JPH0512236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は容器充填装置に関する。

(ロ) 従来の技術 液弁に対し同時に制御桿として作用する戻りガ
ス管の上端に配置された制御子の上向運動により
まず液弁がフリーになり、これにより容器内と貯
槽内との圧力が同一になつてばねにより液弁が自
動的に開放するように液弁とガス弁との制御装置
が形成され、この制御装置は充填機構に押付けら
れた容器の前加圧と、充填中容器から排出される
ガスの戻りとを制御するような容器充填装置は既
知である（ドイツ公開公報DE−OS第1432409
号）。制御子をさらに上昇させるかまたは液弁が
まだ閉止している間に切換子が上昇運動を始める
とガス弁が先に強制的に開放される。逆に切換子
の下降運動によりまずガス弁が次に液弁が強制的
に閉止される。この既知の容器充填装置において
は液弁の強制閉止とガス弁の強制開放保持とを同
時に行なうことは可能ではない。充填過程の最終
段階でガス源に通ずる導管内の遮断弁を短時間に
開放して容器から排除すべき液ないし圧縮ガスを
逆流させるために、既知の容器充填装置ではガス
弁の弁体にばね負荷の逆止弁を設け、この逆止弁
が容器内ないし戻りガス管内の一定の過圧により
貯槽内部へ自動的に通路を開くことになる。

この既知の容器充填装置においては、閉そく位
置を形成する逆止弁を確実に開放するために、ガ
ス源の圧力は貯槽内圧力より十分大きくなければ
ならない。従つて、遮断弁を開いたときに発生す
る圧力衝撃が容器内および貯槽内の液をかなり乱
すことになる。これは充填すべき液の種類によつ
ては例えば酸素の取込みや炭酸ガスの巻込みとい
う種々の不都合の原因となりうる。更に、戻りガ
ス管の切り口ないしは端縁の下の液面から多少多
目の液量が戻りガス管内を通つて貯槽内へ奪い去
られるので圧縮ガスの吹込みの第１の目的である
正確な充填高さの達成は不完全とならざるを得な
い。

前述の容器充填装置と実質的にただ逆止弁の構
造だけが異なる同様構造の他の既知の容器充填装
置の場合も不完全さの点では同様である（ドイツ
公開公報DE−OS第1607995号、米国特許公報US
−PS第3209794号）。

最後に、戻りガス管の上端に坐してボンネツト
状弁体を有するガス弁が充填中に容器から排出す
る圧縮ガスの流量だけを制御し、容器の前加圧に
は他の別個の制御弁が存在するような容器充填装
置も既知である（米国特許公報EUS−PS第
2617575号）。貯槽と容器の間の圧力均衝時に液弁
がばねにより自動的に開放するときはいつもガス
弁が開放するように戻りガス管上のガス弁は強制
閉止液弁と連動している。液弁の強制閉止のとき
のガス弁の閉止はボンネツト状の弁体の自重だけ
で行われる。従つてガス弁は強制的に閉止ないし
閉止保持がなされない。充填の最終段階で戻りガ
ス管内の切り口より上の液を排出するために容器
内に圧縮ガスを吹込むときガス弁はむしろ同時に
逆止弁として作動する。従つてこの既知の容器充
填装置も前述の容器充填装置と同様な不都合を呈
する。

(ハ) 発明が解決しようとする課題 本発明は、上記の如き装置において液およびガ
スの排出のときに必要な貯槽とガス源との間の差
圧を実質的に低下させて容器に導入されたガスの
圧力で押し開くような逆止弁を必要とせず、容器
からの排出液を緩やかに排出させるような容器充
填装置を提供することを目的とする。

(ニ) 課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明は、ガス圧がか
けられた液貯槽と少なくとも一個の充填機構とを
有し、充填機構は液弁により閉止可能な出口と、
ガス弁により閉止可能な戻りガス管と、出口を前
記液貯槽のガス圧よりも高い圧力の圧縮ガス源に
接続しかつ遮断弁で閉止可能な導管とを有し、充
填過程の終りの際に液弁が強制閉止されて遮断弁
が短時間開放されると、戻りガス管の切り口より
も上にある液が前記容器から戻りガス管を通過し
て液貯槽内へ排除して戻される如き容器充填装置
において、前記容器充填装置は、液弁の強制閉止
とガス弁の強制的な開放ないしは開放保持とが同
時に実行可能であるように、液弁を閉止しかつガ
ス弁を閉止する共通の制御装置を有し、前記制御
装置は、液弁の弁体を担持する戻りガス管の上端
部に沿つて可動に配置されていてガス弁の弁体を
担持する制御子と、制御子の下方で戻りガス管に
沿つて可動に配置され前記制御子と協働するスト
ツパと、ストツパの下方で戻りガス管に沿つて配
置され前記ストツパを支持する圧縮ばねと、戻り
ガス管に設けられていて前記ストツパの上部終端
位置を前記戻りガス管に固定する少なくとも一個
の突起と、ガス弁の弁体に沿つて配置され、前記
弁体をガス弁の弁座に向けて付勢する圧縮ばね
と、を備えて成り、ガス弁がまだ開放していると
き液弁の弁体を制御子及びストツパ及び圧縮ばね
を介して弁座に押圧することができ、そしてガス
弁を閉止するのに必要な制御子の追加の下降移動
が圧縮ばねで受け止められ、かつガス弁の弁体を
弁座に押付けるとき圧縮ばねが制御子を介して圧
縮されるように構成されている。

(ホ) 作用 上記構成において、充填過程の終りの際に制御
子はストツパ及び圧縮ばねを介して戻りガス管を
押付け液弁の弁体を下方へ弁座へ押付ける。同時
にガス弁弁体も下降されて弁座に接近するが弁座
には押付けられず、従つてガス弁は強制的に開放
状態にある。この段階で遮断弁が短時間開放され
ると圧縮ガス源からの圧力により容器内の戻りガ
ス管の切り口よりも上にある液が容器から戻りガ
ス管を通過して液貯槽内へ排除される。その後遮
断弁が閉止されて制御子がさらに下降することに
よりガス弁が閉止され、充填が完了する。

(ヘ) 実施例 本発明の実施例を以下に図で説明する。

第１図ないし第３図に示す容器充填装置は例え
ばワインのように酸素に感じ易い飲料を大気圧以
上の背圧の下でびん１に充填するためのものであ
る。この装置は垂直中心軸の囲りに回転可能な回
転対称な液貯槽２を具備している。液貯槽２内に
は貯液とその上を被覆する特に炭酸ガスのような
クツシヨンガスが存在し、この場合液貯槽２内の
液面高さと大気圧以上の圧力とは図示されていな
い通常の装置で一定に保持される。液貯槽２の周
囲には複数個の充填機構３が配置され、図ではそ
のうちの１個のみが示されている。各充填機構３
に対しこれと共に回転する図示されてない押上げ
機構が設けられ、これにより充填機構３内で上下
方向に移動可能に取付けられた心出しキヤツプ４
に接続して容器（以下びんと呼ぶ）１を充填機構
３へガスおよび液に対し密封状態にて押付けるこ
とが可能である。

各充填機構３にはブロツク５が設けられ、ブロ
ツク５は液貯槽２の下部の底部開口付近に取付け
られている。ブロツク５内で底部開口に接続する
液の出口６にはくびれ部７が加工されている。こ
のくびれ部７は液弁の弁体８の弁座として働き液
弁の弁体８と協働して液弁を形成する。液弁の弁
体８は垂直な戻りガス管９に取付けられ、戻りガ
ス管９は出口６内に取付けられた軸受ブツシユ１
０を介して出口６に対し上下移動が可能なように
それと同心に配置されているが、戻りガス管９の
下部の交換可能端縁部品は出口６を貫通し、充填
機構３に押付けられたびん１内に伸長している。
下部開口１１すなわち戻りガス管９の切り口は充
填高さを決定し、上部開口１２は液貯槽２内の液
面の上方に存在してガス弁の弁体１３の弁座とし
て形成されている。

ガス弁の弁体１３は戻りガス管９と同心に設け
られブツシング１４内で上下可動に配置されてい
るが、ブツシング１４とガス弁の弁体１３との間
には圧縮ばね１５が挿入されている。この圧縮ば
ね１５はガス弁の弁体１３を開口１２上へ下方に
押し付けている。この場合ブツシング１４に対す
るガス弁の弁体１３の相対最下位置はストツパプ
レート１６で固定される。ブツシング内のガス弁
の弁体１３を圧縮ばね１５と組合わせて上下移動
可能に取付けているのは、開口１２とガス弁の弁
体１３とで形成されるガス弁を強制的に閉止する
とき高さの誤差があつてもそれを補償して如何な
る場合でも十分な閉止力を保証することを目的と
している。

一方ブツシング１４はガス弁１２，１３および
圧縮ばね１５と共に、圧縮ガスが通過する側部開
口３６を有する管状の制御子１７内で上下可動に
取付けられ、この制御子１７は戻りガス管９の上
端部と移動可能に係合しその上部開口１２を包囲
している。ブツシング１４の下面と戻りガス管９
の上面との間に比較的弱い圧縮ばね１８が挿入さ
れ、従つてこの圧縮ばね１８はブツシング１４を
上方に押し付けている。この場合ブツシング１４
の制御子１７に対する相対最上終端位置はブツシ
ング１４下端のリング状ストツパで決定される。
制御機構１７によるガス弁１２，１３の通常の強
制制御においては、ブツシング１４が常に制御子
１７に衝突しているときだけ圧縮ばね１８が関与
している。しかしながら例えば、ガス弁１２，１
３を強制的に開放して充填中にびんが破損した場
合は、圧縮ばね１８の力に逆つて突然流出する圧
縮ガスによりガス弁の弁体１３が同伴され従つて
ガス弁は自動的に閉止する。この場合また純粋な
安全装置も必要である。

制御子１７の下方には戻りガス管９上に管状ス
トツパ１９が軸方向可動に取付けられている。戻
りガス管９に対するこのストツパ１９の上部終端
位置は戻りガス管９の周囲に形成された突起２０
で固定される。ストツパ１９と戻りガス管９のず
つと下方に形成されている段付部との間に圧縮ば
ね２１が挿入され、この圧縮ばね２１は従つてス
トツパ１９を突起２０に押付けている。ストツパ
１９には更に別の圧縮ばね２２が係合し、この圧
縮ばね２２は一方がずつと下方の戻りガス管９の
軸受ブツシユ１０内に形成されているノーズ２３
上に支持されている。圧縮ばね２２は従つてスト
ツパ１９と、突起２０と、制御桿として作用する
戻りガス管９とを介して液弁の弁体８をその弁座
７から持ち上げて液弁７，８を開放しようとす
る。

制御子１７は一方でこれに担持されるガス弁の
弁体１３の高さ位置を制御する。他方でこの制御
子１７はその下面を介して、その到達範囲内にあ
る戻りガス管９の突起２０を直接作動するか又は
ストツパ１９と圧縮ばね２１との中間接続部を介
して液弁の弁体８を作動する。制御子１７の高さ
位置自体は唯一の作動装置２４で決定される。こ
の作動装置２４は、液貯槽２の側壁内に取付けら
れ且つガスタイトで自緊的に配置された制御軸２
６を有するブツシユ２５を具備している。液貯槽
２内に存在する制御軸２６の端部に接続フオーク
２７が取付けられ、この接続フオーク２７は制御
子１７の上端部に形成されているリング溝と係合
する。液貯槽２の外部に存在する制御軸２６、端
部にはローラてこ２８が取付けられている。この
ローラてこ２８は液貯槽２が回転するとき図示さ
れてない位置固定の制御架台またはカム部材によ
り揺動されるが、ブツシユ２５と制御軸２６との
間の自緊作用によりその位置に固定される。

充填機構３のブロツク５内ならびにそれに接続
される管部材２９内に導管３０が形成され、この
導管３０は一方は出口６内の弁座７の下方に、他
方はリング室３１に合流している。リング室３１
は液貯槽２に取付けられ、且つ加圧された炭酸ガ
スで充満されている。導管３０内には、ブロツク
５内で移動可能に設けられたラム３２とラム３２
の弁体に協働する円錐弁座３３とを有する遮断弁
が挿入されている。ラム３２の弁体は圧縮ばね３
４で弁座３３に押し付けられ、従つて遮断弁３
２，３３は通常は閉止している。液貯槽２が回転
するとき回転軌道のある所定の位置でラム３２は
位置固定のカム軌道３５により短時間ブロツク５
内に押し込められ、このとき弁体は弁座３３から
離れ、炭酸ガスが圧縮ガス源（以下リング室と呼
ぶ）３１から出口６ないし充填機構３に押し付け
られたびん１内へ流入可能である。

前述の容器充填装置の機能を以下に説明する。
この場合まず、液貯槽２は所定高さまで充填液を
貯めてその上に約２バールの圧力の炭酸ガスを充
満し、リング室３１には約2.1バールの圧力の炭
酸ガスを充満することから出発する。びんが存在
しない液貯槽２の回転範囲においては制御子１７
は作動装置２４によりその最下位置に保持される
（第３図）。このとき制御子１７はその下面とリン
グ状突起２０とを介して戻りガス管９を下方に押
し付け、これにより液弁の弁体８はその弁座７に
しつかりと押し付けられ、従つて液弁７，８は強
制的に閉止位置に保持される。同時に制御子１７
によりガス弁の弁体１３はブツシング１４と圧縮
ばね１５とによりその弁座１２にしつかりと押付
けられ、従つてガス弁１２，１３は強制的に閉止
位置に保持される。

びん１が図示されてない押上げ機構により心出
しキヤツプ４に中間接続されて耐ガスまたは耐液
的に充填機構３に押付けられると、制御子１７は
作動装置２４によりその最上終端位置に持上げら
れそこに固定される（第２図）。このときガス弁
の弁体１３はブツシング１４とストツパプレート
１６とを介してその弁座１２から持上げられ、従
つてガス弁１２，１３は強制的に開放される。弁
の開放は液貯槽２内およびリング室３１内の圧力
値とは無関係に実行される。同時に制御子１７の
下面は突起２０およびストツパ１９から持上が
り、ストツパ１９は圧縮ばね２１により突起２０
に押付けられる。従つて、戻りガス管９はフリー
になる。しかしながら、ガス弁１２，１３と戻り
ガス管９とを介して液貯槽２からびん１に流入す
る炭酸ガスにより液貯槽２とびん１との間の圧力
が均衡するまでは、戻りガス管９は液貯槽２内の
過圧の影響でなおその下方終端位置のまま液弁
７，８を閉止位置に保持している。その後戻りガ
ス管９は相応の強度を有する圧縮ばね２２により
ストツパ１９および突起２０を介して持上げら
れ、従つて液弁７，８は自動的に開放される。こ
の過程では圧縮ばね２１は関与していない。戻り
ガス管９の上方終端位置は例えばストツパとして
作用する軸受ブツシユ１０の下面が液弁の弁体８
と協働することにより決定される。

ここで液は液貯槽２から、その底部開口と、開
放された液弁７，８と、出口６と、を通過してび
ん１内に流入するが、ここで圧縮ガスは戻りガス
管９を通過して再び液貯槽２へ逆流する。この過
程は、液がびん１内で戻りガス管９の切り口１１
の高さに到達してこの口を閉止すると自動的に停
止する。圧縮ガスが出口６を通つて液貯槽２内へ
泡立ちをしながらしばらく逆流して、その後大体
充填高さが決定されるが、この充填高さは戻りガ
ス管９内の切り口１１の高さより多少高いところ
に存在する。

本来の充填過程が終了すると制御子１７は作動
装置２４によりその中間位置にもたらされてそこ
に固定される（第１図）。ここで制御子１７はそ
の下面と、ストツパ１９と、圧縮ばね２１と、を
介して戻りガス管９を押付け、これにより液弁の
弁体８を下方へ弁座７に押付ける。従つて液弁
７，８は強制的に閉止される。同時にガス弁の弁
体１３は一緒に下降されてその弁座１２にやや接
近はするが弁座にはまだ押付けられてはいない。
従つてガス弁１２，１３は強制的に開放位置を保
持している。液弁７，８は強制的に閉止されガス
弁１２，１３は強制的に開放されたこの段階で遮
断弁３２，３３がカム軌道３５により短時間開放
される。このとき0.1バールの過圧を有してリン
グ室３１から導管３０を介して出口６ないしびん
１内へ静かに流入する炭酸ガスは、切り口１１上
に存在する液をこの切り口と、戻りガス管９と、
強制的に開放されているガス弁１２，１３と、を
介して液貯槽２へ押戻される。液とそのあとから
排出される炭酸ガスとはこのとき絞られることな
く通過し、開放されたガス弁１２，１３から液貯
槽２へゆつくり排出される。

遮断弁３２，３３が閉止されたあと制御子１７
は作動装置２４により中央位置（第１図）からそ
の下方終端位置（第３図）へ下降されそこに固定
される。このときブツシング１４と圧縮ばね１５
とを介してガス弁の弁体１３はその弁座１２にし
つかりと押付けられ、従つてガス弁１２，１３は
強制的に閉止される。ここで図示されてない逃が
し弁を介して正確に充填されたびん１内の圧力は
大気圧に低下されてびん１は充填機構３から引離
される。

(ト) 発明の効果 本発明は上述の通り、遮断弁が開放している
間、ガス弁を強制的に開放するようにしかつ液貯
槽内のガス圧と圧縮ガス源とのわずかな差により
容器内の切り口上に存在する液をゆつくり液貯槽
へ排出するようにしたため、この緩やかな液面調
整により容器及び貯槽内の液面揺動や切り口の下
方液面からの顕著な液の同伴も生じることがな
い。従つて、容器の所定の液面高さが正確に保持
される。圧縮ガスの消費量もまたそれに対応して
少なく、このことは炭酸ガスのような不活性ガス
を使用するときは特に有利である。また、従来の
容器充填装置における逆子弁がなく従つて、それ
に対して消費される分もまた減少させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は「充填高さ調整」位置にある容器充填
装置の垂直部分断面図、第２図は「充填」位置に
ある容器充填装置の垂直部分断面図、第３図は
「完全閉止」位置にある第１図の容器充填装置の
垂直部分断面図である。 １……容器（びん）、２……液貯槽、３……充
填機構、６……出口、７，８……液弁、９……戻
りガス管、１２，１３……ガス弁、１４……ブツ
シング、１５，１８，２１，２２……圧縮ばね、
１７……制御子、１９……ストツパ、２０……突
起、３０……導管、３１……圧縮ガス源、３２，
３３……遮断弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス圧がかけられた液貯槽と少なくとも一個
   の充填機構とを有し、充填機構は液弁により閉止
   可能な出口と、ガス弁により閉止可能な戻りガス
   管と、出口を前記液貯槽のガス圧よりも高い圧力
   の圧縮ガス源に接続しかつ遮断弁で閉止可能な導
   管とを有し、充填過程の終りの際に液弁が強制閉
   止されて遮断弁が短時間開放されると、戻りガス
   管の切り口よりも上にある液が前記容器から戻り
   ガス管を通過して液貯槽内へ排除して戻される如
   き容器充填装置において、 前記容器充填装置は、液弁７，８の強制閉止と
   ガス弁１２，１３の強制的な開放ないしは開放保
   持とが同時に実行可能であるように、液弁を閉止
   しかつガス弁を閉止する共通の制御装置を有し、
   前記制御装置は、 液弁の弁体８を担持する戻りガス管９の上端部
   に沿つて可動に配置されていてガス弁の弁体１３
   を担持する制御子１７と、 制御子１７の下方で戻りガス管９に沿つて可動
   に配置され前記制御子と協働するストツパ１９
   と、 ストツパ１９の下方で戻りガス管９に沿つて配
   置され前記ストツパを支持する圧縮ばね２１と、 戻りガス管９に設けられていて前記ストツパの
   上部終端位置を前記戻りガス管に固定する少なく
   とも一個の突起２０と、 ガス弁の弁体１３に沿つて配置され、前記弁体
   １３をガス弁の弁座１２に向けて付勢する圧縮ば
   ね１５と、 を備えて成り、ガス弁１２，１３がまだ開放して
   いるとき液弁の弁体８を制御子１７及びストツパ
   １９及び圧縮ばね２１を介して弁座７に押圧する
   ことができ、そしてガス弁１２，１３を閉止する
   のに必要な制御子１７の追加の下降移動が圧縮ば
   ね２１で受け止められ、かつガス弁の弁体１３を
   弁座１２に押付けるとき圧縮ばね１５が制御子１
   ７を介して圧縮されるように構成したことを特徴
   とする容器充填装置。 ２ 制御子１７内にガス弁の弁体１３を担持する
   ブツシング１４が移動可能に配置され、ブツシン
   グ１４は圧縮ばね１８により戻りガス管９ないし
   ガス弁の弁座１２上に支持され、ここで圧縮ばね
   １８の強さは、例えば容器が破損して圧縮ガスが
   ガス弁１２，１３を通して自由に排出したときガ
   ス弁１２，１３が自動閉止するように決定されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の容器充填装置。