(57)【要約】【課題】流線抵抗を抑制しながら風路から吹出される空気の上下方向の風向きを変える風量低下や振動・騒音を抑えた風向制御装置を得ることを目的とする。【解決手段】風路内に設けられ、当該風路から吹出される空気流の上下方向の向きを変える風向板を有する風向制御装置において、前記風向板がほぼ一列状の複数の風向板からなり、この一列状の各風向板の上下方向の傾斜角度を制御して前記空気流の向きを徐々に目標方向へ変えるようにしたものである。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風路内に設けられ、当該風路から吹出される空気流の上下方向の向きを変える風向板を有する風向制御装置において、前記風向板がほぼ一列状の複数の風向板からなり、この一列状の各風向板の上下方向の傾斜角度を制御して前記空気流の向きを徐々に目標方向へ変えるようにしたことを特徴とする風向制御装置。
【請求項２】
前記一列状の各風向板が、前記空気流の向きを目標方向へ変える時に、当該目標方向が前記風路の傾斜角度よりも大きい時には、その各風向板の傾斜角度を前記空気流の上流側のものほど小さくなるように制御したことを特徴とする請求項１に記載の風向制御装置。
【請求項３】
前記一列状の各風向板が、前記空気流の向きを目標方向へ変える時に、当該目標方向が前記風路の傾斜角度よりも小さい時には、その各風向板の傾斜角度を前記空気流の上流側のものほど大きくなるように制御したことを特徴とする請求項１又は２に記載の風向制御装置。
【請求項４】
前記一列状の風向板が、３つ以上の風向板で構成されたことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の風向制御装置。
【請求項５】
隙間が、前記一列状の各風向板間に設けられ、その上流側風向板の前記空気流をその下流側風向板の反対側へバイパスさせることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の風向制御装置。
【請求項６】
上方抑制風向板が、前記一列状の各風向板と前記風路の上方側壁面と間に設けられ、当該風路の上方側空気の流れを前記一列状の各風向板が形成する前記空気流の流れにほぼ沿うように制御することを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の風向制御装置。
【請求項７】
空気調和機の室内機が、前記請求項１から６までのいずれかに記載された風向制御装置を装着したことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下方向の空気の流れ変化に対応して風向板の流線抵抗を調整する風向制御装置及びそれを用いた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の風向制御装置は、風路の吹出口に設けられた風向板３で、吹出口から吹出されるある角度θ１の空気の流れを水平方向に変える時、図１１に示すように、風向板３の上流側の形状を吹出風路の角度θ１に合わせ、その下流側の形状をほぼ水平となるようにし、この上流側と下流側との風向板をある曲率、即ち、風向板に対する風の流線抵抗が予め設定された流線抵抗以下となるような曲率面で結んで風向板を形成し、風が風向板３に激しく衝突して風速が急激に低下したり、或いは風の向きが急激に変化したりすることによって生じる振動・騒音の原因となる渦流発生、剥離現象をできるだけ少なくする形状にしていた。
【０００３】
しかし、このように形成された風向板３を用いて、吹出風路２から吹出された風の向きを水平方向から斜め下方向、又は垂直方向へ回変える時、風向板３を回転させて行うので、風路の吹出角度に合わせていた風向制御板３の上流側の角度が、図１２又は図１３に示すように、この回転分だけ風路の吹出角度と合わなくなり、その分だけ風が風向制御板３の表面に激しく衝突して、流速が急激に変化したり、或いはその分だけ風の向きが急激に変わるため、流線抵抗が増大して風量が低下したり、或いはその面又は裏面の負圧現象に起因して発生する渦流又は剥離現象によって振動・騒音が生じたりしていた。
【０００４】
以上説明したように、従来の風向制御装置においては、風向きを水平方向から垂直方向に変える時、風向板３を垂直方向で９０度回転させて変えいるため、この回転により、水平方向に合わせていた風向板３の下流側は水平から垂直となり、空気は下方に吹出されるものの、この時、吹出風路２の角度θ１に合わせていた風向制御板３の上流側も９０度回転するため、その結果、図１２に示すように、吹出風路の角度θ１に合わせていた風向制御板３の上流側が９０度分だけ、吹出風路角度θ１と合なくなり、その合わなくなった分だけ、風が風向制御板３の表面に激しく衝突して流線抵抗が増大したり、或いはその面又は裏面に負圧現象が生じ、この負圧現象によって渦流又は剥離現象が発生し、風量が低下したり、或いは振動・騒音が生じたりしていた。
【０００５】
また、風の向きを水平方向から斜め方向に変える時も、同様に、水平方向から斜め方向に回転させた分だけ、風向制御板３の上流側が風路の角度θ１と合わなくなり、流線抵抗が増大し、渦流又は剥離現象が発生して振動・騒音が生じたり、風量が低下したりしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の風向制御装置においては、風向板によって上下方向の風の向きを変えた時、流速が急激に変化し、流線抵抗が増大して風量が低下したり、或いはその面又は裏面の負圧現象に起因して発生する渦流又は剥離現象によって振動・騒音が大きくなるという問題があった。
【０００７】
この発明は係る問題点を解決するためになされたもので、風路から吹出される空気の上下方向の向きを変えても、流線抵抗を抑制しながら風量低下や振動・騒音の増大を抑えた風向制御装置及びそれを用いた空気調和機を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る風向制御装置及びそれを用いた空気調和機においては、
風路内に設けられ、当該風路から吹出される空気流の上下方向の向きを変える風向板を有する風向制御装置において、前記風向板がほぼ一列状の複数の風向板からなり、この一列状の各風向板の上下方向の傾斜角度を制御して前記空気流の向きを徐々に目標方向へ変えるようにしたものである。
【０００９】
また、前記一列状の各風向板が、前記空気流の向きを目標方向へ変える時に、当該目標方向が前記風路の傾斜角度よりも大きい時には、その各風向板の傾斜角度を前記空気流の上流側のものほど小さくなるように制御したものである。
【００１０】
また、前記一列状の各風向板が、前記空気流の向きを目標方向へ変える時に、当該目標方向が前記風路の傾斜角度よりも小さい時には、その各風向板の傾斜角度を前記空気流の上流側のものほど大きくなるように制御したものである。
【００１１】
また、前記一列状の風向板が、３つ以上の風向板で構成されたものである。
【００１２】
また、隙間が、前記一列状の各風向板間に設けられ、その上流側風向板の前記空気流をその下流側風向板の反対側へバイパスさせるものである。
【００１３】
また、上方抑制風向板が、前記一列状の各風向板と前記風路の上方側壁面と間に設けられ、当該風路の上方側空気の流れを前記一列状の各風向板が形成する前記空気流の流れにほぼ沿うように制御するものである。
【００１４】
また、空気調和機の室内機が、前記請求項１から６までのいずれかに記載された風向制御装置を装着したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この実施の形態１について図１から５を用いながら説明する。
これらの図において、１は空調機等の室内ユニット、２はこの室内ユニット内に設けられ、冷気又は暖気等の空気を吹出す吹出風路、３はこの吹出風路２内に設けられ、当該風路内から吹出される冷気又は暖気等の上下方向の風向きを制御する風向板、４は吹出風路２内に設けられ、左右の吹出方向を制御する左右風向板、５はこれらの風向板３，４の動作を駆動する駆動装置（図示せず）、６は室内ユニッ１内に設けられ、空気を冷やしたり、暖めたりする熱交換器、７は風路２内に設けられ、空気を送風する送風機、８は室内ユニッ１のキャビネット１ａに設けられ、空気を吸込む吸込口である。
【００１６】
なお、風向板３は上流側風向板３ｂと下流側風向板３ａとかなり、これらの上流風向板３ｂ又は下流側風向板３ａはそれぞの軸９ｂ、９ａを介して駆動装置５により回転駆動される構成となっている。
【００１７】
次に、このように構成された風向制御装置の動作について説明する。
まず、吹出風路２から吹出される空気を風向板３により水平方向に吹出すようにする時は、駆動装置５で吹出角度θ２を決定する下流側風向板３ａをほぼ水平となるようにし、かつ、上流側風向板３ｂの角度θ３を吹出風路の吹出角度θ１よりも小さくして、吹出風路２から吹出される空気を主に上流側風向板３ｂによって向きを徐々に水平方向へ変えながら、下流側風向板３ａになだらかに空気が当たるようにして、スムースな水平方向の流れを形成するようにする。
【００１８】
言い換えれば、吹出風路の吹出角度θ１以下に傾斜させた上流側風向板３ｂによって徐々に風の向きを水平方向へ変えて、スムースな流れを形成し、吹出風路２から吹出される空気が激しく上流及び下流側風向板３ａに当たり、風量が低下したり、或いはその面又は裏面の負圧現象に起因して発生する渦流又は剥離現象によって振動・騒音が大きくなったりしないように抑制しながら流す。
【００１９】
なお、この時、下流側風向板３ａを水平よりも若干傾斜させるようにすると、下流側風向板３ａに対する衝突力が更に緩和されるため、更にスムースな風の流れを形成するようになるので、更に、風量低下を防止して騒音を抑制するようになる。
【００２０】
次に、この吹出風路２から吹出される空気を垂直下方向へ吹出すようにする時は、図４に示すように、まず、駆動装置５で下流側風向板３ａをほぼ垂直（９０度）にし、上流側風向板３ｂの角度θ３を吹出風路の吹出角度θ１より大きくして、吹出風路２から吹出される空気を上流側風向板３ｂによって徐々に垂直方向へ変え、スムースな流れを形成するようにする。
【００２１】
言い換えれば、吹出風路の吹出角度θ１以上に傾斜させた上流側風向板３ｂによって風の向きを徐々に垂直方向へ変えてスムースな流れを形成するようにし、吹出空気が激しく上流及び下流側風向板３ａに当たって、風量が低下したり、或いはその面又は裏面のコアンダ現象や負圧現象等に起因して発生する渦流又は剥離現象によって振動・騒音が大きくなったりしないように抑制しながら流すようになる。
【００２２】
なお、この時、下流側風向板３ａをほぼ垂直よりも若干水平方向へ傾斜させるようすると、下流側風向板３ａに対する衝突力が更に緩和されるため、更にスムースな垂直方向への風の流れを形成するようになるので、更に、風量低下を防止して騒音を抑制するようになる。
【００２３】
次に、吹出空気の流れを斜め方向にする時は、駆動装置５により下流側風向板３ａをその斜め方向にしたい傾斜角度θ２にして、上流側風向板３ｂの角度θ３を吹出風路の吹出角度θ１と傾斜角度θ２とのほぼ半分の角度となるようにする。
なお、このようにすると、吹出風路２から吹出された空気は上流側風向板３ｂと下流側風向板３ａに沿いながら流れ、徐々に目標の傾斜角度に変更されながらスムースに吹出されるようになるので、風量低下を防止して騒音を抑制した流れとなる。
【００２４】
また、この時、下流側風向板３ａを吹出風路の吹出角度θ１よりも若干目標傾斜角度に傾斜させるようすると、更に、スムースな風の流れを形成するようになるので、更に、風量低下を防止して騒音を抑制するようになる。
【００２５】
以上説明したように、風向板３を空気の流れに沿って上流側風向板３ｂと下流側風向板３ａに分割し、この分割した上流側風向板３ｂと下流側風向板３ａの傾斜角度を吹出風路の吹出角度θ１に対する空気の吹出方向（角度）に応じて制御し、空気の流れを変えるようにしたので、風向板による流線抵抗の増大を抑制しながら、吹出風路からの空気をスムースに目標吹出角度となるように変更して吹出すようになるため、風量低下が少なく、音の静かな上下方向の風向を制御する風向制御装置が得られる。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について図６、７を用いながら説明する。
この実施の形態２においては、実施の形態１の風向板３を空気の流れに沿って３分割以上に分割し、この分割した各風向板の各傾斜角度を吹出風路の吹出角度θ１に対する空気の吹出方向（角度）に応じて調整し、空気の流れを変えるようにしたものである。
なお、その他の構成はほぼ実施の形態１と同じなので、詳細な説明は割愛する。
【００２７】
次に、このように構成された風向制御板の動作について説明する。
まず、吹出風路２から吹出される空気を風向板３により水平方向へ吹出すようにする時は、駆動装置５により最下流側の風向板３ａをほぼ水平となるようにし、その上流側で分割された各風向板３ｂ、３ｃの角度θ３，θ４が、θ１≧θ４≧θ３≧θ２となるようにして、図６に示すように、スムースな水平方向の流れを形成し、渦流又は剥離現象による風量低下や振動・騒音を抑制することになる。
【００２８】
なお、この時、最下流側の風向板３ａを水平方向よりも斜めにし、この斜めにした最下流側の風向板３ａを含めた各風向板の和が、吹出風路の吹出角度θ１以上となるようにすると、更にスムースに流れるようになるので、更に渦流又は剥離現象による風量低下や振動・騒音を抑制するようになる。
しかも、この時、各風向板３ａ、３ｂ、３ｃで風路の傾斜角度θ１を均等に分担、即ち、θ４＝３／４θ１，θ３＝２／４θ１，θ２＝１／４θ１となるようにすると、更になだらかに変更できるため、更に風量低下や振動・騒音を抑制できるようになる。
【００２９】
また、その他の斜め方向又は垂直方向へ空気を吹出すようにする時も、図７に示すように、前述したと同じ考え方で、各分割した各風向板の角度構成にして渦流又は剥離現象による風量低下や振動・騒音を抑制する。
即ち、最下流側の風向板３ａの角度θ２を目標とする吹出角度にし、その他の分割した各風向板の角度がθ１≦θ４≦θ３≦θ２となるようにして、図７に示すように、段階的に傾斜をつけてスムースに流れるようにする。
【００３０】
以上説明したように、風向板３を空気の流れに沿って３分割以上に分割し、この分割した各風向板の各傾斜角度を吹出風路の吹出角度θ１に対する空気の吹出方向（角度）に応じて調整し、空気の流れを変えるようにしたので、更に風向板による流線抵抗の増大を抑制しながら、吹出風路からの空気をスムースに目標吹出角度となるように変更して吹出すようになるため、更に風量低下が少なく、音の静かな上下方向の空気の流れを制御する風向制御装置が得られる。
【００３１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３について図８、９を用いながら説明する。
この実施の形態３においては、これらの図に示すように、実施の形態１又は２における風向板３の上方側に上方抑制風向板１０を設け、風路上方側空気の流れが、風向板３が形成する空気の流れとほぼ同じ流れとなるように抑制したものである。
なお、その他の構成はほぼ実施の形態１又は２と同じなので、詳細な説明は割愛する。
【００３２】
次に、このように構成された動作について説明する。
まず、この上方抑制風向板１０が無い時は、風路から吹出される空気は実施の形態１又は２で説明した風向板３によってスムースに吹出されるものの、図８に示すように、吹出風路２の上方側の空気は風路２の上方側壁面２ａに沿って流れることになるために、上方側壁面の形状が風向板３の形状と一致してない時は、乱れた流れとなるので、上方側壁面に渦流が発性し、騒音や風量低下の原因になったりする。
【００３３】
しかも、この上方抑制風向板１０が無い時は、図７からも解るように、垂直下方吹出し時には、風向板３の上方側空気の大部分は下方に吹き出されること無く、風路の上方側壁面２ａの傾斜に沿って斜めに吹出されることになり、また、水平吹出し時には、風向板３の下方側空気の大部分は水平方向に吹き出されること無く、下方に吹き出されるため、流線抵抗の抑制は達成できるものの、目標方向に対するロスが生じることとなる。
【００３４】
従って、図８，９に示すように、風向板３の上方側に、即ち、風向板３と吹出風路２の上方側壁面２ａとの間の壁面近傍に、風向板３の風向き（水平又は垂直方向）と連動して動く上方抑制風向板１０を設け、風路上方側の空気の流れが、風向板３が形成する空気の流れとほぼ同じような流れとなるように抑制する。
【００３５】
なお、このようにすると、吹出風路２から吹出される空気の大部分が、風向板３が形成する空気の流れとほぼ同じ流れとなり、風向板に対する風の流線抵抗が抑制されて目標方向に吹出されるようになるため、更に優れた風量低下が少なく、音の静かな上下方向の風向を制御する風向制御装置が得られる。
【００３６】
実施の形態４．
この実施の形態４においては、前記複数配置された各風向板間に隙間を設け、この隙間により、その上流側風向板の前記空気流をその下流側風向板の反対側へバイパスさせるように構成したものである。
なお、その他の構成はほぼ他の実施の形態とほぼ同じなので、詳細な説明は割愛する。
【００３７】
次に、この動作について図１０を用いながら説明する。
まず、吹出風路２から吹出された空気は風向板３に沿って流れる。この時、図３又は図４に示すように、風向板３の下面側を流れる空気は、吹出風路２の傾斜角度で吹出されるため、下面側は負圧となり、渦流が発生して騒音等が生じることになる。
【００３８】
しかし、この時、図１０に示すように、風向板間に設けた隙間３ｄから、その上流側風向板の空気流がその下流側風向板の反対側へ流れ、負圧を解消するように作用するので、騒音等が解消されることになる。
【００３９】
しかも、このように構成された風向制御装置の風向板３を、冷気を吹出す空気調和機の室内機の吹出風路等に用いると、冷気によって冷却された吹出風路内の風向板３の裏面（下面）に発生した負圧の渦流へ高温・多湿の室内空気の侵入を防止する共に、高温・多湿の室内空気と接触しやすい、特に、最下流側風向板の裏面（下面）を冷気で覆うようになるため、風向板３の結露現象による室内への結露水の落下を防ぐことができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、風路内に設けられ、当該風路から吹出される空気流の上下方向の向きを変える風向板を有する風向制御装置において、前記風向板がほぼ一列状の複数の風向板からなり、この一列状の各風向板の上下方向の傾斜角度を制御して前記空気流の向きを徐々に目標方向へ変えるようにしたので、流線抵抗を抑制しながら風路から吹出される空気の上下方向の風向きを変えるようになるため、風量低下や振動・騒音を抑えた風向制御装置が得られる。
【００４１】
また、前記一列状の各風向板が、前記空気流の向きを目標方向へ変える時に、当該目標方向が前記風路の傾斜角度よりも大きい時には、その各風向板の傾斜角度を前記空気流の上流側のものほど小さくなるように制御したので、風路から吹出された空気流の向きを上流側から下流側へ向かって徐々に大きくなるようにして目標方向へ変えるようになるため、風路の傾斜角度よりも大きい向きに変更しても、流線抵抗を抑制して、風量低下や振動・騒音を抑えた風向制御装置が得られる。
【００４２】
また、前記一列状の各風向板が、前記空気流の向きを目標方向へ変える時に、当該目標方向が前記風路の傾斜角度よりも小さい時には、その各風向板の傾斜角度を前記空気流の上流側のものほど大きくなるように制御したので、風路から吹出された空気流の向きを上流側から下流側へ向かって徐々に小さくなるようにして目標方向へ変えるようになるため、風路の傾斜角度よりも小さい向きに変更しても、流線抵抗を抑制して、風量低下や振動・騒音を抑えた風向制御装置が得られる。
【００４３】
また、前記一列状の風向板が、３つ以上の風向板で構成されたので、風路から吹出される空気の風向きを徐々に変えて、更流線抵抗を抑制するようになるため、更に風量低下や振動・騒音を抑えた風向制御装置が得られる。
【００４４】
また、隙間が、前記一列状の各風向板間に設けられ、その上流側風向板の前記空気流をその下流側風向板の反対側へバイパスさせるので、上流側風向板の空気流がその下流側風向板の反対側へ流れ、負圧を解消するように作用するため、更に騒音等を解消する風向制御装置が得られる。
【００４５】
また、上方抑制風向板が、前記一列状の各風向板と前記風路の上方側壁面と間に設けられ、当該風路の上方側空気の流れを前記一列状の各風向板が形成する前記空気流の流れにほぼ沿うように制御するので、風路上方の空気も、風向板が形成する空気の流れとほぼ同じ流れとなり、大部分の空気流の流線抵抗が抑制されて目標方向に吹出されるようになるため、更に優れた風量低下が少なく、音の静かな風向制御装置が得られる。
【００４６】
また、空気調和機の室内機が、前記請求項１から６までのいずれかに記載された風向制御装置を装着したので、風量低下が少なく、音が静かで、特に、風向板３の裏面（下面）に発生した負圧部や最下流側風向板の裏面への高温・多湿の室内空気の侵入を防止して、室内への結露水の落下を防いだ信頼性の高い空気調和機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和機の室内機の概略設置構成図である。
【図２】本発明に係る空気調和機の室内機の概略縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における風向制御装置が空気の流れを水平方向に制御した図である。
【図４】本発明の実施の形態１における風向制御装置が空気の流れを垂直方向に制御した図である。
【図５】本発明の実施の形態１における風向制御装置が空気の流れを斜め方向に制御した図である。
【図６】本発明の実施の形態２における風向制御装置が空気の流れを水平方向に制御した図である。
【図７】本発明の実施の形態２における風向制御装置が空気の流れを垂直方向に制御した図である。
【図８】本発明の実施の形態３における風向制御装置が空気の流れを水平方向に制御した図である。
【図９】本発明の実施の形態３における風向制御装置が空気の流れを垂直方向に制御した図である
【図１０】本発明の実施の形態４における風向制御装置が空気の流れを水平方向に制御した図である。
【図１１】従来の風向制御装置における空気流を水平方向に制御する図である。
【図１２】従来の風向制御装置における空気流を垂直方向にする制御図である。
【図１３】従来の風向制御装置における空気流を斜め方向に制御する図である。
【符号の説明】
１　空気調和機の室内ユニット、　１ａ　キャビネット、　２　吹出風路、　２ａ　上方側壁面、　２ｂ　下方側壁面、　２ｃ　吹出口、　３　上下風向板、　３ａ　下流側風向板、　３ｂ、３ｃ　上流側風向板、　４　左右風向板、　５　駆動装置、　６　熱交換器、７　送風機、８　吸込口、　１０上方抑制風向板、
１４　流線　１５　渦流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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