JP2002512156A5 - - Google Patents

Description

【書類名】 明細書
【発明の名称】 飲料充填装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 容器の供給を受ける固定位置の充填機構（２０）と、充填操作開始前に不活性ガスを容器に充填する装置とを有し、不活性ガス下で容器（１）に飲料を充填する飲料充填装置において、充填機構（２０）の容器作用部（１９）が、充填位置にある容器（１）を囲み不活性ガス（１７）の供給を受ける処理チャンバ（１２）に設けられており、外部に対して且つ処理チャンバ（１２）に対して開閉ゲート（１０．１，１０．２）によって遮断される送入ゲートチャンバ（１１）を介して、上記処理チャンバに容器を供給できるように構成されていること、外部に対して且つ処理チャンバ（１２）に対して開閉ゲート（１０．４，１０．３）によって遮断され、容器（１）を排出する排出ゲートチャンバ（１３）が設けられており、容器（１）の排出時、外部に対して排出ゲートチャンバ（１３）を開く前に、弁（２９），ポンプ（３０）及び対応する管路片を介して、上記排出ゲートチャンバから不活性ガスを処理チャンバ（１２）に逆送できるように構成されていることを特徴とする飲料充填装置。
【請求項２】 送入ゲートチャンバ（１１）が、排気できるよう構成されていることを特徴とする請求項１に係る飲料充填装置。
【請求項３】 処理チャンバ（１２）において、容器作用部（２６，２７）によって容器（１）上に容器蓋（２４）の供給及び／又は閉鎖を行う装置（２３，２８）が、容器（１）の移送方向（Ｔ）において充填機構（２０）の後段に設けられていることを特徴とする請求項１に係る飲料充填装置。
【請求項４】 送入ゲートチャンバ（１１）が、容器（１）を殺菌する装置（１５，１６）を有していることを特徴とする請求填１に係る飲料充填装置。
【請求項５】 殺菌装置（１５，１６）が、低圧プラズマ殺菌を行うように構成されていることを特徴とする請求項４に係る飲料充填装置。
【請求項６】 送入ゲートチャンバ（１１）と処理チャンバ（１２）との間には、上記チャンバ間を接続する開閉ゲート（１０．２）を開く前に開放できる通気口（１８）が開閉ゲート（１０．２）に設けられていることを特徴とする請求項１に係る飲料充填装置。
【請求項７】 充填機構（２０）の容器作用部（１９）が、処理チャンバ（１２）内に突出し、残余の部分（２０）が、上記チャンバ外に設けられていることを特徴とする請求項１に係る飲料充填装置。
【請求項８】 処理チャンバ（１２）には、複数の充填機構（２０）が、容器（１）の移送方向（Ｔ）に直角に１列に配置されており、処理チャンバ及び送入ゲートチャンバ（１１）が、並列の容器（１）の移送及び受入れのために配置されていることを特徴とする請求項１に係る飲料充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、請求項１の上位概念たる前提部に記載の種類の飲料充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料、例えば、ビール、レモネード、カカオ等は、剛性の容器、例えば、ガラスびんに充填され、更には可撓性製容器、例えば、薄肉の合成樹脂びん、閉鎖前には高度に可撓性の金属缶、合成樹脂バッグにも充填される。
【０００３】
多くの飲料は、酸素に敏感であり、したがって、充填時に容器内に達する酸素による風味変化、及びその他の品質低下を阻止するため、不活性ガス、通常は、ＣＯ_２下で充填しなければならない。
【０００４】
安定な容器、例えば、ガラスびん又は厚肉の合成樹脂びんの場合、よく知られているように、充填機構で容器を密閉し、充填操作の開始前に充填機構によって不活性ガスを充填する。この場合、高価格の密閉装置及び密閉ストロークを形成する送り装置が必要である。特殊容器の場合、特に、可撓性容器の場合、密閉操作には、極めて費用がかかる。また運転トラブルの可能性がある。可撓性容器は、不活性ガスの充填時に過度に伸張されることがある。このような過程において、常に、容器は、著しい運転トラブルを招く形状変化を受ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、構造簡単で、トラブルの発生頻度が僅かであり、酸素をほぼ含むことのない充填を実現できる冒頭に述べた種類の飲料充填装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明に基づく、請求項１の特徴によって解決される。本発明に係る装置の場合、容器は、送入ゲートチャンバを通って、不活性ガスの供給を受ける処理チャンバ内に達し、処理チャンバ内で不活性ガス下で容器に充填を行うことができる。容器のゲート送入によって、処理チャンバの空気交換、即ち、不活性ガスヘの空気の混入を減少できる。例えば、送入ゲートチャンバを処理チャンバと接続する前に、不活性ガスで送入ゲートチャンバを洗浄できる。容器は、空気を含まない処理チャンバ内では不活性ガス下にあるので、充填機構で密閉する必要はない。即ち、充填機構を構造的に著しく簡単化できる。処理チャンバ内で“開放状態”で充填を行うことができる。高度に可撓性の容器の場合には特に、利点が得られる。なぜならば、この種の容器は、処理チャンバにおいて内外に同一の圧力を受け、即ち、壁部に負荷を受けないからである。本発明に係る装置は、処理チャンバ内に、非密封箇所における空気の侵入を避けるため、不活性ガスに僅かな過圧をもたせることができる。この場合、無ガス飲料を開放状態で充填でき、あるいは、高圧下で充填されるＣＯ_２含有飲料を充填できる。後者の場合、充填時に充填機構で容器を密閉すべきである。しかしながら、ＣＯ_２含有飲料を充填する場合、処理チャンバ内も完全なＣＯ_２圧力に調整できる。この場合は、容器と充填機構との間の密閉は不要である。
【０００７】
請求項２の特徴は有利である。かくして、処理チャンバの不活性ガス雰囲気内への空気の混入を特に効果的に避けることができる。
【０００８】
請求項３の特徴は有利である。この構造によって、処理チャンバにおいて不活性ガス下で容器蓋で容器を閉鎖でき、あるいは、少なくとも被うことができ、したがって、容器充填後に容器の頭部スペースヘの空気の侵入が避けられる。
【０００９】
処理チヤンバからの容器のゲート排出は、送入ゲートチャンバを介して逆の順序で行うことができる。しかしながら、本発明の場合、外部に対して且つ処理チャンバに対して開閉ゲートによって遮断され、容器を排出する排出ゲートチャンバが設けられており、容器の排出時に、外部に対して排出ゲートチャンバを開く前に、弁，ポンプ及び対応する管路片を介して、上記排出ゲートチャンバから不活性ガスを処理チャンバに逆送できるように構成されていることが有利である。かくして、処理チャンバを介して一方向ヘより大きい処理能力で容器を通過させることが可能である。排出ゲートチャンバは、処理チャンバヘの空気の混入を阻止し、逆送気によって、充填時に容器に達する酸素による品質低下を阻止できる。送入ゲートチヤンバにおいても不活性ガスを処理チャンバヘ逆送し、次いで、送入ゲートチヤンバを処理チヤンバに対して閉鎖し、次いで、新しい容器の受入れのために外部ヘ開放することができる。
【００１０】
請求項４の特徴は有利である。病原菌に敏感な飲料、例えば、カカオ、アイスティー等について必要な容器殺菌操作は、構造的に簡単に飲料充填装置に組込むことができる。送入ゲートチャンバは、上記操作に特に好適である。なぜならば、送入ゲートチャンバは、定常的な排気によって極めて清浄であるからである。
【００１１】
この場合、請求項５に基づき、殺菌装覆を低圧プラズマ殺菌用に構成すれば有利であり、低圧形成のためには、いずれにせよ設ける排気装置を利用できる。
【００１２】
請求項６の特徴は有利である。送入ゲートチャンバは、処理チャンバに対する開閉ゲートの開放前に、排気によって形成された負圧で支配され、他方、処理チャンバには、密封上の理由から好ましくは僅かに負圧状態の不活性ガスが存在する。開閉ゲートを急激に開くと、送入ゲートチャンバ内に不活性ガスの圧力衝撃が生じ、この圧力衝撃によって高度に可撓性の容器壁がヘこまされるか例えば、容器が傾斜されることになる。上記ゲートを開く前に横断面積の小さい通気口が開かれると、注意深く且つ容器の損傷なく、送入ゲートチャンバヘの流入が行われる。
【００１３】
請求項７の特徴は有利である。充填機構の容器作用部、即ち、出口を有する下端のみが、処理チャンバ内に突出する。充填機構の残余の、例えば、保守のために触手できる部分は、有利なことには、処理チャンバ外にある。かくして、処理チャンバを極めて小さく構成でき、充填機構の保守の必要な部分には、処理チャンバヘの通気を誘起することなく、外部から触手できる。同様に、処理チャンバに設けた他の装置、例えば、特殊な閉鎖装置の容器に作用しない部分も、有利なことには、処理チャンバ外に設けることができる。
【００１４】
請求項８の特徴は有利である。かくして、並列の容器にサイクリックに充填できる本発明に係る連続充填装置が提供される。かくして、充填能力を本質的に向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に実施の形態について説明する。図１は本発明に係る飲料充填装置の実施の形態を示す図で、この飲料充填装置は、例えば、高度に可撓性の合成樹脂からなり、蓋を螺着するためのねじ部分２、及び装置によってレール片４．１〜４．５に沿って移送するための頚部カラー３を、容器頚部の上端に有する容器１に飲料を充填するのに役立つ。図示していない送り装置が設けられている。送り装置は、特殊なスライダとして構成できる。レール片４．１〜４．５の代わりに、通常の態様で循環する従動ベルトを、それぞれ移送路の左右に設け、走行するベルトの内側ループ部分に頚部カラー３を担持させるようにすることもできる。
【００１６】
容器は、第１レール片４．１に沿って、本質的に上壁５と下壁６と側壁７とを有する真っすぐなトンネルからなる図示の飲料充填装置に供給される。模式的に示した上記トンネルの入口８及び出口９は、図示してない駆動手段によって矢印方向へ垂直に昇降できるスライドゲート１０．１，１０．４の形式の開閉ゲートによって開閉できる。トンネルの端部スライドゲート１０．１，１０．４の間の対応するスリットには、トンネルを３つのチャンバ、即ち、矢印Ｔで示した容器移送方向に見て、順次に、送入ゲートチャンバ１１，処理チャンバ１２及び排出ゲートチャンバ１３に分割する２つのスライドゲート１０．２，１０．３が更に設けられている。双方の中央のスライドゲート１０．２，１０．３で構成されたゲートは、図示の如く、スライドゲート１０．２，１０．３を上昇してゲートを開けた場合に、外部への通気状態が生じないように構成されている。
【００１７】
容器１は、図示の如く、レール片４．１〜４．５に沿って図示の飲料充填装置内をサイクリックに移送できる。上記レール片は、開閉ゲート部においてスライドゲート１０．１〜１０．４の昇降のために中断されている。
【００１８】
スライドゲート１０．２を閉じ且つスライドゲート１０．１を開けた状態において、送入ゲートチャンバ１１に容器を送入できる。次いで、スライドゲート１０．１を閉じる。かくして閉鎖された送入ゲートチャンバ１１を真空ポンプ１４によって排気する。上記チャンバ１１において、選択的に、殺菌剤、例えば、Ｈ_２Ｏ_２を充填することによって、あるいは、図示の如く、真空ポンプ１４で排気された真空下で、電極１６によって送入ゲートチャンバ１１のアースされた壁部に向って低圧プラズマを形成する、高周波プラズマ形成装置１５によって容器を殺菌できる。
【００１９】
さて、スライドゲート１０．１の閉鎖状態において、スライドゲート１０．２を開け、容器を処理チャンバ１２に移送できる。上記処理チャンバ１２は、管路１７を介して持続的に不活性ガス、例えば、空気を含まないＣＯ_２の供給を受け、非密封箇所における汚染を避けるため、周囲の雰囲気に対して僅かに過圧状態とするのが好ましい。しかしながら、ＣＯ_２含有飲料の充填の場合、処理チャンバ１２において、その充填圧を調節することもできる。
【００２０】
処理チャンバ１２と送入ゲートチャンバ１１との間には、スライドゲート１０．２を急激に開けた際の強い圧力衝撃を避けるため、スライドゲート１０．２を開く前に開路される横断面積の小さい接続管路を設けてある。この開口は、スライドゲート閉鎖時にはチャンバ外にあり、僅かに上昇された位置であるがなおチャンバを閉鎖するスライドゲート位置において、チャンバ間を接続する通気口１８として、スライドゲート１０．２の適切な箇所に設けることができる。
【００２１】
処理チャンバ１２には、充填機構２０の容器作用部１９が、上方から密封状態で突出している。充填すべき飲料は、管路２１を介して充填機構２０に供給され、充填時に飲料から逸出するガスは、管路２２を介して充填機構２０から排出され、例えば、処理チャンバ１２にもどされる。移送方向Ｔにおいて、充填機構２０の後段には、処理チャンバ１２内に密封状態で突出する容器作用部２６を有し、シュート２５を介して閉鎖蓋２４の供給を受ける閉鎖蓋供給装置２３が設けられている。図示の如く、上記装置は、各容器上に閉鎖蓋２４を載せる。容器は、次いで、処理チャンバ１２内に密封状態で突出する容器作用部２７を有し、図示の如く、容器１のねじ部分２に蓋２４を螺着する螺着機構２８の下方に移送される。次のスライドゲート１０．３の開放後、容器は、排出ゲートチャンバ１３に達し、スライドゲート１０．３を閉じ且つスライドゲート１０．４を開いた後、レール片４．５に沿って排出ゲートチャンバ１３から外部に排出される。ねじ部分２に螺着される蓋２４の代わりに、別種の閉鎖部材、例えば、王冠、シール部材等を使用できる。
【００２２】
排出ゲートチャンバ１３を容器を通過させる場合、まず、排出ゲートチャンバ１３を処理チャンバ１２へ向かって開き、かくして、不活性ガスを充填する。次いで、排出ゲートチャンバ１３を外気に対して開く。この際に生ずる不活性ガスの損失を減少させるため、排出ゲートチャンバ１３は、弁２９，ポンプ３０及び対応する管路片を介して、処理チャンバ１２に結合されている。外部に対して排出ゲートチャンバ１３を開く前に、排出ゲートチャンバ１３内に存在する不活性ガスを処理チャンバ１２に逆送できる。排出ゲートチャンバ１３を一旦外部へ開いた後に再び処理チャンバ１２へ向かって開く場合、排出ゲートチャンバ１３を外部に対して閉じた後に該排出ゲートチャンバ１３内に存在する空気を、弁２９を対応して切換えた後、真空ポンプ３１を介して排気する。
【００２３】
送入ゲートチャンバ１１の場合も、外部へ開く前に、弁３２を切換えた後、不活性ガスをポンプ３３を介して処理チャンバ１２に逆送できる。
【００２４】
断面図としての図面に、図示の各処理位置にある容器及び処理装置、例えば、充填機構２０を示した。図示の処理充填装置は、図示の各処理箇所に紙面に垂直な方向へ複数の処理位置を順次に設けた連続装置として構成できる。例えば、図示の充填機構２０の位置には、紙面に垂直に一列に順次に複数の充填機構を設ける。同じく、閉鎖蓋供給装置２３及び螺着機構２８は、紙面に垂直に一列に順次に設ける。チャンバ１１，１２，１３及びスライドゲート１０．１，１０．２，１０．３，１０．４は、紙面に垂直に対応する幅を有する。容器は、このような装置によって矢印Ｔの方向ヘサイクリックに並列に（紙面に垂直に）移送される。図面に１ラインとして示した装置は、対応する能力増加のために、並列に設けることもできる。
【００２５】
図示の実施の形態の場合、頚部カラーを有する可撓性合成樹脂びんを容器として示している。移送装置を若干変更すれば、図示の飲料充填装置によって、図示の容器１と同様に閉鎖口で懸架されて又はカートンに入れて移送される他の容器、例えば、コンベヤ上にあるガラスびん、可撓性金属缶又はバッグを処理することもできる。
【００２６】
必要な開閉ゲートは、送入ゲートチャンバ１１及び排出ゲートチャンバ１３を両側で遮断する簡単なスライドゲート１０．１，１０．２，１０．３，１０．４として示している。適切な構成の場合に内部に各ゲートチャンバを構成できる他のゲート構造、例えば、回転ゲートを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る飲料充填装置の、容器の移送方向へ沿う概略垂直断面図である。
【符号の説明】
１ 容器
２ ねじ部分
３ 頚部カラー
４．１〜４．５ レール片
５ 上壁
６ 下壁
７ 側壁
８ 入口
９ 出□
１０．１〜１０．４ スライドゲート
１１ 送入ゲートチャンバ
１２ 処理チャンバ
１３ 排出ゲートチャンバ
１４ 真空ポンプ
１５ 高周波プラズマ形成装置
１６ 電極
１７ 管路
１８ 通気口
１９ 容器作用部
２０ 充填機構
２１，２２ 管路
２３ 閉鎖蓋供給装置
２４ 閉鎖蓋
２５ シュート
２６ 容器作用部
２７ 容器作用部
２８ 螺着機構
２９ 弁
３０ ポンプ
３１ 真空ポンプ
３２ 弁
３３ ポンプ