JP2008106973A - 天井埋込型空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】天井に埋め込まれ、天井の一部となる下部パネルを含む室内機を有する天井埋込型空気調和機において、天井が高い部屋であっても、快適性を損なうことなく室内の冷房、暖房を行うことができるようにする。
【解決手段】天井埋込型空気調和機の室内機１０は、鉛直方向に空気が通過する第一通風口２２と、鉛直方向に対し斜め空気が通過する第二通風口２４を含む下部パネル１８を有している。また、室内機１０は、ファン１２と制御装置７０を有し、制御装置７０は、冷房運転時、冷気を第二通風口２４より吹き出し、暖房運転時、暖気を第一通風口２２より吹き出すようファン１２の送風の向きを選択する。これにより、天井が高い部屋において、暖房運転の場合、より床面近くに暖気を送り出すことができ、快適性を損なうことなく室内の暖房を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、室内機が天井に埋め込まれ、室内機の下部パネルが天井の一部となっている天井埋込型空気調和機に関し、特に室内機の風向制御に関する。

空気調和機において、室内機を室内の天井に埋め込んで設置した天井埋込型のものが知られている。この室内機は、天井の一部となる下部パネルを有し、この下部パネルは室内の空気を吸い込む吸込口、暖気又は冷気を室内に吹き出す吹出口を有している。下部パネルの内側、すなわち天井内部には、熱交換器、ファン等が配置されている。ファンの動作により、吸込口から室内空気が吸い込まれ、これが熱交換器に送られる。熱交換器で加熱又は冷却された空気が、吹出口から吹き出され、室内の暖房、冷房が行われる。

吹出口から吹き出される空気は、これをより広い範囲に行き渡らせるために、室内機の位置から周囲に向けて送り出される。このため、吹出口は、鉛直方向に対し斜めに空気を送り出すように、その形状が決められている。

下記特許文献１には、下部パネルの端面が鉛直方向に対し傾斜しており、この傾斜した面に吹出口が設けられ、吹出口がこの傾斜した面に対し垂直方向に空気を送り出す形状をしていることが開示されている。

特開２００３−２６９７７６号公報

従来の天井埋込型空気調和機では、暖房運転時において、暖気の比重が周囲の室内空気のそれより小さいため、鉛直方向に対し斜めに吹出口から吹き出される暖気が床面に到達する前に上昇してしまうことがある。この場合、室内の下部を暖めることができず、人に不快感を与えてしまう。この問題を解決するため、さらに上記特許文献１には、風向を調整するルーバーが吹出口に設けられていることが記載されている。暖房運転時において、ルーバーの向きを変えて暖気が鉛直方向に吹き出されるようにしている。これにより、より床面近くまで暖気を送るようにしている。

しかしながら、天井が高い部屋に上記特許文献１の天井埋込型空気調和機が使用される場合、暖気の風速及び風量が十分な大きさでなければ、いくらルーバーの向きを変えてもより床面近くまで暖気を送ることができない。より床面近くまで暖気を送るためには、暖気の風速及び風量を増大して運転することが考えられる。しかし、このような運転を行なった場合、吹出口が鉛直方向に向いたルーバーにより狭められ、吹出口の通風面積が小さくなっているため、吹出口から風きり音が発生し、人に不快感を与えてしまう。

本発明の目的は、天井が高い部屋において、快適性を損なうことなく室内の冷房、暖房を行うことができる天井埋込型空気調和機を提供することにある。

本発明は、天井に埋め込まれ、天井の一部となる下部パネルを含む室内機を有する天井埋込型空気調和機であって、前記下部パネルに設けられ、天井面に対し垂直方向に室内空気が通過する第一通風口と、前記下部パネルに設けられ、前記垂直方向において傾斜して室内空気が通過する第二通風口と、室内空気と冷媒の熱を交換する熱交換器と、室内空気を前記第一及び第二通風口の一方より吸い込み、前記熱交換器を通過させた後、他方の通風口より室内に吹き出すファンと、運転モードに基づき前記ファンの送風の向きを選択する送風向き選択手段とを有し、前記送風向き選択手段は、前記運転モードが冷房運転の場合、室内空気を第一通風口より吸い込み、第二通風口より吹き出すよう送風向きを選択し、前記運転モードが暖房運転の場合、室内空気を第二通風口より吸い込み、第一通風口より吹き出すよう送風向きを選択することを特徴とする。

また、前記ファンは、プロペラ型ファンであり、前記送風向き選択手段は、前記ファンの回転方向を選択し、選択された回転方向に前記ファンが回転することができる。

また、前記ファンは、プロペラ型ファンであり、前記送風向き選択手段は、前記ファンの回転ロータに取り付けられた羽根の取付角度を変更することができる。

また、室内空気が吸い込まれる通風口を覆い、室内空気の塵埃を除去するフィルタと、運転モードに基づきフィルタを移動させるフィルタ移動手段とを有し、前記フィルタ移動手段は、前記運転モードが冷房運転の場合、第一通風口を覆う位置にフィルタを移動させ、前記運転モードが暖房運転の場合、第二通風口を覆う位置にフィルタを移動させることができる。

本発明の天井埋込型空気調和機によれば、天井が高い部屋において、快適性を損なうことなく室内の冷房、暖房を行うことができる。

以下、本発明に係る天井埋込型空気調和機の実施形態について、図面に従って説明する。なお、本発明に係る実施形態では、天井に埋め込まれ、天井の一部となる下部パネルを有する室内機の一例として、下部パネルの両端部からそれぞれ空気を吹き出す二方向吹出し型室内機を挙げ、これを有する天井埋込型空気調和機について説明する。

図１は、本実施形態に係る天井埋込型空気調和機の冷房運転時における室内機１０の概略構成を示す断面図であり、図２は、本実施形態に係る天井埋込型空気調和機の暖房運転時における室内機１０の概略構成を示す断面図である。

室内機１０は、水平な天井２０に埋め込んで設置されるケース１６と、ケース１６の底面を覆うように設けられた下部パネル１８を有している。この下部パネル１８は、天井２０の開口部２０ａを塞ぎ、天井２０に接した状態でケース１６の下部に取り付けられており、天井２０の一部となっている。

下部パネル１８には、空気が通過する通風口として方形の第一及び第二通風口２２，２４が設けられている。第一通風口２２は、下部パネル１８の中央の水平な面１８ａに配置されており、この水平な面１８ａに対し垂直方向、すなわち鉛直方向に空気が通過するよう形成されている。一方、第二通風口２４は、第一通風口２２の対向する二辺の外側に、下部パネル１８の二辺に沿うように配置されている。第二通風口２４が配置される下部パネル１８の端面１８ｂは鉛直方向に対し傾斜しており、第二通風口２４は、この傾斜した端面１８ｂに対し垂直方向、すなわち鉛直方向に対し斜めに室内空気が通過するよう形成されている。第二通風口２４には、通過する空気の風向を調整するルーバー（図示せず）が設けられている。また、下部パネル１８には、フィルタ３８と後述するフィルタ移動装置４０が設けられている。フィルタ３８は、室内機１０内部に吸い込まれる室内の空気に含まれる塵埃を除去する。

ケース１６内部には、中央にファン１２が設けられており、このファン１２の周囲には熱交換器１４と、これの下面にドレンパン３０が設けられている。ファン１２は、室内の空気を第一及び第二通風口２２，２４の一方より吸い込み、熱交換器１４を通過させた後、他方の通風口より室内に吹き出す。熱交換器１４は、室外機（図示せず）から供給される冷媒とファン１２より供給される室内の空気の熱を交換する。熱の交換には冷媒の状態変化が利用され、熱交換器１４は低圧の液体冷媒が気化する際の吸熱作用により空気を冷却し、高圧の気体冷媒が液化する際の放熱作用により空気を加熱する。ドレンパン３０は、熱交換器１４において空気を冷却する際に発生する凝縮水を受け、この凝縮水を室内機１０に接続された排水管（図示せず）に排出する。

本発明の天井埋込型空気調和機は、要求される室内の環境に応じるために複数の運転モードを有している。運転モードには、例えば、冷却した空気を室内に送り出し室内の温度を下げる冷房運転モード、加熱した空気を室内に送り出し室内の温度を上げる暖房運転モード、除湿した空気を室内に送り出し室内の湿度を下げる除湿運転モード、室内の空気を循環させる送風運転モードなどが含まれる。

従来の室内機においては、第一通風口が室内から室内機内部に空気を吸い込む吸込口に対応し、第二通風口が室内機内部から室内に空気を吹き出す吹出口に対応する。しかしながら、本実施形態の室内機１０においては、運転モードにより、第一及び第二通風口２２，２４は、それぞれ吹出口及び吸込口のいずれにもなる。冷房運転の時には、第一通風口２２が吸込口になり、第二通風口２４が吹出口になる。一方、暖房運転の時には、第一通風口２２が吹出口になり、第二通風口２４が吸込口になる。このように、運転モードに基づいて第一及び第二通風口２２，２４を通過する空気の向きを変えるため、室内機１０はファン１２の送風の向きを変える機構を有している。

ファン１２は、軸方向に空気を送風するファンであり、例えばプロペラ型ファンである。羽根３６は、略平板形状であり、回転ロータ３４に半径方向に取り付けられている。回転ロータ３４は、ケース１６に固定されているファンモータ３２から下方に延びるモータ軸３２ａに接続されている。ファンモータ３２が回転すると、モータ軸３２ａと回転ロータ３４を介して羽根３６が回転し、ファン１２は軸方向に空気を送風する。

ファン１２は、正転の場合、上方に空気を送り、逆転の場合、下方に送る。羽根３６は、ファン１２の正転逆転にかかわらず同程度の風量及び風速を出すために平板形状で、回転ロータ３４に例えば略４５度の角度で取り付けられている。冷房運転時、図１に示すように、ファン１２は正転し、軸方向において上方に空気を送風する。このファン１２の動作により、第一通風口２２から室内の空気が吸い込まれ、この空気が熱交換器１４に送られる。そして、熱交換器１４で冷却された空気が、第二通風口２４から吹き出され、室内の冷房が行われる。一方、暖房運転時、図２に示すように、ファン１２は逆転し、下方に空気を送風する。このファン１２の動作により、第二通風口２４から室内の空気が吸い込まれ、この空気が熱交換器１４に送られる。そして、熱交換器１４で加熱された空気が、第一通風口２２から吹き出され、室内の暖房が行われる。

次に、フィルタ３８の位置を移動させるフィルタ移動装置４０について図を用いて説明する。図３は、本実施形態に係るフィルタ移動装置４０の構成を示す斜視図である。

フィルタ移動装置４０は、第一及び第二通風口２２，２４間においてフィルタ３８を移動可能に支持する一対のガイドレール４６を有している。ガイドレール４６は、断面が凹形状であり、凹形状の内部底面４６ｂを互いに対向させ、フィルタ３８を挟み込むように配置されている。ガイドレール４６の両端部４６は、下部パネル１８の端面１８ｂまで延びており、下部パネル１８の端面１８ｂの傾斜に合わせ傾斜している。

フィルタ３８は、２枚からなり、方形のフィルタ枠４２にそれぞれ取り付けられている。フィルタ枠４２のガイドレール４６に対向する両外側面には、二箇所ずつガイドローラ４４が回転可能に支持されている。ガイドローラ４４は、ガイドレール４６の凹形状の内壁４６ｂ間の幅より小さい直径からなり、ガイドレール４６の内壁４６ｂに当接し、この内壁４６ｂに沿って回転する。これにより、フィルタ３８は、フィルタ枠４２、ガイドローラ４４を介してガイドレール４６に挟まれるよう支持され、ガイドレール４６に沿ってスムーズに移動することができる。

フィルタ枠４２は、連動ロープ取付具４８を介して連動ロープ５０にそれぞれ接続されている。連動ロープ５０は、フィルタ３８が移動する方向に循環移動するよう駆動滑車５２と従動滑車５４に巻き掛けられており、連動ロープ取付具４８は、これらの滑車５２，５４間を渡っている上部及び下部の連動ロープ５０にそれぞれ固定されている。駆動滑車５２には、これを回転駆動する連動ロープ駆動モータ５６が連結されている。

連動ロープ取付具４８には、ガイドレール４６の上部表面に設けられたマイクロスイッチ６０を作動させるマイクロスイッチ作動片５８が取り付けられている。マイクロスイッチ６０は、フィルタ３８が第一及び第二通風口２２，２４を覆う位置に移動したことを検出するスイッチである。マイクロスイッチ６０にマイクロスイッチ作動片５８が当接したとき、マイクロスイッチ６０は後述する制御装置７０に信号を出力する。

フィルタ移動装置４０の動作について説明する。運転モードに基づいて、後述する制御装置７０からの指示により、連動ロープ駆動モータ５６が回転する。この連動ロープ駆動モータ５６の動作により、このモータ５６の動力が駆動滑車５２に伝達し、駆動滑車５２が回転するとともに、連動ロープ５０が循環移動する。駆動及び従動滑車５２，２４間を渡っている上部及び下部の連動ロープ５０は、互いに反対方向に移動するため、連動ロープ５０に連動ロープ取付金具４８を介して接続されたフィルタ枠４２が互いに反対方向に移動する。そして、フィルタ３８が第一又は第二通風口２２，２４を覆う位置まで移動したとき、マイクロスイッチ６０にマイクロスイッチ作動片５８が当接し、後述する制御装置７０からの指示により連動ロープ駆動モータ５６が停止し、移動しているフィルタ３８が停止する。これにより、フィルタ移動装置４０は、運転モードに基づいてフィルタ３８を第一及び第二通風口２２，２４を覆う位置に移動させることができる。すなわち、冷房運転の場合、図４に示すような第一通風口２２を覆う位置にフィルタ３８を移動させ、暖房運転の場合、図５に示すような第二通風口２４を覆う位置にフィルタ３８を移動させることができる。この結果、運転モードにより吸込口に対応する通風口が変わっても、フィルタ３８は、確実に室内より吸い込まれる空気に含まれる塵埃を除去することができる。

次に、室内機１０の制御装置７０について図に従って説明する。図６は、ファン１２の送風の向きとフィルタ３８の位置を制御する制御系を示すブロック図である。

制御装置７０は、各種入力信号に基づいてファンモータ３２と連動ロープ駆動モータ５６の動作を制御する。各種入力信号は、リモコン７４から受光部７２を介して入力される運転モードと、マイクロスイッチ６０から入力されるフィルタ３８の位置である。制御装置７０は、各運転モードとファン１２の回転方向及びフィルタ３８の位置とを対応づけたテーブルを記憶している。制御装置７０は、リモコン７４から冷房運転を指示する信号が入力された場合、冷房運転に適合するファン１２の回転方向とフィルタ３８の位置をテーブルから選択する。選択されたファン１２の回転方向及びフィルタ３８の位置になるようファンモータ３２と連動ロープ駆動モータ５６に指示する信号を出力する。そして、制御装置７０は、フィルタ３８が第二通風口２４の位置に移動したことをマクロスイッチ６０が検出した場合、連動ロープ駆動モータ５６に停止するよう信号を出力する。一方、リモコン７４から暖房運転を指示する信号が入力された場合、暖房運転に適合するファン１２の回転方向とフィルタ３８の位置をテーブルから選択する。選択されたファン１２の回転方向及びフィルタ３８の位置になるようファンモータ３２と連動ロープ駆動モータ５６に指示する信号を出力する。そして、制御装置７０は、フィルタ３８が第一通風口２２の位置に移動したことをマクロスイッチ６０が検出した場合、連動ロープ駆動モータ５６に停止するよう信号を出力する。

次に、制御装置７０の制御動作を図に従って説明する。図７は、本実施形態に係る制御装置７０の制御動作例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ０１において、冷房運転または暖房運転の指示がリモコン７４から受光部７２を介して入力される。

ステップＳ０２では、入力された運転モードに基づきファン１２の回転方向とフィルタ３８の位置が選択される。制御装置７０は、運転モードにそれぞれ対応するファン１２の回転方向とフィルタ３８の位置をテーブルとして記憶している。このテーブルから、入力された運転モードに対応するファン１２の回転方向とフィルタ３８の位置が選択される。冷房運転の場合、ファン１２の回転方向が例えば正回転、フィルタ３８の位置が第一通風口２２を覆う位置に選択される。一方、暖房運転の場合、ファン１２の回転方向が例えば逆回転、フィルタ３８の位置が第二通風口２４を覆う位置に選択される。

ステップＳ０３において、選択されたファン１２の回転方向とフィルタ３８の位置が現在のそれらと異なるかどうか判定される。選択された状態と現状が異なると判定された場合、ステップＳ０４において、ファン１２の回転方向とフィルタ３８の位置が選択された状態になるようファンモータ３２と連動ロープ駆動モータ５６に対する動作が実行され、本制御動作は終了する。また、選択された状態と現状が同じであると判定された場合、本制御動作は終了する。

本発明の天井埋込型空気調和機によれば、運転モードに基づいてファン１２の送風の向きが選択される。特に天井が高い部屋において暖房運転を行なう場合、この天井埋込型空気調和機は、選択されるファン１２の送風の向きが第一通風口２２より鉛直方向に向かうため、より床面に暖気を送り出すことができ、室内の下部を暖めることができる。また、暖気を鉛直方向に通過させるときの第一通風口２２の通風面積が十分な大きさであるため、第一通風口２２で風きり音が発生することによる不快感を与えることはない。一方、冷房運転を行なう場合、第二通風口２４から鉛直方向に対し斜めに冷気を吹き出すため、従来通り吹き出される冷気を室内の広い範囲に行き渡らせることができる。このように、本発明の天井埋込型空気調和機によれば、快適性を損なうことなく室内の冷房、暖房を行うことができる。

上記実施形態では、ファン１２の送風の向きを変えるためにファン１２の回転方向を変える場合について説明したが、これに限定されるものではない。回転ロータ３４に取り付けられた羽根３６の取付角度を変更してもよい。羽根３６の取付角度を変更させる場合、例えば羽根３６の軸が回動可能に回転ロータ３４に支持され、この軸を回動するアクチュエータが回転ロータ３４に設けられる。アクチュエータが羽根３６の軸を回動することにより、ファン１２の回転方向を変えなくても、ファン１２の送風の向きを変えることができる。

上記実施形態では、羽根３６が平板形状である場合について説明したが、風量特性が良好な湾曲した形状の羽根３６を使用してよい。羽根３６の取付角度を１８０度回転させ、さらにファン１２の回転方向を変えることにより、良好な風量特性を保持したまま、ファン１２の送風の向きを変えることができる。

本実施形態に係る天井埋込型空気調和機の冷房運転時における室内機の概略構成を示す断面図である。 本実施形態に係る天井埋込型空気調和機の暖房運転時における室内機の概略構成を示す断面図である。 本実施形態に係るフィルタ移動装置の構成を示す斜視図である。 図１において下側から見たときのフィルタ位置を示す図である。 図２において下側から見たときのフィルタ位置を示す図である。 ファンの送風の向きとフィルタの位置を制御する制御系を示すブロック図である。 本実施形態に係る制御装置の制御動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 室内機、１２ ファン、１４ 熱交換器、１６ ケース、１８ 下部パネル、２０ 天井、２２ 第一通気口、２４ 第二通気口、３０ ドレンパン、３２ ファンモータ、３４ 回転ロータ、３６ 羽根、３８ フィルタ、４０ フィルタ移動装置、４２ フィルタ枠、４４ ガイドローラ、４６ ガイドレール、４８ 連動ロープ取付具、５０ 連動ロープ、５２ 駆動滑車、５４ 従動滑車、５６ 連動ロープ駆動モータ、５８ マイクロスイッチ作動片、６０ マイクロスイッチ、７０ 制御装置、７２ 受光部、７４ リモコン。

Claims (4)

1. 天井に埋め込まれ、天井の一部となる下部パネルを含む室内機を有する天井埋込型空気調和機であって、
   前記下部パネルに設けられ、天井面に対し垂直方向に室内空気が通過する第一通風口と、
   前記下部パネルに設けられ、前記垂直方向において傾斜して室内空気が通過する第二通風口と、
   室内空気と冷媒の熱を交換する熱交換器と、
   室内空気を前記第一及び第二通風口の一方より吸い込み、前記熱交換器を通過させた後、他方の通風口より室内に吹き出すファンと、
   運転モードに基づき前記ファンの送風の向きを選択する送風向き選択手段と、
   を有し、
   前記送風向き選択手段は、
   前記運転モードが冷房運転の場合、室内空気を第一通風口より吸い込み、第二通風口より吹き出すよう送風向きを選択し、
   前記運転モードが暖房運転の場合、室内空気を第二通風口より吸い込み、第一通風口より吹き出すよう送風向きを選択する、
   ことを特徴とする天井埋込型空気調和機。
2. 請求項１記載の天井埋込型空気調和機であって、
   前記ファンは、プロペラ型ファンであり、
   前記送風向き選択手段は、前記ファンの回転方向を選択することにより送風向きを選択する、
   選択された回転方向に前記ファンが回転する、
   ことを特徴とする天井埋込型空気調和機。
3. 請求項１記載の天井埋込型空気調和機であって、
   前記ファンは、プロペラ型ファンであり、
   前記送風向き選択手段は、前記ファンの回転ロータに取り付けられた羽根の取付角度を変更して、送風向きを選択する、
   ことを特徴とする天井埋込型空気調和機。
4. 請求項１から３のいずれか１に記載の天井埋込型空気調和機であって、
   室内空気が吸い込まれる通風口を覆い、室内空気の塵埃を除去するフィルタと、
   運転モードに基づきフィルタを移動させるフィルタ移動手段と、
   を有し、
   前記フィルタ移動手段は、
   前記運転モードが冷房運転の場合、第一通風口を覆う位置にフィルタを移動させ、
   前記運転モードが暖房運転の場合、第二通風口を覆う位置にフィルタを移動させる、
   ことを特徴とする天井埋込型空気調和機。

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