JP5255478B2 - 管路切替装置及びプラント配管システム - Google Patents

Description

本発明は、立体的に配管された管路を切替えるためのコンパクトな管路切替装置に関する。また、複数のライン間の品種切替え・ＣＩＰ洗浄を自動でできるマルチパーパスのケミカルプラントや製薬、食品、化粧品関連施設等の各種施設でのプラント配管システムに関する。

従来、食品や飲料等の製造プラントにあって、中間製品を一工程の複数個のタンク群から他工程の複数個のタンク群に、所望の目的に応じて移送する場合には、固定ヘッダ−配管群を設備し、ラインの切り替えを行っている。
また、配管中に残存する中間製品の腐敗による発酵などを防止する目的により、洗浄がその都度行われている。
この洗浄は、製造設備に分解・移動などを行うことなく、設備を固定した状態のままで製品と接する部分を洗浄液と作用させて行う、いわゆるクリーニングインプレース（ＣＩＰ）の方法が一般的である。
このため、切り替えバルブには、製品の移送切り替えと洗浄の切り替えのために複雑な構造のバルブを用いていた。

このバルブの複雑な構造を簡素化するため、複数のセルを縦にして一列面状に並べたユニットＡと、複数のセルを横にして一列面状に並べたユニットＢと、上記セル内を移動する移動体と、複数のホースがからまないように各ホースの一端をボードに接続し、他端を移動体内にある接続継手に接続した２つのホース群と、ユニットＡおよびユニットＢに設けた前記移動体をセル内で移動させて所定位置におく手段と、両ユニット又は継手を移動させてホース端を接続させ、流体の移送作業終了後に接続を解除する装置とからなる自動接続装置が提案されている。

また、前記自動接続装置がホースを切り替えに使用するものであるので、設備が大型化してホースの取扱いが容易でなく、業界や製品によってはサニタリー性が要求されることから、ホースを使用することが適切でない場合があり、これに対処するために、
複数のセルを一列面状に並べて相互に平行して設けたユニットＡとユニットＢ、ユニットＡのセルとユニットＢのセルとが格子状即ち相互に直角方向におかれている各セル内を移動せしめられる移動体、スライド機構付き配管の一端をバルブボードに他端を前記移動体内の接続継手に接続された２つの配管群、ユニットＡとユニットＢに属する目的移動体を所定位置まで移動させる装置、目的移動体を相対させて接続継手を接続させる装置、流体の移送作業終了後に前記接続を解除させる装置とで構成する切替えステーションの配管自動接続装置が提案されるに至っている。

しかしながら、この配管自動接続装置は、大型、複雑、精密なものとなり、このために高価となる。
また、決定された管路を成立させるためには正確な位置合わせが求められる。
さらに、伸縮スライド機構付き配管を用いていることから、液溜まりが生じやすくなることが考えられる。
さらにまた、継手部に樹脂製の部品を使用する必要があることから、部品交換メンテナンスを要する。

他方、一般的な三方弁として、三方ダイヤフラム弁が知られている。

特開平５−２１５３００号公報 特開平６−２４４９９号公報 特開平８−３１２８１３号公報

本発明者らは、上述した２つの配管自動接続装置を小型軽量化する手段として、上記の三方ダイヤフラム弁を、Ｔ字状のものと逆Ｔ字状のものを接続して組み合わせたものが、１方向に向かって同一高さ水準で配設した高位水準パイプ群と、該高位水準パイプ群と交差する方向に向かって前記高位水準パイプ群よりも低い高さ水準に配列された低位水準パイプ群とを上下方向に接続する接続装置として用いると、上記２つの大型接続装置にて自動接続された配管システムを構成し得るとの知見を得た。
しかしながら、図４に示されるように、２点鎖線で示される下方に位置する逆Ｔ字状三方ダイヤフラム弁の最低高さが、３点鎖線で示される水平方向配管内周面の最低位置よりも低くなることが判明した。
この構造によって、配管内に管路底面よりも低い凹部が形成されることになり、この凹部に原料や中間製品等の流体等の移送を終了した時点で流体溜りが生じてしまう。
これを放置しておくと管路内部で腐敗菌等が繁殖し、極めてサニタリー性に劣り、特に食品や化粧品等を扱う設備としては不適合となる。

本発明は、これらの課題を解決するために創作されたもので、管路切替装置を小型軽量化して製作コストを削減し、接続切替を迅速化して運転効率を上げて運転コストを低廉化し、液密性を保持するとともに液溜まりを発生させないで、クロスコンタミネーションを防止して高度のサニタリー性を確保することが可能な管路切替装置及びプラント配管システムを提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、左右に向いた第１及び第２ポートと下方に向いた第３ポートとを有するＴ字型三方ダイヤフラム弁本体と、上方に向いた第４ポートと前記第１及び第２ポートと交差した状態で左右に向いた第５及び第６ポートとを有する逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体とから構成され、前記第３ポートと前記第４ポートとが上下方向に接続されて前記第１ポートから供給された流体がそれ以外のポートから選択的に排出される管路切替装置において、前記Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体は、前記第１ポートの開口から本体内を通りその前後面の双方に開口する第１通路と、前記第２ポートの開口から本体内を通りその前後面の一方に開口する第２通路と、前記第３ポートの開口から本体内を通りその前後面の他方に開口する第３通路と、その前後面の一方に位置し前記第１通路と前記第２通路とを連通、非連通とする第１ダイヤフラム弁と、その前後面の他方に位置し前記第１通路と第３通路とを連通、非連通とする第２ダイヤフラム弁と、を備え、前記逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体は、前記第４ポートの開口から本体内を通りその前後面の一方に開口する第４通路２１と、前記第５ポートの開口から本体内を通りその前後面の他方に開口する第５通路と、前記第６ポートの開口から本体内を通りその前後面の双方に開口する第６通路と、その前後面の一方に位置し前記第４通路２１と前記第６通路とを連通、非連通とする第３ダイヤフラム弁と、その前後面の他方に位置し前記第６通路と第５通路とを連通、非連通とする第４ダイヤフラム弁と、を備え、前記第５ポートと前記第５通路と前記第６通路と前記第６ポートの各内面最低高さ水準は、いずれも同一とされ、または、上流側が高く下流側が低くされた管路切替装置とした。

請求項２に係る発明は、左右に向いた第１及び第２ポートと下方に向いた第３ポートとを有するＴ字型三方ダイヤフラム弁本体と、上方に向いた第４ポートと前記第１及び第２ポートと交差した状態で左右に向いた第５及び第６ポートとを有する逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体とから構成され、前記第３ポートと前記第４ポートとが上下方向に接続されて前記第１、第２、第５、第６ポートのいずれか１つから供給された流体がそれ以外のポートのいずれか１つから選択的に排出される管路切替装置において、前記Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体は、前記第１ポートの開口から本体内を通りその前後面の双方に開口する第１通路と、前記第２ポートの開口から本体内を通りその前後面の一方に開口する第２通路と、前記第３ポートの開口から本体内を通りその前後面の他方に開口する第３通路と、前記第１通路途中に本体の前後面の一方に隣接して２つ開口する第１通路迂回通路と、その前後面の一方に位置し前記第１通路と前記第２通路とを連通、非連通とする第１ダイヤフラム弁と、その前後面の他方に位置し前記第１通路と第３通路とを連通、非連通とする第２ダイヤフラム弁と、その前後面の一方に位置し前記第１通路迂回通路を連通、非連通とする第５ダイヤフラム弁と、を備えるとともに、前記逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体は、前記第４ポートの開口から本体内を通りその前後面の一方に開口する第４通路２１と、前記第５ポートの開口から本体内を通りその前後面の他方に開口する第５通路と、前記第６ポートの開口から本体内を通りその前後面の双方に開口する第６通路と、該第６通路途中に本体の前後面の一方に隣接して２つ開口する第６通路迂回通路と、その前後面の一方に位置し前記第４通路２１と前記第６通路とを連通、非連通とする第３ダイヤフラム弁と、その前後面の他方に位置し前記第６通路と第５通路とを連通、非連通とする第４ダイヤフラム弁と、その前後面の一方に位置し前記第６通路迂回通路を連通、非連通とする第６ダイヤフラム弁と、を備え、前記第５ポートと前記第５通路と前記第６通路と前記第６ポートの各内面最低高さ水準は、いずれも同一とされ、または、上流側が高く下流側が低くされた管路切替装置とした。

請求項３に係る発明は、前記Ｔ字型弁本体と逆Ｔ字型弁本体は、前記第３ポートと前記第４ポートが対向して直接的に一体化された配管切替装置とした。

請求項４に係る発明は、前記Ｔ字型弁本体と逆Ｔ字型弁本体は、前記第３ポートと前記第４ポートが対向して接続管を介して上下方向に離間して接続された管路切替装置とした。

請求項５に係る発明は、前記第１ポートと前記第２ポート及び前記第５ポートと前記第６ポートとは、前記第３ポートと前記第４ポートが鉛直方向にあるとき、下流側に向かって下り勾配を付され、平面視交差状に配置された管路切替装置とした。

請求項６に係る発明は、一方向に向かって同一高さ水準に配列された複数のパイプからなる高位水準パイプ群と、該高位水準パイプ群と交差する方向に向かって前記高位水準パイプ群よりも低い高さ水準に配列された複数のパイプからなる低位水準パイプ群と、前記高位水準パイプ群と前記低位水準パイプ群を交差部において接続した請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された前記管路切替装置と、から構成された配管システムとした。

請求項７に係る発明は、前記高位水準パイプ群と前記低位水準パイプ群は、それぞれ下流側に向かって下り勾配が付されたものとした。

請求項８に係る発明は、その排出口が請求項５に記載された前記配管システムの高位水準パイプ群よりも高い高さ水準に配設された上流側タンク群と、その導入口が請求項５に記載された前記配管システムの低位水準パイプ群よりも低い高さ水準に配設された下流側タンク群と、を具備し、前記上流側タンク群の各タンクと前記高位水準パイプ群の各パイプとが接続されているとともに、前記低位水準バイプ群の各パイプと前記下流側タンク群の各タンクが接続されたプラント配管システムとした。

請求項９に係る発明は、前記上流側タンク群の各タンクへの供給パイプの上流端及び高位水準パイプ群の各パイプの上流端は、洗浄媒体を供給する洗浄パイプに接続されたものとした。

請求項１に係る発明によれば、液密性を保持するとともに液溜まりを発生させないで、クロスコンタミネーションを確実に防止して高度のサニタリー性を確保することを可能とすることができる。
また、ダイヤフラム弁にて構成したから、管路切替装置を極めて小型軽量化できて装置自体の製作コストを削減でき、接続切替を迅速化することができて、運転効率を大幅に向上して運転コストをも低廉化することができる。

請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明の上記作用効果に加え、流体を重力移送する場合にあっては、配管切替装置の第１乃至第２ポートのいずれかから選択的に流体を供給することができ、また、供給されたポート以外のポートのいずれか一つから選択的に排出することができて、請求項１に係る発明のように、第５、第６ポートの双方、または、第６ポート単独から排出されるという不便を解消することができる。
さらに、流体を圧力移送する場合にあっては、第１乃至第２ポートのいずれか、あるいは、第５乃至第６ポートのいずれか、から選択的に流体を供給することができ、また、供給されたポート以外のポートのいずれか一つから選択的に排出することができ、網の目状に組まれた配管システムに適用すれば自由自在に管路を確立することができる。

請求項３に係る発明によれば、配管切替装置をよりコンパクト化することができる。

請求項４に係る発明によれば、Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体と逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体に接続されるパイプの上下間隔の大小にかかわらず、接続管の長さを調整することにより、対応可能とすることができる。

請求項５に係る発明によれば、流体を重力移送する場合においても、容易に液溜まりの発生を防止して、クロスコンタミネーションを確実に防止して高度のサニタリー性を確保することができる。

請求項６に係る発明によれば、管路切替装置が極めて小型軽量のもので構成されていることから、配管システム自体の製作コストを削減でき、管路の接続切替を迅速化することができて、流体移送効率を大幅に向上して運転コストをも低廉化することができる。
また、特に管路切替装置内において液溜まりを発生させないで、クロスコンタミネーションを確実に防止して高度のサニタリー性を確保することを可能とすることができる。

請求項７に係る発明によれば、請求項５に係る発明に比し、配管システム全体で液溜まりを発生させることなく、クロスコンタミネーションをさらに確実に防止して高度のサニタリー性を確保することを可能とすることができる。
特に、各パイプの下り勾配を請求項３に係る管路切替装置の下り勾配と同一とすれば、より一層高度のサニタリー性を確保することができる。

請求項８に係る発明によれば、請求項５に係る配管システムの作用効果を奏するのに加えて、重力式で流体を移送可能として運転費用を削減することができる。

請求項９に係る発明によれば、食品等の腐食し易い流体を移送した直後に管内を洗浄することができ、サニタリー性をさらに向上することができる。

本発明のプラント管路システムを模式的に示す概要図である。 本発明の管路切替装置のダイヤフラムとその駆動部を内蔵するハウジングを除去した本体要部の斜視図である。 左図は図２右手前を正面とした右側面図、右図は同背面図である。 従来発明の三方ダイヤフラム弁をＴ字状と逆Ｔ字状に接続した状態を交差角度を度外視して模式的に示す図である。 上流側タンク群のタンクＡから下流側タンク群のタンクＥへの重力移送経路を確立した態様を示す模式図である。 図５で示した移送経路を洗浄する態様を示す模式図である。 上流側タンク群内のタンクＤからタンクＣへの加圧移送経路を確立した態様を示す模式図である。 図７で示した移送経路を洗浄する態様を示す模式図である。 図７で示したタンクＤとタンクＣを洗浄する態様を示す模式図である。

以下、本発明に係る管路切替装置を実装したプラント管路システムの実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明のプラント管路システムを模式的に示す概要図、図２は、本発明の管路切替装置のダイヤフラムとその駆動部を内蔵したハウジングを除去した本体要部の斜視図、図３左図は、図２の右手前を正面とした右側面図、同右図は、同背面図、図４は、従来発明の三方ダイヤフラム弁をＴ字状と逆Ｔ字状に接続した状態を交差角度を度外視して模式的に示す図、図５は、上流側タンク群のタンクＡから下流側タンク群のタンクＥへの重力移送経路を確立した態様を示す模式図、図６は、図５で示した移送経路を洗浄する態様を示す模式図、図７は、上流側タンク群内のタンクＤからタンクＣへの加圧移送経路を確立した態様を示す模式図、図８は、図７で示した移送経路を洗浄する態様を示す模式図、図９は、図７で示したタンクＤとタンクＣを洗浄する態様を示す模式図である。

図１に基づいて、このプラント管路システムについて説明する。
Ａ〜Ｄは、例えば原料や中間製品等を収容するタンク（以下「原料タンク」という。）であり、複数のタンクからなる上流側タンク群を構成している。
Ｅ〜Ｇは、例えば原料等を加工したり製品等を収容するタンク（以下「製品タンク」という。）であり、複数のタンクからなる下流側タンク群を構成している。
上流側タンク群の各タンクＡ〜Ｄは、その下端部に設けられた排出口の位置高さが略同一となるよう設置され、また、下流側タンク群の各タンクＥ〜Ｇは、その上端部に設けられた導入口の位置高さが略同一となるよう設置されている。
そして、上流側タンク群の各タンクの排出口の位置高さは、下流側タンク群の各タンクの導入口のそれよりも高く設定され、管内の流体等の物質を重力にて移送するようにしている。
なお、図８に示すパイプＹ_６の適宜箇所には図示を省略するポンプを介在させて、必要な揚圧力を確保している。

管路は、図１に示されるＸ軸に沿って平行に原料タンクの設置台数に相当する本数分、レベルを合わせて配設された高位水準パイプ群Ｘ_１〜Ｘ_４と、このパイプ群よりも低いレベルに、同図のＹ軸に沿って平行に製品タンクの設置台数に相当する本数分、レベルを合わせて配設された低位水準パイプ群Ｙ_１〜Ｙ_３とから構成されている。
低位水準パイプ群Ｙ₄〜Ｙ₇とこれに接続されるパイプ群ＸＹ₁〜ＸＹ₄は、同一水準にある原料タンクＡ〜Ｄの間で流体等を加圧移送あるいは加圧洗浄するためのパイプ群である。
また、原料タンクＡ〜Ｄの導入口に接続されたパイプＸ₅〜Ｘ₈は、原料供給用あるいはタンク洗浄用のパイプであり、バイプＹ_８に三方ダイヤフラム弁を介して接続されている。パイプＸ₈には、原料、洗浄液、加圧空気等がそれぞれの供給源（図示省略）から供給される。
なお、本実施例では高位水準パイプ群と低位水準パイプ群は直交するようにしているが、タンクのレイアウトによっては如何なる角度で交差させてもよく、要するに交差していればよい。
これらパイプ群の配設レベルは、上流側タンク群の各タンクの排出口の位置高さと、下流側タンク群の各タンクの導入口の位置高さの間に設定されている。
これらパイプ群の各パイプは、それぞれ下流側に向かって1/100程度の下り勾配が付されている。

このプラント管路システムでは、複数の原料タンクの中から選択した１又は複数のタンクから、複数の製品タンクの中から選択した１又は複数のタンクに対して、流体を移送する必要がある。
このため、高位水準パイプ群と低位水準パイプ群の交差部には、管路を切替えるための管路切替装置を介装する。管路切替装置の詳細は後述する。
高位水準パイプ群の各パイプＸ_１〜Ｘ_４は、その基端部においてパイプＹ_８に、その上流側の中途部において原料タンクの排出口に、それぞれ三方ダイヤフラム弁を介して接続されている。
また、低位水準パイプ群の各パイプＹ_１〜Ｙ_３は、その末端部において製品タンクの導入口に、それぞれ三方ダイヤフラム弁を介して接続されている。

次いで、高位水準パイプ群の各パイプＸ_１〜Ｘ_４と低位水準パイプ群の各パイプＹ_１〜Ｙ_３とが十字状に交差する部位においてそれらを切替接続する本発明の管路切替装置について、図２乃至図４を参照して詳細に説明する。
図２は、管路切替装置１のダイヤフラム弁を内蔵するハウジングを除去したＴ字型及び逆Ｔ字型のダイヤフラム弁本体の斜視図であり、図３左図は、図２の右手前を正面とした右側面図、右図は同背面図である。
この管路切替装置１は、図２の上方に示されるＴ字型三方ダイヤフラム弁本体２（以下「Ｔ字型弁本体」という。）の下方に、逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体３（以下「逆Ｔ字型弁本体」という。）が適宜の接続具にて接続され、両Ｔ字型弁本体は一体化されている。

図４を参照して、Ｔ字型弁本体２は、左右に向いた第１ポート４及び第２ポート５と下方に向いた第３ポート６とを有している。
ステンレス鋼製のＴ字型弁本体２は、第１ポート４の開口から本体内を通りその前面と後面の双方に開口する第１通路１４と、前記第２ポートの開口から本体内を通りその前面に開口する第２通路１５と、前記第３ポートの開口から本体内を通りその後面に開口する第３通路１６とが形成されている。
これら開口とこれら通路については、図４において前面のものは実線で、同じく後面のものは破線で示されている。

この第１通路１４と第２通路１５とは、両通路を左右に区画する垂直方向の隔壁の頂部に形成された第１弁座１７に第１ダイヤフラム弁が離接することにより、連通し、非連通とされる。
同じく第１通路１４と第３通路１６とは、両通路を上下に区画する水平方向の隔壁の頂部に形成された第２弁座２２に第２ダイヤフラム弁（いずれも図示省略）が離接することにより、連通し、非連通とされる。
図３において、８は第１ダイヤフラム弁と駆動部を内設した第１ハウジング、７は第２ダイヤフラム弁と駆動部を内設した第２ハウジングであり、それぞれ固定具によりＴ字型弁本体に取り付けられている。

上述したように、左右方向の第１通路１４と第２通路１５は、図２右手前側において第１弁座１７に対して離接する第１ダイヤフラムを介して接続され、その第１通路１４と下方の第３通路１６は、図２左奥側において第２弁座２２に対して離接する第２ダイヤフラムを介して接続される。
したがって、第１ダイヤフラムを開いて第２ダイヤフラムを閉じると、流体は第１通路１４から第２通路１５へ、又はその逆に流通し、第１及び第２ダイヤフラムをともに開くと、流体はいずれの通路からも他の２つの通路へ流れ、第１ダイヤフラムを閉じて第２ダイヤフラムを開くと、流体は第１通路１４から第３通路１６へ、又はその逆に流れる。第１及び第２ダイヤフラムを閉じると、流れは生じない。
各ダイヤフラムは、手動又はエアーシリンダー、電動、油圧、エアモーター等の動力によって駆動される。

次に、図２、図３左図及び図４を参照して、逆Ｔ字型弁本体３は、上方に向いた第４ポート９と、前記第１及び第２ポートと交差した状態で左右に向いた第５ポート１０及び第６ポート１１とを有している。
ステンレス鋼製の逆Ｔ字型弁本体３は、第４ポート９の開口から本体内を通り、図４でみてその後面に開口する第４通路２１と、第６ポート１１の開口から本体内を通りその前後面に開口する第６通路１９と、第５ポート１０の開口から本体内を通りその後面に開口する第５通路１８とが形成されている。

第４通路２１と第６通路１９とは、両通路を上下に区画する水平方向の隔壁の頂部に形成された第３弁座２３に第３ダイヤフラム弁（図示省略）が離接することにより、連通し、非連通とされる。
同じく第６通路１９と第５通路１８とは、両通路を左右に区画する垂直方向の隔壁の頂部に形成された第４弁座２０に第４ダイヤフラム弁が離接することにより、連通し、非連通とされる。
図３において、１２は第３ダイヤフラム弁と駆動部を内設した第３ハウジング、１３は第４ダイヤフラム弁と駆動部を内設した第４ハウジングであり、それぞれ固定具によりＴ字型弁本体に取り付けられている。

上述したように、上方の第４通路２１と第６通路１９は、第３弁座２３に対して離接する第３ダイヤフラムを介して接続されるとともに、左右方向の第５通路１８と第６通路１９は、第４弁座２０に対して離接する第４ダイヤフラムを介して接続される。
したがって、第３ダイヤフラムを開いて第４ダイヤフラムを閉じると、流体は第４通路２１から第６通路１９へ又はその逆に流通し、第３及び第４ダイヤフラムをともに開くと、流体はいずれの通路からも他の２つの通路へ流れる。第３及び第４ダイヤフラムを閉じると、流れは生じない。
但し、流体を重力方式で移送するときは、上方の通路から下方の通路に流れる。
これら各ダイヤフラムは、Ｔ字型弁本体と同様に手動又はエアーシリンダー、電動、油圧、エアモーター等の動力によって駆動される。

この逆Ｔ字型弁本体３は、第５ポート１０と第５通路１８と第６通路１９と第６ポート１１の各内面最低高さ水準は、いずれも同一とされている。
流体を重力式で移送する配管システムの場合には、上流側を高く下流側を低く設定することも有効である。されている。
以上の構成を採用することにより、逆Ｔ字型弁本体３内に液溜りが生じることはなく、高度のサニタリー性を容易に確保することができる。

以上の実施例においては、前記第１ポートと前記第２ポート及び前記第５ポートと前記第６ポートとは、前記第３ポートと前記第４ポートが鉛直方向にあるとき、水平方向位置に形成されているが、下流側に向かって下り勾配を付してもよい。
このようにすれば、流体を重力移送する場合においても、容易に液溜まりの発生を防止して、クロスコンタミネーションを確実に防止して高度のサニタリー性を確保することができる。

また、第３ポートと第４ポートとを直接接続しているが、第３ポートと第４ポートとを接続管を介して上下方向に離間して接続するようにしてもよい。
このようにすれば、接続間の長さを任意に調整することがすることができるから、高位水準パイプ群と低位水準パイプ群の間隔を、簡単に調整することが可能となる。

また、この実施例１のＴ字型弁本体２の第１通路１４は、第１弁座１７と第１ダイヤフラムを介して第２通路１５と連絡し、第２弁座２２と第２ダイヤフラムを介して第３通路１６と連絡するものである。
したがって、第１ダイヤフラムを開いて、第２ダイヤフラムを閉じると、水平方向の第１ポート４に接続したパイプの流体は、同じ水平方向の第２ポート５に接続したパイプへ、またはその逆に流通する。
また、第１ダイヤフラムを閉じて、第２ダイヤフラムを開くと、第１ポート４と第３ポート６が連絡する。
さらに、第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムの双方を開くと、第１ポート４、第２ポート５及び第３ポート６の全てが連絡する。

他方逆Ｔ字型弁本体３の第４通路２１は、第３弁座２３と第３ダイヤフラムを介して第６通路１９と連絡し、第６通路１９は、第４弁座２０と第４ダイヤフラムを介して第５通路１８と連絡する。
したがって、第３ダイヤフラムを開いて第４ダイヤフラムを閉じると、第４ポート９と第６ポート１１が連絡するから、そのいずれかに流入した流体は相手方のポートに流通する。
また、第３ダイヤフラムと第４ダイヤフラムの双方を開くと、第４ポート９、第６ポート１１及び第５ポート１０の全てが連絡するから、いずれか１つに流入した流体はそれ以外の２つのポートに流入する。

このように実施例１の管路切替装置１は、Ｔ字型弁本体の第２ポートに流入した流体は、第１ボート単独、または、第１ボートと第３ポートの双方に流入し、第３ポートのみに移送することはできず、第３ポートに流入した流体は、第１ボート単独、または、第１ボートと第２ポートの双方に流入し、第２ポートのみに移送することはできない。
同じく、逆Ｔ字型弁本体の第４ポートに流入した流体は第５ポートのみに移送することはできず、第５ポートに流入した流体は第４ポートのみに移送することはできない。

実施例２は、以上の状況を改善し、流体が６つのポートのいずれから流入されたとしても、選択された唯一のポートに移送可能とするものである。
上述の実施例１において、図３右図でみて、本体左側壁の位置を左に移動・拡大して第１通路１４を延長し、その通路１４途中に本体の後面に隣接して２つ開口する第１通路迂回通路を形成し、該迂回通路を連通、非連通とする第５ダイヤフラム弁を備えるとともに、図３左図でみて、本体右側壁の位置を右に移動・拡大して第６通路１９を延長し、その通路１９途中に本体の後面に隣接して２つ開口する第６通路迂回通路を形成し、該迂回通路を連通、非連通とする第６ダイヤフラム弁を備えるものとする。

この配管切替装置のＴ字型弁本体の、第２ポートに流入した流体を第３ポートのみに移送するとき、または、第３ポートに流入した流体を第２ポートのみに移送するときは、第１、第２ダイヤフラム弁を開、第５ダイヤフラム弁を閉とする。
また、逆Ｔ字型弁本体の、第４ポートに流入した流体を第５ポートのみに移送するとき、または、第５ポートに流入した流体を第４ポートのみに移送するときは、第３、第４ダイヤフラム弁を開、第６ダイヤフラム弁を閉とすればよい。

この簡単な構成の付加により、重力移送方式を採用したときでも、第１、第２、のいずれか１つから供給された流体は、第５、第６ポートのいずれかから選択的に排出することが可能となるから、この管路切替装置をプラント管路システムに適用すれば、製品タンクＥ〜Ｇを高位水準パイプ群Ｘ_１〜Ｘ_４の両側に設置することができ、製品タンクレイアウトの自由度が高まる。

また、圧力移送方式を採用したときには、第１、第２、第５、第６ポートのいずれか１つから供給された流体は、それ以外のポートのいずれか１つから選択的に排出することが可能となり、原料タンクと製品タンク双方のレイアウト上の制約がなくなり、原料タンクと製品タンクのレイアウトの自由度がさらに高まる。

このプラント配管システムは重力移送方式を採用しており、高・低位水準パイプ群の各パイプと配管切替装置の各ポートは、下流方向に向かって1/100の下り勾配が付与されている。
そして、第１ポート４が高位水準パイプ群のパイプＸ_１〜Ｘ_４の上流側に、第５ポート１０が低位水準パイプ群のパイプＹ_１〜Ｙ_７の上流側に接続されている。
ところがＹ_１〜Ｙ_３とＹ_４〜Ｙ_７とは上流側が逆転しているので、Ｙ_１〜Ｙ_３の配管切替装置とＹ_４〜Ｙ_７のそれとは、Ｔ字型弁本体２と逆Ｔ字型弁本体３の取付角度が180度異なっている。

≪タンクＡからタンクＥへの移送≫
以下、このプラント配管システムにおける具体的な流体移送態様について説明する。
図５を参照して、タンクＡの排出管と高位水準パイプ群のパイプＸ_１との間に介在する三方ダイヤフラム弁にてＸ_１に導き、低位水準パイプ群のパイプＹ_４〜Ｙ_７との管路切替装置の第１ポートと第２ポートを連通するよう、第１ダイヤフラム弁を開制御、第２〜４ダイヤフラム弁を閉制御して原料流体を水平方向に導き、パイプＹ_１の立上管との三方ダイヤフラム弁を開閉制御して下方に導き、逆Ｔ字型弁本体の第５ポートと第６ポートを連通するよう、第４ダイヤフラム弁を開制御、第１〜３ダイヤフラム弁を閉制御して原料流体を水平方向に導き、パイプＹ_１の末端においてタンクＥの導入口から導入する。

≪タンクＡからタンクＥへの移送路の洗浄≫
図６を参照して、タンクＡからタンクＥへの移送が終了したら、その移送路の洗浄を行う。洗浄液原に連結されたパイプＹ_８から洗浄液を供給する。このときタンクＡの排出管の三方ダイヤフラム弁を水平開状態、パイプＹ_１の末端の三方ダイヤフラム弁を垂直水平開状態に制御してドレンに導いてＡ〜Ｅへの移送経路のみを洗浄する。

≪タンクＤからタンクＣへの移送≫
図７を参照して、上流側タンク群同士の流体移送について説明する。
この場合は、重力式の移送は不可能なので、パイプＹ_８から圧力空気を移送元のタンクＤに送り込む。タンクＤ内の圧力上昇に伴い流体は、パイプＸ_４．パイプＹ_６．パイプＸＹ_３．原料供給管Ｘ_７を経由してタンクＣに導入される。三方ダイヤフラム弁及び管路切替装置は、上記経路を確立できるように制御される。

≪タンクＤからタンクＣへの移送路の洗浄≫
図８を参照して、タンクＤからタンクＣへの流体移送が終了したら、その移送路の洗浄を行う。同じく洗浄液源に連結されたパイプＹ_８から洗浄液を、タンクＤの排出管と接続されたＸ_４の立上管に供給し、原料移送の経路を通ってタンクＣ直上の配管切替装置１にてパイプＸ_７からパイプＹ_９に導いて、ドレンに至る。
この配管切替装置１は、いままで説明してきた配管切替装置とは異なり、これはＴ字型弁本体２と逆Ｔ字型弁本体３が垂直方向に配置されているのではなく、それらが水平方向に配置されている。
このように、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る本発明の配管切替装置は、単に上下方向に配置されるものに限定されないで水平方向に配置されたものをも包含することが理解されるであろう。

≪タンクＣ．Ｄの洗浄≫
図９を参照して、洗浄液は、原料供給源に接続されたパイプＹ_８．原料供給管Ｘ_７．Ｘ_８．タンクＣ．Ｄ．高位水準パイプ群のパイプＸ_３．Ｘ_４．低位水準パイプ群のパイプＹ_６を経由してドレンに至る。

以上の実施例３の洗浄後のプラント管路システムにおいては、サニタリー性の完全を期するために、管路に圧力空気を送り込んで液体の微小な残留物をも吹き飛ばすことが好ましい。

以上の各実施例の各ポートは、パイプとの接続を容易にするために、Ｔ字型弁本体２と逆Ｔ字型弁本体３に管状の接続部が形成されているが、当該接続部を形成することなく直接弁本体に開口を設ける形態であってもよい。
また、各実施例の各Ｔ字型弁本体と逆Ｔ字型弁本体は、第３ポートと第４ポートが対向して直接的に一体化する形態であってもよい。

Ａ〜Ｄ 原料タンク
Ｅ〜Ｇ 製品タンク
Ｘ 高位水準パイプ群
Ｙ 低位水準パイプ群
１ 配管切替装置
２ Ｔ字型弁本体
３ 逆Ｔ字型弁本体
４ 第１ポート
５ 第２ポート
６ 第３ポート
７ 第２ハウジング
８ 第１ハウジング
９ 第４ポート
１０ 第５ポート
１１ 第６ポート
１２ 第３ハウジング
１３ 第４ハウジング
１４ 第１通路
１５ 第２通路
１６ 第３通路
１７ 第１弁座
１８ 第５通路
１９ 第６通路
２０ 第４弁座
２１ 第４通路
２２ 第２弁座
２３ 第３弁座

Claims (9)

1. 左右に向いた第１及び第２ポートと下方に向いた第３ポートとを有するＴ字型三方ダイヤフラム弁本体と、上方に向いた第４ポートと前記第１及び第２ポートと交差した状態で左右に向いた第５及び第６ポートとを有する逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体とから構成され、前記第３ポートと前記第４ポートとが上下方向に接続されて前記第１ポートから供給された流体がそれ以外のポートから選択的に排出される管路切替装置において、
   前記Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体は、前記第１ポートの開口から本体内を通りその前後面の双方に開口する第１通路と、前記第２ポートの開口から本体内を通りその前後面の一方に開口する第２通路と、前記第３ポートの開口から本体内を通りその前後面の他方に開口する第３通路と、その前後面の一方に位置し前記第１通路と前記第２通路とを連通、非連通とする第１ダイヤフラム弁と、その前後面の他方に位置し前記第１通路と第３通路とを連通、非連通とする第２ダイヤフラム弁と、を備え、
   前記逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体は、前記第４ポートの開口から本体内を通りその前後面の一方に開口する第４通路２１と、前記第５ポートの開口から本体内を通りその前後面の他方に開口する第５通路と、前記第６ポートの開口から本体内を通りその前後面の双方に開口する第６通路と、その前後面の一方に位置し前記第４通路２１と前記第６通路とを連通、非連通とする第３ダイヤフラム弁と、その前後面の他方に位置し前記第６通路と第５通路とを連通、非連通とする第４ダイヤフラム弁と、を備え、
   前記第５ポートと前記第５通路と前記第６通路と前記第６ポートの各内面最低高さ水準は、いずれも同一とされ、または、上流側が高く下流側が低くされていることを特徴とする配管切替装置。
2. 左右に向いた第１及び第２ポートと下方に向いた第３ポートとを有するＴ字型三方ダイヤフラム弁本体と、上方に向いた第４ポートと前記第１及び第２ポートと交差した状態で左右に向いた第５及び第６ポートとを有する逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体とから構成され、前記第３ポートと前記第４ポートとが上下方向に接続されて前記第１、第２、第５、第６ポートのいずれか１つから供給された流体がそれ以外のポートのいずれか１つから選択的に排出される管路切替装置において、
   前記Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体は、前記第１ポートの開口から本体内を通りその前後面の双方に開口する第１通路と、前記第２ポートの開口から本体内を通りその前後面の一方に開口する第２通路と、前記第３ポートの開口から本体内を通りその前後面の他方に開口する第３通路と、前記第１通路途中に本体の前後面の一方に隣接して２つ開口する第１通路迂回通路と、その前後面の一方に位置し前記第１通路と前記第２通路とを連通、非連通とする第１ダイヤフラム弁と、その前後面の他方に位置し前記第１通路と第３通路とを連通、非連通とする第２ダイヤフラム弁と、その前後面の一方に位置し前記第１通路迂回通路を連通、非連通とする第５ダイヤフラム弁と、を備え、
   前記逆Ｔ字型三方ダイヤフラム弁本体は、前記第４ポートの開口から本体内を通りその前後面の一方に開口する第４通路２１と、前記第５ポートの開口から本体内を通りその前後面の他方に開口する第５通路と、前記第６ポートの開口から本体内を通りその前後面の双方に開口する第６通路と、該第６通路途中に本体の前後面の一方に隣接して２つ開口する第６通路迂回通路と、その前後面の一方に位置し前記第４通路２１と前記第６通路とを連通、非連通とする第３ダイヤフラム弁と、その前後面の他方に位置し前記第６通路と第５通路とを連通、非連通とする第４ダイヤフラム弁と、その前後面の一方に位置し前記第６通路迂回通路を連通、非連通とする第６ダイヤフラム弁と、を備え、
   前記第５ポートと前記第５通路と前記第６通路と前記第６ポートの各内面最低高さ水準は、いずれも同一とされ、または、上流側が高く下流側が低くされていることを特徴とする配管切替装置。
3. 前記Ｔ字型弁本体と逆Ｔ字型弁本体は、前記第３ポートと前記第４ポートが対向して直接的に一体化されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載された配管切替装置。
4. 前記第３ポートと前記第４ポートとは接続管を介して上下方向に離間して接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載された管路切替装置。
5. 前記第１ポートと前記第２ポート及び前記第５ポートと前記第６ポートとは、前記第３ポートと前記第４ポートが鉛直方向にあるとき、下流側に向かって下り勾配を付され、平面視交差状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載された管路切替装置。
6. 一方向に向かって同一高さ水準に配列された複数のパイプからなる高位水準パイプ群と、
   該高位水準パイプ群と交差する方向に向かって前記高位水準パイプ群よりも低い高さ水準に配列された複数のパイプからなる低位水準パイプ群と、
   前記高位水準パイプ群と前記低位水準パイプ群を交差部において接続した請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された前記管路切替装置と、
   から構成された配管システム。
7. 前記高位水準パイプ群と前記低位水準パイプ群は、それぞれ下流側に向かって下り勾配が付されていることを特徴とする請求項６に記載された配管システム。
8. その排出口が請求項６に記載された前記配管システムの高位水準パイプ群よりも高い高さ水準に配設された上流側タンク群と、
   その導入口が同請求項に記載された前記配管システムの低位水準パイプ群よりも低い高さ水準に配設された下流側タンク群と、
   を具備し、
   前記上流側タンク群の各タンクと前記高位水準パイプ群の各パイプとが接続されているとともに、
   前記低位水準バイプ群の各パイプと前記下流側タンク群の各タンクが接続されたプラント配管システム。
9. 前記上流側タンク群の各タンクへの供給パイプの上流端及び高位水準パイプ群の各パイプの上流端は、洗浄媒体を供給する洗浄パイプに接続されていることを特徴とする請求項８に記載されたプラント配管システム。

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