JPS5938447B2 - 流れ方向制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコアンダ効果を用いた流れ方向制御装置に関す
るもので制御板によって上下偏向される向きに対して垂
直な左右方向に流れを偏向させる風向偏向羽根（以後左
右偏向羽根という）を設け、その取り付は位置を決定す
ることにより、コアンダ効果による利点を有する範囲内
で左右偏向を可能にすることを目的とする。

空調吹出口等においては、通常、上下方向の風向の偏向
と共に左右方向の風向の偏向が必要とされる。

一般に、上下方向の偏向は空調流の温度や人体に当る場
合等を考慮して切り換動作が頻繁であるため、偏向操作
が容易で、且つ偏向角度巾の大きなものが要求される。

一方左右の偏向の場合は、風向を一度設定してしまえば
それ以後はあまり操作することがないため簡単な構成の
もので充分である。

従って上下方向の偏向には、コアンダ効果を利用した流
れ方向制御装置を用い、左右方向の偏向には従来からの
ルーバー（左右偏向羽根）を用いることが考案された。

しかしながら、この左右偏向羽根を設ける位置によって
上下の偏向角度巾が変化するため、性能上問題が生じて
いる。

第１図に、コアンダ効果を利用した流れ方向制御装置を
設は左右偏向羽根を設けていない場合を示す。

１は上流流路、２ａと２ｂはノズル、３ａと３ｂが案内
壁、４は軸５を中心として回転する制御板である。

第２図に制御板４を正面に向けた場合の流体の流れ方向
、第３図に制御板４をやや下方に向けた場合の流体の流
れ方向を示す。

第４図に、左右偏向羽根６を前記流れ方向制御装置に設
けた場合の構成図、第５図に、第４図を下流側から見た
場合の構成図を示す。

６が左右偏向羽根、７は全ての羽根を同時に傾けるため
の連結桟である。

第６図と第７図にはそれぞれ左右偏向羽根６の位置を変
えた場合の流れの方向を示す。

つぎに動作を説明する。

まず左右偏向羽根６を設けていない時の動作原理を示す
。

まず制御板４が水平を向いている場合について説明する
。

第２図において、上流流路１に入った流れは制御板４で
上下に分離し、上の流れは、バイアス流れＦａと制御板
４に沿った流れＦｂとに分かれ、ノズル部２で再び合流
してやや下を向いた流れＦｃとなる。

（便宜上、上側、下側という表現を用いるが、実際には
どの方向でも作動は可能である。

）下の流れも同様にしてやや上を向いた流れＦｃ’とな
る。

この流れＦｃと流れＦ’ｃとが合流して正面向きの流れ
ＦＤとなって出ていく。

次に制御板４をやや下に向けた場合を第３図に示す。

下の流れＦ’ａ 。Ｆ缶のうちの流れＦ’ｂは制御板４
が下を向いているので下に向かい、２つの合流した流れ
Ｆ’ｃはやや下を向くことになる。

流れＦ’ｃがやや下を向くと案内壁３ｂとの間の巻き込
み効果により流れＦ’ｃは案内壁３ｂに沿って流れるよ
うになる。

すなわちコアンダ効果により、流れＦ’ｃは案内壁３ｂ
に付着する。

一方、制御板の上の流れは、流れＦｂと流れＦａが合流
した流れＦｃがやや下を向くと共に案内壁３ｂに付着し
た流れＦ’ｃに誘引されて流れＦ’ｃと合流し、共に案
内壁３ｂに付着して流れＦＤとなって出ていく。

流れＦ’ｃが案内壁３ｂに付着する度合いは制御板４の
傾斜角度θに応じて変化することになる。

すなわち、制御板４を任意の傾斜角度θに傾けることに
よって、その拡大された任意の角度の方向αに流れを吹
き出させることができる。

すなわち案内壁３に付着して流れるために、制御板４の
傾斜角度θの何倍かの角度αを得ることができる。

この制御板４の傾斜角度θと偏向角度αの比：α／θを
増幅率とする。

この増幅率α／θが大きいほど偏向効果が大きくなる。

次に左右偏向羽根６を設けた場合の動作について説明す
る。

第６図において、流れＦｂと流れＦａの合流Ｆｃと、流
れＦ’ｂと流れＦ’ａの合流した流れＦ′ｃとは制御板
４の下流端を通過した後、すぐに合流するが、合流した
流れは一部が左右偏向羽根６にぶつかることによって左
右偏向羽根６の上流端付近の背圧を増加させる。

これによって流れＦｃと流れＦ’ｃの合流は圧力の低い
所へ逃げようとするために図に示すように流れは広がり
、案内壁３ｂへの付着効果は減少する。

従って流れＦＤの偏向角度αは羽根のない場合よりも小
さくなることになる。

第７図に、左右偏向羽根６を、第６図よりも上流に設け
た場合を示す。

第６図の場合と同様に流れＦ’ ｃと流れＦ’ｃが合流
した流れは左右偏向羽根６にぶつかり、左右偏向羽根６
の上流付近の背圧を増加させる。

この場合、第６図の場合よりもノズル２ａ、２ｂから左
右偏向羽根６までの距離が短かいために、案内壁３ｂへ
の付着効果の減少する位置が上流側になるため、充分に
偏向する前に、付着を妨害されるために偏向角度αは第
６図の場合よりも小さくなる。

すなわち左右偏向羽根６を上流に移動するほど偏向角度
αが小さくなり、増幅率が小さくなることがわかる。

第８図にこの理論に対する実験データを示す。

横軸はノズル２ａ ｓ ２ ｂから下流側に左右偏向羽
根６の位置を測定した距離Ｘをノズル巾Ｗで無次元化し
たもので、縦軸は増幅率を示す。

この実験においては、ノズル巾Ｗ４５ｍｒｎ、案内壁３
ａ、３ｂのアールは６０ｍｍ、制御板４の巾は４０ｍｍ
で行なった。

このデータからもわかるように左右偏向羽根６が上流に
行くほど増幅率が小さくなることがわかる。

コアンダ効果を用いた流れ方向制御装置においては増幅
率が１以上であれば、従来のルーバーを用いたものに比
較して、制御板４の傾斜角度及び流体抵抗が小さいもの
で所定の（空調器等の吹出口として必要とされる）偏向
角度が得られるという利点を有するが、増幅率が１以下
になると制御板４の傾斜角度は、従来のルーバーよりも
太きくしなければならなくなってしまう。

従って左右偏向羽根６の位置は増幅率が１以上の範囲に
設定することが必要なことがわかる。

すなわち、増幅率を１以上に設定することにより、制御
板４の回転角度が小さくとも所定の偏向角度が得られる
と共に、制御板４を１枚だけ回転させるだけのトルクで
吹出方向を変えられるため、流体抵抗の増加が少なく、
且つソレノイド等を用いて制御板４を回転させて自動的
に吹出方向の制御をすることも可能となる。

従って空調機等に応用した場合は、サーミスタ等で吹出
温度を検知し、ソレノイドを用いて制御板４を回転させ
ることにより、吹出温度に応じて吹出方向を変えること
によって室内の温度分布と人体への体感を改善するなど
の空調効果を得ることができる。

以上のように、本発明によれば左右偏向羽根を、ノズル
下流に設け、左右偏向羽根の位置を増幅率が１以上にな
るように設定することにより、左右偏向羽根によって左
右方向の任意の方向に流れを吹き出させることができる
と共に、その設定された吹き出し方向において、上下方
向の自動切換操作を流体抵抗をあまり増加させずに行な
わせることができ、したがってこれを空調機に応用した
場合は、室内の温度分布を改善して空調効果を高める優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はコアンダ効果を用いた流れ方向制御装置の説明
図、第２図および第３図はそれぞれ第１図の流れ方向制
御装置の作動原理図、第４図は第１図の流れ方向制御装
置に左右偏向羽根を設けた場合の説明図、第５図は第４
図を吹出し側から見た説明図、第６図および第７図はそ
れぞれ左右偏向羽根を移動した場合の流れの方向を示す
説明図、第８図は左右偏向羽根の位置と増幅率の関係を
示す特性図である。 １・・・・・・上流流路、２ａ 、 ２ｂ・・・・・・
ノズル、３ａ。 ３ｂ・・・・・・案内壁、４・・・・・・制御板、５・
・・・・・軸、６・・・・・・左右偏向羽根、７・・・
・・・連結桟。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流れ方向において絞りを有する１つのノズルと、ノ
   ズル下流において漸次拡大形状に設けられた少なくとも
   １つの案内壁を有し、流体の流線状態を制御するような
   、軸を中心として回動する制御板を設け、該ノズル出口
   の流れ方向の変化により該流れが案内壁に沿うごとく案
   内壁を配置し、前記ノズル下流側に、前記制御板によっ
   て制御される流れの上下偏向方向と垂直な左右方向に流
   れを偏向させる風向偏向羽根を設け、前記制御板によっ
   て制御される上下流れ方向の最終吹出方向の傾斜角塵中
   αの、前記制御板の傾斜角塵中θに対する比が１以上に
   なる位置へ前記風向偏向羽根を設けた流れ方向制御装置
   。