专利名称：液体充填设备及其运行方法和保温方法
技术领域：
本发明涉及一种饮料充填设备及其运行方法和饮料充填设备的保温方法，更为详细地说，涉及例如在将果汁等高温饮料那样的饮料充填到容器内的设备中防止充填的饮料的品质下降并降低充填设备停止后的饮料的废弃损失的一种饮料充填设备的运行方法、饮料充填设备的保温方法、及饮料充填方法。
背景技术：
在通常的饮料制造设备中，从储藏作为内装液体的饮料的储藏槽向饮料充填装置(以下称充填器)的饮料的供给为单向流动，如瓶等容器的问题等使充填器停止而不能接受饮料，则传感器进行检测，停止向充填器的饮料送液。当停止送液体时，充填器的充填用槽内的内装液即饮料由自然冷却或无菌空气的流动进行冷却，所以，如设备停止一定时间以上，则会变为可对容器进行杀菌的温度以下。在该场合重新开始充填时，需要废弃充填用槽内的冷却了的液体，另外，为了提高作为充填器的构成要素的充填用槽、充填注口等的温度，需要排放加热后的饮料(在充填用槽、充填注口等流过后扔掉)，另外，还开发了在充填停止的场合旁通除去了充填器的设备的一部分使加热了的饮料循环的系统(日本特公平2-27236号公报)，但在该场合充填用槽内的饮料的温度也下降，需要充填器的升温排放(使饮料流过充填用槽和充填阀等使其升温后废弃)，存在产生废弃损失的问题。为了减小这些损失，开发了在充填设备停止的场合回收从第1返回路径的分支点到向充填器的分支点的路径内的饮料并返回到产品槽、再次进行加热后充填的方法(日本特开平2001-72189号公报)和再次加热充填用槽内的饮料使其循环的方法(日本特开2002-337988号公报)等。然而，所有的场合设备都较大型，在已有设备的改修中较难设计。另外，需增加维护。另外，虽然还开发了时常使包含有产品槽、加热杀菌装置、充填阀的设备循环的系统(日本特开昭59-74097号公报)，但在该系统中，存在与上述装置、设备同样的问题。
另一方面当在高温下充填饮料时，即使在如上述那样的充填器停止时由传感器停止送液的系统或具有由换向循环路径使饮料循环的路径的系统中，当充填的动作停止时不将高温的充填液供给到充填用槽，所以，充填器内的饮料的温度逐渐下降。特别是为了避免杂菌污染，有时在具有无菌空气的流动的环境下运行充填器，在该场合，更易产生温度下降。该温度下降非常快，即使在充填器停止动作1分钟左右的场合，有时也下降到充填的规定温度以下。而通常的充填器停止时间比1分钟长。
温度下降快的一个原因在于充填器和充填器周边的配管等易于受到冷却。在已有的制造设备中，对易受到冷却的一部分的阀、配管等局部使用保温构件。因此，设置了保温构件的部分的高温可维持更长时间，但在此外的部分连短时间也维持不了温度。在某一部分，即使可保持温度，在一部分成为不能保持温度的状态使得不得不废弃或再加热所有的液体。为此，要求开发出在充填停止的场合也可在整个制造设备都可防止温度下降的系统。
(专利文献1)日本特开2001-72189号公报(专利文献2)日本特开2002-337988号公报(专利文献3)日本特开昭59-74097号公报(专利文献4)日本特许平2-27236号公报发明内容本发明就是为了解决上述那样的问题而作出的，其目的在于提供一种在运行停止时使液温下降了的充填用槽内的饮料迅速流入到循环接收槽并且在运行重新开始时缩短准备时间的液体充填设备及其运行方法和保温方法。
本发明的目的还在于提供一种以良好效率使设备全体保温、可减少废弃损失的液体充填的运行方法、保温方法、液体充填方法、及其所使用的设备。
本发明的目的还在于提供一种通过对已有的液体充填线进行简单的改造从而可减少充填用槽内的充填液的废弃量的液体充填设备及其运行方法。
在第1技术方案和第5技术方案中，提供一种液体充填设备的运行方法和液体充填设备；对于该液体充填设备的运行方法，液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于在上述充填器的运行停止后，使上述液体流入到循环接收槽，该循环接收槽用于使存在于从上述送液路径与上述循环路径的分支点到充填用槽的充填路径内和充填用槽内的液体流入；该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径的途中分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于设置有循环接收槽，该循环接收槽用于在上述充填器的运行停止后使存在于从上述送液路径与上述循环路径的分支点到上述充填用槽的路径内和充填用槽内的液体流入。
按照上述技术方案，当充填器的运行由于某一原因而停止时，使充填器内和从分支点到充填器的配管、阀等的内部的液体流入到循环接收槽，通过与从液体储藏槽和将液体充填到容器的充填器之间的送液体路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径连接，可使从分支点到充填器的配管、阀、充填器等的内部的液体循环到液体储藏槽。由于是在已有的设备附加槽、路径，所以，新工程为最低限度，而且可比从注口回收液体更迅速地将充填用槽内的液体回收到循环接收槽。在本说明书中，从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径的途中分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径被称为换向循环路径。
第2技术方案在第1技术方案的基础上提供一种液体充填设备的运行方法，其中，当上述充填用槽内的液体的温度达到预定值以下时进行向上述循环接收槽的流入。
按照本技术方案，在充填用槽的温度下降、变得不适于充填的场合，使充填用槽内的液体流入到循环接收槽，由循环路径返回到储藏槽，从而可再次加热后充填，可减少充填用槽内的液体的废弃损失。
第3技术方案在第1技术方案的基础上提供一种液体充填设备的运行方法，其特征在于当滞留于上述充填路径和充填用槽内的液体实质上排尽后，通过送液路径将液体送到上述充填用槽，开始液体的充填。
按照本技术方案，由于在充填用槽内的液体实质上排尽后开始充填用的送液，所以，充填用槽内的温度下降了的液体与重新加热后送液的液体不混合，所以，可防止混合导致的温度下降。“实质上排尽”指充填用槽内的液体基本上全部流入到循环接收槽、在充填用槽内仅残留痕迹程度的液体的状态。此时，如在充填用槽内的液体刚实质上排尽后开始送液，则可进一步提高设备运转率。
第4技术方案在第3技术方案的基础上提供一种液体充填设备的运行方法，其特征在于当通过上述送液路径将液体送到上述充填用槽开始液体的充填时，考虑到充填器运行停止后的充填器的温度下降，将上述液体的温度加热到比通常运行时的送液温度更高的温度。
按照本技术方案，由于将比通常温度高的液体送到充填用槽，所以，可获得充填用槽的升温效果，可减少充填器升温排放。此时，可相应于充填器的温度计算出可使充填器升温到充填温度的送液温度，使送液的温度最佳化，从而可使充填器升温排放量极小化。
第6技术方案在第5技术方案的基础上提供一种液体充填设备，其中，在从充填路径的途中分支、与上述循环路径连接的新的循环路径设置上述循环接收槽，该充填路径从上述送液路径与上述循环路径的分支点到上述充填用槽。
按照本技术方案，可从比循环路径更接近充填器的路径分支设置循环路径，在该处设置循环接收槽。为此，在将压力调整用槽和脱气槽等设于原来的循环路径的分支点的储藏槽侧的场合，通过设置更接近充填器的新的路径，可在使这些压力调整槽和脱气槽等循环的同时使充填器内的液体流入到循环接收槽，可防止压力调整槽和脱气槽内的液体的温度下降。
在第7技术方案和第10技术方案中，提供一种液体充填设备的保温方法和液体充填设备；对于该液体充填设备的保温方法，液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于对从上述送液路径与上述循环路径的分支点到下游侧的配管和充填器进行保温；该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径的途中分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于对从上述送液路径与上述循环路径的分支点到下游侧的配管和充填器进行保温。
按照上述技术方案，可对换向循环路径的分支阀的下游侧的配管和设备部分进行保温，这样，可使从换向循环路径的分支到充填器的温度下降延迟，可在更长时间将液体保持为可充填温度。为此，在运行停止后可直接重新开始充填的频度增加。由此可提高设备的运转率，提高生产率。
在第8技术方案和第11技术方案中，提供一种液体充填设备的保温方法和液体充填设备；对于该液体充填设备的保温方法，液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于使从上述送液路径与上述循环路径的分支点到充填器的整个路径的温度下降速度在各部分间相同地进行保温；该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于使从上述送液路径与上述循环路径的分支点到充填器的整个路径的温度下降速度在各部分间相同地进行保温。
按照上述技术方案，可对从换向循环路径的分支点到充填器的整个路径的温度下降速度相同，整体保温效率改善，不会由一部分的温度下降导致全部废弃。另外，由于对于构件也可防止过剩的保温，所以，可节约保温构件。另外，维持可充填温度的时间变长，所以，在充填器的运行停止后可直接重新开始，充填的频度增加，设备运转率提高。
在第9技术方案中，提供一种液体充填设备的保温方法，该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于将从上述送液路径与上述循环路径的分支点到充填器的液体充填设备中的冷却部分的所有部位的温度下降梯度设为一定。
按照上述技术方案，可将从分支点到冷却的部分的所有部位的温度下降梯度设为一定，为此，可进一步提高保温效率，温度下降导致的液体废弃和升温排放的频度减少，废弃损失可减少，同时，可提高设备的运转率。
第12技术方案提供一种液体充填方法，其特征在于使用第5、6、10及11中任何一项技术方案记述的液体充填设备。
按照本技术方案，到充填器的温度下降速度在各部位间相同，所以，可在更长时间保持预定的可充填温度，另外，即使在成为充填规定温度以下的场合，通过使充填器、配管内的液体流入到循环接收槽，可减少废弃损失。为此，即使在充填器停止后重新开始时，可直接充填充填器内的液体的次数增加，另外，即使在液温下降到不能直接充填的温度的场合，通过接收到循环接收槽、使其回流到液体储藏槽，也可再次加热后使用，具有消除充填器内液体的废弃损失的效果。
在第13技术方案中，提供一种液体充填设备，该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于设置有循环接收槽和保温构件；该循环接收槽用于在上述充填器的运行停止后使存在于从上述送液路径与上述循环路径的分支点到上述充填器的路径内和充填用槽内的液体流入；该保温构件对从上述送液路径与上述循环路径的分支点到下游侧的配管和充填器进行保温。
按照上述技术方案，提供存在对高温液体不循环的、从分支点到下游侧的配管和充填器进行保温而且使充填用槽内的液体流入的循环接收槽的设备，所以，可由保温使充填停止时的温度下降速度延迟，提高重新开始时可直接对充填器内的液体进行充填的频度，提高设备运转率，同时，在由于充填停止更长时间而使液体的温度低于可充填温度的场合，不废弃，在流入到循环接收槽再次加热后用于充填，所以，没有废弃损失，可获得整体上成本下降的效果。
第14技术方案在第13技术方案的基础上提供一种液体充填设备，其中，在从充填路径的途中分支、与上述循环路径连接的新的循环路径内设置上述循环接收槽，该充填路径从上述送液路径与上述循环路径的分支点到上述充填用槽。
按照本技术方案，充填器更近旁的部分进入到换向循环路径，所以，可获得温度不下降的部位增加的效果。
按照第15技术方案技术方案，提供一种液体充填设备，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于具有在充填停止后使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽的手段，当进行上述回流时，由从液体储藏槽通往充填用槽的送液路径的至少一部分使充填用槽内的液体倒流，回流到液体储藏槽。
按照本技术方案，通过使通往充填用槽的送液路径的至少一部分倒流，可使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽，用于再次充填。为此，即使在热充填时停止充填器、液温达到规定温度以下的场合也可再次加热后用于充填。另外，对于含易于沉淀或浮游的成分的液体，也可在充填器停止后使充填器内的液体回流到液体储藏槽，通过反复进行送液、回流，可减少沉淀和浮游导致的成分的分离，具有可进行更均匀的充填的效果。在以该均匀充填为目的的场合，还可使送液路径全部倒流。另外，可使不易由加热变质的饮料(例如由巴氏杀菌进行加热杀菌的日本酒等)和常温、低温充填的场合也可使送液路径全部倒流。另外，在由相同热交换器进行加热和冷却的场合，如送液路径加热、倒流路径冷却地设置配管，则也可使送液路径的一部分倒流地进行往复循环。
按照第16技术方案，提供第15技术方案所述的液体充填设备，其特征在于回流的手段为泵。
按照本技术方案，由于用泵使充填器内的液体回流，所以，可更有效地回流。
按照第17技术方案，提供第15或16技术方案所述的液体充填设备，其特征在于回流的手段为气体的压力。
按照本技术方案，可由气体的压力挤出充填器内的液体使其回流。在该场合，通过使气体的温度为接近液温的温度，还可减小充填器和配管的温度下降。
按照第18技术方案，提供第15～第17技术方案中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于具有空检测装置。
按照本技术方案，通过检测到变空这一状态，可正确地决定停止由气体的加压和泵进行的回流的时刻。作为空检测装置的设置场所，最好在泵27b的正前方，但不限于此。例如通过在从换向阀到充填用槽的配管中设置空检测装置，也可减少在换向返回管线中产生的空的部分。或者，也可通过在充填用槽内设置液位计检测空状态。
按照第19技术方案，提供第15～第18技术方案中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于利用换向路径作为回流路径。
按照本技术方案，通过使用具有通常的换向路径的液体充填管线，可使管线内的液体回流，由于可利用已有的配管，所以，具有不需要新增设回流用的配管的效果。
按照第20技术方案，提供第15～第19技术方案中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于具有在回流期间储存从液体储藏槽送来的液体的装置。
按照本技术方案，通过在回流期间储存从液体储藏槽送来的液体，不使该液体流到换向路径，所以，具有可将换向路径全部用作回流路径的效果。为此，可在更短时间内使其回流。作为该储存装置，典型情况下使用高液位槽、除气槽等槽。由于在这些槽通常设置保温构件，从充填用槽到液体储藏槽的液体的回流通常设定为短时间，所以，难以考虑在回流过程中储存装置内的液体的温度下降到可充填温度(在向充填器送液的场合充填用槽内的液温意味着可充填的温度)以下。然而，在回流时间设定得较长的场合等，在回流过程中，需要设计保温以在液体的温度下降、送液到充填器时不成为可充填温度以下。如在送液到充填器的场合储存装置内的液体的温度下降到可充填温度以下的水平，则也可能进行通常的换向循环，使储存装置内的液体温度上升到可充填温度。
按照第21技术方案，提供第15～第20技术方案中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于进行倒流的路径为从充填用槽的流入口到最接近充填器的换向阀的送液路径。
按照本技术方案，进行倒流的路径为从充填用槽的流入口到最接近充填器的换向阀的送液路径，所以，具有可直接利用已有路径的效果。
按照第22技术方案，提供一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于使从液体储藏槽通往充填用槽的送液路径的至少一部分倒流，使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽。
按照本技术方案，使充填用槽内的液体在已有的送液路径中倒流，从而使其回流到液体储藏槽，所以，具有不对已有的设备进行大幅度改变、只需改变运行方法即可使其回流的效果。
按照第23技术方案，提供一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于在使从液体储藏槽通往充填用槽的送液路径的至少一部分倒流、使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽时，利用泵和/或气体的压力。
按照本技术方案，通过利用泵和/或气体的压力，从而具有可效率更好地使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽的效果。
按照第24技术方案，提供一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于在使从液体储藏槽通往充填用槽的送液路径的至少一部分倒流、使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽时，利用泵和/或气体的压力，由空检测装置和/或定时器控制回流。
按照本技术方案，具有可更确实地设定回流的结束、可使下一送液的时刻更正确的效果。另外，还具有可更迅速地开始送液的效果。
按照第25技术方案，提供一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于使送液路径的一部分倒流，同时，通过换向返回路径使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽。
按照本技术方案，可通过送液路径的一部分和换向返回路径使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽，具有可有效地利用已有设备的效果。
按照第26技术方案，提供一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于具有在充填器的充填停止后使至少一部分的送液路径倒流的工序，由气体压力和/或泵使充填器内的液体在送液路径中倒流而回流的工序，由空检测装置和/或定时器停止气体的加压和或泵的工序。
按照本技术方案，可更正确地检测充填用槽内的液体的回流的结束，可减少在泵中卷入空气等气体和在大量液体残留于充填用槽内的状态下停止回流的危险性。
按照第27技术方案，提供一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于在充填停止后开始回流。
按照本技术方案，由于在充填停止时开始回流，所以，液温下降少，具有容易地将充填用槽内的液体的温度保持为可充填温度的效果。此时，通过在充填停止后立即开始回流，从而可更有效地防止温度下降。另外，即使在充填包含易于沉淀和浮游的成分的液体的场合，也在充填器的充填停止后开始回流，所以，可减少液体与易沉淀和浮游的成分的分离，另外，可由回流、送液的搅拌效果更均匀地保持液体的状态。在该场合，如在充填器的充填停止后立即开始回流，则可更有效地进行搅拌。
按照第28技术方案，提供一种液体充填设备的运行方法，其特征在于在充填停止后开始回流，在回流结束后开始向充填器的送液，在充填开始之前交替地反复进行回流、送液。
按照本技术方案，通过交替地反复进行回流、送液，可减小充填用槽内的液温的下降，所以，可减少液体的废弃量。另外，在易于沉淀和浮游的液体的场合，也具有由搅拌效果可在更均匀的状态下充填的效果。
另外，也可在充填停止后立即开始回流、在回流结束后立即开始送液、在送液结束后立即开始回流地在充填重新开始之前反复进行回流和送液。这样，可进一步提高保温效果和搅拌效果。
按照第29技术方案，提供第15～第21技术方案中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于对至少从换向阀到充填用槽的路径和充填用槽进行保温。
按照本技术方案，对至少从换向阀到充填用槽的路径和充填用槽进行保温，所以，可提高往复循环的保温效率。另外，具有不往复循环即可使将液体的温度保持为可充填温度的时间变长的效果。保温的部位不限于从换向阀到充填用槽的路径和充填用槽，例如也可对从泵26到换向阀的路径等进行保温。
按照第30技术方案，提供第29技术方案所述的液体充填设备，其特征在于使保温的各部位的温度下降梯度相同地保温。
按照本技术方案，使保温的各部位的温度下降梯度相同地进行保温设计，所以，保温效果进一步提高。
按照第31技术方案，提供第22～第28技术方案中任何一项所述的液体充填方法，其特征在于至少对从换向阀到充填用槽的路径和充填用槽进行保温。
按照本技术方案，至少对从换向阀到充填用槽的路径和充填用槽进行保温，所以，可提高往复循环的保温效率。另外，具有不往复循环即可使将液体的温度保持为可充填温度的时间变长的效果。
按照第32技术方案，提供第31技术方案所述的液体充填方法，其特征在于使保温的各部位的温度下降梯度相同地保温。
按照本技术方案，使保温的各部位的温度下降梯度相同地进行保温设计，所以，保温效果提高。
按照本技术方案，可获得以下那样的效果。
(A)当充填器停止时，通过使换向阀以后的液体循环，从而可大幅度减小加热充填产品的充填后温度补偿的液体排放量。另外，该循环(往复循环)不用对已有设备进行大幅度的改造即可实现。
(B)即使充填器停止使得成为不将高温液体送到充填器的状态，也可由保温效果将换向阀以后的充填用槽内、配管内、阀内的液体更长时间地保持为可充填温度。
(C)通过保证所有部位的温度梯度，可减少废弃，使稳定的充填成为可能。
(D)通过对充填器内的液体进行回流、送液、充填，也可对含有易沉淀或浮游的成分的饮料进行均匀的充填。
图1为示出实施本发明的运行方法的饮料充填设备的图。
图2为示出说明本发明的保温方法的实施情况的饮料充填设备的图。
图3为示出实施本发明的运行方法的饮料充填设备的其它实施例的图。
具体实施例方式
下面参照附图在作为液体充填饮料的场合说明本发明的实施例。在这里，进行具有循环接收槽的场合和没有循环接收槽的场合这样2个场合进行说明。
具有循环接收槽的场合在图1中，示出实施本发明的1例(具有循环接收槽)的饮料充填设备1。在该图中，符号2为储藏饮料的缓冲槽即液体储藏槽，符号3为对饮料进行加热杀菌的加热杀菌装置，符号4为切换阀，符号5为高液位槽，符号6为换向阀，符号7为充填器的充填用槽，它们由送液设备12串联地连接，构成送液路径11。在换向阀6连接换向返回管线14，构成从送液路径11将饮料返回到储藏槽2的换向循环路径13。在换向返回管线14设置用于冷却通过换向循环路径13返回到储藏槽2的饮料的冷却装置15。上述路径和各构成设备的构造和功能与过去的饮料充填设备相同，所以省略详细说明。为了实施本发明，在送液设备12的换向阀6的下游侧的位置设置切换阀16，通过管线18和循环接收槽17将该阀连接到换向阀6，使得可连接到换向返回管线14。切换阀16和循环接收槽17的构造和功能也可为公知的构造和功能，所以，省略详细说明。
在上述构成的饮料充填设备1中，当进行将饮料充填到容器b内的充填运行时，缓冲槽即储藏槽2内的饮料在由送液路径11的加热杀菌装置3进行加热杀菌后由泵25送到高液位槽5内，从该高液位槽5通过换向阀6和新设的切换阀16送到旋转的充填用槽7内。充填用槽一边旋转一边通过充填阀8将其中的饮料充填到容器b内。从换向阀6到充填用槽7的路径在本实施例中构成充填路径20。
(充填停止时)作为充填停止时的运行，可考虑换向循环和往复循环这2种循环。换向循环为过去就已存在的考虑方法，从缓冲槽即储藏槽2将送液的液体从设于充填器前面的换向阀回流，通过换向返回管线14，再次循环到储藏槽2。当然在换向循环中，换向阀以后的液体滞留，温度下降。而在本发明的往复循环中，在换向循环中滞留的换向阀下游侧(在循环路径中观看时)的液体也被循环。进行该往复循环的时刻未特别指定。可根据滞留的液体的温度实施，也可预先设定定时器。另外，如满足温度条件，则可考虑在即将充填之前实施1次，也可相反地从充填停止后的瞬间继续实施往复循环。
(换向循环)由于设置有循环接收槽17，所以，如担心微生物，则使循环接收槽进入到换向循环路径地设计换向循环路径。如对少量的残液没有微生物等的担心，则并不需要将循环接收槽包含于换向循环路径内。在这里，作为一例说明循环接收槽进入到换向循环路径内的场合。
充填运行停止时，切换切换阀16，断开换向阀6与充填用槽7的连接，换向阀6与循环接收槽17连接。因此，从储藏槽2输送的饮料通过加热杀菌装置3、高液位槽5、换向阀6、切换阀16流到循环接收槽17。循环接收槽17内的饮料通过换向阀6、冷却装置15返回到储藏槽2。以上为充填器的充填运行停止时的换向循环路线。
(往复循环)当往复循环时切换切换阀16，连接循环接收槽17和充填用槽7。此时，充填器的充填阀8处于关闭状态。然后，在该状态下从图中未示出的氮气的供给源将氮气的压力加到充填用槽7内进行加压(在该场合，用于加压的气体不限于氮气，也可为空气和二氧化碳气体等气体。气体的种类根据充填的液体的性质等选择。)。这样，滞留于切换阀16下游侧的配管21、22和充填用槽7内的饮料回收到循环接收槽17。另外，此时由泵26输送的液体从换向阀6通过换向返回管线14循环到储藏槽2。回收到循环接收槽内这一动作在充填用槽内的液体的温度下降到预定值以下时实施，在其温度比预定值高的场合也可不回收，而是从充填用注口将一部分排放后，开始对容器内的充填。然后，如滞留于切换阀16下游侧的配管21、22和充填用槽7内的饮料实质上排尽，则再次切换切换阀16，连接换向阀6与充填用槽7，将储藏槽2内的饮料送到充填用槽7。也可考虑此时的充填用槽7、配管21、22损失的热量，将热交换器即加热杀菌装置3的设定温度设定得比通常高一些。
回收到循环接收槽17内的液体在回收结束后立即被送到缓冲槽即储藏槽2。特别是在反复进行往复循环的场合，需要尽快地使循环接收槽17成为具有可收容液体的余量的状态。从循环接收槽17向储藏槽2的液体输送即使在从高液位槽5向充填用槽7的液体输送过程中(充填中)也可进行。在该场合，由换向阀6形成从储藏槽2到充填用槽7的路径和从循环接收槽17回流到储藏槽2的路径双方的路径开放的状态。在该场合，该2个路径不汇流。作为起到这样的作用的阀例如可使用阀体上下移动的双座阀等。作为从循环接收槽17向储藏槽2输送液体的方法，可由气体的压力例如氮气等产生的压力输送液体。在该场合，由于可使循环接收槽为密闭状态，所以卫生方面具有优势。此时，当在循环接收槽设置使气体流入的装置时，可在由压力使循环接收槽内的液体回流到储藏槽2的同时进行从液体储藏槽2向充填器的送液。作为其它送液手段，也可使用泵。泵最好设于回流管线18内，但也可设于换向返回管线14内或换向循环路径13内。在使用泵的场合，循环接收槽17如形成为开放系或半开放系即可。另外，也可使用气体的压力和泵双方。
按照本实施例，即使在高液位槽5那样的槽存在于路径的途中的场合，也可不使槽内的液温下降地使液体进行换向循环，另外，通过使温度下降了的充填器内的液体流入到循环接收槽，使其回流到储藏槽，从而可减少充填器内液体等的废弃损失。另外，还可获得工程为最小极限的效果。
在上述实施例中，将循环接收槽17连接于切换阀16，但也可在从换向阀6分支的换向返回管线14的途中设置循环接收槽。在该场合，当使充填用槽7内部等的液体从换向阀6流入到循环接收槽时，从储藏槽2输送的液体从阀4经由13的管线和15的冷却器循环到储藏槽。即，在使从分支点16到充填用槽7内的液体流入到循环接收槽的过程中，从储藏槽2输送的液体不经由高液位槽5、换向阀6、管线14地由4、13、15的路径循环。
在该场合，当从充填器接收液体时，切换换向阀6，隔断与槽5的通道，从充填器通过阀6与处于路径14的循环接收槽连通，使从换向阀6到充填器的液体和从阀6到循环接收槽的路径内的液体流入到循环接收槽。在该场合，作为通往循环接收槽的流入装置和从循环接收槽通往液体储藏槽的回流装置也可使用气体的加压和/或泵等。在该实施形式的场合，虽然存在槽5内的液体的温度下降的危险，但通过在从阀4通过槽5到达阀6的路径中设置保温装置，可更有效地运行充填设备。此时，通过使所有的冷却的部分的温度梯度相同，可进一步提高保温效率。在使用该路径的场合，在已有的换向路径的途中设置槽即可，所以，设备变得简单，工程的负担也减少。
在图2中，示出实施本发明的保温方法的饮料充填设备1a。在该图中，与图1的饮料充填设备1的构成部分相同的部分在相同的参照编号后附加a进行表示。该饮料充填设备的最大特点在于对各部位划分冷却的部分进行考虑，通过保证这些所有的部位的温度梯度，首先可大幅度减少废弃量。即，冷却的部分的温度下降的梯度分别对各部位不同，所以，需要设计对各部位适当的保温。另外，使保温后各部位的温度梯度为一样地设计。例如，即使充填用槽7a的部位(e)的温度梯度改善，如换向阀6a与脱气槽25a间的部位(a)不改善，则结果必须将该滞液量全部废弃。(b)为脱气槽25a的部位，(c)和(d)为配管21a和22a的部位。
因此，根据以下方针设定保温条件。
(A)按温度下降时的温度梯度相等的各部位对换向阀以后的部位进行划分。
(B)使各部位的保温后的目标温度梯度为一定地设计保温。
各部位的保温条件示于表1～表3。
结果，如为表4的保温条件，则在将玻璃棉那样的绝热材料用作为保温材料时，可使换向阀以后的配管、槽、阀、充填器的温度下降速度相同地进行保温。这样，可避免大部分在规定温度以上而一部分在规定温度以下的那样的温度不均匀导致的问题，可进一步提高保温效率。
只要满足上述条件，则保温方法不特别限定，但是，需要留意以下2点进行选定。
1.不要成为微生物的巢2.不要因为脱落使保温材料混入到容器内(特别是在充填器保温中)即，保温材料从在杀菌状态下充填饮料这一点考虑最好为容易进行微生物管理而且不容易脱落的保温材料。例如，使用双层管使外管部分为真空。或者可考虑在外管部分填充玻璃棉、泡沫聚氨酯、高温用玻璃纤维等保温材料，但不限于此。只要满足上述特性即可。
表1配管保温条件配管保温半径计算充填器室温度 10℃SUS配管直径50mmSUS配管厚度1.10mmSUS导热系数16W/(m·K)保温材料导热系数 0.032W/(m·K)配管内液温 88.5℃内装物比热Cp 4.187kJ/(kg·K)内装物密度 1000kg/m30℃为 273.16K容许温度梯度 0.1℃/min内装液的保有单位长度的热量 2717kJ/m容许热量梯度 0.8kJ/min/m13W/mLN(X/配管外半径) 1.20423保温半径 0.08335m83mm
表2腔室保温条件腔室保温厚度计算充填室温度10℃充填器直径2800mm腔室宽度 180mm运行时液面高度150mm腔室滞液量0.24kL腔室板厚 15mmSUS导热系数 16W/(m·K)保温材料导热系数 0.032W/(m·K)腔室内液温87℃内装物比热Cp4.187kJ/(kg·K)内装物密度1000Kg/m30℃为 273.16K容许温度梯度 0.1℃/min腔室内的内装液热量358，154Kj容许热量梯度 99.4kJ/min1,657W保温厚度 0.00146m1.5mm假定适用对1片板的导热系数的计算腔室的板厚在整个方向为一定。
腔室上面板处于100mm(液面)的高度，没有空气层表3槽保温条件槽保温厚度计算充填室温度10℃槽滞液量 1.00kL槽板厚5.0mmSUS导热系数 16W/(m·K)保温材料导热系数 0.032W/(m·K)槽内液温 88℃内装物比热Cp4.187kJ/(kg·K)内装物密度1000kg/m30℃为 273.16K容许温度梯度 0.1℃/min容许热量梯度 418.7kJ/min容许散热量6.978W保温厚度 0.00035m0.3mm假定适用对1片板的导热系数的计算板厚在整个方向为一定。
上面板处于液面的高度，没有空气层表4保温条件
保温导热系数使用玻璃棉的导热系数DAT的容量按1kL计算重新开始充填时，通过使用安装搅拌构件的充填用槽，可提高包含固体成分的液体的搅拌效果。特别是在充填器停止后由保温效果的作用不废弃充填用槽内的液体地直接充填的场合，充填用槽内的固体成分与液体的分离成为问题。在该场合，虽然也可在不将液体充填到容器的状态下使充填用槽回转、搅拌内部的液体，但回转易于使温度下降进一步发生。因此，当将搅拌构件安装于内部使其回转时，可由搅拌构件的搅拌效果使回转时间大幅度缩短。这样，可抑制充填用槽的温度下降，将对容器的充填温度保持为规定温度。作为该搅拌构件的形式，例如为板状体，厚度为2mm～5mm，横向宽度可在水平方向上横穿充填器内部，为可安装于充填用槽内周的外侧面与外周的内侧面的宽度，纵向宽度为液体深度的20％～90％左右，最好具有70％左右的长度，可考虑相对水平面具有20度～40度左右的角度的、可从上方到下方或从下方到上方地压下或推起液体的搅拌板等。该搅拌构件的形状典型地可考虑板状体，但不限于此，例如可考虑断面为流线形、椭圆形、长圆形、三角形、梯形、及其它多角形的柱状的形状等，但不限于此，只要通过从上方朝下方或从下方朝上方压下或推起液体、具有可搅拌上浮的固体成分和/或沉降的固体成分的功能即可。
没有循环接收槽的场合图3示出作为本发明另一实施形式的、没有循环接收槽的饮料充填设备1b。在该实施例中，对与图1所示的液体充填装置即设备1的构成部位相同的构成部位，将b附加到相同参照符号后进行表示，省略其功能的详细说明。在该实施例中，不设置图1所示的阀16、循环接收槽17、及管线18，在换向返回管线14b将泵27b设于换向阀6b与切换阀28b之间。对于其它构成部位与存在循环接收槽的的场合相同。
下面说明上述实施例的液体充填设备1b的运行动作。
(充填运行时)由于省略了循环接收槽，所以，没有切换阀16，但其它的运行方法与具有循环接收槽的场合相同。
(充填停止时)作为充填停止时的运行，与具有循环接收槽的场合同样，考虑换向循环和往复循环这2种运行。另外，对于该2种运行的考虑方法也同样。
充填停止时，为了不使充填用槽内的液体温度下降，进行以下那样的往复循环或换向循环。时常反复进行往复循环为本发明的最佳的
(2)由设置到紧接泵27b之前的位置的图中未示出的空检测器确认到没有液体这一状态后，停止泵27b的动作。在该场合，也可不使用空检测装置，而是由定时器控制泵27b的动作时间。一旦泵27b停止，则由换向阀6b断开与换向返回管线14b的连接，成为仅在高液位槽5b→泵26b→充填用槽7b的方向可通过液体的状态。另一方面，在泵27b即将停止之前或以后、空检测以后、或由定时器设定的时间经过后停止对充填用槽的加压(在已对充填用槽进行加压的场合)，与此同时，打开充填器的大气开放阀(图中未示出)，形成可接收液体的状态。由定时器设定的时间设定为滞留于配管21b、22b和充填用槽7b内的液体变空的程度的时间。一旦成为可接收充填器的液体、仅在高液位槽5b→换向阀6b→充填用槽7b的方向上可通过液体的状态，则使泵26b回转，将液体导入至充填用槽7b。
(3)在使滞留于配管21b、22b和充填用槽7b的液体流入到储藏槽2b期间，泵26b停止，泵25b和27b动作。因此，在此期间，需要具有使从泵25b送来的液体的量全部被接收的程度的余量地进行充填运行时的高液位槽5b的液面控制。如必要，则可增大高液位槽5b的容量。
泵27b的排出量最好在泵25b的排出量以下。泵27b的排出量在泵25b的排出量以上的场合，需要采取在使泵27b动作之前降低储藏槽2b的液面等措施。
上述实施形式的要点在于这样的构思和方法，即，使换向阀以后的液体按与送来的路线相同的路线倒流，在途中不接收到槽中，而是一气送到储藏槽2b。如为一般的充填线，则新设部分可仅为设置于换向循环路径的换向返回管中的泵，可容易地适用到已有充填线。根据需要，也存在增设或置换槽的场合。
考虑到在充填用槽7b、配管21b、22b损失的热量，充填运行重新开始时对充填器的送液温度也可设定得比通常高一些。具体地说，可考虑在充填运行刚停止后开始提高加热杀菌装置3b的设定温度、在充填运行重新开始时成为必要的送液温度的那样的控制方法。
根据季节、内装物的温度等，也存在不需要时常往复循环的场合。根据充填器停止的原因，也存在明确知道可在早期重新开始运行的场合。当往复循环到这样的场合时，相反可产生下一充填之前的滞后时间变长的场合。另外，还存在运行能量浪费的场合。
因此，在这样的场合，通过在充填器停止过程中进行通常的换向循环，可实现能量损失更少的运行方法。即，例如在预先得知时间较短的停止的场合，可不进行往复循环，而是由以下的换向循环进行运行，消除停止的原因，成为可充填状态，然后重新开始充填即可。或者，在充填器停止后一定时间后和充填器内液体达到一定温度以下的场合，也可开始往复循环。
在充填器的运行停止、不立即进行往复循环的场合，进行以下的换向循环。换向阀6b切换其连通状态，将泵26b与换向循环路径13b的换向返回管线14b连接。因此，由泵26b输送的液体通过换向阀6b和换向返回管线14b送到切换阀28b，从该切换阀送到储藏槽2b内。因此，从泵26b输送的液体不会送入到充填用槽7b内。此时不由泵27b将液体返回到换向循环路径13b，所以，泵27b只要动作到可容许液体通过的程度即可。此时在配管21b、22b、充填用槽7b、及充填阀8b内滞留液体，其温度下降。
上述换向循环过程中也与通常运行时相同，由于泵25b的送液量比泵26b多，在该状态下高液位槽5b的液面高度持续上升。作为避免这一问题的控制，基本上在高液位槽的液面高度上升了的场合，减少向高液位槽的流入量，设置增加流出量的控制装置即可。例如，根据液面高度控制泵26b的送液量，在液面高度上升时使通过换向阀6b、换向返回管线14b、及切换阀28b流入到储藏槽2b的流量更多即可。或者也可使来自液体储藏槽的送液通过切换阀、换向返回管线29b、及切换阀28b回流到液体储藏槽、进一步减少在高液位槽的流入量。总之，只要为减少高液位槽的流入量、增加流出量的装置，则可为任何装置。
权利要求
1.一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于在上述充填器的运行停止后，使上述液体流入到循环接收槽，该循环接收槽用于使存在于从上述送液路径与上述循环路径的分支点到充填用槽的充填路径内和充填用槽内的液体流入。
2.根据权利要求1所述的液体充填设备的运行方法，其特征在于当上述充填用槽内的液体的温度达到预定值以下时进行向上述循环接收槽的流入。
3.根据权利要求1所述的液体充填设备的运行方法，其特征在于当滞留于上述充填路径和充填用槽内的液体实质上排尽后，通过送液路径将液体送到上述充填用槽，开始液体的充填。
4.根据权利要求3所述的液体充填设备的运行方法，其特征在于当通过上述送液路径将液体送到上述充填用槽开始液体的充填时，将上述液体的温度加热到比通常运行时的送液温度更高的温度。
5.一种液体充填设备，具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径的途中分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于设置有循环接收槽，该循环接收槽用于在上述充填器的运行停止后使存在于从上述送液路径与上述循环路径的分支点到上述充填用槽的路径内和充填用槽内的液体流入。
6.根据权利要求5所述的液体充填设备，其特征在于在从充填路径的途中分支、与上述循环路径连接的新的循环路径设置上述循环接收槽，该充填路径从上述送液路径与上述循环路径的分支点到上述充填用槽。
7.一种液体充填设备的保温方法，液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于对从上述送液路径与上述循环路径的分支点到下游侧的配管和充填器进行保温。
8.一种液体充填设备的保温方法，该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于使从上述送液路径与上述循环路径的分支点到充填器的整个路径的温度下降速度在各部分间相同地进行保温。
9.一种液体充填设备的保温方法，该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于将从上述送液路径与上述循环路径的分支点到充填器的液体充填设备中的冷却部分的所有部位的温度下降梯度设为一定。
10.一种液体充填设备，具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径的途中分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于对从上述送液路径与上述循环路径的分支点到下游侧的配管和充填器进行保温。
11.一种液体充填设备，具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于使从上述送液路径与上述循环路径的分支点到充填器的整个路径的温度下降速度在各部分间相同地进行保温。
12.一种液体充填方法，其特征在于使用权利要求5、6、10及11中任何一项所述的液体充填设备。
13.一种液体充填设备，具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器间的送液路径分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径；其特征在于设置有循环接收槽和保温构件；该循环接收槽用于在上述充填器的运行停止后使存在于从上述送液路径与上述循环路径的分支点到上述充填器的路径内和充填用槽内的液体流入；该保温构件对从上述送液路径与上述循环路径的分支点到下游侧的配管和充填器进行保温。
14.根据权利要求13所述的液体充填设备，其特征在于在从充填路径的途中分支、与上述循环路径连接的新的循环路径内设置上述循环接收槽，该充填路径从上述送液路径与上述循环路径的分支点到上述充填用槽。
15.一种液体充填设备，从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于具有在充填停止后使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽的手段，当进行上述回流时，由从液体储藏槽通往充填用槽的送液路径的至少一部分使充填用槽内的液体倒流，回流到液体储藏槽。
16.根据权利要求15所述的液体充填设备，其特征在于回流的手段为泵。
17.根据权利要求15或16所述的液体充填设备，其特征在于回流的手段为气体的压力。
18.根据权利要求15～17中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于具有空检测装置。
19.根据权利要求15～18中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于利用换向路径作为回流路径。
20.根据权利要求15～19中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于具有在回流期间储存从液体储藏槽送来的饮料的装置。
21.根据权利要求15～20中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于进行倒流的路径为从充填用槽的流入口到最接近充填器的换向阀的送液路径。
22.一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于使从液体储藏槽通往充填用槽的送液路径的至少一部分倒流，使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽。
23.一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于在使从液体储藏槽通往充填用槽的送液路径的至少一部分倒流、使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽时，利用泵和/或气体的压力。
24.一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于在使从液体储藏槽通往充填用槽的送液路径的至少一部分倒流、使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽时，利用泵和/或气体的压力，由空检测装置和/或定时器控制回流。
25.一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于使送液路径的一部分倒流，同时，通过已有的换向路径使充填用槽内的液体回流到液体储藏槽。
26.一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于具有在充填器的充填停止后使至少一部分的送液路径倒流的工序；由气体压力和/或泵使充填器内的液体在送液路径中倒流而回流的工序；由空检测装置和/或定时器停止气体的加压和或泵的工序。
27.一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备从液体储藏槽将液体送到充填器，充填到容器；其特征在于在充填停止后开始回流。
28.一种液体充填设备的运行方法，其特征在于在充填停止后开始回流，在回流结束后开始向充填器的送液，在充填开始之前交替地反复进行回流、送液。
29.根据权利要求15～21中任何一项所述的液体充填设备，其特征在于对至少从换向阀到充填用槽的路径和充填用槽进行保温。
30.根据权利要求29所述的液体充填设备，其特征在于使保温的各部位的温度下降梯度相同地进行保温。
31.根据权利要求22～28中任何一项所述的液体充填方法，其特征在于至少对从换向阀到充填用槽的路径和充填用槽进行保温。
32.根据权利要求31所述的液体充填方法，其特征在于使保温的各部位的温度下降梯度相同地进行保温。
全文摘要
本发明涉及一种液体充填设备的运行方法，该液体充填设备具有从液体储藏槽与将液体充填到容器的充填器之间的送液路径的途中分支、使液体循环到上述液体储藏槽的循环路径。该运行方法的特征在于设置连接用于使存储于从上述送液路径(11)与上述循环路径(13)的分支点到充填用槽(7)的充填路径内和充填用槽内的液体流入的循环接收槽(17)和上述循环路径的路径，在上述充填器的运行停止后，当上述充填用槽内的液体的温度达到预定值以下时使上述液体流入到循环接收槽。
文档编号B67C3/00GK1508057SQ20031012311
公开日2004年6月30日 申请日期2003年12月17日 优先权日2002年12月17日
发明者横山惠一, 藤原正明, 工藤崇, 明 申请人:三得利株式会社