流体吐出ノズル
本発明は吐出ノズルを有する液体分配装置に関する。吐出ノズルは流量制御装置を有する。流量制御装置は逆止弁と排出口とを含んでいる。吐出逆止弁は、閉じている間に真空圧を生成できる。排出口は少なくとも１枚の多孔板から形成される。多孔板は透設された複数の開口を有する。複数の開口は、少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットを含む。少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットは、より大きなサイズの開口のセットおよびより小さいサイズの開口のセットを含む。より大きなサイズの開口のセットは、多孔板内の中央に設置される。本発明は、吐出ノズルの排出口の中心の液体の垂直の流れの衰える部分に、最大の真空圧を集中させることを支援する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出ノズルを有する液体分配装置、特に流量制御装置を有する吐出ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体充填機は、容器、ボトルおよび屋根形箱型紙容器を、液体あるいは他の流動性物質で満たすために一般に用いられ、そのようなものは、例えばミルク、ジュース、ソーダ、味が付いている水および味が付けられていない水などでボトルを満たすために飲料産業で用いられている。消費者によって増加する製品需要により、飲料包装業者は、液体充填機が、１つの容器を満たすことができ、容器にインデックスを付けることができ、次の容器を満たす準備ができることが可能な生産ラインの速度あるいは割合を増加させる方法を求めている。ある単一のラインの液体充填機は、１リットルサイズの容器用に、毎分約１５０容器に近づくあるいは超過する割合で、現在運転されている。より速いライン速度に対する願望は、多くの飲料包装業者にとって継続している関心事である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発明の概要
典型的な液体充填機は、液体が容器の中に入るすぐ前に通り抜けるノズルの出口端で、垂直に位置する管状の充填ノズルおよび少なくとも１つの多孔板を含んでいる。１つの容器がノズルの下から移動され、空容器がノズルの下の位置へ移動される間、液体がノズルの多孔板を介して流れ続けると、汚れ、たれ流し、および浪費が生じる場合がある。この意図しない液流動の中断を支援するために、あるノズルは、多孔板内の均一径開口で液体の表面張力を利用している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は液体分配ノズルを提供する。液体分配ノズルはハウジングを有する。ハウジングは透設された液体流路を有する。多孔板は液体流路内のハウジングに支持される。多孔板は透設された複数の開口を有し、少なくとも２つの異なるサイズの開口がある。少なくとも２つの異なるサイズの開口は、より大きなサイズの開口と、より小さいサイズの開口とを含む。より大きなサイズの開口は、より小さいサイズの開口の内側に放射状に位置する。より大きいサイズの開口は、多孔板内の中央に設置されることができる。液体流路内に複数の多孔板をさらに含むことができる。ハウジングは、吐出逆止弁を含む。吐出逆止弁は、閉じている間に真空圧を生成できる。
【０００５】
別の実施例において、液体分配ノズルは、透設された液体流路を有するハウジングを含む。吐出逆止弁がハウジング内にある。吐出逆止弁は閉じている間に真空圧を生成できる。多孔板は液体流路内の前記ハウジングに支持される。多孔板は透設された複数の開口を有する。複数の開口は、少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットを含む。少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットは、より大きなサイズの開口のセットおよびより小さいサイズの開口のセットを含む。より大きなサイズの開口のセットは、多孔板内の中央に設置される。複数の多孔板をさらに含むことができる。多孔板の少なくとも１つは、ワイヤーメッシュから形成される。他の開口とは異なる形状を有する少なくとも１つの開口がある。少なくとも１つの開口は、実質的に長方形である。スペーサーをさらに含むことができる。スペーサーは少なくとも１枚の多孔板と他の多孔板間の分離を維持するために位置される。
【０００６】
なお別の実施例において、流体吐出ノズルが提供される。流体吐出ノズルは、ノズル本体内に流量調整装置を含むノズル本体を含む。流量調整装置は逆止弁と排出口とを含む。逆止弁は閉じている間に真空圧サイクルを生成することができる。排出口は多孔板から形成される。多孔板は複数の開口を含む。少なくとも１つの開口は少なくとも１つの他の開口より大きい。少なくとも１つのより大きいサイズの開口は、少なくとも１つの他の開口の内側に放射状に位置する。より大きいサイズの開口は、多孔板内の中央に設置される。液体流路内に複数の多孔板をさらに備えることができる。排出口にスペーサーを備えることができる。スペーサーは多孔板間の分離を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
詳細な説明
本発明のこの詳細な説明において、ここに参照されるあらゆる特許あるいは非特許文献、およびそこに含まれるいかなる開示も、意図的に参考文献としてここに組み込まれる。
【０００８】
ここで図１を参照すると、本発明による分配ノズル５０を有する液体分配装置１０が図示されている。液体分配装置１０は、液だめ（図示せず）にその液体分配装置１０を接続する給水管２０を含んでいる。
【０００９】
給水管２０は、入口逆止弁２５を含む弁ホルダー２８に接続される。入口逆止弁２５が閉鎖位置にある場合、カバー２４が入口リング２２を密閉するように、入口逆止弁２５は一方に偏向される。入口逆止弁２５は、第１のスプリング２６によって閉鎖位置の方に偏向される。入口逆止弁２５が閉じている場合、カバー２４は進入ポート２３を密閉する。弁ホルダー２８は、コネクタチューブ３７の上方端３８に、この入口逆止弁２５を接続する。
【００１０】
コネクタチューブ３７もコネクタチューブ３７の下端末３９でシリンダ３３に接続されている。コネクタチューブ３７の下端末３９は、キャップ３５によってシリンダ３３に接続される。シリンダ３３内には、ピストン３０がある。ピストン３０はシリンダ３３内で移動可能である。ピストン３０は、液だめから入口逆止弁２５を介して液体を吸い込むことができ、ストロークが反転される場合、ピストン３０は、シリンダ３３からそのような液体を放出するために、シリンダ３３内に含まれるあらゆる液体も加圧することができる。
【００１１】
コネクタチューブ３７は、輪縁４６で放流管４０の隣接する端部４２に接続される。分配ノズル５０は、コネクタチューブが接続される隣接する端部４２に対向する放流管４０の遠位端部４４に接続される。ハウジング５２の上方部５１は、放流管４０の遠位端部４４に接続され、その結果として液体流路５９を生成する。液体流路５９は、給水管２０から、進入ポート２３を経由して入口逆止弁２５を介してコネクタチューブ３７内へ、および放流管４０を介して、分配ノズル５０の外へ通り抜ける。ピストン３０は、液体が分配ノズル５０を介して液体分配装置１０から意図的に放出されるように、放流管４０を介してシリンダ３３およびコネクタチューブ３７から液体を移動させるのを支援する。
【００１２】
分配ノズル５０は、第２のスプリング５６によって閉鎖位置のバルブ本体７２に対して偏向される吐出逆止弁５４を含んでいる。ハウジング５２は、上方部５１および下方部５３を備え、下方部５３はバルブ本体７２を制限し、吐出逆止弁５４の位置決めをする。吐出逆止弁５４は、ディスプレイサー７４によって排出口６０から間を置いて配置される。
【００１３】
ここで図２ａを参照すると、分配ノズル５０が２つの主要構成要素から構成される流量制御装置５８と、吐出逆止弁５４である第１の構成要素と、排出口６０である第２の構成要素とを含むことが示されている。吐出逆止弁５４は、ハウジング５２に隣接している上
方部５１と、ハウジング５２の下方部５３内に閉じ込められたディスプレイサー７４によって上方部５１から間を置いて配置された排出口６０との中に位置する。弁本体７２内側は、弁本体７２内の環状壁５５に隣接し、ディスプレイサー７４と対向し、弁座７５である弁がさ５７とかみ合うための環状壁５５である。本実施例において、弁座７５は円錐台形状の構成を有する。
【００１４】
吐出逆止弁５４は開放位置内にあることとして図示される。分配逆止弁５４の開放位置は、弁がさ５７と弁本体７２との間を通過する液体流路５９で図示される。弁がさ５７が弁本体７２の内部の環状壁５５から離れたところで置き換えられる場合、開口部は分配ノズル５０を介してこの液体流路５９を生成し形成される。吐出逆止弁５４の開放位置において、第２のスプリング５６は圧縮される。さらに、開放位置において、吐出逆止弁５４の弁がさ５７はディスプレイサー７４に隣接している。
【００１５】
ここで図２ｂを参照すると、分配ノズル５０が、最小の離間距離（接触はない）が存在するように、弁がさ５７が環状壁５５に隣接し、緊密に環状壁５５の内径に一致する閉鎖位置に移動する中間位置内に吐出逆止弁５４を有することが示されている。吐出逆止弁５４が閉鎖位置に移動するとともに、第２のスプリング５６は伸びる。この中間状態において、弁本体７２と弁がさ５７との間を通過する液体流路５９は最小化されている。Ｏリング６１とともに弁がさ５７の弁座７５への環状壁５５に沿った移動にしたがって、真空状態が生成され、吸引力が、排出口６０を通過していた液体に印加される。このように、吐出逆止弁５４は、分配ノズル５０内に真空圧サイクルを生成する。Ｏリング６１が圧縮され、弁座７５に向かって環状壁５５にわたって滑走するとともに、この吸引力が印加され続ける。環状壁５５に対するＯリング６１のスライドにしたがって、この真空圧サイクルあるいは吸引力に必要な期間に依存する、より長いもしくはより短い軸方向長が環状壁５５にありうることは理解される。
【００１６】
ここで図２ｃを参照すると、分配ノズル５０が、吐出逆止弁５４が閉鎖位置内にある排出口６０および吐出逆止弁５４を含む流量制御装置５８を有することが示されている。第２のスプリング５６は完全に伸ばされ、弁がさ５７の上のＯリング６１が環状壁５５を通っており、Ｏリング６１が弁本体７２内の弁座７５に対して固定し、密閉されるように、動力伝達路５９が閉じられる。閉じられた構成において、ディスプレイサー７４から離れたところで移動することを可能にされ、排出口６０による意図的な流出が終わるところまで、弁がさ５７は置き換えられる。弁座７５は、この閉鎖位置内のＯリング６１に対して密閉してふさぐためにサイズを合わせられる。
【００１７】
流量制御装置５８と共に分配ノズル５０を有するそのような液体分配装置１０は、様々なアイテム（例えば、ビン、ボトル、ボウル、箱、バケット、缶、パック、容器、カップ、ジャー、水差し、パウチ、など）に液体を充填するための飲料包装でしばしば用いられる。１つの実施例において、屋根形フィラーは、例えば、スタンフォード（コネチカット）のインターナショナル・ペーパー社から市販で入手可能なEPE Q-16の高速フィラーを含めて利用することができる。別の実施例において、市販で入手可能な液体の分配装置１０は、例えばSpikkestad（ノルウェー）のエロパック社から市販で入手可能なPure-Pak(R) P-S90基準断面充填機のように利用することができる。本発明と共に用いることができる１つの液体分配装置１０は、「Device for Filling Specified Amount of Liquid」と題する米国特許第４，９５８，６６９号に記載されている。
【００１８】
ここで図３ａを参照すると、分配ノズル５０の排出口６０の部分的な断面図が示されている。示された実施例において、排出口６０は４枚の重なる多孔板６２から形成される。多孔板６２は各々外スペーサー６４の使用によって互いに離れて一定間隔で配置される。外スペーサー６４は、各多孔板６２間のエアギャップを形成する。あるいは、外スペーサ
ー６４は省略することができ、すべての多孔板６２はエアギャップを除去して、互いに直接乗せることができる。本実施例において、多孔板６２は、排出口６０内に閉じ込められ、ハウジング５２の下方部５３に支持されながら液体流路５９にわたって位置する。これらの多孔板６２は、下方部５３の端部上の内部に伸びる唇弁７６間を占め、ディスプレイサー７４による所定の位置で維持される。各多孔板６２には、多孔板６２を通して広く行き渡った複数の開口６５がある。開口６５は、多孔板６２の上側６６から底側６８にまで広く行き渡る。多孔板６２は、フィルター材８２で構成される。本明細書で用いられるように、フィルター材８２は、金属、プラスチック、グラス、布、紙など、織布でも不織布でも、その他にかかわらず、もしくは多孔性であるか否かに関係なく作られる、いかなるプレート、メッシュ、スクリーン、シート、パネル、フラップ、間仕切り、シールド、プラグ、基板など、不浸透性であるか否かに関係なく可能である。多孔板６２は、多孔板６２を通過する液体が主として開口６５を通過するように、フィルター材８２内に形成された複数の開口６５を含んでいる。
【００１９】
排出口６０の他の実施例は、図３ｂに示される。この実施例は、液体流路５９の両端にわたる２枚の多孔板６２を含んでいる。多孔板６２は、ハウジング５２の下方部５３の内部に伸びる唇弁７６とディスプレイサー７４との間で閉じ込められることにより支持される。外スペーサー６４は、第２の多孔板６２とディスプレイサー７４との間と同様に、第１および第２の多孔板６２の間にも配置される。外スペーサー６４は、２枚の多孔板６２の間にエアギャップを生成する。下部の多孔板６２の上側６６は、上部の多孔板６２の隣接した底側６８である。複数の開口６５は、両方の多孔板６２の上側６６から底側６８にまで広く行き渡る。図３ｂで示されるように、多孔板６２内の複数の開口６５は、互いに一直線に並ぶことができるし、あるいは、その代わりに、図３ａで示されるように、各々の重なる多孔板６２内の開口６５は、その列を乱すこともできる。隣接する多孔板６２間のエアギャップは、外スペーサー６４の高さ「Ｔ」を増加させるか減少させることにより、変更することができる。
【００２０】
排出口６０の別の実施例において、図３ｃに示されるように、単一の多孔板６２を利用することができる。多孔板６２は、ハウジング５２の下方部５３の唇弁７６とディスプレイサー７４との間を占める。液体が多孔板６２内の複数の開口６５を通り抜けるために、液体流路５９の両端にわたるように、多孔板６２は位置する。図示されるように、外スペーサー６４は下方部５３の唇弁７６に対する多孔板６２を閉じ込める。多孔板６２が直接ディスプレイサー７４と接触するように、外スペーサー６４を位置決めすることができ、また、外スペーサー６４は、それが直接唇弁７６と接触するように、その結果として下方部５３内に埋め込まれた排出口６０を形成するために多孔板６２の位置を決めて配置されるということを、理解されるべきである。このように、多孔板６２の底側６８は、唇弁７６から離れたところで間隔を置いて配置され、また、上側６６はディスプレイサー７４に接するであろう。
【００２１】
ここで図４を参照すると、多孔板６２の周囲に外スペーサー６４を有する単一の多孔板６２によって形成された排出口６０の透視図が示されている。この図において、多孔板６２を形成するフィルター材８２の上面６６は見て明らかである。しかし、底側６８は見ることができない。外スペーサー６４は高さまたは厚さＴを有して示される。複数の開口６５が示されている。中心部に位置するかまたは多孔板６２の中央にある開口６５は、多孔板６２の中心から放射状に外側に位置する開口６５より大きい。
【００２２】
多孔板６２の中心部の両端に複数の開口６５を有するフィルター材８２の部分的な断面図が、図５に示される。図５は、図４の断面線５−５で取られた断面図である。この図において、複数の開口６５とともに、多孔板６２および底側６８の上側６６が示される。各開口６５は多孔板６２のフィルター材８２を通過する。上側６６の各開口６５は入口６７
を有しており、相応して、実際は、側面の６８各開口６５には出口６９がある。開口６５の１つの実施例において、入口６７および出口６９は環状であり、開口６５は直円柱を形成することができる。そのような実施例において、より小さい開口６５は、直径ｄの出口６９および直径Ｄの入口６７を有し、より大きな開口６５は、入口６７での対応する直径Ｄおよび出口６９での対応する直径ｄを有している。より大きな開口６５に関連した入口６７および出口６９エリアが、より小さい開口６５に関連した入口６７および出口６９エリアより大きいことは、この図の中で理解される。他の実施例において、入口６７の直径Ｄは出口６９直径ｄと同様に同サイズである必要がない。また、同じあるいは異なるサイズでありうる直径Ｄおよび直径ｄの間で、一定間隔で配置された中間径がさらにあるかもしれない。そのような他の実施例は、「Liquid Charging Nozzle Plate」と題する欧州特許出願公開第７８４０１０号にて開示されているように、開口６５を介して流体抵抗を増加させることによって、液体の意図しない滴下を防ぐことを支援するために表面張力を増加させることに利用することができる。
【００２３】
ここで図６に転ずると、図６は本発明を通して流れる間の液体の圧力の理論上のグラフ式の図である。充填サイクル中（それは、ピストン３０がシリンダ３３内の入口逆止弁２５に向かって移動する場合である）に、ピストン３０は、シリンダ３３内に含まれるあらゆる液体をシリンダ３３から押し出す。液体がシリンダ３３から押されるとともに、それはコネクタチューブ３７に入り、液体が分配ノズル５０内の吐出逆止弁５４に向かって放流管４０を介して加圧され押し進められるように、入口逆止弁２５によって給水管２０を通して逆流れから遮断される。この液体流路５９は、流量制御装置５８に向かって液体を導く。また、多孔板６２を通って開口６５の外に通過する排出口６０であるが、液体が流れることを可能にしながら吐出逆止弁５４が開かれる。
【００２４】
典型的な液体分配装置１０の充填サイクル中に、３つの別個の段階があってもよい。第１は、分配ノズル５０内への放流管４０を通して、液体がシリンダ３３からのピストン３０によって押される加速段階である。液体が運動を開始するとともに、図６のグラフ内に示されたカーブの傾斜は、圧力の上昇を表わしている。次は、任意に、ピストン３０によって多孔板６２内の開口５０を通って分配ノズル６５を液体が押し出されている等速段階である。最後に、ピストン３０が液体を押し出すことをやめており、液体の圧力が衰えている場合の減速段階がある。
【００２５】
この充填サイクルが完了した後、ピストン３０が、方向を逆転し、シリンダ３３内の入口逆止弁２５から移動するとともに、詰め替えサイクルが開始する。ピストン３０のこの運動は、負の流量として１分当たりのガロンで図６に表わされた真空圧または吸引力を生成する。真空圧が生成されるとともに、図２ｂで示されるように、吐出逆止弁５４は開放位置から閉鎖位置に移動する。
【００２６】
この詰め替えサイクルは、また、真空圧サイクル、あるいは図７でさらに示される「サックバック」サイクルと呼ぶことができ、図７において矢印９２および９４は真空圧あるいは吸引力を図示している。矢印９４は多孔板６２の中心部で真空圧効果を図示している。中央に位置する真空圧の矢印９４は集中されており、多孔板６２内の中央に位置している、より大きなサイズの開口６５の結果である。この真空圧９２および９４は液体８０の流れに吸引力を印加する。液体８０は、矢印９６によって図示された重力に対抗する方向の多孔板６２を通過している。
【００２７】
通常、重力９６が多孔板６２から遠くで液体を加速するのに従って、多孔板６２を通して排出口６０から出て来る液体８０の流れは、多孔板６２の底側６８ではより大きい逆円錐型として形成され、より小さくなる。充填サイクルが逆円錐型形状を終了するとともに、最後にすべての流出が断ち切られるまで、液体８０の流れはより小さく、より細くなる
。
【００２８】
吐出逆止弁５４が閉じる方に向ったその中間位置へ移動する場合（図２ｂで示されたように）、意図的な液体流が断ち切られるため、液体８０の流れに加えられた付加的な液体はない。真空圧９２および９４は、液体８０の流れに際して重力９６を打ち消している。その点で、液体８０の流れは減衰流動であり、多孔板６２の底側６８にまだ接しているが、液体８０のこの流れは減少する。多孔板６２の上側６６と、そして、特に多孔板６２内の中央に位置する、より大きな開口６５で印加された真空吸引は、真空圧力９４の最大値が液体８０の流れの中心部に印加されるのを可能にする。この吸引力がシリンダ３３内の方向を逆転するピストン３０によって発生させられる場合、この真空圧９４は液体８０の流れが液体の小滴の形で多孔板６２の底側６８から、より速く遮断することを引き起こしながら液体８０の流れを減衰させる速さを増加させる。減衰時間が短いほど、充満した容器は、より速く分配ノズル５０の真下から移動させることができ、空の容器は、液体分配装置１０によって充満するための位置へより迅速に移動させることができる。多孔板６２の中心に位置する大きな開口６５とともにこの真空圧サイクルは、いかなる容器の液体の外部にも不注意にこぼさずに、充填操作の間に交替される容器を移動させることができる速度が著しく増加するレートを可能にする。多孔板６２の開口６５内の毛細管作用で、流体の流れが止められた後にどのような流出あるいは雫も生じずに、分配ノズル５０の排出口６０は液体を保持することができる。
【００２９】
本発明は、多孔板６２の中心の液体８０の流れの衰える部分に最も大きな真空力をまさに集中するのを支援する。分配ノズル５０の下の液体８０の流れが衰えている多孔板６２の中心で、より大きな開口６５、あるいはよりきめの粗い網状部を加えることによって、真空圧９４は最も大きな効果がある。液体がもはや吐出逆止弁５４に押し出されていない場合、吐出逆止弁５４が閉じ始めるのは、真空圧サイクルが開始するときである。逆流が多孔板６２を通って真空圧９４によって引き起こされるため、この真空圧サイクル中に、排出口６０でおよび吐出逆止弁５４の下から利用された多数の多孔板６２がある場合、液体も多孔板６２の間から、真空圧９４によって、吸収することができる。多孔板６２の下に垂れる液体８０の流れの逆円錐型がなお存在してもよい。しかし、この真空圧９４は、液体８０の流れの崩壊を促進する分配ノズル５０へ逆流するこのいくつかの液体を吸うことを支援する。
【００３０】
図８に示されるように、多孔板６２の実施例を含み、そこに広く行き渡った複数の開口６５を有する本発明において、様々な多孔板６２を利用することができる。多孔板６２のこの平面図には環状の周囲があり、その開口６５はフィルター材８２によって広く行き渡され、そして、開口６５は形状においていくぶん長方形である。多孔板６２の中心部において、複数のより小さい隙間６５に囲まれて配置された、より大きな開口６５がある。ワイヤーメッシュの形をしているフィルター材８２からこの性質の代表的な多孔板６２を構築することができた。
【００３１】
多孔板６２の他の実施例は、図９に示される。その中心部を囲み、フィルター材８２によって広く行き渡される、より小さい開口６５と共に、中心部にあるより大きな開口６５を有する多孔板６２は、多孔板６２の周囲に外スペーサー６４を有して、図示される。また、内スペーサー６３は、多孔板６２の中心にある、より大きな開口６５の周囲に位置する。この実施例において、外スペーサー６４の厚さあるいは高さは、多孔板６２が排出口６０において複数の多孔板６２構成の中で一緒に積み重ねられる場合に、中央の支持物を備える内スペーサー６３と同じであってもよい。複数の多孔板６２間で形成されたエアギャップは、外スペーサー６４および内スペーサー６３によって維持される。分配ノズル５０によって分配されており、多孔板６２内の排出口６０を通って複数の開口６５を通過する厚いあるいは高粘性液体の場合、そのような構成は有用である。
【００３２】
多孔板６２の別の実施例は、図１０に示される。この実施例において、多孔板６２は多孔板６２の中心に単一の大きな開口６５を有している。この大きな開口６５は、フィルター材８２によって広く行き渡され、多孔板６２内の複数のより小さい開口６５に囲まれる。
【００３３】
ここで図１１を参照すると、多孔板６２のさらに別の実施例が図示されている。多孔板６２は、フィルター材８２によって広く行き渡される開口６５を伴う一般に円板の形をしているフィルター材８２から構築されるように示されている。開口６５は、形状において一般に環状である。また、複数のより小さい環状の開口６５によって囲まれる多孔板６２の中心には、より大きな開口６５がある。実質的に環状で多孔板６２が示されている一方、規則的でもあるいは不規則であっても、様々な他の形状が液体流路５９および排出口６０の構造および配置で利用することができる。
【００３４】
図１２に示された実施例は、多孔板６２内にフィルター材８２の３つの異なる領域の開口６５の３つの異なるサイズを有している。特に、多孔板６２のこの実施例では、大きな六角形の開口８７を囲む複数の環状の中間サイズの開口８６と共に、多孔板６２の中央領域内に大きな六角形の開口８７を位置させている。中間サイズの開口８６を囲みながら、多孔板６２を通して広く行き渡った複数のより小さい開口８５が存在する。さらに、そのような開口６５は、長方形、三角形、八角形、あるいは他の望ましい形状になりえる。液体が多孔板６２を通過するように、開口６５の形状は、特別の分配ノズル５０のための好ましい流体の流れ特性のために選ばれてもよい。多孔板６２のこれらのおよびより多くのすべて代替構成は、排出口６０で流量制御装置５８を変更するために流量制御装置５８の一部として利用することができる。
【００３５】
他の多くの他の実施例および構成は、当業者には明白かもしれない。例えば、フラッパー型吐出逆止弁５４により分配ノズル５０を構築することができるかもしれない。なお、飲料および他の流すことができる食物物質に加えて、本発明の液体分配装置１０は、食料品グラード以外の流すことができる物質および液体、例えば、ビューティケア製品、健康管理用品、調合薬、潤滑剤、燃料、添加物、溶剤、殺虫剤、除草剤および他の液体のようなものあるいは流体物質に用いることができる。液体の意図した流出を変更するか、あるいは液体の意図しない流出を止め、こぼしを回避するために、満たされた容器は他の容器を詰めるか満たすための液体分配装置１０のために分配ノズル５０の排出口６０から移されるように、さらに、開口の大小各種および形状は液体８０の流れ上の重力を打ち消す適切な真空圧サイクルを得るために利用することができる。様々な開口６５の形状は、一般に知られている方法、および例えばレーザー、噴射水、通常の掘削あるいはポンチプレス、ウィービングあるいは他のプロセスの使用通じたプロセスを用いて、形成することができる。
【００３６】
様々な開口６５を有する複数の多孔板６２であろうと、一定領域のメッシュサイジングにおけるバリエーションを有する複数の多孔板６２であろうと、あるいは両方のコンビネーションをも存在する。中心部により大きな開口６５を有している複数の開口６５を有する多孔板６２は、網目スクリーンにより混ぜ合わせて、一定の開口６５サイズをその中に有しているプレートを穿孔することができる。開口６５のサイズおよび形状は、液体の粘性、流体表面張力、放出される液体の流速、多孔板６２の毛細管作用、および排出口６０へ逆流させ吸引する液体の空気に抵抗する能力の関数として変更することができる。
【００３７】
本発明の多くの詳細な実施例が記述され図示されたが、様々な追加の変更および変形が本発明の精神および範囲から外れることなく行なうことができることは、当業者に理解されるだろう。従って、添付のクレームにおいて、本発明の範囲の中にあるそのようなすべ
ての変化と変形を含むのは、意図的である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
明細書が特に指摘し明確に本発明の権利を請求するクレームで締めくくる一方、同一参照番号が同様の要素を特定する添付の図面に関連して、以下の記述から本発明が一層よく理解されるものと信じる。
【図１】図１は、容器に液体を分配するための装置の断面図である。
【図２ａ】図２ａは、開放位置において示される本発明の流体吐出ノズルの断面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、開放位置から閉鎖位置に移動する中間位置において示される本発明の流体吐出ノズルの断面図である。
【図２ｃ】図２ｃは、閉鎖位置において示される本発明の流体吐出ノズルの断面図である
【図３ａ】図３ａは、４枚の多孔板を有する実施例において示される図１の排出口の部分的な断面図である。
【図３ｂ】図３ｂは、２枚の多孔板を有する代替の実施例において示される図１の排出口の部分的な断面図である。
【図３ｃ】図３ｃは、単一の多孔板を有する代替の実施例において示される図１の排出口の部分的な断面図である。
【図４】図４は、本発明の多孔板の透視図である。
【図５】図５は、図４の多孔板の部分的な断面図である。
【図６】図６は、本発明の充填および詰め替えサイクルの間の流体圧力のグラフ式の図である。
【図７】図７は、図２ｂで図示されたような閉鎖位置に吐出逆止弁が移動する場合に、流体吐出ノズルに液体が存在するときの流体の流れにおける減衰の図である。
【図８】図８は、本発明による多孔板の平面図である。
【図９】図９は、本発明による多孔板の他の実施例の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明による多孔板の別の他の実施例の平面図である。
【図１１】図１１は、本発明による多孔板のさらに別の他の実施例の平面図である。
【図１２】図１２は、本発明による多孔板のさらになお別の他の実施例の平面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出ノズルを有する液体分配装置、特に流量制御装置を有する吐出ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体充填機は、容器、ボトルおよび屋根形箱型紙容器を、液体あるいは他の流動性物質で満たすために一般に用いられ、そのようなものは、例えばミルク、ジュース、ソーダ、味が付いている水および味が付けられていない水などでボトルを満たすために飲料産業で用いられている。消費者によって増加する製品需要により、飲料包装業者は、液体充填機が、１つの容器を満たすことができ、容器にインデックスを付けることができ、次の容器を満たす準備ができることが可能な生産ラインの速度あるいは割合を増加させる方法を求めている。ある単一のラインの液体充填機は、１リットルサイズの容器用に、毎分約１５０容器に近づくあるいは超過する割合で、現在運転されている。より速いライン速度に対する願望は、多くの飲料包装業者にとって継続している関心事である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発明の概要
典型的な液体充填機は、液体が容器の中に入るすぐ前に通り抜けるノズルの出口端で、垂直に位置する管状の充填ノズルおよび少なくとも１つの多孔板を含んでいる。１つの容器がノズルの下から移動され、空容器がノズルの下の位置へ移動される間、液体がノズルの多孔板を介して流れ続けると、汚れ、たれ流し、および浪費が生じる場合がある。この意図しない液流動の中断を支援するために、あるノズルは、多孔板内の均一径開口で液体の表面張力を利用している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は液体分配ノズルを提供する。液体分配ノズルはハウジングを有する。ハウジングは透設された液体流路を有する。多孔板は液体流路内のハウジングに支持される。多孔板は透設された複数の開口を有し、少なくとも２つの異なるサイズの開口がある。少なくとも２つの異なるサイズの開口は、より大きなサイズの開口と、より小さいサイズの開口とを含む。より大きなサイズの開口は、より小さいサイズの開口の内側に放射状に位置する。より大きいサイズの開口は、多孔板内の中央に設置されることができる。液体流路内に複数の多孔板をさらに含むことができる。ハウジングは、吐出逆止弁を含む。吐出逆止弁は、閉じている間に真空圧を生成できる。
【０００５】
別の実施例において、液体分配ノズルは、透設された液体流路を有するハウジングを含む。吐出逆止弁がハウジング内にある。吐出逆止弁は閉じている間に真空圧を生成できる。多孔板は液体流路内の前記ハウジングに支持される。多孔板は透設された複数の開口を有する。複数の開口は、少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットを含む。少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットは、より大きなサイズの開口のセットおよびより小さいサイズの開口のセットを含む。より大きなサイズの開口のセットは、多孔板内の中央に設置される。複数の多孔板をさらに含むことができる。多孔板の少なくとも１つは、ワイヤーメッシュから形成される。他の開口とは異なる形状を有する少なくとも１つの開口がある。少なくとも１つの開口は、実質的に長方形である。スペーサーをさらに含むことができる。スペーサーは少なくとも１枚の多孔板と他の多孔板間の分離を維持するために位置される。
【０００６】
なお別の実施例において、流体吐出ノズルが提供される。流体吐出ノズルは、ノズル本体内に流量調整装置を含むノズル本体を含む。流量調整装置は逆止弁と排出口とを含む。逆止弁は閉じている間に真空圧サイクルを生成することができる。排出口は多孔板から形成される。多孔板は複数の開口を含む。少なくとも１つの開口は少なくとも１つの他の開口より大きい。少なくとも１つのより大きいサイズの開口は、少なくとも１つの他の開口の内側に放射状に位置する。より大きいサイズの開口は、多孔板内の中央に設置される。液体流路内に複数の多孔板をさらに備えることができる。排出口にスペーサーを備えることができる。スペーサーは多孔板間の分離を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
詳細な説明
本発明のこの詳細な説明において、ここに参照されるあらゆる特許あるいは非特許文献、およびそこに含まれるいかなる開示も、意図的に参考文献としてここに組み込まれる。
【０００８】
ここで図１を参照すると、本発明による分配ノズル５０を有する液体分配装置１０が図示されている。液体分配装置１０は、液だめ（図示せず）にその液体分配装置１０を接続する給水管２０を含んでいる。
【０００９】
給水管２０は、入口逆止弁２５を含む弁ホルダー２８に接続される。入口逆止弁２５が閉鎖位置にある場合、カバー２４が入口リング２２を密閉するように、入口逆止弁２５は一方に偏向される。入口逆止弁２５は、第１のスプリング２６によって閉鎖位置の方に偏向される。入口逆止弁２５が閉じている場合、カバー２４は進入ポート２３を密閉する。弁ホルダー２８は、コネクタチューブ３７の上方端３８に、この入口逆止弁２５を接続する。
【００１０】
コネクタチューブ３７もコネクタチューブ３７の下端末３９でシリンダ３３に接続されている。コネクタチューブ３７の下端末３９は、キャップ３５によってシリンダ３３に接続される。シリンダ３３内には、ピストン３０がある。ピストン３０はシリンダ３３内で移動可能である。ピストン３０は、液だめから入口逆止弁２５を介して液体を吸い込むことができ、ストロークが反転される場合、ピストン３０は、シリンダ３３からそのような液体を放出するために、シリンダ３３内に含まれるあらゆる液体も加圧することができる。
【００１１】
コネクタチューブ３７は、輪縁４６で放流管４０の隣接する端部４２に接続される。分配ノズル５０は、コネクタチューブが接続される隣接する端部４２に対向する放流管４０の遠位端部４４に接続される。ハウジング５２の上方部５１は、放流管４０の遠位端部４４に接続され、その結果として液体流路５９を生成する。液体流路５９は、給水管２０から、進入ポート２３を経由して入口逆止弁２５を介してコネクタチューブ３７内へ、および放流管４０を介して、分配ノズル５０の外へ通り抜ける。ピストン３０は、液体が分配ノズル５０を介して液体分配装置１０から意図的に放出されるように、放流管４０を介してシリンダ３３およびコネクタチューブ３７から液体を移動させるのを支援する。
【００１２】
分配ノズル５０は、第２のスプリング５６によって閉鎖位置のバルブ本体７２に対して偏向される吐出逆止弁５４を含んでいる。ハウジング５２は、上方部５１および下方部５３を備え、下方部５３はバルブ本体７２を制限し、吐出逆止弁５４の位置決めをする。吐出逆止弁５４は、ディスプレイサー７４によって排出口６０から間を置いて配置される。
【００１３】
ここで図２ａを参照すると、分配ノズル５０が２つの主要構成要素から構成される流量制御装置５８と、吐出逆止弁５４である第１の構成要素と、排出口６０である第２の構成要素とを含むことが示されている。吐出逆止弁５４は、ハウジング５２に隣接している上
方部５１と、ハウジング５２の下方部５３内に閉じ込められたディスプレイサー７４によって上方部５１から間を置いて配置された排出口６０との中に位置する。弁本体７２内側は、弁本体７２内の環状壁５５に隣接し、ディスプレイサー７４と対向し、弁座７５である弁がさ５７とかみ合うための環状壁５５である。本実施例において、弁座７５は円錐台形状の構成を有する。
【００１４】
吐出逆止弁５４は開放位置内にあることとして図示される。分配逆止弁５４の開放位置は、弁がさ５７と弁本体７２との間を通過する液体流路５９で図示される。弁がさ５７が弁本体７２の内部の環状壁５５から離れたところで置き換えられる場合、開口部は分配ノズル５０を介してこの液体流路５９を生成し形成される。吐出逆止弁５４の開放位置において、第２のスプリング５６は圧縮される。さらに、開放位置において、吐出逆止弁５４の弁がさ５７はディスプレイサー７４に隣接している。
【００１５】
ここで図２ｂを参照すると、分配ノズル５０が、最小の離間距離（接触はない）が存在するように、弁がさ５７が環状壁５５に隣接し、緊密に環状壁５５の内径に一致する閉鎖位置に移動する中間位置内に吐出逆止弁５４を有することが示されている。吐出逆止弁５４が閉鎖位置に移動するとともに、第２のスプリング５６は伸びる。この中間状態において、弁本体７２と弁がさ５７との間を通過する液体流路５９は最小化されている。Ｏリング６１とともに弁がさ５７の弁座７５への環状壁５５に沿った移動にしたがって、真空状態が生成され、吸引力が、排出口６０を通過していた液体に印加される。このように、吐出逆止弁５４は、分配ノズル５０内に真空圧サイクルを生成する。Ｏリング６１が圧縮され、弁座７５に向かって環状壁５５にわたって滑走するとともに、この吸引力が印加され続ける。環状壁５５に対するＯリング６１のスライドにしたがって、この真空圧サイクルあるいは吸引力に必要な期間に依存する、より長いもしくはより短い軸方向長が環状壁５５にありうることは理解される。
【００１６】
ここで図２ｃを参照すると、分配ノズル５０が、吐出逆止弁５４が閉鎖位置内にある排出口６０および吐出逆止弁５４を含む流量制御装置５８を有することが示されている。第２のスプリング５６は完全に伸ばされ、弁がさ５７の上のＯリング６１が環状壁５５を通っており、Ｏリング６１が弁本体７２内の弁座７５に対して固定し、密閉されるように、動力伝達路５９が閉じられる。閉じられた構成において、ディスプレイサー７４から離れたところで移動することを可能にされ、排出口６０による意図的な流出が終わるところまで、弁がさ５７は置き換えられる。弁座７５は、この閉鎖位置内のＯリング６１に対して密閉してふさぐためにサイズを合わせられる。
【００１７】
流量制御装置５８と共に分配ノズル５０を有するそのような液体分配装置１０は、様々なアイテム（例えば、ビン、ボトル、ボウル、箱、バケット、缶、パック、容器、カップ、ジャー、水差し、パウチ、など）に液体を充填するための飲料包装でしばしば用いられる。１つの実施例において、屋根形フィラーは、例えば、スタンフォード（コネチカット）のインターナショナル・ペーパー社から市販で入手可能なEPE Q-16の高速フィラーを含めて利用することができる。別の実施例において、市販で入手可能な液体の分配装置１０は、例えばSpikkestad（ノルウェー）のエロパック社から市販で入手可能なPure-Pak(R) P-S90基準断面充填機のように利用することができる。本発明と共に用いることができる１つの液体分配装置１０は、「Device for Filling Specified Amount of Liquid」と題する米国特許第４，９５８，６６９号に記載されている。
【００１８】
ここで図３ａを参照すると、分配ノズル５０の排出口６０の部分的な断面図が示されている。示された実施例において、排出口６０は４枚の重なる多孔板６２から形成される。多孔板６２は各々外スペーサー６４の使用によって互いに離れて一定間隔で配置される。外スペーサー６４は、各多孔板６２間のエアギャップを形成する。あるいは、外スペーサ
ー６４は省略することができ、すべての多孔板６２はエアギャップを除去して、互いに直接乗せることができる。本実施例において、多孔板６２は、排出口６０内に閉じ込められ、ハウジング５２の下方部５３に支持されながら液体流路５９にわたって位置する。これらの多孔板６２は、下方部５３の端部上の内部に伸びる唇弁７６間を占め、ディスプレイサー７４による所定の位置で維持される。各多孔板６２には、多孔板６２を通して広く行き渡った複数の開口６５がある。開口６５は、多孔板６２の上側６６から底側６８にまで広く行き渡る。多孔板６２は、フィルター材８２で構成される。本明細書で用いられるように、フィルター材８２は、金属、プラスチック、グラス、布、紙など、織布でも不織布でも、その他にかかわらず、もしくは多孔性であるか否かに関係なく作られる、いかなるプレート、メッシュ、スクリーン、シート、パネル、フラップ、間仕切り、シールド、プラグ、基板など、不浸透性であるか否かに関係なく可能である。多孔板６２は、多孔板６２を通過する液体が主として開口６５を通過するように、フィルター材８２内に形成された複数の開口６５を含んでいる。
【００１９】
排出口６０の他の実施例は、図３ｂに示される。この実施例は、液体流路５９の両端にわたる２枚の多孔板６２を含んでいる。多孔板６２は、ハウジング５２の下方部５３の内部に伸びる唇弁７６とディスプレイサー７４との間で閉じ込められることにより支持される。外スペーサー６４は、第２の多孔板６２とディスプレイサー７４との間と同様に、第１および第２の多孔板６２の間にも配置される。外スペーサー６４は、２枚の多孔板６２の間にエアギャップを生成する。下部の多孔板６２の上側６６は、上部の多孔板６２の隣接した底側６８である。複数の開口６５は、両方の多孔板６２の上側６６から底側６８にまで広く行き渡る。図３ｂで示されるように、多孔板６２内の複数の開口６５は、互いに一直線に並ぶことができるし、あるいは、その代わりに、図３ａで示されるように、各々の重なる多孔板６２内の開口６５は、その列を乱すこともできる。隣接する多孔板６２間のエアギャップは、外スペーサー６４の高さ「Ｔ」を増加させるか減少させることにより、変更することができる。
【００２０】
排出口６０の別の実施例において、図３ｃに示されるように、単一の多孔板６２を利用することができる。多孔板６２は、ハウジング５２の下方部５３の唇弁７６とディスプレイサー７４との間を占める。液体が多孔板６２内の複数の開口６５を通り抜けるために、液体流路５９の両端にわたるように、多孔板６２は位置する。図示されるように、外スペーサー６４は下方部５３の唇弁７６に対する多孔板６２を閉じ込める。多孔板６２が直接ディスプレイサー７４と接触するように、外スペーサー６４を位置決めすることができ、また、外スペーサー６４は、それが直接唇弁７６と接触するように、その結果として下方部５３内に埋め込まれた排出口６０を形成するために多孔板６２の位置を決めて配置されるということを、理解されるべきである。このように、多孔板６２の底側６８は、唇弁７６から離れたところで間隔を置いて配置され、また、上側６６はディスプレイサー７４に接するであろう。
【００２１】
ここで図４を参照すると、多孔板６２の周囲に外スペーサー６４を有する単一の多孔板６２によって形成された排出口６０の透視図が示されている。この図において、多孔板６２を形成するフィルター材８２の上面６６は見て明らかである。しかし、底側６８は見ることができない。外スペーサー６４は高さまたは厚さＴを有して示される。複数の開口６５が示されている。中心部に位置するかまたは多孔板６２の中央にある開口６５は、多孔板６２の中心から放射状に外側に位置する開口６５より大きい。
【００２２】
多孔板６２の中心部の両端に複数の開口６５を有するフィルター材８２の部分的な断面図が、図５に示される。図５は、図４の断面線５−５で取られた断面図である。この図において、複数の開口６５とともに、多孔板６２および底側６８の上側６６が示される。各開口６５は多孔板６２のフィルター材８２を通過する。上側６６の各開口６５は入口６７
を有しており、相応して、実際は、側面の６８各開口６５には出口６９がある。開口６５の１つの実施例において、入口６７および出口６９は環状であり、開口６５は直円柱を形成することができる。そのような実施例において、より小さい開口６５は、直径ｄの出口６９および直径Ｄの入口６７を有し、より大きな開口６５は、入口６７での対応する直径Ｄおよび出口６９での対応する直径ｄを有している。より大きな開口６５に関連した入口６７および出口６９エリアが、より小さい開口６５に関連した入口６７および出口６９エリアより大きいことは、この図の中で理解される。他の実施例において、入口６７の直径Ｄは出口６９直径ｄと同様に同サイズである必要がない。また、同じあるいは異なるサイズでありうる直径Ｄおよび直径ｄの間で、一定間隔で配置された中間径がさらにあるかもしれない。そのような他の実施例は、「Liquid Charging Nozzle Plate」と題する欧州特許出願公開第７８４０１０号にて開示されているように、開口６５を介して流体抵抗を増加させることによって、液体の意図しない滴下を防ぐことを支援するために表面張力を増加させることに利用することができる。
【００２３】
ここで図６に転ずると、図６は本発明を通して流れる間の液体の圧力の理論上のグラフ式の図である。充填サイクル中（それは、ピストン３０がシリンダ３３内の入口逆止弁２５に向かって移動する場合である）に、ピストン３０は、シリンダ３３内に含まれるあらゆる液体をシリンダ３３から押し出す。液体がシリンダ３３から押されるとともに、それはコネクタチューブ３７に入り、液体が分配ノズル５０内の吐出逆止弁５４に向かって放流管４０を介して加圧され押し進められるように、入口逆止弁２５によって給水管２０を通して逆流れから遮断される。この液体流路５９は、流量制御装置５８に向かって液体を導く。また、多孔板６２を通って開口６５の外に通過する排出口６０であるが、液体が流れることを可能にしながら吐出逆止弁５４が開かれる。
【００２４】
典型的な液体分配装置１０の充填サイクル中に、３つの別個の段階があってもよい。第１は、分配ノズル５０内への放流管４０を通して、液体がシリンダ３３からのピストン３０によって押される加速段階である。液体が運動を開始するとともに、図６のグラフ内に示されたカーブの傾斜は、圧力の上昇を表わしている。次は、任意に、ピストン３０によって多孔板６２内の開口５０を通って分配ノズル６５を液体が押し出されている等速段階である。最後に、ピストン３０が液体を押し出すことをやめており、液体の圧力が衰えている場合の減速段階がある。
【００２５】
この充填サイクルが完了した後、ピストン３０が、方向を逆転し、シリンダ３３内の入口逆止弁２５から移動するとともに、詰め替えサイクルが開始する。ピストン３０のこの運動は、負の流量として１分当たりのガロンで図６に表わされた真空圧または吸引力を生成する。真空圧が生成されるとともに、図２ｂで示されるように、吐出逆止弁５４は開放位置から閉鎖位置に移動する。
【００２６】
この詰め替えサイクルは、また、真空圧サイクル、あるいは図７でさらに示される「サックバック」サイクルと呼ぶことができ、図７において矢印９２および９４は真空圧あるいは吸引力を図示している。矢印９４は多孔板６２の中心部で真空圧効果を図示している。中央に位置する真空圧の矢印９４は集中されており、多孔板６２内の中央に位置している、より大きなサイズの開口６５の結果である。この真空圧９２および９４は液体８０の流れに吸引力を印加する。液体８０は、矢印９６によって図示された重力に対抗する方向の多孔板６２を通過している。
【００２７】
通常、重力９６が多孔板６２から遠くで液体を加速するのに従って、多孔板６２を通して排出口６０から出て来る液体８０の流れは、多孔板６２の底側６８ではより大きい逆円錐型として形成され、より小さくなる。充填サイクルが逆円錐型形状を終了するとともに、最後にすべての流出が断ち切られるまで、液体８０の流れはより小さく、より細くなる
。
【００２８】
吐出逆止弁５４が閉じる方に向ったその中間位置へ移動する場合（図２ｂで示されたように）、意図的な液体流が断ち切られるため、液体８０の流れに加えられた付加的な液体はない。真空圧９２および９４は、液体８０の流れに際して重力９６を打ち消している。その点で、液体８０の流れは減衰流動であり、多孔板６２の底側６８にまだ接しているが、液体８０のこの流れは減少する。多孔板６２の上側６６と、そして、特に多孔板６２内の中央に位置する、より大きな開口６５で印加された真空吸引は、真空圧力９４の最大値が液体８０の流れの中心部に印加されるのを可能にする。この吸引力がシリンダ３３内の方向を逆転するピストン３０によって発生させられる場合、この真空圧９４は液体８０の流れが液体の小滴の形で多孔板６２の底側６８から、より速く遮断することを引き起こしながら液体８０の流れを減衰させる速さを増加させる。減衰時間が短いほど、充満した容器は、より速く分配ノズル５０の真下から移動させることができ、空の容器は、液体分配装置１０によって充満するための位置へより迅速に移動させることができる。多孔板６２の中心に位置する大きな開口６５とともにこの真空圧サイクルは、いかなる容器の液体の外部にも不注意にこぼさずに、充填操作の間に交替される容器を移動させることができる速度が著しく増加するレートを可能にする。多孔板６２の開口６５内の毛細管作用で、流体の流れが止められた後にどのような流出あるいは雫も生じずに、分配ノズル５０の排出口６０は液体を保持することができる。
【００２９】
本発明は、多孔板６２の中心の液体８０の流れの衰える部分に最も大きな真空力をまさに集中するのを支援する。分配ノズル５０の下の液体８０の流れが衰えている多孔板６２の中心で、より大きな開口６５、あるいはよりきめの粗い網状部を加えることによって、真空圧９４は最も大きな効果がある。液体がもはや吐出逆止弁５４に押し出されていない場合、吐出逆止弁５４が閉じ始めるのは、真空圧サイクルが開始するときである。逆流が多孔板６２を通って真空圧９４によって引き起こされるため、この真空圧サイクル中に、排出口６０でおよび吐出逆止弁５４の下から利用された多数の多孔板６２がある場合、液体も多孔板６２の間から、真空圧９４によって、吸収することができる。多孔板６２の下に垂れる液体８０の流れの逆円錐型がなお存在してもよい。しかし、この真空圧９４は、液体８０の流れの崩壊を促進する分配ノズル５０へ逆流するこのいくつかの液体を吸うことを支援する。
【００３０】
図８に示されるように、多孔板６２の実施例を含み、そこに広く行き渡った複数の開口６５を有する本発明において、様々な多孔板６２を利用することができる。多孔板６２のこの平面図には環状の周囲があり、その開口６５はフィルター材８２によって広く行き渡され、そして、開口６５は形状においていくぶん長方形である。多孔板６２の中心部において、複数のより小さい隙間６５に囲まれて配置された、より大きな開口６５がある。ワイヤーメッシュの形をしているフィルター材８２からこの性質の代表的な多孔板６２を構築することができた。
【００３１】
多孔板６２の他の実施例は、図９に示される。その中心部を囲み、フィルター材８２によって広く行き渡される、より小さい開口６５と共に、中心部にあるより大きな開口６５を有する多孔板６２は、多孔板６２の周囲に外スペーサー６４を有して、図示される。また、内スペーサー６３は、多孔板６２の中心にある、より大きな開口６５の周囲に位置する。この実施例において、外スペーサー６４の厚さあるいは高さは、多孔板６２が排出口６０において複数の多孔板６２構成の中で一緒に積み重ねられる場合に、中央の支持物を備える内スペーサー６３と同じであってもよい。複数の多孔板６２間で形成されたエアギャップは、外スペーサー６４および内スペーサー６３によって維持される。分配ノズル５０によって分配されており、多孔板６２内の排出口６０を通って複数の開口６５を通過する厚いあるいは高粘性液体の場合、そのような構成は有用である。
【００３２】
多孔板６２の別の実施例は、図１０に示される。この実施例において、多孔板６２は多孔板６２の中心に単一の大きな開口６５を有している。この大きな開口６５は、フィルター材８２によって広く行き渡され、多孔板６２内の複数のより小さい開口６５に囲まれる。
【００３３】
ここで図１１を参照すると、多孔板６２のさらに別の実施例が図示されている。多孔板６２は、フィルター材８２によって広く行き渡される開口６５を伴う一般に円板の形をしているフィルター材８２から構築されるように示されている。開口６５は、形状において一般に環状である。また、複数のより小さい環状の開口６５によって囲まれる多孔板６２の中心には、より大きな開口６５がある。実質的に環状で多孔板６２が示されている一方、規則的でもあるいは不規則であっても、様々な他の形状が液体流路５９および排出口６０の構造および配置で利用することができる。
【００３４】
図１２に示された実施例は、多孔板６２内にフィルター材８２の３つの異なる領域の開口６５の３つの異なるサイズを有している。特に、多孔板６２のこの実施例では、大きな六角形の開口８７を囲む複数の環状の中間サイズの開口８６と共に、多孔板６２の中央領域内に大きな六角形の開口８７を位置させている。中間サイズの開口８６を囲みながら、多孔板６２を通して広く行き渡った複数のより小さい開口８５が存在する。さらに、そのような開口６５は、長方形、三角形、八角形、あるいは他の望ましい形状になりえる。液体が多孔板６２を通過するように、開口６５の形状は、特別の分配ノズル５０のための好ましい流体の流れ特性のために選ばれてもよい。多孔板６２のこれらのおよびより多くのすべて代替構成は、排出口６０で流量制御装置５８を変更するために流量制御装置５８の一部として利用することができる。
【００３５】
他の多くの他の実施例および構成は、当業者には明白かもしれない。例えば、フラッパー型吐出逆止弁５４により分配ノズル５０を構築することができるかもしれない。なお、飲料および他の流すことができる食物物質に加えて、本発明の液体分配装置１０は、食料品グラード以外の流すことができる物質および液体、例えば、ビューティケア製品、健康管理用品、調合薬、潤滑剤、燃料、添加物、溶剤、殺虫剤、除草剤および他の液体のようなものあるいは流体物質に用いることができる。液体の意図した流出を変更するか、あるいは液体の意図しない流出を止め、こぼしを回避するために、満たされた容器は他の容器を詰めるか満たすための液体分配装置１０のために分配ノズル５０の排出口６０から移されるように、さらに、開口の大小各種および形状は液体８０の流れ上の重力を打ち消す適切な真空圧サイクルを得るために利用することができる。様々な開口６５の形状は、一般に知られている方法、および例えばレーザー、噴射水、通常の掘削あるいはポンチプレス、ウィービングあるいは他のプロセスの使用通じたプロセスを用いて、形成することができる。
【００３６】
様々な開口６５を有する複数の多孔板６２であろうと、一定領域のメッシュサイジングにおけるバリエーションを有する複数の多孔板６２であろうと、あるいは両方のコンビネーションをも存在する。中心部により大きな開口６５を有している複数の開口６５を有する多孔板６２は、網目スクリーンにより混ぜ合わせて、一定の開口６５サイズをその中に有しているプレートを穿孔することができる。開口６５のサイズおよび形状は、液体の粘性、流体表面張力、放出される液体の流速、多孔板６２の毛細管作用、および排出口６０へ逆流させ吸引する液体の空気に抵抗する能力の関数として変更することができる。
【００３７】
本発明の多くの詳細な実施例が記述され図示されたが、様々な追加の変更および変形が本発明の精神および範囲から外れることなく行なうことができることは、当業者に理解されるだろう。従って、添付のクレームにおいて、本発明の範囲の中にあるそのようなすべ
ての変化と変形を含むのは、意図的である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
明細書が特に指摘し明確に本発明の権利を請求するクレームで締めくくる一方、同一参照番号が同様の要素を特定する添付の図面に関連して、以下の記述から本発明が一層よく理解されるものと信じる。
【図１】図１は、容器に液体を分配するための装置の断面図である。
【図２ａ】図２ａは、開放位置において示される本発明の流体吐出ノズルの断面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、開放位置から閉鎖位置に移動する中間位置において示される本発明の流体吐出ノズルの断面図である。
【図２ｃ】図２ｃは、閉鎖位置において示される本発明の流体吐出ノズルの断面図である
【図３ａ】図３ａは、４枚の多孔板を有する実施例において示される図１の排出口の部分的な断面図である。
【図３ｂ】図３ｂは、２枚の多孔板を有する代替の実施例において示される図１の排出口の部分的な断面図である。
【図３ｃ】図３ｃは、単一の多孔板を有する代替の実施例において示される図１の排出口の部分的な断面図である。
【図４】図４は、本発明の多孔板の透視図である。
【図５】図５は、図４の多孔板の部分的な断面図である。
【図６】図６は、本発明の充填および詰め替えサイクルの間の流体圧力のグラフ式の図である。
【図７】図７は、図２ｂで図示されたような閉鎖位置に吐出逆止弁が移動する場合に、流体吐出ノズルに液体が存在するときの流体の流れにおける減衰の図である。
【図８】図８は、本発明による多孔板の平面図である。
【図９】図９は、本発明による多孔板の他の実施例の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明による多孔板の別の他の実施例の平面図である。
【図１１】図１１は、本発明による多孔板のさらに別の他の実施例の平面図である。
【図１２】図１２は、本発明による多孔板のさらになお別の他の実施例の平面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透設された液体流路を有するハウジングと、
前記液体流路内の前記ハウジングに支持される多孔板とを有し、
前記多孔板は透設された複数の開口を有し、少なくとも２つの異なるサイズの開口があること
を特徴とする液体分配ノズル。
【請求項２】
前記少なくとも２つの異なるサイズの開口は、より大きなサイズの開口と、より小さいサイズの開口とを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の液体分配ノズル。
【請求項３】
前記より大きなサイズの開口は、前記より小さいサイズの開口の内側に放射状に位置することを特徴とする請求項２に記載の液体分配ノズル。
【請求項４】
前記より大きいサイズの開口は、前記多孔板内の中央に設置されることを特徴とする請求項３に記載の液体分配ノズル。
【請求項５】
前記液体流路内に複数の多孔板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液体分配ノズル。
【請求項６】
前記ハウジングは、吐出逆止弁を含むことを特徴とする請求項１に記載の液体分配ノズル。
【請求項７】
前記吐出逆止弁は、閉じている間に真空圧を生成できることを特徴とする請求項６に記載の液体分配ノズル。
【請求項８】
透設された液体流路を有するハウジングと、
前記ハウジング内の吐出逆止弁であって、前記吐出逆止弁は閉じている間に真空圧を生成できる吐出逆止弁と、
前記液体流路内の前記ハウジングに支持される多孔板とを備え、
前記多孔板は、透設された複数の開口を有し、前記複数の開口は、少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットを含むこと
を特徴とする液体分配ノズル。
【請求項９】
前記少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットは、より大きなサイズの開口のセットおよびより小さいサイズの開口のセットを含むことを特徴とする請求項８に記載の液体分配ノズル。
【請求項１０】
前記より大きなサイズの開口のセットは、前記多孔板内の中央に設置されることを特徴とする請求項９に記載の液体分配ノズル。
【請求項１１】
複数の多孔板をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の液体分配ノズル。
【請求項１２】
前記多孔板の少なくとも１つは、ワイヤーメッシュから形成されることを特徴とする請求項１１に記載の液体分配ノズル。
【請求項１３】
少なくとも１つの開口が他の開口とは異なる形状を有していることを特徴とする請求項１２に記載の液体分配ノズル。
【請求項１４】
少なくとも１つの開口は、実質的に長方形であることを特徴とする請求項１３に記載の液体分配ノズル。
【請求項１５】
スペーサーをさらに備え、前記スペーサーは少なくとも１枚の多孔板と他の多孔板間の分離を維持するために位置されることを特徴とする請求項１４に記載の液体分配ノズル。
【請求項１６】
ノズル本体内に流量調整装置を含む前記ノズル本体を備え、
前記流量調整装置は逆止弁と排出口とを含み、前記逆止弁は閉じている間に真空圧サイクルを生成することができ、前記排出口は多孔板から形成されており、前記多孔板は複数の開口を含み、少なくとも１つの開口は少なくとも１つの他の開口より大きいこと
を特徴とする流体吐出ノズル。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのより大きいサイズの開口は、前記少なくとも１つの他の開口の内側に放射状に位置することを特徴とする請求項１６に記載の流体吐出ノズル。
【請求項１８】
より大きいサイズの開口は、前記多孔板内の中央に設置されることを特徴とする請求項１７に記載の流体吐出ノズル。
【請求項１９】
前記液体流路内に複数の多孔板をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の流体吐出ノズル。
【請求項２０】
前記排出口にスペーサーをさらに備え、前記スペーサーは前記多孔板間の分離を維持することを特徴とする請求項１９に記載の流体吐出ノズル。
【請求項１】
透設された液体流路を有するハウジングと、
前記液体流路内の前記ハウジングに支持される多孔板とを有し、
前記多孔板は透設された複数の開口を有し、少なくとも２つの異なるサイズの開口があること
を特徴とする液体分配ノズル。
【請求項２】
前記少なくとも２つの異なるサイズの開口は、より大きなサイズの開口と、より小さいサイズの開口とを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の液体分配ノズル。
【請求項３】
前記より大きなサイズの開口は、前記より小さいサイズの開口の内側に放射状に位置することを特徴とする請求項２に記載の液体分配ノズル。
【請求項４】
前記より大きいサイズの開口は、前記多孔板内の中央に設置されることを特徴とする請求項３に記載の液体分配ノズル。
【請求項５】
前記液体流路内に複数の多孔板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液体分配ノズル。
【請求項６】
前記ハウジングは、吐出逆止弁を含むことを特徴とする請求項１に記載の液体分配ノズル。
【請求項７】
前記吐出逆止弁は、閉じている間に真空圧を生成できることを特徴とする請求項６に記載の液体分配ノズル。
【請求項８】
透設された液体流路を有するハウジングと、
前記ハウジング内の吐出逆止弁であって、前記吐出逆止弁は閉じている間に真空圧を生成できる吐出逆止弁と、
前記液体流路内の前記ハウジングに支持される多孔板とを備え、
前記多孔板は、透設された複数の開口を有し、前記複数の開口は、少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットを含むこと
を特徴とする液体分配ノズル。
【請求項９】
前記少なくとも２つの異なるサイズの開口のセットは、より大きなサイズの開口のセットおよびより小さいサイズの開口のセットを含むことを特徴とする請求項８に記載の液体分配ノズル。
【請求項１０】
前記より大きなサイズの開口のセットは、前記多孔板内の中央に設置されることを特徴とする請求項９に記載の液体分配ノズル。
【請求項１１】
複数の多孔板をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の液体分配ノズル。
【請求項１２】
前記多孔板の少なくとも１つは、ワイヤーメッシュから形成されることを特徴とする請求項１１に記載の液体分配ノズル。
【請求項１３】
少なくとも１つの開口が他の開口とは異なる形状を有していることを特徴とする請求項１２に記載の液体分配ノズル。
【請求項１４】
少なくとも１つの開口は、実質的に長方形であることを特徴とする請求項１３に記載の液体分配ノズル。
【請求項１５】
スペーサーをさらに備え、前記スペーサーは少なくとも１枚の多孔板と他の多孔板間の分離を維持するために位置されることを特徴とする請求項１４に記載の液体分配ノズル。
【請求項１６】
ノズル本体内に流量調整装置を含む前記ノズル本体を備え、
前記流量調整装置は逆止弁と排出口とを含み、前記逆止弁は閉じている間に真空圧サイクルを生成することができ、前記排出口は多孔板から形成されており、前記多孔板は複数の開口を含み、少なくとも１つの開口は少なくとも１つの他の開口より大きいこと
を特徴とする流体吐出ノズル。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのより大きいサイズの開口は、前記少なくとも１つの他の開口の内側に放射状に位置することを特徴とする請求項１６に記載の流体吐出ノズル。
【請求項１８】
より大きいサイズの開口は、前記多孔板内の中央に設置されることを特徴とする請求項１７に記載の流体吐出ノズル。
【請求項１９】
前記液体流路内に複数の多孔板をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の流体吐出ノズル。
【請求項２０】
前記排出口にスペーサーをさらに備え、前記スペーサーは前記多孔板間の分離を維持することを特徴とする請求項１９に記載の流体吐出ノズル。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００８−５３６６８０（Ｐ２００８−５３６６８０Ａ）
【公表日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０７６４８（Ｐ２００８−５０７６４８）
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００２６１４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１２９０７
【国際公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（５０７３４６４０９）エバーグリーン・パッケージング・インターナショナル・ベスローテン・フエンノートシャップ (1)
【氏名又は名称原語表記】ＥＶＥＲＧＲＥＥＮ ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ Ｂ．Ｖ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００２６１４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１２９０７
【国際公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（５０７３４６４０９）エバーグリーン・パッケージング・インターナショナル・ベスローテン・フエンノートシャップ (1)
【氏名又は名称原語表記】ＥＶＥＲＧＲＥＥＮ ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ Ｂ．Ｖ．
【Ｆターム（参考）】
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