JP4255269B2 - 超低温窒素ガス供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はペットボトルやアルミボトル等の飲料容器の充填時に飲料容器内へ窒素ガスを供給して陽圧保持化をしたり、半導体の研磨や金属の切削加工や研磨等に使用することができる超低温窒素ガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動販売機等で微炭酸飲料容器を５℃前後に冷却すると容器内空間の炭酸ガスが微炭酸飲料中に溶解することにより、内圧が低下し、強度面や容器の変形により、自動販売機から容器が出てこない等の対策として、飲料容器の充填時に直接液体窒素を飲料容器内に滴下して陽圧保持化している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の飲料容器内へ直接液体窒素を滴下させる方法では、滴下させる液体窒素の量のコントロールが非常に困難で、飲料容器内の圧力がバラつくという欠点がある。
この飲料容器内の圧力のバラつきによって、飲料容器の薄肉化によるコストダウンができないという欠点があった。
【０００４】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、飲料容器をあらかじめ設定された一定の圧力の陽圧に正確に保持できるように、飲料容器の充填時に超低温窒素ガスを供給したり、超低温窒素ガスを供給しながら半導体の研磨や金属の切削加工や研磨する場合等に使用することができる超低温窒素ガス供給装置を提供することを目的としている。
【０００５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は上部に空間を有するように液体窒素が充填された密封状態の液体窒素収納容器と、この液体窒素収納容器内の下端部寄りの部位に開口された、該液体窒素収納容器内の液体窒素中へ気体窒素収納タンクからの気体窒素ガスを流量調整可能な開閉弁を介して供給する気体窒素ガス供給装置と、前記液体窒素収納容器の上部の空間部に一端部が連通するように取付けられ、他端部が超低温窒素ガス使用部へ供給する開閉弁を備える超低温窒素ガス供給管と、この超低温窒素ガス供給管に接続された、該超低温窒素ガス供給管を流れる超低温窒素ガス中に気体窒素収納タンクからの気体窒素ガスを供給して使用部へ供給される超低温窒素ガスの温度を任意に調整する開閉弁を備えた温度調整気体窒素ガス供給装置とで超低温窒素ガス供給装置を構成している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
図１ないし図３に示す本発明の第１の実施の形態において、１は上部に空間２を有するように約−１９０℃の液体窒素３が充填された密封状態の液体窒素収納容器で、この液体窒素収納容器１は液体窒素３の保温を図れるように断熱材４で覆われたものが使用されている。
【０００９】
５は前記液体窒素収納容器１内の下端部寄りの部位に開口された、該液体窒素収納容器１内の液体窒素３中に気体窒素収納タンク６からの、約２０℃の気体窒素ガス７を流量調整可能な開閉弁８を介したパイプ９を用いて供給する気体窒素ガス供給装置で、この気体窒素ガス供給装置５のパイプ９は前記液体窒素収納容器１の天板１ａに密閉状態で取付けられた下端部が液体窒素収納容器１内の下端部寄りの部位に開口する固定パイプ１０と、この固定パイプ１０の前記天板１ａ上に位置する部位と一端部が接続された、前記気体窒素収納タンク６に他端部が接続された開閉弁８が介装された接続パイプ１１とで構成されている。
【００１０】
１２は前記液体窒素収納容器１の上部の空間２部に一端部が連通するように取付けられ、他端部が超低温窒素ガス使用部１３へ供給する開閉弁１４を備える超低温窒素ガス供給管で、この超低温窒素ガス供給管１２は保温を図れるように断熱材１５で覆ったものが使用される。
また、超低温窒素ガス使用部１３は本発明の実施の形態では飲料容器１６としてペットボトルやアルミボトル等を用いた充填装置の陽圧保持化のために使用される。
【００１１】
１７は前記超低温窒素ガス供給管１２に接続された、該超低温窒素ガス供給管１２を流れる超低温窒素ガス１８中に気体窒素収納タンク６からの、約２０℃の気体窒素ガス７を供給して使用部１３へ供給される、超低温窒素ガス１８の温度を任意に調整する流量調整が可能な電磁弁等の開閉弁１９を介したパイプ２０を用いて供給する温度調整気体窒素ガス供給装置で、この温度調整気体窒素ガス供給装置１７の開閉弁２０を、前記超低温窒素ガス供給管１２に設置した温度センサー２１の設定により自動的に開閉するようにして、超低温窒素ガス供給管１２より排出される超低温窒素ガス１８を設定温度で排出できるように構成されている。
【００１２】
上記構成の超低温窒素ガス供給装置２２は、気体窒素ガス供給装置５の気体窒素収納タンク６からの気体窒素ガス７を接続パイプ１１、固定パイプ１０を通過させて液体窒素収納容器１内の下端部寄りの液体窒素３内へ供給する。
液体窒素３内へ供給された気体窒素ガス７は、液体窒素３内を通過して液体窒素収納容器１の上部空間２に位置する。この時、気体窒素ガス７は液体窒素３によって約−１５０℃〜−１８０℃に冷却される。
液体窒素収納容器１の上部の空間２部に位置する超低温窒素ガス１８は超低温窒素ガス供給管１２によって使用部１３へ供給される。
この時、使用部１３で使用する超低温窒素ガス１８の使用温度を温度センサー２１で設定することにより、温度調整気体窒素ガス供給装置１７より気体窒素ガス７を供給して、超低温窒素ガス供給管１２を流れる超低温窒素ガス１８を設定温度にして使用部１３へ供給できる。
したがって、飲料容器１６に設定された超低温窒素ガス１８を供給して密閉した場合、超低温窒素ガス１８が昇温し、体積膨脹し、飲料容器１６内をあらかじめ設定された一定の圧力の陽圧に保持することができる。
【００１３】
【発明の異なる実施の形態】
次に、図４ないし図１１に示す本発明の異なる実施の形態につき説明する。なお、これらの本発明の異なる実施の形態の説明に当って、前記本発明の第１の実施の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
図４および図５に示す本発明の第２の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、液体窒素収納容器１の内底部に多数個の小孔２３が形成されたノズル２４を固定パイプ１０の先端部に取付けた気体窒素ガス供給装置５Ａを用いた点で、このような気体窒素ガス供給装置５Ａを用いて構成した超低温窒素ガス供給装置２２Ａにしても、前記本発明の第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００１５】
図６ないし図８に示す本発明の第３の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、液体窒素収納容器１内の下端部寄りの部位の液体窒素３中に供給された気体窒素ガス７を、左右方向に移動しながら上部の空間２へ移動できるように複数個の仕切壁２５、２５、２５を液体窒素収納容器１内に設置した点で、このように構成した超低温窒素ガス供給装置２２Ｂにしても、前記本発明の第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００１６】
図９ないし図１１に示す本発明の第４の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、液体窒素収納容器１内にＵ字状、螺旋あるいは渦巻き状の固定パイプ１０Ａを超低温窒素ガス供給管１２に接続するように取付けた点で、このように構成した超低温窒素ガス供給装置２２Ｃにしても、前記本発明の第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００１７】
図１２および図１３に示す本発明者が考えた超低温窒素ガス供給装置において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、温度調整気体窒素ガス供給装置を用いないで構成した点で、このように構成した超低温窒素ガス供給装置２２Ｄは使用部として半導体の研磨や金属の切削加工や研磨部分等へ供給して使用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
【００１９】
（１）上部に空間を有するように液体窒素が充填された密封状態の液体窒素収納容器と、この液体窒素収納容器内の下端部寄りの部位に開口された、該液体窒素収納容器内の液体窒素中へ気体窒素収納タンクからの気体窒素ガスを流量調整可能な開閉弁を介して供給する気体窒素ガス供給装置と、前記液体窒素収納容器の上部の空間部に一端部が連通するように取付けられ、他端部が超低温窒素ガス使用部へ供給する開閉弁を備える超低温窒素ガス供給管と、この超低温窒素ガス供給管に接続された、該超低温窒素ガス供給管を流れる超低温窒素ガス中に気体窒素収納タンクからの気体窒素ガスを供給して使用部へ供給される超低温窒素ガスの温度を任意に調整する開閉弁を備えた温度調整気体窒素ガス供給装置とで構成されているので、超低温窒素ガスとして使用部へ供給することができる。
したがって、飲料容器の陽圧保持化をする場合や半導体の研磨や金属の切削加工や研磨等に使用することができる。
【００２０】
（２）前記（１）によって、気体窒素ガスを液体窒素中を通過させるだけでよいので、容易に超低温窒素ガスを作ることができる。
したがって、低コストで超低温窒素ガスを製造することができる。
【００２１】
（３）前記（１）によって、構造が簡単であるので、容易で安価に設置することができる。
【００２２】
（４）前記（１）によって、供給する超低温窒素ガスの温度を一定温度に設定することができる。
したがって、均一な温度の超低温窒素ガスを供給でき、飲料容器の容器内圧力をほぼ均一にでき、飲料容器を薄肉の材料を使用して、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略説明図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の液体窒素収納容器の説明図。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の概略説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の液体窒素収納容器の説明図。
【図６】本発明の第３の実施の形態の概略説明図。
【図７】本発明の第３の実施の形態の液体窒素収納容器の縦断面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態の液体窒素収納容器の横断面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態の概略説明図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態の液体窒素収納容器の縦断面図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態の液体窒素収納容器の横断面図。
【図１２】本発明者が考えた超低温窒素ガス供給装置の概略説明図。
【図１３】本発明者が考えた超低温窒素ガス供給装置のに超低温窒素ガス使用部の説明図。
【符号の説明】
１：液体窒素収納容器、 ２：空間、
３：液体窒素、 ４：断熱材、
５、５Ａ：液体窒素ガス供給装置、
６：気体窒素ガス収納タンク、
７：気体窒素ガス、 ８：開閉弁、
９：パイプ、 １０、１０Ａ：固定パイプ、
１１：接続パイプ、
１２：超低温窒素ガス供給管、
１３：超低温窒素ガス使用部、
１４：開閉弁、 １５：断熱材、
１６：飲料容器、
１７：温度調整気体窒素ガス供給装置、
１８：超低温窒素ガス、 １９：開閉弁、
２０：パイプ、 ２１：温度センサー、
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ：超低温窒素ガス供給装置、
２３：小孔、 ２４：ノズル、
２５：仕切壁。
Claims (2)
- 上部に空間を有するように液体窒素が充填された密封状態の液体窒素収納容器と、この液体窒素収納容器内の下端部寄りの部位に開口された、該液体窒素収納容器内の液体窒素中へ気体窒素収納タンクからの気体窒素ガスを流量調整可能な開閉弁を介して供給する気体窒素ガス供給装置と、前記液体窒素収納容器の上部の空間部に一端部が連通するように取付けられ、他端部が超低温窒素ガス使用部へ供給する開閉弁を備える超低温窒素ガス供給管と、この超低温窒素ガス供給管に接続された、該超低温窒素ガス供給管を流れる超低温窒素ガス中に気体窒素収納タンクからの気体窒素ガスを供給して使用部へ供給される超低温窒素ガスの温度を任意に調整する開閉弁を備えた温度調整気体窒素ガス供給装置とからなることを特徴とする超低温窒素ガス供給装置。
- 液体窒素が充填された密封状態の液体窒素収納容器と、この液体窒素収納容器内の液体窒素で超低温窒素ガスとなるように該液体窒素収納容器内に設置された固定パイプ中へ気体窒素収納タンクから気体窒素ガスを開閉弁を介して供給する気体窒素ガス供給装置と、この気体窒素ガス供給装置の固定パイプに一端部が連通するように取付けられ、他端部が超低温窒素ガス使用部へ供給する開閉弁を備える超低温窒素ガス供給管とからなることを特徴とする超低温窒素ガス供給装置。
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