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ロータリバルブ - 特開2008−640 | j-tokkyo
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【発明の名称】 ロータリバルブ
【発明者】 【氏名】田淵 邦治

【要約】 【課題】摩擦音に起因する騒音を格段に低減することができると共にメンテナンス作業を格段に低減することができる耐食性に優れたロータリバルブを提供する。

【構成】本発明のロータリバルブ10は、ケーシング11と、このケーシング11内に回転自在に収納されたロータ12と、このロータ12を回転させる回転軸13と、を備え、ロータ12は、円筒状のロータ本体12Aと、このロータ本体12Aの両端を閉止する端板12B、12Cと、を有し、ロータ本体12Aの周面の一部には粉粒体の出入口となる開口部12Dが形成されており、且つ、ケーシング11及びロータ12は、それぞれ粉粒体が接触する部分が滑り性及び耐食性のあるフッ素系樹脂によって形成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーシングと、このケーシング内に回転自在に収納されたロータと、このロータを回転させる回転軸と、を備えたロータリバルブであって、上記ロータは、円筒状のロータ本体と、このロータ本体の両端を閉止する端板と、を有し、上記ロータ本体の周面の一部には給排物質の出入口となる開口部が形成されていることを特徴とするロータリバルブ。
【請求項2】
ケーシングと、このケーシング内に回転自在に収納されたロータと、このロータを回転させる回転軸と、を備えたロータリバルブであって、上記ロータは、円筒状のロータ本体と、このロータ本体の両端を閉止する端板と、を有し、上記ロータ本体の周面の一部には給排物質の出入口となる開口部が形成されており、且つ、上記ケーシング及び上記ロータは、それぞれ上記給排物質の接触する部分が耐食性のある材料によって形成されていることを特徴とするロータリバルブ。
【請求項3】
上記ロータは、上記耐食性のある材料によって形成されていると共に、上記ケーシングの内面は、上記耐食性のある材料によって被覆されていることを特徴とする請求項2に記載のロータリバルブ。
【請求項4】
上記材料は、フッ素系樹脂であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のロータリバルブ。
【請求項5】
上記材料は、チタンまたはチタン合金であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のロータリバルブ。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、粉粒体等の給排物質を所定量ずつ給排するロータリバルブに関し、更に詳しくは、例えばケーシングとロータとの間の摩擦音を低減することができると共にメンテナンス作業を軽減することができるロータリバルブに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ロータリバルブは、一般的に、ケーシングと、ケーシング内に回転可能に装着され且つ回転軸を中心に放射状に設けられた複数の羽根を有するロータと、を備え、例えば給排物質(例えば、粉粒体)を取り扱う設備機器に付設されて、設備機器から粉粒体を定量的に給排するように使用されている。その使用範囲は、化学プラントや食品プラント、公害防止機器等、広汎な分野で及ぶ。
【0003】
上記ロータリバルブは、給排物質である粉粒体の受給部と排出部との差圧の影響を抑制するためにケーシングと羽根先と摺接させている。このため、ロータリバルブで粉粒体を給排する際に、ケーシングとロータの羽根先との出会う場所で粉粒体を噛み込み、種々の不具合を生じることがある。そこで、羽根先にゴムや樹脂を装着する等、種々の工夫を施して不具合を解消している。
【0004】
化学プラントや食品プラント等の化学工業の分野では常温の粉粒体を扱うことが多いため、粉粒体等の給排物質が原因となる不具合が少ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のロータリバルブの場合には、ロータが羽根を有するため、給排物質によっては依然として噛み込み等の問題を十分に解消することができなかった。
【0006】
更に、ロータリバルブが大気汚染等の公害防止機器、例えば集塵装置に多用されるようになってから、種々の問題点が顕在化してきている。即ち、集塵装置において回収する排気ガス等からなる粉塵等は腐食性を有するため、粉塵がロータリバルブのケーシングの内面や羽根に付着し、粉塵自体の水分や腐食性成分の化学反応によってケーシングやロータの金属材料が腐食されて錆等の複合酸化物を発生し成長する。この錆等が原因で、ロータの回転が阻害され、ケーシングとロータとの間で金属同士の異常な摩擦音が発生し、騒音源になっている。しかも、ケーシングやロータの腐食部分に粉塵が固着し、蓄積されて、内容積が減少するなどしてロータリバルブの給排性能が低下し、延いては動作不良の原因になることもある。そのため、従来から週一回から最低でも月一回程度の割合で清掃等のメンテナンス作業を行わなくてはならなかった。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、腐食成分を含む粉粒体等の給排物質に起因する摩擦音を格段に低減することができると共にメンテナンス作業を格段に軽減することができる耐食性に優れたロータリバルブを提供することを目的としている。また、本発明は、粉粒体等の給排物質の噛み込み等の不具合を軽減することができるロータリバルブを併せて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】
本発明の請求項1に記載のロータリバルブは、ケーシングと、このケーシング内に回転自在に収納されたロータと、このロータを回転させる回転軸と、を備えたロータリバルブであって、上記ロータは、円筒状のロータ本体と、このロータ本体の両端を閉止する端板と、を有し、上記ロータ本体の周面の一部には給排物質の出入口となる開口部が形成されていることを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の請求項2に記載のロータリバルブは、ケーシングと、このケーシング内に回転自在に収納されたロータと、このロータを回転させる回転軸と、を備えたロータリバルブであって、上記ロータは、円筒状のロータ本体と、このロータ本体の両端を閉止する端板と、を有し、上記ロータ本体の周面の一部には給排物質の出入口となる開口部が形成されており、且つ、上記ケーシング及び上記ロータは、それぞれ上記給排物質の接触する部分が耐食性のある材料によって形成されていることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の請求項3に記載のロータリバルブは、請求項2に記載の発明において、上記ロータは、上記耐食性のある材料によって形成されていると共に、上記ケーシングの内面は、上記耐食性のある材料によって被覆されていることを特徴とするものである。
【0011】
本発明の請求項4に記載のロータリバルブは、請求項2または請求項3に記載の発明において、上記材料は、フッ素系樹脂であることを特徴とするものである。
【0012】
本発明の請求項5に記載のロータリバルブは、請求項2または請求項3に記載の発明において、上記材料は、チタンまたはチタン合金であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、腐食成分を含む粉粒体等の給排物質に起因する摩擦音を格段に低減することができると共にメンテナンス作業を格段に軽減することができる耐食性に優れたロータリバルブを提供することができる。また、本発明は、粉粒体等の給排物質の噛み込み等の不具合を軽減することができるロータリバルブを併せて提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、図1〜図3に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図1の(a)、(b)はそれぞれ本発明のロータリバルブの一実施形態を示す図で、(a)は回転軸方向の断面図、(b)は回転軸に直交する方向の断面図、図2は図1に示すロータリバルブを受給部側から見た平面図、図3の(a)〜(f)はそれぞれ本発明のロータリバルブの動作を説明するための断面図である。
【0015】
本実施形態のロータリバルブ10は、例えば図1の(a)、(b)に示すように、ケーシング11と、このケーシング11内に回転自在に収納されたロータ12と、このロータ12にモータ(図示せず)からの回転力を伝達する回転軸13と、を備え、後述のようにロータ12が回転軸13を介して回転することにより所定量の給排物質(例えば、粉粒体)を給排するように構成されている。また、回転軸13は、インバータ制御されたモータ(図示せず)に接続され、ロータ12の回転数を適宜制御することができるようにしてある。尚、図1の(a)、(b)において、白抜きの矢印は粉粒体等の給排物質の供給方向を示している。
【0016】
上記給排物質は、ロータリバルブ10によって取り扱われる物質であれば特に制限されない。本実施形態では、給排物質として粉粒体を例に挙げて説明する。粉粒体が腐食性のある物質の場合には、ケーシング11及びロータ12は、後述のように粉粒体と接触する部分が耐食性のある樹脂によって形成されている。粉粒体が腐食性のない物質の場合には、ケーシング11及びロータ12の材料はそれほど制限されず、一般的な金属材料を使用しても良い。
【0017】
而して、上記ケーシング11は、図1の(a)、(b)に示すように、ケーシング本体11Aと、ケーシング本体11Aの両端部を閉止する端板11B、11Cと、を有している。ケーシング本体11Aには互いに周方向に例えば180°隔てられた位置に2つの略矩形状の開口部11D、11Eが形成されている。図1の(a)、(b)及び図2に示すように上方の開口部11Dには受給部14が取り付けられ、受給部14から粉粒体を受給するようになっている。受給部14は、図1の(a)に示すようにケーシング本体11Aの軸方向で対向する面が平行に形成され、同図の(b)に示すように周方向で対向する面が下端から上端に向けて徐々に離間する傾斜面として形成されている。図1の(a)、(b)に示すように下方の開口部11Eには排出部15が取り付けられ、排出部15から粉粒体を排出するようになっている。受給部14と排出部15はそれぞれ略同一形状で、略同一大きさに形成されている。
【0018】
また、図1の(a)に示すようにケーシング本体11Aにはフランジ部11F、11Gがそれぞれ形成され、左右のフランジ部11F、11Gにはそれぞれ端板11B、11Cが着脱可能に取り付けられている。左側の端板11Bは、締結具(図示せず)を介してケーシング本体11Aに締結され、フランジ部11Fに装着されたOリング11Hを介してケーシング本体11Aに対して気密を保持する構成されている。また、右側の端板11Cは、周方向等間隔を隔てて配置された複数のボルト11Iを介してフランジ部11Gに締結されている。端板11Cの中央部には回転軸13が貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔の内周面にシール部材11Jが装着され、ケーシング本体11A内の気密が保持されている。ロータリバルブ10のメンテナンス時には、端板11B、11Cを開放する。
【0019】
上記ケーシング11の内面には耐食性のある樹脂層16が形成されている。より具体的には、樹脂層16は、ケーシング本体11Aの内周面に形成された第1樹脂層16Aと、左右の端板11B、11Cの内面に形成された第2樹脂層16B、16Cとからなっている。また、受給部14及び排出部15の内面を樹脂層16と同一種の樹脂層で被覆することが好ましい。
【0020】
上記右側の端板11Cを貫通する回転軸13の先端にはケーシング本体11A内に収納されたロータ12に連結され、ロータ12は、回転軸13を介してケーシング本体11A内で回転するようになっている。
【0021】
上記ロータ12は、図1の(a)、(b)に示すように、円筒状に形成されたロータ本体12Aと、ロータ本体12Aの両端部を閉止し且つロータ本体12Aと一体的に成形された端板12B、12Cと、を有し、右方の端板12Cの中心部に回転軸13の先端が連結されている。ロータ12は、ケーシング11の内面、即ちケーシング本体11A内面の樹脂層16に対して所定のクリアランス(細隙)を持って回転するようになっている。クリアランスは、粉粒体が噛み込まない細隙として形成されている。ロータ12は樹脂層16に対して円滑に回転するように、ロータ12自体が耐食性のある樹脂によって形成されている。ロータ12及び樹脂層16は、本実施形態では同一樹脂によって形成されているが、互いに異なる樹脂によって形成されていても良い。また、樹脂は、耐食性のある樹脂であれば特に制限されるものではなく、滑り性のある樹脂が更に好ましい。このような樹脂としては、例えば四フッ化エチレン樹脂等のフッ素系樹脂が好ましく用いられる。
【0022】
図1の(a)、(b)に示すように、上記ロータ本体12Aの周面にはケーシング本体11Aの開口部11D、11Eに対応する開口部12Dが一箇所に形成され、この開口部12Dにおいてケーシング11の受給部14から受給した粉粒体がロータ本体12A内に供給され、この粉粒体を排出部15から排出するようにしてある。開口部12Dは、軸方向の左右の両端縁部を残し、ロータ本体12Aの周方向へ90°の範囲で形成され、ケーシング本体11Aの開口部11D、11Eと実質的に同じ大きさになっている。即ち、ロータ12は、回転軸13を介してケーシング11内で回転し、開口部12Dが受給部14を通過する間に粉粒体を受給し、開口部12Dが排出部15を通過する間に粉粒体を排出部15から排出するようになっている。
【0023】
尚、本実施形態のロータリバルブ10は、受給部14及び排出部15それぞれのフランジ部14A及び15Aを介して集塵装置のダクトなどの通路に接続される。
【0024】
次に、図3の(a)〜(f)を参照しながら本実施形態のロータリバルブの動作について説明する。集塵装置等から腐食性成分を含む粉塵等の粉粒体が供給されると、その粉粒体が受給部14に溜まる。その間に図3の(a)、(b)に示すようにケーシング11内でロータ12が時計方向に回転し、ロータ12の開口部12Dが受給部14を通過する間に粉粒体が受給部14からロータ12内に供給される。これによりロータ12内が粉粒体によって充填される。ロータ12が受給部14を通過すると、ロータ12内の空間が受給部14側から遮断されて受給部14に次の粉粒体が徐々に蓄積されると共に受給部14側の空間と排出部15側の空間との間に圧力差がある場合にはその差圧を維持する。
【0025】
ロータ12が図3の(c)に示すように受給部14から遮断された状態で時計方向に回転し、同図の(d)に示すようにケーシング11の排出部15に差し掛かると、ロータ12内の空間が排出部15側の空間と同一の圧力になり、粉粒体は自重により排出部15から徐々に排出される。この際、受給部14側の空間と排出部15側の空間は遮断されているため、粉粒体はロータ12の開口部12Dから円滑に排出される。ロータ12の開口部12Dが同図の(e)に示すように排出部15を通過する間に粉粒体がロータ12から確実に排出され、ロータ12内が空になった状態で回転し、その開口部14Dが同図の(d)に示すように受給部14側へ向かって回転する。そして、同図の(a)に示すように開口部12Dが受給部14に達して、上述の動作を繰り返すことによって集塵装置等の粉粒体を順次給排する。
【0026】
粉粒体が腐食性成分を含んでいても、ケーシング11の内面には耐食性のある樹脂層16が形成され、またロータ12自体も耐食性のある樹脂によって形成されているため、ケーシング11及びロータ12が粉粒体と直接接触しても、ケーシング11及びロータ12が粉粒体によって腐食されることがなく、また、粉粒体が付着して成長することがなく、ケーシング11とロータ12との間で異常な接触音を発することがない。従って、ロータリバルブ10が騒音源になることもない。また、ロータ12が樹脂製であることから、金属製と比較して軽量であり、しかもケーシング11の内面及びロータ12に錆等が発生せず円滑に回転するため、動力費を格段に節約することができる。また、ケーシング11及びロータ12の腐食を防止することができるため、清掃等に要するメンテナンス作業を格段に軽減することができる。
【0027】
以上説明したように本実施形態によれば、ケーシング11と、このケーシング11内に回転自在に収納されたロータ12と、このロータ12を回転させる回転軸13と、を備え、ケーシング11には粉粒体の受給部14及び排出部15が設けられたロータリバルブ10であって、ロータ12は円筒状のロータ本体12Aと、このロータ本体12Aの両端を閉止する端板12B、12Cと、を有し、ロータ本体12Aの周面の一部には粉粒体の出入口となる開口部12Dが形成されており、且つ、ケーシング11及びロータ12は、それぞれ粉粒体が接触する部分が滑り性及び耐食性のある樹脂によって形成されているため、腐食性のある粉粒体であっても、ケーシング11及びロータ12が粉粒体による腐食を受け難く、ケーシング11とロータ12との間の摩擦音に起因する騒音を格段に低減することができると共にメンテナンス作業を格段に低減することができる。
【0028】
また、本実施形態によれば、ロータ12は、滑り性及び耐食性のある樹脂(四フッ化エチレン樹脂等のフッ素系樹脂)によって形成されていると共に、ケーシング11の内面は、滑り性及び耐食性のある樹脂層(四フッ化エチレン樹脂等のフッ素系樹脂)16によって被覆されているため、ロータ12自体が軽量化され、また、腐食に起因する摩擦力の増大を軽減して動力費を節約することができる。
【0029】
尚、上記実施形態では、ケーシング本体12Aの内面を耐食性のある樹脂層16で被覆すると共にロータ12自体を樹脂層16と同一の樹脂によって一体的に成形したものついて説明したが、耐食性のある材料は樹脂に制限されるものではなく、金属であっても良い。例えば、耐食性のある金属として、例えばチタンまたはチタン合金を用いることができる。この場合には、ケーシング本体11Aの内面をチタンまたはチタン合金で被覆すると共にロータ12をチタンまたはチタン合金によって形成する。この場合にも上記実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【0030】
また、上記実施形態では、ロータ12が樹脂によって一体的に形成されているが、金属製のロータ12の粉粒体との接触部分に樹脂層をコーティングしたものであっても良い。また、ロータ12は一つの開口部12Dを有するものであるが、必要に応じて複数の開口部を設けても良い。また、上記実施形態では回転軸13がロータ12の左側の端板12Cに連結されている場合について説明したが、回転軸は、ロータを貫通し両側の端板に連結されていても良く、ケーシングを貫通しケーシングの両端板で軸支されていても良い。また、上記実施形態では集塵装置にロータリバルブを付設した場合について説明したが、従来のロータリバルブと同様に様々な分野に用いることができる。
【0031】
また、上記実施形態では、腐食性のある給排物質を取り扱う場合に用いられるロータリバルブについて説明したが、腐食性のない給排物質を取り扱う場合には、ロータリバルブは上記実施形態のような耐食構造でなくても良い。即ち、樹脂やチタンまたはチタン合金を用いなくても良く、ロータリバルブの材料として一般的に使用される金属材料によってロータリバルブを形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【0032】
本発明は、種々の設備機器に適用されるロータリバルブに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】(a)、(b)はそれぞれ本発明のロータリバルブの一実施形態を示す図で、(a)は軸芯方向の断面図、(b)は軸芯に直交する方向の断面図である。
【図2】図1に示すロータリバルブの上方から見た平面図である。
【図3】(a)〜(f)はそれぞれ図1に示すロータリバルブの動作を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【0034】
10 ロータリバルブ
11 ケーシング
12 ロータ
12A ロータ本体
12B、12C 端板
12D 開口部
13 回転軸
【出願人】 【識別番号】506213120
【氏名又は名称】田淵 邦治
【識別番号】506213131
【氏名又は名称】田淵 節子
【識別番号】506213094
【氏名又は名称】中山 喬
【識別番号】506212813
【氏名又は名称】細谷 勝
【出願日】 平成18年6月20日(2006.6.20)
【代理人】 【識別番号】100096910
【弁理士】
【氏名又は名称】小原 肇


【公開番号】 特開2008−640(P2008−640A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−169636(P2006−169636)