(57)【要約】【課題】  高温下でも締切性能の高いダンパ装置の提供。【解決手段】  ダクトを構成する管体４の直径方向に配置される回転軸３と、この回転軸３を中心に回転可能な板状のダンパ２とを備える。管体４は円筒状とされ、ダンパ２は楕円形状とされる。ダンパ２は、剛性を有する第一本体板１５および第二本体板１６間に、楕円形状の薄い金属板からなるシール板１４が挟み込まれて構成される。シール板１４は、各本体板１５，１６より外方へ延出する外周部が、可撓性を有するシール部２０とされる。ダンパ２が管体４の軸方向と直交方向に対し所定角度傾斜した状態が、ダンパ２によるダクトの全閉位置とされる。全閉位置では、管体４の内面に各本体板１５，１６が当接され、シール部２０が管体４の内面に撓み変形して当接する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクトを構成する管体の直径方向に配置される回転軸と、この回転軸を中心に回転可能なダンパとを備え、
前記ダンパの外周部には、可撓性および／または弾性を有するシール部が設けられており、
前記ダンパが前記管体の軸方向と直交方向に対し所定角度傾斜した状態が、前記ダンパによる前記ダクトの全閉位置とされ、
この全閉位置において、前記シール部が前記管体の内面に変形して当接する
ことを特徴とするダンパ装置。
【請求項２】
前記管体は、円筒状とされ、
前記ダンパは、剛性を有する本体板間に、楕円形状の薄い金属板からなるシール板が挟み込まれて構成され、
前記シール板は、前記本体板より外方へ延出する外周部が、前記シール部とされ、
前記管体の内面に前記本体板が当接されて、前記全閉位置における前記ダンパの位置決めがなされる
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ装置。
【請求項３】
前記シール板の両面に配置される前記各本体板は、前記シール板の楕円の長軸方向にずらして配置され、
前記各本体板は、他方の本体板よりも外方へ延出する側が、それぞれ前記管体の内面への当接部とされ、
前記シール板は、いずれかの前記本体板より外方への露出部が前記シール部とされる
ことを特徴とする請求項２に記載のダンパ装置。
【請求項４】
前記回転軸をロータリソレノイドにて回転させることで、前記ダンパを開閉する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダンパ装置。
【請求項５】
ボイラの缶体からの排ガスの一部を、前記缶体の給気路へ戻す排ガス再循環路に設置される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダクトを開閉または開度調整するダンパ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されるように、排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）濃度を低減するために、ボイラの排ガス路と給気路とを排ガス再循環路にて接続し、缶体からの排ガスの一部を給気路へ戻す技術が知られている。この排ガス再循環路には、再循環する排ガス量を調整するダンパが設けられている。
【特許文献１】特開２００４−６９１４０号公報（図１、段落番号００３０、００４５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、排ガス再循環路などの高温下で使用されるダンパは、温度変化に基づき全閉時の締切性能に改善の余地があった。そこで、この発明が解決しようとする課題は、高温下でも締切性能の高いダンパ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、ダクトを構成する管体の直径方向に配置される回転軸と、この回転軸を中心に回転可能なダンパとを備え、前記ダンパの外周部には、可撓性および／または弾性を有するシール部が設けられており、前記ダンパが前記管体の軸方向と直交方向に対し所定角度傾斜した状態が、前記ダンパによる前記ダクトの全閉位置とされ、この全閉位置において、前記シール部が前記管体の内面に変形して当接することを特徴とするダンパ装置である。
【０００５】
請求項１に記載の発明によれば、ダンパが管体の軸方向と直交方向に対し所定角度傾斜した状態で、ダンパの外周部のシール部が変形しつつ管体の内面に当接して、ダクトを閉鎖する構成である。これにより、締切性能を高めることができると共に、温度変化による影響も抑えることができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記管体は、円筒状とされ、前記ダンパは、剛性を有する本体板間に、楕円形状の薄い金属板からなるシール板が挟み込まれて構成され、前記シール板は、前記本体板より外方へ延出する外周部が、前記シール部とされ、前記管体の内面に前記本体板が当接されて、前記全閉位置における前記ダンパの位置決めがなされることを特徴とする請求項１に記載のダンパ装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、本体板間に薄い金属製シール板を挟み込んでダンパが構成され、管体の内面に本体板が当接されて、全閉位置におけるダンパの位置決めがなされる。これにより、シール板の外周部のシール部を適正状態で管体の内面に当接させて、ダンパを閉じることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記シール板の両面に配置される前記各本体板は、前記シール板の楕円の長軸方向にずらして配置され、前記各本体板は、他方の本体板よりも外方へ延出する側が、それぞれ前記管体の内面への当接部とされ、前記シール板は、いずれかの前記本体板より外方への露出部が前記シール部とされることを特徴とする請求項２に記載のダンパ装置である。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、シール板の楕円の長軸方向にずらして各本体板が設けられるので、そのズレを利用して、シール板の撓み領域を確保することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記回転軸をロータリソレノイドにて回転させることで、前記ダンパを開閉することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダンパ装置である。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、ロータリソレノイドを用いて、安価で簡易にダンパの開閉を行うことができる。
【００１２】
さらに、請求項５に記載の発明は、ボイラの缶体からの排ガスの一部を、前記缶体の給気路へ戻す排ガス再循環路に設置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のダンパ装置である。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、締切性能の高いダンパを排ガス再循環路に用いることで、着火時には全閉しておくことができ、缶体からの煤塵をバーナへ戻すことが防止される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のダンパ装置によれば、高温下でも締切性能の高いダンパ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本発明のダンパ装置は、ダンパと呼ばれる可動板を、回転軸を中心に回転させて、ダクトを開閉または開度調整する装置である。回転軸は、ダクトを構成する管体の直径方向に配置され、通常は管体を貫通してその両端部にて回転自在に保持される。前記管体は、ダクトの中途に取り付けられる短管から構成するのが好ましい。この場合、短管にダンパを組み付けた状態でダンパ装置を構成でき、ダンパ装置のダクトへの取付けが容易となる。管体は、その断面形状を特に問わないが、本実施形態では円形とされている。
【００１６】
ダンパは、前記管体内で回転軸の直径方向へ板状に延出して、回転軸に固定されている。従って、回転軸を回転させることで、ダクトを開閉または開度調整することができる。本実施形態のダンパ装置は、その板面を回転軸および管体の各軸方向と直交方向に対し所定角度傾斜した状態で、ダンパがダクトを全閉する。これに伴い、本実施形態のダンパは、楕円形状に形成されている。この楕円の大きさは、管体の内径および全閉時の傾斜角度に応じて定められる。
【００１７】
ダンパの外周部には、可撓性および／または弾性を有するシール部が設けられている。このシール部（好ましくはその全域）が管体の内面に変形しつつ当接することで、ダンパはダクトを全閉する。高温環境下で使用されるダンパの場合には、合成樹脂ではなく薄い金属板により、シール部を形成するのが好ましい。本実施形態では、ダンパは、剛性を有する本体板間に、楕円形状の薄い金属板からなるシール板が挟み込まれて構成される。そして、シール板は、本体板より外方へ延出する外周部がシール部とされる。このような構成の場合、ダンパは、全閉位置において、シール部が管体の内面に、撓み変形して当接することになる。この撓み変形が円滑で安定してなされるのであれば、全閉時のダンパの傾斜角度は特に問わない。
【００１８】
ダンパは、全閉位置において、管体の内面に本体板が当接されて位置決めされるのが好ましい。特に、本体板をシール板より一回り小さな形状とし、長軸方向の円弧状の端部が、管体の内面に当接されるのがよい。本実施形態では、シール板の両面に配置される各本体板は、同一形状の部材を表裏反転して使用され、シール板の楕円の長軸方向にずらして配置される。各本体板は、他方の本体板よりも外方へ延出する側が、それぞれ管体の内面へ当接部とされる。そして、シール板は、いずれかの本体板より外方への露出部がシール部とされる。
【００１９】
本実施形態のダンパ装置は、回転軸が手動または電動で回転操作される。たとえば、回転軸には、管体の外部へ突出した位置に、ロータリソレノイドまたは各種モータが接続される。ロータリソレノイドを用いた場合、ダンパは、全閉位置では前述したように管体の内面に本体板が当接されて位置決めされ、ダンパが前記管体の軸方向へ沿って配置される全開位置では、ストッパにより位置決めされる。ストッパの停止位置を可変に構成しておくことで、ダンパの開度は段階的に調整可能となる。また、ロータリソレノイドに代えて、回転量を調整できるモータを使用することで、ダンパの開度は任意に調整可能となる。
【００２０】
本発明のダンパ装置は、たとえばボイラなどの各種燃焼装置のダクトに設けられる。ボイラは、その種類を特に問わないが、典型的には小型貫流ボイラなどの水管ボイラである。本実施形態のダンパ装置は、高温下でも締切性能が優れるので、特に、ボイラの排ガス再循環路に設置するのに適する。この場合、ボイラの着火時にはダクトを全閉しておくことで、着火時に舞い上がる煤塵が、排ガス再循環路を介して、送風機やバーナへ戻されるのが防止される。
【実施例】
【００２１】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１から図４は、本発明のダンパ装置１の一実施例を示す概略図であり、図１は正面視縦断面図、図２は右側面図、図３は図１のIII−III断面図、図４は図１のIV−IV断面図であり、それぞれダンパ２を全開位置として示している。また、図５から図７は、図２から図４に対応する図であるが、ダンパ２を全閉位置として示している。さらに、図８は、回転軸３へのダンパ２の取付状態を示す分解斜視図である。
【００２２】
本実施例のダンパ装置１は、円筒状の管体４内に、楕円形状板からなるダンパ２が、回転軸３を中心に回転可能に収容されて構成される。管体４は、左右方向へ中空穴５を有する円筒状に形成されている。管体４は、その軸方向の長手寸法が、楕円形状のダンパ２の長軸よりも若干大きく形成されている。管体４の長手方向両端部の外周部には、半径方向外側へ円板状に延出して、フランジ６，６が設けられている。
【００２３】
管体４の長手方向中央部の周側壁には、下端部に四角形状の下ブロック７が固定されており、上端部にも四角形状の上ブロック８が固定されている。上ブロック８の上面には、四角形状の枠材９が設けられている。この枠材９は、左右方向へ開口する縦断面長方形状の筒材から構成され、その下壁１０が上ブロック８の上面に載せられて固定されている。
【００２４】
管体４の長手方向中央部には、その直径方向へ貫通して、上下方向へ沿って回転軸３が設けられる。この際、下ブロック７には上方へのみ開口して軸受穴１１が設けられており、この軸受穴１１に回転軸３の下端部がはめ込まれる。一方、上ブロック８および前記下壁１０には、上下方向へ沿って貫通穴１２が形成されており、この貫通穴１２に回転軸３の上部が挿通される。このようにして、回転軸３は、管体４の直径方向へ沿って、管体４を上下に貫通し、その上部が枠材９内へ突出して配置される。そして、回転軸３は、管体４の直径方向両端部において、下ブロック７の軸受穴１１と、上ブロック８の貫通穴１２とで、回転自在に保持される。上ブロック８の上部には、Ｏリングなどのパッキン１３が設けられており、上ブロック８と回転軸３との隙間が封止される。
【００２５】
回転軸３には、管体４内に配置される箇所に、楕円形状のダンパ２が設けられる。このダンパ２は、回転軸３の直径方向両側へ板状に延出して設けられる。その際、楕円形状のダンパ２は、短軸が回転軸３に沿って配置され、長軸が回転軸３と直交して配置される。ダンパ２は、その板面を管体４の軸方向と直交方向に対し所定角度傾斜した状態で、全閉位置とされる。その傾斜角度は特に問わないが、本実施例では４５度とされている。これに伴い、本実施例のダンパ２は、管体４を４５度の傾斜で切断した際に生じる内周面の楕円と同じかそれより若干小さな楕円形状に形成されている。
【００２６】
本実施例のダンパ２は、そのような楕円形状の薄い金属板からなるシール板１４と、それよりやや小さいが厚みのある一対の第一本体板１５および第二本体板１６とから構成される。そして、シール板１４を各本体板１５，１６で挟み込んだ状態で、ダンパ２は回転軸３に取り付けられる。シール板１４は、可撓性を有する厚さであれば、その厚みは適宜に設定されるが、本実施例では0.2〜0.3mm程度のステンレス板から形成されている。一方、各本体板１５，１６は、剛性を有する厚さのステンレス板から形成されている。
【００２７】
各本体板１５，１６は、図示例ではたまご形状に形成されている。具体的には、図１において、手前側に配置される第一本体板１５は、右半周部が略半円形状に形成されており、左半周部はシール板１４の左周縁部よりも一回り小さな略半楕円形状に形成されている。一方、奥側に配置される第二本体板１６は、左半周部が略半円形状に形成されており、右半周部はシール板１４の右周縁部よりも一回り小さな略半楕円形状に形成されている。第一本体板１５の左半周部は、第二本体板１６の左半周部よりも左側へ延出しており、第二本体板１６の右半周部は、第一本体板１５の右半周部よりも右側へ延出している。また、第一本体板１５および第二本体板１６の短軸の長さは、シール板１４の短軸の長さと同一かそれより短く形成されている。
【００２８】
第一本体板１５および第二本体板１６の形状は、一例であって、後述する作用効果をシール板１４に付与する構成であれば、適宜に変更可能である。たとえば、各本体板１５，１６の上下両端部を、水平に切除した形状としてもよい。いずれにしても、第一本体板１５および第二本体板１６は、同一形状の板材が表裏を反転（左右を逆に）して使用され、シール板１４の楕円の長軸方向に互いにずらして用いられる。
【００２９】
シール板１４および各本体板１５，１６は、図８に示すようにして、回転軸３に固定される。すなわち、回転軸３には、管体４内に配置される箇所に、直径方向へ貫通して切欠き１７が形成されている。この切欠き１７には、シール板１４を挟んだ一対の本体板１５，１６が、適合してはめ込まれる。そして、切欠き１７の上下両端部において、シール板１４および各本体板１５，１６を貫通して、ネジ１８，１８にて回転軸３にダンパ２が取り付けられる。この取付けのために、シール板１４や各本体板１５，１６には、それぞれネジ挿通穴１９，１９が形成されている。
【００３０】
シール板１４は、いずれかの本体板１５，１６より外方へ延出する外周部が、可撓性を有するシール部２０とされる。具体的には、シール板１４の右半周部は、第一本体板１５の右周縁部よりも外方への延出部がシール部２０とされ、シール板１４の左半周部は、第二本体板１６の左周縁部よりも外方への延出部がシール部２０とされる。
【００３１】
本実施例のダンパ装置１は、ロータリソレノイド２１により、ダンパ２が開閉操作される。枠材９の上壁２２には、ロータリソレノイド２１が保持されており、その駆動軸２３がカップリング２４を介して回転軸３と接続されている。回転軸３の中途には、半径方向外側へ延出して、棒状のストッパ２５が固定されている。このストッパ２５が枠材９に当接する位置は、ダンパ２の全開位置とされる。
【００３２】
次に、本実施例のダンパ装置１の動作について説明する。本実施例では、ダンパ２は全開位置と全閉位置との二位置の内、いずれかの位置を択一的にとる構成とされている。図１から図４に示すように、ロータリソレノイド２１を作動させて、ストッパ２５が枠材９の前壁２６右端辺に当接する位置まで回転軸３を回転させることで、ダンパ２が全開位置に保持される。全開位置では、ダンパ２は、管体４の軸方向へ沿って配置される。
【００３３】
一方、図５から図７に示すように、ダンパ２の各本体板１５，１６が管体４の内周面に当接する位置まで、ロータリソレノイド２１の駆動軸２３を逆方向へ回転させると、ダンパ２は全閉位置に保持される。全閉位置では、第一本体板１５の左半周部と、第二本体板１６の右半周部が、それぞれ管体４の内周面に当接して、ダンパ２は傾斜状態に保持される。この際、第一本体板１５の左半周部と、第二本体板１６の右半周部が、それぞれ全域が管体４に接触するのが好ましいが、その一部だけ接触すれば足りる。また、全閉位置では、ストッパ２５は、管体４の軸方向へ沿って配置される。
【００３４】
全閉位置では、図７に示すように、シール板１４の外周部のシール部２０が撓み変形して、管体４の内周面に密着する。この際、第一本体板１５と第二本体板１６とを軸方向にずらして配置しているので、撓み領域を適正に確保することができる。また、各本体板１５，１６が管体４の内周面に当接してそれ以上のダンパ２の回転を阻止するので、シール部２０が必要以上に変形するおそれもない。
【００３５】
ところで、本実施例では、ラッチ式のロータリソレノイド２１が使用されている。この場合、ロータリソレノイド２１内のコイル（図示省略）に励磁して駆動軸２３を回転させた後は、通電を止めて励磁を解除しても駆動軸２３には保持トルクがある。本実施例では、ダンパ２の全開位置と全閉位置との間で、回転軸３は４５度回転すれば足りるが、それ以上の回転角を有するロータリソレノイド２１を使用している。具体的には、たとえば９０度の回転角を有するロータリソレノイド２１を使用し、その中央の４５度分を使用する。ラッチ式ロータリソレノイド２１の場合、回転角の中央を境に、駆動軸２３は周方向いずれかへ付勢されるので、その付勢力を利用してダンパ２の位置決めがなされる。
【００３６】
図９は、本実施例のダンパ装置１の使用状態の一例を示す概略図である。本実施例のダンパ装置１は、ボイラ２７の排ガス再循環路２８（ダクトの一例）の開閉装置として好適に使用される。ボイラ２７の構成は特に問わないが、図示例の場合、ボイラ２７は、バーナ２９と多数の水管（図示省略）とが配置された缶体３０を備える。缶体３０には、バーナ２９側の一端部に、送風機３１からの燃焼用空気をバーナ２９へ送る給気路３２が接続され、バーナ２９と反対側の他端部に、缶体３０からの排ガスを排出する排ガス路３３が設けられる。
【００３７】
給気路３２には、送風機３１の下流側に、バーナ２９側へ送り出す空気流量を調整する給気ダンパ３４が設けられている。さらに給気路３２には、給気ダンパ３４の下流側に、燃料ガスを給気路３２内へ噴出するガス燃料供給管（図示省略）も設けられている。このガス燃料供給管を介して給気路３２内へ燃料ガスを噴出することで、バーナ２９側へ送る空気に燃料ガスを混合することができる。一方、排ガス路３３には、所望によりエコノマイザ（図示省略）が設けられる。また、排ガス中のＮＯｘ濃度を低減するために、排ガス路３３と給気路３２とは、排ガス再循環路２８にて接続される。この排ガス再循環路２８により、排ガスの一部が送風機３１を介して給気路３２へ戻される。
【００３８】
本実施例のダンパ装置１は、この排ガス再循環路２８の中途に設けられる。そして、ロータリソレノイド２１は、制御器３５にて作動を制御され、その制御器３５は、ボイラ２７の制御盤３６と接続されている。従って、ボイラ２７の燃焼工程に応じて、ダンパ装置１のダンパ２の開閉が制御される。具体的には、ボイラ２７の着火時には、缶体３０からの煤塵が排ガス路３３内へ出る可能性があり、それを排ガス再循環路２８を介して戻すと、送風機３１やバーナ２９に不都合を生じるおそれがあることを考慮し、着火時にはダンパ２は全閉位置に保持される。その一方、通常の燃焼時には、ダンパ２は全開位置に保持され、排ガス再循環がなされる。ところで、ラッチ式のロータリソレノイド２１を使用する場合でも、着火時の風圧を考慮し、着火時にはロータリソレノイド２１のコイルへの励磁（通電）を継続的に行ってもよい。
【００３９】
本発明のダンパ装置１は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。前記実施例では、ダンパ２は、全開位置と全閉位置との二者択一に位置決めされる構成であったが、ストッパ２５を位置決めする被当接部材を別途設置し、その被当接部材の位置を変更することで、ダンパ２を段階的に開閉可能とすることができる。このようにして、全閉、中開度および全開の三位置のいずれかをとる構成とすれば、ボイラ２７の高燃焼と低燃焼にも対応可能となる。
【００４０】
また、前記実施例では、ストッパ２５を回転軸３に取り付けて枠材９に当接させたが、ストッパ２５を駆動軸２３に取り付けたり、枠材９以外の部材へ当接させて位置決めしたりしてもよい。さらに、ロータリソレノイド２１の回転角によっては、ストッパ２５の設置を省略してもよい。
【００４１】
また、ダンパ装置１をボイラ２７の排ガス再循環路２８に用いる場合、シール板１４は高温耐食性に優れれば、チタンなどの他の材料も利用可能である。一方、ダンパ装置１を高温環境下で使用しない場合には、シール板１４にはゴムなどの弾性材料を用いてもよい。さらに、いずれの場合も、シール板１４をライニングしてもよい。
【００４２】
また、前記実施例ではロータリソレノイド２１を用いたが、これに代えて各種モータを用いることも可能である。その場合、ステッピングモータなどの回転量を任意に調整可能なモータを用いれば、ダンパ２の回転停止位置を任意に調整可能となり、ダクトの開度調整が容易にできる。
【００４３】
さらに、本発明のダンパ装置１は、管体４の軸方向と直交方向に対し傾斜してダクトを全閉するものであるが、その全閉時の傾斜角度は、前記実施例の４５度に限らず適宜変更可能である。また、ダンパ装置１の用途も、ボイラ２７の排ガス再循環路２８に限らず、他の箇所へも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のダンパ装置の一実施例を示す正面視縦断面図であり、ダンパを全開位置として示している。
【図２】図１のダンパ装置の右側面図である。
【図３】図１におけるIII−III断面図である。
【図４】図１におけるIV−IV断面図である。
【図５】図２において、ダンパを全閉位置とした状態を示す図である。
【図６】図３において、ダンパを全閉位置とした状態を示す図である。
【図７】図４において、ダンパを全閉位置とした状態を示す図である。
【図８】回転軸へのダンパの取付状態を示す分解斜視図である。
【図９】図１のダンパ装置をボイラの排ガス再循環路へ用いた使用状態の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ダンパ装置
２  ダンパ
３  回転軸
４  管体
１４  シール板
１５  第一本体板
１６  第二本体板
２０  シール部
２１  ロータリソレノイド
２５  ストッパ
２７  ボイラ
２８  排ガス再循環路（ダクト）
３０  缶体
３２  給気路
３３  排ガス路
【図１】
2008121803.tif 000003
【図２】
2008121803.tif 000004
【図３】
2008121803.tif 000005
【図４】
2008121803.tif 000006
【図５】
2008121803.tif 000007
【図６】
2008121803.tif 000008
【図７】
2008121803.tif 000009
【図８】
2008121803.tif 000010
【図９】
2008121803.tif 000011