JPS5914656B2 - ダンパ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、導管を通る流体の流れの制御、特に比較的
大形の導管を通る熱ガス用のダンパ構造に関する。

この発明の目的は、漏れ制御特性を改善したダンパ・ブ
レード及び枠を有するダンパ装置を提供することである
。

複合サイクル発電所では、ガスタービンと蒸気タービン
を組合せて電力を発生する。

両タービンの間の接続リンクは熱回収蒸気発生器 （Ｈ
Ｒ８Ｇ）であり、そこではガスタービンの高温の排ガス
と蒸気タービンの給水との間で熱伝達が行われ、給水を
蒸気に変換する。

ガスタービンの排出端が導管によってＨＲ８Ｇと接続さ
れ、両者の間のガスの流れが所謂隔離ダンパによって制
御される。

時によって、ＨＲ８Ｇを高温の排ガスから隔離したい場
合があり、この為に、熱ガスを大気へ排出スルバイパス
煙道が設けられる。

バイパス煙道を通ルカスの流れがバイパスダンパによっ
て制御される。

この構成は米国特許第３，９３４，５５３号に明瞭に記
載されている。

すなわち、本願第７図に示すように、複合サイクル発電
所に利用できる型のＨＲ８Ｇには、排気ガス人口１１３
にガスタービンからの排気ガスが入ってくる。

排気ガスは、主ＨＲ８Ｇ立て通路１１５とバイパス立て
通路１１７に分かれて流れ、その比率は隔離ダンパ１１
９とバイパスダンパ１２１によって決まる。

ＨＲ８Ｇ立て通路に入った排気ガスは、燃焼域１２５を
通り、そこで加熱される。

加熱された排気ガスは、ダクト１２７を通って、ボイラ
一部分１２９に入る。

本出願では、前述のＨＲ８Ｇダンパに伴う２つの基本的
な、互いに関係する問題を取上げる。

１つの問題は、枠及びダンパ・ブレードの両方に見られ
る反り並びにその他の形の熱による歪みである。

これに関連した別の問題は、ダンパの漏れである。

従来、ブレードにこわ（剛）さく５ｔｉｆｆｎｅｓｓ
）を持たせる為、ダンパ・ブレードを厚手のリプ状支柱
で補強することが必要であることが判っている。

ダンパ・ブレードは比較的薄い金属薄板であるが、リブ
は比較的重く、熱膨張が相対的に異なる。

別の問題は、ダンパを閉じた時、タッパ・ブレードの片
側だけが加熱されることである。

加熱が不平等で、質量が異なる結果、熱による変形並び
に反りが起り、それがガスの漏れを実質的に増大させ、
ダンパ・ブレードのひｙ割れを招く原因になることがあ
り、この為取替え又は修理が必要になる。

ダンパ・ブレードを収めた枠も熱による変形を受け、そ
の為粋の辺が内向きに彎曲して、ブレードと干渉したり
、構造が隅の継手で壊れたり、或いは捩れたりする。

枠とそれに隣接した導管部分との間の膨張の違いにより
、枠のフランジでも問題が起り、漏れが起る惧れがある
。

従って、閉じた時に流量がゼロに近い、即ち流れを完全
に遮る様なダンパ構造を設計する場合、熱による若干の
変形があっても差し支えない様に幾分の余裕を持たせろ
ことが望ましい。

これを本発明では、以下説明する様にして、達成する。

この発明の適用されるダンパ装置は、ダンパ・ブレード
を枠の中に回転自在に固定したダンパ・ブレードと枠と
を有する。

ダンパ・ブレードは中心支持部材と２つの半ブレード部
分とで構成される。

本発明では、中心支持部材は箱形ばりであって、その高
温側の面に多数のガス入口孔及び出口孔が設けられてお
り、この為箱形ばりは全体的に略同じ様に加熱される。

ダンパ装置のブレードは反対向きに伸びる同じ２つの部
分、即ち、半ブレード部分で形成される。

本発明では、各々の半ブレード部分は、幾例学的に波形
状の形をしていて、大体くさび形の複数個の部分をその
中に形成した１枚の金属薄板である。

重量を増やしたり、或いは材料の断面の厚さを増加しな
くても、くさび形部分が、ブレードを強化し、この為全
体的に温度の一様性が保たれる。

枠の内面に沿って密封用出張りが棚状に配置されていて
、ダンパ・ブレードが閉塞位置にある時に、密封用出張
りがダンパ・ブレードの周縁に係合する。

この発明では、枠の内面に熱絶縁部を設けられろ。

この熱絶縁部は、ステンレス鋼の外側殻体と、枠の内面
に結合されていて、この外側殻体の中に封じ込まれた絶
縁物ｙを含む自蔵形の絶縁パンケージで構成されろ。

これによって枠が高温の排ガスから絶縁され、こうして
熱による歪みを最／」恐に抑えろ。

最後に、ダンノしブレードの周縁に沿って、熱による歪
みによってすき間が生じた場合、ダンパ・ブレードの動
きに追従するばねシールによって、そのすき間が埋合さ
れる様に、ばねシールを設ける。

くりかえすと、この発明は熱ガスの制御に特に役立つ改
良されたダンパ及びダンパ枠の集成体を提供する。

枠の内面は、内面に固定された絶縁パンケージによって
熱ガスから絶縁させる。

ブレード自体は箱形ばりと半ブレード部分から成る構成
であって、箱形ばりが中心支持構造になり、頑丈である
が各々の半ブレード部分と熱的に合う。

箱形ばりは中空であり、熱ガス側に複数個の孔を持って
いて、箱形ばりの温度差並びに彎曲を最小限に抑える。

更に、熱ガスの方を向いていない箱形ばりの外面を絶縁
して、箱形ばりの温度差を更に小さくすることが出来る
。

各々の半ブレード部分は、幾何学的な形を持つ複数個の
部分を結合することによって作られろ。

各々の幾何学的な部分は１枚の金属薄板で作られ、こう
して断面の熱応答に実質的に影響せずに、ブレードのこ
わ（剛）さを強めろ。

枠の内面に棚状の密封用出張りが設けられ、これがダン
パ・ブレードの周縁と協働して、密封作用をする。

更に、ばね部材を使って密封効果を更に高める。

この発明は複合サイクル発電所に使う場合について設計
されているが、それのみに制約されない。

この発明はガスタービンをＨＲ８Ｇと接続スる熱ガス導
管に使われる。

この発明のその他の用途としてはバイパスダクトが考え
られる。

熱ガス導管やバイパスダクトの配置場所が米国特許第３
，９３４，５５３号（本願第７図参照）に例示されてい
る。

この発明は以下図面について好ましい実施例の説明から
更に良く理解されよう。

この発明の枠１１は、複数個の溝形部分１３を矩形にな
る様に組合せろことによって構成される。

枠はかなりの質量があり、寸法は６１ＣｒｒｌＸ ３０
ｃｍ（２４Ｘ１２吋）程度である。

この枠は、導管を通る熱カスの流れを制御する為に、夫
々の熱ガス導管を横切る様に挿入することが出来ろ。

枠は導管に組込んでもよいし、或いは自立構造であって
もよい。

第１図では、２つのダンパ・ブレード１５が枠ノ中に回
転自在に装着されている。

例として、２つのダンパ・ブレードを示しであるが、ブ
レードが１つであっても或いは３つ以上であっても、こ
の発明の範囲内であることは云う迄もない。

各々ブレードは枠の通抜けの孔１７に通した１対の短軸
（図に示してない）に装着することが出来る。

勿論、これだけがブレードを枠に取付ける方法ではない
が、１つの便宜な方法であると思われる。

この構成の細部は、当業者に容易であると思われるし、
新規性を構成するものでもないので、具体的に示してな
い。

２つのブレードの間に横部材２１があり、これは枠を強
化すると共に、各々のダンパ・ブレードの対応する端に
対する着地部となる。

この方式は、２つ以上のダンパ・ブレードがある任意の
装置に用いることが出来る。

１つのダンパ・ブレードしか使わない場合、横部材は必
要ではない。

好ましい動作様式として、ブレードは反対向きに開くよ
うにし、ブレードが平行に開いて、ガスの流れが強制的
に片側に寄る場合より、流れの分布を一層一様にする。

更に、反対向きに開くブレードでは、絞り制御が一層微
細に行われる。

枠部材について更に説明すると、枠の内面には密封用出
張り２３が配置されている。

こ瓦で第６図を参照すると、密封用出張りはアングル部
材で構成され、これが枠と、横部材がある場合はこの横
部材に取付けられる。

密封装置について更に詳しいことは、後で説明する。

第２図、第３図及び第４図にはダンパ・ブレード１５を
いろいろな方向から見た図が示されている。

ダンパ・ブレードは中心支持部材３１を持ち、これに半
ブレード部分１５ａ、１５ｂが取付けられている。

中心支持部材は中空の箱形ばりであり、各々の端に管部
分３３が溶接されている。

ブレードを枠に組立てる時、管部分が短軸を受入れる様
になっている。

箱形ばりには複数個のガス孔３５も形成されており、こ
れが箱形ばりの内側に空気を取入れて、ブレード全体に
わたって温度差を最小限に抑える。

ガス孔は、ダンパが閉じている時に熱カスに面する方の
箱形ばりの面に形成されている。

更に、箱形ばりの熱ガスと面しない方の外面は、箱形ば
りの温度差を更に小さくする為に、絶縁することが出来
る。

この発明の重要な１面は、各々の半ブレード部分の形成
である。

各々の半ブレード部分は、１種類の厚さを持つ連続的な
金属薄板で構成されていて、この１枚の薄板の中に略く
さび形の複数個の部分３９が形成されている。

換言すれば、部分３９は幾何学的に波形状の形になって
いる。

くさび形部分が、ダンパ・ブレードの重量を増やしたり
断面の厚さを厚くしなくても、ダンパ・ブレードのこわ
（剛）さな大きくする。

この結果得られる構造は、高温の排ガスによって一様に
加熱されるから、反りが発生することを極力少な（する
。

第５図について、各々のダンパ・ブレードにくさび形部
分を形成する様子を説明する。

各々のくさび形部分は予定の寸法を持つ板材料を曲げて
、傾斜した上面３９Ａ及びテーパつき側壁３９Ｂを形成
する。

側壁３９Ｂは上から下へ若干外向きに彎曲していてよい
。

平担な部分３９Ｃが側壁に隣接していて、くさび形部分
を相互接続する。

次に複数個のくさび形部分を互いに溶接して、箱形ばり
にも溶接する。

組立てた後、ブレードの周縁に沿って連続的な平担な面
が形成される様に、各々の半ブレード部分の先端にアン
グル部材を溶接する。

次に第６図について更に詳しく説明すると、枠１１の内
面の近くに絶縁パンケージ４１が配置される。

これらの絶縁パンケージは市場で入手し得るバント形又
はプロンク形の高温用熱絶縁部４３を含み、それがステ
ンレス鋼の包装材４５によって保護されている。

こういう絶縁パンケージ力瓢例えばボルト４７、ナンド
４９及びスペーサ管５１を使うという様な任意の普通の
方法により、枠の内面に固定される。

枠の各辺の長さに沿って複数個の絶縁パンケージを使っ
て、パンケージの間には熱膨張が出来る様な便宜な間隔
でスペースを設けろことが出来る。

密封手段は棚状の密封用出張り２３の形をしている。

この極部が枠の内面から内向きに伸び、それにばね部材
を固定することが出来ろ。

好ましい１実施例では、密封用出張りは、構造用アング
ル部材で構成され、その一方の脚部が夫々のブレードの
縁に向って内向きに伸びている。

更に密封手段がばね部材５１を含む。

ばね部材５１は密封用出張りの周りで曲がる様に形成さ
れている。

ばね部材はナンドとボルトの組合せ５３によって、密封
用出張りに取付けることが出来る。

ばね部材５１はブレードの先端に追従する様に形成され
る。

ばね部材の先端の自由端に鉤５５を形成し、ブレードが
開いている時、この鉤が密封用出張りに係合する。

この為、ブレードが若干反って、所定量だけ密封用出張
りから離れても、密封用出張りとブレードの先端の間の
接触が断たれて漏れが生ずることはない。

ブレード１５を開く時、それをばね部材５１から引離す
と、ばね部材５１の鉤つき端部５５が密封用出張りに係
合して、ばね部材のはためきを防止する。

密封部材及び密封用出張りは溝孔を設けたり、或いは幾
つかの部分に分けて作り、熱膨張が出来る様にすること
が出来る。

この保合によって、ばね部材の下に破片が挾まって、そ
の動作を妨げることがない。

本発明の効果は、まずダンパ・ブレードの重量を増やし
たり、断面の厚さを増さなくても、ダンパ・ブレードの
こわ（剛）さを大きくでき、また排ガスの熱によるダン
パ・ブレードの反りを極力少な（できることである。

そして、ダンパ装置を閉塞したときの密封状態が改善さ
れることである。

これは、前述の本発明の構成の記載から明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダンパ装置の斜視図で、２つのダンパ
・ブレードをその中に回転自在に支持したダンパ枠を示
し、第２図はダンパ・ブレードの平面図、第３図はダン
パ・ブレードの側面図、第４図はダンパ・ブレードの別
の方向から見た側面図、第５図はダンパ・ブレードのく
さび形部分の斜視図、第６図は密封用出張り、ばねシー
ル及び絶縁部を含むダンパの一部分の拡大側面断面図、
第７図はガスタービンからの排気ガスを受は入れるＨＲ
８Ｇ立て通路とバイパス立て通路を示す側面略図である
。 主な符号の説明、１１・・・・・・枠、１５ａ、１５ｂ
・・・・・・半ブレード部分、２３・・・・・・密封用
出張り、３１・・・・・・箱形ばり、３５・・・・・・
ガス出入口孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ダクトを通る熱ガスの流れを交代的に遮るダンパ装
   置であって、前記ダクトを横切る様に配置された枠と、
   該枠内に回転自在に固定されていて、中心支持部材及び
   反対向きに伸びる１対の半プレード部分を持つダンパ・
   ブレードとからなるダンパ装置において、前記中心支持
   部材が高温側の面に複数のガス入口孔及びガス出口孔を
   設けた梁でできていて、各々の半ブレード部分が、実質
   的に凹みのある複数個の部分を幾何学的に波形状の形に
   形成した、連続的な金属薄板で構成されていて、密封用
   出張りが前記枠の内面に沿って配置されていて、前記ダ
   ンパ・ブレードが閉塞位置にある時に、密封用出張りが
   前記ダンパ・ブレードの周縁に係合するようになってい
   るダンパ装置。 ２、特許請求の範囲１に記載したダンパ装置に於て、前
   記枠が矩形構造であり、該矩形構造は複数個の薄形部分
   を矩形に形成すると共に、枠の内面に熱絶縁部を取付け
   て構成されているダンパ装置。 ３゛特許請求の範囲２に記載したダンパ装置に於て、前
   記熱絶縁部が前記枠の内面に取付けられた相隔たる複数
   個の別々の熱絶縁パンケージと構成され、各々の熱絶縁
   パンケージは熱絶縁充填材及び該熱絶縁充填材をカプセ
   ル封じするステンレス鋼のカバーで構成されているダン
   パ装置。 ４ 特許請求の範囲１に記載したダンパ装置に於て、前
   記密封用出張りに取付けられていてダンパを開（方向に
   偏在されているばねシールを有するダンパ装置。 ５ 特許請求の範囲１に記載したダンパ装置に於て、前
   記凹みのある部分がくさび形であろダンパ装置。 ６ 特許請求の範囲４に記載したダンパ装置に於て、前
   記ばねシールの自由端に鉤つき端部を持ち、該鉤つき端
   部は、前記ダンパ・ブレードかばねシールと接触してい
   ない時、前記密封用出張りに係合する様になっているダ
   ンパ装置。 ７ 特許請求の範囲１に記載したダンパ装置に於て、ア
   ングル部材が各々の半ブレード部分の自由端に取付けら
   れていることにより、各々のブレードの端に連続的な平
   担なシール面が形成される様にしたダンパ装置。