JPH0579687A

JPH0579687A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0579687A
Application number: JP3238360A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Shimura; 村正義志; Keiko Kanekawa; 川桂子金
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】風速の鉛直方向下向きの成分がルーバの向き
の変化の前後で実質的に一定になるように制御すること
で温風が床面まで十分に安定して到達するようにして、
暖房の快適性の向上を図る。【構成】風向ルーバ５、６のルーバ角を検出するルー
バ位置検出手段１１ａと、暖房時に風速の鉛直下方向成
分が略一定となるようルーバ位置検出手段１１ａから与
えられたルーバ角度データに基づき室内ファン４の風量
を制御する室内ファン制御手段１２とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内機の風向ルーバの
向きによらず風速の下向き成分が一定になるよう風量を
制御するようにした空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の室内機には、その空気吹き
出し口に風向ルーバが取り付けられており、この風向ル
ーバの向きを変えることで冷風または温風の吹き出し方
向を調整できるようになっている。最近の空気調和機で
は、このような風向ルーバの向きを自動調整する機能を
有しているものが一般化している。例えば、暖房運転開
始直後の室温の低い段階では、温風が床に向けて吹き出
されるように風向ルーバの向きが自動的に設定され、室
内の空気がやがて暖まると温風が部屋全体に対流するよ
うな向きに自動調整される。ところで、風向ルーバの傾
きによっては、この風向ルーバが抵抗となって、風速、
風量が低下する。このような欠点を解決するため、通風
抵抗による風量低下分を補償して風向ルーバの傾き角度
によらず風量が一定になるようにファンの運転を制御を
する空気調和機が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、風向ル
ーバの調整によっては、上記の風量の変化とともに特定
方向の風速も変化する。例えば、暖房運転中に、上下ル
ーバの角度が水平面に対して下向きに４５度傾いてお
り、それまで、左右ルーバが室内機正面に垂直な位置に
あったものが所定の角度だけ左右に傾けた場合を考え
る。このようなときルーバの向きを変えたことによっ
て、たとえその前後で風量が一定になるように風量補償
をする制御を実行しても、温風が床まで届かなくなって
足元に冷気が残ってしなう欠点があった。これは、温風
の速度成分の内、特に、下向きの速度成分が小さくなっ
てしまうことに起因する。そこで、本発明の目的は、上
記従来技術の有する問題点を解消し、風速の鉛直方向下
向きの成分がルーバの向きの変化の前後で実質的に一定
になるように制御することで温風が床面まで十分に到達
するようにして、暖房の快適性の向上を図った空気調和
機を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、風向ルーバのルーバ角を検出するルーバ
位置検出手段と、暖房時に風速の鉛直下方向成分が略一
定となるようルーバ位置検出手段から与えられたルーバ
角度データに基づき室内ファンの風量を制御する室内フ
ァン制御手段部とを具備したこと、また、上記の構成に
おいて室内機本体両側での室温をそれぞれ検出する温度
検出器と、上記温度検出器の出力を比較する温度比較手
段と、上記温度検出手段の比較結果に応じてルーバ角度
を変更するルーバ制御手段とを具備したことを特徴とす
るものである。

【０００５】

【作用】リモコンなどの操作により、風向ルーバのルー
バ角が変化すると、その時のルーバ角で吹き出される風
の風速の鉛直下方向速度成分が変化前と変わらないよう
な風量で室内ファンは回転するように制御され、床に向
かう風の風速の成分がほぼ一定であるため、風が床まで
届くようになる。また、室内機の左右の室温を検出し
て、その温度差を解消する向きにルーバ角度が調整され
る。このときには、上記と同様にして風量が制御される
ので、ルーバ角の変化にもかかわらず風が床まで到達す
るようになる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明による空気調和機の一実施例に
ついて添付の図面を参照して説明する。図３において、
符号１は空気調和機の室内機、符号２は、前面パネルを
示し、図中の上側の矢印は吸い込まれる空気を下側の矢
印は吹き出し口から吹き出された温風または冷風を示し
ている。符号３は熱交換器、符号４は横流タイプの室内
ファンである。室内機１の吹き出し口と室内ファン４と
の間には、温風または冷風の風向を調整する風向ルーバ
として、上下方向に風向を変える上下ルーバ５と、この
室内機１を基準に左右両方向に風向を変える左右ルーバ
６が配設されている。この実施例において、上下ルーバ
５は、破線で示す水平面に垂直な位置から水平面に平行
な位置までを９０°回動可能なように取り付けられてお
り、この上下ルーバ５についての傾き角度、すなわちル
ーバ角度ψは図に示すように鉛直面とのなす角をいうも
のとする。また、左右ルーバ６については、その構成が
図４に示されており、パルスモータが適用された左右ル
ーバモータ７を駆動源として、クランク８を介して連結
棒９に回転を伝達して、この連結棒９に一定間隔をおい
てピン結合された複数の左右ルーバ６を揺動させる構成
となっている。この場合、左右ルーバのルーバ角θは前
面パネルに垂直な面とのなす角度で表し、図に向かって
右側に傾いた角度を＋θで左側に傾いた角度を−θで表
すものとし、この実施例で左右ルーバ６は、−６０°＜
θ＜＋６０°の範囲で揺動するようになっている。

【０００７】次に、図１は、室内機１における制御ブロ
ック図であり、マイクロコンピュータを応用してなる制
御部１０は、ルーバ制御手段１１と、ルーバ位置検出手
段１１ａと、室内ファン制御手段１２とを含む。このう
ち、ルーバ制御手段１１は、上下ルーバ５、左右ルーバ
６を遠隔操作するためのリモコン１３の指令信号を受信
して、パルスモータが適用される上下ルーバモータ１
５、左右ルーバモータ１７の回転を制御するルーバ角度
信号をそれぞれ上下ルーバモータ駆動回路１４、左右ル
ーバモータ駆動回路１７に与える。また、このときルー
バ位置検出手段１１ａは、上下ルーバ５、左右ルーバ６
のそれぞれについての基準位置からの回転角度（ψ、
θ）をルーバ角度信号として室内ファン制御手段１２に
与える。この際、ルーバ角度（ψ、θ）はモータ駆動時
に記憶しておいても良いし、フォトインタラプタと円盤
で直接位置検出しても良い。室内ファン制御手段１２
は、このルーバ角データに基づいて、室内ファンの風量
を制御する。この場合、室内ファン制御手段１２は、そ
の時のルーバ角度（ψ、θ）に応じてルーバ角の変化の
前後で温風の風速の鉛直下方向成分が一定となるように
風量を補正するとともに、この風量に上下ルーバ５、左
右ルーバ６の抵抗による風量減少分を補償した風量を算
出し、この風量に対応する室内ファン４の回転数を決定
し、制御信号をファン回転数制御回路１８に出力する。

【０００８】ここで、図５に基づき、上下ルーバ５、左
右ルーバ６のルーバ角の変化の前後での風速の変化につ
いて説明する。図５において、上下ルーバ５のルーバ角
がψで、左右ルーバ６のルーバ角がθのときを基準位置
として、暖房運転をした場合を考える。室内に吹き出さ
れた温風は、上下ルーバ５、左右ルーバ６に案内される
ので、その風速は、大きさＶと、上記ルーバ角ψ、θを
用いて極座標的に表すことができる。上下ルーバ５、左
右ルーバ６のルーバ角が変わってそれぞれψ´、θ´に
なったときの、温風の速度は、（Ｖ´，ψ´，θ´）と
表わされる。この場合、図のｘ軸方向を鉛直下向きの方
向としてこの方向の温風の速度Ｖの速度成分Ｖｘは、Ｖｘ＝Ｖｃｏｓψｃｏｓθ となる。同様にして、風速Ｖ´の下向きの速度成分Ｖ´
は、Ｖ´ｘ＝Ｖ´ｃｏｓψ´ｃｏｓθ´ となる。ここで、温風の風量が一定で、ルーバの抵抗を
無視するものとすれば、上下ルーバ５、左右ルーバ６の
ルーバ角の変化の前後で風速の大きさは変わらないの
で、ルーバ角が変わることによって温風速度の下向き成
分は減少することになる。

【０００９】そこで、逆にいえば、風速の大きさをＶにＡ（ψ，θ）＝ｃｏｓψｃｏｓθ／ｃｏｓθ´ｃｏｓψ´ を乗じた大きさの風速をルーバ角の変化後の風速Ｖ´が
有するものとすれば、この風速Ｖ´の下向きの速度成分
Ｖ´ｘは、Ｖｘに等しい大きさとなる。温風の風速は、
風量に比例する。従って、上記の考えを応用して、ルー
バ角の変化前の風量を基準にして所定量風量を増減させ
るようにすれば、その時の温風の風速の下向きの速度成
分は、同一の下向き速度成分を有することになる。次
に、暖房運転時の制御部１０の処理内容につき、図２の
フローチャートを参照しながら説明する。まず、ステッ
プＳ１で、リモコン１３から暖房運転の運転指令が入力
されると、ステップＳ２に進み暖房運転を開始し、そう
でない場合は暖房運転の指令が与えられるまで待機する
（ステップＳ３）。ステップＳ２では、室内ファン制御
手段１２は、所定の基準風量μで温風が吹き出されるよ
うに、ファンモータ４の回転数を制御する。この場合、
基準風量μによる運転の時には、例えば、上下ルーバ
５、左右ルーバ６のそれぞれのルーバ角ψ、θは、とも
に０度に初期設定されており、従って、温風は室内機１
の真下に向けて床に吹き出されるようになっている。

【００１０】こうして床近くの空気が暖まったところ
で、次に、ステップ４、５に進み、リモコン１３の操作
により上下ルーバ５、左右ルーバ６のルーバ角を調整し
て室内全体を暖めるようにする。このとき、ルーバ制御
手段１１はリモコン１３から入力された指令信号に基づ
き、ルーバ角をψ、θにするルーバ角度信号を上下ルー
バモータ駆動回路１４、左右ルーバモータ駆動回路１６
に与え、この回路の出力パルスに応じて上下ルーバモー
タ１５、左右ルーバモータ１７は、角度にしてそれぞれ
ψ、θだけ回転する。これにより、上下ルーバ５、左右
ルーバ６のルーバ角はそれぞれψ、θに設定される。続
くステップＳ６で室内ファン制御手段１２は、ルーバ位
置検出手段１１ａからルーバ角（ψ、θ）を読み込み、
ステップＳ７でこのルーバ角（ψ、θ）データに基づ
き、次のようにして、風速の鉛直下方向成分をルーバ角
の変化の前後で一定とする風量を補正するとともに、こ
の風量に上下ルーバ５、左右ルーバ６の抵抗による風量
減少分を補償する風量演算を実行する。

【００１１】ここで、図７および図８は、風量演算に必
要なデータの例をグラフとして示したもので、このデー
タは予めメモリに記憶されているものである。これら図
７、図８において、実線で表した曲線は、基準風量運転
における風速の鉛直下方向成分の減少分を補正した風量
μ´について、ルーバ角ψ、θの関数、この例では、 μ´（ψ、θ）＝１／ｃｏｓψｃｏｓθ として表わした曲線である。図７は、左右ルーバ６のル
ーバ角θを所定の角度として上下ルーバ５のルーバ角ψ
を０度から９０度の範囲で変化させた場合の補正風量μ
´の変化を表しており、図８は、上下ルーバ５のルーバ
角ψを所定の角度として左右ルーバ６のルーバ角θを±
６０度の範囲で変化させた時の補正風量μ´の変化を表
している。この場合、縦軸の風量のスケールは、基準風
量運転でルーバ角が初期設定値ψ_０、θ_０のときの風速
Ｖの鉛直下方向成分に対応するＶｃｏｓψ_０ｃｏｓθ_０、（この場合、ψ_０、θ_０＝０
でＶ）の大きさを風量１として目盛られている。このため、上
下ルーバ５、左右ルーバ６のルーバ角がψ、θのときに
グラフ上の縦軸の目盛りで示される補正風量μ´の値
は、そのときの風速の大きさと対応するようになる。従
って、この風速の鉛直下方向成分は、 μ´×ｃｏｓψｃｏｓθ＝１となり、ルーバ角の変化の前後で風速の鉛直下方向成分
は一定となるようになっているので、このような補正風
量μ´のデータを読み込むことで、ルーバ角の変化の前
後でその風速の鉛直下方向成分が一定となる風量を算出
することができる。ところで、実際には、この補正風量
μ´に室内ファン４を運転した場合には、上下ルーバ
５、左右ルーバ６の位置に応じて、その通風抵抗により
風量が減少するので、この減少分を補償しなければなら
ない。

【００１２】そこで、上下ルーバ５の通風抵抗による風
量減少量については、例えば、一般的な下吹出し上吸込
みの壁掛形空気調和機では、風量を一定としてそのルー
バ角ψに応じて図６にベクトル的に示すように変化す
る。すなわち、風量減少量は、ルーバ角ψが４５度のと
きを最大として、図中破線で表すように減少する。左右
ルーバ６の通風抵抗による風量減少量も同様であって、
上下ルーバ５、左右ルーバ６による風量減少量は、その
ルーバ角ψ、θの値に応じて変化する。従って、この風
量減少量ΔＣ（ψ、θ）を図７、図８にそれぞれ示すよ
うに、補正風量μ´に風量減少量ΔＣ（ψ、θ）を加算
することで補償した風量μ″ μ″＝μ´＋ΔＣ（ψ、θ）（１）を求めればルーバ角の変化の前後で風速の鉛直下方向成
分がかわらない風量となる。この場合、風量減少量ΔＣ
（ψ、θ）は、予めデータとしてメモリに記憶されてお
り、室内ファン制御手段１２は、このデータを読み出し
て（１）式の演算を実行する。

【００１３】次に、ステップＳ８で室内ファン制御手段
１２は、上記のステップで算出した風量μ″に基づき、
この風量μ″に対応する回転数制御信号をファン回転数
制御回路１８に出力する。これによってファンモータ４
の回転数が増減して風量がμ″に調整される。このよう
な制御は、暖房運転の間、上下ルーバ５、左右ルーバ６
を操作する度に、繰り返して実行する（ステップＳ
９）。従って、本実施例では、リモコン１３で上下ルー
バ５、左右ルーバ６のルーバ角度を調整した後でも常に
温風の下向きの速度成分は変わらないので、温風は床ま
で確実に到達し、足下の冷涼感を感じることなく快適な
暖房効果を享受することができる。なお、風量の決定に
ついては、予め風量μ″そのものをルーバ角度の関数
μ″（ψ、θ）としてメモリに記憶し、これを読み出す
ようにしても良い。この場合、実際に暖房時下吹出しに
おいて使用される上下ルーバ角ψは０〜４５°程度で、
左右ルーバ角θは空気調和機の構造上左右６０°程度で
あり、角度ステップを５°とするとデータ数は１３０程
度であり、メモリに記憶可能である。

【００１４】次に、本発明の他の実施例について、上記
第１実施例と同一の構成要素には同一の符号を付して説
明する。図９は、室内機の制御ブロック図であり、上記
第１実施例とは異なり、制御部１０には、室内機１の正
面パネル２の左右両側面に配設されてそれぞれ室温を検
出する温度検出器１９、２０が接続されている。この
左、右両温度検出器１９、２０の出力は温度比較手段２
１に導入され、この温度比較手段２１は検出した室温の
差をルーバ制御手段１１に与えるようになっている。室
内ファン制御手段１２の風量制御動作は、基本的に第１
実施例と同様に風向ルーバの向きの変化の前後で風速の
鉛直下方向の速度成分が等しくなるように風量の補償を
する点で第１実施例と同様であるが、以下、図１０のフ
ローチャートに従って、制御部１０の動作について説明
する。

【００１５】まず、ステップＳ１０で、リモコン１３か
ら暖房運転の運転指令が入力されると、ステップ１２に
進む。このステップ１２では、左、右温度検出器１９、
２０によってそれぞれ検出される室温Ｔｌ、Ｔｒが温度
比較手段２１に読み込まれる。続くステップＳ１３で
は、室温Ｔｌ、Ｔｒの平均値と、予めリモコン１３等を
介して設定されている設定室温Ｔｓとが比較され、室温
の平均値が設定室温Ｔｓを越えている場合は（ステップ
Ｓ１４）、コンプレッサの運転を一時停止する。一方、
逆の場合はステップＳ１５に進み、設定室温Ｔｓまで室
温が暖まるまで、暖房運転が継続される。暖房運転開始
直後では、左右ルーバ６のルーバ角θは０度に初期設定
されており、また、基準風量μで温風が床に向かって真
下に吹き出されるようになっている。このような基準風
量運転が行われると、室内は次第に暖まってくるが、図
１２にそのときの温度分布を示すように、当初は室内全
体が一様には暖まらずに室内機１の左側と右側では温度
差が生じる。そこで、温風の吹き出し方向を変えるた
め、左、右温度検出器１９、２０で検出した室温Ｔｌ、
Ｔｒに基づいて左右ルーバ６のルーバ角θを決定する処
理が実行される。すなわち、ステップＳ１６で温度比較
手段２１は、室内機１の右側の室温Ｔｒと左側の室温
Ｔｌとを比較しその差、Ｔｒ−Ｔｌを演算する。比較の
結果、この差の絶対値が１以上の場合は、ステップＳ１
８に進み、ルーバ制御手段１２は与えられた温度差に基
づき、予めメモリに記憶されているルーバ角決定に必要
なデータを参照してルーバ角θを変更する。この記憶さ
れているデータは、図１１に示されるような温度差とル
ーバ角θとが１対１に対応した実測データに基づいたも
のであって、右側の室温Ｔｒが高く温度差がプラスのと
きは、所定角度左右ルーバを左側に傾け、左側の室温Ｔ
ｌが高く温度差がマイナスのときは、逆に右側に傾ける
ようして室温の差が少なくなるようになっている。ルー
バ制御手段１１は、こうして決定されたルーバ角θに応
じたルーバ角度信号を左右ルーバモータ駆動回路１６に
出力し、これにより、左右ルーバモータ１７が駆動さ
れ、左右ルーバ６はルーバ角θに設定される。

【００１６】このようにルーバ角が変化すると、同じ風
量のままでは風速の鉛直下方向成分、抵抗による風量減
少が生じる。従って、次のステップでは、ルーバ角θに
応じて風量を補正する演算を実行し、算出された風量
μ″に基づき室内ファンの回転を増減する制御を実行す
る（ステップＳ２０、Ｓ２１）。この処理内容は、第１
実施例と同様であり、その説明は省略する。以上のよう
な制御は、左右の温度差がなくなるまで繰り返して実行
される。その間、温風の下方向の速度成分は変わらない
ので、床まで到達する温風によって快適な暖房効果を得
ることができる。しかも、この実施例では、室内器の左
右で温度差が生じやすい比較的広い室内の暖房について
効果的である。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、風向ルーバのルーバ角が変化しても、風速の
鉛直下方向速度成分が略一定の風量に制御されるため、
安定して床面まで風が到達するようになるので、暖房時
に足元まで快適に暖められ、その暖房効果を向上させる
ことができる。また、室内機の左右の室温を検出して、
その温度差を解消する向きにルーバ角度が自動調整さ
れ、しかも、上記と同様に風量が制御されるので、一
層、暖房の快適性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の空気調和機において、室
内機制御部についての制御ブロック図。

【図２】同制御部の暖房運転時の動作を表したフローチ
ャート。

【図３】室内機の概略的な構成を表した説明図。

【図４】室内器の備える風向ルーバのうち左右ルーバの
構成を示す斜視図。

【図５】風向ルーバのルーバ角が変化したときの風速の
変化との関係を表した説明図。

【図６】風向ルーバのうち上下ルーバのルーバ角の変化
に伴う風量抵抗の関係をベクトル図的に表した説明図。

【図７】本発明における風量演算に必要なデータの一例
を示したものであって、上下ルーバのルーバ角の変化に
伴う風量データとの関係を表したグラフ。

【図８】本発明における風量演算に必要なデータの一例
を示したものであって、左右ルーバのルーバ角の変化に
伴う風量データとの関係を表したグラフ。

【図９】請求項２記載の空気調和機において、室内機制
御部の制御ブロック図。

【図１０】同制御部の暖房運転時の動作を表したフロー
チャート。

【図１１】室内機の左右の室温差に応じたルーバ角決定
に必要なデータをグラフとして表した図。

【図１２】室内において、室内機左右に生じる室温差を
模式的に表した図。

【符号の説明】

１室内機２正面パネル３熱交換器４室内ファン５上下ルーバ６左右ルーバ１０制御部１１ルーバ制御手段１１ａルーバ位置検出手段１２室内ファン制御手段１３リモコン１９温度検出器２０温度検出器２１温度比較手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】角度調整可能な風向ルーバと風量が可変の
室内ファンを備えた空気調和機において、風向ルーバの
ルーバ角を検出するルーバ位置検出手段と、暖房時に風
速の鉛直下方向成分が略一定となるようルーバ位置検出
手段から与えられたルーバ角度データに基づき室内ファ
ンの風量を制御する室内ファン制御手段とを具備したこ
とを特徴とする空気調和機。
【請求項２】請求項１記載の空気調和機において、室内
機本体両側での室温をそれぞれ検出する温度検出器と、
上記温度検出器の出力を比較する温度比較手段と、上記
温度検出手段の比較結果に応じてルーバ角度を変更する
ルーバ制御手段とを有することを特徴とする空気調和
機。