JPH0642797A - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 天井側から空調空気を吹出すようにした空気
調和装置において、周辺部の居住域まで吹出空気を到達
させ、室内空間内の温度分布を向上させる。 【構成】 送風ファン６の風向を調整するフラップ９を
設け、フラップモータ１０により、周期的にその位置を
鉛直下方から水平方向に亘って変動させる。風向位置検
出手段２０により風向を検出し、風量制御手段５１によ
り、風向が鉛直下方から水平方向に向うにしたがって送
風ファン６の風量を増大させるように制御する。これに
より、水平方向の風速を増大させ、冷暖房運転いずれに
おいても、対流作用に抗して吹出空気を室内周辺部の居
住域にまで有効に到達させ、室内空間の温度分布を改善
する。風向の変動範囲を任意に設定しうるように構成す
ると、温度分布がさらに改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、風向が周期的に変動す
るように構成された空気調和装置の運転制御装置に係
り、特に、空調の快適性の向上対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置の風向制御装置
として、例えば実開平２−１３１１５３号公報に開示さ
れるごとく、スイング可能な風向調整羽根と連動するカ
ムを備え、カムが所定の角変位をするのに要する時間を
計測し、風向調整羽根が所定の角変位位置に達するまで
の時間を計測した時間設定しておき、風向調整羽根を駆
動するモータをこの設定時間だけ駆動することにより、
電源周波数が６０Ｈｚから５０Ｈｚに変更された場合等
の電源周波数の変化に対し、常に風向調整羽根のスイン
グ位置を一定に保持しようとするものは公知の技術であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報のような従来
の技術を利用すれば、風向調整羽根のスイング位置が正
確に確保されるので、例えば室内空間の天井面に設置さ
れた空気調和装置の空気吹出口に風向制御装置を配設す
ることにより、電源周波数が変化したときでも、室内空
間の居住域に対して正確に空調空気を供給することがで
きる。

【０００４】しかしながら、その場合、室内空間の吹出
空気口の直下方にある部位と、室内空間の周辺に近い部
位とでは、吹出空気口からの距離に差があるため、その
部位に到達する風速が異なるという問題がある。すなわ
ち、図９に示すように、鉛直側と水平側とでは吹出空気
の風速が等しいので、水平方向に近い側では吹出空気が
ある程度進んだ地点で風速がごく弱くなり、その結果、
冷房運転時には冷風の下降が生じ、暖房運転時には温風
の天井側への上昇が生じる。このため、周辺部の居住域
に有効に空調空気が到達せずに、室内空間の温度分布が
不均一となり（同図の二点鎖線部分参照）、空調の快適
性を損ねる虞れがあった。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、天井側から空調空気を供給するよう
にした空気調和装置において、空気の吹出方向が鉛直下
方から水平方向に向うにつれて風量を増大させることに
より、室内空間の周辺部の居住域にまで吹出空気を有効
に到達させ、もって、空調の快適性の向上を図ることに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すよう
に、風量が可変に構成された送風ファン（６）を備え、
該送風ファン（６）の送風を天井側から室内空間に吹出
すようにした空気調和装置祖前提とする。

【０００７】そして、空気調和装置の運転制御装置とし
て、空調空気の吹出方向を可変に調節する風向変更機構
（９）と、空調空気の吹出方向を周期的に変動させるよ
う上記風向変更機構（９）を駆動する駆動手段（１０）
と、該駆動手段（１０）により駆動される風向変更機構
（９）の位置を検出する風向位置検出手段（２０）と、
該風向位置検出手段（２０）の出力を受け、風向が鉛直
下方から水平方向に向うにしたがって風量を増大させる
よう制御する風量制御手段（５１）とを設ける構成とし
たものである。

【０００８】請求項２の発明の講じた手段は、上記請求
項１の発明において、図１の破線部分に示すように、駆
動手段（１０）による風向変動範囲の両端を可変に設定
する変動範囲設定手段（３１）を設けたものである。

【０００９】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、駆動
手段（１０）により風向変更機構（９）が周期的に風向
を変動させるように駆動され、室内空間に空調空気が供
給される。そのとき、風向位置検出手段（２０）で検出
される風向位置に応じ、風量制御手段（５１）により、
風向が鉛直下方から水平方向に向うにしたがって送風フ
ァン（６）の風量を増大させるよう制御される。この風
量制御によって、水平方向に近付くほど風速が強くな
り、冷房運転では冷風の下降が抑制され、暖房運転では
温風の天井側への上昇が抑制され、室内空間の周辺部の
居住域にまで空調空気が到達する。その結果、室内の温
度分布が改善され、空調の快適性が向上することにな
る。

【００１０】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
の作用に加えて、変動範囲設定手段（３１）により、駆
動手段（１０）による風向の変動範囲が任意に設定され
るので、室内の温度分布が各居住域における居住者の体
感温度に対応したより快適なものとなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００１２】図３は本発明の実施例に係る空気調和装置
（Ａ）の構造を示し、空気調和装置（Ａ）のケーシング
（１）は天井壁（２）に取り付けられており、本体部が
天井面の内部にほぼ埋設された構造となっている。

【００１３】そして、ケーシング（１）の下面中央には
室内空気を取り込むための空気吸込口（３）が形成さ
れ、ケーシング（１）の下面の各側部には室内に空調空
気を吹き出すための空気吹出口（４），（４）が形成さ
れていて、ケーシング（１）内には、空気吸込口（３）
から空気吹出口（４），（４）に亘って空気が流通する
通風路（５）が形成されている。該通風路（５）におい
て、上記空気吸込口（３）の直上部には、インバータ
（図示せず）により、ファンモータ（７）を介して回転
周波数が可変に調節される送風ファン（６）が設定され
ていて、さらに、通風路（５）の上記送風ファン（６）
下流側に吸込空気を加熱或いは冷却するための熱交換器
（８）が配設されている。

【００１４】ここで、上記各空気吹出口（４），（４）
には、吹出空気の風向を変更する風向変更機構としての
フラップ（９），（９）がそれぞれ配置されており、駆
動手段であるフラップモータ（１０），（１０）によ
り、各フラップ（９），（９）を周期的に回動（スイン
グ）させて、風向を鉛直下方から水平方向に亘る９０度
の範囲に亘って変動させ、各フラップ（９），（９）に
より、室内空間の全域に亘って空調空気を供給しうるよ
うになされている。

【００１５】なお、（Ｔh1）は空気吸込口（３）に配設
され、吸込空気温度を検出する吸込温度センサ、（Ｔh
2）は熱交換器（８）の伝熱管に配設され、熱交温度を
検出する熱交温度センサである。

【００１６】また、図４は、上記フラップ（９），
（９）の回転位置から風向を検知する風向位置検出手段
としての風向位置センサ（２０）の構成を示し、該フラ
ップモータ（１０）とフラップ（９）とを連結する回転
軸（１１）には、カム（１２）が取り付けられている。
該カム（１２）は、回転軸（１１）に固定された同心状
の円板（１３）と、該円板（１３）の外周部半周に亘っ
て形成された突起部（１４）とからなる。また、上記カ
ム（１２）の回転位置を検出するリミットスイッチ（１
５）が設けられており、該リミットスイッチ（１５）
は、上記回転軸（１１）と共に回転するカム（１２）の
円板（１３）と係合するときには、遮断状態となり信号
を出力しない一方、カム（１２）の突起部（１４）と係
合するときには、導通状態となって信号を出力するよう
になされている。

【００１７】図５は、上記フラップ（９）の動作状態を
説明する図であって、各フラップ（９），（９）は水平
方向と鉛直方向との間で９０度範囲にスイングするよう
になされているが、上記突起部（１４）の周方向端部は
各変位位置に対応する。すなわち、回転軸（１１）が図
４の矢符方向に回転駆動されている状態で、リミットス
イッチ（１５）が突起部（１４）と係合している範囲
が、フラップ（９）がそれぞれ基準位置である角変位位
置Ｐ０からＰ４まで角変位する期間に対応する。そし
て、回転軸（１１）がさらに矢符方向に回転し、リミッ
トスイッチ（１５）が突起のない円板（１３）に臨んで
いる範囲は、フラップ（９）が角変位位置Ｐ４からＰ０
に復帰している範囲に対応する。そして、上記リミット
スイッチ（１５）の導通、遮断信号から、基準位置Ａ０
つまり水平位置からの角度θが検知され、これにより、
風向位置を検出するようになされている。

【００１８】次に、図２は、空気調和装置（Ａ）の制御
系統を示し、室内制御装置（Ｃ）は、室外制御装置
（Ｂ）とは伝送回路（Ｄ１）を介し、リモコン装置（Ｒ
Ｍ）とは伝送回路（Ｄ２）を介し、信号の授受可能にな
されている。そして、中央演算処理を行うマイクロコン
ピュ―タ（３０）には、上記吸込温度センサ（Ｔh1），
熱交温度センサ（Ｔh2），回転数センサ（Ｆｓ）（ファ
ンモータ（７）の軸に取付けられている）及び風向位置
センサ（２０）が、それぞれ入力回路（Ｎ１）〜（Ｎ
４）を介して信号の入力可能に接続されているととも
に、マイクロコンピュ―タ（３０）の信号は、駆動回路
（Ｋ１），（Ｋ２）を介して上記ファンモータ（７）及
びフラップモータ（２０）に出力可能になされいる。

【００１９】また、（３１）は、請求項２の発明にいう
変動範囲設定手段としての設定回路であって、上記リモ
コン装置（ＲＭ）からフラップ（９）のスイング範囲を
例えば図５のＰＩ〜Ｐ３と設定することで、フラップ
（９）のスイング範囲を任意に設定，変更するもので、
この設定回路（３１）は追加機能となっている。なお、
その場合には、フラップモータ（２０）は回転方向が正
逆切換えられるステッピングモータで構成される。

【００２０】また、（３２）は、各種データ等を記憶す
る記憶回路であって、該記憶回路（３２）には、図６に
示すように、フラップ（９）の回動位置とファンモータ
（７）の回転数との関数関係が設定されている。すなわ
ち、フラップ（９）が鉛直位置から水平位置（９０度）
に近付くにしたがって、ファンモータ（７）の回転数を
加速度的に増大させるように設定されている。

【００２１】次に、上記マイクロコンピュ―タ（３０）
の制御内容について、図７のフロ―チャ―トに基づき説
明する。まず、ステップＳＴ１で、運転中か否かを判別
し、運転中であれば、ステップＳＴ２に進んで、上記風
向位置センサ（２０）で検知されるフラップ（９）の位
置つまり風向角度θを入力し、ステップＳＴ３で、リモ
コン装置（ＲＭ）による設定がスイングモードか否かを
判別し、スイングモードであれば、ステップＳＴ４で、
フラップモータ（１０）によりフラップ（９）をスイン
グさせながら、ステップＳＴ５に進んで、現在の風向角
度θに対応する目標風量（目標回転数）を上記図６の関
係に基づいて演算し、ステップＳＴ６で、ファンモータ
（７）を上記目標回転数になるよう制御する。

【００２２】一方、上記ステップＳＴ３の判別で、リモ
コン装置（ＲＭ）の設定がスイングモードでない固定モ
ードのときには、ステップＳＴ７に移行して、フラップ
モータ（１０）を所定回転位置で停止させてフラップ
（９）を固定位置にセットするとともに、ステップＳＴ
８で、目標風量を例えば強風「Ｈ」、弱風「Ｌ」、微風
「ＬＬ」等リモコン装置（ＲＭ）の指令に応じて固定
し、上記ステップＳＴ６の制御を実行する。

【００２３】また、上記ステップＳＴ１の判別で、運転
中でないときには、ステップＳＴ９に移行して、フラッ
プ（９）を停止させ、ステップＳＴ１０で、送風ファン
（６）の運転を停止させる。

【００２４】上記フローにおいて、ステップＳＴ５及び
ＳＴ６の制御により、請求項１の発明にいう風量制御手
段（５１）が構成されている。

【００２５】したがって、上記実施例では、フラップモ
ータ（１０）によりフラップ（９）が周期的に風向を変
動するようつまりスイングするように駆動され、室内空
間に空調空気が供給される。そのとき、風向位置検出手
段（２０）で検出されるフラップ位置つまり風向位置に
応じ、風量制御手段（５１）により、風向が鉛直下方か
ら水平方向に向うにしたがって送風ファン（６）の風量
を増大させるようファンモータ（７）の回転数が制御さ
れる。この風量制御によって、図８に示すように、水平
方向への吹出空気の到達距離が長くなり、室内空間の周
辺部にまで空調空気が到達する。

【００２６】すなわち、上記従来のような風速が水平方
向で増大されないものでは、図９に示すように、吹出空
気の風速がどの方向に対しても略同じであるために、周
辺部に向う吹出空気の風速がある程度減少した地点で、
冷房運転では冷風が下降して周辺部にまで吹出空気が到
達しなかったり、暖房運転では温風が天井側に上昇して
周辺部の居住域にまで到達しないことがある。その一
方、空気吹出口（４）の直下部では風速が強すぎてドラ
フト感を生ぜしめる虞れがあり、室内空間の温度分布
は、図９の二点鎖線に示すごとく、不均一な状態とな
る。

【００２７】それに対し、上記実施例では、水平方向で
風速が強まるので、冷暖房運転いずれにおいても、水平
方向に近い側で、吹出空気が対流作用に抗して室内空間
の周辺部の居住域にまで到達する。その結果、室内の温
度分布が図８の二点鎖線に示すごとく改善され、空調の
快適性の向上を図ることができるのである。

【００２８】特に、上記実施例の追加機能のごとく、請
求項２の発明に対応して、フラップ（９）のスイング範
囲を任意に設定しうるようにした場合、室内の温度分布
が各居住域における居住者の体感温度に対応したより快
適なものとなり、著効が得られることになる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明したように、請求項１の発明
によれば、室内空間の天井側から送風ファンにより空調
空気を吹出すようにした空気調和装置の運転制御装置と
して、吹出空気の風向を鉛直下方から水平方向の側まで
周期的に変動させる一方、風向が鉛直下方から水平方向
に向うにしたがって送風ファンの風量を増大させるよう
にしたので、水平方向に近付くほど風速が強くなり、冷
暖房運転いずれにおいても、対流作用に抗して吹出空気
を室内空間の周辺部の居住域にまで到達させて、室内の
温度分布を改善することができ、よって、空調の快適性
の向上を図ることができる。

【００３０】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、風向の変動範囲を任意に設定しうるよう
にしたので、室内の温度分布が各居住域における居住者
の体感温度に対応したものに改善され、よって、著効を
発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る空気調和装置の制御系統図であ
る。

【図３】実施例に係る空気調和装置の室内ユニットの構
造を示す縦断面図である。

【図４】風向位置検出手段の構造を示す軸直角断面図で
ある。

【図５】フラップの動作を説明する図である。

【図６】風向とファンモータ回転数との関係を示す図で
ある。

【図７】制御内容を示すフロ―チャ―ト図である。

【図８】本発明による室内空間の温度分布を示す図であ
る。

【図９】従来のものによる室内空間の温度分布を示す図
である。

【符号の説明】

６ 送風ファン ９ フラップ（風向変更機構） １０ フラップモータ（駆動手段） ２０ 風向位置検出手段 ３１ 設定回路（変動範囲設定手段） ５１ 風量制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 風量が可変に構成された送風ファン
   （６）を備え、該送風ファン（６）の送風を天井側から
   室内空間に吹出すようにした空気調和装置において、 空調空気の吹出方向を可変に調節する風向変更機構
   （９）と、 空調空気の吹出方向を周期的に変動させるよう上記風向
   変更機構（９）を駆動する駆動手段（１０）と、 該駆動手段（１０）により駆動される風向変更機構
   （９）の位置を検出する風向位置検出手段（２０）と、 該風向位置検出手段（２０）の出力を受け、風向が鉛直
   下方から水平方向に向うにしたがって風量を増大させる
   よう制御する風量制御手段（５１）とを備えたことを特
   徴とする空気調和装置の運転制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空気調和装置の運転制御
   装置において、 駆動手段（１０）による風向変動範囲の両端を可変に設
   定する変動範囲設定手段（３１）を備えたことを特徴と
   する空気調和装置の運転制御装置。