JPH042861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空調装置の吹出口構造に関するもの
である。

自動車の車室の空調等では空調開始時には暖気
あるいは冷気を集中的に乗員に向けて供給して急
速な冷暖房を行なうのが好ましい。

従来の空調装置の吹出口は筒状のダクトの開口
端に風向を変えるルーバを設けた簡単な構造で、
吹出口より送出される空調気流はほぼ一様な流速
分布を示し、その拡散する度合が一定で、空調開
始時には乗員への空調風が充分でない。このため
に、送風量や風向を変えるが、送風量を変えると
車室内の温度が適温からはずれ、また風向の変更
にも限度がある。

ところで、一定風量の自由噴流を静止流体中に
送出した場合、静止流体と接する噴流外周部の流
速が小さいほど静止流体との間に生じる粘性力等
が小さくなり、噴流の拡散減衰が防止される。

そこで、本発明者等は上記関係に注目し、吹出
ダクト内部の中央部に空調風の主流通路を形成
し、この外周部に副流通路を形成し、主流通路に
比して副流通路の流速を遅くすることにより、吹
出口から吹き出す空調風の拡散を防止して、空調
風の温度到達距離を延ばし、使用者に充分な空調
感を与えることができることを先の出願特願昭57
−230937において述べている。

ところが、本発明者等がさらに詳しく研究した
ところ、空調装置を自動車等に装着する際、取付
け空間に制約を受けるため、空調装置のダクト形
状は曲がり部を設けることが非常に多い。よつて
ダクト内を通過する空調風は、前記曲がり部で乱
れを生じ、この乱れた状態のまま空調風が吹出口
から吹出されると、周囲の静止空気を巻き込んで
減衰しやすいため、乗員への充分な空調風が得ら
れないということが判明した。

そこで本発明は、上記点に鑑み、空調装置の吹
出ダクト内に設けられた空調空気の主流通路と、
副流通路に流入する空気の整流を行なうような整
流手段を設けることにより、吹出口から吹出され
る噴流の拡散減衰を防止し、上記空調風の温度到
達距離をより効果的に延ばすことにより快適な空
調が得られるようにすることを目的とする。

以下、図示の実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の第１の実施例で、車両用空調
装置に使用した例であり、第２図は第１図のＡ−
Ａ断面図である。矩形状の樹脂製吹出ダクト１の
開口端には第１図において左右方向の風向を変え
る複数の樹脂製グリルルーバ２が、それぞれシヤ
フト２ａを介して回動自在に取付けられる。それ
ぞれのシヤフト２ａはロツド３に連結され、ロツ
ド３はダクト１の開口端上部に設けられた凹所１
ａに、第１図において左右方向に移動可能に収納
されている。複数のグリルルーバ２の中の１つに
は、樹脂製ノブ２ｂが一体成形によつて設けられ
ており、このノブ２ｂを手動操作にて左右に動か
すことにより、これと連動してロツド３に連結さ
れた他のルーバ２も左右方向に回動するようにな
つている。なお、吹出ダクト１の開口端には樹脂
製の上側仕切板１ａおよび下側仕切板１ｂがそれ
ぞれ上方ないし下方に折り曲げられて、拡開せし
められ、吹出ダクト１と一体成形されている。吹
出ダクト１内部の上側仕切板１ａおよび下側仕切
板１ｂの上流側は、第２図に示すようにそれぞれ
平行となるように形成され、上側仕切板１ａと下
側仕切板１ｂの間には、２枚の縦方向仕切板１
ｄ，１ｅが互いに平行となるように設けられ、上
記仕切板１ａ，１ｂと一体成形されている。すな
わち、吹出ダクト１の内部には、上側仕切板１ａ
と下側仕切板１ｂと２枚の縦方向仕切板１ｄ，１
ｅとによつて囲まれた主流通路ア、および吹出ダ
クト１の内壁と各仕切板１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅ
との間に副流通路イが形成されており、この状態
は、第２図のＢ−Ｂ断面図である第３図に最もよ
く示されている。

主流通路アおよび副流通路イを形成するように
前記仕切板１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅが設けられた
吹出ダクト１の上流側には段部１ｆが形成されて
おり、この段部１ｆには、ハニカム状整流格子４
がはめ込めるようになつている。したがつて、こ
の整流格子４は、吹出ダクト１を通風ダクト５に
嵌合せしめることにより、吹出ダクト１の段部１
ｆと通風ダクト５の開口端の間にはさみ込まれ、
保持されている。

このハニカム状整流格子４は、第４図に示すよ
うに、矩形状の樹脂製外枠４ａを有し、この外枠
４ａの内側には、これより小形で矩形状の樹脂製
内枠４ｂが配置され、外枠４ａが吹出ダクト１の
段部１ｆにはめ込まれた時に、内枠４ｂは吹出ダ
クト１の仕切板１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅに隙間な
く接するようになつている。外枠４ａと内枠４ｂ
の間には、目の細かいアルミ製副流ハニカム部４
ｃが設けられ、外枠４ａと内枠４ｂに接着剤等に
て接着されている。同様に内枠４ｂの内部には目
の大きいアルミ製主流ハニカム部４ｄが内枠４ｂ
に接着剤等にて接着されている。上記主流ハニカ
ム部４ｄと副流ハニカム部４ｃは、前記主流通路
アと副流通路イにそれぞれ連通するようになつて
いる。

ここで、目の大きい主流ハニカム部４ｄを通過
した流速、すなわち主流通路アの流速は、目の細
かい副流ハニカム部４ｃを通過した流速、すなわ
ち副流通路イの流速より大きく、それぞれの目の
大きさを調節することにより、主流通路アの流速
Viと副流通路イと流速Voの流速比Vo／Viを決
定し、任意の流速分布が得られる。

第５図は上記吹出口構造を模擬的に示すもので
あり、図中tiは主流通路アの通路幅を示し、toは
副流通路イの通路幅を示す。またViは主流の流
速を示し、Voは副流の流速を示す。

本発明者らは上記吹出口の通路幅の比to／tiを
0.3〜0.7とするとともに、流速比Vo／Viを0.3〜
0.6とし、吹出口より70cm離れた地点の垂直面内
の温度到達率の分布状況を測定し、従来の吹出口
と比較した。これを、第６図に示す。なお、温度
到達率は次式で示される。

温度到達率＝雰囲気温度−測定点の温度／雰囲気温
度−吹出口温度 ここで、雰囲気温度60℃、吹出口冷風温度12
℃、吹出口流量は80×80mmグリル（副流部を含
む）にて150m³／ｈとした。また図中線ｘは本実
施例の吹出口、線ｙは従来の吹出口である。

本図によれば、ほぼ静止した雰囲気中に空調風
を吹き出した場合、空調風を中心部を流れる主流
と、主流の外部を流れる副流に分割した本実施例
の吹出口では、副流の流速を小さくして雰囲気と
の粘性力等によつて生ずる吹出風と静止空気との
混合を小さく抑えることにより、第６図の如く、
空調風の拡散減衰が防止され、その温度が保たれ
て到達距離が延びる。なお、前記整流格子４は、
主流と副流の流速比Vo／Viを一定に保つととも
に、空調風の流れに水平方向のみの流速成分が得
られるように、流れに水平方向以外の流速成分を
打ち消し、流れの乱れを消滅させる。したがつ
て、噴流による周囲の静止空気の巻き込みは、い
つそう低減され、温度到達距離をさらに大きくす
る。特に自動車に装着された空調装置において
は、接続ダクト５の曲がり部で、空調風の流れが
乱されるが、本例のような整流格子４を設けるこ
とにより、空調風の乱れが容易に低減できる。

ここで、本発明等が内部仕切板がない従来の吹
出口に、前記整流格子４を設けた場合の温度到達
率を調べたところ、整流格子４がない時の温度到
達率が0.42であり、整流格子４を設けることによ
り温度到達率は0.64に向上することが判明した。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第７図は、第２実施例を示しており、先の実施
例と同じ構造の吹出ダクト１の段部１ｆと通風ダ
クト５の端部の間には、整流格子６がはめ込まれ
る。整流格子６は、第８図に示す如く樹脂製の枠
６ａの内側に目の大きさが一様なアルミ製ハニカ
ム部６ｂが接着剤等にて固着されている。整流格
子６の上流側には、空調風の主流と副流の流速比
を調節するダンパ７，８の一端が回動自在にヒン
ジ結合してある。ダンパ７，８と一体の各ヒンジ
軸７ａ，８ａの一端にはそれぞれピニオン歯車９
ａ，９ｂが装着してあり、各ピニオン歯車９ａ，
９ｂは両者間に配設されたラツク歯車１０と噛合
せしめてある。ラツク歯車１０は、レバー１１の
操作により、第９図の左右方向に動く。これに伴
ない、ラツク歯車１０と噛合したピニオン歯車９
ａ，９ｂは互いに逆方向に回転し、これによつて
ダンパ７，８が互いに対称方向に回動する結果、
主流通路アの上流側開口は上流側に向けて拡開あ
るいは狭小化される。

以下、第１０図、第１１図により上記第２実施
例の吹出口構造の作動及び効果を述べる。

第１０図は上記吹出口の断面構造を模擬的に示
すものであり、本図のａはダンパ７，８により主
流通路アの上流側開口を拡開せしめた図、本図の
ｂは上流側開口を狭小化せしめた図である。

本図のａの場合、整流格子６を通過することに
より、均一な流速ｖで吹出口に至つた空調気流は
仕切板１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅにて主流と副流に
分割される。主流は拡開した流入口より主流通路
ア内に絞り込まれて加速され、反対に副流は絞ら
れた流入口を通過後通路が広くなるので減速され
る。この結果、主流と副流の流速比はVo／Vi＜
１となる。

反対に、本図のｂの場合には主流は減速され、
副流は加速されて流速比はVo／Vi＜１となる。

本発明者らは上記吹出口の通路幅の比to／tiを
0.3〜0.7とするとともに、本図ａの状態で流速比
Vo／Viを0.3〜0.6とし、また本図ｂの状態で流
速比Vo／Viを1.2〜1.6として、それぞれについ
て吹出口より70cm離れた地点の垂直面内の温度到
達率の分布状況を測定し、従来の吹出口と比較し
た。これを、それぞれ第１１図ａ，ｂに示す。な
お図中線ｘは本実施例の吹出口、線ｙは従来の吹
出口である。本図のａによれば、ほぼ静止した雰
囲気中に空調風を吹き出した場合、空調風を中心
部を流れる主流と、主流の外部を流れる副流分割
した本実施例の吹出口では、副流の流速を小さく
して雰囲気との粘性力を小さく抑えることによ
り、本図ａの如く、空調風の拡散減衰が防止さ
れ、その温度が保たれて到達距離が延びる。

一方、副流の流速を大きくして雰囲気との粘性
力を積極的に生ぜしめれば、本図ｂのごとく、空
調風は急速に拡散して一様に広がる。

このように、本第２実施例の吹出口は吹出ダク
ト１内に仕切１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅを設けて、
空調風を中心部を流れる主流と、外部を流れる副
流に分割し、仕切板１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅの上
流側に設けたダンパ６，７によつて上記主流と副
流の流速比を異ならしめることにより、一定風量
で吹き出す空調風の流速を空調開始時には絞つて
遠方へ到達せしめ、その後は一様に拡散せしめ
て、好適な空調を行なうことができるものであ
る。

なお、本実施例において、吹出ダクト１の開口
端は必らずしも拡開する必要はないが、20度以下
の角度で拡開せしめたほうが効果がある。

また、通風ダクト５の曲がり及び、ダンパ６，
７による空気流の乱れは、第１実施例と同様に整
流格子６によつて整流されるため、上記効果はさ
らに大きくなる。

また、本発明は、上記第１および第２の実施例
の他に、以下に述べる如く種々の変形が可能であ
る。

(1) 上述の実施例では、整流格子４，６は、アル
ミ製のハニカム部を樹脂製枠に接着剤等にて、
固着しているが、ハニカム部と枠を樹脂で一体
成形してもよい。

(2) 前述したダンパ６，７の操作機構としては、
リンク機構とコントロールケーブルを組み合せ
使用する手動操作機構でもよい。

(3) 前述したダンパ６，７をサーボモータやダイ
ヤフラムアクチユエータ等により駆動し、この
サーボモータ、ダイヤフラムアクチユエータ等
の駆動装置の作動を、室温を検出して作動する
制御回路、あるいは空調装置始動後一定時間の
出力を出すタイマー回路等によつて自動的に制
御するようにすれば、ダンパの作動を自動制御
することができる。

(4) ダンパのごとき流速調節手段は、主流通路ア
の上流側開口以外に、主流通路アおよび副流通
路イの途中に設置することができる。この場
合、ダンパでなく、可変絞り部材を両流通路
ア，イの一方又は双方に設けるようにしてもよ
い。

(5) 第１２図に示すような運転席側吹出口１２
ａ，１３ａおよび助手席側吹出口１２ｂ，１３
ｂを上述のような吹出風の流速可変可能な構造
とし、上記(3)の駆動装置、制御回路を適用すれ
ば、それぞれの吹出口での空調風の制御が独立
に行なうことができる。

(6) 前記整流格子４，６は、ハニカム状に限ら
ず、吹出口の縦方向、および／または横方向に
互いに平行な複雑の仕切部を設けるようにして
もよく、また吹出口が、円筒形に形成されてい
る場合は、整流格子の枠は円筒形に形成し、そ
の場合、円筒形枠内部に複数の同心円状の仕切
部を設けるようにしてもよい。

(7) 前記整流格子は、自動車用空調装置の吹出口
に限らず、例えば工場等の広い空間の局部部分
を冷房換気するような空調装置の吹出口におい
ても上記と同様の効果を有し実現可能である。

以上の如く、本発明は空調装置の吹出ダクト内
に設けた仕切板により、吹出ダクト内を中央部の
主流通路と副流通路に区画するとともに、主流通
路と副流通路に流入する空気の流れを整流する整
流手段を設けることにより、吹出口から吹出され
る空調風の拡散減衰を効果的に防止し、空調風の
温度到達距離をより一層延ばすことが可能とな
り、特に車両用空調装置等に使用して優れた性能
を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す吹出口の
正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図
は第２図のＢ−Ｂ断面図、第４図は本発明の第１
実施例における整流格子の正面図、第５図は本発
明の第１実施例を示す吹出口の概略断面図、第６
図は本発明の吹出口と従来の吹出口について温度
到達率を比較した特性図、第７図は本発明の第２
実施例の吹出口構造を示す断面図、第８図は本発
明の第２実施例における整流格子の正面図、第９
図は本発明の第２実施例の吹出口構造を示す側面
図、第１０図のａ，ｂは本発明の第２実施例を示
す吹出口の概略断面図、第１１図は湿度到達率の
特性図であり、符号ａ，ｂはそれぞれ第１０図の
ａ，ｂに対応する。第１２図は自動車運転席の操
作パネルの外観図。 １……吹出ダクト、１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅ…
…仕切板、ア……主流通路、イ……副流通路、４
……整流格子、４ａ……外枠、４ｂ……内枠、４
ｃ……副流のハニカム部、４ｄ……主流ハニカム
部、６……整流格子、６ａ……枠、６ｂ……ハニ
カム部、７，８……ダンパ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空調装置の吹出ダクト内に吹出ダクト内壁に
   沿つて仕切板を設け、この仕切板によつて吹出ダ
   クト中央部に位置する主流通路と、この外周の副
   流通路とを形成し、前記主流通路と前記副流通路
   に流入する空気の整流を行なうような整流手段を
   具備する空調装置の吹出口。 ２ 前記整流手段は、前記主流通路部分に比べ、
   前記副流通路に設けられたハニカム状整流格子よ
   り形成され、このハニカム状整流格子の目の大き
   さは、前記主流通路部分より前記副流通路部分の
   方がより細かく形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の空調装置の吹出口。 ３ 前記整流手段は、前記主流通路および前記副
   流通路に設けられた均一な目の大きさのハニカム
   状整流格子であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の空調装置の吹出口。