JP2004317109A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 室内機の下方に家具等が設置された場合でも快適性を向上できる空気調和機を提供する。
【解決手段】 室内機１の下方にテレビや家具等の障害物があるか否かを反射型光学センサや画像イメージから成る下方検知手段により検知する。室内機１の下方に障害物がない場合は吹出口５から壁面Ｗ１に向けて後方下方に調和空気を送出し、調和空気を壁面Ｗ１及び床面Ｆに沿って流通させる。室内機１の下方に障害物がある場合は吹出口５から前方下方に向けて調和空気を送出し、家具等の障害物に沿って調和空気を流通させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、室内機に取り込まれた空気を調和して室内に送出する空気調和機に関し、特に空気調和機の暖房運転時の運転制御に関する。

従来の空気調和機は、特願２００３−００５３７８号等に示されており、暖房運転時に直下方向乃至後方下方に調和空気を送出できるようになっている。図１２はこの空気調和機による暖房運転時の室内の気流の挙動を示している。また、図１３は、空気調和機の設定温度を２８℃とした時の居室Ｒの中央断面Ｄ（図１２参照）の温度分布を示している。

室内の壁面Ｗ１に取り付けられた室内機１は下部に吹出口を有し、室内の空気を取り込んで該壁面Ｗ１に向けて後方下方に調和空気を送出する。このため、調和空気はコアンダ効果によって矢印Ｃに示すように壁面Ｗ１と及び床面Ｆに沿って流通する。

これにより、居住空間の床面近傍、即ち使用者の足元に到達する暖気が増加し、居室Ｒ内の略中央の床面の温度を約３３℃〜３５℃にすることができる。従って、足元が寒く、頭部に暖気が直接当たるという不快感を低減して快適性を向上させることができるようになっている。

しかしながら、上記従来の空気調和機によると、室内機１の下方にタンス等の家具やテレビ等の比較的大型の障害物が設置されていると、吹出し気流が床面に沿って流通しない場合がある。図１４は室内機１の下方に障害物Ｋが設置された居室Ｒ内を暖房運転した時の気流の挙動を示している。また、図１５はこの時の中央断面Ｄ（図１４参照）の温度分布を示している。

吹出口から壁面Ｗ１に向けて後方下方に送出された調和空気はコアンダ効果によって壁面Ｗ１を伝って降下する。そして、矢印Ｂ'に示すように、家具Ｋに衝突して壁面Ｗ１から剥がれて巻き上がり、居室の居住空間上部に降り注ぐ。このため、図１５に示すように、居室Ｒの上部のみが温められるとともに、使用者の頭部に暖気が直接あたり、使用者に不快感を与える問題があった。

また、暖気が壁面Ｗ１から剥がれて巻き上がるため、温度の高い調和空気を床面に到達させることができない。このため、居室Ｒの下部及び床面Ｆ近傍を暖めることができず、使用者の足元が継続的に冷えて不快感を与えるだけでなく局所的に使用者の体温を低下させて健康を害する問題もあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、室内機の下方に家具等が設置された場合でも快適性を向上できる空気調和機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、室内の壁面に取り付けられた室内機の吸込口から空気を取り入れて調和し、吹出口から送出する空気調和機において、前記室内機の下方の状況に応じて空気調和機の運転条件を可変することを特徴としている。

この構成によると、壁面に取り付けられた室内機の下方に家具等の障害物が設置されたか否かに応じて調和空気の吹出方向、風量、風速、送風機の回転数、圧縮機の周波数、暖房能力、設定温度等の運転条件が可変される。また、イオン発生装置を有する場合はイオンの送出量等の運転条件が可変される。

調和空気の吹出方向を可変する場合において、室内機の下方に家具等が設置されるときは調和空気が前方または下方の第１の方向、例えば斜め前方下方に送出され、家具の前面及び床面に沿って流通して室内を循環する。室内機の下方に家具等が設置されないときは調和空気が下方または後方で第１の方向よりも後方の第２の方向、例えば斜め後方下方に向けて送出され、壁面及び床面に沿って流通して室内を循環する。室内機に設けられた吹出口よりも後方（壁面側）に家具等の前面が設置される場合には、例えば略鉛直下方に向けて調和空気を送出して家具及び床面に沿って流通させることができる。

室内機の下方の状態は、反射型光センサ、反射型超音波センサ、画像イメージによるパターン認識等から成る下方状況検知手段によって把握することができる。調和空気を前方へ送出した際の吸気温度の上昇速度と、後方へ送出した際の吸気温度の上昇速度との差を吸気温度検知手段により捉えて下方の状況を判断してもよい。

また、調和空気を前方へ送出した際の吸気温度と、後方へ送出した際の吸気温度との差を吸気温度検知手段により捉えて下方の状況を判断することもできる。調和空気を前方へ送出した際の床面の温度と、後方へ送出した際の床面の温度との差を赤外線センサ等の床面温度検知手段により捉えて下方の状況を判断してもよい。

下方状況検知手段による検知は、空気調和機の運転開始時に行うことにより最適な運転条件で暖房運転を行うことができる。空気調和機の運転が設定した回数に到達した際や、設定した期間の経過後に運転する際に下方状況の検知を行えるようにするとよい。また、室内機の電源プラグを着脱した後の運転時であってもよく、リモートコントローラ等により使用者が指定した時期に行えるようにしてもよい。更に、リモートコントローラ等による入力操作によって下方の状況を設定できるようにしてもよい。

本発明によると、調和空気の送出方向、風速、風量、送風機の回転数、圧縮機の運転周波数、暖房能力、設定温度、イオン発生量等の空気調和機の運転条件を室内機の下方の状況に応じて可変するため、空気調和機の室内機の下方に家具等の障害物がある場合とない場合とに応じて最適な暖房運転を行うことができる。従って、障害物の有無に拘わらず居住空間の床面近傍、即ち使用者の足元に到達する暖気やイオンを増加させて快適性を向上させることができる。

また本発明によると、空気調和機の運転開始時に室内機の下方の状況の検知を行うので、障害物の位置を移動しても常に室内機の下方の状況を把握して暖気を床面に到達させることができる。また、障害物があった際に迅速に運転条件を可変して足元を継続的に冷やすことによる不快感を防止することができる。

また本発明によると、空気調和機の運転が設定された運転回数に到達した場合、設定した期間の経過後に空気調和機の運転された場合、電源コンセントを着脱した場合、使用者の操作があった場合等に空気調和機の室内機の下方の状況の検知を行うため、通常使用時に下方状況の検知を行わずに迅速に最適な暖房運転を行うことができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。以下の説明において、室内機から後方とは室内機が設置される壁面またはコーナーに向かう方向を指しており、前方とは室内機が設置される壁面またはコーナーとは反対に向かう方向を指している。また、室内機１の上面とは室内機１が設置される居室の天井側の面を指し、室内機１の下面とは室内機１が設置される居室の床側の面を指す。更に、鉛直上方成分を含む方向を上方、鉛直下方成分を含む方向を下方という。

図１は第１実施形態の空気調和機を示す概略側面断面図を示している。室内機１はキャビネット２により本体部が保持されている。キャビネット２は後面に爪部（不図示）が設けられており、居室Ｒの側壁Ｗ１に取り付けられた取付板（不図示）に該爪部を係合して支持されている。

キャビネット２の前面側には、本体部を覆うようにフロントパネル３が着脱自在に取り付けられている。キャビネット２の上面部およびフロントパネル３の前面部には吸込口４が設けられている。フロントパネル３の下端部とキャビネット２の下端部との間隙には、室内機１の幅方向に延びる吹出口５が形成されている。

キャビネット２の下面には、室内機１の下方の状況を検知する下方状況検知手段７８が設置されている。下方状況検知手段７８は光を出射して反射光を捉える反射型光センサや、超音波を出射して反射音を捉える反射型超音波センサから成っている。これにより、室内機１の下方にタンス等の家具やテレビ等から成る障害物が設置されているか否かを検知することができる。

下方状況検知手段７８は他の構成にしてもよい。例えば、床面に向けて棒状の部材を延ばし、延長した距離によって障害物の有無を検知してもよい。また、ＣＣＤ等により室内機１の下方の画像を撮影してパターン認識によって障害物の有無を検知してもよい。

室内機１の内部には、吸込口４から吹出口５に連通する送風経路６が形成され、送風経路６内には空気を送出する送風ファン７が配されている。送風ファン７として、例えばクロスフローファン等を用いることができる。

フロントパネル３に対向する位置には、吸込口４から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕集・除去するエアフィルタ８が設けられている。送風ファン７とエアフィルタ８との間には、室内熱交換器９が配置されている。フロントパネル３と室内熱交換器９との間には所定間隔の空間が設けられており、吸込口４から取り入れられた空気が該空間を通って室内熱交換器９と広い面積で接触するようになっている。

室内熱交換器９は圧縮機（不図示）に接続されており、圧縮機の駆動により冷凍サイクルが運転される。冷凍サイクルの運転によって、冷房時には室内熱交換器９が周囲温度よりも低温に冷却される。暖房時には、室内熱交換器９が周囲温度よりも高温に加熱される。室内熱交換器９とエアフィルタ８との間には吸気の温度を検知するサーミスタ等の温度センサ（吸気温度検知手段）６１が設けられ、室内機１の側部には空気調和機の駆動を制御する制御部６０（図２参照）が設けられている。

室内熱交換機９の前後の下部には冷房または除湿時に室内熱交換器９から落下した結露を補集するドレンパン１０が設けられている。前方のドレンパン１０はフロントパネル３に取り付けられ、後方のドレンパン１０はキャビネット２と一体に形成されている。

前方のドレンパン１０には、イオン発生装置３０が放電面３０ａを送風経路６に面して設置されている。イオン発生装置３０の放電面３０ａから発生したイオンは送風経路６内に放出され、吹出口５から室内に送出される。イオン発生装置３０は放電電極を有し、コロナ放電によって印加電圧が正電圧の場合は主としてＨ⁺(Ｈ₂Ｏ)_n（ｎは整数）から成るプラスイオンを生成し、負電圧の場合は主としてＯ₂―(Ｈ₂Ｏ)_m（ｍは整数）から成るマイナスイオンを生成する。

Ｈ⁺(Ｈ₂Ｏ)_n及びＯ₂―(Ｈ₂Ｏ)_mは微生物の表面で凝集して空気中の微生物等の浮遊菌を取り囲む。そして、衝突によって活性種である［・ＯＨ］（水酸基ラジカル）やＨ₂Ｏ₂（過酸化水素）を浮遊菌の表面上で生成し、浮遊菌を破壊して殺菌を行う。

イオン発生装置３０は使用目的に応じて、プラスイオンに比べてマイナスイオンを多く発生させるモード、マイナスイオンに比べてプラスイオンを多く発生させるモード、及びプラスイオンとマイナスイオンの両方を略同量の割合で発生させるモードの切替えができるようになっている。

送風経路６内の吹出口５の近傍には、外部に臨んで垂直方向の吹出角度を前方略水平と後方下方との間を段階的に変更可能な横ルーバ１１ａ、１１ｂが設けられている。横ルーバ１１ａ、１１ｂによって冷房運転時には調和空気を前方略水平方向と前方下方との間を可変して吹き出すことができるとともに、暖房運転時には前方下方と後方下方との間を可変して吹き出すことができる。また、横ルーバ１１ａ、１１ｂの奥側には左右方向の吹出角度を変更可能な縦ルーバ１２が設けられている。

図２は、制御部６０の詳細構成を示すブロック図である。制御部６０は各種演算処理を行うＣＰＵ７１を有し、ＣＰＵ７１には入力信号を受け取る入力回路７２及びＣＰＵ７１の演算結果を出力する出力回路７３が接続されている。また、ＣＰＵ７１の演算プログラムの格納及び演算結果の一時記憶を行うメモリ７４が設けられている。

入力回路７２には空気調和機の室内機１の下方の状況を検知する下方状況検知手段７８により検出された信号が入力される。出力回路７３には空気調和機の運転条件を可変する運転状況変更部７９が接続されている。尚、リモートコントローラ（不図示）の操作によって下方状況検知手段７８の検知結果に拘わらず運転状況変更部７９により空気調和機の運転条件を変更可能になっている。

図３は上記構成の空気調和機の暖房運転時の動作を示すフローチャートである。空気調和機の運転を開始すると、ステップ＃１１で圧縮機が標準の運転周波数で駆動される。これにより、室外機（不図示）からの冷媒が室内熱交換器９へ流れて冷凍サイクルが運転される。

ステップ＃１２では送風ファン７が例えば風速７ｍ／ｓｅｃになるように回転駆動される。これにより、室内機１内には吸込口４から空気が吸い込まれ、エアフィルタ８によって空気中に含まれる塵埃が除去される。室内機１内に取り込まれた空気は室内熱交換器９と熱交換し、加熱される。調和空気は縦ルーバ１２ａ及び横ルーバ１１ａ、１１ｂによって左右方向および上下方向に向きを規制され、所定の方向に送出される。

ステップ＃１３ではイオン発生装置３０が駆動され、プラスイオン及びマイナスイオンが標準の発生量で電極から放出される。これにより、調和空気にプラスイオン及びマイナスイオンが含まれて吹出口５から室内に送出される。

ステップ＃１４では下方状況検知手段７８によって室内機１の下方にテレビや家具等の障害物の有無が検知される。室内機１の下方に障害物がない場合は、ステップ＃１５の判断によってステップ＃１６に移行する。ステップ＃１６では横ルーバ１１ａ、１１ｂが後方に向けられ、ステップ＃１７で吹出風速が例えば約５ｍ／ｓｅｃになるように送風ファン７の回転数が設定される。これにより、吹出口５から矢印Ｃ（図１参照）に示すように後方下方に向けて調和空気が送出され、ステップ＃３０に移行する。

従って、前述の図１２に示す従来例と同じように、室内に送出された調和空気はコアンダ効果によって壁面Ｗ１及び床面Ｆに沿って流通して室内を循環する。これにより、居住空間の床面近傍、即ち使用者の足元に到達する暖気が増加し、図１３に示すように、居室Ｒ内の略中央の床面の温度を３３℃〜３５℃にすることができる。従って、足元が寒く、頭部に暖気が直接当たるという不快感を低減して快適性を向上させることができる。

尚、吹出口５から後方に調和空気を吹出すと横ルーバ１１ａ、１１ｂによって気流が曲げられて圧力損失が増加する。これにより調和空気の風速が低くなるため、送風ファン７の回転数を増加して風速を例えば５ｍ／ｓｅｃまで増加させるようになっている。送風経路６の形状等によって後方下方への吹出し時の圧力損失が小さい場合には最大風速（例えば７ｍ／ｓｅｃ）で送風してもよい。

室内機１の下方に障害物がある場合は、ステップ＃１５の判断によってステップ＃２１に移行する。ステップ＃２１では図４に示すように横ルーバ１１ａ、１１ｂが前方に向けられ、ステップ＃２２で吹出風速が例えば最大風速の約７ｍ／ｓｅｃになるように送風ファン７の駆動回転数が設定される。これにより、吹出口５から矢印Ｂ（図４参照）に示すように前方下方に向けて調和空気が送出される。

ステップ＃２３では圧縮機の運転周波数が標準よりも５％高く設定され、暖房能力が高められる。これにより、障害物によって高温の暖気の到達距離が短縮されることによる居室内の略中央部の温度低下が抑制される。ステップ＃２４ではイオン発生装置３０によるイオンの発生量が標準よりも５％増加され、ステップ＃３０に移行する。これにより、障害物によってイオンの到達距離が短縮されることによる居室内の略中央部のイオン濃度低下が抑制されるとともに、風速増加に伴ってイオンが衝突して消滅することによるイオン濃度低下が抑制される。

図５は、この時の調和空気の居室Ｒ内の挙動を示す透視斜視図である。吹出口５から前方下方に向けて矢印Ｂに示すように送出された調和空気は、室内機１の下方に設置された障害物Ｋの前面に沿う。このとき暖気は比重が小さいために強い浮力を受けるが、コアンダ効果によって巻き上がらずに障害物Ｋの前面に沿って下降する。そして、矢印Ｂに示すように床面Ｆ、側壁Ｗ１に対向する側壁Ｗ２、天井壁Ｓを順次伝って吸込口４に戻る。

図６は、図５の一点鎖線で示す居室Ｒの中央断面Ｄの温度分布（設定温度２８℃）を示している。図５、図６より明らかなように、室内機１の下方にテレビやタンス等の比較的大型の障害物Ｋが設置されている場合でも、暖気を障害物Ｋの前面に沿わせてコアンダ効果によって温度の高い調和空気を床面に到達させることができる。これにより、居住空間の床面近傍、即ち使用者の足元に到達する暖気が増加し、居室Ｒ内の略中央の床面の温度を約３２℃〜３４℃にすることができる。

従って、足元が寒く、頭部には暖気が直接当たるという不快感を低減して快適性を向上させることができる。また、吹出口５から室内に送出されるイオンは、調和空気に運ばれて居室下部に充分に行き渡る。即ち、空気調和機の室内機の下方の家具等の配置状況に拘わらず、居住空間の床面近傍、即ち使用者の足元に到達するイオンを増加させて快適性を向上することができる。

また、前述の図１４の矢印Ｂ'に示すように、障害物によって暖気が壁面Ｗ１から剥がれて巻き上がることがないため、調和空気により運ばれるイオンを床面に到達させることができる。従って、居住部分のイオン濃度の減少を防止することができる。

尚、障害物Ｋがなく後方に調和空気が送出された場合に比して、障害物Ｋがある場合は居室Ｒ内の略中央の床面の温度が１〜２℃低下する（図６、図１３参照）。このため、障害物がある場合には設定温度を１〜２℃上昇させるように運転条件を可変してもよい。これにより、床面近傍の温度低下を抑制することができ、使用者の足元の快適温度を確保することができる。

図３において、ステップ＃３０ではリモートコントローラ等の操作によって暖房運転の停止が指示されたか否かが判断される。暖房運転の停止が指示されていない場合はステップ＃３１に移行する。ステップ＃３１では温度センサ６１により検知された吸気温度に基づく室温が設定温度よりも所定温度だけ上昇したか否かが判断される。

室温が設定温度よりも所定温度だけ上昇していない場合はステップ＃３０に戻ってステップ＃３０、＃３１が繰り返される。室温が設定温度よりも所定温度だけ上昇した場合はステップ＃３２に移行する。ステップ＃３２では空気調和機の出力が弱められる。

即ち、圧縮機の運転周波数が下げられ、後方へ調和空気を吹出している場合は吹出風速が例えば約３ｍ／ｓｅｃに下げられる。また、前方へ調和空気を吹出している場合は吹出風速が例えば約５ｍ／ｓｅｃに下げられる。この時、調和空気は浮力が働いてもコアンダ効果によって壁面Ｗ１または障害物Ｋの前面に沿って下降する。このため、前述したような快適性を維持することができる。

ステップ＃３３では温度センサ６１により検知された吸気温度に基づく室温が設定温度よりも降下したか否かが判断される。室温が設定温度よりも降下した場合はステップ＃１５に戻って空気調和機の出力が強められ、ステップ＃１５〜＃３３が繰り返し行われる。

室温が設定温度よりも降下していない場合はステップ＃３４に移行する。ステップ＃３４ではリモートコントローラ等の操作によって暖房運転の停止が指示されたか否かが判断される。暖房運転の停止が指示されない場合は、ステップ＃３３に戻ってステップ＃３３、＃３４が繰り返される。そして、暖房運転の停止が指示された場合はステップ＃３０またはステップ＃３４の判断により終了する。

尚、本実施形態において予め設定されている風向、風速（風量）、暖房能力等は、吹出口５の形状により最適値が固有に存在する。このため、空気調和機の設計段階にて決定され、空気調和機の出荷時には予め最適値が制御部６０のメモリ７４に記憶されている。

また、ステップ＃２１で横ルーバ１１ａ、１１ｂを前方に向けているが、鉛直下方または若干後方に向けてもよく、ステップ＃１６において横ルーバ１１ａ、１１ｂを後方に向けているが、鉛直下方または若干前方に向けてもよい。即ち、吹出口５の配置等によって最適な吹出方向が決められ、室内機１の下方に障害物がある場合よりも障害物がない場合の方が後方になるように調和空気を送出することによって、障害物または壁面に沿って調和空気を流通させることができる。

次に、図７は第２実施形態の空気調和機の動作を示すフローチャートである。前述の図３に示す第１実施形態とはステップ＃１１〜＃１７及びステップ＃３０〜＃３４の動作が同一であるので説明を省略する。本実施形態は室内機１の下方に設置される障害物の奥行に応じて運転条件を可変するようになっている。

室内機１の下方に障害物が有る場合はステップ＃１５の判断によってステップ＃１８に移行する。図８は居室内の中央断面Ｄ（図５参照）を示す側面断面図である。障害物Ｋの前面と壁面Ｗ１との距離をｂ（ｍ）、室内機１と障害物Ｋの天面との距離をＬ（ｍ）、室内機１の吹出口５と壁面Ｗ１との距離をＡ（ｍ）とする。距離Ａは空気調和機により決まっているため予めメモリ７４（図２参照）に記憶されている。

ステップ＃１４において、下方状況検知手段７８によって障害物の有無に加えて距離ｂ、Ｌが検知されており、ステップ＃１８では距離ｂが距離Ａよりも大きいか否かが判断される。即ち、吹出口５の位置よりも後方に障害物Ｋの前面が配置されるか否かが判断される。

距離ｂが距離Ａよりも小さい場合、即ち吹出口５の位置よりも後方に障害物Ｋの前面が配置された場合は、ステップ＃１９に移行する。ステップ＃１９では横ルーバ１１ａ、１１ｂが鉛直下方に向けられ、ステップ＃１７で吹出風速が例えば約５ｍ／ｓｅｃになるように送風ファン７の駆動回転数が設定される。

これにより、吹出口５から鉛直下方に向けて調和空気が送出され、ステップ＃３０に移行する。従って、奥行の狭い障害物が室内機１の下方に設置された場合でも調和空気が障害物の前面に沿って流通させることができ、上記と同様の効果を得ることができる。

ステップ＃１８の判断により、距離ｂが距離Ａ以上の場合、即ち吹出口５の位置よりも前方に障害物Ｋの前面が配置された場合は、ステップ＃２１に移行する。ステップ＃２１では、横ルーバ１１ａ、１１ｂが前方に向けられる。この時、横ルーバ１１ａ、１１ｂの向きは鉛直下方に対する角度θが障害物Ｋに応じて可変される。角度θは式（１）で表わされ、障害物Ｋの天面と前面の交点に向けて調和空気が送出される。

θ＝ｔａｎ^-1（（ｂ−Ａ）／Ｌ） ・・・（１）
従って、障害物Ｋの高さ及び奥行に応じて調和空気は障害物Ｋの天面に衝突することなく、コアンダ効果によって障害物Ｋの前面にスムーズに沿って巻き上がらずに下降する。そして、床面Ｆ、側壁Ｗ１に対向する側壁Ｗ２、天井壁Ｓを順次伝って吸込口４に戻る。これにより、居住空間の床面近傍、即ち使用者の足元に到達する暖気やイオンを更に増加して快適性をより向上させることができる。

また、上記と同様に、ステップ＃２２で吹出風速が約７ｍ／ｓｅｃになるように送風ファン７の駆動回転数が設定される。ステップ＃２３では圧縮機の運転周波数が標準よりも５％高く設定され、暖房能力が高められる。ステップ＃２４ではイオン発生装置３０によるイオンの発生量が標準よりも５％増加され、ステップ＃３０に移行する。

尚、第１実施形態と同様に、ステップ＃１６において横ルーバ１１ａ、１１ｂを後方に向けているが、鉛直下方または若干前方に向けてもよい。また、ステップ＃１９で横ルーバ１１ａ、１１ｂを鉛直下方に向けているが、若干前方または若干後方に向けてもよい。即ち、室内機１の下方に障害物がある場合よりも障害物がない場合の方が後方になるように調和空気を送出することによって、障害物または壁面に沿って調和空気を流通させることができる。

次に、第３実施形態について説明する。本実施形態は前述の図３に示す第１実施形態と同様の動作を行い、ステップ＃１４において温度センサ６１を用いた制御により下方状況検知手段を構成して室内機１の下方の状況を検知するようになっている。図９は下方状況検知の動作を示すフローチャートである。尚、ステップ＃１４及び図９に示す部分以外の部分については第１実施形態と同様である。

図３においてステップ＃１４に移行すると図９の下方状況検知処理が呼び出される。ステップ＃５１では、図４に示すように、横ルーバ１１ａ、１１ｂを前方下方に向け、例えばθ＝４０°（図８参照）、風速５ｍ／ｓｅｃで調和空気を前方下方に送出する。

ステップ＃５２では制御部６０に設けたタイマー（不図示）をスタートするとともに、温度センサ６１によって吸込口４からの吸気の初期温度Ｔ０℃を計測する。ステップ＃５３では吸気温度が所定温度ΔＴ℃上昇するまで待機する。吸気温度が所定温度ΔＴ℃だけ上昇すると、ステップ＃５４に移行して所定温度ΔＴ℃上昇するまでに要した時間ｔ１が計測される。

ステップ＃５５では暖房運転を停止し、ステップ＃５６で吸気温度が初期温度Ｔ０℃に戻るまで待機する。吸気温度が初期温度Ｔ０℃に戻った場合にはステップ＃５７に移行する。ステップ＃５７では再度暖房運転を開始し、前述の図１に示すように、横ルーバ１１ａ、１１ｂを後方下方に向けて例えば風速５ｍ／ｓｅｃで調和空気を後方下方に送出する。

ステップ＃５８ではタイマーがリスタートされ、ステップ＃５９で吸気温度が所定温度ΔＴ℃上昇するまで待機する。吸気温度が所定温度ΔＴ℃だけ上昇すると、ステップ＃６０に移行して所定温度ΔＴ℃上昇するまでに要した時間ｔ２が計測される。所定温度ΔＴ℃は例えば２℃に設定されるが、吹出口５の形状や前方や後方に向けられる横ルーバ１１ａ、１１ｂの角度に応じて適切な値が設計段階で予め定められている。

ステップ＃６１では時間ｔ１と時間ｔ２とを比較して、時間ｔ２が時間ｔ１と係数αの積よりも大きいか否かが判断される。係数αは例えば０．５に設定されるが、吹出口５の形状や前方や後方に向けられる横ルーバ１１ａ、１１ｂの角度に応じて適切な値が設計段階で予め定められている。

時間ｔ２が時間ｔ１と係数αの積よりも大きい場合には、後方吹出し時の昇温速度が遅く、調和空気がコアンダ効果によって壁面Ｗ１、床面Ｆ、壁面Ｗ２、天井壁Ｓを順次伝って居室内全体を大きく循環していると判断される。従って、ステップ＃６２に移行して障害物がないとメモリ７４（図２参照）に記憶して図３のフローチャートに戻る。

時間ｔ２が時間ｔ１と係数αの積以下の場合には、後方吹出し時の昇温速度が早くなっている。このため、調和空気が障害物によって壁面Ｗ１から剥がれて巻き上がり、部屋全体に行き渡らずに吸込口４から室内機１に取込まれた所謂ショートサーキットが大きいと判断される。従って、ステップ＃６３に移行し、障害物があるとメモリ７４（図２参照）に記憶して図３のフローチャートに戻る。

尚、前方吹出し時の昇温速度に対応する時間ｔ１を製造段階で予め計測してメモリ７４に記憶しておくことにより、ステップ＃５１〜＃５６を省くことも可能である。これにより、室内機１の下方の状況の検知時間を短縮することができる。

本実施形態によると、室内機の下方の状況を検知する手段として空気調和機が元来備えているサーミスタなどの温度検知手段を用いているので、下方状況検知手段７８（図１参照）を別途必要とせず、部品を増加させずに簡単な構成で室内機１の下方の状況を検知することができる。

次に、第４実施形態について説明する。本実施形態は前述の図３に示す第１実施形態と同様の動作を行い、第３実施形態と同様にステップ＃１４において温度センサ６１を用いた制御により下方状況検知手段を構成して室内機１の下方の状況を検知するようになっている。図１０は下方状況検知の動作を示すフローチャートであり、第３実施形態の図９に示すフローチャートに替えて用いることができる。尚、ステップ＃１４及び図１０に示す部分以外の部分については第１実施形態と同様である。

図３においてステップ＃１４に移行すると図１０の下方状況検知処理が呼び出される。ステップ＃７１では、図４に示すように、横ルーバ１１ａ、１１ｂを前方下方に向け、例えばθ＝４０°（図８参照）、風速５ｍ／ｓｅｃで調和空気を前方下方に送出する。ステップ＃７２では制御部６０に設けたタイマー（不図示）をスタートするとともに、温度センサ６１によって吸込口４からの吸気の温度Ｔｂを検知する。

ステップ＃７３では前回の吸気の測定温度を格納する変数Ｔａに現在の吸気の温度Ｔｂの値を代入する。ステップ＃７４では所定時間ｔ３が経過するまで待機する。所定時間ｔ３が経過すると、ステップ＃７５に移行して温度センサ６１によって吸込口４からの吸気の温度Ｔｂを検知する。

ステップ＃７６では温度センサ６１により検知された現在の吸気温度Ｔｂが、所定時間ｔ３だけ前に検知された吸気の温度（Ｔａ）よりも所定温度β℃だけ上昇したか否かが判断される。即ち、一定期間内の温度上昇が所定温度β℃よりも小さいときに室内の温度が安定したと判断する。所定時間ｔ３及び所定温度β℃は、例えばそれぞれ３０秒及び０．２５℃に設定されるが、吹出口５の形状や横ルーバ１１ａ、１１ｂの角度に応じて適切な値が設計段階で予め定められている。

現在の吸気温度Ｔｂが時間ｔ３だけ前の吸気温度（Ｔａ）に比べて所定温度β℃よりも大きく上昇している場合はステップ＃７３に戻って現在の吸気温度Ｔｂが変数Ｔａに代入され、ステップ＃７３からステップ＃７６が繰り返し実行される。現在の吸気温度Ｔｂが時間ｔ３だけ前の吸気温度（Ｔａ）に比べて所定温度β℃以下の温度上昇の場合は室内温度が安定したと判断してステップ＃７７に移行する。

ステップ＃７７では前述の図１に示すように、横ルーバ１１ａ、１１ｂを後方下方に向けて例えば風速５ｍ／ｓｅｃで調和空気を後方下方に送出する。ステップ＃７８ではタイマーがリスタートされ、ステップ＃７９では所定時間ｔ４が経過するまで待機する。所定時間ｔ４が経過すると、ステップ＃８０に移行して温度センサ６１によって吸込口４からの吸気の温度Ｔｃを検知する。

ステップ＃８１では温度センサ６１により検知された後方下方吹出し時の吸気温度Ｔｃが、前方下方吹出し時の最終の吸気温度Ｔｂよりも所定温度γ℃だけ上昇したか否かが判断される。即ち、室内温度が安定した状態で後方吹出しによって一定期間内の温度上昇が大きくなった場合に吹出口５の下方に障害物があると判断する。所定時間ｔ４及び所定温度γ℃は、例えばそれぞれ３分及び２℃に設定されるが、吹出口５の形状や後方に向けられる横ルーバ１１ａ、１１ｂの角度に応じて適切な値が設計段階で予め定められている。

後方下方吹出し開始から所定時間ｔ４だけ経過した時の吸気温度Ｔｃが前方下方吹出し時の最終の吸気温度Ｔｂに比べて所定温度γ℃以下の温度上昇の場合には、吸気温度の急激な上昇はない。このため、調和空気がコアンダ効果によって壁面Ｗ１、床面Ｆ、壁面Ｗ２、天井壁Ｓを順次伝って居室内全体を大きく循環していると判断される。従って、ステップ＃８２に移行して障害物がないとメモリ７４（図２参照）に記憶して図３のフローチャートに戻る。

後方下方吹出し開始から所定時間ｔ４だけ経過した時の吸気温度Ｔｃが前方下方吹出し時の最終の吸気温度Ｔｂに比べて所定温度γ℃よりも大きく上昇している場合には、吸気温度は急激に上昇している。このため、調和空気が障害物によって壁面Ｗ１から剥がれて巻き上がり、部屋全体に行き渡らずに吸込口４から室内機１に取込まれた所謂ショートサーキットが大きいと判断される。従って、ステップ＃８３に移行し、障害物があるとメモリ７４（図２参照）に記憶して図３のフローチャートに戻る。

尚、前方下方吹出し時の最終の吸気温度Ｔｂ、即ち、ステップ＃７６からステップ＃７７に移行する際の吸気温度Ｔｂが設定温度に近くなるように、ステップ＃７１で風向、風量、暖房能力等の運転条件を設定しておくとより望ましい。このようにすると、室内機１の下方の状況を把握する際に居室内の温度が設定温度に比べて高温になり過ぎることや、居室温度がなかなか上昇せず使用者に不快感を与えることもなくなる。従って、快適性を損なわず室内機１の下方の状況を把握することができる。また、ステップ＃７１〜＃７６において段階的に風向、風量、暖房能力等の運転条件の調節を行って、前方下方吹出し時の最終の吸気温度Ｔｂが設定温度に近くなるように制御してもよい。

本実施形態によると、第３実施形態と同様に、室内機の下方の状況を検知する手段として空気調和機が元来備えているサーミスタなどの温度検知手段を用いているので、下方状況検知手段７８（図１参照）を別途必要とせず、部品を増加させずに簡単な構成で室内機１の下方の状況を検知することができる。

次に、第５実施形態について説明する。本実施形態は前述の図３に示す第１実施形態と同様の動作を行い、ステップ＃１４において床面温度の検知により下方状況検知手段を構成して室内機１の下方の状況を検知するようになっている。床面の温度を検知する床面温度検知手段として例えば赤外線センサ等を用いることができる。図１１は下方状況検知の動作を示すフローチャートである。尚、ステップ＃１４及び図１１に示す部分以外の部分については第１実施形態と同様である。

図３においてステップ＃１４に移行すると図１１の下方状況検知処理が呼び出される。ステップ＃１０１では、図４に示すように、横ルーバ１１ａ、１１ｂを前方下方に向け、例えばθ＝４０°（図８参照）、風速５ｍ／ｓｅｃで調和空気を前方下方に送出する。ステップ＃１０２では制御部６０に設けたタイマー（不図示）をスタートするとともに、床面温度検知手段によって居室床面Ｆの中央部の温度Ｔｅ℃を検知する。

ステップ＃１０３では前回の床面の測定温度を格納する変数Ｔｄに現在の床面の温度Ｔｅの値を代入する。ステップ＃１０４では所定時間ｔ５が経過するまで待機する。所定時間ｔ５が経過すると、ステップ＃１０５に移行して床面温度検知手段によって居室床面Ｆの中央部の温度Ｔｅを検知する。

ステップ＃１０６では床面温度検知手段により検知された現在の床面温度Ｔｅが、所定時間ｔ５だけ前に検知された床面の温度Ｔｄよりも所定温度δ℃だけ上昇したか否かが判断される。即ち、一定期間内の床面の温度上昇が所定温度δ℃よりも小さいときに室内の温度が安定したと判断する。所定時間ｔ５及び所定温度δ℃は、例えばそれぞれ３０秒及び０．５℃に設定されるが、吹出口５の形状や横ルーバ１１ａ、１１ｂの角度に応じて適切な値が設計段階で予め定められている。

現在の床面温度Ｔｅが時間ｔ５だけ前の床面温度（Ｔｄ）に比べて所定温度δ℃よりも大きく上昇している場合はステップ＃１０３に戻って現在の床面温度Ｔｅが変数Ｔｄに代入され、ステップ＃１０３からステップ＃１０６が繰り返し実行される。現在の床面温度Ｔｅが時間ｔ５だけ前の床面温度（Ｔｄ）比べて所定温度δ℃以下の温度上昇の場合は室内温度が安定したと判断してステップ＃１０７に移行する。

ステップ＃１０７では前述の図１に示すように、横ルーバ１１ａ、１１ｂを後方下方に向けて例えば風速５ｍ／ｓｅｃで調和空気を後方下方に送出する。ステップ＃１０８ではタイマーがリスタートされ、ステップ＃１０９では所定時間ｔ６が経過するまで待機する。所定時間ｔ６が経過すると、ステップ＃１１０に移行して床面温度検知手段によって居室床面Ｆの中央部の温度Ｔｆを検知する。

ステップ＃１１１では床面温度検知手段により検知された後方下方吹出し時の床面温度Ｔｆが、前方下方吹出し時の最終の床面温度Ｔｅよりも所定温度ε℃だけ下降したか否かが判断される。即ち、室内温度が安定した状態で後方吹出しによって一定期間内の温度降下が大きくなった場合に床面に暖気が届いておらず吹出口５の下方に障害物があると判断する。所定時間ｔ６及び所定温度ε℃は、例えばそれぞれ３分及び２℃に設定されるが、吹出口５の形状や後方に向けられる横ルーバ１１ａ、１１ｂの角度に応じて適切な値が設計段階で予め定められている。

後方下方吹出し開始から所定時間ｔ６だけ経過した時の床面温度Ｔｆが前方下方吹出し時の最終の床面温度Ｔｅに比べて所定温度ε℃以下の温度降下の場合には、床面温度の急激な降下はない。このため、調和空気がコアンダ効果によって壁面Ｗ１、床面Ｆ、壁面Ｗ２、天井壁Ｓを順次伝って居室内全体を大きく循環していると判断される。従って、ステップ＃１１２に移行して障害物がないとメモリ７４（図２参照）に記憶して図３のフローチャートに戻る。

後方下方吹出し開始から所定時間ｔ６だけ経過した時の床面温度Ｔｆが前方下方吹出し時の最終の床面温度Ｔｅに比べて所定温度ε℃よりも大きく下降している場合には、床面温度は急激に降下している。このため、調和空気が障害物によって壁面Ｗ１から剥がれて巻き上がり、床面に到達せずに吸込口４から室内機１に取込まれた所謂ショートサーキットが大きいと判断される。従って、ステップ＃１１３に移行し、障害物があるとメモリ７４（図２参照）に記憶して図３のフローチャートに戻る。

尚、前方下方吹出し時の最終の床面温度Ｔｅ、即ち、ステップ＃１０６からステップ＃１０７に移行する際の床面温度Ｔｅが快適な床面温度に近くなるように、ステップ＃１０１で風向、風量、暖房能力等の運転条件を設定しておくとより望ましい。このようにすると、室内機１の下方の状況を把握する際に床面温度が高温になり過ぎることや、床面温度がなかなか上昇せず使用者に不快感を与えることもなくなる。従って、快適性を損なわず室内機１の下方の状況を把握することができる。また、ステップ＃１０１〜＃１０６において段階的に風向、風量、暖房能力等の運転条件の調節を行って、前方下方吹出し時の最終の床面温度Ｔｅが快適な床面温度に近くなるように制御してもよい。

本実施形態によると、室内機の下方の状況を検知する手段として赤外線センサ等の床面温度検知手段を用いているので、簡単な構成で室内機１の下方の状況を精度よく検知することができる。

第１〜第５実施形態において、室内機の下方の状況に応じて、調和空気の送出方向、送出される調和空気の風速、送風ファンの回転数、圧縮機の運転周波数、暖房能力、設定温度、イオン発生量等の運転条件を可変しているが何れか一または複数の運転条件を可変してもよい。また、室内機の下方の状況に応じて他の運転条件を可変してもよく、例えば、弱風と強風等の風速を切り替える温度や時期を可変することができる。

また、第１〜第５実施形態に示すように空気調和機の運転を開始する度に室内機１の下方の状況を検知すると、障害物Ｋの位置を移動しても常に室内機１の下方の状況を把握して暖気を床面に到達させることができる。この時、下方の状況を空気調和機の運転中に検知してもよい。

しかしながら、室内機１の下方に家具等の障害物がある場合には、障害物の有無を検知するまでに、巻上がり（図１４のＢ'参照）が生じて居室の下部及び床面近傍が暖められない。これにより、使用者の足元を継続的に冷やし、使用者に不快感を与えるだけでなく局所的に使用者の体温を低下させ健康を害してしまう場合がある。従って、下方の状況の検知を可能な限り早い時期に行うのが望ましく、運転開始直後に行うとより望ましい。

室内機１の下方の状況は必ずしも空気調和機を運転する度に検知する必要はない。例えば、電源プラグを着脱し（この時、通常ＣＰＵ７１がリセットされる）、その後初めての運転時に室内機１の下方の状況が検知されるようにしてもよい。このようにすると、室内機１を初めて設置した場合や、引越し等により室内機１の配置を変更した場合に室内機１の下方の状況が検知される。そして、以後の運転時には下方の状況検知を省いて迅速に最適な暖房運転を行うことができる。

また、予め設定した使用期間の経過後に空気調和機を運転した時や、空気調和機の運転が予め設定した運転回数に到達した時に室内機１の下方の状況の検知を行ってもよい。これにより、通常の運転時には下方の状況検知を省くことができる。

空気調和機を運転する度に室内機の下方の状況を検知しない場合には、リモートコントローラ等の操作によって下方の状況を検知できるようにするとより望ましい。例えばリモートコントローラに「家具設置状況検知」のボタンを設け、それを押した時に室内機１の下方の状況が検知されるようにする。これにより、居室内の模様替え等によって室内機の下方の家具等が設置または除去された場合に最適な運転条件で暖房運転を行うことができる。

リモートコントローラには更に運転条件の「補正ボタン」等を設けて室内機１の下方の状況を入力できるようにしてもよい。これにより、例えば壁面Ｗ１の表面の状態や形状のバラツキに応じて送出される気流の風向を可変させることができる。

また、予め決められた数段階の運転条件を切り替える切替スイッチをリモートコントローラ、入力回路７２或いは出力回路７３（図２参照）に設けてもよい。このようにすると、例えば、室内機１を設置した際に使用者または設置工事者は切替スイッチによって室内機１の下方の状況に応じた運転条件に設定することができる。これにより、下方状況検知手段７８の検知結果に拘わらず、最適な運転条件で暖房運転を行うことができる。

以上、本発明に係る空気調和機の実施形態を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定される訳ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を加えて実施することができる。

は、本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の後方下方へ吹出す状態を示す概略側面断面図である。 は、本発明の第１実施形態の空気調和機の制御部の構成を示すブロック図である。 は、本発明の第１実施形態の空気調和機の制御動作を示すフローチャートである。 は、本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の前方下方へ吹出す状態を示す概略側面断面図である。 は、本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機から送出される気流の挙動を示す斜視図である。 は、本発明の第１実施形態の空気調和機の動作時における居室内の温度分布を示す図である。 は、本発明の第２実施形態の空気調和機の制御動作を示すフローチャートである。 は、本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機の吹出方向を説明する断面図である。 は、本発明の第３実施形態の空気調和機の下方状況検知処理の動作を示すフローチャートである。 は、本発明の第４実施形態の空気調和機の下方状況検知処理の動作を示すフローチャートである。 は、本発明の第５実施形態の空気調和機の下方状況検知処理の動作を示すフローチャートである。 は、従来の空気調和機の室内機から送出される気流の挙動を示す斜視図である。 は、従来の空気調和機の動作時の居室内の温度分布を示す図である。 は、従来の空気調和機の室内機から障害物がある室内に送出された気流の挙動を示す斜視図である。 は、従来の空気調和機の動作による障害物がある室内の温度分布を示す図である。

符号の説明

１ 室内機
２ キャビネット
３ フロントパネル
４ 吸込口
５ 吹出口
６ 送風経路
７ 送風ファン
８ エアフィルタ
９ 室内熱交換器
１０ ドレンパン
１１ａ、１１ｂ 横ルーバ
１２ 縦ルーバ
６１ 温度センサ
７８ 下方状況検知手段

Claims (21)

1. 室内の壁面に取り付けられた室内機の吸込口から空気を取り入れて調和し、吹出口から送出する空気調和機において、前記室内機の下方の状況に応じて空気調和機の運転条件を可変することを特徴とする空気調和機。
2. 前記室内機の下方の状況に応じて調和空気の吹出方向を可変することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記室内機の下方に障害物があるときに吹出方向を前方または下方の第１の方向にし、前記室内機の下方に障害物がないときに吹出方向を下方または後方で、第１の方向よりも後方の第２の方向にしたことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記室内機の下方に障害物があるときに吹出方向を前方の第１の方向にし、前記室内機の下方に障害物がないときに吹出方向を後方の第２の方向にしたことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
5. 前記室内機の下方に配置された障害物に応じて第１の方向の吹出し角度を可変したことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記室外機の下方に配される障害物の前面が、前記吹出口の鉛直下方より壁面から離れた側に配置されたときよりも、前記吹出口の鉛直下方より壁面側に配置されたときの第１の方向を後方にしたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の空気調和機。
7. 前記室内機の下方の状況に応じて前記吹出口から送出される調和空気の風量または風速を可変することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気調和機。
8. 前記室内機の下方の状況に応じて暖房能力を可変することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の空気調和機。
9. 前記室内機の下方の状況に応じて設定温度を可変することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の空気調和機。
10. イオンを発生するイオン発生装置を備え、前記室内機の下方の状況に応じて前記吹出口から送出される調和空気に含まれるイオンの量を可変することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の空気調和機。
11. 前記室内機の下方の状況を検知する下方状況検知手段を有することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の空気調和機。
12. 前記下方状況検知手段は、吸気の温度を検知する吸気温度検知手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の空気調和機。
13. 調和空気を一方向へ送出した時の吸気温度の上昇速度と、他方向へ調和空気を送出した時の吸気温度の上昇速度との差に基づいて前記室内機の下方の状況を検知することを特徴とする請求項１２に記載の空気調和機。
14. 調和空気を一方向へ送出した時の吸気温度と、他方向へ調和空気を送出した時の吸気温度との差に基づいて前記室内機の下方の状況を検知することを特徴とする請求項１２に記載の空気調和機。
15. 前記下方状況検知手段は、床面の温度を検知する床面温度検知手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の空気調和機。
16. 調和空気を一方向へ送出した時の床面温度と、他方向へ調和空気を送出した時の床面温度との差に基づいて前記室内機の下方の状況を検知することを特徴とする請求項１５に記載の空気調和機。
17. 前記下方状況検知手段によって空気調和機の運転開始時に前記室内機の下方の状況を検知することを特徴とする請求項１１〜請求項１６のいずれかに記載の空気調和機。
18. 空気調和機の運転が設定した回数に到達した場合または設定した期間の経過後に運転する場合に前記室内機の下方の状況を検知することを特徴とする請求項１７に記載の空気調和機。
19. 前記室内機の電源プラグを着脱した後、最初の空気調和機の運転時に前記室内機の下方の状況を検知することを特徴とする請求項１７に記載の空気調和機。
20. 使用者の操作によって前記室内機の下方の状況を検知できることを特徴とする請求項１１〜請求項１６のいずれかに記載の空気調和機。
21. 前記室内機の下方の状況を使用者の操作によって入力できることを特徴とする請求項１〜請求項２０のいずれかに記載の空気調和機。

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