(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製薬工程、食品製造工程等に用いられ、製品またはその原材料である流体を流通させるサニタリー配管、貯留タンク等の設備に設けられ、流体の圧力を調整する弁構造体であって、
水平方向の管部の管壁に垂直方向の管部を接続してなり、該接続部に水平方向に円形の接続口を有する本体と、
前記垂直方向の管部の接続部と反対側に位置する流体流入口と、
前記水平方向の管部の接続部と反対側に位置する流体流出口と、
前記接続口の上方に、前記水平方向の管部の管壁を貫通し、前記垂直方向の管部と同軸に設けられた、該軸方向に往復動する作動軸と、
前記作動軸の接続口側端部に設けられ、且つ、前記接続口を開閉可能な弁体と、
略円錐台形状をなし、小径端側で前記作動軸の外周に嵌着されると共に、大径側で前記水平方向の管部の貫通部の周りに嵌着されたダイアフラムと、
前記作動軸の前記ダイアフラムよりも上方に設けられ、前記弁体を、前記接続口を閉状態とする方向に付勢するスプリングと、
前記スプリングによる付勢力を調整する設定調整部を有し、
前記作動軸、弁体及びダイアフラムのそれぞれの流体に接する部分が樹脂製の皮膜により被覆されると共に、作動軸側の皮膜部、弁体側の皮膜部及びダイアフラム側の皮膜部とが一体に形成されてなることを特徴とするサニタリー用弁構造体。
【請求項２】
前記作動軸を垂直方向上方に強制的に上昇させ、前記弁体を強制的に大きく開状態とする強制開機構を備えることを特徴とする、請求項１に記載の弁構造体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の弁構造体を、製品である流体を貯留するタンクに連結した配管に設け、該タンク内の圧力が設定値を超えた場合に、該タンク内の気体状流体を該タンク外部に逃がすようにした、サニタリー安全弁。
【請求項４】
請求項１または２に記載の弁構造体を、液状流体に圧力をかけて送るポンプ等の加圧装置の下流側の配管に設け、液状流体の圧力が設定値を超えた場合に、液状流体の一部を該加圧装置の上流側に戻すようにした、サニタリーインライン逃がし弁。
【請求項５】
請求項１または２に記載の弁構造体を、液状流体を加圧下で処理する工程の下流側に設け、該工程における液状流体の圧力を設定値に保ちながら、該工程から液状流体の一部を下流側に供給するようにした、サニタリー背圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製薬工程、食品製造工程等に用いられ、製品またはその原材料である流体（以下、「流体」という。）を流通させるサニタリー配管、貯留タンク等の設備（以下、「サニタリー配管等」という。）に設けられ、流体の圧力を調整する弁構造体並びに該弁構造体を用いたサニタリー安全弁、サニタリーインライン逃がし弁及びサニタリー背圧弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品、醸造、乳業、化学薬品等の製造ラインには、液体、気体、蒸気等の流体を流す複数のサニタリー配管等が用いられ、複数の弁構造体によって、流体の流路、流量、圧力等の調整が行われている。
【０００３】
このようなサニタリー配管等においては、一般の配管、貯留タンクよりも衛生面を特に重視する必要があり、流体が付着・残留しにくい構造、製品製造後のＣＩＰ洗浄（Cleaning in Place：定置洗浄）、ＳＩＰ殺菌（Sterilizing in Place：定置殺菌）等により、洗浄及び殺菌を十分かつ効率的・経済的に行える構造が求められる。
【０００４】
サニタリー配管等の流体の圧力を設定値以上となることを防止するためのサニタリー安全弁、あるいは、設定圧力に保つためのサニタリーインライン逃がし弁及びサニタリー背圧弁においても、このような衛生面が重視される。
【０００５】
一般の配管で用いられる安全弁としては、図８に示すように、常時は弁をばねで付勢して閉状態としておき、液体の圧力で加わる力がばねで付勢された力を上回った場合に、弁を開状態とするものが知られている。
しかしながら、このような安全弁をサニタリー配管等で用いた場合には、製品液が、弁棒の摺動部の間隙からばね側に侵入し、この製品液は洗浄によって完全に除くことが難しいため残存し、これが腐敗して製品液に混入すると製品の品質・安全性が確保できなくなる。
【０００６】
また、このような製品液の浸入を防止するために弁棒の摺動部にシール材を設けると、弁棒の往復動が摩擦により妨げられ、安全弁の作動を精密にコントロールすることが難しくなり、流体の圧力を精密に調整できなくなる。
また、サニタリー用安全弁としては、ＢＳ＆Ｂセイフティ・システム社から、図９に示すような、安全弁が販売されている。
【０００７】
この安全弁は、一般の配管、貯留タンク等で用いられる安全弁と同様に、常時は弁体１０１をばね１０２で付勢して閉状態としておき、垂直方向下部の液体の圧力で加わる力がばね１０２で付勢された力を上回った場合に、弁体１０１を開状態とするものであり、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のベローズ１０３を設け、製品液が弁棒１０４の摺動部の間隙からばね１０２側に侵入するのを防止している。このベローズ１０３の上端部は弁棒１０４の外周の本体１０５に嵌着されると共に、下端部は弁体１０１に嵌着されている。
【０００８】
しかしながら、このような安全弁では、ストロークの長い蛇腹のベローズ１０３を設けたことにより、蛇腹による弁体１０１の開閉の抵抗が増え、弁体１０１の開閉を精密にコントロールすることが難しくなる。さらに、ベローズ１０３の上端部周辺には、ベローズの有効ストロークを補うためにポケット部１０６が存在しており、このポケット部１０６の表面に付着した製品液は洗浄によって完全に除くことが難しいため残存し、これが腐敗して製品液に混入すると製品の品質・安全性が確保できなくなる。
【０００９】
本発明の流体の圧力調整弁とは用途の異なる流体の開閉弁ではあるが、先に本発明者等は、特許文献１で、流路閉鎖時に生じるウォータハンマーを防止するダイアフラム弁を提案したところである。
【００１０】
このダイアフラム弁は、図１０に示すように、作動軸２０４の一端部に設けた弁体２０５により第１ポートＰ１と第２ポートＰ２の間の流路Ａを開閉すると共に、作動軸２０４の他端部に設けたダイアフラム２０６により本体管部２０２の端部を常時閉塞するダイアフラム弁２０１において、
１）弁体２０５を、流路Ａを閉鎖する際、流路Ａ方向と逆方向から流路Ａを閉鎖できる位置に配置することにより、流路閉鎖時に生じるウォータハンマーを防止すること、及び
２）作動軸２０４、弁体２０５及びダイアフラム２０６の夫々の接液部を樹脂製の皮膜２１０により形成すると共に、作動軸２０４側の皮膜部２１０ａと弁体２０５側の皮膜部２１０ｂとダイアフラム２０６側の皮膜部２１０ｃとを一体に形成することにより、各種液体の滓等が付着残存したり溜まったりしないようにすること、
を特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１９００７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、一般の配管、貯留タンク等よりも衛生面を特に重視する必要のあるサニタリー配管等において、流体が付着・残留しにくい構造、製品製造後のＣＩＰ洗浄、ＳＩＰ殺菌等により、洗浄及び殺菌を十分かつ効率的・経済的に行える構造を有し、さらに、安全弁の開閉を精密にコントロールすることができ、流体の圧力を精密に調整できるサニタリー用弁構造体並びに該弁構造体を用いたサニタリー安全弁、サニタリーインライン逃がし弁及びサニタリー背圧弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のサニタリー配管等に設けられ、流体の圧力を調整するサニタリー用弁構造体は、弁体が設けられ、往復動により弁の開閉を行う作動軸の摺動部の周囲のシールを、ダイアフラムを用いて行うと共に、作動軸、弁体及びダイアフラムのそれぞれの流体に接する部分を樹脂製の皮膜により被覆し、作動軸側の皮膜部、弁体側の皮膜部及びダイアフラム側の皮膜部を一体に形成することにより、上記課題を解決するものである。
【００１４】
本発明者等は、特許文献１で、流体の開閉弁において、
〇ダイアフラムにより、弁体を設けた作動軸のシールを行うこと、及び
〇作動軸、弁体及びダイアフラムの夫々の接液部を樹脂製の皮膜により形成すると共に、作動軸側の皮膜部、弁体側の皮膜部及びダイアフラム側の皮膜部を一体に形成すること
を提案したところであるが、この弁構造を流体の圧力調整弁に適用した場合には、洗浄及び殺菌を十分かつ効率的・経済的に行えるばかりでなく、安全弁の開閉を精密にコントロールすることができ、流体の圧力を精密に調整できることを見出し、本発明を成したものである。
【００１５】
本発明の要旨を以下に示す。
（１）製薬工程、食品製造工程等に用いられ、製品またはその原材料である流体を流通させるサニタリー配管、貯留タンク等の設備に設けられ、流体の圧力を調整する弁構造体であって、
水平方向の管部の管壁に垂直方向の管部を接続してなり、該接続部に水平方向に円形の接続口を有する本体と、
前記垂直方向の管部の接続部と反対側に位置する流体流入口と、
前記水平方向の管部の接続部と反対側に位置する流体流出口と、
前記接続口の上方に、前記水平方向の管部の管壁を貫通し、前記垂直方向の管部と同軸に設けられた、該軸方向に往復動する作動軸と、
前記作動軸の接続口側端部に設けられ、且つ、前記接続口を開閉可能な弁体と、
略円錐台形状をなし、小径端側で前記作動軸の外周に嵌着されると共に、大径側で前記水平方向の管部の貫通部の周りに嵌着されたダイアフラムと、
前記作動軸の前記ダイアフラムよりも上方に設けられ、前記弁体を、前記接続口を閉状態とする方向に付勢するスプリングと、
前記スプリングによる付勢力を調整する設定調整部を有し、
前記作動軸、弁体及びダイアフラムのそれぞれの流体に接する部分が樹脂製の皮膜により被覆されると共に、作動軸側の皮膜部、弁体側の皮膜部及びダイアフラム側の皮膜部とが一体に形成されてなることを特徴とするサニタリー用弁構造体。
（２）前記作動軸を垂直方向上方に強制的に上昇させ、前記弁体を強制的に大きく開状態とする強制開機構を備えることを特徴とする、（１）に記載の弁構造体。
（３）（１）または（２）に記載の弁構造体を、製品である流体を貯留するタンクに連結した配管に設け、該タンク内の圧力が設定値を超えた場合に、該タンク内の気体状流体を該タンク外部に逃がすようにした、サニタリー安全弁。
（４）（１）または（２）に記載の弁構造体を、液状流体に圧力をかけて送るポンプ等の加圧装置の下流側の配管に設け、液状流体の圧力が設定値を超えた場合に、液状流体の一部を該加圧装置の上流側に戻すようにした、サニタリーインライン逃がし弁。
（５）（１）または（２）に記載の弁構造体を、液状流体を加圧下で処理する工程の下流側に設け、該工程における液状流体の圧力を設定値に保ちながら、該工程から液状流体の一部を下流側に供給するようにした、サニタリー背圧弁。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のサニタリー配管等に設けられ、流体の圧力を調整するサニタリー用弁構造体では、作動軸の摺動部の周囲のシールを、ダイアフラムを用いて行うことにより、摺動部のシールを確実に、かつ、流体の圧力の精密な調整を阻害することなく行うことができ、さらに、製品の品質・安全性を十分に確保することができる。
【００１７】
すなわち、摺動部にシール材を設ける、あるいは、特許文献１のように蛇腹のベローズを設けるといったシール手段を用いた場合には、弁体を開閉する際の抵抗が増加し、また、温度により抵抗が大きく変化するため、常時弁体を閉じておくためのスプリングによる付勢力を加減する必要があるが、これにより弁体の開閉を精密にコントロールすることが難しくなる。また、蛇腹のベローズをシール手段として用いた場合には、ベローズの有効ストロークを補うためにベローズの上端部周辺にポケット部のような凹部が存在することとなり、このような凹部表面に付着した流体は洗浄によって完全に除くことが難しいため残存し、これが腐敗して製造過程の流体に混入すると製品の品質・安全性が確保できなくなる。
【００１８】
さらに、本発明のサニタリー用弁構造体では、作動軸、弁体及びダイアフラムのそれぞれの流体に接する部分を樹脂製の皮膜により被覆し、作動軸側の皮膜部、弁体側の皮膜部及びダイアフラム側の皮膜部を一体に形成することにより、作動軸、弁体及びダイアフラムの流体に接する面に、流体が入り込んだり溜まったりする凹部、隙間等を無くすることができるので、製品の品質・安全性を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の強制開機構を備えていないサニタリー用弁構造体を示す図であって、左半分上方が外観図、右半分及び左半分下方が断面図である。
【図２】本発明の強制開機構を備えたサニタリー用弁構造体を示す図であって、左半分上方が外観図、右半分及び左半分下方が断面図である。
【図３】本発明の弁構造体の使用形態を示す一部断面図である。
【図４】本発明の弁構造体の使用形態（Ｌ型形態、横クランク型形態及び下側通過型形態）の省略表示で示す図である。
【図５】本発明のサニタリー用弁構造体を、サニタリー安全弁として用いた実施形態を示す概要図である。
【図６】本発明のサニタリー用弁構造体を、サニタリーインライン逃がし弁として用いた実施形態を示す概要図である。
【図７】本発明のサニタリー用弁構造体を、サニタリー背圧弁として用いた実施形態を示す概要図である。
【図８】一般の配管で用いられる安全弁を示す断面模式図である。
【図９】ＢＳ＆Ｂセイフティ・システム社が販売するサニタリー用安全弁を示す断面模式図である。
【図１０】特許文献１（特開２０１３−１９００７４号公報）のダイアフラム弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図８は一般の配管で用いられる安全弁を示す断面模式図であって、先に説明したように、常時は弁をばねで付勢して閉状態としておき、液体の圧力で加わる力がばねで付勢された力を上回った場合に、弁を開状態とするものであるが、このような安全弁をサニタリー配管等で用いた場合には、製品液が、弁棒の摺動部の間隙からばね側に侵入してしまい、このように侵入した製品液は洗浄によって完全に除くことが難しいため残存し、これが腐敗して製品液に混入すると製品の品質・安全性が確保できなくなるし、また、このような製品液の浸入を防止するために弁棒の摺動部にシール材を設けると、弁棒の往復動が摩擦により妨げられ、安全弁の開閉を精密にコントロールすることが難しくなり、流体の圧力を精密に調整できなくなる。
【００２１】
図９はＢＳ＆Ｂセイフティ・システム社が販売するサニタリー用安全弁を示す断面模式図であって、先に説明したように、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のストロークの長い蛇腹のベローズ１０３を設け、製品液が、弁棒１０４の摺動部の間隙からばね側に侵入するのを防止するようにしたものであるが、蛇腹による弁体１０１の開閉の抵抗が増え、弁体１０１の開閉を精密にコントロールすることが難しくなるという欠点がある。さらに、ベローズ１０３の上端部周辺には、ベローズの有効ストロークを補うためにポケット部１０６が存在しているが、このようなポケット部１０６やベローズ１０３の蛇腹凹部に付着した製品液は、洗浄での死角となり洗浄で除くことが難しいため、これが腐敗して製品液に混入すると製品の品質・安全性が確保できなくなる。
【００２２】
また、エラストマー製のベローズを用いたポケット部のない安全弁は存在するが、エラストマーは耐熱性が十分ではなく、また、エラストマー製のベローズには製品液、汚れ、残渣等が付着しやすく、洗浄に時間・コストを要することとなる。
【００２３】
＜本発明の弁構造体の特徴＞
本発明のサニタリー配管等に設けられ、流体の圧力を調整するサニタリー用弁構造体（以下、「弁構造体」という。）は、弁体が設けられ、往復動により弁の開閉を行う作動軸の摺動部の周囲のシールを、ダイアフラムを用いて行うと共に、作動軸、弁体及びダイアフラムのそれぞれの流体に接する部分を樹脂製の皮膜により被覆し、作動軸側の皮膜部、弁体側の皮膜部及びダイアフラム側の皮膜部を一体に形成することを主要な特徴とするものである。
本発明のサニタリー配管等に設けられ、流体の圧力を調整する弁構造体は、図５〜７に示すようにサニタリー安全弁、サニタリーインライン逃がし弁及びサニタリー背圧弁等として好適に用いることができる。
【００２４】
本発明の弁構造体の特徴について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、強制開機構（ＣＩＰ洗浄、ＳＩＰ殺菌等により洗浄及び殺菌を行う際等に、弁体を強制的に大きく開状態とする機構）を備えていない弁構造体を示し、図２は、強制開機構を備えた弁構造体を示すものである。
【００２５】
まず、図１に示す弁構造体について説明する。図１（ａ）は弁体が閉じられた状態を示し、図１（ｂ）は流体圧により弁体が開かれた状態を示すものである。
弁構造体の本体１は、水平方向の管部１３の管壁に垂直方向の管部１４を接続してなり、この接続部に水平方向に円形の接続口２を有している。また、垂直方向の管部１４の接続部と反対側の端部を流体流入口３とし、水平方向の管部１３の接続部と反対側の端部を流体流出口４として、流体流入口３には、圧力調整の対象である流体を有する配管が接続される。
【００２６】
接続口２の上方には、水平方向の管部１３の管壁を貫通し、軸方向に往復動する作動軸５が、垂直方向の管部１４と同軸に設けられ、作動軸５の接続口側端部には、接続口２を開閉可能な弁体６が設けられている。この水平方向の管部１３の貫通部の周りには、略円錐台形状をしたダイアフラム７が設けられ、ダイアフラム７は小径端側で作動軸５の外周に嵌着されると共に、大径側で水平方向の管部１３の貫通部の周りに嵌着されており、このダイアフラム７により、作動軸５が水平方向の管部１３の管壁を貫通した箇所が流体からシールされる。作動軸５のダイアフラム７よりも上方にはスプリング１１が設けられ、常時接続口２が閉状態となるように弁体６を付勢している。
【００２７】
スプリング１１で弁体６を閉状態に付勢する力は、調整手段により調整することができる。調整手段としては、例えば、図１（ａ）の設定調整部１２のように、設定調整ナット１２ａを回転させることにより、スプリング１１の上端支持位置を上下させる手段を用いることができる。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、常時は、弁体６をスプリング１１で付勢して接続口２を閉状態としておき、貯留タンク内の気体状流体等の圧力により弁体６に加わる力が、スプリング１１により弁体６に付勢された力を上回った場合には、図１（ｂ）に示すように、弁体６が上昇すると共にダイアフラム７が弾性変形して凹み接続口２が開状態となり、貯留タンク内の気体状流体等が流体流出口４側に排出されることにより、貯留タンクに貯留された気体状流体等の圧力が設定圧以上に上昇するのを防止する。
【００２９】
このように、本発明のサニタリー配管等に設けられ、流体の圧力を調整する弁構造体では、作動軸の摺動部の周囲のシールを、弁体を開閉する際の抵抗が小さく、ポケット部のような凹部を設ける必要のないダイアフラムを用いて行うことにより、先に説明したように、摺動部のシールを確実に、かつ、流体の圧力の精密な調整を阻害することなく行うことができ、さらに、製品の品質・安全性を十分に確保することができる。
【００３０】
さらに、サニタリー用貯留タンク安全弁の作動軸５、弁体６及びダイアフラム７のそれぞれの流体に接する部分は樹脂製の皮膜９により被覆されると共に、作動軸５側の皮膜部９ａと弁体６側の皮膜部９ｂとダイアフラム７側の皮膜部９ｃとが一体に形成されている。
【００３１】
皮膜９は、作動軸側の皮膜部９ａと弁体側の皮膜部９ｂが夫々厚肉層状に形成されると共に、ダイアフラム側の皮膜部９ｃが薄肉の層状に形成されている。
弁体６と作動軸５とは、金属材料で一体に形成されおり、ダイアフラム７は、ダイアフラム７側の皮膜部９ｃと、この皮膜部９ｃの背面側に重ね合わせて配置されるゴム製のバックアップゴム８とから形成されている。
【００３２】
サニタリー配管等に設けられる弁構造体では、安全性の観点から製品液の遮断を確実に行う必要があり、弁体が当接する部分に円形の凹溝を設け、この凹溝にゴム、樹脂等の弾性体で形成されたシール材（以下、「ディスクシート」という。）を嵌合することによりシール性を向上させることが行われるが、このようなディスクシートを用いた場合には、製造時に凹溝とディスクシートとの嵌合面から奥の閉塞部に侵入した製品液は、洗浄によっても完全に除くことが難しく、この残留した製品液が腐敗して製品に混入すると製品の品質・安全性が確保できなくなる。これに対して、本発明の弁構造体では、作動軸５、弁体６及びダイアフラム７の流体に接する部分が、樹脂製の皮膜９で一体に被覆されているため、閉鎖時には流体の遮断を確実に行うことができると共に、作動軸５、弁体６及びダイアフラム７の流体に接する面に、流体が入り込んだり溜まったりする凹部、隙間等を無くすることができるので、製品の品質・安全性を十分に確保することができる。
【００３３】
本発明の弁構造体の弁体の形状は、背圧により影響を受けにくい平衡型とすることが好ましい。
このように構成される弁構造体の組立は、例えば、次のようにして行うことができる。
１）作動軸５及び弁体６に皮膜９を被着する。
２）この皮膜９のダイアフラム側の皮膜部９ｃの背面に、バックアップゴム８を重ね合わせる。
３）本体１と推力部１６とを分離した状態で、推力部１６に対して、作動軸５の上端を、推進伝達用ロッド１５の下端に設けたリテーナ１０の下端に、ねじ込み結合する。
４）バックアップゴム８の大径側を、推力部１６の下端に嵌着する。
５）本体１と推力部１６とを合わせて固定する。
【００３４】
バックアップゴム８の素材ゴムとしては、シリコンゴム（ＶＭＱ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム、クロロスルフォン化ゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムが好適なものとして挙げられる。なお、ウレタンゴム、天然ゴムは、強度が不足するためあまり好ましくない。
【００３５】
皮膜９の素材としては、耐薬品性、耐熱性に優れることからフッ素系樹脂を好適に用いることが好ましいが、耐薬品性、耐熱性に優れるものであれば、他の種々の合成樹脂も使用できる。好ましいフッ素系樹脂としては、例えば、４フッ化エチレン樹脂（商品名：テフロンＰＴＦＥ、フルオン等）、四フッ化エチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体樹脂（商品名：テフロンＰＦＡ）、四フッ化エチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルと六フッ化プロピレンの三元共重合体樹脂（商品名：テフロンＥＰＥ）、四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンの共重合体樹脂（商品名：テフロンＦＥＰ）、四フッ化エチレンとエチレンとの共重合体樹脂（商品名：テフロンＥＴＦＥ、テフゼル）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（商品名：テフロンＰＶＤＦ、カイナー）、トリフルオロモノクロロエチレンとエチレンの共重合体（商品名：テフロンＥＣＴＦＥ）、モノフルオロエチレン樹脂（商品名：テフロンＰＶＦ）等が挙げられる。皮膜９の素材として非粘着性、撥水性に優れるフッ素系樹脂を用いることにより、作動軸５、弁体６及びダイアフラム７の流体に接する部分に、製品液、汚れ、残渣等が付着しにくくなり、弁体６の作動圧の変動を抑えることができる。
【００３６】
スプリング１１の付勢力を弁体６に伝える機構としては、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、弁体６を設けた作動軸５と、スプリング１１の付勢力を受ける推進伝達用ロッド１５とを別体とすることが好ましい。このように、作動軸５と推進伝達用ロッド１５とを別体とすることにより、皮膜９、バックアップゴム８等の消耗部品の交換を簡単に行うことができる。
【００３７】
本発明の弁構造体には、強制開機構を設けることができ、この強制開機構を備えた弁構造体を図２に示す。図２（ａ）は、流体圧により、スプリング１１による付勢力に抗して弁体が開となった状態を示し、図２（ｂ）は、強制開機構により、弁体が強制的にさらに大きく開となった状態を示すものである。
【００３８】
図２に示す弁構造体は、図１に示す弁構造体の推力部１６の上部に強制開機構１７を設けたものであり、ＣＩＰ洗浄、ＳＩＰ殺菌等により洗浄及び殺菌を行う場合等に、弁体６を強制的に大きく開状態とするものである。
【００３９】
具体的には、次のような工程により、弁体６を強制的に大きく開状態とする。
１）エア注入口１８からエアを注入して、強制開シリンダピストン１９を上昇させる。
２）強制開シリンダピストン１９が距離β上昇した段階で、強制開シリンダピストン１９の下端凸部１９ａと延長ロッド２０の上端凸部２０ａとを係合させ、延長ロッド２０を強制開シリンダピストン１９と共に上昇させる。
３）延長ロッド２０の上昇により、これに連結する推進伝達用ロッド１５、作動軸５及び弁体６も上昇して、スプリング１１による付勢力に抗して、弁体を強制的にさらに大きく開状態とする。
【００４０】
強制開機構１７によって弁体６がさらに上昇する距離は、強制開シリンダピストン１９のストローク長をα、強制開シリンダピストン１９が上昇を開始してから強制開シリンダピストン１９の下端凸部１９ａと延長ロッド２０の上端凸部２０ａとが係合するまでの距離をβとすると、α−βである。
【００４１】
＜本発明の弁構造体の使用形態＞
本発明の弁構造体は、Ｌ型、横クランク型及び下側通過型の形態として使用することができる。
Ｌ型形態は、図３（ａ）に示すように、弁体６に向かう方向ａ１に圧送される流体の全てをこの方向ａ１に導いた後、流体の圧力を弁体６により調整し、この方向ａ１と略直交する方向ａ２に弁体６を通過した流体を排出する形態である。方向ａ１からＬ型弁構造体に圧送される流体は、１本の配管から供給することもできるし、複数本の配管から供給することもできる。また、方向ａ２にＬ型弁構造体から排出される流体は、１本の配管に排出することもできるし、複数本の配管に排出することもできる。
【００４２】
横クランク型形態は、図３（ｂ）に示すように、弁体６の下側を通過する方向ｂ１に圧送される流体の全てをこの方向と略直交する方向ｂ２に導いた後、流体の圧力を弁体６により調整し、一方向ｂ１と略平行する方向ｂ３に、弁体６を通過した流体を排出する形態である。方向ｂ１から横クランク型弁構造体に圧送される流体は、１本の配管から供給することもできるし、複数本の配管から供給することもできる。また、方向ｂ３に横クランク型弁構造体から排出される流体は、１本の配管に排出することもできるし、複数本の配管に排出することもできる。
【００４３】
下側通過型形態は、図３（ｃ）に示すように、弁体６の下側を通過する方向ｃ１に圧送される流体の一部をこの方向と略直交する方向ｃ２に導き、該方向ｃ１に圧送される流体の圧力を弁体６で調整し、該方向ｃ１に圧送される流体の一部を排出する形態である。方向ｃ１に圧送される流体は、２本の配管を用いて流すこともできるし、２本以上の複数本の配管を用いて流すこともできる。
【００４４】
＜本発明の弁構造体の利用形態＞
本発明の弁構造体は、上記のＬ型、横クランク型及び下側通過型の使用形態で、サニタリー安全弁、サニタリーインライン逃がし弁及びサニタリー背圧弁として有用に利用することができる。
図５〜７においては、図３（ａ）に示すようなＬ型形態を図４（ａ）に示すような省略表示で表し、図３（ｂ）に示すような横クランク型形態を図４（ｂ）に示すような省略表示で表し、また、図３（ｃ）に示すような下側通過型形態を図４（ｃ）に示すような省略表示で表す。
【００４５】
＜サニタリー安全弁＞
図５に、本発明のサニタリー用弁構造体を、製品である流体２１を貯留する貯留タンク２２の内部圧力を調整する安全弁として用いた実施形態を示す。
製品である流体２１は、液状流体、気体状流体、またはこれら両方であっても良い。図５では、貯留タンク２２の下部には製品である液状流体が貯留され、上部にはこの液状流体が気化した気体流体が加圧された状態で貯留されている状態を示している。
貯留タンク２２の頭部に設けるサニタリー用弁構造体２３としては、図１（強制開機構なし）または図２（強制開機構あり）に示すようなＬ型弁構造体を用いることができる。図２に示すような、強制開機構を備えたＬ型弁構造体を用いると、流体の逃がし量が不十分で貯留タンク２２の内部圧力が十分に低下しない場合には、強制開機構を作動させて流体の逃がし量を増やし、貯留タンク２２を十分に保護することができる。
また、貯留タンク２２の側部に設けるサニタリー用弁構造体２４としては、図３（ｂ）に示すような横クランク型弁構造体を用いることができる。
【００４６】
＜サニタリーインライン逃がし弁＞
図６に、本発明のサニタリー用弁構造体を、液状流体２５が圧送される配管２６の内部圧力を調整するサニタリーインライン逃がし弁として用いた実施形態を示す。
図６に示すように、液状流体２５を、貯留されたタンク２７から抜き出し、ポンプ２８により下流側に圧送する配管２６に、図３（ｃ）に示すような下側通過型弁構造体２９を設け、下側通過型弁構造体２９の下流に送られる液状流体２５の圧力が設定値となるように調整するものである。
【００４７】
下側通過型弁構造体２９から排出された液状流体２５は、ポンプ２８の上流側に戻される。戻し先としては、図６（ａ）に示すように、ポンプ２８の上流近傍または図６（ｂ）に示すように、タンク２７とすることができる。
【００４８】
図２に示すような強制開機構を設けた下側通過型弁構造体２９を用いると、洗浄・殺菌の際に、液状流体２５をポンプ２８の上流近傍またはタンク２７に戻す配管に、洗浄液・殺菌液を十分に提供できるので好ましい。
【００４９】
図６（ａ）に示すように、液状流体２５をポンプ２８の上流近傍に戻す場合は、タンク２７に戻す場合に比べ、液状流体２５の大気との接触を少なくできるため、液状流体２５の汚染、酸化等を抑えることができる。また、ポンプ２８の上流近傍に戻すことにより、ポンプ２８の負荷が一定以上にならないように調整することができる。
【００５０】
＜サニタリー背圧弁＞
図７に、本発明のサニタリー用弁構造体を、液状流体を加圧下で処理する工程、例えば超高温加熱処理工程（ＵＨＴ：Ultra High Temperature heating method）（ＵＨＴ）３０の下流側に設け、該工程における液状流体の圧力を設定値に保ちながら、該工程から液状流体の一部を下流側に供給するようにした、サニタリー背圧弁として用いた実施形態を示す。図７（ａ）は、サニタリー背圧弁として、図３（ｂ）に示すような横クランク型弁構造体３１を用いた実施形態を示すものであり、図７（ｂ）は、図１〜２に示すようなＬ型弁構造体３２を用いた実施形態を示すものである。
【００５１】
超高温加熱処理工程３０は、牛乳、乳飲料、加工乳、清涼飲料水、ミネラルウォーターなど液状流体３３を滅菌・殺菌処理する主流技術であって、通常、１２０℃〜１５０℃で１秒以上５秒以内で滅菌・殺菌する工程である。超高温加熱処理工程３０で加熱処理される液状流体３３は常圧で１２０℃〜１５０℃とすると沸騰・蒸発してしまうため、横クランク型弁構造体３１またはＬ型弁構造体３２を用いて、超高温加熱処理工程３０における液状流体３３の圧力を高圧の設定値に保ちながら、該工程から滅菌・殺菌後の液状流体３４を下流側に供給するようにしたものである。
【００５２】
図２に示すような強制開機構を設けた横クランク型弁構造体３１またはＬ型弁構造体３２を用いると、洗浄・殺菌の際に、液状流体３３及び滅菌・殺菌後の液状流体３４が流れる配管に、洗浄液・殺菌液を十分に提供できるので好ましい。
【００５３】
以上に説明したように、本発明のサニタリー配管等に設けられ、流体の圧力を調整する弁構造体は、作動軸の摺動部の周囲のシールを、ダイアフラムを用いて行うことにより、摺動部のシールを確実に、かつ、流体の圧力の精密な調整を阻害することなく行うことができ、さらに、製品の品質・安全性を十分に確保することができる優れたものである。
【００５４】
さらに、本発明の弁構造体は、作動軸、弁体及びダイアフラムのそれぞれの流体に接する部分を樹脂製の皮膜により被覆し、作動軸側の皮膜部、弁体側の皮膜部及びダイアフラム側の皮膜部を一体に形成することにより、作動軸、弁体及びダイアフラムの流体に接する面に、流体が入り込んだり溜まったりする凹部、隙間等を無くすることができ、製品の品質・安全性を十分に確保することができる優れたものである。
【符号の説明】
【００５５】
１        本体
２      （接続部の）接続口
３        流体流入口
４        流体流出口
５        作動軸
６        弁体
７        ダイアフラム
８        バックアップゴム
９        （樹脂製の）皮膜
９ａ      作動軸側の皮膜部
９ｂ      弁体側の皮膜部
９ｃ      ダイアフラム側の皮膜部
１０      リテーナ
１１      スプリング
１２      設定調整部
１２ａ    設定調整ナット
１３      水平方向の管部
１４      垂直方向の管部
１５      推力伝達用ロッド
１６      推力部
１７      強制開機構
１８      エア注入口
１９      強制開シリンダピストン
１９ａ    強制開シリンダピストンの下端凸部
２０      延長ロッド
２０ａ    延長ロッドの上端凸部
α        強制開シリンダピストンのストローク長
β        強制開シリンダピストンが上昇を開始してから、強制開シリンダピストンの下端凸部と延長ロッドの上端凸部とが係合するまでの距離
ａ１            弁体に向かう方向
ａ２            方向ａ１と略直交する方向
ｂ１            弁体の下側を通過する方向  
ｂ２            方向ｂ１と略直交する方向
ｂ３            方向ｂ１と略平行する方向
ｃ１            弁体の下側を通過する方向
ｃ２            方向ｃ１と略直交する方向
２１      製品である流体
２２      貯留タンク
２３      貯留タンクの頭部に設けるサニタリー用弁構造体
２４      貯留タンクの側部に設けるサニタリー用弁構造体
２５      液状流体
２６      （液状流体が圧送される）配管
２７      タンク
２８      ポンプ
２９      下側通過型弁構造体
３０      超高温加熱処理工程（ＵＨＴ）
３１      横クランク型弁構造体
３２      Ｌ型弁構造体
３３      液状流体
３４      滅菌・殺菌後の液状流体
１０１    弁体
１０２    ばね
１０３    ベローズ
１０４    弁棒
１０５    本体
１０６    ポケット部
２０１    ダイアフラム弁
２０２    本体管部
２０４    作動軸
２０５    弁体
２０６    ダイアフラム
２１０    皮膜
２１０ａ  作動軸側の皮膜部
２１０ｂ  弁体側の皮膜部
２１０ｃ  ダイアフラム側の皮膜部
Ａ        流路
Ｐ１      第１ポート
Ｐ２      第２ポート
【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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【図９】
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【図１０】
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