JPS63281927A - 液化ガス定圧定量自動供給装置 - 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】 「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。このための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
液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ｌ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可搬式の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Ｉ　Ｏ，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１７
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内の上部空間に送る
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ｌ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１
９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ｌ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（ｃｓ＋／　５ｅｃ）は、ｖ＝　（２ｇ（
Ｈ＋　ｐ／　ｒ　））””　Ｘζ　　　−＝・Ｃ１）と
表わされる。ここで、ζは全抵抗係数、ｇは重力定数９
８０　ｃｍ／　ｓｅｃ”、Ｈはインジェクターｌの液体
窒素の液面からノズル先端までの液面高さくＣｍ）、ｐ
はインジェクターｌ内の圧力（ｋｇ／ｃ＋＋＋１）、γ
は液体窒素の密度０　、８０８　ｘ　ｌ　Ｏ−３（ｋｇ
／　ｃ＋ｎ３）である。

第５図は上式を説明するためにインジェクターｌ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＝　１０　ｃ＋ｅ　　ｐ＝　０　（ｋ
ｇ／ｃｍ″）のときｖ＝　１４００　ｍｍｄ／　５ｅａ Ｈ−１０ｃ＋ｓ　　ｐ＝　０　、１　（ｋｇ／　ｃｍ”
）のときｖ＝　５１２０　ｍｍ／　ｓｅｃ となる。

このように、インジェクターｌ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
ｌ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ｌ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ｌ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
気化する窒素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−）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。

口）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。

二）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１こ、その間、缶Ｃへの
充填作業を中断しなければならない。

ホ）インジェクターｌ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制御井およ
び弁体を進退させる第２制御弁に接続し、さらに前記仕
切板番貫通して液溜部および定圧・定量液溜部に連通ず
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３〜５　ｋｇ／　ｃｍ”）が−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、前記両液面検出器の検
出信号に基づいて前記開閉弁及び弁機構を制御するよう
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
下画室の圧力を第１１第２圧力調整手段によって一定に
保持すると共に、第１１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
が変動する場合には、弁機構を閉じ、上下画室間を完全
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
上皇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間を連通ずる導
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３
５の下方には、下室流人管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３０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３
１ａ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、上皇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４
３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、かつ上皇３１ａの圧力が低い場合には、電
磁弁４８及び自刃式圧力調整弁４９が開くようになって
いる。

そして、これらの電磁弁４８及び自刃式圧力調整弁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
って前記仕切弁操忙部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５
４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、上皇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−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ｌ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０．５ｓ以下）の断熱パイプ４
０．７で連結されている。この断熱パイプ４０．７　に
はジヨイント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、１３００ｃｐｓ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３１ａ、３１ｂにおける圧力と液面変化およびイ
ンジェクターｌ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　及びジヨイント６０を介
して連通している状態において（第３図の時刻１＋）、
下室３１ｂ内の液体窒素の液面は、インジェクターｌに
おいて缶Ｃ内への液体窒素の注入が開始される位置Ｃ３
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ｔｚ）。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ｔｓ）。一方、時刻１１から時刻ｔ、
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Ｂ、で一定に保持され
ている。

また、下室３１ｂの液面位置の変化Ｃ、Ｃｔの勾配は、
インジェクターｌ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Ｃｔ−Ｃｓに対応して、
上室３１ａの液面位置はＢ１→Ｂ、と低下する。ここで
、液面位置Ｂ、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３
１ｂへの供給が止まるが、インジェクターｌへは液体窒
素が供給され続けるため、下室３１ｂの液面位置はＣ３
→Ｃ４に低下する。

一方、上室３１ａの液面位置は時刻ｔ、からＢ、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ｔ、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ｔ、）、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３
４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５９−３７３
９９号公報参照）においては、上下に仕切られた２つの
槽が、本発明のように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つの種間
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ｔ、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ｔ
４から急上昇した上室３１ａの圧力は、液面位置がＢ、
→Ｂ、に上昇する間に（時刻ｔ、−ｔｓ）、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ｔ、）、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ｔ？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ｔｓ）、窒素ガスの流入もなくなるので、−
亘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ｔ、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４
２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ｔ、→ｔ、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１．）、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１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９８０ｓｓＡｑ、
下室３１ｂの圧力は８００ｓｓＡｑ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
された適冷状態の液体窒素が、上室３１ａより下室３１
ｂ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り、（本実施例では８
０．０　ａｓＡ　ｑ）に保持される。この場合、インジ
ェクターｌ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ｌの圧力もまた安定した設定値Ｅ、に保持される
。ここで、外部の貯槽゛ｒ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ｅ
３は下室３１ｂから液体窒素がインジェクターｌに供給
される時間ｇｌより短くなければならず、また下室３１
ｂに上室３１ａから液体窒素が供給される時間Ｑ、は前
記時間Ｑ、より短くなければならない。すなわち、 Ｑ□＞Ｑｓ、１〉Ｑ、　　　・・・・・・（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ｌの下部を通過する１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、かつ上皇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：　ｌＯぐ 下室容積、　　９．５１２ 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：　　６．７１２±ｔＣ 下室：　　５．８１２±０．８Ｑ 圧力設定値 上皇：　９８０霞ｍＡｑ 下室：　　８００ａ醜ＡＱ 上室への液体窒素受入量 ＝　４ｇ／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３
１ｂ、仕切弁３７、上室３１　ａ　ｓ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部に所定時間
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、前記両液面検出器の検出信号に
基づいて前記開閉弁及び弁機構を制御するように構成し
たものであるから、第１、第２圧力調整手段によって上
下画室の圧力をそれぞれ一定に保持すると共に、第１１
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６１−２３２１２
８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１１０００ｃｐ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、３
４・・・・・・断熱配管（受入配管）、３５・・・・・
・導通孔（開口部）、３７・旧・・仕切弁（弁機構）、
４０・・・・・・出口配管、４１・旧・・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・・・・・・自刃式圧力調整弁
（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）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、前記両液面検出器
   の検出信号に基づいて、前記開閉弁及び弁機構を制御す
   るように構成されたことを特徴とする液化ガス定圧定量
   自動供給装置。
2. （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。