CN102917953B - 容器的气体置换方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体置换装置，能够减少置换气体量并能够提高气体置换率、减少液体溢出量。相对容器径向中心线对称地朝容器开口部喷出置换气体的置换喷嘴（11），利用多个风向调整板（16a、16b）将喷嘴口最外侧壁间分隔而形成多个吹出口，在将沿喷嘴口最外侧壁吹出的置换气体以置换气体喷流间角度形成为100°~130°的情况下吹入置换气体，并且以遍及自罐开口端朝下方达到大于等于罐颈部的高度的1/3的深度、且朝上方达到大于等于罐盖高度的高度的范围地由上述置换喷嘴吹出的方式吹出该置换气体。

Description

容器的气体置换方法以及装置

技术领域

本发明涉及向饮料罐等的内容物填充容器的顶部空间吹入惰性气体，从而与顶部空间内的残存气体进行置换的容器的气体置换方法以及装置，特别涉及罐盖卷紧机的盖下充气方法以及装置。

背景技术

为了防止饮料罐等内容物填充容器的内容物由于发生氧化而导致鲜度、味道变差，盖下充气法在罐装制造工序中被广泛应用，在该盖下充气法中，如图10所示，在气体转台（gas turret）1与卷边转台（seamingturret）2之间，在罐盖33即将盖到罐体30的开口部之前向罐盖与罐体开口部之间吹入置换气体来进行气体置换，然而，因为盖下充气法置换效率较差，伴随着近年来生产线的高速化以及内容物的多样化，为了实现规定置换率以上的置换率而使用的置换气体的流量显著增大。另外，伴随着置换气体流量的增加，来自罐的液体溢出量也呈现增大的趋势。

为了提高盖下充气法的置换效率，以往提出有各种方法。例如提出有以下方法：将朝向置换喷嘴的置换气体流路形成得较大（设置所谓的缓冲器），并且对喷嘴的吹出孔组沿纵向将第一气体喷流用孔、第二气体喷流用孔以及第三气体喷流用孔设置成3段的方法，其中，通过该第一气体喷流用孔而朝罐盖的凸缘吹出置换气体，通过该第二气体喷流用孔而相对于罐在直角方向上朝盖下的空间中吹出置换气体，通过该第三气体喷流用孔而对与罐口缘相比位于下方的壁部分吹出置换气体（专利文献1）；通过在置换气体喷射流路中央部设置将气流分支为左右的分支体并在左右形成喷嘴，使得从一对喷嘴喷射的置换气体在罐内上部空间中心部碰撞，由此使置换气体朝向罐的顶部空间的液面的方法（专利文献2）；另外还有使从左右一对的吹出口吹出的置换气体在大致直线上的碰撞区域碰撞的方法（专利文献3、4）等。图11以及图12示出了在专利文献3所示那样的气体转台的兜部设置的以往的喷嘴体50的一个例子。利用风向调整板52对朝左右方向分支的置换气体流路51a、51b进行分隔而形成对置的吹出口53a、53b，置换气体从该吹出口对称地向罐体与罐盖之间吹出，但是如图12的气体转台的兜部的主视图所示，以往的喷嘴体在其两端部的外侧，在与上述喷嘴体位于相同高度位置的气体转台主体上设置有罐盖输送用的指形体（finger）55，因此喷嘴吹出口的最外侧壁54a、54b间的角度θ只能形成为90°以下（通常为80°）。

专利文献1:日本特公昭49－28627号公报

专利文献2:日本特开平8－324513号公报

专利文献3:日本特开2004－59016号公报

专利文献4:日本特开2005－59885号公报

在容器的气体置换方法中，最理想的气体置换方法是能够将容器内的残存氧量、置换气体的消耗量、置换时液体从容器的溢出量这3个量同时减少，虽然以往提出的方法都以实现该理想的技术课题为目的，但是这些课题在技术上相悖，若满足了其中一个要求则必定会牺牲其它的要求，难以同时实现这3个量的减少，尚未得到令人满意的方法。例如，根据上述专利文献1的方法，存在如下问题：若增大置换气体流量，则虽然能够满足残存氧量的减少（即，置换率的提高），但却会消耗大量的置换气体。另一方面，在专利文献2~4所示的方法中，通过沿容器内的中心部或者中心线使喷流碰撞，使得置换气体流与液面碰撞，由此有效地向液面附近供给置换气体而提高置换效率，但是为了提高置换效率需要提高置换气体喷流的速度，因而，存在因与液面碰撞的置换气体流的冲击而容易产生液体溢出的问题。盖下充气在从直线轨道向圆轨道转移的不稳定的位置进行，并且还伴随着近年来的高速生产，故存在即使是微小的冲击也容易产生液体溢出的问题，凭借上述提出的方法尚无法实现使液体溢出量减少到符合要求。另外，以往，为了提高置换率而需要大量的置换气体量，因此制造成本会增大，对于制造大量的罐装产品的制造商或者罐装公司而言，要求置换气体消耗量的大幅的减少。

发明内容

因此，本发明的目的在于实现以往未能实现的上述课题，即，提供能够同时减少残存氧量、置换气体的消耗量、置换时来自罐的液体溢出量这3个量，特别是与以往相比能够显著减少置换气体量并且能够提高气体置换率的气体置换方法以及装置。

本发明人为了解决上述课题而进行了潜心研究，结果发现，在盖下充气装置中，通过构成为喷嘴口的最外侧壁间的开口角度大于以往的喷嘴的确定的范围，与以往相比能够提高气体置换率，并且通过增高该吹出口的开口高度而向包括容器开口上部和罐颈部在内的容器上部吹出置换气体这一改进，能够与以往相比以以往完全无法预测的程度显著地减少置换气体消耗量并提高气体置换率，并且还能够使液体溢出显著减少，从而基于上述研究结果而实现了本发明。

即，用于解决上述课题的本发明的气体置换方法，（1）其是在罐盖即将盖到内容物填充罐体的开口部之前利用置换喷嘴从侧方朝罐盖与罐体开口部之间吹入置换气体，由此与上述罐体的顶部空间内的残存气体进行置换的气体置换方法，所述气体置换方法的特征在于，上述置换喷嘴通过利用风向调整板对喷嘴口最外侧壁间进行分隔而形成多个吹出口，在从该吹出口相对容器径向中心线对称地吹出的置换气体喷流中，以使沿上述喷嘴口最外侧壁吹出的置换气体喷流之间的角度形成为100°~130°的方式将该置换气体吹出。

另外，用于解决上述课题的本发明的其它气体置换方法，（2）其特征在于，上述置换喷嘴通过利用多个风向调整板对喷嘴口最外侧壁间进行分隔而形成多个吹出口，由该置换喷嘴吹入的置换气流遍及下述范围而从上述置换喷嘴吹出，该范围形成为自罐开口端起朝下方达到大于等于罐颈部的高度的1/3的深度、或者自罐开口端起朝罐身方向达到大于等于3mm的深度，并且朝上方达到大于等于罐盖高度的高度、或者自开口端起朝上方达到大于等于3mm的高度。上述由置换喷嘴吹入的置换气流的范围形成为如下范围，在进行气体置换的罐体是实施了通常高度的颈纹加工的罐体（颈纹加工部的高度：5mm~20mm）的情况下，只要自罐开口端朝下方覆盖大于等于罐颈部的高度的1/3的深度即可，但是在未实施颈纹加工的罐体或者颈纹加工部较长的罐体的情况下，需要自罐开口端起朝罐身方向覆盖大于等于3mm的深度。同样，若罐盖是卡盘壁部的高度为通常高度的罐盖（卡盘壁部高度：4mm~8mm），则只要自罐开口端起朝上方达到大于等于罐盖高度的高度即可，但是在罐盖是卡盘壁部的高度与通常罐体相比较低或较高的情况下，需要自罐开口端起达到大于等于3mm。

进而，用于解决上述课题的本发明的其它气体置换方法具备上述（1）及（2）的中的结构，从而能够以更少的置换气体量进一步提高置换率，并且能够减少液体溢出量。

而且，实现了上述课题的本发明的气体置换装置，（1）其是在罐盖即将盖到内容物填充罐体的开口部之前利用置换喷嘴从侧方朝罐盖与罐体开口部之间吹入置换气体，由此与上述罐体的顶部空间内的残存气体进行置换的气体置换装置，所述气体置换装置的特征在于，上述置换喷嘴在圆弧上配置多个吹出口，该多个吹出口通过利用风向调整板将喷嘴口最外侧壁间相互分隔而成，并且该多个吹出口相对于容器径向中心线对称地朝容器开口部喷出置换气体，上述喷嘴口最外侧壁间的开口角度为100°~130°。

另外，解决了上述课题的本发明的其它气体置换装置，（2）其是通过利用置换喷嘴将置换气体吹入到内容物填充容器的顶部空间而对顶部空间内的残存气体进行置换，所述气体置换装置的特征在于，上述置换喷嘴通过利用多个风向调整板对喷嘴口最外侧壁间进行分隔而形成多个吹出口，由该置换喷嘴吹入的置换气流遍及下述范围而从上述置换喷嘴吹出，该范围形成为自罐开口端起朝下方达到大于等于罐颈部的高度的1/3的深度、或者自罐开口端起朝罐身方向达到大于等于3mm的深度，并且朝上方达到大于等于罐盖高度的高度、或者自开口端起朝上方达到大于等于3mm的高度，在罐盖即将盖到内容物填充罐体的开口部之前从侧方朝罐盖与罐体开口部之间吹入置换气体。

进而，解决了上述课题的本发明的其它气体置换装置具备上述（1）及（2）的结构，从而能够以更少的置换气体量提高置换率，并且能够减少液体溢出。优选地，上述风向调整板相互平行地配置。

根据本发明，通过对现有技术进行改进而能够起到如下与以往结构相比更突出的效果，即，能够以更少量的置换气体流量来确保与以往相比同等程度以上的置换率，并且还能够无限制地减少溢出量。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的气体置换装置的平面示意图，是除指形部以外的置换气体流路的平面剖视图。

图2是从其圆弧状凹部侧观察的主要部分主视图。

图3是示出与本发明的实施方式所涉及的气体置换装置的罐体以及罐盖的关系的喷嘴体截面的示意图。

图4是本发明的其它实施方式所涉及的气体置换装置的平面示意图，是除指形部以外的置换气体流路的平面剖视图。

图5是示出实施例以及比较例1、2中的残存氧量相对于置换气体（二氧化碳）流量的关系的图。

图6是示出实施例以及比较例1、2中的液体溢出量相对于置换气体（二氧化碳）流量的关系的图。

图7是示出盖下充气时的置换气体的平面方向上的流动状态的数值解析图，图7（a）示出本发明所涉及的最外侧壁间的角度为120°的喷嘴体的情况，图7（b）示出以往的最外侧壁间的角度为80゜的喷嘴体的情况。

图8示出对从喷嘴体的两个方向的吹出口吹出的喷流碰撞后向罐身轴向的扩散进行数值解析的结果，图8（a）示出以往的喷嘴体所涉及的碰撞的角度为90°的情况，图8（b）示出本发明的喷嘴体所涉及的碰撞的角度为120°的情况。

图9是示出由从喷嘴体吹出的置换气体向液面的碰撞而引起的液面的上涨状态的数值解析图，图9（a）示出以往的喷嘴体所涉及的喷嘴开口高度为8mm的情况，图9（b）示出本发明的喷嘴体所涉及的喷嘴开口高度为13mm情况。

图10是示出罐卷紧装置中的盖下充气装置的平面配置的简图。

图11是以往的平行梳齿型喷嘴的气体置换装置的平面示意图，是除指形部以外的置换气体流路的平面剖视图。

图12是从图11所示的气体置换装置的圆弧状凹部侧观察的主要部分主视图。

附图标记说明：

1…气体转台；2…卷边转台；3…圆弧状凹部（兜部）；4…指形体；10…气体转台主体；11、40…喷嘴体；12、12－1、12－2、41…置换气体流路；13…分支板；14…置换气体供给口；15、15－1、15－2、42…置换气体吹出口（吹出口）；16、43…风向调整板；17a、17b、46a、46b…最外侧壁；30…罐体；31…颈部；33…罐盖；34…卡盘壁。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是本发明的气体置换装置的实施方式所涉及的盖下充气装置的喷嘴体的平面剖视图，以面对图10所示的气体转台1的圆弧状凹部（兜部）3的方式设置。在气体转台1的气体转台主体10的上表面固定有喷嘴体11，在该喷嘴体的内部形成有通向各圆弧状凹部3的置换气体流路12。

在本实施方式中，对于到达置换气体供给口14的置换气体流路12而言，为了减少置换气体量，如图3所示，形成为大致等高度的直流路，在中途并未设置缓冲器。该置换气体流路12从置换气体供给口14朝圆弧状凹部3扩展成锥状，在中途被分支板13分支为气体流路12a及12b，该气体流路12a、12b的前端部的置换气体吹出口（以下，称作吹出口）被多个平行的风向调整板16a、16b分隔，朝圆弧状凹部形成为多个平行的吹出口15a、15b组而构成喷射喷嘴。吹出口15a、15b组分别相对于中心线L对称地形成，该吹出口的最外侧壁17a、17b间的角度θ形成为100°~130°的角度，上述风向调整板16a、16b分别与最外侧壁17a、17b平行设置。因此，在本实施方式中各吹出口也形成为对置的吹出口间的角度θ构成100°~130°的角度，从对置的吹出口吹出的置换气体在中心线L上相互碰撞。

对于上述吹出口间角度100°~130°而言，与以往的气体转台的吹出口间的角度如图11、图12所示那样形成为大致80゜左右的情况相比，基于以下技术理由而形成为更大的角度。即，本发明人在研究以往的盖下充气方法中气体置换率无法提高的理由的过程中发现：作为解决以往的喷嘴体中在容器开口部的图11中的假想线所示的喷嘴吹出口基部外侧位置Z产生涡流、在该部分产生气体滞流从而导致进行气体置换的效果较差这一点，以及在气体置换时产生液体溢出这一点的方法，通过增大吹出口的开口面积宽度（吹出角度）而能够解决这些问题点。然而，如图11~12所示，以往的气体转台1在气体转台主体10的圆弧状凹部3的两端部设置有指形体55，该指形体55用于将在兜部外周缘所载置的罐盖33定位于兜部并对该罐盖33进行输送，并且，在其间设置有喷嘴体50，因此，配置于兜部周面的吹出口的设置范围自然会受到限制，最大只能设置为100°以内，通常仅形成为80°左右。

因此，本发明中为了扩大置换喷嘴的设置范围，将以往的指形体55从气体转台主体10上除去，形成为置换喷嘴的范围扩大到以往的指形体所处位置的喷嘴体，如图1、2所示那样在喷嘴体11上方设置指形体4、4。由此，能够如图1所示那样将最外侧壁17a、17b间的角度扩大到130°，从而能够以吹出口的对置角度达到130°的方式形成置换喷嘴的范围。其结果，能够扩大喷射流路面积宽度，在喷射相同流量的置换气体的情况下能够使流速变慢，并且能够抑制顶部空间的涡流的产生。

进而，如图3所示，在本发明中，为了在吹入来自置换喷嘴的置换气体时使位于罐体30的颈部31的外周部的空气的卷入量减少，将置换气体喷嘴的吹出口15的高度h设为比罐盖高度a与罐颈部的长度的1/3的合计值更高，与以往的平行形喷嘴相比增大喷射流路面积高度，以便在该颈部31的外表面附近形成置换气体气氛。图3示出如下状态：被输送机搬运的罐体开始向封口机的升降器上移载，其开口部上方位于气体转台的兜部的两端侧的指形体之间的位置、且在圆弧轨道上被输送来的罐盖逐渐向罐开口部上方移动，在该状态下，从喷嘴的吹出口吹出的气体流的纵向中心设定为大致位于从罐盖的最下端部稍微靠向下方附近的状态，将喷嘴开口高度设定成，使得从吹出口吹出的置换气体流吹出至如下范围：自罐开口端32起朝下方至大于等于罐颈部31的高度的1/3的深度、或者是自罐开口端起朝罐身方向达到大于等于3mm的深度，且吹到隔着间隙地位于该罐开口端32上方的罐盖的卡盘壁34的外周面。

更详细而言，如图3所示，对于吹出口的高度、亦即气体流路的高度方向上的长度h而言，在罐上部具有颈部的情况下，若将罐颈部的长度设为b，则优选满足a＋b/3≤h≤a＋b/1.5的关系的范围。若气体流路的高度方向上的长度h小于上述范围的下限值，则喷射流速加快，容易产生液体溢出，并且会产生外部空气的卷入量增加而难以提高置换率的不良情况，相反，若比上述范围的上限值高（大），则置换气体的流速减慢而无法充分除去罐体内的残存气体，因此优选上述范围。

关于罐形状，存在颈部的有无、各种颈形状，另外，关于盖形状也存在各种高度，因此，为了对应这些情况，作为具体的数值，以罐开口部作为基准，在罐身方向上优选距罐开口端3mm以上的范围，更优选为5mm以上的范围，在罐上部方向上优选距罐开口端3mm以上的范围，更优选为8mm以上的范围。由此，虽然以往的盖下充气的喷嘴体的流路高度约为8mm，但是在本实施方式中将气体流路的高度h提高为约13mm的高度。

如上所述，本发明中，使置换气体喷嘴的吹出口15的开口面积高度比罐盖高度与罐颈部的长度的1/3的合计值高，与以往的平行形喷嘴使相比增大了喷射流路面积高度。如图3所示，在由吹出口吹出的气体中，产生了吹到盖的卡盘壁而流入罐内的下降气流f1、与盖与罐之间的间隙平行地流入的平行气流f3、吹到罐颈部的气流f2，此时，相对于间隙平行的气流f3会使下降气流f1减弱，从而具有使f1的液面碰撞变得缓和的效果。因下降气流f1与液面S碰撞而使碰撞的部位的周围液面上涨。通过缓和下降气流f1来减少液面的上涨，难以产生液体溢出。

本实施方式的气体置换装置以上述方式构成，从吹出口15a、15b喷射的置换气体流F沿中心线L以100°以上130°以下的角度进行碰撞，朝罐体的轴向弯曲而被吹入到罐内的顶部空间内，置换气体流在包括罐30的气体流路侧缘部在内的碰撞区域进行碰撞，由此，即使对于以往的盖下充气中难以置换的气体流路侧缘部附近的顶部空间也能够将置换气体吹入，能够有效地进行该部分的气体置换。通过使最外侧的吹出口的角度形成为100°以上而扩大喷射口宽度，由此，为了调查以少量气体流量提高置换率的理由而用计算机对喷出气体的气流进行了数值解析。图7中示出了其结果。该图表示从喷嘴吹出的置换气体在相同时刻以90％的浓度流入的前（front）面。在图7中，图7（a）表示开口角度为120°的情况，图7（b）表示以往的喷嘴开口角度为80°的情况，按照短虚线、长虚线以及实线的顺序来表示随着时间的流逝而变化的气体流动。其结果，在开口角度较大的本发明的喷嘴中，从吹出口吹出的气流宛如蛙泳时的手的形状那样，气体首先朝中央部流动，在与相反侧的罐壁碰撞后形成为将空气朝左右方向推出的气流，并且推出空间较大，因此，根据该结果可知能够以少量的气流量高效地进行气体置换。另一方面，开口角度为80°的以往的喷嘴构造的情况下，从顶部空间的外侧充满置换气体，之后形成为将内侧的空气向前方挤出的气流，并且挤出空间狭窄，因此可知额外需要与之相应的量的置换气体。

将开口角度扩大为120°的影响是会增大碰撞的喷流的角度其本身。图8示出在从两个方向碰撞的喷流中，对（a）碰撞的角度为90°的情况和（b）碰撞的角度为120°的情况下碰撞后的扩散进行数值解析的结果。根据图8（b）可知碰撞角度为120°的情况下碰撞后发生扩散的区域较大。可以理解为，通过扩大碰撞的喷流的角度而使得碰撞后的置换气体扩散的区域变得更大，由此能够实现提高置换效率的效果。

另外，在本发明中，如上所述，将置换气体流路的开口高度设为高于以往，对于由此实现的作用效果与由上述开口角度带来的影响同样地通过数值解析进行调查。图9中示出了其结果。在图9中，图9（a）示出以往的吹出喷嘴的开口高度设为8mm的情况，图9（b）示出将本发明的开口高度设定为13mm的情况。根据该图明显可知：开口高度8mm的情况与13mm的情况相比，进一步将置换气体碰撞的液面S压入P1的深度，与之相应地，液面S在下游侧上涨P2的高度。即，以往的开口为8mm的情况下，开口面积狭窄，与之相应地流速加快，并且从喷嘴口吹出的置换气流f1绝大部分吹到罐盖的卡盘壁部而流入罐与盖之间的间隙，因此会产生图9（a）所示那样的较强的下降气流f5、且该下降气流f5会与吹出口近前的液面碰撞，从而液面S朝行进方向沿高度方向上涨。另一方面，在本发明中，通过提高吹出口的开口高度而使流速降低，从而使得与液面碰撞的置换气体量降低，图9（b）所示那样的平行流f6将以往的置换气流f1减弱，因此，使行进方向的液面S的起伏变得缓和。其结果，能够尽可能地减少置换气流对液体溢出造成的影响，并且能够以少量的置换气体流量使罐体内的残存氧量变得更少。

具体而言，在本发明中，气体流路的高度h形成为比罐盖高度a与罐颈部的长度b的1/3的合计值高。其结果，如图3所示，置换气流F中的从喷嘴开口上方部喷射的气流f1吹到罐盖的卡盘壁34的外表面之后进入顶部空间而叩击液面，本发明的情况下，如前所述，因喷嘴的开口面积较大而使得流速减慢，从而叩击液面的冲击减少，并且减弱液面碰撞气流，通过将气体流路边缘部附近的液面挤压起而抑制行进方向的液体溢出的产生，能够高效地进行液面以及罐内圆周面附近的气体置换。另一方面，喷嘴开口下方部的气流f2吹到罐的颈部31的外周面，从而利用置换气体气氛将该附近包围，能够防止外部空气被吸入罐内。

图4示出了本发明的气体置换装置的喷嘴体的其它实施方式。本实施方式的喷嘴体40与图1所示的喷嘴体相比，不同点在于置换气体流路未被分支，置换气体吹出口42沿圆弧状凹部45的外周面均匀地形成，气体置换气体吹出口被放射状地配置以将置换气体大致吹入到该圆弧中心部。因此，在本实施方式中，风向调整板43放射状地配置。而且，与上述实施方式相同，将气体置换气体吹出口的最外侧壁46a、46b间的开口角度扩大至100°~130°，并且与上述实施方式相同，该开口部具有如下高度方向上的开口，该开口的高度比通过吹出口进行气体置换的罐盖高度与罐颈部的高度的1/3的合计值更高。

实施例

为了确认本发明的作用效果，在以下这样的设定条件下，对于利用图1~图3的实施方式所示的罐卷紧装置的气体置换装置以及图4所示的气体置换装置进行盖下充气的情况，另外作为比较例利用以往的平行梳齿形喷嘴进行盖下充气的情况、以及利用在梳齿形喷嘴设置有缓冲器的喷嘴体进行盖下充气的情况，改变置换气体喷射流量来测量残存气体量、液体溢出量，并对其进行评价。此外，喷射时间是自罐盖卷紧机的盖位于罐体上方起直至盖关闭的0.04秒。

实施例1：

（1）气体置换装置

吹出口的形状：平行梳齿型喷嘴

吹出角度（置换气体喷射角度）：120°

吹出口（气体流路）的高度：h＝13mm

（2）气体置换条件

罐形状：罐身350ml的罐（罐身直径66mm，开口部直径62mm，罐颈部高度19.5mm）

罐盖形状：盖高度8mm

内部溶液的种类及其量：饱和食盐水350g，

顶部空间容积：30.2ml

置换气体：二氧化碳

卷紧速度：1000cpm

置换气体流量：分别在600Nl/min、800Nl/min、1000Nl/min的情况下进行。

（3）测量法

残存空气量：初始阶段将顶部空间的气体设定为空气，采集置换后的顶部空间的气体，利用测量器来测量氧浓度并计算残存氧量。

液体溢出量：测量并求出通过封口机前后的重量变化。

其结果如图5的线状图a以及图6的柱状图a所示。图5示出了将置换气体流量变更为600Nl/min、800Nl/min、1000Nl/min的情况下的顶部空间的残存氧量的变化，另外，图6示出了液体溢出量的变化。

比较例1：

作为比较例1，气体置换装置采用了在图11所示的构造的喷嘴体中将喷嘴高度设为8mm的装置。其它的气体置换条件与实施例相同。

比较例2：

作为比较例2，气体置换装置采用了如专利文献1记载那样在置换气体流路具有缓冲器、且喷射口配置成放射状的构造的喷嘴。其它的气体置换条件与实施例相同。

在以上的比较例1、2中，测量了使置换气体流量变更为600Nl/min、800Nl/min、1000Nl/min的情况下的顶部空间的残存氧量以及液体溢出量。在实施例及比较例中各针对6个罐来进行以上的实验。各喷射流量条件下的各自的残存氧量的测量结果的平均值与实施例一起在图5中示出。在图5中a线状图表示实施例，b线状图表示比较例1，c线状图表示比较例2。另外，图6表示液体溢出量。此外，在图6中显示柱状图，在800Nl/min的情况下的比较例2中，表明没有产生液体溢出。

根据示出以上结果的图5以及图6的图表明显可知以下情况。

（1）关于残存氧量、即气体置换率，实施例的情况下，若流量从600Nl/min增加至800Nl/min、1000Nl/min，则顶部空间的残存氧量从约0.076ml减少大半至0.027ml。比较例2的情况下，在流量为600Nl/min情况下，残存氧量共计约0.255ml，置换率明显较差。通过将流量增加至800Nl/min、1000Nl/min，残存氧量减少，置换率得以提高，但是在800Nl/min以上的情况下，残存氧量几乎不从0.096下降，并且与实施例相比残存氧量多出3倍以上，置换率较低。

（2）另一方面，关于液体溢出量，实施例1的情况下，在置换气体流量为800Nl/min情况下，几乎没有液体溢出量。另外，在1000Nl/min时液体溢出量为1ml，是极少的量。

比较例1与实施例相比，残存氧量为6成左右，但是液体溢出量在1000Nl/min的情况下达到实施例的5倍以上。

（3）根据以上的（1）、（2），比较例2所示的现有技术中，在置换气体流量为600Nl/min的情况下置换率极差，为了得到实用的气体置换率至少需要达到800Nl/min以上，与此相对，在实施例1中，以600Nl/min与比较例2的800Nl/min相比能够大幅地减少残存氧量，以该量便能够充分进行实用的气体置换。即，意味着：根据实施例，与以往的气体置换装置相比能够节约30％以上的置换气体使用量。并且，可知置换气体流量为600Nl/min时液体溢出量也为0。另一方面，对于比较例1而言，虽然得到气体置换率与实施例几乎同等以上的结果，但液体溢出量与实施例1相比特别多，未能实现使液体溢出减少的课题。

实施例2：

（1）气体置换装置

吹出口的形状：放射型梳齿型喷嘴

吹出角度（置换气体喷射角度）：120°

吹出口（气体流路）的高度：h＝12mm

（2）气体置换条件

完全与实施例1相同

表1中示出其结果。

[表1]

比较例3：

在与实施例2的喷嘴体相同的放射型梳齿型喷嘴形状中，使用将吹出角度设为100°、且将吹出口的高度设为7mm的喷嘴体，在与实施例2相同的气体置换条件下，通过数值解析求出置换气体喷射流量为900cc时进行盖下充气的情况下的液体溢出量以及残存氧量。其结果与实施例2的结果一起在表1中示出。

根据表1可知，即使在放射型梳齿型喷嘴的情况下，当将吹出角度设为100°、且将吹出口的高度增大为12mm的实施例2的情况下，与比较例3相比，液体溢出量以及残存氧量都明显地减少，能够确认本发明的效果。

根据以上结果能够判明，利用本发明能够以少量的置换气体流量来确保与以往相比同等程度以上的气体置换率，并且能够起到液体溢出量为零这一戏剧性的效果。其结果，对罐装制造需要大量的置换气体量的罐装制造商或罐装厂而言，通过采用本发明能够节约30％以上的置换气体消耗量，从而能够期待成本的大幅削减。

产业上的利用可能性

本发明能够用作向内容物填充容器的顶部空间吹入置换气体而与残存气体进行置换的气体置换装置，特别是作为能够减少置换气体流量而能够实现高置换率、大幅减少液体溢出的罐装的盖下充气装置，在产业上的利用可能性较高，但并不局限于罐容器的气体置换，例如也能够用作瓶状容器的盖密封之前的气体置换装置、杯状容器的盖部件的热密封前的气体置换装置。

Claims (6)

1.一种容器的气体置换方法，在罐盖即将盖到内容物填充罐体的开口部之前利用置换喷嘴从侧方朝罐盖与罐体开口部之间吹入置换气体，由此与所述罐体的顶部空间内的残存气体进行置换，

所述容器的气体置换方法的特征在于，

所述罐体是实施了颈纹加工的罐体，所述置换喷嘴通过利用多个风向调整板对喷嘴口最外侧壁间进行分隔而形成多个吹出口，由该置换喷嘴吹入的置换气流遍及下述范围而从所述置换喷嘴吹出，该范围形成为自罐开口端起朝下方达到大于等于罐颈部的高度的1/3的深度，并且朝上方达到大于等于罐盖高度的高度、或者自开口端起朝上方达到大于等于3mm的高度，并且处于隔着间隙地位于罐开口端上方的罐盖的卡盘壁的外周面上。

2.根据权利要求1所述的气体置换方法，其特征在于，

在从所述吹出口相对容器径向中心线对称地吹出的置换气体喷流中，以使沿所述喷嘴口最外侧壁吹出的置换气体喷流之间的角度形成为100°～130°的方式将该置换气体吹出。

3.根据权利要求1或2所述的容器的气体置换方法，其特征在于，

所述风向调整板相互平行地配置，从对置的喷嘴口喷射的置换气流在容器径向中心线上相互碰撞。

4.一种气体置换装置，在罐盖即将盖到内容物填充罐体的开口部之前利用置换喷嘴从侧方朝罐盖与罐体开口部之间吹入置换气体，由此与所述罐体的顶部空间内的残存气体进行置换，

所述气体置换装置的特征在于，

所述置换喷嘴在圆弧上配置多个吹出口，该多个吹出口通过利用风向调整板将喷嘴口最外侧壁间相互分隔而成，并且该多个吹出口相对于容器径向中心线对称地朝容器开口部喷出置换气体，所述吹出口具有如下开口，该开口在高度方向上高于进行气体置换的罐盖高度与实施颈纹加工而成的罐体的罐颈部的高度的1/3的合计值。

5.根据权利要求4所述的气体置换装置，其特征在于，

所述置换喷嘴在圆弧上配置多个吹出口，该多个吹出口通过利用风向调整板将喷嘴口最外侧壁间相互分隔而成，并且该多个吹出口相对于容器径向中心线对称地朝容器开口部喷出置换气体，所述喷嘴口最外侧壁间的开口角度为100°～130°。

6.根据权利要求4或5所述的气体置换装置，其特征在于，

所述风向调整板相互平行地配置。