JP2022170200A - 送風装置 - Google Patents

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Lal Jayvirdhan
純也 米田
Junya Yoneda
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Abstract

【課題】効率良くエアカーテンを形成できる送風装置を提供する。【解決手段】送風装置は、部屋又は建物(50)の出入口(51)に設置され、エアカーテンを形成する送風機(1A~1C)と、人の位置及び移動方向を検知するセンサ(30)と、センサ(30)の検知結果に基づいて送風機(1)の風量又は風向を制御する制御装置(40)とを備える。【選択図】図3

Description

本開示は、送風装置に関する。
従来の空調システムとしては、出入口の近傍に設けられた人感センサが作動した際にエアカーテンを形成し、出入口が閉まった後にエアカーテンの形成を停止するものがある(特許文献1参照)。
特開2012-77953号公報
上記従来の空調システムでは、人が出入口付近で立ち止まる場合又は人が出入口の手前で方向転換をして入室しない場合にも人感センサが反応してエアカーテンを形成することがあり、効率良くエアカーテンを形成できないという問題がある。
本開示は、効率良くエアカーテンを形成できる送風装置を提案する。
本開示の送風装置は、
部屋又は建物の出入口に設置され、エアカーテンを形成する送風機と、
人の位置及び移動方向を検知するセンサと、
上記センサの検知結果に基づいて上記送風機の風量又は風向を制御する制御装置と
を備える。
本開示によれば、送風機の風量又は風向が、センサが検知した人の位置及び移動方向に基づいて制御される。例えば、出入口付近において出入口とは反対側に向かう人を検出した場合にエアカーテンを形成しないように送風機の風量を制御することで、エアカーテンが無駄に形成されることが抑制される。これにより、効率良くエアカーテンを形成できる。
一実施形態では、上記制御装置は、上記部屋外又は上記建物外から上記出入口に向かって移動してくる人に対して上記送風機の風が向くように上記送風機を制御する。
上記実施形態によれば、部屋又は建物に入る人に風を当てることで、当該人に付着している花粉又はウィルス等が部屋又は建物の内部に持ち込まれることを抑制できる。
一実施形態では、上記制御装置は、上記部屋内又は上記建物内から人が上記出入口の外側に向かうとき、風量が低下するように上記送風機を制御する。
上記実施形態によれば、例えば、部屋内又は建物内から人が出入口の外側に向かうときにエアカーテンを形成しないように送風機の風量を低下させる制御を行うことで、エアカーテンが無駄に形成されることが抑制される。これにより、効率良くエアカーテンを形成できる。
一実施形態では、
上記センサは、人の数を検知し、
上記制御装置は、上記部屋外又は上記建物外から上記出入口に向かって移動してくる人の数が多いほど風量が増大するように上記送風機を制御する。
一度に多くの人が部屋又は建物に入る場合、出入口付近で塵埃が舞いやすい。これに対して、上記実施形態によれば、部屋外又は建物外から出入口に向かって移動してくる人の数が多いほど風量が増大するので、部屋内又は建物内に塵埃が入ることを抑制できる。
一実施形態では、
上記センサは、人の移動速度を検知し、
上記制御装置は、上記部屋外又は上記建物外から上記出入口に向かって移動してくる人の移動速度により風量を増大するタイミングを決定する。
一実施形態では、
上記センサによる検知エリアは、
上記出入口から間隔を開けて設定された第1エリアと、
上記第1エリアよりも上記出入口の近くに設定された第2エリアと
を有し、
上記センサは、人の移動速度を検知し、
上記制御装置は、上記センサにより上記第1エリアへの人の進入が検知されると、上記センサにより検知された人の位置及び移動速度により風量を増大するタイミングを決定する。
一実施形態では、上記制御装置は、上記センサにより上記第2エリアへの人の進入が検知されると、上記センサにより検知された人の位置及び移動速度により上記送風機の風量又は風向を決定する。
本開示の実施形態に係る送風機の概略斜視図である。 実施形態に係る送風機の概略断面図である。 実施形態に係る送風装置の概略構成図である。 実施形態に係る送風装置を建物の出入口に設置した状態の模式的な上面図である。 実施形態に係る送風装置を建物の出入口に設置した状態の模式的な側面図である。 実施形態に係る送風装置が実行するエアカーテン制御のフローチャートである。 実施形態に係る第1処理のフローチャートである。 実施形態に係る第2処理のフローチャートである。
以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。
〔第1実施形態〕
図1は、本開示の第1実施形態の送風装置に係る送風機1の概略斜視図である。図1は、部屋又は建物の壁に取り付けられたときの送風機1を前側から見た図である。なお、上記前側は壁とは反対側を意味する。図2は、送風機1の概略断面図である。
図1及び図2を参照すると、送風機1は、送風機本体10と、化粧カバー20と、据付板21とを備える。化粧カバー20と据付板21とは、送風機本体10を壁に取り付けるために使用される。
送風機本体10は、ケーシング11と、ケーシング11内に配置されたクロスフローファン12と、クロスフローファン12を駆動するファンモータ13とを備える。また、送風機1は、ケーシング11の外周面の全部を覆う筒形状のパンチングメタル14を備える。
ケーシング11は、底フレーム11aと、底フレーム11aに固定されたグリル11bとを備える。また、ケーシング11には、吸込口11cと、吹出口11dとが設けられている。
吸込口11cは、底フレーム11aとグリル11bとによって画定されている。吸込口11cは、送風機1が部屋又は建物の壁に取り付けられたとき、斜め上方に開口するように設けられており、送風機1の上側の空気を吸い込む。
吹出口11dは、底フレーム11aとグリル11bとによって画定されている。吹出口11dは、送風機1が部屋又は建物の壁に取り付けられたとき、前側の斜め下方に向くようになっている。吹出口11dには、吹出口11dから吹き出される空気の風向を制御する風向羽根15が配置される。この風向羽根15は、底フレーム11aに回動可能に取り付けられ、ステッピングモータ16で駆動される。
また、風向羽根15は、円筒形状のパンチングメタル14の径方向内側に配置され、吹出口11dの部分を除いてパンチングメタル14で覆われている。風向羽根15は、ケーシング11に回動自在に支持されており、ステッピングモータ16により駆動される。なお、送風機1は、風向羽根15の回動によって、吹出空気の風向範囲(約50deg)において吹出角度の異なる複数の風向を選択可能としている(12.5deg毎に5段階)。
ケーシング11内には、舌部17が配置されている。舌部17は、ケーシング11内の吸込口11cと吹出口11dとの間に配置されている。また、舌部17は、ケーシング11の内周面に接するが、クロスフローファン12との間に所定隙間を有する。このような舌部17により、吸込口11cからケーシング11内に吸い込まれた空気がクロスフローファン12を経由せずに吹出口11dに流れないようになっている。
図3は、本実施形態の送風装置の概略構成図である。
図3を参照すると、本実施形態の送風装置は、3台の送風機1A~1Cと、センサ30と、制御装置40とを備える。3台の送風機1A~1Cのそれぞれと制御装置40とは信号線で接続されている。これにより、3台の送風機1A~1Cのそれぞれと制御装置40とは、有線通信する。同様に、センサ30と制御装置40とは信号線で接続されている。これにより、センサ30と制御装置40とは、有線通信する。以下の説明において、3台の送風機1A~1Cのそれぞれを特に区別する必要がない場合、それらのうちの1つを単に送風機1という場合がある。
送風機1は、クロスフローファン12(図2に示す)を駆動するファンモータ13と、風向羽根15(図2に示す)を駆動するステッピングモータ16とを備える。
センサ30は、検知エリアA(図4及び図5に示す)内に存在する人の数と、検知された人の位置と、検知された人の速度とを検知する人感センサである。本実施形態のセンサ30は、レーダセンサである。センサ30と制御装置40とは、通信線で接続されているが、無線で接続されていてもよい。
制御装置40は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなる。この制御装置40は、センサ30の検知結果に基づいてファンモータ13と、ステッピングモータ16とを制御する。図3では、1つの制御装置40が3台の送風機1A~1Cのそれぞれに接続されている態様を示したが、送風機1A~1Cのそれぞれが制御装置40を有していてもよい。この場合、制御装置40は、送風機1A~1C内にそれぞれ収容されていてもよい。
制御装置40は、ファンモータ13を制御して、送風機1の風量を制御する。本実施形態の制御装置40は、ファンモータ13を制御して、最大風量である強風量と、強風量の約1/3の風量の弱風量と、最小風量の3段階の風量を切り換える。
また、制御装置40は、ステッピングモータ16を制御して、送風機1の風向を制御する。図2に示すように、送風機1は、斜め上方に向かって開口する吸込口11cから空気を吸い込んで、吹出口11dから所定の風向範囲(約50deg)で吹き出す。ここで、吹出空気の風向は、斜め下方を0degとして鉛直方向に約50degの風向範囲において異なる複数の風向のいずれかが選択される(12.5deg毎に5段階)。
図4は、本実施形態の送風装置を建物50の出入口51の外側かつ上方に設置した状態を示す模式的な上面図である。また、図5は、本実施形態の送風装置を建物50の出入口51の外側かつ上方に設置した状態を示す模式的な側面図である。
図4及び図5では、建物50の出入口51の外側かつ上方に送風機1A~1Cとセンサ30とが取り付けられている。これにより、送風機1A~1Cは、エアカーテンを形成するようになっている。図4及び図5では、送風機1A~1Cは、参照符号1で示されている。
以下の説明において、図4及び図5に示す状態において、出入口51が設けられている建物50の壁面に垂直な方向をX方向という場合があり、出入口51が設けられた壁面に平行な方向をY方向という場合がある。また、X方向を基準方位とし、半時計回りを正の角度とする方位を方位θで示すことがある。さらに、XY平面内における送風装置からの距離を距離dで示すことがある。
図4及び図5を参照すると、センサ30による検知エリアAは、出入口51から間隔を開けて設定された第1エリアA1(図4及び図5において線のハッチングを付して示す)と、第1エリアA1よりも出入口51の近くに設定された第2エリアA2(図4及び図5において点のハッチングを付して示す)とを有する。
第1エリアA1は、センサ30により人の位置及び速度を検知可能であり、かつ、送風機1がエアカーテンを形成できない範囲である。一方で、第2エリアA2は、センサ30により人の位置及び速度を検知可能であり、かつ、送風機1がエアカーテンを形成可能な範囲である。以下の説明において、第1エリアA1のうち送風装置と最も離れた点と送風装置との間の距離dを第1最長距離dA1という場合がある。一方で、第2エリアA2のうち送風装置と最も離れた点と送風装置との間の距離dを第2最長距離dA2という場合がある。
また、本実施形態の検知エリアAは、方位θが-45°から45°までの範囲に形成されている。検知エリアAは、3等分されるように区画された3つのゾーンZ~Zに区画されている。具体的には、ゾーンZは、検知エリアAのうち方位θが15°から45°までの範囲の部分である。また、ゾーンZは、検知エリアAのうち方位θが-15°から15°までの範囲の部分である。ゾーンZは、検知エリアAのうち方位θが-45°から-15°までの範囲の部分である。
本実施形態では、送風機1A~1Cは、互いに異なる向きにエアカーテンを形成するように配置されている。具体的には、送風機1Aは、ゾーンZにエアカーテンを形成する。また、送風機1Bは、ゾーンZにエアカーテンを形成する。送風機1Cは、ゾーンZにエアカーテンを形成する。
センサ30の検知結果は、検知エリアA内に存在するターゲットTの数Nを含む。また、センサ30の検知結果は、ターゲットT(i=1,…,N)毎に、ターゲットTに含まれる人数Mと、ターゲットTの位置についての情報と、ターゲットTの速度vとを含む。ターゲットTの位置についての情報は、距離dと方位θとを含む。つまり、ターゲットの位置は、ターゲットTの距離dと方位θとから決定される。また、ターゲットTの速度vは、センサ30に近づく向きを正の値で示し、センサ30から離れる向きを負の値で示す。
例えば、図4及び図5に示す状態のとき、センサ30は、2つのターゲットTを検知する(つまり、N=2)。また、ターゲットTは、2人の人を含んでおり(つまり、M=2)、ターゲットTは、1人の人を含んでいる(つまり、M=1)。
制御装置40は、センサ30の検知結果に基づいて、送風機1A~1Cのそれぞれについて、運転又は停止と、風向(12.5deg毎に5段階)と、風量(強風量と、弱風量と、最小風量との3段階)とを制御する。
図6~図8のフローチャートに従って送風装置の動作を説明する。
まず、送風装置は、エアカーテン運転の制御を開始する。
図6に示すステップS1で制御装置40は、センサ30から検知エリアA内のターゲットTについての情報を取得する。具体的には、制御装置40は、検知エリアA内に存在するターゲットTの数Nを取得する。また、制御装置40は、ターゲットTが存在する場合(つまり、Nが1以上である場合)には、ターゲットT(i=1,…,N)に含まれる人数M(i=1,…,N)と、ターゲットTの位置についての情報(送風装置からの距離d及び方位θを含む)と、ターゲットTの速度vとをセンサ30から取得する。制御装置40は、所定時間毎にセンサ30から検知エリアA内のターゲットTについての情報を取得する。
次に、ステップS2に進み、ターゲットTの数Nがゼロであると判定すると、ステップS3に進む一方、ターゲットTの数Nがゼロ以外であると判定すると、ステップS4に進む。
ステップS3では、制御装置40は、送風機1A~1Cを停止させ、再度、ステップS1に戻る。
ステップS4では、検知されたターゲットT(i=1,…,N)毎に後述する第1処理を実行し、検知された全てのターゲットTについて第1処理を実行した後に、ステップS5に進む。
ステップS5では、ゾーンZ(j=1,…,3)毎に後述する第2処理を実行し、全てのゾーンZについて第2処理を実行した後にステップS6に進む。
ステップS6では、第1処理及び第2処理により得られた結果に基づいて、ゾーンZ毎(つまり、送風機1毎)に運転状態(運転又は停止)と、風向と、風量とについて指示をし、再度ステップS1に戻る。
(第1処理)
第1処理のフローチャートを図7に示す。上述したように、第1処理は、検知されたターゲットT(i=1,…,N)毎に実行される。第1処理では、検知されたターゲットTの位置及び速度に応じて、ゾーンZ及び送風機1についての指示を生成する。
まず、ステップS10において、ターゲットTの方位θからターゲットTが属するゾーンZと、当該ゾーンZにエアカーテンを形成する送風機1とを特定する。
次に、ステップS11に進み、ターゲットTの速度vがゼロ以下であると判定すると、ステップS12に進む一方、ターゲットTの速度vがゼロを超えると判定すると、ステップS20に進む。ターゲットTの速度vがゼロ以下であるとは、ターゲットTが停止しているか、出入口51から離れるように移動していることを示している。一方で、ターゲットTの速度vがゼロを超えるとは、ターゲットTが建物50の外側から出入口51に近づくように移動していることを示している。
ステップS12では、ステップS10で特定されたゾーンZ及び送風機1について、停止の指示を生成し、第1処理を停止する。つまり、本実施形態では、ターゲットTが停止しているか、出入口51から離れるように移動しているときに、ターゲットTに対してエアカーテンを形成しないように送風機1は制御される。
ステップ20では、ターゲットTの送風装置からの距離dが第2最長距離dA2よりも長いと判定すると、ステップS21に進む一方、上記距離dが第2最長距離dA2よりも短いと判定すると、ステップS30に進む。つまり、ステップ20では、ターゲットTが第1エリアA1に属すると判定するとステップ21に進む一方で、ターゲットTが第2エリアA2に属すると判定すると、ステップS30に進む。
ステップS21では、ターゲットTの第1到達時間t1iを計算する。第1到達時間t1iは、ターゲットTが第2エリアA2に到達するのに要する時間であり、t1i=(d-dA2)/vで求められる。
次に、ステップS22に進み、第1到達時間t1iに基づいて、ステップS10で特定されたゾーンZ及び送風機1(すなわちターゲットTが属するゾーンZ及び当該ゾーンZにエアカーテンを形成する送風機1)について運転指示又は停止指示を生成する。具体的には、ステップS22では、第1到達時間t1iが所定値以下であるときに運転指示を生成し、第1到達時間t1iが所定値を超えるときに停止指示を生成する。
次に、ステップS23に進み、ステップS22で生成した指示が停止指示であるとき、第1処理を終了し、ステップS22で生成した指示が、運転指示であるとき、ステップS31に進む。
ステップ30では、ステップS10で特定されたゾーンZ及び送風機1(すなわちターゲットTが属するゾーンZ及び当該ゾーンZにエアカーテンを形成する送風機1)について、運転指示を生成する。
次に、ステップS31に進み、ターゲットTの第2到達時間t2iを計算する。第2到達時間t2iは、ターゲットTが出入口51に到達するのに要する時間であり、t2i=d/vで求められる。
次に、ステップS32に進み、ターゲットTに含まれる人数Mと第2到達時間t2iとに基づいて、ターゲットTが属するゾーンZに形成するエアカーテンの風量(すなわち、当該ゾーンにエアカーテンを形成する送風機1の風量)を決定する。具体的には、ターゲットTに含まれる人数Mが多いほど風量を多くし、第2到達時間t2iが短いほど(すなわち、ターゲットTが出入口51に到達するのに要する時間が短いほど)風量を多くする。
次に、ステップS33に進み、ターゲットTの送風装置からの距離dに基づいて、ターゲットTが属するゾーンZに形成するエアカーテンの風向(すなわち、当該ゾーンにエアカーテンを形成する送風機1の風向)を決定し、第1処理を終了する。具体的には、ターゲットTにエアカーテンが当たるように、ターゲットTの送風装置からの距離dに応じてエアカーテンの風向を決定する。
(第2処理)
第2処理のフローチャートを図8に示す。上述したように、第2処理は、ゾーンZ(j=1,…,3)毎(つまり、送風機1毎)に実行される。第2処理では、第1処理において生成された指示に基づいてゾーンZ毎(つまり、送風機1毎)の指示を確定する。
ステップS40では、対象となるゾーンZについて第1処理で生成された指示の数Lと、指示の数Lのうちの停止指示の数Oとを集計する。ここで、ゾーンZの指示の数Lは、ゾーンZに属するターゲットTの数に等しい。
次に、ステップS41に進み、指示の数Lがゼロであると判定したとき、ステップS42に進む一方、Lがゼロ以外であると判定したとき、ステップS43に進む。
ステップS42では、第2処理の対象となっているゾーンZについて、エアカーテンの停止指示を確定し、第2処理を終了する。
ステップS43では、指示の数Lが停止指示の数Oと等しいと判定したとき、ステップS42に進む一方、指示の数Lが停止指示の数Oと等しくないと判定したとき、ステップS44に進む。
ステップS44では、対象となるゾーンZに属するターゲットTのうち優先するターゲットTを決定する。本実施形態では、第2到達時間t2iが最も短いターゲットTに対する指示を当該ゾーンZでのエアカーテンの指示として確定し、第2処理を終了する。ステップS44で確定した指示に従って、ステップS6(図6に示す)で、ゾーンZでのエアカーテンの運転状態(運転又は停止)と、風向と、風量とについて指示をする。上記指示によるゾーンZでのエアカーテンの運転は、対象となるゾーンZにターゲットTがいなくなったときに終了する。
上述したように、ステップS42では、第2処理の対象となっているゾーンZについて、エアカーテンの停止指示を確定し、第2処理を終了する。本実施形態では、ゾーンZにターゲットTが存在しない場合(L=0)、及びゾーンZにターゲットTが存在する場合であっても当該ターゲットTの全てについて停止指示が生成されている場合(L=O)には、エアカーテンの停止指示を確定する。
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本開示の送風装置によれば、送風機1の風量又は風向が、センサ30が検知した人の位置及び移動方向に基づいて制御される。例えば、出入口51付近において出入口51とは反対側に向かう人を検出した場合にエアカーテンを形成しないように送風機1の風量を制御することで、エアカーテンが無駄に形成されることが抑制される。これにより、効率良くエアカーテンを形成できる。
上記実施形態によれば、建物50に入る人(ターゲットT)に風を当てることで、当該人(ターゲットT)に付着している花粉又はウィルス等が建物50の内部に持ち込まれることを抑制できる。
上記実施形態によれば、例えば、建物50内から人が出入口51の外側に向かうときにエアカーテンを形成しないように送風機1の風量を制御することで、エアカーテンが無駄に形成されることが抑制される。これにより、効率良くエアカーテンを形成できる。
一度に多くの人が建物50に入る場合、出入口51付近で塵埃が舞いやすい。これに対して、上記実施形態によれば、建物50外から出入口51に向かって移動してくるターゲットTに含まれる人数Mが多いほど風量が増大するので、建物50内に塵埃が入ることを抑制できる。
上記実施形態によれば、建物50外から出入口51に向かって移動してくるターゲットTが出入口51に到達するのに要する第2到達時間t2iが短いほど風量が増大する。このため、ターゲットTにエアカーテンを当てる時間が短い場合でも、建物50内に塵埃が入ることを抑制できる。
以上、実施形態を説明したが、特許請求の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
例えば、上記実施形態のステップS32では、ターゲットTに含まれる人数Mと第2到達時間t2iとに基づいて、ターゲットTが属するゾーンZに形成するエアカーテンの風量を決定していいたが、これに限定されない。つまり、ターゲットTに含まれる人数Mと、ターゲットTの第2到達時間t2iとの一方に基づいて、ターゲットTが属するゾーンZに形成するエアカーテンの風量を決定してもよい。
また、上記実施形態では、送風機1は、建物50の出入口51に設置されていたが、これに限定されず、部屋の出入口に設置されてもよい。
上記実施形態では、センサ30は、レーダセンサであったが、これに限定されず、画像センサ又は赤外線センサのような他の形式のセンサであってもよい。
上記実施形態では、制御装置40とセンサ30とが有線通信をしていたが、これに限定されず、制御装置40とセンサ30とは無線通信してもよい。
1,1A,1B,1C 送風機
10 送風機本体
11 ケーシング
11a 底フレーム
11b グリル
11c 吸込口
11d 吹出口
12 クロスフローファン
13 ファンモータ
14 パンチングメタル
15 風向羽根
16 ステッピングモータ
17 舌部
20 化粧カバー
21 据付板
30 センサ
40 制御装置

Claims (7)

  1. 部屋又は建物(50)の出入口(51)に設置され、エアカーテンを形成する送風機(1)と、
    人の位置及び移動方向を検知するセンサ(30)と、
    上記センサ(30)の検知結果に基づいて上記送風機(1)の風量又は風向を制御する制御装置(40)と
    を備えた、送風装置。
  2. 上記制御装置(40)は、上記部屋外又は上記建物(50)外から上記出入口(51)に向かって移動してくる人に対して上記送風機(1)の風が向くように上記送風機(1)を制御する、請求項1に記載の送風装置。
  3. 上記制御装置(40)は、上記部屋内又は上記建物(50)内から人が上記出入口(51)の外側に向かうとき、風量が低下するように上記送風機(1)を制御する、請求項1又は2に記載の送風装置。
  4. 上記センサ(30)は、人の数を検知し、
    上記制御装置(40)は、上記部屋外又は上記建物(50)外から上記出入口(51)に向かって移動してくる人の数が多いほど風量が増大するように上記送風機(1)を制御する、請求項1から3のいずれか1項に記載の送風装置。
  5. 上記センサ(30)は、人の移動速度を検知し、
    上記制御装置(40)は、上記部屋外又は上記建物(50)外から上記出入口(51)に向かって移動してくる人の移動速度により風量を増大するタイミングを決定する、請求項1から4のいずれか1項に記載の送風装置。
  6. 上記センサ(30)による検知エリアは、
    上記出入口(51)から間隔を開けて設定された第1エリア(A1)と、
    上記第1エリアよりも上記出入口(51)の近くに設定された第2エリア(A2)と
    を有し、
    上記センサ(30)は、人の移動速度を検知し、
    上記制御装置(40)は、上記センサ(30)により上記第1エリア(A1)への人の進入が検知されると、上記センサ(30)により検知された人の位置及び移動速度により風量を増大するタイミングを決定する、請求項1から4のいずれか1項に記載の送風装置。
  7. 上記制御装置(40)は、上記センサ(30)により上記第2エリア(A2)への人の進入が検知されると、上記センサ(30)により検知された人の位置及び移動速度により上記送風機(1)の風量又は風向を決定する、請求項6に記載の送風装置。
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