JPH0561543B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空気調和機の吹き出し方向を制御す
る風向偏向装置および風向偏向方法に関する。

従来の技術 現在まで、居住空間の快適性の向上を図るため
に空気調和機の風向偏向装置として、種々の装置
が考えられてきた。

例えば、吹出口を水平方向と垂直方向とに有
し、吹き出し温度が設定温度よりも低い時には水
平方向に吹き出し、設定温度よりも高い時には垂
直方向に吹き出す装置がある。（特公昭55−10813
号公報） すなわちこの第１の従来例の構成は、いわゆる
コールドドラフトを防止するもので、暖房効果を
高めることができる。

またさらに、広い居住空間内の快適性を向上さ
せるために、左右偏向羽根と上下偏向羽根を一定
周期でスウイングさせる装置がある。（米国特許
第3257931号明細書） この第２の従来例を第１１図、第１２図に示
す。

同図において、吹出口１０１の前面部には、垂
直方向に吹き出し空気を偏向する上下偏向羽根１
０２、水平方向に吹き出し空気を偏向する左右偏
向羽根１０３，１０４が設けられている。そして
上下偏向羽根１０２は連結桟１０５ａ、レバーア
ーム１０６ａを介してベローズ１０７ａに接続さ
れている。また左右偏向羽根１０３，１０４は、
それぞれ連結桟１０５ｂ，１０５ｃ、レバーアー
ム１０６ｂ，１０６ｃを介してベローズ１０７
ｂ，１０７ｃに接続されている。また各ベローズ
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃにはそれぞれヒー
タ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃが巻かれてい
る。１０９はヒータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８
ｃの通電を制御するマイクロスイツチである。

上記構成において、ヒータ１０８ａ，１０８
ｂ，１０８ｃに通電を行なうことによりベローズ
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃは伸び、このベロ
ーズ１０７ｂの伸びによりマイクロスイツチを動
作させヒータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃへの
通電を停止する。その結果、ベローズ１０７ａ，
１０７ｂ，１０７ｃは冷却され縮む。

そしてこの動作を繰り返すことにより吹き出し
空気のゆらぎ効果を得ることができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記第１の従来構成では、単に垂
直方向の偏向制御しかできないので、例えば暖房
時の冷風は直接人体にあたらないようにすること
ができるが、一方向（前方向）への吹き出しとな
るために居住空間内の空気の移動が大きくなり、
体感的には実際の室温以下の温度に感じてしま
う。また下方吹き出しは直接人体にあたるため、
十分に吹き出し温度が上がつてからでなければな
らず、特に運転開始から下方吹き出しまでに時間
を要し、暖房立上りが遅くなるという問題を有し
ていた。

また第２の従来構成では、水平方向への吹き出
し偏向可能なものではあるが、吹き出し温度に無
関係にスウイングするため、特に暖房運転時の立
上り時間の短縮や、効率的な暖房を行なうことが
できないという問題を有していた。

本発明は、空気調和機を用いた居住空間の快適
性の向上、特に暖房運転開始時の快適性の向上を
図ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、室内ユ
ニツトに設けられ前記室内熱交換器を通過した空
気を吹き出す吹出口と、前記吹出口の左右に独立
して設けられかつ前記吹出口から吹き出される空
気を左右方向に集中、分岐して偏向する左右偏向
羽根と、前記左右偏向羽根を偏向駆動する駆動手
段と、前記吹出口からの吹き出し温度または室温
を検出する温度検出手段と、あらかじめ設定した
第１の設定温度およびその第１の設定温度より高
い第２の設定温度を記憶する設定温度記憶手段
と、前記吹出口からの送風が略水平方向でありか
つ左右に分岐するように位置している前記上下偏
向羽根および左右偏向羽根の状態において、前記
温度検出手段により検出した温度が前記設定温度
記憶手段に記憶された第１の設定温度より高くな
つたとき、前記吹出口からの送風が下方向になる
ように前記上下偏向羽根を回動させる信号を前記
駆動手段に与え、さらに前記温度検出手段により
検出した温度が前記設定温度記憶手段に記憶され
た第２の設定温度より高くなつたとき、前記吹出
口からの送風が一箇所に集中するように前記左右
偏向羽根を回動させる信号を前記駆動手段に与え
る駆動信号発生手段とを備えたものである。

作 用 上記構成により本発明の空気調和機の風向偏向
装置は、暖房時、風の移動により寒さを感じるよ
うな吹き出し温度であつても居住者が寒さを感じ
ないような、吹出口からの送風が略水平方向であ
りかつ左右に分岐するように位置している上下偏
向羽根および左右偏向羽根の状態において、吹き
出し温度が第１の設定温度より高くなり、風の移
動が少し感じられる状態でも寒さを感じにくい温
度になると、前記吹出口からの送風が下方向にな
るように前記上下偏向羽根を回動させ、吹き出し
温度が第２の設定温度より高くなり、風の移動を
直接感じる状態でも寒さを感じない温度になる
と、吹出口からの送風が一箇所に集中するように
前記左右偏向羽根を回動させることにより、居住
者に体感的な寒さを感じさせることなく暖房が行
なえる。しかも、送風を左右に分岐している状態
が壁面部分を暖めることになるので、居住空間の
温度分布が均一となるとともに、暖房の立ち上が
りも早くなる。

また、冷房時、風の移動により寒さを感じるよ
うな室温であつても居住者が寒さによる不快感を
感じないような、吹出口からの送風が略水平方向
でありかつ左右に分岐するように位置している上
下偏向羽根および左右偏向羽根の状態において、
室温が第１の設定温度より高くなり、風の移動が
少し感じられる状態で涼風感が感じられる温度に
なると、前記吹出口からの送風が下方向になるよ
うに前記上下偏向羽根を回動させ、室温が第２の
設定温度より高くなり、風の移動を直接感じない
と涼風感を感じない温度にると、吹出口からの送
風が一箇所に集中するように前記左右偏向羽根を
回動させることにより、居住者に寒さによる不快
感すなわち、ヒートシヨツク（人体温度と冷風と
の差による不快感）を与えないように冷房が行
え、快適性の向上を図ることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例による空気調和機の風
向偏向装置を図面を用いて説明する。

第１図は同装置の要部分解斜視図である。

同図に示すように、吹き出し方向にわずかにわ
ん曲し、コアンダ効果によつて上下の風向偏向を
行う上下偏向羽根１は、その長手方向にシヤフト
２を有し、このシヤフト２は中モータ（ステツピ
ングモータ）３に接続されている。また吹き出し
空気をコアンダ効果によつて水平方向に偏向する
左右偏向羽根は、連結桟４ａに連結された左偏向
羽根５ａと、連結桟４ｂに連結された右偏向羽根
５ｂとから構成されている。そして左偏向羽根５
ａは、羽根用レバーアーム６ａ、ロツド７ａ、モ
ータ用レバーアーム８ａを介して左モータ（ステ
ツピングモータ）９ａに接続し、右偏向羽根５ｂ
は、羽根用レバーアーム６ｂ、ロツド７ｂ、モー
タ用レバーアーム８ｂを介して右モータ（ステツ
ピングモータ）９ｂに接続している。ここで左偏
向羽根５ａはこの左偏向羽根５ａよりも左側に中
心を有するようにわずかにわん曲し、右偏向羽根
５ｂはこの右偏向羽根５ｂよりも右側に中心を有
するようにわずかにわん曲している。すなわち後
述する吹出口１２の両側部１３ａ，１３ｂとで前
述のコアンダ現象を発生させ、風向偏向を行うた
めである。前記コアンダ効果については、従来よ
り周知の技術であるため、説明を省略する。

なお本実施例では、中モータ３、左モータ９
ａ、右モータ９ｂで駆動手段を構成しているが、
左右偏向羽根を駆動するモータを一つとすること
も可能で、さらにはギヤあるいはクラツチ等の切
換手段を用いることにより上下偏向羽根１と左右
偏向羽根を単一のモータで制御することも可能で
ある。またモータはステツピングモータに限ら
ず、誘導電動機等でもよい。

またモータのかわりに、周囲温度によつて変化
する形状記憶合金製バネを用いることも考えら
れ、この場合には本発明の必須要件である温度検
出手段や設定温度記憶手段をこの合金自体が有す
ることになる。また左右偏向羽根を左偏向羽根５
ａと右偏向羽根５ｂに２分割にしたのは、本発明
の目的とする集中、分流動作を容易に行なえる上
にそれぞれ独立して風向制御できるためであり、
さらに微妙な風向制御を行なうためにはさらに細
分割する構成であつてもよく、逆に分割せずに第
２図に示すように単一の連結桟４で連接してもよ
い。また左偏向羽根５ａ、右偏向羽根５ｂをわん
曲させたのは、コアンダ効果によつて風向偏向を
行う他に、本発明の目的とする集中、分流効果を
高めるための形状であり、前記コアンダ効果を考
慮しなければたとえわん曲していない平面的な形
状でもよく、さらにはわん曲方向をそれぞれ逆に
したものであつてもよい。

次に、第１図に示した風向偏向装置を装着する
室内ユニツト１０の斜視図を第３図に示す。

同図において、室内ユニツト１０の前面には室
内空気を吸い込む吸込口１１を有し、この吸込口
１１の下部に上下偏向羽根１と左右偏向羽根５
ａ，５ｂを有する吹出口１２が設けられている。
この吹出口１２の両側部１３ａ，１３ｂはそれぞ
れ外方向へ前述の如くコアンダ効果にて風向偏向
を行うために漸次拡大する曲面となつている。ま
た下面部１４も前述の如くコアンダ効果にて風向
偏向を行うために漸次拡大する曲面となつてい
る。

この室内ユニツト１０の側断面図を第４図に示
す。吸込口１１に対向する位置に室内熱交換器１
５を有し、この室内熱交換器１５から吹出口１２
に至る通風路中に送風機１６を有している。

次に本実施例の冷凍サイクルを第５図に示す。

同図において、圧縮機１７、四方弁１８、室内
熱交換器１５、キヤピラリチユーブ１９、室外熱
交換器２０が環状に連結されている。ここで冷媒
は、暖房運転時には、圧縮機１７、四方弁１８、
室内熱交換器１５、キヤピラリチユーブ１９、室
外熱交換器２０の順に流れ、冷房運転時には、圧
縮機１７、四方弁１８、室外熱交換器２０、キヤ
ピラリチユーブ１９、室内熱交換器１５の順に流
れる。

ここで２１ａ〜２１ｄは吹き出し温度を間接的
に検出する温度検出手段である。すなわち２１ａ
は室内熱交換器２０の配管温度を検出する温度セ
ンサ、２１ｂは圧縮機１７の電流を検出する電流
検出器、２１ｃは圧縮機１７の吐出配管の圧力を
検出する圧力検出器、２１ｄは室内熱交換器１５
の配管圧力を検出する圧力検出器、２１ｅは吸込
み空気温度あるいは室温を検出する温度センサで
ある。吹き出し温度を検出するには、直接吹出口
１２に温度センサを設けることが考えられるが、
上記各部の温度、圧力、電流からも検出すること
ができ、いずれかを選択あるいは組合わせて用い
ることも可能である。

次に本実施例の要部回路図を第６図に示す。

同図において、マイクロコンピユータ２２内に
は、あらかじめ設定した温度を記憶する記憶部２
３、この記憶部２３に記憶された設定値と入力値
との比較から適宜出力信号を発生する駆動信号発
生手段２４を有している。このマイクロコンピユ
ータの入力側にはコンパレータ２５を介して温度
検出手段であるサーミスタ２１が接続され、出力
側には各モータ３，９ａ，９ｂへパルス出力を供
給するパツフア２６を介して駆動手段である中モ
ータ３、左モータ９ａ、右モータ９ｂが接続され
ている。ここで２７はバイアス抵抗、２８はスキ
ヤン抵抗である。

次に本実施例の動作を第７図に示す。同図は暖
房運転時のフローチヤートである。

吹き出し温度ｔはサーミスタ２１で検出した温
度でありt₁、t₂は第１、第２の設定温度である。
第２の設定温度t₂は第１の設定温度t₁よりも高
く、吹き出し温度または室温が第１の設定温度t₁
になるまでは、吹き出しによる風の移動を感じる
と、居住者は寒さを感じるもので、例えば、暖房
運転時であれば、30〜33℃程度になる。また、吹
き出し温度または室温が第１の設定温度t₁を超え
て第２の設定温度t₂になるまでは、吹き出し風を
直接受けると、居住者は寒さあるいは涼風感を感
じるもので、たとえば、暖房運展示であれば、35
〜38℃程度となり、冷房運転時であれば25〜28℃
程度となる。この吹き出し温度ｔが第１の設定温
度t₁よりも低い時には、中モータ３を右回転、左
モータ９ａを右回転、右モータ９ｂを左回転させ
て停止する。ここで中モータ３を右回転させるこ
とは上下偏向羽根１を水平位置（必要に応じては
上方位置）に、左モータ９ａを右回転させること
は左偏向羽根５ａを左側に、右モータ９ｂを左回
転させることは右偏向羽根５ｂを右側に駆動する
ことを示す。

すなわち吹き出し空気は水平分流となり第８図
に示すようになる。このとき、上下偏向羽根１、
左偏向羽根５ａ、右偏向羽根５ｂは、それぞれど
のような初期状態にあるかわからないが、各モー
タ９ａ，９ｂ，３の駆動後は必ず上記のような位
置に回動するものである。すなわち、初期状態に
おいて駆動後の位置と同位置にすでに偏向してい
るときには、ストツパー等の負荷抵抗でモータの
回転をさせないか、あるいはモータを空回転させ
る。そして各モータ９ａ，９ｂ，３の回転後（必
要に応じて回転前あるいは回転中）は再びサーミ
スタ２１の温度と設定温度とを比較する。

次にサーミスタ２１の温度ｔが第１の設定温度
t₁よりも高く第２の設定温度t₂以下の場合には、
中モータ３を左回転、左モータ９ａを右回転、右
モータ９ｂを左回転させて停止する。すなわち吹
き出し空気は下方分流となり第９図に示すように
なる。この動作前にすでに第８図のように水平分
流状態にあるときは、実質的には上下偏向羽根１
のみが偏向することになる。

次にサーミスタ２１の温度ｔが第２の設定温度
t₂よりも高い場合には、中モータ３を左回転、左
モータ９ａを左回転、右モータ９ｂを右回転させ
て停止する。すなわち吹き出し空気は下方集中と
なり第１０図に示すようになる。

上記のような動作を行なうことにより、暖房時
において体感的に好ましくない冷風は直接人体に
あたらないように水平分流吹き出しとなり、ある
程度吹き出し温度が暖められているときには間接
的に人体にあたるように下方分流吹き出しとな
り、吹き出し温度が十分に高いときには直接人体
に吹きかかつても支障がないために下方集中吹き
出しとなる。

このような動作による暖房運転開始時の効果を
説明する。

まず暖房運転開始直後の吹き出し温度は低いた
め、居住者に直接あたるのは好ましくない。また
居住者に直接あたらなくても居住空間内の空気が
大きく移動することは実際の室温以下に感じるた
め、居住空間内の空気の移動は居住者を中心に考
えると小さい方が好ましい。すなわち水平分岐吹
き出しとすることにより、居住空間上部のみで吹
き出し空気が混ざりあい、居住者に寒さを感じさ
せることなく暖房作用を行なう。

次に、吹き出し温度が第１の設定温度t₁より高
くなつたときには、下方分岐吹き出しとなるた
め、居住空間の周辺の空気の移動が小さく、居住
者に寒さを感じさせずに暖房が行なえる。さらに
壁面をまず暖めることにより、立上り時間を短縮
することができるとともに、居住空間内の温度分
布を均一にすることができる。

さらに吹き出し温度が第２の設定温度t₂より高
くなつたときには、下方集中吹き出しとし、居住
者に直接暖風をあて、暖房効果を高めることがで
きる。このとき、すでに壁面もある程度暖められ
ているために、居住空間内に部分的に低温場所が
生じることもない。

つぎに、冷房運転時についてその効果を説明す
ると、まず室温が低いときに、送風を水平分岐と
することにより、居住者が冷風による不快感を感
じることなく壁面を含めた居住空間全体を空調す
ることができる。

室温が多少上がり、第１の設定温度t₁より高く
なると、居住者に風の移動が少し感じられる程度
に送風を下方分岐とし、直接居住者に冷風を与え
てヒートシヨツクが生じることの無いように、居
住者に近い空間の空調を図ることができる。

さらに室温が上がり、第２の設定温度t₂より高
くなると、居住者に直接送風をあてても寒さによ
る不快感は感じにくく、下方集中吹き出しとし
て、居住者に冷房感を感じさせることができる。

発明の効果 本発明は上記実施例の説明から明らかのよう
に、吹き出し温度または室温がある設定温度より
低い状態において、水平分岐吹き出しとして、居
住空間上部のみで空気の混合作用を行なう。すな
わちこの時、水平吹き出しであるとともに分岐吹
き出しであるために、居住空間上部のみでの空気
の混合作用を向上することができ、居住空間下部
での大きな空気移動を防止することができるの
で、居住者は暖房時における体感的な寒さおよび
冷房時における冷風による不快感を感じることが
ない。

暖房運転時において、吹き出し温度が高くなつ
たときには、下方分岐吹き出しとなるため、居住
空間の周辺の空気の移動が小さく、居住者に寒さ
を感じさせずに暖房が行なえる。さらに壁面をま
ず暖めることにより、暖房の立上り時間を短縮で
きるとともに、居住空間内の温度分布を均一にす
ることができる。

そしてさらに吹き出し温度が高くなつた時に
は、下方集中吹き出しとなるため、居住者に直接
暖風があたり、暖房効果を高めることができる。
このとき、すでに壁面もある程度暖められている
ために、居住空間内に部分的に低温場所が生じる
こともない。

冷房運転時において、室温が上がると、居住者
に風の移動が少し感じられる程度に送風を下方分
岐とし、直接居住者に冷風を与えてヒートシヨツ
クが生じることの無いように、居住者に近い空間
の空調を図ることができる。

さらに室温が上がると、居住者に直接送風をあ
てても寒さによる不快感は感じにくく、下方集中
吹き出しとして、居住者に冷房感を感じさせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す風向偏向装置
の分解斜視図、第２図は同風向偏向装置における
左右偏向羽根の異なる連結状態を示す構成図、第
３図は同風向偏向装置を具備した空気調和機の斜
視図、第４図は同空気調和機の縦断面図、第５図
は同空気調和機の冷凍サイクル図、第６図は同空
気調和機の電気回路図、第７図は同風向偏向装置
の制御内容を示すフローチヤート、第８図は同空
気調和機における水平分流吹出状態を示す説明
図、第９図は同下方分流吹出状態を示す説明図、
第１０図は同下方集中吹出状態を示す説明図、第
１１図、第１２図はそれぞれ従来例を示す風向偏
向装置の要部斜視図および要部断面図である。 １……上下風向偏向羽根、３……中モータ、５
ａ……左偏向羽根、５ｂ……右偏向羽根、９ａ…
…左モータ、９ｂ……右モータ、１０……室内ユ
ニツト、１２……吹出口、１５……室内熱交換
器、１７……圧縮機、２０……室外熱交換器、２
１ａ，２１ｅ……温度センサ、２１ｂ……電流検
出器、２１ｃ，２１ｄ……圧力検出器、２２……
マイクロコンピユータ、２３……記憶部、２４…
…駆動信号発生手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷媒を圧縮し、室内熱交換器、室外熱交換器
   とともに冷凍サイクルを構成する圧縮機と、送風
   機と前記室内熱交換器とを内部に有する室内ユニ
   ツトと、この室内ユニツトに設けられ前記室内熱
   交換器を通過した空気を吹き出す吹出口と、前記
   吹出口の左右に独立して設けられかつ前記吹出口
   から吹き出される空気を左右方向に集中、分岐し
   て偏向する左右偏向羽根と、前記左右偏向羽根を
   偏向駆動する駆動手段と、前記吹出口からの吹き
   出し温度または室温を検出する温度検出手段と、
   あらかじめ設定した第１の設定温度およびその第
   １の設定温度より高い第２の設定温度を記憶する
   設定温度記憶手段と、前記吹出口からの送風が略
   水平方向でありかつ左右に分岐するように位置し
   ている前記上下偏向羽根および左右偏向羽根の状
   態において、前記温度検出手段により検出した温
   度が前記設定温度記憶手段に記憶された第１の設
   定温度より高くなつたとき、前記吹出口からの送
   風が下方向になるように前記上下偏向羽根を回動
   させる信号を前記駆動手段に与え、さらに前記温
   度検出手段により検出した温度が前記設定温度記
   憶手段に記憶された第２の設定温度より高くなつ
   たとき、前記吹出口からの送風が一箇所に集中す
   るように前記左右偏向羽根を回動させる信号を前
   記駆動手段に与える駆動信号発生手段とを備えた
   空気調和機の風向偏向装置。 ２ 吹き出し温度を検出する温度検出手段を、室
   内温度あるいは室内熱交換器の配管温度を検出す
   る温度検出器とした特許請求の範囲第１項記載の
   空気調和機の風向偏向装置。 ３ 吹き出し温度を検出する温度検出手段を、圧
   縮機電流もしくは圧縮機電流を含む電流検出手段
   とした特許請求の範囲第１項記載の空気調和機の
   風向偏向装置。 ４ 吹き出し温度を検出する温度検出手段を、圧
   縮機吐出配管または室内熱交換器の配管の圧力を
   検出する圧力検出手段とした特許請求の範囲第１
   項記載の空気調和機の風向偏向装置。 ５ 吹き出し温度を検出する温度検出手段を、室
   内温度あるいは室内熱交換器の配管温度を検出す
   る温度検出器と、圧縮機電流もしくは圧縮機電流
   を含む電流検出手段より構成した特許請求の範囲
   第１項記載の空気調和機の風向偏向装置。