JPH11153237A - 粉粒体の空気輸送装置における二方切換え弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つのまっすぐな弁体ポートを有するロータ
で、主輸送管のまっすぐな管路を接続すると共に、支管
の分岐側へ切換えできる。 【解決手段】 二方切換え弁１のケーシング２に、主輸
送管の上流側と下流側に接続するポート３、４を同一軸
線ｘ−ｘ上に対向して設ける。この直通したポート３、
４に対し傾斜した支管接続用の分岐ポート５を設ける。
１つのまっすぐな弁体ポート６を円筒の中心線よりずれ
た偏心位置に設けてなるロータを、該主輸送管用ポート
の中心線ｘ−ｘに対し距離εずれた位置を回転中心Ｏと
して組合せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粉粒体の空気輸
送装置における主輸送管と支管とを接続する二方切換え
弁の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気輸送装置を使って粉粒体を空気輸送
する場合、主輸送管から各支管に分配するには分岐管が
必要である。この分岐を行うには、切換え機構により分
岐管の一方を閉鎖する必要があり、その切換え機構とし
ては、枝管の数によって二方弁、三方弁などと呼ばれ、
それぞれ制御機構が異なっている。構造的には３種類の
形式があるが、その中に三方コックと同様に孔のあいた
ロータを回して流れ方向を切換える型式の弁がある。

【０００３】前記孔のあいたロータを回して流れ方向を
切換える円筒回転式の二方切換え弁としては、図１０及
び図１１に示すロータにく字型に屈曲した屈曲孔の弁体
ポートを設けた形式の二方切換え弁や、図１２に示す円
筒回転体に２系統の弁体ポートを併設し、主輸送管を輸
送する場合の弁体ポートと、主輸送管から支管へ分岐す
る場合の弁体ポートを違えて接続する形式の二方切換え
弁が知られている。

【０００４】図１０に示す二方切換え弁１１は、下流側
がＹ型に２経路に分岐し、上流側ポート１４と下流側ポ
ート１５は同一軸線上にはなく、また弁体ポート１７も
屈曲している。したがって、この二方切換え弁１１は、
主輸送管路がこの二方切換え弁１１を介して屈曲してい
る場合に使用される。（ａ）は弁体ポート１７が上流側
ポート１４と下流側ポート１５を接続した状態、（ｂ）
はロータ１８を回して弁体ポート１７が上流側ポート１
４と分岐ポート１６を接続した状態を示す。図１１に示
す二方切換え弁１２は、図１０の場合と基本構成は同じ
であるが、まっすぐな主輸送管の途中に二方切換え弁を
設けた場合である。この場合は、湾曲した弁体ポート１
９を有するロータ２０の回転中心Ｏ’を主輸送管の軸線
ｚ−ｚに対しずらしているが、図１１（ａ）に示すよう
に上流側ポート２１と下流側ポート２２を接続した場
合、まっすぐな管路は二方切換え弁１２の部分で湾曲し
ていることになる。（ａ）は主輸送管路を接続した状
態、（ｂ）は弁の切換えにより支管用の分岐ポート１６
に接続した状態である。したがって、図１０及び図１１
に示す二方切換え弁１１または１２を使った場合には、
切換え弁部分で粉粒体輸送の接触抵抗が増大する欠点が
ある。

【０００５】また、図１２に示す二方切換え弁１３は、
主輸送管のまっすぐな管路を接続する場合には、上流側
ポート２１と下流側ポート２２を主輸送管路用のまっす
ぐな弁体ポート２４で接続されるため、切換え弁部分で
粉粒体の接触抵抗を増すことなく、効率よく粉粒体輸送
ができる。しかし、ロータ２３には他に支管切換え用の
弁体ポート２５が設けられている。このように２つの弁
体ポート２４、２５を併設するため、大径のロータが必
要で切換え弁全体が大型化すると共に、ロータの製作加
工が煩雑となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】切換え弁は、どうして
も可動部が必要になり、このために孔の接合部分に隙間
ができ、そこに粉粒体がはいり込んで作動しなくなった
り、漏気のために輸送性能が低下する恐れがある。

【０００７】前記従来の二方切換え弁においても、孔の
接合部分に隙間ができないように考慮されてはいるが、
湾曲または屈曲した弁体ポートを有するロータや２本の
弁体ポートを併設したロータには、前記のごとく種々の
問題点があり、粉粒体輸送の接触抵抗の少ない二方切換
え弁の出現が望まれていた。

【０００８】本発明は、１つのまっすぐな弁体ポートを
有するロータで、主輸送管のまっすぐな管路を接続し、
かつロータを回して支管の分岐側へ切換え接続した際に
は両側ポート接触面に段差を生じることのないように構
成することにより、切換え弁部分で粉粒体輸送の接触抵
抗が増大するのを防止し、かつロータの小径化により弁
全体の小型化を図った粉粒体の空気輸送装置における二
方切換え弁を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の粉粒体の空気輸送装置における二方切換え
弁は、粉粒体の空気輸送装置において、主輸送管から支
管に分岐するための二方切換え弁のケーシングに、主輸
送管の上流側と下流側に接続するポートを同一軸線上に
対向して設け、この直通したポートに対し傾斜した支管
接続用の分岐ポートを設け、上記主輸送管用の上流側ポ
ートと下流側ポートとの間を接続し、かつ切換えにより
主輸送管用の上流側ポートと支管の分岐ポートを接続す
る１つのまっすぐな弁体ポートを円筒の中心線よりずれ
た偏心位置に設けてなるロータを、該主輸送管用ポート
の中心線に対し距離εずれた位置を回転中心として組合
せてなり、弁の切換え時にケーシングの主輸送管用ポー
トまたは分岐ポートとロータの弁体ポートとの接合面に
段差を生じないことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の二方切換え弁は、ロータ
の回転中心がケーシングにあけられた主輸送管用ポート
の軸線ｘ−ｘに対し距離εずれた位置を回転中心Ｏとし
て組み合わされ、図３（ａ）に示すようにケーシングで
ある円筒９とロータである円筒１０が中心線をずらして
直交した状態にある。したがって、円筒９の主輸送管用
ポートと円筒１０の弁体ポートが接触する孔の輪郭は、
下記１式及び図３（ａ）、（ｂ）に示す直角座標Ｘ、
Ｙ、Ｚで求められる。

【００１１】

【数１】

【００１２】ロータの回転中心Ｏを主輸送管用ポートの
中心線ｘ−ｘに対しずらす距離εは、主輸送管路の半径
ｒ、ロータの半径Ｒ及び分岐角度αにより変化する。図
３（ａ）、（ｂ）において、直径Ｄの２本の管が任意の
角度αで交差している場合（管の中心軸の高さは同
じ）、管の交差する点をａ、ｂ、ｃとすれば、点ａ、
ｂ、ｃを通る外接円がロータの最小径（２Ｒ）となる。
そして、ロータの半径Ｒと距離εは下記２式、３式で求
められる。

【００１３】

【数２】

【００１４】前記の図３（ａ）、（ｂ）は分岐角度αが
４５°の場合、図４は分岐角度αが３０°の場合である
が、その他任意の分岐角度で適用できることを確認して
いる。なお、分岐角度αを任意の角度にするには、ロー
タの半径Ｒを変えればよい。すなわち、分岐角度αが４
５°のときロータの半径をＲとすれば、分岐角度αが４
５°を超える場合にはロータ７の半径Ｒは小さくなり、
逆に分岐角度αが４５°より小さい場合にはロータの半
径Ｒは大きくなる。

【００１５】前記直角座標Ｘ、Ｙ、Ｚで求めた孔の輪郭
は、図６に示すように、上流側ポート３と上流側ポート
３のロータ接触面の孔輪郭３’及び弁体ポート６の孔輪
郭６’は上流側ポート３の外側から見て円形をしてお
り、同様に下流側ポート４は下流側ポート４の外側から
見て円形をしている。そして、下流側ポート４のロータ
接触面の孔輪郭４’及び弁体ポート６の孔輪郭６”は円
周の一部が突出した卵型に見える。また、図９に示すよ
うに、ロータ７を回して弁体ポート６を分岐ポート５に
接続して分岐ポート５の外側から見ると、分岐ポート５
及びロータ接触面の孔輪郭５’は円形をしている。

【００１６】このように回転中心Ｏがケーシング２にあ
けられた主輸送管用ポートの軸線ｘ−ｘに対し距離εず
れた位置にあるロータ７に、主輸送管用の上流側ポート
と下流側ポートを接続するように中心線ｘ−ｘに一致す
る中心線を有する分岐ポートを設けることにより、主輸
送管のまっすぐな管路を接続できると共に、ロータを回
して支管の分岐側へ切換えた場合には接合面に段差を生
じることなく接続できる。そのため、切換え弁部分で粉
粒体輸送の接触抵抗が増大するのを防止し、かつロータ
の小径化により弁全体の小型化が図れる。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は二方切換え弁１の平面図、図２は図１の右側面図
である。フランジ３”は主輸送管路の上流側に接続され
る上流側ポート３のフランジである。フランジ４”は主
輸送管路の下流側に接続される下流側ポート４のフラン
ジであり、フランジ５”は分岐管に接続される分岐ポー
ト５のフランジである。また、軸８はロータの回転軸で
ある。なお、分岐ポート５は主輸送管路に対し分岐角度
４５°で分岐する場合を示した。

【００１８】図６に示すように、前記二方切換え弁１に
おけるケーシング２にあけられる上流側ポート３と下流
側ポート４は同一軸線ｘ−ｘ上にあり、ロータ７の回転
中心Ｏは前記軸線ｘ−ｘに対し距離εだけずれた位置に
ある。したがって、図５に示すように、ロータ７には中
心軸線ｙ−ｙに対し距離εずれた位置を通り直交するｘ
−ｘ線を中心線とし、上流側ポート３及び下流側ポート
４と同径の弁体ポート６が設けられている。

【００１９】図６は、ロータ７の弁体ポート６が主輸送
管路の上流側ポート３と下流側ポート４を接続した状態
を示している。この主輸送管路を接続した状態から、矢
印で示す反時計方向にロータ７を回して分岐管への切換
えを行う。すなわち、図３（ａ）に示すように回転角θ
（分岐角度４５°の場合θ＝１３５°）だけロータ７を
回すが、その途中の様子を図示すれば、図７は４５°回
した状態、図８は９０°回した状態である。この中間状
態を経て１３５°回したとき、図９に示すように、弁体
ポート６は上流側ポート３と分岐ポート５との間を接続
して切換えが終わる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の実施による二方切換え弁によれ
ば、主輸送管のまっすぐな管路を接続できると共に、ロ
ータを回して支管の分岐側へ切換えた場合には接合面に
段差を生じることなく接続できる。そのため、切換え弁
部分で粉粒体輸送の接触抵抗が増大するのを防止し、か
つロータの小径化により弁全体の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施による二方切換え弁の平面図であ
る。

【図２】図１の右側面図である。

【図３】ケーシングである円筒９とロータである円筒１
０が中心線をずらして直交した状態にある場合の円筒９
の主輸送管用ポートと円筒１０の弁体ポートが接触する
孔の輪郭を表す直角座標Ｘ、Ｙ、Ｚを求めるための説明
図で、（ａ）は分岐角度αが４５°の場合の平面図、
（ｂ）はロータの正面図である。

【図４】図３における分岐角度αを３０°に変えた場合
の説明図である。

【図５】本発明の実施による二方切換え弁のロータを示
す斜視図である。

【図６】主輸送管路の接続時における管路の状態を断面
して示す説明図で、左右側に上流側と下流側のポート接
合面の孔の輪郭を示す。

【図７】主輸送管路の接続状態から支管の分岐側へ切換
える際、ロータを４５°回したときの弁体ポートの変化
を示す説明図で、左右側に上流側と下流側のポート接合
面の孔の輪郭を示す。

【図８】図６の状態から引続きロータを９０°まで回し
たときの弁体ポートの変化を示す説明図で、左右側に上
流側と下流側のポート接合面の孔の輪郭を示す。

【図９】図７の９０°回した状態に引き続いて１３５°
まで回し上流側ポートと分岐側ポートが接続された切換
え状態を示す説明図で、左右側に上流側と下流側のポー
ト接合面の孔の輪郭を示し、分岐ポート側に分岐ポート
接合面の孔の輪郭を示す。

【図１０】従来の下流側がＹ型に２経路に分岐した輸送
管路用の二方切換え弁のポートを断面して示す説明図
で、（ａ）は輸送管路接続状態、（ｂ）は支管接続状態
である。

【図１１】従来のまっすぐな主輸送管路から支管を分岐
するための二方切換え弁のポートを断面して示す説明図
で、（ａ）は輸送管路接続状態、（ｂ）は支管接続状態
である。

【図１２】従来のまっすぐな主輸送管路から支管を分岐
するための他の二方切換え弁のポートを断面して示す説
明図で、（ａ）は輸送管路接続状態、（ｂ）は支管接続
状態である。

【符号の説明】

１ 二方切換え弁 ２ ケーシング ３ 上流側ポート ４ 下流側ポート ５ 分岐ポート ６ 弁体ポート ７ ロータ ８ 回転軸 ９、１０ 円筒 １１、１２、１３ 二方切換え弁 １４、２１ 上流側ポート １５、２２ 下流側ポート １６ 分岐ポート １７ 屈曲弁体ポート １８、２０、２３ ロータ １９ 湾曲弁体ポート ２４ 主輸送管路用の弁体ポート ２５ 支管路用の弁体ポート Ｏ 主輸送管路の中心 Ｏ’ ロータの回転中心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉粒体の空気輸送装置において、主輸送
   管から支管に分岐するための二方切換え弁のケーシング
   に、主輸送管の上流側と下流側に接続するポートを同一
   軸線上に対向して設け、この直通したポートに対し傾斜
   した支管接続用の分岐ポートを設け、上記主輸送管用の
   上流側ポートと下流側ポートとの間を接続し、かつ切換
   えにより主輸送管用の上流側ポートと支管の分岐ポート
   を接続する１つのまっすぐな弁体ポートを円筒の中心線
   よりずれた偏心位置に設けてなるロータを、該主輸送管
   用ポートの中心線に対し距離εずれた位置を回転中心と
   して組合せてなり、弁の切換え時にケーシングの主輸送
   管用ポートまたは分岐ポートとロータの弁体ポートとの
   接合面に段差を生じないことを特徴とする粉粒体の空気
   輸送装置における二方切換え弁。