JPS604368B2

JPS604368B2 - 流体の流れ方向制御装置

Info

Publication number: JPS604368B2
Application number: JP10713178A
Authority: JP
Inventors: 範夫菅原; 基之名和; 豊高橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1985-02-04
Also published as: JPS5533958A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は流体の流れ方向制御装置の制御板の上流側を変
形させることにより、少ない制御板の回転角度で大きな
偏向角度を得ることを目的とするものである。

［本発明を説明するにあたって、公然知られていない先
行技術として、本発明を理解しやすくするために説明す
る。

第１図に先行技術としての流体の流れ方向制御装置を示
す。

図において、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。次に動作を説明する。

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
。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Ｆ
ｂとに分かれ、ノズル部２で再び合流してＦｃというや
や下を向いた流れとなる。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Ｆ′ｃというやや上を向いた流
れとなる。このＦｃとＦ′ｃとが合流して正面向きの流
れＦ。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′ｂのうち
のＦ′ｂは制御板４が下を向いているので下に向かい、
二つの合流した流れ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、流れは案内壁
に付着する。一方制御板の上の流れは流れＦｂと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に合流し、共
に案内壁３ｂに付着して流れＦｏとなって出て行く。制
御板を上に向けた場合は、同様な過程で、案内壁３ａに
付着する。流れＦ′ｃが案内壁３ｂに付着する度合いは
制御板４の傾き８‘こ応じて変化するので、合流した流
水Ｆｏの流出方向Ｑ‘ま制御板４の傾きのこ応じて変化
することになる。すなわち、制御板４を任意の角度のこ
傾けることによって、その拡大された任意の角度Ｑの方
向に流れを吹き出させることができる。従って制御板４
を回転させるだけのトルクで流れを大きく偏向させてや
ることができるという特長を持つ。しかしながらソレノ
ィドやモー夕等を用いて自動的に制御板の回転を制御し
たい場合には、ソレノィドの特性や効率上、より小さな
制御板の回転角度でより大きな偏向角度を得ることが望
まれている。そこで本発明は、制御板の比較的小さな回
転角度で流れを大きく偏向させる流体の流れ方向制御装
置を提供するものであり、以下に第４図以下の図面を参
考に本発明の一実施例について説明する。

第４図において、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
御板であり、折り曲げ部４ａと４ｂが設けられている。

第５図，第６図，第７図は作動原理を示す図である。第
８図は本発明を壁掛けヒートポンプに応用した場合の例
である。６は壁掛けヒートポンプ室内ユニットである。

７は熱交換器、８は送風機、９は空調流吹出し部すなわ
ち本発明の流れ方向制御装置である。

１川ま送風機８のリャガィダー、１１はスタビライザー
である。

１２は熱交換器７の霧受け皿、１３はフィルター、１４
は本体ケーシング、１５は前面グリルである。

１６は前面グリルの吹し、込み部である。

１７は室内ユニット６を正面から見た場合の、左右方向
に流れ偏向を生じさせる羽根である。

次に動作について説明する。第４図において上流流路１
に入った流れは折り曲げ部４ａの最上流端において制御
板の上の流れと下の流れに分離する。

分離した流れのうち上側の流れはノズル２ａと制御板の
折り曲げ部４ｂの間から、下側の流れはノズル２ｂと折
り曲げ部４ｂの間から流出するように構成されている。
第５図に示すように制御板４を水平にし′た場合には流
れは水平に進み、折り曲げ部４ａ，４ｂには関係なくＦ
ｃ，Ｆ′ｃの合流Ｆｏは水平に流れ出る。第６図に示す
ように制御板４を角度８だけ上に向けた場合は、先行技
術と同様にＦｃは、案内壁３ａに付着するが、バイアス
流れＦａと制御板４に沿った流れＦｂとの合流Ｆｃは折
り曲げ部４ｂによって絞られ流速が大きくなると共に噴
流中が小さくなる。流速が大きく、且つ噴流中が小さい
場合は案内壁３ａへの付着効果が大きくなることが実験
によって確認されているので、流れＦｃの案内壁３ａへ
の付着効果が大きくなることがわかる。又、折り曲げ部
４ｂによって、流れが案内壁側に、押される効果も生じ
、付着効果が拡大される。一方制御板４の下に入った流
れについては、先行技術においては第３図に示すように
、制御板を傾けたところの反対側に渦ｃが生ずるために
制御板の上と下の噴流ＦｃとＦ′ｃの合流を妨げていた
。本発明においては折り曲げ部４ａを設けているため渦
ｃは発生せず上下の噴流ＦｃとＦ′ｃの合流は容易にな
る。従って前記の二つの理由すなわち案内壁３ａへの付
着効果が良くなることと、２噴流ＦｃとＦ′ｃの合流が
容易になるという理由によって噴流ＦｃとＦ′ｃの合流
Ｆ。は先行技術と比較して、より大きな偏向角度ばを得
ることができる。第７図に制御板４を角度８だけ下に向
けた場合を示す。上流流路１に入った流れは折り曲げ部
４ａの最上流端において制御板４の上の流れと下の流れ
に分離する。下に入った流れは前記の先行技術の場合と
同様に案内壁３ｂに付着する流れとなる。一方、上に入
った流れは前記の下に入った流れによって誘引される流
れとなる。実験により、制御板の角度ひと位置が一定の
場合、下の流れの比率が上の流れに対して大きく程、二
つの流れの合流が容易になり、下に向かう偏向角度Ｑが
大きくなることが確認されている。すなわち下の流速が
上の流速に対して大きく程、偏向角度Ｑが大きくとれる
ことになる。従って折り曲げ部４ａを設けることにより
、下側の入口の比が上側に対して大きくなり、従って下
側の流れの流速が大きくなって偏向角度Ｑが大きくなっ
て偏向角度Ｑが大きくなるということがわかる。折り曲
げ部は図においては直線であるが、力−ブを画いた曲線
でも同じ効果が得られる。曲線にした場合を第９図に示
す。作動原理は同じであるが、曲線の場合は流れの抵抗
が少なくなるという利点を有する。一方、直線折り曲げ
の場合には製造が容易であるという利点を有する。しか
し原理的には同じなので、以後直線折り曲げにおいて説
明する。折り曲げの角度は制御板の回転角度の設定範囲
によって決定し、制御板を回転させた場合に折り曲げ部
４ａの先端は最上流端に、折り曲げ部４ｂの先端は最下
流端に来る範囲内で設定する必要がある。第８図に本発
明を壁掛けヒートポンプに応用した例を示す。

ヒートポンプにおいては空調効果や人体の体感の改善の
関係上、暖房時は下吹きに、冷房時は水平吹きに、又暖
房時にデイアイスやサーモが○ＦＦした場合に冷風が体
に当たらないように水平吹きに切り換える等の吹出し方
向の切換操作が必要である。これをいちいち手動で切り
換えるのはめんどうであり、且つ手の届く所に器具を設
置しなければならないという問題が生じている。そのた
めこれを電気的に吹出し温度を検知し、ソレノィド等を
用いて制御板を動かして自動的に吹出方向を変えてやろ
うという試みがなされた。しかしながら前記の先行技術
ではヒートポンプとして要求される偏向角度を得るため
には制御板の回転角度範囲が大きくなりソレノイドも大
きなものが必要である。また回転角度範囲を小さくする
一つの方法としては制御板の中を広くするという手段が
考えられるが、これでは制御板の回転トルクが大きくな
るためソレノィドを小さくすることはできないと共に材
料も多くかかるという問題がある。この問題を解決する
ために本発明が応用された。第８図において、送風機８
によって大気から吹し、込まれ、フィルター１３、熱交
換器７を通った空調流は本発明を応用した空調流吹出部
９によって吹出方向を変えられて出ていく。吹出方向は
ソレノィドを用いて制御板４を回転させることによって
変化させるように構成されている。図において下吹きに
する場合には制御板４を下に向ければ良いが、前記のよ
うに制御板を回転させる角度は先行技術の場合と比較し
て４・さし、角度で良いことになる。上吹きの場合も前
記のように少ない制御板の回転角度で所定の偏向角度を
得ることができる。従って上下共に制御板の回転角度を
小さくすることができるので、ソレノイドを小さくする
ことが可能となる。又、先行技術においては偏向羽根１
７の影響によって流れが乱され、偏向角度が悪くなると
いう問題があったが、本発明においては制御板の上下の
２噴流の合流が容易に行なわれるために流れの乱れが少
なく、偏向角度の悪化を少なくすることができる。先行
技術におけるもう一つの問題として、制御板の自重によ
るたわみや空調流による振動がある。これは補強材を付
加することによって防止することができるが、その結果
として制御板の回転トルクが大きくなってしまうという
欠点がある。しかるに本発明によれば制御板自身を折り
曲げる結果として、補強材を用いずに断面係数を大きく
することができ、たわみや振動を減少させることができ
る。以上の実施例の説明から明らかなように、本発明の
流体の流れ方向制御装置によれば、制御板の上流側と下
流側を変形させたことにより次のような効果を有する。
○）下流側の折り曲げによって付着噴流の付着効果を促
進し、かつ上流側の折り曲げによって制御板の上下の噴
流に合流を容易にするという相乗効果によって上吹きの
偏向角度が増大する。

【２１上流側の折り曲げによって、下吹きの場合の制
御板の下側の流れの比を大きくし、上下噴流の合流を容
易にして下吹きの偏向角度を増大させることができる。
‘３１制御板の上下の噴流の合流が容易になるので、
左右偏向羽根等の付加抵抗による偏向角度の悪化を減少
させることができる。

‘４｝上記の三つの効果により、づ・さし、制御板角
度の回転で所定の偏向角度が得られるのでソレノィド等
による自動制御が容易になる。

‘５’折り曲げ部を設けることによって制御板の断面係
数が増加し、制御板のたわみや風による振動の悪影響が
低減する。

従ってたわみや振動の防止のための制御板の補強剤を省
略することができ、制御板の回転トルクを減少させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術における流体の流れ方向制御装置の断
面図、第２図と第３図は同装置の作動原理を示す断面図
、第４図は本発明の実施例における流体の流れ方向制御
装置の断面図、第５図，第６図，第７図は第４図に示す
装置の作動原理を示す断面図、第８図は同装置を採用し
た壁掛けヒートポンプ式空調機の断面図、第９図は本発
明の他の実施例における流体の流れ方向制御装置の断面
図である。１・・・上流流路、２ａ，２ｂ・・・ノズル、３ａ，３
ｂ・・・案内壁、４・・・制御板、４ａ，４ｂ・・・折
り曲げ部、５・・・軸。第、図第２図第３図第４図第５図第６図第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

１流体の流れを絞る一つのノズルと、このノズルの下
流において漸次拡大形状に設けられた少なくとも一つの
案内壁と、流体の流線状態を制御するよう軸を中心とし
て回動する制御板とを備え、前記制御板の上流端及び下
流端に曲がり部を設けた流体の流れ方向制御装置。