WO2009104357A1

WO2009104357A1 - 空調用室内ユニット

Info

Publication number: WO2009104357A1
Application number: PCT/JP2009/000355
Authority: WO
Inventors: 大村峰正
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2009-08-27
Also published as: ES2610305T3; EP2244029A4; JP5232497B2; EP2244029B1; EP2244029A1; JP2009198085A

Abstract

　ファンを駆動するモータの入力を低減して、消費電力をさらに低減することのできる空調用室内ユニットを提供することを目的とする。　化粧パネル１９中央部の吸い込み口１６に設けられたグリル２０およびフィルタ２１を、天井に固定されるケース本体１１に対し、昇降可能とする。また、吹き出し流路１８に設けられたルーバ３０を、吹き出し流路１８の壁面に沿った位置に退避可能とする。そして、グリル２０およびフィルタ２１を下降させてケース本体１１から離間させ、ルーバ３０を退避位置させることで、機内圧損を低減し、送風機１４のファンを駆動するためのモータの入力を低減する。

Description

空調用室内ユニット

　本発明は、空気調和機の空調用室内ユニットに関する。

　建物室内に設置される空気調和機の空調用室内ユニットにおいては、室内の空気がファンによってフィルタを通して空調用室内ユニット内に吸い込まれ、熱交換器において冷却または加熱された後、吹き出し口から室内に吹き出される。
　このような空調用室内ユニットにおいて、消費電力の低減は常に求められている課題であり、このために様々な工夫がなされている。その一つとして、空調用室内ユニットにおける機内圧損を低減することで、ファンを駆動するモータの入力（動力）を低減するものがある（例えば、特許文献１、２参照。）。

特開２０００－１９３２６４号公報特開平１０－１９６９８９号公報

　上記したように、消費電力の低減は常に求められている課題であり、ファンを駆動するモータの入力を低減する手法においても、さらなる改善の余地がある。
　本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ファンを駆動するモータの入力を低減して、消費電力をさらに低減することのできる空調用室内ユニットを提供することを目的とする。

　上記目的のもとに鋭意検討を行っていた本発明者らは、空調用室内ユニットへの空気の吸込み流路、および吹き出し口における機内圧損に着目した。
　その結果、吸込み流路上に存在するグリルおよびフィルタ、吹き出し口に存在するルーバが、機内圧損に影響していることを把握した。

　そこでなされた本発明は、室内の空気を吸い込み、空気を加熱または冷却して室内に吹き出す空調用室内ユニットであって、室内の空気を吸い込む吸い込み口および加熱または冷却された空気を室内に吹き出す吹き出し口を備えた化粧パネルと、室内の空気を加熱または冷却する室内熱交換器と、室内熱交換器に室内の空気を送る送風機と、室内熱交換器および送風機を収容するケース本体と、吸い込み口および／または吹き出し口における空気の流れの圧損を抑制する圧損抑制機構と、を備えることを特徴とする。
　圧損抑制機構は、吸い込み口から吸い込む空気の通過部を有したグリルと、吸い込み口から吸い込む空気から一定以上の大きさの異物を除去するフィルタのうち、少なくともグリルを、吸い込み口を覆う位置と、吸い込み口から離間した位置とで移動可能とする。少なくともグリルを吸い込み口から離間した位置に移動させると、吸い込み口においてグリルが機内圧損を増大させるのを防ぐことができる。機内圧損をさらに低減するには、グリルだけでなくフィルタも同様に吸い込み口から離間した位置に移動させるのが好ましい。
　ここで、フィルタも移動させる場合、グリルとフィルタを一体化しておくこともできるが、グリルとフィルタを独立して移動できる構成とすることもできる。

　また、圧損抑制機構は、吹き出し口に連続する吹き出し流路内に位置して吹き出し口から吹き出す風の向きを制御するルーバを、吹き出し流路の壁面に沿った位置に退避可能とすることもできる。これにより、吹き出し口において、ルーバが機内圧損を増大させるのを防ぐことができる。

　このように、少なくともグリルを移動させたり、ルーバを退避させたりして機内圧損を低減することで、送風機のファンを駆動するためのモータの入力（動力）を抑えることができる。そして、グリルやルーバを移動させて運転するモードを省電力モード等とし、グリルおよびファンで吸い込み口を覆い、ルーバを吹き出し流路内に配置した状態で運転するモードを通常モード等とし、これらのモード切り替えを、ユーザによる操作スイッチの操作や予め設定された制御プログラム等に応じて切り替え制御することもできる。

　本発明は、室内の空気を吸い込み、空気を加熱または冷却して室内に吹き出す空調用室内ユニットであって、室内の空気を吸い込む吸い込み口および加熱または冷却された空気を室内に吹き出す吹き出し口とを備えた化粧パネルと、室内の空気を加熱または冷却する室内熱交換器と、室内熱交換器に室内の空気を送る送風機と、室内熱交換器および送風機を収容するケース本体と、吸い込み口を覆うように設けられ、吸い込み口から吸い込む空気の通過部を有したグリルと、吸い込み口を覆うように設けられ、吸い込み口から吸い込む空気から一定以上の大きさの異物を除去するフィルタと、グリルとフィルタを、吸い込み口から離間した位置に独立して移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする空調用室内ユニットとすることもできる。

　本発明は、室内の空気を吸い込み、空気を加熱または冷却して室内に吹き出す空調用室内ユニットであって、室内の空気を吸い込む吸い込み口および加熱または冷却された空気を室内に吹き出す吹き出し口とを備えた化粧パネルと、室内の空気を加熱または冷却する室内熱交換器と、室内熱交換器に室内の空気を送る送風機と、室内熱交換器および送風機を収容するケース本体と、吹き出し口に連続する吹き出し流路内に位置して吹き出し口から吹き出す風の向きを制御するルーバと、ルーバを、吹き出し流路内から、吹き出し流路の壁面に沿った位置に退避させるルーバ退避機構と、を備えることを特徴とする空調用室内ユニットとすることもできる。

　本発明によれば、少なくともグリルを移動させたり、ルーバを退避させたりして機内圧損を低減することで、送風機のファンを駆動するためのモータの入力（動力）を抑えることができるため、消費電力を抑えることが可能となる。

本実施の形態における天井設置型空気調和機の構成を示す斜視図である。空調用室内ユニットを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はルーバの動きを示す図である。ルーバの揺動機構を示す斜視展開図である。ルーバの揺動機構の他の例を示す斜視展開図である。

符号の説明

　１０…空調用室内ユニット、１１…ケース本体、１２…室内熱交換器、１４…送風機、１６…吸い込み口、１７…吹き出し口、１８…吹き出し流路、１９…化粧パネル、２０…グリル、２１…フィルタ、２２…ロッド、３０…ルーバ、３１…揺動機構

　以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
　図１は、本実施の形態における空調用室内ユニットの概略構成を示すための図である。
　図１に示すように、空調用室内ユニット１０は、空調用室外ユニット１と、冷媒配管２によって接続されて天井設置型空気調和機を構成している。
　空調用室外ユニット１は、室外に設置され、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒と室外の空気との熱交換を行う室外熱交換器３、および室外ファン４を有している。
　一方、空調用室内ユニット１０は、天井（図示無し）に埋め込んで設置されたケース本体１１の内部に、冷媒と室内の空気との熱交換を行う室内熱交換器１２を有しており、冷媒が空調用室外ユニット１と空調用室内ユニット１０との間を循環するようになっている。

　空調用室内ユニット１０は、ケース本体１１の内部に、さらに、送風機１４と、送風機１４を駆動するモータ（図示無し）と、導風板１５と、を備えている。
　ケース本体１１の下部に、化粧パネル１９が設けられている。化粧パネル１９の下部には、中央部には室内の空気の吸い込み口１６が形成され、外周部には室内に空気を吹き出す吹き出し口１７が形成されている。

　天井設置型空気調和機の運転時には、送風機１４が駆動され、室内の空気が吸い込み口１６から導風板１５に案内され、室内熱交換器１２に送り込まれる。そして、空調用室外ユニット１からの冷媒が通された室内熱交換器１２を流過する過程で冷却または加熱され、調和空気となって吹き出し口１７から室内に吹き出される。

　ここで、化粧パネル１９の中央部の吸い込み口１６には、これを覆うようにグリル２０が設けられている。グリル２０には、室内の空気を通過させるスリット等の開口部が形成されている。
　グリル２０の背面側（ケース本体１１の内部に面する側）には、グリル２０の開口部を通して吸い込んだ室内の空気中に含まれる塵等を除去するためのフィルタ２１が設けられている。このフィルタ２１は、グリル２０に一体的に設けても良いし、フィルタ２１を枠状のフレーム（図示無し）で保持し、これをグリル２０の背面側に配置するようにしても良い。

　図１および図２（ａ）に示すように、これらグリル２０およびフィルタ２１は、圧損抑制機構として、天井に固定されるケース本体１１に対し、昇降可能に設けられている。このため、グリル２０およびフィルタ２１は、ケース本体１１に昇降可能に保持された複数本のロッド２２の下端に取り付けられている。
　このロッド２２は、グリル２０およびフィルタ２１の移動機構として機能するため、ラックアンドピニオン機構、ボールネジ機構等によってモータ駆動により上下方向に昇降させることができる。この場合、ロッド２２は、ラックギア、ボールネジを構成することもできる。また、ロッド２２を、エアシリンダ、油圧シリンダ等によって上下方向に昇降させることもできる。これ以外にも、ロッド２２に代えて、リンク機構等によってもグリル２０およびフィルタ２１を昇降させることも可能である。ここで、グリル２０およびフィルタ２１を昇降させる機構については、上記したものに限定する意図は無く、適宜他の機構を採用することができる。

　上記したような機構を用いたグリル２０およびフィルタ２１の昇降動作は、空調用室内ユニット１０のコントローラによって自動的に制御される。

　空調用室内ユニット１０においては、コントローラにより、空調を優先するモード（通常モード）と、省電力を優先するモード（省電力モード）とを含む複数のモードでの運転制御が行われる。
　空調を優先するモードにおいては、従来と同様、送風機１４が駆動され、室内の空気が吸い込み口１６から導風板１５に案内され、室内熱交換器１２に送り込まれる。そして、空調用室外ユニット１からの冷媒が通された室内熱交換器１２を流過する過程で冷却または加熱され、調和空気となって吹き出し口１７から室内に吹き出される。このとき、グリル２０及びフィルタ２１は、図２（ａ）中に実線で示すように、ケース本体１１の吸い込み口１６を塞ぐ位置に配置される。
　一方、省電力を優先するモードにおいては、図２（ａ）中に二点鎖線で示すように、グリル２０およびフィルタ２１は吸い込み口１６よりも下降し、ケース本体１１との間に隙間を確保した状態とされる。この隙間は、吸い込み口１６から室内の空気を吸い込むときに、圧損を生じないだけの十分な寸法とされる。これにより、室内の空気を吸い込むときの圧損が、空調を優先するモードのときよりも低減する。その結果、送風機１４のファンを駆動するためのモータの入力を低減することが可能となり、消費電力を抑えることが可能となる。

　ところで、上記においては、グリル２０およびフィルタ２１を下降させるようにしたが、グリル２０とフィルタ２１とを独立して昇降できる構成とした場合においては、グリル２０のみを下降させたり、グリル２０とフィルタ２１の下降量（寸法）を異ならせることも可能である。

　さて、上記空調用室内ユニット１０においては、吹き出し口１７に、吹き出す風の方向を制御するためのルーバ３０が設けられている。
　このルーバ３０は、圧損抑制機構として、後に詳述する揺動機構３１によって、吹き出し口１７内で動作するようになっている。図２（ｂ）に示すように、揺動機構３１は、ケース本体１１内にて吹き出し口１７に連続するよう形成された吹き出し流路１８内において、ルーバ３０を、風向制御ポジションＰ１と退避ポジションＰ２との２つの位置の間で移動させる。ルーバ３０は、風向制御ポジションＰ１では、吹き出し流路１８内に位置して吹き出す風の方向を制御し、退避ポジションＰ２では、吹き出し流路１８の壁面に沿うように位置して、吹き出す風を妨げないように退避する。また、揺動機構３１は、風向制御ポジションＰ１において、吹き出し流路１８における風の吹き出し方向に対するルーバ３０の角度を変更する。

　図３に示すように、揺動機構３１は、ケース本体１１（図２（ａ）参照）に固定された一対のホルダ３６に連結シャフト３５が回転自在に保持されている。連結シャフト３５の一端には、アーム４２がキーを介して固持されている。連結シャフト３５の他端には、ギヤ３７ｂと、Ｌ型のアーム３３に固定された軸受３４ｂとがキーを介して固定されている。軸受３４ｂの先端にはギヤ３４ｃが回転自在に支持されている。モータ３４はアーム３３の上部に固定されている。このモータ３４の回転軸にはギヤ３４ａがキーを介して固定されている。ギヤ３４ａはギヤ３４ｃと噛み合い、このギヤ３４ｃにはギヤ３４ｄが噛み合っている。このギヤ３４ｄは、アーム３３の下部に固定された軸受４０に回転自在に挿持されたシャフト４３に固定されている。
　ルーバ３０の両端部にシャフト３２ａ、３２ｂが一体的に設けられている。このシャフト３２ａは、シャフト４３の一端に設けられた孔に挿入固定されている。シャフト３２ｂはアーム４２に回転自在に挿持されるシャフト４４に設けられた孔に挿入固定されている。これにより、モータ３４の正逆回動によって、ギヤ３４ａ、３４ｃ、３４ｄが回動し、ルーバ３０はシャフト３２ａ及び３２ｂを支点として揺動する。
　モータ３７はケース本体１１（図２（ａ）参照）に固定され、モータ３７の回転軸にはギヤ３７aが固定されている。ギヤ３７ａは連結シャフト３５に固定されたギヤ３７ｂと噛合い、モータ３７の正逆回動によってギヤ３７ａ、３７ｂが回動し、アーム３３、４２および連結シャフト３５を支点として揺動する。
　ここで、連結シャフト３５、ホルダ３６、モータ３７は、吹き出し流路１８内に露出しない位置でケース本体１１（図２（ａ）参照）に固定されており、二本一組のアーム３３が、吹き出し流路１８に形成された孔を貫通し、ルーバ３０が吹き出し流路１８内に露出している。

　このような揺動機構３１では、モータ３７を作動させて連結シャフト３５が回転し、これによってアーム３３とアーム４２が連結シャフト３５を中心として揺動する。すると、ケース本体１１内にて吹き出し口１７に連続するよう形成された吹き出し流路１８内において、ルーバ３０が移動する。これによって、ルーバ３０を、吹き出し流路１８内に位置して吹き出す風の方向を制御する風向制御ポジションＰ１と、吹き出し流路１８の壁面に沿うように位置して、吹き出す風を妨げないように退避する退避ポジションＰ２との、２つの位置の間で移動させる。
　また、ルーバ３０が風向制御ポジションＰ１にあるときに、モータ３４を作動させるとギヤ３４ａ、３４ｃ、３４ｄを介してシャフト３２ａ、３２ｂが回転し、ルーバ３０の角度が変わる。これによって、風向制御ポジションＰ１において、吹き出し流路１８における風の吹き出し方向に対するルーバ３０の角度を変更する。

　空調用室内ユニット１０においては、前記の空調を優先するモード（通常モード）においては、従来と同様、ルーバ３０を風向制御ポジションＰ１に配置し、モータ３４の正逆回転によりその角度を変更し、吹き出し口１７からの風の吹き出し方向を制御する。
　一方、省電力を優先するモード（省電力モード）においては、ルーバ３０を退避ポジションＰ２に位置させ、ルーバ３０が吹き出し流路１８内での空気の流れを損なわないようにする。これにより、調和空気が吹き出し流路１８を通って吹き出し口１７から吹き出すときの圧損が、空調を優先するモードのときよりも低減する。その結果、送風機１４のファンを駆動するためのモータの入力を低減することが可能となり、消費電力を抑えることが可能となる。

　なおここで、揺動機構３１は、ギヤ３４ａ、３４ｃ、３４ｄ、３７ａ、３７ｂ等を廃し、図４に示すように、アーム３３に固持されたモータ３４によってルーバ３０を揺動可能とし、アーム４２に固持されたモータ３７によって連結シャフト３５を直接的に回転駆動させる構成とすることも可能である。

　なお、上記実施の形態では、空調用室内ユニット１０の構成について説明したが、本願発明の要部に関わる部分以外については、いかなる構成としても良い。
　またグリル２０およびフィルタ２１を昇降させるための機構や、ルーバ３０および揺動機構３１についても、所要の機能を実現できるのであれば他のいかなる構成としても良い。
　これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

Claims

　室内の空気を吸い込み、前記空気を加熱または冷却して前記室内に吹き出す空調用室内ユニットであって、
　前記室内の空気を吸い込む吸い込み口および加熱または冷却された空気を前記室内に吹き出す吹き出し口を備えた化粧パネルと、
　前記室内の空気を加熱または冷却する室内熱交換器と、
　前記室内熱交換器に前記室内の空気を送る送風機と、
　前記室内熱交換器および前記送風機を収容するケース本体と、
　前記吸い込み口および／または前記吹き出し口における前記空気の流れの圧損を抑制する圧損抑制機構と、
を備えることを特徴とする空調用室内ユニット。
　前記圧損抑制機構は、前記吸い込み口から吸い込む前記空気の通過部を有したグリルと、前記吸い込み口から吸い込む前記空気から一定以上の大きさの異物を除去するフィルタのうち、少なくとも前記グリルを、前記吸い込み口を覆う位置と、前記吸い込み口から離間した位置とで移動可能とすることを特徴とする請求項１に記載の空調用室内ユニット。
　前記圧損抑制機構のコントローラをさらに備え、
　前記コントローラは、前記グリルおよび前記フィルタで前記吸込み口を覆った状態で前記空調用室内ユニットを運転する通常モードと、
　前記グリルおよび前記フィルタを前記吸込み口から離間した位置に移動させた状態で前記空調用室内ユニットを運転する省電力モードと、を切り替え制御することを特徴とする請求項２に記載の空調用室内ユニット。
　前記圧損抑制機構は、前記吹き出し口に連続する吹き出し流路内に位置して前記吹き出し口から吹き出す風の向きを制御するルーバを、前記吹き出し流路の壁面に沿った位置に退避可能であることを特徴とする請求項１に記載の空調用室内ユニット。
　前記圧損抑制機構のコントローラをさらに備え、
　前記コントローラは、前記ルーバを前記吹き出し流路内に配置した状態で前記空調用室内ユニットを運転する通常モードと、
　前記ルーバを前記吹き出し流路の壁面に沿った位置に退避させた状態で前記空調用室内ユニットを運転する省電力モードと、を切り替え制御することを特徴とする請求項４に記載の空調用室内ユニット。
　室内の空気を吸い込み、前記空気を加熱または冷却して前記室内に吹き出す空調用室内ユニットであって、
　前記室内の空気を吸い込む吸い込み口および加熱または冷却された空気を前記室内に吹き出す吹き出し口を備えた化粧パネルと、
　前記室内の空気を加熱または冷却する室内熱交換器と、
　前記室内熱交換器に前記室内の空気を送る送風機と、
　前記室内熱交換器および前記送風機を収容するケース本体と、
　前記吸い込み口を覆うように設けられ、前記吸い込み口から吸い込む前記空気の通過部を有したグリルと、
　前記吸い込み口を覆うように設けられ、前記吸い込み口から吸い込む前記空気から一定以上の大きさの異物を除去するフィルタと、
　前記グリルと前記フィルタを、前記吸い込み口から離間した位置に独立して移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする空調用室内ユニット。
　前記吹き出し口に連続する吹き出し流路内に位置して前記吹き出し口から吹き出す風の向きを制御するルーバと、
　前記ルーバを、前記吹き出し流路内から、前記吹き出し流路の壁面に沿った位置に退避させるルーバ退避機構と、
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の空調用室内ユニット。
　前記移動機構のコントローラをさらに備え、
　前記コントローラは、前記グリルおよび前記フィルタで前記吸込み口を覆った状態で前記空調用室内ユニットを運転するモードと、
　前記グリルおよび前記フィルタを前記吸込み口から離間した位置に移動させた状態で前記空調用室内ユニットを運転するモードと、を切り替え制御することを特徴とする請求項６に記載の空調用室内ユニット。
　室内の空気を吸い込み、前記空気を加熱または冷却して前記室内に吹き出す空調用室内ユニットであって、
　前記室内の空気を吸い込む吸い込み口および加熱または冷却された空気を前記室内に吹き出す吹き出し口を備えた化粧パネルと、
　前記室内の空気を加熱または冷却する室内熱交換器と、
　前記室内熱交換器に前記室内の空気を送る送風機と、
　前記室内熱交換器および前記送風機を収容するケース本体と、
　前記吹き出し口に連続する吹き出し流路内に位置して前記吹き出し口から吹き出す風の向きを制御するルーバと、
　前記ルーバを、前記吹き出し流路内から、前記吹き出し流路の壁面に沿った位置に退避させるルーバ退避機構と、
を備えることを特徴とする空調用室内ユニット。