JPH10122384A - ロータリバルブ - Google Patents

ロータリバルブ

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JPH10122384A
JPH10122384A JP27192996A JP27192996A JPH10122384A JP H10122384 A JPH10122384 A JP H10122384A JP 27192996 A JP27192996 A JP 27192996A JP 27192996 A JP27192996 A JP 27192996A JP H10122384 A JPH10122384 A JP H10122384A
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JP
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vane
casing
rotary valve
rotor
sliding
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JP27192996A
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Seiji Tsuruoka
誠司 鶴岡
Hiroaki Kita
博明 喜多
Keiji Kawasaki
啓治 川崎
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NGK Insulators Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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NGK Insulators Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリバルブにおいて、ベーンの脆性破壊
やフレッチングの発生を抑制することで耐久性の向上を
図る。 【解決手段】 円筒形状をなすケーシング14の内部に
ロータ12を回転自在に支持すると共にこのロータ12
の外周部に複数のベーン11を径方向移動自在で且つ圧
縮ばね19によって先端部がケーシング内周面15に摺
接自在に支持し、ケーシング14の方に供給部を設ける
一方、他方に排出部を設けたロータリバルブにおいて、
この複数のベーン11を、ロータ12に移動自在に支持
される金属製のベーン本体13と、このベーン本体13
の先端に結合されてケーシング内周面15に摺接するセ
ラミック製の摺動部16とから形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転あるいは揺動
する回転体のスライド面を利用して開閉の作動を行うロ
ータリバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】図5に従来のロータリバルブの概略断
面、図6に図5のVI−VI断面、図7にベーンの支持構造
を表す要部断面を示す。
【0003】図5乃至図7に示すように、ケーシング10
1は上部及び下部が密封された円筒形状をなし、内周面
が摺動面102となっている。そして、このケーシング101
の径方向一方には供給口103が形成される一方、径方向
他方には排出口104が形成されている。また、このケー
シング101の内部にはロータ105が一体に形成されたロー
タ軸106が回転自在に支持されている。このロータ軸106
の各ロータ105の外周部にはそれぞれセラミック製のベ
ーン107が径方向移動自在に支持されており、この各ベ
ーン107は基端部に装着された圧縮ばね108によって外方
に付勢支持されることで、先端部がケーシング101の摺
動面102に圧接している。そして、この各ベーン107の上
方及び下方にはケーシング101とロータ軸106との間には
サイドシール109が配設されており、ケーシング101とロ
ータ105とサイドシール109とによってポケット110が形
成されている。
【0004】従って、ケーシング101の供給口103から原
材料が供給されると、ロータ軸106が回転することで、
原材料がポケット110に取り込まれた状態でケーシング1
01内を回転し、排出口104から排出されることとなる。
このロータ軸106の回転時、各ベーン107は圧縮ばね108
によって外方に付勢支持され、先端部がケーシング101
の摺動面102に摺接することとなり、原材料の漏洩を防
止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のロータリバルブ
にあっては、上述したように、ロータ軸106が回転する
時、各ベーン107は圧縮ばね108によって付勢されて先端
部がケーシング101の摺動面102に摺接している。そのた
め、このベーン107の先端部の表面に傷が発生すること
で全体の強度が低下し、ベーン107の脆性破壊が発生す
る虞がある。また、このとき、ロータ105の凹部とベー
ン107との間では、金属面(ロータ105)とセラミック
(ベーン107)面とでフレッチングが発生してしまう。
このフレッチングは、空気中で金属とそれに接触する物
質との2面間で、相対的な繰り返し微小滑りが生じて磨
耗するものであって、このベーン107の表面に腐食や損
傷が発生して亀裂や破損などの要因になる虞がある。
【0006】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、ベーンの脆性破壊やフレッチングの発生を抑制
することで耐久性の向上を図ったロータリバルブを提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のロータリバルブは、円筒形状をなすケーシ
ングの内部にロータ回転軸が回転自在に支持されると共
に、該ロータ回転軸の外周部に複数のベーンが径方向移
動自在で且つ先端部が前記ケーシング内周面に摺接自在
に支持され、前記ケーシングの径方向一方に供給部が設
けられる一方、前記ケーシングの径方向他方に排出部が
設けられたロータリバルブにおいて、前記複数のベーン
は、前記ロータ回転軸に移動自在に支持される金属製の
ベーン本体と、該ベーン本体の先端に結合されて前記ケ
ーシング内周面に摺接するセラミック製の摺動部とから
形成されることを特徴とするものである。
【0008】従って、ロータ軸の各ベーンは先端部がケ
ーシングの摺動面に摺接することによって各ポケットを
形成しており、ケーシングの供給部から原材料が供給さ
れると、ロータ軸が回転することで、原材料がポケット
に取り込まれた状態でケーシング内を回転し、排出部か
ら排出されることとなる。この場合、ベーンがロータ回
転軸に移動自在に支持される金属製のベーン本体とケー
シング内周面に摺接するセラミック製の摺動部とから形
成されることで、摺動部が摺動面との摺接によって表面
に傷が発生しても、金属部によってベーン全体の脆性破
壊が抑制され、また、ロータ回転軸とベーンとの嵌合部
は金属接触となってフレッチングも抑制される。
【0009】また、本発明のロータリバルブにおいて、
セラミック製の摺動部は前記金属製のベーン本体の長手
方向に複数分割されて結合されたことを特徴とするもの
である。
【0010】従って、ベーンの摺動部がケーシングの摺
動面に摺接することによって表面に傷が発生しても、こ
の摺動部のみを交換することで対応が可能となり、ベー
ン全体の長寿命化が可能となる。
【0011】また、本発明のロータリバルブにおいて、
前記金属製のベーン本体と前記セラミック製の摺動部と
のいずれか一方に凸部が形成され、前記他方に凹部が形
成され、該凸部と凹部が嵌合することで前記金属製のベ
ーン本体と前記セラミック製の摺動部とが結合されるこ
とを特徴とするものである。
【0012】従って、金属製のベーン本体とセラミック
製の摺動部とは凸部と凹部の嵌合によって結合されるこ
ととなり、ベーンの摺動部の表面に傷が発生して交換す
る場合、その交換作業が容易となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0014】図1に本発明の第1実施形態に係るロータ
リバルブに適用される複合ベーンの概略、図2に本実施
形態の複合ベーンの支持構造を表す要部断面を示す。
【0015】本実施形態のロータリバルブは、円筒形状
をなして供給口と排出口が形成されたケーシング内にロ
ータが一体形成されたロータ軸が回転自在に支持される
と共に、このロータの外周部にベーンが径方向外方に付
勢支持されたものである。この本実施形態のロータリバ
ルブにおいて、図1及び図2に示すように、ベーン11
は複合ベーンであって、図示しないロータ回転軸と一体
のロータ12に移動自在に支持された金属製のベーン本
体13と、このベーン本体13の先端に結合されてケー
シング14の摺動面15に摺接するセラミック製の摺動
部16とから形成されている。
【0016】即ち、ベーン本体13は金属製であって、
断面が四角形状をなして一方方向に長く、上面部に凹状
の嵌合溝17が形成されている。一方、摺動部16はセ
ラミック製であって、3つの分割材16a,16b,1
6cからなり、下面部にベーン本体13の嵌合溝17に
嵌合する凸状の嵌合突起18が形成されている。そし
て、このベーン本体13の嵌合溝17と摺動部16の嵌
合突起18との間には、0.05〜0.2mm程度の隙
間が形成される形状となっている。従って、複合ベーン
11は金属製のベーン本体13の嵌合溝17に摺動部1
6(分割材16a,16b,16c)の嵌合突起18が
嵌合し、予め両者の間に挿入されたエポキシ樹脂系接着
剤によってベーン本体13に摺動部16が結合される。
【0017】なお、この複合ベーン11において、摺動
部16は室温曲げ強度が600MPa以上であり、ベー
ン本体13は室温引張り強度が800MPa以上、硬度
が40Hrc以上となっており、エポキシ樹脂系接着剤
はせん断強度が200kg/cm2 となっている。そし
て、摺動部16はアルミナ、窒化珪素、ジルコニア(P
SZ:Partially Stabilized Zirconia)などが用いら
れる。
【0018】そして、このように構成された複合ベーン
11はロータ12の凹部12a内に移動自在に嵌合し、
凹部12aとベーン本体13との間に設けられた圧縮ば
ね19によって外方に付勢支持されており、複合ベーン
11の摺動部16はこの付勢力によってケーシング14
の摺動面15に圧接し、摺接自在となっている。
【0019】従って、ロータの各複合ベーン11は摺動
部16の先端面がケーシング14の摺動面15に摺接す
ることによってポケットを形成しており、ケーシングの
図示しない供給部から原材料が供給されると、ロータ軸
が回転することで、原材料がポケットに取り込まれた状
態でケーシング内を回転し、図示しない排出部から排出
されることとなる。
【0020】この場合、複合ベーン11がベーン本体1
3と摺動部16とから形成されることで、摺動部16が
摺動面15との摺接によって表面に傷が発生しても、金
属製のベーン本体13は即時に脆性破壊を起こさず、複
合ベーン11全体の脆性破壊は抑制される。また、ロー
タ12とベーン本体13とは金属接触であり、フレッチ
ングも抑制される。そして、摺動部16がケーシング1
4の摺動面15に長期の間摺接することにより、表面に
傷が発生しても、この摺動部16あるいは、分割材16
a,16b,16cのいずれかを交換することで、複合
ベーン11全体の長寿命化が可能となる。更に、この摺
動部16の交換作業時に、ベーン本体13と摺動部16
とは嵌合突起18と嵌合溝17との嵌合によって結合さ
れており、摺動部16を交換する場合、その交換作業が
容易となる
【0021】図3に本発明の第2実施形態に係るロータ
リバルブに適用される複合ベーンの概略、図4に本実施
形態の複合ベーンの支持構造を表す要部断面を示す。
【0022】図3及び図4に示すように、本実施形態の
ロータリバルブに適用されるベーン21は複合ベーンで
あって、ロータ22に移動自在に支持された金属製のベ
ーン本体23と、このベーン本体23の先端に結合され
てケーシング24の摺動面25に摺接するセラミック製
の摺動部26とから形成されている。即ち、このベーン
本体23は金属製であって、上面部に凸状の嵌合突起2
7が形成されている。一方、摺動部26はセラミック製
であって、3つの分割材26a,26b,26cからな
り、下面部に嵌合突起27に嵌合する凹状の嵌合溝28
が形成されている。従って、複合ベーン11は金属製の
ベーン本体23の嵌合溝27に摺動部26(分割材26
a,26b,26c)の嵌合突起28が嵌合し、予め両
者の間に挿入されたエポキシ樹脂系接着剤によってベー
ン本体23に摺動部26が結合される。
【0023】そして、このように構成された複合ベーン
21はロータ22の凹部22a内に移動自在に嵌合し、
凹部22aとベーン本体23との間に設けられた圧縮ば
ね29によって外方に付勢支持されており、複合ベーン
21の摺動部26はこの付勢力によってケーシング24
の摺動面25に圧接し、摺接自在となっている。
【0024】従って、複合ベーン21がベーン本体23
と摺動部26とから形成されることで、摺動部26が摺
動面25との摺接によって表面に傷が発生しても、金属
製のベーン本体23は即時に脆性破壊を起こさず、複合
ベーン21全体の脆性破壊は抑制される。また、ロータ
22とベーン本体23とは金属接触であり、フレッチン
グも抑制される。そして、摺動部26がケーシング24
の摺動面25に長期の間摺接することにより、表面に傷
が発生しても、この摺動部26あるいは、分割材26
a,26b,26cのいずれかを交換することで、複合
ベーン21全体の長寿命化が可能となる。更に、この摺
動部26の交換作業時に、ベーン本体23と摺動部26
とは嵌合溝28と嵌合突起27との嵌合によって結合さ
れており、摺動部26を交換する場合、その交換作業が
容易となる
【0025】
【発明の効果】以上、実施形態を挙げて詳細に説明した
ように本発明のロータリバルブによれば、円筒形状をな
すケーシングの内部にロータ回転軸を回転自在に支持す
ると共にこのロータ回転軸の外周部に複数のベーンを径
方向移動自在で且つ先端部がケーシング内周面に摺接自
在に支持し、ケーシングの径方向一方に供給部を設ける
一方、他方に排出部を設け、この複数のベーンを、ロー
タ回転軸に移動自在に支持される金属製のベーン本体
と、このベーン本体の先端に結合されてケーシング内周
面に摺接するセラミック製の摺動部とから形成したの
で、摺動部が摺動面との摺接によって表面に傷が発生し
ても、金属部によってベーン全体の脆性破壊が抑制さ
れ、また、ロータ回転軸とベーンとの嵌合部は金属接触
となってフレッチングも抑制されることとなり、耐久性
の向上を図ることができる。
【0026】また、本発明のロータリバルブによれば、
セラミック製の摺動部が金属製のベーン本体の長手方向
に複数分割されて結合されたので、ベーンの摺動部がケ
ーシングの摺動面に摺接することによって表面に傷が発
生しても、この摺動部のみを交換することで対応するこ
とができ、ベーン全体の長寿命化を可能とすることがで
きる。
【0027】また、本発明のロータリバルブによれば、
金属製のベーン本体とセラミック製の摺動部とのいずれ
か一方に凸部を形成し、他方に凹部を形成し、この凸部
と凹部が嵌合することで金属製のベーン本体とセラミッ
ク製の摺動部とを結合するようにしたので、ベーンの摺
動部の表面に傷が発生して交換する場合、その交換作業
を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るロータリバルブに
適用される複合ベーンの概略図である。
【図2】本実施形態の複合ベーンの支持構造を表す要部
断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係るロータリバルブに
適用される複合ベーンの概略図である。
【図4】本実施形態の複合ベーンの支持構造を表す要部
断面図である。
【図5】従来のロータリバルブの概略断面図である。
【図6】図5のVI−VI断面図である。
【図7】ベーンの支持構造を表す要部断面図である。
【符号の説明】
11,21 複合ベーン 12,22 ロータ 13,23 ベーン本体 14,24 ケーシング 15,25 摺動面 16,26 摺動部 17,28 嵌合溝 18,27 嵌合突起 19,29 圧縮ばね
フロントページの続き (72)発明者 川崎 啓治 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒形状をなすケーシングの内部にロー
    タ回転軸が回転自在に支持されると共に、該ロータ回転
    軸の外周部に複数のベーンが径方向移動自在で且つ先端
    部が前記ケーシング内周面に摺接自在に支持され、前記
    ケーシングの径方向一方に供給部が設けられる一方、前
    記ケーシングの径方向他方に排出部が設けられたロータ
    リバルブにおいて、前記複数のベーンは、前記ロータ回
    転軸に移動自在に支持される金属製のベーン本体と、該
    ベーン本体の先端に結合されて前記ケーシング内周面に
    摺接するセラミック製の摺動部とから形成されることを
    特徴とするロータリバルブ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のロータリバルブにおい
    て、前記セラミック製の摺動部は前記金属製のベーン本
    体の長手方向に複数分割されて結合されたことを特徴と
    するロータリバルブ。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のロータリバルブにおい
    て、前記金属製のベーン本体と前記セラミック製の摺動
    部とのいずれか一方に凸部が形成され、前記他方に凹部
    が形成され、該凸部と凹部が嵌合することで前記金属製
    のベーン本体と前記セラミック製の摺動部とが結合され
    ることを特徴とするロータリバルブ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100833165B1 (ko) 2007-01-18 2008-05-28 두성티에스 주식회사 로터리밸브 유닛
CN108097956A (zh) * 2018-02-05 2018-06-01 温州大学激光与光电智能制造研究院 大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置及加工设备

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100833165B1 (ko) 2007-01-18 2008-05-28 두성티에스 주식회사 로터리밸브 유닛
CN108097956A (zh) * 2018-02-05 2018-06-01 温州大学激光与光电智能制造研究院 大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置及加工设备
CN108097956B (zh) * 2018-02-05 2024-02-23 温州大学激光与光电智能制造研究院 大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置及加工设备

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