(57)【要約】【課題】  空気調和機の室内機は、天井や天井近くの壁面や床上に設置して冷暖房に使用されるために天上や天井近くの壁面に設置された場合には冷房運転時に天井近くの空気まで冷却して電力消費量が増え無駄が発生し、暖房時には暖気を床面に吹き付ける距離が長いために温風が冷えるために暖房温度を高める必要があった。【解決手段】  室内機２１の吸込み側に天井に近い位置と使用者の活動空間１４の高さに合った位置で空気を吸込む複数の吸込み口７−１、８−１を有する吸込みダクト６−１と天井近くに設置した室内機２１には活動空間１４に高さの位置に吹出し口１０−１、１０−２と暖房用に下方に吹出す口１１−１を有する吐出ダクト９−１を該室内機２１の吹出し側に接続するか、又は、該室内機２１を活動空間１４の位置に下げて該吸込みダクトのみを接続して暖房時と冷房時で複数の吸込み口と複数の吹出し口を使い分けて運転することができる空気調和機。【選択図】図２
2011012853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井または天井近くの壁面に取り付けられた室内機と室外機より構成された空気調和機において室内機の吸込み口と吹出し口により室内の冷暖房を行う場合に、室内での人間の活動空間の高さの範囲に合わせた空気の吸込み口と吹出し口を活動空間まで下げることができる吸込みダクトと吐出ダクトを接続し、該吸込みダクトには暖房時に室内の上層部から空気を吸込む上吸込み口と冷房時には活動空間の高さに合わせた位置の空気を吸込む下吸込み口を構成し、また、該吐出ダクトには暖房時に活動空間の高さ以下の位置で空気を主として床方向に吹き出す下吹出し口と冷房時には活動空間の高さに合わせた位置で空気を主として横方向に吹き出す上吹出し口を構成し、冷房時には該上吸込み口を閉じて、活動空間と同じ高さ又は少し上の室内の空気を下吸込み口より吸込み、吸込みダクトを通じて室内機に吸い込んで下吸込み口近傍から下の活動空間の冷房を行い、暖房時には、該吸込みダクトの上吸込み口を開いて下吸込み口を吸込みダクト内でダンパーや弁などの手段で閉じ、室内の天井付近の暖かい空気を該室内機に吸込み室内機の熱交換器で再加熱して該吐出ダクトを通じて上吹出し口を閉じて下吹出し口より床面方向に暖気を吹き出して活動空間の暖房を行い、冷房時と暖房時では該室内機に吸い込む空気の取り入れ位置を室内の活動空間部の下吸込み口と室内の上層部の上吸込み口とに使い分け、また、吹き出す空気の吹出し口を活動空間部内で上吹出し口と下吹出し口に使い分ける空気調和機用の吸込みダクトと吐出ダクトを該室内機に連結できることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載の壁面に取り付けられる壁掛け型の空気調和機の室内機の取り付け位置の高さを活動空間に設け、吸込み口の高さが異なる複数の吸込み口を有する吸込みダクトを上方に連結し、吹出し口の高さが異なる複数の吹出し口を有する吐出ダクトを下方に連結する室内機において、該吸込みダクトには室内の天井近傍から室内空気を吸込む上吸込み口と室内の人の活動空間に合わせた下吸込み口を１個または高さを違えて複数個を形成し、吸込み口を限定できる下吸込み口の蓋やダンパーや弁などで開閉できる手段を具備し、該吐出ダクトには室内の活動空間に合わせた１個または高さを違えた複数個の上吹出し口と下吹出し口を形成し、暖房時には上吸込み口のみから室内の上層の空気を吸込み下吹出し口より暖気を吹出して暖房し、冷房時には活動空間に合わせた下吸込み口を開いて他の吸込み口を蓋やダンパーなどで閉じ、活動空間に合わせて上吹出し口を開き他の吹出し口を蓋やダンパーなどで閉じて該活動空間を冷房する吸込みダクトと吐出ダクトを室内機に一体に連結した室内機で構成したことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項２に記載の壁面に取り付けられた壁掛け型の空気調和機の室内機の取り付け位置の高さを活動空間に設け、吸込み口の高さが異なる複数の吸込み口を有する吸込みダクトのみを上方に連結する室内機において、該吸込みダクトには室内の天井近傍から室内空気を吸込む上吸込み口と室内の人の活動空間に合わせた下吸込み口を１個または高さを違えて複数個を形成し、吸込み口を限定できる下吸込み口の蓋やダンパーや弁などで開閉できる手段を具備し、暖房時には上吸込み口のみから室内の上層の空気を吸込み該室内機の吹出し口より暖気をフラップなどで床方向に吹き出して暖房し、冷房時には活動空間に合わせた下吸込み口を開いて他の吸込み口をダンパーや弁などの手段で閉じ、活動空間に合わせて該室内機の吹出し口よりフラップなどで活動空間の方向に吹き出し冷房する吸込みダクトを室内機に一体に連結した室内機で構成したことを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の室内機において室内機の吸込み口が室内の天井付近に達する高さ方向に伸縮自在の吸込みダクトと一体に連結し、暖房時には伸縮自在の吸込みダクトを上方に伸ばし該吸込み口を天井近傍に高め固定し室内高所の空気を吸込み、冷房時には伸縮自在の吸込みダクトを短縮して冷房を必要とする活動空間の高さの室内の中間部の空気を吸込む吸込み口高さを可変できる伸縮自在の長さの調整機能を持った吸込みダクトと吸込み口を形成し、該空気調和機用吸込みダクトを一体に連結した室内機と吸込みダクトで構成したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の空気調和機。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のうち、いずれか１項に記載の高さの異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトを連結する壁掛け型や床置き型の空気調和機の室内機において、該吸込みダクトに室外からの新鮮空気の取入れ口を形成し、取り込む空気量を調整する調節弁などの機構を具備した該吸込みダクトとそれを室内機に一体に連結した室内機で構成したことを特徴とする請求項２〜請求項４のうち、いずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常の室外機と室内機とを接続配管等により連結して室内の冷暖房に一台で使用される空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口から暖房時と冷房時に吸込み口を使い分けて室内空気を吸込む吸込みダクトと、同様に位置の高さが異なる複数の吹出し口より吹出す吐出ダクトと、それらを連結できる前記室内機等で構成する空気調和機で省エネ技術に関する。冷房時と暖房時で高さの異なる吸込み口や吹出し口を有する吸込みダクトや吐出ダクトを通常の空気調和機の室内機に延長して接続し、使用者の活動空間の高さに合わせた室内の中間部から下の暖冷房を切換えダンパーと吸込み口の遮蔽用の蓋等を使い分けできる構成とし、冷房時には人の動きに合わせた人間の活動空間を冷房し、暖房時には天井部に上昇し溜まる温度の高い室内上層部の空気を吸込みダクトの上吸込み口より吸い込んで再加熱して該室内機の吐出ダクトの吹出し口から下向きに吹き出すため温風温度が高まり熱効率も高め、また、温風の温度は吹き出し口から床面までの距離に反比例して室内下部に溜まった冷気の巻き込み量が減少するため床面に達した温風の温度が上昇し、床面の表面温度が上昇し、床暖房と同様の効果で暖房時における室内の設定温度を低く設定できるため、消費電力の低減が図れる省エネ技術の向上を図った空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常の小型の空気調和機では、壁掛け型の室内機は、天井の近くに設置され、また、床置き型の室内機は壁際の床上に設置されている。これらの室内機は、空気の吸込み口が室内機の本体に一体に上面や前面に開口し形成されており、室内機が設置された近傍の空気を吸い込んで冷却して冷房し、または、加熱して暖房する。吸い込まれた空気は、室内機の内部に装備された送風機を使って本体の下側の吹出し口のフラップを上下左右の方向に風向を振り分けて室内に吹出されている。冷房時には吹出し方向を水平よりやや上向きにして室内全体を冷房し、暖房時には主として下向きに送風を行って床面まで暖気を吹き付けて床面上を暖気が這うようにして暖房を行っていた。また、天吊り型や天井埋め込み型の室内機では、天井近くの空気を吸込み口より吸い込み、また、吹出す空気は天井近傍から室内に吹き出している。
一般にこれらの室内機は、冷房時には人が行動している高さ以上の高所の空間まで冷房し、また、暖房時には、室内の下部に溜まる冷気を巻き込んで撹拌して暖房し、床面に到達する空気の温度を約３０℃程度に保つために吹出し口の温風の温度を高め、また、温風を遠くまで這わせるために風速を上げるなどの必要性があり、電力を多く消費している。
地球温暖化対策の面からも空気調和機の省エネ化の必要性が増しており、東大生産技術研究所が朝日新聞の記事（平成１６年２月１６日朝刊３頁）における「締め切らず省エネ冷房」にも人間の活動空間の範囲１．８ｍ以下の空間の冷房に関する提案をしている（非特許文献１参照）。
【０００３】
従来の室内機と室外機より構成された空気調和機は、室内機の型式によって天井吊り下げ型、天井埋め込み型、壁掛け型、床置き型などに分類されるが、快適冷暖房を追及すると必要以上に高所までの室内空間全体の冷暖房を行うことになり、室内用の照明器具や電気製品などから発生する熱や天井から進入する熱まで冷却することになり冷暖房には電力を多量に消費するために地球温暖化の防止の面からも問題になっている。
しかし、最近の地球温暖化防止対策の観点からも冷房時には室内の設定温度を高めに、暖房時には設定温度を低めて省エネに対応しようと叫ばれている。一方、これらの空気調和機メーカーでは、機械や部品の高効率化で消費電力の削減にも努めている。
また、東京大学の生産技術研究所でも冷却パイプと冷房パネルを使って省エネ冷房の実証試験を国内外で推進されているが、平成１６年２月１６日の朝日新聞朝刊の３頁に記載の冷房電力で最大６０％節減できるとの注目すべき報道がされている。
この研究は、温度の高い空気は軽くて上昇し、室内の天井部に溜まるために天井近くに明けた小窓から室外に排出し、冷やされた空気は重く室内の床の方に下がり人や床や壁面などを冷やして空気が熱交換して温まり上昇し、また、冷却部で冷やされて下降する原理で冷却パイプの高さの近傍から下の空間の冷房を行い、温度の高い空気は軽く上昇し、温度の低い空気は重く下降する現象と撹拌の伴わない空気が持つ断熱性能の原理を応用している。
また、室内で発生する温度の高い空気を壁面の高所に開けられた小窓から排出して省エネ効果を更に高めている。しかし、暖房時の対応までは開示されていないが、床面にヒートパイプなどを敷設し、暖房パネルと併用することになると推測されるため、設備が２種類必要になり、これらの施工費が高額になるため容易に一般住宅や商業施設に後で施工することは難しい。
【０００４】
従来技術としては、特開２００７−７１４９５号公報（特許文献１参照）、には、送風ダクトや吸込みダクトを分岐し、複数の室内を同時に冷暖房する場合についての提案をされているが、夫々の室内から空気の吸気ファンを備えた吸気ユニットと吹出しファンを備えた吹出しユニットからの風量を同風量に制御し、また、室内の空気の汚染物質を検知して排気し、同時に新鮮な外気を吸気する空気調和機であり天井部に取り付けた状態で説明されているため室内空間の上部に溜まる温度の高い空気層まで冷房し、また、室内の天井近傍から暖房する構造であり電力消費量の低減まで考慮されているものではない。
また、特開２００５−１４０３８４号公報（特許文献２参照）に室内の下部に吸込み口を配置した空気調和機で、天井面近傍に取り付けられた輻射パネルとその吹出し口から室内の天井近辺に吹き出される空気が徐々に下がって吸込み口に吸込まれ、空気のサーキュレーションをさせて温度調整を行う方式の室内機に関するものであるが、吸込み口は、輻射パネルと該吹出し口より下方に配置され、室内の下部から吸込んだ空気を搬送する搬送経路のあるものもあり、室内空気の循環を目的として室内の底部から天井部へ送るために室内機にダクトを取り付けられたもので、本願発明のように室内空気は、ダクトを通して常に上から下へ下降させ循環を行い空気調和を図り、冷暖房時の省エネを目的にした高さ方向の異なる吸込み口から暖房時には天井近傍と、冷房時には活動空間の高さ近傍とに使い分けて空気を吸込むダクトに関するものではない。
さらに、登録実用新案第３１４９５０６号公報（特許文献３参照）に送風機とダクトを使って家屋内の空気の循環を暖房時と冷房時で送風方向を変えて住宅内で偏在する温度の違う空気を循環し、高温空気を高所に開けた窓などから自然排気や屋外冷気の取入れなどを提案しているが、空気調和機の室内機は、単独で使われている点が異なり、該室内機にダクトを連結して使用するものではない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】閉め切らず省エネ冷房（朝日新聞平成１６年２月１６日朝刊の第３頁を参照）
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７１４９５号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図１８を参照）
【特許文献２】特開２００５−１４０３８４号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図１３を参照）
【特許文献３】登録実用新案第３１４９５０６号公報（実用新案登録請求の範囲の欄、考案の詳細な説明の欄、及び図１〜図１０を参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
空気は、撹拌の少ない状態では、温度の高い空気は軽くて上昇し室内の上層部に溜まり、温度の低い空気は重く下降して室内の低い部分に溜まる性質を持っている。
また、日常生活をする人間にとって冷房は、適当な温度の冷気の中に居るか、または、冷房温度は少し高い室温であっても扇風機などを使って風速を持った空気の中に居ることでも快適性を感じるものである。また、暖房時には、室温が少し低めでも風速が少なくて床面の温度が適度に高い場合は、室温のみ高く床が冷たい場合に比べて快適性が高いと感じるものである。
しかし、通常の空気調和機で天井に設置される室内機や壁掛け型の室内機も一般に天井に近い位置に設置されるために冷房時には、室内に設置された電気器具や照明器具や昼間の太陽からの直射熱や屋根からの輻射・伝導熱などによって天井などで加熱された温度の高い空気が天井近くに集まるが、通常の空気調和機の室内機は、この温まった空気を吸込んで冷却して天井近辺で冷気を吹き出すために室内機で作る冷たい空気と室内上層部に溜まった熱い空気が混ざり合さって室内を冷房していることになっている。
これらは、人間の活動空間以上の高さの空間まで空気調和機を使って快適温度の空間を作ろうとしているために電力消費量に無駄が発生している。更に、撹拌できなかった一部の冷気が床面の吹き溜まり部に溜まって、その場に長時間居る人が冷房病に罹る人がいることも現実に発生している。
【０００８】
また、暖房運転時には室内で発生した温度の高い室内上層部の空気を吸引して室内機の熱交換器で加熱して温風を作り床面に向けて室内機の吹出し口より温風を吹き出すが、温風は天井近くの吹出し口で吹き出してから床までの距離が長いために室内の下部に溜まった冷気を巻き込み撹拌するため床面に達した時には空気の温度が低下している。対策として床面の温風の温度を高めるために風速を高めたり吹き出し温度を高めたりして暖房運転時にも電力消費が高まって無駄が発生している。
その点では床置き型の室内機を使った暖房は、冷気の巻き込みが少なく、風速も低められる効果があるが、しかし、暖かい空気が上昇し天井部に溜まってしまうため、室内の高い所の空気温度が高く、室内の低い所や中間層の空気温度が低い状態となり、広い室内で温度むらが発生し、また、室内高所での外壁や天井での室外との温度差が多くなって熱の漏洩が高まって熱エネルギーを損失してしまう無駄が発生している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の第１の発明は、請求項１に記載された通り、室外機と室内機とを連結して室内の冷暖房に一台で使用される空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口からなる吸込み口を暖房運転時と冷房運転時に使い分けて室内空気を吸込む吸込みダクトと、同様に位置の高さが異なる複数の吹出し口より吹出す吐出ダクトと、それらのダクトを連結できる前記室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
天井または天井近くの壁面に取り付けられた室内機と室外機より構成された空気調和機において室内機の吸込み口と吹出し口より室内の冷暖房を行う場合に室内での人間の活動空間の高さの範囲に合わせた空気の吸込み口と吹出し口を活動空間まで下げることができる吸込みダクトと吐出ダクトを接続し、該吸込みダクトには暖房時に室内の上層部から空気を吸込む上吸込み口と冷房時には活動空間の高さに合わせた位置の空気を吸込む下吸込み口を構成し、また、該吐出ダクトには暖房時に活動空間の高さ以下の位置で空気を主として床方向に吹き出す下吹出し口と冷房時には活動空間の高さに合わせた位置で空気を主として横方向に吹き出す上吹出し口を構成し、冷房時には該上吸込み口を閉じて、活動空間と同じ高さ又は少し上の室内の空気を下吸込み口より吸込み、吸込みダクトを通じて室内機に吸い込んで下吸込み口近傍から下の活動空間の冷房を行い、暖房時には、該吸込みダクトの上吸込み口を開いて下吸込み口を吸込みダクト内でダンパーや弁などの手段で閉じ、室内の天井付近の暖かい空気を該室内機に吸込み室内機の熱交換器で再加熱して該吐出ダクトを通じて上吹出し口を閉じて下吹出し口より床面方向に暖気を吹き出して活動空間の暖房を行い、冷房時と暖房時では該室内機に吸い込む空気の取り入れ位置を室内の活動空間部の下吸込み口と室内の上層部の上吸込み口とに使い分け、また、吹き出す空気の吹出し口を活動空間部内で上吹出し口と下吹出し口に使い分ける空気調和機用の吸込みダクトと吐出ダクトを該室内機に連結する構成である。
【００１０】
尚、吸込みダクトに形成された空気の吸込み口の方向は、図１に示した例の如く垂直方向や水平方向に限定するものではなく斜め方向や上向きや斜め下向きなど室内空気の循環を考慮して決めるのが良く、方向や形状を限定するものではない。同様に吐出ダクトに形成された吹出し口の形状や方向などについても図示されたものに限定するものではなくフラップなどで調整できることは言うまでもない。
また、上吸込み口や下吸込み口、及び上吹出し口や下吹出し口の開閉手段は、電動式や手動式のシャッターやダンパー等で行い、冷房時と暖房時によって夫々の開閉手段が連動して作動させる制御手段は、自動や手動で行うことができるが、これらを規定するものではない。
吸込みダクトや吐出ダクトの断面形状は空気抵抗の少ない内面が平坦でダクトの機密性や結露防止のために断熱性の高いものが好ましい。また、吸込みダクトや吐出ダクトの材質や製作方法によって変わるため形状や材質、及び、吸込みダクトや吐出ダクトの本数などは、各１本に規定するものでなく天井裏で分岐ダクトを使って大きな部屋に複数本設置しても良く、これらは空気抵抗の少ないものが好ましく、また、どのように使っても良く、これらについては言うまでもない。また、外形形状は、以下に図示した如く直線状に拘ることはなく楕円形やその他曲線との組み合わせ形状でも吸込みダクトや吸込み口が形成できる形状であれば良く、外観形状を規定するものではない。更に、吐出ダクトは壁際や柱に沿わして設置する場合には、ダクトを延長して下吹出し口を床面に近づけることも可能である。
以下に図示する形状は、説明上分かり易くする目的で矩形を主体に図示し説明する。
また、吸込みダクトや吐出ダクトと室内機の吸込み口近傍での連結方法は、嵌合方式や接着剤やシール剤を使って連結しても良く、方法に拘ることはない。また、吸込みダクトの落下防止対策で壁面等にネジ止めするなどの必要があるが、方法等については、特に規定するものではない。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の第２の発明は、請求項２に記載された通り、室内機と室外機より構成された壁掛け型の空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトと、位置の高さが異なる複数の吹出し口を構成する吐出ダクトを連結できる室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
請求項１に記載の壁面に取り付けられる壁掛け型の空気調和機の室内機の取り付け位置の高さを活動空間に設け、吸込み口の高さが異なる複数の吸込み口を有する吸込みダクトを上方に連結し、吹出し口の高さが異なる複数の吹出し口を有する吐出ダクトを下方に連結する室内機において、該吸込みダクトには室内の天井近傍から室内空気を吸込む上吸込み口と室内の人の活動空間に合わせた下吸込み口を１個または高さを違えて複数個を形成し、吸込み口を限定できる下吸込み口の蓋やダンパーや弁などで開閉できる手段を具備し、該吐出ダクトには室内の活動空間に合わせた１個または高さを違えた複数個の上吹出し口と下吹出し口を形成し、暖房時には上吸込み口のみから室内の上層の空気を吸込み、下吹出し口より暖気を吹出して暖房し、冷房時には活動空間に合わせた下吸込み口を開いて他の吸込み口を蓋やダンパーなどで閉じ、活動空間に合わせて上吹出し口を開き、他の吹出し口を蓋やダンパーなどで閉じて該活動空間を冷房する吸込みダクトと吐出ダクトを室内機に一体に連結する構成である。
【００１２】
本発明の吸込みダクトと吐出ダクトを、室内機に連結したことにより壁掛け型の空気調和機の該室内機を図２に示した如く室内の壁面の活動空間の中に取り付けることができ、使用する人の活動空間の高さに合わせて下吸込み口を１個または高さを違えて複数個とし、冷房時には指定の活動空間に合わせた冷房をするため照明や人間の活動で発生する熱や天井面から進入する熱で温まった空気まで冷却する必要が無く、室内の上層部の空気を撹拌させずに空気の断熱性を使って天上面からの熱の進入を防止し、室内で発生する熱は、一部を天井や壁の上部から放熱させることもできる。また、該室内機に吐出ダクトを下方に取り付けることになり吐出ダクトの活動空間にある吹出し口から吹出される冷気の風を体に当ることで体感温度をより低く感じさせる働きがあるために冷気の吹出し温度を上げて更に風速も微風に落とすことによって扇風機の如き働きと合わせて快適性を高め、これらの相乗効果で消費電力量を大幅に低減できる。
非特許文献１と同様に冷房時には天井近くの壁面に小窓を開けて室内上層部の高温空気を外気との温度差で換気し室外に排出することにより、本発明でも扇風機効果と相まって大幅な省電力化が期待できる。
また、上吸込み口や下吸込み口、及び上吹出し口や下吹出し口の開閉手段は、一例として開口部のダンパー兼蓋などによる電動式や手動式の開閉機構を形成し、冷房時と暖房時の活動空間の状況によって夫々の開閉機構が連動して作動させる制御手段は、自動や手動で行うことができるが、これらを規定するものではない。
しかし、活動空間に居る人を自動で検知して最適な冷暖房を行う自動制御機構や手段を本発明と合わせて採用することにより省電力化をさらに向上できることは言うまでもない。
本発明による冷房時の運転時に吐出ダクトと吹出し口部に結露が発生しやすいが、断熱性能の高い材料の使用や一部に結露防止対策を実施するのが好ましく、その方法を規定するものでない。
また、暖房時には、壁面の小窓を閉じて室内上層部に溜まる温度の高い空気を上吸込み口のみからダクトを通して室内機に吸込み、熱交換をさせて高温空気を作り、吐出ダクトの下吹出し口より床面に温風を吹き出すが、本発明の室内機では吹出し口を低い位置に設置できるために床面までの距離が短く温風が床面に届くまでに冷気との撹拌距離が少なくなり、より高い温風が床面を這うことになり、従って、吹出し空気の温度を低め、吹出し空気の風速を低めるなどすることができる。床面の温度が高まることで室内の暖房温度が低くしても快適性が保てる効果が期待できる。また、室内上部に上昇して溜まる温度の高い空気を吸い込むために活動空間の室温は若干低く設定しても床面温度が高いため、これらの相乗効果で暖房時にも消費電力の大幅な低減が期待できる。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の第３の発明は、請求項３に記載された通り、室内機と室外機より構成された壁掛け型の空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトのみを連結できる室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
請求項２に記載の壁面に取り付けられた壁掛け型の空気調和機の室内機の取り付け位置の高さを活動空間の中に設け、吸込み口の高さが異なる複数の吸込み口を有する吸込みダクトのみを上方に連結する室内機において、該吸込みダクトには室内の天井近傍から室内空気を吸込む上吸込み口と室内の人の活動空間に合わせた下吸込み口を１個または高さを違えて複数個を形成し、吸込み口を限定できる下吸込み口の蓋やダンパーや弁などで開閉できる手段を具備し、暖房時には上吸込み口のみから室内の上層の空気を吸込み、該室内機の吹出し口より暖気をフラップなどで床方向に吹き出して暖房し、冷房時には活動空間に合わせた下吸込み口を開いて他の吸込み口をダンパーや弁などの手段で閉じ、活動空間に合わせて該室内機の吹出し口よりフラップなどで活動空間の方向に吹き出し冷房する吸込みダクトを室内機に一体に連結する構成である。
【００１４】
本構成によると、該室内機には、該吸込みダクトを室内機に一体に連結して設置され使用されるため吸込み口は、空気調和機の使用目的に合わせた吸込み口の選定が必要で、暖房時には上吸込み口とし、立ち作業が多い冷房時には、室内中間部の活動空間の高い位置での下吸込み口とし、椅子に座っての作業や寛ぎの時間の冷房時には、その下の中間部の下吸込み口とし、座り作業などの床に近い部分のみの冷房時には更に下の下吸込み口とするなどの使用状態に合わせた吸込み口の開閉を自動または手動で行って決める必要があるが、冷房時には最も低い位置の下吸込み口の消費電力量が最も少なくなる利点がある。快適に過ごせる空間を自由に選択できることと夜の就寝時の電力も低い位置の吸込み口を使って静かな微風運転とすることができ消費電力量は大幅に低減できる利点がある。
更に、該室内機から吹き出される冷気と風速を利用して間欠的に風向を変えるなどして扇風機と同様な使い方も出来るため室内機から吹き出される冷気の温度を高めることも可能で消費電力の大幅な低減が図れることが期待できる。
また、この場合、該室内機は、座り作業に合わせた吸込み口を設ける関係から室内壁面の低い位置に設置されるため、暖房時にも室内機から吹出される暖気は床面との距離が更に近いため冷気との撹拌が更に少なくなり高温で床面を這うために暖房効果が更に高く、吹出される暖気の温度や風速を更に少なくでき暖房時にも更に消費電力を少なくすることができる利点がある。
これらの室内の使用状況に合わせた人の動きを自動で検知して冷暖房を完全に自動化することによってさらに省電力化が図れることが期待され、制御の自動化が望ましいことは言うまでもない。
また、図示した室内機は、室内側の壁に取り付けられているが、壁に埋め込み型や室外取り付け型などに設計変更をして室内壁に吹出し口を作ることで室内のデザイン性を向上し、同時に同様の省エネ効果ができる物も可能であることは言うまでもない。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の第４の発明は、請求項４に記載された通り、室内機と室外機より構成された空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトのみを連結できる室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
請求項２または請求項３に記載の室内機において、室内機の吸込み口が室内の天井付近に達する高さ方向に伸縮自在の吸込みダクトと一体に連結し、暖房時には伸縮自在の吸込みダクトを上方に伸ばし該吸込み口を天井近傍に高め固定し室内高所の空気を吸込み、冷房時には伸縮自在の吸込みダクトを短縮して冷房を必要とする活動空間の高さの室内の中間部の空気を吸込む吸込み口高さを可変できる伸縮自在の長さの調整機能を持った吸込みダクトと吸込み口を形成し、該エアコン用吸込みダクトを一体に連結した室内機と吸込みダクトで空気調和機を構成するものである。
【００１６】
更に、伸縮自在の吸込みダクトは、アコーデオンの蛇腹のような形状や竹の子状などのスライド式のものまで形状や機構まで規制するものでなくダクトのある程度の機密性があるものであれば使用できることは言うまでもない。また、一定長さの吸込みダクトを予め長く製作しておき、室内機の据付後に天井高さに合わせて先端を切断するなどしてダクトの長さを調整することも可能であることは言うまでもない。
また、これらの伸縮自在の吸込みダクトが室内機の筐体の内部や外部に一体に形成できることは言うまでもない。
更に、請求項３に記載の吸込みダクトは、暖房時にのみ天井高さに合わせた上吸込み口のみを伸縮自在として使用し、図４、図５に示す如く、下吸込み口を活動空間に合わせて具備するものとしても良い。また、暖房時には室内の天井部近傍の空気を吸込む上吸込み口のみを形成して下吸込み口のない暖房専用の吸込みダクトとして使用し、冷房時には室内機から該吸込みダクトを取り外して冷房運転し、暖房時にのみ該吸込みダクトを連結して暖房運転時に限定して使用しても良いことは言うまでもなく、吸込みダクトの形状や吸込み口の形状や開閉手段・方法などについても前記段落「００１０」や「００１２」などと同様に外観・形状や制御方法などを図示された一例の如き吸込みダクトを規定するものではない。
一般に市販されている空気調和機の室内機との接続用に夫々に吸込みダクトや接続ダクトなどを市販の室内機の吸込み口に合わせて製作する必要があるが同様に本発明が適用できることも言うまでもない。
【００１７】
上記課題を解決するための本発明の第５の発明は、請求項５に記載された通り、室内機と室外機より構成された空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトのみを連結できる室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
請求項２〜請求項４のうち、いずれか１項に記載の高さの異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトを連結する壁掛け型や床置き型の空気調和機の室内機において、該吸込みダクトに室外からの新鮮空気の取入れ口を形成し、取り込む空気量を調整する調節弁などの機構を具備した該吸込みダクトとそれを室内機に一体に連結する構成である。
【００１８】
最近施工されている機密性の高い住宅において取り付けられる室内機には、一部で室外から新鮮空気を取り入れる専用ダクト付の取入れ口を有する室内機も存在するが、一般には、新鮮空気の取入れ口が無いものが多い。
本発明の吸込みダクトの下部ではダクト内での気圧が低いことを利用して室外に通じる外気取入れ口を該吸込みダクトと一体に形成し吸込みダクト内に外気を引き込むことができるもので外気の取入れ量を調整する弁などと、それを絞って空気量を制限する機構を具備した該吸込みダクトを室内機に一体に連結した室内機とする構成で、暖房時に室内の気圧を高めて隙間風の防止や最近の機密型住宅の室内空気の強制換気装置と併用して冷房時の温度の高い天井近くの空気を高所に設けた換気口より排出させる手段としても有効である。また、効果として暖房時の隙間風を防止することにより更なる快適暖房が期待できる。
外気の取入れ量を調整する弁などを絞って空気量を制限する方法は、室内機の暖房時や冷房時、又は、除湿運転時などの目的に合わせて取り入れ、空気の絞り量を変更できる機構が好ましい。また、それら吸込み口の開閉や外気取入れ弁の調整などの操作は、操作盤や手元スイッチなどで遠隔操作により自動操作できることが好ましいが手動操作で行っても良いことは言うまでもない。
また前記と同様に、これらの室内の使用状況に合わせた人の動きを自動で検知して吸込み口の開閉を電動式の開閉装置に連動させ、冷暖房を完全に自動化することが可能で、これによりさらに省電力化が図れることが期待され、制御の自動化が望ましてことは言うまでもない。
【００１９】
尚、該吸込みダクトは、図７に示す如く壁の中ばかりに限定するものでなく、室内や室外で断熱性能を持ったダクトやその結露対策をしたもので形成し、吸込み口を室内側の壁面に予め開口して取り付けることも可能で、室内機自体の吸込み口も壁面側に設計変更して配備し室内機と該吸込みダクトに接続しやすい形状で該吸込みダクトを連結して室内機を構成することも可能で、室内機は、壁掛け型や床置き型が適していることは言うまでもない。
更に、機密性の高い住宅の換気装置として一般に採用されている排気型の室内が負圧になる方式の換気装置でなく、室内機の送風機を利用しての室内の空気圧を高める方式の換気装置としても有効で、室外空気の取入れ口に抗菌型のフィルター等を接続しても良いことは言うまでもない。本方式は、一般家庭にでも可能な感染症の予防のための部屋作りに有効である。
また、これらの室内機を壁面内や室外の壁面に設置することも可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る空気調和機用の吸込みダクトとそれを連結した室内機の空気調和機では、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）本発明の吸込みダクトとそれを連結した室内機では、冷房時の消費電力量が大幅に低減でき、地球温暖化対策に大きく貢献できる効果が期待できる。
（２）本発明の吸込みダクトとそれを連結した室内機で冷房時には、扇風機のように使え、冷気の温度が従来に比較して冷たくない程度に室温を高く設定できるため一般の冷房に比べ室内の隅の方で冷えすぎて冷房病になる危険性が減少できる。
（３）一般に市販されている空気調和機は元より既に据え付けられている空気調和機であっても本発明の吸込みダクトとそれを連結した室内機とすることも可能であり、吸込みダクトと室内機の吸込み口との接続ダクトを作り、室内機の取り付け位置を天井近くの位置から冷房の必要な高さの位置まで下げれば新規に室内機を購入しなくても吸込みダクトと吸込み口の該接続ダクトを介して連結して使用することも可能である。
（４）本発明の吸込みダクトを連結した室内機では、暖房時にも室内の上層部の温度の高い空気を再加熱して床面に近い所から床面へ暖気を吹き出すために床暖房に近い暖房効果が期待でき、暖房設定温度を低められ消費電力量が大幅に低減できる効果が期待できる。
（５）本発明の吸込みダクトを連結した室内機では、室内冷房時には冷房容積が少なくなり、空気調和機の冷房能力の少ない型式のものでも同室内の冷房が可能となり、出力の同じ空気調和機でも規定広さの冷房能力より広い室内の冷房が可能である。
実際に実用例として６畳用の空気調和機で室内機を天井面より６０ｃｍ下げて壁面に設置して実用した結果、冷房時には９畳の部屋でも冷えすぎる状態で冷房設定温度を２８℃に上げて設定し風速も微風にして快適に使用できている。また、同空気調和機で暖房時には床面が特に暖かく暖房設定温度を２０℃に設定して風速も微風で快適な暖房状態を実現している。
（６）本発明の吸込みダクトにおいて室外から新鮮空気を抗菌フィルターや除菌フィルター等を介して取入れることにより室内での飛散菌を減少でき、免疫力の衰えた方の安全な部屋作りができ、同時に空気調和もできるものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例の吸込みダクトと吐出ダクトを室内機に連結できる室内機を天井に装着した状態の一例を示す室内の側面イメージ図である。
【図２】本発明の第２実施例の吸込みダクトと吐出ダクトを室内機に連結できる室内機を壁面に装着した状態の一例で室内機の位置での室内の断面イメージ図である。
【図３】本発明の第３実施例の吸込みダクトを内壁と外壁の間の壁内に設置し、吸込み口を内壁側に設け室内機を室内側に設置し該吸込みダクトと連結した状態の一例を示す断面イメージ図である。
【図４】室内機に連結された吸込みダクトと室内機を壁面に装着した状態を示す吸込みダクトの構造の一例を示す室内の部分斜視イメージ図である。
【図５】図４の室内機における室内の部分断面イメージ図である。
【図６】本発明の第４実施例の吸込みダクトを室内機に連結できる室内機を壁面に装着した状態の一例を示す室内の部分断面イメージ図である。
【図７】本発明の第５実施例の吸込みダクトを壁の内部に配置し連結する床置き型の室内機を壁面に設置した状態の一例を示す室内の部分断面イメージ図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の空気調和機を実施するための最良の形態について、室内機の型式やその取り付け方法などにより異なるが一実施例として図３を参照ながら説明する。
【００２３】
図３に示すように、本発明の一実施例として、室内機と室外機などより構成された空気調和機の室内機２４を室内の壁面の中間部から床面までの間に設置する実施例において、吸込む空気は、冷房時には室内空間の立った状態での活動空間の高さと同高さか少し上の室内の空気を吸込む下吸込み口７−１、又は、少し下の位置で椅子などに座った状態での活動空間用の場合には下吸込み口７−２とをダンパー兼蓋２０を開閉して夫々の活動空間の高さに合わせて開閉し、開かれた下吸込み口の近傍から下の室内空間の活動空間に合わせた空気を取り込んで冷房を行い、暖房時には、該室内機２４への上吸込み口８−２を室内の天井付近まで延長した吸込みダクト６−３を該室内機２４に一体、又は、別体で形成して連結し、室内の天井近傍の空気を吸い込む上吸込み口８−２のみ開いて暖房を行い、冷房時と暖房時で該室内機２４に吸い込む空気の取り入れ位置を活動空間の室内中間部と室内の高所部に使い分ける吸込みダクト６−３を室内機２４に連結できる空気調和機とする構成である。図３には、座りが主体の活動空間での冷房運転時の状態を示す。尚、該室内には、窓１５−１の高所部に通気窓１５−２を取り付け、夏場の冷房を必要とする時期には、一部を開放して室内の高所部に溜まる高温空気を外気と自然換気して、本発明の吸込みダクト６−３を連結した室内機で冷房するのが消費電力を最も低くすることが期待できる。
また、室内機２４で吹出す冷気は、扇風機のように使えるので冷房時の室温の設定温度を高めることもでき、地球温暖化対策の更なる一助にもなる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の一実施例を添付の図面で詳細に説明する。
夫々の図面には同一の働きをする部分については異なる図面間でも同一符号を使い、少し異なる形状の物などについては○○−１などと枝番号を符し、詳細な説明は省略する。
図１は、本発明の第１実施例の吸込みダクト６と吐出ダクト９を室内機２に連結できる。この室内機２を天井１６に装着した状態の一例を示す室内の側面図で冷房運転時の状態を示す。
又、熱交換器４や送風機５などで構成された室内機２と室外機１と接続配管３や制御配線などで構成された天井埋め込み型の空気調和機において室内機２の吸込み口に吸込みダクト６と送風機４の吹出し口に吐出ダクト９を室内の活動空間の方向へ連結した状態を示す。
吸込みダクト６には室内の天井１６近くに開口した上吸込み口８とその上吸込み口８の蓋で開閉できる自動又は手動の機構を備え、また、吸込みダクト６の下端部には下吸込み口７を室内で活動する人間の活動空間１４の上部の高さと略同じ高さで下吸込み口７を開口し、下吸込み口７を使わない暖房時には吸込みダクト６の部分断面図に示すダンパー３７−１で吸込みダクト６内で閉じる機構を具備し、吐出ダクト９には室内の活動空間１４の上部になる位置で上吹出し口１０の吹出し方向と、フラップ兼蓋の開閉を制御ができる自動又は手動の機構を備え、また、更に下方へ延長した位置で暖房時に吹出し方向の制御と開閉ができる下吹出し口１１の自動又は手動の制御機構を備え、室内機２の吸込み側に該吸込みダクト６を連結し、送風機５側に吐出ダクト９を連結した状態を示す側面図である。矢印は冷房運転時の空気の流れ方向の一例を示すものであるが、冷気の循環で下吸込み口７に直接に吸込まれるショートカットが起きないように方向規制されることが好ましい。
また、暖房時には、図１では塞がれている上吸込み口８を開き、ダンパー３７−１で下吸込み口７を閉じ、上吸込み口８より室内空気を吸込み、室内機２の熱交換器４で空気を再加熱し、上吹出し口１０をフラップ等で閉じ、下吹出し口１１のフラップを開いて下吹出し口１１より床面１３に暖気を吹き付けるが、その図面は、省略する。
【００２５】
図２は、本発明の第１実施例の吸込みダクト６−１と吐出ダクト９−１を室内機２１に連結できる壁掛け型の空気調和機の室内機２１を壁１２に装着した状態の一例を示す室内の部分断面図で冷房運転時の状態を示す。
室外機１と熱交換器４−１や送風機５−１などで構成された室内機２１と接続配管３−１や制御配線などで構成された壁掛け型の空気調和機において室内機２１の上面の吸込み口に室内の天井１６方向に吸込みダクト６−１と、室内機２１の下側の吹出し口に吐出ダクト９−１を室内の床１３方向に連結した状態を示す。
吸込みダクト６−１には、天井１６の近傍で斜め方向に開口した上吸込み口８−１と室内の活動空間１４の高さに合わせた下吸込み口７−１とその下吸込み口７−１の開口部を塞ぐことのできるダンパー兼蓋２０を開口部の上側で内接し冷房時には上吸込み口８−１のダクトを閉じ、暖房時には下吸込み口７−１を閉じる構成のものである。また、吐出ダクト９−１には、暖房用の下吹出し口１１−１と活動空間１４の中で高い位置での上吹出し口１０−１とその上吹出し口１０−１のダクトを閉じることができ同時に上吸込み口１０−１の開口部の下側で内接してその開口部を閉じ、活動空間１４の冷房時に冷風を吹出して扇風機のように使う上吹出し口１０−２を開き、同様に内接するダンパー兼蓋２０−２によって下吹出し口１１−１側のダクトを塞いでいる冷房運転時の状態を示す部分断面図である。
天井１６には、通常の照明１７が取り付けられた状態を示す。
また、矢印は、空気の流れを示したが、特に吸込みダクト６−１の下吸込み口７−１の上側でフラップ２７を取り付けることによって活動空間１４の上部に存在する暖かい空気の吸い込みを防ぐ働きを持たせて冷房時の効率を高めることが期待できる。上吹出し口１０−２の前にフラップ２７−２を取り付け室内の活動空間１４に最適方向へ冷気を吹出すのが良い。同様に上吹出し口１０−１にもフラップ２７−１を形成するのが良く、使用しない時の閉じた状態の一例を示す。
また、暖房時の図面については図１と同様に上吸込み口８−１より室内の高温空気を吸込み、他の下吸込み口７−１をダンパー兼蓋２０で閉じ、上吹出し口１０−１及び１０−２もダンパー兼蓋２０−１及び２０−２で閉じ、下吹出し口１１−１より床面１３に暖気を吹き付けて暖房するが、その図面は、省略する。
【００２６】
図３は、本発明の第３の発明の一実施例として、室内機と室外機などにより構成された空気調和機の室内機２４を室内の壁面の中間部から床面までの間に設置し、また壁１２の内部に設置された吸込みダクト６−３が背面に吸込み口がある室内機２４に壁側で連結され冷房運転時の状態を示す断面図である。
本発明の第３の実施例では、冷房時には活動空間の立ち作業用活動空間１４−１、椅子作業用活動空間１４−２の高さと同高さか少し上の室内の空気を吸込む下吸込み口７−１と座り作業時などに適したより低い位置で吸込む下吸込み口７−２を具備し、室内機２４への下吸込み口７−１又は下吸込み口７−２でダンパー兼蓋２０を開閉して活動空間の高さに合わせ開口し、開口した下吸込み口の近傍から下の室内空間の活動空間１４−１又は１４−２に合わせた冷房を行い、暖房時には、下吸込み口７−１及び７−２の開口部を閉じダンパーを上吸込み口８−２側に開放し、室内の天井付近に達する上吸込み口８−２を形成した吸込みダクト６−３を該室内機２４に一体、又は、別体で形成して連結し、上吸込み口８−２より室内の天井１6近傍の暖かい空気を吸い込み暖房を行い、冷房時と暖房時で該室内機２４に吸い込む空気の取り入れ位置を室内の中間部と高所部に使い分ける吸込みダクト６−３を室内機２４に連結された空気調和機を示す。
矢印は、空気の流れを示し、低い活動空間１４−２での冷房運転時の状態を示す。活動空間の体積が少ない分、消費電力量も減少する効果が大きい。
また、暖房時には、通気窓１５−２を冬でもあり閉じ、下吸込み口７−１及び７−２をダンパー兼蓋２０で閉じ、上吸込み口８−２より室内の天井１６の近傍に溜まる暖気を室内機に吸込みダクト６−３で吸引し再加熱して室内機のフラップ２９で床面方向に風向を向け吹出すがその図面は、省略する。
【００２７】
また、図３に示すが、本発明では、冷房運転中に人や天井１６や照明などの電気設備機器より発生する温度の高い空気は天井近くに溜まるが、通気窓１５−２を少し開けて換気をすることにより温度の高い室内空気が少し低い外気と自然換気で入れ替わり、非特許文献１と同様に冷房運転が実現できる一例として示す。同様に図１や図２の状態の室内でも冷房時用には通気窓１５−２を設置するのが好ましい。
また、空気調和機の運転状況に連動して通気窓１５−２や換気装置が同調して開閉する連動機構を備えるものが良いことは言うまでもない。
【００２８】
尚、図３に示す吸込みダクト６−３は、内壁１８と外壁１９の間に空間のある壁１２の内部に設置した一例で、上吸込み口８−２や下吸込み口７−１やその下の下吸込み口７−２を内壁１８に合わせて開口して取り付け、該室内機２４は、その吸込み口を壁側に設計変更して形成し、熱交換器２５や送風機２６やフラップ２９やダストフィルター等の室内機に必要な部品一式を備えた構成である。また、吸込みダクトは壁内設置型でなく室内側の壁面に沿わせる形状で、一般に市販されている室内機で上部に吸込み口を有する物に連結して構成しても本発明の空気調和機を構成とすることが可能であることは言うまでもない。
また、既に据え付けられている室内機を室内壁の中間部に据え付け直し、本発明の吸込みダクトのみを購入してこれを連結して室内機として利用することも可能であるが、吸込み口に合わせた連結部品の接続ダクトを夫々の機種に合わせておけば本発明の利用の範囲であることは、言うまでもない。また図３には、下吸込み口７−１や７−２の開口部の裏側に構成されたダンパー兼蓋２０は、手動の物を例記したが、自動で開閉でき、しかも、遠隔操作ができるものであればより使い易くなることは言うまでもなく、手動・自動の手段を規定するものではない。
【００２９】
図４、図５は、本発明の第４の実施例である伸縮自在の吸込みダクト６−４を壁掛け型空気調和機の室外機に連結できる室内機２８を壁面１２に取り付けた状態の一例を示す室内の部分斜視図の図４と、その部分断面図が図５である。本図においては、壁１２の中間部で利用者が主に立ち作業の活動空間１４−１に合わせた壁の中間部位に壁掛け型空気調和機の室内機２８を取り付け、伸縮自在型のスライド式ダクト３８−１を一連に吸込みダクト６−４に内側に装着して該吸込みダクト６−４に下吸込み口７−４と上吸込み口８−３を形成し、該吸込みダクト６−４を室内機２８の吸込み口の外縁部において連結し、該下吸込み口７−４の上部内側に構成した吸込み口を切替えるためのダンパー兼蓋３３を回動して該下吸込み口７−４の開口部をダンパー兼蓋３３で閉じた状態（図4を参照）を示し、図４の該室内機２８は、暖房運転中で室内機本体の吹出し口よりフラップ２９−１を下方向にして床１３方向に温風を吹き出している状態の一例を示している。矢印は、暖房時の上吸込み口８−３より天井１６付近にある温度の高い空気がスライド式ダクト３８−１を通り吸込みダクト６−４を経て該室内機２８に取り込み、該室内機２８で加熱して温風に変える。図５の冷房運転時には、ダンパー兼蓋３３は開放されている。また、暖房時には図４に示した如く、もう一方の壁１２には窓１５−１と通気窓１５−２を例示しているが、密閉しておくのが良い。
室内機２８の取り付け高さは、活動空間１４−１の高さに合わせて取り付け、天井１６の高さに合わせて上吸込み口８−３を取り付けられるように吸込みダクト６−４の内部にスライド式ダクト３８−１を滑合させて上吸込み口８−３と下吸込み口７−４を形成した一例である。
【００３０】
図５は、図４の室内機２８と吸込みダクト６−４とスライド式ダクト３８−１の部分における建物の一部の部分断面図である。図５に示す室内機２８は冷房運転時の状態を示しており、通気窓１５−２は半開放の状態を図示している。冷房が必要な時期には、天井１６は、屋根４１から侵入する熱で天井１６が高温になり、照明１７からの発熱や壁面１２や窓１５−１などから進入する熱で空気が加熱されて温度の高い空気が発生するが上昇して室内の上層部に溜まり、非特許文献１の如く２箇所に小窓を開放しなくても少しの高さ方向の幅がある通気窓１５−２があれば一部開放された窓の上側で温度の高い空気が室外に逃げ、少し低い温度の外気がその下側から室内に入り込み自然換気ができる。利用者の活動空間１４−１において下吸込み口７−４を開放し、ダンパー兼蓋３３で上吸込み口８−３側の吸込みダクト６−４の内側を閉じて活動空間１４−１の室内空気は、室内機２８の吸込み口３０を経て熱交換器３１を通って冷却され、冷気となって送風機３２で送風されフラップ２９−１をやや上向きにして室内機２８の本体の吹出し口より活動空間１４−１の冷房を行っている状態の一例を図示している。
窓１５−１は、冷房時には閉じておくのが良い。
暖気は軽く上昇し、冷気は重く下降するために活動空間１４−１の上側の空気温度が高いため室内を循環させる空気は、撹拌状態の少ない層流状態で冷房するのが最も熱ロスを少なくさせるのに良い。図２や図６に示すように、図５においても下吸込み口７−４の開口部の上側に空気の流れで上方の空気を吸込まないようにする庇状のフラップを取り付けることにより冷房時に室内上層部の温度の高い空気を冷却しないようにすることも有効であり、図示していないが、本発明の範囲であることは言うまでもない。
通気窓１５−２の開けられない室内では温度の高い空気が室内上層部に溜まるが、外部との温度差が少なくなるために高い温度の空気が熱の進入を抑制したり逆に放出されたりするため、空気の持つ断熱特性を利用して空気の撹拌をしないように送風機の風速を下げて弱や微風にすることで活動空間１４−１の冷房時の消費電力を減らし効率的に行うことができる。
また、室内機２８を低く取り付けるために活動空間内の冷風は、扇風機のように横方向に簡潔的に送風することが可能で、これらの作用と合わせてより良い空気調和機を普及させることが可能である。また、暖房時には、上吸込み口８−３から温度の高い空気を吸い込み、室内機２８の取り付け位置が低い分、室内の低い位置に溜まる冷気と吹出される暖気の撹拌が減少し、従来の高い位置に設置された方式より高い温度の空気が床１３の表面を這うため暖房時の快適性が向上する効果がある。
【００３１】
図６は、本発明の第４の実施例である伸縮自在の吸込みダクトの他の一実施例の断面図である。
一般に市販されている壁掛け式空気調和機の室内機２８（２点鎖線で図示）には上方に室内空気を取り込む吸込み口を形成したものがあるが、その吸込み口の形状に合わせた連結部を形成した接続ダクト３４とそれに接続する吸込みダクト６−５に下吸込み口７−５とその開口部の蓋３６と吸込み口を使い分けるダンパー３７−２を構成し、和室などに多い鴨居３９（２点鎖線で図示）の部分がダクトの裏面で湾曲した湾曲部３５で、該鴨居３９の形状に合わせて切り込める合わせカット部４０を形成し、上部にスライド式ダクト３８−２を装着し、上吸込み口８−４を天井１６（２点鎖線で図示）の高さに合わせてネジ４３などでスライド式ダクト３８−２を壁面１２（２点鎖線で図示）に固定した一例を図示している。
矢印は、冷房運転時の空気の流れを示す一例であるが、蓋３６を水平方向に開けて使用すれば庇の働きをして室内の上層の暖気の吸込みを減らす働きがあり、前記した通り冷房運転時の消費電力の低減効果が期待できる。
また、ネジ４３は、取り外しが自在の引っ掛け式固定方法にして冷房運転時には吸込みダクトを使わないで、室内機２８のみを単独に使っても良く、その場合には下吸込み口７−５やダンパー３７−２もなく高さを切断することなどで高さ調整が可能な専用の吸込みダクトと接続ダクト部が一体にできる物があれば本発明の構成ができることは言うまでもない。
また、鴨居３９や吸込みダクト６−５の形状などは、一例を示したもので外観を良くする工夫が必要であることを示す一例であり、外観は勿論のこと形状や付帯機能について図示した如く形状や構造を規定するものではない。
尚、背面図や側面図や底面図などは省略する。また、暖房時の図面についても同様につき省略する。
【００３２】
図７は、本発明の第５の一実施例である例えば壁埋め込み型の吸込みダクト６−６を床置き型空気調和機の室外機に連結できる背面吸込み式の室内機４２（２点鎖線で図示）を壁面１２に装着した状態の一例を示す室内の部分断面図である。本図においては、冷房運転時の活動空間の中間部から下の冷房運転を実施している状態で室内機４２の上吹出し口１０−３より冷気を吹出している状態を示している。吸込み口の構成やダクトの構成などまた、冷房運転時の室内の状況などについては前記と同様につき説明を省略する。
本発明の全ての吸込みダクトの内部では、室内機４２が作動中には負圧になり、外気取入れ口２２と空気の流入量を制御する調節弁２３を、例えば図７に示す如く吸込みダクト６−６に形成し外気の流入をさせる通気部を外壁１９に具備させておけば冷暖房時には、室内に外気を取入れ、換気を強制的に行える。
特に暖房運転時には、室内の圧力を高めてドアや窓周辺の隙間より進入する冷気を防ぐのに効果があり、暖房運転時の快適性を向上できる効果が期待できる。
該吸込みダクト６−６には活動空間１４に合わせて下吸込み口が３箇所に設置している例であるが、最下段の吸込み口７−３を使用した冷房では座って寛ぐ時などに適し、就寝時に微風運転で冷房するのに都合が良い。また、通気窓を少しは開放しておくことにより室内空気の乾燥度が低くなりすぎることがなく、就寝時の冷房運転で喉を痛めることなどが防止できる効果が期待できる。
また、暖房には、一般に市販の床置き型の室内機４２では下吹出し口１１−３から直接に暖気を床面に吹出すものがあり、その場合には、下吸込み口７−１、下吸込み口７−２、及び、下吸込み口７−３の開口部を夫々のダンパー兼蓋２０で閉じ、上吸込み口８−２より天井の近傍に上昇して溜まった温風を吸込みダクト６−６で室内機４２に吸引し、再加熱して該室内機４２の下吹出し口１１−３より床１３の近くで床面に這わせるように温風を出して暖房運転を行うものである。吸込みダクト６−６がこの場合には壁１２の内部に設置された一例であるため室内機４２の吸込み口を背面側に一部設計変更をすると良い。暖房運転時には、本発明の吸込みダクトを併用することにより一般の床置き型の空気調和機に比べ吸込む空気の温度が高いため消費電力量を更に低減できることが期待される。
また、冷房時には必要な活動空間１４の高さに合わせた冷房が可能で、床面に近い所で溜まる冷気を該室内機４２の本体の一部に吸込み量を調節できる吸込み口を合わせて設けることも可能であることは言うまでもない。なお、暖房運転時の図面についても同様につき省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
一般家庭用の空気調和機以外にも小規模販売店や大規模オフィスなどの冷暖房設備などにも利用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・・室外機  
２・・・・室内機
３・・・・接続配管  
４・・・・熱交換器
５・・・・送風機          
６・・・・吸込みダクト
６−１・・・・吸込みダクト        
６−２・・・・吸込みダクト
６−３・・・・吸込みダクト        
６−４・・・・吸込みダクト
６−５・・・・吸込みダクト        
６−６・・・・吸込みダクト
７・・・・下吸込み口          
７−１・・・・下吸込み口
７−２・・・・下吸込み口          
７−３・・・・下吸込み口
７−４・・・・下吸込み口          
７−５・・・・下吸込み口
８・・・・上吸込み口          
８−１・・・・上吸込み口
８−２・・・・上吸込み口          
８−３・・・・上吸込み口
８−４・・・・上吸込み口          
９・・・・吐出ダクト
９−１・・・・吐出ダクト          
１０・・・・上吹出し口
１０−１・・・・上吹出し口          
１０−２・・・・上吹出し口
１０−３・・・・上吹出し口          
１１・・・・下吹出し口
１１−１・・・・下吹出し口          
１１−３・・・・下吹出し口
１２・・・・壁                  
１３・・・・床
１４・・・・活動空間            
１４−１・・・・活動空間
１４−２・・・・活動空間            
１５−１・・・・窓
１５−２・・・・通気窓              
１６・・・・天井
１７・・・・照明                
１８・・・・内壁
１９・・・・外壁                
２０・・・・ダンパー兼蓋
２０−１・・・・ダンパー兼蓋        
２０−２・・・・ダンパー兼蓋
２１・・・・室内機              
２２・・・・外気取入れ口
２３・・・・調節弁              
２４・・・・室内機
２５・・・・熱交換器            
２６・・・・送風機
２７・・・・フラップ            
２７−１・・・・フラップ
２７−２・・・・フラップ            
２８・・・・室内機
２９・・・・フラップ            
３０・・・・吸込み口
３１・・・・熱交換器            
３２・・・・送風機
３３・・・・ダンパー兼蓋        
３４・・・・接続ダクト
３５・・・・湾曲部              
３６・・・・蓋
３７−１・・・・ダンパー            
３７−２・・・・ダンパー
３８・・・・スライド式ダクト    
３８−１・・・・スライド式ダクト    
３８−２・・・・スライド式ダクト    
３９・・・・鴨居          
４０・・・・合わせカット部      
４１・・・・屋根          
４２・・・・室内機              
４３・・・・ネジ
【図１】
2011012853.tif 000003
【図２】
2011012853.tif 000004
【図３】
2011012853.tif 000005
【図４】
2011012853.tif 000006
【図５】
2011012853.tif 000007
【図６】
2011012853.tif 000008
【図７】
2011012853.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月6日(2010.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常の室外機と室内機とを接続配管等により連結して室内の冷暖房に一台で使用される空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口から暖房時と冷房時に吸込み口を使い分けて室内空気を吸込む吸込みダクトと、同様に位置の高さが異なる複数の吹出し口より吹出す吐出ダクトと、それらを連結できる前記室内機等で構成する空気調和機で省エネ技術に関する。冷房時と暖房時で高さの異なる吸込み口や吹出し口を有する吸込みダクトや吐出ダクトを通常の空気調和機の室内機に延長して接続し、使用者の活動空間の高さに合わせた室内の中間部から下の暖冷房を切換えダンパーと吸込み口の遮蔽用の蓋等を使い分けできる構成とし、冷房時には人の動きに合わせた人間の活動空間を冷房し、暖房時には天井部に上昇し溜まる温度の高い室内上層部の空気を吸込みダクトの上吸込み口より吸い込んで再加熱して該室内機の吐出ダクトの吹出し口から下向きに吹き出すため温風温度が高まり熱効率も高め、また、温風の温度は吹き出し口から床面までの距離に反比例して室内下部に溜まった冷気の巻き込み量が減少するため床面に達した温風の温度が上昇し、床面の表面温度が上昇し、床暖房と同様の効果で暖房時における室内の設定温度を低く設定できるため、消費電力の低減が図れる省エネ技術の向上を図った空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常の小型の空気調和機では、壁掛け型の室内機は、天井の近くに設置され、また、床置き型の室内機は壁際の床上に設置されている。これらの室内機は、空気の吸込み口が室内機の本体に一体に上面や前面に開口し形成されており、室内機が設置された近傍の空気を吸い込んで冷却して冷房し、または、加熱して暖房する。吸い込まれた空気は、室内機の内部に装備された送風機を使って本体の下側の吹出し口のフラップを上下左右の方向に風向を振り分けて室内に吹出されている。冷房時には吹出し方向を水平よりやや上向きにして室内全体を冷房し、暖房時には主として下向きに送風を行って床面まで暖気を吹き付けて床面上を暖気が這うようにして暖房を行っていた。また、天吊り型や天井埋め込み型の室内機では、天井近くの空気を吸込み口より吸い込み、また、吹出す空気は天井近傍から室内に吹き出している。
一般にこれらの室内機は、冷房時には人が行動している高さ以上の高所の空間まで冷房し、また、暖房時には、室内の下部に溜まる冷気を巻き込んで撹拌して暖房し、床面に到達する空気の温度を約３０℃程度に保つために吹出し口の温風の温度を高め、また、温風を遠くまで這わせるために風速を上げるなどの必要性があり、電力を多く消費している。
地球温暖化対策の面からも空気調和機の省エネ化の必要性が増しており、東大生産技術研究所が朝日新聞の記事（平成１６年２月１６日朝刊３頁）における「締め切らず省エネ冷房」にも人間の活動空間の範囲１．８ｍ以下の空間の冷房に関する提案をしている（非特許文献１参照）。
【０００３】
従来の室内機と室外機より構成された空気調和機は、室内機の型式によって天井吊り下げ型、天井埋め込み型、壁掛け型、床置き型などに分類されるが、快適冷暖房を追及すると必要以上に高所までの室内空間全体の冷暖房を行うことになり、室内用の照明器具や電気製品などから発生する熱や天井から進入する熱まで冷却することになり冷暖房には電力を多量に消費するために地球温暖化の防止の面からも問題になっている。
しかし、最近の地球温暖化防止対策の観点からも冷房時には室内の設定温度を高めに、暖房時には設定温度を低めて省エネに対応しようと叫ばれている。一方、これらの空気調和機メーカーでは、機械や部品の高効率化で消費電力の削減にも努めている。
また、東京大学の生産技術研究所でも冷却パイプと冷房パネルを使って省エネ冷房の実証試験を国内外で推進されているが、平成１６年２月１６日の朝日新聞朝刊の３頁に記載の冷房電力で最大６０％節減できるとの注目すべき報道がされている。
この研究は、温度の高い空気は軽くて上昇し、室内の天井部に溜まるために天井近くに明けた小窓から室外に排出し、冷やされた空気は重く室内の床の方に下がり人や床や壁面などを冷やして空気が熱交換して温まり上昇し、また、冷却部で冷やされて下降する原理で冷却パイプの高さの近傍から下の空間の冷房を行い、温度の高い空気は軽く上昇し、温度の低い空気は重く下降する現象と撹拌の伴わない空気が持つ断熱性能の原理を応用している。
また、室内で発生する温度の高い空気を壁面の高所に開けられた小窓から排出して省エネ効果を更に高めている。しかし、暖房時の対応までは開示されていないが、床面にヒートパイプなどを敷設し、暖房パネルと併用することになると推測されるため、設備が２種類必要になり、これらの施工費が高額になるため容易に一般住宅や商業施設に後で施工することは難しい。
【０００４】
従来技術としては、特開２００７−７１４９５号公報（特許文献１参照）、には、送風ダクトや吸込みダクトを分岐し、複数の室内を同時に冷暖房する場合についての提案をされているが、夫々の室内から空気の吸気ファンを備えた吸気ユニットと吹出しファンを備えた吹出しユニットからの風量を同風量に制御し、また、室内の空気の汚染物質を検知して排気し、同時に新鮮な外気を吸気する空気調和機であり天井部に取り付けた状態で説明されているため室内空間の上部に溜まる温度の高い空気層まで冷房し、また、室内の天井近傍から暖房する構造であり電力消費量の低減まで考慮されているものではない。
また、特開２００５−１４０３８４号公報（特許文献２参照）に室内の下部に吸込み口を配置した空気調和機で、天井面近傍に取り付けられた輻射パネルとその吹出し口から室内の天井近辺に吹き出される空気が徐々に下がって吸込み口に吸込まれ、空気のサーキュレーションをさせて温度調整を行う方式の室内機に関するものであるが、吸込み口は、輻射パネルと該吹出し口より下方に配置され、室内の下部から吸込んだ空気を搬送する搬送経路のあるものもあり、室内空気の循環を目的として室内の底部から天井部へ送るために室内機にダクトを取り付けられたもので、本願発明のように室内空気は、ダクトを通して常に上から下へ下降させ循環を行い空気調和を図り、冷暖房時の省エネを目的にした高さ方向の異なる吸込み口から暖房時には天井近傍と、冷房時には活動空間の高さ近傍とに使い分けて空気を吸込むダクトに関するものではない。
さらに、登録実用新案第３１４９５０６号公報（特許文献３参照）に送風機とダクトを使って家屋内の空気の循環を暖房時と冷房時で送風方向を変えて住宅内で偏在する温度の違う空気を循環し、高温空気を高所に開けた窓などから自然排気や屋外冷気の取入れなどを提案しているが、空気調和機の室内機は、単独で使われている点が異なり、該室内機にダクトを連結して使用するものではない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】閉め切らず省エネ冷房（朝日新聞平成１６年２月１６日朝刊の第３頁を参照）
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７１４９５号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図１８を参照）
【特許文献２】特開２００５−１４０３８４号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図１３を参照）
【特許文献３】登録実用新案第３１４９５０６号公報（実用新案登録請求の範囲の欄、考案の詳細な説明の欄、及び図１〜図１０を参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
空気は、撹拌の少ない状態では、温度の高い空気は軽くて上昇し室内の上層部に溜まり、温度の低い空気は重く下降して室内の低い部分に溜まる性質を持っている。
また、日常生活をする人間にとって冷房は、適当な温度の冷気の中に居るか、または、冷房温度は少し高い室温であっても扇風機などを使って風速を持った空気の中に居ることでも快適性を感じるものである。また、暖房時には、室温が少し低めでも風速が少なくて床面の温度が適度に高い場合は、室温のみ高く床が冷たい場合に比べて快適性が高いと感じるものである。
しかし、通常の空気調和機で天井に設置される室内機や壁掛け型の室内機も一般に天井に近い位置に設置されるために冷房時には、室内に設置された電気器具や照明器具や昼間の太陽からの直射熱や屋根からの輻射・伝導熱などによって天井などで加熱された温度の高い空気が天井近くに集まるが、通常の空気調和機の室内機は、この温まった空気を吸込んで冷却して天井近辺で冷気を吹き出すために室内機で作る冷たい空気と室内上層部に溜まった熱い空気が混ざり合さって室内を冷房していることになっている。
これらは、人間の活動空間以上の高さの空間まで空気調和機を使って快適温度の空間を作ろうとしているために電力消費量に無駄が発生している。更に、撹拌できなかった一部の冷気が床面の吹き溜まり部に溜まって、その場に長時間居る人が冷房病に罹る人がいることも現実に発生している。
【０００８】
また、暖房運転時には室内で発生した温度の高い室内上層部の空気を吸引して室内機の熱交換器で加熱して温風を作り床面に向けて室内機の吹出し口より温風を吹き出すが、温風は天井近くの吹出し口で吹き出してから床までの距離が長いために室内の下部に溜まった冷気を巻き込み撹拌するため床面に達した時には空気の温度が低下している。対策として床面の温風の温度を高めるために風速を高めたり吹き出し温度を高めたりして暖房運転時にも電力消費が高まって無駄が発生している。
その点では床置き型の室内機を使った暖房は、冷気の巻き込みが少なく、風速も低められる効果があるが、しかし、暖かい空気が上昇し天井部に溜まってしまうため、室内の高い所の空気温度が高く、室内の低い所や中間層の空気温度が低い状態となり、広い室内で温度むらが発生し、また、室内高所での外壁や天井での室外との温度差が多くなって熱の漏洩が高まって熱エネルギーを損失してしまう無駄が発生している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の第１の発明は、請求項１に記載された通り、室外機と室内機とを連結して室内の冷暖房に一台で使用される空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口からなる吸込み口を暖房運転時と冷房運転時に使い分けて室内空気を吸込む吸込みダクトと、同様に位置の高さが異なる複数の吹出し口より吹出す吐出ダクトと、それらのダクトを前記室内機の筺体の一部として一体、又、例えば図６、図７に示すように筺体と別体として連結する該室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
天井または天井近くの壁面に取り付けられた室内機と室外機より構成された空気調和機において室内機の吸込み口と吹出し口より室内の冷暖房を行う場合に室内での人間の活動空間の高さの範囲に合わせた空気の吸込み口と吹出し口を活動空間まで下げることができる吸込みダクトと吐出ダクトを接続し、該吸込みダクトには暖房時に室内の上層部から空気を吸込む上吸込み口と冷房時には活動空間の高さに合わせた位置の空気を吸込む下吸込み口を構成し、また、該吐出ダクトには暖房時に活動空間の高さ以下の位置で空気を主として床方向に吹き出す下吹出し口と冷房時には活動空間の高さに合わせた位置で空気を主として横方向に吹き出す上吹出し口を構成し、冷房時には該上吸込み口を閉じて、活動空間と同じ高さ又は少し上の室内の空気を下吸込み口より吸込み、吸込みダクトを通じて室内機に吸い込んで下吸込み口近傍から下の活動空間の冷房を行い、暖房時には、該吸込みダクトの上吸込み口を開いて下吸込み口を吸込みダクト内でダンパーや弁などの手段で閉じ、室内の天井付近の暖かい空気を該室内機に吸込み室内機の熱交換器で再加熱して該吐出ダクトを通じて上吹出し口を閉じて下吹出し口より床面方向に暖気を吹き出して活動空間の暖房を行い、冷房時と暖房時では該室内機に吸い込む空気の取り入れ位置を室内の活動空間部の下吸込み口と室内の上層部の上吸込み口とに使い分け、また、吹き出す空気の吹出し口を活動空間部内で上吹出し口と下吹出し口に使い分ける空気調和機用の吸込みダクトと吐出ダクトを該室内機に連結する構成である。
【００１０】
尚、吸込みダクトに形成された空気の吸込み口の方向は、図１に示した例の如く垂直方向や水平方向に限定するものではなく斜め方向や上向きや斜め下向きなど室内空気の循環を考慮して決めるのが良く、方向や形状を限定するものではない。同様に吐出ダクトに形成された吹出し口の形状や方向などについても図示されたものに限定するものではなくフラップなどで調整できることは言うまでもない。
また、上吸込み口や下吸込み口、及び上吹出し口や下吹出し口の開閉手段は、電動式や手動式のシャッターやダンパー等で行い、冷房時と暖房時によって夫々の開閉手段が連動して作動させる制御手段は、自動や手動で行うことができるが、これらを規定するものではない。
吸込みダクトや吐出ダクトの断面形状は空気抵抗の少ない内面が平坦でダクトの機密性や結露防止のために断熱性の高いものが好ましい。また、吸込みダクトや吐出ダクトの材質や製作方法によって変わるため形状や材質、及び、吸込みダクトや吐出ダクトの本数などは、各１本に規定するものでなく天井裏で分岐ダクトを使って大きな部屋に複数本設置しても良く、これらは空気抵抗の少ないものが好ましく、また、どのように使っても良く、これらについては言うまでもない。また、外形形状は、以下に図示した如く直線状に拘ることはなく楕円形やその他曲線との組み合わせ形状でも吸込みダクトや吸込み口が形成できる形状であれば良く、外観形状を規定するものではない。更に、吐出ダクトは壁際や柱に沿わして設置する場合には、ダクトを延長して下吹出し口を床面に近づけることも可能である。
以下に図示する形状は、説明上分かり易くする目的で矩形を主体に図示し説明する。
また、吸込みダクトや吐出ダクトと室内機の吸込み口近傍での連結方法は、嵌合方式や接着剤やシール剤を使って連結しても良く、方法に拘ることはない。また、吸込みダクトの落下防止対策で壁面等にネジ止めするなどの必要があるが、方法等については、特に規定するものではない。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の第２の発明は、請求項２に記載された通り、室内機と室外機より構成された壁掛け型の空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトと、位置の高さが異なる複数の吹出し口を構成する吐出ダクトを室内機の筺体の一部として一体、又、例えば図６、図７に示すように筺体と別体として連結する該室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
請求項１に記載の壁面に取り付けられる壁掛け型の空気調和機の室内機の取り付け位置の高さを活動空間に設け、吸込み口の高さが異なる複数の吸込み口を有する吸込みダクトを上方に連結し、吹出し口の高さが異なる複数の吹出し口を有する吐出ダクトを下方に連結する室内機において、該吸込みダクトには室内の天井近傍から室内空気を吸込む上吸込み口と室内の人の活動空間に合わせた下吸込み口を１個または高さを違えて複数個を形成し、吸込み口を限定できる下吸込み口の蓋やダンパーや弁などで開閉できる手段を具備し、該吐出ダクトには室内の活動空間に合わせた１個または高さを違えた複数個の上吹出し口と下吹出し口を形成し、暖房時には上吸込み口のみから室内の上層の空気を吸込み、下吹出し口より暖気を吹出して暖房し、冷房時には活動空間に合わせた下吸込み口を開いて他の吸込み口を蓋やダンパーなどで閉じ、活動空間に合わせて上吹出し口を開き、他の吹出し口を蓋やダンパーなどで閉じて該活動空間を冷房する吸込みダクトと吐出ダクトを室内機に一体に連結する構成である。
【００１２】
本発明の吸込みダクトと吐出ダクトを、室内機に連結したことにより壁掛け型の空気調和機の該室内機を図２に示した如く室内の壁面の活動空間の中に取り付けることができ、使用する人の活動空間の高さに合わせて下吸込み口を１個または高さを違えて複数個とし、冷房時には指定の活動空間に合わせた冷房をするため照明や人間の活動で発生する熱や天井面から進入する熱で温まった空気まで冷却する必要が無く、室内の上層部の空気を撹拌させずに空気の断熱性を使って天上面からの熱の進入を防止し、室内で発生する熱は、一部を天井や壁の上部から放熱させることもできる。また、該室内機に吐出ダクトを下方に取り付けることになり吐出ダクトの活動空間にある吹出し口から吹出される冷気の風を体に当ることで体感温度をより低く感じさせる働きがあるために冷気の吹出し温度を上げて更に風速も微風に落とすことによって扇風機の如き働きと合わせて快適性を高め、これらの相乗効果で消費電力量を大幅に低減できる。
非特許文献１と同様に冷房時には天井近くの壁面に小窓を開けて室内上層部の高温空気を外気との温度差で換気し室外に排出することにより、本発明でも扇風機効果と相まって大幅な省電力化が期待できる。
また、上吸込み口や下吸込み口、及び上吹出し口や下吹出し口の開閉手段は、一例として開口部のダンパー兼蓋などによる電動式や手動式の開閉機構を形成し、冷房時と暖房時の活動空間の状況によって夫々の開閉機構が連動して作動させる制御手段は、自動や手動で行うことができるが、これらを規定するものではない。
しかし、活動空間に居る人を自動で検知して最適な冷暖房を行う自動制御機構や手段を本発明と合わせて採用することにより省電力化をさらに向上できることは言うまでもない。
本発明による冷房時の運転時に吐出ダクトと吹出し口部に結露が発生しやすいが、断熱性能の高い材料の使用や一部に結露防止対策を実施するのが好ましく、その方法を規定するものでない。
また、暖房時には、壁面の小窓を閉じて室内上層部に溜まる温度の高い空気を上吸込み口のみからダクトを通して室内機に吸込み、熱交換をさせて高温空気を作り、吐出ダクトの下吹出し口より床面に温風を吹き出すが、本発明の室内機では吹出し口を低い位置に設置できるために床面までの距離が短く温風が床面に届くまでに冷気との撹拌距離が少なくなり、より高い温風が床面を這うことになり、従って、吹出し空気の温度を低め、吹出し空気の風速を低めるなどすることができる。床面の温度が高まることで室内の暖房温度が低くしても快適性が保てる効果が期待できる。また、室内上部に上昇して溜まる温度の高い空気を吸い込むために活動空間の室温は若干低く設定しても床面温度が高いため、これらの相乗効果で暖房時にも消費電力の大幅な低減が期待できる。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の第３の発明は、請求項３に記載された通り、室内機と室外機より構成された壁掛け型の空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトのみを室内機の筺体の一部として一体、又、例えば図６、図７に示すように筺体と別体として連結する該室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
請求項２に記載の壁面に取り付けられた壁掛け型の空気調和機の室内機の取り付け位置の高さを活動空間の中に設け、吸込み口の高さが異なる複数の吸込み口を有する吸込みダクトのみを上方に連結する室内機において、該吸込みダクトには室内の天井近傍から室内空気を吸込む上吸込み口と室内の人の活動空間に合わせた下吸込み口を１個または高さを違えて複数個を形成し、吸込み口を限定できる下吸込み口の蓋やダンパーや弁などで開閉できる手段を具備し、暖房時には上吸込み口のみから室内の上層の空気を吸込み、該室内機の吹出し口より暖気をフラップなどで床方向に吹き出して暖房し、冷房時には活動空間に合わせた下吸込み口を開いて他の吸込み口をダンパーや弁などの手段で閉じ、活動空間に合わせて該室内機の吹出し口よりフラップなどで活動空間の方向に吹き出し冷房する吸込みダクトを室内機に一体に連結する構成である。
【００１４】
本構成によると、該室内機には、該吸込みダクトを室内機に一体に連結して設置され使用されるため吸込み口は、空気調和機の使用目的に合わせた吸込み口の選定が必要で、暖房時には上吸込み口とし、立ち作業が多い冷房時には、室内中間部の活動空間の高い位置での下吸込み口とし、椅子に座っての作業や寛ぎの時間の冷房時には、その下の中間部の下吸込み口とし、座り作業などの床に近い部分のみの冷房時には更に下の下吸込み口とするなどの使用状態に合わせた吸込み口の開閉を自動または手動で行って決める必要があるが、冷房時には最も低い位置の下吸込み口の消費電力量が最も少なくなる利点がある。快適に過ごせる空間を自由に選択できることと夜の就寝時の電力も低い位置の吸込み口を使って静かな微風運転とすることができ消費電力量は大幅に低減できる利点がある。
更に、該室内機から吹き出される冷気と風速を利用して間欠的に風向を変えるなどして扇風機と同様な使い方も出来るため室内機から吹き出される冷気の温度を高めることも可能で消費電力の大幅な低減が図れることが期待できる。
また、この場合、該室内機は、座り作業に合わせた吸込み口を設ける関係から室内壁面の低い位置に設置されるため、暖房時にも室内機から吹出される暖気は床面との距離が更に近いため冷気との撹拌が更に少なくなり高温で床面を這うために暖房効果が更に高く、吹出される暖気の温度や風速を更に少なくでき暖房時にも更に消費電力を少なくすることができる利点がある。
これらの室内の使用状況に合わせた人の動きを自動で検知して冷暖房を完全に自動化することによってさらに省電力化が図れることが期待され、制御の自動化が望ましいことは言うまでもない。
また、図示した室内機は、室内側の壁に取り付けられているが、壁に埋め込み型や室外取り付け型などに設計変更をして室内壁に吹出し口を作ることで室内のデザイン性を向上し、同時に同様の省エネ効果ができる物も可能であることは言うまでもない。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の第４の発明は、請求項４に記載された通り、室内機と室外機より構成された空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトのみを連結できる室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
請求項２または請求項３に記載の室内機において、室内機の吸込み口が室内の天井付近に達する高さ方向に伸縮自在の吸込みダクトと一体に連結し、暖房時には伸縮自在の吸込みダクトを上方に伸ばし該吸込み口を天井近傍に高め固定し室内高所の空気を吸込み、冷房時には伸縮自在の吸込みダクトを短縮して冷房を必要とする活動空間の高さの室内の中間部の空気を吸込む吸込み口高さを可変できる伸縮自在の長さの調整機能を持った吸込みダクトと吸込み口を形成し、該エアコン用吸込みダクトを一体に連結した室内機と吸込みダクトで空気調和機を構成するものである。
【００１６】
更に、伸縮自在の吸込みダクトは、アコーデオンの蛇腹のような形状や竹の子状などのスライド式のものまで形状や機構まで規制するものでなくダクトのある程度の機密性があるものであれば使用できることは言うまでもない。また、一定長さの吸込みダクトを予め長く製作しておき、室内機の据付後に天井高さに合わせて先端を切断するなどしてダクトの長さを調整することも可能であることは言うまでもない。
また、これらの伸縮自在の吸込みダクトが室内機の筐体の内部や外部に一体に形成できることは言うまでもない。
更に、請求項３に記載の吸込みダクトは、暖房時にのみ天井高さに合わせた上吸込み口のみを伸縮自在として使用し、図４、図５に示す如く、下吸込み口を活動空間に合わせて具備するものとしても良い。また、暖房時には室内の天井部近傍の空気を吸込む上吸込み口のみを形成して下吸込み口のない暖房専用の吸込みダクトとして使用し、冷房時には室内機から該吸込みダクトを取り外して冷房運転し、暖房時にのみ該吸込みダクトを連結して暖房運転時に限定して使用しても良いことは言うまでもなく、吸込みダクトの形状や吸込み口の形状や開閉手段・方法などについても前記段落「００１０」や「００１２」などと同様に外観・形状や制御方法などを図示された一例の如き吸込みダクトを規定するものではない。
一般に市販されている空気調和機の室内機との接続用に夫々に吸込みダクトや接続ダクトなどを市販の室内機の吸込み口に合わせて製作する必要があるが同様に本発明が適用できることも言うまでもない。
【００１７】
上記課題を解決するための本発明の第５の発明は、請求項５に記載された通り、室内機と室外機より構成された空気調和機において位置の高さが異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトのみを連結できる室内機で構成する空気調和機で省エネ技術に関するものであり、次のようなものである。
請求項２〜請求項４のうち、いずれか１項に記載の高さの異なる複数の吸込み口を構成する吸込みダクトを連結する壁掛け型や床置き型の空気調和機の室内機において、該吸込みダクトに室外からの新鮮空気の取入れ口を形成し、取り込む空気量を調整する調節弁などの機構を具備した該吸込みダクトとそれを室内機に一体に連結する構成である。
【００１８】
最近施工されている機密性の高い住宅において取り付けられる室内機には、一部で室外から新鮮空気を取り入れる専用ダクト付の取入れ口を有する室内機も存在するが、一般には、新鮮空気の取入れ口が無いものが多い。
本発明の吸込みダクトの下部ではダクト内での気圧が低いことを利用して室外に通じる外気取入れ口を該吸込みダクトと一体に形成し吸込みダクト内に外気を引き込むことができるもので外気の取入れ量を調整する弁などと、それを絞って空気量を制限する機構を具備した該吸込みダクトを室内機に一体に連結した室内機とする構成で、暖房時に室内の気圧を高めて隙間風の防止や最近の機密型住宅の室内空気の強制換気装置と併用して冷房時の温度の高い天井近くの空気を高所に設けた換気口より排出させる手段としても有効である。また、効果として暖房時の隙間風を防止することにより更なる快適暖房が期待できる。
外気の取入れ量を調整する弁などを絞って空気量を制限する方法は、室内機の暖房時や冷房時、又は、除湿運転時などの目的に合わせて取り入れ、空気の絞り量を変更できる機構が好ましい。また、それら吸込み口の開閉や外気取入れ弁の調整などの操作は、操作盤や手元スイッチなどで遠隔操作により自動操作できることが好ましいが手動操作で行っても良いことは言うまでもない。
また前記と同様に、これらの室内の使用状況に合わせた人の動きを自動で検知して吸込み口の開閉を電動式の開閉装置に連動させ、冷暖房を完全に自動化することが可能で、これによりさらに省電力化が図れることが期待され、制御の自動化が望ましてことは言うまでもない。
【００１９】
尚、該吸込みダクトは、図７に示す如く壁の中ばかりに限定するものでなく、室内や室外で断熱性能を持ったダクトやその結露対策をしたもので形成し、吸込み口を室内側の壁面に予め開口して取り付けることも可能で、室内機自体の吸込み口も壁面側に設計変更して配備し室内機と該吸込みダクトに接続しやすい形状で該吸込みダクトを連結して室内機を構成することも可能で、室内機は、壁掛け型や床置き型が適していることは言うまでもない。
更に、機密性の高い住宅の換気装置として一般に採用されている排気型の室内が負圧になる方式の換気装置でなく、室内機の送風機を利用しての室内の空気圧を高める方式の換気装置としても有効で、室外空気の取入れ口に抗菌型のフィルター等を接続しても良いことは言うまでもない。本方式は、一般家庭にでも可能な感染症の予防のための部屋作りに有効である。
また、これらの室内機を壁面内や室外の壁面に設置することも可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る空気調和機用の吸込みダクトとそれを連結した室内機の空気調和機では、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）本発明の吸込みダクトとそれを連結した室内機では、冷房時の消費電力量が大幅に低減でき、地球温暖化対策に大きく貢献できる効果が期待できる。
（２）本発明の吸込みダクトとそれを連結した室内機で冷房時には、扇風機のように使え、冷気の温度が従来に比較して冷たくない程度に室温を高く設定できるため一般の冷房に比べ室内の隅の方で冷えすぎて冷房病になる危険性が減少できる。
（３）一般に市販されている空気調和機は元より既に据え付けられている空気調和機であっても本発明の吸込みダクトとそれを連結した室内機とすることも可能であり、吸込みダクトと室内機の吸込み口との接続ダクトを作り、室内機の取り付け位置を天井近くの位置から冷房の必要な高さの位置まで下げれば新規に室内機を購入しなくても吸込みダクトと吸込み口の該接続ダクトを介して連結して使用することも可能である。
（４）本発明の吸込みダクトを連結した室内機では、暖房時にも室内の上層部の温度の高い空気を再加熱して床面に近い所から床面へ暖気を吹き出すために床暖房に近い暖房効果が期待でき、暖房設定温度を低められ消費電力量が大幅に低減できる効果が期待できる。
（５）本発明の吸込みダクトを連結した室内機では、室内冷房時には冷房容積が少なくなり、空気調和機の冷房能力の少ない型式のものでも同室内の冷房が可能となり、出力の同じ空気調和機でも規定広さの冷房能力より広い室内の冷房が可能である。
実際に実用例として６畳用の空気調和機で室内機を天井面より６０ｃｍ下げて壁面に設置して実用した結果、冷房時には９畳の部屋でも冷えすぎる状態で冷房設定温度を２８℃に上げて設定し風速も微風にして快適に使用できている。また、同空気調和機で暖房時には床面が特に暖かく暖房設定温度を２０℃に設定して風速も微風で快適な暖房状態を実現している。
（６）本発明の吸込みダクトにおいて室外から新鮮空気を抗菌フィルターや除菌フィルター等を介して取入れることにより室内での飛散菌を減少でき、免疫力の衰えた方の安全な部屋作りができ、同時に空気調和もできるものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例の吸込みダクトと吐出ダクトを室内機に連結できる室内機を天井に装着した状態の一例を示す室内の側面イメージ図である。
【図２】本発明の第２実施例の吸込みダクトと吐出ダクトを室内機に連結できる室内機を壁面に装着した状態の一例で室内機の位置での室内の断面イメージ図である。
【図３】本発明の第３実施例の吸込みダクトを内壁と外壁の間の壁内に設置し、吸込み口を内壁側に設け室内機を室内側に設置し該吸込みダクトと連結した状態の一例を示す断面イメージ図である。
【図４】室内機に連結された吸込みダクトと室内機を壁面に装着した状態を示す吸込みダクトの構造の一例を示す室内の部分斜視イメージ図である。
【図５】図４の室内機における室内の部分断面イメージ図である。
【図６】本発明の第４実施例の吸込みダクトを室内機に連結できる室内機を壁面に装着した状態の一例を示す室内の部分断面イメージ図である。
【図７】本発明の第５実施例の吸込みダクトを壁の内部に配置し連結する床置き型の室内機を壁面に設置した状態の一例を示す室内の部分断面イメージ図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の空気調和機を実施するための最良の形態について、室内機の型式やその取り付け方法などにより異なるが一実施例として図３を参照ながら説明する。
【００２３】
図３に示すように、本発明の一実施例として、室内機と室外機などより構成された空気調和機の室内機２４を室内の壁面の中間部から床面までの間に設置する実施例において、吸込む空気は、冷房時には室内空間の立った状態での活動空間の高さと同高さか少し上の室内の空気を吸込む下吸込み口７−１、又は、少し下の位置で椅子などに座った状態での活動空間用の場合には下吸込み口７−２とをダンパー兼蓋２０を開閉して夫々の活動空間の高さに合わせて開閉し、開かれた下吸込み口の近傍から下の室内空間の活動空間に合わせた空気を取り込んで冷房を行い、暖房時には、該室内機２４への上吸込み口８−２を室内の天井付近まで延長した吸込みダクト６−３を該室内機２４に一体、又は、別体で形成して連結し、室内の天井近傍の空気を吸い込む上吸込み口８−２のみ開いて暖房を行い、冷房時と暖房時で該室内機２４に吸い込む空気の取り入れ位置を活動空間の室内中間部と室内の高所部に使い分ける吸込みダクト６−３を室内機２４に連結できる空気調和機とする構成である。図３には、座りが主体の活動空間での冷房運転時の状態を示す。尚、該室内には、窓１５−１の高所部に通気窓１５−２を取り付け、夏場の冷房を必要とする時期には、一部を開放して室内の高所部に溜まる高温空気を外気と自然換気して、本発明の吸込みダクト６−３を連結した室内機で冷房するのが消費電力を最も低くすることが期待できる。
また、室内機２４で吹出す冷気は、扇風機のように使えるので冷房時の室温の設定温度を高めることもでき、地球温暖化対策の更なる一助にもなる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の一実施例を添付の図面で詳細に説明する。
夫々の図面には同一の働きをする部分については異なる図面間でも同一符号を使い、少し異なる形状の物などについては○○−１などと枝番号を符し、詳細な説明は省略する。
図１は、本発明の第１実施例の吸込みダクト６と吐出ダクト９を室内機２の筺体の一部として一体に連結する該室内機２を天井１６に装着した状態の一例を示す室内の側面図で冷房運転時の状態を示す。
又、熱交換器４や送風機５などで構成された室内機２と室外機１と接続配管３や制御配線などで構成された天井埋め込み型の空気調和機において室内機２の吸込み口に吸込みダクト６と送風機４の吹出し口に吐出ダクト９を室内の活動空間の方向へ連結した状態を示す。
吸込みダクト６には室内の天井１６近くに開口した上吸込み口８とその上吸込み口８の蓋で開閉できる自動又は手動の機構を備え、また、吸込みダクト６の下端部には下吸込み口７を室内で活動する人間の活動空間１４の上部の高さと略同じ高さで下吸込み口７を開口し、下吸込み口７を使わない暖房時には吸込みダクト６の部分断面図に示すダンパー３７−１で吸込みダクト６内で閉じる機構を具備し、吐出ダクト９には室内の活動空間１４の上部になる位置で上吹出し口１０の吹出し方向と、フラップ兼蓋の開閉を制御ができる自動又は手動の機構を備え、また、更に下方へ延長した位置で暖房時に吹出し方向の制御と開閉ができる下吹出し口１１の自動又は手動の制御機構を備え、室内機２の吸込み側に該吸込みダクト６を連結し、送風機５側に吐出ダクト９を連結した状態を示す側面図である。矢印は冷房運転時の空気の流れ方向の一例を示すものであるが、冷気の循環で下吸込み口７に直接に吸込まれるショートカットが起きないように方向規制されることが好ましい。
また、暖房時には、図１では塞がれている上吸込み口８を開き、ダンパー３７−１で下吸込み口７を閉じ、上吸込み口８より室内空気を吸込み、室内機２の熱交換器４で空気を再加熱し、上吹出し口１０をフラップ等で閉じ、下吹出し口１１のフラップを開いて下吹出し口１１より床面１３に暖気を吹き付けるが、その図面は、省略する。
【００２５】
図２は、本発明の第１実施例の吸込みダクト６−１と吐出ダクト９−１を室内機２１と一体に連結した壁掛け型の空気調和機の室内機２１を壁１２に装着した状態の一例を示す室内の部分断面図で冷房運転時の状態を示す。
室外機１と熱交換器４−１や送風機５−１などで構成された室内機２１と接続配管３−１や制御配線などで構成された壁掛け型の空気調和機において室内機２１の上面の吸込み口に室内の天井１６方向に吸込みダクト６−１と、室内機２１の下側の吹出し口に吐出ダクト９−１を室内の床１３方向に連結した状態を示す。
吸込みダクト６−１には、天井１６の近傍で斜め方向に開口した上吸込み口８−１と室内の活動空間１４の高さに合わせた下吸込み口７−１とその下吸込み口７−１の開口部を塞ぐことのできるダンパー兼蓋２０を開口部の上側で内接し冷房時には上吸込み口８−１のダクトを閉じ、暖房時には下吸込み口７−１を閉じる構成のものである。また、吐出ダクト９−１には、暖房用の下吹出し口１１−１と活動空間１４の中で高い位置での上吹出し口１０−１とその上吹出し口１０−１のダクトを閉じることができ同時に上吸込み口１０−１の開口部の下側で内接してその開口部を閉じ、活動空間１４の冷房時に冷風を吹出して扇風機のように使う上吹出し口１０−２を開き、同様に内接するダンパー兼蓋２０−２によって下吹出し口１１−１側のダクトを塞いでいる冷房運転時の状態を示す部分断面図である。
天井１６には、通常の照明１７が取り付けられた状態を示す。
また、矢印は、空気の流れを示したが、特に吸込みダクト６−１の下吸込み口７−１の上側でフラップ２７を取り付けることによって活動空間１４の上部に存在する暖かい空気の吸い込みを防ぐ働きを持たせて冷房時の効率を高めることが期待できる。上吹出し口１０−２の前にフラップ２７−２を取り付け室内の活動空間１４に最適方向へ冷気を吹出すのが良い。同様に上吹出し口１０−１にもフラップ２７−１を形成するのが良く、使用しない時の閉じた状態の一例を示す。
また、暖房時の図面については図１と同様に上吸込み口８−１より室内の高温空気を吸込み、他の下吸込み口７−１をダンパー兼蓋２０で閉じ、上吹出し口１０−１及び１０−２もダンパー兼蓋２０−１及び２０−２で閉じ、下吹出し口１１−１より床面１３に暖気を吹き付けて暖房するが、その図面は、省略する。
【００２６】
図３は、本発明の第３の発明の一実施例として、室内機と室外機などにより構成された空気調和機の室内機２４を室内の壁面の中間部から床面までの間に設置し、また壁１２の内部に設置された吸込みダクト６−３が背面に吸込み口がある室内機２４に壁側で一体に連結され冷房運転時の状態を示す断面図である。
本発明の第３の実施例では、冷房時には活動空間の立ち作業用活動空間１４−１、椅子作業用活動空間１４−２の高さと同高さか少し上の室内の空気を吸込む下吸込み口７−１と座り作業時などに適したより低い位置で吸込む下吸込み口７−２を具備し、室内機２４への下吸込み口７−１又は下吸込み口７−２でダンパー兼蓋２０を開閉して活動空間の高さに合わせ開口し、開口した下吸込み口の近傍から下の室内空間の活動空間１４−１又は１４−２に合わせた冷房を行い、暖房時には、下吸込み口７−１及び７−２の開口部を閉じダンパーを上吸込み口８−２側に開放し、室内の天井付近に達する上吸込み口８−２を形成した吸込みダクト６−３を該室内機２４に一体、又は、別体で形成して連結し、上吸込み口８−２より室内の天井１6近傍の暖かい空気を吸い込み暖房を行い、冷房時と暖房時で該室内機２４に吸い込む空気の取り入れ位置を室内の中間部と高所部に使い分ける吸込みダクト６−３を室内機２４に連結された空気調和機を示す。
矢印は、空気の流れを示し、低い活動空間１４−２での冷房運転時の状態を示す。活動空間の体積が少ない分、消費電力量も減少する効果が大きい。
また、暖房時には、通気窓１５−２を冬でもあり閉じ、下吸込み口７−１及び７−２をダンパー兼蓋２０で閉じ、上吸込み口８−２より室内の天井１６の近傍に溜まる暖気を室内機に吸込みダクト６−３で吸引し再加熱して室内機のフラップ２９で床面方向に風向を向け吹出すがその図面は、省略する。
【００２７】
また、図３に示すが、本発明では、冷房運転中に人や天井１６や照明などの電気設備機器より発生する温度の高い空気は天井近くに溜まるが、通気窓１５−２を少し開けて換気をすることにより温度の高い室内空気が少し低い外気と自然換気で入れ替わり、非特許文献１と同様に冷房運転が実現できる一例として示す。同様に図１や図２の状態の室内でも冷房時用には通気窓１５−２を設置するのが好ましい。
また、空気調和機の運転状況に連動して通気窓１５−２や換気装置が同調して開閉する連動機構を備えるものが良いことは言うまでもない。
【００２８】
尚、図３に示す吸込みダクト６−３は、内壁１８と外壁１９の間に空間のある壁１２の内部に設置した一例で、上吸込み口８−２や下吸込み口７−１やその下の下吸込み口７−２を内壁１８に合わせて開口して取り付け、該室内機２４は、その吸込み口を壁側に設計変更して形成し、熱交換器２５や送風機２６やフラップ２９やダストフィルター等の室内機に必要な部品一式を備えた構成である。また、吸込みダクトは壁内設置型でなく室内側の壁面に沿わせる形状で、一般に市販されている室内機で上部に吸込み口を有する物に連結して構成しても本発明の空気調和機を構成とすることが可能であることは言うまでもない。
また、既に据え付けられている室内機を室内壁の中間部に据え付け直し、本発明の吸込みダクトのみを購入してこれを連結して室内機として利用することも可能であるが、吸込み口に合わせた連結部品の接続ダクトを夫々の機種に合わせておけば本発明の利用の範囲であることは、言うまでもない。また図３には、下吸込み口７−１や７−２の開口部の裏側に構成されたダンパー兼蓋２０は、手動の物を例記したが、自動で開閉でき、しかも、遠隔操作ができるものであればより使い易くなることは言うまでもなく、手動・自動の手段を規定するものではない。
【００２９】
図４、図５は、本発明の第４の実施例である伸縮自在の吸込みダクト６−４を壁掛け型空気調和機の室外機に連結できる室内機２８を壁面１２に取り付けた状態の一例を示す室内の部分斜視図の図４と、その部分断面図が図５である。本図においては、壁１２の中間部で利用者が主に立ち作業の活動空間１４−１に合わせた壁の中間部位に壁掛け型空気調和機の室内機２８を取り付け、伸縮自在型のスライド式ダクト３８−１を一連に吸込みダクト６−４に内側に装着して該吸込みダクト６−４に下吸込み口７−４と上吸込み口８−３を形成し、該吸込みダクト６−４を室内機２８の吸込み口の外縁部において連結し、該下吸込み口７−４の上部内側に構成した吸込み口を切替えるためのダンパー兼蓋３３を回動して該下吸込み口７−４の開口部をダンパー兼蓋３３で閉じた状態（図4を参照）を示し、図４の該室内機２８は、暖房運転中で室内機本体の吹出し口よりフラップ２９−１を下方向にして床１３方向に温風を吹き出している状態の一例を示している。矢印は、暖房時の上吸込み口８−３より天井１６付近にある温度の高い空気がスライド式ダクト３８−１を通り吸込みダクト６−４を経て該室内機２８に取り込み、該室内機２８で加熱して温風に変える。図５の冷房運転時には、ダンパー兼蓋３３は開放されている。また、暖房時には図４に示した如く、もう一方の壁１２には窓１５−１と通気窓１５−２を例示しているが、密閉しておくのが良い。
室内機２８の取り付け高さは、活動空間１４−１の高さに合わせて取り付け、天井１６の高さに合わせて上吸込み口８−３を取り付けられるように吸込みダクト６−４の内部にスライド式ダクト３８−１を滑合させて上吸込み口８−３と下吸込み口７−４を形成した一例である。
【００３０】
図５は、図４の室内機２８と吸込みダクト６−４とスライド式ダクト３８−１の部分における建物の一部の部分断面図である。図５に示す室内機２８は冷房運転時の状態を示しており、通気窓１５−２は半開放の状態を図示している。冷房が必要な時期には、天井１６は、屋根４１から侵入する熱で天井１６が高温になり、照明１７からの発熱や壁面１２や窓１５−１などから進入する熱で空気が加熱されて温度の高い空気が発生するが上昇して室内の上層部に溜まり、非特許文献１の如く２箇所に小窓を開放しなくても少しの高さ方向の幅がある通気窓１５−２があれば一部開放された窓の上側で温度の高い空気が室外に逃げ、少し低い温度の外気がその下側から室内に入り込み自然換気ができる。利用者の活動空間１４−１において下吸込み口７−４を開放し、ダンパー兼蓋３３で上吸込み口８−３側の吸込みダクト６−４の内側を閉じて活動空間１４−１の室内空気は、室内機２８の吸込み口３０を経て熱交換器３１を通って冷却され、冷気となって送風機３２で送風されフラップ２９−１をやや上向きにして室内機２８の本体の吹出し口より活動空間１４−１の冷房を行っている状態の一例を図示している。
窓１５−１は、冷房時には閉じておくのが良い。
暖気は軽く上昇し、冷気は重く下降するために活動空間１４−１の上側の空気温度が高いため室内を循環させる空気は、撹拌状態の少ない層流状態で冷房するのが最も熱ロスを少なくさせるのに良い。図２や図６に示すように、図５においても下吸込み口７−４の開口部の上側に空気の流れで上方の空気を吸込まないようにする庇状のフラップを取り付けることにより冷房時に室内上層部の温度の高い空気を冷却しないようにすることも有効であり、図示していないが、本発明の範囲であることは言うまでもない。
通気窓１５−２の開けられない室内では温度の高い空気が室内上層部に溜まるが、外部との温度差が少なくなるために高い温度の空気が熱の進入を抑制したり逆に放出されたりするため、空気の持つ断熱特性を利用して空気の撹拌をしないように送風機の風速を下げて弱や微風にすることで活動空間１４−１の冷房時の消費電力を減らし効率的に行うことができる。
また、室内機２８を低く取り付けるために活動空間内の冷風は、扇風機のように横方向に簡潔的に送風することが可能で、これらの作用と合わせてより良い空気調和機を普及させることが可能である。また、暖房時には、上吸込み口８−３から温度の高い空気を吸い込み、室内機２８の取り付け位置が低い分、室内の低い位置に溜まる冷気と吹出される暖気の撹拌が減少し、従来の高い位置に設置された方式より高い温度の空気が床１３の表面を這うため暖房時の快適性が向上する効果がある。
【００３１】
図６は、本発明の第４の実施例である伸縮自在の吸込みダクトの他の一実施例の断面図である。
一般に市販されている壁掛け式空気調和機の室内機２８（２点鎖線で図示）には上方に室内空気を取り込む吸込み口を形成したものがあるが、その吸込み口の形状に合わせた連結部を形成した接続ダクト３４とそれに接続する吸込みダクト６−５に下吸込み口７−５とその開口部の蓋３６と吸込み口を使い分けるダンパー３７−２を構成し、和室などに多い鴨居３９（２点鎖線で図示）の部分がダクトの裏面で湾曲した湾曲部３５で、該鴨居３９の形状に合わせて切り込める合わせカット部４０を形成し、上部にスライド式ダクト３８−２を装着し、上吸込み口８−４を天井１６（２点鎖線で図示）の高さに合わせてネジ４３などでスライド式ダクト３８−２を壁面１２（２点鎖線で図示）に固定した一例を図示している。
矢印は、冷房運転時の空気の流れを示す一例であるが、蓋３６を水平方向に開けて使用すれば庇の働きをして室内の上層の暖気の吸込みを減らす働きがあり、前記した通り冷房運転時の消費電力の低減効果が期待できる。
また、ネジ４３は、取り外しが自在の引っ掛け式固定方法にして冷房運転時には吸込みダクトを使わないで、室内機２８のみを単独に使っても良く、その場合には下吸込み口７−５やダンパー３７−２もなく高さを切断することなどで高さ調整が可能な専用の吸込みダクトと接続ダクト部が一体にできる物があれば本発明の構成ができることは言うまでもない。
また、鴨居３９や吸込みダクト６−５の形状などは、一例を示したもので外観を良くする工夫が必要であることを示す一例であり、外観は勿論のこと形状や付帯機能について図示した如く形状や構造を規定するものではない。
尚、背面図や側面図や底面図などは省略する。また、暖房時の図面についても同様につき省略する。
【００３２】
図７は、本発明の第５の一実施例である例えば壁埋め込み型の吸込みダクト６−６を床置き型空気調和機の室外機に連結できる背面吸込み式の室内機４２（２点鎖線で図示）を壁面１２に装着した状態の一例を示す室内の部分断面図である。本図においては、冷房運転時の活動空間の中間部から下の冷房運転を実施している状態で室内機４２の上吹出し口１０−３より冷気を吹出している状態を示している。吸込み口の構成やダクトの構成などまた、冷房運転時の室内の状況などについては前記と同様につき説明を省略する。
本発明の全ての吸込みダクトの内部では、室内機４２が作動中には負圧になり、外気取入れ口２２と空気の流入量を制御する調節弁２３を、例えば図７に示す如く吸込みダクト６−６に形成し外気の流入をさせる通気部を外壁１９に具備させておけば冷暖房時には、室内に外気を取入れ、換気を強制的に行える。
特に暖房運転時には、室内の圧力を高めてドアや窓周辺の隙間より進入する冷気を防ぐのに効果があり、暖房運転時の快適性を向上できる効果が期待できる。
該吸込みダクト６−６には活動空間１４に合わせて下吸込み口が３箇所に設置している例であるが、最下段の吸込み口７−３を使用した冷房では座って寛ぐ時などに適し、就寝時に微風運転で冷房するのに都合が良い。また、通気窓を少しは開放しておくことにより室内空気の乾燥度が低くなりすぎることがなく、就寝時の冷房運転で喉を痛めることなどが防止できる効果が期待できる。
また、暖房には、一般に市販の床置き型の室内機４２では下吹出し口１１−３から直接に暖気を床面に吹出すものがあり、その場合には、下吸込み口７−１、下吸込み口７−２、及び、下吸込み口７−３の開口部を夫々のダンパー兼蓋２０で閉じ、上吸込み口８−２より天井の近傍に上昇して溜まった温風を吸込みダクト６−６で室内機４２に吸引し、再加熱して該室内機４２の下吹出し口１１−３より床１３の近くで床面に這わせるように温風を出して暖房運転を行うものである。吸込みダクト６−６がこの場合には壁１２の内部に設置された一例であるため室内機４２の吸込み口を背面側に一部設計変更をすると良い。暖房運転時には、本発明の吸込みダクトを併用することにより一般の床置き型の空気調和機に比べ吸込む空気の温度が高いため消費電力量を更に低減できることが期待される。
また、冷房時には必要な活動空間１４の高さに合わせた冷房が可能で、床面に近い所で溜まる冷気を該室内機４２の本体の一部に吸込み量を調節できる吸込み口を合わせて設けることも可能であることは言うまでもない。なお、暖房運転時の図面についても同様につき省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
一般家庭用の空気調和機以外にも小規模販売店や大規模オフィスなどの冷暖房設備などにも利用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・・室外機  
２・・・・室内機
３・・・・接続配管  
４・・・・熱交換器
５・・・・送風機          
６・・・・吸込みダクト
６−１・・・・吸込みダクト        
６−２・・・・吸込みダクト
６−３・・・・吸込みダクト        
６−４・・・・吸込みダクト
６−５・・・・吸込みダクト        
６−６・・・・吸込みダクト
７・・・・下吸込み口          
７−１・・・・下吸込み口
７−２・・・・下吸込み口          
７−３・・・・下吸込み口
７−４・・・・下吸込み口          
７−５・・・・下吸込み口
８・・・・上吸込み口          
８−１・・・・上吸込み口
８−２・・・・上吸込み口          
８−３・・・・上吸込み口
８−４・・・・上吸込み口          
９・・・・吐出ダクト
９−１・・・・吐出ダクト          
１０・・・・上吹出し口
１０−１・・・・上吹出し口          
１０−２・・・・上吹出し口
１０−３・・・・上吹出し口          
１１・・・・下吹出し口
１１−１・・・・下吹出し口          
１１−３・・・・下吹出し口
１２・・・・壁                  
１３・・・・床
１４・・・・活動空間            
１４−１・・・・活動空間
１４−２・・・・活動空間            
１５−１・・・・窓
１５−２・・・・通気窓              
１６・・・・天井
１７・・・・照明                
１８・・・・内壁
１９・・・・外壁                
２０・・・・ダンパー兼蓋
２０−１・・・・ダンパー兼蓋        
２０−２・・・・ダンパー兼蓋
２１・・・・室内機              
２２・・・・外気取入れ口
２３・・・・調節弁              
２４・・・・室内機
２５・・・・熱交換器            
２６・・・・送風機
２７・・・・フラップ            
２７−１・・・・フラップ
２７−２・・・・フラップ            
２８・・・・室内機
２９・・・・フラップ            
３０・・・・吸込み口
３１・・・・熱交換器            
３２・・・・送風機
３３・・・・ダンパー兼蓋        
３４・・・・接続ダクト
３５・・・・湾曲部              
３６・・・・蓋
３７−１・・・・ダンパー            
３７−２・・・・ダンパー
３８・・・・スライド式ダクト    
３８−１・・・・スライド式ダクト    
３８−２・・・・スライド式ダクト    
３９・・・・鴨居          
４０・・・・合わせカット部      
４１・・・・屋根          
４２・・・・室内機              
４３・・・・ネジ