(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延在し固体が流動する流路を、流路断面積が最小になる全閉状態から、流路断面積が最大になる全開状態まで、開閉可能であって、前記流路を開く際に下側に回動する下側回動部と前記流路を開く際に上側に回動する上側回動部とを有する弁体を備えるバタフライバルブの、上側に配置され、
前記全閉状態において、前記上側回動部の少なくとも一部を上側から覆い、前記上側回動部よりも、前記下側回動部に、より多量の前記固体を案内するガイド部材を備え、
前記ガイド部材の下縁と、前記上側回動部の外縁と、は相似形を呈しており、
前記全開状態において、前記ガイド部材の下縁と、前記上側回動部の外縁と、の間には、隙間が区画されている流動方向ガイド機構。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記全開状態に切り替わる際に前記上側回動部が衝突すると共に、前記全開状態における前記上側回動部の位置を規制する全開位置規制部を有する請求項１に記載の流動方向ガイド機構。
【請求項３】
前記ガイド部材は、前記全閉状態において、前記上側回動部から前記下側回動部に向かって下側に傾斜する傾斜部を有し、
前記流路の延在方向に対する前記傾斜部の傾斜角度は、６０°以下である請求項１または請求項２に記載の流動方向ガイド機構。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の流動方向ガイド機構と、
前記流動方向ガイド機構の下側に配置されるバタフライバルブと、
を備える固体用バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バタフライバルブに対する固体の流動方向を制御する流動方向ガイド機構および固体用バルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、セメント計量装置が開示されている。セメント計量装置は、セメント計量槽と、バタフライバルブと、を備えている。セメント計量槽の下端には、放出口が開設されている。バタフライバルブは、当該放出口に配置されている。バタフライバルブは、弁体と弁軸とを備えている。弁体は、弁軸を挟んで、半円板状の下側回動部と、半円板状の上側回動部と、を有している。弁体を回動させることにより、放出口を開閉することができる。放出口を開く際、下側回動部は下側に、上側回動部は上側に、各々回動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放出口が完全に閉じられた全閉状態において、セメントは、弁体上面の全体に堆積してしまう。すなわち、セメントは、下側回動部のみならず、上側回動部にも、堆積してしまう。このため、放出口を開く際、上側回動部に堆積したセメントを押し上げながら、弁体を回動させる必要がある。したがって、弁体の回動抵抗が大きくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、流路を開く際のバタフライバルブの弁体の回動抵抗を小さくすることが可能な、流動方向ガイド機構および固体用バルブ装置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】
【０００６】
（１）上記課題を解決するため、本発明の流動方向ガイド機構は、上下方向に延在し固体が流動する流路を、流路断面積が最小になる全閉状態から、流路断面積が最大になる全開状態まで、開閉可能であって、前記流路を開く際に下側に回動する下側回動部と前記流路を開く際に上側に回動する上側回動部とを有する弁体を備えるバタフライバルブの、上側に配置され、前記全閉状態において、前記上側回動部の少なくとも一部を上側から覆い、前記上側回動部よりも、前記下側回動部に、より多量の前記固体を案内するガイド部材を備えることを特徴とする。ここで、「固体」には、粉体、粒体、塊状体などが含まれる。
【０００７】
流路は、上下方向に延在している。流路において、上側は固体の流動方向の上流側に、下側は固体の流動方向の下流側に、各々相当する。本発明の流動方向ガイド機構は、バタフライバルブの上側（上流側）に配置されている。バタフライバルブの弁体は、下側回動部と、上側回動部と、を備えている。流路を開く際、下側回動部は下側に、上側回動部は上側に、各々回動する。
【０００８】
本発明の流動方向ガイド機構のガイド部材は、全閉状態において、上側回動部の少なくとも一部を上側から覆っている。このため、上側回動部よりも、下側回動部に、より多量の固体が案内される。したがって、全閉状態において、上側回動部よりも、下側回動部の方が、固体の堆積量が多くなる。当該堆積量の相違により、下側回動部には、上側から下側に向かって、荷重が作用する。反対に、上側回動部には、下側から上側に向かって、荷重が作用する。よって、流路を開く際の弁体の回動抵抗を小さくすることができる。
【０００９】
また、一般的に、固体の流量制御には、ロータリーバルブが用いられる場合が多い。しかしながら、ロータリーバルブは高価である。また、ロータリーバルブは、構造が複雑である。この点、本発明の流動方向ガイド機構によると、ロータリーバルブと比較して安価なバタフライバルブを、固体の流量制御に用いることができる。このため、設備コストを削減することができる。また、本発明の流動方向ガイド機構によると、ロータリーバルブと比較して構造が簡単なバタフライバルブを、固体の流量制御に用いることができる。このため、設備のメンテナンスが簡単になる。また、既設の流路に本発明の流動方向ガイド機構を追加するだけで、弁体の回動抵抗を小さくすることができる。
【００１０】
（２）上記（１）の構成において、前記ガイド部材の下縁と、前記上側回動部の外縁と、は相似形を呈しており、前記全開状態において、前記ガイド部材の下縁と、前記上側回動部の外縁と、の間には、隙間が区画されている構成とする方がよい。
【００１１】
本構成によると、全開状態において、ガイド部材の下縁と、上側回動部の外縁と、の間に固体が詰まるのを、抑制することができる。このため、流路を閉じる際に、上側回動部が下側に回動しやすくなる。したがって、流路を閉じる際の弁体の回動抵抗を小さくすることができる。
【００１２】
（３）上記（１）の構成において、前記ガイド部材は、前記全開状態に切り替わる際に前記上側回動部が衝突すると共に、前記全開状態における前記上側回動部の位置を規制する全開位置規制部を有する構成とする方がよい。
【００１３】
本構成によると、例えば全閉状態から全開状態に切り替わる際に、上側回動部が全開位置規制部に衝突する。このため、衝突時の衝撃により、ガイド部材における固体の流動を、促進することができる。したがって、全開状態における固体の流動性を向上させることができる。また、全開状態における上側回動部の位置を、規制することができる。
【００１４】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記ガイド部材は、前記全閉状態において、前記上側回動部から前記下側回動部に向かって下側に傾斜する傾斜部を有し、前記流路の延在方向に対する前記傾斜部の傾斜角度は、６０°以下である構成とする方がよい。傾斜角度を６０°以下としたのは、６０°超過の場合、傾斜部の傾斜が緩くなり、固体の流動性が低下するからである。
【００１５】
（５）上記課題を解決するため、本発明の固体用バルブ装置は、上記（１）ないし（４）のいずれかの流動方向ガイド機構と、前記流動方向ガイド機構の下側に配置されるバタフライバルブと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
上記（１）に記載したように、本発明の固体用バルブ装置によると、流路を開く際の弁体の回動抵抗を小さくすることができる。また、本発明の固体用バルブ装置によると、安価なバタフライバルブを、固体の流量制御に用いることができる。このため、設備コストを削減することができる。また、本発明の固体用バルブ装置によると、構造が簡単なバタフライバルブを、固体の流量制御に用いることができる。このため、設備のメンテナンスが簡単になる。また、既設の流路に本発明の固体用バルブ装置を追加するだけで、弁体の回動抵抗を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、流路を開く際のバタフライバルブの弁体の回動抵抗を小さくすることが可能な、流動方向ガイド機構および固体用バルブ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一実施形態の固体用バルブ装置の透過斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面図である。
【図４】第二実施形態の固体用バルブ装置の全開状態における透過斜視図である。
【図５】（ａ）は、その他の実施形態（その１）の固体用バルブ装置の上下方向断面図である。（ｂ）は、その他の実施形態（その２）の固体用バルブ装置の上下方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の固体用バルブ装置の実施の形態について説明する。
【００２０】
＜第一実施形態＞
図１に、本実施形態の固体用バルブ装置の透過斜視図を示す。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図を示す。図３に、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面図を示す。なお、図１〜図３においては、全閉状態におけるバタフライバルブ３を実線で、全開状態におけるバタフライバルブ３（弁体３０、アーム３２、レバー３３）を一点鎖線で、各々示す。また、図２においては、ホッパー９０、アーム３２、レバー３３、ガイド孔３４を省略して示す。また、図３においては、ホッパー９０を省略して示す。
【００２１】
［ホッパー９０、第一筒部材９１、第二筒部材９２の構成］
まず、本実施形態の固体用バルブ装置１が配置されるホッパー９０、第一筒部材９１、第二筒部材９２の構成について説明する。図１〜図３に示すように、ホッパー９０は、上側から下側に向かって尖る中空の四角錐状を呈している。ホッパー９０の下端には、ホッパー下側フランジ９０１が形成されている。また、ホッパー９０の下端には、排出口９００が開設されている。ホッパー９０には、粉体Ａが貯留されている。粉体Ａは、本発明の「固体」の概念に含まれる。
【００２２】
第一筒部材９１は、ホッパー９０の下側に配置されている。第一筒部材９１は、上下方向に延在する円筒状を呈している。第一筒部材９１は、排出口９００に連なっている。第一筒部材９１の上端には、第一上側フランジ９１０が形成されている。第一上側フランジ９１０は、図示しないボルト、ナットにより、ホッパー下側フランジ９０１に固定されている。第一筒部材９１の下端には、第一下側フランジ９１１が形成されている。
【００２３】
第二筒部材９２は、第一筒部材９１の下側に配置されている。第二筒部材９２は、上下方向に延在する円筒状を呈している。第二筒部材９２の上端には、第二上側フランジ９２０が形成されている。第二上側フランジ９２０は、図示しないボルト、ナットにより、第一下側フランジ９１１に固定されている。第二筒部材９２の下端には、第二下側フランジ９２１が形成されている。第二筒部材９２の内周面の前端には、下側回動部ストッパ９２２が配置されている。第二筒部材９２の内周面の後端には、上側回動部ストッパ９２３が配置されている。
【００２４】
ホッパー９０、第一筒部材９１、第二筒部材９２の内部には、流路Ｂが区画されている。流路Ｂは、上下方向に延在している。粉体Ａは、流路Ｂを、上側（上流側）から下側（下流側）に向かって流動する。
【００２５】
［固体用バルブ装置１の構成］
次に、本実施形態の固体用バルブ装置１の構成について説明する。図１〜図３に示すように、固体用バルブ装置１は、流動方向ガイド機構２と、バタフライバルブ３と、を備えている。
【００２６】
バタフライバルブ３は、第二筒部材９２に配置されている。バタフライバルブ３は、弁体３０と、弁軸３１と、アーム３２と、レバー３３と、ガイド孔３４と、を備えている。弁軸３１は、左右方向に延在する丸棒状を呈している。弁体３０は、第二筒部材９２の内部、つまり流路Ｂに配置されている。弁体３０は、弁軸３１に取り付けられている。弁体３０は、下側回動部３００と、上側回動部３０１と、を備えている。下側回動部３００、上側回動部３０１は、各々、半円板状を呈している。全閉状態において、上側回動部３０１は、弁軸３１を挟んで、下側回動部３００の後側に配置されている。全開状態において、上側回動部３０１は、弁軸３１を挟んで、下側回動部３００の上側に配置されている。
【００２７】
図１に示すように、アーム３２は、弁軸３１の右端に取り付けられている。レバー３３は、アーム３２に取り付けられている。ガイド孔３４は、図示しないガイド部材に形成されている。ガイド孔３４は、部分円弧状を呈している。具体的には、ガイド孔３４は、右側から見て、弁軸３１を中心とする円の前下区間に、略９０°に亘って延在している。レバー３３は、ガイド孔３４を、左右方向に貫通している。レバー３３は、ガイド孔３４に沿って、略９０°に亘って移動可能である。作業者は、レバー３３を介して、手動で弁体３０を回動させる。
【００２８】
流動方向ガイド機構２は、第一筒部材９１の内部、つまり流路Ｂに配置されている。流動方向ガイド機構２は、弁体３０の上側に配置されている。流動方向ガイド機構２は、ガイド部材２０を備えている。ガイド部材２０は、傾斜部２００と、垂直部２０１と、を備えている。傾斜部２００は、平板状を呈している。全閉状態において、傾斜部２００は、上側回動部３０１の全体を、上側から覆っている。傾斜部２００は、後上側から前下側に向かって延在している。図３に示すように、上下方向に対する傾斜部２００の傾斜角度θは、４５°である。垂直部２０１は、平板状を呈している。垂直部２０１は、傾斜部２００の前下端に連なっている。垂直部２０１は、上下方向に延在している。図２に示すように、垂直部２０１の下縁には、凹部２０１ａが形成されている。凹部２０１ａは、上側に凹む部分円弧状（Ｃ字状）を呈している。凹部２０１ａは、本発明の「ガイド部材の下縁」の概念に含まれる。凹部２０１ａは、上側回動部３０１の外縁と相似形である。図３に示すように、傾斜部２００の下側かつ垂直部２０１の後側には、上側回動スペースＤが区画されている。流路Ｂを開閉する際、上側回動部３０１は、上側回動スペースＤを経由して回動する。
【００２９】
［固体用バルブ装置１の動き］
次に、本実施形態の固体用バルブ装置１の動きについて説明する。まず、全閉状態について説明する。図１〜図３に示すように、全閉状態においては、流路Ｂの流路断面積（水平方向の断面積）が最小（略０）になる。弁体３０は、水平である。図３に示すように、下側回動部ストッパ９２２は、下側回動部３００に、上側から当接している。また、上側回動部ストッパ９２３は、上側回動部３０１に、下側から当接している。また、図１に示すように、レバー３３は、ガイド孔３４の前端に当接している。
【００３０】
全閉状態においては、図１、図３に示すように、粉体Ａは、排出口９００から、弁体３０の上面に流下し、堆積する。ここで、上側回動部３０１は、上側からガイド部材２０により、覆われている。このため、上側回動部３０１の上面には、粉体Ａが堆積しにくい。また、上側回動スペースＤには、粉体Ａが進入しにくい。反対に、下側回動部３００の上面には、粉体Ａが堆積しやすい。このように、全閉状態においては、粉体Ａが、下側回動部３００の上面に、優先的に堆積する。
【００３１】
次に、全閉状態から全開状態への切替作業について説明する。切替時においては、図１に示すように、作業者が、レバー３３を、ガイド孔３４の前端から下端まで移動させる。レバー３３に連動して、弁体３０は略９０°だけ回動する。
【００３２】
上述したように、全閉状態においては、粉体Ａが、下側回動部３００の上面に、優先的に堆積している。このため、下側回動部３００には、上側から下側に向かって、荷重が作用している。反対に、上側回動部３０１には、下側から上側に向かって、荷重が作用している。したがって、流路を開く際の弁体の回動抵抗を小さくすることができる。
【００３３】
並びに、上側回動スペースＤに対する粉体Ａの進入は、抑制されている。このため、上側回動部３０１の回動が、上側回動スペースＤの粉体Ａにより、邪魔されるおそれが小さい。この点においても、流路を開く際の弁体３０の回動抵抗を小さくすることができる。よって、作業者は、小さな力で、レバー３３を移動させることができる。
【００３４】
続いて、全開状態について説明する。図１〜図３に示すように、全開状態においては、流路Ｂの流路断面積が最大になる。弁体３０は、垂直である。図１に示すように、レバー３３は、ガイド孔３４の下端に当接している。図２に示すように、凹部２０１ａと、上側回動部３０１の上縁（外縁）と、の間には、部分円弧状の隙間Ｃが区画されている。隙間Ｃの幅は、凹部２０１ａの左右方向全長に亘って、略一定である。なお、全開状態から全閉状態へ切り替える場合は、図１に示すように、作業者が、レバー３３を、ガイド孔３４の下端から前端まで移動させる。
【００３５】
［作用効果］
次に、本実施形態の固体用バルブ装置１の作用効果について説明する。図３に示すように、ガイド部材２０は、全閉状態において、上側回動部３０１の全体を上側から覆っている。このため、上側回動部３０１よりも、下側回動部３００に、より多量の粉体Ａが案内される。したがって、全閉状態において、上側回動部３０１よりも、下側回動部３００の方が、粉体Ａの堆積量が多くなる。よって、流路Ｂを開く際の弁体３０の回動抵抗を小さくすることができる。
【００３６】
また、本実施形態の固体用バルブ装置１によると、ロータリーバルブと比較して安価なバタフライバルブ３を、粉体Ａの流量制御に用いることができる。このため、設備コストを削減することができる。また、本実施形態の固体用バルブ装置１によると、ロータリーバルブと比較して構造が簡単なバタフライバルブ３を、粉体Ａの流量制御に用いることができる。このため、設備のメンテナンスが簡単になる。また、既設の流路Ｂに固体用バルブ装置１を追加するだけで、弁体３０の回動抵抗を小さくすることができる。例えば、ホッパー９０の下側に第二筒部材９２（バタフライバルブ３装着済み）が連なっている既存の設備において、ホッパー９０と第二筒部材９２との間に第一筒部材９１（流動方向ガイド機構２装着済み）を介装するだけで、弁体３０の回動抵抗を小さくすることができる。
【００３７】
また、図２に示すように、凹部２０１ａと、上側回動部３０１の上縁（外縁）と、は相似形を呈している。並びに、全開状態において、凹部２０１ａと、上側回動部３０１の上縁（外縁）と、の間には、隙間Ｃが区画されている。このため、全開状態において、凹部２０１ａと、上側回動部３０１の上縁（外縁）と、の間に粉体Ａが詰まるのを、抑制することができる。したがって、流路Ｂを閉じる際に、上側回動部３０１が下側に回動しやすくなる。よって、弁体３０の回動抵抗を小さくすることができる。
【００３８】
また、図３に示すように、上下方向（流路Ｂの延在方向）に対する傾斜部２００の傾斜角度θは、４５°（６０°以下）に設定されている。このため、粉体Ａが傾斜部２００の上面に堆積しにくい。
【００３９】
＜第二実施形態＞
本実施形態の固体用バルブ装置と、第一実施形態の固体用バルブ装置との相違点は、ガイド部材に全開位置規制部が追加配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【００４０】
図４に、本実施形態の固体用バルブ装置の全開状態における透過斜視図を示す。なお、図１と対応する部位については、同じ符号で示す。図４に示すように、垂直部２０１の前面には、全開位置規制部２０２が配置されている。全開状態において、上側回動部３０１は、全開位置規制部２０２に、後側から当接している。
【００４１】
本実施形態の固体用バルブ装置１と、第一実施形態の固体用バルブ装置とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態の固体用バルブ装置１によると、全閉状態から全開状態に切り替わる際に、上側回動部３０１が全開位置規制部２０２に衝突する。このため、衝突時の衝撃、振動により、ガイド部材２０に堆積した粉体Ａを流下させることができる。したがって、全開状態における粉体Ａの流動性を向上させることができる。
【００４２】
＜その他＞
以上、本発明の固体用バルブ装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００４３】
図５（ａ）に、その他の実施形態（その１）の固体用バルブ装置の上下方向断面図を示す。図５（ｂ）に、その他の実施形態（その２）の固体用バルブ装置の上下方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、垂直部２０１（図３参照）は配置しなくてもよい。こうすると、ガイド部材２０の構造が簡単になる。また、図５（ｂ）に示すように、第一筒部材９１の外部に、揺動軸２１を設けてもよい。そして、ガイド部材２０を、揺動軸２１を中心に、上下方向に揺動可能に配置してもよい。こうすると、傾斜角度θを調整することができる。また、ガイド部材２０に、二つの傾斜部２００ａ、２００ｂを配置してもよい。そして、傾斜部２００ｂを、傾斜部２００ａに対して、スライド可能に配置してもよい。こうすると、全閉状態における弁体３０の上面のうち、傾斜部２００ａ、２００ｂが覆う範囲、つまり粉体Ａが堆積しにくい範囲を、調整することができる。また、流路Ｂの流路断面積を調整することができる。また、傾斜角度θの異なる複数の傾斜部２００を上下方向に連設してもよい。また、傾斜部２００は、曲板状であってもよい。この場合、傾斜部２００は、上側に突出していてもよい。反対に、下側に突出していてもよい。
【００４５】
全閉状態における弁体３０の角度は、水平でなくてもよい。同様に、全開状態における弁体３０の角度は、垂直でなくてもよい。全閉状態よりも全開状態の方が、流路Ｂの流路断面積が大きければよい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、第一筒部材９１に流動方向ガイド機構２を、第二筒部材９２にバタフライバルブ３を、各々配置した。しかしながら、単一の筒部材に、流動方向ガイド機構２とバタフライバルブ３とを、一緒に配置してもよい。また、流路Ｂを流動させる固体の種類、粒径、粒度分布などは特に限定しない。粉体Ａの代わりに、粒体、塊状体、あるいはこれらの混合物などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１：固体用バルブ装置、２：流動方向ガイド機構、２０：ガイド部材、２００：傾斜部、２００ａ：傾斜部、２００ｂ：傾斜部、２０１：垂直部、２０１ａ：凹部（ガイド部材の下縁）、２０２：全開位置規制部、２１：揺動軸、３：バタフライバルブ、３０：弁体、３００：下側回動部、３０１：上側回動部、３１：弁軸、３２：アーム、３３：レバー、３４：ガイド孔、９０：ホッパー、９１：第一筒部材、９２：第二筒部材、９００：排出口、９０１：ホッパー下側フランジ、９１０：第一上側フランジ、９１１：第一下側フランジ、９２０：第二上側フランジ、９２１：第二下側フランジ、９２２：下側回動部ストッパ、９２３：上側回動部ストッパ、Ａ：粉体（固体）、Ｂ：流路、Ｃ：隙間、Ｄ：上側回動スペース、θ：傾斜角度
【図１】
0006434294.tif 000002
【図２】
0006434294.tif 000003
【図３】
0006434294.tif 000004
【図４】
0006434294.tif 000005
【図５】
0006434294.tif 000006