JP2002302250A

JP2002302250A - 切替弁

Info

Publication number: JP2002302250A
Application number: JP2001107873A
Authority: JP
Inventors: Masaki Mitomo; 正喜御供; Yukio Fukushima; 幸生福島; Masaaki Miyamoto; 昌明宮本; Akitake Takahashi; 昭健高橋
Original assignee: Hitachi Plant Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2002-10-18
Also published as: US6601610B1; US20030131895A1

Abstract

(57)【要約】【課題】粉粒体を通過させた際に当該粉粒体が破砕す
るのを防止することができる切替弁を提供する。【解決手段】第２輸送管２０と第２貯蔵タンクとの間
に切替弁２８を取り付ける。そして切替弁２８の弁体４
０を回転させ、第２管路４８を形成すれば、米４１は第
２管路４８を通じて第２貯蔵タンクへと貯蔵される。こ
の際、米４１は管路内壁に衝突するが、衝突角度が５゜
以上、３０゜以下に設定されているので、前記米４１の
破砕率を最小限に抑えることができる。また貯蔵が不要
な際は、弁体４０を回転させ第１管路４４を形成し、米
４１を直通させればよい。そして導入口３２には縮径用
斜面３２ａを設け、第１および第２排出口の開口縁部に
はコーナ部３３を設けたことから、米４１がケーシング
部３８と弁体４０との間を通過しても、前記米４１が損
傷するのを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切替弁に係り、特
に配管内に圧縮空気を導入し米等の粉粒体を輸送するの
に好適な切替弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、精米工場や米飯工場などにおいて
は、通常、納入された粉粒体となる米をバケットコンベ
ア、リフト、水平ベルトコンベア等の輸送装置を用い
て、機器間の輸送を行うようにしている。

【０００３】しかし上述した輸送装置では、バケットや
ベルト、駆動用モータ等が必要となり、前記装置が大型
化してしまい、組み立てや設置が非常に困難なものとな
っていた。さらにこれら輸送装置では、コンベアの隙間
部分に糠が残留してしまうため、カビなどの微生物が発
生したり、このカビを食する昆虫等が集まり、米や米飯
の商品価値を失わせるおそれがあった。そしてこのよう
な問題を解決するために前記輸送装置を頻繁に分解し、
清掃を行う必要があり、メンテナンスコストが高騰して
しまうという問題が生じていた。

【０００４】このような問題から、特開平７−３３０１
５１号公報や、特開平２−５６２５５号公報、および特
開昭５２−２０５８２号公報に示されるように、空気を
用いて米を輸送する方法が知られている。これらの方法
はブロワやコンプレッサを用いて送気流を管内に発生さ
せ、前記送気流によって米の輸送を行うものである。そ
してこのような空気輸送を用いるようにすれば、外部か
ら遮断された管内で米と空気の輸送が行われるため、糠
が途中で残留するといった問題を回避することができ
る。

【０００５】図６は、従来の輸送装置の終端側の要部拡
大図である。同図に示すように、送気流を利用した輸送
装置１の終端側では、空気輸送管２の下方に、複数の貯
蔵用タンク３が設置されており、前記空気輸送管２によ
って輸送された米４を個々の切替弁５によって特定の貯
蔵タンク３に収容できるようにしている。

【０００６】ここで切替弁５は、ケーシング６と、この
ケーシング６に回転可能に収容される弁体７とから構成
されており、空気輸送管２に対する貯蔵用タンク３への
引き出し角度は、同図に示すように僅かな角度に設定さ
れている。このため高速で移動する米４が切換弁５の内
側に衝突しても、衝突角度が浅いため米４が破砕するの
を防止するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述した従来の
切替弁では以下に示すような問題点があった。図７は、
従来の切換弁の詳細図であり、同図（１）は切換弁の全
体図を示し、同図（２）および同図（３）は、同図
（１）におけるＡ部拡大図とＢ部拡大図を示す。

【０００８】これらの図に示すように、従来の切換弁５
は、ケーシング６と弁体７とからなり、当該弁体７を回
転させることによって、ケーシング６に形成された導入
口８と排出口９に弁体７に形成された貫通穴１０を一致
させ、米４の通過を行わせている。しかしケーシング６
と弁体７とはもともと別体であるため、機械加工などに
より導入口８や排出口９と、貫通穴１０との口径に差が
生じる場合があり、同図（２）や同図（３）に示すよう
な段差（図中、寸法ｔ₁とｔ₂）に米４が衝突し、当該米
４が破砕するおそれがあった。本発明が上記従来の問題
点に着目し、粉粒体を通過させた際に当該粉粒体が破砕
するのを防止することができる切換弁を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、導入口や排出
口の開口縁部を、貫通穴に対して大径あるいは小径に設
定すれば、導入口や排出口と、貫通穴との境界部分を通
過する際に粉粒体が段差に衝突し損傷するのを防止する
ことができるという知見に基づいてなされたものであ
る。

【００１０】すなわち本発明に係る切換弁は、円筒収容
部を有したケーシングと、前記円筒収容部に回転可能に
収容され、その側面に貫通穴を有した弁体とから構成さ
れ、前記ケーシングに前記円筒収容部に貫通する導入口
と一対の排出口を設け、前記導入口に縮径用斜面を形成
し、前記導入口の開口縁部を前記貫通穴より小径に設定
するとともに、前記排出口の周面を前記円筒収容部と円
弧状に接続し、前記排出口の開口縁部を前記貫通穴より
大径に設定するよう構成した。

【００１１】そして前記縮径用斜面の傾斜は３０゜以下
であることが望ましく、さらに前記導入口と前記排出口
とを結ぶ直線のなす角が５゜以上３０゜以下になるよう
切替角を設定することが望ましい。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、弁体はケーシングに対して
回転可能に収容されている。そしてこの弁体をケーシン
グに対して回転させると、前記弁体の側面に形成された
貫通穴がケーシングに形成された導入口と排出口に一致
し、本切替弁を挿通する管路が形成される。ここで導入
口の口径は、縮径用斜面によって貫通穴より小径に設定
されているので、粉粒体がケーシングから弁体へと移動
しても、境界部分には段差が形成されることがない。こ
のため粉粒体に破砕が生じるのを防止することができ
る。なお縮径用斜面の角度を３０゜以下に設定すれば、
後述する発明者の種々の実験や検討により、粉粒体に破
砕が生じるのを一層低減させることができる。

【００１３】また排出口の周面を円筒収容部と円弧状に
接続し、前記排出口の開口端面に円弧状となるコーナを
形成する。そしてこのコーナの形成によって、前記排出
口の開口縁部を貫通穴より大径に設定すれば、粉粒体が
弁体からケーシングへと移動しても、境界部分には段差
が形成されることがない。このため粉粒体がケーシング
から弁体に移動するときと同様、粉粒体に破砕が生じる
のを防止することができる。

【００１４】なおこの状態から弁体を任意の量だけ回転
させると、ケーシングの導入口側に位置していた弁体の
開口部がケーシングの他の排出口に一致するとともに、
ケーシングの排出口側に位置していた弁体の他の開口部
がケーシングの導入口側に一致し別の管路が形成され
る。しかしこの場合においても、導入口と貫通穴、およ
び排出口と貫通穴との口径差の関係は変動しないので、
管路の変更があっても粉粒体に破砕が生じるのを防止す
ることができる。

【００１５】ところでここで一対の排出口は、導入口と
排出口とを結ぶ直線のなす角が５度以上３０度以下にな
るよう設けられているので、弁体の回転によって生じる
一対の管路のなす角も同様に設定される。ゆえに切替弁
本体を粉粒体が通過する場合では、弁体を回転させ粉粒
体が通過する管路を変更するようにしても、管路の変更
による角度変動は僅か（鋭角）となり、粉粒体がこの角
度変動によって管路内壁に衝突し、破砕するのを防止す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る穀類輸送装置
に好適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。図１は、本実施の形態に係る切替弁を使用した穀
類輸送装置の構成説明図である。同図に示すように、本
実施の形態に係る切替弁を使用した穀類輸送装置１１で
は、空気輸送をなす輸送管を直列に数段接続した形態と
なっている（図示した形態は２段）。そして同装置１０
を構成する前段側の第１輸送管１２では、その始端側端
部に送気を可能にするブロア１４が設けられ、当該ブロ
ア１４を稼働させることで、第１輸送管１２の内部に当
該第１輸送管１２の終端側に向かう送気流を発生させる
ようにしている。

【００１７】なお第１輸送管１２おいては、ブロア１４
の直後に穀類となる米を貯蔵可能とする第１貯蔵タンク
１５が複数接続されており、この第１貯蔵タンク１５か
ら米を第１輸送管１２に供給することで、前記米を第１
輸送管１２の終端方向に向かって輸送させるようにして
いる。また第１輸送管１２の終端部には、精米器１６が
備えられており、第１輸送管１２にて輸送された米を収
容タンク１８に格納するとともに、前記収容タンク１８
に格納された米の精米を行うようになっている。なお精
米器１６の下端には精米した米を第２輸送管２０の始端
側に供給するための精米供給口２２が形成されている。
また精米器１６に達するまでの第１輸送管１２の経路
は、曲率を少なくとも５００Ｒ以上に設定し（好ましく
は１０００Ｒ程度）、米を急角度で管内に衝突するのを
防止することが必要である。

【００１８】精米供給口２２が接続され、第１輸送管１
２の次段となる第２輸送管２０には、その始端端部に送
気を可能にするブロア２４が設けられており、前記ブロ
ア１４と同様、ブロア２４を稼働させることで、第２輸
送管２０の内部に当該第１輸送管２０の終端側に向かう
送気流を発生させるようにしている。また第２輸送管２
０の後端側には、精米した米を貯蔵するための第２貯蔵
タンク２６が第２輸送管２０に沿って複数設けられてお
り、前記第２貯蔵タンク２６の取り付け根元に設けられ
た切替弁２８を適宜切り換えることで、任意の第２貯蔵
タンク２６に精米処理後の米を収納できるようにしてい
る。またこれら第２貯蔵タンク２６の下方には、精米さ
れた米の供給口が形成され、第２輸送管２０の後段に続
く次段の輸送管に米を供給できるようにしている。

【００１９】ここで第２貯蔵タンク２６の取り付け根元
に設けられた切替弁２８の内部構造について説明する。
図２は、切替弁の構造を示す断面説明図である。同図に
示すように切替弁２８は、導入口３２と第１排出口３
４、第２排出口３５を有しており、前記切替弁２８の切
替稼働によって導入口３２から導入された送気流を第１
排出口３４または第２排出口３５から排出させるように
している。

【００２０】このような切替弁２８は、切替弁本体を構
成するケーシング３８と、このケーシング３８に収容さ
れる回転体となる円柱状の弁体４０とで構成されてい
る。そして切替弁本体を構成するケーシング３８の中央
部には円筒収容部４２がくり抜き形成されており、円筒
形状からなる前記弁体４０を回転可能に保持できるよう
にしている。

【００２１】ケーシング３８の外側表面からは導入口３
２と第１排出口３４とを結ぶよう、弁体４０に貫通する
貫通穴となる第１管路４４が形成されている。そして当
該第１管路４４は、直線状に切替弁本体を貫通するもの
となっている。なおこのような第１管路４４に対し、導
入口３２の内壁周面には縮径用斜面３２Ａが形成されて
おり、導入口３２の開口縁部を第１管路４４の口径より
も小径になるよう設定している（図３（２）における寸
法ｔ₃を参照）。このため切替弁の要部拡大図である図
３に示すように、ケーシング３８と弁体４０との間に粉
粒体の進行方向に段差が生じることが無くなり、このた
め切替弁２８の外部から粉粒体が進入しても、当該粉粒
体が導入口３２と第１管路４４との口径差による段差に
衝突し、破砕するのを防止することができる。なお縮径
用斜面３２Ａの傾斜角度は、後述する図４の結果から、
３０゜以下に設定することが望ましい。このように縮径
用斜面３２Ａの傾斜角度を設定すれば、粉粒体が前記縮
径用斜面３２Ａに接触しても破砕する率を低減させるこ
とができる。

【００２２】また第１排出口３４、第２排出口３５にお
いては、その周面を円筒収容部４２と円弧状のコーナ部
３３に接続し、これら排出口の開口縁部を第１管路より
大径に設定すれば（図３（３）における寸法ｔ₄を参
照）、粉粒体が弁体からケーシング側へと移動しても、
境界部分には段差が形成されることがない。このため粉
粒体がケーシングから弁体に移動するときと同様、粉粒
体に破砕が生じるのを防止することができる。ゆえに導
入口３２から送気流とともに粉粒体を導入すると、前記
第１管路４４には段差部分が存在しないことから、当該
粉粒体は切替弁２８の内部を何ら障害が無く通過するこ
とができる（粉粒体を第１排出口３４から排出すること
ができる）。

【００２３】ところで第１排出口３４と同様、ケーシン
グ３８に形成される第２排出口３５の軸心は、第１管路
４４の軸心４６が弁体４０の外形と交差する点（図中Ａ
点）を中心に、前記軸心４６を３０度回転させた位置に
形成されている。このような位置に第２排出口３５を形
成すれば、弁体４０を反時計方向に１５０度だけ回転さ
せると、導入口３２と第２排出口３５とが接続される第
２管路４８が形成され、導入口３２から送気流とともに
粉粒体を導入すると、当該粉粒体は第２管路４８を経由
して第２排出口３５より排出される。なお第２排出口３
５についても上述したように、その周面を円筒収容部４
２と円弧状に接続し、これら排出口の開口縁部を第２管
路４８より大径に設定している。このため第２管路４８
においても粉粒体がケーシングから弁体に移動するとき
と同様、粉粒体に破砕が生じるのを防止することができ
る。

【００２４】ところで弁体４０における端面からは、そ
の軸心方向に向かって図示しないアームが引き出されて
いる。そしてこのアームにはエアシリンダ等に代表され
る駆動機構（図示せず）が取り付けられており、当該駆
動機構を稼働させることで、アームを介して弁体４０を
円筒収容部４２の内部で回転させ、第１管路４４と第２
管路４８と管路切替を行えるようにしている。なお第１
管路４４と第２管路４８とのなす角度は、本実施の形態
では３０度に設定したが、この形態に限定されることも
なく、３０度以下に設定するようにしてもよい。

【００２５】図４は、衝突角度に対する米の破砕率を示
すグラフである。同図に示すように発明者は種々の実験
と検討を繰り返し、衝突角度が大きくなると（垂直面に
近づくと）、米の破砕率が上昇することを見出した（同
図では、角度によらずその衝突速度は一定に設定されて
いる）。そして米の衝突角度は、破砕による損失コスト
等を考慮し、５゜以上、３０゜以下が望ましいというこ
とを見出した。

【００２６】このように構成された穀類輸送装置１１を
用いて、第２貯蔵タンク２６に米４１を収納する手順を
説明する。まず、ブロア１４、ブロア２４を稼働させ、
第１および第２輸送管の管内に送気流を発生させ、前記
管内に投入された米４１が、送気流によって輸送される
ようにしておく。

【００２７】このように管内に送気流を発生させた後
は、任意の第１貯蔵タンク１５から米４１を第１輸送管
１２に供給する。そして第１輸送管１２に供給された米
４１は、精米器１６の収容タンク１８に一端収容され、
精米工程を経た後、前記収容タンク１８の精米供給口２
２から第２輸送管２０の管内に投入される。

【００２８】第２輸送管２０の管内に投入された米４１
は、切替弁２８へと達する。なお本実施の形態では、図
中（ｂ）に示した第２貯蔵タンク２６に米４１を貯蔵さ
せた後、図中（ｃ）に示した第２貯蔵タンク２６に米４
１を貯蔵させる手順について説明する。

【００２９】図５は、切替弁の稼働により米の輸送経路
を切り換える手順を示す断面説明図である。同図（１）
に示すように、切替弁２８ｂは第２貯蔵タンク２６ｂに
取り付けられ、切替弁２８ｃは第２貯蔵タンク２６ｃに
取り付けられている。

【００３０】まず第２貯蔵タンク２６ｂに米４１を投入
させるには、第２貯蔵タンク２６ａに取り付けられた切
替弁２８ａを、第１管路４４が形成される側に設定して
おくとともに、切替弁２８ｂを、第２管路４８が形成さ
れる側に設定しておく。このように個々の切替弁の設定
を行っておけば、第２輸送管２０に沿って上流側から輸
送された米４１が切替弁２８ａに差し掛かると、前記米
４１は第１管路４４に沿って下流側に移動することとな
り、第１貯蔵タンク２６ａ側に米４１が移動するのを防
止することができる。ここで切替弁２８ａでは、導入口
３２に縮径用斜面３２ａが形成され、一方、第１排出口
３４にはコーナ部３３が形成されている。このため米４
１が切替弁２８ａにおけるケーシング３８と弁体４０と
の間を通過しても、これらの間には段差が生じていない
ので、米４１に破砕が生じるのを防止することができ
る。

【００３１】そして切替弁２８ａを通過した米４１が、
切替弁２８ｂに達すると、当該切替弁２８ｂでは、第２
管路４８が形成される側に設定されているので、第２輸
送管２０を通過する米４１は、その全てが第２貯蔵タン
ク２６ｂ側へと移動する。なお米４１が第２貯蔵タンク
２６ｂに移動する際、直線状の第２輸送管２０（第１管
路４４）から外れることから、第２管路４８には傾斜が
発生する。しかしこの傾斜角度は３０度以下に設定され
ていることから、米４１が第２管路４８の内壁に衝突し
ても、この衝突によって破砕する割合を最小限に抑える
ことができる。また切替弁２８ｂにおいても、切替弁２
８ａと同様に、導入口３２に縮径用斜面３２ａが形成さ
れ、一方、第１排出口３４にはコーナ部３３が形成され
ているので、米４１の通過時に当該米４１が破砕するの
を防止することができるのはいうまでもない（切替弁２
８ｃも同様）。

【００３２】なお同図（２）は、第２貯蔵タンク２６ｃ
に米４１を貯蔵する場合の各切替弁の状態を示してい
る。同図（２）に示すように第２貯蔵タンク２６ｃに米
４１を貯蔵する場合には、切替弁２８ｂにおける弁体４
０を回転させ、その管路を第２管路４８から第１管路４
４に切り換えるとともに、切替弁２８ｃにおける管路を
第１管路４４から第２管路４８に切り換えればよい（切
替弁２８ｃを先に切り換えておき、その後切替弁２８ｂ
を切り換えてもよい）。

【００３３】そしてこのように切替弁２８ｂと切替弁２
８ｃの切替動作を行えば、米４１は、第２貯蔵タンク２
６ｂから第２貯蔵タンク２６ｃに貯蔵先を変更させるこ
とができるが、この切替の際においても米４１を破砕さ
せず、当該米４１を第２貯蔵タンク２６ｃに貯蔵させる
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、円
筒収容部を有したケーシングと、前記円筒収容部に回転
可能に収容され、その側面に貫通穴を有した弁体とから
構成され、前記ケーシングに前記円筒収容部に貫通する
導入口と一対の排出口を設け、前記導入口に縮径用斜面
を形成し、前記導入口の開口縁部を前記貫通穴より小径
に設定するとともに、前記排出口の周面を前記円筒収容
部と円弧状に接続し、前記排出口の開口縁部を前記貫通
穴より大径に設定したことから、粉粒体を通過させた際
に当該粉粒体が破砕するのを防止することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る切替弁を使用した穀類輸送
装置の構成説明図である。

【図２】切替弁の構造を示す断面説明図である。

【図３】切替弁の要部拡大図である。

【図４】衝突角度に対する米の破砕率を示すグラフであ
る。

【図５】切替弁の稼働により米の輸送経路を切り換える
手順を示す断面説明図である。

【図６】従来の輸送装置の終端側の要部拡大図である。

【図７】従来の切換弁の詳細図である。

【符号の説明】

１………輸送装置、２………空気輸送管、３………貯蔵
用タンク、４………米、５………切換弁、６………ケー
シング、７………弁体、８………導入口、９………排出
口、１０………貫通穴、１１………穀類輸送装置、１２
………第１輸送管、１４………ブロア、１５………第１
貯蔵タンク、１６………精米器、１８………収容タン
ク、２０………第２輸送管、２２………精米供給口、２
４………ブロア、２６………第２貯蔵タンク、２８……
…切替弁、３２………導入口、３２Ａ………縮径用斜
面、３３………コーナ部、３４………第１排出口、３５
………第２排出口、３８………ケーシング、４０………
弁体、４１………米、４２………円筒収容部、４４……
…第１管路、４６………軸心、４８………第２管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋昭健千葉県松戸市上本郷537番地株式会社日立プラント建設機電エンジニアリング内Ｆターム(参考） 3F047 AA06 AA15 BA02 BA08 CA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒収容部を有したケーシングと、前記
円筒収容部に回転可能に収容され、その側面に貫通穴を
有した弁体とから構成され、前記ケーシングに前記円筒
収容部に貫通する導入口と一対の排出口を設け、前記導
入口に縮径用斜面を形成し、前記導入口の開口縁部を前
記貫通穴より小径に設定するとともに、前記排出口の周
面を前記円筒収容部と円弧状に接続し、前記排出口の開
口縁部を前記貫通穴より大径に設定したことを特徴とす
る切換弁。
【請求項２】前記縮径用斜面の傾斜は３０゜以下であ
ることを特徴とする請求項１に記載の切換弁。
【請求項３】前記導入口と前記排出口とを結ぶ直線の
なす角が５゜以上３０゜以下になるよう切替角を設定し
たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切
換弁。