JP4906961B2 - ターボブロアー用ブローオフバルブ - Google Patents

Description

本発明は、ターボブロアー用ブローオフバルブに関するもので、より詳細には、ターボブロアー初期駆動時に送出される送風空気を大気にブローオフさせるブローオフバルブに関するものである。

ターボブロアー（Ｔｕｒｂｏ Ｂｌｏｗｅｒ）というのは、モーターの回転力を使用してインペラーを高速で回転して外部の空気を流入し、それを送風する機械を意味し、粉体移送用や下水処理場などで曝気用などに使用されている。
このようなターボブロアーにおいて、初期駆動時にモーターの回転が定常状態に至ることができず、それによって送出される送風空気の圧力が低く、下水処理場で使用される場合、曝気などの本来の目的を達成しにくい。したがって、モーターの回転力が定常状態に至るまで送風空気を大気にブローオフさせて、早い時間にモーターが定常状態に至るようにして、以後、本来の意図する所に送風を行なうようにしている。

このような目的のために、従来は、バタフライバルブを使用しているが、バタフライバルブは、圧縮機で生成される高圧の空気を使用してアクチュエイターがバルブを作動してターボブロアーの初期駆動時に送出される送風空気をブローオフし、以後、定常状態に入ると、本来の意図する所に送風を行なった。

しかし、前記の場合、高圧の圧縮空気を生成するために別途の圧縮機を作動するため、電気料金の浪費が大きくて、圧縮機の故障でブローオフがなされずに、それによってターボブロアー作動に問題を起こすことがあり得、また圧縮機とバタフライバルブを連結するチューブが空間を占有して煩わしく、また、チューブの長さが問題になったり、圧縮機駆動のための別途の電源設置が必要になるなど、問題が多かった。

ゆえに、別途の圧縮機を必要とせずに、ブローオフを成し得ることが好ましく、本発明は、このような要請を満足させるものである。

本発明は、別途の圧縮機を必要としないで簡単かつ信頼し得る構造で、ターボブロアーの初期駆動時の送風空気をブローオフすることができる、ブローオフバルブを提供することを目的とする。

このような本発明の目的のターボブロアー用ブローオフバルブは、内部に空洞を形成してターボブロアーの送風口と連通する送風口連通開口と前記送風口連通開口を通じて引入される送風圧力をブローオフするブローオフ開口とを有する胴体部と；前記胴体部の内部に設置されるスプールバルブであって、前記送風口連通開口と連通する空間部である送風圧力引入空間部に位置する送風圧力スプールと前記送風圧力引入空間部と対向する位置に形成される空間部である送風圧力対抗空間部に位置する送風圧力対抗スプールとを有するスプールバルブと；ここで前記送風圧力引入空間部に位置するスプールの加圧面積は、前記送風圧力対抗空間部に位置するスプールの加圧面積より小さく；ここで前記ブローオフ開口は、前記スプールバルブの両端のスプール間に形成されて；前記送風圧力引入空間部と連通するポートと、前記送風圧力対抗空間部と連通するポートと、そして外部大気と連通するポートとを有する三方向バルブであって、前記ターボブロアーの初期運転時には前記送風圧力引入空間部と連通するポートを閉めて前記送風圧力対抗空間部と前記外部大気を連結し、前記ターボブロアーの定常運転時には前記大気側ポートを閉めて、前記送風圧力引入空間部と前記送風圧力対抗空間部を連結する三方向バルブと；を含むことを特徴とする。
本発明の場合、前記送風圧力対抗空間部に位置するスプールは、ダイヤフラム部材からなることが好ましい。

また、本発明の場合、前記三方向バルブは、三方向ソレノイドバルブであることが好ましい。

本発明の実施例の場合、前記胴体部は、円筒形状の円筒部と前記円筒部の上面に結合されるもので、前記スプールバルブのステムが貫通して支持されるバルブガイド板と前記バルブガイド板の上面を覆う頭部を含み；前記スプールバルブの送風圧力スプールは、前記円筒部に位置し、また前記送風圧力対抗スプールは、前記バルブガイド板と前記頭部との間に位置することが好ましい。

また、本発明の実施例の場合、前記バルブガイド板の一側面には、大気と連通する大気連通開口を形成することが好ましい。

さらに、本発明の実施例の場合、前記バルブガイド板は、その断面が大略Ｕ字形状であり、上部に行くほどその内部空間が広くなる形状であることが好ましい。

本発明の実施例で、前記三方向バルブは、前記頭部に設置されていて、前記頭部の下面には、環形のリングが設置されていて、前記環形リングが形成する円周内部に形成される面積は、少なくとも前記送風圧力スプールの加圧面積より大きく形成されている。

このように本発明は、別途の圧縮機を必要としないで、ターボブロアーで送出される送風空気の圧力を使用してブローオフを成す、ターボブロアー用ブローオフバルブを提供する。特に、本発明の場合、前記送風圧力対抗空間部Ｓ２に位置するスプール３３０は、ダイヤフラム３３３からなり、短いストロークで迅速な反応性が保障されている。

本発明のターボブロアー用ブローオフバルブの外観を示した図。 本発明のターボブロアー用ブローオフバルブの分解組立て図。 本発明のターボブロアー用ブローオフバルブの正面断面図。 本発明のターボブロアー用ブローオフバルブの側面断面図。 本発明のターボブロアー用ブローオフバルブの一部切開斜視図。 本発明のターボブロアー用ブローオフバルブがターボブロアーに設置された例を示した図。

下記では、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明のブローオフバルブ１０００の外観を示した図である。

まず、本発明のブローオフバルブ１０００は、胴体部１００を有する。

本実施例で前記胴体部１００は、円筒形状の円筒部１１０と前記円筒部１１０の上面に結合されるバルブガイド板１３０と前記バルブガイド板１３０の上部に結合される頭部１５０を有する。この場合、前記バルブガイド板１３０は、図示のように、その断面が大略Ｕ字形状であり、上部に行くほどその内部空間が広くなる形状を有することが好ましい。

本発明の場合、前記胴体部１００には、ターボブロアー２０００の送風口２５００と連通する送風口連通開口１０３８が形成され、また前記送風口連通開口１０３８を通じて引入された送風圧力をブローオフするブローオフ開口１０５８を有する。

本実施例で、前記送風口連通開口１０３８及びブローオフ開口１０５８は、すべて前記円筒部１１０に形成され、特に、前記送風連通開口１０３８は、円筒部１１０の下部に形成され、前記ブローオフ開口１０５８は、円筒部１１０の側部に形成されている。

本実施例の場合、それぞれの送風口連通開口１０３８及びブローオフ開口１０５８には、フランジ部１０３、１０５が形成され、これを通じて各々ターボブロアー２０００の送風口２５００のフランジ部２５０３及び消音器１８００のフランジ部１８０５と連結されている。（図６参照）
したがって、前記ターボブロアー２０００の送風口２５００を通じて送出される送風空気は、前記送風口連通開口１０３８を通じて前記胴体部１００の内部に流入して、以後、前記ブローオフ開口１０５８を通じてブローオフされ得る。このようにブローオフされる空気は、消音器１８００を通じて騒音が抑制されて大気に放出される。

本発明の場合、前記胴体部１００に対して三方向バルブ２０が設置され、後述する送風圧力引入空間部Ｓ１と送風圧力対抗空間部Ｓ２及び外部大気を連結する。

本実施例では、前記三方向バルブ２０として、ソレノイドバルブが提供されている。このようなソレノイドバルブ２０は、前記胴体部１００の頭部１５０に設置されている。

後述するように、前記ソレノイドバルブ２０のポートの一つであるポート２２は、チューブ８を通じて下部の送風圧力引入空間部Ｓ１に連結されていて、他のポート２４は、胴体部１００の頭部１５０を貫通してその内部の送風圧力対抗空間部Ｓ２と連結されている。また、エアベント２８が形成されて外部大気と連結されている。

図２〜図５は、本発明のブローオフバルブ１０００の内部構造を示した図である。

ここで、図２は、前記ブローオフバルブ１０００の分解組立て図で、図３は正面断面図であり、図４は側面断面図で、図５は一部切開斜視図である。

図示のように、前記円筒部１１０の下部には、送風口連通開口１０３８が形成されている。したがって、これと連結したその内部の空間部は、送風圧力引入空間部Ｓ１を形成する。

前記円筒部１１０の内部には、支持リング２００が装着されていて、前記円筒部１１０の上面には、バルブガイド板１３０が結合されている。図示のように、前記バルブガイド板１３０の中央には、開口部が形成され、そこに、中空１３５８が形成されたガイド部１３５０が設置される。

本発明の場合、前記胴体部１００の内部には、スプールバルブ３００が設置され、本実施例で前記スプールバルブ３００は、ディスク形態のスプール３８０が前記円筒部１１０内部の前記支持リング２００の上面にかかるように位置し、また反対側スプール３３０が前記バルブガイド板１３０と前記頭部１５０によって形成される空間に位置し、前記スプール３８０、３３０を連結するステム３５０が、前記バルブガイド板１３０のガイド部１３５０の中空１３５８を通過して設置されている。ここで、前記バルブガイド板１３０のガイド部１３５０の中空１３５８には、ブッシング２１４が設置されている。

この場合、前記胴体部１００の内部で前記頭部１５０と前記スプール３３０との間の空間が、送風圧力対抗空間部Ｓ２を形成するようになり、そこに前記送風圧力引入空間部Ｓ１に引入された圧力と対抗する圧力が形成される。

本発明の場合、前記スプール３３０は、ダイヤフラム３３３と前記ダイヤフラム３３３の下面に接面するプレート３３５を含むことができる。この場合、前記ダイヤフラム３３３は、前記頭部１５０と前記バルブガイド板１３０の縁部との間にダイヤフラム３３３の外周部３３３４が置かれて装着されている。

このように、本発明の場合、前記スプール３３０をダイヤフラム３３３で形成することによって、短いストロークでスプールバルブ３００の移動が可能で、また迅速な反応性を得ることができる。

本実施例で、前記バルブガイド板１３０と前記頭部１５０との間の空間に、前記プレート３３５の下面において前記ステム３５０にはスプリング２１１が装着されている。これによってで前記スプールバルブ３００のより迅速な反応性が保障される。

本実施例の場合、前記スプール３８０は、円筒部１１０の内部に設置されて前記スプール３３０は、その断面が大略Ｕ字形状であり、上部に行くほどその内部空間が広くなる形状を有するバルブガイド板１３０の内部に、その内周面と接して設置されている。これによって、前記バルブガイド板１３０の内周面に接して設置されたスプール３３０の加圧面積は、前記スプール３８０より大きく形成される。

本実施例で、前記胴体部１００の円筒部１１０において前記スプールバルブ３００のスプール３３０、３８０間の側面には、ブローオフ開口１０５８が形成される。

本発明の場合、前記送風空気引入空間部Ｓ１と送風圧力対抗空間部Ｓ２及び外部大気を連結する三方向バルブ２０が設置され、本実施例では、前記頭部１５０に前記三方向バルブであるソレノイドバルブ２０が設置されている。すなわち、前記ソレノイドバルブ２０は、そのポートの一つであるポート２２がチューブ８を通じて前記送風圧力引入空間部Ｓ１と連結されていて、他のポート２４は、胴体部１００の頭部１５０を貫通して前記送風圧力対抗空間部Ｓ２と連結されている。また、エアベント２８が形成されて外部大気と連結されている。

前記チューブ８を前記胴体部１００の円筒部１１０の送風空気引入空間部Ｓ１と連結するために、図示のように、前記支持リング２００及び前記円筒部１１０には、それぞれ対応して連通する開口部２１８、１１８が形成されている。これら開口部１１８、２１８を貫通して前記チューブ８の挿入部材がはめ込まれている。

また、本実施例で、前記バルブガイド板１３０の一部には、大気と連通する大気連通開口１３８が形成される。

このような構造を有する本発明のブローオフバルブ１０００の作動を説明する。

ターボブロアー２０００が初期作動を始める場合、そのモーターの回転力が弱くてそれをブローオフする必要がある時、前記三方向のソレノイドバルブ２０は、前記送風圧力引入空間部Ｓ１と連通するポート２２を閉めて、前記送風圧力対抗空間部Ｓ２と大気が連通するようにする。

このような状態で、前記ターボブロアー２０００から送出される送風空気は、前記送風口連通開口１０３８を通じて前記送風圧力引入空間部Ｓ１に流入される。ここで、前記送風圧力対抗空間部Ｓ２の圧力は、大気圧を形成しているのに対して、前記送風圧力引入空間部Ｓ１の圧力は、ターボブロアー２０００から送出される送風圧力を形成しているので、前記スプールバルブ３００のスプール３８０が移動し、それによって前記送風口連通開口１０３８と前記ブローオフ開口１０５８が互いに連通しながら、送風された空気は、前記ブローオフ開口１０５８を通じてブローオフされる。

以後、前記ターボブロアー２０００の運転が定常状態に入るようになった場合、前記ソレノイドバルブ２０は、前記大気側ポート２８を閉めて、前記送風圧力引入空間部Ｓ１と前記送風圧力対抗空間部Ｓ２を連結する。そうすると、前記送風圧力対抗空間部Ｓ２の圧力が、前記送風圧力引入空間部Ｓ１とほぼ同じになり、前記スプール３３０の加圧面積がさらに大きく、前記スプールバルブ３００を動かす力が発生して前記スプール３８０を閉めた位置に移動させて維持する。これによって、前記送風口連通開口１０３８に流入した送風空気は、ブローオフされないで、本来のターボブロアー２０００の送風口２５００を通じて送風されるようになる。

この場合、前記バルブガイド板１３０の一側部には、大気連通開口１３８が形成され、これを通じて前記スプール３３０と前記バルブガイド板１３０との間の空気は、大気と連通して前記スプール３３０は、すばやく前記下部のスプール３８０を閉めるように動く。この場合、前述のように前記スプール３３０は、ダイヤフラム３３３からなり、短いストロークで迅速な反応性が保障される。

前記スプール３８０ディスクの下には、前記スプール３８０と前記支持リング２００との間での漏洩を防止するためのシーリング部材を介在させて、漏洩を防止するようにすることが好ましい。

本実施例では、前記頭部１５０の下面には、環形のリング１５８を付着するが、これによって、前記スプール３３０が頭部１５０に着いた時にも、最小限の加圧面積が確保される。万一、前記環型リング１５８がない場合、前記スプール３３０が頭部１５０の下面に触れる場合、その加圧面積は、前記ソレノイドバルブ２０のポート２４に該当する面積になってしまって、前記送風圧力対抗空間部Ｓ２の加圧面積がむしろ送風空気引入空間部Ｓ１の加圧面積よりさらに少なくなって、ブローオフバルブ１０００の作動ができなくなるが、本実施例の場合、前記環型リング１５８の設置によって、このような誤動作を防ぐことができる。したがって、前記環形リング１５８が形成する円周内部に形成される面積は、少なくとも前記スプール３８０の加圧面積より大きく形成されている。

以上で、本発明の目的が達成されたことを理解することができるであろう。

本発明は、実施例を中心に説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の思想にしたがってその権利範囲は、特許請求の範囲による。

１０００：ブローオフバルブ
１００：胴体部
１１０：円筒部
１３０：バルブガイド板
１５０：頭部
３００：スプールバルブ
２０：三方向ソレノイドバルブ
３３３：ダイヤフラム
Ｓ１：送風圧力引入空間部
Ｓ２：送風圧力対抗空間部

Claims (7)

1. （ａ）内部に空洞が形成されてターボブロアーの送風口と連通される送風口連通開口と前記送風口連通開口を通じて引入される送風圧力をブローオフするブローオフ開口とを有する胴体部と；
   （ｂ）前記胴体部の内部に設置されるスプールバルブであって、前記送風口連通開口と連通する空間部である送風圧力引入空間部に位置する送風圧力スプールと前記送風圧力引入空間部と対向する位置に形成される空間部である送風圧力対向空間部に位置する送風圧力対抗スプールを有するスプールバルブと；ここで、前記送風圧力スプールの加圧面積は、前記送風圧力対抗スプールの加圧面積より小さく；ここで、前記ブローオフ開口は前記スプールバルブの両端のスプール間に形成されて；
   （ｃ）前記送風圧力引入空間部と連通するポートと、前記送風圧力対抗空間部と連通するポートと、そして外部大気と連通するポートとを有する三方向バルブであって、前記ターボブロアーの初期運転時に前記送風圧力引入空間部と連通するポートを閉めて前記送風圧力対抗空間部と前記外部大気を連結し、前記ターボブロアーの定常運転時に前記大気側ポートを閉めて前記送風圧力引入空間部と前記送風圧力対抗空間部を連結する三方向バルブと；を含むことを特徴とするターボブロアー用ブローオフバルブ。
2. 前記送風圧力対抗スプールが、ダイヤフラム部材からなることを特徴とする、請求項１記載のターボブロアー用ブローオフバルブ。
3. 前記三方向バルブが、三方向ソレノイドバルブであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のターボブロアー用ブローオフバルブ。
4. （ａ）前記胴体部が、円筒形状の円筒部と前記円筒部の上面に結合される前記スプールバルブのステムが貫通して支持されるバルブガイド板と、前記バルブガイド板の上面を覆う頭部とを含み；
   （ｂ）前記スプールバルブの送風圧力スプールは前記円筒部に位置し、また前記送風圧力対抗スプールは前記バルブガイド板と前記頭部との間に位置することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のターボブロアー用ブローオフバルブ。
5. 前記バルブガイド板の一側面には、大気と連通する大気連通開口が形成されることを特徴とする、請求項４記載のターボブロアー用ブローオフバルブ。
6. 前記バルブガイド板が、その断面が大略Ｕ字形状を有し、上部に行くほどその内部空間が広くなる形状であることを特徴とする、請求項４記載のトロブロアー用ブローオフバルブ。
7. 前記三方向バルブが、前記頭部に設置されていて、前記頭部の下面には環形のリングが設置されていて、前記環形のリングが形成する円周内部に形成される面積は、少なくとも前記送風圧力スプールの加圧面積より大きく形成されていることを特徴とする、請求項４〜請求項６のいずれかに記載のターボブロアー用ブローオフバルブ。

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