JPH071115B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気調和機に関し、さらに詳しくは天井近く
等の高所に設置される空気調和機における吹出空気流制
御装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、天井近く等の高所に設置される空気調和機の場
合、空気調和機本体の前面に形成された空気吹出口に吹
出空気の方向を調整するための吹出羽根を設置し、該吹
出羽根の設定角度を変更することによって、水平吹出
（冷房運転時）あるいは下向き傾斜吹出（暖房運転時）
となるように気流制御することが行なわれてきている
（例えば、実開昭56−82445号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） 上記の如き構成の空気調和機の場合、暖房運転時におけ
る吹出羽根の角度調整は、ユーザーの選定にまかされて
いるのが現状であり、風量の変化あるいは吹出空気温度
の変化とは無関係に制御されるようになっているため、
暖房運転時における室内温度分布を良好な状態に保持す
ることが難しいという問題がある。

ところで、第11図には、暖房運転時において空気調和機
本体１の空気吹出口５から吹き出される吹出空気流Ｗの
基本的な流れ断面を模式化したものが示されているが、
これによれば、空気調和機本体１の空気吹出口５から吹
き出された吹出空気流Ｗは、床面Ｆに着地した後、部屋
Ｒ全体に拡散せしめられることがわかる。従って、吹出
空気流Ｗが床面Ｆへ着地した時点での風速、即ち床面着
地風速Vfが室内温度分布を良好に保持するための重要な
因子となっていることがわかる。

つまり、室内温度分布の面から考察すると、吹出空気流
Ｆの床面着地風速Vfの大小によって部屋Ｒ内の上下温度
差が大きく左右されることとなっており、吹出空気流Ｆ
の床面着地風速Vfを所定値Vf₀（例えば、1m/s）以上と
する時、部屋Ｒ内の上下平均温度差Δｔが良好な値（例
えば、Δｔ＝５℃以下）となることが経験則から分かっ
ている。

一方、吹出空気流Ｗの状態を決定する因子としては、吐
出風量Ｑ、吸込空気温度Trと吹出空気温度Toとの差温Δ
Ｔ、吹出角度θ（即ち、吹出空気流Ｗの水平からの傾斜
角度）および吹出風速Voがある。そして、本発明者は、
これらの諸因子を適宜制御することによって前記床面着
地風速Vfを所定値Vf₀（即ち、部屋Ｒ内の上下平均温度
差Δｔを良好な状態に保持し得る値）となし得ることを
知るに至り、本発明をするに至ったのである。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、吹出空気
流の状態を決定する諸因子を適宜制御することによっ
て、吹出空気流の床面着地風速を所望の値に制御し、以
って暖房運転時における室内上下温度分布を良好に保持
し得るようにすることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段およびその作用） 請求項１の発明では、上記課題を解決すべく図面に示す
ように、空気熱交換器２およびファン３を内蔵する空気
調和機本体１の空気吸込口４から吸い込まれた吸込空気
W₀を、前記空気熱交換器２の熱交換作用により調和空気
となした後前記空気調和機本体１の空気吹出口５から室
内へ吹き出すようにするとともに、該空気吹出口５に設
けられ、吹出空気流Ｗの吹出角度θを変更する吹出羽根
６と、該吹出羽根６の設定角度αを変更する吹出羽根駆
動手段８と、吸込空気W₀の温度Trを検出する吸込温度検
出手段13と、吹出空気流Ｗの温度Toを検出する吹出温度
検出手段14とを備えた空気調和機において、暖房運転時
におけるファン３の吐出風量Ｑ、空気吹出口５での吹出
風速Voおよび吹出空気温度Toと吸込空気温度Trとの差温
ΔＴを入力する入力部と、吹出空気流Ｗの床面着地風速
Vfが室内上下平均温度差Δｔを所望値となすべく予じめ
設定された設定値Vf₀となる吐出風量Ｑ、吹出風速Vo、
吹出空気温度Trと吸込空気温度Toとの差温ΔＴおよび吹
出角度θの関係と前記入力部に入力された吐出風量Ｑ、
吹出風速Voおよび差温ΔＴとから前記床面着地風速Vfが
前記設定値Vf₀となる吹出角度θを求める演算部と、該
演算部で求められた吹出角度θが得られるように前記吹
出羽根６の設定角度αを制御すべく前記吹出羽根駆動手
段８に対して駆動制御指令を出力する出力部とを備えた
制御手段16を付設している。

上記の如く構成したことにより、暖房運転時において、
吹出空気温度Toと吸込空気温度Trとの差温ΔＴの増減に
対応させて前記吹出羽根６の設定角度αを増減させるこ
とによって、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下
平均温度差Δｔを所望値となすべく予じめ設定された設
定値となるように制御されることとなるのである。

請求項２の発明では、上記課題を課題すべく図面に示す
ように、空気熱交換器２およびファン３を内蔵する空気
調和機本体１の空気吸込口４から吸い込まれた吸込空気
W₀を、前記空気熱交換器２の熱交換作用により調和空気
となした後前記空気調和機本体１の空気吹出口５から室
内へ吹き出すようにするとともに、該空気吹出口５に設
けられ、吹出空気流Ｗの吹出角度θを変更する吹出羽根
６と、吸込空気W₀の温度Trを検出する吸込温度検出手段
13と、吹出空気流Ｗの温度Toを検出する吹出温度検出手
段14と、前記空気吹出口５における吹出風速Voを変更す
る風速可変手段17とを備えた空気調和機において、暖房
運転時におけるファン３の吐出風量Ｑ、吹出空気流
（Ｗ）の吹出角度θおよび吹出空気温度Toと吸込空気温
度Trとの差温ΔＴを入力する入力部と、吹出空気流Ｗの
床面着地風速Vfが室内上下平均温度差Δｔを所望値とな
すべく予じめ設定された設定値Vf₀となる吐出風量Ｑ、
吹出風速Vo、吹出空気温度Trと吹込空気温度Toとの差温
ΔＴおよび吹出角度θの関係と前記入力部に入力された
吐出風量Ｑ、吹出角度θおよび差温ΔＴとから前記床面
着地風速Vfが前記設定値Vf₀となる吹出速度Voを求める
演算部と、該演算部で求められた吹出風速Voが得られる
ように前記風速可変手段17に対して制御指令を出力する
出力部とを備えた制御手段16を付設している。

上記の如く構成したことにより、暖房運転時において、
吹出空気温度Toと吸込空気温度Trとの差温ΔＴの増減に
対応させて前記吹出風速Voを増減させることによって、
吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平均温度差Δ
Ｔを所望値となすべく予じめ設定された設定値となるよ
うに制御されることとなるのである。

請求項３の発明では、上記課題を課題すべく図面に示す
ように、空気熱交換器２およびファン３を内蔵する空気
調和機本体１の空気吸込口４から吸い込まれた吸込空気
W₀を、前記空気熱交換器２の熱交換作用により調和空気
となした後前記空気調和機本体１の空気吹出口５から室
内へ吹き出すようにするとともに、該空気吹出口５に設
けられ、吹出空気流Ｗの吹出角度θを変更する吹出羽根
６と、該吹出羽根６の設定角度αを変更する吹出羽根駆
動手段８と、吸込空気W₀の温度Trを検出する吸込温度検
出手段13と、吹出空気流Ｗの温度Toを検出する吹出温度
検出手段14と、前記空気吹出口５における吹出風速Voを
変更する風速可変手段17とを備えた空気調和機におい
て、暖房運転時におけるファン３の吐出風量Ｑおよび吹
出空気温度Toと吸込空気温度Trとの差温ΔＴを入力する
入力部と、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平
均温度差Δｔを所望値となすべく予じめ設定された設定
値Vf₀となる吐出風量Ｑ、吹出風速Vo、吹出空気温度Tr
と吸込空気温度Toとの差温ΔＴおよび吹出角度θの関係
と前記入力部に入力された吐出風量Ｑおよび差温ΔＴと
から前記床面着地風速Vfが前記設定値Vf₀となる吹出風
速Voと吹出角度θの組み合わせを求める演算部と、該演
算部で求められた吹出風速Voと吹出角度θの組み合わせ
が得られるように前記風速可変手段17に対して制御指令
を出力するとともに前記吹出羽根６の設定角度αを制御
すべく前記吹出羽根駆動手段８に対して駆動制御指令を
出力する出力部とを備えた制御手段16を付設している。

上記の如く構成したことにより、暖房運転時において、
吹出空気温度Toと吸込空気温度Trとの差温ΔＴの増減に
対応させて前記吹出風速Voを増減させるとともに、前記
吹出羽根６の設定角度αを増減させることによって、前
記吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平均温度差
Δｔを所望値となすべく予じめ設定された設定値となる
ように制御されることとなるのである。

なお、上記請求項２あるいは３記載の空気調和機におけ
る風速可変手段17は、前記空気吹出口５に揺動自在に設
けられ且つ該空気吹出口５の空気流路面積を増減すべく
作用する風速制御板18と、該風速制御板18を揺動せしめ
るべく作用する揺動手段19とによって構成し、あるいは
前記ファン３のファンモータ12の回転数をインバータで
周波数制御するものとする場合もある。

（発明の効果） 請求項１の発明によれば、暖房運転時におけるファン３
の吐出風量Ｑ、空気吹出口５での吹出風速Voおよび吹出
空気温度Toと吸込空気温度Trとの差温ΔＴを入力する入
力部と、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平均
温度差Δｔを所望値となすべく予じめ設定された設定値
Vf₀となる吐出風量Ｑ、吹出風速Vo、吹出空気温度Trと
吸込空気温度Toとの差温ΔＴおよび吹出角度θの関係と
前記入力部に入力された吐出風量Ｑ、吹出風速Voおよび
差温ΔＴとから前記床面着地風速Vfが前記設定値Vf₀と
なる吹出角度θを求める演算部と、該演算部で求められ
た吹出角度θが得られるように前記吹出羽根６の設定角
度αを制御すべく前記吹出羽根駆動手段８に対して駆動
制御指令を出力する出力部とを備えた制御手段16を付設
したので、暖房運転時において、吹出空気温度Toと吸込
空気温度Trとの差温ΔＴの増減に対応させて前記吹出羽
根６の設定角度αを増減させることによって、吹出空気
流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平均温度差Δｔを所望
値となすべく予じめ設定された設定値となるように制御
されることとなり、暖房運転時における室内温度分布を
極めて良好な状態に保持することができるという優れた
効果がある。

請求項２の発明によれば、暖房運転時におけるファン３
の吐出風量Ｑ、吹出空気流（Ｗ）の吹出角度θおよび吹
出空気温度Toと吸込空気温度Trとの差温ΔＴを入力する
入力部と、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平
均温度差Δｔを所望値となすべく予じめ設定された設定
値Vf₀となる吐出風量Ｑ、吹出風速Vo、吹出空気温度Tr
と吸込空気温度Toとの差温ΔＴおよび吹出角度θの関係
と前記入力部に入力された吐出風量Ｑ、吹出角度θおよ
び差温ΔＴとから前記床面着地風速Vfが前記設定値Vf₀
となる吹出風速Voを求める演算部と、該演算部で求めら
れた吹出風速Voが得られるように前記風速可変手段17に
対して制御指令を出力する出力部とを備えた制御手段16
を付設したので、暖房運転時において、吹出空気温度To
と吸込空気温度Trとの差温ΔＴの増減に対応させて前記
吹出風速Voを増減させることによって、吹出空気流Ｗの
床面着地風速Vfが室内上下平均温度差Δｔを所望値とな
すべく予じめ設定された設定値となるように制御される
こととなり、暖房運転時における室内温度分布を極めて
良好な状態に保持することができるという優れた効果が
ある。

請求項３の発明によれば、暖房運転時におけるファン３
の吐出風量Ｑおよび吹出空気温度Toと吸込空気温度Trと
の差温ΔＴを入力する入力部と、吹出空気流Ｗの床面着
地風速Vfが室内上下平均温度差Δｔを所望値となすべく
予じめ設定された設定値Vf₀となる吐出風量Ｑ、吹出風
速Vo、吹出空気温度Trと吸込空気温度Toとの差温ΔＴお
よび吹出角度θの関係と前記入力部に入力された吐出風
量Ｑおよび差温ΔＴとから前記床面着地風速Vfが前記設
定値Vf₀となる吹出風速Voと吹出角度θの組み合わせを
求める演算部と、該演算部で求められた吹出風速Voと吹
出角度θの組み合わせが得られるように前記風速可変手
段17に対して制御指令を出力するとともに前記吹出羽根
６の設定角度αを制御すべく前記吹出羽根駆動手段８に
対して駆動制御指令を出力する出力部とを備えた制御手
段16を付設したので、暖房運転時において、吹出空気温
度Toと吸込空気温度Trとの差温ΔＴの増減に対応させて
前記吹出風速Voを増減させるとともに、前記吹出羽根６
の設定角度αを増減させることによって、前記吹出空気
流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平均温度差Δｔを所望
値となすべく予じめ設定された設定値となるように制御
されることとなり、暖房運転時における室内温度分布を
極めて良好な状態に保持することができるという優れた
効果がある。

なお、請求項４あるいは５記載の如く、請求項2,3ある
いは４記載の空気調和機における風速可変手段17を、前
記空気吹出口５に揺動自在に設けられ且つ該空気吹出口
５の空気流路面積を増減すべく作用する風速制御板18
と、該風速制御板18を揺動せしめるべく作用する揺動手
段19とによって構成し、あるいは前記ファン３のファン
モータ12の回転数をインバータで周波数制御するものと
するようにすれば、風速制御を行うための具体的構造が
簡略化されるとともに、風速制御を確実に行うことがで
きるという利点がある。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の幾つかの好適な実
施例を説明する。

実施例１ 第１図には、本発明の実施例１にかかる空気調和機の概
略構成が示されており、該空気調和機は、第11図図示の
如く、部屋Ｒの一隅における天井Ｃ近くの高所に設置さ
れるものである。

この空気調和機は、空気熱交換器２および遠心式のファ
ン３を内蔵してなる空気調和機本体１からなっており、
該空気調和機本体１下面後部および前面に形成された空
気吸込口４および空気吹出口５を備えている。そして、
この空気調和機においては、前記空気吸込口４から吸い
込まれた吸込空気W₀を、前記空気熱交換器２の熱交換作
用により調和空気となした後、空気吹出口５から室内へ
吹き出すようになっている。

また、前記空気吹出口５には、吹出空気流Ｗ（換言すれ
ば、調和空気）の吹出角度θ（第11図参照）を可変とす
るための吹出羽根６が揺動自在に設けられている。該吹
出羽根６は、揺動中心となる枢軸7,7を介して前記空気
吹出口５の両側壁に揺動自在に枢支されており、空気調
和機本体１側に設けられた吹出羽根駆動手段８により角
度可変とされている。該吹出羽根駆動手段８は、第２図
図示の如く、ステップモータ９を駆動源としており、該
ステップモータ９の回転軸9aと前記吹出羽根６の一端
（即ち、内端部）とを２本のリンク10,11を介して連結
することによって構成されている。つまり、ステップモ
ータ９の回転に伴って回転する第１リンク10の回転運動
が第２リンク11を介して吹出羽根６の往復揺動として伝
達されるようになっているのである。そして、前記ステ
ップモータ９の回転量（換言すれば、ステップモータ９
への通電時間）によって、前記吹出羽根６の設定角度α
が決定されるようになっている。

前記ファン３は、ファンモータ12により駆動され、該フ
ァンモータ12は、モータコイルのタップ切換によって
「強」・「中」・「弱」の３種類の風量切換が行える如
く回転数制御されるようになっている。

さらに、前記空気吸込口４には、吸込空気W₀の温度Trを
検出する吸込温度検出手段としての吸込温度センサー13
が付設される一方、前記空気吹出口５には、吹出空気流
Ｗの温度Toを検出する吹出温度検出手段としての吹出温
度センサー14と、吹出空気流Ｗの吹出風速Voを検出する
風速センサー15が付設されている。

そして、吹出空気流Ｗの吹出角度θを決定する前記ステ
ップモータ９からの吹出羽根設定角度信号と、前記ファ
ン３から吐出される風量Ｑを決定する前記ファンモータ
12の切換タップ位置信号と、前記吸込温度センサー13、
吹出温度センサー14および風速センサー15からの検出デ
ータ信号は、マイクロコンピュータからなる制御手段16
に入力されるようになっており、本実施例の場合、前記
ファン３から吐出される風量Ｑ（換言すれば、ファンモ
ータ12からの切換タップ位置信号）および空気吹出口５
における吹出風速Voは、暖房運転時における設定値とし
て入力されるようになっている。

前記制御手段16は、暖房運転時におけるファン３の吐出
風量Ｑ、空気吹出口５での吹出風速Voおよび吹出空気温
度Toと吸込空気温度Trとの差温ΔＴを入力する入力部
と、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平均温度
差Δｔを所望値となすべく予じめ設定された設定値Vf₀
となる吐出風量Ｑ、吹出風速Vo、吹出空気温度Trと吸込
空気温度Toとの差温ΔＴおよび吹出角度θの関係と前記
入力部に入力された吐出風量Ｑ、吹出風速Voおよび差温
ΔＴとから前記床面着地風速Vfが前記設定値Vf₀となる
吹出角度θを求める演算部と、該演算部で求められた吹
出角度θが得られるように前記吹出羽根６の設定角度α
を制御すべく前記吹出羽根駆動手段８に対して駆動制御
指令を出力する出力部とを備えており、上記の如き各種
データに基づいて、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfが室
内上下平均温度差Δｔを所望値（本実施例の場合、５
℃）となすべく予じめ設定された設定値Vf₀（本実施例
の場合、1m/s）となるように、吹出空気温度Toと吸込空
気温度Trとの差温ΔＴの増減に対応させて前記吹出羽根
６の設定角度αを増減させるべく前記吹出羽根駆動手段
８（具体的には、ステップモータ９）に対して駆動制御
指令を出力する如く作用する。

ついで、第３図図示の特性図を参照して、本実施例の空
気調和機の暖房運転時における吹出空気流制御について
説明する。

第３図には、本実施例にかかる空気調和機における吹出
空気流Ｗの床面着地風速Vfが設定値Vf₀（＝1m/s）とな
る場合の風量Ｑ、吹出角度θ、吹出風速Voおよび差温Δ
Ｔ（＝To−Tr）の関係をシミュレーションによって求め
た特性図が示されている。該特性図によれば、例えば、
風量Ｑ＝18m³/min、差温ΔＴ＝20℃、吹出角度θ＝50°
で暖房運転した場合に、吹出風速Voが4m/sであれば床面
着地風速Vfが設定値Vf₀（＝1m/s）となるのである。即
ち、この場合における空気調和機は、第３図において
A₁，A₂，A₃，A₄で示す４点の状態で運転されることとな
るのである。なお、この時の部屋Ｒの天井高さは2.7mに
設定されている。また、上記特性図の場合、所望の室内
上下平均温度差Δｔを５℃としたものについて求めてい
るが、該室内上下平均温度差Δｔが変われば、上記特性
図における線の傾斜等も変わることは勿論である。さ
て、第３図において点A₁，A₂，A₃，A₄で示す状態（即
ち、風量Ｑ＝18m³/min、差温ΔＴ＝20℃、吹出角度θ＝
50°、吹出速度Vo＝4m/s）で本実施例の空気調和機の運
転が行なわれている際に、外気温度の低下あるいは室内
負荷の増大により、差温ΔＴが20℃から30℃に増大した
場合には、制御手段16の作用により次のような制御が行
なわれる。

風量Ｑ（換言すれば、ファンモータ12の切換タップ位
置）および吹出風速Voは設定値として制御手段16に入力
されているところから、差温ΔＴの増大に対応して吹出
角度θの増大が要求されることとなる。即ち、第３図に
よれば、点A₁，B₁，B₂，A₄で示す状態（即ち、風量Ｑ＝
18m³/min、差温ΔＴ＝30℃、吹出角度θ＝60°、吹出風
速Vo＝4m/s）で空気調和機の運転を行うことによって吹
出空気流Ｗの床面着地風速Vfを設定値Vf₀（＝1m/s）に
保持できることとなる。従って、制御手段16からは、吹
出空気流Ｗの吹出角度θを60°となすべく、前記吹出羽
根６の設定角度αを増大させるように吹出羽根駆動手段
８（具体的には、ステップモータ９）に対し駆動制御指
令が出力される。該駆動制御指令は、ステップモータ９
への通電時間を制御する指令として出力されることとな
っている。なお、外気温度の上昇あるいは室内負荷の減
少によって、前記差温ΔＴが減少した場合（20℃→10
℃）には、前記と逆に吹出羽根６の設定角度αを減少
（50°→40°）させるべき駆動制御指令が制御手段16か
ら出力され、空気調和機は、点A₁，C₁，C₂，A₄で示す状
態で運転されることとなるのである。

上記した如く、本実施例によれば、暖房運転時における
ファン３の吐出風量Ｑおよび空気吹出口５での吹出風速
Voが設定された状態のもとで、吹出空気温度Toと吸込空
気温度Trとの差温ΔＴの増減に対応させて前記吹出羽根
６の設定角度αを増減させることによって、吹出空気流
Ｗの床面着地風速Vfが室内上下平均温度差Δｔを所望値
となすべく予じめ設定された設定値Vf₀（＝1m/s）とな
るように制御されることとなるのである。

実施例２ 第４図には、本発明の実施例２にかかる空気調和機の概
略構成が示されている。

本実施例の空気調和機においては、空気吹出口５に、吹
出風速Voを変更すべき風速可変手段17が付設されてい
る。該風速可変手段17は、前記空気吹出口５の上端部に
揺動自在に設けられ且つ該空気吹出口５の空気流路面積
を増減すべく作用する風速制御板18と、該風速制御板18
を揺動せしめるべく作用する揺動手段19とによって構成
されている。前記風速制御板18は、揺動中心となる支軸
20,20を介して前記空気吹出口５の両側壁上端に揺動自
在に枢支されており、空気調和機本体１側に設けられた
揺動手段19により角度可変とされている。該揺動手段19
は、第５図図示の如く、ステップモータ21と駆動源とし
ており、該ステップモータ21の回転軸21aと前記風速制
御板18の一端（即ち、外端部）とを２本のリンク22,23
を介して連結することによって構成されている。つま
り、ステップモータ21の回転に伴って回転する第１リン
ク22の回転運動が第２リンク23を介して風速制御板18の
往復揺動として伝達されるようになっているのである。
そして、前記ステップモータ21の回転量（換言すれば、
ステップモータ21への通電時間）によって、前記風速制
御板18の設定角度β（即ち、水平からの傾斜角度）が決
定されるようになっている。

また、本実施例では、前記制御手段16に、吹出空気流Ｗ
の床面着地風速Vfが室内上下平均温度差ΔＴを所望値と
なすべく予じめ設定された設定値Vf₀（本実施例の場
合、1m/s）となるように、吹出空気温度Toと吸込空気温
度Trとの差温ΔＴの増減に対応させて前記吹出風速Voを
増減すべく前記風速可変手段17に対して駆動制御指令を
出力する機能を付与せしめている。

その他の構成は前記実施例１の場合と同様なので重複を
避けるため説明を省略する。

ついで、第６図図示の特性図を参照して、本実施例の空
気調和機の暖房運転時における吹出空気流制御について
説明する。

第６図図示の特性図は、実施例１における第３図のもの
と同様にして得られたものである。

さて、第６図において点A₁，A₂，A₃，A₄で示す状態（即
ち、風量Ｑ＝18m³/min、差温ΔＴ＝20℃、吹出角度θ＝
50°、吹出速度Vo＝4m/s）で本実施例の空気調和機の運
転が行なわれている際に、外気温度の低下あるいは室内
負荷の増大により、差温ΔＴが20℃から30℃に増大した
場合には、制御手段16の作用により次のような制御が行
なわれる。

風量Ｑ（換言すれば、ファンモータ12の切換タップ位
置）および吹出角度θは設定値として制御手段16に入力
されているところから、差温ΔＴの増大に対応して吹出
風速Voの増大が要求されることとなる。即ち、第６図に
よれば、点A₁，B₁，B₂，B₃で示す状態（即ち、風量Ｑ＝
18m³/min、差温ΔＴ＝30℃、吹出角度θ＝50°、吹出風
速Vo＝5m/s）で空気調和機の運転を行うことによって吹
出空気流Ｗの床面着地風速Vfを設定値Vf₀（＝1m/s）に
保持できることとなる。従って、制御手段16からは、吹
出風速Voを5m/sとなすべく、前記風速制御板18の設定角
度βを増大させる（換言すれば、空気吹出口５における
空気流路面積を減少させる）ように揺動手段19（具体的
には、ステップモータ21）に対して駆動制御指令が出力
される。該駆動制御指令は、ステップモータ21への通電
時間を制御する指令として出力されることとなってお
り、風速センサー15による検出風速が目標値（＝5m/s）
となった時点でステップモータ21への通電が停止され
る。なお、外気温度の上昇あるいは室内負荷の減少によ
って、前記差温ΔＴが減少した場合（20℃→10℃）に
は、前記と逆に風速制御板18の設定角度βを減少させて
吹出風速Voを低減（4m/s→3m/s）させるべき駆動制御指
令が制御手段16から出力され、空気調和機は、点A₁，
C₁，C₂，C₃で示す状態で運転されることとなるのであ
る。

上記した如く、本実施例によれば、暖房運転時における
ファン３の吐出風量Ｑおよび吹出空気流Ｗの吹出角度θ
が設定された状態のもとで、吹出空気温度Toと吸込空気
温度Trとの差温ΔＴの増減に対応させて吹出風速Voを増
減させることによって、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vf
が室内上下平均温度差Δｔを所望値となすべく予じめ設
定された設定値Vf₀（＝1m/s）となるように制御される
こととなるのである。

また、暖房運転されている空気調和機において、ファン
３のファンモータ12の風量切換タップが「強」から
「弱」に切り換えられると、ファン３から吐出される風
量Ｑおよび吹出空気流Ｗの風速Voが低下せしめられると
ともに、風量低下に起因する吹出温度Toの上昇に伴って
差温ΔＴも増大せしめられることとなる。例えば、風量
Ｑは18m³/minから13.5m³/minに低下し、吹出風速Voは4m
/sから3m/sに低下し、差温ΔＴは20℃から25℃に増大す
る。つまり、風量Ｑ、吹出風速Vo、差温ΔＴがともに室
内温度分布を悪化せしめる方向を示すこととなるところ
から、前記制御手段16により次のような吹出空気流制御
が行なわれる。

即ち、第７図において点A₁，A₂，A₃，A₄で示す状態（即
ち、風量Ｑ＝18m³/min、差温ΔＴ＝20℃、吹出角度θ＝
50°、吹出風速Vo＝4m/s）で暖房運転されている空気調
和機において、ファン３のファンモータ12の風量切換タ
ップが「強」から「弱」に切り換えられると、前記した
如く、風量Ｑは18m³/minから13.5m³/minに低下し、吹出
風速Voは4m/sから3m/sに低下し、差温ΔＴは20℃から25
℃に増大する。従って、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vf
を設定値Vf₀（＝1m/s）に保持するために、吹出角度θ
のみの調整で対応しようとすると、空気調和機は、第７
図における点B₁，B₂，B₃，B₄で示す状態で運転されなけ
ればならないが、点B₃によって表されるべき吹出空気流
Ｗの吹出角度θへの吹出羽根６の設定角度変更が、空気
吹出口５および吹出羽根６の構造上から困難であるとこ
ろから、吹出角度θと吹出風速Voとの調整により対応す
る必要がある。つまり、吹出角度θを70°とする場合に
は、吹出風速Voを3.6m/sとする制御を制御手段16により
行う必要があるのである。この場合、空気調和機は、第
７図において点B₁，B₂，C₁，C₂で示す状態で運転される
こととなるのである。この時における制御手段16による
吹出羽根６および風速可変手段17の具体的制御は、前記
したと同様にして行なわれるので説明を省略する。な
お、上記の場合において吹出角度θを70°より小さくす
る場合には、吹出風速Voを点B₄から比較的大幅に増大さ
せてやる必要があるが、風速可変手段17による吹出風速
Voの増大にも限界があるところから、吹出角度θを許容
範囲最大限である70°とするのが望ましい。

実施例３ 第８図には、本発明の実施例３にかかる空気調和機の概
略構成が示されている。

本実施例の空気調和機においては、吹出風速Voを変更す
べき風速可変手段17が、前記ファン３のファンモータ12
の回転数を周波数制御するインバータによって構成され
ている。

その他の構成は前記実施例２の場合と同様なので重複を
避けるため説明を省略する。

ついで、第９図図示の特性図を参照して、本実施例の空
気調和機の暖房運転時における吹出空気流制御について
説明する。

第９図図示の特性図は、実施例１における第３図のもの
と同様にして得られたものである。

さて、第９図において点A₁，A₂，A₃，A₄で示す状態（即
ち、風量Ｑ＝18m³/min、差温ΔＴ＝20℃、吹出角度θ＝
50°、吹出速度Vo＝4m/s）で本実施例の空気調和機の運
転が行なわれている際に、外気温度の低下あるいは室内
負荷の増大により、差温ΔＴが20℃から25℃に増大した
場合（即ち、差温変化が小さい場合）には、制御手段16
の作用により次のような制御が行なわれる。

風量Ｑ（換言すれば、ファンモータ12の切換タツプ位
置）および吹出角度θは設定値として制御手段16に入力
されているところから、差温ΔＴの増大に対応して吹出
風速Voの増大が要求されることとなる。即ち、第９図に
よれば、点A₁，B₁，B₂，B₃で示す状態（即ち、風量Ｑ＝
18m³/min、差温ΔＴ＝25℃、吹出角度θ＝50°、吹出風
速Vo＝4.5m/s）で空気調和機の運転を行うことによって
吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfを設定値Vf₀（＝1m/s）
に保持できることとなる。従って、制御手段16からは、
吹出風速Voを4.5m/sとなすべく、前記インバータ17に対
して駆動制御指令（換言すれば、周波数増大制御）が出
力される。該駆動制御指令による周波数増大制御は、風
速センサー15による検出風速が目標値（＝4.5m/s）とな
った時点で終了するが、実際には、インバータ17による
ファンモータ12の周波数制御によって、ファン３の吐出
風量Ｑが若干増大するとともに、吹出空気温度Toの低下
により差温ΔＴも若干下方修正されることとなるため、
差温Δは点A₂−B₁間で、吹出風速Voは点A₄−B₃間で最終
的にバランスすることとなる。一方、外気温度の上昇あ
るいは室内負荷の減少によって、前記差温ΔＴが減少し
た場合（20℃→15℃）には、前記と逆にインバータ17に
よる周波数減少制御により吹出風速Voを低減（4m/s→3.
5m/s）させるべき駆動制御指令が制御手段16から出力さ
れ、空気調和機は、点A₁，C₁，C₂，C₃で示す状態で運転
されることとなるのである。なお、この場合において
も、実際には、インバータ17によるファンモータ12の周
波数減少制御によって、ファン３の吐出風量Ｑが若干減
少するとともに、吹出空気温度Toの上昇により差温ΔＴ
も若干上方修正されることとなるため、差温ΔＴは点C₁
−A₂間で、吹出速度Voは点C₃−A₄間で最終的にバランス
することとなる。

上記した如く、本実施例によれば、暖房運転時における
ファン３の吐出風量Ｑおよび吹出空気流Ｗの吹出角度θ
が設定された状態のもとで、吹出空気温度Toと吸込空気
温度Trとの差温ΔＴの増減に対応させて吹出風速Voを増
減させることによって、吹出空気流Ｗの床面着地風速Vf
が室内上下平均温度差Δｔを所望値となすべく予じめ設
定された設定値Vf₀（＝1m/s）となるように制御される
こととなるのである。

また、本実施例の空気調和機の暖房運転時において、外
気温度あるいは室内負荷の大きな変動があった場合に
は、第10図図示の如くして吹出空気流制御が行なわれ
る。

例えば、第10図において点A₁，A₂，A₃，A₄で示す状態
（即ち、風量Ｑ＝18m³/min、差温ΔＴ＝20℃、吹出角度
θ＝50°、吹出風速Vo＝4m/s）で本実施例の空気調和機
の運転が行なわれている際に、外気温度の低下あるいは
室内負荷の増大により、差温ΔＴが20℃から30℃に増大
した場合（即ち、差温変化が大きい場合）には、制御手
段16の作用により次のような制御が行なわれる。

この場合、差温ΔＴの増大に対応して吹出角度θの増大
および吹出速度Voの増大が要求されることとなる。即
ち、第10図によれば、点A₁，B₁，B₂，B₃で示す状態（即
ち、風量Ｑ＝18m³/min、差温ΔＴ＝30℃、吹出角度θ＝
55°、吹出風速Vo＝4.5m/s）で空気調和機の運転を行う
ことによって吹出空気流Ｗの床面着地風速Vfを設定値Vf
₀（＝1m/s）に保持できることとなる。従って、制御手
段16からは、吹出角度θを55°となすとともに、吹出風
速Voを4.5m/sとなすべく、前記吹出羽根駆動手段８およ
びインバータ17に対して駆動制御指令が出力される。な
お、制御手段16による吹出羽根駆動手段８およびインバ
ータ17に対する駆動制御は、既に説明した通りなので、
重複を避けて説明を省略する。この時、実際には、イン
バータ17によるファンモータ12の周波数制御によって、
ファン３の吐出風量Ｑが増大するとともに、吹出空気温
度Toの低下により差温ΔＴも下方修正されることとなる
ため、差温ΔＴは点A₂−B₁間であって点B₁よりの点C
₁で、吹出風速Voは点A₄−B₃間であって点B₃よりの点C₃
で最終的にバランスすることとなり、空気調和機は、第
10図において点A₁，C₁，C₂，C₃で示す状態で運転される
こととなる。一方、外気温度の上昇あるいは室内負荷の
減少によって、前記差温ΔＴが減少した場合（20℃→10
℃）には、前記と逆に吹出角度θの減少制御およびイン
バータ17による周波数減少制御により吹出角度θを減少
させ且つ吹出風速Voを低減させるべき駆動制御指令が制
御手段16から出力させるようにすればよい。

なお、上記実施例では、ファンモータの回転数制御をイ
ンバータにより行うようにしているが、ファンモータの
回転数制御を、位相制御あるいはその他の制御手段を用
いて行うようにしても良い。本発明は、上記各実施例の
構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１にかかる空気調和機の概略構
造を示す断面図、第２図は第１図図示の空気調和機にお
ける吹出羽根駆動手段を示す部分斜視図、第３図は吹出
空気流の風量Ｑ、吹出空気流の吹出角度θ、吹出空気流
の吹出速度Vo、吸込空気温度と吹出空気温度との差温の
関係をシミユレーションによって求めた特性図を用いた
実施例１の空気調和機の制御説明図、第４図は本発明の
実施例２にかかる空気調和機の概略構造を示す断面図、
第５図は第４図図示の空気調和機における風速可変手段
を示す部分斜視図、第６図は第４図図示の空気調和機の
制御を説明するための第３図相当図、第７図は第４図図
示の空気調和機においてファンモータのタップを「弱」
に切り換えた場合における制御を説明するための第３図
相当図、第８図は本発明の実施例３にかかる空気調和機
の概略を示す断面図、第９図は第８図図示の空気調和機
における差温変化の小さい場合の制御を説明するための
第３図相当図、第10図は第８図図示の空気調和機におけ
る差温変化の大きい場合の制御を説明するための第３図
相当図、第11図は天井近くの高所に設置された空気調和
機の吹出空気流の流れ断面を示す模式図である。 １……空気調和機本体 ２……空気熱交換器 ３……ファン ４……空気吸込口 ５……空気吹出口 ６……吹出羽根 ８……吹出羽根駆動手段 12……ファンモータ 16……制御手段 17……風速可変手段 18……風速制御板 19……揺動手段 Ｑ……風量 θ……吹出角度 Vo……吹出風速 Vf……床面着地風速 ΔＴ……差温 Tr……吸込空気温度 To……吹出空気温度 Δｔ……室内上下平均温度差 α……吹出羽根設定角度

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気熱交換器（２）およびファン（３）を
   内蔵する空気調和機本体（１）の空気吸込口（４）から
   吸い込まれた吸込空気（W₀）を、前記空気熱交換器
   （２）の熱交換作用により調和空気となした後前記空気
   調和機本体（１）の空気吹出口（５）から室内へ吹き出
   すようにするとともに、該空気吹出口（５）に設けら
   れ、吹出空気流（Ｗ）の吹出角度（θ）を変更する吹出
   羽根（６）と、該吹出羽根（６）の設定角度（α）を変
   更する吹出羽根駆動手段（８）と、吸込空気（W₀）の温
   度（Tr）を検出する吸込温度検出手段（13）と、吹出空
   気流（Ｗ）の温度（To）を検出する吹出温度検出手段
   （14）とを備えた空気調和機において、 暖房運転時におけるファン（３）の吐出風量（Ｑ）、空
   気吹出口（５）での吹出風速（Vo）および吹出空気温度
   （To）と吸込空気温度（Tr）との差温（ΔＴ）を入力す
   る入力部と、 吹出空気流（Ｗ）の床面着地風速（Vf）が室内上下平均
   温度差（Δｔ）を所望値となすべく予じめ設定された設
   定値（Vf₀）となる吐出風量（Ｑ）、吹出風速（Vo）、
   吹出空気温度（Tr）と吸込空気温度（To）との差温（Δ
   Ｔ）および吹出角度（θ）の関係と前記入力部に入力さ
   れた吐出風量（Ｑ）、吹出風速（Vo）および差温（Δ
   Ｔ）とから前記床面着地風速（Vf）が前記設定値（V
   f₀）となる吹出角度（θ）を求める演算部と、 該演算部で求められた吹出角度（θ）が得られるように
   前記吹出羽根（６）の設定角度（α）を制御すべく前記
   吹出羽根駆動手段（８）に対して駆動制御指令を出力す
   る出力部と を備えた制御手段（16）を付設したことを特徴とする空
   気調和機。
2. 【請求項２】空気熱交換器（２）およびファン（３）を
   内蔵する空気調和機本体（１）の空気吸込口（４）から
   吸い込まれた吸込空気（W₀）を、前記空気熱交換器
   （２）の熱交換作用により調和空気となした後前記空気
   調和機本体（１）の空気吹出口（５）から室内へ吹き出
   すようにするとともに、該空気吹出口（５）に設けら
   れ、吹出空気流（Ｗ）の吹出角度（θ）を変更する吹出
   羽根（６）と、吸込空気（W₀）の温度（Tr）を検出する
   吸込温度検出手段（13）と、吹出空気流（Ｗ）の温度
   （To）を検出する吹出温度検出手段（14）と、前記空気
   吹出口（５）における吹出風速（Vo）を変更する風速可
   変手段（17）とを備えた空気調和機において、 暖房運転時におけるファン（３）の吐出風量（Ｑ）、吹
   出空気流（Ｗ）の吹出角度（θ）および吹出空気温度
   （To）と吸込空気温度（Tr）との差温（ΔＴ）を入力す
   る入力部と、 吹出空気流（Ｗ）の床面着地風速（Vf）が室内上下平均
   温度差（Δｔ）を所望値となすべく予じめ設定された設
   定値（Vf₀）となる吐出風量（Ｑ）、吹出風速（Vo）、
   吹出空気温度（Tr）と吸込空気温度（To）との差温（Δ
   Ｔ）および吹出角度（θ）の関係と前記入力部に入力さ
   れた吐出風量（Ｑ）、吹出角度（θ）および差温（Δ
   Ｔ）とから前記床面着地風速（Vf）が前記設定値（V
   f₀）となる吹出速度（Vo）を求める演算部と、 該演算部で求められた吹出風速（Vo）が得られるように
   前記風速可変手段（17）に対して制御指令を出力する出
   力部と を備えた制御手段（16）を付設したことを特徴とする空
   気調和機。
3. 【請求項３】空気熱交換器（２）およびファン（３）を
   内蔵する空気調和機本体（１）の空気吸込口（４）から
   吸い込まれた吸込空気（W₀）を、前記空気熱交換器
   （２）の熱交換作用により調和空気となした後前記空気
   調和機本体（１）の空気吹出口（５）から室内へ吹き出
   すようにするとともに、該空気吹出口（５）に設けら
   れ、吹出空気流（Ｗ）の吹出角度（θ）を変更する吹出
   羽根（６）と、該吹出羽根（６）の設定角度（α）を変
   更する吹出羽根駆動手段（８）と、吸込空気（W₀）の温
   度（Tr）を検出する吸込温度検出手段（13）と、吹出空
   気流（Ｗ）の温度（To）を検出する吹出温度検出手段
   （14）と、前記空気吹出口（５）における吹出風速（V
   o）を変更する風速可変手段（17）とを備えた空気調和
   機において、 暖房運転時におけるファン（３）の吐出風量（Ｑ）およ
   び吹出空気温度（Tr）と吸込空気温度（To）との差温
   （ΔＴ）を入力する入力部と、 吹出空気流（Ｗ）の床面着地風速（Vf）が室内上下平均
   温度差（Δｔ）を所望値となすべく予じめ設定された設
   定値（Vf₀）となる吐出風量（Ｑ）、吹出風速（Vo）、
   吹出空気温度（Tr）と吸込空気温度（To）との差温（Δ
   Ｔ）および吹出角度（θ）の関係と前記入力部に入力さ
   れた吐出風量（Ｑ）および差温（ΔＴ）とから前記床面
   着地風速（Vf）が前記設定値（Vf₀）となる吹出風速（V
   o）と吹出角度（θ）の組み合わせを求める演算部と、 該演算部で求められた吹出風速（Vo）と吹出角度（θ）
   の組み合わせが得られるように前記風速可変手段（17）
   に対して制御指令を出力するとともに前記吹出羽根
   （６）の設定角度（α）を制御すべく前記吹出羽根駆動
   手段（８）に対して駆動制御指令を出力する出力部と を備えた制御手段（16）とを付設したことを特徴とする
   空気調和機。
4. 【請求項４】前記風速可変手段（17）が前記空気吹出口
   （５）に揺動自在に設けられ且つ該空気吹出口（５）の
   空気流路面積を増減すべく作用する風速制御板（18）
   と、該風速制御板（18）を揺動せしめるべく作用する揺
   動手段（19）とからなっていることを特徴とする前記請
   求項２あるいは３記載の空気調和機。
5. 【請求項５】前記風速可変手段（17）が前記ファン
   （３）のファンモータ（12）の回転数をインバータで周
   波数制御するものであることを特徴とする前記請求項２
   あるいは３記載の空気調和機。