JP2008157547A

JP2008157547A - 天井設置型室内機

Info

Publication number: JP2008157547A
Application number: JP2006347098A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Iwai; 保夫岩井; Seiji Tokitsu; 清司時津
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】装置サイズを大型化することなく、全方向または特定方向に向けて十分に遠くまで到達する風量・風速で送風して、空調ゾーンを均一に空気調和するようにした天井設置型室内機を提供する。
【解決手段】吹出ブレード（内環）１１または吹出ブレード（外環）１２を正転または逆転させることで、吹出ブレード（内環）１１と吹出ブレード（外環）１２との相対位置を変更して一個の遮蔽領域と一個の通過領域とが配置された集中開口部、または、ｎ個の遮蔽領域とｎ個の通過領域とが交互に配置された分散開口部を選択できるような風量風向調節部を流路途中に備え、特に集中空調により特定区域に空調空気を集中開口部から集中的に送風することで空調ゾーンの均一化を図る天井設置型室内機とした。
【選択図】図５

Description

本発明は、セパレート型空気調和機の天井設置型室内機に関する。

従来技術のセパレート型空気調和機の天井設置型室内機は、ほぼ正方形に形成されたケーシングに対し、中央部に吸引口が、また、この吸込口の周辺部の四辺に吹出口が、それぞれ配置されたものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−４６３６６号公報（段落番号［００２８］、図２，図３）

従来技術のセパレート型空気調和機の天井設置型室内機は、先に説明したように四辺の吹出口から四方への一様吹き出しを行っているため、例えば、辺と辺との間になる四隅からは空調空気が吹き出されないこととなり、空調空気を対象室内などの空調ゾーンの隅々まで到達させることは困難であった。通常、一つの天井設置型室内機で一の空調ゾーンを受け持つものとして取り扱われるため、空調空気到達ゾーンと空調空気不到達ゾーンとの間における熱負荷の偏りを処理することはできず、各方位で熱負荷の隔たりが著しい空調ゾーンでは、平面的な温度むらが生じる、という問題があった。空調ゾーンの全域に空調空気を到達させたいという要請があった。

ここに、一般家庭に設置され、吹出方向を自動・手動で変更するエアコン室内機では、吹出口部を可動機構とすることが一般的であるが、上記のように四方に吹き出すセパレート型空気調和機の天井設置型室内機では、四個の可動機構で吹出口部を可動させるためコスト増大の要因ともなり、従来技術のセパレート型空気調和機の天井設置型室内機では可動機構の採用は難しかった。

さらに天井設置型室内機の室内機サイズの制約から収納ファン容量も制限されてしまい、送風量を増加させるような大型の収納ファンを採用することができず、室内機から遠い場所まで空調空気を到達させる充分な送風量を確保できないという問題もあった。
これら問題を有するセパレート型空気調和機の天井設置型室内機では室内のような対象ゾーンに温度むらが生じ、特に冬期などでは上下温度差の著しい、理想的な空調空間にほど遠い環境になるというきらいがあった。

そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、装置サイズを大型化することなく、全方向または特定方向に向けて十分に遠くまで到達する風量・風速で送風して、空調ゾーンを均一に空気調和するようにした天井設置型室内機を提供することにある。

本発明の請求項１に係る天井設置型室内機は、
天井に設置され、吸引口から吸引し熱交換を行った空調空気を吹出口から吹き出して空調ゾーンの空気調和を行う天井設置型室内機であって、
中央に吸引口が、また、吸引口の外側に吹出口が、それぞれ配置されるケーシングと、
中央の吸引口から吹出口までの流路内であって吸引口の下流に位置するようにケーシングに設置され、吸引口から吸引した空気を下流へ送風する送風機と、
吸引口から吹出口までの流路内であって送風機の下流に位置するようにケーシングに設置され、送風機から送風された空気と冷媒とで熱交換を行って空調空気を生成する熱交換機と、
吸引口から吹出口までの流路内であって熱交換機の下流に位置するようにケーシングに設置され、流路を仕切る遮蔽部と、空調空気を通過させる通過部と、を有する移動体を吹出口に沿って移動させて風量および風向を変化させつつ空調空気を吹出口から吹き出させる風量風向調節部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る天井設置型室内機は、
天井に設置され、吸引口から吸引し熱交換を行った空調空気を吹出口から吹き出して空調ゾーンの空気調和を行う天井設置型室内機であって、
中央に吸引口が、また、吸引口の外側に吹出口が、それぞれ配置されるケーシングと、
中央の吸引口から吹出口までの流路内であって吸引口の下流に位置するようにケーシングに設置され、吸引口から吸引した空気と冷媒とで熱交換を行って空調空気を生成する熱交換機と、
吸引口から吹出口までの流路内であって熱交換機の下流に位置するようにケーシングに設置され、熱交換機で生成された空調空気を吸引して下流へ送風する送風機と、
吸引口から吹出口までの流路内であって送風機の下流に位置するようにケーシングに設置され、流路を仕切る遮蔽部と、空調空気を通過させる通過部と、を有する移動体を吹出口に沿って移動させて風量および風向を変化させつつ空調空気を吹出口から吹き出させる風量風向調節部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る天井設置型室内機は、
請求項１または請求項２に記載の天井設置型室内機において、
前記風量風向調節部は、
開口部および側壁部を有する内環側の吹出ブレードと、
開口部および側壁部を有する外環側の吹出ブレードと、
を備え、
内環側の吹出ブレードに対して外環側の吹出ブレードを相対的に移動させることにより、内環側の吹出ブレードの開口部および側壁部と、外環側の吹出ブレードの開口部および側壁部と、を重ね合わせて通過部および遮蔽部が形成されるようになされ、一個の遮蔽領域と一個の通過領域とが配置された集中開口部と、ｎ個の遮蔽領域とｎ個の通過領域とが交互に配置された分散開口部と、が選択される風量風向調節部であることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る天井設置型室内機は、
請求項３に記載の天井設置型室内機において、
前記風量風向調節部は、
内環側の吹出ブレードと外環側の吹出ブレードとの相対位置を、集中開口部を構成させるための第一の相対位置に決定する第一決定部と、
内環側の吹出ブレードと外環側の吹出ブレードとの相対位置を、分散開口部を構成させるための第二の相対位置に決定する第二決定部と、
内環側の吹出ブレードまたは外環側の吹出ブレードを正転または逆転により回転させる回転駆動部と、
を備え、回転駆動部による正転時に第一決定部により第一の相対位置に、また、回転駆動部による逆転時に第二決定部により第二の相対位置に、決定して回転方向により集中開口部か分散開口部かを選択させる風量風向調節部であることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る天井設置型室内機は、
請求項３または請求項４に記載の天井設置型室内機において、
前記内側の吹出ブレードは、周方向に沿って交互に形成された複数の開口部及び側壁部を有するほぼ円環状のブレードであり、
前記外側の吹出ブレードは、半円周方向に沿って交互に形成された複数の開口部及び側壁部を有するほぼ半円環状のブレードであることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る天井設置型室内機は、
請求項５に記載の天井設置型室内機において、
前記内側の吹出ブレードの開口部の面積、または、前記外側の吹出ブレードの開口部の面積を、不均一に形成したことを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る天井設置型室内機は、
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の天井設置型室内機において、
天井設置型室内機の周囲四方向が熱負荷的に不均一な場合、放射温度センサにて全周囲の方位別に熱負荷分布を求め、それに応じた空調風量を方位別に吹き出せるよう風量風向調節部の回転速度の調整または回転のオン−オフ間隔の変更にて行い、各周囲に適量の空調負荷を処理することで全周囲空間を均一な室温に保つ機能を有することを特徴とする。

このような本発明の天井設置型室内機によれば、装置サイズを大型化することなく、全方向または特定方向に向けて十分に遠い場所まで到達する風量・風速で送風して、空調ゾーンを均一に空気調和するようにした天井設置型室内機を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態の天井設置型室内機について、図に基づき説明する。図１は本形態の天井設置型室内機の説明図であり、図１（ａ）はＸ−Ｘ線断面図、図１（ｂ）は底面図である。図２は、風量風向調節部のうち内環側，外環側の吹出ブレードの斜視関係図である。図３は、回転駆動部のうちギア部とラック部との噛み合い関係の説明図である。図４は、風量風向調節部のうち内側，外側の吹出ブレードの位置関係図であり、図４（ａ）は内側，外側の吹出ブレードの底面図、図４（ｂ）は第一突起と係止部とによる係止の説明図、図４（ｃ）は第二突起と係止部とによる係止の説明図である。

天井設置型室内機１００は、図１で示すように、パッケージ型やマルチ型のセパレート形式エアコンの天吊りカセット室内機であって吹出口が円状で全方向吹き出しタイプの室内機である。この天井設置型室内機１００は、図１（ａ）で示すように、天井材２００に形成された開口に嵌め込まれ、図示しないねじ等で固定されるものである。
天井設置型室内機１００は、上側ケーシング１、下側ケーシング２、吸引口３、フィルタ４、吹出口５、流路６、ファンモータ７、ファン８、熱交換器（冷媒用コイル）９、冷媒管（往還）１０、吹出ブレード（便宜上、内環という）１１、吹出ブレード（便宜上、外環という）１２、ブレード回転用モータ１３、放射温度センサ１４、通電部１５を備えている。

上側ケーシング１は、図１（ａ）で示すように、各構成が取り付けられるようになされている。
下側ケーシング２は、図示しない取付部により上側ケーシング１に固定される。本発明のケーシングは、これら上側ケーシング１および下側ケーシング２を組み立てて構成されるものである。組み立てられたケーシング内には、後述する流路６が形成される。

吸引口３は、例えば、下側ケーシング２の中央に多数の同心円による開口部として設けられる。なお、多数の円状の開口部が散在するなど、各種の吸引口を採用することができる。この吸引口３は、流路６の最上流側に位置する。
フィルタ４は、流路６内であって吸引口３の直後に配置されている。吸引口３から流入した空気に含まれる塵埃等の異物を捕集する機能を有している。なお、フィルタ４では空気の通過路を狭めないように網目を粗くしている。

吹出口５は、上側ケーシング１と下側ケーシング２とにより構成され、吸引口３の外側に環状の開口部として設けられる。この吹出口５は、流路６の最下流側に位置する。
流路６は、図１（ａ）でも明らかなように、中央の吸引口３から外側の吹出口５へ流れるような流路である。図１（ａ）では左右方向のみであるが、このような流路６が、図１（ｂ）で示すように、中央の吸引口３から環状の吹出口５まで全半径方向に形成されることとなる。

ファンモータ７は、上側ケーシング１の中央に固定されており、ファン８を回転するように軸支している。
ファン８は、例えば周知の前曲または直形状のファン翼の遠心式ファン（シロッコ形状ブレード）であり、回転時に空気を内周側から外周側へ流す機能を有している。
本発明の送風機は、ファンモータ７およびファン８によるものである。ファン８は、フィルタ４の下流に位置することとなる。本発明の送風機は、天井設置型室内機１００に設けられた制御駆動装置（図示せず）により制御される。

熱交換器（冷媒用コイル）９は、図１（ａ）からも明らかなように、環状に形成されており、流路６内であってファン８の下流に位置するように上側ケーシング１に設置される。熱交換器（冷媒用コイル）９は、ファン８から送風された空気と、内部に配管された冷媒管を通流する冷媒と、で熱交換を行って空調空気を生成する。

冷媒管（往還）１０は、熱交換器（冷媒用コイル）９の内部に配管された冷媒管と接続され、また、図示しない室外機とも接続されている。これら室外機（図示せず）、冷媒管（往還）１０、熱交換器（冷媒用コイル）９内の冷媒管との間で冷媒が循環（往、還）して通流する。冷媒は、冷房運転時にあっては冷却、暖房運転時にあっては加熱するような冷媒であり、例えばフロン冷媒等である。

吹出ブレード（内環）１１は、図２で示すように、さらに内環側小開口部１１１、内環側大開口部１１２、側壁部１１３、側壁部１１４、係止部１１５、ラック部１１６（図３，図４（ａ）参照）を備える。図２においては、図面の明瞭化を図るため、ラック部１１６の図示を敢えて省いている。

吹出ブレード（内環）１１は、円環状の筒体として形成され、筒体の側面に複数のほぼ正方形状の内環側小開口部１１１、および、複数の長方形状の内環側大開口部１１２が設けられる。二個の内環側小開口部１１１の間や内環側小開口部１１１と内環側大開口部１１２との間には幅広の側壁部１１３が位置している。また、二個の内環側大開口部１１２の間には幅狭の側壁部１１４が位置している。

さらに、吹出ブレード（内環）１１は、外周側の一カ所に、図２，図３，図４で示すような係止部１１５が、内周側に図３，図４（ａ）で示すようなラック部１１６が取り付けられている。なお、図４（ａ）ではギア部１３１の噛み合い部近辺しかラック部１１６を図示していないが、円周状にわたりラック部が形成されており、実際の空調時の動作とは異なるが、機械構造的に見ると、吹出ブレード（内環）１１は、正転方向・逆転方向で連続して何周でも回転することができるようになっている。
吹出ブレード（内環）１１の上側端部および下側端部は、上側ケーシング１および下側ケーシング２の上下両側に形成された円状の溝の中に配置されて、吹出ブレード（内環）１１はケーシングに対して摺動しつつ滑らかに回転するようになされている。

吹出ブレード（外環）１２は、図２で示すように、さらに外環側小開口部１２１、側壁部１２２、第一突起１２３、第二突起１２４を備える。
吹出ブレード（外環）１２は、半円環状の筒体（以下半円筒体という）として形成され、半円筒体の側面に複数のほぼ正方形状の外環側小開口部１２１が設けられる。二個の外環側小開口部１２１の間および両端には側壁部１２２が位置している。
さらに、内周側であって半円筒体の両側の二カ所に、図２，図３，図４（ｂ），（ｃ）で示すような第一突起１２３や第二突起１２４が取り付けられている。
吹出ブレード（外環）１２の上側端部および下側端部は、上側ケーシング１および下側ケーシング２の上下両側に形成された円状の溝の中に配置されて、吹出ブレード（内環）１１と同様に、吹出ブレード（外環）１２はケーシングに対して摺動しつつ滑らかに回転するようになされている。そして、吹出ブレード（内環）１１を回転させると、その係止部１１５が吹出ブレード（外環）１２の第一突起１２３や第二突起１２４に当接して吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２は一体に移動するようになっている。

ブレード回転用モータ１３は、図１，図３，図４（ａ）で示すように、ギア部１３１を備える。ブレード回転用モータ１３は、上側ケーシング１に固定されている。ギア部１３１は、吹出ブレード（内環）１１のラック部１１６とかみ合っており、吹出ブレード（内環）１１を設定された速度により連続的または間歇的に正転または逆転させることができる。ブレード回転用モータ１３は本発明の回転駆動部として機能する。このブレード回転用モータ１３には、図示しない上記の制御駆動装置に接続されており、この制御駆動装置の制御により、正転・逆転・回転速度などが制御される。
本発明の風量風向調節部は、これら吹出ブレード（内環）１１、吹出ブレード（外環）１２、ブレード回転用モータ１３により形成される。風量風向調節部は、天井設置型室内機１００が備える上記の制御駆動装置（図示せず）により制御され、ブレード回転用モータ１３を回転させて風量風向調節を行う。

放射温度センサ１４は、吹出ブレード（内環）１１の開口部付近に配置されており、吹出口正面設定角度先の温度を計測するセンサである。計測信号は、先に説明した制御駆動装置へ送信される。
通電部１５は、回転する吹出ブレード（内環）１１に取り付けられる放射温度センサ１４用に電源供給する機能を有している。例えば、吹出ブレード（内環）１１を導電性のある金属で形成し、吹出ブレード（内環）１１に接触する通電部１５から電源が供給されたときに放射温度センサ１４が電源を受けて駆動するようにする。放射温度センサ１４は、無線で計測信号を出力するというものである。このようにコードレス構成とすることで、回転する吹出ブレード（内環）１１にも放射温度センサ１４を取り付けることができる。なお、このような構成以外にも各種の電源供給・通信機能を採用することができる。

続いて、このような天井設置型室内機の動作について図を参照しつつ説明する。図５は、風量風向調節部の内環側，外環側の吹出ブレードの展開図であり、図５（ａ）は図４（ｂ）におけるＡ方向回転時の第一突起と係止部とによる係止時の展開図、図５（ｂ）は図４（ｃ）におけるＢ方向回転時の第二突起と係止部とによる係止時の展開図である。図６は、合成した吹出ブレードの通過領域と遮蔽領域とによる送風の説明図であり、図６（ａ）はＡ方向回転時の第一突起と係止部とによる係止時の送風の説明図、図６（ｂ）はＢ方向回転時の第二突起と係止部とによる係止時の送風の説明図である。
なお、本形態では説明の具体化のため特に冷気運転により冷房するものとして以下説明するが、暖気運転により暖房するものであっても同様の動作であり、暖気運転については説明を簡略化して後述する。

図示しない操作入力部が操作されて所定温度Ｔに設定されて空調が開始されたものとする。室外機で温度Ｔに冷却された冷媒が、室外機（図示せず）、冷媒管（往還）１０、熱交換器（冷媒用コイル）９内の冷媒管との間で循環（往、還）して通流する。制御駆動装置は、操作入力部から設定温度Ｔとする操作コマンドを受信した後に制御を開始する。まず、制御駆動装置は、ファンモータ７を回転駆動させてファン８を回転させる。すると、ファン８の内周側から外周側へ空気が送風されるようになり、内周側は低圧となり、吸入口３からファン８の内周側に向けて空気の吸引が開始される。また、外周側は高圧となるため流路６では吹出口５方向へ空気が流れ出る。
ファン８の回転と同時に、制御駆動装置は、風量風向調節部のブレード回転用モータ１３を回転させて風量風向調節も開始するものとする。

吸入口３から吸引された空気は、フィルタ４により異物が除去されたのち、ファン８の内周側を経て、ファン８の外周側へ送風されて、熱交換器（冷媒用コイル）９と接触する。接触した空気と、熱交換器と、の間で熱交換が行われ、冷却された空調空気が生成される。この空調空気は、下流側へ送風される。

先に説明したように、吹出ブレード（内環）１１、吹出ブレード（外環）１２、ブレード回転用モータ１３は風量風向調節部として機能するものである。
風量風向調節は二種の運転モードがあり、集中開口部からの吹き出しによる集中空調と分散開口部からの吹き出しによる分散空調である。

まず、集中開口部から吹き出しを行う集中空調について説明する。先に説明したように制御駆動装置は、空調の開始操作とともに風量風向調節部も開始操作を行い、ブレード用回転モータ１３の回動をラック部１１６を介して吹出ブレード（内環）１１に伝達すると、吹出ブレード（内環）１１は、図４（ｂ）の正転方向（Ａ方向）に回転するように駆動される。すると、吹出ブレード（内環）１１の係止部１１５は、第一突起１２３に係止されて本発明の第一決定部として位置を決定し、以下、矢印Ａ方向に回転するときには、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２は、重なった状態にて一体となって一の移動体として回転する。

吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２の相対位置は、係止部１１５が第一突起１２３に係止されたときの位置（以下、第一の相対位置という）である。この際の開口部および側壁部は、図５（ａ）の展開図で示すように、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２の位置関係で重なり合い、合成したブレードでは、一の通過領域と、一の遮蔽領域が形成されるものであり、通過領域が一カ所に集中する集中開口部を形成している。このような集中開口部による吹き出しは、図６（ａ）で示すように、風向が特定角度に集中した空調空気が矢印Ａ方向に回転しながら、あるいは回転せずに特定方向に向けて集中的に吹き出される。さらに、通過領域に集中して空気が送風されるため、遮蔽領域がない従来の場合と比べても、通過領域からは二倍の風量・風速により吹き出される。

続いて分散開口部から吹き出しを行う分散空調について説明する。先に説明したように制御駆動装置は、空調の開始操作とともに風量風向調節部も開始操作を行い、ブレード用回転モータ１３の回動をラック部１１６を介して吹出ブレード（内環）１１に伝達すると、吹出ブレード（内環）１１が、図４（ｃ）の逆転方向（Ｂ方向）に回転するように駆動される。すると、吹出ブレード（内環）１１の係止部１１５は、第二突起１２４に係止されて本発明の第二決定部として位置を決定し、以下、矢印Ｂ方向に回転するときには、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２は、重なった状態にて一体となって一の移動体として回転する。

吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２の相対位置は、係止部１１５が第二突起１２４に係止されたときの位置（以下、第二の相対位置という）である。この際の開口部および側壁部は、図５（ｂ）の展開図で示すように、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２の位置関係で重なり合い、合成したブレードでは、ｎ個（図５（ｂ）中では１３個）の通過領域と、ｎ個（図５（ｂ）中では１３個）の遮蔽領域が均等に交互に形成される交互開閉領域を形成するものであり、通過領域が複数カ所に分散する分散開口部を形成している。このような分散開口部による吹き出しは、図６（ｂ）で示すように、風向が全周に分散した空調空気が矢印Ｂ方向に回転しながら、あるいは回転せずに吹き出される。なお、遮蔽領域の存在により通過領域に集中して空気が送風されるため、遮蔽領域がない場合と比べると、通過領域からは二倍の風量・風速により吹き出される。

続いて、このような集中開口部による送風と分散開口部による送風とを使い分けるための風量風向調節部の制御の一例について説明する。
例えば、空調対象として特に温度の高低が生じていない空調ゾーンに対して空気調和を行う例を挙げて説明する。最初は分散空調を行うものとし、風量風向調節部の吹出ブレード（内環）１１を逆転方向（Ｂ方向）に回転させて、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２とを第二の相対位置に保ちながら、一周または複数周にわたり回転させるようにする。その間に放射温度センサ１４により全方位における吹出口正面設定角度先の温度を計測した計測信号を制御駆動装置が入力して上限温度と下限温度を検出し、上限温度から下限温度を引いた差分値を得て差分値が所定値よりも小さいような場合に特に上限温度と下限温度とで差がないと判断し、この場合には、制御駆動装置はそのまま吹出ブレード（内環）１１を逆転方向（Ｂ方向）に回転させて、図６（ｂ）で示すように放射状方向に回転させながら空調空気を送風する。このような通常運転では、従来技術と比較しても、風向を変えながら、風量・風速が増加した空調空気が遠くまで到達するため、空調ゾーンの隅々まで空調空気が行き渡って空調ゾーンにおける温度の均一化を実現する。
なお、暖気運転においても同様の動作であり、暖気運転時の分散空調については重複する説明を省略する。

次に空調対象として温度の高低がある特定箇所を含む空調ゾーンに対して空気調和を行う例を挙げて説明する。特定箇所として、例えば、太陽光が射し込む窓際であって温度が高い箇所、電磁調理器・ガス調理器・白熱電灯などの熱源として機能する装置があって温度が高い箇所などが挙げられる。これら特定箇所がある空調ゾーンでは温度の高低が生じている。

最初は分散空調を行うものとし、風量風向調節部の吹出ブレード（内環）１１を逆転方向（Ｂ方向）に回転させて、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２とを第二の相対位置に保ちながら、一周または複数周にわたり回転させるようにする。その間に放射温度センサ１４により全方位における吹出口正面設定角度先の温度を計測した計測信号を制御駆動装置が入力して上限温度と下限温度を検出し、上限温度から下限温度を引いた差分値を得て差分値が所定値よりも大きいような場合には上限温度と下限温度とで差があることから空調ゾーンに特定箇所が生じているものと判断する。この場合には、集中開口部を用いる集中空調を行うように制御する。吹出ブレード（内環）１１を正転方向（Ａ方向）に回転させて、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２を第一の相対位置に保ちつつ、さらに温度を検出し、温度が先に取得した上限温度と比較して上限温度近傍にあると判断される位置にて回転を停止するようにする。そして、図６（ａ）で示すように特定箇所において集中的に冷気による空調空気を送風する。そして、制御駆動装置が放射温度センサ１４からの計測信号を監視し、温度が下がったと判断した時に分散空調に戻すというものである。このような集中空調による運転では、温度が高い特定箇所へ集中的に空調空気を送風することで、従来技術と比較しても、風量・風速が増加した空調空気が遠くまで到達するため、空調ゾーンの温度の均一化を図ることができる。

続いて、特定箇所に対して集中空調を行う暖気運転についても説明する。この場合の特定箇所は日が射し込まず温度が低い箇所などである。最初は分散空調を行うものとし、風量風向調節部の吹出ブレード（内環）１１を逆転方向（Ｂ方向）に回転させて、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２とを第二の相対位置に保ちながら、一周または複数周にわたり回転させるようにする。その間に放射温度センサ１４により全方位における吹出口正面設定角度先の温度を計測した計測信号を制御駆動装置が入力して上限温度と下限温度を検出し、上限温度から下限温度を引いた差分値を得て差分値が所定値よりも大きいような場合には上限温度と下限温度とで差があることから空調ゾーンに特定箇所が生じているものと判断する。この場合には、集中開口部を用いる集中空調を行うように制御する。吹出ブレード（内環）１１を正転方向（Ａ方向）に回転させて、吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２を第一の相対位置に保ちつつ、さらに温度を検出し、温度が先に取得した下限温度と比較して下限温度近傍にあると判断される位置にて回転を停止するようにする。そして、図６（ａ）で示すように特定箇所において集中的に暖気による空調空気を送風する。そして、制御駆動装置が放射温度センサ１４からの計測信号を監視し、温度が上がったと判断した時に分散空調に戻すというものである。このような集中空調による運転では、温度が低い特定箇所へ集中的に空調空気を送風することで、従来技術と比較しても、風量・風速が増加した空調空気が遠くまで到達するため、空調ゾーンの温度の均一化を図ることができる。

また、上記以外の運転方法として、Ａ方向回転とＢ方向回転との切り換えを、制御駆動装置に接続される操作部からの運転モードの選択にて行うようにする。Ａ方向回転モードは天井設置型室内機の周囲四方向が熱負荷的に不均一な場所、用途、時期に選択され、また、Ｂ方向回転モードはインテリアなどの場所設置の場合や、負荷変化が少ない用途で選択される。
また、天井設置型室内機の周囲四方向が熱負荷的に不均一な場合、放射温度センサにて全周囲の方位別に熱負荷分布を求め、それに応じた空調風量を方位別に吹き出せるように吹出ブレード（内環）１１および吹出ブレード（外環）１２の回転速度の調整、または、回転と停止とを交互に行うオン−オフ間隔の変更にて行い、各周囲に適量の空調負荷を処理することで全周囲空間を均一な室温に保つ機能を持つ天井設置型室内機としてもよい。

以上説明した本形態の天井設置型室内機によれば、特に風量風向調節部により、分散空調時でも全方向に向けて遠くまで到達する送風量で送風し、加えて温度差が著しい特定箇所には集中空調にて効率的に温度差を縮小するように送風することで空調ゾーンに空調空気が行き渡り、空調ゾーンを均一に空気調和することができる。また、このような効果は風量風向調節部の存在によりなしえるものであって、ファン８は従来使用していたサイズのファンで良いため、装置サイズの大型化を不要とし小型化・コスト低減を図ることができる。

続いて、他の形態の天井設置型室内機について図に基づき説明する。図７は他の形態の天井設置型室内機の説明図であり、図７（ａ）はＹ−Ｙ線断面図、図７（ｂ）は底面図である。天井設置型室内機１００’は、図７（ａ），（ｂ）で示すように、パッケージ型やマルチ型のセパレート形式エアコンの天吊りカセット室内機であって吹出口が円状で全方向吹き出しタイプの室内機である。この天井設置型室内機１００’は、図７（ａ）で示すように、天井材２００に形成された開口に嵌め込まれ、図示しないねじ等で固定されるものである。

天井設置型室内機１００’は、上側ケーシング１、下側ケーシング２、吸引口３、フィルタ４、吹出口５、流路６、ファンモータ７、ファン８、熱交換器（冷媒用コイル）９、冷媒管（往還）１０、吹出ブレード（内環）１１、吹出ブレード（外環）１２、ブレード回転用モータ１３、放射温度センサ１４、通電部１５を備えている。
先に説明した天井設置型室内機１００との相違点について比較すると、天井設置型室内機１００は、図１（ａ），（ｂ）で示すように、ファン８が熱交換器（冷媒用コイル）９の内周側にあるが、本形態の天井設置型室内機１００’は、図７（ａ），（ｂ）で示すように、ファン８が熱交換器（冷媒用コイル）９の外周側にある点で相違している。

相違点の構成について説明する。
熱交換器（冷媒用コイル）９は、図７（ａ）からも明らかなように、環状に形成されており、流路６内であって吸引口３・フィルタ４の下流に位置するように上側ケーシング１に設置される。熱交換器（冷媒用コイル）９は、吸引口３・フィルタ４から吸引された空気と、内部に配管された冷媒管を通流する冷媒と、で熱交換を行って空調空気を生成するものである。

ファン８は、前記同様の遠心式ファン（シロッコ形状ブレード）であり、図７（ａ）でも明らかなように、回動板の周端にファン翼が形成されるが、回動板は熱交換器（冷媒用コイル）９の下側を渡されていて、ファン翼は熱交換器（冷媒用コイル）９の外周側にある。ファン８は、回転時に空気を内周側から外周側へ流す機能を有している。
風量風向調節部は、ファン８の外周側に配置される。
他の構成は同じであり、重複する説明を省略する。

続いて本形態の天井設置型室内機１００’の動作について説明する。
図示しない操作入力部が操作されて所定温度Ｔに設定されて空調が開始されたものとする。室外機で温度Ｔに冷却された冷媒が、室外機（図示せず）、冷媒管（往還）１０、熱交換器（冷媒用コイル）９内の冷媒管との間で循環（往、還）して通流する。制御駆動装置は、操作入力部から設定温度Ｔとする操作コマンドを受信した後に制御を開始する。まず、制御駆動装置は、ファンモータ７を回転駆動させてファン８を回転させる。すると、ファン８の内周側から外周側へ空気が送風されるようになり、内周側は低圧となり、吸入口３から熱交換器（冷媒用コイル）９を経てファン８の内周側に向けて空気の吸引が開始される。また、外周側は高圧となるため流路６では吹出口５方向へ空気が流れ出る。
ファン８の回転と同時に、制御駆動装置は、風量風向調節部のブレード回転用モータ１３を回転させて風量風向調節も開始するものとする。

吸入口３から吸引された空気は、フィルタ４により異物が除去されたのち、熱交換器（冷媒用コイル）９と接触する。接触した空気と、熱交換器と、の間で熱交換が行われ、冷却された空調空気が生成される。この空調空気は、ファン８の内周側へ送風されて、ファン８の外周側となる下流側へ送風される。そして風量風向調節部により上記のような風量風向調節が行われる。

このような天井設置型室内機１００’としても、先に説明した天井設置型室内機１００と同様の機能を果たしうるものであり、空調ゾーンに空調空気が行き渡り、全方向に向けて遠くまで到達する送風量で送風することで、空調ゾーンを均一に空気調和することができる。また、このような効果は風量風向調節部の存在によりなしえるものであって、ファン８は従来使用していたサイズのファンで良いため、装置サイズの大型化を不要とし小型化を図ることができる。

以上説明した本発明の天井設置型室内機では、天井設置型室内機が駆動制御装置を一体に含む構成とし、室外機側で一定の温度で冷媒を送るのみとし、天井設置型室内機の風量風向調節装置で集中空調や分散空調を行うことにより空調ゾーンの温度を均一にするものとして説明したが、これ以外にも分散して配置される操作入力部、天井設置型室内機、室外機、冷媒管、駆動制御装置により構成される空調システムとし、空調システム全体で上記のような風量風向調節制御を行うものとしても良い。
なお、外側の吹出ブレードを円環状、内側の吹出ブレードを半円環状にして外側の吹出ブレードを回転させても良い。

これら本発明の天井設置型室内機では、従来技術と比較すると、風量風向調節部により空調空気が通過する流路の約半分を遮蔽領域により遮蔽し、残る半分を通過領域としているため、通過領域からは風量・風速を大きくした空調空気を勢いよく吹き出すようにして到達距離を上げることができ、到達距離が上がれば、対象ゾーンの遠端部まで到達させることができ、結果、均一な温度環境を作ることができる。

また、このような空調空気を集中開口部から吹き出させて集中空調による限定ゾーン掃射で特定箇所を集中的に空調したり、または、分散開口部を用いて、吹出口の回転により時間的なずれでゾーン全域をカバーしつつ放射状に噴射させて均一に空調することも可能である。

さらに、風量風向調節部の回転も、検知した各方位の計測温度から演算した設定速度で連続または間欠させて行い、各方位の対象ゾーンへは時間的な増減により処理風量を調整する。各方位別に熱負荷に適量の処理風量をあてがうことで平面的な均質温度空間を作ることができる。
対象ゾーン全域に一様な調整温度を作るより、時間的にまだらな調整温度とすることで、より少ない処理空気量で維持できるため冷暖房に要する生成熱源量を低く抑えられ省エネルギー策として有効である。

さらに、通常、送風機と熱交換器が分離されているものを、送風装置内部に熱交換器を構成して一体化することで、コンパクトに、かつ大風量のファンを収納できる。

本発明を実施するための最良の形態の天井設置型室内機の説明図であり、図１（ａ）はＸ−Ｘ線断面図、図１（ｂ）は底面図である。風量風向調節部のうち内環側，外環側の吹出ブレードの斜視関係図である。回転駆動部のうちギア部とラック部との噛み合い関係の説明図である。風量風向調節部のうち内側，外側の吹出ブレードの位置関係図であり、図４（ａ）は内側，外側の吹出ブレードの底面図、図４（ｂ）は第一突起と係止部とによる係止の説明図、図４（ｃ）は第二突起と係止部とによる係止の説明図である。風量風向調節部の内環側，外環側の吹出ブレードの展開図であり、図５（ａ）はＡ方向回転時の第一突起と係止部とによる係止時の展開図、図５（ｂ）はＢ方向回転時の第二突起と係止部とによる係止時の展開図である。合成した吹出ブレードの通過領域と遮蔽領域とによる送風の説明図であり、図６（ａ）はＡ方向回転時の第一突起と係止部とによる係止時の送風の説明図、図６（ｂ）はＢ方向回転時の第二突起と係止部とによる係止時の送風の説明図である。他の形態の天井設置型室内機の説明図であり、図７（ａ）はＹ−Ｙ線断面図、図７（ｂ）は底面図である。

符号の説明

１００，１００’：天井設置型室内機
１：上側ケーシング
２：下側ケーシング
３：吸引口
４：フィルタ
５：吹出口
６：流路
７：ファンモータ
８：ファン
９：熱交換器（冷媒用コイル）
１０：冷媒管（往還）
１１：吹出ブレード（内環）
１１１：内環側小開口部
１１２：内環側大開口部
１１３：側壁部
１１４：側壁部
１１５：係止部
１１６：ラック部
１２：吹出ブレード（外環）
１２１：外環側小開口部
１２２：側壁部
１２３：第一突起
１２４：第二突起
１３：ブレード回転用モータ
１３１：ギア部
１４：放射温度センサ
１５：通電部

Claims

天井に設置され、吸引口から吸引し熱交換を行った空調空気を吹出口から吹き出して空調ゾーンの空気調和を行う天井設置型室内機であって、
中央に吸引口が、また、吸引口の外側に吹出口が、それぞれ配置されるケーシングと、
中央の吸引口から吹出口までの流路内であって吸引口の下流に位置するようにケーシングに設置され、吸引口から吸引した空気を下流へ送風する送風機と、
吸引口から吹出口までの流路内であって送風機の下流に位置するようにケーシングに設置され、送風機から送風された空気と冷媒とで熱交換を行って空調空気を生成する熱交換機と、
吸引口から吹出口までの流路内であって熱交換機の下流に位置するようにケーシングに設置され、流路を仕切る遮蔽部と、空調空気を通過させる通過部と、を有する移動体を吹出口に沿って移動させて風量および風向を変化させつつ空調空気を吹出口から吹き出させる風量風向調節部と、
を備えることを特徴とする天井設置型室内機。
天井に設置され、吸引口から吸引し熱交換を行った空調空気を吹出口から吹き出して空調ゾーンの空気調和を行う天井設置型室内機であって、
中央に吸引口が、また、吸引口の外側に吹出口が、それぞれ配置されるケーシングと、
中央の吸引口から吹出口までの流路内であって吸引口の下流に位置するようにケーシングに設置され、吸引口から吸引した空気と冷媒とで熱交換を行って空調空気を生成する熱交換機と、
吸引口から吹出口までの流路内であって熱交換機の下流に位置するようにケーシングに設置され、熱交換機で生成された空調空気を吸引して下流へ送風する送風機と、
吸引口から吹出口までの流路内であって送風機の下流に位置するようにケーシングに設置され、流路を仕切る遮蔽部と、空調空気を通過させる通過部と、を有する移動体を吹出口に沿って移動させて風量および風向を変化させつつ空調空気を吹出口から吹き出させる風量風向調節部と、
を備えることを特徴とする天井設置型室内機。
請求項１または請求項２に記載の天井設置型室内機において、
前記風量風向調節部は、
開口部および側壁部を有する内側の吹出ブレードと、
開口部および側壁部を有する外側の吹出ブレードと、
を備え、
内側の吹出ブレードに対して外側の吹出ブレードを相対的に移動させることにより、内側の吹出ブレードの開口部および側壁部と、外側の吹出ブレードの開口部および側壁部と、を重ね合わせて通過部および遮蔽部が形成されるようになされ、一個の遮蔽領域と一個の通過領域とが配置された集中開口部と、ｎ個の遮蔽領域とｎ個の通過領域とが交互に配置された分散開口部と、が選択される風量風向調節部であることを特徴とする天井設置型室内機。
請求項３に記載の天井設置型室内機において、
前記風量風向調節部は、
内側の吹出ブレードと外側の吹出ブレードとの相対位置を、集中開口部を構成させるための第一の相対位置に決定する第一決定部と、
内側の吹出ブレードと外側の吹出ブレードとの相対位置を、分散開口部を構成させるための第二の相対位置に決定する第二決定部と、
内側の吹出ブレードまたは外側の吹出ブレードを正転または逆転により回転させる回転駆動部と、
を備え、回転駆動部による正転時に第一決定部により第一の相対位置に、また、回転駆動部による逆転時に第二決定部により第二の相対位置に、決定して回転方向により集中開口部か分散開口部かを選択させる風量風向調節部であることを特徴とする天井設置型室内機。
請求項３または請求項４に記載の天井設置型室内機において、
前記内側の吹出ブレードは、周方向に沿って交互に形成された複数の開口部及び側壁部を有するほぼ円環状のブレードであり、
前記外側の吹出ブレードは、半円周方向に沿って交互に形成された複数の開口部及び側壁部を有するほぼ半円環状のブレードであることを特徴とする天井設置型室内機。
請求項５に記載の天井設置型室内機において、
前記内側の吹出ブレードの開口部の面積、または、前記外側の吹出ブレードの開口部の面積を、不均一に形成したことを特徴とする天井設置型室内機。
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の天井設置型室内機において、
天井設置型室内機の周囲四方向が熱負荷的に不均一な場合、放射温度センサにて全周囲の方位別に熱負荷分布を求め、それに応じた空調風量を方位別に吹き出せるよう風量風向調節部の回転速度の調整または回転のオン−オフ間隔の変更にて行い、各周囲に適量の空調負荷を処理することで全周囲空間を均一な室温に保つ機能を有することを特徴とする天井設置型室内機。