手く使用できる。例えば食品は、牛乳、果汁、ソースまたはヨーグルトでありうる。
【００３１】
以下で本発明を図面に基づいてさらに詳細に説明するが、図面は好適な例示的実施形態を表すにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１ａ】先行技術から既知の充填ノズルである。
【図１ｂ】図１ａの充填ノズルプレートの拡大切り抜き部を示した断面図である。
【図１ｃ】図１ａに記されたＩｃ−Ｉｃ交差平面に沿った図１ａの充填ノズルプレートである。
【図２ａ】易流動性製品のジェット形状を変更するための本発明によるデバイスを示した断面図である。
【図２ｂ】図２ａに記されたＩＩｂ−ＩＩｂ交差平面に沿った図２ａのデバイスを示した断面図である。
【図２ｃ】図２ａに記されたＩＩｃ−ＩＩｃ交差平面に沿った図２ａのデバイスを示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、先行技術から既知の充填ノズル１を表した断面図である。充填ノズル１は、本体２と流れを成形するための丸型プレート３とを含む。プレート３は、プレート３上に提供された連続フランジ４を本体２上に提供された突起５上に置くことにより、本体２に置換可能に挿入されうる。プレート３は、図１ａの矢印により概略的に示されるように易流動性製品が充填ノズル１を通って流れることができるいくつかの穴６を有する。易流動性製品は、充填ノズル１を出た後ジェット７を形成し、その外輪郭が図１に描かれている。中軸８は、本体２およびプレート３の中央を走る。
【００３４】
図１ｂは、図１ａの充填ノズル１のプレート３の拡大切り抜き部を示した断面図である。図１ａとあわせて既に説明したプレート３のエリアは、図１ｂに対応する参照番号で提供されている。プレート３は、易流動性製品が入るための上側９と易流動性製品が出るための下側１０とを含む。穴６が、上側９を下側１０とつなぐ。各穴６は、入口１１と出口１２とを含み、入口１１は穴６の上側９に取り付けられ、出口１２は穴６の下側１０に取り付けられる。図１ｂに示したプレート３では、全ての穴６がプレート３の中軸８と平行に走り、したがって傾斜を含まない。加えて、全ての穴６の断面積は同一であり、流れの方向に、すなわち入口１１から出口１２まで変化しない。上側９は平面により形成され、その平面内に穴６の入口１１がある。対して、下側１０は曲面により形成され、その曲面内に穴６の出口１２がある。下側１０は、中軸８に近接する穴６がプレート３の端エリアにある穴６よりも長くなるように湾曲している。連続面取り部１３が、出口１２の端に提供されうる。
【００３５】
図１ｃは、図１ａに記されたＩｃ−Ｉｃ交差平面に沿った、すなわち下側からみた図１ａの充填ノズル１のプレート３を表す。図１ａおよび図１ｂとあわせて既に説明したプレート３のエリアは、図１ｃにも対応する参照番号で提供されている。明確さの向上のため、図１ｃには本体２を示さないこととした。図１ｃに示すように、複数の穴６は一緒に密接して設けられ、プロセスにおいてプレート３のほぼ全表面を占める。図１ａ、図１ｂおよび図１ｃに示した充填ノズル１は、特許文献１から既知の充填ノズルに主に対応する。
【００３６】
図２ａは、易流動性製品のジェット形状を変更するための本発明によるデバイス１４を示した断面図である。デバイス１４は、易流動性製品が入るための流入エリア１６と易流動性製品が出るための流出エリア１７とを有する一体型ハウジング１５を含む。流入エリア１６と流出エリア１７との間に、ハウジング１５内を通して易流動性製品を誘導するための複数のチャネル１８がある。チャネル１８の各々は、流入エリア１６に取り付けられた入口１９と、流出エリア１７に取り付けられた出口２０とを含む。図２ａに示されるデバイス１４では、流入エリア１６したがって入口１９だけでなく、流出エリア１７したがって出口２０も一つの平面内に設けられ、二つの平面は互いに平行である。最後に、デバイス１４の上側は、いくつかのボア穴２２を組み込んだ連続フランジ２１を含む。例えば、ボア穴２２を介してデバイス１４が充填機と接続されうる。
【００３７】
図２ａは、密閉要素２４を有するバルブロッド２３をさらに示す。これらの構成要素はデバイス１４の一部ではないが、デバイス１４がどのように機能するかを説明するのには役立つ。図２ａの矢印で概略的に示したデバイス１４を通って流れる流れを中断するためには、密閉要素２４が流入エリア１６上へ押圧されて流入エリア１６に位置するチャネル１８の入口１９を密閉するように、バルブロッド２３が下げられる。中軸２５は、バルブロッド２３、密閉要素２４およびデバイス１４の中央を通って走る。
【００３８】
図２ａに例示されるデバイス１４では、チャネル１８は、一つの中央チャネル１８’およびいくつかの偏心チャネル１８”に分けられる。中央チャネル１８’の中軸は、デバイスの中軸２５に対応し、したがって中央チャネル１８’は真直ぐに下方へ走り、流入エリア１６および流出エリア１７の二つの平面上に垂直に立っている。対して、偏心チャネル１８”の中軸は、デバイス１４の中軸２５に対して傾斜角αだけ傾けられる。偏心チャネル１８”とデバイス１４の中軸２５との間の距離が大きくなるにしたがって、偏心チャネル１８”の傾斜角は連続的にまたは単調に大きくなる。換言すれば、中軸２５から最大距離の偏心チャネル１８”すなわち半径方向外側の偏心チャネル１８”が最も傾けられている。流れの方向に見ると、偏心チャネル１８”の出口２０が偏心チャネル１８”の入口１９よりも中軸２５の近くにあるように、偏心チャネル１８”が中軸２５に向かって傾けられている。
【００３９】
図２ａに例示されるデバイス１４のチャネル１８は、第一断面積２６と第二断面積と２７を有し、第一断面積２６は入口１９で測定され、第二断面積２７は出口２０で測定される。図２ａに示されるデバイス１４のチャネル１８は、各チャネル１８の第二断面積２７がこのチャネル１８の第一断面積２６より大きいことにより特徴づけられる。これは、中央チャネル１８’および偏心チャネル１８”の両方に関するものである。換言すれば、チャネル１８の断面積は、流れの方向に見てその入口１９から出口２０にかけて増加する。
【００４０】
図２ｂは、図２ａに記されたＩＩｂ−ＩＩｂ交差平面に沿った図２ａのデバイス１４を表した断面図である。したがって、図２ｂは、デバイス１４の流入エリア１６の図を提供する。図２ａとあわせて既に説明したデバイス１４のエリアは、図２ｂに対応する参照番号でマークされている。図２ｂから明らかなように、デバイス１４は円形状断面を有する。図２ｂに例示されるデバイス１４では、流入エリア１６の円形状エリアは、密閉エリア２８と４つのエントリエリア２９とに分けられ、エントリエリア２９の各々がほぼ９０°のエリアをカバーする。密閉エリア２８は、図２ｂに示されない密閉要素２４による密閉当接のためのものである。４つの流入エリア２９のうちの２つに９本の偏心チャネル１８”が設けられ、他の２つの流入エリア２９に１１本の偏心チャネル１８”が設けられる。全ての流入エリア２９に、偏心チャネル１８”の入口１９が見える。中央チャネル１８’は、流入エリア１６の真ん中にある。図２ｂに示したデバイス１４の偏心チャネル１８”の入口１９は、特定のパターンを有する、すなわち偏心チャネル１８”が、中央チャネル１８’のまわりの３つの同心リング上に円形に設けられている。第一の最も内側のリングは、１０本の偏心チャネル１８” （それぞれ２本の偏心チャネル１８”を有する２つの流入エリア２９およびそれぞれ３本の偏心チャネル１８”を有する２つの流入エリア２９）を有する。第二リングは、１８本の偏心チャネル１８”（それぞれ４本の偏心チャネル１８”を有する２つの流入エリア２９およびそれぞれ５本の偏心チャネル１８”を有する２つの流入エリア２９）を有し、第三の完全に埋まっていないリングは、１２本の偏心チャネル１８”（それぞれ３本の偏心チャネル１８”を有する４つの流入エリア２９）を有する。したがって、合計１４０本のチャネル１８が存在する。
【００４１】
図２ｂに例示されるデバイス１４では、入口１９が、流入エリア１６内にある幅Ｂと高さＨとを有する流入表面３０を共に形成する。流入表面３０は、全ての入口１９を含み、したがって外側の入口１９の端に正接する、線または曲線により形成される。最も外側のリング上の１２個の入口１９は、流入表面３０の高さＨがその幅Ｂよりかなり大きくなるように、２つの対向する隔てられた群に設けられる。流入表面３０の形状は、ほぼ長方形である。
【００４２】
図２ｃは、図２ａに記されたＩＩｃ−ＩＩｃ交差平面に沿った図２ａのデバイス１４を表した断面図である。したがって図２ｃは、デバイス１４の流出エリア１７の図を提供する。図２ａまたは図２ｂとあわせて既に説明したデバイス１４のエリアは、図２ｃに対応する参照番号でマークされている。流入エリア１６の表面と異なり、流出エリア１７の表面は、第一にここには密閉要素２４による当接のための表面がある必要がないため、第二にこの領域で拡大されるチャネル断面により多くの表面が必要であるために、もはや密閉エリア２８とエントリエリア２９とには分けられない。このため、流出エリア１７の平面内のチャネル１８は、非常に細いウェブ３１によりなお互いに隔てられているにすぎない。流出エリア１７の偏心チャネル１８”も、中央チャネル１８’のまわりの３つの同心リング上に設けられ、そのうち最も外側のリングは完全に埋まっていない。
【００４３】
図２ｃに例示されるデバイス１４では、出口２０が、流出エリア１７内にある幅Ｂ’と高さＨ’とを有する流出表面３２を共に形成する。流出表面３２は、全ての出口２０を含み、したがって外側の出口２０の端に正接する、線または曲線により形成される。最も外側のリング上の１２個の出口２０は、流出表面３２の高さＨ’がその幅Ｂ’よりかなり大きくなるように、２つの対向する隔てられた群に設けられる。したがって流出表面３２の形状も、ほぼ長方形である。
【符号の説明】
【００４４】
１  充填ノズル
２  本体
３  プレート
４  フランジ
５  突起
６  穴
７  ジェット
８  中軸
９  上側
１０  下側
１１  入口
１２  出口
１３  面取り部
１４  デバイス
１５  ハウジング
１６  流入エリア
１７  流出エリア
１８、１８’、１８”  チャネル
１９  入口
２０  出口
２１  フランジ
２２  ボア穴
２３  バルブロッド
２４  密閉要素
２５  中軸
２６  第一断面積
２７  第二断面積
２８  密閉エリア
２９  エントリエリア
３０  流入表面
３１  ウェブ
３２  流出表面
Ｈ、Ｈ’  高さ
Ｂ、Ｂ’  幅
【図１ａ】
0006408589.tif 000002
【図１ｂ】
0006408589.tif 000003
【図１ｃ】
0006408589.tif 000004
【図２ａ】
0006408589.tif 000005
【図２ｂ】
0006408589.tif 000006
【図２ｃ】
0006408589.tif 000007