容器を満たすための充填装置
【課題】容器への、フルーツ片などを含んでいる液体（特には飲料）の充填も改善する充填装置の提供
【解決手段】充填装置２へと第１の液体を供給するための第１のポートと、第２の液体を供給するための第２のポート３４と、充填装置２の内部に形成され、液体を混合することができる混合チャンバ４２と、第１の液体を第１のポートから混合チャンバ４２へと案内する第１の液体チャネル４４と、第２の液体を第２のポート３４から混合チャンバ４２へと案内する第２の液体チャネル５５と、充填装置２からの液体の排出を制御するためのバルブ本体５６と、液体を前記容器へと排出するための出口３４とを備えており、第１のポートおよび第２のポート３４が、互いに別であり、第１の液体チャネル４４および第２の液体チャネル５５が、第１の液体および第２の液体を互いに別々に案内する。
【解決手段】充填装置２へと第１の液体を供給するための第１のポートと、第２の液体を供給するための第２のポート３４と、充填装置２の内部に形成され、液体を混合することができる混合チャンバ４２と、第１の液体を第１のポートから混合チャンバ４２へと案内する第１の液体チャネル４４と、第２の液体を第２のポート３４から混合チャンバ４２へと案内する第２の液体チャネル５５と、充填装置２からの液体の排出を制御するためのバルブ本体５６と、液体を前記容器へと排出するための出口３４とを備えており、第１のポートおよび第２のポート３４が、互いに別であり、第１の液体チャネル４４および第２の液体チャネル５５が、第１の液体および第２の液体を互いに別々に案内する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を満たすための充填装置に関し、特には多成分の飲料で容器を満たすための充填装置に関する。そのような充填装置は、従来技術から知られており、例えば、シロップあるいは繊維または固形物を含んでいる液体が添加される炭酸なしの飲料および炭酸入りの飲料を瓶詰めするために使用されている。しかしながら、記載される充填装置が、他の液体（例えば、油、ミルク、ジュース、清涼飲料、など）の瓶詰めにも適することができることに、注意すべきである。
【背景技術】
【０００２】
そのような充填装置の場合に、通常は、瓶詰めすべき物質のいくつかの成分が加えられ、それらが充填バルブを介して充填対象の容器へと注入される。特には、成分のうちの１つがフルーツ片などを含んでいる成分である場合、それぞれのバルブがこれらの液体を周囲に跳ね散らす可能性があるため、これを実現することが困難なときがありうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明は、液体（特には、飲料）を容器へと充填するための充填装置であって、充填プロセスを改善し、特にはフルーツ片などを含んでいる液体の充填も改善する充填装置を提供するという目的にもとづいている。
【０００４】
ＤＥ １０ ２００６ ０４５ ９８７ Ａ１から、容器を液体製品で満たすための方法および充填システムが知られている。ここでは、製品の少なくとも２つの成分が混ぜ合わせられている。ここでは、成分のうちの少なくとも１つが、注入量および体積の両方が制御されるやり方で、流量計を使用して供給されている。
【０００５】
ＥＰ １ ３６２ ８２５ Ｂ９が、容器を満たすための回転装置を記載している。ここでは、添加物のための供給装置が、いくつかのパイプを備えており、パイプを開閉するために、パイプに沿って配置されたパイプの開口を塞ぐための手段が備えられている。
【０００６】
ＵＳ ５，８２９，４７６が、２つの充填の流れのための充填バルブを記載している。ここでは、流れのチャネルが、第２の流れのチャネルの内側に配置されており、第１の液体への第２の液体の供給を制御できるよう、この内側の流れのチャネルが、この流れのチャネルに対して可動なバルブを備えている。しかしながら、バルブのこの構成ゆえに、前記第２の液体がフルーツ片などを含んでいる場合に、混合すべき２つの液体の不適切な混合が生じる可能性があり、充填装置からの混合済みの液体の出口の閉塞が、問題につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的が、独立請求項の主題によって達成される。好都合な実施の形態およびさらなる発展が、従属請求項の主題である。
【０００８】
液体（特には、飲料）で容器を満たすための本発明による充填装置は、この充填装置へと第１の液体を供給するための第１のポートと、この充填装置へと第２の液体を供給するための第２のポートとを備えており、第１のポートおよび第２のポートが、互いに別であり、好ましくは互いに離れてもいる。
【０００９】
さらに、液体を互いに接触させて混合する一種の混合チャンバ、ならびに第１の液体を第１のポートから混合チャンバへと案内する第１の液体チャネルおよび第２の液体を第２のポートから混合チャンバへと案内する第２の液体チャネルが、充填装置の内部に形成されており、第１の液体チャネルおよび第２の液体チャネルが、第１の液体および第２の液体を互いに別々に案内する。
【００１０】
さらに、充填装置からの液体の流出を制御するためのバルブ本体と、液体を容器へと排出するための排出部とが設けられている。
【００１１】
本発明によれば、バルブ本体が、少なくとも部分的に（好ましくは完全に）混合チャンバと排出部との間に配置されている。
【００１２】
上述のＵＳ ５，８２９，４７６の場合には、２つの液体チャネルの一方を終わらせるバルブが設けられている。このチャネルが開かれるとき、一方の液体が、他方の液体と一緒にされる。しかしながら、その下流には、すでに混合された液体を容器へと計り取るためのさらなるバルブが、設けられていない。
【００１３】
そこで、本発明によれば、成分を早期にバルブの上流において一緒にし、その後に容器へと共通のバルブを通過させることが提案される。上述のバルブ本体の他には、好都合には、排出部と前記２つの液体チャネルとの間にはさらなるバルブが設けられず、したがって前記バルブ本体が、２つの液体チャネルと排出部との間の唯一のバルブ手段であり、好ましくは前記２つのポートと排出部との間の唯一のバルブ本体でもある。
【００１４】
１つの好都合な実施の形態においては、充填装置が、前記バルブ本体を動かすための駆動要素を備えており、この駆動要素が、少なくとも部分的に前記第２の液体チャネルの内側を延びている。好都合には、この駆動要素が、幾何学的に前記第１の液体チャネルの内側も延びている。
【００１５】
したがって、２つの液体が、最初に未混合の状態で混合チャンバへと案内される。この駆動要素が、駆動要素の作動によって対応するバルブ本体の（特には、充填装置の長手方向の）動きが生じるように、バルブ本体へと好都合に接続されている。好ましくは、装置が、駆動要素を押し、したがってバルブ本体をバルブの閉鎖位置へと押す戻し要素を備えている。結果として、前記バルブ本体も、充填装置の排出を制御するバルブの構成要素である。
【００１６】
さらなる好都合な実施の形態においては、充填装置が、気体媒体を案内するためのさらなるチャネルを備えている。このチャネルは、例えば、充填プロセスの最中に容器から例えば二酸化炭素などの気体媒体（すなわち、いわゆる戻り気体）を運び去るための戻りチャネルであってよい。
【００１７】
さらなる好都合な実施の形態においては、第１の液体チャネルが、少なくとも一部において第２の液体チャネルを囲んでいる。好ましくは、第２の液体チャネルが、少なくとも長手方向の一領域において第１の液体チャネルを周方向に完全に囲んでいる。すなわち、例えば、第２の液体チャネルを、第１の液体チャネルの周囲に環状に形成することができる。
【００１８】
さらなる好都合な実施の形態においては、互いの内側に位置する２つの液体チャネルが、剛であり、すなわちお互いに対して静止しており、かつ充填バルブのハウジングに対して静止している。
【００１９】
さらなる好ましい実施の形態においては、第２の液体チャネルが、粒子を含有している液体を運ぶために使用される。この液体は、例えば、果肉（すなわち、果肉またはフルーツ片を含んでいる液体）であってよい。
【００２０】
さらなる好都合な実施の形態においては、前記第２のポートが、前記第１のポートに比べ、混合チャンバにより近く配置されている。好都合には、第２のポートが、果肉を供給するために使用される。しかしながら、対照的に、第２のポートをクリアな液体（例えば、炭酸入りの液体など）の供給に使用することも可能であろう。
【００２１】
さらなる好都合な実施の形態においては、少なくとも１つの液体チャネル（好ましくは、第１の液体チャネル）が、少なくとも一部分において斜めに延びている。この斜めの延在の結果として、最適化された流れの形状を、放出開口からの出口まで、両方の液体において達成することができる。好ましくは、第１および第２の液体チャネルが、互いに平行に形成され、特には一部分において互いに同心に形成される。
【００２２】
さらなる好都合な実施の形態においては、第１の液体チャネルおよび第２の液体チャネルが、共通のハウジングに配置される。
【００２３】
好都合には、バルブ本体が混合チャンバに隣接している。これは、例えば、充填プロセスの最中に、最初に２つの液体が混合チャンバにおいて混合され、次いで混合物が、バルブ本体を開くことによって充填装置から排出されることを意味する。このやり方で、フルーツ片によって引き起こされる可能性がある跳ねも防止することができる。
【００２４】
しかしながら、充填プロセスにおいて、残留するフルーツ片がバルブ本体から除去されるよう、最初に第１の液体が容器へと流れ、次いで混合物が容器へと流れ、その後に特定の量のクリアな液体が追加されるようなやり方で、第１の液体（特には、クリアな液体）の供給を特に制御することも可能であると考えられる。
【００２５】
さらなる好都合な実施の形態においては、駆動要素を封じるためのベローが、第１の液体チャネルの内側に設けられる。この駆動要素は、上述したように、好都合には液体チャネルの内部を案内されるため、駆動要素を周囲の液体に対して封じることを、前記ベローによって達成することができる。このベローは、駆動要素の動きを許容すると同時に、駆動要素が液体に接触することを防止する。
【００２６】
さらなる好都合な実施の形態においては、バルブ本体の位置を中心にするための心出し要素（第１の液体チャネルに対して可動である）が、第２の液体チャネルの内側に設けられる。したがって、この心出し要素が、バルブ本体を長手方向において充填装置に対する正確な位置へと常に動かすことができるよう、液体チャネルまたは液体チャネルの内壁によって案内される。このやり方で、充填装置のバルブの正しい閉鎖が可能にされる。
【００２７】
さらなる好都合な実施の形態においては、第１の液体チャネルが、充填装置の長手方向において、第２の液体チャネルよりも短い。ここで、とくに好ましくは、外側のチャネルが、内側のチャネルよりも短く、特には上部に（すなわち、容器から離れる方向に）向かって、内側チャネルよりも短い。したがって、好都合には、外側のチャネルまたは第２のチャネルへとつながるポートが、内側のチャネルまたは第１のチャネルにつながるポートよりも低いレベルに位置する。上述のように、第１のチャネルが、好都合には主製品の注入に使用され、第２のチャネルが、特には果肉であってよい第２の液体の注入に使用される。ここで、内側のチャネルへと外側のチャネルの壁を通過する製品配管の複雑な貫通接続が不要であり、したがって構成を、設計において簡潔なものにでき、製造において費用対効果に優れたものにでき、保守の必要を少なくすることができる。
【００２８】
好都合には、充填装置は、液体を充填装置の前記ポートへと案内する互いに別々の２つの液体配管を有する。ここでは、好都合には、２つの液体配管の少なくとも一方が斜めに形成され、２つの液体配管の開放断面が、好都合には、少なくとも一領域において充填装置の方向に広がっている。
【００２９】
さらなる好都合な実施の形態においては、流量測定装置が、液体配管のうちの少なくとも１つ（好ましくは、液体配管のうちの正確に１つ）に設けられ、互いに反対向きである２つの流れ方向に流量測定装置を通過する液体の量を割り出す。したがって、従来技術と対照的に、流量測定装置が、両方の流れ方向について流量を割り出すことができることが提案される。このようにして、例えば第２の液体が供給されるときに、第１の液体が特定の量だけ押し戻され、流量測定装置がこの変位を検出でき、したがって供給された液体の量を割り出すことができるため、システムがただ１つの流量測定装置にて機能することができる。
【００３０】
さらなる好都合な実施の形態においては、少なくとも１つの液体配管が、作動の動作において、流れの方向にかかわらずに、液体のうちの１つだけが流量測定装置を通過するようなやり方で形成されている。このようにして、ただ１つの液体（特には、クリアな液体）だけが、流量測定装置を通過して流れ、第２の液体（上述のように、果肉であってよい）は、流量測定装置を通過することがないことが保証される。したがって、該当の液体配管が、好ましくはその容積に関して、注入される第２の液体がいかなる状況下でも流量測定装置へとたどり着くことができないようなやり方で形成される。
【００３１】
さらなる利点および実施の形態が、添付の図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】飲料容器を満たすためのシステムの概略図を示している。
【図２】本発明の一態様のブロック図の形態の図を示している。
【図３】充填装置の断面図を示している。
【図４】本発明による充填装置の概略の断面図を示している。
【図５】充填装置の斜視図を示している。
【図６】図５に示した充填装置の概略の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１が、容器の充填のためのシステム６０の概略図を示している。このシステム６０は、容器を矢印Ｐ１に沿って洗浄装置６６または洗浄機の送り込みスターホイール６４を介して供給する容器供給部６２を備えている。
【００３４】
参照番号６８が、洗浄済みの容器を引き取り、転送スターホイール７０および充填装置送り込みスターホイール７２を介して飲料の瓶詰めのための装置１へと渡す洗浄装置６６の送り出しスターホイールを指している。この装置１において、２成分の飲料が瓶詰めされる。参照符号Ａ〜Ｇが、飲料の瓶詰めの際に実行される方法の種々の段階を示している。すなわち、段階Ａにおいて、容器が充填装置へと押し付けられ、段階Ｂにおいて、容器の前充填が行われ、あるいは例えば二酸化炭素などの気体媒体が容器へと適用される。段階Ｃにおいて、初期量のクリア（ｃｌｅａｒ）な主製品（例えば、炭酸飲料など）が、容器へと注入される。段階Ｄにおいて、第２の製品を供給することができ、あるいは第２の製品のプラグ（ｐｌｕｇ）を、主製品へと注入することができる。領域Ｅにおいて、主製品の事後充填が行われる。参照符号ＴＥが、飲料の容器への充填プロセスの終わりを示している。
【００３５】
段階Ｆにおいて、瓶詰めされた飲料を落ち着かせ、あるいは和らげることができ、段階Ｇにおいて、容器を充填装置から取り去ることができる。
【００３６】
参照番号７８が、装置１の送り出しスターホイールを指しており、参照番号８０が、容器を蓋で閉じるための閉鎖装置を指しており、参照番号８２が、容器の蓋の供給装置を指している。参照番号８４が、閉鎖装置の送り出しスターホイールを指しており、参照番号８６が、充填済みの容器を運び去るための取り出し装置を指している。
【００３７】
参照番号７６が、容器の充填が行われず、あるいはいかなる容器も該当の充填ステーションに存在していない空き角度を示している。充填装置送り出しスターホイールと充填装置送り込みスターホイールとの間のこの空き角度において、追加の製品を計量し、主製品へと加えることが可能である。このようにして、この角度も充填プロセスに使用され、このやり方で、計量プロセスを必ずしも通常利用することができる角度範囲（Ａ〜Ｇ）において実行しなくてもよいため、充填装置の全体的な性能を高めることができる。この計量プロセスを、さらなる図を参照してさらに詳しく説明する。したがって、方法という観点から、容器の充填後に時間的に遅れて、計量された量のさらなる液体を第１の液体へと加えることが提案される。
【００３８】
したがって、図１に示されている装置は、少なくとも２つ以上の異なる液体から飲料を混合するためにも使用される。これらの液体は、例えば、充填対象の容器の容積に対して所定の混合比にある水、シロップ、および／またはフレーバ剤であってよい。ここで、さらには、種々の液体が、個々の充填バルブへの分配の地点に続く空間において、好都合に混合される。本発明の一態様の文脈においては、異なる媒体の混合を、追加された媒体が続く容器の充填プロセスにおいて好都合に自動的に排出されるよう、充填バルブの出口の可能な限り近くで行うことが提案される。この手法によって、連続する充填の各々を、いくつかの異なるフレーバ剤を供給することによって変えることができる。さらに、このやり方で、例えば果肉などの危険な製品を、バルブ装置またはバルブコーンから洗い流すことができる。
【００３９】
図２が、本発明による装置１のブロック図の形態の図を示している。ここで、参照番号２４が、主製品のためのリザーバを指している。このリザーバ２４から、製品が、第１の液体配管４を介して充填装置２（ここでは、全体が参照番号２によって特定されており、さらに詳しくは示されていない）へと流れる。参照番号６が、方向Ｒ１の液体の流れを測定するように構成された流量測定装置を指している。好ましくは、流量測定装置６は、誘導流量計である。
【００４０】
参照番号２０が、容器１０への液体の注入を制御するための充填バルブを示している。
【００４１】
ここで、シロップなどの第２の製品を、環状チャネル７から供給される第２の液体配管１２を介して、液体配管４または充填装置２へと供給することができる。
【００４２】
充填のプロセスの最中に、バルブ２０を閉じることができ、その後に、第２の液体を供給するためのバルブ１６を開くことができる。これにより、結果として、主たる液体が液体配管４において押し戻され、流れの方向Ｒ２にて流量計の領域へと流れる。
【００４３】
流量測定装置６が、方向Ｒ２の流れの測定にも適しているため、これらの測定にもとづいて、どれだけの液体が配管１２を介して供給されたのかを割り出すことができる。しかしながら、ここでは、この液体配管４の長さが、好ましくは、配管１２に存在する製品そのものが流量測定装置６を通って押されることはないように、寸法付けられている。
【００４４】
参照番号２６が、流量測定装置６の測定信号を受信し、例えばバルブ１６を駆動し、さらにはバルブ２０も駆動する制御装置を指している。このやり方で、容器の自動充填を達成することができる。また、制御装置を遠方の位置に設置してもよく、この場合には、流量測定装置からの測定信号が制御装置へと伝送され、次いで遠方の制御装置がバルブを駆動する。
【００４５】
すでに述べたように、計量された製品（例えば、製品の一部分）を液体配管１２を介して加えるとき、それらが押されて流量測定装置６を通過することがあってはならない。なぜならば、測定の精度が損なわれるからである。したがって、流量計と実際の投入点との間の製品配管の体積を、主たる製品だけが流量測定装置６を通って押し戻されるように、相応の寸法にしなければならない。
【００４６】
ここで、第２の液体配管（第２の製品配管１２）が、流量測定装置６の方向に主たる製品配管へと充填装置２のバルブ出口から遠ざかることも可能であり、あるいは第１の液体配管４を形成することも可能である。このやり方で、初期量のクリアな液体を注入することができ、すなわち第２の製品が、主製品の２つの部分の間のプラグとして注入される。しかしながら、この場合には、主製品の後続部分が、第２の製品（すなわち、第２の液体）をバルブから完全に洗い流すために充分に大きいように、配慮することが好都合である。
【００４７】
この初期のクリアな液体の注入は、バルブまたはバルブのバルブコーンの開放の際にすぐに計量された量のフルーツセルまたはフルーツ片を加えるときに、完璧な注入ジェットが生成されるという利点を有している。フルーツセルが開放時のバルブコーンに存在すると、それらが注入ジェットの速やかな形成を妨げる可能性があり、製品が制御されずに周囲に跳ね飛ぶ可能性がある。
【００４８】
図２は、配管１２による第２の製品の半径方向の供給を示している。しかしながら、この計量された第２の製品の追加を、例えば接線方向などといった他の方向に行うことも可能であり、あるいは第１の配管４へと斜めに別のやり方で行うことも可能であると考えられる。このやり方で、主配管４における主製品および第２の製品の徹底した混合を改善することができ、その結果として、第２の製品の洗い流しが簡単にされる。
【００４９】
参照番号１４は、例えば環状チャネル９を介してさらなる液体を供給するために使用することができる第３の液体配管を指している。ここでは、さらに、この製品の充填装置２またはバルブ２０への供給を制御するバルブ１８が設けられている。
【００５０】
参照番号１１が、例えば二酸化炭素などの気体媒体のためのチャネルを指している。このチャネル１１は、リザーバ２４内に気相を形成し、あるいは主製品（その充填レベルが、ここでは参照符号Ｎで示されている）に荷重を加えるために、接続配管１５を介してリザーバ２４に接している。さらなる接続配管１７が、チャネル１１を容器に接続している。このチャネル１７は、容器の充填プロセスの際にＣＯ２をチャネル１１へと送り返す気体戻りチャネルである。参照番号２２が、ここでは、気体戻りバルブまたは前充填バルブとして使用されるバルブを指している。
【００５１】
参照番号２１が、制御ユニット２６を介して個々のバルブ２０、１６、および１８に連絡している（電気）制御線を示している。
【００５２】
液体配管１２を介して供給される第２の媒体は、好ましくは第１の液体配管４の製品よりも高い圧力で送り込まれる。このやり方で、一方では、液体配管４内の製品の押し戻しを達成でき、他方では、ガスが分散させられた２つの液体を、このやり方で１つにすることができる。第１の液体配管４の液体よりも高い圧力は、第３の液体配管１４の液体についても使用することができる。
【００５３】
投入領域または投入位置を、製品に応じて、任意のノズルの形態で実現することができ、あるいはディフューザーとして実現することができ、結果として、投入後の完全な混合が改善される。さらに、シロップまたは追加の製品を、対抗圧力充填の際にＣＯ２の圧力のもとで計量されたやり方で加えることが可能であり、あるいはシロップを、すでにわずかに「炭酸入り」にされた状態で加えることが可能であると考えられる。このやり方で、混合領域の乱流によって引き起こされうるＣＯ２の分離に対抗することができる。
【００５４】
さらに、気体戻りチャネル１７を、ＣＩＰ（定置洗浄）戻りチャネルとして使用することも可能である。ここで、例えば戻りの気体を使用するバルブブロックおよび／または前充填バルブの下流で、このチャネルからＣＩＰ戻り経路へと分かれる分岐を設けることも可能であると考えられる。特には、より複雑な充填プロセスにおいて、バルブブロック（図示されていない）が、種々の機能のためのいくつかの気体用バルブを含んでおり、それらによって、気体戻りチャネルが、チャネルキャリア２３内のいくつかの気体チャネルへと分割されるであろう。
【００５５】
さらに、充填バルブにいくつかの投入点を有する実施例の場合に、充填装置を、「多色充填」のためにも使用することができると考えられ、異なる製品が１つの充填バルブから別の充填バルブへと注入され、あるいは指令に応じた充填プロセスが実行され、あるいは種々の製品が同じ製造シフトにおいて次々に充填され、１つの製品から別の製品へのきわめて迅速な切り換えを実行することができる。従来技術から公知のこの充填プロセスを制御するために、本発明による充填プロセスの場合と同じやり方で使用することができる本発明による装置が、ＳＰＳなどの充填装置制御装置（図示されていない）を含んでいる。
【００５６】
図３が、本発明の一態様による充填装置２を示している。この充填装置またはこの充填バルブは、バルブ手段２０を備えており、バルブ手段２０が、バルブ本体またはバルブプランジャ３８を有している。参照番号１２が、第２の製品を供給するための第２の液体配管を指している。この第２の製品を、バルブ１６を介して接続ライン４４を通って混合チャンバ４２へと送り込むことができる。参照番号３４が、バルブ２０の出口を示しており、ここから液体を容器へと送り込むことができる。参照番号５４が、充填装置のハウジングを示している。例えばＣＯ２などの戻りの気体を、気体戻りチャネル３３を介して再び運び去ることができる。バルブ本体３８を、バルブ本体３８の長手方向Ｌに動かすことができ、このやり方で、出口３４への製品の供給、したがって容器への製品の供給を、制御することができる。
【００５７】
この目的のため、バルブは、バルブの閉鎖状態においてハウジングの部位５７に押し付けられてバルブを閉じるシール用ワッシャ５２を有している。参照番号５６が、対応するバルブコーンを示している。
【００５８】
参照番号４６が、主製品を供給するための充填装置内の供給チャネルを示している。チャネル４６が閉じており、あるいはバルブ領域に直接に隣接していることを、見て取ることができる。参照番号５５が、注入されるべき製品を示している。
【００５９】
図３に示した充填装置２は、シロップと混合され、特にはフルーツ繊維およびフルーツ片と組み合わせられている炭酸入りの液体の混合および瓶詰めにとくに有用である。２つの液体を２つの別々の容器から共通の混合チャンバへと送り込むことは、従来技術からすでに知られている。ここで、通常は、繊維または固形の部分を有している液体を注入するための充填システムであって、充填バルブの出口の直前でシールされる充填システムが使用される。この特別の出口形状の場合には、充填プロセスの終わりにおけるシールの際に製品が存在せず、したがって気体バリアを省略することができる。気体バリアは、表面張力を利用することによって、片側において開いている配管から液体が逃げ出さないようにする構成要素である。しかしながら、そのような気体バリアは、フルーツ繊維の割合がより大きくなると不適である。
【００６０】
しかしながら、この保持およびスイッチオフのための実績のあるシステムは、本発明の文脈においても利用される。しかしながら、上述のようにコーン５６によって封じられる充填バルブの出口３４への改善された送り、または流れに最適化された送りが設けられる。例えば配管４４を介して加えられる任意のさらなる媒体について、さらなる送り配管が、１つの充填から別の充填へと種々の媒体の混合を再現することができるようなやり方で設計された共通の混合チャンバ４２へとつながる。
【００６１】
充填プロセスの所望の順序を保証するために、各々の供給配管が、ここではバルブ１６などの遮断機構を備えている。供給される媒体の種々の投入量を、例えば、充填対象の容器が配置されるロードセルにより、あるいは流量測定装置（図示されていない）によるなど、公知の測定手段によって測定することができる。好ましくは、あらゆる媒体のための測定器具をもたらすために、この測定装置がロードセルである。
【００６２】
好都合には、媒体のうちの１つ、いくつか、またはすべての投入量が、特定の体積流および流れの継続時間によってさらにもたらされる。これの前提条件は、液体が出口３４に可能な限り近い位置で１つにされ、適切な構成を有することである。
【００６３】
図４が、フルーツ片または繊維を含有する第２の製品を含む液体の瓶詰めに特に適している本発明による装置のさらなる図を示している。ここでは、実際の充填装置２の他に、その周囲も見て取ることができ、すなわち、特には第１の供給配管４および第２の製品のための第２の供給配管１２を見て取ることができる。この第２の供給配管１２は、液体が液体配管４の液体よりも高い圧力のもとで充填装置２に達するよう、ここではリザーバ２４よりも高いレベルに配置されたリザーバ２７から供給される。参照番号５１が、例えば空気式の駆動部など、バルブ本体５６を長手方向１１に駆動するための駆動装置を指している。次いで、参照番号５８が、充填装置２のハウジングを示している。参照番号４５が、バルブ領域も液体によって囲むことができるよう、バルブ１６の構成要素であるベローを指している。対応するベロー５９が、充填装置２にも設けられており、供給配管４から来る主製品によって囲まれることができる。
【００６４】
充填プロセスにおいては、最初に、注入すべき第１の媒体（例えば、主製品）が、該当のバルブを媒体の供給へと開き、残りのバルブを閉じることによって注入される。その後に、または同時に、充填バルブの出口が開かれ、あるいはバルブ２０が開かれる。ひとたび所望の部分量に達すると、充填装置の出口３４が再び閉じられる。しかしながら、媒体をバルブ２０を開いたままで切り換えることを（図２を参照）、それがいかなる重なり合いもなく実行されるのであれば、行ってもよい。上述のように、続く媒体が先行の媒体を変位させ、したがって再現可能な混合比が達成される。
【００６５】
好ましくは、各々の供給配管が、ここでは別途の液体用の遮断機構またはバルブを備えている。
【００６６】
図５が、本発明による充填装置２ならびにその周囲のさらなる図を示している。ここで、参照番号５８が、やはりハウジングを指しており、参照番号５１が、固定手段９２によってハウジング５８に取り付けられたバルブを駆動するためのバルブ駆動部を指している。参照番号３４が、やはりバルブの出口を示している。ここで、シャッターまたは絞り９４、９６が、２つの製品配管４および１２に配置されている。製品が、矢印Ｐ３およびＰ４によって示されるとおりに供給される。参照番号１６、１８の各々が、それぞれの駆動部９７、９９によって作動させられるダイアフラムバルブを指している。
【００６７】
図６が、図５に示した充填装置の断面図を示している。ここでも、方向Ｌに動かすことが可能であって、弁座５７に当接することができるバルブコーン５６を見て取ることができる。主製品が、第１の供給配管４に沿って供給チャネル５５を介して混合チャンバ４２へと供給される。この混合チャンバ４２において、主製品を、製品配管１２から到来する第２の製品と混合（好ましくは、バルブ２０を閉じた状態で）することができる。ここで、第２の製品のためのチャネル４４が、周方向において主製品のためのチャネル５５を完全に囲んでいる。
【００６８】
参照番号５９が、主製品のためのチャネル５５の形成を可能にするベローをやはり示している。このベローの内側を、バルブを駆動するための操作ロッドが案内されている。参照番号４９が、バルブコーン５６の心出し装置を指している。ここで、第２の製品（または、第２の液体）のための第２のポート３２が、主製品（または、第１の液体）のための第１のポート３４よりも低いレベルに配置されていることを、見て取ることができる。さらに、チャネル４４が、容器に最初に主製品が注入され、終わりに向けてもやはり主製品が注入されるように常に保証できるよう、バルブコーン５６に隣接している。
【００６９】
参照番号６５が、通気穴を示しており、参照番号６９が、非接続状態においてバルブコーン５６を閉鎖位置へと移動させるための復帰ばねを示している。このように、図６に示した実施の形態においては、上述のように、チャネル４４が環状の形状であって、チャネル５５を囲んでいる。両方の供給配管４および１２が、２つの製品の流れに関して最適化された供給のためにそれぞれ使用される拡大領域３７を有している。
【００７０】
図６に示した構成によって、チャネル４４および５５の交差を回避することができ、あるいは２つの製品チャネルが互いの内側に位置する。ここで、混合チャンバ４２が、バルブ本体５６の直近に位置しており、好ましくは、供給配管あるいは２つのポート３２および３４が、それぞれこの混合領域４２の上方に設けられている。
【００７１】
互いの内側に位置している図６に示されている２つの製品チャネル（４４、５５）は、お互いに対して剛かつ静止しており、さらにはハウジング５８に対して剛かつ静止している。充填装置における可動の構成要素は、バルブ出口の閉鎖の構成要素だけである。
【００７２】
本件出願書類において開示された特徴のすべては、それらが単独または組み合わせにおいて、従来技術に対して新規である限りにおいて、本発明にとって不可欠であるとして請求される。
【符号の説明】
【００７３】
１ 装置
２ 充填装置
４ 第１の液体配管
６ 流量測定装置
７、９ 環状チャネル
１０ 容器
１１ チャネル
１２ 第２の液体配管
１４ 第３の液体配管
１５、１７ 接続配管
１６、１８ バルブ
２０ 充填バルブ
２１ 制御線
２２ バルブ
２３ チャネルキャリア
２４、２７ リザーバ
２６ 制御装置
３２ 第１のポート
３３ 気体戻りチャネル
３４ バルブの出口
３５ 駆動要素
３７ 拡大領域
３８ バルブプランジャ
４２ 混合チャンバ
４４ 接続ライン
４５、５９ ベロー
４６ 供給チャネル
４９ 心出し装置
５１ バルブ駆動部
５２ シール用ワッシャ
５４ ハウジング
５５ チャネル
５６ バルブコーン
５７ ハウジングの一部位、弁座
５８ ハウジング
５９ ベロー
６０ システム
６２ 容器供給部
６４ 送り込みスターホイール
６５ 通気穴
６６ 洗浄装置
６８ 送り出しスターホイール
６９ 復帰ばね
７０ 転送スターホイール
７２ 充填装置送り込みスターホイール
７６ 空き角度
７８ 送り出しスターホイール
８０ 閉鎖装置
８２ 容器の蓋の供給装置
８４ 送り出しスターホイール
８６ 取り出し装置
９２ 固定装置
９４、９６ 絞り
９７、９９ 駆動部
Ａ〜Ｇ 方法の各段階
Ｌ 長手方向
Ｎ 充填レベル
Ｐ１ 矢印
Ｒ１、Ｒ２ 流れの方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を満たすための充填装置に関し、特には多成分の飲料で容器を満たすための充填装置に関する。そのような充填装置は、従来技術から知られており、例えば、シロップあるいは繊維または固形物を含んでいる液体が添加される炭酸なしの飲料および炭酸入りの飲料を瓶詰めするために使用されている。しかしながら、記載される充填装置が、他の液体（例えば、油、ミルク、ジュース、清涼飲料、など）の瓶詰めにも適することができることに、注意すべきである。
【背景技術】
【０００２】
そのような充填装置の場合に、通常は、瓶詰めすべき物質のいくつかの成分が加えられ、それらが充填バルブを介して充填対象の容器へと注入される。特には、成分のうちの１つがフルーツ片などを含んでいる成分である場合、それぞれのバルブがこれらの液体を周囲に跳ね散らす可能性があるため、これを実現することが困難なときがありうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明は、液体（特には、飲料）を容器へと充填するための充填装置であって、充填プロセスを改善し、特にはフルーツ片などを含んでいる液体の充填も改善する充填装置を提供するという目的にもとづいている。
【０００４】
ＤＥ １０ ２００６ ０４５ ９８７ Ａ１から、容器を液体製品で満たすための方法および充填システムが知られている。ここでは、製品の少なくとも２つの成分が混ぜ合わせられている。ここでは、成分のうちの少なくとも１つが、注入量および体積の両方が制御されるやり方で、流量計を使用して供給されている。
【０００５】
ＥＰ １ ３６２ ８２５ Ｂ９が、容器を満たすための回転装置を記載している。ここでは、添加物のための供給装置が、いくつかのパイプを備えており、パイプを開閉するために、パイプに沿って配置されたパイプの開口を塞ぐための手段が備えられている。
【０００６】
ＵＳ ５，８２９，４７６が、２つの充填の流れのための充填バルブを記載している。ここでは、流れのチャネルが、第２の流れのチャネルの内側に配置されており、第１の液体への第２の液体の供給を制御できるよう、この内側の流れのチャネルが、この流れのチャネルに対して可動なバルブを備えている。しかしながら、バルブのこの構成ゆえに、前記第２の液体がフルーツ片などを含んでいる場合に、混合すべき２つの液体の不適切な混合が生じる可能性があり、充填装置からの混合済みの液体の出口の閉塞が、問題につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的が、独立請求項の主題によって達成される。好都合な実施の形態およびさらなる発展が、従属請求項の主題である。
【０００８】
液体（特には、飲料）で容器を満たすための本発明による充填装置は、この充填装置へと第１の液体を供給するための第１のポートと、この充填装置へと第２の液体を供給するための第２のポートとを備えており、第１のポートおよび第２のポートが、互いに別であり、好ましくは互いに離れてもいる。
【０００９】
さらに、液体を互いに接触させて混合する一種の混合チャンバ、ならびに第１の液体を第１のポートから混合チャンバへと案内する第１の液体チャネルおよび第２の液体を第２のポートから混合チャンバへと案内する第２の液体チャネルが、充填装置の内部に形成されており、第１の液体チャネルおよび第２の液体チャネルが、第１の液体および第２の液体を互いに別々に案内する。
【００１０】
さらに、充填装置からの液体の流出を制御するためのバルブ本体と、液体を容器へと排出するための排出部とが設けられている。
【００１１】
本発明によれば、バルブ本体が、少なくとも部分的に（好ましくは完全に）混合チャンバと排出部との間に配置されている。
【００１２】
上述のＵＳ ５，８２９，４７６の場合には、２つの液体チャネルの一方を終わらせるバルブが設けられている。このチャネルが開かれるとき、一方の液体が、他方の液体と一緒にされる。しかしながら、その下流には、すでに混合された液体を容器へと計り取るためのさらなるバルブが、設けられていない。
【００１３】
そこで、本発明によれば、成分を早期にバルブの上流において一緒にし、その後に容器へと共通のバルブを通過させることが提案される。上述のバルブ本体の他には、好都合には、排出部と前記２つの液体チャネルとの間にはさらなるバルブが設けられず、したがって前記バルブ本体が、２つの液体チャネルと排出部との間の唯一のバルブ手段であり、好ましくは前記２つのポートと排出部との間の唯一のバルブ本体でもある。
【００１４】
１つの好都合な実施の形態においては、充填装置が、前記バルブ本体を動かすための駆動要素を備えており、この駆動要素が、少なくとも部分的に前記第２の液体チャネルの内側を延びている。好都合には、この駆動要素が、幾何学的に前記第１の液体チャネルの内側も延びている。
【００１５】
したがって、２つの液体が、最初に未混合の状態で混合チャンバへと案内される。この駆動要素が、駆動要素の作動によって対応するバルブ本体の（特には、充填装置の長手方向の）動きが生じるように、バルブ本体へと好都合に接続されている。好ましくは、装置が、駆動要素を押し、したがってバルブ本体をバルブの閉鎖位置へと押す戻し要素を備えている。結果として、前記バルブ本体も、充填装置の排出を制御するバルブの構成要素である。
【００１６】
さらなる好都合な実施の形態においては、充填装置が、気体媒体を案内するためのさらなるチャネルを備えている。このチャネルは、例えば、充填プロセスの最中に容器から例えば二酸化炭素などの気体媒体（すなわち、いわゆる戻り気体）を運び去るための戻りチャネルであってよい。
【００１７】
さらなる好都合な実施の形態においては、第１の液体チャネルが、少なくとも一部において第２の液体チャネルを囲んでいる。好ましくは、第２の液体チャネルが、少なくとも長手方向の一領域において第１の液体チャネルを周方向に完全に囲んでいる。すなわち、例えば、第２の液体チャネルを、第１の液体チャネルの周囲に環状に形成することができる。
【００１８】
さらなる好都合な実施の形態においては、互いの内側に位置する２つの液体チャネルが、剛であり、すなわちお互いに対して静止しており、かつ充填バルブのハウジングに対して静止している。
【００１９】
さらなる好ましい実施の形態においては、第２の液体チャネルが、粒子を含有している液体を運ぶために使用される。この液体は、例えば、果肉（すなわち、果肉またはフルーツ片を含んでいる液体）であってよい。
【００２０】
さらなる好都合な実施の形態においては、前記第２のポートが、前記第１のポートに比べ、混合チャンバにより近く配置されている。好都合には、第２のポートが、果肉を供給するために使用される。しかしながら、対照的に、第２のポートをクリアな液体（例えば、炭酸入りの液体など）の供給に使用することも可能であろう。
【００２１】
さらなる好都合な実施の形態においては、少なくとも１つの液体チャネル（好ましくは、第１の液体チャネル）が、少なくとも一部分において斜めに延びている。この斜めの延在の結果として、最適化された流れの形状を、放出開口からの出口まで、両方の液体において達成することができる。好ましくは、第１および第２の液体チャネルが、互いに平行に形成され、特には一部分において互いに同心に形成される。
【００２２】
さらなる好都合な実施の形態においては、第１の液体チャネルおよび第２の液体チャネルが、共通のハウジングに配置される。
【００２３】
好都合には、バルブ本体が混合チャンバに隣接している。これは、例えば、充填プロセスの最中に、最初に２つの液体が混合チャンバにおいて混合され、次いで混合物が、バルブ本体を開くことによって充填装置から排出されることを意味する。このやり方で、フルーツ片によって引き起こされる可能性がある跳ねも防止することができる。
【００２４】
しかしながら、充填プロセスにおいて、残留するフルーツ片がバルブ本体から除去されるよう、最初に第１の液体が容器へと流れ、次いで混合物が容器へと流れ、その後に特定の量のクリアな液体が追加されるようなやり方で、第１の液体（特には、クリアな液体）の供給を特に制御することも可能であると考えられる。
【００２５】
さらなる好都合な実施の形態においては、駆動要素を封じるためのベローが、第１の液体チャネルの内側に設けられる。この駆動要素は、上述したように、好都合には液体チャネルの内部を案内されるため、駆動要素を周囲の液体に対して封じることを、前記ベローによって達成することができる。このベローは、駆動要素の動きを許容すると同時に、駆動要素が液体に接触することを防止する。
【００２６】
さらなる好都合な実施の形態においては、バルブ本体の位置を中心にするための心出し要素（第１の液体チャネルに対して可動である）が、第２の液体チャネルの内側に設けられる。したがって、この心出し要素が、バルブ本体を長手方向において充填装置に対する正確な位置へと常に動かすことができるよう、液体チャネルまたは液体チャネルの内壁によって案内される。このやり方で、充填装置のバルブの正しい閉鎖が可能にされる。
【００２７】
さらなる好都合な実施の形態においては、第１の液体チャネルが、充填装置の長手方向において、第２の液体チャネルよりも短い。ここで、とくに好ましくは、外側のチャネルが、内側のチャネルよりも短く、特には上部に（すなわち、容器から離れる方向に）向かって、内側チャネルよりも短い。したがって、好都合には、外側のチャネルまたは第２のチャネルへとつながるポートが、内側のチャネルまたは第１のチャネルにつながるポートよりも低いレベルに位置する。上述のように、第１のチャネルが、好都合には主製品の注入に使用され、第２のチャネルが、特には果肉であってよい第２の液体の注入に使用される。ここで、内側のチャネルへと外側のチャネルの壁を通過する製品配管の複雑な貫通接続が不要であり、したがって構成を、設計において簡潔なものにでき、製造において費用対効果に優れたものにでき、保守の必要を少なくすることができる。
【００２８】
好都合には、充填装置は、液体を充填装置の前記ポートへと案内する互いに別々の２つの液体配管を有する。ここでは、好都合には、２つの液体配管の少なくとも一方が斜めに形成され、２つの液体配管の開放断面が、好都合には、少なくとも一領域において充填装置の方向に広がっている。
【００２９】
さらなる好都合な実施の形態においては、流量測定装置が、液体配管のうちの少なくとも１つ（好ましくは、液体配管のうちの正確に１つ）に設けられ、互いに反対向きである２つの流れ方向に流量測定装置を通過する液体の量を割り出す。したがって、従来技術と対照的に、流量測定装置が、両方の流れ方向について流量を割り出すことができることが提案される。このようにして、例えば第２の液体が供給されるときに、第１の液体が特定の量だけ押し戻され、流量測定装置がこの変位を検出でき、したがって供給された液体の量を割り出すことができるため、システムがただ１つの流量測定装置にて機能することができる。
【００３０】
さらなる好都合な実施の形態においては、少なくとも１つの液体配管が、作動の動作において、流れの方向にかかわらずに、液体のうちの１つだけが流量測定装置を通過するようなやり方で形成されている。このようにして、ただ１つの液体（特には、クリアな液体）だけが、流量測定装置を通過して流れ、第２の液体（上述のように、果肉であってよい）は、流量測定装置を通過することがないことが保証される。したがって、該当の液体配管が、好ましくはその容積に関して、注入される第２の液体がいかなる状況下でも流量測定装置へとたどり着くことができないようなやり方で形成される。
【００３１】
さらなる利点および実施の形態が、添付の図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】飲料容器を満たすためのシステムの概略図を示している。
【図２】本発明の一態様のブロック図の形態の図を示している。
【図３】充填装置の断面図を示している。
【図４】本発明による充填装置の概略の断面図を示している。
【図５】充填装置の斜視図を示している。
【図６】図５に示した充填装置の概略の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１が、容器の充填のためのシステム６０の概略図を示している。このシステム６０は、容器を矢印Ｐ１に沿って洗浄装置６６または洗浄機の送り込みスターホイール６４を介して供給する容器供給部６２を備えている。
【００３４】
参照番号６８が、洗浄済みの容器を引き取り、転送スターホイール７０および充填装置送り込みスターホイール７２を介して飲料の瓶詰めのための装置１へと渡す洗浄装置６６の送り出しスターホイールを指している。この装置１において、２成分の飲料が瓶詰めされる。参照符号Ａ〜Ｇが、飲料の瓶詰めの際に実行される方法の種々の段階を示している。すなわち、段階Ａにおいて、容器が充填装置へと押し付けられ、段階Ｂにおいて、容器の前充填が行われ、あるいは例えば二酸化炭素などの気体媒体が容器へと適用される。段階Ｃにおいて、初期量のクリア（ｃｌｅａｒ）な主製品（例えば、炭酸飲料など）が、容器へと注入される。段階Ｄにおいて、第２の製品を供給することができ、あるいは第２の製品のプラグ（ｐｌｕｇ）を、主製品へと注入することができる。領域Ｅにおいて、主製品の事後充填が行われる。参照符号ＴＥが、飲料の容器への充填プロセスの終わりを示している。
【００３５】
段階Ｆにおいて、瓶詰めされた飲料を落ち着かせ、あるいは和らげることができ、段階Ｇにおいて、容器を充填装置から取り去ることができる。
【００３６】
参照番号７８が、装置１の送り出しスターホイールを指しており、参照番号８０が、容器を蓋で閉じるための閉鎖装置を指しており、参照番号８２が、容器の蓋の供給装置を指している。参照番号８４が、閉鎖装置の送り出しスターホイールを指しており、参照番号８６が、充填済みの容器を運び去るための取り出し装置を指している。
【００３７】
参照番号７６が、容器の充填が行われず、あるいはいかなる容器も該当の充填ステーションに存在していない空き角度を示している。充填装置送り出しスターホイールと充填装置送り込みスターホイールとの間のこの空き角度において、追加の製品を計量し、主製品へと加えることが可能である。このようにして、この角度も充填プロセスに使用され、このやり方で、計量プロセスを必ずしも通常利用することができる角度範囲（Ａ〜Ｇ）において実行しなくてもよいため、充填装置の全体的な性能を高めることができる。この計量プロセスを、さらなる図を参照してさらに詳しく説明する。したがって、方法という観点から、容器の充填後に時間的に遅れて、計量された量のさらなる液体を第１の液体へと加えることが提案される。
【００３８】
したがって、図１に示されている装置は、少なくとも２つ以上の異なる液体から飲料を混合するためにも使用される。これらの液体は、例えば、充填対象の容器の容積に対して所定の混合比にある水、シロップ、および／またはフレーバ剤であってよい。ここで、さらには、種々の液体が、個々の充填バルブへの分配の地点に続く空間において、好都合に混合される。本発明の一態様の文脈においては、異なる媒体の混合を、追加された媒体が続く容器の充填プロセスにおいて好都合に自動的に排出されるよう、充填バルブの出口の可能な限り近くで行うことが提案される。この手法によって、連続する充填の各々を、いくつかの異なるフレーバ剤を供給することによって変えることができる。さらに、このやり方で、例えば果肉などの危険な製品を、バルブ装置またはバルブコーンから洗い流すことができる。
【００３９】
図２が、本発明による装置１のブロック図の形態の図を示している。ここで、参照番号２４が、主製品のためのリザーバを指している。このリザーバ２４から、製品が、第１の液体配管４を介して充填装置２（ここでは、全体が参照番号２によって特定されており、さらに詳しくは示されていない）へと流れる。参照番号６が、方向Ｒ１の液体の流れを測定するように構成された流量測定装置を指している。好ましくは、流量測定装置６は、誘導流量計である。
【００４０】
参照番号２０が、容器１０への液体の注入を制御するための充填バルブを示している。
【００４１】
ここで、シロップなどの第２の製品を、環状チャネル７から供給される第２の液体配管１２を介して、液体配管４または充填装置２へと供給することができる。
【００４２】
充填のプロセスの最中に、バルブ２０を閉じることができ、その後に、第２の液体を供給するためのバルブ１６を開くことができる。これにより、結果として、主たる液体が液体配管４において押し戻され、流れの方向Ｒ２にて流量計の領域へと流れる。
【００４３】
流量測定装置６が、方向Ｒ２の流れの測定にも適しているため、これらの測定にもとづいて、どれだけの液体が配管１２を介して供給されたのかを割り出すことができる。しかしながら、ここでは、この液体配管４の長さが、好ましくは、配管１２に存在する製品そのものが流量測定装置６を通って押されることはないように、寸法付けられている。
【００４４】
参照番号２６が、流量測定装置６の測定信号を受信し、例えばバルブ１６を駆動し、さらにはバルブ２０も駆動する制御装置を指している。このやり方で、容器の自動充填を達成することができる。また、制御装置を遠方の位置に設置してもよく、この場合には、流量測定装置からの測定信号が制御装置へと伝送され、次いで遠方の制御装置がバルブを駆動する。
【００４５】
すでに述べたように、計量された製品（例えば、製品の一部分）を液体配管１２を介して加えるとき、それらが押されて流量測定装置６を通過することがあってはならない。なぜならば、測定の精度が損なわれるからである。したがって、流量計と実際の投入点との間の製品配管の体積を、主たる製品だけが流量測定装置６を通って押し戻されるように、相応の寸法にしなければならない。
【００４６】
ここで、第２の液体配管（第２の製品配管１２）が、流量測定装置６の方向に主たる製品配管へと充填装置２のバルブ出口から遠ざかることも可能であり、あるいは第１の液体配管４を形成することも可能である。このやり方で、初期量のクリアな液体を注入することができ、すなわち第２の製品が、主製品の２つの部分の間のプラグとして注入される。しかしながら、この場合には、主製品の後続部分が、第２の製品（すなわち、第２の液体）をバルブから完全に洗い流すために充分に大きいように、配慮することが好都合である。
【００４７】
この初期のクリアな液体の注入は、バルブまたはバルブのバルブコーンの開放の際にすぐに計量された量のフルーツセルまたはフルーツ片を加えるときに、完璧な注入ジェットが生成されるという利点を有している。フルーツセルが開放時のバルブコーンに存在すると、それらが注入ジェットの速やかな形成を妨げる可能性があり、製品が制御されずに周囲に跳ね飛ぶ可能性がある。
【００４８】
図２は、配管１２による第２の製品の半径方向の供給を示している。しかしながら、この計量された第２の製品の追加を、例えば接線方向などといった他の方向に行うことも可能であり、あるいは第１の配管４へと斜めに別のやり方で行うことも可能であると考えられる。このやり方で、主配管４における主製品および第２の製品の徹底した混合を改善することができ、その結果として、第２の製品の洗い流しが簡単にされる。
【００４９】
参照番号１４は、例えば環状チャネル９を介してさらなる液体を供給するために使用することができる第３の液体配管を指している。ここでは、さらに、この製品の充填装置２またはバルブ２０への供給を制御するバルブ１８が設けられている。
【００５０】
参照番号１１が、例えば二酸化炭素などの気体媒体のためのチャネルを指している。このチャネル１１は、リザーバ２４内に気相を形成し、あるいは主製品（その充填レベルが、ここでは参照符号Ｎで示されている）に荷重を加えるために、接続配管１５を介してリザーバ２４に接している。さらなる接続配管１７が、チャネル１１を容器に接続している。このチャネル１７は、容器の充填プロセスの際にＣＯ２をチャネル１１へと送り返す気体戻りチャネルである。参照番号２２が、ここでは、気体戻りバルブまたは前充填バルブとして使用されるバルブを指している。
【００５１】
参照番号２１が、制御ユニット２６を介して個々のバルブ２０、１６、および１８に連絡している（電気）制御線を示している。
【００５２】
液体配管１２を介して供給される第２の媒体は、好ましくは第１の液体配管４の製品よりも高い圧力で送り込まれる。このやり方で、一方では、液体配管４内の製品の押し戻しを達成でき、他方では、ガスが分散させられた２つの液体を、このやり方で１つにすることができる。第１の液体配管４の液体よりも高い圧力は、第３の液体配管１４の液体についても使用することができる。
【００５３】
投入領域または投入位置を、製品に応じて、任意のノズルの形態で実現することができ、あるいはディフューザーとして実現することができ、結果として、投入後の完全な混合が改善される。さらに、シロップまたは追加の製品を、対抗圧力充填の際にＣＯ２の圧力のもとで計量されたやり方で加えることが可能であり、あるいはシロップを、すでにわずかに「炭酸入り」にされた状態で加えることが可能であると考えられる。このやり方で、混合領域の乱流によって引き起こされうるＣＯ２の分離に対抗することができる。
【００５４】
さらに、気体戻りチャネル１７を、ＣＩＰ（定置洗浄）戻りチャネルとして使用することも可能である。ここで、例えば戻りの気体を使用するバルブブロックおよび／または前充填バルブの下流で、このチャネルからＣＩＰ戻り経路へと分かれる分岐を設けることも可能であると考えられる。特には、より複雑な充填プロセスにおいて、バルブブロック（図示されていない）が、種々の機能のためのいくつかの気体用バルブを含んでおり、それらによって、気体戻りチャネルが、チャネルキャリア２３内のいくつかの気体チャネルへと分割されるであろう。
【００５５】
さらに、充填バルブにいくつかの投入点を有する実施例の場合に、充填装置を、「多色充填」のためにも使用することができると考えられ、異なる製品が１つの充填バルブから別の充填バルブへと注入され、あるいは指令に応じた充填プロセスが実行され、あるいは種々の製品が同じ製造シフトにおいて次々に充填され、１つの製品から別の製品へのきわめて迅速な切り換えを実行することができる。従来技術から公知のこの充填プロセスを制御するために、本発明による充填プロセスの場合と同じやり方で使用することができる本発明による装置が、ＳＰＳなどの充填装置制御装置（図示されていない）を含んでいる。
【００５６】
図３が、本発明の一態様による充填装置２を示している。この充填装置またはこの充填バルブは、バルブ手段２０を備えており、バルブ手段２０が、バルブ本体またはバルブプランジャ３８を有している。参照番号１２が、第２の製品を供給するための第２の液体配管を指している。この第２の製品を、バルブ１６を介して接続ライン４４を通って混合チャンバ４２へと送り込むことができる。参照番号３４が、バルブ２０の出口を示しており、ここから液体を容器へと送り込むことができる。参照番号５４が、充填装置のハウジングを示している。例えばＣＯ２などの戻りの気体を、気体戻りチャネル３３を介して再び運び去ることができる。バルブ本体３８を、バルブ本体３８の長手方向Ｌに動かすことができ、このやり方で、出口３４への製品の供給、したがって容器への製品の供給を、制御することができる。
【００５７】
この目的のため、バルブは、バルブの閉鎖状態においてハウジングの部位５７に押し付けられてバルブを閉じるシール用ワッシャ５２を有している。参照番号５６が、対応するバルブコーンを示している。
【００５８】
参照番号４６が、主製品を供給するための充填装置内の供給チャネルを示している。チャネル４６が閉じており、あるいはバルブ領域に直接に隣接していることを、見て取ることができる。参照番号５５が、注入されるべき製品を示している。
【００５９】
図３に示した充填装置２は、シロップと混合され、特にはフルーツ繊維およびフルーツ片と組み合わせられている炭酸入りの液体の混合および瓶詰めにとくに有用である。２つの液体を２つの別々の容器から共通の混合チャンバへと送り込むことは、従来技術からすでに知られている。ここで、通常は、繊維または固形の部分を有している液体を注入するための充填システムであって、充填バルブの出口の直前でシールされる充填システムが使用される。この特別の出口形状の場合には、充填プロセスの終わりにおけるシールの際に製品が存在せず、したがって気体バリアを省略することができる。気体バリアは、表面張力を利用することによって、片側において開いている配管から液体が逃げ出さないようにする構成要素である。しかしながら、そのような気体バリアは、フルーツ繊維の割合がより大きくなると不適である。
【００６０】
しかしながら、この保持およびスイッチオフのための実績のあるシステムは、本発明の文脈においても利用される。しかしながら、上述のようにコーン５６によって封じられる充填バルブの出口３４への改善された送り、または流れに最適化された送りが設けられる。例えば配管４４を介して加えられる任意のさらなる媒体について、さらなる送り配管が、１つの充填から別の充填へと種々の媒体の混合を再現することができるようなやり方で設計された共通の混合チャンバ４２へとつながる。
【００６１】
充填プロセスの所望の順序を保証するために、各々の供給配管が、ここではバルブ１６などの遮断機構を備えている。供給される媒体の種々の投入量を、例えば、充填対象の容器が配置されるロードセルにより、あるいは流量測定装置（図示されていない）によるなど、公知の測定手段によって測定することができる。好ましくは、あらゆる媒体のための測定器具をもたらすために、この測定装置がロードセルである。
【００６２】
好都合には、媒体のうちの１つ、いくつか、またはすべての投入量が、特定の体積流および流れの継続時間によってさらにもたらされる。これの前提条件は、液体が出口３４に可能な限り近い位置で１つにされ、適切な構成を有することである。
【００６３】
図４が、フルーツ片または繊維を含有する第２の製品を含む液体の瓶詰めに特に適している本発明による装置のさらなる図を示している。ここでは、実際の充填装置２の他に、その周囲も見て取ることができ、すなわち、特には第１の供給配管４および第２の製品のための第２の供給配管１２を見て取ることができる。この第２の供給配管１２は、液体が液体配管４の液体よりも高い圧力のもとで充填装置２に達するよう、ここではリザーバ２４よりも高いレベルに配置されたリザーバ２７から供給される。参照番号５１が、例えば空気式の駆動部など、バルブ本体５６を長手方向１１に駆動するための駆動装置を指している。次いで、参照番号５８が、充填装置２のハウジングを示している。参照番号４５が、バルブ領域も液体によって囲むことができるよう、バルブ１６の構成要素であるベローを指している。対応するベロー５９が、充填装置２にも設けられており、供給配管４から来る主製品によって囲まれることができる。
【００６４】
充填プロセスにおいては、最初に、注入すべき第１の媒体（例えば、主製品）が、該当のバルブを媒体の供給へと開き、残りのバルブを閉じることによって注入される。その後に、または同時に、充填バルブの出口が開かれ、あるいはバルブ２０が開かれる。ひとたび所望の部分量に達すると、充填装置の出口３４が再び閉じられる。しかしながら、媒体をバルブ２０を開いたままで切り換えることを（図２を参照）、それがいかなる重なり合いもなく実行されるのであれば、行ってもよい。上述のように、続く媒体が先行の媒体を変位させ、したがって再現可能な混合比が達成される。
【００６５】
好ましくは、各々の供給配管が、ここでは別途の液体用の遮断機構またはバルブを備えている。
【００６６】
図５が、本発明による充填装置２ならびにその周囲のさらなる図を示している。ここで、参照番号５８が、やはりハウジングを指しており、参照番号５１が、固定手段９２によってハウジング５８に取り付けられたバルブを駆動するためのバルブ駆動部を指している。参照番号３４が、やはりバルブの出口を示している。ここで、シャッターまたは絞り９４、９６が、２つの製品配管４および１２に配置されている。製品が、矢印Ｐ３およびＰ４によって示されるとおりに供給される。参照番号１６、１８の各々が、それぞれの駆動部９７、９９によって作動させられるダイアフラムバルブを指している。
【００６７】
図６が、図５に示した充填装置の断面図を示している。ここでも、方向Ｌに動かすことが可能であって、弁座５７に当接することができるバルブコーン５６を見て取ることができる。主製品が、第１の供給配管４に沿って供給チャネル５５を介して混合チャンバ４２へと供給される。この混合チャンバ４２において、主製品を、製品配管１２から到来する第２の製品と混合（好ましくは、バルブ２０を閉じた状態で）することができる。ここで、第２の製品のためのチャネル４４が、周方向において主製品のためのチャネル５５を完全に囲んでいる。
【００６８】
参照番号５９が、主製品のためのチャネル５５の形成を可能にするベローをやはり示している。このベローの内側を、バルブを駆動するための操作ロッドが案内されている。参照番号４９が、バルブコーン５６の心出し装置を指している。ここで、第２の製品（または、第２の液体）のための第２のポート３２が、主製品（または、第１の液体）のための第１のポート３４よりも低いレベルに配置されていることを、見て取ることができる。さらに、チャネル４４が、容器に最初に主製品が注入され、終わりに向けてもやはり主製品が注入されるように常に保証できるよう、バルブコーン５６に隣接している。
【００６９】
参照番号６５が、通気穴を示しており、参照番号６９が、非接続状態においてバルブコーン５６を閉鎖位置へと移動させるための復帰ばねを示している。このように、図６に示した実施の形態においては、上述のように、チャネル４４が環状の形状であって、チャネル５５を囲んでいる。両方の供給配管４および１２が、２つの製品の流れに関して最適化された供給のためにそれぞれ使用される拡大領域３７を有している。
【００７０】
図６に示した構成によって、チャネル４４および５５の交差を回避することができ、あるいは２つの製品チャネルが互いの内側に位置する。ここで、混合チャンバ４２が、バルブ本体５６の直近に位置しており、好ましくは、供給配管あるいは２つのポート３２および３４が、それぞれこの混合領域４２の上方に設けられている。
【００７１】
互いの内側に位置している図６に示されている２つの製品チャネル（４４、５５）は、お互いに対して剛かつ静止しており、さらにはハウジング５８に対して剛かつ静止している。充填装置における可動の構成要素は、バルブ出口の閉鎖の構成要素だけである。
【００７２】
本件出願書類において開示された特徴のすべては、それらが単独または組み合わせにおいて、従来技術に対して新規である限りにおいて、本発明にとって不可欠であるとして請求される。
【符号の説明】
【００７３】
１ 装置
２ 充填装置
４ 第１の液体配管
６ 流量測定装置
７、９ 環状チャネル
１０ 容器
１１ チャネル
１２ 第２の液体配管
１４ 第３の液体配管
１５、１７ 接続配管
１６、１８ バルブ
２０ 充填バルブ
２１ 制御線
２２ バルブ
２３ チャネルキャリア
２４、２７ リザーバ
２６ 制御装置
３２ 第１のポート
３３ 気体戻りチャネル
３４ バルブの出口
３５ 駆動要素
３７ 拡大領域
３８ バルブプランジャ
４２ 混合チャンバ
４４ 接続ライン
４５、５９ ベロー
４６ 供給チャネル
４９ 心出し装置
５１ バルブ駆動部
５２ シール用ワッシャ
５４ ハウジング
５５ チャネル
５６ バルブコーン
５７ ハウジングの一部位、弁座
５８ ハウジング
５９ ベロー
６０ システム
６２ 容器供給部
６４ 送り込みスターホイール
６５ 通気穴
６６ 洗浄装置
６８ 送り出しスターホイール
６９ 復帰ばね
７０ 転送スターホイール
７２ 充填装置送り込みスターホイール
７６ 空き角度
７８ 送り出しスターホイール
８０ 閉鎖装置
８２ 容器の蓋の供給装置
８４ 送り出しスターホイール
８６ 取り出し装置
９２ 固定装置
９４、９６ 絞り
９７、９９ 駆動部
Ａ〜Ｇ 方法の各段階
Ｌ 長手方向
Ｎ 充填レベル
Ｐ１ 矢印
Ｒ１、Ｒ２ 流れの方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体、特には飲料で容器（１０）を満たすための充填装置（２）であって、
当該充填装置（２）へと第１の液体を供給するための第１のポート（３２）と、
当該充填装置（２）へと第２の液体を供給するための第２のポート（３４）と、
当該充填装置（２）の内部に形成され、前記液体を混合することができる混合チャンバ（４２）と、
前記第１の液体を前記第１のポート（３２）から前記混合チャンバ（４２）へと案内する第１の液体チャネル（４４）と、
前記第２の液体を前記第２のポート（３４）から前記混合チャンバ（４２）へと案内する第２の液体チャネル（５５）と、
当該充填装置からの前記液体の排出を制御するためのバルブ本体（５６）と、
前記液体を前記容器へと排出するための出口（３４）と
を備えており、
前記第１のポート（３２）および前記第２のポート（３４）が、互いに別であり、前記第１の液体チャネル（４４）および前記第２の液体チャネルが、前記第１の液体および前記第２の液体を互いに別々に案内する充填装置（２）であり、
前記バルブ本体（５６）が、少なくとも部分的に前記混合チャンバ（４２）と前記出口（３４）との間に配置されていることを特徴とする充填装置（２）。
【請求項２】
前記バルブ本体を動かすための駆動要素（３５）を備えており、
該駆動要素（３５）が、少なくとも部分的に前記第２の液体チャネル（４６）の内側を延びていることを特徴とする請求項１に記載の充填装置（２）。
【請求項３】
気体媒体を案内するためのさらなるチャネルを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項４】
前記第１の液体チャネル（４４）が、少なくとも一部において前記第２の液体チャネル（５５）を囲んでいることを特徴とする請求項３に記載の充填装置。
【請求項５】
前記第２の液体チャネル（４４）が、粒子を含有している液体を運ぶために使用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項６】
前記第２のポート（３２）が、前記第１のポート（３４）に比べ、前記混合チャンバ（４２）により近く配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項７】
前記第１の液体チャネル（４４）が、一部分において斜めに延びていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項８】
前記第１の液体チャネル（４４）および前記第２の液体チャネル（３５）が、共通のハウジング（５８）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項９】
前記混合チャンバ（４２）が、前記バルブ本体（５６）に隣接していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項１０】
前記駆動要素（３５）を封じるためのベロー（５９）が、前記第１の液体チャネル（４４）の内側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の充填装置（２）。
【請求項１１】
前記第２の液体チャネル（５５）の内側において、該第２の液体チャネル（５５）に対して可動である心出し要素（４９）が、前記バルブ本体（５６）の位置を中心にするために設けられていることを特徴とする請求項２に記載の充填装置（２）。
【請求項１２】
前記第１の液体チャネル（４４）が、当該充填装置（２）の長手方向（Ｌ）において前記第２の液体チャネル（５５）よりも短いことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項１３】
前記液体を前記ポート（３２、３４）へと案内する互いに別々の２つの液体配管（４、１２）を備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項１４】
流量測定装置（６）が、前記液体配管（４、１２）に配置され、互いに反対向きである２つの流れ方向（Ｒ１、Ｒ２）に流量測定装置を通過する液体の量を割り出すことを特徴とする請求項１３に記載の充填装置。
【請求項１５】
前記液体配管（４、１２）が、作動の動作において、流れの方向（Ｒ１、Ｒ２）にかかわらずに、前記液体のうちの１つだけが前記流量測定装置（６）を通過するようなやり方で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の充填装置（２）。
【請求項１】
液体、特には飲料で容器（１０）を満たすための充填装置（２）であって、
当該充填装置（２）へと第１の液体を供給するための第１のポート（３２）と、
当該充填装置（２）へと第２の液体を供給するための第２のポート（３４）と、
当該充填装置（２）の内部に形成され、前記液体を混合することができる混合チャンバ（４２）と、
前記第１の液体を前記第１のポート（３２）から前記混合チャンバ（４２）へと案内する第１の液体チャネル（４４）と、
前記第２の液体を前記第２のポート（３４）から前記混合チャンバ（４２）へと案内する第２の液体チャネル（５５）と、
当該充填装置からの前記液体の排出を制御するためのバルブ本体（５６）と、
前記液体を前記容器へと排出するための出口（３４）と
を備えており、
前記第１のポート（３２）および前記第２のポート（３４）が、互いに別であり、前記第１の液体チャネル（４４）および前記第２の液体チャネルが、前記第１の液体および前記第２の液体を互いに別々に案内する充填装置（２）であり、
前記バルブ本体（５６）が、少なくとも部分的に前記混合チャンバ（４２）と前記出口（３４）との間に配置されていることを特徴とする充填装置（２）。
【請求項２】
前記バルブ本体を動かすための駆動要素（３５）を備えており、
該駆動要素（３５）が、少なくとも部分的に前記第２の液体チャネル（４６）の内側を延びていることを特徴とする請求項１に記載の充填装置（２）。
【請求項３】
気体媒体を案内するためのさらなるチャネルを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項４】
前記第１の液体チャネル（４４）が、少なくとも一部において前記第２の液体チャネル（５５）を囲んでいることを特徴とする請求項３に記載の充填装置。
【請求項５】
前記第２の液体チャネル（４４）が、粒子を含有している液体を運ぶために使用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項６】
前記第２のポート（３２）が、前記第１のポート（３４）に比べ、前記混合チャンバ（４２）により近く配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項７】
前記第１の液体チャネル（４４）が、一部分において斜めに延びていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項８】
前記第１の液体チャネル（４４）および前記第２の液体チャネル（３５）が、共通のハウジング（５８）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項９】
前記混合チャンバ（４２）が、前記バルブ本体（５６）に隣接していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項１０】
前記駆動要素（３５）を封じるためのベロー（５９）が、前記第１の液体チャネル（４４）の内側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の充填装置（２）。
【請求項１１】
前記第２の液体チャネル（５５）の内側において、該第２の液体チャネル（５５）に対して可動である心出し要素（４９）が、前記バルブ本体（５６）の位置を中心にするために設けられていることを特徴とする請求項２に記載の充填装置（２）。
【請求項１２】
前記第１の液体チャネル（４４）が、当該充填装置（２）の長手方向（Ｌ）において前記第２の液体チャネル（５５）よりも短いことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項１３】
前記液体を前記ポート（３２、３４）へと案内する互いに別々の２つの液体配管（４、１２）を備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項１４】
流量測定装置（６）が、前記液体配管（４、１２）に配置され、互いに反対向きである２つの流れ方向（Ｒ１、Ｒ２）に流量測定装置を通過する液体の量を割り出すことを特徴とする請求項１３に記載の充填装置。
【請求項１５】
前記液体配管（４、１２）が、作動の動作において、流れの方向（Ｒ１、Ｒ２）にかかわらずに、前記液体のうちの１つだけが前記流量測定装置（６）を通過するようなやり方で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の充填装置（２）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−５７２９２（Ｐ２０１１−５７２９２Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１５６６７３（Ｐ２０１０−１５６６７３）
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（５０８１２０９１６）クロネス アーゲー (65)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５６６７３（Ｐ２０１０−１５６６７３）
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（５０８１２０９１６）クロネス アーゲー (65)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]