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JP6413089B2 - Shutter structure and air blower equipped with the same - Google Patents
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Description

本発明は、管路を流れる流体の逆流防止に用いられるシャッター構造およびこれを備えた送風装置に関するものである。   The present invention relates to a shutter structure used for preventing a backflow of fluid flowing through a pipeline and a blower provided with the shutter structure.

従来、この種のシャッター構造は、回転軸に垂直な面での断面形状が複数円弧で滑らかに形成されたシャッター1枚で構成されているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of shutter structure is known to be composed of a single shutter in which a cross-sectional shape on a plane perpendicular to the rotation axis is smoothly formed by a plurality of arcs (see, for example, Patent Document 1). .

以下、そのシャッター構造について図9を参照しながら説明する。   The shutter structure will be described below with reference to FIG.

図9に示すように、シャッター構造101は管路102内に設けられたシャッター板106と回転軸109で構成されている。シャッター板106は回転軸109で回動可能であり、回動によって管路102を開閉する。管路102を開いた状態で、気流111の流れを基準に、シャッター板106上で回転軸109より上流側となる部分を上流領域117とし、下流側となる部分を下流領域118とする。そして管路102が開いた状態においては、管路軸103を全て通る任意平面でのシャッター板106の断面形状が、上流領域117の断面形状と下流領域118の断面形状とで円弧あるいは複数円弧で滑らかに結ばれた形状をしている。   As shown in FIG. 9, the shutter structure 101 is composed of a shutter plate 106 and a rotating shaft 109 provided in the pipe 102. The shutter plate 106 can be rotated by a rotation shaft 109 and opens and closes the conduit 102 by the rotation. With the pipe line 102 open, a portion on the shutter plate 106 on the upstream side of the rotation shaft 109 on the shutter plate 106 is defined as an upstream region 117, and a portion on the downstream side is defined as a downstream region 118. In a state where the pipe line 102 is opened, the cross-sectional shape of the shutter plate 106 in an arbitrary plane passing through the pipe axis 103 is an arc or a plurality of arcs between the cross-sectional shape of the upstream region 117 and the cross-sectional shape of the downstream region 118. It has a smoothly tied shape.

上記構成により、管路102が開いた状態において、シャッター板106の上流領域117から下流領域118に滑らかに流体を導くことができるとしている。そして流れの乱れを抑制することができ、流体に対する抵抗や、乱れに起因する騒音や振動を低減させることができるとしている。   With the above configuration, fluid can be smoothly guided from the upstream region 117 to the downstream region 118 of the shutter plate 106 in a state where the pipe line 102 is opened. Then, it is possible to suppress the turbulence of the flow, and to reduce the resistance to the fluid and the noise and vibration caused by the turbulence.

また、この種のシャッター構造には、2枚の板で構成されたシャッターを、回転軸を中心に折りたたむことが可能な構造をしているものもある(例えば、特許文献2参照)。   In addition, this type of shutter structure includes a structure in which a shutter composed of two plates can be folded around a rotation axis (see, for example, Patent Document 2).

以下、そのシャッター構造について図10を参照しながら説明する。   Hereinafter, the shutter structure will be described with reference to FIG.

図10に示すように、本体211はパイプガイド212と本体プレート213で構成されている。パイプガイド212内には風路を開閉する半円形の2枚の板で構成されたシャッター214が回転軸215で回動可能に設けられている。本体プレート213にはシャッター214を開くための駆動モータ242が設けられている。シャッター214と駆動モータ242とはプーリー240を介してワイヤ232、243で連結されている。回転軸215には、シャッターが風路を閉じる方向に力を加えるスプリング219が設けられている。   As shown in FIG. 10, the main body 211 includes a pipe guide 212 and a main body plate 213. A shutter 214 composed of two semicircular plates for opening and closing the air passage is provided in the pipe guide 212 so as to be rotatable about a rotation shaft 215. The main body plate 213 is provided with a drive motor 242 for opening the shutter 214. The shutter 214 and the drive motor 242 are connected by wires 232 and 243 through a pulley 240. The rotary shaft 215 is provided with a spring 219 that applies a force in a direction in which the shutter closes the air path.

上記構成で、上述したシャッター214は、以下のように動作する。   With the above configuration, the shutter 214 described above operates as follows.

パイプガイド212の内部の風路を開く際は、駆動モータ242が駆動しワイヤ243を巻き上げる。ワイヤ243が巻き上げられると、プーリー240が回転する。プーリー240が回転するとシャッター214に接続されたワイヤ232がプーリー240に巻き上げられる。ワイヤ232が巻き上げられるとシャッター214が引っ張られて回転軸215を中心に回動し、2枚の半円形の板が回転軸で折りたたまれるように動く。   When opening the air path inside the pipe guide 212, the drive motor 242 is driven to wind up the wire 243. When the wire 243 is wound up, the pulley 240 rotates. When the pulley 240 rotates, the wire 232 connected to the shutter 214 is wound around the pulley 240. When the wire 232 is wound up, the shutter 214 is pulled and rotated around the rotation shaft 215, so that the two semicircular plates are folded around the rotation shaft.

パイプガイド212の内部の風路を閉じる際は、駆動モータ242を、風路を開く際とは反対方向に駆動させることでワイヤ243が緩む。シャッター214はスプリング219により常に広がろうとしてワイヤ232を引っ張っているので、ワイヤ243が緩むとプーリー240が逆回転してワイヤ232が巻戻され、シャッター214が広がり風路が閉じられる。   When the air path inside the pipe guide 212 is closed, the wire 243 is loosened by driving the drive motor 242 in the direction opposite to that when opening the air path. Since the shutter 214 always pulls the wire 232 to spread by the spring 219, when the wire 243 is loosened, the pulley 240 rotates in the reverse direction, the wire 232 is rewound, the shutter 214 is expanded, and the air path is closed.

このシャッター214は、換気など必要なときに風路を開き、風路を閉じているときは外風圧がかかってもシャッター214が押されて風路が開くことがないようにするものである。風路が開いた状態では、シャッター214の形状は、回転軸215を上流側に向けてV字型となることから、風路の圧損を小さくすることができるものであるとしている。   The shutter 214 opens an air passage when ventilation is necessary, and prevents the air passage from being opened by pressing the shutter 214 even when external air pressure is applied when the air passage is closed. In the state where the air passage is open, the shape of the shutter 214 is V-shaped with the rotary shaft 215 facing the upstream side, so that the pressure loss of the air passage can be reduced.

特許第4984664号公報Japanese Patent No. 4984664 特許第5059917号公報Japanese Patent No. 5059917

このような従来の1枚シャッター構造においては、回転軸を境とする2つの流路(管路)、つまり図9(a)の回転軸109の上流側と下流側を塞ぐ必要が有る。このためシャッター板106は、回転軸109より上流側に突出する上流領域117が必要であった。しかしながら、上流領域117が長い場合、シャッター板106の重心が中央に寄ってしまうため、流体の流れの揺らぎに対してシャッターの動きが不安定となる。さらに、シャッターが開いた状態では、上流領域117がシャッター板106の流れ方向への投影面積の増加原因になるため、圧損となるという課題を有していた。   In such a conventional single shutter structure, it is necessary to block the two flow paths (pipe lines) with the rotation axis as a boundary, that is, the upstream side and the downstream side of the rotation shaft 109 in FIG. 9A. For this reason, the shutter plate 106 needs an upstream region 117 protruding upstream from the rotation shaft 109. However, when the upstream region 117 is long, the center of gravity of the shutter plate 106 is shifted to the center, and thus the movement of the shutter becomes unstable with respect to the fluctuation of the fluid flow. Further, when the shutter is open, the upstream region 117 causes an increase in the projected area of the shutter plate 106 in the flow direction, which causes a problem of pressure loss.

また、従来の2枚シャッター構造では、自重での開閉が困難であるため複雑な開閉駆動の機構が必要とされる。さらに、流路内にシャッター以外の複雑な構造物(機構)を設ける必要が有るためこれが流れの抵抗となり、すなわち圧損が増加するといった課題を有していた。   Further, since the conventional two-sheet shutter structure is difficult to open and close under its own weight, a complicated mechanism for opening and closing is required. Furthermore, since it is necessary to provide a complicated structure (mechanism) other than the shutter in the flow path, this has a problem that it becomes a flow resistance, that is, pressure loss increases.

そして本発明は、流側から下流側へ流体が流れる円筒形状の流路と、前記流路の中心軸に垂直な断面上で前記流路をメイン流路と該メイン流路よりも断面積の小さいサブ流路に分割する回転軸と、前記回転軸を軸として前記メイン流路を開閉するメインシャッターと、前記回転軸を軸として前記サブ流路を開閉するサブシャッターとを備え、前記メインシャッターは、前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、前記流体の流れが無い場合には前記開状態から自重で前記閉状態に移行するメイン開閉構造を備え、前記サブシャッターは、前記流体の流れが有る場合には前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、前記流体の流れが無い場合には前記メインシャッターの自重による回動を利用して、前記断面に平行な閉状態に移行するサブ開閉構造を備えるシャッター構造としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。   The present invention also provides a cylindrical flow path through which a fluid flows from the flow side to the downstream side, and the flow path has a cross-sectional area larger than the main flow path and the main flow path on a cross section perpendicular to the central axis of the flow path A main shaft that opens and closes the main flow path about the rotation axis; and a sub shutter that opens and closes the sub flow path about the rotation axis. When the fluid flow is present, the fluid force of the fluid turns from the closed state parallel to the cross section to the downstream side to shift to the open state perpendicular to the cross section, and there is no fluid flow Has a main opening / closing structure that shifts from the open state to the closed state by its own weight, and when the fluid flows, the sub-shutter rotates from the closed state parallel to the cross section to the downstream side to rotate the sub shutter. Transition to an open state perpendicular to the cross section, When there is no body flow, the shutter structure is provided with a sub-opening / closing structure that shifts to a closed state parallel to the cross-section by using the rotation of the main shutter due to its own weight. Is achieved.

本発明によれば、流路の圧損を低減し、流れに対して安定したシャッター構造および送風装置を提供することできる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pressure loss of a flow path can be reduced and the shutter structure and air blower which were stable with respect to the flow can be provided.

本発明の一実施の形態に係るシャッター構造及び送風装置の斜視図The perspective view of the shutter structure which concerns on one embodiment of this invention, and an air blower (a)本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の閉状態における斜視図(b)本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の閉状態における上流視断面図(A) The perspective view in the closed state of the shutter structure which concerns on one embodiment of this invention (b) The upstream view sectional drawing in the closed state of the shutter structure which concerns on one embodiment of this invention (a)本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の開状態における斜視図(b)本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の開状態における上流視断面図(A) The perspective view in the open state of the shutter structure which concerns on one embodiment of this invention (b) The upstream view sectional drawing in the open state of the shutter structure which concerns on one embodiment of this invention (a)本発明の一実施の形態に係る各シャッターの上面斜視図、(b)本発明の一実施の形態に係る各シャッターの下面斜視図(A) Top perspective view of each shutter according to an embodiment of the present invention, (b) Bottom perspective view of each shutter according to an embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態に係るサブシャッターのサブ軸孔の部分拡大図The elements on larger scale of the sub axial hole of the sub shutter which concerns on one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の開状態における側断面図The sectional side view in the open state of the shutter structure concerning one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の開状態から閉状態に移行する途中過程の側断面図The sectional side view in the middle of the process which transfers to the closed state from the open state of the shutter structure concerning one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の閉状態における側断面図The sectional side view in the closed state of the shutter structure concerning one embodiment of the present invention. (a)従来の1枚シャッター構造を示す側断面図(b)従来の1枚シャッター構造を示す管路軸に垂直な面への投影図(A) Side sectional view showing a conventional one-sheet shutter structure (b) Projection view onto a plane perpendicular to the pipe axis showing a conventional one-sheet shutter structure (a)従来の2枚シャッター構造を示す閉状態断面図(b)従来の2枚シャッター構造を示す開状態断面図(A) Closed state sectional view showing a conventional two shutter structure (b) Open state sectional view showing a conventional two shutter structure

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して説明を省略している。さらに各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. Throughout the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Further, in each of the drawings, description of details of each part not directly related to the present invention is omitted.

(第一の実施形態)
以下、本発明の第一の実施形態について、図1を参照しながらその概要を説明する。なお図1は、本実施の形態に係るシャッター構造及び送風装置を示す斜視図である。
(First embodiment)
Hereinafter, the outline of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a shutter structure and a blower according to the present embodiment.

送風装置8は、外郭16の内部に、吸込口13と吹出口14とを備えたケーシング9と、ケーシング9内部に送風部12とを備えている。   The blower 8 includes a casing 9 provided with a suction port 13 and a blower outlet 14 inside the outer shell 16, and a blower 12 inside the casing 9.

吸込口13は、例えば居室などの屋内に向けて配置される。   The suction inlet 13 is arrange | positioned toward indoors, such as a living room, for example.

吹出口14は、後述するシャッター構造1に接続されている。   The blower outlet 14 is connected to the shutter structure 1 described later.

送風部12は、モータ10とファン11とを備えている。   The air blowing unit 12 includes a motor 10 and a fan 11.

モータ10は、モータ10に備えられた回転軸にてファン11と接続されており、モータ10の回転動力をファン11に伝達する。   The motor 10 is connected to the fan 11 via a rotation shaft provided in the motor 10, and transmits the rotational power of the motor 10 to the fan 11.

ファン11は、例えば静圧を高く保つことができるシロッコファンであり、回転により円筒形端面(図の下方)の吸込口13から吸い込んだ空気を、円筒形側面から排出する。   The fan 11 is a sirocco fan that can maintain a high static pressure, for example, and discharges air sucked from the suction port 13 of the cylindrical end surface (downward in the drawing) from the cylindrical side surface by rotation.

ケーシング9は、ファン11の外周に設けられ、その内壁を利用してファン11から排出された空気を吹出口14に導く。   The casing 9 is provided on the outer periphery of the fan 11 and guides the air discharged from the fan 11 to the air outlet 14 using the inner wall thereof.

シャッター構造1、即ちシャッターは、流路2、回転軸3、メインシャッター4、サブシャッター5を備えている。   The shutter structure 1, that is, the shutter includes a flow path 2, a rotation shaft 3, a main shutter 4, and a sub shutter 5.

流路2は、中空の円筒形状をしており、中空部に流体を流すことができる。また流路2は、流体の流れ15における上流側に上流吸込口6を、下流側に下流吹出口7を備えている。さらに流路2は、上流吸込口6が送風装置8の吹出口14に着脱可能に接続されており、即ち上流吸込口6が流体の流れ15の入り口となっている。また流路2は、下流吹出口7にて例えばダクトを介して屋外に接続されている。   The flow path 2 has a hollow cylindrical shape and can flow a fluid into the hollow portion. The flow path 2 includes an upstream suction port 6 on the upstream side in the fluid flow 15 and a downstream air outlet 7 on the downstream side. Further, in the flow path 2, the upstream suction port 6 is detachably connected to the blower outlet 14 of the blower 8, that is, the upstream suction port 6 serves as an inlet for the fluid flow 15. Moreover, the flow path 2 is connected to the outdoors via a duct, for example, at the downstream air outlet 7.

流路2の円筒内部に備えられた回転軸3、メインシャッター4、サブシャッター5についてその詳細は後述する。   Details of the rotating shaft 3, the main shutter 4, and the sub shutter 5 provided inside the cylinder of the flow path 2 will be described later.

送風装置8を駆動すると、モータ10に電力が供給され、モータ10は回転軸を回転駆動することでファン11を回転させる。ファン11が回転すると、吸込口13からケーシング9内に空気(流体)が吸い込まれ、ケーシング9内の構造に基づき吹出口14へ導かれる流体の流れ15が発生する。   When the blower 8 is driven, electric power is supplied to the motor 10, and the motor 10 rotates the fan 11 by rotating the rotation shaft. When the fan 11 rotates, air (fluid) is sucked into the casing 9 from the suction port 13, and a fluid flow 15 that is guided to the outlet 14 based on the structure in the casing 9 is generated.

流体の流れ15は、シャッター構造1の上流吸込口6から流路2内に導かれた後、下流吹出口7から排出される。   The fluid flow 15 is led into the flow path 2 from the upstream suction port 6 of the shutter structure 1 and then discharged from the downstream air outlet 7.

続いて、図2を参照しながらシャッター構造の開状態の詳細について説明する。図2(a)は、シャッター構造の閉状態における斜視図、図2(b)は、シャッター構造の閉状態における上流視断面図である。なお理解に供するため、図2(a)において円筒形の流路2については断面表示としている。   Next, details of the open state of the shutter structure will be described with reference to FIG. 2A is a perspective view of the shutter structure in the closed state, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the shutter structure in the closed state. For the sake of understanding, the cylindrical flow path 2 is shown in cross section in FIG.

シャッター構造1は、上流側、即ち矢印20側からの流体の流れ15が無い場合には、閉状態となる。また、シャッター構造1は、上流側からの流体の流れ15が有る場合には、開状態となる。図2では、流体の流れが無い場合、即ち閉状態について説明する。   The shutter structure 1 is closed when there is no fluid flow 15 from the upstream side, that is, the arrow 20 side. The shutter structure 1 is in an open state when there is a fluid flow 15 from the upstream side. In FIG. 2, a case where there is no fluid flow, that is, a closed state will be described.

流路2は、流れ方向に平行な中心軸21を備えている。そして流路2は、中心軸21に対して垂直な回転軸3を備えている。ただし回転軸3は、中心軸21とは交わらず、シャッター構造1の設置時において鉛直上方に位置し、即ち中心軸21よりも流路2の上方壁面側に配置されている。   The flow path 2 includes a central axis 21 parallel to the flow direction. The flow path 2 includes a rotation shaft 3 that is perpendicular to the central axis 21. However, the rotating shaft 3 is not vertically intersected with the central shaft 21 and is positioned vertically above when the shutter structure 1 is installed, that is, disposed on the upper wall surface side of the flow path 2 with respect to the central shaft 21.

ここで中心軸21に対して垂直な断面を仮定する。流路2が円筒形であるため、この断面は円形となる。この円形の断面を回転軸3上に設けた場合、図2(b)に示すように、回転軸3は断面をメイン流路24とサブ流路25とに分割し、即ち回転軸3は円形断面の弦上に設けられている。そして回転軸3は中心軸よりも上方壁面側に寄せられているため、上方のサブ流路25は下方のメイン流路24よりも断面上における面積が小さい。   Here, a cross section perpendicular to the central axis 21 is assumed. Since the flow path 2 is cylindrical, this cross section is circular. When this circular cross section is provided on the rotary shaft 3, as shown in FIG. 2B, the rotary shaft 3 divides the cross section into a main flow path 24 and a sub flow path 25, that is, the rotary shaft 3 is circular. It is provided on the string of the cross section. Since the rotary shaft 3 is closer to the upper wall surface than the central axis, the upper sub-channel 25 has a smaller area on the cross section than the lower main channel 24.

またシャッター構造1は、回転軸3を軸として回動するメインシャッター4と、同じく回転軸3を軸として回動するサブシャッター5とを備える。つまりメインシャッター4とサブシャッター5とは、回転軸3を軸中心とする同軸上に設けられている。   The shutter structure 1 includes a main shutter 4 that rotates about the rotation shaft 3 and a sub shutter 5 that also rotates about the rotation shaft 3. That is, the main shutter 4 and the sub shutter 5 are provided coaxially with the rotation shaft 3 as the axis center.

メインシャッター4は、板状の円盤を、回転軸3に該当する弦で切断した場合の面積の大きい略半円形状をしている。さらにメインシャッター4は、回転軸3の両端近傍に位置する円弧が閉状態において回転軸3よりも上流側に押し出された両端湾曲構造を備えている。このメインシャッター4の弦部分は回転軸3に位置しており、回転軸3を軸に回動することでメイン流路24を開閉する。   The main shutter 4 has a substantially semicircular shape with a large area when a plate-like disk is cut by a string corresponding to the rotary shaft 3. Further, the main shutter 4 has a double-ended curved structure in which an arc located near both ends of the rotary shaft 3 is pushed upstream from the rotary shaft 3 in a closed state. The string portion of the main shutter 4 is located on the rotation shaft 3, and the main flow path 24 is opened and closed by rotating about the rotation shaft 3.

またメインシャッター4は、閉状態における鉛直下方向からのさらなる上流側への回動を防止する受け部23を備えている。受け部23は、メインシャッター4の上流側面下端部に備えられており、さらに後述する止め部22との接触時の音の発生を抑制するクッション部材26が備えられている。   Further, the main shutter 4 includes a receiving portion 23 that prevents further upstream rotation from the vertically downward direction in the closed state. The receiving portion 23 is provided at the lower end portion of the upstream side surface of the main shutter 4, and further includes a cushion member 26 that suppresses the generation of sound at the time of contact with a stopper portion 22 described later.

サブシャッター5は、板状の円盤を、回転軸3に該当する弦で切断した場合の面積の小さい略半円形状をしている。ここで面積が小さいとは、メインシャッター4に比べての意である。このサブシャッター5の弦部分は、回転軸3に位置しており、回転軸3を軸に回動することでサブ流路25を開閉する。   The sub-shutter 5 has a substantially semicircular shape with a small area when a plate-like disk is cut by a string corresponding to the rotary shaft 3. Here, the small area means that compared to the main shutter 4. The chord portion of the sub shutter 5 is located on the rotary shaft 3, and opens and closes the sub flow path 25 by rotating about the rotary shaft 3.

流路2の設置時における下方壁面側には、メインシャッター4の受け部23に対応する止め部22が備えられている。止め部22は、閉状態にてメインシャッター4が最もメイン流路24を広く遮蔽する位置において、上述の受け部23を係止する位置に備えられている。本実施の形態において、メインシャッター4が最も広くメイン流路24を遮蔽する位置は、メインシャッター4が回転軸3を上端部として自重により吊り下げられた状態における、メインシャッター4の下端部(開状態における下流側端部)の位置である。   A stop portion 22 corresponding to the receiving portion 23 of the main shutter 4 is provided on the lower wall surface side when the flow path 2 is installed. The stop portion 22 is provided at a position where the receiving portion 23 is locked at a position where the main shutter 4 covers the main flow path 24 most widely in the closed state. In the present embodiment, the position where the main shutter 4 is most widely shielded from the main flow path 24 is the lower end (open) of the main shutter 4 in a state where the main shutter 4 is suspended by its own weight with the rotary shaft 3 as the upper end. It is the position of the downstream end portion in the state.

また流路2の鉛直方向に対する下方壁面側には、回転軸3の位置よりも上流側に向かって流路面積が拡大し、換言すると上流吸込口6から下流側に向かって流路面積が狭くなる狭窄構造27を備えている。   Further, on the lower wall surface side with respect to the vertical direction of the flow path 2, the flow area increases toward the upstream side from the position of the rotating shaft 3, in other words, the flow area decreases from the upstream suction port 6 toward the downstream side. The constriction structure 27 is provided.

上記構成において、流体の流れが無い場合には、メインシャッター4、サブシャッター5ともに閉状態となる。閉状態においては、メインシャッター4は回転軸3を上端部として自重により受け部23近傍の下流側端部28が鉛直下方に位置する。この状態でメインシャッター4は、上流側に上流側面、下流側に下流側面を向けている。また閉状態においては、サブシャッター5は回転軸3を下部として下流側端部29が鉛直上方に位置する。この状態でサブシャッター5は、上流側に上流側面、下流側に下流側面を向けている。なお閉状態において、サブシャッター5の下流側端部29が鉛直上方に位置する仕組みについては後述する。   In the above configuration, when there is no fluid flow, both the main shutter 4 and the sub shutter 5 are closed. In the closed state, the main shutter 4 has the rotating shaft 3 as an upper end portion and the downstream end portion 28 in the vicinity of the receiving portion 23 is positioned vertically downward by its own weight. In this state, the main shutter 4 faces the upstream side on the upstream side and the downstream side on the downstream side. In the closed state, the sub shutter 5 has the rotary shaft 3 as a lower portion and the downstream end portion 29 is positioned vertically upward. In this state, the sub shutter 5 faces the upstream side on the upstream side and the downstream side on the downstream side. A mechanism in which the downstream end 29 of the sub shutter 5 is positioned vertically upward in the closed state will be described later.

続いて、図3を参照しながらシャッター構造の開状態の詳細について説明する。図3(a)は、シャッター構造の開状態における斜視図、図3(b)は、シャッター構造の開状態における上流視断面図である。なお理解に供するため、図3(a)において円筒形の流路2については断面表示としている。また図3では、流体の流れが有る場合、即ち開状態について説明する。   Next, details of the open state of the shutter structure will be described with reference to FIG. 3A is a perspective view in the open state of the shutter structure, and FIG. 3B is a cross-sectional view in the upstream view in the open state of the shutter structure. For the sake of understanding, the cylindrical flow path 2 is shown in cross section in FIG. FIG. 3 illustrates the case where there is a fluid flow, that is, the open state.

図2で示した閉状態に対して流体の流れが有る場合、つまり流体の流れが発生した場合には、メインシャッター4は、流体の流れの力、即ち流体力によって開状態に移行する。
移行時において、メインシャッター4は上流側面に流体力を受けることで、回転軸3を軸として前記断面に平行な閉状態から前記断面に垂直な開状態に回動する。この回動は、回転軸3を中心として、下流側端部28が鉛直下方から回転軸3の下流側に円弧を描いて移動する動きである。
When there is a fluid flow with respect to the closed state shown in FIG. 2, that is, when a fluid flow is generated, the main shutter 4 is shifted to the open state by the fluid flow force, that is, the fluid force.
At the time of transition, the main shutter 4 receives fluid force on the upstream side surface, and rotates from the closed state parallel to the cross section to the open state perpendicular to the cross section about the rotation shaft 3. This rotation is a movement in which the downstream end 28 moves in a circular arc from the vertically lower side to the downstream side of the rotating shaft 3 around the rotating shaft 3.

またサブシャッター5は、上流側面に流体力を受けることで、回転軸3を軸として前記断面に平行な閉状態から前記断面に垂直な開状態に回動する。この回動は、回転軸3を中心として、下流側端部29が鉛直上方から回転軸3の下流側に円弧を描いて移動する動きである。   Further, the sub shutter 5 receives fluid force on the upstream side surface, and rotates from the closed state parallel to the cross section to the open state perpendicular to the cross section about the rotation shaft 3. This rotation is a movement in which the downstream end 29 moves in a circular arc from the vertically upper side to the downstream side of the rotating shaft 3 around the rotating shaft 3.

メインシャッター4及びサブシャッター5の下流側端部28、29の、下流側への回動によって、2つのシャッターは回転軸3を頂点としてV字状に折りたたまれる。この折りたたみ構造により、メインシャッター4の下流側面とサブシャッター5の上流側面とが重合して1枚の重合シャッターとなる。   As the downstream end portions 28 and 29 of the main shutter 4 and the sub shutter 5 are turned to the downstream side, the two shutters are folded into a V shape with the rotation shaft 3 as a vertex. With this folding structure, the downstream side surface of the main shutter 4 and the upstream side surface of the sub shutter 5 are superposed to form one superposed shutter.

重合シャッター状態では、シャッターの上流側端部が回転軸3に近い構成となり、即ち回転軸3よりも上流側のシャッター長さが短くなるため、流体力に対してシャッターの挙動が安定する。つまり、折りたたみ構造を持たない1枚シャッターと比較してシャッターの揺らぎが少なくなり、圧損や騒音を低減することができる。   In the superposed shutter state, the upstream end portion of the shutter is configured to be close to the rotation shaft 3, that is, the shutter length on the upstream side of the rotation shaft 3 is shortened, so that the shutter behavior is stabilized against the fluid force. That is, the shutter fluctuation is less than that of a single shutter having no folding structure, and pressure loss and noise can be reduced.

また、流れ方向へのシャッター長さが短くなるので、これによってもシャッター表面における抵抗、即ち圧損を低減することができる。   Further, since the shutter length in the flow direction is shortened, the resistance on the shutter surface, that is, the pressure loss can also be reduced.

また、流れ方向へのシャッター長さが短くなるので、重合シャッターの前記断面における断面積を全体として小さくすることができ、つまり開状態において十分な流路を確保することができる。これは図3(b)と、1枚シャッターで構成される従来技術の管路102の断面図とを比較しても明らかである。   Further, since the shutter length in the flow direction is shortened, the cross-sectional area of the cross section of the overlapping shutter can be reduced as a whole, that is, a sufficient flow path can be secured in the open state. This is also apparent from a comparison between FIG. 3B and a cross-sectional view of the prior art conduit 102 composed of a single shutter.

なお、開状態において流体の流れが無い場合、つまり流体の流れが停止した場合には、メインシャッター4は、自重により閉状態に移行する。つまりメインシャッター4は、自重により回転軸3を軸として前記断面に垂直な開状態から前記断面に平行な閉状態に回動する。この際、サブシャッター5も開状態から閉状態に移行するが、その詳細は後述する。   When there is no fluid flow in the open state, that is, when the fluid flow stops, the main shutter 4 shifts to the closed state due to its own weight. That is, the main shutter 4 rotates by its own weight from the open state perpendicular to the cross section to the closed state parallel to the cross section about the rotation shaft 3 as an axis. At this time, the sub shutter 5 also shifts from the open state to the closed state, details of which will be described later.

ここでメインシャッター4は、自重によって閉状態へ移行するので、シャッターを動かすための複雑な駆動装置などが不要で簡易な構成にすることができる。つまり簡易な構成であるため通風断面積を大きく確保することができ、圧損を低減できる。   Here, since the main shutter 4 shifts to the closed state by its own weight, a complicated drive device for moving the shutter is unnecessary, and a simple configuration can be achieved. That is, since it is a simple structure, a large ventilation cross-sectional area can be secured and pressure loss can be reduced.

ここに示した、流体の流れが有る場合には流体の流体力で閉状態から開状態に移行し、流体の流れが無い場合には開状態から自重で閉状態に移行するメインシャッター4の構造をメイン開閉構造と呼ぶ。   The structure of the main shutter 4 shown here, which transitions from the closed state to the open state by the fluid force of the fluid when there is a fluid flow, and transitions from the open state to the closed state by its own weight when there is no fluid flow. Is called the main opening / closing structure.

また、流体の流れが有る場合には閉状態から開状態に移行し、流体の流れが無い場合にはメインシャッター4の自重による回動を利用して、閉状態に移行するサブシャッター5の構造をサブ開閉構造と呼ぶ。   The structure of the sub-shutter 5 that shifts from the closed state to the open state when there is a fluid flow, and that moves to the closed state by using the rotation of the main shutter 4 due to its own weight when there is no fluid flow. Is called a sub-opening / closing structure.

続いて、図4、図5を参照しながら各シャッターの構造の詳細について説明する。図4(a)は、各シャッターの上面斜視図、図4(b)は、各シャッターの下面斜視図である。また図5は、サブシャッターにおけるサブ軸孔の部分拡大図である。なお図4(a)(b)においては、理解に供するため各シャッターの軸孔をずらした状態としている。   Next, the details of the structure of each shutter will be described with reference to FIGS. 4A is a top perspective view of each shutter, and FIG. 4B is a bottom perspective view of each shutter. FIG. 5 is a partially enlarged view of the sub shaft hole in the sub shutter. In FIGS. 4 (a) and 4 (b), the shaft hole of each shutter is shifted for the sake of understanding.

図4に示すように、メインシャッター4は、メイン軸孔31と遊嵌部32と付勢部35と係合部36と上述した両端湾曲構造38とを備える。   As shown in FIG. 4, the main shutter 4 includes a main shaft hole 31, a loose fitting portion 32, an urging portion 35, an engaging portion 36, and the both-end curved structure 38 described above.

メイン軸孔31は、正円形をして貫通した孔であり、2つのメイン軸孔31に回転軸3を挿嵌させることでメインシャッター4が回動可能となる。ただし、メイン軸孔31は貫通した孔で有る必要は無く、底面が閉じた穴としても差し支えない。   The main shaft hole 31 is a hole penetrating in a regular circle, and the main shutter 4 can be rotated by inserting the rotating shaft 3 into the two main shaft holes 31. However, the main shaft hole 31 does not need to be a through hole, and may be a hole with a closed bottom surface.

遊嵌部32は、両端湾曲構造38の端部39とメイン軸孔31とを結ぶ線上からメインシャッター4の中心方向に向かって窪んだ空間である。遊嵌部32は、閉状態においてサブシャッター5の上流側端部34が入り込んで固定される。   The loose fitting portion 32 is a space that is recessed toward the center direction of the main shutter 4 from a line connecting the end portion 39 of the both-end curved structure 38 and the main shaft hole 31. In the closed state, the loose fitting portion 32 is fixed with the upstream end portion 34 of the sub shutter 5 entering.

付勢部35は、メイン軸孔31から開状態にして上流側に突出した突部として構成され、メインシャッター4の回動により後述する被付勢部37を付勢する。   The urging portion 35 is configured as a projection that is opened from the main shaft hole 31 and protrudes upstream, and urges a later-described urged portion 37 by the rotation of the main shutter 4.

係合部36は、サブシャッター5の開状態において下流側の形状、つまり上述した面積の小さい略半円形状と係合する窪みとなっている。重合シャッター状態において、サブシャッター5の上流側面とメインシャッター4の下流側面を構成する係合部36とが係合することで、重合シャッターの鉛直上面は、流体の流れ方向に対して抵抗の無い滑らかな曲面構造を構成する。   The engaging portion 36 is a recess that engages with the downstream shape in the opened state of the sub-shutter 5, that is, the substantially semicircular shape with a small area described above. In the superposed shutter state, the vertical upper surface of the superposed shutter has no resistance to the fluid flow direction by engaging the upstream side surface of the sub shutter 5 and the engaging portion 36 constituting the downstream side surface of the main shutter 4. Constructs a smooth curved surface structure.

また図4に示すように、サブシャッター5は、サブ軸孔33と開状態において上流端となる上流側端部34と被付勢部37とを備える。   As shown in FIG. 4, the sub shutter 5 includes a sub shaft hole 33, an upstream end 34 that is an upstream end in the opened state, and a biased portion 37.

サブ軸孔33は、略楕円形状をして貫通した孔であり、2つのサブ軸孔33に回転軸3を挿嵌させることでサブシャッター5が回動可能となる。またサブ軸孔33は、2つのメイン軸孔31のさらに外側に孔を一致させて配置される。   The sub-shaft hole 33 is a hole that has a substantially elliptical shape and is penetrated, and the sub-shutter 5 can be rotated by inserting the rotary shaft 3 into the two sub-shaft holes 33. The sub-shaft hole 33 is disposed on the outer side of the two main shaft holes 31 so that the holes coincide with each other.

被付勢部37は、サブシャッター5の下流側面であってサブ軸孔33近傍に、サブ軸孔33に向かって突出して設けられている。被付勢部37は、メインシャッター4及びサブシャッター5の回動に際して、付勢部35によってメイン軸孔31から離れる方向に付勢される。   The biased portion 37 is provided on the downstream side surface of the sub shutter 5 and in the vicinity of the sub shaft hole 33 so as to protrude toward the sub shaft hole 33. The biased portion 37 is biased in a direction away from the main shaft hole 31 by the biasing portion 35 when the main shutter 4 and the sub shutter 5 are rotated.

また図5に示すように、サブ軸孔33は長軸40と膨出部41と重心軸42と上流端43と下流端44とを備える。   As shown in FIG. 5, the sub shaft hole 33 includes a long shaft 40, a bulging portion 41, a center of gravity shaft 42, an upstream end 43, and a downstream end 44.

長軸40は、楕円の長軸を意味し、略楕円形状のサブ軸孔33が開状態、即ち重合シャッター状態においてサブシャッター5の長さ方向、即ち上流側から下流側に向かう方向に平行に配置されている。なおここで言う平行とは、流体の流れに対して平行であることを意味するが、多少の傾きがあっても平行に含まれる。   The major axis 40 means the major axis of the ellipse, and is substantially parallel to the length direction of the sub-shutter 5, that is, the direction from the upstream side to the downstream side when the substantially elliptical sub-shaft hole 33 is open, that is, in the overlapping shutter state. Has been placed. The term “parallel” as used herein means parallel to the fluid flow, but is included in parallel even if there is a slight inclination.

膨出部41は、サブシャッター5の開状態、即ち重合シャッター状態において楕円形状からメインシャッター4側に膨出した空間である。図5において、点線を含む楕円形状に対して、矢印45の長さ分だけメインシャッター4側に膨出し、楕円面積を拡大している。ここでいうメインシャッター4側は、サブシャッター5における下流側面の方向、あるいは閉状態における下流側と同じ意味である。   The bulging portion 41 is a space that bulges from the elliptical shape toward the main shutter 4 in the open state of the sub-shutter 5, that is, in the overlapping shutter state. In FIG. 5, the elliptical shape including the dotted line bulges to the main shutter 4 side by the length of the arrow 45 to enlarge the elliptical area. The main shutter 4 side here has the same meaning as the direction of the downstream side surface in the sub shutter 5 or the downstream side in the closed state.

重心軸42は、略楕円形状の中心を通り、サブシャッター5の開状態における上流側及び下流側を分割する軸である。開状態において、この重心軸42に回転軸3の中心を一致させることで、上流側と下流側との重さが等価になり、即ちサブシャッター5の上流側と下流側のバランスが等価に保たれる。   The center of gravity axis 42 is an axis that passes through the center of the substantially elliptical shape and divides the upstream side and the downstream side in the open state of the sub shutter 5. In the open state, the center of the rotary shaft 3 is made to coincide with the center of gravity axis 42, so that the weights of the upstream side and the downstream side are equivalent, that is, the balance between the upstream side and the downstream side of the sub shutter 5 is kept equivalent. Be drunk.

上流端43は、サブ軸孔33の開状態における上流側端部である。   The upstream end 43 is an upstream end in the open state of the sub shaft hole 33.

下流端44は、サブ軸孔33の開状態における下流側端部である。   The downstream end 44 is a downstream end portion in the open state of the sub shaft hole 33.

上記構造において、回転軸3が上流端43側に位置することでサブシャッター5は下流側に重心を有する下流側重心状態になる。また、回転軸が下流端44側に位置することでサブシャッター5は上流側に重心を有する上流側重心状態になる。つまり、サブシャッター5は、開状態における上流側又は下流側に重心を切替可能な重心切替構造を備えている。   In the above structure, the rotary shutter 3 is positioned on the upstream end 43 side, so that the sub shutter 5 is in the downstream side gravity center state having the gravity center on the downstream side. Further, since the rotation shaft is positioned on the downstream end 44 side, the sub shutter 5 is in the upstream center of gravity state having the center of gravity on the upstream side. That is, the sub shutter 5 includes a center of gravity switching structure that can switch the center of gravity to the upstream side or the downstream side in the open state.

続いて、図6、図7、図8を参照しながら重心切替時の動作について説明する。図6は、開状態における側断面図、図7は、開状態から閉状態に移行する途中過程の側断面図、図8は、閉状態における側断面図である。   Subsequently, an operation at the time of switching the center of gravity will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. 6 is a side sectional view in the open state, FIG. 7 is a side sectional view in the middle of the transition from the open state to the closed state, and FIG. 8 is a side sectional view in the closed state.

開状態では、メインシャッター4およびサブシャッター5は図6に示す重合シャッター状態となっている。この状態では、サブシャッター5は流体力により開状態となると共に、上流側から下流側への圧力を受けている。この圧力によりサブシャッター5は下流側に移動するため、回転軸3は上流端43に接触して位置している。この状態は上述したように下流側重心状態になるため、サブシャッター5はメインシャッター4の係合部36に圧着して係合する。係合することによりサブシャッター5とメインシャッター4とが強固に結びつき、流れ方向の長さが短い一体の重合シャッターを構成する。また重合シャッターの鉛直上面を構成する曲面構造51も圧着および係合により、流体の揺らぎに対しても滑らかな状態を維持することができる。   In the open state, the main shutter 4 and the sub shutter 5 are in the overlapping shutter state shown in FIG. In this state, the sub-shutter 5 is opened by the fluid force and receives pressure from the upstream side to the downstream side. Since the sub shutter 5 moves to the downstream side by this pressure, the rotary shaft 3 is positioned in contact with the upstream end 43. Since this state is the downstream side center of gravity state as described above, the sub-shutter 5 is engaged with the engaging portion 36 of the main shutter 4 by pressure bonding. By engaging, the sub-shutter 5 and the main shutter 4 are firmly connected to each other to form an integrated superposition shutter having a short length in the flow direction. Further, the curved surface structure 51 constituting the vertical upper surface of the superposition shutter can also maintain a smooth state against fluid fluctuations by pressure bonding and engagement.

また曲面構造51は、シャッター表面での流れの剥離や渦の発生を抑制することとなるので、シャッターによる圧損を低減できる。   Further, the curved surface structure 51 suppresses flow separation and vortex generation on the shutter surface, so that pressure loss due to the shutter can be reduced.

流体の流れが止まり、即ち開状態から閉状態に移行する場合には、図7に示すように、自重によりメインシャッター4が回転軸3を軸として鉛直下方に回動する(矢印52)。   When the flow of the fluid stops, that is, when the state shifts from the open state to the closed state, as shown in FIG. 7, the main shutter 4 is rotated vertically downward about the rotation shaft 3 by an own weight (arrow 52).

この回動の途中過程において、付勢部35が被付勢部37を回転軸3から遠方、ここでは上流側かつ鉛直上方に付勢する。   In the course of this rotation, the urging portion 35 urges the urged portion 37 far from the rotating shaft 3, here upstream and vertically upward.

被付勢部37が上流側かつ鉛直上方に付勢されると、回転軸3は上流端43から下流端44に移動する。この移動に際して、回転軸3は上流端43から膨出部41を経由した後に、下流端44に達する(図7左下図)。膨出部41を経由することで、付勢部35の付勢に対してサブシャッター5が持ち上がりながら上流側重心状態へ移行する。つまり、重心移動時に引っ掛りが生じることなく、滑らかに閉状態へ移行することが可能となる。   When the biased portion 37 is biased upstream and vertically upward, the rotating shaft 3 moves from the upstream end 43 to the downstream end 44. During this movement, the rotating shaft 3 reaches the downstream end 44 after passing through the bulging portion 41 from the upstream end 43 (lower left diagram in FIG. 7). By passing through the bulging portion 41, the sub shutter 5 is lifted with respect to the urging force of the urging portion 35, and shifts to the upstream side gravity center state. That is, it becomes possible to smoothly shift to the closed state without causing any catch when moving the center of gravity.

回転軸3が下流端44に移動すると、サブシャッター5は上流側重心状態に移行する。これにより、サブシャッター5は自重により矢印52方向、つまり上流側端部34が中心軸21方向に回動して閉状態となる。またメインシャッター4は自重により矢印53方向、つまり下流側端部28が中心軸21方向に回動して閉状態となる。   When the rotary shaft 3 moves to the downstream end 44, the sub shutter 5 shifts to the upstream side gravity center state. As a result, the sub-shutter 5 is closed by its own weight in the direction of the arrow 52, that is, the upstream end 34 rotates in the direction of the central axis 21. Further, the main shutter 4 is closed by its own weight, in the direction of the arrow 53, that is, the downstream end 28 is rotated in the direction of the central axis 21.

つまり、サブシャッター5は、開状態から閉状態への移行においては、上流側重心状態となるので、複雑な機構無しでもサブシャッターが確実に閉状態へ移行することができる。   That is, since the sub shutter 5 is in the upstream center of gravity state in the transition from the open state to the closed state, the sub shutter can surely transition to the closed state without a complicated mechanism.

各シャッターが閉状態になると、図8に示すように、遊嵌部32に上流側端部34(閉状態における中心軸側端部)が入り込み、さらに上流側端部34がメインシャッター4の上流側面60にて支持される。   When each shutter is in the closed state, as shown in FIG. 8, the upstream end portion 34 (the central axis side end portion in the closed state) enters the loose fitting portion 32, and the upstream end portion 34 is upstream of the main shutter 4. Supported by the side surface 60.

つまりシャッター構造1は、支持構造により、閉状態にて下流側からの逆風61があった際に、サブシャッター5はメインシャッター4で支えられるので、サブシャッターがさらに上流側へ回動することを防ぐことができる。また、逆風時にはサブシャッター5とメインシャッター4とが強固に圧着されるため、2枚シャッターでありながら1枚シャッターと同様の安定性を備えることができる。   That is, in the shutter structure 1, the sub shutter 5 is supported by the main shutter 4 in the closed state and the sub shutter 5 is supported by the main shutter 4, so that the sub shutter further rotates upstream. Can be prevented. Further, since the sub shutter 5 and the main shutter 4 are firmly pressure-bonded in a headwind, the stability similar to that of the single shutter can be provided although the shutter is two.

なお閉状態では、止め部22が受け部23のクッション部材26にて接触することで、メインシャッター4が流路2に係止されている。   In the closed state, the main shutter 4 is locked to the flow path 2 by the stop portion 22 coming into contact with the cushion member 26 of the receiving portion 23.

(変形例)
前記第一の実施形態においては、サブシャッター5は、流体の流れが有る場合には該流体の流体力でサブ流路25を開状態とする構成としていた。
(Modification)
In the first embodiment, the sub shutter 5 is configured to open the sub flow path 25 by the fluid force of the fluid when there is a fluid flow.

これにより、サブシャッター5を開状態にするための駆動装置が不要となるので、シャッター構造を簡易な構造にできる。これに対して、サブシャッター5は、流体の流れが有る場合にはメインシャッター4の開状態への移行による回転力でサブ流路25を開状態とする構成にしてもよい。具体的には、メインシャッター4とサブシャッター5とを歯車にて噛合させ、メインシャッター4の回動に連動してサブシャッター5を回動させるのである。   This eliminates the need for a driving device for opening the sub-shutter 5, so that the shutter structure can be simplified. On the other hand, the sub shutter 5 may be configured to open the sub flow path 25 by the rotational force generated by the transition of the main shutter 4 to the open state when there is a fluid flow. Specifically, the main shutter 4 and the sub shutter 5 are engaged with each other by a gear, and the sub shutter 5 is rotated in conjunction with the rotation of the main shutter 4.

これによっても、サブシャッター5を開状態にするための駆動装置が不要となるので、シャッター構造を簡易な構造にできる。また、滑ることなくメインシャッター4からサブシャッター5に回転力を伝達するので、シャッター開閉の確実性を増すことができる。   This also eliminates the need for a driving device for opening the sub-shutter 5, so that the shutter structure can be simplified. Further, since the rotational force is transmitted from the main shutter 4 to the sub shutter 5 without slipping, the certainty of opening and closing the shutter can be increased.

ただしこの構成では、流体の揺らぎにメインシャッター4が追随した場合、メインシャッター4とサブシャッター5との強固なつながりが解除されてしまうため、注意が必要である。   However, in this configuration, when the main shutter 4 follows the fluid fluctuation, the strong connection between the main shutter 4 and the sub shutter 5 is released, so care must be taken.

(実施の形態の概要)
本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、上流側から下流側へ流体が流れる円筒形状の流路と、前記流路の中心軸に垂直な断面上で前記流路をメイン流路と該メイン流路よりも断面積の小さいサブ流路に分割する回転軸と、前記回転軸を軸として前記メイン流路を開閉するメインシャッターと、前記回転軸を軸として前記サブ流路を開閉するサブシャッターとを備え、前記メインシャッターは、前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、 前記流体の流れが無い場合には前記開状態から自重で前記閉状態に移行するメイン開閉構造を備え、前記サブシャッターは、前記流体の流れが有る場合には前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、前記流体の流れが無い場合には前記メインシャッターの自重による回動を利用して、前記断面に平行な閉状態に移行するサブ開閉構造を有する。
(Outline of the embodiment)
A shutter structure according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical flow channel through which a fluid flows from an upstream side to a downstream side, and the main channel on the cross section perpendicular to the central axis of the flow channel. A rotary shaft that is divided into sub flow paths having a smaller cross-sectional area than the main flow path, a main shutter that opens and closes the main flow path with the rotation axis as an axis, and a sub that opens and closes the sub flow path with the rotation axis as an axis A shutter, and when the fluid flows, the main shutter is rotated downstream from a closed state parallel to the cross section by a fluid force of the fluid to shift to an open state perpendicular to the cross section. A main opening / closing structure that transitions from the open state to the closed state by its own weight when there is no fluid flow, and the sub-shutter from a closed state parallel to the cross section when the fluid flows. Rotate downstream to A sub-opening / closing structure that shifts to an open state perpendicular to the surface and shifts to a closed state parallel to the cross section by using the rotation of the main shutter due to its own weight when the fluid does not flow.

これにより、開状態においてメインシャッターとサブシャッターが重なり合うことで流れ方向へのシャッター長さが短くなるので、閉状態での閉塞性を維持したままシャッター表面における抵抗、即ち圧損を低減することができるという効果を奏する。   As a result, the main shutter and the sub-shutter overlap in the open state to shorten the shutter length in the flow direction, so that the resistance on the shutter surface, that is, pressure loss, can be reduced while maintaining the occlusion in the closed state. There is an effect.

また、自重によって閉状態へ移行するので、シャッターを動かすための複雑な駆動装置などが不要で簡易な構成にすることができ、つまり簡易な構成であるため通風断面積が広がり圧損を低減できるという効果を奏する。   In addition, since it shifts to the closed state due to its own weight, a complicated drive device for moving the shutter is unnecessary, and a simple configuration can be achieved.In other words, the simple configuration makes it possible to expand the ventilation cross-sectional area and reduce pressure loss. There is an effect.

また、開状態において回転軸よりも上流側のシャッター長さが短くなるので、シャッターの挙動が安定し、圧損や騒音を低減できるという効果を奏する。   In addition, since the shutter length on the upstream side of the rotating shaft in the open state is shortened, the shutter behavior is stabilized, and it is possible to reduce pressure loss and noise.

また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記サブシャッターは、前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記サブ流路を開状態とする構成にしてもよい。   Further, in the shutter structure according to an embodiment of the present invention, the sub shutter may be configured to open the sub flow path by the fluid force of the fluid when the fluid flows.

これにより、サブシャッターを開状態にするための駆動装置が不要となるので、シャッター構造を簡易な構造にできるという効果を奏する。   This eliminates the need for a driving device for opening the sub-shutter, thereby providing an effect that the shutter structure can be simplified.

また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記サブシャッターは、前記流体の流れが有る場合には前記メインシャッターの開状態への移行による回転力で前記サブ流路を開状態とするという構成にしてもよい。   Further, in the shutter structure according to an embodiment of the present invention, when the sub-shutter has the fluid flow, the sub-flow path is opened by a rotational force due to the transition to the open state of the main shutter. It may be configured to do.

これにより、サブシャッターを開状態にするための駆動装置が不要となるので、シャッター構造を簡易な構造にできるという効果を奏する。また、滑ることなくメインシャッターからサブシャッターに回転力を伝達するので、シャッター開閉の確実性を増すことができる。   This eliminates the need for a driving device for opening the sub-shutter, thereby providing an effect that the shutter structure can be simplified. In addition, since the rotational force is transmitted from the main shutter to the sub shutter without slipping, the reliability of opening and closing the shutter can be increased.

また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記サブシャッターは、前記開状態において、前記回転軸を中心として上流側に重心を有する上流側重心状態と下流側に重心を有する下流側重心状態とを切替可能な重心切替構造を備え、前記上流側重心状態においては自重で開状態から閉状態に移行し、前記メインシャッターは、開状態から閉状態への回動により前記サブシャッターを前記下流側重心状態から前記上流側重心状態に切り替えるという構成にしてもよい。   Further, in the shutter structure according to an embodiment of the present invention, in the opened state, the sub shutter has an upstream center of gravity state having a center of gravity on the upstream side with respect to the rotation axis, and a downstream side having a center of gravity on the downstream side. A center of gravity switching structure capable of switching between the center of gravity state is provided, and the upstream center of gravity state shifts from the open state to the closed state by its own weight, and the main shutter moves the sub shutter by rotating from the open state to the closed state. You may make it the structure which switches from the said downstream gravity center state to the said upstream gravity center state.

これにより、開状態では下流側重心状態となるのでシャッターの挙動が安定し、圧損や騒音を低減できるという効果を奏する。また、開状態から閉状態への移行においては、上流側重心状態となるので、複雑な機構無しでもサブシャッターが確実に閉状態へ移行することができるという効果を奏する。   As a result, the downstream center of gravity is in the open state, so that the shutter behavior is stabilized, and pressure loss and noise can be reduced. Further, in the transition from the open state to the closed state, the center of gravity is in the upstream side, so that the sub-shutter can be reliably shifted to the closed state without a complicated mechanism.

また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記重心切替構造は、前記回転軸に対応する前記サブシャッターの軸孔が略楕円形状を有し且つ当該略楕円形状の長軸が前記サブシャッターの長さ方向に平行に配置され、前記サブシャッターの開状態において前記回転軸が前記軸孔の上流端に位置することで前記下流側重心状態を維持し、前記メインシャッターの開状態から閉状態への移行時に当該メインシャッターが前記サブシャッターを上流側に付勢して前記回転軸が前記軸孔の下流端に位置させることで前記上流側重心状態に切り替えるという構成にしてもよい。   Further, in the shutter structure according to an embodiment of the present invention, the center of gravity switching structure is such that the shaft hole of the sub shutter corresponding to the rotation axis has a substantially elliptical shape, and the major axis of the substantially elliptical shape is the It is arranged in parallel with the length direction of the sub-shutter, and the rotation shaft is located at the upstream end of the shaft hole in the open state of the sub-shutter so that the downstream side gravity center state is maintained, and from the open state of the main shutter The main shutter may urge the sub-shutter to the upstream side during the transition to the closed state, and the rotation shaft may be positioned at the downstream end of the shaft hole to switch to the upstream gravity center state.

これにより、メインシャッターが自重で閉状態へ移行する際の回転力を利用してサブシャッターが上流側重心状態へと移行するので、重心切替時に外力が不要であり簡易な構造で切替構造を構成できるという効果を奏する。   As a result, the sub shutter moves to the upstream center of gravity using the rotational force when the main shutter moves to the closed state due to its own weight, so no external force is required when switching the center of gravity and the switching structure is configured with a simple structure. There is an effect that can be done.

また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記略楕円形状の軸孔は、さらに前記サブシャッターの開状態において前記メインシャッター側に膨出する膨出部を備えた構成にしてもよい。   In the shutter structure according to an embodiment of the present invention, the substantially elliptical shaft hole may further include a bulging portion that bulges toward the main shutter in the open state of the sub shutter. Good.

これにより、メインシャッターによる付勢で持ち上がりながら上流側重心状態へ移行するので、滑らかに閉状態へ移行することができるという効果を奏する。   Accordingly, the center of gravity shifts to the upstream center of gravity while being lifted by the urging force of the main shutter, so that it is possible to smoothly shift to the closed state.

また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、開状態において、メインシャッターの閉状態時における下流側面と、サブシャッターの閉状態時における上流側面とにより流体の流れ方向に滑らかな曲面構造を備えた構成にしてもよい。   Further, the shutter structure according to one embodiment of the present invention has a curved surface structure that is smooth in the fluid flow direction in the open state due to the downstream side surface when the main shutter is closed and the upstream side surface when the sub shutter is closed. You may make it the structure provided with.

これにより、シャッター表面での流れの剥離や渦の発生を抑制することとなるので、シャッターによる圧損を低減できるという効果を奏する。   As a result, flow separation and vortex generation on the shutter surface are suppressed, so that the pressure loss due to the shutter can be reduced.

また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、閉状態において、サブシャッターの中心軸側端部をメインシャッターの上流側面で支持する支持構造を備えたという構成にしてもよい。   Further, the shutter structure according to an embodiment of the present invention may be configured to include a support structure that supports the central shaft side end of the sub-shutter on the upstream side surface of the main shutter in the closed state.

これにより、下流側からの逆風があった際に、サブシャッターはメインシャッターの面で支えられるので、サブシャッターが上流側へ回動することを防ぐことができるという効果を奏する。また、逆風時にはサブシャッターとメインシャッターが強固に圧着されるため、2枚シャッターでありながら1枚シャッターと同様の安定性を備えることができる。   Thereby, when there is a back wind from the downstream side, the sub shutter is supported by the surface of the main shutter, so that the sub shutter can be prevented from rotating upstream. Further, since the sub-shutter and the main shutter are firmly pressure-bonded in a headwind, the stability similar to that of the single shutter can be provided even though the shutter is two.

また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造を送風装置に備える構成にしてもよい。   Moreover, you may make it the structure which equips the air blower with the shutter structure which concerns on one embodiment of this invention.

これにより、閉状態の閉塞性を維持したまま、開状態のシャッターによる圧損や騒音を低減できるので、逆風による故障などを防ぎながら送風の効率を向上させ、騒音を低減した送風装置を提供できるという効果を奏する。   As a result, the pressure loss and noise due to the shutter in the open state can be reduced while maintaining the closing property in the closed state, so that it is possible to provide a blower device that improves the efficiency of air blowing while preventing malfunctions due to headwinds and reduces noise. There is an effect.

本発明に係るシャッター構造は、開いた状態での通風断面積を増やしてシャッターによる圧損を減らし、安定感を増すことを可能とするものであるので、主に換気扇やポンプなどによって管路を流れる流体の逆流防止に用いられるシャッター構造等として有用である。   The shutter structure according to the present invention increases the ventilation cross-sectional area in the open state, reduces pressure loss due to the shutter, and increases the sense of stability. Therefore, the shutter structure flows mainly through a ventilation fan or a pump. It is useful as a shutter structure used for preventing fluid backflow.

1 シャッター構造
2 流路
3 回転軸
4 メインシャッター
5 サブシャッター
6 上流吸込口
7 下流吹出口
8 送風装置
9 ケーシング
10 モータ
11 ファン
12 送風部
13 吸込口
14 吹出口
15 流体の流れ
16 外郭
20、45、52、53 矢印
21 中心軸
22 止め部
23 受け部
24 メイン流路
25 サブ流路
26 クッション部材
27 狭窄構造
28、29 下流側端部
31 メイン軸孔
32 遊嵌部
33 サブ軸孔(軸孔に該当)
34 上流側端部
35 付勢部
36 係合部
37 被付勢部
38 両端湾曲構造
39 端部
40 長軸
41 膨出部
42 重心軸
43 上流端
44 下流端
51 曲面構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shutter structure 2 Flow path 3 Rotating shaft 4 Main shutter 5 Sub shutter 6 Upstream inlet 7 Downstream outlet 8 Blower 9 Casing 10 Motor 11 Fan 12 Blower 13 Inlet 14 Outlet 15 Fluid flow 16 Outer 20, 45 , 52, 53 Arrow 21 Central shaft 22 Stopping portion 23 Receiving portion 24 Main flow path 25 Sub flow path 26 Cushion member 27 Narrow structure 28, 29 Downstream side end portion 31 Main shaft hole 32 Free fitting portion 33 Sub shaft hole (shaft hole) Fall under)
34 upstream end 35 biasing portion 36 engaging portion 37 biased portion 38 curved structure at both ends 39 end 40 long shaft 41 bulging portion 42 center of gravity axis 43 upstream end 44 downstream end 51 curved surface structure

Claims (9)

上流側から下流側へ流体が流れる円筒形状の流路と、
前記流路の中心軸に垂直な断面上で前記流路をメイン流路と該メイン流路よりも断面積の小さいサブ流路に分割する回転軸と、
前記回転軸を軸として前記メイン流路を開閉するメインシャッターと、
前記回転軸を軸として前記サブ流路を開閉するサブシャッターとを備え、
前記メインシャッターは、
前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、
前記流体の流れが無い場合には前記開状態から自重で前記閉状態に移行するメイン開閉構造を備え、
前記サブシャッターは、
前記流体の流れが有る場合には前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、
前記流体の流れが無い場合には前記メインシャッターの自重による回動を利用して、前記断面に平行な閉状態に移行するサブ開閉構造を備えるシャッター構造。
A cylindrical flow path through which fluid flows from the upstream side to the downstream side;
A rotating shaft that divides the flow path into a main flow path and a sub flow path having a smaller cross-sectional area than the main flow path on a cross section perpendicular to the central axis of the flow path;
A main shutter that opens and closes the main flow path about the rotation axis;
A sub shutter that opens and closes the sub flow path with the rotation axis as an axis,
The main shutter is
When there is a flow of the fluid, the fluid force of the fluid turns from the closed state parallel to the cross section to the downstream side to shift to the open state perpendicular to the cross section,
When there is no flow of the fluid, the main opening and closing structure that shifts from the open state to the closed state by its own weight,
The sub shutter is
When there is a flow of the fluid, it moves from the closed state parallel to the cross section to the downstream side and shifts to the open state perpendicular to the cross section,
A shutter structure comprising a sub-opening / closing structure that shifts to a closed state parallel to the cross section by utilizing the rotation of the main shutter by its own weight when there is no fluid flow.
前記サブシャッターは、
前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記サブ流路を開状態とする請求項1に記載のシャッター構造。
The sub shutter is
The shutter structure according to claim 1, wherein when there is a flow of the fluid, the sub flow path is opened by a fluid force of the fluid.
前記サブシャッターは、
前記流体の流れが有る場合には前記メインシャッターの開状態への移行による回転力で前記サブ流路を開状態とする請求項1に記載のシャッター構造。
The sub shutter is
2. The shutter structure according to claim 1, wherein when there is a flow of the fluid, the sub flow path is opened by a rotational force due to the transition of the main shutter to the open state.
前記サブシャッターは、
前記開状態において、前記回転軸を中心として上流側に重心を有する上流側重心状態と下流側に重心を有する下流側重心状態とを切替可能な重心切替構造を備え、
前記上流側重心状態においては自重で開状態から閉状態に移行し、
前記メインシャッターは、
開状態から閉状態への回動により前記サブシャッターを前記下流側重心状態から前記上流側重心状態に切り替える請求項1から3のいずれかに記載のシャッター構造。
The sub shutter is
A center of gravity switching structure capable of switching between an upstream center of gravity state having a center of gravity on the upstream side and a downstream side center of gravity state having a center of gravity on the downstream side in the open state;
In the upstream center of gravity state, it shifts from the open state to the closed state by its own weight,
The main shutter is
The shutter structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the sub shutter is switched from the downstream side gravity center state to the upstream side gravity center state by rotation from an open state to a closed state.
前記重心切替構造は、
前記回転軸に対応する前記サブシャッターの軸孔が略楕円形状を有し且つ当該略楕円形状の長軸が前記サブシャッターの長さ方向に平行に配置され、
前記サブシャッターの開状態において前記回転軸が前記軸孔の上流端に位置することで前記下流側重心状態を維持し、
前記メインシャッターの開状態から閉状態への移行時に当該メインシャッターが前記サブシャッターを上流側に付勢して前記回転軸が前記軸孔の下流端に位置させることで前記上流側重心状態に切り替える請求項4に記載のシャッター構造。
The center of gravity switching structure is
The shaft hole of the sub shutter corresponding to the rotation axis has a substantially elliptical shape, and the major axis of the substantially elliptical shape is arranged in parallel to the length direction of the sub shutter,
In the open state of the sub-shutter, the rotating shaft is located at the upstream end of the shaft hole so as to maintain the downstream side gravity center state,
When the main shutter shifts from the open state to the closed state, the main shutter urges the sub shutter to the upstream side, and the rotation shaft is positioned at the downstream end of the shaft hole, thereby switching to the upstream side gravity center state. The shutter structure according to claim 4.
前記略楕円形状の軸孔は、
さらに前記サブシャッターの開状態において前記メインシャッター側に膨出する膨出部を備える請求項5に記載のシャッター構造。
The substantially elliptical shaft hole is
Furthermore, the shutter structure of Claim 5 provided with the bulging part which bulges in the said main shutter side in the open state of the said sub shutter.
開状態において、
メインシャッターの閉状態時における下流側面と、サブシャッターの閉状態時における上流側面とにより流体の流れ方向に滑らかな曲面構造を備える請求項1から6のいずれかに記載のシャッター構造。
In the open state
The shutter structure according to any one of claims 1 to 6, further comprising a curved surface structure smooth in a fluid flow direction by a downstream side surface when the main shutter is closed and an upstream side surface when the sub shutter is closed.
閉状態において、
サブシャッターの中心軸側端部をメインシャッターの上流側面で支持する支持構造を備えた請求項1から7のいずれかに記載のシャッター構造。
In the closed state,
The shutter structure according to any one of claims 1 to 7, further comprising a support structure that supports an end of the sub shutter on the central axis side on an upstream side surface of the main shutter.
請求項1から8のいずれか1項に記載のシャッター構造を備えた送風装置。 The air blower provided with the shutter structure of any one of Claim 1 to 8.
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