JP3157210U - 小型ロータリーバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】系内のガスが洩れると、安全上問題となるような燃焼機器の排気ガス系にも採用できる小型で噛み込みにも強くシール性の高い、且つ安価なロータリーバルブを提供する。【解決手段】円筒形の内円周面を有すると共に上側に粉粒体の入口を下流に排出口を有するバルブケーシングと、該バルブケーシング内に水平な回転軸の芯回りに回転する自在に嵌合する円筒形回転ローラーとを備える。回転ローターと回転軸を同一円鋼から削りだし、ローター表面に複数のローター室を設ける。バルブケーシングも円鋼から削りだし、回転ローターと同心性を持たせると共に両端をシール部のハウジング機能を持たせる。【選択図】図１

Description

本考案はローターの形状の改良された粉体のロータリーバルブに関するものである。

各種粉体が取り扱われる装置おいて、その系への粉体の導入、排出や系内での移送に際し、ローターにより上流から下流へシールしながら強制的かつ定量的に粉体を通過させる、所謂ロータリーバルブが使用されることがある。

このようなロータリーバルブは通常図８に示すように、内面が円筒形のバルブケーシング13と側板16でローター14周りを囲みローター室14aを形成しており、鋳物で成型されたものが多いが、小型化の為に鋼からの削りだしを検討したものもある。（非特許文献１、特許文献１）

今回適用しようとした木質ペレット焚き小型蒸気ボイラでは生成する灰分の量は少なく、系外に排出するために使用するロータリーバルブを市販のロータリーバルブで選択しようとすると、容量・価格において過剰な仕様の機器であった。

また、ペレットのような固形粒子ではバルブ入り口側でローターとバルブケーシング内円筒の入口側エッジで噛み込み現象が起こり易いため、ローターポケットのエッジの形状をＶ字にし、噛み込み時のトルクが異常に上がらない工夫をしたものや、モーター負荷を検知し、異常発生時に一時的に逆回転する対策がとられている。（特許文献２、特許文献３）

特開２０００−１５９３４８号公報 実開平５−６５９３８号公報 特開平１０−５９５４８号公報

「ロータリーバルブカタログ」、アイシン産業株式会社、２００８年、ｐ．２

少量排出に対応した安価で設置空間の小さいロータリーバルブで、噛み込みトラブルに対しても対応し、かつ、温度調節の必要な系にも使用できるロータリーバルブを提供することである。

少量排出にはローター室容積が小さくてすむため、ローターと回転軸を一体もの丸鋼で製作する。ローター表面を複数個削り込むことにより、ローター室を構成することで通常あるローター室側板を省略する。

また、バルブケーシングと側板に設けられていた軸シールのハウジングを一体化し、同一丸鋼から削りだして製作するとともに、ローターとの芯だしとバルブのシール性の向上を図る。

軸シールはグランドパッキン方式をとし、グランドパッキン押えは軸受を利用する。

これらにより、ロータリーバルブは小型で簡単な構造となり、低価格を達成する。

噛み込み対策として、ローター室から入口部にはみ出した粒状物質をローター室から入口側へ排除・破砕・除去できるよう、ローターの回転方向に対して正面又は背面となるローター室のローター表面エッジの一方を直角に立て、もう一方のエッジは丸くＲを取る。

ロータリーバルブの耐摩耗性・耐久性を向上さすため、ローター表面を熱処理し硬くする。

ローターの回転を光センサーにて検出・監視し、異常時には短時間逆回転して、噛み込んだ物質を取り除くとともに、解決できないときは停止するシステムを採用する。

また、温度調節が必要なときには、バルブケーシングの壁にローター回転軸沿った複数の孔を開け、その穴に熱媒を流すことで、ロータリーバルブの温度を制御する。

以上説明した方法により、本考案は組立が簡単で、安価な小型のローターリーであるだけでなく、シール性が高く、噛み込みトラブルにも強い、且つ、必要時には温度制御も可能なロータリーバルブを提供できる。

これにより、木質ペレット焚きボイラの燃焼ガス排出系のようなガスリークが安全上問題となる系にも利用でき、必要に応じて冷却も可能な小型ロータリーバルブとなる。

請求項１記載の考案を適用したロータリーバルブの軸方向断面図である。 図1のＡ―Ａ’断面図である。 請求項1における丸鋼から製作した部品例の平面図である。 木質ペレットバーナに適用した時のロータリーバルブの模式図である。 光センサーを利用した噛み込み対策用制御回路のフローチャートを含むロータリーバルブの平面図である。 バルブケーシングに熱媒を流せるようにしたロータリーバルブの正面図である。 図６のＢ−Ｂ’断面図である。 市販の典型的なロータリーバルブの断面構造図である。

考案を実施するための形態をわかり易くするため、実施例にて説明する。

本考案は木質ペレット焚き小型蒸気ボイラの燃焼排ガス系に溜まる灰を連続的に排出するため行われたため、このときのロータリーバルブを例に説明する。

図１は考案のロータリーバルブの軸方向断面図で、図２は図１のＡ−Ａ’断面である。

図３は丸鋼から加工した本考案のバルブケーシングとローターの平面図である。

図１でわかるように、図３に示すバルブケーシング１のバルブ入口１ａに入口フランジ５と排出口１ｂに排出口フランジ６が着いており、バルブケーシング１の中に図３のローター２挿入し、その両端にグランドパッキン４を軸受３で押さえ、ローター２のシール性を確保する構造になっている。

また、グランドパッキン４が入るハウジング径はローターケーシング１の内径と同じにして、簡単に一体加工が出来る構造にしている。

ローター室２ａはローター表面を穴状に削り込み、比較例の図６に示すように通常ある側板14を省略した。また、ローターはローター軸と一体加工を行う。

この例では図２に示すごとくローター室２ａを２個として、十分なシール性を確保しているが、この考案はローター室の数を２個と限定するものではない。

図１は比較例の図８に比べ、部品数が少なく簡単な構造で、回転軸の芯だし等、組上げも容易な為、安価な小型ロータリーバルブを提供できることとなる。

図４はロータリーバルブを考案する原因となった、木質ペレット焚き蒸気ボイラの燃焼排ガスラインに溜まる灰と燃焼が完結してないペレット（以後未燃ペレットと呼ぶ）の混合物の排出にロータリーバルブを採用した時の模式図である。

軸の回転方向に対し、正面又は背面となるローター室２ａの上部エッジの一方を丸く面取り２ｃし、もう一方の上部エッジの歯を立てた形とし、表面を熱処理することで耐摩耗性・耐久性を向上させる。

この構造により、Rを取った面を正面となる方向に回転（正回転）する時は、バルブケーシング１とローター２の境界付近にあたるローター室２ａの灰の中に混在する未燃ペレットをローター室から入口側へ排出する方向に動かし、噛み込みを防ぐ。

歯が立った面を正面として回転（逆回転）する時は、境界に残ってローターの回転に妨げとなる未燃ペレットを粉砕・除去することになり、運転性が向上する。

図５は光センサー８により回転検出板７を監視し、回転速度が低下した場合や停止した場合、短期間逆回転を行い、噛み込み物質を排除し、回復すれば正規運転に戻し、回復しなければ停止する指令を出す、本実施例のロータリーバルブの制御システムを示している。

図６はバルブケーシングの壁にローター軸に沿って熱媒流路11（本考案の実施例では冷却水を流すため以下水路という）用の孔を複数掘り、その両端をプラグ11aするとともに、その水路に向かってケーシング表面から切ったネジを使用して、配管継手により冷却水ライン12を構成したロータリーバルブの正面図を示している。

図７は図６のＢ−Ｂ’断面図で、冷却水路となる孔11を２個示しているが、本考案の水路となる孔の数を限定しているわけではない。

また、図６の冷却水路は貫通した孔で、両端をプラグした図になっているが、孔の掘削を途中で止め、開いた方のみプラグしてもよい。また、ケーシング表面から水路を結ぶ継ぎ手は、ねじ込み継手でも溶接管でもよい。

このように、バルブケーシングに孔を掘る簡単な構造で、温度制御が可能な小型ロータリーバルブとなる。

１ バルブケーシング
１ａ バルブ入口
１ｂ バルブ排出口
２ ローター
２ａ ローター室
２ｂ ローター室の回転方向正面壁
２ｃ ローター室の回転方向背面壁
３ 軸受
４ シール用グランドパッキン
５ ロータリーバルブ入口フランジ
６ ロータリーバルブ排出口フランジ
７ 回転検出板
８ 光センサー
９ モーター
１０ 燃焼灰
１０ａ 未燃ペレット（不完全燃焼ペレット）
１１ 溶媒流路
１１ａ 流路プラグ
１２ 溶媒用配管
１３ バルブケーシング
１４ ローター
１４ａ ローター室
１５ ローター軸
１６ 側板
１７ 軸受

Claims (3)

1. 円筒形の内円周面を有する共に上側に粉粒体の入口を下流に排出口を有するバルブケーシングと、該バルブケーシング内に水平な回転軸の芯回りに回転する自在に嵌合する円筒形回転ローラーとを備えたロータリーバルブにおいて、回転ローターと回転軸を同一円鋼から削りだし、且つローター表面に複数のローター室を設け、且つバルブケーシングも円鋼から削りだし、回転ローターと同心性を持たせると共に両端をシール部のハウジング機能を持たせることを特徴としたロータリーバルブ。
2. 請求項１のロータリーバルブにおいて、ローター室を形成するローター表面のエッジに関し、ローターの回転方向に対し正面又は背面となる面の一方のエッジを丸く面取りし、もう一方の面のエッジを歯の立てた形状としたローター室を持ち、そのローター表面に焼入れ等の熱処理を行うことで耐摩耗性・耐久性を付加することを特徴としたロータリーバルブ。
3. 請求項１のロータリーバルブにおいて、バルブケーシング１の壁に回転軸に沿った複数個の穴を開け、その穴に熱媒を流すことで、ロータリーバルブ自体を加熱・冷却する機能を付加することを特徴としたロータリーバルブ。

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