JP2011190941A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】各吹出口から吹出される風量を制御して、消費電力を低減することのできる空気調和機を提供する。
【解決手段】天井に設けられた筐体２１と、該筐体の底面に設けられ室内空気を吸込む吸込口７と、該吸込口の周囲に設けられ室内へ空気を吹出す複数の吹出口３１，３２，３３，３４と、前記筐体の底面に設けられ室内の熱源を検知する複数のセンサ３５，３６，３７，３８と、前記吸込口側の一端で回動可能となるように前記複数の吹出口に風向制御用のルーバ４１，４２，４３，４４を設ける。これらのルーバは、前記吹出口の開口面積よりも大きく、前記複数のセンサの信号に基づき前記熱源が検出されない方向への吹出空気を抑制するように開度制御される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、室内機が天井に配設された空気調和機に関する。

天井から空気を吹出すタイプの空気調和機には、例えば天井埋込型のものがある。この空気調和機では、天井裏に装置本体部を収納し、室内空気の吸い込み口及び温度調整された冷温風の吹出し口を設けたパネル部を天井面に露出させた形で設置する。

天井裏の本体部には、室内空気循環のためのファン及び駆動用モータ、空気温度調整のための熱交換器、制御用電気部品を納めたボックス等の部品類を収納する。

特許文献１は、吹出口に設けられたルーバが、化粧パネルの吸込口側の一端で回動するように支持され、ルーバの背面から吹出し空気が流れないように構成されている。

特許文献２は、吹出口の風向板の上方に回動可能な風量調整機構を設け、風量調整機構の開度を調節することで室内の熱源に応じて各吹出口の風量を決定している。

特許第４３９１５７５号公報 特開２００５−１６８８５号公報

しかし、上記特許文献１のものは、吹出口の方向によっては、居室者がいない方向にも冷温風を出し続けるため、効率的でなく余分な電力を消費するという課題がある。

また、上記特許文献２のものは、室内の熱源に応じて各吹出口から吹出す風量を決定しているが、各吹出口に風量決定用の風向板を別途設けなければならず、部品点数が増加するという課題がある。

本発明の目的は、簡易な構造で各吹出口から吹出される風量を制御して、消費電力を低減することのできる空気調和機を提供することにある。

上記目的は、天井に設けられた筐体と、該筐体の底面に設けられ室内空気を吸込む吸込口と、該吸込口の周囲に設けられ室内へ空気を吹出す複数の吹出口と、前記筐体の底面に設けられ室内の熱源を検知する複数のセンサと、前記吸込口側の一端で回動可能となるように前記複数の吹出口に設けられ、前記複数のセンサの信号に基づき前記熱源が検出されない方向への吹出空気を抑制するように開度制御され、前記吹出口の開口面積よりも大きい風向制御用のルーバを備えることにより達成される。

本発明によれば、簡易な構造で各吹出口から吹出される風量を制御して、消費電力を低減することができる。

本発明の実施例１に係る空気調和機の縦断面図。 本実施例１におけるルーバ周辺の縦断面図。 従来のルーバ周辺の縦断面図。 本実施例１に係る空気調和機の化粧パネル側から見た図。

以下、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。

本発明の実施例に係る天井埋込型空気調和機について、図１〜図４を参照しながら以下説明する。

図１は本発明の実施例に係る空気調和機の縦断面図である。図２は本実施例に係るルーバ周辺の縦断面図である。図３は従来のルーバ周辺の縦断面図である。図４は本実施例に係る空気調和機の化粧パネル側から見た図である。

まず始めに本実施例に係る空気調和機の一般的な構成について図１を参照しながら概説する。建物の梁１，天井板２，梁１と天井板２の間に設置された空気調和機の本体３、梁１に固定されたアンカーボルト４、天井板２の開口部と本体３の下部開口端を閉塞する化粧パネル５が備えられている。

化粧パネル５の中央部にはフィルタ６を備えた吸込口７が設けられ、吸込口７の周囲４方向に配置された風向制御用ルーバ（ルーバ）１２を備えた吹出口１１があり、吸込口７と吹出口１１を連絡する通路にはファンモータ８，送風ファン９及び熱交換機１０が配置され送風ファン９に吸込口７から吸い込まれた室内の空気が熱交換機１０で熱交換され、吹出口１１からルーバ１２を通して室内に送出される構成となっている。

図２において、天井に埋設される空気調和機の筐体２１と、筐体２１との底面に設けられた化粧パネル２６と、化粧パネル２６の略中央部に設けられ筐体２１の内部に室内空気を吸い込む吸込口２３と、吸込口２３の周囲４辺に設けられ室内へ空気を吹出す吹出口２４と、吹出口２４に設けられた風向制御用ルーバ（ルーバ）２２と、ルーバ２２の回動する一端側に設けられた回転軸２５と、回転軸２５を駆動するモータ（図示なし）を備えている。

ルーバ２２は吹出口２４の内側（吸込口側）に設けられた支持部位で回転軸２５によって回転自在になっており、吹出口２４からの冷温風が回転軸２５の内側からは室内に通過しない構造である。これにより、筐体２１内で熱交換された空気は、ルーバ２２の背面（ルーバ２２を閉じたときに室内側に露出する面）から漏れることなくルーバ２２に沿って室内に空気を導くことができる。また、ルーバ２２の幅は長手方向、短手方向共に吹出口２４の幅より大きく構成され、ルーバを閉じた際にはルーバ２２が吹出口２４を覆う構造であり、吹出口２４を該略閉止できる構造となっている。

尚、一般的な空気調和機では、図３に示すように、ルーバ２２の幅が吹出口２４に比べ、長手方向・短手方向共に小さく構成されており、ルーバ２２が回動するための回転軸が吸込口側の端に設けられていないのでルーバ２２の内側と外側に冷温風が通過する間隙が存在する。このため、ルーバ２２を閉じても吹出口２４を閉止することはできず、ルーバと吹出口との間隙より吹出し空気が多量に通過する。これにより、吹出口２４の下方にいる居住者に空気が直接当たり不快感が生じる。

本実施例のルーバ２２は、回転軸２５を回動中心とした片持ち構造であり且つ回転軸の内側（ルーバ背面側）から吹出し空気が通過しない構造である。そのため、冷房時に冷風がルーバの空気調和機本体側に接することでルーバ背面側（室内側）に結露が生ずる恐れがあり、この結露を防止するためにルーバの表面側に弾力性のある断熱材２７を設ける。また、断熱材２７に弾力性を持たせることにより、ルーバが閉じた際に、吹出口２４との間隙を該略閉止することができる。

また、ルーバ２２はモータ（図示なし）に印加された制御入力信号によってモータ軸が回転し、このモータ軸回転で回転軸２５が回動されることにより、ルーバ２２の開度が調整される。

次に化粧パネルに設ける、人及び他熱源を検知可能なセンサ（以下センサと称する）とルーバ動作、空気調和機の運転につき説明する。

３１〜３４は吹出口である。第一の吹出口３１に対し、第一のセンサ３５を第一の吹出口３１近傍に設ける。４１は第一の吹出口３１に設けられた第一のルーバである。本実施例では吸込口４０と第一の吹出口３１との間に第一のセンサ３５を設けている。

第二の吹出口３２に対しては、上記と同様に第二のセンサ３６及び第二のルーバ４２が対応する。第三の吹出口３３に対しては、上記と同様に第三のセンサ３７及び第三のルーバ４３が対応する。第四の吹出口３４に対しては上記と同様に第四のセンサ３８と第四のルーバ４４が対応する。

第一のセンサ３５は第一の吹出口３１の外側領域Ａにある居室者及び熱源を検知する。これと同様に第二のセンサ３６は第二の吹出口３２の外側領域Ｂにある居室者及び熱源を検知する。第三のセンサ３７は第三の吹出口３３の外側領域Ｃにある居室者及び熱源を検知する。第四のセンサ３８は第四の吹出口３４の外側領域Ｄにある居室者及び熱源を検知する。これらのセンサは吹出し直後の空気温度の影響を受けないよう、各吹出口と吸込口４０との間に設けられている。本実施例ではルーバ背面から空気が漏れにくくなっているので、吹出し直後の空気温度の影響をより受けにくくすることができる。

次に領域Ａと領域Ｂの中間にある居室者及び熱源（図４の領域Ｅ）に対しては、第一のセンサ３５と第二のセンサ３６が検知する。同様に、領域Ｂと領域Ｃの中間にある居室者及び熱源（図４の領域Ｆ）に対しては、第二のセンサ３６と第三のセンサ３７が検知し、領域Ｃと領域Ｄの中間にある居室者及び熱源（図４の領域Ｇ）に対しては、第三のセンサ３７と第四のセンサ３８が検知し、領域Ｄと領域Ａの中間にある居室者及び熱源（図４の領域Ｈ）に対しては、第四のセンサ３８と第一のセンサ３５が検知する。

例えば、領域Ａのみに居室者がいる場合には、第一のセンサ３５が居室者を検知し、空気調和機制御回路（図示なし）に信号を送る。空気調和機制御回路はこのセンサ信号により、第一の吹出口３１の吹出し空気の割合を高めるため、第三の吹出口３３の第三のルーバ４３を全閉、もしくは半開し、同様に第二の吹出口３２の第二のルーバ４２と第四の吹出口３４の第四のルーバ４４を全閉または半開する。

本実施例によれば、センサで検知された信号に基づいて開閉制御されるルーバが吸込口４０側の一端で回動する片持ち構造となっている。そのため、領域Ａのみに居室者が存在し、領域Ａのみに吹出したい場合は、領域Ｂ，Ｃ及びＤのルーバを全て閉じることで熱交換した空気の多くを領域Ａに流すことができる。つまり、第二のルーバ４２，第三のルーバ４３，第四のルーバ４４を閉じてしまうことができると共に、第一のルーバ４１の背面から空気を漏れにくくすることができるので、空気を居室者の方に無駄なく送ることができる。また、特別な風量の制御板を設ける必要もないので、部品点数を少なくして簡易な構造とすることができると共に、その制御板にセンサで検知された信号を送って開度制御する必要もないので、より簡易なルーバ制御とすることができる。このように吹出し空気を部分的に集中させることにより、総風量を減らすことができるので適切なファン回転数まで低下させることができ、その結果、消費電力を減らすことが可能である。領域Ｂ，Ｃ及びＤも空調管理しておきたい場合は、第二のルーバ４２，第三のルーバ４３，第四のルーバ４４を全閉としてしまわずに、第一のルーバ４１より小さい開度に開いておいてもよい。第二のルーバ４２，第三のルーバ４３，第四のルーバ４４の開度は、空気調和機と居室者との距離により空気調和機制御回路にて決定する。

次に領域Ａと領域Ｂの中間（領域Ｅ）のみに居室者がいる場合は、第一のセンサ３５と第二のセンサ３６が居室者を検知し、空気調和機制御回路に信号を送る。空気調和機制御回路はこのセンサ信号により第一の吹出口３１と第二の吹出口３２の吹出し空気の割合を高めるために第三の吹出口３３の第三のルーバ４３と第四の吹出口３４の第四のルーバ４４を全閉もしくは半開する。この際の第三のルーバ４３と第四のルーバ４４の開度は、空気調和機と居室者との距離により空気調和機制御回路にて決定する。

前記と同様に空気調和機はファンの回転数を低下させ消費電力を減らすことができる。他の方向に居室者がいる場合も上記と同様の方法でルーバ及びファン回転数を制御する。全領域に居室者や熱源がある場合でも、各領域の負荷の大きさをセンサで検出し、負荷の大きな領域の方のルーバを全開にして、負荷の小さな領域の方のルーバを全閉または半開として調節することで風量調節できる。

本実施例では四方向に吹出す例で説明したが、本体３が部屋の側壁側やコーナー付近に設置される場合は二方向や三方向でセンサ検知するものであってもよい。また、吹出口が複数個備えられた空気調和機であればよいので、吹出口を本体３に２つ備えた空気調和機に適用するものであってもよい。更に、本体３が天井に埋め込まれた場合に限らず、天井面に設置されるものや吊り下げられるものであってもよい。

１ 梁
２ 天井板
３ 本体
４ アンカーボルト
５，２６，３９ 化粧パネル
６ フィルタ
７，２３，４０ 吸込口
８ ファンモータ
９ 送風ファン
１０ 熱交換機
１１，２４ 吹出口
１２，２２ 風向制御用ルーバ（ルーバ）
２１ 筐体
２５ 回転軸
２７ 断熱材
３１ 第一の吹出口
３２ 第二の吹出口
３３ 第三の吹出口
３４ 第四の吹出口
３５ 第一のセンサ
３６ 第二のセンサ
３７ 第三のセンサ
３８ 第四のセンサ
４１ 第一のルーバ
４２ 第二のルーバ
４３ 第三のルーバ
４４ 第四のルーバ
Ａ 第一の吹出口３１の外側領域
Ｂ 第二の吹出口３２の外側領域
Ｃ 第三の吹出口３３の外側領域
Ｄ 第四の吹出口３４の外側領域
Ｅ 領域Ａと領域Ｂの間の領域
Ｆ 領域Ｂと領域Ｃの間の領域
Ｇ 領域Ｃと領域Ｄの間の領域
Ｈ 領域Ｄと領域Ａの間の領域

Claims (4)

1. 天井に設けられた筐体と、
   該筐体の底面に設けられ室内空気を吸込む吸込口と、
   該吸込口の周囲に設けられ室内へ空気を吹出す複数の吹出口と、
   前記筐体の底面に設けられ室内の熱源を検知する複数のセンサと、
   前記吸込口側の一端で回動可能となるように前記複数の吹出口に設けられ、前記複数のセンサの信号に基づき前記熱源が検出されない方向への吹出空気を抑制するように開度制御され、前記吹出口の開口面積よりも大きい風向制御用のルーバを備えることを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、前記複数の吹出口に設けられた前記ルーバのうち、前記熱源が検出されない方向への吹出空気を制御する前記ルーバの開度を、前記熱源が検出された方向への吹出空気を制御する前記ルーバの開度よりも小さくすることを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１において、前記複数の吹出口に設けられた前記ルーバのうち、前記熱源が検出されない方向への吹出空気を制御する前記ルーバを全閉とすることを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、前記複数のセンサは、前記複数の吹出口と前記吸込口との間に設けられることを特徴とする空気調和機。

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