CN104566900A - 中央空调矩形风口射流调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中央空调矩形风口射流调节装置，其包括：风管道、联接部件、射流调节机构和控制单元，所示风管道是空调通风的支管，其通过联接部件与射流调节机构连接。所述射流调节机构包括：多个活动叶片、微型电机、减速器、伞状支撑结构和支撑矩形框。减速器的输出通过所述螺纹丝杠将所述微型电机的旋转运动转化为垂直位移运动，从而驱动所述伞状支撑结构和所述活动叶片动作。本发明的结构设计，可根据环境与人的需求，实现空气射流角度的手动调节、动态风模式和自动控制，满足室内的气流组织优化和人体舒适性要求。

Description

中央空调矩形风口射流调节装置

技术领域

本发明涉及一种中央空调矩形风口射流角度调节装置，属于中央空调系统的气流分布领域，用于控制气流的射流角度和气流形态。

背景技术

中央空调送风口主要用于空调的空气分配。典型的送风口类型有：百页风口、固定条形风口、散流器、球形可调风口、旋流风口。这些送风口可配置风口调节阀以控制调整风量，但一般情况下，空气的射流角度是固定不变的，无法进行实时调节。温控型空调送风口是一种可根据风口处的温度进行空调送风射流角度调节的风口，其通过调节空调送风射流角度从而可以避免人吹到冷风带来的不舒适感。温控型空调送风口的基本原理是采用热致动合金部件感受风口处温度，温度变化导致热致动合金部件产生位移变化，驱动送风口内的导流叶片角度在45度范围内变化，实现射流方向的调节。但是，这种风口主要存在两点不足，其一，在温控型空调送风口中空气并没有完全按导流叶片方向射流，还有部分空气仍然向正下方向射流，且射流角度受到固定外框的限制。其二，温控型空调送风口采用纯机械结构，其不能实现按需的智能控制，且造价很高。

发明内容

鉴于现有技术的上述不足，本发明提供中央空调矩形风口射流调节装置，其通过微电机驱动射流角度调节机构，实现送风射流角度的遥控、自动控制和动态送风功能，有利于增加中央空调射流部分调节的灵活度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

中央空调矩形风口射流调节装置，包括：风管道、联接部件、射流调节机构和控制单元，所示风管道是空调通风的支管，其通过联接部件与射流调节机构连接。所述射流调节机构包括：多个活动叶片、微型电机、减速器、伞状支撑结构和支撑矩形框，所述伞状支撑结构包括：活动叶片铰接、第一轴承活动铰接和第二轴承活动铰接、支撑杆件、螺纹丝杠。

所述微型电机用于提供驱动动力，其通过其轴与所述减速器连接，所述减速器用于降低该微型电机的转速并提高扭矩；所述减速器的输出通过所述螺纹丝杠将所述微型电机的旋转运动转化为垂直位移运动，驱动所述伞状支撑结构和所述活动叶片动作。

所述支撑矩形框与所述联接部件连接，用于支撑并固定所述螺纹丝杠和所述活动叶片，所述螺纹丝杠固定于所述支撑矩形框的中心位置；所述支撑杆件的一端通过所述第一轴承活动铰接固定于所述活动叶片上，另一端通过所述第二通过轴承活动铰接固定。

进一步地，所述射流调节机构还包括风口底板，所述风口底板用于固定微型电机和减速器，同时阻挡风口向轴线方向的气流。

优选地，所述联接部件中间段为软管，以起减震作用，并根据安装位置的变化进行柔性安装调节；所述联接部件两端风管为法兰连接。

较佳地，所述支撑矩形框包括十字支架和边框；所述螺纹丝杠固定于所述支撑矩形框的十字支架中心位置。

较佳地，所述活动叶片铰接安装于所述支撑矩形框的边框上，所述活动叶片通过所述活动叶片铰接连接在支撑矩形框的边框上。

所述螺纹丝杠驱动风口底板和伞状支撑结构作上下直线运动，所述螺纹丝杠上部安装最高限位接近开关，下部安装最低限位接近开关。

进一步地，所述最高限位接近开关和最低限位接近开关的安装位置，对应所述活动叶片运动的最高位置和最低位置，也即，在最大射流角度所对应的螺纹丝杠位置设置最高限位开关，在最小射流角度所对应的螺纹丝杠位置设置最低限位开关

所述第一轴承活动铰接和第二轴承活动铰接结构相同，均包括：轴承、轴芯和轴承座，所述支撑杆件的两端分别固定在第一轴承活动铰接和第二轴承活动铰接的轴芯上。

在两个相邻的活动叶片之间安装软连接件，所述软连接件中间压制一条折线条，当活动叶片张开和收缩运动时，带动软连接件沿着折线条自由收缩和张开，以遮挡交接处的空隙。

所述控制单元包括控制器和遥控器，其用于根据室内环境和人的需求对装置的运行模式、射流角度和气流状态进行控制和调节，实现射流角度的遥控、自动控制和动态送风功能。

本发明的有益效果：在本发明中，减速器的输出通过螺纹丝杠将微型电机的旋转运动转化为垂直位移运动，从而驱动伞状支撑结构和活动叶片作上下直线运动。当微型电机正向驱动时，风口底板通过螺纹丝杠向上运动，带动支撑杆件动作，推动活动叶片张开，风口的射流角度增大，当射流角度增大到触动最高限位接近开关动作时，微型电机停机。而当微型电机反向驱动时，风口底板通过螺纹丝杠向下运动，带动支撑杆件动作，拉动活动叶片收回，风口的射流角度减小，当射流角度减小到触动最低限位接近开关动作时，微型电机停机。由此，当微型电机期性正反转时，风口底板通过螺纹丝杠上下运动，带动支撑杆件动作，推拉动活动叶片，射流角度周期性地增大和减小，形成动态风。本发明通过以上设计，可以实现当送风温度降低时，选择按规律增大射流角度；而当送风温度升高则按规律减小射流角度，从而避免冷气流速度过高直接吹到人体身上产生不舒适感。

附图说明

图1示出了根据本发明的中央空调矩形风口射流调节装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的中央空调矩形风口射流调节装置的仰视图；

图3示出了根据本发明的支撑矩形框的结构示意图；

图4a示出了根据本发明的轴承活动铰接部件的结构示意图；

图4b示出了根据本发明的的轴承活动铰接部件的剖视图；

图5示出了根据本发明的相邻活动叶片的连接部位结构示意图；

图6示出了根据本发明的射流调节机构的运动轨迹示意图；

图7示出了根据本发明的控制单元的控制器电路框图；

图8示出了根据本发明的控制单元的遥控器电路框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明揭露了一种中央空调矩形风口射流调节装置，图1-图2示出了根据本发明装置的优选实施方式的结构示意图。结合图1和图2可以看出，根据本发明的中央空调矩形风口射流调节装置包括：风管道1、联接部件2、射流调节机构3和控制单元。风管道1是空调通风的支管，其通过联接部件2与射流调节机构3连接。联接部件2的基本结构是中间段为软管，两端风管为法兰连接。联接部件2用于连接风管道1与射流调节机构3，联接部件2中间的软管除了起减震作用，还能起到根据安装位置的变化进行柔性安装作用。

射流调节机构3包括：活动叶片5、微型电机9、减速器10、风口底板13、伞状支撑结构和支撑矩形框20。其中，所述活动叶片有多个。伞状支撑结构包括：活动叶片铰接4、第一轴承活动铰接6和第二轴承活动铰接8、支撑杆件7、螺纹丝杠11、最低位限位接近开关12、高位限位接近开关14。支撑矩形框20包括十字支架21和边框22，图3示出了支撑矩形框20的基本结构。支撑矩形框20一方面用于与联接部件2连接，另一方面支撑固定螺纹丝杠11和活动叶片5。

支撑杆件7的一端通过第一轴承活动铰接6固定于活动叶片5上，另外一端通过第二轴承活动铰接8固定于风口底板13上。活动叶片铰接4安装于边框22上，螺纹丝杠11固定于十字支架21中心位置。活动叶片5通过活动叶片铰接4连接在支撑矩形框20的边框22上。螺纹丝杠11上部安装最高限位接近开关14，螺纹丝杠11下部安装最低限位接近开关12。最高限位接近开关14和最低限位接近开关12的安装位置，对应活动叶片5运动的最高位置和最低位置，即最大射流角度和最小射流角度。

图4a示出了第一轴承活动铰接6和第二轴承活动铰接8的基本结构，图4b是其剖面图。第一轴承活动铰接6和第二轴承活动铰接8结构相同，均包括：轴承15、轴芯16和轴承座17，支撑杆件7固定在轴芯16上。

活动叶片5张开和收缩过程中会导致活动叶片交接处出现空隙，图5示出了在两个相邻的活动叶片5之间安装软连接件18，软连接件18中间压制一条折线条19。当活动叶片5张开和收缩运动时，带动软连接件18沿着折线条19自由收缩和张开，有效遮挡了交接处的空隙。

微型电机9用于为本发明装置提供驱动动力，减速器10用于降低微型电机9的转速和提高扭矩，微型电机9通过其轴与减速器10连接，且微型电机9和减速器10固定在风口底板13上。风口底板13用于固定微型电机9和减速器10，同时阻挡风口向正下方(轴线方向)的气流。减速器10的输出通过螺纹丝杠11，将微型电机9的旋转运动转化为垂直位移运动，驱动伞状支撑结构和活动叶片5动作。图6示出了射流调节机构3中的各部件的运动轨迹和活动叶片5的角度变化β。

当微型电机9正向驱动时，风口底板13通过螺纹丝杠11向上运动，带动支撑杆件7动作，推动活动叶片5张开，风口的射流角度增大，当射流角度增大到触动最高限位接近开关14动作时，微型电机9停机。

当微型电机9反向驱动时，风口底板13通过螺纹丝杠11向下运动，带动支撑杆件7动作，拉动活动叶片5收回，风口的射流角度减小，当射流角度减小到触动最低限位接近开关12动作时，微型电机9停机。

由此，当微型电机9周期性正反转时，风口底板13通过螺纹丝杠11上下运动，带动支撑杆件7动作，推拉动活动叶片5，射流角度周期性地增大和减小，形成动态风。

控制单元包括控制器和遥控器，其用于根据室内环境和人的需求对装置的运行模式、射流角度和气流状态进行控制和调节，实现射流角度的遥控、自动控制和动态送风功能。

控制器安装在射流调节机构处，图7示出了其硬件结构图。如图7所示，控制器的硬件结构包括：电源管理模块、DO输出模块、AI输入模块、AO输出模块、DI输入模块、微控制器、地址设定模块、无线通信模块。电源管理模块负责对微控制器、输入输出通道和微型电机提供电源。AI输入模块用于采集温度、人体位置等参数。DO输出模块用于启/停微型电机，AO输出模块用于调整微型电机转速，DI输入模块接受高位限位开关和低位限位开关的状态信号，无线通信模块用于与遥控器通信。

图8示出了遥控器电路结构。遥控器用于人机交互，对运行模式、射流角度和送风状态等进行干预。遥控器有手/自动模式选择键，手动模式下，可通过射流角度调节模块手动控制射流角度的增加和减小。摆动速度调节模块用于调节微型电机的转速，控制射流角度变化的速度。地址选择键用于确定控制哪一个射流调节装置动作。动态风模式键用于驱动微型电机正反转，风口底板通过螺纹丝杠机构上下运动，伞状支撑结构驱动活动叶片周期性增大和收缩，形成动态风。

自动模式下，控制器根据温度传感器检测送风温度来判断夏季冷风还是冬季热风。在夏季工况下，当送风温度过低的时候，按规律逐渐增大射流角度，以避免过冷气流直接吹到人体身上产生不舒适感。红外探测器用于探测是否有人在风口覆盖范围内的位置。

送风温度过高时，则按规律逐渐减小射流角度，以避免气流速度过低人体有过热的感觉。在冬季工况下，当送风温度过高的时候，按规律逐渐增大射流角度，以避免过热气流直接吹到人体身上产生不舒适感。送风温度过低时，则按规律逐渐减小射流角度，保证热气流集中分布。

当在运动调节过程中触碰到丝杠上的最高限位接近开关或最低限位接近开关的时候，说明已经达到了射流角度的最大，或最小值，都会导致微型电机停止转动。

以上是对本发明的描述，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和替换，均应落入本发明的权利要求确定的保护范围内。

Claims (10)

1.中央空调矩形风口射流调节装置，包括：风管道、联接部件、射流调节机构和控制单元，所示风管道是空调通风的支管，其通过联接部件与射流调节机构连接，其特征在于：

所述射流调节机构包括：多个活动叶片、微型电机、减速器、伞状支撑结构和支撑矩形框，所述伞状支撑结构包括：活动叶片铰接、第一轴承活动铰接和第二轴承活动铰接、支撑杆件、螺纹丝杠；

所述微型电机用于提供驱动动力，其通过其轴与所述减速器连接，所述减速器用于降低该微型电机的转速并提高扭矩；所述减速器的输出通过所述螺纹丝杠将所述微型电机的旋转运动转化为垂直位移运动，驱动所述伞状支撑结构和所述活动叶片动作；

所述支撑矩形框与所述联接部件连接，用于支撑并固定所述螺纹丝杠和所述活动叶片，所述螺纹丝杠固定于所述支撑矩形框的中心位置；所述支撑杆件的一端通过所述第一轴承活动铰接固定于所述活动叶片上，另一端通过所述第二通过轴承活动铰接固定。

2.根据权利要求1所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，所述射流调节机构还包括风口底板，所述风口底板用于固定微型电机和减速器，同时阻挡风口向轴线方向的气流。

3.根据权利要求1所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，所述联接部件中间段为软管，以起减震作用，并根据安装位置的变化进行柔性安装调节；所述联接部件两端风管为法兰连接。

4.根据权利要求1所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，所述支撑矩形框包括十字支架和边框；所述螺纹丝杠固定于所述支撑矩形框的十字支架中心位置。

5.根据权利要求1或4所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，所述活动叶片铰接安装于所述支撑矩形框的边框上，所述活动叶片通过所述活动叶片铰接连接在支撑矩形框的边框上。

6.根据权利要求1所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，所述螺纹丝杠驱动风口底板和伞状支撑结构作上下直线运动，所述螺纹丝杠上部安装最高限位接近开关，下部安装最低限位接近开关。

7.根据权利要求6所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，所述最高限位接近开关和最低限位接近开关的安装位置，对应所述活动叶片运动的最高位置和最低位置，也即，在最大射流角度所对应的螺纹丝杠位置设置最高限位开关，在最小射流角度所对应的螺纹丝杠位置设置最低限位开关。

8.根据权利要求1所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，所述第一轴承活动铰接和第二轴承活动铰接结构相同，均包括：轴承、轴芯和轴承座，所述支撑杆件的两端分别固定在第一轴承活动铰接和第二轴承活动铰接的轴芯上。

9.根据权利要求1所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，在两个相邻的活动叶片之间安装软连接件，所述软连接件中间压制一条折线条，当活动叶片张开和收缩运动时，带动软连接件沿着折线条自由收缩和张开，以遮挡交接处的空隙。

10.根据权利要求1所述的中央空调矩形风口射流调节装置，其特征在于，所述控制单元包括控制器和遥控器，其用于根据室内环境和人的需求对装置的运行模式、射流角度和气流状态进行控制和调节，实现射流角度的遥控、自动控制和动态送风功能。