JPH02143046A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、室内への吹出風の吹出方向を自動的に変更
する機能を有する空気調和機に関するものである。

（従来の技術） と記のような空気調和機の従来例としては、例えば特開
昭６１−１９５２３２号公報記載の装置を挙げることが
できる。その装置においでは、壁面に据付けられた空気
調和機の室内機からの前後、また左右方向に室内を複数
の領域に区画し、各領域にそれぞれ対応させて複数の赤
外線センサを上記室内機内に設けている。そして各領域
から到来する赤外線によって、各領域毎の床面等の温度
を測定し、この測定結果を基に上記室内機からの吹出風
の吹出方向を制御するようになされている。

ところで近年においては、人体より放射される体温相当
の赤外線に感応する赤外線センサを用いて、予め設定し
ている被検知領域内から入射してくる−上記体温相当の
赤外線の強度を検出する人検知センサが実用化されてい
る。このような人検知センサを空気調和機に装備させ、
複数の領域に区画した室内の各領域毎に上記人検知セン
サで人の存在を判別していくように構成することで、室
内における人の位置を検出することが可能となり、この
場合には、人を中心とした風向制御を行うことができる
。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 上記のような室内における人の位置を検出し、その検出
結果に基づいて、例えば暖房運転時には温風を人の周辺
に向けて吹出すように制御することによって、室内にお
ける温度分布が幾分不均一である場合にも温暖感は損な
われず、この結果、より効率的な運転状態とすることが
できる。しかしながら人中心の吹出制御のみを継続して
、室内における各領域の温度差が大きくなってくると、
必ずしも充分な温暖感が維持されずに、空ＸＪＨ快ｉｍ
性が頃なねれるという問題を往じてくる。それは人から
離れた領域であってもその温度が低い場合には、いわゆ
る冷輻射を生じて人体から熱が奪われ、このため実際の
体感温度が低下するようになるためである。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、空調快適性を向上し得る風向制御を行うと共に、さ
らにそのための構成をより簡素になし得る空気調和機を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明の空気調和機は、第１図に示しているよ
うに、複数の領域Ａ−Ｆに区画される室内からの赤外線
が上記各Ｓｒ！域Ａ−Ｆ毎に入射ずべく構成した赤外線
センサ３と、旧記赤外線センサ３の出力から赤外線放射
物の温度を各領域Ａ−Ｆ毎に求める温度検出手段４４と
、上記赤外線センサ３の出力の変化量を基準値と比較し
て上記各領域Ａ−Ｆ毎の人の存在を検出する人検出手段
４３とを備え、さらに上記人検出手段４３によって人の
存在が検出された大検出領域の近傍領域とその他の領域
とに対する上記温度検出手段４４での各検出温度の温度
差をＷｉ　ｔｉ”ｈＮ度差と比較する比較手段４６と、
上記基準温度差を超える温度差領域が生じたときに、空
気調和機本体２０における吹出、風の吹出方向制御手段
２３．２４を、上記大検出領域の近傍領域への方向から
上記温度差令豆域への方向に変更する均温化風向制御手
段４７とを設けている。

なおこの明細書の中では、波長１〜１５μｍの赤外線を
対象とし、この赤外線に光に係る語賃を適宜用いて説明
する。

（作用） １−記の空気調和機においては、床面等から放射される
赤外線が赤外線センサ３に入射し、その強度から床面等
の温度が各領域毎に検出される。また検出する領域乙こ
人がおり、人体から放射される赤外線も上記センサ３に
入射している場合には、その人の動きに伴って上記セン
サ３への入射赤外線量が変化することから、この入射赤
外線量の変化を検出することによって、人の存在が判別
され、人がいずれの領域に位置しているかが検出できる
。

したがって大検出結果に基づいて人中心の風向制御を行
っているときに、同時に室内の温度状態を監視すること
が可能となり、そこで人検出領域近傍の領域の温度に対
して基準温度差を超える温度差領域が生じたときには、
その温度差領域に向ける吹出方向に適宜変更する制御が
行われる。この結果、例えば前記のような暖房運転時の
冷輻射を生じる低温頭載の発生を防止しながら人中心の
風向制御が行われるので、より快適な空調状態とするこ
とができる。また上記構成においては、人の位置の検出
と室内の温度状態の検出とが同一の赤外線センサ３の出
力を基に行われ、それぞれに独立したセンサを設ける必
要がないので、構成が簡素になる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機の具体的な実施例について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず第２図には、この発明の一実施例における空気調和
機の壁掛は形室内機（空気調和機本体）２０が一壁面に
取付けられた室内の模式図を示している。上記室内機２
０には、その前面パネルに吸込口２１と、この吸込口２
１の下側に吹出口２２とが形成され、この吹出口２２に
吹出方向制御手段としての水平フラップ２３、垂直フラ
ップ２４が設けられている。そして上記吸込口２１の側
部に赤外線検出装置３０が内装されている。

第３図及び第４図には、上記赤外線検出装置３０の内部
構成を示す断面図を示しており、図において、１は、上
記赤外線検出装置３０の略箱形のゲージングであって、
このケーシング１の内部に立設されている回路基板２に
、熱電形の赤外線センサ３がその受光面を上記ケーシン
グ１における前面（第３図において下側の面）４に臨ま
せて取着されている。そして上記前面４にはフレネルレ
ンズより成る集光板５が装着される一方、ケーシングｌ
内に上記回路基板２を囲う円筒状のドラム６が立設され
ている。このドラム６の下端軸部には、第４図に示して
いるようにステップモータ７が連結されている。

上記集光板５は、赤外線検出装置３０が例えば８畳間の
壁面に据付けられる室内機に内装される場合、第４図に
示すように、上下二段、左右三列の計６個の小レンズ部
５ａ〜５ｒを有するフレネルレンズにより構成される。

こね、らの小レンズ部５８〜５ｆは、第２図に示すよう
に、上記８畳間の室内において室内ａ２０の直下近傍を
除く床面を、ＩＺ記室内機２０据付壁面からの前後方向
に二分割、左右方向に三分割した旧６領域Ａ−Ｆにそれ
ぞれ対応して設けられ、領域Ａの床面や壁面、家具等か
ら放射される赤外線が小レンズ部５ａを逆して、また領
域Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆからの各赤外線はそハ。

それ小レンズ部５ｂ、５Ｃ２５ｄ、　５ｅ、５ｆを通し
て、」二記センサ３の受光面に集光するようになされて
いる。

一方、第５図に示すように、前記ドラム６の円筒面には
、周方向に互いに離間すると共に上下方向に位置の異な
る小形状の第１、第２開口８、つと、さらに形状の大き
な第３開口１０とが形成されている。このドラム６を、
例えば第３図において左回転させる場合に、まず回転の
初期位置において、第３開口１０が集光板５とセンサ３
との間に位置し、このときには室内における全頭載Ａ〜
Ｆからの赤外線が上記第３開口１０を通してセンサ３に
入射する。そして回転を開始すると、上記第３開口１０
が全入射光路から外れた時点で第１開口８が領域Ａから
の入射光路上に位置し、このとき、領域Ａからの赤外線
のみがセンサ３に入射する。次いでさらに回転させるご
とによって上記センサ３への入射が領域Ｂ、Ｃからの赤
外線に１瞭次切１６ｔえられる。そして第１開口８が領
域Ｃからの入射光路上を超えた時点で、第２開口９が領
域りからの入射光路上に位置し、したがってさらに回転
させることで、上記と同様に、センサ３への入’ｌ＝１
が領域り、Ｅ、Ｆからの赤外線に順次切換ねるようにな
されている。

次に上記構成の赤外線検出装置３０を有する空気調和機
での風向制御について説明する。第６図にはその制御ブ
ロック図を示しており、図のように、上記赤外線検出装
置３０の前記回路基板２上に、上記のようなドラム６の
回転制御と、センサ３に入射する赤外線量から各領域Ａ
−Ｆ毎の床面等の温度及び人の検出を行う制御回路部４
０が構成されている。この制御回路部４０において、セ
ンサ３からの出力は、増幅回路３１、補正演算部３２で
信号増幅と補正とが行われた後、温度変換部３３におい
て温度信号に変換され、マイクロコンピュータの機能を
有する制２ＪＩ　Ｉ　Ｃから成るシーケンス処理部３４
に入力される。−上記補正演算部３２には、放射率補正
回路３５、センサ３の周囲温間による温度補正回路３６
の他に、センサ３の受光面への入射赤外線の入射角が各
領域Ａ−Ｆ毎に異なることを補正する赤外線入射エネル
ギ補正回路３７、また床面までの距に１や小レンズ部で
規定される葉先面積が各領域Ａ−Ｆ毎に異なることを補
正する距離・面積補正回路３日が設けられている。これ
らの赤外線入射エネルギ補正回路３７と距離・面積補正
回路３８とには、各領域Ａ〜ド毎の検出操作開始時に、
シーケンス処理部３４から検出しようとする領域に対応
する補正定数が入力される。

上記シーケンス処理部３４は、モータ駆動部４１に逐次
作動信号を出力し、これによってドラム６の回転角度位
置を制御する機能と、上記温度変換部３３での温廟信号
から各領域Ａ−Ｆ毎の温度と人との検出操作を行い、そ
の結果を記憶部４２に格納する機能とを存しており、以
下、上記シーケンス処理部３４での制御について第７図
の制御フローチャートを参照して説明する。

第７図のステップＳ１は検出領域の切換を行うステップ
であって、モータ駆動部４１に作動信号を出力し、これ
によりステップモータ７が作動されて、ドラム６は、ま
ず前記した第１開口８が領域Ａからの入射光路上に位置
するまで回転される。

次いでステップＳ２において上記した補正演算部３２に
領域Ａに対応する補正定数を出力し、その後、ステップ
Ｓ３においてタイマｔｍｌの計時を開始する。

このタイマｔｌＬ＋１には１領域当たりの検出操作時間
１１　（例えば３秒）が設定されている。そしてステッ
プＳ４で上記温度変換部３３から入力される温度信号の
読込が、またステップＳ５で後述する温度差ΔＴとｉｌ
値Ｔｂとの比較が、上記タイマｔｍｌでの計時が設定時
間Ｌ１に達するまで（ステップＳ６）、所定のサンプリ
ング時間毎に繰返される。

上記温度差Δ丁は、各領域毎の検出操作開始直後におけ
る最初の読込温度からその後逐次読込まれる温度を引い
て求められる差の絶対値であって、領域Ａに人が存在せ
ず、右頁域Ａにおける床面や壁面、家具等の静止物から
の放射赤外線のみがセンサ３に入射している場合には、
数秒の検出操作時間の間では入射赤外線量に殆ど変化を
生じず、したがって上記ΔＴはＯに近い値に維持される
。−方、動体である人が領域Ａにおり、人体から放射さ
れる赤外線も上記センサ３に入射する場合には、この人
の動きに伴って入射赤外線量が変動し、ト記温度変換部
３３からの温度信号に検出操作時間の間で変化を生じる
。このことから上記温度差へＴを、静止体のみの場合と
人がいる場合との変化量の差異を識別し得る基準値Ｔｂ
と比較することによって、人の有無を判別することが可
能である。

そこで上記ステップＳ５においてΔＴが基準値Ｔｂを超
えたことが判別された時にはステップＳ７に移行し、記
憶部４２における領域Ａに対応するメモリに人の存在あ
りの確定信号を格納する。そしてｈｎ域Ａに対する検出
操作を終了し、後述するステップＳ９に移行する。

一方、Δ］゛が基準値Ｔｂを超えることなくタイマＬｍ
ｌでの計時が設定時間口に達した場合には、続いてステ
ップＳ８において上記の領域Ａに対する検出操作の終了
直前の温度を領域Ａの温度として確定し、これを記憶部
４２に格納する。そして６Ｊ７域Ａに対する検出操作を
終了し、ステップＳ９に移行する。したがってこの実施
例の場合には上記ステップＳ５、Ｓ７によって人検出手
段４３を、またステップＳ８によって温度検出手段４４
を構成している。

ステップＳ９は、領域Ｆに対する検出操作を完了したか
否かを判別するステップであり、領域Ｆに対する検出操
作を完了するまではステップＳｌに戻る処理が行われる
。したがってステップＳ１において検出領域を次の領域
Ｂとする切換操作、すなわち領域Ｂからの赤外線がセン
サ３に入射するようにト′ラム６０回転が行われ、以降
ステップＳ９に至る処理が繰返されることによって、上
記と同様に、領域Ｂにおける人の有無、或いは温度の検
出が行われる。続いて領域Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆの１１１１で
順次同様の操作が繰返され、領域Ｆに対する検出操作を
完了した段階で、ステップＳ９からステップＳＩＯに移
行して、空気調和機全体の運転を制御する空調運転制御
装置４５に、上記記憶部４２に格納された各領域毎の温
度と人の判別結果を送信する。その後、再びステップＳ
１に戻る処理を行い、したがって以降、領域ＡからＦに
至る検出操作が繰返され、領域Ｆまでの操作が完了する
毎に、そのときの検出結果が上記空調運転制御装置４５
に１１１６次送信される。

第８図（ａ）　（ｂ）には上記゛制御結果の一例を示し
ている。同図（ａ）において、領域Ｃ，Ｅ、Ｆでの各検
出温度は検出操作時間Ｌ１の間、大きな変化を生じてお
らず、この結果、同図（ｂ）に示しているように、これ
らの各領域Ｃ，Ｅ、Ｆは人の不在領域として確定され、
それぞれの検出温度が各領域温度として求められる。一
方、同図（ａ）中の領域りにおいては、検出操作時間１
１の間に検出温度の大きな変化を生じたことから、同図
（ｂ）に示すように、この領域りに人ありの確定がなさ
れている。

上記のような人の検出位置及び各領域毎の温度から空調
運転制御装置４５では、室内機２０の吹出口２２に設け
ている水平、垂直フラップ２３．２４を作動して、吹出
方向を制御する。この風向制御について、便宜上、暖房
運転時を例に挙げて第９図の制御フローチャートを参曜
して次に説明する。

上記空調運転側２．Ｉｎ装置４５では、赤外線検出装置
３０から上記のように人の検出位置及び各領域毎の温度
が送信されてくる毎に、まずステップＳ２１において、
人が検出された令頁域Ｒｃに隣接する周辺領域Ｒｉに対
する各検出温度の平均温度Ｔａｌ＋を算出する。例えば
大検出領域Ｒｃが第２図において領域りであった場合を
例に挙げて説明すると、この領域りに隣接する領域Ａ、
Ｂ、Ｅに対する各検出温度の平均温度がＴｎ＋とじて求
められる。

次いで第９図のステップＳ２２においては、上記平均温
度Ｔｍから、大検出領域Ｒｃとは離間した領域Ｒｊに対
する検出温度Ｔｊ、上記例の場合には領域Ｃに対する検
出温度Ｔｊｃを引いた温度差、また領域Ｆに対する検出
温度Ｔｊｆを引いた温度差をそれぞれ求め、これらを基
準温度差△ＴＯと比較する。この結果、上記各離間領域
Ｒｊが、上記周辺領域Ｒｉの平均温度Ｔｍに近い温度で
ある場合、すなわち室内全体に基準温度差ΔＴｏを超え
る高低温度差を生じていない場合には、ステップ５２３
〜５２９で人の位置を中心とした風向制御を行う。

この制御は、室内機２０からの吹出温度Ｔｆと、室内機
２０への吸込温度から検出される室温Ｔｒとに基づいて
、水平、垂直フラップ作動用のステップモータ（図示せ
ず）へ作動信号を出力して、前記水平、垂直フラップ２
３．２４の吹出角を制御することにより行うもので、ま
ずステップＳ２３において吹出温度Ｔｆを第１基準温度
Ｔｌ　（例えば４０゛Ｃ）と比較し、Ｔ１以下の場合に
はステップＳ２４において、人の頭上へと水平に吹く吹
出方向の設定を行って、上記ステップ５２１に戻る処理
を行う６したがってこの状態が継続する間、ステップ５
２１〜ステツプＳ２４の処理が繰返され、これにより例
えば暖房運転開始時に吹出温度Ｔｆが充分高温の温風状
態となるまでの間、吹出風が人に当たらないようにして
コールドドラフトを防止した吹出しが行われる。次いで
吹出温度Ｔｆが上記Ｔ１を超え、また室温Ｔｒが第２基
準温度Ｔ２　（例えば１５°Ｃ）以下の場合には、ステ
ップＳ２３からステップＳ２５、ステップ５２６を経る
処理に切換ねり、このステップ３２６において、水平フ
ラップ２３は真下方向にして床面を暖め、垂直フラップ
２４は大検出領域１１ｃの周辺領域Ｒｉの方向に設定し
て吹出風が人を包み込むような吹出し状態とする。さら
にこの状態から室温Ｔｒが第２基準温度Ｔ２を超えた段
階で、ステップＳ２５からステップＳ２７、ステップＳ
２８を経る処理に切換ねり、大検出８Ｊ７　ＭＲｃに向
かう吹出方向の設定を行って、人に温風を直接当てて人
の周囲を急速に暖める。そして室温Ｔｒが設定温度Ｔｓ
に近い温度（Ｔｓ−α）に達すると、上記ステップＳ２
７からステップＳ２９を経る処理に切換ねって、大検出
領域Ｒｃの周辺領域Ｒ４に向かう吹出方向の設定を行い
、気流が直接人体に当たることによる不快感を防止しな
がら快適な温暖感を維持する吹出しをｊテう。このよう
な制御により、例えば起動時のコールドドラフトを抑え
ると共に速暖性の向上した快適な空調状態となり、また
室内での人の動きに追随する風向制御が行われることと
もなって、より快適な空調状態に制御される。

一方、上記のような人の位置を中心とした風向制御を行
っている際に、ステップＳ２２において、前記した温度
差が基準温度差ΔＴＯを超える領域が大検出領域Ｒｃか
ら離れた離間領域Ｒｊの中に生じた場合、ステップＳ３
０に移行する。そしてこのステップにおいて、上記゛温
度差を生じている領域１１ｊ（Δ）に向かう吹出方向の
設定を行ってステップ５２１に戻る処理を行う。これに
より人の位置を中心とした風向制御は一時中断され、上
記温度差領域Ｒｊ　（Δ）へと温風を吹く制御に切換え
られ、この風向制御の結果、ステップＳ２２における温
度差が基準温度差６７０以内となるまで継続される。っ
まり上記例において人検出領域りを中心とした風向制御
を行っている間に、この領域りから刈れた例えば領域Ｆ
が低温温度状態である場合に、適宜この領域Ｆに向かう
温風の吹出しに変更する制御が行われる。

」二記制御の結果、室内全体を基準温度差６７０以内の
高低温度差状態に維持する制ηｎも同時に行われること
となる。このため低温領域からの人体への冷輻射を生し
させずに人中心の風向制御が行われ、より効率的かつ快
適な暖房状態を維持し得るものとなる。また上記では、
赤外線センサ３の出力から人の検出と温度の検出との双
方を行うことにより、それぞれ独立したセンサを設ける
場合に比べて構成の簡素化が可能となり、さらにドラム
６を設けて検出領域の切換えを行う構成とすることによ
り、高価な赤外線センサ３を一個設ける構成で全領域に
渡る人の検出と温度の検出とが可能であり、製作費をよ
り安価にし得るものともなっている。

なお上記においては、第９図のステップＳ２２で比較手
段４６を、またステップＳ３０で均温化風向制御手段４
７をそれぞれ構成したが、同様の機能を有するその他の
構成とすることができる。また上記実施例では暖房運転
時を例に挙げて説明したが、室内の高低温度差を小さく
しながら人中心の風向制御を行うことで、冷房運転時に
もより快適な空調状態とすることができる。また赤外線
センサ３をチジッパ付きの焦電形赤外線センサで構成す
ることや、室内の複数の区画領域に対応させて、複数の
赤外線センサを設ける構成とすることも可能である。ま
た上記では室内を６区画した例を挙げて説明したが任意
の区画数としてこの発明を適用して構成することが可能
である。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の空気調和機においては、室内の
各領域毎の人の存在と共に、各領域毎の温度とが検出さ
れ、室内の高低温度差を基準温度差以内に維持しながら
人を中心とした風向制御が行われるので、例えば暖房運
転時においては低温領域からの冷輻射を抑えた人中心の
風向制御となって空調快適性が向上する。また上記構成
においては、人の位置の検出と室内の温度状態の検出と
が四−の赤外線センサで行われ、それぞれに独立したセ
ンサを設ける必要がないので、構成が簡素になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機能ブロック図、第２図はこの発明
の一実施例における空気調和機の室内機が据付けらカフ
る室内の模式図、第３図は上記室内機に内装されている
赤外線検出装置の内部構成を示す平面図、第４図は第３
図の［Ｖ−ＩＶ線矢視図、第５図は上記赤外線検出装置
におけるＬ′ラムの斜視図、第６図は上記空気調和機の
制御ブロック図、第７図は上記赤外線検出直重番こおけ
るシーケンス処理部でなされる制御のフローチャート、
第８図（ａ）は上記赤外線検出装置による室内の各領域
毎の検出温度の変化の一例を示すグラフ、第８図（ｂ）
は第８図（ａ）の各検出温度に基づく上記赤外線検出装
置での確定結果の一例を示す説明図、第９図は上記空気
調和機の空調運転制御装置で行う風向制御の制御フロー
チャートである。 ３・・・赤外線センサ、２０・・・室内機（空気調和機
本体）、２３・・・水平フラップ（吹出方向制御手段）
、２４・・・垂直フラップ（吹出方向制御手段）、４３
・・・大検出手段、４４・・・温度検出手段、４６・・
・比較手段、４７・・・均温化風向制御手段、Ａ−Ｆ・
・・領域。 １′−二１．．ユ―−一」 第 図 第２図 第３図 第７図 第８図 （ａ） 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　複数の領域（Ａ〜Ｆ）に区画される室内からの赤
   外線が上記各領域（Ａ〜Ｆ）毎に入射すべく構成した赤
   外線センサ（３）と、上記赤外線センサ（３）の出力か
   ら赤外線放射物の温度を各領域（Ａ〜Ｆ）毎に求める温
   度検出手段（４４）と、上記赤外線センサ（３）の出力
   の変化量を基準値と比較して上記各領域（Ａ〜Ｆ）毎の
   人の存在を検出する人検出手段（４３）とを備え、さら
   に上記人検出手段（４３）によって人の存在が検出され
   た人検出領域の近傍領域とその他の領域とに対する上記
   温度検出手段（４４）での各検出温度の温度差を基準温
   度差と比較する比較手段（４６）と、上記基準温度差を
   超える温度差領域が生じたときに、空気調和機本体（２
   ０）における吹出風の吹出方向制御手段（２３）（２４
   ）を、上記人検出領域の近傍領域への方向から上記温度
   差領域への方向に変更する均温化風向制御手段（４７）
   とを設けていることを特徴とする空気調和機。