JP4227161B2 - 空気調和機 - Google Patents

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Description

この発明は、空気調和機に関する。
従来、空気調和機としては、吹出口が二方向ある床置き室内機を有するものがある(例えば、特許２９５３４５５号(特許文献１)参照)。
上記空気調和機では、冷房運転や暖房運転において送風状態を継続しながら、吹出口を一方向か二方向のいずれか一方に切り替えるとき、吹出口が完全に閉状態になる直前、または、逆に閉状態から開き始めた直後、その開口部面積が小さいため、笛を吹くような風切音が発生するという問題がある。
また、風の流れのなかで吹出口のシャッターを駆動させることになるため、シャッター駆動用のモータの負荷が大きくなり、それに応じたトルクの大きな駆動モータが必要になるという問題がある。
特許２９５３４５５号
そこで、この発明の課題は、シャッター開閉時の風切音を低減できる空気調和機を提供することにある。
また、この発明のもう１つ課題は、シャッター開閉時のシャッター駆動用のモータのトルクを小さくでき、コストを低減できる空気調和機を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の空気調和機は、
前面側から吸い込んだ空気を軸に対して半径方向外向に吹き出す送風用のターボファンと、
上記ターボファンからの空気調和用の空気を吹き出す複数の吹出口と、
上記複数の吹出口の少なくとも１つを開閉するためのシャッターと、
上記シャッターを駆動するシャッター駆動部と、
上記ターボファンの回転数を制御するファン制御部と、
上記シャッター駆動部を制御するシャッター制御部と
を備え、
運転中に上記シャッター制御部により上記シャッターを開閉するとき、上記ターボファンの回転数が所定回転数以上であるときは、上記シャッターの全閉位置から全開位置までの開閉区間のうちの上記全閉位置側の第１区間では高速で開閉動作を行い、上記開閉区間のうちの残りの上記全開位置側の第２区間では低速で開閉動作を行うように、上記シャッター制御部により上記シャッター駆動部を制御する一方、
運転中に上記シャッター制御部により上記シャッターを開閉するとき、上記ターボファンの回転数が所定回転数未満であるときは、上記開閉区間の全範囲において一定速度で開閉動作を行うように、上記シャッター制御部により上記シャッター駆動部を制御することを特徴とする。
上記構成の空気調和機によれば、運転中にシャッター制御部によりシャッターを開閉するとき、ターボファンの回転数が所定回転数以上であるときは、シャッターの全閉位置から全開位置までの開閉区間のうちの上記全閉位置側の第１区間では高速で開閉動作を行い、上記開閉区間のうちの残りの上記全開位置側の第２区間では低速で開閉動作を行うように、シャッター制御部によりシャッター駆動部を制御する。一方、運転中にシャッター制御部によりシャッターを開閉するとき、ターボファンの回転数が所定回転数未満であるときは、開閉区間の全範囲において一定速度で開閉動作を行うように、シャッター制御部によりシャッター駆動部を制御する。これにより、吹出口の開口面積が小さい第１区間では、吹き出しの風速が大きいときにシャッターを高速で動作させて速やかに開閉するので、シャッター開閉時の風切音を低減できる。
また、一実施形態の空気調和機では、運転中に上記シャッターを開閉するとき、上記ターボファンの回転数を現在回転数よりも低くなるように、上記ファン制御部により上記ターボファンの回転数を制御する。
上記実施形態によれば、運転中にシャッターを開閉するとき、ファン制御部によりターボファンの回転数を制御して、ターボファンの回転数を現在回転数よりも低くすることによって、シャッター開閉時のシャッター駆動用のモータのトルクを小さくでき、コストを低減できる。
以上より明らかなように、この発明の空気調和機によれば、シャッター開閉時の風切音を低減することができる。
また、一実施形態の空気調和機によれば、運転中にシャッターを開閉するとき、ファン制御部によりターボファンの回転数を制御して、ターボファンの回転数を現在回転数よりも低くすることによって、シャッター開閉時のシャッター駆動用のモータのトルクを小さくでき、コストを低減することができる。
また、ターボファンの回転数を下げると、風切音自体も小さくなり、シャッター開閉時の音も目立たなくなる。
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。
図１はこの発明の実施の一形態の空気調和機の冷媒回路の回路図を示している。この空気調和機は、図１に示すように、圧縮機１と、上記圧縮機１の吐出側が一端に接続された四路弁２と、上記四路弁２の他端に一端が接続された室外熱交換器３と、上記室外熱交換器３の他端に一端が接続された電動膨張弁４と、上記電動膨張弁４の他端に閉鎖弁１２を介して一端が接続された室内熱交換器５と、上記室内熱交換器５の他端に閉鎖弁１３,四路弁２を介して一端が接続され、他端が圧縮機１の吸入側に接続されたアキュムレータ６とを備えている。上記圧縮機１,四路弁２,室外熱交換器３,電動膨張弁４, 室内熱交換器５およびアキュムレータ６で冷媒回路を構成している。
また、この空気調和機は、室外熱交換器３近傍に配置された室外ファン７と、室内熱交換器５近傍に配置された室内ファン８と、シャッター３０(図３に示す)を駆動するシャッター駆動部３１と、上記圧縮機１,電動膨張弁４,室外ファン７,室内ファン８,シャッター駆動部３１等を制御する制御装置１１を備えている。
上記制御装置１１は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなり、室内ファン８の回転数を制御するファン制御部１１aと、シャッター駆動部３１を制御するシャッター制御部１１bとを有する。
上記圧縮機１,四路弁２,室外熱交換器３,電動膨張弁４,アキュムレータ６,室外ファン７および制御装置１１で室外機１０を構成し、室内熱交換器５,室内ファン８およびシャッター駆動部３１で室内機２０を構成している。
上記構成の空気調和機において、暖房運転時、四路切換弁２を実線の切換え位置に切り換えて、圧縮機１を起動すると、圧縮機１から吐出された高圧冷媒が四路切換弁２を通って室内熱交換器５に入る。そして、上記室内熱交換器５で凝縮した冷媒は、電動膨張弁４で減圧された後に室外熱交換器３に入る。上記室外熱交換器３で蒸発した冷媒が四路切換弁２およびアキュームレータ６を介して圧縮機１の吸入側に戻る。こうして、上記圧縮機１,室内熱交換器５,電動膨張弁４,室外熱交換器３およびアキュームレータ６で構成された冷媒回路を冷媒が循環して、冷凍サイクルを実行する。そして、室内ファン８により室内熱交換器５を介して室内空気を循環させることにより室内を暖房する。
これに対して、冷房運転時は、四路切換弁２を点線の切換え位置に切り換えて、圧縮機１,室外熱交換器３,電動膨張弁４,室内熱交換器５およびアキュームレータ６の順に冷媒が循環する冷凍サイクルを実行する。
図２は上記空気調和機の室内機２０の斜視図を示している。この室内機２０は、図２に示すように、室内の壁面に後面側が取り付けられる略長方形状の底フレーム２１と、上記底フレーム２１の前面側に取り付けられ、前面に略長方形状の開口部２２c（図３に示す）を有する前面グリル２２と、前面グリル２２の開口部２２c（図３に示す）を覆うように取り付けられた前面パネル２３とを備えている。
上記前面グリル２２の上部に上側吹出口２２aを設けると共に、前面グリル２２の下部に下側吹出口２２bを設けている。上記前面グリル２２の上側吹出口２２aにフラップ２４を設けている。このフラップ２４は、冷房運転および暖房運転時に回動して、上側吹出口２２aから冷風,温風を前方かつ斜め上方に吹き出すようにし、停止時は、図２に示すように、上側吹出口２２aを覆う。
また、上記前面パネル２３の上側に上側吸込口２３aを設け、前面パネル２３の下側に下側吸込口２３bを設け、さらに前面パネル２３の左右の側面に側方吸込口２３c(図２では右側のみを示す)を設けている。
また、図３は上記空気調和機の室内機２０の断面図を示しており、図３に示すように、底フレーム２１の略中央にモータ２６を固定している。このモータ２６の軸が接続された室内ファン８を、軸が前後方向になるように底フレーム２１に配置している。上記室内ファン８は、前面側から吸い込んだ空気を軸に対して半径方向外向に吹き出すターボファンである。また、上記底フレーム２１に室内ファン８の前面側にベルマウス２７を設けている。そして、上記ベルマウス２７の前面側に室内熱交換器５を配置し、その室内熱交換器５の前面側に前面グリル２２を取り付け、その前面グリル２２の前面側に前面パネル２３を取り付けている。上記前面グリル２２の開口部２２cにフィルタ２５を取り付けている。また、上記ベルマウス２７の下部かつ室内熱交換器５の下側には、ドレンパン２８を配置している。
また、前面グリル２２の下側の吹き出し通路内に下側吹出口２２bを開閉するシャッター３０を配置している。このシャッター３０は、底フレーム２１側に設けられた軸３０aを中心にシャッター駆動部３１(図１に示す)により回動し、一点鎖線で示すＡが全開状態であり、Ｂが全閉状態である。
図４は上記空気調和機のシャッター動作を説明する模式図である。図４(A)は室内ファン８が高速回転のときのシャッター３０の開閉動作を示し、図４(B)は室内ファン８が低速回転のときのシャッター３０の開閉動作を示している。
図４(A)では、室内ファン８が高速回転のとき、シャッター３０の全閉位置から全開位置までの開閉区間のうちの全閉位置側の第１区間(Ａ１)では高速で開閉動作を行い、残りの全開位置側の第２区間(Ａ２)では低速で開閉動作を行う。
また、図４(B)では、室内ファン８が低速回転のとき、シャッター３０の全閉位置から全開位置までの開閉区間(Ａ３)で低速(または高速)で開閉動作を行う。
次に、図５のフローチャートに従って、上記空気調和機の制御装置１１の暖房運転中のシャッター３０の開閉制御の動作を説明する。なお、図５では、開動作または閉動作のいずれにも対応している。
まず、暖房運転の処理がスタートすると、ステップＳ１で室内ファン８が低速か否かを判別する。すなわち、室内ファン８の回転数が所定回転数以下であるか否かを判別するのである。
このステップＳ１で室内ファン８が低速であると判別すると、ステップＳ２に進み、シャッター３０を低速移動させる。
次に、ステップＳ３に進み、シャッター３０の移動が完了したか否かを判別して、シャッター３０の移動が完了していないときは、ステップＳ１に戻る一方、シャッター３０の移動が完了したときは、この処理を終了する。
一方、ステップＳ１で室内ファン８が低速でない判別すると、すなわち、室内ファン８の回転数が所定回転数以上であると判別すると、ステップＳ４に進む。
次に、ステップＳ４でシャッター３０が高速移動範囲Ａ１(図４(A)に示す)であるか否かを判別する。このステップＳ４でシャッター３０が高速移動範囲Ａ１であると判別すると、ステップＳ５に進む一方、シャッター３０が高速移動範囲Ａ１でないと判別すると、ステップＳ２に進む。
そして、ステップＳ５でシャッター３０を高速移動させて、ステップＳ６に進む。
次に、ステップＳ６でシャッター３０の移動が完了したか否かを判別して、シャッター３０の移動が完了していないときは、ステップＳ１に戻る一方、シャッター３０の移動が完了したときは、この処理を終了する。
このように、上記空気調和機では、運転中にシャッター制御部１１bによりシャッター３０を開閉するとき、室内ファン８の回転数が所定回転数以上であるときは、シャッター３０の全閉位置から全開位置までの開閉区間のうちの全閉位置側の第１区間(Ａ１)では高速で開閉動作を行い、残りの全開位置側の第２区間(Ａ２)では低速で開閉動作を行うように、シャッター制御部１１bによりシャッター駆動部３１を制御する。一方、運転中にシャッター制御部１１bによりシャッター３０を開閉するとき、室内ファン８の回転数が所定回転数未満であるときは、低速で開閉動作を行うように、シャッター制御部１１bによりシャッター駆動部３１を制御する。
なお、室内ファン８の回転数が所定回転数未満であるとき、吹き出しの風速が小さいので、高速でシャッター３０を開閉してもよい。
これによって、シャッター３０の開閉時の風切音を低減することができる。
また、運転中にシャッター３０を開閉するとき、室内ファン８の回転数を現在回転数よりも低くなるように、ファン制御部１１aにより室内ファン８の回転数を制御することによって、シャッター３０の開閉時のシャッター駆動用のモータ２６のトルクを小さくでき、コストを低減することができる。
この場合の制御装置１１の運転中のシャッター３０の開閉制御の動作を図６のフローチャートに従って説明する。
まず、暖房運転の処理がスタートすると、室内ファン８の回転数を現在回転数から所定回転数まで下げる。
次に、ステップＳ１２で室内ファン８が低速か否かを判別して、室内ファン８が低速であると判別すると、ステップＳ１３に進み、シャッター３０を低速移動させる。
次に、ステップＳ１４に進み、シャッター３０の移動が完了したか否かを判別して、シャッター３０の移動が完了していないときは、ステップＳ１２に戻る一方、シャッター３０の移動が完了したときは、ステップＳ１５に進む。
一方、ステップＳ１２で室内ファン８が低速でない判別すると、ステップＳ１６に進み、シャッター３０が高速移動範囲Ａ１(図４(A)に示す)であるか否かを判別する。このステップＳ１６でシャッター３０が高速移動範囲Ａ１であると判別すると、ステップＳ１７に進む一方、シャッター３０が高速移動範囲Ａ１でないと判別すると、ステップＳ１３に進む。
そして、ステップＳ１７でシャッター３０を高速移動させて、ステップＳ１８に進む。
次に、ステップＳ１８でシャッター３０の移動が完了したか否かを判別して、シャッター３０の移動が完了していないときは、ステップＳ１２に戻る一方、シャッター３０の移動が完了したときは、ステップＳ１５に進む。
そして、ステップＳ１５で室内ファン８の回転数を元に戻した後、この処理を終了する。
上記実施の形態では、床置き型の空気調和機について説明したが、この発明の空気調和機はこれに限らず、少なくとも暖房運転を行うための冷媒回路を備え、複数の吹出口を有する空気調和機であればよい。
また、上記実施の形態では、室外機と室内機を備えたセパレートタイプの空気調和機について説明したが、他の構成の空気調和機にこの発明を適用してもよい。
図１はこの発明の実施の一形態の空気調和機の冷媒回路の回路図である。 図２は上記空気調和機の室内機の斜視図である。 図３は上記空気調和機の室内機の断面図である。 図４は上記空気調和機のシャッター動作を説明する模式図である。 図５は上記空気調和機の制御装置の暖房運転中のシャッターの開閉制御の動作を説明する。フローチャートである。 図６は上記空気調和機の制御装置の暖房運転中のシャッターの開閉制御の動作を説明する。フローチャートである。
符号の説明
１…圧縮機
２…四路弁
３…室外熱交換器
４…電動膨張弁
５…室内熱交換器
６…アキュムレータ
７…室外ファン
８…室内ファン
１０…室外機
１１…制御装置
１１a…ファン制御部
１１b…シャッター制御部
１２,１３…閉鎖弁
２０…室内機
２１…底フレーム
２２…前面グリル
２２a…上側吹出口
２２b…下側吹出口
２２c…開口部
２３…前面パネル
２３a…上側吸込口
２３b…下側吸込口
２３c…側方吸込口
２４…フラップ
２５…フィルタ
２６…モータ
２７…ベルマウス
３０…シャッター
３１…シャッター駆動部

Claims (2)

  1. 前面側から吸い込んだ空気を軸に対して半径方向外向に吹き出す送風用のターボファン(８)と、
    上記ターボファン(８)からの空気調和用の空気を吹き出す複数の吹出口(２２a,２２b)と、
    上記複数の吹出口(２２a,２２b)の少なくとも１つを開閉するためのシャッター(３０)と、
    上記シャッター(３０)を駆動するシャッター駆動部(３１)と、
    上記ターボファン(８)の回転数を制御するファン制御部(１１a)と、
    上記シャッター駆動部(３１)を制御するシャッター制御部(１１b)と
    を備え、
    運転中に上記シャッター制御部(１１b)により上記シャッター(３０)を開閉するとき、上記ターボファン(８)の回転数が所定回転数以上であるときは、上記シャッター(３０)の全閉位置から全開位置までの開閉区間のうちの上記全閉位置側の第１区間では高速で開閉動作を行い、上記開閉区間のうちの残りの上記全開位置側の第２区間では低速で開閉動作を行うように、上記シャッター制御部(１１b)により上記シャッター駆動部(３１)を制御する一方、
    運転中に上記シャッター制御部(１１b)により上記シャッター(３０)を開閉するとき、上記ターボファン(８)の回転数が所定回転数未満であるときは、上記開閉区間の全範囲において一定速度で開閉動作を行うように、上記シャッター制御部(１１b)により上記シャッター駆動部(３１)を制御することを特徴とする空気調和機。
  2. 請求項１に記載の空気調和機において、
    運転中に上記シャッター(３０)を開閉するとき、上記ターボファン(８)の回転数を現在回転数よりも低くなるように、上記ファン制御部(１１a)により上記ターボファン(８)の回転数を制御することを特徴とする空気調和機。
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