(57)【要約】【課題】供給口から供給される粉粒体を定量排出することが可能な定量排出装置を提供する。【解決手段】外周に複数の羽根２ｂ、２ｂ’が放射状に設けられたローター２、２’が筒状のケーシング１の左右の内側面間で同じ高さで左右に隣接して並んで互いに逆方向に回転可能に設けられる。ローター２、２’間には、ローター２が回転したときその回転する羽根２ｂの先端に近接するように湾曲したシール円弧面３ａと、ローター２’が回転したときその回転する羽根２ｂ’の先端に近接するように湾曲したシール円弧面３ｂを有するシールボス３が配置される。ローターの各羽根間の凹部２ｃ、２ｃ’内の粉粒体１８は、各ローターの回転につれてシールボスの各シール円弧面でシールされながら下方に搬送され、ローターの羽根の先端が各シール円弧面を離れたときに該凹部から落下して排出口から排出される。【選択図】図５
2011079617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を定量排出する定量排出装置であって、
正面板、背面板、並びに２つの側板で構成され、上端に粉粒体の供給口、下端に粉粒体の排出口が形成された断面が矩形のケーシングと、
前記ケーシングの正面板と背面板に互いに逆方向に回転可能に軸受けされ、それぞれ該正面板と背面板間に渡って延びる同じ形状の羽根が等角度ピッチで放射状に複数設けられた第１、第２ローターと、
前記第１、第２ローター間に配置され、第１ローターが回転したときその回転する羽根の先端に近接するように湾曲したシール円弧面を第１ローター側に有し、第２ローターが回転したときその回転する羽根の先端に近接するように湾曲したシール円弧面を第２ローター側に有するシール部材と、を備え、
前記第１、第２ローターの各羽根間の凹部内の粉粒体が第１、第２ローターの回転につれて該シール部材の各シール円弧面でシールされながら下方に搬送され、第１、第２ローターの羽根の先端が各シール円弧面を離れたときに該凹部から落下して排出口から排出されることを特徴とする定量排出装置。
【請求項２】
前記シール部材の第１ローター側のシール円弧面の円弧角度は、第１ローターの各羽根のなす角度より大きな値に、またシール部材の第２ローター側のシール円弧面の円弧角度は、第２ローターの各羽根のなす角度より大きな値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の定量排出装置。
【請求項３】
前記ケーシングの第１ローターと対面する側板には、第１ローターが回転したときその回転する羽根の先端に近接するように湾曲したシール円弧面を有するサイドシール部が、また、ケーシングの第２ローターと対面する側板には、第２ローターが回転したときその回転する羽根の先端に近接するように湾曲したシール円弧面を有するサイドシール部が設けられ、粉粒体が第１ローターと対面する側板から下方に落下するのを防止するとともに、第２ローターと対面する側板から下方に落下するのを防止することを特徴とする請求項１又は２に記載の定量排出装置。
【請求項４】
前記第１ローターと対面するサイドシール部のシール円弧面の円弧角度は、第１ローターの各羽根のなす角度より大きな値に、また第２ローターと対面するサイドシール部のシール円弧面の円弧角度は、第２ローターの各羽根のなす角度より大きな値に設定されることを特徴とする請求項３に記載の定量排出装置。
【請求項５】
前記第１、第２ローターの各羽根間の凹部に沿って先端が回転するクリーニング羽根が各ローターの下方に設けられ、該凹部内に付着した粉粒体がクリーニング羽根により掻き落されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の定量排出装置。
【請求項６】
前記第２ローターと該第２ローターに対面する側板間に第１又は第２ローターと同一構成の１つ又は複数の第３ローターが設けられ、第２、第３ローター間あるいは各第３ローター間には、第１と第２ローター間に配置されたシール部材と同一構成のシール部材が配置され、第３ローターの羽根間の凹部に落下した粉粒体が該同一構成のシール部材の各シール円弧面でシールされながら下方に搬送され、第３ローターの羽根の先端がシール円弧面を離れたときに該凹部から落下して排出口から排出されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の定量排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定量排出装置、更に詳細には、粉粒体（粉体、粒体、または両者の混合体）を貯留したホッパーなどの容器からの粉粒体の排出を定量制御するために用いられるロータリーバルブの形をした定量排出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉粒体を貯留したホッパーなどの容器から粉粒体を外部に排出する構成において、排出の開始と停止、及び単位時間当たりの排出量を定量に制御するためにロータリーバルブが用いられている。その従来の構造は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されており、基本的には図１４(ａ）のようになっている。
【０００３】
図１４（ａ）において、１０１はロータリーバルブの筒状に形成されたケーシングであり、その上端は粉粒体の供給口１０１ａとして、また下端は粉粒体の排出口１０１ｂとして開口している。供給口１０１ａの部分はホッパー１１０の開口した下端部分に連結される。なお図１４では、図示の都合のため、ホッパー１１０は下端部のみ図示してある。これは後述する実施例の図５においても同様である。
【０００４】
ケーシング１０１内には、１つのローター１０２が回転可能に設けられている。その回転軸１０２ａは水平に支持されている。ローター１０２の外周には複数の羽根１０２ｂが周方向に等角度間隔で放射状に設けられている。
【０００５】
図１４（ｂ）に示すように、ホッパー１１０に粉粒体１１１が投入されると、粉粒体１１１は自重によって下のものから先に供給口１０１ａからケーシング１０１内に入り、ローター１０２の上側に位置する羽根１０２ｂ間の凹部１０２ｃに滞留する。そして、粉粒体の供給時には、不図示のモータの駆動によりローター１０２が矢印方向に回転する。これに伴って、ローター１０２の上側に位置していた凹部１０２ｃがそこに滞留した粉粒体とともに下側へ移動し、その凹部１０２ｃから粉粒体が落下して排出口１０１ｂから排出され、外部に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２２５９５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１４（ａ）中でローター１０２が矢印方向に回転すると、その羽根１０２ｂのそれぞれは、回転軸１０２ａより上側では、ケーシング１０１の右内側面に向かって接近する方向に移動する。このため、粉粒体は、羽根１０２ｂにより前記の右内側面の特に符号Ａ部分に押し付けられることになる。なお、符号Ａ部分に対向する左内側面のＢ部分に対しては、粉粒体は離間される。
【０００８】
このため、特に粉粒体が例えばごみ焼却場で発生する焼却飛灰の加湿混練灰（以下、湿灰という）のように付着性の強いものである場合に問題が生じる。すなわち、この場合に、Ａ部分に押し付けられる粉粒体が押しつぶされて順次付着し、図１４（ｂ）中に符号Ｃで示すように大きく堆積し、いわゆるブリッジ現象が引き起こされる。これにより粉粒体の排出量が減少したり、排出が滞ったりして粉粒体の排出に支障を来してしまう。
【０００９】
また、粉粒体の付着性が強いと、凹部１０２ｃに充填された粉粒体が図１４（ｂ）に符号Ｄで示すように凹部１０２ｃに付着してしまう場合がある。この場合、ローター１０２の回転に伴ってその凹部１０２ｃがローター１０２の下側に移動しても、それから粉粒体が落下せず、これによっても排出量が減少するなどして排出に支障を来してしまう。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、供給する粉粒体が付着性の強いものであっても、定量排出することができる定量排出装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明による定量排出装置は、
正面板、背面板、並びに２つの側板で構成され、上端に粉粒体の供給口、下端に粉粒体の排出口が形成された断面が矩形のケーシングと、
前記ケーシングの正面板と背面板に互いに逆方向に回転可能に軸受けされ、それぞれ該正面板と背面板間に渡って延びる同じ形状の羽根が等角度ピッチで放射状に複数設けられた第１、第２ローターと、
前記第１、第２ローター間に配置され、第１ローターが回転したときその回転する羽根の先端に近接するように湾曲したシール円弧面を第１ローター側に有し、第２ローターが回転したときその回転する羽根の先端に近接するように湾曲したシール円弧面を第２ローター側に有するシール部材と、を備え、
前記第１、第２ローターの各羽根間の凹部内の粉粒体が第１、第２ローターの回転につれて該シール部材の各シール円弧面でシールされながら下方に搬送され、第１、第２ローターの羽根の先端が各シール円弧面を離れたときに該凹部から落下して排出口から排出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の定量排出装置によれば、粉粒体は、各ローターの回転羽根によってケーシングの内側面に押し付けられることなく、ローター間に配置されたシール部材のシール円弧面に移動される。したがって、粉粒体の付着性が強くても、従来のようにローターの羽根が粉粒体をケーシング内側面に押し付けて粉粒体が堆積し、ブリッジ現象が発生するようなことはない。これにより、供給する粉粒体が付着性の強いものであっても、排出量が減少したり排出が滞ったりすることがなく、粉粒体を定量排出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】定量排出装置の全体の構造を示す斜視図である。
【図２】定量排出装置の背面板などを取り払ったケーシング内の構造を示す斜視図である。
【図３】定量排出装置の駆動系の構成を示した透視図である。
【図４】定量排出装置のシール円弧面と、ローターの羽根の角度ピッチの関係を示す説明図である。
【図５】定量排出装置による粉粒体の排出を説明する説明図である。
【図６】定量排出装置においてローターが回転したとき、各羽根間の凹部が移動する状態を説明した説明図である。
【図７】定量排出装置のローター回転用のローターギヤとクリーニング羽根回転用のピニオンギヤの歯数の関係と回転目盛などを示す説明図である。
【図８】クリーニング羽根とローターが回転目盛０から１８まで回転するときの様子を目盛３刻みで示した説明図である。
【図９】ローターギヤの回転目盛を示す図７の拡大透視図である。
【図１０】クリーニング羽根のギヤ回転目盛を示す図７の拡大透視図である。
【図１１】定量排出装置の他の実施例の構成を示す構成図である。
【図１２】定量排出装置の更に他の実施例の構成を示す構成図である。
【図１３】定量排出装置のローター羽根とクリーニング羽根の変形を示す説明図である。
【図１４】（ａ）は従来の定量排出装置の基本的な構造を示す概略的な断面図、（ｂ）は同定量排出装置におけるブリッジ現象などの問題点を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付した図を参照して、本発明を実施するための実施例を説明する。本発明の定量排出装置は、ロータリーバルブとして実現されるので、以下では、ロータリーバルブの実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１を図１〜図１０により説明する。なお、これらの図中において、同じ部材で左右一対設けられる部材を同じ数字で示し、ダッシュ無しとダッシュ付きの符号で左右を区別している。
【００１６】
図１〜図３は、実施例１によるロータリーバルブの全体の構造を説明するもので、ロータリーバルブを背面から見たときの斜視図、背面板を取り払ったケーシング内を示す斜視図、駆動系の透視図である。各図に示すように、ロータリーバルブは、ケーシング１内にローター２、２’、シールボス３、及びクリーニング機構４、４’を設け、ケーシング１の背面外側にギヤ５、６、７、７’、８、８’などを設けた構造となっている。駆動ギヤ５が固定されるシャフトにはスプロケット９が取り付けられる。スプロケット９は駆動モータ１２により回転されるスプロケット１１とチェーン１０を介して結合され、駆動モータ１２が回転すると、そのトルクはスプロケット１１、チェーン１０、スプロケット９を介して駆動ギヤ５に伝達され、ギヤ６、７、７’、８、８’を回転させ、ローター２、２’とクリーニング羽根４ｂ、４ｂ’を回転させる。
【００１７】
ケーシング１は、上記各部材２〜８’を収容ないし外側に支持するものであり、その内部を粉粒体が上方から下方へ通過する。ローター２、２’は、ケーシング１内で上方から供給される粉粒体を下方へ移動させる。
【００１８】
シールボス３は、隣り合うローター２、２’のそれぞれが占める回転スペースの下半部間のスペースを塞ぐシール部材である。これにより、ローター２、２’の停止しているときに、粉粒体が上方からローター２、２’間の隙間を通って流れ落ちないようにシールするとともに、ローター２、２’が回転すると、粉粒体はシールボス３に沿ってシールされながら移動させる。
【００１９】
クリーニング機構４、４’は、それぞれ回転して、ローター２、２’の隣り合う羽根２ｂ、２ｂ’間の凹部２ｃ、２ｃ’に付着した粉粒体を掻き落としてクリーニングする。
【００２０】
これらの詳細は以下のようになっている。
【００２１】
ケーシング１は、正面板１ｃ、背面板１ｄ、上側の側板１ｅ、１ｅ’、下側の側板１ｆ、１ｆ’、及びサイドシール１３、１３’をボルト１４などで互いに固定して構成され、横断面が長方形で上端と下端が開口していて筒状に形成される。ケーシング１の前後の内側面（正面板１ｃと背面板１ｄの内側面）は互いに平行である。また、ケーシング１の左右の内側面（側板１ｅ、１ｆの内側面と、側板１ｅ’、１ｆ’の内側面）も互いに平行である。ケーシング１の上端は、ホッパー１７（図５）の下端に連結される。上端の開口はホッパー１７から粉粒体が供給される粉粒体の供給口１ａ、また、下端の開口は粉粒体を外部に排出する粉粒体の排出口１ｂとなっている。
【００２２】
なお、サイドシール１３、１３’は、ケーシング１の構成部材であると共に、ローター２、２’と、ケーシング１の左右の内側面間のスペースを塞ぐシール部材である。これにより、粉粒体が上方から前記スペースを通って流れ落ちないようにシールする。
【００２３】
板状のサイドシール１３、１３’の内側には縦方向に所定幅の凸部となったシール部１３ｂ、１３ｂ’が形成されており、その表面１３ａ、１３ａ’は凹状に湾曲した円弧形状となっている。以下、この表面１３ａ、１３ａ’をシール円弧面という。サイドシール１３、１３’は、それぞれ側板１ｅ、１ｆ間、側板間１ｅ’、１ｆ’にボルト１４により着脱可能に固定されている。
【００２４】
ローター２、２’は、中心に回転軸２ａ、２ａ’が設けられ、外周に複数の羽根２ｂ、２ｂ’が周方向に等角度ピッチで放射状に設けられている。本実施例では羽根２ｂ、２ｂ’は８枚、その角度ピッチは４５°とするが、これに限らないことは勿論である。ローター２、２’の隣り合う羽根２ｂ、２ｂ’間の凹部２ｃ、２ｃ’の底面は放物線形状に湾曲している。そして、ローター２、２’は、回転軸２ａ、２ａ’の両端部が正面板１ｃと背面板１ｄに設けられた不図示の軸受のそれぞれによって軸支されることにより、ケーシング１の左右の内側面間で同じ高さで左右に隣接して並んで回転可能に設けられている。回転軸２ａ、２ａ’は、水平でケーシング１の左右の内側面に平行、かつ互いに平行になるように配置されている。また、ローター２、２’と正面板１ｃ間、並びにローター２、２’と背面板１ｄ間には、それぞれ粉粒体が落下しない程度のわずかな隙間が設けられ、それによりローター２、２’が円滑に回転できるようになっている。
【００２５】
回転軸２ａ、２ａ’の軸間隔は、ローター２、２’の直径（回転軸２ａ、２ａ’の中心から羽根２ｂ、２ｂ’の先端までの距離の２倍）よりごく僅かに大きい寸法に設定される。これにより、ローター２、２’が回転するときに、互いの羽根２ｂ、２ｂ’どうしがぶつからない範囲でぎりぎりに接近して回転することが可能となる。また、回転軸２ａ、２ａ’の背面板１ｄ側には、ローターギヤ８、８’が固定される。
【００２６】
なお、サイドシール１３、１３’のシール円弧面１３ａ、１３ａ’の曲率半径は、ローター２、２’の羽根２ｂ、２ｂ’の先端が描く円の曲率半径と同一かそれよりわずかに大きな値に設定され、円弧面１３ａ、１３ａ’の曲率中心は、ほぼ回転軸２ａ、２ａ’の軸中心と一致している。これにより、ローター２、２’はその羽根２ｂ、２ｂ’の先端がシール円弧面１３ａ、１３ａ’に接触しない程度に近接して回転するようになる。
【００２７】
シール円弧面１３ａの円弧がなす角度αは、図４に示すように、ローター２の各羽根２ｂ間の角度α’（＝４５°）より所定角度大きくなるように設定される。シール円弧面１３ａ’も、シール円弧面１３ａと同様に構成される。これにより、ローター２、２’の回転あるいは停止時に、羽根２ｂ、２ｂ’の位置が何れの位置であっても、常に１枚または２枚の羽根２ｂ、２ｂ’の先端がシール円弧面１３ａ、１３ａ’に近接し、シール円弧面１３ａ、１３ａ’とローター２、２’の間の隙間を塞ぎ、粉粒体が流れ落ちないようにシールすることができる。
【００２８】
シールボス３は、図２、図４に示したように、左右の側面３ａ、３ｂと下面３ｃで囲まれたほぼ三角柱形状に形成されている。側面３ａ、３ｂは、サイドシール１３、１３’のシール円弧面１３ａ、１３ａ’と同様に、円弧形に湾曲した形状に形成されていて、その円弧の曲率半径は、ローター２、２’の羽根２ｂ、２ｂ’の先端が描く円の曲率半径とほぼ同じあるいはわずかにそれより大きな値に設定され、曲率中心は、ほぼ回転軸２ａ、２ａ’の軸中心と一致している。これにより、ローター２、２’はその羽根２ｂ、２ｂ’の先端が側面３ａ、３ｂに接触しない程度に近接して回転する。以下、シールボスの側面３ａ、３ｂもシール円弧面という。
【００２９】
シールボス３は、ローター２、２’の回転軸２ａ、２ａ’の間の中央の下側において回転軸２ａ、２ａ’と平行に配置され、ボルトなどで正面板１ｃと背面板１ｄに固定される。
【００３０】
また、シールボス３のシール円弧面３ａの円弧がなす角度βは、図４に示すように、ローター２の各羽根２ｂ間の角度α’（＝４５°）より所定角度大きくなるように設定される。シール円弧面３ｂも、シール円弧面３ａと同様な円弧角に設定される。好ましくは、角度βは、サイドシール１３、１３’のシール円弧面１３ａ、１３ａ’の円弧がなす角度αと同じに設定される。これにより、ローター２、２’の回転あるいは停止時に、羽根２ｂ、２ｂ’の位置が何れの位置であっても、常に１枚または２枚の羽根２ｂ、２ｂ’の先端がシールボス３のシール円弧面３ａ、３ｂに近接し、シール円弧面３ａ、３ｂとローター２、２’間の隙間を塞ぎ、粉粒体が流れ落ちないようにシールすることができる。
【００３１】
クリーニング機構４は、周方向に互いに１８０°離れた２枚のクリーニング羽根４ｂを回転軸４ａに設けた構造となっている。クリーニング機構４は、ローター２の下方に配置され、回転軸４ａがローター２の回転軸２ａに対して真下の所定距離の所で平行で水平になるように配置される。回転軸４ａの一端は正面板１ｃに設けられた不図示の軸受に回転可能に支持される。また、他端は、背面板１ｄの不図示の孔から外部に突出し、背面板１ｄの外側に設けられたギヤプレート１５に設けられた不図示の軸受に回転可能に支持される。
【００３２】
クリーニング機構４’も、クリーニング機構４と同様に構成され、周方向に互いに１８０°離れた２枚のクリーニング羽根４ｂ’を回転軸４ａ’に設けた構造で、ローター２’の下方に配置される。回転軸４ａ’は、ローター２’の回転軸２ａ’に対して真下の所定距離の所で平行で水平になるように配置され、その一端は正面板１ｃに設けられた不図示の軸受に、また、他端は、ギヤプレート１５に設けられた不図示の軸受に回転可能に支持される。
【００３３】
ギヤプレート１５は、背面板１ｄの外側面に立設された図１に図示のギヤブラケット１６、１６’に左右の両端部をボルトで固定して支持されている。そして、ギヤプレート１５と背面板１ｄの間のスペースには、クリーニング機構４の回転軸４ａの端部にピニオンギヤ７が、また回転軸４ａ’の端部には、ピニオンギヤ７と同じ歯数で同径のピニオンギヤ７’が固定されており、ピニオンギヤ７、７’はそれぞれローター２、２’の回転軸２ａ、２ａ’に固定されたローターギヤ８、８’と噛み合っている。また、ギヤプレート１５と背面板１ｄの間のスペースには、駆動ギヤ５と、駆動ギヤ５と同じ歯数で同径の逆転ギヤ６も設けられており、それぞれの回転軸５ａ、６ａがギヤプレート１５と背面板１ｄに設けられた不図示の軸受により回転可能に支持されている。
【００３４】
駆動ギヤ５はピニオンギヤ７及び逆転ギヤ６と噛み合っており、逆転ギヤ６は駆動ギヤ５及びピニオンギヤ７’と噛み合っている。駆動ギヤ５は、スプロケット１１、チェーン１０、スプロケット９を介して駆動モータ１２により回転軸５ａを中心に回転し、ギヤの噛み合いにより、それぞれピニオンギヤ７、７’が同速で逆回転し、またローターギヤ８、８’が同速で逆回転する。
【００３５】
次に、以上のように構成された本実施例のロータリーバルブの動作について説明する。
【００３６】
まず、図５に示したように、ホッパー１７から粉粒体（例えば、湿灰）１８が供給口１ａを通ってローター２、２’上に供給される。ローター２、２’が停止している状態では、ローター２、２’の羽根２ｂ、２ｃ’の先端が、シールボス３のシール円弧面３ａ、３ｂとサイドシール１３、１３’のシール円弧面１３ａ、１３ａ’に近接しているので、シールボス３、サイドシール１３、１３’にシール機能が働き、粉粒体１８は、ローター２、２’間あるいはケーシング１との間の隙間を通って流れ落ちることはない。したがって粉粒体１８は排出口１ｂから排出されず、外部に供給されることはない。
【００３７】
駆動モータ１２が駆動され、駆動ギヤ５が時計方向に回転すると、ピニオンギヤ７が反時計方向に、またローターギヤ８が時計方向に回転して、図５中に矢印で示すように、クリーニング羽根４ｂが反時計方向に、ローター２が時計方向に回転する。また、逆転ギヤ６が反時計方向に回転するので、ピニオンギヤ７’が時計方向に、ローターギヤ８’が反時計方向にそれぞれ回転して、クリーニング羽根４ｂ’が時計方向に、ローター２’が反時計方向に回転する。
【００３８】
ホッパー１７から供給され、供給口１ａを通ってローター２、２’の羽根２ｂ、２ｂ’間の凹部２ｃ、２ｃ’に溜まった粉粒体１８は、ローター２、２’の矢印方向への回転による凹部２ｃ、２ｃ’の移動に伴って、上方から下方へ移動して、シールボス３のシール円弧面３ａ、３ｂに沿って下方へ移動し、シール円弧面３ａ、３ｂの下端から外れた所で自重により落下し、排出口１ｂから排出されて外部に供給される。
【００３９】
図６（ａ）〜（ｄ）は、ローター２の羽根２ｃ間の凹部Ｘ１〜Ｘ８の位置がローター２の回転に従って移動する状態が図示されている。図６（ａ）に示すローター２の凹部Ｘ１には、ホッパーから供給された粉粒体が所定量滞留する。ローター２が、図６（ａ）に示す位置から約９０度回転すると、図６（ａ）に示す凹部Ｘ１は図６（ｂ）の位置に移動する。この移動により、凹部Ｘ１に滞留している粉粒体は角度的にみて下方に落下することはなく、図６（ｂ）に示した位置に移動する。この位置では、凹部Ｘ１の粉粒体は下方に落下をし始めるが、ローター２の羽根２ｂの先端がシールボス３のシール円弧面３ａに接触しない程度に近接して回転するので、粉粒体の落下が防止される。
【００４０】
ローター２が、図６（ｂ）に示す状態から約２２．５度回転して図６（ｃ）の位置に移動すると、シール円弧面３ａには２枚の羽根２ｂが近接し、凹部Ｘ１内の粉粒体はシール円弧面３ａにより閉じ込められた状態となる。ローター２が、更に２２．５度回転して図６（ｄ）に示す位置に移動すると、ローター２の一つの羽根２ｂがシール円弧面３ａから離れ、凹部Ｘ１は開放されて、粉粒体の一部が落下し始め、更に凹部Ｘ２の位置に移動すると、ほぼ凹部Ｘ１内の粉粒体はそのすべてが落下するようになる。
【００４１】
従って、ローター２の回転に従って、凹部Ｘ１に溜まった粉粒体が定量排出されることになる。ローター２には、ほぼ同じ体積の凹部Ｘ１〜Ｘ８が設けられるので、ローター２が一回転すると、一つの凹部内の粉粒体の約８倍の粉粒体がローター２から定量排出される。ロータリーバルブには、更にローター２と対称に配置された同様なローター２’が配置されるので、ローター２が一回転すると、ローター２’も一回転するので、一つの凹部に堆積する粉粒体の約１６倍の粉粒体がロータリーバルブから定量排出されることになる。
【００４２】
なお、粉粒体１８が湿灰などの付着性の強いものである場合、ローター２、２’の凹部２ｃ、２ｃ’の底面に付着して残るものもある。それは、図４、図５に示すように、矢印方向に回転するクリーニング羽根４ｂ、４ｂ’により掻き取られて落下し、排出口１ｂから外部へ排出される。クリーニングされた凹部２ｃ、２ｃ’は、ローター２、２’の回転により、ケーシング１の左右両側において下方から上方へ移動する。そして、凹部２ｃ、２ｃ’の回転方向に見て先を行く羽根２ａ、２ａ’がシール円弧面１３ａ、１３ａ’を通過した所からその凹部２ｃ、２ｃ’に粉粒体が再び上から充填され始める。この位置は、図６（ｃ）の凹部Ｘ５の位置に相当する。
【００４３】
このような動作が連続的に繰り返されることにより、粉粒体１８が連続的に排出口１ｂから排出され、外部に供給される。ホッパー１７での粉粒体１８の貯留量に過不足がなければ、ローター２、２’の回転速度を一定にすることにより、粉粒体１８の時間当たりの排出量を定量にすることができる。また、その回転速度を変化させることにより、単位時間当たりの粉粒体１８の排出量を可変に制御することができる。
【００４４】
ここで、上記動作におけるピニオンギヤ７とローターギヤ８の回転によるクリーニング羽根４ｂとローター２の回転動作の詳細について、図７〜図１０を用いて以下に説明する。なお、ピニオンギヤ７’とローターギヤ８’の回転によるクリーニング羽根４ｂ’とローター２’の回転動作については、それぞれの回転方向が逆になる以外は共通であるので、その説明は省略する。
【００４５】
図７に示すように、ピニオンギヤ７とローターギヤ８の歯数の比は２４：９６＝１：４となっている。また、図７において、符号７ａは、ピニオンギヤ７の１回転の３６０°を１０°ずつに分けた０〜３６までの回転目盛であり、クリーニング羽根４ｂの回転目盛でもある。この回転目盛の詳細が図１０に図示されている。符号８ａは、ピニオンギヤ７の回転に連動して回転するローターギヤ８の回転目盛であり、ローター２の回転目盛でもある。この回転目盛の詳細が図９に図示されている。
【００４６】
ピニオンギヤ７が、図７に示した矢印方向に１目盛分だけ回転すると、ローターギヤ８は矢印方向に１目盛分だけ回転するが、その回転角度はピニオンギヤ７に対して上記歯数の比と逆の比に応じて１／４となる。したがって、ピニオンギヤ７が矢印方向に目盛０から３６まで３６０°回転、つまり１回転すると、ローターギヤ８は矢印方向に目盛０から３６まで回転するが、その回転角度は１／４回転分の９０°であって、羽根２ｂの角度ピッチ（４５°）の２倍の角度だけ回転することになる。これにより、クリーニング羽根４ｂがピニオンギヤ７の回転に伴って目盛０から１８まで１８０°回転、つまり１／２回転すると、ローター２がローターギヤ８の回転に伴って、目盛０から１８まで４５°回転、つまり１／８回転で羽根２ｂの角度ピッチだけ回転することになる。
【００４７】
図８は、クリーニング羽根４ｂが回転目盛０から１８まで回転するとき、つまりクリーニング羽根４ｂが半回転の１８０°回転するときの様子を目盛３刻み（クリーニング羽根４ｂの３０°回転に相当）で示している。図８（ａ）の目盛０のときは、クリーニング羽根４ｂは水平になっている。そしてローター２の１枚の羽根２ｂが回転軸４ａの真上に位置して鉛直になっている。
【００４８】
この状態からクリーニング羽根４ｂとローター２がそれぞれ矢印方向に回転し、図８（ｂ）の目盛３の状態となると、クリーニング羽根４ｂの先端が次の羽根２ｂ（２）の直前に位置する。そして、クリーニング羽根４ｂが目盛３より超えて回転すると、ローター２の羽根２ｂ（１）と２ｂ（２）の間の凹部２ｃに入り、更に図８（ｃ）〜(ｅ）の目盛６、９、１４の状態まで回転すると、クリーニング羽根４ｂは、ローター２の羽根２ｂ（２）側から２ｂ（１）側へ向かって凹部２ｃの底面に沿って回転する。このとき凹部２ｃ内に粉粒体が付着していれば、クリーニング羽根４ｂにより掻き落されることになる。そしてクリーニング羽根４ｂは、図８（ｅ）の目盛１４を過ぎて回転したあたりで羽根２ｂ（１）と２ｂ（２）の間の凹部２ｃから出て、図８（ｆ）の目盛１８まで回転したとき、つまり図８（ａ）の状態から１８０°回転したときに、水平になる。また、このとき羽根２ｂ（２）が回転軸４ａの真上に位置して鉛直になる。すなわち、図８（ｆ）に示す目盛１８のときは図８（ａ）の目盛０のときと同様の状態となる。
【００４９】
このようにして、ローター２が羽根２間の角度ピッチ（４５°）だけ回転する間に、クリーニング羽根４ｂが１８０°回転して、ローター２の１つの凹部２ｃに入り、その底面に沿って回転して出て元に戻る。この動作の繰り返しにより、ローター２の複数の凹部２ｃがクリーニング羽根４ｂにより順次１つずつクリーニングされて行く。このクリーニング効果を高めるために、凹部２ｃの湾曲は、その曲率半径が、クリーニング羽根４ｂの先端が描く円の曲率半径とぼぼ同じあるいはわずかにそれより大きな値に設定し、その曲率中心が、回転軸４ａの軸中心と一致するようにする。これにより、クリーニング羽根４ｂの先端がローター２の凹部２ｃの曲面に沿って近接して回転し、凹部２ｃに付着した粉粒体を効果的に掻き落とすことができる。
【００５０】
以上のような本実施例のロータリーバルブによれば、粉粒体の供給動作時において、ローター２、２’は決められた回転方向として図４、図５などに示した矢印方向に回転させられる。すなわち、ケーシング１の左内側面に隣接するローター２の回転方向は、時計方向であって、その羽根２ｂが、回転軸２ａより上側では、前記左内側面から離間する右方向へ移動する回転方向である。また、ケーシング１の右内側面に隣接するローター２’の回転方向は、反時計方向であって、その羽根２ｂ’が、回転軸２ａ’より上側では、前記右側面から離間する左方向へ移動する回転方向である。
【００５１】
したがって、隣接したローター２、２’の羽根２ｂ、２ｂ’が、粉粒体１８をケーシング１の左右の内側面に押し付けることはなく、逆に粉粒体１８が内側面から離間するように移動する。このため、粉粒体の付着性が強くても、図１４の従来例のように、ケーシング１０１の左右の一方の内側面でローター１０２の回転軸１０２ａより上側のＡ部分に対してローター１０２の羽根１０２ｂが粉粒体１１１を押し付けて粉粒体１１１が符号Ｃのように堆積し、ブリッジ現象が発生するようなことはない。
【００５２】
また、ローター２、２’の回転に伴ってローター２、２’の下側に移動した凹部２ｃ、２ｃ’内に粉粒体１８が付着して残っていても、これらはクリーニング羽根４ｂ、４ｂ’により掻き落とされて排出口１ｂから排出され、外部に供給される。
【００５３】
したがって、供給する粉粒体が例えば湿灰のように付着性の強いものであっても、排出量が減少したり排出が滞ったりすることがなく、排出を支障なく行うことができる。
【００５４】
また、本実施例では、シールボス３を設けたので、ローター２、２’が停止しているとき（粉粒体の供給停止時）に、粉粒体が上からローター２、２’間の隙間を通って流れ落ちてしまうことを防止できる。また、サイドシール１３、１３’を設けたので、ローター２、２’が停止しているときに、粉粒体が上からローター２、２’とケーシング１の左右の内側面との間の隙間を通って流れ落ちてしまうことを防止できる。
【実施例２】
【００５５】
実施例１では、２つのローター２、２’をケーシング１の左右の内側面間で同じ高さで左右に隣接して並ぶように設けるものとした。これに対して、図１１（ａ）にしたように、ローター２（２’）と同様な構成の３つのローター２１〜２３をケーシング１の左右の内側面間で同じ高さで左右に隣接して並ぶように設けてもよい。この場合もローター２１〜２３のそれぞれの回転軸２１ａ〜２３ａは、水平でケーシング１の左右の内側面に平行、かつ互いに平行に配置するものとする。
【００５６】
また、粉粒体の供給時におけるローター２１〜２３の回転方向は、図中に矢印で示す方向とする。すなわち、ローター２１、２２の回転方向は、実施例１のローター２、２’と同様に、互いに逆方向であり、ローター２３の回転方向はローター２１と逆方向であり、ローター２２の回転方向と同一とする。また、実施例１のシールボス３と同じシールボス３１、３２をローター２１〜２３において隣り合うローターのそれぞれが占める回転スペースの下半部どうしの間のスペースを塞ぐように設けている。さらに、実施例１のクリーニング機構４、４’と同じクリーニング機構４１〜４３をローター２１〜２３の下方のそれぞれに設けている。
【００５７】
また、図１１（ｂ）に示す構成では、ローター２（２’）と同様な構成の４つのローター２１〜２４をケーシング１内に設けたもので、図１１（ａ）の構成に、更にローター２４を追加した構成になっている。ローター２１、２２の回転方向は、実施例１のローター２、２’と同様に、それぞれの羽根２１ｂ、２２ｂが、回転軸２１ａ、２２ａより上側では、それぞれ隣接するケーシング内側面から離間する方向に移動する回転方向とする。また、ローター２２の回転方向はローター２１と逆方向であり、ローター２３の回転方向はローター２２及び２４と逆方向であるものとする。すなわち、ローター２１〜２４において隣り合うローターどうしの全部において回転方向が互いに逆方向であるものとする。
【００５８】
また、実施例１のシールボス３と同じシールボス３１〜３３をローター２１〜２４において隣り合うローターのそれぞれが占める回転スペースの下半部どうしの間のスペースを塞ぐように設けている。さらに、実施例１のクリーニング機構４、４’と同じクリーニング機構４１〜４４をローター２１〜２４の下方のそれぞれに設けている。
【００５９】
図１１（ａ）、（ｂ）のいずれの構成でも、供給する粉粒体が付着性の強いものであっても、実施例１と同様の作用により、排出を支障なく行うことができる。
【００６０】
なお、ローターの数は、２〜４個に限らず、それ以外の複数でもよい。ローターの数が何れの複数であっても、先述したブリッジ現象の発生を防止するために、複数のローターの内でケーシングの左右の内側面のそれぞれに隣接する２つのローターの回転方向は、実施例１のローター２、２’と同様の回転方向とする。すなわち、それぞれのローターの羽根が、ローターの回転軸より上側では、それぞれ隣接するケーシング内側面から離間する方向に移動する回転方向とする。
【００６１】
また、ローターの数が偶数の場合は、隣り合うローターどうしの全部において回転方向が互いに逆方向であるものとする。
【実施例３】
【００６２】
実施例１の構成では、ローター２、２’、クリーニング機構４、４’は、一つの駆動モータにより駆動されていたが、図１２に示すように、ローター２、クリーニング機構４は駆動モータ１２により駆動し、ローター２’、クリーニング機構４’は、別に設けた駆動モータ１２’により駆動してもよい。この例では、ピニオンギヤ７が、チェーン１０とスプロケット９、１１を介して駆動モータ１２により回転され、ピニオンギヤ７の回転によりローターギヤ８、ローター２が回転し、クリーニング機構４が駆動される。また、ピニオンギヤ７’が、チェーン１０’とスプロケット９’、１１’を介して駆動モータ１２’により回転され、ピニオンギヤ７’の回転によりローターギヤ８’、ローター２’が回転し、クリーニング機構４’が駆動される。駆動モータ１２、１２’を同速、逆回転で、同期回転させれば、実施例１と同様な効果が得られる。
【００６３】
また、図１３は、ローターの羽根とクリーニング羽根の枚数を変えた実施例である。図１３（ａ）の実施例では、ローター２、２’の羽根は、実施例１と同様に８枚であるが、１枚のクリーニング羽根５０、５０’を軸５０ａ、５０ａ’を中心に回転させてクリーニング機構を構成している。この場合、実施例１と同様なクリーニング効果を得るために、ローター２、２’が１回転したとき、クリーニング羽根５０、５０’が８回転するようにする。
【００６４】
図１３（ｂ）の実施例では、ローター２、２’に９枚の羽根を当間隔の角度で設け、３枚のクリーニング羽根５１ｂ、５１ｂ’をそれぞれ軸５１ａ、５１ａ’を中心にして回転するクリーニング機構を設ける。この場合、実施例１と同様なクリーニング効果を得るために、ローター２、２’が１回転したとき、クリーニング羽根５１ｂ、５１ｂ’が３回転するようにする。
【００６５】
また、いずれの実施例でも、ロータリーバルブは、湿灰の他、例えば生活排水の汚泥など付着性の強い粉粒体の排出に適しているとともに、水飴などの粘性物の定量排出にも用いることができる。また、例えばパン製粉などの付着性が弱い乾燥粉体の定量排出にも用いることができるが、その場合、必要がなければ、クリーニング羽根を設けない構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  ケーシング
１ａ  粉粒体の供給口
１ｂ  粉粒体の排出口
１ｃ  正面板
１ｄ  背面板
１ｅ、１ｅ’、１ｆ、１ｆ’  側板
２、２’、２１〜２４  ローター
２ａ、２ａ’、２１ａ〜２４ａ  回転軸
２ｂ、２ｂ’、２１ｂ〜２４ｂ  羽根
３、３１〜３３  シールボス
３ａ、３ｂ  シール円弧面
４、４’、４１〜４４  クリーニング機構
４ａ、４ａ’  回転軸
５  駆動ギヤ
６  逆転ギヤ
７、７’ピニオンギヤ
８、８’ローターギヤ
９  スプロケット
１０  チェーン
１１  スプロケット
１２  駆動モータ
１３、１３’  サイドシール
１３ａ、１３ａ’  シール円弧面
１４  ボルト
１５  ギヤプレート
１６  ギヤブラケット
１７  ホッパー
１８  粉粒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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