JPH057621B2 - - 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１３図、第１４図に示
す。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１０２、水平方
向に吹き出し空気を偏向する左右偏向羽根１０
３，１０４が設けられている。そして上下偏向羽
根１０２は連結機１０５ａ、レバーアーム１０６
ａ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
結機１０５ｂ，１０５ｃ、レバーアーム１０６
ｂ，１０６ｃ、を介してベローズ１０７ｂ，１０
７ｃに接続されている。また各ベローズ１０７
ａ，１０７ｂ，１０７ｃにはそれぞれヒータ１０
８ａ，１０８ｂ，１０８ｃが巻かれている。１０
９はヒータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ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 上記問題を解決するために本発明は、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、この吹出口から吹
き出される空気を上下方向に偏向する上下偏向羽
根と、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分
岐して偏向する左右偏向羽根と、前記上下偏向羽
根と左右偏向羽根をそれぞれ独立して偏向駆動
し、吹出方向を設定する切換スイツチを有する駆
動手段と、前記吹き出し温度を検出する温度検出
手段と、あらかじめ設定した温度を記憶する設定
温度記憶手段と、あらかじめ設定された動作パタ
ーンにて前記左右偏向羽根を駆動させる切換スイ
ツチを有する左右吹出方向決定手段とを備え、前
記吹出口から吹き出される空気温度が、Ａ領域に
ある場合は上下羽根は水平、左右羽根は左右方向
へ分岐するようにし、Ｂ領域（Ａ≦Ｂ〔℃〕）にあ
る場合は上下羽根は下方向、左右羽根はＡ領域と
同一方向とし、Ｃ領域にある場合は（Ａ≦Ｂ≦Ｃ
〔℃〕）上下羽根は下方向、左右羽根は空気調和機
を被空調空間のどの位置に配置するかによつてお
のずと定まりかつ空気調和機設定時にセツトされ
た左右方向の最良吹出方向を向くように駆動する
ものである。

作 用 上記手段により本発明は、吹き出し温度が低い
状態では水平分流吹き出しで吹き出し温度が生温
かくなると下方分流吹き出しとし、さらに吹出温
度が上昇すると、下方向吹き出しでかつ居住空間
中の最も重要な部分へ吹き出すために、体感的に
寒い吹き出し風の時は居住空間上部でのみ空気の
混合作用を行ない、多少生温かくなつてからは居
住空間の周辺部分の床面を暖め、充分に温まつて
からは居住空間の中心部の床面を重点的に温める
ことになり温度分布の向上及び快適性の向上を図
ることが出来る。

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、連結機４ａに連結された左偏向羽根
５ａと、連結機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５ａ
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機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任意の位置へ風向
を制御するための集中、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。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５ａ，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。
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１
５、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２ａ〜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１５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に温度センサー
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。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２３、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バツフア２６
を介して駆動手段である中モータ３、左モータ９
ａ、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り、２
９は空気調和機を被空調空間のどの位置に配置す
るかによつておのずと定まる左右方向の最良吹出
方向を空気調和機設置時にセツトするための左右
吹出方向決定手段であるスイツチである。

次に本実施例の動作を第７図〜第９図に示す。
第７図は暖房運転時のフローチヤート、第８図は
吹き出し方向設定可能方向を示し、空気調和機を
天井面より見た図である。第９図は部屋の隅に設
置された場合の吹き出し方向を示す図である。

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は設定温度である。

まず空気調和機が第９図に示すような設置をさ
れた場合、空気調和機を被空調空間のどの位置に
配置するかによつておのずと定まる左右方向の最
良吹出方向、すなわち部屋の中央方向はｂ方向と
なり、まず吹き出し温度ｔが第一の設定温度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を水平位置に（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を左回転すなわち第８図及び第９図
で示すａ方向へ、右モータ９ｂを左回転させるこ
とは右偏向羽根５ｂを右回転すなわち第８図及び
第９図で示すｅ方向へ駆動することを示す。すな
わち吹き出し空気は第１０図に示すように水平方
向でかつ部屋の右側壁及び左側壁にぶつかり、壁
面とのコアンド効果により壁面に沿つて流れる。
このとき、上下偏向羽根、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，９ｃ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。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、モータ位置を検出しておいて動作完了の判断
の基にモータの回動をさせない。そして各モータ
９ａ，９ｂ，９ｃの回転後又は回転中再びサーミ
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（t₁＜
ｔ≦t₂）には、中モータ３を左回転、左モータ９
ａ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向分流吹き出し
で第１１図に示すようになる。この動作前にすで
に第１０図のような吹出方向であるときは、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（t₂＜ｔ）は、中モータ３を左
回転、左モータ９ａを最適位置（ｂ方向）、右モ
ータ９ｂを最適位置（ｂ方向）で停止する。すな
わち吹き出し空気は下方向吹き出し部屋の中央ｂ
方向に向つて吹き出し第１２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
水平方向でかつ左右へ分岐した方向に吹き出すこ
とになり、ある程度吹き出し温度が暖められてい
るときには周囲の壁面を温めると共に間接的にし
か人体に当らないように下方向吹き出しでかつ人
の居ない周辺の方向に吹き出すこととなり、吹き
出し温度が十分に高いときは直接人体に吹きかか
つても支障がないように下方向でかつ部屋の中央
方向に向つて吹き出すこととなる。

このような動作を暖房運転開始時についてその
効用を説明する。まず暖房運転開始直後の吹き出
し温度は低いため、人体に直接あたるのは好まし
くない。また人体に直接あたらなくても居住空間
の空気が大きく移動することは体感的に実際の室
温以下に感じるため、居住空間内の空気の移動は
小さい方が好ましい。すなわち水平分流方向に吹
き出すことにより、居住空間上部のみで吹き出し
空気が混ざりあい、人体に寒さを感じさせること
なく暖房作用を行なう。

次にある程度吹き出し温度が高くなつたとき
は、下方向でかつ左右分岐方向へ向けて吹き出し
ているため、居住空間の周辺から暖房作用を行な
うことになる。すなわち、この場合にあつても居
住空間内の空気の移動を小さくし、人体に寒さを
感じさせずに暖房が行なえる。さらに周辺の壁面
及び床面をまず暖めることにより、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、下方向吹き出しでかつ
部屋の中央方向に吹き出すため、人体に直接暖風
を当て、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領域が生ず
ることもない。

発明の効果 本発明は、上記実施例の説明から明らかなよう
に、吹き出し温度がある設定温度になつたとき、
水平分流方向から下方分流方向となるため、吹出
温度が低い時には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
あるとともに左右分岐方向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の
移動を防止することができるので、体感的に寒さ
を感じることがない。

さらに吹き出し温度が高い時には、下方分流方
向で部屋の周辺部への吹き出しとなるので、居住
空間下部周辺、すなわち壁面から暖めることにな
るので温度分布の均一化が図れる。さらに、下方
向でかつ部屋の中央方向吹き出しであると、直接
人体に吹き出し空気があるために、吹き出し温度
が十分に高くなつてからでないと下方吹き出しを
行なうことができないが、分流吹き出しであるた
めに、ある程度の温度上昇で下方吹き出しとする
ことができ、暖房効果の立上りを早めることがで
きる。

また左右吹出方向決定手段を設けているので、
あらかじめ使用者の所望の方向に設定でき、例え
ば左右偏向羽根位置をあらかじめ部屋の中央方向
に設定しておけば、吹き出し温度が十分高い時は
下方吹出しでかつ部屋の中央方向へ吹き出すた
め、人体に直接暖風を当て、暖房効果を高めるこ
とができるなど快適な空調を実現できる。

【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媒回路図、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図及び第９図
は空気調和機によりの風の吹き出し方向を示す説
明図、第１０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１１図は同下方分流吹
出状態を示す説明図、第１２図は同下方向でかつ
部屋の中央方向へ吹き出す状態を示す説明図、第
１３図、第１４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……温度センサ、２１ｂ……電流検出器、２
１ｃ，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、この
   吹出口から吹き出される空気を上下方向に偏向す
   る上下偏向羽根と、前記吹出口の左右に独立して
   設けられ前記吹出口から吹き出される空気を左右
   方向に分岐して偏向する左右偏向羽根と、前記上
   下偏向羽根と左右偏向羽根をそれぞれ独立して偏
   向駆動し、吹出方向を設定出来る切換スイツチを
   内蔵した駆動手段と、前記吹出口よりの吹出し温
   度を検出する温度検出手段と、あらかじめ設定し
   た温度を記憶する設定温度記憶手段と、あらかじ
   め設定された動作パターンにて前記左右偏向羽根
   を駆動させる切換スイツチを有する左右吹出方向
   決定手段とを備え、前記温度検出手段により検出
   した温度が、設定温度記憶手段に記憶された設定
   温度領域Ａになつた時、上下偏向羽根を水平方向
   に、左右偏向羽根を左右方向へ分岐し、続いて前
   記温度検出手段により検出した温度が、設定温度
   記憶手段に記憶された設定温度領域Ｂ（Ａ≦Ｂ）
   になつた時、上下偏向羽根を下方向に駆動し、さ
   らに続いて前記温度検出手段により検出した温度
   が、設定温度記憶手段に記憶された設定温度領域
   Ｃ（Ａ≦Ｂ≦Ｃ）になつた時、左右偏向羽根を空
   気調和機の配置位置によつて定まりかつ空気調和
   機設置時にセツトされた最良の吹出し方向へ偏向
   させる空気調和機の風向偏向方法。 ２ 吹き出し温度を検出する温度検出手段を、室
   内熱交換器の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
   方法。 ３ 吹き出し温度を検出する温度検出手段を、圧
   縮機吐出又は室内熱交換器の冷媒圧力を検出する
   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方法。 ４ 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
   の風向偏向方法。 ５ 吹き出し温度を検出する温度検出手段を、室
   内熱交換器の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
   機の風向偏向方法。