JPS6135080B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はベントチユーブを備えた充填機の改良
に関する。

従来のこの種ベントチユーブを備えた充填機を
ガス入飲料用充填ノズルを用いた場合を例として
第１図ないし第３図について説明する。第１図に
おいて、１はフイラーボウル、２はこのフイラー
ボウル１の下面に取付けたバルブブロツク、３は
上記フイラーボウル１の底壁に穿設した垂直方向
の孔４内に嵌合し、上記バルブブロツク２で支持
した筒状のスプリングケースで、バルブブロツク
２には、そのケース３内に連通する液通路５を形
成するとともにこの液通路５の上方に弁座６を形
成し、また液通路５の下方外周に壜Ａの開口部が
圧着される壜口パツキング７を設けている。上記
スプリングケース３内はこれに形成した孔８およ
び９を介してフイラーボウル１内に連通してい
る。

１０はその軸部にガラス通路１１を、また下端
面に液バルブ１２を設けたバルブステムで、この
バルブステム１０の中間上方部外周に取付けたス
プリング受け１３を上記スプリングケース３内に
摺動自在に嵌合させて液バルブ１２を上記弁座６
に対向させ、またスプリング受け１３とケース３
の下方段部との間にばね１４を弾装している。上
記バルブステム１０はその上端部がフイラーボウ
ル１内の液面上に突出するように設けるものであ
つて、この突出部をチヤージングバルブボデイ１
５内に摺動自在に嵌合させ、このバルブボデイ１
５にはバルブステム１０の上端面に対向させたガ
スバルブ１６と、このガスバルブ１６より下方位
置において、バルブステム１０の外周面によつて
開閉される透孔１７とを設け、さらにバルブボデ
イ１５をバルブステム１０間にはばね１８を弾性
している。上記バルブボデイ１５は図示しないバ
ルブ作動機構に連動し、バルブボデイ１５がばね
１８に抗してバルブステム１０に対して押下げら
れた際にはガスバルブ１６がバルブステム１０の
上端に圧着し、ガス通路１１とこれに透孔１７を
介して連通するフイラーボウル１内液面上部の加
圧ガス空間との間を遮断することができる。また
この状態からさらにバルブボデイー１５が押し下
げられると、バルブステム１０はばね１４に抗し
て押し下げられ、液バルブ１２を弁座６に圧着さ
せて液通路５とフイラーボウル１間を遮断するこ
とができる。

１９はその上端部を上記バルブステム１０の下
端面軸部に螺着したベントチユーブで、このベン
トチユーブ１９はその軸部に上記ガス通路１１に
連通するガス通路２０を形成し、また中間部外周
には円錐形状のスプレツター２１を、下端部外周
には筒体２２をそれぞれ取付けている。２３はそ
の筒体２２を覆う筒体、２４は筒体２３の上端内
周面に取付けたリング状部材、２５は筒体２３の
下端内周面に取付けた弁部材で、上記リング状部
材２４の軸部にベントチユーブ１９を摺動自在に
貫通させてあり、またこのリング状部材２４と上
記筒体２２との間にばね２６を弾装して筒体２２
の下端面と弁部材２５の上端面とを弾接させ、通
常は両端面間で形成される弁部２７を閉じさせて
いる。さらに、内側の筒部２２内に形成した弁室
２８には、その筒部２２の内径より僅かに小さな
外径を有し、かつ、充填液より比重の大きいボー
ルバルブ２９を収納し、一方、上記ガス通路１９
の下端部、および弁部材２５の軸部に形成した排
出通路３０の上端部にはそれぞれ上記ボールバル
ブ２９が着座可能な弁座３１，３２を形成してい
る。また外側の筒部２３の上方部には透孔３３を
穿設し、上記弁部２７が開いた際には、上記弁室
２８を弁部２７、内外の筒部２２，２３の間隙３
４および透孔３３を介して外部に連通させること
ができるようにしている。

さらに、３５は上記バルブブロツクに取付けた
スニフトブロツク、３６はこのスニフトブロツク
３５の端面軸部に摺動自在に嵌挿したスニフトプ
ランジヤで、上記スニフトブロツク３５内部と液
通路５とをスニフト孔３７で連通させ、またスニ
フトブロツク内部はスニフトプランジヤ３６の外
周面軸方向に刻設した溝３８を介して大気に連通
させている。３９はスニフトブロツク３５内に収
納したばね、４０はスニフトプランジヤ３６に設
けたバルブで、上記ばね３９はスニフトプランジ
ヤ３６を一方向に附勢してバルブ４０をスニフト
ブロツク３５の内壁面に圧着させ、これにより通
常はスニフトブロツク３５内と溝３８との連通を
遮断している。

然して、充填開始前には、チヤージングバルブ
ボデイ１５がバルブ作動機構により最下位置に押
し下げられており、したがつてガスバルブ１６は
バルブステム１０のガス通路１１を閉塞し、液バ
ルブ１２は弁座６に着座している。またスニフト
プランジヤ３６はばね３９によつて図示位置に保
持され、液通路５と大気間の連通は遮断されてい
る。さらに、弁部２７は閉じ、ボールバルブ２９
は下方の弁座３２に自重により着座している。

この状態から壜Ａの開口部が壜口パツキン７に
圧着されると、バルブ作動機構がチヤージングバ
ルブボデイ１５の下方への附勢力を解放する。す
るとフイラーボウル１と壜Ａ内の圧力差を受ける
バルブステム１０は移動せず、チヤージングバル
ブボデイ１５だけがばね１８の弾撥力により上方
に移動し、このためフイラーボウル１の液面上に
導入されていた高圧ガスが、透孔１７、ガス通路
１１，２０を介して弁室２８内に流入する。この
とき、ボールバルブ２９は下方の弁座３２に着座
した弁室２８を通路３０、すなわち壜Ａ内との連
通を遮断しているが、壜Ａ内は大気圧であるの
で、弁室２８内のガス圧と壜Ａ内の大気圧との圧
力差により、外側の筒体２３、リング状部材２４
および弁部材２５はばね２６の弾撥力に抗して押
下げられ、弁部２７が開く。したがつて、弁室２
８内に流入したガスは、弁部２７、間隙３４およ
び透孔３３を介して壜Ａ内に流入し、その壜Ａ内
の圧力を高める。

このようにして壜Ａ内の圧力が上昇し、弁室２
８と壜Ａとの圧力差が小さくなると、ばね１４に
よりバルブステム１０が上昇されて液バルブ１２
が弁座６から離座する。これにより、フイラーボ
ウル１内の充填液は、孔８および９、スプリング
ケース３の内部、液バルブ１２と弁座６との間隙
および液通路５を介して壜Ａ内に流入し、その壜
Ａ内に流入する際にスプレツダー２１によつて壜
Ａの内壁に沿わされて、泡を発生させることなく
壜内底部に充填される。充填液が壜Ａ内に充填さ
れる過程では、充填液の増加に伴いその壜Ａ内上
部空間のガス圧が上昇し、その空間内のガスはボ
ールバルブ２９を弁座３２から僅かに浮上させ
（第１図）、通路３０、ボールバルブ２９と弁座３
２との間隙、ボールバルブ２９と筒体２２の内壁
面との間隙、弁室２８、ガス通路２０，１１、お
よび透孔１７を通つてフイラーボウル１内の液面
上に逃げる。

充填液の充填が進み、壜Ａ内の液面が弁部材２
５の下端面に達して排出通路３０を閉塞すると、
その瞬時に壜Ａ内の圧力の変動により瞬時にボー
ルバルブ２９が跳ね上げられ、上方の弁座３１に
着座する（第２図）。このとき、充填液の一部は
排出通路３０を介して弁室２８内に流入する。こ
の状態では、壜Ａ内上部の空間は密閉された状態
となるので、それ以上充填液を充填することはで
きず、したがつて排出通路３０の下面の高さ位置
により液面を検出して所望のレベルまでの充填を
行なうことができる。

充填終了後、バルブ作動機構によりチヤージン
グバルブボデー１５が押し下げられると、ガスバ
ルブ１６がバルブステム１０の上端に圧着され、
次いでバルブステム１０がばね１４に抗して押し
下げられて液バルブ１２が弁座６に圧着される。
スニフトプランジヤ３６はこの後挿入されるよう
になつており、挿入されると壜Ａ内上部の空間は
スニフト孔３７、スニフトブロツク３５内部、バ
ルブ４０とスニフトブロツク３５の内壁面との間
隙、および溝３８を介して大気に連通するため、
埔Ａ内上部空間の圧力は徐々に低下する。壜Ａ内
の圧力が低下して弁室２８内とガス通路２０内の
圧力差が小さくなると、ボールバルブ２９は自重
により落下し、下方の弁座３２に着座する。そし
て更に壜Ａ内の圧力が低下し、相対的に弁室２
８、ガス通路１１，２０内のガス圧力が高くなる
と、第３図に示すように、その弁室２８、ガス通
路１１，２０内のガスは弁部２７を押し開き、弁
室２８内の充填液の一部とともに間隙３４および
透孔３３を介して壜Ａ内に吹き出す。そして、壜
Ａが壜口パツキン７から離脱され、さらにバルブ
４０によりスニフト孔３７が閉じられて全充填作
業が完了する。

以上の従来の充填機のベントチユーブではボー
ルバルブ２９の作動によりガス通路１１，２０、
または弁室２８内への充填液の流入を最小限に抑
えることができ、また弁室２８内に流入した充填
液の一部を液面より充分に離れた透孔３３から壜
内に吹出させて戻すことができるので、スニフト
時に液面が撹乱されたりこれにより発泡するとい
つたことが防止できるという利点がある。しかし
ながらその反面、このベントチユーブでは弁部２
７を設けてガス通路を開閉できるようにし、また
充填液の充填終了時における液面に対して近接し
た位置にボールバルブ２９の下方の弁座３２を形
成するとともに、ガス通路は、その弁座３２の近
傍から上方に折返して形成し、上記液面から離れ
た位置で壜内に連通するように構成していたの
で、構造が複雑となつて洗滌および殺菌が困難と
なるばかりでなく、ガス通路が複雑となつて充填
速度が遅くなるという欠点を有していた。また、
上記ガス通路の構造上、弁室２８内に充填液が残
溜しやすく、さらに液種、排出通路３０の径、フ
イラーボウル１内のガスの圧力等の要因によつて
排出通路３０内にも充填液の残溜することがあ
り、この残溜した充填液が原因となつて往々にし
て壜内への充填液の充填中にボールバルブ２９が
跳上がつて弁座３１に着座し、以後の充填が不能
となる等の誤動作が生じていた。

本発明はこのような問題点に鑑み、構造が簡単
で、しかも弁室および排出通路に液が残溜するこ
とがなく、したがつて残溜液に起因する誤動作の
おそれのないベントチユーブを備えた充填機を提
案するもので、ベントチユーブに弁室と排出通路
とを連通させる通路を設けたことを特徴としてい
る。

以下図示実施例について本発明を説明すると、
第４図において、ベントチユーブ１９は弁室２
８、この弁室２８内収納したボールバルブ２９、
弁室２８の上下に形成した一対の弁座３１，３
２、および下方の弁座３２に連なる排出通路３０
を備えており、上記ボールバルブ２９の外径は弁
室２８の内径より僅かに小さく、またその比重は
充填液の比重より大きく設定している。このよう
な構成は基本的には従来のものと異なるところは
ない。

しかして本発明では、弁室２８と排出通路３０
とを連通させる通路として、ベントチユーブ１９
に迂回通路４２を穿設しており、この迂回通路４
２によつてボールバルブ２９の位置に拘りなく常
時弁室２８と排出通路３０とが連通している。な
お、４３は弁室２８の側壁に穿設した横孔であ
り、この他の構成は従来のものと異ならない。

以上の構成を有するベントチユーブを備えた充
填ノズルにおいては、前述した充填開始前の状態
から壜Ａの開口部が壜口パツキン７に圧着される
と、ガスバルブが開かれてフイラーボウル１内の
ガス圧がガス通路１１，２０から弁室２８に導か
れ、ここから通路４２、排出通路３０の経路と横
孔４３の経路とを介して壜Ａ内に導入される。そ
して壜Ａ内とフイラーボウル１内の圧力差が小さ
くならると、ばね１４によつて液バルブ１２が開
かれてフイラーボウル１内の充填液が壜Ａ内に充
填され、壜Ａ内のガスは充填液の充填に伴つて排
出通路３０と通路４２を介し、および横孔４３を
介して弁室２８は流入する、この際充填速度、上
記通路の径によつては、ボールバルブ２９が弁座
３２から僅かに浮上し、その浮上による空隙を通
つてガスが弁室２８に流入する場合もある。そし
て弁室２８内に流入したガスはガス通路１１等を
介してフイラーボウル１の液面上に逃げるため、
継続して液充填を行なうことができる（第４
図）。

壜Ａ内に充填された充填液の液面が排出通路３
０の下方開口部を閉塞し、これによつて液面が検
出されると、壜Ａ内の圧力が瞬間的に変動するた
めボールバルブ２９が跳ね上げられ。第５図に示
すように上方の弁座３１に着座して壜Ａ内からフ
イラーボウル１内の液面上に逃でるガスの流れを
阻止し、これにより壜Ａ内への充填液の充填を停
止させる。このとき、排出通路３０から弁室２８
内に流入した充填液は通路４２から壜Ａ内に戻さ
れ、また壜Ａ内と弁室２８内とは迂回通路４２お
よび横孔４３を介して相互に連通しているので、
排出通路３０内の液面は壜Ａ内の液面と同じレベ
ルとなる。

次に、ガスバルブ１６および液バルブ１２を閉
じた後、スニフト孔３７を大気中に開放させる
と、壜Ａ内のガス圧が低下してボールバルブ２９
が弁座３２上に落下するが、弁室２８と排出通路
３０とは迂回通路４２を介して連通しているの
で、ガス通路１１，２０内のガスの一部は迂回通
路４２を通つて排出通路３０から排出される。し
たがつて液粘度、通路径等の要因により弁室２
８、排出通路３０に残ろうとする一部の充填液
も、このガス流とともに排出されるため、ボール
バルブ２９に残溜液の影響が生じることはない。
そして壜Ａ内の圧力がほぼ大気圧となると壜Ａは
壜口キヤツプ７から離脱され、スニフト孔３７は
閉じられて充填作業が完了する。

弁室２８の側壁に穿設した横孔４３は、本ベン
トチユーブの基本機能を達成するめには必ずしも
必要なものではない。しかしながら、充填液に発
泡性がある場合にはガスを排出通路３０からすべ
て排出すると激しく発泡するのでガスの一部を発
泡に影響のない横孔４３から排出することは好ま
しい。また横孔４３はフイラーボウル１と壜Ａ内
の圧力とを同圧にする時間を短縮させるためにも
役立つから、全充填時間の短縮に寄与しうる。さ
らに重要なことは、この横孔４３はボールバルブ
２９の作動（跳ね上がり）をより容易にするとい
うことである。すなわち液充填時には横孔４３か
ら弁室２８を通つて壜Ａ内のガスが逃げるが、こ
の際のガス流は弁室２８内のボールバルブ２９に
一定の浮力を与え、この浮力がボールバルブ２９
の跳ね上りを容易にする。この浮力は明らかにボ
ールバルブ２９回りのガス流の流速に依存するか
ら、横孔４３はボールバルブ２９の上方位置に設
けるより、ボールバルブ２９の下方安定位置側部
またはこれにより下方位置に設けることが好まし
い。上方位置に設ける場合には、孔径を小径にし
てその部分の流速を大としないと、ガス流の影響
がボールバルブ２９に及ばないからである。

第７図ないし第９図は、ベントチユーブ１９の
弁室２８と排出通路３０とを連通させる通路の他
の設定例を示すものである。第７図においては、
弁室２８の下方の弁座３２の周縁一部に孔を穿設
し、この孔を弁室２８と排出通路３０とを連通さ
せる通路４２としている。また第８図は弁室２８
の下方部分にスプリングピン４４を挿通固定する
ことによつてボールバルブ２９が下方弁座３２に
着座しないようにし、ボールバルブ２９と弁室２
８および弁座３２との隙間をもつて弁室２８と排
出通路３０とを連通させる通路としている。勿
論、スプリングピン４４は金網等の他の邪魔部材
に変えることができる。さらに第９図は、排出通
路３０をボールバルブ２９によつては閉塞される
ことのない位置にして弁室２８に開口させた例で
あつて、この例によれば特別の加工または部品を
要することなく排出通路３０と弁室２８とを連通
させることができる。これらの構成を備えたベン
トチユーブは、前述の装置と同様に排出通路３０
が液面によつて閉塞されたときボールバルブ２９
が跳ね上がつて弁座３１に着座するため、給液容
器中のガスの逃げ道を閉ざすことができ、また弁
室２８および排出通路３０中に浸入した充填液は
弁室と排出通路を連通させる上記各通路から排出
されるので残溜液に起因する誤動作を防止するこ
とができる。

次に、第１０図、第１１図は本ベントチユーブ
を定量充填機に応用した例を示している。充填液
はフイラータンク５１から給液パイプ５２を介し
てシリンダ５３の底部に導かれ、フイラータンク
１の液面に加わる給液圧力によつてシリンダ５３
内に徐々に充填される。本発明のベントチユーブ
は、このシリンダ５３の上部に設けられている。
すなわちベントチユーブ１９、弁室２８、ボール
バルブ２９、排出通路３０、弁座３１，３２、迂
回通路４２、横孔４３は第４図に示す実施例と同
一の構成要素であり、ベントチユーブ１９のガス
通路２０は排気パイプ５４に連通している。この
装置では排出通路３０が液面で閉塞されると、シ
リンダ５３内の圧力変動によりボールバルブ２９
が弁座３１に着座してシンダ５３内空気の出口を
塞ぐため、以後の給液が停止される。そして弁室
２８および排出通路４２内に浸入した充填液はこ
の通路４２を通る空気流とともに排出されるか
ら、次のボールバルブ２９に動作に誤動作の生じ
るおそれはない。なお、この充填機に７図ないし
第９図に示す構成のベントチユーブを用いること
ができるのは明らかである。

上記各実施例から明らかなように、本発明に係
るベントチユーブは、ガス入り飲料の充填機のみ
ならず、他の各種の充填機または液処理装置に対
して適用が可能なものである。

以上述べたように本発明に係るベントチユーブ
によれば、構造を従来に比して著く簡略化できる
とともに、そのガス通路が単純になるので給液速
度の高速化を図ることができ、また、特に本発明
においては、ボールバルブを収納した弁室および
これに連なる排出通路内に液が残溜することを防
止できるので、充填途中におけるボールバルブが
ガス通路を閉塞して充填不能となる等の誤動作を
未然に防止できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来のベントチユーブを
備えた充填ノズルを示し、第１図は縦断面図、第
２図、第３図はそれぞれ第１図とは異なる状態を
示す要部の断面図、第４図ないし第６図は本発明
の一実施例を示し、第４図は要部の縦断面図、第
５図、第６図はそれぞれ第４図と異なる状態を示
す断面図である。第７図、第８図、第９図はそれ
ぞれベントチユーブに形成する弁室の弁座、排出
通路および弁室と排出通路とを連通させる通路の
他の設定例を示す要部の断面図、第１０図は本発
明に係るベントチユーブを定量充填機に用いた場
合の要部の断面図、第１１図は第１０図のXI部拡
大断面図である。 １９……ベントチユーブ、２０……ガス通路、
２８……弁室、２９……ボールバルブ、３０……
排出通路、３１，３２……弁座、４２……通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベントチユーブ内にガス通路と弁室と検出液
   面によつて閉塞される排出通路とを順次形成し、
   上記弁室内に検出液より比重の大きい材料からな
   るボールバルブを収納するとともに、上記ガス通
   路と弁室間に上記ボールバルブが着座可能な弁座
   を形成したベントチユーブを備え、上記ベントチ
   ユーブに、上記ボールバルブの排出通路上降下位
   置において弁室底部と排出通路とを連通させる通
   路を形成したことを特徴とするベントチユーブを
   備えた充填機。 ２ 弁室と排出通路とを連通させる通路が、弁室
   と排出通路間に形成したボールバルブの下方弁座
   を迂回する迂回通路から構成されている特許請求
   の範囲第１項記載のベントチユーブを備えた充填
   機。 ３ 弁室と排出通路とを連通させる通路が、弁室
   と排出通路間に形成したボールバルブの下方弁座
   を一部切除することによつて形成されている特許
   請求の範囲第１項記載のベントチユーブを備えた
   充填機。 ４ 弁室内にピン、網体等の邪魔部材が配設さ
   れ、この邪魔部材が弁室と排出通路間に形成した
   下方弁座に対するボールバルブの着座を阻止し
   て、弁室と排出通路とを連通させる通路を確保し
   ている特許請求の範囲第１項記載のベントチユー
   ブを備えた充填機。 ５ 排出通路をボールバルブによつて閉塞される
   ことのない位置において弁室に開口させることに
   より弁室と排出通路を連通させている特許請求の
   範囲第１項記載のベントチユーブを備えた充填
   機。 ６ 弁室側壁にさらに弁室を外部に連通させる横
   孔が穿設されている特許請求の範囲第１項ないし
   第５項のいずれかに記載のベントチユーブを備え
   た充填機。 ７ 横孔がボールバルブの下方安定位置側部また
   はこれより下方に位置している特許請求の範囲第
   ６項記載のベントチユーブを備えた充填機。