(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各配管の一端は切り替えの対象となる配管群に接続する固定端となり、他端が切替端となり、該切替端は同一方向に向き、かつ一直線に配列した配管群Ａと、
各配管の一端は切り替え対象となる他の配管群に接続する固定端となり、他端が切替端となり、固定端と切替端との間をそれぞれ可撓性配管で連結し、該各切替端は配管群Ａの切替端がつくる前記直線を含む平面上で、該直線と平行な直線上を移動可能とした配管群Ｂと、
配管群Ａの切替端が造る直線と、配管群Ｂの各切替端の造る互いに平行な直線間の距離に対応して定まる長さを有する渡し配管群Ｃとからなる切り替え装置。
【請求項２】
配管群ＡおよびＢを直方体の相接する上面と側面にそれぞれ配列し、配管群Ａの各切替端を前記直方体の正面上に配列し、配管群Ｂの各切替端を前記正面上を移動可能とした請求項１に記載の切り替え装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の配管群Ａの任意の切替端Ａｉと配管群Ｂの任意の切替端Ｂｊを接続するにあたり、切替端Ｂｊの移動が造る直線が切替端Ａが造る直線と直交し切替端Ａｉを通る直線と交わる位置に、切替端Ｂｊを移動させ、切替端Ａｉと切替端Ｂｊを対応する渡し配管で接続することを特徴とする配管群の切り替え方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッチ分野でのライン切り替え装置に関し、特に手動でのラインの切り替えを容易にする切り替え装置および切り替え方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
バッチケミカルあるいは醸造・発酵などを扱うバッチ分野では、品種銘柄の変更のために、バルブや切り替えによるラインの切り替えが行われている。昨今のように品種の増加に伴い、切り替えの対象となる配管の数そのものが多くなると、繋ぎ間違いが生じるなどの可能性も生じる。
【０００３】
この中で、製造過程に醸造、発酵工程等を含む製造分野では、仕込みがなされてから、製品ができあがり、タンク内の製品を払い出し、次の原料を仕込むまでに数週間を要する場合がある。このため、切り替えの頻度は少ない。
【０００４】
このように、切り替え頻度が少なくて設備費用を抑えざるを得ない分野ではホースやベンド管を用いた切り替えを行っているところが多い。このような従来からの切り替え方法は、コンタミネーションの危険性、重労働な人手作業、接続ミスといった課題を常に抱えている。例えば、ホースを用いる方法では、ホースが多数絡み合い、サイズが大きくなると、その取り扱いは大変な作業である。また、ホースを取り出したりする作業自体が重労働となる。
【０００５】
また、ベンド管の場合には、複数の間で任意に切り替えをすることはなかなかできにくく、切り替えできる配管の数に制限が生じる。
【０００６】
このような切り替え頻度の少ない分野でも、コンタミネーションや接続ミスがなく、重労働な作業が軽減でき、なおかつ品種銘柄の変更に対してもフレキシブルな切り替えシステムに対する要求は強い。
【０００７】
一方、本発明者等は、これらの課題を解決する手段として、ホースによる切り替え作業を自動で行う、ホース自動切り替え装置を提唱している（特許登録番号２１０１０８０）。
【０００８】
この自動接続装置では、全ての操作が自動で行われる。例えば、ホースの移動、接続、切り放しなどの操作は制御装置であるＰＬＣから指令により、モータや空気シリンダを駆動して行われる。
【０００９】
ホースは常時には切り放されていて、必要なときにのみ接続を行うため、コンタミネーションのない切り替えが実現できる。また操作は全て自動で行うため、ホースワークに伴うきつい作業や危険な作業がなく、強いては、人件費の節減といった効果もある。しかし、一方では設備コストが高くなるという欠点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、銘柄切り替えの必要はあるが、製造の特徴からして切り替え頻度が少なくて、大がかりな設備の導入はできにくい分野に好適であるような、
（１）コストが低廉で、
（２）切り替えの対象となる配管経路の数が多くなっても、その間の組み合わせが自由にでき、
（３）さらには、ホースやベント管などを扱うにあたっても、作業が容易にできる
切り替え装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、（１）各配管の一端は切り替えの対象となる配管群に接続する固定端となり、他端が切替端となり、当該切替端は同一方向に向き、かつ一直線に配列した配管群Ａと、各配管の一端は切り替え対象となる他の配管群に接続する固定端となり、他端が切替端となり、固定端と切替端との間をそれぞれ可撓性配管で連結し、該各切替端は配管群Ａの切替端がつくる前記直線を含む平面上で、当該直線と平行な直線上を移動可能とした配管群Ｂと、配管群Ａの切替端が造る直線と、配管群Ｂの各切替端の造る互いに平行な直線間の距離に対応して定まる長さを有する渡し配管群Ｃとからなる切り替え装置、および
（２）配管群ＡおよびＢを直方体の相接する上面と側面にそれぞれ配列し、配管群Ａの各切替端を前記直方体の正面上に配列し、配管群Ｂの各切替端を前記正面上を移動可能とした上記（１）記載の切り替え装置、および
（３）上記（１）または（２）記載の配管群Ａの任意の切替端Ａｉと配管群Ｂの任意の切替端Ｂｊを接続するにあたり、切替端Ｂｊの移動が造る直線が切替端Ａが造る直線と直交し切替端Ａｉを通る直線と交わる位置に、切替端Ｂｊを移動させ、切替端Ａｉと切替端Ｂｊを対応する渡し配管で接続することを特徴とする配管群の切り替え方法、により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の切り替え装置について図を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施の態様の一例として固定配管群１０と移動配管群２０と渡し配管群３０とを直方体の枠に沿って図１〜３に示すように配列させた例について説明する。
【００１３】
図１は本切り替え装置の正面図であり、図２は側面図、図３は上面図である。
【００１４】
固定配管群１０は図２および図３に示すように、直方体５０の何れか一方の側面に水平に上下に固定して配列されている。図２ではその左側が固定端となりそのまま切り替えられるべき配管群に連結している。右側が配管群間の接続の切り替えを担う切替端となっている。切替端には接続のための口金が設けられている。
【００１５】
移動配管群２０は図２および図３に示すように直方体５０の枠の上面に平行に配列されており、移動端である切替端が上下方向にかつ固定配管群１０の造る平面に平行に移動する。
【００１６】
図２の左側にあたる移動配管群２０の固定端はそのまま切り替えられるべき配管群に連結している。
【００１７】
固定端と移動端の間の配管はホースなどの可撓性配管（以下ホースという。）となっており、固定端は固定されているのが好ましい。
【００１８】
移動配管群２０の各移動端を図１および図２に示すように上下方向に移動させ、固定配管群１０の任意に選ばれた接続しようとする切替端と水平となる位置に移動させることによって、図２に示すように両者の接続しようとする切替端が直方体正面（配管接続面）で水平な位置にくる。両者の切替端を渡し配管３０で接続すれば固定配管１０と移動配管２０とが接続する。移動配管群２０の各移動配管２１〜２５毎に渡し配管３１〜３５の長さが決まることになる。
【００１９】
固定配管群１０および移動配管群２０の各配管は直方体の各面に沿って等間隔、平行に配列するのが設計製作上好ましい。各配管を直方体の各面に沿って配列するほか菱形の各面あるいは三角柱の正面（三角形状部）と側面あるいはこれら以外の多角柱の正面と側面に沿って配列することも可能である。この場合の渡し配管の長さは、固定配管群の造る直線と移動配管群の各移動端が造る直線の平行線間の距離ではなく、平行線を水平線あるいは垂直線で切った距離とすることも可能である。
【００２０】
図２および図３では固定配管群も移動配管群もそれらの固定端は切り替えの対象となる各配管群と連結して表されているが固定端を切り放して各配管群と接続可能となるよう接続口としてもよい。
【００２１】
移動配管群２０の切替端は、移動機構部、例えばスライドプレート６０に固定されており、このスライドプレート６０は、ガイド機構６２により上下に移動できる。このためホース８０は固定配管群１０が造る平面と平行な平面内で上下に自由に移動できる。
【００２２】
上下方向に自由に移動させるための設備としては、例えばバランサー６１のようなデバイスに取り付け上下の動きに際して人手に重さを感じさせない方法や、ホース８０を上下方向に活動自在なガイド機構部に取り付けて、同機構部をラックアンドピニオンにて上下させる方式としてもよい。
【００２３】
ホースは、切替端と固定端との間で、下側にたわみを持って配置される。切替端には、固定配管の切替端に設けたと同様な口金が設けられていて接続に使われる。口金には簡易に接続ができるように、例えばサニタリー配管に多く使われるヘルールなどの継手が設けられている。接続がより容易に行われるようにするため、例えば略半円弧の長さを持ったハーフクランプなどのような締結部品を用いるのがよい。
【００２４】
渡し配管群３０はその両端に接続のための口金を持ち、固定配管群１０の各々の切替端と移動配管群２０の切替端の間の間隔に応じて、それぞれ長さの異なる複数の配管が用意される（図１および図３では移動配管の数に等しい５本の渡し配管が用意される。）。この渡し配管群３０によって、固定配管群１０と移動配管群２０の両配管群の切替端の連絡を行う。
【００２５】
以下本発明の切り替え装置の使い方につき図４〜図６を参照して説明する。
【００２６】
移動配管２１が固定配管１５と渡し配管３１を介して接続されている状態から固定配管１１と接続されるまでの一連の動きを順を追って説明する。
【００２７】
図５に示すようにハンドリング装置７０を切り替え装置の配管接続面に移動させる。渡し配管群３０の配管を取り付け、取り外しするために可搬性に優れた市販のハンドリング装置を使用できる。ハンドリング装置７０には、配管を支える台座７１が設けられ、これが上下に昇降する。また既に取り付けられた配管に干渉することなく前進後退ができることが望ましい。また、このハンドリング装置７０は手動操作であってもよく、一部半自動であってもよい。ハンドリング装置７０の台座７１を移動配管２１と固定配管１５が接続された状態の渡し配管３１の高さに合わせ、ハンドリング装置７０を前進させ、台座７１に渡し配管３１を受けてから移動配管２１の切替端および固定配管１５の切替端と渡し配管３１の接続端を手動で切り放す。渡し配管３１を載せた状態でハンドリング装置７０を一旦後退させた後に台座７１を固定配管１１の高さまで上昇させる。続いて移動配管２１の切替端を固定配管１１の切替端の高さに移動させる。このためには、例えばガイド機構部に取り付けたスライドプレート６０を上下に動かすことにより容易に移動できる。この作業にはバランサー機構６１などを用いることにより重さを感じないで作業できる。固定配管１１の切替端と渡し配管３１の一端の接続端をハーフクランプなどで接続させ次いで移動配管２１の切替端と渡し配管３１の他端の接続端を合わせて接続を行うことにより、固定配管１１と移動配管２１間の流路形成は完了する。
【００２８】
接続に使用しない渡し配管は、棚状の待機位置に待機させておくことができる。必要なときにハンドリング装置７０により渡し配管を取り上記の動作同様に適宜接続させる。
【００２９】
上記の例は渡し配管を水平に取り付けている場合である。この場合には、渡し配管の両端は水平面上の同じ高さに位置しているので、人手による繋ぎ込み作業には都合がよい。
【００３０】
配管の設置条件の都合などでは、別の実施態様が考えられる。
【００３１】
第２の実施態様として渡し配管を垂直に用いる場合について説明する。図７〜図１３は上記の実施態様をちょうど９０度ずらして、渡し配管を縦に配置した例である。図７は、本発明の他の実施例で、全ての配管を接続した状態の正面図である。図８は、本発明の他の実施例で、全ての配管を接続した状態の側面図である。図９は、本発明の他の実施例で、全ての配管を接続した状態の上面図である。
【００３２】
まず、構成について図７〜図９で説明する。
【００３３】
固定配管１１０は本発明の直方体の枠１５０の上下いずれかの面に水平に切替端を正面に配置する。この配管は等間隔に平行に配置されることが設計製作上望ましい。
【００３４】
移動配管群１２０のホースは固定配管群１１０と平行に直方体の枠１５０の側面に直角に水平に等間隔に配置される。移動端である切替端は枠１５０の正面を水平に移動する。従って、図７に示すように、渡し配管群１３０は枠１５０の正面に設置される。移動端である切替端は移動機構部、例えばスライドプレート１６０に固定されている。このスライドプレート１６０はガイドレール１６２により左右に移動する。このため移動配管群１２０の切替端は固定配管群１１０の切替端を含む平面内で左右に自由に移動できる。
【００３５】
移動配管群１２０の固定端と切替端の間のホース１８０は、水平にたわみを持って配置される。移動配管群１２０のホースの移動面にはプレート１５１を設置し、ホース１８０が下側にねじれて撓まないようになっている。
【００３６】
移動配管群１２０の切替端と固定配管群１１０の切替端には口金が設けられていて接続に使われるのは実施態様１と同じである。
【００３７】
上記構成を取ることにより渡し配管は図７に示すように縦に接続される。移動配管の切替端が水平方向に動くことと、それに伴いホースがプレート上を移動する以外は基本的には上述の実施態様１と同じである。
【００３８】
次ぎに第２の実施態様の切り替え動作に付き図１０〜１２を用いて説明する。図１０は、本発明の他の実施例で、配管切り替えを示す正面図である。図１１は、本発明の他の実施例で、配管切り替えを示す側面図である。図１２は、本発明の他の実施例で、配管切り替えを示す上面図である。
【００３９】
移動配管１２５が固定配管１１１と渡し配管１３５を介して接続されている状態から固定配管１１５と接続されるまでの一連の動作を順を追って説明する。
【００４０】
渡し配管１３５を容易に移動することのできるように、例えば、ハンドリングバランサー１９０のような装置で所定の位置までの移動を行う。まず、ハンドリングバランサー１９０で渡し配管１３５を把持し移動配管１２５の切替端と固定配管１１１の切替端と渡し配管１３５の接続端を手動で切り放す。切り放した渡し配管１３５を次ぎに接続する固定配管１１５の切替端まで移動させる。その際、既に取り付けられた渡し配管と干渉することのないようにしながら移動する。
【００４１】
続いて移動配管１２５の切替端を固定配管１１５の切替端の下に移動させる。移動は、例えば、ガイド機構部に取り付けたスライドプレート１６０を左右に動かすことにより容易に移動できる。固定配管１１５の切替端と渡し配管１３５の接続端をハーフクランプなどの締結部品で接続させ、次いで移動配管１２５側の切替端と渡し配管１３５の他端の接続端を合わせ、上記同様に接続を行う。固定配管１１５と移動配管１２５間の流路形成は完了する。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、直方体の枠面に沿って固定配管、移動配管を設備し、移動配管の切替端を固定配管の接続口と平行になるように移動させ、それぞれの切替端を渡し配管で接続するようにしたため以下の効果を奏する。
（１）大がかりな設備とすることがないので設備コストが低減する。
（２）複数と複数の配管経路での間で、自在に切り替え操作を行うことができる。
（３）コンタミネーションのない切り替えを容易に実現できる。
（４）切り替え頻度の少ない分野においても、ホース作業を楽に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例で、全ての配管を接続した状態の正面図である。
【図２】本発明の１実施例で、全ての配管を接続した状態の側面図である。
【図３】本発明の１実施例で、全ての配管を接続した状態の上面図である。
【図４】本発明の１実施例で、配管切り替えを示す正面図である。
【図５】本発明の１実施例で、配管切り替えを示す側面図である。
【図６】本発明の１実施例で、配管切り替えを示す上面図である。
【図７】本発明の他の実施例で、全ての配管を接続した状態の正面図である。
【図８】本発明の他の実施例で、全ての配管を接続した状態の側面図である。
【図９】本発明の他の実施例で、全ての配管を接続した状態の上面図である。
【図１０】本発明の他の実施例で、配管切り替えを示す正面図である。
【図１１】本発明の他の実施例で、配管切り替えを示す側面図である。
【図１２】本発明の他の実施例で、配管切り替えを示す上面図である。
【符号の説明】
１０、１１０    固定配管群
２０、１２０    移動配管群
３０、１３０    渡し配管群
５０、１５０    枠
６０、１６０    スライドプレート
６１    バランサー
６２    ガイド機構
７０    ハンドリング装置
７１    台座
８０、１８０    ホース
１５１    プレート
１６２    ガイドレール
１９０    ハンドリングバランサー
【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】
0003902697.tif 000010
【図１０】
0003902697.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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