(57)【要約】【課題】熱交換器からの霧や露の飛散を抑制又は防止し、適切な冷房運転を可能とする空気調和機を提供することを目的としている。【解決手段】照射される光が室内熱交換器３の吹き出し側の面に沿って進むように配置された発光手段８と、発光手段８から照射された光のうち直進する光の照射位置から所定の間隔ｄを設けて発光手段８の対面側に配置され、発光手段８から照射された光の散乱光を検出する受光手段１２と、受光手段１２の検出結果に基づいて、室内熱交換器３から飛散する霧の有無を判断する制御手段７０とを有し、制御手段７０は、判断結果に基づいて、冷凍サイクルの動作を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、及び室外熱交換器が少なくとも備えられた室外機と、
室内熱交換器、前記室内熱交換器に空気を供給する送風ファンが少なくとも備えられた室内機とを有し、
前記圧縮機、前記室外熱交換器、絞り装置、及び前記室内熱交換器が接続されて冷凍サイクルを構成している空気調和機において、
照射する光が前記室内熱交換器の吹き出し側の面に沿って進むように配置された発光手段と、
前記発光手段から照射された光のうち直進する光の照射位置から所定の間隔を設けて前記発光手段の対面側に配置され、前記発光手段から照射された光の散乱光を検出する受光手段と、
前記受光手段の検出結果に基づいて、前記室内熱交換器から飛散する霧の有無を判断する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記判断結果に基づいて、前記冷凍サイクルの動作を制御する
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記受光手段は、
その受光面が、前記発光手段から照射される光の進行方向に対して垂直となるように配置された
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】
前記所定の間隔は、
５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記所定の間隔は、
前記発光手段から照射される光の光束の直径又は幅の２倍以上、５倍以下である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記発光手段は、
照射する光の光束の幅又は径が、一定となるように構成された
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記発光手段は、
照射する光の波長が、４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記発光手段は、
冷房運転以外の運転時に点灯しない
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記発光手段は、
冷房運転時に間欠的に点灯する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記制御手段は、
冷房運転開始前に、前記圧縮機及び前記絞り装置のうち少なくとも一つを制御して前記室内熱交換器を冷却するとともに、前記送風ファンを所定のファン回転数で運転して前記室内熱交換器に空気を供給する試運転モードを実行可能であって、
前記試運転モード時に、前記受光手段の検出結果が所定値を超えた際の前記室内熱交換器の温度を記憶し、
前記冷房運転時に、前記記憶された温度以下にならないように、前記圧縮機の回転数及び前記絞り装置の開度のうち少なくとも一つを制御する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記発光手段を、前記室内熱交換器の吹き出し側の面の一方の端部又はその近傍に配置し、
前記受光素子を、前記室内熱交換器の吹き出し側の面の他方の端部又はその近傍に配置した
ことを特徴とする請求項１〜９の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、空気調和機に関し、特に、室内機の風路内に霧が発生して壁面に露が付着したり、吹出口から霧が噴出したりすることを抑制する空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機には、室内機に設置された熱交換器の表面に付着した霜を検出するために、熱交換器近傍に設置した霜検出板に光を照射して、該光の散乱光を検出する霜検知センサーが備えられたものが提案されている（たとえば、特許文献１）。
特許文献１に記載の技術は、発光素子から霜検出板に光を入射して、該霜検出板で反射された後の光を検出するものである。そして、霜検出板に霜が付着している場合には、霜検出板で反射される光が散乱されるので、その散乱光の光量の減少より霜を検知することができる。
【０００３】
また、ペルチェ素子などの冷却体に、発光体としての赤外線ＬＥＤから光を照射して、その光の反射光を、受光体としてのフォトダイオードで検出する水分検出装置が提案されている（たとえば、特許文献２）。
特許文献２に記載の技術は、発光体から照射する光を、冷却体の冷却面に所定の角度で反射させて、受光体で受光する。そして、冷却面に結露水が形成されている場合には、発光体から照射された光が乱反射や散乱して、受光体への入射光量が低下するので、結露水の有無を検出することができる。
【０００４】
ところで、室内機に設けられた熱交換器が蒸発器として機能しているときには、空気中の水分が熱交換器フィンやチューブなどに結露水として付着しやすい。この結露水の大部分は、ドレンパンに滴下して貯留された後に、排水される。しかし、熱交換器に付着した結露水の一部は、熱交換器のフィンに付着したゴミなどにより、ドレンパンに滴下せずに、送風ファンにより発生される空気の流れに乗って、霧として飛散する可能性がある。これにより、室内機の風路内に霧が発生して壁面（室内機の内壁面）に露が付着したり、吹出口から霧が飛散したりすることになる。
【０００５】
露が壁面に付着すると雑菌などが繁殖する原因となる。また、吹出口から霧が飛散すると室内の物品が濡れてしまったり、ユーザーに霧がかかってしまったりする可能性がある。つまり、熱交換器から霧が飛散することで、ユーザーの快適性を損ねてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−０２８９６７号公報（たとえば、明細書の１頁〜２頁上段及び図１〜３参照）
【特許文献２】特開平７−２６５６４７号公報（たとえば、明細書の段落［００３９］、［００４０］及び図９参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術は、霧検出板に付着した霜を検出するものである。また、特許文献２に記載の技術も、冷却体の冷却面に付着した結露水を検出するものである。つまり、特許文献１、２に記載の技術は、空中に飛散した霧を検出するものではなく、室内機の風路内に霧が発生しても、それを高感度に検知することが難しかった。これにより、冷房運転を実施しながら、室内機内の壁面に露が付着することを抑制又は防止することは難しかった。
【０００８】
また、特許文献１、２に記載された技術を採用して霧の発生を検出し、室内に霧が飛散することを抑制するように、熱交換器の温度を制御すると、熱交換器が過剰に加熱されてしまう可能性がある。これは、実際に熱交換器から霧が飛散していないが、熱交換器の表面に結露水や霜が付着しているため、結露水が飛散していると検出されてしまい、熱交換器が過剰に加熱されてしまうからである。
このように、熱交換器の温度を過剰に上昇させてしまうと、冷房運転時であるのにもかかわらず、過剰に加熱された空気が室内に送り込まれてしまうことになり、ユーザーの快適性を損ねてしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、熱交換器からの霧や露の飛散を抑制又は防止し、適切な冷房運転を可能とする空気調和機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る空気調和機は、圧縮機、及び室外熱交換器が少なくとも備えられた室外機と、室内熱交換器、室内熱交換器に空気を供給する送風ファンが少なくとも備えられた室内機とを有し、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置、及び室内熱交換器が接続されて冷凍サイクルを構成している空気調和機において、照射する光が室内熱交換器の吹き出し側の面に沿って進むように配置された発光手段と、発光手段から照射された光のうち直進する光の照射位置から所定の間隔を設けて発光手段の対面側に配置され、発光手段から照射された光の散乱光を検出する受光手段と、受光手段の検出結果に基づいて、室内熱交換器から飛散する霧の有無を判断する制御手段とを有し、制御手段は、判断結果に基づいて、冷凍サイクルの動作を制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る空気調和機は、照射される光が室内熱交換器の吹き出し側の面に沿って進むように配置された発光手段と、発光手段から照射された光のうち直進する光の照射位置から所定の間隔を設けて発光手段の対面側に配置され、発光手段から照射された光の散乱光を検出する受光手段と、受光手段の検出結果に基づいて、室内熱交換器から飛散する霧の有無を判断する制御手段とを有し、制御手段が、判断結果に基づいて、冷凍サイクルの動作を制御する。これにより、熱交換器から霧や露の飛散を高感度に検出して、該検出結果に基づいて冷凍サイクルの動作を制御するので、熱交換器から霧や露の飛散を抑制又は防止し、適切な冷房運転を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の全体図である。
【図２】図１に示す室内機の点線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】図２に示す熱交換器を送風ファン側から見た図であって、熱交換器、ドレンパン、発光素子、及び受光素子ユニットの配置を説明するものである。
【図４】図２に示す発光素子８側から受光素子ユニットを見た図である。
【図５】飛散する霧の量に対応する受光素子の応答値を確認する実験装置の模式図である。
【図６】図５に示す実験装置における実験結果を示す図である。
【図７】図５に図示される実験装置の受光素子ユニットの配置を変えた別の実験装置の模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る受光素子ユニットの所定の間隔ｄを変化させた際のセンサ出力電圧値について説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る受光素子の波長を変化させた際のセンサ出力電圧値について説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る受光素子の応答値に応じた制御の一例について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機１の全体図である。図２は、図１に示す室内機１の点線Ａ−Ａにおける断面図である。図３は、図２に示す熱交換器３を送風ファン６側から見た図であって、熱交換器３、ドレンパン７、発光素子８、及び受光素子ユニット１０の配置を説明するものである。図４は、図２に示す発光素子８側から受光素子ユニット１０を見た図である。
本実施の形態１に係る空気調和機は、室内機１に設けられた熱交換器に付着した結露水の飛散を高感度に検出する改良がなされ、冷房運転時に熱交換器から霧（露を含む）が飛散することを抑制又は防止できるものである。
【００１４】
［室内機１の構成］
図１に図示されるように、室内機１は、本体５１及び本体５１の前面に設けられる前面パネル５０によって、室内機１の外郭が構成されている。ここで、図１では、室内機１が壁掛け型である例を図示しているが、天井埋込型などでもよい。
図１〜図３に図示されるように、本体５１には、室内空気を室内機１内に吸い込むための吸込口２、及び空調空気を室内に供給するための吹出口９が形成されている。
本体５１は、冷媒の温熱又は冷熱を空気に伝達して空調空気を生成する熱交換器３〜５と、熱交換器３〜５などに付着する結露水を貯留するドレンパン７と、吸込口２から空気を吸い込み吹出口９から空気を吹き出す送風ファン６と、ユーザーからの指示に基づいて各種機器を制御する制御手段７０と、所定の波長の光を出力する発光素子８と、及び発光素子８から照射された光を受光する受光素子１２が設けられた受光素子ユニット１０とを有している。
【００１５】
吸込口２は、送風ファン６によって強制的に室内空気を室内機１内部に取り込む開口である。吸込口２は本体５１の上面に開口形成されている。なお、図１及び図２では、この吸込口２は、本体５１の上面にのみ開口形成されている例を図示しているが、前面パネル５０に開口形成されていてもよいことは言うまでもない。また、この吸込口２の形状は、特に、限定されるものではない。
吹出口９は、吸込口２から吸い込まれ、熱交換器３〜５を通過した空気を室内に供給する際に、当該空気が通過する開口である。吹出口９は、前面パネル５０に開口形成されている。なお、吹出口９の形状は、特に限定されるものではない。
【００１６】
熱交換器３〜５（室内熱交換器）は、冷房運転時において、蒸発器として機能して空気を冷却し、暖房運転時において、凝縮器（放熱器）として機能して空気を加温するものである。この熱交換器３〜５は、吸込口２から吹出口９までの風路（本体５１内部の中央部）であって、送風ファン６の上流側に配設されている。
また、熱交換器３は、送風ファン６の前面側であって、熱交換器３〜５に付着した結露水を貯留するドレンパン７の上側に設けられている。熱交換器４、５は、送風ファン６の上面側に配設されている。つまり、熱交換器３〜５の形状は、送風ファン６の前面及び上面を取り囲むような形状をしているが、特に限定されるものではない。
さらに、熱交換器３〜５には、熱交換器３〜５の温度（表面温度）を検出する温度検出手段２１が設けられている。温度検出手段２１は、制御手段７０に接続されており、制御手段７０が熱交換器３〜５の温度に基づいて各種機器を制御することができるようになっている。温度検出手段２１は、たとえばサーミスタなどで構成するとよい。
なお、熱交換器３〜５は、図示省略の圧縮機、室外熱交換器、及び絞り装置に接続されて冷凍サイクルを構成しているものとする。また、熱交換器３〜５は、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成するとよい。
【００１７】
ドレンパン７は、熱交換器３〜５に付着した結露水を貯留するものである。このドレンパン７は、熱交換器３〜５に付着した結露水を貯留でき、さらに、送風ファン６によって吸込口２から強制的に吸い込まれ、吹出口９から吹き出される空気の流れを阻害しない位置に設けられていると好ましい。そこで、たとえば、ドレンパン７は、図２に図示されるように熱交換器３の下側に設けられているとよい。
送風ファン６は、吸込口２から室内空気を吸い込み、吹出口９から空調空気を吹き出すためのものである。送風ファン６は、吸込口２から吹出口９までの風路のうち、熱交換器３〜５の下流側に配設されている。なお、送風ファン６としては、たとえばクロスフローファンなどを採用するとよい。
制御手段７０は、リモコンなどから送信されるユーザーからの指示（暖房運転、冷房運転など）に応じて、図示省略の圧縮機の回転数、絞り装置の開度、四方弁の切り替え、送風ファン６のファン回転数などを制御するものである。また、詳しくは後述するが、この制御手段７０は、受光素子ユニット１０に電気的に接続されており、受光素子ユニット１０のセンサ応答値に基づいて圧縮機の回転数、及び絞り装置の開度を制御して、熱交換器３〜５の温度を調整する。また、制御手段７０は、受光素子ユニット１０の出力を記憶可能となっている。
【００１８】
［発光素子８について］
発光素子８（発光手段）は、送風ファン６により発生する空気の流れによって生じた霧を検出するための所定波長の光を出力するものである。図２に図示されるように、この発光素子８は、室内機１の正面側から見たとき、熱交換器３の背面側に設けられている。つまり、発光素子８は、熱交換器３の空気流れ方向下流側に設けられている。
【００１９】
ここで、発光素子８から照射される光の光束と熱交換器３の背面とが限りなく近づくように、発光素子８を設置するとよい。これにより、霧発生を高感度で検出することができる。
また、図３に図示されるように、発光素子８は、熱交換器３で冷媒と熱交換した後、送風ファン６に向かう空気の流れを妨げてしまうことを抑制するために、熱交換器３の背面側のうち熱交換器３の背面に対向しない位置に設けられているとよい。さらに、発光素子８は、ドレンパン７と干渉しないように、ドレンパン７よりも上側に設けられているとよい。
【００２０】
なお、発光素子８と受光素子ユニット１０の位置は逆にしてもよい。つまり、図３では、熱交換器３の背面側から見て左側に発光素子８が設けられている例を図示しているが、受光素子１２は右側に設けられていてもよく、その場合には受光素子ユニット１０が左側に設けられていればよい。
また、発光素子８は、たとえば、熱交換器３と送風ファン６とを接続する風路の、左右の側面のいずれか一方などに固定されて設けられているとよい。
【００２１】
本実施の形態１に係る発光素子８は、波長６１０ｎｍで、光束の直径が２ｍｍのレーザーダイオードとコリメータレンズとを組み合わせたもので構成した。ここで、発光素子８は、光束が一定の径又は幅で直進する光源であれば、それに限定されるものでなく、たとえばハロゲンランプに光束を一定の幅にするスリットを組み合わせて構成した光源を採用してもよい。
【００２２】
ＬＥＤなど光束に広がりを持つものを光源としてそのまま採用すると、バックグラウンド状態でも受光素子１２に光が入るため、センサ出力電圧との差が得にくい。これにより、霧を検出できないか、あるいは検出できたとしても極めて感度が低く、安定した計測を行うことは困難となる。したがって、発光素子８の光源として光束に広がりをもつものを採用する場合には、光束を一定の幅にするレンズなどと組み合わせて構成するとよい。
ここで、バックグラウンド状態とは、発光素子８から照射された光が受光素子１２に入射していない状態をさす。つまり、この状態においては、受光素子１２からのセンサ出力電圧がほぼゼロである。
また、発光素子８から照射される光の出力が足りない場合には、たとえば、出力を増幅する増幅回路（図示省略）と、ケーブルなどを介して接続可能とし、適宜出力を増幅可能なように構成するとよい。
【００２３】
［受光素子ユニット１０について］  
受光素子ユニット１０は、発光素子８から照射される光を受ける対象である。より詳しくは、図４に図示されるように、受光素子ユニット１０は、発光素子８の光照射面と対向する位置である光照射部分１１と、光照射部分１１に対して所定の間隔ｄを隔てて設けられ、発光素子８から照射された光のうち霧で散乱した散乱光を受光するように配置された受光素子１２（受光手段）とを有している。そして、発光素子８から照射された光は、熱交換器３の背面を沿いながら空気流れ方向とは略直交方向に進んだ後に、受光素子ユニット１０に至る。つまり、発光素子８から受光素子ユニット１０まで直進した光は光照射部分１１に至り、霧によって散乱した光の一部が受光素子１２に至るように受光素子ユニット１０が配置されている。
【００２４】
また、受光素子ユニット１０は、たとえば、熱交換器３と送風ファン６とを接続する風路の左右の側面のうち、発光素子８に対向する側面などに固定されて設けられているとよい。なお、受光素子ユニット１０は、熱交換器３の背面側であったり、熱交換器３からの距離が小さかったりする位置に設けられていると、受光素子１２の表面が結露して長時間安定的に測定することができなくなる可能性がある。そこで、受光素子ユニット１０は、図３に図示されるように、たとえば熱交換器３の背面側のうち熱交換器３の背面に対向しない位置に設けるとよい。このように、熱交換器３からの風が当たらない位置に設置することにより、安定な測定が可能となる。
【００２５】
ここで、所定の間隔ｄとは、光照射部分１１の中心を通る垂線と、受光素子１２の受光面の中心を通る垂線との間隔をさす。本実施の形態１に係る受光素子ユニット１０は、所定の間隔ｄを１０ｍｍとしている。また、図４では、光照射部分１１に対して受光素子１２が、熱交換器３から送風ファン６に向かう方向（室内機１の正面側から奥側に向かう方向）に位置するように配置された例を図示したが、それに限定されるものではない。すなわち、光照射部分１１を中心としたときに、半径が所定の間隔ｄである円周上に、受光素子１２が配置されていればよい。
また、受光素子１２の受光面は、発光素子８から照射される光の進行方向に対して、垂直となるように配置されているとよい。つまり、受光素子１２の受光面は、光照射部分１１と同一平面上に配置されているとよい。
【００２６】
本実施の形態１に係る光照射部分１１は、発光素子８から照射される光の進行方向に向かって凹んだ凹部などが形成されているとよい。また、その凹部の直径は、発光素子８から照射される光の光束の径と略同程度の径にするとよい。これにより、光照射部分１１に入射した光が反射して受光素子１２に入射してしまうことが抑制することができるので、高精度な霧の検出が可能となる。
また、本実施の形態１に係る受光素子１２は、フォトダイオードで構成したものとして説明するが、それに限定されるものではない。つまり、受光素子１２は、発光素子８から照射される波長６１０ｎｍの光を検出できるものであれば、フォトダイオードに限定されるものではなく、たとえば光電子増倍管やサーモパイルなどを採用してもよい。
【００２７】
なお、図２〜図４では、熱交換器３から放射される霧を検出するための発光素子８及び受光素子ユニット１０が設置された例を図示しているが、熱交換器４、５に対応する発光素子及び受光素子ユニットが設置されてもよい。
【００２８】
空気調和機の冷房運転時には、熱交換器３〜５が冷却されて、室内機１内に取り込んだ空気中の水分が熱交換器３〜５のフィンなどに結露する。この結露した水分の大部分は、ドレンパン７に滴下した後に、ドレンパン７から室内機１の外部に排出される。しかし、結露した水分の一部は、熱交換器３〜５のフィンに付着したゴミなどにより、ドレンパン７に滴下せずに、熱交換器３〜５から霧として飛散する場合がある。そこで、発明者らは、図５に図示されるような実験装置を用いて、霧、すなわち熱交換器から飛散する結露水の計測などを行った。
図５は、飛散する霧の量に対応する受光素子１２の応答値を確認する実験装置の模式図である。この図５は、実際の空気調和機の室内機１を模擬し小型化したものである。なお、上側の図は装置を上から見たものであり、下側の図は装置を水平方向から見たものである。
【００２９】
装置本体は、温湿度調整機２０、及びアクリル製の風洞１３、１４で構成されている。温湿度調整機２０は、風洞１３、１４内の温度及び湿度を調整するものである。
風洞１３は、内部が一部空洞となっており、熱交換器３、送風ファン６、温度検出手段２１、発光素子８及び受光素子ユニット１０が設けられている。ここで、温度検出手段２１は、熱交換器３の温度（表面温度）を検出するものであり、熱交換器３に設置されている。
風洞１３の上流側は、風洞１４の一方に接続され、風洞１４と連通している。そのため、送風ファン６を運転すると、風洞１４内の空気が風洞１３内に取り込まれるようになっている。また、風洞１３の下流側は、風洞１３内の空気を吹き出す開口部５５が形成されている。この開口部５５には、風洞１３から吹き出される空気の温度及び湿度を測定する温湿度測定器１６が設置されている。
【００３０】
風洞１４は、空洞であり、その一方が風洞１３の上流側に接続されている。この風洞１４には、風洞１３内に吸い込まれる空気の温度及び湿度を測定する温湿度測定器１５が設置されている。
温湿度測定器１５、１６、温度検出手段２１及び受光素子ユニット１０は、ケーブルによりデータロガー１７に接続されており、これらが検出したデータを記録することができるようになっている。また、受光素子１２のフォトダイオードの出力は、微量な電流出力であるため、アンプ（図示省略）により電圧出力に変換した。
熱交換器３は、２種類のものを用意した。一方が、ゴミなどが付着しておらず、露飛びが発生しにくい新品の熱交換器である。他方が、実際の室内機で露飛びが確認された熱交換器の一部を切り出したものである。
熱交換器３は、配管１８を介して、チラー１９に接続されている。また、熱交換器３は、水道水を冷媒としている。そして、該冷媒がチラー１９で冷却又は加熱されることにより、熱交換器３は、その表面温度が調整される。
【００３１】
ここで、上記［受光素子ユニット１０について］にて述べたように、受光素子１２は、発光素子８の光照射面に対応する位置に設けられた光照射部分１１に対して、所定の間隔ｄだけ離れた位置に設置した。そして、本実験では、所定の間隔ｄを１０ｍｍとした。
【００３２】
実験は、チラー１９を１０℃に設定した後に送風ファン６を動作させ、風洞１３、１４の内部に気流が流れるようにする。また、温湿度調整機２０によって、風洞１４に導入される空気を温度３０℃、相対湿度９５％に調整する。この風洞１４に導入された空気は、送風ファン６によって、風洞１４を介して風洞１３に流入して熱交換器３を通過し、その後開口部５５から強制的に排出される。この時、新品の熱交換器３の背面では、目視において霧の飛散が全く見られなかった。一方、露飛びが確認された熱交換器３の背面では、霧の飛散が確認された。
その後、チラー１９の温度を１０℃から３０℃まで徐々に上昇させて冷媒を加熱し、熱交換器３の温度を上昇させた。そして、熱交換器３の表面温度に対する受光素子ユニット１０のセンサ出力電圧（センサ応答値）を測定した。
【００３３】
図６は、図５に示す実験装置における実験結果を示す図である。図６において、横軸は温度検出手段２１で検出された熱交換器３の表面温度、縦軸が受光素子ユニット１０のセンサ応答値である。なお、図６における縦軸のセンサ応答値とは、センサ出力電圧から動作前のセンサ出力電圧すなわちバックグラウンド状態の出力電圧を差し引いた値である。
図６に図示されるように、露飛びが確認された熱交換器３は、温度１０℃付近で、センサ応答値が０．３Ｖとなった。そして、露飛びが確認された熱交換器３の温度が上昇するにつれて、センサ応答値が徐々に低下し、２５℃を越えるとほとんど霧の飛散が無くなった。一方、新品の熱交換器３では、熱交換器３の温度に関係なく、センサ応答値が０．１Ｖ未満であり、目視でも霧の飛散が無かった。
【００３４】
つまり、露飛びが確認された熱交換器３では、受光素子ユニット１０から明らかな応答が確認された。この明らかな応答とは、受光素子ユニット１０の検出値の測定誤差などではなく、霧によって散乱された光による応答であるということである。また、その応答は、霧の量とほぼ比例関係が得られることが本実験から確認された。
ここで、センサ応答値と目視における霧の発生具合について説明する。センサ応答値が０〜０．１Ｖでは、ほとんど霧の飛散が確認されない。また、センサ応答値が０．１〜０．２Ｖでは、わずかの霧の飛散が確認されるもののその霧の量が微量である。さらに、センサ応答値が０．２Ｖ以上では、明らかな霧の飛散が確認される。
【００３５】
本実験より、実施の形態１に係る空気調和機において、ほとんど霧の飛散がない冷房運転を実行するには、熱交換器３の温度を２５℃以上に制御すればよいことがわかる。また、霧の飛散が確認されるものの、その霧の量が微量である冷房運転を実行するには、熱交換器３の温度を１９℃以上に制御すればよいことがわかる。
【００３６】
なお、所定の間隔ｄを０ｍｍとする、すなわち、発光素子８からの光を受光素子１２に受けて、霧による光の吸収度合いを測定して、霧の飛散を検出する方法も理論的に考えられる。しかし、霧による光の吸収度合いは極めて少なく、霧の量が少ない時はＳＮ比が小さいため、実際に計測することは困難であった。したがって、本実施の形態１に係る空気調和機では、この方法は採用しないものとする。なお、ＳＮ比とは、信号雑音比のことであり、信号がセンサ出力電圧に対応し、雑音がバックグラウンド状態の出力電圧に対応する。
【００３７】
図７は、図５に図示される実験装置の受光素子ユニット１０の配置を変えた別の実験装置の模式図である。図７の実験装置が図５の実験装置と異なる点は、受光素子ユニット１０が、発光素子８から照射される光に対して直交する位置に配置されている点である。この実験から、受光素子ユニット１０が、発光素子８から照射される光に対して直交する位置に配置されていても、霧を高感度に検出できることがわかった。ただし、このように受光素子ユニット１０を配置した場合において、受光素子１２には、指向特性が広い（たとえば５０度以上）ものを採用することが好ましい。また、受光素子１２は、発光素子８から照射された光の光束に対する距離が、可能な限り小さくなるように配置されることが好ましい。
【００３８】
［動作説明］
次に、本実施の形態１に係る空気調和機の冷房運転時の動作について説明する。
ユーザーがリモコンなどから冷房運転を実行するように空気調和機に指示をすると、制御手段７０が、受光素子ユニット１０からの出力をバックグラウンド出力として記憶する。また、発光素子８は、受光素子ユニット１０にむけて光を照射する。なお、発光素子８が、光を照射するタイミングは、ユーザーがリモコンで冷房運転のボタンを押したタイミングに限定されるものではなく、冷房運転を開始してから所定時間が経過した後などでもよい。
その後、制御手段７０が、冷房運転を実施するために、送風ファン６を回転させて室内に空気を送るとともに、熱交換器３〜５に冷却された冷媒が流れるように各種機器（圧縮機、絞り装置、四方弁など）を制御する。これにより、送風ファン６により吸込口２から取り込まれた室内空気は、熱交換器３〜５で冷却された後に吹出口９から吹き出される。
【００３９】
ここで、熱交換器３〜５が冷却されることで熱交換器３〜５に結露水が付着し、その結露水が飛散すると、発光素子８から照射された光が散乱する。受光素子ユニット１０は、その散乱光の一部を受光素子１２で受光する。つまり、受光素子ユニット１０は、霧の飛散を、散乱光による電圧出力として監視しているということである。
そして、制御手段７０は、受光素子ユニット１０が、検出している出力値と、バックグラウンド状態における出力値との差が一定値以上になった場合に、許容される量以上の霧が飛散していると判断する。ここで、この一定値は、制御手段７０に予めデータベースとして記憶しておく。
【００４０】
制御手段７０は、許容される量以上の霧が飛散したと判断すると、冷房運転の途中に、以下の（１）〜（３）のいずれかを実行する。
（１）制御手段７０は、圧縮機、及び送風ファン６の運転を所定時間の間停止させる。つまり、冷気を室内に供給することを、所定時間停止する。
（２）制御手段７０は、圧縮機の回転数、及び絞り装置の開度の少なくとも一方を制御し、熱交換器３〜５の温度を予め設定された所定値（たとえば１９℃）まで上昇させる。そして、その所定値を下回らないように制御しながら、冷房運転を実行する。
（３）制御手段７０は、所定時間の間、送風ファン６のファン回転数を上昇させる。
【００４１】
まず、（１）を実行することにより、霧が飛散することがなくなる。また、（２）を実行することにより、霧が飛散してしまうことを抑制しながら、冷房運転を継続することができる。さらに、（３）を実行することにより、熱交換器３〜５を通過する室内空気の速度が上昇し、結露水の乾燥を促進させることができるので、（３）を実行後に、霧が飛散してしまうことを抑制することができる。
以上の動作を行うことで、冷房運転時において、熱交換器３〜５から飛散する霧や露を抑制又は防止することができる。つまり、室内機１内に結露水が飛散してしまうこと、及び吹出口９から結露水が飛散してしまうことを効率的に抑制することができる。
【００４２】
［実施の形態１に係る空気調和機の有する効果］
本実施の形態１に係る空気調和機は、発光素子８及び受光素子ユニット１０が、熱交換器３〜５から飛散する霧を高感度に検知できるように設けられたものである。また、制御手段７０が、その検出結果に基づいて、上記（１）〜（３）のような制御を実行するものである。これにより、本実施の形態１に係る空気調和機は、熱交換器３〜５からの霧や露の飛散を抑制又は防止し、適切な冷房運転を実行することができる。また、ユーザーの快適性を損ねてしまうことがない。
【００４３】
実施の形態２．
所定の間隔ｄは、ファンモータの振動などにより、あまりに小さいと発光素子８の光が直接的に受光素子１２に入射する可能性があり、霧の飛散を精度よく検出することができなくなる。一方で、所定の間隔ｄが、あまりに大きくすると、ＳＮ比が低下すると予想される。そこで、本実施の形態２では、所定の距離ｄと受光素子ユニット１０の測定精度（感度）との関係を把握する実験を行い、所定の間隔ｄとして適切な範囲を調べた。
なお、本実施の形態２に係る実験では、受光素子ユニット１０として、所定の距離ｄが、２、３、４、５、８、１０、１５、２０、３０ｍｍに設定されたものを用意した。そして、これらの受光素子ユニット１０を、図５に図示される実験装置に設置した。なお、実験条件は、導入空気の温度を３０℃、相対湿度を９５％、熱交換器３の温度を１５℃、発光素子８のレーザーダイオードの光束の幅を２ｍｍとした。また、本実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号とし、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。
【００４４】
図８は、本発明の実施の形態２に係る受光素子ユニット１０の所定の間隔ｄを変化させた際のセンサ出力電圧値について説明する図である。本実験では、熱交換器３から霧が飛散したと確認された時のセンサ出力電圧値を測定した。また、霧が飛散していない初期状態、すなわちバックグラウンド状態の出力電圧値も測定した。そして、熱交換器３から霧が飛散したと確認された時のセンサ出力電圧値と、バックグラウンド状態の出力電圧値との比（図８の縦軸）を計算し、その計算結果を所定の間隔ｄ（図８の横軸）の値に対応させてプロットしたものが図８である。
なお、センサ出力電圧値とバックグラウンド状態の出力電圧値の比が高いほど、ＳＮ比が高く（高精度）、高感度で霜が検出できることを意味する。
また、以下の説明において、熱交換器３から霧が飛散したと確認された時のセンサ出力電圧値を、単にセンサ出力電圧値と称し、バックグラウンド状態の出力電圧値を、単にバックグラウンド出力電圧値と称するものとする。
【００４５】
所定の間隔ｄが２ｍｍの条件では、センサ出力値と、バックグラウンド出力電圧値に差が無く、霧を検出することは実質的に不可能であった。これは、発光素子８から照射された光の一部が、直接的に受光素子１２に入射してしまったためである。所定の距離ｄを３ｍｍより大きくしていくにしたがい、センサ出力電圧値／バックグラウンド出力電圧値が上昇する。そして、所定の間隔ｄが、５ｍｍ〜１０ｍｍで、センサ出力電圧値／バックグラウンド出力電圧値が極大値となり、それ以上では低下する結果となった。
この結果から、所定の間隔ｄが、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下になるように光照射部分１１と受光素子１２を配置することが好ましい。これにより、安定的（高精度）に霧の測定が可能となる。
【００４６】
なお、本実施の形態２では、所定の間隔ｄの範囲を規定したが、発光素子８から照射される光の光束の幅ないし直径の範囲を規定してもよい。発光素子８から照射される光の光束の直径は２ｍｍである。そこで、発光素子８から照射される光の光束の幅ないし直径の範囲は、その２倍の４ｍｍから５倍の１０ｍｍが適当な範囲である。
【００４７】
［実施の形態２に係る空気調和機の有する効果］
本実施の形態２に係る空気調和機は、所定の間隔ｄを５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下としたので、熱交換器３から飛散する霧を高感度に検出可能であるだけでなく、高精度に検出することができる。そして、制御手段７０は、その検出結果に基づいて、上記（１）〜（３）のような制御を実行するものである。これにより、本実施の形態２に係る空気調和機は、熱交換器３〜５からの霧や露の飛散を抑制又は防止し、適切な冷房運転を実行することができる。また、ユーザーの快適性を損ねてしまうことがない。
【００４８】
実施の形態３．
本実施の形態３では、発光素子８から照射される光の波長と受光素子ユニット１０の測定感度との関係を把握する実験を行い、光の波長として適切な範囲を調べた。
なお、本実施の形態３に係る実験では、発光素子８のレーザーダイオードとして、３８０ｎｍ（紫外）、４７０ｎｍ（青）、５２０ｎｍ（緑）、５９０ｎｍ（黄）、６１０ｎｍ（橙）、６５０ｎｍ（赤）、９５０ｎｍ（赤外）、１２００ｎｍ（赤外）の波長の光を照射可能なレーザーダイオードを、それぞれ用意した。そして、発光素子８のレーザーダイオードをこれらに付け替えながら、図５に図示される実験装置で受光素子ユニット１０のセンサ出力電圧値を測定した。なお、実験条件は、導入空気の温度を３０℃、相対湿度を９５％、熱交換器の温度を１５℃、発光素子８のレーザーダイオードの光束の幅を２ｍｍとした。また、本実施の形態３では、実施の形態１、２と同一部分には同一符号とし、実施の形態１、２との相違点を中心に説明するものとする。
【００４９】
図９は、本発明の実施の形態３に係る発光素子８の波長を変化させた際のセンサ出力電圧値について説明する図である。本実験においても実施の形態２と同様に、熱交換器３から霧が飛散したと確認された時のセンサ出力電圧値を測定した。また、霧が飛散していない初期状態、すなわちバックグラウンド状態の出力電圧値も測定した。そして、熱交換器３から霧が飛散したと確認された時のセンサ出力電圧値と、バックグラウンド状態の出力電圧値との比（図９の縦軸）を計算し、その計算結果を所定の間隔ｄ（図９の横軸）の値に対応させてプロットしたものが図９である。
【００５０】
発光素子８から照射される光の波長が６５０ｎｍを境にし、その境より短くなるほどセンサ出力電圧値／バックグラウンド出力電圧値が顕著に高くなり４５０ｎｍ以下では低下することが分かった。また、波長４５０ｎｍ以上で５００ｎｍ以下ではあまり変化が無いことが分かった。この結果から、発光素子８には、６５０ｎｍ以下のレーザーダイオードを採用することが好ましく、４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下のレーザーダイオードを採用するとさらに好ましい。ただし、波長の短いレーザーダイオードは高価なため、許容できるコストと必要な検出感度に応じて適切なレーザーダイオードを選択することが望ましい。
【００５１】
［実施の形態３に係る空気調和機の有する効果］
本実施の形態３に係る空気調和機は、発光素子８から照射される波長を４５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下とするので、熱交換器３〜５から飛散する霧を高感度に検出することができる。そして、制御手段７０は、その検出結果に基づいて、上記（１）〜（３）のような制御を実行するものである。これにより、本実施の形態３に係る空気調和機は、熱交換器３〜５からの霧や露の飛散を抑制又は防止し、適切な冷房運転を実行することができる。また、ユーザーの快適性を損ねてしまうことがない。
【００５２】
実施の形態４．
本実施の形態４に係る空気調和機は、実施の形態１に係る空気調和機と構成が同じであるが、霧が飛散した際の制御手段７０の動作が異なる。図６に図示されるように、許容される量以上の霧の飛散（明瞭な霧吹き）が確認されるのは、熱交換器３の温度が１９℃付近である。しかし、実際には霧の発生は、熱交換器３の表面状態や風速などの環境条件に依存する。つまり、制御手段７０は、熱交換器３の温度が１９℃で、許容される量以上の霧が飛散することを、予めデータベースとしてメモリに記憶させておいても有効でない場合がある。そこで、本実施の形態４に係る空気調和気は、冷房運転を実際に実施する環境条件で冷房の試運転を実行し、熱交換器３から霧をいったん発生させる。そして、制御手段７０が、この霧が発生する熱交換器３〜５の温度を記憶し、その温度を越えない様に圧縮機の回転数、絞り装置の開度を制御する。
【００５３】
図１０は、本発明の実施の形態４に係る受光素子１２の応答値に応じた制御の一例について説明するフローチャートである。図１０を参照して、本実施の形態４に係る空気調和機の冷房運転について説明する。
（Ｓ１）
ユーザーがリモコンなどから冷房運転を実行するように空気調和機に指示する。この指示を受けた制御手段７０は、まず試運転モードを開始する。この試運転モードでは、制御手段７０が、圧縮機の回転数、絞り装置の開度、及び四方弁の接続などを制御し、熱交換器３〜５の温度を低下させる。また、制御手段７０は、送風ファン６を運転させる。
（Ｓ２）
ここで、制御手段７０は、センサ応答値が、０．２（Ｖ）を超えた場合には、そのときの熱交換器３〜５の温度Ｔ０を記憶する。そして、制御手段７０は、この温度Ｔ０より熱交換器３〜５の温度が高いと、許容される量以上の霧が飛散するものと判断する。
（Ｓ３）
制御手段７０は、熱交換器３〜５の温度がＴ０を超えないように、圧縮機の回転数、及び絞り装置の開度の少なくとも一方を制御しながら、冷房運転を実行する。
（Ｓ４）
なお、（Ｓ１）にて熱交換器３〜５の温度を低下させていき、熱交換器３〜５の温度が１０℃を下回ってもセンサ応答値が０．２（Ｖ）を超えない場合には、制御手段７０が、本冷房運転において、許容される量以上の霧の飛散が発生しないものと判断する。この場合には、制御手段７０は、熱交換器３〜５の温度に制限を設けず、ユーザーに指示された冷房運転を実行する。
（Ｓ５）
ユーザーがリモコンなどから冷房運転を停止するように空気調和機に指示する。この指示を受けた制御手段７０は、圧縮機の運転を停止させて、冷房運転を停止する。
【００５４】
なお、図１０に図示されるフローチャートのルーチンは、冷房運転を実施するたびに行ってもよい。また、一定時間（たとえば一時間）おきに実施して、許容される量以上の霧の飛散が起こるかを随時監視しながら冷房運転を行ってもよい。
【００５５】
［実施の形態４に係る空気調和機の有する効果］
本実施の形態４に係る空気調和機は、制御手段７０が、試運転モードを実施して、熱交換器３〜５の表面状態や風速などの環境条件に対応する冷房運転を実施することができる。つまり、本実施の形態４に係る空気調和機は、熱交換器３〜５からの霧や露の飛散を抑制又は防止し、適切な冷房運転を実行することができる。また、ユーザーの快適性を損ねてしまうことがない。
【００５６】
実施の形態５．
発光素子８として使用されるレーザーダイオードは、発光寿命に限りがある。そして、発光強度が小さくなったり、点灯しなくなった場合は、レーザーダイオードを交換する必要があるため手間などがかかる。そこで、本実施の形態５に係る空気調和機は、発光素子８を間欠的に動作させて、レーザーダイオードの長寿命化させることを考慮したものである。なお、本実施の形態５では、実施の形態１〜４と同一部分には同一符号とし、実施の形態１〜４との相違点を中心に説明するものとする。
【００５７】
熱交換器３〜５の表面温度が殆ど変化しない冷房運転を実施している際には、発光素子８を間欠動作させるものとする。なお、点灯の間隔（ＤＵＴＹ比）については、特に、限定されるものではない。たとえば、点灯の間隔は、２秒点灯、２秒非点灯、或いは３０秒点灯、３０秒非点灯などとするとよい。
一方、たとえば急速冷房など熱交換器３〜５の表面温度が急激に変化するときには、結露が発生しやすい。このように、急速冷房を実施する場合には、発光素子８を常時（連続的）点灯させるようにする。
【００５８】
また、冬季など冷房運転を実施しない場合においては、熱交換器３〜５に結露が発生することはない、或いは結露が発生しても稀である。そこで、制御手段７０に予め日付を記憶させ、日付から冬季であると判断された場合には、制御手段７０が、冷房運転時に発光素子８を消灯させてもよい。
さらに、熱交換器３〜５に結露が発生するのは、主に冷房運転時であるので、冷房運転以外の運転時においては、発光素子８を消灯させておいてもよい。
なお、本実施の形態５では、発光素子８にレーザーダイオード以外のものを採用してもよく、たとえば、立ち上がりが早く、ただちに安定する特性を持った光源を用いることが好ましい。
【００５９】
［実施の形態５に係る空気調和機の有する効果］  
本実施の形態５に係る空気調和機は、実施の形態１に係る空気調和機の有する効果に加えて、発光素子８を間欠的に動作させるので、発光素子８のレーザーダイオードの長寿命化を図ることができる。また、ユーザーの快適性を損ねてしまうことがない。
【００６０】
実施の形態１〜５では、制御手段７０が、熱交換器３〜５の温度に基づいて冷房運転を実施する例を説明したが、冷媒温度に基づいて冷房運転を実施してもよい。また、実施の形態１〜５に記載の内容は、適宜組み合わせてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１  室内機、２  吸込口、３〜５  熱交換器、６  送風ファン、７  ドレンパン、８  発光素子、９  吹出口、１０  受光素子ユニット、１１  光照射部分、１２  受光素子、１３、１４  風洞、１５、１６  温湿度測定器、１７  データロガー、１８  配管、１９  チラー、２０  温湿度調整機、２１  温度検出手段、５０  前面パネル、５１  本体、５５  開口部、７０  制御手段。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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