特許 6240191 バルブ用のシャッターおよび空気流を制御するための対応するバルブおよび関連バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6240191

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】バルブ用のシャッターおよび空気流を制御するための対応するバルブおよび関連バルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 5/10 20060101AFI20171120BHJP

   F16K 3/24 20060101ALI20171120BHJP

   B65B 55/04 20060101ALI20171120BHJP

   B65B 55/10 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F16K5/10 B

   F16K3/24 Z

   B65B55/04 B

   B65B55/10 Z

【請求項の数】11

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-525808(P2015-525808)

(86)(22)【出願日】2013年7月24日

(65)【公表番号】特表2015-531847(P2015-531847A)

(43)【公表日】2015年11月5日

(86)【国際出願番号】EP2013065572

(87)【国際公開番号】WO2014023573

(87)【国際公開日】20140213

【審査請求日】2016年5月6日

(31)【優先権主張番号】12180194.8

(32)【優先日】2012年8月10日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】391053799

【氏名又は名称】テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】アンドレア・ドナティ

(72)【発明者】

【氏名】ダニエレ・アンザルディ

(72)【発明者】

【氏名】アンドレア・バルビエリ

(72)【発明者】

【氏名】ダニエレ・アパルティ

(72)【発明者】

【氏名】ロベルト・バルトリーニ

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−００８９５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６１−１８５４０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４８８１７１８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１１９６６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２００５−５１６８５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ５／００−５／２２

Ｆ１６Ｋ ３／００−３／３６

Ｂ６５Ｂ ５５／０４

Ｂ６５Ｂ ５５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気流を制御するためのバルブ（２２）用のシャッター（３０）であって、
前記シャッター（３０）は、軸線（Ａ）を中心として選択的に回転可能であり、かつ、前記バルブ（２２）のボディ（２５）内に収容されるよう構成され、
前記シャッター（３０）は、前記軸線（Ａ）を中心として配置された表面（４５）を備え、
前記表面（４５）は、前記空気流のための少なくとも一つの第１の通路（５６，５７）を、使用中にかつ前記ボディ（２５）と協同で形成するよう、前記軸線（Ａ）に対して偏心的に形成された少なくとも一つの第１の湾曲部分（４６，４７）を備え、
前記表面（４５）は、前記空気流のための第２の通路（５７，５６）を、使用中にかつ前記ボディ（２５）と協同で形成するよう、前記軸線（Ａ）に対して偏心的に形成された第２の湾曲部分（４７，４６）を備え、前記第２の通路（５７，５６）は前記第１の通路（５６，５７）と流体的に接続されており、
前記第１および第２の湾曲部分（４６，４７）間に介在させられ、かつ、使用中、前記第１の通路（５６，５７）と前記第２の通路（５７，５６）とを流体的に接続する貫通孔（５４）を備えることを特徴とするシャッター（３０）。

【請求項2】

前記表面（４５）は、前記軸線（Ａ）を中心とする前記シャッター（３０）の前進回転方向に従って進むとき、
・周方向の第１の端部セクション（５１；５０）と、
・前記第１の端部セクション（５１；５０）によって境界が画定され、かつ、前記軸線（Ａ）から、減少する半径方向距離で延在する第１の範囲（４９）と、
・前記軸線（Ａ）から、増大する半径方向距離で延在する第２の範囲（４８）と、
・周方向の第２の端部セクション（５０；５１）であって、前記第１の端部セクション（５１；５０）に対して対向すると共に前記第１の範囲（４９）の反対側で前記第２の範囲（４８）の境界を画定する、周方向の第２の端部セクション（５０；５１）と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のシャッター。

【請求項3】

前記端部セクション（５０，５１）は、前記軸線（Ａ）から、一定の半径方向距離にて延在することを特徴とする請求項２に記載のシャッター。

【請求項4】

前記孔（５４）は、前記第１および第２の部分（４６，４７）の少なくとも一つの前記第２の範囲（４９）内へと開口することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のシャッター。

【請求項5】

前記表面（４５）は前記軸線（Ａ）に関して対称であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のシャッター。

【請求項6】

空気流を制御するためのバルブ（２２）であって、
・空気流のための入口および出口開口（２６，２７）を備えるボディ（２５）と、
・請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のシャッター（３０）と、を具備し、
前記第１の通路および第２の通路（５６，５７）は、それぞれ、前記入口および出口開口（２６，２７）に対して流体的に接続されることを特徴とするバルブ（２２）。

【請求項7】

前記入口開口および出口開口（２６，２７）の少なくとも一方は第１の方向に沿って延在し、かつ、前記孔（５４）は、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿った長さを有することを特徴とする請求項６に記載のバルブ。

【請求項8】

前記入口あるいは出口開口（２６，２７）の前記少なくとも一方は、前記軸線（Ａ）と平行な底辺および前記軸線（Ａ）と直交する高さを備えた三角形であることを特徴とする請求項７に記載のバルブ。

【請求項9】

前記ボディ（２５）は、前記第１の通路および第２の通路（５６，５７）内へそれぞれ開口すると共に前記入口開口および出口開口（２６，２７）と流体的に接続された入口および出口（４１，４２）を備え、
前記入口、前記出口（４１，４２）および前記シャッター（３０）は、前記空気流のための選択的経路（Ｚ）を画定し、
前記経路（Ｚ）は、前記入口（４１）と前記孔（５４）との間で延在する前記第１の通路（５６）の一部と、前記孔（５４）と前記出口（４２）との間で延在する前記第２の通路（５７）の一部と、を備え、
前記経路（Ｚ）の長さは、前記軸線（Ａ）を中心とする前記シャッター（３０）の角度位置（θ）に依存することを特徴とする、請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のバルブ。

【請求項10】

前記ボディ（２５）に対して前記シャッター（３０）を選択的に回転させるためのアクチュエータ（３１）を備えることを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載のバルブ。

【請求項11】

包装材料のウェブ（３）から流動性食品の密封パッケージ（４）を製造するための包装機械であって、
・殺菌ステーション（６）であって、そこで、前記ウェブ（３）に対して殺菌剤が適用される殺菌ステーション（６）および／または、
・前記ウェブ（３）から前記殺菌剤を除去するために、所定の温度で無菌空気の第１の流れを吹き付けるための第１のノズル（１５）および、
・無菌チャンバー（１９）であって、この無菌チャンバー（１９）を経て前記ウェブ（３）が供給されると共にその中で前記ウェブ（３）からチューブ（１０）が形成される無菌チャンバー（１９）および／または、
・前記無菌チャンバー（１９）内で第２の所定の温度で無菌空気の第２の流れを吹き付けるための少なくとも一つの第２のノズル（２１）と、
・前記無菌チャンバー（１９）内に配置され、かつ、前記チューブ（１０）の長手方向シールを形成するために前記チューブ（１０）の積層された長手方向縁部（１６）に対して無菌空気の第３の流れを吹き付けるよう構成された第３のノズル（１７）と、
・前記無菌チャンバー（１９）内に配置され、かつ、予め中断された後に前記チューブ（１０）の前進が再び開始された場合に前記チューブ（１０）の前記長手方向縁部（１６）に対して無菌空気の第４の流れを吹き付けるよう構成された第４のノズル（１８）と、
・請求項６ないし請求項１０のいずれか１項に記載の少なくとも一つのバルブ（２２）であって、関連する前記無菌空気の流れを調整するために前記第１、第２、第３および第４のノズル（１５，２１，１７，１８）のそれぞれのものと流体的に接続された少なくとも一つのバルブ（２２）と
を備える包装機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、包装機械における空気流を制御するためのバルブ用のシャッターに関する。

【背景技術】

【0002】

よく知られているように、フルーツジュース、低温殺菌またはＵＨＴ（超高温処理済）ミルク、ワイン、トマトソースなどの多くの食品は、殺菌済包装材料から作られたパッケージに詰められて販売されている。

【0003】

このタイプのパッケージの典型的な例は、積層ストリップ包装材料を折り込みかつシールすることによって製造された、テトラブリックアセプティック（登録商標）として公知の液体または流動性食品用の平行六面体形状のパッケージである。

【0004】

包装材料は、剛性および強度のためのベース層（これは、繊維材料、例えば紙あるいは無機物充填ポリプロピレン材料の層によって形成されてもよい）と、ベース層の両面を覆うヒートシールプラスチック材料、例えばポリエチレンフィルムの多数の層とを実質的に備える多層構造を有する。

【0005】

ＵＨＴミルクのような長期保存製品用の無菌パッケージの場合、包装材料はまた、ガスおよび光遮断材料の層、例えばアルミニウム箔またはエチルビニルアルコール（ＥＶＯＨ）フィルムを備え（これは熱シールプラスチック材料の層の上に積層される）、そして、最終的に食品と接触するパッケージの内面を形成する熱シールプラスチック材料の別の層で覆われる。

【0006】

よく知られているように、この種のパッケージは全自動包装機械で製造され、この機械において、チューブがウェブ供給包装材料から連続して形成される。具体的に言うと、包装材料のウェブは、リールから繰り出され、ヒートシールプラスチック材料のシーリングストリップを付加するステーションを通過し、そして、例えば過酸化水素などの殺菌剤（これは続いて加熱により蒸発させられる）を使用することによってそれが殺菌される包装機械の無菌チャンバーを通過して供給される。

【0007】

包装材料のウェブは、続いて、多数の成形アセンブリを経て供給されるが、これは、それを徐々にストリップ形態からチューブ形状へと折り込むために包装材料と相互作用する。

【0008】

具体的に言うと、シーリングストリップの第１の部分は、最終的にパッケージの内側を形成する材料の面上において、包装材料の第１の長手方向縁部に付加され。そしてシーリングストリップの第２の部分は第１の長手方向縁部から突出する。

【0009】

成形アセンブリは連続して配置され、そしてＣ形状から実質的に円形状へと断面が徐々に変化する多数の包装材料通路を画定するそれぞれのローラー折り込み部材を備える。

【0010】

折り込み部材と相互作用するとき、第２の長手方向縁部は、形成されるチューブの軸線に関して第１の長手方向縁部の外側に置かれる。具体的に言うと、シーリングストリップは完全にチューブ内に配置され、そしてチューブの軸線に面する第２の長手方向縁部の面は、シールストリップの第２の部分の上に部分的に、そしてシーリングストリップの第１の部分と反対の側に配置された第１の長手方向縁部の面上に部分的に積層される。

【0011】

上述のタイプの包装機械は公知であり、この機械においては、第１および第２の長手方向縁部は、チューブ（これには、続いて、滅菌または低温殺菌された食品が充填される）に沿って長手方向シールを形成するために無菌チャンバー内でヒートシールされる。

【0012】

さらに、上記タイプの包装機械は成形ユニットを備えるが、このユニットにおいては、ピローパックを形成するためにチューブがシールされ、そして等間隔断面に沿ってカットされる。

【0013】

成形ユニットは、それをシールするためにチューブと周期的に相互作用する二つ以上のジョーを含む。

【0014】

ピローパックは、続いて、折り込みユニット（これは成形ユニットの可動コンポーネントの下流に配置される）において各パッケージングを形成するために機械的に折り込まれる。

【0015】

詳しく言うと、成形ユニットは、チューブの進行方向を関して、無菌チャンバーの下流側に配置される。

【0016】

上述の包装機械は、無菌チャンバー内に、例えば５ないし２８０℃の範囲の温度で高温無菌空気の相対的な流れを発生させる複数のブランチを備える。

【0017】

特に、第１のブランチは、所定の温度値および環境圧力よりも高い圧力でそれを維持するために、無菌チャンバー内で第１の高温空気流を発生させる複数のノズルを備える。

【0018】

第２のブランチ、チューブに沿って長手方向シールを形成するように、積層された長手方向縁部に対して第２の高温無菌空気流を発生させるノズルを備える。

【0019】

第３のブランチは、チューブの進行方向に従って、第２のブランチの下流に配置されたノズルを備える。

【0020】

第３のブランチは、中断後に包装機械の運転が再び始まった場合にのみ作動させられる。

【0021】

中断の場合、第２のブランチのノズルに面する包装材料の一部は、予熱されてしまった後に冷える。

【0022】

包装機械の再スタートは、第３のブランチのノズルの前方にこの部分をもたらす。この段階では、第３のブランチのノズルは包装材料に向かって第３の高温無菌空気流を噴き出すように操作される。この第３の高温無菌空気流は、包装材料のこの部分を再び加熱し、そして長手方向シールの完全な形成を保証する。

【0023】

最後に、第４のブランチは、加熱によって包装材料から過酸化水素の残留物を除去するために、無菌チャンバーの上流で、かつ、包装材料がチューブ状に形成される前に、ウェブ包装材料に対して高温無菌空気流を吹き付けるノズルを備える。

【0024】

上記高温無菌空気流は、それぞれの制御バルブによって調節される。

【0025】

特に、実質的に、
・無菌空気流のための入口開口および出口開口部を有するアウターボディと、
・アウターボディ内に収納されたディスクまたはボール形状のシャッターと
を備える制御バルブが知られている。

【0026】

シャッターは、
・ボディの入口開口から出口開口へと高温無菌空気流が流れることを可能とする完全開位置と、
・入口開口と出口開口との間を流れる高温無菌空気を妨げる完全閉位置と
の間で回転させることができる。

【0027】

シャッターの形状および構成に起因して、公知のバルブは、高温無菌空気流の流れをスムーズに調節する能力に乏しい。

【0028】

特に、公知のバルブに関して、シャッターが完全閉位置から完全開位置へと回転するとき、無菌空気流の量が急激にゼロから最大値まで増大する。

【0029】

言い換えれば、シャッターの回転角に対する無菌空気流のプロットが急峻で、著しく非線形であり、そしてシャッターの僅かな回転角後に最大値に達する。

【0030】

この結果、高温無菌空気流を正確に制御することができない。

【0031】

限られた数のコンポーネントでかつシャッターの無菌性の保存可能性に影響を与えることなく、シャッターの回転角度の広い範囲にわたって回転角に関する無菌空気流の可能な限り直線的な変化を実現する必要性が業界内で認識されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0032】

したがって、本発明の目的は、包装機械における無菌空気流を制御するためのバルブ用のシャッターを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0033】

この目的は請求項１に記載されたシャッターによって達成される。

【0034】

本発明の好ましい非限定的な実施形態について図面を参照して実施例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明に基づく、シャッターを備えたバルブの斜視図である。

【図2】図１のバルブの分解斜視図である。

【図3】明瞭化のために部品が取り外された状態での、図１および図２のバルブのボディの斜視図である。

【図4】図１ないし図３のバルブの横断面である。

【図5】各作動ポジションでの図１ないし図４のバルブの横断面である。

【図6】各作動ポジションでの図１ないし図４のバルブの横断面である。

【図7】各作動ポジションでの図１ないし図４のバルブの横断面である。

【図8】各作動ポジションでの図１ないし図４のバルブの横断面である。

【図9】各作動ポジションでの図１ないし図４のバルブの横断面である。

【図10】各作動ポジションでの図１ないし図４のバルブの横断面である。

【図11】図１ないし図１０のバルブに関する、シャッターの回転角に対する無菌空気流のグラフである。

【図12】明瞭化のために部品が取り外された状態での、図１ないし図１１の複数のバルブが組み込まれた包装機械の概略図である。

【図13】図１２の包装機械の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図１２および図１３における参照数字１は、全体として、リール７５から繰り出されかつ成形経路Ｐに沿って供給される包装材料のウェブ３から食品の密封パッケージ４を連続的に製造するための包装機械を示している。

【0037】

機械１は、好ましくは、低温殺菌またはＵＨＴミルク、フルーツジュース、ワイン、エンドウ豆（peas）、インゲン豆（beans）などの流動性食品の密封パッケージ４を製造する。

【0038】

機械１はまた、パッケージ４を製造する際に注入可能でありかつパッケージングが密封された後に固まる食品の密封パッケージ４を製造することができる。そのような食品の一例は、パッケージ４を製造する際に溶け、そしてパッケージ４が密封された後に固まるチーズの一部である。

【0039】

包装材料は、剛性および強度のためのベース層（これは、繊維材料、例えば紙あるいは無機物充填ポリプロピレン材料の層によって形成されてもよい）と、ベース層の両面を覆うヒートシールプラスチック材料、例えばポリエチレンフィルムの多数の層とを実質的に備える多層構造を有する。

【0040】

機械１は、実質的に、経路Ｐに沿って、
・経路Ｐに沿ってウェブ３を供給する多数のガイド部材５、例えばローラー等と、
・包装材料のウェブ３を殺菌するための殺菌ステーション６と、
・軸線Ａを有する包装材料のチューブ１０を形成するための成形ステーション７と、
・チューブ１０に沿って長手方向シール１１をヒートシールするためのステーション８と、
・連続的にチューブ１０内に殺菌済あるいは無菌処理済の加工食品を注ぐための充填デバイス１２と、
・関連するパッケージング４へと、続いて（図示していない方法で）折り込まれるピローパック２を形成するために、チューブ１０を横方向にシールし切断するための成形ユニット１３と
を備える。

【0041】

さらに詳しくは、殺菌ステーション６は、経路Ｐに沿って、
・それを通ってウェブ３が前進する、過酸化水素などの殺菌剤が充填されたタンク１４と、
・経路Ｐに沿ってタンク１４の下流に配置されかつ蒸発によって過酸化水素を除去するためにタンク１４から出てくるウェブ３に対して高温無菌空気のジェットを吹き付けるよう構成されたノズル１５と
を備える（図１２）。

【0042】

ステーション７は、経路Ｐに沿って連続して配置された多数の成形アセンブリ４０を備え、それは、チューブ１０の形態へとそれを折り込むためにウェブ３と徐々に相互作用する。

【0043】

より具体的には、成形アセンブリ４０は、それぞれの強制包装材料通路を形成するそれぞれの数のローラーを備え、そのそれぞれのセクションはＣ形状から実質的に円形状へと徐々に変化する。

【0044】

ステーション８は、縁部１６の包装材料をヒートシールするために、したがって長手方向シール１１（図１３）を形成するために、チューブ１０の積層された長手方向縁部１６（図１３）に対して高温無菌空気を吹き付けるように構成された複数のノズル１７を備える。

【0045】

このようにして、包装材料が導電性材料、例えばアルミニウムの層を含んでいない場合でさえ、シール１１を形成することができる。

【0046】

さらに、ステーション８は、経路Ｐに沿って、ノズル１７の下流に配置された、複数のいわゆる「ショートストップ」ノズル１８を備える。

【0047】

さらに、ノズル１８は、チューブ１０の積層された縁部１６の前方に配置される。

【0048】

包装機械１の動作が中断した場合、ノズル１８の前方に配置された予熱された積層長手方向縁部１６は冷える。

【0049】

この場合、機械１が再び始動すると、ノズル１８は、縁部１６の包装材料をヒートシールし、そして長手方向シール１１が完全に形成されることを保証するように、冷えた積層縁部１６に対して高温無菌空気流を噴き出するために作動させられる。

【0050】

機械１はまた、
・ステーション７および８を収容し、かつ、環境のそれよりも高い温度および圧力の無菌空気が充填された無菌チャンバー１９と、
・チャンバー１９内に高温無菌空気を吹き出すよう構成された複数のノズル２１を備えたレール２０と
を含む（図１２）。

【0051】

特に、充填デバイス１２は、無菌チャンバー１９内で、チューブ１０を流動性製品で満たす。

【0052】

機械１はまた、好ましくは同じ供給源によって特定の圧力の高温無菌空気が供給されかつ各ノズル１５，１７，１８，２１に対して供給されるべき高温無菌空気流の流れを制御するための関連する制御バルブ２２を備える複数のブランチ９（図示する実施形態では四つ）を備える。

【0053】

さらに、バルブ２２は、５から２８０℃にわたる範囲で高温無菌空気の流れを制御するように構成される。

【0054】

特に、バルブ２２は、それぞれの管路２４によって各ノズル１５，１７，１８，２１と流体的に接続される。

【0055】

バルブ２２は本明細書中で説明する例では同一であるので、以下では、ただ一つを説明する。

【0056】

図１ないし図１０を参照すると、バルブ２２は、実質的に、
・高温無菌空気流のための入口開口２６および出口開口２７を有するボディ２５と、
・それ自身の軸線Ａを中心として回転可能にボディ２５の内部に収容されたシャッター３０と、
・ボディ２５に対してかつ軸線Ａを中心とて所与の角度位置でそれを合わせるためにシャッター３０と連係動作可能に連結されたロータリーアクチュエータ３１と
を備える。

【0057】

さらに詳しく言うと、ボディ２５は、軸線Ａに関して対称であり、箱状であり、かつ、
・軸線Ａと平行でかつそれぞれの開口２６，２７を画定する一対の対向する壁２８，２９と、
・壁２８，２９間で直交方向にかつ軸線Ａに対して直交するように延在する壁３２と、
・壁２８，２９間で直交方向に延在し、軸線Ａに対して平行であり、かつ、壁３２に対して直交する一対の壁３３ａ，３３ｂと
を備える。

【0058】

バルブ２２はまた、壁２８，２９に対して直交するように配置される蓋２４を備え、これは、壁３２の反対側においてボディ２５を閉塞する。

【0059】

図４ないし図１０を参照すると、ボディ２５をさらに、
・軸線Ａに面する関連する凹部を有すると共に軸線Ａを中心として周方向に中断された、関連する壁３３ａ，３３ｂに対向する一対の円弧状壁３６ａ，３６ｂと、
・壁２８，２９から軸線Ａに向かって直交するように突出すると共にそれぞれ開口２６，２７によって画定される関連する入口４１および出口４２を有する一対の入口および出口管路３７，３８と
を備える。

【0060】

口４１，４２が、円周方向において、壁３６ａ，３６ｂ間に介在され、かつ、軸線Ａから所定の半径方向距離にて配置される。

【0061】

口４１は、軸線Ａの側に、軸線Ａと平行に延在する一対の端部７０，７１を備える。端部７１は、半径方向に、端部７０よりも軸線Ａに対してより近くにある。

【0062】

口４２は、軸線Ａと平行に延在する一対の端部８０，８１を備える。端部８１は、半径方向に、端部８０よりも軸線Ａに対してより近くにある。

【0063】

軸線Ａを中心として、端部７１は端部７０，８０間に周方向に介在させられ、かつ、端部８１は端部７０，８０間に周方向に介在させられる。

【0064】

壁３６ａ，３６ｂおよび口４１，４２は、シャッター３０を収容すると共に管路３７，３８を介して入口および出口開口２６，２７と流体的に接続される円筒形シート４３を形成する。

【0065】

さらに正確に言うと、管路３７，３８は、軸線Ａに対して対称であり、かつ、壁２６，２７の中央平面に対して互い違いに配置される。

【0066】

アクチュエータ３１は、シャッター３０に対して連係動作可能に連結されたステータ３４およびローター３５を備える（図２）。

【0067】

図示の実施形態では、アクチュエータ３１は、直流電流が供給されるマイクロモーターであり、かつ、ローター３５とシャッター３０との間に介在させられたギヤボックスを備える。

【0068】

アクチュエータ３１は、図示しないセンサによって検出された、シャッター３０の角度位置に基づいて制御される。

【0069】

シャッター３０は筒状でありかつ軸線Ａを中心として対称である。

【0070】

さらに、シャッター３０は、軸線Ａを中心として配置されかつ口４１，４２および壁３６ａ，３６ｂに面する面４５（図５ないし図１０）を備える。

【0071】

特に、面４５はシート４３の境界に面する。

【0072】

面４５は、有利なことには、
・壁３６ａ，３６ｂと共に高温無菌空気流のための通路５６を画定するように、軸線Ａに対して偏心的な形状とされた湾曲部分４６と、
・壁３６ａ，３６ｂと共に高温無菌空気流のための通路５７を画定するように、軸線Ａに対して偏心的な形状とされた湾曲部分４７と
を備え、
通路５６および５７は互いに流体的に接続される（図５ないし図１０）。

【0073】

言い換えれば、部分４６，４７はカム形状であり、かつ、軸線Ａから徐々に変化する半径方向距離にて延在する。

【0074】

シャッター３０はまた、部分４６，４７間で延在すると共に通路５６を通路５７と流体的に接続する半径方向貫通孔５４を備える。

【0075】

表面４５は、第１の半分４４ａと第２の半分４４ｂとを備えている。

【0076】

半分４４ａはセクション５０と部分４６とを含み、そして半分４４ｂはセクション５１と部分４７とを備える。

【0077】

各半分４４ａ，４４ｂは、１８０度のアーチにわたって軸線Ａを中心として延在する。

【0078】

さらに詳しく言うと、セクション５０，５１は、シャッター３０の最大半径方向サイズを規定するように、軸線Ａから最大半径方向距離で延在する。

【0079】

セクション５０，５１は、軸線Ａに関して互いに対向する、

【0080】

図５ないし図１０に示すシャッター３０の回転方向に関して、部分４６はセクション５１，５０間に周方向に介在させられ、かつ、部分４７はセクション５０，５１間に周方向に介在させられる。

【0081】

図示する実施形態では、セクション５０，５１は、ある周方向サイズを有し、かつ、あるギャップによって壁３６ａ，３６ｂに分離させられている。このようにして、高温無菌空気はギャップ内に流入し、全表面４５を殺菌することができる。

【0082】

各部分４６，４７はまた、セクション５０，５１間に介在させられかつシャッター３０の最小半径方向サイズを規定するように軸線Ａから最小半径方向距離で延在する、関連するセクション５２，５３を備える。

【0083】

図４を参照すると、部分４６は、図５ないし図１０に示すシャッター３０の回転方向に従ってセクション５１からセクション５０へと進むとき、
・軸線Ａから徐々に減少する半径方向距離で延在する範囲４９と、
・セクション５３と、
・軸線Ａから徐々に増大する半径方向距離で延在する範囲４８と
を備える。

【0084】

全く同様の方法で、部分４７は、図５ないし図１０に示すシャッター３０の回転方向に従ってセクション５０からセクション５１へと進むとき、
・軸線Ａから徐々に減少する半径方向距離で延在する範囲４９と、
・セクション５２と、
・軸線Ａから徐々に増大する半径方向距離で延在する範囲４８と
を備える。

【0085】

範囲４９は、範囲の一方４８よりも狭いアーチにわたって軸線Ａを中心として延在する。

【0086】

言い換えれば、範囲４９は、範囲４８と比べて相対的に短い距離にわたって概して周方向に軸線Ａを中心として延在する。

【0087】

孔５４は範囲４９間で延びている。

【0088】

孔５４は、図２に示すように、軸線Ａと平行に延在する。

【0089】

各通路５６，５７は、表面４５の関連する半分４４ａ，４４ｂおよびシート４３の境界によって半径方向に画定される。

【0090】

各通路５６は、図５ないし図１０に示すシャッター３０の回転方向に従って、セクション５１からセクション５０へと進むとき、
・範囲４９とシート４３の境界との間に半径方向に形成されかつ徐々に増大する半径方向サイズを有する関連部分５９と、
・範囲４８とシート４３の境界との間に半径方向に形成されかつ徐々に減少する半径方向サイズを有する関連部分５８と、
・セクション５０とシート４３の境界との間に半径方向に形成される関連する一定半径方向サイズ部分６０と
を備える。

【0091】

全く同じ様式で、通路５７は、図５ないし図１０に示すシャッター３０の回転方向に従って、セクション５０からセクション５１へと進むとき、
・範囲４９とシート４３の境界との間に半径方向に形成されかつ徐々に増大する半径方向サイズを有する関連部分５９と、
・範囲４８とシート４３の境界との間に半径方向に形成されかつ徐々に減少する半径方向サイズを有する関連部分５８と、
・セクション５１とシート４３の境界との間に半径方向に形成される関連する一定半径方向サイズ部分６０と
を備える。

【0092】

孔５４は、部分５９内に開口し、かつ、部分５９間に介在されている。

【0093】

図１ないし図４を参照すると、開口２６，２７は、孔５４の長さに直交する方向に沿った長さを有する。

【0094】

さらに詳しく言うと、開口２６，２７は、それぞれ、軸線Ａと直交するように、かつ、壁２８，２９の面に対して平行に延在する長さを有する。

【0095】

さらに正確に言うと、軸線Ａに対して平行に測った開口２６の幅は、軸線Ａと直交する方向に壁の一方３３ｂから他方の壁３３ａに向かって進行するにつれて減少する。

【0096】

図示の実施形態では、開口２６は二等辺三角形として形成されるが、これは、壁３３ｂに向って配置された底辺６１と、壁３３ａに向かって配置された底辺６１と向き合う頂点６２とを有する（図１および図２）。

【0097】

軸線Ａと平行に測った開口２６の幅は、軸線Ａと直交する方向に壁３３ａから壁３３ｂに向って進行するにつれて減少する。

【0098】

開口２７はまた二等辺三角形として形成されるが、これは、壁３３ａに向って配置された底辺６１と、壁３３ｂに向かって配置された底辺６１と向き合う頂点６２とを有する（図３）。

【0099】

言い換えれば、開口２６，２は、図４ないし図１０に示されるシャッター３０の回転方向に従って進行するにつれて増大する幅を有する。

【0100】

バルブ２２の各シャッター３０は、概して、関連するノズル１５，１７，１８，２１によって必要とされる高温無菌空気流量に基づいて、軸線Ａを中心とする固定角度位置において、関連するアクチュエータ３１によって保持される。

【0101】

これに代えて、軸線Ａを中心とするバルブ２２のシャッター３０の角度位置は、関連するアクチュエータ３１によって動的に変更されてもよい。

【0102】

図１１を参照すると、軸線Ａを中心とするシャッター３０の回転角θと共に、バルブ２２から出てくる高温無菌空気流のプロットＱが示されている。

【0103】

特に、セクション５０が口４１の周方向エッジ７０に存在し、かつ、セクション５１が口４２（図５）の周方向エッジ８０に存在するとき、回転角θはゼロである。

【0104】

プロットＱは、実質的に、
・高温無菌空気流が回転角θに対してほぼ直線的に増大しかつゼロから約１２０度の範囲の回転角θに対応する範囲Ｒ（図５ないし図９）と、
・高温無菌空気流が回転角θに対して直線的に増大しかつ約１２０ないし約１５０度の範囲の回転角θに対応する、範囲Ｒよりも小さい傾斜の範囲Ｓ（図９および図１０）と、
・高温無菌空気流が回転角θに対して直線的に減少しかつ約１５０度よりも大きな回転角θに対応する範囲Ｔ（図１０）と
を含む。

【0105】

重要なのは、開口２６，２７間の無菌空気流集中負荷損失および分散負荷損失の両方が回転角θに依存することである。

【0106】

分散負荷損失に関する限り、シャッター３０、ボディ２５および口４１，４２は、高温無菌空気流のための（図５ないし図１０に示される）選択的経路Ｚを画定する。経路Ｚの長さは、したがって結果として生じる分散負荷損失は、回転角θに依存する。

【0107】

経路Ｚは、図５ないし図１０においては、影付き領域によって示されている。

【0108】

さらに詳しく言うと、図４ないし図９に示すように、経路Ｚは、実質的に、
・開口２６，２７それぞれの口４１，４２と孔５４との間に配置された通路５６，５７の一部と、
・孔５４と
を備える。

【0109】

通路５６，５７の一部の長さは回転角θに依存し、かつ、孔５４の長さは各回転角θに関して一定である。

【0110】

集中負荷損失は、開口４１から通路５６内に移動するとき、そして通路５７から開口４２内に移動するとき、高温無菌空気流は制限されたセクション内で輸送されるという事実によって引き起こされる。これらの制限されたセクションの幅は、したがって、結果として生じる集中負荷損失は、図４ないし図１０から分かるように、回転角θに依存する。

【0111】

以下で説明するように、集中および分散負荷損失の両方の組み合わされた効果がプロットＰによって示される。

【0112】

特に、回転角θが０度に等しいとき（図５）、口４１の端部７０はセクション５０に面し、かつ、セクション５１は口４２の端部８０に面する。

【0113】

したがって、図５に示すように、高温無菌空気流は通路５６全体に沿って移動しようとし、続いて孔５４に入り、通路５７全体に沿って移動し、最後に、口４２、管路３８および出口開口２７に達する。

【0114】

上記観点から、経路Ｚは可能な限り最も長く、それゆえ、結果として生じる分散負荷損失は最大化される。

【0115】

さらに、高温無菌空気流は通路５６，５７の部分６０の両方に入るように強制される。部分６０が通路５６，５７の半径方向に最も狭いセクションを画定するという事実によって、結果として生じる集中圧力損失は最も高い。

【0116】

最高に集中させられ、そして分散させられた損失の両方の結果、高温無菌空気流量は、回転角θがゼロである場合に最小である。

【0117】

回転角θがアクチュエータ３１によって増大させられるとき（図６ないし図８）、開口４１は通路５６の一部５８内に開口し、かつ、通路５７の一部５８は口４２内に開口する。

【0118】

したがって、高温無菌空気流は、
・口４１と孔５４との間に介在させられた通路５６の部分５８の一部のみと、
・孔５４と、
・孔５４と口４２との間に介在させられた通路５７の部分５８の一部のみと
によって形成された経路Ｚに沿って移動しようとする。

【0119】

したがって、回転角θが増大するにつれて通路Ｚの長さが減少することは明らかである。

【0120】

さらに、部分５８は部分６０よりも半径方向に幅広であり、かつ、徐々に増大する半径方向のサイズを有するという事実のために、高温無菌空気流は、回転角θが増大するにつれて、漸進的により幅広な半径方向セクションを強制的に通過させられる。

【0121】

したがって、回転角θが増大するとき、分散されかつ集中させられた圧力損失の両方は減少する。この結果、プロットＱの範囲Ｒは準線形である。

【0122】

回転角θが約１２０度である場合（図９）、口４１は通路５６の一部５９内に開口し、かつ、通路５７の一部５９は口４２に面する。

【0123】

孔５４が範囲４８，４９を接続するという事実によって、管路３７と通路６０との間の断面の変化に起因する負荷損失は、この範囲の回転角θに関して特に低い。この低減された負荷損失は、バルブ２２を通過する高温無菌空気流を著しく増大させるのに寄与するであろう。

【0124】

しかしながら、開口２６，２７は孔５４の長さと直交するように延在する長さと、通路５６，５７と協働する三角形状を有することを考慮すべきである。これは、バルブ２２を通過する高温無菌空気流を含むために貢献する。

【0125】

出願人は、これら二つの効果の組み合わせがプロットＱの範囲Ｓの準線形形状を生じると共に１２０度に近い回転角に関して流量が急激に増大するのを防止することを見出した。

【0126】

回転角θがさらに増大するとき（図１０）、セクション５１は口４１の端部７０を周方向に覆い、そしてセクション５２は口４２の端部７１を周方向に覆う。

【0127】

したがって、高温無菌空気流は徐々に狭くなるセクションを通って流動する必要があり、それゆえ、結果的に生じる負荷損失は増大し、そしてプロットＱの範囲Ｔにおいて高温無菌空気流は徐々に減少する。

【0128】

実際の使用時、ウェブ３はリール７５から繰り出され、経路Ｐ（図１２および１３）に沿って供給される。

【0129】

さらに具体的に言うと、ウェブ３は、ガイド部材５によって、経路Ｐに沿ってかつ無菌チャンバー１９を経て供給される。

【0130】

さらに詳しく言うと、ウェブ３は、まず、過酸化水素によって殺菌されるように、タンク１４内に前進させられる。

【0131】

続いて、過酸化水素の残留物を除去するために、ノズル１５はウェブ３に対して高温無菌空気のジェットを吹き付ける。

【0132】

ウェブ３は、続いて、無菌チャンバー１９内に配置されたステーション７および８を通過する。

【0133】

さらに詳しく言うと、ノズル２１は無菌チャンバー内に高温無菌空気のジェットを吹き込み、これによって後者は、環境のそれよりも高い温度および圧力で維持される。

【0134】

成形アセンブリ４０は、縁部１６を積層させることによって、チューブ１０を折り込みかつ成形するように、ウェブ３と徐々に相互作用する。

【0135】

ステーション８では、積層縁部１６は、ノズル１７によって吹き付けられる無菌高温空気のジェットによって加熱される。

【0136】

このようにして、縁部１６の包装材料は、ポリエチレン層を溶融させるために加熱され、そしてシール１１が形成される。

【0137】

機械１の通常動作では、ノズル１８は作動させられない。

【0138】

包装機械１の動作が中断した場合、ノズル１８の前方に配置された予熱された積層縁部１６は冷える。

【0139】

この例では、機械１が再び始動するとき、ノズル１８は、これら冷えた縁部１６に対して高温無菌空気を吹き付けるために作動させられ、この結果、シール１１が正確に形成される。

【0140】

長手方向に密封されたチューブ１０には、デバイス１２によって、流動性食品が連続的に充填される。

【0141】

チューブ１０は、続いて、成形ユニット１３へと輸送されるが、そこで、それは把持され、シールされ、そして一続きのパック２（これは、続いて、各パッケージ４を形成するように折り込まれる）を形成するために等間隔で離間した断面に沿ってカットされる。

【0142】

バルブ２２は、各ノズル１５，１７，１８，２１において高温無菌空気の流れを制御する。

【0143】

詳しくは、各バルブ２２のアクチュエータ３１は、関連するシャッター３０を所定の角度θに設定し、これによって、対応する高温無菌空気流は関連するノズル１５，１７，１８，２１に到達することができる。

【0144】

本発明に係るシャッター３０の利点は以上の説明から明らかであろう。

【0145】

特に、シャッター３０の偏心形状部分４６，４７によって、回転角θに対する高温無菌空気流量の変動は、実質的に区分的線形であり、かつ、広い範囲の回転角θに関して正確に制御可能である。

【0146】

これに関して、出願人は、通路５６，５７の形状に起因して、回転角θが増大するとき、高温無菌空気流は、図１１に示すように、急激なジャンプを伴わずに徐々に変化することを見出した。

【0147】

このようにして、回転角θの小さな位置決め誤差は、開口２７へと輸送される高温無菌空気の流量に目立った変化をもたらさない。

【0148】

出願人はまた、通路５６，５７の形状は、回転角θが増大するとき、集中および分散負荷損失の両方の変化を生じることを見出した。これは、高温無菌空気流を制御することができる回転角度θの範囲を拡張するのに有効であることが判明している。

【0149】

さらに、開口２６，２７は、孔５４の長さに対して直交するように引き伸ばされる。

【0150】

したがって、孔５４が図８に示すように口４１，４２に面するときでさえ、バルブ２２によって輸送される高温無菌空気流量に急激な増大が生じることはない。これは、プロットＰの範囲Ｓにおいて示されている。

【0151】

さらに、セクション５０と壁３６ａ，３６ｂとの間の半径方向ギャップの存在に、そしてシャッター３０はボディ２５の外側に突出するコンポーネントを持たないという事実によって、バルブ２２は、表面４５への高温無菌空気の流れによって容易に殺菌することができる。

【0152】

最後に、バルブ２２は、極めて限定された数のコンポーネントしか持たず、したがって製造および保守が極めて容易である。

【0153】

明らかに、ただし特許請求の範囲において規定された範囲から逸脱することなく、本明細書で説明されかつ図示された機械１および方法に対して変更がなされてもよい。

【0154】

特に、開口２６，２７は、軸線Ａと直交する長さを有する長方形であってもよい。

【0155】

さらに、開口２６，２７は、例えば、楕円形または円形などの、その他の形状を有していてもよい。

【0156】

最後に、シャッター３０およびバルブ２２の用途は、気体あるいは液体などの空気以外の流体用であっても、あるいは非滅菌流体の流れの制御用であってもよい。

【符号の説明】

【0157】

１ 包装機械
２ ピローパック
３ ウェブ
４ 密封パッケージ（パッケージング）
５ ガイド部材
６ 殺菌ステーション
７ 成形ステーション
８ ステーション
９ ブランチ
１０ チューブ
１１ 長手方向シール
１２ 充填デバイス
１３ 成形ユニット
１４ タンク
１５ ノズル
１６ 長手方向縁部
１７，１８ ノズル
１９ 無菌チャンバー
２０ レール
２１ ノズル
２２ 制御バルブ
２４ 蓋
２５ ボディ
２６，２７ 開口
２８，２９ 壁
３０ シャッター
３１ ロータリーアクチュエータ
３２，３３ａ，３３ｂ 壁
３４ ステータ
３５ ローター
３６ａ，３６ｂ 円弧状壁
３７，３８ 出口管路
４０ 成形アセンブリ
４１，４２ 開口
４３ 円筒形シート
４４ａ 第１の半分
４４ｂ 第２の半分
４５ 表面
４６，４７ 湾曲部分
４８，４９ 範囲
５０，５１ 端部セクション
５２，５３ セクション
５４ 半径方向貫通孔
５６，５７ 通路
５８，５９，６０ 部分
６１ 底辺
６２ 頂点
７０ 周方向エッジ
７１ 端部
７５ リール
８０ 周方向エッジ
８１ 端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】