JP2006183974A

JP2006183974A - 空調用吹出気流自動調整装置と空調用吹出気流の制御方法

Info

Publication number: JP2006183974A
Application number: JP2004380736A
Authority: JP
Inventors: Kanta Fukumori; 幹太福森
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】本発明は、オフィスや大空間におけるダクトに空調された空気を送り空調対象室を冷暖房または送風を行う吹出気流自動調整装置を提供する。
【解決手段】室内天井に設けた調和空気の吹出器本体１ａ内の、上下に直交するルーバ群を角度回動自在に配置し、各可動ルーバ５、６の軸端にそれぞれ吹出気流の方向を制御できるモータ１０を取付けると共に、吹出器本体１ａの周壁にリモコン受光器１３と、吹出気流下に静止又は移動する発熱源を検出するセンサＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4とを設け、リモコン受光器１３または発熱源検出センサからの信号により、所定の可動ルーバ５、６を所定角度回動または往復回動して吹出方向を調整するコントローラ１２を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、気流の方向を自由に制御できるようにした空調用の吹出気流自動調整装置に関するもので、特に、オフィスや大空間等の空調対象室を冷暖房または送風をおこなう空気搬送式空調装置（エアハンドリングユニット）やファンコイルユニットの送風端における空調用吹出気流の制御方法に関する。

空調用吹出気流を制御するには、一般に下記の方法が採用されている。
イ：空気搬送式空調装置（エアハンドリングユニット）で構成される空調のライン型吹出口は固定式であるため気流方向は常に一定である。
ロ：パンカ型の類似製品があるがスイング方法や調整方法が限られている。
ハ：パンカ型の類似製品の場合、設備の自動制御との連動ができない。
上記のうち（１）ライン型吹出口の場合には、ほとんどが真下に吹く。（２）丸形、角形アネモ式の吹出口の場合には、冷房と暖房でコーン部などを調整する必要がある。しかし、ほとんどの場合は季節による変更をすることがない。（３）吹出気流を固定すると、吹出気流が常にあたる居住者と常にあたらない居住者がはっきりと分かれてしまい、気流感を好む人と好まない人、男性と女性などの体感温度に個人差がある場合に対応が難しい。（４）居室の用途や間仕切りの変更、什器の配置変更等によって吹出方向を変更したい場合にも対応が難しい。
このため、吹出口に可動ルーバを配置して、気流の方向を自由自在に制御できるようにした装置が提案されている（例えば特許文献１から５）。

特開平６−１５９７８６号（公報第４頁、左欄第２〜１７行、図４）。特開平５−６６０４９号（公報第３頁、左欄第１２〜３９行、図３）。特開平１０−２２７５１９号（公報第５頁、左欄第２０〜３７行、図５）。特開平７−３５４０２号（公報第２頁、右欄第１１〜２０行、図１）。特公平７−９６９６０号（公報第２頁、左欄第２３〜４７行、図２）。

上記特許文献に示されるものは、ほとんど天井カセット型パッケージエアコンに関するものであって、空気搬送式空調方式（中央エアハンドリングユニット）の給気ダクトの送風端の吹出単体ではない。温度調整機能や風量調整機能から切り離された吹出口として、アネモ式吹出口やライン型吹出口、パンカ型吹出口がある。これらは固定式で調整する場合には手動操作によって吹出方向を調整するが、高所に設置される場合には脚立やそれに類するものを使用して調整する必要があるため危険をともなう。
本発明は、温調機能を備えた天井カセット型パッケージエアコンもしくは可変風量ユニットとは異なり、温度調整や風量調整の機能を備えず、あくまでも吹出気流の制御に利用する吹出口に関するものであるが、必要により温度や風量の調整機能を付加することができる。
本発明は、冷暖房または送風を行うための空気搬送式空調（エアハンドリングユニットやファンコイルユニット）の送風端に配置した吹出口からの気流の方向を自由に制御できるようにした空調用の吹出気流自動調整装置と、その装置を用いた空調用吹出気流の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかる吹出気流自動調整装置は、室内天井に設けた調和空気の吹出器内に、上下に直交するルーバ群を配置し、リモコン制御または発熱源検出センサ若しくは人感センサからの信号により各可動ルーバ群または各ルーバごとに回動角を制御して気流の吹出方向を自動調整するようにしたことを特徴とする。
請求項２は、室内天井に設けた角型形状の調和空気吹出器の枠構造体内に、上下に直交する可動ルーバ群を角度回動自在に配置し、各段各部のルーバの軸端に吹出気流の方向、吹出角度を同一又は各別に制御するモータを取付けると共に、前記吹出器の周壁部分には、リモコン信号用受光器と、吹出気流下に静止又は移動する発熱源を検出するセンサ若しくは人感センサと、リモコン制御用のコントローラとを設け、前記リモコン受光器または発熱源検出センサからの信号をコントローラで処理し、前記選択されたモータを駆動して前記所定の可動ルーバまたは可動ルーバ群を所定角度回動または往復回動することにより、前記調和空気吹出器を中心として下吹出し、もしくは調和空気吹出器の側方に向かって下吹出して、それぞれ旋回、楕円軌跡、角形軌跡または移動体追従吹出を調整するようにしたことを特徴とする。
請求項３は、前記吹出器は、オフィスや大空間の空調対象室に冷暖房または送風を行う空気搬送式空調またはエアハンドリングユニットまたはファンコイルユニットに接続され、直交するルーバ群の一方又は双方の吹出角度調整により平面視４方向の選択された方向又は循環する方向に調和空気を吹出す吹出口を有することを特徴とする。

請求項４は、室内天井に設けた角型形状の調和空気吹出器の枠構造体内に、上下に直交するルーバ群を角度回動自在に配置して気流の方向を自由に制御できる構成とし、吹出気流下に静止又は移動する発熱源を検出する人感センサまたはリモコン制御信号を利用して選択された可動ルーバまたは可動ルーバ群を所定角度回動または往復回動することにより、前記調和空気吹出器を中心として下吹出し、もしくは調和空気吹出器の側方に向かって下吹出して、それぞれ旋回、楕円軌跡、角形軌跡または移動体追従吹出を調整するようにしたことを特徴とする空調用気流の吹出気流の制御方法である。さらに、請求項５は、多数の吹出気流自動調整装置と制御機器間の通信による同期運転、または上位機器との接続により一括制御することを特徴とする請求項４に記載の空調用気流の吹出方法である。

本発明によれば、リモコンまたは自動制御によって吹出口の方向を自由に変更可能であって、高所に設置されていても、脚立等に上って作業する必要がない。空調気流の個人差やそれぞれの好みにあった調整や運転パターンの設定ができ、人感センサを利用して人が存在する方向にだけ吹出すことが可能となり無駄な空調をなくすことで省エネにつながり、フロア変更にもリモコンで対応が可能である。
また、本発明によって改善された事項は下記のとおりである。
ａ．固定式の吹出口に比べて、吹出口をスイングや周方向へ吹出すこと、ジグザグ方向に吹出すことによって室内の換気を改善できる。
ｂ．上記の吹出方法に付け加えて、人が集まっている場所や方向にはゆっくりと動作させて他の部分には素早くスイングさせることができる。
ｃ．人が集まっている場所や方向へ積極的に気流方向を向けることができる。リモコンによる手動または人感センサによって行う。
ｄ．吹出気流を好まない人がいる場合、吹出方向を容易に変更できること。
本発明は、リモコンまたは自動制御によって吹出口の方向を自由に変更可能で、高所に設置されていても、脚立等に上って作業する必要がない。空調気流の個人差やそれぞれの好みにあった調整や運転パターンの設定が可能である。人感センサ（赤外線温度センサ）を利用して、人が存在する方向にだけ空調空気を吹出すようにして無駄な空調をなくすことで省エネにつながる。また、フロア変更にもリモコンで対応が可能である。

図１は本発明空調用の吹出気流自動調整装置の平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線より矢印方向に見た断面図、図３は図１のＹ−Ｙ線より矢印方向に見た断面図、図４は図１の底面図である。
この吹出気流自動調整装置１は、図示のように、吹出器本体１ａの内周に形成された水平板２の上部に角形のルーバ取付け枠４を立設し、このルーバ取付け枠４内に平面から見て縦横に数本（図では各４本）の可動ルーバ（可動羽根又はスイングルーバ）群５，６を取付けて自動調整形の吹出口３を形成させる。すなわち、室内天井１７に設けた調和空気の吹出器１内の、上下に直交するルーバ群を角度回動自在に配置し、側板４ｂにモータベース８、９、軸継手７及びディスタンスピース１１を介して各ルーバ５、６の軸端にそれぞれ吹出気流の方向を制御できるモータ１０、１０を取付ける。吹出器本体１ａの周壁の折曲げ縁部２ａには、リモコン受光器１３と、吹出気流下に静止又は移動する発熱源を検出するセンサＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4とを設け、かつ吹出器本体１ａを構成する水平板２には、前記リモコン受光器１３または発熱源検出センサＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4からの信号により、所定の可動ルーバを所定角度回動または往復回動して吹出方向を調整するコントローラ１２を有している。

吹出器本体１ａは、軽金属板を折曲げ、又は溶接して中央部に吹出口３は吹出口３を開口させた水平板２の上部に角形のルーバ取付け枠４を固着すると共に、水平板２の外周に折曲げ縁部２ａを形成させ、吹出口３の長手方向左右にはそれぞれ下側に向けて緩かに傾斜する案内部２ｂ，２ｂを形成させている。図示例では、ルーバ取付け枠４の対向する折り曲げ壁２ｃ、２ｃ間に平行する４本の下部可動ルーバ５、５が取付けられ、また、側壁４ａ、４ｂ間に該側壁と直交する方向の４本の上部可動ルーバ６、６が取付けられ、平面から見て上下縦横等間隔に各４本の可動ルーバ５、６によって升目状に区画された単位吹出口が形成されている。
各ルーバ本体の一方の軸端に軸継手７を介してアクチュエータ１０が取付けられて、ニュートラル位置から、例えば左右各５２．５度（回動角最大１０５°）の範囲に回動できるように支持されている（図２，３）。アクチュエータ１０は通常ステッピングモータが使用される。なお、図２中、円で囲んだ部分はアクチュエータ１０の取付部付近の拡大図である。

図１、３中、符号２ｃは水平板２の長手方向両端に形成された折曲げ辺、２ｄは水平板２の長手方向の一方に形成させた下部可動ルーバのステッピングモータ収容用の段部であり、図１から４中、符号１２はコントローラケース、１３はリモコン受光器、１４は案内部２ｂのコーナ部に明けたリモコン受光部、１５は基板２の外周における各傾斜縁部２ａの中央に明けた人感センサ（赤外線センサ）受光部である。上記可動ルーバ（又はスイングルーバ）５、６は、例えば、金属または不燃性樹脂製の平板または厚さ１０ｍｍ程度の翼型構造をした幅３０〜１００ｍｍのもので、その端面に突出させた軸端にモータ１０を取付けて所定角度往復回動を可能にしている。また、リモコン受光部１４及び人感センサ受光部１５は、本システムが天井近傍に設置されるため赤外線遠隔操作によって設定の変更や調整を行うためのものである。

図５は図１に示す装置の運転時の風向を示すもので、（ａ）は上段ルーバ群を固定し、下段ルーバ群を動かして冷房運転したとき、（ｂ）は上下のルーバ群５、６を固定して暖房運転する場合を示す。図６は人感センサS２〜S４で人のいる方向に気流を吹出させる状態を示すもので、（ａ）は気流自動調整装置の斜め左下方に人Mがいる場合、（ｂ）は左下方から右下方に人Mが移動した場合に、下段ルーバ群５を動かし人の動きに追従して気流を吹出させる状態を示す正面図である。

図７は気流自動調整装置１の中心から斜め側方に離れた位置にいる人M_１、M_２を人感センサS１〜S4で検出して気流を吹出させる状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は人感センサS１〜S4の信号強度を示すグラフである。
図８（ａ）〜（ｄ）は、上段に人感センサで移動している人M_１、M_２を検出し、移動方向に追従して気流を吹出させる状態の平面図を示し、下段に人感センサS１〜S4の信号強度のグラフを示したもので、図８（ａ）は人感センサS１から離れた位置、（ｂ）は人感センサS２から離れた位置、（ｃ）は人感センサS３から離れた位置、（ｄ）は人感センサS４から離れた位置にいる人を検出する状態をそれぞれ示している。

図９は吹出気流自動調整装置１の吹出器の近く同図（ａ）から（ｂ）、（ｃ）を経て（ｄ）の位置まで吹出し気流が装置の中心から離れた線上を遠ざかる方向に人が徐々に移動するときの気流吹出運転の模様と、それぞれの人感センサS１〜S4の信号強度を示すグラフである。図１０（ａ）から（ｂ）、（ｃ）は、吹出し気流が装置の中心から斜めに遠ざかる方向に人が徐々に移動する場合の気流吹出運転状態の平面図と、人感センサS１〜S4の信号強度を示すグラフである。
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、吹出器の人感センサS１とS４のコーナ側の斜め方向に人が近づいたり遠のいたりするとき、気流を直線往復運転の模様を示す平面図と、人感センサS１〜S4の信号強度を示すグラフである。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、吹出器１ａの人感センサS３とS４のコーナ側の斜め方向に人が近づいたり遠のいたりするとき、気流を直線往復運転の模様を示す平面図と、人感センサS１〜S4の信号強度を示すグラフである。

図１３はジグザグ運転、つまり吹出し気流の中心部がある距離を往復しながら直行方向にも移動する運転状態を示すもので、（ａ）は吹出し気流２０が装置の中心を含む線上を通る状態の平面図、（ｂ）は吹出し気流２０が装置の中心から離れた線上を通る状態の平面図である。
ジグザグ運転方法の１は、吹出気流自動調整装置１の吹出器の真下を中心に、ある方向用の上段ルーバ群６を単純往復させる間にもう一方の下段ルーバ群５を２往復以上させてジグザグ運転を行う。例えばルーバ群６が１往復を３．５分として下段ルーバ群５の１往復を１分で行う。ジグザグ運転方法の２は、定点（Ａ点）を中心に、ある方向用のルーバ群を単純往復させる間に他方もう一方のルーバ群）を２往復以上させてジグザグ運転を行う。例えばルーバ群が１往復を３．５分としてルーバ群の１往復を１分で行う。

図１４は吹出気流自動調整装置１の吹出器を中心とする旋回気流運転時の平面図である。円周方向へ吹出すには、吹出器１ａの真下を中心に、大、中、小の円周方向へ気流２１の吹出方法を調整した運転方法を行う。方向を調整するスピードは任意の一定スピードとする。ただし人のいるところをゆっくり（LOW）となる。
図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、同運転時のXY方向ルーバの最大羽根角度１２０°、９０°、６０°の場合のXY方向モータの回動角と、羽根角度の変化を示すグラフである。一定速度で旋回運転しているときに、人感センサが反応すると、Ａ：優先的に吹いて（ゆっくりと旋回または一定期間停止）他の方向の０．９倍以下のスピードとなり、Ｂ：避けるように吹いて（すばやく旋回）他の方向の１．１倍以上のスピードとなる。また、通常は一定速度で旋回運転しているが、人感センサが反応すると、反応する方向に吹き、一旦停止して人が在室している方向を追跡する。反応がなくなり一定時間経過すると旋回運転を再開する。これらの運転は後記制御装置によって任意に設定することが可能である。

図１６は本発明において２円周方向（８の字）へ吹出し運転の模様を示し、（ａ）は吹出し気流２２が装置の中心を含む線上を通る状態の平面図、（ｂ）は吹出し気流が装置の中心から離れた状態の平面図である。
図１６（a）のように、２円周方向（８の字）へ吹出方向を調整した運転を行うには、吹出口の真下を中心に、外接する２つの円（小、中、大）の円周方向で、平面から見て８の字形をなす気流２２を吹出すように調整した運転方法を行う。つまり８の字の吹出方向へ気流を調整する。スピードは任意の一定スピードとする。それぞれ上下に２つづつある小、中、大の円の組合せは自由である。
２円周方向（８の字）へ吹出方向を調整した運転方法のうち図１６（b）に示すようにするには、吹出口の真下から離れた位置を中心に、２つの円周方向（大、中、小）へ気流２２の吹出方法を調整した運転を行うこともできる。つまり８の字の吹出方向へ気流を調整する。この場合もスピードは任意の一定スピードとする。それぞれ上下に２つづつある大、中、小の半径の組合せは自由である。

図１７は、吹出気流自動調整装置１を中心とする楕円周方向への気流２３の吹出しを調整した運転状態の平面図である。図１７（a）は吹出口の真下を中心として楕円周方向へ吹出方向を調整して運転する状態、図１７（b）は吹出口の中心から側方に離れた位置を中心Ａとする楕円周方向へ気流２３の吹出運転を示す。方向を調整するスピードは任意の一定スピードとする。ただし人のいるところをゆっくり（LOW）となる。

図１８は、本発明において２楕円周方向（８の字）へ吹出しを調整した運転状態を示し、（ａ）は吹出気流自動調整装置１を中心とする場合、（ｂ）は吹出し気流２４が装置の中心から離れた場合の平面図である。
図１８（ａ）のように、平面から見て２つの楕円を対抗する短径側外周で接触させた８の字へ吹出には、吹出口真下を中心に、２つの楕円周方向（小、中、大）へ気流の吹出方法を調整した運転方法を行う。つまり８の字の吹出方向へ気流２４を調整する。スピードは任意の一定スピードとする。それぞれ上下に２つづつある小、中、大の楕円の組合せは自由である。また、図１８（ｂ）のように、吹出口の中心から側方に離れた位置を２楕円周の接点Ａとする２楕円周方向（８の字）へ吹出には、上記接点を中心に、２つの楕円周方向（小、中、大）へ気流の吹出方法を調整した運転方法を行う。つまり８の字の吹出方向へ気流を調整する。スピードは任意の一定スピードとする。それぞれ上下に２つづつある小、中、大の楕円の組合せは自由である。

図１９（a）は吹出気流自動調整装置１を中心とする多角形軌跡方向へ吹出しを調整して運転した状態の平面図である。吹出器の真下を中心に、小、中、大の多角形（図示例は正方形）の周方向へ気流２５の吹出方法を調整した運転方法を行う。方向を調整するスピードは任意とする。多角形は３角形以上を示し最大数は円または楕円となる。図１９（b）は、吹出器から離れたある点Ａを中心に、小、中、大の多角形周方向へ気流２５の吹出方法を調整した運転方法を行う。方向を調整するスピードは任意の一定スピードとする。

図２０はルーバの取付けと４５度の傾きをもつ小、中、大の多角形軌跡方向への吹出しを調整した運転状態の平面図である。気流２６の吹出方向を調整するスピードは任意の一定スピードとする。図２１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、同運転時のXY方向ルーバの最大羽根角度１２０°、９０°、６０°の場合におけるXY方向モータの回動角と、羽根角度の変化を示すグラフである。

図２２（ａ）、（ｂ）は扇形スイング運転状態を示す。図２２（ａ）は吹出器１の真下を中心に、小、中、大の円弧方向に気流２８のスイング吹出運転を行う。図２２（b）は、吹出器１から離れたある点Ａを中心に、小、中、大の円弧方向に気流２５のスイング吹出を調整した運転を行う。方向を調整するスピードは任意の一定スピードとするが、人のいるところをゆっくり（LOW）となる。
「スイング」とは、気流方向についてある直線上または周回上をある特定区間において往復運動させることを指し、扇風機で言う首振り機能に相当する。
真下を中心に、小、中、大の周方向のルートにおいてある特定の範囲または人感センサが感知した範囲だけ気流の吹出方法を調整した運転つまり周方向への往復運転を行う。周の形状が楕円、多角形の場合もある。

図２３は２円周方向（８の字）の周方向への往復運転（スイング運転）状態を示すもので、（ａ）は気流自動調整装置１の吹出器を中心とする場合、（ｂ）は吹出し気流２９が装置の中心から離れた場合の平面図である。
図２３（a）は、２つの円周方向（小、中、大）の周又は円弧方向のルートにおいてある特定の範囲または人感センサが感知した範囲だけ気流の吹出方法を調整した運転、つまり周方向への往復運転を行う。それぞれ上下に２つづつある小、中、大の円の組合せは自由である。周の形状が楕円の場合もある。
図２３（b）は気流自動調整装置１の吹出器から離れたある点Ａを中心に、小、中、大の円弧方向に気流２５のスイング吹出を調整した運転を行う。方向を調整するスピードは任意の一定スピードとするが、人のいるところをゆっくりとなる。

図２４は複数の機器（吹出気流自動調整装置）が連携運転する状態の平面図である。図中符号３１はパソコン、DDC（ダイレクトデジタルコントローラ）等の上位機器、３２はＲＳ２３２Ｃ通信またはＬＯＮ、３４は専用通信線、３３は通信アダプタである。
この連携運転は、機器間で通信を行い同期しながら直列状に配置した数個の吹出気流調整装置１、１を運転する。すなわち、パソコン、DDC、ＬＯＮ等の上位機器３１、通信線３２、通信アダプタ３３及び通信線３４を介し連携運転することによって大中小の円周方向の気流（同心円気流）３０の吹出を行う。吹出方向がぶつからないように、またはある点を目標にスポット的に運転を行ったり、ある方向に向けたりして吹出す。例えば、午前中は窓方向にスイング運転、午後は室内側に向けてスイング運転を行い、或いは、午前中は窓側にスイング運転、午後は円周方向へ気流の吹出方法を調整した運転を行う。
図２５は複数の機器間で通信を行って室内天井の千鳥状位置に配置した多数の吹出気流調整装置１の連携運転を行う場合の平面図で、装置１間で図２４通信を行い同期しながら連携運転によって大中小の円周方向の気流３０の吹出を行うが、吹出方向が衝突,干渉しないように、またはある点を目標にスポット的に運転を行う。

図２６は運転制御装置のブロック図を示す。運転制御装置３５は、パソコン、DDC、ＬＯＮＷＯＲＫＳ等の上位機器３１、赤外線リモコン３６、人感センサＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4等の外部機器に接続されている。上位機器３１との信号を通信手段３７で授受し、赤外線リモコン３６の信号を受光手段３８に伝える。通信手段３７の信号を、運転モード管理手段４０を経て運転モード確認手段４４に入力すると共に、通信手段３７と受光手段３８との信号を運転モード判断手段３９に入力し演算処理して運転モード確認手段４４に伝える。前記運転モード管理手段４０は、例えば後記図２７に示すように、スピード選択、旋回サイズ選択、風向固定モード選択、人感追跡モード選択、多機連携モード選択等を含むものである。人感センサＳ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4からの信号は人感センサ信号強度計測手段４１に入力し、方向判断手段４２、距離判断手段４３を経て前記運転モード確認手段４４に入力する。ここで運転モードを確認したのち、運転制御手段４５からX方向可動ルーバ５のアクチュエータ１０ａ及びY方向可動ルーバ６のアクチュエータ１０ｂへそれぞれ出力させるものである。

図２７は本発明の赤外線リモコン制御のフローチャートである。スタート後に、本体リモコン待機状態（ステップＳＴ１）、リモコン送信開始（ステップＳＴ２）、本体応答（ステップＳＴ３）、パスワード入力（ステップＳＴ４）、リモコン許可（ステップＳＴ５）に入力する。ステップＳＴ５でＹＥＳのときは入力待ち（ステップＳＴ６）に移り、ＮＯのときはパスワード入力（ステップＳＴ４）に戻る。
入力待ち（ステップＳＴ６）が解除されると運転モード選択（ステップＳＴ７）に移り図２６に示した運転モード管理手段４４によって、スピード選択（ステップＳＴ８）、旋回サイズ選択（ステップＳＴ９）、風向固定モード選択（ステップＳＴ１０）、人感追跡モード選択（ステップ１１）、多機連携モード選択（ステップＳＴ１２）を加味し一定時間経過（ステップ１３）後にＹＥＳのときに運転出力され、ＮＯのときにはステップＳＴ１に戻る。

次に、リモコン制御、連携制御、上位通信との接続による運転方法等における用語の定義を記載する。
「専用通信線」：本システムの機器間または機器と通信アダプタ間において有線によって設定変更や調整を行うために使用する独自のネットワークを意味する。
「ＲＳ２３２Ｃ通信」：汎用プロトコルであるＲＳ２３２Ｃを利用した通信方法。パソコン通信や自動制御などに広く使われる。上位機器つまりパソコンや自動制御装置（ＤＤＣやＰＬＣ）のＣＯＭポートに接続して本システムを設定調整するために使用する。
「ＬＯＮ」：オープンネットワークの通信仕様を示す。正確にはＬＯＮＷＯＲＫＳ（ＬｏｃａｌＯｐｅｎＮｅｔＷＯＲＫＳ）である。ＬＯＮおよびＬＯＮＷＯＲＫＳは米国ＥＣＨＥＬＯＮ社の商標である。
「円周方向」：円周とは気流の吹出方向を調整して円形の軌跡を描くように制御すること。円周方向はその軌跡を示す。
「同期」：機器間に通信機能をもたせ、それぞれの機器が今現在どのような制御方法でどちらの方向に気流を向けているのかを交信させて同一制御を行うこと。シンクロナイズと同じ。
「スポット」：空調領域内のある決まった定点Ａを示す。
「人感センサ」：人からの発熱やオフィス等に設置されているパソコンやプリンタなど発熱するものを感知するセンサで、主に赤外光に反応する。

本発明の吹出気流自動調整装置とその運転方法の骨子は下記の通りである。
ａ．空調用吹出口内に上下直交する可動ルーバ群は、各可動ルーバ群またはルーバごとに回動角度変更自在である。
ｂ．「空調用」の空調とはエアハンドリングユニット（ＡＨＵ）、ファンコイルユニット（ＦＣＵ）、パッケージ型エアコンディショニングユニット（ＰＡＣ）等を示す。
ｃ．本装置は角型形状吹出口の枠構造体内の上下に縦方向および横方向にそれぞれ１枚以上の可動ルーバを設置し、各可動ルーバをモータで吹出方向を自由に制御するものである。
ｄ．制御プログラムは本装置に内蔵するＲＯＭに基本プログラムと制御内容、運転パターンを記憶させておき外部からの指令によって決定する。
ｅ．運転パターンの指令や調整方法は赤外線等によるリモコンまたはネットワーク配線を通じた設備系の自動制御から行う。
ｆ．制御方法のうちネットワーク配線を通じて行う場合は、装置同士が通信を行って可動ルーバの運転パターンや現在の吹出方向などの情報をお互いに連携を保ちながら同一のタイミングで同一方向へ吹出すことが可能である。
ｇ．制御方法のうち内蔵する赤外線式人感センサによる場合は、自立制御によって自動運転を行う。また、本装置の吹出口枠構造体の４方向に内蔵された赤外線センサを使用して人の存在または発熱機器を検知し、検知した方向に積極的に吹出方向を調整するものである。
ｈ．本装置の設置場所は事務室、ロビー、ホールなどの空気調和設備を有し気流制御を行う空間を示す。また対象建物としては事務所ビル、店舗、病院、展示場、アミューズメント施設、駅舎、空港施設、工場などである。
ｉ．本装置を天井面に取付けた場合の運転パターンは、可動ルーバを固定して使用する方法とし、暖房時には真下の床面方向に吹き下ろし、冷房時には天井面に気流が流れる方向へ調整する。
ｊ．本装置を天井面に取付けた場合の運転パターンは、可動ルーバを連続可動させて、真下を中心に吹出気流を旋回させる。
ｋ．旋回させる場合、赤外線式人感センサとの信号に連動させて、旋回するスピードを人が存在するところをゆっくりとし、人のいない方向を早くする。
ｌ．旋回させる場合、真下を中心とする場合と真下から離れた個所を中心として旋回させることが可能である。

上記のように、本発明は、室内天井に設けた調和空気の吹出器内の、上下に直交するルーバ群を角度回動自在に配置し、各ルーバの軸端にそれぞれ吹出気流の方向を制御できるモータを取付けると共に、吹出器の周壁下面にリモコン受光器と、吹出気流下に静止又は移動する発熱源を検出するセンサとを設け、前記リモコン受光器または発熱源検出センサからの信号により、所定の可動ルーバを所定角度回動または往復回動して吹出方向を調整するコントローラを有している。これにより、吹出口に直交する可動ルーバ群を内蔵して気流の方向を自由に制御できる。モコン制御だけでなく、人感センサを利用して吹出方向を自動的に調整できる。また、自動制御設備と接続が可能であり、自動制御の通信仕様としてオープンネットワークを利用できる。さらに、機器間の連携も可能であるため複数台の吹出装置が同一タイミングで同一または異なる方向に吹出すことも可能である。

本発明空調用の吹出気流自動調整装置の平面図。図１のＸ−Ｘ線より矢印方向に見た断面図。図１のＹ−Ｙ線より矢印方向に見た断面図。図１の底面図。図１に示す装置の運転時の風向を示すもので、（ａ）は上段ルーバ群を固定し、下段ルーバ群を動かして冷房運転したとき、（ｂ）は暖房運転したときを示す正面図。人感センサで人のいる方向に気流を吹出させる状態を示すもので、（ａ）は気流自動調整装置の斜め左下方に人がいる場合、（ｂ）は左下方から右下方に人が移動した場合に、その動きに追従して気流を吹出させる状態を示す正面図。気流自動調整装置の中心から斜め側方に離れた位置にいる人を人感センサで検出して気流を吹出させる状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は人感センサ位置と信号強度を示すグラフ。人感センサで移動している人を検出し、移動方向に追従して気流を吹出させる状態を示すもので、（ａ）は人感センサS１から離れた位置、（ｂ）は人感センサS２から離れた位置、（ｃ）は人感センサS３から離れた位置、（ｄ）は人感センサS４から離れた位置にいる人を検出する状態を示す平面図と各状態における人感センサの信号強度を示すグラフである。気流を直線往復運転させた模様を示すもので、（ａ）は吹出し気流が吹出気流自動調整装置の中心を含む線上を通る状態、（ｂ）は吹出し気流が装置の中心から離れた線上を通る状態、（ｃ）は吹出し気流が装置の中心から斜めに離れた線上を通る状態、（ｄ）は更に遠く離れた状態の平面図である。吹出し気流が装置の中心から（ａ）から（ｂ）、（ｃ）のように斜めに遠ざかる方向に人が徐々に移動する場合の気流吹出運転状態の平面図と、人感センサの信号強度を示すグラフである。吹出器の人感センサS１とS４のコーナ側の斜め方向に（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように、人が近づいたり遠のいたりするとき、気流を直線往復運転の模様を示す平面図と、人感センサS１〜S4の信号強度を示すグラフである。吹出器の人感センサS３とS４のコーナ側の斜め方向に（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように人が近づいたり遠のいたりするとき、気流を直線往復運転の模様を示す平面図と、人感センサS１〜S4の信号強度を示すグラフである。ジグザグ運転、つまり吹出し気流の中心部がある距離を往復しながら直行方向にも移動する運転状態を示すもので、（ａ）は吹出し気流２０が装置の中心を含む線上を通る状態の平面図、（ｂ）は吹出し気流２０が装置の中心から離れた線上を通る状態の平面図である。吹出気流自動調整装置を中心とする旋回気流運転時の平面図。ルーバの最大羽根角度を示すもので、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、同運転時のXY方向ルーバの最大羽根角度１２０°、９０°、６０°の場合のXY方向モータの回動角と、羽根角度の変化を示すグラフである。本発明において２円周方向（８の字）へ吹出し運転の模様を示し、（ａ）は吹出し気流が装置の中心を含む線上を通る状態の平面図、（ｂ）は吹出し気流が装置の中心から離れた状態の平面図。本発明において楕円周方向へ吹出しを調整した運転状態を示し、（ａ）は吹出気流自動調整装置を中心とする場合、（ｂ）は吹出し気流が装置の中心から離れた場合の平面図。吹出気流自動調整装置を中心とする２楕円周方向への吹出しを調整した運転状態の平面図である。吹出気流自動調整装置の側方を中心とする多角形軌跡方向へ吹出しを調整した状態の平面図である。ルーバの取付けと４５度の傾きをもつ多角形軌跡方向への吹出し運転状態を示し、（ａ）は吹出気流自動調整装置を中心とする場合、（ｂ）は吹出し気流が装置の中心から離れた場合の平面図である。吹出方向を調整した状態を示すもので、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、同運転時のXY方向ルーバの最大羽根角度１２０°、９０°、６０°の場合におけるXY方向モータの回動角と、羽根角度の変化を示すグラフである。扇形スイング運転状態を示す平面図である。２円周方向の周方向スイング運転状態を示す平面図である。複数の機器が連携運転する状態の平面図。複数の機器間で通信を行って連携運転する状態の平面図。本発明制御装置のブロック図。本発明の赤外線リモコンによる操作手順を示すフローチャート。

符号の説明

１吹出気流自動調整装置１ａ吹出器本体
２水平板２ａ縁部
２ｂ傾斜案内部２ｃ折曲げ壁
２ｄ段部３吹出口
４ルーバ取付枠４ａ、４ｂ側壁
５、６可動ルーバ（スイングルーバ）
７軸継手８，９モータベース
１０アクチュエータ（ステッピングモータ）
１１ディスタンスピース１２コントローラ
１３リモコン受光器１４リモコン受光部
１５人感センサ受光部１７天井面
１８床面１９、１９ａ、１９ｂ吹出気流
２０直線往復運転軌跡（吹出気流）
２０ａジグザグ運転軌跡（吹出気流）
２１旋回気流２２偏心気流
２３楕円気流２４偏心楕円気流
２５４角軌跡流２６バイアス方向の４角軌跡流
２７扇状往復運転気流２８非対称扇状往復運転気流
２９同心円気流３０パソコン／ＬＯＮ端末
３１、３３通信線３２通信アダプタ
３４赤外線リモコン装置３５制御装置
３６通信手段３７受光手段
３８運転モード判断手段３９運転モード管理手段
４０センサ信号強度計測手段４１方向判断手段
４２距離判断手段４３運転モード確認手段
４４運転制御手段Ａ基準点
Ｍ_１、Ｍ_２、Ｍ_３人間Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4 人感センサ

Claims

室内天井に設けた調和空気の吹出器内に、上下に直交する可動ルーバ群を配置し、リモコン制御または発熱源検出センサ若しくは人感センサからの信号により各可動ルーバ群または各ルーバごとに回動角を制御して気流の吹出方向を自動調整するようにしたことを特徴とする吹出気流自動調整装置。
室内天井に設けた角型形状の調和空気吹出器の枠構造体内に、上下に直交する可動ルーバ群を角度回動自在に配置し、各段各部のルーバの軸端に吹出気流の方向、吹出角度を同一又は各別に制御するモータを取付けると共に、前記吹出器の周壁部分には、リモコン信号用受光器と、吹出気流下に静止又は移動する発熱源を検出するセンサ若しくは人感センサと、リモコン制御用のコントローラとを設け、
前記リモコン受光器または発熱源検出センサ若しくは人感センサとからの信号をコントローラで処理し、前記選択されたモータを駆動して前記所定の可動ルーバまたは可動ルーバ群を所定角度回動または往復回動することにより、前記調和空気吹出器を中心として下吹出し、もしくは調和空気吹出器の側方に向かって下吹出して、それぞれ旋回、楕円軌跡、角形軌跡または移動体追従吹出を調整するようにしたことを特徴とする空調用の吹出気流自動調整装置。
前記吹出器は、オフィスや大空間におけるダクトに空調された空気を送り空調対象室に冷暖房または送風を行うエアハンドリングユニットまたはファンコイルユニットに接続され、直交するルーバ群の一方又は双方の吹出角度調に整より平面視４方向の選択された方向又は循環する方向に調和空気を吹出すようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の空調用の吹出気流自動調整装置。
室内天井に設けた角型形状の調和空気吹出器の枠構造体内に、上下に直交するルーバ群を角度回動自在に配置して気流の方向を自由に制御できるようにし、吹出気流下に静止又は移動する発熱源を検出する人感センサの信号またはリモコン制御信号によって選択された可動ルーバまたは可動ルーバ群を所定角度回動または往復回動することにより、前記調和空気吹出器を中心として下吹出し、もしくは調和空気吹出器の側方に向かって下吹出して、それぞれ旋回、楕円軌跡、角形軌跡または移動体追従吹出を調整するようにしたことを特徴とする空調用空気の吹出方法。
多数の吹出気流自動調整装置と制御機器間の通信による同期運転、または上位機器との接続により一括制御することを特徴とする請求項４に記載の空調用気流の吹出方法。