CN114786975A - 空气吹出装置 - Google Patents

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CN114786975A CN202080085490.3A CN202080085490A CN114786975A CN 114786975 A CN114786975 A CN 114786975A CN 202080085490 A CN202080085490 A CN 202080085490A CN 114786975 A CN114786975 A CN 114786975A
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山冈润
冈村侑儿
酒井雅晴
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    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/34Nozzles; Air-diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/02Ducting arrangements
    • F24F13/06Outlets for directing or distributing air into rooms or spaces, e.g. ceiling air diffuser

Abstract

空气吹出装置(50)具备管道部(51),该管道部形成供气流通过的主流路(510),并且在主流路中的位于下游侧的部位开口有主孔(512),该主孔吹出作为工作气流的气流。在管道部中的主孔的周围设置有至少一个辅助孔,该辅助孔吹出用于抑制由工作气流引起的空气的吸入的支援气流。管道部中的确定从辅助孔吹出的支援气流的吹出角度的角度规定部位(516)的至少一个从空气流上游侧朝向下游侧向远离所述主孔的中心线的方向倾斜。

Description

空气吹出装置
相关申请的相互参照
本申请基于2019年12月13日申请的日本专利申请号2019-225324号,并将其记载内容通过参照编入于此。
技术领域
本发明涉及一种空气吹出装置。
背景技术
以往,已知一种空气喷嘴,在形成作为工作气流的空气流的主孔周围设置有辅助孔,该辅助孔形成防止被吸入工作气流的主孔周围的空气的吸入的支援气流(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-318176号公报
为了进一步增大工作气流的到达距离,本发明人对于从主孔吹出的主流和从辅助孔吹出的气流进行了研究。根据该研究发现,当规定支援气流的吹出角度的部位从空气流上游侧朝向下游侧向接近主孔的中心线的方向倾斜时,在支援气流朝向工作气流的中心附近流动时工作气流紊乱,从而工作气流的到达距离缩短。
然而,在上述现有技术中,仅公开了在主孔的周围设置有辅助孔,并未示出本发明人的发现,实现工作气流的到达性的进一步提高是困难的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现从主孔吹出的工作气流的到达性提高的空气吹出装置。
根据本发明的一个观点,空气吹出装置,
具备管道部,该管道部形成供气流通过的主流路,并且在主流路中的位于下游侧的部位开口有主孔,该主孔吹出作为工作气流的气流,
在管道部中的主孔的周围设置有至少一个辅助孔,该辅助孔吹出用于抑制由工作气流引起的空气的吸入的支援气流,
管道部中的确定从辅助孔吹出的支援气流的吹出角度的角度规定部位的至少一个从空气流上游侧朝向下游侧向远离主孔的中心线的方向倾斜。
这样,如果是从设置于主孔的周围的辅助孔吹出支援气流的构造,则通过使支援气流在主孔的下游与在工作气流的周围产生的横涡碰撞而紊乱横涡,空气的吸入作用被抑制。尤其是,由于是角度规定部位向远离主孔的中心线的方向倾斜的构造,因此从辅助孔吹出的支援气流难以靠近从主孔吹出的工作气流的中心附近,通过支援气流,工作气流的中心附近的乱流被抑制。由此,能够充分地提高从主孔吹出的工作气流的到达性。
此外,对各构成要素等标注的带括号的参照符号表示该构成要素等与后述的实施方式所记载的具体的构成要素等的对应关系的一例。
附图说明
图1是作为第一实施方式的空气吹出装置的应用对象的室内空调单元的概略结构图。
图2是第一实施方式的空气吹出装置的示意性的立体图。
图3是第一实施方式的空气吹出装置的示意性的主视图。
图4是图3的IV-IV剖视图。
图5是图3的V-V剖视图。
图6是用于说明第一实施方式的空气吹出装置的长边方向上的气流的流动方式的说明图。
图7是用于说明第一实施方式的空气吹出装置的短边方向上的气流的流动方式的说明图。
图8是用于说明横涡的产生位置的说明图。
图9是第二实施方式的空气吹出装置的示意性的主视图。
图10是图9的X-X剖视图。
图11是图9的XI-XI剖视图。
图12是第三实施方式的空气吹出装置的示意性的主视图。
图13是图12的XIII-XIII剖视图。
图14是图12的XIV-XIV剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下的实施方式中,有对与先行的实施方式中已说明的事项相同或等同的部分标注相同的参照符号并省略其说明的情况。另外,在实施方式中,在仅对结构要素的一部分进行说明的情况下,能够将先行的实施方式中已说明的结构要素应用于结构要素的其他部分。以下的实施方式只要是在组合没有特别地发生障碍的范围内,即使在没有特别明示的情况下也能够将各实施方式之间进行部分地组合。
(第一实施方式)
参照图1~图7对本实施方式进行说明。如图1所示,空气吹出装置50经由管道30与进行车辆的空气调节的室内空调单元1连接。
室内空调单元1配置在位于车室内的最前部的仪表面板的内侧。室内空调单元1具有形成外壳的壳体2。在壳体2的内侧构成有朝向车室内吹送空气的空气通路。
在壳体2的空气通路的最上游部配置有内外部气体箱5,该内外部气体箱5具有内部气体导入口3和外部气体导入口4。内外部气体门6旋转自如地配置于内外部气体箱5。内外部气体门6是对由内部气体导入口3导入车室内空气的内部气体模式与由外部气体导入口4导入车室外空气的外部气体模式进行切换的部件。内外部气体门6由未图示的伺服电机驱动。
在内外部气体箱5的下游侧配置有电动式的送风机8,该送风机8产生朝向车室内的空气流。送风机8具有离心式的送风风扇8a和驱动该送风风扇8a的电机8b。
在送风机8的下游侧配置有蒸发器9,该蒸发器9对在壳体2内流动的空气进行冷却。蒸发器9是对送风机8的送风空气进行冷却的制冷用热交换器。蒸发器9是构成众所周知的蒸汽压缩式制冷循环的要素之一。
另一方面,在室内空调单元1中,在蒸发器9的下游侧配置有加热器芯15,该加热器芯15对在壳体2内流动的空气进行加热。加热器芯15是将车辆发动机的温水作为热源来对通过蒸发器9后的冷空气进行加热的制热用热交换器。在加热器芯15的侧方形成有旁路通路16,加热器芯15的旁路空气在旁路通路16流动。
空气混合门17旋转自如地配置于蒸发器9与加热器芯15之间。空气混合门17由未图示的伺服电机驱动,该空气混合门17的开度能够连续地调整。通过空气混合门17的开度来调节通过加热器芯15的暖风量与通过旁路通路16而绕过加热器芯15的冷风量的比例。由此,调整向车室内吹出的空气的温度。
在壳体2的空气通路的最下游部设置有朝向车辆的前挡风玻璃吹出空调风的除霜吹出口19、朝向乘员的脸部吹出空调风的面部吹出口20以及朝向乘员的脚边吹出空调风的脚部吹出口21。
除霜门22、面部门23以及脚部门24旋转自如地配置于这些吹出口19~21的上游部。这些门22~24由共同的伺服电机经由未图示的连杆机构进行开闭操作。
然而,近年来,由于车室内的扩大、美观性的观点,要求仪表面板在车辆上下方向上薄型化。另外,仪表面板有在车辆宽度方向的中央部分、车辆前后方向上与乘员相对的部分设置用于告知表示车辆的运转状态的各种信息的大型的信息设备的倾向。
由此,在室内空调单元1中,需要将空气吹出口的宽度变薄等的对策。但是如果将空气吹出口的宽度变薄,则由于在空气吹出口的下游产生横涡,从空气吹出口吹出的气流的芯部提早崩溃,车室内的气流的到达距离变短。此外,横涡是涡心与气流的流动方向正交的涡。
因此,本实施方式的室内空调单元1将用于增大气流的到达距离的空气吹出装置50经由管道30与设置于壳体2的面部吹出口20连接。在室内空调单元1被调整了温度的空气从壳体2通过管道30而从空气吹出装置50向车室内吹送。
以下,使用图2~图5对空气吹出装置50的结构进行说明。如图2所示,空气吹出装置50具有管道部51和法兰部52。管道部51和法兰部52由树脂构成。虽然并未图示,但是管道部51与图1所示的室内空调单元1连接。
图3及图4所示的管道部51在内侧形成有供气流通过的主流路510。管道部51为剖面呈长圆的筒形状。管道部51在位于空气流上游侧的部位开口有将空调风导入主流路510的导入孔511。
另外,管道部51在主流路510中的位于空气流下游侧的部位形成有将作为工作气流的气流吹出的主孔512。设定主孔512的开口方向,以使得工作气流向车室内吹出。此外,开口方向是包含形成主孔512的缘部的面的法线方向。
具体而言,如图4所示,管道部51是在空气流下游侧具有外筒51A和内筒51B的双层筒构造。外筒51A形成管道部51的外壳。内筒51B以相对于外筒51A隔开了能够使气流通过的微小的间隙的状态配置于外筒51A的内侧。内筒51B的轴心方向上的长度比外筒51A短。
管道部51在内筒51B的内侧和外筒51A中的与内筒51B在径向上不重叠的部位的内侧形成有主流路510。另外,管道部51在外筒51A与内筒51B之间形成有供气流通过的辅助流路513。该辅助流路513是从主流路510分支的分支流路,并且供在主流路510流动的气流的一部分流入。
外筒51A和内筒51B通过位于主流路510和辅助流路513的空气流下游侧的筒连结部514而彼此连结。如图3及图4所示,筒连结部514在管道部51中的空气流下游侧形成端面。筒连结部514呈环状,并且其内侧的开口构成主孔512。
主孔512的开口形状为扁平形状。具体而言,主孔512的开口形状是长圆形状。在管道部51中的主孔512的周围形成有隔开规定的间隔相对的一对长缘部514a、514b、以及将一对长缘部514a、514b彼此连接的一对短缘部514c、514d。此外,一对短缘部514c、514d相对的间隔比一对长缘部514a、514b相对的间隔大。一对长缘部514a、514b以彼此平行的方式直线状地延伸。一对短缘部514c、514d以向远离主孔512的中心的方向突出的方式圆弧状地弯曲。
在此,由于一对长缘部514a、514b直线状地延伸,因此其曲率大致为零。另外,由于一对短缘部514c、514d圆弧状地弯曲,因此其曲率比一对长缘部514a、514b的曲率大。
在本实施方式中,一对短缘部514c、514d构成沿着主孔512的周缘的方向上的曲率为规定值的第一曲率部位,一对长缘部514a、514b构成曲率比第一曲率部位的曲率小的第二曲率部位。此外,规定值是被设定为一对短缘部514c、514d的曲率半径的倒数的值。
以下,在本实施方式中,将主孔512的开口的长边方向称为宽度方向DRw,将主孔512的开口的短边方向称为高度方向DRh。另外,在本实施方式中,将主流路510中的高度方向DRh上的大小称为流路高度,将主流路510中的宽度方向DRw上的大小称为流路宽度。此外,主孔512的开口的长边方向是主孔512中的一对长缘部512a、512b延伸的方向。另外,主孔512的开口的短边方向是分别与主孔512的开口方向及一对长缘部514a、514b正交的方向。
管道部51中形成主流路510的内壁面中的与主孔512相连的内壁面构成用于确定从主孔512吹出的工作气流的吹出角度的吹出用内壁面512d。吹出用内壁面512d从管道部51的内筒51B的下游侧的端部朝向空气流上游延伸。更具体而言,吹出用内壁面512d被设定于从后述的下游侧平坦部518的上游端到下游端的范围内。吹出用内壁面512d以与主孔的中心线CL所成的角度大致为零的方式沿着主孔512的中心线CL延伸。由此,工作气流从主孔512沿着主孔512的中心轴线CL被吹出。
在此,从主孔512吹出后的工作气流通过工作气流的空气的吸入作用而容易向周围扩散。空气的吸入作用是因从主孔512吹出工作气流时,由于工作气流的速度梯度引起的剪切力而产生的横涡Vt引起的。如图4及图5所示,在工作气流的周围产生的横涡Vt的涡流层中心VCL从主孔512的内侧朝向外侧扩大。横涡Vt的涡流层中心VCL容易相对于主孔512的中心线CL倾斜规定的角度θ。该规定的角度θ例如为1.94[deg]左右。这是基于通过本发明人的研究得到的结果。
在管道部51中的主孔512的周围形成有多个辅助孔515,该辅助孔515用于吹出抑制因气流引起的空气的吸入作用的支援气流。辅助孔515形成于位于辅助流路513的空气流下游侧的筒连结部514。通过辅助流路513的气流作为支援气流从辅助孔515吹出。
具体而言,多个辅助孔515相对于筒连结部514以环状的排列的方式形成。辅助孔515以一部分不向筒连结部514的周向偏移的方式相对于筒连结部514的整周均匀地形成。此外,在图示了辅助孔515的附图中,为了方便,对辅助孔515中的一部分标注符号。
形成辅助流路513的内壁面中的与辅助孔515相连的内壁面构成用于确定从主孔512吹出的工作气流的吹出角度的角度规定部位516。角度规定部位516由从管道部51的外筒51A和内筒51B的下游侧的端部朝向空气流上游延伸的内壁面构成。
角度规定部位516被设定于从后述的下游侧平坦部518的上游端到下游端的范围内。角度规定部位516与辅助孔515对应地设置有多个。即,在管道部51设定有与辅助孔515相同数量的角度规定部位516。
在此,在形成有辅助孔515的空气吹出装置50中,通过使从辅助孔515吹出的支援气流在主孔512的出口下游与横涡Vt的涡流层中心VCL交叉,抑制在主孔512的出口下游产生的横涡Vt的发展。
然而,当支援气流与横涡Vt交叉后,朝向工作气流的中心附近流动时,有工作气流的主流紊乱的担忧。这样的工作气流的主流紊乱会影响工作气流的到达距离。这是通过本发明人的研究等发现的。
考虑到这一点,本实施方式的空气吹出装置50中从辅助孔515吹出的支援气流的吹出角度被设定于从主孔512的中心线CL远离的方向。本实施方式的多个角度规定部位516从空气流上游侧朝向下游侧向远离主孔512的中心线CL的方向倾斜。换而言之,管道部51的辅助流路513中的与辅助孔515相连的内壁面呈喇叭状地扩大。辅助流路513中的与辅助孔515相连的内壁面是内筒51B和外筒51A中彼此相对的相对面。
多个角度规定部位516相对于主孔512的中心线CL的倾斜角α被设定为支援气流沿着横涡Vt的涡流层中心VCL流动。本例中的角度规定部位516的倾斜角α被设定为与主孔512的中心线CL和横涡Vt的涡流层中心VCL所成的角度θ(=1.94[deg])大致一致的角度。多个角度规定部位516分别被设定为同等的倾斜角α。
在此,在制造中,难以使傾斜角α与横涡Vt的涡流层中心VCL的角度θ完全一致,会产生轻微的误差。考虑到这一点,优选的是,多个角度规定部位516的倾斜角α例如被设定于以下的公式F1所示的范围内。
0<α≤2×θ...(F1)
如上所述,本实施方式的吹出用内壁面512d以与主孔512的中心线CL所成的角度大致为零的方式沿着主孔512的中心线CL延伸。因此,本实施方式的角度规定部位516以其倾斜角α比吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度大的方式相对于主孔512的中心线CL倾斜。
管道部51的流路高度从空气流上游侧朝向下游侧进行变更。即,如图4所示,管道部51具有上游侧平坦部517、下游侧平坦部518以及节流部519。
上游侧平坦部517及下游侧平坦部518是管道部51的内侧的流路高度维持在一定的大小的部位。节流部519是主流路510的流路高度从空气流上游侧朝着下游侧缩小的部位。节流部519被设定在上游侧平坦部517与下游侧平坦部518之间。节流部519被设定于主流路510中的与导入孔511相比靠近主孔512的位置,以使在主孔512附近产生缩流。节流部519形成为曲面形状,该曲面形状以节流部519与上游侧平坦部517相连的部位及与下游侧平坦部518相连的部位具有圆角的方式弯曲。
在上游侧平坦部517设置有法兰部52。法兰部52是用于将管道部51安装于未图示的仪表面板的部件。法兰部52由相对于管道部51的外周以从管道部51突出的方式设置的矩形形状的部件构成。法兰部52在管道部51的上游侧的部位嵌合于空调单元的空气吹出口的状态下通过小螺钉等连结部件而安装于仪表面板。此外,在法兰部52呈角部的四角附近形成有用于使小螺钉等连结部件通过的贯通孔520。
接着,对空气吹出装置50的空气流进行说明。当室内空调单元1的送风机8开始工作时,温度被调节后的空气从室内空调单元1经由管道30被导入空气吹出装置50。
在空气吹出装置50中,被导入管道部51的空气在通过主流路510后,从主孔512吹出。本实施方式的空气吹出装置50对管道部51设置有使主流路510的流路高度缩小的节流部519。因此,与未对管道部51设置节流部519的结构相比,主孔512的开口的短边方向(即,高度方向DRh)上的工作气流的风速分布被均匀化。
若工作气流的风速分布被均匀化,则工作气流的速度边界层从主孔512的中心线CL远离。因此,如图6及图7所示,在工作气流的周围产生的横涡Vt容易在从主孔512的中心线CL远离的位置产生。即,由于与管道部51的外侧中的静止流体的速度差而产生的横涡Vt容易在从主孔512的中心线CL远离的位置产生。因此,当工作气流吹出时,工作气流向主孔512的开口的短边方向和长边方向的扩散被抑制。
此外,空气吹出装置50从辅助孔515吹出支援气流。该支援气流在主孔512的出口下游与横涡Vt的涡流层中心VCL交叉。因此,通过支援气流,横涡Vt容易崩溃。即,在主孔512的出口下游产生的横涡Vt的发展被抑制。
尤其是,在本实施方式中,多个角度规定部位516相对于主孔512的中心线CL的倾斜角α被设定为支援气流沿着横涡Vt的涡流层中心VCL流动。因此,从辅助孔515吹出的支援气流难以靠近从主孔512吹出的工作气流的中心附近。由此,由于通过支援气流抑制工作气流的中心附近的乱流,因此能够充分地提高从主孔512吹出的工作气流的到达性。此外,支援气流例如在图6及图7中点状的剖面线所示的范围内流动。
以上说明的空气吹出装置50是从设置于主孔512的周围的辅助孔515吹出支援气流的构造。具体而言,在管道部51的主孔512的周围设置有多个辅助孔515。由此,通过使支援气流在主孔512的下游与在工作气流的周围产生的横涡Vt碰撞而横涡Vt紊乱,从而空气的吸入作用被抑制。
尤其是,空气吹出装置50是角度规定部位516向远离主孔512的中心线CL的方向倾斜的构造。因此,从辅助孔515吹出的支援气流难以靠近从主孔512吹出的工作气流的中心附近,从而通过支援气流抑制工作气流的中心附近的乱流。由此,能够充分地提高从主孔512吹出的工作气流的到达性。
具体而言,多个角度规定部位516以相对于主孔512的中心线CL的倾斜角α比吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度大的方式相对于主孔512的中心线CL倾斜。由此,由于从辅助孔515吹出的支援气流与从主孔512吹出的工作气流的主流难以交叉,因此因工作气流引起的工作气流的中心附近的乱流充分地被抑制。
(第一实施方式的变形例)
在上述的第一实施方式中,虽然例示了吹出用内壁面512d沿着主孔512的中心线CL延伸的结构,但是并不限定于此,例如也可以是从空气流上游侧朝向下游侧向远离主孔512的中心线CL的方向倾斜。在该情况下,优选的是,角度规定部位516的傾斜角α被设定为吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度以上。更详细而言,优选的是,角度规定部位516的傾斜角α被设定为对于主孔512的中心线CL与横涡Vt的涡流层中心VCL所成的角度θ加上吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度后的角度。
但是,在难以将角度规定部位516的傾斜角α设定为吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度以上的情况下,倾斜角α也可以被设定为小于吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度。
在上述的第一实施方式中,虽然例示了多个角度规定部位516分别从空气流上游侧朝向下游侧向远离主孔512的中心线CL的方向倾斜的结构,但是空气吹出装置50并不限定于此。空气吹出装置50例如也可以是多个角度规定部位516的一部分向远离主孔512的中心线CL的方向倾斜,而其他的角度规定部位516沿主孔512的中心线CL延伸。
(第二实施方式)
接着,参照图8~图11对第二实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与第一实施方式不同的部分进行说明。
如第一实施方式中所说明的那样,在工作气流的周围产生的横涡Vt是由于工作气流的速度梯度引起的剪切力而产生的。如图8所示,该速度梯度在主孔512的出口附近容易在主孔512的内侧产生。即,在工作气流的周围产生的横涡Vt的涡流中心位于工作气流的速度边界层BP的厚度的大致中央,并且容易在形成主孔512的部位的内侧产生。这是通过本发明人的研究等而发现的。
考虑到这一点,如图9所示,本实施方式的管道部51的形成辅助孔515的部位的至少一部分相比形成主孔512的部位定位于管道部51的内侧。即,管道部51在以主孔512的中心线CL为中心的周向上,主孔512的一部分与辅助孔515的一部分彼此重叠。
具体而言,形成主孔512的缘部分的筒连结部514的内侧部分是波浪状地曲折的曲线。并且,多个辅助孔515在主孔512的缘部分形成于向内侧突出的部分。
在这样构成的管道部51中,在室内空调单元1被温度调节后的空调风的大部分作为工作气流经由主流路510从主孔512吹出。如图10所示,当从主孔512吹出工作气流时,在主孔512的出口下游形成有工作气流的速度边界层BP。在该速度边界层BP的厚度的中央部分附近产生横涡Vt。
另外,在室内空调单元1被温度调节后的空调风的一部分作为支援气流经由辅助流路513而从辅助孔515吹出。此时,如图11所示,从辅助孔515吹出的支援气流从靠近从主孔512吹出的工作气流的速度边界层BP的中央部分的位置吹出。由此,由于支援气流在于速度边界层BP产生的横涡Vt的涡流中心附近流动,因此通过支援气流,横涡Vt容易崩溃。
其他的结构与第一实施方式相同。本实施方式的空气吹出装置50能够与第一实施方式同样地得到通过与第一实施方式共通或等同的结构获得的作用效果。
尤其是,空气吹出装置50中的形成辅助孔515的部分的至少一部分相比形成主孔512的部位定位于管道部51的内侧。由此,能够通过支援气流使横涡Vt紊乱,从而横涡Vt难以发展。因此,由于周围对于从主孔512吹出的工作气流的空气的吸入被抑制而工作气流的流速的衰变减少,因此能够增大从主孔512吹出的工作气流的到达距离。
(第二实施方式的变形例)
在上述的第二实施方式中,虽然例示了在以主孔512的中心线CL为中心的周向上,主孔512的一部分与辅助孔515的一部分彼此重叠的结构,但是辅助孔515的配置方式并不限定于此。管道部51例如也可以是在以主孔512的中心线CL为中心的周向上,主孔512的一部分与辅助孔515的整体彼此重叠的构造。
(第三实施方式)
接着,参照图12~图14对第三实施方式进行说明。在本实施方式中,主要对与第一实施方式不同的部分进行说明。
如在第一实施方式中所说明的那样,主孔512由直线状的一对长缘部514a、514b和曲率比一对长缘部514a、514b的曲率大的一对短缘部514c、514d包围。
在主孔512的周围曲率较大的一对短缘部514c、514d中,与曲率较小的一对长缘部514a、514b相比,通过使形状变化较大,从而产生伴随着形状变化的乱流,通过该乱流,横涡Vt的发展速度容易增大。其结果是,在一对短缘部514c、514d中,与一对长缘部514a、514b相比,有横涡Vt容易扩展至从工作气流远离的位置的倾向。这是本发明人通过研究等发现的。
考虑到这一点,本实施方式的管道部51的多个角度规定部位516中的一部分的角度规定部位516的倾斜角α被设定为与其他的角度规定部位516不同。具体而言,如图13及图14所示,设置于短缘部514c、514d的辅助孔515的角度规定部位516的倾斜角α2比设置于长缘部514a、514b的辅助孔515的角度规定部位516的倾斜角α1大。
在本例中,如图13所示,与一对长缘部514a对应的角度规定部位516的倾斜角α1被设定为与第一实施方式相同的角度θ1(=1.94[deg])。
另外,在本例中,如图14所示,与一对短缘部514c、514d对应的角度规定部位516的倾斜角α2被设定为比上述角度θ1大的角度θ2。此外,角度θ2是由实验、模拟确定的参数,并且通过假定在一对短缘部514c、514d的下游产生的横涡Vt的涡流层中心VCL与主孔512的中心线CL所成的角度θ而设定该角度θ2。
在此,在制造中,难以使傾斜角α1与横涡Vt的角度θ完全一致或者使傾斜角α2与角度θ2完全抑制,会产生轻微的误差。
考虑到这一点,优选的是,多个角度规定部位516的倾斜角α1、α2例如被设定于以下的公式F2、F3所示的范围内。
0<α1≤2×θ1...(F2)
α1<α2≤2×θ2...(F3)
另外,本实施方式的吹出用内壁面512d与第一实施方式同样地以与主孔512的中心线CL所成的角度大致为零的方式沿着主孔512的中心线CL延伸。因此,本实施方式的角度规定部位516以其倾斜角α1、α2比吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度大的方式相对于主孔512的中心线CL倾斜。
其他的结构与第一实施方式相同。本实施方式的空气吹出装置50能够与第一实施方式同样地得到通过与第一实施方式共通或等同的结构获得的作用效果。
在此,根据本发明人的研究可知,在主孔512的周围曲率较大的部位中,与曲率较小的部位相比,通过使形状变化较大,从而横涡Vt的发展速度增大,并且有横涡Vt容易扩展至从工作气流远离的位置的倾向。
相对于此,本实施方式的管道部51中设置于曲率较大的一对短缘部514c、514d的角度规定部位516的倾斜角α2比设置于曲率较小的一对长缘部514a、514b的角度规定部位516的傾斜角大。由此,能够有效地抑制在曲率较大的一对短缘部514c、514d和曲率较小的一对长缘部514a、514b的横涡Vt的发展,从而有效地抑制空气的吸入作用。
(第三实施方式的变形例)
在上述的第三实施方式中,虽然例示了与第一实施方式同样的吹出用内壁面512d沿着主孔512的中心线CL延伸的结构,但是并不限定于此,例如也可以是向远离主孔512的中心线CL的方向倾斜。在该情况下,优选的是,角度规定部位516的倾斜角α1、α2被设定为吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度以上。
但是,在难以将角度规定部位516的倾斜角α1、α2设定为上述的角度以上的情况下,倾斜角α1、α2也可以被设定为小于吹出用内壁面512d与主孔512的中心线CL所成的角度。
在上述的第三实施方式中,虽然例示了多个角度规定部位516分别从空气流上游侧朝向下游侧向远离主孔512的中心线CL的方向倾斜的结构,但是空气吹出装置50并不限定于此。空气吹出装置50例如也可以是一对短缘部514c、514d的角度规定部位516向远离主孔512的中心线CL的方向倾斜,一对长缘部514a、514b的角度规定部位516沿着主孔512的中心线CL延伸。
(其他实施方式)
以上,对本发明的具有代表性的实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述的实施方式,例如,能够如以下这样进行各种变形。
在上述的实施方式中,虽然例示了主孔512的开口形状为由圆弧与直线结合的形状构成的长圆形状的结构,但并不限定于此。
例如,主孔512也可以是矩形形状、由曲率半径较大的圆弧与曲率半径较小的圆弧结合的曲线形状构成的椭圆形状、将直线结合的六边形等多边形形状、角部圆滑的长方形形状等形状。另外,构成主孔512的一对长缘部514a、514b和一对短缘部514c、514d的形状并不限定于直线、圆弧,也可以是在直线、圆弧形成有凹凸的形状。而且,主孔512并不限定于扁平形状,也可以是圆形形状、正方形形状等不扁平的形状。
在上述的实施方式中,虽然例示了在主孔512的周围形成有多个辅助孔515的结构,但是管道部51并不限定于此。在管道部51形成有至少一个辅助孔515即可。
在上述的实施方式中,虽然例示了细微的圆孔作为辅助孔515,但是辅助孔515的孔形状并不限定于此。辅助孔515的孔形状例如也可以是长圆、多边形形状等。
在上述的实施方式中,虽然例示了在管道部51设置有上游侧平坦部517、下游侧平坦部518以及节流部519的结构,但并不限定于此。例如,管道部51也可以例如省略上游侧平坦部517、下游侧平坦部518以及节流部519中的任一个。
在上述的实施方式中,虽然例示了将本发明的空气吹出装置50应用于室内空调单元1的空气吹出口的结构,但空气吹出装置50的应用对象并不限定于此。本发明的空气吹出装置50不限定于车辆等的移动体,而能够被广泛地应用于家庭用等设置型的空调单元的空气吹出口等。另外,本发明的空气吹出装置50不限于对室内进行空气调节的空调单元,例如,也能够应用于对室内进行加湿的加湿设备的空气吹出口、吹出调节发热体等的温度的温度调节风的温度调节设备的空气吹出口。
在上述的实施方式中,构成实施方式的要素除了特别地明示是必须的情况以及原理上明确认为是必须的情况等之外,并不是必须的,这是不言而喻的。
在上述的实施方式中,在提及实施方式的结构要素的个数、数值、量、范围等数值的情况下,除了特别地明示是必须的情况以及原理上明确地限定为特定的数的情况等之外,并不限定于该特定的数。
在上述的实施方式中,在提及结构要素等的形状、位置关系等时,除了特别地明示出的情况以及原理上限定为特定的形状、位置关系等的情况等之外,并不限定于该形状、位置关系等。
(总结)
根据上述的实施方式的一部分或全部所示的第一观点,空气吹出装置具备管道部,该管道部开口有用于吹出作为工作气流的气流的主孔。在管道部中的主孔的周围设置有至少一个辅助孔,该辅助孔吹出用于抑制由工作气流引起的空气的吸入的支援气流。管道部中的确定从辅助孔吹出的支援气流的吹出角度的角度规定部位的至少一个从空气流上游侧朝向下游侧向远离主孔的中心线的方向倾斜。
根据第二观点,角度规定部位的至少一个以相对于主孔的中心线的倾斜角为和主孔相连的内壁面与主孔的中心线所成的角度以上的方式相对于主孔的中心线倾斜。由此,由于从辅助孔吹出的支援气流和从主孔吹出的工作气流的主流难以交叉,因此由于支援气流而引起的工作气流的中心附近的乱流充分地被抑制。
根据第三观点,管道部中形成辅助孔的部位的至少一部分相比形成主孔的部位位于管道部的内侧。
根据本发明人的研究可知,在工作气流的周围产生的横涡的涡流中心位于工作气流的速度边界层的厚度的大致中央,并且容易在形成主孔的部位的内侧产生。因此,如果是将形成辅助孔的部位的至少一部分相比形成主孔的部位定位于管道部的内侧的结构,则能够通过支援气流来紊乱横涡。由此,由于横涡难以发展,因此能够充分地提高从主孔吹出的工作气流的到达性。
根据第四观点,在管道部中的主孔的周围设置有多个辅助孔。由此,支援气流容易在主孔的下游与在工作气流的周围产生的横涡碰撞,并且在主孔的下游横涡容易紊乱,因此能够充分地抑制空气的吸入作用。
根据第五观点,在管道部,与辅助孔对应地设置有多个角度规定部位。多个角度规定部位从空气流上游侧朝向下游侧向远离主孔的中心线的方向倾斜。由此,由于从辅助孔吹出的支援气流和从主孔吹出的工作气流的主流难以交叉,因此由支援气流引起的工作气流的中心附近的紊乱充分地被抑制。
根据第六观点,多个角度规定部位中的一部分的角度规定部位相对于主孔的中心线的倾斜角与其他角度规定部位不同。
然而,认为实际的横涡的发展特性与在工作气流的周围并不一样,而具有多样性。因此,如果是一部分的角度规定部位相对于主孔的中心线的倾斜角和其他角度限定部位相对于主孔的中心线的倾斜角不同的结构,即使横涡具有多样的发展特性,也能够通过支援气流紊乱横涡而抑制空气的吸入作用。
根据第七观点,在管道部中的主孔的周围设置有沿着主孔的周缘的方向上的曲率为规定值的第一曲率部位和曲率比第一曲率部位的曲率小的第二曲率部位。多个角度规定部位中的与设置于第一曲率部位的辅助孔对应的部位相对于主孔的中心线的倾斜角比多个角度规定部位中的与设置于第二曲率部位的辅助孔对应的部位相对于主孔的中心线的倾斜角大。
根据本发明人的研究可知,在主孔的周围曲率较大的部位中,与曲率较小的部位相比,通过使形状变化较大,从而横涡的发展速度增大,有横涡容易扩展至从工作气流远离的位置的倾向。因此,如果曲率较大的部位的角度规定部位的倾斜角比曲率较小的部位的角度规定部位的倾斜角大,则能够有效地抑制在曲率较大的部位和曲率较小的部位的横涡的发展,从而抑制空气的吸入作用。

Claims (7)

1.一种空气吹出装置,其特征在于,
具备管道部(51),该管道部形成供气流通过的主流路(510),并且在所述主流路中的位于下游侧的部位开口有主孔(512),该主孔吹出作为工作气流的气流,
在所述管道部中的所述主孔的周围设置有至少一个辅助孔(515),该辅助孔吹出用于抑制由所述工作气流引起的空气的吸入的支援气流,
所述管道部中的确定从所述辅助孔吹出的所述支援气流的吹出角度的角度规定部位(516)的至少一个从空气流上游侧朝向下游侧向远离所述主孔的中心线的方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的空气吹出装置,其特征在于,
所述角度规定部位的至少一个以相对于所述主孔的中心线的倾斜角为和所述主孔相连的内壁面与所述主孔的中心线所成的角度以上的方式相对于所述主孔的中心线倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的空气吹出装置,其特征在于,
所述管道部中形成所述辅助孔的部位的至少一部分相比形成所述主孔的部位位于所述管道部的内侧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空气吹出装置,其特征在于,
在所述管道部中的所述主孔的周围设置有多个所述辅助孔。
5.根据权利要求4所述的空气吹出装置,其特征在于,
在所述管道部,与所述辅助孔对应地设置有多个所述角度规定部位,
多个所述角度规定部位从空气流上游侧朝向下游侧向远离所述主孔的中心线的方向倾斜。
6.根据权利要求5所述的空气吹出装置,其特征在于,
多个所述角度规定部位中的一部分的所述角度规定部位相对于所述主孔的中心线的倾斜角与其他所述角度规定部位不同。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的空气吹出装置,其特征在于,
在所述管道部中的所述主孔的周围设置有沿着所述主孔的周缘的方向上的曲率为规定值的第一曲率部位(514c、514d)和曲率比所述第一曲率部位的曲率小的第二曲率部位(514a、514b),
多个所述角度规定部位中的与设置于所述第一曲率部位的所述辅助孔对应的部位相对于所述主孔的中心线的倾斜角比多个所述角度规定部位中的与设置于所述第二曲率部位的所述辅助孔对应的部位相对于所述主孔的中心线的倾斜角大。
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