JP7255169B2 - 空気吹出装置 - Google Patents
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Description
請求項1~4に記載の発明は、空気吹出装置であって、気流を吹き出す吹出部(10)を備える。そして、吹出部は、作動気流となる気流を吹き出す少なくとも1つの主孔(14)と、主孔の出口下流において作動気流の速度境界層(BL)の厚み(δ)の中央部分(BLc)を主孔の中心線(CLm)から離すための離間構造(50)と、を含んでいる。さらに、吹出部は、主孔から吹き出す気流を通過させる主流路(18)を含んでおり、離間構造は、主流路を形成する内壁面に沿って形成される速度境界層の厚みを小さくする層縮小構造(51、52)を含んでいる。
請求項1に記載の発明は、主流路には、層縮小構造として主流路を流れる気流を縮流させる構造物(51)が設けられており、主流路を形成する内壁面(181)には、主流路の流路断面積を気流の流れ方向の上流側から下流側に向かって縮小する縮流形状部(183)が含まれており、構造物は、主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流側端部(512)が、縮流形状部のうち主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流端(183b)よりも上流側に位置付けられている。
請求項2に記載の発明は、主流路には、層縮小構造として主流路を流れる気流を縮流させる構造物(51)が設けられており、主流路を形成する内壁面(181)には、主流路の流路断面積を気流の流れ方向の上流側から下流側に向かって縮小する縮流形状部(183)が含まれており、構造物は、主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流側端部(511)が縮流形状部のうち主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流端(183a)よりも下流側に位置付けられるとともに、主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流側端部(512)が、縮流形状部のうち主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流端(183b)よりも上流側に位置付けられている。
請求項3に記載の発明は、主流路には、層縮小構造として主流路を流れる気流を縮流させる構造物(51)が設けられており、構造物は、主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流側端部(511)に、縦渦を発生させる凹凸状の縦渦発生機構(53)が設けられている。
請求項4に記載の発明は、主流路の少なくとも一部には、層縮小構造として主流路における気流の流れ方向に沿って凹部と凸部とが交互に並ぶ凹凸部(52)が設けられている。
本実施形態について、図1~図8を参照して説明する。本実施形態の空気吹出装置1は、車室内を空調する空調ユニットの空気吹出口に適用される。図示しないが空調ユニットは、車室内の最前部に設けられたインストルメントパネルの内側に配置される。そして、空調ユニットの空気吹出口は、インストルメントパネルやその内側に設けられている。
但し、式F1では、νが動粘性係数を示し、xが主流の流れ方向の位置、U∞が主流の速度(すなわち、一様流速度)を示している。なお、速度境界層の厚さδの定義式としては、上述の式F1以外に、例えば、排除厚さによる定義式や運動量厚さによる定義式を用いることも可能である。
次に、第2実施形態について、図9~図12を参照して説明する。本実施形態では、ダクト部16の内部に主流路18を流れる気流を縮流させる縮流フィン28が設けられている点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
また、中間区間Bの下流側である下流区間Cでは、流路断面積が一定であるため、主流路18を形成する内壁面181付近の速度境界層の厚みが下流側に向かって若干大きくなる。しかし、下流区間Cにおける速度境界層の厚みの増加量は、上流区間Aにおける速度境界層の厚みの減少量に比べて極めて小さくなる。
上述の第2実施形態では、縮流フィン28として、断面形状がティアドロップ形状となっているものを例示したが、これに限定されない。縮流フィン28は、例えば、断面形状が主流路18の気流に沿って延びる長円形状になっていてもよい。また、縮流フィン28としては、例えば、格子形状を有するものが採用されていてもよい。
次に、第3実施形態について、図13~図15を参照して説明する。本実施形態では、主流路18を形成する内壁面181に対して凹凸部30が設けられている点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
上述の第3実施形態では、凹凸部30が、複数の溝301によって形成されるものを例示したが、これに限定されない。凹凸部30は、例えば、複数の突起によって形成されていてもよい。凹凸部30が複数の突起によって形成される場合、気流が主流路18を形成する内壁面181付近を通過する際に複数の突起の隙間に渦が生ずる。この渦がボールベアリングのような役割を果たすため、本変形例によって上述の第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
次に、第4実施形態について、図16~図18を参照して説明する。本実施形態では、主孔14がラッパ状に拡開されている点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
上述の第4実施形態では、主孔14の内壁面141が、その全周において、内壁面141に沿って延びる接線TLmが主孔14の中心線CLmと交差するように傾斜しているものを例示したが、これに限定されない。空気吹出装置1は、例えば、主孔14の内壁面141の一部が、内壁面141に沿って延びる接線TLmが主孔14の中心線CLmと交差するように傾斜した構造になっていてもよい。
次に、第5実施形態について、図19、図20を参照して説明する。本実施形態では、孔形成部12に補助孔22が設けられていない点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
また、下流区間Cでは、流路断面積が一定であるため、主流路18を形成する内壁面181付近の速度境界層の厚みが下流側に向かって若干大きくなる。しかし、下流区間Cにおける速度境界層の厚みの増加量は、上流区間Aにおける速度境界層の厚みの減少量に比べて極めて小さくなる。
上述の第5実施形態では、構造物51として、断面形状が流線型形状となっているものを例示したが、これに限定されない。構造物51は、例えば、断面形状が主流路18の気流に沿って延びる長円形状になっていてもよい。また、構造物51としては、例えば、格子形状を有するものが採用されていてもよい。
次に、第6実施形態について、図21、図22を参照して説明する。本実施形態では、主流路18を形成する内壁面181に対して凹凸部52が設けられている点が第5実施形態と相違している。本実施形態では、第5実施形態と異なる部分について主に説明し、第5実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
上述の第6実施形態では、凹凸部52が、複数の溝によって形成されるものを例示したが、これに限定されない。凹凸部52は、例えば、複数の突起によって形成されていてもよい。
次に、第7実施形態について、図23、図24を参照して説明する。本実施形態では、主孔14付近がラッパ状に拡開されている点が第5実施形態と相違している。本実施形態では、第5実施形態と異なる部分について主に説明し、第5実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
上述の第7実施形態では、離間構造50として主孔14の内壁面141が拡開された構造を例示したが、これに限定されない。離間構造50は、例えば、主孔14の内壁面141が拡開された構造に対して、構造物51および凹凸部52の少なくとも一方が追加された構造になっていてもよい。
次に、第8実施形態について、図25、図26を参照して説明する。本実施形態では、主流路18に対して拡大部180が設けられている点が第5実施形態と相違している。本実施形態では、第5実施形態と異なる部分について主に説明し、第5実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
次に、第9実施形態について、図27~図29を参照して説明する。本実施形態では、構造物51の上流側端部511に対して縦渦発生機構53が設けられている点が第8実施形態と相違している。本実施形態では、第8実施形態と異なる部分について主に説明し、第8実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
上述の第9実施形態では、第8実施形態で説明した空気吹出装置1の構造物51に縦渦発生機構53を設けたものを例示したがこれに限定されない。縦渦発生機構53は、例えば、第7実施形態で説明した構造物51に対して追加してもよい。また、縦渦発生機構53は、例えば、第2実施形態で説明した縮流フィン28に対して追加してもよい。
次に、第10実施形態について、図30を参照して説明する。本実施形態では、主流路18に対して拡大部180が設けられている点が第6実施形態と相違している。本実施形態では、第6実施形態と異なる部分について主に説明し、第6実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
次に、第11実施形態について、図31、図32を参照して説明する。本実施形態では、ダクト部16に縮流形状部183が設けられている点が第5実施形態と相違している。本実施形態では、第5実施形態と異なる部分について主に説明し、第5実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
上述の第11実施形態では、構造物51が主流路18を形成する内壁面181のうち縮流形状区間に収まるように配置されているものを例示したが、これに限定されない。
(他の実施形態)
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
構造物は、主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流側端部が、縮流形状部のうち主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流端よりも下流側に位置付けられている。このように、構造物の上流側端部を縮流形状部の上流端よりも下流側に位置付ける場合、構造物および縮流形状部それぞれによる縮流効果が得られる。
構造物は、主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流側端部が、縮流形状部のうち主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流端よりも下流側に位置付けられている。また、構造物は、主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流側端部が、縮流形状部のうち主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流端よりも上流側に位置付けられている。
10 吹出部
14 主孔
50、51 構造物(離間構造、層縮小構造)
Claims (10)
- 空気吹出装置であって、
気流を吹き出す吹出部(10)を備え、
前記吹出部は、
作動気流となる気流を吹き出す少なくとも1つの主孔(14)と、
前記主孔の出口下流において前記作動気流の速度境界層(BL)の厚み(δ)の中央部分(BLc)を前記主孔の中心線(CLm)から離すための離間構造(50)と、を含んで構成されており、
前記吹出部は、前記主孔から吹き出す気流を通過させる主流路(18)を含んでおり、
前記離間構造は、前記主流路を形成する内壁面に沿って形成される速度境界層の厚みを小さくする層縮小構造(51、52)を含んでおり、
前記主流路には、前記層縮小構造として前記主流路を流れる気流を縮流させる構造物(51)が設けられており、
前記主流路を形成する内壁面(181)には、前記主流路の流路断面積を気流の流れ方向の上流側から下流側に向かって縮小する縮流形状部(183)が含まれており、
前記構造物は、前記主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流側端部(512)が、前記縮流形状部のうち前記主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流端(183b)よりも上流側に位置付けられている、空気吹出装置。 - 空気吹出装置であって、
気流を吹き出す吹出部(10)を備え、
前記吹出部は、
作動気流となる気流を吹き出す少なくとも1つの主孔(14)と、
前記主孔の出口下流において前記作動気流の速度境界層(BL)の厚み(δ)の中央部分(BLc)を前記主孔の中心線(CLm)から離すための離間構造(50)と、を含んで構成されており、
前記吹出部は、前記主孔から吹き出す気流を通過させる主流路(18)を含んでおり、
前記離間構造は、前記主流路を形成する内壁面に沿って形成される速度境界層の厚みを小さくする層縮小構造(51、52)を含んでおり、
前記主流路には、前記層縮小構造として前記主流路を流れる気流を縮流させる構造物(51)が設けられており、
前記主流路を形成する内壁面(181)には、前記主流路の流路断面積を気流の流れ方向の上流側から下流側に向かって縮小する縮流形状部(183)が含まれており、
前記構造物は、前記主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流側端部(511)が、前記縮流形状部のうち前記主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流端(183a)よりも下流側に位置付けられるとともに、前記主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流側端部(512)が、前記縮流形状部のうち前記主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流端(183b)よりも上流側に位置付けられている、空気吹出装置。 - 空気吹出装置であって、
気流を吹き出す吹出部(10)を備え、
前記吹出部は、
作動気流となる気流を吹き出す少なくとも1つの主孔(14)と、
前記主孔の出口下流において前記作動気流の速度境界層(BL)の厚み(δ)の中央部分(BLc)を前記主孔の中心線(CLm)から離すための離間構造(50)と、を含んで構成されており、
前記吹出部は、前記主孔から吹き出す気流を通過させる主流路(18)を含んでおり、
前記離間構造は、前記主流路を形成する内壁面に沿って形成される速度境界層の厚みを小さくする層縮小構造(51、52)を含んでおり、
前記主流路には、前記層縮小構造として前記主流路を流れる気流を縮流させる構造物(51)が設けられており、
前記構造物は、前記主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流側端部(511)に、縦渦を発生させる凹凸状の縦渦発生機構(53)が設けられている、空気吹出装置。 - 空気吹出装置であって、
気流を吹き出す吹出部(10)を備え、
前記吹出部は、
作動気流となる気流を吹き出す少なくとも1つの主孔(14)と、
前記主孔の出口下流において前記作動気流の速度境界層(BL)の厚み(δ)の中央部分(BLc)を前記主孔の中心線(CLm)から離すための離間構造(50)と、を含んで構成されており、
前記吹出部は、前記主孔から吹き出す気流を通過させる主流路(18)を含んでおり、
前記離間構造は、前記主流路を形成する内壁面に沿って形成される速度境界層の厚みを小さくする層縮小構造(51、52)を含んでおり、
前記主流路の少なくとも一部には、前記層縮小構造として前記主流路における気流の流れ方向に沿って凹部と凸部とが交互に並ぶ凹凸部(52)が設けられている、空気吹出装置。 - 前記主流路には、前記層縮小構造として前記主流路を流れる気流を縮流させる構造物(51)が設けられている請求項4に記載の空気吹出装置。
- 前記主流路を形成する内壁面(181)には、前記主流路の流路断面積を気流の流れ方向の上流側から下流側に向かって縮小する縮流形状部(183)が含まれており、
前記構造物は、前記主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流側端部(511)が、前記縮流形状部のうち前記主流路を流れる気流の流れ方向の上流側に位置する上流端(183a)よりも下流側に位置付けられている請求項5に記載の空気吹出装置。 - 前記構造物は、前記主流路を流れる気流の流れ方向に沿った断面形状が流線型形状となっている請求項1、2、3、5、6のいずれか1つに記載の空気吹出装置。
- 前記構造物は、前記主流路を流れる気流の流れ方向の下流側に位置する下流側端部(512)が、前記主孔から外部に突き出ないように前記主流路の内側に配置されている請求項1、2、3、5、6、7のいずれか1つに記載の空気吹出装置。
- 前記主流路には、前記層縮小構造として前記主孔の開口面積よりも断面積が大きい拡大部(180)が設けられている請求項1ないし8のいずれか1つに記載の空気吹出装置。
- 前記主孔は、前記主孔の内壁面(141)が気流の流れ方向の下流側に向かって前記主孔の中心線から離れるように拡大されている請求項1ないし9のいずれか1つに記載の空気吹出装置。
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