JP2014059106A - 空調室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷房運転時の初期は居住者への風当たりを防止し、室温安定後は居住者に涼感を与える空調室内機を提供する。
【解決手段】空調室内機１０では、室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに基づく目標温度範囲（Ｔｓ±ａ）内にないときは室内の隅々まで気流を行き届かせるために、上方気流モードが実行される。そして、室温Ｔｒが目標温度範囲内に入ったときは調和空気の温度も高くなっているので、上下風向モードが実行されることによって、居住者に風が当たり涼感を与えることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、空調室内機に関する。

一般に、冷房運転時の初期段階は、室内の温度分布が不均一である。これを解消するために、例えば特許文献１（特開２００４−１０８６５２号公報）に記載の空気調和機は、調和空気を「強」風量で前方下向きに吹き出して、気流を室内の隅々にまで行き届かせている。

しかしながら、この段階の調和空気の温度は低く、人に直に当たるような前方下向き吹出は居住者に不快感を与えるので好ましくない。

他方、室温安定後は調和空気の温度が高くなっており、人に全く調和空気が当たらない状態は、涼感を求める居住者の欲求に応えられていない。

本発明の課題は、冷房運転時の初期は居住者への風当たりを防止し、室温安定後は居住者に涼感を与える空調室内機を提供することにある。

本発明の第１観点に係る空調室内機は、吹出口から吹き出される調和空気の向きを所定方向へ変更可能な空調室内機であって、風向調整羽根と、制御部とを備えている。風向調整羽根は、水平面に対する調和空気の吹出角度を変更する。制御部は、風向調整羽根を介して調和空気の向きを自動で変更する風向自動制御が選択可能に設定されている。風向自動制御には、少なくとも、上方気流モードと、上下風向モードとが含まれている。上方気流モードは、調和空気の向きを水平若しくは上向きに制御する。上下風向モードは、調和空気の向きを上下に変化させながら、調和空気を人に当てる。また、制御部は、冷房運転で風向自動制御が選択されたとき、室温が安定域にない状況では上方気流モード実行し、室温が安定域にある状況では上下風向モードを実行する。

この空調室内機では、室温が安定域にないときは室内の隅々まで気流を行き届かせるために、上方気流モードが実行される。そして、室温が安定域に入ったときは調和空気の温度も高くなっているので、上下風向モードが実行されることによって、居住者に風が当たり涼感を与えることができる。

本発明の第２観点に係る空調室内機は、第１観点に係る空調室内機であって、上下風向モードでは、複数の風向変化のパターンを混在させることによって揺らぎ気流を発生させる。

この空調室内機では、調和空気が、風向調整羽根によって上下に揺動し、居住者に徐々に近づき徐々に遠ざかるパターンが毎回異なるので、固定化された風を当てるときよりも快適な涼感を与えることができる。

本発明の第３観点に係る空調室内機は、第１観点または第２観点に係る空調室内機であって、コアンダ羽根をさらに備えている。コアンダ羽根は、吹出口の近傍に設けられ、コアンダ効果により調和空気を自己の下面に沿わせたコアンダ気流にして所定の方向へ誘導する。上方気流モードでは、調和空気がコアンダ羽根によって上向きのコアンダ気流となる。

この空調室内機では、調和空気は、コアンダ効果によって上向きのコアンダ気流となり、より遠方に到達することができる。それゆえ、吹出口から天井までの高さ距離、および吹出口からその対面壁までの対面距離がともに大きい場合でも、調和空気を空調対象空間に均一に行き届かせることが可能となる。

本発明の第４観点に係る空調室内機は、第３観点に係る空調室内機であって、上下風向モードでは、複数の風向変化のパターンを混在させることによって揺らぎ気流を発生させながら、コアンダ気流を発生させる時間帯と、コアンダ気流を発生させない時間帯とを混在させる。

この空調室内機では、調和空気が居住者に当たっているとき、コアンダ気流が発生したと同時に居住者に調和空気が当たらなくなり、コアンダ効果が解消されたと同時に調和空気が居住者に当たるので、居住者は「不意に吹いてきた自然風」に近い風を感じることができる。

本発明の第５観点に係る空調室内機は、第１観点に係る空調室内機であって、安定域が、設定温度に基づく目標温度範囲内である。

この空調室内機では、仮に、室温が設定温度となった状態を安定域とした場合、外気温等によっては安定域に到達できない可能性があるので、ある程度の幅を持たせた［設定温度に基づく目標温度範囲内］を安定域とするほうが合理的である。

本発明の第６観点に係る空調室内機は、第５観点に係る空調室内機であって、室内空気を吸い込む吸込流路内に設置される温度センサをさらに備えている。制御部は、温度センサの検出した温度が目標温度範囲内であるとき、室温が安定域にあると判定する。

この空調室内機では、通常、室温検知用として温度センサが吸込流路内に設置されていることを鑑みれば、既存の温度センサを用いて室温が安定域にあるか否かの判断ができるので、合理的である。

本発明の第７観点に係る空調室内機は、第１観点に係る空調室内機であって、上方気流モードでは、調和空気が室内を循環する循環気流が生成される。

この空調室内機では、調和空気が天井面、壁面および床面の順に各面に沿って循環するので、室内全体に調和空気が届き、温度分布が均一になり易い。

本発明の第１観点に係る空調室内機では、室温が安定域にないときは室内の隅々まで気流を行き届かせるために、上方気流モードが実行される。そして、室温が安定域に入ったときは調和空気の温度も高くなっているので、上下風向モードが実行されることによって、居住者に風が当たり涼感を与えることができる。

本発明の第２観点に係る空調室内機では、調和空気が、風向調整羽根によって上下に揺動し、居住者に徐々に近づき徐々に遠ざかるパターンが毎回異なるので、固定化された風を当てるときよりも快適な涼感を与えることができる。

本発明の第３観点に係る空調室内機では、調和空気は、コアンダ効果によって上向きのコアンダ気流となり、より遠方に到達することができる。それゆえ、吹出口から天井までの高さ距離、および吹出口からその対面壁までの対面距離がともに大きい場合でも、調和空気を空調対象空間に均一に行き届かせることが可能となる。

本発明の第４観点に係る空調室内機では、調和空気が居住者に当たっているとき、コアンダ気流が発生したと同時に居住者に調和空気が当たらなくなり、コアンダ効果が解消されたと同時に調和空気が居住者に当たるので、居住者は「不意に吹いてきた自然風」に近い風を感じることができる。

本発明の第５観点に係る空調室内機では、仮に、室温が設定温度となった状態を安定域とした場合、外気温等によっては安定域に到達できない可能性があるので、ある程度の幅を持たせた［設定温度に基づく目標温度範囲内］を安定域とするほうが合理的である。

本発明の第６観点に係る空調室内機では、通常、室温検知用として温度センサが吸込流路内に設置されていることを鑑みれば、既存の温度センサを用いて室温が安定域にあるか否かの判断ができるので、合理的である。

本発明の第７観点に係る空調室内機では、調和空気が天井面、壁面および床面の順に各面に沿って循環するので、室内全体に調和空気が届き、温度分布が均一になり易い。

本発明の一実施形態に係る運転停止時の空調室内機の断面図。 運転時の空調室内機の断面図。 調和空気が通常前吹き時の風向調整羽根およびコアンダ羽根の側面図。 調和空気が通常前方下吹き時の風向調整羽根およびコアンダ羽根の側面図。 コアンダ気流前方吹き時の風向調整羽根およびコアンダ羽根の側面図。 コアンダ気流天井吹き時の風向調整羽根およびコアンダ羽根の側面図。 調和空気の方向およびコアンダ気流の方向を示す概念図。 風向調整羽根とコアンダ羽根との開き角度の一例を表す概念図。 コアンダ気流前方吹き時のスクロールの終端Ｆの接線とコアンダ羽根とが成す内角と、スクロールの終端Ｆの接線と風向調整羽根とが成す内角との比較図。 コアンダ気流天井吹き時のスクロールの終端Ｆの接線とコアンダ羽根とが成す内角と、スクロールの終端Ｆの接線と風向調整羽根とが成す内角との比較図。 風向調整羽根の上下遥動による調和空気の風向を示す空調室内機設置空間の側面図。 風向調整羽根が下向き時の調和空気の風向を示す空調室内機設置空間の側面図。 コアンダ羽根の姿勢が天井吹き姿勢のときのコアンダ気流の風向を示す空調室内機設置空間の側面図。 揺らぎ気流制御時の風向調整羽根およびコアンダ羽根の動作を示すフローチャート。 風向調整羽根による循環気流制御のフローチャート。 風向調整羽根およびコアンダ羽根による循環気流制御のフローチャート。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）空調室内機１０の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る運転停止時の空調室内機１０の断面図である。また、図２は、運転時の空調室内機１０の断面図である。図１及び図２において、空調室内機１０は壁掛けタイプであり、本体ケーシング１１、室内熱交換器１３、室内ファン１４、底フレーム１６、及び制御部４０が搭載されている。

本体ケーシング１１は、天面部１１ａ、前面パネル１１ｂ、背面板１１ｃ及び下部水平板１１ｄを有し、内部に室内熱交換器１３、室内ファン１４、底フレーム１６、及び制御部４０を収納している。

天面部１１ａは、本体ケーシング１１の上部に位置し、天面部１１ａの前部には、吸込口（図示せず）が設けられている。

前面パネル１１ｂは室内機の前面部を構成しており、吸込口がないフラットな形状を成している。また、前面パネル１１ｂは、その上端が天面部１１ａに回動自在に支持され、ヒンジ式に動作することができる。

室内熱交換器１３及び室内ファン１４は、底フレーム１６に取り付けられている。室内熱交換器１３は、通過する空気との間で熱交換を行う。また、室内熱交換器１３は、側面視において両端が下方に向いて屈曲する逆Ｖ字状の形状を成し、その下方に室内ファン１４が位置する。室内ファン１４は、クロスフローファンであり、室内から取り込んだ空気を、室内熱交換器１３に当てて通過させた後、室内に吹き出す。

本体ケーシング１１の下部には、吹出口１５が設けられている。吹出口１５には、吹出口１５から吹き出される調和空気の方向を変更する風向調整羽根３１が回動自在に取り付けられている。風向調整羽根３１は、モータ（図示せず）によって駆動し、調和空気の方向を変更するだけでなく、吹出口１５を開閉することもできる。風向調整羽根３１は、傾斜角が異なる複数の姿勢をとることが可能である。

また、吹出口１５の近傍にはコアンダ羽根３２が設けられている。コアンダ羽根３２は、モータ（図示せず）によって前後方向に傾斜した姿勢をとることが可能であり、運転停止時に前面パネル１１ｂに設けられた収容部１３０に収容される。コアンダ羽根３２は、傾斜角が異なる複数の姿勢をとることが可能である。

また、吹出口１５は、吹出流路１８によって本体ケーシング１１の内部と繋がっている。吹出流路１８は、吹出口１５から底フレーム１６のスクロール１７に沿って形成されている。

室内空気は、室内ファン１４の稼動によって吸込口、室内熱交換器１３を経て室内ファン１４に吸い込まれ、室内ファン１４から吹出流路１８を経て吹出口１５から吹き出される。

制御部４０は、本体ケーシング１１を前面パネル１１ｂから視て室内熱交換器１３及び室内ファン１４の右側方に位置しており、室内ファン１４の回転数制御、風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２の動作制御を行う。

（２）詳細構成
（２−１）前面パネル１１ｂ
図１に示すように、前面パネル１１ｂは本体ケーシング１１の上部前方からなだらかな円弧曲面を描きながら下部水平板１１ｄの前方エッジに向かって延びている。前面パネル１１ｂの下部に本体ケーシング１１の内側に向かって窪んだ領域がある。この領域の窪み深さはコアンダ羽根３２の厚み寸法に合うように設定されており、コアンダ羽根３２が収容される収容部１３０を成している。収容部１３０の表面もなだらかな円弧曲面である。

（２−２）吹出口１５
図１に示すように、吹出口１５は、本体ケーシング１１の下部に形成されており、横方向（図１紙面と直交する方向）を長辺とする長方形の開口である。吹出口１５の下端は下部水平板１１ｄの前方エッジに接しており、吹出口１５の下端と上端とを結ぶ仮想面は前方上向きに傾斜している。

（２−３）スクロール１７
スクロール１７は、室内ファン１４に対峙するように湾曲した隔壁であり、底フレーム１６の一部である。スクロール１７の終端Ｆは、吹出口１５の周縁近傍まで到達している。吹出流路１８を通る空気は、スクロール１７に沿って進み、スクロール１７の終端Ｆの接線方向に送られる。したがって、吹出口１５に風向調整羽根３１がなければ、吹出口１５から吹き出される調和空気の風向は、スクロール１７の終端Ｆの接線Ｌ０に概ね沿った方向である。

（２−４）垂直風向調整板２０
垂直風向調整板２０は、図１及び図２に示すように、複数の羽根片２０１と、複数の羽根片２０１を連結する連結棒２０３を有している。また、垂直風向調整板２０は、吹出流路１８において、風向調整羽根３１よりも室内ファン１４近傍に配置されている。

複数枚の羽根片２０１は、連結棒２０３が吹出口１５の長手方向に沿って水平往復移動することによって、その長手方向に対して垂直な状態を中心に左右に揺動する。なお、連結棒２０３は、モータ（図示せず）によって水平往復移動する。

（２−５）風向調整羽根３１
風向調整羽根３１は、吹出口１５を塞ぐことができる程度の面積を有している。風向調整羽根３１が吹出口１５を閉じた状態において、その外側面３１ａは前面パネル１１ｂの曲面の延長上にあるような外側に凸のなだらかな円弧曲面に仕上げられている。また、風向調整羽根３１の内側面３１ｂ（図２参照）も、外面にほぼ平行な円弧曲面を成している。

風向調整羽根３１は、下端部に回動軸３１１を有している。回動軸３１１は、吹出口１５の下端近傍で、本体ケーシング１１に固定されているステッピングモータ（図示せず）の回転軸に連結されている。

回動軸３１１が図１正面視反時計方向に回動することによって、風向調整羽根３１の上端が吹出口１５の上端側から遠ざかるように動作して吹出口１５を開ける。逆に、回動軸３１１が図１正面視時計方向に回動することによって、風向調整羽根３１の上端が吹出口１５の上端側へ近づくように動作して吹出口１５を閉じる。

風向調整羽根３１が吹出口１５を開けている状態において、吹出口１５から吹き出された調和空気は、風向調整羽根３１の内側面３１ｂに概ね沿って流れる。すなわち、スクロール１７の終端Ｆの接線方向に概ね沿って吹き出された調和空気は、その風向が風向調整羽根３１によってやや上向きに変更される。

（２−６）コアンダ羽根３２
コアンダ羽根３２は、空調運転が停止している間や後述する通常吹出モードでの運転では収容部１３０に収納されている。コアンダ羽根３２は回動することによって収容部１３０から離れる。コアンダ羽根３２の回動軸３２１は、収容部１３０の下端近傍で且つ本体ケーシング１１の内側の位置（吹出流路１８上壁の上方の位置）に設けられており、コアンダ羽根３２の下端部と回動軸３２１とは所定の間隔を保って連結されている。それゆえ、回動軸３２１が回動してコアンダ羽根３２が室内機前面部の収容部１３０から離れるほど、コアンダ羽根３２の下端の高さ位置は低くなるように回転する。また、コアンダ羽根３２が回転して開いたときの傾斜は室内機前面部の傾斜よりも緩やかである。

本実施形態では、収容部１３０は、送風路の外に設けられており、収容時にコアンダ羽根３２の全体が送風路の外側に収容される。かかる構造に代えて、コアンダ羽根３２の一部のみが送風路の外側に収容され、残りが送風路内（たとえば、送風経路の上壁部）に収容されるようにしてもよい。

また、回動軸３２１が図１正面視反時計方向に回動することによって、コアンダ羽根３２の上端および下端ともに円弧を描きながら収容部１３０から離れるが、そのとき、上端と吹出口より上方の室内機前面部の収容部１３０との最短距離は、下端と収容部１３０との最短距離より大きい。すなわち、コアンダ羽根３２は前方に行くにしたがって前記室内機前面部から離れるような姿勢に制御される。そして、回動軸３２１が図１正面視時計方向に回動することによって、コアンダ羽根３２は収容部１３０に近づき、最終的に収容部１３０に収容される。コアンダ羽根３２の運転状態の姿勢としては、収容部１３０に収納された状態、回転して前方上向きに傾斜した姿勢、さらに回転してほぼ水平な姿勢、さらに回転して前方下向きに傾斜した姿勢がある。

コアンダ羽根３２が収容部１３０に収容された状態で、コアンダ羽根３２の外側面３２ａは前面パネル１１ｂのなだらかな円弧曲面の延長上にあるような外側に凸のなだらかな円弧曲面に仕上げられている。また、コアンダ羽根３２の内側面３２ｂは、収容部１３０の表面に沿うような円弧曲面に仕上げられている。

また、コアンダ羽根３２の長手方向の寸法は、風向調整羽根３１の長手方向の寸法以上となるように設定されている。この理由は風向調整羽根３１で風向調節された調和空気すべてをコアンダ羽根３２で受けるためであり、その目的はコアンダ羽根３２の側方からの調和空気がショートサーキットすることを防止することである。

（３）調和空気の方向制御
本実施形態の空調室内機は、調和空気の方向を制御する手段として、風向調整羽根３１のみを回動させて調和空気の方向を調整する通常吹出モードと、風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２を回動させてコアンダ効果によって調和空気をコアンダ羽根３２の外側面３２ａに沿わせたコアンダ気流にするコアンダ効果利用モードとを有している。

風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２は、上記各モードにおいて空気の吹出方向ごとに姿勢が変化するので、各姿勢について図面を参照しながら説明する。なお、吹出方向の選択は、ユーザーがリモコン等を介して行なうことができるものとする。また、モードの変更や吹出方向は自動的に変更されるように制御することも可能である。

（３−１）通常吹出モード
通常吹出モードは、風向調整羽根３１のみを回動させて調和空気の方向を調整するモードであり、「通常前吹き」と「通常前方下吹き」とを含む。

（３−１−１）通常前吹き
図３Ａは、調和空気が通常前吹き時の風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２の側面図である。図３Ａにおいて、ユーザーが「通常前吹き」を選択したとき、制御部４０は風向調整羽根３１の内側面３１ｂが略水平になる位置まで風向調整羽根３１を回動させる。なお、本願実施形態のように風向調整羽根３１の内側面３１ｂが円弧曲面をなしている場合は、内側面３１ｂの前方端Ｅ１における接線が略水平になるまで風向調整羽根３１を回動させる。その結果、調和空気は、前吹き状態となる。

（３−１−２）通常前方下吹き
図３Ｂは、調和空気が通常前方下吹き時の風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２の側面図である。図３Ｂにおいて、ユーザーは吹出方向を「通常前吹き」よりも下方に向けたいとき、「通常前方下吹き」を選択すればよい。

このとき、制御部４０は、風向調整羽根３１の内側面３１ｂの前方端Ｅ１における接線が水平よりも前下がりになるまで風向調整羽根３１を回動させる。その結果、調和空気は、前方下吹き状態となる。

（３−１−３）風向自動
図６Ａは、風向調整羽根３１の上下遥動による調和空気の風向を示す空調室内機設置空間の側面図である。図６Ａに示すような風向調整は、従来品にも実施されている、いわゆるオートルーバー機能による風向調整であって、人体４００に風を当てる動作・当てない動作の繰り返し手段として利用される。

（３−２）コアンダ効果利用モード
コアンダ（効果）とは、気体や液体の流れのそばに壁があると、流れの方向と壁の方向とが異なっていても、壁面に沿った方向に流れようとする現象である（朝倉書店「法則の辞典」）。コアンダ利用モードは、このコアンダ効果を利用した「コアンダ気流前方吹き」および「コアンダ気流天井吹き」を含む。

また、調和空気の方向およびコアンダ気流の方向については、基準位置の取り方次第で定義の方法が異なるが、以下に一例を示す。図４Ａは、調和空気の方向およびコアンダ気流の方向を示す概念図である。図４Ａにおいて、コアンダ羽根３２の外側面３２ａ側にコアンダ効果を生じさせるには、風向調整羽根３１によって変更された調和空気の方向（Ｄ１）の傾斜がコアンダ羽根３２の姿勢（傾斜）に近くなる必要がある。両者が離れすぎているとコアンダ効果が生じない。そのため、本コアンダ効果利用モードでは、コアンダ羽根３２と風向調整羽根３１とが所定の開き角度以下になる必要があり、両羽根（３１、３２）がその範囲内を成すようにして、上記の関係が成立するようにしている。これにより、図４Ａに示すように、調和空気の風向が風向調整羽根３１によってＤ１に変更された後、さらにコアンダ効果によりＤ２に変更される。

また、本実施形態のコアンダ効果利用モードでは、コアンダ羽根３２が風向調整羽根３１の前方（吹出の下流側）かつ上方の位置あるのが好ましい。

また、風向調整羽根３１とコアンダ羽根３２との開き角度については、基準位置の取り方次第で定義の方法が異なるが、以下に一例を示す。図４Ｂは、風向調整羽根３１とコアンダ羽根３２との開き角度の一例を表す概念図である。図４Ｂにおいて、風向調整羽根３１の内側面３１ｂの前後端を結ぶ直線と水平線との角度を風向調整羽根３１の傾斜角θ１とし、コアンダ羽根３２の外側面３２ａの前後端を結ぶ直線と水平線との角度をコアンダ羽根３２の傾斜角θ２としたとき、風向調整羽根３１とコアンダ羽根３２との開き角度θ＝θ２−θ１である。なお、θ１及びθ２は絶対値ではなく、図４Ｂ正面視において水平線よりも下方となる場合は負の値である。

「コアンダ気流前方吹き」および「コアンダ気流天井吹き」ともに、風向調整羽根３１およびコアンダ羽根３２は、スクロール１７の終端Ｆの接線とコアンダ羽根３２とが成す内角が、スクロール１７の終端Ｆの接線と風向調整羽根３１とが成す内角よりも大きい、という条件を満たす姿勢をとるのが好ましい。

なお、内角については、図５Ａ（コアンダ気流前方吹き時のスクロール１７の終端Ｆの接線Ｌ０とコアンダ羽根３２とが成す内角Ｒ２と、スクロール１７の終端Ｆの接線Ｌ０と風向調整羽根３１とが成す内角Ｒ１との比較図）、および図５Ｂ（コアンダ気流天井吹き時のスクロール１７の終端Ｆの接線Ｌ０とコアンダ羽根３２とが成す内角Ｒ２と、スクロール１７の終端Ｆの接線Ｌ０と風向調整羽根３１とが成す内角Ｒ１との比較図）を参照のこと。

また、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、コアンダ効果利用モードにおけるコアンダ羽根３２では、コアンダ羽根３２の先端部が水平より前方上向で、吹出口１５よりも外側上方に位置する。その結果、コアンダ気流はより遠方に到達する上に、コアンダ羽根の上側を通過するような強い気流の発生は抑制され、コアンダ気流の上方への誘導が阻害されにくくなる。

また、コアンダ羽根３２の後端部の高さ位置は運転停止時よりも低くなっているので、上流側でのコアンダ効果によるコアンダ気流が生成し易い。

（３−２−１）コアンダ気流前方吹き
図３Ｃは、コアンダ気流前方吹き時の風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２の側面図である。図３Ｃにおいて、「コアンダ気流前方吹き」が選択されたとき、制御部４０は、風向調整羽根３１の内側面３１ｂの前方端Ｅ１における接線Ｌ１が水平よりも前下がりになるまで風向調整羽根３１を回動させる。

次に、制御部４０は、コアンダ羽根３２の外側面３２ａが略水平になる位置までコアンダ羽根３２を回動させる。なお、本願実施形態のようにコアンダ羽根３２の外側面３２ａが円弧曲面をなしている場合は、外側面３２ａの前方端Ｅ２における接線Ｌ２が略水平になるまでコアンダ羽根３２を回動させる。つまり、図５Ａに示すように、接線Ｌ０と接線Ｌ２とが成す内角Ｒ２は、接線Ｌ０と接線Ｌ１とが成す内角Ｒ１よりも大きくなる。

風向調整羽根３１で前方下吹きに調整された調和空気は、コアンダ効果によってコアンダ羽根３２の外側面３２ａに付着した流れとなり、この外側面３２ａに沿ったコアンダ気流に変わる。

したがって、風向調整羽根３１の前方端Ｅ１における接線Ｌ１方向が前方下吹きであっても、コアンダ羽根３２の前方端Ｅ２における接線Ｌ２方向が水平であるので、調和空気は、コアンダ効果によってコアンダ羽根３２の外側面３２ａの前方端Ｅ２における接線Ｌ２方向、すなわち水平方向に吹き出される。

このように、コアンダ羽根３２が室内機前面部から離れて傾斜が緩やかになり、調和空気が前面パネル１１ｂよりも前方でコアンダ効果を受け易くなる。その結果、風向調整羽根３１で風向調節された調和空気が前方下吹きであっても、コアンダ効果によって水平吹きの空気となる。これは、吹出口通過直後の空気を前面パネルに近づけて前面パネルのコアンダ効果で上向きにする方法に比べて、風向調整羽根３１の通風抵抗による圧損が抑制されつつ風向が変更される。

（３−２−２）コアンダ気流天井吹き
図３Ｄは、コアンダ気流天井吹き時の風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２の側面図である。図３Ｄにおいて、「コアンダ気流天井吹き」が選択されたとき、制御部４０は風向調整羽根３１の内側面３１ｂの前方端Ｅ１における接線Ｌ１が水平になるまで風向調整羽根３１を回動させる。

次に、制御部４０は、外側面３２ａの前方端Ｅ２における接線Ｌ２が前方上向きとなるまでコアンダ羽根３２を回動させる。つまり、図５Ｂに示すように、接線Ｌ０と接線Ｌ２とが成す内角Ｒ２は、接線Ｌ０と接線Ｌ１とが成す内角Ｒ１よりも大きくなる。風向調整羽根３１で水平吹きに調整された調和空気は、コアンダ効果によってコアンダ羽根３２の外側面３２ａに付着した流れとなり、この外側面３２ａに沿ったコアンダ気流に変わる。

したがって、風向調整羽根３１の前方端Ｅ１における接線Ｌ１方向が前方吹きであっても、コアンダ羽根３２の前方端Ｅ２における接線Ｌ２方向が前方上吹きであるので、調和空気は、コアンダ効果によってコアンダ羽根３２の外側面３２ａの前方端Ｅ２における接線Ｌ２方向、すなわち天井方向に吹き出される。コアンダ羽根３２の先端部は吹出口１５より外側に突出しているので、コアンダ気流はより遠方に到達する。さらに、コアンダ羽根３２の先端部は吹出口１５よりも上方に位置しているので、コアンダ羽根の上側を通過するような気流の発生は抑制され、コアンダ気流の上方への誘導が阻害されにくい。

このように、コアンダ羽根３２が室内機前面部から離れて傾斜が緩やかになり、調和空気が前面パネル１１ｂよりも前方でコアンダ効果を受け易くなる。その結果、風向調整羽根３１で風向調節された調和空気が前方吹きであっても、コアンダ効果によって上向きの空気となる。

なお、コアンダ羽根３２の長手方向の寸法は、風向調整羽根３１の長手方向の寸法以上である。それゆえ、風向調整羽根３１で風向調節された調和空気すべてをコアンダ羽根３２で受けることができ、コアンダ羽根３２の側方から調和空気がショートサーキットすることが防止されるという効果も奏している。

（３−２−３）不意の風
図６Ｂは、風向調整羽根３１が下向き時の調和空気の風向を示す空調室内機設置空間の側面図である。また、図６Ｃは、コアンダ羽根３２の姿勢が天井吹き姿勢のときのコアンダ気流の風向を示す空調室内機設置空間の側面図である。

図６Ｂ及び図６Ｃにおいて、図６Ｂのような人体４００に向いた風を、コアンダ効果を利用して図６Ｃのような上向きのコアンダ気流に変更し、その後、その逆の動作を行なうことによって、突然人体４００に当たるような不意の風を作り出すことができる。

例えば、風向調整羽根３１が居住者の居る方向に調和空気を向けているときに、コアンダ羽根３２が不規則な周期で、コアンダ効果を発生させる領域とコアンダ効果を発生させない領域との間の境界域を跨ぐように移動した場合、コアンダ気流の発生と消滅とが繰り返され、居住者に突然当たる風が作られる。

（３−２−４）揺らぎ気流
揺らぎ気流とは、調和空気の風向を不規則に変動させることによって生成される気流であり、風向を不規則に変動させるという点で（３−１−３）で説明した風向自動と異なるものである。

図７は、揺らぎ気流制御時の風向調整羽根３１およびコアンダ羽根３２の動作を示すフローチャートである。図７において、風向調整羽根３１は、中間位置に待機する動作を挟んで、上限位置と下限位置との間を揺動する。制御部４０は、風向調整羽根３１が中間位置に待機する時間（以後、中間位置待機時間とよぶ）を不規則に変化させており、これによって、居住者に近づいていく風と遠ざかっていく風の組合せが不規則に入れ替わるので、居住者に多様な風を提供することができる。

さらに、コアンダ羽根３２は、上限位置と下限位置との間を揺動する。図７に示すとおり、揺らぎ気流制御には、コアンダ羽根３２が上限位置と下限位置との間を揺動している間に風向調整羽根３１が上限位置と中間位置との間を揺動する第１パターンと、コアンダ羽根３２が上限位置に待機する間に風向調整羽根３１が中間位置と下限位置との間を揺動する第２パターンとが含まれている。

第１パターンにおいて、コアンダ羽根３２が上限位置から下限位置に向う動作と、風向調整羽根３１が中間位置か上限位置に向うタイミングとは同期している。また、コアンダ羽根３２が下限位置から上限位置に向う動作と、風向調整羽根３１が上限位置か中間位置に向うタイミングとは同期している。

風向調整羽根３１が中間位置にあるときは、コアンダ羽根３２は上限位置にあるように制御されているのでコアンダ気流は発生しない。したがって、風向調整羽根３１の中間位置待機時間が不規則に変化することによって、コアンダ気流を発生させない時間が不規則に変化し、風が不意に吹いてくる間隔が不規則に入れ替わり、居住者により多様な風を提供することができる。

このように、揺らぎ気流は複数の風向変化のパターンを混在させることによって発生するが、上記のような第１パターンと第２パターンとを混在させる方法に限定されるものではなく、第１パターンだけで風向調整羽根３１の中間位置待機時間を変化させる方法によっても発生させることができる。

なお、風向調整羽根３１の中間位置待機時間では、調和空気を安定して一方向に吹かせたいので、本実施形態では、風向調整羽根３１が中間位置にあり且つコアンダ羽根３２が上限位置にある時間を中間位置待機時間として計測している。

また、制御部４０は、風向調整羽根３１が上限位置に待機する時間および下限位置に待機する時間それぞれを不規則に変化させることもできる。さらに、制御部４０は、コアンダ羽根３２が下限位置に待機する時間を不規則に変化させることもできる。

このように、風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２が不規則に揺動することによって、自然風に近い調和空気を居住者に提供することができる。

（４）冷房運転時の循環気流制御
この制御は、冷房運転開始時に冷風が当たることによるドラフト感を与えることを避けるため、調和空気の向きを水平若しくは上向きに制御する上方気流モードを実行し、室温が安定した後は居住者に涼風感を与えるために調和空気を当てる上下風向モードを実行する制御である。

（４−１）風向調整羽根３１による循環気流制御
図８は、風向調整羽根３１による循環気流制御のフローチャートである。図８において、制御部４０は、ステップＳ１おいて、現在の運転が冷房運転であるか否かを判定し、冷房運転であるならばステップＳ２へ進み、冷房運転でないならばステップＳ１を継続する。

制御部４０は、ステップＳ２において、室温Ｔｒが安定しているか否かを判定し、安定していないならばステップＳ３に進み、安定しているならばステップＳ５へ進む。なお、室温Ｔｒは、本体ケーシング１１の吸込口側に設けられている温度センサ４９によって検出される。また、室温Ｔｒが、設定温度Ｔｓに基づく目標温度範囲（Ｔｓ±ａ）内である
とき、室温が安定しているという。

制御部４０は、ステップＳ３において、上方気流モードを実行し室内を循環する循環気流を生成する。なお、上方気流モードとは、風向調整羽根３１の姿勢を図６Ａに示す上限位置で静止させ、上向きの気流によって調和空気を部屋全体に行き渡らせるためのモードである。

制御部４０は、ステップＳ４において、再び室温Ｔｒが安定しているか否かを判定し、安定しているならばステップＳ５へ進み、安定していないならばステップＳ３を継続する。

制御部４０は、ステップＳ５において、上下風向モードを実行し、調和空気を居住者に当てる。なお、上下風向モードとは、図６Ａに示す上下風向である。

以上のように、室温Ｔｒが安定していないときは室内の隅々まで気流を行き届かせるために上方気流モードが実行され、室温が安定しているときは、上下風向モードが実行されることによって、調和空気が居住者に当たり涼感を与えることができる。

（４−２）風向調整羽根３１およびコアンダ羽根３２による循環気流制御
図９は、風向調整羽根３１およびコアンダ羽根３２による循環気流制御のフローチャートである。図９において、ステップＳ１１、ステップＳ１２、及びステップＳ１４については、図８におけるステップＳ１、ステップＳ２、及びステップＳ４と同じであるので、説明を省略し、ステップＳ１３及びステップＳ１４についてのみ説明する。

ステップＳ１３は、図８におけるステップＳ３の上方気流モードに［コアンダ気流天井吹き］を適用している。コアンダ気流天井吹きによって、調和空気が天井面、壁面および床面の順に各面に沿って循環するので、室内全体に調和空気が届き、温度分布が均一になり易い。

また、ステップＳ１５は、図８におけるステップＳ５の上下風向モードに［揺らぎ気流］を適用している。揺らぎ気流モードとは、図７で説明した揺らぎ気流制御であり、風向調整羽根３１及びコアンダ羽根３２が不規則に揺動することによって、自然風に近い調和空気が居住者に当たり涼感を与えることができる。

（５）特徴
（５−１）
空調室内機１０では、室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに基づく目標温度範囲（Ｔｓ±ａ）内にないときは室内の隅々まで気流を行き届かせるために、上方気流モードが実行される。そして、室温Ｔｒが目標温度範囲内に入ったときは調和空気の温度も高くなっているので、上下風向モードが実行されることによって、居住者に風が当たり涼感を与えることができる。

（５−２）
上下風向モードに［揺らぎ気流］を適用することによって、調和空気が、風向調整羽根によって上下に揺動し、居住者に徐々に近づき徐々に遠ざかるパターンが毎回異なるので、固定化された風を当てるときよりも快適な涼感を与えることができる。

（５−３）
上方気流モードに［コアンダ気流天井吹き］を適用することによって、調和空気は、コアンダ効果によって上向きのコアンダ気流となり、より遠方に到達することができる。つまり、室内を循環する循環気流が生成される。それゆえ、吹出口から天井までの高さ距離、および吹出口からその対面壁までの対面距離がともに大きい場合でも、調和空気を空調対象空間に均一に行き届かせることが可能となる。

（５−４）
揺らぎ気流には、コアンダ気流を発生させる時間帯と、コアンダ気流を発生させない時間帯とが混在しているので、調和空気が居住者に当たっているとき、コアンダ気流が発生したと同時に居住者に調和空気が当たらなくなり、コアンダ効果が解消されたと同時に調和空気が居住者に当たるので、居住者は「不意に吹いてきた自然風」に近い風を感じることができる。

以上のように、本発明によれば、自然風に近い調和空気を居住者へ提供することができるので、壁掛け式の空調室内機に限らず、空気清浄機にも有用である。

１０ 空調室内機
１５ 吹出口
３１ 風向調整羽根
３２ コアンダ羽根
４０ 制御部

特開２００４−１０８６５２号公報

Claims (7)

1. 吹出口（１５）から吹き出される調和空気の向きを所定方向へ変更可能な空調室内機であって、
   水平面に対する前記調和空気の吹出角度を変更する風向調整羽根（３１）と、
   前記風向調整羽根（３１）を介して前記調和空気の向きを自動で変更する風向自動制御が選択可能に設定されている制御部（４０）と、
   を備え、
   前記風向自動制御には、少なくとも、
   前記調和空気の向きを水平若しくは上向きに制御する上方気流モードと、
   前記調和空気の向きを上下に変化させながら、前記調和空気を人に当てる上下風向モードと、
   が含まれており、
   前記制御部（４０）は、冷房運転で前記風向自動制御が選択されたとき、
   室温が安定域にない状況では前記上方気流モードを、
   室温が前記安定域にある状況では前記上下風向モードを、
   実行する、
   空調室内機。
2. 前記上下風向モードでは、複数の風向変化のパターンを混在させることによって揺らぎ気流を発生させる、
   請求項１に記載の空調室内機。
3. 前記吹出口（１５）の近傍に設けられ、コアンダ効果により前記調和空気を自己の下面に沿わせたコアンダ気流にして所定の方向へ誘導するコアンダ羽根（３２）を、さらに備え、
   前記上方気流モードでは、前記調和空気が前記コアンダ羽根（３２）によって上向きのコアンダ気流となる、
   請求項１又は請求項２に記載の空調室内機。
4. 前記上下風向モードでは、複数の風向変化のパターンを混在させることによって揺らぎ気流を発生させながら、前記コアンダ気流を発生させる時間帯と、前記コアンダ気流を発生させない時間帯とを混在させる、
   請求項３に記載の空調室内機。
5. 前記安定域は、設定温度に基づく目標温度範囲内である、
   請求項１に記載の空調室内機。
6. 室内空気を吸い込む吸込流路内に設置される温度センサをさらに備え、
   前記制御部（４０）は、前記温度センサの検出した温度が前記目標温度範囲内であるとき、室温が前記安定域にあると判定する、
   請求項５に記載の空調室内機。
7. 前記上方気流モードでは、前記調和空気が室内を循環する循環気流が生成される、
   請求項１に記載の空調室内機。

Images