(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスの供給源から液化ガス供給用の配管を通して供給されてくる液化ガスを、クリーンエアーによる略無菌状態の雰囲気内で、空缶に飲料を充填してから缶蓋で覆うまでの間に、各缶のヘッドスペースに所定量ずつ流下させるようにした液化ガス流下装置において、液化ガス供給用配管には間隔をおいて複数の開閉制御弁が設置され、一方、殺菌用の蒸気を供給するための蒸気供給用配管には間隔をおいて複数の開閉制御弁が設置されていて、該液化ガス供給用配管と蒸気供給用配管とが、それぞれの配管に設置された複数の開閉制御弁のうちの最下流の開閉制御弁よりも下流側で、互いに連通するように接続されていることを特徴とする無菌充填用の液化ガス流下装置。
【請求項２】
殺菌後の冷却乾燥を行うために、加熱された気体を供給するための気体供給用の配管が設けられ、該気体供給用配管には間隔をおいて複数の開閉制御弁が設置されていて、該気体供給用配管と液化ガス供給用配管とが、それぞれの配管に設置された複数の開閉制御弁のうちの最下流の開閉制御弁よりも下流側で、互いに連通するように接続されていることを特徴とする請求項１に記載の無菌充填用の液化ガス流下装置。
【請求項３】
液化ガス供給用配管が、除菌用のフィルターを介して、液化ガス流下装置の本体にある貯留タンクに接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無菌充填用の液化ガス流下装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料缶詰の製造ラインにおいて、空缶に飲料を充填してから缶蓋で覆うまでの間に、各缶のヘッドスペースに不活性の低温液化ガスを所定量ずつ流下させるようにした液化ガス流下装置に関し、特に、無菌充填法による飲料缶詰の製造方法において使用される液化ガス流下装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コーヒー，紅茶，緑茶，ウーロン茶，および果汁等の非炭酸飲料を缶詰にする場合、ＤＩ（絞りしごき）缶のような薄肉の胴壁を持つ缶体に飲料を充填して密封する際に、飲料を充填した缶内の液面上に、液体窒素のような不活性ガスの低温液化ガスを少量添加してから、缶の開口部に缶蓋を巻締めして密封するということが従来から行われている。
【０００３】
すなわち、缶を密封する前に液化ガスを添加することで、缶内の飲料液面上に添加された液化ガスが、短時間に気化してその体積が数百倍となって、缶蓋で密封された缶のヘッドスペース（缶内上部の飲料がない空間部分）の内圧が大気圧よりも高くなり、缶の胴壁を内側から外側に向かって押し続けるために、少しばかりの外圧が加わっても薄肉の胴壁が変形するようなことがない。
【０００４】
また、そのような液化ガスの添加により、飲料上に添加された液化ガスの一部が瞬時に気化して体積を増加させ、ヘッドスペースの空気を缶外へ追い出す作用をするので、ヘッドスペースの残存酸素量を減少させる（飲料の酸化による劣化を減少させる）という効果も奏することとなる。
【０００５】
一方、上記のような非炭酸飲料の缶詰では、充填された飲料が腐敗するのを避けるための殺菌処理として、レトルト殺菌法や熱間充填法（ホットパック）が従来から一般的に行われているが、そのような方法では、中身の飲料が比較的長時間にわたって高温状態に維持されるため、飲料本来（例えば、果汁飲料ならば搾りたてのもの、コーヒー，紅茶，緑茶，ウーロン茶等ならば作りたてのもの）の味や香りが落ちたり色が変わったりするという問題を生じる。
【０００６】
そこで、缶詰の製造時にできるだけ飲料の熱履歴を少なくして、飲料本来の味や香りや色をできるだけ保ったままの飲料缶詰を製造するために、高温で短時間に殺菌して急速に冷却した殺菌済みの飲料を、クリーンエアーによる略無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの空缶に充填して、殺菌済みの缶蓋で密封するようにした、所謂無菌充填法というものが従来から種々研究されている。
【０００７】
そのような無菌充填法において無菌雰囲気を維持するための空気清浄化システムとして、クリーンルーム内の空間のうち、飲料の充填領域や缶蓋の巻締領域を、その他の空間よりも高いクラスの空気清浄度に維持するようなことが、本出願人の出願に係る公報（特開平４−７９９５６号公報）などにより従来から公知となっている。
【０００８】
すなわち、クリーンルーム内を空気清浄度が中レベル（クラス１，０００〜１０，０００）の領域と高レベル（クラス１０〜１００）の領域とに分け、殺菌済みの空缶の搬送路，殺菌済み缶蓋の供給路，飲料充填機周り，飲料充填機から缶蓋巻締機への搬送路，および缶蓋巻締機周りをクラス１０〜１００の空気清浄度とし、その他の缶詰搬送路等をクラス１，０００〜１０，０００の空気清浄度とするようなことが考えられている。
【０００９】
なお、上記のクラスについては、ＮＡＳＡの規格によるものであり、所定空間（ｆｔ3 ）当たりに存在する基準粒子（粒子径０．５ミクロン以上）の数により空気の清浄度を示すものであって、例えば、クラス１は基準粒子が０〜１個／ｆｔ3 であり、クラス１０は２〜１０個／ｆｔ3 であり、クラス１００は１１〜１００個／ｆｔ3 であることを示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような無菌充填法による飲料缶詰の製造においても、ＤＩ缶のような薄肉の胴壁を持つ缶体については、缶を密封する前に各缶のヘッドスペースに液化ガスを添加することが必要であり、そのためには、飲料充填機から缶蓋巻締機への搬送路の近傍で、クリーンエアーによる略無菌状態の雰囲気内に液化ガス流下装置を設置すると共に、更に、無菌状態で液化ガスの流下を行うために、装置の内部全体（配管から貯留タンクを経てノズルに至る液化ガスの通路全体）を、使用開始前に予め殺菌しておくことが必要となる。
【００１１】
しかしながら、そのように高レベルの無菌雰囲気（クラス１０〜１００）内に液化ガス流下装置を設置した場合、該装置の内部全体を殺菌しようとすると、その作業によって該装置の周りの無菌雰囲気の空気清浄度を低下させてしまうこととなるため、無菌充填法においては、液化ガス流下装置による液化ガスの添加を実施するのが困難なものとなっている。
【００１２】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするもので、高レベルの無菌雰囲気内に装置本体が設置される無菌充填用の液化ガス流下装置について、装置本体に接続されている配管の開閉制御弁を作動させるだけで、装置本体の周りの無菌雰囲気の空気清浄度を低下させるようなことなく、装置内部や配管内を簡単に殺菌できるようにすることで、無菌充填法における液化ガスの添加を実施可能なものにすることを課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、上記の請求項１に記載したように、液化ガスの供給源から液化ガス供給用の配管を通して供給されてくる液化ガスを、クリーンエアーによる略無菌状態の雰囲気内で、空缶に飲料を充填してから缶蓋で覆うまでの間に、各缶のヘッドスペースに所定量ずつ流下させるようにした液化ガス流下装置において、液化ガス供給用配管には間隔をおいて複数の開閉制御弁が設置され、一方、殺菌用の蒸気を供給するための蒸気供給用配管には間隔をおいて複数の開閉制御弁が設置されていて、該液化ガス供給用配管と蒸気供給用配管とが、それぞれの配管に設置された複数の開閉制御弁のうちの最下流の開閉制御弁よりも下流側で、互いに連通するように接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記の請求項１に記載した無菌充填用の液化ガス流下装置において、上記の請求項２に記載したように、殺菌後の冷却乾燥を行うために、加熱された気体を供給するための気体供給用の配管が設けられ、該気体供給用配管には間隔をおいて複数の開閉制御弁が設置されていて、該気体供給用配管と液化ガス供給用配管とが、それぞれの配管に設置された複数の開閉制御弁のうちの最下流の開閉制御弁よりも下流側で、互いに連通するように接続されていることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、上記の請求項１又は２に記載した無菌充填用の液化ガス流下装置において、上記の請求項３に記載したように、液化ガス供給用配管が、除菌用のフィルターを介して、液化ガス流下装置の本体にある貯留タンクに接続されていることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無菌充填用の液化ガス流下装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の液化ガス流下装置を備えた無菌充填法による飲料缶詰製造ラインの一例を概略的に示すものであり、本実施形態では、缶詰製造ラインが設置されているクリーンルーム（クラス１０，０００）内に、空気清浄度が中レベル（クラス１，０００〜１０，０００）の領域が画成され、更にその中に、空気清浄度が高レベル（クラス１０〜１００）の領域がクリーンブースとして画成されていて、殺菌済みの空缶の搬送路，飲料充填機周り，飲料充填機から缶蓋巻締機への搬送路，缶蓋巻締機周り，および殺菌済み缶蓋の供給路については、何れも、空気清浄度が高レベル（クラス１０〜１００）のクリーンブース内に設置されている。
【００１８】
そのような無菌充填法による缶詰製造ラインにおいて、液化ガス流下装置は、その装置本体が、空気清浄度が高レベル（クラス１０〜１００）のクリーンブース内で、飲料充填機から缶蓋巻締機への搬送路の途中に配置されており、装置本体に接続されている各配管は、図示していないが、クリーンブース近傍の外側からクリーンブース内の装置本体に接続されている。
【００１９】
上記のような飲料缶詰の製造ラインでは、空缶供給コンベアーにより連続的に供給された未処理の空缶を、まず、缶外面の薬液噴霧装置において、缶胴の外周面および缶底外面に殺菌処理用の薬液（過酸化水素５重量％の水溶液）を噴霧してから、缶内面の薬液噴霧装置を通して、更に、空缶の内面に殺菌処理用の薬液（過酸化水素５重量％の水溶液）を噴霧した後、加熱殺菌処理オーブン内に送り込む。
【００２０】
そして、加熱殺菌処理オーブン内で、内面と外面に薬液が噴霧された空缶を、加熱炉体による高温（２５０℃程度）の熱風で加熱して、付着した薬液の過酸化水素を分解除去することで、空缶の殺菌処理を完了させる。
【００２１】
次いで、加熱殺菌処理オーブンから出た殺菌済みの空缶を、略無菌雰囲気（空気清浄度がクラス１００）のトンネル内で、クリーンエアー置換装置によりその周辺の空気を清浄化した後、殺菌済み空缶の冷却装置により無菌水を噴霧することで、加熱されている空缶を内容物の充填温度付近に冷却してから、略無菌雰囲気（空気清浄度がクラス１００）内の飲料充填機に供給する。
【００２２】
そして、クリーンブース内で、冷却された殺菌済みの空缶に対して、飲料殺菌装置で高温短時間に加熱殺菌後、充填温度まで冷却された殺菌済み飲料を、飲料充填機によって所定量充填してから、クリーンブース内で、飲料充填済みの缶を缶蓋巻締機に向けてタイミングコンベアーで供給する。
【００２３】
そして、搬送用のタイミングコンベアーにより缶蓋巻締機に向けて搬送されている飲料充填済みの各缶に対して、クリーンブース内で、液化ガス流下装置の装置本体から、不活性ガスの低温液化ガス（液体窒素）を所定量ずつ流下することで、飲料充填済みの缶内上部のヘッドスペースに対して、所定量ずつの液化ガスをそれぞれ添加する。
【００２４】
次いで、飲料を充填し液化ガスを添加した各缶に対して、クリーンブース内で、缶蓋殺菌装置から略無菌雰囲気（空気清浄度がクラス１００）のシュート内を通して供給される殺菌済みの缶蓋を載置してから、缶蓋巻締機によって巻き締めて密封した後、飲料を内容物とする缶詰の殺菌済みの製品として搬出コンベアーにより搬出する。
【００２５】
図２は、上記のような無菌充填法による飲料缶詰製造ラインにおいて使用されている液化ガス流下装置の概略を示すもので、液化ガス流下装置の装置本体１は、ボンベ２から配管を通して送給されてくる液化ガスを、除菌用のセラミックフィルター３を通してから、液面を大気に開放し且つ液面を所定の高さに保った状態で貯留タンク１１に一時的に貯留して、貯留タンク１１に貯留した液化ガスを、それ自体の重力により常に略一定の圧力がかかっている状態で、流量制御が可能なノズル１３を通して流下させるものである。
【００２６】
この液化ガス流下装置の装置本体１には、ボンベ２から除菌用フィルター３を通して貯留タンク１１に液化ガスを供給するための配管に対して、装置内部全体（配管から貯留タンク１１および液化ガス室１２を経てノズル１３に至る液化ガスの通路全体）を殺菌するための各配管が、蒸気殺菌ユニット４として装置本体１に接続されている。
【００２７】
液化ガス流下装置の装置本体１内には、上面が開放された貯留タンク１１が設けられ、貯留タンク１１よりも下方で上下方向に延びる液化ガス室１２が、貯留タンク１１の底部と液化ガス室１２の上部とが連通するように設けられ、液化ガス室１２の下端に流下用のノズル１３が形成されていて、上方から気密状態で液化ガス室１２内に上下動可能に挿通された流量制御用のロッド１４により、該ロッド１４の上下位置の変化によりその下端のプラグの位置を変えることで、ノズル１３の開度が制御され、貯留タンク１１内に貯留されている液化ガスが、液化ガス室１２を通して、流量可変ノズル１３の開度に応じた流量で下方に流下される。
【００２８】
また、装置本体１には、貯留タンク１１や液化ガス室１２を外側から覆うように、低温の液化ガスを外気温から断熱するための真空断熱室１５が形成されており、さらに、低温の液化ガスの流下に伴って大気中の水蒸気がノズル１３の出口付近に氷結して付着するのを防止するために、装置本体１の下端でノズル１３の周囲を覆うように、防霜用のノズルヒーター１６が着脱可能に取り付けられている。
【００２９】
なお、貯留タンク１１内に貯留される液化ガスの液面の高さについては、液面コントローラー１７により、液面の高さを検知して貯留タンク１１への液化ガスの流入を制御することで、常に略一定の液面の高さに維持されているものであり、また、流量可変ノズル１３の開度については、定内圧制御ユニット１８により、密封後の缶詰の缶内圧力の情報（Ｘ−ｒａｙレベルモニターや触圧モニター又は打缶式内圧モニターの検出結果）のフィードバックに基づき、ロッド１４の上下位置を変えてその下端のプラグの位置を変えることで、適当な流量となる開度に制御されるものである。
【００３０】
さらに、液化ガス流下装置には、蒸気による装置本体内の洗浄殺菌時とその後の冷却乾燥時にのみノズルヒーター１６の下端開放部を着脱自在に塞ぐように、装置本体１に対して、それとは別体の殺菌用キャップ１９が用意されている。
【００３１】
図３は、上記のような液化ガス流下装置において、液化ガスとして液体窒素を流下させる装置本体１に対する各配管の接続構造を示すものであって、装置本体１の外側を覆う真空断熱室１５には、バキュームポンプ２１から延びる吸気管２２が接続されており、吸気管２２のバキュームポンプ２１近傍には圧力スイッチ２３が設置されている。
【００３２】
真空断熱室１５で覆われた装置本体１の内部に対して、ボンベから貯留タンク１１内に液体窒素を送給するための液体窒素供給管２４が、除菌フィルター（０．２μｍメッシュのセラミックフィルター）３を介して接続されており、この液体窒素供給管２４には、上流側（ボンベ側）に手動開閉弁２５が設置され、それよりも下流に、適当な間隔を置いて２つの開閉制御弁２６，２７が設置されている。
【００３３】
また、装置内部全体の殺菌を行うために、殺菌用の蒸気を供給するための蒸気供給管２８が、液体窒素供給管２４に対して、その開閉制御弁２７よりも下流側で接続されており、蒸気供給管２８の途中には、上流側（蒸気供給側）から下流側（装置本体側）に向かって、手動開閉弁２９，減圧弁３０，スチームフィルター３１，開閉制御弁３２，安全弁３３，開閉制御弁３４がそれぞれ設置されている。
【００３４】
また、蒸気による殺菌後に装置内部を冷却乾燥するために、冷却乾燥用の窒素ガスを供給するための窒素ガス供給管３５が、液体窒素供給管２４に対して、その開閉制御弁２７よりも下流側で接続されており、窒素ガス供給管３５の途中には、上流側（窒素ガス供給側）から下流側（装置本体側）に向かって、手動開閉弁３６，窒素ガス加熱用のラインヒーター３７，減圧弁３８，逆止弁３９，適当な間隔を置いた２つの開閉制御弁４０，４１がそれぞれ設置されている。
【００３５】
一方、液化ガス流下装置の装置本体１からは、貯留タンク１１に貯留されている液体窒素の気化により発生した窒素ガスを排気するために、外気の侵入を防ぐと同時に窒素ガスを外部に導くための排気用シャッター４２を介して、排気管４３が接続されており、排気管４３の途中には開閉制御弁４４が設置されていて、排気管４３の末端は大気中に開放されている。
【００３６】
そして、排気管４３の開閉制御弁４４よりも上流側（装置本体側）からは、蒸気排出管４５が分岐されていて、蒸気排出管４５の途中には、その上流側（装置本体側）に開閉制御弁４６が、また、その末端側に手動開閉弁４７がそれぞれ設置されている。
【００３７】
また、ノズルヒーター１６と排気用シャッター４２を連通させるように、気体戻し管４８が配設されており、気体戻し管４８の途中からは、蒸気を排出すると共に窒素ガスを導入するための排出導入管４９が分岐されていて、排出導入管４９の途中には、装置本体側から末端側に向かって、除菌フィルター５０と開閉制御弁５１と手動開閉弁５２がそれぞれ設けられている。
【００３８】
また、排出導入管４９の途中からは、除菌フィルター５０と開閉制御弁５１の間から、窒素ガス導入管５３が分岐されており、窒素ガス導入管５３の他端は、窒素ガス供給管３５のラインヒーター３７と減圧弁３８の間に接続されていて、窒素ガス導入管５３の途中には、窒素ガス供給管３５の側から排出導入管４９の側に向かって、減圧弁５４と逆止弁５５と開閉制御弁５６がそれぞれ設置されている。
【００３９】
また、蒸気による殺菌時とその後の窒素ガスによる冷却乾燥時にのみノズルヒーター１６の下端開放部を着脱自在に塞ぐための殺菌用キャップ１９に対して、キャップ用蒸気排出管５７が接続されており、キャップ用蒸気排出管５７の末端付近には手動開閉弁５８が設置されている。
【００４０】
さらに、装置本体１および各配管の適所に、温度センサーや圧力センサーが設けられており、それらの検知結果に基づいて、殺菌時の蒸気の流量の管理や減圧弁による各配管の内圧の管理などが行われている。
【００４１】
なお、装置本体１に接続される各配管は、クリーンブース内に配置された装置本体１に対して、クリーンブースの近傍で蒸気殺菌ユニットとして纏められており、この蒸気殺菌ユニットを取り替えることで、無菌充填用でない従来の装置の配管に容易に変更できるものとなっている。
【００４２】
上記のような配管構造を備えた本実施形態の無菌充填用の液化ガス流下装置による殺菌の準備、殺菌工程、冷却乾燥工程、液化ガス流下の準備、液化ガス流下工程、後処理工程のそれぞれについて、図４〜図８により以下に説明する。
【００４３】
液化ガス流下装置を使用するに当たり、まず、蒸気による殺菌の準備として、装置本体１の下端に取り付けられたノズルヒーター１６の下端開口部を殺菌用キャップ１９で閉鎖すると共に、装置本体１の下端に形成されたノズル１３を開の状態としてから、各配管の開閉制御弁が全て閉じられている状態で、各配管の手動開閉弁を全て開いておき、ラインヒーター３７や各センサーをＯＮとしておく。
【００４４】
そして、図４に示すように、装置の内部全体を蒸気により殺菌するために、蒸気供給管２８の各開閉制御弁３２，３４を開くと共に、蒸気排出管４５の開閉制御弁４６と排出導入管４９の開閉制御弁５１とを、１５秒間隔で交互に開閉を繰り返すように制御する。
【００４５】
それにより、蒸気供給管２８から供給された蒸気が、除菌フィルター３を通して装置本体１内に導入され、装置本体１の内部全体を通ってから、装置本体１の上部からは、排気用シャッター４２を通って排気管４３から間欠的に排出される一方、装置本体１の下部からは、ノズルヒーター１６から気体戻し管４８を通って、一部が排気用シャッター４２に戻されて蒸気排出管４５から、また、その他が排出導入管４９から間欠的に排出されて、その結果、装置本体１の内部全体が蒸気によって殺菌されることとなる。
【００４６】
なお、その際の蒸気の供給量について、本実施形態では、殺菌キャップ１９に設けられた温度センサーの検知結果に基づいて、当該部分の温度が１２５℃で３０分（タイマーで制御）殺菌するように、蒸気供給管２８の開閉制御弁３２の開度が制御されることとなる。
【００４７】
上記のように装置本体１の内部全体を蒸気により殺菌した後、図５に示すように、蒸気供給管２８の開閉制御弁３２を閉じ、やや遅れて開閉制御弁３４を閉じると共に、蒸気供給管２８の開閉制御弁３２の閉と同時に、窒素ガス供給管３５の各開閉制御弁４０，４１を開き、窒素ガス供給管３５の各開閉制御弁４０，４１を開いた６０秒後に排気管４３の開閉制御弁４４を完全に開き、蒸気排出管４５の開閉制御弁４６を始めの６０秒だけ開いた後で閉じ、排出導入管４９の開閉制御弁５１を始めの３０秒だけ開いた後で閉じ、更に、窒素ガス導入管５３の開閉制御弁５６を一定時間後に開くように制御する。
【００４８】
そして、この時点で、ラインヒーター３７は既にＯＮとなっているが、更に、ノズルヒーター１６をＯＮにすると共に、バキュームポンプ２１の駆動を開始し、それよりも遅れて圧力スイッチ２３をＯＮとして、装置本体１の真空断熱室１５を真空状態とする。
【００４９】
それにより、ラインヒーター３７により加熱されて窒素ガス供給管３５から供給された冷却乾燥用の窒素ガスが、除菌フィルター３を通して、装置本体１内に導入され、装置本体１の内部全体を通ってから、装置本体１の上部からは、排気用シャッター４２を通って、始めの６０秒間は蒸気排出管４５から排出され、その後は排気管４３から排出される一方、装置本体１の下部からは、ノズルヒーター１６から気体戻し管４８を通って、始めの３０秒だけ排出導入管４９から排出され、その結果、装置本体１の内部全体、および、蒸気の通った配管内が、加熱された窒素ガスによって冷却乾燥される。
【００５０】
そして、装置本体１のノズルヒーター１６から殺菌用キャップ１９を取り外すと、一定時間後には、ラインヒーター３７により加熱されて窒素ガスが、窒素ガス導入管５３から排出導入管４９を通してノズルヒーター１６に供給され、その一部がノズルヒーター１６からノズル１３の先端部周辺に放出され、残りは気体戻し管４８から排気用シャッター４２を通って排気管４３から排出される。
【００５１】
以上のように装置本体１の内部全体を殺菌して冷却乾燥した後、図６に示すように、液体窒素を貯留タンク１１に所定の液面高さになるまで貯留するために、液面コントローラー１７をＯＮとし、装置本体１下端のノズル１３を完全に閉じた状態としてから、窒素ガス供給管３５の各開閉制御弁４０，４１を閉じて、液体窒素供給管２４の各開閉制御弁２６，２７を開き、貯留タンク１１内の液面が所定の高さになると、開閉制御弁２６を閉じるように制御する。
【００５２】
それにより、ボンベから供給される液体窒素は、液体窒素供給管２４から除菌フィルター３を通って貯留タンク１１内に送り込まれ、液化ガス室１２に充満してから貯留タンク１１内で所定の液面高さまで充填されると、液面コントローラー１７の検知に基づくフィードバック制御により、液体窒素供給管２４の開閉制御弁２６が閉じられて、液体窒素流下の準備が完了する。
【００５３】
そして、図７に示すように、各缶に対して液体窒素を所定量ずつ流下させるときには、装置本体１のノズル１３を開くことで液体窒素が流下されて各缶に充填されると共に、液面コントローラー１７によるフィードバック制御により、液体窒素供給管２４の開閉制御弁２６の開度を制御する（他方の開閉制御弁２７は全開）ことによって、液体窒素供給管２４から除菌フィルター３を通って、貯留タンク１１内での液面を常に一定の高さ範囲内に維持するように、流下された分の液体窒素が装置本体１に連続的に補給されることとなる。
【００５４】
なお、その際、排気管４３の開閉制御弁４４は開かれており、貯留タンク１１内の液面から気化した窒素ガスは、大半は貯留タンク１１の上蓋部分に設けられた排気口から放出されるが、排気用シャッター４２を通して排気管４３からも大気中に放出されているため、真空断熱室１５によって覆われている装置本体１の内部の液面上部の空間部は、常に大気圧と略同じになっていて、その結果、液体窒素自体の重力により常に略一定の圧力がかかっている状態で、ノズル１３からノズル開度に応じて一定量の液体窒素が流下することとなる。
【００５５】
また、窒素ガス導入管５３から排出導入管４９を通して、ラインヒーター３７により加熱されて窒素ガスが、高温となっている防霜用ノズルヒーター１６に供給され、ノズルヒーター１６からノズル１３の先端部周辺に放出され続けているため、大気中の水蒸気がノズル１３の出口付近に近づくのが阻止される結果、水蒸気がノズル１３の出口付近に氷結して付着するのが確実に防止されている。
【００５６】
また、装置本体１の下端に形成されたノズル１３の開度については、既に述べたように、定内圧制御ユニット１８により、密封後の缶詰の缶内圧力の情報（Ｘ−ｒａｙレベルモニターと触圧モニター又は打缶式内圧モニターの検出結果）のフィードバックに基づいて、ロッド１４の上下位置を変えてその下端のプラグの位置を変えることで、適当な流量となるような開度に制御されている。
【００５７】
その後、液化ガス流下装置の使用が終わってからの後処理については、図８に示すように、液体窒素供給管２４の開閉制御弁２６，２７を閉じて液体窒素の供給を停止してから、更に液体窒素を流下させて、装置本体１内から液体窒素を完全に抜き取った時点で、ノズル１３を閉じ、バキュームポンプ２１を停止させると共に、窒素ガス供給管３５の各開閉制御弁４０，４１を開くことで、装置本体１内および配管内に窒素ガスを充満させてから、全ての開閉制御弁と手動開閉弁を閉じ、ラインヒーター３７やノズルヒーター１６をＯＦＦにして、次回の使用に備えることとなる。
【００５８】
以上に説明したような本実施形態の液化ガス流下装置によれば、装置本体１に接続される液体窒素供給管２４に対して、殺菌用の蒸気供給管２８と冷却乾燥用の窒素ガス供給管３５が接続されていることで、各配管の開閉制御弁を制御するだけで、装置本体１の周囲の無菌雰囲気の空気清浄度を低下させるようなことなく、装置内部および配管内の殺菌から装置使用後の後処理に至るまでの各操作を連続して自動的に行うことができる。
【００５９】
この点に関して、通常であれば、液体窒素が通る配管と高温の殺菌用蒸気が通る配管とを接続すると、各配管の何れかにおいて、開閉制御弁を挟んでその両側に液体窒素と高温の殺菌用蒸気が直接対峙することとなり、その結果、当該部分で液体窒素の気化が促進されて配管内が高圧になる恐れがあるため、実際上はそのような配管の接続は不可能なものとなっている。
【００６０】
また、液体窒素が通る配管と加熱された窒素ガスが通る配管とを接続することについても、同様に、開閉制御弁を挟んでその両側に液体窒素と加熱された窒素ガスとが直接対峙することとなるため、そのような配管の接続は好ましくないものとなっている。
【００６１】
しかしながら、本実施形態では、液体窒素供給管２４と蒸気供給管２８のそれぞれに、何れも、開閉制御弁が間隔を置いて２個ずつ設けられていることで、何れの配管においても、一つの開閉制御弁を挟んでその両側に液体窒素と高温の殺菌用蒸気が直接対峙するようなことがないため、液体窒素供給管２４と蒸気供給管２８を接続するようなことが可能となる。
【００６２】
また、本実施形態では、液体窒素供給管２４に接続される窒素ガス供給管３５にも、開閉制御弁が間隔を置いて２個設けられていることで、一つの開閉制御弁を挟んでその両側に液体窒素と加熱された窒素ガスが直接対峙するようなことがないため、液体窒素供給管２４と窒素ガス供給管３５の接続を問題なく行うことができる。
【００６３】
さらに、本実施形態の液化ガス流下装置によれば、液体窒素供給管２４の下流側（装置本体１の近傍）に除菌用のフィルター３が設置されており、この除菌用フィルター３を通して装置本体１の内部に液体窒素を供給しているため、無菌充填法における除菌、無菌化を確実に維持することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の液化ガス流下装置によれば、装置本体が高レベルの無菌雰囲気内に設置されていても、その周りの空気清浄度を低下させるようなことはなく、装置本体に接続されている各配管の開閉制御弁を制御するだけで、装置内部および配管内の殺菌を行うことができ、無菌充填法における各缶への液化ガスの添加を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液化ガス流下装置を備えた無菌充填法による飲料缶詰の製造ラインの概略を示す説明図。
【図２】本発明の液化ガス流下装置の装置本体の概略を示す説明図。
【図３】本発明の液化ガス流下装置の一実施形態について、装置本体に対する各配管の接続状態を示す説明図。
【図４】図３に示した実施形態において、殺菌工程における各配管での流れを示す説明図。
【図５】図３に示した実施形態において、冷却乾燥工程における各配管での流れを示す説明図。
【図６】図３に示した実施形態において、液化ガス流下の準備段階における各配管での流れを示す説明図。
【図７】図３に示した実施形態において、液化ガス流下工程における各配管での流れを示す説明図。
【図８】図３に示した実施形態において、後処理工程における各配管での流れを示す説明図。
【符号の説明】
１        （液化ガス流下装置の）装置本体
３        除菌用フィルター
２４      液体窒素供給管（液化ガス供給用の配管）
２６      （液体窒素供給管の）開閉制御弁
２７      （液体窒素供給管の）開閉制御弁
２８      蒸気供給管（殺菌用の蒸気を供給するための配管）
３２      （蒸気供給管の）開閉制御弁
３４      （蒸気供給管の）開閉制御弁
３５      窒素ガス供給管（加熱された気体を供給するための配管）
４０      （窒素ガス供給管の）開閉制御弁
４１      （窒素ガス供給管の）開閉制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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