(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給源と貯留タンク内とを連通する液化ガス供給管を通して供給源から供給される低温の液化ガスを、一旦は貯留タンク内に貯留してから、貯留タンク内の液面の高さを略一定に保ち、且つ、貯留タンク内の液面上を略大気圧とした状態で、液化ガスの自重により、貯留タンク内の下端部と連通するノズルを通して液化ガスを常に所定量ずつ流下又は滴下させるようにした液化ガス添加方法において、貯留タンクを上下方向で可動的に吊り下げて、この吊り下げを支持する部分に荷重センサーを設置し、この荷重センサーにより液化ガスが貯留された状態の貯留タンクの重量を検知して、該重量が予め設定された下限値以下になったら、液化ガス供給管の途中に設けた開閉弁を開放して液化ガスを貯留タンク内に供給し、一方、該重量が予め設定された上限値以上になったら、前記の開閉弁を閉じて貯留タンク内への液化ガスの供給を停止することで、貯留タンク内に常に略一定量の液化ガスを貯留して、貯留タンク内の液化ガスの液面を常に略一定の高さに保つようにしたことを特徴とする液化ガス添加方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料缶詰のような容器詰めの飲料製品の製造に際して、飲料充填済みで密封前の上部開口容器を密封装置に向けて連続的に搬送する途中で、各容器のヘッドスペースに不活性ガスの低温液化ガスを所定量ずつ流下又は滴下させるための液化ガス添加方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コーヒー，紅茶，緑茶，ウーロン茶，スポーツ飲料，および果汁等の非炭酸飲料を、ＤＩ（絞りしごき）缶のような薄肉の胴壁を持つ缶体に充填して缶詰にする際に、飲料を充填した缶内のヘッドスペース（缶内上部の飲料がない空間部分）の液面上に、液体窒素や液化アルゴン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ことにより、密封後の缶内圧を高くして外圧による缶の変形を防止したり、缶内の空気を不活性ガスに置換して残存酸素量を減少させることで酸化による飲料の劣化を防止したりするということが従来から一般的に行われている。
【０００３】
そのように缶内のヘッドスペースに液化ガスを添加する場合、供給源（液化ガスボンベ等）から供給される液化ガスを、液化ガス添加装置の貯留タンク内に一旦貯留してから、貯留タンク内の液面を所定の高さに保ち、且つ、貯留タンク内の液面上を略大気圧とした状態で、液化ガスの自重により、貯留タンク内の下端部と連通するノズルを通して液化ガスを流下又は滴下させることで、ノズルの下方を連続的に搬送されている各缶に対して液化ガスを所定量ずつ添加するということが従来から行われている（例えば、実公昭６２−３３１９８号公報，実公昭６３−３５９３３号公報，特公平１−５９１７０号公報，特開昭６３−１９１７２１号公報等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の液化ガス添加方法では、貯留タンク内の液面の高さを液面センサーにより検知し、その検知結果に基づいて、供給源（液化ガスボンベ等）から貯留タンク内に補充する液化ガスの量を制御する（予め設定した高さに液面が下がったことを第１の液面センサーが検知したら、供給源と貯留タンクとを連結している液化ガス供給管に設けられている開閉弁を開放し、その後、予め設定した高さに液面が上昇したことを第２の液面センサーが検知したら、液化ガス供給管の開閉弁を閉じる）ことで、貯留タンク内の液面を所定範囲内の高さに保つようにしている。
【０００５】
しかしながら、そのような方法では、貯留タンク内に液化ガスを補充する時に、貯留タンク内の液面に液化ガスが落下して液面が波立ったり揺れたりすることで、液面センサーによる液面の検知に影響を与えることがあって、その結果、液面センサーの検知に基づく液化ガスの補充量が不正確となり、貯留タンク内で液面が所定範囲内の高さに保たれないことで、自重によりノズルを通して缶内に流下又は滴下される液化ガスの添加量に大きなバラツキが出る虞が生じる。
【０００６】
また、液面センサーは、通常、保護管に挿入された状態で、貯留タンクの上壁に設けられた貫通孔から貯留タンク内に吊り下げられるが、上壁の貫通孔及び保護管から外熱（貯留タンク内の温度よりも約２００℃以上も高い外気温度からの熱）が貯留タンク内に侵入して液化ガスの気化を促進させることで、液化ガスを無駄に消費させているという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、貯留タンク内の液面を略一定の高さに保つことで、液化ガスを自重によりノズルから所定量ずつ流下又は滴下させるようにした液化ガス添加方法において、貯留タンク内で液面が波立ったり揺れたりしても、それに影響されることなく、貯留タンク内の液面を常に略一定の高さに保つことで、液化ガスを常に所定量ずつ添加できるようにすると共に、貯留タンク内への外熱の侵入による液化ガスの無駄な気化を防止することを課題とするものである。
【０００８】
【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、供給源と貯留タンク内とを連通する液化ガス供給管を通して供給源から供給される低温の液化ガスを、一旦は貯留タンク内に貯留してから、貯留タンク内の液面の高さを略一定に保ち、且つ、貯留タンク内の液面上を略大気圧とした状態で、液化ガスの自重により、貯留タンク内の下端部と連通するノズルを通して液化ガスを常に所定量ずつ流下又は滴下させるようにした液化ガス添加方法において、貯留タンクを上下方向で可動的に吊り下げて、この吊り下げを支持する部分に荷重センサーを設置し、この荷重センサーにより液化ガスが貯留された状態の貯留タンクの重量を検知して、該重量が予め設定された下限値以下になったら、液化ガス供給管の途中に設けた開閉弁を開放して液化ガスを貯留タンク内に供給し、一方、該重量が予め設定された上限値以上になったら、前記の開閉弁を閉じて貯留タンク内への液化ガスの供給を停止することで、貯留タンク内に常に略一定量の液化ガスを貯留して、貯留タンク内の液化ガスの液面を常に略一定の高さに保つようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記のような方法によれば、貯留タンク内で液面センサーを使用することなく、貯留タンクを吊り下げる支持部分に設置した荷重センサーを使用して、液化ガスが貯留された貯留タンクの重量の検知に基づいて、供給源から液化ガス供給管を通して供給される貯留タンク内への液化ガスの補充量を制御していることから、貯留タンク内での液面の波立ちや揺れに影響されることなく、正確な量の液化ガスを補充することができ、貯留タンク内の液面を常に略一定（所定範囲内）の高さに保つことができて、自重によりノズルから流下又は滴下させる液化ガスの添加量に大きなバラツキが出ることはない。また、低温の液化ガスが貯留された状態の貯留タンク内で液面センサーを使用しないため、液面センサーに起因する外熱の貯留タンク内への侵入がなくなり、従来法に比べて、貯留タンク内へ侵入する外熱が少なくなる結果、それだけ貯留タンク内での液化ガスの気化による無駄な消費を削減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液化ガス添加方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の方法を実施するために使用する液化ガス添加装置の一例について、図１は、正面（容器の搬送方向）から見た状態を示し、図２は、側方（容器の搬送方向と直交する方向）から見た状態を示すものである。
【００１１】
本実施形態の方法を実施するための液化ガス添加装置の一例について説明すると、図１および図２に示すように、液化ガス添加装置１において、図示していない供給源（液化ガスボンベ等）から供給される低温の液化ガス（液体窒素や液化アルゴン等）を一時的に貯留するための貯留タンク２には、その下端面側に、タンク内の底部と連通するように開閉制御が可能なノズル３が付設されており、その上端面側に、タンク内の上部と連通するように、可撓性の液化ガス供給管４と可撓性の排気管５とがそれぞれ接続されている。
【００１２】
そして、貯留タンク２では、タンク内に貯留されている液化ガスが、ノズル３を開く（又は開閉する）により装置の下方に流下（又は滴下）され、それによる排出量と略同じ量の液化ガスが、後で述べるような方法によって液化ガス供給管４の途中に設けた開閉弁（図示せず）が開閉制御されることにより、供給源から液化ガス供給管４を通してタンク内に補充されることで、タンク内に常に略一定量の液化ガスが貯留されており、また、タンク内で気化したガスを排気管５を通して外部に排出するように、タンク内と外部の大気とが排気管５を介して連通されていることで、タンク内の液化ガスの液面上は大気に開放されて常に略大気圧となっている。
【００１３】
なお、図示していないが、貯留タンク２は、その壁部が外壁と内壁の二重構造となっており、外壁と内壁の間の空間部分が真空断熱室となっていて、タンク内部の液化ガスが貯留されている空間は、外気温から断熱するための真空断熱室によって囲まれた状態となっている。
【００１４】
そのような貯留タンク２には、その上端の四隅から上方に延びる各ロッド６と、各ロッド６の上端が固着される板状体７とが、下げ手部材となるように一体的に設けられており、貯留タンク２は、このロッド６と板状体７からなる下げ手部材を介して、支持部分の受け手部材（受け手部材の板状体２３）に対して上下方向に可動的に吊り下げられた状態に設置されている。
【００１５】
すなわち、容器８の搬送経路９の上方には、搬送経路９と直交する方向に延びるように支持基盤部材１０が張り出しており、この支持基盤部材１０には、支持基盤部材１０と平行に延びる水平ボールネジ軸１１が、ハンドル１２の操作で回転可能に取り付けられていて、この水平ボールネジ軸１１と螺合するボールネジナット（図示せず）には、第１可動部材１４が一体的に固着されている。また、この第１可動部材１４には、上下方向に延びる垂直ボールネジ軸１５が、ハンドル１６の操作で回転可能に取り付けられており、この垂直ボールネジ軸１５と螺合するボールネジナット１７には、板状部材１９を介して第２可動部材２０が一体的に固着されている。なお、垂直ボールネジ軸１５の下端側は、板状部材１９に固着されたガイド孔部材１８により回転自在に保持されている。
【００１６】
そのような構造により、所定位置に固定された支持基盤部材１０に対して、ハンドル１２の操作により水平ボールネジ軸１１を回転させることで、第１可動部材１４を水平方向（容器の搬送方向と直交する方向）に任意に移動させることができると共に、更に、そのような第１可動部材１４に対して、ハンドル１６の操作により垂直ボールネジ軸１５を回転させることで、第２可動部材２０を上下方向に任意に移動させることができる。
【００１７】
そのように支持基盤部材１０に対して水平方向と上下方向に移動可能な第２可動部材２０には、左右一対の枠体２１と各ロッド２２と板状体２３とからなる受け手部材が、枠体２１の部分を取付固定部として一体的に取り付けられており、貯留タンク２の側に固着された下げ手部材のロッド６が、受け手部材の板状体２３を上下方向で摺動可能に貫通して、下げ手部材の板状体７が、受け手部材の板状体２３よりも上方に位置していることにより、貯留タンク２は、下げ手部材であるロッド６と板状体７を介し、受け手部材の板状体２３に対して上下方向に可動的に吊り下げられた状態で取り付けられている。
【００１８】
上記のように貯留タンク２が上下方向に可動的に吊り下げられた状態で設置されている液化ガス添加装置１において、貯留タンク２に対して固定された下げ手部材の板状体７と、支持基盤部材１０に支持された受け手部材の板状体２３との間には、荷重センサー（ロードセル等）２４が配設されており、両方の板状体７，２３の間に挟まれた荷重センサー２４によって、下げ手部材であるロッド６と板状体７を介して受け手部材の板状体２３に吊り下げられている貯留タンク２の重量が検知できるようになっている。なお、この貯留タンク２の重量の変動要因は、貯留タンク２内の液化ガスの量だけである。
【００１９】
上記のような液化ガス添加装置１により実施される本実施形態の液化ガス添加方法では、液化ガスが貯留されている貯留タンク２において、貯留タンク２内と外部の大気とを排気管５により連通させて、貯留タンク２内の液化ガスの液面上を常に略大気圧とした状態で、ノズル３を開く（又は開閉する）ことによって、貯留タンク２内に貯留された液化ガスを、その自重により、ノズル３から下方に流下（又は滴下）させている。
【００２０】
そして、それと同時に、液化ガスが収容された貯留タンク２の重量を荷重センサー２４により検知し、その検知結果に応じて、液化ガス供給源（図示せず）と貯留タンク２内とを連通する液化ガス供給管４の途中に設けた開閉弁（図示せず）を開閉制御して、貯留タンク２内に補充される液化ガスの流量を制御することで、即ち、貯留タンク２の重量が予め設定された下限値（重量Ａ）以下になったら、開閉弁を開放して液化ガスを貯留タンク２内に供給し、その後、貯留タンク２の重量が予め設定された上限値（重量Ｂ）以上になったら、開閉弁を閉じて貯留タンク２内への液化ガスの供給を停止することで、貯留タンク２内に常に略一定量の液化ガスを貯留して、貯留タンク２内での液化ガスの液面の高さを常に略一定（所定範囲内）に保つようにしている。
【００２１】
そのような本実施形態の液化ガス添加方法によれば、液面センサーを使用することなく、液化ガスが貯留された貯留タンク２の重量を荷重センサー２４により検知して、その検知結果に応じて貯留タンク２内への液化ガスの補充量を制御していることから、貯留タンク２内での液面の波立ちや揺れに影響されることなく、常に正確な量の液化ガスを補充することができ、しかも、液面センサーで検知して制御可能な液面の上下幅（開閉弁を閉じる液面位置と開閉弁を開放する液面位置との高低差）よりも液面の上下幅を小さくすることができるので、貯留タンク２内の液面を常に略一定（所定範囲内）の高さに保つことができて、自重によりノズル３から流下又は滴下させて搬送中の容器内に添加する液化ガスの添加量に大きなバラツキが出ることはない。
【００２２】
また、本実施形態では、貯留タンク２を上下方向で可動的に吊り下げて、貯留タンク２の側に固定された下げ手部材の板状体７と、支持基盤部材１０の側に支持された受け手部材の板状体２３との間に、両方の板状体７，２３の間に挟まれるように荷重センサー２４を配設することで、荷重センサー２４にかかる荷重を検知して貯留タンク２の重量を検知していることから、貯留タンク２の下方に位置する容器８の搬送経路９の邪魔になるようなことなく、貯留タンク２の重量を検知することができる。
【００２３】
なお、使用している液化ガス添加装置１については、下げ手部材（ロッド６と板状体７）を介して貯留タンク２を支持している受け手部材（枠体２１とロッド２２と板状体２３）が、第２可動部材２０に対して一体的に取り付けられ、この第２可動部材２０が、支持基盤部材１０に対して水平方向（容器の搬送方向と直交する方向）と上下方向にそれぞれ移動可能に取り付けられていることで、貯留タンク２の下端に設けたノズル３の下方を搬送される容器８の高さや位置の変更に合わせて、貯留タンク２およびノズル３の高さや位置を容易に変更させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の液化ガス添加方法によれば、貯留タンク内での液化ガスの液面の波立ちや揺れに影響されることなく、常に正確な量の液化ガスを貯留タンク内に補充することができ、しかも、液面の高さを狭い上下幅で制御できるので、貯留タンク内の液面を常に略一定（所定範囲内）の高さに保つことができて、タンク内に貯留された液化ガスの自重によりタンク下端のノズルから容器内に添加される液化ガスの添加量に大きなバラツキが出るのを防止することができる。また、液面センサーを使用しないで済むことから、液面センサーの設置に起因する貯留タンク内への外熱の侵入を回避することができて、液化ガスの無駄な消費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液化ガス添加方法を実施するための液化ガス添加装置の一例について、容器の搬送方向から見た装置の正面図。
【図２】図１に示した液化ガス添加装置について、容器の搬送方向と直交する方向から見た装置の側面図。
【符号の説明】
１        液化ガス添加装置
２        貯留タンク
３        ノズル
２４      荷重センサー
【図１】
0003815777.tif 000002
【図２】
0003815777.tif 000003