JPH1179131A - 低温液体を分配するための装置と低温バルブ、および製品をパッケージするための低温プラント - Google Patents
低温液体を分配するための装置と低温バルブ、および製品をパッケージするための低温プラントInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低温液体の流れをより良く制御することを可能
にする。 【解決手段】この装置は、液体の流れを調節する装置を
備えた断熱メインパイプ１６を有している。同装置は更
に、調節装置の下流でメインパイプから分岐したガス抜
きパイプ３４を備えている。
にする。 【解決手段】この装置は、液体の流れを調節する装置を
備えた断熱メインパイプ１６を有している。同装置は更
に、調節装置の下流でメインパイプから分岐したガス抜
きパイプ３４を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の流れを調節
するための装置が取り付けられた断熱メインパイプを有
するタイプの低温液体を分配するための装置に関する。
するための装置が取り付けられた断熱メインパイプを有
するタイプの低温液体を分配するための装置に関する。
【０００２】特に、容器を不活性化し、また、加圧する
目的のために、移動している容器に液体窒素を一定に分
配するのに適用される。
目的のために、移動している容器に液体窒素を一定に分
配するのに適用される。
【０００３】
【従来の技術】よく知られているように、低温液体を送
るパイプ内への熱の流入は、液体内に泡を発生させ、こ
れは液体を一定の流量、特に１０ｌ／ｈより低い流量で
送ることを難しくする。
るパイプ内への熱の流入は、液体内に泡を発生させ、こ
れは液体を一定の流量、特に１０ｌ／ｈより低い流量で
送ることを難しくする。
【０００４】この環境に特に敏感な状況は、液体窒素を
用いた缶の加圧プロセスに見られる。この技術では、互
いに接している缶の列が、非炭酸製品、例えば穏やかな
飲み物で満たされた後、液体窒素の細い噴射を出すノズ
ルの下を移動する。従って、各缶は液体窒素の数滴を受
け、その後に密封される。
用いた缶の加圧プロセスに見られる。この技術では、互
いに接している缶の列が、非炭酸製品、例えば穏やかな
飲み物で満たされた後、液体窒素の細い噴射を出すノズ
ルの下を移動する。従って、各缶は液体窒素の数滴を受
け、その後に密封される。
【０００５】窒素の気化の開始は、缶が封止される前、
缶から空気を追い出し、従って製品が不活性であること
を確実にする。次に、缶が封止された後、窒素の気化の
終了は缶を加圧し、これによりへこんだりつぶれたりす
る心配をせずに好きなように扱うことを可能にしてくれ
る。
缶から空気を追い出し、従って製品が不活性であること
を確実にする。次に、缶が封止された後、窒素の気化の
終了は缶を加圧し、これによりへこんだりつぶれたりす
る心配をせずに好きなように扱うことを可能にしてくれ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】よく知られているよう
に、缶が受ける液体窒素の量が少なすぎると、加圧が缶
の完全さを維持するのに不十分であり、また多すぎる
と、缶が破裂する危険がある。
に、缶が受ける液体窒素の量が少なすぎると、加圧が缶
の完全さを維持するのに不十分であり、また多すぎる
と、缶が破裂する危険がある。
【０００７】現在の詰め込みシステムでは、一秒当たり
数十の缶を一列に移動させており、さらに高いレートが
望まれている。さらに、プラントの始動と停止の際のシ
ステムの加速と減速の時間を考慮すると、各瞬間に分配
される液体窒素流の非常に正確な制御がプロセスの進展
には不可欠であることが理解される。
数十の缶を一列に移動させており、さらに高いレートが
望まれている。さらに、プラントの始動と停止の際のシ
ステムの加速と減速の時間を考慮すると、各瞬間に分配
される液体窒素流の非常に正確な制御がプロセスの進展
には不可欠であることが理解される。
【０００８】本発明の目的は、低温液体の流れをより良
く制御することを可能にすることである。
く制御することを可能にすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的のた
めに成されたものであり、その主題は、調節装置の下流
でメインパイプから分岐するガス抜きパイプを有するこ
とを特徴とする、前述したタイプの装置である。
めに成されたものであり、その主題は、調節装置の下流
でメインパイプから分岐するガス抜きパイプを有するこ
とを特徴とする、前述したタイプの装置である。
【００１０】本発明による装置は下記の特徴を一以上有
している。
している。
【００１１】・ガス抜きパイプはメインパイプの上部か
ら分岐している、 ・調節装置は、メインパイプの上流側中間セクションと
下流側中間セクションおよび両者間に位置する座を定め
ているバルブ本体と、本体内を座に対して移動するよう
に設けられた閉塞部材とを有しているバルブの閉塞部材
であり、バルブ本体は、下流側中間セクションの上側部
分に、ガス抜きパイプに連結されている穴を有してい
る、 ・ガス抜きパイプはメインパイプの外側壁の中を延びて
いる、 ・装置は低温液体貯蔵器を更に有し、その底からメイン
パイプが始まり、また、ガス抜きパイプはこの貯蔵器の
上側部分に延びている。
ら分岐している、 ・調節装置は、メインパイプの上流側中間セクションと
下流側中間セクションおよび両者間に位置する座を定め
ているバルブ本体と、本体内を座に対して移動するよう
に設けられた閉塞部材とを有しているバルブの閉塞部材
であり、バルブ本体は、下流側中間セクションの上側部
分に、ガス抜きパイプに連結されている穴を有してい
る、 ・ガス抜きパイプはメインパイプの外側壁の中を延びて
いる、 ・装置は低温液体貯蔵器を更に有し、その底からメイン
パイプが始まり、また、ガス抜きパイプはこの貯蔵器の
上側部分に延びている。
【００１２】また、本発明の主題はこの装置のための低
温バルブである。この低温バルブは、上流側ダクトセク
ションと下流側ダクトセクションおよび両者間に位置す
る座を定めているバルブ本体と、本体内を座に対して移
動するように設けられた閉塞部材とを有しているタイプ
であり、バルブ本体が、下流側ダクトセクションの上側
部分に穴を有していることを特徴とする。
温バルブである。この低温バルブは、上流側ダクトセク
ションと下流側ダクトセクションおよび両者間に位置す
る座を定めているバルブ本体と、本体内を座に対して移
動するように設けられた閉塞部材とを有しているタイプ
であり、バルブ本体が、下流側ダクトセクションの上側
部分に穴を有していることを特徴とする。
【００１３】このバルブの一実施形態において、座は円
錐台形で下側にすぼまっていて、下方に向かって空洞ま
で延びており、閉塞部材は、座と結合する円錐台形部材
と、閉塞部材が閉じ位置にあるときに隙間をもって空洞
内に収容されるように設計された下側部材とを有してい
る。
錐台形で下側にすぼまっていて、下方に向かって空洞ま
で延びており、閉塞部材は、座と結合する円錐台形部材
と、閉塞部材が閉じ位置にあるときに隙間をもって空洞
内に収容されるように設計された下側部材とを有してい
る。
【００１４】また、本発明の主題は、移動している容器
に製品を詰めるためのプラントであり、上述した液体窒
素を分配する装置を有しており、この装置が、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、容器のためのコンベアの上
方に位置している。
に製品を詰めるためのプラントであり、上述した液体窒
素を分配する装置を有しており、この装置が、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、容器のためのコンベアの上
方に位置している。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１６】図１は、非炭酸製品を連続する円筒形缶１
の列に詰めるためのプラントを概略的に示している。こ
れらの缶はコンベア２によって運ばれ、矢印Ｆの方向に
沿って移動し、缶を製品で満たすためのステーション
３、液体窒素の噴射５を出すためのステーション４、シ
ール蓋７をクランプするためのステーション６の下をを
連続的に移動する。
の列に詰めるためのプラントを概略的に示している。こ
れらの缶はコンベア２によって運ばれ、矢印Ｆの方向に
沿って移動し、缶を製品で満たすためのステーション
３、液体窒素の噴射５を出すためのステーション４、シ
ール蓋７をクランプするためのステーション６の下をを
連続的に移動する。
【００１７】ステーション３と６は通常のものであり、
従って、装置４についてのみ以下に説明する。
従って、装置４についてのみ以下に説明する。
【００１８】装置４は、上端から下端に向かって、二重
壁液体窒素貯蔵器８を有し、二つの壁を通る上側開口は
断熱ネック９によって連結されている。外側壁１０は貯
蔵器を（図示しない）適切な支持体に固定するための構
造体１１を備えている。ネック９の中には、貯蔵器の内
側壁１３の中の液体窒素のレベルを検出するセンサー１
２Ａによって制御される供給パイプ１２と、周囲の大気
中に延びているガス抜きパイプ１４が通っている。貯蔵
器は更に（図示しない）種々の通常の付属品を備えてい
る。
壁液体窒素貯蔵器８を有し、二つの壁を通る上側開口は
断熱ネック９によって連結されている。外側壁１０は貯
蔵器を（図示しない）適切な支持体に固定するための構
造体１１を備えている。ネック９の中には、貯蔵器の内
側壁１３の中の液体窒素のレベルを検出するセンサー１
２Ａによって制御される供給パイプ１２と、周囲の大気
中に延びているガス抜きパイプ１４が通っている。貯蔵
器は更に（図示しない）種々の通常の付属品を備えてい
る。
【００１９】壁１０の底には穴があり、そこから液体窒
素を分配するためのメインパイプ１６の外側壁１５が始
まっている。パイプは、垂直に下方に延びる第一セクシ
ョン１７と、水平な第二セクション１８と、垂直に下方
に延びる第三セクション１９とから成っている。
素を分配するためのメインパイプ１６の外側壁１５が始
まっている。パイプは、垂直に下方に延びる第一セクシ
ョン１７と、水平な第二セクション１８と、垂直に下方
に延びる第三セクション１９とから成っている。
【００２０】同様に、パイプ１６の内側チューブ２０は
貯蔵器の内側壁１３のそこから始まっており、内側チュ
ーブ２０は壁１５の全体にわたり同軸に延びている。パ
イプの下流には、閉塞器２１が壁１５とチューブ２０の
間に設けられている。パイプ１６の内壁空間、勿論、こ
れに連続している貯蔵器８の内壁空間は、通常の手法に
よる真空引きのもとで断熱される。
貯蔵器の内側壁１３のそこから始まっており、内側チュ
ーブ２０は壁１５の全体にわたり同軸に延びている。パ
イプの下流には、閉塞器２１が壁１５とチューブ２０の
間に設けられている。パイプ１６の内壁空間、勿論、こ
れに連続している貯蔵器８の内壁空間は、通常の手法に
よる真空引きのもとで断熱される。
【００２１】さらに、図１に一点鎖線で示されるよう
に、交換可能な液体窒素吐出ヘッド２２がパイプ１６の
下流端に設けられている。
に、交換可能な液体窒素吐出ヘッド２２がパイプ１６の
下流端に設けられている。
【００２２】制御バルブ２３は水平セクション１８に取
り付けられている。このバルブ（図１と図２）は必須的
に、断熱材２５で囲まれるバルブ本体２４と、垂直制御
ロッド２７によって操作される閉塞部材２６と、ロット
２７の上端に配置されたアクチュエーター２８とを備え
ている。
り付けられている。このバルブ（図１と図２）は必須的
に、断熱材２５で囲まれるバルブ本体２４と、垂直制御
ロッド２７によって操作される閉塞部材２６と、ロット
２７の上端に配置されたアクチュエーター２８とを備え
ている。
【００２３】図２に明瞭に示されるように、バルブ本体
２４は、上面から始まって同じ軸Ｘ−Ｘのブラインドカ
ウンターボアまで下方に延びた垂直ボア２９を有し、こ
れは円筒形空洞３０を定めている。下側に傾いている上
流側ダクトセクション３１は、バルブ本体の側面から始
まり、空洞３０に連絡している。その径はカウンターボ
アの径よりも僅かに小さい（図３）。セクション３１と
同様の見方によって下側に傾いている下流側ダクトセク
ション３２は、ボア２９から始まり、バルブ本体の反対
側面に連絡している。バルブが開いているとき、ダクト
セクション３１と３２はもちろん、それらをつないでい
る空間は、メインパイプ１６の一部を構成すると見なす
ことができ、セクション３１と３２はそれぞれこのパイ
プの上側と下側の中間セクションを構成する。
２４は、上面から始まって同じ軸Ｘ−Ｘのブラインドカ
ウンターボアまで下方に延びた垂直ボア２９を有し、こ
れは円筒形空洞３０を定めている。下側に傾いている上
流側ダクトセクション３１は、バルブ本体の側面から始
まり、空洞３０に連絡している。その径はカウンターボ
アの径よりも僅かに小さい（図３）。セクション３１と
同様の見方によって下側に傾いている下流側ダクトセク
ション３２は、ボア２９から始まり、バルブ本体の反対
側面に連絡している。バルブが開いているとき、ダクト
セクション３１と３２はもちろん、それらをつないでい
る空間は、メインパイプ１６の一部を構成すると見なす
ことができ、セクション３１と３２はそれぞれこのパイ
プの上側と下側の中間セクションを構成する。
【００２４】さらに、本体２４の下流側ポートに開けら
れた穴３３は下流側３２の中間点に位置し、シールジョ
イントで、半田付けにより、ガス抜きチューブ３４に連
結されている。ガス抜きチューブ（図１）はパイプ１６
のチューブ２０と壁１５の間を上流側に向かって延び、
さらに貯蔵器８の内壁空間を延びて、フック３５となっ
て終端しており、このフックは、シールジョイントで、
内側壁１３の上部を通って、その中に入っている。
れた穴３３は下流側３２の中間点に位置し、シールジョ
イントで、半田付けにより、ガス抜きチューブ３４に連
結されている。ガス抜きチューブ（図１）はパイプ１６
のチューブ２０と壁１５の間を上流側に向かって延び、
さらに貯蔵器８の内壁空間を延びて、フック３５となっ
て終端しており、このフックは、シールジョイントで、
内側壁１３の上部を通って、その中に入っている。
【００２５】図２には、チューブ２０の水平セクション
の二つの部分が示されており、これらは半田付けにより
ダクトセクション３１と３２の二つの排出口に連結され
ている。
の二つの部分が示されており、これらは半田付けにより
ダクトセクション３１と３２の二つの排出口に連結され
ている。
【００２６】ボア２９とカウンターボア３０は円錐台座
３６によって接続されている。閉塞部材２６は、座３６
と接合するテフロンシール３８が施された円錐台中間部
材３７と、これもほぼ円錐台形状であるが明らかに広が
り角が小さい下側部材３９と、上側連結部材４０とを有
している。連結部材はスプリングクリップ４１によって
ロッド２７の下端に連結されており、スプリングクリッ
プは閉塞部材がＸ−Ｘ軸の周りで僅かに角度的に動くの
を可能にしている。
３６によって接続されている。閉塞部材２６は、座３６
と接合するテフロンシール３８が施された円錐台中間部
材３７と、これもほぼ円錐台形状であるが明らかに広が
り角が小さい下側部材３９と、上側連結部材４０とを有
している。連結部材はスプリングクリップ４１によって
ロッド２７の下端に連結されており、スプリングクリッ
プは閉塞部材がＸ−Ｘ軸の周りで僅かに角度的に動くの
を可能にしている。
【００２７】停止時は、閉塞部材２６の部材３７は、座
３６に押し付けられ、下側部材３９は（図３の下部にあ
る）空洞３０内に大きな隙間を伴って収容される。
３６に押し付けられ、下側部材３９は（図３の下部にあ
る）空洞３０内に大きな隙間を伴って収容される。
【００２８】動作中は、閉塞部材は座から（図３に一点
鎖線で示される高い位置に）持ち上げられ、これにより
ダクトセクション３１と３２が互いにつながった状態と
する。
鎖線で示される高い位置に）持ち上げられ、これにより
ダクトセクション３１と３２が互いにつながった状態と
する。
【００２９】バルブ本体の中央領域を通る液体窒素の通
過は圧力低下を引き起こし、これは液体の部分蒸発（フ
ラッシュ）を作り出す。貯蔵器８とチューブ１４を介し
て大気に連絡しているチューブ３４に連結した穴３３の
存在のおかげで、作られたフラッシュガスは直ちに液体
窒素から取り除かれ、パイプ１６の下流部分にほとんど
到達することができない。
過は圧力低下を引き起こし、これは液体の部分蒸発（フ
ラッシュ）を作り出す。貯蔵器８とチューブ１４を介し
て大気に連絡しているチューブ３４に連結した穴３３の
存在のおかげで、作られたフラッシュガスは直ちに液体
窒素から取り除かれ、パイプ１６の下流部分にほとんど
到達することができない。
【００３０】上述した説明から分かるように、調節装置
を用いた（装置の位置に依存した流量の制御、これによ
り通路を広く又は狭くして、作り出される圧力低下に変
動を起こさせる）状況下では、メインパイプの上側部分
からガス抜きパイプが分岐しており、これにより、非常
に効率良く選別良い方法で、メインパイプの上側に自然
に発生する気相を取り除き、その一方で、低温液体（結
果生じる殆ど自由な気体）がメインパイプの下側部分を
自然に流れるという大きな利点がある。
を用いた（装置の位置に依存した流量の制御、これによ
り通路を広く又は狭くして、作り出される圧力低下に変
動を起こさせる）状況下では、メインパイプの上側部分
からガス抜きパイプが分岐しており、これにより、非常
に効率良く選別良い方法で、メインパイプの上側に自然
に発生する気相を取り除き、その一方で、低温液体（結
果生じる殆ど自由な気体）がメインパイプの下側部分を
自然に流れるという大きな利点がある。
【００３１】発明の有効さは以下の試験によって実証さ
れた。上述した装置４を使用し、閉塞部材を最大の１４
％持ち上げた結果、流れは殆ど瞬時に定常状態となり、
液体窒素は問題となっている適用にとって十分な安定さ
をもって流れた。
れた。上述した装置４を使用し、閉塞部材を最大の１４
％持ち上げた結果、流れは殆ど瞬時に定常状態となり、
液体窒素は問題となっている適用にとって十分な安定さ
をもって流れた。
【００３２】これとは対照的に、穴３３とガス抜きパイ
プ３４を持たない同じ装置では、要求される液体窒素の
流量を得るために、閉塞部材は４６％持ち上げられた
が、流れは不安定で、加えて、定常状態になるまでに数
分を要した。
プ３４を持たない同じ装置では、要求される液体窒素の
流量を得るために、閉塞部材は４６％持ち上げられた
が、流れは不安定で、加えて、定常状態になるまでに数
分を要した。
【図１】本発明によるパッケージプラントを概略的に一
部を破断して示している。
部を破断して示している。
【図２】図１に示されるプラントを制御するためのバル
ブを拡大し破断して示している。
ブを拡大し破断して示している。
【図３】図２のバルブの詳細を相当に拡大して概略的に
示している。
示している。
１６ 断熱メインパイプ ２６ 調節装置 ３１ 上流側ダクトセクション ３２ 下流側ダクトセクション ３４ ガス抜きパイプ
Claims (7)
- 【請求項１】 液体の流れを調節するための装置（２
６）が取り付けられた断熱メインパイプ（１６）を有す
るタイプの低温液体を分配するための装置において、調
節装置（２６）の下流においてメインパイプ（１６，３
１，３２）の上側から分岐したガス抜きパイプ（３４）
を有していることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 調節装置（２６）は、メインパイプの上
流側中間セクション（３１）と下流側中間セクション
（３２）および両者間に位置する座（３６）を定めてい
るバルブ本体（２４）と、本体内を座に対して移動する
ように設けられた閉塞部材（２６）とを有しているバル
ブ（２３）の閉塞部材であり、バルブ本体（２４）は、
下流側中間セクション（３２）の上側部分に、ガス抜き
パイプ（３４）に連結されている穴（３３）を有してい
ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 ガス抜きパイプ（３４）がメインパイプ
の外側壁（１５）の中を延びている、請求項１と請求項
２のいずれかに記載の装置。 - 【請求項４】 低温液体貯蔵器（８）を更に有し、その
底からメインパイプ（１６，３１，３２）が始まり、ま
た、ガス抜きパイプ（３４）がこの貯蔵器の上側部分に
延びていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３
のいずれかひとつに記載の装置。 - 【請求項５】 上流側ダクトセクション（３１）と下流
側ダクトセクション（３２）および両者間に位置する座
（３６）を定めているバルブ本体（２４）と、本体内を
座に対して移動するように設けられた閉塞部材（２６）
とを有しているタイプの低温バルブにおいて、バルブ本
体（２４）が、下流側ダクトセクション（３２）の上側
部分に穴（３３）を有していることを特徴とする低温バ
ルブ。 - 【請求項６】 座（３６）は円錐台形で下側にすぼまっ
ていて、下方に向かって空洞（３０）まで延びており、
閉塞部材は、座と結合する円錐台形部材（３７）と、閉
塞部材が閉じ位置にあるときに隙間をもって空洞内に収
容されるように設計された下側部材（３９）とを有して
いることを特徴とする、請求項５に記載の低温バルブ。 - 【請求項７】 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、請求項１ないし請求項４のいずれか
にひとつに記載の液体窒素を分配する装置を有してお
り、この装置が、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、容器のためのコンベア（２）の上方に位置
していることを特徴とするプラント。
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