(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動体の流動通路に、流動体の流動方向を下方へ向けるように形成された流通穴と、
伸縮自在な弾力性を有する素材で形成され、上記流通穴と連通する連通開口を上端に有すると共に、下端に流出開口を有し、該上端が上記流動通路側に支持されて、垂下状態で設けられる中空管状のチューブと、
該チューブ内部に設けられ、重さで該チューブ内面に密着可能な弁体と、
該弁体下で上記チューブを緊縛するための緊縛部材とを備え、
該緊縛部材は、上記チューブの上記流出開口側を窄めるように封鎖し、該チューブ内面に、上記弁体の外面と密着可能な弁座を形成し、
前記弁体は、前記チューブの前記流出開口を通過する大きさであることを特徴とする重力式弁機構。
【請求項２】
流動体の流動通路に、流動体の流動方向を下方へ向けるように形成された流通穴と、
伸縮自在な弾力性を有する素材で形成され、上記流通穴と連通する連通開口を上端に有すると共に、下端に流出開口を有し、該上端が上記流動通路側に支持されて、垂下状態で設けられる中空管状のチューブと、
該チューブ内部に設けられ、重さで該チューブ内面に密着可能な弁体と、
該弁体下で上記チューブを緊縛するための緊縛部材とを備え、
該緊縛部材は、上記チューブの上記流出開口側を窄めるように封鎖し、該チューブ内面に、上記弁体の外面と密着可能な弁座を形成し、
前記弁体は、可撓性の線状材を介して、前記流動通路側に吊り下げ支持されることを特徴とする重力式弁機構。
【請求項３】
流動体の流動通路に、流動体の流動方向を下方へ向けるように形成された流通穴と、
伸縮自在な弾力性を有する素材で形成され、上記流通穴と連通する連通開口を上端に有すると共に、下端に流出開口を有し、該上端が上記流動通路側に支持されて、垂下状態で設けられる中空管状のチューブと、
該チューブ内部に設けられ、重さで該チューブ内面に密着可能な弁体と、
該弁体下で上記チューブを緊縛するための緊縛部材とを備え、
該緊縛部材は、上記チューブの上記流出開口側を窄めるように封鎖し、該チューブ内面に、上記弁体の外面と密着可能な弁座を形成し、
前記弁体を前記弁座へ向けて押圧するために、該弁体上で前記チューブを緊縛する追加の緊縛部材を備えたことを特徴とする重力式弁機構。
【請求項４】
前記弁体は球状であることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の重力式弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧を用いることなく開閉することが可能であると共に、流動体が流動する経路の寸法を大きくしても、フレキシビリティに富んだ開閉動作が可能であり、流動体の噛み込みが発生することも防止することが可能な重力式弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動体の流通経路に開閉自在に設けられ、流動体の流動を制御する弁を備えた技術として、特許文献１及び２が知られている。特許文献１の「ウオーキングビーム型加熱炉におけるスケール排出装置」は、炉床開口の下方にスケールトラフを備え、スケールトラフ中に落下したスケールをウオーキングビームの動作に応じてスクレーパで装入側に掻き出すようにしたウオーキングビーム型加熱炉において、各スケールトラフの装入側端部の底部に連通し、炉幅方向に傾斜した閉断面のスケール排出通路を設け、該スケール排出通路の傾斜方向に進む通路側面に沿った旋回流を発生する噴流ノズルをスケール排出通路に配設している。
【０００３】
特許文献１では、傾斜路として形成されたスケール排出通路の下向きに折曲された折曲端に、流動体であるスケールが溜まると開かれる排出バルブが介設されている。
【０００４】
特許文献２の「ウオーキングビーム型加熱炉におけるスケール排出装置」は、炉床に開設された可動ビームポスト貫通用の長孔に下方に垂下するスカート板を取付け、可動ビームと一体的に反復動するよう水槽を移動台上に配置し、該水槽に前記スカート板の下縁部を浸漬させて前記長孔を水封させると共に、前記スカート板の下縁部にスクレーパーを連設し、移動台の反復動に伴ない該スクレーパーが水槽内に落下しているスケールに接触し、該スケールが水槽の一端部に掻き集められるようにしたウオーキングビーム型加熱炉において、前記水槽の一端部に設けられたスケール排出管にバタフライバルブとピンチバルブとを直列に接合して構成されている、あるいは、前記水槽の一端部に設けられたスケール排出管に、所定の管長を隔てて一対のピンチバルブを直列に接合し、該一対のピンチバルブが交互に開閉し得るようにしている。
【０００５】
特許文献２では、ピンチバルブは、空気室に圧搾空気を供給すると内側のゴム管が収縮し、通路が狭小に絞られて閉鎖し得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６１−１６９１４号公報
【特許文献２】特公昭５６−４７９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、排出されるスケールが排出バルブに噛み込まれ、噛み込んだスケールによって排出バルブを閉じることができなくなってしまうおそれがあった。
【０００８】
特許文献２では、ピンチバルブを用いているが、ピンチバルブは、閉鎖状態を保持するためには、常時ゴム管に圧搾空気を掛けておく必要があって、空気圧の漏れが懸念され、漏れが生じると、ピンチバルブを閉じることができなくなるという課題があった。
【０００９】
また、スケールの排出を効率化するためにスケール排出管の口径を大きくすると、閉じ状態から広がるゴム管の伸び量を大きくしなければならず、破損のおそれがあるという課題もあった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、空気圧を用いることなく開閉することが可能であると共に、流動体が流動する経路の寸法を大きくしても、フレキシビリティに富んだ開閉動作が可能であり、流動体の噛み込みが発生することも防止することが可能な重力式弁機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる重力式弁機構は、流動体の流動通路に、流動体の流動方向を下方へ向けるように形成された流通穴と、伸縮自在な弾力性を有する素材で形成され、上記流通穴と連通する連通開口を上端に有すると共に、下端に流出開口を有し、該上端が上記流動通路側に支持されて、垂下状態で設けられる中空管状のチューブと、該チューブ内部に設けられ、重さで該チューブ内面に密着可能な弁体と、該弁体下で上記チューブを緊縛するための緊縛部材とを備え、該緊縛部材は、上記チューブの上記流出開口側を窄めるように封鎖し、該チューブ内面に、上記弁体の外面と密着可能な弁座を形成し、前記弁体は、前記チューブの前記流出開口を通過する大きさであることを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる重力式弁機構は、流動体の流動通路に、流動体の流動方向を下方へ向けるように形成された流通穴と、伸縮自在な弾力性を有する素材で形成され、上記流通穴と連通する連通開口を上端に有すると共に、下端に流出開口を有し、該上端が上記流動通路側に支持されて、垂下状態で設けられる中空管状のチューブと、該チューブ内部に設けられ、重さで該チューブ内面に密着可能な弁体と、該弁体下で上記チューブを緊縛するための緊縛部材とを備え、該緊縛部材は、上記チューブの上記流出開口側を窄めるように封鎖し、該チューブ内面に、上記弁体の外面と密着可能な弁座を形成し、前記弁体は、可撓性の線状材を介して、前記流動通路側に吊り下げ支持されることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる重力式弁機構は、流動体の流動通路に、流動体の流動方向を下方へ向けるように形成された流通穴と、伸縮自在な弾力性を有する素材で形成され、上記流通穴と連通する連通開口を上端に有すると共に、下端に流出開口を有し、該上端が上記流動通路側に支持されて、垂下状態で設けられる中空管状のチューブと、該チューブ内部に設けられ、重さで該チューブ内面に密着可能な弁体と、該弁体下で上記チューブを緊縛するための緊縛部材とを備え、該緊縛部材は、上記チューブの上記流出開口側を窄めるように封鎖し、該チューブ内面に、上記弁体の外面と密着可能な弁座を形成し、前記弁体を前記弁座へ向けて押圧するために、該弁体上で前記チューブを緊縛する追加の緊縛部材を備えたことを特徴とする。
【００１４】
前記弁体は球状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる重力式弁機構にあっては、空気圧を用いることなく開閉することができると共に、流動体が流動する経路の寸法を大きくしても、フレキシビリティに富んだ開閉動作を行うことができ、流動体の噛み込みが発生することも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る重力式弁機構の好適な一実施形態を説明する説明図であって、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）中、排出通路をＡ矢視方向から見た図、図１（Ｂ）は、弁機構が閉じている状態を示す一部破断側面図である。
【図２】図１に示した重力式弁機構の部品図である。
【図３】図１に示した弁機構が開かれた状態を示す側断面図である。
【図４】本発明に係る重力式弁機構の変形例を示す一部破断側面図である。
【図５】本発明に係る重力式弁機構の他の変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかる重力式弁機構の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１〜図３には、本実施形態に係る重力式弁機構が示されている。
【００１９】
本実施形態では、重力式弁機構を備える流動通路として、ウォーキングビーム型加熱炉の水封トラフからスケールを排出する排出通路１を例示していて、流動通路を流動する流動体がスケールを含む排水Ｄである場合について、以下説明する。
【００２０】
流動体としては、スケールを含む排水Ｄに限らず、液体自体であったり、粉体や粒体など、固体であって、寄り集まると流動性を呈するものなど、流動体であればどのような様態でであってもよい。従って、液体中に、粒体などの固体を含んだものであってもよい。
【００２１】
流動通路も、排出通路１に限らず、流動体が流動状態で流動される通路であれば、供給通路や搬送通路など、通路の目的・機能は問われない。
【００２２】
図示例の排出通路１は、上向きに開放された断面Ｕ字の樋状に形成されているが、これに限らず、流動体が方向性をもって流動するものであれば、管状のものであってもよい。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る重力式弁機構を説明する説明図であって、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）中、排出通路をＡ矢視方向から見た図、図１（Ｂ）は、弁機構が閉じている状態を示す一部破断側面図である。図２は、図１に示した重力式弁機構の部品図、図３は、図１に示した弁機構が開かれた状態を示す側断面図である。
【００２４】
スケールを含む排水Ｄが流れる排出通路１には、Ｕ字の底面１ａを貫通して下向きに、排水Ｄ及びそれに含まれるスケールの流れ方向（流動方向）を下方へ向けるようにして、円形の流通穴２が形成される。流通穴２の形状は、円形に限らず、どのような形状であってもよい。
【００２５】
流通穴２の周りには、排出通路１の底面１ａから下向きに突出させて環状の鍔部３が形成される。環状の鍔部３は、排出通路１に流通穴２を形成する際の、バーリング加工などによって形成してよい。
【００２６】
本実施形態に係る重力式弁機構は、図２に示すように、チューブ４と、一例として球状もしくは球形の弁体５と、バンド状の緊縛部材６とを部品として、構成される。
【００２７】
チューブ４は、中空の管状であって、径方向及び長さ方向に伸び縮みが自在であり、荷重が除荷されれば復元性を奏する弾力性を有する素材で形成される。チューブ４は例えば、ゴムや合成樹脂材で形成される。
【００２８】
中空管状のチューブ４は、その長さ方向を上下方向として、排出通路１の流通穴２と連通されて、スケールを含む排水Ｄが流入される連通開口４ａを上端に有すると共に、下端に、連通開口４ａから流入したスケールを含む排水Ｄをチューブ４内から外方へ排出するための流出開口４ｂを有する。
【００２９】
チューブ４の内面は、その内部を流動するスケールを含む排水Ｄが流出開口４ｂから円滑に流下するように、良好な滑り性で形成されることが好ましい。
【００３０】
流通開口４ａの内径は、排出通路１に形成した環状の鍔部３の外径よりも小さく形成される。チューブ４は、その弾力性を利用して、流通開口４ａを環状鍔部３に被せることで係止され、これにより、上端が排出通路１側に支持されて、排出通路１下に垂下状態で設けられる。環状鍔部３への流通開口４ａの取り付けは、図示しないけれども、バンドなどの緊締部材を用いて固定するようにしてもよい。
【００３１】
チューブ４は図示例では、押し潰し力などの荷重が何ら作用しない状態で、内径及び外径が長さ方向に一定である中空円筒状に形成されている。チューブ４は、流動体を流動させつつ流通させることができ、かつ流通開口４ａ側の内径が流出開口４ｂ側の内径よりも大きい中空の管状であれば、内径が下方へ向けて次第に窄まる中空円錐台形状など、形態は問われない。
【００３２】
弁体５の材質は、例えば鉄などの金属製の他、ビリヤードのボールのようなプラスチック製あるいはゴム製など、どのようなものであってもよい。
【００３３】
弁体５は、チューブ４の連通開口４ａ側もしくは流出開口４ｂ側から挿入されて、チューブ４内部に設けられる。
【００３４】
弁体５については、ラグビーボールのような紡錘形の他、丸みを帯びた円盤状の碁石のような形態であってもよい。
【００３５】
弁体５は少なくとも、流出開口４ｂからチューブ４内へ挿入したり、流出開口４ｂからチューブ４外へ取り出し可能に、流出開口４ｂを通過し得る大きさ、すなわち流出開口４ｂの内径よりも小さな外形寸法で形成される。
【００３６】
弁体５は、後述するようにチューブ４の流出開口４ｂ近辺が封鎖されたときに、自重でチューブ４の内面に密着可能な重さで形成される。
【００３７】
緊縛部材６は、弁体５をチューブ４内部に設けた状態で、弁体５下でチューブ４を緊縛するために用いられる。
【００３８】
緊縛部材６は、弁体５下で、チューブ４の周囲に掛け回されて、流出開口４ｂ側を窄めるように当該チューブ４を緊縛することにより、流出開口４ｂ側を封鎖する。
【００３９】
流出開口４ｂ側を緊縛部材６で窄めることによって、チューブ４には、緊縛部材６の緊縛位置直上の内面に、弁体５の外面と密着可能な弁座７が形成される。弁座７が形成されるとき、当該弁座７に着座する弁体５の重さによって、チューブ４には伸びが生じる。
【００４０】
本実施形態に係る重力式弁機構の作用について説明すると、まず、弁体５を、例えば流出開口４ｂ側からチューブ４内部へ挿入し、その後、緊縛部材６でチューブ４を弁体５下で緊縛する。
【００４１】
これにより、緊縛部材６による緊縛作用により、チューブ４の内面には、弁体５が着座する弁座７が形成され、この弁座７に弁体５が自重で密着して弁機構が構成される。
【００４２】
排出通路１を流動して流通穴２に到達したスケールを含む排水Ｄは、排水通路１に滞留すると同時に、流通穴２で流動方向が下方に向けられて、重力の作用でチューブ４の連通開口４ａからチューブ４内に貯められる。
【００４３】
この際、排水Ｄは、密着している弁体５と弁座７との間に侵入することが妨げられ、従って排水Ｄによる浮力が弁体５を浮き上がらせるように作用することもなく、弁体５上のチューブ４内に滞留する。弁体５は、その上に貯まる排水Ｄの重量によっても、弁座７との密着度合いが高められ、弁機構のシール性能が高められる。
【００４４】
流動体であるスケールを含む排水Ｄを排出通路１からチューブ４を介して排出するとき、すなわち弁機構を開弁するときには、緊縛部材６の緊縛を解除する。緊縛を解除すると、チューブ４は、それ自身の復元作用で、中空の管状に形態が復元する。
【００４５】
チューブ４の形態が復元すると、緊縛部材６で窄められていた流出開口４ｂ側が元の内径へと大きく広がる。
【００４６】
流出開口４ｂの内径が元の寸法に戻ると、弁体５は、流出開口４ｂからチューブ４外へ落下し、これと同時に、スケールを含む排水Ｄがチューブ４内、延いては排出通路１から排出される。
【００４７】
弁機構を再度構成するときには、上記と同様にして、チューブ４の外に落下した弁体５を元に戻すようにチューブ４内部へ挿入し、弁体５下で緊縛部材６によりチューブ４を緊縛すればよい。
【００４８】
本実施形態に係る重力式弁機構にあっては、緊縛部材６を弁体５下でチューブ４に緊縛することで、流出開口４ｂ側を窄めるように封鎖し、チューブ４内面に、弁体５の外面と密着可能な弁座７を形成するようにし、これにより弁機構の閉状態を確立できると共に、緊縛部材６を解いて封鎖を解除することにより、弁機構を開状態にすることができるので、特許文献２のように、空気圧を用いることなく閉じることができ、容易な構成で確実な開閉操作を保証することができる。
【００４９】
流動体が流動するチューブ４の内径に特段の制限はなく、内径を大きくすることで、単に緊縛部材６を解けば、大きな内径の流出開口４ｂを確保できて、効率よく排水Ｄを排出することができる。
【００５０】
チューブ４は、弁機構を開状態としたときの復元時の内径を最大として、閉じ状態では窄められるので、チューブ４に過度の負荷がかかることはなく、チューブ４の破損を防止することができて、フレキシビリティに富んだ開閉動作を確保することができる。
【００５１】
弁体５は、自重でチューブ４内面に形成される弁座７に密着して着座するので、流動体が、スケールを含む排水Ｄであったり、粉体や粒体などであっても、当該流動体が弁機構に噛み込まれることを適切に防止することができ、繰り返される弁機構の開閉動作、特に閉動作の安定性を高く確保することができる。
【００５２】
弁体５には、その上から流動体の重量も作用するので、弁体５と弁座７とのシール性もきわめて高く確保することができる。
【００５３】
仮に、チューブ４の内面（弁座７）に流動体が付着しても、チューブ４は伸縮自在な弾力性を有する素材で形成されるので、流動体が付着したままで緊縛部材６によってチューブ４を緊縛してしまったり、弁体５の表面に、腐食などによって凹凸が生じてしまったとしても、十分な閉じ状態を確保することができる。
【００５４】
図４には、上記実施形態の変形例が示されている。この変形例では、弁体５を、可撓性の線状材８を介して、排出通路１側に吊り下げ支持するように構成されている。
【００５５】
この変形例によれば、弁機構を開いたときに落下し、逸失してしまうおそれのある弁体５を、保持しておくことができる。
【００５６】
可撓性の線状材８は、流動体によって損傷を受けない素材で形成され、例えば金属製のチェーンや合成樹脂製の紐などであってよい。図示例では、線状材８の一端が弁体５に連結され、他端が排出通路１の内壁１ｂに連結されている。線状材８の他端の連結は、適宜な位置（例えば、図中、Ｐで示す連結位置）に設定すればよい。
【００５７】
線状材８の長さＬｂは、弁機構が開いたときに、弁体５がチューブ４内や流出開口４ｂ近辺に位置してしまって、流出開口４ｂからの流動体の排出を妨げることがないように、すなわち、弁体５がチューブ４よりも下方の位置で支持されるように、少なくとも線状材８の連結位置Ｐから、チューブ４が開放されたときの下端部までの長さＬａよりも長く設定される。
【００５８】
このような変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。
【００５９】
図５には、上記実施形態の他の変形例が示されている。この変形例では、チューブ４内に設けられる弁体５上でチューブ４を緊縛する追加の緊縛部材９が設けられる。
【００６０】
追加の緊縛部材９は、弁体５をチューブ４内部に挿入し、緊縛部材６により弁体５下でチューブ４を緊縛した後にチューブ４を緊縛して設けても、あるいは、弁体５をチューブ４内部に挿入する前に予めチューブ４を緊縛して設けておき、その後で、追加の緊縛部材９下のチューブ４内部へ弁体５を挿入し緊縛部材６でチューブ４を緊縛するようにしても、いずれであってもよい。
【００６１】
この追加の緊縛部材９は、弁体５が軽くてチューブ４に伸びが生じず、弁座７と弁体５の密着性を十分に確保しづらい場合などに、弁体５の弁座７に対する密着度合いを強めるように、弁体５を弁座７へ向けて押圧するために設けられる。
【００６２】
この変形例によれば、流動体が弁機構に噛み込まれることをさらに適切に防止することができる。
【００６３】
弁機構の開閉作動に際しては、緊縛部材６の緊縛及びその解除に合わせて、追加の緊縛部材９を緊縛したり解除すればよい。
【００６４】
このような変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。
【符号の説明】
【００６５】
１  排出通路
１ａ  排出通路の底面
１ｂ  排出通路の内壁
２  流通穴
３  鍔部
４  チューブ
４ａ  連通開口
４ｂ  流出開口
５  弁体
６  緊縛部材
７  弁座
８  線状材
９  追加の緊縛部材
Ｄ  スケールを含む排水
Ｌａ  線状材の連結位置からチューブが開放されたときの下端部までの長さ
Ｌｂ  線状材の長さ
Ｐ  連結位置
【要約】
【課題】空気圧を用いることなく開閉することが可能であると共に、流動体が流動する経路の寸法を大きくしても、フレキシビリティに富んだ開閉動作が可能であり、流動体の噛み込みが発生することも防止することが可能な重力式弁機構を提供する。
【解決手段】スケールを含む排水Ｄの排出通路１に、排水の流動方向を下方へ向けるように形成された流通穴２と、伸縮自在な弾力性を有する素材で形成され、流通穴と連通する連通開口４ａを上端に有すると共に、下端に流出開口４ｂを有し、上端が排水通路側に支持されて、垂下状態で設けられる中空管状のチューブ４と、チューブ内部に設けられ、重さでチューブ内面に密着可能な弁体５と、弁体下でチューブを緊縛するための緊縛部材６とを備え、緊縛部材は、チューブの流出開口側を窄めるように封鎖し、チューブ内面に、弁体の外面と密着可能な弁座７を形成する。
【選択図】図１【図１】
0006719030.tif 000002
【図２】
0006719030.tif 000003
【図３】
0006719030.tif 000004
【図４】
0006719030.tif 000005
【図５】
0006719030.tif 000006