(57)【要約】 【課題】粉粒体のローター側への付着を簡易構成により防止する。【解決手段】上側の投入口２ａ及び下側の排出口２ｂを有するケーシング２と、該ケーシング内に回転可能に支持されている０複数の羽根板４を有するローター３とを備え、投入口２ａによりケーシング内に導入される粉粒体Ｐを、隣接する羽根板同士の間のポケット１０内に収容し、排出口へ送って排出するロータリーバルブ１において、羽根板４は、弾性揺動可能に形成されていると共に、ポケット１０を形成している一方の羽根板内面から他方の羽根板内面を覆って、かつ両端部を各羽根板の先端側に固定した弾性除去部材６を有し、羽根板先端４ａ又は／及びそれに対応した除去部材端部６ａがケーシング内周面２０に対し摺接して、ローターの回転により弾性変形して排出口に達したときに弾性変形で蓄積した反発力を解放し当初形状に復元する際の揺動により粉粒体の付着を防ぐようにした。【選択図】図１
2006103901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側の投入口及び下側の排出口を有するケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に支持されて回転中心部の周囲で放射状に立設した複数の羽根板を有するローターとを備え、前記ローターの回転により、前記投入口よりケーシング内に導入される粉粒体を、前記隣接する羽根板同士の間に仕切られているポケット内に収容し、前記排出口へ送って排出するロータリーバルブにおいて、
前記羽根板は、弾性揺動可能に形成されていると共に、前記ポケットを形成している一方の羽根板内面から他方の羽根板内面を覆って、かつ両端部を各羽根板の先端側に固定した弾性揺動可能な除去部材を有し、
前記羽根板の先端又は／及びそれに対応した前記除去部材の端部が前記ケーシング内周面に対し摺接して、前記ローターの回転により弾性変形して前記排出口に達したときに弾性変形で蓄積した反発力を解放し、当初形状に復元する際の揺動により粉粒体の付着を防ぐことを特徴とするロータリーバルブ。
【請求項２】
前記羽根板の先端を前記除去部材よりも突設させて、前記ローターの回転時に前記ケーシング内周面に対し前記羽根板の先端だけを摺接する請求項１に記載のロータリーバルブ。
【請求項３】
前記羽根板が、回転方向の前後に位置する前面側と背面側とに設けられた前記両側の除去部材のうち、前記背面側の除去部材の端部を該羽根板よりも突設させて、前記ローターの回転時に前記ケーシング内周面に対し該背面側の除去部材の端部だけを摺接する請求項１に記載のロータリーバルブ。
【請求項４】
前記除去部材が、前記羽根板同士の間の付け根部と対応している中間部を当該付け根部に空間を介して配置している請求項１から３の何れかに記載のロータリーバルブ。
【請求項５】
前記羽根板に対し、回転方向の前方に位置する羽根板前面を覆う前記除去部材の端部と、回転方向の後方に位置する羽根板背面を覆う前記除去部材の端部とをボルト及びナットにより固着し、かつ、前記ボルトの頭を回転方向に配置している請求項１から４の何れかに記載のロータリーバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、付着し易い粉粒体を定量移送する場合に好適なロータリーバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５はロータリーバルブの基本構造を示す模式図である。同図のロータリーバルブ５０は、上側の投入口５１ａ及び下側の排出口５１ｂを有するケーシング５１と、ケーシング５１内に回転可能に支持されているローター５２とを備えている。ローター５２は、駆動軸５３に装着支持されていて、回転中心部の周囲で放射状に立設した複数の羽根板５４を有している。そして、ローター５２が駆動軸５３を介して回転されると、投入口５１ａから導入される粉粒体Ｐを、羽根板５４同士により仕切られたポケット５５で順に受容して、排出口５１ｂへ送って排出する。ここで、従来構造では、ローターないしは羽根板が剛体タイプ（ステンレス鋼や鉄等からなる）と、軟体タイプ（ゴム等の弾性体からなる）とに大別される。剛体タイプは、熱膨張等を考慮しなくて良いことから羽根板５４とケーシング５１内周面との隙間を最小限にすることができ、定量供給に優れているが、粉粒体Ｐが羽根板５４とケーシング５１との隙間に噛み込んで潰れたり、羽根板５４を損傷する要因となる。軟体タイプは、羽根板５４が弾性変位するので、前記した羽根板５４とケーシング５１との隙間での噛み込みは剛体タイプに比べ極めて少ないが、弾性変形し易いため前記隙間を一定に維持し難く、定量供給に欠けたり羽根板５４が擦れて削り粕かすを生じ易い。
【０００３】
また、粉粒体を扱う場合には、羽根板５４のうち、特にポケット５５を形成している羽根板の付け根部分に粉粒体が付着し易いものとなる。これは、羽根板と羽根板との間の付け根部分が狭くなっているため、該付け根部分に粉粒体が入り込んで押し付けられるためである。このような付着現象は、時間と共に大きな塊となって定量供給を困難にするため、従来から次に挙げるような色々な対策が考えられている。
（ア）ポケット形状としては、羽根板同士の間の付け根部分の開き角度を緩やかにしたり深さを浅くするほど、付着し難くなる。しかし、この方法は、付け根部分の開き角度を緩やかにしたり深さを浅く設定すると供給量が少なくなるため採用に制約される。
（イ）ローターに付着した粉粒体を気体の噴射力で除去する構成である。これは、特許文献１に記載されているように、排出口側に対応して噴射ノズルを設け、該ノズルから羽根板の付け根部分などに気体を吹き付けることにより付着物を強制的に除去するものである。
（ウ）前記ポケットの内面に設けられた被覆体の空間部側への変形を利用して投入口から導入される汚泥等の衝撃を吸収したり付着を防ぐ構成である。すなわち、これは、特許文献２に記載されているように、前記ポケットの内面に被覆体を設けると共に、該被覆体と羽根板同士の付け根部分との間に空間を確保し、被覆体が前記空間部で撓む現象を利用して、投入口から導入される汚泥等の衝撃を吸収したり付着を防ぐものである。また、この構造では、前記空間に流体を導入したり排出して被覆体の中間部を強制的に変形させることが好ましいとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１１７４６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９１１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の構造では、気体供給用のポンプや配管が必要になるため設備の大型化及び経費増となる。また、羽根板の幅寸法（軸に沿う方向の幅）が広くなると、気体の噴射力を強くしても羽根板の付け根部分の全体に噴射力を作用できないこともある。特許文献２に記載の構造では、粉粒体投入時の衝突・衝撃を除去部材で吸収することはできるが、付着防止作用はさほど期待できない。また、除去部材と羽根板との間の空間に流体を送り込むようにすると、文献１と同様に構造が複雑高価となる。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みなされたものである。その目的は、粉粒体を定量移送させる場合に、粉粒体のローター側への付着を簡易構成により防止し、それにより移送効率を安定維持できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するため本発明は、上側の投入口及び下側の排出口を有するケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に支持されて回転中心部の周囲で放射状に立設した複数の羽根板を有するローターとを備え、前記ローターの回転により、前記投入口よりケーシング内に導入される粉粒体を、前記隣接する羽根板同士の間に仕切られているポケット内に収容し、前記排出口へ送って排出するロータリーバルブにおいて、前記羽根板は、弾性揺動可能に形成されていると共に、前記ポケットを形成している一方の羽根板内面から他方の羽根板内面を覆って、かつ両端部を各羽根板の先端側に固定した弾性揺動可能な除去部材を有し、前記羽根板の先端又は／及びそれに対応した前記除去部材の端部が前記ケーシング内周面に対し摺接して、前記ローターの回転により弾性変形して前記排出口に達したときに弾性変形で蓄積した反発力を解放し、当初形状に復元する際の揺動により粉粒体の付着を防ぐことを特徴としている。
【０００８】
以上の構造は、ローターないしは羽根板が軟体タイプに適用され、隣接する羽根板同士の間に弾性揺動可能な除去部材が配置される。工夫点は、特許文献１や２の付着防止構造に比べて、羽根板及び除去部材に回転に伴う反発力を蓄積し、該反発力を排出口側で解放するといういわゆる自己弾性復帰力を利用するため、気体供給用の付帯設備を一切必要とせず、又、例えば、従来の軟体タイプのローター構造に除去部材を請求項３の要件を満たすよう追加するだけで実施可能にしたものである。
【０００９】
以上の本発明は次のように具体化されることがより好ましい。
・請求項２では、前記羽根板の先端を前記除去部材よりも突設させて、前記ローターの回転時に前記ケーシング内周面に対し前記羽根板の先端だけを摺接する構成である。
・請求項３では、前記羽根板が、回転方向の前後に位置する前面側と背面側とに設けられた前記両側の除去部材のうち、前記背面側の除去部材の端部を羽根板よりも突設させて、前記ローターの回転時に前記ケーシング内周面に対し該背面側の除去部材の端部だけを摺接する構成である。
・請求項４では、前記除去部材が、前記羽根板同士の間の付け根部と対応している中間部を当該付け根部に空間を介して配置している構成である。
・請求項５では、前記羽根板に対し、回転方向の前方に位置する羽根板前面を覆う前記除去部材の端部と、回転方向の後方に位置する羽根板背面を覆う前記除去部材の端部とをボルト及びナットにより固着し、かつ、前記ボルトの頭を回転方向に配置している構成である。
【発明の効果】
【００１０】
・請求項１の発明では、羽根板又は／及び除去部材がケーシング内周面に弾性変形を伴って摺接し、投入口側から排出口側へ回転する過程で変形度合いを増大し、排出口に到達すると、弾性変形で蓄積された反発力を解放し、当初形状に復元される。該復元時には、例えば、図３から推察されるように、排出口に達して反発力を解放した羽根板及び除去部材に対しその後側に位置して未だ反発力を蓄積している羽根板及び除去部材との間の開き角度が瞬間的に拡大され、該拡大時の揺動によって当該ポケット内の全粉粒体を強制的に振り払う。従って、本発明の付着防止構造は、羽根板及び除去部材の自己弾性復帰力を活用するため、上記特許文献１や２に比べて付帯設備を必要とせず、簡単かつ容易に実施できる。
・請求項２の発明では、ケーシング内周面に対する羽根板の摺接に起因した弾性変形度合いを適切に設定することで、羽根板及び該羽根板を挟んでいる除去部材の各々に前記反発力を蓄積したり解放時に変形及び振動を付与できる。
・請求項３の発明では、ケーシング内周面に対する除去部材の摺接に起因した弾性変形度合いを適切に設定することで、当該除去部材及び羽根板に前記反発力を蓄積したり解放時に変形及び振動を付与できる。請求項２に対し除去部材が摩耗進行した場合にメンテナンスが容易になる。また、構造的には図４（ｂ）から推察されるように、ケーシング内周面に対し羽根板の背面側の除去部材の端部を摺接する方が羽根板の前面側の除去部材よりも後方へ大きく変位し易くなり、過剰な摩擦抵抗の発生を回避できる。
・請求項４の発明では、除去部材及び羽根板が上記空間の存在により共に弾性変形し易くなるようにして、それにより付着物除去作用を良好に維持可能にする。
・請求項５の発明では、汎用の着脱式固定具でありながら除去部材の交換性に優れており、またボルトの向きを特定するだけで粉粒体の定量移送性や定量排出性を良好に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はロータリーバルブを分かり易くすたるめ模式化しかつ一部を破断した構成図、図２（ａ）は実際のロータリーバルブの縦断面図、図２（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。図３（ａ），（ｂ）は同ロータリーバルブの作動を示している。図４は変形例を示し、図４（ａ）はロータリーバルブの縦断面図、図４（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図である。なお、図１と図２及び図４はローターが静止している態様で示し、図３はローターが回転している態様で示している。以下の説明では、図１〜図３に示した基本例の構造及び作動を詳述した後、図４の変形例に言及する。
【００１２】
（構造）図１〜図３において、ロータリーバルブ１は、上方の投入口２ａ及び下方の排出口２ｂを有するケーシング２と、ケーシング２内に支持されて回転中心部の周囲で放射状に立設した複数の羽根板４を有するローター３と、ローター３を回転可能に支持している駆動軸５とを備えている。そして、ローター３が駆動軸５を介して回転されることにより、投入口２ａよりケーシング２内に導入される粉粒体Ｐを、隣接する羽根板４同士の間に仕切られているポケット１０内に収容し、排出口２ｂへ送って排出するものである。なお、ここでは、ローター３が通常、図２〜図４に示した矢印方向へ回転するものとする。また、投入口２ａよりケーシング２内に粉粒体Ｐが投入されたときに、投入口２ａに連通して対応するポケット１０内に収容する側をローター３の供給側と称し、排出口２ｂに連通して対応するポケット１０内から落下排出される側をローター３の排出側と称することもある。
【００１３】
ケーシング２は、従来と同様に金属製の概略円筒状箱体であり、ローター３を配置している内周面２０を概略真円状に形成し、投入口２ａ及び排出口２ｂをその真円状部分の上下に連通して設けている。投入口２ａと排出口２ｂは、概略矩形立体であり、取付用フランジ２１，２２等を一体に形成している。
【００１４】
ローター３は、軟体タイプであり、駆動軸５を装着する軸孔を形成している中心部３０と、中心部３０の周囲で放射状に立設された複数の羽根板４と、前記ポケット１０を形成している一方の羽根板４内面から他方の羽根板４内面を覆っている除去部材６とからなる。なお、図１の例ではポケット１０が６つに設定され、羽根板４が６枚構成で、６枚の除去部材６が使用されている。図２〜図４の例ではポケット１０が８つに設定され、羽根板４が８枚構成で、８枚の除去部材６が使用されている。このように、羽根板４及び除去部材６の枚数はポケット１０の必要数に応じて任意に設定される。また、駆動軸５はモータ及び減速機構などの駆動系に接続される。そして、駆動軸５及びローター３は、その駆動系の動力で所定の速度で回転される。また、ローター３（羽根板４）及び除去部材６の材質は、弾性変形可能な素材であり、具体的には耐摩耗特性及び表面の摺動特性などの観点から検討される。各種試験からは、例えば、具体的なゴムとして、シリコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴムから選定されることが好ましい。
【００１５】
また、羽根板４の長さは、羽根板の先端４ａがケーシング２の内周面２０に対し所定強さで圧接されるよう設定されている。これに対し、除去部材２０は、前記したゴム素材等にてポケット１０にほぼ対応した断面略Ｖ形に形成され、隣接する羽根板４のうち、一方の羽根板４内面から他方の羽根板４内面に沿って配置されたときに、羽根板４同士の間の付け根部と対応している中間部が該付け根部との間に空間Ｓを形成する。また、除去部材２０の両端部は羽根板４の先端４ａより短く設定されている。なお、このような除去部材２０の厚さは、羽根板４の厚さと同じかそれよりも薄く形成される。好ましくは、除去部材２０の厚さ（例えば、３〜５ｍｍ）寸法は羽根板４の厚さ（例えば、１０〜１５ｍｍ）の半分以下に設定される。また、空間Ｓの大きさは適宜に設定される。そして、この構造では、図２（ｂ）に示されるように、羽根板４の前面（回転方向の前側に位置する面）を覆う除去部材６の端部と、該羽根板４の背面（回転方向の後側に位置する面）を覆う除去部材６の端部とが幅複数箇所でボルト構造により固定されている。この場合、ボルト７は、軸部７ｂが羽根板回転方向に位置する除去部材６の端部に設けられた孔、羽根板４に設けられた孔、羽根板回転方向の後側に位置する除去部材６の端部に設けられた孔に挿通されて、２個のナット８，９により確実に抜け止めされる。このように、ボルト７は頭７ａを回転方向に配置しているため、ポケット１０内に収容されている粉粒体１０をローター３の回転により排出口２ｂに移送する過程で該ポケット内の粉粒体に過剰な負荷を与えない。
【００１６】
（作動）以上の構造では、ローター３が図３のごとく駆動軸５を介して回転されると、ポケット１０のうち、投入口２ａに対向しているポケット内に粉粒体Ｐが収容され、ローター３の回転と共に排出口２ｂ側に移送される。この移送時には、羽根板４が内周面２０から受ける応力により弾性変形し、先端４ａが内周面２０を摺接しながら供給口２ａから排出口２ｂ側へ進むに従って弾性変形に伴う反発力を蓄積する。そして、該反発力を蓄積した羽根板４が図３（ａ）のごとく排出口２ｂの手前から、図３（ｂ）のごとく排出口２ｂに入ると、蓄積された反発力が解放されて、該羽根板４がそこに固定されている除去部材６と共に当初形状に弾性復元しようとする。該復元時には、同図から分かるように、反発力を解放した羽根板４及び除去部材６に対しその後側に位置して未だ反発力を蓄積している羽根板及び除去部材との間の開き角度が瞬間的に拡大され、該拡大時の揺動によって当該ポケット１０内の全ての粉粒体Ｐを強制的に振り払って落下排出することができる。この作動は、ローター３の回転に伴い、各ポケット１０毎に繰り返される。このため、この付着防止構造は、羽根板４及び除去部材６の回転摩耗を最小限に抑えつつ、羽根板４を内周面２０に圧接して弾性変位させて、羽根板４及びそれに固定されている除去部材６に反発力を蓄え、かつその反発力を排出口２ｂで解放する際に生じる復元力を利用して粉粒体Ｐの付着を防ぐことから、上記した特許文献１や２に比べて付帯設備を必要とせず、極めて構成簡易なものとなる。
【００１７】
（変形例）図４の変形例は、図２に対応して図示し、又、上記形態と実質的に同じ部材及び部位に同一符号を付して変更点だけを詳述する。図４の構造では、羽根板４が回転方向の前後に位置する前面側と背面側とに設けられた両側の除去部材６，６のうち、背面側の除去部材６の端部６ａを該羽根板４よりも長く突設させて、ケーシング２の内周面２０に対しその背面側の除去部材６の端部６ａを所定圧接力で摺接するようにした例である。このため、この場合には、ローター３が駆動軸５を介して回転されると、ポケット１０のうち、投入口２ａに対向しているポケット内に粉粒体Ｐが収容され、ローター３の回転と共に排出口２ｂ側に移送される。この移送時には、羽根板４が背面側に固定されている除去部材６を介して内周面２０から応力を受けて弾性変形し、除去部材６の端部６ａが内周面２０を摺接しながら排出口２ｂ側へ進むに従って弾性変形に伴う反発力を蓄積する。そして、上記したと同様に、除去部材６を介して反発力を蓄積した羽根板４が排出口２ｂの手前から、排出口２ｂに入ると、蓄積された反発力を解放して、該羽根板４及びそこに固定されている除去部材６が共に当初形状に弾性復元しようとする。該復元時には、反発力を解放した羽根板４及び除去部材６に対しその後側に位置して未だ反発力を蓄積している羽根板及び除去部材との間の開き角度が瞬間的に拡大され、該拡大時の揺動によって当該ポケット１０内の全ての粉粒体Ｐを強制的に振り払って落下排出することができる。これらは上記した構造と同じである。
【００１８】
なお、上記した形態及び変形例では、羽根板４に対して除去部材６をボルト７とナット８，９で固定する構造を開示したが、この固定構造自体はボルト以外の係止構造であっても良い。但し、ボルト構造を採用すると、除去部材６を必要に応じて簡単に交換することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明形態のロータリーバルブを一部破断して示す概略図である。
【図２】実際のロータリーバルブの縦断面図。
【図３】図２のロータリーバルブの付着物除去作動を示す模式図である。
【図４】上記ロータリーバルブを変形した縦断面図である。
【図５】従来のロータリーバルブの縦断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…ロータリーバルブ
２…ケーシング（２ａは投入口、２ｂは排出口、２０は内周面）
３…ローター（３０は中心部）
４…羽根板（４ａは突出した先端）
５…駆動軸
６…除去部材（６ａは突出した端部）
７…ボルト（７ａは頭部、７ｂは軸部）
８，９…ナット
１０…ポケット
Ｐ…粉粒体
Ｓ…空間
【図１】
2006103901.tif 000003
【図２】
2006103901.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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