JPH01240419A - 低温液体小出し装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は低温液体を小出しする小出し装置及び小出し装
置からの低温流体の流れを制御する方法に関する。

［従来の技術］ 缶詰め及び瓶詰め産業において、小量の液体窒素を缶又
は瓶の中に、閉じる直前に注入することが普通の慣行で
ある。液体窒素は缶又は瓶の中で蒸発し、藍が取付けら
れる前に缶又は瓶から空気を追放する。

一定直径の円筒形缶を充填する時、無駄になる液体窒素
の割合が比較的小さいから、連続噴射で液体窒素を小出
しするのが全く便利である。しかしこの技術は、例えば
ビール瓶のような比較的細首の瓶では極めて不経済であ
る。

［発明が解決しようとする課Ｈ ビール瓶の中に液体窒素を注入するため、閉じる直前に
各ビール瓶の中に分離した量の液体窒素を滴下すること
が提案されている９しかし、この工程を行なう装置は、
特に好結果には働らかない。

特に、小出し装置から瓶内に分離した液体窒素の小塊又
は小滴が下降する代りに、瓶は発散する微小滴の円錐に
より反撃され、その極小部分だけが瓶に入る。この問題
は次の色々の原因によると考えられる。

（イ）液体窒素（沸点−１９６℃）が小出しチューブ、
即ち低温液体を収容する真空絶縁容器と大気との間のチ
ューブ内で蒸発し始めること、及び〈口）氷が形成して
、小出しチューブの出口を部分的に寒ぐこと。

第１の問題を補償するため、従来技術では小出しチュー
ブを出来るだけ（英国特許第０９２５５２Ａ号参照）冷
たく保持することが試みられている。この試みは事態を
最低限改善するけれども、特に高速瓶詰めのラインでは
問題は尚明らかである。その上追加の冷却が、小出しチ
ューブ上に作られて、その出口をふさぐ氷と霜との既存
の問題を悪化した。

第２の問題を克服するため、小出しチューブのまわり（
英国特許第２１６９９９８号Ａの第１図参照）に冷たい
ガス状の窒素の覆いを設けることが提案されている。

本発明はこの問題を全く異なる見地から取り組んでいる
。特に、小出しチューブを冷却する代わりに、小出しチ
ューブに熱を加えて、小出しチューブ内に沸騰するフィ
ルムを達成している。

フィルムの沸騰は、供給熱が十分に高く、蒸気の薄いフ
ィルムが加熱要素を加熱される液体から分離する時に生
じる。蒸気の薄いフィルムは加熱要素と液体との間の絶
縁体として働らく、フィルムの沸騰は、加熱要素から液
体への熱伝達の割合が、フィルム沸騰の前から劇的に下
降するので容易に認識することが出来る。

もし、小出しチューブに十分な熱が加えられると、小出
しチューブの内側に形成されるガスフィルムは、液体窒
素の分離した小塊を小出しチューブから小出しすること
が出来るように働らくことを我々は見出している。その
上、小塊は望むならば例えば小塊を毎分２０００個まで
のように極めて高い割合で小出しすることが出来る。

［課題を解決するための手段コ 本発明により、瓶詰め又は缶詰めライン上の瓶又は缶に
低温液体の小塊を小出しする装置が得られ、この小出し
装置は低温液体を保持する容器と、前記容器と結合され
た小出しチューブとを有し、前記小出し装置の使用時に
小出し装置内の低温液体を加熱する装置が設けられてい
ることを特徴とする。

装置は電気加熱要素を有するのが好ましい。

本発明は又、瓶詰め又は缶詰めライン上の瓶又は缶に、
小出しチューブを持つ小出し装置から低温液体の小塊を
小出しする方法を得ており、前記方法は小出しチューブ
の内面上で沸騰するフィルムを作るため前記小出しチュ
ーブを加熱する工程を有することを特徴とする。

本方法は、前記小出しチューブに入る液体を可能又は阻
止する弁を開閉する工程を有するのが好ましい。

望むならば、弁は毎分１０００サイクルより大きい割合
で開田することが出来る。

通常は、小出しチューブは低温液体を収容する高度に絶
縁された容器の底部に装架される。低温液体の流れは長
い棒により制御され、棒は容器上部に装架されたソレノ
イドから、容器を経て小出しチューブの頂部に装架され
た弁まで延びる。この装置に関連する問題の一つは、こ
の装置が比較的高い振動数では働らかず、共振になやむ
ことである。

これら問題の克服の助けのために、本発明は、低温液体
を小出しする小出し装置を提供しており、小出し装置は
、容器と前記容器上に装架された小出しチューブと、前
記小出しチューブと結合して使用時に、前記容器からの
低温液体の流れを可能又は阻止するよう働らく弁と、前
記弁を開閉するなめ前記容器内に全部収容されている装
置とを有し、前記装置は毎分少くとも６００回、前記弁
を開閉することが出来ることを特徴とする。

前記弁を開閉する前記装置は、前記弁に結合された永久
磁石と、前記永久磁石を取巻き、使用時に直流と受ける
よう置かれたコイルとを有するのが好ましい。

従来の小出し装置では、液体窒素の小滴が各注入のあと
で表面張力のため小出し装置内に残る。

もし缶詰め又瓶詰めラインが何かの理由で停止すれば、
小滴の一部は蒸発する。そのように形成された蒸気は弁
と小滴との間に集まり、小滴を下方に追放する。もし、
缶又は瓶が小出しチューブより下方にあれば、その時、
これらは予定より多くの液体窒素を受ける。もし缶詰め
又は瓶詰めラインがこの事故のすぐあとで再始動すれば
、缶又は瓶は過度の窒素を収容しながらシールされる。

液体窒素が蒸発する時の容積膨脂割合が７００　：　１
であるから、このあとで缶又は瓶の蓋は吹きとばされ、
場合により缶又は瓶は破損又は爆発する。

この問題を少なくするため、本発明は瓶詰め又は缶詰め
ライン上の瓶又は缶に低温液体の小塊を小出しする小出
し装置を得ており、小出し装置は低温液体を保持する容
器と、出口を持つ小出しチューブと、使用時に弁から小
出しチューブを通る低温液体の流れを制御する弁とを有
し、前記弁と前記出口との間で前記小出しチューブと連
絡するガス逃しチューブが設けられていることを特徴と
する。

前記ガス逃しチューブは、前記容器チューブから前記小
出し装置の中へのガスを、なるべく前記小出し装置の使
用時に前記容器内の低温液体の高さより上の高さで、ガ
スを逃すよう置かれるのが好ましい。

本発明をより良く理解するため、次に添付図面を参照し
て詳しく説明する。

図面を参照すれば、ここには全体として符号１で示す小
出し装置が示されている。

小出し装置１は、真空絶縁容器２を有する。入口管、即
ちバイブ３は下方に、真空絶縁槽２を通して浮動弁４ま
で延びる０通気パイプ５は上方に真空絶縁容器２から延
び、且つセンサ６が設けられ、センサは、もし通気バイ
ブ５内に液体が検知されれば、パイプ３内の安全弁７を
閉じるよう置かれる。

小出し装置ヘッド８は、真空絶縁容器２の底部に装架さ
れる。小出し装置ヘッド８には中心孔９が設けられ、こ
の孔は真空絶縁容器２の内側から下方に延びる小出し装
置チューブ１０を取巻きこれと近密して熱接触するよう
置かれる。

小出し装置ヘッド８にはヒータ１１が設けられ、ヒータ
はワイヤ１２．１３を経て電力源に結合することが出来
る。

小出しチューブ１０の上端は傾斜弁部材１４により開田
することが出来、弁部材はばね１５により下方に押圧さ
れる。傾斜弁部材１４はコイル１７内に置かれた永久磁
石１６に結合され、コイルはこれが一方向の直流により
作動する時、傾斜弁部材１４を上昇して、小出しチュー
ブ１０の上端を開く、直流電場が反転する時、傾斜弁部
材１４は下方に駆動される。

この装置は、弁を閉じるのにばねに依存している従来装
置のソレノイド、ばね装置と比べて積極的制御を与える
。

ガス逃しチューブ１８は、傾斜弁部材１４と小出しチュ
ーブ１０の出口との間の小出しチューブ１０の中の位１
から延び、且つ浮動弁４より上方の真空絶縁容器２の中
に開く。

使用時に、安全弁７は開き、液体窒素はパイプ３を経て
真空絶縁容器２の中に、浮動弁４が閏じている時は、高
さ１９に達するまで流れる。蒸気は通気パイプ５を経て
真空絶縁容器２から出る。

動力はヒータ１１に加えられ、小出しヘッド８を暖める
。

窒素の小塊が必要な時、直流がコイル１７に適切に加え
られ、それにより永久磁石１６をばね１５の押圧に抗し
て上昇する。液体窒素はそれゆえ小出しチューブ１０の
上部に入る ヒータ１１は、ガスのフィルムが小出しチューブ１０の
内面に形成されるよう十分な熱を伝える。これが絶縁及
び潤滑隔壁として働らき、それにより液体窒素の個々の
小塊を小出しチューブ１０を通して下方に進めることが
出来る。液体窒素は小出しチューブ１０の底部から液体
の小塊として出現し、従来技術と比べてその発散は無視
することが出来、即ち極めて少ない、小出しチューブ１
０内の蒸気はガス逃しチューブ１８を経て真空絶縁容器
２の中に上昇し、それゆえ通気パイプ５に上昇する。明
らかに、ヒータ１１への動力入力はコイル１７が作動す
る振動数に依存し、及び液体窒素の容積は各作動毎に解
放される。

Ｅ作　　用コ 装置を正しく組上げるために、コイル１７は所望の振波
数で先ず作動し、真空絶縁容器２内の液体窒素の高さは
浮動弁４によりほぼ一定に維持される。

始めに、窒素は小出しチューブ１０の底部から発散する
円錐形噴霧、即ち従来技術で通常の型で出る。動力はヒ
ータ１１に小出しヘッド８の熱容量に対し許されるよう
ゆっくり加えられる。

動力が増加すれば、噴霧の容積は減るように見える。し
かし、ある点を越えれば、排出は液体窒素の分離した小
塊の流れに転じ、これが水の小滴のように垂直下方に落
下する。これら小塊はビール瓶などの首の中に向けるこ
とが出来、困難は僅か又は無い、その上、本発明による
模範の作業は、１個の小出し装置が液体窒素の分離した
小塊を高速瓶詰めライン上で毎分２０００瓶はども多く
送出することが出来ることを示唆している。

ヒータ１１の副製品としての氷は、小出し装置ヘッド８
の基部に付着しない、この事に関し、ヒータは小出しヘ
ッド（英国特許筒２０９１２２８　Ａ号参照）の基部に
氷が付着するのを防ぐため使われた。しかし、このよう
な装置では、小出しチューブを冷たく、特に前記特許明
ＩＩ書では小出しチューブのまわりに冷たい窒素蒸気を
通過させて保持する事及び小出しチューブを基部がち十
分能れて置くことにより小出しチューブを確実に冷たく
保持するために特別の装置がなされていることが注目さ
れる。又、前記英国特許明細書は遮断時に小出し装置か
ら氷を取除くため別のヒータを使うことを記している。

しかし、このヒータは始動時に作動しない事を述べてお
り、即ち小出し装置が液体を小出ししている時は使わな
い。

［実　　施　　例］ 平均容積０．０３７　ｃｍ’を持つ液体窒素小塊が、真
鍮製で、且つ公称外径５ＩＩＩＩ１１、公称内径３ｍｍ
の小出しチューブを経て毎分６００小塊の割合で小出し
された。小出しヘッド８は高純度の銅で作られた。

均衡時にヒータ１１は動力３２Ｗを消費した。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による低温液体を小出しする小出し装置の
垂直断面図である。 １・・・小出し装置、訃・・容器、３・・・パイプ、４
・・・弁、５・・・パイ乙６・・・センサ、７・・・安
全弁、８・・・へ・ノド、９・・・孔、１０・・・チュ
ーブ、１１・・・ヒータ、１２．１３・・・ワイヤ、１
４・・・弁部材、１５・・・′４ｆね、１６・・・磁石
、１７・・・コイル、１８・・・チューブ、１９・・・
高さ。 特許出願人　エアー、プロダクツ、アンド、ケミカルス
、インコーボレーテ・７ド

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）低温液体を保持する容器と、前記容器と結合する
   小出しチューブとを有し且つ瓶詰め又は缶詰めライン上
   の瓶又は缶に低温液体の小塊を小出しする小出し装置に
   おいて、前記小出し装置の使用時に前記小出しチューブ
   内の低温流体を加熱する装置が設けられていることを特
   徴とする小出し装置。
2. （２）請求項第１項の小出し装置において前記装置は電
   気加熱装置を有することを特徴とする小出し装置。
3. （３）容器と前記容器上に装架された小出しチューブと
   、前記小出しチューブと結合して使用時に前記容器から
   の前記低温液体の流れを可能又は阻止するよう作動する
   弁と、前記弁を開閉するため前記容器内に全部収容され
   た装置とを有する低温流体を小出しする小出し装置にお
   いて、前記装置は前記弁を毎分少くとも６００回開閉す
   ることが出来ることを特徴とする小出し装置。
4. （４）請求項第３項の小出し装置において、前記弁を開
   閉する前記装置は、前記弁に結合された永久磁石と、前
   記永久磁石を取巻き、且つ使用時に直流を受けるよう置
   かれたコイルとを有することを特徴とする小出し装置。
5. （５）低温液体を保持する容器と、出口を持つ小出しチ
   ューブと、使用時に前記小出し装置を通る前記容器から
   の低温液体の流れを制御する弁とを有し且つ瓶詰め又は
   缶詰めライン上の瓶又は缶に低温液体の小塊を小出しす
   る小出し装置において、前記弁と前記出口との間で前記
   小出しチューブと連絡するガス逃しチューブが設けられ
   ていることを特徴とする小出し装置。
6. （６）請求項第５項の小出し装置において、前記ガス逃
   しチューブは前記小出しチューブから前記容器へのガス
   を逃すよう置かれていることを特徴とする小出し装置。
7. （７）瓶詰め又は缶詰めライン上の瓶又は缶に、小出し
   チューブを持つ小出し装置から低温流体の小塊を小出し
   する方法において、前記方法は前記小出しチューブを加
   熱してその内面上で沸騰するフィルムを作る工程を有す
   ることを特徴とする小出し方法。
8. （８）請求項第７項の小出し方法において、前記小出し
   チューブに入る液体を可能又は阻止するよう前記弁を開
   閉する工程を有することを特徴とする小出し方法。
9. （９）請求項第８項の小出し方法において、前記弁は毎
   分１０００サイクルより大きい割合で開閉することを特
   徴とする小出し方法。