DE3423928A1 - Vorrichtung zur steuerung der abstroemrichtung einer klimaanlage - Google Patents

Vorrichtung zur steuerung der abstroemrichtung einer klimaanlage

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Description

Beschre ibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung des Luftstroms einer Klimaanlage, beispielsweise einer Raumklimaanlage.
In bekannten Vorrichtungen zur Steuerung der Abströmrichtung des Luftstromes einer Klimaanlage wird der Flügel zum Ändern der Abströmrichtung durch einen Motor o.dgl. angetrieben, wobei die Steuerung in Abhängigkeit von der Temperatur der Gebläseluft erfolgt. Dabei kann zwischen einer automatischen und einer manuellen Betriebsweise umgeschaltet werden, indem eine an den Motor angelegte Spannungsquelle ein- oder ausgeschaltet wird.
Diese bekannte Anordnung weist den Nachteil auf, daß eine Einrichtung zur Erfassung der Temperatur der Gebläseluft und ein teurer Motor für die Betätigung des Flügels eingesetzt werden müssen, was zu einer Erhöhung der Kosten führt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung einer Klimaanlage zu schaffen, die in der Lage ist, mittels einer einfachen Konstruktion und bei entsprechend niedrigen Kosten den Antrieb und die Steuerung des Flügels zum Ändern der Abströmrichtung des Luftstroms zu bewirken. Die Vorrichtung soll zuverlässig funktionieren und in unterschiedliche Klimaanlagen eingesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Formelement aus Memory-Legierung, das den Flügel zum Ändern der Abströmrichtung in eine Richtung dreht, und eine Vorspannfeder vorgesehen sind, die den Flügel zum Ändern der Abströmrichtung in die andere Richtung drückt, daß das Formelement und die Vorspannfeder an einer Luftgebläseöffnung der Klimaanlage angeordnet sind, aus der wärmegetauschte Luft strömt, daß ein Hebelarm gegen eine Welle auf einer Seite des die Abströmrichtung ändernden Flügels gedrückt wird, und daß ein Freigabemechanismus vorgesehen ist, der den Hebelarm aus der Verbindung mit der Welle löst.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schutzverkleidung mit zahlreichen Lüftungslöchern vorgesehen, die das spulenförmige Formelement aus Memory-Legierung schützt.
Solange bei der Vorrichtung der Hebelarm in Verbindung mit der Welle steht, wird eine Verstellung des Flügels zum Ändern der Abströmrichtung durch das spulenförmige Formelement aus Memory-Legierung verhindert. Wird dagegen der Hebelarm von der Welle entfernt, so wird der Flügel zum Ändern der Abströmrichtung automatisch dem Drehantrieb durch die Expansion bzw. Kontraktion des Formelementes aus Memory-Legierung ausgesetzt. Da das Formelement aus Memory-Legierung durch die Schutzverkleidung geschützt ist, kann es von außen nicht berührt werden, so daß dem Formelement aus Memory-Legierung die richtige Luftmenge und Lufttemperatur, ohne durch seitliche Luftstrom-Richtungsänderungen beeinflußt zu
— a —
werden, zugeführt werden.
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Einzelheiten der Erfindung in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische,
teilweise aufgebrochene Darstellung der Innenraumeinheit einer Raumklimaanlage, die mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung versehen ist,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Gitterabschnittes des Luftgebläses der Klimaanlage gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorderansicht in vergrößertem Maßstab der Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung entsprechend Fig. 1 bei manueller Betätigung,
Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 3, bei automatischer Betriebsweise,
Fig. 5 einen Querschnitt in vergrößertem Maßstab entlang der Linie V-V gemäß Fig. 1, und
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Hebelarms mit Schutzverkleidung, zur Verwendung in der Steuervorrichtung der Fig. 1 bis 5.
In Fig. 1 ist die Innenraumeinheit 1 einer geteilten Raumklimaanlage dargestellt, in der eine Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung verwendet werden kann. Die rechtwinklige und kastenförmigen Innenraumeinheit 1 gemäß Fig. 1 weist auf ihrer Vorderseite Ansaugöffnungen 2 und ein Luftgebläsegitter 3 mit einer öff-
— ξ »mm.
nung 3a auf. Die Öffnung 3a ist mit einem Flügel 8 zum Ändern der Abströmrichtung des Luftstroms nach oben oder unten sowie mit Rippen 13 zum Ändern der seitlichen Abströinrichtung, d.h. der Abströmrichtung zur linken oder rechten Seite, versehen.
Im folgenden wird insbesondere anhand von Fig. 2 der Aufbau des Luftgebläsegitters 3 im einzelnen erläutert.
Ein rechtsseitiges Lager 4 ist mit einer Einkerbung 4n versehen, die einen sich axial erstreckenden, versetzten Abschnitt 4a und einen Eingriffsabschnitt 4b enthält, der mit dem versetzten Abschnitt 4a in Verbindung steht und sich in einem äußeren peripheren Teil des Lagers 4 erstreckt. Das Lager 4 ist an der rechten Wand 3hl des Luftgebläsegitters 3 befestigt. Außerdem ist ein Hebelarm 6 mit einem hohlen, röhrenförmigen, horizontalen Abschnitt 6h mit einer zentralen, axialen Bohrung vorgesehen, die in eine erste Bohrung 6fl zur Aufnahme einer rechtsseitigen Welle 8b des Flügels zum Ändern der Abströmrichtung und in eine zweite Bohrung 6f2 unterteilt ist, wobei die beiden Bohrungen durch eine zwischen ihnen gebildete Trennwand 6f3 getrennt sind. Außerdem weist der Hebelarm 6 eine Betätigungstaste 6b auf, die gleitend in der Einkerbung 4n bewegt werden kann, sowie einen senkrechten Abschnitt 6v, der sich im rechten Winkel von einem Ende des horizontalen Abschnitts 6h erstreckt. Eine Spiralfeder 5 -ist zur manuellen Betätigung zwischen dem Lager 4 und dem anderen Ende des horizontalen Abschnitts 6h (d.h. der Trennwand 6f3 in der zweiten Bohrung 6f2 des horizon-
talen Abschnitts 6h) des Hebelarms 6 angeordnet. Ein Formelement 7 aus Memory-Legierung (SMA = shape memory alloy), das als Verstellantrieb für den Flügel zum Ändern der Abströmrichtung des Luftstromes dient, weist eine spulenförmige Form auf und zieht sich entsprechend der Temperatur zusammen oder dehnt sich aus. Eines seiner Enden ist mit einem Befestigungsloch 6a am unteren Ende des senkrechten Abschnitts 6v des Hebelarms 6 verbunden und das andere Ende ist mit einem Befestigungsloch 8a am unteren Rand des Flügels 8 zum Ändern der Abströmrichtung verbunden. Ferner ist eine Vorspannfeder 9 in Form einer Spule mit ihrem einen Ende an einem neben der linken Wand 3h2 des Luftgebläsegitters 3 angeordneten Befestigungsloch 3b und mit dem anderen Ende an einem Befestigungsloch 10a befestigt. Das Befestigungsloch 10a ist in einem linksseitigen Lager 10 zur Aufnahme einer linksseitigen Welle 8c des Flügels 8 ausgebildet. Die Vorspannfeder 9 drückt normalerweise den Flügel 8 in eine horizontale Richtung.
Im folgenden wird anhand der Fig. 3 und 4 die Arbeitsweise der Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung in manueller und automatischer Betriebsweise erläutert.
Bei manueller Betätigung (Fig. 3) preßt die Spiralfeder 5 im gestreckten Zustand den Hebelarm 6 gegen die Endfläche der rechtsseitigen Welle 8b des Flügels 8. Dabei wird der Flügel 8 infolge der Reibung zwischen dem Hebelarm 6 und der Welle 8b stationär gehalten, ohne durch die Expansion und Kontraktion des spulenförmigen
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Formelementes 7 aus Memory-Legierung beeinflußt zu werden. In diesem Zustand kann der Flügel 8 zum Wechseln der Abströmrichtung durch eine manuelle Kraft, die größer als die Reibungskraft ist, gedreht werden.
Bei der automatischen Betätigung (Fig. 4) hingegen wird die Betätigungstaste 6b des Hebelarms 6 mit dem Abschnitt 4b der Einkerbung 4n im Lager 4 gegen die Druckkraft der Spiralfeder 5 in Verbindung gebracht. In diesem Falle ist die Spiralfeder 5 zusammengedrückt und zwischen dem Ende der rechtsseitigen Welle 8b des Flügels 8 und der Trennwand 6f3 der ersten Bohrung 6fl im horizontalen Abschnitt 6h des Hebels 6 bildet sich ein Freiraum A. Dadurch dreht sich der Flügel 8 infolge der Druckkraft der Vorspannfeder 9 und der Expansion bzw. Kontraktion des spulenförmigen Formelementes 7 aus Memory-Legierung.
Diese Arbeitsweise soll nun ausführlich erläutert werden.
Im Normalfall ist die Innenraumeinheit 1 an einem oberen Abschnitt einer Wand innerhalb eines Raumes angebracht. Demzufolge wird während des Kühlens ein kalter Luftstrom in horizontaler Richtung aus der Öffnung 3a des Luftgebläses abgegeben. Während des Heizens wird eine heißer Luftstrom nach unten aus der öffnung 3a des Luftgebläses geblasen. Falls die Temperatur der abgegebenen Luft beim Heizen geringer ist als die Körpertemperatur des Menschen, so fühlt sie sich kalt an. Nun stellt das Formelement 7 aus Memory-Legierung fest, ob
die Temperatur des aus der Öffnung 3a des Luftgebläses abgegebenen Luftstroms eine Temperatur von ungefähr 37*-40°C erreiqht hat und zieht sich ggf. durch die elastische Kraft der Vorspannfeder 9 zusammen, wodurch der Flügel 8 zum Wechseln der Abströmrichtung nach unten gerichtet wird und demzufolge die Luft nach unten abströmt. Wird aus diesem Zustand die Temperatur der Gebläseluft auf unter etwa 30e-33°C gesenkt, so wird dies durch das Formelement 7 aus Memory-Legierung festgestellt, das sich dann verlängert. Durch die elastische Kraft der Vorspannfeder 9 wird der Flügel 8 zum Wechseln der Abströmrichtung so gezogen, daß er sich in horizontaler Richtung ausrichtet und damit auch die aus der Öffnung 3a des Luftgebläses abgegebene Luft in horizontale Richtung strömt. Da dieser Luftstrom bei Temperaturen im Bereich von 30"-330C, also niedriger als die Körpertemperatur des Menschen, in horizontaler Richtung in einer Höhe oberhalb des menschlichen Kopfes abgegeben wird, besteht keine Möglichkeit, daß der menschliche Körper Kälte empfindet.
In Fig. 6 ist eine Schutzverkleidung P am unteren Ende des vertikalen Abschnitts 6v des Hebelarms 6 dargestellt. Die Schutzverkleidung P weist gegenüberliegend Seitenwände 6wl und 6w2 und eine Vorderwand 6d, die die vorderen Ränder der Seitenwände 6wl und 6w2 miteinander verbindet, sowie zahlreiche Lüftungslöcher 6e auf und schützt das Formelement 7 aus Memory-Legierung. Da die gegenüberliegenden Seitenwände 6wl und 6w2 als flache Platten ausgebildet sind, um das Formelement 7 aus Memory-Legierung zu überdecken, ist der Luftstrom
zu jeder Zeit einheitlich auf das Formelement 7 aus Memory-Legierung gerichtet ohne es zu verfehlen (Fig. 5), auch wenn die Richtung des Luftstroms durch die Betätigung der Rippen 13 zum Wechseln der seitlichen Abgaberichtung verändert wird. Die Rückseite 6c der durch die Seitenwände 6wl und 6w2 sowie die Vorderwand 6d gebildeten Schutzverkleidung P ist offen, um einen gleichmäßigen, durch das Gebläse 14 erzeugten Luftstrom, der durch einen Luftkanal 12 innerhalb der Innenraumeinheit 1 strömt, aufzunehmen, während die Vorderwand 6d mit den Lüftungslöchern 6e versehen ist. Der durch die Rückseite 6c eingeführte Luftstrom wird daher auch nach dem Passieren des spulenförmigen Formelementes 7 aus Memory-Legierung nicht gestört. Eingekerbte Abschnitte 6b sind an der oberen Hälfte der Seitenwände 6wl und 6w2 ausgebildet, so daß der Hebelarm 6 durch den Flügel 8 zum Wechseln der Abströmrichtung während der Auf- und Abwärtsbewegungen nicht beeinflußt wird.
Durch diese Anordnung wird ein Teil des durch den Luftstromkanal 12 strömenden Luftstroms in die Rückseite 6c der Schutzverkleidung P eingeführt (vgl. Fig. 5) und durch die Lüftungslöcher 6e in der Vorderwand 6d durch das Formelement 7 aus Memory-Legierung abgegeben. In diesem Fall ist das spulenförmige Formelement 7 aus Memory-Legierung der Expansion und Kontraktion entsprechend der Temperatur des Luftstroms unterworfen und dreht so den Flügel zum Ändern der Abströmrichtung über die gekerbten Abschnitte 6g.
Der Flügel zum Ändern der Abströmrichtung des Luft-
Stroms in der Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung der Klimaanlage an der öffnung des Luftgebläsegitters der Klimaanlage wird durch ein Element aus Memory-Legierung angetrieben, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur ausdehnt bzw. zusammenzieht. Die automatische Drehung und das Anhalten an jeder gewünschten Stellung des Flügels zum Wechseln der Abströmrichtung kann durch Freigeben des Hebelarms aus seinem Kontakt mit der Welle des Flügels bewirkt werden. Dadurch wird nicht nur die Bedienung erheblich vereinfacht, sondern auch der Stellmotor und die Temperaturfühleinrichtungen etc., die in den bekannten Vorrichtungen für diese Zwecke erforderlich sind, werden überflüssig, wodurch sich dementsprechend die Kosten erheblich senken lassen. Da außerdem der Mechanismus zum Feststellen bzw. Freigeben des Flügels zum Wechseln der Abströmrichtung aus einem gekerbten Abschnitt im Lager und einer Betätigungstaste am Hebelarm besteht, ist auch diese Konstruktion erheblich vereinfacht, was zu geringeren Störungen und niedrigeren Kosten führt.
Wird darüber hinaus der Hebelarm, der ein Ende des Formelements aus Memory-Legierung trägt, in Form einer Schutzverkleidung für das Formelement aus Memory-Legierung ausgeführt, so wird das Formelement aus Memory-Legierung vorteilhaft gegen äußere Kräfte geschützt. Die Lüftungslöcher in der Schutzverkleidung stabilisieren die Ventilation in Bezug auf das Formelement aus Memory-Legierung, wodurch eine verlässliche Expansion und Kontraktion des Formelementes und eine wirksame und verlässliche Richtungssteuerung für die Luftstromabgabe
erreicht werden kann.
Die Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung für Innenraumeinheiten von Raumklimaanlagen gemäß den vorstehenden Ausführungsformen kann auch auf Steuerungsvorrichtungen für andere Klimaanlagenf Luftgebläse und dergleichen verwendet werden.

Claims (5)

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., 1006, Oaza Kadoma, Kadoma-shi, Osaka-fu, Japan Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung einer Klimaanlage Ansprüche
1.)Vorrichtung zur Steuerung der Abströmrichtung einer ^—Klimaanlage, mit einem Flügel, der die Abströmrichtung des Luftstroms nach oben bzw. unten steuert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formelement (7) aus Memory-Legierung, das den Flügel (8) zum Ändern der Abströmrichtung in eine Richtung dreht, und eine Vorspannfeder (9) vorgesehen sind, die den Flügel (8) zum Ändern der Abströmrichtung in die andere Richtung drückt,
daß das Formelement (7) und die Vorspannfeder (9) an einer Luftgebläseöffnung (3a) der Klimaanlage angeordnet sind, aus der wärmegetauschte Luft strömt, daß ein Hebelarm (6) gegen eine Welle (8b) auf einer
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Martinistraße 24 Telefon
Telecopierer
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Seite des die Abströmrichtung ändernden Flügels (8) gedruckt wird,
und daß ein Freigabemechanismus vorgesehen ist, der den Hebelarm (6) aus der Verbindung mit der Welle (8b) löst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freigabemechanismus in axialer Richtung ein Lager (4) aufweist, das den Hebelarm (6) beweglich aufnimmt und mit einer Einkerbung (4n) versehen ist, in der eine Betätigungstaste (6b) des Hebelarms (6) gleitend beweglich ist, daß die Einkerbung (4n) durch einen sich axial erstreckenden, versetzten Abschnitt (4a) und einen Eingriffsabschnitt (4b) gebildet wird, der mit dem versetzten Abschnitt (4a) in Verbindung steht und sich in äußerer peripherer Richtung des Lagers erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzverkleidung (P) vorgesehen ist, die zahlreiche Lüftungslöcher (6e) aufweist und auf der stromabgelegenen Seite des Formelementes (7) aus Memory-Legierung angeordnet ist, um den Flügel (8) zum Ändern der Strömungsrichtung zu drehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzverkleidung (P) und der Hebelarm (6) einstückig ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (8)
an seinen entgegengesetzten Enden durch Seitenwände (3hl, 3h2) der Luftgebläseöffnung (3a) der Klimaanlage schwenkbar gehalten wird, daß die an einer der Seitenwände vorgesehene Vorspannfeder (9) den Flügel (8) horizontal hält, daß die andere der Seitenwände der Luftgebläseöffnung (3a) mit dem Hebelarm (6) versehen ist, der durch eine Spiralfeder (5) in Verbindung mit einem Endabschnitt des Flügels (8) gehalten wird, daß ein Freigabemechanismus vorgesehen ist, der den Hebelarm (6) aus der Verbindung mit dem Flügel löst, daß das Formelement (7) aus Memory-Legierung seine Form so ändert, daß es den Flügel (8) nach unten richtet, wenn der Luftstrom aus der Luftgebläseöffnung (3a) eine Temperatur oberhalb einer vorbestimmten Temperatur besitzt, und daß die Schutzverkleidung (P), die das Formelement (7) aus Memory-Legierung umgibt und integral mit dem Hebelarm (6) ausgebildet ist, zahlreiche Lüftungslöcher (6e) aufweist.
DE19843423928 1983-07-01 1984-06-29 Vorrichtung zur steuerung der abstroemrichtung einer klimaanlage Granted DE3423928A1 (de)

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