JP2013088074A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】吹き出し口の羽根を駆動する駆動手段への露付きを抑制する空気調和機を提供すること。
【解決手段】本発明の空気調和機は、冷媒と空気とを熱交換する室内熱交換器５と、室内熱交換器５で熱交換した空気を吹き出す吹き出し口２１と、吹き出し口２１から吹き出される風の向きを左右に変更する左右風向変更羽根２３と、左右風向変更羽根２３を駆動する左右羽根駆動手段２５とを備え、左右羽根駆動手段２５は吹き出し口の両側もしくは片側へ配置されるとともに、所定の露付き条件が成立した場合は、左右羽根駆動手段２５が配置されている側への左右風向変更羽根２３の回動を制限する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、空気調和機の結露防止に関する。

従来、冷房運転時に空気調和機の室内機の吹き出し口で発生する結露を防止するために、上下風向変更羽根を制御することにより結露防止を図った技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１８５２２５号公報

しかしながら、特許文献１のような風向を変更する羽根への結露に加えて、室内機の吹き出し口には、左右に風向を変更する左右羽根の連結桟が貫通する貫通穴があり、その貫通穴から内部に冷気が入り込むことで、結露が発生してしまう恐れがあるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吹き出し口の羽根を駆動する駆動手段への露付きを抑制する空気調和機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の空気調和機は、冷媒と空気とを熱交換する室内熱交換器と、室内熱交換器で熱交換した空気を吹き出す吹き出し口と、吹き出し口から吹き出される風の向きを左右に変更する左右風向変更羽根と、左右風向変更羽根を駆動する左右羽根駆動手段とを備え、左右羽根駆動手段は吹き出し口の両側もしくは片側へ配置されるとともに、所定の露付き条件が成立した場合は、左右羽根駆動手段が配置されている側への左右風向変更羽根の回動を制限することにより、左右羽根駆動手段へ冷風が到達しにくくし、結露を発生しにくくすることができる。

本発明によれば、吹き出し口の羽根を駆動する駆動手段への露付きを抑制する空気調和機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における室内機の外観斜視図および要部構成図 同実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクルの構成概略図 同実施の形態１における左右風向変更羽根の構成概略図 同実施の形態１における左右風向変更羽根の回動範囲を示す図 （ａ）同実施の形態１における補正前の左羽根の状態図（ｂ）同実施の形態１における補正後の左羽根の状態図 （ａ）同実施の形態１における補正前の右羽根の状態図（ｂ）同実施の形態１における補正後の右羽根の状態図 （ａ）同実施の形態１における左羽根の状態図（ｂ）同実施の形態１における右羽根の状態図 （ａ）同実施の形態１における補正前の左右風向変更羽根の状態図（ｂ）同実施の形態１における補正後の左右風向変更羽根の状態図 （ａ）同実施の形態１における補正前の左羽根の状態図（ｂ）同実施の形態１における補正後の左羽根の状態図 （ａ）同実施の形態１における補正前の左右風向変更羽根の状態図（ｂ）同実施の形態１における補正後の左右風向変更羽根の状態図 同実施の形態１におけるステッピングモータへの電圧変化図

第１の発明の空気調和機は、冷媒と空気とを熱交換する室内熱交換器と、室内熱交換器で熱交換した空気を吹き出す吹き出し口と、吹き出し口から吹き出される風の向きを左右に変更する左右風向変更羽根と、左右風向変更羽根を駆動する左右羽根駆動手段とを備え、左右羽根駆動手段は吹き出し口の両側もしくは片側へ配置されるとともに、所定の露付き条件が成立した場合は、左右羽根駆動手段が配置されている側への左右風向変更羽根の回動を制限することにより、左右羽根駆動手段へ冷風が到達しにくくし、結露を発生しにくくすることができる。

第２の発明の空気調和機は、特に第１の発明において、前記左右羽根駆動手段はモータを備え、前記所定の露付き条件が成立し、かつ、前記左右風向変更羽根が駆動していないときは、前記モータへ通電することにより、モータを暖めて結露が発生するのを抑制することができる。

第３の発明の空気調和機は、特に第２の発明において、モータへの通電はオンとオフとを周期的に切り換えることにより、モータの温度が高くなりすぎるのを抑えて耐久性が損なわれるのを抑制し、かつ、消費電力が上がってしまうのを抑制することができる。

第４の発明の空気調和機は、特に第１から第３の発明において、左右風向変更羽根は、左側に位置する左側左右風向変更羽根と、右側に位置する右側左右風向変更羽根とを有し、左側左右風向変更羽根と右側左右風向変更羽根は独立して駆動制御され、所定の露付き条件が成立したときの左側左右風向変更羽根の回動制限と、右側左右風向変更羽根の回動制限とを異ならせることにより、左右羽根駆動手段への結露を防止するだけでなく、左右羽根自体の結露の発生を抑制することができる。

第５の発明の空気調和機は、特に第１から第４の発明において、左右風向変更羽根を所定の中心軸に対してスイングするスイングモードを設け、所定の露付き条件が成立した場合は、所定の中心軸の補正を行うことにより、簡単な制御でスイングモードにおける結露発を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態１における室内機の外観斜視図および要部構成図、図２は空気調和機の冷凍サイクルの構成概略図である。

本実施の形態における空気調和機は、室内に設置される室内機１と、室外に設置される室外機２とを冷媒配管３で接続することによって構成されている。

室内機１には、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器５と、室内熱交換器５での熱交換を促進し室内へ送風するための室内送風ファン６を備える。また、室内温度を検出する室内温度検出手段である温度センサ７と、室内湿度を検出する室内湿度検出手段で
ある湿度センサ８とを備える。

室外機２には、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器９と、室外熱交換器９での熱交換を促進し送風する室外ファン１０と、冷媒を圧縮し高温冷媒を吐出する圧縮機１１と、冷媒の流路の順逆を切り換える四方弁１２と、冷媒を減圧する減圧装置１３を備える。

そして、冷房運転時には、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器９、減圧装置１３、室内熱交換器５、四方弁１２、圧縮機１１の順に冷媒が流れるように冷凍サイクルが構成され、暖房運転時には四方弁１２を切り換えることによって冷媒の流路が逆となる。

また、室内機１の吹き出し口の上部には人体検出手段である赤外線センサ４が配置されており、設置された室内の人の存在の検知や、人の動きの検出を行っている。なお、本実施の形態において赤外線センサ４の配置場所は、吹き出し口の上部としたが、これに限定されことはなく、例えば、正面パネルに設けてもよい。

また、本実施の形態では焦電型の赤外線センサ４を三個使用して室内の人の検知を行っているが、部屋の大きさによっては赤外線センサ４の個数を減らして室内の人の検知を行っても良く、また、逆に赤外線センサ４の個数を増やして室内の人の検知を行っても良いため、例えば、空気調和機の能力の大きさによって赤外線センサ４の個数を変えることが考えられる。また、本実施の形態では赤外線センサ４は固定しているが、左右に駆動されるタイプのものであってもよい。また、焦電型の赤外線センサを用いたが、人の位置や動きを検知できるタイプのセンサであればよく、例えば、サーモパイル型の赤外線センサ等でもよい。

また、室内機１の正面側には空調運転時に開き、空調運転停止時に閉まる正面パネル２０と、室内へ送風を行う吹き出し口２１と、吹き出し口２１からの風の風向を上下に変更させる上下風向変更羽根２２と、吹き出し口２１からの風の風向を左右に変更させる左右風向変更羽根２３とを備える。

また、室内機１へ運転指示を行うリモコン装置３０を備え、リモコン装置３０には運転情報やその他情報を表示する表示部３１と、設定の変更や指示を行う操作部３２とを備える。なお、操作部３２は複数のボタンで構成されている。

リモコン装置３０では、冷房運転や暖房運転の指示、基準室内設定温度を設定することができ、通常の空調運転では、基準室内設定温度となるように空調運転が実施される。

図３は、吹き出し口２１における左右風向変更羽根２３の概略図である。図３において、本実施の形態の左右風向変更羽根２３は、室内機１の正面方向から直視して左側に配置される左側左右風向変更羽根（以下、左羽根２３ａ）と、室内機１の正面方向から直視して右側に配置される右側左右風向変更羽根（以下、右羽根２３ｂ）で構成されている。また、左羽根２３ａは、複数の羽根が左桟２４ａで連結されて構成され、右羽根２３ｂは、複数の羽根が右桟２４ｂで連結されて構成される。

そして、左右風向変更羽根２３を駆動する左右羽根駆動手段２５は、左桟２４ａを駆動する左側左右羽根駆動手段（以下、左羽根駆動部２５ａ）と、右桟２４ｂを駆動する右側左右羽根駆動手段（以下、右羽根駆動部２５ｂ）とで構成され、左右羽根駆動手段２５のそれぞれはモータおよびギア等で構成されている。そしてモータが駆動することによって、左羽根２３ａおよび右羽根２３ｂを左右方向に駆動し、左右方向の気流を制御している。

また、吹き出し口２１の両側には貫通穴２６ａおよび貫通穴２６ｂが設けられており、左桟２４ａは貫通穴２６ａを通して室内機１の筐体の内部に配置された左羽根駆動部２５ａに連結され、右桟２４ｂは貫通穴２６ｂを通して室内機１の筐体の内部に配置された右羽根駆動部２５ｂに連結される。

図４は、左右風向変更羽根２３の回動範囲を示した図である。図４は複数ある左右風向変更羽根２３のうちの一枚を代表として示した図であり、支点２７を中心に左右方向に角度Ａだけ駆動する。それぞれの左右風向変更羽根２３の支点２７において左桟２４ａまたは右桟２４ｂが接続されており、同じ桟で接続された左右風向変更羽根２３は同じ方向に向くように制御される。なお、図中の矢印は正面方向（室内機１の正面パネル２０側）を示している。

以上のように構成された空気調和機において、以下、左右羽根駆動手段２５への露付きを抑制する制御について説明する。まず、左羽根２３ａが、左羽根駆動部２５ａ側に傾いている状態の露付き抑制制御について説明する。

図５（ａ）は左羽根２３ａの風向変更状態を示した図である。図５（ａ）に示す左羽根２３ａは、正面方向から角度Ｘ１だけ左側に傾いた状態の図である。なお、図５（ａ）においては分かりやすいように一番左側に位置する左右羽根のみを示して説明するが、左桟２４ａで接続された全ての左羽根２３ａにおいて同じ動作をする。

このような状態で露が付きやすい条件のもとで冷房運転を継続すると、貫通穴２６ａを通って冷気が流出し、左羽根駆動部２５ａを冷却してしまうことで、左羽根駆動部２５ａに露付きを発生させてしまう。

そこで、本実施の形態では露が付きやすい条件になると、左羽根駆動部２５ａが配置されている方向への左羽根２３ａの回動を制限している。以下に具体例を挙げて説明する。

本実施の形態では、露付き条件として、冷房運転であり、かつ、室内湿度が所定の湿度以上であることとしている。例えば、冷房運転中に室内湿度が７０パーセント以上を検知した場合に所定の露付き条件が成立したと判断される。なお、本実施の形態における露付き条件は一実施例を示したものであり、例えば、室内温度が所定の室内温度以上であるという条件や、室外温度が所定の外気温度未満であるという条件を入れてもよい。また、湿度センサを設けない場合は、室内温度や室外温度のみで判断してもよい。

そして、このような露付き条件が成立した場合に、左羽根２３ａの回動の最大値を抑制するように制限している。すなわち、左羽根駆動部２５ａが配置されている側へ左羽根２３ａが傾く角度を所定の角度までしか回動しないように制限している。

図５（ｂ）は左羽根２３ａの回動が制限されている状態図である。図５（ａ）で示すように左側に角度Ｘ１だけ回動した左羽根２３ａが、所定の露付き条件を満足した場合、図５（ｂ）に示すように左羽根２３ａが左側に角度Ｘ２だけしか回動しないように制限されている（角度Ｘ１＞角度Ｘ２）。なお、角度Ｘ２は予め実験等によって決定された角度であり、貫通穴２６ａの位置などによって適宜変更可能である。

以上、左羽根２３ａについて説明したが、右羽根２３ｂについても同様である。次に、右羽根２３ｂが、右羽根駆動部２５ｂ側に傾いている状態の露付き抑制制御について説明する。

図６（ａ）は右羽根２３ｂの風向変更状態を示した図である。図６（ａ）に示す右羽根２３ｂは、正面方向から角度Ｘ１だけ右側に傾いた状態の図である。なお、図６（ａ）においては分かりやすいように一番右側に位置する左右羽根のみを示して説明するが、右桟２４ｂで接続された全ての右羽根２３ｂにおいて同じ動作をする。

そして、このような露付き条件が成立した場合に、右羽根２３ｂの回動の最大値を抑制するように制限している。すなわち、右羽根駆動部２５ｂが配置されている側へ右羽根２３ｂが傾く角度を所定の角度までしか回動しないように制限している。

図６（ｂ）は右羽根２３ｂの回動が制限されている状態図である。図６（ａ）で示すように左側に角度Ｘ１だけ回動した右羽根２３ｂが、所定の露付き条件を満足した場合、図６（ｂ）に示すように右羽根２３ｂが左側に角度Ｘ２（所定の制限角度）だけしか回動しないように制限されている。なお、角度Ｘ２は予め実験等によって決定された角度であり、貫通穴２６ｂの位置などによって適宜変更可能である。

以上のように、本実施の形態では、左羽根２３ａが左羽根駆動部２５ａの配置されている側に傾いているときには、左羽根駆動部２５ａが配置されている側に回動する角度を制限し、右羽根２３ｂが右羽根駆動部２５ｂの配置されている側に傾いているときには、右羽根駆動部２５ｂが配置されている側に会同する角度を制限することで、左右羽根駆動手段２５（左羽根駆動部２５ａおよび右羽根駆動部２５ｂ）の結露の発生を抑制することができる。なお、上述の説明において、角度Ｘ１が角度Ｘ２に達していない場合には、露付きを抑制するための回動制限を行う必要はないことは言うまでもない。

次に、左羽根２３ａが、左羽根駆動部２５ａの配置されている側とは反対側に傾いている時の制御について説明する。

図７（ａ）は、左羽根２３ａが、左羽根駆動部２５ａの配置されている方向とは逆方向に傾いている状態を示した図である。図７（ａ）には一点鎖線の矢印で気流の流れを示している。図７（ａ）に示すように、一番左端（左羽根駆動部２５ａに最も近い）に位置する左羽根２３ａの左側を流れる気流は直進し、その他の気流は左羽根２３ａに沿って流れる。

その結果、左端の左羽根２３ａには気流が沿って流れない領域７１（点線で示す）を有することになり、ここに結露が発生してしまう。

また、最も右端の右羽根２３ｂにおいても同様である。図７（ｂ）は、右羽根２３ｂが、右羽根駆動部２５ｂの配置されている方向とは逆方向に傾いている状態を示した図である。図７（ｂ）には、図７（ａ）と同様に一点鎖線の矢印で気流の流れを示しており、図７（ａ）と同様に気流が沿わない領域７１（点線で示す）を有し、結露が発生してしまう。

そこで、本実施の形態では、左羽根２３ａが左羽根駆動部２５ａの配置されている側とは反対側への回動を制限するようにしている。これと同様に右羽根２３ｂが右羽根駆動部２５ｂの配置されている側とは反対側への回動を制限するようにしている。以下に具体例を挙げて説明する。

図８（ａ）は、左羽根２３ａが左羽根駆動部２５ａの配置されている側と反対側（正面方向から直視して右側）に角度Ｙ１で傾き、右羽根２３ｂが右羽根駆動部２５ｂの配置されている側と反対側（正面方向から直視して左側）に角度Ｙ１で傾いている状況を示した図である。

そして図８（ａ）に示す状況下で所定の露付き条件が成立した場合、左羽根２３ａは角度Ｙ１から角度Ｙ２へ制限され、右羽根２３ｂも同様に角度Ｙ１から角度Ｙ２へ制限される。これによって、一番左端に位置する左羽根２３ａの側部と、一番右端に位置する右羽根２３ｂの側部に気流が流れやすくなり、それぞれの羽根への結露を抑制することができる。

なお、角度Ｙ１が所定の制限角度である角度Ｙ２よりも大きいために角度を補正して露付きを抑制する制御を実施したが、角度Ｙ１が角度Ｙ２よりも小さい場合には、露付きが発生する可能性が少ないために、角度を補正する制御を行う必要は無い。また、角度Ｙ２は、実験等から予め算出されている値であって一義的に決定されるものではなく、適宜変更することができる。

以上のように、本実施の形態では、左羽根２３ａが左羽根駆動部２５ａの配置されている側と反対側に傾いているときには、左羽根駆動部２５ａの配置されている側と反対側へ回動する角度を制限し、右羽根２３ｂが右羽根駆動部２５ｂの配置されている側に傾いているときには、右羽根駆動部２５ｂの配置されている側と反対側へ回動する角度を制限して、それぞれの羽根への露付きの発生を抑制している。

次に、スイングモード時の露付きを抑制する制御について説明する。図９（ａ）は左羽根２３ａのスイングモード時の一つの状態を示した図である。図９（ａ）に示すように、スイングモード時には、左羽根２３ａは中心軸２８ａを中心に左右に角度Ｂだけスイングする。なお、角度Ｂは予め設定されている角度である。

通常、所定の運転モードにしたがって空調運転がされるが、その一つのモードにスイングモードがあり、所定の中心軸を中心に左右に同じ角度だけ所定のタイミングで回動する。中心軸の決定は、ユーザーがリモコン装置３０によって直接決定される場合や、赤外線センサ４によって検出される人が居る方向に自動的に決定される場合がある。その結果、中心軸によっては、スイングモード時であっても、冷房運転時には冷気が貫通穴２６ａを通って左羽根駆動部２５ａが冷却されてしまい、その結果、左羽根駆動部２５ａに露付きが発生してしまうことになる。

まず、通常のスイングモードにおいて左羽根２３ａが左羽根駆動部２５ａの配置されている側（正面方向から直視して左側）に角度Ｚ１で傾いているとする。そして、角度Ｚ１の軸を中心軸２８ａとして、中心軸２８ａを中心に左右に角度Ｂで所定のタイミングで回動している。

次に、所定の露付き条件が成立した場合は、角度Ｚ１が所定の角度Ｚ２以上かどうかを判断する。そして、所定の角度Ｚ２以上であれば、中心軸２８ａが所定の角度Ｚ２となるように中心軸が補正され、角度Ｚ２の中心軸を中心に左右に角度Ｂでスイングするように制御する。

これによって、左羽根駆動部２５ａへの冷却効果を抑えることができ、左羽根駆動部２５ａへの露付きの発生を抑制することができる。なお、角度Ｚ２は上述した角度Ｘ２と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また左羽根２３ａのスイングモードについて説明したが、右羽根２３ｂについても同様であり、右羽根駆動部２５ｂへの冷却効果を抑制するために、右羽根駆動部２５ｂとは反対側へスイングモードの中心軸を補正する。

次に、上記のような制御を組み合わせた、左羽根２３ａと右羽根２３ｂの両方の制御に
ついて説明する。なお、左羽根２３ａおよび右羽根２３ｂは複数枚の羽根で構成されるが、代表で左端の左羽根２３ａと、右端の右羽根２３ｂを図に示して説明する。

図１０（ａ）は、左羽根２３ａおよび右羽根２３ｂが右側（正面方向側から直視して右側）へ角度Ｗで傾いて空調運転をしている状態図である。

次に、所定の露付き条件が成立した場合は、まず、左羽根２３ａは左羽根駆動部２５ａの配置されている側と反対側へ傾いているので、角度Ｗが角度Ｙ２よりも大きいかどうかを判断する。そして、角度Ｗが角度Ｙ２よりも大きい場合には、角度Ｙ２となるように左羽根２３ａの角度が補正される。

同様に、右羽根２３ｂは右羽根駆動部２５ｂの配置されている側へ傾いているので、角度Ｗが角度Ｘ２よりも大きいかどうかを判断する。そして、角度Ｗが角度Ｘ２よりも大きい場合には、角度Ｘ２となるように右羽根２３ｂの角度が補正される。

以上のように、左羽根２３ａと右羽根２３ｂの補正角度を異ならせることで、最も左端に位置する左羽根２３ａへの露付きを抑制し、かつ、右羽根駆動部２５ｂへの露付きを抑制することができる。なお、図１０（ａ）（ｂ）は左羽根２３ａ、右羽根２３ｂともに右方向に傾いているときについて説明したものであるが、左方向に傾いているときについても同様の考え方で制御することができる。

さらに、本実施の形態では、左羽根駆動部２５ａおよび右羽根駆動部２５ｂは、ステッピングモータおよびギアを有しており、ステッピングモータが駆動していないときは、ステッピングモータの一相に間欠で直流電圧を印加させて、ステッピングモータの温度を露点異常に維持して結露を抑制している。

図１１は、ステッピングモータへの印加電圧の様子を示した図である。本実施の形態では、所定の露付き条件が成立した場合に、ステッピングモータがスイングモードなどで駆動していない場合には、一相に間欠で直流電圧を印加させている。

まず、所定の露付き条件が成立すると、ステッピングモータへ直流電圧Ｖ（例えば、１４Ｖ）を印加させる。そして所定のモータオン時間Ｔｏｎ（例えば、４秒）の間、直流電圧Ｖを掛け、モータオン時間Ｔｏｎが経過すると、電圧を掛けるのをやめて、モータオフ時間Ｔｏｆｆ（例えば、６秒）の間は直流電圧を掛けない。これを一つのサイクル（例えば、１０秒）として、ステッピングモータへのオンとオフとを周期的に繰り返すことによって、できるだけ信頼性を損なわないような制御でステッピングモータの温度を上昇させることができる。

そして、所定の露付き条件が成立しなくなった場合に、ステッピングモータへ間欠的に電圧を掛けるのをやめる。

以上のように、本実施の形態において、左右風向変更羽根の角度を補正することによって、左右風向変更羽根を駆動する駆動部への露付きを抑制することができ、さらに、左右風向変更羽根自体の露付きも抑制することができる。なお、本実施の形態においては、両側に左右羽根駆動手段を配置したが、片側に配置した場合でも本発明を適用することができる。

以上のように本発明は、１台の室外機に１台の室内機が接続される空気調和機だけではなく、１台の室外機に複数台の室内機が接続されるマルチ型の空気調和機であっても適用
することができる。

２３ 左右風向変更羽根
２５ 左右羽根駆動手段

Claims (5)

1. 冷媒と空気とを熱交換する室内熱交換器と、前記室内熱交換器で熱交換した空気を吹き出す吹き出し口と、前記吹き出し口から吹き出される風の向きを左右に変更する左右風向変更羽根と、前記左右風向変更羽根を駆動する左右羽根駆動手段とを備え、前記左右羽根駆動手段は前記吹き出し口の両側もしくは片側へ配置されるとともに、所定の露付き条件が成立した場合は、前記左右羽根駆動手段が配置されている側への前記左右風向変更羽根の回動を制限することを特徴とする空気調和機。
2. 前記左右羽根駆動手段はモータを備え、前記所定の露付き条件が成立し、かつ、前記左右風向変更羽根が駆動していないときは、前記モータへ通電することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記モータへの通電はオンとオフとを周期的に切り換えることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記左右風向変更羽根は、左側に位置する左側左右風向変更羽根と、右側に位置する右側左右風向変更羽根とを有し、前記左側左右風向変更羽根と前記右側左右風向変更羽根は独立して駆動制御され、前記所定の露付き条件が成立したときの前記左側左右風向変更羽根の回動制限と、前記右側左右風向変更羽根の回動制限とを異ならせることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 前記左右風向変更羽根を所定の中心軸に対してスイングするスイングモードを設け、所定の露付き条件が成立した場合は、前記所定の中心軸の補正を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空気調和機。