JP4943496B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

この発明は、水平方向に約３６０゜回転可能な可動式の輻射センサーを用いて、ほぼ部屋全体の床温度を検知して空調制御を可能にした空気調和機と、可動式輻射温度検知装置に関するものである。
尚、空気調和機として、天井埋込カセット形空気調和機を用いて説明するが、その他の天井埋込形（ダクト式）、天吊り形等にも本発明は適用可能である。

従来の天井埋込カセット形空気調和機は、室内機の吸込み口に設置されている温度センサーで検知した温度を部屋の温度として、圧縮機の運転周波数、室内機送風機の風量等を制御している。しかし、このような制御では、部屋の大きさ、在室人数、日射等の影響により、居住空間と温度センサーが設けられる天井付近の温度差が大きくなり、居住空間の実際の温度は、設定温度とはかなり異なる温度になる場合がある。省エネ管理が厳しく設定温度が変えられない場合は、冷えない／暖まらないなどの課題がある。

そこで、多方向（例えば、２、３あるいは４方向）吹出タイプの空気調和機において、吹出方向に対応する多方向の領域における上下温度分布を赤外線センサー等を用いて検知し、その検知情報に基づいて吹出空気流を制御するようにして、室内温度の均一な快適制御を可能にする空気調和機の吹出空気制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−２６０５４６号公報 特開２００５−０１６８８５号公報 特開平０６−１０５２３６号公報 特開平０８−２７１６４５号公報

しかしながら、上記従来の空気調和機の吹出空気制御装置では、部屋の上下の温度差はある程度改善されるものの、床付近の平面温度差は改善できないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、部屋の上下温度差、及び床付近の平面温度差を共に改善できる空気調和機、及び部屋の広範囲の床温度を測定できる可動式輻射温度検知装置を提供することを目的とする。

この発明に係る空気調和機は、
天井等の高所に据え付けられ部屋の空調を行う室内機と、
この室内機に設けられ、床等の物体が輻射する赤外線を検知して空調を制御する床等の物体の温度を検出する輻射温度検知手段と、
回転軸を有し、前記輻射温度検知手段の回転の駆動源となるモータと、
前記モータを固定するモータ固定部材と、
前記輻射温度検知手段を固定する輻射温度検知手段固定部材と、
傾斜面と心棒とを有するコマ形状の筐体であって、前記心棒が前記モータの回転軸に接続され、前記輻射温度検知手段が前記モータの回転軸に対して所定角度傾けられて固定されるように前記輻射温度検知手段固定部材を前記傾斜面の心棒側に固定し、前記モータの回転に伴いその回転方向に回転するコマ形状の筐体と、
前記コマ形状の筐体の傾斜面に設けられ、前記輻射温度検知手段に対向する部位に位置する覗き窓と、を備え、
前記室内機は、その下面に当接結合されて空気の吸込み口と吹出し口を有したパネルを有し、前記パネルに前記モータ固定部材を取り付けることで前記コマ形状の筐体が部屋の室内側に突出するように収納され、前記モータの回転により前記コマ形状の筐体が約３６０°の範囲で回転して前記輻射温度検知手段が床等の物体の温度を検出するようにしたことを特徴とする。

この発明に係る空気調和機は、上記構成により、部屋の上下温度差、及び床付近の平面温度差を共に改善でき、冷えない・暖まらないという快適性に関わる使用者の不満を解消することができる。

実施の形態１を示す図で、天井埋込カセット形空気調和機の室内機３０の下方から見た斜視図である。 実施の形態１を示す図で、天井埋込カセット形空気調和機の室内機３０の縦断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。 実施の形態１を示す図で、可動式輻射温度検知装置の詳細図である。 実施の形態１を示す図で、可動式輻射温度検知装置の部品分解斜視図である。 実施の形態１を示す図で、輻射センサー９回りの部品分解斜視図である。 実施の形態１を示す図で、別の角度から見た輻射センサー９回りの部品分解斜視図である。 実施の形態１を示す図で、輻射センサー９を回転させて測定する部屋の検知範囲を示す図である。

実施の形態１．
図１乃至５は実施の形態１を示す図で、図１は天井埋込カセット形空気調和機の室内機３０の下方から見た斜視図、図２は天井埋込カセット形空気調和機の室内機３０の縦断面図（図１のＡ−Ａ断面図）、図３は可動式輻射温度検知装置の詳細図、図４は可動式輻射温度検知装置の部品分解斜視図、図５は輻射センサー９回りの部品分解斜視図、図６は別の角度から見た輻射センサー９回りの部品分解斜視図、図７は輻射センサー９を回転させて測定する部屋の検知範囲を示す図である。

図１に示すように、天井埋込カセット形空気調和機の室内機３０は、外箱１の下面にパネル１０が当接結合されている。パネル１０は、中央部に位置する空気の吸込み口３１と、この吸込み口３１を囲むように４個の吹出し口３２とを備えている。吹出し口３２は、ここでは４方向であるが、多方向（例えば、２、３・・・方向）の吹出タイプでもよい。パネル１０の四隅には、コーナーパネル１１がパネル１０にはめ込み（上下方向と水平方向）とネジにより着脱自在に取り付けられている。

また、吸込みと吹出しの空気の抵抗にならないコーナーパネル１１に、床等の物体が輻射する赤外線を検知して物体の温度を検出する輻射センサー９（輻射温度検知手段の一例）が設置されている。

図２により、天井埋込カセット形空気調和機の室内機３０の全体構成を簡単に説明する。室内機３０は、断熱材４が内面に施された外箱１の開放された一面を塞ぐように、パネル１０が当接結合され、図示しない固定ボルトにより据付金具８を介して天壁に固定される。外箱１の内部中央付近に、ファン２ｂをファンモータ２ａで駆動する室内送風機２を備えている。室内送風機２が吸込み口３１のグリル１３、フィルタ１２及びベルマウス７を通して室内空気を吸い込み、一次側空間３４に高圧空気を吐き出す。高圧空気は室内熱交換器５を通り、二次側空間３５に入り、吹出し口３２（図１参照）から室内へ吹出される。室内熱交換器５の下方に、空気調和機の運転により室内熱交換器５で発生するドレン水を受けるドレンパン６が設置されている。輻射センサー９は、パネル１０のコーナー部に別部品として、はめ込み（上下方向及び水平方向）とネジにより着脱自在にパネル１０に取り付けられるコーナーパネル１１（４個）のいずれかに設けられる。部屋のレイアウトに合わせ、４箇所の中の最も好ましいところに設置可能である。

図３乃至６により、コーナーパネル１１に設置される輻射センサー９の構成を詳細に説明する。
輻射センサー９は、ケース１７に収納されている。ケース１７は、コーナーパネル１１の一部を室内側に突出させた角穴に全体がほぼ収まるように収納されている。輻射センサー９は基板９ａとコネクタ９ｂとを有し、センサ固定部品１４（輻射温度検知手段固定部材の一例）に水平方向に対し所定角度（例えば、３０゜後述するステッピングモータ１５の回転軸に対しては６０゜）傾斜して取り付けられている。

輻射センサー９の回転の駆動源となるステッピングモータ１５（モータの一例）は、モータ固定部材１６を介してコーナーパネル１１にネジ等により締結されている。このとき、ステッピングモータ１５の回転軸は、重力方向に向いている。

従って、輻射センサー９が固定されたセンサ固定部品１４は、ケース１７を介してステッピングモータ１５の回転軸に接続されている。センサ固定部品１４は、コマ形状のケース１７（筐体の一例）にネジで固定されている。輻射センサー９には、輻射センサー９保護のための透明部材１９（保護部材）がはめ込まれている。コマ形状のケース１７には、透明部材１９の開口部に対向する覗き窓１７ａが設けられている。

輻射センサー９と、輻射センサー９が固定されたセンサ固定部品１４と、センサ固定部品１４が固定され、覗き窓１７ａを有するケース１７と、ステッピングモータ１５とにより、可動式輻射温度検知装置が構成される。

また、コーナーパネル１１の透明部材１９に対向する部分には、周方向に、例えば４箇所開口部１１ａが設けられている。開口部１１ａの数は、４箇所でなくても任意の数でよい。

また、ステッピングモータ１５の回転負荷を軽減するため、ケース１７の底面中央付近に半球体突起形状部２０が設けられ、コーナーパネル１１には、ケース１７の半球体突起形状部２０の形状に合わせた凹形状部１１ｂが形成されている。

ステッピングモータ１５の回転により、ケース１７が水平方向に回転し、ケース１７内部に収納固定された輻射センサー９も水平に回転し、輻射センサー９が４箇所の開口部１１ａに居るときに所定の位置で静止させて部屋の床温度を検出する。

ステッピングモータ１５の動作は、例えば基準位置から時計方向に約１８０゜回転した後、基準位置まで戻り、次に反時計方向に約１８０゜回転した後、基準位置まで戻る。この一連の動作を繰り返す。
また、ステッピングモータ１５の動作は、０゜→９０゜→１８０゜→２７０゜→１８０゜→９０゜→０゜を繰り返すようにしてもよい。

図７は輻射センサー９を回転させて測定する部屋の検知範囲を示す一例であるが、この例では、コーナーパネル１１の開口部１１ａは４箇所に設けている。そして、一つの開口部１１ａで２回輻射センサー９を静止させて、部屋４０の床４０ａの輻射温度を輻射センサー９が測定する。従って、約３６０゜回転する間に、所定の８ヶ所における床温度を測定することになる。図７のハッチング部分は、所定の８ヶ所中の、ある一つの測定エリアを示している。

測定する床のエリアの分割は、上記の８ヶ所は一例であり、任意の数でよい。

従って、一つの輻射センサー９で部屋の広範囲の床温度を検知することができる。そして、その検知結果に基づいて部屋の空調を行えば、部屋の上下方向及び水平方向の温度ムラを解消できる。

上記説明では、輻射センサー９は、天井埋込カセット形空気調和機の室内機３０のコーナーパネルに取り付けたが、天井埋込形（ダクト式）では部屋の高所の任意の位置、天吊り形では底面の任意の位置に取り付けることでよい。

１ 外箱、２ 室内送風機、２ａ ファンモータ、２ｂ ファン、４ 断熱材、５ 室内熱交換器、６ ドレンパン、７ ベルマウス、８ 据付金具、９ 輻射センサー、９ａ 基板、９ｂ コネクタ、１０ パネル、１１ コーナーパネル、１１ａ 開口部、１１ｂ 凹形状部、１２ フィルタ、１３ グリル、１４ センサ固定部品、１５ ステッピングモータ、１６ モータ固定部材、１７ ケース、１７ａ 覗き窓、１９ 透明部材、２０ 半球体突起形状部、３０ 室内機、３１ 吸込み口、３２ 吹出し口、３４ 一次側空間、３５ 二次側空間、４０ 部屋、４０ａ 床。

Claims (7)

1. 天井等の高所に据え付けられ部屋の空調を行う室内機と、
   この室内機に設けられ、床等の物体が輻射する赤外線を検知して空調を制御する床等の物体の温度を検出する輻射温度検知手段と、
   回転軸を有し、前記輻射温度検知手段の回転の駆動源となるモータと、
   前記モータを固定するモータ固定部材と、
   前記輻射温度検知手段を固定する輻射温度検知手段固定部材と、
   傾斜面と心棒とを有するコマ形状の筐体であって、前記心棒が前記モータの回転軸に接続され、前記輻射温度検知手段が前記モータの回転軸に対して所定角度傾けられて固定されるように前記輻射温度検知手段固定部材を前記傾斜面の心棒側に固定し、前記モータの回転に伴いその回転方向に回転するコマ形状の筐体と、
   前記コマ形状の筐体の傾斜面に設けられ、前記輻射温度検知手段に対向する部位に位置する覗き窓と、を備え、
   前記室内機は、その下面に当接結合されて空気の吸込み口と吹出し口を有したパネルを有し、前記パネルに前記モータ固定部材を取り付けることで前記コマ形状の筐体が部屋の室内側に突出するように収納され、前記モータの回転により前記コマ形状の筐体が約３６０°の範囲で回転して前記輻射温度検知手段が床等の物体の温度を検出するようにし、
   前記パネルは、前記モータの回転軸の周囲に複数の開口部を有し、前記輻射温度検知手段は、前記複数の開口部を介して、室内の複数個所の物体の温度を検出することを特徴とする空気調和機。
2. 部屋の空調を行う室内機と、
   この室内機に設けられ、室内の物体が輻射する赤外線を検知して物体の温度を検出する輻射温度検知手段と、
   回転軸を有するモータと、
   前記モータを固定するモータ固定部材と、
   前記輻射温度検知手段を固定する輻射温度検知手段固定部材と、
   コマ形状の筐体であって、前記モータの回転軸に接続されて回転し、前記輻射温度検知手段が前記モータの回転軸に対して所定角度傾けられて固定されるように前記輻射温度検知手段固定部材を固定し、前記モータの回転に伴いその回転方向に回転するコマ形状の筐体と、
   を備え、
   前記室内機は、空気の吸込み口と吹出し口を有したパネルを有し、前記パネルに前記モータ固定部材を取り付けることで前記コマ形状の筐体が部屋の室内側に突出するように取り付けられ、前記モータの回転により前記コマ形状の筐体が回転して前記輻射温度検知手段が室内の物体の温度を検出するようにし、
   前記パネルは、前記モータの回転軸の周囲に複数の開口部を有し、前記輻射温度検知手段は、前記複数の開口部を介して、室内の複数個所の物体の温度を検出することを特徴とする空気調和機。
3. 部屋の空調を行う室内機と、
   この室内機に設けられ、室内の物体の温度を検出する輻射温度検知手段と、
   回転軸を有するモータと、
   前記モータを固定するモータ固定部材と、
   前記モータの回転軸に接続されて回転するコマ形状の筐体であって、前記輻射温度検知手段を前記モータの回転軸に対して所定角度傾けて固定するコマ形状の筐体と、
   を備え、
   前記室内機は、パネルを有し、前記パネルに前記モータ固定部材を取り付けることで前記コマ形状の筐体が部屋の室内側に突出するように取り付けられ、前記モータの回転により前記コマ形状の筐体が回転して前記輻射温度検知手段が室内の物体の温度を検出するようにし、
   前記パネルは、前記モータの回転軸の周囲に複数の開口部を有し、前記輻射温度検知手段は、前記複数の開口部を介して、室内の複数個所の物体の温度を検出することを特徴とする空気調和機。
4. 部屋の空調を行う室内機と、
   この室内機に設けられ、室内の物体の温度を検出する輻射温度検知手段と、
   回転軸を有するモータと、
   前記モータを固定するモータ固定部材と、
   前記モータの回転軸に接続されて回転する筐体であって、前記輻射温度検知手段を前記モータの回転軸に対して所定角度傾けて固定する筐体と、
   を備え、
   前記室内機は、パネルを有し、前記パネルに前記モータ固定部材を取り付けることで前記筐体が前記パネル下面から部屋の室内側に突出するように取り付けられ、前記モータの回転により前記筐体が回転して前記輻射温度検知手段が室内の物体の温度を検出するようにし、
   前記パネルは、前記モータの回転軸の周囲に複数の開口部を有し、前記輻射温度検知手段は、前記複数の開口部を介して、室内の複数個所の物体の温度を検出することを特徴とする空気調和機。
5. 前記輻射温度検知手段を保護する透明な保護部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４記載の空気調和機。
6. 前記輻射温度検知手段は、前記複数の開口部の各開口部において、室内の複数個所の物体の温度を検出することを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５記載の空気調和機。
7. 前記パネルは、一部を室内側に突出させた突出部であって、前記輻射温度検知手段を約３６０°の範囲で回転可能に収納する突出部を備え、
   前記複数の開口部は、前記突出部の周囲に設けられたことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６記載の空気調和機。

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