TW201033512A - Method and device for inflation - Google Patents

Description

201033512 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係-種充氣之方法及裝置 :容解於液化氣體中的熏蒸劑與液化氣體 …-目的是為了使其能夠被應用於對物品進行充氣。 【先前技術】 為^物品（例如水果，尤其是香幻進行充氣，一 種已知4置是將經高德时f (也就是 混合氣裝到壓力瓶中。接著利用-根插入管將壓 瓦中的混合氣吸出、蒸發、通過—減㈣、然後加入壓 縮空氣稀釋。 這種裝置在實驗室中的運轉情況十分完美。但是在實 際運用上卻有許多問題。由於這種裝置通常是被安裝在空 乳濕度很两之區域的果園中，因此裝置的零件會受到嚴重 的^虫。另外一個問題是由於電力供應非常不穩定，因此 依罪電氣零件無法可靠的運轉。此外，由於為產生壓縮空 氣而由壓縮機吸人的空氣含有許多灰塵、水分及污染物， 因此會對整個裝置的功能造成不利影響。 在壓力瓶的混合氣中，高壓液化氣體及熏蒸劑應具有 :事先規㈣體積比例關係。但是在實際運用上卻顯示， 面壓液化氣體及裝置釋出之熏蒸劑的比例在很大程度上會 受到混合氣的這兩種成分在壓力瓶巾的料比例的影響。 實際運用的經驗顯示，剛開始熏蒸劑及高壓液化氣體的比 201033512 例關係是正確的，但隨著使用時間的增長，熏蒸劑所佔的 比例也會不斷升高。當混合氣在壓力瓶中的裝滿程度剩下 約20%時，熏蒸劑的比例會高到使壓力瓶的充氣被中斷， 因而必須將一新的壓力瓶連接到充氣裝置上。也就是說這 種已知的裝置只能使用到壓力瓶内容物的80%。由於熏蒸 劑通常是一種很強的毒性物質，因此必須花費很大的功夫 及成本清除剩餘的壓力瓶内容物。 •【發明内容】 本發明的目的是提出一種能夠以更有效率的方式進行 充氣的方法及裝置。 本發明的另外一個目的是提出一種能夠以比前述已知 之充氣方法及裝置更可靠的方式運作的充氣的方法及裝 置。 採用具有申請專利範圍第1項或第6項之特徵的方法 ❹ 及具有申請專利範圍第7項或第8項之特徵的裝置即可達 到上述的一個或多個目的。附屬申請專利範圍的内容則為 本發明之各種有利的實施方式。 本發明的充氣方法是將由熏蒸劑及高壓液化氣體構成 的混合氣蒸發，這個過程是使裝在儲存槽中承受高壓的混 合氣通過一蒸發器及減壓閥，以便將混合氣完全蒸發，並 以所產生的蒸氣對物品進行充氣。 根據本發明的第一種觀點，儲存槽中的混合氣會被加 熱變成一種超臨界流體。 201033512 本發明之發明人發現，已知技術之方法是將混合氣以 液體的形式裝在儲存槽中，然後在取用混合氣時將熏蒸劑 蒸餾出來，由於高壓液化氣體的沸點遠低於熏蒸劑之沸 點，因此高壓液化氣體的餾出速度會遠大於熏蒸劑的餾出 速度。其後果是留在儲存槽中的混合氣的熏蒸劑濃度會逐 漸升高。 將儲存槽中的混合氣加熱形成的超臨界流體（亦稱為 超臨界狀態），以使流體中的液體及氣體的界限消失。在超 臨界流體中，氣態介質及液態介質的密度會彼此趨近。 接著嚴格按照預先規定的比例關係，從儲存槽中將流 體抽出。此過程不會出現熏蒸劑的量增加的情況。這樣就 可以幾乎將儲存槽中内容物完全用盡，而且熏蒸劑及高壓 液化氣體的比例關係可以一直保持在理想的狀態。由於此 種方法無需將含有大量熏蒸劑的混合氣清除，因此大幅提 高使用效率及降低成本。 根據本發明的第二種觀點，一種稀釋氣體（尤其是壓 縮空氣）會被加到蒸發的混合氣中，以稀釋混合氣，然後 再喷射到要充氣的物品上，其中可以經由可更換的遮擂板 及/或可調整的減壓閥調整混合氣及稀釋氣體的比例。 根據本發明的方法，混合氣及稀釋氣體的比例是可以 變化的。這樣做的主要目的是可以針對不同的應用場合調 整充氣過程，例如針對不同包裝大小的物品或不同種類的 物品。此外，改變混合氣及稀釋氣體的比例也可以經由稀 釋氣體的成分平衡混合氣中熏蒸劑的濃度變化，因而使整 201033512 體釋出的充氣氣流始終保持大致相同的熏蒸劑含量。 「經高壓液化的氣體」是一種在標準條件 (T=273.15K，p=1.01325 bar)下為氣態，而在受壓後則成為 凝聚之液態的物質。最好是以C02作為本發明應用之高壓 液化氣體。 儲存槽中的混合氣最好是受到50 bar至110 bar之壓 力，並加熱至35°C至40°C。 當加入壓縮氣體將混合氣體霧化成稀釋氣體，接著最 ® 好是對壓縮空氣進行淨化處理，也就是將壓縮氣體過濾及/ 或去除壓縮氣體所含的水分。 根據本發明的第一種觀點，本發明的充氣裝置具有： --一個儲存槽，其作用是容納由熏蒸劑及高壓液化氣 體構成之高壓混合氣； --一條充氣管路，其作用是將混合氣從儲存槽抽出； --一個設置在充氣管路内的蒸發器及一個減壓閥，其 φ 作用是將混合氣蒸發及減壓；及 --一個加熱裝置，其作用是將儲存槽中的混合氣加熱 變成超臨界流體。 根據本發明的第二種觀點，本發明的充氣裝置具有： --一個儲存槽，其作用是容納由熏蒸劑及高壓液化氣 體構成之南壓混合氣； --一條充氣管路，其作用是將混合氣從儲存槽抽出； --一個設置在充氣管路内的蒸發器及一個減壓閥，其 作用是將混合氣蒸發及減壓； 201033512 --一條壓縮空氣管路，其作用是引入稀釋氣體將蒸發 的混合氣稀釋；及 --至少在充氣管路及/或稀釋氣體管路内設有一可更 換的遮擋板及/或一可調整的減壓閥，以調整稀釋氣 體及混合氣的比例。 最好是將本發明的第一種觀點及第二種觀點結合起 來。 本發明的裝置具有一個以氣動控制的輸出閥，其作用 是控制蒸發之混合氣的輸出。 以氣動控制的輸出閥可具有一時間延遲裝置，其作用 是在控制輸出閥使輸出閥保持一段預先規定的打開時間。 最好是以壓力瓶作為儲存槽，以便能夠將受高壓作用 的混合氣從裝填站運送到充氣裝置。例如可以用一種能夠 緊貼在壓力瓶上的加熱墊作為加熱裝置。 本發明也可以使用其他種類的耐壓儲存槽，且儲存槽 可具有外接或内設的加熱裝置。例如水浴、熱輻射器、或 是其他的韓射體均為適當的外接加熱裝置。也可以直接將 加熱裝置安裝在儲存槽内，例如將電熱絲安裝在儲存槽的 外壁或内壁上，或是安裝有熱媒流過的加熱管。 所有會與混合氣或稀釋氣體/壓縮空氣接觸的零件最 好都是以耐腐蝕材料製成。尤其是閥的薄膜。 【實施方式】 本發明的充氣裝置（1)具有一個儲存槽（2)，其作用是容 201033512 蒸劑及高壓液化氣體構成之高壓混合氣、一條充氣 二其作用是將混合_存槽⑺抽出設在 ::(Γ的蒸發器(12)及—個將混合氣之㈣低的減 ❹ 魯 儲存槽(2)内有一根插入管（5)，其範圍 ==近儲存罐部上緣的位置。插入管二出储 管二個關閉閥(6)及-個使插人 ::):有大-過壓_，其作用是防二= 另外—個附·⑼，其仙是管_=；^(9)内設有 及/或清洗管路系統。 ’存槽的内容物的排出 =發器⑽位於充氣管路(3)内的流動 且豆 作=壓闕(4)之前。蒸發器⑽具有一個加熱裝置，： ==體加熱，例如加熱到6〇。。至9 二=動調整的加熱裝置。將流體加熱是必要的，其 現象1 壓剛執行減壓作業時，流體發生凝結的 象广體在流入減壓間(4)之前會被蒸發器完全蒸發。 上’減的後邊有設置:個單方二 是防止出現與流動方向⑼相反的逆^(4)，其作用 板。=氣管路(3)_單向止_(14)之後有—片遮撞 板上有一具有預先規定之直徑的開。。本實施例 201033512 之遮擔板（15)上的開口直徑為1.0mm。遮撞板（Μ)是可以更 換的，因此也可以換上其他開口直徑的遮擋板。通過遮擋 板（15)的流體置主要是由經減壓閥（4)調整過的壓力及遮播 板（15)之開口大小決定。因此可以透過改變壓力及/或遮擋 板之開口大小來改變流體的流量。

從壓縮機（16)伸出一條通往交叉點（18)的壓縮空氣管 路（Π)，壓縮空氣管路（17)及充氣管路（3)在交又點（18)會 合，並轉變成一條熏蒸劑排放管（19)。在壓縮空氣管路(17) 内，壓縮機（16)及交叉點（18)之間有設置一個水分分離器 (20)、一個過濾器（21)、一個減壓閥（22)、一個單向止回閥 (23)、以及一片可更換的遮擋板(24)。 水分分離器（20)的作用是去除壓縮空氣所含的水分。 過濾器（21)具有一片將壓縮空氣中的灰塵及污染物過 濾掉的網。因此即使是在如果園之類充滿灰塵及骯髒的= 土兄中’本發明的充氣裝置亦可順利運轉。

本實施例中的可以使減壓閥（2 2)之輸出端的 至 4.16 bar。 本實施例中的遮擋板(24)上的開口直徑為2 〇她。 ，在本實施例中，經減壓閥(4, 22)調整的壓力及兩 播板(15，24)開口會使混合氣佔整個氣流的2〇%(㉜積百乂 比），壓縮空氣則佔整個氣流的80% (體積百分比;。刀 在熏条劑排放管（19)内設有一個以氣動控制的輸 (25) °在過>慮器(2丨)及減壓閥(22)之間有—條通往輪' 的控制管華)從壓縮空氣管路(17)分支出去。在這條氣動） 201033512 控制管路(26)内設有一個腳踏鍵控器（27)、一個時間延遲裝 置（28)、以及一個控制閥（29)。控制閥（29)在控制管路(26) 内位於輸出閥（25)的一個控制輸入端之前。時間延遲裝置 (28)與腳踏键控器（27)及控制閥（29)的一個控制輸入端連 接，因而在按下腳踏鍵控器（27)時，會使控制閥（29)的控制 輸入端在一段預先規定的時間中使控制閥保持在開啟狀 恕，這樣就可以經由控制管路(26)對輸出閥（25)的控制輸入 端施加一控制壓力。這樣輸出閥就會在時間延遲裝置延遲 的時間中保持開啟狀態。因此只要按下腳踏鍵控器（27)— 次’就可以使輸出閥（25)在一段預先規定的時間釋出一定定 數量的充氣介質。在輸出閥（25)之後設有一喷霧嘴(3〇)，在 本實施例中充氣介質會以1.1 bar的壓力及200 Ι/min的噴 出量從喷霧嘴(30)噴出。 在本發明中，儲存槽(2)具有一個加熱裝置(31)，其作 用是儲存槽(2)中由高壓液化氣體及熏蒸劑構成的混合氣達 到一定的溫度’以該混合氣變成超臨界流體。在超臨測流 體中’液體及氣體的界限會消失。這樣就可以防止沸點遠 低於熏蒸劑的液化氣體轉入氣態而從混合氣中分離出去， 因而導致熏蒸劑在混合氣中的濃度升高。 如果介質低溫C02 (沸點-78T：)及熏蒸劑ETF (沸點 +54°C )的比例關係為ETF佔c〇2之16.7%(重量百分比）， 則混合氣會在壓力為50 bar至1〇〇 bar及溫度為35°C至 40 C的條件下變成超臨界流體。 這種混合氣是將高壓液化氣體被加到熏蒸劑中而形成 11 201033512 的，因為液化氣體在加熱裝置（12)提供充分的加熱後會完全 氣化。此外，使用C02還可以提高熏蒸劑的有效性，原因 是C02的含量升高會迫使昆蟲必須更用力的呼吸，因此更 容易吸入熏蒸劑。此外，由於C〇2的惰性很大，因此混合 氣可以長時間穩定的被存放在儲存槽（2)(通常是一種壓力 瓶）中。 這種裝置是用於將物品（尤其是水果）包裝時，將混 合氣及壓縮空氣構成的混合物充氣到不透氣的輸送桶中， 其作法是只需按下腳踏鍵控器（27)—次，就可以輸入一預先® 規定數量的熏蒸劑。在輸入熏蒸劑後，即可將輸送桶封住。 根據本實施例，在充氣管路(3)内的壓力為5.8 bar、充 氣管路(3)内遮擋板的開口直徑為1.0mm、壓縮空氣管路（17) 内的壓力為4.16 bar、壓縮空氣管路（17)内遮擋板的開口直 徑為2.0mm的條件下，混合氣及壓縮空氣的比例為20%(體 積百分比）比80%(體積百分比），其中總流量為200 Ι/min。 以下的表格列出當充氣管路(3)及壓縮空氣管路（17)内Λ 的壓力均為6 bar時，混合氣所佔的比例（單位：％ (體積 百分比））、遮擋板I的直徑（單位：mm)、壓縮空氣所佔 的比例（單位：％ (體積百分比））、遮擂板Π的直徑（單 位：為mm)、以及總流量（單位：Ι/min)。 12 201033512 混合氣 %(體積百分比） 直徑 [mm] 壓縮空氣 % (體積百分比） 直徑 [mm] 總流量 1/min 5 0.34 95 1.35 100 10 0.49 90 1.31 100 15 0.59 85 1.28 100 20 0.69 80 1.25 100 25 0.77 75 1.2 100 5 0.49 95 1.9 200 10 0.69 90 1.85 200 15 0.84 85 1.8 200 20 0.97 80 1.75 200 25 1.09 75 1.69 200 5 0.59 95 2.33 300 10 0.84 90 2.28 300 15 1.03 85 2.2 300 20 1.09 80 2.15 300 25 1.33 75 2.7 300 5 0.77 95 3 500 10 1.09 90 2.93 500 15 1.33 85 2.85 500 20 1.53 80 2.76 500 25 1.72 75 2.67 500

從這個表格可以看出，可以透過改變遮擋板的開口直 徑改變混合氣所佔的比例。同樣的，也可以透過改變充氣 管路（3)及壓縮空氣管路（17)内的壓力調整混合氣及壓縮空 參 氣的比例關係。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明之裝置的一個實施例對本發明做進一 步的說明。 【主要元件符號說明】 1 充氣裝置 2 儲存槽 13 201033512 3 充氣管路 4 減壓閥 5 插入管 6 關閉閥 7 連接元件 8 第一分支管路 9 第二分支管路 10 過壓閥 11 關閉閥 12 蒸發器 13 流動方向 14 單向止回閥 15 遮擋板 16 空壓機 17 壓縮空氣管路 18 交叉點 19 熏蒸劑排放管 20 水分分離器 21 過溏器 22 減壓閥 23 單向止回閥 24 遮擋板 25 輸出閥 26 控制管路 201033512 27 腳踏鍵控器 28 時間延遲裝置 29 控制閥 30 喷霧嘴 31 加熱裝置

Claims (1)

1. 201033512 七、申請專利範圍： 1. 一種充氣方法，將由熏蒸劑及高壓液化氣體構成的混合氣 蒸發，這個過程是使裝在儲存槽中承受高壓的混合氣通過 一蒸發器，以便將混合氣完全蒸發，並以所產生的蒸氣對 物品進行充氣，其特徵為：將儲存槽中的混合氣加熱到變 成一超臨界流體。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該經高壓液化 之氣體為二氧化碳(C〇2)。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中，儲存© 槽中混合氣受到50 bar至100 bar之壓力，並被加熱至35°C 至 40°C。 4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之方法，其 中，將一稀釋氣體加到蒸發的混合氣中，然後再喷射出去。 5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，該稀釋氣體是 一經過過濾及/或去除所含之水分的壓縮空氣。 6. —種充氣方法，尤其是具有如申請專利範圍第1項至第5 @ 項任一項所述之特徵的方法，將由熏蒸劑及高壓液化氣體 構成的混合氣蒸發，這個過程是使裝在儲存槽中承受高壓 的混合氣通過蒸發器及減壓閥，以便將混合氣完全蒸發， 並以所產生的蒸氣對物品進行充氣，其中蒸發的混合氣在 被喷射出去之前有添加一稀釋氣體，其特徵為：可利用可 更換的遮擋板及/或可調整的減壓閥調整混合氣及稀釋氣 體的比例。 7. —種按照如申請專利範圍第1項至第6項任一項所述之方 16 201033512 法進行充氣的充氣裝置，具有： --一個儲存槽，其作用是容納由熏蒸劑及高壓液化氣 體構成之南壓混合氣； --一條充氣管路，其作用是將混合氣從儲存槽抽出； --一個設置在充氣管路内的蒸發器及一個將混合氣 之壓力降低的減壓閥； 其特徵為：具有一個將儲存槽中的混合氣加熱變成超 臨界流體的加熱裝置。 ® 8.—種按照如申請專利範圍第1項至第6項任一項所述之方 法進行充氣的充氣裝置，尤其是如申請專利範圍第7項所 述之裝置，具有： --一個儲存槽，其作用是容納由熏蒸劑及高壓液化氣 體構成之高壓混合氣； --一條充氣管路，其作用是將混合氣從儲存槽抽出； --一個設置在充氣管路内的蒸發器及一個將混合氣 φ 之壓力降低的減壓閥； --一條壓縮空氣管路，其作用是引入稀釋氣體將蒸發 的混合氣稀釋； 其特徵為：至少在充氣管路及/或壓縮空氣管路内設 有一可更換的遮擋板及/或一可調整的減壓閥，以調整稀 釋氣體及混合氣的比例。 9.如申請專利範圍第7項或第8項所述之裝置，其中，在充 氣管路内位於儲存槽及減壓閥之間的蒸發器具有一個將 混合要蒸發之物加熱的加熱裝置。 17 201033512 « 忉.如申請專利範圍第7 中’從充氣管路靠近館』之二:所:之右裝置，其 的分支管路。 條设有過壓閥 Π.如申請專利範圍第 中，且右-經山# 項所述之裝置，其 /釋出？、、、發之混合氣的輸出闕， 以氣動控制且最好具有—個時間 -係 制輸出閥在一段預先規定Μ± " 乂便此夠控 12·如申，專編： 内保持開啟狀態。 中至第11項任—項所述之裝置，其 壓力瓶上的加熱墊。 ”、、裝置疋-片可緊貼在 13. 如申請專利範圍第8 哨主弟12項任一項所述之裝置，其 + 為稀釋氣體 條壓縮空氣管路，且I内心* 了稀釋孔體吕路疋 、南/α. /、内邛s又有—過濾壓縮空氣用的過 愿益及/或一水分分離器。 14. 如申請專利範圍第7 負至第13項任一項所述之裝置，其 所有會與w合氣或稀釋氣體接觸的零件及閥的薄膜 都是以对腐餘材料製成。 ^ 18