JPS62194157A - 空気調和機の風向偏向方法 - 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 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ィン
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、吹田口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１０７
ａ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１０７ｂ。

１０７ｃに接続されている。また各ベローズ１０７ａ、
１（Ｊ７ｂ、１０７ｃにはそれぞれヒータ１０８ａ、１
０８ｂ、１０８ｃが巻かれている。

１０９はヒータ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの通電を
制御するマイクロスイッチである。

上記構成において、ヒータ１０８ａ、１０８ｂ。

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ッ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１０７ｍ。

１０７ｂ、１０７ｃは冷却され細む。

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、体感的には実除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
出し温度が上がっ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 上記問題点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
成する回転数可変型圧縮機と、前記室内熱交換器と回転
数可変型送風機とを内部に有する室内ユニットと、この
室内ユニッ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往復駆動す
る上下駆動手段および左右駆動手段と、回転数可変型圧
縮機の回転数を変更する圧縮機駆動手段と、回転数可変
型送風機の回転数を変更する送風機駆動手段と、吹出口
での送風温度を検出する送風温度検出手段と、空気調和
機が運転を開始した時点よりの経過時間を検出する経過
時間検出手段と、あらかじめ設定した送風温度を記憶す
る設定温度記憶手段と、あらかじめ設定した経過時間を
記憶する設定時間記憶手段と、前記送風温度検知手段に
より検出した送風温度が前記設定温度記憶手段に記憶さ
れた送風温度に等しくなったことを検出する温度比較手
段と、前記経過時間検出手段により検出した経過時間が
設定時間記憶手段に記憶された設定時間に等しくなった
ことを検出する時間比較手段と、前記温度比較手段又は
前記時間比較手段からの命令で前記各駆動手段に駆動信
号を与える駆動信号発生手段とを備え、送風温度と経過
時間が所定値に達する以前は、回転数可変型圧縮機の回
転数を高（かつ回転数可変型送風機の回転数を低くする
とともに送風方向を水平方向もしくは上方向でかつ左右
に分岐した方向とし、経過時間が所定値に達する前に送
風温度が所定値に到達したときには、回転数可変型圧縮
機の回転数を低くかつ回転数可変型送風機の回転数を高
くするとともに送風方向を下方向でかつ中央に集中した
方向に偏向し、かつ、経過時間が所定値に到達しても到
達する前と同一に運転し、送風温度が所定値に達する前
に経過時間が所定値に到達したときには、一旦、回転数
句変型圧縮機の回転数を筒＜シたままで回転数可変型送
風機の回転数を少し高くするとともに送風方向を下方向
でかつ左右に分岐した方向に偏向し、送風温度が所定値
に達するとあらためて前記の送風温度が所定値に到達し
たときのように、回転数可変型圧縮機の回転数を低くシ
、回転数可変型送風機の回転数を高くするとともに送風
方向を下方向でかつ中央に集中した方向に偏向するもの
である。

作　　用 上記手段により、本発明の空気調和機の風向偏向方法は
、運転開始からの経過時間がある所定時間になる前に送
風温度がある所定値になったとき、回転数可変型圧縮機
の回転数を低くかつ回転数可変型送風機の回転数を高く
するとともに水平分流から下方果中吹き出しとするため
に、暖鳥運転時送風温度が低い時には、回転数可変型圧
編機の回転数を高くすることで送風温度の上昇の促進に
より立上り時間を短縮させるとともに居住空間上部たけ
に少ない風量での空気の混合作用を行ない体感的に寒さ
を感じることなく暖房を行なうことができ、送風温度が
高い時には、回転数可変型圧縮機の回転数を低くするこ
とにより送風温度の上昇を抑制しつつ人体に直接暖風を
あて効率よく暖房効果を高めることができる。また、送
風温度がある所定値になる前に経過時間がある所定時間
になった時には、一旦、回転数可変型圧縮機の回転数を
高いままでかつ回転数可変型送風機の回転数を少し高く
するとともに水平分流から下方分流吹き出しとするため
に、経過時間がある所定値に近づくまでは送風温度が低
く前記のように送風温度の上昇の促進により立上り時間
を短縮させるとともに居住空間上部だけに少ない風量で
の空気の混合作用を行ない体感的に寒さを感じることな
く暖房を行なうことができ、ある所定時間が経過しであ
る程度送風温度が高くなると居住空間の周辺から少し多
めの風量で人体に寒さを感じさせることなくまず壁面を
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
空間の温度分布を均一とすることができ、送風温度があ
る所定値に達するとあらためて前記のごとく回転数可変
型圧縮機の回転数を低くすることにより送風温度を抑え
つつ人体に直接暖風をあて効率よく暖房効果を高めるこ
とができ、温度分布の向上、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、
コアンダ効果によって上下の風向偏向を行う上下偏向羽
根１は、その長手方向にシャフト２を有し、このシャフ
ト２は中モータ（ステッピングモータ）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って水平方
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５ａは、
羽根用レバーアーム６ａ、ロッド７ａ。

モータ用レバーアーム８ａを介して左モータ（ステッピ
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、ロッド７ｂ。

モータ用レバーアーム８ｂを介して右モータ（ステッピ
ングモータ）９ｂに接続している。ここで左偏向羽根５
ａ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田口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９ａ１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
あるいはクラッ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。

またモータはステッ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、周囲温度によって変化する形状
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６ａ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
構成であってもよく、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
、コアンダ効果によっ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、わん白方向をそ
れぞれ逆にしたものであってもよい。

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

同図において、室内ユニット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っている
。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っている。

この室内ユニット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１６を有し、この
室内熱交換器１５から吹田口１２に至る通風路中に回転
数可変型送風機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、回転数可変型圧縮機１７四方弁１日、室
内熱交換器１５、キャピラリチューブ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、回転数可変型圧縮機１
７、西方弁１８、室内熱交換器１５、キャピラリチュー
ブ１９、室外熱交換器２０の順に流れ、冷房運転時には
、回転数可変型圧縮ｈ１７、四方弁１８、室外熱交換器
２０、キャピラリチューブ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は回転数
可変型圧縮機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。

また２１ｅは吸い込み温度を検出する温度検出器であり
、室温を検出する温度検出手段の一例であって室温検出
場所は吸込口近辺に限るものではない。

次に本実施例の要部回路図を第６図に示す。マイクロコ
ンピュータ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ュータの
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ヘパルス出力を供給するバッファ２６を介し
て駆動手段である回転数可変型圧縮機１７、回転数可変
型送風機１６、中モータ３、左モータ９ａ、右モータ９
ｂが接続されている。ここで２７はバイアス抵抗、２８
はスキャン抵抗である。

次に本実施例の動作を第７図に示す。同一は暖房運転時
のフローチャートである。

吹き出し温度ｔはサーミスタ２１で検出した温度であり
ｔｌは設定温度である。この吹き出し温度ｔが第１の設
定温度ｔ１よりも低い時には回転数可変型送風機１６を
低い回転数とし、回転数可変型圧縮機１７を高い回転数
とし、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、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。

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、ストッ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ｕ転さ
せる。そして各モータ９ａ。

９ｂ、９ｃ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が設定温度ｔ１　よりも低
く経過時間Ｔが設定時間Ｔ１　より大きい場合には、回
転数可変型圧動機１７を高い回転数とし、回転数可変型
送風機１６を少し高い回転数とし中モータ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が設定温度ｔ１　よりも高
い場合には回転数可変型圧縮機１７を低い回転数とし回
転数可変型送風機１６を高い回転数とし中モータ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、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少ない風源の
水平分流吹き出しとなるとともに吹出温度を速く上昇さ
せ、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少し多い風量の下方分流吹き
出しとなり、吹き出し温度が十分に高いときには直接人
体に吹きかかっても支障がないために多い風量の下方集
中吹き出しとなる。

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、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
移動は小さい万が好ましい。すなわち少ない風量の水平
分流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、人体に寒さを感じさせること
なく暖房作用を行なう。

次にある所定時間が経過しである程度吹き出し温度が高
くなったときには、少し多い風量の下方分流吹き出しと
なるため、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、この場合にあっ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。さらに壁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。

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る前に経過時間かある設定時
間になったとき、回転数可変型送風機の回転数を少し高
くし、回転数可変型圧縮機の回転数を高くするとともに
水平分流吹き出しから下方分流吹き出しとなるために、
吹き出し温度が低い時には居住空間上部のみで少ない風
量の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流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、体感的に寒さを感じることがない。

さらに経過時間がある設定時間になり吹き出し温度が少
し高い時には、下方分流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。また下方集中吹き出しであると
、ｈ接人体に吹き出し空気があたるために、吹き出し温
度が十分に扁くなっ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、効率
よく暖房効果の立上りを早めることができる。

また室温の変化によって上記動作を行なう場合であって
も同様に効果的な暖房を行なうことができる。

【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囚、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要部の電気回路図、第７囚は同風向
偏向装置の制御内容を示すフローチャート、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、第１３図は本発明による制御装置を示すブ
ロック図である。 １・・・・・・上下風向偏向羽根、３・・・・・・中モ
ータ、５ａ・・・・・・左偏向羽根、５ｂ・・・・・・
右偏向羽根、９ａ・・・・・・左モータ、９ｂ・・・・
・・右モータ、１０・・・・・・室内ユニット、１２・
・・・・・吹出口、１５・・・・・・室内熱交換器、１
７・・・・・・回転数可変型圧縮機、２０・・・・・・
室外熱交換器、２１ａ、２１ｅ・・・・・・温度センサ
、７１ｂ・・・・・・電流検出器、２１ｃ、２１ｄ・・
・・・・圧力検出器、２２・・・・・・マイクロコンピ
ュータ、２３・・・・・・記憶部、２４・・・・・・駆
動信号発生手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名嘉２
図 第７図 ぅ　８１　　　　　　　　　　　　　　　　　　″…″
Ｐ″１°−′ト第１３図

Claims (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回転数可変型圧縮機と、前記室
   内熱交換器と回転数可変型送風機とを内部に有する室内
   ユニットと、この室内ユニッ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
   れぞれ往復駆動する上下駆動手段および左右駆動手段と
   、回転数可変型圧縮機の回転数を変更する圧縮機駆動手
   段と、回転数可変型送風機の回転数を変更する送風機駆
   動手段と、吹出口での送風温度を検出する送風温度検出
   手段と、空気調和機が運転を開始した時点よりの経過時
   間を検出する経過時間検出手段と、あらかじめ設定した
   送風温度を記憶する設定温度記憶手段と、あらかじめ設
   定した経過時間を記憶する設定時間記憶手段と、前記送
   風温度検知手段により検出した送風温度が前記設定温度
   記憶手段に記憶された送風温度に等しくなったことを検
   出する温度比較手段と、前記経過時間検出手段により検
   出した経過時間が設定時間記憶手段に記憶された設定時
   間に等しくなったことを検出する時間比較手段と、前記
   温度比較手段又は前記時間比較手段からの命令で前記各
   駆動手段に駆動信号を与える駆動信号発生手段とを備え
   、送風温度と経過時間が所定値に達する以前は、回転数
   可変型圧縮機の回転数を高くかつ回転数可変型送風機の
   回転数を低くするとともに送風方向を水平方向もしくは
   上方向でかつ左右に分岐した方向とし、経過時間が所定
   値に達する前に送風温度が所定値に到達したときには、
   回転数可変型圧縮機の回転数を低くかつ回転数可変型送
   風機の回転数を高くするとともに送風方向を下方向でか
   つ中央に集中した方向に偏向し、かつ、経過時間が所定
   値に到達しても到達する前と同一に運転し、送風温度が
   所定値に達する前に経過時間が所定値に到達したときに
   は、一旦、回転数可変型圧縮機の回転数を高くしたまま
   で回転数可変型送風機の回転数を少し高くするとともに
   送風方向を下方向でかつ左右に分岐した方向に偏向し、
   送風温度が所定値に達するとあらためて前記の送風温度
   が所定値に到達したときのように、回転数可変型圧縮機
   の回転数を低くし、回転数可変型送風機の回転数を高く
   するとともに送風方向を下方向でかつ中央に集中した方
   向に偏向する空気調和機の風向偏向方法。