JPH11101354A - ソレノイドバルブおよび低温液体を分配するための装置とパッケージプラントへの適用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低温での適用に特に好適な反応時間が非常に短
いソレノイドバルブを提供する。 【解決手段】ソレノイドバルブは、インレットダクト
（１８）とアウトレットダクト（２４）とこれらの二つ
のダクトを選択的に互いに連絡するように設計された作
動手段とを備えたバルブ本体（１４）を有している。バ
ルブ本体は少なくとも二つの分かれた通路（１９，２
０）を有し、これらはインレットダクトをアウトレット
ダクトに連結し、作動手段はいくつかのアクチュエータ
ー（１５）を有し、その各々は前述の通路のひとつを選
択的に閉じるように設計されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インレットダクト
とアウトレットダクトとこれらの二つのダクトを選択的
に互いに連絡するように設計された作動手段とを備えた
バルブ本体を有しているタイプのソレノイドバルブに関
する。これは、窒素を用いての、フルーツジュース等の
穏やかな液体が入った瓶の不活性化や加圧に適用され
る。

【０００２】

【従来の技術】窒素による不活性化や加圧の技術は、コ
ンベア上を移動する各容器への分配の際に、満たされた
後、液体窒素の所定量のドーズを有する。容器は開いて
いるので、窒素の気化の始まりは詰められている製品に
接している空気を追い出し、容器を封止した後、窒素の
気化の終わりは容器を加圧下に置き、それを補強する。

【０００３】ある種のケースでは、例えば、これらの容
器が瓶であるとき、各容器内に必要な量のドーズを注入
する必要があり、これはソレノドバルブの使用を意味す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在のパッケージライ
ンのレートでは、ソレノイドバルブの反応時間は数ミリ
秒のオーダーでなければならない。さらに、ソレノイド
バルブのコイルは、液体窒素のドーズの放出に干渉しか
ねないガス妨害の形成を避けるために、液体窒素回路に
熱を与えてはならない。

【０００５】液体窒素の不十分なドーズは乏しい不活性
化や不十分な加圧を引き起こし、その一方で、過剰なド
ーズは容器を破裂させる危険を招くため、これらの条件
はすべて必要不可欠である。

【０００６】本発明の目的は、例えば上述した状況のよ
うに、低温での適用に特に適している、反応時間が非常
に短いソレノイドバルブを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の主題は上述したタイプのソレノイドバルブであり、バ
ルブ本体が、インレットダクトとアウトレットダクトを
連結する少なくとも二つの分かれた通路を有しており、
また、作動手段が、その各々が前述の通路のひとつを選
択的に閉じるように設計されたいくつかのアクチュエー
ターを有していることを特徴とする。

【０００８】本発明によるソレノイドバルブは下記の特
徴を一以上有している。

【０００９】・ソレノイドバルブが更にアクチュエータ
ーを順番に周期的に開くように設計された制御手段を有
している、 ・インレットダクトとアウトレットダクトが整列してい
る、 ・各通路が、上流でインレットダクトに、下流でアウト
レットダクトに連絡し、連合アクチュエーターの閉塞部
材のための座を定めているチャンバーを有している、 ・座がチャンバーとアウトレットダクトの間にいる、 ・ソレノイドバルブが、点対称に対を成している偶数個
のチャンバーを有している、 ・ソレノイドバルブが、星形に、特に規則正しい星形に
配置された少なくとも三つのチャンバーを有している、 ・アクチュエーターが同平面な軸を有している、 ・ソレノイドバルブが、インレットダクト内を摺動する
ように設けられた遮断物質製のインレットノズルと、ノ
ズルをこのダクトの外側の方へ弾性的に押す手段を更に
有している、 ・ノズルの入り口が漏斗形をしており、ソレノイドバル
ブが流体供給パイプのアウトレット端に固定されるよう
に設計された球状端部材を更に有している、 ・ソレノイドバルブが、アウトレットダクトの所定位置
に高圧ガスを噴射する手段を有している、 ・ソレノイドバルブが低温液体の連続的なドーズの分配
を制御するために意図されており、バルブ本体が、ヒー
ト手段を備えた断熱されたケースの中に配置されてい
る。

【００１０】また、本発明の主題は以下の通りである。

【００１１】・低温液体の源に連結された分配ヘッドを
有するタイプの、低温液体の連続的なドーズを分配する
ための装置において、分配ヘッドが上記のソレノイドバ
ルブを有していることを特徴とする装置、 ・移動している容器に製品を詰めるためのプラントにお
いて、容器を製品で満たすためのステーションと容器を
封止するためのステーションの間においてコンベアの上
方に配置された、上記の液体窒素の連続的なドーズを分
配するための装置と、作動手段の開きを装置の下方の容
器の通過に同期させるための手段とを有していることを
特徴とするプラント。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について述べる。

【００１３】図１に示されるパッケージプラントはコン
ベア１を有し、その上の瓶２は一列となって矢印Ｆの方
向に移動する。瓶は、それに液体４を満たすためのステ
ーション３、各瓶に液体窒素のドーズを分配するための
装置５、キャップ７で瓶を封止するためのステーション
６の下を連続的に通過する。

【００１４】装置５は、液体窒素を供給するためや大気
に排出するための通常の付属品のすべてを備えた好適に
断熱された液体窒素貯蔵器８と、分配ヘッド９と、貯蔵
器をヘッドに連結する真空断熱トランスファーパイプ１
０とを有している。実施の形態では、パイプ１０は直立
しており、貯蔵器８は持ち上げられており、場合によっ
ては加圧されており、従ってパイプは重力送りである。

【００１５】ヘッド９（図２ないし図５）は、ケース１
２に収容されたソレノイドバルブ１１を有している。ケ
ース内の残りの自由な空間は断熱物質で満たされてお
り、その一部が図２に符号１３で示されている。

【００１６】ソレノイドバルブ１１は、必須的に、バル
ブ本体１４と、四つのアクチュエーター１５と、インレ
ットノズル１６と、ブローイングチューブ１７とを有し
ている。

【００１７】本体１４（図４と図５）は、インレットポ
ート１８によって上方に延長されたほぼ平行六面体形状
のユニットを有している。このポートの穴はユニットの
ほぼ半分で終了し、このユニットは四つのボア１９を有
しており、これらは同一平面上の水平軸を有し、互いに
９０°の角度で配置されている。各ボア１９の入り口２
０にはカウンターボアが形成され、環状座２１が各カウ
ンターボアの底面に定められている。

【００１８】ポート１８はボアの近くで終端し、四つの
開口２３を介して、カウンターボアの底に定められたチ
ャンバー２２に連絡している。アウトレットダクト２４
はボアの交差点から下方に延びており、下流ポート内
に、本体１４から突出しているアウトレットポート２５
によって定められている。ポート１８と２５は共通垂直
軸Ｘ−Ｘを有し、ポート２５の内径はポート１８の内径
よりもかなり小さくなっている。

【００１９】また本体１４は、二つのボア１９の間に、
同じ水平面内に、端ぐり（カウンターボア）された入り
口を備えた狭いダクト２６を有している。

【００２０】各アクチュエーター１５はコイルであり、
そのコアの端には、座２１に結合するように設計された
閉塞部材２７が結合されている。アクチュエーターは、
カウンターボアに固定するためのねじ切りされた端部２
８を有している。四つのコイルはワイヤー２９を介して
ケース１２のコネクター３０に接続されている。

【００２１】インレットノズル１６は、テフロン等の断
熱物質で作られた、ポート１８内を摺動するチューブで
ある。その広がった上端は、金属ベローズ３１によっ
て、上方に弾性的に加圧されており、その内側は漏斗３
２の形をしている。

【００２２】バルブ本体は、ケースの内面を押す断熱ブ
ロック３３によってケース１２の中に固定されている。
下部と周囲のブロックは、埋め込み電気抵抗素子を持っ
たヒーター３４を備えている。

【００２３】ケース内に膨張コイルを構成しているチュ
ーブ１７は、下流端においてボア２６の入り口に結合
し、上流端においてケースに設けられたガスインレット
コネクター３５に結合している。

【００２４】ケース１２は本体１４の周りでは円筒形状
をしており、ノズル１６の周りでは上に向かってすぼま
っており、ポート３６まで上方に延びている。ポート
は、心出しリング３８とシール３９を間に挟んで締め付
けられた取付フランジ３７によって、パイプ１０の外側
チューブに連結されている。

【００２５】パイプ１０の内側チューブ４０は、パイプ
４０の下流閉塞器４１を越えて延び、ポート３６を通っ
ており、その端にステンレス鋼製球状端部材４２を有し
ている。ベローズ３１のおかげで、分配ヘッド９がパイ
プ１０に密着されるとき、端部材４２は、信頼性のある
線接触を伴って、ノズル１６の入り口漏斗３２に接合さ
れる。

【００２６】供給時、液体窒素は、適度な超過加圧の下
で、バルブ本体の穴２３に触れ続ける。最初、すべての
アクチュエーター１５は閉位置にある。ソレノイドバル
ブが正しく冷却されているとき、制御手段４３（図１）
はアクチュエーターを順番に周期的に開位置にし、この
動作は、連続的な瓶１４の通過を検出するセンサー４４
によって与えられる信号に基づいて同期される。

【００２７】さらに、二つの連続する開動作の間、加圧
ガスがチューブ１７とボア２６を介してアウトレットダ
クト２４の入り口に送られ、これにより、このアウトレ
ットダクトの体積に等しい揃った液体窒素のドーズに分
割して、これを下方に押し出す。この高圧ガスは特に室
温では気体窒素でよい。

【００２８】分配ヘッドは、各周期で液体窒素の殆ど一
定の量を分配し続けながら、１０ミリ秒よりも短い反応
時間と少なくも１千万周期の寿命を持ち得ることが実験
で示された。

【００２９】さらに、問題となっている適用において
は、分配ヘッドは全体に、液体窒素回路の全長にわたっ
て、液体窒素とも製品とも反応しないプラントの冷却の
ための物質からなっている。従って、上述した実施の形
態では、バブル本体１４はステンレス鋼で出来ており、
ノズル１６はテフロンで出来ており、閉塞部材は「ブ
ナ」で出来ている。

【００３０】加えて、アクチュエーター１５は、熱の流
入を防止するため、低電力（最大でも１０Ｗ）市販素子
で構成される。

【００３１】ケース１２内のヒーター３４の存在は、特
に液体窒素アウトレットの領域内の凝結や氷の発生を防
止する。

【００３２】より多量の液体窒素のドーズを分配するた
め、その本体が図６と図７に示されている、３アクチュ
エーターソレノイドバルブの他の実施形態が使用可能で
ある。３アクチュエーターの軸は同平面かつ水平であ
り、それらは互いに１２０°の星形に配置されている
（図７）。さらに、ミル作業によって、開口３３の領域
が拡大されており、インレットダクト１８からチャンバ
ー２２への液体窒素のためのより自由で永続的な通路を
提供する。このため、開口３３は、図６に示されるよう
に、キドニー豆の形をしている。

【００３３】この実施形態では、アウトレット２４は
（図示しない）交換可能な終端パイプを取り付けるため
に内側にねじが切られていることが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパッケージプラントを概略的に示
している。

【図２】このプラントの分配ヘッドを縦断面で示してお
り、断面は図３の破線II−II線に沿って破断されてい
る。

【図３】ソレノイドバルブの平面図である。

【図４】図５のIV−IV線に沿ったソレノイドバルブの本
体の縦断面を示している。

【図５】図４の V−V 線に沿った断面の図である。

【図６】ソレノイドバルブの本体の別の実施形態の立面
図である。

【図７】図６のVII −VII 線に沿った断面の図である。

【符号の説明】

１４ バルブ本体 １５ アクチュエーター １８ インレットポート １９ ボア ２４ アウトレットダクト

フロントページの続き (72)発明者 ジャン − マリー・ディスディエ フランス国、75321 パリ・セデクス 07、 カイ・ドルセイ 75、レール・リキード内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インレットダクト（１８）とアウトレッ
   トダクト（２４）とこれらの二つのダクトを選択的に互
   いに連絡するように設計された作動手段（１５）とを備
   えたバルブ本体を有しているタイプのソレノイドバルブ
   において、バルブ本体（１４）が、インレットダクト
   （１８）とアウトレットダクト（２４）を連結する少な
   くとも二つの分かれた通路（１９，２０）を有してお
   り、また、作動手段が、その各々が前述の通路のひとつ
   を選択的に閉じるように設計されたいくつかのアクチュ
   エーター（１５）を有していることを特徴とするソレノ
   イドバルブ。
2. 【請求項２】 アクチュエーター（１５）を順番に周期
   的に開くように設計された制御手段（４３）を更に有し
   ていることを特徴とする、請求項１に記載のソレノイド
   バルブ。
3. 【請求項３】 インレットダクト（１８）とアウトレッ
   トダクト（２４）が整列していることを特徴とする、請
   求項１または請求項２に記載のソレノイドバルブ。
4. 【請求項４】 各通路（１９，２２）が、上流でインレ
   ットダクト（１８）に、下流でアウトレットダクト（２
   ４）に連絡し、連合アクチュエーター（１５）の閉塞部
   材（２７）のための座（２１）を定めているチャンバー
   （２２）を有していることを特徴とする、請求項１ない
   し請求項３のいずれか一つに記載のソレノイドバルブ。
5. 【請求項５】 座（２１）がチャンバー（２２）とアウ
   トレットダクト（２４）の間にあることを特徴とする、
   請求項４に記載のソレノイドバルブ。
6. 【請求項６】 点対称に対を成している偶数個のチャン
   バー（２２）を有していることを特徴とする、請求項４
   または請求項５に記載のソレノイドバルブ。
7. 【請求項７】 星形に、特に規則正しい星形に配置され
   た少なくとも三つのチャンバー（２２）を有しているこ
   とを特徴とする、請求項４ないし請求項６のいずれか一
   つに記載のソレノイドバルブ。
8. 【請求項８】 アクチュエーター（１５）が同平面な軸
   を有していることを特徴とする、請求項６または請求項
   ７に記載のソレノイドバルブ。
9. 【請求項９】 インレットダクト（１８）内を摺動する
   ように設けられた遮断物質製のインレットノズル（１
   ６）と、ノズルをこのダクトの外側の方へ弾性的に押す
   手段（３１）を更に有していることを特徴とする、請求
   項１ないし請求項８のいずれか一つに記載のソレノイド
   バルブ。
10. 【請求項１０】 ノズル（１６）の入り口（３２）が漏
    斗形をしており、ソレノイドバルブが流体供給パイプ
    （１０）のアウトレット端に固定されるように設計され
    た球状端部材（４２）を更に有していることを特徴とす
    る、請求項９に記載のソレノイドバルブ。
11. 【請求項１１】 アウトレットダクト（２４）の所定の
    位置に高圧ガスを噴射する手段（１７）を有しているこ
    とを特徴とする、請求項１ないし請求項１０のいずれか
    一つに記載のソレノイドバルブ。
12. 【請求項１２】 低温液体の連続的なドーズを分配する
    ため、バルブ本体（１４）が、ヒート手段（３４）を備
    えた断熱されたケース（１２）の中に配置されているこ
    とを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか一
    つに記載のソレノイドバルブ。
13. 【請求項１３】 低温液体の源（８）に連結された分配
    ヘッド（９）を有するタイプの、低温液体の連続的なド
    ーズを分配するための装置において、分配ヘッド（９）
    が請求項１ないし請求項１２のいずれか一つに記載のソ
    レノイドバルブ（１１）を有していることを特徴とする
    装置。
14. 【請求項１４】 移動している容器（４）に製品を詰め
    るためのプラントにおいて、容器を製品で満たすための
    ステーション（３）と容器を封止するためのステーショ
    ン（６）の間においてコンベア（１）の上方に配置され
    た、請求項１３に記載の液体窒素の連続的なドーズを分
    配するための装置と、作動手段（１５）の開きを装置
    （５）の下方の容器の通過に同期させるための手段（４
    ３，４４）とを有していることを特徴とするプラント。