JPH05500706A - 気体状および液体状の媒体、特に空気の流れ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 気体状および液体状の媒体、特に空気の流れ制御装置本発明は、気体状および液 体状の媒体の流れ、特に空気の流れを制御する装置に関する。この装置はハウジ ングと、該ハウジングの内部断面領域を開閉する多数の可動開閉要素と、該可動 開閉要素に結合した作動機構とを備える。

気体状および液体状の媒体の流れ、特に空気の流れを制御するための公知のルー バ装置は、長さ方向の一端において回転自在に取り付けられた細長い開閉部材を 有する。この調整可能な流れ制御装置を閉じるには、隣接する開閉部材同士が互 いに寄り掛かかるように各開閉部材を動かす。すると各開閉部材は、媒体の流路 を横断する姿勢で該流路を閉じる。流路を開くには、各開閉部材を互いから遠ざ け、流れの方向に沿わせる。この種の流れ制御装置の開閉部材は、相互に全運動 にわたって実質的な面平行を維持するよう運動学的に連結する。各開閉部材は、 作動機構によって同時に角度変位する。

この作動機構は、手動または牽引磁石、電動モータ、作動シリンダ等の適切な機 構によって動作する。この種の流れ制御装置は市販されている。またその構造は 、アカデミアイキアド（ブダペストの科学学会出版局）が１９８４年に出版した ムスザキレキシコン（技術百科事典）第２巻８３０ページ図８および９を参照し て「エアダクト」という項目の中で説明されている。

前記公知装置の欠点は、別個の作動機構を必要とし、この作動機構も制御を必要 とすることである。これがコストを上昇さゼ余計な電力を消費する。他の欠点は 、遮断能力が一般に不十分であり、確実な遮断状態を得にくいことである。

本発明の目的は、十分な遮断を確実に行える流れ制御装置を提供することである 。

本発明の他の目的は、簡単な作動機構によって制御可能な流れ制御装置を提供す ることである。

本発明の他の目的は、別の制御機構や補助電力を必要としない流れ制御装置を提 供することである。

本発明の他の目的は、ファンと共に一体的に構成でき、ファンとの接触を防止し て事故を適切に防ぐことができる流れ制御装置を提供することである。

前記目的を達成するため、気体状および液体状の媒体の流れ、特に空気の流れを 制御する流れ制御装置は、ハウジングと、閉位置において前記ハウジングの内部 断面領域を遮断する多数の可動開閉部材と、該可動開閉部材に連結した作動機構 とを備える。本発明に基づき、本装置は、前記可動開閉部材と協働する固定開閉 部材を備える。この固定開閉部材は、同心リングを有する固定格子を形成する。

前記可動開閉部材は同心リングを形成し、これによって軸方向に変位可能な可動 格子を構成する。可動および固定格子のリング状開閉部材を互いに押し付けると 、両者は密接に結合して媒体の流路を遮断する。前記可動格子は作動機構に連接 する。この作動機構は軸方向に働き、前記固定および可動格子を互いに押し付け て閉状態を実現し、両者を互いに離して開状態を実現する。

本発明の好適実施例において、前記開閉部材は円錐断面を有する。すなわち、要 求厚さを有する円錐台の外壁の主要部としての断面を有する。もちろんこの円錐 面を変更することもできる。例えばそれを流線形とし、媒体の流体抵抗を向上さ せることもできる。

本発明の他の好適実施例において、前記可動格子はハブを有する。このハブは、 前記作動機構の回転軸に支持され、ねじれ溝に沿って変位可能である。

この構成によれば、軸の回転は、前記可動格子すなわち該可動格子を支持するハ ブの軸方向運動に容易に変換される。

本発明の他の好適実施例において、前記作動機構は電動回転機械または牽引磁石 である。この電動回転機械は、軸方向に変位可能なロータを設ければ、牽引磁石 として利用できる。

本発明の他の好適実施例において、流れ制御装置は、羽根車に取り付けたまたは それと一体とした可動格子を備える。

この構成の流れ制御装置は、羽根車を駆動する電動回転機械の始動と同時に開く （または閉じる）。

本発明の他の好適実施例に基づく流れ制御装置において、前記可動格子は、ハウ ジング内において軸方向に非回転で案内される。この構成は、前記ハブがねじれ 溝に沿って前記軸を中心として回転可能である場合、特に有利である。これは軸 の回転が前記可動格子の軸方向非回転変位を引き起こすからである。

本発明のさらに他の特徴および利点を添付図面に例示した実施例に基づき詳細に 説明する。

図１は、手動によって動作する本発明に基づく流れ制御装置の実施例を示す図、 図２は、牽引磁石によって動作する本発明に基づく流れ制御装置の実施例を示す 図、 図３は、軸ファンと組み合せた軸方向変位ロータを有する電動回転機械によって 動作する本発明に基づく流れ制御装置の実施例を示す図、 図４は、キーと溝との組合せを利用して開状態となると共に、半径流ファンを有 する本発明に基づく流れ制御装置の実施例を示す図、 図５は、図４に示した流れ制御装置の拡大詳細図、図６は、図４に示した流れ制 御装置の開状態を示す図、図７は、図４に示したと同様の本発明に基づく流れ制 御装置であって、軸方向に変位可能なロータを有する電動回転機械と組み合せた 実施例を示す図である。

本発明は、気体状および液体状の媒体の流れ、特に空気の流れを適切に制御する ための流れ制御装置に関する。図１は、本発明に基づく流れ制御装置において、 手動操作の例を示す。

同図の上半分は該装置の閉位置を示し、下半分は開位置を示す。この流れ制御装 置は、ケーシング１と可動開閉部材４とを備える。該可動開閉部材は、媒体の流 れを横切って配置され、閉位置において前記ケーシング１の内部断面領域を遮断 する。これら可動開閉部材４は作動機構１１と連結する。前記流れ制御装置はさ らに、可動開閉部材４と協働する固定開閉部材５を備える。該固定開閉部材５は 同心リングであり、直径リブによって支持されて固定格子１５を形成する。可動 開閉部材４は同心リングであり、直径リブ１３によって支持されて軸方向に変位 する可動格子１４を形成する。閉位置において、固定格子１５と可動格子１４と の環状開閉部材５および４は互いにはまり合い、これによって図１の上半分に示 すように媒体の流路を遮断する。可動格子１４は、軸方向に働く作動機構１１に 連結する。

作動機構１１は手動引き手１８とチェーン１６とを有する。

該チェーンは軸１９と結合し、該軸は圧縮バネ６によって閉位置方向に保持され る。軸１９の一端は、ねじれ溝２０を介してハブ２に接続する。このハブは前記 可動格子１４を支持する。可動格子１４はケーシング１内において軸方向に移動 可能であるが、ケーシング１に固定された案内カム１２によって角度変位はでき ない。ハブ２の反対側における軸１９の端部は、バネ６を収容したソケッ１−１ ７内を軸方向に摺動可能に案内される。ソケット１７はリブ１０を介してハウジ ング１の壁面に支持される。

図１に示した本発明に基づく流れ制御装置の実施例の動作は次の通りである。

図の上半分に示した閉位置において、可動格子１４は、ハブ２と軸１９を介して バネ６によって固定格子１５に押し付けられる。この時、可動および固定開閉部 材４．５は相互に密接にはまり合い、媒体の流路を遮断する。チェーン１６を介 して引き手１８を引くと、バネ６に抗して軸重９が軸方向に変位し、図の下半分 に示す開位置となる。この位置において、可動格子１４の開閉部材４は、固定格 子の開閉部材５から離れ、開閉部材４，５間の空気流路を開放する。容易に分か るように、前記開閉部材が軸方向に少しでも変化すれば、比較的大きな断面が開 放されて媒体が通過できるようになる。

可動格子１４および固定格子１５は共に流路内に残るが、これら格子に起因する 抵抗は、開閉部材４および５の断面形状を適切に設計することにより、低いレベ ルに保つことができる。一方、閉位置においては、開閉部材４および５の円錐形 表面によって、効果的な遮断が行われる。

ハブ２は、ネジ２０によって軸１９に固定される。従って動作中にゆるめば角度 変位が生ずるが、これは案内カム１２が防止する。この案内カムは、ケーシング １の内壁面から内側に向かって延び、固定格子１４を支持するリブ１３の壁面の 母線方向に形成されたスロットと結合する。

もちろん、前記ソケット１７には手動操作に代えて牽引磁石を設置することもで きる。

図２・は、本発明に基づく流れ制御装置のモータ作動の実施例を示す。図の上半 分は装置の閉状態を示し、下半分は開状態を示す。図１と異なる点は、軸１９が 電動回転機械７と結合していること、または前記軸１９がモータ７と共通である ことである。ネジ２０と回転機械７とが作動機構１１を構成する。

図２に示した本発明の流れ制御装置の実施例は次のように動作する。

電動モータ７によって軸１９が回転し、この回転に応じてネジ２０を介して、ハ ブ２と該ハブに取り付けた可動格子１４とが軸方向に変位する。これはこの格子 が回転できないからである。ネジ２０のピッチに応じて大きな力を加えることも できるので、装置の閉動作の安全を確保できる。過剰な力の発生を防止するため 、防止装置を提供することが望まれる。

例えば、回転機械７の電気回路にスイッチを挿入し、あらかじめ設定した値を越 える力が加わった場合にはモータを停止させるようにするとよい。

図３は本発明に基づく流れ制御装置の変形例であり、電動モータによって動作す る。この電動モータは、軸方向に変位可能なロータ９を有すると共に、軸ファン に連結している。

図の上半分において回転機械７は停止しており、その下半分において作動位置に ある。この変形例の特徴は、可動格子１４が羽根車３に一体的に形成されている ことである。この可動格子内においては、開閉部材４が羽根車３の羽根によって 同心位置に保持されている。羽根車３と可動格子１４とは、互いに堅固に接続さ れ、共通のハブ２に連結されている。このハブは電動回転機械７の軸に固定され ている。作動機構１１は次のように構成される。回転機械７の可動部は軸方向に 摺動可能である。すなわちロータ９は、静止位置において回転機械７とハブ２と の間に配置されたバネ６によって、ロータ長さの１０％〜４０％の距離だけステ ータ８から引き出される。可動格子１４と固定格子１５とは、バネ６の力によっ て閉位置に保持される。

図３に示した本発明に基づく流れ制御装置の実施例は次のように動作する。

スイッチオンすると回転機械は牽引磁石として働き、ハブ２に取り付けた可動格 子１４を開位置方向に変位させる。これにより開閉部材４および５は互いから遠 ざかり、回転機械が回転を開始し、羽根車３とそれに固定された可動格子１４と が回転する。バネ６の応力の作用により、回転機械７のロータ９は、磁気的に最 適な位置を取ることはありえない。すなわちバネ６によってその最適位置から外 れている。ただしそのずれは小さい。これにより回転機械７の効率はやや低下す る。これは、少なくとも部分的には、羽根車３に作用する空気力学的な力によっ て補償される。ただし空気流の方向が図の左側に白抜き矢印で示した方向に一致 している必要がある。回転機械を停止すると、バネ６が可動開閉部材を固定開閉 部材５に押し付け、両者間の摩擦により作動機構は停止する。このブレーキ摩擦 の作用により、開閉部材４および５は互いにこすれ合うので、装置の密閉能力が 一段と向上する。

開閉部材４の材質は固定格子１５の材質よりも硬いものを選択するとよい。これ は後者が早く摩耗する方が交換が容易だからである。

図４に示す本発明の実施例においては、ねじれ溝内を摺動するビンを使用して流 れ制御装置を開放する。この装置は半径流ファンを備え、図では閉位置にある０ 図６は同装置の開位置を示す０本実施例が他の実施例と異なる点は、羽根車３が 公知設計ではないこと、および流れ制御装置の作動機構ｌ１の構成が異なること である。回転機械７の軸１９は、ねじれ溝を有し、この溝はビン２１を摺動自在 に収容する。該ビンは、軸１９に沿って移動する羽根車３のハブに取り付けられ る。

前記羽根車３、特に該羽根車３に取り付けた可動格子１４は、バネ６によって閉 位置に付勢される。

図４および図６に示した本発明に基づく流れ制御装置の実施例の動作は次のとお りである。

静止位置において、可動格子１４は固定格子１５に押し付けられており、該可動 格子の固定格子に対する角度変位は両者間の摩擦によって防止されている。回転 機械を始動させると、ハブ２とそれに固定された羽根車３と可動格子１４とは、 バネ６に抗して回転機械７に向かって移動する。この移動は、回転軸１つに設け たねじれ溝２２とビン２１とによって実現する。摩擦が消えてもビン２１は空気 のブレーキ効果と慣性力とにより、ねじれ溝２２に沿って移動し続ける。すなわ ち開動作が続行する。回転機械７が停止すると、バネ６の作用によって流れ制御 装置は閉位置に戻る。ねじれ溝２２のピッチの大きさと、バネ６の特性とは、羽 根車３に作用する空気のブレーキ効果を考慮して決定する必要がある。

図５は、可動および固定開閉部材４．５間のはめ合いの実施例を示す拡大画であ る。閉位置において流れ制御装置に作用する圧力差は、開閉部材４または５に、 より大きな作用を及ぼす。すなわち軸方向に垂直な面に対して突出する有効表面 が大きな方の開閉部材、すなわちより大きな円錐を有する開閉部材が圧力差の影 響をより大きく受けろ、この状況は、開閉過程および空気流方向を設計する際に 考慮しなければならない。

図７は、本発明に基づく流れ制御装置の他の実施例を示す。

この実施例は図４の実施例と同様、軸方向に変位可能なロータを有する電動回転 機械を内蔵する。図の上半分において回転機械７は停止しており、流れ制御装置 は閉位置にある。図の下半分において、回転機械７は動作状態にあり、流れ制御 装置は開位置にある。この実施例の動作は基本的に図３の実施例の動作と同じで ある。

国際調査報告 −１−一旬一一−ｍ、Ｐ（Ｔ／ＨＵ　９０１０ＣＯ４３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハウジングと、閉位置において前記ハウジングの内部断面領域を遮断する多 数の可動開閉部材と、該可動開閉部材に連結した作動機構とを有し、可動開閉部 材（４）と協働する固定開閉部材（５）を備え、前記固定開閉部材が同心リング を有する固定格子（１５）を構成し、前記可動開閉部材（４）が同心リングを形 成しこれによって軸方向に変位可能な可動格子（１４）を構成し、前記可動格子 （１４）および固定格子（１５）のリング状開閉部材（４，５）が相互に押し付 けられた位置にある場合、両者は密接に結合して媒体の流路を遮断し、さらに前 記可動格子（１４）が軸方向に働く作動機構（１１）に連結されている、気体状 および液体状の媒体の流れ、特に空気の流れを制御する流れ制御装置。 ２．前記開閉部材（４，５）が円錐断面を有する、請求の範囲１に記載の流れ制 御装置。 ３．前記可動格子（１４）がハブ（２）を有し、該ハブ（２）が、前記作動機構 （１１）の回転軸（１９）に設けられたねじれ溝に沿って変位可能である、請求 の範囲１または２のいずれかに記載の流れ制御装置。 ４．前記作動機構（１１）が電動回転機械を有する、請求の範囲１から３のいず れかに記載の流れ制御装置。 ５．前記作動機構（１１）が牽引磁石を有する、請求の範囲１または２に記載の 流れ制御装置。 ６．前記牽引磁石が、軸方向に変位可能なロータ（９）を有する電動回転機械（ ７）で構成される、請求の範囲５に記載の流れ制御装置。 ７．前記可動格子（１４）が羽根車（３）に取り付けられるか、または該羽根車 と一体構造である、請求の範囲１から４および６のいずれかに記載の流れ制御装 置。 ８．前記可動格子（１４）が、前記ハウジング（１）内において軸方向に変位し て案内されると共に、該ハウジング（１）に対する回転を阻止されている、請求 の範囲３または４に記載の流れ制御装置。