JP2004271062A - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】集中的な空気の吹き出しを可能とするため、複数の空気吹出口のうちの１つの特定空気吹出口を集中吹出口とし、それに合わせて室内熱交換器を複数に分割する場合において、室内熱交換器全体の容積を縮小することなく、分割された各室内熱交換器を室内機内の限られたスペース内に配置可能とする。
【解決手段】室内熱交換器１０として、例えば３つの熱交換器を用い、奇数番目の主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃと、偶数番目の副室内熱交換器１０ａとを空気の流れ方向に沿って前後に配置する。
【選択図】 図１
【解決手段】室内熱交換器１０として、例えば３つの熱交換器を用い、奇数番目の主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃと、偶数番目の副室内熱交換器１０ａとを空気の流れ方向に沿って前後に配置する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷風や温風などを吹き出して空調を行う空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、室内機に複数の吹き出し口を有し、そのうちの１つを集中的吹き出し（スポット吹き出し）の空気吹出口とすることができる空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の室内機には空気吸入口と空気吹出口とが設けられており、通常、空気吹出口は１つであって、その内部に空気の吹出し方向を変えるための上下風向板と左右風向板とが設けられている。例えば、暖房運転時には、暖風が上昇しやすく、足元が温まりにくいことから、温風の吹き出し方向を上下風向板により下向きにするようにしている。
【０００３】
このように、上下風向板および左右風向板により、風向きを任意に変えることができるが、風向板のみでは室内の特定領域に対して集中的に冷風や温風などを吹き出すことができない。そこで、複数個の吹出口を有する空気調和機が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１の発明においては、室内機の正面に正面吹出口を設けるとともに、その上面側にも上方吹出口を設け、その正面吹出口内の正面風量制御弁および上方吹出口内の上方風量制御弁を制御して、その吹き出し量を変えることにより、冷房時および暖房時における室内の温度差を狭めて、室温のムラをできるだけ少なくするようにしている。
【０００５】
また、特許文献１の発明によれば、使用者に対して吹き出し空気を強く当てたくない場合には、正面側からの吹き出し空気量を絞り込み、上方吹出口からのみ空気を吹き出させることによって対処することが可能である。逆に、使用者に対して空気を集中的に送りたい場合には、上方の吹き出し空気量を絞り、正面吹出口からのみ空気を吹き出させることによって対処することが可能である。
【０００６】
しかしながら、正面吹出口の面積が大きいため、集中的な空気の吹き出し（スポット吹き出し）とすることができない。また、上方の吹き出し量を増やすと、暖房運転時には暖かい空気が天井付近に溜り、床付近の温度がなかなか上昇せず、冷房運転時には、上方の吹き出し空気（冷風）が下方向に降下しやすく、この降下した冷風がそのまま空気吸入口から吸い込まれるために冷房能力の低下を招くという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１―６３６２９号公報（第２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点を解消するために、本出願人は、例えば特願２００２―２８５１３１として、室内機の下側に複数個の空気吹き出し口を設け、これら空気吹き出し口に対して室内熱交換器を配置した空気調和機を提案している。
【０００９】
この空気調和機においては、図１９に示すように、室内機の下側に横一列に例えば３つの空気吹き出し口２，３，４が設けられ、そのうちの中央の空気吹き出し口２がスポット吹き出し用の空気吹き出し口であり、左右両側の空気吹き出し口３，４内には、上下風向板５，６が設けられている。
【００１０】
また、空気吹き出し口２，３，４に対応して、室内熱交換器１が３つに分割され、中央のスポット吹き出し用の空気吹き出し口２に対応して副室内熱交換器１ａが配置され、左右両側の空気吹き出し口３，４に対応して主室内熱交換器１ｂ，１ｃが配置されている。
【００１１】
この構成によれば、上下風向板５，６を閉じることにより、中央の空気吹き出し口２からの空気が集中的に吹き出される。また、暖房時には上下風向板５，６を下向きにすることにより、空気吹き出し口３，４からの温風吹き出しが下向きにとなり、さらに冷房運転時には上下風向板５，６を下向きにすることにより、空気吹き出し口３，４からの温風吹き出しが下向きにとなり、上述した問題を解消することができる。
【００１２】
この他に、分割した副室内熱交換器１ａ，主室内熱交換器１ｂ，１ｃ、複数の吹き出し口２，３，４、上下風向板５，６を種々利用することにより、バリエーションの富んだ空調を行うことができる。
【００１３】
しかしながら、各室内熱交換器１ａ，１ｂ，１ｃを同一面上に並べて配置しているため、これらの室内熱交換器１ａ，１ｂ，１ｃを既存の室内機内に納めようとすると、それらの接続配管や端板のＵ字配管を収納するためのスペース分だけ、各室内熱交換器の横方向の幅を狭くしなければならず、室内熱交換器全体の容積が小さくなり、性能（ＣＯＰ）が低下してしまうことがある。
【００１４】
なお、上記接続配管およびＵ字配管などの分だけ、室内機の横幅を長くすることにより、各室内熱交換器１ａ，１ｂ，１ｃの容積を以前と同じ程度に確保することができるが、その分、室内機が大型となるので、小型化の観点から好ましくない。
【００１５】
したがって、本発明の主たる課題は、集中的（スポット的）な空気の吹き出しを可能とするため、複数の空気吹出口を備え、そのうちの１つの特定空気吹出口を集中吹出口とし、それに合わせて室内熱交換器を複数に分割する場合において、室内熱交換器全体の容積を縮小することなく、分割された室内熱交換器を室内機内の限られたスペース内に配置可能とすることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，膨張弁および室内熱交換器を含む冷凍サイクルを備え、上記室内熱交換器を室内ファンとともに室内機の空気吸入口と空気吹出口とを結ぶ空気通路に配置し、上記室内熱交換器によって熱交換した空気を上記空気吹出口から吹き出して空調を行う空気調和機において、上記室内熱交換器を横方向に３個以上に分割して、奇数番目の主室内熱交換器の相互間を少なくとも１つの開閉可能な減圧器を含む冷媒配管で直列に接続するとともに、偶数番目の副室内熱交換器を上記主室内熱交換器に対して直列に接続した状態で、上記主室内熱交換器よりも風上側もしくは風下側において上記主室内熱交換器の間に配置し、上記副室内熱交換器と上記膨張弁との間に、開閉弁を含むバイパス管を上記主室内熱交換器に対して並列に接続し、上記空気吹出口を上記主・副の各室内熱交換器に対応して、それぞれが上下風向板を有する複数の空気吹出口に分割してなり、上記開閉弁を制御して上記冷凍サイクルの冷媒を上記主室内熱交換器をバイパスさせて上記副室内熱交換器のみに流し、上記副室内熱交換器に対応している特定の空気吹出口から空気を集中的に吹き出し可能とする制御手段を備えていることを特徴としている。
【００１７】
このように、上記主室内熱交換器と上記副室内熱交換器とを、空気の流れ方向から見て前後（風上側と風下側）にずらして配置することにより、室内熱交換器全体の横幅を大きくすることなく、主・副の各熱交換器を室内機内に納めることができる。なお、室内熱交換器全体の上下方向の高さをより低くするうえで、上記主室内熱交換器および上記副室内熱交換器は、それぞれ室内機本体の前面側から背面側にかけてラムダ（Λ）形に配置されることが好ましい。
【００１８】
また、本発明には、上記主室内熱交換器が偶数個で、上記副室内熱交換器が奇数個であり、上記主室内熱交換器同士が直列に接続され、その主室内熱交換器群に対して上記副室内熱交換器が直列に接続される態様が含まれるが、上記副室内熱交換器が１つで、その両側に上記主室内熱交換器が２つ配置され、上記主室内熱交換器が直列に接続され、上記主室内熱交換器のいずれか一方に上記副室内熱交換器が直列に接続され、上記空気の集中的吹き出しを上記室内機の中央から行うことが好ましい。
【００１９】
集中的に空気を吹き出す制御時において、他の空気吹出口を開くように上記上下風向板を制御して送風運転も加えることができる。また、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該空調運転時間が所定時間に達したときに、上記上下風向板を制御して他の空気吹出口を開いて送風も加えるかを選択することもできる。
【００２０】
さらに、集中的に空気を吹き出す制御時において、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該運転時間が所定時間に達したときに、上記開閉弁を制御して、集中的吹き出しあるいは全体的吹き出しとするかを選択することもできる。
【００２１】
冷房サイクルあるいは暖房サイクル運転中に、上記開閉弁を開いて冷媒を副室内熱交換器のみに循環させ、中央側の空気吹出口を開き、他の空気吹出口を閉じ、その中央側の空気吹出口からのみ空気を吹き出すこともできるし、上記開閉弁を閉じて冷媒を室内機側の全ての熱交換器に循環し、上記上下風向板を開いて全ての空気吹出口から空気を吹き出すこともできる。
【００２２】
また、上記開閉弁を開き、あるいは閉じる切り替えを、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該空調運転時間が所定時間に達したときに行うこともできる。
【００２３】
除霜運転時において、上記開閉弁を開くとともに減圧器を閉じて冷媒を上記副室内熱交換器のみに流し、その副室内熱交換器に対応している特定の空気吹出口からのみ空気を吹き出し他の空気吹出口を閉じる一方、上記電子膨張弁を全開にすることにより、高圧の冷媒が減圧することなく室外熱交換器に流れるため、室外熱交換器の霜が速やかに溶かされる。また、室温の低下が小さく、快適な空調が維持される。
【００２４】
冷房サイクル運転中に、上記開閉弁を閉じるとともに、上記減圧器を絞り制御して冷媒を主室内熱交換器および副室内熱交換器に循環する一方、上記電子膨張弁を全開にし、上記副室内熱交換器および上記複数の主室内熱交換器のうち同減圧器よりも副室内熱交換器側の主室内熱交換器を蒸発器とし、主残りの主室内熱交換器を室外熱交換器と同じ凝縮器とし、上記空気吹き出し口から冷風を吹き出すようにすることにより、除湿優先の冷房運転が実現される。
【００２５】
また、上記除湿優先の冷房運転時において、室温と設定温度との差に応じて副室内熱交換器に対応している特定空気吹出口内の上下風向板の向きを可変制御し、他の空気吹出口を塞ぐように同空気吹出口内の上下風向板を閉に固定し、室温が設定温度より所定値以上高いときには、特定空気吹出口内の上下風向板を下向きとし、室温が設定温度に近く、あるいは設定温度より低いときには、特定空気吹出口内の上下風向板を水平方向の向きにすることにより、冷房能力の低下をより抑え、室内環境を維持しながらの除湿運転が実現される。
【００２６】
暖房サイクル運転中に、上記開閉弁を閉じるとともに、上記減圧器を絞り制御して冷媒を主室内熱交換器および副室内熱交換器に循環する一方、上記電子膨張弁を全開にし、上記副室内熱交換器および上記複数の主室内熱交換器のうち同減圧器よりも副室内熱交換器側の主室内熱交換器を凝縮器とし、残りの主室内熱交換器を室外熱交換器と同じ蒸発器とし、上記空気吹き出し口から温風を吹き出すようにすることにより、除湿優先の暖房運転が実現される。
【００２７】
上記除湿優先の暖房運転時において、室温と設定温度との差に応じて副室内熱交換器に対応している特定空気吹出口内の上下風向板の向きを可変制御し、他の空気吹出口を塞ぐように同空気吹出口内側の上下風向板を閉に固定し、室温が設定温度より所定値以上高いときには、特定空気吹出口内の上下風向板を水平方向の向きとし、室温が設定温度に近く、あるいは設定温度より低いときには、特定空気吹出口内の上下風向板を下向きにすることにより、暖房能力の低下をより抑え、室内環境を維持しながらの除湿運転が実現される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、図１ないし図１８を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
まず、図１ないし図５に示すように、本発明による空気調和機の室内機は、室内熱交換器１０として横方向に分割して配置された複数の熱交換器を含み、その各熱交換器の数に対応して本体下部側の空気吹出口も複数に分割されており、そのうちの１つの特定空気吹出口から空気を集中的に吹出すことができるようにしている。なお、この室内機は壁掛け型である。
【００３０】
本発明において、室内熱交換器１０は３つ以上の熱交換器を含むが、この例では、室内熱交換器１０として３つの熱交換器を備え、その中央に配置されている熱交換器を副室内熱交換器１０ａとし、その両側に配置されている熱交換器を主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃとしている。これに対応して、この室内機には、３つの空気吹出口１１，１２，１３が設けられている。
【００３１】
空気吹出口１１，１２，１３は、室内熱交換器１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対応しているが、中央の空気吹出口１１は副室内熱交換器１０ａに位置的に対応し、その両側の空気吹出口１２，１３は、それぞれ主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃに対応している。空気吹出口１１，１２，１３内には、それぞれ上下風向板１４，１５，１６が設けられている。なお、空気吹出口１１，１２，１３内には、上下風向板とともに左右風向板が設けられてもよい。
【００３２】
副室内熱交換器１０ａおよび主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは、図示しない空気吸入口と空気吹出口１１，１２，１３とを結ぶ空気通路内に、室内機本体の前面側から背面側にかけてラムダ（Λ）形に配置され、そのラムダ配置の内側にはクロスフローファンからなる室内ファン１６が配置されている。
【００３３】
主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは、副室内熱交換器１０ａの横幅相当の間隔をもって同一面に沿って横一列に配置されている。これに対して、副室内熱交換器１０ａは、室内ファン１６による空気の流れ方向を基準として、図１と図２（ａ）に示すように、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃよりも風上側（上流側）に配置されている。なお、この例とは異なり、副室内熱交換器１０ａは、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃよりも風下側（下流側）に配置されてもよい。
【００３４】
いずれにしても、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃと副室内熱交換器１０ａとを、その位置を前後にずらして配置することにより、副室内熱交換器１０ａの端板に設けられているＵ字配管１８の突出長さが、室内熱交換器１０の全横幅に含まれないことになるため、各熱交換器の容積を減ずることなく、３つの室内熱交換器１０ａ〜１０ｃを既存の室内機のスペース内に納めることができる。
【００３５】
図４に示すように、副室内熱交換器１０ａ，主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは順次直列に接続してなるが、図２（ｂ）に示すように、左右の主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは、ジグザク状に屈曲された配管１９を共有した構成であり、換言すれば、左右の主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは、ジグザク状に屈曲された配管１９の左右のそれぞれにフィン群を取り付けることにより構成されており、その配管１９の長さ上のほぼ中央の箇所には、絞り可能な減圧器２０が設けられている。また、副室内熱交換器１０ａのみに冷媒を流すことを可能とするため、副室内熱交換器１０ａと電子膨張弁２９との間には、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃをバイパスする双方向電磁弁２２を含むバイパス管２１が設けられている。
【００３６】
図６を参照して、この空気調和機の制御系は、ともにマイクロコンピュータなどからなる室内機側の制御回路２３および室外機側の制御回路２４を備え、リモコン２５からのリモコン信号に応じて室温コントロールに必要な制御を行い、また、各上下風向板１４〜１６を制御して、中央の空気吹出口１１を開き、他の空気吹出口１２，１３を塞いで、その中央の空気吹出口１１から室内の特定領域（狭い領域）に対して集中的に冷風あるいは温風などを吹き出す制御（スポット冷風あるいは温風運転）を行う。
【００３７】
また、室外機側には、副室内熱交換器１０ａおよび主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃとともに冷凍サイクルを構成する四方弁２６、圧縮機２７および室外熱交換器２８と、電子膨張弁２９と、室外ファン３０とを備えている。
【００３８】
上記室内機側の制御回路２３は、リモコン２５の設定操作に応じて上下風向板１４〜１６および室内ファン１７を制御し、室温と設定温度の差に応じた圧縮機の運転コードなどを室外機側の制御回路２４に送信するとともに、その制御回路２４との間で室温コントロールに必要な信号の授受を行い、また、リモコン２５の設定操作に応じてスポット吹き出し制御を実行する。
【００３９】
そのために、室内機側の制御回路２３は、リモコン信号により制御判別し、各上下風向板１４〜１６，室内ファン１７，減圧器２０，双方向電磁弁２２を制御する機能を備えている。また、室外機側の制御回路２４は、室内機側からの運転モードなどを判別し、四方弁２６，圧縮機２７，電子膨張弁２９および室外ファン３０を制御する機能を備えている。
【００４０】
次に、この空気調和機の動作を図７ないし図１３および図１６の冷凍サイクル構成図、図１４，図１５，図１７および図１８の室内機正面図を参照して説明する。
【００４１】
まず、スポット冷房運転が設定されると、図７に示すように、左右両側の空気吹出口１２，１３を塞ぐように、それらの上下風向板１５，１６を閉じ、中央の空気吹出口１１を開くように、その上下風向板１４を制御し、減圧器２０を全閉状態にするとともに、双方向電磁弁２２を開いて冷房運転モードとする。
【００４２】
これにより、図７の実線矢印のように、圧縮機２７からの冷媒は、四方弁２６→室外熱交換器２８→電子膨張弁２９→双方向電磁弁２２→副室内熱交換器１０ａ→四方弁２６の順に循環して圧縮機２７に戻り、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃには冷媒が流れず、副室内熱交換器１０ａのみが蒸発器となるため、副室内熱交換器１０ａによって熱交換された冷風が中央の空気吹出口１１からスポット状として吹き出される。
【００４３】
このスポット吹き出しの冷風により、室内の特定領域を冷房することができ、しかも冷媒が副室内熱交換器１０ａにのみ流れるために、その熱交換が大きいことから、通常より低い温度の冷風が吹き出される。例えば、上下風向板１４をやや下向きとすることにより、室内機の中央前に立っている使用者に対して集中的に、かつ、強力な冷風を当てることができる。
【００４４】
また、スポット暖房運転が設定されると、図８に示すように、左右両側の空気吹出口１２，１３を塞ぐように、それらの上下風向板１５，１６を閉じ、中央の空気吹出口１１を開くように、その上下風向板１４を制御し、減圧器２０を全閉状態にするとともに、双方向電磁弁２２を開いて暖房運転モードとする。
【００４５】
これにより、図８の実線に示すように、圧縮機２７からの冷媒は、四方弁２６→副室内熱交換器１０ａ→双方向電磁弁２２→電子膨張弁２９→室外熱交換器２８→四方弁２６の順に循環して圧縮機２７に戻り、副室内熱交換器１０ａのみが凝縮器となるため、副室内熱交換器１０ａによって熱交換された温風が中央の空気吹出口１１からスポット状として吹き出される。
【００４６】
このスポット吹き出しの温風により、室内の特定領域を暖房することができ、しかも冷媒が副室内熱交換器１０ａにのみ流れるために、その熱交換が大きいことから、通常より高い温度の温風が吹き出される。例えば、上下風向板１４を多少下向きとすることにより、室内機の中央前に立っている使用者に対して集中的に、かつ、強力な温風を当てることができる。
【００４７】
なお、上記スポット冷房運転時において、送風（扇風機の機能）を合わせた運転が設定されると、図９に示すように、左右両側の空気吹出口１２，１３を開くように上下風向板１５，１６を制御する。これにより、中央の空気吹出口１１からスポット冷風が吹き出され、左右両側の空気吹出口１２，１３から室温と同じ温度の空気が吹き出され、この室温と同じ温度の空気が扇風機の役割を果たすことになる。例えば、上下風向板１５，１６を下向き（あるいは水平方向）とすることにより、床付近に留まっている冷たい空気が効率的に室内に拡散され、室温の均一化が図られる。
【００４８】
また、上記スポット暖房運転時において、送風（サーキュレータ）を合わせた運転が設定されると、図１０に示すように、左右両側の空気吹出口１２，１３を開くように上下風向板１５，１６を制御する。これにより、中央空気吹出口１１からスポット温風が吹き出され、左右両側の空気吹出口１２，１３から室温と同じ温度の空気が吹き出され、この室温と同じ温度の空気がサーキュレータの役割を果たすことになる。例えば、上下風向板１５，１６を上向き（あるいは水平方向）とすることにより、天井付近の溜った暖かい空気が効率的に室内に拡散され、室温の均一化が図られる。
【００４９】
なお、上記スポット冷房運転に送風を加えるか否か、あるいはスポット暖房運転に送風を加えるか否か、つまり左右両側の空気吹出口１２，１３から送風を行うか否かをリモコン２５によって選択し、あるいは設定温度と室温の差や運転時間に応じて自動的に選択することができる。
【００５０】
例えば、運転開始時にあって、夏季は暑く、冬季は寒いため、冷風あるいは温風を集中して身体に当てることによって素早く快適な体感温度とし、しかる後スポット吹き出しを抑えて他の空気吹出口１２，１３から送風することによって風量全体を冷やし過ぎないようにし、あるいは暖め過ぎないようにし、快適な空調維持が可能となる。
【００５１】
また、上記スポット冷房運転（あるいはスポット暖房運転）に送風を加えた場合、中央の空気吹出口１１内の上下風向板１２の向きを変更しないままにするとよい（例えば、下向きのままとする）。これにより、使用者にはスポット冷風（あるいは温風）が当り、しかも室内の温度均一化が図れ、省エネルギ健康冷房（暖房）運転と言うことができる。
【００５２】
ところで、通常の冷房運転時においては、図１１に示すように、減圧器２０を全開状態にし、双方向電磁弁２２を閉じる。これにより、主室内熱交換器１０ｂと主室内熱交換器１０ｃとが実質的に一つの熱交換器となり、図１１の実線矢印に示すように、圧縮機２７からの冷媒は、四方弁２６→室外熱交換器２８→電子膨張弁２９→主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃを含む主室内熱交換器→副室内熱交換器１０ａ→四方弁２６の順に循環して圧縮機２７に戻り、冷媒が室内機側の全ての熱交換器１０ａ〜１０ｃに循環することから、夏の暑い時期において、強力な冷房により室温を下げて速やかに設定温度に近づけることができる。
【００５３】
また、通常の暖房運転時においても、減圧器２０を全開状態にし、双方向電磁弁２２を閉じる。これにより、主室内熱交換器１０ｂと主室内熱交換器１０ｃとが実質的に一つの熱交換器となり、図１１の破線矢印に示すように、圧縮機２７からの冷媒は、四方弁２６→副室内熱交換器１０ａ→主室内熱交換器１０ｃ，１０ｂを含む主室内熱交換器→電子膨張弁２９→室外熱交換器２８→四方弁２６の順に循環して圧縮機２７に戻り、冷媒が室内機側の全ての熱交換器１０ａ，１０ｂ，１０ｃに循環することから、冬の寒い時期において、強力な暖房により室温を上げて速やかに設定温度に近づけることができる。
【００５４】
この他の運転モードとして、除霜運転，冷房除湿運転および暖房除湿運転がある。暖房運転時に室外熱交換器２８に着霜して、それを溶かすための除霜運転時には、図１２に示すように、双方向電磁弁２２を開き、減圧器２０を閉じ、電子膨張弁２９を全開状態として冷凍サイクルを暖房運転時と同じにする。
【００５５】
これにより、冷媒が副室内熱交換器１０ａのみに流れ、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃには流れないため、副室内熱交換器１０ａが凝縮器になり、電子膨張弁２９が全開であることから、高圧冷媒が減圧しないまま室外熱交換器２８に流れることになり、室外熱交換器２８の霜が速やかに溶かされる。
【００５６】
また、副室内熱交換器１０ａによって熱変換された温風が中央の空気吹出口１１からのみ吹き出されるため、除霜運転時にあっても、暖房運転を継続することができ、室温の低下が小さく快適な空調が維持される。
【００５７】
また、冷房除湿運転が設定された場合には、図１３に示すように、電子膨張弁２９を全開状態にする一方、双方向電磁弁２２を閉じ、減圧器２０を絞り制御とする。これにより、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃの減圧器２０よりも上流側が室外熱交換器２８と同じ凝縮器となり、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃの減圧器２０よりも下流側および副室内熱交換器１０ａが蒸発器として作用する。
【００５８】
中央の空気吹出口１１内の上下風向板１４については、室温と設定温度との差に応じてその向きを制御する。例えば、図１４に示すように、運転開始時などで室温が設定温度より高いときには、中央の空気吹出口１１を開き、かつ、吹き出しを下向きになるように上下風向板１４を制御する。左右両側の上下風向板１５，１６については、例えば水平方向の向きとし、室温とほぼ同じ温度の空気を左右両側の空気吹出口１２，１３から吹き出すようにするとよい。
【００５９】
このように、室内熱交換器１０を蒸発器と凝縮器の混合形式とすることにより、中央からの冷風吹き出しによって使用者に冷風を直接当てて体感温度を下げ、その左右両側からは室温とほぼ同じ空気が吹き出されるため、梅雨時などの高湿度の時期に除湿優先の冷房運転が実現できる。
【００６０】
しかる後、室温が設定温度に達したときには、図１５に示すように、中央の空気吹出口１１内の上下風向板１４を水平方向の向きとしてスポット吹き出しが直接使用者などに当たらないようにすることが好ましい。
【００６１】
暖房除湿運転が設定された場合には、図１６に示すように、電子膨張弁２９を全開状態にし、双方向電磁弁２２を閉じ、減圧器２０を絞り制御とする。これにより、副室内熱交換器１０ａおよび主室内熱交換器１０ｃ，１０ｂの減圧器２０よりも上流側が凝縮器となり、主室内熱交換器１０ｃ，１０ｂの減圧器２０よりも下流側が室外熱交換器２８と同じ蒸発器として作用する。
【００６２】
また、中央の空気吹出口１１内の上下風向板１４については、冷房除湿運転時と同様に、その方向を制御する。例えば、図１７に示すように、運転開始時などで室温が設定温度より低いときには、中央の空気吹出口１１を開き、かつ、吹き出しを下向きになるように上下風向板１４を制御する。左右両側の上下風向板１５，１６については、例えば水平方向のに向きとし、室温とほぼ同じ温度の空気を左右両側の空気吹出口１２，１３から吹き出すようにすることが好ましい。
【００６３】
このように、室内熱交換器１０を凝縮器と蒸発器の混合形式とすることにより、中央からは温風が吹き出され、その左右両側からは室温とほぼ同じ温度の空気が吹き出されるため、冬季や春先などの湿気の多い時期に除湿優先の暖房運転が実現できる。
【００６４】
しかる後、室温が設定温度に達したときには、図１８に示すように、中央の空気吹出口１１内の上下風向板１４を水平方向の向きとしてスポット吹き出しが直接使用者に当たらないようにすることが好ましい。
【００６５】
上記実施形態では、主室内熱交換器を２つ，副室内熱交換器を１つとして説明したが、例えば主室内熱交換器を３つ，副室内熱交換器を２つとして、主・副の各熱交換器を交互に配置することもできる。また、室内熱交換器を主・副としているが、これは説明上両者を識別するためのもので、主・副に代えて例えば第１熱交換器，第２熱交換器と呼ばれてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、集中的（スポット的）な空気の吹き出しを可能とするため、複数の空気吹出口を備え、そのうちの１つの特定空気吹出口を集中吹出口とし、それに合わせて室内熱交換器を複数に分割する場合において、室内熱交換器として３つ以上の熱交換器を用い、奇数番目の主室内熱交換器と、偶数番目の副室内熱交換器とを空気の流れ方向に沿って前後に配置するようにしたことにより、室内熱交換器全体の容積を縮小することなく、分割された各室内熱交換器を室内機内の限られたスペース内に配置することが可能となり、小型でありながら、スポット吹出しが可能である高い空調能力を有する空気調和機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機の室内機の構成を示す概略的な斜視図。
【図２】（ａ）上記室内機が備える室内熱交換器の概略的な平面図，（ｂ）室内熱交換器に含まれる２つの主室内熱交換器のみを示す概略的な正面図。
【図３】上記室内熱交換器の概略的な正面図。
【図４】本発明の空気調和機が備える冷凍サイクルの模式図。
【図５】上記室内機の概略的な正面図。
【図６】本発明の空気調和機が備える制御系を示す概略的なブロック線図。
【図７】本発明におけるスポット冷房運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図８】本発明におけるスポット暖房運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図９】上記スポット冷房運転の変形例を示す模式図。
【図１０】上記スポット暖房運転の変形例を示す模式図。
【図１１】本発明における冷房運転および暖房運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図１２】本発明における除霜運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図１３】本発明における冷房除湿運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図１４】上記冷房除湿運転時における空気吹出し状態を示す模式図。
【図１５】上記冷房除湿運転時における空気吹出し状態の別の例を示す模式図。
【図１６】本発明における暖房除湿運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図１７】上記暖房除湿運転時における空気吹出し状態を示す模式図。
【図１８】上記暖房除湿運転時における空気吹出し状態の別の例を示す模式図。
【図１９】従来例としての空気調和機の室内機の構成を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
１０ 室内熱交換器
１０ａ 副室内熱交換器
１０ｂ，１０ｃ 主室内熱交換器
１１〜１３ 空気吹出口
１４〜１６ 上下風向板
１７ 室内ファン
１８ Ｕ字配管
１９ 接続配管
２０ 減圧器
２１ バイパス管
２２ 双方向電磁弁
２３ 室内側の制御回路
２４ 室外側の制御回路
２５ リモコン
２６ 四方弁
２７ 圧縮機
２８ 室外熱交換器
２９ 電子膨張弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷風や温風などを吹き出して空調を行う空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、室内機に複数の吹き出し口を有し、そのうちの１つを集中的吹き出し（スポット吹き出し）の空気吹出口とすることができる空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の室内機には空気吸入口と空気吹出口とが設けられており、通常、空気吹出口は１つであって、その内部に空気の吹出し方向を変えるための上下風向板と左右風向板とが設けられている。例えば、暖房運転時には、暖風が上昇しやすく、足元が温まりにくいことから、温風の吹き出し方向を上下風向板により下向きにするようにしている。
【０００３】
このように、上下風向板および左右風向板により、風向きを任意に変えることができるが、風向板のみでは室内の特定領域に対して集中的に冷風や温風などを吹き出すことができない。そこで、複数個の吹出口を有する空気調和機が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１の発明においては、室内機の正面に正面吹出口を設けるとともに、その上面側にも上方吹出口を設け、その正面吹出口内の正面風量制御弁および上方吹出口内の上方風量制御弁を制御して、その吹き出し量を変えることにより、冷房時および暖房時における室内の温度差を狭めて、室温のムラをできるだけ少なくするようにしている。
【０００５】
また、特許文献１の発明によれば、使用者に対して吹き出し空気を強く当てたくない場合には、正面側からの吹き出し空気量を絞り込み、上方吹出口からのみ空気を吹き出させることによって対処することが可能である。逆に、使用者に対して空気を集中的に送りたい場合には、上方の吹き出し空気量を絞り、正面吹出口からのみ空気を吹き出させることによって対処することが可能である。
【０００６】
しかしながら、正面吹出口の面積が大きいため、集中的な空気の吹き出し（スポット吹き出し）とすることができない。また、上方の吹き出し量を増やすと、暖房運転時には暖かい空気が天井付近に溜り、床付近の温度がなかなか上昇せず、冷房運転時には、上方の吹き出し空気（冷風）が下方向に降下しやすく、この降下した冷風がそのまま空気吸入口から吸い込まれるために冷房能力の低下を招くという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１―６３６２９号公報（第２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点を解消するために、本出願人は、例えば特願２００２―２８５１３１として、室内機の下側に複数個の空気吹き出し口を設け、これら空気吹き出し口に対して室内熱交換器を配置した空気調和機を提案している。
【０００９】
この空気調和機においては、図１９に示すように、室内機の下側に横一列に例えば３つの空気吹き出し口２，３，４が設けられ、そのうちの中央の空気吹き出し口２がスポット吹き出し用の空気吹き出し口であり、左右両側の空気吹き出し口３，４内には、上下風向板５，６が設けられている。
【００１０】
また、空気吹き出し口２，３，４に対応して、室内熱交換器１が３つに分割され、中央のスポット吹き出し用の空気吹き出し口２に対応して副室内熱交換器１ａが配置され、左右両側の空気吹き出し口３，４に対応して主室内熱交換器１ｂ，１ｃが配置されている。
【００１１】
この構成によれば、上下風向板５，６を閉じることにより、中央の空気吹き出し口２からの空気が集中的に吹き出される。また、暖房時には上下風向板５，６を下向きにすることにより、空気吹き出し口３，４からの温風吹き出しが下向きにとなり、さらに冷房運転時には上下風向板５，６を下向きにすることにより、空気吹き出し口３，４からの温風吹き出しが下向きにとなり、上述した問題を解消することができる。
【００１２】
この他に、分割した副室内熱交換器１ａ，主室内熱交換器１ｂ，１ｃ、複数の吹き出し口２，３，４、上下風向板５，６を種々利用することにより、バリエーションの富んだ空調を行うことができる。
【００１３】
しかしながら、各室内熱交換器１ａ，１ｂ，１ｃを同一面上に並べて配置しているため、これらの室内熱交換器１ａ，１ｂ，１ｃを既存の室内機内に納めようとすると、それらの接続配管や端板のＵ字配管を収納するためのスペース分だけ、各室内熱交換器の横方向の幅を狭くしなければならず、室内熱交換器全体の容積が小さくなり、性能（ＣＯＰ）が低下してしまうことがある。
【００１４】
なお、上記接続配管およびＵ字配管などの分だけ、室内機の横幅を長くすることにより、各室内熱交換器１ａ，１ｂ，１ｃの容積を以前と同じ程度に確保することができるが、その分、室内機が大型となるので、小型化の観点から好ましくない。
【００１５】
したがって、本発明の主たる課題は、集中的（スポット的）な空気の吹き出しを可能とするため、複数の空気吹出口を備え、そのうちの１つの特定空気吹出口を集中吹出口とし、それに合わせて室内熱交換器を複数に分割する場合において、室内熱交換器全体の容積を縮小することなく、分割された室内熱交換器を室内機内の限られたスペース内に配置可能とすることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，膨張弁および室内熱交換器を含む冷凍サイクルを備え、上記室内熱交換器を室内ファンとともに室内機の空気吸入口と空気吹出口とを結ぶ空気通路に配置し、上記室内熱交換器によって熱交換した空気を上記空気吹出口から吹き出して空調を行う空気調和機において、上記室内熱交換器を横方向に３個以上に分割して、奇数番目の主室内熱交換器の相互間を少なくとも１つの開閉可能な減圧器を含む冷媒配管で直列に接続するとともに、偶数番目の副室内熱交換器を上記主室内熱交換器に対して直列に接続した状態で、上記主室内熱交換器よりも風上側もしくは風下側において上記主室内熱交換器の間に配置し、上記副室内熱交換器と上記膨張弁との間に、開閉弁を含むバイパス管を上記主室内熱交換器に対して並列に接続し、上記空気吹出口を上記主・副の各室内熱交換器に対応して、それぞれが上下風向板を有する複数の空気吹出口に分割してなり、上記開閉弁を制御して上記冷凍サイクルの冷媒を上記主室内熱交換器をバイパスさせて上記副室内熱交換器のみに流し、上記副室内熱交換器に対応している特定の空気吹出口から空気を集中的に吹き出し可能とする制御手段を備えていることを特徴としている。
【００１７】
このように、上記主室内熱交換器と上記副室内熱交換器とを、空気の流れ方向から見て前後（風上側と風下側）にずらして配置することにより、室内熱交換器全体の横幅を大きくすることなく、主・副の各熱交換器を室内機内に納めることができる。なお、室内熱交換器全体の上下方向の高さをより低くするうえで、上記主室内熱交換器および上記副室内熱交換器は、それぞれ室内機本体の前面側から背面側にかけてラムダ（Λ）形に配置されることが好ましい。
【００１８】
また、本発明には、上記主室内熱交換器が偶数個で、上記副室内熱交換器が奇数個であり、上記主室内熱交換器同士が直列に接続され、その主室内熱交換器群に対して上記副室内熱交換器が直列に接続される態様が含まれるが、上記副室内熱交換器が１つで、その両側に上記主室内熱交換器が２つ配置され、上記主室内熱交換器が直列に接続され、上記主室内熱交換器のいずれか一方に上記副室内熱交換器が直列に接続され、上記空気の集中的吹き出しを上記室内機の中央から行うことが好ましい。
【００１９】
集中的に空気を吹き出す制御時において、他の空気吹出口を開くように上記上下風向板を制御して送風運転も加えることができる。また、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該空調運転時間が所定時間に達したときに、上記上下風向板を制御して他の空気吹出口を開いて送風も加えるかを選択することもできる。
【００２０】
さらに、集中的に空気を吹き出す制御時において、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該運転時間が所定時間に達したときに、上記開閉弁を制御して、集中的吹き出しあるいは全体的吹き出しとするかを選択することもできる。
【００２１】
冷房サイクルあるいは暖房サイクル運転中に、上記開閉弁を開いて冷媒を副室内熱交換器のみに循環させ、中央側の空気吹出口を開き、他の空気吹出口を閉じ、その中央側の空気吹出口からのみ空気を吹き出すこともできるし、上記開閉弁を閉じて冷媒を室内機側の全ての熱交換器に循環し、上記上下風向板を開いて全ての空気吹出口から空気を吹き出すこともできる。
【００２２】
また、上記開閉弁を開き、あるいは閉じる切り替えを、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該空調運転時間が所定時間に達したときに行うこともできる。
【００２３】
除霜運転時において、上記開閉弁を開くとともに減圧器を閉じて冷媒を上記副室内熱交換器のみに流し、その副室内熱交換器に対応している特定の空気吹出口からのみ空気を吹き出し他の空気吹出口を閉じる一方、上記電子膨張弁を全開にすることにより、高圧の冷媒が減圧することなく室外熱交換器に流れるため、室外熱交換器の霜が速やかに溶かされる。また、室温の低下が小さく、快適な空調が維持される。
【００２４】
冷房サイクル運転中に、上記開閉弁を閉じるとともに、上記減圧器を絞り制御して冷媒を主室内熱交換器および副室内熱交換器に循環する一方、上記電子膨張弁を全開にし、上記副室内熱交換器および上記複数の主室内熱交換器のうち同減圧器よりも副室内熱交換器側の主室内熱交換器を蒸発器とし、主残りの主室内熱交換器を室外熱交換器と同じ凝縮器とし、上記空気吹き出し口から冷風を吹き出すようにすることにより、除湿優先の冷房運転が実現される。
【００２５】
また、上記除湿優先の冷房運転時において、室温と設定温度との差に応じて副室内熱交換器に対応している特定空気吹出口内の上下風向板の向きを可変制御し、他の空気吹出口を塞ぐように同空気吹出口内の上下風向板を閉に固定し、室温が設定温度より所定値以上高いときには、特定空気吹出口内の上下風向板を下向きとし、室温が設定温度に近く、あるいは設定温度より低いときには、特定空気吹出口内の上下風向板を水平方向の向きにすることにより、冷房能力の低下をより抑え、室内環境を維持しながらの除湿運転が実現される。
【００２６】
暖房サイクル運転中に、上記開閉弁を閉じるとともに、上記減圧器を絞り制御して冷媒を主室内熱交換器および副室内熱交換器に循環する一方、上記電子膨張弁を全開にし、上記副室内熱交換器および上記複数の主室内熱交換器のうち同減圧器よりも副室内熱交換器側の主室内熱交換器を凝縮器とし、残りの主室内熱交換器を室外熱交換器と同じ蒸発器とし、上記空気吹き出し口から温風を吹き出すようにすることにより、除湿優先の暖房運転が実現される。
【００２７】
上記除湿優先の暖房運転時において、室温と設定温度との差に応じて副室内熱交換器に対応している特定空気吹出口内の上下風向板の向きを可変制御し、他の空気吹出口を塞ぐように同空気吹出口内側の上下風向板を閉に固定し、室温が設定温度より所定値以上高いときには、特定空気吹出口内の上下風向板を水平方向の向きとし、室温が設定温度に近く、あるいは設定温度より低いときには、特定空気吹出口内の上下風向板を下向きにすることにより、暖房能力の低下をより抑え、室内環境を維持しながらの除湿運転が実現される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、図１ないし図１８を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
まず、図１ないし図５に示すように、本発明による空気調和機の室内機は、室内熱交換器１０として横方向に分割して配置された複数の熱交換器を含み、その各熱交換器の数に対応して本体下部側の空気吹出口も複数に分割されており、そのうちの１つの特定空気吹出口から空気を集中的に吹出すことができるようにしている。なお、この室内機は壁掛け型である。
【００３０】
本発明において、室内熱交換器１０は３つ以上の熱交換器を含むが、この例では、室内熱交換器１０として３つの熱交換器を備え、その中央に配置されている熱交換器を副室内熱交換器１０ａとし、その両側に配置されている熱交換器を主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃとしている。これに対応して、この室内機には、３つの空気吹出口１１，１２，１３が設けられている。
【００３１】
空気吹出口１１，１２，１３は、室内熱交換器１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対応しているが、中央の空気吹出口１１は副室内熱交換器１０ａに位置的に対応し、その両側の空気吹出口１２，１３は、それぞれ主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃに対応している。空気吹出口１１，１２，１３内には、それぞれ上下風向板１４，１５，１６が設けられている。なお、空気吹出口１１，１２，１３内には、上下風向板とともに左右風向板が設けられてもよい。
【００３２】
副室内熱交換器１０ａおよび主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは、図示しない空気吸入口と空気吹出口１１，１２，１３とを結ぶ空気通路内に、室内機本体の前面側から背面側にかけてラムダ（Λ）形に配置され、そのラムダ配置の内側にはクロスフローファンからなる室内ファン１６が配置されている。
【００３３】
主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは、副室内熱交換器１０ａの横幅相当の間隔をもって同一面に沿って横一列に配置されている。これに対して、副室内熱交換器１０ａは、室内ファン１６による空気の流れ方向を基準として、図１と図２（ａ）に示すように、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃよりも風上側（上流側）に配置されている。なお、この例とは異なり、副室内熱交換器１０ａは、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃよりも風下側（下流側）に配置されてもよい。
【００３４】
いずれにしても、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃと副室内熱交換器１０ａとを、その位置を前後にずらして配置することにより、副室内熱交換器１０ａの端板に設けられているＵ字配管１８の突出長さが、室内熱交換器１０の全横幅に含まれないことになるため、各熱交換器の容積を減ずることなく、３つの室内熱交換器１０ａ〜１０ｃを既存の室内機のスペース内に納めることができる。
【００３５】
図４に示すように、副室内熱交換器１０ａ，主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは順次直列に接続してなるが、図２（ｂ）に示すように、左右の主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは、ジグザク状に屈曲された配管１９を共有した構成であり、換言すれば、左右の主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃは、ジグザク状に屈曲された配管１９の左右のそれぞれにフィン群を取り付けることにより構成されており、その配管１９の長さ上のほぼ中央の箇所には、絞り可能な減圧器２０が設けられている。また、副室内熱交換器１０ａのみに冷媒を流すことを可能とするため、副室内熱交換器１０ａと電子膨張弁２９との間には、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃをバイパスする双方向電磁弁２２を含むバイパス管２１が設けられている。
【００３６】
図６を参照して、この空気調和機の制御系は、ともにマイクロコンピュータなどからなる室内機側の制御回路２３および室外機側の制御回路２４を備え、リモコン２５からのリモコン信号に応じて室温コントロールに必要な制御を行い、また、各上下風向板１４〜１６を制御して、中央の空気吹出口１１を開き、他の空気吹出口１２，１３を塞いで、その中央の空気吹出口１１から室内の特定領域（狭い領域）に対して集中的に冷風あるいは温風などを吹き出す制御（スポット冷風あるいは温風運転）を行う。
【００３７】
また、室外機側には、副室内熱交換器１０ａおよび主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃとともに冷凍サイクルを構成する四方弁２６、圧縮機２７および室外熱交換器２８と、電子膨張弁２９と、室外ファン３０とを備えている。
【００３８】
上記室内機側の制御回路２３は、リモコン２５の設定操作に応じて上下風向板１４〜１６および室内ファン１７を制御し、室温と設定温度の差に応じた圧縮機の運転コードなどを室外機側の制御回路２４に送信するとともに、その制御回路２４との間で室温コントロールに必要な信号の授受を行い、また、リモコン２５の設定操作に応じてスポット吹き出し制御を実行する。
【００３９】
そのために、室内機側の制御回路２３は、リモコン信号により制御判別し、各上下風向板１４〜１６，室内ファン１７，減圧器２０，双方向電磁弁２２を制御する機能を備えている。また、室外機側の制御回路２４は、室内機側からの運転モードなどを判別し、四方弁２６，圧縮機２７，電子膨張弁２９および室外ファン３０を制御する機能を備えている。
【００４０】
次に、この空気調和機の動作を図７ないし図１３および図１６の冷凍サイクル構成図、図１４，図１５，図１７および図１８の室内機正面図を参照して説明する。
【００４１】
まず、スポット冷房運転が設定されると、図７に示すように、左右両側の空気吹出口１２，１３を塞ぐように、それらの上下風向板１５，１６を閉じ、中央の空気吹出口１１を開くように、その上下風向板１４を制御し、減圧器２０を全閉状態にするとともに、双方向電磁弁２２を開いて冷房運転モードとする。
【００４２】
これにより、図７の実線矢印のように、圧縮機２７からの冷媒は、四方弁２６→室外熱交換器２８→電子膨張弁２９→双方向電磁弁２２→副室内熱交換器１０ａ→四方弁２６の順に循環して圧縮機２７に戻り、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃには冷媒が流れず、副室内熱交換器１０ａのみが蒸発器となるため、副室内熱交換器１０ａによって熱交換された冷風が中央の空気吹出口１１からスポット状として吹き出される。
【００４３】
このスポット吹き出しの冷風により、室内の特定領域を冷房することができ、しかも冷媒が副室内熱交換器１０ａにのみ流れるために、その熱交換が大きいことから、通常より低い温度の冷風が吹き出される。例えば、上下風向板１４をやや下向きとすることにより、室内機の中央前に立っている使用者に対して集中的に、かつ、強力な冷風を当てることができる。
【００４４】
また、スポット暖房運転が設定されると、図８に示すように、左右両側の空気吹出口１２，１３を塞ぐように、それらの上下風向板１５，１６を閉じ、中央の空気吹出口１１を開くように、その上下風向板１４を制御し、減圧器２０を全閉状態にするとともに、双方向電磁弁２２を開いて暖房運転モードとする。
【００４５】
これにより、図８の実線に示すように、圧縮機２７からの冷媒は、四方弁２６→副室内熱交換器１０ａ→双方向電磁弁２２→電子膨張弁２９→室外熱交換器２８→四方弁２６の順に循環して圧縮機２７に戻り、副室内熱交換器１０ａのみが凝縮器となるため、副室内熱交換器１０ａによって熱交換された温風が中央の空気吹出口１１からスポット状として吹き出される。
【００４６】
このスポット吹き出しの温風により、室内の特定領域を暖房することができ、しかも冷媒が副室内熱交換器１０ａにのみ流れるために、その熱交換が大きいことから、通常より高い温度の温風が吹き出される。例えば、上下風向板１４を多少下向きとすることにより、室内機の中央前に立っている使用者に対して集中的に、かつ、強力な温風を当てることができる。
【００４７】
なお、上記スポット冷房運転時において、送風（扇風機の機能）を合わせた運転が設定されると、図９に示すように、左右両側の空気吹出口１２，１３を開くように上下風向板１５，１６を制御する。これにより、中央の空気吹出口１１からスポット冷風が吹き出され、左右両側の空気吹出口１２，１３から室温と同じ温度の空気が吹き出され、この室温と同じ温度の空気が扇風機の役割を果たすことになる。例えば、上下風向板１５，１６を下向き（あるいは水平方向）とすることにより、床付近に留まっている冷たい空気が効率的に室内に拡散され、室温の均一化が図られる。
【００４８】
また、上記スポット暖房運転時において、送風（サーキュレータ）を合わせた運転が設定されると、図１０に示すように、左右両側の空気吹出口１２，１３を開くように上下風向板１５，１６を制御する。これにより、中央空気吹出口１１からスポット温風が吹き出され、左右両側の空気吹出口１２，１３から室温と同じ温度の空気が吹き出され、この室温と同じ温度の空気がサーキュレータの役割を果たすことになる。例えば、上下風向板１５，１６を上向き（あるいは水平方向）とすることにより、天井付近の溜った暖かい空気が効率的に室内に拡散され、室温の均一化が図られる。
【００４９】
なお、上記スポット冷房運転に送風を加えるか否か、あるいはスポット暖房運転に送風を加えるか否か、つまり左右両側の空気吹出口１２，１３から送風を行うか否かをリモコン２５によって選択し、あるいは設定温度と室温の差や運転時間に応じて自動的に選択することができる。
【００５０】
例えば、運転開始時にあって、夏季は暑く、冬季は寒いため、冷風あるいは温風を集中して身体に当てることによって素早く快適な体感温度とし、しかる後スポット吹き出しを抑えて他の空気吹出口１２，１３から送風することによって風量全体を冷やし過ぎないようにし、あるいは暖め過ぎないようにし、快適な空調維持が可能となる。
【００５１】
また、上記スポット冷房運転（あるいはスポット暖房運転）に送風を加えた場合、中央の空気吹出口１１内の上下風向板１２の向きを変更しないままにするとよい（例えば、下向きのままとする）。これにより、使用者にはスポット冷風（あるいは温風）が当り、しかも室内の温度均一化が図れ、省エネルギ健康冷房（暖房）運転と言うことができる。
【００５２】
ところで、通常の冷房運転時においては、図１１に示すように、減圧器２０を全開状態にし、双方向電磁弁２２を閉じる。これにより、主室内熱交換器１０ｂと主室内熱交換器１０ｃとが実質的に一つの熱交換器となり、図１１の実線矢印に示すように、圧縮機２７からの冷媒は、四方弁２６→室外熱交換器２８→電子膨張弁２９→主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃを含む主室内熱交換器→副室内熱交換器１０ａ→四方弁２６の順に循環して圧縮機２７に戻り、冷媒が室内機側の全ての熱交換器１０ａ〜１０ｃに循環することから、夏の暑い時期において、強力な冷房により室温を下げて速やかに設定温度に近づけることができる。
【００５３】
また、通常の暖房運転時においても、減圧器２０を全開状態にし、双方向電磁弁２２を閉じる。これにより、主室内熱交換器１０ｂと主室内熱交換器１０ｃとが実質的に一つの熱交換器となり、図１１の破線矢印に示すように、圧縮機２７からの冷媒は、四方弁２６→副室内熱交換器１０ａ→主室内熱交換器１０ｃ，１０ｂを含む主室内熱交換器→電子膨張弁２９→室外熱交換器２８→四方弁２６の順に循環して圧縮機２７に戻り、冷媒が室内機側の全ての熱交換器１０ａ，１０ｂ，１０ｃに循環することから、冬の寒い時期において、強力な暖房により室温を上げて速やかに設定温度に近づけることができる。
【００５４】
この他の運転モードとして、除霜運転，冷房除湿運転および暖房除湿運転がある。暖房運転時に室外熱交換器２８に着霜して、それを溶かすための除霜運転時には、図１２に示すように、双方向電磁弁２２を開き、減圧器２０を閉じ、電子膨張弁２９を全開状態として冷凍サイクルを暖房運転時と同じにする。
【００５５】
これにより、冷媒が副室内熱交換器１０ａのみに流れ、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃには流れないため、副室内熱交換器１０ａが凝縮器になり、電子膨張弁２９が全開であることから、高圧冷媒が減圧しないまま室外熱交換器２８に流れることになり、室外熱交換器２８の霜が速やかに溶かされる。
【００５６】
また、副室内熱交換器１０ａによって熱変換された温風が中央の空気吹出口１１からのみ吹き出されるため、除霜運転時にあっても、暖房運転を継続することができ、室温の低下が小さく快適な空調が維持される。
【００５７】
また、冷房除湿運転が設定された場合には、図１３に示すように、電子膨張弁２９を全開状態にする一方、双方向電磁弁２２を閉じ、減圧器２０を絞り制御とする。これにより、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃの減圧器２０よりも上流側が室外熱交換器２８と同じ凝縮器となり、主室内熱交換器１０ｂ，１０ｃの減圧器２０よりも下流側および副室内熱交換器１０ａが蒸発器として作用する。
【００５８】
中央の空気吹出口１１内の上下風向板１４については、室温と設定温度との差に応じてその向きを制御する。例えば、図１４に示すように、運転開始時などで室温が設定温度より高いときには、中央の空気吹出口１１を開き、かつ、吹き出しを下向きになるように上下風向板１４を制御する。左右両側の上下風向板１５，１６については、例えば水平方向の向きとし、室温とほぼ同じ温度の空気を左右両側の空気吹出口１２，１３から吹き出すようにするとよい。
【００５９】
このように、室内熱交換器１０を蒸発器と凝縮器の混合形式とすることにより、中央からの冷風吹き出しによって使用者に冷風を直接当てて体感温度を下げ、その左右両側からは室温とほぼ同じ空気が吹き出されるため、梅雨時などの高湿度の時期に除湿優先の冷房運転が実現できる。
【００６０】
しかる後、室温が設定温度に達したときには、図１５に示すように、中央の空気吹出口１１内の上下風向板１４を水平方向の向きとしてスポット吹き出しが直接使用者などに当たらないようにすることが好ましい。
【００６１】
暖房除湿運転が設定された場合には、図１６に示すように、電子膨張弁２９を全開状態にし、双方向電磁弁２２を閉じ、減圧器２０を絞り制御とする。これにより、副室内熱交換器１０ａおよび主室内熱交換器１０ｃ，１０ｂの減圧器２０よりも上流側が凝縮器となり、主室内熱交換器１０ｃ，１０ｂの減圧器２０よりも下流側が室外熱交換器２８と同じ蒸発器として作用する。
【００６２】
また、中央の空気吹出口１１内の上下風向板１４については、冷房除湿運転時と同様に、その方向を制御する。例えば、図１７に示すように、運転開始時などで室温が設定温度より低いときには、中央の空気吹出口１１を開き、かつ、吹き出しを下向きになるように上下風向板１４を制御する。左右両側の上下風向板１５，１６については、例えば水平方向のに向きとし、室温とほぼ同じ温度の空気を左右両側の空気吹出口１２，１３から吹き出すようにすることが好ましい。
【００６３】
このように、室内熱交換器１０を凝縮器と蒸発器の混合形式とすることにより、中央からは温風が吹き出され、その左右両側からは室温とほぼ同じ温度の空気が吹き出されるため、冬季や春先などの湿気の多い時期に除湿優先の暖房運転が実現できる。
【００６４】
しかる後、室温が設定温度に達したときには、図１８に示すように、中央の空気吹出口１１内の上下風向板１４を水平方向の向きとしてスポット吹き出しが直接使用者に当たらないようにすることが好ましい。
【００６５】
上記実施形態では、主室内熱交換器を２つ，副室内熱交換器を１つとして説明したが、例えば主室内熱交換器を３つ，副室内熱交換器を２つとして、主・副の各熱交換器を交互に配置することもできる。また、室内熱交換器を主・副としているが、これは説明上両者を識別するためのもので、主・副に代えて例えば第１熱交換器，第２熱交換器と呼ばれてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、集中的（スポット的）な空気の吹き出しを可能とするため、複数の空気吹出口を備え、そのうちの１つの特定空気吹出口を集中吹出口とし、それに合わせて室内熱交換器を複数に分割する場合において、室内熱交換器として３つ以上の熱交換器を用い、奇数番目の主室内熱交換器と、偶数番目の副室内熱交換器とを空気の流れ方向に沿って前後に配置するようにしたことにより、室内熱交換器全体の容積を縮小することなく、分割された各室内熱交換器を室内機内の限られたスペース内に配置することが可能となり、小型でありながら、スポット吹出しが可能である高い空調能力を有する空気調和機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機の室内機の構成を示す概略的な斜視図。
【図２】（ａ）上記室内機が備える室内熱交換器の概略的な平面図，（ｂ）室内熱交換器に含まれる２つの主室内熱交換器のみを示す概略的な正面図。
【図３】上記室内熱交換器の概略的な正面図。
【図４】本発明の空気調和機が備える冷凍サイクルの模式図。
【図５】上記室内機の概略的な正面図。
【図６】本発明の空気調和機が備える制御系を示す概略的なブロック線図。
【図７】本発明におけるスポット冷房運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図８】本発明におけるスポット暖房運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図９】上記スポット冷房運転の変形例を示す模式図。
【図１０】上記スポット暖房運転の変形例を示す模式図。
【図１１】本発明における冷房運転および暖房運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図１２】本発明における除霜運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図１３】本発明における冷房除湿運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図１４】上記冷房除湿運転時における空気吹出し状態を示す模式図。
【図１５】上記冷房除湿運転時における空気吹出し状態の別の例を示す模式図。
【図１６】本発明における暖房除湿運転時の冷凍サイクルを示す模式図。
【図１７】上記暖房除湿運転時における空気吹出し状態を示す模式図。
【図１８】上記暖房除湿運転時における空気吹出し状態の別の例を示す模式図。
【図１９】従来例としての空気調和機の室内機の構成を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
１０ 室内熱交換器
１０ａ 副室内熱交換器
１０ｂ，１０ｃ 主室内熱交換器
１１〜１３ 空気吹出口
１４〜１６ 上下風向板
１７ 室内ファン
１８ Ｕ字配管
１９ 接続配管
２０ 減圧器
２１ バイパス管
２２ 双方向電磁弁
２３ 室内側の制御回路
２４ 室外側の制御回路
２５ リモコン
２６ 四方弁
２７ 圧縮機
２８ 室外熱交換器
２９ 電子膨張弁
Claims (15)
- 圧縮機，四方弁，室外熱交換器，膨張弁および室内熱交換器を含む冷凍サイクルを備え、上記室内熱交換器を室内ファンとともに室内機の空気吸入口と空気吹出口とを結ぶ空気通路に配置し、上記室内熱交換器によって熱交換した空気を上記空気吹出口から吹き出して空調を行う空気調和機において、上記室内熱交換器を横方向に３個以上に分割して、奇数番目の主室内熱交換器の相互間を少なくとも１つの開閉可能な減圧器を含む冷媒配管で直列に接続するとともに、偶数番目の副室内熱交換器を上記主室内熱交換器に対して直列に接続した状態で、上記主室内熱交換器よりも風上側もしくは風下側において上記主室内熱交換器の間に配置し、上記副室内熱交換器と上記膨張弁との間に、開閉弁を含むバイパス管を上記主室内熱交換器に対して並列に接続し、上記空気吹出口を上記主・副の各室内熱交換器に対応して、それぞれが上下風向板を有する複数の空気吹出口に分割してなり、上記開閉弁を制御して上記冷凍サイクルの冷媒を上記主室内熱交換器をバイパスさせて上記副室内熱交換器のみに流し、上記副室内熱交換器に対応している特定の空気吹出口から空気を集中的に吹き出し可能とする制御手段を備えていることを特徴とする空気調和機。
- 上記主室内熱交換器および上記副室内熱交換器は、それぞれ室内機の前面側から背面側にかけてラムダ（Λ）形に配置されている請求項１に記載の空気調和機。
- 上記主室内熱交換器が偶数個で、上記副室内熱交換器が奇数個であり、上記主室内熱交換器同士が直列に接続され、その主室内熱交換器群に対して上記副室内熱交換器が直列に接続されている請求項１または２に記載の空気調和機。
- 上記副室内熱交換器が１つで、その両側に上記主室内熱交換器が２つ配置され、上記主室内熱交換器が直列に接続され、上記主室内熱交換器のいずれか一方に上記副室内熱交換器が直列に接続され、上記空気の集中的吹き出しを上記室内機の中央から行うようにした請求項１，２または３に記載の空気調和機。
- 上記制御手段は、上記特定の空気吹出口から空気を集中的に吹き出すにあたって、上記他の空気吹出口を開くように上記上下風向板を制御して送風運転も加えるようにした請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気調和機。
- 上記空気を集中的に吹き出す制御時において、上記制御手段は、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該空調運転時間が所定時間に達したときに、上記上下風向板を制御して上記他の空気吹出口を開いて送風も加えるかを選択可能としてなる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気調和機。
- 上記空気を集中的に吹き出す制御時において、上記制御手段は、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該空調運転時間が所定時間に達したときに、上記開閉弁を制御し、集中的吹き出しあるいは全体的吹き出しとするかをを選択可能としてなる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気調和機。
- 上記制御手段は、冷房サイクルあるいは暖房サイクル運転中に、上記開閉弁を開いて冷媒を上記副室内熱交換器のみに循環させるとともに、中央側の上記特定の空気吹出口を開き、上記他の空気吹出口を閉じる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空気調和機。
- 上記制御手段は、冷房サイクルあるいは暖房サイクル運転中に、上記開閉弁を閉じて冷媒を上記主・副の全ての室内熱交換器に循環させるとともに、上記上下風向板を開いて全ての上記空気吹出口から吹き出し可能とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空気調和機。
- 上記制御手段は、上記開閉弁を開き、あるいは閉じる切り替えを、リモコンの操作があったとき、あるいは室温と設定温度との差が所定値以内になったとき、もしくは当該空調運転時間が所定時間に達したときに行うようにした請求項８または９に記載の空気調和機。
- 除霜運転時において、上記制御手段は、上記開閉弁を開，上記減圧器を閉，上記電子膨張弁を全開として、冷媒を上記副室内熱交換器のみに流すとともに、その副室内熱交換器に対応している上記特定の空気吹出口からのみ空気を吹き出し、上記他の空気吹出口を閉じる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気調和機。
- 上記制御手段は、冷房サイクル運転中に、上記開閉弁を閉，上記減圧器を絞り制御，上記電子膨張弁を全開として、冷媒を上記主室内熱交換器および上記副室内熱交換器に循環させ、上記副室内熱交換器および上記複数の主室内熱交換器のうち、上記減圧器よりも下流側の上記主室内熱交換器を蒸発器とし、上流側の上記主室内熱交換器を上記室外熱交換器と同じ凝縮器とし、上記特定の空気吹き出し口から冷風を吹き出して除湿優先の冷房運転を行う請求項１ないし９のいずれか１項に記載の空気調和機。
- 上記制御手段は、暖房サイクル運転中に、上記開閉弁を閉，上記減圧器を絞り制御，上記電子膨張弁を全開として、冷媒を上記主室内熱交換器および上記副室内熱交換器に循環するさせ、上記副室内熱交換器および上記複数の主室内熱交換器のうち、上記減圧器よりも上流側の上記主室内熱交換器を凝縮器とし、下流側の上記主室内熱交換器を上記室外熱交換器と同じ蒸発器とし、上記特定の空気吹き出し口から温風を吹き出して除湿優先の暖房運転を行う請求項１ないし９のいずれか１項に記載の空気調和機。
- 上記除湿優先の冷房運転時において、上記制御手段は、室温と設定温度との差に応じて、上記副室内熱交換器に対応している特定の空気吹出口内の上下風向板の向きを可変制御し、他の空気吹出口を塞ぐように同空気吹出口内の上下風向板を閉に固定し、室温が設定温度より所定値以上高いときには、上記特定の空気吹出口内の上下風向板を下向きとし、室温が設定温度に近く、あるいは設定温度より低いときには、上記特定の空気吹出口内の上下風向板を水平方向の向きとする請求項１２に記載の空気調和機。
- 上記除湿優先の暖房運転時において、上記制御手段は、室温と設定温度との差に応じて、上記副室内熱交換器に対応している特定の空気吹出口内の上下風向板の向きを可変制御し、他の空気吹出口を塞ぐように同空気吹出口内の上下風向板を閉に固定し、室温が設定温度より所定値以上高いときには、上記特定の空気吹出口内の上下風向板を水平方向の向きとし、室温が設定温度に近く、あるいは設定温度より低いときには、上記特定の空気吹出口内の上下風向板を下向きとする請求項１３に記載の空気調和機。
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2003
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|---|---|---|---|
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