JPH07223698A

JPH07223698A - 粉粒体用バルブ

Info

Publication number: JPH07223698A
Application number: JP6040367A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yajima; 健一矢島
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1995-08-22
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JP3408860B2

Abstract

(57)【要約】【目的】内部の気密性や上流側・下流側間のガス等の
遮断性を備えているとともに、粉粒体の噛みこみや摩耗
による不都合が発生しがたく、大型化することも容易な
粉粒体用バルブを提供する。【構成】ケーシング１０のうちに回転可能なように弁
体２０を内蔵させたものである。ケーシング１０には、
上方の管から続く横向きの入側開口部１１と、それに通
じた下向きの出側開口部１２とを設ける。また弁体２０
には、上記の入側開口部１１に対して摺動回転可能なよ
うに連結された第一開口部２１と、それに通じていて上
記の出側開口部１２に面し得る第二開口部２２とを一体
に形成し、かつ、上記の回転を行わせる駆動手段に連結
するものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上方から下方へ至る管
を通して粉粒体を供給する場合に、その供給（通過）と
停止とをコントロールするために使用する粉粒体用バル
ブ（弁）に関するものである。なお、取り扱いの対象と
なり得る粉粒体は、セメント粉や石炭・鉄鉱石など広範
囲に及ぶ。

【０００２】

【従来の技術】ある容器から別の容器へ向けて粉粒体を
定量的に供給する場合、一般的には、縦向き、つまり上
下（ないし斜め）の向きに粉粒体を通すよう管が配置さ
れ、その管の一部にバルブ（払出し装置などとも呼ばれ
る）が接続される。縦向きに管を配置するのは、重力を
利用して粉粒体を下方へ送るためであり、バルブを設け
るのは、粉粒体の供給と停止とを任意のタイミングで行
ってその供給量をコントロールするためである。

【０００３】粉粒体用のこのようなバルブには、気体や
液体用のバルブとは違った性能が求められる。粉粒体
は、その粒度や種類・性質によって違いがあるとはいえ
固体の集合であるため、その流れを止めるためには気体
・液体の場合と異なる技術事情がともなうからである。
たとえば、通路を開閉するための弁体等の動きが粉粒体
によって妨げられないことや、摩耗の進行が少ないこと
等の性能が要求される。粉粒体中の微粉末や容器・管内
のガスなどが外部へ流出したり、逆に大気が管内に入っ
たりしないように内部の気密性が保たれることも一般的
には必要とされ、また、バルブを閉じた状態では粉粒体
の移動を停止するとともにガスをも遮断（つまり容器・
管内のガスが、バルブをはさんだ上流側・下流側間で移
動しないようにする）ことが望ましい。そのような事情
で粉粒体用には、通常の気体・液体用のバルブとは異な
るバルブが使用されるのが普通である。

【０００４】図５に従来の粉粒体用バルブを例示する。
図５(ａ)のものは貯留槽に接続されるスライドゲート式
のバルブ（払出し装置）で、実公昭６２−１３９８８号
公報に記載のものだが、その概ねの構成と作用はつぎの
とおりである。まず、貯留槽８１の下部に底部の閉塞さ
れた第一シュート８２を接続し、その第一シュート８２
から横にずらして上部を連結する形で第二シュート８３
を設ける。そして第一シュート８２の底部よりも下方の
位置に、ゲート孔８４ａを有していて第二シュート８３
内でほぼ水平にスライド可能なゲート板８４を配置す
る。駆動手段８５によって図示左右にゲート板８４をス
ライドさせ、ゲート孔８４ａの位置を第一シュート８２
に近づけるかまたは遠ざけるかすれば、同孔８４ａを通
して下方への粉粒体の払出し量を多くし、または少なく
する（もしくは停止する）ことができる。内部の気密性
を保つ等の目的で、第二シュート８３に対してゲート板
８４が出入りする部分にはシール部材８３ａが装着され
ている。

【０００５】図５(ｂ)には、いわゆるフラップダンパ式
の粉粒体用バルブを示す。粉粒体の供給管（通過管）８
７の一部に気密性のあるボックス状のケーシング８８を
接続し、その内部にフラップ（揺動板）８９を設けたも
のである。図のように供給管８７の下向きの開口にフラ
ップ８９を当てたり離したりすることによって、粉粒体
を止め、あるいは下方へ通過させる。また図５(ｃ)の
は、よく知られたロータリバルブ（ロータリフィーダ）
で、円筒状のケーシング９１の中に複数の回転羽根９２
が設けられている。羽根９２を回転させることにより、
順次かき出す方式で粉粒体を下方へ払い出す。羽根９２
とケーシング９１との間の隙間を狭くすれば、上下（上
流側・下流側）間のガスの移動を遮断する性能も高くな
る。上部に多量の粉粒体を積むことにより粉粒体自体で
ガスを遮断（いわゆる自己シール）することもできる。

【０００６】そのほか、図示は省略したがつぎのような
ものも粉粒体用バルブとして使用される。すなわち、ボールバルブ‥‥粉粒体の通過孔を有する球状の弁体を
ケーシングの内側に嵌め入れたもので、気体・液体用の
弁と基本的な構成は同様である。弁体を回して通過孔に
角度をつけることにより粉粒体の供給量（通過量）を調
整できる。弁体とケーシングとの摺動面間が密接であれ
ば、粉粒体およびガスの停止（遮断）性能も良好であ
る。

【０００７】スクリューフィーダ‥‥円筒状のケーシン
グ内にスクリュー（螺旋状の回転体）を内蔵したもの
で、スクリューの回転速度で供給量をコントロールでき
る。ケーシングの内部に粉粒体を充満させて使用するこ
とにより、上流側・下流側間のガスを粉粒体自体によっ
て自己シールさせることもできる。

【０００８】振動フィーダ‥‥傾斜面を有するケーシン
グを振動させることによって、その上に載った粉粒体を
出口（下向きの管）へ送り出すもので、振動を止めれば
粉粒体は傾斜面に堆積して移動しなくなる。

【０００９】Ｌバルブ‥‥上下部分に続く水平部分を有
するＬ字状のケーシングと、その内側のガス噴出手段な
どからなる。入口（上方から続く部分）からくる粉粒体
を水平部分の内部に一旦堆積させたうえ、高圧ガスを噴
出させてその粉粒体を出口（下方へ続く部分）へ送るも
のである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上に紹介した従来の粉
粒体用バルブは、いずれも内部の気密性を有し、閉じた
（停止した）状態での上・下流間のガス等の遮断性も
（遮断の完全度には差があるが）備えている。しかしい
ずれの例でも、粉粒体の粒度が不適当等の条件下におい
ては、弁体に相当する機能部材が動作の際に粉粒体を噛
みこんで、その開閉をスムーズには行い得なくなる（も
しくは粉砕する能力が必要となる）場合が皆無ではな
い。また、そのような噛みこみを含む粉粒体との接触に
よってバルブの一部が摩耗すれば、そのことが直ちに内
部の気密性やガスの遮断性の低下に結び付くという不都
合もある。それらの点はつぎのように説明される。

【００１１】図５(ａ)に示す装置‥‥第二シュート８３
に対してゲート板８４が出入りするとき、同シュート８
３のシール部材８３ａの部分とゲート板８４との間に粉
粒体が噛みこまれる恐れがある。また、その出入りにし
たがってゲート板８４の上面は摩耗を受けやすく、かか
る摩耗が生じた場合にはシール部材８３ａとの間に直ち
に隙間が発生し、内外間の気密性が低下する。噛みこみ
が生じがちな理由は、ゲート板８４が、粉粒体と接触す
る部分から接触しない部分（シール部材８３ａとの摺動
部分）へかけての出入り、すなわち摺動面間に粉粒体を
侵入させる方向への移動を行うからである。そのため、
シール部材８３ａには摺動面間を密封する機能のほか
に、ゲート板８４の移動にともなって入りこもうとする
粉粒体を排除する機能までもが必要になり、粉粒体の種
類等によってはその実現が困難になるのである。

【００１２】フラップダンパ（図５(ｂ)参照）‥‥粉粒
体の供給（通過）中にはフラップ８９を閉じようとして
も粉粒体を噛みこんで完全には閉鎖し得ないため、上方
に他のバルブを設けて粉粒体を止めたうえで操作する必
要がある。また、フラップ８９の上面が摩耗（フラップ
を半開き状態で使用するととくに摩耗しやすい）する
と、上部の管８７との間に隙間ができて微粉末やガスが
漏れ、完全な停止が困難になる。

【００１３】ロータリバルブ（図５(ｃ）参照）‥‥ケ
ーシング９１と羽根９２との間に粉粒体を噛みこみやす
いので、粒が粗くて固い（粉砕されにくい）粉粒体や、
軟らかくて粘い粉粒体を扱うには不適当である。ロータ
リバルブにおいても、羽根９２の先端は、粉粒体と接触
する部分から接触の少ないケーシング９１内へかけて出
入りし、そのために粉粒体を噛みこみやすいということ
ができる。また、羽根９２が摩耗すると、微粉末等を完
全には停止（遮断）できなくなる。

【００１４】ボールバルブ‥‥ケーシングに対して摺動
する弁体が、粉粒体と接触する部分から摺動部分へかけ
て移動するため、当該摺動面間に粉粒体を噛みこむ恐れ
がある。また、弁体の外表面が摩耗すると、ケーシング
との間に隙間ができて遮断性が低下するうえ粉粒体をさ
らに噛みこみやすくなる。そのほか、弁体とケーシング
との双方に正確な球面を加工するのが難しいために製造
コストが高く、とくにバルブが大型化すると膨大な費用
を要するという不都合もある。

【００１５】スクリューフィーダ‥‥スクリューとケー
シングとの間に粉粒体を噛みこむ恐れがある。また、使
用によってスクリューやケーシングに摩耗が発生する
が、その進行につれて噛みこみがさらに起こりやすくな
る場合もある。

【００１６】振動フィーダ‥‥ケーシングを振動させる
必要があるので、バルブを大型化したときや高温粉粒体
の取り扱い用に耐熱ライニングを施した場合などには振
動重量が増し、その駆動源に大きな出力が必要となって
設備費・運転費が著しく増大する。また、上下につなが
る固定管と振動するケーシングとはベローズ管などを介
して接続されねばならないため、耐圧性を備えがたい。
もし耐圧性を高めるとベローズが柔軟でなくなり、適切
な振動を与えにくくなる。

【００１７】Ｌバルブ‥‥高圧ガスの噴出を繰り返すこ
とによって間欠的に粉粒体を送り出すものなので、供給
量の正確な調整は難しい。また、バルブが大型化する
と、ガスの必要量・必要圧力が増し、運転費がかさむ。

【００１８】本発明の目的は、内部の気密性や上流側・
下流側間のガス等の遮断性を備えているとともに、以上
の点を改善した−すなわち粉粒体の噛みこみや摩耗に
よる不都合が発生しがたく、大型化（大容量化）が容易
である等の利点を有する−粉粒体用バルブを提供する
ことである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の粉粒体用バルブ
は、 A) 上方の管から続く横向き（中心線が水平またはそれ
に近い）の入側開口部と、それに通じた下向き（中心線
が鉛直またはそれに近い）の出側開口部とを有するケー
シングに、 B) 上記入側開口部に対して摺動回転（密接またはそれ
に近い状態を保ちながらの回転をいい、必ずしも擦り動
くものに限らない）が可能なように連結された第一開口
部と、それに通じていて上記の出側開口部に面し得る第
二開口部とを一体に有しており、上記の回転（第一開口
部を入側開口部に密接させながら行う上記の摺動回転で
あり、第二開口部の付近を鉛直またはそれに近い面内で
旋回させるもの）を行わせる駆動手段に連結される弁体
−を、気密に組み込んだものである。

【００２０】この粉粒体用バルブにはさらに、請求項２
に記載したように、 C) ケーシングの入側開口部と弁体の第一開口部とが摺
動回転する部分にガスの吹き出し手段を設けると一層こ
のましい。

【００２１】また請求項３・４のように、 D) 弁体の回転によって第二開口部が上方に位置した際
それを閉じることのできる閉塞体を、ケーシングの内側
上部に配置したり、 D') その閉塞体を、上下動させるための操作手段に連結
して構成したりするとなおよい。

【００２２】

【作用】本発明の粉粒体用バルブは、上方の管からくる
粉粒体を上記A)のケーシングの入側開口部より受け入れ
て、ケーシングが内蔵するB)の弁体の第一開口部および
第二開口部を経由させ、その第二開口部が面している下
向きの出側開口部から出すことによって下方へ供給（払
出し）する。第二開口部が出側開口部に面して下方にあ
るその状態から、駆動手段により弁体を回転させて第二
開口部を上方に位置させれば、粉粒体は弁体の内部で安
息角の斜面を形成して静止する（Ｕ字管内の液体のよう
に第二開口部から押し出されることはない）ので、その
供給を停止することができる。第二開口部が下方から上
方へ上がるのは、横向きに形成されたケーシングの入側
開口部に対して弁体は、第一開口部を摺動させながら鉛
直またはそれに近い面内で駆動手段により回されて、下
方にあった第二開口部を上方へ旋回させるからである。
なお、弁体はケーシング内に気密に組み込んであるの
で、内部のガスや微粉末が外部へ出たり、逆に大気が内
部へ侵入したりすることはない。そしてこの粉粒体用バ
ルブには、以上のような基本的な機能に付随してつぎの
ような特徴的な作用がある。

【００２３】1) 粉粒体の供給と停止は上記のように弁
体が動作することによって行うが、このような動作の
際、弁体が粉粒体を噛みこむ可能性は極めて低い。その
理由の一つは、動作する弁体が粉粒体中に割り入ってそ
の移動経路を塞ぐものではないことである。すなわち、
このバルブは、弁体の第一開口部および第二開口部を開
いたまま、第二開口部を上方に上げるという動作のみに
よって粉粒体を止めるので、いずれの開口部にも粉粒体
が噛みこまれることはあり得ない。この点は、前述のボ
ールバルブやフラップダンパ・ロータリバルブとは明ら
かに相違する。もう一つの理由は、弁体の第一開口部が
ケーシングの入側開口部と摺動するとはいえ、それは同
じ位置での摺動回転であって、摺動面間に粉粒体を侵入
させる方向の相対移動を含まない、という点にある。つ
まりケーシングに対して弁体が、両者間に粉粒体を引き
入れるような出入りする動きを行わない（したがって摺
動する部分の位置や面積は全く変化しない）ため、当該
摺動面間に粉粒体が噛みこまれ難いのである。これも、
図５(ａ)の装置やボールバルブ・ロータリバルブ・スク
リューフィーダなどとは異なる作用に基づく利点であ
る。なお、粉粒体が通過する箇所のうちには、この摺動
回転部分以外に、二つの部材が摺動（ないしはごく接近
して相対移動）する箇所を設ける必要はない。

【００２４】2) 粉粒体との接触によって弁体やケーシ
ングが摩耗しても、内外間の気密性が低下することはな
く、微粉末等を停止できなかったり弁体・ケーシング間
の上記の摺動回転が円滑でなくなったりすることもな
い。これは上記の1)とも関連するが、図５(ａ)の装置と
は違って摩耗部分がスリット等を通ってケーシング外に
出るようなことがないこと、また上記のとおり摺動部分
の位置や面積が変化しないために、摩耗した部分が摺動
位置にくることもなく、したがってそこに粉粒体が入り
やすくなることもないことによる。これも、図５(ａ)の
装置のほかボールバルブやロータリフィーダなどにはな
い有利な作用である。

【００２５】3) 弁体の第二開口部を上にして粉粒体を
止めたとき、上方の管から弁体の最下点までの間に溜ま
る粉粒体自体の自己シール作用により、上流側・下流側
間のガスに対する遮断性も発揮される。

【００２６】4) 弁体の第二開口部を最も上に向けたと
きは粉粒体の供給を完全に止め、最も下に向けたとき供
給量を最大にすることができるが、その中間の適当な位
置に第二開口部を向けることによって、時間あたりの供
給量を調整することも可能である。供給状態は連続的で
コンスタントであるため、所望の供給量になるよう正確
に調整することができる。この点は、前述のＬバルブよ
りも明らかに有利である。

【００２７】5) 弁体等をすばやく動かす必要はなく、
粉粒体の供給は重力の作用で行うため、バルブが大型化
（大容量化）しても大出力の駆動源は不要であり消費エ
ネルギー（電力量等）も少ない。また構造上、球面等の
難加工部分に高い機械加工精度を必要とすることがない
ため、製造上ならびにコスト上、大型化に対応すること
が容易である。これらの点は、振動フィーダやＬバルブ
・ボールバルブと比べて有利である。

【００２８】請求項２の粉粒体用バルブは、上記1)の作
用をより確実に発揮する。それは、弁体の第一開口部と
ケーシングの入側開口部とが、粉粒体の噛みこみを起こ
しにくい同じ位置での摺動回転をすることに加え、その
摺動回転部分に前記C)の吹き出し手段によってガスを吹
き出しているからである。すなわち、当該部分に接近す
る粉粒体をそのガスで吹き飛ばして遠ざけるのである。
したがって、粉粒体の粒度や性質等のいかんに拘わら
ず、このバルブにおいて粉粒体の噛みこみはほぼ完全に
防止される。なお、こうした作用からは逆に、その摺動
回転部分の構成について自由度が増すことにもなる。上
記の第一開口部と入側開口部とを極力密接させることに
よって粉粒体の侵入を防止する、という構成をとる必然
性はなくなるからである。

【００２９】請求項３の粉粒体用バルブによると、上流
側と下流側との間でガスを遮断するという上記3)の作用
が向上する。弁体の第二開口部を上にして粉粒体の供給
を停止したとき、粉粒体の自己シール作用による遮断性
に加えて、D)の閉塞体が第二開口部を閉じるからであ
る。したがって、粉粒体の粒度が粗いなどの理由で自己
シール作用が高くない場合、また上流側・下流側間で圧
力差が大きいにもかかわらず確実にガスを遮断したい場
合には、このバルブが有効である。なお、請求項４のバ
ルブでは、上記の閉塞体を操作手段によって上下に動く
ようにしたので、第二開口部に対してそれを押し付ける
ことにより、上記の遮断性をさらに完全にすることがで
きる。

【００３０】この請求項３のバルブの場合、粉粒体を停
止する際には弁体の第二開口部を閉塞体にて閉じること
になるが、それでもやはり、両者間に粉粒体が噛みこま
れる恐れはない。弁体を回して第二開口部を上げていく
とき、前述のように粉粒体は安息角を形成して弁体の下
部に静止し（それより上にある粉粒体は弁体の回転中に
こぼれ落ちる）、閉塞体に近づいたときの第二開口部の
高さにまで充満していることはないからである。つま
り、弁体または閉塞体が粉粒体中に割り入ってその移動
経路を塞ぐことは、請求項１・２の場合と同様、あり得
ないのである。

【００３１】

【実施例】図１に本発明の第一実施例を示す。図１(ａ)
は粉粒体用バルブ１の全体的な縦断面図で全開状態を示
すもの、同(ｂ)はそのバルブ１の全閉（供給停止）状態
を示す概略図、同(ｃ)は弁体２０のみを中心線を含む面
で切断して示す斜視図、また同(ｄ)は、その弁体２０の
中ほど（同(ｃ)におけるｄ−ｄ部）での横断面図であ
る。このバルブ１は、セメント焼成プラントにおけるサ
スペンションプレヒータにおいて、サイクロンにより分
離捕集された高温度の粉粒体原料の排出ダクトへの供給
経路に設けられ、その供給と停止とをコントロールする
ものである。粉粒体である上記原料のうちには、粒径が
十ミリ程度の粗粒からミクロン単位の微粉末までが含ま
れている。

【００３２】この粉粒体用バルブ１は、概略的には、ケ
ーシング１０のうちに、回転可能なように弁体２０を内
蔵させたものである。しかしケーシング１０や弁体２０
の各部分には、つぎのような特徴的な構成を施してい
る。

【００３３】まずケーシング１０は、図示右方の入口管
１０ａと左方のカバープレート１０ｐなどと一体的に組
み合わせてなし、上流側・下流側の各供給管（図示せ
ず）と接続することにより内部を密閉できる構造として
いる。入口管１０ａは鉛直から水平にかけて滑らかに屈
曲させ、軸心線が水平になった部分（水平部分を長くは
しない）を横向き（開口面が鉛直）の入側開口部１１、
つまりケーシング１０の本体部分への入口とする。ケー
シング１０の内側には、後述する弁体２０を回転自在に
支える摺動ブシュ１０ｂ・１０ｃを取り付けている。一
方のブシュ１０ｂは上記の入側開口部１１との間に隙間
のないように配置し、他方のブシュ１０ｃはプレート１
０ｐの付近に取り付けてある。ブシュ１０ｂ・１０ｃを
配置した弁体２０用の収容部分の下方に、下流側供給管
に接続するための下向きの出側開口部１２を形成してい
る。なお、取り扱う粉粒体が数百度の高温であるため、
ケーシング１０の内側には耐熱材のライニングを施して
いる。

【００３４】弁体２０は、上述のブシュ１０ｂ・１０ｃ
の内側に嵌めることによりケーシング１０の内部に組み
込むが、その回転位置によって粉粒体の供給経路を開き
または閉じることができるよう、図１(ｃ)の形に形成し
た。すなわち、ブシュ１０ｂ・１０ｃに嵌まる両端の部
分に円環部２０ｂと円板部２０ｃをそれぞれ設けるとと
もに、それらの間に、半円筒に似た形（図２(ｄ)参照）
の粉粒体積載面２０ａを形成する。ただしこの積載面２
０ａは、前記の入側開口部１１に近いほど幅（周方向の
寸法）が大きく、それより遠ざかるほど幅の小さいもの
とする。そして円板部２０ｃの背面に、図１(ａ)のよう
に回転駆動用の軸２０ｈを連結する。軸２０ｈはケーシ
ング１０のカバープレート１０ｐを貫通して外部へ突出
するが、気密性を保つため、その貫通部分にはシール部
材１０ｑを装着している。前記の円環部２０ｂは、ケー
シング１０の入側開口部１１に設けたブシュ１０ｂに対
して隙間なく接触しながら回転し得るように嵌め合わせ
ている。またその接触を保つために軸２０ｈは、プレー
ト１０ｐに付けた端板１０ｓとその先端のスプリング１
０ｒとの作用で入側開口部１１寄り（図示右方）に押し
付けている。円環部２０ｂから円板部２０ｃまでの外の
り寸法をケーシング１０の内のり寸法よりも小さくした
うえで、このようにスプリング１０ｒを用いたため、ケ
ーシング１０や弁体２０が熱膨張もしくは収縮を起こし
た場合にも、ブシュ１０ｂと円環部２０ｂとの間が開い
たり弁体２０等に無理な力がかかったりすることはな
い。なお弁体２０は、通常の使用状態では外気に触れる
ことがないためほぼ全体が数百度の温度になり、しかも
硬質な粉粒体と接触することから、耐熱性および耐摩耗
性にすぐれた合金鋼をその材料としている。

【００３５】ブシュ１０ｂに嵌まる円環部２０ｂ内に開
口（第一開口部２１）があり、また積載面２０ａが全周
的でなく側部の開口（第二開口部２２）と隣接するた
め、積載面２０ａを上にした図１(ａ)の状態では、ケー
シング１０の入側開口部１１から入る粉粒体は弁体２０
内を通り、出側開口部１２を経て下方の管へ連続的に供
給される。しかし、軸２０ｈとともに弁体２０を回すこ
とにより図１(ｂ)のように積載面２０ａを下（第二開口
部２２を上）にすれば、粉粒体はその積載面２０ａ上に
載り、供給が停止される。このとき積載面２０ａ上の粉
粒体は、粉粒体の一般的性質に基づき、入口管１０ａの
上に多量の粉粒体が溜まっていても図示のとおり安息角
αの傾斜をなして堆積し、第二開口部２２からあふれ出
すことはない。また、積載面２０ａと第二開口部２２と
を前記のとおり形成したので、図示(ａ)および同(ｂ)の
中間の適当な位置（角度）で弁体２０を止めたとき、粉
粒体の供給量を調整することが容易である。その際、粉
粒体は、第二開口部２２の縁部に触れることにより供給
量を制限されながら、連続的に下方の出側開口部１２へ
落下する。

【００３６】以上のような粉粒体の供給やその量の調整
・供給の停止は、軸２０ｈを介して弁体２０を適宜回転
させることにより行うが、このバルブ１では、弁体２０
の第一開口部２１や第二開口部２２が粉粒体によって開
閉できなくなったり、また摺動部分に粉粒体が噛みこま
れたりする恐れはない。いずれの開口部２１・２２およ
び１１・１２も閉じることがないこと、ブシュ１０ｂ・
１０ｃの摺動部分には隙間がなくしかも摺動面の出入り
（露出したり引っ込んだりする動き）がないこと、また
軸２０ｈの周囲には粉粒体が到達しないこと−がその
理由である。

【００３７】なお弁体２０の軸２０ｈは、モータまたは
流体圧シリンダなどを含む駆動手段（図示せず）に連結
しておき、それにて駆動してもよいが、取付け・取外し
の自在なハンドル（つまり手動式の駆動手段。図示せ
ず）を用いて手動で回すようにしてもよい。ただし、い
ずれの場合も、弁体２０が不意に回転しないようその角
度を固定するためのブレーキ手段を併設するのがよい。

【００３８】つづいて図２には、本発明の第二実施例で
ある粉粒体用バルブ２を示す。図２(ａ)は全開状態のバ
ルブ２の全体縦断面図、同(ｂ)はその全閉状態の概略
図、そして同(ｃ)および同(ｄ)は、同(ｂ)におけるＸ−
Ｘ断面をそれぞれ例示的に示す断面図である。

【００３９】この粉粒体用バルブ２も、上流側の管３３
と下流側の管（図示せず）との間に気密に接続され得る
ケーシング３０と、その内部に回転可能に配置した弁体
４０とを主要部分として構成している。ケーシング３０
のうちには入口管３０ａを一体に含み、それに対向する
側にカバープレート３０ｐを付けている。入口管３０ａ
には水平部分はないが、横向きの、すなわち開口面が鉛
直になった第一開口部３１を形成し、弁体４０と接触し
ながら回転するフランジ３０ｂをその周囲に形成した。
そしてケーシング３０の下部には、下流側の管に接続さ
れる出側開口部３２を設けている。一方、弁体４０につ
いては、そのフランジ３０ｂに密に接触を保ちながら回
転し得るフランジ４０ｂを形成するとともにその内側を
第一開口部４１とし、その部分から９０°屈曲する連続
経路を形成してその先に第二開口部４２を設けている。
弁体４０のその屈曲部分のうち第一開口部４１から遠い
側に軸４０ｈを一体化し、前記第一実施例（図１）と同
様にその軸４０ｈをプレート３０ｐの穴から外部へ出し
ている。プレート３０ｐのうち軸４０ｈが貫通する部分
にはシール部材３０ｑと端板３０ｓとを装着して気密性
を保ち、また軸端には駆動手段４５として油圧式アクチ
ュエータ（油圧モータまたは油圧揺動回転形モータ）を
連結した。この例では、取り扱う粉粒体および周囲の温
度があまり変化しないことから、第一実施例におけるス
プリング１０ｒに類するものは使用していない。このバ
ルブ２においても、図２(ａ)のように第二開口部４２を
下に向けたとき粉粒体を連続的かつスムーズに下流側へ
供給でき、弁体４０を回転させて同(ｂ)のように第二開
口部４２を上に向けたときその供給を停止することがで
きる。第一実施例のバルブ１と同様の理由で、粉粒体の
噛みこみ等に関するトラブルは発生しない。

【００４０】この実施例にかかる粉粒体用バルブ２の最
大の特徴は、弁体４０の第二開口部４２を上に向けたと
きそれを閉じることのできる閉塞体３５を、ケーシング
３０の上板３０ｊに取り付けた点にある。すなわち、図
２(ｂ)のように粉粒体の供給を止めたとき、弁体４０の
第二開口部４２が閉塞体３５によって閉じられる。第二
開口部４２が閉塞されると、入口管３０ａやその上部に
溜まった粉粒体によるシール作用が十分でないときに
も、バルブ２をはさんだ上流側と下流側との間でガスの
移動が遮断されるので、上流側・下流側に内圧の異なる
別の反応容器がある場合などに好都合である。

【００４１】閉塞体３５としてはたとえば、図２(ｃ)に
示す閉塞体３５Ａや同(ｄ)に示す閉塞体３５Ｂを使用で
きる。閉塞体３５Ａは下面を傾斜面３５ａとしたもの
で、駆動手段４５によって弁体４０を回転させ、その回
転駆動力に基づいて図示のように第二開口部４２の斜め
の開口面をその傾斜面３５ａに押し付けることにより、
第二開口部４２を閉じることができる。また閉塞体３５
Ｂは、弁体４０の第二開口部４２の先端回転軌跡に極め
て近い内向きの円筒面３５ｂを下面に形成したもので、
図示のように第二開口部４２を上にしたとき、それと円
筒面３５ｂとの隙間が極めて小さくなる。閉塞体３５Ａ
の場合は閉塞の程度が高いため、上・下流側間の圧力差
が高くてもガスや微粉末に対する遮断性を確保しやすい
が、弁体４０の駆動手段４５（アクチュエータ）として
正逆両方向の回転が可能なものを必要とする。一方の閉
塞体３５Ｂは、第二開口部４２と円筒面３５ｂとの間に
僅かの隙間が存在するので完璧な遮断性は期待できない
が、駆動手段４５としては一方向回転形の単純なものを
使用できる。

【００４２】図３には、本発明の第三実施例である粉粒
体用バルブ３を示す。図３(ａ)は全開状態のバルブ３に
ついての全体縦断面図、同(ｂ)・同(ｃ)はそれぞれ同
(ａ)におけるｂ−ｂおよびｃ−ｃ矢視図、そして同(ｄ)
は、同(ａ)におけるｄ部の詳細図である。

【００４３】この粉粒体用バルブ３も、上流側の管５３
と下流側の管５４との間に気密に接続され得るケーシン
グ５０と、その内部に回転可能に配置した弁体６０とを
主要部分とする。ケーシング５０は、管５３とつながる
入口管５０ａを一体に含み、またそれと対向する側にカ
バープレート５０ｐを付けている。入口管５０ａは上方
の鉛直部から水平にかけて滑らかに屈曲させ、水平（つ
まり横向き）になった短い部分に入側開口部５１を形成
している。また、管５４とつながる下部には、下向きに
出側開口部５２を設けている。弁体６０については、上
記ケーシング５０の入側開口部５１に対し回転自在に嵌
まり合う第一開口部６１とともに、それと直角な向きに
開口する第二開口部６２を有するエルボ状の管体として
形成し、前記第二実施例のバルブ２と同様にその屈曲部
分に軸６０ｈを付属させている。軸６０ｈはやはりプレ
ート５０ｐの穴から外部へ突出させ（穴との間はパッキ
ン６０ｑなどで気密にしている）、駆動手段６５と連結
している。このバルブ３においても、図のように第二開
口部６２を下に向けたとき粉粒体を下流側の管５４へ連
続的に供給できる一方、駆動手段６５で弁体６０を回転
させて第二開口部６２を上に向けたときその供給を停止
でき、しかも粉粒体の噛みこみ等が発生しない。

【００４４】この粉粒体用バルブ３では、ケーシング５
０の入側開口部５１と弁体６０の第一開口部６１との連
結部分を、図３(ｄ)のように構成した。すなわち、両者
の間に軸受メタル（ブシュ）５０ｂをはさんで回転をス
ムーズにし、かつその前後の端部付近に環状のシール部
材６０ｅ・６０ｆを装着している。外側のシール部材６
０ｅは主として防塵（ダストシール）を目的とするもの
だが、内側のシール部材６０ｆは、後述する閉鎖の際に
内外の圧力差に抗して気密を保つことを主目的とする。
これら軸受メタル５０ｂやシール部材６０ｅ・６０ｆは
常に同じ位置で摺動回転するので摺動面間に粉粒体を侵
入させにくいが、この例では、とくに微細な粉末を取り
扱うことを考慮し、シール部材６０ｆのすぐ内側に窒素
ガスの吹き出し孔５０ｇを設けた。吹き出し孔５０ｇ
は、シール部材６０ｆに沿って多数配列し、ケーシング
５０内を通してガスの供給源（図示せず）につながって
いる吹き出し手段である。吹き出し孔５０ｇから常時ガ
スを吹き出しておれば、どのような種類・粒径の粉粒体
であっても、シール部材６０ｆの摺動面間およびその先
へは侵入し得ない。ガスの種類（成分）としては、一般
的には窒素もしくは他の不活性なもの、あるいはコスト
の低い空気が好ましいが、バルブ３の用途等に応じて適
宜選択する。なお、粉粒体の温度が高い場合に要部を冷
却すべく、図示のような冷却水の通路５０ｅをケーシン
グ５０や弁体６０のうちに形成しておくとよい。

【００４５】またこの粉粒体用バルブ３には、上下動可
能な閉塞体５５をケーシング５０の上部に付設してい
る。閉塞体５５は、前記第二実施例におけるものと同
様、弁体６０の第二開口部６２を上に向けたときそれを
閉じるためのもの（図３(ａ)の仮想線参照）だが、これ
にはロッド５６を介し、上下動の操作手段５７である流
体圧シリンダを連結している。操作手段５７はケーシン
グ５０の上板５０ｊに取り付け、上板５０ｊの穴とロッ
ド５６との間には気密のためのパッキン５６ａを装着し
た。閉塞体５５の下面には、第二開口部６２の端部に全
周的に密着し得る弾性シート（用途に応じて耐熱性のあ
るものを用いる）を貼りつけておく。なお、ロッド５６
の下端部に対して閉塞体５５は、いわゆる首振りの動き
が可能なように連結しておくとさらに好ましい。そうす
れば、操作手段５７の取付けの際などにロッド５６の傾
き誤差が少し生じても、あるいは第二開口部６２を上向
きにした状態での弁体６０の停止位置精度が多少低くて
も、機能（下記）に差し支えないという利点がある。

【００４６】弁体６０を上に向けて下方への粉粒体の供
給を停止した際、この粉粒体用バルブ３は、上流側・下
流側の管５３・５４の間で、両者間の圧力差に抗して内
部のガスおよび粉粒体（浮遊微粉末）の移動を完全に封
じることができる。それは、操作手段５７によって閉塞
体５５を弁体６０の第二開口部６２に押し当てることが
できるうえ、ケーシング５０の入側開口部５１と弁体６
０の第一開口部６１との間をシール部材６０ｆなどにて
気密にしたからである。また、閉塞体５５のロッド５６
の周囲にパッキン５６ａを付け、弁体６０の軸６０ｈの
周囲にもパッキン６０ｑを使用しているので、ガスや粉
粒体が外部へ漏れることもない。

【００４７】以上、三つの実施例を紹介したが、本発明
の粉粒体用バルブがこれらの例に限るものでないことは
言うまでもない。たとえば、閉塞体の操作手段（図３の
符号５７）は、弁体の駆動手段を手動ハンドルとする場
合などには同様に手動のものにするとよい。また、ケー
シングの入側開口部と弁体の第一開口部との連結部分に
ガスの吹き出し手段を設けるのなら、転がり軸受を介し
て両開口部を嵌め合わせることもできる。その場合は両
開口部が、摺動的に相対移動するとはいえ、間に隙間を
はさみ、かつ擦り動くのでなく転がりによって動くこと
になる。そのほか、ケーシングの一部として入口管（図
１〜３の符号１０ａ・３０ａ・５０ａ）を付けておくこ
とは必ずしも不可欠ではない。上流側の管（粉粒体を通
す長い管）をケーシングの入側開口部（横向き）に直接
に接続してもよいからである。

【００４８】そのほか、粉粒体用バルブのうちケーシン
グの内側に組み込まれて駆動手段に連結される弁体とし
て、図４(ａ)・(ｂ)のようなものを使用するのもよい。
図１の例における弁体２０に似た円筒状の弁体７０に対
し、一方の軸端に第一開口部７１を設けるとともに、大
きさの異なる二つ以上の開口を側面に設けてそれぞれ第
二開口部７２・７３などとする。第二開口部７２・７３
のうちどの大きさのものを下に向けるかによって時間あ
たりの粉粒体の供給量を変更することができ、また開口
のない部分を下にすることによりその供給を停止するこ
とができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の粉粒体用バルブは、内部の気密
性や上流側・下流側間のガス等の遮断性を備えながら粉
粒体の供給と停止をコントロールし、それに関連してつ
ぎのような利点を発揮する。

【００５０】1) 弁体等の開口部が常に開いており、ま
た、粉粒体を引き入れる方向に出入りする摺動動作をな
す部分もないので、粉粒体の噛みこみが発生しない。し
たがって、粉粒体を粉砕する能力を付与する必要がなく
て容易に構成できるうえ、噛みこみによるトラブルが生
じない。

【００５１】2) 摺動する部分には摩耗が及ばないこと
などから、粉粒体との接触によって弁体やケーシングが
摩耗しても内外間の気密性が低下することはなく、微粉
末等の停止ができなかったり、弁体・ケーシング間の相
対回転が円滑でなくなったりする不都合がない。

【００５２】3) 粉粒体を止めたとき、粉粒体自体の自
己シール作用に基づいて上・下流側間でガス等を遮断で
きる。

【００５３】4) 時間あたりの供給量を調整することが
可能で、しかも供給状態が連続的であることからその量
を正確に定めることができる。

【００５４】5) 粉粒体の供給は重力の作用で行い、ま
た、高い機械加工精度を要する球面部分などはないた
め、大型化することが容易である。

【００５５】6) 請求項２の粉粒体用バルブはさらに、
吹き出し手段から吹き出すガスによって粉粒体を摺動部
分に寄せ付けないので、粉粒体の噛みこみがないという
上記1)の効果を一層確実に発揮する。

【００５６】7) 請求項３の粉粒体用バルブではまた、
弁体の第二開口部が閉塞体にて閉じられるため、上・下
流側間でガス等を遮断する効果（上記3)参照）がさらに
顕著で、粉粒体の粒度が粗い場合などにも有効である。

【００５７】8) 請求項４のバルブは、上記の閉塞体を
第二開口部に対して別の操作手段で押し付けるので、弁
体の熱変形等に対する追従性の面からガス等についての
遮断性がさらに高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例である粉粒体用バルブ１を
示す。図１(ａ)はバルブ１の全体的な縦断面図で全開状
態を示す図、同(ｂ)はそのバルブ１の全閉（供給停止）
状態を示す概略図、同(ｃ)は弁体のみを中心線を含む面
で切断して示す斜視図、また同(ｄ)は、その弁体の中ほ
ど（同(ｃ)におけるｄ−ｄ部）での横断面図である。

【図２】本発明の第二実施例である粉粒体用バルブ２を
示す。図２(ａ)は全開状態のバルブ２の全体縦断面図、
同(ｂ)はその全閉状態の概略図、そして同(ｃ)および同
(ｄ)は、同(ｂ)におけるＸ−Ｘ断面をそれぞれ例示的に
示す断面図である。

【図３】本発明の第三実施例である粉粒体用バルブ３を
示す。図３(ａ)は全開状態のバルブ３の全体縦断面図、
同(ｂ)・同(ｃ)はそれぞれ同(ａ)におけるｂ−ｂおよび
ｃ−ｃ矢視図、そして同(ｄ)は、同(ａ)におけるｄ部の
詳細図である。

【図４】本発明の他の実施例である粉粒体バルブのうち
弁体７１のみを示す斜視図（図４(ａ)）およびそのｂ−
ｂ部での横断面図（同(ｂ)）である。

【図５】従来の粉粒体用バルブを例示する。図５(ａ)・
(ｂ)・(ｃ)はそれぞれ、スライドゲート式バルブ、フラ
ップダンパ式バルブおよびロータリバルブの縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１・２・３粉粒体用バルブ１０・３０・５０ケーシング１１・３１・５１入側開口部１２・３２・５２出側開口部２０・４０・６０・７０弁体２１・４１・６１・７１第一開口部２２・４２・６２・７２・７３第二開口部３５（３５Ａ・３５Ｂ）・５５閉塞体４５・６５駆動手段５０ｇ吹き出し孔（吹き出し手段）５７操作手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上方の管から続く横向きの入側開口部
と、それに通じた下向きの出側開口部とを有するケーシ
ングに、上記入側開口部に対して摺動回転可能に連結された第一
開口部と、それに通じていて上記の出側開口部に面し得
る第二開口部とを一体に有しており、上記の回転を行わ
せる駆動手段に連結される弁体を、気密に組み込んだこ
とを特徴とする粉粒体用バルブ。
【請求項２】ケーシングの入側開口部と弁体の第一開
口部とが摺動回転する部分にガスの吹き出し手段を設け
た請求項１に記載の粉粒体用バルブ。
【請求項３】上記弁体の回転によって第二開口部が上
方に位置した際それを閉じることのできる閉塞体を、ケ
ーシングの内側上部に配置した請求項１または２に記載
の粉粒体用バルブ。
【請求項４】上記の閉塞体を、上下動させるための操
作手段に連結した請求項３に記載の粉粒体用バルブ。