WO2012117700A1 - シャッター装置 - Google Patents

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WO2012117700A1
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shutter
ventilation
shutter plate
ventilation duct
rib
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懐鵬 王
大輔 坪佐
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パナソニック株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/10—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
    • F24F13/14—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/007—Ventilation with forced flow
    • F24F7/013—Ventilation with forced flow using wall or window fans, displacing air through the wall or window

Definitions

  • the present invention relates to a shutter device used for a ventilation device.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration and shape of a conventional shutter device
  • FIG. 5 is a front view showing the configuration and shape of the shutter device.
  • the shutter device includes an inflow side connection port 101, an outflow side connection port 102, a shutter 104 for preventing outside wind, and a duct sleeve 105.
  • the sent wind flows into the inflow side connection port 101.
  • the outflow side connection port 102 is connected to the side from which the sent wind flows out.
  • the duct sleeve 105 includes a shutter support shaft 103 to which the shutter 104 is attached.
  • the shutter support shaft 103 is provided in the outflow side connection port 102.
  • a shutter 104 is rotatably attached.
  • the shutter 104 is pushed open by the wind pressure of the wind that has been sent to ventilate, and exhaust from the outflow side connection port 102 becomes possible.
  • the shutter 104 is closed by its own weight, and the backflow of the outside air is prevented.
  • the shutter 104 is made of resin or an aluminum plate.
  • the shutter 104 is opened by the ventilation pressure of the fan of the ventilation device, and the shutter 104 is closed when the ventilation device is stopped.
  • it is necessary to increase the thickness of the plate, but there is a problem that the weight of the shutter 104 increases and the shutter 104 is difficult to open.
  • the present invention relates to a shutter device provided in a ventilation duct portion that is ventilated in a horizontal direction by a ventilation device, and includes a rib provided on an inner wall of the ventilation duct portion, and a holding portion provided in the left and right ends in contact with the rib. And a shutter plate that is pivotally supported on the inner wall of the ventilation duct portion, the holding portion is provided above the center line of the ventilation duct portion, and the shutter plate is below the rotation axis that connects the shaft support portion of the shutter plate.
  • the U-shaped protruding portion of the opening is provided so as to protrude to the downstream side of the shutter plate.
  • the air When operating the ventilation device, the air is blown to the ventilation duct, and the wind hits the shutter plate.
  • the U-shaped protrusion provided so as to protrude toward the downstream side of the ventilation receives wind, and the force pressing the shutter plate works effectively. As a result, the shutter plate opens even with a small wind pressure.
  • FIG. 1 is a diagram showing the inside of the shutter device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration and shape of the shutter device.
  • FIG. 3A is a front view showing the shape of the shutter of the shutter device.
  • FIG. 3B is a right side view showing the shape of the shutter of the shutter device.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration and shape of a conventional shutter device.
  • FIG. 5 is a front view showing the configuration and shape of the shutter device.
  • FIG. 1 is a diagram showing the inside of a shutter device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration and shape of the shutter device.
  • the shutter device 20 is provided in the ventilation duct portion 7 that is ventilated in the horizontal direction by the ventilation fan 1 that is a ventilation device.
  • the shutter device 20 includes an upper rib 14 and a lower rib 15 as ribs, and a shutter plate 8.
  • the shutter plate 8 abuts on the upper rib 14 and the lower rib 15 and is pivotally supported on the inner wall 7a of the ventilation duct portion 7 by holding portions 9 provided at the left and right ends.
  • the holding part 9 is provided above the center line 7 b of the ventilation duct part 7.
  • the ventilation fan 1 includes a frame 2, a motor 3, a fan 4, and a louver 5.
  • the frame 2 constitutes an outer shell of the main body and a ventilation path.
  • the motor 3 is attached to the frame 2.
  • the fan 4 is provided on the shaft of the motor 3.
  • the louver 5 is provided on the ventilation inlet side of the frame 2.
  • the suction port 6 is formed in the louver 5.
  • the ventilation fan 1 that sucks air from the suction port 6 is inserted into the ventilation duct portion 7.
  • a shutter plate 8 is disposed in the downstream portion of the ventilation duct portion 7.
  • the ventilation duct part 7 is arrange
  • a holding portion 9 having a hole in the center is formed so as to rise from the shutter surface 10.
  • the holding shaft 11 which protruded also in the inner wall 7a on either side of the ventilation duct part 7 is formed so that it may be axially supported by the opening of the holding part 9.
  • the left and right portions of the shutter surface 10 become the shaft support portion 8a.
  • a line connecting the shaft support portions 8a becomes the rotation shaft 12, and the shutter plate 8 rotates.
  • Rotating shaft 12 is provided above shutter center line 13.
  • the inner wall 7a of the ventilation duct portion 7 is provided with an upper rib 14 on the downstream side of ventilation and a lower rib 15 on the upstream side of ventilation.
  • the upper rib 14 and the lower rib 15 are formed in an arc shape on the inner wall 7 a of the ventilation duct portion 7 and are in contact with the outer peripheral portion of the shutter surface 10 in an arc shape.
  • the upper rib 14 is formed on the upstream side of the ventilation shaft 12 and the lower rib 15 is formed on the downstream side of the ventilation shaft 12.
  • the pivot shaft 12 is above the shutter center line 13
  • the area of the shutter upper surface 10 a above the pivot shaft 12 is smaller than the area of the shutter lower surface 10 b below the pivot shaft 12.
  • the shutter lower surface 10b is heavier than the shutter upper surface 10a. Due to the positional relationship between the pivot shaft 12 and the upper rib 14 and the lower rib 15, the shutter surface 10 is held in contact with the upper rib 14 and the lower rib 15 due to the weight of the shutter plate 8 when there is no ventilation. The shutter plate 8 is closed. Note that the contact force when the shutter surface 10 is in contact with the upper rib 14 and the lower rib 15 can be adjusted from the weight of the shutter plate 8 by tilting the rotation shaft 12 from the horizontal direction. Further, the rotational force when the shutter plate 8 is opened by receiving the blowing pressure is increased.
  • FIG. 3A is a front view showing the shape of the shutter of the shutter device according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a right side view showing the shape of the shutter of the shutter device.
  • the left and right end portions of the shutter plate 8 are formed with holding portions 9 having a central hole.
  • the shutter surface 10 is divided into a shutter upper surface 10a and a shutter lower surface 10b with the rotation shaft 12 as a boundary.
  • the rotation shaft 12 is located above the shutter center line 13.
  • the shutter surface 10 is formed with a bead-shaped U-shaped projecting portion 16 that is a U-shaped recess so as to protrude toward the ventilation downstream side of the shutter plate 8.
  • the U-shaped protruding portion 16 is formed in a U shape from the first straight portion 16a and the two second straight portions 16b.
  • the first linear portion 16 a is provided on the shutter upper surface 10 a and is parallel to the rotation shaft 12.
  • the two second straight portions 16b are connected so as to be orthogonal at both ends of the first straight portion 16a, and extend to the shutter lower surface 10b. That is, the U-shaped projecting portion 16 is U-shaped with a lower opening with respect to the rotating shaft 12.
  • the shape of the U-shaped protrusion part 16 was demonstrated with the linear shape, it may be circular arc shape.
  • the U-shaped projecting portion 16 has a predetermined area because it is formed on the shutter surface 10 with a width.
  • the U-shape extends to the shutter lower surface 10b.
  • the area of the U-shaped protrusion 16 in the shutter plate 8 is composed of an upper area Sa above the rotation shaft 12 and a lower area Sb below the rotation shaft 12 with the rotation shaft 12 as a boundary.
  • the upper area Sa is smaller than the lower area Sb.
  • the width provided on the shutter surface 10 may not be uniform, and the upper area Sa may be smaller than the lower area Sb. Then, the end of the second straight portion 16b of the U-shaped protrusion 16 is connected to the shutter lower surface 10b by a gentle slope 18.
  • the ventilation fan 1 When the ventilation fan 1 is operated in the above configuration, the fan 4 rotates and air is sucked from the suction port 6. The air is rectified by the frame 2 and blown into the ventilation duct portion 7. This ventilation hits the shutter plate 8 provided on the downstream side in the ventilation duct portion 7. Then, the shutter plate 8 closed by its own weight rotates about the rotation shaft 12, and the ventilation duct portion 7 opens with the shutter plate 8 in the horizontal direction. At this time, the U-shaped projecting portion 16 swelled on the downstream side of the ventilation receives the wind, and the force pushing the shutter plate 8 can be effectively applied. Therefore, when the shutter is opened, it can be opened with a small wind pressure.
  • the lower area Sb of the U-shaped protrusion 16 is larger than the upper area Sa. For this reason, since the lower area Sb receives a larger amount of air from the ventilation fan 1 than the upper area Sa, the shutter plate 8 is easily rotated.
  • the rotating shaft 12 is inclined from the horizontal direction, and the lower part of the U-shaped projecting portion 16 in the lower opening is a gentle slope 18. Therefore, when the ventilator is installed in a high humidity space such as a bathroom, water droplets due to condensation generated on the shutter plate 8 flow out to the ventilation duct portion 7 without accumulating on the outline of the U-shaped protruding portion 16. Therefore, it becomes difficult for water droplets to adhere to the U-shaped projecting portion 16 and it is easy to open. Condensation is likely to occur on the shutter plate 8 when the outside air temperature is lower than in the room.
  • the U-shaped protrusion 16 is formed in a bead shape on the shutter surface 10, the U-shaped protrusion 16 is more rigid than the flat plate, and is difficult to be deformed even when external wind pressure is applied when the ventilation fan 1 is stopped.
  • the bead shape of the U-shaped protruding portion 16 is a shape that minimizes the volume while improving the steel property of the shutter plate 8 by about 50% by simulation using the topography method. Therefore, the shutter plate 8 is easy to open due to the blowing pressure, and it is difficult to be deformed even if the external wind pressure is applied when the shutter plate 8 is closed.
  • the shutter device of the present invention can be applied to ventilation that communicates indoors and outdoors, or a device having an air conditioning function, and an external wind prevention shutter that is used for ventilation, ventilation, and air conditioning.

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Abstract

シャッター装置は通風ダクト部の内壁に設けられたリブと、リブに当接し左右端部に設けられた保持部により通風ダクト部の内壁に軸支されるシャッター板とを備え、保持部は通風ダクト部の中心線より上方に設けられ、シャッター板にはシャッター板の軸支部を結ぶ回動軸に対して下方開口のＵ字状突出部をシャッター板の通風下流側に突き出すように設けている。

Description

シャッター装置
　本発明は、換気装置に用いられるシャッター装置に関する。
　従来、この種のシャッター装置は、送られてきた風を屋外に連通するダクトを介して排出する換気装置に具備されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、そのシャッター装置について図４および図５を参照しながら説明する。
　図４は従来のシャッター装置の構成および形状を示す構成図、図５は同シャッター装置の構成および形状を示す正面図である。図４、図５に示すようにシャッター装置は、流入側接続口１０１と、流出側接続口１０２と、外風防止用のシャッター１０４と、ダクトスリーブ１０５とから構成される。流入側接続口１０１には、送られてきた風が流入する。流出側接続口１０２は、送られてきた風を流出させる側に接続されている。ダクトスリーブ１０５は、シャッター１０４を取付けるシャッター支持軸１０３を備えている。シャッター支持軸１０３は、流出側接続口１０２内に設けられている。またシャッター１０４が、回動可能に取り付けられている。そのため、送られてきた風の風圧によりシャッター１０４が押し開けられて通風し、流出側接続口１０２からの排気が可能となる。そして送風がなくなると、シャッター１０４は、その自重により閉じ、外風の逆流が防がれる。
　このような従来のシャッター装置において、シャッター１０４は樹脂、またはやアルミニウム板などにより作成されている。シャッター１０４は換気装置のファンの送風圧により開き、換気装置が停止するとシャッター１０４が閉まる。シャッター１０４が閉じている際に外風圧によるシャッター１０４の変形を防止するには板厚を厚くする必要があるが、そうするとシャッター１０４の自重が増し、シャッター１０４が開きにくくなるという課題があった。
特開２００３－０６５５８１号公報
　本発明は換気装置により水平方向に通風される通風ダクト部に設けられたシャッター装置であって、通風ダクト部の内壁に設けられたリブと、リブに当接し左右端部に設けられた保持部により通風ダクト部の内壁に軸支されるシャッター板とを備え、保持部は通風ダクト部の中心線より上方に設けられ、シャッター板にはシャッター板の軸支部を結ぶ回動軸に対して下方開口のＵ字状突出部をシャッター板の通風下流側に突き出すように設けている。
　換気装置を運転すると通風ダクト部に送風され、その風がシャッター板にあたる。通風下流側に突き出すように設けたＵ字状突出部が風を受け、シャッター板を押す力が効果的に働く。その結果、シャッター板は小さな風圧でも開く。
図１は、本発明の実施の形態のシャッター装置の内部を示す図である。 図２は、同シャッター装置の構成および形状を示す正面図である。 図３Ａは、同シャッター装置のシャッターの形状を示す正面図である。 図３Ｂは、同シャッター装置のシャッターの形状を示す右側面図である。 図４は、従来のシャッター装置の構成および形状を示す構成図である。 図５は、同シャッター装置の構成および形状を示す正面図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態）
　図１は本発明の実施の形態のシャッター装置の内部を示す図、図２は同シャッター装置の構成および形状を示す正面図である。図１、図２に示すようにシャッター装置２０は、換気装置である換気扇１により水平方向に通風される通風ダクト部７に設けられている。そしてシャッター装置２０は、リブとして上リブ１４および下リブ１５と、シャッター板８とを備えている。シャッター板８は、上リブ１４および下リブ１５に当接し、左右端部に設けられた保持部９により通風ダクト部７の内壁７ａに軸支されている。保持部９は、通風ダクト部７の中心線７ｂより上方に設けられている。
　換気扇１はフレーム２と、モータ３と、ファン４と、ルーバー５とから構成される。フレーム２は本体の外郭、および通風路を構成する。モータ３は、フレーム２に取り付けられている。ファン４は、モータ３の軸に設けられている。ルーバー５は、フレーム２の通風入口側に設けられている。
　ルーバー５には、吸込口６が形成されている。吸込口６から空気を吸引する換気扇１は、通風ダクト部７に挿入されている。また通風ダクト部７の下流部分には、シャッター板８が配置されている。通風ダクト部７は、壁貫通孔を構成するように略水平方向に配置されている。
　シャッター板８の左右端部には、中心部を開孔した保持部９がシャッター面１０から立ち上がるように形成されている。そして保持部９の開孔により軸支するように、通風ダクト部７の左右の内壁７ａにも突き出した保持軸１１が形成されている。そして、保持軸１１がシャッター板８の保持部９に嵌められると、シャッター面１０の左右部が軸支部８ａとなる。軸支部８ａを結ぶ線が回動軸１２となり、シャッター板８は回動する。
　回動軸１２は、シャッター中心線１３よりも上方に設けられている。また、通風ダクト部７の内壁７ａには通風の下流側に上リブ１４と、通風の上流側に下リブ１５とが設けられている。上リブ１４と下リブ１５とは、通風ダクト部７の内壁７ａに円弧状に形成され、シャッター面１０の外周部に円弧状に当接している。さらに上リブ１４は回動軸１２よりも通風上流側に形成され、下リブ１５は回動軸１２よりも通風下流側に形成されている。また回動軸１２がシャッター中心線１３よりも上側にあるので、回動軸１２よりも上側のシャッター上面１０ａの面積は、回動軸１２よりも下側のシャッター下面１０ｂの面積よりも小さい。
　即ち、シャッター上面１０ａよりもシャッター下面１０ｂのほうが重い。回動軸１２と上リブ１４および下リブ１５との位置関係から、通風がない状態ではシャッター板８の自重によりシャッター面１０が上リブ１４および下リブ１５に当接した状態にて保持され、シャッター板８が閉じた状態となる。なお、回動軸１２は水平方向から傾けることにより、シャッター板８の自重からシャッター面１０が上リブ１４および下リブ１５に当接しているときの接触力を調節することができる。また、送風圧を受けてシャッター板８が開くときの回動力が高められる。
　次に、シャッター板８の形状について説明する。図３Ａは本発明の実施の形態のシャッター装置のシャッターの形状を示す正面図、図３Ｂは同シャッター装置のシャッターの形状を示す右側面図である。
　図３Ａ、図３Ｂに示すようにシャッター板８の左右端部には、中心部が開孔された保持部９が形成されている。シャッター面１０は、回動軸１２を境としてシャッター上面１０ａと、シャッター下面１０ｂとに区分される。回動軸１２は、シャッター中心線１３よりも上側にある。シャッター面１０には、シャッター板８の通風下流側に突き出すようにＵ字形状の凹みであるビード状のＵ字型突出部１６が形成されている。
　Ｕ字型突出部１６は、第一直線部１６ａと、２本の第二直線部１６ｂとからＵ字状に形成される。ここで第一直線部１６ａは、シャッター上面１０ａに設けられ回動軸１２と平行である。２本の第二直線部１６ｂは、第一直線部１６ａの両端において直交するように接続し、シャッター下面１０ｂまで延伸する。即ちＵ字型突出部１６は回動軸１２に対し、下方開口のＵ字状となる。なお、Ｕ字型突出部１６の形状は直線形状にて説明したが、円弧状であっても構わない。
　Ｕ字型突出部１６は、シャッター面１０上に幅を設けて形成されているので所定の面積を有している。またＵ字形状は、シャッター下面１０ｂまで延伸している。Ｕ字型突出部１６のシャッター板８に占める面積は回動軸１２を境として、回動軸１２より上側の上側面積Ｓａと、回動軸１２より下側の下側面積Ｓｂとにより構成される。上側面積Ｓａは、下側面積Ｓｂよりも小さい。なお、シャッター面１０上に設ける幅は均一でなくてもよく、上側面積Ｓａが下側面積Ｓｂよりも小さくなるようにすればよい。そして、Ｕ字型突出部１６の第二直線部１６ｂの終端は、なだらかな斜面１８によりシャッター下面１０ｂにつながっている。
　上記構成において換気扇１が運転されると、ファン４が回転して吸込口６から空気が吸引される。そしてその空気は、フレーム２にて整流されて通風ダクト部７内に送風される。この通風は、通風ダクト部７内の下流側に設けられたシャッター板８に当たる。そして自重により閉じていたシャッター板８が回動軸１２を中心に回動し、シャッター板８を水平方向にして通風ダクト部７が開く。このとき、通風下流側に膨らんでいるＵ字型突出部１６が風を受けとめ、シャッター板８を押す力を効果的に働かせることができる。そのためシャッターが開く際、小さな風圧により開くことができる。
　また、Ｕ字型突出部１６の下側面積Ｓｂが、上側面積Ｓａより大きい。そのため、下側面積Ｓｂが上側面積Ｓａより換気扇１からの送風を受ける割合が大きくなるので、シャッター板８が回動しやすくなる。
　また、回動軸１２を水平方向から傾け、下方開口のＵ字型突出部１６の下部をなだらかな斜面１８としている。そのため換気装置が浴室等湿度の高い空間に設置されているとき、シャッター板８に発生した結露による水滴が、Ｕ字型突出部１６の輪郭に溜まらずに通風ダクト部７へと流出する。そのため、Ｕ字型突出部１６には水滴がつきにくくなり、開きやすくなる。シャッター板８には、外気温度が室内よりも低い場合などに結露が発生しやすい。
　なお、Ｕ字型突出部１６はシャッター面１０にビード状に形成されるので、平板よりも剛性が大きくなり、換気扇１停止時等に外風圧が加わっても変形しにくくなる。また、Ｕ字型突出部１６のビード形状は、Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ手法を用いたシミュレーションにより、シャッター板８の鋼性を５０％程度向上させながら体積が最小となる形状である。従って、送風圧によりシャッター板８が開きやすく、またシャッター板８が閉まっている際に外風圧が加わっても変形しにくくなる。
　本発明のシャッター装置は屋内と屋外とを連通する換気、または空調機能をもつ装置及び換気、送風、空調を目的に使用する外風防止用シャッターに適用することができる。
１　　換気扇
２　　フレーム
３　　モータ
４　　ファン
５　　ルーバー
６　　吸込口
７　　通風ダクト部
７ａ　　内壁
７ｂ　　中心線
８　　シャッター板
８ａ　　軸支部
９　　保持部
１０　　シャッター面
１０ａ　　シャッター上面
１０ｂ　　シャッター下面
１１　　保持軸
１２　　回動軸
１３　　シャッター中心線
１４　　上リブ
１５　　下リブ
１６　　Ｕ字型突出部
１６ａ　　第一直線部
１６ｂ　　第二直線部
１８　　斜面
２０　　シャッター装置
Ｓａ　　上側面積
Ｓｂ　　下側面積

Claims (3)

  1. 換気装置により水平方向に通風される通風ダクト部に設けられたシャッター装置であって、
    前記通風ダクト部の内壁に設けられたリブと、
    前記リブに当接し左右端部に設けられた保持部により前記通風ダクト部の内壁に軸支されるシャッター板とを備え、
    前記保持部は前記通風ダクト部の中心線より上方に設けられ、前記シャッター板には前記シャッター板の軸支部を結ぶ回動軸に対して下方開口のＵ字状突出部を前記シャッター板の通風下流側に突き出すように設けたことを特徴とするシャッター装置。
  2. 前記Ｕ字状突出部の前記シャッター板に占める面積は前記回動軸より下側の下側面積が前記回動軸より上側の上側面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のシャッター装置。
  3. 前記回動軸を水平方向から傾け、前記Ｕ字状突出部の下部をなだらかな斜面としたことを特徴とする請求項１に記載のシャッター装置。
PCT/JP2012/001227 2011-03-01 2012-02-23 シャッター装置 WO2012117700A1 (ja)

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