CN1100193A

CN1100193A - 空气流向控制装置和方法

Info

Publication number: CN1100193A
Application number: CN94104849A
Authority: CN
Inventors: 金东镇; 杨德照
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2014-04-28
Also published as: CN1048550C; RU2100710C1; US5443420A

Abstract

空气流向控制装置包括确定空气排出方向的多个叶片部件；用于提供使叶片部件转动驱动力的部件；用于传感叶片部件转动角的部件；以及根据来自所述角度传感部件信号辨别当时的叶片部件转动角的部件，以及用于控制使叶片部件能被转动到预定角度的驱动力提供装置的装置。

Description

本发明涉及一种空气流向控制装置，具体地涉及一种虽然在有一不适当的外力作用或其自身存在机械缺陷的情况下，用来转动叶片也仍能使被处理空气排出到一理想位置的空气流向控制装置和方法。

近来，已开发出一种利用模糊理论或神经模糊理论的空气调节装置，其中，被处理的空气数量是根据不同的室内状况数据而改变的，同时决定已处理空气排出方向的叶片转动角度是自动控制的，从而最佳地操作该装置。

在传统的空调机中，一个系统控制器启动一个冷（或热）空气产生装置，从而可产生如由不同的室内状况数据所决定的适当的空气量。由此产生的冷（或热）空气由叶片引导并随后从该装置中排出。

能够精确地控制转动角的步进电机用作转动叶片的装置可能是较好的。

图1为一种传统空调机的立体图，其中，内门单元设计成与外门单元分离的两体式。

参见图1，传统的空调机通常包括一个主机壳10，一个用于吸入要被热交换的空气的空气吸入部分20，以及一个用于将热交换后的空气从该装置排出的空气排出部分30。

该空气吸入部分20一般设置在主机壳10的下部，空气排出部分30一般设置在主机壳10的上部。一些设计成同步转动的叶片以相同间隔设置在空气排出部分30的内部。

另一方面，传统的空气流向控制装置包括机械装置，尽管在叶片上施加不合要求外力，也能防止外力传递到使叶片转动的马达轴上，同时在外力去除时使叶片恢复到它们预定的位置。

图2为一种传统的空气流向控制装置的立体分解图，图3和4是传统的空气流向控制装置在叶片分别处于关闭和打开状态时的截面图。

参见图2-4，当马达51运转时，设置在连接片52的滑动穿孔53中的曲臂54便转动。第一个滑动件56和第二个滑动件57都分别设置在曲臂54的顶部和底部。第一和第二滑动件56和57用一个弹性件55互相联接以实现与连接片52同步运动的直线运动。连接片52的直线运动使与叶片58连接的轴59作旋转运动，这样叶片58就在预定的范围内运动。当叶片58上施加有不合要求的外力时，轴59转动而连接片52按箭头“A”的方向运动。设置在曲臂54的两侧并整体地连接到连接片52上的多个伸出件60按箭头“A”的方向推动第二滑动件57。因此，设于曲臂54顶部的第一滑动件56保持在固定的位置同时弹性件55被拉伸。所以，施加在叶片58上的外力不会传递到曲臂54，因而防止马达51的运动被中断。而且，当外力不再存在时，由于弹性件55的恢复力而使连接片52向上移动。于是叶片58回到预定的位置。

然而，前述的传统空气流向控制装置还存在许多问题，其中整体结构复杂和所占空间很大。由于需要为数极多的部件，所以装配效率低，生产成本高。

另外，由于弹性件的缺陷而使叶片不能回复到在外力作用前叶片所处的精确位置。

在日本专利公开号：昭62-123248（1987）中揭示了另一种空气流向控制装置。但是，根据日本官方公报该装置仅用于将叶片设置在与空调机工作停止时同步规定的位置上，不是为了恢复叶片的转动角，在其被不合要求的外力改变后，恢复至外力作用前预定的位置。

本发明的一个目的在于提供一种空气流向控制装置和方法，以准确地控制决定已处理空气排出方向的叶片转动角，从而提高空调系统的效率。

本发明的另一个目的在于提供一种空气流向控制装置和方法，即使当叶片受到不合要求的外力而改变其转动角时，该装置和方法能自动地使决定已处理空气的排出方向恢复到所需的角度，从而提高该空调系统的效率。

本发明还有一个目的在于提供一种简化的空气流向控制装置，其所占空间较小且所需部件较少，从而提高空调系统的效率和降低生产成本。

为实现上述这些目的，本发明的空气流向控制装置包括用于决定空气排出方向的多个叶片;用于提供转动叶片驱动力的装置;用于感应叶片部件转动角的装置;以及根据来自角度传感装置的信号辩别叶片部件目前转动角的装置，同时用来控制驱动力产生装置以使叶片部件可以转动到所需角度的装置。

在具有上述结构的装置中，驱动力产生装置包括用来产生旋转驱动力的装置;用来将旋转驱动力改变成直线驱动力的第一驱动力转换装置;还有用来将直线驱动力改变成使叶片部件转动的旋转驱动力的第二驱动力转换装置。

更具体地说，旋转驱动力产生装置包括连接在其轴上有一个小齿轮的马达。第一驱动力转换装置包括在其内表面和外表面上有形成两齿条的滑动件，而外侧齿条与小齿轮啮合。第二驱动力转换装置包括分别与叶片部件的轴连接、同时与内齿条啮合的小齿轮。

另外，在前述的装置中，角度传感装置包括一个可变电阻器，其电阻值与叶片部件的转动角成正比的变化。

另一方面，一种适用于空气调节系统或加热系统的空气流向控制方法被用来根据每一个规定时间间隔靠传感叶片部件当时的转动角而使多个决定空气排出方向的叶片部件转动到一个被控制的转动角。该方法包括测定该系统是不是在工作的步骤;以及当系统在工作以及叶片部件转动角在没有改变转动角的其他命令而变更时，使叶片部件恢复到所控制的转动角。

在上述的方法中，叶片部件的转动角是依据与转动角或正比变化的电阻值测得的。

本发明的结构和其它方面的特点、在附图中变得清楚易懂，其中：

图1是传统空调机的立体图;

图2是空调机的传统空气流向控制装置的分解立体图;

图3和4都是传统空气流向控制装置的截面图，其中叶片分别处于关闭和打开状态;

图5是本发明的空气流向控制装置的前视图;

图6（A）和（B）都是本发明的空气流向控制装置的立体分解图;

图7是本发明空气流向控制装置的电器配置示意方框图;

图8是表示本发明空气流向控制装置的电器配置的详细电路图;

图9是解释本发明的空气流向控制方法的流程图。

下文，将参照附图对本发明更具体地进行详细描述。

图5是本发明的空气流向控制装置的前视图，以及图6（A）和（B）都是本发明的空气流向控制装置的立体分解图。

参见图5和6，该空气流向控制装置的机械结构包括叶片110，旋转驱动力产生部分120，第一驱动力转换部分130，第二驱动力转换部分140以及转动角度传感部分150。

叶片110以相同间隔设置在排出部分100的后面并且都用其上的轴111和111′固定在两个支撑板112和112′之间。

该旋转驱动力产生部分120包括固定在排出部分100的内侧壁的托架123，固定在托架123的马达121和牢定地安装在马达121轴的小齿轮122。

第一驱动力转换部分130包括靠近支撑板112外壁放置的齿条导轨形滑动件131。该滑动件131具有两个齿条131a和131b在其内外表面。外侧齿条131b和小齿轮122啮合。

第二驱动力转换部分140包括小齿轮141，141a和141b，它们都紧固地安装到叶片110的轴111上，并都和滑动件131的内侧齿条131a啮合;在小齿轮141、141a和141b的前侧和后侧分别设置第一和第二垫圈142，142a和142b，143，143a和143b，以防止小齿轮141，141a的141b脱出轴111。

转动角传感部分150设置在支撑板112′的外侧。转动角传感部分150包括固定在支撑板112′外壁的托架153，以支承转动角传感部分150的主要部件，联轴节152的一半牢固地安装到延伸过支撑板112′的轴111′上;同时可变电阻器151的调节杆牢固地安装到联轴节152的另一半上。另外，垫圈155塞入支撑板112′内，螺母154固定在调节杆的螺纹段上。

图7是表示本发明的空气流向控制装置的电器配置示意方框图，而图8是表示本发明空气流向控制装置的具体电路图。

参见图7和8，空气流向控制装置的电器配置包括微处理机200作为控制空调机全部工作的控制部分，用于传感叶片110转动角的角度传感部分230，将由角度传感部分230提供的模拟信号转变成适合微处理机200的数字信号的A/D（模拟信息变数字信息的）转换部分240，以及用于转动叶片110的马达驱动部分220。标号210表示功能选择部分，通过它，使用者例如可以选择：“AUTO（自动）”、“MANUAL（手动）”或类似的操作方式。图7中所示的A/D转换部分240的功能可以体现在图8所示的微处理机200中。

角度传感部分230包括分压电阻器R1和与图5和6中的可变电阻器151相同的可变电阻器VR，电阻器以串联方式与电源（V_cc）相连。电阻器R1和可变电阻器VR的接点连接到A/D转换部分240的输入端。当可变电阻器VR的电阻随叶片110的转动成比例变化时，接点处的电压（VI＝VR×Vcc/（R1+VR））也变化。因此变化的模拟电压信号通过A/D转换部分240转换成相应的数字信号，然后被传送到微处理机200。于是，微处理机200根据来自A/D转换部分240的信号确定叶片110的转动角。

马达驱动部分220包括与图5和6中马达121相同的马达222，以及缓冲电路224。能够精确控制转动角的步进电机可更有利于用作马达222。

微处理机200根据室温计算需被处理的空气数量，例如，当选择“AUTO（自动）”操作方式时，启动冷（或加热的）空气产生装置（未示）。当选择“AUTO（自动）”操作方式时，微处理机200也可根据操作程序控制被处理空气的排出方向（或风量），即，叶片110的转动角。

另一方面，当选择“MANUL（手动）”操作方式时，微处理机200依据从如“HIGH（高）”、“MEDIUM（中）”、“LOW（低）”等级中选择的等级操作冷（或热）空气产生部分。当选择“MANUL（自动）”操作方式时，使用者可通过功能选择部分210或直接在叶片110上施加外力随意地转动叶片110。

下文中，参照图9和前述的附图具体地描述空气流向控制装置的操作。

图9是解释本发明的空气流向控制装置的流程图。

为了便于描述，这里假设当电源不往空调机供电时，叶片110都处于如图5中实线所示的关闭位置。

当电源被接通至空调机时，空调机处于制冷或加热工作状态，微处理机200根据室温（当在“AUTO（自动）”操作方式时）计算出叶片110的目标转动角（t₁），或者它在步骤S100中接收来自功能选择部分210（当在“MANUAL（自动）”操作方式时）叶片110的目标转动角（t₁）。

在步骤S110中，检测叶片110当时的转动角（t₂）。

在步骤S120中，确定目标转动角（t₁）是或不是与步骤S110中测出的当时转动角（t₂）相同。当在步骤S120的比较结果中目标转动角（t₁）和当时的转动角（t₂）不相同时，程序进入步骤S130，然后马达121或222由来自微处理机200的控制信号启动。当马达121或222被启动时，滑动件131的外侧齿条131b与小齿轮122啮合，开始如图6中的点划线所示地向上移动。当滑动件131开始向上移动时，与滑动件131内侧齿条131a啮合的、并牢固地安装在叶片110轴111的小齿轮141，141a和141b都被转动，从而将叶片110转到目标转动角（t₁）。

当各叶片110转动时，用联轴节152牢固地连接到叶片110的一个叶片的轴111′的可变电阻器VR或151的调节杆也同步地随着叶片110的转动，从而改变其电阻值。

在重复地执行步骤S110至S130的过程中，当在步骤120中当时的转动角（t₂）变成和目标转动角（t₁）相同时，程序前进到步骤S140，然后微处理机200使马达121或222停止。根据上述的方法，叶片110都被准确地定位在目标转动角（t₁）上。

另一方面，当叶片110的转动角由一意外的外力作用而改变，以及叶片110的转动角在没有使叶片110从其准确定位在目标转动角（t₁）状态改变的命令就被改变时，可变电阻器VR或151的调节杆也被转动。因此，一旦当时的转动角（t₂）与目标转动角（t₁）不同，就能立即被微处理机220测出。接着，微处理机200控制马达121或222启动，通过反复地执行上述的步骤S110至S130，这样叶片110就可被定位在目标转动角（t₁）上。

在上述的控制方法中，微处理机200预先以可变电阻器VR或151的电阻值存储与步进电机121或222的各步角度有关的数据，并根据存储的数据计算目标转动角（t₁）。

然而，使用者也可通过直接在叶片110上施加外力轮流地改变叶片110的转动角以代替上述的方法。

本发明的空气流向控制装置和方法也可用于风扇式加热器，或类似的装置中。

Claims

1、一种空气流向控制装置包括：

确定空气排出方向的叶片部件；

用于提供使所述叶片部件转动的驱动力的装置；

用于读出所述叶片部件转动角的装置；

用于根据来自所述角度传感装置的信号辨别所述叶片部件当时的转动角、且同时用来控制为使所述叶片部件能转动到要求角度所述的驱动力提供装置的装置。

2、如权利要求1所述的空气流向控制装置，其中所述驱动力提供装置包括：

用于产生旋转驱动力的装置;

用于将旋转驱动力改变成直线驱动力的第一驱动力转换装置;

以及

用于将直线驱动力改变成使所述叶片部件转动的旋转驱动力的第二驱动力转换装置。

3、如权利要求2所述的空气流向控制装置，其中，

所述旋转驱动力产生装置包括具有联接到其轴上的小齿轮的马达;

所述第一驱动力转换装置包括在其内侧和外侧表面上具有齿条的滑动件，所述外侧齿条与所述小齿轮啮合;以及

所述第二驱动力转换装置包括联接到所述叶片部件轴上并分别与所述内侧齿条啮合的多个小齿轮。

4、如权利要求1-3中任一项所述的空气流向控制装置，其中所述角度传感装置包括其电阻值随所述叶片部件转动角度成比例变化的可变电阻器。

5、一种空调或加热系统中所用的空气流向控制方法，其适用于通过每隔一段规定的时间传感所述叶片部件的当时转动角度以确定空气的排出方向而转动多个叶片部件到所要求控制的转动角度，所述方法包括如下步骤：

确定系统是或不是处于运行状态;以及

当所述系统处于运行状态以及当所述叶片的转动角在没有改变转动角度的另一个命令时就被改变时，使所述叶片部件恢复到所要求的转动角。

6、如权利要求5所述的空气流向控制方法，其中根据与转动角度成比例变化的电阻值测出所述叶片部件的转动角。