JP2003320283A - 液体窒素噴霧方法及びその装置 - Google Patents
液体窒素噴霧方法及びその装置Info
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Landscapes
- Vacuum Packaging (AREA)
- Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体窒素噴霧装置において、ニードルバルブ
の開閉に対する液体窒素噴霧応答性を高め、ノズル噴霧
口に液体窒素が滴ることなく正常に噴霧することができ
る。 【解決手段】 ニードルバルブ３と液体窒素噴霧ノズル
１５とを有し、該液体窒素噴霧ノズルと前記ニードルバ
ルブとの間に液体窒素が通過する空隙部１０を有するパ
イプ１１を介して連結してなる液体窒素噴霧装置におい
て、ニードルバルブが閉まると同時にパージガスをニー
ドル４の内部を通って空隙部１０内に噴出するか、又は
液体窒素噴霧ノズル１５のノズル噴霧口１７に向けてパ
ージガスを噴出して、空隙部１０内に残留している液体
窒素を外部に排出させる。
の開閉に対する液体窒素噴霧応答性を高め、ノズル噴霧
口に液体窒素が滴ることなく正常に噴霧することができ
る。 【解決手段】 ニードルバルブ３と液体窒素噴霧ノズル
１５とを有し、該液体窒素噴霧ノズルと前記ニードルバ
ルブとの間に液体窒素が通過する空隙部１０を有するパ
イプ１１を介して連結してなる液体窒素噴霧装置におい
て、ニードルバルブが閉まると同時にパージガスをニー
ドル４の内部を通って空隙部１０内に噴出するか、又は
液体窒素噴霧ノズル１５のノズル噴霧口１７に向けてパ
ージガスを噴出して、空隙部１０内に残留している液体
窒素を外部に排出させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、缶詰製造ライン等
において、内容物が充填された容器のヘッドスペースに
液体窒素をミスト状にして充填するための液体窒素噴霧
方法及びその装置に関する。
において、内容物が充填された容器のヘッドスペースに
液体窒素をミスト状にして充填するための液体窒素噴霧
方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】缶詰製造ライン等において、容器内圧を
陽圧にするためにヘッドスペースに充填される液体窒素
は、充填量の制御が困難であるため、充填量にバラツキ
が生じ易く、微小内圧を得るための少量充填制御ができ
ないという問題点があった。本出願人は、この問題点を
解決するために、液体窒素をミスト状にして充填するこ
とを着想し、液体窒素噴霧充填方法とその装置を提供し
た（特開平１１−２９２０１８号公報、特開２００１−
４８１２０号公報、ＷＯ９９／５４２０７号公報等）。
それにより、微小内圧を正確に得ることができ、従来品
質保証の観点から缶材料の肉厚の厚い陰圧缶詰にしか適
用できなかった弱酸性飲料を微小陽圧缶詰にすることを
可能にし、弱酸性飲料を肉厚の薄い陽圧缶詰にすること
で、缶材料の低減を図ることに成功した。液体窒素は、
沸点が超低温のため通常の液体を霧化する場合と相違し
て常温にて直ぐに気化してしまうため霧化は技術的に困
難であるが、前記提案されている液体窒素噴霧充填装置
は、液体窒素を低圧力下で細孔を通過させて温度勾配を
持たせることによってその気化膨張と、気化ガスの温度
膨張を利用して液体窒素をミスト状にすることを可能に
したものであった。
陽圧にするためにヘッドスペースに充填される液体窒素
は、充填量の制御が困難であるため、充填量にバラツキ
が生じ易く、微小内圧を得るための少量充填制御ができ
ないという問題点があった。本出願人は、この問題点を
解決するために、液体窒素をミスト状にして充填するこ
とを着想し、液体窒素噴霧充填方法とその装置を提供し
た（特開平１１−２９２０１８号公報、特開２００１−
４８１２０号公報、ＷＯ９９／５４２０７号公報等）。
それにより、微小内圧を正確に得ることができ、従来品
質保証の観点から缶材料の肉厚の厚い陰圧缶詰にしか適
用できなかった弱酸性飲料を微小陽圧缶詰にすることを
可能にし、弱酸性飲料を肉厚の薄い陽圧缶詰にすること
で、缶材料の低減を図ることに成功した。液体窒素は、
沸点が超低温のため通常の液体を霧化する場合と相違し
て常温にて直ぐに気化してしまうため霧化は技術的に困
難であるが、前記提案されている液体窒素噴霧充填装置
は、液体窒素を低圧力下で細孔を通過させて温度勾配を
持たせることによってその気化膨張と、気化ガスの温度
膨張を利用して液体窒素をミスト状にすることを可能に
したものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記提案した液体窒素
噴霧用の充填ノズルは、ニードルバルブのＯＮ−ＯＦＦ
によって細孔への液体窒素の流下を制御している。しか
しながら、ニードルバルブとノズル噴霧口に至る間に空
隙部が存在して距離があるため、ニードルが下降してバ
ルブが閉まっても、ノズル噴霧口に至る空隙部内にはま
だ液体窒素が残留するので、実際に噴霧が終了するまで
は時間差があり、その分短い周期でのバルブの応答性に
不都合を生じていた。また、空隙部からノズル噴霧口に
液体窒素が残留しているとノズル噴霧口に液体窒素が滴
り、その状態でニードルを開いて噴霧を再開すると、正
確な噴霧条件が得られず正常に噴霧されないことがあっ
た。
噴霧用の充填ノズルは、ニードルバルブのＯＮ−ＯＦＦ
によって細孔への液体窒素の流下を制御している。しか
しながら、ニードルバルブとノズル噴霧口に至る間に空
隙部が存在して距離があるため、ニードルが下降してバ
ルブが閉まっても、ノズル噴霧口に至る空隙部内にはま
だ液体窒素が残留するので、実際に噴霧が終了するまで
は時間差があり、その分短い周期でのバルブの応答性に
不都合を生じていた。また、空隙部からノズル噴霧口に
液体窒素が残留しているとノズル噴霧口に液体窒素が滴
り、その状態でニードルを開いて噴霧を再開すると、正
確な噴霧条件が得られず正常に噴霧されないことがあっ
た。
【０００４】そこで、本発明は、従来の液体窒素噴霧装
置の上記問題点を解消しようとするものであって、ニー
ドルバルブの開閉に対する液体窒素噴霧応答性を高め、
且つ常に正常に噴霧することができる液体窒素噴霧方法
及びその装置を提供することを目的とする。
置の上記問題点を解消しようとするものであって、ニー
ドルバルブの開閉に対する液体窒素噴霧応答性を高め、
且つ常に正常に噴霧することができる液体窒素噴霧方法
及びその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
を解決するために種々研究した結果、上記現象が起こる
のは、何れもバルブが閉まった後も空隙部内に残留した
液体窒素がノズル噴霧口に滴ることに起因するので、バ
ルブが閉まったら瞬時に空隙部内に液体窒素が残留しな
いように、空隙部内を乾燥させることによってこの問題
点を解決できることを見出し、本発明に到達したもので
ある。
を解決するために種々研究した結果、上記現象が起こる
のは、何れもバルブが閉まった後も空隙部内に残留した
液体窒素がノズル噴霧口に滴ることに起因するので、バ
ルブが閉まったら瞬時に空隙部内に液体窒素が残留しな
いように、空隙部内を乾燥させることによってこの問題
点を解決できることを見出し、本発明に到達したもので
ある。
【０００６】即ち、上記問題点を解決する本発明の液体
窒素噴霧方法は、ニードルバルブと液体窒素噴霧ノズル
とを有し、該液体窒素噴霧ノズルと前記ニードルバルブ
との間に液体窒素が通過する空隙部を有するパイプを介
して連結してなる液体窒素噴霧装置による液体窒素噴霧
方法であって、前記ニードルバルブが閉まると前記空隙
部内に残留している液体窒素を強制的に外部に排出する
ようにしたことを特徴とするものである。
窒素噴霧方法は、ニードルバルブと液体窒素噴霧ノズル
とを有し、該液体窒素噴霧ノズルと前記ニードルバルブ
との間に液体窒素が通過する空隙部を有するパイプを介
して連結してなる液体窒素噴霧装置による液体窒素噴霧
方法であって、前記ニードルバルブが閉まると前記空隙
部内に残留している液体窒素を強制的に外部に排出する
ようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】空隙部内に残留している液体窒素を強制的
に外部に排出させる方法としては、ニードルバルブが閉
まると同時に空隙部内にパージガスを噴出させる方法
と、液体窒素噴霧ノズルのノズル噴霧口に向けてパージ
ガスを噴出させる方法が採用できる。そして、前記空隙
部内へのパージガスの噴出は、パージガスを管状のニー
ドルの内部を通って空隙部内に噴出させる方法、又はパ
ージガスをバイパスを介して直接前記空隙内部に噴出さ
せる方法の何れを採用してもよい。また、パージガスと
しては、液体貯留タンク内で気化した窒素ガスを使用す
ることも可能であり、外部に設置した液体窒素ボンベか
ら供給される窒素ガスを使用してもよい。
に外部に排出させる方法としては、ニードルバルブが閉
まると同時に空隙部内にパージガスを噴出させる方法
と、液体窒素噴霧ノズルのノズル噴霧口に向けてパージ
ガスを噴出させる方法が採用できる。そして、前記空隙
部内へのパージガスの噴出は、パージガスを管状のニー
ドルの内部を通って空隙部内に噴出させる方法、又はパ
ージガスをバイパスを介して直接前記空隙内部に噴出さ
せる方法の何れを採用してもよい。また、パージガスと
しては、液体貯留タンク内で気化した窒素ガスを使用す
ることも可能であり、外部に設置した液体窒素ボンベか
ら供給される窒素ガスを使用してもよい。
【０００８】上記問題点を解決する本発明の液体窒素噴
霧装置は、ニードルバルブと液体窒素噴霧ノズルとを有
し、該液体窒素噴霧ノズルと前記ニードルバルブとの間
に液体窒素が通過する空隙部を有するパイプを介して連
結してなる液体窒素噴霧装置であって、前記ニードルバ
ルブが閉まると前記空隙部内に残留している液体窒素を
強制的に外部に排出する残留液体窒素排除手段を有する
ことを特徴とするものである。
霧装置は、ニードルバルブと液体窒素噴霧ノズルとを有
し、該液体窒素噴霧ノズルと前記ニードルバルブとの間
に液体窒素が通過する空隙部を有するパイプを介して連
結してなる液体窒素噴霧装置であって、前記ニードルバ
ルブが閉まると前記空隙部内に残留している液体窒素を
強制的に外部に排出する残留液体窒素排除手段を有する
ことを特徴とするものである。
【０００９】前記残留液体窒素排除手段としては、例え
ば、前記ニードルバルブのニードルにパージガス供給路
を形成し、バルブが閉まると前記ニードルを介して空隙
部内にパージガスを噴出するようにするか、又はノズル
軸線に対して略直角方向からパージガスを噴出するパー
ジガス噴出口を前記ノズル噴霧口近傍に設け、ニードル
バルブが閉まると前記液体窒素噴霧ノズルのノズル噴霧
口に向けてパージガスを噴出するようにするか、何れの
方法も採用できる。また、他の残留液体窒素排除手段と
して、空隙部を形成しているパイプに、空隙部に通じる
パージガス供給路を形成して、貯留タンク内の気化ガス
又は窒素ガスボンベから直接空隙部内にパージガスを噴
出するようにしてもよい。
ば、前記ニードルバルブのニードルにパージガス供給路
を形成し、バルブが閉まると前記ニードルを介して空隙
部内にパージガスを噴出するようにするか、又はノズル
軸線に対して略直角方向からパージガスを噴出するパー
ジガス噴出口を前記ノズル噴霧口近傍に設け、ニードル
バルブが閉まると前記液体窒素噴霧ノズルのノズル噴霧
口に向けてパージガスを噴出するようにするか、何れの
方法も採用できる。また、他の残留液体窒素排除手段と
して、空隙部を形成しているパイプに、空隙部に通じる
パージガス供給路を形成して、貯留タンク内の気化ガス
又は窒素ガスボンベから直接空隙部内にパージガスを噴
出するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図１及び図２に示
す実施形態により詳細に説明する。図１は本発明の実施
形態に係る液体窒素噴霧装置１の断面概略図である。図
中、２は液体貯留タンクであり、図示されてないが、液
体窒素が供給される給液パイプ及びタンク内で気化した
窒素ガスを外部に排出してタンク内を所定内圧に維持す
る排気パイプが連結されている密閉型貯留タンクであ
る。３はニードルバルブ機構であり、ニードル４とバル
ブシート５とから構成され、ニードル４はタンク内を貫
通してタンク上部に突出して、タンク上部に設けられた
ニードルバルブ駆動制御手段（図示してない）により外
部から駆動制御できるようになっている。ニードル４
は、下端がバルブシートのオリフィスに面して開口し上
端が閉塞されている中空パイプ状に形成され、後述する
パイプの空隙部へのパージガス供給路６を形成してい
る。ニードル４のタンク内のヘッドスペースに面する部
分にはパージガス供給路６に連通する１乃至複数個の気
化ガス導入孔７が形成され、貯留タンク内の気化ガスを
パージガスとして利用できるようになっている。
す実施形態により詳細に説明する。図１は本発明の実施
形態に係る液体窒素噴霧装置１の断面概略図である。図
中、２は液体貯留タンクであり、図示されてないが、液
体窒素が供給される給液パイプ及びタンク内で気化した
窒素ガスを外部に排出してタンク内を所定内圧に維持す
る排気パイプが連結されている密閉型貯留タンクであ
る。３はニードルバルブ機構であり、ニードル４とバル
ブシート５とから構成され、ニードル４はタンク内を貫
通してタンク上部に突出して、タンク上部に設けられた
ニードルバルブ駆動制御手段（図示してない）により外
部から駆動制御できるようになっている。ニードル４
は、下端がバルブシートのオリフィスに面して開口し上
端が閉塞されている中空パイプ状に形成され、後述する
パイプの空隙部へのパージガス供給路６を形成してい
る。ニードル４のタンク内のヘッドスペースに面する部
分にはパージガス供給路６に連通する１乃至複数個の気
化ガス導入孔７が形成され、貯留タンク内の気化ガスを
パージガスとして利用できるようになっている。
【００１１】バルブシート５は、本実施形態では液化ガ
ス流下路である空隙部１０を有するパイプ１１と一体に
構成され、外側カバー１２によってその外周部を覆って
液体窒素貯留タンク２の下部開口部に固定されている。
パイプ１１の下端は、容器の進行方向に対して噴霧方向
が鉛直下向きに所定角度傾くように形成され、該傾斜面
に形成されたノズル取付け孔に、噴霧ノズル１５がその
噴霧誘導孔（細孔）１６の基端が空隙部１０に面して、
水平面に対して所定角度傾いた状態で固定されている。
噴霧ノズル先端にはノズルチップが固定されてノズル噴
霧口１７を構成している。なお、２０はパージフードで
あり、噴霧ノズル１５の噴出口近傍を囲って構成され、
該パージフードとパイプ１１との間にパージガス路２１
を形成して、噴霧ノズル噴出口近傍外部に低温の窒素ガ
スを導入して、外気から遮断するようになっている。パ
ージフード２０には、噴霧ノズルの噴霧導入孔１６の延
長線上に位置するように、ミスト流路２２が傾斜して形
成されている。
ス流下路である空隙部１０を有するパイプ１１と一体に
構成され、外側カバー１２によってその外周部を覆って
液体窒素貯留タンク２の下部開口部に固定されている。
パイプ１１の下端は、容器の進行方向に対して噴霧方向
が鉛直下向きに所定角度傾くように形成され、該傾斜面
に形成されたノズル取付け孔に、噴霧ノズル１５がその
噴霧誘導孔（細孔）１６の基端が空隙部１０に面して、
水平面に対して所定角度傾いた状態で固定されている。
噴霧ノズル先端にはノズルチップが固定されてノズル噴
霧口１７を構成している。なお、２０はパージフードで
あり、噴霧ノズル１５の噴出口近傍を囲って構成され、
該パージフードとパイプ１１との間にパージガス路２１
を形成して、噴霧ノズル噴出口近傍外部に低温の窒素ガ
スを導入して、外気から遮断するようになっている。パ
ージフード２０には、噴霧ノズルの噴霧導入孔１６の延
長線上に位置するように、ミスト流路２２が傾斜して形
成されている。
【００１２】本実施形態の液体窒素噴霧装置は、以上の
ように構成され、、図２（ａ）に模式的に示すように、
貯留タンク２内は、気化ガスにより所定圧力に加圧され
た状態にあり、容器に液体窒素のミスト充填時には、ニ
ードル４が所定高さ位置に上昇してオリフィスが開口さ
れ、貯留タンク内の液体窒素はオリフィス‐空隙部１０
−噴霧ノズルの噴霧導入孔１６−ノズル噴出口１７を通
過することによりミスト化され、ミスト流路２２を通っ
て下方を通過する容器のヘッドスペースに充填される。
その際、ニードルバルブ６の下端は液体窒素内に位置し
ているので、ニードルバルブ６を貫通するパージガス供
給路６にもタンク内の圧力とバランスする位置まで液体
窒素が侵入してパージガス供給路を塞ぐため、パージガ
ス供給路の上部がタンク内の気相部に開放していても、
空隙部内に気化ガスが進入することがなく、良好に液体
窒素をミスト化することができる。
ように構成され、、図２（ａ）に模式的に示すように、
貯留タンク２内は、気化ガスにより所定圧力に加圧され
た状態にあり、容器に液体窒素のミスト充填時には、ニ
ードル４が所定高さ位置に上昇してオリフィスが開口さ
れ、貯留タンク内の液体窒素はオリフィス‐空隙部１０
−噴霧ノズルの噴霧導入孔１６−ノズル噴出口１７を通
過することによりミスト化され、ミスト流路２２を通っ
て下方を通過する容器のヘッドスペースに充填される。
その際、ニードルバルブ６の下端は液体窒素内に位置し
ているので、ニードルバルブ６を貫通するパージガス供
給路６にもタンク内の圧力とバランスする位置まで液体
窒素が侵入してパージガス供給路を塞ぐため、パージガ
ス供給路の上部がタンク内の気相部に開放していても、
空隙部内に気化ガスが進入することがなく、良好に液体
窒素をミスト化することができる。
【００１３】噴霧が終了すると瞬間的にニードルが下降
してバルブシートと接触してオリフィスを塞ぐことによ
り、図２（ｂ）に示すように、貯留タンクから空隙部１
０への液体窒素の流入が遮断される。ニードルバルブが
閉じられる瞬間、ニードル４のパージガス供給路６とタ
ンク内の液体窒素との連通が遮断されるので、パージガ
ス供給路６内の圧力バランスが崩れ、高圧側のヘッドス
ペースの気化ガス（窒素ガス）がパージガス供給路６に
瞬間的に流入してパージガス供給路６下部に残っている
液体窒素を押出し、さらに空隙部１０に流入し、空隙部
内に残留している液体窒素も強制的に噴霧ノズルを通っ
て外部に噴出させ、空隙部内を乾燥させる。したがっ
て、バルブが閉じると同時に空隙部内の液体窒素が強制
的に排出されるので、ノズル噴霧口に液体窒素が残留す
ることなく、噴霧を直ぐに再開しても正常に噴霧され
る。したがって、噴霧の応答性が向上し確実に液体窒素
をミスト状にして充填することができる。
してバルブシートと接触してオリフィスを塞ぐことによ
り、図２（ｂ）に示すように、貯留タンクから空隙部１
０への液体窒素の流入が遮断される。ニードルバルブが
閉じられる瞬間、ニードル４のパージガス供給路６とタ
ンク内の液体窒素との連通が遮断されるので、パージガ
ス供給路６内の圧力バランスが崩れ、高圧側のヘッドス
ペースの気化ガス（窒素ガス）がパージガス供給路６に
瞬間的に流入してパージガス供給路６下部に残っている
液体窒素を押出し、さらに空隙部１０に流入し、空隙部
内に残留している液体窒素も強制的に噴霧ノズルを通っ
て外部に噴出させ、空隙部内を乾燥させる。したがっ
て、バルブが閉じると同時に空隙部内の液体窒素が強制
的に排出されるので、ノズル噴霧口に液体窒素が残留す
ることなく、噴霧を直ぐに再開しても正常に噴霧され
る。したがって、噴霧の応答性が向上し確実に液体窒素
をミスト状にして充填することができる。
【００１４】なお、上記実施形態の装置では、貯留タン
ク内の気化ガスをニードル４に形成したパージガス供給
路６を介して空隙部内に供給していたが、図３に示すよ
うに、外部の窒素ガスボンベ２５からパージガス配管２
６を介してニードル４内のパージガス供給路６に供給す
るようにしてもよい。なお、図３において、２７は電磁
弁であり、バルブが閉じているときのみ開くようする。
後者の場合は、パージガスの圧力を高くすることができ
るので、より効果的に空隙内の液体窒素を強制排出する
ことができる。
ク内の気化ガスをニードル４に形成したパージガス供給
路６を介して空隙部内に供給していたが、図３に示すよ
うに、外部の窒素ガスボンベ２５からパージガス配管２
６を介してニードル４内のパージガス供給路６に供給す
るようにしてもよい。なお、図３において、２７は電磁
弁であり、バルブが閉じているときのみ開くようする。
後者の場合は、パージガスの圧力を高くすることができ
るので、より効果的に空隙内の液体窒素を強制排出する
ことができる。
【００１５】図４は、本発明の液体窒素噴霧装置の他の
実施形態を示している。前記実施形態と同様な構成部材
については、同様な符号を付し、相違点のみについて説
明する。前記実施形態では、残留液体窒素排除手段とし
て、パイプ１１の空隙部１０に、ニードルを利用して直
接空隙部内部にパージガスを供給することにより、空隙
部１０に内に残留している液体窒素を強制的に排除して
いたが、本実施形態の液体窒素噴霧装置３０では、ニー
ドルバルブが閉まると同時に、液体窒素噴霧ノズル１５
のノズル噴霧口１７に向けてパージガスを噴出すること
によって、ノズル噴霧口に付着している液体窒素を強制
排除する。即ち、本実施形態では、パイプ１１の外周部
に設けた外側カバー３１内に、パージガス供給路３２を
穿孔してその入口部を外部の窒素ガスボンベ２５、又は
図示してないが液体窒素貯留タンク２のヘッドスペー
ス、に連通したパージガス配管３３を連結し、パージガ
スとして、窒素ガスボンベ２５又は液体窒素貯留タンク
のヘッドスペースから窒素ガス（気化ガス）を供給でき
るようにしてある。そして、パージガス供給路３２の出
口は、図示のように、傾斜して配置してある噴霧ノズル
１５の傾斜面の上側端縁部から傾斜面に沿って窒素ガス
を噴出するパージガス噴出口３４となっている。したが
って、パージガスは、ノズル噴霧口１７の噴出軸方向に
対して直角に噴出することになる。なお、本実施形態で
はニードルにパージガス供給路を設ける必要はないの
で、ニードルは通常の中実のニードル３６を使用してい
る。
実施形態を示している。前記実施形態と同様な構成部材
については、同様な符号を付し、相違点のみについて説
明する。前記実施形態では、残留液体窒素排除手段とし
て、パイプ１１の空隙部１０に、ニードルを利用して直
接空隙部内部にパージガスを供給することにより、空隙
部１０に内に残留している液体窒素を強制的に排除して
いたが、本実施形態の液体窒素噴霧装置３０では、ニー
ドルバルブが閉まると同時に、液体窒素噴霧ノズル１５
のノズル噴霧口１７に向けてパージガスを噴出すること
によって、ノズル噴霧口に付着している液体窒素を強制
排除する。即ち、本実施形態では、パイプ１１の外周部
に設けた外側カバー３１内に、パージガス供給路３２を
穿孔してその入口部を外部の窒素ガスボンベ２５、又は
図示してないが液体窒素貯留タンク２のヘッドスペー
ス、に連通したパージガス配管３３を連結し、パージガ
スとして、窒素ガスボンベ２５又は液体窒素貯留タンク
のヘッドスペースから窒素ガス（気化ガス）を供給でき
るようにしてある。そして、パージガス供給路３２の出
口は、図示のように、傾斜して配置してある噴霧ノズル
１５の傾斜面の上側端縁部から傾斜面に沿って窒素ガス
を噴出するパージガス噴出口３４となっている。したが
って、パージガスは、ノズル噴霧口１７の噴出軸方向に
対して直角に噴出することになる。なお、本実施形態で
はニードルにパージガス供給路を設ける必要はないの
で、ニードルは通常の中実のニードル３６を使用してい
る。
【００１６】本実施形態の液体窒素噴霧装置は、以上の
ように構成され、ニードルバルブが開口して液体窒素噴
霧中は電磁弁３５が閉状態にあり、パージガス噴出口３
４からはパージガスは噴出されない。しかしながら、ニ
ードルバルブが閉じると同時に電磁弁３５が開き、パー
ジガス噴出口３４からノズル噴霧口に向けてパージガス
を吹き付ける。そのため、ノズル噴霧口に付着していた
液体窒素が強制的に排除される。したがって、前記実施
形態と同様に、バルブが閉じると同時に空隙部内の液体
窒素が強制的に排出されるので、ノズル噴霧口に液体窒
素が残留することがなく、噴霧を直ぐに再開しても正常
に噴霧され、噴霧の応答性が向上し、液体窒素を効率よ
く充填することができる。
ように構成され、ニードルバルブが開口して液体窒素噴
霧中は電磁弁３５が閉状態にあり、パージガス噴出口３
４からはパージガスは噴出されない。しかしながら、ニ
ードルバルブが閉じると同時に電磁弁３５が開き、パー
ジガス噴出口３４からノズル噴霧口に向けてパージガス
を吹き付ける。そのため、ノズル噴霧口に付着していた
液体窒素が強制的に排除される。したがって、前記実施
形態と同様に、バルブが閉じると同時に空隙部内の液体
窒素が強制的に排出されるので、ノズル噴霧口に液体窒
素が残留することがなく、噴霧を直ぐに再開しても正常
に噴霧され、噴霧の応答性が向上し、液体窒素を効率よ
く充填することができる。
【００１７】図５〜図７は前記実施形態のものと液体窒
素噴霧ノズル組立体の構成が相違している実施形態であ
り、空隙部内の液体窒素を強制的に排出する手段は、図
５が図１に示すものに相当し、図６が図３に示すもの、
図７が図４に示すものにそれぞれ相当するので、共通す
る構成については同一符号を付し詳細な説明を省略す
る。図５〜図７に示す液体窒素噴霧装置における液体窒
素噴霧機構は、基本構成として液体窒素の流下を制御す
るニードルバルブ４１と噴霧ノズル４２からなり、ニー
ドルバルブ機構４１と噴霧ノズル４２との間が液体窒素
流路を構成する空隙部４３を有するパイプ４４となって
いる。そして、該パイプは、空隙部４３を冷却するノズ
ル冷却槽４５も兼用して構成している。即ち、パイプ４
４は、空隙部４３を形成する内筒４５とその下端部が外
方に屈曲して形成された外筒４６とからなり、内筒と外
筒の間がタンク５０から液体窒素が流入するノズル冷却
槽４７を構成している。該ノズル冷却槽４７は、図示の
ようにノズル近傍まで延びており、空隙部４３と噴霧ノ
ズル４２を常時液体窒素で冷却するようになっている。
それにより、液体窒素をタンクから噴霧ノズルまで沸騰
気化させることなく、且つ沸点近傍までの温度勾配を持
たせて噴霧ノズル４２に供給することを可能にしてい
る。そして、パイプ４４の上端には、バルブシート５２
の上方に位置して気泡偏向部材５３が設けられノズル冷
却槽４７に貯溜されている液体窒素が気化しても気泡が
空隙部４３内に侵入するのを阻止して、液体窒素の微細
粒化の妨げとなる気泡のノズルへの浸入を阻止してい
る。
素噴霧ノズル組立体の構成が相違している実施形態であ
り、空隙部内の液体窒素を強制的に排出する手段は、図
５が図１に示すものに相当し、図６が図３に示すもの、
図７が図４に示すものにそれぞれ相当するので、共通す
る構成については同一符号を付し詳細な説明を省略す
る。図５〜図７に示す液体窒素噴霧装置における液体窒
素噴霧機構は、基本構成として液体窒素の流下を制御す
るニードルバルブ４１と噴霧ノズル４２からなり、ニー
ドルバルブ機構４１と噴霧ノズル４２との間が液体窒素
流路を構成する空隙部４３を有するパイプ４４となって
いる。そして、該パイプは、空隙部４３を冷却するノズ
ル冷却槽４５も兼用して構成している。即ち、パイプ４
４は、空隙部４３を形成する内筒４５とその下端部が外
方に屈曲して形成された外筒４６とからなり、内筒と外
筒の間がタンク５０から液体窒素が流入するノズル冷却
槽４７を構成している。該ノズル冷却槽４７は、図示の
ようにノズル近傍まで延びており、空隙部４３と噴霧ノ
ズル４２を常時液体窒素で冷却するようになっている。
それにより、液体窒素をタンクから噴霧ノズルまで沸騰
気化させることなく、且つ沸点近傍までの温度勾配を持
たせて噴霧ノズル４２に供給することを可能にしてい
る。そして、パイプ４４の上端には、バルブシート５２
の上方に位置して気泡偏向部材５３が設けられノズル冷
却槽４７に貯溜されている液体窒素が気化しても気泡が
空隙部４３内に侵入するのを阻止して、液体窒素の微細
粒化の妨げとなる気泡のノズルへの浸入を阻止してい
る。
【００１８】以上のような液体窒素噴霧機構において、
本実施形態では、図１に示す液体窒素噴霧装置と同様
に、ニードル４は、下端がバルブシートのオリフィスに
面して開口し上端が閉塞されている中空パイプ状に形成
され、パイプの空隙部４３へのパージガス供給路６を形
成している。ニードル４のタンク内のヘッドスペースに
面する部分にはパージガス供給路６に連通する１乃至複
数個の気化ガス導入孔７が形成され、貯留タンク内の気
化ガスをパージガスとして利用できるようになってい
る。したがって、図１に示す実施形態と同様に、噴霧が
終了してニードルバルブが閉じられると瞬時に、高圧側
のヘッドスペースの気化ガスがパージガス供給路６に流
入して空隙部４３内に残留している液体窒素を強制的に
外部に噴出させ、空隙部内を乾燥させる。
本実施形態では、図１に示す液体窒素噴霧装置と同様
に、ニードル４は、下端がバルブシートのオリフィスに
面して開口し上端が閉塞されている中空パイプ状に形成
され、パイプの空隙部４３へのパージガス供給路６を形
成している。ニードル４のタンク内のヘッドスペースに
面する部分にはパージガス供給路６に連通する１乃至複
数個の気化ガス導入孔７が形成され、貯留タンク内の気
化ガスをパージガスとして利用できるようになってい
る。したがって、図１に示す実施形態と同様に、噴霧が
終了してニードルバルブが閉じられると瞬時に、高圧側
のヘッドスペースの気化ガスがパージガス供給路６に流
入して空隙部４３内に残留している液体窒素を強制的に
外部に噴出させ、空隙部内を乾燥させる。
【００１９】また、図６に示す液体窒素噴霧装置は、図
３に示すものと同様に、図５に示す液体窒素噴霧装置に
おいて、外部の窒素ガスボンベ２５からパージガス配管
２６を介してニードル４内のパージガス供給路６に供給
するようにしたものである。したがって、電磁弁２７を
ニードルバルブが閉じているときのみ開くようにするこ
とによって、パージガスの圧力を高くすることができ、
より効果的に空隙部４３内の液体窒素を強制排出するこ
とができる。さらに、図７に示す液体窒素噴霧装置は、
図４に示すものと同様に、図５に示す液体窒素噴霧装置
において、パイプ４４の外周部に設けた外側カバー４８
内に、パージガス供給路４９を穿孔してその入口部を外
部の窒素ガスボンベ２５又は図示してないが液体窒素貯
留タンクのヘッドスペースに連通したパージガス配管３
３を連結し、窒素ガスボンベ２５又は液体窒素貯留タン
クのヘッドスペースから窒素ガスからなるパージガスを
供給できるようにしてある。そして、パージガス供給路
４９の出口は、傾斜して配置してある噴霧ノズル４２の
傾斜面の端縁側から傾斜面に沿って窒素ガスを噴出する
ように配置してパージガス噴出口５０となっている。し
たがって、パージガスは、ノズル噴霧口５１の噴出軸方
向に対して直角に噴出し、強制的に残留液体窒素を外部
に排除することができる。
３に示すものと同様に、図５に示す液体窒素噴霧装置に
おいて、外部の窒素ガスボンベ２５からパージガス配管
２６を介してニードル４内のパージガス供給路６に供給
するようにしたものである。したがって、電磁弁２７を
ニードルバルブが閉じているときのみ開くようにするこ
とによって、パージガスの圧力を高くすることができ、
より効果的に空隙部４３内の液体窒素を強制排出するこ
とができる。さらに、図７に示す液体窒素噴霧装置は、
図４に示すものと同様に、図５に示す液体窒素噴霧装置
において、パイプ４４の外周部に設けた外側カバー４８
内に、パージガス供給路４９を穿孔してその入口部を外
部の窒素ガスボンベ２５又は図示してないが液体窒素貯
留タンクのヘッドスペースに連通したパージガス配管３
３を連結し、窒素ガスボンベ２５又は液体窒素貯留タン
クのヘッドスペースから窒素ガスからなるパージガスを
供給できるようにしてある。そして、パージガス供給路
４９の出口は、傾斜して配置してある噴霧ノズル４２の
傾斜面の端縁側から傾斜面に沿って窒素ガスを噴出する
ように配置してパージガス噴出口５０となっている。し
たがって、パージガスは、ノズル噴霧口５１の噴出軸方
向に対して直角に噴出し、強制的に残留液体窒素を外部
に排除することができる。
【００２０】以上、本発明の種々の実施形態について説
明したが、本発明は上記実施形態のものに限らず、その
技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例
えば、パイプの空隙部内にパージガスを噴出する手段と
して、上記実施形態ではニードルを兼用していたが、空
隙部を有するパイプ及びその外側カバーに空隙部に通じ
るパージガス供給路を形成し、それに外部に配置した窒
素ガスボンベ又は貯留タンクのヘットスペースに連通し
たパージガス配管を連通して、空隙部に直接パージガス
を噴出することも可能である。
明したが、本発明は上記実施形態のものに限らず、その
技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例
えば、パイプの空隙部内にパージガスを噴出する手段と
して、上記実施形態ではニードルを兼用していたが、空
隙部を有するパイプ及びその外側カバーに空隙部に通じ
るパージガス供給路を形成し、それに外部に配置した窒
素ガスボンベ又は貯留タンクのヘットスペースに連通し
たパージガス配管を連通して、空隙部に直接パージガス
を噴出することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明の液体窒素噴霧充填
方法及び装置によれば、ニードルバルブが閉じると同時
に空隙部内に残留している液体窒素が強制的に外部に排
出されるので、ノズル噴霧口に液体窒素が残留すること
がなく、噴霧を直ぐに再開しても正常に噴霧され、噴霧
の応答性が向上する。また、本発明の液体窒素噴霧充填
装置は、従来の液体窒素噴霧充填装置の簡単な改良によ
って達成できるので、従来の装置に容易に適用が可能で
ある。
方法及び装置によれば、ニードルバルブが閉じると同時
に空隙部内に残留している液体窒素が強制的に外部に排
出されるので、ノズル噴霧口に液体窒素が残留すること
がなく、噴霧を直ぐに再開しても正常に噴霧され、噴霧
の応答性が向上する。また、本発明の液体窒素噴霧充填
装置は、従来の液体窒素噴霧充填装置の簡単な改良によ
って達成できるので、従来の装置に容易に適用が可能で
ある。
【図１】本発明の実施形態に係る液体窒素噴霧装置の正
面断面概略図である。
面断面概略図である。
【図２】その作動状態を示す模式図であり、（ａ）は液
体窒素噴霧時の状態、（ｂ）は液体窒素噴霧を停止した
時の状態を示す。
体窒素噴霧時の状態、（ｂ）は液体窒素噴霧を停止した
時の状態を示す。
【図３】本発明の他の実施形態に係る液体窒素噴霧装置
の正面断面概略図である。
の正面断面概略図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係る液体窒素噴
霧装置の正面断面概略図である。
霧装置の正面断面概略図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る液体窒素噴
霧装置の正面断面概略図である。
霧装置の正面断面概略図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る液体窒素噴
霧装置の正面断面概略図である。
霧装置の正面断面概略図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る液体窒素噴
霧装置の正面断面概略図である。
霧装置の正面断面概略図である。
１、３０ 液体窒素充填装置
２、５０ 液体窒素貯留タンク
３、４１ ニードルバルブ機構
４、３６ ニードル
５、５２ バルブシート
６、３２、４９ パージガス供給路
７ パージガス導入孔
１０、４３ 空隙部
１１、４４ パイプ
１２、３１、４８ 外側カバー
１５、４２ 噴霧ノズル
１７、５１ ノズル噴霧口
２０ パージフード
２５ 窒素ガスボンベ
２６ パージガス配管
４７ ノズル冷却槽
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ６５Ｂ 31/04 Ｂ６５Ｂ 31/04 Ｅ
(72)発明者 鵜飼 健太郎
神奈川県横浜市鶴見区矢向１−１−70 東
洋製罐株式会社技術本部内
(72)発明者 吉本 恵
神奈川県横浜市鶴見区矢向１−１−70 東
洋製罐株式会社技術本部内
Ｆターム(参考） 3E053 AA04 BA01 DA03 EA03 GA20
JA08
4D073 AA10 BB01 BB03 CA15 CC07
4D075 AA01 BB57Z DA13 DB01
DC42 EA05 EB01
4F033 AA13 BA03 DA01 EA01 GA03
GA10 NA01
Claims (10)
- 【請求項１】 ニードルバルブと液体窒素噴霧ノズルと
を有し、該液体窒素噴霧ノズルと前記ニードルバルブと
の間に液体窒素が通過する空隙部を有するパイプを介し
て連結してなる液体窒素噴霧装置による液体窒素噴霧方
法であって、前記ニードルバルブが閉まると前記空隙部
内に残留している液体窒素を強制的に外部に排出するよ
うにしたことを特徴とする液体窒素噴霧方法。 - 【請求項２】 前記ニードルバルブが閉まると同時に前
記空隙部内にパージガスを噴出することによって、前記
空隙部内に残留している液体窒素を外部に排出させる請
求項１に記載の液体窒素噴霧方法。 - 【請求項３】 前記窒素ガスの前記空隙部内へのパージ
ガスの噴出は、パージガスを管状のニードルの内部を通
って噴出させる請求項２に記載の液体窒素噴霧方法。 - 【請求項４】 前記窒素ガスの前記空隙部内へのパージ
ガスの噴出は、パージガスをバイパスを介して直接前記
空隙内部に噴出させる請求項２に記載の液体窒素噴霧方
法。 - 【請求項５】 前記ニードルバルブが閉まると同時に、
前記液体窒素噴霧ノズルのノズル噴霧口に向けてパージ
ガスを噴出して、ノズル噴霧口の液体窒素を強制排出す
ることによって、前記空隙部内に残留している液体窒素
を外部に排出させる請求項１に記載の液体窒素噴霧方
法。 - 【請求項６】 前記パージガスは、液体貯留タンク内で
気化した窒素ガスである請求項３〜５何れかに記載の液
体窒素噴霧方法。 - 【請求項７】 前記パージガスは、外部に設置した液体
窒素ボンベから供給される窒素ガスである請求項３〜５
何れかに記載の液体窒素噴霧方法。 - 【請求項８】 ニードルバルブと液体窒素噴霧ノズルと
を有し、該液体窒素噴霧ノズルと前記ニードルバルブと
の間に液体窒素が通過する空隙部を有するパイプを介し
て連結してなる液体窒素噴霧装置であって、前記ニード
ルバルブが閉まると前記空隙部内に残留している液体窒
素を強制的に外部に排出する残留液体窒素排除手段を有
することを特徴とする液体窒素噴霧装置。 - 【請求項９】 前記残留液体窒素排除手段が、前記ニー
ドルバルブのニードルにパージガス供給路を形成し、バ
ルブが閉まると前記ニードルを介して空隙部内にパージ
ガスを噴出するようにしてなる請求項８に記載の液体窒
素噴霧装置。 - 【請求項１０】 前記残留液体窒素排除手段が、ニード
ルバルブが閉まると前記液体窒素噴霧ノズルのノズル噴
霧口に向けて該ノズル軸線に対して略直角方向からパー
ジガスを噴出するパージガス噴出口を、前記ノズル噴霧
口近傍に設けてなる請求項８に記載の液体窒素噴霧装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002125527A JP4139946B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 液体窒素噴霧方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002125527A JP4139946B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 液体窒素噴霧方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003320283A true JP2003320283A (ja) | 2003-11-11 |
| JP4139946B2 JP4139946B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=29540217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002125527A Expired - Lifetime JP4139946B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 液体窒素噴霧方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4139946B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008119553A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Nireco Corp | マーキングノズル装置 |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002125527A patent/JP4139946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008119553A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Nireco Corp | マーキングノズル装置 |
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|---|---|
| JP4139946B2 (ja) | 2008-08-27 |
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