JP2009097755A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 吹出口に設けられている風向板表面に結露が発生するのを防止でき、且つ使用者に快適な空間を提供できる空気調和機を得る。
【解決手段】 吹出空気温度検出手段１７で吹出口１４を通過する空気温度を検出または推定し、風向板１、３で結露を生じないときの吹出空気温度の下限を閾値として予め設定し、風向板制御装置６４によって、吹出空気温度検出手段１７による検出値と閾値を比較し、風向板１、３に結露を生じると判断した場合には風向板１、３を吹出方向Ｆｏｕｔに対して小さな角度である露付き安全角度θｓをなす位置に回動し、風向板１、３に結露を生じないと判断した場合には風向板１、３を吹出方向Ｆｏｕｔに対して露付き安全角度θｓよりも大きな角度をなす位置に回動可能とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、少なくとも室内の空気を冷やすことのできる空気調和機に関し、特に吹出口に設けられた上下及び左右の少なくとも一方の風向板を備えたものに関する。

従来、空気調和機の室内吹出口に具備された風向板の制御方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、風向板の角度設定後に経過時間を計測するタイマーを設け、冷房運転時に風向調整装置の風向板の角度を、冷房範囲の水平領域以外の下吹出角度に設定されたとき、その下吹出角度の位置と、温度センサが検出した室内熱交換器の所定温度、および湿度センサが検出した室内の所定湿度に応じて、風向板の下吹出角度を所定時間経過後に冷房範囲の所定水平角度に戻すように制御するものである。これによって、風向板が長時間下吹出角度を継続された場合に発生する風向板の結露を防止するものであり、風向板の向きを、結露しない範囲でなるべく長く下吹出角度を保つように制御するものであった。

特開２００３−１８５２２５号公報（第３〜４頁、図４）

特許文献１に開示された従来の空気調和機では、結露の判断に湿度と熱交換器の配管温度を用いていた。さらに、従来の空気調和機の制御方法は、空気調和機の風に当たりたい使用者に対するものであり、気流を感じたくない使用者に対しての制御はなんらされていなかった。風に当たりたくない使用者にとって所定の水平位置に戻したとしても風向板の形状によっては、空気調和機から吹き出された冷気は下方方向に吹き出され、冷房時の気流を感じたくない使用者にとっては不快であるという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、結露の判断を比較的容易にして確実に結露を防止できると共に、使用者の要求する気流の向きをできるだけ満足させて、快適な空間を実現できる空気調和機を得ることを目的とする。
また、気流を感じたくない使用者に対しては空気調和機から吹き出された気流をできるだけ感じることなく、快適に過せる生活空間を提供できる空気調和機を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、凝縮器、蒸発器、並びに前記凝縮器及び前記蒸発器内を流れる冷媒を圧縮する圧縮機を有する冷凍サイクルと、吸込口から吸い込んだ空気を前記蒸発器で熱交換した後に吹出口に送風する送風機と、前記吹出口に回動可能に設けられ、前記送風機によって前記吹出口から吹き出す空気の吹出方向に対して異なる方向に送風する風向板と、前記吹出口を通過する空気温度を検出または推定する吹出空気温度検出手段と、前記風向板で結露を生じないときの吹出空気温度の下限を閾値として予め設定し、前記吹出空気温度検出手段による検出値と前記閾値を比較し、前記風向板に結露を生じると判断した場合には前記風向板を前記吹出方向に対して小さな角度である露付き安全角度をなす位置に回動し、前記風向板に結露を生じないと判断した場合には前記風向板を前記吹出方向に対して前記露付き安全角度よりも大きな角度をなす位置に回動可能とする風向板制御装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る空気調和機によれば、結露の判断を比較的容易にでき確実に結露を防止できると共に、使用者の要求する気流の向きをできるだけ満足させて、快適な空間を実現できる空気調和機を得ることができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成を模式的に示す冷媒回路図である。図１において、２つの熱交換器３０ａ、３０ｂと、熱交換器３０ａ、３０ｂ内を流れる冷媒を圧縮させる圧縮機５０と、空気を冷房、暖房の冷媒回路を切り換える四方弁５１と、電子式膨張弁（以下、ＬＥＶと記す）５２を有し、それぞれを図に示すように冷媒配管で接続して冷媒を循環させて冷凍サイクルを構成する。この冷媒回路全体を、室内機１００ａと室外機１００ｂに分離して格納している。

冷房運転では四方弁５１内で実線に示すように冷媒配管が接続され、熱交換器３０ａを蒸発器、熱交換器３０ｂを凝縮器として動作させる。この時、冷媒回路の内部を流れる低温低圧のガス冷媒は、圧縮機５０で圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。その高温高圧となったガス冷媒は熱交換器３０ｂで室外空気と熱交換して冷媒自身は凝縮して高圧低温の液冷媒になり、ＬＥＶ５２で断熱膨張して低圧低温の二相冷媒となる。そして、熱交換器３０ａで室内空気と熱交換して蒸発ガス化し、圧縮機５０に戻る。この熱交換器３０ａを蒸発器として機能させて冷媒が蒸発することで、室内空気に冷熱を与えて室内が冷房される。また、四方弁５１内で点線のように冷媒配管を接続し、室内側の熱交換器３０ａを凝縮器として機能させて冷媒が凝縮することで、室内空気に温熱を与えて室内が暖房される。また、図１には図示していないが、室内機１００ａ、室外機１００ｂはそれぞれ１つづつ、または共通に１つの制御装置を備え、圧縮機５０の回転数、四方弁５１の接続、ＬＥＶ５２の開度、熱交換器３０ａ、３０ｂの近傍に配置されている送風機の回転数などを制御する。ここで、圧縮機５０は制御装置により少なくとも２段階以上の圧縮機運転回転数を有する。

なお、四方弁５１で冷房運転と暖房運転とを切り換え可能なものを示しているが、これに限定するものではなく、少なくとも吸い込んだ空気に対し温度が低い冷気を室内に吹き出すような冷房運転や除湿運転を行う空気調和機に関する。

図２は本実施の形態に係る空気調和機の室内機１００ａを模式的に示す縦断面図であり、中央部における断面を側面側から見た図を示す。図２において、室内機１００ａは、筐体１０と、筐体１０内に設置され、室内空気を吸込口１１から吸い込むと共に吸い込んだ空気を吹出口１４から吹き出すように送風する送風機２０と、送風機２０が形成する風路内に配置され、吸い込んだ空気を調和する熱交換器３０ａと、吸い込んだ空気に含まれる塵埃を捕捉するフィルタ４０と、熱交換器３０ａで熱交換して調和された空気を吹き出す吹出口１４と、調和された空気を上下方向に曲げる上下風向板１と、調和された空気を左右方向に曲げる左右風向板３とを有する。

筐体１０は、両端面（図示しない）が塞がれた筒状であって、天面（図中、上側）の一部が開口し、該開口部は空気を吸い込む吸込口１１を構成する。また、地面（図中、下側）の一部が開口し、空気を吹き出す吹出口１４を構成する。そして、前面（図中、左側）は開口し、該開口部を開閉する前面扉１２が設置されている。なお、後面（図中、右側）は塞がれ、筐体１０を壁等に取り付けるための壁取付部（図示せず）が形成されている。また、図中では天面部のみに吸込口１１を設けた構成を示しているが、空気の流れを考慮して熱交換器３０ａの上流側に吸込口１１が配設されていればよく、その位置は筐体１０の上下左右、いかなる方向に吸込口１１が設けられていてもよい。

送風機２０は、筐体１０の縦断面では略中央部に配置され、吸込口１１から吹出口１４に至る風路を形成する。送風機２０と吹出口１４との間の吹出側風路は、ノズル１３と後面ガイド板１５とによって挟まれている。吹出口１４を通過する空気温度を検出する吹出空気温度検出手段として、例えば吹出空気温度センサ１７が吹出口１４の付近に設けられており、ここでは、例えば後面ガイド板１５にねじ止めなどによって固定されている。

熱交換器３０ａは、吸込口１１と送風機２０との間に配置され、吸い込まれた空気を調和（冷却、加熱、加湿、除湿等）する。熱交換器３０ａは、伝熱管３１と、伝熱管３１に設置された放熱フィン３２とを具備し、送風機２０の天面側及び前面側を取り囲むように配置されている。また、フィルタ４０は熱交換器３０ａの上流に設けられ、例えば網状体のフィルタ通気体と、フィルタ通気体が固定されるフィルタ枠体とから形成されている。熱交換器３０ａやフィルタ４０の構成及び配置形態は図２に限るものではなくどのようなものでもよい。

図中、送風機２０によってノズル１３と後面ガイド板１５で形成された風路を通過して吹き出される空気の吹出方向を白抜きの矢印Ｆｏｕｔで示す。この吹出方向Ｆｏｕｔは風向板１、３を備えていない構成での風路を通って送風される方向である。また、吹出方向Ｆｏｕｔの垂直方向成分をＦｏｕｔ（ｖ）とし、水平方向成分をＦｏｕｔ（ｈ）とする。図２では垂直方向成分Ｆｏｕｔ（ｖ）が示されている。

熱交換器３０ａで熱交換して調和された空気は、吹出口１４から吹出方向Ｆｏｕｔに吹き出されようとするが、水平方向に回動可能な上下風向板１が吹出口１４に設けられている。このため、上下風向板１の回動角度に応じ、筐体１０に対して上下方向に曲げられて、吹出方向Ｆｏｕｔ（ｖ）とは異なる方向に送風され、室内に広く吹き出される。ここでは例えば２枚の上下風向板１ａ、１ｂを備え、１枚の風向板１は筐体１０と同様の材質で形成され、図２では風向板１ａ、１ｂの断面を示すが、実際には筐体１０の幅方向、即ち長手方向に細長い形状である。この上下風向板１ａ、１ｂは、例えばステッピングモータ（図示せず）などによって、軸２ａ、２ｂを中心に回動して複数の回動角度で固定可能に構成されている。ステッピングモータを上下風向板１ａ、１ｂにそれぞれ設けてもいいし、１つのステッピングモータで両方の上下風向板１ａ、１ｂを回動するように構成してもよい。

さらに、吹出口１４の上下風向板１よりも送風機２０側に左右風向板３ａ、３ｂを有する。左右風向板３ａ、３ｂは水平方向に回動可能に構成され、熱交換器３０ａで熱交換して調和された空気は、筐体１０に対して左右方向に曲げられて、吹出方向Ｆｏｕｔ（ｈ）とは異なる方向に送風され、室内に広く吹き出される。

図２に示されている左右風向板３ａ、３ｂは側面が示されており、実際にはそれぞれの左右風向板３ａ、３ｂに対して筐体１０の幅方向に２枚以上の複数枚並んで２列で設けられている。左右風向板３ａ、３ｂについても、例えばステッピングモータ（図示せず）などによって、軸４ａ、４ｂを中心に水平方向に回動して複数の回動角度で固定可能に構成されている。ここで、上下風向板１を２枚、左右風向板３を２列有する構成について示しているが、それぞれ枚数や列数に限定されるものではなく、どのような構成でもよい。
また、運転停止時に上下風向板１は閉じられて外装面になるため、前面扉１２下端Ａと吹出口１４の下端Ｂを結ぶ線にほぼ沿った曲線形状になっている。

図３は本実施の形態に係る空気調和機の制御装置を概略的に示すブロック図である。ここでは室内機１００ａに室内機制御装置６１を設け、室外機１００ｂに室外機制御装置６２を設けるものとする。制御装置６１、６２は例えばマイクロコンピュータで構成され、記憶部、制御部、タイマー６６などを内蔵している。室内機制御装置６１は、例えばリモートコントロールスイッチ６３から使用者の操作内容、例えばオン／オフ、冷房や暖房などの運転モード指令を入力したり、吹出空気温度センサ１７で検出した吹出空気温度を入力する。さらに複数の制御機能を有し、送風機２０のモータ、例えばブラシレスモータなどを駆動して回転数を制御する送風機回転数制御装置６５や、風向板１、３のモータを駆動してその回動角度を制御する風向板制御装置６４としても機能する。また、室外機制御装置６２は、圧縮機５０の回転数を制御する圧縮機回転数制御装置６７や、四方弁５１の接続を切り換える四方弁制御装置６８や、ＬＥＶ５２の開度を制御するＬＥＶ制御装置６９として機能する。室内機制御装置６１と室外機制御装置６２の間では情報の交換が行われる。

以下、本実施の形態１に係る上下風向板１の形状及び回動位置について、図４に基づいて詳しく説明する。
図４（ａ）に示すように上下風向板１の回動角度を定義する。上下風向板１は断面が曲線形状であり、吹出空気の上流側１ｍから下流側１ｎに湾曲した形状である。そこで、両端部１ｍ、１ｎを直線で結び、吹出方向Ｆｏｕｔ（ｖ）を基準線Ｌａとし、基準線Ｌａと両端部１ｍ、１ｎを結んだ直線との角度θを上下風向板１の回動角度とする。図中、水平方向をＬ０で示している。図３に示した風向板制御装置６４によって上下風向板１のモータを駆動し、例えば図４（ｂ）に示すように複数の位置（イ〜ヘ）に固定したり、位置イから位置ヘの範囲で連続して回動させることが可能である。送風機２０から風路を通る空気の吹出方向Ｆｏｕｔ（ｖ）が図４（ｂ）に示すように、位置ハの方向とほぼ一致しているとすると、例えば、位置イはθイ＝１５度程度、位置ロはθロ＝１０度程度、位置ハはθハ＝０度程度、位置ニはθニ＝１０度程度、位置ホはθホ＝２０度数度、位置ヘはθヘ＝３０度程度である。位置イ、ロは基準線Ｌａから上方へ回動され、位置ニ、ホ、ヘは基準線Ｌａから下方へ回動される。上下風向板１は図４（ａ）に示すような形状なので、位置イで固定した場合には、空気の吹出方向Ｆｏｕｔ（ｖ）の空気は上下風向板１で曲げられ、吹出口１４から水平方向Ｌ０よりも上向きになって流れる。また、位置ロで固定した場合には、吹出口１４からほぼ水平方向Ｌ０に流れる。さらに、位置ハ、ニ、ホ、へのそれぞれで固定した場合には、その回動角度に応じて、吹出口１４から下向きにそれぞれに応じた角度で送風される。

次に、上下風向板１の結露が生じる状況について図５に基づいて説明する。
上下風向板１の回動角度と空気の吹出方向Ｆｏｕｔ（ｖ）が図５（ａ）、（ｂ）のように大きく交差する位置、即ち回動角度が大きい場合、上下風向板１に剥離現象が発生する。例えば図５（ａ）のように、上下風向板１が基準線Ｌａに対して上方に大きな角度θイをなす位置である場合、上下風向板１の下面に空気の剥離が発生する。上下風向板１の上面は蒸発器３０ａで調和された冷気が流れ、上下風向板１の下面は剥離現象による渦５が発生し、周囲の暖かい空気が渦５に巻き込まれて接触する。この場合、上面に流れる冷気により上下風向板１は冷やされ、上下風向板１下面に周囲の空気が接触し露点に達すると、上下風向板１下面に結露が発生する。これが長時間持続した場合、結露した水が水滴になり筐体１０の下に落下するという不具合が生じる。また、図５（ｂ）のように、上下風向板１が基準線Ｌａに対して下方に大きな角度θホ、θヘをなす位置である場合には、上下風向板１の上面の上流側に空気の剥離が発生する。この空気の剥離によって結露が生じる現象は図５（ａ）の場合と同様である。

即ち、（１）吹出空気温度が低く上下風向板１が周囲の空気の露点温度以下まで冷される。（２）吹き出しの冷たい空気が上下風向板１を包み込むように流れずに剥離現象が発生し、剥離による渦で周囲の空気が上下風向板１に接触する。この２つの現象が同時に発生したときに上下風向板１に結露が発生する。室内温度や湿度などの環境状況によっても、結露の発生状態は異なり、室内温度と吹出空気温度との差が大きいとき及び湿度の高いときに結露しやすいということは言うまでもない。ここで、上下風向板１が直線であるとすると、送風機２０から風路を通って送風されて曲線状に吹き出される空気は、更に風向板１の面上で剥離されやすくなるが、本実施の形態では上下風向板１は曲線状に湾曲した形状であり、気流が湾曲部に多少はりつくことで結露しにくいものとなっている。ただしこの上下風向板１の湾曲形状は、空気調和機の運転停止時に外観のラインに合うように設計されており、全ての角度において剥離現象をなくすことは困難である。

さらに、図６に示すように、複数の上下風向板１ａ、１ｂを有する場合で、特に上側の上下風向板１ａの回動位置が上方を向いている場合、吹出口１４の近傍で、ノズル１３の上部に剥離現象が生じる。この場合も同様に、剥離現象による渦６で周囲の空気を引き寄せ、吹出口１４の側面に結露が発生する。このため、上下風向板１、特に上側の上下風向板１ａに対して、結露しやすい環境下では吹出口１４の側面に結露しないような上限角度を設定することが望ましい。ここでは、θイ＝１５度程度を上方側の上限角度とし、θヘ＝３０度程度を下方側の上限角度としているが、この角度に限定されるものではない。

以上のことから、上下風向板１の回動角度において、図４（ｂ）に示す吹出方向Ｆｏｕｔ（ｖ）の近傍、即ち位置ロ、ハ、ニを剥離現象が生じにくい位置とし、露付き安全角度θｓとする。一方、位置イ、ホ、ヘは、吹出方向Ｆｏｕｔ（ｖ）に対して大きな角度をなし、環境条件によっては上下風向板１に結露が生じる可能性のある角度である。ここで、露付き安全角度θｓは、冷房運転開始時の吹出空気温度が低いときでも剥離現象が発生しない、または剥離現象が発生しても結露しない最大の角度（位置ロ又は位置ニ）であり、例えば予め空気調和機が使用される環境条件下でテスト運転を行なうことで設定しておく。

次に、上下風向板１に結露が生じる環境と吹出空気の温度との関係について説明する。図７は冷房運転開始からの吹出空気温度の変化を示すグラフであり、横軸に時間、縦軸に吹出空気温度を示す。これは例えば吹出空気温度センサ１７での計測値である。吹出空気温度は、室内目標温度や環境条件によっても異なるが、Ｔ１、例えば１０℃程度から徐々に上昇し、大きな負荷の変化がない限り単調に上昇していく。一方、室内温度は徐々に低下して室内目標温度に近づいていく。本実施の形態では、予め、使用環境の中で考えられる厳しい環境下、例えば室内温度や室内湿度の厳しい環境条件下において、テスト運転を行い、上下風向板１に結露が生じないような吹出空気の温度の下限を検出して吹出空気温度閾値として予め設定しておく。運転中に吹出空気の温度がこの吹出空気温度閾値よりも高い場合には、上下風向板１の回動角度が位置イから位置ヘのどのようであったとしても、上下風向板１の面上、及び吹出口１４の側面に結露することがない環境条件である。図７では吹出空気温度閾値をＴａで表し、例えば１５℃程度としている。

図８は、吹出空気温度に応じて上下風向板１の面上に結露しないように回動位置を制御する場合のフローチャートであり、例えば室内機制御装置６１内の風向板制御装置６４で処理する工程を示す。
リモートコントロールスイッチ６３で冷房運転の運転開始を指示されると、室内目標温度に応じて、圧縮機回転数制御装置６７で圧縮機５０の回転数、ＬＥＶ制御装置６９でＬＥＶ５２の開度、四方弁制御装置６８で四方弁５１の切り換えを設定する。さらに、送風機回転数制御装置６５で送風機２０の回転数を設定し、風向板制御装置６４では上下風向板１の角度を設定する（ＳＴ１）。そして冷房運転を開始する。この時、リモートコントロールスイッチ６３によって気流の向きを露付き安全角度θｓの範囲よりも大きい角度になるように使用者が希望している場合には、上下風向板１を使用者の希望の向きに設定する。一方、使用者が気流の向きを特に希望していない場合には、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓの範囲になるように制限を加える。

吹出空気温度センサ１７によって吹出空気温度を検出する（ＳＴ２）。次に検出した吹出空気温度と吹出空気温度閾値（Ｔａ）とを比較する（ＳＴ３）。この判断で、吹出空気温度＜吹出空気温度閾値（Ｔａ）の場合には、図７に示すグラフではまだ吹出空気温度が低く、室内目標温度との差も大きく上下風向板１に結露が生じる環境条件下である。このため、その時点で上下風向板１の回動角度が露付き安全角度θｓ内かどうか判断し（ＳＴ６）、露付き安全角度θｓ内の場合にはＳＴ２に戻る。ＳＴ６の判断で、上下風向板１の回動角度が露付き安全角度θｓより大きい場合には、その回動角度の継続時間が結露しない所定時間内かどうか判断し（ＳＴ７）、所定時間内の場合にはＳＴ２に戻る。ＳＴ７の判断で、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓより大きい角度に設定してから所定時間以上経過している場合には、ＳＴ８で上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓに回動してＳＴ２に戻る。ＳＴ６〜ＳＴ８の制御によって、使用者が気流の向きを露付き安全角度θｓより大きい角度になるように希望している場合、結露が生じない所定時間の間、例えば３０分〜６０分程度、上下風向板１を希望の向きに設定し、所定時間経過後に露付き安全角度θｓの範囲になるように制御を加える。この所定の継続時間は、上下風向板１が露付き安全角度θｓよりも大きな角度であったとしても結露しないと確認された継続時間を予め設定すればよい。また、この所定の継続時間は上下風向板１の角度に応じて異なる時間を設定してもよい。

ＳＴ３の比較で、吹出空気温度≧吹出空気温度の閾値（Ｔａ）の場合には、吹出空気温度が上昇し、室内目標温度との差が小さくなり湿度が高くても上下風向板１に結露しない環境条件下である。このため、ＳＴ４で、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓよりも大きな角度に回動可能とする。リモートコントロールスイッチ６３によって使用者が位置イ、位置ホ、位置ヘになるように風向きを設定していた場合、この状態でその希望の方向に上下風向板１を回動する。また、例えば逐次風向きを変更するようなスイングモードが設定されている場合、今までは位置ロ〜位置ニの間で移動していた上下風向板１を位置イ〜位置ヘの間で移動することを可能とする。この後の処理はさらに吹出空気温度の検出（ＳＴ２）に戻る。

このような制御を行うことによって、上下風向板１に結露を生じない環境条件になったときに上下風向板１の角度を吹出方向Ｆｏｕｔに対して大きな角度に回動可能としたので、確実に結露を防止することができ、室内に水滴が滴下するのを防ぐことができる。また、予め吹出空気温度の閾値を求めておくことによって、吹出空気温度の判断だけで結露を防止できるため、比較的簡単に上下風向板１の回動角度を制御できる。
また、上下風向板１の形状がどのようなものであったとしても、その上下風向板１でテスト運転を行って露付き安全角度及び吹出空気温度閾値を設定しておくことで、上下風向板１に結露を生じるのを防止できる。
もちろん左右風向板３についても同様であるが、詳しくは実施の形態２に記載する。

次に、空気調和機の冷房運転の自動運転モードについて記載する。本実施の形態に係る空気調和機は独自の自動運転モードを有する。この自動運転モードは、通常吹き出し空気の方向などにおいて使用者の強い希望がない場合に設定される通常運転であり、使用者にとって快適空間を実現するべく自動的に吹き出し空気の方向を設定している。もちろんこの場合にも結露を防止することが望まれる。ここで、使用者にとっての快適空間について記載する。
運転開始時、使用者は暑いと感じているため、１０℃程度の吹出空気が多少下方になって、冷気流を感じてもそれほど不快には感じず、かえって涼しく快適に感じる。これとは逆に、部屋が室内目標温度に近づいてくると、吹出空気温度は上昇してくるが、やはり周囲温度に対しては低く、例えば１５℃程度の空気が吹き出される。このため、上下風向板１が水平又は下方を向いていると、吹出空気は下方に垂れて流れるため、使用者に気流を感じさせることになる。即ち、室内目標温度に近づくと、運転開始時とは逆に使用者は気流を感じると寒いと感じ不快に思う。このため、室内目標温度に近づくと、上下風向板１を上方に向け、使用者は気流を感じないように上下風向板１を回動するのが好ましい。

蒸発器３０ａで冷された空気を使用者に当てないように、上下風向板１を水平方向、例えば図４（ｂ）において位置ロに吹き出した場合、ほぼ水平方向に吹き出した空気は周囲温度よりも低いために下方向に流れ、気流を感じ不快に思う使用者が発生する。これを防止するために、上下風向板１をさらに上方に向けるように位置イになるように回動すればよい。しかし、送風機２０によって風路を通って吹き出される方向が吹出方向Ｆｏｕｔである場合、図５に示すように上下風向板１に剥離が発生し、上下風向板１の下面に結露する可能性がある。自動運転モードでは、上下風向板１の面上に剥離が発生して結露するのを防止し、さらに、冷風が使用者の方向である下方に極力送風されないように制御する。

冷房の自動運転モード時の上下風向板１の回動角度の制御について、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。図９は、吹出空気温度に応じて上下風向板１の面上に結露しないように回動位置を制御する場合のフローチャートであり、例えば風向板制御装置６４で処理する工程を示す。ここでは、タイマー６６を用い、吹出空気温度が吹出空気温度閾値Ｔａの前後でふらついている場合に上下風向板１が短時間で回動角度を変更してしまうというように、不安定にならないような制御も加えている。

リモートコントロールスイッチ６３で冷房運転の運転開始を指示されると、室内目標温度に応じて、圧縮機回転数制御装置６７で圧縮機５０の回転数、ＬＥＶ制御装置６９でＬＥＶ５２の開度、四方弁制御装置６８で四方弁５１の切り換えを設定する。また、送風機回転数制御装置６５で送風機２０の回転数を設定し、風向板制御装置６４で上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓの範囲に設定する（ＳＴ１）。そして冷房自動運転を開始する。

ＳＴ２では吹出空気温度センサ１７によって吹出空気温度を検出した後、検出した吹出空気温度と吹出空気温度の閾値（Ｔａ）とを比較する（ＳＴ３）。この判断で、吹出空気温度＜吹出空気温度の閾値（Ｔａ）の場合には、図７に示すグラフではまだ吹出空気温度が低く、室内目標温度との差も大きく上下風向板１に結露を生じると判断される環境条件下である。このため、タイマー６６が設定されていたらタイマー６６を解除して（ＳＴ１３）ＳＴ１に戻り、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓに保持する、又は戻す。

ＳＴ３の判断で、吹出空気温度≧吹出空気温度の閾値（Ｔａ）の場合には、吹出空気温度が上昇し、室内目標温度との差が小さくなり湿度が高くても上下風向板１に結露を生じないと判断される環境条件下である。そこで、ＳＴ１１でタイマー６６が解除されている時にタイマーを設定し、ＳＴ１２でタイマー６６が所定時間、ここでは１０分以上経過しているかどうかを判断する。１０分以上経過していない場合には、ＳＴ２に戻り、吹出空気温度を検出する。ＳＴ１２の判断で吹出空気温度≧吹出空気温度の閾値（Ｔａ）となってから１０分以上経過している場合に、ＳＴ５を実行し、上下風向板１を上方に回動し、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓよりも大きな角度に回動する。これにより、上下風向板１は位置イに固定され、一番上方に吹き出し空気が流れる。この後の処理はタイマー６６を解除し、さらに吹出空気温度の検出（ＳＴ２）に戻る。

上記の制御では、確実に上下風向板１に結露しない環境条件になったときに、上下風向板１の角度を一番上方に回動して吹出方向Ｆｏｕｔから上方に大きく異なる方向に空気が流れる様にする。このため、使用者に対して冷気が直接当たることなく快適な空間を実現でき、確実に結露を防止することができ、室内に水滴が滴下するのを防ぐことができる。また、予め吹出空気温度の閾値を求めておくことによって、吹出空気温度の判断だけで露付きを防止できるため、比較的簡単に制御できる。さらに、結露しない状態になってからも所定時間、ここでは１０分経過後に上下風向板１の角度を回動している。図７に示したグラフで、Ｍ１の時点で上下風向板１の角度を露付き安全角度より大きく回動するのではなく、Ｍ１から所定時間例えば１０分経過したＭ２の時点で露付き安全角度より大きく回動する。Ｍ１の時点で上下風向板１を回動すると、吹出空気温度がＴａ付近でふらついて上下した場合に頻繁に上下風向板１を動かすことになってしまう。これに対し、１０分程度の所定時間経過したＭ２で回動するように制御すると、吹出空気温度がＴａ以上で安定してから上下風向板１を回動するので、さらに確実に結露を防止できると共に、上下風向板１を安定して回動制御することができる。

また、自動運転におけるＳＴ５では、上下風向板１を露付き安全角度θｓよりも大きな角度に回動する際、使用者のいない方向に上下風向板１を回動させるように制御する。このため、使用者に吹き出し空気の気流感を与えず、設定温度に近づいた後に気流が向いて寒く感じるなどの不快な思いをせずに、快適な空間を提供する空気調和機として広く利用することができる。さらに上下風向板１を回動すると共に左右風向板３においても同様に制御することでより、使用者に気流を感じさせることなく運転することができる。

本実施の形態では以上のように、凝縮器３０ｂ、蒸発器３０ａ、並びに凝縮器３０ｂ及び蒸発器３０ａ内を流れる冷媒を圧縮する圧縮機５０を有する冷凍サイクルと、吸込口１１から吸い込んだ空気を蒸発器３０ａで熱交換した後に吹出口１４に送風する送風機２０と、吹出口１４に回動可能に設けられ、送風機２０によって吹出口１４から吹き出す空気の吹出方向Ｆｏｕｔに対して異なる方向に送風する風向板１、３と、吹出口１４を通過する空気温度を検出する吹出空気温度検出手段１７と、風向板１、３で結露を生じないときの吹出空気温度の下限を閾値Ｔａとして予め設定し、吹出空気温度検出手段１７による検出値と閾値Ｔａを比較し、風向板１、３に結露を生じると判断した場合には風向板１、３を吹出方向Ｆｏｕｔに対して小さな角度である露付き安全角度θｓをなす位置に回動し、風向板１、３に結露を生じないと判断した場合には風向板１、３を吹出方向Ｆｏｕｔに対して露付き安全角度θｓよりも大きな角度をなす位置に回動可能とする風向板制御装置６４と、を備えたことにより、風向板１、３の形状に関係なく風向板１、３での結露の発生を確実に防止でき、かつ使用者の要求する風向を極力満足でき、快適な空間を実現できる効果がある。ここで、吹出空気温度検出手段１７による検出値と閾値Ｔａを比較して結露が生じる環境下にあると判断された場合でも、所定の継続時間の間だったら風向板１、３を吹出方向Ｆｏｕｔに対して露付き安全角度θｓよりも大きな角度をなす位置に設定してもよい。即ち、この所定の継続時間内では結露が生じないと判断できる。

また、風向板は垂直方向に回動して吹出方向Ｆｏｕｔ（ｈ）に対して垂直方向で異なる方向に送風する上下風向板１であり、風向板制御装置６４で、風向板１に結露を生じないと判断した場合には、風向板１を露付き安全角度θｓよりも水平方向に大きな角度をなす位置に回動可能とすることで、上下風向板１の回動制御を行う際、確実に上下風向板１の面上に結露するのを防止できる効果がある。

また、吹出空気温度検出手段は、吹出口１４に固定した吹出空気温度センサ１７であり、吹出空気温度センサ１７で吹出口１４を通過する空気温度を検出することにより、風向板１、３への結露を比較的容易に制御できる効果がある。

また、風向板１、３に結露を生じないと判断した場合に、風向板１、３を露付き安全角度θｓよりも上方向に大きな角度をなす位置に回動することで、使用者に気流を感じさせない風向になるように風向板１、３を向けて吹出空気の気流感を与えることを低減し、快適な空間を実現することができる効果がある。
また、風向板１、３に結露を生じないと判断した後、所定時間経過するまで風向板１、３の回動角度を吹出方向Ｆｏｕｔに対して露付き安全角度θｓよりも大きな角度をなす位置に回動しないので、結露を確実に防止できると共に、風向板１、３を安定した動きで制御できる効果がある。

実施の形態２．
実施の形態１では上下風向板１の回動角度の制御について詳しく記載したが、本実施の形態では左右風向板３の制御について記載する。基本的には左右風向板３の制御も実施の形態１で説明した上下風向板１の場合と同様である。
図１０は本実施の形態に係る左右風向板３の回動角度を示す説明図であり、一列の左右風向板３の部分だけを上面から見た図である。左右風向板３は空気調和機の長手方向に伸びて形成されている吹出口１４に沿って複数設けられ、水平方向に回動可能である。なお、空気調和機の他の各部の構成及び制御動作は実施の形態１と同様である。

図１０において、左右風向板３は横方向に例えば６枚設けられ、図１０（ａ）は全て同じ方向に回動するものを示し、図１０（ｂ）は３枚ずつが同じ方向に回動し、左右で異なる方向に回動するものを示す。また、図１１に詳しく示すように、吹出口１４からの吹出方向Ｆｏｕｔの水平方向成分Ｆｏｕｔ（ｈ）を基準線Ｌｂとし、その基準線Ｌｂとのなす角度を回動角度とする。本実施の形態では水平方向成分Ｆｏｕｔ（ｈ）は筐体１０の端面に平行な方向と一致している。左右風向板３は、図１０に示すように０〜θｗの間で例えばステッピングモータ（図示せず）によって回動可能とし、０、θｎ、θｗで固定するように制御する。もちろん、０〜θｗの間で連続的に回動するように制御することもできる。

例えば送風機２０として空気調和機の幅方向に伸びる回転軸を有する貫流送風機を用いる場合、吹出口１４から吹き出される空気は、幅方向の風量にはそれほどバラツキはなく、ほぼ基準線Ｌｂの方向に吹き出される。左右風向板３の回動角度がθｗのように吹出方向Ｆｏｕｔ（ｈ）と大きく交差する位置の場合に、左右風向板３の上流側に剥離現象が発生する。この剥離現象によって周囲の暖かい空気が渦に巻き込まれ、冷気で冷やされている左右風向板３に接触して表面に結露する可能性がある。そこで、上下風向板１と同様、剥離現象が発生しない、または剥離現象が発生しても結露しない最大の角度θｎを例えば予めテスト運転などで設定しておく。ここで、左右とも０〜θｎを露付き安全角度θｓとし、これよりも大きな角度、例えばθｗまで回動すると、環境条件によっては左右風向板３の上流側の面上で空気の剥離が発生する可能性がある。なお、本実施の形態ではθｎ＝４０度程度、θｗ＝５０度程度としているが、この数値に限定するものではない。

また、筐体１０の端面において、端面の近傍にある左右風向板３の回動角度が大きすぎることで、筐体１０の端面に剥離が発生し、これによって結露が発生する可能性がある。このため、結露しやすい環境下では左右風向板３の回動角度の上限を設定するのが好ましく、ここでは左右とも回動角度θｗを上限値としている。

左右風向板３に結露が生じる環境と吹出空気の温度との関係は、図７と同様の変化を示す。そこで、上下風向板１と同様、使用環境の中で考えられる厳しい環境下、例えば室内温度や室内湿度の厳しい環境条件下において、テスト運転を行い、左右風向板３に結露が生じないような吹出空気温度の下限値を検出して吹出空気温度閾値として設定しておく。運転中に吹出空気温度がこの吹出空気温度閾値よりも高い場合には左右風向板３の回動角度が０〜θｗの範囲でどのようであったとしても、左右風向板３の面上、及び吹出口１４の側面に結露することがない環境条件である。図７では吹出空気温度閾値Ｔａで表し、例えば１５℃程度としている。

風向板制御装置６４で行う制御動作は上下風向板１の場合と同様である。例えば、図８において、ＳＴ３の判断で、吹出空気温度≧吹出空気温度の閾値（Ｔａ）となって湿度が高くても左右風向板３に結露しない環境条件下になった場合、ＳＴ４で露付き安全角度θｓよりも大きな角度例えばθｗに回動するのを可能とする。ＳＴ８では露付き安全角度θｓである０〜θｎの間に固定、又は連続移動するように回動する。

検出した吹出空気温度が予め設定している吹出空気温度の閾値Ｔａよりも低い場合で、リモートコントロールスイッチ６３によって気流の向きを露付き安全角度θｓの範囲よりも大きい角度になるように使用者が希望している場合には、ＳＴ６、ＳＴ７、ＳＴ８で所定時間経過後に露付き安全角度θｓの範囲になるように制限を加える。この所定時間は、例えば３０〜６０分程度であり、左右風向板３が露付き安全角度θｓよりも大きい角度であったとしてもこの所定時間内であれば結露しないと確認された時間を設定しておけばよい。そして、確実に左右風向板３に結露しない環境条件になったときに左右風向板３の角度を基準線Ｌｂに対して大きな角度に回動可能とする。これによって、確実に左右風向板３に結露するのを防止することができ、室内に水滴が滴下するのを防ぐことができる。また、予め吹出空気温度の閾値を求めておくことによって、湿度センサも必要なく吹出空気温度の判断だけで露付きを防止できるため、制御が比較的簡単にできる。ここで、予め設定しておく吹出空気温度の閾値は、上下風向板１の閾値と同じ値を用いてもよいし、それぞれ別の閾値を設定して別々に制御するように構成してもよい。また、吹出空気温度と吹出空気温度の閾値の比較では結露が生じる状態で、左右風向板３を露付き安全角度θｓよりも大きい角度とすることを許容する所定の継続時間は、左右風向板３の回動角度に応じて異なる所定時間を設定してもよい。

また、図９に示した自動運転モードの場合も同様である。ＳＴ１では露付き安全角度θｓである０〜θｎの間に固定、又は連続移動するように回動する。そして、ＳＴ３、ＳＴ１２の判断で、検出した吹出空気温度が吹出空気温度閾値として予め設定している温度Ｔａ以上になり、その状態が１０分以上継続されている場合、ＳＴ５で露付き安全角度θｓよりも大きな角度例えばθｗに回動する。

このような自動運転を行うことで、確実に左右風向板３に結露しない環境条件になったときに左右風向板３の角度を基準線Ｌｂに対して大きな角度に回動して、広角に吹き出す。このため、確実に結露を防止することができ、室内に水滴が滴下するのを防ぐことができると共に、左右風向板３を広角にすることで、室内に広く冷気を送風できるので、快適な空間を実現できる。
なお、室内機に例えば赤外線によって室内の使用者の位置を検出するセンサを備えている場合には、使用者の位置を避ける方向に冷気が流れるように、左右風向板３の回動角度を設定すればよい。これにより、結露を防止できると共に冷気が使用者の居る方向に流れるのを防止でき、快適な空間を実現できる。

図１０に示した左右風向板３は幅方向に一列に配設したものを示したが、これに限るものではない。例えば２列以上の複数列の左右風向板３を備えていてもよい。複数列有する場合、一列目の送風機２０の近くに配設されている風向板が、２列目の風向板の間隔に配置されて一部が重なるような構成でもよい。左右風向板３を複数備えた場合、複数列の風向板によって長い風路を形成し、送風機２０からの風の流れをスムーズに室内に導くことができる。このために、送風機２０の近くに配設される風向板は、その外側に配設される風向板よりも小さい回動角度になるように制御する。従って、一番外側、即ち一番送風機２０から遠くに配置される左右風向板３の回動角度を結露しないように制御すればよい。

本実施の形態では以上のように、風向板は水平方向に回動して吹出方向Ｆｏｕｔ（ｖ）に対して水平方向で異なる方向に送風する左右風向板３であり、風向板制御装置６４で、風向板３に結露が生じないと判断した場合には、風向板３を露付き安全角度θｓよりも水平方向に大きな角度をなす位置に回動可能とすることで、風向板３の回動制御を行う際、確実に上下風向板１の面上に結露するのを防止できると共に、使用者にとって快適な空間を実現できる効果がある。

また、風向板３に結露を生じないと判断した場合に、風向板３を露付き安全角度θｓよりも水平方向に大きな角度をなす位置に回動することで、広く快適な空間を実現することができる効果がある。
ここでも、吹出空気温度検出手段１７による検出値と閾値Ｔａを比較して結露が生じる環境下にあると判断された場合でも、所定の継続時間の間だったら風向板３を吹出方向Ｆｏｕｔに対して露付き安全角度θｓよりも大きな角度をなす位置に設定してもよい。即ち、この所定の継続時間内では結露が生じないと判断できる。

実施の形態３．
実施の形態１、２では、結露が発生する環境条件を吹出空気温度によって検出し、具体的には吹出口１４に吹出空気温度センサ１７を固定して、この温度センサ１７の計測結果を用いる例を示したが、これに限るものではない。他の状態量によって吹出空気温度を推定し、この状態量の閾値を設定してもよい。そしてこの閾値に基づいて結露発生の可能性を検出し、上下風向板１や左右風向板３の回動角度を制御することもできる。本実施の形態では、圧縮機５０の回転数によって吹出空気温度を推定する。なお、ここでは上下風向板１についての制御について説明するが、左右風向板３の場合も同様である。また、空気調和機の基本的な構成及び動作も実施の形態１と同様である。

圧縮機５０として例えばインバータによって圧縮機回転数が可変であるものを用いて空気調和機の冷房能力を変化することができる。即ち、冷房運転の開始時には圧縮機５０の回転数を上げて室内の温度を極力早く下げる。他方、室内温度が使用者の設定した室内目標温度に近づいてくると、圧縮機回転数を下げて室内温度を維持する運転を行う。運転開始時は素早く部屋を室内目標温度にするために、送風機２０の回転数も大きくして吹き出し空気の量を多くし、圧縮機５０の回転数も上げて運転を行う。

図１２は吹出空気温度の変化を示すグラフ（図１２（ａ））と圧縮機回転数の変化を示すグラフ（図１２（ｂ））であり、圧縮機回転数と吹出空気温度との関係を表している。圧縮機回転数は圧縮機回転数制御装置６７で吹出空気温度や室内目標温度などに基づいて制御しており、この圧縮機回転数から吹出空気温度を推定することができる。吹出空気温度は、Ｔ１から室内温度が室内目標温度に近づくまで徐々に上昇する。この変化に対応して圧縮機回転数は、一番能力の必要な高いＨ１から徐々に低下し、室内温度が室内目標温度を満足するくらい低下するとその温度を保持するために必要な能力を得るだけの低い圧縮機回転数で制御する。実施の形態１で詳しく述べたように、予め、使用環境の中で考えられる厳しい環境下、例えば室内温度や室内湿度の厳しい環境条件下において、テスト運転を行い、上下風向板１に結露が生じないような吹出空気温度の下限値として吹出空気温度閾値Ｔａが検出されるとする。即ち、図１２（ａ）で吹出空気温度閾値Ｔａ、例えば１５℃程度とした場合、この時の圧縮機回転数を圧縮機回転数閾値Ｈａとして設定する。圧縮機回転数が大きいほど吹出空気温度は小さいので、圧縮機回転数閾値Ｈａは上下風向板１に結露が生じないような圧縮機回転数の上限値である。例えば運転開始時の圧縮機回転数Ｈ１を１００Ｈｚ程度とし、圧縮機回転数閾値Ｈａを例えば３０Ｈｚ程度とする。圧縮機回転数が圧縮機回転数閾値Ｈａ以下で運転している場合、上下風向板１の回動角度が位置イ〜位置ヘの範囲でどの位置であったとしても、上下風向板１の面上、及び吹出口１４の側面に結露することがない環境条件である。

図１３は、圧縮機回転数に応じて上下風向板１の面上に結露しないように回動位置を制御する場合のフローチャートであり、例えば風向板制御装置６４で処理する工程を示す。
リモートコントロールスイッチ６３で冷房運転の運転開始を指示されると、室内目標温度に応じて、圧縮機回転数制御装置６７で圧縮機５０の回転数、ＬＥＶ制御装置６９でＬＥＶ５２の開度、四方弁制御装置６８で四方弁５１の切り換えを設定する。さらに、送風機回転数制御装置６５で送風機２０の回転数を設定し、風向板制御装置６４では上下風向板１の角度を設定する（ＳＴ１）。そして冷房運転を開始する。この時、リモートコントロールスイッチ６３によって気流の向きを露付き安全角度θｓの範囲よりも大きい角度になるように使用者が希望している場合には、上下風向板１を使用者の希望の向きに設定する。一方、使用者が気流の向きを特に希望していない場合には、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓの範囲になるように制限を加える。

風向板制御装置６４は圧縮機回転数制御装置６７で制御している圧縮機回転数を入力する（ＳＴ２２）。次に入力した圧縮機回転数と圧縮機回転数閾値（Ｈａ）を比較する（ＳＴ２３）。この比較で、圧縮機回転数＞圧縮機回転数閾値（Ｈａ）の場合には、図１２（ｂ）に示すグラフではまだ圧縮機回転数が高く、室内目標温度との差も大きく上下風向板１に結露する環境条件下である。このため、ＳＴ６〜ＳＴ８の制御によって、使用者が気流の向きを露付き安全角度θｓより大きい角度になるように希望している場合、結露が生じない所定時間の間、例えば３０分〜６０分程度、上下風向板１を希望の向きに設定し、所定時間経過後に露付き安全角度θｓの範囲になるように制御を加える。上下風向板１が露付き安全角度θｓ内の場合には、その角度を保持し、ＳＴ２２に戻る。

ＳＴ２３の判断で、圧縮機回転数≦圧縮機回転数閾値（Ｈａ）の場合には、圧縮機回転数が低く制御され、室内温度が室内目標温度に近づいて湿度が高くても上下風向板１に結露しない環境条件下である。このため、ＳＴ４で、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓよりも大きな角度に回動可能とする。リモートコントロールスイッチ６３によって使用者が位置イ、位置ホ、位置ヘになるように風向きを設定していた場合、この状態でその希望の方向に上下風向板１を回動する。また、例えば逐次風向きを変更するようなスイングモードが設定されている場合、今までは位置ロ〜位置ニの間で移動していた上下風向板１を位置イ〜位置ヘの間で移動することを可能とする。この後の処理はさらに圧縮機回転数の入力（ＳＴ２２）に戻る。

このような制御を行うことによって、確実に上下風向板１に結露しない環境条件になったときに上下風向板１の角度を吹出空気Ｆｏｕｔ（ｖ）の方向に対して大きな角度に回動可能としたので、確実に結露を防止することができ、室内に水滴が滴下するのを防ぐことができる。また、予め吹出空気温度を推定しうる圧縮機回転数閾値Ｈａを設定しておくことによって、圧縮機回転数の判断だけで結露を防止できるため、比較的簡単に上下風向板１の回動角度を制御できる。

ここでは、上下風向板１の回動角度を制御する場合について述べたが、左右風向板３の制御については実施の形態２と同様である。吹出空気温度を検出して吹出空気温度閾値に基づいて左右風向板３の回動角度を制御する代わりに、吹出空気温度を推定しうる圧縮機回転数を入力して圧縮機回転数閾値に基づいて左右風向板３の回動角度を制御すればよい。また、図９に示した空気調和機の自動運転モードについても同様であり、ＳＴ２及びＳＴ３で吹出空気温度及び吹出空気温度閾値Ｔａで判断するのに代えて、圧縮機回転数閾値Ｈａを用いれば同様の効果を奏する。

また、送風機２０として例えばブラシレスモータなどによって回転数を数段階に設定して運転できるものを用いると、運転状況に応じて効率よく室内の空気調和を行うことができる。即ち、冷房運転開始時は素早く部屋を設定温度にするために、送風機２０の回転数を高くして吹き出し空気の風量を多くし、圧縮機５０の回転数も上げて冷房能力の高い運転を行う。そして室内温度が使用者の設定した室内目標温度に近づいてくると、圧縮機回転数を下げ、吹出空気の風量も少なくし、室内温度を維持する運転を行う。また、リモートコントロールスイッチ６３を介して使用者の要求によって、風量は数段階に可変であり、設定された風量に応じて送風機２０の回転数が決定される。送風機２０の回転数に応じて吹出空気温度や上下風向板１の剥離状態が異なる。ここで、例えば吹出空気温度が同じとすると、風量が大きいときには圧縮機回転数は高く、風量が小さいときには圧縮機回転数が低い。即ち、図１３に示した制御工程で、吹出空気温度の閾値Ｔａを１つにしていたが、送風機２０の回転数が変化すれば検出した圧縮機回転数がＨａ以下でも上下風向板１に結露することになる。例えば風量がＦａとして結露しないことを確認して圧縮機回転数の閾値を設定しておいても、Ｆａよりも小さな風量の場合には、上下風向板１で剥離しやすくなり、渦が発生して結露が生じやすくなる。そのため、圧縮機回転数の閾値を送風機２０の回転数に応じて少なくとも２つ以上の複数持つことより、確実に風向板での結露を防止できると共に使用者が気流を感じる頻度を少なくし、快適性を向上することができる。

図１４は送風機２０の回転数を３段階に変化させたときの圧縮機回転数の閾値の設定を説明するグラフである。ここでは、風量Ｆｂの時の圧縮機回転数の閾値をＨｂ、風量Ｆｃの時の圧縮機回転数の閾値をＨｃとして、Ｆｂ＞Ｆｃの時、Ｈｂ＞Ｈｃとした異なる値を設定している。例えば、冷房運転を開始後、送風機２０の回転数を３段階で段階的にへらすように制御する。これは図１４の下側のグラフにおいて、横軸を時間、縦軸を風量として表している。図１４の上側のグラフは横軸の時間に対して縦軸は圧縮機回転数を示す。風量がＦｂの時に圧縮機回転数がその風量での圧縮機回転数Ｈｂ以下になったので、時間Ｍａで風向板１、３の回動角度を露付き安全角度θｓよりも大きな角度に回動可能とする。その後、時間Ｍｃで送風機２０の回転数を下げて風量をＦｃで運転する場合、ＭＣの時点では風量Ｆｃに対する圧縮機回転数閾値Ｈｃよりも圧縮機回転数が高いので、風向板１、３の回動角度を露付き安全角度θｓ以内に再び回動する。さらに時間が経て時間Ｍｂで圧縮機回転数がその風量Ｆｃでの圧縮機回転数閾値Ｈｃ以下になったときに、風向板１、３の回動角度を露付き安全角度θｓよりも大きな角度に回動可能とする。

このように制御すると、１つの圧縮機回転数閾値Ｈｃで制御する場合と比較して、風向板１、３への結露を防止できると共にさらに快適な空間を実現することができる。例えば冷気にさらされたくない使用者の場合には、時間Ｍａから時間Ｍｃまでは上下風向板１を位置イのように上方に向けておくことができる。同様に、冷気を感じたい使用者の場合には、時間Ｍａから時間Ｍｃまでは上下風向板１を位置ホ、ヘのように下方に向けておくことができる。

このように圧縮機回転数の閾値を送風機２０の回転数に応じて少なくとも２つ以上の複数設定し、風量とその風量の圧縮機回転数閾値とに基づいて上下風向板１の回動角度を制御すれば、使用者の希望をできるだけ満足でき、快適な空間を提供できる。
ここでは２つの閾値を設定する例を記載しているが、これに限るものではなく、風量、即ち送風機２０の回転数に応じてさらに多くの閾値を設けて細かく制御すれば、更に使用者の満足度を向上することができ、快適な空間が得られる。

本実施の形態では以上のように、吹出空気温度検出手段は、圧縮機５０の回転数を検出する手段、ここでは圧縮機回転数制御装置６７であり、これで検出した圧縮機５０の回転数から吹出口１４を通過する空気温度を推定することで、風向板１、３への結露防止を比較的容易に制御できる効果がある。

また、凝縮器３０ｂ、蒸発器３０ａ、並びに凝縮器３０ｂ及び蒸発器３０ａ内を流れる冷媒を圧縮する圧縮機５０を有する冷凍サイクルと、吸込口１１から吸い込んだ空気を蒸発器３０ａで熱交換した後に吹出口１４に送風する送風機２０と、吹出口１４に回動可能に設けられ、送風機２０によって吹出口１４から吹き出す空気の吹出方向Ｆｏｕｔに対して異なる方向に送風する風向板１、３と、圧縮機５０の回転数を制御する圧縮機回転数制御装置６７と、風向板１、３で結露を生じないときの圧縮機回転数の上限を回転数閾値Ｈａとして予め設定し、圧縮機５０の回転数と回転数閾値Ｈａに基づいて風向板１、３の回動を制御する風向板制御装置６４と、を備え、圧縮機回転数が回転数閾値よりも高い場合には風向板１、３を吹出方向Ｆｏｕｔに対して小さな角度である露付き安全角度θｓをなす位置に回動し、回転数が回転数閾値Ｈａよりも低い場合には風向板１、３を露付き安全角度θｓよりも上下方向または左右方向に大きな角度をなす位置に回動する運転モードを備えたことにより、風向板１、３の形状に関係なく風向板１、３での結露の発生を確実に防止でき、かつ使用者は冷気を感じることなく、快適に過ごせる空間を実現できる効果がある。

また、送風機２０は風量が可変であるものとし、風量に応じて少なくとも２以上の回転数閾値を設定することにより、さらに使用者に満足できる快適空間を提供できる空気調和機が得られる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、熱交換器３０ａの配管温度によって吹出空気温度を推定し、熱交換器３０ａの配管温度の閾値に基づいて、結露発生の可能性を検出して、上下風向板１や左右風向板３の回動角度を制御する。なお、空気調和機の基本的な構成及び動作も実施の形態１と同様である。また、熱交換器３０ａを蒸発器、熱交換器３０ｂを凝縮器として動作させる冷房運転や除湿運転の場合である。

図１５は吹出空気温度の変化を示すグラフ（図１５（ａ））と蒸発器３０ａの配管温度の変化を示すグラフ（図１５（ｂ））であり、蒸発器配管温度と吹出空気温度との関係を表している。圧縮機回転数や室内温度や室内目標温度や負荷などに応じて冷凍サイクルを運転した時に、蒸発器配管温度は蒸発器３０ａ内を流れる冷媒の温度であり、吹出空気温度の変化に対して図１５に示すように変化する。即ち、吹出空気温度が、Ｔ１、例えば１０℃程度から室内温度が室内目標温度に近づくまで徐々に上昇し、この変化に対応して蒸発器配管温度はＴ２、例えば７℃程度から徐々に上昇する。実施の形態１で詳しく述べたように、予め、使用環境の中で考えられる厳しい環境下、例えば室内温度や室内湿度の厳しい環境条件下において、テスト運転を行い、上下風向板１に結露が生じないような吹出空気温度の下限を閾値Ｔａとして検出しておく。吹出空気温度閾値Ｔａ、例えば１５℃程度とすると、この時Ｍ１の蒸発器配管温度、例えば１０℃程度を蒸発器配管温度閾値Ｔｂとして設定する。この蒸発器配管温度閾値Ｔｂは、風向板１で結露が生じないときの蒸発器配管温度の下限値である。即ち、蒸発器配管温度が蒸発器配管温度閾値Ｔｂ以上で運転している場合、上下風向板１の回動角度がどのようであったとしても、上下風向板１の面上、及び吹出口１４の側面に結露することがない環境条件である。

図１６は本実施の形態に係る室内機の側面断面構成図である。図において、１８は蒸発器３０ａの例えばフィン３１に固定した配管温度センサであり、蒸発器配管温度を計測する。通常、冷凍サイクルの熱交換器には冷媒状態を見るための配管温度センサが設けられている。これは、例えば熱交換器内の冷媒配管の下流部分にあり、その部分の配管温度を検出して冷媒の流量や圧縮機回転数などの制御に用いる。ここでは通常備わっている配管温度センサ１８の検出値を利用すればよい。図１６において、図２と同一符号は同一、又は相当部分を示し、ここではその説明を省略する。

図１７は、蒸発器３０ａの配管温度に応じて上下風向板１の面上に結露しないように回動位置を制御する場合のフローチャートであり、例えば風向板制御装置６４で処理する工程を示す。
リモートコントロールスイッチ６３で冷房運転の運転開始が指示されると、室内目標温度に応じて、圧縮機回転数制御装置６７で圧縮機５０の回転数、ＬＥＶ制御装置６９でＬＥＶ５２の開度、四方弁制御装置６８で四方弁５１の切り換えを設定する。さらに、送風機回転数制御装置６５で送風機２０の回転数を設定し、風向板制御装置６４では上下風向板１の角度を設定する（ＳＴ１）。そして冷房運転を開始する。この時、リモートコントロールスイッチ６３によって気流の向きを露付き安全角度θｓの範囲よりも大きい角度になるように使用者が希望している場合には、上下風向板１を使用者の希望の向きに設定する。一方、使用者が気流の向きを特に希望していない場合には、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓの範囲になるように制限を加える。

風向板制御装置６４は配管温度センサ１８で計測した蒸発器配管温度を検出する（ＳＴ３２）。次に検出した蒸発器配管温度と蒸発器配管温度閾値（Ｔｂ）を比較する（ＳＴ３３）。この比較で、蒸発器配管温度＜蒸発器配管温度閾値（Ｔａ）の場合には、図１５（ｂ）に示すグラフではまだ配管温度が低くて圧縮機回転数が高く、室内目標温度との差も大きく上下風向板１に結露する環境条件下である。このため、ＳＴ６〜ＳＴ８の制御によって、使用者が気流の向きを露付き安全角度θｓより大きい角度になるように希望している場合、結露が生じない所定時間の間、例えば３０分〜６０分程度、上下風向板１を希望の向きに設定し、所定時間経過後に露付き安全角度θｓの範囲になるように制御を加える。上下風向板１が露付き安全角度θｓ内の場合には、その角度を保持し、ＳＴ３２に戻る。

ＳＴ３３の判断で、蒸発器配管温度≧蒸発器配管温度閾値（Ｔｂ）の場合には、圧縮機回転数が低く制御され、室内温度が室内目標温度に近づいて湿度が高くても上下風向板１に結露しない環境条件下である。このため、ＳＴ４で、上下風向板１の角度を露付き安全角度θｓよりも大きな角度に回動可能とする。リモートコントロールスイッチ６３によって使用者が図４に示した位置イ、位置ホ、位置ヘになるように風向きを設定していた場合、この状態でその希望の方向に上下風向板１を回動する。また、例えば逐次風向きを変更するようなスイングモードが設定されている場合、今までは位置ロ〜位置ニの間で移動していた上下風向板１を位置イ〜位置ヘの間で移動することを可能とする。この後の処理はさらに蒸発器配管温度の入力（ＳＴ３２）に戻る。

このような制御を行うことによって、確実に上下風向板１に結露しない環境条件になったときに上下風向板１の角度を吹出空気方向Ｆｏｕｔに対して大きな角度に回動可能としたので、確実に結露を防止することができ、室内に水滴が滴下するのを防ぐことができる。また、予め吹出空気温度を推定しうる蒸発器配管温度閾値を設定しておくことによって、蒸発器配管温度の判断だけで露付きを防止できるため、比較的簡単に上下風向板１の回動角度を制御できる。

ここでは、上下風向板１の回動角度を制御する場合について述べたが、左右風向板３の制御については実施の形態２と同様である。吹出空気温度を検出して吹出空気温度閾値に基づいて左右風向板３の回動角度を制御する代わりに、吹出空気温度を推定しうる蒸発器配管温度を検出して蒸発器配管温度閾値に基づいて左右風向板３の回動角度を制御すればよい。この蒸発器配管温度閾値は、上下風向板１と左右風向板３とで同じ値でもいいし、風向板の形状によってはそれぞれ異なる閾値を求めておいてもよい。また、図９に示した空気調和機の自動運転モードについても同様であり、ＳＴ２及びＳＴ３で吹出空気温度及び吹出空気温度閾値Ｔａで判断するのに代えて、蒸発器配管温度及び蒸発器配管温度閾値Ｔｂを用いれば同様の効果を奏する。

本実施の形態では以上のように、吹出空気温度検出手段は、蒸発器３０ａに固定した配管温度センサ１８であり、配管温度センサ１８で検出する配管温度から吹出口１４を通過する空気温度を推定することにより、風向板１、３への露付き防止を比較的容易に制御できる効果がある。ここでも、配管温度センサ１８による検出値と閾値Ｔｂを比較して結露が生じる環境下にあると判断された場合でも、所定の継続時間の間だったら風向板１、３を吹出方向Ｆｏｕｔに対して露付き安全角度θｓよりも大きな角度をなす位置に設定してもよい。即ち、この所定の継続時間内では結露が生じないと判断できる。

また、実施の形態１〜実施の形態４において、冷房運転について詳しく説明したが、冷房暖房運転機能を有する空気調和機や、除湿機能を有する空気調和機にも適用できる。また、室内機と室外機に分割されたセパレータタイプの空気調和機について説明したが、一体型、例えばウィンドウタイプの空気調和機にも適用できる。

また、閾値として、風向板１、３で結露が生じないときの吹出空気温度の下限や圧縮機回転数の上限を予め設定したが、風向板１、３で結露が生じる可能性のある吹出空気温度の上限や圧縮機回転数の下限を設定しても同様である。例えば風向板１、３で結露が生じる可能性のある吹出空気温度の上限を閾値とした場合、吹出空気温度が閾値よりも高くなったら風向板１、３に結露を生じないと判断し、風向板１、３の回動角度を露付き安全角度よりも大きな角度をなす位置に回動可能とすればよい。

また、実施の形態１〜実施の形態４のそれぞれにおいて、閾値として数値を記載したが、これに限定するものではない。例えば蒸発器配管温度閾値などは、冷媒によって異なる値であり、風向板１、３の形状によっても異なる値となる。
また、上下風向板１と左右風向板３の両方を備えた空気調和機について記載したが、どちらか一方の風向板を有する空気調和機にも適用できる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成を模式的に示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機を模式的に示す縦断面図であり、中央部における断面を側面側から見た図を示す。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の制御装置を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係り、上下風向板の回動角度を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係り、上下風向板の回動角度及び結露の関係を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機を模式的に示す縦断面図であり、上下風向板の回動角度が上方である場合を示す。 本発明の実施の形態１に係り、冷房運転開始からの時間に対する吹出空気温度の変化を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係り、吹出空気温度に応じて風向板の面上に結露しないように回動位置を制御する場合のフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係り、冷気に当たりたくない使用者に対して上下風向板を上方に向け、かつ風向板の面上に結露しないように回動位置を制御する場合のフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係り、左右風向板を筐体の天面から見たときの構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係り、左右風向板の回動角度を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係り、吹出空気温度の変化を示すグラフ（図１２（ａ））と圧縮機回転数の変化を示すグラフ（図１２（ｂ））であり、圧縮機回転数と吹出空気温度との関係を表す。 本発明の実施の形態３に係り、圧縮機回転数に応じて風向板の面上に結露しないように回動位置を制御する場合のフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係り、送風機の回転数を３段階に変化させたときの圧縮機回転数の変化と風量の変化の関係を説明するグラフである。 本発明の実施の形態４に係り、吹出空気温度の変化を示すグラフ（図１５（ａ））と蒸発器配管温度の変化を示すグラフ（図１５（ｂ））であり、熱交換器配管温度と吹出空気温度との関係を表す。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室内機を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施の形態４に係り、熱交換器の配管温度に応じて風向板の面上に結露しないように回動位置を制御する場合のフローチャートである。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 上下風向板
３、３ａ、３ｂ 左右風向板
５ 剥離により発生した渦
６ 剥離により発生した渦
１０ 筐体
１１ 吸込口
１３ ノズル
１４ 吹出口
１５ 後面ガイド板
１７ 吹出空気温度センサ
１８ 蒸発器配管温度センサ
２０ 送風機
３０ａ 蒸発器
３０ｂ 凝縮器
５０ 圧縮機
６４ 風向板制御装置
６５ 送風機回転数制御装置
６７ 圧縮機回転数制御装置

Claims (8)

1. 凝縮器、蒸発器、並びに前記凝縮器及び前記蒸発器内を流れる冷媒を圧縮する圧縮機を有する冷凍サイクルと、吸込口から吸い込んだ空気を前記蒸発器で熱交換した後に吹出口に送風する送風機と、前記吹出口に回動可能に設けられ、前記送風機によって前記吹出口から吹き出す空気の吹出方向に対して異なる方向に送風する風向板と、前記吹出口を通過する空気温度を検出または推定する吹出空気温度検出手段と、前記風向板で結露を生じないときの吹出空気温度の下限を閾値として予め設定し、前記吹出空気温度検出手段による検出値と前記閾値を比較し、前記風向板に結露を生じると判断した場合には前記風向板を前記吹出方向に対して小さな角度である露付き安全角度をなす位置に回動し、前記風向板に結露を生じないと判断した場合には前記風向板を前記吹出方向に対して前記露付き安全角度よりも大きな角度をなす位置に回動可能とする風向板制御装置と、を備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記風向板は垂直方向に回動して前記吹出方向に対して垂直方向で異なる方向に送風する上下風向板であり、前記風向板制御装置で、前記風向板に結露を生じないと判断した場合には、前記風向板を前記露付き安全角度よりも垂直方向に大きな角度をなす位置に回動可能とすることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記風向板は水平方向に回動して前記吹出方向に対して水平方向で異なる方向に送風する左右風向板であり、前記風向板制御装置で、前記風向板に結露が生じないと判断した場合には、前記風向板を前記露付き安全角度よりも水平方向に大きな角度をなす位置に回動可能とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
4. 前記吹出空気温度検出手段は、前記吹出口に固定した吹出空気温度センサであり、前記吹出空気温度センサで前記吹出口を通過する空気温度を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 前記吹出空気温度検出手段は、前記蒸発器に固定した配管温度センサであり、前記配管温度センサで検出する配管温度から前記吹出口を通過する空気温度を推定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空気調和機。
6. 前記吹出空気温度検出手段は、前記圧縮機の回転数を検出する手段であり、検出した前記圧縮機の回転数から前記吹出口を通過する空気温度を推定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空気調和機。
7. 凝縮器、蒸発器、並びに前記凝縮器及び前記蒸発器内を流れる冷媒を圧縮する圧縮機を有する冷凍サイクルと、吸込口から吸い込んだ空気を前記蒸発器で熱交換した後に吹出口に送風する送風機と、前記吹出口に回動可能に設けられ、前記送風機によって前記吹出口から吹き出す空気の吹出方向に対して異なる方向に送風する風向板と、前記圧縮機の回転数を制御する圧縮機回転数制御装置と、前記風向板で結露を生じないときの圧縮機回転数の上限を回転数閾値として予め設定し、前記圧縮機の回転数と前記回転数閾値に基づいて前記風向板の回動を制御する風向板制御装置と、を備え、前記風向板制御装置によって、前記回転数が前記回転数閾値よりも高い場合には前記風向板を前記吹出方向に対して小さな角度である露付き安全角度をなす位置に回動し、前記回転数が前記回転数閾値よりも低い場合には前記風向板を前記露付き安全角度よりも水平方向または垂直方向に大きな角度をなす位置に回動する運転モードを備えたことを特徴とする空気調和機。
8. 前記送風機は風量が可変であるものとし、前記風量に応じて少なくとも２以上の前記回転数閾値を設定することを特徴とする請求項７記載の空気調和機。

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