JPH072504Y2 - 密閉式ロータリーバルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えば微粉末含水ケイ酸などの微粉体，超微
粉体等の粉体が投入されるサイロ，ホッパーなどに付設
されて、粉体の空気輸送の際に必要なエアーロック機能
を発揮する密閉式ロータリーバルブに関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より、粉体を定量的あるいは自動的に供給あるいは
排出する粉体搬送系においては、エアーロックを目的と
して種々の装置が使用されている。これは粉体の輸送の
際にエアーロック機能がない場合には、正圧又は負圧時
共に空気漏れが発生し、この漏れ空気により関連する機
器，あるいは製品品質に影響が生じて安定操業への悪影
響が大きくなるからである。つまりこれらの粉体取扱い
機器においては、微細な粉体は供給，排出の際に空気を
巻込むことが避けられないので、この巻込み空気を出来
るだけ少なく押さえることが一般に空気搬送系で大きな
問題とされているのである。

このような配慮から、粉体を定量的にあるいは自動的に
取扱う粉体搬送系で、例えばロータリーバルブ，ダブル
ダンパー等のエアーロック機能のある機器が使用される
場合が多い。

一般のエアーロック機能のあるロータリーバルブとして
は、普通羽根型（ローターの側板がないタイプ）と、ロ
ーター側面からの空気漏れを防止する作用を付加したシ
ュラウド羽根型とがあるが、これらのいずれの装置で
も、固定部であるケーシングと回転部であるローターと
の間の隙間の多寡が、巻込み空気量に影響することは言
うまでもない。

（考案が解決しようとする課題） ところで、近時においては取扱う粉体がますます微粉化
し、粉体の搬送，粉砕，分級，貯留等においてロータリ
ーバルブを使用した場合に、当該搬送系の途中における
密閉性が操業の安定性，製品の品質維持等へ及ぼす影響
が一層大きくなってきている。したがって、これらの装
置に付設して利用されるロータリーバルブのエアーロッ
クを向上させることの必要性もまた大きなものとなって
きている。

このようなエアーロックの機能向上を図る場合に、固定
部であるケーシングと回転部であるローターとの間の隙
間をできるだけ少なくして、巻込み空気量を少なくする
ことが第１に考えられるが、この対策によることは機械
の精度、経時的な厳密管理の難かしさ等の問題から限界
がある。

また、隙間を可及的に小さくした設計とした場合、ある
いはゴム等の弾性体を組付けてこの隙間を埋めるように
した場合には、これらの部分での接触は完全には避け難
く、これに起因して固定部あるいは回転部の摩耗が発生
するために装置の耐久性に問題があるし、更に取扱い製
品の粉体中にこの摩耗粉が混入して、場合によっては致
命的な製品の品質低下を招くという問題もある。

したがってこのようなケーシング，ローター同士の寸法
関係を極めて小さな範囲で厳格に管理することに替え
て、あらたな工夫をすることが求められている。

本考案はこのような観点からなされたものであり、その
目的は、構成部品の機械的な寸法精度の向上、厳格な管
理、隙間の微小化等の必要性を軽減させ、かつ耐久性に
優れた密閉式ロータリーバルブを提供することを目的と
する。

また本考案の他の目的は、微粉体および超微粉体の空気
搬送において、優れたエアーロック性能を発揮すること
ができる密閉式ロータリーバルブを提供するところにあ
る。

（課題を解決するための手段） 而して、かかる目的の実現のためになされた本考案より
なる密閉式ロータリーバルブの特徴は、回転軸の両端に
位置する円板状のシュラウド羽根の一対間に、該回転軸
の周方向に隔設した複数のローター羽根を架設して構成
させた回転体を、筒状のケーシング内でその筒内面に微
小な隙間を保って回転させ、該ケーシングの筒胴部上側
に設けた粉体供給口から下側に設けた粉体排出口に粉体
を搬送する密閉式ロータリーバルブにおいて、上記ロー
ター羽根およびシュラウド羽根に、回転軸内部を通した
吸気により負圧状態とされる板厚内のエア室を設けると
共に、これら各羽根の径外方向先端位置に、上記エア室
とは底板隔壁により区画されかつ径外方に開いた浅い凹
所を設け、かつこの隔壁は取扱い粉体が通過できない程
度の孔径をもつ多孔質体である焼結金属エレメントで構
成させたところにある。

上記構成において、各羽根の先端の凹所と内部のエア室
とを区画する隔壁としての多孔板は、取扱う粉体の特性
に応じたものを選択して使用することができるが、特に
焼結金属エレメントとして市販されている多孔質金属板
を好ましく使用することができる。このようなものとし
て具体的には例えば、ステンレスのSUS316L相当の過
用焼結金属エレメント（空隙率37〜43％、公称過精度
１〜120μｍ、好ましくは20〜40μm:焼結金属工業
（株）社製）を用いることができる。

本考案のローター羽根，シュラウド羽根の外周とケーシ
ングの内面との間の隙間は、取扱う粉体の特質に応じて
設計的に選択することができるが、一般的には、0.5mm
以下、好ましくは0.2〜0.3mm程度の範囲で定めることが
できる。

本考案のロータリーバルブが適用される粉体搬送系とし
ては、例えば数μｍ〜数十μｍの平均粒子径のものを取
扱う系が一般的に例示されるが、これらより粒径の大き
い粉体が対象とできることは勿論のこと、平均粒子径１
μｍ以下の微粉体についても、ステンレスのSUS316L相
当の過用焼結金属エレメントを用いた本考案のロータ
リーバルブを用いて効果を発揮する。これはかかる小さ
い粒子であっても、凝集により二次粒子化等して焼結金
属エレメントの目を通ることが阻止されて効果を発揮す
るからである。粉体の種類について例示するならば、微
粉末含水ケイ酸等の化学製品，穀類，セメント，セラミ
ックス等の比較的嵩比重の小さい粉体が主な対象として
例示される。

本考案の特に好ましい態様としては、羽根に設けたエア
室からの吸気の圧力損失をできるだけ小さくする趣旨か
ら、粉体の粒径，凝集性等の特質に合せて、粉体の通過
を阻止できる範囲で可及的に大きな孔径の多孔板を用い
ることがよく、これにより上記吸気のために使用される
真空ポンプについて容量の小さなものが選定できる。

（作用） 本考案は前記の構成をなすことによって、回転体である
ローター羽根およびシュラウド羽根の先端と、固定体で
あるケーシングの内面の間の機械的な隙間量を極端に小
さくせず、例えば0.5mm以上程度としても、これらの羽
根の先端に形成させた浅い凹所に粉体が多孔板を通した
吸気により充填され、この充填粉体が、回転体と固定体
の間の隙間を埋めるように機能し、ロータリーバルブの
粉体供給側から排出側へのシール漏れが防止されて、良
好なエアーロック作用が実現できる。

（実施例） 以下本考案を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図（ａ），（ｂ）は本考案よりなる密閉式ロータリ
ーバルブの構成概要一例を縦断面図で示したものであ
り、１は横長の円筒型をなすケーシングであり、その胴
部の上側は一部開口されてホッパー部と接続される粉体
の供給口２を形成している。３は上記粉体供給口２と対
向するようにケーシング胴部の下側に形成された粉体排
出口である。

このケーシングは、筒状の胴部の両端は端壁1a,1bによ
り閉塞されていて、この端壁1a,1bは次記する回転体の
軸受けを支持する構造としても兼用されている。

４は回転体であり、本例のこの回転体はシュラウド型ロ
ータリーバルブを構成するものとして、回転軸５、この
回転軸のケーシング内両端位置で一体回転するように軸
着された円板状のシュラウド羽根6,6、回転軸５の周方
向に隔設され、かつ一対のシュラウド羽根6,6に渡って
架設された複数のローター羽根7,7,7・・・とからなっ
ていて、これらの羽根はケーシング１の筒内面に近接対
向して回転するようになっている。すなわちシュラウド
羽根６は、その円板状の外周面がケーシング１の筒内面
に、本例では0.5mm程度の間隙を保って近接対向されて
おり、またローター羽根７も上記粉体供給，排出口の部
分を除いてケーシング１胴部の筒内面に、同様に0.5mm
程度の間隙を保って近接対向して回転するようにされて
いる。

８は回転軸５を図示しない駆動用のモーターに連係させ
る駆動力伝達用のプーリ、9,10はそれぞれ軸受けを示し
ている。

以上の構成の本例のロータリーバルブにおける特徴は、
ローター羽根７およびシュラウド羽根６がそれぞれ２枚
の板体を所定のスペースを隔てて積層一体化した構造を
していることと、これらの板体の間のスペース部分がエ
ア室6a,7aとされて、回転軸５に形成している吸気通路5
aを通して外部の負圧源に接続されていることと、更に
このエア室6a,7aは、羽根径方向先端位置に形成された
外側に開いた浅い凹所6b,7bとは、多孔板からなる隔壁
（凹所の底板）11により区画されていることにある。

これらの関係を、該当する部分を拡大して示した第２図
および第３図により説明すると、ローター羽根７および
シュラウド羽根６は、２枚の板体の積層により間にエア
室6a,7aを有するようにされていると共に、これらロー
ター羽根７およびシュラウド羽根６の先端近傍には、積
層板体の間に浅い凹所6b,7bを形成するように本例では
例えばステンレス焼結金属製の多孔板隔壁11が固定され
てなっている。

このような構成により、外部の負圧源から回転軸の吸気
通路5aを通してエア室6a,7aを吸気すると、第３図に示
すように隔壁部分には外側からエア室側に向かってエア
の流れが生じ、周囲に粉体が存在する場合にはこの粉体
が凹所に入り込む。そして粉体はこの凹所の上にある程
度盛り上るようになるため、羽根が回転する際にケーシ
ング内面との間の隙間を埋めてエアシールの役目をなす
ことになる。

（考案の効果） 本考案の密閉式ロータリーバルブによれば、回転する羽
根の先端に形成させた凹所に粉体が吸引充填され、しか
もこれが羽根先端から若干盛り上った状態となることか
ら、回転部の羽根の先端と、固定部であるケーシングの
内面との間をこの粉体で埋め、良好なエアーロック状態
を保持しながらこれを運転できるという効果が得られ
る。

また従来この隙間を可及的に小さくした設計とした場
合、あるいはゴム等の弾性体を組付けた場合には、避け
難い接触に起因して固定部あるいは回転部の摩耗が発生
し、装置の耐久性に問題がある他、取扱い製品の粉体中
に摩耗粉が混入する結果、場合によっては致命的な製品
の品質低下の問題を招くが、本考案によれば、機械的な
装置の隙間を埋めるものが取扱い粉体自身であるため
に、機械的部分の摩耗もなく、製品への異物混入の虞れ
も全くないという優れた利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図（ａ），（ｂ）は本考案よりなる密閉式ロー
タリーバルブの構成概要一例を示すものであり、（ａ）
図は縦断正面図、（ｂ）図は縦断側面図である。第２図
はローター羽根の側面を拡大して示した図である。第３
図は羽根の径方向先端部分を拡大して示した図である。 １…ケーシング、２…粉体供給口 ３…粉体排出口、４…回転体 ５…回転軸、5a…吸気通路 ６…シュラウド羽根、6a…エア室 6b…凹所 ７…ローター羽根、7a…エア室 7b…凹所 ８…駆動力伝達用のプーリ 9,10…軸受け、11…隔壁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸の両端に位置する円板上のシュラウ
   ド羽根の一対間に、該回転軸の周方向に隔設した複数の
   ローター羽根を架設して構成させた回転体を、筒状のケ
   ーシング内でその筒内面に微小な隙間を保って回転さ
   せ、該ケーシングの筒胴部上側に設けた粉体供給口から
   下側に設けた粉体排出口に粉体を搬送する密閉式ロータ
   リーバルブにおいて、 上記ローター羽根およびシュラウド羽根に、回転軸内部
   を通した吸気により負圧状態とされる板厚内のエア室を
   設けると共に、これら各羽根の径外方向先端位置に、上
   記エア室とは底板隔壁により区画されかつ径外方に開い
   た浅い凹所を設け、かつこの底板の隔壁は、取扱い粉体
   が通過できない程度の孔径をもつ多孔質板である焼結金
   属エレメントで構成させたことを特徴とする密閉式ロー
   タリーバルブ。