(57)【要約】      （修正有）【課題】配管接続部の洗浄において、従来法の洗浄機構より確実な洗浄効果を得られる機構を提供する。【解決手段】第一の流路を形成する第一の配管、第二の流路を形成する第二の配管及び第一の配管と第二の配管との間を接続する接続配管９を有し、第一の流路の供給側から前記接続配管９を通り第二の流路の排出側に続く第三の流路を形成することが可能な流路切り替え機構において、前記接続配管９の両端またはその近傍にそれぞれ洗浄液供給弁５及び洗浄液排出弁７を設け、少なくとも前記洗浄液供給弁５を接続配管内面の周方向の接線方向Ｌ１と３０度以内で接続配管に開口する。【選択図】図３
2017077549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の流路を形成する第一の配管、第二の流路を形成する第二の配管及び第一の配管と第二の配管との間を接続する接続配管を有し、第一の流路の供給側から前記接続配管を通り第二の流路の排出側に続く第三の流路を形成することが可能な流路切り替え機構において、前記接続配管の両端またはその近傍にそれぞれ洗浄液供給弁及び洗浄液排出弁を設けた洗浄機構であって、少なくとも前記洗浄液供給弁が接続配管内面の周方向の接線方向と０〜３０度以内で接続配管に開口していることを特徴とする接続配管内洗浄機構。
【請求項２】
前記洗浄液供給弁から導入される洗浄液流が接続配管の軸方向の流れを有する請求項１に記載の接続配管内洗浄機構。
【請求項３】
前記洗浄液供給弁と洗浄液排出弁が異なる平面上に位置するように設けられる請求項１または２に記載の接続配管内洗浄機構。
【請求項４】
前記接続配管における流路の切り替え機構が、ヘッダー配管における２ラインの切り替えを目的とし２台のヘッダー主弁によりなされるミックスプルーフバルブ機構である請求項１〜３のいずれかに記載の接続配管内洗浄機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配管接続部の洗浄機構に関する。さらに詳しくは、ミックスプルーフバルブ装置の接続配管内洗浄機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品、飲料、医薬品、化粧品、ファインケミカル等の製造設備においては、設備の効率的利用を図るため同一設備で複数の製品を製造することも少なくない。しかし、これらの製品においては、異物の混入が厳しく排除されるとともに原材料組成も厳密に維持する必要がある。
【０００３】
これらの製造設備においては、例えば、複数の原料を一つの反応系に添加したり、生成物を複数のタンクに分配したり、あるいは、一つの配管系を洗浄しつつ他の配管系を利用するような場合にヘッダー配管等の接続配管がしばしば利用される。
【０００４】
例えば、図４においてヘッダー配管Aとそれと並行なヘッダー配管Bとの間で、ヘッダー主弁Aとヘッダー主弁B（図示していない）の作用により流路の切り替えがなされる。一例としては、流路A→A、流路B→Bの状態Iから、いったん流路A→C→Bの状態IIに切り替え、再び、流路A→A、流路B→Bの状態IIIに戻す場合がある。
【０００５】
この場合、流路A→A内、流路B→B内においては、それぞれの使用液または洗浄液を流すことで洗浄が可能であるものの、配管Aと配管Bとをつなぐ配管Cには、切り替え直後、例えば、上記の状態IIIにおいて洗浄液を流すことができない。しかし、食品や飲料の製造にあたっては、切り替え直後に洗浄を行わない場合、すなわち、製品の切り替えや一日の生産終了後まで洗浄を行わないと、かなりの時間、当該部位は液が付着した状態で放置されるケースが出てくる。その結果、乾燥や液中成分の管表面への析出、最悪の場合には液中残存物による細菌繁殖が起こり、後で洗浄液を流しても十分な洗浄ができないおそれがある。この結果、次の運転時において製品品質が低下する危険がある。
【０００６】
したがって、配管Aと配管Bとをつなぐ配管Cでは、一定時間、例えば一日の割当て生産が終了するごとに配管の洗浄を行うのではなく、切り替え直後に洗浄を行えることが望ましい。また、これは配管の分解を行わずに、その場で洗浄を行うクリーニング・イン・プレース（ＣＩＰ）方式が好ましい。
【０００７】
従来、このような目的では、図５に示すように、配管Aと配管Bとを接続配管Ｃに洗浄用配管Ｗ１とＷ２を対向して設け、両者間に洗浄液を流す洗浄機構が用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、この場合、後で分解検証した場合、特に製品原料等がタンパク質や脂肪を含む場合や粘稠な液を含む場合、接続配管内に付着物が残留していることが確認される場合もあり、従来法の洗浄機構では不十分なのではないかという懸念が残っていた。このため、より確実に接続配管の洗浄を行う機構が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、以下の構成により、配管の洗浄を行う機構を提供する。
[１]第一の流路を形成する第一の配管、第二の流路を形成する第二の配管及び第一の配管と第二の配管との間を接続する接続配管を有し、第一の流路の供給側から前記接続配管を通り第二の流路の排出側に続く第三の流路を形成することが可能な流路切り替え機構において、前記接続配管の両端またはその近傍にそれぞれ洗浄液供給弁及び洗浄液排出弁を設けた洗浄機構であって、少なくとも前記洗浄液供給弁が接続配管内面の周方向の接線方向と０〜３０度以内で接続配管に開口していることを特徴とする接続配管内洗浄機構。
[２]前記洗浄液供給弁から導入される洗浄液流が接続配管の軸方向の流れを有する前記１に記載の接続配管内洗浄機構。
[３]前記洗浄液供給弁と洗浄液排出弁が異なる平面上に位置するように設けられる前記１または２に記載の接続配管内洗浄機構。
[４]前記接続配管における流路の切り替え機構が、ヘッダー配管における２ラインの切り替えを目的とし２台のヘッダー主弁によりなされるミックスプルーフバルブ機構である前記１〜３のいずれかに記載の接続配管内洗浄機構。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の接続配管内洗浄機構によれば、配管接続部の洗浄が配管の分解洗浄によらず、かつ、製品や原料の移送直後に速やかに高度に洗浄できるので、食品、飲料、医薬品、化粧品、ファインケミカル等の効率的利用と製品品質の維持を両立させるものであり、これらの製造設備において極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来技術における接続配管の洗浄機構の概要を示す模式部分断面図である。
【図２】本発明における接続配管の洗浄機構の概要を示す外観図である。
【図３】本発明における洗浄管の配置を示す模式断面図である。
【図４】接続配管における流体の流れの概要を示す模式図である。
【図５】従来技術における接続配管の洗浄機構の概要を示す模式図である。
【図６】本発明における洗浄管の配置の種々の態様を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
本発明の接続配管内洗浄機構は、第一の流路を形成する第一の配管、第二の流路を形成する第二の配管及び第一の配管と第二の配管との間を接続する接続配管を有し、第一の流路の供給側から前記接続配管を通り第二の流路の排出側に続く第三の流路を形成することが可能な流路切り替え機構において一般に有効であるが、特に接続配管が短い場合、典型的にはヘッダー配管機構の一部である場合に有効性が高い。以下の説明ではヘッダー配管における２ラインの切り替えを目的とし２台のヘッダー主弁によりなされるミックスプルーフバルブ機構を例として説明するが、配管の機能はヘッダー配管でなくてもよいしミックスプルーフバルブ以外の切り替え機構でも本発明は適用可能である。
【００１３】
図１に、既に述べた一般的な洗浄構造（図５）をミックスプルーフバルブの構造において示した。図１（A）において、ヘッダー配管１０１と１０３（図４の配管Aと配管Bに相当）はそれぞれ紙面に対し45度の斜度を持って前後方向に延長しており、その間は接続配管１０９（図４の配管Cに相当）によって接続されている。ヘッダー配管１０１と１０３との間の流路の切り替えはヘッダー主弁Ａの駆動機構１１１とヘッダー主弁Ｂの駆動機構１１３によって行われる。
図１（Ｂ）は図１（A）の点線内を拡大した模式図である。一般にこのようなヘッダー配管における２ラインの切り替えでは、図１に示すように接続配管が短いものであることから、前述のように接続配管の軸方向と垂直に洗浄液供給弁１０５と洗浄液排出弁１０７を対向して設けたクロス配管による洗浄機構が用いられている。この場合、洗浄液供給弁と洗浄液排出弁とを開弁して洗浄液を噴出させ、接続配管内を洗浄する。
【００１４】
つまり、こうした従来の機構では、洗浄液供給弁と洗浄液排出弁が対向位置に同一軸上に位置合わせして開口しており、噴流により接続配管内が短時間洗浄される。しかし、本発明者らの検討により、このような構成では、必ずしも洗浄性が高くないという予想外の問題が見出された。
【００１５】
本発明者らは、洗浄液供給弁から導入された噴流が洗浄液排出弁内に直行し管内壁面の洗浄が十分に行われないのではないかと推定し、図２に示す洗浄構造を案出した。
この構造では、洗浄液供給弁５から導入された噴流が接続管９内をその壁面に接触しつつ旋回して洗浄液排出弁７に到達するように前記洗浄液供給口を接続配管内面の周方向の接線方向と０〜３０度以内で接続配管に開口するように設けた。
【００１６】
ここで、洗浄液供給弁が接続配管内面の周方向の接線方向と０〜３０度以内で接続配管に開口するとは、洗浄液供給弁を接続配管に付設し、特に洗浄液供給弁から接続配管内に導入される流れの軸がその部位における接続配管内面の周方向の接線方向と０〜３０度以内にあるように設けることを意味する。図３（Ａ）に洗浄液供給弁５から近傍の断面図（接続配管９の軸に直交した面における断面図）を示すが、この図においてＬ１が接続配管内面の周方向の接線方向であり、Ｌ２が洗浄液供給弁の開口の方向であり、図３（Ａ）においてその間の角度は０度である。
接線方向との角度が開くと接続配管内面に洗浄液によって十分な洗浄が行われない部位が生じるおそれがあるためその角度は０〜３０度以内、好ましくは０〜１５度以内、より好ましくは０〜１０度以内、さらに好ましくは０〜５度以内とする。
【００１７】
この際、前記洗浄液供給弁５から導入される洗浄液流が接続配管の軸方向の流れを有することが好ましい。これは、例えば、前記洗浄液供給弁５からの流れを接続配管９の軸方向に傾けることでも実現できるが、この場合、接続配管の端部の洗浄が不十分になるおそれがあるので前記洗浄液供給弁５と洗浄液排出弁７が異なる平面上に位置するように設けることがより好ましい。すなわち、この場合、前記洗浄液供給口から導入された洗浄液の流れは接続配管の内周に沿って進むが、洗浄液排出口は供給口とは「異なる平面上に位置」するため、接続配管の内周を単純に一周しても洗浄液は排出口には到達しない。
【００１８】
つまり、単純な周回では洗浄液排出弁には達しないため、洗浄液の流れは洗浄液供給弁近傍に戻り、引き続き導入されてくる洗浄液と衝突して分散する。図２の例で言えば、洗浄液供給弁５から左に流れた洗浄液は接続配管の左末端（すなわち、閉じたヘッダー主弁Ａ）表面に衝突する。洗浄時、ヘッダー主弁Ａ（弁駆動機構１１により駆動される弁）は閉じているため、流れは衝突により反転し、右に流れた洗浄液とともに接続配管９の右末端（すなわち、閉じたヘッダー主弁Ｂ（弁駆動機構１３により駆動される弁））へと流れる。この間、洗浄液は上記のように内周の接線方向の運動成分を有して導入されているため、実際には洗浄液は内周の接線方向と接続配管の軸方向の運動成分を併せ持ち、よって管内を旋回しながら右端に達する。
【００１９】
この結果、洗浄液は接続配管の右端近傍に開口している排出弁から排出される。これにより、接続配管内面の洗浄が完璧に遂行されるとともに、左末端のヘッダー主弁表面上、右末端のヘッダー主弁表面上の洗浄もなされることになる。
【００２０】
なお、前記洗浄液排出弁の構成は特に限定されないが、洗浄液排出弁と洗浄液供給弁とを入れ替えても同じ作用を有するためには、洗浄液排出弁も接続配管内面の周方向の接線方向と０〜３０度以内で接続配管に開口するように設けることが好ましい。図３（Ｂ）に図２のＤ方向から見込んだ図を示すが、ここにおいても、洗浄液排出弁が接続配管内面の周方向の接線方向と０〜３０度以内で接続配管に開口していることが好ましい。なお、図２、３において、接続管９は締結部材（例えば、クランプバンド）２３によってヘッダー配管１と３との間に配設されており、この場合は、洗浄液供給弁５は、ヘッダー配管１と締結部材との間に開口するように設けることが好ましい。また、洗浄液排出弁７は、ヘッダー配管３と締結部材との間に開口するように設けることが好ましい。洗浄液供給弁５と洗浄液排出弁７の相対的な位置関係は図６に示すように様々に設定可能である。
【００２１】
なお、上記の構成において、前記洗浄液供給弁５は洗浄液供給管６を備え、前記洗浄液排水弁７は洗浄液排水管８を備えたバルブ装置である。これにより通常運転時に洗浄液供給口および排出口に液が入り込むのを防ぐとともに洗浄時に洗浄液供給口と洗浄液排水口を開口するタイミングをずらし得る。すなわち、洗浄時、洗浄液供給弁を開弁して洗浄液を接続配管に導入した際、時間差をもって洗浄液排水弁を開弁することにより、すなわち、洗浄液の流れを接続配管右端に衝突させたり、接続配管内面に満たしてから洗浄液排水弁を開弁することにより、接続配管内部をくまなく洗浄することが可能になる。
【００２２】
本発明は接続配管の長さや寸法が極端に長大でない限り適用できるが、特に前記接続配管における流路の切り替え機構が、ヘッダー配管における２ラインの切り替えを目的とし２台のヘッダー主弁によりなされるミックスプルーフバルブ機構である場合に特に効果的である。
【００２３】
なお、洗浄液の種類は任意であり、殺菌液、酸性液、アルカリ性液、純水等、必要に応じた洗浄液を単一でも組み合わせても使用できる。
【実験例】
【００２４】
本発明の効果を確認するため以下の実験を行った。
（１）供試弁
洗浄液供給弁と洗浄液排出弁が対向する図１に示す従来機構、および図２に示す当該発明に基づく機構。
口径はいずれも以下の通りとした。
主配管径：                                       2S（配管内径φ47.8mm）
接続配管径：                                   同上
洗浄液供給弁および洗浄液排出弁：15A（配管内径φ17.5mm）
（２）方法
(i)両方の主弁を全開とし主配管から接続配管内を液で満たす。
(ii)試験液は粘度10,000mPaSに調整した粘性液に食紅を添加したものを使用。
(iii)両方の主弁を全閉とし、両主配管に洗浄液として市水（室温）を流入し一定時間洗浄後に排出し更に圧縮空気を導入する。
(iv)洗浄液供給弁及び洗浄液排出弁を全開とし、洗浄液として市水（室温）を用い予め定めた流量で洗浄液供給弁・排出弁間に流入して接続配管内を一定時間洗浄後に排出し更に圧縮空気を導入する。
(v)供試弁を分解し試験液残渣を目視確認する。
（３）結果
【表１】
2017077549.tif 000003
（＊）接続配管内に露出している主弁の表面
この結果、当該接続配管内洗浄機構の効果が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、従来の接続配管洗浄の問題点を解消するものであり、食品、飲料、医薬品、化粧品、ファインケミカル等の製造設備において、配管内を必要なタイミングで必要とされる洗浄の程度に応じて洗浄できるため、高度な洗浄が必要とされる製品の製造において特に有用である。
【図１】
2017077549.tif 000004
【図２】
2017077549.tif 000005
【図３】
2017077549.tif 000006
【図４】
2017077549.tif 000007
【図５】
2017077549.tif 000008
【図６】
2017077549.tif 000009