(57)【要約】【課題】室外温度の温度変化に対応して室外空気熱交換器における冷媒の冷却能力を細かく調整することのできる一体型空気調和機を提供すること。【解決手段】室内外を仕切る仕切壁３０よりも室外側に設けられてなり，温度に応じて膨張又は収縮するガスが封入され，該ガスの膨張又は収縮によって伸縮するベローズ２５１と，該ベローズ２５１の伸縮に連動して，室内送風ファン１２による室内空気熱交換器１２から室内への室内空気送風経路１３における遮風量を連続的に変化させるダンパー２５３と，を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空気及び冷媒の間で熱交換を行う室内空気熱交換器と，室外空気及び冷媒の間で熱交換を行う室外空気熱交換器と，室内空気を前記室内空気熱交換器を経由させて室内に送風する室内送風ファンと，室外空気を前記室外空気熱交換器を経由させて室外に送風する室外送風ファンと，室内外を仕切る仕切壁と，前記室内送風ファン及び前記室外送風ファンを共に駆動する駆動モータと，を備えてなる一体型空気調和機であって，
前記仕切壁よりも室外側に設けられてなり，室外側の温度に応じて膨張又は収縮するガスが封入され，該ガスの膨張又は収縮によって伸縮する伸縮手段と，
前記伸縮手段の伸縮に連動して，前記室内送風ファンによる前記室内空気熱交換器から室内への室内空気送風経路における遮風量を略連続的に変化させる送風経路遮風手段と，
を備えてなることを特徴とする一体型空気調和機。
【請求項２】
前記送風経路遮風手段が，前記伸縮手段の伸縮に連動して前記仕切壁から前記室内空気送風経路側又は前記伸縮手段側に略連続的に移動する板状部材である請求項１に記載の一体型空気調和機。
【請求項３】
前記送風経路遮風手段が，前記伸縮手段の伸縮による変位量を増幅させて伝達する変位量増幅手段を含んでなる請求項１又は２のいずれかに記載の一体型空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，室内ユニットに設けられた室内送風ファン及び室外ユニットに設けられた室外送風ファンを一つの駆動モータによって駆動する一体型空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，室内空気及び冷媒の間で熱交換を行う室内空気熱交換器を有する室内ユニットと，室外空気及び冷媒の間で熱交換を行う室外空気熱交換器を有する室外ユニットとが一体構成された一体型空気調和機が知られている。また，このような一体型空気調和機では，室内ユニットに設けられた室内送風ファンと室外ユニットに設けられた室外送風ファンとを，一つの駆動モータで駆動させる場合がある（例えば，特許文献１参照）。
但し，この場合には，室内送風ファンの回転速度と室外送風ファンの回転速度とを個別に制御することができず，即ち室内空気熱交換器における熱交換量と室外空気熱交換器における熱交換量とを個別に制御することができない。
そのため，冷房運転時に，室外温度が高すぎて室外空気熱交換器における冷媒の冷却能力が低下している場合に，室外空気熱交換器への送風量を上げて熱交換量を増加させるべく，駆動モータの回転速度を上げると，室外送風ファンの回転速度だけでなく室内送風ファンの回転数も増加し，室内空気熱交換器における熱交換量も増加することになり，結局，室外空気熱交換器において冷媒を十分に冷却することができず，圧縮機に圧力の高い冷媒が流れ込んで過負荷となるおそれがある。
【０００３】
そこで，例えば特許文献１では，室外温度を検出し，その検出温度が既定の設定温度を超えた場合に，室内送風ファンによる送風経路において空気の流通抵抗となる抵抗板を開いて送風量を低下させることが提案されている。これにより，室内送風ファンによる送風量が減り，室内空気熱交換器における熱交換量が減少する。一方，室内送風ファンによる送風量が低下して該室内送風ファンの回転負荷が軽減され，駆動モータの回転速度が上がって室外送風ファンによる送風量が増加するため，室外空気熱交換器における熱交換量は増加する。
このように，特許文献１の発明によれば，室外温度に応じて前記抵抗板を開閉させて，室内送風ファンの送風経路における空気の流通抵抗を変化させることにより，冷房運転を中断させることなく室内空気熱交換器及び室外空気熱交換器各々における熱交換量を調整して圧縮機の過負荷運転を防止することができる。
【特許文献１】特開昭６１−５９１２８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，特許文献１の発明では，室外温度に応じて前記抵抗板の開閉だけを切り替えているため，微妙な温度変化に対応して室外空気熱交換器における冷媒の冷却能力を細かく調整することができないという問題がある。例えば，前記抵抗板を開閉するための指標となる設定温度を高く設定していれば，圧縮機の過負荷運転状態が一時的に生じるおそれがあり，低く設定していれば，室内空気熱交換器における熱交換量（即ち，冷房能力）を不要に制限してしまうことになる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，室外温度の温度変化に対応して室外空気熱交換器における冷媒の冷却能力を細かく調整することのできる一体型空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は，室内空気及び冷媒の間で熱交換を行う室内空気熱交換器と，室外空気及び冷媒の間で熱交換を行う室外空気熱交換器と，室内空気を前記室内空気熱交換器を経由させて室内に送風する室内送風ファンと，室外空気を前記室外空気熱交換器を経由させて室外に送風する室外送風ファンと，室内外を仕切る仕切壁と，前記室内送風ファン及び前記室外送風ファンを共に駆動する駆動モータと，を備えてなる一体型空気調和機に適用されるものであって，前記仕切壁よりも室外側に設けられてなり，室外側の温度に応じて膨張又は収縮するガスが封入され，該ガスの膨張又は収縮によって伸縮する伸縮手段と，前記伸縮手段の伸縮に連動して，前記室内送風ファンによる前記室内空気熱交換器から室内への室内空気送風経路における遮風量を略連続的に変化させる送風経路遮風手段と，を備えてなることを特徴とする一体型空気調和機として構成される。
このように構成された一体型空気調和機では，室外温度に応じて前記伸縮手段が伸縮する際に，これに連動して，前記室内空気送風経路における遮風量が前記経路遮風手段によって略連続的に変化されることになる。したがって，室内空気送風経路内に設けられた抵抗板を開閉するだけの従来装置（例えば，特許文献１参照）と比べて，前記室外空気熱交換器における熱交換量をより細かく制御することができ，前記圧縮機の過負荷運転を防止することができる。なお，前記伸縮手段に封入するガスの種別や圧力，量などは適宜変更すればよい。また，前記伸縮手段はガスの膨張や収縮を利用しているため，当該一体型空気調和機への電気的な接続が必要なく消費電力を抑制することもできる。
【０００６】
ここで，前記送風経路遮風手段は，前記伸縮手段の伸縮に連動して前記仕切壁から前記室内空気送風経路側又は前記伸縮手段側に略連続的に移動する板状部材であることが考えられる。このような構成によれば，前記板状部材によって前記室内空気送風経路における空気の流通抵抗を室外温度に応じて略連続的に増減させて，前記駆動モータの回転速度，即ち前記室外送風ファンの回転速度を増減させることにより，前記室外空気熱交換器における熱交換量を細かく調節することができる。
また，前記送風経路遮風手段に，前記伸縮手段の伸縮による変位量を増幅させて伝達する変位量増幅手段を設けておくことで，前記伸縮手段の伸縮による小さな変位量で前記室内空気送風経路における遮風量を十分に変化させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば，室外温度に応じて前記伸縮手段が伸縮する際に，これに連動して，前記室内空気送風経路における遮風量が前記経路遮風手段によって略連続的に変化されることになる。したがって，室内空気送風経路内に設けられた抵抗板を開閉するだけの従来装置（例えば，特許文献１参照）と比べて，前記圧縮機に流入する冷媒の温度（圧力）をより詳細に制御して過負荷の作用を防止することができる。また，前記伸縮手段はガスの膨張や収縮を利用しているため，当該一体型空気調和機への電気的な接続が必要なく消費電力を抑制することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る一体型空気調和機Ｘの概略構成を示す側断面図，図２は本発明の実施の形態に係る一体型空気調和機Ｘに設けられたダンパー駆動装置２５の動作を説明するための図である。
まず，図１を用いて本発明の実施の形態に係る一体型空気調和機Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，本発明の実施の形態に係る一体型空気調和機Ｘ（以下「空気調和機Ｘ」と略称する）は，室内側に設置される室内ユニット１０及び室外側に設置される室外ユニット２０が一体構成された一体型空気調和機であって，室内ユニット１０及び室外ユニット２０は室内外を仕切る仕切壁３０によって仕切られている。
室内ユニット１０は，室内空気及び冷媒の間で熱交換を行う室内空気熱交換器１１と，吸気口３１から吸気した室内空気を室内空気熱交換器１１を経由させた後，室内空気送風経路１３を通じて排気口３２から室内に送風するシロッコファン等の室内送風ファン１２とを有している。
他方，室外ユニット２０は，室外空気及び冷媒の間で熱交換を行う室外空気熱交換器２１と，不図示の吸気口から吸気した室外空気を室外空気熱交換器２１を経由させた後，排気口３３から室外に送風するプロペラファン等の室外送風ファン２２と，室外送風ファン２２及び室内ユニット１０の室内送風ファン１２を共に回転駆動させる駆動モータ２３と，冷媒を圧縮する圧縮機２４と，後述のダンパー２５３（図２参照）による室内空気送風経路１３における遮風量を制御するダンパー駆動装置２５とを有している。
なお，室内ユニット１０及び室外ユニット２０は，これらの他にも一般的な一体型空気調和機が備える制御装置など（不図示）の各種の構成要素を備えているが，ここでは説明を省略する。
【０００９】
また，空気調和機Ｘでは，室内空気熱交換器１１，室外空気熱交換器２１，圧縮機２４などが順に配管で接続されることにより冷凍サイクルが形成されている。なお，この冷凍サイクルには，不図示の四方弁や膨張弁なども接続される。
そして，空気調和機Ｘでは，暖房運転時には，圧縮機２４で圧縮された冷媒が，室外空気熱交換器２１，室内空気熱交換器１１，圧縮機２４の順に循環されると共に，駆動モータ２３が駆動されることにより室内送風ファン１２及び室外送風ファン２２が回転駆動される。これにより，室内送風ファン１２によって吸気された室内空気が，室内空気熱交換器１１において高温の冷媒との間の熱交換によって加熱されて室内に排気されることによって室内の暖房が実現される。
【００１０】
一方，空気調和機Ｘでは，冷房運転時には，圧縮機２４で圧縮された冷媒が，室内空気熱交換器１１，室外空気熱交換器２１，圧縮機２４の順に循環されると共に，駆動モータ２３が駆動されることにより室内送風ファン１２及び室外送風ファン２２が回転駆動される。これにより，室内送風ファン１２によって吸気された室内空気が，室内空気熱交換器１１において低温の冷媒との間の熱交換によって冷却されて室内に排気されることによって室内の冷房が実現される。このとき，室内空気熱交換器１１において室内空気との熱交換によって吸熱した高温の冷媒は，室外ユニット２０の室外空気熱交換器２１において室外空気との熱交換によって冷却された後，圧縮機２４に流入することになる。
ここで，室外温度が低ければ，室外ユニット２０の室外空気熱交換器２１における冷媒の冷却能力を十分に得ることができるが，室外温度が高くなるほど，室外空気熱交換器２１における室外空気と冷媒との熱交換効率が悪くなり，該室外空気熱交換器２１の冷媒の冷却能力が低下する。そのため，室外温度が高すぎると，室外空気熱交換器２１から圧縮機２４に流れ込む冷媒の圧力が高くなり，該圧縮機２４に過負荷がかかるという問題が発生する。
また，室内送風ファン１２の回転速度を下げて室内空気熱交換器１１における熱交換量を減少させると共に，室外送風ファン２２の回転速度を上げて室外空気熱交換器２１における熱交換量を増加させることができれば，圧縮機２４の過負荷運転を防止することができるが，空気調和機Ｘでは，一つの駆動モータ２３によって室内送風ファン１２及び室外送風ファン２２が共に回転駆動されるため，室内送風ファン１２及び室外送風ファン２２の回転速度を個別に制御することはできない。
【００１１】
そこで，前述したように，従来装置（例えば，特許文献１参照）では，冷房運転中に室外温度が既定の設定温度を超えた場合に，室内ユニット１０の室内空気送風経路１３内で抵抗板（不図示）を開いて室内空気送風経路１３内の空気の流通抵抗を高めることにより，室内空気熱交換器１１における熱交換量を減少させ，一方で，室外空気熱交換器２１における熱交換量を増加させている。これにより，冷房運転を停止させることなく圧縮機２４の過負荷運転を防止することができる。
しかしながら，従来装置のように室外温度に応じて前記抵抗板（不図示）の開閉だけを切り替える場合には，室外温度の微妙な温度変化に対応して室外空気熱交換器２１における熱交換量を細かく変化させることができない。
本発明の実施の形態に係る空気調和機Ｘは，室外温度に応じて室内空気送風経路１３における空気の流通抵抗を略連続的に変化させるダンパー駆動装置２５を有しており，室外空気熱交換器２１における熱交換量を細かく変化させることができる点に特徴を有しており，以下，この点について説明する。
【００１２】
ここに，図２（ａ）〜（ｆ）は，室外温度変化によるダンパー駆動装置２５の動作を説明するための図であって，図２（ａ）〜（ｃ）各々は空気調和機Ｘの側方から見た図，図２（ｄ）〜（ｆ）各々は図２（ａ）〜（ｃ）各々の状態を空気調和機Ｘの状から見た図である。
図２に示すように，ダンパー駆動装置２５は，空気調和機Ｘにおいて仕切壁３０よりも室外ユニット２０側に設置されている。ダンパー駆動装置２５は，温度に応じて膨張又は収縮するガスが封入されたベローズ２５１（伸縮手段の一例）と，該ベローズ２５１に連結されたシャフト２５２と，該シャフト２５２に連結されたダンパー２５３（送風経路遮風手段の一例）とを備えている。
ベローズ２５１は，内部に封入されたガスが温度変化に伴って膨張又は収縮することによって図示する矢印Ｒ１，Ｒ２方向に伸縮するものであって，シャフト２５２及びダンパー２５３を矢印Ｒ１，Ｒ２方向に移動させる。ここでは，ベローズ２５１が室外ユニット２０に設けられているため，該ベローズ２５１は室外温度に応じて伸縮する。なお，ベローズ２５１は，例えば温度に応じて排水口の弁を開閉する排水弁などに用いられるものと同様のものであって，例えば，特開平１−５８９５４号公報，特開平６−２６７４０号公報などを参照されたい。
【００１３】
仕切壁３０には，ダンパー２５３を貫通させるための開口３０ａが形成されており，ダンパー２５３は，該開口３０ａを通じて仕切壁３０の室内ユニット１０側又は室外ユニット２０側に移動可能な状態である。
ダンパー２５３は，シャフト２５２を介してベローズ２５１に連結された平板状の部材であって，水平面と略平行となるように配置されている。ダンパー２５３は，ベローズ２５１の略連続的な伸縮に連動して，室内ユニット１０側又は室外ユニット２０側に開口３０ａを通じて移動し，室内空気送風経路１３において空気を遮る量（以下「遮風量」という）を略連続的に変化（アナログ変化）させる。ここに，略連続的な変化とは，室内空気送風経路１３における遮風量を，徐々に或いは段階的に変化させることを包含する概念である。なお，室外温度が急激に上昇或いは低下した場合には，ベローズ２５１内のガスが急激に膨張或いは伸縮して，室内空気送風経路１３における遮風量が急激に変化することもある。
ここで，ダンパー２５３が仕切壁３０から室内ユニット１０側に突出すると，該ダンパー２５３は，室内ユニット１０内の室内空気送風経路１３における空気の流通抵抗になる。即ち，室内空気送風経路１３内の送風量は，ダンパー２５３の位置変動によって増減することになる。なお，ダンパー２５３は，室内空気送風経路において遮風することができる形状であれば，平板状に限られず，楕円状や多角形状，或いは先端からシャフト２５２側に広がる扇形状などであってもよい。
【００１４】
このように構成された空気調和機Ｘでは，ダンパー駆動装置２５によって，室外温度の変化に応じて，ダンパー２５３による室内空気送風経路１３における遮風量が略連続的に変化されることになる。以下，ダンパー駆動装置２５の具体的な動作について説明する。
まず，室外温度がベローズ２５１内のガスが膨張しない程度の低い温度である場合には，図２（ａ），（ｄ）に示すように，ベローズ２５１が矢印Ｒ１方向に縮んだ状態であって，ダンパー２５３は室内ユニット１０の室内空気送風経路１３側に突出せず，室外ユニット２０側に収納された状態である。
【００１５】
次に，室外温度がベローズ２５１内のガスが膨張する程度の温度まで上昇すると，図２（ｂ），（ｅ）に示すように，ベローズ２５１が矢印Ｒ２方向に伸び，それに連動してダンパー２５３が室内空気送風経路１３側に移動されることになる。
これにより，ダンパー２５３が室内空気送風経路１３側に突出して該室内空気送風経路１３における空気の流通抵抗となるため，室内送風ファン１２による送風量が低下して室内空気熱交換器１１における熱交換量が減少する。また，室内空気送風経路１３における空気の流通抵抗が高まると，室内送風ファン１２の回転負荷が軽減されて駆動モータ２３の回転速度が速まるため，室外送風ファン２２の回転速度が速くなり，室外空気熱交換器２１における熱交換量が増加することになる。これにより，冷媒が室外空気熱交換器２１において十分に冷却されて，圧力が低い状態で圧縮機２４に流入することになるため，圧縮機２４の過負荷運転を防止することができ，空気調和機Ｘを安定した状態で稼働させることができる。
【００１６】
そして，室外温度がさらに上昇した場合には，図２（ｃ），（ｆ）に示すように，ベローズ２５１が矢印Ｒ２方向にさらに伸び，それに連動してダンパー２５３が室内空気送風経路１３をさらに閉鎖する（遮風量を増加させる）。これにより，室内送風ファン１２による送風量をさらに低下させて室内空気熱交換器１１における熱交換量を減少させ，一方で室外空気熱交換器２１における熱交換量を増加させることができるため，圧縮機２４の過負荷運転を防止することができる。
なお，その後，室外温度が低下すると，図２（ｂ），図２（ａ）に示すように，ベローズ２５１が矢印Ｒ１方向に縮んで，ダンパー２５３による室内空気送風経路１３における遮風量は減少する。
【００１７】
以上，説明したように，空気調和機Ｘでは，ダンパー２５３の開閉だけが切り替えられるのではなく，ダンパー２５３による室内空気送風経路１３における遮風量が室外温度に応じて略連続的に変化される。したがって，室外空気熱交換器２１における冷媒の冷却能力を細かく調整することができ，圧縮機２４の過負荷運転を防止して常時安定した状態を維持すると共に，室内空気熱交換器１１の熱交換量（冷房性能）の不要な制限を防止することができる。ここで，室外温度と遮風量との関係は，ベローズ２５１内に封入するガスの種別や圧力，量などを変更することによって調節すればよい。また，ダンパー駆動装置２５は，ガスの膨張や収縮を利用したものであって，電気部品を有してないため空気調和機Ｘとの電気的な接続が必要なく，消費電力を抑制することもできる。
なお，本実施の形態では，ベローズ２５１の伸縮による変位量をそのままダンパー２５３の変位量として伝達する構成について説明したが，ベローズ２５１の伸縮による変位量を増幅させてダンパー２５３に伝達するリンク機構などの変位量増幅手段を設ける構成も他の実施例として考えられる。なお，この変位量増幅手段は，例えばギアやアームを用いた各種の周知機構を採用すればよい。
【実施例】
【００１８】
ここに，図３は，ダンパー駆動装置２５の他の例であるダンパー駆動装置２５´を説明するための図である。なお，前記ダンパー駆動装置２５と同様の構成には同じ符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように，ダンパー駆動装置２５´には，支点Ｐを中心に回動可能に固定された遮風板２５４と，遮風板２５４を仕切壁３０側に常時付勢するバネ２５５とが設けられている。
図３（ａ）に示すように，ダンパー２５３が室内側に突出していない場合には，遮風板２５４は，バネ２５５の付勢力によって仕切壁３０に略密着した状態となり，室内送風経路１３における通風抵抗にはならない。
一方，図３（ｂ）に示すように，ダンパー２５３が室内側に突出すると，遮風板２５４は，ダンパー２５３に押されて支点Ｐを中心に矢印Ｒ３方向に回動され，室内送風経路１３における空気の流通抵抗となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る一体型空気調和機の概略構成を示す側断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る一体型空気調和機に設けられたダンパー駆動装置の動作を説明するための要部側断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る一体型空気調和機に設けられたダンパー駆動装置の他の例を説明するための図。
【符号の説明】
【００２０】
Ｘ…一体型空気調和機
１０…室内ユニット
１１…室内空気熱交換器
１２…室内送風ファン
１３…室内空気送風経路
２０…室外ユニット
２１…室外空気熱交換器
２２…室外送風ファン
２３…駆動モータ
２４…圧縮機
２５，２５´…ダンパー駆動装置
２５１…ベローズ（伸縮手段の一例）
２５２…シャフト
２５３…ダンパー（送風経路遮風手段の一例）
２５４…遮風板
２５５…バネ
３０…仕切壁
３０ａ…開口
３１…吸気口
３２，３３…排気口
【図１】
2008224100.tif 000003
【図２】
2008224100.tif 000004
【図３】
2008224100.tif 000005