JPS5833439B2 - 不活性液化ガス定量滴下法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、缶詰内に不活性ガスとして液化窒素ガスＬＮ
２又は液化炭素ガスＬＣＯ２を滴下充填する不活性液化
ガス定量滴下法およびその実施に直接使用する装置に関
する。

近年頓に叫ばれる省資源、省エネルギーの要請に応えて
缶詰内に不活性液化ガスを滴下充填密封し、不活性液化
ガスの気化膨張により缶内を陽圧にして補強効果を持た
せ缶容器の薄肉化を計り材料削減に伴うコストダウンと
同時に品質劣化、変敗等の悪影響を与える封入酸素量を
滴下充填密封時減少して品質を向上させることが試みら
れている。

しかるに、この種の従来の不活性液化ガス定量滴下装置
イは第１図に示すよう外側が真空断熱した二重構造の開
放タンクロになっており、開放タンクロ内の液面制句と
、下端に簡易断熱の電磁弁ハ付添加ノズル二を取付けた
真空二重管ホを開放タンクロから垂下し、当該真空二重
管ホの途中に介設した図示しない流量調節ニードル弁を
手動調節ハンドルへにより調節して滴下量を制御する構
造であったため、不活性液化ガス、飼えば液化窒素ガス
ＬＮ２の特性（沸点−１９５，８℃、１ ａｔｍ、比容
８６１．５ ｍｌ／ｆｌ、２１．１℃、１ ａｔｍ ）
を制御することができず、弁棒や管自体を通して外気温
の伝熱を受けて真空二重管ホ中で気化が励発し、圧力及
び流量が変動し所謂脈流現象を誘起して定量滴下を不可
能とした。

その結果缶詰毎に不活性ガスの充填量を異にし内圧や品
質にバラツキを持たらし不安定とならざるを得ない。

本発明は前記従来装置の欠陥に鑑み、脈流等の経時変動
現象を持たらさず常時定量滴下可能とする不活性液化ガ
ス定量滴下法および装置を提供せんとするものである。

液化窒素ガスＬＮ２を滴下処理する本発明装置の実施例
を第２図について説明する。

本発明の不活性液化ガス定量滴下装置Ａは、添加用液化
窒素ガスＬＮ２を中央に貯蔵する中心槽１と、その外側
外周を断熱用液化窒素ガスＬＮ２と断熱用真空雰囲気Ｖ
ａをそれぞれ密封内容する中間槽２と外槽３で順次囲繞
した同心円三重構造に内部をかつ絞り形態に形成した下
端部に中間槽２の突出下端で外周を囲繞したガス室４を
それぞれ画成し、上端を天板５でかつ下端を履板６に取
付けた底板Ｔで閉塞せる外観ホッパー又は漏斗型密封タ
ンクＢと、下端中央に添加ノズル８を着脱自在に螺着垂
下し中心槽１の底端に取り付けた添加用液化ガス路開閉
弁機構Ｃと、当該添加用液化ガス路開閉弁機構Ｃのシー
ト弁体９の開閉を制御しかつ密閉タンクＢの天板５中夫
に貫着屹立した自動操作シリンダ機構りと、当該自動操
作シリンダ機構りの操作圧および中心槽１の内圧を調節
制御する圧力制御系Ｅと、中心槽１内の添加用液化窒素
ガスＬＮ２および中間槽２内の断熱用液化窒素ガスＬＮ
２の液面制御系Ｆと、外槽３内の真空圧制御系Ｇと、中
間槽２内の気化窒素ガスＧＮ２をガス室４内に流量調節
を行って送り込む気化窒素ガス流量制御系Ｈとを有機的
にシステム構成してなる。

前記添加用液化ガス路開閉弁機構Ｃは、弁座口１０を中
心に同心円上に囲繞屹立し平端部外周に通孔１１を貫設
した弁ガイド筒１２に上下摺動自在に内挿しかつ弁座口
１０に対向する下端面にシートディスク１３を埋嵌した
シート弁体９の弁棒１４を中心槽１の軸心にそって縦貫
し、自動操作シリンダ機構りの下端開口円筒部１５に上
下動自在に内通して弁棒１４の上昇動と一体的にシート
弁体９を上昇し弁座口１０からシートディスク１３を引
離した時間弁となり弁棒１４の下降動と一体的にシート
弁体９を下降し弁座口１０にシートディスク１３を圧接
した時閉弁となるよう形成してなる。

前記自動操作シリンダ機構りは、円筒部１５上に発条室
部１６を介してシリンダ１７を搭装し、当該シリンダ１
７に上下出没動自在に内挿したピストンロッド１８を発
条室部１６に挿入して発条室部１６内で弁棒１４上端と
突合せ、フランジ１９と一体結合するとともに発条室部
１６の封蓋２０と前記７ランフ１９間に圧縮コイルスプ
リング２１を介装してピストンロッド１８と弁棒１４を
一体に常時下降習性を付勢するように形成してなる。

前記圧力制御系Ｅは、窒素ガスＧＮ、源と操作配管２２
を通り途中順次二次側保圧用減圧弁２３および電磁弁２
４を介してシリンダー１７内と連通ずる一方、窒素ガス
ＧＮＪと加圧配管２５を通り途中順次二次側保圧用減圧
弁２６、ボール弁２７、二次側保圧用減圧弁２８を介し
て中心槽１上端内と連通ずるとともに減圧弁２８の後位
置の加圧配管２５から分岐した排気管２９を通り途中凍
結防止ヒータ−３０付二次側保圧用減圧弁３１と逆止弁
３２を介して大気に開放し、他方減圧弁２６とボール弁
２７間の加圧配管２５から分岐し先端が天板５を貫通し
て中間槽２内下部に延びた分岐加圧配管３３を通り途中
ボール弁３４、二次側ガス量調節精密減圧弁３５を介し
て中間槽２下部内と連通してなる。

図中３６，３７，３Ｂは圧力計、３９゜４０’、４１は
それぞれ加圧配管２５に取付は中心槽１上端内と連通ず
る安全弁、圧力計、緊急時大気解放弁、４２，４３，４
４は中間槽２の天板５に貫着取付げ中間槽２上端内と連
通ずる排気管４５にそれぞれ取付けた安全弁、圧力計、
緊急時１大気解放弁である。

前記液面制御系Ｆは、周囲を断熱した液化窒素ガスＬＮ
Ｊと第１供給配管４６を通し途中電磁弁４１を介し中心
槽１上端内と連通ずるとともに液化窒素ガスＬＮＪ寄り
の第１供給配管４６にドラア イヤー４８を分岐取付け
る一方、電磁弁４７とドライヤー４８分岐間の第１供給
配管４６から分岐した第２供給配管４９を通り途中電磁
弁５０を介し中間槽２上端内と連通し、差圧発信器５１
を一辺とするブリッジ回路５２の一方の検出端５３を中
心槽１上端内に臨ま七つ他方の検出端５４を天板５を貫
通して延び中心槽１内子部に臨ませるとともに、差圧発
信器５５を一辺とするブリッジ回路５６の一方の検出端
５７を中間槽２上端内に臨ませかつ他方の検出端５８を
天板５を貫通して延び中間槽２内下部に臨ませてなり、
前記差圧発信器ｓｉ 、ｓｓで中心槽１および中間槽２
内のそれぞれ液化窒素ガスＬＮ２の液位を検出しそれぞ
れに接続されている液面指示調節計６０，６１からの開
閉指令信号により前記電磁弁４７，５０が開閉制御され
液化窒素ガスＬＮＪから中心槽１および中間槽２内に液
化窒素ガスＬＮ２が供給される。

前記液面指示調節計６０，６１は液面の下限値及び上限
値を設定可能で、差圧発信器５１，５５からの信号が設
定下限値に達すると電磁弁４７，５０”開”′の信号を
出力し、設定上限値に達すると電磁弁４７．５０”閉″
の信号を出力して液の供給を停止するので、設定上限値
及び下限値の幅を小さく設定し電磁弁の開閉頻度を多く
すると槽内液レベルの変動幅を小さく保持出来るように
してなる。

図中５９は安全器で、液面指示調節計６０゜６１と共に
制御盤６２上に実装される。

前記真空圧制御系Ｇは、モーター６３に直結した真空ポ
ンプ６４と真空管６５を通り途中逆止弁６６およびポー
ル弁６７を介して外槽３上端内と連通してなる。

図中６８はモータースイッチ、６９はモーター６３の自
己保持回路であって制御盤６２上に実装される。

前記気化窒素ガス流量制御系Ｈは、下端吹出ロア０を中
間槽２底端を貫通してガス室４内に開口し中間槽２を縦
貫して天板５を貫通した冷却吹出管７１の上端に気化ガ
ス流量調節アングル弁７２を介接して中間槽２上端内と
連通してな、る。

図中７３は、添加ノズル８を囲繞し底板７中夫に貫着し
た気化ガスノズルである。

また７４゜７５は回収弁７６と排水弁７７とをそれぞれ
外端に接続した抜口、７８．７９は凍結防止ヒーター３
０のスイッチ、８０はサーモスタット、８１は真空計で
ある。

本発明は前記のように構成するから中心槽１と中間槽２
に内容される添加用液化窒素ガスＬＮ２と断熱用液化窒
素ガスＬＮ２はそれぞれ一対の検出端５３と５４．５１
と５８により液面制御系Ｆを作動して常時定位の液面制
御を行っており、外槽３内の真空雰囲気は真空圧制御系
Ｇを作動して常時所要の真空圧に保持されている。

また中心槽１内圧は圧力制御系Ｅを作動して一定圧に保
圧して添加用液化ガス路開閉弁機構Ｃの開弁作動時常時
一定量の液化窒素ガスＬＮ２を添加ノズル８から滴出す
るようにしである。

中間槽２内で気化した窒素ガスＧＮ２は、気化窒素ガス
流量制御系Ｈを作動して気化ガス流量調節アングル弁７
２の調整度合により冷却ガス吹出管７１の下端吹出ロア
０からの冷却気化窒素ガスＧＮ２をガス室４へ導き添加
ノズル８を外気との接触から遮断して外周部の凍結を防
止するとともに添加ノズル８内の液化ガスの気化を防止
する。

冷却気化窒素ガスＧＮ２は更にガス室４下部の気化ガス
ノズル７３へ導びかれこの時の冷却気化ガスＧＮ２の吹
出速度を添加ノズル８から落滴する落下速度に前述の通
り気化ガス流量調節アングル弁７２の開口量調整により
同調せしめ、落下方向に絞って添加用液化窒素ガスＬＮ
２の落滴を包囲しつつ大気から遮断して瞬間気化を防止
可能としあわせて落滴が風等の大気の変動で乱されるこ
とも防止され落下定量性を向上する。

そして気化ガスノズル７３直下を缶詰群が通過する直前
に検知信号を受けて電磁弁２４を開弁すると圧力制御系
Ｅの操作配管２２を通し、自動操作シリンダ機構りのシ
リンダ１７内に窒素ガスＧＮ２の操作圧を送り込むとピ
ストンロッド１８は圧縮コイルスプリング２１０弾性力
に抗して操作圧力に応じて上動し、これと一体に弁棒１
４およびシート弁体９も弁ガイド筒１２内を上昇摺動し
て弁座口１０からンートディスク１３を引離し開弁する
と添加用液化窒素ガスＬＮ２は通孔１１を通って弁座口
１０を経て添加ノズル８に至り、添加ノズル８から落滴
した添加用液化窒素ガスＬＮ７！ガス室に充満した気化
窒素ガスＧＮ２が気化ガスノズル７３に集中噴出する中
を落下して気化ガスノズル７３直下を通過中の缶詰内に
滴下充填され、缶詰は次工程の蓋巻締工程へと移行する
。

かくして本発明は、中心槽１から添加ノズル８間での気
化による圧力変動を防止する為三重構造のタンクとし、
即ち中心槽１を液化窒素ガスＬＮ２充填槽、中間槽２を
断熱気化用液化ガスＬＮ２槽、外槽３を真空断熱槽とし
た。

又あわせて中心槽１と添加ノズル８間を大気温との熱影
響を最小にする為、可及的に短縮する構造ともした。

さらに流量制御の為、中心槽１を密閉型とすることによ
り気化窒素ガスＧＮ２による加圧が可能とし、中心槽１
内と連通した内圧制御用精密減圧弁３１を取付け、しか
も中間槽２からの気化窒素ガスＧＮ２は添加ノズル８の
凍結防止の為に添加ノズル８周辺に導かれ加えて気化ガ
スノズル７３から噴出させて気化窒素ガス流層を形成さ
せ、液化窒素ガスＬＮ２が添加ノズル８から吐出される
際の瞬間気化を防止し、缶詰内への定量滴下を行い品質
が安定した缶詰を得る等優れた効果を発揮する。

なお本発明の実施例では専ら不活性液化ガスとして液化
窒素ガスの滴下充填を主に説明して来たが、液化炭酸ガ
スの滴下充填にもそのまま適用出来ることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は開放タンクを装備する従来型装置の側面図、第
２図は本発明装置の系統的に図化したフローチャートで
ある。 Ａ・・・・・・不活性液化ガス定量滴下装置、Ｂ・・・
・・・密閉タンク、Ｃ・・・・・・添加用液化ガス路開
閉弁機構、Ｄ・・・・・・自動操作シリンダ機構、ＬＮ
２・・・・・・液化窒素ガス、ＧＮ２・・・・・・気化
窒素ガス、Ｖａパ曲真空雰囲気、１・・・・・・中心槽
、２・・・・・・中間槽、３・・・・・・外槽、４・・
・・・・ガス室、５・・・・・・天板、８・・・・・・
添加ノズル、９・・・・・・シート弁体、１０・・・・
・・弁座口、１１・曲・通孔、１２・・・・・・弁ガイ
ド筒、１３・・曲シートディスク、１４・・・・・・弁
棒、１５・・・・・・円筒部、１６・・・・・・発条室
部、１７・・・・・・シリンダ、１８・・・・・・ピス
トンロッド、２１・・・・・・圧縮コイルスプリング、
７０・・曲下端吹出口、７１・・・・・・冷却ガス吹出
管、７２・・・・・・気化ガス流量調節アングル弁、７
３・曲・気化ガスノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周を断熱用不活性液化ガスと断熱用真空雰囲気で
   二重に密封した添加用不活性液化ガスに吹込み加圧する
   不活性ガス圧と、前記添加用不活性液化ガスに直通する
   添加ノズル内の流通とを自動制御して、当該添加ノズル
   から前記添加用不活性液化ガスを、不活性気化ガス噴出
   雰囲気中を通し常時定量滴下してなる不活性液下ガス定
   量滴下法２ 不活性気化ガス噴出雰囲気は、密閉雰囲気
   とした内部に垂下する添加ノズルの下端を当該密閉雰囲
   気の出口に臨ませて前記密閉雰囲気内への不活性気化ガ
   スの供給送り込み量を調整することにより、前記出口か
   ら流出する不活性気化ガスの噴出方向と速度を前記添加
   ノズルから落滴する添加用不活性液化ガスの落下方向と
   速度に一致せしめてなる特許請求の範囲第１項記載の不
   活性液化ガス定量滴下法。 ３ 不活性気化ガスは、断熱用不活性液下ガスの気化ガ
   スを利用してなる特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の不活性液化ガス定量滴下法。 ４ 添加用不活性液化ガスと断熱用不活性液化ガスと断
   熱用真空雰囲気をそれぞれ密封内容する中心槽とその外
   周を順次囲繞する中間槽と外槽とにより内部を三重構造
   に形成した密封タンクを設け、前記中心槽の底端に取付
   けた添加用液化ガス路開閉弁機構の弁棒を前記中心槽を
   貫通して前記密封タンク外上端に取付けた操作機構と結
   合する一方、不活性窒素ガス源と前記中心槽とを連通し
   、他方前記中間槽内上端と前記中間槽の突出下端で外周
   を囲繞したガス室とを連通してなる不活性液化ガス定量
   滴下装置。 ５ 中心槽は、内部上端と凍結防止ヒーター付減圧弁を
   介して大気と連通してなる特許請求の範囲第４項記載の
   不活性液化ガス定量滴下装置。