(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填される液状物を貯留する貯留タンクを備えた貯留装置と、吐出口を備えたノズル装置と、前記貯留タンクと前記ノズル装置との間で接続された供給管と回収管とを備えた液状物充填装置において、前記液状物充填装置はさらに前記貯留タンク内の液状物を保温する保温装置を備え、前記ノズル装置は、前記吐出口を下端部に備えた第１の流路を内部に備えた筒部材と、前記筒部材の外周の少なくとも一部を囲むようにして前記筒部材に対して固定して取付けられ、前記筒部材の周壁によって前記第１の流路と隔てられた第２の流路を形成する第２流路形成部材とを備え、前記第１の流路と前記第２の流路とは、前記筒部材の下端部近傍において前記筒部材の周壁に形成された連通孔によって連通し、前記第１と第２の流路の一方は前記供給管と回収管のいずれか一方に、前記第１と第２の流路の他方は前記供給管と回収管の他方に、それぞれの流路の上端側において接続され、前記液状物充填装置はさらに、前記供給管を介して前記貯留タンクから供給される液状物を、前記吐出口を開き、前記吐出口から吐出する流路へ、又は、前記吐出口を閉じて、前記回収管へ帰還させる流路へ、切替えて流す切替え弁を備えていることを特徴とする、液状物充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充填装置において、前記第２流路形成部材は、前記筒部材を取り囲むように形成された第２の筒部材により構成され、前記第２の流路は前記第１の流路を取り囲む環状の流路となっていることを特徴とする、保温式液状物充填装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の充填装置において、前記第１の流路は前記回収管に接続され、前記第２の流路は前記供給管に接続され、前記切替え弁は、前記吐出口を開閉する吐出口開閉弁と、前記第１の流路を遮断する回収流路遮断弁とを備え、前記吐出口開閉弁と前記回収流路遮断弁とは前記第１の流路に配置されていることを特徴とする、保温式液状物充填装置。
【請求項４】
請求項３記載の充填装置において、前記吐出口開閉弁は、前記第１の流路において前記連通孔より下側に配置され、前記回収流路遮断弁は、前記第１の流路において前記連通孔より上側に配置され、前記吐出口開閉弁が前記第１の流路の下端部より下方へ移動して前記吐出口を開くとともに、前記回収流路遮断弁が該弁の下方に位置する弁座に着座して前記第１の流路を遮断し、前記吐出口開閉弁が前記連通口より下で前記吐出口を閉じるとともに、前記回収流路遮断弁が前記弁座から離れて前記第１の流路を開放することを特徴とする、保温式液状物充填装置。
【請求項５】
請求項４記載の充填装置において、前記吐出口開閉弁と前記回収流路遮断弁とは単一の駆動機構により駆動されることを特徴とする、保温式液状物充填装置。
【請求項６】
請求項３に記載の充填装置において、前記吐出口開閉弁と前記回収流路開閉弁とは単一の弁により構成され、前記弁が前記第１の流路内で前記連通孔より上に位置して前記吐出口を開くとともに、前記連通孔を介して前記第２の流路を前記吐出口に連通させ、前記弁が前記第１の流路内で前記連通孔より下に位置して前記吐出口を閉じるとともに、前記第２の流路を前記第１の流路に前記連通孔を介して連通させることを特徴とする、保温式液状物充填装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の充填装置において、前記第１の流路は前記供給管に接続され、前記第２の流路は前記回収管に接続され、前記切替え弁は単一の弁により構成され、前記弁が前記第１の流路において前記連通孔より下に位置して前記吐出口を閉じるとともに前記液状物を前記第２の流路へ流れさせ、前記弁が前記第１の流路から下方へ抜け出て前記吐出口を開いて前記液状物を前記吐出口から吐出させることを特徴とする、保温式液状物充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液状物充填装置に関し、さらに詳細に言えば、粘度が高く、冷えると固化し易い液状物の充填に特に適した保温式液状物充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から各種の液状物を容器に自動的に充填する装置が開発され、実用化されている。このような充填装置で充填される液状物のなかに、例えばカレーのレトルト食品の如く、きわめて粘度が高く、冷えると固化して流れなくなってしまうものがある。また、固化した場合にその品質が劣化してしまうものもある。
【０００３】
この様な問題に対処するものとして、特開平１１−２２７７１８号には、ノズルを内筒と外筒の二重構造とし、内筒と外筒との間にパーティションを設けて温度調節用の媒体が循環可能な媒体通路を形成した発明が開示されている。この場合、温度調節器等が必要となるなどして制御が複雑になる。また、充填される液そのものの保温、温度管理を例えば原料タンク側で行うのとは別に、追加の装置を用いて温度調節用媒体を循環させ、それによりノズルの温度管理を行うので、ランニングコストも高くなる。
【０００４】
また、特開平３−６８９は、液体供給管に充填バルブと回収バルブとを連ね、これらバルブを介して供給管をそれぞれ充填ノズルへ連通する充填通路及びストレージタンクに通じる回収通路に切り換えて通じるようにした構成が開示されている。しかしこの構成では、バルブが切り換えられて液が回収通路に流れるようになった場合に、充填通路とノズルに液が残ってしまい、粘度の高い液の場合にはこれが固化してしまい、充填を再開する際に問題が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、本発明は、余分な温度調節装置等を必要とせずに、供給管及び供給流路及び吐出孔付近を含めて液状物の流れる流路を常時保温することのできる保温式液状物充填装置を提供することをその課題とする。また、設備が簡単で、簡単な制御で容易に温度管理が行え、ランニングコストも安くてすむ、保温式液状物充填装置を提供することも本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、充填される液状物を貯留する貯留タンクを備えた貯留装置と、吐出口を備えたノズル装置と、貯留タンクとノズル装置との間で接続された供給管と回収管とを備えた液状物充填装置において、以下のように構成した。すなわちこの液状物充填装置はさらに貯留タンク内の液状物を保温する保温装置を備える。そして、ノズル装置は、吐出口を下端部に備えた第１の流路を内部に備えた筒部材と、筒部材の外周の少なくとも一部を囲むようにして筒部材に対して固定して取付けられ、筒部材の周壁によって第１の流路と隔てられた第２の流路を形成する第２流路形成部材とを備えている。第１の流路と第２の流路とは、筒部材の下端部近傍において筒部材の周壁に形成された連通孔によって連通している。第１と第２の流路の一方は供給管と回収管のいずれか一方に、第１と第２の流路の他方は供給管と回収管の他方に、それぞれの流路の上端側において接続される。そしてこの液状物充填装置はさらに、供給管を介して貯留タンクから供給される液状物を、吐出口を開き、吐出口から吐出する流路へ、又は、吐出口を閉じて、回収管へ帰還させる流路へ、切替えて流す切替え弁を備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本願発明の具体的実施の形態を説明するが、本願発明の範囲は以下に説明される実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
図１は、本願発明の実施の形態に係る保温式液状物充填装置１の全体構成図であり、該装置１は架台３上に取り付けられている。符号５は貯留装置であり、充填される液状物を貯留する貯留タンク７を備えている。貯留タンク７は蓋７ａを備えており、この蓋の上に撹拌用モータ９が装着され、その出力軸にはタンク７内に配置された撹拌羽１１が取り付けられ、タンク７内の液状物を撹拌するようになっている。符号１３はプレートヒータであり、１５は温度検出器であり、この温度検出器の出力に基づき、プレートヒータ１３のオンオフを制御し、タンク７内の液状物を一定の温度に保つようになっている。符号１７はドレインバルブである。
【０００９】
タンク７の底部に取り付けられた送出管１９は、三方弁２１を介して供給管２３の一端に接続されている。またタンク７の上部には、後に説明する回収管２５の一端が接続されている。そして、供給管２３と回収管２５の他端側は、後に詳述するノズル装置５１にそれぞれ接続されている。
【００１０】
三方弁２１には、送出管１９の反対側において容積計量シリンダ２７が取り付けられ、三方弁切り換えシリンダ３０の作動により、送出管１９と計量シリンダ２７が連通した状態と、計量シリンダ２７と供給管２３が連通した状態との間で切り換えられる。計量シリンダ２７には、上下動可能なピストン２８が内蔵されている。そしてピストンロッド２９の先端には、レール３１に沿って上下動可能となっているスライダ３２から側方に伸びている軸３３が連結されている。スライダ３２に取り付けられたロッド３４が支点３５ａ回りに揺動するクランク３５の先端に結合されている。さらに符号３６はスライダ３２の移動量を充填する液量にしたがい調節する液量調節部であり、３７は過負荷吸収用シリンダであり、３８は駆動モータである。
【００１１】
上記の如き構成の充填装置１において、計量シリンダ２７のピストンが図示の引き込められた位置にあるときに、送出管１９が計量シリンダ２７に連通するように三方弁が切り換えられる。そしてピストン２８が下方へ移動することによりタンク内の液状物が予め設定されたピストン２８のストロークに対応した量だけシリンダ２７内に吸引される。次いで三方弁２１が切り換えられて、計量シリンダ２７が供給管２３に連通し、ピストン２８が上方へ移動するにしたがいシリンダ２７内の液状物が供給管２３を介してノズル装置５１に送られ、ノズル装置５１の下方に支持された袋容器５０に充填される。
【００１２】
次に図２及び３を参照しながら、ノズル装置５１について説明すると、符号５３は中空のノズル本体であり、その上部には、側方へ伸びる前述の供給管２３に接続される供給口５５を備えている。このノズル本体５３内に、中空管５７がその上端のフランジ５７ａをノズル本体５３の上端近くに形成された段部５３ａに受け止められて挿入されており、二重管構造を形成している。中空管５７の下端部は吐出口５８となっている。また中空管５７には、吐出口５８の少し上の位置で、その周壁を貫通する、後述の連通孔６０が複数形成されている。符号５４ａと５４ｂはノズル本体５３の上端部及び下端部近傍でその内周に形成された溝に収受されたＯリングで、ノズル本体５３と中空管５７との間をシールする。
【００１３】
ノズル本体５３の上にはパッキン５９を介して中空の中間パイプ６１が連結されている。中間パイプ６１の軸方向中央より少し上の位置に、側方へ伸びる回収口６３が設けられ、前述の回収管２５に連結される。中間パイプ６１の上にさらにパッキン６５を介して上部パイプ６７が連結されている。そして上部パイプ６７の上端は中央孔６９ａを有するパッキン６９により閉じられ、その上にエアーシリンダ７１が載置されている。パッキン６９は適宜手段により上部パイプ６７に固定され、エアーシリンダ７１はナット７２とパッキン６９を挟んで結合されることによりパッキン６９に固定される。
【００１４】
エアーシリンダ７１の下方に伸びているロッド７３の下端部には継手７５が螺合して取り付けられ、この継手７５により、上部連結ロッド７７の上端部のフランジ７７ａが受け止められて上部連結ロッド７７が垂下支持されている。符号７９は固定ナットである。なお符号８１はガイドブッシュであり、そのフランジ８１ａがパッキン６５の中央孔６５ａ内に嵌まり且つ中間パイプ６１の上端面６１ａに受け止められ、中間パイプ６１内に嵌まっている。そしてこのガイドブッシュ８１の中央の貫通孔８１ｂに上部連結ロッド７７が挿通されてガイドされている。
【００１５】
上部連結ロッド７７の下端側にはより径の細い下部連結ロッド８３が螺合して結合されている。符号８４は固定ナットである。そしてこの下部連結ロッド８３には、そのフランジ８３ａの上側においてスライド用ブッシュ８５が嵌まり、さらにその外側にスライドブロック８７が嵌まっている。そしてスライド用ブッシュ８５のフランジ８５ａの下面と、スライドブロック８７の内径側上端部の段部８７ａとの間に圧縮コイルバネ８９が配置されている。従ってスライド用ブッシュ８５は上方へ付勢されて固定ナット８４に当接し、スライドブロック８７は下方へ付勢されて下部連結ロッド８３のフランジ８３ａに当接している。符号９１はスライドブロック８７の下端部外周に取り付けられるＯリングであり、後述のとおりスライドブロック８７が図２に示す位置から下方へ移動したときに、中間パイプ６１の内周側に形成された弁座６２に着座して後述の第１の流路を遮断する。即ちスライドブロック８７は、これも後述する回収流路を開閉する弁として機能する。
【００１６】
下部連結ロッド８３の下端側には弁棒９３が螺合して結合されている。符号９５は固定ナットである。そして弁棒９３の下端部には末広がりの形をした弁体９７が取り付けられており、その下端側の当接部９７ａは、図２の状態では、中空管５７の内周に連通孔６０より下方で液密状態で接触し、吐出孔５８を閉じている。
【００１７】
上述のように構成されたノズル装置５１の動作について説明すると、一体に連結され、継手７５を介してエアーシリンダ７１に吊り下げられて支持された上部連結ロッド７７と下部連結ロッド８３と弁棒９３とは、エアーシリンダ７１により、上部パイプ６７、中間パイプ６１、中空管５７の中で上下二つの位置の間で上下動する。図２は上側の位置に位置した状態を示している。そして中空管５７と中間パイプ６１の内部に第１の流路９８が形成され、ノズル本体５３と中空管５７との間に第２の流路９９が形成され、それぞれ前述のとおり回収口６３、供給口５５を介して回収管２５と供給管２３とに接続されている。また、第１の流路９８と第２の流路９９とは、吐出口５８の近くで中空管５７の周壁に形成された連通孔６０を介して連通している。これにより、第２の流路９９から連通孔６０を通って第１の流路９８の連通孔６０より下方の部分により供給流路１０１が、第１の流路９８の連通孔より上の部分により回収流路１０３がそれぞれ構成される。
【００１８】
図２に示す状態は、供給流路１０１が遮断され、回収流路１０３が開かれた状態である。すなわち供給管２３から供給された液状物は第２の流路９９に入り、連通孔６０を通って第１の流路９８内へ入り、上部へ流れて回収口６３から回収管２５へ流れ、タンク７へ還流する。そしてエアーシリンダ７１を作動させて弁棒９３を下方へ移動させ、弁体９７が中空管５７から外れて吐出口５８を開くと、同時にスライドブロック８７も下方へ移動してＯリング９１が弁座６２に着座し、回収流路１０３が遮断され、液状物は吐出口５８から吐出される。このようにして充填物としての液状物の流路が切替えられる。なおその際、Ｏリング９１即ちスライドブロック８７が弁座６２に着座した後も吐出口５８を十分に開放する為に弁棒９３はさらに下方へ移動するが、その分の移動量は圧縮コイルバネ８９の収縮により吸収される。
【００１９】
液状物を自動充填包装をする際に、例えば充填工程の前の工程である給袋工程で給袋が行われなかった場合、或いは袋の開口が正常に行われなかった場合等は、センサでこれを検知して充填工程での充填を停止することが通常行われるが、上記説明から明らかなとおり、本実施の形態による充填装置によれば、その際、液状物の供給はそのまま継続し、供給された液状物をそのまま回収流路、回収管を通じて貯留タンクに回収することができる。すなわち、液の供給は常時行われ、正常時には供給流路を開いて充填を行い、異常が生じた場合には吐出口を閉じて供給流路を遮断し、一方回収流路を開き、供給された液状物をそのまま貯留タンクに回収できる。
【００２０】
レトルト食品のカレー等の如く粘度が高く、温度が低くなると固まってしまうものについては、液そのものを一定の温度に保温しておくとともに、充填停止時にもノズル等を温めておく必要があるが、本実施の形態では貯留タンク内の液状物を保温し、その保温された液状物を常時供給管及びノズルに供給してこれを保温するので、これらを保温するための特別な装置が不要である。
【００２１】
図４は第２の実施の形態に係るノズル装置１２１の断面図である。この実施の形態でのノズル装置１２１の構成において、第１の実施の形態でのノズル装置５１と同じ構成の部分については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。
【００２２】
このノズル装置１２１においては、第１の実施の形態のノズル装置５１で用いられたスライドブロック８７とスライド用ブッシュ８５とそれらの間に配設された圧縮コイルバネ８９が使用されていない。そしてスライドブロック８７とスライド用ブッシュ８５が嵌まっていた下部連結ロッド８３も廃止され、その分長くされた弁棒１２２が上部連結ロッド７７に直接結合されている。即ち第１の実施の形態で使用された回収流路１０３を開閉する弁が設けられておらず、吐出口５８を開閉する弁９７のみ設けられ、これが以下に説明するように回収流路１０３を開閉する弁の機能をも果たすようになっている。
【００２３】
すなわち、図中実線で示した位置に吐出口開閉弁９７が位置するとき、第２の流路９９と、第１の流路９８の連通孔６０より上の部分すなわち回収流路１０３は、連通孔６０を介して連通しており、他方供給流路１０１は弁体９７が吐出口５８を閉じることにより遮断されている。
【００２４】
そして第１の実施の形態のノズル装置と異なり、エアーシリンダ７１により弁体９７が上方へ、図中破線で示す位置に移動することにより、吐出口５８を開き、第２の流路９９、連通口６０、第１の流路９８の連通孔６０より下の吐出口５８に至る部分により構成される供給流路１０１を開き、一方回収流路１０３は遮断されることとなる。なお、符号１２３は、弁体９７と当接するように中空管５７の内周の溝に配設されたＯリングである。
【００２５】
図５は第３の実施の形態にかかるノズル装置１４１の断面図である。その構成は第２の実施の形態のノズル装置１２１と略同じでよい。しかし、供給口と回収口とが逆になっている。すなわちノズル本体５３に回収口１４３が設けられ、中間パイプ６１に供給口１４５が設けられている。そして弁体９７の移動方向は第２の実施の形態と逆である。すなわち図示の状態は回収状態にあるノズル装置を示しているが、この状態から供給状態に切り換えるには、弁体９７が下方へ移動して吐出口５８を開く。なおこの実施の形態において、供給状態において回収流路からの液の流出を防止するために、別途の弁装置を設けてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
上記説明から明らかなとおり、本発明によれば、例えば充填工程の前の工程である給袋工程で正常に給袋が行われなかった場合等、充填工程での充填を停止する場合にも、液状物の供給は停止せずにそのまま継続し、供給された液状物をそのまま回収流路を通じて貯留タンクに回収することができる。このように液の供給は常時行われ、回収時の流路は供給流路からノズル先端の吐出口の近くを通って回収流路に通じるようになっているので、供給管等を含めた供給流路をそのノズル先端の吐出口近くまで、常時、この流路を流れる液状物自体により所定の温度に保温することができる。従って、給管等の保温の為に別途の保温装置を設ける必要がなく、省エネルギーの面でも優れたものとなり、ランニングコストも安いものとなる。また設備面でも簡単であり、別途、追加の温度調整装置を必要としないので、装置全体の制御も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液状物充填装置の全体構成図である。
【図２】第１の実施の形態で使用するノズル装置を示す断面図である。
【図３】ノズル装置の分解図である。
【図４】第２の実施の形態に係るノズル装置の断面図である。
【図５】第３の実施の形態に係るノズル装置の断面図である。
【符号の説明】
１  液状物充填装置
５  貯留装置
７  貯留タンク
１１  撹拌羽
１３  ヒータ
２１  三方弁
２３  供給管
２５  回収管
５１  ノズル装置
５３  ノズル本体
５５  供給口
５７  中空管
５８  吐出口
６０  連通孔
６１  中間パイプ
６２  弁座
６３  回収口
６７  上部パイプ
７７  上部連結ロッド
８３  下部連結ロッド
８５  スライド用ブッシュ
８７  スライドブロック
８９  圧縮コイルバネ
９３  弁棒
９７  弁体
９８  第１の流路
９９  第２の流路
１０１  供給流路
１０３  回収流路
【図１】
0004319325.tif 000002
【図２】
0004319325.tif 000003
【図３】
0004319325.tif 000004
【図４】
0004319325.tif 000005
【図５】
0004319325.tif 000006