CN1210233A

CN1210233A - 直结式风门自动开闭控制装置

Info

Publication number: CN1210233A
Application number: CN 97116853
Authority: CN
Inventors: 翁国亮
Original assignee: YUFENG ENTERPRISE CO Ltd
Current assignee: Quanfeng Industry Co., Ltd.
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: CN1087071C

Abstract

一种直结式风门自动开闭控制装置,尤指一种可由感测元件不断侦测环境内的侦测值与其设定值经由控制器比对运算后,输出的控制信号以决定马达的转向、转速及作动时间,作为直接控制挡板作无限段的开闭旋摆作动,以达到风量变化控制。其结构由一风管、一挡板、一马达、一控制器等部件组成。其驱动马达与控制挡板为直接连结,使其马达与控制挡板做同步运动,直接驱动挡板由全开位置至全关位置间,使空调区内的温度或湿度等维持在一设定范围。

Description

直结式风门自动开闭控制装置

本发明涉及一种直结式风门自动开闭控制装置，尤指一种可由感测元件不断侦测环境内的侦测值与其设定值经由控制器比对运算后，作为直接感测控制挡板作无限段的开启旋摆作动，以达到风量变化控制。

现有风门开闭控制结构其送风箱的改良过程，由早期的固定风量，发展到两段式的风量控制，及至现在的无段式送风箱(如图1所示)。此型送风箱1是在一方形体的外壳11的一侧设有一步进马达16及一控制器12，而在其外壳11的内部设有一风管13，且该风管13的中央置有一挡板14，利用一拉杆组15间接驱动挡板14的旋摆，以控制出风量的大小，而该拉杆组15则是由一马达16所驱动(如图2所示)，再由马达16的主轴齿轮161的转动，使拉杆组15的齿条151做前进或后退的移位，以连动连杆152迫动摆杆153，驱动挡板14旋摆，以控制送(或排)风量。然此种风箱虽可达到出风量的控制，但仍有以下的缺点：

①由于组件多，且造价昂贵，装设成本偏高；

②利用拉杆组间接操控挡板控制风量大小，为了容置拉杆组等元件，导致风箱体积庞大，不但占空间，且装设时亦因体积大而施工困难度相对增高；

③故障率高，相对维修成本高。

本发明人有鉴于上述的缺点，乃潜心研究改良，利用感测元件直接获取感测到的环境温度值或相关值，输入一控制器与设定温度值(或相关设定值)运算比对后，输出一相对应控制信号，以控制马达的转向、转速及作动的时间，而形成一旋摆角度，使与马达转轴直接连接风门，及将原来笨重的方形外壳，改良成一单一风管(或风室)再配合马达直结式连动挡板使风门的风量成一种可变风量的控制，而达到改善现有技术的诸种缺失。

本发明的主要目的，乃在于提供一种可直接感测控制挡板在全关位置至全开位置间，做适度的旋摆控制，使风门的送风(或排风)控制成一可变风量的直结式风门开闭控制装置。

为达上述目的，本发明的技术方案包括：

一风管，是由一上管座及一下管座所构成，而该上管座，是为一中空管体，而底部则设有一接合凸缘，在凸缘的端面周缘上具有多个卡结柱，而该接合凸缘的一侧则开设有一缺口；而该下管座，是与上管座对应组合成一风管，其上端设有一接合凸缘，在该凸缘上则分设有多个与上管座的卡结柱对应套合的套合孔、一提供挡板支轴固定的固定槽及一切口；

一挡板，为一圆形板体乃装设于上管座与下管座间，以控制风管的出风或排风量；

一马达固定座，是在提供一马达的置放与固定后，以螺钉将该固定座钉结于风管侧缘；

一马达，是由一减速马达所构成；

一控制器，是装设于风管的侧缘，或延接于其他紧邻风管处，该控制器的内部设有一CPU，并自该控制器的本体向外延接有一个或一个以上的感测元件及一控制元件；

其特征在于该挡板的侧缘分别凸设有一承接座及一支轴并形成一轴心线，令马达主轴上所连结的一承块套设于该挡板的承接座内，使马达主轴的转动量直接驱动挡板与之做同步旋摆作动。

本发明的技术方案可使风门的送风、排风控制成一可变风量的直结式风门开闭控制，设备简单，造价低，故障率和维修成本也低。

以下兹配合图式说明，详细介绍本发明的实施例及其达成效益如后：

图1是现有风门控制结构的立体示意图；

图2是现有风门控制结构的马达与拉杆组的传动示意图；

图3是本发明的立体分解图；

图4是本发明的电路图；

图5是本发明的功能方块示意图；

图6是本发明的流程图；

图7是本发明的挡板旋摆的示意图(一)；

图8是本发明的挡板旋摆的示意图(二)；

图9是本发明的风门挡板开度与马达正转速乘以时间关系图；

图10是本发明的风门挡板开度与马达逆转速乘以时间关系图；

图11是本发明的马达转速与运转时间的关系图；

图12是本发明的实施例2的示意图；

图13是本发明的实施例2其挡板的立体示意图；

图14是本发明的实施例3的立体分解图；

图15是本发明的实施例3的操作示意图。

首先，请参阅图3、4所示。本发明主要是由：

一风管20，是由一上管座21及一下管座22所构成，而该上管座21是为一中空管体，其上端缘套设有一垫圈214，而底部则设有一接合凸缘211，在凸缘的端面周缘上具有若干卡结柱212，而该接合凸缘211的一侧则开设有一缺口213；而该下管座22是与上管座21对应组合成一风管2，其上端设有一接合凸缘221，在该凸缘221上则分设有若干与上管座21的卡结柱212对应套合的套合孔224、一可提供挡板支轴固定的固定槽222及一切口223，另在该下管座22的下端缘则套设有一垫圈225；

一马达M，是于主轴上连结一承块C，是套设于挡板40的承接座41内，以驱动挡板40作同步旋摆作动；

一马达固定座30，是在提供一马达M的置放与固定后，而以螺钉将该固定座30钉结于下管座22其缺口223下缘；

一挡板40，是为一圆形板体乃装设于上管座21与下管座22间以控制风管的出(或排)风量，其侧缘上分别凸设有一承接座41及一与承接座41相对应的支轴42，并形成一轴心线L；

一控制器50，是装设于下管座22的侧缘，亦可延接于其他紧邻风管20的适当处，而该控制器50的内部设有一CPU，并自该控制器50的本体向外延接有一个或一个以上的感测元件、一控制元件及一设定元件。请参阅图4所示，控制器将设定元件60所输入的设定值与感测元件71、72的侦测值，经由控制器50内的交叉分析55、舒适感调整56、停机需求57等运算电路比对后，再经处理单元54输出一相对应的控制信号，此控制信号传送至转向控制单元51、转速控制单元52及作动时间控制单元53，作为决定马达M的控制因素，同时另可由处理单元54输出另一信号至数字显示器90以显示相关数值供使用者阅读，其中：

该设定元件60，是为使用者对环境内温度或湿度、一氧化碳等的需求，所设定的相关值的操作元件：

一个或一个以上的感测元件71、72等等，是用以侦测环境内的温度、湿度、二氧化碳等的侦测值；

该功能控制元件80，是为设定为手动操作或自动操作，以及选择冷气、暖气运转模态的功能控制元件；

藉由上述元件的组合，当控制器50其感测器是依空调区内对送风或排风的需求，选测其所需感测的项目，即被选测的目标如为温度，则该感测器71即为一感温器，如选测的目标为风量，则为一风量感测器，也就是说依测定的目标需求的不同，选择不同感测项目的感测器来测定其所需的感测值，并藉以达到正确侦测其空调区内的环境温度或风量等等。

请参阅图5所示，是为本发明的功能方块示意图，并对照图6的本发明的流程图，当感测元件71、72所侦测的感测值VA与设定元件60所设定值VS经由控制器50比较运算后，提供三个控制信号，分别传送至转向控制单元51即决定正转或逆转的方向、转速控制单元52即决定马达的转动速度及作动时间控制单元53即决定马达转动的时间，并再分别由此三种控制单元传输控制信号，即为决定马达M的转向、转速及转动的时间，以控制风门挡板40的旋摆角度，且其因感测元件为不断且随时侦测环境内的值，故其每一时刻的侦测值皆不一定相同，控制器50会有不同的控制信号，因此会随时有不同三个控制信号(转向、转速及作动时间)来决定马达M转动的三因素。

由于此马达是一减速马达，经由内部减速装置的速度转换后，最后仅控制在0-90°间做运转作动，而该马达M，其主轴上则连结一承块C，因该承块C是套设于挡板40的承接座41内，以致马达主轴运转时其转动量将直接同步连动承块C驱动承接座41，而使挡板40在全开位置至全关位置间做旋摆作动(如图7、8所示)，也因为该挡板40在风管内的旋摆作动，使送(或排)风量控制在全开与全关间，依室内其环境值的变化，以使控制器50根据CPU运算的结果，以控制马达M主轴的转动量，而驱动挡板40调控其旋摆角度以控制风量的大小，并使送(或排)风量成为一种随机调变的可变风量供应，以确保空调区内的环境需求维持在一设定的范围内，并达到能源的节约及提高使用效率。

请参阅图9所示，是为挡板开度与马达正转速乘以运转时间的关系图，由图可知当挡板正转时(即挡板由闭至开的方向)的开度与正转速+S_N乘以运转时间T_N的值成正比，转速是指马达轴的单位时间转动量(即转动的角度)，而在马达轴转动量为X_H时，挡板开度为100％，该挡板是在全开位置，因此挡板开度愈大，通过的风量愈大。请参阅图10所示，是为挡板开度与马达逆转速-S_N乘以运转时间T_N的关系图，由图可知当挡板为逆转时(即将挡板由开至闭的方向)，其挡板的开度与逆转速同运转时间的乘积成反比，若挡板的开度愈小，通过的风量愈小。故由上述可得知风门挡板旋摆角度(马达轴转动量)与马达转速乘以运转时间的值两者间的关系成正比，另马达转速与马达输入功率成正比，因此由马达输入功率及输入功率时间可控制风门挡板的旋摆角度，且如果其马达转速愈快，即风门挡板由全开至全闭(或由全闭至全开)的时间就愈短；反之，若其马达转速愈慢，则风门挡板由全开至全闭(或由全闭至全开)的时间就愈长，如图11所示。

再者，本发明的感测元件，是可依需求的不同而有不同的感测元件，可采用温度感测器、湿度感测器、一氧化碳或二氧化碳的感测元件，以适应各种不同的环境需求。

此外，本发明其风管内的挡板40的板体形状，可依风管的截面形状的不同，而与风管成一对应的板体形状，如该风管截面形状为方形者，则挡板40的板体形状亦随之为一方形的板体。

图12、13所示，是本发明的实施例2示意图，其中挡板44可配合其他的风室对风量操控的不同需求，如汽车的风室等，使挡板44其支轴47与承接座46间所形成的轴心线L，是位于挡板44的侧缘45位置(如图8所示)，挡板44乃能在风室A的上挡止点A1与下挡止点A2间做0-180。间的旋摆角度(或由全开至全关间做任何旋摆角度)，以控制其风门的风量大小。

图14所示，是为本发明实施例3的立体分解图，其中挡板40的一侧可设一内凹部43以容置一马达M锁结固定其上，并在挡板40的内凹部43与挡板缘衔接处形成一较小凹口431，以使马达主轴M1能够凸出于挡板外侧，而形成挡板40的另一支轴点，而此马达主轴M1是与支轴42同保持在一轴心线L上，而该马达主轴M1前端则套设有一卡结块D，该卡块D的截面为一非圆形的断面，可为一椭圆、方形等的截面形状，并以之卡结套入于固定座226所设的卡结孔227，而该卡结孔227的孔形是与卡结块D的截面成相对应的孔槽形状，以能容置卡结块D的置入与卡结，另固定座226是锁结固定于风管外侧，如是结构当马达M受控制器50的驱动而转动时，由于主轴M1前端卡结块D受固定座226的卡结孔227的卡制，将使挡板40随着马达M的转动而偏摆，并达到风量的控制(如图15所示)。

综上所述，本发明由设定值及感测值的比对，经由控制器的运算、处理与控制，可以正确且适时的控制其马达的转速、转向及作动时间，使风门挡板做无限段或多段的旋摆作动，而达到风量控制。

Claims

1、一种直结式风门自动开闭控制装置，包括：

一马达，是由一减速马达所构成；

2、如权利要求1所述的一种直结式风门自动开闭控制装置，其特征是该控制器的CPU是根据感测器所测得的环境值与设定值进行比对后，输出一相对应的控制信号，以控制马达主轴的运转作一转动量，以驱动挡板由全开位置至全关位置间，进行旋摆作动，而达到控制风门的出风或排风量的大小，确保室内的环境值维持在一设定的范围。

3、如权利要求1所述的一种直结式风门自动开闭控制装置，其特征是该挡板车板体形状，依风管截面形状的不同，而与风管成一对应的板体形状。

4、如权利要求1所述的一种直结式风门自动开闭控制装置，其特征是该风管为一风箱或其他的送风管道，而挡板上所凸设的支轴与承接座间所形成的轴心线，位于挡板的侧缘，以增加挡板的旋摆角度。

5、如权利要求1所述的一种直结式风门自动开闭控制装置，其特征是该挡板的一侧设有一内凹部以容置该马达锁结固定其上，并在挡板的内凹部与挡板侧缘衔接处形成一小凹口，以使马达主轴能够凸出于挡板外侧，形成挡板的另一支轴点，此马达主轴是与另一支轴同保持在一轴心线上，且该马达的主轴前端则套设有一卡结块，该卡结块的截面为一非圆形的断面，是一椭圆或方形的截面形状，并以之卡结套入于固定座所设的卡结孔，而该卡结孔的孔形是与卡结块的截面成相对应的孔槽形状，以能容置卡结块的置入与卡结，另固定座锁结固定于风管外侧，当马达受控制器的驱动而转动时，由于主轴前端卡结块受固定座的卡结孔卡制，将使挡板随着马达的转动量而偏摆，而达到风量的控制。

6、如权利要求1所述的一种直结式风门自动开闭控制装置，其特征是该感测元件为温度感测器、湿度感测器、一氧化碳或二氧化碳感测器。