JPH01501057A - 凝縮ガスの投与装置 - 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】 凝縮ガスの投与装置 技術分野 本発明は容器、瓶、缶または同類物のイナージョン（ｉｎｅｒｔｉｏｎ）および ／または加圧のための所定量の液化ガス、好ましくは液体窒素または他の低沸点 凝縮不活性ガスを放出する装置に関する。この装置は容器を含み、この容器は人 口導管を介して凝縮ガス源へ接続され、熱絶縁され、包囲ケーシング内に配置さ れており、またこの装置は容器内に所定の液レベルを維持する手段、および、最 後に、投与ポンプを含む。

背景技術 少量の低沸点凝縮ガスの投与において、主目的は各容器に正しい量を供給し、凝 縮ガスの損失、即ち、例えば連続流れを採用するときには容器の外側に出るガス 、を減少しまたは回避することである。

この技術において、液体窒素を投与する装置はＤＥ−Ｏ３２７３２３１８から先 に知られており、その装置では垂直軸線の回りに枢支されたディスクが窒素の出 口穴の下で回転する。

ディスクの形態に応じて、放出穴は大きい程度または小さい程度に閉じられる。

投与装置の出口穴を構成する針弁により低沸点液化ガスの投与を制御することも ＣＢ−＾−２０９１２２８からこの技術において先に知られている。この先行技 術の構造では、弁針はソレノイドにより上へ引かれ、液体窒素は投与装置の容器 から出ることができる。この先行技術装置は、操作中に弁座に氷の結晶が生じ、 弁を通る流れが不規則になるという欠点がある。

発明の目的 本発明の目的は正確な量の凝縮ガスを各レセプタクルベッセルへ投与する簡単な 、操作上の信頼性が高い装置を提供することである。他の目的は、凝縮ガスの消 費量を最小に保つよう総てのかかる投与された液が容器内で止まるようにするこ とである。

これらおよび他の目的は請求の範囲第１項の前文で開示された装置により本発明 に従って達成され、この装置は投与ポンプが所定の液レベルの下で容器を包囲す る絶縁体および容器内に全部または一部が配置されることを特徴とする。本発明 の好適実施例は添付の従属フレイムに記載されている。

図面の簡単な説明 本発明の性質およびその面は下記の添付図面の簡単な説明、およびこれに関する 本発明の一実施例の説明から容易に理解されよう。

図面において： 第１図は本発明による装置および液体ガスの役員が供給されるベッセルの模式垂 直断面図である；第２図は投与ポンプの一好適実施例の垂直模式断面図である： 第３図は第２図のポンプの模式頂面図である：および第４図は逆止弁の一好適実 施例を持つ第２図のポンプの出口の模式垂直断面図である： 好適実施例の説明 図面に関し、第１図に示す装置ｌは低沸点の凝縮ガス、例えば液体窒素の液体容 器２を含む。容器２は絶縁ケーシング３により包囲される。容器２およびケーシ ング３は幾分湿った周囲大気を排除するために不活性ガスを常に供給される装置 ｌのジャケット６内に配置される。

凝縮ガスの源（図示せず）は導管５を介して容器２へ接続される。導管５にはジ ャケット６内に配置されたソレノイド弁２４が取り付けられる。弁２４の少なく とも弁体５３および弁座５６は、ケーシング３と一体のワンピース構造、あるい は別個の設計の熱被覆シート５７により包囲される。弁２４の開放はガバナ８の 助けによりレベルセンサ１７により制御される。

焼結フィルタ体９は容器の導管５の出口穴へ接続され、フィルタ体は気相を液相 から分離する。バッフル１１または制水板は容器を２つの室Ｉ２．１３に分割す る。バッフル１１は容器の頂部および側部に固定的に保持され、その最下縁は容 器２の底１４から離間関係に配置され、この理由で室１２．１３は容器２の底１ ４とバッフルの最下縁との間のギャップ１５を介して互いに液体連通し、このギ ャップの高さ、または幅は容器２の所定の液レベル１０よりも低い。飛沫ガード １６は導管５が注ぐ一方の室Ｉ２に配置され、この飛沫ガードは導管５を通る液 の流れの方向に見てフィルタ体９の上流に配置されている。

室１２において、容器２の頂部は穴２３を備え、室１３では、穴２０．２５が設 けられ、これらの穴を通じて気化された液が容器２から出ることができる。

バッフル１１は割型にでき、その場合、上方区域は容器の頂部および側部に固定 的に保持され、その下方区域は室１２と１３との間の連通を確立するためにその 底を容器の母量の方へ斜角状とし、容器の下方区域の２つの直径方向母量に沿っ て固定的に錨止される。バッフル１１の最下端縁は容器２の底１４から成る距離 に配置され、この理由で室１２．１３はこの実施例でも相互に液体連通している 。

この実施例において、液レベルＩＯは容器の下方区域の上縁よりも下である。気 相内容物は容器の区分間で容器から出ることができる。

一好適実施例によれば、容器２は絶縁体３から離間関係にあり、この場合、スペ ーサ（図示せず）により保持される。この状態では、実質的に殻状空洞４８が容 器２とケーシング３との間に形成される。

一実施例（図示せず）によれば、容器２は直立円筒であり、４つの母量と絶縁体 ３との接触を介して、または絶縁体３から成る距離で、（円筒の軸線と直角の正 方形横断面である）絶縁ケーシング３と専ら接触し、その場所にスペーサにより 保持される。

投与ポンプ４は室１３内の容器２の底に固定的に配置される。逆止弁４０はポン プ４の出口に配置され、弁４０に続いて、出口導管３９がポンプ４のハウジング へ接続される。出口導管３９はポンプから装置のジャケット６および絶縁ケーシ ングの穴５へ延びる。

ケーシング３はジャケット６の底に立ち、またはスペーサ（図示せず）によりジ ャケットの底から離間関係に配置できる。

ポンプ４へ接続された動力伝達部材１９は部材１９よりも大きい横断面の穴２０ に通され、次いでケーシング３の対応穴に通される。ケーシング３の外側に配置 された動力伝達部材１９の端は、電線２２を介してガバナ８へ接続されたソレノ イド装置２１に挿入されている。更に、レベルセンサ１７が室１３に配置され、 電線１８を介して装置ｌのジャケット６のガバナ８へ接続されている。このレベ ルセンサは、装置の操作中によりも２の液レベルｌＯを所定の限界内に維持する ためのものである。

装置ｌの底の下側にはリード５１により電源へ接続できる電気加熱板２６が設け られている。加熱板２６は穴５０と共軸状の開口を備え、これにポンプの出口導 管３９が通される。

第４図に断面図で模式的に示されたポンプ４は、軸方向に可動のピストン３１を 入れた筒状ハウジング３０を含む。

ハウジング３０は円錐状にテーパになった底３５を呈し、円錐の頂点は出口穴３ ６を呈する。出口バイブソケット５９は底３５の下に配置されている。ソケット は内部にねじ切りされている。

筒状ハウジング３０の内面に沿って可動のピストン３１は、ハウジング３０の内 面にもたれるケーシング３２を含み、またその下端がハウジング３０の底３５と 同じ円錐角の円錐状にテーバになった底３３に設けられる。ピストン３１および ハウジング３０の谷底３３．３５は偏平にすることもできる。穴３４はピストン ３１の底の頂点に配置される。ピストン３１のケーシング３２の外側には、弁ス ピンドル４７を通した中央穴５５を持つスパイダ３８がある。

この例では、スパイダ３８は偏平であり、ケーシング３２内の３点で錨止される 。第３図はスパイダの頂面図である。

スパイダ３８の下側はピストンケーシング３２におけるピストン３１の円錐底３ ３と同一平面であるが、より高い＆置に配置することも当然できる。ピストン３ １のケーシング３２の下側は、ピストン３１とハウジング３０との摩擦を減少す るためにケーシングの全周面に亙り螺旋溝を備えることができる。

弁スピンドル４７の上端は、動力伝達部材１９になり、その下端に弁体３７を備 え、この弁体は最低位置においてピストン３１の底３７にもたれ、穴３４の内部 または上部境界面５４は弁体３７の弁座を形成する。かかる場合、弁体３７の上 端はスパイダ３８から成る距離に配置される。

弁スピンドル４７が下降すると、弁体は先ず弁座５４と対接しくこれと既に対接 していない場合）、次いで、弁スピンドル４７は、引き続いて下降するときに、 弁体３７を介してピストン３１を下へ変位する。次いで弁スピンドル４７の運動 方向が反対になると、スピンドルは先ず弁体３７を上昇してその上面がスパイダ ３８と接触するようにし、この場合、ピストン弁３７．５４が開かれ、次いで弁 スピンドル４７が弁体３７およびスパイダ３８を介してピストン３１を上昇する 。座５４に面する弁体３７の下側は、例えば円錐形、球形または回転楕円湾曲の ものである。弁が閉じたとき、即ち弁体が座５４に対接するときのスノくイダ３ ８と弁体の上面との間の距離は、種々の手段により変化できる。

ハウジング３０の底３５の下において、ポンプ４は出口ソケット５９を備え、こ の出口ソケット内には好ましくは逆止弁が配置される。一実施例が第１図に示さ れ、ここでは逆止弁は開口の下側に対接１．ばね上に休止する弁体を含む。ばね は（弁体の座を形成する）開口へ弁体を押圧し、をの力は弁体が停止していると きまたは上昇運動しているときに弁体に作用する液圧よりも大きい。

逆止弁４０の他の実施例が第４図から明らかであり、これは上方区分に蔓巻ばね ４２を持つ管状素子４１を含む。

ばね４２は環状肩４３上に休止し、弁ロッド４４はばね４２の上端に固定的に保 持される。弁体４５は弁ロッド４４の下端に配置される。弁体の重さを減少する ために、弁体は中空構造である。上方相において、弁体４５は、不作用位置にお いて、座４６に対接する。ばね４２の設計は、弁体４５に作用する液の圧力が弁 体が休止または上昇運動しているときの弁体に作用する液圧に打ち勝つまでばね が圧縮されない如きものである。

容器２が空になり装置Ｉが容器２に液化ガスを満たされるとき、液化ガスは導管 ５を流動させられ、弁２４は開かれる。フィルタ体９において、ガス蒸気が液か ら分離され、液は容器の底へ落下し、ガス蒸気は飛沫ガード１６の傍を流れ、室 １２の穴２３を通って容器２から出る。次いで、蒸気は殻状空洞４８内で消散し 、次いで穴５０から出るが、冷たい蒸気は出口導管３９を冷却し、動力伝達部材 １９および導管が通されたケーシング３の穴を通る。これらの穴を通るガスは装 置のケーシング６内で消散し、次いで例えばギャップ４９を介して穴５ｏおよび 他の穴（図示せず）を通って出る。室Ｉ３内で気化した液は穴２０．２５を通っ て室から出て、穴２３からのガスと合体する。気体窒素の連続供給は、穴５２を 通じて、容器２内のの気化工程により行われ、過剰圧力が周囲大気に関してジャ ケット６内で発生する。その結果、湿潤空気はジャケットへ侵入できない。

容器２は冷却するにつれて、益々迅速に液体窒素で満たされる。容器の液が所定 のレベルになると、投与操作を開始できる。弁スピンドル４７が駆動手段２１の 作用で動力伝達部材１９を介して上昇すると、弁体３７がその座を離れ、直ちに スパイダ３８の下側と接触する。その結果、環状ギャップが弁体３７と座５４と の間に形成され、ピストン４２の内部および上方に位置する液がこのギャップを 通ってポンプの出口３６へ下へ流れることができる。弁体３７がスパイダ３８と 接触すると、ピストン３２全体が上昇する。弁スピンドル４７が所定の距離上昇 すると、その運動が反対になり、弁体３７が下降し、ピストンは全体として最初 作動されない。弁体３７がその座５４に接触すると、弁は再び閉じられピストン ３２は弁体３７にその下降運動に追従し、ピストンの底とポンプシリンダの底３ ５との間の液を出口３６が押し出す。

ピストン３２が下へ押されると、弁体３５に作用する圧力が所定レベル以上に増 加し、その結果、ばね４２が圧縮されロッド４４が弁体４５と共に下へ動かされ る。これにより、弁４５とその座４６との間に環状ギャップが形成され、液はこ のギャップを流れて出口から出ることができる。

ピストン４２がその最下位置に到達すると、弁体４６の圧力が低レベルへ降下し 、その結果、弁体４５が第４図の閉位置を占める。

ピストン３２は最下位置から新しいポンプシーケンスを開始し、弁体３７および ロッドＩ９が先ず上昇運動を開始し、また、弁３７がスパイダ３８に接触すると 、ピストン３２全体が上昇する。

ポンプのサイクル毎に投与される量は、ポンプシリンダの底か゛らのピストン３ ２の上昇高さを変えることにより変更できる。スパイダ３８と弁体３７との間の 遊びを変更するために、ピストン３２とポンプシリンダの底３５との間へ流入す る単位時間当たりの液の量を変更できる。

ポンプ４の他の実施例も考えられる。例えば、ポンプハウジング３０は出口と反 対の端を延長できる。この場合、入口は筒状ポンプハウジング３０の全内部断面 から成らずして、ピストン３１の最上位置より上のポンプハウジング３０の壁の 一つまたはそれ以上の穴から成る。その結果、ポンプハウジング３０はポンプ４ の操作に影響することなしにレベル１０よりも上に延長できる。本発明の目的の ために、ポンプ４なる語は、ポンプの作用区分、即ちピストンの最上位置よりも 上にある入口穴を含む、ピストン３１が可動に配置されたポンプの区分を意味す るものと解される。

一実施例（図示せず）によれば、絶縁体は容器２自体に代えて使用することがで き、その場合、穴５０は出口導管３９に当然密封対接する。

第１図の装置ｌが操作すると、容器、例えばアルミ缶２７が容器２の出口導管の 下に通される。これらの缶は出口導管３９の下に缶を均一な速度で運ぶコンベヤ ベルト上に配置できる。

図示の実施例では、センサ２８．２９は缶が出口３９の前方の成る点を通過する ときを感知する。センサ２８．２９からの信号はリード７によりガバナ８へ伝送 され、ガバナは缶が出口の下に位置するときに所定量の液が出口３９から出るよ うにポンプ４を制御する。

容器２の液が所定の最小レベルへ落下すると、弁２４が開かれ、液が気泡と共に 室１２へ流入する。フィルタ体９は気相を液相から分離する。容器２の液レベル が所定の最大レベルへ上昇すると、弁２４が閉じられる。

本発明は上述され図示されたものに限定されると考えてはならず、請求の範囲か ら逸脱することなく多くの改変例が考えられる。

手続補正書 昭和６３年１２月２３６− 回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．所定量の凝縮ガスを放出する装置であって、入口導管（５）を介して液体ガ スの源へ接続された容器（２）を備え、この容器は熱絶縁されて包囲ジャケット （６）内に配置され、所定の液レベル（１０）を前記容器（２）に維持する手段 （１７）を備え、投与ポンプ（４）を備えた装置において、前記投与ポンプ（４ ）は容器（２）内にまたは所定の液レベル（１０）の下で容器および包囲絶縁体 中に一部配置され、また操作中液レベルの下に全体が配置されることを特徴とす る装置。 ２．動力伝達部材（１９）を介してポンプ（４）へ接続された駆動部材（２１） 、およびポンプのガバナ（８）は前記ジャケット（６）内に配置され、ジャケッ トにはガスの雰囲気が周囲大気の圧力よりも高い圧力に維持されることを特徴と する請求の範囲第１項記載の装置。 ３．前記投与ポンプ（４）はポンプシリンダ（３０）とこのシリンダ（３０）内 で軸方向に可動なピストン（３１）とを有するピストンポンプであり、前記ピス トン（３１）の最上位置の上方で前記ポンプシリンダ（３０）内に配置されたこ とを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４．前記ポンプハウジング内の前記動力伝達部材（１９）は自由端が弁体（３７ ）へ固定的に接続された弁スピンドル（４７）へ接続または合体し、前記ピスト ン（３１）はポンプシリンダ（３０）に沿ってスライド変位化能な筒状ケーシン グ（３２）、前記ピストン（３１）の内部に面する縁が前記弁体（３７）の座（ ５４）を形成する中央穴（３２４）を持つ底（３３）、およびピストンケーシン グ（３２）内に配置されかつ前記弁スピンドルが通される中央穴を備えたスパイ ダ（３８）を含み、前記弁体（３７）は前記弁座と前記スパイダ（３８）との間 で、または前記座（５４）と前記スパイダ（３８）との間の点で軸方向に可動で あることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。 ５．前記ピストンの筒状ケーシングの外側に螺旋溝を設けたことを特徴とする請 求の範囲第４項記載の装置。 ６．前記ポンプ（４）はその出口（５９）に逆止弁（４０）を備えたことを特徴 とする請求の範囲第４項または第５項記載の装置。 ７．前記逆止弁（４０）はばね負荷された円錐（４５）を含み、前記逆止弁（４ ０）は容器（２）の液が所定のレベルにより円錐（４５）に及ぼす液圧に前記円 錐（４５）の圧力が打ち勝つときに開くことを特徴とする請求の範囲第６項記載 の装置。 ８．前記入口導管（５）は前記所定の液レベル（１０）よりも上で前記容器（２ ）へ注ぎ、気体と液体の分離器として作用する焼結フィルタ体（９）が入口導管 （５）の出口に配置されたことを特徴とする請求の範囲第１−７項のいずれか一 項記載の装置。 ９．前記容器（２）はバッフル（１１）により２つの部分、即ち室（１２、１３ ）に分割され、前記容器（２）の２つの室は前記バッフル（１１）と室の底（１ ４）との間のギャップ（１５）を介して相互に連通し、前記ギャップ（１５）は 高さが前記所定レベルよりも低く、前記ポンプ（４）および前記フィルタ体（９ ）は室（それぞれ１３、１２）に配置されたことを特徴とする請求の範囲第８項 記載の装置。 １０．飛沫ガード（１６）を前記フィルタ体（９）と前記バッフル（１１）との 間に配置したことを特徴とする請求の範囲第９項記載の装置。