(57)【要約】【課題】室内の人が不快に感じることなく、部屋全体を快適な室温にするための気流制御を実現する空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機は、室内の空気を取り込む空気取込口１０と、空気を吐き出す吹出口１１と、取込口１０より取り込まれた空気を冷媒と熱交換する熱交換器１３と、熱交換器によって熱交換された空気を吹出口１１に送風する室内ファン１４を有する。吹出口１１には、吹出口１１から吐き出される空気を直進性のある気流に変換して送風する送風手段１６が設けられている。制御部２は、送風手段１６の送風強度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気取り込み口から取り込んだ空気を熱交換した後、空気吹出し口から室内に送風する空気調和機において、
前記空気吹出口から吐き出される空気を直進性のある気流に変換して送風する送風手段を設けたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記送風手段は、前記空気吹出口の空気吐き出し方向の前部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記送風手段の送風強度を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記制御手段は、空気調和機から吐き出された空気が、該空気調和機の設置位置と対面する壁面に当たって降下し、反対方向に逆流するように前記送風手段の送風強度を制御することを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記空気調和機に、該空気調和機の設置位置と対面する壁面までの距離を検出する距離センサを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項６】
前記制御手段は、前記距離センサによる距離測定結果に基づいて前記送風手段の送風強度を制御することを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記制御手段は、
初期の電源投入時に、前記距離センサによって、前記対面する壁面までの距離を測定し、該測定結果に基づいて前記送風手段の送風強度を決定するとともに、該測定値を記憶手段に記憶させ、
次回の電源投入時に、前記記憶手段に記憶した測定値に基づいて前記送風手段の送風強度を決定する距離測定制御手段を有していることを特徴とする請求項５又は請求項６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、部屋全体が快適な室温となるように気流制御する空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室内機は、取込口と吹出口が設けられた筐体内に熱交換器と室内ファンとを有しており、冷房運転の際、室内機内に取り込まれた空気は熱交換器によって熱交換された後、冷風として吹出口から室内に吹き出される。吹き出された冷風の風向は、吹出口付近に設けられたルーバによって制御されるが、室内を快適な環境にすることを目的として様々な提案がされている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載されている空気調和機では、空気調和機に補助送風ユニットを設けた空気調和機が開示されている。冷房運転モードにおいて補助送風ユニットから送り出される空気は、冷風とほぼ並行するように送風されることによって、冷風を補助送風ユニットが作り出す空気の流れに沿うように流し、冷風が直接人体に当っていわゆるドラフト感を感じさせない空調運転を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９６６３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の空気調和機では、補助送風ユニットの作り出す空気の流れに沿うように冷風が流れていくため、補助送風ユニットの作り出す空気の流れが失速等によって床面に向かって落ち込むと、冷風もその流れに沿って床面に向かって流れてしまう。空気調和機が設置される部屋の広さによっては、冷風が部屋の中央部の人がいる範囲に直接流れる可能性がある。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するため鋭意検討した結果なされたものであり、冷風が直接当たることによって室内の人が不快に感じることなく、部屋全体を快適な室温にするための気流制御を実現する空気調和機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明にあたっては、空気取り込み口から取り込んだ空気を熱交換した後、空気吹出し口から室内に送風する空気調和機において、
前記空気吹出口から吐き出される空気を直進性のある気流に変換して送風する送風手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明にあたっては、前記送風手段は、前記空気吹出口の空気吐き出し方向の前部に配置されることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明にあたっては、前記送風手段の送風強度を制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明にあたっては、前記制御手段は、空気調和機から吐き出された空気が、該空気調和機の設置位置と対面する壁面に当たって降下し、反対方向に逆流するように前記送風手段の送風強度を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明にあたっては、前記空気調和機に、該空気調和機の設置位置と対面する壁面までの距離を検出する距離センサを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明にあたっては、前記制御手段は、前記距離センサによる距離測定結果に基づいて前記送風手段の送風強度を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明にあたっては、前記制御手段は、初期の電源投入時に、前記距離センサによって、前記対面する壁面までの距離を測定し、該測定結果に基づいて前記送風手段の送風強度を決定するとともに、該測定値を記憶手段に記憶させ、次回の電源投入時に、前記記憶手段に記憶した測定値に基づいて前記送風手段の送風強度を決定する距離測定制御手段を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、吸込口から取り込まれ冷媒と熱交換された空気が送風手段によって、直進性を持った気流で吹き出されるので、熱交換された空気が途中で落ちることなく、一定の高度を維持して対面の壁面まで送風される。熱交換された空気は対面した壁面まで到達した後、床面に移動するため部屋全体を気流が循環することになり、室内にいる使用者に直接風が当たることなく、室内の室温を制御することが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、送風手段が筐体に設けられる吹出口から吹き出される空気を漏らさず取り込むことが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、空気調和機を設置する部屋の大きさに応じて送風手段の風量の調整が可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、空気調和機から吐き出された空気が室内を循環するように制御手段によって送風手段の送風強度を制御することで室内全体の温度を均一にすることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、距離センサが送風手段と同じ側に配置されるため、送風手段から送風される方向にある壁面までの距離を計測することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、空気調和機と対面する壁面までの距離に応じて、送風手段の送風強度を設定できるため、無駄に電力を消費することなく壁面まで送風することが可能となる
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、電源を始めて投入した場合のみ距離測定を行い、２回目以降は、記憶した値を使用することによって運転までの時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係わる空気調和機の室内機の概略構造図
【図２】本実施形態に係わる空気調和機の制御ユニット部のブロックダイアグラム図
【図３】本実施携帯に係わる空気調和機の動作に関するフローチャート
【図４】本実施形態に係わる空気調和機の距離測定に関するフローチャート
【図５】本実施形態に係わる空気調和機の実験スペースの上面図
【図６】従来の空気調和機の風速分布グラフ
【図７】従来の空気調和機の体感温度グラフ
【図８】本実施形態に係わる空気調和機の風速分布グラフ
【図９】本実施形態に係わる空気調和機の体感温度グラフ
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施形態は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２３】
本実施形態に係わる空気調和機の室内機１００について図1を用いて説明する。
【００２４】
室内機１００は取込口１０と吹出口１１を有する筐体１内に、フィルタ１２、熱交換器（蒸発器）１３、室内ファン（第1の送風部）１４、制御部２が収納されている。また、送風部１６は、室内機の前面下方に設置される。
以下に詳細を説明する。
【００２５】
筐体１には、室内の空気を取り込む取込口１０が室内機１００の上面または前面に配置されている。取込口１０の位置、大きさについては任意に決めることができる。筐体１の前面下方には、室内機１００によって熱交換された空気を室内に吐き出す吹出口１１が設けられる。
【００２６】
フィルタ１２は、取込口１０近傍に配置される。室内から取り込まれる空気に含まれるチリや埃または花粉などの異物はフィルタ１２内を通過することによって除去される。
図１に示されるフィルタ１２は、取込口１０の上面から前面にかけて一体に構成されているが、上面フィルタ用、前面フィルタ用のそれぞれに対応するようにフィルタを取り付ける構成であっても良い。
【００２７】
この構成であれば、汚れているフィルタのみを交換することが可能なので、フィルタがまだ使用可能であるにもかかわらず全部を交換する一体型のフィルタよりも利便性が高い。
【００２８】
熱交換器１３は、内部に冷媒（不図示）が充填されたパイプが設けられており、室内から取り込まれた空気の熱と熱交換器１３内の冷媒とで熱を交換する。
冷房運転時は室内から取り込まれた空気に含まれる熱を冷媒が吸収することで冷気を生成し、暖房運転時は冷媒が保持している熱を室内から取り込まれた空気に与えることで暖気を生成する。
熱交換器１３は後述する室内ファン１４を取り囲むように配置されるが、熱交換器の個数、配置位置については任意に決めることが可能である。
【００２９】
室内ファン１４は、取込口１０から室内の空気を取込み、熱交換器１３によって熱交換された空気を吹出口１１から吹き出す気流を作り出すものである。ファンは貫流ファンが用いられることが多いが、他のタイプのファンであっても構わない。
【００３０】
ルーバ１５は、室内ファン１４によって吹出し口へ流れる気流を制御するものである。フィン状の板が、上下に稼動することによって気流の方向などを制御する。
ルーバ１５は、固定されたフィンであっても良いし、又は無くても良い。
【００３１】
送風部１６は、筐体１の吹出口１１の近傍に設置される。送風部１６内には、室内ファン１４とは別にファン（不図示）が設けられている。吹出口１１から吐き出された空気は、送風部１６を通して、直進性のある気流に変換されて送風部１６の出口から吐き出される。送風部１６の吹出口の形状は直進性を持たせるために、竜巻状に空気を回転させるような形状にすることが望ましい。
【００３２】
送風部１６は、送風部１６内のファンを駆動する駆動部のほかに、送風部１６の吹出し口の方向を上下に稼動させるための駆動部を設けても良い。
【００３３】
制御部２は、室内機１００内部に設けられ、室内ファン１４、送風部１６の駆動制御や空気調和機の制御を行う。図１に示す制御部２は、室内機１００の後方下側に配置されているが、室内機１００の何処に配置されても良い。
【００３４】
室内機１００内に設けられる制御部２について図２を用いて説明する。
【００３５】
制御部３は、室内機１００や室外機４内にある各駆動部を制御するとともに、後述する各センサからの信号に基づいて各駆動部を駆動するための演算処理を行う。以下に詳細を説明する。
【００３６】
処理装置２０は、後述するセンサ部２３、リモコン３などから出力される信号に基づいて、所定の制御を行うための演算を行う。
【００３７】
記憶装置２１は、処理装置２０で行われる演算結果や演算途中の値、又は各種運転に必要な設定値を格納するものである。
【００３８】
タイマ２２は、あらかじめ設定した時間までの残り時間時間を計算するものである。タイマ２２は、処理装置２０からの信号によって計時が開始され、あらかじめ設計した時間に到達した後、計時終了を知らせる信号を処理装置２０に対して出力する。
【００３９】
センサ部２３は、温度センサ２３１、距離センサ２３２を少なくとも有している。温度センサ２３１は、室内の温度を計測する。距離センサ２３２は、室内機１００が取り付けられている壁と対面側の壁までの距離を測定する。測定方法は、赤外線・超音波・レーザのいずれでも構わない。
【００４０】
受光部２４は、リモコン３から送信される制御信号を受信して、制御内容を処理装置２０に出力するものである。
【００４１】
ドライバ部２６は、室外機４内にある圧縮器４１、室外ファン４２と、室内機１００内にある室内ファン１４、送風部１６の駆動部に処理装置２０からの命令を出力するものである。室外機４内にある圧縮器４１や室外ファン４２の駆動部は室外機４内に設けられても良い。
【００４２】
電源部３７は、商用電源（不図示）を空気調和機１００の各部に適切な電圧に変換して電力を供給する。
【００４３】
次に本実施形態に係る空気調和機の制御について説明する。図３は、図２示す制御部２の制御フローを示す。以下、図３のフローにしたがって制御部２による制御を説明する。
【００４４】
空気調和機は電源が投入されると、電源部３７から空気調和機の各部に電力が供給される（Ｓ１００）。
電源供給後、処理装置２０は、記憶装置２１に記憶されている距離測定プログラムを読み出して空気調和機が設置されている壁面と対面する壁までの距離を測定する距離測定ステップを実行する（Ｓ１０１）。距離測定ステップの詳細は別途説明をする。
距離測定ステップが終了後、直近の運転状態に設定するための設定値を記憶装置２１から読み出し処理装置２０のレジスタや記憶装置２１の所定の領域に設定値を書き込む（Ｓ１０２）。
次に運転モードが通常運転か就寝時運転のいずれかを、前ステップＳ１０２で書き込まれた設定値に基づいて判定する（Ｓ１０３）。
【００４５】
ステップＳ１０３で通常運転と判定されたときは以下のフローに従って制御が行われる。
まず、現在の運転設定が所定の時刻または、一定の運転時間を経過したときに、運転を停止するタイマ運転モードか否かを判定する（Ｓ１０４）。
タイマ運転モードの場合、運転を開始したことをトリガとしてタイマ２２が動作を開始する（Ｓ１０５）。運転時間が設定されていない場合は、タイマ２２を動作させること無く次のステップへ進む。
【００４６】
空気調和機はステップＳ１０２で設定された設定に従って運転される（Ｓ１０６）。
タイマ２２があらかじめ設定された時間に達しているか否かを定期的にチェックし（Ｓ１０８）、まだ設定時間に達していない場合は通常運転を継続するが、設定した時間に達した場合は運転を停止する（Ｓ１０９）。
【００４７】
ステップＳ１０３で、運転モードが就寝時運転と判定されたときは、就寝時運転を開始する（Ｓ１１４）。就寝時運転が終了したときは、運転を停止する（Ｓ１０９）。
【００４８】
上記運転中に、運転状態が変更されたときは、処理装置２０によって割り込み制御が行われ設定値を変更後、ステップ１０３に進む（Ｓ１１０）。
【００４９】
運転停止後、電源が切られたかどうかを判定する（Ｓ１１１）。電源が切られた場合は設定保存ステップ（Ｓ１１２）に進み、電源が切られないときは運転停止状態を継続する（Ｓ１１１）。
設定値保存ステップ（Ｓ１１２）では、直近の設定値を記憶装置２１に書き込み保存する。設定値が記憶装置２１に書き込まれたことを確認して、電源を切り運転を終了する（Ｓ１１３）。
【００５０】
次に実施例に係る空気清浄機の距離測定制御について説明する。図４は距離測定制御フローを示す。以下、図４のフローにしたがって制御を説明する。
【００５１】
距離測定制御が開始後、記憶装置２１の所定の領域に書き込まれている測定回数データから距離測定制御が１回目か２回目以上行われたかを判定する（Ｓ２００）。
【００５２】
距離測定が１回目の場合、制御部２は、距離センサを起動させる（Ｓ２０１）。距離センサは、必要に応じて起動させることによって無駄な電力を消費しないので、距離測定時の都度起動させるほうが好ましいが、常に電源が投入されていても構わない。この場合、ステップＳ２０１は制御フローから省かれる。
【００５３】
距離センサ２３２が起動された後、空気調和機と対面の壁までの距離を測定する（Ｓ２０２）。距離センサ２３２の測定結果より対面の壁までの距離に基づいて、熱交換された空気を対面の壁まで届かせるのに十分な送風部１６の送風強度を算出する（Ｓ２０３）。
算出された送風強度の設定値は、記憶装置２１の所定の領域に書き込まれる（Ｓ２０４）。また、この時測定回数の更新を行い、記憶装置２１の所定の領域に書き込まれる。
設定値が書き込まれた後、距離センサ２３２は処理装置２０によってオフ状態にされる（Ｓ２０５）。
なお、測定回数は、工場出荷時または主電源が切られたときにリセットされる。
【００５４】
ステップＳ２００で、測定回数が２回目以上であると判定されたときは、１回目の測定によって算出された送風部１６の送風強度の設定値を記憶装置２１の所定の領域から読み出す（Ｓ２０６）。
【００５５】
ステップＳ２０３で求められた設定値又は、記憶装置２１から読み出された設定値に基づいて送風部１６の送風強度が設定され（Ｓ２０４）、距離測定制御は終了する。
【００５６】
次に、本発明に関する空気調和機の室内において送風部の有無による気流分布について行った実験について説明する。
図５に示すように、実験に当たって室内機１００の送風部１６は床面から１８０ｃｍの高さになるように設置する。実験スペースには９つの観測点を設定した。室内機１００からみて左側、中央、右側の順番に室内機１００手前側から置く側の順番で、１から９まで番号を付与した。
また、各観測点には床面から３０ｃｍごとに風速、温度を測定する測定点をもうけた。
【００５７】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）には、従来の空気調和機について前述の観測点４、５、６におけるそれぞれの風速の分布を示したものである。図６からも判るとおり、床面から１８０ｃｍの高さで空気調和機から吹き出された空気の風速は領域４では１８０ｃｍで最大となっているが、空気調和機から離れていくにつれて、最大値を記録しているのは１５０ｃｍ（観測点５）、１００ｃｍ（観測点６）と、気流は空気調和機から吹き出された後床面へと落ちているのがわかる。
【００５８】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図６同様に従来の空気調和機についてそれぞれの観測点のそれぞれの高さにおいて計測した体感温度を示したものである。
体感温度は、人の肌が感じる温度の感覚を数値で示したもので、以下に示すリンケ体感温度に基づいて算出した。
【００５９】
Ｌ[℃]＝Ｔ[℃]−４＊Ｖ1/2[ｍ／ｓ]
【００６０】
上記数式において、Ｌは体感温度、Ｔは室温、Ｖは風速である。
【００６１】
図６より空気調和機から吐き出される空気が空気調和機から離れるにつれて落ち込んでいくため、図７に示すとおり１８０ｃｍ（領域４）、１５０ｃｍ（領域５）、９０ｃｍ（領域６）というように、空気調和機から離れるにつれて最低の体感温度を記録した高さが低くなっている。この場合、室内の人に直接空気調和機からの風が当たることにより設定温度よりも低い温度と感じるため不快感を催す。
【００６２】
一方、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明に関する空気調和機における実験での風速の分布結果を示している。図８より、風速自体は小さくなっているが、領域４、５、６での最大風速を記録している高さは１８０ｃｍであり、空気調和機から吐き出された空気は途中で床面へ向けて落ちていく現象は見られない。これは、送風部１６によって直進性を持つ気流に変換されているからである。
【００６３】
また、１８０ｃｍをピークに高さが低くなるにつれて風速は小さくなるが、１５０ｃｍより低いところでは、再び風速が大きくなっている。これは、送風部１６によって空気調和機の室内機１００から吹き出された冷風が室内機１００と対面する壁面にぶつかり、壁面に沿って床面に降りていき、床面付近で冷風が室内機１００の取り付けられている壁面に向かって冷風が流れていくためである。
言い換えると、１８０ｃｍの高さを維持した冷風が対面の壁を伝って床面に流れ、床面に沿って空気調和機に向かって冷風が流れることで冷風が循環していることを示している。
なお、部屋の構造によっては、前記壁面には、例えばパーティション等の仕切面等も含まれる。
【００６４】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図８同様に本発明に関する空気調和機についてそれぞれの観測点のそれぞれの高さにおいて計測した体感温度を示したものである。体感温度は前述したリンケの式を用いて算出した。計算の結果、体感温度として低く感じるのは領域４、５、６いずれにおいても２１０ｃｍ付近の高さであり、室内にいる人に直接、空気があたることが無い。
【００６５】
以上のように、本実施形態によれば直接室内の人体に冷風を当てることなく快適な室温を作り出すことのできる気流制御を提供することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００  室内機
１      筐体
１０    取込口
１１    吹出口
１２    フィルタ
１３    熱交換器
１４    室内ファン
１５    ルーバ
１６    送風部
２      制御部
２０    処理装置
２１    記憶装置
２２    タイマ
２３    センサユニット
２３１  温度センサ
２３２  湿度センサ
２４    操作部
２５    受光部
２６    ドライバ部
２７    電源部
３      リモコン
４      室外機
４１    圧縮器
４２    室外ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015045426.tif 000009
【図８】
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【図９】
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