JP2008138953A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 風向変更手段の異常を検知して、結露水の滴下による被害を最小限に抑え得る空気調和機を提供する。
【解決手段】 室内ユニット１の吹出口４から吹出す風の流れを変更する風向変更手段と、該風向変更手段を制御する制御部５３とを備え、制御部５３は、風向変更手段の異常を判定する異常判定部５５を備える。異常判定部では、冷房運転開始から所定時間経過後に室内熱交換器の温度センサから検出した温度が所定温度以下のとき、風向変更手段が回動しないで吹出口を塞いでいるものと予想して、運転を一旦停止して風向変更手段の動作を初期化した後、再度運転にトライする。風向変更手段の初期化回数が所定回数に達するまで再開運転を繰り返し、トライ回数を増やして運転できない確率を減らす。
【選択図】 図８

Description

本発明は、室内ユニットの吹出口から吹出す風の向きを変更する風向変更手段を備えた空気調和機に関するものである。

この種の風向変更手段を備えた空気調和機として、特許文献１には、室内ユニットの吹出口に幅広の複数の水平羽根を設け、運転時に協働して吹出口から室内に向かって空気を吹出されるものが開示されている。
特開２００２−２９５８８８号公報

ところで、この種の空気調和機では、水平羽根などの駆動機構において、ギヤなどの引掛かりで水平羽根が回動しない場合がある。この状態でそのまま冷房運転を続けると、羽根部分に結露が発生し、滴下するおそれがある。特に、羽根部分が幅広で大きいと、結露水の発生箇所も広くなるため、ユーザからのクレームにつながり易い。

本発明は、上記に鑑み、風向変更手段の異常を検知して、結露水の発生による滴下の被害を最小限に抑えることができる空気調和機の提供を目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る空気調和機においては、室内ユニットの吹出口から吹出す風の流れを変更する風向変更手段と、該風向変更手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、風向変更手段の異常を判定する異常判定部を備え、異常判定部からの異常判定により、運転を一旦停止して風向変更手段の動作を初期化した後、運転を再開することを特徴とする。

上記構成によると、風向変更手段の異常を異常判定部で判定すると、運転を一旦停止して風向変更手段の動作を初期化するので、風向変更手段の異常により発生する不具合を解消することができる。例えば、冷房運転時において吹出口の閉鎖状態のまま運転を続けることによる結露水の発生や滴下を最小限に抑えることができる。

また、暖房運転において、吹出口の閉鎖状態による室内ユニット内の異常高温の発生を最小限に抑えることができる。そして、風向変更手段の動作を初期化した後、空気調和運転を再開するので、運転停止によるユーザの不安を最小限に抑えることができる。

ここで、風向変更手段の動作の「初期化」とは、風向変更手段を運転停止時の状態にすることをいう。例えば、運転停止時に吹出口を閉鎖するパネルを備えた風向変更手段における「初期化」は、吹出口を閉鎖する動作を行うことである。

また、運転停止は、例えば、冷凍サイクルの圧縮機及び送風機（ファン）の運転を停止することをいう。

そして、風向変更手段の初期化回数は所定回数に達するまで、再開運転を繰り返す。これにより、風向変更手段の動作不良に対するトライ回数を増やし、運転できないという確率を減らすことができる。

また、風向変更手段の初期化回数が所定回数を超えたとき、すべての運転を停止する。これにより、空気調和機の安全性を確保することができる。

さらに、制御部では、すべての運転を停止するとき、表示部にエラー表示を行う。これにより、ユーザに風向変更手段の動作不良を知らせることができる。

ここで、異常判定部は、温度センサからの信号に基づいて判定する。異常判定は、風向変更手段の駆動部に発生する過負荷時の異常電流を検出することでも行えるが、既に設置されているセンサ類を使用する方が安価である。センサ類として温度センサを利用することができる。

例えば、室内ユニットに内蔵された室内熱交換器の温度を検出する温度センサを利用する。室内熱交換器に設置される温度センサは、室内熱交換器の凍結を防止する目的などが既に設置されている。この温度センサを利用して、異常判定部では、冷房運転開始時に所定時間経過後の温度センサからの検出温度が所定温度以下のとき、風向変更手段の動作が異常であると判定する。

上記構成によると、冷房運転開始時に所定時間経過後の温度センサからの検出温度が所定温度以下のとき、風向変更手段が回動しないで吹出口を塞いだ状態となり、これにより室内熱交換器の温度が所定温度以下になっている可能性があるので、このような場合、風向変更手段の異常と判定して、風向変更手段の動作を初期化する。

また、異常判定に、室内ユニットの吹出口に設けられた吹出温度センサを利用する。例えば、冷房運転開始時の吹出温度と、所定時間経過後の吹出温度とに差がない場合、吹出口から風が流れていない可能性があるので、この場合、風向変更手段の動作が異常であると判定する。

なお、風向変更手段は、前記吹出口の前側で軸周りに回動して吹出口を開閉自在とする導風パネルと、該導風パネルを吹出口に対して開閉駆動する駆動機構とから構成されるものを例示することができる。この場合、導風パネルは、吹出口を覆うほど大きいものを採用することができるが、導風パネルの動作が異常の場合、結露水が発生しやすくなる。そのため、上記のような異常判定が特に必要となる。

以上のように、本発明によると、風向変更手段の異常を異常判定部で判定すると、運転を一旦停止して風向変更手段の動作を初期化するので、風向変更手段の異常により発生する不具合を解消することができる。例えば、冷房運転時において吹出口の閉鎖状態のまま運転を続けることによる結露水の発生や滴下を最小限に抑えることができる。

図１は本実施形態のセパレート型空気調和機の室内ユニットにおける導風パネルの覆い姿勢を示す断面図、図２は同じくその斜視図である。図３は室内ユニットのカバーパネルの開姿勢を示す断面図、図４は同じくその斜視図である。図５は室内ユニットにおける導風パネルの導風姿勢を示す断面図、図６は同じくその斜視図である。

室内ユニット１は、図１及び図２に示すように、ケーシング２の上面に空気の吸込口３が形成され、ケーシング２の前面下部に空気の吹出口４が形成される。ケーシング２の内部には、吸込口３から吹出口４に至る内部空気通路が形成され、この内部空気通路に熱交換器５と室内ファン６とが配設される。

内部空気通路は、ケーシング上面の吸込口３から吸込んだ室内の空気をフィルタを通した後、熱交換器５で熱交換し、冷風又は温風として室内ファン６によって吹出口４から室内側に放出されるものである。この内部空気通路において、吹出口近傍で正負のイオンを放出し、この正負の除菌イオンを吹出される空気と共に室内に放出されるように、イオン発生装置４５を吹出口４の近傍に設けることができる。

室内ファン６は、クロスフローファンであって、その回転軸の軸方向が左右方向とされる。室内ファン６は、内部空気通路において熱交換器５よりも吹出口４側に配置される。

熱交換器５は、４つの熱交換器５ａ〜５ｄから構成され、これらのうち３つの熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃが前後および上側の三方から室内ファン６を囲むように配置される。後側に位置する熱交換器５ｃの背面側には、さらに一つの補助熱交換器５ｄが後ろ側熱交換器５ｃと平行に配置される。各熱交換器５は、熱媒管と多数のフィンとから直方体形状に形成され、熱媒管の端部同士で他の熱交換器と接続され、冷凍サイクルの一部を構成するようになっている。

また、後ろ側の熱交換器５ｃ、５ｄと前側の熱交換器５ａ、５ｂとの間に切換弁（不図示）を設け、除湿運転時には、後ろ側の熱交換器５ｃ、５ｂを凝縮器として使用し、前側の熱交換器５ａ，５ｂで湿気を除去した空気を、後ろ側熱交換器５ｃ、５ｄの排熱を利用して暖めて吹出口４から放出する再熱除湿もできるようになっている。

吸込口３に対面して吸込んだ室内の空気から塵埃を除去するフィルタ２１が設けられる。フィルタ２１は、極細繊維がネット状に編成又は織成され、吸込口３に対面して配置することにより、吸引した空気から塵や埃を除去できるようになっている。

このフィルタ２１を清掃する清掃装置２２が設けられる。フィルタ清掃装置２２は、ケーシング２の上面前側と前面上側と前側の熱交換器５ａ、５ｂとで囲まれた空間部に配置される。フィルタ清掃装置２２は、ケーシング２内でフィルタ２１を移動させる側面視でＵ字形に湾曲した移動案内路２４と、該移動案内路２４に面してフィルタに付着した塵埃を吸引除去する塵埃除去ボックス２５と、フィルタ２１を移動案内路２４に沿って移動させる駆動手段２６とを備え、吸引ファン（不図示）により、フィルタ２１と略平行方向（左右方向）に空気を流すことで、フィルタ２１に付着した塵埃を除去できるようになっている。また、塵埃除去ボックス内に回転ブラシを設け、フィルタ２１に付着した塵埃を掻き取るようにしてもよい。

吹出口４には、縦ルーバ３６ａと横ルーバ３６ｂとからなる風向変更装置３６が設けられ、吹出口４から吹出す風の向きを変更することができるようになっている。この風向変更装置３６は、ステッピングモータおよび伝達ギヤ機構により構成される公知構造のルーバ駆動部３７（図７参照）を備えている。

また、風向変更装置３６とは別に、ケーシング２の前面に覆い姿勢と導風姿勢に切換え自在な導風パネル７が設けられる。この導風パネル７は、吹出口４から吹出す空気を斜め上方向で遠方に導くもので、導風パネル７の下端が第１の回動軸１０周りに回動自在にケーシング２に軸支されている。

導風パネル７は、第１の回動軸１０周りに回動により、吹出口４から略水平方向に配置されて吹出口４から吹出す空気を斜め上方向に導く導風姿勢と、ケーシング２の前面に沿って配置され、吹出口４を含むケーシングの前面の少なくとも下半分を覆う覆い姿勢とに切換え自在とされる。

導風パネル７の導風姿勢は、主として、冷房運転時に吹出口４から吹出された風を導風パネル７に沿って斜め上方に導き、室内の天井に沿って遠方に空気に導くときに採用される。

また、導風パネル７は、その覆い姿勢で、ケーシング２の前面下部から前面にかけて、吹出口４及びその周辺部分を被覆するように設置される。すなわち、導風パネル７は、吹出口４よりも大きく形成されており、ケーシング２の前面のほぼ全域を覆う大きさとされている。

さらに、導風パネル７は、主に吹出口４を覆うカバーパネル８と、該カバーパネル８の先端部に連続して設けられた延長パネル９とに分割される。カバーパネル８は延長パネル９に対して第２の回動軸１１の周りに開閉回動自在に支持される。そして、カバーパネル８は、延長パネル９をケーシング２の前面に沿わせた覆い姿勢を保ちつつ、第２の回動軸１１の周りの回動により、吹出口４を覆う閉姿勢と、下端が垂直方向に開いた開姿勢とに切り換え自在とされる。

カバーパネル８の開姿勢は、主として暖房運転時や局所的に冷風を吹出させたい急速冷房運転時に、吹出口４から吹出した風を下方に導くときに採用される。カバーパネル８は、図３に示すように、第２の回動軸１１周りに回動して、「斜め下」、「下向き」、「真下」の姿勢をとることができる。

また、導風パネル７では、吹出口４の背面側の湾曲した通路壁に連続して風を遠方に導くことができるように、カバーパネル８が側面視で凹曲面形状に形成され、逆に、延長パネル９では、カバーパネル８から導かれた風がケーシング上面の吸込口３に吸込まれてショートサーキットを起こさないように内側に凸曲面形状に形成される。

また、カバーパネル８および延長パネル９は、吹出口４から導かれる冷風と室内の空気との接触により導風パネル７の表側に結露するのを防止するため、その内側が断熱ポリウレタンフォームで成形される。

導風パネル７の回動機構について、さらに詳述する。延長パネル９は、吹出口４の左右外側位置で左右一対の脚部９ｂが垂設される。脚部９ｂの下端部は、ケーシング２に第１の回動軸１０周りに回動自在に軸支される。

また、導風パネル７を構成する延長パネル９の左右両端部には、回動アーム１６が取り付けられている。回動アーム１６には第１の回動軸１０を中心として円弧状に湾曲するラックギヤ１６ａが形成されている。ラックギヤ１６ａは、ケーシング２内に設置されているピニオン（図示略）と噛合しており、ピニオンがステッピングモータからなる導風パネル回動部３８（図７参照）を駆動することによって延長パネル９が第１の回動軸周りに回動する。これにより、延長パネル９は、ケーシング２に沿って配される覆い姿勢と斜め上方向に位置する導風姿勢とに切換え回動自在とされる。

また、脚部９ｂは、板状であってケーシング２に沿って湾曲形状に形成される。また、一対の脚部９ｂ間には吹出口４とほぼ同じ大きさの通気部９ａが形成される。

一方、カバーパネル８は、ケーシング２の左右幅とほぼ同じ左右幅を有する。従って、延長パネル９の脚部９ｂを覆い隠すように配置される。このカバーパネル８の上端は、延長パネル９に設けられた第２の回動軸１１周りに回動自在に取り付けられる。さらに、詳述すると、カバーパネル８の左右両端部にはケーシング２の左右方向と平行に第２の回動軸１１が形成される。第２の回動軸１１は、延長パネル９の脚部９ｂに形成された軸受部に回動自在に軸受けされる。この軸受部は、吹出口４上端よりも上方位置に配置される。

カバーパネル８の回動機構として、第２の回動軸１１を中心として扇状ギヤ１５が設けられる。そして、延長パネル９がケーシング２に接近した覆い姿勢で、扇状ギヤ１５がケーシング内に設置された駆動ギヤに噛合する。駆動ギヤの回転駆動動作により、これに噛合う扇状ギヤ１５が回転し、カバーパネル８が、「斜め下」、「下向き」、「真下」および閉姿勢の間で回動できるようになっている。

この駆動ギヤは、第１の回動軸１０周りに導風パネルを回動させるステッピングモータとは別のステッピングモータのモータ軸に連結される。このステッピングモータはカバーパネル回動部３９（図７参照）を構成する。

上述のとおり、導風パネル７およびカバーパネル８の回動動作により吹出口４から吹出す風向が変更される。導風パネル回動部３８およびカバーパネル回動部３９により風向変更手段が構成される。なお、風向変更手段として、風向変更装置３６を追加することもできる。

導風パネル７は、導風パネル回動部３８により、第１の回動軸１０周りに回動して吹出方向を略水平方向から斜め上方向に吹出す導風姿勢に切り換えられる。また、カバーパネル８は、カバーパネル回動部３９により、第２の回動軸１１周りに回動して吹出方向を「斜め下」「下向き」「真下」に変更することができる。「斜め下」状態は、図３に示すように、カバーパネル８が最も開放した状態である。「真下」状態は、カバーパネル８が垂直下方まで回動した状態である。「下向き」状態は、カバーパネル８の「斜め下」状態と「真下」状態の中間状態である。このような吹出口４から吹出す風の向きは、横ルーバ３６ｂの回動角の変更動作との協働によっても達成することができる。

図７は制御ブロック図、図８は制御フローチャートである。導風パネル回動部３８、カバーパネル回動部３９およびルーバ駆動部３７を備える風向変更手段は、マイクロコンピュータからなる制御部５３によって制御される。制御部５３の入力側には、運転モードスイッチ５１、風向切換スイッチ５２が接続される。運転モードスイッチ５１は、「自動」「冷房」「除湿」「暖房」の各運転モードを設定する。風向切換スイッチ５２は、導風パネルやカバーパネルを回動操作するもので、吹出口４からの風向を「斜め上」「斜め下」「下向き」「真下」に切換え操作する。

さらに、制御部５３の入力側には、室内熱交換器５の温度を検知するサーミスタからなる温度センサ５４が接続される。温度センサ５４の温度信号は、制御部５３の異常判定部５５に入力される。異常判定部５５では、風向変更手段の異常を判定する。異常判定部５５では、冷房運転開始時に所定時間経過後の温度センサ５４からの検出温度が所定温度以下のとき、風向変更手段が回動しないで吹出口４を塞いだ状態となっている可能性があるので、風向変更手段が「異常」と判定する。

また、制御部５３の出力側には室内ファン６の駆動部が冷凍サイクルを構成する圧縮機５７が接続される。さらに、制御部５３の出力側にはエラー表示などを表示する表示部５８が接続される。

次に、図８のフローチャートに基づいて制御部５３の制御動作を説明する。冷房運転は、運転モードスイッチ５１で冷房運転モードが選択され、運転スイッチ（図示略）がＯＮすると、冷房運転モードが実行される（Ｓ１）。このとき、圧縮機５７が駆動され、冷凍サイクルにおける冷媒の循環により室内熱交換器５が蒸発器として機能し、室内ファン６の駆動により冷風が吹出口４から吹出される。

この冷房運転開始から所定時間経過後（Ｓ２：Ｙｅｓ）、室内熱交換器５の温度が所定温度Ｔ０以下か判断される（Ｓ３）。検出温度Ｔが所定温度Ｔ０以下のとき、風向変更手段が開回動しないで吹出口を塞いだ状態のままである可能性があり、この状態を放置しておくと、導風パネル７やルーバ３６ａ，３６ｂに結露水が発生し、これらの結露水が部材を伝って下方に滴下するおそれがある。そこで、制御部５３では、風向変更手段の異常と判定して、運転を停止すると共に風向変更手段の動作を初期化する（Ｓ４）。

風向変更手段の動作の「初期化」とは、風向変更手段を運転停止時の状態に戻すことをいう。例えば、運転停止時に吹出口４を閉鎖する導風パネル７を備えている場合、導風パネル７を閉回動する。また、運転停止は、冷凍サイクルの圧縮機５７及び室内ファン６の運転を停止することである。

次に、制御部５３は、風向変更手段の初期化回数Ｎが所定回数Ｎ０に達しているかを判断する（Ｓ５）。初期化回数が所定回数に達していないとき、ステップＳ１に戻って、冷房運転を再開する。

そして、制御部５３は、風向変更手段の初期化回数Ｎが所定回数Ｎ０を超えたときは、すべての運転を停止し、エラー表示し、風向変更手段の異常をユーザーに知らせる（Ｓ６）。

図９は本発明の別の実施形態における制御動作を示すフローチャートである。本実施形態では、室内ユニット１の吹出口４に吹出温度センサ６０が設けられ（図５および図６参照）、この温度センサ６０を利用して、異常判定部では異常を判定する。すなわち、異常判定部５５では、冷房運転開始時の吹出温度と、所定時間経過後の吹出温度とに差がないときに、吹出口４から風が流れておらず、導風パネル７等が吹出口４を封鎖している可能性がある。吹出口４の封鎖により、導風パネル等に結露水が発生し、結露水が部材を伝って滴下するおそれがある。そこで、風向変更手段の動作が異常であると判定し、制御部５３では、運転を一旦停止して風向変更手段の動作を初期化した後、運転を再開する制御を行う。

本実施形態の制御動作を図９に基づいて説明すると、冷房運転開示後（Ｓ１１）からから所定時間経過後（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、運転開始時の吹出温度Ｔｅ１と所定時間経過後の吹出温度Ｔｅ２とが比較され（Ｓ１３）、両者の差（Ｔｅ１−Ｔｅ２）が所定値Ｔｅ以下の場合、吹出口４から冷風が流れていないと判断され、風向変更手段の異常と判定して、運転を停止すると共に風向変更手段の動作を初期化する（Ｓ１４）。

そして、制御部５３では、風向変更手段の初期化回数Ｎが所定回数Ｎ０に達しているかを判断し（Ｓ１５）、初期化回数Ｎが所定回数Ｎ０に達していないとき、ステップＳ１１に戻って、冷房運転を再開する。

制御部５３は、風向変更手段の初期化回数Ｎが所定回数Ｎ０を超えたときは、すべての運転を停止し、エラー表示し、風向変更手段の異常をユーザーに知らせる（Ｓ１６）。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。

本発明の第１実施形態を示す空気調和機の室内ユニットの断面図 図１の室内ユニットの外観を示す斜視図 図１における室内ユニットのカバー体が回動した状態を示す断面図 図３の室内ユニットの外観を示す斜視図 図１における室内ユニットの導風パネルが回動した状態を示す断面図 図５の室内ユニットの外観を示す斜視図 風向変更手段を制御する制御ブロック図 （ａ）（ｂ）（ｃ）は各種運転モードでのリモコン表示を示す図 従来の風向５段階設定用のリモコン表示を示す図

符号の説明

１ 室内ユニット
２ ケーシング
３ 吸込口
４ 吹出口
５ 熱交換器
６ 室内ファン
７ 導風パネル
８ カバーパネル
９ 延長パネル
１０ 第１回動軸
１１ 第２回動軸
２１ フィルタ
２２ フィルタ清掃装置
２４ 移動案内路
２５ 塵埃除去ボックス
２６ 駆動手段
３７ ルーバ駆動部
３８ 導風パネル回動部
３９ カバーパネル駆動部
５１ 運転モードスイッチ
５２ 風向切換スイッチ
５３ 制御部
５４ 温度センサ
５５ 異常判定部
５７ 圧縮機
５８ 表示部
６０ 温度センサ

Claims (8)

1. 室内ユニットの吹出口から吹出す風の流れを変更する風向変更手段と、該風向変更手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、風向変更手段の異常を判定する異常判定部を備え、異常判定部からの異常判定により、運転を一旦停止して風向変更手段の動作を初期化した後、運転を再開することを特徴とする空気調和機。
2. 前記制御部は、風向変更手段の初期化回数が所定回数に達するまで、再開運転を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御部は、風向変更手段の初期化回数が所定回数を超えたとき、すべての運転を停止することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記制御部は、すべての運転を停止するとき、エラー表示を行うことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記異常判定部は、温度センサからの信号に基づいて判定することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
6. 前記異常判定部は、室内ユニットに内蔵された室内熱交換器の温度を検出する温度センサを利用して、冷房運転開始時に所定時間経過後の前記温度センサからの検出温度が所定温度以下のとき、風向変更手段の動作が異常であると判定することを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
7. 前記異常判定部は、室内ユニットの吹出口に設けられた吹出温度センサを利用して、冷房運転開始時の吹出温度と、所定時間経過後の吹出温度とに差がないときに、風向変更手段の動作が異常であると判定することを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
8. 風向変更手段は、前記吹出口の前側で軸周りに回動して吹出口を開閉自在とする導風パネルと、該導風パネルを吹出口に対して開閉駆動する駆動機構とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

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