JP4641249B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents
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Description
一般的に、上記吹出し口には長手方向に沿って上下に一対の水平ルーバが設けられ、これら水平ルーバの奥側に複数枚の縦ルーバが長手方向に所定間隔を存して並行に設けられる。上下部水平ルーバは互いに並行して同一方向に向けられ、縦ルーバはたとえば中間部から左右に二分される複数枚ずつのユニットになっている。
そこで本出願人は、[特許文献1]において、少なくとも2つの互いに異なる温度ゾーンを作れる空気調和装置を提供するに至った。すなわち、上下部水平ルーバをそれぞれ独立して風向調整ができ、縦ルーバの左右ユニットもそれぞれ独立して風向調整を可能とする制御手段を備えている。
しかしながら、このような2温度コントロールを可能とするのは冷房運転モードに限られ、他の運転モードでは上述の制御ができずに有効性が低い。上記室内熱交換器を二分割し、これらの間に開閉弁とキャピラリーチューブもしくはパルスモータを設けるとともに、複雑な制御手段が必要であり、コストに悪影響を及ぼす。そして、室内熱交換器を二分割している反面、室内空気を再熱除湿することの考えはない。
上記前面吸込み口に全面板体からなるフラットパネルを開閉自在に設け、前面吸込み口を開放した状態で室内機本体前面との間隙から室内空気を吸込ませ、
上記吹出し口に室内機本体の長手方向に沿って複数に分割した上部水平ルーバおよび上部水平ルーバの下部側に並行して下部水平ルーバを取付け、
フラットパネルを開放制御したうえで、一方の分割上部水平ルーバに対し、熱交換器と熱交換して吹出し口から吹出された熱交換空気をフラットパネルの下端部内面に衝突させ、さらにフラットパネル内面上部へ導いてから再び熱交換器下部に流通するよう、室内機本体内で熱交換空気をショートサーキット状態に循環制御し、他方の分割上部水平ルーバに対して吹出し口から吹出された熱交換空気を室内へ吹出す方向に向くよう制御する制御手段を具備した。
図1は空気調和機を構成する室内機の外観斜視図、図2は室内機の概略の縦断面図である。
図中1は、前面板1Aと後本体1Bとから構成される筐体からなる室内機本体である。この室内機本体1は、側面視で湾曲成される前面部を備え、上面部と下面部および左右両側部は、ほぼ平板状をなしている。
室内機本体1の上面部に上面吸込み口2が設けられ、前面部に前面吸込み口3が設けられる。そして、前面吸込み口3の下部側に沿って吹出し口4が設けられる。上面吸込み口2にはグリル5が嵌め込まれていて、常時、開口状態にある。前面吸込み口3にはフラットパネル6が開閉自在に取付けられる。
上記吹出し口4には、水平ルーバ7,8が上下に並行して取付けられている。図1にのみ示すように、上部水平ルーバ7は吹出し口4の長手方向(幅方向)の略中間部から左右に分割された別個のルーバA1,A2から構成される。室内機本体1に向って左側の上部水平ルーバを、「第1の上部水平ルーバA1」と呼び、右側の上部水平ルーバを、「第2の上部水平ルーバA2」と呼ぶ。
上部水平ルーバ7を構成する第1、第2の上部水平ルーバA1,A2および、下部水平ルーバ8は、それぞれ図示しない駆動源を備えた駆動機構に連結されている。各ルーバA1,A2,8の駆動源は上記制御部Sと電気的に接続され、それぞれ別個に回動制御されるようになっている。
なお、上記室内熱交換器9は、構造上は以上説明したように前側熱交換器部9Aと後側熱交換器部9Bとからなり略逆V字状に形成されるが、冷凍サイクル上は後述するように構成されている。
上記室内熱交換器9の前側熱交換器部9Aの前面側には、電気集塵機11が取付けられている。この電気集塵機11は、上記制御部Sと電気的に接続され、本来の集塵動作をなすとともにオゾン発生装置として動作させることも可能である。
上記前側熱交換器部9Aの下端部は前ドレンパン13a上に載り、後側熱交換器部9Bの下端部は後本体1Bと一体に形成される後ドレンパン13b上に載って、それぞれの熱交換器部9A,9Bから滴下するドレン水を受け、図示しない排水ホースを介して外部に排水できるようになっている。
前後ドレンパン13a,13bと近接した位置には、室内送風機12のファンに対するノーズを構成し、かつ吹出し口4に亘って隔壁部材14が設けられる。この隔壁部材14と上記後本体1Bとで囲まれる空間が、ノーズと吹出し口4とを連通する送風路15の一部となる。
上記縦ルーバユニットも吹出し口4の長手方向の中間部を境にして、左右に2セット備えられている。それぞれ複数の縦ルーバが互いに並行して設けられていて、駆動源を備えた駆動機構に連結される。それぞれの駆動機構により各縦ルーバユニットのルーバは一斉に同一方向に向く。
一方、上面吸込み口2および前面吸込み口3と、前側熱交換器部9Aおよび後側熱交換器部9Bとの間にフィルタ17が取付けられる。このフィルタ17は、上記フラットパネル6を開放した状態で、吹出し口4の上端部からフラットパネル6の内面側に沿って挿着され、必要に応じて同部位から取外し自在である。
上記制御部Sはフラットパネル6に設けられるリンク式の開閉機構Kを制御して、図2に示すように、前面吸込み口3を閉成するとともに、パネル下端部6aが吹出し口4の上部を覆うよう上部水平ルーバ7の前面に対する位置に変位させる。このフラットパネル6の位置姿勢を、「全閉モード」と呼ぶ。
また、上記制御部Sは開閉機構Kを制御して、図1に示すように、フラットパネル6を前方でかつ上方へ移動して前面吸込み口3を大きく開放し、パネル上端6bを前面吸込み口3上端より高い位置とするとともに、パネル下端部6aを吹出し口4の上端よりも高い位置に変位させる。このフラットパネル6の位置姿勢を、「全開モード」と呼ぶ。
さらに、後述する作用時(図4および図5に示す)に、制御部Sは開閉機構Kを制御して、フラットパネル6を前面吸込み口3に対する閉成位置からわずかに前方へ離間させ、前面吸込み口3を小さく開放し、かつフラットパネル6全体を斜め姿勢となす。このフラットパネル6の位置姿勢を、「半開モード」と呼ぶ。
図3は空気調和機の冷凍サイクル構成図である。
室外機本体20内には、圧縮機21と、四方切換え弁22と、室外熱交換器23と、減圧装置である電子膨張弁24が収容配置され、室内機本体1内の室内熱交換器9とともに、冷媒管Pを介してヒートポンプ式の冷凍サイクル回路Rを構成するよう連通される。
上記室外熱交換器23に対向して室外送風機25が配置されていて、この室外送風機25と、上記圧縮機21、四方切換え弁22および電子膨張弁24は、上記制御部Sと電気的に接続され必要な制御信号を受けるようになっている。
そして、室内熱交換器9を構成する冷媒導通路の中間部に、除湿用絞り機構である除湿弁10が設けられている。換言すれば、室内熱交換器9は上記除湿弁10を介して2つの冷媒導通路を備えることになり、その一方を「第1の熱交換器部U」と呼び、他方を「第2の熱交換器部D」と呼ぶ。
このようにして構成される空気調和機であって、再び図2に示すように、運転停止時はフラットパネル6が全閉モード位置にあり、前面吸込み口3を閉成する。フラットパネル下部6aは上部水平ルーバ7の略前面にあって、下部水平ルーバ8とともに吹出し口4を閉成し、上部水平ルーバ7表面に対する塵埃の付着を防止する。
同時に、第1、第2の上部水平ルーバA1,A2と下部水平ルーバ8の駆動機構を駆動する。フラットパネル6は全開モードの姿勢に制御して前面吸込み口3を完全開放する。図とは相違するが、第1、第2の上部水平ルーバA1,A2および下部水平ルーバ8を略水平姿勢にして、吹出し口4を完全開放する。
暖房運転が設定された場合は、四方切換え弁22が切換る以外、除湿弁10をはじめとする各構成部品は、基本的には冷房運転時と同様に制御される。室内熱交換器9で冷媒が凝縮して、ここを流通する室内空気が凝縮熱を吸収し、暖気に変って室内へ吹出され暖房作用を得られる。
図4(A)(B)は、冷房運転時もしくは暖房運転時における送風方向の制御状態を説明する図である。なお説明すると、図4(A)は第1の上部水平ルーバA1部位を断面にした図であり、図4(B)は第2の上部水平ルーバA2部位を断面にした図である。
上記制御部Sは、図4(A)に示すように第1の上部水平ルーバA1の駆動機構を制御して、このルーバA1を略水平方向に向ける。図に実線矢印で示すように、前面吸込み口3と上面吸込み口2から室内機本体1内に吸込まれる室内空気は、室内熱交換器9を流通して熱交換する。
そして、フラットパネル6の傾斜姿勢にともなって上部へ向って流れ、前面吸込み口3と対向したところで、この前面吸込み口3から再び室内機本体1内に吸込まれる。熱交換空気は前側熱交換器部9Aの下半分を構成する第2の熱交換器部Dを再び流通するが、このとき既に熱交換しているので、再度の熱交換はほとんどない。
ただし、下部水平ルーバ8は斜め下方に傾斜するように姿勢が制御されていて、熱交換空気は第1の上部水平ルーバA1下面と下部水平ルーバ8上面との間および、下部水平ルーバ8下面と吹出し口4下面との間から室内へ吹出される。その結果、吹出し口4の向って左半分において室内へ吹出される熱交換空気の風量が制限される。
なお説明すると、フラットパネル6は半開モードとなっているが、第2の上部水平ルーバA2上面と吹出し口4上面との間に導かれる熱交換空気は、そのまま室内へ吹出される。さらに、第2の上部水平ルーバA2下面と下部水平ルーバ8上面との間と、下部水平ルーバ8下面と吹出し口4下面との間に導かれる熱交換空気も室内へ吹出される。
しかしながら、吹出し口4の向って左半分においてはショートサーキットさせた分だけ、向って右半分よりも吹出し風量が少なくなる。そのため、吹出し口4から吹出される熱交換空気の熱量が左右部分で異なり、熱交換空気の到達距離が左右で相違して、吹出方向にある居住空間部分の空調温度を左右で異ならせることができる。
しかも、少なくとも上部水平ルーバ7を左右に分割して、それぞれの分割上部水平ルーバA1,A2を独立して回動制御することと、ここではフラットパネル6の姿勢位置の設定との組合せによって上記条件を得られる。比較的簡素な構成ですみ、コストに与える影響を抑制できる。
図5(A)(B)は除湿運転時の送風方向制御の状態を説明する図である。ここでも、図5(A)は第1の上部水平ルーバA1部分を断面にした図であり、図5(B)は第2の上部水平ルーバA2部分を断面にした図である。
このとき上記制御部Sは、先に図2で示したように、四方切換え弁22を冷房運転モードと同方向に切換えるとともに、電子膨張弁24を全開とする。その一方で、除湿弁10を絞り制御したうえで、圧縮機21と室内送風機12の運転を開始し、室外送風機25は停止する。
具体的には、はじめに後側熱交換器部9Bと前側熱交換器部9Aの上半分からなる第1の熱交換器部Uに導かれて、冷媒ガスが凝縮される。すなわち、ハッチングで示す第1の熱交換器部Uは再熱器として機能する。
全ての冷媒ガスが第1の熱交換器部Uで凝縮され液冷媒となったあと、液冷媒は除湿弁10に導かれて減圧膨張し、さらに前側熱交換器部9Aの下半分から構成される第2の熱交換器部Dに導かれ蒸発する。したがって、交差ハッチングで示す第2の熱交換器部Dは蒸発器(除湿部)として機能する。
具体的には、図5(A)に示すように、上記吹出し口4の向って左半分において、第1の上部水平ルーバA1を略水平姿勢に保持する。室内空気の一部は、第2の熱交換器部Dを流通して冷気となり、第1の上部水平ルーバA1上面と吹出し口4上面との間から吹出される。
これに対して、第1の熱交換器部Uで熱交換して得られた暖気は、送風路15を介して第1の上部水平ルーバA1下面と下部水平ルーバ8上面との間から室内へ吹出されるとともに、下部水平ルーバ8下面と吹出し口4下面との間から室内へ吹出される。そのため、吹出し口4の向って左半分からは、ショートサーキット状態で循環する冷気の分だけ風量が制限され、暖かい状態に再熱除湿された熱交換空気が吹出される。
また、室内空気は第1の熱交換器部Uに導かれ、熱交換して暖気に変る。この暖気は、図中一点鎖線矢印に示すように、第1の上部水平ルーバA1下面と下部水平ルーバ8の上面との間から吹出されるとともに、下部水平ルーバ8の下面と吹出し口4下面との間から室内へ吹出される。
したがって、吹出し口4の右半分においては、室内熱交換器9の第2の熱交換器部Dと熱交換して得られた冷気と、第1の熱交換器部Uと熱交換して得られた暖気とが混合した状態で室内へ吹出される。
ここでも、室内機本体1の吹出し口4から室内へ吹出される際の熱交換空気温度は、室内熱交換器9との熱交換温度に依存することには変りがないから、吹出し口4の左半分において冷気をショートサーキット状態とさせた分だけ、吹出し口4の右半分よりも吹出し風量が少なくなる。
このような設定条件は、少なくとも上部水平ルーバ7を左右に分割し、それぞれの分割した上部水平ルーバA1,A2を独立して回動制御し、かつフラットパネル6に対する姿勢位置の設定との組合せによって得られることとなり、比較的簡素な構成ですみコストに与える影響を抑制できる。
このときの下部水平ルーバB1,BB2の分割位置は、上部水平ルーバA1,A2と同一に揃える必要があるが、必ずしも上下の分割水平ルーバA1−B1,A2−B2を同一の回動姿勢に保持することはなく、必要に応じて互いに角度を異ならせ、きめの細かい制御をなすようにするとよい。
また、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。
Claims (4)
- 少なくとも前面に吸込み口を備えるとともに、この吸込み口の下部側に吹出し口を備えた室内機本体と、
この室内機本体内に収容され、上記前面吸込み口に対向して配置される熱交換器と、
上記前面吸込み口から室内空気を吸込んで上記熱交換器に導き、熱交換させたあと上記吹出し口を介して室内へ送風する送風機とを具備する空気調和機の室内機において、
上記前面吸込み口に開閉自在に設けられ、前面吸込み口を開放した状態で、上記室内機本体前面との間隙から室内空気を吸込ませる全面板体からなるフラットパネルと、
上記吹出し口に取付けられ上記室内機本体の長手方向に沿って複数に分割される上部水平ルーバおよび、これら上部水平ルーバの下部側に並行して取付けられる下部水平ルーバと、
上記フラットパネルを開放制御したうえで、上記一方の分割上部水平ルーバに対し、上記熱交換器と熱交換して上記吹出し口から吹出された熱交換空気をフラットパネルの下端部内面に衝突させ、さらにフラットパネル内面上部へ導いてから再び熱交換器下部に流通するよう、室内機本体内で熱交換空気をショートサーキット状態に循環制御するとともに、他方の分割上部水平ルーバに対して、吹出し口から吹出された熱交換空気を室内へ吹出す方向に向くよう制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする空気調和機の室内機。 - 上記熱交換器は、除湿運転時に再熱器となる第1の熱交換器部および蒸発器となる第2の熱交換器部と、これら第1の熱交換器部と第2の熱交換器部とを連通する冷媒管に設けられる除湿用絞り機構とから構成され、
上記第1の熱交換器部を、上記第2の熱交換器部の上部側に備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和機の室内機。 - 上記制御手段は、
冷房運転もしくは暖房運転が選択されたとき、上記フラットパネルを開放制御したうえで、上記第1の分割上部水平ルーバを制御することで、第1の分割上部水平ルーバの吹出し方向と第2の分割水平ルーバの吹出し方向にある居住空間部分の空調温度を異ならせ、
除湿運転が選択されたとき、上記フラットパネルを開放制御したうえで、上記第1の分割上部水平ルーバを制御することで、第1の分割上部水平ルーバの吹出し方向にある居住空間部分を比較的高い温度で除湿し、第2の分割水平ルーバの吹出し方向にある居住空間部分を比較的低い温度で除湿する
ことを特徴とする請求項2記載の空気調和機の室内機。 - 上記下部水平ルーバは、室内機本体の長手方向に沿って複数に分割され、
上記制御手段は、上記分割した下部水平ルーバを、それぞれ独立して制御することを特徴とする請求項1記載の空気調和機の室内機。
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