JP7079640B2 - Estimating method - Google Patents
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Description
本発明は、室内に吹き出す空気の方向を変更することが可能な風向変更ディフューザー、及びそのような吹き出し口を用いた空調システムに関する。 The present invention relates to a wind direction changing diffuser capable of changing the direction of air blown into a room, and an air conditioning system using such an outlet.
空調の天井用吹き出し口であり、周囲への気流拡散の役割を果たすディフューザーには、従来製品としてアネモ型やユニバーサル吹き出し口が流通している。アネモ型には吹き出される気流の風向を微調整する術はないが、ユニバーサル吹き出し口はｘ軸、ｙ軸方向に風向を調整するための羽を有しており、限られた範囲であれば風向を連続的に変更することができる。 Anemo-type and universal outlets are distributed as conventional products for diffusers that are air-conditioning ceiling outlets and play a role in diffusing airflow to the surroundings. There is no way to fine-tune the wind direction of the airflow blown out in the anemo type, but the universal outlet has wings for adjusting the wind direction in the x-axis and y-axis directions, as long as it is within a limited range. The wind direction can be changed continuously.
また、天井用吹き出し口からの風向を調整する提案としては、例えば、特許文献１（特開２０１６－８５０２３号公報）には、居室内で執務者が在席する領域であるタスク領域に向けて空調空気を個別に吹き出すノズル部と、前記ノズル部を支持するノズル支持部と、を備えた吹き出し口装置であって、前記ノズル部は、このノズル部を貫通する筒孔であるタスク用気流路を有するとともに、ピッチ軸によって傾動可能に支持されており、前記ノズル支持部は、前記ノズル部がピッチング方向に傾動可能になるように前記ピッチ軸を支持し、さらに、この吹き出し口装置が取り付けられる天井または壁に垂直であるヨー軸回りで前記ノズル部が回転可能になるように当該ノズル部を支持し、前記タスク用気流路は、その内壁面に、前記ピッチ軸に平行な平坦面を少なくとも一つ有する吹き出し口が開示されている。
しかしながら、ユニバーサル吹き出し口や従来提案のものは、２軸以外の、複数の方向に気流を吹き出す用途には不向きである、という問題があった。 However, there is a problem that the universal outlet and the conventionally proposed one are not suitable for applications of blowing airflow in a plurality of directions other than the two axes.
そのため、複数の方向への気流が必要な箇所、例えば室の角部や端部に吹き出し口を設置するような場合には、当該箇所それぞれに専用のものを用いる必要があった。これは、矩形の吹き出し口が２本の対角線により４分割されたもの（または田の字型に４分割されたもの）で、意図した方向へ気流を供給するためのルーバーを選択し、各区画にはめ込んで使用するようなものである。 Therefore, when an outlet is installed at a place where airflow in a plurality of directions is required, for example, at a corner or an end of a room, it is necessary to use a dedicated one for each place. This is a rectangular outlet divided into four by two diagonal lines (or divided into four in a rice field shape), select a louver to supply airflow in the intended direction, and select each section. It's like fitting it in and using it.
したがって、上記のような吹き出し口においては、室内における設置位置ごとに適切なものを選定する必要があり、空調空間における什器、執務者の座席といったレイアウトの変更に対しても融通性に欠ける、という問題があった。 Therefore, it is necessary to select an appropriate outlet for each installation position in the room, and it lacks flexibility even when changing the layout of furniture and seats for workers in the air-conditioned space. There was a problem.
本発明に係る推定方法は、室内に吹き出す空気の方向を変更する風向変更ディフューザーであって、複数の孔が設けられている上側パンチングメタルと、複数の孔が設けられると共に、前記上側パンチングメタルの下面と接する下側パンチングメタルと、からなり、前記上側パンチングメタルと前記下側パンチングメタルとは、互いに接しつつスライド可能とされる風向変更ディフューザーの吹出角度の推定方法において、前記上側パンチングメタルの孔と、前記下側パンチングメタルの孔がぴったりとあった状態からのスライド距離をｘとするとき、吹出角度θを下式（３）によって推定することを特徴とする推定方法。
前記上側パンチングメタルの孔径ｄおよびピッチｐと、前記下側パンチングメタルの孔径ｄおよびピッチｐとが同じであり、ｔは前記上側パンチングメタルおよび前記下側パンチングメタルの板厚である。
The estimation method according to the present invention is a wind direction changing diffuser that changes the direction of air blown into a room, and is an upper punching metal provided with a plurality of holes and an upper punching metal provided with a plurality of holes. In the method of estimating the blowing angle of the wind direction changing diffuser, which is composed of a lower punching metal in contact with the lower surface, and the upper punching metal and the lower punching metal are slidable while being in contact with each other, the holes in the upper punching metal. An estimation method characterized by estimating the blowout angle θ by the following equation (3), where x is the slide distance from the state where the holes of the lower punching metal are exactly aligned.
The hole diameter d and pitch p of the upper punching metal and the hole diameter d and pitch p of the lower punching metal are the same, and t is the plate thickness of the upper punching metal and the lower punching metal.
また、本発明に係る風向変更ディフューザーは、前記上側パンチングメタルと前記下側パンチングメタルのいずれかが、複数の区画に分けられると共に、複数の区画に分けられていない方のパンチングメタルは、前記複数の区画の面積に略等しい１枚のパンチングメタルで構成されることを特徴とする。 Further, in the wind direction changing diffuser according to the present invention, either the upper punching metal or the lower punching metal is divided into a plurality of sections, and the punching metal not divided into the plurality of sections is the plurality of sections. It is characterized in that it is composed of one punching metal which is substantially equal to the area of the section.
また、本発明に係る風向変更ディフューザーは、前記下側パンチングメタルが、複数の区画に分けられることを特徴とする。 Further, the wind direction changing diffuser according to the present invention is characterized in that the lower punching metal is divided into a plurality of sections.
また、本発明に係る風向変更ディフューザーは、前記複数の区画は、４つの区画であることを特徴とする。 Further, the wind direction changing diffuser according to the present invention is characterized in that the plurality of compartments are four compartments.
また、本発明に係る風向変更ディフューザーは、前記複数の区画の形状が３角形であることを特徴とする。 Further, the wind direction changing diffuser according to the present invention is characterized in that the shape of the plurality of compartments is triangular.
また、本発明に係る風向変更ディフューザーは、前記上側パンチングメタルの孔径ｄおよびピッチｐと、前記下側パンチングメタルの孔径ｄおよびピッチｐとが同じであることを特徴とする。 Further, the wind direction changing diffuser according to the present invention is characterized in that the hole diameter d and pitch p of the upper punching metal and the hole diameter d and pitch p of the lower punching metal are the same.
また、本発明に係る風向変更ディフューザーは、前記上側パンチングメタルの孔と、前記下側パンチングメタルの孔がぴったりとあった状態からのスライド距離をｘとするとき、吹出角度θを下式（３）によって推定することを特徴とする。 Further, the wind direction changing diffuser according to the present invention has the following equation (3) when the slide distance from the state where the hole of the upper punching metal and the hole of the lower punching metal are exactly aligned is x. ).
また、本発明に係る空調システムは、前記のいずれかに記載の風向変更ディフューザーを用いたことを特徴とする。 Further, the air conditioning system according to the present invention is characterized in that the wind direction changing diffuser described in any of the above is used.
本発明に係る風向変更ディフューザーは、前記上側パンチングメタルと前記下側パンチングメタルとは、互いに接しつつスライド可能とされており、このような本発明に係る風向変更ディフューザーによれば、パンチングメタルをスライドするだけで、任意の方向に気流を吹き出させることができ、空調空間における什器、執務者の座席といったレイアウトの変更に対しても、柔軟に対応することが可能となる。 In the wind direction changing diffuser according to the present invention, the upper punching metal and the lower punching metal can be slid while being in contact with each other, and according to such a wind direction changing diffuser according to the present invention, the punching metal can be slid. By simply doing so, the airflow can be blown out in any direction, and it becomes possible to flexibly respond to changes in the layout such as furniture and the seats of workers in the air-conditioned space.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る風向変更ディフューザー１０の原理を説明する図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the wind
本発明に係る風向変更ディフューザー１０は、空調システム（不図示）により温度や湿度が調整された空気を、室内に吹き出す吹き出し口として利用されるものであり、室内に吹き出す空気の方向を変更することが可能に構成されたものである。なお、以下の実施形態では、天井裏から室内に向けて空気を吹き出す構成について説明するために、上下関係により説明を行うが、本発明に係る風向変更ディフューザー１０は、天井にのみ適用されるものではない。本発明に係る風向変更ディフューザー１０は、例えば、壁面や床にも設けることができる。
The wind
本発明に係る風向変更ディフューザー１０では、図１に示すように、複数の孔１５が所定のピッチで設けられている２枚のパンチングメタルを用いる。２枚のパンチングメタルは、上下に互いに接触するように配される。すなわち、上側パンチングメタル２０の下面に、下側パンチングメタル３０の上面が接するように配されている。また、上側パンチングメタル２と下側パンチングメタル３０とは、互いに接しつつスライド可能とされている。
In the wind
図１（Ａ）は、上側パンチングメタル２０の孔１５と、下側パンチングメタル３０の孔１５とがぴったりと合った状態から、下側パンチングメタル３０を紙面右側にずらした状態を示している。また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＸ－Ｘ’断面を示しており、矢印は風向変更ディフューザー１０から吹き出される気流の挙動を示している。
FIG. 1A shows a state in which the
本発明に係る風向変更ディフューザー１０では、空調システムからの気流が、上側パンチングメタル２０の孔１５から、下側パンチングメタル３０の孔１５へと通過する際に、孔１５同士のずれ具合によって、気流の方向が変化することを利用している。
In the wind
さらに、本発明に係る風向変更ディフューザー１０では、上側パンチングメタル２０又は下側パンチングメタル３０のいずれかがが複数の区画に分けられている。そして、複数の区画に分けられていない方のパンチングメタルは、前記複数の区画の面積に略等しい１枚のパンチングメタルで構成されている。
Further, in the wind
例えば、第１の区画と、これと異なる第２の区画を想定し、第１の区画におけるパンチングメタルのずらし方と、第２の区画におけるパンチングメタルのずらし方とを変えることで、それぞれの区画から、異なる方向の気流を吹き出させるようにすることが可能となる。 For example, assuming a first section and a second section different from this, by changing the method of shifting the punching metal in the first section and the method of shifting the punching metal in the second section, each section Therefore, it is possible to blow out airflow in different directions.
本実施形態では、上側パンチングメタル２０が一枚のパンチングメタルで構成され、下側パンチングメタル３０が４つの区画に分けられ、それぞれに区画の形状が３角形（二等辺三角形）であり、さらに下側パンチングメタル３０のそれぞれの区画が上側パンチングメタル２０に対して、スライド可能にされている例に基づいて説明する。このように構成されていると、室内側から、下側パンチングメタル３０の各区画をスライドさせることで、気流の方向が調整できる。しかしながら、本発明は、上側パンチングメタル２０を複数の区画に分けて、これらの区画を下側パンチングメタル３０の一枚のパンチングメタルに対してスライドさせる構成も含まれるものである。
In the present embodiment, the upper punching
また、本実施形態では、区画の数を４としており、これにより、最大、それぞれ異なる４方向への気流を吹き出すことができるようにされているが、本発明に係る風向変更ディフューザー１０では、区画の数は複数であればよく、区画の数が４に限定されるものではない。
Further, in the present embodiment, the number of compartments is set to 4, so that airflows in four different directions can be blown out at the maximum. However, in the wind
図２は本発明の実施形態に係る風向変更ディフューザー１０が適用された吹き出し口の分解斜視図である。図２において、不図示の空調システムで調整された空気はダクト３を介して、天井裏に設けられているケーシング５へと供給される。ケーシング５の下部には、本発明に係る風向変更ディフューザー１０が設けられている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of an outlet to which the wind
具体的な機構としては、吹き出し口全面を覆う上側パンチングメタル２０と、４区画に分割された４枚の直角二等辺三角形の下側パンチングメタル３０が重なるように設置されたものである。各下側パンチングメタル３０は、上側パンチングメタル２０に隙間なく重なりながら、吹き出し面と水平方向に数ｍｍだけスライドできる仕様とされている。スライド方向は吹き出し面に垂直な方向を軸に３６０°とし、ずれ幅の調整は連続的とされている。４枚の下側パンチングメタル３０（下側第１パンチングメタル３１、下側第２パンチングメタル３２、下側第３パンチングメタル３３、下側第４パンチングメタル３４）はそれぞれ独立して動かすことができる。また、４区画への分割方法を田の字型としても、本発明に期待される性能の発揮には差し支えない。
As a specific mechanism, the upper punching
図１（Ｃ）は、本発明に係る風向変更ディフューザー１０で用いるパンチングメタルを示す図である。各区画における風向を同一とするための制約条件として、上下２枚のパンチングメタルは図１（Ｃ）に示す孔の中心間のピッチＰが同距離でなくてはならない。一方で孔径Ｒは上下のパンチングメタルで同じである必要はない。また、４枚の下側パンチングメタル３０については、その孔径は区画ごとに異なってもよい。
FIG. 1C is a diagram showing a punching metal used in the wind
また、スライド幅を一定として、下側パンチングメタル３０をスライドさせた際に、スライド方向によらず吹き出す気流の風速を同じとするためには、パンチングメタルの孔形状は孔中心を軸に３６０°対称なラウンド型である必要がある。一方でそのような要求のない場合においては、孔形状はこの限りでない。また、同じ仕様のパンチングメタルを２枚重ねて吹き出し口を完全に閉鎖させるためには、最も一般に流通している６０°千鳥格子のラウンド型パンチングメタルにおいて、孔径ＲとピッチＰの間にＰ≧２Ｒの関係（開口率２２％程度）を満たすものを使用する必要がある。
Further, in order to keep the slide width constant and to make the wind speed of the airflow blown out regardless of the slide direction when the
本実施形態に係る風向変更ディフューザー１０では、４区画の下側パンチングメタル３０の重なりを用途に応じて調整することで、それぞれ適切な方向に気流を吹き出すことができる。またその風向調整自由度は従来技術に係るものよりも優れている。また、上下の２枚のパンチングメタルについて、先述のＰ≧２Ｒの関係を満たす同規格のものを組み合わせることで、部分的にまたは全体的に、吹き出し口を完全に閉鎖することもできる。従来は設置位置ごとに仕様を変える必要があったユニバーサル吹き出し口と異なり、本発明に係る風向変更ディフューザー１０で、室中央や端部、角部など、いずれにも適用することができる。
In the wind
以下、図３乃至図５を参照し、本発明に係る風向変更ディフューザー１０によって吹き出す気流の方向の調整方法について説明する。図３乃至図５は、いずれも本発明の実施形態に係る風向変更ディフューザー１０の設定例を説明する図である。図３乃至図５においては、天井裏か室内側を見下ろす配置で上側パンチングメタル２０と下側パンチングメタル３０とが並んでいる様子を示しており、下側パンチングメタル３０については点線で示されている。また、図３乃至図５において矢印は気流の方向を示している。
Hereinafter, a method of adjusting the direction of the airflow blown out by the wind
図３は上側パンチングメタル２０と下側パンチングメタル３０の孔１５同士がぴったりと重なっている状態から、下側パンチングメタル３０における下側第１パンチングメタル３１については、Ｒ／２より少ないスライド量で上側にスライドさせ、下側第２パンチングメタル３２については、Ｒ／２より少ないスライド量で右側にスライドさせ、下側第３パンチングメタル３３については、Ｒ／２より少ないスライド量で下側にスライドさせ、下側第４パンチングメタル３４については、Ｒ／２より少ないスライド量で左側にスライドさせた設定を示している。
In FIG. 3, from the state where the
上記のような設定により、図示するように、本発明に係る風向変更ディフューザー１０から四方への吹き出しを行うことが可能となる。
With the above settings, as shown in the figure, it is possible to blow out the wind
図４は上側パンチングメタル２０と下側パンチングメタル３０の孔１５同士がぴったりと重なっている状態から、下側パンチングメタル３０を構成する４枚全てのパンチングメタルについて、Ｒ／２より少ないスライド量で右下方にスライドさせた設定を示している。
In FIG. 4, from the state where the
このような設定により、図示するように、本発明に係る風向変更ディフューザー１０の全面から、右下方への吹き出しを行うことが可能となる。
With such a setting, as shown in the figure, it is possible to blow out from the entire surface of the wind
また、図５は下側第１パンチングメタル３１と、下側第３パンチングメタル３３とについては、上側パンチングメタル２０と孔１５同士がぴったりと重なっている状態とすると共に、下側第２パンチングメタル３２と、下側第４パンチングメタル３４とについては、上側パンチングメタル２０の孔１５を封鎖する状態とした設定を示している。
Further, in FIG. 5, the lower
このような設定により、図示するように、本発明に係る風向変更ディフューザー１０の下側第１パンチングメタル３１と、下側第３パンチングメタル３３とからは紙面奥側（室内からみれば鉛直下方側）への吹き出しを行うことが可能となると共に、下側第２パンチングメタル３２と、下側第４パンチングメタル３４とからの吹き出しを遮断することが可能となる。
With such a setting, as shown in the figure, the lower
以上のように、本発明に係る風向変更ディフューザー１０は、前記上側パンチングメタル２０と前記下側パンチングメタル３０とは、互いに接しつつスライド可能とされており、このような本発明に係る風向変更ディフューザー１０によれば、パンチングメタルをスライドするだけで、任意の方向に気流を吹き出させることができ、空調空間における什器、執務者の座席といったレイアウトの変更に対しても、柔軟に対応することが可能となる。
As described above, in the wind
以下、本発明に係る風向変更ディフューザー１０による効果を実験的に検証したので、説明する。図６は本発明に係る風向変更ディフューザー１０の実証実験に用いたパンチングメタルとその諸寸法の定義を説明する図である。実証実験で用いたパンチングメタルは、開孔率が４０％、６０°千鳥配列のものである。材料はアルミニウム又はＳＵＳであり、孔径ｄの孔を、ピッチｐだけ離して、板厚ｔの金属板にパンチ処理で打ち抜いたものである。ｄ、ｐ、ｔの長さの単位はすべてｍｍである。また、以下の実験で用いたパンチグメタルは、特に断りがない限り、基本的に孔径ｄ＝１０、ピッチｐ＝１５、板厚ｔ＝１のものである。
Hereinafter, the effect of the wind
本発明に係る風向変更ディフューザー１０は、２枚のパンチグメタルを重ねてスライドさせる ことで風向を調整する。重なった２枚のパンチグメタルのうち、１枚のパンチグメタルをｘ［ｍｍ］スライドさせることで、もともと重なっていた２つの孔同士の中心の間隔もｘ［ｍｍ］ずれることとなる（図７参照）。
The wind
なお、２枚の６０°千鳥配列のパンチグメタル（孔径ｄ、ピッチｐ、板厚ｔ）がｘ［ｍｍ］だけずれて重なった際の孔１つあたりの面積ＳHは下式（１）で、また、その際の開孔率ＰＲ（Ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）は下式（２）でそれぞれ求めることができる。 The area SH per hole when two 60 ° zigzag-arranged punched metals (hole diameter d, pitch p, plate thickness t) are offset by x [mm] and overlapped is calculated by the following equation (1). Further, the opening rate PR (Performation Ratio) at that time can be obtained by the following equation (2), respectively.
図８は本発明に係る風向変更ディフューザー１０の実験構成の概略を説明する図である。主な実験構成としては送風ファン、整流部、風向調整部（検証対象）から構成される。送風ファンで実験室内空気をダクトへ供給し、ファンにより乱れた気流をダクトの途中に設けられた整流格子（正六角形アルミハニカム、セルサイズ１０ｍｍ、厚さ５０ｍｍ）で整流する。
FIG. 8 is a diagram illustrating an outline of an experimental configuration of the wind
角ダクトは厚さ５ｍｍのプラスチック段ボールから成り、内法断面寸法が２００×２００ｍｍである。整流格子の後段は気流吹出部であり、ダクトと同寸法の開口となっている。この開口に、パンチングメタルが２枚重ねて設けられ、その種類やパンチングメタル同士のずれの関係を変更することで、本発明に係る風向変更ディフューザー１０に関する影響因子を抽出し、その影響の程度を検証する。
The square duct is made of plastic corrugated cardboard having a thickness of 5 mm and has an internal cross-sectional dimension of 200 × 200 mm. The rear stage of the rectifying grid is the airflow outlet, which has an opening of the same size as the duct. Two punching metals are provided on top of each other in this opening, and by changing the type and the relationship of the displacement between the punching metals, the influential factors related to the wind
この際、吹出された空気は実験室内に再供給される。また、吹出口から５００ｍｍ程度上流には、ダクト側壁から温度測定のためのＴ型熱電対と、マノメータ（マノスターゲージ：山本電機工業（株））による高圧側の圧力測定口を挿入した。マノメータの低圧側測定口は室内に開放し、風向変更ディフューザー１０を搭載した吹出口による静圧損失を測定した。
At this time, the blown air is re-supplied to the laboratory. Further, about 500 mm upstream from the outlet, a T-type thermocouple for temperature measurement and a pressure measurement port on the high pressure side by a manometer (manostar gauge: Yamamoto Denki Kogyo Co., Ltd.) were inserted from the duct side wall. The low-pressure side measurement port of the manometer was opened indoors, and the static pressure loss due to the air outlet equipped with the wind
風向変更ディフューザー１０から吹き出される気流の角度を測定するためにタフトを、また、可視化のためにスモークを用いた。吹出角度の測定では３本のタフトの角度の平均を取り、風向変更ディフューザー１０からの吹出角度とした。なお、実験結果の検証の際には、吹出角度の数値には、タフトの自重に対する所定の補正が施されている。
送風量と吹出角度の関係・スライド距離と吹出角度の関係について
送風ファンによる送風量 Ｑ［ｍ3／ｈ］を変更した際の、θ［°］の関係を検証した。実験におけるＱは、ｘ＝０において２００～６００ｍ3／ｈの範囲で、５０ｍ3／ｈ刻みで変更した。また、スライド距離は０～５ｍｍの範囲で１ｍｍ刻みとなるように上流側パンチングメタルをずらした。
Taft was used to measure the angle of the airflow blown from the wind
About the relationship between the amount of air blown and the blowing angle ・ About the relationship between the slide distance and the blowing angle
The relationship of θ [°] when the amount of air blown by the blower fan Q [m 3 / h] was changed was verified. Q in the experiment was changed in increments of 50 m 3 / h in the range of 200 to 600 m 3 / h at x = 0. Further, the upstream punching metal was shifted so that the slide distance was in the range of 0 to 5 mm in 1 mm increments.
実験結果を基に、横軸にｘ、縦軸にθをとったものが図９である。スライド距離ｘの違いによるθの変化は送風量の差異の影響を受けないことが確認できた。 Based on the experimental results, FIG. 9 shows x on the horizontal axis and θ on the vertical axis. It was confirmed that the change in θ due to the difference in the slide distance x is not affected by the difference in the amount of air blown.
ｘ＝０とｘ＝１ではθに大きな違いは認められないが、ｘ＝１～５の範囲では、θが直線的に上昇する様子が確認できる。送風量の違いによる影響はないことから同風量で測定されたｘごとのθの平均値をとり、ｘ＝１～５の範囲で線形近似を行うと図１０に示す通りである。ｘ＝１～５の範囲では、スライド距離が１ｍｍ増すことで、θが線形に約８．３°増加する結果となった。 No significant difference is observed in θ between x = 0 and x = 1, but it can be confirmed that θ rises linearly in the range of x = 1 to 5. Since there is no influence due to the difference in the air volume, the average value of θ for each x measured at the same air volume is taken, and linear approximation is performed in the range of x = 1 to 5, as shown in FIG. In the range of x = 1 to 5, increasing the slide distance by 1 mm resulted in a linear increase in θ by about 8.3 °.
なお、以下、図１０を含め、幾つかのグラフ中にｙ＝ａｘ＋ｂの線形近似式が示されているが、この近似式においてはａ、ｂを定数として、ｘは単に横軸の値を、また、ｙは単に縦軸の値を示すものである。また、グラフ中においてＲ2は、（ ）を示すものである。（←近藤様、補足をお願い致します。）
パンチングメタルの表裏の違いが吹出角度θに及ぼす影響について
パンチングメタルは、打抜きの方向によりパンチ孔のせん断面形状はおよそ図１１のようになる。パンチングメタルの打抜工程におけるポンチ側のパンチ孔にはだれが生じ、ダイス側のポンチ孔には返りが生じる。ポンチ側のパンチングメタル面を「前（前面）」、ダイス側を「背（背面）」として定義し、２枚のパンチングメタルの表裏を変更して実験を行った。
Hereinafter, a linear approximation formula of y = ax + b is shown in some graphs including FIG. 10, but in this approximation formula, a and b are constants, and x is simply a value on the horizontal axis. Further, y simply indicates the value on the vertical axis. Further, in the graph, R 2 indicates (). (← Mr. Kondo, please give me a supplement.)
About the influence of the difference between the front and back of the punching metal on the blowing angle θ
In the punching metal, the shape of the sheared surface of the punch hole is as shown in FIG. 11 depending on the punching direction. Dripping occurs in the punch holes on the punch side in the punching process of the punching metal, and bounce occurs in the punch holes on the die side. The punching metal surface on the punch side was defined as "front (front)" and the die side was defined as "back (back)", and the front and back of the two punching metals were changed for the experiment.
上流、下流のパンチングメタルの表の設定条件を以下のように表記する。
（Ａ，Ｂ）＝（上流側に設けたパンチングメタルの装置上流に向けた面，下流側に設けたパンチングメタルの装置上流に向けた面）
※Ａ，Ｂには、前（前面）、背（背面）のいずれかが入る。
The setting conditions in the table of upstream and downstream punching metals are described as follows.
(A, B) = (plane facing upstream of the punching metal device provided on the upstream side, surface facing upstream of the punching metal device provided on the downstream side)
* A and B can be either front (front) or back (back).
したがって、このような表記の下では、上流側、下流側にともにパンチングメタルの背面を装置上流側に向けて行った基準実験のパンチングメタルの設置条件は（背，背）となる。 Therefore, under such a notation, the installation conditions of the punching metal in the standard experiment in which the back surface of the punching metal is directed toward the upstream side of the device on both the upstream side and the downstream side are (back, back).
図１２はスライド距離ｘと吹出角度θの関係を示す図である。吹出角度の測定では送風量は３５０ｍ3／ｈ一定とした。図１２において、実線は、図１０の場合と同様ｘ＝１～５の範囲における線形近似を示すものである。 FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the slide distance x and the blowout angle θ. In the measurement of the blowing angle, the air volume was set to be constant at 350 m 3 / h. In FIG. 12, the solid line shows a linear approximation in the range of x = 1 to 5, as in the case of FIG.
傾きの大小関係は（背，背）＞（前，背）≒（背，前）＞（前，前）、切片の大小関係は（前，前）＞（前，背）≒（背，前）＞（背，背）となり、いずれも傾きは正、切片は負の値をとった。（前，背）、（背，前）では、基準実験（背，背）と同様にｘ＝１におけるθはｘ＝０での値とほぼ同じであったが、（前，前）ではｘ＝１におけるθがより大きい結果となった。 The magnitude relationship of the inclination is (back, back)> (front, back) ≒ (back, front)> (front, front), and the size relationship of the intercept is (front, front)> (front, back) ≒ (back, front) )> (Back, back), and the slope was positive and the intercept was negative. In (front, back) and (back, front), θ at x = 1 was almost the same as the value at x = 0, as in the reference experiment (back, back), but in (front, front), x. The result was that θ at = 1 was larger.
しかしながら、（前，前）では傾きが小さいためにｘ＝３～５におけるθは（前，背）（背，前）の条件と同程度の角度となった。（背，背）は傾きが大きいため、ｘの増加に伴って徐々にほかの３条件とのθの差が大きくなり、ｘ＝５では３～４°ほどθに差が認められた。 However, since the inclination is small in (front, front), θ at x = 3 to 5 has an angle similar to the condition of (front, back) (back, front). Since the slope of (back, back) is large, the difference in θ from the other three conditions gradually increases as x increases, and when x = 5, a difference in θ is observed by about 3 to 4 °.
以上の検討から、パンチングメタルの表裏はわずかではあるが吹出角度に影響を及ぼすことが確認された。一方で本発明に係る風向変更ディフューザー１０の適用先は一般室内空調の吹出口であり、微小な角度調整は要求されない。また、表裏の違いによりθに差が生じるのは、スライド距離が特に大きい状況においてのみである。したがって、表裏の違いがθに及ぼす影響は、本発明に係る風向変更ディフューザー１０の用途の上では無視できる程度のものと考えられる。
孔配列に対するパンチングメタルの変位方向の違いが風向変更ディフューザー１０に及ぼす影響について
本発明に係る風向変更ディフューザー１０に対し、一般に流通する６０°千鳥配列のパンチングメタルを適用する場合、図１３に示すような２方向の設置が考えられる。図１３はパンチングメタルの設置例を示す図であり、図１３（Ａ）を基準設置例、図１３（Ｂ）を９０°回転設置列と定義する。両例で、形成された孔の形状に変わりはないが、その配列が異なるため吹出角度にも違いが生じる可能性がある（図１４に示す違い）。
From the above examination, it was confirmed that the front and back sides of the punching metal have a slight effect on the blowing angle. On the other hand, the wind
About the influence of the difference in the displacement direction of the punching metal with respect to the hole arrangement on the wind
When a punching metal having a 60 ° zigzag arrangement that is generally distributed is applied to the wind
そこで、図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）で、上流側のパンチングメタルを同様にスライドさせて送風した際に形成される気流の挙動を比較した。なお、パンチングメタルの表裏は（背，背）とし、送風量はＱ＝３５０ｍ3／ｈとした。また、これまで実験に用いた図１３（Ａ）に示す設置例では、最大で６．４ｍｍほどスライドが可能であったため、上流側パンチングメタルをｘ＝１～５まで余裕を持ってスライドできたが、図１３（Ｂ）の９０°回転設置列では、ｘ＞５のスライド距離となった際に、もう一方の孔にかかり、孔形状が意図したものと大きく異なるおそれがある（図１５参照）。そこで、このような状況を避けるために、９０°回転設置列ではスライド距離の範囲をｘ＝０～４とし、次の孔の縁まで１ｍｍ分の余裕を持たせることとした。 Therefore, in FIGS. 13 (A) and 13 (B), the behavior of the air flow formed when the punching metal on the upstream side was similarly slid and blown was compared. The front and back of the punching metal were (back, back), and the air volume was Q = 350 m 3 / h. Further, in the installation example shown in FIG. 13 (A) used in the experiment so far, it was possible to slide up to about 6.4 mm, so that the upstream punching metal could be slid with a margin of x = 1 to 5. However, in the 90 ° rotation installation row shown in FIG. 13B, when the slide distance is x> 5, the other hole may be caught and the hole shape may be significantly different from the intended one (see FIG. 15). ). Therefore, in order to avoid such a situation, the range of the slide distance is set to x = 0 to 4 in the 90 ° rotation installation row, and a margin of 1 mm is provided to the edge of the next hole.
図１６は各設置例におけるスライド距離ｘと吹出角度θの関係を示す図である。図１６においては、ｘ＝０の結果を除いて、図１０同様線形近似を行っている。９０°回転設置列は基準設置例と比較して、切片が若干大きいが、傾向に大きな違いは認められず、スライド距離が１ｍｍ増すことで８．４°増加する結果となった。これにより、孔配列に対するパンチングメタルの変位方向の違いは、本発明に係る風向変更ディフューザー１０の性能に大きな影響を及ぼさないと判断できる。
パンチングメタルの板厚の違いが静圧損失に及ぼす影響について
同じ孔径、ピッチであっても、パンチングメタルの板厚が異なることで抵抗係数が異なることが報告されている。そこで、同孔径、同ピッチで板厚のみ異なるパンチングメタルを対象に、その違いが静圧損失に及ぼす影響を検討した。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the slide distance x and the blowing angle θ in each installation example. In FIG. 16, a linear approximation is performed as in FIG. 10 except for the result of x = 0. The 90 ° rotation installation row had a slightly larger section than the standard installation example, but no significant difference was observed in the tendency, and the result was that the slide distance increased by 1 mm, resulting in an increase of 8.4 °. From this, it can be determined that the difference in the displacement direction of the punching metal with respect to the hole arrangement does not significantly affect the performance of the wind
About the effect of the difference in the thickness of the punching metal on the static pressure loss
It has been reported that even if the hole diameter and pitch are the same, the resistance coefficient differs due to the difference in the plate thickness of the punching metal. Therefore, we investigated the effect of the difference on the static pressure drop for punching metals with the same hole diameter and the same pitch but different plate thickness.
検証実験で用いたパンチングメタルは表１掲載中のｄ１０＿ｐ１５＿ｔ１、ｄ１０＿ｐ１５＿ｔ２、ｄ１０＿ｐ１５＿ｔ３、ｄ６＿ｐ９＿ｔ０．６、ｄ６＿ｐ９＿ｔ１．２、ｄ６＿ｐ９＿ｔ１．８の計６種類である。 The punching metals used in the verification experiment are d10_p15_t1, d10_p15_t2, d10_p15_t3, d6_p9_t0.6, d6_p9_t1.2, and d6_p9_t1.8, which are listed in Table 1, for a total of six types.
なお、表１において、ｄ、ｐ、ｔは、それぞれｍｍ単位のパンチングメタルの孔の孔径、孔のピッチ、パンチングメタルの板厚を示している。また、同表中、ｔ／ｄは、板厚ｔを孔径ｄで除した数値を、また、ＰＲは％単位の開孔率を示している。また、パンチングメタルのサンプルの名称が、例えば、ｄ１０＿ｐ１５＿ｔ１であれば、当該サンプルのパンチングメタルの孔の孔径ｄが１０ｍｍであり、ピッチｐが１５ｍｍであり、板厚ｔが１ｍｍであることを示している。 In Table 1, d, p, and t indicate the hole diameter, the hole pitch, and the plate thickness of the punching metal in mm, respectively. Further, in the table, t / d indicates a numerical value obtained by dividing the plate thickness t by the hole diameter d, and PR indicates the opening rate in% units. Further, if the name of the punching metal sample is, for example, d10_p15_t1, it indicates that the hole diameter d of the punching metal hole of the sample is 10 mm, the pitch p is 15 mm, and the plate thickness t is 1 mm. There is.
まず送風量Ｑと静圧損失ΔＰの関係について、図１７及び図１８に示す。若干の逆転はみとめられるものの、いずれの図からも基本的には板厚ｔが増すほど同じＱとｘにおいてΔＰが減少している様子が確認できる。特にｄ１０＿ｐ１５＿３、ｄ６＿ｐ９＿ｔ＝１．８のΔＰの減少効果が著しい。ただし、ｄ１０＿ｐ１５＿ｔ３は、２枚の板の間の空隙が大きく、これにより静圧損失が緩和された可能性も考えられる。 First, the relationship between the air flow rate Q and the static pressure loss ΔP is shown in FIGS. 17 and 18. Although some reversal is observed, it can be confirmed from all the figures that ΔP basically decreases at the same Q and x as the plate thickness t increases. In particular, the effect of reducing ΔP of d10_p15_3 and d6_p9_t = 1.8 is remarkable. However, it is possible that d10_p15_t3 has a large gap between the two plates, which alleviates the static pressure loss.
以上から、同じ孔径、ピッチを有するパンチングメタルであれば、板厚が大きいほど抵抗が小さくなると判断できる。このことは、１枚のパンチングメタルに対する従来の検討の結果が示す傾向と一致している。
諸寸法が相似関係にあるパンチングメタルを使用した際の静圧損失ΔＰの比較について
次に、孔径ｄ、ピッチｐ、板厚ｔについて相似関係にある３種のパンチングメタルを本機構に使用した際の静圧損失ΔＰについて検証する。検証実験で用いたパンチングメタルは表１掲載中のｄ６＿ｐ９ｔ＿０．６、ｄ１０＿ｐ１５＿ｔ＿１、ｄ２０＿ｐ３０＿ｔ＿２（相似比６：１０：２０，開孔率はいずれも同一）の３種類である。これらのパンチングメタルを本発明に係る風向変更ディフューザー１０に採用した際の送風量ＱとΔＰの関係を図１９に示す。
From the above, it can be determined that the larger the plate thickness, the smaller the resistance of the punching metal having the same hole diameter and pitch. This is consistent with the tendency shown by the results of conventional studies on a single piece of punching metal.
Comparison of static pressure drop ΔP when using punching metal with similar dimensions
Next, the static pressure drop ΔP when three types of punching metals having similar relationships with each other in terms of hole diameter d, pitch p, and plate thickness t are used in this mechanism will be verified. There are three types of punching metals used in the verification experiment: d6_p9t_0.6, d10_p15_t_1, and d20_p30_t_2 (similarity ratio 6: 10: 20, opening ratio is the same) shown in Table 1. FIG. 19 shows the relationship between the air flow rate Q and ΔP when these punching metals are used in the wind
同じ開孔率の相似関係にあるパンチングメタルを本発明に係る風向変更ディフューザー１０に使用した場合、孔径をはじめとする各寸法が大きいほどΔＰも増すことが確認できる。したがって、風向調整に差し支えない範囲であれば、孔径は小さい方が、抵抗が少なく、エネルギー効率上好ましい。
パンチングメタルの孔径、ピッチ、板厚の違いが風向変更ディフューザー１０に及ぼす影響について
表１中のサンプル名称ｄ６＿ｐ９＿ｔ０．６、ｄ６＿ｐ９＿ｔ１、ｄ６＿ｐ９＿ｔ２、ｄ１０＿ｐ１５＿ｔ１、ｄ１０＿ｐ１５＿ｔ２、ｄ１０＿ｐ１５＿ｔ３、ｄ２０＿ｐ３０＿ｔ２のパンチングメタルを本発明に係る風向変更ディフューザー１０に使用し、パンチングメタルの孔径ｄ、厚比ｔ／ｄが吹出角度θに与える影響を検証した。ここで、ｘ／ｄを相対スライド距離として定義する。図２０には、相対スライド距離ｘ／ｄと吹出角度θとの関係を示す。
When punching metal having a similar opening rate is used for the wind
About the influence of the difference in the hole diameter, pitch, and plate thickness of the punching metal on the wind
The punching metal of the sample names d6_p9_t0.6, d6_p9_t1, d6_p9_t2, d10_p15_t1, d10_p15_t2, d10_p15_t3, d20_p30_t2 in Table 1 is used for the wind
なお、以下、図２０で示されるｙ＝ａｘ＋ｂの線形近似式では、ａ、ｂを定数として、ｘは単に横軸の値を、また、ｙは単に縦軸の値を示すものである。すなわち、当該線形近似式におけるｘの値は、相対スライド距離（ｘ／ｄ）の値を示している。 Hereinafter, in the linear approximation formula of y = ax + b shown in FIG. 20, x indicates a value on the horizontal axis and y simply indicates a value on the vertical axis, where a and b are constants. That is, the value of x in the linear approximation formula indicates the value of the relative slide distance (x / d).
いずれのパンチングメタルについても、ｘ／ｄ（又はｘ）とθとの間に強い相関が認められ、線形に単調増加する傾向を示した。 For all punching metals, a strong correlation was observed between x / d (or x) and θ, showing a tendency for linear monotonous increase.
図２１は、横軸に厚比ｔ／ｄをとり、ｘ／ｄとθの間の傾きＣ（図２０における各図の傾き）の関係を示したものである。ここで、プロットにはこれまで得られた全結果を利用している。 FIG. 21 shows the relationship of the inclination C (inclination of each figure in FIG. 20) between x / d and θ with the thickness ratio t / d on the horizontal axis. Here, all the results obtained so far are used for the plot.
ｔ／ｄが０．１でパンチングメタルを（背，背）で設置した際には、Ｃは８３．０～８６．５の値となり、孔径に依存していない。また、ｔ／ｄであっても、（背，前）、（前，背）、（前，前）で設置した場合では、Ｃが（背，背）の場合よりも小さく、それぞれ７２．０、７２．３、６７．２の値をとった。 When the t / d is 0.1 and the punching metal is installed (back, back), C has a value of 83.0 to 86.5, which does not depend on the hole diameter. Even if it is t / d, when it is installed at (back, front), (front, back), (front, front), C is smaller than when it is (back, back), 72.0 respectively. , 72.3, 67.2.
一方、ｔ／ｄが０．１７以上になるとＣは１１０～１３５．５となり、ｔ／ｄに大きく依存しなくなる。そこで、（背，背）の設置条件にのみ着目し、ｔ／ｄとＣの関係を示す指数曲線を最小二乗法で求めたものが図中の実線である。以上から、相対スライド距離ｘ／ｄと吹出角度θとの関係を示す式として下式（３）が推定された。 On the other hand, when t / d is 0.17 or more, C becomes 110 to 135.5, and it does not depend largely on t / d. Therefore, paying attention only to the installation conditions (back, back), the solid line in the figure is the exponential curve showing the relationship between t / d and C obtained by the least squares method. From the above, the following equation (3) was estimated as an equation showing the relationship between the relative slide distance x / d and the blowout angle θ.
以上のような知見から、本発明に係る風向変更ディフューザー１０を設計する上では、上側パンチングメタル２０に形成された孔の孔径と、下側パンチングメタル３０に形成された孔の孔径と、は同じに設定し、さらに式（３）を用いて吹出角度θを推定することが効率的である。このとき、上側パンチングメタル２０と下側パンチングメタル３０の厚さも同じに設定することが好ましい。
From the above findings, in designing the wind
また、上側パンチングメタル２０と下側パンチングメタル３０の板厚については、設計が許す限り厚いものを利用するとエネルギー効率上好ましいと推定できる。
Further, regarding the plate thicknesses of the upper punching
３・・・ダクト
５・・・ケーシング
１０・・・風向変更ディフューザー
１５・・・孔
２０・・・上側パンチングメタル
３０・・・下側パンチングメタル
３１・・・下側第１パンチングメタル
３２・・・下側第２パンチングメタル
３３・・・下側第３パンチングメタル
３４・・・下側第４パンチングメタル
3 ...
Claims (1)
複数の孔が設けられている上側パンチングメタルと、
複数の孔が設けられると共に、前記上側パンチングメタルの下面と接する下側パンチングメタルと、からなり、
前記上側パンチングメタルと前記下側パンチングメタルとは、互いに接しつつスライド可能とされる風向変更ディフューザーの吹出角度の推定方法において、
前記上側パンチングメタルの孔と、前記下側パンチングメタルの孔がぴったりとあった状態からのスライド距離をｘとするとき、
吹出角度θを下式（３）によって推定することを特徴とする推定方法。
前記上側パンチングメタルの孔径ｄおよびピッチｐと、前記下側パンチングメタルの孔径ｄおよびピッチｐとが同じであり、
ｔは前記上側パンチングメタルおよび前記下側パンチングメタルの板厚である。 It is a wind direction change diffuser that changes the direction of the air blown into the room.
Upper punching metal with multiple holes and
A plurality of holes are provided, and the lower punching metal is in contact with the lower surface of the upper punching metal.
In the method of estimating the blowing angle of the wind direction changing diffuser, in which the upper punching metal and the lower punching metal are slidable while being in contact with each other, the upper punching metal and the lower punching metal are slidable.
When the slide distance from the state where the hole of the upper punching metal and the hole of the lower punching metal are exactly aligned is x.
An estimation method characterized in that the blowing angle θ is estimated by the following equation (3).
The hole diameter d and pitch p of the upper punching metal and the hole diameter d and pitch p of the lower punching metal are the same.
t is the plate thickness of the upper punching metal and the lower punching metal.
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