(57)【要約】【課題】ドレン水が発生しない運転状態や、送風機の送風量が小さくてドレン水を飛散させない運転状態の場合には、サブドレンパンでの通風抵抗を小さくして送風機の所要動力を小さくすることのできる空気調和装置の提供。【解決手段】この空気調和装置は、本体ケーシング１の縦通風路１０内に、傾斜配置の蒸発器４と送風機５とを収容し、蒸発器４の下方位置に配置されたメインドレンパン２と、蒸発器４の下流側でドレン水を受けるサブドレンパン３とを有する空気調和装置において、サブドレンパン３を上下揺動自在とし、蒸発器４でドレン水を生じない非水運転状態を検知する非水運転状態検知手段３１と、非水運転状態が検知されたときにサブドレンパン３を蒸発器４の空気出側面４Ａと垂直の方向に近づけるように揺動させる第１サブドレンパン制御駆動手段３２とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケーシング内に上から下に通風させる縦通風路を形成し、前記縦通風路内に、鉛直方向から傾斜した冷媒回路の蒸発器と、前記蒸発器に通風する送風機とを収容し、前記蒸発器の下端部の下方位置に前記蒸発器から流下するドレン水を受けるメインドレンパンと、前記蒸発器の通風方向下流側に配備されて、前記蒸発器から通風によって滴下するドレン水を受けて前記メインドレンパンへ流下させるサブドレンパンとを有する空気調和装置において、前記サブドレンパンを上下揺動自在に構成し、前記蒸発器でドレン水を生じない非水運転状態を前記冷媒回路の運転状態データから検知する非水運転状態検知手段と、前記非水運転状態検知手段により前記非水運転状態が検知されたときに前記サブドレンパンを前記蒸発器の空気出側面と垂直の方向に近づけるように前記サブドレンパンの揺動角度を変更する第１サブドレンパン制御駆動手段とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
縦通風路における蒸発器の入側に配備されて空気の露点を検出する露点検出手段と、前記蒸発器の表面に配備された蒸発器温度センサと、前記蒸発器温度センサにより検出された蒸発器温度検出値が前記露点検出手段により検出された露点検出値を超えたときに、前記サブドレンパンを前記蒸発器の空気出側面と垂直の方向に近づけるようにサブドレンパンの揺動角度を変更する第２サブドレンパン制御駆動手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
第１サブドレンパン制御駆動手段または第２サブドレンパン制御駆動手段は、サブドレンパンの揺動角度を変更してほぼ水平方向に保持する第１角度変更手段と、その後更にサブドレンパンの揺動角度を変更して前記サブドレンパンを前記蒸発器の空気出側面とほぼ垂直方向の姿勢に保持する第２角度変更手段とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
設置環境により所望される送風機の通風量に対応して、サブドレンパンの揺動角度を手動により変更可能な角度変更部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸発器の下方位置にメインドレンパンを備え蒸発器の通風方向下流側にサブドレンパンを備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電算室等に設置される空気調和装置の床置き下吹型の室内機としては、上面に吸込口を、下面に吹出口を有する本体ケーシング内に上から下に通風させる縦通風路を形成し、この縦通風路の上部に、鉛直方向から傾斜した蒸発器を配備し、縦通風路の下部に、蒸発器に通風する送風機を配備したものが知られている。このように、蒸発器が縦通風路内に傾斜して設置されているものでは、蒸発器から流下するドレン水を受けるメインドレンパンを、上下方向の通風を阻害することのないよう蒸発器の下端部の下方位置のみに設置し、蒸発器の通風方向下流側位置で、蒸発器の近傍にサブドレンパンを配置している。このサブドレンパンにより、蒸発器の下流側に飛散したドレン水を受けてメインドレンパンに流下させるようにしている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６１５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のようにサブドレンパンを設けることで、蒸発器の下流側に飛散したドレン水を受けてメインドレンパンに流下させることができるが、サブドレンパンの設置位置、設置される際の水平からの傾斜角度は、ドレン水の発生量・飛散量が最大である場合を想定した設計とされている。よって、ドレン水の発生が無い場合や、送風機の送風量が少ない場合であってもは、サブドレンパンは所定の位置および角度を維持せざるを得ないので、通風を阻害し、送風機動力の増加を招くという問題が生じている。
【０００５】
この発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ドレン水が発生しない運転状態や、送風機の送風量が小さくてドレン水を飛散させない運転状態の場合には、サブドレンパンでの通風抵抗を小さくして送風機の所要動力を小さくすることのできる空気調和装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の係る空気調和装置は、本体ケーシング内に上から下に通風させる縦通風路を形成し、縦通風路内に、鉛直方向から傾斜した冷媒回路の蒸発器と、蒸発器に通風する送風機とを収容し、蒸発器の下端部の下方位置に蒸発器から流下するドレン水を受けるメインドレンパンと、蒸発器の通風方向下流側に配備されて、蒸発器から通風によって滴下するドレン水を受けてメインドレンパンへ流下させるサブドレンパンとを有する空気調和装置において、サブドレンパンを上下揺動自在に構成し、蒸発器でドレン水を生じない非水運転状態を冷媒回路の運転状態データから検知する非水運転状態検知手段と、非水運転状態検知手段により非水運転状態が検知されたときにサブドレンパンを蒸発器の空気出側面と垂直の方向に近づけるようにサブドレンパンの揺動角度を変更する第１サブドレンパン制御駆動手段とを備えているものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、蒸発器の表面でドレン水を生じない非水運転状態を検知したときに、サブドレンパンを蒸発器の空気出側面と垂直の方向に近づけるようにサブドレンパンの揺動角度を変更する構成としたので、蒸発器でドレン水の発生が無い場合に、サブドレンパンにおける通風抵抗を低減化することができる。従って、通風抵抗を低減させた分、送風量が増加するため、送風機への出力値を下げることで規定の風量へ調整して、送風機の所要動力を低減化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１〜３における空気調和装置の室内機を示す構成図である。
図において、この実施形態１に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器４が冷媒配管により環状に接続された冷媒回路を備えている。これらはいずれも周知であり図示は省略する。そして、この空気調和装置の室内機は、電算室等に設置される床置き下吹型の機器であって、上部に吸込口７を有し下部に吹出口８を有する本体ケーシング１を備えている。本体ケーシング１内には、吸込口７から吹出口８へ上から下に通風させる縦通風路１０が形成されている。縦通風路１０内には、鉛直方向から傾斜した冷媒回路の蒸発器４と、蒸発器４に通風する風量可変の送風機５が配備されている。また、蒸発器４の下端部の下方位置には、蒸発器４から流下するドレン水を受けるメインドレンパン２が配置されている。メインドレンパン２の底面にはドレンホース６が接続され、メインドレンパン２に収受したドレン水を本体ケーシング１外に排出するようになっている。
【０００９】
図２はこの発明の実施の形態１〜３におけるサブドレンパンの構成を示し、（ａ）はサブドレンパンの水平に対する揺動角度を大きくした状態を示す構成図、（ｂ）はサブドレンパンをほぼ水平にした状態を示す構成図である。
蒸発器４の通風方向下流側近傍には、複数のサブドレンパン３（３ａ〜３ｅ）が蒸発器４と平行に並んで離間配置されている。これらのサブドレンパン３ａ〜３ｅは、通風によって蒸発器４から飛散したドレン水を受けとめ、この受けとめたドレン水を上段のものから下段のものへと順次流下させ、メインドレンパン２内へ流下させるように所定の間隔および所定の角度をもって配置されている。
【００１０】
前述したサブドレンパン３ａ〜３ｅのそれぞれの４寄り端部近傍は、本体ケーシング１の両側の内側面に固設された固定フレーム１２，１２に枢支部１３を介して上下揺動自在に枢支されている。また、サブドレンパン３ａ〜３ｅのそれぞれの揺動先端側は、枢支部１４を介して回動自在にリンク部材９に枢支されている。前記した固定フレーム１２、各枢支部１３、リンク部材９、および各枢支部１４から、リンク部材９の揺動により複数のサブドレンパン３ａ〜３ｅを各枢支部１３回りに連動して上下揺動（矢印Ｗ方向）させサブドレンパン３ａ〜３ｅの揺動角度θａ〜θｅを変更する、リンク機構１１が構成される。  そして、本体ケーシング１の内壁には、クランク杆１７が回動自在に軸支されている。クランク杆１７には、連結杆１５が枢支部１８を介して揺動自在に連結され、連結杆１５は枢支部１６を介して揺動自在に９に連結されている。これらの枢支部１６、連結杆１５、枢支部１８、およびクランク杆１７から、クランク機構１９が構成される。クランク杆１７の回転軸３７はモータＭの駆動軸と駆動連結されている。
【００１１】
そして、この空気調和装置は、図１に示すように、サブドレンパン３ａ〜３ｅの揺動を駆動制御する制御装置２３を備えている。制御装置２３は、例えばマイコンの中央演算処理ユニットで構成された制御部２４と、メモリ３６を備えている。そして、制御部２４は、後でそれぞれ詳述する、露点検出手段３０、非水運転状態検知手段３１、第１サブドレンパン制御駆動手段３２、第２サブドレンパン制御駆動手段３３、第１角度変更手段３４、および第２角度変更手段３５の各機能をソフトウエアとしてメモリ３６に保有している。また、メモリ３６は、後述するように、各センサにより検出された、吸込空気温度、吸込空気湿度、吸込空気温度と吸込空気湿度から算出された露点演算値Ｔｗ、蒸発器４の表面温度Ｔｆ、並びに、冷媒回路の運転状態データ（例えば、圧縮機の駆動電流、吐出温度、冷媒回路の高圧圧力、低圧圧力、凝縮器の出側温度など）を一時格納するようになっている。
【００１２】
次に、制御の内容について説明する。
サブドレンパン３は、通風によって蒸発器４から飛び出たドレン水を受け止めることを目的として設置されるが、蒸発器４の表面でドレン水が発生しない運転状態も有り得る。この時、サブドレンパン３の機能は不要であるのみならず、通風抵抗を増加させ、送風機動力の増加を招くこととなる。すなわち、このタイプの室内機において、ドレン水を１滴でも機外へ持ち出すことは致命的になるので、蒸発器４にドレン水が発生しない運転条件下でサブドレンパン３の揺動を行ないたい。
【００１３】
尚、蒸発器４でドレン水が発生しない運転状況は、例えば、圧縮機が停止中で且つ送風機５が運転している送風運転モードの場合である。その際に、例えば電流センサにより検出した圧縮機の駆動電流を逐次メモリ３６に書き換え更新していき、検出した電流値が所定値よりも小さいとき、または０のときは、圧縮機が停止していると判断することができる。圧縮機が停止したのちに、例えば５分間以上の時間経過を待ってサブドレンパン３の向きを下げるようにすると、より確実である。また、インバータの駆動電流を逐次格納し、これに基づいて非水運転状態を判断することも可能である。更に、吸込温度と吹出温度との差が所定値よりも小さかったら送風運転モードに切替えるという、冷房運転モードから送風運転モードへの切替えのときに実行する態様を、非水運転状態の判定に利用しても構わない。あるいは、蒸発器４の冷媒配管温度を見て熱くなっているか冷めているかにより、非水運転状態の判定を行なうこともできる。
【００１４】
そこで、制御部２４の非水運転状態検知手段３１の機能は、例えば冷媒回路の圧縮機が停止中で且つ送風機５が作動中である送風運転モード（非水運転状態）を、メモリ３６に逐次格納されている冷媒回路の運転状態データから検知する。そして、制御部２４の第１サブドレンパン制御駆動手段３２は、非水運転状態検知手段３１により非水運転状態が検知されたときにサブドレンパン３を蒸発器４の空気出側面４Ａと垂直の方向（垂直線Ｒの方向）に近づけるようにサブドレンパン３の揺動角度θａ〜θｅを変更する。
【００１５】
以上のように、ドレン水が発生しない運転状態では、サブドレンパン３の揺動角度θを小さくするので、通風抵抗を小さくすることができ、送風機５への出力値を低下させ、これにより送風機５の所要動力を低減化することができる。因みに、サブドレンパン３は蒸発器４の空気出側面４Ａと垂直の方向を向くと、通風抵抗が最も小さくなる。これにより、送風機５への出力値を下げることができる。その結果、送風機５の所要動力に数％程度の改善が見られた。
【００１６】
実施の形態２．
この実施の形態２における空気調和装置の室内機では、縦通風路１０における蒸発器４の入側に、吸込空気の湿度を検出する吸込空気湿度センサ２０と、吸込空気の温度を検出する吸込空気温度センサ２１が配備されている。また、蒸発器４のフィン表面には、蒸発器４の表面温度を検出する蒸発器温度センサ２２が配備されている。蒸発器４において冷媒が入ってくるところが最も温度が低いので、蒸発器４の冷媒入口近傍のフィン表面に蒸発器温度センサ２２が配備される。
【００１７】
そこで、この空気調和装置による制御を図３のフローチャートに示す。
まず、吸込空気湿度センサ２０により吸込空気の湿度が検出され（ステップＳ１）、吸込空気温度センサ２１により吸込空気の温度が検出され（ステップＳ２）、これらの検出値はメモリ３６に逐次格納されて制御部２４に設定入力される。そして、制御部２４の露点検出手段３０の機能は、検出された吸込空気の湿度と温度から露点演算値Ｔｗを検出する（ステップＳ３）。更に、蒸発器温度センサ２２により蒸発器４の表面温度Ｔｆが検出される（ステップＳ４）。そこで、制御部２４の第２サブドレンパン制御駆動手段３１の機能は、蒸発器温度センサ２２により検出された蒸発器４の表面温度Ｔｆの検出値が、露点検出手段３０により検出された露点演算値Ｔｗを超えたときに（ステップＳ５のＮｏ）、モータＭを駆動してクランク杆１７を回転させ（矢印Ｅ方向）、連結杆１５およびリンク部材９を引き下げて（矢印Ｆ方向）、サブドレンパン３ａ〜３ｅを蒸発器４の空気出側面４Ａと垂直の方向（垂直線Ｒの方向）に近づけるように（矢印Ｇ方向）、サブドレンパン３ａ〜３ｅの揺動角度θａ〜θｅを変更する（ステップＳ６）。一方、検出された表面温度Ｔｆが露点演算値Ｔｗ以下のときは（ステップＳ５のＹｅｓ）、リンク部材９を上げてサブドレンパン３ａ〜３ｅの水平からの揺動角度θａ〜θｅを大きくする（ステップＳ７）。
【００１８】
以上のように、蒸発器４の表面温度Ｔｆが露点Ｔｗよりも高い場合は蒸発器４でドレン水が発生しないため、サブドレンパン３の角度を下げることができる。これにより、サブドレンパン３での通風抵抗を小さくすることができ、送風機５への出力値を下げて、送風機５の所要動力を低減化することができる。
【００１９】
尚、上記の例では、吸込空気湿度センサ２０、吸込空気温度センサ２１、および制御部２４の露点検出手段３０の機能からなる構成により、本発明の露点検出手段の例を示したが、これら２つのセンサ２０，２１に替えて、一体型の露点センサで、本発明の露点検出手段を構成することも可能である。
【００２０】
実施の形態３．
実施の形態１または２ではサブドレンパン３を蒸発器４の空気出側面４Ａとほぼ垂直方向に近づける態様を述べたが、この実施の形態３では、サブドレンパン３のより細かい揺動制御を示す。
図１に示した制御部２４の第１角度変更手段３４の機能は、サブドレンパン３の揺動角度θａ〜θｅを小さくしてサブドレンパン３の姿勢をほぼ水平方向（水平線Ｈの方向）に変更して所定時間保持する。その後、制御部２４の第２角度変更手段３５の機能が、図４に示すように、更にサブドレンパン３の揺動角度θａ〜θｅを更に変更してサブドレンパン３を蒸発器４の空気出側面４Ａとほぼ垂直方向（垂直線Ｒの方向）の姿勢に保持する。
【００２１】
すなわち、全くドレン水が飛びださない確証がない限りは、サブドレンパン３を現状の揺動角度のままに保持しておく。そして、ドレン水が飛び出さないことが確実になれば、サブドレンパン３の向きをほぼ水平にする。更に、完璧にドレン水がないと判断した場合に、サブドレンパン３を蒸発器４の空気出側面４Ａとほぼ垂直の方向に向けるというように、段階的にサブドレンパン３の向きを変更するのである。このように、運転状態を見ながら、段階的にサブドレンパン３の向きを変えていくことにより、ドレン水を吹出口８から排出させることを確実に防ぐことができ、送風機５の所要動力も低減化できる。
【００２２】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４における空気調和装置の室内機の構成を示すものである。この実施の形態４において、送風機５のファン駆動軸２９はプーリＰを介してファンモータＦＭと駆動連結されている。プーリＰはプーリ径の異なるものが取替可能に配備され、選定されるプーリ径により送風機５の送風量が決定される。そして、この空気調和装置の室内機が設置される室内の広さに応じて、送風機５の送風量が例えば大、中、小となっている。従って、プーリＰは大中小の各プーリ径を持つものが用意される。そして、この実施の形態４の空気調和装置は、手動によりサブドレンパン３の揺動角度θを変更するための角度変更部２５を備えている。角度変更部２５は、リンク部材９の下端に枢支部１６により枢支された把手部２６と、本体ケーシング１の内壁などに固設された受け部２８とから成っている。受け部２８は把手部２６を押し引きする方向に適宜間隔をあけて複数個が配置されている。これらの受け部２８，２８，２８の間に、把手部２６に突設された係止突起２７を係脱可能に係止するようになっている。このように係止位置を変えることにより、サブドレンパン３の揺動角度θを手動で変えることができる。
【００２３】
例えば、室内機を設置する部屋の広さが比較的小さく小風量（定格風量の６０％位の風量）で運転を行う場合、大径のプーリＰが取り付けられるが、ドレン水が蒸発器４から通風によって飛び出す距離が短い。そこで、角度変更部２５の把手部２６を手で操作してリンク部材９を引き下げることにより、複数のサブドレンパン３ａ〜３ｅの水平からの角度θａ〜θｅを小さくする。このように、サブドレンパン３の揺動角度θを小さくすることで、通風抵抗を低減し、さらに低風量の範囲まで運転可能とすることができる。
【００２４】
一方、室内機を設置する部屋の広さが比較的大きく大風量で運転を行う場合、小径のプーリＰが取り付けられるが、ドレン水が蒸発器４から通風により飛び出して到達する距離が長い。そこで、角度変更部２５の把手部２６を手で操作してリンク部材９を上に持ち上げることにより、複数のサブドレンパン３ａ〜３ｅの水平からの揺動角度θａ〜θｅを大きくするのである。
【００２５】
上記のように構成することにより、設置環境により所望される送風機５の通風量に対応して、サブドレンパン３の角度変更部２５を用いることにより、サブドレンパン３の揺動角度θを手動で変更することができる。すなわち、設置空間に適した設定風量は設計時に決まっているが、低風量であろうと大風量であろうと、風速を、ドレン水が飛び出さない３〜５ｍ／秒以下に抑えたいのである。これにより、この空気調和装置の安全性が増し、送風機の所要動力も下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態１〜３における空気調和装置の室内機を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１〜３におけるサブドレンパンの構成を示し、（ａ）はサブドレンパンの水平に対する揺動角度を大きくした状態を示す構成図、（ｂ）はサブドレンパンをほぼ水平にした状態を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２における空気調和装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態３における空気調和装置のサブドレンパンを蒸発器の空気出側面と垂直の方向に向けた状態を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４における空気調和装置の室内機を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  本体ケーシング、２  メインドレンパン、３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）  サブドレンパン、４  蒸発器、４Ａ  空気出側面、５  送風機、７  吸込口、８  吹出口、９  リンク部材、１０  縦通風路、１１  リンク機構、２０  吸込空気湿度センサ、２１  吸込空気温度センサ、２２  蒸発器温度センサ、２４  制御部、２５  角度変更部、２６  把手部、３０  露点検出手段、３１  非水運転状態検知手段、３２  第１サブドレンパン制御駆動手段、３３  第２サブドレンパン制御駆動手段、３４  第１角度変更手段、３５  第２角度変更手段、３６  メモリ、Ｗ  矢印、Ｈ  水平線、Ｒ  垂直線、Ｔｆ  表面温度、Ｔｗ  露点演算値、θ（θａ，θｂ，θｃ，θｄ，θｅ）  揺動角度。
【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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