(57)【要約】【課題】上部の吹き出し口から吐出される空気と、下部の吹き出し口から吐出される空気との温度調節の範囲を拡大し、室内の温度分布を最適に調整して快適性を向上する。【解決手段】筐体１０の前面に吸い込み口１１と、吸い込み口１１の内側に熱交換器１２と、吸い込み口１１の両側に吹き出し口１５と、熱交換器１２と吹き出し口１５との間にクロスフローファン１４とを備えて、吸い込み口１１から吹き出し口１５に通じる複数の空気流路１８を構成し、空気流路１８ごとの空気が熱交換器１２を通過する面積を調節する伸縮自在で前端に電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートを備えた仕切部材２１を熱交換器１２の後部に設けたもので、上下それぞれの吹き出し口１５から吐出する空気を熱交換器１２に通過させる面積を自由に変化して上下の吹き出し空気の温度を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の前面に吸い込み口と、前記吸い込み口の内側に熱交換器と、前記吸い込み口の上下に吹き出し口と、前記熱交換器と前記吹き出し口との間に送風機とを備えて、前記吸い込み口から前記吹き出し口に通じる複数の空気流路を構成し、前記空気流路ごとの空気が前記熱交換器を通過する量を調節するために吸込み口に可動パネルを設け、前記可動パネルは電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートにより構成されたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
筐体内部の風路において、上下の吹き出し口の手前に可動する可動仕切板を設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
上下の吹き出し口の手前に可動仕切板を備え、前記可動仕切板は電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートにより構成されたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項４】
高分子シートは、電圧を印加することで反り変形をする性状をもつイオン伝導性高分子素子で構成されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項５】
高分子シートは、薄板状の弾性樹脂材で被包されていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項６】
可動パネル又は可動仕切板であるところの可動シートを反り変形させる時のみ高分子シートに電圧が印加される構成であることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一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、室内の冷房または暖房を行う空気調和機の室内機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気調和機は複数の吹き出し口を有し、それぞれの吹き出し口において、吸込まれた空気が熱交換器を通過する面積をダンパーで変化させる機能を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来の空気調和機の室内ユニットの断面図である。図５に示すように、筐体１０の前面に吸い込み口１１と吸い込み口１１の上下に吹き出し口１５が形成され、筐体１０の内部には熱交換器１２と、熱交換器１２で凝縮した凝縮水を排水するドレンパン１３と、吸い込み熱交換器１２の上下方向にモータ（図示せず）と接続されたクロスフローファン１４がそれぞれ配置され、また、筐体１０の後内部には上下それぞれの吹き出し口１４へ吐出される空気が熱交換器１２を通過する面積を変化させるダンパー１６と、熱交換器１２の裏側で高さ方向にほぼ３等分した位置に設けられてダンパー１６の先端と接触する上下２本のリブ１７とから構成されている。
【特許文献１】実開平２−１４７７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では熱交換器を通過した空気は必ず上下２箇所の吹き出し口から吐出されるもので、熱交換器を通過した空気の全てを上部の吹き出し口のみから吐出させること、または下部の吹き出し口のみから吐出させることができない構成であるため、空気調和機の運転状態によって室内の温度分布を最適に調整することができずに不快感が大きくなってしまうことがあるという課題を有するなど、吹き出し方法の選択範囲が狭いものであった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換器を通過した空気を上下の吹き出し口へ分流する調節を広範囲に行うことができる仕切部材の構成とともに、運転状態に関わらず室内の温度分布を大幅に改善できる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、吸い込み口に設けられた可動パネルに電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートを備えたことで、可動パネル自体の空気抵抗を自在に変化することを可能としたものである。
【０００７】
これによって、それぞれの吹き出し口に吐出する空気を熱交換器に通過させる量が自由に変化できることで、吹き出し口ごとに吹き出し空気の温度を調整することができ、室内の温度分布を改善することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の空気調和機は運転状態に応じて上下それぞれの吹き出し口に吐出する空気を熱交換器に通過させる量を自由に変化して吹き出し空気の温度を調節するとともに吹き出し方法の選択範囲を広げ、室内の温度分布を最適に調整して快適性を改善することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明の空気調和機は、筐体の前面に吸い込み口と、前記吸い込み口の内側に熱交換器と、前記吸い込み口の上下に吹き出し口と、前記熱交換器と前記吹き出し口との間に送風機とを備えて、前記吸い込み口から前記吹き出し口に通じる複数の空気流路を構成し、前記空気流路ごとの空気の量を調節するために前記吸込み口に設けられた可動パネルに電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートを設けたもので、上下それぞれの吹き出し口から吐出する空気を熱交換器に通過させる量を自由に変化して吹き出し空気の温度を調整するとともに吹き出し方法の選択範囲を広げことができることで、室内の温度分布を最適に調整して快適性の改善と、仕切部材による通風抵抗を低減による省エネルギーが可能となる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の空気調和機の筐体内部の風路において、上下の吹き出し口の手前に可動する可動仕切板を有したもので、運転状態に応じて可動仕切板の開度を変えることで、上下それぞれの吹き出し口から吐出する空気量を制御できるだけでなく、空気調和機に吸込まれる空気の上下方向吸込み量を変化させることができるために、大幅に室内の温度分布を改善できる運転が可能となる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第２の発明の空気調和機の前記可動仕切板に電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートを設けたもので、前記可動仕切板が前記熱交換器を通過する空気の抵抗とならない形状にできることから、送風機の動力低減や機器の省エネルギー化が可能となる。
【００１２】
第４の発明は、高分子シートが電圧を印加することで反り変形をする性状をもつイオン伝導性高分子素子で構成されたことを特徴とするもので、電圧を印加するだけで反り変形を起すことができ、制御が容易である。
【００１３】
第５の発明は、高分子シートが薄板状の弾性樹脂材で被包されていることを特徴とするもので、弾性樹脂材によって高分子シート及びその電極が外部へ露出しないようにして、高分子シートおよび電極の損傷の発生が防止されることで耐久性の向上が可能となる。
【００１４】
第６の発明は、可動シートを反り変形させる時のみ高分子シートに電圧が印加される構成であることを特徴とするもので、変形後の保持期間は電圧を印加する必要がなく、常時電圧印加を必要とするような場合に比して消費電力が少なくてすみ、省エネ性に優れた運転が可能である。
【００１５】
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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の断面図である。図１において、筐体１０の前面に可動パネル１０ａが設置されている。この可動パネル１０ａは、電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートを備えたことで吸い込み口１１のスペースが可変となり、局所的に吸い込み抵抗を自由に変化できるものである。また、吸い込み口１１の上下両側に吹き出し口１５が形成され、吸い込み口１１の内側にはフィルター１１ａと熱交換器１２が配設されている。吹き出し口１５には吹き出し空気の向きを調節するルーバー１５ａが設けられ、熱交換器１２の下部には熱交換器１２で凝縮した凝縮水を受けて排水するドレンパン１３が設けられている。吹き出し口１５の奥にはモータ（図示せず）と接続されたクロスフローファン１４が上下それぞれに配置され、吸い込み口１１から熱交換器１２を通過して上下の吹き出し口１５に通じる空気流路１８が形成されている。
【００１７】
上下の吹き出し口１５の手前には、空気流路１８を分割するために、電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートを備えた可動仕切板２１が筐体１０の背面内側にそれぞれ設けられ、空気流路１８を通って上下の吹き出し口１５から吐出される空気が通過する熱交換器１２を通過する量を調整する。
【００１８】
ここで、高分子シートにより構成された可動シートであるところの可動パネル１０ａと可動仕切板２１について詳細に説明する。図２は本発明の実施の形態１における可動シートの断面図で、図３は同じく高分子シートの構造及び動作説明図である。図２において、可動シート１０９は、電圧の印加によって反り変形を発生する高分子シート１１１を複数枚積層し、且つ、これを弾性樹脂材１１８で被包することによって形成される。この高分子シート１１１は図３（ｂ）に示すように、水分を含むイオン伝導性高分子素子１１２の両面にそれぞれ電極１１３（ａ），（ｂ）を配置して構成された板状部材であって、電極１１３（ａ）と電極１１３（ｂ）とを、極性切り替えスイッチ１１４を介して直流電源１１５に接続し、極性切り替えスイッチ１１４の切り替え操作によって、電極１１３（ａ），（ｂ）の極性を適宣変更することで図３（ａ），（ｃ）に示すように反対方向に反り変形を生じるものである。弾性樹脂材１１８で被包することによって、高分子シートおよび電極の損傷の発生が防止されることで耐久性の向上が可能となる。
【００１９】
具体的には、図３（ａ）に示す様に、電極１１３（ａ）を「陽極」に、電極１１３（ｂ）を「陰極」に設定すると、イオン伝導性高分子素子１１２内の「陽イオン１１６」が水を伴って「陰極」側へ移動し、含水量が「陰極」側に偏在し、「陰極」側と「陽極」側との間に膨潤差が生じて高分子シート１１１が「陰極」側、即ち、電極１１３（ｂ）側へ凸状に反り変形するものである。逆に図３（ｃ）に示すように電極１１３（ａ）を「陰極」に、電極１１３（ｂ）を「陽極」に設定すると、「陰極」である電極１１３（ａ）側へ凸状に反り変形するものである。この様に電圧印加の極性を変更することで高分子シート１１１を反り変形させることができるものである。
【００２０】
尚、イオン伝導性高分子素子１１２には、電圧印加によって反り変形させた後、電圧印加をなくしても、電圧印加停止前の反り変形状態をそのまま維持するという性状をもっている。したがって、このイオン伝導性高分子素子１１２はこれを反り変形させる時にのみ電圧印加を行えば良いものである。元通りに戻すには両電極１１３（ａ），（ｂ）を短絡すれば良い。
【００２１】
図４は、本発明の実施の形態１における空気調和機の仕切部材の断面図である。図４において、仕切部材２１は、伸縮部２４と、伸縮手段であるバネ２５と、バネ２５を挟んで伸縮部２４を伸縮自在に収納し、駆動装置２２との連結部２６を有する回転運動部２７とにより構成される。伸縮部２４の前端２１ｂの両側には、ガイダー２３に摺動可能に係止する係止部２８が形成されている。ガイダー２３には溝が形成されており、係止部２８を嵌め込むことにより、仕切部材２１の前端２１ｂが熱交換器１２のフィンに近接したまま沿うように移動することが可能となる。この係止部２８を回転自在のものとしておけば、より滑らかな摺動が可能である。
【００２２】
以上のように構成された空気調和機について、その動作、作用を説明する。まず、仕切部材１２は、後端２１ａの連結部２６に連結された駆動装置２２により上下に回転往復運動が行われる。その回動範囲Ａは前端２１ｂが熱交換器１２の両端に形成されたガイダー２３の上下端による。仕切部材２１としては、水平向きとなる時が最も短縮している状態となり、バネ２５は圧縮された状態である。そして、前端２１ｂがガイダー２３の上下端にある時が最も延長している状態であり、そこまで回動するに従ってバネ２５が仕切部材２１を伸長させるように付勢する。これにより、より滑らかな回動を可能としている。
【００２３】
空気調和機として、上下に設けたクロスフローファン１４が運転することで室内の空気が吸い込み口１１から筐体内に流入する。そこで熱交換器１２によって空気の温度が調整され、さらに、任意位置に固定された仕切部材２１によって、上下それぞれの空気流路１８を通って吹き出し口１５から吐出される。この時、仕切部材２１の位置によって上下を通過する空気の単位風量に対する熱交換量が変化し、空気の温度を任意に調整することができる。すなわち、上下の風量が同じで熱交換器を通る面積が異なる場合、広い面積ほど熱交換量が多く、空気の温度の変化が大きくなり、狭い面積では変化が小さくなる。また、通過する熱交換器の面積が同じで上下の風量が異なる場合、風量が少ないほど空気の温度の変化が大きくなり、多いほど変化が小さくなる。これらを組み合せることで上下の吹き出し口１５から吐出する空気の温度を任意に調整できる。
【００２４】
以上のように、本実施の形態においては伸縮自在の仕切部材２１により、運転状態によって、上下それぞれの吹き出し口１５から吐出する空気が熱交換器１２を通過する面積を自由に変化できることで、吹き出し空気の温度を調節するとともに吹き出し方法の選択範囲を広げて室内の温度分布を最適に調整して改善でき、快適性を向上することが可能となる。
【００２５】
また、仕切部材２１の伸縮長さや前端部の軌跡を制御するガイダー２３を熱交換器１２の両端に設けたため、熱交換器１２のフィン部分に仕切部材２１が接触することもなく、輸送時などに発生する激しい衝撃を受けた時にフィンを傷つけることを防止できる。さらに、熱交換器１２と仕切部材２１との隙間を小さくできることで、上下それぞれの吹き出し口１５に吐出する空気を正確に制御することが可能となる。
【００２６】
なお、本発明について、本実施の形態では吹き出し口が吸い込み口の上下両側に形成された空気調和機を示したが、吹き出し口が吸い込み口の左右両側に形成されたような構成の空気調和機でも同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の空気調和機は、吸い込み口の両側に吹き出し口を有する構成のものの快適性を向上するものであり、能力の大きさに限らず、床置き型や壁掛け型など、色々な形態の空気調和機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における可動シートの断面図
【図３】本発明の実施の形態１における高分子シートの構造及び動作説明図
【図４】本発明の実施の形態１における空気調和機の仕切部材の断面図
【図５】従来の空気調和機の断面図
【符号の説明】
【００２９】
１０  筐体
１０ａ  可動パネル
１１  吸い込み口
１２  熱交換器
１２ａ  保持板
１４  クロスフローファン
１５  吹き出し口
１８  空気流路
２１  可動仕切板（仕切部材）
２１ａ  後端
２１ｂ  前端
２３  ガイダー
２５  バネ
２９  水受け皿
【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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