JPH0226142B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、流体の流れ方向を変える装置に関
し、特に流れの方向をノズル上流側と下流側の２
段階にわたり制御することにより、広角かつ効率
的に変えることができると共に、その可変角度内
で任意の方向に安定させることのできる流れ方向
制御装置を提供するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a device for changing the flow direction of a fluid, and particularly to a device for changing the flow direction of a fluid.
The purpose of the present invention is to provide a flow direction control device that can efficiently change the flow direction over a wide range by controlling the flow direction in stages, and can also stabilize the flow direction in any direction within the variable angle.

従来の技術 従来、流体の流れ方向の制御には、羽根による
手段と、流体素子による手段とが用いられてい
た。BACKGROUND ART Conventionally, means using vanes and means using fluid elements have been used to control the flow direction of fluid.

従来の流体素子を用いた具体例について第２図
及び第３図により説明する。 A specific example using a conventional fluidic device will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

第２図は、流体の流れ方向を変えるための流体
素子を用いた従来装置を示しており、この第２図
において、１は中心線Ｘ−Ｘを中心に左右対称に
形成された流体素子である。２はその供給ノズル
であり、平行な直線部にて形成されている。３，
４は制御室であり、それぞれ制御口５，６を介し
て大気に連通されている。７，８は側壁である。 Fig. 2 shows a conventional device using a fluid element for changing the flow direction of fluid. In Fig. 2, 1 is a fluid element formed symmetrically about the center line be. Reference numeral 2 denotes the supply nozzle, which is formed of parallel straight sections. 3,
4 is a control room, which is communicated with the atmosphere through control ports 5 and 6, respectively. 7 and 8 are side walls.

上記構成の流体素子１を空気の吹出方向変更装
置として使用する場合についてその作用を次に説
明する。まず、両制御口５，６を共に大気中に開
口した場合には、供給ノズル２から流出する空気
流は、中心線Ｘ−Ｘに沿つて流れようとするが、
安定性がなく、側壁７，８のいずれか一方に沿つ
て流れる。 The operation of the fluid element 1 having the above configuration when used as an air blowing direction changing device will be described next. First, when both control ports 5 and 6 are opened to the atmosphere, the airflow flowing out from the supply nozzle 2 tends to flow along the center line XX;
It is not stable and flows along either side wall 7 or 8.

次に、制御口６が大気から遮断されており、制
御口５は開放されているとすると、供給ノズル２
を発する流れは、制御口６からの大気の流入がな
いため、側壁８と、流れとの間における流体をま
き込み、その間を大気圧以下の圧力値にする。一
方制御室３は、大気からの空気の流入により、
ほゞ大気圧に保たれている。したがつて流れに対
して横断方向に圧力差が発生し、流れは側壁８の
側へ偏向される。この効果は、自己補強的であ
り、流れはついには、側壁８に付着して流れ去
る。 Next, assuming that the control port 6 is cut off from the atmosphere and the control port 5 is open, the supply nozzle 2
Since there is no atmospheric air flowing in from the control port 6, the flow that generates the flow injects fluid between the side wall 8 and the flow, making the pressure between the side wall 8 and the flow less than atmospheric pressure. On the other hand, in the control room 3, due to the inflow of air from the atmosphere,
It is maintained at approximately atmospheric pressure. A pressure difference transversely to the flow is thus generated and the flow is deflected towards the side wall 8. This effect is self-reinforcing and the flow eventually attaches to the side wall 8 and flows away.

この時、供給ノズル２はノズル上流において
は、流れ方向の偏向が殆んどない様に規制されて
いる。すなわちノズル出口における流れの中心の
ベクトルＡはノズルの中心軸方向と同一である。
したがつて素子出口における偏向角度を大きくと
ろうとすると、側壁８を大きな円弧にてわん曲さ
せねばならず、素子１の全長Ｌが、ノズル巾W_S
の５〜６倍以上は、必要とされるものであつた。
又この時流れの付着は、自己補強的であり、連続
的な方向変換制御は、困難なものであつた。また
当然任意方向へ安定した状態で空気を吹き出させ
ることも困難であつた。 At this time, the supply nozzle 2 is regulated so that there is almost no deflection in the flow direction upstream of the nozzle. That is, the vector A of the flow center at the nozzle outlet is the same as the direction of the central axis of the nozzle.
Therefore, in order to obtain a large deflection angle at the element exit, the side wall 8 must be curved by a large arc, and the total length L of the element 1 is equal to the nozzle width W _S
5 to 6 times or more was required.
Furthermore, this adhesion of the current is self-reinforcing, making continuous direction change control difficult. Naturally, it is also difficult to blow out air in a stable manner in any direction.

次に第３図に示す別の従来例について説明す
る。この第２図において、９は中心線Ｘ−Ｘを中
心に左右対称に形成された流体素子である。１０
は流体の入口、１１，１２は流体の出口である。
１３，１４は制御室であり、１５，１６は制御室
１３，１４と出口１１，１２との間の境界を定め
る縁である。各制御室１３，１４には弁装置１
７，１８を有する導管１９，２０が連結されてい
る。２１，２２は制限部である。 Next, another conventional example shown in FIG. 3 will be explained. In FIG. 2, reference numeral 9 denotes a fluid element formed symmetrically with respect to the center line XX. 10
is a fluid inlet, and 11 and 12 are fluid outlets.
13, 14 are control chambers and 15, 16 are edges delimiting between the control chambers 13, 14 and the outlets 11, 12. Each control room 13, 14 has a valve device 1.
Conduits 19, 20 with 7, 18 are connected. 21 and 22 are limiting parts.

上記構成において次に作用を説明すると、両弁
装置１７，１８を開放した場合には、流体の流れ
は何らかの原因で圧力が小さくなつた制御室側の
出口方向へ偏向される。 The operation of the above configuration will now be described. When both valve devices 17 and 18 are opened, the flow of fluid is deflected toward the outlet of the control chamber where the pressure is reduced for some reason.

次に弁１７が閉じられ弁１８が開いている時に
は、入口１０よりの流れは、制限部２１の作用に
より、制御室１３にて巨視的な渦を作り、この室
１３が制御室１４より低圧となり、この差圧にて
流れの方向が出口１１方向へと定められる。 Next, when the valve 17 is closed and the valve 18 is open, the flow from the inlet 10 creates a macroscopic vortex in the control chamber 13 due to the action of the restriction part 21, and this chamber 13 has a lower pressure than the control chamber 14. This differential pressure determines the flow direction toward the outlet 11.

また弁１７，１８の開閉が逆となり、制御室１
３，１４の圧力差が逆になると流れは出口１２へ
向かう。その流れを変える作用は、フリツプ・フ
ロツプ的である。 In addition, the opening and closing of the valves 17 and 18 are reversed, and the control room 1
When the pressure difference between 3 and 14 is reversed, the flow is directed to outlet 12. The action of changing the flow is like a flip-flop.

この場合における流れの偏向は、ノズルに相当
する制御部２１，２２の下流側における制御室１
３又は１４に生ずる渦によつて起され、その偏向
においては、コアンダ効果を利用していないた
め、渦室のみによる偏向である。したがつて短い
距離において偏向角度を大きくとりえない。又、
フリツプ・フロツプ的切換えを目的としているた
め出力口が二つあり流れの比例偏向ができない。 The flow deflection in this case is caused by the control chamber 1 on the downstream side of the control sections 21 and 22 corresponding to the nozzles
The deflection is caused by the vortices generated at 3 or 14, and since the Coanda effect is not utilized in the deflection, the deflection is caused only by the vortex chamber. Therefore, it is not possible to take a large deflection angle over a short distance. or,
Since it is intended for flip-flop switching, it has two output ports and cannot proportionally deflect the flow.

発明が解決しようとする問題点 しかし、羽根による手段においては、流れ方向
を偏向するのに羽根に対する流れの衝突による方
向変化を利用するため、少ない風量損失で広角の
偏向を生じさせることが困難であつた。Problems to be Solved by the Invention However, in the method using vanes, it is difficult to produce wide-angle deflection with small air volume loss because the direction change due to collision of the flow with the vanes is used to deflect the flow direction. It was hot.

又流体素子を利用する場合には、広角偏向を果
たすためには流れ方向における素子全長を、ノズ
ル巾の５〜６倍以上に構成しなければならず、大
きなものとなる欠点があつた。又その場合におい
ても付着効果がデジタル的な作用をなすため、任
意の方向へ安定して向け続ける制御ができないも
のであつた。 Further, when a fluidic element is used, in order to achieve wide-angle deflection, the overall length of the element in the flow direction must be 5 to 6 times the nozzle width or more, which has the disadvantage of being large. Moreover, even in that case, since the adhesion effect acts digitally, it is not possible to control the direction stably and continuously in any direction.

問題点を解決するための手段 本発明の流体の流れ方向制御装置は、流れの中
に急激な、絞り部を設け、絞り部の上流側におい
て、流れ状態が変化しやすい構成になし、又、絞
り部下流側においては流れ方向に沿つて拡大形状
の案内壁を設け、コアンダ効果による流れの偏向
角の拡大をなしうる様構成している。Means for Solving the Problems The fluid flow direction control device of the present invention has a configuration in which an abrupt constriction part is provided in the flow, and the flow state is not likely to change on the upstream side of the constriction part, and On the downstream side of the throttle part, an enlarged guide wall is provided along the flow direction, so that the deflection angle of the flow can be expanded due to the Coanda effect.

作 用 かかる本発明は、上記構成により、流れ方向に
おいて短い長さで、広角度の偏向を行うことを目
的としたものである。Effects The present invention aims to perform deflection over a wide angle with a short length in the flow direction by the above-mentioned configuration.

又、流れの偏向制御において、基本的に連続制
御が可能となることを目的としたものである。 Another purpose is to basically enable continuous control in flow deflection control.

この構成においては、流体の流れは上流側から
偏向する様制御され、この偏向流が、さらに下流
側において偏向される。 In this configuration, the fluid flow is controlled to be deflected from the upstream side, and this deflected flow is further deflected downstream.

実施例 次に、上記従来の欠点を解消した本発明装置の
実施例について第１図の図面に基づいて説明す
る。Embodiment Next, an embodiment of the present invention apparatus which eliminates the above-mentioned conventional drawbacks will be described based on the drawing of FIG.

まず第３図に示す一実施例の構造について説明
する。 First, the structure of an embodiment shown in FIG. 3 will be explained.

第１図ａ，ｂにおいて、２３は流れ偏向装置で
ある。２４は上流室であり、側壁２５，２６およ
び端壁２７，２８にて、区画形成されている。２
９，３０は端壁２７，２８の内端に形成されたノ
ズルである。このノズル２９，３０はそれぞれ側
壁２５，２６から等しい位置に配置されている。
３１は上流室２４内に配置された補助羽根であ
り、流れ偏向装置２３の対称軸線Ｘ−Ｘ上に配置
された軸３２を中心に回動自在となるよう支持さ
れている。 In FIGS. 1a and 1b, 23 is a flow deflection device. 24 is an upstream chamber, which is partitioned by side walls 25, 26 and end walls 27, 28. 2
Nozzles 9 and 30 are formed at the inner ends of the end walls 27 and 28. The nozzles 29, 30 are arranged at equal positions from the side walls 25, 26, respectively.
Reference numeral 31 denotes an auxiliary vane disposed within the upstream chamber 24, which is supported so as to be rotatable about a shaft 32 disposed on the symmetry axis XX of the flow deflection device 23.

３３，３４はノズル２９，３０より下流側に設
けた案内壁であり、ほぼ円弧状をなし、両案内壁
３３，３４間の流通路巾が漸次拡大するよう形成
されている。なお、この実施例において、流れ偏
向装置２３は、中心線Ｘ−Ｘを中心として左右対
象であり、ノズル２９，３０は上流側が四分円形
状となるように形成されている。なお、補助羽根
３１は駆動機構を介して手動又はモータ等の駆動
源により回動される。ノズル開口は短形状であ
る。 Guide walls 33 and 34 are provided on the downstream side of the nozzles 29 and 30, and are approximately arc-shaped, and are formed so that the width of the flow passage between the guide walls 33 and 34 gradually increases. In this embodiment, the flow deflection device 23 is symmetrical about the center line XX, and the nozzles 29 and 30 are formed in a quadrant shape on the upstream side. The auxiliary blades 31 are rotated manually or by a drive source such as a motor via a drive mechanism. The nozzle opening has a rectangular shape.

次に、第１図に示す実施例の作用について説明
する。 Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained.

第１図において第１図ａは補助羽根３１を対称
中心線Ｘ−Ｘに合致させた場合である。この場
合、ノズル出口における流速ベクトルは、矢印
b₁，b₂で示した通りであるが、流れ全体が対称な
ため、流れ全体の方向は、矢印Ｉの方向となる。 In FIG. 1, FIG. 1a shows the case where the auxiliary blade 31 is aligned with the symmetry center line XX. In this case, the flow velocity vector at the nozzle exit is
As shown by b ₁ and b ₂ , since the entire flow is symmetrical, the direction of the entire flow is the direction of arrow I.

第１図ｂは、補助羽根３１を第３図ａの状態よ
り図中反時計方向に回転させた場合である。この
場合はノズル３０と、補助羽根３１との間の流れ
において、最外側流速は矢印b₃，b₄で示すように
なり、全体としては、矢印Ｊ方向に向かう。又ノ
ズル２９と補助羽根３１との間の流れにおいて最
外側流速は矢印b₅，b₆で示すようになり、全体と
しては矢印Ｋ方向に向かう。ノズル出口全体の流
れとしては矢印Ｊ方向と矢印Ｋ方向の流れが衝突
しあつた方向となる。 FIG. 1b shows the case where the auxiliary blade 31 is rotated counterclockwise in the figure from the state shown in FIG. 3a. In this case, in the flow between the nozzle 30 and the auxiliary vane 31, the outermost flow velocity is as shown by arrows b ₃ and b ₄ , and the flow as a whole moves in the direction of arrow J. Further, in the flow between the nozzle 29 and the auxiliary vane 31, the outermost flow velocity is as shown by arrows _b5 and _b6 , and the flow as a whole moves in the direction of arrow K. The overall flow at the nozzle outlet is a direction in which the flows in the direction of arrow J and the direction of arrow K collide with each other.

この方向は第１図ａに示す矢印Ｉ方向よりも右
方向となり、全体としてノズル出口流れが右に方
向づけられる。すなわち、ノズル２６，３０の上
流側において流れ状態の制御がなされ、ノズル開
口からは偏向した流れが発せられる。 This direction is to the right of the arrow I direction shown in FIG. 1a, and the nozzle exit flow is directed to the right as a whole. That is, the flow state is controlled on the upstream side of the nozzles 26, 30, and a deflected flow is emitted from the nozzle openings.

この流れが少なくとも最大に偏向されたとき案
内壁３３においてコアンダ効果を生じ更に偏向が
なされる。 When this flow is at least maximally deflected, it produces a Coanda effect in the guide wall 33 and is further deflected.

この第１図に示す実施例において、流れを図中
左方に偏向させたい場合には、補助羽根３１を第
３図ｂの場合と逆に図中時計方向に回動させ任意
角度回転させた位置で停止させておくことによ
り、第３図ｂの場合と同じ理由により流れは左方
に偏向する。なお、補助羽根３１の回転角度を調
整することにより、空気の吹出方向を任意の方向
に安定させることができ、連続的に吹出方向を変
えることができる。この場合案内壁３３，３４の
広がり角度が大きく、又、さらに上流における補
助羽根３１の規制力が強いため案内壁３３，３４
への自己補強的な付着作用はない。 In the embodiment shown in Fig. 1, if it is desired to deflect the flow to the left in the drawing, the auxiliary blade 31 is rotated by an arbitrary angle by rotating it clockwise in the drawing, contrary to the case in Fig. 3b. By stopping at this position, the flow is deflected to the left for the same reasons as in Figure 3b. Note that by adjusting the rotation angle of the auxiliary blade 31, the blowing direction of air can be stabilized in any direction, and the blowing direction can be changed continuously. In this case, since the spreading angle of the guide walls 33, 34 is large and the regulating force of the auxiliary blade 31 further upstream is strong, the guide walls 33, 34
There is no self-reinforcing adhesion to.

以上、実施例については周囲流体が大気で、ノ
ズルから吹き出される流体が空気の場合について
述べたが、他の流体にも適用できることはもちろ
んである。また実施例では、左右いずれの方向に
でも、流出方向を変更できるようにしたものにつ
いて説明したが、ノズルから直進方向から、右ま
たは左のいずれか一方へのみ偏向させるようにす
るものであれば、各実施例に示した両案内壁のう
ち偏向させようとする方向と反対側にある案内壁
を取り去り、偏向させようとする側の案内壁だけ
にすればよい。例えば、第１図に示す実施例にお
いて、流体の流れ方向を直進方向から右方の案内
壁３３までの範囲で偏向させようとする場合に
は、各図の実施例から左の案内壁３４を取り去る
だけでよい。また、左右における最大偏向角度を
変えたい場合には、偏向装置そのもの又は案内壁
を左右非対称としてもよい。また、ノズル内端は
四分円形状に限るものではない。 In the above embodiments, the surrounding fluid is the atmosphere and the fluid blown out from the nozzle is air. However, it is of course applicable to other fluids as well. In addition, in the embodiment, a case where the outflow direction can be changed to either the left or right direction has been described, but if the outflow direction can be deflected from the straight direction from the nozzle only to either the right or the left. Of the two guide walls shown in each embodiment, the guide wall on the opposite side to the direction in which the deflection is to be made may be removed, leaving only the guide wall on the side in which the deflection is to be made. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, if the flow direction of the fluid is to be deflected from the straight direction to the right guide wall 33, the left guide wall 34 is Just remove it. Furthermore, if it is desired to change the maximum deflection angle between the left and right sides, the deflection device itself or the guide wall may be made asymmetrical. Further, the inner end of the nozzle is not limited to a quadrant shape.

発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように本発明
の流れ方向制御装置は、流体の流れを急激に絞る
ノズルと、このノズルの下流に位置して流路面積
が漸次拡大する形状に設けられた案内壁と、前記
ノズルよりも上流側における流体の流線状態を偏
向制御する制御手段とからなり、前記案内壁は、
前記ノズルの出口から流出する流体の流れ方向が
少なくとも最も前記案内壁方向に向けられた場合
に前記流体が前記案内壁に沿つて流れるよう配設
されているものであり、ノズルの上流において、
流体の流れを偏向させるようにしていること、及
びノズルの下流において案内壁へのコアンダ効果
を用いていることの二つにより、流体をその流れ
方向に関して短い距離で広角度に変更させること
ができる。したがつて装置全体の流れ方向寸法を
小さくでき、例えば空気調和機の吹出口に用いた
ような場合には空気調和機を小型化でき、その効
果は大きい。また装置の形状を適当に定めること
により、流体の偏向角度を連続的に制御でき、さ
らに、任意の角度だけ流体を偏向させた状態で安
定させることもできる等の効果を有する。また、
流れの偏向制御が１対の補助羽根のみで行えるシ
ンブルな構成のため流体を偏向させる操作はきわ
めて簡単で手動はもちろんのこと、自動偏向も容
易にできる等の効果を有する。Effects of the Invention As is clear from the description of the embodiments above, the flow direction control device of the present invention has a nozzle that rapidly restricts the flow of fluid, and a shape that gradually expands the flow path area downstream of this nozzle. The guide wall includes a guide wall provided therein, and a control means for deflecting and controlling the flow line state of the fluid on the upstream side of the nozzle, and the guide wall includes:
The fluid flowing out from the outlet of the nozzle is arranged so that the fluid flows along the guide wall when the flow direction is at least directed most toward the guide wall, and upstream of the nozzle,
Both by deflecting the fluid flow and by using the Coanda effect on the guide wall downstream of the nozzle, the fluid can be changed over a wide angle over a short distance with respect to its direction of flow. . Therefore, the size of the entire device in the flow direction can be reduced, and when used, for example, at the outlet of an air conditioner, the air conditioner can be made smaller, which has a large effect. Furthermore, by appropriately determining the shape of the device, it is possible to continuously control the deflection angle of the fluid, and furthermore, it is possible to stabilize the state in which the fluid is deflected by an arbitrary angle. Also,
Because of the simple structure in which the flow deflection can be controlled using only one pair of auxiliary vanes, the operation of deflecting the fluid is extremely simple, and it has the advantage that not only manual but also automatic deflection can be easily performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図ａ，ｂはそれぞれ異なつた作動状態を示
す本発明の実施例における流れ方向制御装置の断
面図、第２図は従来の流体素子の断面図、第３図
は従来の他の流体素子の断面図である。 ２３……流れ偏向装置（流れ方向制御装置）、
２９，３０……ノズル、３１……補助羽根（羽
根）、３３，３４……案内壁。 FIGS. 1a and 1b are cross-sectional views of a flow direction control device according to an embodiment of the present invention showing different operating states, FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional fluid element, and FIG. 3 is a cross-sectional view of another conventional fluid element. FIG. 23...flow deflection device (flow direction control device),
29, 30... Nozzle, 31... Auxiliary blade (vane), 33, 34... Guide wall.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 流体の流れを急激に絞るノズルと、このノズ
ルの下流に位置して流路面積が漸次拡大する形状
に設けられた案内壁と、前記ノズルの上流側に設
けた角度調整自在な羽根とからなり、前記案内壁
は、前記ノズルの出口から流出する流体の流れ方
向が、最も前記案内壁方向に向けられた場合に少
なくとも前記流体が前記案内壁の一部に付着する
よう配設された流体の流れ方向制御装置。1. A nozzle that rapidly narrows the flow of fluid, a guide wall located downstream of this nozzle and provided in a shape that gradually expands the flow path area, and a blade that is provided on the upstream side of the nozzle and whose angle can be freely adjusted. The guide wall is a fluid arranged so that at least the fluid adheres to a part of the guide wall when the flow direction of the fluid flowing out from the outlet of the nozzle is directed most toward the guide wall. flow direction control device.