JP3671493B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、吹出口における上下方向の風向を制御する上下フラップを有する空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、空気調和機としては、吹出口に上下に間隔をあけて配列された上フラップと下フラップとを備えたものがある。この空気調和機では、上下フラップの間隔を風下に向かって狭くなるように上フラップの翼面と下フラップの翼面との間の角度を手動により調整すると、吹き出しの風速が速くなり、吹出空気の温度が高くても、吹出空気の到達距離が大きくなる。一方、上記上下フラップの間隔を風下に向かって広げるように上フラップの翼面と下フラップの翼面との間の角度を手動により調整すると、吹き出し空気の風速が遅くなるが、ワイドに吹き出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記空気調和機では、暖房運転を開始するとき等の吹出温度が低いとき、上下フラップの間隔が風下に向かって狭くなるように上フラップの翼面と下フラップの翼面との間の角度を調整していると、吹き出しの風速が速くなるため、居住空間まで冷風が到達し、居住者に冷風が当たって不快になるという問題がある。また、暖房運転時に吹出温度が高いとき、上下フラップの間隔が風下に向かって広がるように上フラップの翼面と下フラップの翼面との間の角度を調整していると、吹き出しの風速が遅くなるため、温風が床まで到達せずに舞い上がり、室内下側の居住空間の空気が暖まらず、快適性が損なわれるという問題がある。
【0004】
そこで、この発明の目的は、吹出温度に応じて上下フラップの間の角度を制御することによって、快適性を向上できる空気調和機を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の空気調和機は、吹出口に所定の間隔をあけて上下に配置された第1フラップと第2フラップとを有する空気調和機において、上記第1フラップを駆動する第1駆動手段と、上記第2フラップを駆動する第2駆動手段と、上記第1駆動手段と上記第2駆動手段を制御することによって、上記第1フラップまたは上記第2フラップの一方を所定期間毎に反転するスイング動作をさせ、そのスイング動作に合わせて上記第1フラップまたは上記第2フラップの他方をスイング動作させるスイング制御手段と、暖房運転のスイング動作時、上記吹出口から吹き出す空気の吹出温度を基づいて、上記第1フラップの翼面と上記第2フラップの翼面との間の角度を調整するように、上記第1フラップまたは上記第2フラップの他方の上死点から下死点までの移動範囲を調整する角度調整手段とを備えたことを特徴としている。
【0006】
上記請求項1の空気調和機によれば、例えば、暖房運転の開始時等において吹出温度が低いとき、上記角度調整手段によって、第1フラップと第2フラップとの間隔が風下に向かって広くなるように、上記第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を調整する。一方、暖房運転時に吹出温度が高いとき、角度調整手段によって、第1フラップと第2フラップとの間隔が風下に向かって狭くなるように、第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を調整する。このように、上記吹出温度が低いとき、第1フラップと第2フラップとの間隔を風下に向かって広くして、吹き出しの風速を遅くし、吹き出し空気の到達距離を小さくすることによって、居住空間まで冷風が到達しないので、居住者に冷風が当たらず、また、吹出温度が高いとき、第1フラップと第2フラップとの間隔を風下に向かって狭くして、吹き出しの風速を速くし、吹き出し空気の到達距離を大きくすることによって、床まで温風が到達し、室内下側の居住空間を暖めることができる。したがって、暖房運転時の室内の快適性を向上できる。また、上記第1 , 第2フラップがスイングしている最中に吹出温度が変化しても、直ちに追随して上記角度を調整して、吹き出しの風速を調整するので、快適性を損なわないようにできる。
【0007】
また、請求項2の空気調和機は、請求項1の空気調和機において、上記吹出温度として、吹出温度センサが検出した吹出温度を用いることを特徴としている。
【0008】
上記請求項2の空気調和機によれば、上記吹出温度センサは、吹出口から吹き出す空気の吹出温度を検出するので、吹出温度の変化に正確に追随して、上記第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を調整できる。
【0009】
また、請求項3の空気調和機は、請求項1の空気調和機において、上記吹出温度として、室内熱交換器温度センサが検出した室内熱交換器の温度を用いることを特徴としている。
【0010】
上記請求項3の空気調和機によれば、室内熱交換器温度センサは、吹出温度に相当する室内熱交換器温度を検出するので、吹出温度を検出する温度センサを別に用意することなく、コストを低減できる。
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
また、請求項4の空気調和機は、請求項1乃至3のいずれか1つの空気調和機において、上記角度調整手段は、上記第1フラップのスイングの折り返し毎に、上記第1駆動手段が上記第1フラップを駆動する時間を計数する第1タイマと、上記第2フラップのスイングの折り返し毎に、上記第2駆動手段が上記第2フラップを駆動する時間を計数する第2タイマとを備えて、上記吹出温度に基づいて、上記第1,第2タイマの少なくとも一方の計数値を調整することによって、上記第1フラップの翼面と上記第2フラップの翼面との間の角度を調整することを特徴としている。
【0018】
上記請求項4の空気調和機によれば、上記第1,第2駆動手段による第1,第2フラップの駆動速度を一定にすると、上記第1,第2タイマの計数値によってスイングの折り返し毎の移動範囲が決定する。すなわち、上記第1フラップのスイングの一方の折り返し点から他方の折り返し点までの移動時間に相当する計数値を第1タイマに設定すると、第1駆動手段は、スイングの折り返し毎にその第1タイマが計数する駆動時間だけ第1フラップを駆動して、上記第1フラップをその移動範囲でスイングさせるのである。そして、例えば、上記第1フラップの動きに合わせて、第1タイマと同一の計数値を第2タイマに設定して、第2フラップを第1フラップと平行状態に保ちながらスイングさせる。次に、上記第2フラップのスイングの一方の折り返し点から他方の折り返し点までの移動時間に相当する計数値を第2タイマに設定するとき、第1タイマの計数値よりも長くしたり短くしたりすることによって、第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を調整する。このように、上記第1タイマと第2タイマの少なくとも一方の計数値を調整することによって、第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を容易に調整できる。
【0019】
【0020】
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の空気調和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0022】
図1はこの発明の実施の一形態の空気調和機の要部ブロック図であり、1は吹出口から吹き出す空気の吹出温度を検出する吹出温度センサ、2は上記吹出温度センサ1からの吹出温度を表す信号に基づいて、第1フラップとしての上フラップ6と第2フラップとしての下フラップ7の動作を制御するための制御信号を出力する制御装置、3は上記制御装置2からの制御信号を受けて、第1,第2駆動信号を夫々出力するドライバ、4は上記ドライバ3からの第1駆動信号を受けて、上フラップ6を駆動する第1駆動手段としての上フラップ用ステッピングモータ、5は上記ドライバ3からの第2駆動信号を受けて、下フラップ7を駆動する第2駆動手段としての下フラップ用ステッピングモータである。
【0023】
また、上記制御装置2は、マイクロコンピュータと入出力回路等からなり、上下フラップ6,7のスイングを制御するスイング制御手段としてのスイング制御部11と、上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度を調整する角度調整手段としての角度調整部12とを備えている。また、上記角度調整部12は、上下フラップ6,7の駆動時間を計数する第1タイマ12と第2タイマ13とを有している。
【0024】
上記構成の空気調和機の暖房運転において、上記制御装置2のスイング制御部11が上下フラップ6,7のスイング動作の制御を行っている最中に、吹出温度センサ1からの吹出温度を表す信号に基づいて、制御装置2の角度調整部12は、上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度を調整し、上下フラップ6,7の間隔を風下に向かって狭めたり広げたりして、吹き出しの風速を制御する。つまり、上記上下フラップ6,7の間隔を風下に向かって狭めると、吹き出しの風速が速くなり、吹き出し空気の到達距離が大きくなる一方、上下フラップ6,7の間隔を風下に向かって広げると、吹き出しの風速が遅くなり、吹き出し空気の到達距離が小さくなるのである。
【0025】
図2は暖房運転時のスイング中に上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度を調整するときの制御装置2の処理を示すフローチャートである。
【0026】
以下、図2のフローチャートに従って制御装置2の処理について説明する。なお、図2において、ステップS1は一定期間毎に行われるようにしている。
【0027】
まず、ステップS1で吹出温度センサ1により検出された吹出温度dcを入力する。次に、ステップS2で上記吹出温度dcの変化(上昇,下降または変化なし)を判別して、吹出温度dcの変化が上昇であると判別すると、ステップS3に進む。上記ステップS2の吹出温度dcの変化の判別は、一定期間毎に繰り返されるステップS1において入力された吹出温度dcの今回値と前回値とを比較することによって行う。すなわち、今回値と前回値との温度差(今回の吹出温度dc−前回の吹出温度dc)が正なら上昇、負なら下降、ゼロなら変化なしとするのである。
【0028】
次に、ステップS3で吹出温度dcが表1(図3参照)の上昇時のどの範囲に入るかを求める。上記表1は、実験等の結果に基づいて決定する。次に、ステップS4で角度調整部12により上下フラップ6,7の角度すなわち上フラップ6の翼面と下フラップ6の翼面との間の角度を求める。例えば、上記吹出温度dcがdc3以上でdc2未満のとき、角度△angle3となる。そして、ステップS5に進み、角度調整部12によりステップS4で求めた角度になるように、下フラップ7のスイングを調整した後、ステップS1に戻る。なお、表1と図3に示すように、吹出温度dcの上昇時と下降時では、上記吹出温度dcの範囲の角度を1つずらして、上昇から下降、下降から上昇への変化点でスイング動作が安定するようにヒステリシスを持たせている。
【表1】
一方、ステップS2で吹出温度dcの変化が下降であると判別すると、ステップS6に進み、ステップS6で吹出温度dcが表1(図3参照)の下降時のどの範囲に入るかを求める。次に、ステップS7で角度調整部12により上下フラップ6,7の角度すなわち上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度を求める。例えば、上記吹出温度dcがdc3以上でdc2未満のとき、角度△angle2となる。そして、ステップS8に進み、角度調整部12によりステップS7で求めた角度になるように、下フラップ7の角度を調整した後、ステップS1に戻る。
【0029】
また、ステップS2で吹出温度dcが変化なしと判別すると、ステップS1に戻る。
【0030】
こうして、表1および図3に示すように、吹出温度dcの上昇時と下降時で上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度を△angle1から△angle10まで変化させる。図4は上記角度△angle1〜△angle10毎の上フラップ6と下フラップ7との関係を示しており、角度△angle1〜△angle4は上下フラップ6,7の間隔を風下に向かって狭くした状態(以下、ビームという。)、角度△angle5は上下フラップ6,7が平行の状態、角度△angle6〜△angle10は上下フラップ6,7の間隔を風下に向かって広げた状態(以下、ワイドという。)にしている。なお、図4では、△angle5は平行であるため、その角度を示さず、△angle6は角度が小さいため、その角度を示していない。
【0031】
次に、図5(a)〜(c)に従って、上記角度調整部12により下フラップ7の角度を調整する動作について説明する。なお、説明を容易にするために、上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度をビーム,平行およびワイドの3通りとする。
【0032】
図5(a)はスイング時の上フラップ6の動作を示し、所定期間毎にスタートする第1タイマ13の計時に基づいて、上フラップ6を上死点minwから下死点maxwまでの移動範囲でスイングする。上記第1タイマ13の計時中、上フラップ用ステッピングモータ4は、ドライバ3からの第1駆動信号を受けて、上フラップ6を回転駆動する。そして、上記第1駆動信号は所定期間毎に上フラップ用ステッピングモータ4を反転させて、上フラップ6をスイングさせる。
【0033】
また、図5(b)はスイング時の下フラップ7の動作を示し、上記第1タイマ13と同時にスタートする第2タイマ14の計時に基づいて、上フラップ6の動きに合わせて、下フラップ7を上死点から下死点までの移動範囲でスイングする。上記下フラップ7の移動範囲は、ビームのとき、上死点minw1から下死点maxw1までとし、平行のとき、上死点minw2から下死点maxw2までとすると共に、ワイドのとき、上死点minw3から下死点maxw3までとする。
【0034】
まず、図5(c)に示すように、ワイド状態から平行状態にすると、上フラップ6が下死点maxwから上死点minwに向けてスイングを開始したとき(図5(b)のA点)、第2タイマ14がスタートして、下フラップ7を上死点minw2までスイングさせる。
【0035】
そして、上記上フラップ6が次の上死点minwから下死点maxwに向けてスイングを開始したとき、第2タイマ14がスタートして、下フラップ7を上死点minw2から下死点maxw2までスイングさせ、上死点minw2から下死点maxw2までの移動範囲を繰り返しスイングして、平行状態を保つ。
【0036】
次に、平行状態からビーム状態にすると、上フラップ6が下死点maxwから上死点minwに向けてスイングを開始したとき(図5(b)のB点)、第2タイマ14がスタートして、下フラップ7を上死点minw1までスイングさせる。
【0037】
そして、上記上フラップ6が次の上死点minwから下死点maxwに向けてスイングを開始したとき、第2タイマ14がスタートして、下フラップ7を上死点minw1から下死点maxw1までスイングさせ、上死点minw1から下死点maxw1までの移動範囲を繰り返しスイングして、ビーム状態を保つ。
【0038】
以下、同様にして、図5(b)のC点でビーム状態から平行状態にすると共に、図5(b)のD点で平行状態からワイド状態にする。さらに、図5(b)のE点でワイド状態からビーム状態にすると共に、図5(b)のF点でワイド状態からビーム状態にする。
【0039】
このように、暖房運転時に、上記温度センサ1により検出された吹出温度dcが低いとき、上フラップ6と下フラップ7との間隔を風下に向かって広くして、吹き出しの風速を遅くし、吹き出し空気の到達距離を小さくすることによって、居住空間まで冷風が到達しないので、居住者に冷風が当たることがなく、不快にならない。また、上記吹出温度dcが高いとき、上フラップ6と下フラップ7との間隔を風下に向かって狭くして、吹き出しの風速を速くし、吹き出し空気の到達距離を大きくすることによって、床まで温風が到達し、室内下側の居住空間を暖めることができる。したがって、暖房運転時の室内の快適性を向上することができる。
【0040】
また、上記吹出温度センサ1により吹出口から吹き出す空気の温度を検出するので、吹出温度の変化に正確に追随して、上記第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を調整することができる。
【0041】
また、上記制御装置2の角度調整部12は、第1,第2フラップ6,7がスイングしている最中に吹出温度dcが変化しても、直ちに追随して上記角度を調整して、吹き出しの風速を調整することができる。
【0042】
また、上記制御装置2の角度調整部12は、上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度を、上フラップ6または下フラップ7のスイングの上死点で調整するので、上記角度の調整を第1,第2フラップのスイング途中で行うよりも、スイングの上死点の折り返しで上下フラップ6,7の一方が停止状態のときに、他方をスイングさせて所望の上記角度に調整することによって、簡単な制御で上記角度の調整を行うことができる。
【0043】
また、上記制御装置2の角度調整部12により、吹出温度dcに基づいて、第2タイマ14の計数値を調整することによって、上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度を容易に調整することができる。
【0044】
上記実施の形態では、吹出温度dcを検出するために吹出温度センサ1を用いたが、吹出温度に相当する室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度センサを用いてもよい。この場合、吹出温度センサを別に用意することなく、室内熱交換器温度センサを兼用できるので、コストを低減することができる。
【0045】
また、上記実施の形態では、上フラップ6または下フラップ7のスイングの上死点で上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面の角度を調整したが、上死点に限らず、下死点で上記角度の調整を行ってもよいし、上死点と下死点の両方で上記角度の調整を行ってもよい。
【0046】
また、上記実施の形態では、吹出温度dcに基づいて上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面との間の角度△angle1〜△angle10を表1を用いて求めたが、上記吹出温度と角度の関係を数式で表し、その数式を用いて、吹出温度に基づいて第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を求めてもよい。
【0047】
また、上記実施の形態では、上記スイング制御部11が上下フラップ6,7のスイング動作の制御を行っている最中に、上フラップ6の翼面と下フラップ7の翼面の角度を調整したが、スイング制御手段が第1,第2フラップのスイング動作の制御を行っていない静止時に上記角度の調整を行ってもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項1の発明の空気調和機は、吹出口に所定の間隔をあけて上下に配置された第1フラップと第2フラップとを有する空気調和機において、スイング制御手段により第1駆動手段と第2駆動手段を制御することによって、第1フラップまたは第2フラップの一方を所定期間毎に反転するスイング動作をさせ、そのスイング動作に合わせて第1フラップまたは第2フラップの他方をスイング動作させ、暖房運転のスイング動作時、角度調整手段は、吹出口から吹き出す空気の吹出温度を基づいて、第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を調整するように第1フラップまたは上記第2フラップの他方の上死点から下死点までの移動範囲を調整するものである。
【0049】
したがって、請求項1の発明の空気調和機によれば、暖房運転時、上記温度センサにより検出された吹出温度が低いとき、第1フラップと第2フラップとの間隔を風下に向かって広くして、吹き出しの風速を遅くし、吹き出し空気の到達距離を小さくすることによって、居住空間まで冷風が到達しないので、居住者に冷風が当たらない。また、上記吹出温度が高いとき、第1フラップと第2フラップとの間隔を風下に向かって狭くして、吹き出しの風速を速くし、吹き出し空気の到達距離を大きくすることによって、床まで温風が到達し、室内下側の居住空間を暖めることができる。したがって、室内の快適性を向上することができる。また、上記スイング制御手段が第1フラップと第2フラップのスイング動作の制御を行っている最中に、上記角度調整手段は、第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を調整するので、第1 , 第2フラップがスイングしている最中に吹出温度が変化しても、直ちに追随して上記角度を調整して、吹き出しの風速を調整するので、快適性を損なわないようにできる。
【0050】
また、請求項2の発明の空気調和機は、請求項1の空気調和機において、吹出温度センサにより吹出口から吹き出す空気の吹出温度を検出するので、吹出温度の変化に正確に追随して、上記角度を調整することができる。
【0051】
また、請求項3の発明の空気調和機は、請求項1の空気調和機において、上記吹出温度として、室外熱交換器温度センサが検出した室外熱交換器の温度を用いるので、吹出温度を検出する温度センサを別に用意することなく、吹出温度に相当する室内熱交換器温度を検出する室内熱交換器温度センサを兼用でき、コストを低減することができる。
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
また、請求項4の発明の空気調和機は、請求項1乃至3のいずれか1つの空気調和機において、上記角度調整手段は、上記第1フラップのスイングの折り返し毎に、上記第1駆動手段が上記第1フラップを駆動する時間を計数する第1タイマと、上記第2フラップのスイングの折り返し毎に、上記第2駆動手段が上記第2フラップを駆動する時間を計数する第2タイマとを備えて、上記吹出温度に基づいて、上記第1,第2タイマの少なくとも一方の計数値を調整することによって、上記第1フラップの翼面と上記第2フラップの翼面との間の角度を調整するので、例えば、上記第1,第2駆動手段による第1,第2フラップの駆動速度を一定にし、第1,第2フラップのスイングの一方の折り返し点から他方の折り返し点までの移動時間に相当する計数値を第1,第2タイマに夫々設定するとき、第1タイマと第2タイマの少なくとも一方の計数値を他方よりも長くしたり短くしたりすることによって、第1フラップの翼面と第2フラップの翼面との間の角度を容易に調整することができる。
【0056】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の実施の形態の空気調和機の要部ブロック図である。
【図2】 図2は上記空気調和機の制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図3】 図3は上記制御装置の角度調整について説明するための図である。
【図4】 図4は上記空気調和機の上下フラップの間の角度を説明する図である。
【図5】 図5は上記上下フラップのスイング時の角度調整の動作を説明するタイミングチャートである。
【図6】 図6は上記上下フラップのスイング時の移動範囲を示す図である。
【符号の説明】
1…吹出温度センサ、2…制御装置、3…ドライバ、
4…上フラップ用ステッピングモータ、
5…下フラップ用ステッピングモータ、
6…上フラップ、7…下フラップ、
11…スイング制御部、12…角度調整部、
13…第1タイマ、14…第2タイマ。
Claims (4)
- 吹出口に所定の間隔をあけて上下に配置された第1フラップ(6)と第2フラップ(7)とを有する空気調和機において、
上記第1フラップ(6)を駆動する第1駆動手段(4)と、
上記第2フラップ(7)を駆動する第2駆動手段(5)と、
上記第1駆動手段 ( 4 ) と上記第2駆動手段 ( 5 ) を制御することによって、上記第1フラップ ( 6 ) または上記第2フラップ ( 7 ) の一方を所定期間毎に反転するスイング動作をさせ、そのスイング動作に合わせて上記第1フラップ ( 6 ) または上記第2フラップ ( 7 ) の他方をスイング動作させるスイング制御手段 ( 11 ) と、
暖房運転のスイング動作時、上記吹出口から吹き出す空気の吹出温度を基づいて、上記第1フラップ(6)の翼面と上記第2フラップ(7)の翼面との間の角度を調整するように、上記第1フラップ ( 6 ) または上記第2フラップ ( 7 ) の他方の上死点から下死点までの移動範囲を調整する角度調整手段(12)と
を備えたことを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
上記吹出温度として、吹出温度センサ(1)が検出した吹出温度を用いることを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
上記吹出温度として、室内熱交換器温度センサが検出した室内熱交換器の温度を用いることを特徴とする空気調和機。 - 請求項1乃至3のいずれか1つに記載の空気調和機において、
上記角度調整手段(12)は、
上記第1フラップ(6)のスイングの折り返し毎に、上記第1駆動手段(4)が上記第1フラップ(6)を駆動する時間を計数する第1タイマ(13)と、
上記第2フラップ(7)のスイングの折り返し毎に、上記第2駆動手段(5)が上記第2フラップ(7)を駆動する時間を計数する第2タイマ(14)とを備えて、
上記吹出温度に基づいて、上記第1,第2タイマ(13,14)の少なくとも一方の計数値を調整することによって、上記第1フラップ(6)の翼面と上記第2フラップ(7)の翼面との間の角度を調整することを特徴とする空気調和機。
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