JP6430315B2 - 流量調整ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、各種建物の給排気システムを構築するダクト中を流れる風量の調整手段として、ダクトに接続して使用される流量調整ダンパに関する。

ダンパケーシング内を流動する風量を計測して、その計測値に応じて風量を調整可能な流量調整ダンパについては、従来、様々な構造、機能を有するものが提案されているが、本発明に関連するものとして、ダンパケーシング内にピトー管が配置された構造を有するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

図８に示すように、特許文献１に記載された「風量調整装置」（流量調整ダンパ２００）は、円筒状のダンパケーシング２０１内を横断する支持軸２０２を中心に回動可能なバタフライ羽根２０３が配置され、バタフライ羽根２０３の上流側に一対のピトー管２０４，２０５が互いに直交する状態に配置されている。そして、一方のピトー管２０４の端部を、ダンパケーシング２０１の外側に導き出すことによって全圧測定口２０６が形成されている。

特開２０１１−１２２７９５号公報

特許文献１に記載された「風量調整装置」（流量調整ダンパ２００）は、円筒状のダンパケーシング２０１内の、バタフライ羽根２０３の上流側に一対のピトー管２０４，２０５が互いに直交する状態に配置されているため、構造が複雑である。また、バタフライ羽根２０３の下流側に乱流Ｔが発生し、ピトー管２０４，２０５の測定値が、ダンパケーシング２０１内の気流の状態を正確に反映していない場合がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、空調ダクト内の気流の乱れの影響を受け難く、バタフライ羽根の下流側での気流の乱れを抑制し、安定的に圧力検出を行うことができる流量調整ダンパを提供することにある。

本発明の流量調整ダンパは、円筒形状のダンパケーシングと、前記ダンパケーシング内を横断する方向に設けられた回転軸と、前記回転軸の回動により前記ダンパケーシング内の流路を開閉するバタフライ羽根と、前記ダンパケーシングの内周面の前記バタフライ羽根の気流の流れ方向に対する上流側及び下流側にそれぞれ配置された圧力検出部と、前記ダンパケーシング内の前記バタフライ羽根の気流の流れ方向に対する下流側に前記ダンパケーシングの軸心及び前記回転軸と平行をなすように配置された板状の整流部材と、を備えたことを特徴とする。

このような構成を備えた流量調整ダンパにおいては、バタフライ羽根の下流側における気流の乱れを整流部材によって抑制することができるので、バタフライ羽根の下流側での圧力検出を安定的に行うことができる。従って、空調ダクト内の気流の乱れの影響を受け難く、バタフライ羽根の下流側での気流の乱れを抑制し、安定的に圧力検出を行うことができる。また、圧力検出部において検出した圧力に基づいて流量調整ダンパの制御を行う場合は、安定的に検出された圧力値に基づいて安定的な制御を実現することができる。

ここで、前記整流部材は、前記バタフライ羽根の回転軸から前記ダンパケーシングの気流の流れ方向に対する下流側の開口端に至る領域に配置することが望ましい。

このような構成とすれば、整流部材による乱流抑制作用を、バタフライ羽根の回転軸からダンパケーシングの下流側の開口端付近までの広い範囲に及ぼすことができるので、圧力測定の安定性向上に有効である。

また、前記整流部材は前記ダンパケーシング内周面に固定され、前記整流部材と前記ダンパケーシング内周面との固定部の近傍に前記下流側の圧力検出部を配置することが望ましい。

このような構成とすれば、整流部材によりダンパケーシング内周面近傍の気流が安定するので、圧力検出の安定性がさらに向上する。

一方、前記下流側の圧力検出部の気流の流れ方向に対する上流側に気流回避部材（邪魔板）を設けることが望ましい。

このような構成とすれば、下流側の圧力検出部における圧力検出の安定性がさらに向上する。

また、前記上流側の圧力検出部の気流の流れ方向に対する上流側以外を覆うカバーを設けることが望ましい。

このような構成とすれば、上流側の圧力検出部において確実に圧力検出部に気流を誘導し、圧力検出部で検出される動圧も静圧に変換する効果があり、圧力を全圧として検出することが可能となる。この結果として、圧力の検出値を増幅させた状態とすることができるので、差圧検出の安定化に有効であるとともに、羽根角度に対して差圧レンジを大きく取ることができ、差圧に基づく羽根角度制御をきめ細かく行うことができる。また、カバーは乱流の影響を防止する機能も発揮するので、ダンパケーシング内において乱流が発生しがちな、バタフライ羽根の回動範囲の近傍に上流側の圧力検出部を配置することが可能となり、ダンパケーシングのコンパクト化を図る上で有効である。

さらに、前記カバーの気流の流れ方向に対する下流側の壁面部に開口を設けることが望ましい。

このような構成とすれば、食品工場や薬品排気、厨房排気など、ダンパケーシング内を流動する気流中に液体成分が含まれている場合、その液体成分がカバー内に溜まり、圧力検出部の目詰まりの原因となるなど、圧力検出部への悪影響を回避することができる。特に、気流方向が上方から下方へ向かう状態となる縦ダクト部に設置した場合に有効であり、排気系統のみならず、給気系統でもエアワッシャや香り空調などでの液スプレーの下流などに設置することもできる。

本発明により、空調ダクト内の気流の乱れの影響を受け難く、バタフライ羽根の下流側での気流の乱れを抑制し、安定的に圧力検出を行うことができる流量調整ダンパを提供することができる。

本発明の実施の形態である流量調整ダンパを示す正面図である。 図１中の矢線Ａ方向から見た図である。 図１中のＢ−Ｂ線における断面図である。 図３中の矢線Ｃで示す部分の拡大図である。 図４中の矢線Ｄ方向から見た上流側の圧力検出部付近を示す図である。 図１中の矢線Ｅで示す部分の拡大図である。 図３中の矢線Ｆ方向から見た下流側の圧力検出部付近を示す図である。 従来の流量調整ダンパを模式的に示す断面図である。

以下、図１〜図７に基づいて、本発明の実施の形態である流量調整ダンパ１００について説明する。なお、図２〜図４に記載している矢線Ｗは流量調整ダンパ１００に対する気流の流れ方向を示しており、矢線Ｗの示す方向を下流側（背面側、後側）、これと１８０度反対側を上流側（正面側、前側）とする。

図１〜図３に示すように、本実施形態の流量調整ダンパ１００は、上流側及び下流側に開口端１０ａ，１０ｂを有する円筒形状のダンパケーシング１０と、ダンパケーシング１０内を横断する方向に設けられた回転軸１１と、回転軸１１の回動によりダンパケーシング１０内の流路を開閉するバタフライ羽根１２と、ダンパケーシング１０の内周面のバタフライ羽根１２の上流側及び下流側にそれぞれ配置された圧力検出部１３，１４と、ダンパケーシング１０内のバタフライ羽根１２の下流側にダンパケーシング１０の軸心１０ｃ及び回転軸１１と平行をなすように配置された板状の整流部材２０と、を備えている。

ダンパケーシング１０の一方の側面には制御ボックス５０が取り付けられている。制御ボックス５０内には、回転軸１１を駆動するモータ、電源ユニット及びコントローラ（図示せず）などが収納されている。

整流部材２０は平板状の部材であり、バタフライ羽根１２の回転軸１１近傍からダンパケーシング１０の下流側の開口端１０ｂに至る領域に配置されている。バタフライ羽根１２は回転軸１１を境にして、その上流側部分は回転軸１１中心より下方に位置し、下流側部分は回転軸１１の中心より上方に位置する段差形状となっている。バタフライ羽根１２は全閉位置から上流下流それぞれの方向に９０度回動するため、整流部材２０をバタフライ羽根１２の下流側下方に配置すると、バタフライ羽根１２と整流部材２０とが干渉することとなる。これを回避するため、整流部材２０は、回転軸１１より上方の位置に、回転軸１１及びダンパケーシング１０の軸心１０ｃと平行をなす状態に配置されている。整流部材２０は、その両側縁部が、それぞれダンパケーシング１０の内周面１０ｄに固定されている。

バタフライ羽根１２は全体的に略円形板状の部材であり、全開状態にあるとき、回転軸１１を境にして、上流側に位置する上半円部１２ａと、下流側に位置する下半円部１２ｂと、で形成されている。バタフライ羽根１２が全開状態にあるとき、バタフライ羽根１２の下半円部１２ｂと整流部材２０の上流側とが平行状態で対向している。

図３〜図５に示すように、バタフライ羽根１２の回転軸１１より上流側のダンパケーシング１０の内周面の上方側に圧力検出部１３が設けられている。圧力検出部１３はダンパケーシング１０に開設された貫通孔１３ａであり、ダンパケーシング１０の外周には貫通孔１３ａに連通する接続具１３ｂが突出状に取り付けられている。接続具１３ｂには、圧力センサ（図示せず）と繋ぐための管状体（図示せず）が接続可能である。接続具１３ｂと圧力センサ（図示せず）とはチューブ（図示せず）を用いて接続されており、貫通孔１３ａを通じて検出された圧力は圧力センサにより電気信号に変換され、バタフライ羽根１２の角度制御に利用することができる。

ダンパケーシング１０の内周面１０ｄにおける圧力検出部１３の近傍には、その上流側以外を覆うカバー１８が設けられている。カバー１８は、上流側に開口部１８ａを有する箱体状の部材であり、カバー１８の下流側の壁面部１８ｂに開口１８ｃが設けられ、貫通孔１３ａはカバー１８の下流側（壁面部１８ｂ寄りの部分）に位置するように設けられている。

本実施形態では、図３，図４に示すように、ダンパケーシング１０の一部に開口部を設け、開口部を覆う姿勢でダンパケーシング１０に対して着脱可能な断面円弧状の蓋部材１０ｅを設け、この蓋部材１０ｅに貫通孔１３ａを開設するとともに、蓋部材１０ｅの内周面１０ｄ側にカバー１８を取り付け、その蓋部材１０ｅの外周面に接続具１３ｂを取り付けることにより、これらの部材を一体化した圧力検出ユニット１３Ｘを形成している。

従って、圧力検出部１３を含む圧力検出ユニット１３Ｘは、ダンパケーシング１０にビス（図示せず）などを用いて固定することにより着脱可能となっている。そのため、圧力検出ユニット１３Ｘを取り外すと、開口部から流量調整ダンパ１００内部の点検やメンテナンスを行うことができる。

一方、図３，図６，図７に示すように、下流側の圧力検出部１４は、整流部材２０の一方の側縁部とダンパケーシング１０の内周面１０ｄとを溶接などの手段で固定した固定部１５の近傍に設けられている。圧力検出部１４は、ダンパケーシング１０に開設された貫通孔１４ａであり、貫通孔１４ａは流量調整ダンパ１００内の流路断面の中心（図３中の軸心１０ｃ）と同じ高さに配置されている。貫通孔１４ａに連通する接続具１４ｂがダンパケーシング１０の外周面に突出状に取り付けられている。接続具１４ｂには、圧力センサ（図示せず）と繋ぐための管状体（図示せず）が接続可能である。

圧力検出部１４の上流側には気流回避部材である邪魔板１６が設けられている。邪魔板１６は、ダンパケーシング１０の軸心１０ｃと直交する姿勢で配置された平板状の部材である。邪魔板１６は、整流部材２０とダンパケーシング１０の内周面１０ｄとの固定部１５近傍の整流部材２０下面に垂下状に固着されている。邪魔板１６は、流量調整ダンパ１００を平面視したときに、バタフライ羽根１２の全開時にその下流側の投影領域外に位置するため、バタフライ羽根１２が邪魔板１６に干渉することはない。

流量調整ダンパ１００においては、バタフライ羽根１２の下流側における気流の乱れを整流部材２０によって抑制することができるので、バタフライ羽根１２の下流側での圧力検出を安定的に行うことができる。従って、空調ダクト内の気流の乱れの影響を受け難く、バタフライ羽根１２の下流側での気流の乱れを抑制し、圧力検出部１３，１４により、安定的に圧力検出を行うことができる。また、圧力検出部１３，１４において検出した圧力に基づいて流量調整ダンパ１００の制御を行う場合は、安定的に検出された圧力値に基づいて安定的な制御を実現することができる。

整流部材２０は、バタフライ羽根１２の回転軸１１からダンパケーシング１０の下流側の開口端１０ｂに至る領域に配置されているので、整流部材２０による乱流抑制作用を、バタフライ羽根１２の回転軸１１からダンパケーシング１０の下流側の開口端１０ｂ付近までの広い範囲に及ぼすことができるので、圧力測定の安定性向上に有効である。

また、整流部材２０はダンパケーシング１０の内周面１０ｄに固定され、整流部材２０の一方の側縁部とダンパケーシング１０の内周面１０ｄとの固定部１５の近傍に下流側の圧力検出部１４が配置されている。このため、整流部材２０によりダンパケーシング１０の内周面１０ｄ近傍の気流が安定し、圧力検出の安定性を向上させることができる。さらに、圧力検出部１４の上流側に気流回避部材（邪魔板１６）を設けているため、下流側の圧力検出部１４にバタフライ羽根１２の角度による気流の乱れの影響を受けにくい負圧領域を生成することでき、圧力検出部１４における圧力変動を抑制し、圧力検出の安定性向上に極めて有効である。

一方、上流側の圧力検出部１３には、その上流側以外を覆うカバー１８を設けているため、上流側の圧力検出部１３において確実に圧力を測定することが可能となり、差圧検出の安定化に有効である。具体的には、カバー１８により気流が圧力検出部１３に誘導され、圧力を全圧として検出することが可能となり、差圧検出に対して上流側の気流方向の影響は低減され、差圧検出の安定化に有効である。また、圧力を全圧として検出するため、動圧として検出する場合と比べて圧力の検出値を増幅させた状態とすることができ、羽根角度に対して差圧レンジを大きく取ることができ、差圧に基づく羽根角度制御をきめ細かく行うことができる。

また、カバー１８の下流側の壁面部１８ｂに開口１８ｃが設けられているため、ダンパケーシング１０内を流動する気流中に含まれている液体成分がカバー１８内に溜まり、圧力検出部１３の計測機能などに悪影響を及ぼすことを回避することができる。特に、気流方向が上方から下方となる縦ダクト部に設置した場合にはその効果を発揮する。

さらに、横引ダクトの場合に液溜まりが懸念される場合は、開口１８ｃをカバーの底面に設けることもできる。なお、開口１８ｃは丸穴としており、実施形態ではその径をφ３．７で１ヵ所のみとしている。２ヵ所以上丸穴を設置した場合、それぞれの丸穴を通過する気流の脈動が共鳴し、騒音の発生につながるからである。

また、カバー１８は乱流の影響を防止する機能も発揮するので、ダンパケーシング１０内において乱流が発生しがちな、バタフライ羽根１２の回動範囲の近傍に上流側の圧力検出部１３を配置することが可能となり、ダンパケーシング１０のコンパクト化を図る上で有効である。

さらに、上流側の圧力検出部１３はカバー１８及び接続具１３ｂなどともに圧力検出ユニット１３Ｘとして、ダンパケーシング１０に着脱可能である。このため、圧力検出部１３の点検やカバー１８内の清掃が必要となった場合などは、圧力検出ユニット１３Ｘをダンパケーシング１０から取り外して作業を行うことができ、利便性に優れている。また、圧力検出ユニット１３Ｘを取り外すと、開口部から流量調整ダンパ１００内部の点検やメンテナンスを行うことができる。

なお、図１〜図７に基づいて説明した流量調整ダンパ１００は本発明の一例を示すものであり、本発明の流量調整ダンパは前述した流量調整ダンパ１００に限定されない。

本発明の流量調整ダンパは、建物の給排気システムを構築するための空調資材として建設業などの分野において広く利用することができる。

１０ ダンパケーシング
１０ａ，１０ｂ 開口端
１０ｃ 軸心
１０ｄ 内周面
１０ｅ 蓋部材
１１ 回転軸
１２ バタフライ羽根
１２ａ 上半円部
１２ｂ 下半円部
１３，１４ 圧力検出部
１３ａ，１４ａ 貫通孔
１３ｂ，１４ｂ 接続具
１３Ｘ 圧力検出ユニット
１５ 固定部
１６ 邪魔板
１８ カバー
１８ａ 開口部
１８ｂ 壁面部
１８ｃ 開口
２０ 整流部材
５０ 制御ボックス
１００ 流量調整ダンパ

Claims (6)

1. 円筒形状のダンパケーシングと、前記ダンパケーシング内を横断する方向に設けられた回転軸と、前記回転軸の回動により前記ダンパケーシング内の流路を開閉するバタフライ羽根と、前記ダンパケーシングの内周面の前記バタフライ羽根の気流の流れ方向に対する上流側及び下流側にそれぞれ配置された圧力検出部と、前記ダンパケーシング内の前記バタフライ羽根の気流の流れ方向に対する下流側に前記ダンパケーシングの軸心及び前記回転軸と平行をなすように配置された板状の整流部材と、を備えた流量調整ダンパ。
2. 前記整流部材が、前記バタフライ羽根の回転軸から前記ダンパケーシングの気流の流れ方向に対する下流側の開口端に至る領域に配置された請求項１記載の流量調整ダンパ。
3. 前記整流部材は前記ダンパケーシング内周面に固定され、前記整流部材と前記ダンパケーシング内周面との固定部の近傍に前記下流側の圧力検出部を配置した請求項１または２記載の流量調整ダンパ。
4. 前記下流側の圧力検出部の気流の流れ方向に対する上流側に気流回避部材（邪魔板）を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の流量調整ダンパ。
5. 前記上流側の圧力検出部の気流の流れ方向に対する上流側以外を覆うカバーを設けた請求項１〜４のいずれかに記載の流量調整ダンパ。
6. 前記カバーの気流の流れ方向に対する下流側の壁面部に開口を設けた請求項５記載の流量調整ダンパ。

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