JP2008175221A - 組み立て容易なノンパッキンコック - Google Patents

Abstract

【課題】
本体下部には底が無く、毎日の作業性のために重要な目的があり、構造が簡単で、部品点数が少なく、分解、組立が容易であり、ケーキ、ペースト、スラリーなどの切り替えが容易で洗浄性に応えた商品で、簡単に作業できる事と異物混入の課題を解決した食品の管内輸送に好適な切り替えコックを提供するものである。
【解決手段】
二方・三方コックの切り替え時に起こりやすい異物混入はＯーリングが各箇所にあり、またコックを切り替え時には蓋を緩め、コックを上から引き抜く作業も容易ではなかった。コックの円錐筒の内部の上段周囲と下段周囲にテーパーを施した弁座と、中部を刳り貫いた通過口穴を持って、その上部、下部にテーパーの接合できる角部縁をもっている弁体と、弁座と弁体を固定して、回転できるようにしている蓋体とからなり、それらの問題点を弁座テーパー部と弁体の縁部がメタルタッチで漏れを防止することができた。
【選択図】図３

Description

食品加工業等において、二方コック・三方コック等にＯーリング
が二箇所以上で使用されているが、異物混入、雑菌の集積と他食品の移香の要因を無くするためには、Ｏーリングを外し、全てメタルタッチで漏れを解決することである。また配管関係の資源を少なくするために、製品の軽量化を含めて、蓋などを廃止することにある、あるいはコック自体のＯーリング装着箇所を軽減化して、コック自体で蓋を一体化して、食品製造の作業性を向上させている。

液体、気体の搬送配管に使用するコックとしては、樹脂、鉄鋼、ステンレス製を使用している（特許文献１〜３参照）。しかし粘性の高い食品など搬送配管用バルブ、コックは余り開発されていない。

このコックにおいては、機密性を高め、漏れを防ぐために、一般にゴムパッキン、Ｏーリングを使用してきたが、ゴムパッキン・Ｏーリングによる異物混入が後を絶たず根本的な解決策を要望されていた。メタルタッチによって漏れを防ぎ、ゴム類を一切使用せずに、コック、バルブが期待されている。
特開平１０−２９９９１１号 特開２００２−２４３０４９号 特開平０９−２４２８９２号

通常ゴムパキン類は固定してバンド等で止め締めてあるが、二方・三方コックはコック自体にＯーリングが二本程度装着されていて、本体の弁座とコックの弁体の間においてコックを回転することによりＯーリングが弁座の間で摩擦が生じ、破損する可能性が大きい。

それらの摩擦による破損での異物混入に対して根本的な問題として回避することを目的としている。食品等粘性の高い物質を搬送する配管の途中に、二方・三方コックを設置して、そのコックを回転することによって、物質の搬送を止めたり、進めたり、さらに三方コックによって他方向へ流れを変更させることにある。

またコックは、底部分が存在していなく、分解作業時において操作が簡単にして、機器もシンプルであるので洗浄に対して優れており、バルブ、コックにＯーリングを無くし、弁座のテーパー部と弁体の角部縁のメタルタッチによる漏れを防ぐことができるコックが期待されている。

食品工場で粘性の高い物質を製造する際に異物混入が最大に危険視されていたＯーリングを外して、異物混入の可能性が回避されるコックを創出することにある。

食品製造装置などの配管について流動性物質等を搬送する配管で、搬送物質の停止および方向変更に使用するコックにおいて、円錐筒の内部の上位部周囲と下位部周囲にテーパーを施した弁座と、中部を刳り貫いた通管口を持って、その上部、下部にテーパーの接合できる角部をもっている弁体と、弁座と弁体を固定する蓋体とからなる。

円錐筒の内部の上位部周囲と下位部周囲にテーパーを施した弁座は、内部に円錐面、あるいは円筒面を有して、上段、下段のテーパーとしてリングの中心軸Ｘの法線とのなす角度が４５±８度となるテーパー部と、上部に蓋部を固定できるネジ部とを有している。

中部をくり貫いた通管口を持って、その上部、下部にテーパーの接合できる角部をもっている弁体は、中部に配管の内径に類似した大きさのくり貫いた通管口を持つブロックで、上部及び下部にテーパーの接合に適した均一な角部と、上面部に回転に使用するハンドルを取り付けている。

弁座と弁体を固定する蓋体は、弁座と蓋体を固定するために、弁座の上位部にネジ部に適合した、蓋の内部にネジ部のある、またクランプバンドを取りつけ可能にした組み立て容易なノンパッキンコック
コック素材は鉄鋼（ＳＳ）、樹脂、ステンレススチール(SUS)が使用できるが、好ましくはオーステナイト系ステンレス鋼であって、前記の材料のブロックを加工することによって製作される組み立て容易なノンパッキンコックである。

本発明は、弁座の本体内部の上下２カ所にテーパー箇所を作り、コック自体に配管口上部と下部底に角部縁を作り、上下２箇所で本体テーパー部とコックの角部縁二カ所で同時に接合して漏れを防ぐ。

弁座の本体テーパー部と弁体のコックの角部縁とはコックを回すと容易に回ることができる、作業後は蓋体を閉めるために、クランプバンドなどの金具によって締めることもできる。弁体のハンドルを回していずれかの管内輸送物を閉めることが出来る。

従来のコックには、弁座の本体上下に二本の大きなＯーリングが装着され、漏れを防いでいる。弁体のコックの上下に、管状口を挟んで上下に二本装着されている。このコックでは切り替え時にコックを左右に回転することが、Ｏーリングを強く擦ることにより、Ｏーリングが変形しやすく、亀裂破損の要因が異物混入の原因になっている。

作業終了時に洗浄する際に装着されたＯーリングの取り外しが容易ではなく、キリ等の鋭利な金具により取り出す作業時に傷がつきやすいのも異物混入に拍車をかけている。

製造での作業終了時においては、毎日の洗浄が必須であり、バルブ、コックなどを強く締めてあるので、部品を外す作業において大変である。またボールベアリングは毎回洗浄が出来ないほどのＯーリングが存在するため、食品工場の安全性において大きな問題になってきている。

ノンパッキンコックはパッキンとしてＯーリングが存在しない為に、作業後の洗浄においても簡単に作業が短縮出来、ステンレス製のために、清潔かつ安全に洗浄作業が可能である。

コックの弁座にＯーリングによって締め付けることなく、弁体のコックの角部縁と弁座の本体のテーパー部分が接合することで、漏れを防ぐことができている。粘性物質のある食品もステンレスにより、容易にコックを使用状況に応じて回転させることができる。弁座と弁体を接合している上部蓋方式と下部蓋方式とクランプバンド方式とボルトナット方式、ネジ締付け方式が、用途に応じて選べることができる。

コックの形状が円錐状であり、すり鉢状になっており、上の部分は径も大きく下の径は小さくなっており、弁体のコックとカバーが収まる形で上部に蓋があるが、蓋をして締付けると、円錐状のすり鉢状のコックすり鉢状のカバーに、はまり込み、大型のＯーリングが締付ける要因となり、コックがカバーから外れづらく、コックを回す毎に蓋をゆるめてコックを回転している。

Ｏーリングを使用しないために、すり鉢状本体も必要が無いが、Ｏーリング仕様のようにはまり込まないために、力も必要とせず、上部の蓋を緩めることなくコックを回すことが出来る。

カバーの底部分にテーパー部分を作り、コックの弁体の縁が弁座下位部のテーパー部分に乗る形により、面と線で漏れを防ぐ、上部にも同じようにテーパーとコックの突き出た部分で漏れを防ぐために、Ｏーリングの弾性がない分コックの作業性が良くなり、蓋を緩めることなく回すことが出来る。

当該弁座の本体コックの形状は、配管口径に比例してコックの大きさが決定される。三方コック、管口径が、例えば１．０インチ（２３ミリ）、１．５インチ（３５．７ミリ）、２，０インチ（４７，８ミリ）、２，５インチ（５９，５ミリ）の内径を持つ規格に応じて製作することが出来る。
クランプバンド方式は、従来の蓋を廃止して、本体とコック部分を上部の蓋状にして、クランプバンドで締める方法も選択できる。

下部方式は弁座の本体と弁体のコックの下部分にハンドル状で簡単に開け締め付けが容易になり、クランプバンド等も必要としない方法も選択できる、コックの下部にあるために作業の邪魔にもならず作業性で望ましい。

本発明により、異物混入、雑菌の集積と他食品の移香の要因が無くなった。前記の効果以外では、作業性において、Ｏーリングを作業の終了後、衛生上外して洗浄する工程がとても大変で、部品が外れないように強くはめ込まれているために、Ｏーリングを外して洗浄することは大変な労力であったが、Ｏーリング等が一切無いために安心と安全を約束し、作業性の大幅な短縮を可能にした。

また従来の商品は金属の固まりの様相で、大変重く作業員にとってはつらい作業であったが、バルブ自体がシンプルになり、数段作業性が非常に楽になり、清掃工程が改善された。又、コック自体の輸送配管内に接続しており、中心部より底に向かって多機能性を持ったドレンコックを持つことによって、配管内を輸送する際に配管途中のコックが空気抜きとしても使用できる。

又は作業終了時において、水道の蛇口を接続でき配管のプラント配管用としても使用できる。又食品製造時に配管内輸送物の確認も配管を外すことなく確認できる等によって作業性が大変良くなる。

図１は二方・三方切り替え弁体図である。図２はクランプバンド式コック本体外観図（上部蓋型式図）で、図３はノンパッキン二方・三方コックの部品分解図である。図４はノンパッキン二方・三方コックの組立図、 図５は従来型Ｏーリング付ノンパッキン二方、三方コック図である。図６はネジ式蓋固定の二方・三方コック図であり、図７はボルトナット式蓋固定（ドレンコック付き）の二方・三方コック図で、図７は二方、三方コックにおけるドレンコックの取り外し図である。

図３に示すようなクランプバンド式コックの一例は、ステンレススチールのＳＵＳ３０４の材質を使用して、弁体の寸法は高さ８０ｍｍ、上部の径９６ｍｍ、下部の径７６，５ｍｍであり、通管口の径は５２，５ｍｍ、弁体コック棒として太さ１５ｍｍ長さ１８０ｍｍ、弁座の寸法は高さ８６．５ｍｍ、上部径１０６ｍｍ、下部径８０ｍｍ、下部の開口径５６ｍｍで、上部テーパー部の角度４５度、テーパー部の長さ７ｍｍ、下部テーパー部の角度４５度、テーパー部の長さ７ｍｍであり、蓋体の寸法は蓋径１０６ｍｍ、厚さ１０ｍｍで、上部蓋台形ダブルテーパー止めの高さ１５ｍｍ、中心幅６ｍｍ、角度７０度であって、クランプバンドは一般の４インチ用のものを使用した。

またその分解図を図２に示す。この製作はステンレスのブロックを切削加工して行った。またこのコックは実施例２と実施例３に使用した。コック３とテーパー１２がメタルタッチすることにより機密性を確保し、１と２の上部の隙間に５がクサビ状に入り込むことにより、より高い機密性を確保することができた。

実施例１で製作したクランプバンド式コックを使用して、ハンバーグを製造している食品工場で、ミンチ状の加工物の配搬送用のコックに使用した。管内搬送は二方、三方への分配に使用するコックである。このコックは時間当たり１０００ｋｇ程度の搬送に使用された。

図１のコックを使用した場合には、スムーズに搬送でき、Ｏーリングを使用しているコックの場合と比べて、発生する異物混入の心配が無く、また食品の漏れもなかった。Ｏーリングが存在しないので、移香もなく、異物除去部品のストレーナーも必要性がなくなった。また搬送作業の終了後にも分解が容易であって、部品もシンプルであるので洗浄作業も非常に短縮できて、作業効率が３倍強に増大された。

実施例１で製作したクランプバンド式コックを使用して、発酵食品系の乳酸飲料工場で、乳酸の搬送用のコックに使用した。管内搬送は二方、三方への分配に使用するコックである。このコックは時間当たり３０００ｋｇ程度の搬送に使用された。

図１のコックを使用した場合には、スムーズに搬送でき、Ｏーリングを使用しているコックの場合と比べて、発生する異物混入の心配が無く、また食品の漏れもなかった。Ｏーリングが存在しないので、移香もなく、異物除去部品のストレーナーも必要性がなくなった。

この乳酸飲料は粘性において余り高くないものであったが、作業終了後の洗浄が図２に示すように簡単に分解させることができ、清掃も容易であった。このコックはＯーリングを使用していないので、異物混入の面でも、衛生の面でも安心できるものであった。

実施例１クランプバンド式と同様に、図５に上部蓋ネジ式に示す。ステンレススチールのＳＵＳ３０
４の材質を使用して、弁体の寸法は高さ８０ｍｍ上部径９６ｍｍ下部径７６，５ｍｍであり、通管口の径は５２，５ｍｍ、弁体コック棒として太さ１５ｍｍ長さ１８０ｍｍ、弁座の寸法は高さ８６，５ｍｍ、上部径１２５ｍｍ、下部径８０ｍｍ、下部の開口径５６ｍｍで、上部テーパー部の角度４０度、テーパー部の長さ７ｍｍ、下部テーパー部の角度４５度、テーパー部の長さ７ｍｍであり、蓋体の寸法は蓋径１２５ｍｍ、厚さ１５ｍｍ、上部蓋台形ダブルテーパー止めの高さ１５ｍｍ、中心幅６ｍｍです。

蓋の固定としてネジ式を使用したノンパッキン二方・三方コックである。弁体縁部３と弁座内上下二箇所のテーパー１２がメタルタッチすることにより機密性を確保し、弁体１と弁座２の上部の隙間に５がクサビ状に入り込むことにより、より高い機密性を確保することができた。

実施例１クランプバンド式と同様に、図６にボルトナット式配管設備において、ステンレススチールのＳＵＳ３０４の材質を使用して、弁体の寸法は高さ８０ｍｍ上部径９６ｍｍ下部径７６，５ｍｍであり、通管口の径は５２，５ｍｍ、弁体コック棒として太さ１５ｍｍ長さ１８０ｍｍ、弁座の寸法は高さ８６，５ｍｍ、上部径１３０ｍｍ、下部径８０ｍｍ、下部の開口径５６ｍｍで、上部テーパー部の角度４７度、テーパー部の長さ７ｍｍ、下部テーパー部の角度４５度、テーパー部の長さ７ｍｍであり、蓋体の寸法は蓋径１３０ｍｍ厚さ１０ｍｍ、上部蓋台形ダブルテーパー止めの高さ１５ｍｍ、中心幅６ｍｍ、角度６５度であって、蓋の固定はボルトナット式で、4穴でＭ６を4本使用した。

ノンパッキン二方・三方コックは、弁体縁部３と弁座内に上下に二箇所のテーパー１２がメタルタッチすることにより機密性を確保し、弁体１と弁座２の上部の隙間に５がクサビ状に入り込むことにより、より高い機密性を確保することができた。

コック棒９の切り替えをする際に、Ｏーリングが本体とコックの間で摩擦する物が無いために回転が無理なく出来て、作業性が良く安心で安全な異物混入の原因が全く無い。

弁体内の輸送管内中央部底に向いてドレンコックを配置することにより、作業開始時の商品を管内輸送時に起こるエアー抜きがドレンコックを開くことにより容易に出来る。商品が管内通過する確認もドレンコックを開くことにより容易に確認が出来た。又ドレンコック仕様から配管に変更することも出来、洗浄においてもコックから逆洗浄することも出来た。

材質はステンレススチールのＳＵＳ３０４の材質を使用して、弁体の通管口１０の中央下部をくり貫き、ドレン用の穴２０ｍｍ、高さ１０ｍｍネジを設け、ドレンコックを固定し、使用に応じてこのコックによって開閉する事ができる。
従来にはドレンコックが無い設備には、その都度、弁体を弁座から抜き出すことが必要であるが、本発明の装置は抜き出すことなく、中身の状況がドレンコックを開くことで、管内輸送中に確認できるために始業時の時間の短縮ができた。

図４に示すように、従来のＯーリングを使用している二方、三方、コックは、弁体自体も重たくステンレスの塊状の物で上下に二本のＯーリングが配置されている。新しいＯーリング場合は、底部に入り込むために、引き抜くときに大きな力を必要とする。さらに使用回数が多くなるとＯーリングが古くなり、異物混入の原因にもなって使用できなくなる。またハンドリングにおいてＯーリング部分に隙間ができて、食品が入り込むために、洗浄作業が困難になった。

本発明は、上下２本のＯーリングを無くしてその分弁体の上下をカットし、底部をくり貫いたために、随分と軽量化が出来作業性が向上した。一番心配であった、Ｏーリングによる、異物混入と移香の問題と隙間の洗浄等の心配も全て回避でき、全ての部品がステンレス製のため安心安全の確保ができた。

クランプバンド式コック本体外観図 ノンパッキン二方・三方コックの部品分解図 ノンパッキン二方・三方コックの組立図 Ｏーリング付ノンパッキン二方、三方コック図 ネジ式蓋固定の二方・三方コック図 ボルトナット式蓋固定（ドレンコック付き）の二方・三方コック図 二方、三方コックにおけるドレンコックの取り外し図

符号の説明

切り替えコック弁体
二方・三方コック弁座
弁体テーパー止め縁
上部蓋
上部蓋台形ダブルテーパー止め
クランプバンド締め付け金具
一般用継手箇所（クランプバンド、ユニオン方式、ボルト締め付け方式）
蓋カバーネジ部
切り替え弁体コック棒
１０．切り替え弁体通管口
１１．X線軸
１２．弁座内部テーパー部（弁体縁接触部）
１３．上部蓋開閉ハンドル
１４．Ｏーリング
１５．ドレン部
１６．ドレンコック
１７．ドレンネジ部
１８．ドレン用配管
１９．コック棒通し穴
２０．一般配管
２１．ボルトナット締め付け

Claims (6)

1. 食品製造装置などの配管について流動性物質等の配管内搬送で、配管内搬送物質の停止および方向変更に使用するコックにおいて、円錐筒の内部の上位部周囲と下位部周囲にテーパーを施した弁座と、中部を刳り貫いた通管口を持って、その上部、下部にテーパーの接合できる角部縁をもっている弁体と、弁座と弁体を固定して、回転できるようにしている蓋体とからなることを特徴とする組み立て容易なノンパッキンコック。
2. 請求項１において、円錐筒の内部の上位部周囲と下位部周囲にテーパーを施した弁座は、内部に円錐面、あるいは円筒面を有して、弁体と緻密な摺合せ面で接合して、当該面の上位と下位とのテーパーとして円筒リングの中心軸Ｘの法線とのなす角度が４５±１０度となるテーパー部と、上位部に蓋体を固定できる接合具と、底部に空洞部とを有していることを特徴とする組み立て容易なノンパッキンコック。
3. 請求項１において、中部をくり貫いた通管口を持って、その上部、下部にテーパーの接合できる角部縁をもっている弁体は、中部に配管の内径に類似した大きさのくり貫いた通管口を持つブロックで、上位部及び下位部にテーパーの接合に適した均一な角部縁と、上面部に回転に使用するハンドルを取り付けていることを特徴とする組み立て容易なノンパッキンコック。
4. 請求項１において、弁座と弁体を固定する蓋体は、弁座と蓋体を固定するために、弁座の上位部に、蓋体を接合できる箇所を取りつけ、当該蓋体の下面にパッキンとしての台形の形状で蓋面に接する角度３０〜７５度である台形ダブルテーパー止めの突起弁を付けていることを特徴とする組み立て容易なノンパッキンコック。
5. 請求項４において、弁座と弁体を固定する蓋体における弁座に固定する蓋体は、クランプバンドによる締め付け金具で固定できる形状か、または弁座の上段部におけるネジ部に接合できる蓋体の内部にネジ部を設けて、蓋体の上部面に取り付けできる形状か、上部蓋体と弁体を数カ所のボルトとナットで固定できる状態になっていることを特徴とする組み立て容易なノンパッキンコック。
6. 請求項３において、弁体は中部をくり貫いた通管口の中央部分から下部へ向けて排水溝用通過穴を設けて、通管口の先端にドレン排出用開閉コック弁を取り付けていることを特徴とする組み立て容易なノンパッキンコック。

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