JP2797427B2 - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JP2797427B2 JP1125285A JP12528589A JP2797427B2 JP 2797427 B2 JP2797427 B2 JP 2797427B2 JP 1125285 A JP1125285 A JP 1125285A JP 12528589 A JP12528589 A JP 12528589A JP 2797427 B2 JP2797427 B2 JP 2797427B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、室内機のファンが生ずる騒音や振動を抑
制した空気調和装置に関する。
<従来の技術> 従来の空気調和装置としては、室内機のケーシング前
面上部に吸込グリルを設け、ケーシング前面下部に吹出
口を設けると共に、ケーシング内部に直方体状の熱交換
器と円筒状のクロスフローファンを備えたものがある、
上記熱交換器の上部をケーシング後面側,下部をケーシ
ング前面側にして斜めに取り付ける一方、この熱交換器
の下部に沿って上部クロスフローファンを水平に取り付
けている。そして、このクロスフローファンを動作させ
ることによって、室内の空気を上記前面上部の吸込グリ
ルを通してケース内部に吸込み、上記熱交換器とクロス
フローファンを通して、前面下部の吸出口から室内に吹
き出すようにしている。
また、設定される運転モードに応じて、上記ファンを
所定の回転数に自動制御するようにしている。
<発明が解決しようとする課題> ところで、上記従来の空気調和機は、継続的に使用し
た場合、熱交換器に空気中の塵埃が蓄積したり、あるい
は周囲温度条件により一時的に霜が発生して、上記ケー
シング内部の空気の流通経路において、クロスフローフ
ァンの吸込側と吹込側の圧力差が変化することがある。
また、運転モードが変更されて、回転数の設定が変わ
ったとき、上記流通経路のうち上側の経路と下側の経路
とで距離が異なるため、この流通経路内で風速または風
量が不均一となり、上記ファン外周の吸込側の面が受け
る圧力が不均一となることがある。このため、上記ファ
ンは受ける圧力のアンバランスによって共振振動を起こ
すことがあり、この振動に伴って騒音を発生するという
問題がある。さらに、上記風速または風量不均一のため
に、熱交換器の上部と下部とに温度差が生じて、熱交換
器内の一部に集中的に冷媒が凝縮して、その結果、熱交
換能力が低下するという問題がある。特に、複数の冷媒
経路を有する熱交換器を備えた場合、一部の経路に冷媒
が滞留(偏流)して、能力低下が顕著になるという問題
がある。
そこで、この発明の目的は、ファンの振動や騒音を解
消・抑制することができ、熱交換能力を高水準に維持す
ることができる空気調和機を提供することにある。
<課題を解決するための手段> 上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明
は、吸込グリルを有するケーシング内部に、熱交換器と
ファンとモータとを有する空気調和装置において、上記
吸込グリルに設けられた複数の可動羽根と、上記熱交換
器に設けられた複数の温度検出センサと、上記可動羽根
を駆動する駆動手段と、上記各温度検出センサの出力を
受けて、上記熱交換器の各部の熱負荷を均一にするよう
に、上記可動羽根を上記熱交換器の各部に対応するグル
ープ毎に互いに独立に駆動する信号を上記駆動手段に出
力する制御手段を備えたことを特徴としている。
<作用> 共振振動が発生した場合、吸込グリルに設けた複数の
可動羽根の角度を調整することによって、ファンの吸込
側の圧力分布が変わって、ファンの振動が共振点から外
れる。したがって、共振振動が解消されて、騒音を生じ
なくなる。また、複数の可動羽根のうち、一部の羽根を
調節することによって、空気の流通経路内において風速
および風量が均一となる。したがって、ファンの吸込側
の面の圧力が均一となって、ファンの共振振動がさらに
起きにくくなる。
さらに、熱交換器に設けた複数の温度センサによって
熱交換器各部の温度を検出して、制御手段および駆動手
段によって、温度差がなくなるように、すなわち風量が
均一になるように上記複数の可動羽根を上記熱交換器の
各部に対応するグループ毎に互いに独立に駆動するの
で、熱交換器内の一部に冷媒が集中的に凝縮することが
なくなって、熱交換器の能力が低下しなくなる。特に、
複数の冷媒経路を有する熱交換器を備えている場合、各
経路の流れが円滑になって、熱交換能力が高水準に維持
される。
<実施例> 以下、この発明の空気調和装置を図示の実施例により
詳細に説明する。
第1図に示すように、この空気調和装置は、室内機の
ケーシング1の前面上部に吸込グリル4を設け、前面下
部に吹出口11を設けると共に、ケーシング1内部に直方
体状の熱交換器2と円筒状のクロスフローファン3を設
けている。上記熱交換器2の上部2aをケーシング1の後
面側,下部2bをケーシング1の前面側にして斜めに取り
付ける一方、この熱交換器2の下部に沿って上記クロス
フローファン3を水平に取り付けている。上記熱交換器
2は、第4図に模式的に示すように、上部2aと下部2bに
それぞれ冷媒経路を有しており、これらは並列の経路に
なっている。そして、この上部2aと下部2bにそれぞれ温
度センサ9,10を取り付けている。上記クロスフローファ
ン3にファンモータ19とファン3の回転数を検出する回
転数センサ20を取り付けている。この回転数センサ20
は、ホールIC(集積回路)によって構成し、ファン3の
回転軸に取り付けた磁石が生ずる回転に応じた磁界の変
化を検出するようにしている。上記吸グリル4は、鎧戸
状に4枚の可動羽根7を備えた上側グリル5と、これと
同様に4枚の可動羽根8を備えた下側グリル6からなっ
ている。上側グリル5は、側部に、第2図および第3図
に示すように、パルス入力信号によってステップ状に回
転する駆動手段としての羽根駆動モータ21と、ラック30
と、各可動羽根7の端部7aから突出する軸40の先端に取
り付けられたピニオン31を備えている。各軸40はフレー
ム41によって回転自在に支えられている。ラック30は、
歯が刻まれた側30aが各ピニオン31に噛合しており、平
面側30bが4つのローラ32によって支承されている。そ
して、上記羽根駆動モータ21がいずれかの向きに回転し
たとき、ベベルギヤ33,34を介してラック30が上下方向
に動いて、ピニオン31が回転し、軸40と共に可動羽根7
が回転して角度を変えるようにしている。一方、下側グ
リル6は、上記上側グリル5と全く同様に、可動羽根8
が開閉するようにしている。また、この空気調和装置
は、第5図に示すように、上記ファン3および可動羽根
7,8を制御するための制御手段としてCPU15と、メモリ16
と、ドライバ17および18を備えている。このCPU15は、
上記回転数センサ20からファン3の回転数を示す信号を
受けて、メモリ16が記憶する所定の手順に従ってこの信
号を処理して、ファン3が所定の回転数になるようにド
ライバ17に制御信号を出力と共に、ファンモータ19の負
荷が変動して回転変動が発生しているときに、可動羽根
7および8の角度を変える制御信号をドライバ18に出力
する。また、このCPU15は、上記温度センサ9,10から熱
交換器2の上部2a,下部2bの温度を示す信号を受けて、
上記メモリ16が記憶する所定の手順に従ってこの信号を
処理して、可動羽根7または8の一方の角度を変える制
御信号をドライバ18に出力する。ドライバ17,18は受け
た制御信号に基づいて、それぞれファンモータ19,羽根
駆動モータ21,26を駆動する。なお、羽根駆動モータ26
は下側グリル6に設けたものであって、上記羽根駆動モ
ータ21と同一機能を有している。
この空気調和装置は次のように動作する。
第6図(a)に示すように、運転がスタートするとま
ず冷房運転か暖房運転かの判定を行って(ステップ
S1)、暖房運転の場合、暖房の強さが強(H),中
(M),弱(L)のいずれに設定されているかの判定
(ステップS2)と空気の乾きの程度の判定を行って、第
7図に示すように、上記可動羽根7,8の初期角度を設定
する(ステップS3)。一方、冷媒運転の場合も同様に、
冷房の強さが強(H),中(M),弱(L)のいずれに
設定されているかの判定(ステップS22)と空気の湿り
の程度の判定(ステップS23)を行って、上記可動羽根
7および8の初期角度を設定する。そして、回転数セン
サ20によってファンモータ19の回転数を検知して(ステ
ップS4)、CPU15によって回転数を上記H,MまたはLの設
定に合わせて自動制御する。
次に、第6図(b)に示すように、設定した初期角度
において、ファンが共振振動して負荷が変動して、回転
変動(回転数サージ)しているかどうかを判定する(ス
テップS5)。この判定は、所定の時間t1をかけて行う
(ステップS6)。回転変動が発生していると判定した
場、上記時間t1経過後に上記可動羽根7および8の角度
を変更する(ステップS7)。さらに、所定の時間t2をか
けて、回転変動が発生しているかどうかを判定して(ス
テップS8,S9)、発生している場合、上記ステップS7
戻って角度を再変更する。そして、圧力分布のアンバラ
ンスによるファン3の振動が共振点を外れるまで、この
ステップS7乃至S9を繰り返す。
このようにして、回転変動が無くなったとき、あるい
は上記で設定した初期角度にて回転変動が無いと判定
(ステップS5)したとき、CPU15によって、熱交換器2
に取り付けた温度センサ9,10の出力の差を検出して(ス
テップS10)、上部2aと下部2bすなわち各冷媒経路の温
度差が所定値よりも大きいかどうかを判定する(ステッ
プS11)。温度差が大きいと判定した場合、上側グリル
5の可動羽根7と下側グリル6の可動羽根8のいずれか
一方の角度を変更する。例えば、高温側の可動羽根を回
転させて、その可動羽根の側の吸込グリルが開くように
しておく。そして、所定の時間t3が経過するのを待って
(ステップS13)、再び上記S10乃至S13の一連の処理を
繰り返す。そして、上記温度差が所定値より小さいと判
定したとき(ステップS11)、上記のステップS4に戻
って、運転中は常に、S4乃至S13の処理を行うようにす
る。
このように、可動羽根7,8の角度調整を自動的に行う
ことによって、ファン3の振動・騒音を迅速に解消する
ことができる。また、上記可動羽根7,8を互いに独立に
角度調整することによって、さらにファン3の振動を抑
制することができ、また、熱交換器2の上部2a,下部2b
の各冷媒経路の流れを円滑にして熱交換能力を高水準に
維持することができる。
なお、当然ながら、吸込グリル4はさらに多数の部分
に分割して各部分ごとに高精度に制御しても良く、ま
た、熱交換器2はさらに多数の冷媒経路,温度センサ設
けて制御しても良い。
<発明の効果> 以上より明らかなように、請求項1の空気調和装置
は、室内機ケーシングの吸込グリルに複数の可動羽根を
設けているので、ファンの振動や騒音を解消・抑制する
ことができる。
さらに、熱交換器に設けた複数の温度センサによって
熱交換器各部の温度を検出して、制御手段および駆動手
段によって、温度差がなくなるように、すなわち風量が
均一になるように上記複数の可動羽根を上記熱交換器の
各部に対応するグループ毎に互いに独立に駆動するの
で、熱交換器内の一部に冷媒が集中的に凝縮することが
なくなって、熱交換器の能力を高水準に維持できる。特
に、複数の冷媒経路を有する熱交換器を備えている場
合、冷媒経路間の偏流を有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の空気調和装置を示す断面
図、第2図および第3図は上記空気調和装置の上側グリ
ルを示す図、第4図は上記空気調和装置の熱交換器の冷
媒経路を模式的に示す図、第5図は上記空気調和装置の
ファンおよび可動羽根の制御系統を示すブロック図、第
6図は上記空気調和装置の動作を示すフローチャート、
第7図は上記空気調和装置の運転中の状態を示す断面図
である。 1……室内機のケーシング、2……熱交換器、3……ク
ロスフローファン、 4……吸込グリル、7,8,12……可動羽根、9,10……温度
センサ、 11……吸込口、15……CPU、16……メモリ、19……ファ
ンモータ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸込グリル(4)を有するケーシング
    (1)内部に、熱交換器(2)とファン(3)とモータ
    (19)とを有する空気調和装置において、 上記吸込グリル(4)に設けられた複数の可動羽根(7,
    8)と、 上記熱交換器に設けられた複数の温度検出センサ(9,1
    0)と、 上記可動羽根(7,8)を駆動する駆動手段(21,26)と、 上記各温度検出センサ(9,10)の出力を受けて、上記熱
    交換器(2)の各部(2a,2b)の熱負荷を均一にするよ
    うに、上記可動羽根(7,8)を上記熱交換器の各部(2a,
    2b)に対応するグループ毎に互いに独立に駆動する信号
    を上記駆動手段(21,26)に出力する制御手段(15)を
    備えたことを特徴とする空気調和装置。
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