| 【発明の名称】 |
無菌弁組立体 |
| 【発明者】 |
【氏名】ジョナサン ピー．ビュエシング
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| 【要約】 |
【課題】流動食品等を包装機械へと流す無菌弁組立体にして、食品等の劣化を来さないよう、支枝部領域のような排出不良の滞留領域を包含しない小型化された弁組立体を提供する。
【解決手段】少なくとも２個の弁を画定する弁本体を有する統合弁組立体は、例えば、無菌生産品供給容器、生産品分配機械および清浄流体供給容器間のインタフェースにおいて使用される。弁本体は、ステンレス鋼のような適切な金属のブロックを鋳造し、機械加工することにより一体に作ることができる。弁本体の内面は全て、弁本体が正常姿勢にあり、必要な弁が開放さているとき、第１、第２、第３開口の少なくとも一つを通り自己排出する非滞留表面をなしている。第２堰の第２面は第２通路を画定している表面に合流している。望ましくない蓄積物が集まる弁の支枝部や不連続部が最小にされ、弁組立体の大きさ、重量が減少され、統合された弁のそれぞれの姿勢が、弁が適切に作動し排出するように決められている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 正常な姿勢を有する統合ダイアフラム弁本体にして、第１開口と、第２開口と、第３開口と、第１開口を第２開口から分離する第１堰にして、第１開口と同じ側に第１面を有し、第２開口と同じ側に第２面を有し、第１面と、第１開口を画定する表面とが第１通路を画定し、第２面と、第２開口を画定する表面とが第２通路を画定している第１堰と、第３開口を第２開口から分離する第２堰にして、第３開口と同じ側に第１面を有し、第２堰の第１面と、第３開口を画定する表面とが第３通路を画定し、さらに第２通路を画定する第２面を有する第２堰とを画定する表面を有する統合ダイアフラム弁本体にして、第２堰の第２面が、弁本体が正常姿勢にあるとき、前記開口の少なくとも１つを通り自己排出する非滞留表面である統合ダイアフラム弁本体。
【請求項２】 弁本体が単一体として作られていることを特徴とする請求項１に記載の弁本体。
【請求項３】 弁本体が金属で作られていることを特徴とする請求項２に記載の弁本体。
【請求項４】 前記表面の全てが、弁本体が正常姿勢にあるとき、第１、第２、第３開口の少なくとも１つを通り自己排出する非滞留表面であることを特徴とする請求項１に記載の弁本体。
【請求項５】 第１堰の第２面が、弁本体が正常姿勢にあるとき、第３開口を通り自己排出する非滞留表面であることを特徴とする請求項１に記載の弁本体。
【請求項６】 第２堰の第２面が、第２通路を画定する表面に合流し、ほぼ連続した表面を形成していることを特徴とする請求項１に記載の弁本体。
【請求項７】 形成、充填、密封包装機械の生産品源、消毒流体源、排出路と連通する弁組立体であって、該機械に統合された弁組立体において、生産品源と連通する第１弁と、排出路と第１弁とに連通する第２弁とを有し、第１弁が、自己排出と滞留表面の減少のために、第２弁に直交する姿勢を有している弁組立体。
【請求項８】 さらに、消毒流体と連通する第３弁と、第１弁と第２弁とに連通する第４弁とを有し、第３弁が、自己排出と滞留表面の減少のために、第４弁に直交する姿勢を有している請求項７に記載の弁組立体。
【請求項９】 第４弁が包装機械への充填ステーションと連通していることを特徴とする請求項８に記載の弁組立体。
【請求項１０】 さらに、前記第２弁と排出部との間に並置された第５弁を有することを特徴とする請求項８に記載の弁組立体。
【請求項１１】 弁組立体と連通する生産品源と排出路とを有する形成、充填、密封包装機械に統合された該弁組立体にして、生産品源と包装機械上の充填ステーションとに連通する第１弁と、排出路と第１弁とに連通する第２弁とを有し、第１弁が、自己排出と滞留表面の減少のために、第２弁に直交する姿勢を有している弁組立体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体を配管システムを通して流すために使用される弁組立体に関する。特に、流動食品を包装機械へ送るための無菌弁組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ミルク、ジュース等の流動食品、または他の生産品の無菌包装は、生産品を最初に低温殺菌等により殺菌するか、他の方法により処理することが必要である。その際、包装作業の間、生産品は無菌状態に保持されねばならぬ。生産品が、清浄流体、潤滑剤、周囲空気、または非殺菌物等により汚染されないことが保証されるよう注意が必要である。若し生産品が無菌でない（例えば、適切に処理された、従来の方法で低温殺菌ミルクは無菌ではない）とすると、それが包装機械に供給され、機械の割れ目、窪み、隅部、または機構内にたまると、生産品に微生物が成長し、不快な塊や粒子が形成されるから、厳重な対処が必要である。よって、生産品を劣化させ、閉じ込めて、生産品を汚染にさらすかもしれない機構を定期的に容易に点検し得るように包装機械は設計されなければならない。
【０００３】“漏洩検出”弁としても知られている遮断流出弁組立体は、衛生生産品と清浄流体のような２つのプロセス流れが同じ配管内を交替に流れる場合、正常な運転の間に、または、１個の弁の漏洩または他の故障により互いに混合することを確実に防止するため使用されて来た。遮断流出弁内に２個の弁が直列に設けられている。入口弁は、弁室の入口に配置され、流体の一方が弁室へ流入することを停止させるため通常閉じられている。出口弁は、弁室の出口に配置され、流体の他方が弁室へ流入（通常、意図しない逆流）することを停止させるため通常閉じられている。弁室内にあり、通常開に弁調節された排出部が漏洩検出を容易にしている。例えば、弁から延びる排出管は、排出管への漏洩を操作者が目視出来るように、透明にされている。
【０００４】従来の遮断流出弁においては、２個またはそれ以上の別々の弁本体が、各弁本体の出口の間に、Ｔ形の管を溶接して完全な弁組立体に組立てられている。かくて得られた組立体の配管および弁出口通路は、長すぎる“無駄な支枝部(dead leg)”を形成する。この支枝部と排出不良な弁内面とは、生産品または化学薬品が好ましくなく滞留する場所を提供する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題および解決するための手段】本発明は、弁組立体内の支枝部と排出不良領域とに関する問題を解決する。本発明はこの問題を、支枝部領域のような滞留領域を減少または消滅させるように、特異な表面のユニークな弁組立体を提供することにより解決している。少なくとも２個の独立弁を画定する統合ダイアフラム弁本体が開示される。弁組立体は、特定の表面が水平かどうか、上方を向いているかどうか、を明確にしている正常姿勢を有する。水平または凹形の上向き表面は流体の滞留を許し勝ちであり、一方、下向きの表面、ほぼ凸形または非水平表面は、流体を滞留させることがない。本発明においては、下向き表面および水平でもなく凹形でもない上向き表面、さらには一般的に流体を滞留させない表面は、“非滞留”表面と定義する。
【０００６】弁本体は、第１開口、第２開口および第３開口を画定する表面を有する。弁本体の他の表面は第１堰、第２堰を画定する。第１堰は第１開口を第２開口から分離する。第１堰は第１面と第２面とを有する。第１面は第１堰の第１開口と同じ側に位置する。第１面と、第１開口を画定する表面とが第１通路を画定する。第１堰の第２面は第１堰の第２開口と同じ側に位置する。第１堰の第２面と、第２開口を画定する表面とが、弁本体内の第２通路を画定する。
【０００７】第２堰は第２開口を第３開口から分離する。第２堰は第３開口と同じ側に第１面を有する。第２堰の第１面と、第３開口を画定する表面とが第３通路を画定する。第２堰は第２通路を画定する第２面を有する。第２堰の第２面は、非滞留表面であり、弁本体が正常姿勢にあるとき、開口の一つを通して自己排出する。多くの変形や特定の特徴が、本開示の範囲内に包含される。
【０００８】弁本体は一体のものであり、ステンレス鋼のような適当な金属のブロックを鋳造し、機械加工することにより作ることができる。弁本体の全ての内面が、弁本体が正常姿勢にあり、必要な弁が開放されたとき、第１、第２および第３開口の少なくとも一つを通り自己排出する非滞留表面に形成されている。例えば、第１堰の第２面は、弁本体が正常位置にあるとき、第３開口を通り自己排出する非滞留表面になっている。
【０００９】第２堰の第２面は、第２通路を画定する表面と合流される。第２面をこれら表面と合流させることは、第２面が、これら表面の少なくとも１つと、境界を形成するような不連続または突然な変化なく、連続していることを意味する。以上、本発明を簡単に説明したが、本発明の上記した、また、他の目的、特徴、利点は当業者には、付図を参照して以下に述べる本発明の詳細な説明から理解されよう。
【００１０】
【発明の実施の形態】全ての用語は特に定義しない限り最も広く解釈されたい。用語“衛生的”は特に定義しない限り、衛生的、ほぼ無菌状態、または無菌状態のものに対して広く使用されている。用語“食品”は、衛生状態の下に調製され包装されたものの１つの非排他的例として使用される。経口または非経口の薬の調合や装置内に蓄積されると処理を困難にするような腐敗し易いもの、また細菌の成長を許すようなものを処理することにも本装置は適している。米国特許出願番号０８／８１０６１３をここに引用することにより、その明細書および図面の全ての開示を本明細書中に編入する。
【００１１】図１は本発明の弁組立体の適切な環境、すなわち、プロセスライン３３と、包装機械３５と、清浄流体と蒸気の供給部４５、５３との間のインタフェース１５０を示す。図示のインタフェース１５０は、符号８０〜９８を付された１０個の弁を有する。弁８０、８２、８４、８６、８８、９０は、食品流体や清浄流体を通過させたり収容したり、また、少なくとも蒸気を殺菌圧力、温度で収容する自己ドレーンタイプのダイアフラム式遮断弁である。弁９２、９６は蒸気入口弁であり、弁９４、９８は出口における蒸気流を制限し、凝縮水を排出する蒸気／凝縮水排出弁である。
【００１２】ここで用いられる、特に弁８０〜９０に対して用いられる用語“入口”、“出口”は、流体は種々の場合によって弁の多くを通り両方向に流れるのであるから、字義通りでなく広い意味で定義される。便宜のため、弁８０、８２、８４、８６の通常食品がプロセスライン３３から流入する側がしばしば弁の入口と定義され、弁８８、９０の、通常源泉４５からの清浄流体が流入する側がしばしば弁の入り口と定義される。同様に、“上流”、“下流”は常に特定の流体の流れに対して定義される。異なる流体は、または、同じ流体でも異なる時刻においては、異なる方向に流れる。さらに、他の構造と“連通するようにされた”または“連通するための”構造とは、本明細書および特許請求の範囲においては、これら構造の間の弁が開いたとき他の構造と連通し得る構造として定義される。
【００１３】２つの構造の間に追加の弁、容器、タンク等を挿入することは、ここで定義された“連通するようにされた”または“連通するための”であることを阻害するものではない。さらに、本明細書は、多くの構造のうちの“少なくとも１つ”を識別し、明細書と図面に記載された実施例にはそのうちの１つだけが示されている。しかし、２つ、３つ、４つまたはそれ以上のこれらの構造を、直列または並列に配置した構造が、代替実施例として想定されている。
【００１４】図１に戻り、包装される食品等の材料は、プラントプロセスライン３３から弁８０を通りインタフェース１５０へ導入される。弁８２は、生産品供給弁８０の出口と排出部１１２との間を、ここでは排出ライン１１４を通して、連通させる少なくとも１個の排出弁である。弁８４は、弁８２と直列に配置され、排出ライン１１４と排出部１１２との間を連通させる他の排出ライン弁である。隔離空間が弁８２、８４の間に画定されている。
【００１５】弁８６は、生産品供給弁８０の出口１０４と連通する少なくとも１個の入口１２０と、生産品分配機械出口１０６と連通する少なくとも１個の出口１２２とを有する少なくとも１個の隔離弁である。Ｔ部材１２４は、弁８０、８２、８６の間の開放共通空間を画定している。Ｔ部材１２４の腕は、弁８２、８４が開かれたとき、その全内容物を弁８２を通して排出するに充分なだけ結合部に向かって傾斜しており、Ｔ部材１２４は不使用時には完全に内容物が排出されるようになつている。小型化のため、弁８０、８２および８６の間の分離空間が殆どなくなるように、Ｔ部材を押し潰した形にしても良い。
【００１６】エルボー１２６は出口１２２から傾斜して延びる第１走路１２８と、この第１走路１２８と生産品分配機械出口１０６とに連通する第２走路１３０とを有している。これもまた、自己排出構造である。第２走路１３０は、清浄流体を源泉４５からインタフェース１５０へ、また、本実施例では包装機械３５へ供給するための、清浄流体入り口すなわち分岐路１３２を有する。別の構造を設けることにより、インタフェース１５０および包装機械３５に別途に清浄流体を供給することも出来る。分岐路１３２は、生産品分配機械出口１０６と連通するための少なくとも１個の第１清浄流体供給弁８８の出口により画定される出口を有する。
【００１７】分岐路１３２はまた、清浄流体源泉４５と第１清浄流体供給弁８８との間を連通させる少なくとも１個の第２清浄流体供給弁９０を有する。弁９２、９６は、適当な配管により蒸気源５３に連結された蒸気入口弁である。弁９２、９６はそれぞれ排出ライン１１４と分岐ライン１３２とに連通している。弁９４、９８は凝縮水排出部１４９に連通している。分岐路１３２全体は垂直であり、ほぼ水平である第１走行路と連結されている。
【００１８】図２および図３は、図１の実施例の構造を、より実際的に詳細に示している。図２は数個の弁本体の部分的統合を示す。この構造は、容積と重量とを節約するだけでなく、弁内部からの排出を改善し、材料の流れが滞留する領域であるためしばしば“無駄支枝部”と呼ばれる弁間の通路の長さを減少させている。本実施例においては、特に、弁８０と８２、８４と９４、および８６と８８と９８が一体化されている。弁８０、８２または弁８６、８８の本体を互いに対して傾斜させることにより、各弁は適切に排出される姿勢となり、支枝部現象を最小にしている。図３は、図２の実施例の底面図であり、弁８０の操作器１５２を含む完全に組立てられた弁を示す。弁操作器は従来型式のものでよい。
【００１９】本発明の範囲内で、種々のタイプの弁が使用可能である。図示の弁は乳製品配管に適したダイアフラム弁である。各弁８０〜９６の詳細は、弁８０の断面図である図６に最も良く示されている。弁本体１５４は、機械加工、鋳造、他の方法による成形によるステンレス鋼または他の適当な材料のブロックである。弁本体１５４は、入口通路すなわち第１通路１５６の壁により画定される第１開口１５５と、第２開口すなわち出口１５８に終結する出口通路１５７と、ダイアフラム開口１５９とを備えている。本実施例においては、入口１５６と出口１５８とは少なくともほぼ整列しているが、整列していなくともよい。入口１５６と出口１５８とは、ダイアフラム開口１５９に対向する座１６２をもつ堰１６０により分離されている。堰１６０はさらに、第１開口１５５と同じ側の第１面１６３と、第２開口１５８と同じ側の第２面１６４とを有している。エラストマポリマーから作られたダイアフラムが開口１５９を覆い密封し、一体の弁体を支持している。ダイアフラムは弁操作器により面に垂直に撓まされ、弁体を座１６２に係合させたり、係合解除させたりして、弁８０を選択的に開閉する。
【００２０】図４から図７はさらに、生産品弁８０、８２と蒸気入口弁９２との統合を示す。図１は、弁８０が、生産品をプロセスライン３３から包装機械３５へと流し、弁８２が、廃棄流体と再循環清浄流体とが流れる排出ライン１１４へのアクセスを制御することを図示している。蒸気入口弁９２は、排出ライン１１４と弁８０の下流とに蒸気を供給する。図４から図７において、弁８２は弁８０、９２と弁本体１５４を共有している。弁８２は、弁８０の出口通路でもある入口通路１５７を有する。弁８２は第３出口１７２に終端する出口通路１７０と、ダイアフラム開口１７４と、座１７８を備えた堰１７６とを有する。弁８２のダイアフラムと弁体とは図４および図７には図示されていない。
【００２１】図７に最も良く示されるように、堰１７６は、第２堰の第３開口１７２と同じ側に第１面１７７を有する。堰１７６はまた、開口１７４と同じ側に第２面１８０を有する。この第２面はまた出口通路１５７の一部を画定している。入口面は、弁８２が開かれたとき、堰１７６の座１７８を越えて自己排出するように、成形され配置されている。弁８０と弁８２とは互いに直交して配置され、支枝部を形成することなく自己排出ユニットとして統合され易くなっている。出口１７２は、先に図１に関連して述べたように、排出ライン１１４に連通している。
【００２２】図７はまた、弁本体１５４内に形成されたダイアフラム弁である蒸気入口弁９２を良く示している。弁９２は蒸気を第３通路へ導入する。弁９２は、弁８０、８２のものに該当する、入口通路１８２、堰１８４、座１８６、ダイアフラム開口１８８および出口通路１９０を有する。入口通路１８２は蒸気源５３（図２）に連結されている。出口通路１９０は弁８２の出口通路１７０に連通している。出口通路１９０は出口通路１７０に自己排出するように成形され配置されている。弁９２のダイアフラムと弁体とは、殺菌流体が温度または圧力が高い蒸気等の流体である場合には、熱と化学物質に対し抵抗性を有しなければならぬ点を除いては、弁８０のものと同様である。必要なダイアフラム材料は当業者には良く知られており、入手は容易であろう。
【００２３】図８から図１１は、弁８６，８８，９８の単一の弁本体への統合を示し、ここではステンレス鋼の１つのブロックに形成されている。蒸気弁の配置が違っている。図８から図１１の対応する部品には、図４から図７のものと同じ参照符号が付されている。図８から図１１は、第１開口１５５と第２開口１５８と第３開口１７２とを有する統合ダイアフラム弁本体１５４を示す。第１堰１６０が第１開口１５５を第２開口１５８から分離している。第１堰１６０は、第１開口１５５と同じ側に第１面１６３を有する。第１面１６３と、第１開口１５５を画定する表面とが第１通路１５６を画定している。第１堰１６０は、第２開口１５８と同じ側に第２面１６４を有する。第２面１６４と、第２開口１５８を画定する表面とが第２通路１５７を画定している。第２堰１７６が第３開口１７２を第２開口１５８から分離している。第２堰１７６は、第３開口１７２と同じ側に第１面１７７を有する。第２堰１７６の第１面１７７と、第３開口１７２を画定する表面とが第３通路１７０を画定している。第２堰１７６はさらに、第２通路１５７を画定する第２面１８０を有する。
【００２４】第２堰１７６の第２面１８０は、弁本体１５４が正常姿勢にあるとき、第３開口１７２を通して自己排出する非滞留表面である。再び図８から図１１を参照すると、弁本体１５４の全ての内面は、弁本体１５４が正常姿勢にあり、排出を制御する弁が開いているとき、第１開口１５５、第２開口１５８、第３開口１７２の内の少なくとも一つを通り自己排出する非滞留表面である。例えば、第１堰１６０の第２面１６４は、弁本体が正常姿勢にあるとき、第３開口１７２を通り自己排出する非滞留表面である。
【００２５】第２堰１７６の第２面１８０は、第２通路１５７を画定する表面に合流し、ほぼ連続な表面を画定している。以上、多くの望ましい特徴を有する弁組立体につき述べた。特に、望ましくない蓄積物が集まる支枝部や不連続部が最小にされ、弁組立体の大きさ、重量が減少され、統合された弁のそれぞれの姿勢が、弁が適切に作動し、排出するように決められている。
【００２６】前述の記載から、当業者は本発明の効果を認識することができるだろうし、本発明が好適な実施例に関してのみ説明されてきたが、特許請求の範囲の記載以外で制限されることのない本発明の範囲および精神から離れることなく、添付図面に記載された別の実施例、種々の変更、改変および均等物による置換をなし得ることも容易に理解できるだろう。排他的特性すなわち特徴が記載された本発明の実施態様は、特許請求の範囲に規定されている。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１００７４２４
【氏名又は名称】テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月２７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 皓 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１４１７１３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２８日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３２６２３１ |
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