(57)【要約】      （修正有）【課題】集塵ダストは湿り気を帯び、シール部分への付着を防止は不可能であり、摩耗やダスト層の形成によりシール性が低下し、短周期でのシール材の取り換えが必要だった。シール面にエアを吹き付けてエアパージする方法も提案されているが、シール面の外周は大きいので大量のエアを必要とする。また、シール面以外の部分は解放状態のため、パージ効果が小さくダスト付着防止は不十分であった。これらに対応し、シール面へのダストの付着の防止、かつ最小限のエアー量としたシール性能を維持する装置を提供する。【解決手段】２つのシール面１０ａ、１０ｂで構成されたシール空間１０ｃを設け、シール空間にエアを吹き込むことにより少量のエアでエアパージの効果を最大限に発揮できるようにした。また、シール面が閉じる直前にエアを吹き込むことにより、シール面の間隔が徐々に狭くなるのでパージエアの流速が上がり、ダスト清浄効果が向上した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容容器の開口部の下面に上下開口したケーシングを配設し、該ケーシングの外周縁に設けた下向きシール材とフラッパの上面外周縁に設けた上向きシール材が互いに圧接して形成する外側シール面を有するダンパー装置において、前記ケーシングの内側に円筒を設け、該円筒の先端傾斜周縁部に内側下向きシール材を設け、該内側下向きシール材と前記フラッパの上面傾斜部が圧接することにより内側シール面を形成せしめ、該内側シール面と前記外側シール面が構成するシール空間にエアを吹き込むようにしたことを特徴とするダンパー装置。
【請求項２】
前記外側シール面は前記内側シール面よりも遅れて閉になるようにするとともに、前記フラッパが閉動作終了前に前記シール空間にエア吹き込みを開始し、且つ前記フラッパが閉動作終了後にエア吹き込みを停止することを特徴とする請求項１記載のダンパー装置。
【請求項３】
エアパージ用の環状パイプを前記ダンパー装置のケーシングに鋳込んだことを特徴とする請求項１記載のダンパー装置。
【請求項４】
前記シール空間にエアを吹き込むためのノズルは、前記外側シール面に対して傾きを有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のダンパー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサイクロン式集塵機、電気集塵機などのダストを収納する収容容器に下部に配設しているダンパー装置に関するものである。ダンパー装置の役割は、負圧状態にある集塵機の収納装置からダストを連続的に排出するためのものであり、ダストの乾燥状態を維持したり、集塵機の負圧を維持したりするために厳しいシール性が要求される。本発明は特にダンパー装置のシール性向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
稼働中の集塵機内部はダストを吸引するために負圧になっている。ダンバー装置は、負圧状態のダスト収容容器から大気中にダストを排出するために使用されるためのものである。ダンバー装置は通常２重ダンバー装置として使用されることが多いが、特にシール性を要求される場合は、３重ダンバー装置が用いられている。
【０００３】
例えば、製鉄プロセスにおける焼結工程では、鉱石とコークスをエンドレスで回転しているパレット台車に積載して、パレット台車下側から大型ブロワーでエアを吸引しながら焼成して連続的に焼結鉱を生成している。パレット台車下部からは、鉱石、コークス、石灰などの微粉が大量に吸引され、電気集塵機やサイクロン集塵機で捕集されダスト収容容器に蓄積される。焼結鉱を効率的に製造するためには、パレット台車から大型ブロワーまでの負圧環境内にパレット台車上面以外からは極力外気を吸い込まないことや、長期間に渡り連続操業することが重要である。このため、ダスト収容容器に蓄積されるダストは常時連続的に排出しないとたちまちダスト収容容器が満杯となり正常な集塵機能が失われ結果的に操業停止せざるをえなくなる。このことから、２重ダンバー装置や３重ダンバー装置は、焼結本体の負圧を維持しながら連続的にダスト収容容器からダストを大気中に抜き取るのに必須の装置である。
【０００４】
焼結工程のダストは、Ｓ、ＣＬ，Ｃａ，Ｓｉ，Ａｌなどの成分を含有している。これらの酸化物の中には露天温度が高く結露しやすいものが多く存在する。そのため、ガス温度が高温でも湿り気を帯びておりダンパー装置のシール部分などに固着してシール性を阻害することがある。また、ダストを排出する際は冷たい外気と混合するためダスト温度が急激に低下し、ダスト中の酸化物が結露しやすくなりシール部分に付着する問題があった。特にダスト中のＣａＣ（酸化カルシウム）はセメントの役目をしてダストを固める性質がある。このようなダストは蒸気や電気ヒーターで加熱して乾燥させ状態を保持しなければならない。また、付着した場合は速やかに除去する必要がある。このように、焼結工程の集塵機ではダストの湿度をコントロールして、ダスト排出系のダンパー装置のシール部への付着を抑えることが極めて重要な課題である。例えば、従来の３重ダンバー装置はダスト中の湿度を除去するため、カットダンパー（１段目ダンパー装置でダスト収納容器の直下に配設している）内を６０〜８０℃に保持し、約６０〜８０秒間ダストを保温して２段目ダンパーに排出していた。そのため、カットダンパーと２段目ダンパーを同圧とするため両者の途中に均圧排出弁（均圧弁）を新たに設置して同圧とし、６０〜８０℃に保温することで１５〜１８％の湿気を３０〜５０％除去して均圧弁より外に排出していた。しかしながら、カットダンパーと２段目ダンパーのシール部分へのダスト付着は防止できていないのが現状である。
【０００５】
特開２００５−２４９１７８号広報は、本発明者の発明であるが、開閉ダンバー装置において、開口部の周縁受け座部に弾性受け座リングを設け、ダンパーの周縁部に弾性Ｏリングを設け、弾性受け座リングと弾性Ｏリングを当接させてシールし、また弾性受け座リングと弾性Oリングの当接を均一にするためにダンパーを首振り自在にした開閉ダンバー装置が提案されている。
【０００６】
特開２００６−２７５０８１号広報においては、シールパッキンに向けてパージエアを吹き付けて、シールパッキンに付着したダストを吹き飛ばすとともに乾燥させてダストを付着しにくくする方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献０１】特開２００５−２４９１７８号広報「開閉ダンバー装置」
【特許文献０２】特開２００６−２７５０８１号広報「弁装置」
【特許文献０３】特開２００１−１７９４５４号広報「セラミックス板の取り付け構造及びその方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００５−２４９１７８号広報においては、受け座リングとこれと当接するＯリングをゴム製にしているため、お互いが変形して接触するのでシール性が格段に向上した。また、ゴムにはダストが付着しにくいのでシール面へのダストの残留が少なくなりさらにシール性が向上した。しかしながら、ダストは湿り気を帯びているため完全に付着を防止することは不可能であり、経年的に摩耗やダスト層の形成により徐々にシール性は低下していた。そのため、定期的な受け座リングやＯリングの取り換えが必要であった。この改善のために、特開２００６−２７５０８１号広報においては、シール面にエアを吹き付けてエアパージするようにしているが、シール面の外周は大きいので大量のエアを必要とする。また、ノズルの背面側は解放状態にあるので、パージ用エアの大半はシール面の反対側に放出されてしまうのでパージ効果が小さくなる問題がある。また、パージのタイミングを考慮していないので、ダンパーが閉まるまでの間継続してエアを噴出しなければならないことからエアの無駄使いとなっている。
【０００９】
本発明の課題は以下である。（１）シール面にダストが付着しないようにしてシール性能を長期に渡り良好に維持する。（２）シール面にエアパージしてシール面を清浄に保つ方法に関して、最小限のエア量でしかも効率的に行う。（３）シール面の摩耗を抑制しシール性能を維持する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の解決手段は特許請求項１に示すように、収容容器の開口部の下面に上下開口したケーシングを配設し、該ケーシングの外周縁に設けた下向きシール材とフラッパの上面外周縁に設けた上向きシール材が互いに圧接して形成する外側シール面を有するダンパー装置において、前記ケーシングの内側に円筒を設け、該円筒の先端傾斜周縁部に内側下向きシール材を設け、該内側下向きシール材と前記フラッパの上面傾斜部が圧接することにより内側シール面を形成せしめ、該内側シール面と前記外側シール面が構成するシール空間にエアを吹き込むようにしたダンパー装置である。
【００１１】
第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記外側シール面は前記内側シール面よりも遅れて閉になるようにするとともに、前記外側シール面が閉動作開始後前記シール空間にエア吹き込みを開始し、且つ前記外側シール面が閉動作終了後にエア吹き込みを停止するダンパー装置である。
【００１２】
第３の解決手段は特許請求項３に示すように、エアパージ用の環状配管を前記ダンパー装置のケーシングに鋳込んだダンパー装置である。
【００１３】
第４の解決手段は特許請求項４に示すように、前記シール空間にエアを吹き込むためのノズルは、前記シール面に対して傾きを有しているダンパー装置である。
【発明の効果】
【００１４】
第１の手段による効果は以下である。（１）シール面を２重に設けて、シール面で囲まれた空間にエアを吹き込んでパージするのでエアの使用量が少なくて済む。（２）内側シール面と外側シール面からエアが吹き出すので、ダスト収容容器からのダストの侵入を防ぐとともに、外側シール面のダスト付着を吹き飛ばすことができる。（３）パージ後は、内側シール面と外側シール面で構成される空間は密閉され正圧に保持されるのでダスト収容容器からの高温エアやダストの侵入を防ぐことができる。
【００１５】
第２の手段による効果は以下である。（１）内側シール面よりも外側シール面が遅れて閉になるので、パージエアは最後まで外側シール面から吹き出しシール面の清浄性が向上する、（２）外側シール面が閉後にエアパージを停止するので、シール空間に正圧エアが封じ込められ、シール空間にダストや水分が侵入できないのでシール面を清浄に保持できる。
【００１６】
第３の手段による効果は、ケーシングを鋳物で製作する際、ケーシングに溶接する部分が減少するので、作業性が向上し割れや変形も減少し製品歩留まりが向上することである。また、溶接部分が少なるので溶接部の亀裂からのエア漏れを低減できる効果がある。
【００１７】
第４の手段による効果は、外側シール面に対して斜め方向からエアを吹き付けるので、シール空間に旋回流が発生し、外側シール面に付着したダストを万遍なく吹き飛ばす効果とシール空間内に付着・残留しているダストや湿ったエアを外に吹き飛ばすことである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】はダンパー装置の縦断面図である。
【図２】はシール部分を拡大した縦断面図である。
【図３】は外側シール面と内側シール面の閉タイミングの説明図である。
【図４】はダンパー装置を２台連結（２重ダンパー装置）した場合の部分断面図である。
【図５】はダンパー装置の横断面カ所（Ａ−Ａ断面図）を指示する図である。
【図６】はダンパー装置の横断面図（Ａ−Ａ断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態を請求項１〜請求項４及び図１、図２、図３、図４、図５、図６に基づき説明する。
【００２０】
第１の解決手段は特許請求項１に示すように、収容容器２０の開口部２１の下面に上下開口したケーシング１１を配設し、該ケーシング１１の外周縁１１ａに設けた外側下向きシール材１２とフラッパ３０の上面外周縁３０ａに設けた外側上向きシール材３１が互いに圧接して形成する外側シール面１０ａを有するダンパー装置１０において、前記ケーシング１１の内側に円筒１３を設け、該円筒１３の先端傾斜周縁部１３ａに内側下向きシール材１４を設け、該内側下向きシール材１４と前記フラッパ３０の上面傾斜部３０ｂが圧接することにより内側シール面１０ｂを形成せしめ、該内側シール面１０ｂと前記外側シール面１０ａが構成するシール空間１０ｃにエアを吹き込むようにしたダンパー装置１０である。
【００２１】
サイクロン集塵機や電気集塵機は排風機の吸引力により負圧に保持され、捕集されたダストは収容容器に蓄積される。収納容器２０の開口部２１の下面には、サイクロン集塵機や電気集塵機の内部を負圧に保持しながらダストを排出するために、２台（図４に図示）もしくは３台（図示せず）のダンパー装置１０が設置される。これは２重ダンパー装置、３重ダンパー装置と呼ばれている。本発明のダンパー装置１０はダストの収納容器２０下部やダンパー装置１０の下部に設置される。いずれの場合でもダンパー装置１０のシール機構の役割は同じである。従って、本発明のシール機構は収納容器２０や２重ダンパー装置１０、３重ダンパー装置１０のいずれにでも同様に使用できるものである。
【００２２】
外側下向きシール材１２はケーシング１１の外周縁１１ａに配設される。外側上向きシール材３１はフラッパ３０の上面外周縁３０ａに配設される。外側シール面１０ａは外側下向きシール材１２とフラッパ３０に配設した外側上向きシール材３１が圧接することにより形成される。外側下向きシール材１２や外側上向きシール材３１は、例えば特開２００５−２４９１７８号広報のように、ゴム製のシール材を用いるのがよい。ゴムには天然ゴム、合成ゴム、ウレタンゴムなどがあり、温度条件や押しつけ力により適宜選択できる。また、柔軟性を高め圧接した場合の密着力を向上させるためにゴムの中に空間を形成してもよい。図１、図２に示すように、例えば、外側下向きシール材１２には押し込み方向と同じ向きに鍔１２ａを設け、押し込みによる装着作業を容易にするとともに、定常稼働中に離脱しないようにしている。外側上向きシール材３１には嵌め込み用のＯリング状基部３１ａが付いており、押し込みによる装着作業を容易にするとともに、外側上向きシール材３１が定常稼働中に離脱しないように確実に保持している。外側上向きシール材３１や外側下向きシール材１２の固定方法はこの方法以外にも各種考えられるが、確実にシールできるとともにシール材が抜け出なければどのような固定方法でもよい。
【００２３】
内側下向きシール材１４は円筒１３の先端傾斜周縁部１３ａに配設される。内側シール面１０ｂは内側下向きシール材１４とフラッパ３０の上面傾斜部３０ｂが互いに圧接することにより形成される。内側下向きシール材１４は図１、図２のようにＯリング１４を用いてもよい。Ｏリング１４の材質は天然ゴム、合成ゴム、ウレタンゴムなどを使用できる。繰り返しの圧接により劣化しにくく弾性力があり長期に渡りシール性を維持できる材質であればよい。フラッパ３０の上面傾斜部３０ｂの内側シール面１０ｂに相当する箇所は機械仕上げをして滑らかな面にしたほうがよい。また、耐摩耗性を持たせるため硬化肉盛りや溶射やメッキをして硬度を上げるのがよい。
【００２４】
エアの圧力はケーシング１１の内径により異なるが、例えば、φ３００ｍｍ程度の場合は０．１〜１．０ＭＰａがよい。０．１ＭＰａより小さいとパージ能力が不足する。１．０ＭＰａより大きいとダストカットやジェット音の問題がある。望ましくは０．３〜０．７ＭＰａである。エアの供給方法は、例えば次のような方法がある。ケーシング１１の凹部１１ｂに薄板１５を溶接して環状管１１ｃを形成する。薄板１５に配管１６を貫通させて環状管１１ｃにエアを供給できるようにする。ケーシング１１に垂直孔１１ｄを穿孔し、止端にメクラ栓１７をする。横孔１１ｅにより垂直孔１１ｄと環状管１１ｃを連通させる。ノズル１９により垂直孔１１ｄとシール空間１０ｃを連通させる。このようなエアルートを設けることによりパージエアを確実にシール空間１０ｃに供給できる。
【００２５】
フラッパ３０の上面３０ｃには受け皿３４を設けている。受け皿３４は上部から落下してくるダストを受け止めて、フラッパ３０の上面３０ｃにダストが直接載らないようにするためのものである。ダストがフラッパ３０に直接載ると、高温のダストにより内側下向きシール材１４やフラッパ３０の上面傾斜部３０ａのシール面１０ｂを傷つける恐れがある。受け皿には摩耗を防止するためセラミックスピース３５をライニングするのがよい。ダスト温度が最大１４０℃程度になることから、セラミックスピースを接着剤で張り付けるのは剥離する危険性があるので、例えば、特開２００１−１７９４５４号広報のように、スタッド溶接した金具にセラミックスピース３６を固定する方法が安全である。
【００２６】
フラッパ３０を駆動する駆動アーム３２にはアジャストボルト３３を設けている。フラッパ３０の上面外周縁３０ａの傾きを調整して、外側シール面１０ａと内側シール面１０ｂが均一に圧接するようにするためのものである。
【００２７】
第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記外側シール面１０ａは前記内側シール面１０ｂよりも遅れて閉になるようにするとともに、前記フラッパ３０が閉動作終了前に前記シール空間１０ｃにエア吹き込みを開始し、且つ前記フラッパ３０が閉動作終了後にエア吹き込みを停止するダンパー装置１０である。
【００２８】
図４に示すように駆動アーム３２を駆動させる方法としては、エア、油圧、電動モータにより駆動されるシリンダ５０を用いることができる。パージエアは駆動アーム３２が閉動作終了前に吹き込みを開始し、閉動作終了後に吹き込みを停止する。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、内側シール面１０ｂと外側シール面１０ａが閉になる直前においては、シール空間１０ｃから流出するパージエアを最小限に抑えエアを削減するとともに、内側シール面１０ｂや外側シール面１０ａの開口部が小さいほうがエアの吹き出し力が大きくパージ効果を高めることができる。図３（Ａ）はフラッパが閉になる直前の状態を示しており、パージエアは内側シール面１０ｂと外側シール面１０ａから吹き出している。図３（Ｂ）では、すでに内側シール面１０ｂは閉になっており、パージエアは外側シール面１０ａからのみ吹き出している。このため、外側シール面１０ａのパージエアの噴出力は大きくなり、外側シール面１０ａの清浄効果が大きくなる。図３（Ｃ）では、外側シール面１０ａも閉になっており、電動バルブ１８も例えばシリンダ５０の停止信号を受けて閉となりパージエアの噴出は停止し、パージエアはシール空間１０ｃに閉じ込められ、シール空間１０ｃは正圧に保持される。シール空間１０ｃにエアが正圧状態で保持されることによりパージエア停止後もシール空間１０ｃへのダストの侵入を防ぐことができる。エアパージ開始の信号はシリンダ５０の作動信号を受け、タイマーで吹き込みタイミングを決定する方法がある。また、シリンダ５０の動きをリミットスイッチ、渦流センサー、フォトセンサーなどで直接とらえる方法がある。いずれの方法においても、外側シール面１０ａが閉になる前にエアパージするように電動バルブ１８に信号を出せればよい。パージ用のエアは乾燥剤を充填した容器（図示せず）を通すか、冷凍機（図示せず）を通して除湿したエアが望ましい。このような設備がない場合は簡易的なエア３点セット（図示せず）を通過させてドレンやダストを除去するのがよい。
【００２９】
内側シール面１０ｂは外側シール面１０ａより早く閉になるようにする。そのため、内側シール面１０ｂの内側下向きシール材１４は外側下向きシール材１２や外側上向きシール材３１よりも弾力性が大きく変形量を大きくするのがよい。
【００３０】
第３の解決手段は特許請求項３に示すように、エアパージ用の環状パイプ４０を前記ダンパー装置１０のケーシング１１に鋳込んだダンパー装置１０である。
【００３１】
ダンパー装置１０のケーシング１１は一般的に鋳造して製作する場合が多い。鋳造品への溶接はできるだけ回避するのが製品欠陥を作らないコツである。図１の方法においてはケーシング１１の凹部１１ｂに薄板１５を溶接して環状管１１ｃを形成しているがケ―シング１１の外周面を溶接しなければならないので溶接割れの恐れがある。図２ではケーシング１１を鋳造するときに、あらかじめパイプをエンドレスの輪に形成した環状パイプ４０を鋳込んでいる。鋳込んだ環状パイプ４０に複数の横孔１１ｅやノズル１９などの貫通孔を設けて、シール空間１０ｃと連通させる。この方法によれば、工程の簡素化と製品の歩留まり向上を図ることができる。
【００３２】
第４の解決手段は特許請求項４に示すように、前記シール空間１０ｃにエアを吹き込むためのノズル１９は、前記外側シール面１０ａに対して傾きを有しているダンパー装置１０である。
【００３３】
図６のように、ノズル１９は外側シール面１０ａの半径方向に対して１５度程度傾けている。ノズル１９を傾けることにより、シール空間１０ｃに旋回流を与えるのでシール空間１０ｃのダストや湿ったエアを外に吹き出すことができる。また、旋回流は外側シール面１０ａに均一にあたるので、外側シール面１０ａに付着したダストの取り残しがなくなる効果がある。またノズル１９は垂直方向に対して外側シール面１０ａを狙う方向に配設されている。外側シール面１０ａを垂直方向に対して狙うことでエアの動圧を直接外側シール面１０ａにぶつけるのでダストの除去効果が大きくなる。
【符号の説明】
【００３４】
１０：ダンパー装置（２重ダンパー装置、３重ダンパー装置）
１０ａ：外側シール面
１０ｂ：内側シール面
１０ｃ：シール空間
１１：ケーシング
１１ａ：外周縁
１１ｂ：凹部
１１ｃ：環状管
１１ｄ：垂直孔
１１ｅ：横孔
１２：外側下向きシール材
１２ａ：鍔
１３：円筒
１３ａ：先端傾斜周縁部
１４：内側下向きシール材（Ｏリング）
１５：薄板
１６：配管
１７：メクラ栓
１８：電動バルブ
１９：ノズル
２０：収納容器
２１：開口部
３０：フラッパ
３０ａ： 上面外周縁
３０ｂ：上面傾斜部
３０ｃ：上面
３１：外側上向きシール材
３１ａ：Ｏリング状基部
３２：駆動アーム
３３：アジャストボルト
３４：受け皿
３５：セラミックスピース
４０：環状パイプ
５０：シリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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