JP2001287796A - 回転式飲料充填機 - Google Patents
回転式飲料充填機Info
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- JP2001287796A JP2001287796A JP2000103166A JP2000103166A JP2001287796A JP 2001287796 A JP2001287796 A JP 2001287796A JP 2000103166 A JP2000103166 A JP 2000103166A JP 2000103166 A JP2000103166 A JP 2000103166A JP 2001287796 A JP2001287796 A JP 2001287796A
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- Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 運転開始過渡期間および運転終了過渡期間に
おいても、定常運転時と同様の量の飲料を容器に充填す
ることができる回転式飲料充填機を提供する。 【解決手段】 主液管１７に介在させた流量調整弁１８
と、最初に供給された容器３１への飲料の充填が完了す
る運転開始過渡期間に充填弁１４を流れる飲料の流量、
および最後に供給された容器３１への飲料の充填が完了
する運転終了過渡期間に充填弁を流れる飲料の流量が、
それぞれ定常運転期間に充填弁を流れる飲料の流量に等
しくなるように流量制御弁１８の開度を制御する弁制御
手段３３とを備えている。
おいても、定常運転時と同様の量の飲料を容器に充填す
ることができる回転式飲料充填機を提供する。 【解決手段】 主液管１７に介在させた流量調整弁１８
と、最初に供給された容器３１への飲料の充填が完了す
る運転開始過渡期間に充填弁１４を流れる飲料の流量、
および最後に供給された容器３１への飲料の充填が完了
する運転終了過渡期間に充填弁を流れる飲料の流量が、
それぞれ定常運転期間に充填弁を流れる飲料の流量に等
しくなるように流量制御弁１８の開度を制御する弁制御
手段３３とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コーラ、ビール等
の飲料を容器に充填する回転式飲料充填機に関するもの
である。
の飲料を容器に充填する回転式飲料充填機に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】回転する環状の液チャンバと、該チャン
バが飲料によって満たされるように主液管を介して該液
チャンバに飲料を供給する主液タンクと、前記液チャン
バの周方向に所定の間隔で配列する複数の充填弁とを備
えた回転式飲料充填機が提案されている。
バが飲料によって満たされるように主液管を介して該液
チャンバに飲料を供給する主液タンクと、前記液チャン
バの周方向に所定の間隔で配列する複数の充填弁とを備
えた回転式飲料充填機が提案されている。
【０００３】この回転式飲料充填機では、液チャンバと
共に移動する各充填弁に容器が順次接続されて、該液チ
ャンバ内の飲料がそれらの充填弁を介して対応する容器
に充填される。そして、充填を終了した容器は、順次対
応する充填弁から取り除かれる。
共に移動する各充填弁に容器が順次接続されて、該液チ
ャンバ内の飲料がそれらの充填弁を介して対応する容器
に充填される。そして、充填を終了した容器は、順次対
応する充填弁から取り除かれる。
【０００４】この飲料充填機は、上記液チャンバが主液
タンクから供給される飲料によって常時満たされるの
で、その内部に気液界面が存在しない。したがって、飲
料の成分の酸化による強固な汚れがチャンバ内に付着す
るという不都合が発生せず、その結果、液チャンバの洗
浄作業に要する時間が短くて済む。また、液チャンバ内
に気相部が存在しないことから、該チャンバが圧力容器
としての規制を受けず、このため、コストダウンを図る
ことが可能である。
タンクから供給される飲料によって常時満たされるの
で、その内部に気液界面が存在しない。したがって、飲
料の成分の酸化による強固な汚れがチャンバ内に付着す
るという不都合が発生せず、その結果、液チャンバの洗
浄作業に要する時間が短くて済む。また、液チャンバ内
に気相部が存在しないことから、該チャンバが圧力容器
としての規制を受けず、このため、コストダウンを図る
ことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記回転式飲料充填機
に１本目の容器が供給されて、その容器への飲料の充填
が開始されたとすると、その充填開始時点からの一定期
間（後述の運転開始過渡期間Ｔ１）においては、図４に
示すように、主液管における飲料の流量がステップ的に
増大する。
に１本目の容器が供給されて、その容器への飲料の充填
が開始されたとすると、その充填開始時点からの一定期
間（後述の運転開始過渡期間Ｔ１）においては、図４に
示すように、主液管における飲料の流量がステップ的に
増大する。
【０００６】すなわち、上記運転開始過渡期間Ｔ１にお
いては、１本目の容器への飲料の充填が開始された後、
所定の時間間隔（液チャンバの回転数と充填弁の配列間
隔に基づいて決定される）をおきながら２本目、３本目
・・・の容器に対する飲料の供給が順次開始されること
になるので、主液管における飲料の流量がステップ的に
増大する。なお、最初に供給された１本目の容器への飲
料の充填が完了すると、上記主液管における飲料の流量
が一定になるので、この充填完了時点が上記運転開始過
渡期間Ｔ１の終了時点になる。
いては、１本目の容器への飲料の充填が開始された後、
所定の時間間隔（液チャンバの回転数と充填弁の配列間
隔に基づいて決定される）をおきながら２本目、３本目
・・・の容器に対する飲料の供給が順次開始されること
になるので、主液管における飲料の流量がステップ的に
増大する。なお、最初に供給された１本目の容器への飲
料の充填が完了すると、上記主液管における飲料の流量
が一定になるので、この充填完了時点が上記運転開始過
渡期間Ｔ１の終了時点になる。
【０００７】一方、容器の供給が停止されてからの一定
期間Ｔ３（運転停止過渡期間）においては、主液管を介
して液チャンバに流入する飲料の流量がステップ的に減
少することになる。すなわち、上記運転停止過渡期間Ｔ
３においては、容器の供給停止後、液チャンバにおける
容器の連結本数が１本づつ減少していくことになるの
で、上記流量がステップ的に減少する。そして、最後に
供給された容器への飲料の充填が完了すると、主液管に
おける飲料の流れが停止し、その停止時点が上記運転停
止過渡期間Ｔ３の終了時点になる。
期間Ｔ３（運転停止過渡期間）においては、主液管を介
して液チャンバに流入する飲料の流量がステップ的に減
少することになる。すなわち、上記運転停止過渡期間Ｔ
３においては、容器の供給停止後、液チャンバにおける
容器の連結本数が１本づつ減少していくことになるの
で、上記流量がステップ的に減少する。そして、最後に
供給された容器への飲料の充填が完了すると、主液管に
おける飲料の流れが停止し、その停止時点が上記運転停
止過渡期間Ｔ３の終了時点になる。
【０００８】ところで、上記回転式飲料充填機において
は、容器に対する飲料の充填量を流量計によって計測
し、その計測した充填量が所定値になった時点で充填弁
を閉じるようにしている。しかし、上記運転開始過渡期
間Ｔ１および運転停止過渡期間Ｔ３においては、容器へ
の飲料の充填量が定常運転期間Ｔ２よりも多くなる。以
下、その理由について説明する。
は、容器に対する飲料の充填量を流量計によって計測
し、その計測した充填量が所定値になった時点で充填弁
を閉じるようにしている。しかし、上記運転開始過渡期
間Ｔ１および運転停止過渡期間Ｔ３においては、容器へ
の飲料の充填量が定常運転期間Ｔ２よりも多くなる。以
下、その理由について説明する。
【０００９】定常運転期間Ｔ２における飲料の総エネル
ギーは、前記主液タンク内の飲料の液面に作用するガス
圧と容器中の圧力との差圧と、該飲料の位置エネルギー
との和であり、前記主液管および充填弁の圧損によって
消費される。上記運転開始過渡期間Ｔ１および運転終了
過渡期間Ｔ３においては、上記主液管における圧損が定
常運転期間よりも小さくなる。なぜなら、主液管におけ
る飲料の流量が定常運転期間Ｔ２よりも少ないからであ
る。
ギーは、前記主液タンク内の飲料の液面に作用するガス
圧と容器中の圧力との差圧と、該飲料の位置エネルギー
との和であり、前記主液管および充填弁の圧損によって
消費される。上記運転開始過渡期間Ｔ１および運転終了
過渡期間Ｔ３においては、上記主液管における圧損が定
常運転期間よりも小さくなる。なぜなら、主液管におけ
る飲料の流量が定常運転期間Ｔ２よりも少ないからであ
る。
【００１０】したがって、上記運転開始過渡期間Ｔ１お
よび運転終了過渡期間Ｔ３では、上記主液管での圧損の
低下分だけ充填弁の圧損が上昇することになる。つま
り、この充填弁での消費エネルギーが上昇すること、換
言すれば、図５に実線で示すように該充填弁を通る飲料
の流量が増加することになる。なお、運転終了過渡期間
Ｔ３においては、慣性によって飲料が加速されることか
ら、上記充填弁における飲料の流量の増加傾向が運転開
始過渡期間Ｔ１よりも顕著になる。
よび運転終了過渡期間Ｔ３では、上記主液管での圧損の
低下分だけ充填弁の圧損が上昇することになる。つま
り、この充填弁での消費エネルギーが上昇すること、換
言すれば、図５に実線で示すように該充填弁を通る飲料
の流量が増加することになる。なお、運転終了過渡期間
Ｔ３においては、慣性によって飲料が加速されることか
ら、上記充填弁における飲料の流量の増加傾向が運転開
始過渡期間Ｔ１よりも顕著になる。
【００１１】図６には、上記定常運転期間Ｔ２における
充填弁での流量変化が実線で、上記運転開始過渡期間Ｔ
１および運転終了過渡期間Ｔ３における充填弁での流量
変化が点線でそれぞれ示されている。定常運転期間Ｔ２
では、充填開始後、所定の不感時間（例えば、０．２ｓ
ｅｃ〜０．３ｓｅｃ）を経てから流量計が計量を開始す
る。そして、流量計の出力に基づいて所定の充填量が計
測されると、その時点で充填弁のアクチュエータを閉作
動させる指令が発生するが、このアクチュエータの動作
遅れのため、充填弁は上記閉指令の発生時点から所定の
時間（例えば、０．１ｓｅｃ〜０．２ｓｅｃ）後に閉じ
ることになる。
充填弁での流量変化が実線で、上記運転開始過渡期間Ｔ
１および運転終了過渡期間Ｔ３における充填弁での流量
変化が点線でそれぞれ示されている。定常運転期間Ｔ２
では、充填開始後、所定の不感時間（例えば、０．２ｓ
ｅｃ〜０．３ｓｅｃ）を経てから流量計が計量を開始す
る。そして、流量計の出力に基づいて所定の充填量が計
測されると、その時点で充填弁のアクチュエータを閉作
動させる指令が発生するが、このアクチュエータの動作
遅れのため、充填弁は上記閉指令の発生時点から所定の
時間（例えば、０．１ｓｅｃ〜０．２ｓｅｃ）後に閉じ
ることになる。
【００１２】それ故、定常運転期間には、実線で囲まれ
た面積に相当する量の飲料が容器に充填されることにな
る。なお、図６においては、定常運転時における流量計
作動域がＡ１で示され、また、流量計によって感知され
なかった充填量がハッチングによって示されている。
た面積に相当する量の飲料が容器に充填されることにな
る。なお、図６においては、定常運転時における流量計
作動域がＡ１で示され、また、流量計によって感知され
なかった充填量がハッチングによって示されている。
【００１３】一方、運転開始過渡期間および運転終了過
渡期間では、前記したように、充填弁を流れる流量が増
加するので、点線囲まれた面積に対応した量の飲料が容
器に充填され、この場合、流量計作動域がＡ１よりも短
いＡ２になる。そして、点線で囲まれた面積から流量計
作動域Ａ２の部分の面積を除いた面積と、ハッチング付
した部分の面積の比較から明らかなように、例え流量計
によって容器への飲料の充填量を管理しても、運転開始
過渡期間および運転終了過渡期間では上記充填量が定常
運転期間よりも多くなる。つまり、定常運転時よりも多
量の飲料が容器に充填されて、製品の飲料充填量が不揃
いになる。なお、以上では、流量計によって充填量を管
理する場合について説明したが、容器への飲料の充填量
を時間で管理する場合においても、上記と同様の不都合
が発生する。
渡期間では、前記したように、充填弁を流れる流量が増
加するので、点線囲まれた面積に対応した量の飲料が容
器に充填され、この場合、流量計作動域がＡ１よりも短
いＡ２になる。そして、点線で囲まれた面積から流量計
作動域Ａ２の部分の面積を除いた面積と、ハッチング付
した部分の面積の比較から明らかなように、例え流量計
によって容器への飲料の充填量を管理しても、運転開始
過渡期間および運転終了過渡期間では上記充填量が定常
運転期間よりも多くなる。つまり、定常運転時よりも多
量の飲料が容器に充填されて、製品の飲料充填量が不揃
いになる。なお、以上では、流量計によって充填量を管
理する場合について説明したが、容器への飲料の充填量
を時間で管理する場合においても、上記と同様の不都合
が発生する。
【００１４】本発明の課題は、このような状況に鑑み、
運転開始過渡期間および運転終了過渡期間においても、
定常運転時と同様の量の飲料を容器に充填することがで
きる回転式飲料充填機を提供することにある。
運転開始過渡期間および運転終了過渡期間においても、
定常運転時と同様の量の飲料を容器に充填することがで
きる回転式飲料充填機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
回転する環状の液チャンバと、該液チャンバが飲料によ
って満たされるように主液管を介して該液チャンバに飲
料を供給する主液タンクと、前記液チャンバの周方向に
所定の間隔で配列する複数の充填弁とを備え、前記各充
填弁を介して順次対応する容器に前記液チャンバ内の飲
料を充填するように構成された回転式飲料充填機であっ
て、前記主液管に介在させた流量調整弁と、最初に供給
された容器への前記飲料の充填が完了する運転開始過渡
期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流量、および最後
に供給された容器への前記飲料の充填が完了する運転終
了過渡期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流量が、そ
れぞれ定常運転期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流
量に等しくなるように前記流量制御弁の開度を制御する
弁制御手段と、を備えている。請求項２に係る発明は、
請求項１に係る発明において、前記弁制御手段が、少な
くとも前記主液タンク内における前記飲料の液面高さ
と、前記容器の供給本数とに基づいて前記流量制御弁の
開度を設定するように構成されている。請求項３に係る
発明は、請求項１または２に係る発明において、前記主
液タンクが閉構造を有し、前記液チャンバにガスチャン
バを一体配設して、このガスチャンバを前記主液タンク
の気相部に連通させるとともに、前記ガスチャンバを前
記充填弁を介して前記容器の気相部に連通させた構成を
有する。請求項４に係る発明は、請求項１または２に係
る発明において、前記主液タンクを大気に開放した構成
を有する。請求項５に係る発明は、請求項３に係る発明
において、前記弁制御手段が、少なくとも前記主液タン
ク内における前記飲料の液面高さと、前記容器の供給本
数と、前記主液タンクの気相部のガス圧力と前記ガスチ
ャンバにおけるガス圧力の差とに基づいて前記流量制御
弁の開度を設定するように構成されている。
回転する環状の液チャンバと、該液チャンバが飲料によ
って満たされるように主液管を介して該液チャンバに飲
料を供給する主液タンクと、前記液チャンバの周方向に
所定の間隔で配列する複数の充填弁とを備え、前記各充
填弁を介して順次対応する容器に前記液チャンバ内の飲
料を充填するように構成された回転式飲料充填機であっ
て、前記主液管に介在させた流量調整弁と、最初に供給
された容器への前記飲料の充填が完了する運転開始過渡
期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流量、および最後
に供給された容器への前記飲料の充填が完了する運転終
了過渡期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流量が、そ
れぞれ定常運転期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流
量に等しくなるように前記流量制御弁の開度を制御する
弁制御手段と、を備えている。請求項２に係る発明は、
請求項１に係る発明において、前記弁制御手段が、少な
くとも前記主液タンク内における前記飲料の液面高さ
と、前記容器の供給本数とに基づいて前記流量制御弁の
開度を設定するように構成されている。請求項３に係る
発明は、請求項１または２に係る発明において、前記主
液タンクが閉構造を有し、前記液チャンバにガスチャン
バを一体配設して、このガスチャンバを前記主液タンク
の気相部に連通させるとともに、前記ガスチャンバを前
記充填弁を介して前記容器の気相部に連通させた構成を
有する。請求項４に係る発明は、請求項１または２に係
る発明において、前記主液タンクを大気に開放した構成
を有する。請求項５に係る発明は、請求項３に係る発明
において、前記弁制御手段が、少なくとも前記主液タン
ク内における前記飲料の液面高さと、前記容器の供給本
数と、前記主液タンクの気相部のガス圧力と前記ガスチ
ャンバにおけるガス圧力の差とに基づいて前記流量制御
弁の開度を設定するように構成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１において、回転式飲料充填機
１０は、軸線１１ａを中心として回転し得るように支持
された環状の液チャンバ１１と、この液チャンバ１１の
上方に一体配設されたガスチャンバ１２と、液チャンバ
１１の底部に給液管１３を介して連結された充填弁１４
と、コーラ、ビール等の炭酸飲料１５を貯溜した主液タ
ンク１６とを備えている。なお、充填弁１４は、液チャ
ンバ１１の周方向に所定の間隔で多数個（例えば、１０
０個）配列している。
１０は、軸線１１ａを中心として回転し得るように支持
された環状の液チャンバ１１と、この液チャンバ１１の
上方に一体配設されたガスチャンバ１２と、液チャンバ
１１の底部に給液管１３を介して連結された充填弁１４
と、コーラ、ビール等の炭酸飲料１５を貯溜した主液タ
ンク１６とを備えている。なお、充填弁１４は、液チャ
ンバ１１の周方向に所定の間隔で多数個（例えば、１０
０個）配列している。
【００１７】主液管１７は、一端が図示していないロー
タリジョイントを介して上記液チャンバ１１に連結され
るとともに、他端が主液タンク１６の底部に連結され、
かつ、その途中に流量調整弁１８が配設されている。ガ
ス管１９は、一端が図示していないロータリジョイント
を介して上記ガスチャンバ１２に連結されるとともに、
他端が主液タンク１６の上部に連結されている。従っ
て、ガスチャンバ１２は、ガス管１９を介して主液タン
ク１６の気相部に連通している。
タリジョイントを介して上記液チャンバ１１に連結され
るとともに、他端が主液タンク１６の底部に連結され、
かつ、その途中に流量調整弁１８が配設されている。ガ
ス管１９は、一端が図示していないロータリジョイント
を介して上記ガスチャンバ１２に連結されるとともに、
他端が主液タンク１６の上部に連結されている。従っ
て、ガスチャンバ１２は、ガス管１９を介して主液タン
ク１６の気相部に連通している。
【００１８】主液タンク１６には、それぞれ流量調整弁
２０，２１および２２を介して給液管２４、給ガス管２
５および排ガス管２６が接続されている。また、この主
液タンク１６には、飲料１５の液面高さを検出する液面
高さセンサ２７と、該飲料１５の液面に作用するガス
（この例では、炭酸ガス）の圧力を検出する圧力センサ
２８が配設されている。
２０，２１および２２を介して給液管２４、給ガス管２
５および排ガス管２６が接続されている。また、この主
液タンク１６には、飲料１５の液面高さを検出する液面
高さセンサ２７と、該飲料１５の液面に作用するガス
（この例では、炭酸ガス）の圧力を検出する圧力センサ
２８が配設されている。
【００１９】液面・圧力制御部３０は、液面高さセンサ
２７の出力に基づいて、主液タンク１６内の飲料１５の
液面が常に液チャンバ１１よりもＨだけ高い位置に保持
されるように流量調整弁２０を制御し、また、圧力セン
サ２８の出力に基づいて、主液タンク１６内の気相部の
ガス圧力ＰT が常に所定の圧力に保持されるように流量
調整弁２１および２２を制御する。
２７の出力に基づいて、主液タンク１６内の飲料１５の
液面が常に液チャンバ１１よりもＨだけ高い位置に保持
されるように流量調整弁２０を制御し、また、圧力セン
サ２８の出力に基づいて、主液タンク１６内の気相部の
ガス圧力ＰT が常に所定の圧力に保持されるように流量
調整弁２１および２２を制御する。
【００２０】上記回転式飲料充填機では、液チャンバ１
１と共に回転移動する各充填弁１４に対して順次容器３
１が供給されると、容器３１内とガスチャンバ１２を同
圧にして充填弁１３を開き、容器３１への充填を開始す
る。液チャンバ１１内の飲料は、主液タンク１６内の飲
料１５の液面に作用するガス圧力と該液面と主液チャン
バ１１間の落差（ヘッド）Ｈとによって加圧されている
ので、上記充填弁１４の開動作に伴って容器３１内に飲
料が流入することになる。そして、このとき、容器３１
内のガスは、カウンタ管路３２を介してガスチャンバに
戻される。
１と共に回転移動する各充填弁１４に対して順次容器３
１が供給されると、容器３１内とガスチャンバ１２を同
圧にして充填弁１３を開き、容器３１への充填を開始す
る。液チャンバ１１内の飲料は、主液タンク１６内の飲
料１５の液面に作用するガス圧力と該液面と主液チャン
バ１１間の落差（ヘッド）Ｈとによって加圧されている
ので、上記充填弁１４の開動作に伴って容器３１内に飲
料が流入することになる。そして、このとき、容器３１
内のガスは、カウンタ管路３２を介してガスチャンバに
戻される。
【００２１】なお、図１に示す流量計３５は、充填弁１
４に流れる飲料の流量を積算し、その積算流量値が容器
３１の充填容積に一致したときに充填完了信号を出力す
る。そして、充填弁１４は、上記充填完了信号に基づく
アクチュエータの作動によって閉止される。
４に流れる飲料の流量を積算し、その積算流量値が容器
３１の充填容積に一致したときに充填完了信号を出力す
る。そして、充填弁１４は、上記充填完了信号に基づく
アクチュエータの作動によって閉止される。
【００２２】図５を参照して既述したように、前記運転
開始過渡期間Ｔ１および運転停止過渡期間Ｔ３において
は、容器への飲料の充填量が定常運転期間Ｔ２よりも多
くなる。このような問題を解決するためには、運転開始
過渡期間Ｔ１および運転終了過渡期間Ｔ３に前記流量制
御弁１８の開度を小さくして、流動圧損を加えれば良
い。
開始過渡期間Ｔ１および運転停止過渡期間Ｔ３において
は、容器への飲料の充填量が定常運転期間Ｔ２よりも多
くなる。このような問題を解決するためには、運転開始
過渡期間Ｔ１および運転終了過渡期間Ｔ３に前記流量制
御弁１８の開度を小さくして、流動圧損を加えれば良
い。
【００２３】上記運転開始過渡期間Ｔ１および運転終了
過渡期間Ｔ３における前記流量制御弁１８の開度をＣV
とすると、この開度をＣV は、下式（１）によって与え
られる。
過渡期間Ｔ３における前記流量制御弁１８の開度をＣV
とすると、この開度をＣV は、下式（１）によって与え
られる。
【数１】
【００２４】また、充填弁１４から容器３１に充填する
飲料の目標平均充填流量をｑ、容器３１の供給本数をｎ
とすると、上式におけるＱ（ｔ）は、下式（２）のよう
に表わされる。
飲料の目標平均充填流量をｑ、容器３１の供給本数をｎ
とすると、上式におけるＱ（ｔ）は、下式（２）のよう
に表わされる。
【数２】 なお、上記目標平均充填流量ｑは、前記定常運転期間Ｔ
２における平均充填流量に設定される。
２における平均充填流量に設定される。
【００２５】ここで、容器３１の充填容量をＶB （例え
ば、５００ｍｌ）とすると 図４に示すように、前記運
転開始過渡期間Ｔ１の長さはＶB ／ｑと表わされる。ま
た、定常運転期間Ｔ２に主液管１７を流れる飲料の流量
は、液チャンバ１１の回転数をＮ（ｒｐｍ）とすると、
Ｎ・ＶB である。それ故、上式（Ａ）におけるｄＱ(ｔ)
／ｄｔは、下式（３）によって与えられる。
ば、５００ｍｌ）とすると 図４に示すように、前記運
転開始過渡期間Ｔ１の長さはＶB ／ｑと表わされる。ま
た、定常運転期間Ｔ２に主液管１７を流れる飲料の流量
は、液チャンバ１１の回転数をＮ（ｒｐｍ）とすると、
Ｎ・ＶB である。それ故、上式（Ａ）におけるｄＱ(ｔ)
／ｄｔは、下式（３）によって与えられる。
【数３】
【００２６】なお、（１）式に示す定数αは、図３に示
すように、充填弁１４の形状損失係数をζ’、断面積を
Ａ’、前記カウンタ管路３２の形状損失係数をζ”、断
面積をＡ”とすると、下式（４）によって与えられる。
すように、充填弁１４の形状損失係数をζ’、断面積を
Ａ’、前記カウンタ管路３２の形状損失係数をζ”、断
面積をＡ”とすると、下式（４）によって与えられる。
【数４】
【００２７】図１に示した弁制御部３３は、図２に例示
した手順を実行して流量制御弁１８の開度を制御する。
図２のステップ１００では、充填開始指令が入力された
か否かが判断され、この充填開始指令が入力された場合
には、ステップ１０１でタイマがリセットされる。そし
て、次のステップ１０２では、前記液面高さセンサ２７
によって検出される液面高さＨと、前記圧力センサ２８
によって検出される主液タンク１６内のガス圧力Ｐ
T と、圧力センサ３４によって検出されるガスチャンバ
１２内のガス圧力ＰC （≒充填中における容器３１内の
ガス圧）と、容器３１の供給本数ｎとが取込まれる。な
お、容器３１の供給本数ｎは、例えば、図示していない
容器供給機構から与えられる容器供給信号をカウントす
ることによって得ることができる。
した手順を実行して流量制御弁１８の開度を制御する。
図２のステップ１００では、充填開始指令が入力された
か否かが判断され、この充填開始指令が入力された場合
には、ステップ１０１でタイマがリセットされる。そし
て、次のステップ１０２では、前記液面高さセンサ２７
によって検出される液面高さＨと、前記圧力センサ２８
によって検出される主液タンク１６内のガス圧力Ｐ
T と、圧力センサ３４によって検出されるガスチャンバ
１２内のガス圧力ＰC （≒充填中における容器３１内の
ガス圧）と、容器３１の供給本数ｎとが取込まれる。な
お、容器３１の供給本数ｎは、例えば、図示していない
容器供給機構から与えられる容器供給信号をカウントす
ることによって得ることができる。
【００２８】ステップ１０３においては、ステップ１０
２で取込んだ各種検出情報等と、前記（１）、（２）お
よび（３）式とに基づいて、上記流量制御弁１８の開度
ＣVが演算される。そして、次のステップ１０４では、
流量制御弁１８の開度がステップ１０１で演算された開
度ＣV になるように該流量制御弁１８が制御される。
２で取込んだ各種検出情報等と、前記（１）、（２）お
よび（３）式とに基づいて、上記流量制御弁１８の開度
ＣVが演算される。そして、次のステップ１０４では、
流量制御弁１８の開度がステップ１０１で演算された開
度ＣV になるように該流量制御弁１８が制御される。
【００２９】ステップ１０５では、上記タイマの計時時
間ｔが予め設定した時間ＶB ／ｑ以上になったか否かが
判断され、その判断の結果がＮＯである間はステップ１
０２〜１０４の手順が繰り返される。そして、タイマの
計時時間ｔが設定時間ＶB ／ｑ以上になったと判断され
た場合には、運転開始過渡期間が終了したことになるの
で、ステップ１０６で流量制御弁１８の開度がその判断
時点の開度に維持される。
間ｔが予め設定した時間ＶB ／ｑ以上になったか否かが
判断され、その判断の結果がＮＯである間はステップ１
０２〜１０４の手順が繰り返される。そして、タイマの
計時時間ｔが設定時間ＶB ／ｑ以上になったと判断され
た場合には、運転開始過渡期間が終了したことになるの
で、ステップ１０６で流量制御弁１８の開度がその判断
時点の開度に維持される。
【００３０】以上のような手順が実行されれば、運転開
始過渡期間において充填弁１４に流れる飲料の流量が上
記目標平均充填流量ｑになるので、該運転開始過渡期間
における充填流量の増加傾向が抑制される（図５の点線
参照）。したがって、運転開始過渡期間Ｔ１において
も、定常運転期間Ｔ２での充填特性と同様の特性で充填
が実行されて、適正量の飲料が容器３１に充填されるこ
とになる。
始過渡期間において充填弁１４に流れる飲料の流量が上
記目標平均充填流量ｑになるので、該運転開始過渡期間
における充填流量の増加傾向が抑制される（図５の点線
参照）。したがって、運転開始過渡期間Ｔ１において
も、定常運転期間Ｔ２での充填特性と同様の特性で充填
が実行されて、適正量の飲料が容器３１に充填されるこ
とになる。
【００３１】以上では、運転開始過渡期間Ｔ１での流量
制御弁１８の制御について述べたが、前記運転終了過渡
期間Ｔ３においてもこの流量制御弁１８の制御が実行さ
れる。この場合、上記とは逆に容器３１の供給が停止さ
れることになるが、図２に示す手順に準じた手順を実行
することによって、充填弁１４に流れる飲料の流量を上
記目標平均充填流量ｑに設定することができる。なお、
上記においては、液チャンバ１１の回転数Ｎが一定であ
るとみなして、この回転数Ｎを検出していないが、回転
数Ｎが変動する虞のある場合や、その回転数Ｎが変更調
整される場合には、該回転数を適宜なセンサで検出する
必要がある。この場合、上記弁制御部３３は、上記セン
サで検出される回転数Ｎを図２に示したステップ１０２
において取込むことになる。
制御弁１８の制御について述べたが、前記運転終了過渡
期間Ｔ３においてもこの流量制御弁１８の制御が実行さ
れる。この場合、上記とは逆に容器３１の供給が停止さ
れることになるが、図２に示す手順に準じた手順を実行
することによって、充填弁１４に流れる飲料の流量を上
記目標平均充填流量ｑに設定することができる。なお、
上記においては、液チャンバ１１の回転数Ｎが一定であ
るとみなして、この回転数Ｎを検出していないが、回転
数Ｎが変動する虞のある場合や、その回転数Ｎが変更調
整される場合には、該回転数を適宜なセンサで検出する
必要がある。この場合、上記弁制御部３３は、上記セン
サで検出される回転数Ｎを図２に示したステップ１０２
において取込むことになる。
【００３２】上記実施形態に係る充填機では、容器３１
への飲料の充填量を流量計３５の出力に基づいて管理し
ているが、この充填量をタイマを用いて時間管理するこ
とも可能である。また、上記実施形態では、（１）式の
演算を実行するための情報として主液タンク１６内のガ
ス圧力ＰT を弁制御部３３に取込んでいるが、これに代
えて、液チャンバ１１内の飲料の圧力ＰM を用いること
ができる。なぜなら、上記両圧力ＰT ，ＰM には、下式
（５）の関係があるからである。もちろん、圧力ＰM を
用いる場合には、圧力センサによってこの圧力ＰM を検
出することになる。
への飲料の充填量を流量計３５の出力に基づいて管理し
ているが、この充填量をタイマを用いて時間管理するこ
とも可能である。また、上記実施形態では、（１）式の
演算を実行するための情報として主液タンク１６内のガ
ス圧力ＰT を弁制御部３３に取込んでいるが、これに代
えて、液チャンバ１１内の飲料の圧力ＰM を用いること
ができる。なぜなら、上記両圧力ＰT ，ＰM には、下式
（５）の関係があるからである。もちろん、圧力ＰM を
用いる場合には、圧力センサによってこの圧力ＰM を検
出することになる。
【数５】
【００３３】なお、上記圧力ＰT またはＰM の取込みを
省略することも可能である。なぜなら、上記ガス圧力Ｐ
T は、液面・圧力制御部３０によって定値に保持されて
いるからである。そして、同様の理由により、液面高さ
Ｈの取込みも省略可能である。但し、時々刻々の圧力Ｐ
T （または、圧力ＰM ）や液面高さＨを検出して、こ
れらを流量制御弁１８の開度の演算に反映させるように
すれば、該開度をより精度良く制御することができる。
省略することも可能である。なぜなら、上記ガス圧力Ｐ
T は、液面・圧力制御部３０によって定値に保持されて
いるからである。そして、同様の理由により、液面高さ
Ｈの取込みも省略可能である。但し、時々刻々の圧力Ｐ
T （または、圧力ＰM ）や液面高さＨを検出して、こ
れらを流量制御弁１８の開度の演算に反映させるように
すれば、該開度をより精度良く制御することができる。
【００３４】一方、上記実施形態では、（１）式に示す
ように、主液タンク１６内のガス圧力ＰT とガスチャン
バ１２内のガス圧力ＰC （ガス圧力ＰC は、ガス置換や
カウンタ工程での消費ガス、充填中の容器から排出され
るガスによって変動する）の差ＰT −ＰC を開度ＣV の
演算に使用しているが、この圧力差ＰT −ＰC は小さい
ので、これをゼロとみなして上記演算を簡易的に行なう
ことも可能である。そして、この圧力差ＰT −ＰC をゼ
ロとみなした場合、センサ３４による上記ガス圧ＰC の
検出も不要になる。
ように、主液タンク１６内のガス圧力ＰT とガスチャン
バ１２内のガス圧力ＰC （ガス圧力ＰC は、ガス置換や
カウンタ工程での消費ガス、充填中の容器から排出され
るガスによって変動する）の差ＰT −ＰC を開度ＣV の
演算に使用しているが、この圧力差ＰT −ＰC は小さい
ので、これをゼロとみなして上記演算を簡易的に行なう
ことも可能である。そして、この圧力差ＰT −ＰC をゼ
ロとみなした場合、センサ３４による上記ガス圧ＰC の
検出も不要になる。
【００３５】なお、炭酸飲料でない他種の飲料の充填に
適用する回転式飲料充填機においては、主液タンク１６
として密閉構造でないものが使用される。そして、この
ような充填機においては、充填時に容器内のガスが大気
に放出されるので、上記ガスチャンバ１２が不要にな
る。もちろん、本発明は、このような充填機にも適用可
能であり、その場合、前記（１）式の（ＰT −ＰC ）／
γが（大気圧／γ）に置き換えられる。
適用する回転式飲料充填機においては、主液タンク１６
として密閉構造でないものが使用される。そして、この
ような充填機においては、充填時に容器内のガスが大気
に放出されるので、上記ガスチャンバ１２が不要にな
る。もちろん、本発明は、このような充填機にも適用可
能であり、その場合、前記（１）式の（ＰT −ＰC ）／
γが（大気圧／γ）に置き換えられる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、主液管に介在させた流
量調整弁と、最初に供給された容器への飲料の充填が完
了する運転開始過渡期間に充填弁を流れる飲料の流量、
および最後に供給された容器への飲料の充填が完了する
運転終了過渡期間に充填弁を流れる飲料の流量が、それ
ぞれ定常運転期間に充填弁を流れる飲料の流量に等しく
なるように流量制御弁の開度を制御する弁制御手段と、
を備えているので、運転開始過渡期間および運転終了過
渡期間においても、定常運転時と同様の量の飲料を容器
に充填することができる。
量調整弁と、最初に供給された容器への飲料の充填が完
了する運転開始過渡期間に充填弁を流れる飲料の流量、
および最後に供給された容器への飲料の充填が完了する
運転終了過渡期間に充填弁を流れる飲料の流量が、それ
ぞれ定常運転期間に充填弁を流れる飲料の流量に等しく
なるように流量制御弁の開度を制御する弁制御手段と、
を備えているので、運転開始過渡期間および運転終了過
渡期間においても、定常運転時と同様の量の飲料を容器
に充填することができる。
【図１】本発明に係る回転式液体充填機の実施形態を示
した概念図。
した概念図。
【図２】弁制御部で実行される弁制御手順を例示したフ
ローチャート。
ローチャート。
【図３】式中の定数を求めるための説明図。
【図４】主液管における飲料の流量変化を例示したグラ
フ。
フ。
【図５】充填弁における飲料の流量変化を例示したグラ
フ。
フ。
【図６】充填過渡期間と定常運転期間における飲料充填
量の相違を示すしめ」充填価値お十手ブラッシローラを
用いた従来の物品排出装置の要部平面図。
量の相違を示すしめ」充填価値お十手ブラッシローラを
用いた従来の物品排出装置の要部平面図。
１１ 液チャンバ １２ ガスチャンバ １３ 給液管 １４ 充填弁 １５ 飲料 １６ 主液タンク １７ 主液管 １８ 電磁流量制御弁 １９ ガス管 ２０〜２２ 電磁開閉弁 ２７ 液面高さセンサ ２８，３４ 圧力センサ ３０ 液面・ガス圧力制御部 ３１ 容器 ３２ カウンタ管路 ３３ 弁制御部 ３５ 流量計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 哲司 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内 Ｆターム(参考） 3E079 AA02 AB01 CC06 CD42
Claims (5)
- 【請求項１】 回転する環状の液チャンバと、該液チャ
ンバが飲料によって満たされるように主液管を介して該
液チャンバに飲料を供給する主液タンクと、前記液チャ
ンバの周方向に所定の間隔で配列する複数の充填弁とを
備え、前記各充填弁を介して順次対応する容器に前記液
チャンバ内の飲料を充填するように構成された回転式飲
料充填機であって、 前記主液管に介在させた流量調整弁と、 最初に供給された容器への前記飲料の充填が完了する運
転開始過渡期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流量お
よび最後に供給された容器への前記飲料の充填が完了す
る運転終了過渡期間に前記充填弁を流れる前記飲料の流
量が、それぞれ定常運転期間に前記充填弁を流れる前記
飲料の流量に等しくなるように前記流量制御弁の開度を
制御する弁制御手段と、 を備えることを特徴とする回転式飲料充填機。 - 【請求項２】 前記弁制御手段が、少なくとも前記主液
タンク内における前記飲料の液面高さと、前記容器の供
給本数とに基づいて前記流量制御弁の開度を設定するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
回転式飲料充填機。 - 【請求項３】 前記主液タンクが閉構造を有し、前記液
チャンバにガスチャンバを一体配設して、このガスチャ
ンバを前記主液タンクの気相部に連通させるとともに、
前記ガスチャンバを前記充填弁を介して前記容器の気相
部に連通させたことを特徴とする請求項１または２に記
載の回転式飲料充填機。 - 【請求項４】 前記主液タンクが大気に開放されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転式飲料
充填機。 - 【請求項５】 前記弁制御手段が、少なくとも前記主液
タンク内における前記飲料の液面高さと、前記容器の供
給本数と、前記主液タンクの気相部のガス圧力と前記ガ
スチャンバにおけるガス圧力の差とに基づいて前記流量
制御弁の開度を設定するように構成されていることを特
徴とする請求項３に記載の回転式飲料充填機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000103166A JP4384781B2 (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | 回転式飲料充填機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000103166A JP4384781B2 (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | 回転式飲料充填機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001287796A true JP2001287796A (ja) | 2001-10-16 |
| JP4384781B2 JP4384781B2 (ja) | 2009-12-16 |
Family
ID=18616926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000103166A Expired - Lifetime JP4384781B2 (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | 回転式飲料充填機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4384781B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248578A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Nippon Seiki Co Ltd | 充填包装機の制御方法および充填包装機 |
| JP2010023864A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Kirin Brewery Co Ltd | 充填装置及び充填システム |
| WO2012137317A1 (ja) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | 三菱重工食品包装機械株式会社 | 回転式充填機及び回転式充填機の充填量演算方法 |
| JPWO2019207843A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2021-03-18 | 三菱重工機械システム株式会社 | 充填装置 |
| JPWO2019207974A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2021-03-25 | 三菱重工機械システム株式会社 | 充填方法 |
| JP7185085B1 (ja) | 2022-05-19 | 2022-12-06 | 岩井ファルマテック株式会社 | 無菌脱圧送液装置及び充填システム |
-
2000
- 2000-04-05 JP JP2000103166A patent/JP4384781B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248578A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Nippon Seiki Co Ltd | 充填包装機の制御方法および充填包装機 |
| JP2010023864A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Kirin Brewery Co Ltd | 充填装置及び充填システム |
| WO2012137317A1 (ja) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | 三菱重工食品包装機械株式会社 | 回転式充填機及び回転式充填機の充填量演算方法 |
| JP5373223B2 (ja) * | 2011-04-06 | 2013-12-18 | 三菱重工食品包装機械株式会社 | 回転式充填機及び回転式充填機の充填量演算方法 |
| KR101569603B1 (ko) | 2011-04-06 | 2015-11-16 | 미쯔비시 쥬우꼬오 쇼구힌호오소오기까이 가부시키가이샤 | 회전식 충전기 및 회전식 충전기의 충전량 연산 방법 |
| US9428373B2 (en) | 2011-04-06 | 2016-08-30 | Mitsubishi Heavy Industries Food & Packaging Machine Co., Ltd. | Rotary-type filling machine and method for calculating filling quantity for rotary-type filling machine |
| JPWO2019207843A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2021-03-18 | 三菱重工機械システム株式会社 | 充填装置 |
| JPWO2019207974A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2021-03-25 | 三菱重工機械システム株式会社 | 充填方法 |
| JP7163371B2 (ja) | 2018-04-26 | 2022-10-31 | 三菱重工機械システム株式会社 | 充填装置 |
| JP7174753B2 (ja) | 2018-04-26 | 2022-11-17 | 三菱重工機械システム株式会社 | 充填方法 |
| JP7185085B1 (ja) | 2022-05-19 | 2022-12-06 | 岩井ファルマテック株式会社 | 無菌脱圧送液装置及び充填システム |
| JP2023170671A (ja) * | 2022-05-19 | 2023-12-01 | 岩井ファルマテック株式会社 | 無菌脱圧送液装置及び充填システム |
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| JP4384781B2 (ja) | 2009-12-16 |
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