(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に収容された回転体の外周に多数設けられ、供給された容器内に充填液を充填する充填ノズルと、充填ノズルの下方の前進位置と、充填ノズルの下方から外れた後退位置との間で進退動可能な排水用樋と、この排水用樋を進退動させる進退動手段と、排水用樋内の液をチャンバー外へ排出する排液管と、排液管のチャンバー外部側に設けられ、排液管内の液通路を開閉する開閉バルブと、前記排水用樋の後退位置の上方に設けられ、この樋内に洗浄液を噴射する洗浄ノズルとを備え、
前記回転体の回転に伴って前記充填ノズルを回転移動させ、前記排水用樋を前進した位置の上方に移動してきた充填ノズルの液バルブを開放することにより、前記排水用樋内に充填液を放出してエア抜きを行い、その後、排水用樋を後退位置に移動させて、前記開閉バルブを開放した状態で洗浄液を噴射し、排水用樋の洗浄が完了した後、洗浄液の噴射を続けるとともに開閉バルブを閉じて洗浄液を貯留することを特徴とする洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は充填装置に係り、特に、充填液中のエア抜きを行なう場合等に用いられる排水用樋を備えた充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
充填装置は、一般に、搬送コンベヤから供給された容器を載せて移動するびん台と、液バルブの開閉によって液体を前記びん台上の容器内に充填する充填ノズル等を備えている。このような充填装置では、生産（容器内への液体の充填）を開始する前に、各配管内等の充填液中に混入しているエアを抜く必要がある。もしもエア抜きをしないと、例えば重量式充填装置の場合には、液中に混入しているエアのために落差量（液バルブを閉じた後に、充填ノズルから容器内に落下する液体の量）にばらつきが発生し、また、定量式充填装置の場合には、液中に混入しているエアのために計量した液の容積にばらつきが発生し、いずれにしても正確な充填を行なうことができない。そのために、充填装置では、運転を開始する前に必ずエア抜きをするようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、生産開始前に、（１）液バルブを開いて充填液を一定量放出することによりエア抜きを行なうか、あるいは、（２）びん台上に容器を供給し、各容器内に充填を行なってエア抜きをした後、これら容器を廃棄するようにしていた。前記第１のエア抜き方法では、実質的に充填液がたれ流しの状態であるため、充填装置の各部に付着した充填液に菌が発生し繁殖するおそれがあり好ましくないという問題がある。特に、アセプティックチャンバー内に充填装置等を収容して、無菌環境内で充填を行なうアセプティック充填システムにおいては、前記のように直接放出することは、無菌環境の維持に対する影響が大きいため不可能である。また、第２のエア抜き方法では、１．５リットルあるいは２リットル等の大型の容器の場合には、各充填ノズルについて一回の充填を行なえばエア抜きが完了するが、５００ミリリットル等の小型の容器の場合には、各充填ノズルについて複数回の充填を行なう必要があり、廃棄する容器の数が多くなるという問題があった。
【０００４】
さらに、充填ノズルの先端を容器内に挿入せずに上方から充填を行なう口上充填ノズルの場合には、充填液中にエアが混入していると、充填中に液が周囲に飛散してしまうため、アセプティックチャンバー内でのエア抜きは不可能であった。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、アセプティック充填システムに適用可能であり、しかも、容器を廃棄する等のロスのないエア抜きが可能な充填装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る充填装置は、チャンバー内に収容された回転体の外周に多数設けられ、供給された容器内に充填液を充填する充填ノズルと、充填ノズルの下方の前進位置と、充填ノズルの下方から外れた後退位置との間で進退動可能な排水用樋と、この排水用樋を進退動させる進退動手段と、排水用樋内の液をチャンバー外へ排出する排液管と、排液管のチャンバー外部側に設けられ、排液管内の液通路を開閉する開閉バルブと、前記排水用樋の後退位置の上方に設けられ、この樋内に洗浄液を噴射する洗浄ノズルとを備え、前記回転体の回転に伴って前記充填ノズルを回転移動させ、前記排水用樋を前進した位置の上方に移動してきた充填ノズルの液バルブを開放することにより、前記排水用樋内に充填液を放出してエア抜きを行い、その後、排水用樋を後退位置に移動させて、前記開閉バルブを開放した状態で洗浄液を噴射し、排水用樋の洗浄が完了した後、洗浄液の噴射を続けるとともに開閉バルブを閉じて洗浄液を貯留することを特徴とするものである。
【０００７】
前記充填装置では、充填液中のエア抜きを行なう場合には、排水用樋を充填ノズルの下方へ前進させて、この樋中に充填ノズルから充填液を放出してエア抜きを行なう。その後、排水用樋を後退させて、生産を開始するとともに、排水用樋には、洗浄ノズルから洗浄液を噴射して前記充填液を洗浄する。洗浄を行なう際には、先ず、開閉バルブを開いた状態で一定時間洗浄液を噴射する。この間は、洗浄液は排液管を通って外部に排出される。一定時間経過して排水用樋の洗浄が完了した後、開閉バルブを閉じて洗浄ノズルから洗浄液の噴射を続ける。排水用樋内に所定量の洗浄液が溜ったら洗浄液の噴射を停止する。生産運転中はこの状態を維持する。排水用樋と排液管内の洗浄液がウォーターシールとなり、外部からアセプティックチャンバー内に細菌等が侵入するおそれがない。また、前記排水用樋は、充填バルブ等充填装置内部の洗浄や、ホット充填の場合に各部を昇温する際にも利用可能である。
【０００８】
【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概略構成を示す平面図であり、この例では、充填装置は、アセプティックチャンバー２内に収容されており、通常の生産（容器内への液体の充填）を行なう際には、搬送コンベヤ４によって連続的に搬送されてきた容器が、アセプティックチャンバー２の壁面２ａに形成された入口を通ってチャンバー２内に導入され、スクリュー６によって所定の間隔に切離された後、入口スターホイール８を介して充填装置の内部に供給される。充填装置は、外周寄りに等間隔で多数の充填ノズル１２およびびん台１４（後に説明する図２および図４参照）が設けられた回転体１６を備えており、この回転体１６が回転する間に容器２０内に液体の充填が行なわれた後、これら容器２０は、出口スターホイール１８を介して搬送コンベヤ４上に排出され、このコンベヤ４によってアセプティックチャンバー２の他方の壁面２ｃの出口から搬出される。
【０００９】
図２ないし図５は、前記充填装置の要部を拡大して示す図であり、それぞれ要部の平面図、正面図、右側面図および図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。この充填装置は、前述のように、回転体１６の外周寄りに等間隔で多数の充填ノズル１２が設けられ、これら各充填ノズル１２の下方にはそれぞれ対応する位置に容器２０を載せるびん台１４が配置されている（図４参照）。各充填ノズル１２は昇降可能になっており、びん台１４上の容器２０に向かって下降し、その先端を容器２０内に挿入した状態で図示しない液バルブを開放して容器２０内への充填を行なう。
【００１０】
アセプティックチャンバー２内の、前記充填ノズル１２が設けられている回転体１６の外周側には、円弧状をした排水用の樋２２が配置されている。この排水用樋２２は、前方側が、傾斜した浅い底面を有する液受け部２２ａで、その後部は、底の深い液収容部２２ｂになっている。排水用樋２２には、前記液収容部２２ｂの底部に、アセプティックチャンバー２の壁面２ｂを貫通する二本の平行な水平ロッド２４が取付けられている。これら水平ロッド２４は、後に説明するように、進退動可能になっており、ロッド２４が進退動することによって、排水用樋２２が、充填ノズル１２の下方の前進位置（図２の二点鎖線参照）と充填ノズル１２の下方から外れた後退位置（図２の実線参照）との間で進退動できるようになっている。両ロッド２４が貫通しているアセプティックチャンバー２の壁面２ｂと各ロッド２４の先端部との間にはジャバラ２６が装着されており、ロッド２４が貫通している穴からアセプティックチャンバー２内に外部の雰囲気が侵入しないようになっている。
【００１１】
アセプティックチャンバー２の外部には、フレーム２８が固定され、このフレーム２８上に前記各ロッド２４に対応してそれぞれ二組の上下ローラ３０が、ブラケット３２を介して回転自在に取付けられている。両ロッド２４は上下ローラ３０間に挾持されて進退動する。両ロッド２４の外部側端部には、直交方向の連結バー３４が固定されている。両側ブラケット３２の中間には、ロッド２４と平行なシリンダ３６が固定され、このシリンダ３６のピストンロッド３６ａが前記連結バー３４に固定されており、シリンダ３６の作動により両ロッド２４および排水用樋２２が一体的に進退動する。
【００１２】
排水用樋２２の端部（図２の左側端部）の底面には、この樋２２の液収容部２２ｂ内の液をアセプティックチャンバー２の外部に排出する排液管３８が接続されている。この排液管３８は、アセプティックチャンバー２の壁面２ｂを貫通して、前記両ロッド２４と平行にチャンバー２外に延びている。排液管３８が貫通している壁面２ｂと排液管３８の内部側の端部との間には、前記ロッド２４と同様のジャバラ４０が装着されて、アセプティックチャンバー２の内外を遮断している。排液管３８の外部側端部は、前記両ロッド２４が固定された連結バー３４の端部に連結されており、前記シリンダ３６の作動により両ロッド２４および排水用樋２２と一体的に進退動する。
【００１３】
排液管３８は前記ロッド２４と平行している直線状の管体３８ａと、この管体３８ａに接続された可撓性のチューブ３８ｂとを有しており（図５参照）、管体３８ａの外部側端部に排液管３８内の液通路を開閉する開閉バルブ４２が設けられている。この開閉バルブ４２を開放すると、アセプティックチャンバー２の内部に配置された排水用樋２２の液収容部２２ｂ内の液体が、管体３８ａおよび可撓性チューブ３８ｂとを有する排液管３８を通ってアセプティックチャンバー２の外部に排出される。また、開閉バルブ４２を閉じると、排水用樋２２内の液体は管体３８ａ内に滞留する。さらに、排水用樋２２内に液がない状態で開閉バルブ４２を閉じると、アセプティックチャンバー２の外部の雰囲気が排液管３８を通って内部に侵入することを防止できる。
【００１４】
アセプティックチャンバー２内で進退動する排水用樋２２の後退位置の上方に、この樋２２内に洗浄液を噴射して洗浄する洗浄ノズル４４が設けられている（図４参照）。この洗浄ノズル４４の数は限定されないが、排水用樋２２の全域に洗浄液を噴射できるように、排水用樋２２の幅方向（図２の上下方向）および長さ方向（図２の左右方向）に適宜配置されている。
【００１５】
また、排水用樋２２が後退位置にあるときの前端部上方に遮蔽板４６が設けられており、前記洗浄ノズル４４から洗浄液を噴射して樋２２内を洗浄する際に、洗浄液が充填ノズル１２側へ飛散することを防止するようになっている。この遮蔽板４６は、図２に示すように、排水用樋２２と同心の円弧状であり、この樋２の先端部よりも僅かに内部側（回転体１６の中心側）に位置している。また、排水用樋２２が進退動する際に、この遮蔽板４６に干渉しないように、排水用樋２２の上面と遮蔽板４６の下面との間に僅かな間隙が形成されている。遮蔽板４６は、ブラケット４８を介してアセプティックチャンバー２の壁面２ｂに固定されている。
【００１６】
前記構成に係る充填装置の作動について説明する。先ず、充填装置の一般的な作動の順序について簡単に説明すると、（１）生産が完了した後、（２）タンクおよび配管等の内部の充填液をすべて排出し、（３）充填装置の内部全体を洗浄する。次に、（４）タンク内に充填液を供給し、（５）充填液内のエア抜きを行なってから、（６）生産を開始するようになっている。
【００１７】
前記第５の工程であるエア抜き作業について、図２ないし図５により説明する。エア抜きを行なう場合には、シリンダ３６を作動させて排水用樋２２を回転体１６の方向に前進させる。排水用樋２２が前進すると、図２に示すように、その先端側の液受け部２２ａが各充填ノズル１２の下方に位置する。この状態で、回転体１６を低速で連続運転する。回転体１６の回転に伴って回転移動して排水用樋２２の上方に移動してきた充填ノズル１２をエンコーダで確認して図示しない液バルブを開放する。排水用樋２２の上方の区間だけ液バルブを開放して、充填ノズル１２から排水用樋２２内に充填液を放出する。回転体１６を３ないし４周回転させて充填液の放出を繰り返すことによりエア抜きを完了する。その後、シリンダ３６の作動により排水用樋２２を後退させる。
【００１８】
排水用樋２２を後退させて、充填バルブ１２およびびん台１４上の容器２０が相対的に昇降する際に互いに干渉しないようにした後、生産運転を開始する。一方、排水用樋２２側では、洗浄ノズル４４から樋２２内に洗浄液を噴射して洗浄する。この時点では、開閉バルブ４２は開いており、排水用樋２２内に噴射されて樋２２内に付着した充填液を洗浄した後の洗浄液は、排液管３８を通って外部に排出される。一定時間経過した後（すなわち、排水用樋２２の洗浄が完了した後）、洗浄ノズル４４から洗浄液の噴射を続けるとともに開閉バルブ４２を閉じる。排水用樋２２内に噴射された洗浄液は、排液管３８の筒体３８ａおよび排水用樋２２内に次第に溜る。その後、排水用樋２２内に洗浄水が所定量溜った時点で洗浄ノズル４４からの洗浄液の噴射を停止する。なお、排水用樋２２内の洗浄が完了して開閉バルブ４２を閉じる時間および、開閉バルブ４２を閉じた後、排水用樋２２内に所定量の洗浄液が貯留されて洗浄ノズル４４からの噴射を停止する時間は、予め計測しておき、この時間に基づいてタイマ制御により開閉バルブ４２の開閉を行なうようになっている。
【００１９】
前述のように排水用樋２２を進退動可能に配置し、前進した位置で、充填ノズル１２からこの樋２２内に充填液を放出してエア抜きを行ない、その後、排水用樋２２を後退位置に移動させて、洗浄ノズル４４から洗浄液を噴射することによって洗浄を行なうようにしたので、アセプティックチャンバー２内に設けた充填装置でも、各部を汚染することなく、また、大量の容器を廃棄することもなく、充填液中に混入しているエアを抜くことができる。また、口上充填ノズルの場合であっても、充填液を周囲に飛散することなくエア抜きを行なうことができる。さらに、前記のように充填を行なっている間、排液管３８の開閉バルブ４２を閉じて、排液管３８の筒体３８ａ内と排水用樋２２内に洗浄液を満たしておくことにより、ウオータシールとしての機能を果たすことができ、アセプティックチャンバー２の内部と外部とを完全に遮断することができる。
【００２０】
前記実施例においては、排水用樋２２をエア抜きの際に充填ノズル１２から放出された充填液を受けるために用いた場合について説明したが、エア抜き用だけでなくその他の用途にも適用することができる。例えば、ホット充填の運転開始時に、各部を昇温するために流す充填液を受けるために用いることができ、また、充填バルブ等を洗浄する際の洗浄液回収用としても使用することができる。なお、前記実施例の充填装置はロータリ式であったが、ライン式の充填装置にも適用しうることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、チャンバー内に収容された回転体の外周に多数設けられ、供給された容器内に充填液を充填する充填ノズルと、充填ノズルの下方の前進位置と、充填ノズルの下方から外れた後退位置との間で進退動可能な排水用樋と、この排水用樋を進退動させる進退動手段と、排水用樋内の液をチャンバー外へ排出する排液管と、排液管のチャンバー外部側に設けられ、排液管内の液通路を開閉する開閉バルブと、前記排水用樋の後退位置の上方に設けられ、この樋内に洗浄液を噴射する洗浄ノズルとを備え、前記回転体の回転に伴って前記充填ノズルを回転移動させ、前記排水用樋を前進した位置の上方に移動してきた充填ノズルの液バルブを開放することにより、前記排水用樋内に充填液を放出してエア抜きを行い、その後、排水用樋を後退位置に移動させて、前記開閉バルブを開放した状態で洗浄液を噴射し、排水用樋の洗浄が完了した後、洗浄液の噴射を続けるとともに開閉バルブを閉じて洗浄液を貯留するようにしたので、アセプティックチャンバーの内部に設けた充填装置でも，容器内への充填を行なうことなく、また、周囲を汚染することなく、エア抜きをすることができる。また、エア抜き以外でも、ホット充填開始時や、充填装置内部の洗浄時に、周囲を汚染することなく充填液や洗浄液を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る充填装置を簡略化して示す平面図である。
【図２】前記充填装置の要部を拡大して示す平面図である。
【図３】図２に示す要部の正面図である。
【図４】図２の右側面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２    チャンバー
１２    充填ノズル
２０    容器
２２    排水用樋
３６    進退動手段（シリンダ）
３８    排液管
４２    開閉バルブ
４４    洗浄ノズル
【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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