空气吹出装置的制作方法

文档序号:23147283发布日期:2020-12-01 13:28阅读:172来源:国知局
空气吹出装置的制作方法

相关申请的相互参照

本申请基于在2018年4月11日申请的日本专利申请号2018-76325号、在2018年10月23日申请的日本专利申请号2018-199383号、在2018年12月25日申请的日本专利申请号2018-240806号,并将其记载内容通过参照编入于此。

本发明涉及一种具备吹出气流的吹出部的空气吹出装置。



背景技术:

以往,已知有一种如下的空气喷嘴:在形成成为工作气流的空气流的主孔的周边设置有辅助吹出口,该辅助吹出口形成掩护气流,而该掩护气流阻止被引入工作气流的主孔周围的空气的引入(例如,参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平8-318176号公报

本发明者们为了进一步延长气流的到达距离而对从主孔吹出了气流时的空气的引入作用进行了锐意研究。其结果获知,在从主孔吹出了工作气流时,空气的引入作用起因于横涡,而该横涡是由于工作流体的速度梯度所引起的剪切力而产生的。此外,横涡是具有与主流的流动方向正交的涡心的涡。

本发明者们进一步进行了研究,结果得到如下这样的见解:在主孔的出口下游附近,在速度边界层产生的无数的横涡在速度边界层的厚度的中央附近合成而发展为大规模的涡,由此空气的引入作用变得更强。

然而,在上述的现有技术中,仅公开了在主孔的周围设置辅助吹出口,而对于本发明者们的见解没有任何示出,难以预计气流的到达距离的进一步提高。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供一种能够延长从主孔吹出的工作气流的到达距离的空气吹出装置。

可是,工作气流的中心部分与除工作气流的中心部分以外的部分相比存在如下倾向:空气的引入作用的影响小,从主孔吹出的工作气流的到达距离在工作气流的中心部分较长。根据本发明者们的研究可知,在延长从主孔吹出的工作气流的到达距离上,工作气流的中心部分与速度边界层分离是有效的。

根据本发明的一个观点,空气吹出装置具备吹出气流的吹出部。而且,吹出部包括:至少一个主孔,该至少一个主孔吹出成为工作气流的气流;以及分离构造,该分离构造用于在主孔的出口下游使工作气流的速度边界层的厚度的中央部分从主孔的中心线离开。

这样,如果采用使从主孔吹出的工作气流的中心部分和速度边界层的厚度的中央部分分离的构造,则工作气流的中心部分上的流速的衰减变少,能够延长从主孔吹出的工作气流的到达距离。此外,对各构成要素等附加的带括号的参照符号表示该构成要素等与后述的实施方式所记载的具体的构成要素等的对应关系的一例。

附图说明

图1是第一实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性立体图。

图2是第一实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性主视图。

图3是图2的iii-iii剖视图。

图4是用于说明作为第一比较例的第一喷嘴的出口下游的气流的速度梯度的说明图。

图5是用于说明作为第一比较例的第一喷嘴的出口下游的气流的状态的说明图。

图6是用于说明作为第二比较例的第二喷嘴的出口下游的气流的速度梯度的说明图。

图7是用于说明第一实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图8是用于说明第一实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的状态的说明图。

图9是第二实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性立体图。

图10是第二实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性主视图。

图11是图10的xi-xi剖视图。

图12是用于说明第二实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图13是第三实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图14是图13的xiv部分的放大图。

图15是用于说明第三实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图16是第四实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图17是用于说明第四实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图18是用于说明第四实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的状态的说明图。

图19是第五实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图20是用于说明第五实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图21是第六实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图22是用于说明第六实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图23是第七实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图24是用于说明第七实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图25是第八实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图26是用于说明第八实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图27是第九实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图28是设置于第九实施方式所涉及的空气吹出装置的构造物的示意性俯视图。

图29是第九实施方式所涉及的空气吹出装置的主流路中的主孔的出口下游处的示意性剖视图。

图30是第十实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图31是第十一实施方式所涉及的空气吹出装置的示意性剖视图。

图32是用于说明第十一实施方式所涉及的空气吹出装置的主孔的出口下游的工作气流的速度梯度的说明图。

图33是表示第十一实施方式所涉及的空气吹出装置的第一变形例的示意性剖视图。

图34是表示第十一实施方式所涉及的空气吹出装置的第二变形例的示意性剖视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下的实施方式中,有时对与在先前的方式中说明过的事项相同或等同的部分标注相同的参照符号并省略其说明。另外,在实施方式中仅说明了构成要素的一部分的情况下,关于构成要素的其他部分,能够应用在先前的实施方式中说明过的构成要素。以下的实施方式,只要是在对组合不特别产生妨碍的范围,则即使在没有特别明示的情况下,也能够将各实施方式彼此部分地组合。

(第一实施方式)

参照图1~图8对本实施方式进行说明。本实施方式的空气吹出装置1适用于对车室内进行空气调节的空调单元的空气吹出口。虽未图示,但空调单元配置在设置于车室内的最前部的仪表板的内侧。并且,空调单元的空气吹出口设置在仪表板或其内侧。

如图1及图2所示,空气吹出装置1具备吹出气流的吹出部10。吹出部10在其内部形成有将由空调单元已调节为所希望的温度的气流引导至室内的空气流路。吹出部10构成为包括:管道部16;孔形成部12,该孔形成部形成吹出成为工作气流的气流的主孔14;以及凸缘部20,该凸缘部设置于管道部16的外侧。

管道部16是形成使向室内吹出的气流通过的流路的部件。管道部16由筒状的部件构成。管道部16的从空气的流动方向观察到的形状为横向宽度比纵向宽度大的扁平形状。另外,管道部16形成为沿着空气流动方向的形状从空气流上游侧朝向下游侧变窄的形状。

如图3所示,在管道部16的内部,在与上游侧的部位相比更靠近下游侧的部位处设置有分隔部26。该分隔部26构成为筒状,在管道部16的内侧配置为相对于管道部16空开规定的间隙。管道部16的内部通过分隔部26而形成有内侧的流路和外侧的流路。即,管道部16通过在其内侧配置分隔部26而成为双重流路构造。

在管道部16的内部,在其中央部分形成有主流路18。主流路18由分隔部26的内侧的空间构成。主流路18是使从后述的主孔14吹出的工作气流通过的流路。

另外,在管道部16的内部,在主流路18的外侧部分形成有辅助流路24。辅助流路24由形成在分隔部26与管道部16之间的间隙构成。辅助流路24是使从辅助孔22吹出的掩护气流通过的流路。

主流路18和辅助流路24由上述的分隔部26隔开。此外,主流路18和辅助流路24在管道部16中的上游侧的部位处相互连通。

管道部16的空气流上游侧的部位与未图示的空调单元的空气吹出口嵌合。另外,管道部16的空气流下游侧的部位与孔形成部12的外周相连。

孔形成部12被定位于管道部16的空气流下游侧的端部。孔形成部12是构成管道部16的空气流下游侧的端面的板状的部件,在空气流动方向上具有规定的厚度。孔形成部12也是将管道部16与分隔部26连接的连接部。孔形成部12以能够吹出空气的方式构成为筒状。孔形成部12的从空气流动方向观察的形状为横向宽度比纵向宽度大的扁平形状。在孔形成部12的中央部分,主孔14开口为单个孔。该主孔14是用于将由空调单元进行了温度调节后的空调风作为工作气流向车室内吹出的开口。

主孔14的从空气流动方向观察的形状为横向宽度比纵向宽度大的椭圆形状。具体而言,主孔14为将长度相等的平行的线段用弯曲成圆弧状的一对曲线连接而成的形状。

主孔14是与主流路18相连的孔。主孔14在分隔部26中形成在从空气流下游侧的端起位于与孔形成部12的厚度相应的量的上游侧的范围内。主孔14具有沿着空气流动方向延伸的内壁面141。

另外,在孔形成部12以包围主孔14的周围的方式形成有多个辅助孔22。辅助孔22是用于吹出掩护气流的开口,该掩护气流用于抑制由从主孔14吹出的工作气流引起的空气的引入作用。

如图2所示,多个辅助孔22在孔形成部12中以包围主孔14的方式形成。多个辅助孔22形成在孔形成部12中的形成主孔14的外缘部分的部位的外侧。多个辅助孔22形成为彼此的间隔相等。多个辅助孔22形成为截面积比主孔14的截面积小的圆孔。

辅助孔22是与辅助流路24相连的孔。辅助孔22形成在分隔部26和管道部16中的、从空气流下游侧的端起位于与孔形成部12的厚度相应的量的上游侧的范围内。辅助孔22具有沿着空气流动方向延伸的内壁面221。

凸缘部20是用于将吹出部10安装于未图示的仪表板的部件。凸缘部20由以相对于管道部16的外周从管道部16突出的方式设置的矩形状的部件构成。凸缘部20在管道部16的上游侧的部位与空调单元的空气吹出口嵌合的状态下通过螺钉等连结部件安装于仪表板。此外,在凸缘部20的构成角部的四角附近形成有用于使螺钉等连结部件通过的贯通孔201。

构成吹出部10的孔形成部12、管道部16、凸缘部20、分隔部26分别由树脂构成。孔形成部12、管道部16以及凸缘部20、分隔部26由通过注塑成型等成型技术一体成型的一体成型物构成。此外,孔形成部12、管道部16、凸缘部20、分隔部26的一部分也可以分体构成。这样构成的吹出部10如上所述设置于未图示的仪表板。

在此,近年来,从车室内的扩大、设计性的观点出发,仪表板正在被要求在车辆上下方向上薄型化。另外,仪表板存在如下倾向:在车辆宽度方向的中央部分、车辆前后方向上与乘员相对的部分设置用于通知表示车辆的驾驶状态的各种信息的大型的信息设备。由此,在空调单元中,需要使空气吹出口的宽度变薄等对策,但是,当使空气吹出口的宽度变薄时,由于在空气吹出口的下游产生的横涡vt而从空气吹出口吹出的气流的核心部的崩溃加快,气流在车室内的到达距离变短。因此,对空气吹出装置1正在要求延长向车室内吹出的气流的到达距离。

本发明者们为了进一步延长向车室内吹出的气流的到达距离而对在从主孔14吹出了气流时的空气的引入作用进行了锐意研究。其结果获知,在从主孔14吹出了工作气流时,该空气的引入作用起因于横涡vt,而该横涡vt是由于工作气流的速度梯度所引起的剪切力而产生的。以下,参照图4、图5对空气的引入作用进行说明。

图4是表示作为本实施方式的空气吹出装置1的第一比较例的第一喷嘴ce1的示意图。第一喷嘴ce1由截面积大致恒定的圆筒管构成,一端侧的开口构成主孔hm1。

如图4所示,当从第一喷嘴ce1的主孔hm1吹出气流时,在主孔hm1的出口下游,由于来自主孔hm1的气流与在其周围静止的空气的速度差而形成速度边界层bl。速度边界层bl是从第一喷嘴ce1的主孔hm1吹出的气流中的受到静止空气的影响的层。

在速度边界层bl中,如图5所示,由于速度梯度所引起的剪切力而产生无数的横涡vt。并且,根据本发明者们的研究可知,在速度边界层bl产生的无数的横涡vt在速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc附近合成而发展为大规模的涡,由此空气的引入作用容易变得更强。

在此,速度边界层bl的厚度δ被定义为从壁面到速度达到在速度边界层bl的外侧流动的主流(即势流)的速度u∞的99%(即0.99×u∞)的位置为止的长度。速度边界层bl的厚度δ例如基于下式f1来算出:

δ=5×(ν×x/u∞)1/2…(f1)

其中,在式f1中,ν表示运动粘性系数,x表示主流的流动方向的位置,u∞表示主流的速度(即均匀流速度)。此外,作为速度边界层bl的厚度δ的定义式,除了上述的式f1以外,还能够使用例如基于排挤厚度的定义式、基于动量厚度的定义式。

图6是表示作为本实施方式的空气吹出装置1的第二比较例的第二喷嘴ce2的示意图。第二喷嘴ce2由在其一端侧形成有主孔hm2及包围该主孔hm2的多个辅助孔hs的圆筒管构成。如图6所示,当气流从第二喷嘴ce2的主孔hm2及辅助孔hs吹出时,在主孔hm2的出口下游沿着主孔hm2的内壁面形成工作气流的速度边界层bl。对于该速度边界层bl,可认为在其厚度δ的中央部分blc附近容易产生横涡vt。

另一方面,从辅助孔hs吹出的掩护气流的主流以与速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc空开有规定的间隔ls的状态与来自主孔hm2的工作气流并行地被吹出。即,在第二喷嘴ce2中,从辅助孔hs吹出的掩护气流的主流afs以与速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc分离的状态流动。

在这样的情况下,掩护气流的主流与在速度边界层bl产生的横涡vt的涡心分离,横涡vt不易因掩护气流而崩溃,可认为难以得到对在速度边界层bl产生的横涡vt发展的抑制效果。

本发明者们认为,通过使掩护气流的主流与在工作气流的速度边界层bl产生的横涡vt的涡心接近,能够得到对在速度边界层bl产生的横涡vt发展的抑制效果,对吹出部10追加了涡抑制构造。该涡抑制构造也是用于使工作气流的速度边界层bl从工作气流的中心部分离开的分离构造。

如图3所示,在本实施方式的吹出部10中,作为涡抑制构造,对管道部16的主流路18设有截面积sc比主孔14的开口面积sm大的扩大部180。

形成主流路18的分隔部26的内壁面181形成为壁面形状从扩大部180中的截面积最大的部位朝向主孔14而顶端变细的形状。扩大部180由形成主流路18的分隔部26的内壁面181中的、截面积从空气流上游侧朝向下游侧变小的部位构成。即,扩大部180以与主孔14连续地相连的方式截面积随着接近主孔14而连续性地变小。扩大部180被设定为最大的截面积sc与主孔14的开口面积sm之比例如为7比2。扩大部180的截面积sc是在主流路18中流路截面积最大的部位处的截面积。具体而言,扩大部180的截面积sc是分隔部26的空气流上游侧的端部的截面积。另外,主孔14的开口面积sm是分隔部26的空气流下游侧的端部的截面积。

在这样构成的本实施方式的吹出部10中,如图7所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。

由于在主流路18设有截面积sc比主孔14的开口面积sm大的扩大部180,因此从扩大部180直至到达主孔14为止处产生缩流。由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差变小。作为形成主流路18的内壁面181附近处的气流的流速变大的理由,可举出由于形成主流路18的内壁面181的曲率的作用而离心力作用于沿着壁面的气流的情况。此外,缩流是由于流路截面被缩小而气流的流路壁面附近的流速与主流的流速之差变小的现象。

然后,当从主孔14及辅助孔22吹出气流时,在主孔14的出口下游沿着主孔14的内壁面141形成工作气流的速度边界层bl。该速度边界层bl的厚度δ由于主流路18中的缩流的产生而与第二比较例相比变小。

当在主孔14的出口下游形成的工作气流的速度边界层bl的厚度δ较小时,速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc和从辅助孔22吹出的掩护气流的主流成为在主孔14的出口下游接近的状态。即,在本实施方式的吹出部10中,从辅助孔22吹出的掩护气流的主流afs以接近速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc的状态流动。具体而言,掩护气流的主流与速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc的间隔ls与第二比较例相比变小。

在该情况下,如图8所示,掩护气流的主流在速度边界层bl中产生的横涡vt的涡心的附近流动,横涡vt容易因掩护气流而崩溃,因此容易得到对在主孔14的出口下游的速度边界层bl中产生的横涡vt发展的抑制效果。

这样,在本实施方式的空气吹出装置1中,通过设置于主流路18的扩大部180,能够抑制在主孔14的出口下游的速度边界层bl产生的横涡vt发展。在本实施方式中,设置于主流路18的扩大部180作为涡抑制构造发挥功能。更具体而言,扩大部180作为使沿着主孔14的内壁面141形成的速度边界层bl的厚度δ变小的层缩小构造发挥功能。

在以上说明的空气吹出装置1中,通过设置于主流路18的扩大部180来实现涡抑制构造。由此,在主孔14的出口下游形成的速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc和从辅助孔22吹出的气流在主孔14的出口下游接近。即,如果设为在主流路18设置扩大部180的构造,则在主孔14附近产生缩流,由此,主孔14的中心线clm附近与内壁面141附近之间的流速差变小,能够减小在主孔14的出口下游形成的速度边界层bl的厚度δ。

由此,能够通过从辅助孔22吹出的掩护气流来充分地抑制速度边界层bl中的横涡vt发展。其结果是,抑制了来自周围的空气向从主孔14吹出的工作气流的引入,从主孔14吹出的工作气流的流速的衰减变少,因此从主孔14吹出的工作气流的到达距离变长。

特别是,在将由空调单元进行了温度调节后的空调风作为工作气流而从主孔14吹出的情况下,通过抑制来自周围的空气向从主孔14吹出的工作气流的引入,能够抑制由空气的引入作用引起的工作气流的温度变化。即,根据本实施方式的空气吹出装置1,能够使适当温度的气流到达所希望的部位。这在实现车室内的点式空气调节方面特别有效。此外,在本实施方式中,设置于主流路18的扩大部180作为分离构造发挥功能,该分离构造用于使工作气流的速度边界层bl从工作气流的中心部分离开。

(第二实施方式)

接着,参照图9~图12对第二实施方式进行说明。在本实施方式中,与第一实施方式的不同点在于,在管道部16的内部设置有使在主流路18中流动的气流缩流的缩流翅片28。在本实施方式中,主要对与第一实施方式不同的部分进行说明,有时对与第一实施方式相同的部分省略说明。

如图9所示,在本实施方式的吹出部10,在管道部16的内部设有缩流翅片28。如图10所示,该缩流翅片28以形成于管道部16的内侧的主流路18被上下分割的方式而在主孔14的内壁面141的短边的大致中央部分沿着主孔14的内壁面141的长边延伸。虽未图示,但缩流翅片28的长度方向的两端部与管道部16的内侧连结。缩流翅片28也是作为层缩小构造而使在主流路18中流动的气流缩流的构造物。

如图11所示,缩流翅片28以不从主孔14突出的方式被定位于管道部16的内侧的形成主流路18的部位。具体而言,缩流翅片28配置于管道部16的内部中的、在与主流路18的中心线clm正交的方向上与分隔部26的一部分重合且与主孔14的内壁面141不重合的位置。

另外,缩流翅片28的截面为空气动力特性优异的泪滴形状。即,缩流翅片28的空气流上游侧的前缘部分成为具有圆角的曲面状,空气流下游侧的后缘部分成为比前缘部分锐利的曲面状。另外,缩流翅片28的截面的厚度在与后缘部分相比更靠近前缘部分的位置处最大。

在这样构成的本实施方式的吹出部10中,如图12所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。

由于在主流路18设有截面积sc比主孔14的开口面积sm大的扩大部180,因此在从扩大部180直至到达主孔14为止处产生缩流。此外,主流路18被缩流翅片28分支为两股,由此在直至到达主孔14为止处产生缩流。

如上所述,缩流翅片28以不从主孔14突出的方式定位于管道部16的内侧的形成主流路18的部位。因此,在管道部16的内侧形成有流路截面积因缩流翅片28而变小的上游区间a、流路截面积比上游区间a扩大的中间区间b、流路截面积几乎不变化的下游区间c。

在上游区间a中,流路截面积因缩流翅片28而变小,气流被压缩,由此,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差充分变小。即,在上游区间a中,由于缩流翅片28的缩流效果,形成主流路18的内壁面181附近的速度边界层bl的厚度δ朝向下游侧变小。

另一方面,在作为上游区间a的下游侧的中间区间b和下游区间c中,流路截面积未变小,因此形成主流路18的内壁面181附近的速度边界层bl的厚度δ朝向下游侧增大。

具体而言,在作为上游区间a的下游侧的中间区间b中,流路截面积扩大,因此形成主流路18的内壁面181附近的速度边界层bl的厚度δ朝向下游侧逐渐变大。但是,缩流翅片28的截面厚度在空气流下游侧的后缘侧的变化量比前缘侧的变化量小。因此,流路截面积在中间区间b中的变化比在上游区间a的变化平缓,速度边界层bl的厚度δ在中间区间b中的增加量与速度边界层bl的厚度δ在上游区间a中的减少量相比足够小。

另外,在作为中间区间b的下游侧的下游区间c中,由于流路截面积恒定,因此形成主流路18的内壁面181附近的速度边界层bl的厚度δ朝向下游侧稍微变大。但是,速度边界层bl的厚度δ在下游区间c中的增加量与速度边界层bl的厚度δ在上游区间a中的减少量相比极小。

这样,由缩流翅片28引起的速度边界层bl的厚度δ在上游区间a中的减少量与速度边界层bl的厚度δ在中间区间b以及下游区间c中的增加量相比足够大。

由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差充分变小。然后,当从主孔14及辅助孔22吹出气流时,在主孔14的出口下游沿着主孔14的内壁面141形成工作气流的速度边界层bl。该速度边界层bl的厚度δ与第一实施方式相比变小。

因此,在本实施方式的吹出部10中,从辅助孔22吹出的掩护气流的主流afs以更接近速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc的状态流动。由此,掩护气流的主流在速度边界层bl中产生的横涡vt的涡心的附近流动,因此横涡vt因掩护气流而崩溃,容易得到对在主孔14的出口下游的速度边界层bl中产生的横涡vt发展的抑制效果。在本实施方式中,设置于主流路18的扩大部180以及缩流翅片28作为涡抑制构造发挥功能。更具体而言,扩大部180以及缩流翅片28分别作为使沿着主孔14的内壁面141形成的速度边界层bl的厚度δ变小的层缩小构造发挥功能。

以上说明的本实施方式的空气吹出装置1虽然对主流路18追加了缩流翅片28,但其他结构与第一实施方式共通。因此,本实施方式的空气吹出装置1能够与第一实施方式同样地得到由与第一实施方式共通的结构得到的作用效果。

特别是,在本实施方式中,层缩小构造成为不仅包括扩大部180还包括缩流翅片28的构造。由此,能够抑制由于主流路18的扩大而导致的装置体积增大,并且能够通过缩流来减小速度边界层bl的厚度δ。这样的结构适合于像车辆等移动体那样设置空间受到较大限制的情况。此外,在本实施方式中,设置于主流路18的扩大部180以及缩流翅片28作为用于使工作气流的速度边界层bl从工作气流的中心部分离开的分离构造发挥功能。

(第二实施方式的变形例)

在上述的第二实施方式中,作为缩流翅片28,例示了截面形状为泪滴形状的缩流翅片,但并不限定于此。缩流翅片28也可以是例如截面形状沿着主流路18的气流延伸的椭圆形状。另外,作为缩流翅片28,也可以采用例如具有格子形状的缩流翅片。

在上述的第二实施方式中,对在主流路18设置有扩大部180的例子进行了说明,但并不限定于此。空气吹出装置1也可以构成为,对主流路18仅配置缩流翅片28而对主流路18未设置扩大部180。在该情况下,缩流翅片28作为使沿着主孔14的内壁面141形成的速度边界层bl的厚度δ变小的层缩小构造发挥功能。

(第三实施方式)

接着,参照图13~图15对第三实施方式进行说明。在本实施方式中,对形成主流路18的内壁面181设置有凹凸部30这一点与第一实施方式不同。在本实施方式中,主要对与第一实施方式不同的部分进行说明,有时对与第一实施方式相同的部分省略说明。

如图13所示,在本实施方式的吹出部10中,对形成主流路18的内壁面181设置有凹部和凸部沿着主流路18中的气流的流动方向交替排列的凹凸部30。具体而言,凹凸部30在管道部16的内部中形成于将主流路18和辅助流路24隔开的分隔部26的内侧的大致整个区域。

如图14所示,凹凸部30由设置于形成主流路18的内壁面181上的多个槽301形成。多个槽301以沿着主流路18中的气流的流动方向空开规定的间隔而排列的方式形成。槽301由圆形或多边形的凹陷构成。此外,槽301也可以由例如与主流路18中的气流的流动方向交叉地延伸的截面为v字状的狭缝槽构成。

在这样构成的本实施方式的吹出部10中,如图15所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。

由于在主流路18设有截面积sc比主孔14的开口面积sm大的扩大部180,因此在从扩大部180直至到达主孔14为止处产生缩流。此外,在形成主流路18的内壁面181形成有凹部和凸部在主流路18中的主流的流动方向上交替排列的凹凸部30。

如图14所示,在凹凸部30中,在气流通过形成主流路18的内壁面181附近时,在多个槽301内产生涡。而且,在凹凸部30的内侧产生的涡发挥滚珠轴承那样的作用,从而形成主流路18的内壁面181的摩擦系数变小。由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差变小。

然后,当从主孔14及辅助孔22吹出气流时,在主孔14的出口下游沿着主孔14的内壁面141形成工作气流的速度边界层bl。该速度边界层bl的厚度δ由于凹凸部30的摩擦系数降低效果而与第一实施方式相比变小。

因此,在本实施方式的吹出部10中,从辅助孔22吹出的掩护气流的主流afs以接近速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc的状态流动。具体而言,掩护气流的主流与速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc的间隔ls比第一实施方式的该间隔ls小。由此,掩护气流的主流在速度边界层bl中产生的横涡vt的涡心的附近流动,因此横涡vt因掩护气流而崩溃,容易得到对在主孔14的出口下游的速度边界层bl中产生的横涡vt发展的抑制效果。在本实施方式中,设置于主流路18的扩大部180以及凹凸部30作为涡抑制构造发挥功能。更具体而言,扩大部180和凹凸部30分别作为使沿着主孔14的内壁面141形成的速度边界层bl的厚度δ变小的层缩小构造发挥功能。

以上说明的本实施方式的空气吹出装置1虽然对形成主流路18的内壁面181追加了凹凸部30,但其他结构与第一实施方式共通。因此,本实施方式的空气吹出装置1能够与第一实施方式同样地得到由与第一实施方式共通的结构得到的作用效果。

在本实施方式中,层缩小构造成为不仅包括扩大部180还包括凹凸部30的构造。由此,能够不仅通过扩大部180的缩流效果、还通过形成主流路18的内壁面181的摩擦系数的降低效果来充分地减小速度边界层bl的厚度δ。

特别是,在本实施方式中,凹凸部30由设置于主流路18的内壁面181的多个槽301形成。由此,与由多个突起构成凹凸部30的情况相比,能够确保主流路18的大小,能够抑制主流路18中的压力损失。这大大有助于提高工作气流的到达距离。此外,在本实施方式中,设置于主流路18的扩大部180以及凹凸部30作为用于使工作气流的速度边界层bl从工作气流的中心部分离开的分离构造发挥功能。

(第三实施方式的变形例)

在上述的第三实施方式中,例示了凹凸部30由多个槽301形成的结构,但并不限定于此。凹凸部30也可以由例如多个突起形成。在凹凸部30由多个突起形成的情况下,当气流通过形成主流路18的内壁面181附近时,在多个突起的间隙产生涡。该涡发挥滚珠轴承那样的作用,因此能够通过本变形例而得到与上述的第三实施方式相同的效果。

在上述的第三实施方式中,例示了凹凸部30在管道部16的内部形成于将主流路18和辅助流路24隔开的分隔部26的内侧的大致整个区域的结构,但并不限定于此。凹凸部30也可以形成于分隔部26的内侧的一部分。

在上述的第三实施方式中,对在主流路18设置有扩大部180的例子进行了说明,但并不限定于此。空气吹出装置1也可以构成为,对主流路18仅配置凹凸部30而对主流路18未设置扩大部180。在该情况下,凹凸部30作为使沿着主孔14的内壁面141形成的速度边界层bl的厚度δ变小的层缩小构造发挥功能。

另外,在上述的第三实施方式中,作为层缩小构造而例示了具备扩大部180以及凹凸部30的构造,但并不限定于此。层缩小构造也可以是例如具备扩大部180、缩流翅片28以及凹凸部30的构造、具备缩流翅片28以及凹凸部30的构造。

(第四实施方式)

接着,参照图16~图18对第四实施方式进行说明。在本实施方式中,主孔14呈喇叭状扩开这一点与第一实施方式不同。在本实施方式中,主要对与第一实施方式不同的部分进行说明,有时对与第一实施方式相同的部分省略说明。

如图16所示,本实施方式的吹出部10的主孔14呈喇叭状扩开。具体而言,在主孔14的内壁面141设置有主倾斜构造32,该主倾斜构造32以沿着主孔14的内壁面141延伸的切线tlm在辅助孔22的出口下游与辅助孔22的中心线cls交叉的方式相对于辅助孔22的中心线cls倾斜。换言之,主孔14的内壁面141在其整周上以沿着内壁面141延伸的切线tlm与主孔14的中心线clm交叉的方式倾斜。具体而言,切线tlm是在主孔14的内壁面141的下游端沿该内壁面141延伸的切线。

在此,在形成于主孔14的出口下游的速度边界层bl中存在如下倾向:不是在紧接着主孔14之后,而是在从主孔14离开的位置开始产生横涡vt。例如,横涡vt有时在离开了主孔14的短径的2倍以上的位置开始产生。因此,主孔14的内壁面141优选设定在切线tlm与中心线cls所成的角度θm成为锐角的范围内(例如成为1°~30°的范围内)。

另外,本实施方式的吹出部10的主流路18的截面积sc小于主孔14的开口面积sm。即,在本实施方式的吹出部10未设置相当于第一实施方式的扩大部180的结构。此外,主流路18的截面积sc是分隔部26的上游侧的端部的截面积。

在这样构成的本实施方式的吹出部10中,如图17所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。然后,流入到主流路18的气流从主孔14吹出。此时,由于主孔14呈喇叭状扩开,因此,在主孔14的出口下游,以远离主孔14的中心线clm的方式形成工作气流的速度边界层bl。即,在主孔14的出口下游,工作气流的速度边界层bl的中央部分blc成为接近从辅助孔22吹出的掩护气流的主流的状态。

由此,在本实施方式的吹出部10中,从辅助孔22吹出的掩护气流的主流afs以接近速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc的状态流动。即,如图18所示,掩护气流的主流afs在速度边界层bl中产生的横涡vt的涡心的附近流动,因此横涡vt因掩护气流而崩溃,容易得到对在主孔14的出口下游的速度边界层bl中产生的横涡vt发展的抑制效果。在本实施方式中,设置于主孔14的内壁面141的主倾斜构造32作为涡抑制构造发挥功能。

以上说明的本实施方式的空气吹出装置1对形成主孔14的内壁面141设置有主倾斜构造32。由此,主孔14的内壁面141附近的流速分布在主孔14的出口下游扩展到来自辅助孔22的掩护气流,从而能够使在主孔14的出口下游形成的速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc接近从辅助孔22吹出的气流。因此,能够通过从辅助孔22吹出的气流来充分地抑制速度边界层bl中的横涡vt发展。

这样,通过本实施方式的空气吹出装置1,也能够抑制来自周围的空气向从主孔14吹出的气流的引入,从而从主孔14吹出的气流的流速的衰减变少,因此从主孔14吹出的工作气流的到达距离变长。此外,在本实施方式中,主倾斜构造32作为用于使工作气流的速度边界层bl从工作气流的中心部分离开的分离构造发挥功能。

(第四实施方式的变形例)

在上述的第四实施方式中,例示了主孔14的内壁面141在其整周上以沿着内壁面141延伸的切线tlm与主孔14的中心线clm交叉的方式倾斜的结构,但并不限定于此。空气吹出装置1也可以是例如主孔14的内壁面141的一部分以沿着内壁面141延伸的切线tlm与主孔14的中心线clm交叉的方式倾斜的构造。

在上述的第四实施方式中,例示了主孔14的内壁面141呈直线状延伸的结构,但并不限定于此。主孔14的内壁面141也可以以弯曲成曲线状的状态延伸。在该情况下,切线tlm成为主孔14的内壁面141的下游端的切线。

在上述的第四实施方式中,例示了对主孔14应用主倾斜构造32而未应用在第一~第三实施方式中说明过的扩大部180、缩流翅片28、凹凸部30的结构,但并不限定于此。空气吹出装置1例如也可以在对主孔14应用了主倾斜构造32的吹出部10中应用在第一~第三实施方式中说明过的扩大部180、缩流翅片28、凹凸部30中的至少一个层缩小构造。

(第五实施方式)

接着,参照图19、图20对第五实施方式进行说明。在本实施方式中,在孔形成部12未设置辅助孔22这一点与第一实施方式不同。在本实施方式中,主要对与第一实施方式不同的部分进行说明,有时对与第一实施方式相同的部分省略说明。

如图19所示,空气吹出装置1具备吹出气流的吹出部10。吹出部10构成为包括:孔形成部12,该孔形成部形成吹出成为工作气流的气流的主孔14;管道部16,该管道部形成使从主孔14吹出的气流通过的主流路18;以及凸缘部20,该凸缘部设置于管道部16的外侧。

在孔形成部12,与第一实施方式同样地,椭圆形状的主孔14开口为单个孔,另外,在孔形成部12,与第一实施方式不同,未形成多个辅助孔22。

管道部16是筒状的部件。在管道部16的内部,在其中央部分形成有使从主孔14吹出的工作气流通过的主流路18。具体而言,管道部16由主流路18的截面积大致恒定的扁平状的筒状部件构成。本实施方式的管道部16的主流路18的截面积与主孔14的开口面积为相同程度的大小。

本发明者们认为,在延长工作气流的到达距离上,工作气流的中心部分与速度边界层bl分离是有效的,对吹出部10追加了用于使工作气流的速度边界层bl从工作气流的中心部分离开的分离构造50。

在吹出部10,作为分离构造50,设置有使在主流路18中流动的气流缩流的构造物51。虽未图示,但构造物51以主流路18被上下分割的方式而在主孔14的内壁面141的短边的大致中央部分沿着主孔14的内壁面141的长边延伸。此外,构造物51的长度方向的两端部与管道部16的内侧连结。

构造物51的沿着在主流路18中流动的气流的流动方向的截面为流线型形状。具体而言,构造物51为空气动力特性优异的泪滴形状。即,构造物51的空气流上游侧的上游侧端部511成为具有圆角的曲面状,位于空气流下游侧的下游侧端部512成为比上游侧端部511锐利的曲面状。此外,构造物51的上游侧端部511构成前缘部分,下游侧端部512构成后缘部分。

另外,构造物51的截面的厚度在与后缘部分相比更靠近前缘部分的位置处最大。构造物51以沿着主孔14的内壁面141形成的速度边界层bl的厚度δ变小的方式设定截面的厚度。本实施方式的构造物51是用于将从主孔14吹出的工作气流设为高帽型风速分布最佳的形状。即,构造物51构成为主流路18的下游侧的流路截面积与上游侧的流路截面积相比为上游侧的流路截面积的十分之一左右。具体而言,构造物51优选以从主孔14的内壁面到构造物51为止的最短距离lf2与从主孔14的内壁面141到主孔14的中心线为止的距离lf1为1:3.3以上的方式设定截面的厚度。此外,在本实施方式中,构造物51构成使沿着主孔14的内壁面141形成的速度边界层bl的厚度δ变小的层缩小构造。

此外,构造物51以不从主孔14突出的方式定位于管道部16的内侧的形成主流路18的部位。具体而言,构造物51的位于气流的流动方向的下游侧的下游侧端部512定位于主孔14的内侧。

在这样构成的吹出部10中,如图20所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。

在主流路18中流动的气流被构造物51分支为两股,由此在直至到达主孔14为止处产生缩流。由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差充分变小。

如上所述,构造物51以不从主孔14突出的方式定位于管道部16的内侧。因此,在管道部16的内侧形成有流路截面积因构造物51而变小的上游区间a、流路截面积比上游区间a扩大的中间区间b、流路截面积几乎不变化的下游区间c。

在上游区间a中,流路截面积因构造物51而变小,气流被压缩,由此,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差充分变小。即,在上游区间a中,由于构造物51的缩流效果,形成主流路18的内壁面181附近的速度边界层bl的厚度δ朝向下游侧变小。

另一方面,在作为上游区间a的下游侧的中间区间b和下游区间c中,流路截面积未变小,因此形成主流路18的内壁面181附近的速度边界层bl的厚度δ朝向下游侧增大。

具体而言,在中间区间b中,流路截面积扩大,因此形成主流路18的内壁面181附近的速度边界层bl的厚度δ朝向下游侧逐渐变大。但是,构造物51的截面厚度在空气流下游侧的后缘侧的变化量比前缘侧小。因此,流路截面积在中间区间b中的变化比上游区间a的变化平缓,速度边界层bl的厚度δ在中间区间b中的增加量与速度边界层bl的厚度δ在上游区间a中的减少量相比足够小。

另外,在下游区间c中,由于流路截面积恒定,因此形成主流路18的内壁面181附近的速度边界层bl的厚度δ朝向下游侧稍微变大。但是,速度边界层bl的厚度δ在下游区间c中的增加量与速度边界层bl的厚度δ在上游区间a中的减少量相比极小。

这样,由构造物51引起的速度边界层bl的厚度δ在上游区间a中的减少量与速度边界层bl的厚度δ在中间区间b以及下游区间c中的增加量相比足够大。

当从主孔14吹出气流时,在主孔14的出口下游沿着主孔14的内壁面141形成工作气流的速度边界层bl。该速度边界层bl的厚度δ由于主流路18中的缩流而变小。

当在主孔14的出口下游形成的工作气流的速度边界层bl的厚度δ较小时,速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc成为在主孔14的出口下游从主孔14的中心线clm离开的状态。具体而言,工作气流的速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc与主孔14的中心线clm的间隔ls变大。在该情况下,工作气流的主流从在速度边界层bl产生的横涡vt的涡心离开,由此工作气流的中心部分上的流速的衰减变少,能够延长从主孔14吹出的工作气流的到达距离。

以上说明的空气吹出装置1设置有用于在主孔14的出口下游使工作气流的速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc从主孔14的中心线clm离开的分离构造50。由此,工作气流的中心部分上的流速的衰减变少,能够延长从主孔14吹出的工作气流的到达距离。

特别是,本实施方式的空气吹出装置1对主流路18设置有构造物51作为分离构造50。这样,若设为对主流路18设置构造物51的构造,则主孔14的中心线clm附近与内壁面附近之间的流速差由于在主流路18产生的缩流而变小,能够减小速度边界层bl的厚度δ。

这样,如果减小速度边界层bl的厚度δ,则在主孔14的出口下游形成的工作气流容易成为高帽型的风速分布。在高帽型的风速分布中,在主孔14的出口下游形成的工作气流的速度边界层bl的厚度δ的中央部分远离主孔14的中心线clm。因此,能够充分抑制工作气流的中心部分上的流速衰减,延长工作气流的到达距离。

另外,构造物51的沿着在主流路18中流动的气流的流动方向的截面形状为流线型形状。这样,如果将构造物51设为流线型形状,则伴随着构造物51的配置的气流在构造物51表面上的剥离被抑制,能够充分地抑制紊乱。这在延长工作气流的到达距离方面是有效的。

并且,构造物51以位于在主流路18中流动的气流的流动方向的下游侧的下游侧端部512不从主孔14突出至外部的方式配置于形成主流路18的内壁面181。由此,从主孔14吹出的气流不会因构造物51而紊乱,因此能够充分地抑制工作气流的中心部分上的流速衰减。

(第五实施方式的变形例)

在上述的第五实施方式中,作为构造物51而例示了截面形状为流线型形状的构造物,但并不限定于此。构造物51的截面形状例如也可以是沿着主流路18的气流延伸的椭圆形状。另外,作为构造物51,也可以采用例如具有格子形状的构造物。

在上述的第五实施方式中,对构造物51以不从主孔14突出至外部的方式配置于形成主流路18的内壁面181的例子进行了说明,但并不限定于此。构造物51也可以例如以下游侧端部512从主孔14突出至外部的方式配置于主流路18。

(第六实施方式)

接着,参照图21、图22对第六实施方式进行说明。在本实施方式中,对形成主流路18的内壁面181设置有凹凸部52这一点与第五实施方式不同。在本实施方式中,主要对与第五实施方式不同的部分进行说明,有时对与第五实施方式相同的部分省略说明。

如图21所示,在本实施方式的吹出部10中,对形成主流路18的内壁面181设置有凹部和凸部沿着主流路18中的气流的流动方向交替排列的凹凸部52。具体而言,凹凸部52在管道部16的内部形成于形成主流路18的内壁面181的大致整个区域。此外,本实施方式的凹凸部52与在第三实施方式中说明的凹凸部30同样地形成。

在这样构成的吹出部10中,如图22所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。

在形成主流路18的管道部16的内壁面181形成有凹部和凸部在主流路18中的主流的流动方向上交替排列的凹凸部52。在凹凸部52中,当气流通过形成主流路18的内壁面181附近时在多个槽内产生涡。而且,在凹凸部52的内侧产生的涡发挥滚珠轴承那样的作用,从而形成主流路18的内壁面181的摩擦系数变小。由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差变小。

并且,当从主孔14及辅助孔22吹出气流时,在主孔14的出口下游沿着主孔14的内壁面141形成工作气流的速度边界层bl。该速度边界层bl的厚度δ由于凹凸部52的摩擦系数降低效果而变小。即,工作气流的速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc成为在主孔14的出口下游从主孔14的中心线clm离开的状态。具体而言,工作气流的速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc与主孔14的中心线clm的间隔ls变大。此外,在本实施方式中,设置于主流路18的凹凸部52作为分离构造50以及层缩小构造发挥功能。

以上说明的空气吹出装置1对形成主流路18的内壁面181追加了凹凸部52,因此,能够通过形成主流路18的内壁面181的摩擦系数的降低效果来充分减小速度边界层bl的厚度δ。因此,工作气流的中心部分上的流速的衰减变少,能够延长从主孔14吹出的工作气流的到达距离。

(第六实施方式的变形例)

在上述的第六实施方式中,例示了凹凸部52由多个槽形成的结构,但并不限定于此。凹凸部52例如也可以由多个突起形成。

在上述的第六实施方式中,例示了凹凸部52在管道部16的内部形成于形成主流路18的内壁面181的大致整个区域的结构,但并不限定于此。凹凸部52也可以形成于形成主流路18的内壁面181的一部分。

在上述的第六实施方式中,作为层缩小构造而例示了具备凹凸部52的构造,但并不限定于此。层缩小构造也可以是例如具备构造物51和凹凸部52的构造。

(第七实施方式)

接着,参照图23、图24对第七实施方式进行说明。在本实施方式中,主孔14附近呈喇叭状扩开这一点与第五实施方式不同。在本实施方式中,主要对与第五实施方式不同的部分进行说明,有时对与第五实施方式相同的部分省略说明。

如图23所示,本实施方式的吹出部10的主孔14附近呈喇叭状扩开。具体而言,主孔14以其内壁面141朝向气流的流动方向的下游侧而远离主孔14的中心线clm的方式扩大。

如果主孔14附近极端地扩开,则气流从壁面剥离,存在紊乱变大的可能性。因此,优选的是,主孔14的中心线clm与内壁面141的切线tlm所成的角度θs被设定为例如7°以下。

在这样构成的吹出部10中,如图24所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。然后,流入到主流路18的气流从主孔14吹出。此时,由于主孔14呈喇叭状扩开,因此,在主孔14的出口下游,工作气流的速度边界层bl从主孔14的中心线clm离开。具体而言,工作气流的速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc与主孔14的中心线clm的间隔ls变大。此外,在本实施方式中,主孔14的内壁面141的扩开形状作为分离构造50发挥功能。

以上说明的空气吹出装置1,由于主孔14呈喇叭状扩开,因此在主孔14的出口下游形成的工作气流的速度边界层bl也容易从主孔14的中心线clm离开。由此,工作气流的中心部分上的流速的衰减变少,能够延长从主孔14吹出的工作气流的到达距离。

(第七实施方式的变形例)

在上述的第七实施方式中,作为分离构造50而例示了主孔14的内壁面141扩开的构造,但并不限定于此。分离构造50也可以是例如对主孔14的内壁面141扩开的构造追加了构造物51和凹凸部52中的至少一方的构造。

(第八实施方式)

接着,参照图25、图26对第八实施方式进行说明。在本实施方式中,对主流路18设置有扩大部180这一点与第五实施方式不同。在本实施方式中,主要对与第五实施方式不同的部分进行说明,有时对与第五实施方式相同的部分省略说明。

如图25所示,在吹出部10中,作为分离构造50,不仅设置有构造物51,还对主流路18设置有截面积sc比主孔14的开口面积sm大的扩大部180。具体而言,主流路18在构造物51的空气流上游侧截面积最大,并且在配置有构造物51的部位处截面积最小。吹出部10例如构成为,在配置有构造物51的部位处的截面积与构造物51的上游侧的流路截面积相比为构造物51的上游侧的流路截面积的十分之一左右。具体而言,吹出部10以配置有构造物51的部位处内径ld2与上游侧的内径ld1为1:3.3以上的方式设定截面的厚度。

另外,本实施方式的吹出部10的主孔14附近呈喇叭状扩开。具体而言,主孔14以其内壁面141朝向气流的流动方向的下游侧而远离主孔14的中心线clm的方式扩大。此外,在本实施方式中,构造物51、扩大部180、主孔14的内壁面141的扩开形状作为分离构造50发挥功能。另外,在本实施方式中,构造物51和扩大部180作为层缩小构造发挥功能。

在这样构成的吹出部10中,如图26所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。

在主流路18设有截面积比主孔14的开口面积大的扩大部180,因此在从扩大部180直至到达主孔14为止处产生缩流。由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差变小。此外,在主流路18配置有构造物51,因此,由于构造物51,也会产生缩流。由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差充分变小。

然后,流入到主流路18的气流从主孔14吹出。此时,由于主孔14呈喇叭状扩开,因此,在主孔14的出口下游,以远离主孔14的中心线clm的方式形成工作气流的速度边界层bl。具体而言,工作气流的速度边界层bl的厚度δ的中央部分blc与主孔14的中心线clm的间隔ls变大。

以上说明的空气吹出装置1的层缩小构造成为不仅包括构造物51还包括扩大部180的构造,因此速度边界层bl的厚度δ因缩流而变小。另外,由于主孔14呈喇叭状扩开,因此在主孔14的出口下游形成的工作气流的速度边界层bl也容易从主孔14的中心线clm离开。由此,能够延长从主孔14吹出的工作气流的到达距离。

(第九实施方式)

接着,参照图27~图29对第九实施方式进行说明。在本实施方式中,对构造物51的上游侧端部511设置有纵涡产生机构53这一点与第八实施方式的不同。在本实施方式中,主要对与第八实施方式不同的部分进行说明,有时对与第八实施方式相同的部分省略说明。

如图27和图28所示,在构造物51的上游侧端部511设置有凹凸状的纵涡产生机构53。纵涡产生机构53在构造物51的上游侧端部511附近产生纵涡。纵涡是涡心朝向与主流的流动方向相同的方向的螺旋状的涡。

纵涡产生机构53由从上游侧端部511突出的多个凹凸状的突出片构成。具体而言,纵涡产生机构53由形成于上游侧端部511的多个三角形状的突出片构成。该突出片成为通过朝向顶端延伸的两边呈直线状交叉而被尖锐化的形状。

在这样构成的吹出部10中,如图29所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。在主流路18,由于配置有构造物51,因此由于构造物51而产生缩流,但在构造物51的周围流动的气流有可能从构造物51剥离而紊乱。

对此,在本实施方式中,在构造物51的上游侧端部511设置有纵涡产生机构53,因此在气流通过构造物51的上游侧端部511附近时产生纵涡。由纵涡产生机构53产生的纵涡是涡心朝向与在构造物51的周围流动的气流相同的方向的螺旋状的涡,含有朝向构造物51的表面的速度分量。因此,在构造物51的周围流动的气流被由纵涡产生机构53产生的纵涡以接近构造物51的表面的方式按压,从而容易沿着构造物51的表面流动。

其他结构与第八实施方式相同。本实施方式的空气吹出装置1由于具有与第八实施方式共通的结构,因此能够与第八实施方式同样地得到由该共通的结构起到的作用效果。

特别是,本实施方式的空气吹出装置1在构造物51的上游侧端部511设置有纵涡产生机构53,因此在构造物51的周围流动的气流通过由纵涡产生机构53产生的纵涡容易沿着构造物的表面流动。其结果是,能够充分抑制工作气流随着构造物51的追加而紊乱。

(第九实施方式的变形例)

在上述的第九实施方式中,例示了在第八实施方式中说明过的空气吹出装置1的构造物51设置了纵涡产生机构53的结构,但并不限定于此。纵涡产生机构53也可以追加于例如在第七实施方式中说明过的构造物51。另外,纵涡产生机构53也可以追加于例如在第二实施方式中说明过的缩流翅片28。

(第十实施方式)

接着,参照图30对第十实施方式进行说明。在本实施方式中,对主流路18设置有扩大部180这一点与第六实施方式不同。在本实施方式中,主要对与第六实施方式不同的部分进行说明,有时对与第六实施方式相同的部分省略说明。

如图30所示,在吹出部10,作为分离构造50,不仅设置有凹凸部52,还对主流路18设置有截面积sc比主孔14的开口面积sm大的扩大部180。具体而言,主流路18在空气流上游侧截面积最大,并且在主孔14附近处截面积最小。吹出部10例如构成为主孔14的开口面积与上游侧的流路截面积相比为上游侧的流路截面积的十分之一左右。具体而言,吹出部10以主孔14的内径ld2与上游侧的内径ld1为1:3.3以上的方式设定截面的厚度。此外,在本实施方式中,凹凸部52和扩大部180作为分离构造50以及层缩小构造发挥功能。

在这样构成的吹出部10中,如图30所示,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。此时,在气流通过形成主流路18的内壁面181附近时在凹凸部52的内侧产生的涡发挥滚珠轴承那样的作用,从而形成主流路18的内壁面181的摩擦系数变小。由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差变小。

此外,在主流路18设有截面积比主孔14的开口面积大的扩大部180,因此在从扩大部180直至到达主孔14为止处产生缩流。由此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差充分变小。然后,流入到主流路18的气流从主孔14吹出。此时,在主孔14的出口下游,以远离主孔14的中心线clm的方式形成工作气流的速度边界层bl。

以上说明的空气吹出装置1的层缩小构造成为不仅包括凹凸部52还包括扩大部180的构造,因此速度边界层bl的厚度δ因缩流而变小。由此,在主孔14的出口下游形成的工作气流的速度边界层bl也容易从主孔14的中心线clm离开,因此能够延长从主孔14吹出的工作气流的到达距离。

(第十一实施方式)

接着,参照图31、图32对第十一实施方式进行说明。在本实施方式中,在管道部16设置有缩流形状部183这一点与第五实施方式不同。在本实施方式中,主要对与第五实施方式不同的部分进行说明,有时对与第五实施方式相同的部分省略说明。

如图31所示,吹出部10的主流路18的流路截面积从气流的流动方向的上游侧朝向下游侧缩小。具体而言,在形成主流路18的内壁面181设定有上游侧平坦部182、缩流形状部183以及下游侧平坦部184。

上游侧平坦部182由形成主流路18的内壁面181中的空气流上游侧的部位构成。上游侧平坦部182成为以截面积大致恒定的方式沿着气流的流动方向的平坦的形状。

下游侧平坦部184由形成主流路18的内壁面181中的空气流下游侧的部位构成。下游侧平坦部184成为以截面积大致恒定的方式沿着气流的流动方向的平坦的形状。此外,下游侧平坦部184构成为其截面积与上游侧平坦部182的截面积相比为上游侧平坦部182的截面积的十分之一左右。

缩流形状部183相当于在第八实施方式中说明过的扩大部180。缩流形状部183是连接上游侧平坦部182和下游侧平坦部184的连接部。缩流形状部183是将主流路18的流路截面积从气流的流动方向的上游侧朝向下游侧缩小的部位。

缩流形状部183的位于气流的流动方向的上游侧的上游端183a与上游侧平坦部182相连,位于气流的流动方向的下游侧的下游端183b与下游侧平坦部184相连。缩流形状部183的上游端183a和下游端183b成为沿着气流的流动方向的形状,以使得缩流形状部183与上游侧平坦部182和下游侧平坦部184的连接部为无台阶的连续的曲面。

构造物51的气流的流动方向上的大小比形成主流路18的内壁面181中的设定有缩流形状部183的缩流形状区间的长度小。构造物51以收纳于形成主流路18的内壁面181中的缩流形状区间的方式配置于主流路18。即,构造物51的位于气流的流动方向的上游侧的上游侧端部511定位于缩流形状部183的上游端183a的下游侧。此外,构造物51的位于气流的流动方向的下游侧的下游侧端部512定位于缩流形状部183的下游端183b的上游侧。

在这样构成的吹出部10中,当由空调单元进行了温度调节后的空调风流入管道部16时,空调风经由主流路18朝向主孔14流动。在主流路18配置有构造物51,并且在形成主流路18的内壁面181设置有缩流形状部183。因此,在主流路18中,主孔14的中心线clm附近与形成主流路18的内壁面181附近之间的流速差充分变小。

在此,如图32所示,在主流路18中的构造物51的下游侧端部512附近,由于构造物51而成为凹状的风速分布ws1。即,在主流路18中的构造物51的下游侧端部512附近,由于构造物51及缩流形状部183的缩流效果,主流路18的内壁面181附近的流速比主流路18的中央部分的流速大。若在保持这样的凹状的风速分布ws1的状态下从主孔14吹出气流,则从主孔14吹出的气流的核心部的崩溃有可能加快。

对此,在本实施方式中,构造物51的下游侧端部512被定位于缩流形状部183的下游端183b的上游侧。由此,在构造物51的下游侧也会因缩流形状部183而产生缩流,从而气流容易在配置有构造物51的部位的下游流动。由此,能够使在配置有构造物51的部位暂时发生了降低的流速在下游恢复。即,在主孔14的出口下游形成的工作气流容易成为高帽型的风速分布ws2。

以上说明的空气吹出装置1的层缩小构造成为不仅包括构造物51还包括扩大部180的构造,因此速度边界层bl的厚度δ因缩流而变小。构造物51的下游侧端部512被定位于缩流形状部183的下游端183b的上游侧,因此在主孔14的出口下游形成的工作气流容易成为高帽型的风速分布。由此,能够延长从主孔14吹出的工作气流的到达距离。

(第十一实施方式的变形例)

在上述的第十一实施方式中,例示了构造物51以收纳于形成主流路18的内壁面181中的缩流形状区间的方式配置的结构,但并不限定于此。

构造物51也可以例如如图33的第一变形例所示那样,其下游侧端部512定位于缩流形状部183的下游端183b的上游侧,并且其上游侧端部511定位于缩流形状部183的上游端183a的上游侧。由此,能够得到与第十一实施方式相同的作用效果。

另外,构造物51也可以例如如图34的第二变形例所示那样,其上游侧端部511定位于缩流形状部183的上游端183a的下游侧,并且下游侧端部512定位于缩流形状部183的下游端183b的下游侧。

在上述的第十一实施方式中,例示了在形成主流路18的内壁面181设定有上游侧平坦部182、缩流形状部183以及下游侧平坦部184的结构,但并不限定于此。吹出部10只要在形成主流路18的内壁面181设定有缩流形状部183,则也可以不设定上游侧平坦部182及下游侧平坦部184。另外,吹出部10也可以使缩流形状部183的下游侧呈喇叭状扩开。

(其他实施方式)

以上,对本发明的代表性的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述的实施方式,例如能够如以下这样进行各种变形。

在上述的实施方式中,对在孔形成部12形成有一个主孔14的例子进行了说明,但并不限定于此。空气吹出装置1也可以是对孔形成部12形成有多个主孔14的构造。在该情况下,例如,关于多个辅助孔22,只要以将多个主孔14作为单个孔组而包围该孔组的方式配置、或以包围多个主孔14中的每一个的方式配置即可。

在上述的实施方式中,对辅助孔22由多个圆孔构成的例子进行了说明,但并不限定于此。辅助孔22例如也可以由包围主孔14的周围的曲线状的狭缝孔构成。在该情况下,辅助孔22能够由单个狭缝孔构成,不限于多个狭缝孔。

在上述的实施方式中,成为在单个管道部16的内部形成主流路18及辅助流路24的结构,但并不限定于此。空气吹出装置1例如也可以分别构成管道部16中的形成主流路18的部分和形成辅助流路24的部分。

在上述的实施方式中,作为吹出部10而例示了具有凸缘部20的结构,但并不限定于此。吹出部10例如也可以构成为具有孔形成部12和管道部16而不具有凸缘部20。

在上述的实施方式中,例示了将本发明的空气吹出装置1应用于对车室内进行空气调节的空调单元的空气吹出口的情况,但并不限定于此。本发明的空气吹出装置1不限于应用于车辆等移动体,也能够广泛地应用于家庭用等设置型的空调单元的空气吹出口等。另外,本发明的空气吹出装置1不限于应用于对室内进行空气调节的空调单元,也能够应用于例如对室内进行加湿的加湿设备的空气吹出口、吹出对发热体等的温度进行调节的温度调节风的温度调节设备的空气吹出口。

在上述的实施方式中,构成实施方式的要素除了已特别明示为是必需的情况和在原理上明确认为是必需的情况等以外,并不一定是必需的,这一点不言而喻。

在上述的各实施方式中,在提到实施方式的构成要素的个数、数值、量、范围等数值的情况下,除了已特别明示为是必需的情况和在原理上明确限定于特定的数的情况等以外,并不限定于该特定的数。

在上述的实施方式中,当提到构成要素等的形状、位置关系等时,除了已特别明示的情况和在原理上限定于特定的形状、位置关系等的情况等以外,并不限定于该形状、位置关系等。

(总结)

根据上述实施方式的一部分或全部所示的第一观点,空气吹出装置具备吹出气流的吹出部。吹出部构成为包括:至少一个主孔,该至少一个主孔吹出成为工作气流的气流;以及分离构造,该分离构造用于在主孔的出口下游使工作气流的速度边界层的厚度的中央部分从主孔的中心线离开。

根据第二观点,空气吹出装置的吹出部包括主流路,该主流路使从主孔吹出的气流通过。分离构造包括使沿着主流路的内壁面形成的速度边界层的厚度变小的层缩小构造。

这样,如果减小速度边界层的厚度,则在主孔的出口下游形成的工作气流容易成为高帽型的风速分布。在高帽型的风速分布中,在主孔的出口下游形成的工作气流的速度边界层的厚度的中央部分远离主孔的中心线。因此,能够充分抑制工作气流的中心部分上的流速衰减,延长工作气流的到达距离。

根据第三观点,空气吹出装置在主流路设置有构造物作为层缩小构造,该构造物使在主流路中流动的气流缩流。这样,若设为对主流路设置构造物的构造,则由于在主流路产生的缩流而主孔的中心线附近与内壁面附近之间的流速差变小,能够减小速度边界层的厚度。即,能够实现使在主孔的出口下游形成的工作气流的速度边界层的厚度的中央部分从主孔的中心线离开的构造。

根据第四观点,空气吹出装置在形成主流路的内壁面包含缩流形状部,该缩流形状部将主流路的流路截面积从气流的流动方向的上游侧朝向下游侧缩小。构造物的位于在主流路中流动的气流的流动方向的下游侧的下游侧端部被定位于缩流形状部中的位于在主流路中流动的气流的流动方向的下游侧的下游端的上游侧。

当对主流路配置构造物时,在主流路中的配置有构造物的部位产生流速降低,由此在构造物的下游侧容易成为凹状的风速分布。如果在保持这样的凹状的风速分布的状态下从主孔吹出气流,则从主孔吹出的气流的核心部的崩溃有可能加快。

与此相对,在将构造物的下游侧端部与缩流形状部的下游端相比定位于上游侧的情况下,在构造物的下游侧也会因缩流形状部而产生缩流,从而气流容易在配置有构造物的部位的下游流动。由此,能够使在配置有构造物的部位处暂时发生了降低的流速在其下游恢复,因此在主孔的出口下游形成的工作气流容易成为高帽型的风速分布。

根据第五观点,空气吹出装置在形成主流路的内壁面包含缩流形状部,该将主流路的流路截面积从气流的流动方向的上游侧朝向下游侧缩小。构造物的位于在主流路中流动的气流的流动方向的上游侧的上游侧端部被定位于缩流形状部中的位于在主流路中流动的气流的流动方向的上游侧的上游端的下游侧。这样,在将构造物的上游侧端部与缩流形状部的上游端相比定位于下游侧的情况下,能够得到由构造物和缩流形状部各自产生的缩流效果。

根据第六观点,空气吹出装置在形成主流路的内壁面包含缩流形状部,该缩流形状部将主流路的流路截面积从气流的流动方向的上游侧朝向下游侧缩小。构造物的位于在主流路中流动的气流的流动方向的上游侧的上游侧端部被定位于缩流形状部中的位于在主流路中流动的气流的流动方向的上游侧的上游端的下游侧。另外,构造物的位于在主流路中流动的气流的流动方向的下游侧的下游侧端部被定位于缩流形状部中的位于在主流路中流动的气流的流动方向的下游侧的下游端的上游侧。

根据第七观点,空气吹出装置的构造物的沿着在主流路中流动的气流的流动方向的截面形状为流线型形状。这样,如果将构造物设为流线型形状,则气流在构造物表面上的剥离被抑制,能够充分地抑制紊乱。这在延长工作气流的到达距离方面是有效的。

根据第八观点,空气吹出装置的构造物在位于在主流路中流动的气流的流动方向的上游侧的上游侧端部设置有产生纵涡的凹凸状的纵涡产生机构。由此,在构造物的周围流动的气流通过由纵涡产生机构产生的纵涡容易沿着构造物的表面流动,从而能够抑制工作气流随着构造物的追加而紊乱。

根据第九观点,空气吹出装置的构造物以位于在主流路中流动的气流的流动方向的下游侧的下游侧端部不从主孔突出至外部的方式配置于主流路的内侧。由此,从主孔吹出的气流不会因构造物而紊乱,因此能够充分抑制工作气流的中心部分上的流速衰减。

根据第十观点,空气吹出装置在主流路的至少一部分设置有凹凸部作为层缩小构造,该凹凸部的凹部和凸部沿主流路中的气流的流动方向交替地排列。这样,如果采用对主流路的内壁面的一部分设置凹凸部的构造,则在凹凸部的内侧产生的涡发挥滚珠轴承那样的作用,从而主流路的内壁面的摩擦系数变小。因此,主孔的中心线附近与内壁面附近之间的流速差变小,能够减小速度边界层的厚度。即,能够实现使在主孔的出口下游形成的工作气流的速度边界层的厚度的中央部分从主孔的中心线离开的构造。

根据第十一观点,空气吹出装置在主流路设置有扩大部作为层缩小构造,该扩大部的截面积比主孔的开口面积大。这样,若设为对主流路设置扩大部的构造,则由于在主流路产生的缩流而主孔的中心线附近与内壁面附近之间的流速差变小,能够减小速度边界层的厚度。即,能够实现使在主孔的出口下游形成的工作气流的速度边界层的厚度的中央部分从主孔的中心线离开的构造。

根据第十二观点,空气吹出装置以主孔的内壁面朝向气流的流动方向的下游侧而远离主孔的中心线的方式扩大。由此,根据主孔的内侧的壁面形状而在主孔的出口下游形成的工作气流的速度边界层也容易形成为远离主孔的中心线。因此,能够实现使在主孔的出口下游形成的工作气流的速度边界层的厚度的中央部分从主孔的中心线离开的构造。

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