JP2003207057A - 粉体遮断弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易且つ確実に気密性を確保する粉体遮断弁
装置を提供する。 【解決手段】 弁板５が弁座４に対して略横切る方向に
スライド移動することで、弁板５又は弁座４の何れか一
方に設けたシール面５ａと他方に設けたシール部材７と
を摺接させ、この摺接に従って、シール部材７とこのシ
ール部材７の背面側の基台部６との間に配設した弾性体
８を潰してこれらの間をシールしつつ当該弾性体８によ
りシール部材７をシール面５ａ側に押圧し、当該シール
部材７がシール面５ａに倣いながら摺接しつつ着座を成
すようにし、高い組立精度を要すること無く所謂摺り切
りとして粉体の噛み込みを防止しつつシール部材７とシ
ール面５ａとを密着させるように構成して成るもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体が通過若しく
は生じる通路に適用される粉体遮断弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば灰等の粉体が通過する通路として
の管路の出口部や接続部には、当該出口部や接続部を開
閉する粉体遮断弁装置が配設されている。この粉体遮断
弁装置にあっては、管路内が加圧されている場合、特に
閉時の気密性の確保が要求される。

【０００３】このような粉体遮断弁装置としては、管路
の開口端を環状の弁座として、この弁座に対して、横切
る方向に弁板が所定にスライド移動して離座／着座し、
これにより通路を開閉するプレートバルブと称される粉
体遮断弁装置が知られている。この装置にあっては、弁
板及び弁座は各々、硬度の異なる金属（メタル）で構成
されると共にシール部としての平坦なシール面を備え、
通路を閉とすべく弁板がスライド移動すると当該弁板の
シール面が弁座のシール面を所謂メタルタッチで摺動し
て面接触で弁板が弁座に着座し通路を遮断する構成とさ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この粉
体遮断弁装置においては、固定面である弁座のシール面
に対して、スライド移動面である弁板のシール面を摺動
させて面接触させる構成のため、両者を位置合わせする
等の組立が非常に難しく、しかも、弁板が摺動しそのま
ま面接触で着座することからシール面圧力が弱く、気密
性の確保が難しい。

【０００５】そこで、この問題を解消すべく、弁板を弁
座に対向する方向に所定量移動可能に構成すると共に、
弁板の裏面に、通路閉時のスライド移動方向に下り勾配
で傾斜する傾斜片を設置し、さらに、弁板のスライド移
動時にこの傾斜片の傾斜面に当接する当接部材を固定側
に固定し、通路閉時の弁板のスライド移動に従って傾斜
面を当接部材に当接させることで、当該弁板を弁座側に
徐々に移動させ、位置合わせ等の組立精度をラフにしつ
つシール面同士を最終的に高い面圧力で密着させる装置
が知られている。

【０００６】しかしながら、この装置にあっては、最初
からシール面同士を密着させながらスライド移動させて
最終的に高い面圧力で密着させることができなくなる
（面同士が噛んでスライド移動不可能になったり、シー
ル面が破損する）こともあって、弁板が弁座に着座する
迄にシール面同士の間に隙間が生じているため、この隙
間に粉体が進入してこの状態でシール面同士が密着しシ
ール面同士の間に粉体が噛み込むことになる。このよう
に粉体の噛み込みが生じると、特にメタル面同士では、
粉体遮断弁装置の上流側と下流側の差圧により、粉体の
噛み込み部分がガス流によって溝状に急激に削り取ら
れ、気密性の確保が難しくなる。特に、管路が上下方向
に延在するように配設され、上方から下方に通過する粉
体を、弁座より下側に配置される弁板で遮断する場合に
は、弁板のスライド移動の際に当該弁板のシール面に粉
体が積もるため、シール面同士の密着時には粉体の噛み
込みが一層生じ、気密性の確保は無理となる。

【０００７】さらに、上記プレートバルブの他に、管路
に接続される弁箱内に球状の空間を画成すると共に、当
該空間に、通路としての貫通孔が形成されたボールを回
転可能に配設し、このボールを回動して管路の開口とボ
ールの通路とを連通／非連通とすることで通路を開閉す
るボールバルブと称される粉体遮断弁装置が知られてい
るが、この装置にあっては、ボールを回転可能に支持す
る弁箱側の摺動面とボールとの間の摺動隙間に粉体が進
入し固化して作動不良を起こすという欠点がある。

【０００８】また、灰等の通路だけではなく、ごみの搬
送通路にあっても当該通路下流側に例えばガス化炉等の
ごみ燃焼炉が加圧されて配設されている場合には、当該
ごみ搬送通路に採用される粉体遮断弁装置による気密性
が要求されるが、搬送されるごみから塵や埃等の粉体状
物質が生じるため、灰等の粉体の場合と同様に気密性の
確保が難しい。

【０００９】本発明は、このような課題を解決するため
に成されたものであり、容易且つ確実に気密性が確保さ
れる粉体遮断弁装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による粉体遮断弁
装置は、粉体が通過若しくは生じる通路に適用され、通
路を画成する筒状体の開口側に配設される弁座に対し
て、略横切る方向に弁板がスライド移動して離座／着座
し、通路を開閉する粉体遮断弁装置において、弁板及び
弁座はシール部を各々備え、弁板又は弁座の何れか一方
のシール部を環状のシール面に構成し、他方のシール部
を、当該シール部の基台となる基台部と、その背面が基
台部に対向すると共にその前面が弁板のスライド時にシ
ール面に摺接するように配設される弾性体以外の環状の
シール部材と、基台部に固定され、シール部材をその厚
み方向に移動可能とするように当該シール部材の周縁側
を支持する環状の支持部材と、シール部材の背面と基台
部との間に配設され、弁板がスライド移動して着座する
に際して、シール面とシール部材との摺接により潰れて
シール部材と基台部との間をシールしつつシール部材を
シール面側に押圧する環状の弾性体と、を備える構成と
した。

【００１１】このような粉体遮断弁装置によれば、弁板
が弁座に対して略横切る方向にスライド移動すると、弁
板又は弁座の何れか一方に設けられるシール面と他方に
設けられるシール部材とが摺接し、この摺接に従って、
シール部材とこのシール部材の背面側の基台部との間に
配設されている弾性体が潰れてこれらの間がシールされ
つつ当該弾性体によりシール部材がシール面側に押圧さ
れ、シール部材が破損すること無くシール面に倣いなが
ら摺接しつつ着座が成される。このため、高い組立精度
を要すること無く所謂摺り切りとされて粉体の噛み込み
が防止されつつシール部材とシール面とが密着される。

【００１２】ここで、粉体を灰とすると、本発明装置の
機能が十分発揮される。

【００１３】また、通路を、ごみを搬送するごみ搬送通
路とし、粉体を、ごみより生じる塵、埃としても、本発
明装置の機能が十分発揮される。

【００１４】また、シール部材のシール面に対する摺接
面及びシール面の少なくとも一方が耐摩耗材で構成され
ていると、摩耗や削れが抑止され、シール部材とシール
面との密着性が長期間維持される。

【００１５】また、弁板が着座している時に、当該弁板
を弁座側に押圧する押圧手段を備えていると、弁板着座
時のシール部材とシール面との密着性が一層高められ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による粉体遮断弁装
置の好適な実施形態について添付図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る粉体遮断
弁装置の弁板離座時の状態を示す縦断面図、図２は、第
１実施形態に係る粉体遮断弁装置の弁板着座時の状態を
示す縦断面図である。この粉体遮断弁装置は、例えば所
定圧に加圧されるガス化炉等で例えばごみ等の可燃物を
熱分解してガス化することで生じる熱分解ガス（可燃性
ガス）の排出通路の出口部や接続部に配設されているも
ので、この排出通路としての管路を開閉し、閉時に、熱
分解ガスと共にこれに随伴される飛灰等の粉体の流れを
遮断すると同時に管路上流側の気密性を確保するもので
ある。

【００１７】図１に示すように、粉体遮断弁装置は、弁
箱３内に配設され、概略、上流側（ガス化炉側）の管路
１０に接続される管路（筒状体）２と、この管路２の下
流側の開口周縁に設置される弁座４と、この弁座４に対
して離座／着座し管路２を開閉する弁板５と、を備えて
いる。

【００１８】弁箱３の導入管路を形成する管路２は、上
下方向に延在する上流側の管路１０に連接されて粉体通
路を画成し、粉体は、この上流側の管路１０及び管路２
を上方から下方に通過する。また、弁箱３の管路２とは
反対側には、弁板５による管路２の開時に、管路２を流
れる粉体を弁箱３外の後段に排出する出口部３ａが開口
されている。

【００１９】弁座４は、管路２の開口端（図示下端）に
配設されて弁板５が着座する（図２参照）もので、弁板
５の着座に際して弁板５との間をシールするシール部と
しての機能を有し、その構成要素として、シール部の基
台となるフランジ部（基台部）６と、実質的にシールを
行うシールリング（シール部材）７及び弾性体サポート
リング（弾性体）８と、これらリング７，８を支持して
フランジ部６に固定される支持リング（支持部材）９
と、を備えている。

【００２０】フランジ部６は、管路２の開口端に配設さ
れる外側を向く環状の鍔部であり例えば溶接等により固
定されている。

【００２１】シールリング７は、図１に示すように、フ
ランジ部６の下面に離間して対向配置される環状体であ
り、例えばセラミック等の耐摩耗材で形成され、下方に
凸となる断面Ｔ字状に構成されている。このシールリン
グ７の凸面７ａは平坦面に構成されている。

【００２２】シールリング７を支持する支持リング９
は、内周側支持リング９ａと外周側支持リング９ｂとに
２分割される環状体であり、これらの支持リング９ａ，
９ｂは、シールリング７の凸部の裾を成す内周縁、外周
縁を各々載置し下から支えた状態で例えば多数の螺子等
によりフランジ部６に固定されている。この支持リング
９ａ，９ｂに支持されるシールリング７の上面とフラン
ジ部６の下面との間には、シールリング７の厚み方向
（上下方向）の移動を可能とすべく、所定の隙間Ａが設
定されている。

【００２３】弾性体サポートリング８は、上記シールリ
ング７の上面に載置されると共に、フランジ部６の下面
に形成されている環状溝６ａに収容可能に対向配置され
る環状体であり、弾性体で形成されている。この弾性体
としては、ゴムが好ましいが、ゴム以外の例えば軟質プ
ラスチック等であっても良く、スクィーズパッキンの機
能を有していれば良い。そして、弾性体サポートリング
８の上面と環状溝６ａの底面との間には、隙間Ｂが、隙
間Ｂ＜隙間Ａの関係に設定されている。

【００２４】このような構成要素を有する弁座４に対し
て離座／着座する弁板５は、例えばセラミック等の耐摩
耗材で形成される略円板体であり、例えばエアーシリン
ダ等のアクチュエータ（不図示）の移動子１１（図２参
照）に連結部１２を介して連結固定され、弁座４に対し
て横切る方向にスライド（前後）移動可能とされて、図
１に示す離座位置と図２に示す着座位置との間を往復移
動する。この弁板５は、図２に示すように、着座位置に
位置する時に上記シールリング７に対向する環状の凸部
５ｂを備えると共にこの凸部５ｂの凸面を平坦面に形成
して成るシール面５ａを備えている。

【００２５】そして、この弁板５のシール面５ａが、当
該弁板５のスライド移動時に、シールリング７の凸部の
下部辺りに当接するように、弁座４や弁板５の配置関係
が設定されている。

【００２６】このように構成された粉体遮断弁装置によ
れば、図１に示す離座位置に弁板５が位置している時に
は、管路２が開とされて、熱分解ガスに随伴されて粉体
が通過する。

【００２７】ここで、必要に応じて管路２を閉とする場
合には、アクチュエータが駆動され弁板５が弁座４側に
スライド移動し、この弁板５により管路２が閉じられて
いく。この弁板５のスライド移動時には、粉体は落下し
てきているので、シール面５ａには粉体が積もることに
なる。

【００２８】そして、シール面５ａがシールリング７の
凸部の下部に達し弁板５が着座すべくさらにスライド移
動すると、シール面５ａは、シールリング７をスライド
移動方向斜め上方に押し上げながら凸面７ａに摺接し、
この摺接に従って、シールリング７背面の弾性体サポー
トリング８が潰れることになる。この時、シールリング
７の上面とフランジ部６の下面との間には、図２に示す
ように、所定の隙間Ｃが形成される。そして、弾性体サ
ポートリング８の潰れにより、シールリング７とフラン
ジ部６との間がシールされると共にシールリング７がシ
ール面５ａ側に押圧されシールリング７が破損すること
無くシール面５ａに倣いながら密着状態で摺接する（図
２参照）。このように、本実施形態では、シール部同士
が最初からぴったりと摺接するように両者側を位置合わ
せするという従来方式では無いため、その組立は比較的
ラフとされている。

【００２９】さらにこのような摺接状態で弁板５がスラ
イド移動し、シール面５ａ上の粉体は、シール面５ａと
シールリング７の凸面７ａとの間で所謂摺り切りされて
シール面５ａ上（シール面５ａと凸面７ａとの間）から
全て排除され、これにより粉体の噛み込みが防止され
る。

【００３０】そして、図２に示すように、弁板５のシー
ルリング７の凸面７ａとシール面５ａとが密着状態のま
ま弁板５が着座位置に達して着座し、管路２が閉とされ
て粉体の流れが遮断される。この時、シールリング７の
凸面７ａとシール面５ａとは密着状態にあるため、この
シール部からの漏れは無く、管路２上流側の気密性が確
保されている。そして、必要に応じて管路２を開とする
場合には、上記動作と逆動作となる。

【００３１】このように、本実施形態においては、高い
組立精度が不要とされ比較的ラフな組立精度で摺り切り
が可能とされて粉体の噛み込みが防止されると共にシー
ルリング７の凸面７ａとシール面５ａとが密着される。
このため、従来に比して容易且つ確実に気密性が確保さ
れている。

【００３２】さらに、シールリング７及び弁板５が耐摩
耗材で形成されているため、両者の摩耗や削れが抑止さ
れている。このため、シールリング７の凸面７ａとシー
ル面５ａとの密着性が長期間維持され、気密性の確保が
一層図られている。なお、シールリング７及び弁板５全
体を例えばセラミック等の耐摩耗材で形成せずに、例え
ばセラミック等の耐摩耗材をライニングした金属や表面
硬化処理した金属等を用いても良い。また、シールリン
グ７の凸面７ａ、シール面５ａのみを所定厚の耐摩耗材
で構成しても良い。また、特に効果的であるとして、シ
ールリング７側及び弁板５側の両方に耐摩耗材の構成を
採用しているが、何れか一方でも密着性の所定期間の維
持を図ることは可能である。

【００３３】因みに、シールリング（シール部材）７を
ゴム等の弾性体で構成した場合には、シール面５ａとの
摺接による擦れで削れや摩耗が激しく、ここから漏洩す
ることになるため、採用できない。

【００３４】図３は、本発明の第２実施形態に係る粉体
遮断弁装置の弁板着座時の状態を示す縦断面図である。

【００３５】この第２実施形態が第１実施形態と違う点
は、移動子１１に対して弁板５を連結する連結部１２
を、弁板５の上下方向（粉体の流れ方向）への所定の移
動を許容する連結部１３に代えると共に、弁板５の裏面
に、管路２閉時のスライド移動方向（図示右側から左側
に向かう方向）に下り勾配で傾斜する傾斜片１４を設置
し、且つ、弁板５のスライド移動時に傾斜片１４の傾斜
面１４ａに当接する円柱体１５を弁箱３側に固定した点
である。

【００３６】このような第２実施形態の粉体遮断弁装置
によれば、管路２閉時の弁板５のスライド移動に従っ
て、前述したのと同様にシールリング７とシール面５ａ
が密着して摺り切りで摺接するのに加えて、傾斜面１４
ａが円柱体１５に当接して弁板５が弁座４側に徐々に移
動し、シールリング７の凸面７ａとシール面５ａとが第
１実施形態に比してさらに高い面圧力で密着して弁板５
が弁座４に着座するため、第１実施形態に比して気密性
の一層の確保が図られている。

【００３７】なお、傾斜片１４及び円柱体１５により、
弁板５を弁座４側に押圧する押圧手段が構成されている
が、これに代えて、例えばバネ等の付勢手段により押圧
手段を構成することも可能である。また、押圧手段は、
弁板５が着座している時のみ弁板５を押圧するようにし
ても良い。

【００３８】図４は、本発明の第３実施形態に係る粉体
遮断弁装置の弁座及びその近傍を抽出して示す縦断面図
である。

【００３９】この第３実施形態が第１、第２実施形態と
違う点は、弁座４の配置構成を変え、フランジ部（基台
部）６を、管路２の開口端では無く、弁箱３内で管路２
を囲繞し一端が弁箱３内壁に連結され他端が管路２の開
口端より下方に突出する筒状体１６の他端側の開口端に
連結した点である。

【００４０】このように構成しても第１、第２実施形態
と同様な効果を期待できるというのはいうまでもない。
なお、筒状体１６は、図４に仮想線で示すように、その
一端が弁箱３の内壁では無く管路２に連結されていても
良い。

【００４１】以上、本発明をその実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施形態においては、弁座４
をシールリング７、弾性体サポートリング８、支持リン
グ９、フランジ部（基台部）６を備える構成とし、弁板
５にシール面５ａを備える構成としているが、これとは
逆に、弁座を環状のシール面を備える構成とし、弁板に
シールリング７、弾性体サポートリング８、支持リング
９を備える構成とすることも可能である。この場合に
は、弁板５で、支持リング９が取り付けられ弾性体サポ
ートリング８、シールリング７が積み重ねられる部分
が、基台部に相当することになる。

【００４２】また、上記実施形態においては、粉体通路
を上下方向に画成する管路に対する適用を述べている
が、上下方向以外に粉体通路を画成する管路に対しても
勿論適用可能である。

【００４３】また、上記実施形態においては、前後にス
ライド移動（直進）して弁座を略横切る弁板に対する適
用を述べているが、一軸を支点とした回転によるスライ
ド移動で弁座を略横切り、離座位置と着座位置とを往復
移動する弁板に対しても適用可能である。

【００４４】また、上記実施形態においては、粉体遮断
弁装置を、特に効果的であるとして、ガス化炉の熱分解
ガスの排出通路に適用しているが、例えばガス化炉の炉
底灰を排出する通路に対しても適用可能である。

【００４５】さらには、加圧される例えばガス化炉等の
ごみ燃焼炉に対しごみを搬送するごみ搬送通路に対して
も、通路を搬送されるごみから塵や埃等の粉体が生じる
ため、本発明の粉体遮断弁装置の適用が効果的であり、
要は、灰や、塵、埃等の粉体が通過若しくは生じる通路
に対して適用可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明による粉体遮断弁装置は、弁板が
弁座に対して略横切る方向にスライド移動することで、
弁板又は弁座の何れか一方に設けたシール面と他方に設
けたシール部材とを摺接させ、この摺接に従って、シー
ル部材とこのシール部材の背面側の基台部との間に配設
した弾性体を潰してこれらの間をシールしつつ当該弾性
体によりシール部材をシール面側に押圧し、当該シール
部材がシール面に倣いながら摺接しつつ着座を成すよう
にしている。このため、高い組立精度を要すること無く
所謂摺り切りとして粉体の噛み込みを防止しつつシール
部材とシール面とを密着させることが可能である。従っ
て、容易且つ確実に気密性を確保することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る粉体遮断弁装置の
弁板離座時の状態を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る粉体遮断弁装置の
弁板着座時の状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る粉体遮断弁装置の
弁板着座時の状態を示す縦断面図である。

【図４】本発明の第３実施形態に係る粉体遮断弁装置の
弁座及びその近傍を抽出して示す縦断面図である。

【符号の説明】

２，１６…管路（筒状体）、４…弁座（シール部）、５
…弁板、５ａ…シール面（シール部）、６…フランジ部
（基台部）、７…シールリング（シール部材）、７ａ…
凸面（シール部材の摺接面）、８…弾性体サポートリン
グ（弾性体）、９…支持リング（支持部材）、１４…傾
斜片（押圧手段）、１５…円柱体（押圧手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 英明 東京都江戸川区松島４丁目２番17号 東工 バレックス株式会社内 Ｆターム(参考） 3F047 AA01 CC23 3F075 AA08 BA02 BB01 CA02 CA04 CA09 CD11 DA27 3H053 AA02 AA31 BB17 BB23 BB33 BB34 DA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体が通過若しくは生じる通路に適用さ
   れ、前記通路を画成する筒状体の開口側に配設される弁
   座に対して、略横切る方向に弁板がスライド移動して離
   座／着座し、前記通路を開閉する粉体遮断弁装置におい
   て、 前記弁板及び前記弁座はシール部を各々備え、 前記弁板又は前記弁座の何れか一方のシール部を環状の
   シール面に構成し、 他方のシール部を、当該シール部の基台となる基台部
   と、 その背面が前記基台部に対向すると共にその前面が前記
   弁板のスライド時に前記シール面に摺接するように配設
   される弾性体以外の環状のシール部材と、 前記基台部に固定され、前記シール部材をその厚み方向
   に移動可能とするように当該シール部材の周縁側を支持
   する環状の支持部材と、 前記シール部材の背面と前記基台部との間に配設され、
   前記弁板がスライド移動して着座するに際して、前記シ
   ール面と前記シール部材との摺接により潰れて前記シー
   ル部材と前記基台部との間をシールしつつ前記シール部
   材を前記シール面側に押圧する環状の弾性体と、を備え
   る構成とした粉体遮断弁装置。
2. 【請求項２】 前記粉体は灰であることを特徴とする請
   求項１記載の粉体遮断弁装置。
3. 【請求項３】 前記通路はごみを搬送するごみ搬送通路
   であり、前記粉体は前記ごみより生じる塵、埃であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の粉体遮断弁装置。
4. 【請求項４】 前記シール部材の前記シール面に対する
   摺接面及び前記シール面の少なくとも一方が耐摩耗材で
   構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか
   一項に記載の粉体遮断弁装置。
5. 【請求項５】 前記弁板が着座している時に、当該弁板
   を前記弁座側に押圧する押圧手段を備えることを特徴と
   する請求項１〜４の何れか一項に記載の粉体遮断弁装
   置。