JP4135929B2 - 楕円型チャッキダンパ及びこれを備えた空気調和設備用チャンバ - Google Patents

Description

本発明は、例えば空気調和衛生設備に使用されるダクトの途中に設置し、ダクト内の風向が正風方向の場合はダンパが開き、無風もしくは逆風方向の場合にはダンパを閉じて空気の逆流を防止するチャッキダンパに関する。

空気調和衛生設備に使用されるダクトの途中に設置し、ダクト内の風向が正風方向の場合はダンパが開き、無風もしくは逆風方向の場合にはダンパを閉じて空気の逆流を防止するチャッキダンパは従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。

実開平３−２３７３９号公報（第４−７頁、第１図）

しかしながら、かかる従来型のチャッキダンパはダンパ自体が角型もしくは真円形の板からなる。ダンパ自体がこのような形状を有することで、微少風量ではダンパを開くのに十分なトルクを発生せず、ダクト内の空気の圧力損失を生じるという欠点がある。また、かかる従来型のチャッキダンパは、その回転軸が重力と垂直な方向に向いたままダクトに配置されるようになっている。ダンパがこのように配置されていると、ダンパが開く際にダンパに重力が直接作用するので、ダンパ開閉に際して大きなトルクを必要とする。そのため、微少な風量ではダンパの適正な開閉を行えず、ダクト内の空気の圧力損失を生じる欠点がある。

本発明の目的は、正風方向の微少風量でもダンパを容易に開くことでダクト内の空気の圧力損失を低く保ちつつ、空気の逆流を防止することのできる楕円型チャッキダンパを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明にかかる楕円型チャッキダンパは、
断面視楕円形状のダクトに取付けられる楕円型チャッキダンパであって、
短軸方向に回転軸を有し、
当該楕円型チャッキダンパをダクト内に取付けた状態において前記回転軸が重力の作用方向と平行に配置可能であり、
前記回転軸の両側に半楕円型のダンパをそれぞれ備えると共に、前記回転軸の所定位置にダンパ閉保持用の弾性体を備え、前記弾性体は、前記ダクト内に空気の流れがない場合に前記チェッキダンパの閉状態を保持する弾性力を有する共に、前記ダクト内に空気の正方向の流れが生じた際に、前記楕円型チェッキダンパ開に伴って前記回転軸廻りに生じるトルクと釣り合って空気の流れ量に応じた前記チェッキダンパの開度を維持する弾性力を有しており、かつ
前記回転軸と前記チェッキダンパとの周囲にフレームを更に備え、前記フレームと前記チェッキダンパとの間の空気の逆流を遮断する空気逆流防止部材を当該フレームに備えたことを特徴としている。

半楕円型のダンパがそれぞれ楕円の長軸方向に形成されているので、このダンパに正風方向の空気が流れた場合、ダンパを開くのに十分なトルクを微少風量でも確保できる。従って、応答性に優れた適正な空調制御を可能とする。

また、正風方向に空気が流れない限り、弾性体の付勢力によってダンパを確実に閉止しておくことができ、逆風方向の空気の流れを遮断することができる。
また、楕円型チャッキダンパは、短軸方向に回転軸を有し、弾性体は、ダクト内に空気の流れがない場合にチェッキダンパの閉状態を保持する弾性力を有する共に、ダクト内に空気の正方向の流れが生じた際に、楕円型チェッキダンパ開に伴って回転軸廻りに生じるトルクと釣り合って空気の流れ量に応じたチェッキダンパの開度を維持する弾性力を有していることで、チェッキダンパの回転は空気の流れによって生じるチェッキダンパのトルクと弾性体の弾性力によって発生するトルクが釣り合う位置でチェッキダンパが停止するようになる。すなわち、微少風量の場合、チェッキダンパはわずかに開き、風量が多くなるに従ってチェッキダンパの開度が大きくなるようにできる。

また、このようなフレームを備えることで楕円型チャッキダンパ自体の強度を高めるとともに、楕円型チャッキダンパが取付けられた部分のダクトの強度も高めることができる。

また、かかる空気逆流防止部材を備えることで、楕円型チャッキダンパのダンパが閉じた状態において空気の逆流を確実に遮断することができる。

また、本発明の請求項２に記載の空気調和設備用チャンバは、請求項１記載の楕円型チャッキダンパを備えた空気調和設備用チャンバである。

かかる空気調和設備用チャンバによってチャンバ内の正風方向の微少風量でもダクトを開くとともに、空気の逆流を遮断して、最適な空調制御の実現に貢献する。

以上説明したように、本発明にかかる楕円型チャッキダンパは、空気の流れがダンパに及ぼすダンパ開閉の作用点が半楕円型ダンパの長軸先端近傍に位置するので、微少な風量でもダンパ開閉に十分なトルクを発生する。すなわち、正風方向の微少な空気の流れによってもダンパを開くのに十分なトルクを発生させることができるので、微少風量でダンパを開閉可能とする。これによって、ダクト内での正風方向の空気の圧力損失を低減できる。
また、楕円型チャッキダンパは、短軸方向に回転軸を有し、弾性体は、ダクト内に空気の流れがない場合にチェッキダンパの閉状態を保持する弾性力を有する共に、ダクト内に空気の正方向の流れが生じた際に、楕円型チェッキダンパ開に伴って回転軸廻りに生じるトルクと釣り合って空気の流れ量に応じたチェッキダンパの開度を維持する弾性力を有していることで、チェッキダンパの回転は空気の流れによって生じるチェッキダンパのトルクと弾性体の弾性力によって発生するトルクが釣り合う位置でチェッキダンパが停止するようになる。すなわち、微少風量の場合、チェッキダンパはわずかに開き、風量が多くなるに従ってチェッキダンパの開度が大きくなるようにできる。

また、従来のように円形や四角型のチャッキダンパではなく楕円型のチャッキダンパであるので、空気調和設備用チャンバ等に省スペースを図りながら設置できる。

また、フレームを備えることで、フレームの強度によって楕円形ダクト又はフレキシブルダクトに予期せぬ外力が加わることによる楕円型チャッキダンパ自体やこれを取付けたダクトの部分の荷重変形を防止することができる。

また、空気逆流防止部材をダンパとフレームとの間の少なくともいずれか一方に備えることで、逆流風量をほとんど無くすことができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる楕円型チャッキダンパについて図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態にかかる楕円型チャッキダンパ１は、リターンダクトやサプライダクトに取付けられて正風方向の空気の流れに対しては微少風量であってもダクトが開いて対応するとともに、逆風方向の空気の流れ（空気の逆流）をほとんど無くすようになっている。

具体的には、本実施形態にかかる楕円型チャッキダンパ１は、図１に示すように、楕円型チャッキダンパ１の短軸方向に配置された回転軸１０と、回転軸１０に回転自在に取付けられた２枚の半楕円型のダンパ２０，３０と、半楕円型のダンパ２０，３０の周囲に配置され、回転軸１０の両端を支持するフレーム４０と、フレーム４０に取付けられかつフレーム４０とダンパ２０，３０との間をシールするパッキン５０とを備えている。

回転軸１０は金属製のシャフトからなり、上述したように楕円型チャッキダンパ１の短軸に相当する位置に配置されるようにその両端がフレーム４０に支持されている。より詳細には、回転軸１０は側面視Ｅ字型に折曲されたブラケット４１の折曲部（図１では、詳細には図示せず）を貫通することで、ブラケット４１を介してフレーム４０にしっかりと支持されている。また、回転軸１０の両端近傍には、ブラケット４１の折曲部によって挟まれる位置にそれぞれ２つのブッシュ１１が取付けられている。そして、ブッシュ１１には回転軸１０に対してダンパ２０，３０を回転自在に連結する金属製のアーム１２が取付けられている。また、回転軸１０の長手方向ほぼ中央部分にはダンパ２０，３０をフレーム４０に対して閉止方向に付勢するねじりバネ１３（ダンパ閉保持用の弾性体）が取付けられている。

ダンパ２０，３０はそれぞれ半楕円形状を有した例えば亜鉛メッキ鋼板などの金属製のプレートからなり、その短軸方向を構成する縁部にはねじりバネ取付け用切欠き部とアーム取付け用切欠き部が互いに離間して形成されている。

また、ダンパ２０，３０のねじりバネ取付け用切欠き部の近傍にはねじりバネ１３の端部を差し込むねじりバネ固定用穴部２０ａ，３０ａが形成され、当該ねじりバネ固定用穴部２０ａ，３０ａにねじりバネ１３の端部が掛止することで、ねじりバネ１３の付勢力がダンパ２０，３０に作用するようになっている。

フレーム４０は、ダンパ２０，３０の外縁部よりも若干大きな外縁部を有し、ダンパ２０，３０の外縁部よりも若干小さな内縁部を有する一定幅の楕円型金属枠体からなる。また、フレーム４０には、上述の通りその短軸側端部にブラケット４１が取付けられ、当該ブラケット４１を介して回転軸１０がフレーム４０の形成面と直交する方向に若干偏倚して配置されている。これによって、ダンパ２０，３０が閉じたときにフレーム４０の一方の面にダンパ２０，３０の縁部が当接してダンパ２０，３０のそれ以上の回転を阻止し、楕円型チャッキダンパ１に逆流防止機能を与えている。また、フレーム４０のダンパ当接側にはブラケット４１の形成位置を除いてフレーム内縁部全周にわたって断面矩形形状を有したスポンジからなるパッキン（空気逆流防止部材）５０が取付けられている。そして、ダンパ２０，３０が閉じられたとき、パッキン５０によってダンパ２０，３０とフレーム４０との間の空気の逆流を遮断するようになっている。また、フレーム４０にはその全周の適所位置に長孔（図示せず）が複数形成され、図示しないブラケットを介してダクト（図３〜図６参照）の適所位置に楕円型チャッキダンパ１を容易に固定できるようになっている。

続いて、かかる構成を有した楕円型チャッキダンパ１の作用について説明する。楕円型チャッキダンパ１を断面視楕円型のダクト内に取付けた状態で、図１の矢印Ａに示すようにダクト内に正風方向の空気が流れたとする。これによって、楕円型のダンパ全体に空気の流れが当たる。すなわち、ダンパ２０，３０の長軸方向端部にも空気の流れが当たる。ここで、楕円型チャッキダンパ１の場合、回転軸１０からダンパ２０，３０の長軸方向端部までの距離が円型又は四角形の従来型チャッキダンパに較べて十分に長いので、ダンパ２０，３０の長軸方向端部が空気の流れによってわずかに押されることで、微少な風量であっても十分な力のモーメント（トルク）がダンパ２０，３０の回転軸回りに発生し、図２に示すような状態に至るまで正風方向の風量に応じた開度でダンパ２０，３０が容易に開くことができる。

なお、ダンパ２０，３０はねじりバネ１３によって閉じる方向に常に付勢されているので、ダンパ２０，３０の回転は空気の流れによって生じるダンパ２０，３０のトルクとねじりバネ１３の弾性力によって発生するトルクが釣り合う位置でダンパ２０，３０が停止するようになる。すなわち、微少風量の場合、ダンパ２０、３０はわずかに開き、風量が多くなるに従ってダンパ２０，３０の開度が大きくなる。なお、図２に示したダンパ２０，３０の開き状態はかなりの風量がダクト内において正風方向（図中矢印Ａ参照）に流れている状態を示している。

一方、正風方向の空気の流れが止まった場合には、回転軸１０とダンパ２０，３０との間に介装されたねじりバネ１３の付勢力によってダンパ２０，３０を閉じる方向に回転させる。これによって、ダンパ２０，３０の縁部はフレーム４０の内側縁部に連続的に備わったパッキン５０に当接し、ダンパ２０，３０の回転を停止する。そして、その後に逆風方向の空気の流れが生じた場合においてもパッキン５０を介してダンパ２０，３０とフレーム４０との間の空気の逆流を確実に遮断する。

また、図２に示した状態においてダクト内の空気の流れが正風方向からいきなり逆風方向に変わった場合は、正風方向の空気の流れが作用するダクト面と反対側のダクト面に逆風方向の空気の流れが作用し、ねじりバネ１３の付勢力と協働してダンパ２０，３０をより迅速に閉じることができる。

続いて、楕円型チャッキダンパ１を空調機のダクトＤに設置した状態について説明する。図３は楕円型チャッキダンパ１を空調機（図示せず）のダクトＤ１内に設置した状態を示し、図４は楕円型チャッキダンパ１を空調機ＡＣ（空気調和設備用チャンバ）のリターンダクトＤＲに設置した状態を示している。本実施形態の楕円型チャッキダンパ１はこのように断面楕円形状を有するダクトＤの適所位置に設けるだけで、その効果を十分に発揮することが可能である。従って、図４においてリターンダクトＤＲの適所位置に楕円型チャッキダンパ１を設ける代わりに、サプライダクトＤＳの適所位置に楕円型チャッキダンパ１を設けてもよい。また、楕円型チャッキダンパ１はその形状が楕円であるがゆえに、図４に示すような直方体形状の空調機ＡＣにおいて断面視楕円型のダクトと組み合わせてこのダクト内に楕円型チャッキダンパを配置させることができる。これによって、従来のように薄い箱型の空調機と断面視円形のリターンダクトに設置される円形のチャッキダンパを組み合わせる場合にそれぞれの形状の違いを互いに補完する補完ダクトを備える必要はない。同様に薄い箱型の空調機と断面視正方形のリターンダクトに設置される正方形のチャッキダンパの場合に必要とされる補完ダクトを備える必要がない。このように、例えば高さの低い箱型形状の空調機にも断面視楕円型のダクトＤと楕円型チャッキダンパ１との組み合わせで対応することができ、空調設備上の省スペースや部品点数の削減を図ることができる。

続いて、本発明の別の実施形態にかかる楕円型チャッキダンパ５について説明する。本実施形態にかかる楕円型チャッキダンパ５は、図５に示すように、回転軸５１をダクト内に取付けた状態において重力の作用方向Ｇからダンパ閉保持方向に回転軸を傾けて（図中傾き角α参照）ダクト内に設置可能なようになっている。

回転軸５１をこのように傾けてダクト内に設置可能とすることで、楕円型チャッキダンパ５をダクトＤ内に取付けた状態でダンパ自体に作用する重力を利用して空気が正風方向に流れない限り、ダンパ５２，５３を閉じておくことができる。

このように回転軸５１を重力方向から微少に傾けることにより、ダンパの自重で閉方向のトルクを得ることができ、ダンパ閉状態を保持することで、ダンパ５２，５３と回転軸５１との間にねじりバネ等のダンパ閉保持用の弾性体を介装する必要がない。その結果、部品点数の削減を図ることができる。これによって、逆風方向の空気の流れを簡易な構成で防止することができる。

続いて、本発明のさらに別の実施形態にかかる楕円型チャッキダンパ６について説明する。本実施形態にかかる楕円型チャッキダンパ６は、図６に示すように、ダンパ６２，６３の適所にバランサ（カウンタウェイト）６４，６５を備えている。そして、バランサ６４，６５の重量を適当な重量とすることでダンパ６２，６３の重心位置を変化させることができ、回転軸の傾きに起因するダンパ６２，６３の開閉トルクの変化を補正できる。

これによって、製作時および設置時に回転軸６１の予期せぬ傾きが生じても、これをダクト内に取付けた時にダンパ６２，６３の開閉に必要なトルクを増大させることなく、正規に製造されダクトＤに設置された楕円形チャッキダンパ６と同様のトルクでダンパ６２，６３を開閉することができる。また、この場合、例えば数種類のバランサをダンパ６２，６３に取付け可能にしてバランサの重量を可変とすることで、回転軸６１の傾斜度合いに対応することが可能となる。

また、このようなバランサを備えることで、ダクト自体が上り配管や下り配管であってこのダクトの内壁面と垂直に楕円型チャッキダンパを取付ける場合にも適正なダンパ閉保持機能を備えることができるようになる。

なお、以上説明した楕円型チャッキダンパに備わったダンパ閉保持用の弾性体は、ねじりバネでなく板バネなどの他の弾性体であっても良い。

また、回転軸をダンパ閉保持方向に斜めにしたままダクトに楕円型チャッキダンパを取付ける場合、ねじりバネのような弾性体を必ずしも省略する必要もなく、ねじりバネの付勢力とダンパ自体に作用する重力が協働してダンパを閉じるようにしても良い。

また、楕円型チャッキダンパには、フレームは必ずしも必要としない。しかしながら、フレームを備えたほうが楕円型チャッキダンパ自体の強度やこれが取付けられる部分のダクトの強度を高める上で好ましい。

また、楕円型チャッキダンパにはパッキンは必ずしも必要としない。しかしながら、パッキンを備えた方が逆風方向の空気の流れを確実に遮断することができる。

また、楕円型チャッキダンパはバランサとダンパ閉保持用の弾性体を組み合わせて備えていても良く、バランサのみを備えてダンパの重心位置を変えることでダンパ閉保持用の弾性体を不要にしても良い。

また、ダンパ閉保持用の弾性体の取付け位置は回転軸の長手方向中央部には限定されない。

また、回転軸やダンパ、フレームの材質は、楕円型チャッキダンパとしての機能を発揮するのに十分な強度を有していれば、上述した実施形態のように金属には限定されない。

なお、楕円型チャッキダンパは断面視楕円型鋼板ダクト及び断面形状が自在に変化するフレキシブルダクトを有したサプライチャンバ、リターンチャンバや薄型の空気調和機に備わる断面視楕円型ダクトの何れにも直接接続できる。

本発明の一実施形態にかかる楕円型チャッキダンパのダンパが閉じた状態における斜視図である。 図１に示した楕円型チャッキダンパのダンパが開いた状態における斜視図である。 図２に示した楕円型チャッキダンパがダクト内に取付けられた状態を示した斜視図である。 図１に示した楕円型チャッキダンパが空調機のリターンダクトに取付けられた状態を示した斜視図である。 本発明の別の実施形態にかかる楕円型チャッキダンパがダクト内に取付けられた状態を示した斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態にかかる楕円型チャッキダンパがダクト内に取付けられた状態を示した斜視図である。

符号の説明

１，５，６ 楕円型チャッキダンパ
１０ 回転軸
１１ ブッシュ
１２ アーム
１３ ねじりバネ（弾性体）
２０，３０ ダンパ
２０ａ，３０ａ ねじりバネ固定用穴部
４０ フレーム
４１ ブラケット
５０ パッキン（空気逆流防止部材）
５１ 回転軸
５２，５３ ダンパ
６１ 回転軸
６２，６３ ダンパ
６４，６５ バランサ（カウンタウェイト）

Claims (2)

1. 断面視楕円形状のダクトに取付けられる楕円型チャッキダンパであって、
   短軸方向に回転軸を有し、
   当該楕円型チャッキダンパをダクト内に取付けた状態において前記回転軸が重力の作用方向と平行に配置可能であり、
   前記回転軸の両側に半楕円型のダンパをそれぞれ備えると共に、前記回転軸の所定位置にダンパ閉保持用の弾性体を備え、前記弾性体は、前記ダクト内に空気の流れがない場合に前記チェッキダンパの閉状態を保持する弾性力を有する共に、前記ダクト内に空気の正方向の流れが生じた際に、前記楕円型チェッキダンパ開に伴って前記回転軸廻りに生じるトルクと釣り合って空気の流れ量に応じた前記チェッキダンパの開度を維持する弾性力を有しており、かつ
   前記回転軸と前記チェッキダンパとの周囲にフレームを更に備え、前記フレームと前記チェッキダンパとの間の空気の逆流を遮断する空気逆流防止部材を当該フレームに備えたことを特徴とする楕円型チャッキダンパ。
2. 請求項１記載の楕円型チャッキダンパを備えた空気調和設備用チャンバ。

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