JPS6330691A - 流路切換可能なベンド管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、ベンド管、更に詳しくは流路切換可能なベン
ド管に関する。

〈従来技術〉 近年、石炭粉の如き粉体の移送方式として、粉体を浮遊
させて空気輸送する方式が採用されだしてきた。この種
の粉体の空気輸送は、直線状の直管及び湾曲した通常の
ベンド管、更には移送方向を切換える場合には流路切換
可能なベンド管を適宜接続し、これらの管中を通して空
気を流し、かかる空気流に乗せて粉体を浮遊状態で所要
の通り輸送するものである。流路切換可能なベンド管（
尚、本明細書においては湾曲した流路を規定する管状体
の総称として「ベンド管」という）は、一般に、チャン
バを規定する本体部と、チャンバに連通する流入流路を
規定する流入流路部と、チャンバに連通ずる流出流路を
規定する第１の流出流路部及び第２の流出流路部と、チ
ャンバ内に回転自在に配設された弁体とを備えている。

弁体には切換流路が規定され、かかる弁体は第１の位置
にあるときには上記切換流路を介して流入流路と第１の
流出流路部の流出流路とを連通し、第２の位置にあると
きには上記切換流路を介して流入流路と第２の流出流路
部の流出流路とを連通ずる。

しかし、かかる流路切換可能なベンド管を粉体の空気輸
送に用いた場合には、湾曲した切換流路を規定する弁体
に粉体による著るしい摩耗が発生し、ベンド管、特に弁
体の切換流路を規定する部位が短期間のうちに破損する
という問題があった。

更に詳述すると、ベンド管の弁体においては、流入流路
から第１の流出流路部（又は第２の流出流路部）に向っ
て流れる空気は、所要の通り湾曲せしめられた切換流路
に沿って流れるが、一方空気流に乗って搬送される粉体
は、空気の曲線運動について所要の通り曲り切れず（即
ち、切換流路に沿って流れず〉、直線状に流れて弁体の
切換流路を規定する外側部位に衝突するようになる。従
って、かかる粉体の衝突によって切換流路を規定する上
記外側部位に著るしい摩耗が発生し、この摩耗が大きく
なってベンド管、特に弁体が破損する。

〈発明の目的〉 本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主
目的は、上述した粉体による摩耗の発生を根本的に解消
して長期に渡って使用することができる、優れた流路切
換可能なベンド管を提供することである。

〈発明の要約〉 本発明によれば、チャンバを規定する本体部と、該本体
部から外方に延び且つ該チャンバに連通する流路を規定
する少なくとも３個の流路部と、該流路を切換えるため
の、該チャンバ内に配設された弁体と、を備えた流路切
換可能なベンド管において； 該流路部によって規定された該流路の各々は、夫々、横
断面形状が略円形であり、横断面積が該チャンバに向っ
て漸増している断面変化部を有する、ことを特徴とする
ベンド管が提供される。

本発明に従う上記ベンド管においては、流路部を例えば
粉体供給側に接続すると、断面変化部は横断面積が移送
方向に向って漸増する拡大部として作用し、また流路部
を例えば粉体排出側に接続すると、断面変化部は横断面
積が移送方向に向って漸減する絞り部として作用し、粉
体を含む気体流は、上記拡大部において粉粒体と分離す
ることなく流速が低下せしめられ、その後絞り部におい
て粉粒体と共に流速が元に戻り、かくして弁体の切換流
路を規定する部位における摩耗が防止でき、上述した目
的が所要の通り達成される。

〈発明の好適具体例〉 以下、本発明に従って構成された流路切換可能なベンド
管の一具体例を、添付図面を参照して説明する。

第１図において、全体を番号２で示す図示のベンド管は
本体部４を備えている。本体部４は内部に略円形のチャ
ンバ６を有し、具体例においては本体部４には、更に、
３個の接続部８ａ、８ｂ及び８ｃが一体に設けられてい
る。接続部８ａは、上記チャンバ６から外方に延びる流
路１０ａを規定し、その外側端外周にはフランジ１２ａ
が設けられている。また、接続部８ｂは、上記チャンバ
６から外方に延びる流路ｆｏｂを規定し、その外側端外
周にはフランジ１２ｂが設けられている。

具体例においては、接続部８ｂによって規定される流路
１０ｂは、接続部８ａによって規定される流路１０ａか
ら片側に約１３５’の方向に延びている。更に、接続部
８ｃは、上記チャンバ６から外方に延びる流路１０ｃを
規定し、その外側端外周にはフランジ１２Ｃが設けられ
ている。具体例においては、接続部８ｃによって規定さ
れる流路１２Ｃは、接続部８ａによって規定される流路
１２ａから他側に約１３５°の方向に延びている（第２
図も参照）。接続部８ａ、８ｂ及び８ｃによって規定さ
れる流路１０ａ、１０ｂ及び１０ｃは、横断面形状が略
円形、好ましくは具体例の如（実質上円形である。

第１図と共に第２図を参照して、上記チャンバ６内には
略ボール状の弁体１４が矢印１６　（第１図）及び矢印
１８（第２図）で示す方向に回転自在に配設されている
。かかる弁体１４には、第１図及び第２図に示す通りの
貫通孔１９が設けられ、貫通孔１９は所要の通り湾曲し
た切換流路２０を規定する。切換流路２０は、横断面形
状が略円形、好ましくは具体例の如く実質上円形であり
、具体例においてその横断面形状は全長に渡って実質上
同一である。かかる弁体１４は、例えば空圧シリンダ機
構の如きシリンダ機構の作用、或いは手動によって矢印
１６及び１８で示す方向に回動され、第１図に示す第１
の位置と第２図に示す第２の位置に選択的に位置付けら
れる。上記第１の位置にあるときには、第１図に示す通
り、切換流路２０の一端が流路１０ａに整合し、その他
端が流路１０ｂに整合し、かくして切換流路２０を介し
て流路１０ａと流路１０ｂが連通される。一方、上記第
２の位置にあるときには、第２図に示す通り、切換流路
２０の一端が流路１０Ｇに整合し、その他端が流路１０
ａに整合し、かくして切換流路２０を介して流路１０ａ
と流路１０Ｃが連通される。

再び第１図を参照して、接続部８ａには、更に、流路２
２ａを規定する管状部材２４ａが接続されている。具体
例では、管状部材２４ａの一端にフランジ２６ａが設け
られており、上記フランジ２６ａと接続部８ａのフラン
ジ１２ａとをボルト２８及びナツト３０により連結する
ことによって管状部材２４ａの一端が本体部４に所要の
通り接続されている。この管状部材２４ａの他端は粉粒
体の供給側の管（図示せず）に接続される。従って、具
体例においては、管状部材２４ａ及び本体部４の接続部
８ａは流入流路部を構成し、これらによって規定される
流路２２ａ及び１０ａは流入流路を構成する。本発明に
従うベンド管２においては、上記流入流路に関して、流
入流路は横断面積がチャンバ６に向って漸増している断
面変化部を有することが重要である。更に説明すると、
図示の具体例では、管状部材２４ａによって規定される
流路２２ａも、横断面形状が略円形、好ましくは具体例
の如く実質上円形である。そして、管状部材２４ａは供
給側に接続される上記他端から本体部４に接続された上
記一端までチャンバ６に向って略円錐状に拡っており、
これによって、この管状部材２４ａにより規定される流
路２２ａは、横断面積がチャンバ６に向って漸増せしめ
られている。

従って、具体例では、容易に理解される如く、流入流路
における管状部材２４ａによって規定される部位（流路
２２ａ）が上記断面変化部を構成し、この断面変化部は
、矢印３２で示す移送方向に向って横断面積が漸増する
故に、拡大部として作用する。拡大部として作用する流
路２２ａの横断面は、第１図に示す如く、その中心軸線
３４を中心として矢印３２で示す移送方向に所定角度で
円心円状に拡っている（上記拡大部における拡がり角θ
１については後述する）。

また、接続部８ｂには、流路２２ｂを規定する管状部材
２４ｂが接続されている。具体例では、管状部材２４ａ
と同様に、管状部材２４ｂの一端に設けられたフランジ
２６ｂと接続部８ｂのフランジ１２ｂとをボルト２８及
びナツト３０により連結することによって上記管状部材
２４ｂの一端が本体部４に所要の通り接続されている。

かかる管状部材２４ｂの他端は粉粒体の排出側の管（図
示せず）に接続される。従って、管状部材２４ｂ及び本
体部４の接続部８ｂは第１の流出流路部を構成し、これ
らによって規定される流路２２ｂ及び１０ｂは第１の流
出流路部の流出流路を構成する。更に、接続部８ｃには
、流路２２Ｃを規定する管状部材２４ｅが接続されてい
る。管状部材２４Ｃは管状部材２４ｂと実質上同一の構
成であるのが好ましく　（具体例では、管状部材２４ａ
、２４ｂ及び２４Ｃの全てが実質上同一の構成である）
、上記管状部材２４ｂと同様に、管状部材２４ｃの一端
に設けられたフランジ２６ｃと接続部８ｃのフランジ１
２ｃとをボルト２８及びナフト３０により連結すること
によって管状部材２４Ｃの一端が本体部４に接続されて
いる。かかる管状部材２４Ｃの他端は、粉粒体の他方の
排出側の管（図示せず）に接続される。従って、管状部
材２４ｃ及び本体部４の接続部８ｃは第２の流出流路部
を構成し、これらによって規定される流路２２ｃ及び１
゜Ｃは第２の流出流路部の流出流路を構成する。

本発明に従うベンド管２においては、上記流出流路に関
して、流出流路も横断面積がチャンバ６に向って漸増し
ている断面変化部を有することが重要である。更に説明
すると、図示の具体例では、管状部材２４ｂ及び２４ｃ
によって規定される流路２２ｂ及び２２ｃも、横断面形
状が略円形、好ましくは具体例の如く実質上円形である
。そして、管状部材２４ｂ及び２４ｃは、排出側に接続
される他端から本体部４に接続された一端までチャンバ
６に向って略円錐状に拡っており、これによって、管状
部材２４ｂ及び２４ｃにより規定される流路２２ｂ及び
２２ｃは、横断面積がチャンバ６に向って漸増せしめら
れている。従って、容易に理解される如く、一方の流出
流路における管状部材２４ｂによって規定される部位（
流路２２ｂ）及び他方の流出流路における管状部材２４
ｃによって規定される部位（流路２２ｃ）が、夫々、上
記断面変化部を構成し、各断面変化部は、矢印３２で示
す移送方向に向って横断面が漸減する故に、絞り部とし
て作用する。絞り部として作用する流路２２ｂ及び２２
ｃの横断面は、第１図に示す如く、その中心軸線３６　
（第１図）及び３８　（第２図）を中心として矢印３２
で示す移送方向に所定角度で同心円状に絞られている（
絞り部の絞り角θ２についても後述する）。

図示のベンド管２においては、弁体１４が上記第１の位
置にあるときには第１図に示す通り、上記流入流路部に
よって規定される流入流路の中心軸線、弁体１４に設け
られた切換流路２０の中心軸線、及び第１の流出流路部
によって規定される流出流路の中心軸線が実質上連続し
、流入流路に流入された粉粒体は弧状に片側に約１３５
６湾曲せしめられて一方の流出流路から流出され、他方
弁体１４が上記第２の位置にあるときには第２図に示す
通り、上記流入流路部によって規定される流入流路の中
心軸線、弁体１４に設けられた切換流路２０の中心軸線
、及び第２の流出流路部によって規定される流出流路の
中心軸線が実質上連続し、流入流路に流入された粉粒体
は弧状に上記片側と反対の他側に約１３５＠湾曲せしめ
られて他方の流出流路から流出される。

上述したベンド管２は、例えば配管用炭素鋼等から形成
することができ、所望により、本体部４の接続部８ａ、
８ｂ及び８ｃと管状部材２４ａ、２４ｂ及び２４ｃを一
体に形成することができる。

次いで、上述した通りの構成のベンド管２の作用効果に
ついて説明する。

弁体１４を矢印１８　（又は１６）で示す方向に回動せ
しめて上記第１の位置（又は上記第２の位置）に位置付
けると、第１図（又は第２図）に示す通り、流入流路と
第１の流出流路部（又は第２の流出流路部）の流出流路
とが弁体１４の切換流路２０を介して連通せしめられる
。

かかる状態において、矢印３２で示す如く流入流路を通
して石炭粉、研摩材の如き粉粒体を含む空気を供給する
（言い換えると、矢印３２で示す方向に流れる空気流に
乗せて粉粒体を浮遊状態で供給する）と、かかる空気流
は上記流入流路を通ってチャンバ６、従って弁体１４の
切換流路２０に送給される。流入流路を通って流れる際
には、上記拡大部においては流路２２ａの！断面積が矢
印３２で示す移送方向に漸増せしめられている故に、空
気の流速は徐々に低下せしめられ、このことに起因して
搬送体である粉粒体も搬送媒体である空気と実質上分離
することなくその速度が徐々に低下せしめられる。その
結果、弁体１４の切換流路２０を規定する部位（即ち貫
通孔１９の内周面）及びその近傍において、粉粒体は全
体にほぼ均一に弱く作用するようになる。従って、従来
、粉粒体が弁体の切換流路を規定部位（特に、湾曲した
切換流路の外側部分を規定する部位）に集中的に衝突し
、この衝突によって著るしい摩耗が発生していたが、上
述したベンド管２においては粉粒体の集中的な衝突を確
実に防止し、これによって上記摩耗の発生を根本的に解
消することができる。かかる粉粒体の流速低下は、上記
拡大部の拡がり角θＩ　（流路２２ａの中心軸線を通る
例えば横断面において、流路２２ａの一側端を規定する
内面と流路２２ａの他側端を規定する内面のなす角度）
に大きく影響を受け、上記拡がり角θ、が過剰に大きい
ときには、空気と粉粒体とが分離し、粉粒体は所謂ジェ
ット流となって弁体１４の切換流路２０を規定する部位
に衝突するようになり、一方、上記拡がり角θ１が零（
θ１＝Ｏ）であるときには、横断面積に変化がないため
に空気流の流速低下がなく、粉粒体は所定の移送速度で
弁体１４の切換流路２０を規定する部位に衝突するよう
になる。従って、上述した通りの効果、即ち空気と粉粒
体を実質上分離することなく粉粒体の移送速度をも低下
せしめるには、粉粒体の移送速度、粉粒体の粒径等によ
り幾分相違するが、上記拡がり角θ、は、一般に、零よ
り大きく且つ５０″以下（Ｏｏくθ、≦５０″）、特に
１０＠より大きく且つ３０”以下（１０”＜θ８≦３０
”）であるのが好ましい。

かくの通り切換流路２０に送給された空気流は、その後
、第１の流出流路部（又は第２の流出流路部）の流出流
路を通って第１図（又は第２図）に矢印３２で示す如く
流出される。第１の流出流路部（又は第２の流出流路部
）の流出流路を通って流れる際には、上記絞り部におい
ては流路２２ｂ（又は２２Ｃ）の横断面積が矢印３２で
示す移送方向に漸減せしめられている故に、空気流の流
速が徐々に上昇せしめられ、このことに起因して粉粒体
の速度も徐々に上昇せしめられる。その結果、空気及び
粉粒体は上記流入流路に供給された状態と実賞上同−の
状態に円滑に戻り、上記流出流路を通って所要の通り流
出される。上述した空気及び粉粒体の流れの復元は、絞
り部の絞り角θ２（流路２２ｂ（又は２２Ｃ）の中心軸
線３６（又は３８）を通る例えば横断面において、流路
２２ｂ（又は２２ｃ）の−側端を規定する内面と流路２
２ｂ（又は２２ｃ）の他側面を規定する内面のなす角度
）に大きく影響を受け、第１図に示す通り、上記絞り角
θ２を上記拡がり角θ１と実質上同一（θ、＝θ２）に
するのが好ましい。

かかるベンド管２の基本的原理は、昭和６０年３月２０
付で本出願人が提出した特願昭６０−５４３８１号の明
細書及び図面に開示されており、それ故に実験結果及び
上記実験結果に基づく詳細な考察については上記特願昭
６０−５４３８１号の明細書及び図面を参照されたい。

以上、本発明に従って構成されたベンド管の一員体例に
ついて説明したが、本発明はかかる具体例に限定される
ものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の
変形乃至修正が可能である。

例えば、具体例においては、空気を搬送媒体とする移送
に適用して説明したが、これに限定されることなく、空
気以外の気体、或いは永き如き液体を搬送媒体とする移
送にも同様に適用することができる。

また、例えば、具体例においては、弁体１４が略ボール
状であるが、これに限定されることなく、円柱状のもの
にも同様に適用することができる。

また、例えば、具体例においては、１個の流入流路に対
して２個の流出流路が設けられているが、これとは反対
に、管状部材２４ｂ及び２４ｃを別個の供給側に接続し
、２個の流入流路からの空気流を選択的に流出流路を通
して送給するようにすることもできる。かかる場合には
、接続部８ｂ及び管状部材２４ｂが第１の流入流路部を
構成し、接続部８ｃ及び管状部材２４ｃが第２の流入流
路部を構成し、接続部８ａ及び管状部材２４ａが流出流
路部を構成する。

更に、例えば、具体例においては、１個の流入流路と２
個の流出流路を備えているが、これ以外の例えば１個の
流入流路と３個の流出流路を備えるもの等にも同様に適
用することができる。

更に、また、ベンド管の耐摩耗性を一層向上させるため
に、必要に応じて、ベンド管の所望個所（特に弁体１４
の切換流路２０を規定する部位の内面）に耐摩耗性に優
れた材料、例えばセラミックのライニングを施してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成されたベンド管の一興体
例における弁体が第１の位置にあるときの状態を示す横
断面図。 第２図は、第１図のベンド管における弁体が第２の位置
にあるときの状態を示す横断面図。 ２・・・・・・ベンド管 ４・・・・・・本体部 ６・・・・・・チャンバ １４・・・・・・弁体 ２０・・・・・・切換流路 ２２ａ・・・・・・流路（拡大部） ２２ｂ及び２２ｃ・・・・・・流路（絞り部）２４ａ、
２４ｂ及び２４Ｃ・・・・・・管状部材３２・・・・・
・移送方向 特許出願人　堀　　　井　　　清　　　之−〇１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、チャンバを規定する本体部と、該本体部から外方へ
   延び且つ該チャンバに連通する流路を規定する少なくと
   も３個の流路部と、該流路を切換えるための、該チャン
   バ内に配設された弁体と、を備えた流路切換可能なベン
   ド管において； 該流路部によって規定された該流路の各々は、夫々、横
   断面形状が略円形であり、横断面積が該チャンバに向っ
   て漸増している断面変化部を有する、ことを特徴とする
   ベンド管。 ２、該本体部には、該チャンバに連通する流入流路を規
   定する流入流路部と、該チャンバに連通する流出流路を
   規定する第１の流出流路部及び第２の流出流路部とが設
   けられており、該弁体は、第１の位置にあるときには該
   流入流路と該第１の流出流路部の該流出流路を連通し、
   第２の位置にあるときには該流入流路と該第２の流出流
   路部の該流出流路を連通し、該流入流路の該断面変化部
   は、横断面積が移送方向に向って漸増する拡大部として
   作用し、該第１の流出流路部及び該第２の流出流路部の
   該流出流路は、横断面積が該移送方向に向って漸減する
   絞り部として作用する、特許請求の範囲第１項記載のベ
   ンド管。 ３、該弁体には、該第１の位置にあるときには該流入流
   路と該第１の流出流路部の該流出流路を連通すると共に
   該第２の位置にあるときには該流入流路と該第２の流出
   流路部の該流出流路を連通する切換流路が規定されてお
   り、該切換流路は横断面形状が略円形であると共に全長
   に渡って実質上同一である、特許請求の範囲第２項記載
   のベンド管。 ４、該流入流路の該拡大部の横断面は、その中心軸線を
   中心として該移送方向に実質上同心円状に拡っている、
   特許請求の範囲第２項又は第３項記載のベンド管。 ５、該流入流路の該拡大部の拡がり角θ＿１は、 ０°＜θ＿１≦５０° である、特許請求の範囲第２項から第４項までのいずれ
   かに記載のベンド管。 ６、該流入流路の該拡大部の該拡がり角θ＿１は、 １０°＜θ＿１≦３０° である、特許請求の範囲第５項記載のベンド管。 ７、該第１の流出流路部及び該第２の流出流路部におけ
   る該流出流路の該絞り部の横断面は、その中心軸線を中
   心として該移送方向に実質上同心円状に絞られている、
   特許請求の範囲第２項から第６項までのいずれかに記載
   のベンド管。 ８、該第１の流出流路部及び該第２の流出流路部におけ
   る該流出流路の該絞り部は、実質上同一の形状である、
   特許請求の範囲第７項記載のベンド管。 ９、該本体部には、該チャンバに連通する流入流路を規
   定する第１の流入流路部及び第２の流入流路部と、該チ
   ャンバに連通する流出流路を規定する流出流路部とが設
   けられており、該弁体は、第１の位置にあるときには該
   第１の流入流路部の該流入流路と該流出流路を連通し、
   第２の位置にあるときには該第２の流入流路部の該流入
   流路と該流出流路を連通し、該第１の流入流路部及び該
   第２の流入流路部における該流入流路の該断面変化部は
   、横断面積が移送方向に向って漸増する拡大部として作
   用し、該流出流路の該断面変化部は、横断面積が該移送
   方向に向って漸減する絞り部として作用する、特許請求
   の範囲第１項記載のベンド管。