JPH11301612A - 液化不活性ガス充填システム - Google Patents
液化不活性ガス充填システムInfo
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- JPH11301612A JPH11301612A JP12425998A JP12425998A JPH11301612A JP H11301612 A JPH11301612 A JP H11301612A JP 12425998 A JP12425998 A JP 12425998A JP 12425998 A JP12425998 A JP 12425998A JP H11301612 A JPH11301612 A JP H11301612A
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Landscapes
- Vacuum Packaging (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 貯留タンク内の液位と圧力を常に所定値に制
御でき、一定量の液化ガスを容器内に安定して流下充填
又は噴霧充填することができ、低陽圧缶詰の製造をより
容易にする。 【解決手段】 液化不活性ガス貯留タンク11への給液
制御弁41を制御する給液制御手段50と、貯留タンク
内の圧力を一定に保つように排気制御弁44を制御する
圧力制御手段54とを有し、給液制御手段50と圧力制
御手段52はそれぞれの制御出力が互いに相手の制御手
段からの信号により補正可能に結合されている。
御でき、一定量の液化ガスを容器内に安定して流下充填
又は噴霧充填することができ、低陽圧缶詰の製造をより
容易にする。 【解決手段】 液化不活性ガス貯留タンク11への給液
制御弁41を制御する給液制御手段50と、貯留タンク
内の圧力を一定に保つように排気制御弁44を制御する
圧力制御手段54とを有し、給液制御手段50と圧力制
御手段52はそれぞれの制御出力が互いに相手の制御手
段からの信号により補正可能に結合されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液化不活性ガス充
填システム、特に液化不活性ガスの容器への充填量のバ
ラツキが少なく精度良く充填することができる液化不活
性ガス充填システムに関する。
填システム、特に液化不活性ガスの容器への充填量のバ
ラツキが少なく精度良く充填することができる液化不活
性ガス充填システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、缶詰製造ラインにおいて、フィラ
ーとシーマとの間の缶搬送コンベヤの上方に液化不活性
ガス充填装置を設置して、内容物充填後の缶に液化不活
性ガス(以下、単に液化ガスという)を流下充填して、
密封後の液化ガスの気化膨脹により缶内圧を発生させて
缶強度を高めて、缶材の薄肉化を図るようにすることは
広く行われている。従来、液化不活性ガス充填装置から
定量の液化ガスを得るのに、液化不活性ガス貯留タンク
(以下、単に貯留タンクという)の内圧を一定に保つよ
うに制御するか(例えば、特公昭59−24932号公
報)、貯留タンク内の液化ガス液面高さを一定に保つよ
うに制御する(例えば、特開昭58−184396号)
か何れかの方法、あるいは両方を制御することによって
行っている。
ーとシーマとの間の缶搬送コンベヤの上方に液化不活性
ガス充填装置を設置して、内容物充填後の缶に液化不活
性ガス(以下、単に液化ガスという)を流下充填して、
密封後の液化ガスの気化膨脹により缶内圧を発生させて
缶強度を高めて、缶材の薄肉化を図るようにすることは
広く行われている。従来、液化不活性ガス充填装置から
定量の液化ガスを得るのに、液化不活性ガス貯留タンク
(以下、単に貯留タンクという)の内圧を一定に保つよ
うに制御するか(例えば、特公昭59−24932号公
報)、貯留タンク内の液化ガス液面高さを一定に保つよ
うに制御する(例えば、特開昭58−184396号)
か何れかの方法、あるいは両方を制御することによって
行っている。
【0003】しかしながら、液化ガスは沸点が非常に低
い(例えば、液体窒素は−196℃)ため、貯留タンク
への送液中に気化が起こり、貯留タンクには気液混合状
態で供給される。そのため、気液の割合によって例えば
貯留タンクの液化ガス液位は一定であっても流下圧力が
変化し、逆に貯留タンク内の圧力は一定であっても液化
ガス液位が変化し、常に液化ガスの一定の流下状態を維
持することは困難であった。しかも、送液中の気液の比
率は、装置の運転状況により異なり、ライン速度が遅い
場合は、送液量が減少するため気化ガスの比率が多くな
り、逆にライン速度が早くなると気化ガスの比率が低下
し、ライン速度の変化によって、貯留タンク内の圧力・
液位が変動し、これらの変化に追従して流下量が変動す
る。また、従来は貯留タンクの液位制御と圧力制御は別
々に行っていたため、例えば急激に多量の液化ガスが貯
留タンク内に充填された場合は、それに応じて大量の気
化ガスも急激に供給されることになり、排気弁で圧力制
御を行っていても貯留タンク内のガスを外部に逃がすの
が追いつかずに、一時的に貯留タンク内圧が上昇して液
化ガスの流下量が一時的に増大してしまう問題点があっ
た。
い(例えば、液体窒素は−196℃)ため、貯留タンク
への送液中に気化が起こり、貯留タンクには気液混合状
態で供給される。そのため、気液の割合によって例えば
貯留タンクの液化ガス液位は一定であっても流下圧力が
変化し、逆に貯留タンク内の圧力は一定であっても液化
ガス液位が変化し、常に液化ガスの一定の流下状態を維
持することは困難であった。しかも、送液中の気液の比
率は、装置の運転状況により異なり、ライン速度が遅い
場合は、送液量が減少するため気化ガスの比率が多くな
り、逆にライン速度が早くなると気化ガスの比率が低下
し、ライン速度の変化によって、貯留タンク内の圧力・
液位が変動し、これらの変化に追従して流下量が変動す
る。また、従来は貯留タンクの液位制御と圧力制御は別
々に行っていたため、例えば急激に多量の液化ガスが貯
留タンク内に充填された場合は、それに応じて大量の気
化ガスも急激に供給されることになり、排気弁で圧力制
御を行っていても貯留タンク内のガスを外部に逃がすの
が追いつかずに、一時的に貯留タンク内圧が上昇して液
化ガスの流下量が一時的に増大してしまう問題点があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来技術
では極超低温である液化ガスを高速移動する容器に安定
して定量充填することは困難であり、液化ガス充填量の
バラツキが大きかった。その上、缶詰の場合、缶内に液
化ガスを充填後、缶は巻締時に高速で自転及び公転する
ために、内容物上に添加された液化ガスが缶外に飛散し
てしまうことがあり、密封時に缶内への残留量にもバラ
ツキが生じ易かった。そのため、従来の液化ガス充填方
法は、多少の缶内圧のバラツキがあっても問題がない陽
圧缶詰には好適に適用されているが、微小な内圧変動が
缶詰特性に影響を及ぼす低陽圧缶詰への適用は困難であ
った。この問題点を解決する方策として、液化ガスを微
小液滴状態にして缶に充填することによって、慣性力の
影響よりも粘性の影響が支配的となり巻締時の缶の公転
・自転による飛散が少なくなることが見出されている。
この場合、確実に微小液滴を得るには、特に、液化ガス
をより精度良く所定圧力・流量で噴霧ノズルに供給する
こと、及び気液分離が確実に行われていることがより重
要である。しかしながら、従来の充填システムでは、上
記のように貯留タンク内の圧力と液位を別々に制御して
いるため、常に一定の圧力・流量で噴霧ノズルに供給す
ることは困難であった。
では極超低温である液化ガスを高速移動する容器に安定
して定量充填することは困難であり、液化ガス充填量の
バラツキが大きかった。その上、缶詰の場合、缶内に液
化ガスを充填後、缶は巻締時に高速で自転及び公転する
ために、内容物上に添加された液化ガスが缶外に飛散し
てしまうことがあり、密封時に缶内への残留量にもバラ
ツキが生じ易かった。そのため、従来の液化ガス充填方
法は、多少の缶内圧のバラツキがあっても問題がない陽
圧缶詰には好適に適用されているが、微小な内圧変動が
缶詰特性に影響を及ぼす低陽圧缶詰への適用は困難であ
った。この問題点を解決する方策として、液化ガスを微
小液滴状態にして缶に充填することによって、慣性力の
影響よりも粘性の影響が支配的となり巻締時の缶の公転
・自転による飛散が少なくなることが見出されている。
この場合、確実に微小液滴を得るには、特に、液化ガス
をより精度良く所定圧力・流量で噴霧ノズルに供給する
こと、及び気液分離が確実に行われていることがより重
要である。しかしながら、従来の充填システムでは、上
記のように貯留タンク内の圧力と液位を別々に制御して
いるため、常に一定の圧力・流量で噴霧ノズルに供給す
ることは困難であった。
【0005】そこで、本発明は、従来の液化不活性ガス
充填方法における上記問題点を解消しようとするもので
あって、貯留タンク内の液位と圧力を常に所定値に制御
でき、常に一定量の液化ガスを容器内に安定して流下充
填又は噴霧充填することができ、従来の液化不活性ガス
充填方法で得ることが困難であった低陽圧缶詰の製造に
も容易に適用できるような液化不活性ガス充填システム
を提供することを目的とする。
充填方法における上記問題点を解消しようとするもので
あって、貯留タンク内の液位と圧力を常に所定値に制御
でき、常に一定量の液化ガスを容器内に安定して流下充
填又は噴霧充填することができ、従来の液化不活性ガス
充填方法で得ることが困難であった低陽圧缶詰の製造に
も容易に適用できるような液化不活性ガス充填システム
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の液化不活性ガス充填システムは、貯留タンクから容
器内に液化ガスを一定量充填する液化不活性ガス充填シ
ステムにおいて、貯留タンクの液化ガスを一定量に保つ
ように給液制御弁を制御する給液制御手段と、前記貯留
タンク内の圧力を一定に保つように排気制御弁を制御す
る圧力制御手段とを有し、前記給液制御手段と前記圧力
制御手段はそれぞれの制御出力が互いに相手の制御手段
からの信号により補正可能に結合されていることを特徴
とするものである。
明の液化不活性ガス充填システムは、貯留タンクから容
器内に液化ガスを一定量充填する液化不活性ガス充填シ
ステムにおいて、貯留タンクの液化ガスを一定量に保つ
ように給液制御弁を制御する給液制御手段と、前記貯留
タンク内の圧力を一定に保つように排気制御弁を制御す
る圧力制御手段とを有し、前記給液制御手段と前記圧力
制御手段はそれぞれの制御出力が互いに相手の制御手段
からの信号により補正可能に結合されていることを特徴
とするものである。
【0007】前記給液制御手段は、液面検出信号と液面
設定値により給液弁開度を演算し、且つ前記圧力制御手
段からの貯留タンクの圧力情報を受け取り、該圧力情報
により、前記給液弁開度の演算値を増減する補正を行う
ように構成することができる。また、前記圧力制御手段
は、圧力検出信号と圧力設定値により排気弁開度を演算
し、且つ前記給液制御手段からの給液弁開度情報を受け
取り、該給液弁開度情報により、排気弁開度の演算値を
増減する補正を行うように構成することができる。そし
て、該圧力制御手段は、ライン停止後の再稼動時には排
気弁開度を増す補正を行うことによって、気化ガス比率
が高まっているライン停止後の再稼動時の貯留タンク内
圧の上昇を未然に防ぐことができる。
設定値により給液弁開度を演算し、且つ前記圧力制御手
段からの貯留タンクの圧力情報を受け取り、該圧力情報
により、前記給液弁開度の演算値を増減する補正を行う
ように構成することができる。また、前記圧力制御手段
は、圧力検出信号と圧力設定値により排気弁開度を演算
し、且つ前記給液制御手段からの給液弁開度情報を受け
取り、該給液弁開度情報により、排気弁開度の演算値を
増減する補正を行うように構成することができる。そし
て、該圧力制御手段は、ライン停止後の再稼動時には排
気弁開度を増す補正を行うことによって、気化ガス比率
が高まっているライン停止後の再稼動時の貯留タンク内
圧の上昇を未然に防ぐことができる。
【0008】容器内への液化ガスの充填は、従来と同様
に流下ノズルにより流下して行う場合であっても、従来
と比較してより安定して一定量の液体窒素を充填できる
が、液化ガスを噴霧ノズルにより微小粒子化して行うこ
とによって、密封後の容器内圧がよりバラツキの少ない
密封容器を得ることができ、低陽圧缶詰の製造に好適に
適用できる。液化ガスを噴霧ノズルにより微小粒子(微
小粒滴)化して行うと共に、液化ガスを流下ノズルによ
り流下して行うことによって、流下ノズルだけで行う場
合よりもより内圧が安定し且つ不活性ガス置換率の高い
陽圧缶詰を得ることができる。そして、貯留タンクへの
液化ガスの送給は、貯留タンク又は液化不活性ガスボン
ベから気液分離器を介して行なうことによって、給液中
に発生した気化ガスが分離され貯留タンク内圧の急激な
変動を防止するのに有効である。
に流下ノズルにより流下して行う場合であっても、従来
と比較してより安定して一定量の液体窒素を充填できる
が、液化ガスを噴霧ノズルにより微小粒子化して行うこ
とによって、密封後の容器内圧がよりバラツキの少ない
密封容器を得ることができ、低陽圧缶詰の製造に好適に
適用できる。液化ガスを噴霧ノズルにより微小粒子(微
小粒滴)化して行うと共に、液化ガスを流下ノズルによ
り流下して行うことによって、流下ノズルだけで行う場
合よりもより内圧が安定し且つ不活性ガス置換率の高い
陽圧缶詰を得ることができる。そして、貯留タンクへの
液化ガスの送給は、貯留タンク又は液化不活性ガスボン
ベから気液分離器を介して行なうことによって、給液中
に発生した気化ガスが分離され貯留タンク内圧の急激な
変動を防止するのに有効である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。図1は、本発明の実施形態に係る液化不活性
ガス充填システムの概略図であり、図2は缶詰製造ライ
ンに適用した場合のブロック線図である。本実施形態
は、缶に液化ガス(液体窒素)を微小粒子化にして(即
ち、ミスト状に噴霧にして)充填することによって低陽
圧缶詰を製造する場合を示しており、図1に示す装置が
図2の製造ラインにおけるミスト充填機3に相当する。
図2に示す低陽圧缶詰製造ラインにおいて、缶は、フイ
ラー1で調合設備2から供給された内容物が充填され、
シーマへの搬送中に搬送路の上方に配置したミスト充填
機3によりミスト状の液体窒素が充填され、シーマ4で
エンドデパレタイザ5からエンドアンラッパ6を介して
1枚づつ供給される蓋が巻締られて密封される。ミスト
充填機3への液体窒素は、液体窒素タンク7又は液体窒
素ボンベ10から気液分離器8を介して供給することに
より、気化ガスを分離して外部に逃がして圧力を降下さ
せてからミスト充填器に供給している。それによりミス
ト充填機3では、安定して液体窒素を微小粒子化するこ
とができる。また、タンク7から気化器9を介して気化
ガスをシーマに供給して、アンダーカバーガッシングの
不活性ガスに利用している。
説明する。図1は、本発明の実施形態に係る液化不活性
ガス充填システムの概略図であり、図2は缶詰製造ライ
ンに適用した場合のブロック線図である。本実施形態
は、缶に液化ガス(液体窒素)を微小粒子化にして(即
ち、ミスト状に噴霧にして)充填することによって低陽
圧缶詰を製造する場合を示しており、図1に示す装置が
図2の製造ラインにおけるミスト充填機3に相当する。
図2に示す低陽圧缶詰製造ラインにおいて、缶は、フイ
ラー1で調合設備2から供給された内容物が充填され、
シーマへの搬送中に搬送路の上方に配置したミスト充填
機3によりミスト状の液体窒素が充填され、シーマ4で
エンドデパレタイザ5からエンドアンラッパ6を介して
1枚づつ供給される蓋が巻締られて密封される。ミスト
充填機3への液体窒素は、液体窒素タンク7又は液体窒
素ボンベ10から気液分離器8を介して供給することに
より、気化ガスを分離して外部に逃がして圧力を降下さ
せてからミスト充填器に供給している。それによりミス
ト充填機3では、安定して液体窒素を微小粒子化するこ
とができる。また、タンク7から気化器9を介して気化
ガスをシーマに供給して、アンダーカバーガッシングの
不活性ガスに利用している。
【0010】次に、ミスト充填機の全体構成及び本発明
のシステムを図1乃至図3に基づき詳細に説明する。本
実施形態のミスト充填機3は、貯留タンク11に2個の
噴霧ノズル(ミスト発生手段)12、12を設置してい
る場合を示している。貯留タンク11は、真空断熱の二
重壁構造になっており、内壁14と外壁15との間が真
空状態になって真空断熱構造となっており、その外周部
をさらに適宜の外周壁13で囲っている。貯留タンク1
1の下端部の開口部16に、ノズル組立体17が開口を
一致させて固定されている。ノズル組立体17は、図3
に拡大して示すように、ノズルボディ18と該ノズルボ
ディの下端部に固定されたノズルチップ19からなる噴
霧ノズルを備えている。ノズルボディ18は、貯留タン
ク11の底壁に形成された開口部16に合致する内径を
有する円筒状外壁20を有し、その底壁を貫通して液体
窒素通路を構成するパイプ22が設けられている。従っ
て、ノズルボディの円筒状外壁20とパイプ22は二重
構造になって、円筒状外壁20とパイプ22の間には、
貯留タンク11から液体窒素が直に流入して貯溜される
ので、パイプ22はその外周部を常に液体窒素で冷却さ
れ、外部からの熱の流入を阻止する断熱構造となってい
る。
のシステムを図1乃至図3に基づき詳細に説明する。本
実施形態のミスト充填機3は、貯留タンク11に2個の
噴霧ノズル(ミスト発生手段)12、12を設置してい
る場合を示している。貯留タンク11は、真空断熱の二
重壁構造になっており、内壁14と外壁15との間が真
空状態になって真空断熱構造となっており、その外周部
をさらに適宜の外周壁13で囲っている。貯留タンク1
1の下端部の開口部16に、ノズル組立体17が開口を
一致させて固定されている。ノズル組立体17は、図3
に拡大して示すように、ノズルボディ18と該ノズルボ
ディの下端部に固定されたノズルチップ19からなる噴
霧ノズルを備えている。ノズルボディ18は、貯留タン
ク11の底壁に形成された開口部16に合致する内径を
有する円筒状外壁20を有し、その底壁を貫通して液体
窒素通路を構成するパイプ22が設けられている。従っ
て、ノズルボディの円筒状外壁20とパイプ22は二重
構造になって、円筒状外壁20とパイプ22の間には、
貯留タンク11から液体窒素が直に流入して貯溜される
ので、パイプ22はその外周部を常に液体窒素で冷却さ
れ、外部からの熱の流入を阻止する断熱構造となってい
る。
【0011】パイプ22の上端開口部は貯留タンク11
の開口部16に臨み、真空断熱タンクである貯留タンク
内の液体窒素が直に作用するようになっており、その入
口部には噴霧ノズルへの液体窒素の供給を制御する開閉
弁としてのニードルバルブの弁座24が設けられてい
る。該弁座に対向して上下動可能に設けられる弁体27
の弁棒28は貯留タンク11内を貫通して、貯留タンク
上部に突出して弁開閉手段30に連結され、外部より、
弁の開閉制御ができるようになっている。弁開閉手段と
して、ソレノイド、モータ等適宜の手段が採用できる。
弁棒28を貯留タンク内を貫通して設けることにより、
該弁棒は常に液体窒素で冷却されて弁棒を介してバルブ
部へ熱が流入するのを阻止し、パイプ入口での液体窒素
の沸騰を防止している。本実施例では、ニードルバルブ
は開閉弁として構成しているが、その開度も制御できる
ように構成することも可能である。
の開口部16に臨み、真空断熱タンクである貯留タンク
内の液体窒素が直に作用するようになっており、その入
口部には噴霧ノズルへの液体窒素の供給を制御する開閉
弁としてのニードルバルブの弁座24が設けられてい
る。該弁座に対向して上下動可能に設けられる弁体27
の弁棒28は貯留タンク11内を貫通して、貯留タンク
上部に突出して弁開閉手段30に連結され、外部より、
弁の開閉制御ができるようになっている。弁開閉手段と
して、ソレノイド、モータ等適宜の手段が採用できる。
弁棒28を貯留タンク内を貫通して設けることにより、
該弁棒は常に液体窒素で冷却されて弁棒を介してバルブ
部へ熱が流入するのを阻止し、パイプ入口での液体窒素
の沸騰を防止している。本実施例では、ニードルバルブ
は開閉弁として構成しているが、その開度も制御できる
ように構成することも可能である。
【0012】パイプ22のノズルボディ底壁から下方に
突出した部分に細孔25を有するノズルチップ19が固
定されている。なお、23はノズルボディの円筒状外壁
20とパイプ22との間に貯溜されている液体窒素が気
化して発生した気泡がパイプ内に侵入するのを阻止する
ためにパイプ上端部に設けられた気泡偏向部材である。
また、ノズル組立体17には、乾燥ガス雰囲気にするた
めのパージフード31及び必要に応じてカバー32が設
けられている。パージフードで囲われた空間に、貯留タ
ンクの気相部と連通しているパージガス管43が連通し
て、貯留タンク11の気化ガスを供給して、ノズル部に
霜が付着するのを防止するパージガス(乾燥ガス)とし
て利用している。なお、カバー32の外周部にはヒータ
48、温度検出手段49が設けられ、ノズル部に霜が付
着したとき、或いは作業中にカバーが所定温度以下に冷
えてノズル部に霜が付着する恐れがあるとき等にヒータ
48を作動させてそれらの不都合を解消できるようにな
っている。
突出した部分に細孔25を有するノズルチップ19が固
定されている。なお、23はノズルボディの円筒状外壁
20とパイプ22との間に貯溜されている液体窒素が気
化して発生した気泡がパイプ内に侵入するのを阻止する
ためにパイプ上端部に設けられた気泡偏向部材である。
また、ノズル組立体17には、乾燥ガス雰囲気にするた
めのパージフード31及び必要に応じてカバー32が設
けられている。パージフードで囲われた空間に、貯留タ
ンクの気相部と連通しているパージガス管43が連通し
て、貯留タンク11の気化ガスを供給して、ノズル部に
霜が付着するのを防止するパージガス(乾燥ガス)とし
て利用している。なお、カバー32の外周部にはヒータ
48、温度検出手段49が設けられ、ノズル部に霜が付
着したとき、或いは作業中にカバーが所定温度以下に冷
えてノズル部に霜が付着する恐れがあるとき等にヒータ
48を作動させてそれらの不都合を解消できるようにな
っている。
【0013】本実施形態のミスト充填機は、以上のよう
に構成され、貯留タンク11の底部開口16−弁座24
の弁孔−パイプ22を経て貯留タンク11からノズルチ
ップの細孔25までの液体窒素供給経路を形成してい
る。ノズル組立体17の外周部は、真空断熱構造となっ
ていないが、パイプ22はその外周部が液体窒素で冷却
されて外部からの熱の流入が阻止されているので、貯留
タンク11からノズル細孔25までの液体窒素供給経路
は断熱経路となっている。しかしながら、完全な断熱構
造ではないので、ノズルボディ及びノズルチップへの外
気熱の流入は完全に阻止されず、パイプ22を通過する
液体窒素は熱流入の影響を受け温度が次第に上昇し、ノ
ズル細孔まで温度勾配が生じる。該温度勾配を利用する
ことによって、ノズルの細孔25を通過する液体窒素を
噴霧圧での沸点近くまで上昇させることが可能であり、
細孔25から放出する液体窒素を効果的に微小粒子化す
ることができる。即ち、沸点温度近くまで温度上昇した
液体窒素は、細孔25から外部に放出されるとその一部
が瞬時に気化して、その気化膨脹圧により未だ液体状態
にある残りを微小粒子化させる。その物理的現象によ
り、液体窒素のミスト化、即ち噴霧が良好に行われる。
液体窒素は、沸点が大気圧下で−196℃と極低温であ
るため、通常の液体の噴霧のように単に加圧下で放出す
ることによってミストは形成されず、温度、圧力、流量
等の物理的条件が揃って初めて良好な噴霧が達成され
る。
に構成され、貯留タンク11の底部開口16−弁座24
の弁孔−パイプ22を経て貯留タンク11からノズルチ
ップの細孔25までの液体窒素供給経路を形成してい
る。ノズル組立体17の外周部は、真空断熱構造となっ
ていないが、パイプ22はその外周部が液体窒素で冷却
されて外部からの熱の流入が阻止されているので、貯留
タンク11からノズル細孔25までの液体窒素供給経路
は断熱経路となっている。しかしながら、完全な断熱構
造ではないので、ノズルボディ及びノズルチップへの外
気熱の流入は完全に阻止されず、パイプ22を通過する
液体窒素は熱流入の影響を受け温度が次第に上昇し、ノ
ズル細孔まで温度勾配が生じる。該温度勾配を利用する
ことによって、ノズルの細孔25を通過する液体窒素を
噴霧圧での沸点近くまで上昇させることが可能であり、
細孔25から放出する液体窒素を効果的に微小粒子化す
ることができる。即ち、沸点温度近くまで温度上昇した
液体窒素は、細孔25から外部に放出されるとその一部
が瞬時に気化して、その気化膨脹圧により未だ液体状態
にある残りを微小粒子化させる。その物理的現象によ
り、液体窒素のミスト化、即ち噴霧が良好に行われる。
液体窒素は、沸点が大気圧下で−196℃と極低温であ
るため、通常の液体の噴霧のように単に加圧下で放出す
ることによってミストは形成されず、温度、圧力、流量
等の物理的条件が揃って初めて良好な噴霧が達成され
る。
【0014】次に、上記構造のミスト充填機の液位及び
貯留タンク内圧(以下単に圧力という)を所定値に制御
するためのシステム構成について説明する。図中、40
は貯留タンク11に液体窒素タンク7(図2)から液体
窒素を給送するための給液管であり、その途中に給液制
御弁41が設けられている。42は貯留タンク11の気
化ガスを外部に逃がすための気化ガス排管であり、排気
ガスの一部をミスト発生手段のパージガスとして利用す
るためにその途中からパージガス管43が分岐してい
る。分岐部の下流に排気制御弁44が設けられている。
また、貯留タンク11には貯留タンク内の液体窒素の液
位を検出する液面検出手段45としての液面計、及び貯
留タンク内圧を検出する圧力検出手段46としての圧力
計が設けられている。なお、47はパージガス管43に
設けられたパージガス流量調節手段である。
貯留タンク内圧(以下単に圧力という)を所定値に制御
するためのシステム構成について説明する。図中、40
は貯留タンク11に液体窒素タンク7(図2)から液体
窒素を給送するための給液管であり、その途中に給液制
御弁41が設けられている。42は貯留タンク11の気
化ガスを外部に逃がすための気化ガス排管であり、排気
ガスの一部をミスト発生手段のパージガスとして利用す
るためにその途中からパージガス管43が分岐してい
る。分岐部の下流に排気制御弁44が設けられている。
また、貯留タンク11には貯留タンク内の液体窒素の液
位を検出する液面検出手段45としての液面計、及び貯
留タンク内圧を検出する圧力検出手段46としての圧力
計が設けられている。なお、47はパージガス管43に
設けられたパージガス流量調節手段である。
【0015】前記給液制御弁41は、液面設定手段51
に予め設定された設定値と液面検出手段45からの入力
信号に基づきその開度が給液制御手段50で演算され、
且つその演算値を圧力制御手段52からの信号に基づき
補正して、該補正値に基づきその開度が制御される。ま
た、排気制御弁44は、圧力設定手段53に予め設定さ
れた設定値と圧力検出手段46からの入力信号に基づき
圧力制御手段52で圧力が演算され、且つ該演算値が給
液制御手段50から信号に基づき補正され、排気制御手
段54で排気制御弁44の開度が演算されて、該演算値
により排気制御弁44を制御するようになっている。従
って、本発明では、貯留タンク内の液化ガスを一定量に
保つ給液制御手段と、貯留タンク内の圧力を一定に保つ
圧力制御手段とが、互いに相手の制御出力を知り得るよ
うに結合された制御システムとなっている。なお、上記
の給液制御手段50、圧力制御手段52及び排気制御手
段54は、具体的にはマイクロコンピュータのCPUで
構成される。
に予め設定された設定値と液面検出手段45からの入力
信号に基づきその開度が給液制御手段50で演算され、
且つその演算値を圧力制御手段52からの信号に基づき
補正して、該補正値に基づきその開度が制御される。ま
た、排気制御弁44は、圧力設定手段53に予め設定さ
れた設定値と圧力検出手段46からの入力信号に基づき
圧力制御手段52で圧力が演算され、且つ該演算値が給
液制御手段50から信号に基づき補正され、排気制御手
段54で排気制御弁44の開度が演算されて、該演算値
により排気制御弁44を制御するようになっている。従
って、本発明では、貯留タンク内の液化ガスを一定量に
保つ給液制御手段と、貯留タンク内の圧力を一定に保つ
圧力制御手段とが、互いに相手の制御出力を知り得るよ
うに結合された制御システムとなっている。なお、上記
の給液制御手段50、圧力制御手段52及び排気制御手
段54は、具体的にはマイクロコンピュータのCPUで
構成される。
【0016】本発明の液化ガス充填システムは、以上の
ように構成され、該システムによって、貯留タンクの液
位制御と圧力制御、及び弁制御は、それぞれ図4〜図5
に示すフローチャートに示す手順で行われる。
ように構成され、該システムによって、貯留タンクの液
位制御と圧力制御、及び弁制御は、それぞれ図4〜図5
に示すフローチャートに示す手順で行われる。
【0017】給液制御 給液制御は、液面検出手段45(液量検出手段)から得
られる信号により給液制御弁41を比例制御することに
より行っている。図のフローチャートにおいて、液面検
出手段45から得られる液面検出信号を読み込み(S
1)、予め設定されている液面設定値と比較してその差
を基に弁開度を演算する(S2)。次に圧力制御手段か
ら圧力検出手段が検出した圧力情報を受取り(S3)、
該圧力が予め設定されている圧力より高いか否か比較し
(S4)、高ければステップS2で演算した弁解度を負
補正する(S5)。さらに、設定圧力より低いか否か比
較し(S6)、低ければ弁解度正補正を行う(S7)。
このうよにして、弁解度を圧力検出値に基づいて補正を
行い、該補正値に基づいて給液弁開度出力を給液制御弁
41に行う(S8)。以下、その繰り返しで給液制御を
行う。それによって、給液により貯留タンク内圧が異常
に上昇することが防げ、常に良好に一定量の液体窒素を
流下又は噴霧することが可能となる。
られる信号により給液制御弁41を比例制御することに
より行っている。図のフローチャートにおいて、液面検
出手段45から得られる液面検出信号を読み込み(S
1)、予め設定されている液面設定値と比較してその差
を基に弁開度を演算する(S2)。次に圧力制御手段か
ら圧力検出手段が検出した圧力情報を受取り(S3)、
該圧力が予め設定されている圧力より高いか否か比較し
(S4)、高ければステップS2で演算した弁解度を負
補正する(S5)。さらに、設定圧力より低いか否か比
較し(S6)、低ければ弁解度正補正を行う(S7)。
このうよにして、弁解度を圧力検出値に基づいて補正を
行い、該補正値に基づいて給液弁開度出力を給液制御弁
41に行う(S8)。以下、その繰り返しで給液制御を
行う。それによって、給液により貯留タンク内圧が異常
に上昇することが防げ、常に良好に一定量の液体窒素を
流下又は噴霧することが可能となる。
【0018】圧力制御 圧力制御は、圧力検出手段から得られる信号により排気
制御弁を比例制御することにより行う。圧力制御のフロ
ーチャートが図5に示されている。該フローチャートか
ら明らかなように、貯留タンクの圧力を圧力検出手段4
6から得られる信号と圧力設定手段53で設定された圧
力設定値により弁開度を演算するが、このとき給液制御
手段50から給液制御弁開度情報を受け取り、弁開度が
所定値より大きい場合には、排気制御弁の開度を増す補
正をかけ、貯留タンク内に流入する気化ガスを速やかに
排出し、貯留タンクの圧力上昇を未然に防ぐ。また、ラ
イン停止後の再稼動時には給液配管40内の気化ガス比
率は定常運転時に比較し多くなっている。給液が開始さ
れると定常時に行っている弁開度では排気が間に合わず
貯留タンク内圧が上昇してしまう。そのため、ライン停
止後の再稼動時に排気制御弁44の開度を増す補正をか
け、貯留タンク内圧の上昇を未然に防ぐようにしてい
る。
制御弁を比例制御することにより行う。圧力制御のフロ
ーチャートが図5に示されている。該フローチャートか
ら明らかなように、貯留タンクの圧力を圧力検出手段4
6から得られる信号と圧力設定手段53で設定された圧
力設定値により弁開度を演算するが、このとき給液制御
手段50から給液制御弁開度情報を受け取り、弁開度が
所定値より大きい場合には、排気制御弁の開度を増す補
正をかけ、貯留タンク内に流入する気化ガスを速やかに
排出し、貯留タンクの圧力上昇を未然に防ぐ。また、ラ
イン停止後の再稼動時には給液配管40内の気化ガス比
率は定常運転時に比較し多くなっている。給液が開始さ
れると定常時に行っている弁開度では排気が間に合わず
貯留タンク内圧が上昇してしまう。そのため、ライン停
止後の再稼動時に排気制御弁44の開度を増す補正をか
け、貯留タンク内圧の上昇を未然に防ぐようにしてい
る。
【0019】開閉弁制御 貯留タンク11の開閉弁制御のフローチャートは図6に
示されている。該フローチャートから明らかなように、
ラインの運転が稼動されると速度検出手段55によりラ
イン速度を検出し、予め設定してある弁制御手段56に
より設定速度と比較する。ライン速度設定速度よりも遅
いと開閉弁を閉にして、所定速度に達するまで液化ガス
の噴霧充填を行わない。それによって、内圧不良缶の発
生を防止する。一方、ライン速度が設定速度と等しいか
速い場合は、缶検出手段57の缶検出信号を読み込んで
缶の有無を判断する。缶がある場合は、「開」の信号を
弁開閉手段30に出力し、液体窒素の噴霧充填を開始す
る。一方、缶がない場合は、「閉」の信号を弁開閉手段
30に出力し、開閉弁を閉じた状態にして液体窒素の噴
霧を行わない。以下、その繰り返しを行うことにより、
稼動開始時やライン速度の変化時の内圧不良缶の発生を
未然に防止することができる。
示されている。該フローチャートから明らかなように、
ラインの運転が稼動されると速度検出手段55によりラ
イン速度を検出し、予め設定してある弁制御手段56に
より設定速度と比較する。ライン速度設定速度よりも遅
いと開閉弁を閉にして、所定速度に達するまで液化ガス
の噴霧充填を行わない。それによって、内圧不良缶の発
生を防止する。一方、ライン速度が設定速度と等しいか
速い場合は、缶検出手段57の缶検出信号を読み込んで
缶の有無を判断する。缶がある場合は、「開」の信号を
弁開閉手段30に出力し、液体窒素の噴霧充填を開始す
る。一方、缶がない場合は、「閉」の信号を弁開閉手段
30に出力し、開閉弁を閉じた状態にして液体窒素の噴
霧を行わない。以下、その繰り返しを行うことにより、
稼動開始時やライン速度の変化時の内圧不良缶の発生を
未然に防止することができる。
【0020】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、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。上記
実施形態では、缶に液体窒素を噴霧充填する場合につい
て説明したが、本発明は、例えば図2において、ミスト
充填機に代えて液化ガス(一般的には液体窒素)を流下
充填又は滴下する液体窒素充填機60を設置することに
よって、通常の陽圧缶詰の製造ラインに適用できる。ま
た、本発明は、缶詰製造ラインの場合、シーマへの搬送
路上で液体窒素を充填する場合に限らず、シーマでのア
ンダーカバーガッシング装置での液化ガス充填システム
にも適用することができる。さらに、本発明は缶詰の製
造ラインに限らず、その他の密封容器への液化ガス充填
にも適用できることは言うまでもない。
たが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、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。上記
実施形態では、缶に液体窒素を噴霧充填する場合につい
て説明したが、本発明は、例えば図2において、ミスト
充填機に代えて液化ガス(一般的には液体窒素)を流下
充填又は滴下する液体窒素充填機60を設置することに
よって、通常の陽圧缶詰の製造ラインに適用できる。ま
た、本発明は、缶詰製造ラインの場合、シーマへの搬送
路上で液体窒素を充填する場合に限らず、シーマでのア
ンダーカバーガッシング装置での液化ガス充填システム
にも適用することができる。さらに、本発明は缶詰の製
造ラインに限らず、その他の密封容器への液化ガス充填
にも適用できることは言うまでもない。
【0021】
【発明の効果】本発明は、貯留タンクの給液制御手段と
圧力制御手段とが、互いに相手の制御出力を知り得るよ
うに結合されているため、例えば急激に多量の液化ガス
を貯留タンクに供給する場合には、それに合わせて事前
に排気バルブの開度が大きくなるように制御することが
でき、貯留タンク内圧の急激な上昇による液体窒素の流
下量の変動を防ぐことができ、又は噴霧充填の不良を解
消することができ、常に安定して一定量の液化ガスを容
器に流下又は噴霧充填することができる。それにより、
従来困難であった液体窒素の噴霧充填が良好にできるよ
うになり、内圧のバラツキがより少ない密封容器を得る
ことができ、低陽圧缶詰の製造に効果的である。
圧力制御手段とが、互いに相手の制御出力を知り得るよ
うに結合されているため、例えば急激に多量の液化ガス
を貯留タンクに供給する場合には、それに合わせて事前
に排気バルブの開度が大きくなるように制御することが
でき、貯留タンク内圧の急激な上昇による液体窒素の流
下量の変動を防ぐことができ、又は噴霧充填の不良を解
消することができ、常に安定して一定量の液化ガスを容
器に流下又は噴霧充填することができる。それにより、
従来困難であった液体窒素の噴霧充填が良好にできるよ
うになり、内圧のバラツキがより少ない密封容器を得る
ことができ、低陽圧缶詰の製造に効果的である。
【0022】特に、給液制御手段が、貯留タンクの圧力
情報により、給液弁開度の演算値を増減する補正を行う
ように構成することによって、また、圧力制御手段が、
給液弁開度情報により、排気弁開度の演算値を増減する
補正を行うように構成することによって、貯留タンク内
圧及び液位の変化による流下流量又は噴霧流量の変化を
未然に防ぐことができ、液化ガスの安定した定量充填が
できる。さらに、圧力制御手段は、ライン停止後の再稼
動時には排気弁開度を増す補正を行うようにすることに
よって、気化ガス比率が高まっているライン停止後の再
稼動時の貯留タンク内圧の上昇を未然に防ぐことができ
る。
情報により、給液弁開度の演算値を増減する補正を行う
ように構成することによって、また、圧力制御手段が、
給液弁開度情報により、排気弁開度の演算値を増減する
補正を行うように構成することによって、貯留タンク内
圧及び液位の変化による流下流量又は噴霧流量の変化を
未然に防ぐことができ、液化ガスの安定した定量充填が
できる。さらに、圧力制御手段は、ライン停止後の再稼
動時には排気弁開度を増す補正を行うようにすることに
よって、気化ガス比率が高まっているライン停止後の再
稼動時の貯留タンク内圧の上昇を未然に防ぐことができ
る。
【0023】液化ガスを噴霧ノズルにより微小粒子化し
て行うと共に、液化ガスを流下ノズルにより流下して行
うことによって、流下ノズルだけで行う場合よりもより
内圧の安定した、及び不活性ガス置換率の高い陽圧缶詰
を得ることができる。また、貯留タンクへの液化ガスの
送給は、気液分離器を介して行なうことによって、給液
中に発生した気化ガスが分離され貯留タンク内圧の急激
な変動を防止するのに有効である。
て行うと共に、液化ガスを流下ノズルにより流下して行
うことによって、流下ノズルだけで行う場合よりもより
内圧の安定した、及び不活性ガス置換率の高い陽圧缶詰
を得ることができる。また、貯留タンクへの液化ガスの
送給は、気液分離器を介して行なうことによって、給液
中に発生した気化ガスが分離され貯留タンク内圧の急激
な変動を防止するのに有効である。
【図1】本発明の実施形態に係る液化不活性ガス充填シ
ステムの模式図である。
ステムの模式図である。
【図2】缶詰製造ラインに適用した場合のブロック線図
である。
である。
【図3】図1の要部拡大図である。
【図4】給液制御のフローチャートである。
【図5】圧力制御のフローチャートである。
【図6】開閉便制御のフローチャートである。
11 液化不活性ガス貯留タンク(貯留タンク) 12 噴霧ノズル 17 ノズル組立体 18 ノズルボディ 23 気泡偏向部材 24 弁座 27 弁体 30 弁開閉手段 31 パージフード 40 給液配管 41 給液制御弁 42 気化ガス排管 43 パージガス管 44 排気制御弁 45 液面検出手段
(液面計) 46 圧力検出手段(圧力計) 47 パージガス流
量調節手段 48 ヒータ 49 温度検出手段
(液面計) 46 圧力検出手段(圧力計) 47 パージガス流
量調節手段 48 ヒータ 49 温度検出手段
Claims (8)
- 【請求項1】 液化不活性ガス貯留タンクから容器内に
液化不活性ガスを一定量充填する液化不活性ガス充填シ
ステムにおいて、液化不活性ガス貯留タンクの液化不活
性ガスを一定量に保つように給液制御弁を制御する給液
制御手段と、前記液化不活性ガス貯留タンク内の圧力を
一定に保つように排気制御弁を制御する圧力制御手段と
を有し、前記給液制御手段と前記圧力制御手段はそれぞ
れの制御出力が互いに相手の制御手段からの信号により
補正可能に結合されていることを特徴とする液化不活性
ガス充填システム。 - 【請求項2】 前記給液制御手段は、液面検出信号と液
面設定値により給液弁開度を演算し、且つ前記圧力制御
手段からの液化不活性ガス貯留タンクの圧力情報を受け
取り、該圧力情報により、前記給液弁開度の演算値を増
減する補正を行うことを特徴とする請求項1記載の液化
不活性ガス充填システム。 - 【請求項3】 前記圧力制御手段は、圧力検出信号と圧
力設定値により排気弁開度を演算し、且つ前記給液制御
手段からの給液弁開度情報を受け取り、該給液弁開度情
報により、排気弁開度の演算値を増減する補正を行うこ
とを特徴とする請求項1記載の液化不活性ガス充填シス
テム。 - 【請求項4】 前記圧力制御手段は、ライン停止後の再
稼動時には排気弁開度を増す補正を行うことを特徴とす
る請求項3記載の液化不活性ガス充填システム。 - 【請求項5】 前記容器内への液化不活性ガスの充填
は、液化不活性ガスを噴霧ノズルにより微小粒子化して
行う請求項1〜4何れか記載の液化不活性ガス充填シス
テム。 - 【請求項6】 前記容器内への液化不活性ガスの充填
は、液化不活性ガスを流下ノズルにより流下して行う請
求項1〜4何れか記載の液化不活性ガス充填システム。 - 【請求項7】 前記容器内への液化不活性ガスの充填
は、液化不活性ガスを噴霧ノズルにより微小粒子化して
行うと共に、液化不活性ガスを流下ノズルにより流下し
て行う請求項1〜4何れか記載の液化不活性ガス充填シ
ステム。 - 【請求項8】 前記液化不活性ガス貯留タンクへの液化
不活性ガスの送給は、液化不活性ガスタンク又は液化不
活性ガスボンベから気液分離器を介して行われる請求項
1〜7何れか記載の液化不活性ガス充填システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12425998A JP3613975B2 (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 液化不活性ガス充填システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12425998A JP3613975B2 (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 液化不活性ガス充填システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11301612A true JPH11301612A (ja) | 1999-11-02 |
JP3613975B2 JP3613975B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=14880914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12425998A Expired - Fee Related JP3613975B2 (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 液化不活性ガス充填システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3613975B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101445066B1 (ko) * | 2012-11-30 | 2014-09-26 | 삼성중공업 주식회사 | 액상화물의 기포 제거 장치 및 액상화물의 기포 제거 방법 |
WO2021015279A1 (ja) * | 2019-07-23 | 2021-01-28 | 東洋製罐株式会社 | 吐出装置、無人航空機および吐出方法 |
JP2021016853A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | 東洋製罐株式会社 | 吐出装置、無人航空機および吐出方法 |
-
1998
- 1998-04-17 JP JP12425998A patent/JP3613975B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101445066B1 (ko) * | 2012-11-30 | 2014-09-26 | 삼성중공업 주식회사 | 액상화물의 기포 제거 장치 및 액상화물의 기포 제거 방법 |
WO2021015279A1 (ja) * | 2019-07-23 | 2021-01-28 | 東洋製罐株式会社 | 吐出装置、無人航空機および吐出方法 |
JP2021016853A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | 東洋製罐株式会社 | 吐出装置、無人航空機および吐出方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3613975B2 (ja) | 2005-01-26 |
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