JPH0784206B2 - 液化ガス定圧定量自動供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、主として液体窒素を缶入り食品に封入する場
合に、定圧定量の液体窒素を供給するための定圧定量自
動供給装置に関する。

「従来の技術」 近年、飲料缶の分野において液体窒素充填法という革新
的な充填技術が普及しつつある。これによって、従来、
鉄製のスリーピース缶でしかも充填できなかった天然果
汁飲料やコーヒー飲料その他の熱殺菌工程を要する缶入
非炭酸飲料分野において、容器特性の優れたアルミ製の
ツーピース缶を使用できるようになってきた。この技術
において重要なことは、スリーピース缶に比べて缶強度
の低いツーピース缶を使用するために、微量の液体窒素
を正確に一定量各缶に封入することによって一定缶内圧
を得ることにある。このため代表的な公知の液体窒素添
加装置としては、例えば、特開昭57−114095号、特開昭
61−232128号等がある。

これらの液体窒素添加装置の全体構成を模式的に示した
ものが第４図である。この図において符号１は、液体窒
素注入装置（以下インジェクターと称する）であり、内
容液充填機（図示せず）と巻締機２とをつなぐ缶移送用
コンベア３の上方に配置されている。そして、この内容
充填機により内容物を充填された缶Ｃは、インジェクタ
ー１の直下を通過する際に所定量の液体窒素を注入さ
れ、その直後に巻締機２で蓋が巻締められて液体窒素が
封入される。上記インジェクター１の近傍には液体窒素
タンク４が設置され、この液体窒素タンク、４からパイ
プ５、バルブ６及び断熱パイプ７を介してインジェクタ
ー１に液体窒素が圧送される。この液体窒素タンク４と
しては、一般的に使用されている過搬式の120kg容器の
ものが用いられている。また、コントローラー８、セン
サー9,11及びケーブル10,12,13によって、缶の移動速度
に応じて必要な微量の液体窒素を１缶毎に間欠的に注入
するための自動制御装置が構成されており、かつ21は缶
内圧の検査機である（詳細については特開昭61−232128
号公報参照）。また、前記液体窒素タンク４には、放圧
弁（図示せず）が取付けられており、これにより液体窒
素タンク４内が所定圧力を超えないようになっている。
そして、前記液体窒素タンク４には、背圧をかけるため
の窒素ガスタンク14が接続されており、この窒素ガスタ
ンク14は前記液体窒素タンク４と同様の構成を有し、内
部には液体窒素が封入されている。これらの両タンク4,
14は、２つの調節弁15,16及び開放弁18を有するホース1
7によって接続されており、このホース17は気化した窒
素ガスのみを前記液体窒素タンク４内に上部空間に送る
ためのものである。さらに、これらの２つのタンク4,14
の接続構成において、窒素ガスタンク14は液体窒素タン
ク４のように前記放圧弁によって大幅に減圧する必要は
なく、かつ前記調節弁15は窒素ガスタンク14内の高圧力
を所定圧力まで減圧するためのものであり、前記調節弁
16は調節弁15で減圧された圧力をさらに設定圧力まで微
調整減圧するものである。そして、このように、２段階
の調節弁15,16を通じて窒素ガスタンク14を液体窒素タ
ンク４に接続しているのは、液体窒素が液体窒素タンク
４からインジェクター１に圧送されるのに必要な背圧を
液体窒素タンク４内の液体窒素の液面の変化にかかわら
ず絶えず一定に保つためである。なお、図中、19は圧力
検出センサーである。

上記のような構成において、インジェクター１のノズル
部から缶毎に間欠的に注入される微量な液体窒素の液滴
の噴射速度ｖ（cm/sec）は、 ｖ＝｛2g（Ｈ＋p/γ）｝^1/2×ζ ……（１） と表わされる。ここで、ζは全抵抗係数、ｇは重力定数
980cm/sec²、Ｈはインジェクター１の液体窒素の液面か
らノズル先端までの液面高さ（cm）、ｐはインジェクタ
ー１内の圧力（kg/cm²）、γは液体窒素の密度0.808×1
0^-3（kg/cm³）である。

第５図は上式を説明するためにインジェクター１の内部
構造を模式的に示したものである。上式からも明らかな
ように、噴射速度ｖはインジェクター１のヘッドスペー
ス圧力ｐに極めて敏感である。例えば、簡単のためにζ
＝１とすると、 Ｈ＝10cm ｐ＝０（kg/cm²）のとき ｖ＝1400mm/sec Ｈ＝10cm ｐ＝0.1（kg/cm²）のとき ｖ＝5120mm/sec となる。

このように、インジェクター１の内圧ｐの変動によって
液体窒素の液滴の噴射速度ｖは大きく変化することにな
るが、このことは、缶Ｃ内への注入液体窒素量の変動及
び高速で移動する缶Ｃへの液体窒素の注入タイミングの
狂いにつながり、缶内圧の大幅なばらつきの原因にな
る。すなわち、高速で移動する缶Ｃへ１缶毎に微量な液
体窒素をタイミングよく注入するためには、液体窒素の
噴射速度ｖは常に安定した一定の値を保つことが必要で
ある。もし、内圧ｐを安定化するために、インジェクタ
ー１の上部を大気に連通して大気圧とした場合には、缶
Ｃの高速移動速度に追従するのに十分な液体窒素の液滴
の噴射速度ｖを得るためには、液面高さＨを大きくしな
ければならず、従ってインジェクター１の高さを極端に
大きくしなければならなくなる。一方、液体窒素充填
は、一般に炭酸飲料を充填するのと同一の充填ラインで
実施されるため、前記インジェクター１は、充填ライン
に簡単に脱着可能なコンパクトな装置にする必要があっ
た。そのため、前記高さＨは大きくとれず代りに大気圧
以上の内圧ｐを付与して缶Ｃの移動速度に対応できるよ
うな噴射速度ｖを得る必要があった。しかも、この内圧
ｐは常時変動の少ない安定した値でなければならない。
前述したような窒素ガスタンク14と調節弁15,16の役割
の一つは安定した内圧ｐをインジェクター１に付与する
ためのものである。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来の液体窒素添加装置にあって
は、長時間連続する液体窒素の充填や既設の充填ライン
への取付けにおいて、次のような問題があった。

すなわち、第４図において、インジェクター１内の圧力
をできるだけ安定化するために断熱パイプ７はその中で
気化する窒化ガス量をできるだけ少なくすべく、充填ラ
インの配置に応じて最短にしなければならない。そのた
め、120kg入りボンベ4,14、特に液体窒素ボンベ４を巻
締機（シーマー）２のできるだけ近くにおく必要があっ
た。このことは下記のような問題点を生じた。

イ）充填ラインの構成上上記ボンベ4,14を充填ライン近
傍や巻締機２近傍に持ち込むことができない場合があ
る。

ロ）充填ラインの近傍にボンベを持ち込める場合でも充
填ラインのオペレーターの作業のじゃまになりやすい。

ハ）このような重量物を外部から持ち込む作業は難し
く、作業性、、安全性の面で問題がある。

ニ）長時間連続運転する場合には、ボンベ交換が必要
で、その交換作業がやっかいな上に、その間、缶Ｃへの
充填作業が中断しなければならない。

ホ）インジェクター１の内圧のばらつきが大きい。

また、上記問題点を解消しようとして、例えば、特開昭
59−37399号公報に記載されたような定量供給装置が提
案されている。この定量供給装置は、容器本体を上下二
つの槽に分割する仕切板のほぼ中央部に、開口を有しこ
の開口上部に弁座を形成し、この弁座に対して進退し先
端周面が弁座に着座・離座自在の弁体を設け、前記開口
に下端が容器本体底部付近に位置する流入管を接続し
て、容器本体上部が液溜部に、容器本体下部が定圧・定
量液溜部になるように形成し、一方、液溜部に第１制御
弁を介して超低温液体貯蔵タンクを接続し、かつ定圧・
定量液溜部の液面を検知する差圧発信器を設け、この差
圧発信器に液面調節計を介して前記第１制御弁および弁
体を進退させる第２制御弁に接続し、さらに前記仕切板
を貫通して液溜部および定圧・定量液溜部に連通するよ
うに連通管を設け、この連通管に容器本体内のガスを放
出する第３制御弁を有する管を接続し、かつ液溜部に圧
力発信器を介して圧力調節計を接続し、この圧力調節計
と前記第３制御弁とを接続して、容器本体内の圧力を一
定圧に保持する機能を設け、容器本体の底部に設けられ
た小孔から定量の超低温液体を供給可能なようにしてな
るものである。

しかしながら、上記定量供給装置にあっては、液溜部と
定圧・定量液溜部との間に連通管が設けられており、液
溜部と定圧・定量液溜部との間が完全に遮断可能な構造
になっていないため、液溜部に超低温液体（例えば液体
窒素）を注入した際に、超低温液化ガスは第２図に示す
供給配管34の長さに比例した熱侵入量があるため、この
熱侵入量によって液、ガス、液、（脈流）と交互に供給
配管内を流れる。上記定量供給装置においては、これら
の圧力変動を安定化させることは困難である。すなわ
ち、供給配管が長い場合圧力の安定化をを優先させると
液面コントロールが不可能となり、液体窒素が液溜部に
溜まらない現象ができてくる等の問題がある。また、第
１制御弁の開時に、超低温液体貯蔵タンク内の圧力（通
常３〜5kg/cm²）が一瞬であっても定圧定量液溜部内に
かかることにより、微圧の精密コントロールおよび液流
下量コントロールが不可能である。この結果、定圧・定
量液溜部から供給される超低温液体が変動してしまうと
いう問題を解決することはできない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、可搬式の液化ガスボンベを持ち込めな
いような充填ラインに液化ガスを連続的に長時間にわた
って生産の中断なしに供給することができる上に、比較
的小容量の装置を用いて、完全に気液分離された定圧の
液化ガスを、容器（缶）の移動速度に追従した状態でか
つ十分に安定した液化ガス液滴噴射速度でしかも極めて
少量の気化損失で供給することができる液化ガス定圧定
量自動供給装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明は、分割板により上
下２室に分けられた容器の該上室上部に液化ガス受入配
管を設け、該受入配管に開閉弁を設け、かつ受入配管の
先端出口部に気液分離フィルターを設けると共に、前記
上室に、該上室内の圧力を調整する第１圧力調整手段
と、前記上室内の液化ガスの液面を検出する第１液面検
出器とをそれぞれ設ける一方、前記分離板の中心部に形
成された開口部に弁機構を設け、また下室に、該下室の
圧力を調整する第２圧力調整手段と、前記下室内の液面
を検出する第２液面検出器とをそれぞれ設け、さらに下
室下部に出口配管を設けてなり、前記開閉弁は前記第１
の液面検出器の検出信号に基づいて制御され、かつ前記
弁機構は前記第２の液面検出器の検出信号に基づいて制
御されるとともに前記上室内の圧力変動がなくなった時
点で開弁するように構成したものである。

「作用」 本発明の液化ガス定圧定量自動供給装置にあっては、上
下両室の圧力を第１、第２圧力調整手段によって一定に
保持すると共に、第１、第２液面検出器の検出信号に基
づいて開閉弁及び弁機構の操作を行なって、上下両室内
の液面を所定の範囲内に制御する。また、上室内の圧力
が変動する場合は、弁機構を閉じ、上下両室間を完全に
分離し、上室内の圧力変動が下室内に影響を与えないよ
うにする。

「実施例」 以下、第１図ないし第３図に基づいて本発明の一実施例
を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す真空断熱液化ガス容器
（サブタンク）の概略構成図である。この図において、
サブタンク30は、その内部を、中央部に水平に設けられ
た分割板32により上室31aと３下室31bとに分離された金
属製の二重槽構造のものである。そして、この上室31a
には、電磁弁33を有する断熱配管（受入配管）34を介し
て低温液化ガス（液体窒素）の貯槽Ｔ（第２図参照）が
連結されている。また、前記分割板32の略中央部には、
上下室31a,31b間を連通する導通孔（開口部）35が形成
され、この導通孔35の上部に配置した弁座35aと、これ
に密接する弁体36とにより仕切弁（弁機構）37が構成さ
れている。この仕切弁37の弁体36を支持する弁棒37a
の、前記サブタンク30を貫通した上端には、前記弁体36
を上下に移動させる仕切弁操作部38が設置されており、
この仕切弁操作部38によって、前記仕切弁37の開閉を行
なうようになっている。さらに、前記分割板32の導通孔
35の下方には、下室流入管39が垂設されている。そし
て、前記下室31bの下部には、電磁弁41を有する出口配
管40が連結されている。

前記受入配管34の先端出口部には、気液分離フィルター
42が設けられている。ここで、受入配管34より供給され
る液体窒素は前記貯槽Ｔ内での貯蔵圧力及び受入配管34
への外部からの熱侵入等の影響を受け、通常その沸点以
上の液温を有しており、大気圧より高い圧力になってき
わめて不安定な状態となっている。従って、前記気液分
離フィルター42によって前記液体窒素を気液分離するよ
うになっている。また、前記上室31aには、サブタンク3
0の上部を貫通して上室装着管43が挿し込まれており、
この上室装着管43には、前記上室31a内の液面の上限44a
と下限44bを検出する第１液面検出器44が設置されてい
る。そして、この第１液面検出器44の検出信号によって
前記電磁弁33が開閉操作され、上室31a内の液体窒素の
液面があらかじめ設定された前記上限44a及び下限44bの
範囲内に維持されるようになっている。さらに、前記上
室装着管43から分岐した上室制御管45には、上室31aの
気相圧力を検出する上室圧力検出器（第１圧力検出器）
46が設置されており、この上室圧力検出器46の検出信号
に基づいて、上室31aの圧力が高い場合には、電磁弁47
が開き、かつ上室31aの圧力が低い場合には、電磁弁48
及び自力式圧力調整弁49が開くようになっている。そし
て、これらの電磁弁48及び自力式圧力調整弁49には高圧
ガスボンベ等（図示せず）から高圧窒素ガスが供給され
るようになっている。

また、前記下室31bには、サブタンク30の上部を貫通し
て下室装着管50が挿し込まれており、この下室装着管50
には、前記下室31b内の液面の上限51aと下限51bを検出
する第２液面検出器51が設置されている。そして、この
第２液面検出器51の検出信号によって前記仕切弁操作部
38に空気圧等の作動流体を供給する三方電磁弁52を制御
するようになっており、これにより、下室31bの液面は
上限51a及び下限51bの範囲内に維持されるようになって
いる。さらに、前記下室装着管50から分岐した下室制御
管53には、下室31bの気相圧力を検出する下室圧力検出
器（第２圧力検出器）54が設置されており、この下室圧
力検出器54の検出信号に基づいて、下室31b内の圧力が
高い場合には、電磁弁56あるいは圧力調整弁55を開放操
作すると共に、下室31b内の圧力が低い場合には、加圧
用圧力調整弁57を開いて下室31b内に外部の窒素ガスを
導入するようになっている。さらに、微圧制御を安定し
て可能とするためには、圧力調整57より常時一定量の窒
素ガスを加圧導入することにより、上室31aより液体窒
素を導入する場合の圧力変動や下室31bの液面低下時の
圧力減少変化を補正し、下室31b内での圧力を一定に保
持するようになっている。電磁弁56は初期予冷時および
緊急放出用として機能し、仕切弁37が開になるときに開
の状態になる以外、一般使用時には閉になっている。こ
れにより、下室31b内の圧力は、あらかじめ下室圧力検
出器54内に設定された圧力範囲内に微調整され、かつ維
持されている。ここで、この下室圧力検出器54内に設定
された下室31bの圧力変動許容範囲は、前記上室圧力検
出器46内に設定された上室31aの圧力変動許容範囲に比
べて極めて小さいものである。また、前記下室制御管53
にはヒーター58が巻回されている。

上記のように構成されたサブタンク30を組み込んだ液体
窒素添加装置の一例を第２図に示す。この図は120kg可
搬式ボンベを充填ライン近傍に持ち込めず、しかも長時
間連続運転する充填ラインに適用した一例を示したもの
で、第４図に示す従来例と同様の構成の部分については
同符号を付して説明を省略する。この図において符号Ｔ
は屋外に設置された大容量（例えば5ton）の固定式の貯
槽であり、この貯槽Ｔとサブタンク30との間をつなぐ断
熱配管34は、例えば長さ38mの真空断熱パイプが使用さ
れている。そして、前記貯槽Ｔにはタンクローリーから
液体窒素が供給されるようになっている。また、前記サ
ブタンク30は、前記インジェクター１と略同等のコンパ
クトな大きさであり、充填作業に支障のない位置に固定
され、インジェクター１と最短距離（例えば0.5m以下）
の断熱パイプ40,7で連結されている。この断熱パイプ4
0,7にはジョイント60が設置され、インジェクター１は
簡単に脱着可能である。

次に、上記のように構成された液体窒素添加装置を用い
て、1300cpmの充填速度で液体窒素を缶Ｃ内に充填する
場合について、第３図に示すサブタンク30の上下両室31
a,31bにおける圧力と液面変化およびインジェクター１
の圧力変化を参照して説明する。

まず、前記サブタンク30の下室31bとインジェクター１
とが断熱パイプ40,7及びジョイント60を介して連通して
いる状態において（第３図の時刻t₁）、下室31b内の液
体窒素の液面は、インジェクター１において缶Ｃ内への
液体窒素の注入が開始される位置C₁から充填の進行に伴
って漸次低下していき、第２液面検出器51の設定下限位
置51bまで下がると、第２液面検出器51の検出信号に基
づいて三方電磁弁52を介して仕切弁操作部38が操作され
て、仕切弁37を開く。これにより、液体窒素が上室31a
から下室31bに流入し始め、下室31bの液面が位置C₂から
上昇し始める（時刻t₂）。そして、下室31bの液面位置
が第２液面検出器51の液面上限51bに達すると、仕切弁3
7が閉じる（時刻t₃）。一方、時刻t₁から時刻t₂の間に
おいて、上室31aの液面位置は、電磁弁33と仕切弁37が
閉じられているため、第１液面検出器44の液面上限44a
に対応する位置B₁で一定に保持されている。また、下室
31bの液面位置の変化C₁C₂の勾配は、インジェクター１
で消費される液体窒素の量によって決定される。

さらに、下室31bの液面変化C₂→C₃に対応して、上室31a
の液面位置はB₁→B₂と低下する。ここで、液面位置B₂は
下室31bの液面上限設定位置によって決まり、通常、上
室31aの第１液面検出器44の下限設定位置44bよりも低目
に設定されている。そして、時刻t₃で仕切弁37が閉じら
れ、液体窒素の下室31bへの供給が止まるが、インジェ
クター１へは液体窒素が供給され続けるため、下室31b
の液面位置C₃→C₄に低下する。

一方、上室31aの液面位置は時刻t₃からB₂で一定とな
り、短時間経過させた後、時刻t₄において、電磁弁33を
開き、受入配管34内でガス化した窒素ガスとともに液体
窒素が上室31a内に供給される。ここで、時刻t₃から時
刻t₄までの時間間隔をおいたのは、仕切弁37と電磁弁33
との同時作動を防止するためである。この時（時刻
t₄）、上室31aと下室31bとは、仕切弁37によって遮断さ
れているので、受入配管34からの窒素の流入による急激
な圧力変化は下室31bの圧力に全く影響せず、下室31bの
圧力は一定に保持される。

この点において、上述した従来例（特開昭59−37399号
公報参照）においては、上下に仕切られた２つの槽が、
本発明にように２つの槽の圧力変化に対応して必要に応
じて遮断される構成になっておらず、２つの槽間は連通
しているため、上室の圧力を大気圧以上の加圧状態にし
た場合、時刻t₄からt₅にみられるような圧力のハンチン
グ現象が、同時に下室の圧力のハンチング現象となって
現われ、それが下室に連通しているインジェクターの圧
力変動となり、従ってインジェクターからの液体窒素の
噴出速度に大きなばらつきを与えてしまう。しかも、上
下２槽の圧力を大気圧以上の加圧状態でそれぞれ別個の
値に設定し制御することはできない。

上述したように、時刻t₄から上室31a内に液体窒素が供
給されると、上室31a内の圧力は急上昇する。この圧力
が任意に設定された圧力以上に上昇したときには、電磁
弁47が大気開放になって異常圧力を逃がし、これにより
サブタンク30が保護される。そして、時刻t₄から急上昇
した上室31aの圧力は、液面位置がB₂→B₃に上昇する間
に（時刻t₄→t₅）、電磁弁47と圧力調整弁49及び電磁弁
48によって設定された一定圧になるように調整される。
次いで、上室31aの液面が上限設定位置B₃に達したとき
（時刻t₅）、電磁弁33は閉じられ、上室31aの液面は仕
切弁37が開くまで（時刻t₇まで）上限設定位置B₃に保持
される。また、上室31aの圧力は電磁弁33が閉じられた
時点で（時刻t₅）、窒素ガスの流入もなくなるので、一
旦設定圧力より若干低下するが、時刻t₆において、電磁
弁47が閉じられ、外部へのガス流出が止められるので、
直ちに設定値まで回復する。時刻t₅からt₆の間に圧力を
低下させることによって気液分離フィルター42によって
気液分離された液体窒素を、過冷却の状態にする。さら
に、時刻t₅→t₆における上室31aの圧力低下が大きい場
合には、圧力調整弁49、電磁弁48を介して加圧すること
により圧力を設定値に速やかに戻す。

このように上室31aの圧力が設定値に安定化した後（時
刻t₇）、仕切弁37を開き、下室31bへの液体窒素の供給
を再開する。また、上室31a内の減圧機能を有する電磁
弁47と、増圧機能を有する圧力調整弁49、電磁弁48の作
動は、上室31aの設定圧に応じて上室圧力検出器46から
の指令で行なわれる。

本実施例の場合、上室31aの圧力は980mmAq、下室31bの
圧力は800mmAqに設定される。そして、上室31aの圧力が
設定値に安定した後、気液分離された過冷状態の液体窒
素が、上室31aより下室34b内に流入するので、下室31b
の圧力の変動はほとんどなく、第３図に示すように、下
室31bの圧力は上室31aの圧力以下の任意の設定値D₁（本
実施例では800mmAq）に保持される。この場合、インジ
ェクター１と下室31bとは連通しているので、液体窒素
の下室31bへの流入の有無にかかわらず、インジェクタ
ー１の圧力もまた安定した設定値E₁に保持される。ここ
で、外部の貯槽Ｔから上室31aに液体窒素が補給され、
上室31aの圧力が安定化するまでの時間l₃は下室31bから
液体窒素がインジェクター１に供給される時間l₁より短
くなければならず、また下室31bに上室31aから液体窒素
が供給される時間l₂は前記時間l₁より短くなければなら
ない。すなわち、 l₁＞l₃、l₁＞l₂ ……（２） の条件を満足するように、弁径を選定していると共に、
電磁弁33及び仕切弁37の開閉操作の時期と開閉時間とが
自動的に制御される。さらに、下室31bの圧力は前記
（１）式でインジェクター１の下部を通過する缶Ｃの充
填速度に適合した液体窒素の噴出速度が得られるような
値に設定され、かつ上室31aの圧力は（２）式を満足す
るような液圧送ができるような値に設定される。

本発明を具体的に実施した一例の諸元を以下に示す。

使用容器30: 竪型円筒多重真空断熱型低温液化ガス容器内槽、外槽お
よび分割板材質：ステンレス 上室容積:10 下室容積:9.5 仕切弁： 上室を弁箱とした低温液化ガス用アクチュエーター弁 液体窒素充填量 上室:6.7±１ 下室:5.8±0.8 圧力設定値 上室:980mmAq 下室:800mmAq 上室への液体窒素受入量： ４／分（間欠的） 下室よりインジェクターへの液体窒素供給量： １／分（連続的） また、長期間使用した結果、サブタンク30内に微量の水
分、炭酸ガス等が蓄積された場合には、加圧用圧力調整
弁57、仕切弁37、電磁弁47を開くと共に、加圧用圧力調
整弁57を経て供給される窒素ガスをヒーター58により加
熱し、このガスを下室装着管50、下室31b、仕切弁37、
上室31a、上室装着管43及び電磁弁47を経て外部へ排出
することにより、内部の微量の水分、炭酸ガス等が円滑
に除去される。

なお、本実施例においては、低温液化ガスとして液体窒
素を用いて説明したが、これに限られることなく、液体
アルゴン、液体ヘリウム、液体酸素等でもよい。また、
本実施例では缶内への液体窒素の注入について説明した
が、食品冷凍や食品の酸化防止のための窒素添加、ある
いは金属材料の冷却等にも適用できる。さらに、本実施
例においては、連続的に搬送されてきた缶毎に所定時間
だけ液体窒素を注入する間欠噴射（供給）方式で説明し
たが、連続流下式で液化ガスを供給する場合に適用でき
ることは言うまでもない。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明は、分割板により上下２室
に分けられた容器の該上室上部に液化ガス受入配管を設
け、該受入配管に開閉弁を設け、かつ受入配管の先端出
口部に気液分離フィルターを設けると共に、前記上室
に、該上室内の圧力を調整する第１圧力調整手段と、前
記上室内の液化ガスの液面を検出する第１液面検出器と
をそれぞれ設ける一方、前記分離板の中心部に形成され
た開口部に弁機構を設け、また下室に、該下室の圧力を
調整する第２圧力調整手段と、前記下室内の液面を検出
する第２液面検出器とをそれぞれ設け、さらに下室下部
に出口配管を設けてなり、前記開閉弁は前記第１の液面
検出器の検出信号に基づいて制御され、かつ前記弁機構
は前記第２の液面検出器の検出信号に基づいて制御され
るとともに前記上室内の圧力変動がなくなった時点で開
弁するように構成したものであるから、第１、第２圧力
調整手段によって上下両室の圧力をそれぞれ一定に保持
すると共に、第１、第２液面検出器の検出信号に基づい
て開閉弁及び弁機構の操作を行なって、上下両室内の液
面を所定の範囲内に制御することにより、低温液化ガス
の定圧自動供給が、入口（外部貯槽からの受入）および
出口（インジェクター等の液化ガスの使用部分）の状況
にかかわらず、高精度で行なうことができる。また、本
発明の装置に例えば公知の流量制御滴下装置（特開昭57
−114095号、特開昭61−232128号等）を付設すれば、一
定圧力の低温液化ガスを要求に応じた流量で供給するこ
とができ、比較的小容量の装置を用いて完全に気液分離
された定圧の低温液化ガスの自動供給を極めて少量の気
化損失で行なうことができる。特に、本発明の装置は上
記間欠式液化ガス滴下方式のインジェクターを1000cpm
以上の高速充填で使用する際に、缶等の液化ガス注入容
器の移動速度に追従するような、十分に安定した液化ガ
ス液滴噴出速度を付与するために不可欠である。これに
加えて、本発明によれば、可搬式の液化ガスボンベを持
ち込めないような充填ラインに液化ガスを供給すること
や、充填ラインの中断なしに連続長時間にわたる液化ガ
スの供給が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
本発明の液化ガス定圧定量自動供給装置を組み込んだ間
欠式液化ガス滴下装置の概略構成図、第３図は各部の圧
力、液面変化を説明する特性図、第４図は従来の間欠式
液化ガス滴下装置の概略構成図、第５図は液化ガスの噴
射速度を説明する説明図である。 30……真空断熱液化ガス容器（サブタンク）、31a……
上室、31b……下室、32……分割板、33……電磁弁、34
……断熱配管（受入配管）、35……導通孔（開口部）、
37……仕切弁（弁機構）、40……出口配管、41……電磁
弁（開閉弁）、42……気液分離フィルター、44……第１
液面検出器、44a……液面上限、44b……液面下限、46…
…上室圧力検出器（第１圧力検出器）、47……電磁弁
（第１圧力調整手段）、48……電磁弁（第１圧力調整手
段）、49……自力式圧力調整弁（第１圧力調整手段）、
51……第２液面検出器、51a……液面上限、51b……液面
下限、54……下室圧力検出器（第２圧力検出器）、55…
…圧力調整弁（第２圧力制御手段）、56……電磁弁（第
２圧力制御手段）、57……加圧用圧力調整弁（第２圧力
制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 功 群馬県邑楽郡大泉町上小泉2495の２ (72)発明者 高島 重彦 大阪府羽曳野市はびきの４丁目８番13号 (72)発明者 澤田 昇 三重県四日市市大谷台２丁目882番地の13 (56)参考文献 特開 昭61−232128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−37399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−114095（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断熱液化ガス容器の内槽中央部に水平に設
   けられた分割板により、該容器が上下２室に分けられ、
   その上室上部に液化ガス受入配管が、また下室下部に出
   口配管がそれぞれ設けられ、前記分割板の中心部に開口
   部が形成され、かつ該開口部に弁機構が設けられてなる
   液化ガス供給装置において、 前記受入配管に開閉弁が設けられ、かつ前記受入配管の
   先端出口部に気液分離フィルターが設けられると共に、
   前記上室に、該上室の圧力を調整する第１圧力調整手段
   と、前記上室内の液化ガスの液面を検出する第１液面検
   出器とがそれぞれ設けられる一方、前記下室に、該下室
   の圧力を調整する第２圧力調整手段と、前記下室内の液
   化ガスの液面を検出する第２液面検出器とがそれぞれ設
   けられてなり、前記開閉弁は前記第１の液面検出器の検
   出信号に基づいて制御され、かつ前記弁機構は前記第２
   の液面検出器の検出信号に基づいて制御されるともに前
   記上室内の圧力変動がなくなった時点で開弁するように
   構成されていることを特徴とする液化ガス定圧定量自動
   供給装置。
2. 【請求項２】前記液化ガスが液体窒素、液体アルゴン、
   液体ヘリウムまたは液体酸素であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の液化ガス定圧定量自動供給装
   置。