(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填液を貯留する貯液タンクと、この貯液タンクの上流側に接続された給液通路と、この給液通路に設けられた開閉バルブと、前記貯液タンクの下流側に接続され、充填バルブと充填ノズルとを有する充填手段と、前記充填ノズルに対し着脱可能に配置された係合部材と、この係合部材と前記開閉バルブの上流側とを接続する第２給液通路と、この第２給液通路に設けられた第２開閉バルブとを備え、
充填を開始する前に、前記係合部材を充填ノズルに装着するとともに、第２給液通路から貯液タンク内の圧力よりも高圧の充填液を前記貯液タンクに供給することにより、充填ノズルから貯液タンクまでの液通路内のエア抜き作業を行うことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記係合部材が洗浄カップであることを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、液体の充填装置に係り、特に、充填運転を開始する前に、充填液通路内に停留しているエアを排出するエア抜き作業を行うことができる充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体の充填装置は、通常、充填液を貯留する貯液タンクから充填液通路を介して充填バルブおよび充填ノズルを有する充填機構に充填液を送り、この充填バルブを開閉することにより充填ノズルから容器内に液体の充填を行うようになっている。
【０００３】
前記充填装置で、生産運転の開始時に、貯液タンクから充填液通路内に充填液を供給すると、充填液通路内を流れる充填液がこの通路内に停留しているエアを巻き込んでしまうため、充填ノズルから吐出される最初の充填液は気泡が混在した状態になっている。このような気泡が混在している充填液をタイマー充填や流量式充填で充填すると、液中に含まれている気泡の部分も充填液と判断されてしまうため、充填量に誤差を生じてしまう。そこで、従来から、充填装置の生産運転を開始する前に、充填液通路内のエア抜き作業を行うようにしている。
【０００４】
通常、貯液タンクから充填バルブまでの配管内に気泡が混在した液体がある場合には、充填ノズルを通して配管の外部へ放出するようにしないと、液中の気泡を抜くことができない。そのため従来の充填装置では、充填バルブを繰り返し開閉しながら、充填液を充填ノズルから吐出させてエア抜き作業を行っている。そして、前記エア抜き作業で吐出した充填液は廃棄している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように通常の充填時と同じ方向に充填液を流し、充填ノズルから充填液を吐出してエア抜きを行う従来の充填装置では、高価な充填液の場合であっても多量に廃棄しなければならず、無駄が多いという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、エア抜き作業で廃棄しなければならない充填液の量を極めて少なくすることができる充填装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る充填装置は、充填液を貯留する貯液タンクと、この貯液タンクの上流側に接続された給液通路と、この給液通路に設けられた開閉バルブと、前記貯液タンクの下流側に接続され、充填バルブと充填ノズルとを有する充填手段と、前記充填ノズルに対し着脱可能に配置された係合部材と、この係合部材と前記開閉バルブの上流側とを接続する第２給液通路と、この第２給液通路に設けられた第２開閉バルブとを備えており、充填を開始する前に、前記係合部材を充填ノズルに装着するとともに、第２給液通路から貯液タンク内の圧力よりも高圧の充填液を前記貯液タンクに供給することにより、充填ノズルから貯液タンクまでの液通路内のエア抜き作業を行うようにしたものである。
【０００８】
この発明に係る充填装置では、充填ノズルから貯液タンクに向けて逆向きに充填液を供給することにより、貯液タンクから充填ノズルまでの配管内に停留しているエアを貯液タンク内に排出することができる。従って、エア抜き作業によって廃棄する充填液の量も大幅に少なくすることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載した発明に係る充填装置は、前記係合部材が洗浄カップであることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明に係る充填装置では、充填装置内の通路やバルブ等の洗浄を行うために設けられている洗浄カップを、エア抜き作業に利用するようにしたので、簡単で、低コストな構成でエア抜き作業を行うことができ、しかも、エア抜き作業による充填液の無駄を大幅に少なくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る充填装置の構成を簡略化して示す回路図である。図において、２は充填液を貯留するメインタンクであり、このメインタンク２は、給液通路（第１給液通路）４を介して貯液タンク（マニホールド）６に接続されている。この第１給液通路４には開閉バルブ（第１開閉バルブ）８が設けられており、メインタンク２からマニホールド６に給液する際にはこの第１開閉バルブ８を開放し、給液を停止するときには閉鎖する。
【００１２】
前記メインタンク２には、第１加圧手段１０が接続されて所定の圧力で加圧されている。また、マニホールド６には、第２加圧手段１２が接続されて所定の圧力で加圧されている。この実施の形態では、メインタンク２内にマニホールド６内よりも高圧が付加されるように圧力が設定されている。なお、第１加圧手段１０および第２加圧手段１２によってそれぞれ加圧されるメインタンク２およびマニホールド６が密閉タンクであることはいうまでもない。
【００１３】
マニホールド６の下流側には、充填通路１３を介して充填機構１４が接続されている。この充填機構１４は、充填バルブ１６の開閉によって充填ノズル１８から容器（図示せず）内に充填を行う。充填流量はフローメータ２０によって計測され、その計測信号が図示しない制御装置に入力されており、所定の充填量になると充填バルブ１６を閉鎖して充填が終了する。
【００１４】
前記充填機構１４の充填ノズル１８には、着脱可能な洗浄カップ２２が配置されている。この洗浄カップ２２は、充填時には、この充填機構１４および充填ノズル１８の下方に供給される容器に干渉しない位置に退避され、洗浄時およびエア抜き時には、前記充填ノズル１８に装着される。この洗浄カップ２２は、洗浄時には、いうまでもなく洗浄用のカップとして機能し、また、本発明に係るエア抜きを行う際には、エア抜き用の係合部材として機能する。この洗浄カップ２２の具体的構成については後に説明する。
【００１５】
また、前記第１給液通路４の第１開閉バルブ８よりも上流側と、前記洗浄カップ２２の下部側との間が、第２給液通路２４によって連通されている。この第２給液通路２４には、第２開閉バルブ２６が設けられている。さらに、第２給液通路２４には、ドレンバルブ２８を介してドレン通路３０が接続されている。
【００１６】
図２および図３は、前記充填ノズル１８に対し着脱可能に配置された洗浄カップ２２の一例を示す図である。これらの図を参照して洗浄カップ２２の構成について説明する。洗浄カップ２２は、外側のケース３２とこの外側ケース３２内に間隙を隔てて嵌合された有底の内側筒体３４とを有している。内側筒体３４の長さは、外側ケース３２の内部空間の深さよりも短く、また、内側筒体３４の外径は、外側ケース３２の内径よりもやや小さくなっており、内側筒体３４の先端面（下端面）と外側ケース３２の内部空間の底面との間、および、内側筒体３４の外周面と外側ケース３２の内周面との間には、それぞれ隙間Ａ、Ｂが形成されている。内側筒体３４には、内側筒体３４の外周面と外側ケース３２の内周面との間の前記隙間Ｂの上端部を、内側筒体３４の内面側に連通する半径方向の連通孔３４ａが設けられている。
【００１７】
外側ケース３２の上端面と内側筒体３４の上部下面との接合部にシール部材３６が嵌着されて、この洗浄カップ２２内の液密を保持するようになっている。また、内側筒体３４の内周面は、底部に近い部分３４ｂがやや小径になっており、この小径の部分３４ｂと上端部３４ｃとにそれぞれＯリング３８、４０が嵌着されている。
【００１８】
内側筒体３４の底部中央および外側ケース３２の底部中央にそれぞれ貫通穴３４ｄ、３２ａが形成されており、これらの貫通穴３４ｄ、３２ａにチューブ４２が挿通され、このチューブ４２の外部側に前記第２給液通路２４が接続されている。外側ケース３２の貫通穴３２ａの内面にはＯリング４４が嵌着されて内外の液密を保持するようになっている。さらに、外側ケース３２の底面には、斜め方向を向いた別の貫通穴３２ｂが形成されており、この貫通穴３２ｂは洗浄用の排水通路３３に連通されている。この洗浄カップ２２は、揺動可能なアーム４６に支持されており、通常の生産運転中は、充填ノズル２２およびその下方に供給される容器等に干渉しないように、離れた位置に退避する。また、洗浄時あるいは生産運転開始前にエア抜きを行う際には、図２および図３に示すように、洗浄カップ２２の軸線が充填ノズル１８の軸線と一致する位置に移動させて、充填ノズル１８に装着する。
【００１９】
前記洗浄カップ（係合部材）２２が装着される充填ノズル１８は、支持プレート４８の下面側に取り付けられており、その内部通路１８ａの上端部が、前記充填バルブ１６および充填通路１３を介してマニホールド６に接続されている。充填ノズル１８の外面側は、上部１８ｂが前記洗浄カップ２２の内側筒体３４の上部３４ｃの内径とほぼ一致しており、洗浄カップ２２が装着されたときには、この上部１８ｂが前記内側筒体３４の上端部３４ｃに設けられたＯリング４０に密着する。また、充填ノズル１８の外面側の下端部１８ｃは、前記上部１８ｂよりも小径になっており、内側筒体３４の底部近くの小径部３４ｂの内径とほぼ一致している。
【００２０】
充填ノズル１８は昇降可能になっており、最も下降した状態（図２参照）の時には、充填ノズル１８の先端部（下端部）１８ｃが洗浄カップ２２の内側筒体３４の底部側小径部３４ｂ内に嵌入し、前記Ｏリング３８によって充填ノズル１８の内部の通路１８ａ側と外面側の空間Ｃとの液密が保持される。この状態では、充填ノズル１８の内部の通路１８ａおよび第２給液通路２４に連通するチューブ４２と、洗浄カップ２２の外側ケース３２と内側筒体３４との間の隙間Ａ、Ｂおよび内側筒体３４の内周面と充填ノズル１８の外周面との間の空間Ｃとは遮断される。従って、充填ノズル１８の内部通路１８ａおよびチューブ４２は、排水通路３３とも遮断される。この洗浄カップ２２を使ってエア抜きを行うときには、図２に示すように、充填ノズル１８の外周面の上端と下端の両方をＯリング３８、４０によりシールした状態で行う。
【００２１】
また、充填ノズル１８を、前記エア抜きを行う状態よりもやや上昇させたときには、充填ノズル１８の先端部１８ｃが、内側筒体３４の底部側の小径部３４ｂから上方へ抜け出し、充填ノズル１８の内部の通路１８ａおよび第２給液通路２４に連通するチューブ４２内が、洗浄カップ２２の外側ケース３２と内側筒体３４との間の隙間Ａ、Ｂおよび内側筒体３４の内面と充填ノズル１８の外面との間の空間Ｃと連通する。
【００２２】
以上の構成に係る充填装置の作動について説明する。先ず、この充填装置が生産運転を開始する前に、充填液通路内のエア抜きを行う。このときには、洗浄カップ２２を充填ノズル１８の直下に移動させ、充填ノズル１８を下降させて、その先端部１８ｃを洗浄カップ２２の内側筒体３４の底部近くに形成された小径部３４ｂ内に挿入し、充填ノズル１８の外周を洗浄カップ２２のＯリング３８で液密にシールする。洗浄カップ２２を図２に示す状態にするとともに、第１給液通路４の第１開閉バルブ８を閉じ、第２給液通路２４の第２開閉バルブ２６を開放し、さらに、充填機構１４の充填バルブ１６も開放する。
【００２３】
前記メインタンク２には、第１加圧手段１０によってマニホールド６内の圧力（第２加圧手段の圧力）よりも高圧がかけられており。メインタンク２内の充填液は、第２給液通路２４を通って、洗浄カップ２２の底面に取り付けたチューブ４２から充填ノズル１８内に入り、充填バルブ１６および充填通路１３内を、充填時と逆方向に流れ、マニホールド６内に排出される。排出される充填液は充填通路１３および充填バルブ１６内に停留していた気泡を含んでいるが、マニホールド６は図１からも明らかなように、充填液を貯留できる大きな容積を有しており、気泡を含んだ充填液はマニホールド６内で気泡と充填液とに分離される。
【００２４】
このように充填ノズル１８から逆向きに充填液を供給することにより、充填ノズル１８からマニホールド６までの間の通路内に停留していたエアをマニホールド６内に排出することができ、しかも、エア抜き作業で廃棄する充填液は、第２給液通路２４内と洗浄カップ２２内に残留する僅かの量で済むので、高額な液体のロスを少なくすることができる。さらに、エア抜き作業においては、充填ノズル１８の外周は洗浄カップ２２の下方に設けられているＯリング３８によって液密にシールされているので、充填ノズル１８の外周部が接液する個所を極力少なくすることができる。なお、第２給液通路２４内と洗浄カップ２２内に残留した廃棄液は、エア抜き終了後ドレンバルブ２８を開放してドレン通路３０から排出される。
【００２５】
また、この充填装置の洗浄を行う場合には、支持プレート４８に取り付けられている充填ノズル１８を、図３に示すように、エア抜き時（図２参照）よりも僅かに上昇させ、充填ノズル１８の外周を洗浄カップ２２のＯリング４０で液密にシールする。この状態では、充填ノズル１８の下端部１８ｃが洗浄カップ２２の内側筒体３４の下端部３４ｂ内から上方に抜け出し、充填ノズル１８の内部側の通路１８ａと外面側の空間Ｃとが連通する。
【００２６】
洗浄時には、図３の上方からまたは下方から洗浄液を流して洗浄ができるようになっており、例えば、図３の上方側から洗浄液を流して洗浄を行う時には、第２給液通路２４側を閉鎖して、マニホールド６側から洗浄液を流す。この場合には、充填ノズル１８の内部通路１８ａから洗浄カップ２２の内側筒体３４内の空間Ｃに入った洗浄液が、内側筒体３４の径方向の連通孔３４ａから内側筒体３４の外面と外側カップ２２の内面との間の隙間Ｂ、Ａを通って排水通路３３から排出される。また、図３の下方すなわち第２給液通路２４側から洗浄液を流す場合には、充填通路１３側を閉鎖する。第２給液通路２４からチューブ４２を通って洗浄カップ２２内に流れ込んだ洗浄液は、内側筒体３４と洗浄ノズル１８との間の空間Ｃに入り、連通孔３４ａから内側筒体３４と外側カップ３０の間の隙間Ｂ、Ａを通って、排水通路３３から排出されて洗浄を行う。このように洗浄時は、洗浄カップ２２に挿入されている充填ノズル１８の外周面のほぼ全域を洗浄することができる。
【００２７】
さらに、生産運転を行う場合には、充填ノズル１８を洗浄カップ２２内から抜き取り、この洗浄カップ２２を充填ノズル１８や容器に干渉しない位置に移動させる。
【００２８】
また、前記実施の形態では、フローメータを使用した方式の充填装置について説明したが、このような方式に限るものではなく、例えば、ロードセルを使用して、所定充填量になった時点で充填バルブを閉鎖する重量充填方式や、予め設定されている圧力−充填時間の関係から充填時間を算出し、所定時間となった時点で充填バルブを閉鎖する圧力充填方式等種々の充填方式に適用可能である。また、この実施の形態では、充填ノズル１８をシールする部材として洗浄カップ２２をエア抜き作業時および洗浄時に兼用しているが、これに限るものではなく、エア抜き作業時と洗浄時にそれぞれ別のシール部材を用いるようにしても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、充填液を貯留する貯液タンクと、この貯液タンクの上流側に接続された給液通路と、この給液通路に設けられた開閉バルブと、前記貯液タンクの下流側に接続され、充填バルブと充填ノズルとを有する充填手段と、前記充填ノズルに対し着脱可能に配置された係合部材と、この係合部材と前記開閉バルブの上流側とを接続する第２給液通路と、この第２給液通路に設けられた第２開閉バルブとを備え、充填を開始する前に、前記係合部材を充填ノズルに装着するとともに、第２給液通路から貯液タンク内の圧力よりも高圧の充填液を前記貯液タンクに供給することにより、充填ノズルから貯液タンクまでの液通路内のエア抜き作業を行うようにしたので、充填ノズル側から充填時と逆方向に充填液を供給することにより、充填ノズルから貯液タンクまでの通路内に停留するエアを前記貯液タンク内に排出することができる。しかも、このエア抜き作業で廃棄する充填液を少量に抑えることができる。
【００３０】
また、請求項２に記載した発明は、前記係合部材が洗浄カップであるので、エア抜きを行うための追加設備が少なくて済み、低コストである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る充填装置の全体の構成を簡略化して示す回路図である。
【図２】前記充填装置に設けられた係合部材としての洗浄カップと、この洗浄カップが装着された充填ノズルを示す縦断面図であり、エア抜き作業時を示す。
【図３】前記充填装置に設けられた係合部材としての洗浄カップと、この洗浄カップが装着された充填ノズルを示す縦断面図であり、洗浄時を示す。
【符号の説明】
４    給液通路（第１給液通路）
６    貯液タンク（マニホールド）
８    開閉バルブ（第１開閉バルブ）
１４    充填手段（充填機構）
１６    充填バルブ
１８    充填ノズル
２２    係合手段（洗浄カップ）
２４    第２給液通路
２６    第２開閉バルブ
【図１】
0003918626.tif 000002
【図２】
0003918626.tif 000003
【図３】
0003918626.tif 000004