JP5473826B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents
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Description
そして、部屋の右側および左側にいるそれぞれの人に快適な気流を提供するために、片方(例えば、左側)の上下風向板を制御して「ショートサイクル」させて片側の風量を減少させ、右側に吹き出す風量と左側に吹き出す風量とを相違させる発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。なお、吹出した調和空気を再び吸込口から吸い込む動作を「ショートサイクル」と呼ぶ。
図1〜図6は本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内機を説明するものであって、図1は全体を模式的に示す側面視の断面図、図2は斜め上方向に見た斜視図、図3は制御装置の構成を示すブロック図、図4は制御フローを示すフローチャート、図5および図6は上下風向板の動作を説明する正面図等である。なお、各図は模式的に描いたものであって、各部材の形状や大きさは図示する形態に限定するものではない。また、各図において同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図1および図2において、空気調和機の室内機(以下、「室内機」と称す)1000は、室内空気を吸い込む吸込口1aと、調和空気を吹き出す吹出口1cとを有する筐体1と、吸込口1aと吹出口1cとを連通する風路1b内に設けられ、室内空気を吸引すると共に調和空気を吹き出すファン3と、吸引した室内空気を調和する(調和空気を生成するに同じ)熱交換器2と、を有している。
そして、風路1bのファン3の下流には、吹出口1cから吹き出す気流の風向を左右方向に制御するために、筐体1(風路1b)の左側には、それぞれ列状に配置された複数枚の左上流側左右風向板16および左下流側左右風向板17(以下、両者をまとめて「左側左右風向板4」と称す)が、筐体1(風路1b)の右側には、それぞれ列状に配置された複数枚の右上流側左右風向板18および右下流側左右風向板19(以下、両者をまとめて「右側左右風向板5」と称す)が、設置されている。
そして、左側左右風向板4はリンク機構を経由して左側左右風向板駆動モータ4mに接続され、それぞれが同様に、略鉛直方向の回動軸を中心に回動される(正確には、風路1bの形態に応じて鉛直軸に対して傾斜している)。また、右側左右風向板5はリンク機構を経由して右側左右風向板駆動モータ5mに接続され、それぞれが同様に、略鉛直方向の回動軸を中心に回動される(正確には、風路1bの形態に応じて鉛直軸に対して傾斜している)。
なお、各駆動モータを示す符号の添え字に「motor」の頭文字である「m」を付している。かかる添え字「m」は距離を示す「meter」に関連したものではない。
また、吹出口1cには(左側左右風向板4および右側左右風向板5の下流に同じ)、吹出口1cから吹き出す気流の風向を上下方向に制御するために、筐体1の左側には、左上部上下風向板6および左下部上下風向板7が、筐体1の右側には、右上部上下風向板8および右下部上下風向板9が、それぞれ設置されている。すなわち、上下方向に風向きを制御するためには、上下左右にそれぞれ1枚づつ、合計4枚の上下風向板が設置され、これらは左右方向(水平方向)の回動軸を中心に回動自在である。
そして、左上部上下風向板6にはこれを駆動させる左上部上下風向板駆動モータ6mの回動軸が、左下部上下風向板7にはこれを駆動させる左下部上下風向板駆動モータ7mの回動軸が、右上部上下風向板8にはこれを駆動させる右上部上下風向板駆動モータ8mの回動軸が、右下部上下風向板9にはこれを駆動させる右下部上下風向板駆動モータ9mの回動軸が、それぞれ接続されている。
また、室内機1000には室内空間(含む人体)の温度を検出する赤外線センサ10、が備えられ、以下に記載するように空調を制御している。
図3において、室内機1000が有する制御装置100に内蔵されたマイクロコンピュターは、制御のための情報が入力される入力部101と、演算処理や判断処理を行うCPU102と、各種の制御設定値やプログラムが記憶されているメモリ103と、CPU102での演算結果や決定結果の出力情報を処理する出力部104と、から構成されている。
そして、入力部101には、ユーザーからの運転モードや設定温度、設定湿度、風速設定、運転情報を設定するリモコン13と、赤外線センサ10からの制御のための情報(検出情報)が入力され、これらに対し所定の処理をする。
出力部104から出力された出力結果によって、吹き出される調和空気の量と方向とが制御される。すなわち、出力部104から出力された出力結果によって、ファン3を回転駆動させるファン駆動モータ3mの回転数が設定されると共に、左側左右風向板4を駆動する左側左右風向板駆動モータ4mの回転数(回動角度)と、右側左右風向板5を駆動する右側左右風向板駆動モータ5mの回転数(回動角度)とが設定され、さらに、左上部上下風向板6を駆動させる左上部上下風向板駆動モータ6m、左下部上下風向板7を駆動させる左下部上下風向板駆動モータ7m、右上部上下風向板8を駆動させる右上部上下風向板駆動モータ8m、右下部上下風向板9を駆動させる右下部上下風向板駆動モータ9mの回転数(回動角度)が設定され、それぞれコントロールされて駆動される。
なお、後記するように、左上部上下風向板6と左下部上下風向板7とが互いに平行あるいはハ字状になるように、右上部上下風向板8と右下部上下風向板9とが互いに平行あるいはハ字状になるように、制御される。
次に、室内機1000の制御フローについて図4に基づいて説明する。なお、第j番目の工程(ステップ)を「Sj」と記載する。
図4において、まず、リモコン13の運転開始信号を受けて運転が開始される(S1)。続いて、赤外線センサ10の情報を元に人体の位置を検出する(S2)。
次に、左右風向板制御部において、人体の左右位置を検出する(S3)。そして、人体の位置が2箇所に存在した場合、左側左右風向板4は左側の人***置へ、右側左右風向板5は右側の人***置へ、吹出方向を向ける(S4a)。
一方、人体の位置が1箇所のみ存在した場合、左側左右風向板4と右側左右風向板5との全てを当該1箇所に向け(S4b)、その後、右側上下風向板制御部に進み、右上部上下風向板8および右下部上下風向板9を人体の存在する位置へ風向を向ける(S6b)。
そして、人体の位置が前後複数の2箇所に存在した場合、2箇所の内の右側の人体の位置を検出し、右上部上下風向板8および右下部上下風向板9を人体の存在する位置へ風向を向ける(S6a)。
さらに、右側に存在する人体が部屋内の手前側か中央か奥側のどの位置に存在するか検出する(S7)。そこで、人体が手前側に存在する場合には、右上部上下風向板8と右下部上下風向板9との間隔が下流になる程広くなる姿勢(ハ字状、以下、このときの調和空気の流れを「拡散流」と称す)に変更する(S8a)。また、人体が部屋の中央に存在する場合には、右上部上下風向板8と右下部上下風向板9とが平行になる姿勢(このときの調和空気の流れを「並行流」と称す)に変更する(S8b)。あるいは、人体が奥側に存在する場合には、右上部上下風向板8と右下部上下風向板9との間隔が下流になる程狭くなる姿勢(逆ハ字状、このときの調和空気の流れを「縮流」と称す)に変更する(S8c)。
すなわち、人体の位置が前後複数の2箇所に存在した場合、2箇所の内の左側の人体の位置を検出し、左上部上下風向板6および左下部上下風向板7を人体の存在する位置へ風向を向ける(S9a)。
さらに、左側に存在する人体が部屋内の手前側か中央か奥側のどの位置に存在するか検出する(S10)。そこで、左上部上下風向板6と左下部上下風向板7との間隔を、人体が手前側に存在する場合には「拡散流」に変更(S11a)し、人体が中央に存在する場合には「並行流」に変更する(S11b)、あるいは、人体が奥側に存在する場合には、「縮流」に変更する(S11c)。
なお、人体の検出は運転中、連続的または間欠的に常に実施し、人***置に変更があった場合にはS2から再度前記制御を実行して、風向を変更させる。
手前側、中央、奥側の距離については、制御装置100内のメモリ103に、制御設定値としてあらかじめ決定してある。
次に、室内機1000の上下風向板の動作を図5および図6を用いて説明する。
図5および図6において、(a)は室内機1000の正面から見た正面図、(b)は左側側面から見た断面図、(c)は右側側面から見た断面図、(d)は部屋を室内機に向かって見た正面図、(e)は部屋の床面を空気調和機から見た斜視図である。
そして、人体21は、室内機1000に向かって部屋の左側(室内機1000から見て右側)で、室内機1000から離れた「奥」に位置し、一方、人体22は、室内機1000に向かって部屋の右側で、室内機1000に近い「手前」に位置している。
図5において、リモコン13の出力情報から運転が開始されると(S1)、その後、赤外線センサ10によって人体21と人体22が検出される(S2)。
そして、人体の左右方向の位置が検出され(S3)、左右に2箇所の人体21、22が存在するためS4aに進み、左側左右風向板4は左側の人体21に向け、一方、右側左右風向板5は右側の人体22に向くように、左側左右風向板駆動モータ4mの回転数(回動角度)および右側左右風向板駆動モータ5mの回転数(回動角度)を決定する。
S6aにおいて、右側に存在する人体22の位置に向けて右上部上下風向板8および右下部上下風向板9を向ける(図5の(c)において吹出角度θRを決定する)。このとき、暖房の場合であれば、手前に位置する人体22の足元に気流が到達するように吹出角度θRを決定する。そして、S7において人体22は手前側にいることが検出されるから、S8aにおいて、右上部上下風向板8および右下部上下風向板9を拡散位置に決定する(図5の(c)における絞り角度φRが決定される)。
なお、ファン駆動モータ3mによって回転駆動されるファン3は、部屋内の前後方向の中央部に少なくとも届くように制御装置100内のメモリ103に設定してある。
気流Aは人体21に向かって縮流された気流を吹き出すため、吹出し風速を上げることができ、通常より遠くに気流を到達させることが出来る。一方、気流Bは人体22に向かって拡散された気流を吹き出すため、吹出し風速を下げることができ、通常より近くに気流を到達することができる。
このように、部屋にいる複数の人のそれぞれの位置に対応して、適切な気流を到達させることができるから、室内機1000によると快適性が向上する。
なお、以上は、人体が2人の場合について説明しているが、本発明は人体の数量を限定するものではなく、3人以上であってもよい。このとき、人体を2つのグループに集約すればよい。
図6において、前記動作その1と相違する内容について説明し、同一または相当する内容については説明を省略する。
赤外線センサ10によって右側の奥に位置する人体21と右側の手前に位置する人体22とが検出される(S2)。
そして、左側左右風向板4は奥に位置する人体21に向け、一方、右側左右風向板5は手前に位置する人体22に向くように、左側左右風向板駆動モータ4mの回転数(回動角度)および右側左右風向板駆動モータ5mの回転数(回動角度)を決定する(S4a)。
なお、以上は、人体が2人の場合について説明しているが、本発明は人体の数量を限定するものではなく、3人以上であってもよい。このとき、人体を2つのグループに集約すればよい。
図7〜図10は本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内機を説明するものであって、図7は斜め上方向に見た斜視図、図8は制御装置の構成を示すブロック図、図9は制御フローを示すフローチャート、図10は上下風向板の動作を説明する正面図等である。なお、各図は模式的に描いたものであって、各部材の形状や大きさは図示する形態に限定するものではない。なお、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図8において、室内機2000が有する制御装置200に内蔵されたマイクロコンピュターは、室内機1000が有する制御装置100に内蔵されたマイクロコンピュターと同様の構成、すなわち、制御のための情報が入力される入力部101と、演算処理や判断処理を行うCPU102と、各種の制御設定値やプログラムが記憶されているメモリ103と、CPU102での演算結果や決定結果の出力情報を処理する出力部104と、を有している。
そして、制御装置200の入力部101には、ユーザーからの運転モードや設定温度、設定湿度、風速設定、運転情報を設定するリモコン13と、赤外線センサ10と、室内温度センサ11と、室内湿度センサ12と、からの制御のための情報(入力情報)が入力され、これらに対し所定の処理をする。
以下、室内機2000の制御フローについて図9に基づいて説明する。なお、第j番目の工程(ステップ)を「Sj」と記載する。
図9において、まず、リモコン13の運転開始信号を受けて運転が開始される(S101)。そうすると、赤外線センサ10の情報、室内温度センサ11の情報、室内湿度センサ12の情報を元に人体の「位置の検出」及び人体の「体感温度」の算出を行う(S102)。
右側上下風向板制御部において、左側の人体と右側の人体の体感温度差が、所定の閾値以上である場合、まず、2箇所の内の右側の人体の位置を検出し、該検出された右側の人体の位置に、右上部上下風向板8および右下部上下風向板9を向ける(S106a)。
さらに、右側の人体の体感温度と左側の人体の体感温度との大小を比較する(S107)。そこで、右側の人体の体感温度が左側の人体の体感温度より高い場合には、右上部上下風向板8および右下部上下風向板9を拡散流に変更する(S108)。一方、右側の人体の体感温度が左側の人体の体感温度より低い場合には、拡散流にしないで、左側上下風向板制御部に進む。
さらに、右側の人体の体感温度と左側の人体の体感温度との大小を比較する(S110)。そして、左側の人体の体感温度が右側の人体の体感温度より高い場合には、左上部上下風向板6および左下部上下風向板7を拡散流に変更する(S111)。一方、左側の人体の体感温度が右側の人体の体感温度より低い場合には、拡散流にしない。
なお、体感温度差の閾値についてはあらかじめ制御装置200内のメモリ103に設定してある。
また、体感温度差については赤外線センサ10で検出するのではなく、例えばリモコン13によって、人体の存在する場所において「弱め」又は「強め」と設定するようにしたり、「暑がり」または「寒がり」などと設定するようにしたりしてもよい。
次に、室内機2000における上下風向板6〜9の動作を、図10に基づいて説明する。図10の(a)は室内機2000の正面図、(b)は左側側面から見た断面図、(c)は右側側面から見た断面図、(d)は部屋を室内機2000に向かって見た正面図、(e)は部屋の床面を空気調和機から見た斜視図である。
図10において、部屋の左側に体感温度の低い人体23が、右側に体感温度の高い人体24が、位置している。以下、この状態で体感温度差が設定された閾値以上の場合の動作を説明する。
また、室内温度センサ11と、室内湿度センサ12と、赤外線センサ10とのそれぞれの検出情報に基づいて、検出された人体23、24各々の体感温度が演算される(S102)。
次に、S103において、人体23、24の位置が検出され2箇所の人体が存在するため、S104aに進み、左側左右風向板4は左側の人体23に向け、右側左右風向板5は右側の人体24に向くように、それぞれの姿勢(回動角度)を決定する(S104a)。
さらに、S107において、人体23の体感温度が人体24の体感温度に比べて高いのか低いのか検出し、左側の人体23の体感温度が低いため、左側の左上部上下風向板6および左下部上下風向板7の補正動作(絞り角度φLを変更)は行わない。
さらに、S110において、人体24が人体23に比べ体感温度が高いのか低いのか検出し、人体24の体感温度が人体23の体感温度より高いため、右上部上下風向板8および右下部上下風向板9を拡散流に位置補正する(図10の(c)における絞り角度φRを決定する)。
このように、室内機2000によると、部屋にいる複数の人のそれぞれに適切な気流を到達させることができ、快適性を向上できる。
なお、以上は、人体が2人の場合について説明しているが、本発明は人体の数量を限定するものではなく、3人以上であってもよい。このとき、人体を2つのグループに集約すればよい。
Claims (3)
- 吸込口および吹出口が形成された筐体と、該筐体の内部で前記吸込口と前記吹出口とを連通させる風路内に配置された熱交換器およびファンと、前記風路内の左側で前記ファンの下流側に設置され、左右方向に回動自在な左側左右風向板と、前記風路内の右側で前記ファンの下流側に設置され、左右方向に回動自在な右側左右風向板と、前記吹出口の左側に設置され、上下方向に回動自在な左上部上下風向板および左下部上下風向板と、前記吹出口の右側に設置され、上下方向に回動自在な右上部上下風向板および右下部上下風向板と、前記筐体に設置された赤外線センサと、該赤外線センサの検出した検出情報が入力され、前記左側左右風向板および前記右側左右風向板と、前記左上部上下風向板および左下部上下風向板と、前記右上部上下風向板および右下部上下風向板と、の姿勢を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記赤外線センサが検出した検出情報に基づいて、人体の位置を検出し、該検出された人体の位置情報に基づいて、前記左側左右風向板の左右方向の回動角度および前記右側左右風向板の左右方向の回動角度と、前記左上部上下風向板および左下部上下風向板の上下方向の回動角度と、前記右上部上下風向板および右下部上下風向板の上下方向の回動角度と、を決定すると共に、
前記左上部上下風向板と前記左下部上下風向板とを、平行または下流側が広くなるハ字状若しくは下流側が狭くなる逆ハ字状にするか判断し、かつ、前記右上部上下風向板と前記右下部上下風向板とを、平行または下流側が広くなるハ字状若しくは下流側が狭くなる逆ハ字状にするか判断し、
一方の人体が当該室内機に向かって室内の右側で、当該室内機に近い手前に位置し、かつ、他方の人体が当該室内機に向かって室内の左側で、当該室内機から遠い奥に位置する場合、前記右上部上下風向板と前記右下部上下風向板とを、前記一方の人体の位置に向けるとともに、前記ハ字状にして、拡散流を形成することによって風速を下げて近くに気流を到達させ、かつ、前記左上部上下風向板と前記左下部上下風向板とを、前記他方の人体の位置に向けるとともに、前記逆ハ字状にして、縮流を形成することによって風速を上げて遠くまで気流を到達させ、
一方の人体が当該室内機に向かって室内の右側で、当該室内機に近い手前に位置し、かつ、他方の人体が当該室内機に向かって室内の右側で、当該室内機から遠い奥に位置する場合、前記右上部上下風向板と前記右下部上下風向板とを、前記一方の人体の位置に向けるとともに、前記ハ字状にして、拡散流を形成することによって風速を下げて近くに気流を到達させ、かつ、前記左上部上下風向板と前記左下部上下風向板とを、前記他方の人体の位置に向けるとともに、前記逆ハ字状にして、縮流を形成することによって風速を上げて遠くまで気流を到達させることを特徴とした空気調和機の室内機。 - 前記制御手段が、前記赤外線センサの情報を元に人体の位置を検出するステップと、
前記検出した人体の位置に基づいて、前記左上部上下風向板と前記左下部上下風向板とがなす吹出角度、および前記右上部上下風向板と前記右下部上下風向板とがなす吹出角度をそれぞれ決定するステップと、
前記検出した人体の位置に基づいて、前記左上部上下風向板と前記左下部上下風向板とがなす絞り角度、および前記右上部上下風向板と前記右下部上下風向板とがなす絞り角度をそれぞれ決定するステップと、
前記決定した絞り角度および前記決定した吹出角度になるように、前記左上部上下風向板、前記左下部上下風向板、前記右上部上下風向板および前記右下部上下風向板を動作させるステップと、を有し、
暖房運転のとき、前記人体の足元に気流が到達するように前記吹出角度が決定されることを特徴とした請求項1記載の空気調和機の室内機。 - 吸込口および吹出口が形成された筐体と、該筐体の内部で前記吸込口と前記吹出口とを連通させる風路内に配置された熱交換器およびファンと、前記風路内の左側で前記ファンの下流側に設置され、左右方向に回動自在な左側左右風向板と、前記風路内の右側で前記ファンの下流側に設置され、左右方向に回動自在な右側左右風向板と、前記吹出口の左側に設置され、上下方向に回動自在な左上部上下風向板および左下部上下風向板と、前記吹出口の右側に設置され、上下方向に回動自在な右上部上下風向板および右下部上下風向板と、前記筐体に設置された赤外線センサおよび室内温度センサと、該赤外線センサおよび室内温度センサの検出した検出情報が入力され、前記左側左右風向板および前記右側左右風向板と、前記左上部上下風向板および左下部上下風向板と、前記右上部上下風向板および右下部上下風向板と、の姿勢を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記赤外線センサが検出した検出情報に基づいて、人体の位置およびそれぞれの人体の体感温度を検出し、該検出された人体の位置情報に基づいて、前記左側左右風向板の左右方向の回動角度および前記右側左右風向板の左右方向の回動角度と、を決定すると共に、
前記検出された人体の位置情報および体感温度情報に基づいて、前記左上部上下風向板および左下部上下風向板の上下方向の回動角度と、前記右上部上下風向板および右下部上下風向板の上下方向の回動角度と、を決定し、前記左上部上下風向板と前記左下部上下風向板とを、平行または下流側が広くなるハ字状若しくは下流側が狭くなる逆ハ字状にするか判断し、かつ、前記右上部上下風向板と前記右下部上下風向板とを、平行または下流側が広くなるハ字状若しくは下流側が狭くなる逆ハ字状にするか判断し、
暖房運転のとき、体感温度が高い人体と体感温度が低い人体とがそれぞれ検出された場合、体感温度が高い人体に向けて、前記左上部上下風向板と前記左下部上下風向板とを前記ハ字状になるようにして、拡散流を形成させ、かつ、体感温度が低い人体に向けては、前記右上部上下風向板と前記右下部上下風向板とを前記平行または逆ハ字状になるようにして、並行流または縮流を形成させるか、あるいは、体感温度が高い人体に向けて、前記右上部上下風向板と前記右下部上下風向板とを前記ハ字状になるようにして、拡散流を形成させ、かつ、体感温度が低い人体に向けては、前記左上部上下風向板と前記左下部上下風向板とを前記平行または逆ハ字状になるようにして、並行流または縮流を形成させるかいずれか一方を実行することを特徴とした空気調和機の室内機。
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