一体型ダンパー用のリニアドライブ
リニアドライブ機構を備える一体型ダンパーを有するハウジングアセンブリが提供される。一実施形態では、ハウジングアセンブリは入口及び出口を有するハウジングを備える。ダンパーがハウジング内に配置され、入口を通ってハウジングに流入する流れを規制するように位置決め可能である。リニアドライブ機構はダンパーに動作可能に結合され、ハウジングから離間した位置と入口を閉鎖する位置との間でダンパーを直線移動させるようになっている。リニアドライブ機構はダンパーを回転させずにダンパーを直線移動させるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００５年１０月２４日出願の米国仮特許出願第６０／７２９，６４４号からの利益を主張し、その全体が参照により援用される。
【０００２】
本発明は大まかに、一体型ダンパーを有するハウジングアセンブリに関し、より詳細には、リニアドライブ機構を備える一体型ダンパーを有する、エアフィルタ用のハウジングアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
［関連技術の記載］
クリーンルームが多くの産業において汚染抑制のために且つ製品歩留まりを高めるために用いられている。複数のフィルタ（典型的にはクリーンルームの天井に取り付けられている）は、クリーンルームにおいて行われる作業（activities）の清浄度要件に基づいて選択される所定の効率でクリーンルームに流入する空気から粒子を取り除くように構成されている。フィルタ内に配置されている濾過媒体に粒子が付着する（load）ため、フィルタを通る空気流は、フィルタ全域の圧力低下が増すにつれて減る。フィルタは限界の圧力低下に達すると通常交換される。
【０００４】
他の用途において、フィルタの交換は、時間又はクリーンルーム内で行われるプロセスに基づいてスケジューリングされる。例えば、多くの薬学的及びバイオテクノロジーのクリーンルームにおいて、フィルタの周期的な交換は、規則的仕様又はオーナー仕様を満たす必要がある。フィルタの効率的な交換を容易にするために、フード（ハウジング）は通常、フィルタを容易に取り外して交換することができるクリーンルーム天井に取り付けられる。
【０００５】
室内側で交換可能なフィルタを備えるダクト供給フード（Ducted supply hoods）が、薬学的用途において、クリーンルーム製造及びプロセス領域並びに実験室領域への供給空気を清浄にするのに一般的に用いられる。これらのフードの大半は、フードからフィルタを取り外す必要なく空気流を利用者（customer）に調整させる調整可能なダンパーを備える。ダンパーの最も一般的なタイプは、ギロチン式、対向翼式(opposed blade)及びバタフライ式である。これらのダンパーは、完全に閉じるとフードへの空気の流れを本質的に停止する。多くの場合では、閉じたダンパーからの漏洩は、流量に関しては無視することができる程度であるが、クリーンルームの汚染に関して考慮すると重大である。
【０００６】
これらのタイプのダンパーはシールを与えない（すなわち、非漏洩（leak-free）又は気密（bubble-tight）ではない）ため、クリーンルームの完全な隔離が要求される汚染除去プロセスになると不十分である。例えば、薬学的設備において設置されているフィルタのルーチン試験及び確認の際、１つ又は複数のフィルタに損傷、漏洩、及び／又は交換の必要性が見られる可能性がある。技術者がそのフィルタをフードから取り外すと、クリーンルームと、取り外されたフィルタの上流の汚染プレナム及び供給ダクトとの間の「シール」が破断する。新しいフィルタが設置されると、これらの２つの領域間の「シール」が復元するが、クリーンルームは既に、プレナム及び供給ダクトの汚染領域からクリーンルームに流入する空気及び粒子によって汚染されている。したがって、設備所有者は、クリーンルーム運転を再開する前に室内全体の汚染除去プロセスを行わなければならない。このことは、非常に時間がかかると共にコストがかかるプロセスである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、シール性能が向上したフィルタハウジングアセンブリが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施の形態は概して、リニアドライブ機構を備える一体型ダンパーを有するハウジングアセンブリを備える。一実施の形態では、ハウジングアセンブリは、入口及び出口を有するハウジングを備える。ダンパーがハウジング内に配置され、入口を通ってハウジングに流入する流れを調整するように位置決め可能である。リニアドライブ機構は、ダンパーに動作可能に組み合わされ、ハウジングから離間した位置と入口を閉鎖する位置との間でダンパーを直線移動させるようになっている。リニアドライブ機構は、ダンパーを回転させずにダンパーを直線移動させるように構成される。
【０００９】
別の実施の形態では、ハウジングアセンブリは、入口及び出口を有するハウジングを備える。ダンパーが、ハウジング内に配置されると共に、入口を開閉する位置間を直線移動可能である。当該ダンパーは閉位置にあるときに入口に広がる非平面形状を有する。ダンパーの回転を抑制する手段が設けられる。
【００１０】
別の実施の形態では、ハウジングアセンブリは、入口ポート、出口ポート、及びバグイン／バグアウト（bag in/bag out）フィルタアクセスポートを有する。フィルタ受け入れ機構がハウジング内に配置され、ハウジング内に設置されているフィルタを介して入口ポート及び出口ポート間に流れるガスを導くように構成される。第１のダンパーは、ハウジング内に配置され、入口ポートを開閉する位置間で移動可能である。第２のダンパーはまた、ハウジング内に配置されると共に、出口ポートを開閉する位置間で移動可能である。第１のダンパーを回転させずに、開閉位置間で第１のダンパーを移動させるように構成される機構がハウジング内に設けられ、第１のダンパーは開位置にあるときにハウジングから離間している。
【００１１】
本発明の教示は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解することができる。
【００１２】
理解し易くするために、可能な場合は複数の図面に共通の同一の要素を示すのに同一の参照符号を用いている。一実施形態の要素及び特徴をさらなる詳述はせずに他の実施形態に有益に組み込むことができることが意図される。
【００１３】
しかしながら、添付図面は本発明の例示的な実施形態を示しているにすぎず、ゆえに、本発明の範囲を限定するものと考えられなく、そのため、他の同等の効果的な実施形態も許容し得ることに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［装置の選択された実施形態］
図１は、リニアダンパーセンブリ１３０を有するフィルタハウジングアセンブリ１００の一実施形態の断面図である。ハウジングアセンブリ１００は、室内側で交換可能なフィルタモジュールとして図１では示されている。しかし、本発明の利益及び特徴は、用途の中でも特に、クリーンルーム、環境及び汚染制御、空気調節、加熱及び通気システムの用途において堅調な流れ制御が望まれている、汚染ハウジング、フィルタディフューザ、ダンパーモジュール、及び他の装置に組み込まれ得ることが意図される。
【００１５】
ハウジングアセンブリ１００は概して、入口１０４及び出口１０６を有するハウジング１０２を含む。入口１０４及び出口１０６は、ハウジング１０２を貫いて形成され、ハウジング１０２を経て経路付けされるダクト１１０（仮想線（in phantom）で示す）を通してガスを流すことが可能である。入口１０４は、ハウジング１０２にダクト１１０を連結し易くするようにカラー１１２によって画定されている。フィルタ要素１０８は、出口１０６に配置され、入口１０４と出口１０６との間に流れるガスをフィルタ要素１０８に通す方法でハウジング１０２にシール連結される。フィルタ要素１０８は、例えばクリップ１２０又は締結具によって、任意の適した方法でハウジング１０２内に保持され得る。
【００１６】
図１に示す実施形態では、ハウジング１０２はフィルタ要素１０８をシール嵌合する内側フランジ１１４を有する。一実施形態では、フランジ１１４は、フィルタ要素１０８に連結されたシール１１８をシール嵌合する刃縁１１６を有する。シール１１８は、代替的にハウジング１０２に連結し得る。シール１１８は、ジェルのような流体シール、ガスガスケット、又はハウジング１０２とフィルタ要素１０８との間にシールを与えるのに適した他の材料であってもよい。ディフューザ用途におけるように、フィルタ要素１０８はハウジング１０２に対し、注封、結合、接着、又は恒久的に連結され得ることも意図される。
【００１７】
ダンパーアセンブリ１３０は、ハウジング１０２内において入口１０４とフィルタ要素１０８との間に配置される。ダンパーアセンブリ１３０は概して、ダンパーディッシュ（damper dish）１３２、リニアドライブ機構１３６、及びブラケット１４４を有する。ブラケット１４４は、ハウジング１０２に組み合わされる。ブラケット１４４は概して、ディッシュ１３２及びリニアドライブ機構１３６をハウジング１０２内に支持すると共に位置決めする。リニアドライブ機構１３６は入口１０４を開閉するようにディッシュ１３２を直線移動させるように構成される。
【００１８】
再び図１を参照すると、リニアドライブ機構１３６は、ディッシュ１３２を回転させずに直線移動させるのに適した任意のアクチュエータとすることができる。例えば、リニアドライブ機構１３６は、特に、パワースクリュー、ソレノイド、電気モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ(hydraulic cylinder)、又はカム、シザーアクチュエータ（scissor actuator）、リニアアクチュエータとすることができる。図１に示す実施形態では、アクチュエータ１３８は、ラック１３８及びギア１４０を有する。ラック１３８は締結具１３４によってディッシュ１３２に組み合わされる。ディッシュ１３２は、他の適した締結方法によってラック１３８に組み合わされてもよいことが意図される。ディッシュ１３２とラック１３８との間に垂直な向きを確実にするために、ディッシュ１３２はラック１３８の平坦な端に着座する平坦な中央セクション１６２を有する。
【００１９】
図１に示す実施形態では、ギア１４０はピニオンギアであるが、一つ又は複数の別のギアを用いてもよい。ピニオンギア１４０はシャフト１５２に組み合わされる。ピニオンギア１４０のサイズは、ラック１３８の所定のストロークを与えるように、且つ、所定の作動力を与えるように選択され得る。一実施形態では、ピニオンギア１４０の回転向きを制御できるように、そしてそれによってラック１３８及びディッシュ１３２の位置を制御できるように、シャフト１５２が、ハウジング１０２を貫いて延びる。シャフト１５２は、シャフト１５２とピニオンギア１４０との間の運動の効率的な伝達を確実にする、ピニオンギア１４０とのキー又は他の適した接続部を有し得る。一実施形態では、ラック１３８及びピニオンギア１４０の噛み合い歯は、ラック１３８が前進する際にディッシュ１３２の回転を防止する平らなねじ山及びねじ溝（flat crests and trenches）を有する。同様に構成されているピニオンギア１４０と共に、ラック１３８の平らなねじ山及びねじ溝が図５に示される。リニアドライブ機構は、ディッシュ１３２の回転を防止する他の構成を有し得ることが意図され、適合された保持構造部（keyed retaining features）、トラック、複数の軸受ガイド等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２０】
ラック１３８は、ブラケット１４４に組み合わされている一組のブッシュ１４２の間で摺動可能に取り付けられる。ブッシュ１４２は、ＤＥＬＲＩＮ（登録商標）又は真鍮等の任意の適した軸受材料から成り得る。ブッシュ１４２は代替的にローラ軸受であってもよい。ラック１３８は、より長いか又はより短い作動ストロークを与えるように交換されてもよく、それに応じて、ディッシュ１３２と入口１０４との間にオリフィス領域を設定する。
【００２１】
図１に示す実施形態では、ブラケット１４４は、２つのタブ１４８が延びているラック支持体１４６を有する。ブッシュ１４２は、ディッシュ１３２の運動及び向きの制御を高めるように離間関係でタブ１４８内に取り付けられる。ラック支持体１４６は、ハウジング１０２の対向する壁間に延びる１つ又は複数のクロスバー１５０に連結される。クロスバー１５０は、ハウジング１０２に溶接されるか、リベット締めされるか、又は締結されてもよい。
【００２２】
ディッシュ１３２は概して、ディッシュ１３２の外周１６６に隣接して位置するシールセクション１６４を有する円錐面１６０を有する。シールセクション１６４は、入口１０４を通して空気流をシールし易くする方法でハウジング１０２及び／又はカラー１１２に嵌合する。図１に示す実施形態では、シールセクション１６４は、シール１７０が内部に配置されているチャネル１６８を有する。シール１７０は、カラー１１２又はハウジング１０２の一方から延びるリップ１７２と嵌合するように構成される。シール１７０は、ガスケット、ブラダー、又は流体シールであってもよい。シール１７０はカラー１１２又はハウジング１０２に連結され、ディッシュ１３２とシール嵌合するように構成され得ることも意図される。上述したラック１３８及びピニオンギア１４０によるディッシュ１３２の非回転により、ディッシュ１３２及びリップ１７０が嵌合する際のシールのせん断が防止され、それにより、シールの寿命及び性能が延びる。入口１０４をシールしている間にリニアドライブ機構１３６がディッシュ１３２を回転させない限り、ディッシュ１３２は、閉位置から離間すると回転し得ることが意図される。
【００２３】
図２は、ハウジング１０２を貫いて延びるシャフト１５２を示す、ハウジング１０２の部分断面図を示す。シャフト１５２の周りのハウジングアセンブリ１００からの漏洩を防止するために、ブッシュ２０２がハウジング１０２を貫いて形成される穴２０４の周りをシール可能に締結して、シャフト１５２の通過を容易にする。ブッシュ２０２は、任意の適した方法によってハウジング１０２にシールされ得る。図２に示す実施形態では、ブッシュ２０２はハウジング１０２に連続溶接される。
【００２４】
軸受２０６はブッシュ２０２にプレス嵌めされ、シャフト１５２を嵌合して回転し易くする。シール２０８が、ブッシュ２０２とシャフト１５２との間の空気漏洩を防止するためにブッシュ２０２の一端に設けられる。シール２０８はＯリング、カップシール、ガスケット、流体シール、又はシャフト１５２の周り及びハウジング１０２の穴２０４からのガスの漏洩を防止するのに適した他のシールであってもよい。
【００２５】
シャフト１５２は、ハウジングアセンブリ１００の外に位置する終端２５０を有する。終端２５０は概して、シャフト１５２に対する回転運動を生じ易くする駆動構造部２５２を有する。一実施形態では、駆動構造部２５２は、シャフト１５２の側面に形成される平坦部である。他の適した駆動構造部としては、六角頭、ローレット面（knurled surface）、キーウェイ、スロット等が挙げられるがこれらに限定されない。終端２５０がハウジング１０２の側から延びている様子が示されているが、駆動構造部２５２はハウジング１００の出口側から等、他の位置からアクセス可能であり得ることが意図される。
【００２６】
図３〜図４を参照すると、ピニオンギア１４０に近接したシャフト１５２の内端は第２の軸受３０４によって支持される。第２の軸受３０４はラック支持体１４６から延びるタブ３０２内に配置される。第２の軸受３０４は軸受２０６と同様とすることができる。
【００２７】
動作の際、シャフト１５２は選択的に回転してピニオンギア１４０を回転させる。回転しているピニオンギア１４０がラック１３８を前進させ、それにより、ディッシュ１３２を直線移動させる。ディッシュ１３２の移動は入口１０４によって画定された開口の平面に対してほぼ垂直であるため、シール１７０がリップ１７２と均一に嵌合し、それにより、シールの均一性及び性能が高まる。さらに、ディッシュ１３２が入口１０４を通ってハウジング１０２に流入する（又は流出する）流れに対して中心に維持されるため、ディッシュ１３２とリップ１７２との間に画定される流れオリフィスが均一になり、したがって、フィルタ要素１０８を通って均一な流れが促進される。ディッシュ１３２は、図８及び図９では入口１０４を閉じる位置及び入口１０４から離間した位置で例示的に図示されている。リップ１７２からのディッシュ１３２の間隔は、フィルタ要素１０８を介して所望の空気流量を提供するように選択され得る。
【００２８】
図６は、汚染ハウジングアセンブリ６００の一実施形態の断面図である。本発明から利益を受けられる汚染ハウジングアセンブリは、Camfil Farr, Inc.（ニュージャーシー州リバーデイル所在）から入手可能である。
【００２９】
一実施形態では、ハウジングアセンブリ６００は、入口６０４、出口６０６、及び少なくとも１つのアクセスポート６０８を有するハウジング６０２を有する。入口６０４及び出口６０６は、ハウジング６０２を貫いて形成され、ハウジング６０２を通って流れるガスを導くように配置される。アクセスポート６０８は、例えば、フィルタ交換、隣接して組み合わされたハウジング内に配置されたフィルタの走査等のために、ハウジング６０２の内部へのアクセスを可能にするように構成される。
【００３０】
ハウジング６０２は、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、又は他の適した材料等、金属から作製されてもよい。ハウジング６０２は中を流れるガスとハウジング６０２の外側の周囲との間に圧力障壁を形成する構造を有する。図６に示す実施形態では、ハウジング６０２は、連続溶接金属シートから作製される中空矩形体である。
【００３１】
ハウジング６０２はさらに、ハウジングアセンブリ６００内に配置されているフィルタ要素６１６とシール嵌合するシールフランジ６１４を有する。リンク機構６２０がハウジング６０２に設けられ、フランジ６１４とシール嵌合する位置とフランジ６１４から離れる位置との間でフィルタ要素６１６を移動させるように構成される。上述のシール１７０のようなシール（図示せず）がフィルタ要素６１６とフランジ１６４との間に配置されて、流れがフィルタ要素６１６を迂回しないようにする。
【００３２】
アクセスポート６０８が、ハウジング６０２からフィルタ要素６１６を取り外し易くするように構成され、ドア６２２によって選択的にシールされる。アクセスポート６０８は、ハウジングの内部にアクセスするのに、且つ／又はフィルタ要素６１６を取り出して交換するのに用いられるバッギングリング（a bagging ring）（図示せず）によって囲まれている。
【００３３】
汚染ハウジング６００の少なくとも一端は、リニアダンパーアセンブリ１３０を有する。リニアダンパーアセンブリ１３０は上述した通りである。図６に示す実施形態では、外部アクチュエータ６９０はハウジング６０２の外側のダンパーアセンブリ１３０のシャフト１５２に組み合わされる。外部アクチュエータ６９０は、シャフト１５２の回転を制御するのに適した任意の装置又は物体とすることができる。一実施形態では、外部アクチュエータ６９０はホイールである。代替的に、外部アクチュエータ６９０は特に、モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ、又はレバーとすることができることが意図される。
【００３４】
図７は、ダンパーアセンブリ１３０を有するハウジングアセンブリ７００の一実施形態を示す。ハウジング７００は、アクセスポート６０８を有する構成であってもよく又は有さない構成であってもよい。ハウジングアセンブリ７００は、スタンドアロン型ダンパー（遮断及び／又は流れ制御）として、又は特に汚染システム内のアクセスポートとして利用され得る。ダンパーアセンブリ１３０は、ハウジングアセンブリ７００を通る流れを制御するために、上記の実施形態を参照しながら説明したように動作し得る。
【００３５】
寿命サイクル試験
上述した一体型リニアダンパーアセンブリを有するハウジングアセンブリは、作製されたピニオンギアとラック（両方ともステンレス鋼から作製される）との間に何らかの著しい又は不適当な量の摩耗が生じるかどうかを判定するために、且つ、ラック及びダンパーシャフトを支持するのに用いられる青銅ブッシュ内に何らかの著しい又は不適当な量の摩耗が生じるかどうかを判定するために試験された。
【００３６】
試験設定
一高さ×一幅の汚染ハウジングを一体型リニアダンパーアセンブリに応じるように変更した。一体型ダンパーアセンブリは１２インチ（３０４．８ミリメートル）直径のステンレス鋼ディッシュを用いた。中間デュロメータシリコーンスポンジガスケット（durometer silicone sponge gasket）を鋳型を用いて手動で切断した。ＲＴＶをディッシュのチャネルの底面に配置した。ガスケットをチャンネル内に着座させ、ガスケットをチャンネル内に保持するのにＲＴＶを接着剤として用いた。ディッシュに対して最小限の接着でシールを試験するために、スポンジガスケットの縁はチャンネル内にシールしなかった。
【００３７】
ダンパーアクチュエータは、通常、従来の平坦なブレードダンパーに使用される、キーウェイを有する３／４インチ（約１９．０５ミリメートル）径のステンレス鋼シャフトを含んだ。ピニオンギアは１／４インチ（約６．３５ミリメートル）厚の３０４ステンレス鋼から作製した。３つのギア部を互いの上にスタックし、約３／４インチ厚に単一のギアを形成するようにキーウェイを整合して一緒に溶接した。ラックは、２０ｍｍ径の３０４ステンレス鋼シャフトから製造した。ラックは直線状に移動し、所定位置に保持され、ブラケットに組み合わされた青銅ブッシュを用いて整合された。また、青銅ブッシュを、ダンパーシャフトを保持及び整合するように支持部材内に設けて、ラックとのギア歯の適正な噛み合いを確実にするようにした。
【００３８】
入口の境界を定める（circumscribing）１２インチ（３０４．８ｍｍ）径の３０４ステンレス鋼カラーから延びるリップを用いて、入口の境界を定める刃縁を形成した。カラーは、ハウジングの上流フランジに連続溶接される１１ゲージ３０４ステンレス鋼の一部に連続溶接された。
【００３９】
ダンパーアセンブリに連結されたアクチュエータがピニオンギアを回すように回転する際、ラックは入口に向かって直線的に前進する。ラックは、ハウジングのエンドプレート内に取り付けられた刃縁に向かってステンレス鋼ディッシュを押す。ディッシュの外周のシリコーンガスケットが刃縁に対しシールした。一実施形態では、ラックの歯の平坦な形状がシャフトの歯の平坦な形状と嵌合することにより、シャフトの回転が実質的に防止される。
【００４０】
試験設備及び器具
●スプリングリターンを用いるＥｌｏｍａｔｉｃ３５０シリーズ空気圧式アクチュエータ
○型：ＥＳＯ３５０．Ｕ２Ａ０３Ｂ．２７Ｋ０
○製造番号：２２２２１１０００２０
●ボール弁及び静圧接続を用いるブランクオフプレート（Blank-off Plate）
●ＯＭＲＯＮタイマー：
○型：Ｈ３ＣＲ−Ｆ８３００
●Ｄｗｙｅｒフレックス管（Flex-Tube）マノメータ：
●Ｇａｓｔ真空ポンプ
【００４１】
試験手順
ダンパーはＣＦＷ−１０００ ＣＦＷ−１０００３、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ ３： Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｄｅｃａｙ／Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ／Ｂｕｂｂｌｅ Ｌｅａｋ Ｔｅｓｔｉｎｇに従って発泡試験した。一体型ダンパーを有する汚染ハウジングを、カートとボール弁を有する封止板との上に配置し、静圧ポートを、刃縁としても働く入口カラーの対向端に取り付けた。このスペースは、ダンパーが刃縁から押し離れるように加圧した。この圧力はＵ字形チューブマノメータによって測定され、このマノメータは、加圧スペースと周囲圧との差圧読み取り値を与える。石鹸水を入口リングの刃縁とシール中のシリコーンガスケットとの間の接触面に噴霧した。視覚的検査を５分間行って気密（すなわち漏洩のない状態）を保証した。
【００４２】
概して、気密ダンパーは＞＋１０インチ（約２５．４センチメートル）（ｗ．ｇ．）（２．５０ｋＰａ）の水量ゲージで発泡漏れ試験した。場合によっては、＞＋１５インチ（約３８．１センチメートル）ｗ．ｇ．（３．７４ｋＰａ）の気密が必要とされる。この試験の際、リニアダンパーは＞１８インチ（約４５．７２センチメートル）よりも大きいｗ．ｇ．（４．４８ｋＰａ）で試験した。
【００４３】
最初の発泡試験後、動力及び圧縮空気をアクチュエータに供給し、ダンパーを開閉位置間でサイクルさせた。発泡試験を、上述の方法を用いて５，０００、１０，０００、及び１５，０００サイクルを上回るサイクル後に行った。視覚的な観察を試験全体を通して行って、シール及び作動機構の耐久性に関して迅速に繰り返されるサイクルの効果を判定した。
【００４４】
結果
サイクル試験の結果は以下の通りである：
【００４５】
表１：サイクル試験結果
【表１】
【００４６】
表１に示すように、ダンパーは、行われた各試験では＞＋１８インチ（約４５．７２センチメートル）ｗ．ｇ．（４．４８ｋＰａ）で気密であった。ダンパーは、より高い圧力でも気密のままであると考えられる。試験は、他のプロジェクトのために実験室を使用し易くするように、失敗せずに１５，２６０サイクル後に終了した。試験の結果後のダンパー作動用の機構の視覚的観察及び検査時に、機構の摩耗の痕跡、劣化、又は故障は全く見られなかった。また、ギア摩耗の視覚的な痕跡も全くなかった。
【００４７】
試験されるダンパーアセンブリは、従来の平坦なブレードダンパー及びディッシュ型ダンパーに好ましく匹敵する。寿命の延びは、ダンパーアセンブリの設計及び構造に起因すると考えられ、その構造は、回転ブレードに比してブッシュの摩耗及び応力を低減する直線運動を利用する。さらに、直線運動及びギアの使用により、ダンパーを閉じるのに必要とされる動力が低減され、それにより、アクチュエータのコストが最小限にとどめられる。
【００４８】
結論
ダンパーは、１５，０００を上回るサイクルで＞＋１８インチ（約４５．７２センチメートル）ｗ．ｇ．（４．４８ｋＰａ）の気密のままであることが立証され、この気密は、産業要件（１０，０００サイクル後に＋１０インチ（約２５．４センチメートル）ｗ．ｇ．（２．５０ｋＰａ）の気密）を５０％上回る。１５，０００を上回るサイクルの後であってさえも摩耗がないことにより立証されるように、機構のロバスト性及び耐久性は、平坦なブレードダンパー及びディッシュ型ダンパーの設計の双方より優れている。
【００４９】
本発明の教示を組み込んでいる各種実施形態を本明細書において示し詳細に述べたが、当業者は、これらの教示を組み込んだままで多くの他の変形形態を容易に考案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】フィルタハウジングアセンブリ内に配置されるリニアダンパーアセンブリの一実施形態の断面図である。
【図２】図１のハウジングアセンブリの部分断面図である。
【図３】ダンパーアセンブリのディッシュを直線移動させるようになっているアクチュエータの一部の上面図である。
【図４】ブッシュの側面図である。
【図５】アクチュエータのラックの部分側面図である。
【図６】汚染ハウジングアセンブリ内に配置されているリニアダンパーアセンブリの一実施形態の側面切り欠き図である。
【図７】ハウジングアセンブリ内に配置されているリニアダンパーアセンブリの別の実施形態である。
【図８】開位置にあるリニアダンパーアセンブリの一実施形態の斜視図である。
【図９】閉位置にあるリニアダンパーアセンブリの斜視図である。
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００５年１０月２４日出願の米国仮特許出願第６０／７２９，６４４号からの利益を主張し、その全体が参照により援用される。
【０００２】
本発明は大まかに、一体型ダンパーを有するハウジングアセンブリに関し、より詳細には、リニアドライブ機構を備える一体型ダンパーを有する、エアフィルタ用のハウジングアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
［関連技術の記載］
クリーンルームが多くの産業において汚染抑制のために且つ製品歩留まりを高めるために用いられている。複数のフィルタ（典型的にはクリーンルームの天井に取り付けられている）は、クリーンルームにおいて行われる作業（activities）の清浄度要件に基づいて選択される所定の効率でクリーンルームに流入する空気から粒子を取り除くように構成されている。フィルタ内に配置されている濾過媒体に粒子が付着する（load）ため、フィルタを通る空気流は、フィルタ全域の圧力低下が増すにつれて減る。フィルタは限界の圧力低下に達すると通常交換される。
【０００４】
他の用途において、フィルタの交換は、時間又はクリーンルーム内で行われるプロセスに基づいてスケジューリングされる。例えば、多くの薬学的及びバイオテクノロジーのクリーンルームにおいて、フィルタの周期的な交換は、規則的仕様又はオーナー仕様を満たす必要がある。フィルタの効率的な交換を容易にするために、フード（ハウジング）は通常、フィルタを容易に取り外して交換することができるクリーンルーム天井に取り付けられる。
【０００５】
室内側で交換可能なフィルタを備えるダクト供給フード（Ducted supply hoods）が、薬学的用途において、クリーンルーム製造及びプロセス領域並びに実験室領域への供給空気を清浄にするのに一般的に用いられる。これらのフードの大半は、フードからフィルタを取り外す必要なく空気流を利用者（customer）に調整させる調整可能なダンパーを備える。ダンパーの最も一般的なタイプは、ギロチン式、対向翼式(opposed blade)及びバタフライ式である。これらのダンパーは、完全に閉じるとフードへの空気の流れを本質的に停止する。多くの場合では、閉じたダンパーからの漏洩は、流量に関しては無視することができる程度であるが、クリーンルームの汚染に関して考慮すると重大である。
【０００６】
これらのタイプのダンパーはシールを与えない（すなわち、非漏洩（leak-free）又は気密（bubble-tight）ではない）ため、クリーンルームの完全な隔離が要求される汚染除去プロセスになると不十分である。例えば、薬学的設備において設置されているフィルタのルーチン試験及び確認の際、１つ又は複数のフィルタに損傷、漏洩、及び／又は交換の必要性が見られる可能性がある。技術者がそのフィルタをフードから取り外すと、クリーンルームと、取り外されたフィルタの上流の汚染プレナム及び供給ダクトとの間の「シール」が破断する。新しいフィルタが設置されると、これらの２つの領域間の「シール」が復元するが、クリーンルームは既に、プレナム及び供給ダクトの汚染領域からクリーンルームに流入する空気及び粒子によって汚染されている。したがって、設備所有者は、クリーンルーム運転を再開する前に室内全体の汚染除去プロセスを行わなければならない。このことは、非常に時間がかかると共にコストがかかるプロセスである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、シール性能が向上したフィルタハウジングアセンブリが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施の形態は概して、リニアドライブ機構を備える一体型ダンパーを有するハウジングアセンブリを備える。一実施の形態では、ハウジングアセンブリは、入口及び出口を有するハウジングを備える。ダンパーがハウジング内に配置され、入口を通ってハウジングに流入する流れを調整するように位置決め可能である。リニアドライブ機構は、ダンパーに動作可能に組み合わされ、ハウジングから離間した位置と入口を閉鎖する位置との間でダンパーを直線移動させるようになっている。リニアドライブ機構は、ダンパーを回転させずにダンパーを直線移動させるように構成される。
【０００９】
別の実施の形態では、ハウジングアセンブリは、入口及び出口を有するハウジングを備える。ダンパーが、ハウジング内に配置されると共に、入口を開閉する位置間を直線移動可能である。当該ダンパーは閉位置にあるときに入口に広がる非平面形状を有する。ダンパーの回転を抑制する手段が設けられる。
【００１０】
別の実施の形態では、ハウジングアセンブリは、入口ポート、出口ポート、及びバグイン／バグアウト（bag in/bag out）フィルタアクセスポートを有する。フィルタ受け入れ機構がハウジング内に配置され、ハウジング内に設置されているフィルタを介して入口ポート及び出口ポート間に流れるガスを導くように構成される。第１のダンパーは、ハウジング内に配置され、入口ポートを開閉する位置間で移動可能である。第２のダンパーはまた、ハウジング内に配置されると共に、出口ポートを開閉する位置間で移動可能である。第１のダンパーを回転させずに、開閉位置間で第１のダンパーを移動させるように構成される機構がハウジング内に設けられ、第１のダンパーは開位置にあるときにハウジングから離間している。
【００１１】
本発明の教示は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解することができる。
【００１２】
理解し易くするために、可能な場合は複数の図面に共通の同一の要素を示すのに同一の参照符号を用いている。一実施形態の要素及び特徴をさらなる詳述はせずに他の実施形態に有益に組み込むことができることが意図される。
【００１３】
しかしながら、添付図面は本発明の例示的な実施形態を示しているにすぎず、ゆえに、本発明の範囲を限定するものと考えられなく、そのため、他の同等の効果的な実施形態も許容し得ることに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［装置の選択された実施形態］
図１は、リニアダンパーセンブリ１３０を有するフィルタハウジングアセンブリ１００の一実施形態の断面図である。ハウジングアセンブリ１００は、室内側で交換可能なフィルタモジュールとして図１では示されている。しかし、本発明の利益及び特徴は、用途の中でも特に、クリーンルーム、環境及び汚染制御、空気調節、加熱及び通気システムの用途において堅調な流れ制御が望まれている、汚染ハウジング、フィルタディフューザ、ダンパーモジュール、及び他の装置に組み込まれ得ることが意図される。
【００１５】
ハウジングアセンブリ１００は概して、入口１０４及び出口１０６を有するハウジング１０２を含む。入口１０４及び出口１０６は、ハウジング１０２を貫いて形成され、ハウジング１０２を経て経路付けされるダクト１１０（仮想線（in phantom）で示す）を通してガスを流すことが可能である。入口１０４は、ハウジング１０２にダクト１１０を連結し易くするようにカラー１１２によって画定されている。フィルタ要素１０８は、出口１０６に配置され、入口１０４と出口１０６との間に流れるガスをフィルタ要素１０８に通す方法でハウジング１０２にシール連結される。フィルタ要素１０８は、例えばクリップ１２０又は締結具によって、任意の適した方法でハウジング１０２内に保持され得る。
【００１６】
図１に示す実施形態では、ハウジング１０２はフィルタ要素１０８をシール嵌合する内側フランジ１１４を有する。一実施形態では、フランジ１１４は、フィルタ要素１０８に連結されたシール１１８をシール嵌合する刃縁１１６を有する。シール１１８は、代替的にハウジング１０２に連結し得る。シール１１８は、ジェルのような流体シール、ガスガスケット、又はハウジング１０２とフィルタ要素１０８との間にシールを与えるのに適した他の材料であってもよい。ディフューザ用途におけるように、フィルタ要素１０８はハウジング１０２に対し、注封、結合、接着、又は恒久的に連結され得ることも意図される。
【００１７】
ダンパーアセンブリ１３０は、ハウジング１０２内において入口１０４とフィルタ要素１０８との間に配置される。ダンパーアセンブリ１３０は概して、ダンパーディッシュ（damper dish）１３２、リニアドライブ機構１３６、及びブラケット１４４を有する。ブラケット１４４は、ハウジング１０２に組み合わされる。ブラケット１４４は概して、ディッシュ１３２及びリニアドライブ機構１３６をハウジング１０２内に支持すると共に位置決めする。リニアドライブ機構１３６は入口１０４を開閉するようにディッシュ１３２を直線移動させるように構成される。
【００１８】
再び図１を参照すると、リニアドライブ機構１３６は、ディッシュ１３２を回転させずに直線移動させるのに適した任意のアクチュエータとすることができる。例えば、リニアドライブ機構１３６は、特に、パワースクリュー、ソレノイド、電気モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ(hydraulic cylinder)、又はカム、シザーアクチュエータ（scissor actuator）、リニアアクチュエータとすることができる。図１に示す実施形態では、アクチュエータ１３８は、ラック１３８及びギア１４０を有する。ラック１３８は締結具１３４によってディッシュ１３２に組み合わされる。ディッシュ１３２は、他の適した締結方法によってラック１３８に組み合わされてもよいことが意図される。ディッシュ１３２とラック１３８との間に垂直な向きを確実にするために、ディッシュ１３２はラック１３８の平坦な端に着座する平坦な中央セクション１６２を有する。
【００１９】
図１に示す実施形態では、ギア１４０はピニオンギアであるが、一つ又は複数の別のギアを用いてもよい。ピニオンギア１４０はシャフト１５２に組み合わされる。ピニオンギア１４０のサイズは、ラック１３８の所定のストロークを与えるように、且つ、所定の作動力を与えるように選択され得る。一実施形態では、ピニオンギア１４０の回転向きを制御できるように、そしてそれによってラック１３８及びディッシュ１３２の位置を制御できるように、シャフト１５２が、ハウジング１０２を貫いて延びる。シャフト１５２は、シャフト１５２とピニオンギア１４０との間の運動の効率的な伝達を確実にする、ピニオンギア１４０とのキー又は他の適した接続部を有し得る。一実施形態では、ラック１３８及びピニオンギア１４０の噛み合い歯は、ラック１３８が前進する際にディッシュ１３２の回転を防止する平らなねじ山及びねじ溝（flat crests and trenches）を有する。同様に構成されているピニオンギア１４０と共に、ラック１３８の平らなねじ山及びねじ溝が図５に示される。リニアドライブ機構は、ディッシュ１３２の回転を防止する他の構成を有し得ることが意図され、適合された保持構造部（keyed retaining features）、トラック、複数の軸受ガイド等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２０】
ラック１３８は、ブラケット１４４に組み合わされている一組のブッシュ１４２の間で摺動可能に取り付けられる。ブッシュ１４２は、ＤＥＬＲＩＮ（登録商標）又は真鍮等の任意の適した軸受材料から成り得る。ブッシュ１４２は代替的にローラ軸受であってもよい。ラック１３８は、より長いか又はより短い作動ストロークを与えるように交換されてもよく、それに応じて、ディッシュ１３２と入口１０４との間にオリフィス領域を設定する。
【００２１】
図１に示す実施形態では、ブラケット１４４は、２つのタブ１４８が延びているラック支持体１４６を有する。ブッシュ１４２は、ディッシュ１３２の運動及び向きの制御を高めるように離間関係でタブ１４８内に取り付けられる。ラック支持体１４６は、ハウジング１０２の対向する壁間に延びる１つ又は複数のクロスバー１５０に連結される。クロスバー１５０は、ハウジング１０２に溶接されるか、リベット締めされるか、又は締結されてもよい。
【００２２】
ディッシュ１３２は概して、ディッシュ１３２の外周１６６に隣接して位置するシールセクション１６４を有する円錐面１６０を有する。シールセクション１６４は、入口１０４を通して空気流をシールし易くする方法でハウジング１０２及び／又はカラー１１２に嵌合する。図１に示す実施形態では、シールセクション１６４は、シール１７０が内部に配置されているチャネル１６８を有する。シール１７０は、カラー１１２又はハウジング１０２の一方から延びるリップ１７２と嵌合するように構成される。シール１７０は、ガスケット、ブラダー、又は流体シールであってもよい。シール１７０はカラー１１２又はハウジング１０２に連結され、ディッシュ１３２とシール嵌合するように構成され得ることも意図される。上述したラック１３８及びピニオンギア１４０によるディッシュ１３２の非回転により、ディッシュ１３２及びリップ１７０が嵌合する際のシールのせん断が防止され、それにより、シールの寿命及び性能が延びる。入口１０４をシールしている間にリニアドライブ機構１３６がディッシュ１３２を回転させない限り、ディッシュ１３２は、閉位置から離間すると回転し得ることが意図される。
【００２３】
図２は、ハウジング１０２を貫いて延びるシャフト１５２を示す、ハウジング１０２の部分断面図を示す。シャフト１５２の周りのハウジングアセンブリ１００からの漏洩を防止するために、ブッシュ２０２がハウジング１０２を貫いて形成される穴２０４の周りをシール可能に締結して、シャフト１５２の通過を容易にする。ブッシュ２０２は、任意の適した方法によってハウジング１０２にシールされ得る。図２に示す実施形態では、ブッシュ２０２はハウジング１０２に連続溶接される。
【００２４】
軸受２０６はブッシュ２０２にプレス嵌めされ、シャフト１５２を嵌合して回転し易くする。シール２０８が、ブッシュ２０２とシャフト１５２との間の空気漏洩を防止するためにブッシュ２０２の一端に設けられる。シール２０８はＯリング、カップシール、ガスケット、流体シール、又はシャフト１５２の周り及びハウジング１０２の穴２０４からのガスの漏洩を防止するのに適した他のシールであってもよい。
【００２５】
シャフト１５２は、ハウジングアセンブリ１００の外に位置する終端２５０を有する。終端２５０は概して、シャフト１５２に対する回転運動を生じ易くする駆動構造部２５２を有する。一実施形態では、駆動構造部２５２は、シャフト１５２の側面に形成される平坦部である。他の適した駆動構造部としては、六角頭、ローレット面（knurled surface）、キーウェイ、スロット等が挙げられるがこれらに限定されない。終端２５０がハウジング１０２の側から延びている様子が示されているが、駆動構造部２５２はハウジング１００の出口側から等、他の位置からアクセス可能であり得ることが意図される。
【００２６】
図３〜図４を参照すると、ピニオンギア１４０に近接したシャフト１５２の内端は第２の軸受３０４によって支持される。第２の軸受３０４はラック支持体１４６から延びるタブ３０２内に配置される。第２の軸受３０４は軸受２０６と同様とすることができる。
【００２７】
動作の際、シャフト１５２は選択的に回転してピニオンギア１４０を回転させる。回転しているピニオンギア１４０がラック１３８を前進させ、それにより、ディッシュ１３２を直線移動させる。ディッシュ１３２の移動は入口１０４によって画定された開口の平面に対してほぼ垂直であるため、シール１７０がリップ１７２と均一に嵌合し、それにより、シールの均一性及び性能が高まる。さらに、ディッシュ１３２が入口１０４を通ってハウジング１０２に流入する（又は流出する）流れに対して中心に維持されるため、ディッシュ１３２とリップ１７２との間に画定される流れオリフィスが均一になり、したがって、フィルタ要素１０８を通って均一な流れが促進される。ディッシュ１３２は、図８及び図９では入口１０４を閉じる位置及び入口１０４から離間した位置で例示的に図示されている。リップ１７２からのディッシュ１３２の間隔は、フィルタ要素１０８を介して所望の空気流量を提供するように選択され得る。
【００２８】
図６は、汚染ハウジングアセンブリ６００の一実施形態の断面図である。本発明から利益を受けられる汚染ハウジングアセンブリは、Camfil Farr, Inc.（ニュージャーシー州リバーデイル所在）から入手可能である。
【００２９】
一実施形態では、ハウジングアセンブリ６００は、入口６０４、出口６０６、及び少なくとも１つのアクセスポート６０８を有するハウジング６０２を有する。入口６０４及び出口６０６は、ハウジング６０２を貫いて形成され、ハウジング６０２を通って流れるガスを導くように配置される。アクセスポート６０８は、例えば、フィルタ交換、隣接して組み合わされたハウジング内に配置されたフィルタの走査等のために、ハウジング６０２の内部へのアクセスを可能にするように構成される。
【００３０】
ハウジング６０２は、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、又は他の適した材料等、金属から作製されてもよい。ハウジング６０２は中を流れるガスとハウジング６０２の外側の周囲との間に圧力障壁を形成する構造を有する。図６に示す実施形態では、ハウジング６０２は、連続溶接金属シートから作製される中空矩形体である。
【００３１】
ハウジング６０２はさらに、ハウジングアセンブリ６００内に配置されているフィルタ要素６１６とシール嵌合するシールフランジ６１４を有する。リンク機構６２０がハウジング６０２に設けられ、フランジ６１４とシール嵌合する位置とフランジ６１４から離れる位置との間でフィルタ要素６１６を移動させるように構成される。上述のシール１７０のようなシール（図示せず）がフィルタ要素６１６とフランジ１６４との間に配置されて、流れがフィルタ要素６１６を迂回しないようにする。
【００３２】
アクセスポート６０８が、ハウジング６０２からフィルタ要素６１６を取り外し易くするように構成され、ドア６２２によって選択的にシールされる。アクセスポート６０８は、ハウジングの内部にアクセスするのに、且つ／又はフィルタ要素６１６を取り出して交換するのに用いられるバッギングリング（a bagging ring）（図示せず）によって囲まれている。
【００３３】
汚染ハウジング６００の少なくとも一端は、リニアダンパーアセンブリ１３０を有する。リニアダンパーアセンブリ１３０は上述した通りである。図６に示す実施形態では、外部アクチュエータ６９０はハウジング６０２の外側のダンパーアセンブリ１３０のシャフト１５２に組み合わされる。外部アクチュエータ６９０は、シャフト１５２の回転を制御するのに適した任意の装置又は物体とすることができる。一実施形態では、外部アクチュエータ６９０はホイールである。代替的に、外部アクチュエータ６９０は特に、モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ、又はレバーとすることができることが意図される。
【００３４】
図７は、ダンパーアセンブリ１３０を有するハウジングアセンブリ７００の一実施形態を示す。ハウジング７００は、アクセスポート６０８を有する構成であってもよく又は有さない構成であってもよい。ハウジングアセンブリ７００は、スタンドアロン型ダンパー（遮断及び／又は流れ制御）として、又は特に汚染システム内のアクセスポートとして利用され得る。ダンパーアセンブリ１３０は、ハウジングアセンブリ７００を通る流れを制御するために、上記の実施形態を参照しながら説明したように動作し得る。
【００３５】
寿命サイクル試験
上述した一体型リニアダンパーアセンブリを有するハウジングアセンブリは、作製されたピニオンギアとラック（両方ともステンレス鋼から作製される）との間に何らかの著しい又は不適当な量の摩耗が生じるかどうかを判定するために、且つ、ラック及びダンパーシャフトを支持するのに用いられる青銅ブッシュ内に何らかの著しい又は不適当な量の摩耗が生じるかどうかを判定するために試験された。
【００３６】
試験設定
一高さ×一幅の汚染ハウジングを一体型リニアダンパーアセンブリに応じるように変更した。一体型ダンパーアセンブリは１２インチ（３０４．８ミリメートル）直径のステンレス鋼ディッシュを用いた。中間デュロメータシリコーンスポンジガスケット（durometer silicone sponge gasket）を鋳型を用いて手動で切断した。ＲＴＶをディッシュのチャネルの底面に配置した。ガスケットをチャンネル内に着座させ、ガスケットをチャンネル内に保持するのにＲＴＶを接着剤として用いた。ディッシュに対して最小限の接着でシールを試験するために、スポンジガスケットの縁はチャンネル内にシールしなかった。
【００３７】
ダンパーアクチュエータは、通常、従来の平坦なブレードダンパーに使用される、キーウェイを有する３／４インチ（約１９．０５ミリメートル）径のステンレス鋼シャフトを含んだ。ピニオンギアは１／４インチ（約６．３５ミリメートル）厚の３０４ステンレス鋼から作製した。３つのギア部を互いの上にスタックし、約３／４インチ厚に単一のギアを形成するようにキーウェイを整合して一緒に溶接した。ラックは、２０ｍｍ径の３０４ステンレス鋼シャフトから製造した。ラックは直線状に移動し、所定位置に保持され、ブラケットに組み合わされた青銅ブッシュを用いて整合された。また、青銅ブッシュを、ダンパーシャフトを保持及び整合するように支持部材内に設けて、ラックとのギア歯の適正な噛み合いを確実にするようにした。
【００３８】
入口の境界を定める（circumscribing）１２インチ（３０４．８ｍｍ）径の３０４ステンレス鋼カラーから延びるリップを用いて、入口の境界を定める刃縁を形成した。カラーは、ハウジングの上流フランジに連続溶接される１１ゲージ３０４ステンレス鋼の一部に連続溶接された。
【００３９】
ダンパーアセンブリに連結されたアクチュエータがピニオンギアを回すように回転する際、ラックは入口に向かって直線的に前進する。ラックは、ハウジングのエンドプレート内に取り付けられた刃縁に向かってステンレス鋼ディッシュを押す。ディッシュの外周のシリコーンガスケットが刃縁に対しシールした。一実施形態では、ラックの歯の平坦な形状がシャフトの歯の平坦な形状と嵌合することにより、シャフトの回転が実質的に防止される。
【００４０】
試験設備及び器具
●スプリングリターンを用いるＥｌｏｍａｔｉｃ３５０シリーズ空気圧式アクチュエータ
○型：ＥＳＯ３５０．Ｕ２Ａ０３Ｂ．２７Ｋ０
○製造番号：２２２２１１０００２０
●ボール弁及び静圧接続を用いるブランクオフプレート（Blank-off Plate）
●ＯＭＲＯＮタイマー：
○型：Ｈ３ＣＲ−Ｆ８３００
●Ｄｗｙｅｒフレックス管（Flex-Tube）マノメータ：
●Ｇａｓｔ真空ポンプ
【００４１】
試験手順
ダンパーはＣＦＷ−１０００ ＣＦＷ−１０００３、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ ３： Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｄｅｃａｙ／Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ／Ｂｕｂｂｌｅ Ｌｅａｋ Ｔｅｓｔｉｎｇに従って発泡試験した。一体型ダンパーを有する汚染ハウジングを、カートとボール弁を有する封止板との上に配置し、静圧ポートを、刃縁としても働く入口カラーの対向端に取り付けた。このスペースは、ダンパーが刃縁から押し離れるように加圧した。この圧力はＵ字形チューブマノメータによって測定され、このマノメータは、加圧スペースと周囲圧との差圧読み取り値を与える。石鹸水を入口リングの刃縁とシール中のシリコーンガスケットとの間の接触面に噴霧した。視覚的検査を５分間行って気密（すなわち漏洩のない状態）を保証した。
【００４２】
概して、気密ダンパーは＞＋１０インチ（約２５．４センチメートル）（ｗ．ｇ．）（２．５０ｋＰａ）の水量ゲージで発泡漏れ試験した。場合によっては、＞＋１５インチ（約３８．１センチメートル）ｗ．ｇ．（３．７４ｋＰａ）の気密が必要とされる。この試験の際、リニアダンパーは＞１８インチ（約４５．７２センチメートル）よりも大きいｗ．ｇ．（４．４８ｋＰａ）で試験した。
【００４３】
最初の発泡試験後、動力及び圧縮空気をアクチュエータに供給し、ダンパーを開閉位置間でサイクルさせた。発泡試験を、上述の方法を用いて５，０００、１０，０００、及び１５，０００サイクルを上回るサイクル後に行った。視覚的な観察を試験全体を通して行って、シール及び作動機構の耐久性に関して迅速に繰り返されるサイクルの効果を判定した。
【００４４】
結果
サイクル試験の結果は以下の通りである：
【００４５】
表１：サイクル試験結果
【表１】
【００４６】
表１に示すように、ダンパーは、行われた各試験では＞＋１８インチ（約４５．７２センチメートル）ｗ．ｇ．（４．４８ｋＰａ）で気密であった。ダンパーは、より高い圧力でも気密のままであると考えられる。試験は、他のプロジェクトのために実験室を使用し易くするように、失敗せずに１５，２６０サイクル後に終了した。試験の結果後のダンパー作動用の機構の視覚的観察及び検査時に、機構の摩耗の痕跡、劣化、又は故障は全く見られなかった。また、ギア摩耗の視覚的な痕跡も全くなかった。
【００４７】
試験されるダンパーアセンブリは、従来の平坦なブレードダンパー及びディッシュ型ダンパーに好ましく匹敵する。寿命の延びは、ダンパーアセンブリの設計及び構造に起因すると考えられ、その構造は、回転ブレードに比してブッシュの摩耗及び応力を低減する直線運動を利用する。さらに、直線運動及びギアの使用により、ダンパーを閉じるのに必要とされる動力が低減され、それにより、アクチュエータのコストが最小限にとどめられる。
【００４８】
結論
ダンパーは、１５，０００を上回るサイクルで＞＋１８インチ（約４５．７２センチメートル）ｗ．ｇ．（４．４８ｋＰａ）の気密のままであることが立証され、この気密は、産業要件（１０，０００サイクル後に＋１０インチ（約２５．４センチメートル）ｗ．ｇ．（２．５０ｋＰａ）の気密）を５０％上回る。１５，０００を上回るサイクルの後であってさえも摩耗がないことにより立証されるように、機構のロバスト性及び耐久性は、平坦なブレードダンパー及びディッシュ型ダンパーの設計の双方より優れている。
【００４９】
本発明の教示を組み込んでいる各種実施形態を本明細書において示し詳細に述べたが、当業者は、これらの教示を組み込んだままで多くの他の変形形態を容易に考案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】フィルタハウジングアセンブリ内に配置されるリニアダンパーアセンブリの一実施形態の断面図である。
【図２】図１のハウジングアセンブリの部分断面図である。
【図３】ダンパーアセンブリのディッシュを直線移動させるようになっているアクチュエータの一部の上面図である。
【図４】ブッシュの側面図である。
【図５】アクチュエータのラックの部分側面図である。
【図６】汚染ハウジングアセンブリ内に配置されているリニアダンパーアセンブリの一実施形態の側面切り欠き図である。
【図７】ハウジングアセンブリ内に配置されているリニアダンパーアセンブリの別の実施形態である。
【図８】開位置にあるリニアダンパーアセンブリの一実施形態の斜視図である。
【図９】閉位置にあるリニアダンパーアセンブリの斜視図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングアセンブリであって、
入口及び出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に、前記入口に対して中心に位置した状態の向きに配置されるダンパーと、
前記ダンパーを回転させずに、前記入口を開閉する位置間で該ダンパーを直線移動させるリニアドライブ機構と、を備える、ハウジングアセンブリ。
【請求項２】
前記ダンパーはほぼ円錐状である、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項３】
前記ハウジング内に配置されるフィルタ要素をさらに備える、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項４】
前記ハウジングはフィルタハウジング、汚染ハウジング、又はスタンドアロン型ダンパーの少なくとも１つである、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項５】
前記リニアドライブ機構は、カム、シザーアクチュエータ、リニアアクチュエータ、パワースクリュー、ソレノイド、電気モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ、又はギアの少なくとも１つである、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項６】
前記ダンパー及び前記ハウジングと接触すると共に、該ダンパーが前記閉位置にあるときに前記入口の気密シールを与えるシールをさらに有する、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項７】
前記ダンパーの外周に連結されると共に、前記ハウジングとシール嵌合して、前記ダンパーが前記閉位置にあるときに前記入口の気密シールを与えるシールをさらに有する、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項８】
前記シールは、ガスケット、流体シール、又はブラダーの少なくとも１つをさらに含む、請求項１に記載のハウジングアセブリ。
【請求項９】
前記リニアドライブ機構は、前記ダンパーに組み合わされるシャフトをさらに備え、
前記シャフトが直線方向に移動されるときに前記ダンパーの回転を防止する構造部に、前記ダンパーが嵌合されている、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１０】
ハウジングアセンブリであって、
入口及び出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記入口を開閉する位置間を直線移動可能であるダンパーであって、閉位置にあるときに前記入口に広がる非平面形状を有するダンパーと、
前記ダンパーの回転を抑制する手段と、を備える、ハウジングアセンブリ。
【請求項１１】
前記抑制する手段は、
前記ハウジングに組み合わされると共に、該ハウジングに相対する向きに固定される第１の構造部と、
前記ダンパーに相対する向きに固定される第２の構造部と、をさらに備え、
前記第２の構造部は、回転させずに直線移動させる方法で前記第１の構造部と嵌合する、請求項１０に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１２】
前記抑制する手段は、平らなねじ山及びねじ溝を有する嵌合ねじ部材をさらに含む、請求項１０に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１３】
前記抑制する手段は、
前記ダンパーに組み合わされると共に、非円形断面を有するシャフトと、
前記シャフトを囲むと共に、該シャフトの形状と嵌合するシャフト受け入れ穴を有する、軸受又はガイドと
をさらに含む、請求項１０に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１４】
ハウジングアセンブリであって、
入口ポート、出口ポート、及びバグイン／バグアウトフィルタアクセスポートを有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記ハウジング内に設置されているフィルタを介して前記入口ポート及び前記出口ポート間に流れるガスを導くように構成される、フィルタ受け入れ機構と、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記入口ポートを開閉する位置間で移動可能である第１のダンパーと、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記出口ポートを開閉する位置間で移動可能な第２のダンパーと、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記第１のダンパーを回転させずに、前記開閉位置間で前記第１のダンパーを移動させるように構成される機構と、を備え、
前記第１のダンパーは、前記開位置にあるときに前記ハウジングから離間している、ハウジングアセンブリ。
【請求項１５】
前記ダンパーはほぼ円錐状である、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１６】
前記機構は、カム、シザーアクチュエータ、リニアアクチュエータ、パワースクリュー、ソレノイド、電気モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ、又はギアの少なくとも１つである、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１７】
前記第１のダンパー及び前記ハウジングと接触すると共に、該第１のダンパーが前記閉位置にあるときに前記入口の気密シールを与えるシールをさらに有する、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１８】
前記第１のダンパーの外周に連結されると共に、前記ハウジングとシール嵌合して、前記第１のダンパーが前記閉位置にあるときに前記入口の気密シールを与えるシールをさらに有する、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１９】
前記シールは、ガスケット、流体シール、又はブラダーの少なくとも１つをさらに含む、請求項１８に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項２０】
前記機構は、前記ダンパーに組み合わされるシャフトをさらに備え、
前記シャフトが直線方向に移動したときに前記ダンパーの回転を防止する構造部に、前記ダンパーが嵌合されている、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１のダンパーは、非平面形状を有し、
前記非平面形状は、前記第１のダンパーが前記閉位置にあるときに、前記入口に広がる、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１】
ハウジングアセンブリであって、
入口及び出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に、前記入口に対して中心に位置した状態の向きに配置されるダンパーと、
前記ダンパーを回転させずに、前記入口を開閉する位置間で該ダンパーを直線移動させるリニアドライブ機構と、を備える、ハウジングアセンブリ。
【請求項２】
前記ダンパーはほぼ円錐状である、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項３】
前記ハウジング内に配置されるフィルタ要素をさらに備える、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項４】
前記ハウジングはフィルタハウジング、汚染ハウジング、又はスタンドアロン型ダンパーの少なくとも１つである、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項５】
前記リニアドライブ機構は、カム、シザーアクチュエータ、リニアアクチュエータ、パワースクリュー、ソレノイド、電気モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ、又はギアの少なくとも１つである、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項６】
前記ダンパー及び前記ハウジングと接触すると共に、該ダンパーが前記閉位置にあるときに前記入口の気密シールを与えるシールをさらに有する、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項７】
前記ダンパーの外周に連結されると共に、前記ハウジングとシール嵌合して、前記ダンパーが前記閉位置にあるときに前記入口の気密シールを与えるシールをさらに有する、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項８】
前記シールは、ガスケット、流体シール、又はブラダーの少なくとも１つをさらに含む、請求項１に記載のハウジングアセブリ。
【請求項９】
前記リニアドライブ機構は、前記ダンパーに組み合わされるシャフトをさらに備え、
前記シャフトが直線方向に移動されるときに前記ダンパーの回転を防止する構造部に、前記ダンパーが嵌合されている、請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１０】
ハウジングアセンブリであって、
入口及び出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記入口を開閉する位置間を直線移動可能であるダンパーであって、閉位置にあるときに前記入口に広がる非平面形状を有するダンパーと、
前記ダンパーの回転を抑制する手段と、を備える、ハウジングアセンブリ。
【請求項１１】
前記抑制する手段は、
前記ハウジングに組み合わされると共に、該ハウジングに相対する向きに固定される第１の構造部と、
前記ダンパーに相対する向きに固定される第２の構造部と、をさらに備え、
前記第２の構造部は、回転させずに直線移動させる方法で前記第１の構造部と嵌合する、請求項１０に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１２】
前記抑制する手段は、平らなねじ山及びねじ溝を有する嵌合ねじ部材をさらに含む、請求項１０に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１３】
前記抑制する手段は、
前記ダンパーに組み合わされると共に、非円形断面を有するシャフトと、
前記シャフトを囲むと共に、該シャフトの形状と嵌合するシャフト受け入れ穴を有する、軸受又はガイドと
をさらに含む、請求項１０に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１４】
ハウジングアセンブリであって、
入口ポート、出口ポート、及びバグイン／バグアウトフィルタアクセスポートを有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記ハウジング内に設置されているフィルタを介して前記入口ポート及び前記出口ポート間に流れるガスを導くように構成される、フィルタ受け入れ機構と、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記入口ポートを開閉する位置間で移動可能である第１のダンパーと、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記出口ポートを開閉する位置間で移動可能な第２のダンパーと、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記第１のダンパーを回転させずに、前記開閉位置間で前記第１のダンパーを移動させるように構成される機構と、を備え、
前記第１のダンパーは、前記開位置にあるときに前記ハウジングから離間している、ハウジングアセンブリ。
【請求項１５】
前記ダンパーはほぼ円錐状である、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１６】
前記機構は、カム、シザーアクチュエータ、リニアアクチュエータ、パワースクリュー、ソレノイド、電気モータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ、又はギアの少なくとも１つである、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１７】
前記第１のダンパー及び前記ハウジングと接触すると共に、該第１のダンパーが前記閉位置にあるときに前記入口の気密シールを与えるシールをさらに有する、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１８】
前記第１のダンパーの外周に連結されると共に、前記ハウジングとシール嵌合して、前記第１のダンパーが前記閉位置にあるときに前記入口の気密シールを与えるシールをさらに有する、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項１９】
前記シールは、ガスケット、流体シール、又はブラダーの少なくとも１つをさらに含む、請求項１８に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項２０】
前記機構は、前記ダンパーに組み合わされるシャフトをさらに備え、
前記シャフトが直線方向に移動したときに前記ダンパーの回転を防止する構造部に、前記ダンパーが嵌合されている、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１のダンパーは、非平面形状を有し、
前記非平面形状は、前記第１のダンパーが前記閉位置にあるときに、前記入口に広がる、請求項１４に記載のハウジングアセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００９−５１２８３０（Ｐ２００９−５１２８３０Ａ）
【公表日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３７８８５（Ｐ２００８−５３７８８５）
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４１５１９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５０６２６
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５０８０４３５０１）カムフィル ファー，インコーポレーテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４１５１９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５０６２６
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５０８０４３５０１）カムフィル ファー，インコーポレーテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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