(57)【要約】【課題】原子力発電所設備における新安全基準に対応させるために、３時間耐火性能を有する空調ダクト用防火ダンパを提供する。【解決手段】筒状のケーシング２と、このケーシング２内に設けられた１又は複数のダンパー軸３，３…と、このダンパー軸３に固設されダンパ軸３の回転によって流路を開閉可能とする開閉羽根４，４…と、平常時は前記開閉羽根４を開状態に保持し、火災による温度を感知した際に前記開閉羽根４を自動的に閉動作させるダンパ自動閉止機構５とを備えた空調ダクト用防火ダン１パにおいて、前記ダンパー軸３の軸受装置６内に、ダンパー軸３の熱膨張を阻害しないためのクリアランスＡを設け、且つ前記開閉羽根４の両端部とケーシング２内面との間に隙間Ｋを設けるとともに、この隙間Ｋ部分に該隙間Ｋを塞ぐとともに、開閉羽根４が熱膨張した際に圧縮変形し得るライナー部材１０を配設する。【選択図】図１
2015114090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケーシングと、このケーシング内に設けられた１又は複数のダンパー軸と、このダンパー軸に固設されダンパ軸の回転によって流路を開閉可能とする開閉羽根と、平常時は前記開閉羽根を開状態に保持し、火災による温度を感知した際に前記開閉羽根を自動的に閉動作させるダンパ自動閉止機構とを備えた空調ダクト用防火ダンパにおいて、
前記ダンパー軸の軸受装置内に、ダンパー軸の熱膨張を阻害しないためのクリアランスを設け、且つ前記開閉羽根の両端部とケーシング内面との間に隙間を設けるとともに、この隙間部分に該隙間を塞ぐとともに、前記開閉羽根が熱膨張した際に圧縮変形し得るライナー部材を配設したことを特徴とする空調ダクト用防火ダンパ。
【請求項２】
前記軸受装置はケーシングの外部側に配設されている請求項１記載の空調ダクト用防火ダンパ。
【請求項３】
前記開閉羽根は、羽根同士が重なる側縁部分の一方を断面く字状に曲げ加工するとともに、他方を逆く字状に曲げ加工し、ダンパ作動時に、隣接する開閉羽根間で断面く字状部と逆く字状部とが重なって係合するようにしてある請求項１、２いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパ。
【請求項４】
前記ダンパ軸の軸受をセラミックス材料によって構成してある請求項１〜３いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパ。
【請求項５】
前記ケーシングは、断面矩形状又は断面円形状である請求項１〜４いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３時間耐火性能を有する空調ダクト用防火ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空調ダクトにおいては、火災時の延焼防止や熱い空気の噴出を防止するために、ダクトが防火区画を貫通する場合にダクトの中間に防火ダンパが取り付けられる。この防火ダンパとしては、従来より種々の構造のものが提案されているが、例えば、図８に示されるように、矩形状枠状のケーシング５０内に上下方向に間隔をおいて複数段に亘って可動羽根５１，５１…が設けられ、この可動羽根５１，５１…が軸芯回りに回動することにより、空気流通状態と空気流通遮断状態とに切換可能とした作動機構５２を備えた防火ダンパが市場に提供されている。前記防火ダンパの作動機構５２としては、一般的に溶融温度が調整された温度ヒューズと呼ばれる熱感知装置が取り付けられており、設定温度を超えた空気が通過すると温度ヒューズが溶けてダンパが作動し通気を遮断するようになっている。同様の構造の防火ダンパとしては、例えば下記特許文献１、２に記載のものを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平３−５６８５０号公報
【特許文献２】特開２００７−７８２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記防火ダンパは、特定防火設備として設置される場合は、要求耐火時間は１時間（平成１２年建設省告示第１３６９号）とされているが、近年、原子力発電所設備における新安全基準では、「原子炉の高温停止及び低温停止に係る安全機能を有する構造物、系統及び機器を設置する火災区域については、３時間以上の耐火能力を有する耐火壁によって他の火災区域から分離すること」及び「放射性物質の貯蔵又は閉じ込め機能を有する構造物、系統及び機器が設置される火災区域については、３時間以上の耐火能力を有する耐火壁によって他の火災区域から分離すること」が要求されている。
【０００５】
本発明者等は、従来の１時間耐火性能を有する防火ダンパに対して、ＩＳＯ８３４の標準加熱曲線（下式１）によって、３時間の耐火試験を実施したところ、３時間の耐火性能を有していないことが確認された。
【数１】
2015114090.tif 000003
そこで、本発明の主たる課題は、原子力発電所設備における新安全基準に対応させるために、３時間耐火性能を有する空調ダクト用防火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】
【０００６】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、筒状のケーシングと、このケーシング内に設けられた１又は複数のダンパー軸と、このダンパー軸に固設されダンパ軸の回転によって流路を開閉可能とする開閉羽根と、平常時は前記開閉羽根を開状態に保持し、火災による温度を感知した際に前記開閉羽根を自動的に閉動作させるダンパ自動閉止機構とを備えた空調ダクト用防火ダンパにおいて、
前記ダンパー軸の軸受装置内に、ダンパー軸の熱膨張を阻害しないためのクリアランスを設け、且つ前記開閉羽根の両端部とケーシング内面との間に隙間を設けるとともに、この隙間部分に該隙間を塞ぐとともに、前記開閉羽根が熱膨張した際に圧縮変形し得るライナー部材を配設したことを特徴とする空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【０００７】
本発明者等は、従来の１時間耐火性能を有する防火ダンパに対して、ＩＳＯ８３４の標準加熱曲線によって、３時間の耐火試験を実施した結果、防火ダンパに生じる不具合は、(1)ダンパ軸の熱膨張が拘束されることによって開閉羽根に変形が生じて羽根間に隙間が生じる現象、(2)ダンパ軸の熱膨張によってケーシングに力が作用しケーシングに変形が生じた結果、ケーシングと開閉羽根との間に隙間が生じる現象が起きていることを知見した。
【０００８】
そこで、本請求項１記載の発明では、３時間耐火性能を有するようにするために、ダンパー軸の軸受装置内にダンパー軸の熱膨張を阻害しないためのクリアランスを設けるようにして、ダンパ軸が自由に熱膨張できるようにし、開閉羽根に座屈的変形が生じないようにした。また、前記開閉羽根の両端部とケーシング内面との間に隙間を設けるとともに、この隙間部分に該隙間を塞ぐとともに、前記開閉羽根が熱膨張した際に圧縮変形し得るライナー部材を配設するようにして、開閉羽根が熱膨張しても、前記ライナー部材が潰れて変形することによって熱膨張を吸収し隙間が生じないようにした。
【０００９】
以上の構成によって、本防火ダンパは３時間耐火性能を有することが可能になった。なお、３時間耐火性能を有することの条件として、下記の６項目を設定した。
(1)建築基準法で防火ダンパに求められる項目(建築基準法  防火ダンパ性能規定と例示仕様参照)を満足すること。
(2)火炎が通る亀裂等の損傷及び隙間が生じないこと(「防耐火性能試験・評価業務方法書」一般財団法人建材試験センター)。
(3)非加熱面側へ10秒を超えて継続する火炎の噴出がないこと（〃）。
(4)非加熱面側へ10秒を超えて継続する発炎がないこと（〃）。
(5)耐火試験前後において、垂直面において9.5mmを超える、水平面において0.8mmを超える目に見える開口が生じないこと(UL555規格 FIRE DAMPER 耐火試験方法  米国)。
(6)耐火試験後、部材間に隙間が19.1mmを超えていないこと（〃）。
【００１０】
請求項２に係る本発明として、前記軸受装置はケーシングの外部側に配設されている請求項１記載の空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【００１１】
上記請求項２記載の発明は、ダンパ軸の軸受装置をケーシングの外部側に配設するようにしたものである。すなわち、軸受装置をケーシングの外に出し、ダンパ軸及び開閉羽根をケーシングの外側で拘束することにより、加熱直後のダンパ軸、開閉羽根の熱歪みによる変形及び加熱後の冷却時に生じるダンパ軸、開閉羽根の収縮による変形を拘束出来るようにして、ダンパ軸及び開閉羽根の脱落等を防止するようにしたものである。
【００１２】
請求項３に係る本発明として、前記開閉羽根は、羽根同士が重なる側縁部分の一方を断面く字状に曲げ加工するとともに、他方を逆く字状に曲げ加工し、ダンパ作動時に、隣接する開閉羽根間で断面く字状部と逆く字状部とが重なって係合するようにしてある請求項１、２いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【００１３】
上記請求項３記載の発明では、開閉羽根同士の側縁部分が単に重なるようにするのではなく、羽根同士が重なる側縁部分の一方を断面く字状に曲げ加工するとともに、他方を逆く字状に曲げ加工し、ダンパ作動時に、隣接する開閉羽根間で断面く字状部と逆く字状部とが重なって係合するようにしたものである。これによって、開閉羽根の側縁部分の剛性が上がるため、開閉羽根間での隙間が生じ難くなる。
【００１４】
請求項４に係る本発明として、前記ダンパ軸の軸受をセラミックス材料によって構成してある請求項１〜３いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【００１５】
上記請求項４記載の発明は、ダンパ軸の軸受をセラミックス材料によって構成するようにしたものである。軸受が溶融しダンパ軸と溶着すると、ダンパ軸の熱膨張を阻害することになるため、ダンパ軸の熱膨張を阻害することがないように軸受をセラミックス材料によって構成するようにしたものである。
【００１６】
請求項５に係る本発明として、前記ケーシングは、断面矩形状又は断面円形状である請求項１〜４いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【００１７】
上記請求項５記載の発明は、ケーシング断面形状の具体例を列挙したものである。本発明は、断面矩形状の防火ダンパに対して好適に適用されるが、断面円形状のものに対しても適用が可能である。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳説のとおり本発明によれば、原子力発電所設備における新安全基準に対応させるために、３時間耐火性能を有する空調ダクト用の防火ダンパを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る防火ダンパ１を示す、(A)は平面図、(B)は正面図であある。
【図２】本発明に係る防火ダンパ１の側面図（図１のII−II線矢視図）である。
【図３】本発明に係る防火ダンパ１の横断面図（図１のIII−III線矢視図）である。
【図４】軸受装置６の要部拡大横断面図である。
【図５】開閉羽根４の作動状態を示す、(A)はダンパ開状態、(B)はダンパ閉状態を示す縦断面図である。
【図６】開閉羽根４の要部拡大縦断面図である。
【図７】開閉装置８を示す、(A)は正面図、(B)は一部破断側面図である。
【図８】従来の防火ダンパを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００２１】
〔空調ダクト用防火ダンパ１の基本構造例〕
空調ダクト用防火ダンパ１は、図１〜図３に示されるように、筒状のケーシング２と、このケーシング２内に設けられた１又は複数のダンパー軸３、３…と、このダンパー軸３，３…に固設されダンパ軸３の回転によって流路を開閉可能とする開閉羽根４，４…と、平常時は前記開閉羽根４を開状態に保持し、火災による温度を感知した際に前記開閉羽根４を自動的に閉動作させるダンパ自動閉止機構５とを備えるものである。なお、前記ダンパ自動閉止機構５は、１枚の開閉羽根４を自動的に閉動作させる開閉装置８と、複数の、図示例では２枚の開閉羽根４，４の動作を連動させるための連動装置９とからなり、仮に、ダンパ自動閉止機構５によって１枚の開閉羽根４を作動させる場合は、前記連動装置９は不要となる。
【００２２】
以下、更に詳述する。
【００２３】
前記ケーシング２は断面矩形状とされ、両側端面には空調ダクトとの接続のためにフランジ継手２ａ、２ａが設けられている。また、図１(A)に示されるように、前記ケーシング２の側面には、図３に示されるように、点検口７、７が設けられている。
【００２４】
前記ケーシング２内には、上下方向に間隔をおいて複数の、図示例では４本のダンパ軸３、３…が水平方向に沿って配設されている。各ダンパ軸３，３…の端部は、軸受装置６又はダンパ自動閉止機構５を構成する開閉装置８によって回動自在に支持されている。具体的には、最上段のダンパ軸３は軸受装置６と開閉装置８とによって支持され、２段目のダンパ軸３は両端共に軸受装置６、６によって支持され、３段目のダンパ軸３は軸受装置６と開閉装置８とによって支持され、４段目のダンパ軸３は両端共に軸受装置６、６によって支持されている。
【００２５】
前記開閉羽根４は、詳細には図６に示されるように、板状の羽根部材であり、中央に設けられた半円形状部にダンパ軸３を嵌合させたならば、羽根押え板４Ｂを被せて溶接等によって固定することによって、前記ダンパ軸３に対して固定保持されている。前記開閉羽根４は、羽根同士が重なる側縁部分の一方側をく字状に曲げ加工し、他方側を逆く字状に曲げ加工することによって、同図６に示すダンパ作動時（ダクト流路閉止時）に、隣接する開閉羽根４，４間で断面く字状部４ｂと逆く字状部４ａとが重ねって係合するようになっている。また、図５(A)に示されるように、ケーシング２の内部上面には上部ストッパー金具２０が配設されるとともに、ケーシング２の内部下面には下部ストッパー金具２１が配設されており、ダンパ作動時には、図５(B)に示されるように、最上部に位置する開閉羽根４の上部側の逆く字状部４ａが前記上部ストッパー金具２０に係合し、最下部に位置する開閉羽根４の下部側のく字状部４ｂが前記下部ストッパー金具２１に係合するようになっている。
【００２６】
前記ダンパ自動閉止機構５は、前述したように、開閉装置８と、複数の羽根同士４，４の動作を連動させるための連動装置９とからなる。最上段の開閉羽根４と次段の開閉羽根４とが一組とされ、３段目の開閉羽根４と４段目の開閉羽根４とが一組とされ、連動して動作するようになっている。
【００２７】
前記開閉装置８は、詳細には図７に示されるように、温度感知作動手段として、温度ヒューズ装置１３が使用されている装置である。温度ヒューズ装置１３は、円筒状の本体部１４内に、一方の端部から出没する係止ピン１５と、係止ピン１５を没入方向に付勢するコイルバネ１６とが内蔵され、係止ピン１５を突出状態に保持する温度ヒューズ１７が本体部１４の他方側端部に配置されている。
【００２８】
また、前記開閉羽根４を支持するダンパ軸３が捻りコイルバネ１８によって閉止方向に付勢されており、平常時は開閉装置８に設けられた係止部１９と前記係止ピン１５とが係合することにより、ダンパ軸３は開閉羽根４が開状態となる位置に保持されているが、火災発生時に空調ダクトを流通する高温空気によって前記温度ヒューズ１７が溶断すると係止ピン１５が没入し、係止部１９との係合が解除されると、捻りコイルバネ１８の回転方向付勢力によってダンパ軸３が閉止方向に回転し、開閉羽根４が自動的に閉止される。
【００２９】
前記連動装置９は、図５に示されるように、相対的に上段側の開閉羽根４の端部に連結金具２２が設けられ、相対的に下段側の開閉羽根４の端部に連結金具２２が設けられ、これら連結金具２２に夫々軸支された中間連結金具２３を介し、連結棒２４によって連結されている。従って、前記開閉装置８によって上段側の開閉羽根４が閉止方向に回動すると、これに連動して下段側の開閉羽根４が閉止方向に回動するようになっている。ダクト閉止状態が図５(B)に示す状態である。
【００３０】
〔３時間耐火性能を有するための構造〕
本防火ダンパ１では、３時間耐火性能を有するようにするため、前記ダンパー軸３の軸受部６内に、ダンパー軸３の熱膨張を阻害しないためのクリアランスＡを設け、且つ前記開閉羽根４の両端部とケーシング２内面との間に隙間Ｋを設けるとともに、この隙間Ｋ部分に該隙間を塞ぐとともに、開閉羽根４が熱膨張した際に圧縮変形し得るライナー部材１０を配設するようにしたものである。
【００３１】
以下、更に具体的に詳述する。
【００３２】
図４に示されるように、軸受装置６は、ダンパ軸３の端部が軸受１１によって回動自在に支持され、軸受１１から外側に突出した軸端部に抜止め１２が設けられているが、ケース６Ａとダンパ軸３の端面との間にクリアランスＡを設け、ダンパ軸３が熱膨張によって伸長してもこの熱膨張を阻害しないようにする。前記軸受１１としては、セラミックス材料によって構成し、軸受１１が溶融しダンパ軸３との融着によって熱膨張を阻害しないようにするのが望ましい。
【００３３】
前記軸受装置６は、図４に示されるように、ケーシング２の外部側に配設されている。前記軸受装置６をケーシング２の外に出し、ダンパ軸３及び開閉羽根４をケーシング２の外側で拘束することにより、加熱直後のダンパ軸３、開閉羽根４の熱歪みによる変形及び加熱後の冷却時に生じるダンパ軸３、開閉羽根４の収縮による変形を拘束出来るようにして、ダンパ軸３及び開閉羽根４の脱落等を防止するようにしている。
【００３４】
また、図３乃至図４に示されるように、開閉羽根４の両端部とケーシング２の内面との間に隙間Ｋを設けるようにするとともに、この隙間Ｋを塞ぐようにライナー部材１０を設けるようにする。このライナー部材１０は、開閉羽根４が熱膨張した際に圧縮変形し得るように薄板材を用いるようにする。厚みは概ね１．５〜２．０mmのものを使用するのが望ましい。前記ライナー部材１０は、薄板材を用い、両側部に折り曲げ加工を施して隙間Ｋを塞ぐ断面形状とし、図１に示されるように、ケーシング２の上端から下端までの全区間に亘って配設するようにする。
【００３５】
前記隙間Ｋの寸法は、開閉羽根４の熱膨張による伸長量をすべて吸収し得る寸法以上とし、前記クリアランスＡの寸法ａ（熱膨張可能量）は隙間Ｋの寸法以上とするのが望ましい。
【００３６】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、複数の開閉羽根４，４…を有する防火ダンパについて説明を行ったが、開閉羽根４の数は１枚であってもよい。要は、ダクト寸法に応じて開閉羽根４の数は決定されるとともに、開閉羽根４の数により操作器（開閉装置８、連動装置９）の数も決定される。
(2)上記形態例では、断面矩形状の防火ダンパ１について説明したが、断面形状は円形状であってもよい。仮に、円形の開閉羽根１枚によって流路の開閉を行う場合は、前記ライナー部材１０は円形ケーシングの全周に亘って設けるようにすればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…防火ダンパ、２…ケーシング、３…ダンパ軸、４…開閉羽根、５…ダンパ自動閉止機構、６…軸受装置、７…点検口、８…開閉装置、９…連動装置、１０…ライナー部材、１１…軸受け、１２…抜止め、１３…温度ヒューズ装置、Ａ…クリアランス、Ｋ…隙間
【図１】
2015114090.tif 000004
【図２】
2015114090.tif 000005
【図３】
2015114090.tif 000006
【図４】
2015114090.tif 000007
【図５】
2015114090.tif 000008
【図６】
2015114090.tif 000009
【図７】
2015114090.tif 000010
【図８】
2015114090.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月6日(2015.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケーシングと、このケーシング内に設けられた１又は複数のダンパ軸と、このダンパ軸に固設されダンパ軸の回転によって流路を開閉可能とする開閉羽根と、平常時は前記開閉羽根を開状態に保持し、火災による温度を感知した際に前記開閉羽根を自動的に閉動作させるダンパ自動閉止機構とを備えた空調ダクト用防火ダンパにおいて、
前記ダンパ軸の軸受装置はケーシングの外部側に配設されているとともに、前記ダンパ軸の端部が軸受によって回動自在に支持され、前記軸受から外側に突出した軸端部に抜止めが設けられ、かつ前記ダンパ軸の軸受装置内に、ダンパ軸の熱膨張を阻害しないためのクリアランスＡを設けることにより、前記ダンパ軸が自由に熱膨張できるようにし、
前記開閉羽根の両端部とケーシング内面との間に隙間Ｋを設け、この隙間Ｋ部分に該隙間Ｋを塞ぐとともに、前記開閉羽根が熱膨張した際に圧縮変形し得るように、薄板材からなり両側部に折り曲げ加工を施して前記隙間Ｋを塞ぐ断面形状としたライナー部材を配設し、
前記隙間Ｋの寸法は、前記開閉羽根の熱膨張による伸長量をすべて吸収し得る寸法以上とし、前記クリアランスＡの寸法は前記隙間Ｋの寸法以上としてあることを特徴とする空調ダクト用防火ダンパ。
【請求項２】
前記開閉羽根は、羽根同士が重なる側縁部分の一方を断面く字状に曲げ加工するとともに、他方を逆く字状に曲げ加工し、ダンパ作動時に、隣接する開閉羽根間で断面く字状部と逆く字状部とが重なって係合するようにしてある請求項１記載の空調ダクト用防火ダンパ。
【請求項３】
前記ダンパ軸の軸受をセラミックス材料によって構成してある請求項１、２いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパ。
【請求項４】
前記ケーシングは、断面矩形状又は断面円形状である請求項１〜３いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３時間耐火性能を有する空調ダクト用防火ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空調ダクトにおいては、火災時の延焼防止や熱い空気の噴出を防止するために、ダクトが防火区画を貫通する場合にダクトの中間に防火ダンパが取り付けられる。この防火ダンパとしては、従来より種々の構造のものが提案されているが、例えば、図８に示されるように、矩形状枠状のケーシング５０内に上下方向に間隔をおいて複数段に亘って可動羽根５１，５１…が設けられ、この可動羽根５１，５１…が軸芯回りに回動することにより、空気流通状態と空気流通遮断状態とに切換可能とした作動機構５２を備えた防火ダンパが市場に提供されている。前記防火ダンパの作動機構５２としては、一般的に溶融温度が調整された温度ヒューズと呼ばれる熱感知装置が取り付けられており、設定温度を超えた空気が通過すると温度ヒューズが溶けてダンパが作動し通気を遮断するようになっている。同様の構造の防火ダンパとしては、例えば下記特許文献１、２に記載のものを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平３−５６８５０号公報
【特許文献２】特開２００７−７８２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記防火ダンパは、特定防火設備として設置される場合は、要求耐火時間は１時間（平成１２年建設省告示第１３６９号）とされているが、近年、原子力発電所設備における新安全基準では、「原子炉の高温停止及び低温停止に係る安全機能を有する構造物、系統及び機器を設置する火災区域については、３時間以上の耐火能力を有する耐火壁によって他の火災区域から分離すること」及び「放射性物質の貯蔵又は閉じ込め機能を有する構造物、系統及び機器が設置される火災区域については、３時間以上の耐火能力を有する耐火壁によって他の火災区域から分離すること」が要求されている。
【０００５】
本発明者等は、従来の１時間耐火性能を有する防火ダンパに対して、ＩＳＯ８３４の標準加熱曲線（下式１）によって、３時間の耐火試験を実施したところ、３時間の耐火性能を有していないことが確認された。
【数１】
2015114090.tif 000012
そこで、本発明の主たる課題は、原子力発電所設備における新安全基準に対応させるために、３時間耐火性能を有する空調ダクト用防火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】
【０００６】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、筒状のケーシングと、このケーシング内に設けられた１又は複数のダンパ軸と、このダンパ軸に固設されダンパ軸の回転によって流路を開閉可能とする開閉羽根と、平常時は前記開閉羽根を開状態に保持し、火災による温度を感知した際に前記開閉羽根を自動的に閉動作させるダンパ自動閉止機構とを備えた空調ダクト用防火ダンパにおいて、
前記ダンパ軸の軸受装置はケーシングの外部側に配設されているとともに、前記ダンパ軸の端部が軸受によって回動自在に支持され、前記軸受から外側に突出した軸端部に抜止めが設けられ、かつ前記ダンパ軸の軸受装置内に、ダンパ軸の熱膨張を阻害しないためのクリアランスＡを設けることにより、前記ダンパ軸が自由に熱膨張できるようにし、
前記開閉羽根の両端部とケーシング内面との間に隙間Ｋを設け、この隙間Ｋ部分に該隙間Ｋを塞ぐとともに、前記開閉羽根が熱膨張した際に圧縮変形し得るように、薄板材からなり両側部に折り曲げ加工を施して前記隙間Ｋを塞ぐ断面形状としたライナー部材を配設し、
前記隙間Ｋの寸法は、前記開閉羽根の熱膨張による伸長量をすべて吸収し得る寸法以上とし、前記クリアランスＡの寸法は前記隙間Ｋの寸法以上としてあることを特徴とする空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【０００７】
本発明者等は、従来の１時間耐火性能を有する防火ダンパに対して、ＩＳＯ８３４の標準加熱曲線によって、３時間の耐火試験を実施した結果、防火ダンパに生じる不具合は、(1)ダンパ軸の熱膨張が拘束されることによって開閉羽根に変形が生じて羽根間に隙間が生じる現象、(2)ダンパ軸の熱膨張によってケーシングに力が作用しケーシングに変形が生じた結果、ケーシングと開閉羽根との間に隙間が生じる現象が起きていることを知見した。
【０００８】
そこで、本請求項１記載の発明では、３時間耐火性能を有するようにするために、前記ダンパ軸の軸受装置はケーシングの外部側に配設されているとともに、前記ダンパ軸の端部が軸受によって回動自在に支持され、前記軸受から外側に突出した軸端部に抜止めが設けられ、かつダンパ軸の軸受装置内に、ダンパ軸の熱膨張を阻害しないためのクリアランスＡを設けるようにして、ダンパ軸が自由に熱膨張できるようにし、開閉羽根に座屈的変形が生じないようにした。また、前記開閉羽根の両端部とケーシング内面との間に隙間Ｋを設け、この隙間Ｋ部分に該隙間Ｋを塞ぐとともに、前記開閉羽根が熱膨張した際に圧縮変形し得るライナー部材を配設するようにして、開閉羽根が熱膨張しても、前記ライナー部材が潰れて変形することによって熱膨張を吸収し隙間が生じないようにした。さらに、前記隙間Ｋの寸法は、前記開閉羽根の熱膨張による伸長量をすべて吸収し得る寸法以上とし、前記クリアランスＡの寸法は前記隙間Ｋの寸法以上とした。
【０００９】
本発明では、ダンパ軸の軸受装置をケーシングの外部側に配設するようにするとともに、前記ダンパ軸の端部が軸受によって回動自在に支持され、前記軸受から外側に突出した軸端部に抜止めが設けられている。すなわち、軸受装置をケーシングの外に出し、ダンパ軸及び開閉羽根をケーシングの外側で拘束することにより、加熱直後のダンパ軸、開閉羽根の熱歪みによる変形及び加熱後の冷却時に生じるダンパ軸、開閉羽根の収縮による変形を拘束出来るようにして、ダンパ軸及び開閉羽根の脱落等を防止している。
【００１０】
以上の構成によって、本防火ダンパは３時間耐火性能を有することが可能になった。なお、３時間耐火性能を有することの条件として、下記の６項目を設定した。
(1)建築基準法で防火ダンパに求められる項目(建築基準法  防火ダンパ性能規定と例示仕様参照)を満足すること。
(2)火炎が通る亀裂等の損傷及び隙間が生じないこと(「防耐火性能試験・評価業務方法書」一般財団法人建材試験センター)。
(3)非加熱面側へ10秒を超えて継続する火炎の噴出がないこと（〃）。
(4)非加熱面側へ10秒を超えて継続する発炎がないこと（〃）。
(5)耐火試験前後において、垂直面において9.5mmを超える、水平面において0.8mmを超える目に見える開口が生じないこと(UL555規格 FIRE DAMPER 耐火試験方法  米国)。
(6)耐火試験後、部材間に隙間が19.1mmを超えていないこと（〃）。
【００１１】
請求項２に係る本発明として、前記開閉羽根は、羽根同士が重なる側縁部分の一方を断面く字状に曲げ加工するとともに、他方を逆く字状に曲げ加工し、ダンパ作動時に、隣接する開閉羽根間で断面く字状部と逆く字状部とが重なって係合するようにしてある請求項１記載の空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【００１２】
上記請求項２記載の発明では、開閉羽根同士の側縁部分が単に重なるようにするのではなく、羽根同士が重なる側縁部分の一方を断面く字状に曲げ加工するとともに、他方を逆く字状に曲げ加工し、ダンパ作動時に、隣接する開閉羽根間で断面く字状部と逆く字状部とが重なって係合するようにしたものである。これによって、開閉羽根の側縁部分の剛性が上がるため、開閉羽根間での隙間が生じ難くなる。
【００１３】
請求項３に係る本発明として、前記ダンパ軸の軸受をセラミックス材料によって構成してある請求項１、２いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【００１４】
上記請求項３記載の発明は、ダンパ軸の軸受をセラミックス材料によって構成するようにしたものである。軸受が溶融しダンパ軸と溶着すると、ダンパ軸の熱膨張を阻害することになるため、ダンパ軸の熱膨張を阻害することがないように軸受をセラミックス材料によって構成するようにしたものである。
【００１５】
請求項４に係る本発明として、前記ケーシングは、断面矩形状又は断面円形状である請求項１〜３いずれかに記載の空調ダクト用防火ダンパが提供される。
【００１６】
上記請求項４記載の発明は、ケーシング断面形状の具体例を列挙したものである。本発明は、断面矩形状の防火ダンパに対して好適に適用されるが、断面円形状のものに対しても適用が可能である。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳説のとおり本発明によれば、原子力発電所設備における新安全基準に対応させるために、３時間耐火性能を有する空調ダクト用の防火ダンパを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る防火ダンパ１を示す、(A)は平面図、(B)は正面図であある。
【図２】本発明に係る防火ダンパ１の側面図（図１のII−II線矢視図）である。
【図３】本発明に係る防火ダンパ１の横断面図（図１のIII−III線矢視図）である。
【図４】軸受装置６の要部拡大横断面図である。
【図５】開閉羽根４の作動状態を示す、(A)はダンパ開状態、(B)はダンパ閉状態を示す縦断面図である。
【図６】開閉羽根４の要部拡大縦断面図である。
【図７】開閉装置８を示す、(A)は正面図、(B)は一部破断側面図である。
【図８】従来の防火ダンパを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００２０】
〔空調ダクト用防火ダンパ１の基本構造例〕
空調ダクト用防火ダンパ１は、図１〜図３に示されるように、筒状のケーシング２と、このケーシング２内に設けられた１又は複数のダンパ軸３、３…と、このダンパ軸３，３…に固設されダンパ軸３の回転によって流路を開閉可能とする開閉羽根４，４…と、平常時は前記開閉羽根４を開状態に保持し、火災による温度を感知した際に前記開閉羽根４を自動的に閉動作させるダンパ自動閉止機構５とを備えるものである。なお、前記ダンパ自動閉止機構５は、１枚の開閉羽根４を自動的に閉動作させる開閉装置８と、複数の、図示例では２枚の開閉羽根４，４の動作を連動させるための連動装置９とからなり、仮に、ダンパ自動閉止機構５によって１枚の開閉羽根４を作動させる場合は、前記連動装置９は不要となる。
【００２１】
以下、更に詳述する。
【００２２】
前記ケーシング２は断面矩形状とされ、両側端面には空調ダクトとの接続のためにフランジ継手２ａ、２ａが設けられている。また、図１(A)に示されるように、前記ケーシング２の側面には、図３に示されるように、点検口７、７が設けられている。
【００２３】
前記ケーシング２内には、上下方向に間隔をおいて複数の、図示例では４本のダンパ軸３、３…が水平方向に沿って配設されている。各ダンパ軸３，３…の端部は、軸受装置６又はダンパ自動閉止機構５を構成する開閉装置８によって回動自在に支持されている。具体的には、最上段のダンパ軸３は軸受装置６と開閉装置８とによって支持され、２段目のダンパ軸３は両端共に軸受装置６、６によって支持され、３段目のダンパ軸３は軸受装置６と開閉装置８とによって支持され、４段目のダンパ軸３は両端共に軸受装置６、６によって支持されている。
【００２４】
前記開閉羽根４は、詳細には図６に示されるように、板状の羽根部材であり、中央に設けられた半円形状部にダンパ軸３を嵌合させたならば、羽根押え板４Ｂを被せて溶接等によって固定することによって、前記ダンパ軸３に対して固定保持されている。前記開閉羽根４は、羽根同士が重なる側縁部分の一方側をく字状に曲げ加工し、他方側を逆く字状に曲げ加工することによって、同図６に示すダンパ作動時（ダクト流路閉止時）に、隣接する開閉羽根４，４間で断面く字状部４ｂと逆く字状部４ａとが重ねって係合するようになっている。また、図５(A)に示されるように、ケーシング２の内部上面には上部ストッパー金具２０が配設されるとともに、ケーシング２の内部下面には下部ストッパー金具２１が配設されており、ダンパ作動時には、図５(B)に示されるように、最上部に位置する開閉羽根４の上部側の逆く字状部４ａが前記上部ストッパー金具２０に係合し、最下部に位置する開閉羽根４の下部側のく字状部４ｂが前記下部ストッパー金具２１に係合するようになっている。
【００２５】
前記ダンパ自動閉止機構５は、前述したように、開閉装置８と、複数の羽根同士４，４の動作を連動させるための連動装置９とからなる。最上段の開閉羽根４と次段の開閉羽根４とが一組とされ、３段目の開閉羽根４と４段目の開閉羽根４とが一組とされ、連動して動作するようになっている。
【００２６】
前記開閉装置８は、詳細には図７に示されるように、温度感知作動手段として、温度ヒューズ装置１３が使用されている装置である。温度ヒューズ装置１３は、円筒状の本体部１４内に、一方の端部から出没する係止ピン１５と、係止ピン１５を没入方向に付勢するコイルバネ１６とが内蔵され、係止ピン１５を突出状態に保持する温度ヒューズ１７が本体部１４の他方側端部に配置されている。
【００２７】
また、前記開閉羽根４を支持するダンパ軸３が捻りコイルバネ１８によって閉止方向に付勢されており、平常時は開閉装置８に設けられた係止部１９と前記係止ピン１５とが係合することにより、ダンパ軸３は開閉羽根４が開状態となる位置に保持されているが、火災発生時に空調ダクトを流通する高温空気によって前記温度ヒューズ１７が溶断すると係止ピン１５が没入し、係止部１９との係合が解除されると、捻りコイルバネ１８の回転方向付勢力によってダンパ軸３が閉止方向に回転し、開閉羽根４が自動的に閉止される。
【００２８】
前記連動装置９は、図５に示されるように、相対的に上段側の開閉羽根４の端部に連結金具２２が設けられ、相対的に下段側の開閉羽根４の端部に連結金具２２が設けられ、これら連結金具２２に夫々軸支された中間連結金具２３を介し、連結棒２４によって連結されている。従って、前記開閉装置８によって上段側の開閉羽根４が閉止方向に回動すると、これに連動して下段側の開閉羽根４が閉止方向に回動するようになっている。ダクト閉止状態が図５(B)に示す状態である。
【００２９】
〔３時間耐火性能を有するための構造〕
本防火ダンパ１では、３時間耐火性能を有するようにするため、前記ダンパ軸３の軸受部６内に、ダンパ軸３の熱膨張を阻害しないためのクリアランスＡを設け、且つ前記開閉羽根４の両端部とケーシング２内面との間に隙間Ｋを設けるとともに、この隙間Ｋ部分に該隙間を塞ぐとともに、開閉羽根４が熱膨張した際に圧縮変形し得るライナー部材１０を配設するようにしたものである。
【００３０】
以下、更に具体的に詳述する。
【００３１】
図４に示されるように、軸受装置６は、ダンパ軸３の端部が軸受１１によって回動自在に支持され、軸受１１から外側に突出した軸端部に抜止め１２が設けられているが、ケース６Ａとダンパ軸３の端面との間にクリアランスＡを設け、ダンパ軸３が熱膨張によって伸長してもこの熱膨張を阻害しないようにする。前記軸受１１としては、セラミックス材料によって構成し、軸受１１が溶融しダンパ軸３との融着によって熱膨張を阻害しないようにするのが望ましい。
【００３２】
前記軸受装置６は、図４に示されるように、ケーシング２の外部側に配設されている。前記軸受装置６をケーシング２の外に出し、ダンパ軸３及び開閉羽根４をケーシング２の外側で拘束することにより、加熱直後のダンパ軸３、開閉羽根４の熱歪みによる変形及び加熱後の冷却時に生じるダンパ軸３、開閉羽根４の収縮による変形を拘束出来るようにして、ダンパ軸３及び開閉羽根４の脱落等を防止するようにしている。
【００３３】
また、図３乃至図４に示されるように、開閉羽根４の両端部とケーシング２の内面との間に隙間Ｋを設けるようにするとともに、この隙間Ｋを塞ぐようにライナー部材１０を設けるようにする。このライナー部材１０は、開閉羽根４が熱膨張した際に圧縮変形し得るように薄板材を用いるようにする。厚みは概ね１．５〜２．０mmのものを使用するのが望ましい。前記ライナー部材１０は、薄板材を用い、両側部に折り曲げ加工を施して隙間Ｋを塞ぐ断面形状とし、図１に示されるように、ケーシング２の上端から下端までの全区間に亘って配設するようにする。
【００３４】
前記隙間Ｋの寸法は、開閉羽根４の熱膨張による伸長量をすべて吸収し得る寸法以上とし、前記クリアランスＡの寸法ａ（熱膨張可能量）は隙間Ｋの寸法以上とするのが望ましい。
【００３５】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、複数の開閉羽根４，４…を有する防火ダンパについて説明を行ったが、開閉羽根４の数は１枚であってもよい。要は、ダクト寸法に応じて開閉羽根４の数は決定されるとともに、開閉羽根４の数により操作器（開閉装置８、連動装置９）の数も決定される。
(2)上記形態例では、断面矩形状の防火ダンパ１について説明したが、断面形状は円形状であってもよい。仮に、円形の開閉羽根１枚によって流路の開閉を行う場合は、前記ライナー部材１０は円形ケーシングの全周に亘って設けるようにすればよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…防火ダンパ、２…ケーシング、３…ダンパ軸、４…開閉羽根、５…ダンパ自動閉止機構、６…軸受装置、７…点検口、８…開閉装置、９…連動装置、１０…ライナー部材、１１…軸受け、１２…抜止め、１３…温度ヒューズ装置、Ａ…クリアランス、Ｋ…隙間