マルチポートバルブ
【課題】マルチポートバルブとして、ライン構成が様々に異なる流路接続部適用可能であり、ラインの増減や配置構成の変更に対応でき、スチーム滅菌の際にラインの熱膨張を生じても、流路接続部分の変位に伴う応力が吸収され、パッキンへの負荷の軽減で液漏れが防止され、亀裂や破損を生じにくく高い耐久性のものを提供する。
【解決手段】各々２以上のポートＰ１〜Ｐ３を有して内部にダイヤフラム弁体１が配置する第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と、３以上のポートＰ４〜Ｐ７を有して両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２間に介在する中間分岐ボディＤＢと、各バルブボディＶＢ１，ＶＢ２のダイヤフラム弁体１の駆動シリンダＣ１，Ｃ２とを備える。両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢとが、相互に接合したボディ連結口１１，２１同士の外周フランジ１１ａ，２１ａに外嵌するクランプバンド４の緊締により、直列に連結されてなる。
【解決手段】各々２以上のポートＰ１〜Ｐ３を有して内部にダイヤフラム弁体１が配置する第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と、３以上のポートＰ４〜Ｐ７を有して両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２間に介在する中間分岐ボディＤＢと、各バルブボディＶＢ１，ＶＢ２のダイヤフラム弁体１の駆動シリンダＣ１，Ｃ２とを備える。両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢとが、相互に接合したボディ連結口１１，２１同士の外周フランジ１１ａ，２１ａに外嵌するクランプバンド４の緊締により、直列に連結されてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ流路の接続部に介在させるマルチポートバルブ、特に液状医薬品、液状食品、飲料、これらの原料液等の高度なサニタリー仕様を要する液剤を取り扱うのに好適なマルチポートバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液状医薬品や液状食品、飲料等の製造工程における大規模な配管系では、流路の切換え、遮断、合流、分配等のために多数の開閉バルブや分流（分岐）バルブを設置する代わりに、縦横枡目状で且つ上下多段に配設したマルチ流路の接続部に、複数の弁部を組み込んだマルチポートバルブを介在させることにより、バルブ台数の削減と共に配管構成を簡素化し、設備コストの低減と省スペース、洗浄・消毒を含む保全コストの低減等を図っている。一般的に、このようなマルチポートバルブは、３以上のポートを備えたバルブボディ内の流路接続部に、個別に開閉する２つの弁部を設けると共に、各弁部に対応する弁作動手段を付設した構造になっている（特許文献１，２）。
【０００３】
例えば、図１０（ａ）で示す従来の代表的な３ポートバルブは、３つのポートＰ１１〜Ｐ１３を備えたバルブボディＢの両端に、弁作動手段としての駆動シリンダＣ１１，Ｃ１２が取り付けられている。そのバルブボディＢは、図１０（ｂ）で示すように、両側のポートＰ１１，Ｐ１２の流路Ｆ１１，Ｆ１２に対し、中央のポートＰ１３の流路Ｆ１３が仮想線で示す弁体（ダイヤフラム弁）Ｖ１０，Ｖ２０によって開閉する弁部Ｖ１，Ｖ２を介して接続している。この構成では、両弁部Ｖ１，Ｖ２の個別開閉と各ポートの流出入方向の転換により、取扱い流体の流れをＰ１１→Ｐ１３、Ｐ１２→Ｐ１３、Ｐ１１→Ｐ１２・Ｐ１３（分流）、Ｐ１３→Ｐ１１・Ｐ１３（分流）、Ｐ１１・Ｐ１３→Ｐ１２（合流）、Ｐ１３→Ｐ１１、Ｐ１３→Ｐ１２、Ｐ１３→Ｐ１１・Ｐ１３（分流）のように様々に切換え可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１７６５５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３２４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のマルチポートバルブを用いた配管系では、そのバルブボディの形態によってライン構成が制約されることに加え、製造能力の変更や周辺設備の改装等に伴ってラインを増減したり、配管の配置構成を変えたりする場合に、関連部分のマルチポートバルブの全体を対応する構造のものに取り替える必要があり、そのために多大なコストと労力及び時間を費やすことになる。また、従来のマルチポートバルブでは、流路接続部のライン構成の違いに対応して、ポートの数と向きが異なる専用のものを必要とし、少量多品種生産によってバルブ自体の製造コストが高くなると共に、多種のバルブを準備する上で在庫コストも高く付くという難点もある。
【０００６】
更に、液状医薬品や液状食品、飲料等の製造工程では、配管系内を常に清浄に保つために、順次に稼働停止したラインに加熱水蒸気を流してスチーム滅菌を行うのが一般的であるが、この加熱水蒸気を通した配管ラインが熱膨張することにより、該配管ラインからマルチポートバルブのポートへ繋がる流路接続部分が変位する。ところが、マルチ流路の交点に配置するマルチポートバルブは、スチーム滅菌中の配管ラインと共に、非滅菌中で熱膨張していない配管ラインにも接続しているから、上記熱膨張に伴う流路接続部分の変位により、その接続流路に介在する配管連結部のパッキンに負荷が加わり、パッキンが変形して液漏れの原因になったり、該バルブボディのポート近傍に繰返し応力による亀裂や破損が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて、マルチポートバルブとして、ライン構成が様々に異なる流路接続部にも広く適用可能である上、配管ラインの増減や配置構成の変更に容易に対応でき、しかもスチーム滅菌の際に配管ラインの熱膨張を生じても、流路接続部分の変位に伴う応力が吸収され、接続流路の配管連結部ではパッキンへの負荷の軽減で液漏れが防止されると共に、バルブボディ側でも亀裂や破損を生じにくく高い耐久性が得られるものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係るマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２は、各々２以上のポートＰ１〜Ｐ３（又はＰ１，Ｐ２）を有して内部にダイヤフラム弁体１が配置する第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と、３以上のポートＰ４〜Ｐ７（又はＰ４〜Ｐ６）を有して両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２間に介在する中間分岐ボディＤＢと、各バルブボディＶＢ１，ＶＢ２のダイヤフラム弁体１の作動手段（駆動シリンダＣ１，Ｃ２）とを備え、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２の各々１ポートＰ１は、弁作動軸２と同心で外側へ突出して外周フランジ１１ａを有する円形のボディ連結口１１を形成し、その内奥側周縁にダイヤフラム弁体１に対応する環状弁座３が構成され、中間分岐ボディの２ポートＰ４，Ｐ５は、同軸上に配置し、各々外側へ突出して外周フランジ２１ａを有する円形のボディ連結口２１を形成し、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢとが、相互に接合したボディ連結口１１，２１同士の外周フランジ１１ａ，２１ａに外嵌するクランプバンド４の緊締により、直列に連結されてなることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、上記請求項１のマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２において、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢは、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の一方を上にして垂直に連結配置し、ボディ連結口を構成しないポートＰ２，Ｐ３，Ｐ５（又はＰ２，Ｐ６，Ｐ７）が水平方向に突出する管路接続筒部１２，２２を形成すると共に、これら管路接続筒部１２，２２を含むボディ内底１０ａ，２０ａが全体的に同じ水平面内にあるものとしている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２において、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２が２ポート又は３ポートであり、中間分岐ボディＤＢが３ポート又は４ポートである構成としている。
【発明の効果】
【００１１】
以下に、本発明の効果について図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係るマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２では、弁ケーシングが第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２とその間に介在する中間分岐ボディＤＢとに分割構成され、且つこれらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢが同軸上で接合した円形のボディ連結口１１，２１同士をクランプバンド４で緊締して直列に連結される構造であるから、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢとして各々ポート数が異なる数種程度を用意して組み合わせることにより、バルブ全体としてのポート数を３以上の広範囲に選択できる上、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢの相互の回転方向の向きを自在に設定できる。
【００１２】
従って、このマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２によれば、配管接続部における接続ライン数と各配管の向きの制約が極めて少なくなり、従来に比較して配管構成の自由度が飛躍的に増す上、ボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢとして数種程度を準備するだけで広範な配管構成に対応できるから、小品種の量産によってバルブ自体の製造コストが低減すると共に在庫コストも少なくて済む。また、配管ラインの増減や配置構成の変更に際しては、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２及び中間分岐ボディＤＢの内、その増減や変更に関与するものだけを適合仕様のものに交換すればよく、バルブ全体を取り替える必要がない上、配管の接続方向の変更にはボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢのいずれかの回転方向の向きを変えるだけで対処でき、もって従来に比して該増減や変更に要するコストと労力及び時間を格段に低減できる。
【００１３】
更に、このマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２における両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢとの各連結部分では、同軸上で接合した円形のボディ連結口１１，２１同士がクランプバンド４で緊締された構造であるため、封止性を充分に確保した状態で、ある程度の相対回転が許容される。従って、配管ラインをスチーム滅菌する際、該配管ラインの熱膨張によってマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２への流路接続部分が変位しても、この変位に伴う応力が接続流路に繋がるボディ部分の回転によって吸収され、もって接続流路の配管連結部ではパッキンへの負荷が軽減し、該パッキンの変形に起因した液漏れが防止されると共に、バルブボディ側でも亀裂や破損が生じにくくなり、マルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２の全体として高い耐久性が得られる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢが垂直に連結配置し、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢのボディ連結口を構成しないポートＰ２，Ｐ３，Ｐ５（又はＰ２，Ｐ６，Ｐ７）の水平方向に突出した管路接続筒部１２，２２を含むボディ内底１０ａ，２０ａが全体的に同じ水平面内にあり、ボディ内に液溜まりを生じることがないから、スチーム滅菌の際、液溜まりに凝縮水が溜まって昇温不足による滅菌不良を生じる懸念はなく、効率よく確実に加熱殺菌を行えて熱エネルギーコストが少なくて済むという利点がある。
【００１５】
請求項３の発明によれば、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２が２ポート又は３ポートであり、中間分岐ボディＤＢが３ポート又は４ポートであるから、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢの組合せ連結により、上中下段が１ポートずつの３ポート型から、上中下段が２ポートずつの計６ポートまでの８種（４ポート及び５ポートが各３種）のマルチポートバルブを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態に係るマルチポートバルブの一部縦断側面図である。
【図２】同第二実施形態に係るマルチポートバルブの一部縦断側面図である。
【図３】第一実施形態のマルチポートバルブに用いる分流弁の一部縦断側面図である。
【図４】第二実施形態のマルチポートバルブに用いる分流弁の一部縦断側面図である。
【図５】第一実施形態のマルチポートバルブに用いる３ポートの中間分岐ボディを示し、（ａ）は半縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線の断面矢視図である。
【図６】両実施形態のマルチポートバルブに用いるクランプバンドを示す一部切欠平面図である。
【図７】第一実施形態のマルチポートバルブを用いたマルチ流路の配管構成を模式的に例示する斜視図である。
【図８】同配管構成の模式平面図である。
【図９】図８の仮想線楕円内におけるスチーム滅菌時の挙動を示し、（ａ）は本発明のマルチポートバルブ使用時の模式平面図、（ｂ）は従来構成のマルチポートバルブ使用時の模式平面図である。
【図１０】従来のマルチポートバルブの構成例を示し、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）はバルブボディの縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るマルチポートバルブの実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は第一実施形態の５ポート型のマルチポートバルブＭＶ１、図２は第二実施形態の４ポート型のマルチポートバルブＭＶ２、をそれぞれ示す。
【００１８】
第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１は、３つのポートＰ１〜Ｐ３を有する第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と、これらの間に介在する３つのポートＰ４〜Ｐ６を有するの中間分岐ボディＤＢとが、第一のバルブボディＶＢ１を上にして垂直に連結すると共に、その上下端に駆動シリンダーＣ１，Ｃ２を取り付けたものである。この場合、中間分岐ボディＤＢのポートＰ４，Ｐ５の各々に、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の各ポートＰ１が同軸上で接合しているため、マルチポートバルブとしては、バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の残る各２つのポートＰ２，Ｐ３と、中間分岐ボディＤＢの残るポートＰ６とで５ポート型になっている。そして、第一のバルブボディＶＢ１及び上側の駆動シリンダーＣ１よりなるバルブユニットと、第二のバルブボディＶＢ２及び下側の駆動シリンダーＣ２よりなるバルブユニットとは、図３に示す同じダイヤフラム式３ポート分流弁ＤＶの２基を上下逆にして用いている。
【００１９】
この３ポート分流弁ＤＶは、内部にダイヤフラム弁体１が配置するバルブボディＶＢ（ＶＢ１とＶＢ２の総称）の上に、ヨーク５を介して駆動シリンダーＣ（Ｃ１とＣ２の総称）が取り付けられており、該駆動シリンダーＣより垂下してバルブボディＶＢの上方開口部１３から内空間１０に突入した弁作動軸２の下部に、ダイヤフラム弁体１が装着されている。なお、駆動シリンダーＣは、内部の図示を省略しているが、エアシリンダー方式によって弁作動軸２を昇降作動させるものである。
【００２０】
バルブボディＶＢは、下向きに開いたポートＰ１と両側側方へ開いたポートＰ２，Ｐ３を備え、ポートＰ１が弁作動軸２と同心で下方へ短かく突出して外周フランジ１１ａを有する円形のボディ連結口１１を形成すると共に、該ポートＰ１の内奥側周縁にダイヤフラム弁体１の中央部１ａの離接によって開閉弁するに対応する環状弁座３が構成されている。また、ポートＰ２，Ｐ３はそれぞれ水平方向に突出する管路接続筒部１２を形成しており、各管路接続筒部１２の先端には外周フランジ部１２ａを有すると共に、その端面に臨んでＯリング嵌装用の環状溝１２ｂが設けてある。そして、両管路接続筒部１２，１２を含むバルブボディＶＢの内底１０ａは、全体的に同じ水平面内にある。
【００２１】
ダイヤフラム弁体１は、弁作動軸２に螺合したコア１４の外周全体を覆うフッ素系樹脂等の合成樹脂成形物からなり、基部側周囲に張出した可変膜部１ｂの外周縁が、バルブボディＶＢの上方開口部１３の内周段部１３ａと、該上方開口部１３に内嵌したヨーク５の厚肉の下端環状部５ａとの間で挟持されており、この可変膜部１ｂによってバルブボディＶＢの内空間１０を上方外部に対して封止している。しかして、可変膜部１ｂは、ダイヤフラム弁体１の昇降作動に伴って変形するが、弁作動軸２に保持された円板状のリテーナ１５が背面側に当接するため、流体圧による上方外側への膨出変形を生じない。
【００２２】
しかして、バルブボディＶＢの上方開口部１３の周縁は上方へ突出し、その外周にフランジ１３ａが形成されており、このフランジ１３ａとヨーク５の下端環状部５ａの外周のフランジ５ｂとを接合し、その外側にクランプバンド４を周回させて緊締することにより、当該バルブボディＶＢとヨーク５とを連結している。また、ヨーク５と駆動シリンダーＣについても、前者の上端に設けた外周フランジ５ｃと後者の下端に設けた外周フランジ１６を接合した状態で，その外側に周回させたクランプバンド４を緊締することによって連結されている。
【００２３】
中間分岐ボディＤＢは、図５（ａ）（ｂ）で詳細に示すように、周壁の中央側がやや外側へ膨出した短円筒状をなし、内空間２０から上下に開いたポートＰ４，Ｐ５と、側方へ水平方向に突出すた管路接続筒部２２を構成するポートＰ６とを備えており、管路接続筒部２２を含む内底２０ａが全体的に同じ水平面内にある。そして、ポートＰ４，Ｐ５は、垂直の同軸上にあり、それぞれ外側へ短かく突出して外周フランジ２１ａを有する円形のボディ連結口２１を形成している。また、ポートＰ６を構成する管路接続筒部２２の先端には外周フランジ部２２ａを有すると共に、その端面に臨んでＯリング嵌装用の環状溝２２ｂが設けてある。
【００２４】
しかして、第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１は、中間分岐ボディＤＢのポートＰ４，Ｐ５を構成する上下の各ボディ連結口２１に、前記３ポート分流弁ＤＶにおけるバルブボディＶＢのポートＰ１を構成するボディ連結口１１を嵌合し、両ボディ連結口１１，２１の接合した外周フランジ１１ａ，２１ａの外側にクランプバンド４を周回させて緊締することにより，中間分岐ボディＤＢの上下に３ポート分流弁ＤＶを連結したものである。
【００２５】
なお、クランプバンド４は、図６に示すように、内面側がＶ字溝をなす一対の半円弧片４ａ，４ｂが一端側同士で枢支ピン４１を介して枢着すると共に、両半円弧片４ａ，４ｂの他端側にボルト孔付き突片４２が外側へ突出状に固着されており、両突片４２，４２に締付ボルト４３を貫通し、ナット４４を螺合緊締するようになっている。
【００２６】
第二実施形態のマルチポートバルブＭＶ２は、２つのポートＰ１，Ｐ２を有する第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と、これらの間に介在する４つのポートＰ４〜Ｐ７を有するの中間分岐ボディＤＢとが、前記第一実施形態と同様に、第一のバルブボディＶＢ１を上にして垂直に連結すると共に、その上下端に駆動シリンダーＣ１，Ｃ２を取り付けたものである。この場合、中間分岐ボディＤＢのポートＰ４，Ｐ５の各々に、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の各ポートＰ１が同軸上で接合しているため、マルチポートバルブとしては、バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の各ポートＰ２と、中間分岐ボディＤＢの残るポートＰ６，Ｐ７とで４ポート型になっている。そして、第一のバルブボディＶＢ１及び上側の駆動シリンダーＣ１よりなるバルブユニットと、第二のバルブボディＶＢ２及び下側の駆動シリンダーＣ２よりなるバルブユニットとは、図４に示す同じダイヤフラム式開閉弁ＳＶの２基を上下逆にして用いている。
【００２７】
この開閉弁ＳＶは、第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１に用いた３ポート分流弁ＤＶにおけるバルブボディＶＢ（ＶＢ１とＶＢ２の総称）に対し、そのポートＰ３がないこと以外は該３ポート分流弁ＤＶと同じ構成であるため、該３ポート分流弁ＤＶと共通する構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。また、中間分岐ボディＤＢについても、第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１に用いた中間分岐ボディＤＢに対し、図５（ａ）（ｂ）の仮想線で示すようにポートＰ７を構成する管路接続筒部２２が付加していること以外は同じ構成である。
【００２８】
しかして、第二実施形態のマルチポートバルブＭＶ２は、前記第一実施形態と同様に、中間分岐ボディＤＢのポートＰ４，Ｐ５を構成する上下の各ボディ連結口２１に、前記開閉弁ＳＶにおけるバルブボディＶＢのポートＰ１を構成するボディ連結口１１を嵌合し、両ボディ連結口１１，２１の接合した外周フランジ１１ａ，２１ａの外側にクランプバンド４を周回させて緊締することにより，中間分岐ボディＤＢの上下に開閉弁ＳＶを連結したものである。
【００２９】
これら第一及び第二実施形態のマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２では、弁ケーシングが第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２とその間に介在する中間分岐ボディＤＢとに分割構成され、これらのボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢが同軸上で接合した円形のボディ連結口１１，２１同士をクランプバンド４で緊締して直列に連結された構造であり、ボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢの相互の回転方向の向きを自在に設定できるから、配管接続部における各配管の向きの制約が少なくなり、それだけ広範な配管構成を適用できるという利点がある。また、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢが垂直に連結配置し、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢのボディ連結口を構成しないポート（第一実施形態ではＰ２，Ｐ３，Ｐ５、第二実施形態ではＰ２，Ｐ６，Ｐ７）の管路接続筒部１２，２２を含むボディ内底１０ａ，２０ａが全体的に同じ水平面内にあり、ボディ内に液溜まりを生じることがないから、スチーム滅菌の際、液溜まりに凝縮水が溜まって昇温不足による滅菌不良を生じる懸念はなく、効率よく確実に加熱殺菌を行えて熱エネルギーコストが少なくて済むという利点もある。
【００３０】
一方、第一実施形態では上下が各２ポートで中間に１ポートを有する５ポート型、第二実施形態では上下が各１ポートで中間に２ポートを有する４ポート型、をそれぞれ例示しているが、両実施形態のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢの組み合わせを変更することで、多種のマルチポートバルブを構成できる。すなわち、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２として２ポート及び３ポートのもの、中間分岐ボディＤＢとして３ポート及び４ポートのものを用意すれば、これらの組合せ連結したマルチポートバルブとして、上中下段が１ポートずつの３ポート型から、上中下段が２ポートずつの計６ポートまでの８種（４ポート型及び５ポート型が各３種）のマルチポートバルブを提供できる。
【００３１】
このように、本発明のマルチポートバルブによれば、ボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢとして各々ポート数が異なる数種程度を用意して組み合わせることにより、バルブ全体としてのポート数を３以上の広範囲に選択できるから、前記した配管の向きの制約が少ないことに加えて配管接続部の接続ライン数の制約も少なくなり、もって従来に比較して配管構成の自由度が飛躍的に増す上、ボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢとして数種程度を準備するだけで広範な配管構成に対応できるから、小品種の量産によってバルブ自体の製造コストが低減すると共に在庫コストも少なくて済む。また、配管ラインの増減や配置構成の変更に際しては、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２及び中間分岐ボディＤＢの内、その増減や変更に関与するものだけを適合仕様のものに交換すればよく、バルブ全体を取り替える必要がない上、配管の接続方向の変更にはボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢのいずれかの回転方向の向きを変えるだけで対処できるから、従来に比して該増減や変更に要するコストと労力及び時間を格段に低減できる。
【００３２】
更に、このマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２における両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢとの各連結部分では、同軸上で接合した円形のボディ連結口１１，２１同士がクランプバンド４で緊締された構造であるため、封止性を充分に確保した状態で、ある程度の相対回転が許容されるが、これは次に述べるように配管ラインをスチーム滅菌する際の非常に有利な構造的特徴となる。
【００３３】
図７及び図８は、第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１を用いたマルチ流路の配管構成を模式的に示している。この配管構成では、上側流路Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３・・・と下側通路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・とが各々上下に対をなすように平行配設され、これらに対してタンクＴ１，Ｔ２，Ｔ３・・・に各々繋がる流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・が更に下方において平面視直交方向に平行配設され、もって全体として平面視で縦横枡目状のマルチ流路を形成しており、流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・はドレン流路ＤＬに繋がっている。そして、縦横枡目状の各交点部分に対応して、該交点部分から少し外れた位置にマルチポートバルブＭＶ１が介挿され、その上側のバルブボディＶＢ１にポートＰ２，Ｐ３を介して上側流路Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３・・・が繋がると共に、下側のバルブボディＶＢ２に同じくポートＰ２，Ｐ３を介して下側流路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・が繋がり、また中間分岐ボディＤＢにはポートＰ６に接続した分岐流路ＢＬを介して流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・が繋がっている。この場合、各マルチポートバルブＭＶ１が縦横枡目状の交点部分から外れて設置されるのは、マルチポートバルブＭＶ１が上下に長く、交点部分では分岐流路ＢＬの配管が複雑になり、空間効率が悪くなることによる。
【００３４】
なお、図中、Ｊは分岐流路ＢＬと流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・との接続点、ＦＪは分岐流路ＢＬの途中にあるフランジ継手を示す。また、図８では、上側のバルブボディＶＢ１とこれに繋がる上側流路Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３・・・を実線で、下側のバルブボディＶＢ２とこれに繋がる下側流路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・を一点鎖線で、中間分岐ボディＤＢとこれに繋がる分岐流路ＢＬ及び流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・を破線で、それぞれ表示している。
【００３５】
このような配管構成において、図８の線Ｓで示すように、タンクＴ２の流路Ｔ２Ｌに高温の飽和加熱水蒸気を通してスチーム滅菌した場合、該流路Ｔ２Ｌが昇温して矢印ａのように熱膨張する。この状況を、例えば図８中の仮想線楕円ｏ内を代表して、図９（ａ）に拡大して示す。図示のように、流路Ｔ２Ｌが熱膨張によって長手方向に伸びようとするが、分岐流路ＢＬとの繋がりによる制約でＴ２Ｌ’の位置に変位し、これに伴う接続点ＪのＪ’への移動により、分岐流路ＢＬにはマルチポートバルブＭＶ１を中心に反時計回りに振るように応力が作用することになる。しかるに、この応力により、マルチポートバルブＭＶ１の分岐流路ＢＬに繋がる中間分岐ボディＤＢが独立に回転し、もって分岐流路ＢＬは殆ど変形せずにＢＬ’の位置に変位するから、フランジ継手ＦＪのパッキンへの負荷は非常に少なくて済み、該パッキンの変形による液漏れが回避されると共に、マルチポートバルブＭＶ１側のポートＰ６の接続部分にも亀裂や破損を生じる懸念がない。
【００３６】
これに対し、従来のように弁ケーシングが一体型のバルブボディにて構成されるマルチポートバルブでは、図９（ｂ）に示すように、流路Ｔ２Ｌが熱膨張によってＴ２Ｌ’の位置に変位すると、バルブボディＢは高剛性で不動であるため、接続点ＪのＪ’への移動によって分岐流路ＢＬがＢＬ”のように無理に曲がる形になり、これに伴ってフランジ継手ＦＪのパッキンが大きな負荷で変形し、液漏れの原因になると共に、マルチポートバルブ側のポート接続部Ｐでも繰返し応力によって亀裂や破損を生じることになる。
【００３７】
なお、上記実施形態では上下のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２におけるダイヤフラム弁体１として特定の形態及び取付構造のものを例示したが、本発明では種々の形態及び取付構造のダイヤフラム弁体を使用できると共に、その作動手段としても例示した駆動シリンダーＣ１，Ｃ２以外の種々の構成を採用できる。その他、本発明のマルチポートバルブにおける細部構成については、実施形態以外に種々設計変更可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ ダイヤフラム弁体
２ 弁作動軸
３ 環状弁座
４ クランプバンド
１０ａ，２０ａ 内底部
１１，２１ ボディ連結口
１１ａ，２１ａ 外周フランジ
Ｃ１，Ｃ２ 駆動シリンダー（作動手段）
ＤＢ 中間分岐ボディ
ＭＶ１，ＭＶ２ マルチポートバルブ
Ｐ１〜Ｐ７ ポート
ＶＢ１ 第一のバルブボディ
ＶＢ２ 第二のバルブボディ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ流路の接続部に介在させるマルチポートバルブ、特に液状医薬品、液状食品、飲料、これらの原料液等の高度なサニタリー仕様を要する液剤を取り扱うのに好適なマルチポートバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液状医薬品や液状食品、飲料等の製造工程における大規模な配管系では、流路の切換え、遮断、合流、分配等のために多数の開閉バルブや分流（分岐）バルブを設置する代わりに、縦横枡目状で且つ上下多段に配設したマルチ流路の接続部に、複数の弁部を組み込んだマルチポートバルブを介在させることにより、バルブ台数の削減と共に配管構成を簡素化し、設備コストの低減と省スペース、洗浄・消毒を含む保全コストの低減等を図っている。一般的に、このようなマルチポートバルブは、３以上のポートを備えたバルブボディ内の流路接続部に、個別に開閉する２つの弁部を設けると共に、各弁部に対応する弁作動手段を付設した構造になっている（特許文献１，２）。
【０００３】
例えば、図１０（ａ）で示す従来の代表的な３ポートバルブは、３つのポートＰ１１〜Ｐ１３を備えたバルブボディＢの両端に、弁作動手段としての駆動シリンダＣ１１，Ｃ１２が取り付けられている。そのバルブボディＢは、図１０（ｂ）で示すように、両側のポートＰ１１，Ｐ１２の流路Ｆ１１，Ｆ１２に対し、中央のポートＰ１３の流路Ｆ１３が仮想線で示す弁体（ダイヤフラム弁）Ｖ１０，Ｖ２０によって開閉する弁部Ｖ１，Ｖ２を介して接続している。この構成では、両弁部Ｖ１，Ｖ２の個別開閉と各ポートの流出入方向の転換により、取扱い流体の流れをＰ１１→Ｐ１３、Ｐ１２→Ｐ１３、Ｐ１１→Ｐ１２・Ｐ１３（分流）、Ｐ１３→Ｐ１１・Ｐ１３（分流）、Ｐ１１・Ｐ１３→Ｐ１２（合流）、Ｐ１３→Ｐ１１、Ｐ１３→Ｐ１２、Ｐ１３→Ｐ１１・Ｐ１３（分流）のように様々に切換え可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１７６５５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３２４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のマルチポートバルブを用いた配管系では、そのバルブボディの形態によってライン構成が制約されることに加え、製造能力の変更や周辺設備の改装等に伴ってラインを増減したり、配管の配置構成を変えたりする場合に、関連部分のマルチポートバルブの全体を対応する構造のものに取り替える必要があり、そのために多大なコストと労力及び時間を費やすことになる。また、従来のマルチポートバルブでは、流路接続部のライン構成の違いに対応して、ポートの数と向きが異なる専用のものを必要とし、少量多品種生産によってバルブ自体の製造コストが高くなると共に、多種のバルブを準備する上で在庫コストも高く付くという難点もある。
【０００６】
更に、液状医薬品や液状食品、飲料等の製造工程では、配管系内を常に清浄に保つために、順次に稼働停止したラインに加熱水蒸気を流してスチーム滅菌を行うのが一般的であるが、この加熱水蒸気を通した配管ラインが熱膨張することにより、該配管ラインからマルチポートバルブのポートへ繋がる流路接続部分が変位する。ところが、マルチ流路の交点に配置するマルチポートバルブは、スチーム滅菌中の配管ラインと共に、非滅菌中で熱膨張していない配管ラインにも接続しているから、上記熱膨張に伴う流路接続部分の変位により、その接続流路に介在する配管連結部のパッキンに負荷が加わり、パッキンが変形して液漏れの原因になったり、該バルブボディのポート近傍に繰返し応力による亀裂や破損が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて、マルチポートバルブとして、ライン構成が様々に異なる流路接続部にも広く適用可能である上、配管ラインの増減や配置構成の変更に容易に対応でき、しかもスチーム滅菌の際に配管ラインの熱膨張を生じても、流路接続部分の変位に伴う応力が吸収され、接続流路の配管連結部ではパッキンへの負荷の軽減で液漏れが防止されると共に、バルブボディ側でも亀裂や破損を生じにくく高い耐久性が得られるものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係るマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２は、各々２以上のポートＰ１〜Ｐ３（又はＰ１，Ｐ２）を有して内部にダイヤフラム弁体１が配置する第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と、３以上のポートＰ４〜Ｐ７（又はＰ４〜Ｐ６）を有して両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２間に介在する中間分岐ボディＤＢと、各バルブボディＶＢ１，ＶＢ２のダイヤフラム弁体１の作動手段（駆動シリンダＣ１，Ｃ２）とを備え、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２の各々１ポートＰ１は、弁作動軸２と同心で外側へ突出して外周フランジ１１ａを有する円形のボディ連結口１１を形成し、その内奥側周縁にダイヤフラム弁体１に対応する環状弁座３が構成され、中間分岐ボディの２ポートＰ４，Ｐ５は、同軸上に配置し、各々外側へ突出して外周フランジ２１ａを有する円形のボディ連結口２１を形成し、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢとが、相互に接合したボディ連結口１１，２１同士の外周フランジ１１ａ，２１ａに外嵌するクランプバンド４の緊締により、直列に連結されてなることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、上記請求項１のマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２において、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢは、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の一方を上にして垂直に連結配置し、ボディ連結口を構成しないポートＰ２，Ｐ３，Ｐ５（又はＰ２，Ｐ６，Ｐ７）が水平方向に突出する管路接続筒部１２，２２を形成すると共に、これら管路接続筒部１２，２２を含むボディ内底１０ａ，２０ａが全体的に同じ水平面内にあるものとしている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２において、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２が２ポート又は３ポートであり、中間分岐ボディＤＢが３ポート又は４ポートである構成としている。
【発明の効果】
【００１１】
以下に、本発明の効果について図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係るマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２では、弁ケーシングが第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２とその間に介在する中間分岐ボディＤＢとに分割構成され、且つこれらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢが同軸上で接合した円形のボディ連結口１１，２１同士をクランプバンド４で緊締して直列に連結される構造であるから、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢとして各々ポート数が異なる数種程度を用意して組み合わせることにより、バルブ全体としてのポート数を３以上の広範囲に選択できる上、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢの相互の回転方向の向きを自在に設定できる。
【００１２】
従って、このマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２によれば、配管接続部における接続ライン数と各配管の向きの制約が極めて少なくなり、従来に比較して配管構成の自由度が飛躍的に増す上、ボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢとして数種程度を準備するだけで広範な配管構成に対応できるから、小品種の量産によってバルブ自体の製造コストが低減すると共に在庫コストも少なくて済む。また、配管ラインの増減や配置構成の変更に際しては、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２及び中間分岐ボディＤＢの内、その増減や変更に関与するものだけを適合仕様のものに交換すればよく、バルブ全体を取り替える必要がない上、配管の接続方向の変更にはボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢのいずれかの回転方向の向きを変えるだけで対処でき、もって従来に比して該増減や変更に要するコストと労力及び時間を格段に低減できる。
【００１３】
更に、このマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２における両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢとの各連結部分では、同軸上で接合した円形のボディ連結口１１，２１同士がクランプバンド４で緊締された構造であるため、封止性を充分に確保した状態で、ある程度の相対回転が許容される。従って、配管ラインをスチーム滅菌する際、該配管ラインの熱膨張によってマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２への流路接続部分が変位しても、この変位に伴う応力が接続流路に繋がるボディ部分の回転によって吸収され、もって接続流路の配管連結部ではパッキンへの負荷が軽減し、該パッキンの変形に起因した液漏れが防止されると共に、バルブボディ側でも亀裂や破損が生じにくくなり、マルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２の全体として高い耐久性が得られる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢが垂直に連結配置し、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢのボディ連結口を構成しないポートＰ２，Ｐ３，Ｐ５（又はＰ２，Ｐ６，Ｐ７）の水平方向に突出した管路接続筒部１２，２２を含むボディ内底１０ａ，２０ａが全体的に同じ水平面内にあり、ボディ内に液溜まりを生じることがないから、スチーム滅菌の際、液溜まりに凝縮水が溜まって昇温不足による滅菌不良を生じる懸念はなく、効率よく確実に加熱殺菌を行えて熱エネルギーコストが少なくて済むという利点がある。
【００１５】
請求項３の発明によれば、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２が２ポート又は３ポートであり、中間分岐ボディＤＢが３ポート又は４ポートであるから、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢの組合せ連結により、上中下段が１ポートずつの３ポート型から、上中下段が２ポートずつの計６ポートまでの８種（４ポート及び５ポートが各３種）のマルチポートバルブを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態に係るマルチポートバルブの一部縦断側面図である。
【図２】同第二実施形態に係るマルチポートバルブの一部縦断側面図である。
【図３】第一実施形態のマルチポートバルブに用いる分流弁の一部縦断側面図である。
【図４】第二実施形態のマルチポートバルブに用いる分流弁の一部縦断側面図である。
【図５】第一実施形態のマルチポートバルブに用いる３ポートの中間分岐ボディを示し、（ａ）は半縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線の断面矢視図である。
【図６】両実施形態のマルチポートバルブに用いるクランプバンドを示す一部切欠平面図である。
【図７】第一実施形態のマルチポートバルブを用いたマルチ流路の配管構成を模式的に例示する斜視図である。
【図８】同配管構成の模式平面図である。
【図９】図８の仮想線楕円内におけるスチーム滅菌時の挙動を示し、（ａ）は本発明のマルチポートバルブ使用時の模式平面図、（ｂ）は従来構成のマルチポートバルブ使用時の模式平面図である。
【図１０】従来のマルチポートバルブの構成例を示し、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）はバルブボディの縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るマルチポートバルブの実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は第一実施形態の５ポート型のマルチポートバルブＭＶ１、図２は第二実施形態の４ポート型のマルチポートバルブＭＶ２、をそれぞれ示す。
【００１８】
第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１は、３つのポートＰ１〜Ｐ３を有する第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と、これらの間に介在する３つのポートＰ４〜Ｐ６を有するの中間分岐ボディＤＢとが、第一のバルブボディＶＢ１を上にして垂直に連結すると共に、その上下端に駆動シリンダーＣ１，Ｃ２を取り付けたものである。この場合、中間分岐ボディＤＢのポートＰ４，Ｐ５の各々に、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の各ポートＰ１が同軸上で接合しているため、マルチポートバルブとしては、バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の残る各２つのポートＰ２，Ｐ３と、中間分岐ボディＤＢの残るポートＰ６とで５ポート型になっている。そして、第一のバルブボディＶＢ１及び上側の駆動シリンダーＣ１よりなるバルブユニットと、第二のバルブボディＶＢ２及び下側の駆動シリンダーＣ２よりなるバルブユニットとは、図３に示す同じダイヤフラム式３ポート分流弁ＤＶの２基を上下逆にして用いている。
【００１９】
この３ポート分流弁ＤＶは、内部にダイヤフラム弁体１が配置するバルブボディＶＢ（ＶＢ１とＶＢ２の総称）の上に、ヨーク５を介して駆動シリンダーＣ（Ｃ１とＣ２の総称）が取り付けられており、該駆動シリンダーＣより垂下してバルブボディＶＢの上方開口部１３から内空間１０に突入した弁作動軸２の下部に、ダイヤフラム弁体１が装着されている。なお、駆動シリンダーＣは、内部の図示を省略しているが、エアシリンダー方式によって弁作動軸２を昇降作動させるものである。
【００２０】
バルブボディＶＢは、下向きに開いたポートＰ１と両側側方へ開いたポートＰ２，Ｐ３を備え、ポートＰ１が弁作動軸２と同心で下方へ短かく突出して外周フランジ１１ａを有する円形のボディ連結口１１を形成すると共に、該ポートＰ１の内奥側周縁にダイヤフラム弁体１の中央部１ａの離接によって開閉弁するに対応する環状弁座３が構成されている。また、ポートＰ２，Ｐ３はそれぞれ水平方向に突出する管路接続筒部１２を形成しており、各管路接続筒部１２の先端には外周フランジ部１２ａを有すると共に、その端面に臨んでＯリング嵌装用の環状溝１２ｂが設けてある。そして、両管路接続筒部１２，１２を含むバルブボディＶＢの内底１０ａは、全体的に同じ水平面内にある。
【００２１】
ダイヤフラム弁体１は、弁作動軸２に螺合したコア１４の外周全体を覆うフッ素系樹脂等の合成樹脂成形物からなり、基部側周囲に張出した可変膜部１ｂの外周縁が、バルブボディＶＢの上方開口部１３の内周段部１３ａと、該上方開口部１３に内嵌したヨーク５の厚肉の下端環状部５ａとの間で挟持されており、この可変膜部１ｂによってバルブボディＶＢの内空間１０を上方外部に対して封止している。しかして、可変膜部１ｂは、ダイヤフラム弁体１の昇降作動に伴って変形するが、弁作動軸２に保持された円板状のリテーナ１５が背面側に当接するため、流体圧による上方外側への膨出変形を生じない。
【００２２】
しかして、バルブボディＶＢの上方開口部１３の周縁は上方へ突出し、その外周にフランジ１３ａが形成されており、このフランジ１３ａとヨーク５の下端環状部５ａの外周のフランジ５ｂとを接合し、その外側にクランプバンド４を周回させて緊締することにより、当該バルブボディＶＢとヨーク５とを連結している。また、ヨーク５と駆動シリンダーＣについても、前者の上端に設けた外周フランジ５ｃと後者の下端に設けた外周フランジ１６を接合した状態で，その外側に周回させたクランプバンド４を緊締することによって連結されている。
【００２３】
中間分岐ボディＤＢは、図５（ａ）（ｂ）で詳細に示すように、周壁の中央側がやや外側へ膨出した短円筒状をなし、内空間２０から上下に開いたポートＰ４，Ｐ５と、側方へ水平方向に突出すた管路接続筒部２２を構成するポートＰ６とを備えており、管路接続筒部２２を含む内底２０ａが全体的に同じ水平面内にある。そして、ポートＰ４，Ｐ５は、垂直の同軸上にあり、それぞれ外側へ短かく突出して外周フランジ２１ａを有する円形のボディ連結口２１を形成している。また、ポートＰ６を構成する管路接続筒部２２の先端には外周フランジ部２２ａを有すると共に、その端面に臨んでＯリング嵌装用の環状溝２２ｂが設けてある。
【００２４】
しかして、第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１は、中間分岐ボディＤＢのポートＰ４，Ｐ５を構成する上下の各ボディ連結口２１に、前記３ポート分流弁ＤＶにおけるバルブボディＶＢのポートＰ１を構成するボディ連結口１１を嵌合し、両ボディ連結口１１，２１の接合した外周フランジ１１ａ，２１ａの外側にクランプバンド４を周回させて緊締することにより，中間分岐ボディＤＢの上下に３ポート分流弁ＤＶを連結したものである。
【００２５】
なお、クランプバンド４は、図６に示すように、内面側がＶ字溝をなす一対の半円弧片４ａ，４ｂが一端側同士で枢支ピン４１を介して枢着すると共に、両半円弧片４ａ，４ｂの他端側にボルト孔付き突片４２が外側へ突出状に固着されており、両突片４２，４２に締付ボルト４３を貫通し、ナット４４を螺合緊締するようになっている。
【００２６】
第二実施形態のマルチポートバルブＭＶ２は、２つのポートＰ１，Ｐ２を有する第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と、これらの間に介在する４つのポートＰ４〜Ｐ７を有するの中間分岐ボディＤＢとが、前記第一実施形態と同様に、第一のバルブボディＶＢ１を上にして垂直に連結すると共に、その上下端に駆動シリンダーＣ１，Ｃ２を取り付けたものである。この場合、中間分岐ボディＤＢのポートＰ４，Ｐ５の各々に、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の各ポートＰ１が同軸上で接合しているため、マルチポートバルブとしては、バルブボディＶＢ１，ＶＢ２の各ポートＰ２と、中間分岐ボディＤＢの残るポートＰ６，Ｐ７とで４ポート型になっている。そして、第一のバルブボディＶＢ１及び上側の駆動シリンダーＣ１よりなるバルブユニットと、第二のバルブボディＶＢ２及び下側の駆動シリンダーＣ２よりなるバルブユニットとは、図４に示す同じダイヤフラム式開閉弁ＳＶの２基を上下逆にして用いている。
【００２７】
この開閉弁ＳＶは、第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１に用いた３ポート分流弁ＤＶにおけるバルブボディＶＢ（ＶＢ１とＶＢ２の総称）に対し、そのポートＰ３がないこと以外は該３ポート分流弁ＤＶと同じ構成であるため、該３ポート分流弁ＤＶと共通する構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。また、中間分岐ボディＤＢについても、第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１に用いた中間分岐ボディＤＢに対し、図５（ａ）（ｂ）の仮想線で示すようにポートＰ７を構成する管路接続筒部２２が付加していること以外は同じ構成である。
【００２８】
しかして、第二実施形態のマルチポートバルブＭＶ２は、前記第一実施形態と同様に、中間分岐ボディＤＢのポートＰ４，Ｐ５を構成する上下の各ボディ連結口２１に、前記開閉弁ＳＶにおけるバルブボディＶＢのポートＰ１を構成するボディ連結口１１を嵌合し、両ボディ連結口１１，２１の接合した外周フランジ１１ａ，２１ａの外側にクランプバンド４を周回させて緊締することにより，中間分岐ボディＤＢの上下に開閉弁ＳＶを連結したものである。
【００２９】
これら第一及び第二実施形態のマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２では、弁ケーシングが第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２とその間に介在する中間分岐ボディＤＢとに分割構成され、これらのボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢが同軸上で接合した円形のボディ連結口１１，２１同士をクランプバンド４で緊締して直列に連結された構造であり、ボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢの相互の回転方向の向きを自在に設定できるから、配管接続部における各配管の向きの制約が少なくなり、それだけ広範な配管構成を適用できるという利点がある。また、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢが垂直に連結配置し、これらボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢのボディ連結口を構成しないポート（第一実施形態ではＰ２，Ｐ３，Ｐ５、第二実施形態ではＰ２，Ｐ６，Ｐ７）の管路接続筒部１２，２２を含むボディ内底１０ａ，２０ａが全体的に同じ水平面内にあり、ボディ内に液溜まりを生じることがないから、スチーム滅菌の際、液溜まりに凝縮水が溜まって昇温不足による滅菌不良を生じる懸念はなく、効率よく確実に加熱殺菌を行えて熱エネルギーコストが少なくて済むという利点もある。
【００３０】
一方、第一実施形態では上下が各２ポートで中間に１ポートを有する５ポート型、第二実施形態では上下が各１ポートで中間に２ポートを有する４ポート型、をそれぞれ例示しているが、両実施形態のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢの組み合わせを変更することで、多種のマルチポートバルブを構成できる。すなわち、第一及び第二のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２として２ポート及び３ポートのもの、中間分岐ボディＤＢとして３ポート及び４ポートのものを用意すれば、これらの組合せ連結したマルチポートバルブとして、上中下段が１ポートずつの３ポート型から、上中下段が２ポートずつの計６ポートまでの８種（４ポート型及び５ポート型が各３種）のマルチポートバルブを提供できる。
【００３１】
このように、本発明のマルチポートバルブによれば、ボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢとして各々ポート数が異なる数種程度を用意して組み合わせることにより、バルブ全体としてのポート数を３以上の広範囲に選択できるから、前記した配管の向きの制約が少ないことに加えて配管接続部の接続ライン数の制約も少なくなり、もって従来に比較して配管構成の自由度が飛躍的に増す上、ボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢとして数種程度を準備するだけで広範な配管構成に対応できるから、小品種の量産によってバルブ自体の製造コストが低減すると共に在庫コストも少なくて済む。また、配管ラインの増減や配置構成の変更に際しては、両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２及び中間分岐ボディＤＢの内、その増減や変更に関与するものだけを適合仕様のものに交換すればよく、バルブ全体を取り替える必要がない上、配管の接続方向の変更にはボディＶＢ１，ＶＢ２，ＤＢのいずれかの回転方向の向きを変えるだけで対処できるから、従来に比して該増減や変更に要するコストと労力及び時間を格段に低減できる。
【００３２】
更に、このマルチポートバルブＭＶ１，ＭＶ２における両バルブボディＶＢ１，ＶＢ２と中間分岐ボディＤＢとの各連結部分では、同軸上で接合した円形のボディ連結口１１，２１同士がクランプバンド４で緊締された構造であるため、封止性を充分に確保した状態で、ある程度の相対回転が許容されるが、これは次に述べるように配管ラインをスチーム滅菌する際の非常に有利な構造的特徴となる。
【００３３】
図７及び図８は、第一実施形態のマルチポートバルブＭＶ１を用いたマルチ流路の配管構成を模式的に示している。この配管構成では、上側流路Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３・・・と下側通路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・とが各々上下に対をなすように平行配設され、これらに対してタンクＴ１，Ｔ２，Ｔ３・・・に各々繋がる流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・が更に下方において平面視直交方向に平行配設され、もって全体として平面視で縦横枡目状のマルチ流路を形成しており、流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・はドレン流路ＤＬに繋がっている。そして、縦横枡目状の各交点部分に対応して、該交点部分から少し外れた位置にマルチポートバルブＭＶ１が介挿され、その上側のバルブボディＶＢ１にポートＰ２，Ｐ３を介して上側流路Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３・・・が繋がると共に、下側のバルブボディＶＢ２に同じくポートＰ２，Ｐ３を介して下側流路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・が繋がり、また中間分岐ボディＤＢにはポートＰ６に接続した分岐流路ＢＬを介して流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・が繋がっている。この場合、各マルチポートバルブＭＶ１が縦横枡目状の交点部分から外れて設置されるのは、マルチポートバルブＭＶ１が上下に長く、交点部分では分岐流路ＢＬの配管が複雑になり、空間効率が悪くなることによる。
【００３４】
なお、図中、Ｊは分岐流路ＢＬと流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・との接続点、ＦＪは分岐流路ＢＬの途中にあるフランジ継手を示す。また、図８では、上側のバルブボディＶＢ１とこれに繋がる上側流路Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３・・・を実線で、下側のバルブボディＶＢ２とこれに繋がる下側流路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・を一点鎖線で、中間分岐ボディＤＢとこれに繋がる分岐流路ＢＬ及び流路Ｔ１Ｌ，Ｔ２Ｌ，Ｔ３Ｌ・・・を破線で、それぞれ表示している。
【００３５】
このような配管構成において、図８の線Ｓで示すように、タンクＴ２の流路Ｔ２Ｌに高温の飽和加熱水蒸気を通してスチーム滅菌した場合、該流路Ｔ２Ｌが昇温して矢印ａのように熱膨張する。この状況を、例えば図８中の仮想線楕円ｏ内を代表して、図９（ａ）に拡大して示す。図示のように、流路Ｔ２Ｌが熱膨張によって長手方向に伸びようとするが、分岐流路ＢＬとの繋がりによる制約でＴ２Ｌ’の位置に変位し、これに伴う接続点ＪのＪ’への移動により、分岐流路ＢＬにはマルチポートバルブＭＶ１を中心に反時計回りに振るように応力が作用することになる。しかるに、この応力により、マルチポートバルブＭＶ１の分岐流路ＢＬに繋がる中間分岐ボディＤＢが独立に回転し、もって分岐流路ＢＬは殆ど変形せずにＢＬ’の位置に変位するから、フランジ継手ＦＪのパッキンへの負荷は非常に少なくて済み、該パッキンの変形による液漏れが回避されると共に、マルチポートバルブＭＶ１側のポートＰ６の接続部分にも亀裂や破損を生じる懸念がない。
【００３６】
これに対し、従来のように弁ケーシングが一体型のバルブボディにて構成されるマルチポートバルブでは、図９（ｂ）に示すように、流路Ｔ２Ｌが熱膨張によってＴ２Ｌ’の位置に変位すると、バルブボディＢは高剛性で不動であるため、接続点ＪのＪ’への移動によって分岐流路ＢＬがＢＬ”のように無理に曲がる形になり、これに伴ってフランジ継手ＦＪのパッキンが大きな負荷で変形し、液漏れの原因になると共に、マルチポートバルブ側のポート接続部Ｐでも繰返し応力によって亀裂や破損を生じることになる。
【００３７】
なお、上記実施形態では上下のバルブボディＶＢ１，ＶＢ２におけるダイヤフラム弁体１として特定の形態及び取付構造のものを例示したが、本発明では種々の形態及び取付構造のダイヤフラム弁体を使用できると共に、その作動手段としても例示した駆動シリンダーＣ１，Ｃ２以外の種々の構成を採用できる。その他、本発明のマルチポートバルブにおける細部構成については、実施形態以外に種々設計変更可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ ダイヤフラム弁体
２ 弁作動軸
３ 環状弁座
４ クランプバンド
１０ａ，２０ａ 内底部
１１，２１ ボディ連結口
１１ａ，２１ａ 外周フランジ
Ｃ１，Ｃ２ 駆動シリンダー（作動手段）
ＤＢ 中間分岐ボディ
ＭＶ１，ＭＶ２ マルチポートバルブ
Ｐ１〜Ｐ７ ポート
ＶＢ１ 第一のバルブボディ
ＶＢ２ 第二のバルブボディ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々２以上のポートを有して内部にダイヤフラム弁体が配置する第一及び第二のバルブボディと、３以上のポートを有して両バルブボディ間に介在する中間分岐ボディと、各バルブボディのダイヤフラム弁体の作動手段とを備え、
第一及び第二のバルブボディの各々１ポートは、弁作動軸と同心で外側へ突出して外周フランジ部を有する円形のボディ連結口を形成し、その内奥側周縁にダイヤフラム弁体に対応する環状弁座が構成され、
中間分岐ボディの２ポートは、同軸上に配置し、各々外側へ突出して外周フランジを有する円形のボディ連結部を形成し、
前記両バルブボディと中間分岐ボディとが、相互に接合した前記ボディ連結部同士の外周フランジに外嵌するクランプバンドの緊締により、直列に連結されてなることを特徴とするマルチポートバルブ。
【請求項２】
前記第一及び第二のバルブボディと中間分岐ボディは、両バルブボディの一方を上にして垂直に連結配置し、前記ボディ連結部を構成しないポートが水平方向に突出する管路接続筒部を形成すると共に、これら管路接続筒部を含むボディ内底が全体的に同じ水平面内にある請求項１に記載のマルチポートバルブ。
【請求項３】
前記第一及び第二のバルブボディが２ポート又は３ポートであり、前記中間分岐ボディが３ポート又は４ポートである請求項１又は２に記載のマルチポートバルブ。
【請求項１】
各々２以上のポートを有して内部にダイヤフラム弁体が配置する第一及び第二のバルブボディと、３以上のポートを有して両バルブボディ間に介在する中間分岐ボディと、各バルブボディのダイヤフラム弁体の作動手段とを備え、
第一及び第二のバルブボディの各々１ポートは、弁作動軸と同心で外側へ突出して外周フランジ部を有する円形のボディ連結口を形成し、その内奥側周縁にダイヤフラム弁体に対応する環状弁座が構成され、
中間分岐ボディの２ポートは、同軸上に配置し、各々外側へ突出して外周フランジを有する円形のボディ連結部を形成し、
前記両バルブボディと中間分岐ボディとが、相互に接合した前記ボディ連結部同士の外周フランジに外嵌するクランプバンドの緊締により、直列に連結されてなることを特徴とするマルチポートバルブ。
【請求項２】
前記第一及び第二のバルブボディと中間分岐ボディは、両バルブボディの一方を上にして垂直に連結配置し、前記ボディ連結部を構成しないポートが水平方向に突出する管路接続筒部を形成すると共に、これら管路接続筒部を含むボディ内底が全体的に同じ水平面内にある請求項１に記載のマルチポートバルブ。
【請求項３】
前記第一及び第二のバルブボディが２ポート又は３ポートであり、前記中間分岐ボディが３ポート又は４ポートである請求項１又は２に記載のマルチポートバルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−７２７７（Ｐ２０１１−７２７７Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５２０８３（Ｐ２００９−１５２０８３）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（３９２０３２１００）キリンエンジニアリング株式会社 (54)
【出願人】（０００２２２３３６）トーステ株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（３９２０３２１００）キリンエンジニアリング株式会社 (54)
【出願人】（０００２２２３３６）トーステ株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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