JP6128305B2

JP6128305B2 - 空気調和機

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Publication number: JP6128305B2
Application number: JP2012103521A
Authority: JP
Inventors: 律志平; 杉山　慎治; 慎治杉山; 賢二春山; 俊岩野; 田中　文明; 文明田中
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2032-04-27
Also published as: CN103375848B; US9726384B2; CN103375848A; JP2013231543A; EP2664862B1; EP2664862A1; AU2013205424A1; AU2013205424B2; US20130284410A1

Description

本発明は空気調和機に関する。

空気調和機は室内機の吹出口から熱交換による冷気または暖気の気流を吹き出す。特許文献１や特許文献２に記載されるように、吹出口に隣接して筐体には第２吹出口が形成されている。こうして第２吹出口からも冷気または暖気の気流は吹き出すことができる。単独の吹出口に比べて冷気または暖気は広い範囲にわたって吹き出されることができる。

特開２００８−２８１２１２号公報特開２００３−１３０３８１号公報

一般に、吹出口には上下風向板および左右風向板が設置される。上下風向板および左右風向板は吹き出される気流の吹き出し方向を規定することができる。しかしながら、気流がひとたび吹出口から吹き出されてしまうと、その後の気流の向きや動きは自然の対流に委ねられる。こうした気流の向きや動きがきめ細かく制御されることができれば、これまで以上に心地よい温度環境が室内に作り出されることができると考えられる。

本発明のいくつかの態様によれば、心地よい温度環境を作り出すことができる空気調和機を提供することができる。

一形態に係る空気調和機は、筐体内に第１吸込口から第１吹出口まで広がる気流の第１通路を有し、前記通路内に設けられた熱交換器により生成された冷気または暖気の気流を前記第１吹出口から吹き出す本体ユニットと、前記本体ユニットに対して相対的に姿勢変化自在に第１吹出口に設置されて、前記第１吹出口から吹き出す気流の向きを規定する上下風向板と、前記本体ユニットに対して相対的に姿勢変化自在に前記第１吹出口の両側に設置されて、筐体外空間に開口する第２吸込口から第２吹出口まで前記通路から分離されて広がって前記第２吸込口から室温空気を吸い込んで当該室温空気を前記第２吹出口から吹き出す１対のファンユニットと、前記上下風向板の姿勢および前記ファンユニットの姿勢を連動させる制御信号を生成する制御部とを備える。

こうした空気調和機では吹出口から冷気または暖気の気流が吹き出される。ファンユニットから室内空気の気流が吹き出される。このとき、上下風向板の姿勢およびファンユニットの姿勢は連動する。言い換えれば、第１吹出口から吹き出す冷気または暖気と、第２吹出口から吹き出す室温空気とは特定の位置関係で気流を形成する。こうして室温空気の気流は冷気や暖気の気流の向きや動きを制御することができる。冷気や暖気を室内で望まれる場所に送り込むことができる。こうして室内の温度環境を効率的に整えることができる。

空気調和機は、前記筐体に収容される第１送風ファンを駆動する第１駆動源と、前記ファンユニットの筐体に収容される第２送風ファンを駆動する第２駆動源とを個別に備えることができる。室内空気の気流の風速は冷気または暖気の気流の風速とは相違する風速に設定されることができる。大きい風速の気流は、それよりも小さい風速の気流を制することができる。こうして確実に冷気または暖気の気流の向きや動きは制御されることができる。

前記上下風向板は、前記第１吹出口から水平方向に前記気流の吹き出しを誘導することができる。一般に、本体ユニットは室内で比較的に高い位置に設置される。冷気の気流が水平方向に誘導されれば、冷気は高い位置から床面に向かって下降していく。このとき、ファンユニットは在室者に直接に室温空気の気流を向けることができる。ファンユニットは冷房運転時にいわゆる扇風機の代わりとして機能することができる。室温空気の気流には冷気の混入は防止されることができ、その結果、在室者は心地よい涼感を得ることができる。

前記ファンユニットは、水平方向またはそれよりも上向きに前記室温空気の気流を吹き出す姿勢を確立することができる。ファンユニットの気流は室内に緩やかな空気の流れを生起することができる。在室者は対流の微風に応じて不自然でない心地よい涼感を得ることができる。

前記ファンユニットは、前記第１吹出口よりも高い位置から、前記上下風向板の前記水平方向または当該水平方向よりも上向きに前記室温空気の気流を吹き出す姿勢を確立することができる。ファンユニットの気流は室内に緩やかな空気の流れを生起することができる。在室者は対流の微風に応じて不自然でない心地よい涼感を得ることができる。

前記上下風向板は、前記第１吹出口から下向きに前記気流の吹き出しを誘導し、前記ファンユニットは、水平方向またはそれよりも上向きに前記室温空気の気流を吹き出す姿勢を確立することができる。一般に、本体ユニットは室内で比較的に高い位置に設置される。暖気の気流が下向きに誘導されれば、暖気は床面に向かって吹き出されることができる。室内の温度が低いと、暖気はすぐさま床面から天井に向かって上昇しやすい。このとき、ファンユニットは、上昇してくる暖気を巻き込みながら室内に空気の流れを生起することができる。空気の流れに沿って暖気は再び床面に向かって下降することができる。こうして室内の下方には十分に暖気が送り込まれる。室内全体が暖まらなくとも、在室者は暖を感じることができる。

前記ファンユニットは、前記第１吹出口よりも高い位置から、前記上下風向板の前記下向きまたは当該下向きよりも上向きに前記室温空気の気流を吹き出す姿勢を確立することができる。ファンユニットの気流は暖気の気流よりも上側で吹き下りる。ファンユニットの気流は床面との間に暖気を挟み込むことができる。こうして暖気の上昇は抑制される。在室者は足下で暖を感じ続けることができる。

前記第２吹出口は前記筐体の前記第１吹出口よりも前方に配置されることができる。ファンユニットの気流は筐体に邪魔されずにファンユニットの第２吹出口から吹き出されることができる。

以上のように開示の空気調和機によれば、心地よい温度環境を作り出すことができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す概念図である。第１実施形態に係る室内機の外観を概略的に示す斜視図である。本体ユニットの上下風向板および左右風向板を概略的に示す平面図である。本体ユニットの分解斜視図である。ファンユニットの拡大斜視図である。ファンユニットの左右風向板を概略的に示す平面図である。図４の６−６線に沿った水平断面図である。空気調和機の制御系を概略的に示すブロック図である。冷房運転の第１モードが設定された際に第１吹出口の上下風向板およびファンユニットの姿勢を示す概念図である。冷房運転の第１モードが設定された際に室内の空気の流れを示す概念図である。冷房運転の第２モードが設定された際に第１吹出口の上下風向板およびファンユニットの姿勢を示す概念図である。冷房運転の第２モードが設定された際に室内の空気の流れを示す概念図である。冷房運転の第３モードが設定された際に室内の空気の流れを示す概念図である。暖房運転の第１モードが設定された際に第１吹出口の上下風向板およびファンユニットの姿勢を示す概念図である。暖房運転の第１モードが設定された際に室内の空気の流れを示す概念図である。暖房運転の第２モードが設定された際に第１吹出口の上下風向板およびファンユニットの姿勢を示す概念図である。暖房運転の第２モードが設定された際に室内の空気の流れを示す概念図である。第２実施形態に係る室内機の外観を概略的に示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機１１の構成を概略的に示す。空気調和機１１は室内機１２および室外機１３を備える。室内機１２は例えば建物内の室内空間に設置される。その他、室内機１２は室内空間に相当する環境空間に設置されればよい。室内機１２には室内熱交換機１４が組み込まれる。室外機１３には圧縮機１５、室外熱交換機１６、膨張弁１７および四方弁１８が組み込まれる。室内熱交換機１４、圧縮機１５、室外熱交換機１６、膨張弁１７および四方弁１８は冷凍回路１９を形成する。

冷凍回路１９は第１循環経路２１を備える。第１循環経路２１は四方弁１８の第１口１８ａおよび第２口１８ｂを相互に結ぶ。圧縮機１５の吸入管１５ａは四方弁１８の第１口１８ａに冷媒配管を介して接続される。第１口１８ａからガス冷媒は圧縮機１５の吸入管１５ａに供給される。圧縮機１５は低圧のガス冷媒を所定の圧力まで圧縮する。圧縮機１５の吐出管１５ｂは四方弁１８の第２口１８ｂに冷媒配管を介して接続される。圧縮機１５の吐出管１５ｂからガス冷媒は四方弁１８の第２口１８ｂに供給される。第１循環経路２１は例えば銅管などの冷媒配管で形成される。

冷凍回路１９は第２循環経路２２をさらに備える。第２循環経路２２は四方弁１８の第３口１８ｃおよび第４口１８ｄを相互に結ぶ。第２循環経路２２には、第３口１８ｃ側から順番に室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４が組み込まれる。室外熱交換器１６は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーの交換を実現する。室内熱交換器１４は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーの交換を実現する。第２循環経路２２は例えば銅管などの冷媒配管で形成されればよい。

室外機１３には送風ファン２３が組み込まれる。送風ファン２３は室外熱交換器１６に関連づけられる。送風ファン２３は例えば羽根車の回転に応じて気流を生成する。気流は室外熱交換器１６を通り抜ける。通り抜ける気流の流量は羽根車の毎分回転数に応じて調整される。気流の流量に応じて室外熱交換器１６では冷媒と空気との間で交換される熱エネルギー量が調整される。

室内機１２は本体ユニット２５および１対のファンユニット２６を備える。本体ユニット２５には室内熱交換器１４および第１送風ファン２７が組み込まれる。第１送風ファン２７は室内熱交換器１４に関連づけられる。第１送風ファン２７は羽根車の回転に応じて気流を生成する。第１送風ファン２７の働きで本体ユニット２５には室内空気が吸い込まれる。室内空気は室内熱交換器１４を通り抜ける。熱交換による冷気または暖気の気流は本体ユニット２５から吹き出される。通り抜ける気流の流量は羽根車の毎分回転数に応じて調整される。気流の流量に応じて室内熱交換器１４では冷媒と空気との間で交換される熱エネルギー量を調整することができる。ファンユニット２６は室内空気を吸い込んで当該室内空気を吹き出す。

冷凍回路１９で冷房運転を行なう場合は、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第３口１８ｃを相互に接続し第１口１８ａおよび第４口１８ｄを相互に接続する。したがって、圧縮機１５の吐出管１５ｂから高温高圧の冷媒が室外熱交換器１６に供給される。冷媒は室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４を順番に流通する。室外熱交換器１６では冷媒の熱エネルギーが外気に放出される。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器１４で周囲の空気から吸熱する。冷気が生成される。冷気は第１送風ファン２７の働きで室内空間に流される。

冷凍回路１９で暖房運転を行なう場合は、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第４口１８ｄを相互に接続し第１口１８ａおよび第３口１８ｃを相互に接続する。圧縮機１５から高温高圧の冷媒が室内熱交換器１４に供給される。冷媒は室内熱交換器１４、膨張弁１７および室外熱交換器１６を順番に流通する。室内熱交換機１４では冷媒の熱エネルギーが周囲の空気に放出される。暖気が生成される。暖気は第１送風ファン２７の働きで室内空間に流される。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室外熱交換器１６で周囲の空気から吸熱する。その後、冷媒は圧縮機１５に戻る。

図２は第１実施形態に係る室内機１２の外観を概略的に示す。室内機１２の本体ユニット２５は主筐体２８を備える。主筐体２８では筐体本体２９にアウターパネル３１が覆い被さる。筐体本体２９には第１吹出口３２が形成される。アウターパネル３１には第１吸込口（図示されず）が形成される。第１吹出口３２は下向きに開口する。筐体本体２９は例えば室内の壁面に固定されることができる。第１吹出口３２では前端３２ａは後端３２ｂに比べて床面から高い位置に配置される。その結果、第１吹出口３２は所定の傾斜角αで前上がりの姿勢に形成される。こうした傾斜角αの働きで気流は第１吹出口３２から床面に向かって下向きに吹き出されることができるだけでなく床面に平行に水平方向に吹き出されることができる。

第１吹出口３２には前後１対の上下風向板３３ａ、３３ｂが配置される。上下風向板３３ａ、３３ｂはそれぞれ水平軸線３４ａ、３４ｂ回りに回転することができる。これら水平軸線３４ａ、３４ｂは上下風向板３３ａ、３３ｂの後端に設定されればよい。回転に応じて上下風向板３３ａ、３３ｂは第１吹出口３２を開閉することができる。

筐体本体２９の両側面には個別にファンユニット２６が設置される。ファンユニット２６は筐体本体２９の側壁の外側に配置される。ファンユニット２６はそれぞれ筐体３５を備える。ファンユニット２６の筐体３５には第２吹出口３６が形成される。後述されるように、第２吹出口３６は水平軸線３７回りに移動することができる。水平軸線３４ａ、３４ｂ、３７は相互に平行に延びる。筐体３５の側面にはアウターパネル３１のサイドパネル３１ａが覆い被さる。サイドパネル３１ａには第２吸込口３８が形成される。第２吸込口３８は例えば小開口の集合体で形成されることができる。

図３に示されるように、上下風向板３３ａ、３３ｂには水平軸線３４ａ、３４ｂに同軸に左右の突軸３９ａ、３９ｂが形成される。突軸３９ａ、３９ｂは上下風向板３３ａ、３３ｂの左右から第１吹出口３２の輪郭の外側に突出する。突軸３９ａ、３９ｂは水平軸線３４ａ、３４ｂ回りで回転自在に筐体本体２９に連結される。連結にあたって突軸３９ａ、３９ｂは例えば筐体本体２９に一体の軸受けに受け止められればよい。

突軸３９ａ、３９ｂには上下風向板駆動源４０が接続される。上下風向板駆動源４０は例えば電動モータで構成される。接続にあたって突軸３９ａ、３９ｂには例えば従動ギア４１が取り付けられる。同様に電動モータの駆動軸には駆動ギア４２が取り付けられる。駆動ギア４２は従動ギア４１に噛み合う。こうして電動モータの回転は所定の伝達比で突軸３９ａ、３９ｂに伝達される。上下風向板駆動源４０の動作に応じて上下風向板３３ａ、３３ｂの回転は引き起こされる。

第１吹出口３２には複数枚の左右風向板４３が併せて配置される。左右風向板４３は水平軸線３４ａ、３４ｂに沿って水平方向に例えば等間隔で配列される。個々の左右風向板４３は回転軸線４４回りで回転することができる。回転軸線４４は、水平軸線３４ａ、３４ｂに直交する鉛直平面内で延びる。全ての回転軸線４４は水平軸線３４ａ、３４ｂに平行に広がる１仮想平面内に含まれる。こうした仮想平面は第１吹出口３２に繋がる気流の通路に直交することが望まれる。

左右風向板４３には回転軸線４４に同軸に突軸４５が形成される。突軸４５は、例えば、左右風向板４３の上下（またはいずれか一方）から突出する。突軸４５は回転軸線４４回りで回転自在に筐体本体２９に連結される。連結にあたって突軸４５は例えば筐体本体２９に固定の軸受け部材に受け止められればよい。

突軸４５には左右風向板駆動源４６が接続される。左右風向板駆動源４６は例えば電動モータで構成されることができる。接続にあたって例えば個々の左右風向板４３には連結軸４７が形成される。連結軸４７は回転軸線４４からずれた位置で回転軸線４４に平行に延びる。連結軸４７には連結軸４７の軸心回りに回転自在にラック部材４８が連結される。電動モータの駆動軸には駆動ギア４９が取り付けられる。駆動ギア４９はラック部材４８のギア５１に噛み合う。こうして電動モータの回転はラック部材４８の直線運動に変換される。ラック部材４８は回転軸線４４回りで連結軸４７の揺動を引き起こす。こうして左右風向板４３の回転は引き起こされる。

図４に示されるように、室内熱交換器１４および第１送風ファン２７は筐体本体２９に組み付けられる。第１送風ファン２７は筐体本体２９に少なくとも部分的に収容される。第１送風ファン２７にはクロスフローファンが用いられる。クロスフローファンは、細長い円筒面に沿って羽根を配置する羽根車５２を備える。羽根車５２は水平軸線３４ａ、３４ｂに平行な回転軸線５３回りで回転する。筐体本体２９には第１送風ファン２７からの気流の通路が形成される。通路の下流端は第１吹出口３２を形成する。

室内熱交換器１４は冷媒管５４の集合体で構成される。冷媒管５４は銅といった熱伝導性の高い材料から形成される。集合体は前側部５５ａおよび後側部５５ｂに分割される。前側部５５ａはファンユニット２６同士で挟まれる空間に配置される。後側部５５ｂはファンユニット２６同士で挟まれる空間の外側に配置される。具体的には、後側部５５ｂは、ファンユニット２６同士で挟まれる空間の背後に形成される空間に配置される。したがって、後側部５５ｂは個々のファンユニット２６の背後の空間に進入する。その結果、後側部５５ｂは前側部５５ａに比べて左右方向に大きく広がることができる。

主筐体２８には前側空間５６ａと後側空間５６ｂとが区画される。前側空間５６ａはファンユニット２６同士の間に配置される。前側空間５６ａは第１送風ファン２７の回転軸線５３に平行に第１幅Ｗ１を有する。前側空間５６ａは筐体本体２９の側壁で仕切られる。後側空間５６ｂは前側空間５６ａの背後に形成される。後側空間５６ｂは個々のファンユニット２６の背後に進入する。後側空間５６ｂは第１送風ファン２７の回転軸線５３に平行に第２幅Ｗ２を有する。第２幅Ｗ２は第１幅Ｗ１より大きい。室内熱交換器１４の前側部５５ａは前側空間５６ａに収容される。室内熱交換器１４の後側部５５ｂは後側空間５６ｂに収容される。前側部５５ａはファンユニット２６同士の間で筐体本体２９の前側から後側に向かって傾斜している。後側部５５ｂは筐体本体２９の後側から前側に向かって傾斜している。室内熱交換器１４の前側部５５ａと後側部５５ｂは、側面視で略逆Ｖ字型に配置されている。前側部５５ａおよび後側部５５ｂの間の空間に第１送風ファン２７が収容される。前側部５５ａの上端および後側部５５ｂの上端は相互に連結される。

図５に示されるように、ファンユニット２６の筐体３５には第２送風ファン５７が収容される。第２送風ファン５７は筐体本体２９に組み付けられる。第２送風ファン５７は筐体本体２９の側壁に連結される。第２送風ファン５７にはシロッコファンが用いられる。シロッコファンは円筒面に沿って多数の羽根を配置する羽根車５８を備える。羽根車５８は水平軸線３４ａ、３４ｂに平行な回転軸線５９回りで回転する。

筐体３５の側面には開口６１が形成される。開口６１は例えば回転軸線５９に同軸の円形の輪郭に形成されることができる。開口６１の大きさは羽根車５８の内径よりも小さく設定される。開口６１にはサイドパネル３１ａの第２吸込口３８が向き合わせられる。羽根車５８が回転すると、第２吸込口３８および開口６１を通じて回転軸線５９に沿って室内空気は羽根車５８の内側に吸い込まれる。吸い込まれた室内空気は羽根車５８から遠心方向に飛ばされる。飛ばされる空気は筐体３５内に設けられた送風路により第２吹出口３６に誘導される。

ファンユニット２６は本体ユニット２５に対して相対的に姿勢変化自在に本体ユニット２５に支持される。具体的には、ファンユニット２６の筐体３５は本体ユニット２５の筐体本体２９に対して水平軸線３７回りで回転自在に筐体本体２９の側面に取り付けられる。ここで、水平軸線３７は回転軸線５９に重なることができる。回転の実現にあたって筐体３５の側面（外側）には水平軸線３７に同軸に環状壁６２が形成される。環状壁６２は回転自在に１対の第１ブラケット６３に支持される。環状壁６２の外面は円筒面に形成される。第１ブラケット６３はスライド自在に円筒面を挟み込む。

第２吹出口３６には左右風向板６４が配置される。ここでは、例えば３枚の左右風向板６４が筐体３５に支持される。左右風向板６４は水平方向に例えば等間隔で配列される。左右風向板６４は回転軸線６５回りで回転することができる。回転軸線６５は、水平軸線３７（回転軸線５９に重なる）に直交する鉛直平面内で延びる。全ての回転軸線６５は水平軸線３７に平行に広がる１仮想平面内に含まれる。こうした仮想平面は第２吹出口３６に繋がる気流の通路に直交することが望まれる。

図６に示されるように、左右風向板６４には回転軸線６５に同軸に突軸６６が形成される。突軸６６は、例えば、左右風向板６４の上下（またはいずれか一方）から突出する。突軸６６は回転軸線６５回りで回転自在に筐体３５に連結される。連結にあたって突軸６６は例えば筐体３５に一体の軸受けに受け止められればよい。

突軸６６には左右風向板駆動源６７が接続される。左右風向板駆動源６７は例えば電動モータで構成されることができる。接続にあたって例えば個々の左右風向板６４には連結軸６８が形成される。連結軸６８は回転軸線６５からずれた位置で回転軸線６５に平行に延びる。連結軸６８には連結軸６８の軸心回りに回転自在に連結部材６９が連結される。電動モータの駆動軸には駆動ギア７１が取り付けられる。１つの左右風向板６４の突軸６６には同軸に従動ギア７２が取り付けられる。駆動ギア７１は従動ギア７２に噛み合う。こうして電動モータの回転は所定の伝達比で１つの左右風向板６４の突軸６６に伝達される。１つの左右風向板６４の回転動作は連結部材６９で残りの左右風向板６４の回転動作を引き起こす。こうして左右風向板６４の回転は引き起こされる。

図７に示されるように、第１送風ファン２７には第１ファン駆動源７３が連結される。第１ファン駆動源７３には例えば電動モータが用いられることができる。電動モータの駆動軸に羽根車５２が同軸に固定される。第１ファン駆動源７３が動作すると、羽根車５２が回転する。筐体本体２９内の空間で気流が生成される。第１ファン駆動源７３は例えば筐体本体２９の側壁に内側から固定される。

第２送風ファン５７には第２ファン駆動源７４が連結される。第２ファン駆動源７４には例えば電動モータが用いられることができる。電動モータの駆動軸に羽根車５８が同軸に固定される。第２ファン駆動源７４が動作すると、羽根車５８が回転する。筐体３５内の空間で気流が生成される。筐体３５内の気流は筐体本体２９の側壁で筐体本体２９内の気流から隔てられる。第２ファン駆動源７４は例えば筐体本体２９の側壁に外側から固定される。

ファンユニット２６では筐体３５の側面（筐体本体２９との対向面）に環状壁７５が形成される。環状壁７５は環状壁６２に同軸に形成される。環状壁７５は回転自在に第２ブラケット７６に支持される。環状壁７５の内面は円筒面に形成される。第２ブラケット７６には環状壁７５に同軸に環状のフランジ７６ａが形成される。フランジ７６ａは相対回転自在に環状壁７５の内面に受け止められる。こうして筐体３５は１対の環状壁６２、７５で両持ち支持される。

筐体３５にはファン筐体駆動源７７が結合される。ファン筐体駆動源７７には例えば電動モータが用いられることができる。電動モータの駆動軸には駆動ギア７８が取り付けられる。環状壁７５の外周面には駆動ギア７８に噛み合う歯が刻まれる。こうして電動モータの回転は所定の伝達比で筐体３５に伝達される。ファン筐体駆動源７７の動作に応じてファンユニット２６の筐体３５は水平軸線回りで回転することができる。こうした筐体３５の回転動作に応じて第２吹出口３６は水平軸線３７回りで移動することができる。ファン筐体駆動源７７は例えば筐体本体２９の側壁に内側から固定される。駆動ギア７８の取り付けにあたって電動モータの駆動軸は筐体本体２９の側壁を貫通すればよい。環状壁６２、７５、第１および第２ブラケット６３、７６並びにファン筐体駆動源７７は筐体本体２９に対して相対的に筐体３５の姿勢を変化させる駆動機構を提供する。

図８は空気調和機１１の制御系を概略的に示す。制御ユニット７９は冷暖房確立部８１を備える。冷暖房確立部８１は冷凍回路１９の動作を制御する。冷暖房確立部８１の制御に応じて冷凍回路１９では冷房運転の動作または暖房運転の動作が選択的に確立される。冷房運転または暖房運転の確立にあたって冷暖房確立部８１には室外機１３が接続される。冷暖房確立部８１は圧縮機１５や膨張弁１７、四方弁１８の動作を制御する。こうした制御にあたって冷暖房確立部８１は圧縮機１５や膨張弁１７、四方弁１８に制御信号を供給する。例えば四方弁１８では制御信号の働きで弁の位置は切り替えられる。

制御ユニット７９は本体ユニット制御ブロック８２を備える。本体ユニット制御ブロック８２は本体ユニット２５の動作を制御する。本体ユニット制御ブロック８２は第１送風ファン制御部８３、上下風向板制御部８４および左右風向板制御部８５を有する。第１送風ファン制御部８３には第１ファン駆動源７３が電気的に接続される。第１送風ファン制御部８３は第１ファン駆動源７３の動作を制御する。この制御にあたって第１送風ファン制御部８３は第１ファン駆動源７３に第１駆動信号を供給する。第１駆動信号の供給に応じて第１ファン駆動源７３は第１送風ファン２７の始動や停止、毎分回転数の制御を実行する。上下風向板制御部８４には本体ユニット２５の上下風向板駆動源４０が電気的に接続される。上下風向板制御部８４は上下風向板駆動源４０の動作を制御する。この制御にあたって上下風向板制御部８４は上下風向板駆動源４０に制御信号を供給する。制御信号の供給に応じて上下風向板駆動源４０は上下風向板３３ａ、３３ｂの向きの制御を実現する。左右風向板制御部８５には左右風向板駆動源４６が電気的に接続される。左右風向板制御部８５は左右風向板駆動源４６の動作を制御する。この制御にあたって左右風向板制御部８５は左右風向板駆動源４６に制御信号を供給する。制御信号の供給に応じて左右風向板駆動源４６は左右風向板４３の向きの制御を実現する。

制御ユニット７９はファンユニット制御ブロック８６を備える。ファンユニット制御ブロック８６はファンユニット２６の動作を制御する。ファンユニット制御ブロック８６は第２送風ファン制御部８７、筐体姿勢制御部８８および左右風向板制御部８９を有する。第２送風ファン制御部８７には第２ファン駆動源７４が個々に電気的に接続される。第２送風ファン制御部８７は２つの第２ファン駆動源７４の動作を個別に制御する。この制御にあたって第２送風ファン制御部８７は第２ファン駆動源７４に第２駆動信号を供給する。第２駆動信号の供給に応じて第２ファン駆動源７４は第２送風ファン５７の始動や停止、毎分回転数の制御を実行する。筐体姿勢制御部８８にはファンユニット２６のファン筐体駆動源７７が個々に電気的に接続される。筐体姿勢制御部８８はファン筐体駆動源７７の動作を制御する。この制御にあたって筐体姿勢制御部８８はファン筐体駆動源７７に個別に第３駆動信号を供給する。第３駆動信号の供給に応じてファン筐体駆動源７７は筐体３５の向きの制御を実現する。左右風向板制御部８９には左右風向板駆動源６７が個々に電気的に接続される。左右風向板制御部８９は左右風向板駆動源６７の動作を制御する。この制御にあたって左右風向板制御部８９は左右風向板駆動源６７に制御信号を供給する。制御信号の供給に応じて左右風向板駆動源６７は左右風向板６４の向きの制御を実現する。

制御ユニット７９には例えば受光センサ９１が接続される。受光センサ９１には例えばリモコンユニットから無線で指令信号が供給される。指令信号は例えば空気調和機１１の動作モードや設定室温を特定する。指令信号にはリモコンユニットの操作に応じて動作モードや設定室温が記述される。動作モードには例えば「冷房運転」「暖房運転」「除湿運転」「送風運転」などが挙げられる。受光センサ９１は受信した指令信号を出力する。指令信号は冷暖房確立部８１、本体ユニット制御ブロック８２およびファンユニット制御ブロック８６にそれぞれ供給される。冷暖房確立部８１、本体ユニット制御ブロック８２およびファンユニット制御ブロック８３は、指令信号で特定される動作モードや設定室温に応じて動作する。

制御ユニット７９には室温センサ９２が接続される。室温センサ９２は例えば室内機１２に取り付けられる。室温センサ９２は室内機１２の周囲の温度を検出する。検出結果に応じて室温センサ９２は温度信号を出力する。温度信号で室温は特定される。温度信号は例えば本体ユニット制御ブロック８２およびファンユニット制御ブロック８６に供給される。本体ユニット制御ブロック８２およびファンユニット制御ブロック８６は、制御の実行にあたって、温度信号で特定される温度を参照することができる。

制御ユニット７９には人感センサ９３が接続される。人感センサ９３は例えば室内機１２に取り付けられる。人感センサ９３は在室者の存在や在室者の位置を検知する。検知結果に応じて人感センサ９３は検知信号を出力する。検知信号で在室者の有無や位置は特定される。検知信号は例えば冷暖房確立部、本体ユニット制御ブロック８２およびファンユニット制御ブロック８６に供給される。冷暖房確立部８１、本体ユニット制御ブロック８２およびファンユニット制御ブロック８６は、制御の実行にあたって、検知信号で特定される在室者の有無や位置を参照することができる。

なお、制御ユニット７９は例えばマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）といった演算処理回路で構成されることができる。演算処理回路には例えば不揮発性の記憶装置が内蔵されることもでき外付けされることもできる。記憶装置には所定の制御プログラムが格納されることができる。演算処理回路は制御プログラムを実行することで制御ユニット７９として機能することができる。

次に空気調和機１１の動作を説明する。例えば冷房運転の第１モードが設定されると、冷暖房確立部８１は、冷房運転の動作を確立する制御信号を出力する。制御信号は圧縮機１５や膨張弁１７、四方弁１８に供給される。四方弁１８は第２口１８ｂおよび第３口１８ｃを相互に接続し第１口１８ａおよび第４口１８ｄを相互に接続する。圧縮機１５の動作に応じて冷媒が冷凍回路１９を循環する。その結果、室内熱交換機１４で冷気が生成される。冷気の温度は少なくとも室内空気の温度よりも低い。室温センサ９２で検出される室温に応じて圧縮機１５の動作は制御される。その他、例えば人感センサ９３で在室者の不存在が所定の期間にわたって検出されると、圧縮機１５は停止されてもよい。

本体ユニット制御ブロック８２の第１送風ファン制御部８３は、第１送風ファン２７を駆動する第１駆動信号を出力する。第１駆動信号は第１ファン駆動源７３に供給される。第１送風ファン２７は回転する。冷気の気流が第１吹出口３２から吹き出る。このとき、本体ユニット制御ブロック８２の上下風向板制御部８４は、本体ユニット２５の上下風向板３３ａ、３３ｂを駆動する制御信号を出力する。その制御信号は上下風向板駆動源４０に供給される。図９に示されるように、上下風向板３３ａ、３３ｂの水平姿勢が確立される。上下風向板３３ａ、３３ｂは水平方向に第１吹出口３２からの気流９４の吹き出しを誘導する。冷気の気流９４は第１吹出口３２から水平方向に吹き出す。

ファンユニット制御ブロック８６の第２送風ファン制御部８７は、個々の第２送風ファン５７を駆動する第２駆動信号を出力する。第２駆動信号は個々の第２ファン駆動源７４に個別に供給される。第２送風ファン５７は回転する。ファンユニット２６では筐体３５内の空間に第２吸込口３８および開口６１から室内空気が吸い込まれる。室内空気の温度は室温に等しい。吸い込まれた室内空気の気流はファンユニット２６の第２吹出口３６から吹き出す。このとき、ファンユニット制御ブロック８６の筐体姿勢制御部８８は第１および第２ブラケット６３、７６に対して環状壁６２、７５を駆動する第３駆動信号を出力する。第３駆動信号は個々のファンユニット２６ごとにファン筐体駆動源７７に供給される。図９に示されるように、筐体３５の姿勢は水平姿勢から前下がりに変化することができる。筐体３５は水平方向よりも下向きに第２吹出口３６からの気流９５の吹き出しを誘導する。室内空気の気流９５は第２吹出口３６から下向きに吹き出す。

図１０に示されるように、一般に、室内機１２は室内で比較的に高い位置に設置される。冷気の気流９４が水平方向に誘導されれば、冷気は高い位置から床面に向かって下降していく。室内では徐々に冷気が蓄積されていく。このとき、ファンユニット２６は在室者Ｍに直接に室内空気の気流９５を向けることができる。ファンユニット２６は冷房運転時にいわゆる扇風機の代わりとして機能することができる。室内空気の気流９５には冷気の混入は防止されることができ、その結果、在室者Ｍは心地よい涼感を得ることができる。在室者Ｍは、室内の温度低下に基づく涼感に加え、気流９５の冷却効果に基づく涼感を得ることができる。

しかも、筐体姿勢制御部８８は、人感センサ９３から出力される検知信号に基づきファンユニット２６の筐体３５の姿勢を決定することができる。同時に、ファンユニット２６の左右風向板制御部８９は、人感センサ９３から出力される検知信号に基づき左右風向板６４の向きを決定することができる。こうして人感センサ９３の働きで第２吹出口３６の気流９５は高い精度で在室者Ｍに向けられることができる。人感センサ９３の働きによれば、室内空気の気流９５は在室者Ｍの移動に追従することもできる。在室者Ｍが移動しても、室内空気の気流９５は的確に在室者Ｍに到達することができる。在室者Ｍは確実に気流９５の冷却効果に基づく涼感を得ることができる。筐体姿勢制御部８８は２つの筐体３５の姿勢を個別に独立に制御することができ、その結果、在室者Ｍの人数や配置に応じて２つの筐体３５の姿勢は的確に制御されることができる。個々のファンユニット２６ごとに室内空気の気流９５は確実に在室者Ｍに向けられることができる。

次に、冷房運転の第２モードが設定されると、前述と同様に、冷暖房確立部８１は冷凍回路１９で冷房運転の動作を確立する。本体ユニット制御ブロック８２は、前述と同様に、第１吹出口３２から水平方向に冷気の気流９４を吹き出させる。そして、ファンユニット２６では第２吹出口３６から室内空気の気流９５が吹き出される。ここでは、筐体姿勢制御部８８の第３駆動信号は、図１１に示されるように、水平方向に室内空気の気流９５を吹き出す姿勢に筐体３５の姿勢を決定することができる。

ここで、第２吹出口３６の気流９５の風速が第１吹出口３２の気流９４の風速よりも大きいと、例えば図１２に示されるように、大きい風速の気流９５はそれよりも小さい風速の気流９４を制することができる。室内空気の気流９５は冷気の気流９４の向きや動きを制御することができる。冷気は室内で望まれる場所に送り込まれることができる。ここでは、第２吹出口３６の気流９５は冷気の気流９４とともに天井および壁を伝って床面に向かって緩やかに吹き下りることができる。室内では床面に沿って緩やかな空気の流れが生起されることができる。在室者Ｍは対流の微風に応じて不自然でない心地よい涼感を得ることができる。緩やかな空気の流れの生成にあたって、ファンユニット２６は、水平方向よりも上向きに室内空気の気流９５を吹き出す姿勢を確立してもよい。

例えば図１３に示されるように、室温が設定温度で一定に維持される際には第１吹出口３２の気流９４の風速は著しく弱まる。このとき、冷房運転の第３モードが設定されることができる。第３モードが設定されると、ファンユニット制御ブロック８６の左右風向板制御部８９は第２吹出口３６の左右風向板６４の向きを制御する。個々のファンユニット２６で左右風向板６４の前端は本体ユニット２５側に近づけられる。したがって、２つの第２吹出口３６から室内空気の気流９５は相互に接近するように吹き出される。第１吹出口３２の上下風向板３３ａ、３３ｂおよび筐体３５の姿勢は第２モードと同様に設定される。

図１３から明らかなように、２つの第２吹出口３６から大きな風速の気流９５が吹き出されると、冷気の気流９４は大きな風速の室内空気の気流９５に巻き込まれることから、室内空気の気流９５の働きで冷気の気流９４は遠方まで運搬されることができる。冷気の気流９４の風速が弱められても、冷気の気流９４は遠方まで行き着くことができる。風速が弱められても、室内は効率的に冷却されることができる。その一方で、冷気の気流９４が単独で第１吹出口３２から吹き出されても、冷気の気流９４は室内に十分に行き渡ることはできない。その結果、室内の温度分布にムラが生じてしまう。

例えば暖房運転が設定されると、冷暖房確立部８１は、暖房運転の動作を確立する制御信号を出力する。制御信号は圧縮機１５や膨張弁１７、四方弁１８に供給される。四方弁１８は第２口１８ｂおよび第４口１８ｄを相互に接続し第１口１８ａおよび第３口１８ｃを相互に接続する。圧縮機１５の動作に応じて冷媒が冷凍回路１９を循環する。その結果、室内熱交換機１４で暖気が生成される。暖気の温度は少なくとも室内空気の温度よりも高い。室温センサ９２で検出される室温に応じて圧縮機１５の動作は制御される。例えば人感センサ９３で在室者の不存在が所定の期間にわたって検出されると、圧縮機１５は停止されてもよい。

暖房運転では第１送風ファン２７の回転に応じて暖気の気流が第１吹出口３２から吹き出す。このとき、本体ユニット制御ブロック８２の上下風向板制御部８４は、上下風向板駆動源４０に制御信号を供給し、図１４に示されるように、下向きに上下風向板３３ａ、３３ｂの姿勢を確立する。上下風向板３３ａ、３３ｂは下向きに床面に向かって第１吹出口３２からの気流９４の吹き出しを誘導する。暖気の気流９４は第１吹出口３２から下向きに吹き出す。

暖房運転が開始されると、制御ユニット７９は暖房運転の第１モードを実行する。ファンユニット制御ブロック８６の筐体姿勢制御部８８は、ファン筐体駆動源７７に制御信号を供給し、図１４に示されるように、水平姿勢に筐体３５の姿勢を変化させる。筐体３５は水平方向に第２吹出口３６からの気流９５の吹き出しを誘導する。室内空気の気流９５は第２吹出口３６から水平方向に吹き出す。例えば設定温度よりも低い特定の温度に室温が達するまで、ファンユニット２６の水平方向の吹き出しは維持されることができる。室温は室温センサ９２で検出されることができる。

暖気の気流９４が下向きに誘導されれば、暖気は床面に向かって吹き出されることができる。室内の温度が低いと、例えば図１５に示されるように、暖気はすぐさま床面から天井に向かって上昇しやすい。このとき、ファンユニット２６は、上昇してくる暖気を巻き込みながら室内に空気の流れを生起することができる。空気の流れに沿って暖気は再び床面に向かって下降することができる。こうして室内の下方には十分に暖気が送り込まれる。室内全体が暖まらなくとも、在室者Ｍは暖を感じることができる。

設定温度よりも低い特定の温度に室温が達すると、制御ユニット７９は暖房運転の第２モードを実行する。例えば図１６に示されるように、筐体姿勢制御部８８は、水平方向よりも下向きに筐体３５の姿勢を変化させる。ファンユニット２６の筐体３５は、第１吹出口３２よりも高い位置から、上下風向板３３ａ、３３ｂと同様な下向きに室内空気の気流９５を吹き出す姿勢を確立する。こうすると、例えば図１７に示されるように、ファンユニット２６の気流９５は暖気の気流９４よりも上側で吹き下りる。ファンユニット２６の気流９５は床面との間に暖気を挟み込むことができる。こうして暖気の上昇は抑制される。在室者Ｍは足下で暖を感じ続けることができる。室温が設定温度より低いものの特定の温度に達することから、室内空気の気流９５に基づき在室者Ｍが肌寒さを感じることは回避されることができる。

こうした空気調和機１１では本体ユニット２５の第１吹出口３２から冷気または暖気の気流９４が吹き出される。ファンユニット２６の第２吹出口３６から室内空気の気流９５が吹き出される。室内空気の気流９５は冷気や暖気の気流９４の向きや動きを制御することができる。冷気や暖気は室内で望まれる場所に送り込まれることができる。こうして室内の温度環境は効率的に整えられることができる。このとき、ファンユニット２６の第２吹出口３６は本体ユニット２５の第１吹出口３２に対して相対的に移動することができる。したがって、室内空気の気流９５は所望の向きに設定されることができる。こうした向きの設定によれば、冷気や暖気の気流９４の向きや動きは的確に制御されることができる。

空気調和機１１ではファンユニット２６の第２吹出口３６は本体ユニット２５の第１吹出口３２よりも前方に配置される。第２吹出口３６は上下風向板３３ａ、３３ｂの剥離点よりも気流９４の下流側に配置される。その結果、ファンユニット２６の気流９５は筐体本体２９やアウターパネル３１に邪魔されずにファンユニット２６の第２吹出口３６から吹き出されることができる。

加えて、空気調和機１１では室内熱交換器１４の前側部５５ａに比べて後側部５５ｂは大きい幅を有する。ファンユニット２６の背後の空間が有効に活用されて、室内熱交換器１４の後側部５５ｂが配置される。したがって、ファンユニット２６の配置に拘わらず室内熱交換器１４の縮小はできる限り抑制されることができる。

図１８は第２実施形態に係る室内機１２ａの外観を概略的に示す。この第２実施形態では筐体本体２９の両側面は水平軸線３４ａ、３４ｂに直交する１対の鉛直面で仕切られる。鉛直面で筐体本体２９は途切れる。鉛直面上にファンユニット２６が配置される。したがって、ファンユニット２６の回転範囲はアウターパネル３１で邪魔されない。しかも、ファンユニット２６では第２吹出口３６は大きく形成されることができる。その他の構成は第１実施形態に係る室内機１２と同様に構成される。図中、第１実施形態に係る室内機１２と均等な構成には同一の参照符号が付される。

１１空気調和機、２５本体ユニット、２６ファンユニット、２７第１送風ファン、２９筐体（筐体本体）、３２吹出口（第１吹出口）、３３ａ上下風向板、３３ｂ上下風向板、３５ファンユニットの筐体、３６ファンユニットの吹出口（第２吹出口）、５７第２送風ファン、７３第１ファン駆動源、７４第２ファン駆動源、９４冷気または暖気の気流。

Claims

筐体内に第１吸込口から第１吹出口まで広がる気流の第１通路を有し、前記通路内に設けられた熱交換器により生成された冷気または暖気の気流を前記第１吹出口から吹き出す本体ユニットと、
前記本体ユニットに対して相対的に姿勢変化自在に第１吹出口に設置されて、前記第１吹出口から吹き出す気流の向きを規定する上下風向板と、
前記本体ユニットに対して相対的に姿勢変化自在に前記第１吹出口の両側に設置されて、筐体外空間に開口する第２吸込口から第２吹出口まで前記通路から分離されて広がって前記第２吸込口から室温空気を吸い込んで当該室温空気を前記第２吹出口から吹き出す１対のファンユニットと、
前記上下風向板の姿勢および前記ファンユニットの姿勢を連動させる制御信号を生成する制御部と
を備えることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、前記筐体に収容される第１送風ファンを駆動する第１駆動源と、前記ファンユニットの筐体に収容される第２送風ファンを駆動する第２駆動源とを個別に備えることを特徴とする空気調和機。
請求項１または２に記載の空気調和機において、前記上下風向板は前記第１吹出口から水平方向に前記気流の吹き出しを誘導することを特徴とする空気調和機。
請求項３に記載の空気調和機において、前記ファンユニットは、水平方向またはそれよりも上向きに前記室温空気の気流を吹き出す姿勢を確立することを特徴とする空気調和機。
請求項４に記載の空気調和機において、前記ファンユニットは、前記第１吹出口よりも高い位置から、前記上下風向板の前記水平方向または当該水平方向よりも上向きに前記室温空気の気流を吹き出す姿勢を確立することを特徴とする空気調和機。
請求項１または２に記載の空気調和機において、前記上下風向板は、前記第１吹出口から下向きに前記気流の吹き出しを誘導し、前記ファンユニットは、水平方向またはそれよりも上向きに前記室温空気の気流を吹き出す姿勢を確立することを特徴とする空気調和機。
請求項６に記載の空気調和機において、前記ファンユニットは、前記第１吹出口よりも高い位置から、前記上下風向板の前記下向きまたは当該下向きよりも上向きに前記室温空気の気流を吹き出す姿勢を確立することを特徴とする空気調和機。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和機において、前記第２吹出口は前記筐体の前記第１吹出口よりも前方に配置されることを特徴とする空気調和機。