JP3315095B2

JP3315095B2 - ロータリーバルブ

Info

Publication number: JP3315095B2
Application number: JP14624699A
Authority: JP
Inventors: 文雄加藤; 信作上村
Original assignee: Tsukasa Industry Co Ltd
Current assignee: Tsukasa Industry Co Ltd
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2019-05-26
Also published as: JP2000335744A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粉体を輸送するロー
タリーバルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】標準型ロータリーバルブは、バグフィル
タやタンク、スクリューコンベア等の定量排出機とし
て、主に圧力差の少ないところ等で使用され、クリアラ
ンスが比較的広く設定されたタイプのものもある。その
構造は、周知の通り、ローターが回転して上から下へ粉
体の定量供給を行うものである。

【０００３】空気輸送標準型ロータリーバルブは、圧送
式空気輸送におけるレシーバ、サイクロン下等に主に使
用され、空気を遮断しながら、搬送されてきた粉粒体の
みを定量排出するため、エアーロックまたはエアーロッ
カーとも呼ばれる。ローターとケーシングのクリアラン
スが極めて狭く設定され、ラビリンスシールとなり、圧
力差のあるところ、例えば、上のホッパーと下のホッパ
ーとに圧力差があるときに利用される。

【０００４】空気輸送貫流型ロータリーバルブは、空気
輸送の送り元専用（サーバ）に開発されたものであり、
ブロアと輸送配管とが直接本体に取付けられ、ブロアに
より粉体を輸送させるブロースルータイプであり、クリ
アランスは比較的狭く設定される。

【０００５】ところが、以上述べた従来技術において、
粉体排出側では下方に落下しようとする粉体が起こす空
気の流れと、粉体供給口側に回転して戻ろうとするロー
タに入ろうとする空気とが混ざり、粉体の流れが阻害さ
れる。また、上方から大気圧（ＡＴＭ）で粉体が輸送さ
れ、排出側では粉体は重力で落下するが、これを空気輸
送しようとする場合、排出側の空気圧力が大気圧以上と
する必要があるので、供給側と排出側の間に圧力差が生
じて粉体の円滑な輸送の妨げになる等の不都合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、請求項１ない
し２記載の発明は、ロータリーバルブの排出側での輸送
効率を向上させることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、請求項
１記載の発明は、ロータリーバルブケーシングの下部に
接続された、空気輸送通路を有する空気輸送部を備え、
粉体排出口にスリットを備えた空気吹出部を設け、該空
気吹出部は、斜め下側に向かってエアカーテンを形成
し、該エアカーテンは、前記排出口の投下側のロータか
ら投下される粉粒体と、戻り側のロータへ入ろうとする
空気とを仕切るように設定され、前記空気吹出部は、ロ
ータリーバルブシャフトの方向に配置された管であり、
該管に前記スリットを設け、前記管が回転可能であるこ
とを特徴とするロータリーバルブである。これにより、
排出口から斜め下方にエアカーテンが形成され、排出口
から投下される粉粒体と、戻り側のロータへ入ろうとす
る空気とが仕切られて、空気の流れに従って下方にスム
ースに粉体が排出されるようになり、上記課題が達成で
きる。

【０００８】ここでいうロータリーバルブは、上下方向
にそれぞれ粉体供給口及び粉体排出口が設けられた粉体
輸送室を有するケーシングと、該ケーシングに回転可能
に配置されたシャフトと、該シャフトに固定され、複数
の羽根を放射状に有することで前記粉体輸送室を区画す
るロータと、を備え、前記ロータが回転することにより
粉体を送り出すものが例示される。

【０００９】これにより、空気の流れが円滑化され、空
気の仕切り効果が向上する。

【００１０】これにより、エアカーテンの方向を変える
ことができ、メインテナンス時にロータリーバルブのロ
ータ等に付着した粉体を洗浄することができる。

【００１１】請求項２記載の発明は、ロータリーバルブ
ケーシングの下部に設けた粉体排出口に、スリットを備
えた空気吹出部を設け、該空気吹出部は、斜め下側に向
かってエアカーテンを形成し、該エアカーテンは、前記
排出口の投下側のロータから投下される粉粒体と、戻り
側のロータへ入ろうとする空気とを仕切るように設定さ
れ、前記空気吹出部は、ロータリーバルブシャフトの方
向に配置された管であり、該管に前記スリットを設け、
前記管が回転可能であることを特徴とするロータリーバ
ルブである。これにより請求項１と同様の課題が達成さ
れる。

【００１２】

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のロー
タリーバルブ１を図１〜図６を参照して説明する。この
ロータリーバルブ１は、空気源機械にブロア（図示略）
を用い、下部に圧送アダプタ５１を取付けて、粉体と空
気の混合比率を低い状態に保ちながら低圧で高速輸送す
る低濃度高速輸送方式に適用されるもので、以下、詳細
に説明する。このロータリーバルブ１は、図１に示した
通り、内部に円弧面２ａ（図２参照）を備えた略瓦形状
の一対の面板から構成されたケーシング２と、このケー
シング２の駆動部側と直交してボルト３ａ（図６参照）
で端部同士が連結する駆動部側板３と、ケーシング２の
従動部側と直交してボルト４ａ（図２参照）で端部同士
が連結する従動部側板４と、ケーシング２と駆動部側板
３と従動部側板４とにより囲まれた粉体輸送室５（図
２、図５参照）と、従動部側板４に固定されている従動
側ベアリング６と、粉体輸送室５の内部を貫通させて従
動側ベアリング６に回転可能に軸着されているステンレ
ス鋼からなるシャフト７と、従動側ベアリング６にボル
ト８を介して取り付けられている透明ポリカーボネート
製のシャフトカバー９と、シャフト７に固定されたロー
タ１０とから構成されている。シャフト７はモータ２０
（ギヤードモータ）の駆動シャフトとキー等の連結部材
（図示略）で連結され、モータ２０のシャフトカバー２
１は、駆動部側板３のカバー３１とボルト３２で連結さ
れている。

【００１４】所望の供給排出量Ｑ（t/h）を得るように
ロータリーバルブ１の寸法等が決定される。下記のロー
タリーバルブ排出計算式から供給排出量Ｑ（t/h）が決
定される。ロータリーバルブ１の形状、寸法等が排出容
量νに影響を及ぼす。Ｑ＝６０・η・γ・ν・Ｎ（１）ここで、ηは容積効率、γは粉粒体のかさ比重（t/
m³）、νはロータ１回転当たりの排出容量（m³）、Ｎは
ロータ回転速度（rpm）である。

【００１５】以下にロータリーバルブ１の詳細を説明す
る。図２に示した通り、粉体輸送室５は、上部及び下部
にそれぞれ形成された、角形の粉体投入口１１と、角形
の粉体排出口１２とに連通している。即ち、ロータリー
バルブ１の上面に粉体が投入される粉体投入口１１が開
口形成され、ケーシング２の上面に上流側の粉体機器
（図示略）が接続される投入口接続面１３（図３参照）
が設けられ、複数のネジ穴１３ａ（図３参照）が設けら
れている。一方、ロータリーバルブ１の底面には、図４
に示した通り、粉体投入口１１から投入された粉体がロ
ータ１０の回転で輸送されてくる粉体排出口１２が開口
形成され、下流側の粉体機器（図示略）が接続される排
出口接続面１４が設けられ、複数のネジ穴１４ａが設け
られている。このネジ穴１４ａにボルト１４ｂ（図２参
照）がねじ込まれ、ロータリーバルブ１の下部に圧送ア
ダプタ５１が固定されている。

【００１６】ロータ１０は、側面から見ると、図５に示
した通り、円筒形状の筒状部１５とこの筒状部１５から
半径方向に放射状に延び出す複数の羽根１６と、を備
え、粉体輸送室５を区画して、羽根１６の間にトラフ１
７を形成するものである。筒状部１５の中心穴にシャフ
ト７が嵌装されて、モータ２０の駆動力により、矢印Ａ
方向にシャフト７と一体的に回転可能となっているもの
である。これにより、粉体投入口１１から投入された粉
体は、ロータ１０の回転でトラフ１７により輸送され、
粉体排出口１２から下流側に排出されるようになってい
る。羽根１６の先端の形状を耐摩耗性を向上させたクリ
スタルカット１８を採用した。

【００１７】圧送アダプタ５１は空気源となるブロア
（図示略）から管状のブロックに形成された圧送アダプ
タ５１の内部に圧力空気が供給され、粉体と空気の混合
比率を低い状態に保ちながら、低圧で高速輸送する低濃
度高速輸送構造となっている。圧送アダプタ５１の内部
は、粉体排出口１２に連通した投入シュート５２と、投
入シュート５２の両端に接続する接続パイプ５３が取り
付けられている。この圧送アダプタ５１は、接続パイプ
５３のいずれか一方にブロア（図示略）を接続し、他方
にパイプライン（図示略）を接続する。ケーシング２の
粉体排出口１２の内部には、駆動部側板３から従動部側
板４に渡って、空気吹出管８０が取り付けられている。
この空気吹出管８０の管壁にスリット８１が水平方向に
連続的に設けられ、外部からパイプライン等で導入され
た圧力空気を粉体排出口１２の内部の下方斜め方向Ｗ
（図９，図１０参照）に噴射させてエアカーテンを形成
するようになっている。また、この空気吹出管８０は、
ベアリング１９ａ，１９ｂを介して駆動部側板３及び従
動部側板４に取り付けられ手動又はモータ（図示略）に
より回転させることができるようになっている。なお、
スリット８１の位置、形状は、空気の圧力、流路断面積
等によって、適宜採択可能である。例えば、スリット８
１を断続的に形成すること等も可能である。

【００１８】ケーシング２、駆動部側板３、従動部側板
４、ロータ１０、圧送アダプタ５１はアルミニウムの表
面硬質加工処理、例えばマイト処理のなされた耐蝕性の
アルミニウムで鋳造されたものである。

【００１９】上述したロータリーバルブ１によれば、粉
体排出口１２から投入シュート５２に投下された粉体は
圧送アダプタ５１の内部に供給され、接続パイプ５３を
介してパイプラインに圧送され、圧送アダプタ５１にブ
ロア等を接続して低濃度高速輸送（粉体と空気の混合比
率を低くし、低圧力状態で高速輸送する方法）をする際
に、エアカーテンにより粉体排出口１２付近の圧力を低
くすることで、ブロア（図示略）からの吹き出し空気
（大気圧以上の圧力）が粉体排出口１２付近に影響を及
ぼさないようにして粉体の排出をより円滑にすることが
できる。また、ブロア（図示略）から吹き出す空気を上
方から前述のエアカーテンで押えつけているため空気輸
送を円滑にする。さらに、粉体を排出して空になったト
ラフ１７へ空気を補給して、空気の風圧によって上に吹
き上がるようにし、ロータ１０に入る空気の風量が減ら
ないようにロス分を補充する。また、空気吹出管８０は
軸心回りに回転可能に取り付けられているため、工程終
了後に空気の吹出し角度を上方に変えて適宜の角度で空
気を吹き出してロータ１０等の洗浄をすることもでき
る。さらに、圧送アダプタ５１の高さを極力抑えて全体
の高さを低くできたため、装置全体がコンパクトになり
製粉工場等への設置が容易となる。

【００２０】第２実施形態のロータリーバルブ２０１を
図７〜図１６を参照して説明する。このロータリーバル
ブ２０１は第１実施形態と概ね同様の構成ではあるが、
ロータリーバルブ２０１の下部に、高さのある圧送アダ
プタ２５１が取り付けられ、空気源機械にコンプレッサ
（図示略）を用い、粉体と空気の混合比率を高い状態に
保ちながら高圧で低速輸送する高濃度低速輸送方式に適
用されたものである。

【００２１】このロータリーバルブ２０１は、その高さ
と幅を規格寸法とし、要求される排出容量νに応じて、
ケーシング２０２及びロータ２１０の長さを変更するこ
とで、粉体供給排出量Ｑを変えることのできるものであ
り（前述（１）式参照）、製造効率が格段に向上したも
のである。さらに、駆動部側板２０３及び従動部側板２
０４がエアーパージ用ポート（図示略）を備え粉体の送
り出しを円滑としたものである。なお、第２実施形態の
他の構成は第１実施形態と同様であることから、対応す
る部品番号は２００番台として図示し説明は援用し、主
として、特徴的な構成を説明する。

【００２２】このロータリーバルブ２０１は、図８に示
した通り、ケーシング２０２、駆動部側板２０３、従動
部側板２０４、ロータ２１０等の組み付け部品を、材質
をアルミニウムで統一したパーツとし、高さ、幅等も規
格化することで形状、材質的に共通化を図ったものであ
る。駆動部側板２０３及び従動部側板２０４をアルミニ
ウムの鋳造品とし、ケーシング２０２及びロータ２１０
を押し出し成形で製造し、所望の長さのものに切断する
ことで、所望の能力、即ち前述の（１）式の供給排出量
Ｑを簡単に得ることができ、製造効率を格段に向上さ
せ、製造コストを増加させることなく軽量化を達成した
ものである。即ち、各種サイズを取り揃えたケーシング
２０２とロータ２１０を、サイズの規格化された駆動部
側板２０３と従動部側板２０４とでサンドイッチ状に締
め込むことで、処理能力の異なる軽量化されたロータリ
ーバルブ２０１を容易に製造できるのである。

【００２３】駆動部側板２０３と従動部側板２０４は、
配管の距離を短くするために、側板を厚くして、内部に
エアーパージ用ポート２９３，２９６がそれぞれ板面方
向に設けられている。これは従動側ベアリング２０６と
駆動側ベアリング２２６（図１１参照）の内側空間に外
部から圧力空気を導入して粉体輸送室２０５との間隙に
エアパージ機構によりエアシールを形成するようにした
ものである。

【００２４】このロータリーバルブ２０１は、図９、図
１６に示した通り、ケーシング２０２の従動部側板２０
４の外側面に円弧状の長溝である弛緩用ガーター２７０
が形成され、この弛緩用ガーター２７０は端部にそれぞ
れ入口連通穴２７１と出口連通穴２７２を備え、これに
より粉体輸送室２０５と連通することができるようにな
っている。また、弛緩用ガーター２７０の表面が円盤状
のカバー２７３（図１１参照）で覆われており、外気と
遮断されている。図中、点線矢印の通り、戻り側のトラ
フ２１７ａから供給側のトラフ２１７ｂへ空気を連通さ
せて逃がす構造となっており、戻り側の空気圧力（正
圧）を減圧させることができる。この弛緩用ガーター２
７０は、ロータリーバルブ２０１下から粉体輸送を行う
場合、ロータリーバルブ２０１の粉体投入口２１１の圧
力は大気圧であるが、粉体排出口２１２の圧力は高くな
り、粉体排出口２１２から粉体投入口２１１へ隙間を通
って空気が逃げてしまう等の不都合があるが、この弛緩
用ガーター２７０によって、粉体排出口２１２の圧力と
粉体投入口２１１の圧力の差を少なくすることができ、
これにより空気の上方向への逃げ量を減少させ、粉体排
出口２１２の圧力を維持でき、粉体輸送を円滑にする効
果がある。さらに、ホース配管を不要とし、外観を向上
させたものである。

【００２５】また、図１２（ａ）,（ｂ）に示した通
り、空気吹出管２８０は管壁の下半分側に斜めに下方に
向けてスリット２８１が形成され、左端部に管継手２８
３が接続され、圧力空気が供給可能となったものであ
る。このスリット２８１は連続的に水平に設けてある
が、部分的でも良いし、断続的でも良いし、エアカーテ
ンと同様の機能を達成するためには様々な変形例が挙げ
られる。空気吹出管２８０を粉体排出口２１２のロータ
２１０の戻り側の位置に設け、図１３の矢印Ｗの方向
（斜め下方）へエアカーテンを形成することで、粉体輸
送を円滑にするものである。また、空気吹出管２８０は
回転可能となっており、モータ（図示略）又は手動で回
転させることで、メインテナンス時に上方向等所望の方
向に空気を噴き出させて、ロータ２１０等に付着した粉
体を洗浄することができる。なお、スリット２８１の隙
間は図示のものに限らず、適宜の幅に設定が可能であ
る。

【００２６】駆動部側板２０３にエアパージ機構を設け
ている。このエアパージ機構は、シャフト２０７の隙間
からの粉体のリークを防ぎ、駆動側ベアリング２２６と
その内側に周設されたオイルシール２９１を収容するシ
ールハウジング内への粉体の侵入を防止するためのもの
であり、オイルシール２９１の内側に設けたエアパージ
リング２９２、エアパージリング２９２と連通するエア
パージポート（図示略）とを備えたものである。エアパ
ージポート（図示略）から空気を吹き出させることで、
エアシールが形成される。また、同様に、従動部側板２
０４に、オイルシール２９４、その内側に設けたエアパ
ージリング２９５、エアパージリング２９５と連通する
エアパージポート（図示略）を備えた第２エアパージ機
構を設けているが、説明は前述の第１エアパージ機構の
説明を援用する。

【００２７】図７、図９に示す通り、圧送アダプタ２５
１の内部は、粉体排出口２１２に連通した投入ホッパ２
５２と、投入ホッパ２５２に一体に取り付けられた接続
パイプ２５３が取り付けられている。この圧送アダプタ
２５１の内部には、投入ホッパ２５２の裏側に、コンプ
レッサ接続ユニット２５４が取り付けられ、このコンプ
レッサ接続ユニット２５４にコンプレッサ（図示略）を
接続して空気輸送の空気源とするようになっている。な
お、このコンプレッサ接続ユニット２５４は、管からな
りこの管の一端に管継手が接続され他端が閉じられた空
気吹出部２５５を備えている。この空気吹出部２５５
は、横方向に配置されたスリット２５６（図９参照）が
下方に設けられている。

【００２８】第２実施形態のロータリーバルブ２０１
は、効果においては前記実施形態と概ね同様であるが、
本実施形態特有の効果としては、弛緩用ガーター２７０
により粉体排出口２１２の空気圧力を減圧させるように
したことで粉体の輸送効率が向上した。空気吹出管２８
０により粉体輸送を効率化し、メインテナンス時に内部
を洗浄することができる。エアパージ機構によりシール
ハウジング内への粉体の侵入を防止できる。また、投入
ホッパ２５２から落下してプラグ状の脈動流となる粉体
流をエアカーテンで上方から押えつけてきれいな脈動を
作ることができる。また、圧送アダプタ２５１の内部に
高圧を供給するコンプレッサ接続ユニット２５４の吹出
口がスリット２５６になっていることで、図１３
（ａ）、図１４（ａ）、図１５（ａ）に示した比較例と
して挙げる単純な円筒形断面２６０（図１３（ａ）参
照）からの空気吹出しと対比して、図１３（ｂ）、図１
４（ｂ）、図１５（ｂ）に示す通り乱流領域が底部に限
定化され、側面と上面には乱流は生じなくなるので、き
れいな脈動が作れるようになり、輸送効率の向上に貢献
できる。尚、比較例には本実施形態と同一番号にダッシ
ュを付して、本実施形態とは区別する。

【００２９】第３実施形態のロータリーバルブ３０１を
図１７（ａ）,（ｂ）を参照して説明する。このロータ
リーバルブ３０１は第１実施形態と概ね同様の構成では
あるが、空気吹出管８０に代えて、ケーシング３０２の
内部の下部に円筒状溝部３８０を形成し、ここから縁辺
に向かって斜め下方にスリット３８１が形成され、粉体
排出口３１２に開口し、前述の円筒状溝部３８０へ継手
３８３が接続され、空気源（図示略）から圧力空気が供
給されることで、スリット３８１から空気が下部斜めに
噴出してエアカーテンを形成するようにしているもので
ある。また、粉体投入口３１１は左半部に、粉体排出口
３１２は右半部に形成されることで、それらは偏芯して
配置されている。なお、第３実施形態の他の構成は第１
実施形態と同様であることから、対応する部品番号は３
００番台として図示し説明は援用する。

【００３０】第３実施形態のロータリーバルブ３０１
は、効果においては前記実施形態と概ね同様であるが、
本実施形態特有の効果としては、空気吹出管が不用とな
ることで、構成が簡素となり、取り付けが不用となり、
製造工程も簡素化できる利点がある。

【００３１】なお、本発明は、上述の実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない
範囲に於て、改変等を加えることが出来るものであり、
それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれ
ることとなる。

【００３２】請求項１及び２記載の発明によれば、粉体
の空気搬送効率を向上させることが可能になった。ロー
タリーバルブの内部を空気により洗浄することが可能に
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のロータリーバルブに圧
送アダプタが取り付けられた状態を表した一部破断正面
図である。

【図２】同左側面図である。

【図３】同平面図である。

【図４】同ロータリーバルブを表した底面図である。

【図５】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であ
る。

【図６】同ロータリーバルブの左側面図である。

【図７】第２実施形態のロータリーバルブを表した一部
破断正面図である。

【図８】同ロータリーバルブを表した平面図である。

【図９】同ロータリーバルブを従動側から見た側面図で
ある。

【図１０】同ロータリーバルブを駆動側から見た一部破
断側面図である。

【図１１】本発明の第２実施形態のロータリーバルブを
表した部分破断正面図である。

【図１２】（ａ）はロータリーバルブのコンプレッサ接
続ユニットの空気吹き出し口部分の本実施形態の拡大正
面説明図、（ｂ）は同部分の部分拡大側面説明図であ
る。

【図１３】（ａ）は比較例のロータリーバルブの作用を
示す側面図、（ｂ）は本実施形態のロータリーバルブの
作用を示す側面図である。

【図１４】（ａ）は比較例のロータリーバルブの作用を
示す正面図、（ｂ）は本実施形態のロータリーバルブの
作用を示す正面図である。

【図１５】（ａ）は比較例のロータリーバルブ（圧送ア
ダプタ部分）の作用を示す平面図、（ｂ）は本実施形態
のロータリーバルブ（圧送アダプタ部分）の作用を示す
平面図である。

【図１６】（ａ）はロータリーバルブのケーシングの弛
緩用ガーター付近の横断面図、（ｂ）は同縦断面図であ
る。

【図１７】（ａ）は第３実施形態のロータリーバルブの
側面図、（ｂ）は同底面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 65/30 - 63/48 B65G 53/00 - 53/28 B65G 53/32 - 53/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータリーバルブケーシングの下部に接続
された、空気輸送通路を有する空気輸送部を備え、粉体排出口にスリットを備えた空気吹出部を設け、該空
気吹出部は、斜め下側に向かってエアカーテンを形成
し、該エアカーテンは、前記排出口の投下側のロータから投
下される粉粒体と、戻り側のロータへ入ろうとする空気
とを仕切るように設定され、前記空気吹出部は、ロータ
リーバルブシャフトの方向に配置された管であり、該管
に前記スリットを設け、前記管が回転可能であることを
特徴とするロータリーバルブ。
【請求項２】ロータリーバルブケーシングの下部に設け
た粉体排出口に、スリットを備えた空気吹出部を設け、該空気吹出部は、斜め下側に向かってエアカーテンを形
成し、該エアカーテンは、前記排出口の投下側のロータから投
下される粉粒体と、戻り側のロータへ入ろうとする空気
とを仕切るように設定され、前記空気吹出部は、ロータ
リーバルブシャフトの方向に配置された管であり、該管
に前記スリットを設け、前記管が回転可能であることを
特徴とするロータリーバルブ。