JP5286847B2 - 可動フラップダンパー装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体が内部を流れるシュートの途中に設けられたダンパー装置において、ダンパーの密閉性を長期間保つことのできる耐久性のあるダンパー装置に関する。

図２に、従来の一般的な二重フラップのダンパー装置を示す。粉粒体を流すシュート１において、その内部の粉粒体７を遮断させたり通過をさせたりするためには、従来から二重フラップ、または三重フラップの可動ダンパー装置が多く使用されている。この可動ダンパー装置は、その多くはフラップダンパー３の上面と下面の空気の圧力に大きな差圧がある場合に、エアーシールを行う目的で利用される。

可動ダンパー装置は、その開閉頻度が特に多い場合、密閉時の開口部２のシール部４との衝撃力によって可動するフラップダンパー３の面とシュート１のシール部４が磨耗してゆき、磨耗が進行すると、シュート１内の可動するフラップダンパー３の面の前後における気密性が悪化して、ダンパー装置を全閉しても粉粒体７がこぼれたり、空気がフラップダンパー３の上下でリークしたりすることが多かった。このために、粉粒体７の遮断が十分に行われなくなっていた。

また、フラップダンパー３の上部圧力がその下部圧力よりも低い装置の場合は、フラップダンパー３と開口部２との隙間から、シュート１の内部の空気が上昇方向であるところの逆流現象を起こし、粉粒体７がシュート１を落下し難くなる。また、輸送物が軽くて、若干水分があるものを輸送する場合、ダンパー面に付着してフラップダンパーを完全に閉じることができずにシールが不十分な事態も生じる。

このように、ダンパー装置としての遮断機能と輸送機能が十分に果たすことができない事態に陥ってしまい、結果として、ダンパー装置のシール部４を補修する必要があった。

特許文献１には、シュートを二層構造にした磨耗防止装置が記載されている。鉄板の傾斜シュート内の原料が流れ落下して接触する部分に、ゴム板を貼り付け耐磨耗構造にしている。しかし、ゴム板が損傷しやすく、３乃至６カ月毎にゴム板を取り替え補修が必要であった。特に、装置の内部を流れる材料が硬質でかつ尖っている材料であると、この表面層がゴム板の二層構造では長期間の使用に対しては必ずしも十分とは言えるものではなかった。
特開２００２−３１６７０７号公報

本発明は、粉粒体が内部を流れるシュートの途中に設置されている可動フラップダンパー装置のフラップが押圧されるフランジの耐磨耗性を向上させた耐久性のある構造を提供することを目的とする。

本発明は次のとおりである。
（１）粉粒体を流通させるシュートと、シュートの下部に向かって逆円錐状に開口した開口部と、開口部の先端に接して開口部を閉止するためのダンパーと、ダンパーを支持するための軸部とを有する可動フラップ式ダンパー装置において、開口部の先端には材質が異なる２種以上の部材がシュートの流れ方向に向かって層状となるように取り付けられ、ダンパーと接する表面層１０に接する中間層９は弾力性のある材質であり、前記表面層１０とともに前記中間層９を挟み込むための基板層８が前記中間層９の上部に取り付けられたことを特徴とする可動フラップ式ダンパー装置。
（２）前記表面層１０の厚み長さは、前記中間層９の厚み長さよりも短い上記（１）記載の可動フラップ式ダンパー装置。
（３）前記表面層１０の厚み長さは、１〜４ｍｍである（１）または（２）記載の可動フラップ式ダンパー装置。
（４）前記中間層９の材質は、ゴムまたは合成樹脂である（１）から（３）のいずれかに記載の可動フラップ式ダンパー装置。

本発明によれば、ダンパー装置の耐磨耗性を向上させることができると共に、密閉機構の耐久性が大幅に改善することができる。

粉粒体７を上部から下部へ重力によって流通させ落下させるシュート１の途中にシュート１の上部と下部のエアーシールを行う目的で、ダンパー装置を設置する。フラップダンパー３の駆動は粉粒体７の流量制御等により、重量で調整する場合は重力式、時間間隔で調整する場合は空気圧または油圧のシリンダー等があり適宜選択できる。ダンパー装置の前後の圧力差が大きい場合は、ダンパー装置を二重または三重とする。また、シュート１の開口部２の断面形状は、正方形または長方形または円形のいずれであってもよい。

二重ダンパー装置は、シュート１の中に粉粒体７を流しながら、シュート１の上部と下部のエアーシールを行うことを目的としている。また、シュートの下部に向かって逆円錐状に開口した開口部２が設けられる。さらに、開口部の先端に接して開口部を閉止するためのダンパーを有する。フラップダンパー３は、ダンパーを支持するための軸部であるダンパー軸６を中心に開閉する。シュート１の流れ方向と、全閉時におけるフラップダンパー３の平面の方向が傾斜状になっている。廃プラスチックの輸送設備や自家用発電気設備等で取り扱うダンパー装置が全閉時のフラップダンパー３の傾斜角度は、シュート１内の粉粒体７の流れ方向を基準として３０乃至９０度である。

開口部の先端には材質が異なる２種以上の部材がシュートの流れ方向に向かって層状となるように取り付けられる。また、ダンパーと接する表面層に接する中間層は弾力性のある材質である。以下、３種の層の材質を使用した三層構造を例に本発明を説明する。

フラップダンパー３によって密着押圧されるシュート１の開口部２が長方形である三層構造フランジ板５は、その正方形オリフィスを図３に示すように、基板層８と表面層１０の間に弾性体である中間層９を挟む三層構造で構成される。基板層８は、溶接等によりシュート１に強固に固定され、中間層９、表面層１０は、ボルトナットにて基板層８に取り付け固定されることを特徴としている。なお、該ボルトナットの表面層１０の側においては、ナットの緩みを防止するために、圧着面積が広くて厚めの座金を併用することが好ましい。また、表面層１０は、フラップダンパー３が全閉したとき密着しやすいように、密着部の表面が平滑であることが必要である。

基板層８はシュート１の開口部２の三層構造の基板となるもので、弾性体９、表面層１０の取り付け及びフラップダンパー３の閉時の衝撃に耐える強固な厚さが必要で、６から１６ミリメートルである。また、中間層９の弾性体の厚さは、柔軟で弾力を持たせるために、厚さ１０から２０ミリメートルが好ましい。なお、弾性体はゴムやウレタン等の弾力性のある発泡質の合成樹脂である。前記表面層１０の厚み長さは、前記中間層９の厚み長さよりも短いことが好ましい。表面層１０の厚さは、薄いと破損しやすく、厚いと中間層９の弾力効果を生かせなくしてしまうので、表面層１０の材質の弾力性を考慮した厚さとしては、１から４ｍｍ、好ましくは２から３ミリメートルである。基板層８と表面層１０の材質は硬質の金属材料でよいが、一般的には鉄板が好ましい。なお、腐食性の強い粉粒体を流す場合は、ステンレススチール板を使用し、磨耗性の高い粉粒体を流す場合は、チタン合金などの耐磨耗金属板を使用してもよい。

三層構造の基板層８と中間層９の厚さは厚くして、表面層１０の厚みは薄くすることが好ましい。表面層１０は弾性体９に変形を伝え易いように厚さの薄い表面層１０を貼り付けることによって、耐久性と柔軟性を確保することができる。この三層構造フランジ板５は、図５に示しているような正方形オリフィスであってもよく、この正方形オリフィスの場合については、シュート１の開口部２は、シュート１の方向に対して同じ方向に開口部２が開いていて、全閉時のフラップダンパー３の面とシュート１の流れ方向は角度が９０度で構成している。

図４と図５に示すように、シュート１の開口部２に設置されている三層構造フランジ板５は、フラップダンパー３が全閉したときに、相互が密着する。このとき、三層構造フランジ板５とフラップダンパー３の間に、粉粒体７の一部が噛み込んでも三層構造の弾性体９の弾力性によって密閉性が保たれ、エアーシールに問題がない。また、フラップダンパー３の衝撃が減少し、フラップダンパー３の磨耗も緩和される。一方、フラップダンパー３が経年的に偏磨耗しても、フラップダンパー３が全閉したときにシール部４においても、三層構造の弾性体９の弾力性によって密閉性が保たれる。エアーシールにも問題なくダンパー装置としての機能が保たれ、耐久性も向上させることができる。

図６に本発明を断面が円形のシュート１に適用する場合の模式図を示す。基本的には同様な技術で密閉方法と耐磨耗性の向上に適用ができる。全閉時のフラップダンパー３の面とシュート１の流れ方向の角度が９０度の場合の例を示している。この場合のシール部４の構造は環状の円形オリフィスであって、基板層８と弾性体９と表面層１０からなる三層構造フランジ板５は環状の円形オリフィスを成す。また、フラップダンパー３も円盤状の円形オリフィスになり、開口部２も円形オリフィスである。一方、全閉時のフラップダンパー３の面とシュート１の流れ方向の角度が３０乃至９０度未満の場合には、フラップダンパー３の形状は楕円形オリフィスであって、三層構造フランジ板５は環状の楕円形オリフィスとなる。

本発明によって、ダンパー装置のシール部４の損耗を大幅に低減することができ、密閉機能も大幅に持続させることができるようになった。

図１と図２に一実施例の概略図を示す。図１ではシュート１に設置されたフラップダンパー３を有するダンパー装置の一段を示している。本実施例における粉粒体１は廃プラスチックであり、磨耗性が低いが、廃プラスチックへの異物の混入に対するシール部４への異物の噛込みに対する対策が主な目的となっている。シュート１の内断面の二辺は、７０３×８０３ミリメートルの長方形である。一段当たりのダンパー装置の高さは、１１００ミリメートルであり、本実施例は三段構造として、三重フラップのダンパー装置で構成されており、全体では３３００ミリメートルの高さである。上部のシュート１から三層構造フランジ板５への繋がりは、図１のようにホッパ状に緩く下方に傾斜させて接続させている。尚、ダンパー軸６から延びてフラップダンパー３に並行して接しているものは、フラップダンパー３を支持するためのサポートを示す。

シュート１を流れる粉粒体１は、廃プラスチックの破砕品と都市ごみ固形燃料（ＲＤＦ）であって、サイズが最大長で４０ミリメートル以下であり、形状がフラフ状の軟質プラスチックが中心である。シュート１を流れる廃プラスチックの流量は、２．３ｔ／ｈｒである。フラップダンパー３が全閉のとき、フラップダンパー３の上部と下部の差圧は、約１．０メガパスカル程度である。また、フラップダンパー３は、図７に示すように、エアーシリンダー１１の動作によってリンク機構１２を経由して開閉動作を行い、全開と全閉の繰返し周期については、７．５秒間隔で開閉動作をする。

フラップダンパー３は長方形で、フラップダンパー３が全閉のとき、シュート１内の廃プラスチックの流れ方向に対して角度が７５度の傾斜を設けている。シール部４の三層構造フランジ板５の基板層８、中間層９、表面層１０はそれぞれ鉄板・ゴム板・鉄板からなっている。基板層８は溶接によりシュート１に固定され、中間層９、表面層１０は、ボルトにて基板層８に固定されている。基板層８に固定するボルト群は、フラップダンパー３が全閉の時に接触しない様に外側の位置に配置される。なお、該ボルトナットには、表面層１０の側に座金による緩み止め機構を取り付けている。なお、該座金は、直線上に配列したボルトナット群は一体ものの厚さ５ミリメートルの多孔フラットバーとし、フラップダンパー３が全閉した際に該座金と接触しないような寸法のものを取り付ける。

三層構造フランジ板５の基板層８、中間層９、表面層１０の厚さについては、基板層８が１２ミリメートル、中間層9が１２ミリメートル、表面層１０が２．３ミリメートルである。また、三層構造フランジ板５の外形寸法は７５０×８２０ミリメートルの長方形で、内側にシュート１の内断面に５７０×６４０ミリメートルの穴があいた形状である。フラップダンパー３の寸法は２辺が６６０×７３０ミリメートルの長方形で、厚さが１２ミリメートルである。

本発明の方法により１年使用ではほとんど磨耗しておらず、２年に１回ほど表面層１０の取替え補修を行えば十分でシール性が保てた。

また、表面層１０の鉄板の厚さを４．５ミリメートルにした場合、鉄板の弾性変形が小さい為、フラップダンパー３と表面層１０に噛みこんだ廃プラスチックの異物による隙間を変形により吸収できず、シール性の低下見られた。
逆に表面層１０を０．３ミリメートルの亜鉛鉄板にしたところ、変形が大きく金属疲労による破断が見られ、約半年で取替となった。

一方、従来の基板層８に鉄板と中間層９にゴム版の２層構造では、中間層９が偏摩耗し、シール性が著しく低下した為、６カ月毎に補修し、状況によっては３ヶ月での補修する必要があった。

本発明は、粉粒体を扱う工業用の各種操作機器に使用可能であるばかりでなく、農業用などの各種産業のスラリー状のものや、土木建築用の土砂の取り扱い操作にも適用が可能である。

本発明におけるダンパー装置のシール部の断面図で、実線でフラップが全閉 状態の時を、点線でフラップは全開状態を示す。フランジ形状は長方形オリフィス形 状である。 従来における密閉の可動二重フラップダンパー装置を示す一般的な概略図で ある。 本発明におけるシール部における正方形オリフィス形状の三層構造の立体的 模式図である。 本発明におけるダンパー装置のシール部の断面図で、実線でフラップが全閉 状態の時を点線でのフラップは全開状態を示す。また、フラップがシュートの開口部 に対し直角に密閉し、フランジ板の形状が正方形オリフィスの場合を示す。 本発明の一例でシール部のフランジ板の形状が正方形オリフィスの場合の三 層構造の立体的模式図である。 本発明の一例でシール部のフランジ板の形状が円形オリフィスの場合の三層 構造の立体的模式図である。 本発明の一例でダンパー装置のフラップ駆動部がエアーシリンダーである装 置の模式図である。

１ シュート
２ 開口部
３ フラップダンパー
４ シール部
５ 三層構造フランジ板
６ ダンパー軸
７ 粉粒体
８ 基板層（鋼板）
９ 中間層（弾性体）
１０ 表面層（鋼板）
１１ エアーシリンダー
１２ リンク機構

Claims (1)

1. 粉粒体を流通させるシュートと、
   前記シュートは下部に向かって逆円錐状に狭められ、狭められた前記シュートの下部に開口する開口部と、
   前記開口部に接して閉止するフラップダンパーと、
   前記フラップダンパーを支持するための軸部と
   を有する可動フラップ式ダンパー装置において、
   前記開口部に、材質が異なる３種以上の部材が前記シュートの流れ方向に向かって層状となるように取り付けられ、
   前記フラップダンパーと接する表面層に接する中間層は、前記表面層よりも弾力性のある材質であり、
   前記表面層とともに前記中間層を挟み込むための基板層が前記中間層の上部に取り付けられたこと
   を特徴とする可動フラップ式ダンパー装置。

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