JP6631832B2

JP6631832B2 - 天井埋込型室内ユニット

Info

Publication number: JP6631832B2
Application number: JP2015233114A
Authority: JP
Inventors: 重光鎌田; 正寛八重樫
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2035-01-28
Also published as: JP2016138741A

Description

本発明は、空気調和機の天井設置型室内ユニットに係り、特に、それぞれ独立して上下方向の風向角度を変更することが可能な少なくとも４つの水平羽根が吹き出し口に設けられた空気調和機の天井設置型室内ユニットに関する。

従来より、空気調和機の室内ユニットとして、室内の天井に設置されるタイプのものがある。
このような室内ユニットとして、従来、例えば、水平羽根をケーシングの下面の各辺に対応して４つ設け、水平羽根のうち互いに隣接する２つの水平羽根である第１水平羽根が同期して同じ姿勢を採りつつスイングし、且つ第１水平羽根の組み合わせが周縁部に沿って順に１つずつシフトするように各水平羽根を制御するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特許第５５００１８１号公報

しかしながら、前記従来の技術においては、水平羽根の一部は、常に中間位置に位置するように制御されるため、室内の空気の撹拌効率が悪く、室内の空気を均一化するのに時間がかかるという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、室内の空気の撹拌効果が高く、迅速に室内空気の均一化を図ることのできる天井埋込型室内ユニットを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明は、下面の周縁部に沿うように形成された４つの吹き出し口毎にそれぞれ独立して上下方向に送風してなる天井埋込型室内ユニットであって、送風する風向は、前記吹き出し口のうち対の前記吹き出し口からの風を人に風が当たる程度に吹き出す第１のステップと、すべての前記吹き出し口からの風をほぼ真下に吹き出す第２のステップと、他の対の前記吹き出し口からの風を人に風が当たる程度に吹き出す第３のステップと、を含み、前記風向は、前記第１のステップ、前記第２のステップ、前記第３のステップ、前記第２のステップ、前記第１のステップの順序で送風し、前記第１のステップにおいて他の対の前記吹き出し口からの風をほぼ真下に吹き出させ、前記第３のステップにおいて対の前記吹き出し口からの風をほぼ真下に吹き出させることを特徴とする。

また、前記構成において、制御部をさらに備え、前記制御部により前記風向を制御することを特徴とする。

また、前記構成において、前記対の吹き出し口は、対向する対の吹き出し口であることを特徴とする。
また、前記構成において、前記対の吹き出し口は、隣り合う対の吹き出し口であることを特徴とする。

本発明によれば、四方向すべてのフラップを最下方に位置させて、一定時間、四方向の風をほぼ真下方向に吹出すステップを備えるサーキュレート運転を行うので、室内空気の撹拌効率を高めることができ、迅速に室内空気の均一化を図ることができる。

本発明に係る天井設置型室内ユニットの実施形態を示す縦断面図である。本実施形態の天井設置型室内ユニットの室内側から見た平面図である。本実施形態の天井設置型室内ユニットのフラップ部分の断面図である。本実施形態の天井設置型室内ユニットの制御構成を示すブロック図である。図５（ａ）はサーキュレート運転の動作を示す説明図、図５（ｂ）はサーキュレート運転の他の動作を示す説明図である。図６（ａ）はサーキュレート運転時における各フラップの動作を示すタイミングチャート、図６（ｂ）はサーキュレート運転時における各フラップの他の動作を示すタイミングチャートである。本実施形態の動作を示すフローチャートである。図８（ａ）は本実施形態における温度測定の熱電対の設置位置を示す横方向から見た説明図、図８（ｂ）は本実施形態における温度測定の熱電対の設置位置を示す上方向からみた説明図である。本実施形態における温度測定結果を示す表である。

以下、本発明に係る天井埋込型室内ユニットの実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る天井埋込型室内ユニットの側部断面図、図２は、天井埋込型室内ユニットの化粧パネルを室内側から見た平面図である。図３は、天井設置型室内ユニットのフラップ部分の断面図である。
本実施形態においては、図１に示すように、天井埋込型室内ユニット１０は、建屋の天井１１とこの天井１１の下方に設置された天井板１２との間の天井空間１３に設置されるものである。
この天井埋込型室内ユニット１０は、図１に示すように、下面が開放された箱型に形成された空気調和機本体１４を備えており、空気調和機本体１４は、吊りボルト１５で天井からつり下げられる態様で設置される。この空気調和機本体１４の内側には、発泡スチロール製の断熱部材１６が、空気調和機本体１４の側板１７の内面に接した状態で配置され、側板１７における結露を防止している。

空気調和機本体１４の上板の下面には、ファンモータ２１が取り付けられており、このファンモータ２１には、ファンモータ２１の駆動により回転駆動される回転シャフト２２が下方に延在するように設けられている。この回転シャフト２２の下端部分には、羽根車２３が取り付けられており、このファンモータ２１と羽根車２３とで送風装置２０を構成している。
この送風装置２０と断熱部材１６との間には、送風装置２０の側方を取り囲むように、平面視でほぼ四角形状に曲折形成された熱交換器１８が配置されている。

熱交換器１８は、冷房運転時には、冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時、冷媒の放熱器として機能する熱交換器１８である。熱交換器１８は、空気調和機本体１４の内部に吸い込まれる室内の空気と冷媒との熱交換を行って、冷房運転時には、空調室内の空気を冷却し、暖房運転時には、室内の空気を加熱することができるように構成されている。
また、熱交換器１８の下側には、熱交換器１８の下面に対応するようにドレンパン１９が配置されている。このドレンパン１９は、熱交換器１８で発生するドレン水を受けるためのものである。また、ドレンパン１９の中央部分には、送風装置２０の吸い込み口２４が形成されている。

また、空気調和機本体１４の下面には、図１および図２に示すように、空気調和機本体１４の下側開口を覆うように、ほぼ四角形状の化粧パネル２５が取り付けられている。
化粧パネル２５の中央部分には、ドレンパン１９の吸い込み口２４に連通する吸い込み口２６が形成されており、この吸い込み口２６部分には、吸い込み口２６を覆う吸い込みグリル２７が着脱可能に取り付けられている。吸い込みグリル２７の空気調和機本体１４側には、空気中の塵などを除去するためのフィルタ２８が設けられている。

化粧パネル２５の吸い込み口２６の外側であって化粧パネル２５の各辺に沿った位置には、空調後の空気を室内に送る吹出口２９がそれぞれ形成されている。そして、ファンモータ２１により回転シャフト２２を回転駆動させて羽根車２３を回転させることにより、室内の空気は、吸い込み口２４，２６から吸い込まれ、フィルタ２８を通過した後に熱交換器１８を通過して熱交換され、吹出口２９から空調後の空気が室内に送られるように構成されている。

また、各吹出口２９には、図２および図３に示すように、風向を変更するフラップ３０がそれぞれ設けられている。各フラップ３０の両端部には、支持軸（図示せず）が設けられており、この支持軸を吹出口２９の両端辺に支持させることにより、支持軸を中心として回動自在に形成されている。また、各フラップ３０の裏面（空気調和機本体側の面）の長手方向ほぼ中央には、ヒンジ部３１が設けられており、このヒンジ部３１をフラップ駆動モータ３２（図４を参照）を介して駆動することにより、各フラップ３０をそれぞれ独立して回動駆動できるように構成されている。
フラップ３０は、本実施形態においては、第１段階（Ｆ１）から第５段階（Ｆ５）まで５段階で角度調節をすることができるように構成されている。第１段階は、最も角度が小さく、風を横方向に吹き出す位置であり、第５段階は、最も角度が大きく、風をほぼ真下方向に吹き出す位置である。

また、化粧パネル２５の角部には、床温センサ３３および人感センサ３４がそれぞれ取り付けられている。床温センサ３３は、室内の床面の温度を検出するものであり、人感センサ３４は、室内に人が存在するか否か、または人の位置を検出するものである。

次に、本実施形態における制御構成について説明する。
図４は本実施形態の制御構成を示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態においては、例えば、ＣＰＵおよびメモリなどからなり所定のプログラムに基づいて動作される制御部４０を備えており、制御部４０は、天井埋込型室内ユニットを構成する各機器の動作を制御する。
また、制御部４０には、室内の床温度を検出する床温センサ３３および室内の人を検出する人感センサ３４がそれぞれ接続されている。制御部４０は、床温センサ３３による室内の床温度および人感センサ３４による人の有無などの検出結果を入力し、ファンモータ２１およびフラップ駆動モータ３２の動作を制御するように構成されている。
例えば、制御部４０は、室内に設置される図示しないリモートコントローラからの指示に基づいて、床温センサ３３により検出される床の温度に応じてファンモータ２１を駆動して送風装置２０を動作させたり、人感センサ３４により検出される人の有無または人の位置に応じてフラップ３０を人に向けて送風できるようにフラップ３０の揺動制御を行うようになっている。

ここで、本実施形態においては、制御部４０は、床温センサ３３により検出される床の温度が一定以下になったら、室内の空気を撹拌するサーキュレート運転を行うようになっている。
図５はサーキュレート運転の動作を示す説明図である。図６はサーキュレート運転時における各フラップ３０の動作を示すタイミングチャートである。
図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、サーキュレート運転は、本実施形態においては、フラップ３０の回動位置に応じて３つのステップ（第１〜第３のステップ）から構成されている。

第１のステップは、互いに対向する対のフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させるとともに、他の対のフラップ３０を第３段階（Ｆ３）に位置させて一定時間送風を行う運転である。第２のステップは、すべてのフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う運転である。第３のステップは、第１のステップで第５段階（Ｆ５）に位置させたフラップ３０を第３段階（Ｆ３）に位置させるとともに、第１のステップで第３段階（Ｆ３）に位置させたフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う運転である。

そして、本実施形態においては、制御部４０は、第１のステップから順次第２のステップ、第３のステップを行い、第３のステップからは逆に第２のステップ、第１のステップと戻るように制御するものである。すなわち、本実施形態においては、第１のステップと第３のステップとの間に、すべてのフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させる第２のステップを挟んで制御するものである。

本実施形態においては、第１のステップと第３のステップにおいて、第５段階（Ｆ５）と第３段階（Ｆ３）との組み合わせで送風するようにしているが、これに限定されるものではない。
すなわち、本実施形態においては、第１段階から第５段階のうち、第１段階および第２段階については、室内にいる人に風が当たらない角度で設定されているため、人に風が当たりかつ最も角度が小さい位置として第３段階（Ｆ３）を用いたものである。したがって、フラップ３０の風向角度が例えば、６段階以上の場合であれば、第４段階と第６段階の組み合わせで行うことも可能であり、４段階であれば、第２段階と第４段階の組み合わせで行うことも可能である。

また、第１のステップの他の動作としては、例えば、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、隣接する対のフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させるとともに、他の対のフラップ３０を第３段階（Ｆ３）に位置させて一定時間送風を行う運転である。この場合の第３のステップは、第１のステップで第５段階（Ｆ５）に位置させたフラップ３０を第３段階（Ｆ３）に位置させるとともに、第１のステップで第３段階（Ｆ３）に位置させたフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う運転である。
サーキュレート運転の動作をいずれの動作にするかは、任意に設定することができるものである。

次に、本実施形態の動作について図７に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態においては、暖房運転を行っている場合において（ＳＴ１）、床温センサ３３により検出される床温度が一定値以下になった場合に（ＳＴ２）、サーキュレート運転を開始する（ＳＴ３）。
サーキュレート運転は、前述のように、まず、第１のステップの運転を行い、互いに対向する対のフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させるとともに、他の対のフラップ３０を第３段階（Ｆ３）に位置させて一定時間送風を行う（ＳＴ４）。

次に、第２のステップの運転を行い、すべてのフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う（ＳＴ５）。続いて、第３のステップの運転を行い、対のフラップ３０を第３段階（Ｆ３）に位置させるとともに、他の対のフラップ３０を第５段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う（ＳＴ６）。
その後、第２のステップの運転を行った後（ＳＴ７）、第１のステップの運転を行う（ＳＴ８）。これら一連の動作を床温度が一定値以上になるまで繰り返して行う。

本実施形態において、天井埋込型室内ユニット１０を設置した室内において、サーキュレート運転を行った場合における室内の温度を測定する実験を行った。
図８は、温度測定の熱電対の設置位置を示す説明図であり、図８（ａ）は横方向からみた図、図８（ｂ）は上方向からみた図である。図８に示すように、天井埋込型室内ユニットの中央部分および周辺部分に熱電対５０を設置した。各熱電対５０の水平方向の間隔はそれぞれ１．５ｍとし、室内の高さ方向においては、床面から１０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、３ｍの位置にそれぞれ熱電対５０を設置した。

そして、室内の温度を２０℃、室外の温度を３℃に調温し、室外から室内にブロワにて強制的に冷気を送った。これにより、室内の床面から１ｍより上方の温度が１９℃、室内の床面から１ｍ以下の温度が１７℃となる状態を作成した。
リモートコントローラの設定温度を２４℃に設定した状態で、送風ファンの回転数を４７０ｒｐｍとしたサーキュレート運転を行い、室内の温度が均一化するまでの時間を計測した。この場合、床面から１ｍ以下の平均温度が２１℃に到達した場合に、温度が均一化されたと判断した。

図９に実験結果を示す。この実験結果によれば、図５（ａ）に示すフラップ３０の動作を行った場合は、４分２０秒で最も早く１ｍ以下の平均温度が２１℃に達した。図５（ｂ）に示すフラップ３０の動作を行った場合は、４分３０秒で比較的早く１ｍ以下の平均温度が２１℃に達した。
これに対して、フラップ３０を最も下に向けた第５段階に固定した状態で送風を行った場合は、５分２０秒であった。また、隣り合う対のフラップ３０を第５段階に、他の対のフラップ３０を第３段階に位置させ、徐々にフラップ３０の位置をずらすようにして送風を行う前記特許文献１に開示されているフラップ３０の動作を行った場合は、６分１０秒、フラップ３０を通常のスイング動作させた場合は、６分４０秒であった。
このことから本実施形態におけるフラップ３０の動作が室内の空気の撹拌効果が高いことがわかる。

以上述べたように、本実施形態においては、第１のステップ、第２のステップ、第３のステップを順次行い、第１のステップと第３のステップとの間に必ず第２のステップを行うようにしているので、室内空気の撹拌効率を高めることができ、迅速に室内空気の均一化を図ることができる。

なお、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

１０天井埋込型室内ユニット
１４空気調和機本体
１８熱交換器
２０送風装置
２１ファンモータ
２３羽根車
２５化粧パネル
２９吹出口
３０フラップ
３２フラップ駆動モータ
３３床温センサ
３４人感センサ
４０制御部

Claims

下面の周縁部に沿うように形成された４つの吹き出し口毎にそれぞれ独立して上下方向に送風してなる天井埋込型室内ユニットであって、
送風する風向は、
前記吹き出し口のうち対の前記吹き出し口からの風を人に風が当たる程度に吹き出す第１のステップと、
すべての前記吹き出し口からの風をほぼ真下に吹き出す第２のステップと、
他の対の前記吹き出し口からの風を人に風が当たる程度に吹き出す第３のステップと、を含み、
前記風向は、前記第１のステップ、前記第２のステップ、前記第３のステップ、前記第２のステップ、前記第１のステップの順序で送風し、
前記第１のステップにおいて他の対の前記吹き出し口からの風をほぼ真下に吹き出させ、前記第３のステップにおいて対の前記吹き出し口からの風をほぼ真下に吹き出させることを特徴とする天井埋込型室内ユニット。
制御部をさらに備え、
前記制御部により前記風向を制御することを特徴とする請求項１に記載の天井埋込型室内ユニット。
前記対の吹き出し口は、対向する対の吹き出し口であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の天井埋込型室内ユニット。
前記対の吹き出し口は、隣り合う対の吹き出し口であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の天井埋込型室内ユニット。