JPH0672402A - 充填材料を容器へ導入する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速容器充填において計量チャンバに充填材
料を的確に供給する。 【構成】 搬送流体で充填材料を供給するサブシステム
２５は流れを２つに分ける分流サブシステム２７に充填
材料を送り込む。２つの別々の流れは、回転する濃縮サ
ブシステム２９に向かい充填材料から搬送流体が分離さ
れて、充填材料は圧縮される。充填材料はさらにテーパ
サブシステム３３とドレンサブシステム３５で圧縮を受
け水抜きされる。充填材料はドレンサブシステム３５か
ら計量チャンバ３４に配分され、複合刃のナイフプレー
ト３７により２方向から切込みを重複させて切断する。
装置は、調整した重量または分量の充填材料を高速で計
量チャンバ３９へ導入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容器充填機構、特に所定
容積または均一重量の充填材料を容器へ導入する機構に
係わる。

【０００２】

【従来の技術】広汎な消費者に販売するため大量の物質
を容器に配分充填しなければならない場合が多い。例え
ば、魚肉加工の分野では頭、ひれ、尾を除いた部分を缶
詰にして販売することが多く、このような処理によって
貯蔵期間が比較的長い手頃なサイズの製品が得られる。
政府の規制が製品の実重量と表示重量との許容最大偏差
を定めているから、それぞれの缶に許容最少重量の魚肉
が挿入されていなければならない。この分野で比較的大
容積の缶詰が製造される場合、許容最少限に対して僅か
でも容器重量が大きくなることは好ましくない。即ち、
製造の過程でこのような重量変動が累積すると加工業者
にとって少なからぬ原料コストの増大となる。

【０００３】“オーバーウエイト”缶詰の製造に伴なう
原料コスト増のほかに、従来の容器充填システムに典型
的な問題として加工速度に関連する幾つかの非能率性が
ある。例えば、もし缶に導入される最初の魚肉部分が政
府規制に適合するレベル以下であれば、規定重量にする
ための補足作業が必要になる。この作業は特に充填され
た缶の重量の大きいパーセントを修正しなければならな
い場合多大の時間のコストを必要とする。もう１つの非
能率は容器充填システムが例えば種々の逐次作業を行な
うのに必要な時間にバラツキがあるために起こる固有の
遅延に遭遇することに起因する。当然のことながら、数
百万個の容器を充填しなければならない場合、１個の容
器の加工に要する時間に僅かの遅れが生じても全体とし
て大きい非能率となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べた非能率に
比較すれば加工業界にとって余り直接的な影響ではない
かも知れないが、中身の体裁が個々の容器によって著し
く異なる場合がある。例えば、従来の設備で魚肉を缶詰
にする場合、大きい不体裁な皮が缶を開けた時、中身の
頂面に露出したままとなっていることがある。また、肉
の配向またはきめの方向が同一の缶の範囲内で著しく異
なり、ほぼ均一な単一の肉片であるというイメージを欠
くことがある。

【０００５】さらに、缶のフランジ付近にたまたま皮や
骨が存在すると缶を正しくシールすることを不可能にす
るおそれがある。その結果としてシームに欠陥を生ずる
と缶の内部を真空に保てなくなり、結局は中身を腐敗さ
せることになる。このような腐敗によって健康が脅かさ
れるから、製造のたとえ僅かのパーセントでもシーム欠
陥のあるものが混ざることも回避しなければならない。
このような問題に鑑み、中身の重量及び容積を正確に、
しかも体裁よく、かつ安全に充填する高速容器充填シス
テムの製造が望まれて来た。

【０００６】この需要に答え、本願発明の出願人は米国
特許第 4,893,660号に開示されている容器充填システム
を開発した。無定形充填材料を容器に導入するように上
記特許のシステムに改良を加えたシステムが米国特許第
4,961,446号に開示されている。これらのシステムは公
知のシステムに比較すれば所要の高速容器充填を可能に
したが、その設計の思想を完全に活用できず、公知装置
の問題点を完全に克服するには至らなかった。従って、
正確な重量及び容積の材料を高速で容器に充填するため
従来の問題点をすべて解決するシステムへの需要は依然
として残されたままである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は米国特許第 4,8
93,660号及び第4,961,446 号に開示された容器充填シス
テムの改良である。この改良は計量チャンバへ充填材料
を導入するのに利用されるシステムに係わり、このシス
テムは計量チャンバへ容易かつ確実に放出できる均等に
圧縮された形で充填材料を供給する。

【０００８】本発明の装置は搬送流体に混入された充填
材料を少なくとも２つの別々の流れに分ける回転分流サ
ブシステムを含む。この２つの流れは充填材料を搬送流
体から分離し、圧縮する回転濃縮サブシステムへ供給さ
れる。濃縮サブシステムは細長い外管内に配置された細
長い内管を含み、内管は分流サブシステムから充填材料
及び搬送流体を供給される第１端と、内管から充填材料
を放出する第２端を含む。内端はまた充填材料を内管か
ら逃がすための開口部をも含む。搬送流体は内管と外管
の間の空間に集められる。

【０００９】本発明は充填材料を搬送流体中に導入する
ための供給サブシステムにも係わり、この供給サブシス
テムは充填材料を蓄積するためのホッパと、選択的に搬
送流体中に充填材料を導入するための供給タンクと、ホ
ッパと供給タンクの間に設けたエアロックを含む。供給
タンクには充填材料を搬送流体中へ配量する可撓ロータ
を設ける。

【００１０】本発明は一部が計量チャンバへ導入されの
ち充填材料をスライスするナイフプレートにも係わる。
ナイフプレートは肉切り包丁のような形の長い外刃及び
短い内刃を含む。長い外刃と短い内刃は長い外刃による
切断が短い内刃による切断とオーバラップするように配
量する。

【００１１】本発明は容器へ放出される際に充填材料に
刻み目を形成するようにその内周にベントバーを含む計
量チャンバにも係わる。この刻み目は容器に充填される
過程で充填材料に残り、容器内の空気が充填材料が充填
されるに従って逃げるのを助ける。

【００１２】

【実施例】本発明の以上に述べた特徴及びこれに伴なう
利点は添付図面に沿った以下の詳細な説明から明らかに
なるであろう。

【００１３】以下に本発明の好ましい実施例を図面に沿
って説明するが、本発明の思想及び範囲を逸脱すること
なく多様な変更を加えることができる。

【００１４】本発明は米国特許第4,961,446 号及び第4,
893,660 号に開示されている容器充填システムの改良で
ある。２つの上記米国特許の開示内容は参考のため本願
明細書に組み込まれた。この改良は上記特許に開示され
ているシステムの計量チャンバへ充填材料を導入する装
置またはシステムに係わる。

【００１５】計量サブシステム、移送サブシステム、分
配サブシステム、同期駆動サブシステム及び容器送りサ
ブシステムは２つの上記特許における対応サブシステム
とほぼ同じであり、その動作態様もほぼ同じである。本
発明の内容を明確に開示するため、上記の２つの特許及
び本発明における計量、移送、分配、同期駆動及び容器
送りサブシステムの相違点を以下に説明する。後述する
本発明の一実施例と特許第4,961,446 号に開示されてい
る不定形材料供給に関する実施例との相違点の１つは計
量チャンバへ導入される際の充填材料の配向である。特
許第4,961,446号の装置では充填材料の配向はアットラ
ンダムであるのに対して本発明装置は計量チャンバへ導
入するため充填材料を１つの方向に整合させる。充填材
料が全サーモンである場合、容器をあけるとサーモンの
鮮かな断面が現われてサーモンの切身が１個だけ見える
ように充填材料を容器に導入する。理解し、比較し易い
ように米国特許第4,961,446 号に使用されている参照番
号にダッシュ（′）を付したものをそのまま上記サブシ
ステムの参照番号として使用する。

【００１６】本願の図３に示すように、充填材料は本発
明の材料供給システム１２から計量サブシステム１４′
へ供給される。連続回転パターンで動作する計量サブシ
ステム１４′は材料供給システム１２から供給される充
填材料のうちから正確に制御された重量及び容積を有す
る部分を形成し、このように計量された部分が移送サブ
システム１６′へ送られる。移送サブシステム１６′は
計量サブシステム１４′によって形成された充填材料を
放出サブシステム１８′へ移送する。連続回転する分配
サブシステム１８′は容器送りサブシステム２０′によ
って分配サブシステム１８′に送り込まれる容器１１
４′へ前記正確に計量された充填材料を分配する。上述
した種々のサブシステムが同期動作させるため、共通の
同期駆動サブシステムを設ける。各サブシステムの詳細
については米国特許第4,961,446 号の開示内容を参照さ
れたい。

【００１７】図１，図２及び図３から明らかなように、
本発明の改良点は搬送流体に同伴させた充填材料を計量
サブシステム１４′へ供給する材料供給システム１２に
係わる。材料供給システム１２は詳しくは後述する下記
サブシステムを含む。

【００１８】１．供給サブシステム２５ 供給サブシステム２５は搬送流体へ充填材料を配量す
る。

【００１９】２．分流サブシステム２７ 分流サブシステム２７は供給サブシステム２５から来る
充填材料及び搬送流体の流れを２つの別々の流れに分割
する。

【００２０】３．濃縮サブシステム２９ 濃縮サブシステム２９は充填材料を搬送流体から分離す
ることによって濃縮する。

【００２１】４．搬送流体回収システム３１ 搬送流体回収サブシステム３１は濃縮サブシステムにお
いて分離された搬送流体を回収し、これを供給サブシス
テム２５に戻す。

【００２２】５．テーパサブシステム３３ テーパサブシステム３３は濃縮サブシステム２９から供
給される充填材料を圧縮する。

【００２３】６．ドレンサブシステム３５ ドレンサブシステム３５はテーパサブシステム３３にお
いて圧縮された充填材料から残留する搬送流体を除去す
る。

【００２４】７．ナイフプレート３７ ナイフプレート３７は計量チャンバ３９へ分配される充
填材料を切断する。

【００２５】本発明による改良により、毎分当りでは従
来よりも多数の容器を充填することができる。特許第4,
961,446 号及び第4,893,660 号に開示されているシステ
ムでは、充填速度に加えて充填材料が止栓状となって容
器内の空気圧を増大させるという問題を生み、充填材料
の導入を困難にした。充填材料が止栓のように容器に導
入され、充填材料に下向きの圧力が加わると、閉じ込め
られた空気圧で充填材料を容器から“跳び出る現象”を
起し易い。詳しくは後述する本発明の計量チャンバ３９
によってこの問題が克服される。

【００２６】本発明による改良は計量チャンバ３９に導
入され、未だ圧力下にある状態で充填材料を切断する新
規のナイフプレートにも係わる。充填材料が全サーモン
である場合、圧力下に切断することによって皮や骨がナ
イフの刃に沿って垂直方向に移動して刃を早く摩耗させ
る現象を回避することができる。圧力下にサーモンを切
断すれば水平方向にスライスし、剪断することになり、
きれいな切断が得られ、刃の寿命が長くなる。従来は充
填材料に対する下向き圧力が切断ステップの完了までは
持続しなかった。圧力が持続しないのは切断の完了近く
になると充填材料の大部分が切断され、つながっている
部分が極めて小さくなるため充填材料に対する支持力が
失われるからである。本発明のナイフプレートは２つの
別々の刃によって２つのオーバラップした切身を形成す
ることによって公知ナイフの欠点を克服する。本発明で
は問題となる切身の最後の部分を本発明のナイフプレー
トの一方の刃で先ず切断し、残りの大部分を切断しない
ままとする。次いでこの問題の最終部分をナイフプレー
トの他方の刃によって行われるオーバラップする長いス
ライス動作によって必要以上に充分に切断する。

【００２７】本発明を理解し易くするため、本発明のシ
ステムを個々のサブシステムとの関連で説明してから、
システムの全体的な動作を説明する。

【００２８】図１から明らかなように、本発明の供給サ
ブシステム２５は開口頂部と円錐状底部を有する角形タ
ンクとして形成されたホッパ４１を含む。充填材料を投
入できるようにホッパ４１の頂部が開放されている。ホ
ッパ４１の円錐状底部には詳しくは後述する弁４３を設
けてある。ホッパ４１は収容している充填材料のレベル
を検知する（図示しない）センサをも含む。センサとし
ては機械的、電気的または光学的原理によるセンサが含
まれる。

【００２９】弁４３の作動によってホッパ４１の底部を
開閉することができる。弁４３はホッパ４１の下方に設
けたエアロック４５の一部でもある。エアロック４５を
構成する残りの部分は弁４３の下方の角形タンク４７及
びタンク４７の下方の空気弁４９である。

【００３０】下方弁４９の下方には開口頂部、閉鎖底
部、前後壁、及び左右側壁を有する角形の供給タンク５
１が配置されている。供給タンク５１の左右側壁は搬送
流体が供給タンク５１の底部を通過できるようにする開
口部を有する。供給タンク５１の底部の上方に可撓羽根
５５を有するロータ５３が設けられ、ロータ５３よりも
上方に位置する充填材料をタンク５１下部内の搬送流体
へ配量する。搬送流体は充填材料を伴なって左側壁開口
部から供給管５７へ流入する。供給タンク５１内の搬送
流体レベルをモニターするため（図示しない）、水位セ
ンサを設ける。タンク５１には充填材料レベルセンサ
（図示しない）をも設ける。

【００３１】供給タンク５１は加圧容器である。供給タ
ンク５１内に一定の圧力を維持するためには充填工程の
間、このタンクを周囲条件から隔離しなければならな
い。エアロック４５は以下に述べるように供給タンク５
１を周囲条件から遮断する。供給タンク５１に充填材料
が充満した状態では下方弁４９が閉じている。エアロッ
ク４７に充填材料を充填するためには上方空気弁４３を
開放する。ホッパ４１内の充填材料がエアロックタンク
４７に充填される。次いで、上方弁４３を閉じ、エアロ
ックタンクを供給タンク５１とほぼ同じ圧力まで加圧す
る。供給タンク５１に充填しなければならない場合には
下方空気弁４９を開放する。エアロックタンク４７の圧
力は供給タンク５１の圧力に等しいから、供給タンク５
１の圧力は維持される。

【００３２】図２から明らかなように、搬送流体及び充
填材料の供給管５７は詳しくは後述する分流サブシステ
ム２７と接続している。供給管５７はフレーム６１の頂
部の９０°エルボ５９と接続し、エルボ５９が充填材料
及び搬送流体の流動方向を水平方向から垂直方向に変え
る。供給管５７に取付けられている端部とは反対側のエ
ルボ５９の端部は図５に示す非可撓軸受管６３を含む。
軸受管６３は垂直方向に下方へ詳しくは後述する分流サ
ブシステム２７の入口付近にまで達している。軸受管６
３の端部には図５に示すデフレクタ６５を設けてあり、
これが軸受管６３を出る充填材料及び搬送流体の方向を
変える。

【００３３】計量サブシステム１４′の真上に分流サブ
システム２７、濃縮サブシステム２９、搬送流体回収サ
ブシステム３１、テーパサブシステム３３及びドレンサ
ブシステム３５が垂直に配列されている。これらのサブ
システムを一括して支持するるフレーム６１はこれらの
サブシステムのコンビネーションを囲む想像上の箱の四
隅に配置された４本の垂直ビーム６７を含む。ビーム６
７の頂部は矩形支持板６９を介して連結されている。矩
形支持板６９は固設されており、垂直方向に組合わせた
この回転コンビネーションの上部アンカーとして機能す
る。

【００３４】図４及び図５に示すように、支持板６９の
中心に孔７０があり、これを軸受管６３が貫通してい
る。図５は図４の５−５線における断面図である。５−
５線は孔７０を通過し、孔７０の中心における頂点と１
４０°の角度を形成する。上述したように、軸受管６３
は供給管５７から分流サブシステム２７へ充填材料及び
搬送流体を案内する細長い中空円筒体である。軸受管６
３は軸受管フランジ７１及びボルト７３によって支持板
６９に固定される。図示の実施例では、支持板６９は幅
が約２フィート（約61cm）、長さが約３フィート（約91
cm）であり、軸受管６３の外径は約3.5 インチ（約９c
m）である。

【００３５】支持板６９の下面にはトップリング７５が
固定されている。トップリング７５は図示実施例の場合
は高さが約1.5 インチ（約４cm）、内径が約１５インチ
（約38cm）、外径が約16.5インチ（約42cm）の環体であ
る。トップリング７５は孔７０と同心関係に配置され
る。トップリング７５は複数の等間隔ボルト孔７６を含
み、このボルト孔７６を介して支持板６９にボルト７７
を螺入することによりトップリング７５を支持板６９に
固定することができる。トップリング７５の上面は支持
板６９の下面と当接し、底面は詳しくは後述するトップ
ディスク７９と当接する。トップリング７５の上面と下
面はそれぞれシール８１を埋込むための狭い連続的な溝
を含む。これらの溝はボルト孔７６の内側に配置されて
いる。シール８１はトップリング７５を支持板６９及び
トップディスク７９にシールする。トップディスク７９
はトップリング７５の下面に固定されて支持板６９の下
面とトップディスク７９の上面の間にチャンバを形成す
る。図示実施例におけるトップディスク７９は中心に透
孔８０を有する円板である。図示実施例の場合、孔８０
の直径は約6.5 インチ（約16.5cm）であり、軸受管６３
がトップディスク７９を貫通できるための余地を提供す
る。トップディスク７９の頂部に、孔８０と心合わせし
て孔８０の直径よりも大きい直径を有する円形凹み８２
を形成してある。図示実施例の場合、凹み８２の直径は
約８インチ（約20cm）である。凹み８２はトップディス
ク７９の高さの約１／４だけトップディスク７９内に達
している。凹み８２は肩部を形成し、詳しくは後述する
位置ぎめリング８３がこの肩部に定着する。トップディ
スク７９は大小２つの円を画定するように配列されたボ
ルト孔を含む。一方の円を画定するボルト孔はトップデ
ィスク７９の周縁付近に位置し、トップリング７５及び
支持板６９のボルト孔７６と整合する。他方の円を画定
するボルト孔は凹み８２の周縁と孔８０の周縁との間の
肩部に位置する。トップディスク７９、トップリング７
５及び支持板６９にボルトを挿入してこの３つの素子を
一体的に固定する。

【００３６】位置ぎめリング８３はＤelrin （商品名）
のようなプラスチック材から加工形成する。位置ぎめリ
ング８３の中心に孔８４を形成する。孔８４の直径は位
置ぎめリング８３をトップディスク７９に固定する時孔
８４に挿通される軸受管６３の直径よりも大きい。孔８
４の直径は後述するロータ５３を孔８４に嵌着できるよ
うに設定する。位置ぎめリング８３の底部はトップディ
スク７９の小さい方の円を画定するボルト孔と整合する
円を画定するように配列された６個のねじ孔８６を含
む。位置ぎめリング８３の外径は円形凹み８２の直径よ
りもやや小さい。上述したように、組立てる際には位置
ぎめリング８３を円形凹み８２に着座させる。

【００３７】トップディスク７０の下面に孔８０内に心
立てしてシールホルダー８５を固定する。シールホルダ
ー８５は詳しくは後述するロータ部分集合体５３に２個
のシール８７を圧接保持する。シールホルダー８５はそ
の本体を貫通する中心孔８８を含む。中心孔８８を中心
として中心孔８８よりもやや大きい直径を有する円形凹
み９０を形成してある。凹み９０はシールホルダー８７
の高さの半分よりもやや深い。凹み９０の底には形成さ
れる肩部がシール８７を支持する。シール８７とシール
８７の間にブッシング９２を介在させる。ブッシング９
２の内径はロータ部分集合体５３の外径とほぼ等しい。
ブッシング９２の外径は円形凹み９０の直径とほぼ等し
い。ブッシング９２はシール８７のセパレータとして作
用すると同時にロータ部分集合体５３の周りにシールホ
ルダー８５を位置ぎめする位置ぎめリングとして作用す
る。シールホルダー８５の高さの中間点よりやや低い位
置からは半径方向にフランジ８９が張出し、このフラン
ジ８９が一連のボルト孔９１を含む。ボルト孔９１はト
ップディスク７９のボルト孔が画定する小さい方の円及
び位置ぎめリング８３のねじ孔８６が画定する円と同じ
直径を有する円周に沿って等間隔に配列されている。フ
ランジ８９の上面、ボルト孔９１が画定する円の外側に
シール９３を挿着するための溝が形成されている。

【００３８】図４及び図５に示すように、固設軸受管６
３の周りに自由に回転するロータ５３に上部マニホルド
９５、戻り搬送流体管９７の頂部、及び分流サブシステ
ム２７が取付けられている。ロータ５３はトップディス
ク７９に固設されておらず、位置ぎめリング８３の透孔
８４及びシールホルダー８５の透孔８８の中で回転す
る。ロータ５３は戻り搬送流体管９７及び分流サブシス
テム２７によってトップディスク７９内に支持される。

【００３９】ロータ５３は両側を切除して互いに平行な
取付け面９９を形成した円筒体である。図示の実施例で
はロータ５３の本体は約８インチ（約20cm）の外径及び
約６インチ（約15cm）の高さを有し、平行取付け面９９
の間隔は約６1/2 インチ（約16.5cm）である。ロータ５
３の中心には直径の異なる３つの孔が形成されている。
最上段の孔１０１はロータ５３の頂部からロータ５３の
高さのほぼ中間部まで達している。図示実施例の場合、
最上段の孔１０１の直径は約５1/4 インチ（約13cm）で
ある。最上段孔１０１の底に続く中段孔１０３の直径は
図示実施例の場合約３1/2 インチ（約９cm）である。中
段孔１０３の長さは図示実施例の場合約３／１６インチ
（約0.5cm ）、この中段孔１０３の底に続く最下段の孔
１０５はロータ５３の底まで達している。図示実施例の
場合、最下段の孔１０５の直径は約４インチ（約10cm）
である。

【００４０】ロータ５３の上部１／４は最上段孔１０１
とロータ５３の外面１０７との間に画定される環状部を
含む。環状部の外面１０７の直径は位置ぎめリング８３
の孔８４及びシールホルダー８７の孔８８の直径よりも
やや小さい。従って、ロータ５３のこの環状部はこれら
の孔に嵌入する。環状部の高さはロータ５３の頂部が位
置ぎめリング８３の頂部と同一平面となり、環状部の底
がシールホルダー８７の底よりも下方に来るように設定
されている。図示実施例の場合、環状部の高さは約１1/
2 インチ（約４cm）である。ロータ５３は扁平面９９か
らロータ５３を貫通して孔１０１に達する２つの扁平な
矩形孔１０９をも含む。矩形孔１０９の底は最上段孔１
０１の底と一致する。図示実施例の場合、矩形孔１０９
は幅が約４インチ（約10cm）、高さが約１1/2 インチ
（約４cm）である。詳しくは後述するように、矩形孔１
０９と最上段孔１０１の組合わせがロータ５３を通る戻
り搬送流体の流路を形成する。各矩形孔１０９の底とロ
ータ５３の底との間の水平面内に２つのねじ孔１１１及
びダウエルピン１１２を設ける。ねじ孔１１１には上部
マニホルド９５を貫通するボルト１１３の螺条端が螺入
されてこのマニホルドをロータ５３に固定する。ロータ
５３の下面には最下段孔１０５の直径よりも大きい直径
を有する円周に沿って６個のねじ孔１１５を等間隔に形
成する。詳しくは後述するように、分流サブシステム２
７をロータ５３に固定するボルト１１７がねじ孔１１５
に挿入される。ロータ５３の底部は半径方向に外方へ張
出す短い肩部１１９をも含む。詳しくは後述するよう
に、肩部１１９は上部マニホルド９５に対するストッパ
として作用する。

【００４１】軸受管６３はロータ５３の最上段孔１０
１、中段孔１０３及び最下段１０５を貫通する。軸受管
６３の外径は中段孔１０３の直径よりもやや小さい。最
下段孔１０５の面と軸受管６３の外径との間にＤelrin
（商品名）ブッシング１２１が介在してスピニングロー
タ５３の面における摩擦を軽減する。Ｄelrin ブッシン
グ１２１の下方には軸受管６３の外側に対してロータ５
３をシールするシール１２２を設ける。

【００４２】図２、図４及び図５に示すように、ロータ
５３の２つの扁平面９９のそれぞれに上部マニホルド９
５が固定されている。各マニホルド９５は直方体状のブ
ロックであり、図示実施例の場合、高さが約４インチ
（約10cm）、幅が３インチ（約7.6cm ）、長さが約１１
インチ（約28cm）である。各マニホルド９５は戻り管９
７からロータ５３へ戻り搬送流体を供給するための流路
を含む。これらの流路は各マニホルド９５の底に形成し
た２つの円孔１２３を含む。一方の孔１２３はマニホル
ド９５の左側縁端付近に、他方の孔１２３は右側縁端付
近に位置する。これらの孔１２３は搬送流体戻り管９７
の頂部を嵌着できるように寸法設定されている。図示実
施例の場合、マニホルド９５の頂部から約３／４インチ
（約19cm）の深さに孔１２３を形成してある。一方のマ
ニホルド９５の一方の孔１２３の頂部は水平孔１２５を
介して同じマニホルドの他方の孔１２３の頂部と連通す
る。水平孔１２３は孔１２３の頂部よりもマニホルド９
５の頂部に近く、図示実施例の場合、頂部から約１／４
インチ（約0.6cm ）下方に位置する。図示実施例におけ
る水平孔１２５の直径は約１7/8 インチ（約4.8cm ）で
ある。水平孔１２５中間部はこの水平孔１２５と直交す
る角孔１２７とも連通する。直交するこの孔１２７はマ
ニホルド９５の詳しくは後述するようにロータ５３に取
付けられる側壁を貫通する。孔１２３、水平孔１２５及
び角孔１２７の組合わせがマニホルド９５を通過する搬
送流体の流路となる。

【００４３】角孔１２７が貫通している側とは反対側の
マニホルド９５の底部には２つの孔１２３の間に直方形
切欠部１２９が形成されており、その高さは水平孔１２
５または角孔１２７にまで達しないように設定されてい
る。直方形切欠部１２９の内壁は対抗するマニホルド９
５の側壁を直交方向に貫通する２つのボルト孔１３１及
びダウエルピン１１２を含む。ボルト孔１３１はロータ
５３の扁平面９９に形成されているねじ孔１１１と整合
する。ボルト１１３はボルト孔１３１を通ってねじ孔１
１１に螺入されてマニホルド９５をロータ５３に固定す
る。各マニホルド９５の両端及び外側は戻り搬送流体管
９７の頂部をマニホルド９５に固定するボルト１３７を
挿通するためのねじ孔１３５を含む。扁平面９９と当接
するマニホルド９５の面は角孔１０９の周りにシール１
３９を嵌着するための溝を含む。シール１３９はロータ
５３に対してマニホルド９５をシールする。

【００４４】垂直孔１２３の頂部はマニホルド９５に対
して管９７をシールするＯリング１４１を嵌着するため
の溝を含む。孔１２３の直径は戻り搬送流体管９７の外
径よりも大きい。孔１２３の直径の方が大きいから、戻
り搬送流体管９７の頂部にかぶせられる圧縮スリーブ１
４３を孔１２３に嵌入することができる。圧縮スリーブ
１４３は等間隔で側壁を貫通する垂直スロットを有する
リングであり、圧縮スリーブ１４３を搬送流体管９７の
頂部の周りに配置し、集合体を孔１２３に挿入する場
合、ねじ孔１３５にボルト１３７を螺入してスリーブ１
４３を管９７の周りに圧縮し、両者をマニホルド９５内
に固定する。

【００４５】図２、図４及び図５から明らかなように、
戻り搬送流体管９７は中空円筒体であり、図７に示すよ
うに上部マニホルド９５から下部マニホルド１４５にま
で達している。上述したように、各上部マニホルド９５
には２本の戻り搬送流体管９７が嵌着される。４本の管
９７が正方形の隅部にそれぞれ配置される。戻り搬送流
体管９７は詳しくは後述する下部マニホルド１４５から
上部マニホルド９５へ搬送し、上部マニホルドにおいて
搬送流体がロータ５３へ供給され、戻り搬送流体管へ戻
される。図示実施例の場合、管の直径は約２インチ（約
５cm）である。

【００４６】図２、図５、図６、図１１及び図１２から
明らかなように、分流サブシステム２７が供給管５７中
の搬送流体及び充填材料の流れを詳しくは後述する濃縮
サブシステム２９へ流入する２つの別々の流れに分割す
る。分流サブシステム２７は倒立“Ｙ”に近い形状を有
し、その頂部はロータ５３下面に設けたねじ孔１１５と
整列するボルト孔１５１を有するフランジ１４９を含
む。フランジ１４９は軸受管６３の外径よりやや大きい
直径を有してフランジ中央部を貫通する孔１５３を含
む。フランジの頂部にはフランジ１４９をロータ５３の
下面にシールする１５７を嵌着するため、孔１５３より
も大きい直径の同心溝１５５を設ける。フランジ１４９
の下方に位置する分流サブシステム２７の部分は切頭円
錐状である。円錐台１５９の狭い部分をフランジ１４９
の底に、広い方の端部を過渡部１６１にそれぞれ取付け
てある。過渡部１６１の左右外周は円錐台１５９をその
まま拡径した部分に相当する。過渡部１６１の底または
下面は過渡部１６１を濃縮サブシステムにむかう２つの
別々の流路に分割する弯曲エルボ１６３を含む。円錐台
１５９の下方に位置する分流サブシステム２７の前面及
び後面は分流サブシステム２７の中心に向かって内方へ
傾斜し、搬送流体及び充填材料を濃縮サブシステム２９
へ流入させる。エルボ１６３は左下端及び右下端を含
む。過渡部１６１も右下端及び左下端を含む。これら２
つの右端及び２つの左端が別々の管１６５と連結する。
管１６５は後述する濃縮サブシステム２９と嵌合できる
ように寸法設定された外径を有する円筒体である。各管
１６５は管１６５と濃縮サブシステム２９の連結部を囲
むハウジング１６７を具備する。

【００４７】ハウジング１６７は管１６５を挿通するた
めの孔１７１を含む上部円板１６９を含む。円板１６９
の下側から環状体１７３が下方へ垂下しており、その内
径は管１６５の外径よりも大きい。環状体１７３の内径
は上から下へ次第に小さく斜面を形成している。環状体
１７３の下部内面にはこの環状体１７３を濃縮サブシス
テム２９にシールするシール１７７を嵌着するための半
径方向溝１７５が形成されている。環状体１７３の底は
別の円板１７９に連結し、この円板１７９はその中央に
濃縮サブシステム２９の内管１８３の外径にほぼ等しい
直径の透孔１８１を有する。内管１８３はこの下方円板
１７９を貫通し、分流サブシステム２７の管１６５の底
と嵌合する。シール１７７が内管１８３の外面をハウジ
ング１６７にシールする。

【００４８】図２、図６、図７、図１３及び図１４から
明らかなように、本発明の濃縮サブシステム２９は２つ
の垂直な濃縮部を含み、各濃縮部は内管１８３、外管１
８５、流量制御リング１８７、及びリフトリング１８９
を含む。濃縮サブシステム２９は搬送流体を除去して濃
縮し、充填材料を円筒形に圧縮する。濃縮サブシステム
２９の内管１８３は好ましくは半透明または透明なプラ
スチックで形成された細長い管である。図示実施例の場
合、内管１８３は長さが約７８1/2 インチ（約200cm
）、内径が約３1/2 インチ（約９cm）、外径が約４イ
ンチ（約10cm）である。内管１８３は１８列のスロット
１９１を含み、各列は内管１８３の周囲に沿って９０°
間隔で４個のスロットを含む。１つの列のスロット１９
１は先行列のスロット１９１から４５°だけ位置がずれ
ている。図示実施例におけるスロット１９１の列間隔は
約４1/8 インチ（約10.5cm）である。スロット１９１は
長軸が内管１８３の長手軸と平行な楕円形を呈する。図
示実施例の場合、スロット１９１の半円形端部中心点間
距離は約１インチ（約2.5cm ）である。スロット１９１
の半円形端部の半径は約１／８インチ（約0.3cm ）であ
る。

【００４９】内管１８３の頂部外面は内管１８３の全長
の大部分における外径よりもやや小さい外径を有する。
内管１８３のこの縮径部分の底部が肩部を形成し、これ
に後述するストップリング１９３が装着される。図示実
施例の場合、内管１８３のこの部分は長さが約6.5 イン
チ（約16.5cm）、外径が約３7/8 インチ（約9.8cm ）で
ある。内管１８３の底部の外径も残りの大部分の外径よ
りも小さい。図示実施例の場合、内管１８３の底部の外
径は約3.75インチ（約9.5cm ）である。内管１８３のこ
の縮径部の長さは約１／８インチ（約0.3cm ）である。
内管１８３の底部は詳しくは後述するテーパサブシステ
ムと嵌合できるように寸法設定されている。内管１８３
の底部のこの縮径部分よりも上方で内管１８３の外面に
（図示しない）溝を形成することにより、取外しの際に
内管１８３を把持する工具を咬合させる手段とすること
ができる。

【００５０】濃縮サブシステム２９の外管１８５も好ま
しくは透明または半透明プラスチックから成る細長い管
である。外管１８５の内径は内管１８３の外径よりも大
きく、図示実施例の場合、約５3/4 インチ（約14.6cm）
である。外管１８５の外径は図示実施例では約６インチ
（約15.2cm）である。外管１８５の頂部は外管１８５を
内管１８３にシールする肩部１９７を含む。肩部１９７
は円筒体であり、外管１８５の頂部に嵌入させてある。
肩部１９７には内管１８３を挿入するための孔１９９が
形成されている。肩部１９７の底部付近の外面には肩部
１９７を外管１８５の内面にシールするシール２０３を
嵌着するための周溝が形成されている。肩部１９７の頂
部は肩部１９７の周りに外管１８５を摺動装着する際に
外管１８５に対してストッパとして作用する半径方向に
張出したフランジを含む。

【００５１】内管１８５が挿入される孔１９９の中心は
肩部１９７の中心からずれており、従って、内管１８３
を肩部１９７に挿通すると外管１８５と偏心関係にな
る。図示実施例においては、内管１８３を挿通する孔１
９９の偏心量は約１／２インチ（約13cm）である。ま
た、肩部１９７の頂部から肩部の高さの約３／４にまで
の孔１９９の直径は約４インチ（約10cm）であり、孔１
９９の残り１／４は外方へ広がり、孔１９９の底部では
直径が約４3/8 インチ（約11cm）となる。このように傾
斜を設けたのは肩部１９７への内管１８３の挿入を容易
にするめためである。肩部１９７の頂部付近の内面には
肩部１９７を内管１８３の外面にシールするシール２０
７を設けるためのシール溝２０５を形成してある。

【００５２】図示実施例では外管１８５の底部から約２
インチ（約５cm）の位置にリフトリング１８９を配置す
る。リフトリング１８９は洗浄の際に外管１８５を取外
せるまで高く持上げるリフトハンドル２０９を装着する
ためのものであ。リフトリング１８９は外管１８５の外
側に嵌着できるように内径を設定した環状体である。図
示実施例ではリフトリング１８９の高さは約２1/2 イン
チ（約6.4cm ）である。後述するリフトハンドル２０９
の一部を挿着するギャップを形成するためリフトリング
１８９の中間部に水平溝を設けてある。リフトリング１
８９はピンを介して外管に固定する。

【００５３】組立てた状態で内管１８３は肩部１９７か
らは上方へ突出する。内管１８３の頂部は分流サブシス
テム２７のハウジング１６７内に受容される。上述した
ように、内管１８３の頂部付近にはストップリング１９
３を設けてあり、内管１３８が肩部１９７に進入できる
範囲をこのストップリング１９３が制限する。ストップ
リング１９３は内管１８３の上部外径とほぼ同じ直径の
孔２１３を有する環状体である。ストップリング１９３
は内管１８３の周りに嵌合し、ピンを介して内管１８３
に固定される。内管１８３を肩部１９７へ挿入すると、
ストップリング１９３が肩部１９７の底と当接し、内管
１８３が肩部１９７へそれ以上進入するのを阻止する。

【００５４】内管１８３の周りには２組ずつのスロット
１９１の間に流量制御リング１８７を配置してある。流
量制御リング１８７は詳しくは後述するように内管１８
３に充填された充填材料の量を測定するのに利用され
る。流量制御リング１８７は内管１８３の外径にほぼ等
しい直径の中心孔２１７を有し、外周縁は円形ではな
く、内管１８３の外面と外管１８５の内面との間のスペ
ースと同じ形状を呈する。半径方向に最も広い流量制御
リング１８７の部分を中心とする円弧部分を切欠いて搬
送流体が流動できるギャップ２１９を形成する。流量制
御リング１８７のギャップ２１９とは反対の側に流量制
御リング１８７を内管１８３周りに配置し、圧縮ねじ２
２１を利用して固定することができるように伸縮継手を
設ける。各流量制御リング１８７は他の流量制御リング
１８７とは異なる断面積を有するギャップ２１９を含
む。図示実施例の場合、内管１８３は８個の流量制御リ
ング１８７を含む。最下段の流量制御リング１８７のギ
ャップは流量制御リング１８７の円周の５０°を占め
る。内管１８３の下から上へ、流量制御リング１８７の
ギャップは円周のそれぞれ１００°，９０°，８０°，
７０°，６０°，５０°，４０°を占める。内管１８３
の周りに流量制御リング１８７を配置すると、隣接する
流量制御リング１８７間で濃縮サブシステム２９が個別
チャンバに分割される。内管１８３中の充填材料の量を
測定する方法は後で詳述する。

【００５５】分流サブシステム２７から濃縮サブシステ
ム２９の内管１８３へ搬送流体及び充填材料の流れが流
入する時、搬送流体はスロット１９１を通って内管１８
３から逃げる。スロット１９１は充填材料が内管１８３
から逃げないように寸法設定されている。搬送流体は内
管１８３から逃げながら流量制御リング１８７のギャッ
プを通って重力作用下に内管１８３と外管１８５の間の
スペースの底へ流下する。スペース底部において搬送流
体は詳しくは後述する下部マニホルド１４５に回収され
る。充填材料は詳しくは後述するテーパサブシステム３
３及びドレサブシステム３５においてさらに圧縮され、
残留する搬送流体を排除される。

【００５６】図７及び図８から明らかなように、本発明
のシステムは搬送流体回収サブシステム３１を含む。図
７は図８の７−７線における断面図である。７−７線は
搬送流体回収サブシステム３１の中心を通り、サブシス
テム３１の中心において頂点と１３０°を形成する。搬
送流体回収サブシステム３１は濃縮サブシステム２９に
おいて充填材料から分離した搬送流体を回収するチャン
バを形成する下部マニホルド１４５及び下部カバープレ
ート２２３を含む。搬送流体回収サブシステム３１は搬
送流体を回収してこれを搬送流体戻り管９７、上部マニ
ホルド９５、ロータ５３及び搬送流体戻りライン１４７
を介して供給サブシステム２５へ戻す。搬送流体戻りラ
イン１４７は補給搬送流体として搬送流体を供給タンク
５１または供給管５７へ向けるように制御されているバ
イパス弁２２４を通過する。

【００５７】上記下部マニホルド１４５は分離した搬送
流体を回収すると共に、内管１８３及び外管１８５を支
持し、４本の搬送流体戻り管９７のそれぞれの一端を支
持する。図示実施例の場合、下部マニホルド１４５はそ
の下面に円形溝２２５を有する円板である。円形溝２２
５は上向きには下部マニホルド１４５内へその高さの約
１／２にまで達している。円形溝２２５は下部マニホル
ド１４５の外周の直ぐ内側を起点とし、下方マニホルド
１４５の中心に向かって張出している。図示実施例にお
いては、円形溝２２５は幅が約4.5 インチ（約11.4cm）
であり、下部マニホルド１４５の中心に直径が約４イン
チ（約10cm）のハブを残している。図示実施例では下部
マニホルド１４５の高さは約１3/4 インチ（約4.4cm ）
である。円形溝２２５の外周縁及び内周縁に沿って詳し
くは後述する下部カバープレート２２３に下部マニホル
ド１４５をシールするシール２２９を嵌着するための２
つのシール座２２７を配設してある。下部マニホルド１
４５の頂部は円形溝２２５に達する２つの孔２３１を含
む。孔２３１の上部２３２は濃縮サブシステム２９の外
管１８５の外径にほぼ等しい直径を有する。孔２３１の
下半分はやや小さい直径を有する。従って、小さい方の
直径の起点に肩部２３３が形成され、下部マニホルド１
４５に外管１８５を取付ける時この肩部に外管１８５が
着座する。孔２３１の上部２３２の側壁には孔２３１の
全周に沿ってシール溝２３５が形成されている。シール
溝２３５に嵌着されたシール２３７は外管１８５の外面
を下部マニホルド１４５にシールする。孔２３１は互い
に１８０°の間隔で配置されている。濃縮サブシステム
２９への孔２３１は円形溝２２５へ開口しているから、
下部マニホルド１４５を通って詳しくは後述するテーパ
サブシステム３３への連続開口が形成される。

【００５８】下部マニホルド１４５の頂部は溝２２５に
まで達する４個の孔２３９をも含む。この４つの孔２３
９は上部マニホルド９５に関して上述したのと同じ態様
で搬送流体戻り管９７の圧縮スリーブ１４３を嵌入でき
るように寸法設定されている。この４つの孔２３９の中
心は正方形の隅部を形成し、下部マニホルド１４５の周
縁付近に位置する。濃縮サブシステム２９の孔２３１に
よって占有されず、円形溝２２５によっても占有されな
い下部マニホルド１４５の中心ハブは下部マニホルド１
４５を貫通する５つのボルト孔２４１を含む。５つの孔
２４１のうち４つは下部マニホルド１４５を貫通する中
心ハブの周縁を囲む位置にある。残りボルト孔２４１は
下部マニホルドの中心にあり、これも下部マニホルドを
貫通する。中心ボルト孔２４１の両側には下向きに下部
マニホルド１４５を一部貫通するねじ孔２４３がある。
下部マニホルド１４５の下側周縁には円周に沿って等間
隔にねじ孔２４５が配列されている。下部マニホルド１
４５の下側にはこのほか中心ボルト孔２４１の両側にね
じ孔２４７が形成されている。ねじ孔２４７は下部マニ
ホルド１４５の頂部に設けたねじ孔２４３から９０°だ
け食い違っている。中心ハブの周縁付近に位置する４つ
のボルト孔２４１にハブ２５１を下部マニホルド１４５
に固定するボルト２４９が挿入され、中心ボルト孔２４
１にはドレンサブシステム３５を上下方向に調節し、ジ
ャムナット２５４で固定される調節ボルト２５２が挿入
される。２つのねじ孔２４３にはリフトハンドル２０９
を下部マニホルド１４５に固定するボルト２５３が挿入
される。最後に、ねじ孔２４５には下部カバープレート
２２３及びフランジ２６９を下部マニホルド１４５に固
定するボルト２５５が挿入される。下部マニホルド１４
５の底に設けた２つのねじ孔２４７にはフランジ２６９
を固定するボルト２５６が挿入される。

【００５９】下部カバープレート２２３は外径が下部マ
ニホルド１４５の外径とほぼ等しい円形のプレートであ
り、下部マニホルド１４５の底に形成されている円形溝
２２５を閉鎖する役割を果す。上述したように、カバー
プレート２２３はボルト２５５によって下部マニホルド
１４５に取付けられる。下部カバープレート２２３は互
いに１８０°の間隔で設けられた２つの孔２５７を含
む。孔２５７は下部マニホルド１４５の孔２３１と整合
関係にある。下部カバープレート２２３はフランジ２６
９及びハブ２５１を固定するため下部マニホルド１４５
に設けたボルト孔２４１，２４５，２４７と整合するボ
ルト孔をも含む。下部カバープレート２２３は下部マニ
ホルド１４５のためのドレンとして作用する孔２５９を
も含む。

【００６０】図７、図８及び図９に示すように、本発明
のテーパサブシステム３３は濃縮サブシステム２９の内
管１８３の延長部として作用する。テーパサブシステム
３３は下部マニホルド１４５及び下部カバープレート２
２３を貫通し、充填材料を搬送する。テーパサブシステ
ム３３は下部カバープレート２２３の下側に固定されて
いる。テーパサブシステム３３の内側には充填材料をさ
らに圧縮するためテフロン製のテーパライナ２６１を設
けてある。

【００６１】テーパサブシステム３３は内管１８３の内
径とほぼ等しい直径を有する中心孔２６５を含む垂直な
金属円筒体から成る一対のテーパマウント２６３を含
む。図示実施例の場合、テーパマウント２６３の高さは
ほぼ９インチ（約23cm）である。孔２６５の上部１／１
０は内管１８３の内径よりもやや大きい直径を有する。
図示実施例においては、孔２６５の上部の直径は約３3/
4 インチ（約4.5cm ）である。テーパマウント２６３の
外径は下部カバープレート２２３の孔２５７に嵌入する
ように設定してある。テーパマウント２６３を下部カバ
ープレート２２３にシールするため孔２５７の周りにシ
ール２６７を配置する。

【００６２】テーパマウント２６３の上面から約１／４
の高さに周縁が三角形の外方へ張出したフランジ２６９
を設ける。テーパマウント２６３の大部分を形成する円
筒体は三角フランジ２６９の中心に位置する。三角フラ
ンジ２６９は３つの隅部のそれぞれにボルト孔２７１を
含む。ボルト孔２７１にはテーパマウント２６３を下部
カバープレート２２３の下側に固定するボルト２５５，
２５６が挿入される。テーパマウント２６３の底部は傾
斜頂面を有する半径方向に張出したフランジ２７７を含
む。フランジ２７７にはテーパマウント２６３を詳しく
は後述するドレンサブシステム３５に固定するクランプ
２７９が挿入される。

【００６３】上述したように、テーパサブシステム３３
はテーパマウント２６３内に配置されたテーパライナ２
６１を含む。テーパライナ２６１の外径はテーパマウン
ト２６３に嵌入できるように設定されている。テーパラ
イナ２６１の好ましい材料はテーパサブシステム３３を
通過する充填材料に作用する摩擦を軽減するテフロンで
ある。内管１８３の内径よりやや小さい直径の孔２８３
がテーパライナ２６１の全長を貫通するテーパライナ２
６１はテーパマウント２６３を貫通するから、図示実施
例の場合、その高さは約９インチ（約23cm）である。テ
ーパライナ２６１の孔２８３の頂部の約１／４は孔２８
３の直径がテーパライナ２６１から比例的に縮小するよ
うに傾斜させる。この傾斜部分は内管１８３からテーパ
ライナ２６１に供給される充填材料をさらに圧縮する。
テーパライナ２６１の残り部分は一定の直径を有する。
テーパライナ２６１の傾斜部分及び一定直径部分の下方
１／３には６条の浅い長手方向溝２８５が形成されてい
る。溝２８５はテーパライナ２６１の周縁に沿って６０
°の等間隔で配置されている。溝２８５はテーパライナ
２６１内に残留する搬送流体が通過する充填材料の流動
を円滑にする。テーパマウント２６３を流通する搬送流
体は詳しくは後述するドレンサブシステム３５において
除去される。

【００６４】図９及び図１０に示すように、ドレンサブ
システム３５は充填材料から残留搬送流体を除去すると
共に小さい望ましくない粒子の除去を可能にする。ドレ
ンサブシステム３５は６つの主要部分を含む。即ち、フ
ェルール２８７、ドレントップ２８９、ドレンカバー２
９１、ドレンボトム２９３、シールホルダー２９５、及
びシール２９７である。これらの素子は図示実施例では
いずれもほぼ円形であり、組合わる。とテーパライナ２
６１の内径とほぼ等しい一定直径を有するドレンサブシ
ステム３５を貫通する孔を形成する。従って、ドレンサ
ブシステム３５に余分の圧縮は起こらない。個々の素子
は予め穿孔されているピンホールに挿入されるピンによ
って一体的に保持される。図示実施例の場合、ドレンサ
ブシステムを透明プラスチック材から形成する。

【００６５】フェルール２８７は短い円筒体である。図
示実施例ではフェルール２８７の高さは約１インチ（約
2.5cm ）である。フェルール２８７の頂部はテーパマウ
ント２６３の底部に設けたフランジ２７７と咬合する外
方へ張出した円形フランジ２９９を含む。フェルール２
８７の内径はテーパライナ２６１の外径よりもやや大き
い。２つのフランジが一体化され、クランプ２７９によ
って互いに固定される。フェルール２８７の底部はフェ
ルール２８７をドレントップ２８９の頂面に固定するピ
ン３０３を挿入するため等間隔に配列した複数の孔３０
１を含む。

【００６６】ドレントップ２８９はほぼ円筒形であり、
図示実施例では高さが約６1/2 インチ（約16.5cm）であ
る。ドレントップ２８９を貫通する孔２８８の頂部２９
０はテーパライナ２６１の内径＋２条の溝２８５の深さ
にほぼ等しい。頂部２９０の下方では孔２８８がテーパ
ライナ２６１の内径にほぼ等しい直径にまで縮径してい
る。直径がほぼ一定となる孔２８８のこの中間部分２９
２はドレントップ２８９の全長の約２／３に相当する点
にまで達している。この点において孔２８８は約１／２
インチ（約3.8cm ）拡径してドレントップ２８９の底部
にまで達し、孔２８８の底部２９４を形成する。水平方
向の楕円形流路３０５がドレントップ２８９の外側から
孔２８８の底部２９４まで貫通している。また、ドレン
トップ２８９の外側から孔２８８の底部２９４まで数個
のピンホール３０７が穿孔されている。ドレントップ２
８９の頂部はフェルール２８７の内径にほぼ等しい外径
を有し、この頂部の長さはフェルール２８７の長さにほ
ぼ等しく、等間隔に設けた複数のピンホール３０９を含
む。従って、フェルール２８９をドレントップ２８９の
この部分に嵌合させ、ピンホール３０１，３０９及びピ
ン３０３を利用して固定することができる。ドレントッ
プ２８９はその頂部よりも下方で拡径し、この中間部分
は孔２８８の直径が大きくなっている付近にまで達して
いる。ドレントップ２８９の外面には、孔２８８の拡径
部分の直ぐ上方の位置にシール３１３の座として作用す
る溝３１１が形成されている。ドレントップ２８９の底
の直ぐ上方にもシール３１７の座として作用する周溝３
１５が形成されている。シール３１３，３１７はドレン
トップ２８９をドレンカバー２９１にシールする。

【００６７】ドレントップ２８９の底部に設けた孔３０
７にはドレントップ２８９をドレンボトム２９３に固定
するピン３１９が挿入される。ドレンボトム２９３も円
筒形の素子であり、テーパライナ２６１の内径にほぼ等
しい直径を有する中心孔２９６が貫通している。孔２９
６の直径はドレントボトム２９３の底部１／２インチ
（約1.3cm ）において約１／２インチ（約1.3cm ）だけ
拡径している。ドレンボトム２９３の外面は外径の異な
る３つの部分を含む。ドレンボトム２９３の頂部の外径
はテーパライナ２６１の内径よりは大きいがドレントッ
プ２８９の孔２８８の底部２９４の内径よりは小さい。
ドレンボトム２９３のこの部分の長さは孔２８８の底部
２９４の長さの約１／３である。この部分の下方でドレ
ンボトム２９３の外径はドレントップ２８９の孔２８８
の底部２９４の直径とほぼ等しい直径にまで拡径する。
残り部分におけるドレンボトム２９３の外径はドレント
ップ２８９の底部外径よりは大きいが詳しくは後述する
ドレンカバー２９１の外径よりは小さい。ドレンボトム
２９３の前記拡径部分が肩部を形成し、これにドレント
ップ２８９の底が当接する。ドレンボトム２９３の外径
の異なる上から２つの部分の合計長さはドレントップ２
８９に設けた孔２８８の底部２９４の総長よりもやや短
い。従って、ドレンボトム２９３をドレントップ２８９
に取付けると、ドレンボトム２９３の頂部は孔２８８の
底部２９４の起点の直ぐ下方に位置する。即ち、周縁キ
ャップ３２１が形成され、このギャップを通って搬送流
体及び粒状物が孔２８８から逃げることができる。ドレ
ントップ２８９の上部外径も孔２８８の底部２９４の直
径より小さいから、ドレンボトム２９３の外径の小さい
上部の高さにほぼ等しい深さを有する溝３２３がドレン
ボトム２９３の周縁に形成される。この溝３２３は孔２
８８から逃げた搬送流体及び粒状物を回収し、ドレント
ップ２８９の楕円形流路を通って逃げることを可能にす
る。

【００６８】ドレントップ２８９とドレンボトム２９３
が連結するドレンサブシステム３５の部分を囲むように
ドレンカバー２９１を設ける。ドレンカバー２９１はほ
ぼ円筒形の素子であり、その中心部ををドレントップ２
８９の底の外径とほぼ等しい直径の孔が貫通している。
ドレンカバー２９１の内面はＯリング３１３，３１７に
よってドレントップ２８９の外面にシールされている。
ドレンカバー２９１の内壁に形成された内側チャンバ３
２５はドレンカバー２９１の底に開口し、楕円形流路３
０５と整列する。内側チャンバ３２５は溝３２３に回収
されて流路３０５から逃げる搬送流体及び粒状物を周囲
の領域及び設備に向かって噴出させず下向きに放出する
ことができる。内側チャンバ３２５が流路３０５と一致
しないようにドレントップ２８９及びドレンボトム２９
３の周りにドレンカバー２９１を回転させることがで
き、この位置でドレンカバー２９１が流路３０５を閉塞
し、始動のためシステムを加圧するのに必要な状態とな
る。

【００６９】ドレンボトム２９３の底にはテーパライナ
２６１の内径よりもやや大きい直径を有する短孔２９８
があり、ドレンボトム２９３の外側からこの孔２９８へ
６個の孔３２７が形成されている。この６個の孔３２７
はドレンボトム２９３の周りに６０°間隔で配列され、
ドレンボトム２９３にシールホルダー２９５を固定する
ピン３２９が挿入される。

【００７０】シールホルダー２９５も円筒形素子であ
り、図示実施例では高さが約１／２インチ（約3.8cm ）
である。シールホルダー２９５はテーパライナ２６１の
内径にほぼ等しい直径の孔を含むと共に、ドレンボトム
２９３の底に設けた孔２９８の内径にほぼ等しい外径を
有する上部を含む。シールホルダー２９５のこの上部の
高さは孔２９８の長さにほぼ等しい。従って、この部分
はドレンボトム２９３の孔２９８と嵌合する。この上部
から下方へ底の真上の点にかけてシールホルダー２９５
が拡径し、この拡径部分が外方へ張出したフランジ３３
３を形成する。フランジ３３３の下側にはシールホルダ
ー２９５を貫通する中心孔と同心関係に角溝３３５が形
成されている。シールホルダー２９５の孔と同心溝３３
５との間には順次６０°間隔で６個の孔３３７を形成し
てあり、詳しくは後述するようにこの孔３３７を通って
空気または搬送流体が溝３３５に流入してこれを加圧す
る。

【００７１】ドレンサブシステム３５のシール２９７は
シールホルダー２９５の底部外径にほぼ等しい直径の中
心孔を有する扁平ディスクである。シール２９７の上部
２／３はフランジ３３３の下側に設けた溝３３５へのシ
ール嵌着を可能にする外径を有し、この上部の高さは溝
３３５へ完全に嵌入させた状態でシールホルダー２９５
の底がシール２９７の底と整列するように設定されてい
る。シール２９７の頂部に周溝３３９を形成してある。
シールの下部１／３の位置に外方へ張出したフランジ３
４１を設け、フランジの底面をシール２９７の周縁に向
かって上方へ傾斜させてある。シール２９７はシールホ
ルダー２９５内で遊動自在であり、空気または搬送流体
がシールホルダー２９５の小孔３３７を通って周溝３３
５へ流入する時シール２９７は伸張されて下方のナイフ
プレート３７と当接する。シール２９７の主要目的はシ
ステムの始動であり、始動の段階でシステム内を流動す
る搬送流体がシステムから逃げるのを防止する。搬送流
体の漏出を放置すればシステムを加圧することができな
い。

【００７２】図７、図８及び図９から明らかなように、
ハブ２５１はボルト２４９を介して下部マニホルド１４
５の下側に固定されている。ハブ２５１は駆動軸３４３
を挿通するための中心孔を有する。ハブ２５１はボルト
３４０を利用して駆動軸３４３を固定している。駆動軸
３４３は図９に示すツーピースカプラー３４７を介して
主軸３４５と連動する。下方マニホルド１４５の搬送流
体戻り管９７及び濃縮サブシステム２９との連結部が駆
動軸３４３から上部ロータ５３へ回転力を伝達する。

【００７３】図２、図９及び図１６に示すように、ドレ
ンサブシステム３５の回転に伴なって充填材料を截断す
るナイフプレート３７上に上記シール２９７が遊動して
いる。ナイフプレート３７はドレンサブシステム３５と
同期してナイフプレート３７の下方で回転している計量
チャンバ３９へ充填材料が送入されるタイミングを制御
する弁としても機能する。ナイフプレート３７は長い外
刃３４９と短い内刃３５１との２枚の刃を有し、内刃３
５１は肉切り包丁の形態を呈する。長い外刃３４９と短
い内刃３５１は互いに角度を形成して対面し、充填材料
の截断が進行するに従って両刃間のギャップが狭くな
る。特に図１６から明らかなように、計量チャンバ３９
が矢印３５２の方向に移動すると長い外刃が充填材料を
外面から截断し始める。ほぼ同時に短い内刃３５１が充
填材料をその内側から截断し始める。短い内刃３５１に
よる初期截断で先に述べた“問題のある最終部分”が切
断される。計量チャンバ３９が回転するのに伴なって長
い外刃３４９が次第に深く充填材料を切り進む。長い外
刃３４９と短い内刃３５１は回転が進むに従って長い外
刃３４９の截断動作と短い内刃の截断動作がオーバラッ
プするような相対位置を占める。充填材料が骨抜き、内
臓抜きの魚肉、例えば全サーモンである場合、截断の過
程で充填材料に終始充填方向の圧力を維持すれば皮の破
片が充填物の上部にかぶさったり容器のシール面にオー
バラップすることがないようにサーモンを綺麗に截断で
きることが出願人によって確認された。さらに、図１６
に関連して序う上述したナイフプレートを利用して上述
のように充填材料を切り進むことによって短時間に刃が
鈍くなることなく全サーモンを綺麗に截断できることも
確認された。

【００７４】図２、図３、図１７、図１８及び図１９に
示すように、充填材料をナイフプレート３７によって截
断したのち、米国特許第4,893,660 号及び第4,961,446
号に開示されている手段によって計量チャンバ３９を移
送サブシステム１６′によって上下方向に容器１１４′
と整列する放出サブシステム１８′へ移送する放出サブ
システム１８′の回転に伴なって充填材料が容器１１
４′へ充填される。

【００７５】従来、プランジャ１２４′の下動で押出す
ことによって充填材料を容器内へ放出する時に容器１１
４′内にあって排出させることができなかった空気が容
器を加圧した。その結果、“ポッピング”と呼ばれる跳
び出し現象を伴なわずに容器へ迅速に材料を充填するの
が困難であった。計量チャンバ３９は内方へ張出したベ
ントバー（通気棒）３５３を含み、計量チャンバ３９へ
押入される充填材料にこのベントバー３５３がギザギザ
を形成する。このギザギサによって、円筒形充填材料が
容器へ押入される時容器から空気を逃がすことができ
る。本発明の計量チャンバ３９は環状本体３５５及び計
量チャンバ３９の底として作用する半径方向に張出した
突出部３５７を有する。突出部３５７はその下側に複数
のスロット３５９を含み、このスロット３５９を通って
計量チャンバ３９内へ空気が流入し、流出することがで
きる。環状本体３５５はその内面に９０°間隔で２つの
ベントバー３５３を含む。ベントバー３５３は計量チャ
ンバ３９の底から頂部の下方にまで達する細長い棒であ
る。ベントバー３５３の形状は任意であり、図示実施例
ではほぼ矩形である。ベントバー３５３の上部は充填材
料が計量チャンバ３９へ導入される過程で充填材料がベ
ントバー３５３で捕捉されるように傾斜させてある。

【００７６】図１７及び図１８から明らかなように、ブ
ランジャ１２４′によって充填材料を容器１１４′へ充
填する時、ベントバー３５３によって充填材料に形成さ
れるギザギザ容器内の空気を逃がす流路となる。プラン
ジャ１２４′はベントバー３５３の作用で撓む可撓性を
有するが計量チャンバ３９から容器１１４′へ充填材料
を押入するのに必要な剛度を有するヘッド３５４を含
む。プランジャ１２４′のヘッド３５４に好適な材料は
ゴムやプラスチックなどである。ゴムやプラスチック性
のヘッドはひだを入れることによってその可撓性を調整
することができるる。従って、充填材料をそのポッピン
グ現象を防止しながら迅速かつ能率的に容器へ導入する
ことができる。

【００７７】次に図１、図２及び図３に沿って本発明の
システムの作用を説明する。本発明は濃縮され、均等に
圧縮された形で充填材料をナイフプレート３７へ送って
截断したのち計量チャンバ３９に供給し、移送サブシス
テム１６′によって計量チャンバ３９を放出サブシステ
ム１８′へ移動し、放出サブシステムによって容器１１
４′へ充填する。充填材料はホッパ４１、エアロック４
５及び供給タンク５１の組合わせを利用して充填材料を
搬送流体の流れへ配量する供給サブシステム２５によっ
て供給される。充填材料は供給管５７を介して分流サブ
システム２７へ供給される。分流サブシステム２７は充
填材料及び搬送流体から成る単一の流れを２つの別々の
流れに分割し、これを濃縮サブシステム２９へ供給す
る。濃縮サブシステム２９は充填材料を搬送流体から分
離し、搬送流体を再循環にそなえて回収する２つの細長
い濃縮器を含む。充填材料は濃縮サブシステム２９から
テーパサブシステム３３へ供給され、テーパサブシステ
ム３３が充填材料をさらに圧縮する。テーパサブシステ
ム３３は充填材料をドレンサブシステム３５へ供給し、
ドレンサブシステム３５は充填材料から残留している搬
送流体を除去し、これをナイフプレート３７へ供給し、
ナイフプレート３７において充填材料が計量チャンバ３
９へ供給される。

【００７８】供給サブシステム２５はホッパ４１、エア
ロック４５及び供給タンク５１における充填材料の量を
測定するセンサを含む。供給サブシステム２５は濃縮サ
ブシステム２９内に所定の充填材料を維持するように動
作する。従って、濃縮サブシステム２９における充填材
料のレベルを検知し、これを供給サブシステム２５へリ
レーバックし、この情報に基づいて搬送流体へ適量の充
填材料を導入するようにするフィードバックプロセス制
御システムを確立することが好ましい。充填材料の供給
速度との関連性に鑑み、コンピュータ利用のプロセス制
御が好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の容器充填システムの簡略図である。

【図２】供給サブシステムを除く本発明の容器充填シス
テムの斜視図である。

【図３】図２に示した容器充填システムの部分拡大斜視
図である。

【図４】図２に示した容器充填システムの頂板、ロータ
及び上部マニホルドを図５の４−４線に沿って下方から
見た底面図である。

【図５】頂板、ロータ及び上部マニホルドの図４の線５
−５における縦断面図である。

【図６】図２に示した容器充填システムにおける濃縮サ
ブシステム及び供給サブシステムの一方の半分の頂部を
示す縦断面図及び他方の半分を示す立面図である。

【図７】濃縮サブシステムの底部、テーパサブシステム
の頂部及び下部マニホルドの図８の７−７線における縦
断面図である。

【図８】図７の８−８線における水平断面図である。

【図９】テーパサブシステム及びドレンサブシステムの
一方の半分の縦断面図及び他方の半分の立面図である。

【図１０】図９に示したドレンサブシステムの分解斜視
図である。

【図１１】図２に示した容器充填システムにおける分流
サブシステムの斜視図である。

【図１２】図１１に示した分流サブシステム及び供給サ
ブシステムの軸受管の縦断面図である。

【図１３】図２に示した容器充填システムにおける濃縮
サブシステムの半分の斜視図である。

【図１４】図１３の１４−１４線における水平断面図で
ある。

【図１５】本発明の流量制御リングの平面図。

【図１６】本発明のナイフプレートの平面図である。

【図１７】本発明の計量チャンバの斜視図である。

【図１８】図１７に示した計量チャンバの動作を示す縦
断面図である。

【図１９】図１７に示した計量チャンバの動作を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

２５ 供給サブシステム ２７ 分流サブシステム ２９ 濃縮サブシステム ３１ 搬送流体回収サブシステム ３３ テーパサブシステム ３５ ドレンサブシステム ３７ ナイフプレート ３９ 計量チャンバ ５７ 充填材料供給管 １４７ 搬送流体回収経路

フロントページの続き (72)発明者 マーヴィン アイ．バーグ アメリカ合衆国，98406 ワシントン州, タコマ，ノース ９ス ストリート 4320

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送流体に混入された固形充填材料を計
   量チャンバへ導入する装置において、 搬送流体に混入された固形充填材料の流れを少なくとも
   ２つの別々の流れに分ける分流サブシステムと、 細長い外管とその内側に配置された細長い内管から成
   り、内管が分流サブシステムから固形充填材料及び搬送
   流体を受取る第１端及び充填材料を分配する第２端を含
   むと共に、充填材料を内管内に保持しながら搬送流体を
   内管から逃がす開口部をも含み、内管と外管が内管から
   逃げた搬送流体を回収するチャンバを画定するように構
   成され、１つの流れに含まれる固形充填材料を搬送流体
   から分離し、固形充填材料を圧縮する濃縮サブシステム
   とから成ることを特徴とする充填材料を容器へ導入する
   装置装置。
2. 【請求項２】 前記分流サブシステム及び濃縮サブシス
   テムが共通軸を中心に回転することを特徴とする請求項
   １記載の装置。
3. 【請求項３】 前記内管と外管が偏心関係にあることを
   特徴とする請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 前記内管及び外管をその長手方向軸が垂
   直な向きとなるように配置したことを特徴とする請求項
   １記載の装置。
5. 【請求項５】 前記内管と外管の間に画定されるチャン
   バと流体連通関係にあるマニホルドを含み、内管から逃
   げた搬送流体を回収する回収サブシステムをも含むこと
   を特徴とする請求項１記載の装置。
6. 【請求項６】 前記内管及び外管が円筒であることを特
   徴とする請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】 前記濃縮サブシステムが内管の全長に沿
   って一定間隔で配置された複数の流量制御リングをも含
   み、流量制御リングが外管の内径に等しい外径を有する
   と共に、一定断面積の孔を含むことを特徴とする請求項
   ６記載の装置。
8. 【請求項８】 前記流量制御リングの孔の断面積がリン
   グに応じて異なることを特徴とする請求項７記載の装
   置。
9. 【請求項９】 前記内管に沿って配置された流量制御リ
   ングのサイズが第１端から固形充填材料の流れの方向に
   次第に大きくなることを特徴とする請求項８記載の装
   置。
10. 【請求項１０】 前記内管の第２端に取付けられ、充填
    材料をさらに圧縮するテーパサブシステムをも含むこと
    を特徴とする請求項１記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記テーパサブシステムがほぼ円筒形
    の非可撓スリーブを含むことを特徴とする請求項１０記
    載の装置。
12. 【請求項１２】 前記テーパサブシステムがプラスチッ
    クライナを含み、ライナが頂部から底部に向かって内径
    が縮小する圧縮部と圧縮部の下方にあって直径が一定の
    部分を含むことを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記直径が一定の部分が搬送流体のテ
    ーパサブシステム通過を可能にする長手方向溝を含むこ
    とを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記内管と対向するようにテーパサブ
    システムに取付けられ、搬送流体及び不要固形物を逃が
    すためのオリフィスを有するドレンサブシステムをも含
    むことを特徴とする請求項１０記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記ドレンサブシステムがドレン頂部
    とドレン底部を含み、ドレン頂部とドレン底部の間にド
    レンサブシステムの内側から搬送流体を逃がすためのギ
    ャップを設けたことを特徴とする請求項１４記載の装
    置。
16. 【請求項１６】 前記ドレンサブシステムが浮動シール
    を支持するためドレン底部に取付けたシールホルダーを
    含み、シールホルダーと浮動シールがチャンバを形成
    し、ドレンサブシステム内の搬送流体が前記チャンバに
    流入してこれを加圧できるようにシールホルダーにオリ
    フィスを設けたことを特徴とする請求項１５記載の装
    置。
17. 【請求項１７】 前記ドレンサブシステムがほぼ円筒形
    であることを特徴とする請求項１４記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記分流サブシステムが充填材料及び
    搬送流体を受取る単一の送給ポートと、充填材料及び搬
    送流体を含む別々の流れを濃縮サブシステムの別々の内
    管へ供給する２つの放出ポートを含むことを特徴とする
    請求項１記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記分流サブシステムがＹ字形である
    ことを特徴とする請求項１８記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記充填材料が充填材料及び搬送流体
    をほぼ垂直な流路から偏向させるエルボを通って分流サ
    ブシステムに流入することを特徴とする請求項１８記載
    の装置。
21. 【請求項２１】 前記固形充填材料を搬送流体へ導入す
    る供給サブシステムをも含むことを特徴とする請求項１
    記載の装置。
22. 【請求項２２】 前記供給サブシステムが充填材料を蓄
    積するためのホッパと、充填材料を搬送流体へ選択的に
    導入する送給タンクと、ホッパと送給タンクの間に設け
    たエアロックと、送給タンクと分流サブシステムを結ぶ
    導管から成ることを特徴とする請求項２１記載の装置。
23. 【請求項２３】 前記送給タンクが充填材料を搬送流体
    へ配置する可撓ロータを含み、可撓ロータがロータ中心
    から放射状に突出する複数のフィンガを含むことを特徴
    とする請求項２２記載の装置。
24. 【請求項２４】 前記充填材料をその一部が計量チャン
    バへ導入されたのちスライスするためのナイフプレート
    をも含み、このナイフプレートが長い外刃と短い内刃を
    含み、長い外刃によって行われる切断が短い内刃によっ
    て行われる切断とオーバラップするように外刃と内刃を
    配置したことを特徴とする請求項１記載の装置。
25. 【請求項２５】 前記長い外刃と短い内刃をほぼ同時に
    充填材料と咬合するように配置したことを特徴とする請
    求項２４記載の装置。
26. 【請求項２６】 前記長い外刃が咬合する前に短い内刃
    が充填材料から離脱するように長い外刃及び短い内刃を
    配置したことを特徴とする請求項２５記載の装置。
27. 【請求項２７】 前記長い外刃と短い内刃との間隔が切
    断動作が進行するに従って縮まることを特徴とする請求
    項２４記載の装置。
28. 【請求項２８】 前記ナイフプレートが充填材料が計量
    チャンバへ進入するのを防止する部分を含むことを特徴
    とする請求項２４記載の装置。
29. 【請求項２９】 前記計量チャンバが頂部、底部及び側
    壁を含み、側壁が内面及び外面を有し、内面が計量チャ
    ンバへ詰込まれる充填材料に刻み目を形成する突出棒を
    含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
30. 【請求項３０】 前記突出棒が計量チャンバの底部から
    計量チャンバ頂部より下方の点にまで達していることを
    特徴とする請求項２９記載の装置。
31. 【請求項３１】 流動する搬送流体へ細長い充填材料を
    進入する供給サブシステムにおいて、 充填材料を蓄積するホッパと、 単一素子としての充填材料を搬送流体中へ配量する可撓
    ロータを含み、流動する搬送流体へ充填材料を選択的に
    導入する送給タンクと、 ホッパと送給タンクの間に設けたエアロックとから成る
    ことを特徴とする充填材料を容器へ導入する装置の供給
    サブシステム。
32. 【請求項３２】 前記可撓ロータがその中心から放射状
    に突出する複数のフィンガを含むことを特徴とする請求
    項３１記載の供給サブシステム。