JP4698262B2 - 空気調和機の室内機の風向調整装置 - Google Patents
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Description
また、吹出グリルの口部に風向を変更する左右フラップを設け、この左右フラップを左右メインフラップと左右サブフラップとで構成し、左右サブフラップは左右メインフラップの位置に対し吹出グリルの側面部に軸支し、左右メインフラップを回動するモータの駆動力を連結棒により駆動力半伝達装置に伝え、この駆動力半伝達装置により左右フラップが吹出グリル中央方向に傾いている場合には左右メインフラップと左右サブフラップとを連動して回動させる空気調和機の風向調整装置もある(例えば、特許文献2参照。)。
また、特許文献2では、冷房運転時に左右サブフラップの圧力面側空気と負圧面側空気に大きな温度差が生じることから、圧力面側の冷たい空気によって冷やされた左右サブフラップにより、負圧面側の湿った空気も冷やされ、左右サブフラップが結露する可能性があるという問題点があった。
図1から図4は、この発明の実施の形態1における風向調整装置に係る図であり、図1は空気調和機の室内機の断面図であり、風向調整装置の断面図も兼ねている。図2は風向調整装置の回動図、図3は風向調整装置の模式図、図4は風向調整装置の空気の流れを示す図である。図2から図4は、図1のA側から風向調整装置を見た図である。
図1において、空気調和機の室内機10のファン13が回転すると、気流Fは吸込口14や天面グリル15から吸い込まれ、フィルタ16と熱交換器17を経てファン13、風路11を通り、吹出口18から室内へと吹き出される。ガイドベーン1(下流側の分割ガイドベーン1a、上流側の分割ガイドベーン1b)は、吹出ノズル12(吹出口18)の長手方向に複数並列配設され、ガイドベーン1が回転軸2(下流側回転軸2a、上流側回転軸2b)を中心に回動することにより吹出気流は吹出口18の長手方向に偏向される。
図1、図3において、ガイドベーン1は上流側(上流側の分割ガイドベーン1b)から下流側(下流側の分割ガイドベーン1a)に2分割され、それぞれの回転軸2b、2aにより回動可能に立設される。下流側の分割ガイドベーン1aの回転軸2aは、上流側の分割ガイドベーン1bが回転軸2bを中心として描く軌跡の内部に設けられ、また、回転軸2a、2bは風路11に沿う吹出気流方向に直列に配置されている。このとき、下流側の分割ガイドベーン1aには回動用作用軸3、連結用作用軸4があり、回動用作用軸3は連結棒5に連結され、隣接するガイドベーン1と連動している。連結用作用軸4には連動アーム6に回動可能に連結され、連動アーム6は上流側ガイドベーン1bに固定接続されている。連結棒5の端はクランク7を介してモータアーム8と連結されガイドベーン用モータ9の回転運動を連結棒5に伝えている。クランク7を下流側の分割ガイドベーン1aもしくは上流側の分割ガイドベーン1bに連結しても良い。
ここで、連結棒5、クランク7、モータアーム8及びガイドベーン用モータ9等がガイドベーン回動手段を形成する。
また、ガイドベーン用モータ9が図2(b)と反対方向に回動すれば図2(c)の如く、ガイドベーン1(1a、1b)も反対方向に回動する。ガイドベーン1(1a、1b)が右方向に回動したときも左方向に回動したときも、上流側の分割ガイドベーン1bの下流側は常に下流側の分割ガイドベーン1aの負圧面側に位置することとなり、また、ガイドベーン1(1a、1b)が正面方向を向く(風路11に沿う吹出気流方向を向く)ときは(回動しないとき)、ガイドベーン1a、1bは風路方向に一直線に配列することとなる。
ここで、図4(b)は、従来のガイドベーンの局所的な風向分布図であり、上流側ガイドベーンが下流側ガイドベーンの圧力面側に位置している。そのため、図4(a)の場合と異なり、気流Dは上流側ガイドベーン1bの圧力面側から下流側ガイドベーン1aの圧力面側へと流れ、下流側ガイドベーン1aの負圧面側に流れ込む気流は存在しない。したがって、ガイドベーンの負圧面に大きな剥離Eが生じている。図4(a)と図4(b)の比較によれば、本実施の形態の風向調整装置は負圧面剥離を大きく低減する効果があることがわかる。
なお、送風運転や暖房運転の場合、負圧面剥離が発生しても結露水は発生しないが、風量低下防止や騒音悪化防止の効果を同じように得ることができる。
なお、ここではガイドベーンを2分割としたが、同様の機構により3つ以上に分割しても同じ効果が得られる。
図5から図6はこの発明の実施の形態2における風向調整装置に係る図であり、図5は空気調和機の室内機の断面図、図6は風向調整装置の回動図であり、図5のA側から風向調整装置を見た図である。
図5において、空気調和機の室内機10のファン13が回転すると、気流Fは吸込口14や天面グリル15から吸い込まれ、フィルタ16と熱交換器17を経てファン13、風路11を通り、吹出口18から室内へと吹き出される。ガイドベーン1(下流側の分割ガイドベーン1a、上流側の分割ガイドベーン1b)は吹出ノズル12(吹出口18)に吹出口の長手方向に複数並列配設され、ガイドベーン1が回転軸2(下流側回転軸2a、上流側回転軸2b)を中心に回動することにより吹出気流は吹出口18の長手方向に偏向される。
図5、図6において、ガイドベーン1は上流側(上流側の分割ガイドベーン1b)から下流側(下流側の分割ガイドベーン1a)に2分割されて配列され、それぞれ回転軸2b、2aにより回動可能に立設される。下流側ガイドベーン1aの回転軸2aは、上流側の分割ガイドベーン1bが回転軸2bを中心として描く軌跡の内部に設けられ、また、回転軸2a、2bは風路11に沿う吹出気流方向に直列に配置されている。このとき、両ガイドベーン1a、1bにはそれぞれ回動用作用軸3a、3bがあり、回動用作用軸3a、3bは、それぞれ連結棒5a、5bに連結され隣のガイドベーンと連動している。連結棒5a、5bの端は、それぞれクランク7a、7bを介してモータアーム8a、8bと連結されガイドベーン用モータ9a、9bの回転運動を連結棒に伝えている。クランク7aを下流側ガイドベーン1a、クランク7bを上流側ガイドベーン1bに連結しても良い。
ここで、連結棒5a、5b、クランク7a、7b、モータアーム8a、8b及びガイドベーン用モータ9a、9b等がガイドベーン回動手段を形成する。
なお、送風運転や暖房運転の場合、負圧面剥離が発生しても結露水は発生しないが、風量低下防止や騒音悪化防止の効果を同じように得ることができる。
図7から図11はこの発明の実施の形態3における風向調整装置に係る図であり、図7は空気調和機の風向調整装置の断面図、図8は空気調和機の風向調整装置の回動図、図9は風向調整装置のベーン長さ、ベーンピッチと吹出し気流角度との関係を表すグラフ、図10は風向調整装置の空気の流れを示す図、図11はガイドベーンを示す図である。図8と図10は、図7のA側から風向調整装置を見た図である。
図7において、空気調和機の室内機10のファン13が回転すると、気流Fは吸込口14や天面グリル15から吸い込まれ、フィルタ16と熱交換器17を経てファン13、風路11を通り、吹出口18から室内へと吹き出される。ガイドベーン1は吹出ノズル12(吹出口18)に、回転軸2により回動可能に立設され、また、吹出口18の長手方向に複数並列配設され、回動することにより吹出気流は吹出口18の長手方向に偏向される。
図7、8において、ガイドベーン1は平板から成り、ガイドベーン1の上流側から下流側への長さをLとし、ガイドベーン1の上流側先端部と、隣接するガイドベーンの上流側先端部との距離をベーンピッチTとする。ガイドベーン1は、1.05<L/T<1.5となるように並列配設されている。ガイドベーン1には作用軸3があり、作用軸3は連結棒5に連結され隣接のガイドベーンを連動している。
ここで、ガイドベーン回動手段は、実施の形態1、2と同様である。
図10(a)は1.05<L/T<1.5とした場合の局所的な風向分布図であり、レイノルズ数が1×104の時の状態を示している。代表長さをガイドベーン1の長さとしている。レイノルズ数が2×103から5×104の範囲で、図10に示す流れの状態となる。図10(a)では、隣接するガイドベーン1の影響により気流Dは負圧面剥離を抑える方向に力を受け、負圧面剥離を小さくすることができる。そのため、ガイドベーン回動角度とほぼ同じ角度で気流Dが吹き出す。
図10(b)はL/T<1.05とした場合の局所的な風向分布図である。ベーンピッチTが大きいために、流れDが負圧面剥離を抑える方向に力を受けず、気流Dはガイドベーン1の形状に追随せず、ガイドベーン1間の流れの多くはほぼ直進する。そのため、図10(a)と比較して負圧面剥離Eが大きく、ガイドベーン回動角度よりも小さい角度で気流が吹き出す。
図9は、気流の流入方向に対して平板を45度傾けて並列に複数並べたときの、L/Tと吹出し角度との関係のグラフである。図9によれば、1.05<L/T<1.5とすれば、最も良い気流偏向効果が得られる。したがって、図9と図10より、1.05<L/T<1.5とすれば負圧面剥離が抑えられるという効果が示される。
なお、図11に示すガイドベーン1のように、ガイドベーン長さLは高さ方向に異なる場合があるが、ガイドベーン高さ方向Hの中央部近傍が風速の最も早くなる部分であるため、この部分が気流に与える影響が他の部分よりも大きい。従って、ガイドベーン高さ方向の中央部近傍のガイドベーン長さをガイドベーン代表長さLとする。
図12はこの発明の実施の形態4における空気調和機の室内機の風向調整装置の回動を示す回動図である。図12は、図7のA側から風向調整装置を見た図である。
図12において、ガイドベーン1が吹出口18に設けられ、また、吹出口18の長手方向に複数並列配設されるのは、実施の形態1〜3と同様である。
中央部のガイドベーン1cは、平板から成り、回転軸2cをもつ。中央部のガイドベーン1cの長さをLとし、ガイドベーン1cの上流側先端部と、隣接するガイドベーンの上流側先端部との距離をベーンピッチTとする。中央部のガイドベーン1cは、1.05<L/T<1.5となるように並列配設されている。中央部ガイドベーン1cには、回動用作用軸3を有し、回動用作用軸3は連結棒5に連結され隣のガイドベーン1cを連動している。
一方、両端部のガイドベーン1a、1bは、上流側から下流側へと2分割された上流側の分割ガイドベーン1bと下流側の分割ガイドベーン1aであり、それぞれ回転軸2b、2aにより回動可能に立設される。下流側ガイドベーン1aの回転軸1aは、上流側ガイドベーン1bが回転軸2bを中心として描く軌跡の内部に設けられ、また、回転軸2a、2bは流れの正面方向に直列に配置されている。このとき、下流側の分割ガイドベーン1aには回動用作用軸3、連結用作用軸4があり、回動用作用軸3は連結棒5に連結され隣接のガイドベーン1と連動している。連結用作用軸4には連動アーム6に回動可能に連結され、連動アーム6は上流側の分割ガイドベーン1bに固定接続されている。連結棒5の端はクランク7を介してモータアーム8と連結され、ガイドベーン用モータ9の回転運動を連結棒5に伝えている。クランク7をガイドベーン1aもしくは1bに連結しても良い。
連結棒5、クランク7、モータアーム8及びガイドベーン用モータ9等でガイドベーン回動手段を形成するのは同様である。
また、中央部ガイドベーン1を平板とし、1.05<L/T<1.5としたことにより、ベーン傾き角度よりも大きく偏向でき、そこで、中央部ガイドベーン1の負圧面剥離を小さくすることができる。そのため、負圧面剥離に伴う騒音悪化や風量低下を低減し、かつ冷房運転時のガイドベーンへの結露を防止することができるので、使用者が快適に空気調和機を利用できるようになる。また、中央部ガイドベーンの機構を簡略化して低コスト化を図ることができる。
なお、送風運転や暖房運転の場合、負圧面剥離が発生しても結露水は発生しないが、風量低下防止や騒音悪化防止の効果を同じように得ることができる。
なお、ここではガイドベーンを2分割としたが、同様の機構により3つ以上に分割しても同じ効果が得られる。
図13は、この発明の実施の形態4における空気調和機の室内機の風向調整装置のガイドベーンの回動図、図14は、広角吹出しモードの場合の風向調整装置を示す図、図15は中央吹出しモードの場合の風向調整装置を示す図である。図13から図15は、図7のA側から風向調整装置を見た図である。
図13において、ガイドベーン1が吹出口18の長手方向に複数並列配設され、ガイドベーン1は連結棒5により連結されて複数のガイドベーン群を構成している(図14、図15では2群)。ガイドベーン群は1つのガイドベーン用モータ9により駆動されるため、同じガイドベーン群のガイドベーン1は同じ方向を向く。ガイドベーン群の中央部のガイドベーン1cは硬質の平板から成り、回転軸2cをもつ。中央部のガイドベーン1cの長さをLとし、ガイドベーン1cの上流側先端部と、隣接するガイドベーンの上流側先端部との距離をベーンピッチTとする。中央部のガイドベーン1cは、1.05<L/T<1.5となるように並列配設されている。中央部ガイドベーン1cには回動用作用軸3があり、この作用軸3は連結棒5に連結され隣接のガイドベーン1を連動している。
一方、ガイドベーン群の両端部のガイドベーン1a、1bは上流側から下流側へと2分割された上流側の分割ガイドベーン1bと下流側の分割ガイドベーン1aであり、それぞれ回転軸2b、2aにより回動可能に立設される。下流側の分割ガイドベーン1aの回転軸2aは、上流側の分割ガイドベーン1bが回転軸1bを中心として描く軌跡の内部に設けられ、また、回転軸2a、2bは流れの正面方向に直列に配置されている。このとき、下流側の分割ガイドベーン1aには回動用作用軸3、連結用作用軸4があり、回動用作用軸3は連結棒5に連結され隣接のガイドベーン1と連動している。連結用作用軸4には連動アーム6に回動可能に連結され、連動アーム6はガイドベーン1bに固定接続されている。連結棒5の端はクランク7を介してモータアーム8と連結され、ガイドベーン用モータ9の回転運動を連結棒5に伝えている。クランク7をガイドベーン1aもしくは1bに連結しても良い。ガイドベーン回動手段は、前記の実施の形態と同様である。
また、気流を正面に吹出す場合はガイドベーン1a、1bが一直線上に並ぶために、正面吹出しのときでも実質風路が狭くならず、風量低下を防ぐことができる。
また、中央部ガイドベーン1cを平板とし、1.05<L/T<1.5としたことにより、中央部ガイドベーン1cの負圧面剥離を小さくすることができる。そのため、負圧面剥離に伴う騒音悪化や風量低下を低減し、かつ冷房運転時のガイドベーンへの結露を防止することができるので、使用者が快適に空気調和機を利用できるようになる。また、各ガイドベーン群で両端のガイドベーンの剥離を小さくできるため、中央寄り吹出しや広角吹出しなど、ガイドベーン群ごとに違う回動をさせる場合でも同様の効果が得られる。また、中央部ガイドベーンの機構を簡略化して低コスト化を図ることができる。
なお、送風運転や暖房運転の場合、負圧面剥離が発生しても結露水は発生しないが、風量低下防止や騒音悪化防止の効果を同じように得ることができる。
なお、ここではガイドベーンを2分割としたが、同様の機構により3つ以上に分割しても同じ効果が得られる。
Claims (5)
- 風路の吹出口に設けられ、回転軸により回動可能に立設された上流側分割ガイドベーンと、前記上流側分割ガイドベーンの下流側に隣接するように設けられ、回転軸により回動可能に立設されてなる下流側分割ガイドベーンが、前記吹出口の長手方向に複数並列配設されたガイドベーンと、
一方が前記上流側分割ガイドベーンに固定され、他方が前記下流側分割ガイドベーンに連結作用軸を介して回動自在に接続される連動アームと、
前記下流側分割ガイドベーンに回動自在に接続され、前記下流側分割ガイドベーン及び前記上流側分割ガイドベーンを回動するガイドベーン回動手段と、を有し、
前記ガイドベーンが、前記ガイドベーン回動手段により回動され、吹出気流を前記吹出口の長手方向に偏向するとき、
前記ガイドベーン回動手段は、
下流側分割ガイドベーンを、その正面位置に対する所定の回動角度である食違角βで回動し、その回動によって前記連動アームを介して前記上流側分割ガイドベーンを、前記連結作用軸を軸として、その正面位置に対する所定の回動角である食違角α(α<β)で連動して回動し、
前記上流側分割ガイドベーンの下流側の少なくとも一部が、隣接する前記下流側分割ガイドベーンの負圧面側に延設している
ことを特徴とする空気調和機の室内機の風向調整装置。 - ガイドベーンの上流側の分割ガイドベーンは、隣接する下流側分割ガイドベーンに設けた連結用作用軸に回動可能に結合され、
ガイドベーンが、ガイドベーン回動手段により回動され、吹出気流を前記吹出口の長手方向に偏向するとき、前記上流側分割ガイドベーンは、前記連結用作用軸により回動するとともに、前記回転軸により回動する
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内機の風向調整装置。 - 下流側分割ガイドベーンの回転軸を、上流側分割ガイドベーンの回転軌跡の内部に配置する
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内機の風向調整装置。 - 前記ガイドベーンは、
前記吹出口の長手方向の両端部にそれぞれ並列配設され、
前記両端部のガイドベーンの間には平板状のガイドベーンが配設され、各ガイドベーンの上流側から下流側のベーン長さLと隣接する並列ガイドベーン間のピッチTとを1.05<L/T<1.5とした
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機の風向調整装置。 - 前記ガイドベーンは、
吹出口長手方向で左右2群からなる、それぞれの群の前記吹出口の長手方向の両端部にそれぞれ並列配設され、
各両端部のガイドベーンの間には平板状のガイドベーンが配設され、各ガイドベーンの上流側から下流側のベーン長さLと隣接する並列ガイドベーン間のピッチTとを1.05<L/T<1.5とした
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機の風向調整装置。
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