JP3619846B2 - 容器内気体置換装置及び置換方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体飲料のような充填物を容器に充填して閉栓する容器閉栓機の一部をなすものであって、容器内の残存空気を置換気体と置換する容器内気体置換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
缶ジュース、缶ビールなどの容器入りの飲料を製造する過程は、主として容器内に飲料を充填する工程と、その後に容器を閉栓する工程等より形成され、さらに、それらの前後に種々の工程がある。
飲料を容器内に充填した後、閉栓を行うまでの間に必要な作業として、容器内の残存空気を他の気体と置換する工程がある。この工程はガス置換と呼ばれており、その目的は容器内の残存空気により飲料が酸化して風味が低下するのを防ぐためである。この工程では、閉栓前の容器内にＣＯ_２ ガスなどの置換気体を吹き込み、残存空気と置換を行う。
【０００３】
図２は従来の残留空気置換工程の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図において、１１は円盤状のガスターレット、１２は、ガスターレット１１に設けられている円弧状の凹部内にある送風路例えばガスノズル、１３は容器、１４は蓋、１５は飲料、１６は置換気体、１７は容器内飲料の上部の空間である。
【０００４】
この装置において、ガスターレット１１は円盤の図示しない中心を軸として矢印方向に回転しており、ガスターレット１１の回転方向に合わせて、飲料を充填した後の容器１３が連続して移送されてくる。そして、容器１３がガスターレット１１の円弧部すなわち円弧状の凹部１８に組み合う状態となる。このとき、円弧部内部のガスノズル１２より置換気体１６が吹き出し、容器１３と蓋１４との間に供給される。供給された置換気体１６は容器１３の上部空間１７に残存している空気を置換して排出する。その後、容器１３と蓋１４が密閉される。
【０００５】
一般に、このガス置換において要求されていることは、容器内の空間１７に残存している空気を効果的に、短時間で、少ない置換気体の消費で排出、置換することである。
特に、容器の処理速度が増大する現状では、より短時間で効果的な置換処理が求められる。
【０００６】
図３は、前述した従来の気体置換装置における気体置換状態説明図であり、（ａ）は装置の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。各部の符号および名称は図２と同じである。
従来のガスノズル１２は図３（ｂ）に示すように円弧の部分のほぼ全周に開口があり、置換気体は、ここから水平方向に平行に吹き出され、容器１３と蓋１４との間を通過する。このとき、吹き出された置換気体１６は容器の上部の空間１７の内部の一部を通過するが、上部空間１７を隅々まで回り込むようには流れない。特に、図中にハッチングで示した領域１９では、流れが回り込まないので、この部分の気体は十分に置換されない。従って、容器１３内の残存空気のうちで排出されない割合が少なからず存在し、置換の効果が悪い状態となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、この置換気体と残存空気の置換の不十分な点を改善することであり、容器内の上部空間全体に置換気体が回り込んで、有効に置換が行える容器内気体置換装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、送風路から流出する置換気体を、容器内の充填物の上部空間に供給し、該空間に存在する残存気体と置換するようにした容器内気体置換装置において、上記送風路内の流路に風向調整板を設け、該板の延長線が容器の中心軸線以外の位置にある所定部に集中するように前記風向調整板に角度を設け、上記上部空間内に旋回流が形成されるように、上記送風路から上記置換気体を流出するように構成したことを特徴とする容器内気体置換装置を提供するものである。
また、上記送風路の形状が、該送風路の軸線について非対称である上記容器内気体置換装置を提供するものである。
【０００９】
さらに、本発明は、周囲に円弧状凹部を多数備え、内部に各円弧状凹部に連なる気体通路を備え、気体通路が円弧状凹部に接続する部分にノズルを形成した円盤状の構造をなし、直線的に移動する円筒状の飲料容器の速度と同じ周速で回転し、飲料容器が前記円弧状凹部内に達した時、飲料容器内の上部空間の残存空気を前記ノズルから噴出する気体で置換する飲料容器内気体置換装置において、前記気体通路が前記円弧状凹部に接続する部分の通路出口に、噴出する気体の角度を変更する風向調整板を複数枚設置し、風向調整板の角度を缶の上部空間内の所定部に集中するように設定し、該板を通った気体を容器内の所定部に集中するように流入させ、さらに容器内壁に沿って円周方向に回転して流れるように前記ノズル形状を設定することを特徴とする飲料容器内気体置換装置を提供するものである。
前記置換気体が流出する前記ノズルの開口幅は、前記容器の周長の１／４以下であるようにするのが好ましい。
さらに、内容物を充填した円筒状容器に蓋をかぶせて密閉する直前に、蓋及び容器口の外側方から不活性ガスを吹き付け、容器内上部の空気を容器外に追い出して、不活性ガス置換を行う方法において、不活性ガスの送風路内の流路に風向調整板を設け、それによって、不活性ガスが容器内上部で円筒状容器の円周方向に旋回するように、不活性ガスを吹き込むことを特徴とする容器内気体置換方法を提供する。
また、ガスターレットの回転方向と反対周りに、不活性ガスを旋回させて、ガス置換を行うようにした上記容器内気体置換方法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る容器内気体置換装置の要部を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図（水平断面図）である。図において、１はガスターレット、２はガスノズル、３は缶もしくは容器、４は蓋、５は飲料もしくは充填物、６は置換気体、７は容器内の飲料の上部空間、８はガイド板である。
ガスターレット１には容器３が組み合う円弧状の凹部が設けてあり、この凹部の内部に置換気体６が吹き出すガスノズル２が開口している。ガスノズル２の吹き出し口にはガイド板８が複数枚設置され、ガイド板８の延長線が缶３の上部空間７内の所定部Ｐに集中するようにそれらガイド板の角度が設定されている。
【００１１】
これらのガイド板８は、缶もしくは容器３の直径に対して非対称となるように配設され、従って、流れの集まる所定部Ｐは、容器３の中心軸線以外の上部空間内の位置または容器３の内壁面の位置となる。
また、ガスノズル２の形状は、図１の（ｂ）に示すように、該ガスノズル２の軸線について非対称とされ、かつ置換気体６が流出するガスノズル２の開口幅は狭くされており、好ましくは、容器３の周長の１／４以下がよい。
【００１２】
このような構成のもとでは、容器３の上部空間７に残っている空気を置換気体６でガス置換する状態は次の通りとなる。
置換気体６はガスノズル２からガイド板８の間を抜けて吹き出すが、そのときガイド板８の延長線が所定部Ｐに集中するように角度が設定されているため、吹き出した置換気体６は横方向すなわち水平方向に絞られることになる。そのため、置換気体６は縦方向に広がり、缶３の上部空間７の内部まで深く入り込むようになる。
また、流れの集中する所定部Ｐが容器３の中心軸線以外の上部空間内もしくは容器３の内壁面に存在するため、置換気体６が絞られて、缶３の内壁に沿って円周方向に流れ、缶３の上部空間内を旋回して流れることとなる。
【００１３】
図３の（ｂ）に示すように置換気体が流出するガスノズル２の出口の開口幅が広いと、ガスノズル２からの流れが缶内から抜けにくくなってしまう。そのため本発明では、ガスノズル２の形状は、図１（ｂ）に示すように、該ガスノズル２の軸線について非対称とされ、かつ置換気体６が流出するガスノズル２の開口幅は比較的に狭くされており、好ましくは、容器３の周長の１／４以下とする。これにより、図１（ｂ）に示すようにガスの抜け場所９を広くとることができ、缶内の気体の流れが抜け易いようにされる。これによって、置換気体６がガイド板８により缶３内を旋回して流れることとあいまって、空気と置換気体とを効率良く置換することが可能となる。
【００１４】
なお、置換気体６が流出するガスノズル２の開口幅は容器３の周長の１／４以下が好ましいが、これは流動解析結果から得られたもので、これに限定されるものではない。
また、ガスノズル２の開口幅を狭くすれば、ガスノズル２の出口の流速が上昇し、缶内液面近くまで速い流速となるという副次効果も得られる。
従って、本発明のガスノズル構造では、置換気体６が缶３の上部空間７の内部にくまなく入り込む割合が増し、さらに缶３内を回り込んで流れるため、缶内を置換気体６が十分に通過することとなり、置換の効果は大きい。
また、図３で示した従来のガスノズル構造での置換気体の流れに比べ、置換気体６が通過しない領域１９の割合が、図１で示す本発明のガスノズル構造では大幅に減少する。
本装置を用いることによって、ガス置換に要する時間及び置換気体の量を大幅に低減することができる。
【００１５】
上述の本発明による送風路の構成によれば、例えば円筒形状をした容器の上部空間に置換気体を角度をつけて円周方向に流入させることができる。それにより、置換気体が容器内を回り込むように、回転して流れ、容器内空間をくまなく通過する。
この回転する流れ方は、円筒状の空間を通過する流れとしては最適で、流れがよどむ領域が少なく、空間をスムーズに通過する流れとなる。
かくして、空間内の残存空気を置換気体で押し出すためには最も効果的で有効な状態が作り出される。
なお、上記実施の形態では、流れの集まる所定部Ｐは、容器３の中心軸線以外の上部空間内または容器３の内壁面に存在するものとして説明したが、所定部Ｐは、容器３の内壁面を超えて、容器３の直径の１．２倍以内の位置に存在するようにしても良い。この場合は、置換気体の旋回流を作る効果並びに流れを縦方向に広げる効果が幾分低減するものと思われる。また、適用される容器は、円筒状のもののみでなく、変形容器、例えば複数角容器、楕円容器でもよく、ガスノズル２の形状と方向を選ぶことによって、ガイド板を省略することができる。
【００１６】
上記置換気体６として、不活性ガス例えばＮ_２ガスを用いることができる。そのさい、ガスの旋回方向は、ガスターレット１の回転方向と同方向に旋回させても良いが、図１（ｂ）に示すように、ガスターレット１の回転方向に対し、反対周りに不活性ガスを旋回させると、より強い旋回力がえられる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の構成により、容器内の残存空気が、短時間に、少ない置換気体の量で排出されるため、容器の処理速度を増大させることが可能となるほか、残存の酸素量が減ることで、充填物が例えば飲料の場合には、その飲料の風味の向上がはかられるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る容器内気体置換装置を示す要部拡大図であり、（ａ）は縦断面図面、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】従来の飲料容器内気体置換装置の要部拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】従来の飲料容器内気体置換装置の要部拡大図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１ ガスターレット
２ ガスノズル
３ 容器
４ 蓋
５ 飲料（充填物）
６ 置換気体
７ 容器内の飲料の上部空間
８ ガイド板
９ ガスの抜け場所

Claims (5)

1. 送風路から流出する置換気体を、容器内の充填物の上部空間に供給し、該空間に存在する残存気体と置換するようにした容器内気体置換装置において、
   上記送風路内の流路に風向調整板を設け、該板の延長線が容器の中心軸線以外の位置にある所定部に集中するように風向調整板に角度を設け、上記上部空間内に旋回流が形成されるように、上記送風路から上記置換気体を流出するように構成したことを特徴とする容器内気体置換装置。
2. 上記送風路の形状が、該送風路の軸線について非対称である請求項１に記載の容器内気体置換装置。
3. 上記置換気体を流出する上記送風路の開口幅が、容器の周長の１／４以下である請求項１または２のいずれかに記載の容器内気体置換装置。
4. 内容物を充填した円筒状容器に蓋をかぶせて密閉する直前に、蓋及び容器口の外側方から不活性ガスを吹き付け、容器内上部の空気を容器外に追い出して、不活性ガス置換を行う方法において、
   不活性ガスの送風路内の流路に風向調整板を設け、それによって、不活性ガスが容器内上部で円筒状容器の円周方向に旋回するように、不活性ガスを吹き込むことを特徴とする容器内気体置換方法。
5. ガスターレットの回転方向と反対周りに、不活性ガスを旋回させて、ガス置換を行うようにした請求項４に記載の容器内気体置換方法。

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