4 18 15 9 * A7 _B7_五、發明說明（1)[技術領域]本發明係關於容器（如罐、成形容器、塑隱瓶、玻璃瓶 於 等關 之 中 置 裝 其 及 法 方 造 製 之 體 裝 包 壓 正 換 置 禮 其 尤 惰 高 提 可 到 得 定 安 可 且 率 換 置 體 氣 之 壓 正 當 適 為 吋 禮 /Λ-- - Aun 而装 充包 填壓 畺正 少造 之製 體之 氣體 性裝 惰 包 化 壓 液正 之低 度之 精異 高優 現上 。 實證者 可保置 又質裝 壓品及 内在法 器到方 容得之 術 技 景 背 在液流之，使¾)脹 ^ Φ· ^ ft 方途Ϊ氣 造之Ϊ績 製送U持 之輸 D 氮 } 機下液 頭 Μ 罐罐，在 <封氣而 口ΡΠ往 Η ， 裝機¾¾隙 罐充Ϊ空 壓填Μ部 正從4上 之在i、之 行，Ξ剰 所際ί所 般之體内 一 品氣罐 往裝性充 从罐惰填 在造之 Μ 製化下 膨要 化主 氣之 之壓 氮正 液生 留產 殘頭 由罐 後使 封：^ 密入 在封 可之 俾氮 ’ 液 子由 蓋其 Μ° 封壓 密肉 緊生 捲產 間而 期脹 性 剛 有_|氣 之 具 氮 料0 ^ Μ0 ^ β 使iffl置 壓 正 藉 橿 為)>氣 的厚内 目減罐 ? 防 b將來 /1 W 薄_氣2 ί * 實 .1 俾 果 效 下 有 亦)' 但體 , 氣 者性 省惰 節< 之 料 材 用 使 求氣 企空 /IV 而 (請先閲讀背面之注意事項再填貧本頁)' 夂--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的持混 目保之 述否菌 下是细 有力或 亦壓漏 ， 内 洩 外罐之 此査頭 。 檢罐 化以出 惡，測 味壓檢 風負能 之或可 起壓有 引正此 所成藉 化形 ， 氣内力 之罐壓 物使之 容極定 內積指 止.，所 填 在 其 尤 法 方 之 壓 内 生 產 來 入 。 封 敗之 變氮 之 液 樹藉 容之 内知 之習 起 -引而 所然 入 量缺 充其 填為 此壓 因 内 ， 之 外 定 罐指 於所 散到 飛得 會 定 氮安 液法 時無 子而 蓋 ’ 緊大 捲 很 在 > 散 及Η ¥ 分 時 ί 氮動 液變 充 之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 4 A7 418169 _B7_ 五、發明說明（2) 點。因此發生，未能使罐用之材料薄化至可附所設定内壓 之界限而無法有效節減使用材料之問題。尤其是，為了得 到低内壓罐裝品而少量填充液氮之場合，對目標填充量之 變動則變得更大，因此在習知之液氮填充方法少量填充液 氮之情況無法安定得到低正壓罐裝品。在容易腐敗之液狀 内容物如含牛奶歆科等之場合，被要求κ容易得知腐敗菌 所引起之膨脹之方式製成之負壓罐裝品或低正壓罐裝品* 但在如上述内壓之變動大之情況無法辨別係腐敗I所引起之 膨脹或填充液氮所引起之内壓變動。因此*迄今在容易腐 敗之液狀内容物之場合，無法應用由填充液氮來產生罐内 壓藉Μ提高罐強度之手段，而必需填充於厚壁之罐内。 再者，習知之液氮填充方法所引起之正壓罐之内壓之變 動係在内容物之填充量有變動時亦會發生者。即，即使有 定量之液氮殘留之情況，在内容物之填充量增加（即上部 空隙減少）時，由於液氮之氣化膨脹而造成填充内壓之增 加，而為了得到更正確之内壓，必需在配合内容物填充量 之變動之下調整液氮之填充虽，但依習知方法不可能達成 此項調整。 再者，有一種將液氮Μ霧狀填充於罐内之方法被倡議（ 日本專利特公昭59-9 409號}，但在極低溫下因具有大氣壓 下之沸點-196Τ：而極易於氣化之液氮之場合，與高沸點之 平常液體不同的是，即使在加壓常態下使之唄出*亦無法 安定形成露狀，因此該方法尚未被實用化。其無法安定形 成霧狀之原因為，在液氮向大氣中噴出之際，液氮被常溫 成張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -b ~ (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁)- ------ 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
4 I 8 1 6 S A7 B7五、發明說明（3) 大氣加熱而氣化，在噴霧之前在噴霧嘴內氣化而發生壓力 之變動或氣泡對噴出口之衝擊，造成脈動之發生所致。尤 其在高壓狀態下噴出之情況，液氮通過噴霧嘴内之際之沸 點下降度則變大，液氮在該噴霧嘴内沸騰而發生脈動，無 法安定得到綑微之粒子。再者*其他之原因為，大氣中所 含之濕氣在噴耪嘴先端結冰*而塞住噴出口，造成噴霖S 之不安定。此外f即使得Μ安定噴霧，若所噴霧之液氮之 噴霧流型輿容器之輸送方向並無整合性，液氮细微粒子對 容器之填充精度則會惡化，並且尤其在高速生產線之場合 有時其液氮綑微粒子在到達内容物液面時反彈而飛散於容 器外，即為了得到符合極高精度少量填充液氮之要求之低 正壓罐裝品，習知方法尚未達到可滿足之水準。 從而，本發明之目的為提供正壓包裝體之製造方法及其 裝置，可提高正壓包裝體之填充内壓精度而即使在低内壓 下亦可安定得到所指定之内壓，且與習知技術相較，可大 ϋ I I I I I n n H ϋ n I n n n I I I I n n ϋ n I ^ n I (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁y 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 造钿 製定 之安 1118 裝氣 包性 壓惰 0 正化 者供固 率提或 換為體 置的氣 體目性 氣之惰 性细化 惰詳液 之更使 體之可 裝明， 包發置 壓本裝 正，其 高者及 提再法 幅方 品性 在酸 到 低 得在 可其 而尤 充體 填裝。 之包者 量換罐 少置壁 極體薄 現氣用 實壓使 度正掂 精低可 好之有 良異亦 Μ 優品 而上裝 化性罐 子證液 粒保料 撤質飲 示 掲 之 明 發 或之 圈 圏 υ^ι-· 氣 裝 性包 惰壓 化正 液換 之置 橿 遵 氣氣 性與 惰 K 成 - 化子 氣粒 待微 使細 上成 本形 基體 在氣 明性 發惰 本化 固 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 497公釐） -6 - A7 _B7 五、發明說明（4) 最終平衡溫度以下之底溫惰性氣體一起吹嗔於填充有内容 物之容器之上部空隙内而予K密封|藉此將上部空隙内之 氣體置換以惰性氣體，並且利用密封後之殘留液化惰性氣 體之綑微粒子或殘留固化惰性氣體之妞微粒子之氣化膨_ 及上述低溫惰性氣體之升溫膨脹來產生内壓。藉此可得到 内壓精度及惰性氣體置換率均高之正壓包裝體而達到上述 目的0 上述液化惰性氣體之细微粒子係可藉下述方法確實產生 者：使液化惰性氣體從液化惰性氣體儲槽通過斷熱通路在 防止氣化之下予K供給至上述噴霧嘴之细孔入口，而在液 體狀態下通過上逑细孔後予Μ放出於大氣中，該疲化惰性 氣體從該细孔出去後立刻發生急速之氣化膨脹作用，因此 使仍&處於液相狀態之其他液化惰性氣體细微粒子化。在 基本上，為上述液化惰性氣體探用液氮，而為固體化氣體 採用乾冰，但未必限定於此等物質。 為上逑低溫惰性氣體*使用由疲化惰性氣體按指定壓力 供給於上逑噴霧嘴者一部分沸騰氣化所產生之氣化氣體， 而亦可以與從惰性氣體供給源經由不同之路線所供給之惰 性氣體一起使用之。為了提高對容器内之填充精度*較佳 的是，Μ可形成擴張角20°〜；iOO°之噴露流型之方式將 液化氣體從噴霧嘴向容器開口部噴霧。此際，上述液化氣 體之噴霧流量最好能為0. 2g/s〜4 . Og/s之範圍，若噴霧流 量低於0 . 2 g / s則無法得到所想要之容器内壓，另若超過 4 . 0 g / s則在噴霧時容易產生脈流，擴張角亦不安定*難於 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ~ Ί ~
(請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁V 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明說明（5) 得到安定之噴霧流。較佳之噴霧流量為0,2 s / s〜3 . / s之 範圍《又按，所謂之噴霧流型乃指液氮剛從噴霧嘴孔出去 後所形成之多數细微粒子對空間之分布狀態而言。為在氣 體置換正壓包裝體之製造為目的之下被填充於容器内之液 化氣體•一般採用液氮，而本發明亦可良好被應用於液氮 之噴露填充。 為上述唄霧流型，使水平斷面形狀形成近似方形至橢圓 形之形狀時，可將液化氣體细微粒子Μ良好之效率填充於 容器内，因此較佳。液化氣體從上述噴霧嘴嗔霧出去後形 成之细微粒子，其粒徑最好能為2mmM下，該粒徑若超過 2 in m *則等於習知之流下«充之情況，難於實捤微小之填 充控制。 再者，在使液化氣體Μ良好之效率且確寊細微粒子化之 目的下，上述液化氣體嗔霧時之唄霧嘴之溫度為液化氣體 之沸點以上且沸點+ 下之溫度，Μ沸點Μ上且沸點 + 50 °CM下之溫度較佳，例如在液氮之唄霧之場合I -120 它奴下至液化氣體之沸點K上之溫度，K-1501CM下至液 化氣體之沸點Κ上之溫度較佳。再者 > 噴霧壓力為lkPa〜 l50kPa，MlkPa 〜30kPa 較佳。 在上述液化氣體之噴霧之際，較佳的是，對於上述噴霧 嘴藉較低溫之内側清洗氣及較高溫之外側清洗氣之雙重清 洗氣予以遮斷外氣。但其僅為來自液化氣體儲槽尤其被加 壓之液化氣體儲槽之在該槽內氣化之低溫氣化氣體亦可。 再者，較佳的是，Μ液化氣體之噴霧流可具有容器之前 丨氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐) ~ 8 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁). -，--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（ω 進方向之速度成分之方式，使上述液化氣體從容器之前進 方向之垂直線傾斜5°〜45° ，最好能傾斜15°〜40° ， 施行噴霧。再者•自上述噴霧嘴之先端部逹到容器填充面 為止之噴霧距離乃Μ5〜100mm較佳，而Μ45〜60mm更佳。 利用如上所述之手段時可安定得到具有密封後之容器内壓 0.2〜O.Skgf/cm2之低正壓包裝體。 在上逑容器為金屬罐之場合，基本上可將上述液化惰性 氣體噴霧填充於從填充機往封罐機被輸送中之罐内，而將 上述噴霧嘴作為封罐機之内裝（内藏）式充氣裝置設置時， 可荏不露出於外部之下，將液化惰性氣體噴霧於容器内。 再者，本發明之正壓包装體之製造裝置之特徵為，該裝 置具備一液化惰性氣體儲槽及具有與該液化惰性氣體儲槽 之底部連通設置之噴霧嘴之噴霧設備*此噴霧設備具有： 被用Μ控制疲化惰性氣體之流最之閥；擁有唄嘴细孔之上 述嗔霧嘴；Μ及被用Κ將液化氣體從上述閥供給至上述噴 嘴綑孔之斷熱通路*如此構成者。 為了形成上述斷熱通路，雖然可採用使疲化惰性氣體流 路真空斷熱等之手段*但用一種有液化惰性氣體從液化惰 性氣體儲槽流入之嗔嘴冷卻槽· Μ將從上述閥至上述噴霧 嘴為止之液化惰性氣體流路之外周部予Μ圍繞而構成時， 可更有效實現上述噴霧嘴之冷卻/溫度控制。為可莨琨液 化惰性氣體更確實之细微粒子化之噴霧嘴之結構，較佳的 是，該結構擁有由開口部面積0.15〜4ιβιπ2 (以0.2〜3mm2 較佳）之细孔所構成之噴霧嘴孔。若嗔霧嘴孔之開口面積 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 1816 9 ^ ΑΊ ____Β7_ 五、發明說明（7) 在該範圍Μ下，則在噴出時發生氣化而難於實現细微粒子 化，另若該開口面積在該範圍Μ上，其液滴則變得太大而 接近流下狀態*難於得到细微粒子。 再者，將上述噴霧嘴沿垂直方向朝下傾斜5°〜45° (Μ 15°〜40°較佳）予奴配置時，可將容器輸送方甸之速度 成分賦予噴霧流，而可使液化氣體细微粒子媛衝降落 (soft landing)於容器內之液面上，因此較佳。再者*為 上逑唄霧設備較佳的是，具備有沖洗設備，至少可將噴霧 嘴出口部近旁藉冲洗氣予Μ遮斷外氣以防結霜者。為上述 沖洗設備，藉一形成内側沖洗氣流路之内側沖洗氣罩及一 形成外側沖洗氣流路之外側沖洗氣罩之雙重清來秦罩來形成 該設備*且Μ從上述噴霧體下部外周部起包圍嗔霧嘴先端 之方式形成上述内側沖洗氣罩時，可將面臨噴霧嘴先端之 部分構成為噴霧尖頭。然而，若將惰性氣體儲槽之免化氣 體尤其加壓槽所產生之氣化氣體充作沖洗氣予Κ導人時， 即使未形成雙重沖洗路，亦可得到具有可充分沖洗之量之 低溫冲洗氣，因此其構造可被簡化。 顒於噴霧設備，將構成噴霧設備之各構件一體安裝於嗔 霧體*構成為噴霧設備裝配體時，可更簡單實現其裝配， 因此較佳。再者*將複數之上述噴霧設備沿著容器輸送方 向配置於液化氣體儲槽之底部時，或與液化氣體流下設備 組合配置成多重噴嘴結構時，有可能減低對於内壓之變動 •而實現更精密之填充，因此較佳。再者，在噴霧量多之 場合，亦有可能實現液化氣體之高精度之填充。對於上逑 參紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -10 - ---------------------訂---------, (請先閱讀背面之注意事項再填贫本頁y 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（8) 液化氣體儲槽連接一韧期沖洗機構，用Μ在對該液化氣體 儲槽内供給液化氣體之前，供給乾燥之加熱氣體Μ除去該 槽内之水分者，藉此施行初期沖洗畤，樓内則不會結冰， 因此較佳。
[圖式之簡單說明J 圖1為展示本發明有關之正壓包裝體製造裝置之基本結 構之示意圖j 圖2為展示封罐機内之自轉所引起之液氮粒子之飛散距 離與粒徑之關係之線圖， _3為展示正壓包裝體中之液狀内容物填充量與填充内 壓之闞係之線圖· 圖4-Α〜圖4-D為展示依照本發明之正壓包裝體製造方法 之正壓罐裝品製造遇程中之現象之示意圖5 圖5為本發明之茛施形態有關之液化氣體噴霧填充装置 之斷面圖* 圖6為嗔羅設備裝配體之三次元斷面圖， 圖7為從唄霧尖頭出口部所觀看之噴霧嘴之底面圖， 圖8為展示罐内壓與液化氣體噴霧流量之關係之線圖， 圖9為展示罐内壓與噴霧嘴孔面積之關係之線圖， 圖10為展示容器與噴霧嘴之位置關係之示意圖， 圖]1為噴霧流型之斷面圖， 圖12-Α1及圖12-Α2為本發明另一實_形態有關之液化氣 體唄霧填充裝置之嗔霧嘴先端之正面圖及底面圖，圖12-Β1 及圖12-Β2丨 為本發明另一不同實施形態有關之液化氣體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填窵本頁- i*^_------- 訂·-----11·^^ 11 B7 五、發明說明（9) 噴霧填充裝置之噴霧嘴先端之正面圖及底面圖τ 圖13為本發明之其他一實旆形態有關之液化氣體噴霧填 充裝置之斷面圖， 圖14-A為本發明之其他之另"一實_形態有關之液化氣體 嗔霧填充裝置之斷面圖，圆14-B為其要部放大圖| 圖15為本發明之其他之另一不同實施形態有關之液化氣 體噴霧填充裝置之斷面圖。 [實_發明之最佳形態] 在說明本發明之實施形態之前，首先關於本發明之基本 原理，加K說明。在以下之說明中，為氣體置換正壓包裝 體之代表例•對於由液氮填充於金屬罐内而得到惰性氣體 置換正壓罐装品之場合加Μ說明。 在習知之液氮填充罐裝品中，罐內壓之變動（分散）之原 因為：①由於液氮之溫度很低（沸點為-196^)，在填充液 氮時，若液氮與内容物液面衝突，則由於其溫度與液面溫 度之差異，發生突沸現象而形成液滴狀易於飛散於外部， Μ及直到封罐機為止之輸送中之振動暨封罐機中之罐之高 速自轉/公轉亦會引起該現象，此外 > 由於從填充步驟至 捲緊步驟發生液氮之蒸發，液氮對罐外部之飛散/蒸發量 並不確定，難於正確控制捲緊時之殘留液氮畺ί②由液氮 之填充，經過捲緊步驟後，導致罐内壓之產生係不僅起因 於液氮之氣化，亦起因於密封時與疲氮一起填充於罐内上 部空隙之低溫氣化氣體之升溫膨脹，由於此等因素而產生 之内壓乃受到容器之内容物填充量之變動之影響。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公ϋ ~ 12 ~ (請先閲讀背面之注意事項再填氟本頁)_ 1 --------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（丨_()) 於是，本案發明人為了一次解決上逑之①②之問題而進 行研究結果發現，使待氣化成惰性氣體之疲體或固體肜成 细微粒子狀以與低溫氣化氣體同時填充於容器上部空隙内 時可安定得到並無内壓變動之正壓罐裝品並且可按高置Jl·丰 置換氣體之事實，然後又進一步研究結果發現可將因極低 溫而難於细微粒子化之液氮予以安定確實细微粒子化之方 法及裝置，而達成本發明。 首先，本案發明人著眼於液氮之液滴之大小，而進行一 項調査液滴之直徑暨基於罐之自轉之疲滴飛散距離之實驗 ，而得到如圖2之線圖所示之結果。該圖之實驗係按照罐 之自轉速度2500rpm及捲緊時間0.2秒進行之場合。由此結 果得知：液滴之粒徑愈小，飛散距雛愈短，在粒徑1mm時 飛散約30mm，而在粒徑約O.lniB時僅飛散約0.3mis而已|隨 著粒徑變大，飛散距離有幕级數性之增加。從而，依照此 一質驗，可預測的是，在2500ι~ριιι之自轉速度下，液氮之 粒徑超過lmm時，在平常之歆料罐之倩況，關於飛散距離 飛散至罐外之程度者變多，而在lmmM下時幾乎不發生向 罐外之飛散。因此得知，使液滴小粒徑化以形成細微粒子 之方法乃在液氮向罐外飛散之防止上極有效。其液滴细微 化時液氮之飛散距離變短之原因ί可能係在姻微化後，由 於慣性力之影響，造成黏性之影響有支配性，致使液|不 飛散。 再者，為了調査内容物填充量之變動（分散）對罐内壓之 影響*做過下述茛驗。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ~ 13 ~ (請先閱讀背面之注意事項再填貧本頁)'
J II I 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 418169 _B7__ 五、發明說明（π ) 關於對填滿容量370m]之空罐Μ液狀内容物之填充量可 在340g〜350g之間按lg之小幅度逐步變動之方式予W填充 該內容物後將液氮綑微粒子及低溫氮氣同時填充密封之場 合，測定其填充内壓之變化。再者，為比較例*關於習知 之疲氮之填充密封之場合，及僅用低溫氮氣之填充密封之 場合亦做過同樣之實驗。其結果示於國3中。在圖3中*線 a展示填充液氮细微粒子及其氣化氣體（低溫氣體）之場合 ，線b展示僅填充液氮之場合，而線c展示僅填充低溫氮氣 之場合。又按*線d展示熱狀填充之場合。由圖3可知，與 内容购填充量之增加相對應地顯示，在液氮之氣化膨脹之 情況如線b所示其填充內壓增大，而在低溫氮氣之升溫膨 脹之情況如線c所示其填ft内壓減少。由此可知，按適當比 率使兩者混合時，無論內容物填充量之變動如何*均有可 能將填充内壓保持一定*如線a所示。 從Μ上之實驗結果得知，由疲氮量及氮氣溫度之選擇· 可將填充内壓之絕對值設定於所指定之數值，因此有可能 控制填充内壓*而得到内壓變動少之正壓罐裝品。 此外，本案發明人關於確實使液氮形成綑微粒子之方法 反覆各種實驗結果發現，在噴嘴孔形成细孔之設計下以液 氮可在液體狀態下迅速通過該項細孔之方式調整流量及噴 嘴溫度等之物理條件Μ將液氮從细孔尚大氣中放出時，所 放出之液氮則有一部分急速氣化膨脹而使其他處於液相狀 態之液氮细微粒子化之現象。本發明乃基於此等研究成果 所創案者。 -14 - --------^---------^ Ί (請先閱讀背面之注意事項再填霣本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -Π 8 1 6 B ： - Α7 _Β7_ 五、發明說明（〗2) 圖〗展示解決上述間題為目的之氣體置換正壓包裝體之 製造裝置之實施形態之略圖。本實施形態設有與液氮供給 機構連接之單一噴嘴，以便將液氮細微粒子及低溫氮氣從 該噴嘴噴霧於罐內。 在圖1中* 50為一噴嘴體，該噴嘴體具有由细孔構成之 嗤嘴孔51，在該噴嘴體之外周部如虛線所示設有利用空氣 斷熱或利用斷熱材料等之簡易斷熱設備52。為了使液氮可 藉氣化膨脹作用而良好形成霧狀，有必要Μ —種可使疲氮 在通過噴嘴孔之期間並不沸騰而在通過噴嘴孔被放出於大 氣中之後立刻達到引起一部分液氮可立即氣化膨脹之溫度 (最好能為與管路内之壓力相對應之沸點溫度）之方式維持 噴嘴孔内壁溫度。Μ可滿足上述溫度條件之方式藉上逑簡 易斷熱機構控制外來之熱之流入。 噴霧嘴5 0連接於包括液氮供給槽5 3之液氮供給機構。即 ，將噴霧嘴50藉由管路54連接於具有真空斷熱構造之液氮 供給槽53*而在管路之途中設有流量調整閥56。在管路54 設有真空設備57包含各閥直到噴霧嘴50者，其Μ —棰可自 液氮供給槽53將疲氮在不致發生蒸發之下供給於噴霧嘴50 之方式成為遮斷外來之熱流入之構造。在液氮供給槽53之 氣相部藉由管路59連接有設在外部之加壓氣體鋼瓶58，在 該管路之途中設有壓力調整閥60，俾可由加壓氣體供給於 該液氮供給槽而提高槽内壓。在液氮供給槽53之氣相部藉 由壓力調整閥62設有對外部開放之管路61 * Μ便在液氮供 給槽之内壓高於設定值之場合，將槽内之氣體放出於外部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 15 (請先閱讀背面之注意事項再填霣本頁〉 --------訂---------線 B7 五、發明說明（】3) 。上述各閥乃受到控制裝置63之控制，俾可將液氮按所指 定之壓力及流量供給於噴霧嘴。適當控制液氮從噴嘴孔5 1 放出之壓力/流量時，由於該疲氮之氣化率與粒子形成率 不同而管理此等因素，即可控制填充於容器内之低溫氮氣 量及液氮细微粒子量。 本實施彤態之氣體置換正壓包裝體製造裝置為如以上之 敘逑所構成，基於控制裝置63之指令，壓力調整閥/流量 調整閥發生動作，將液氮供給槽53之内壓、液量等控制於 設定值，而得到從噴嘴孔51放出之液氮之放出壓力/流量 ，滿足所指定之物理條件者。其結果，從噴嘴50放出之液 氮有一部分氣化，由於其氣化膨脹使仍處於液相狀態之液 氮細微粒子化，而產生低溫氮氣及液氮细微粒子。從而* 可從單一噴嘴將液氮细微粒子及低溫氮氣同時填充於容器 内。此際，關於液氮之氣化成氣體之比率及细微粒子化之 比率，Μ液f之全噴霧量基準之细微粒子化之液氮質量付 成為15〜60¾程度之方式控制上述放出壓力/流量即可達到 容器上部空隙之氣體置換及密封後之指定内壓。為了提高 氣體置換率，較佳的是，使液氮之氣化率在上述範圍（目P 液氮之40〜85wt. ：«)内。 如上所述，由液氮细微粒子及氮氣吹噴於罐内所行之氣 體置換之動作狀態以示意式被示於圖4-A〜圖4-D中。將指 定粒徑之液氮细微粒子與氮氣之混合體（以下，為了方便 起見，予Μ稱為混合氣體）吹噴於上部空隙時，如園4-A所 示，上部空隙内之空氣則被趕出而換Κ氮混合體。此愫因 參紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ~ 1 6 ~ (請先閱讀背面之注意事項再填霣本頁) ^.-------訂.！ ------ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 ηl8169 Β7_ 五、發明說明（】 .4) 為，其與習知之單純使液氮流下之場合不同，液氮被细微 粒子化並且氣化之低溫氮氣亦同時唄入，因此形成混合氣 體狀態擴展至充滿上部空隙所致。在該圖中，箭頭a表示 混合氣體對罐噴出之狀態，65表示已將上部空隙内之空氣 置換之混合氣體·而箭頭b表示空氣之流動。氣體置換後 之容器被輸送至封罐機Μ腌行捲緊*而在此項輪送中*如 圖4-Β及圖4-C所示，液氮细微粒子會氣化膨脹，因此其膨 脹壓引起氮氣徙罐肉向罐外之流動（Κ箭頭c表示）而阻止 空氣流人罐内。在圖4-Β中，箭頭d表示空氣之流動。在封 罐機內，藉公轉/自轉運動使罐旋轉，疲氮细微粒子由於 黏性之影響比慣性力之影W更有支配性，並不受到旋轉蓮 動之影響而不會發生液氮细微粒子向外部飛散之情事（圖 4-C)。然後，在液氮細微粒子繼壤氣化膨脹之時期予Μ加 蓋66以施行捲緊密封（圖4-D)，藉此由於密封後之殘留液 滴之氣化膨脹及低溫氣體之升溫膨脹而產生內壓，於是成 <請先閱讀背面之注意事項再填貧本頁)_ I — — — — — _ J®T--------- 罐 0 正 為 圖 圖 。 止 物為 容嘴 内霧 狀噴 液至 示槽 表儲 68氮 而液 ’ 從 罐中 示態 表形 67施 中實 圖述 , 上 按示 又展 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 立 之 分 部 體 配 裝 備 設 霧 噴 其 示 展 6 圆 而 面 斷 1其 溝Η 一不 展 體 5 具圖 之 成 形 為 槽 給 供 氮 體液 氣之 化 態 液 形 ， 之施 中造實 圖構述 。 熱 上 圖斷於 面空當 斷真相 體 之 ， 壁槽 層儲 雙為 之稱 槽簡 熟 下 斷 Μ 空ί 真 有 具氮 種液 槽 儲 設 部 π 開 部 底 其 在 設窖 霧述 噴上 此於 〇 當 備相 設2( 霧閥 噴 之 之 用 的制 目 控 為量 霧流 嗔氮 行液 施由 後上 化構 微結 细本 氮基 液其 使在 有備 t 公 97 2 X 10 2 /CV 格 規 4 )A s) N (c 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 I張 j紙 本 4 1 8 i tj d A7 B7 五、發明說明（1Γ)) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 施形態之流垦調整閥）與噴霧嘴（M下簡稱為噴嘴）3所構成 ，另為用Μ使液氮確實细微粒子化而唄霧之附加結構，具 有從閥2至嗔嘴3為止之液氮流路4，該流路冷卻用之噴嗜碎 卻槽5，以及用Μ對噴嘴外周部及出口部遮斷外氣而阻止 結霜之沖洗設備等•而在本實施形態中如圖2之立體斷面 圖所示*由此等構件一體安裝於噴蓀體6而構成噴霧設備 裝配體1 0。 嗔霧體6乃如圖6所示，擁有一具有與形成於儲槽1底壁 之開口部符合之内徑之圓筒狀外壁11，且直立設有一穿通 其底壁12而構成液氮流路之筒管13。從而，噴霧體之圓筒 狀外壁11與筒管13形成雙層構造，而在圓筒狀外壁1〗與筒 管13之間構成一有液氮從儲槽1流入之嗔嘴泠卻槽5。該噴 嘴冷卻槽5如圖所示延伸至噴嘴近旁*俾可經常利用液氮 來冷卻筒管13及噴嘴3。藉此，有可能使液氮從儲槽至噴 嘴不發生沸騰氣化之同時*在使其具有直到沸點附近之溫 度梯度之下予Μ供給於噴嘴。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 筒管13之上端開口部面臨儲槽1之開口部，而在其入口 部設有被用以控制液氮對噴嘴之供給之閥2之閥座14。閥2 為由針閥所構成*另有與闕座14相對可上下移動被設置之 閥桿15*乃穿通儲槽内而突出於儲權之上方，裨可利用未 圖示之閥控制設備從外部予Μ驅動控制。在筒管13之上端 有一被設在閥座14之上方之氣泡偏向構件16，被用Μ在醏 存於唄嘴冷卻槽5内之液氮發生氣化時胆止氣泡侵入筒管 13内，即阻止在液氮之綑撒粒子化上有妨礙之氣泡侵入噴 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明Π 6) 嘴。 茼管13之下端部如圖5所示·相對於容器前進方向A，>λ 噴霧方向可沿垂直方尙朝下按α傾斜之方式形成一傾斜面 ，而在該傾斜面上以對水平面傾斜α之狀態固定有噴嘴3 。傾斜角cr乃基於後逑理由，在5°〜45°之範園内適當 選擇之。嗔嘴3為由噴嘴先端17與保持用之套口 18ι被用 Μ將該噴嘴先端固定於噴$體者，所構成。噴嘴先端17在 下端中央部形成有對容器之前進方向成直角之溝槽19，而 在其中央形成有由與液氮流路連通之细孔所構成之噴嘴孔 20。套口 18具有充分大於噴嘴孔20之開口。由於噴嘴3具 有上述構造，從該嗔嘴嗔霧出去之液氮形成一種Μ所指定 之擴張角對前進方向扁平之整個圼直方形〜橢圓形之扁平 狀噴霧流型，而Μ可具有前進方向之速度成分之方式傾斜 噴霧。噴霧流型之擴張角受到上述噴嘴先端之形狀及噴霧 壓之影響，而在本啻施形態中如後所述，在20°〜100° 之範圍內適當選擇唄霧之擴張角。 在噴霧體6之外周部設有沖洗設備。沖洗氣（沖洗用之氣 體）主要未含有因液氮之作用而結冰之成分（如水分等）之 乾燥氣體即可，最好能為氮氣或乾燥空氣。若沖洗氣流畺 少，則無法充分清除外氣而噴嘴會發生結霜。另一方面， 若沖洗氣流量多，則會驵礙液氮之安定噴霧，招致噴霧流 畺之減少及變動（分散）之增大。此外*若沖洗氣溫度高| 則引起噴嘴或液氮噴霧流之被加熱*同樣招致噴霧流量之 減少或變動（分散）之增大。從而，為了液氮之良好噴霧， -19 - (請先閲讀背面之注意事項再填_寫本頁5 ^--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 _B7_ 五、發明說明（17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁). 最好能使用低於大氣溫度之沖洗氣，不過由於裝置之最外 層處於與常溫外氣接觸之狀態，為了防止結露/結霜起見 ，不要過度冷卻該部分。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 基於上述觀點，茌本實施彤態中*採取内側沖洗氣流路 2 1及外側沖洗流路2 2 K雙重形成沖洗氣流路，並Μ較低溫 之内側沖洗氣可流於内側沖洗氣流路2 1且較高溫之外側冲 洗氣可流於外側沖洗氣流路22之方式構成之。圖中，23為 在其與噴霧體之間形成内側沖洗氣流路為目的之肉側沖洗 罩，Μ從噴霧體下部外周部起圍繞唄嘴先端之方式所形成 ，其面臨噴嘴先端之部分成為噴霧尖頭。噴霧尖頭之噴露 誘導口 25之形狀為與噴霜流型相對應之形狀，如圖5及圖6 所示，在本宵施形態中以其出口端在與容器輸送方向成直 角之方向形成長徑且全體可形成扁平狀橢圓形之方式*從 上端部起按所指定之擴張角形成斷面扁平狀橢圓形。上述 擴張角為在20°〜100°之範圍内，依照填充液氮之容器 選擇之。又按*圖7乃為了容易理解而展示騸5中從噴霧設 備裝配體10之下方沿著箭頭Β方向觀看噴霧嘴部之場合。 又按> 24為嗔霧誘導口 25之上端開口部，面臨噴霧嘴開口 者。 再者，在内側沖洗罩2 3之外周部固定有與該外周部之間 形成外側沖洗氣流路2 2之外側沖洗罩2 6。在外側沖洗罩2 6 之外周部一體安裝有外周圓筒狀之保護套口 28，在其與外 側沖洗罩之間設有加熱器27，必要時用Μ加熱外側沖洗罩 ，Μ防結露/結泳。圖中，2 9為内側沖洗氣供給管，在本 成張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -20 - 418169 A7 __B7_五、發明說明（.1 8 ) 實施形態中被連接於儲槽之氣相部分，以利用該槽内之氣 化氣體為内側沖洗氣。30為外側沖洗氣供給管，被連接於 氮 液 之 存 儲 槽被 偽 调 。 在 計 蓋 ，Μ 外分用 槽部， 儲之器 為示測 31圖感 。未度 槽於窩 氣關面 氮，疲 之按： 部又有 外 接
Ms 遵 閥 整 調 力 壓 由 藉 面 液 之 槽 儲 將Μ 用 管 氣 kh 定 一 為 壓 内 槽 儲 持 保Μ 儲 制 控Μ 内 槽 儲 入 導 部 , 外 度 中從高 氣體面 大氣液 於壓等 出加此 排將制 體Μ控 氣用當 化，適 氣管由 之壓 。 化加壓 氣或内 内 槽 沖槽 期儲 初行 有狍 設先 又預 ο ί 力前 壓之 霧體 噴氣 制化 控液 可存 即 儲 量内 體槽 氣儲 壓在 加 Μ 、 用 量 ， 氣構 排機 、 洗 如 之機 例後之 構菌的 機殺目 洗氣為 沖蒸給 期項供 初該之 該及氣 。 給空 除供熱 去之或 全氣體 完蒸氣 之之性 分用惰 水菌熱 肉 殺之 槽氣用 儲蒸燥 及之乾 菌內之 殺槽内 之醏槽 内由儲 儲 從 成 形 所0 上 如 乃 置 裝 充 填 霧 S3- 氮 液 之 態 。 形 成 _ 構實 所本 構 □ U K 底 基 之 槽 儲 過 經 (請先閱讀背面之注t事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印5Λ 噴 達 du 至 而 3 1 管 ο ， -f路人 孔流流 閥氮之 之 液熱 14成之 座形來 閥,外 止止 為阻 20而 孔 卻 嘴冷 噴氮 之液 17被 端部 先周 槽嘴外 其 於 由 13槽 管 儲 筒 使 良 至 同Ϊ 權阻 儲全 與完 ’ 未 Eο ， 路此 通因 熱 ， 斷造 為構 成熱 路斷 流之 氮全 液完 之為 止非 為其 ο 2 ， 孔是 嘴的 體響 霧影 噴之 入入 流 流 熱熱 端 先 嘴 唄 及 到 受 氮 液 之 3 11 管 筒 過 通 使 溫 該 用 利 ο 度 梯 度 溫 生 產 而 升 上 漸 逐 度 溫 噴细 至效 升有 上氮 度液 溫之 之出 氮放 液20 之孔 20嘴 孔噴 嘴從 噴使 過可 通而 使 , 能近 可附 有點 ’ 沸 峙之 度下 梯壓 度霧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） rr 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 1 8 1 6 ι-ί a? _Β7__五、發明說明（19) 微粒子化。 其次，為了將極低溫之液氮正確定量填充於容器内，被 要求的是，疲氮之安定噴霧暨所噴霧之液氮對容器內之恰 適填充。在本發明中，為液氮之安定且恰適噴霧之噴霧條 件，關於噴嘴溫度、噴嘴孔徑、噴霧壓<力>、唄霧流量 等做過各種研究，再者，為所嗔霧之液氮對容器内之恰適 填充之條件，關於噴霧流型、噴霧粒徑、噴霧角、噴霧距 離做過研究。 噴露流型受到噴霧流量及嗔霧擴張角之影響，亦受到所 噴霧之液氮之粒徑之影饗。其次，填充時之罐內壓與噴霧 流量（即，罐内填充量）有闞係，而噴霧流量取決於嗔霧壓 及噴嘴先端之孔面積，因此為了提高填充罐内壓，有必要 將噴嘴孔徑加大，以及提高噴霧壓。然而，在噴嘴孔徑加 大時，液滴之直徑則變大，引起其潛人填充液中突沸之規 象。再者，依照液滴進人數目之填充內壓之變動（分散）或 液滴之飛散所引起之變動之影響變大，使填充罐内壓精度 惡化。於是 > 將651：溫水240g填充於罐内，按生產線速度 1500cpni予Μ運轉* Μ調査單位時間之液氮噴霧流量與罐 内壓之變動之關係。又按，液氮之嗔霧流量係將從噴嘴噴 霧出去之液氮捕集於一種在載盤上設有一盛有液氮之容器 之天平中Κ測定單位時間之重量增加量之方法求出者。其 結果示於圖8中。 圖8展示噴霧壓為UPa、5kPa、lOkPa之場合之液氮噴霧 流量與罐内壓之闞係。由此圖可知*任一噴霧壓之場合亦 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線1 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 , , -·； 」j j ϋ㈢ ___ 五、發明說明（20) 示，隨著嗔霧流量之增加*分散值逐漸增加，在超過4.0g /s時其分散值變得柑當大。反之，在噴霧流量少時，罐内 壓之分散值則變小|但若在0.2g/sK下，則無得到所想要 之罐内壓，因此*噴霧流畺M0.2g/s〜4.0g/s之範圍較佳 ，而M0.2g/s〜3.0g/s之範圍更佳。 另一方面，為噴嘴孔面積與液氮噴霧量之關係，針對上 述之各噴霧壓IkPa、5kPa、10kPa之埸合*使上逑實施形 態之形式之嗔嘴之噴嘴孔面積在0.1〜4bhi2之範圍内變化 ，以測定相對於噴嘴孔面積之液氮噴霧流蠆。其結果，如 圖9之線圖所示，噴嘴孔面積與噴霧嘴流量有強大之相闞 性*將噴嘴孔面積設在0.15〜4.0mm2之範圍内時，可得 到0.2g/s〜4.0g/s之噴霧流量。由於在孔面積為4mffl2時 難於得到2 . Os/sK下之噴霧流量，為了確實得到0 . 2s/S〜 3.0g/s之噴霧流量，在0.2〜3mm2之範圍内選擇唄嘴孔面 積即可。 另一方面，在噴霧之場合，如圖10所示，液氮之细微粒 子廣延分布於空間内 > 因此與條狀流下之場合不同，在罐 開口部之全面積或廣大範圍內填充液氮之細微粒子。其結 果，在填充疲面之廣大範圍内發生液氮之蒸發，與流下之 場合相較，可提高氧氣去除效果為其優點。其擴張角/3 ( 圖10)取決於噴嘴先端17之彤狀没噴霧壓。在擴張角召大 時 > 液氮則擴展於開口部之廣大範圍内，但若细微粒子分 布得太廣，則會溢出罐之開口部，其效率會惡化。從而| 噴霧之擴張角之範圍在容器為罐裝用之容器之場合，K20° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ~ 23 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)_ (--------訂---------線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（21) 〜100°之範圍較佳。若擴張角為20° Μ下I則幾乎接近 流下狀態，無法發揮上逑優點。噴霧之擴張角亦受到容器 之口徑及唄霧距離之影響，例如在噴耪距離為35〜65mm時 ，容器之口徑為50βπη之場合，得到擴張角K 71°〜42°之 範圍更佳之結果，而在容器之口徑為60»)!!!之場合，得到擄 張角Μ 86°〜54°之範圍更佳之結果。 關於噴霧壓，在本實施形態中測定儲槽内之壓力，對此 加上從唄射孔至液面為止之高度算出之高差壓力Κ求出嗔 霧壓後予以控制。即認為，噴霧壓是，由液氮之蒸發所產 生之自生壓力，從儲槽之外部施加之壓力，Κ及液氮之自 重所產生之高差壓力之合計。為了產生疲氮之细微粒子， 必需胞加噴霧壓，但在噴霧壓高之場合，由於沸點上升而 發生液氮之過剰氣化，無法形成充分之噴霧狀態。另一方 面，在儲槽内壓高之場合液氮供給源之給液則發生困難， 尤其從氣液分離器接受液氮之供給之場合發生顯著之困難 。關於此點，得到之事實為，噴霧壓之範圍Μ 1 k P a〜 150kPa較佳，尤其在使用大氣開放型氣液分離器之場合Μ lkPa〜30kPa之範圍較佳。 再者，藉噴霧形成之液氮之綑微粒子之粒徑未必為霧狀 或薄霧狀之極细微粒，主要在填充時不發生與液面衝突所 引起之液滴之飛散且滿足可按指定量Μ液氮留存於容器内 之條件即可。經過實驗之结果•藉噴霧形成之細微粒子之 粒徑為2mm Μ下時滿足上述條件，而在超過2ηΐίΗ時與習知之 流下填充之場合相同。再者，在平均粒徑1 is m Κ下之細微 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ~ 24 - - ---- ---— I— t, -----— — — 訂--III — I - I I (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁)- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 A7 _B7_ 五、發明說明（22) 粒子之場合得到更有效滿足上述條件之較佳結果。 雖然由以上之條件設定即可使液氮良好细微粒子化，不 過在本實施形態中進一步為了使所噴霧之液氮细微粒子更 正確填充於容器內，關於液氮之噴霧角及噴霧距離做過研 究。首先，設法使噴嘴所噴霧之细微粒子緵衝降落於内容 物液面上，且在到達容器液面時並不反彈而確實填充於容 器内。為此_加之技術手段為，以液氮之噴霧方向對容器 之前進方向折彎至噴霧流可得到容器前進方向之速度成分 之方式，如圖5所示，相對於容器之前進方向，按噴耪角 α折彎配置噴嘴先端。關於嗔霧角之最適值做過實驗之結 果*噴霧角〜45°為恰適值，其在45° Μ上時液氮 细微粒子之飛行距離則變長，使液|l之裏發量增加，並且有 時使嗔霧流從容器溢出。再者，在小於5 °之情況，得到 緩衝降落效果少之結果。在噴霧角為15°〜40°之範圍時 •得到更充分發揮上述效果之结果*因此其為更佳之範画。 再者|鼷於噴霧距雛，若使噴嘴先端接近填充液面*相 對於噴霧距離之罐内壓之變動則變大，使填充内壓精度降 低。另一方面|若噴耢距離很長，液氮則溢出罐外*使填 充内壓降低。再者，大氣中之蒸發亦有影響。從而，在兩 者之中間領域有罐内壓對距離不變動之領域。此一事實經 過簧驗確認之結果，為噴霧距離，有可能採用5〜ΙΟΟηιπι之 範圍，不過更佳的是，採取45〜60min之範圍，因為得到罐 内壓幾乎不變之更佳結果。 在上述實陁形態中，關於利用單一之噴霧嘴施行噴霧填 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ! I ---V/ -----!|訂*-------- 線， (請先閱讀背面之注意事項再填窵本頁). 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 Ί B 1 6 9 Α7 _Β7五、發明說明（23) 充之場合做過說明，至於噴霧量之提高*雖然單純將噴嘴 孔徑加大即可，但如上所述 > 在噴嘴孔面積不在0.15〜 4.0mm2之範圍肉時難於形成微小粒滴*因此對噴嘴孔徑 之加大有所限制。為了解決此一問題，在單一儲槽設置複 數之嗔霧設備即可。如此構成時，可藉複數之唄藤設備將 细微粒子化之液氮順次填充於設在該唄霧填充裝置之下方 移動之容器内，可大量填充液氮细微粒子。又按，即使在 非為設定大量之噴霧流量之目的下設置複數之噴霧嘴之場 合，例如將一定之填充量分割 < 為更小之填充量>以由複 數之噴霧嘴來填充時*與單一噴嘴填充之場合相較，有可 抑制變動（分散）之效果*因此適於高速生產線。 再者，為提高噴霧量之其他手段，有一種在單一嗔霧嘴 形成複數之噴嘴孔之方法。圖12展示設有複數（二個）噴嘴 孔之噴嘴先端。圃12-A1、A2所示之唄嘴先端36在本體37 之中部K約略長方形突出形成有噴霧誘導口部38，在此導 口部之下端形成有二條溝槽39，在各溝槽之中央部設有噴 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --線_ 孔 嘴 噴。 之者 成置 構設 所式 孔方 细之 之交 形正 ? 9 方 3 長槽 略溝 約與 由 可 有孔 成 嘴 形噴 其述 ， 上 41M 口係 嘴’ 歸 者 再 部 中 之 4 *4- 體 本 在 3 4 端 先 嘴 噴 之 示 所 溝各 條個 一 二 有有 成成 形 形 端其 下， 之48 部口 口嘴 導噴 此有 在設 , 部 45央 部 中 口 之 導槽 誘溝 霧此 噴在 有， 成46 形槽 孔47 嘴 、 噴30 逑 孔 上 嘴 K 噴 ^之 ， 置 47設 孔 數 嘴。複 噴者M 之置 , 成設中 構式43 所方 、 孔之 3 0 交端 之正先 形46嘴 方槽噴 長溝等 略與此 約可在 由47 本紙張尺度適用ΐ國画家標準（CNS)A4規格（210^ 297公釐） -26 _ /”3169、 A? _B7五、發明說明（24 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於形成各具上述範圍之開口 良好噴霧。如此，形成複數之 即可提高噴霧流量I因此與設 ，其構造簡單，可企求製造成 在以上之各實施形態中，關 造内壓精度高之正壓包裝體之 依容器之種類，使噴霧填充< 。例如，在飲料罐裝品之製造 速度為高達100ns/分鐘（1200CP 填充系統下得到所指定之容器 霧量。在此場合，可如上所述 用一具有複數噴嘴孔之噴霧嘴 噴霧量，不過，使流下噴嘴與 填充所需要之液氮量之大部分 之液氮量即可，因此不必提高 之噴霧，而可得到内壓精度高 液氮儲槽剷分為二個儲槽，設 儲槽，另一儲槽為可控制內壓 儲樓設置流下噴嘴並且在加壓 然而，未必將液氮鼯槽劃分 由加壓儲樓構成之液氮儲槽設 場合有使儲槽之構造簡化之優 槽所構成之液氮儲權設置流下 形態。 面積之细孔，可實現液氮之 噴嘴a時，K單一之噴霧嘴 置複數之噴霧嘴之場合相較 本之降低。 於僅藉液氮之嗔露填充來製 場合做過說明，不過亦可Μ 系統>與流下填充裝置組合 系統之情況，一般生產線之 !0)之程度，為了在此種高速 内壓，有必要提高疲氮之噴 ，配置複數之噴霧設備或採 ，或採用兩者之組合以提高 噴霧嘴組合時，藉流下噴嘴 ，而由噴霧嘴來填充其不足 噴霧流量即可良好進行液氮 之罐裝品類。在此場合，將 定其中之一儲槽為大氣開放 之加壓儲槽，而在大氣開放 儲槽設置嗔霧嘴即可。 為二個儲槽，亦可能在一個 置流下噴嘴及唄霧嘴。在此 點。圖13展示在簞一加壓儲 噴嘴及噴霧嘴之場合之實施 --------------%--- <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. i線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） 27 B7 五、發明說明（25) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印制农 在圖13中，70為由真空斷熱之一槽所構成之密閉型（加 壓型）液化氣體儲槽*在其底部配置有二個噴霧嘴裝配體 71及一個流下噴嘴裝配體72。噴霧嘴裝配體71及噴霧機構 與圖5〜圖6所示之實胞形態相較，僅沖洗設備不同而已， 其他均相同，因此對於同一部分編Μ同一符號而省略其說 明，僅關於不同之部分加Μ說明。 在本實施形態之噴霧設備有關之沖洗設備中，沖洗氣罩 並非雙重而係單層所構成，乃將沖洗氣從密閉加壓之液化 氣體儲槽70之氣相部73導人。圖中74為，圍繞嗔霧嘴3之 外周部而形成沖洗氣流路7 5之沖洗罩。沖洗氣流路75藉由 沖洗氣供給管76連接於液化氣體儲槽70之氣相部73。由於 設計至可將沖洗氣從加壓槽之氣相部導人，可得到大量之 低溫氣化氣體，即使不另外從外部將外界冲洗氣導入，亦 可充分實現沖洗。因此，在本實施形態中，為了構造之簡 化，並未設置外界沖洗氣流路。又按，在噴霧設備装配體 之外周部設有加熱器77 *在有可能發生結露/結冰時，使 該加熱器起動作，Κ防結露/結冰。 在本實施形態中之流下噴嘴裝配體7 2係探用習知之流下 噴嘴裝配體，其藉開口量驅動控制裝置79驅動控制針閥之 閥桿78即可實琨適量液氮之流下或滴下。又按，雖然在本 實施形態中配置二涸噴霧嘴裝配體71及一個流下噴嘴裝配 體72，但可依照需要任意變更其數目。 本實施形態如以上之敘述所構成，而在有必要填充大量 之液氮之場合，首先用流下噴嘴施行液氮之流下填充，繼 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐) -28 - -------------"--------訂----I ---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)' 418169 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ___B7__五、發明說明（26) 之用噴霧嘴施行液氮細微粒子之填充，藉此可容易控制液 氮對容器之«充量。然而 > 本實施形態之裝置未必限於流 下噴嘴及嗔霧嘴之雙方同時被使用之場合 > 例如使流下唄 嘴形成關閉狀態時►可作為僅噴霧嘴動作之液氮噴霧裝置 予以使用，或使噴霧裝置之閥彤成關閉狀態時，可作為液 氮流下裝置予Μ使用，因此K 一個装置可兼用噴霧填充及 流下填充之雙方為其優點。 Μ上之實施形態係在基本上根據從噴孬嘴放出之液氯有 一部分急速膨脹而使其他處於液相狀態之液氮微小粒滴化 之現象，僅利用由液氮一部分氣化膨脹所得之低溫氣化氣 體*將容器之上部空隙之氣體置換Μ惰性氣體者，但亦以 從另外設置之惰性氣體供姶設備同時供給惰性氣體。 圖14-Α、Β為該場合之實施形態之概念圖 在圖中，91為使细微粒子狀液氮及低溫氮氣流出之噴霧 設備裝配體，其在惰性氣體供給噴嘴93之中央部配置有嗔 霧嘴92，而如圖所示使液氮細微粒子從中央部噴出，並Κ 包圍其周圃之方式使低溫氮氣吹噴於罐内•如此構成者。 噴霧嘴92藉由管路96連接於液氮供給槽95，在管路之途中 設有壓力調整閥97及流量調整閥98，而利用控制裝置99來 控制此等閥*俾可控制被供給於罐内之液氮細微粒子之粒 徑暨供給壓力及流量。S —方面，惰性氣體供給噴嘴93藉 由管路1 0 1連接於氮氣供給槽1 0 0，在管路1 0 1之途中設有 氣體溫度調節機構〗02、壓力調整閥]03、Μ及流量調整閥 1 04。壓力調整閥及流量調整閥係各別受到上述控制裝置 ;氏張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（210x297公釐) - 2 9 —-
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁V .I - — 1----· I I — - I I — t 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41816 9、 A7 _B7_五、發明說明（27) 9 9之控制，俾可控制從惰性氣體供給噴嘴噴出之氮氣之壓 力及流量為所指定者。又按，對噴霧裝配體91所配置之管 路係如虚線]08所示，成為斷熱管路。 本實施形態之氣體置換装置係如Μ上之敘述所構成，設 定噴霧嘴之嗔嘴孔形狀，疲氮之流動壓力及流量為如所指 定，藉此使具有所指定粒徑之液氮细微粒子從噴蕗嘴嗔出 ，又使氮氣106 Κ包圍液氮细徽粒子109之方式從惰性氣體 供給嗔嘴噴出，而將液氮细微粒子及氮氣同時供給於被運 送機1〗0運送之罐67之上部空隙內。此際，藉氣體溫度調 節機構1 0 2將從惰性氣體供給噴嘴9 3嗔出之氮氣1 0 6之溫度 調節為低溫，而該溫度係以一種與蒸發氣體105 (Μ细微粒 子嗔出之液氮细微粒子109之一部分蒸發所產生之低溫氣 體）之溫度相較時可成為例如-150 °C等之相對高溫之方式 設定者ΰ 氮氣之溫度主要其在填充密封後發生升溫膨脹之溫度即 可，理論上比最終平衡溫度為低之溫度即可。最终平衡溫 度乃為使用場所之氣氛溫度，通常為室溫，依使用狀態而 不同，例如在自動腋賣機等保存之場合，低溫（冷卻）為5 υ |高溫（加熱）為7〇υ，而在使用於冷凍食品等之場合為 零下之溫度。 _15展示本發明之其他之一實施形態，在本實施形態中 改良習知之內裝充氣裝置，Μ便在正要施行蓋子捲緊之際 *使液氮细微粒子及氮氣噴入罐内，而藉内裝充氣法同時 施行内壓之賦予及氮氣置換作業。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)' -1 X -------- tr---------線— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 30 4·五、發明說明（28) 中者 15置 圖裝 在氣 充 A7 B7 裝在 之嘴 知噴 習給 於供 當體 相氣 , 性 構惰 機之 氣出 充噴 裝氣 内氮 一 使 為為 露給 唄 供 及^ 1 氣 3 i 1 氮 嘴於 噴接 給連 供式 體方 氣之 性同 惰相 ο 態 132形 丨_ 實 述 上 J4 與 Μ 另 各 嘴 霧 資 有 置 配 部 心 P. 3 m 1 其嘴 同 省 相而 態 -形號 施符 實之 述同 上相 與以 構編 機構 等機 此之 於同 由相 而態 ’ 形 槽施 給實 供述 氮上 液與 、 於 構對 機 ， 述 敍 之 上 Μ 如 乃 置 裝 造 罐 壓 正 換 置 樓 Hwn 氣 。 之 明態 說形 綑施 詳實 其本 略 機 罐 封 到 達 而 送 ίου 違 機13 送台 tfll UMK 藉降 將升 ’ 於 成載 構移 述機 所送 上 構 Λ»ί 機 氣 充 裝 内 藉
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V 觸 ο 接19 务 - 方 之 範 之 Dc 電間噴 於時之 置位下 載單件 器定條 容測述 之而上 氮氮 -液液果 有之結 盛去其 將出。 種霧定 一 嗔測 藉經 Μ 量集予 流捕法 霧Μ方 噴上之 ， 盤 量 者載加 再之增 。 平量 内天重 圍子之 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁)- -I V ^ ϋ ϋ n n ϋ ^OJf It ϋ n ϋ n I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 為狀 量形 流面 露斷 平 水 及 角 Β 引 擴 之 型 流 霧 噴 於 者 再 有 嘴 噴 離 在 霧 唄 斷 横 Μ 1 用 利 置 位 之 離 距 査面條 調斷细 W之之 , 型短 流流較 霧霧向 噴嗔方 受之送 接到輸 來得器 紙，容 濾果在 之结種 上其 一 面。成 平態形 水狀 -於布示 置分所 設子11 被粒圖 式微如 方细為 之氮狀 流液 形 形 方 略 約 之 狀 算 換Μ 予 度而 厚 度 rnK 导 结 之 b 寛 後 噴〃擴 大In°到 最1ΠΙ得 其 ^ , 定 Ε 果 測31結。Ζ之 為 狀 Ρ 度 肜W角 之 為 及定 ail 為 角 0 ^ ^ 噴展Jit 大擴。 最其5° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 32 A7 _B7 五、發明說明（3Π) 實施例2 為了確認上述可能性，將目標設定為在上述條件下得到 罐内壓55kPa(比後述之實施例3為高之內壓）之低正壓罐裝 品，而如下逑製造罐裝品。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 直粒 肖現指 1 噴照能 S 内 其均 Μ 發所 置依可 定平 行W 測而i^未得mrii® 而 上， ί 亦定2ΙΠ噴定 * 持 像内 口安 ~ 該安充 影圍£i出可 3 從可填 在範 ί 嘴，iio將時量 而之Sr噴置5§， 内少 ，Innt 在裝 Mltfc罐之 態-2sft且及 於a。 狀 3 ，並法/S。 充液品 霧0.1, 方4g認填之裝 嗅略 Μ 態之.9確確難罐 影約 ο 狀明 W 被正困壓 攝於12霧發 U 實子有正 機布 續噴本 U 事粒式微 相分 繼之照 U 之微方之 照徑 態定依 Ρ 子细充高 影粒。狀安 ，Μ 粒氮填度 錄，m°<i續而(±微液下精 速果9ΙΠ噴繼從量细之流壓 高結0.種下。霧氮 去之內 用 之為此 之 霜噴液 出知造 , 徑徑 值結定之霧習製 (請先閱讀背面之注意事項再填容本頁) .:·'------訂---------線 將65t之溫水240m】填充於具有滿裝内容積263ml之鋼製二 片式罐體内* K圖5所示之氣體置換正壓包裝體製造裝置 之下方之噴嘴先端與填充液面之距離（唄霧距離）可成為約 略50Π1ΙΒ之方式設定運送機與正壓包裝體製造裝置之距離， 按生產線速度76 m/分鐘之速度蓮轉該運送機*在噴霧狀態 安定之狀態下使填充有液狀仍粲拘之容器（罐體）通過，Μ將 液氮细微粒子填充於容器上部空隙内，立刻捲緊密封Μ鋁 蓋，而製造低正壓罐裝品。 此時之液氮噴霧流對罐肉之填充狀態予Μ観察之結果， 度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) —33 - A7 B7 五、發明說明（31) 噴霧流具有如圖7所示之噴課寬度及噴露厚度，且對移動 於下方之罐體按30。之傾斜角噴餺，而圼幾乎全部被填充 於罐内之狀態。然後對所製得之正壓罐體测定其〗20個繾 體之罐内壓之結果，罐内壓分布於42kPa與65kPa之間，平 均值為53kPa。從而，產生近似目標值之内壓，全部罐體 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 均 在 所 希 望 之 低 正 壓 之 範 圍 内〇 皡 例 3 除 了 Μ 得 到 fcb 上 述 實 施 例 2低之低内臛35kPa 為目標 而設 定 生 產 線 速 度 為 1 1 4πι /分鐘之高速之外，均以與實施例2相 同 之 條 件 製 造 959個低正颳罐裝品。將所得到之罐裝品之 内 壓 全 數 檢 査 之 結 果 > 罐 内 歷分布於29kPa與43kPa之 間， 即 使 在 高 速 生 產 線 之 情 況 罐 内懕之變動（分散）亦小’ 可安 定 製 得 低 正 壓 之 罐 裝 品 〇 此 係由於本裝置之噴 霧流具 有罐 體 前 進 方 向 之 速 度 成 分 即 使在生產線速度為 高速之 情況 液 氮 细 微 粒 子 亦 可 鍰 衝 降落於液面上，而 液氮K 極良 好 之 精 度 填 充 於 罐 内 所 致 0 比 較 例 1 在 上 述 裝 置 中 除 了 將 噴 霧壓力設定為201. 2 k P a (儲槽 内 壓 2 〇 〇 k P a )並按噴霧量2 .0 g/s腌行液氮之噴霧之外 均 Μ 與 上 述 相 同 之 條 件 液 氮 填 充於容器內。其結 果，在 嗔霧 時 發 生 脈 動 » 而 噴 霧 流 之 擴 張角亦不安定*無 法得到 安定 之 嗔 霧 流 〇 再 者 所 得 到 之 罐裝品之罐内壓分 布於2 2 k P a 與 75Κρ a之間， 無法安定得到低正壓之罐裝品£ .比 較 例 2 I----I t -----'衣·-------訂---------1 (請先閲讀背面之注意事項再填貧本頁) _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 418169 B7_ 五、發明說明（32) 試製一種裝置，其構造在基本上與圖5所示之正壓包裝體 製造裝置相同，但設成一種在筒管U之下端水平安裝有噴 霧嘴之構造，與此配合地，使噴霧尖頭之軸線亦與噴霧嘴 之軸線一致而與各罐之輸送方向垂直，如此構成者 > 以與 資施例2相同之噴霧條件，關於設定生產線速度為①76m/ 分鐘、②114m/分鐘之場合各別製造低正壓罐裝品。 其结果，在低速之①之埸合其罐内壓分布於32fiPa與58 kpa之間，得到内壓之變動（分散）較小之低正壓罐裝品。 但在高速生產線之②之場合|發生所噴霧之液氮细微粒子 對内容物液面之反弾*其罐內壓分布於7kPa與39k Pa之間 ，對目標内壓之變動（分散）很大。 [產業上之可利用性] 本發明有關之正壓包裝體製造方法及其裝置可將指定量 之液化惰性氣體如液氮等Μ良好之精度填充於包裝體如罐 装品等之上部空隙内，且可將上部空隙之氣體以高置換率 置換Μ惰性氣體|因此可利用於正壓罐裝品或成形杯裝食 品等之氣體置換正壓包装體之製造，尤其有用於迄今有困 難之低正壓罐裝品之製造，如此應用本發明時可企求易於 腐敗/變敗之内容物（如低酸性飲料等）之罐裝品之罐材之 薄壁輕量化，罐材成本之降低*以及資源之節省。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ----f I I 1 ---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 35