JP2014171925A - ピグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、流動性のある製品等を移送する配管内を移動してその配管内の製品を押し出すピグが収容されるピグ装置に関し、配管内を移動してきたピグを、そのピグへの応力を減じて受け止める構造を備える。
【解決手段】 一本の仮想線を取り巻く閉曲面をベースとする形状の内周面２１１を有し、第１の配管６０に接続されてその第１の配管６０内を移動してきたピグ１００を内周面２１１で滑べらせ内周面２１１に沿って回転させることによりピグ１００を停止させるピグ収容室２１を備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、流動性のある製品や半製品、例えば流動性のある食品やその材料等（以下ではこれらの総称として単に「製品」と称する）を移送する配管内を移動してその配管内の製品や半製品を押し出すピグが収容されるピグ装置に関する。

配管を使っての製品の移送終了後に、その配管内に残存している製品を押し出す目的で栓形状のピグを圧送流体で圧送してその配管内を移動させることが行なわれている。このようなピグを使うと、配管内に残存している製品を回収することができて歩溜りを向上させることができ、また、配管の洗浄に使用する洗浄液や排液の量を減らし、また洗浄時間を減らすことができる。

このようなピグは、従前より様々な分野の製品の製造プラント等で採用されているが、近年では、食品製造を対象とするプラントでも使用されることが多くなってきている。

特許文献１，２には、管路内に配置されたピグの洗浄方法が開示されている。

特開平９−１９２６２０号公報 特開２００８−２５９９８９号公報

配管内に残存している製品をピグで押し出すには、ピグを送り出すランチャー側から圧送流体を送り込み、その圧送流体でピグを圧送することで配管内を移動させる。配管内を移動してきたピグは、ピグを受け取るキャッチャー側に備えられたストッパに突き当てられて停止するが、その際、そのストッパにピグが勢いよく突き当てられることになる。この場合、ピグがストッパに勢いよく突き当たることによりピグに強い応力がかかり、ピグの劣化が進んだりピグに欠けや割れが生じるおそれがある。

このピグとしては、従前はゴム製のものが多用されている。ゴム製のピグは配管内を圧送される間に配管内壁との擦れでピグが削られピグの削り屑が配管内の製品に混入するおそれがある。また、ゴム製のピグは着香、着色し易く、洗浄に時間がかかるおそれがある。このため、食品用のプラントでは例えばＰＴＦＥ樹脂等からなる樹脂製のピグを採用することが検討されている。特にＰＴＦＥ樹脂製のピグは、摩擦抵抗が小さく、薬品への耐性が高く、耐熱性も優れている。

ただし、ゴム製のピグであっても樹脂製のピグであっても、ストッパに勢いよく突き当てられるとピグが傷み、ピグの寿命が短くなる点については共通である。

上掲の特許文献２には、ピグがキャッチャー側に近づくにつれて圧送流体の圧力を減じることでピグをソフトランディングさせることが記載されている。このような圧力制御がうまくできればピグの劣化や欠け等を抑えることができる。ただし、このような圧力制御を行なうために余分な設備を必要とし、また圧力を減じてピグの移動速度を下げることにより、効率低下が生じることになる。

本発明は、上記事情に鑑み、圧送流体で配管内を圧送されてきたピグを、そのピグへの応力を減じて受け止める構造を備えたピグ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のピグ装置は、一本の仮想線を取り巻く閉曲面をベースとする形状の内周面を有し、第１の配管に接続されてその第１の配管内を圧送されてきたピグをその内周面で滑べらせその内周面に沿って回転させることによりピグを停止させるピグ収容室を備えたことを特徴とする。

ここで、上記の「閉曲面をベースとする形状の内周面」は、完全な閉曲面そのものであってもよいが、必ずしも完全な閉曲面である必要はなく、ピグの、その内周面に沿う回転運動の妨げにならない範囲内で、管路と繋がる穴などが設けられた内周面であってもよいことを意味している。

本発明のピグ装置は、上記の閉曲面をベースとした内周面を有するピグ収容室を備えているため、第１の配管内を圧送されてきたピグはそのピグ収容室の内周面で滑ってその内周面に沿って回転し、この回転によりピグの運動エネルギーが減じられて停止する。
したがって、このピグに強い応力がかかることが回避され、ピグの劣化や、欠けや割れなどが抑えられる。

ここで、上記本発明のピグ装置において、ピグ収容室が、上記内周面を両側から挟む一対の壁を有し、それら一対の壁のうちの少なくとも一方の壁が、ピグ収容室内に膨出してピグの上記内周面に沿う回転を案内する膨出部を有することが好ましい。

上記膨出部を設けると、その膨出部が、ピグの、内周面に沿う回転運動のガイドとして作用し、ピグの回転運動の一層の円滑化が図られる。

また、本発明のピグ装置において、上記内周面を両側から挟む一対の壁のうちの一方の壁を隔ててピグ収容室に隣接しピグ収容室の第１の配管接続側入口部分に形成された通路でピグ収容室と繋がった、第２の配管に接続される第２室と、その第２室側から上記通路に進退自在に進入して、ピグの、第１の配管側への移動を制止するピグ制止部材とをさらに備えることが好ましい。

ピグ収容室の第１の配管接続側入口部分に上記通路を設けると、ピグを圧送してきた圧送流体はピグがピグ収容室に入り込むタイミングで上記の通路から第２室を経由して第２の配管に流れ、ピグ収容室に入り込んだピグは圧送流体の圧力から解放される。このため、ピグ収容室に入り込んだピグは、自らの運動のエネルギーのみを上記の回転で吸収すればよく、ピグにかかる応力が一層緩和される。したがって、ピグの劣化の可能性も一層低減される。

また、上記のピグ制止部材を備えると、ピグがピグ収容室から第１の配管側に不用意に移動してしまうことが阻止され、ピグを、ピグ収容室から意識的に送り出すタイミングまでピグ収容室内に確実に留めておくことができる。

したがって、上記のピグ制止部材を備えることにより、そのピグ制止部材を上記の通路から退避させた状態でキャッチャー側のピグ装置として使用するとともに、ピグがピグ収容室内に存在する状態においてピグ制止部材を上記の通路に進入させてピグがピグ収容室から不用意に移動するのを制止しておいて送液し、ピグ制止部材を上記の通路から退避させ第２の配管から圧送流体を送り込んでピグを圧送することでランチャー側のピグ装置としても兼用することができる。

また、上記の第２室とピグ制止部材とを備えた場合に、ピグ収容室の、第１の配管接続側入口から離れた奥側と第２室側とを繋ぐバイパス流路をさらに備えることが好ましい。

上記のバイパス流路を備えると、ピグ制止部材が上記の通路に進入することによってその通路の開口を狭めたり、又はその通路の開口を塞いだ状態となるが、そのような状態においても、第１の配管と第２の配管との間の十分な流路を確保することがでできる。

また、このバイパス流路はピグ収容室の、第１の配管接続側から離れた奥側に繋がっているため、ピグ収容室内に収容されているピグは、第２の配管から送り込まれバイパス流路を通ってきた圧送流体にピグ収容室から押し出されることになり、ピグの圧送が一層円滑となる。

また、上記のピグ制止部材を備えた構成において、そのピグ制止部材が、第２室に配置されて上記の通路を第２室側から開閉する弁体を備え、その弁体が、通路を閉じたときにその通路を通ってピグ収容室側に進入して、ピグの、第１の配管側への移動を制止するピグ制止部を有することも好ましい形態である。

上記の通路は液の流路を形成するとともにピグ制止部材を進退させるものであって、その通路を塞ぐことは必ずしも必要ではないが、その通路を開閉する態様も考えられる。その場合、通路の開閉を担う弁体に上記のピグ制止部を備えることにより、通路の開閉とピグの制止／制止解除を同時に行なうことができる。

さらに、本発明のピグ装置において、上記ピグが、第１の配管内を通過する径を有する円柱形状の中央部と、その中央部から第１の配管に沿う前後両側に、中央部から離れる向きに径が徐々に窄まった一対の端部とを有する形状のピグであることが好ましい。

ゴム製のピグの場合、上掲の特許文献１，２に示されている通り、中央部分が括れその中央部分を挟んだ両端の部分が膨んだ形状のピグが多用されている。ゴム製のピグの場合、弾力性があるため、このような形状であっても配管のエルボーの部分（湾曲した部分）にも適応してそのエルボーの部分をスムーズに通過することができるが、例えば樹脂製のピグの場合、この形状を真似るとすると配管の内径と比べて両端部分の膨らみをかなり小径にする必要を生じ、配管の内壁面との間に大きな隙間が生じることになり、ピグとしての製品の回収能力を低減させることになる。

一方、単純な球形のピグを採用すると、エルボーの部分の通過には適しているが、ピグの姿勢制御を行なうことができない。

ピグには、通常、永久磁石が埋め込まれており、そのピグを通過させる配管の外周面側に磁気センサが配置され、ピグが通過したことを検出することが行なわれている。単純な球形のピグの場合は、ピグの姿勢制御を行なうことができないため、ピグの姿勢によっては磁気センサでピグの通過を検出できない事態が発生する。

そこで、上記の通りの、第１の配管内を通過する径の中央部と、その中央部から第１の配管に沿う前後両側にそれぞれ径が窄まった一対の端部とを有する形状のピグを採用すると、そのピグが樹脂製であっても、配管のエルボーの部分の通過にも適し、かつピグの姿勢が制御されて磁気センサによりピグの通過を確実に検出することができる。また、この形状のピグは、中央部が円柱形状に形成されているため、その円柱形状の長さ分だけ配管の内壁面と対向し、したがって配管内の製品が有効に押し出される。上記の形状の樹脂製のピグを使うことで食品用のプラントに一層適したピグ装置が構成される。

以上の本発明のピグ装置によれば、圧送流体で配管内を圧送されてきたピグが、そのピグに大きな応力をかけることなく受け止められる。

本発明の第１実施形態としてのピグ装置の外観斜視図である。 図１に外観を示す第１実施形態のピグ装置を示した各種の図である。 第１実施形態のピグ装置で使われているピグの斜視図である。 第１実施形態のピグ装置が主配管の両側に１つずつ設置され、その主配管内を製品が移送されている状態の、第１のピグシステムを示す模式図である。 図４に示す第１のピグシステムにおける、ピグを圧送している途中の状態を示した図である。 図４に示す第１のピグシステムにおける、ピグの圧送が終了した時点の状態を示した図である。 図４に示す第１のピグシステムにおける、ピグが下流側のピグ装置にピグ収容室に閉じ込められている状態を示した図である。 図４に示す第１のピグシステムにおける、ピグが送り戻されている途中の状態を示した図である。 図４に示す第１のピグシステムにおける、ピグが送り戻された直後の状態を示した図である。 本発明の第２実施形態としてのピグ装置の外観図である。 図１０に示す矢印Ｃ−Ｃに沿う断面図である。 図１１に示す矢印Ｄ−Ｄに沿う断面図である。 上流側から下流側向かって主配管内を製品が移送される、第２のピグシステムを示す模式図である。 図１３に示す第２のピグシステムにおける、ピグを圧送している途中の状態を示した図である。 図１３に示す第２のピグシステムにおける、ピグの圧送が終了した時点の状態を示した図である。 図１３に示す第２のピグシステムにおける、ピグが送り戻されている途中の状態を示した図である。 図１３に示す第２のピグシステムにおける、ピグが送り戻された直後の状態を示した図である。 本発明の第３実施形態としてのピグ装置の外観斜視図である。 ピグ収容室内にピグが存在しないことを除き図１８に示すピグ装置と同じピグ装置の外観斜視図である。 ピグ収容室内にピグが存在しないことを除き図１８に示すピグ装置と同じピグ装置であって、図１９とは別の角度から見たときの外観斜視図である。 図１８に外観を示す第３実施形態のピグ装置を示した各種の図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態としてのピグ装置の外観斜視図、図２は、図１に外観を示す第１実施形態のピグ装置を示した各種の図である。具体的には、この図２は、そのピグ装置の正面図（図２（Ａ））、平面図（図２（Ｂ））、底面図（図２（Ｃ））、図２（Ａ）に示す矢印Ａ−Ａに沿う断面図（図２（Ｄ））、および図２（Ａ）に示す矢印Ｂ−Ｂに沿う断面図（図２（Ｅ））である。また、図３は、本実施形態のピグ装置で使われているピグの斜視図である。

図１，図２に示すピグ装置１０には、その内部にピグ１００が収容されている。

ここでは先ず、図３を参照して、ピグ装置１０に収容されるピグ１００について説明する。

この第１実施形態のピグ装置で使われるピグ１００は、少なくとも外装面がＰＴＦＥ樹脂からなるピグであって、このピグ１００の内部には、ピグ１００の走行検出用の永久磁石（図示せず）が埋め込まれている。

このピグ１００は、配管（後述する）内を矢印Ａ−Ａ′方向に移動する。

このピグ１００は、円柱形状の中央部１０１と、その中央部１０１の配管に沿う前後方向（矢印Ａ−Ａ′方向）の両側に形成された一対の端部１０２ａ，１０２ｂとを有する。ピグ１００の中央部１０１は、このピグ１００を通過させることを予定している配管の内径よりも僅かに小径の部分であり、長さｄに渡って一定の径に形成されている。

また、一対の端部１０２ａ，１０２ｂは、中央部１０１から配管に沿う前後方向（矢印Ａ−Ａ′方向）の各向きにそれぞれ径が徐々に窄まった形状を有する。具体的には、本実施形態では、これらの端部１０２ａ，１０２ｂは楕球面の一部で形成されている。このピグ１００は、以上の形状を有し、配管のエルボーの部分（曲がった部分）を通り抜けることができる。また、この形状により配管内での姿勢が制御され、内部に埋め込まれた永久磁石による磁力が配管外側の磁気センサで確実に検出され、これによりピグ１００の通過が検出される。

また、このピグ１００は、中央部１０１がその長さｄに渡って配管の内壁にほとんど接するように近接し、これにより、例えば球形のピグと比べ、配管内の製品の回収能力が高められている。

次にこのピグ１００を内蔵したピグ装置について説明する。

図１，図２に示すピグ装置１０は、金属製の本体２０と、同じく金属製のバイパス管３０と、透明な樹脂製の蓋４０と、エアバルブ５０とを備えている。

以下、このピグ装置１０の説明にあたっては、図１，図２に加え、図４を参照しながら説明する。

図４は、ピグ装置が主配管６０の両側に１つずつ設置され、その主配管内を製品が移送されている状態のピグシステムを示す模式図である。ただし、この図４では製品の移送を担う主配管６０は単純化され、かつ短縮化されて示されている。この主配管６０は実際にはさらに長く、かつその途中部分に流路を湾曲させたエルボーが存在していてもよい。この主配管６０は、本発明にいう第１の配管の一例に相当する。

この図４では、ピグ装置が２台設置されており、製品移送の上流側（図４の左側）に設置されたピグ装置およびそのピグ装置の構成要素には、本実施形態のピグ装置やそのピグ装置の構成要素に付した符号にさらに添え字‘Ａ’を付して示し、下流側（図４の右側）に設置されたピグ装置およびそのピグ装置の構成要素には、添え字‘Ａ’に代わり、添え字‘Ｂ’を付して示す。ただし、これら２台のピグ装置を区別する必要のない説明については、‘Ａ’，‘Ｂ’のいずれの添え字も省いた符号のみを付して説明する。

この図４の一方のピグ装置１０Ａについては、縦断面図（Ａ）と横断面図（Ｂ）とが示されている。もう一方のピグ装置１０Ｂは、横断面図のみ示されている。

このピグ装置１０の本体２０は、図４に示すように、ピグ収容室２１と、バルブ室２２とを有する。ピグ収容室２１およびバルブ室２２は、それぞれ本発明にいうピグ収容室および第２室の各一例である。

ピグ収容室２１は、図４（Ａ）の縦断面にあらわれている通り、一本の仮想線を取り巻く開曲面をベースとする内周面である。本実施形態におけるピグ収容室２１の内周面２１１は、具体的には、水平方向に延びる仮想線を中心線としたときの、その中心線から等距離にある面で形成された円筒面をベースとする内周面である。ただし、この内周面２１１には、管路との接続部分に穴が設けられている。このピグ収容室２１の内周面２１１に設けられている穴としては、主配管６０に接続される管路６１に繋がる穴と、バイパス管３０に繋がる穴が存在する。管路６１に繋がる穴は、ピグ収容室２１に収容されるピグ１００とほぼ同じ高さ位置に設けられており、バイパス管３０に繋がる穴はピグ収容室２１から上方に向かう位置に形成されている。この内周面２１１がこのような閉曲面（本実施形態では円筒面）になっていることの作用については後述する。

また、バルブ室２２は、ピグ収容室２１との間が横壁２３で隔てられてピグ収容室２１の横に設けられている。この横壁２３の、主配管６０に接続される側、すなわち管路６１が設けられている側には、ピグ収容室２１とバルブ室２２とに通じる通路２３１が形成されている。

また、ピグ収容室２１の、横壁２３に対向する側は、本体２０としては開放されて大きな穴が形成されており、その穴が樹脂製の蓋４０で塞がれていて、その蓋４０が、横壁２３と対になってピグ収容室２１を画定するもう一方の横壁となっている。この蓋４０は透明樹脂製であって、この蓋４０を透してそのピグ収容室２１にピグ１００が収容されているか否かが視認される。この図４および図２（Ｄ）の断面図に示すように、この蓋４０は、膨出部４１を有する。この膨出部４１は、ピグ収容室２１の円周面２１１から離れた中央部分、具体的には図１，図２（Ａ）に２点鎖線で示す円Ｒ１よりも内側の部分がピグ収容室２１の内側に向かって円錐形状に膨出している。この膨出部４１の作用についてもピグ収容室２１の円筒形の内周面２１１の作用とともに後述する。

バルブ室２２には、エアバルブ５０の弁体５１が配置されている。この弁体５１は、エアバルブ５０の作動により、ピグ収容室２１とバルブ室２２との間の通路２３１をバルブ室２２側から開放および閉鎖する。図４では、２つのピグ装置１０Ａ，１０Ｂのうちの、製品移送の上流側（図４の左側）のピグ装置１０Ａの通路２３１Ａは閉鎖された状態にあり、下流側（図４の右側）のピグ装置１０Ｂの通路２３１Ｂは開放された状態にある。また図２（Ｅ）には、その通路２３１を閉鎖した状態の弁体５１が示されている。この弁体５１は、通路２３１を開放した状態においてその通路２３１に向かって膨出したピグ制止部５１１を有する。このピグ制止部５１１は、この弁体５１で通路２３１が閉鎖されたときにその通路２３１を通ってピグ収容室２１側に進入して、そのピグ収容室２１内のピグ１００が主配管６０側に移動するのを制止する役割を担っている。

また、このバルブ室２２は、主配管６０に製品等を送り込み、また主配管６０内を移送されてきた製品等をさらに下流側に送り出すための配管（図示せず）が接続される管路７１に繋がっている。

さらに、バイパス管３０は、ピグ収容室２１とバルブ室２２とを繋ぐバイパス流路を形成している管路である。このバイパス管３０により、ピグ収容室２１の、主配管６０が接続される管路６１と繋がる入口から離れた奥側と、バルブ室２２とを繋ぐバイパス流路が形成されている。本実施形態のピグ装置１０ではさらに、このバイパス流路は、ピグ収容室２１の上記の奥側と、バルブ室２２の、管路７１と繋がる入口から離れた奥側とを、本体２０の上方を経由して繋いでいる。

さらにエアバルブ５０は、空気圧による制御を受けて弁体５１を通路２３１から離して通路２３１を開放し、また、その弁体５１で通路２３１を塞ぐ役割を担っている。このエアバルブ５０は、本発明にいうピグ制止部材の一例である。

以上で、ピグ装置１０の構成の説明を終了し、次に、第１実施形態のピグ装置１０を備えた第１のピグシステムの動作を説明する。ここでは、ピグ装置１０の構成の説明に併用した図４を含む、図４〜図８を参照しながら第１のピグシステムの動作の一例を説明する。

これら図４〜図８は、第１のピグシステムの動作を順を追って示した模式図である。

ここで、図４には、製品を送液している状態が示されている。

また、図５には、ピグ１００を圧送している途中の状態が示されている。

また、図６には、ピグ１００の圧送が終了した時点の状態が示されている。

また、図７には、ピグ１００が下流側のピグ装置１０Ｂのピグ収容室２１Ｂに閉じ込められている状態が示されている。

また、図８には、ピグ１００が送り戻されている途中の状態が示されている。

さらに図９には、ピグ１００が送り戻された直後の状態が示されている。

図４は、ピグ装置１０Ａについては横壁２３Ａの通路２３１Ａが閉鎖された状態にあり、ピグ装置１０Ｂについては横壁２３Ｂの通路２３１Ｂが開放された状態にある。この図４に示す矢印に沿って、左側に示されたピグ装置１０Ａの管路７１Ａから送り込まれた製品８０が、そのピグ装置１０Ａの、バイパス管３０Ａによって形成されたバイパス流路を通り、管路６１Ａ，主配管６０を通って右側に示されたピグ装置１０Ｂの管路６１Ｂ，通路２３１Ｂおよびバイパス管３０Ｂによるバイパス流路，管路７１Ｂを通ってさらに下流側に送り出されている。

このとき、ピグ１００は、ピグ装置１０Ａのピグ収容室２１Ａ内にあって、図４（Ａ）に示すように製品８０に浸った状態にあり、その製品８０によりピグ収容室２１Ａから主配管６０側に送り出される向きの流圧を受けるが、弁体５１Ａの、ピグ収容室２１Ａ側に膨出したピグ制止部５１１Ａにより、ピグ１００がピグ収容室２１Ａから配管６０側に送り出されることが制止されているため、ピグは、この段階では主配管６０側には送り出されずにピグ収容室２１Ａ内に留まっている。

製品８０の送液が終了する直前のタイミングで、図５に示すように、左側に示されたピグ装置１０Ａエアバルブ５０Ａの弁体５１Ａが通路２３１Ａから離れ、通路２３１Ａが開放される。この時点では、右側に示されたピグ装置１０Ｂの通路２３１Ｂは開放状態が維持される。エアバルブ５０Ａ，５０Ｂをこのように制御しておいて、今度は左側のピグ装置１０Ａの管路７１Ａから無菌水８１を送り込む。この無菌水８１は、ピグ１００圧送するための圧送流体の一種であり、主配管６０等の荒洗浄を兼ねている液体である。管路７１Ａからピグ装置１０Ａに送り込まれた無菌水８１は、図５に矢印で示されている通り、通路２３１Ａとバイパス管３０Ａによるバイパス流路の双方を通って流れ、このときピグ収容室２１Ａに収容されているピグ１００がピグ収容室２１Ａから主流管６０に押し出され、無菌水８１により押されて主配管６０内を進む。右側のピグ装置１０Ｂの通路２３１Ｂは開放されているため、主配管６０内に残存していた製品は、ピグ１００に押されてその通路２３１Ｂおよびバイパス流路を通って管路７１Ｂに抜け、その管路７１Ｂから送り出された後、その後を追う無菌水８１が混入する直前まで回収される。

ピグ１００は無菌水８１により圧送されて進み、図６に示すように、図示の右側のピグ装置１０Ｂのピグ収容室２１Ｂ内に送り込まれる。

ここで、この図６およびこの図６に続く図７、図８には、右側のピグ装置１０Ｂについて横断面（Ｃ）のほか、縦断面（Ｄ）も示されている。その一方、これら図６〜図８では左側のピグ装置１０Ａについては横断面のみ示され、図４，図５に示されている縦断面は示されていない。

ピグ１００を圧送してきた無菌水８１は、ピグ装置１０Ｂの通路２３１Ｂが開放されているため、ピグ１００をピグ収容室２１Ｂに送り込むタイミングで、製品８０の後を追って通路２３１Ｂを通って管路７１Ｂに抜ける。したがってピグ収容室２１Ｂに送り込まれたピグ１００は、ピグ収容室２１Ｂに送り込まれたときには、無菌水８１の押圧力からほぼ開放された状態となる。

このピグ１００は、ピグ収容室２１Ｂに送り込まれるとそのピグ収容室２１Ｂの円筒形の内周面２１１Ｂを滑りながら、その内周面２１１Ｂに沿って、図６（Ｄ）の縦断面図に破線の矢印で示す軌跡を描いて回転する。この回転によりピグ１００の運動エネルギーが吸収されて停止する。このときピグ１００は、重力に従って、ピグ収容室２１Ｂの内周面２１１Ｂのうちの下面に接した状態で停止する。この下面に接した状態のピグ１００は、管路７１Ｂに対向した位置である。

この第１実施形態のピグ１００は、ピグ収容室２１に収容されたときに、そのピグ１００の、図３を参照して説明した端部１０２ａ，１０２ｂがピグ収容室２１の内壁面２１１の円筒形状にほぼ沿う形状となっている。本実施形態のピグ装置１００では、ピグ１００のこの形状により、ピグ収容室２１に送り込まれたときの回転運動の円滑化と、回転が終わった後のピグ収容室２１内での姿勢安定化がさらに向上している。

さらに、前述の通り、第１実施形態のピグ装置１０を構成している蓋４０は、ピグ収容室２１の内側に膨らんだ膨出部４１を有する。ピグ１００がピグ収容室２１に送り込まれて回転する際はこの膨出部４１がその回転運動のガイドとして作用し、この第１実施形態では、この点でもピグ１００の回転運動の一層の円滑化が図られている。

ピグ１００が右側のピグ装置１０Ｂに送り込まれると、エアバルブ５０Ｂが作動し、図７に示すように、通路２３１Ｂが弁体５１Ｂで閉鎖される。このとき、その弁体５１Ｂのピグ制止部５１１Ｂがピグ収容室２１Ｂ側に進入して、ピグ収容室２１Ｂ内のピグ１００の、主配管６０側への移動を阻止する状態となる。

次いで、今度は左側のピグ装置１０Ａの管路７１Ａから例えば洗浄液（図示せず）が送り込まれて主配管６０が洗浄される。このとき、２つのピグ装置１０Ａ，１０Ｂの内部も洗浄される。さらに、ピグ装置１０Ｂのピグ収容室２１Ｂに送り込まれたピグ１００は、ピグ収容室２１Ｂ内で完全に静止している訳ではなく流れ込んできた洗浄水で揺れてピグ１００も洗浄される。十分な洗浄が済んだ後、ピグ装置１０Ａ側から再び無菌水が流し込まれ、主配管６０、２つのピグ装置１０Ａ，１０Ｂ、およびピグ１００が十分に濯がれる。

その後、今度は、図８に示すように、右側のピグ装置１０Ｂの通路２３１Ｂが開放される。この時点では左側のピグ装置１０Ａの通路２３１Ａも開放された状態にとどまる。こうしておいて、今度は右側のピグ装置１０Ｂの管路７１Ｂから圧縮されたクリーンエア８２が送り込まれる。このクリーンエア８２もピグ１００を圧送するための圧送流体の一種である。管路７１Ｂからピグ装置１０Ｂ内に送り込まれたクリーンエア８２は、バルブ室２２Ｂから通路２３１Ｂのみでなく、バイパス流路にも入り込んでピグ収容室２１Ｂの、主配管６０から見たときの奥側に吹き出し、ピグ１００を主配管６０側に押し出す。すると、ピグ１００は、クリーンエア８２に押されて、図８に示すように、主配管６０に残存している無菌水８１を左側のピグ装置１０Ａ側に押し出しながら主配管６０内を進み、図９に示すように、左側のピグ装置１０Ａのピグ収容室２１Ａに送り込まれる。このときの動作は、このピグ１００が右側のピグ装置１０Ｂのピグ収容室２１Ｂに送り込まれたときと同様である。すなわち、ピグ１００がピグ収容室２１Ａに送り込まれるタイミングでクリーンエア８２は通路２３１Ａを通って流れ出し、ピグ１００は、その瞬間にクリーンエア８２による押圧からほぼ解放され、それまで移動してきたことによる運動エネルギーは、図８（Ａ）の縦断面図上の破線の矢印で示すようにピグ収容室２１Ａの内周面２１１Ａに沿って回転することで吸収されて、そのピグ収容室２１Ａ内で停止する。ピグ１００に押し出された無菌水８２は、管路７１Ａを通ってピグ装置１０Ａの外部に排出される。

ピグ１００がピグ装置１０Ａのピグ収容室２１Ａに収容されると、エアバルブ５０Ａが作動し通路２３１Ａが弁体５１Ａで閉鎖されて、図４に示す、製品８０の送液を開始する状態に戻る。製品８０の次回の送液も図４に示す状態で開始される。

ここで、上述した第１のピグシステムの動作は、左側のピグ装置１０Ａ側から右側のピグ装置１０Ｂ側へと送液するときの動作の一例であるが、この第１のピグシステムには、上流側と下流側との双方に同一構造のピグ装置１０Ａ，１０Ｂが配置されていることから分かるように、製品８０等を双方向に送液するシステムにも適用することができる。

また、上述の第１のピグシステムを構成する２つのピグ装置１０Ａ，１０Ｂは、エアバルブ５０Ａ，５１Ｂを有し、さらに通路２３１Ａ，２３１Ｂを開閉する弁体５１Ａ，５１Ｂがピグ制止部５１１Ａ，５１１Ｂを有するため、弁体５１Ａ，５１Ｂで通路２３１Ａ，２３１Ｂを閉鎖することにより、ピグ収容室２１Ａ，２１Ｂ内に収容されたピグ１００が不用意に主配管６０に移動することを阻止し、ピグ１００をピグ収容室２１Ａ，２１Ｂに確実に閉じ込めておくことができるシステムとなっている。

次に、製品８０の送液方向が一方向に限られ、かつピグ１００がピグ収容室２１から主配管側に移動することを許容した第２実施形態のピグ装置およびそのピグ装置を採用した第２ピグシステムについて説明する。

図１０は、本発明の第２実施形態としてのピグ装置の外観図である。

図１０（Ａ）は正面図、図１０（Ｂ）、（Ｃ）は、図１０（Ａ）の正面図との配置関係でを示す、それぞれ斜めの上方、斜め下方から見た図である。

また、図１１は、図１０に示す矢印Ｃ−Ｃに沿う断面図、図１２は、図１１に示す矢印Ｄ−Ｄに沿う断面図である。

前述の第１実施形態のピグ装置１０の構成要素と同一の構成要素には、その第１実施形態のピグ装置１０の図面において付した符号と同一の符号に添え字Ｘを付して示し相違点について説明する。

この第２実施形態のピグ装置１０Ｘにも、前述の第１実施形態のピグ装置１０と同様、図３に示す形状のＰＴＦＥ樹脂からなるピグ１００が使用される。

この第２実施形態のピグ装置１０Ｘは、概括的に述べると、前述の第１実施形態のピグ装置１０のピグ収容室２１のみからなり、キャッチャ側に使用されるピグ装置である。

上流側から送液されてきた製品は、管路６１Ｘを通ってこのピグ装置１０Ｘ内に流れ込み、もう一方の管路７１Ｘを通ってこのピグ装置１０Ｘから流れ出る。

一方、上流側から圧送されてきたピグは、管路６１Ｘを通ってこのピグ装置１０Ｘに入り込み膨出部４１Ｘにガイドされながらピグ収容室２１Ｘの内周面２１１Ｘに沿って回転して停止する。

次にこの第２実施形態のピグ装置１０Ｘを採用した第２ピグシステムについて説明する。

図１３〜図１７は、上流側から下流側向かって主配管内を製品が移送される、第２のピグシステムを示す模式図である。この第２のピグシステムでは、上流側に第１実施形態のピグ装置１０Ａ、下流側に第２実施形態のピグ装置１０Ｘが配置されている。図４〜図９に示す、前述の第１のピグシステムと同様、この第２のピグシステムにおいても製品の移送を担う主配管６０は単純化され、かつ短縮化されて示されている。この主配管６０は実際にはさらに長く、かつその途中部分に流路を湾曲させたエルボーが存在していてもよい。

図１３，図１４，図１７においては、上流側のピグ装置１０Ａについて縦断面図（Ａ）と横断面図（Ｂ）とが示され、下流側のピグ装置１０Ｘについては横断面図のみが示されている。また図１５および図１６には、上流側のピグ装置１０Ａについては横断面図のみ、下流側のピグ装置１０Ｘについて横断面図（Ｃ）と縦断面図（Ｄ）が示されている。

これらの図１３〜図１７は、第２のピグシステムの動作を順を追って示した模式図である。ここでは、これらの図１３〜図１７を参照しながら第２のピグシステムの動作の一例を説明する。

ここで、図１３には、製品８０を送液している状態が示されている。

また、図１４には、ピグ１００を圧送している途中の状態が示されている。

また、図１５には、ピグ１００の圧送が終了した時点の状態が示されている。

また、図１６には、ピグ１００が送り戻されている途中の状態が示されている。

さらに図１７には、ピグ１００が送り戻された直後の状態が示されている。

図１３では、上流側のピグ装置１０Ａの横壁２３Ａの通路２３１Ａが閉鎖された状態にある。左側に示されたピグ装置１０Ａの管路７１Ａから製品８０が送り込まれ、その製品８０は、この図１３に示す矢印に沿って、ピグ装置１０Ａの、バイパス管３０Ａによって形成されたバイパス流路を通り、管路６１Ａ，主配管６０を通って右側に示されたピグ装置１０Ｘの管路６１Ｘ，ピグ収容室２１Ｘ，管路７１Ｘを通ってさらに下流側に送り出されている。

このとき、ピグ１００は、ピグ装置１０Ａのピグ収容室２１Ａ内にあって、図１３（Ａ）に示すように製品８０に浸った状態にあり、その製品８０によりピグ収容室２１Ａから主配管６０側に送り出される向きの流圧を受けるが、弁体５１Ａのピグ制止部５１１Ａによりピグ１００がピグ収容室２１Ａから配管６０側に送り出されることが制止されているため、ピグは、主配管６０側に送り出されることなくピグ収容室２１Ａ内に留まっている。

製品８０の送液が終了する直前のタイミングで、図１４に示すように、左側に示されたピグ装置１０Ａエアバルブ５０Ａの弁体５１Ａが通路２３１Ａから離れ、通路２３１Ａが開放される。このようにして通路２３１Ａを開放しておいて、今度は左側のピグ装置１０Ａの管路７１Ａから無菌水８１を送り込む。この無菌水８１は、ピグ１００圧送するための圧送流体の一種であり、主配管６０等の荒洗浄を兼ねている液体である。管路７１Ａからピグ装置１０Ａに送り込まれた無菌水８１は、図１４に矢印で示されている通り、通路２３１Ａとバイパス管３０Ａによるバイパス流路の双方を通って流れる。このときピグ収容室２１Ａに収容されていたピグ１００がピグ収容室２１Ａから主流管６０に押し出され、無菌水８１により押されて主配管６０内を進む。主配管６０内に残存していた製品は、ピグ１００に押されて下流側のピグ装置１０Ｘを通って管路７１Ｘに抜け、その管路７１Ｘから送り出された後、その後を追う無菌水８１が混入する直前まで回収される。

ピグ１００は無菌水８１により圧送されて進み、図１５に示すように、図示の右側のピグ装置１０Ｘのピグ収容室２１Ｘ内に送り込まれる。

ピグ１００を圧送してきた無菌水８１は、ピグ１００をピグ収容室２１Ｂに送り込み、製品８０の後を追って管路７１Ｘに抜ける。

このピグ１００は、ピグ収容室２１Ｘに送り込まれるとそのピグ収容室２１Ｂの円筒形の内周面２１１Ｘを滑りながら、その内周面２１１Ｘに沿って、図１５（Ｄ）の縦断面図に破線の矢印で示す軌跡を描いて回転する。この回転によりピグ１００の運動エネルギーが吸収されて停止する。このときピグ１００は、重力に従って、ピグ収容室２１Ｘの内周面２１１Ｘのうちの下面に接した状態で停止する。この下面に接した状態のピグ１００は、管路６１Ｘに対向した位置である。

ピグ１００は、ピグ収容室２１Ｘに収容されたときに、そのピグ１００の、図３を参照して説明した端部１０２ａ，１０２ｂがピグ収容室２１の内壁面２１１の円筒形状にほぼ沿う形状となっている。本実施形態のピグ装置１００では、ピグ１００のこの形状により、ピグ収容室２１Ｘに送り込まれたときの回転運動の円滑化と、回転が終わった後のピグ収容室２１Ｘ内での姿勢安定化がさらに向上している。

さらに、前述の第１実施形態のピグ装置１０Ｘと同様、第２実施形態のピグ装置１０Ｘを構成している蓋４０Ｘは、ピグ収容室２１Ｘの内側に膨らんだ膨出部４１Ｘを有する。ピグ１００がピグ収容室２１Ｘに送り込まれて回転する際はこの膨出部４１Ｘがその回転運動のガイドとして作用し、この第２実施形態においても、この点でもピグ１００の回転運動の一層の円滑化が図られている。

ピグ１００が右側のピグ装置１０Ｘに送り込まれると、今度は左側のピグ装置１０Ａの管路７１Ａから例えば洗浄液（図示せず）が送り込まれて主配管６０が洗浄される。このとき、２つのピグ装置１０Ａ，１０Ｘの内部も洗浄される。さらに、ピグ装置１０Ｘのピグ収容室２１Ｘに送り込まれたピグ１００は、ピグ収容室２１Ｂ内で完全に静止している訳ではなく流れ込んできた洗浄水で揺れてピグ１００も洗浄される。十分な洗浄が済んだ後、ピグ装置１０Ａ側から再び無菌水が流し込まれ、主配管６０、２つのピグ装置１０Ａ，１０Ｘ、およびピグ１００が十分に濯がれる。

ただし、この下流側のピグ装置１０Ｘには、ピグ１００をピグ収容室２１Ｘ内に強制的に閉じ込めておく構造は備えられておらず、ピグ収容室２１Ｘにまで圧送され回転して一旦停止した後、上流側への戻り液等に流されてピグ収容室２１Ｘから主配管６０に移動するおそれがある。このように、この第２のピグシステムはピグ１００がピグ収容室２１Ｘから主配管６０に移動することを許容するシステムとなっている。

洗浄水で洗浄され、無菌水が流し込まれて十分に流れた後、今度は右側のピグ装置１０Ｘの管路７１Ｘから圧縮されたクリーンエア８２が送り込まれる。このクリーンエア８２もピグ１００を圧送するための圧送流体の一種である。

管路７１Ｘからピグ装置１０Ｘ内に送り込まれたクリーンエア８２は、ピグ１００を主配管６０側に押し出す。すると、ピグ１００は、クリーンエア８２に押されて、図１６に示すように、主配管６０に残存している無菌水８１を左側のピグ装置１０Ａ側に押し出しながら主配管６０内を進み、図１７に示すように、左側のピグ装置１０Ａのピグ収容室２１Ａに送り込まれる。そのタイミングでクリーンエア８２は通路２３１Ａを通って流れ出し、ピグ１００は、ピグ収容室２１Ａに送り込まれると、図１７（Ａ）の縦断面図上の破線の矢印で示すようにピグ収容室２１Ａの内周面２１１Ａに沿って回転して、そのピグ収容室２１Ａ内で停止する。ピグ１００に押し出された無菌水８２は、管路７１Ａを通ってピグ装置１０Ａの外部に排出される。

ピグ１００がピグ装置１０Ａのピグ収容室２１Ａに収容されると、エアバルブ５０Ａが作動し通路２３１Ａが弁体５１Ａで閉鎖されて、図１３に示す、製品８０の送液を開始する状態に戻る。製品８０の次回の送液も図１３に示す状態で開始される。

この第２のピグシステムから分かる通り、第２実施形態のピグ装置１０Ｘはキャッチャー側に使用されるピグ装置であり、かつピグ１００がピグ収容室２１Ｘに留まったままとならずに、上流側に送られるよりも前に主配管６０側に勝手に移動してしまうことを許容しているピグ装置である。このような条件を許すシステムの場合、下流側のピグ装置として上述の第１実施形態のピグ装置に代えて第２実施形態のピグ装置を使うことでコストダウンを図ることができる。

次に、本発明の第３実施形態のピグ装置について説明する。

図１８は、本発明の第３実施形態としてのピグ装置の外観斜視図である。

また、図１９，図２０は、ピグ収容室内にピグが存在しないことを除き図１８に示すピグ装置と同じピグ装置であって、それぞれ別々の角度から見たときの外観斜視図である。

さらに、図２１は、図１８に外観を示す第３実施形態のピグ装置を示した各種の図である。具体的には、この図２１は、そのピグ装置の正面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、図２１（Ａ）に示す矢印Ｍ−Ｍに沿う断面図（図２１（Ｃ））、図２１（Ａ）に示す矢印Ｎ−Ｎに沿う断面図（図２１（Ｄ）、および図２１（Ａ）に示す矢印Ｆ−Ｆに沿う断面図（図２１（Ｅ））である。

第３実施形態のピグ装置１０Ｙは、図１〜図９を参照しながら説明した第１実施形態のピグ装置１０と同様、キャッチャー側とランチャー側との双方に兼用可能なピグ装置である。ここでも、図１〜図９を参照しながら説明した第１実施形態のピグ装置１０の構成要素と同一の構成要素には、図１〜図９において付した符号と同一の符号に添え字Ｙを付して示し、第１実施形態のピグ装置１０との相違点についてのみ説明する。

この第３実施形態のピグ装置１０Ｙは、第１実施形態のピグ装置１０と比べたとき、下記の２点について相違している。

図１〜図９に示す第１実施形態のピグ装置１０の場合、弁体５１により通路２３１が開閉自在に塞がれる構造となっている。またその弁体５１がピグ制止部５１１を有し、このピグ制止部５１１は、弁体５１で通路２３１が閉鎖されたときにその通路を通ってピグ収容室２１側に進入して、そのピグ収容室２１内のピグ１００が管路６１を通って主配管６０側に移動するのを制止する役割を担っている。

これに対し、図18〜図２１に示すエアバルブ５０Ｙは、第１実施形態のピグ装置１０の弁体５１に似た弁体５２を有する。この弁体５２は、進退自在に通路２３１Ｙを通ってピグ収容室２１Ｙ側に進入し、進入時にはピグ収容室２１Ｙに収容されているピグ１００が管路６１Ｙ側に移動するのを制止する役割を担っている。ただし、この弁体５２は、通路２３１Ｙを閉鎖するものではなく、弁体５２が通路２３１Ｙを通ってピグ収容室２１Ｙ側に進入した状態においても、その弁体５２の周りに流路が形成されている。この点が第１の相違点である。この第３実施形態のピグ装置１０Ｙの場合、弁体５２を含むエアバルブ５０Ｙが本発明にいうピグ制止部材の一例に相当する。

また、第１実施形態のピグ装置１０の場合、バイパス管３０を備えており、このバイパス管３０により、ピグ収容室２１の、主配管６０が接続される管路６１と繋がる入口から離れた奥側と、バルブ室２１とを繋ぐバイパス流路が形成されている。

これに対し、この第３実施形態のピグ装置１０Ｙの場合、ピグ収容室２１Ｙの、管路６１Ｙと繋がる入口から離れた奥側に、配管７１Ｙ側に繋がるバイパス流路３１が形成されている。このバイパス流路３１は、ピグ収容室２１Ｙの奥側の部分が、円弧状に、ピグ収容室２１Ｙ側からバルブ室２１Ｙ又は管路７１Ｙに向かって徐々に深く削られた形状の斜面３１１が形成され、その削りが徐々に深くなった結果、管路７１Ｙ又はバルブ室２２Ｙ側にバイパス流路３１が開いた状態となっている。

ここで、横壁２３Ｙに単純な穴を開けてその穴をバイパス流路とした場合、その単純に開いたバイパス流路がピグ１００で塞がれてしまうおそれがある。これに対し、この第３実施形態のピグ装置１０Ｙでは、そのバイパス流路３１に繋がる斜面３１１が形成されているため、そのバイパス流路３１がピグ１００で塞がれてしまう事態を避けることができる。また、この第３実施形態のピグ装置１０Ｙの場合、上述の第１実施形態のピグ装置１０のようなバイパス管３０は不要であり、その分、構造が簡略化されている。

第１実施形態のピグ装置１０の場合、図４〜図８を参照してピグ装置１０の動作の一例を説明している。この第３実施形態のピグ装置１０Ｙも、その動作の一例は第１実施形態のピグ装置１０の動作例と同じであり、ここでは、第３実施形態のピグ装置１０Ｙについての動作例の説明は省略する。

尚、上述の第１〜第３実施形態は、いずれもＰＴＦＥ樹脂からなり、かつ、図３を参照して説明した形状のピグ１００を使うピグ装置であり、食品製造プラントなど衛生面について特に慎重さを要するプラント向けとなっている。ただし、本発明は、この材質、この形状のピグを使うピグ装置である必要はなく、走行途中のピグの現在位置を特に知る必要のないシステムであれば、例えば球形のピグを使うピグ装置であってもよい。さらに本発明は、食品製造プラント向けにのみ適用できるピグ装置ではなく、もっと広く様々な送液システムに適用することが可能であり、その場合、従前から使われているゴム製のピグを用いるピグ装置であってもよい。

また、ここで示した第１〜第３の実施形態は、いずれも、円筒形をベースとする内周面を有するピグ収容室を備えたピグ装置であるが、ピグ収容室の内周面は必ずしも円筒形状である必要はなく例えば楕円形状などの閉曲面をベースとするものであってもよい。

また、ピグ収容室を塞いで一方の横壁を成す蓋は透明樹脂製である旨、説明したが、ピグ収容室の内部を視認する必要がない場合は、この蓋は必ずしも透明である必要はない。

さらに、第１実施形態のピグ装置ではエアバルブを備え、このエアバルブで通路を開閉する構成としているが、通路を開閉する開閉部材であればよく、エアバルブに限られるものではなく、例えば電気信号に応じて通路を開閉する電磁弁やソレノイド等であってもよく、あるいは手動弁であってもよい。

第３実施形態のピグ装置の場合も同様であり、エアバルブに代えて電磁弁やソレノイド等、あるいは手動弁を採用してもよい。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｘ，１０Ｙ ピグ装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ 本体
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｘ，２１Ｙ ピグ収容室
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｙ バルブ室
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｙ 横壁
３０，３０Ａ，３０Ｂ バイパス管
３１ バイパス流路
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｘ，４０Ｙ 蓋
４１，４１Ｘ，４１Ｙ 膨出部
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｙ エアバルブ
５１，５１Ａ，５１Ｂ，５２ 弁体
６０ 主配管
６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｘ，６１Ｙ，７１，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｘ，７１Ｙ 管路
８０ 製品
８１ 無菌水
８２ クリーンエア
１００ ピグ
１０１ 中央部
１０２ａ，１０２ｂ 端部
２１１，２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｘ，２１１Ｙ 内周面
２３１，２３１Ａ，２３１Ｂ，２３１Ｙ 通路
３１１ 斜面
５１１，５１１Ａ，５１１Ｂ ピグ制止部

Claims (6)

1. 一本の仮想線を取り巻く閉曲面をベースとする形状の内周面を有し、第１の配管に接続されて該第１の配管内を圧送されてきたピグを該内周面で滑べらせ該内周面に沿って回転させることにより該ピグを停止させるピグ収容室を備えたことを特徴とするピグ装置。
2. 前記ピグ収容室が、前記内周面を両側から挟む一対の壁を有し、該一対の壁のうちの少なくとも一方の壁が、該ピグ収容室内に膨出して前記ピグの該内周面に沿う回転を案内する膨出部を有することを特徴とする請求項１記載のピグ装置。
3. 前記内周面を両側から挟む一対の壁のうちの一方の壁を隔てて前記ピグ収容室に隣接し該ピグ収容室の前記第１の配管接続側入口部分に形成された通路で該ピグ収容室と繋がった、第２の配管に接続される第２室と、
   前記第２室側から前記通路に進退自在に進入して、前記ピグの、前記第１の配管側への移動を制止するピグ制止部材とをさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のピグ装置。
4. 前記ピグ収容室の、前記第１の配管接続側入口から離れた奥側と前記第２室側とを繋ぐバイパス流路をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載のピグ装置。
5. 前記ピグ制止部材が、前記第２室に配置されて前記通路を該第２室側から開閉する弁体を備え、
   前記弁体が、前記通路を閉じたときに前記ピグ収容室側に進入して、該ピグの、前記第１の配管側への移動を制止するピグ制止部を有することを特徴とする請求項４記載のピグ装置。
6. 前記ピグが、前記第１の配管内を通過する径を有する円柱形状の中央部と、該中央部から該第１の配管に沿う前後両側に、該中央部から離れる向きに径が徐々に窄まった一対の端部とを有する形状のピグであることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載のピグ装置。

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