(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動体を充填した少なくとも１つの第１の容器と、
この第１の容器から流動体を投入する第２の容器と、
前記第１の容器の流出口と前記第２の容器の流入口を連結する配管とを備えた流動体投入装置において、
前記第１の容器の流出口部に配置した第１の制御弁と、
前記第２の容器の流入口部に配置した第２の制御弁と、
前記第１の容器の所定位置に配置した第１の検出器と、
前記配管の所定位置に配置した第２の検出器と、
これら検出器からの信号を受けて第１の制御弁と第２の制御弁の開閉操作を制御する制御装置とを備え、
前記第１の検出器が前記第１の容器の内部に流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第１の制御弁を開いて配管内に流動体を注入し、
この第１の制御弁を開いてから前記配管の内部の空気が除去される所定時間の経過後に前記第１の検出器がさらに第１の容器の内部に流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第２の制御弁を開いて前記第２の容器へ流動体の投入を開始し、
前記第１の検出器が前記第１の容器の内部に流動体無しを検出すると、前記制御装置はこの検出信号を受けてから前記配管を流れる流動体が前記第２の容器に流入する所定時間の経過後に第２の制御弁を閉じて流動体の投入を停止するとともに、
前記第２の制御弁を閉じてから前記第１の容器の底部及び内壁また前記配管の内壁に残留する流動体が該第２の制御弁まで流入する所定時間の経過後に前記第２の検出器が流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は再び第２の制御弁を開けて前記第２の容器へ流動体の投入を開始する操作と、
この第２の制御弁を開けてから該第２の制御弁まで流入した流動体が該第２の容器へ流入する所定時間の経過後に再び第２の制御弁を閉じて流動体の投入を停止する操作とを前記第２の検出器が流動体無しを検出するまで複数回繰り返し、
前記第２の検出器が流動体無しを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第１の制御弁と第２の制御弁の両者を閉じて流動体の投入を終了することを特徴とした流動体自動投入装置。
【請求項２】
流動体を充填した少なくとも１つの第１の容器と、
この第１の容器から流動体を投入する第２の容器と、
前記第１の容器の流出口と前記第２の容器の流入口を連結する配管とを備えた流動体投入方式において、
前記第１の容器の流出口部に配置した第１の制御弁と、
前記第２の容器の流入口部に配置した第２の制御弁と、
前記第１の容器の所定位置に配置した第１の検出器と、
前記配管の所定位置に配置した第２の検出器と、
これら検出器からの信号を受けて第１の制御弁と第２の制御弁の開閉操作を制御する制御装置とを備え、
前記第１の検出器が前記第１の容器の内部に流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第１の制御弁を開いて配管内に流動体を注入する操作と、
この第１の制御弁を開いてから前記配管の内部の空気が除去される所定時間の経過後に前記第１の検出器がさらに第１の容器の内部に流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第２の制御弁を開いて前記第２の容器へ流動体の投入を開始しする操作と、
前記第１の検出器が前記第１の容器の内部に流動体無しを検出すると、前記制御装置はこの検出信号を受けてから前記配管を流れる流動体が前記第２の容器に流入する所定時間の経過後に第２の制御弁を閉じて流動体の投入を停止する操作を行うとともに、
前記第２の制御弁を閉じてから前記第１の容器の底部及び内壁また前記配管の内壁に残留する流動体が該第２の制御弁まで流入する所定時間の経過後に前記第２の検出器が流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は再び第２の制御弁を開けて前記第２の容器へ流動体の投入を開始する操作と、
この第２の制御弁を開けてから該第２の制御弁まで流入した流動体が該第２の容器へ流入する所定時間の経過後再び第２の制御弁を閉じて流動体の投入を停止する操作とを前記第２の検出器が流動体無しを検出するまで複数回繰り返し、
前記第２の検出器が流動体無しを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第１の制御弁と第２の制御弁の両者を閉じる操作を行い流動体の投入を終了することを特徴とした流動体自動投入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の容器から第２の容器へと配管を通じて流動体を投入する流動体自動投入装置及び流動体自動投入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
仕込み材料等の流動体を充填した複数の容器からこれら流動体を投入し、所定の製品を製造する容器とを組み合わせた製造装置が従来より用いられている。
【０００３】
ところで、これらの製造装置は、主にヨーグルト及びバター並びにチーズ等の乳製品またはクリーム及び乳液並びにヘヤクリーム、その他乳化型ファンデーション等の化粧品を製造する場合に多く使用されている。特に、化粧品等を製造する場合は、仕込量が数ｋｇから数トンの数種類の流動体を溶解釜等の複数の容器で、混練、混合等をしながら溶融または設定温度まで加熱し、その後、これら流動体を複数の容器から真空釜等の容器に投入し、撹拌等をして所定の化粧品を製造している。
【０００４】
そして、数種類の流動体の投入は、溶解釜等の容器の流出口と真空釜等の容器の流入口を接続する配管を通じ、溶解釜等の容器の流出口部に配置した開閉弁等と真空釜等の容器の流入口部に配置した開閉弁等の開閉を操作しながら行う。ここで、開閉弁等の開閉操作は、シーケンス制御装置等からの命令に基づいて行う。
【０００５】
一方、流動体の投入の方法は、流動体の材質等を考慮しながら流入速度等を求め、センサ等からの検出信号を受けてから弁を閉じるまでの時間を設定しておき、所定時間経過後に弁を閉じるようする。
【０００６】
このように所定時間経過した後に弁を閉じる理由は、溶解釜等の容器の内部及び配管の内部に残留する流動体を残さず真空釜等の容器に投入するためである。
そして、乳化製品等の一般的な製造装置は、図５が示すように溶解釜等の第１の容器５０と、真空ポンプ等を備えた真空釜等の第２の容器５１とを配管５６で接続し、この第１の容器５０の流出口部に第１の開閉弁５２等を配置し、第２の容器の流入口部に第２の開閉弁５３等を配置するとともに第１の容器５０の内部に検出器５４を配置するものである。
【０００７】
次に、この検出器５４の検出信号によって制御装置５５が指令を出し、操作器５２Ｂ，５３Ｂが第１の弁５２Ａと第２の弁５３Ａとを相互に開閉しながら自動投入を行っている。
【０００８】
一方、従来より用いられている投入方法を図６のタイムチャートに基づいて説明する。
最初に流動体を第１の容器５０に備えた撹拌器等で混練しつつ溶解し、これら流動体等の投入の準備をするとともに、真空釜等を予熱しつつ真空ポンプ等でこの真空釜等の内部を真空にする。
【０００９】
次に、第１の開閉弁５２等を開弁５２Ｏし、配管５６の内部に溶解した流動体を注入して配管５６内の空気を除去する。そして、配管５６内の空気を除去するために約３０秒間（ｔ１〜ｔ２）待機する。この間に空気は配管５６中を逆流して第１の容器５０から排出される。
【００１０】
さらに、第１の容器５０の内部に配置した検出器５４が流動体有り５４Ｙを検出すると、第２の開閉弁５３等を開弁５３Ｏして第２の容器５１へ流動体を投入する。
【００１１】
次に、流動体の投入を開始してから一定時間経過後（ｔ２〜ｔ３）に検出器５４が流動体無し５４Ｎを検出すると、この検出信号を受けてから一定時間経過後（ｔ３〜ｔ４）に第１の開閉弁５２等と第２の開閉弁５３等を閉弁５２Ｃ，５３Ｃして投入を終了する。
【００１２】
このように投入した流動体は、真空釜等の内部で脱泡等をしながら撹拌を行い所期した製品となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような投入装置及び投入方法では、検出器５４が流動体無しを検出してからこれらの開閉弁５２，５３等を閉じるまでの時間（ｔ３〜ｔ４）を、投入する流動体毎に設定をする必要がある。
【００１４】
また、この流入時間を流動体毎にあらかじめ計算して、開閉弁５２，５３等を閉じるまでの時間（ｔ３〜ｔ４）を正確に設定することは困難である。なぜなら、流動体（通常は２〜１０種類の原料が混入している）の粘性（この粘性は流動体の温度によっても異なる）が異なるため、第２の容器５１への時間単位の流入量もそれぞれ異なり、流入時間にばらつきがあるからである。
【００１５】
特に、第１の容器５０が複数である場合は、これらの容器に充填した流動体がそれぞれ異なると、容器毎に時間を設定して投入を行わなければならず手間を要する。
【００１６】
一方、第２の容器５１が真空釜等である場合は、この真空釜の真空度が流動体の流入量や流入時間によって異なるため、真空度を一定に保持することが難しく、このような容器では、前もって時間を設定することが容易ではないという問題がある。
【００１７】
また、あらかじめ時間を設定して投入した場合は、第１の容器５０の底部や内壁及び配管５８の内部や内壁に残留する流動体が全て第２の容器５１に投入される前に、検出器等が流動体無しを検出して第１及び第２の開閉弁５２，５３等を閉じてしまうこともあり、一定の割合で製品を製造することができないという問題も発生する。
【００１８】
さらに、設定した時間が長すぎると、真空釜に投入が終了しても開閉弁５２，５３等を閉じていない状態が生じる。この場合は、真空釜に空気等の気体が流入してしまい、真空釜の本来の目的である脱泡が困難になるという問題もある。
【００１９】
なお、流動体毎に時間を設定するにしても複数回の投入テストをトライアンドエラーを繰り返しながら行って、この流動体に最も適する開閉弁の閉時間を定めなければならず、この投入テストの分だけ流動体からなる原材料と時間が無駄になるという問題もある。
【００２０】
また、流動体によって投入速度を変更する必要がある場合は、その都度時間設定をしなければならないという問題もある。
本発明は、前記事項に鑑み改良を加えたものである。
【００２１】
すなわち、流動体毎にあらかじめ時間を設定しなくても流動体の自動投入が可能であり、第１の容器及び配管中に流動体を残留させることなく一定の割合で流動体を第２の容器５１に確実に投入し、製品を製造することができる流動体自動投入装置及び流動体自動投入方法を提供することを技術的課題とする。
【００２２】
また、自動投入に手間を要せず、投入テストをわざわざ行わないで原材料からなる流動体と時間の無駄を省くことができる流動体自動投入装置及び流動体自動投入方法を提供することを技術的課題とする。
【００２３】
さらに、第２の容器５１が真空釜である場合は、真空釜に空気等の気体が流入しない流動体自動投入装置及び流動体自動投入方法を提供することを技術的課題とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１の特徴は、流動体を充填した少なくとも１つの第１の容器と、この第１の容器から流動体を投入する第２の容器と、前記第１の容器の流出口と前記第２の容器の流入口を連結する配管とを備えた流動体投入装置において、前記第１の容器の流出口部に配置した第１の制御弁と、前記第２の容器の流入口部に配置した第２の制御弁と、前記第１の容器に配置した第１の検出器と、前記配管に配置した第２の検出器と、これら検出器からの信号を受けて第１の制御弁と第２の制御弁の開閉操作を制御する制御装置とを備え、前記第１の検出器が前記第１の容器の内部に流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第１の制御弁を開いて配管内に流動体を注入し、この第１の制御弁を開いてから所定時間経過後に前記第１の検出器がさらに第１の容器の内部に流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第２の制御弁を開いて前記第２の容器へ流動体の投入を開始し、前記第１の検出器が前記第１の容器の内部に流動体無しを検出すると、前記制御装置はこの検出信号を受けてから所定時間経過後に第２の制御弁を閉じて流動体の投入を停止するとともに、前記第２の制御弁を閉じてから所定時間経過後に前記第２の検出器が流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は再び第２の制御弁を開けて前記第２の容器へ流動体の投入を開始する操作と、この第２の制御弁を開けてから所定時間経過後に再び第２の制御弁を閉じて流動体の投入を停止する操作とを前記第２の検出器が流動体無しを検出するまで複数回繰り返し、前記第２の検出器が流動体無しを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第１の制御弁と第２の制御弁の両者を閉じて流動体の投入を終了することを特徴とした流動体自動投入装置としたことである。
【００２５】
次に、本発明に係る第２の特徴は、流動体を充填した少なくとも１つの第１の容器と、この第１の容器から流動体を投入する第２の容器と、前記第１の容器の流出口と前記第２の容器の流入口を連結する配管とを備えた流動体投入方式において、前記第１の容器の流出口部に配置した第１の制御弁と、前記第２の容器の流入口部に配置した第２の制御弁と、前記第１の容器に配置した第１の検出器と、前記配管に配置した第２の検出器と、これら検出器からの信号を受けて第１の制御弁と第２の制御弁の開閉操作を制御する制御装置とを備え、前記第１の検出器が前記第１の容器の内部に流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第１の制御弁を開いて配管内に流動体を注入する操作と、この第１の制御弁を開いてから所定時間経過後に前記第１の検出器がさらに第１の容器の内部に流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第２の制御弁を開いて前記第２の容器へ流動体の投入を開始しする操作と、前記第１の検出器が前記第１の容器の内部に流動体無しを検出すると、前記制御装置はこの検出信号を受けてから所定時間経過後に第２の制御弁を閉じて流動体の投入を停止する操作を行うとともに、前記第２の制御弁を閉じてから所定時間経過後に前記第２の検出器が流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は再び第２の制御弁を開けて前記第２の容器へ流動体の投入を開始する操作と、この第２の制御弁を開けてから所定時間経過後に再び第２の制御弁を閉じて流動体の投入を停止する操作とを前記第２の検出器が流動体無しを検出するまで複数回繰り返し、前記第２の検出器が流動体無しを検出すると、この検出信号を受けて前記制御装置は第１の制御弁と第２の制御弁の両者を閉じる操作を行い流動体の投入を終了することを特徴とした流動体自動投入方法としたことである。
【００２６】
本願発明によれば、第１の容器の底部及び内壁並びに配管の内部に残留し、徐々に配管中に流入し蓄積される流動体を第２の検出器が検出しつつ所定時間経過毎に第２の制御弁の開閉動作を繰り返すので、あらかじめ第１及び第２の制御弁を閉じる時間を設定することなしに、全ての流動体を第２の容器に投入することができる。
【００２７】
また、第２の容器５１が真空釜である場合は、この真空釜に空気等の気体が流入する前に第１及び第２の制御弁を閉じることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態Ａ）
以下、本発明に係る実施の形態Ａの流動体自動投入装置及び流動体自動投入方法を図１〜２に基づいて説明する。
（１）最初に、実施の形態Ａに係る流動体自動投入装置の概略を説明する。
【００２９】
この流動体自動投入装置は、図１が示すように第１の容器１と、この第１の容器１と配管７を通じて連結した第２の容器２と、第１の容器１の流出口に配置した第１の制御弁３と、第２の容器２の流入口に配置した第２の制御弁４とで構成している。ここで、制御弁３，４は、弁本体３Ａ，４Ａと、これら弁本体３Ａ，４Ａの駆動を行う操作器３Ｂ，４Ｂとで形成している。
【００３０】
さらに、第１の容器１の所定位置に配置した検出器５と、第２の制御弁４に連設し配管７の所定位置に配置した検出器６と、これら制御弁３，４の開閉を制御する制御装置８とで構成している。
【００３１】
ここで、制御装置８の実行動作は、まず操作器３Ｂに命令を出力し弁３Ａを開いて流動体を配管７内に注入する（９）。続いて、所定時間経過後に検出器５から第１の容器１に流動体有りの信号を受けると、操作器４Ｂに命令を出力し弁４Ａを開いて第２の容器２に流動体を投入する（１０）。
【００３２】
そして、検出器５から第１の容器１に流動体無しの信号を受けると、操作器４Ｂに命令を出力し弁４Ａを閉じて投入を停止する（１１）。さらに、所定時間経過後に検出器６が流動体有りを検出すると、操作器４Ｂに命令を出力し弁４Ａを開けて投入を再開し、投入を再開してから所定時間経過後に再度操作器４Ｂに命令を出力し弁４Ａを閉じて投入を停止する（１２）。
【００３３】
そして、検出器６が流動体無しを検出するまで弁４Ａの開閉を複数回繰り返し、検出器６が流動体無しを検出すると、操作器３Ｂ，４Ｂに命令を出力し弁３Ａ，４Ａを閉じて投入を終了する（１３）という一連の操作を制御する。
【００３４】
また、第１の容器１から第２の容器２に流動体を投入する手段としては、図示はしていないが配管７の途中にポンプを設置したり、第２の容器２の内部を真空として第１の容器１から配管７を通じて流動体を吸い込むことや第１の容器１を高所に配置し第２の容器２を第１の容器１よりも低所に配置して位置エネルギを利用する。なお、これらの手段を複数組み合わせて投入を行うこともできる。
（２）次に、本実施の形態Ａに係る流動体自動投入装置及び流動体自動投入方法を具体的に説明する。
【００３５】
▲１▼  この流動体自動投入装置は、第１の容器１に注入した流動体を、配管７を通じて第２の容器２に投入しこの第２の容器２内で流動体を加工し製品化するものである。
【００３６】
但し、第１の容器１は、製造する製品によって複数の液体等を必要とする場合があるため、第１の容器１を２つ以上備えることもあり第１の容器１の数は、本実施の形態Ａには限定しない。
【００３７】
また、これらの第１の容器１には、原料溶解槽、仕込み槽、熟成槽、反応槽、中和槽、凝集槽等の流動体からなる原材料を仕込むために使用する全ての容器が含まれる。なお、第２の容器２には、これら流動体を撹拌、混練等を行い製品化するための真空乳化槽、真空脱泡槽等の仕上げに使用する全ての容器が含まれる。
【００３８】
ここで、乳製品等を製造する場合は、たとえば第１の容器１の１つにヨーグルトを注入し、他の１つの容器１にフルーツエキスを注入してこれらの容器から第２の容器２に流動体を投入し、第２の容器２でこの流動体を混合等してフルーツ味のヨーグルトを製造する。
【００３９】
また、クリーム、乳液、ヘアクリーム、乳化型ファンデーション等の乳化製品等を製造する場合は、たとえば、第１の容器１の１つに精製水や保湿材等（水層部）を混練しつつ所定の温度に加熱し、他の１つの容器に固形油分、流動油分及び界面活性剤並びに防腐剤等（油層部）を混練しつつ所定の温度まで加熱する。続いて、水層部を第２の容器２に投入し、この水層部を穏やかにかき混ぜながら油層部を泡が立たないように徐々に流し込み乳化する。
【００４０】
次に、第１の容器１と第２の容器２を接続する配管７は、内部を中空状とした円柱形状のものを用いている。但し、第１の容器１から第２の容器２へと流動体を抵抗なく投入できるものであれば配管７の形状に特に限定はない。なお、これらの配管７は、流動体の性質に変化を与えないものであれば特に材質にも限定はない。
【００４１】
また、配管７の途中に面積を減少した通路で、その長さが断面寸法に比べて比較的短い場合の流れの絞りであるオリフィスを備えることもできる。
次に、第１の容器１の流出口に配置した第１の制御弁３と、第２の容器２の流入口に配置した第２の制御弁４は、弁３Ａ，４Ａ本体と空気圧操作器３Ｂ，４Ｂからなる空気圧作動調節弁及び弁３Ａ，４Ａ本体と電気操作器３Ｂ，４Ｂからなる電気作動調節弁並びに弁３Ａ，４Ａ本体と油圧操作器３Ｂ，４Ｂからなる油圧作動調節弁等を用いることができる。
【００４２】
ここで、弁３Ａ，４Ａ本体には、単座二方弁、複座二方弁、三方弁及びパイロット形電磁弁、直動形電磁弁、オンオフ弁、切り換え弁等が含まれる。
一方、弁３Ａ，４Ａ本体の開閉を自動的に行う電気操作器３Ｂ，４Ｂは、可逆コンデンサモータ、三相誘導電動機、小形シンクロナスモータ等を使用し、制御装置からの信号で作動する電動機部分と調節弁、ダンパ等を動かすに適する速度（回転角９０°あたり２０秒〜４分程度）に電動機の回転を減速し、併せて操作器３Ｂ，４Ｂのトルクを増大するための歯車の組み合わせによる減速機構の部分から構成している。
【００４３】
また、空気圧操作器３Ｂ，４Ｂは、一般的に１枚のダイヤフラムをはさんで一方には空気圧をかけるエアチャンバ、他方には力をバランスさせるばねからなり、ダイヤフラムには操作軸を固定している構造である。
【００４４】
本実施の形態Ａでは、これらのいずれの制御弁を使用しても良いが、空気圧作動調節弁を用いたときは、特に大口径の調節弁や高圧流体を扱う場合、液体が内弁を押し上げる力を無視することができない。すなわち、この力は、制御弁３，４の駆動力に対抗するため、弁３Ａ，４Ａ本体が制御装置８からの空気圧信号の通りに開閉しない場合がある。
【００４５】
この場合、駆動装置を大きくして十分強力なものとすれば問題はなくなるが、実際の設計制作上からは好ましくない。
そこで、弁３Ａ，４Ａ本体を駆動するための出力空気の供給を別にし、この出力空気を調節弁の駆動装置に導き弁軸を動かすバルブポジショナを使用することが好ましい。
【００４６】
▲２▼次に、制御弁３，４の開閉を制御する制御装置８は、電子式調節器及び空気圧式調節器、オンオフ調節器を含む電気式調節器等を使用する。
ここで、電子式調節器は、検出器５，６と調節器とが分離独立していて、検出器５，６が温度、湿度、圧力等の変化を電気抵抗の変化等で検出して調節器へ伝送し、調節器の電子回路により設定値と比較、調節して制御弁３，４への出力信号を作る。
【００４７】
そして、この調節器は、外部からの信号を電子回路で処理できるため、いろいろな補償制御や遠隔設定を容易に行うことができる。なお、電子式調節器に空気圧作動の調節弁を接続して使用する場合は、調節器出力の電気信号（電圧または電流）を空気圧信号に変換しなければならない。このための変換装置として、電−空変換器を使用する必要がある。
【００４８】
次に、空気圧式調節器は、電子式調節器と同様に検出器５，６と調節器とが分離独立し、信号の伝達は統一された空気圧信号で行う。なお、検出した温度、湿度、圧力等が高くなると出力空気圧が増加する正動作及び検出した温度、湿度、圧力等が低くなると出力空気圧が減少する逆動作がある。
【００４９】
次に、電気式調節器は、制御すべき温度、湿度、圧力等を検出する検出器５，６と、あらかじめ設定された値とを比較し操作器を作動させる信号を作り出す調節器とが一体となっている。
【００５０】
そして、一般的に温度、湿度、圧力等の検出には、各種のエレメントが使用され、これらのエレメントにより温度、湿度、圧力等の変化を機械的な変位に変えて調節器を作動させる。
【００５１】
調節器では、これらの機械的な変化をレバー、スプリング、カム等を用いて設定値と比較し、スイッチ等の電気的な出力を取り出す部分を作動させる。
次に、これらの調節器は、プログラマブルコントローラ（以下ＰＣという）若しくはパーソナルコンピュータを内蔵している。
【００５２】
ここで、ＰＣは、図示はしていないが一般的に基本部、入力部及び出力部並びに電源部とで構成している。
そして、基本部は、四則演算、論理演算及び大小比較等（マイクロプロセッサによる演算）を行い、入力信号を基にして演算処理を行って、制御弁３，４等を作動させる条件が成立している場合にのみ出力信号を出す。
【００５３】
この基本部は、マイクロプレセッサ（以下ＣＰＵという）と、利用目的が異なるシステムメモリ、プログラムメモリ、データメモリの３つのメモリで構成している。なお、これらのメモリは、リードオンリーメモリ（以下ＲＯＭという）及びランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭという）とで構成している。
【００５４】
まず、システムメモリのシステムメモリ領域には、ＰＣの機能や性能にかかわるシステムプログラムを格納している。
次に、プログラムメモリのプログラムメモリ領域には、設計したプログラム（たとえば、シーケンスプログラム等）を格納している。そして、ＲＯＭは、完成したプログラムを格納するのに使用し、ＲＡＭは、書き換えが簡単であるためプログラムが完成するまでのデバッグ作業中に使用する。
【００５５】
また、データメモリのデータメモリ領域のＲＡＭには、プログラムを作成するときに必要な一時記憶やデータを一括処理するシフトレジスタあるいはカウンタ及びタイマの内容や状態を記憶するのに使用する。
【００５６】
次に、ＣＰＵは、プログラムメモリ（ＲＯＭまたはＲＡＭ）に格納しているプログラムの命令群を、決められた順序で抽出、解読しながら実行する。
そして、プログラムをスタートするとＣＰＵは最初にプログラム制御部の指示によって、プログラムメモリから最初の命令をレジスタへ取り込みレジスタに命令が抽出されると、次にこの命令が解読されて実行動作を開始する。
【００５７】
次に、入力部は、検出器５，６が検出した容器内の状態を検出器５，６からの検出信号を受けて、正確に基本部に伝達することである。
そして、出力部は、基本部から送られてきた信号を電力増幅したり信号レベルを変換して、制御弁３，４等を確実に作動させたり、計測機器等へ正確に信号を伝送することである。
【００５８】
次に、パーソナルコンピュータは、入力装置（キーボード等）と、メモリ（ハードディスク、コンパクトディスク・ＲＯＭ、ＲＡＭ、フロッピィーディスク等）と、ＣＰＵと、出力装置（ディスプレイ等）とで構成している。
【００５９】
そして、このＣＰＵは、外部記憶装置に格納されメモリにキャッシュされたＯＳを実行することによって、外部記憶装置に格納、メモリ、及びＣＰＵ自体の状態及び動作を制御する。
【００６０】
また、ＣＰＵは、ＯＳによる制御の下に外部記憶装置に格納されメモリにキャッシュされているプログラムを起動し、所定のタスク（プロセス）を実行する。
これらＰＣ及びパーソナルコンピュータは、流動体の自動投入を行うためのプログラムをあらかじめメモリに格納している。
【００６１】
▲３▼次に、第１の容器１の所定位置に配置した検出器５と、第２の制御弁４に連設し配管７の所定位置に配置した検出器６について説明する。
この検出器５，６は、第１の容器１の内部及び配管７の内部に存在する流動体を検出する機能を有するセンサを使用する。
【００６２】
これらのセンサには、流体圧を検出する圧力センサ、外部から容器内の流動体の残量を検出する超音波センサ及び電磁流量計並びに熱線式空気流量計等を用いることができる。なお、流動体の流れる配管７の途中にオリフィスを入れて、その前後の圧力差から流量を測定するオリフィス流量計を用いることもできる。
【００６３】
本実施の形態Ａに使用するセンサは、特に圧力センサ、超音波センサが好ましい。
ここで、圧力センサとは、力を受ける物質の表面から内部に作用する力の大きさを検知する素子であり、圧力という機械量を電気量に変換するものである。
【００６４】
この圧力センサには、各種のものが開発されているが、小形で高精度の半導体圧力センサ及び圧力信号を電気ではなく光で伝送する光ファイバによる圧力センサ等を使用することが好ましい。
【００６５】
次に、超音波センサとは、一般的に圧電セラミックス等の圧電効果を応用したもので、これには圧電気直接効果と圧電気逆効果がある。
そして、圧電気直接効果は、超音波センサ（受信機）として、また、圧電気逆効果は、超音波を発生する発信器として利用する。なおこの場合、１つの圧電セラミックスを共用することもできる。この発信器から通常２０ｋＨｚ以上の周波数の音を被検査物に放射して、放射した信号の反射波を超音波センサ（受信機）で受けこれにより物体の有無を検出するものである。
【００６６】
次に、圧力センサの配置は、まず第１の容器１の内部の流動体流出口付近の内壁に配置するとともに、第２の制御弁４の上流で、かつ、この第２の制御弁４と連設するように配管７の内壁に配置する。このように配置した圧力センサは、第１の容器１及び配管７内に残留する流動体を流体圧として検出してこれにより流動体の有無を検出するものである。
【００６７】
また、超音波センサの配置は、第１の容器１の流動体流出口付近の外壁と、第２の制御弁４の上流で、かつ、この第２の制御弁４と連設するように配管７の外壁に配置する。このように配置した超音波センサは、第１の容器１内及び配管７内に流動体があれば超音波が奥まで侵入し、流動体がなければ超音波が容器の壁面で強く反射する。すなわち、超音波の音響インピーダンスの違いを検出してこれにより流動体の有無を検出するものである。
【００６８】
▲４▼次に、ＰＣを用いた流動体自動投入の方法について説明する。
最初に、ＰＣが第１の制御弁３を開放するまでのプログラム実行の動作について簡単に説明する。
【００６９】
まず、プログラムをスタートするとＰＣ内のＣＰＵはプログラム制御部の指示によって、プログラムメモリから最初の命令を命令レジスタへ取り込む。そして、レジスタに命令が抽出されるとこの命令が解読されて実行動作を開始する。
【００７０】
この最初の命令による実行動作は、第１の容器１の内部に充填された流動体を検出器５が検出し、この検出信号を制御装置８に伝送するとＣＰＵ内のレジスタが“１”の状態になる。このとき一時記憶メモリや出力メモリは“０”の状態であり制御弁３は作動しない。
【００７１】
次に、レジスタにＯＲ演算処理命令が抽出されると、ＣＰＵの内部ではレジスタと一時記憶メモリからこれらの内容が論理演算ユニットのアリスメティック・ロジック・ユニット（以下ＡＬＵという）へ送られ、ＡＬＵで論理演算が行われる。すなわち、レジスタＡから送られてきた“１”と一時記憶メモリから送られてきた“０”がＯＲ演算されて、ＡＬＵは“１”の状態になる。その後、ＡＬＵの内容“１”をレジスタに転送する。そして、ＯＲ演算処理の命令を実行した結果、レジスタは再び“１”の状態になる。
【００７２】
次に、レジスタに一時記憶メモリへの書き込み命令が抽出されるとＣＰＵは、最初にレジスタの内容“１”をＡＬＵに送り、続いてレジスタから送られてきたＡＬＵの内容“１”を一時記憶メモリに送る。この結果、書き込み命令の実行が終了すると一時記憶メモリは“１”になり次の命令の抽出と実行に移る。
【００７３】
そして、レジスタの一時記憶メモリに記憶された命令が抽出されてこの命令が実行される。この結果、一時記憶メモリに記憶された内容“１”がレジスタに送られる。
【００７４】
次に、レジスタに出力命令が抽出されて実行される。この命令の実行によってレジスタの内容“１”がＡＬＵを通じて出力メモリへ送られて記憶される。
この結果、出力メモリと直結している出力部を通じて第１の制御弁３が作動し、ＯＮ状態すなわち弁を開放した状態となる。
【００７５】
本実施の形態Ａでは、上述したＰＣのプログラム実行動作に基づいてフローチャート図２が示す順序によって流動体の自動投入を行う。
最初に、第１の容器１に流動体を注入し、流動体の注入が終了するとＰＣはプログラムの実行を開始（Ｓ−１）して、第１の制御弁３を開く命令を出力し、この命令を受けて操作器３Ｂが弁３Ａを開き配管７内に流動体を注入する（Ｓ−２）。そして、ＰＣは、第１の制御弁３を開いてから所定時間経過するまで次の命令の実行を待機する（Ｓ−３）。この所定時間は、配管７の内部から空気を除去するためのものであり、数秒から数十秒の間で設定する。
【００７６】
次に、所定時間が経過した後に第１の検出器５から第１の容器１内に流動体有りの検出信号を受けると（Ｓ−４）、第２の制御弁４を開く命令を出力し、この命令を受けて操作器４Ｂが弁４Ａを開き第２の容器２内へ流動体を投入する（Ｓ−５）。
【００７７】
続いて、ＰＣは、第２の容器２への投入を開始してから所定時間経過後に第１の検出器５から第１の容器１内に流動体無しの検出信号を受けると、この信号を受けてからさらに所定時間経過後に第２の制御弁４を閉じる命令を出力し、この命令を受けて操作器４Ｂが第２の弁４Ａを閉じ投入を一時停止する（Ｓ−６）。この信号を受けてからの所定時間は、配管７を流れる流動体が第２の容器２へ流入するまでの時間で、数秒の間で設定する。
【００７８】
次に、第２の制御弁４を閉じてから所定時間経過するまで次の命令の実行を待機し、所定時間が経過した後に第２の検出器６が流動体有りを検出すると（Ｓ−７）この検出信号を受けて再び第２の制御弁４を開く命令を操作器４Ｂに出力し、この命令を受けて弁４Ａを開き投入を開始する（Ｓ−８）。この所定時間は、第１の容器１の底部及び内壁また配管７の内壁に残留する流動体が徐々に第２の制御弁４まで流入する時間で、数秒の間で設定する。
【００７９】
続いて、第２の制御弁４を開いてから所定時間経過後に再度第２の制御弁４を閉じる命令を操作器４Ｂに出力し、この命令を受けて再び弁４Ａを閉じる（Ｓ−９）。この所定時間は、第２の制御弁４まで流入した流動体が第２の容器２へ流入するまでの時間で、数秒の間で設定する。
【００８０】
そして、第２の制御弁４を閉じてから所定時間経過するまで次の命令の実行を待機し、所定時間が経過した後に第２の検出器６が再度流動体有りを検出すると、この検出信号を受けて再び第２の制御弁４を開く命令を操作器４Ｂに出力し、この命令を受けて弁４Ａを開き投入を再開する（Ｓ−８）。
【００８１】
さらに、第２の制御弁４を開いてから所定時間経過後に再度第２の制御弁４を閉じる命令を操作器４Ｂに出力し、この命令を受けて再び弁４Ａを閉じる（Ｓ−９）。
【００８２】
これらの操作を複数回繰り返して行い、最後に第２の検出器６が流動体無しを検出すると（Ｓ−７）、この検出信号を受けてＰＣは、第１及び第２の制御弁３，４の両者を閉じる命令を操作器３Ｂ，４Ｂ出力し、この命令を受けて弁３Ａ，４Ａを閉じ（Ｓ−１０）流動体の投入を終了する（Ｓ−１１）。
【００８３】
一方、Ｓ−４に戻ってこの第１の検出器５から第１の容器１内に流動体無しの検出信号を受けた場合は（Ｓ−４）、投入を行わずにここで処理を終了する（Ｓ−１１）。
【００８４】
このように本実施の形態Ａによれば、制御弁４の開閉を所定時間毎に複数回繰り返すことで困難な閉時間を設定することなしに、流動体を確実に投入することができる。
（実施の形態Ｂ）
（１）次に、本発明に係る実施の形態Ｂの流動体自動投入装置及び流動体自動投入方法を図３〜４に基づいて説明する。
【００８５】
この実施の形態Ｂの概略は、図３が示すように流動体を撹拌器３２で混練しつつ溶解する溶解釜２１と、この溶解釜２１で溶解した流動体を撹拌器３３で撹拌しつつ乳化する真空乳化釜２２と、この溶解釜２１の流出口と前記真空釜２３の流入口を連結する配管３４から構成している。
【００８６】
さらに、この溶解釜２１の流出口部に配置した第１の開閉弁２３と、真空乳化釜２２の流入口部に配置した第２の開閉弁２４と、この溶解釜の内部に配置した第１のセンサ２５と、前記配管３４の内部に配置した第２のセンサ２６と、これらセンサ２５，２６からの信号を受けて第１の開閉弁２３と第２の開閉弁２４の開閉操作を制御する制御装置３０とから構成している。
【００８７】
そして、センサ２５，２６としては、圧力センサを使用し、溶解釜２１及び配管２２中に残留する流動体を流体圧として検出する。なお、開閉弁２３，２４は、電磁式開閉弁を使用し、これらの開閉弁２３，２４は、電気駆動部２７，２８によって開閉する。また、制御装置３０は、電子式調節器を用い、この電子式調節器は、ＰＣを内蔵している。
【００８８】
次に、真空乳化釜２２の内部を真空にする装置は、真空ポンプ２９等を使用している。すなわち、第２の容器２２内の真空状態を利用するとともに、第１の容器２１を第２の容器２２よりも高所に配置してこの位置エネルギを利用し、第１の容器２１から第２の容器２２へと流動体を吸い込むようにしている。
【００８９】
また、溶解釜及び真空乳化釜２２の混練、撹拌を行う撹拌器３２，３３の駆動は、これら撹拌器３２，３３に設けたモータ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃによって行う。
（２）次に、図４のタイムチャートに基づいて実施の形態Ｂに係る流動体自動投入方法を説明する。
【００９０】
最初に溶解釜２１に流動体が充填され溶解釜２１内部に配置した圧力センサ２５が流動体有り２５Ｙを検出すると、この検出信号を受けて制御装置３０は、第１の開閉弁２３を開弁２３Ｏし配管３４内に流動体を注入する。続いて、第１の開閉弁２３を開弁２３Ｏしてから３０秒間（ｔ０〜ｔ１）待機する。これは、配管３４内に残留する空気を除去するためである。
【００９１】
次に、３０秒間（ｔ０〜ｔ１）経過した後に第１の圧力センサ２５が再度流動体有り２５Ｙを検出すると、この検出信号を受けた制御装置３０は、第２の開閉弁２４を開弁２４Ｏして真空乳化釜２２へ流動体を投入する。
【００９２】
そして、一定時間経過後（ｔ１〜ｔ２）、第１の圧力センサ２５が溶解釜２１の内部に流動体無し２５Ｎを検出すると、この検出信号を受けた制御装置３０は、信号を受けてから５秒（ｔ２〜ｔ３）経過した後に第２の開閉弁２４を閉弁２４Ｃして投入を停止する。
【００９３】
次に、第２の開閉弁２４を閉弁２４Ｏしてから５秒後（ｔ３〜ｔ４）に再び第２の圧力センサ２６が流動体有り２６Ｙを検出すると、この検出信号を受けた制御装置３０は、第２の開閉弁２４を開弁２４Ｏして投入を開始する。続いて、第２の開閉弁２４を開弁２４Ｏしてから５秒後（ｔ４〜ｔ５）にこの第２の開閉弁２４を再度閉弁２４Ｃする。
【００９４】
さらに、第２の開閉弁２４を閉弁２４Ｃしてから５秒後（ｔ５〜ｔ６）に再び第２の圧力センサ２６が流動体有り２６Ｙを検出すると、この検出信号を受けた制御装置３０は、第２の開閉弁２４を開弁２４Ｏして投入を再開する。
【００９５】
このように、第２の圧力センサ２６が流動体無し２６Ｎを検出するまで制御装置３０は、第２の開閉弁２４を開弁２４Ｏし、開弁２４Ｏしてから５秒後に第２の開閉弁２４を閉弁２４Ｃするという開閉操作を５秒間隔（ｔ６〜ｔ１３）で繰り返す。
【００９６】
そして、最後に第２の開閉弁２４を閉弁２４Ｏしてから５秒後（ｔ１３〜ｔ１４）に第２の圧力センサ２６が流動体無し２６Ｎを検出すると第１の開閉弁２３及び第２の開閉弁２４をそれぞれ閉弁２３Ｃ，２４Ｃして投入を終了する。
【００９７】
すなわち、本実施の形態Ｂでは、圧力センサ２６が５回の流動体有り２６Ｙを検出し、第２の開閉弁２４の開閉操作を５回繰り返したことになる。
本実施の形態Ｂによれば、困難な閉時間をあらかじめ設定することなしに溶解釜２１及び配管３４の内部に残留する流動体の全てを確実に真空乳化釜２２に投入することができる。
【００９８】
また、真空乳化釜２２に空気等の気体を流入させることなく第１及び第２の制御弁を閉じることができる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明によれば、あらかじめ時間を設定しなくても流動体の自動投入が可能であり、第１の容器及び配管中に流動体を残留させることなく所期した割合で流動体を第２の容器に投入し製品を製造することができる。
【０１００】
また、自動投入に手間を必要とせず、投入テストをわざわざ行う必要もないので流動体からなる原材料と時間の無駄を省くことができる。
さらに、第２の容器が真空釜である場合は、真空釜に空気等の気体を流入させないで流動体の自動投入を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態Ａに係る自動投入装置の構成図
【図２】本実施の形態Ａに係る自動投入方法のフローチャート図
【図３】本実施の形態Ｂに係る自動投入装置の構成図
【図４】本実施の形態Ｂに係る自動投入方法のタイムチャート図
【図５】従来の自動投入装置の構成図
【図６】従来の自動投入方法のタイムチャート図
【符号の説明】
１  ・・・第１の容器
２  ・・・第２の容器
３  ・・・第１の制御弁
４  ・・・第２の制御弁
５  ・・・第１の検出器
６  ・・・第２の検出器
７  ・・・配管
８  ・・・制御装置
２１  ・・・溶解釜
２２  ・・・真空乳化装置
２３  ・・・第１の開閉弁
２４  ・・・第２の開閉弁
２５  ・・・第１の圧力センサ
２６  ・・・第２の圧力センサ
２７  ・・・第１の操作器
２８  ・・・第２の操作器
５０  ・・・第１の容器
５１  ・・・第２の容器
５２  ・・・第１の開閉弁
５３  ・・・第２の開閉弁
５４  ・・・検出器
５５  ・・・制御装置
５６  ・・・操作器
【図１】
0003811239.tif 000002
【図２】
0003811239.tif 000003
【図３】
0003811239.tif 000004
【図４】
0003811239.tif 000005
【図５】
0003811239.tif 000006
【図６】
0003811239.tif 000007