(57)【要約】【課題】高温の排気に曝される環境においても長期使用可能な排気ダンパを提供する。【解決手段】矩形のフレーム（２１）と、回動軸（２３）に固定された、前記フレーム（２１）の開口を閉塞可能な形状を有するダンパ羽根（２５）とを備える排気ダンパ（１）において、前記ダンパ羽根（２５）の両端と、前記フレーム（２１）の内側部（２１ｄ）との間にクリアランス（Ｃ）を形成する。前記回動軸（２３）の一端が、軸受（３１）によって軸心方向に摺動可能に支持されていてもよい。前記フレーム（２１）の内側面（２１ｃ）に取り付けられた補強部材（４３）にスリット（５３）が形成されていてもよい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側の開口が排気の通路を形成するフレームと、
回動軸に固定された、前記フレームの開口を閉塞可能な形状を有するダンパ羽根と、
を備え、
前記ダンパ羽根の軸心方向の両端と、これら両端に対向する前記フレームの内側部との間にクリアランスが形成されている、
排気ダンパ。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ダンパにおいて、さらに、前記ダンパ羽根の回動軸をその両端部において前記フレームに回転可能に支持する軸受を備え、前記回動軸の一端が、前記軸受によって軸心方向に摺動可能に支持されている排気ダンパ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排気ダンパにおいて、前記フレームの内側面における少なくとも前記回動軸が挿通される部分に取り付けられた補強部材にスリットが形成されている排気ダンパ。
【請求項４】
請求項３に記載の排気ダンパにおいて、互いに平行に配置された複数の前記ダンパ羽根を備え、
前記補強部材が、前記フレームの内側面における複数の前記ダンパ羽根の回動軸が挿通される部分に渡って設けられており、
前記補強部材における、隣接する前記ダンパ羽根の間の各位置に前記スリットが形成されている、
排気ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン排気のような高温の排気の排出口を開閉する排気ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震や台風などによって商用電源が使用できなくなった非常時用の発電装置として、ガスタービンエンジンを駆動源とするガスタービン発電装置が一般的に用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
上述のようなガスタービン発電装置が設置される発電装置室の区画壁には、通常、ガスタービンエンジンの動作に必要な吸排気を行うための吸気口や排気口が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７５６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
地震や台風などの非常時には、発電装置室内で火災が発生することが想定される。その場合に吸排気口から室外への延焼を防止するために、吸排気口を開閉するダンパを設け、火災発生時にダンパ閉じるように構成することが有効であると考えられる。しかし、ガスタービンエンジンからの排気は、例えば６００〜７００°程度の高温に達する。このため、ガスタービンエンジンの排気に常に曝される排気ダンパの構成部品が熱伸びすることにより、開閉動作や閉じたときの密閉性に支障が生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、高温の排気に曝される環境においても長期使用可能な排気ダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するために、本発明に係る排気ダンパは、
内側の開口が排気の通路を形成するフレームと、
回動軸に固定された、前記フレームの開口を閉塞可能な形状を有するダンパ羽根と、
を備え、
前記ダンパ羽根の軸心方向の両端と、これら両端に対向する前記フレームの内側部との間にクリアランスが形成されている。
なお、本明細書において、「閉塞可能」には、フレームの開口が物理的に完全に閉塞される場合のみならず、排気に対してフレームとダンパ羽根との間の実質的な密閉を確保できる程度の隙間が存する場合をも含む。
【０００８】
この構成によれば、ダンパ羽根と、フレーム側のダンパ羽根に最も近接する部分である内側部との間形成されたクリアランスによって、ダンパ羽根の軸心方向の熱伸びが吸収されるので、高温の排気に曝される環境においても排気ダンパを長期間安定的に動作させることができる。
【０００９】
本発明の一実施形態において、さらに、前記ダンパ羽根の回動軸をその両端部において前記フレームに回転可能に支持する軸受を備え、前記回動軸の一端が、前記軸受によって軸心方向に摺動可能に支持されていてもよい。この構成によれば、ダンパ羽根を回動させる回動軸の熱伸びを上記軸受の摺動によって吸収することができる。
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記フレームの内側面における少なくとも前記回動軸が挿通される部分に取り付けられた補強部材にスリットが形成されていてもよい。排気ダンパが互いに平行に配置された複数の前記ダンパ羽根を備えている場合には、前記補強部材が、前記フレームの内側面における複数の前記ダンパ羽根の回動軸が挿通される部分に渡って設けられており、前記補強部材における、隣接する前記ダンパ羽根の間の各位置に前記スリットが形成されていてもよい。この構成によれば、スリットによってフレームの内側面に取り付けられた補強部材の熱伸びを吸収し、当該部材が熱伸びにより変形してダンパ羽根と接触することを防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明に係る排気ダンパによれば、熱伸びを吸収できる構造を有していることにより、高温の排気に曝される環境においても長期間使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気ダンパが適用されるガスタービン発電設備Ｆを示す概略図である。
【図２】図１の排気ダンパの概略構成を示す正面図である。
【図３】図２の排気ダンパを示す側面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図２のV−V線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１に、本発明の一実施形態に係る排気ダンパ１が適用される設備の一例である、ガスタービン発電設備Ｆの概略構成を示す。ガスタービン発電設備Ｆは、ガスタービン３によって発電機５を駆動することにより発電を行う設備であり、例えば、地震や台風などによって商用電源が使用できなくなった非常時用の電源として用いられる。ガスタービン発電設備Ｆが設置される発電室７には、ガスタービン３から排出される高温の排気を外部へ排出する排気口９が形成されている。排気口９の位置におけるガスタービン３からの排気Ｇの温度は、例えば６００℃〜７００℃程度である。
【００１５】
上記排気口９に排気ダンパ１が取り付けられている。排気ダンパ１は平常時には開かれて高温の排気Ｇを通過させ、発電室７内で火災のような異常が発生した場合には、延焼を防止するために閉じられる。なお、図示の例では、発電室７には、作動媒体や冷却空気としてガスタービン３に導入される空気を外部から取り入れるための給気口１１およびガスタービン３内を冷却した後の空気を外部に排出するための換気口１３が設けられており、給気口１１および換気口１３にも、それぞれ、開閉可能に動作する給気ダンパ１５、換気ダンパ１７が取り付けられている。
【００１６】
図２に示すように、排気ダンパ１は、フレーム２１と、回動軸２３に固定されたダンパ羽根２５とを備えている。フレーム２１の内側の開口が排気の通路を形成する。本実施形態では、フレーム２１は矩形状に形成されている。また、排気ダンパ１は、互いに平行に配置された複数（この例では４つ）のダンパ羽根２５を備えている。この例では、各ダンパ羽根２５は水平方向に延びるように配置されている。
【００１７】
フレーム２１の外周には、その全体に渡って、排気ダンパ１を排気口９（図１）に取り付けるためのフランジ２７が設けられている。図３に示すように、フランジ２７は、発電室７の区画壁を挟むよう２列設けられている。
【００１８】
図４に示すように、ダンパ羽根２５は、全体として概ね平板状の部材であり、その中央部２５ａが回動軸２３に固定されている。図示の例では、ダンパ羽根２５の中央部２５ａに凹部が形成され、この凹部に回動軸２３が嵌合されている。もっとも、ダンパ羽根２５を回動軸２３に取り付ける態様はこの例に限定されない。
【００１９】
ダンパ羽根２５は、フレーム２１の開口を閉塞可能な形状を有している。すなわち、図示の例では、４つのダンパ羽根２５全体でフレーム２１の矩形状の開口２１ａ（図２）を閉塞可能な形状を有している。ダンパ羽根２５の一方の面には補強リブ２９が突設されている。補強リブ２９は板状に形成されている。本実施形態では、補強リブ２９は、ダンパ羽根２５の長手方向に直交する方向に延設されている。また、図２に示すように、補強リブ２９は、ダンパ羽根２５の長手方向に等間隔に複数（図示の例では４つ）設けられている。補強リブ２９を設けることにより、ダンパ羽根２５が高温の排気に曝されることによる熱変形が抑制される。なお、補強リブ２９の態様はこの例に限定されず、例えばダンパ羽根２５の両面に設けられていてもよい。また、補強リブ２９は省略してもよい。
【００２０】
各ダンパ羽根２５の回動軸２３は、その両端部２３ａ，２３ａにおいて、軸受３１によってそれぞれフレーム２１に回転可能に支持されている。以下、説明の便宜上、図における回動軸２３の左側端部を第１端部２３ａＡと呼び、右側端部を第２端部２３ａＢと呼んで区別する場合がある。同様に、回動軸２３の第１端部を支持する軸受３１を第１軸受３１Ａと呼び、第２端部を支持する軸受３１を第２軸受３１Ｂと呼んで区別する場合がある。
【００２１】
図５に示すように、本実施形態では、各軸受３１は、軸受支持台３３を介してフレーム２１の外側面２１ｂに支持されている。つまり、フレーム２１の外側面２１ｂに軸受支持台３３が固定され、軸受支持台３３の外側面３３ａに軸受３１が取付けられている。図示の例では、軸受支持台３３は固定ボルト３５およびナット３７によってフレーム２１に固定されている。回動軸２３は、フレーム２１の第１回動軸挿通孔３９および軸受支持台３３の第２回動軸挿通孔４１を通って軸受３１まで延びている。
【００２２】
フレーム２１の両内側面２１ｃ、２１ｃには、この内側面２１ｃに沿って延びる補強部材４３が取付けられている。この例では溶接によって補強部材４３がフレーム２１に取り付けられている。補強部材４３は、フレーム２１の内側面２１ｃにおける少なくとも回動軸２３が挿通される部分に設けられる。図示の例では、補強部材４３は、フレーム２１の内側面２１ｃにおける複数のダンパ羽根２５の回動軸２３が挿通される部分に渡って設けられている。補強部材４３に形成された第３回動軸挿通孔４５に回動軸２３が挿通されている。補強部材４３によって、フレーム２１における回動軸２３が挿通される部分の機械的強度が補強される。また、補強部材４３によって、フレーム２１の内側面２１ｃ側に突出する固定ボルト３５の先端部とダンパ羽根２５との干渉を避けながら、ダンパ羽根２５を閉じた状態でのダンパ羽根２５とフレーム２１との間の実質的な密閉が確保される。
【００２３】
このように構成された排気ダンパ１のダンパ羽根２５は、例えば図３に示すように、すべてのダンパ羽根２５の回動軸２３を、各々の連結片４７を介して共通の連結部材４９によって連結し、図１に示す駆動装置５１によっていずれか１つの回動軸２３を駆動することにより、同時に開閉させることができる。本実施形態では、排気ダンパ１が非常用の発電設備Ｆに用いられることを考慮し、駆動装置５１として直流式の電動モータを使用している。もっとも、ダンパ羽根２５を開閉させるための駆動機構はこの例に限定されない。
【００２４】
図５に示すように、本実施形態では、ダンパ羽根２５の軸心方向の両端２５ｂ，２５ｂと、これら両端２５ｂ，２５ｂに対向するフレーム２１の内側部２１ｄとの間にクリアランスＣが形成されている。なお、本明細書における「フレーム２１の内側部２１ｄ」とは、フレーム２１またはフレーム２１に取り付けられた部材の、ダンパ羽根２５の両端２５ｂ，２５ｂに対向する部分を指す。図示の例では、フレーム２１の内側面２１ｃに取り付けられた部材である補強部材４３の、ダンパ羽根２５の両端２５ｂ，２５ｂに対向する部分が「フレーム２１の内側部２１ｄ」となる。仮に、フレーム２１の内側面２１ｃに補強部材４３のような部材が取付けられていない場合には、フレーム２１の内側面２１ｃの、ダンパ羽根２５の両端２５ｂ，２５ｂに対向する部分が「フレーム２１の内側部２１ｄ」となる。クリアランスＣは、単にダンパ羽根２５と内側部２１ｄとの干渉を避けるための隙間ではなく、高温の排気によってもたらされるダンパ羽根２５の熱伸びを吸収することができる大きさであって、かつ、排気ダンパ１が閉じられた状態において、排気の通過が実質的に妨げられる大きさに設定されている。
【００２５】
なお、フレーム２１の内側面２１ｃに補強部材４３を取り付けることは必須ではない。また、フレーム２１の内側面２１ｃに例えば軸受３１を支持するための部材など、他の機能を有する部材を取り付けて、これを補強部材４３として兼用してもよい。いずれの場合も、ダンパ羽根２５の両端２５ｂ，２５ｂに最も近接するフレーム２１側の部分である、フレーム２１の内側部２１ｄとダンパ羽根２５との間に、クリアランスＣが形成される。
【００２６】
また、本実施形態において、回動軸２３の一端部（第２端部）２３ａＢは、第２軸受３１Ｂによって軸心方向に摺動可能に支持されている。回動軸２３の他端部（第１端部）２３ａＡは、軸心方向位置が固定された状態で第１軸受３１Ａによって支持されている。この例では、回動軸２３の、駆動装置５１に連結される側の端部と反対側の端部である第２端部２３ａＢ側が摺動可能に支持されている。回動軸２３の第１端部を摺動可能に支持する第１軸受３１Ａとしては、例えば、固体潤滑剤を用いた滑り軸受を使用することができる。もっとも第１軸受３１Ａはこれに限らず、転がり軸受であってもよい。
【００２７】
また、図４に示すように、フレーム２１の内側面２１ｃに取り付けられた部材である補強部材４３にスリット５３が形成されている。換言すれば、補強部材４３は、スリット５３を介して複数の部分に分割されている。図示の例では、補強部材４３における、隣接するダンパ羽根２５の間の各位置にスリット５３が形成されている。より具体的には、補強部材４３における、隣り合う回動軸２３の軸心間の中間点に相当する位置にスリット５３が形成されている。
【００２８】
上述したように、補強部材４３にスリット５３を形成して、補強部材４３の熱伸びを吸収することにより、補強部材４３が熱伸びにより変形してダンパ羽根２５と接触することを防止することができる。特に、補強部材４３における、隣接するダンパ羽根２５の間の各位置にスリット５３を形成することにより、補強部材４３が各ダンパ羽根２５に対応する位置を中心としてほぼ均等に熱伸びするので、補強部材４３の回動軸２３挿通孔の位置ずれが抑制される。もっとも、補強部材４３におけるスリット５３を形成する位置はこの例に限定されない。
【００２９】
以上説明した本実施形態に係る排気ダンパ１によれば、ダンパ羽根２５と、フレーム２１側のダンパ羽根２５に最も近接する部分であるフレーム２１の内側部２１ｄとの間に形成されたクリアランスＣによって、ダンパ羽根２５の軸心方向の熱伸びが吸収される。これにより、高温の排気に曝される環境においても排気ダンパ１を長期間安定的に動作させることができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、排気ダンパ１をガスタービン発電設備Ｆに適用した例について説明したが、本発明に係る排気ダンパ１は、高温排気に曝される他の用途にも適用することができる。
【００３１】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１  排気ダンパ
２１  フレーム
２１ｃ  フレームの内側面
２１ｄ  フレームの内側部
２３  回動軸
２５  ダンパ羽根
３１  軸受
４３  補強部材
５３  スリット
Ｃ  クリアランス
【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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