JPH035595Y2

JPH035595Y2 -

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Publication number: JPH035595Y2
Application number: JP1985192069U
Authority: JP
Priority date: 1985-12-12
Filing date: 1985-12-12
Publication date: 1991-02-13
Also published as: JPS6299596U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、岩石、石炭等の粉粒体をホツパーか
ら排出する際に、その排出流量を調節する流量調
節弁に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、最近の高炉操業において、原料を高
炉内に装入する場合に自由度が大きいという利点
から、ベルレス型炉頂装入装置が多用される傾向
にある。

この一例として、第３図に示されている構造の
ベルレス炉頂装入装置が、特開昭58−58211号公
報で記載されている。該ベルレス型炉頂装入装置
において、装入ベルトコンベア１によつて炉頂へ
運ばれた装入原料は、ヘツドプーリー２から旋回
シユート３を経由して上部固定ホツパー４に装入
される。次いで、下部ゲート弁５及び下部シール
弁６を閉状態に維持したまま、上部ゲート弁７及
び上部シール弁８を開状態とすることにより、上
部固定ホツパー４内の原料９を下部固定ホツパー
１０内に投入する。この原料装入が終了すると、
上部シール弁８を閉とし、下部固定ホツパー１０
内に高炉ガスまたは窒素ガスを充満させ、その内
圧を大気圧よりも高い高炉の炉頂圧力に等しい圧
力となるように昇圧する。昇圧終了後、下部シー
ル弁６を全開にして、原料９を下部固定ホツパー
１０から垂直シユート１１を介してシヤフト炉１
２の炉頂部に装入する。このとき、原料の流量は
下部ゲート弁５により調整され、且つ炉内反応を
円滑に進めるに最適な状態で原料が炉内に分布す
るように、炉内シユート１３を連続的に傾動旋回
させる。

このようなベルレス型炉頂装入装置において、
下部ゲート弁５は、原料を炉の中心線に沿つて一
定速度で切り出す機能をもつことが要求される。
一定速度で切り出す機能は、通常のホツパーから
の粉粒体を切り出すときに使用されるゲート弁に
対しても要求される機能である。たとえば、第３
図における上部ゲート弁７も備えていなければな
らない機能であり、その他種々の弁においても然
りである。他方、原料を炉の中心線に沿つて切り
出す機能は、炉内に原料を装入するにあたり、下
部ゲート弁５が最終弁として働くものであるとい
う特殊な使用条件から要求されるものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、従来の下部ゲート弁においては、こ
の機能を満足に有するものがなく、そのため原料
を所期の分布状態で炉内に装入する作業を困難な
ものとしていた。

ここで、その原料を炉の中心線に沿つて切り出
す機能の重要性について説明する。

下部ゲート弁５から排出される原料の落下軌跡
が炉の中心線Ｃから外れた場合に発生する現象
を、第４図を用いて説明する。

下部ゲート弁５からの排出原料が炉の中心から
距離ｘだけずれて落下する場合、第４図ａ及びｂ
にそれぞれ示したように、炉内シユート１３の方
向如何に応じて炉内シユート１３上を原料９が流
れる距離ｙに相違が生じる。原料９が炉内シユー
ト１３上を流れるとき、原料９と炉内シユート１
３との動摩擦係数及び炉内シユート１３の傾斜角
度θに影響されて、原料９の流速は微妙に増速或
いは減速される。したがつて、原料９が炉の中心
線Ｃから距離ｘだけずれて排出される場合、炉内
シユート１３の傾斜角度θが同一であつても、炉
の半径方向における炉内シユート１３の先端から
原料が炉壁に衝突する個所までの原料の落下距離
ｚが変化することになる。このため、原料を炉内
に均一に分布させることが不可能となり、炉内反
応の制御が極めて困難となる。

このような不均一分布を解消すべく、これまで
も種々の考案が提案されている。その一例とし
て、第５図ａ及びｂに示した構造の流量調節弁が
実願昭56−985号（実開昭57−114698号）で提案
されている。

この提案された流量調節弁は、弁板を相重なる
２枚の球面状の弁板１４ａ及び１４ｂで構成する
と共に、それぞれの球面板の一部を炉の中心線ｃ
を一点とする近似三角形状または近似半円形状に
切欠き、これら切欠き弁板を相反する方向に作動
させるようにしている。これら切欠き弁板で形成
される開口は、常にその中心が同一個所となる。
その結果、炉の中心線ｃと開口の中心とを一致さ
せることができる下部ゲート弁が得られる。

しかしながら、この流量調節弁は、次のような
欠陥を有する。すなわち、粉粒体を取扱う装置に
おいては、粉粒体に対する摩耗対策が一般に極め
て重要である。この摩耗対策のため、ゲート弁の
弁板を、耐摩耗性に優れ且つ厚肉の板材で作成す
ることが多い。このことから、第５図に示された
ゲート弁構造ではゲート弁の開口部を炉の中心線
に一致させることは可能ではあるものの、ゲート
弁の弁板１４ａ，１４ｂの段差が無視できないも
のとなる。すなわち、第５図ｃに示すように、開
口の右側及び左側から排出される原料９は、弁板
１４ａ，１４ｂ間の段差に影響されて、一様な排
出流とならない。

そこで、本考案の流量調節弁は、このような従
来技術の問題点に鑑み、シヤフト炉の炉内に原料
を装入するときのように、容器から別の容器に粉
粒体を移す場合、第２の容器における分布状態を
均一とすべく、粉粒体を炉の中心線に沿つて切り
出す機能を持たせることを目的として、開発され
たものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の流量調節弁は、その目的を達成すべ
く、ホツパー出口等の垂直シユート内を流下する
粉粒体の流量を調整する粉粒体流量調節弁におい
て、弁板の閉方向作動端で垂直シユートの中心部
に流量調整範囲の下限により決定される開口部が
形成され、且つ、相互に段差のない複数の上部弁
板と、前記開口部を閉塞するサイズに形成され、
且つ、上部弁板が開作動する前に、前記開口部を
開くよう作動する駆動手段を備えた下部弁板とか
らなることを特徴とする。

〔実施例〕

次いで、第１図及び第２図に示した実施例によ
り、本考案を具体的に説明する。

この実施例は、第３図に示したシヤフト炉の炉
頂装入装置の下部ゲート弁５に本考案を適用した
例である。第１図は本実施例の流量調節弁を横か
ら見た断面図であり、第２図はそれを下から見た
図である。

本実施例の流量調節弁は、下部固定ホツパー１
０の最下部に設置される。該流量調節弁は、２枚
の上部弁板１５ａ，１５ｂ，１枚の下部弁板１６
及びそれぞれの弁板を支持するアーム１７ａ，１
７ｂ，１７ｃを備えている。なお、第１図におい
ては、アーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃを一個の軸
１８に全て枢着しているが、それぞれを別個の軸
に取り付けても同様な機能が得られる。このよう
な構成の流量調節弁において、粉粒体と接触する
上部弁板１５ａ，１５ｂの表面は、段差がないよ
うに設計されている。これらの上部弁板１５ａ，
１５ｂは、最大限絞り込んでも粉粒体が流出する
最小開口部が形成されるような相対的位置関係を
もつて、互いに組み合わせられている。すなわ
ち、この最大限絞込みの状態にあつても、上部弁
板１５ａ，１５ｂの表面に段差がないため、第５
図ｃで掲げたような排出流に乱れを生ずることの
ない最小流量が確保できる。そして、前記最小開
口部を下部弁板１６で閉塞することにより、流量
調節弁の開閉が行われる。

したがつて、粉粒体を最小流量で流量調節弁か
ら切出す場合には、上部弁板１５ａ，１５ｂをア
ーム１７ａ，１７ｂを介して移動させ、上部弁板
１５ａと１５ｂとの間に前記最小開口部を画成す
る。そして、流量を増加させる場合には、下部弁
板１６を開状態に維持したまま、アーム１７ａ，
１７ｂによつて開口部が大となる方向に上部弁板
１５ａ，１５ｂを移動させる。このとき、その開
口部の中心をシヤフト炉の中心線ｃに一致するよ
うに、アーム１７ａ，１７ｂの作動を制御するこ
とにより上部弁板１５ａ，１５ｂを連動させる。
これにより、粉粒体は常にシヤフト炉の中心線ｃ
上を落下することになり、第５図ｃを用いて説明
した問題が解消される。

次いで、下部弁板１６の果たす役割について説
明する。本考案に対する疑問として、予め上部弁
板を閉塞可能に設計しておけば、下部弁板の設置
は不要となり、更にそのような構成の流量調節弁
は通常のゲート弁によく見られるものであるとい
うことであろう。このような疑問を解消するた
め、第６図ａ〜ｃでゲート弁における問題を説明
し、併せて本考案の流量調節弁における下部弁板
１６の役割を明らかにする。第６図ａに示す通常
のゲート弁では、その開口部は第６図ｂに示した
ような細長い帯形状となる。この細長い帯状の開
口部のため、粉粒体の少量切出しを行なう場合、
第６図ｃに示すように粉粒体独特の棚つり現象が
生じやすい。つまり、通常の粉粒体を取り扱う場
合、第６図ｂ及びｃのような開口形状の粉粒体切
出し部では、開口部の間隙ｐと粉粒体の粒径d_pと
の間に次式(1)の関係を持たせることが、棚吊り現
象を発生させないために経験上要求されている。

ｐ＞５×d_p …(1) したがつて、第６図ｂ又はｃの粉粒体切出し部
における棚吊りを生じない最小開口部面積S_nio
は、次式(2)で定められることになる。

S_nio＞５×d_p×ｑ …(2) 但し、ｑ：開口部の幅ところが、このようにして決まる最小開口部面
積S_nioは、最小流量を確保するのに必要な開口部
面積をはるかに越えるものである。このような状
態に至ると、ゲート弁は、流量調節弁としての機
能を果たすことができなくなる。

この点、本実施例の流量調節弁にあつては、下
部弁板を設けたことにより、最小開口部形状を自
由に選択することが可能となつた。つまり、次式
(3)の関係を満足する限り、棚吊りのない最小開口
部面積を、第６図ｂの調節弁の場合に比較しては
るかに小さな値に設定することができる。

p₁ or p₂＞５×d_p …(3) 但し、p₁及びp₂は第２図ｂに示す各部のサイズ
したがつて、棚吊りを生じることなく、最小流量
を安定して確保することが可能となる。なお、流
量を零にするときは、下部弁板で上部弁板の開口
を閉塞すれば良い。以上のように、上部弁板に段
差がないため、第１図及び第２図で示したように
排出流に乱れを生じることなく、最小流量を確保
する開口部を容易に設定することができる。

なお、以上の実施例においては、上部弁板が曲
面状に成形されている。このため、弁板、支持ア
ーム等を同心円状に動作させることが可能とな
り、機械設計上優れた仕様といえる。しかし、こ
れに限らず、スライド式の構造として上部弁板及
び下部弁板を組み合わせてもよいことは勿論であ
る。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案の流量調節弁に
よるとき、偏り、乱れ等を生じることのない均質
な排出流として、粉粒体を容器の中心線に沿つて
排出することができる。したがつて、これを竪型
炉の炉頂装入設備における下部ゲート弁として用
いるとき、炉内に装入された原料の分布状態は均
一なものとなるので、炉内の通気性は全域にわた
つて均質化され、操業効率の改善が図られる。ま
た、このような装入された粉粒体の分布状態が均
一であるということは、竪型炉以外の種々の分野
においても有益なことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の流量調節弁を示し、第
２図はそれを下から見た図である。また、第３図
は竪型炉の炉頂装入設備の全体構成を示し、第４
図及び第５図は従来の下部ゲート弁が持つ問題を
説明するものであり、第６図は通常のゲート弁に
おける問題を説明するものである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】ホツパー出口等の垂直シユート内を流下する粉
粒体の流量を調整する粉粒体流量調節弁におい
て、弁板の閉方向作動端で垂直シユートの中心部に
流量調整範囲の下限により決定される開口部が形
成され、且つ、相互に段差のない複数の上部弁板
と、前記開口部を閉塞するサイズに形成され、且つ
上部弁板が開作動する前に、前記開口部を開くよ
う作動する駆動手段を備えた下部弁板とからなる
粉粒体均一切出し用流量調節弁。