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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022117537
(43)【公開日】2022-08-12
(54)【発明の名称】空気調和機
(51)【国際特許分類】
   F24F 1/0025 20190101AFI20220804BHJP
   F24F 11/89 20180101ALI20220804BHJP
   F24F 11/70 20180101ALI20220804BHJP
   F04D 17/04 20060101ALI20220804BHJP
【FI】
F24F1/0025
F24F11/89
F24F11/70
F04D17/04 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021014066
(22)【出願日】2021-02-01
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100115554
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 幸一
(72)【発明者】
【氏名】中尾 周
(72)【発明者】
【氏名】酒井 浩一
(72)【発明者】
【氏名】和田 賢宣
【テーマコード(参考)】
3H130
3L049
3L260
【Fターム(参考)】
3H130AA13
3H130AB02
3H130AB26
3H130AB54
3H130AC11
3H130BA13A
3H130BA66A
3H130BA68A
3H130BA76A
3H130CA03
3H130CA06
3H130DD01Z
3H130DF03Z
3H130EA03A
3H130EA07A
3H130EA07C
3L049BB07
3L049BC01
3L049BD02
3L260AB02
3L260BA41
3L260CB05
3L260CB23
3L260FB12
3L260HA01
(57)【要約】
【課題】本開示は、吸込み通風抵抗に応じた最適エネルギー効率での運転を可能とした空気調和機の提供する。
【解決手段】本開示における空気調和機は、空気調和機の送風路を構成するリアガイダツバ部に設けられた可動部を、送風路内に配設された検出手段により検出されたフィルタや熱交換器の通風抵抗の大小に応じて、送風路内に配設された制御装置により移動動作させる。この構成により、フィルタや通風抵抗に応じたリアガイダツバ部形状に変化させ、吸込み通風抵抗に応じた最適エネルギー量でエアコンを運転できる。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
室内空気の吸込口と吹出口とを有し、前記吸込口から吸込んだ空気を熱交換する熱交換器と、前記吸込口から吸込んだ空気を前記吹出口から吹き出すための気流を発生させるファンと、前記ファンの下流に配置され空気を前記吹出口へ案内するリアガイダと、前記リアガイダに対向して配置されたスタビライザと、前記リアガイダと前記スタビライザとにより構成される風路内に配設され、風路の通風抵抗を検出する通風抵抗検出手段と制御装置を有した空気調和機であって、前記リアガイダには前記熱交換器下部に設置された水受け皿より上流側に前記ファンへ流入する空気を背流するためのリアガイダツバ部を有し、前記リアガイダツバ部の少なくとも1箇所に、風の流れる方向に対するリアガイダツバ部の長さを調節する可動部が設けられ、前記制御装置は、前記通風抵抗検出手段が検出する前記通風抵抗に応じて、前記可動部を移動させ、前記リアガイダツバ部の長さを調節するように制御することを特徴とする空気調和機。
【請求項2】
前記可動部は、前記リアガイダツバ部を延伸するように配置され、前記リアガイダツバ部と同方向に延びるガイド部に沿って移動するよう構成されていることを特徴とした、請求項1に記載の空気調和機。
【請求項3】
前記通風抵抗検出手段は静圧センサーであり、前記静圧センサーで前記送風路内の静圧を検出し、該静圧値に応じて前記制御装置が前記可動部の移動動作を制御することを特徴とした、請求項1または請求項2に記載の空気調和機。
【請求項4】
前記通風抵抗検出手段は電流センサーであり、前記電流センサーで前記モータの入力値を検出し、該電流値に応じて前記制御装置が前記可動部の移動動作を制御することを特徴とした、請求項1または請求項2に記載の空気調和機。
【請求項5】
前記可動部は、前記静圧センサーの検出した静圧値が小さいほど、前記リアガイダツバ部の長さが長くなるように移動することを特徴とした、請求項3に記載の空気調和機。
【請求項6】
前記可動部は、所定ファン回転数における前記電流センサーの検出した電流値が大きいほど、前記リアガイダツバ部の長さが長くなるように移動することを特徴とした、請求項4に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、空気調和機に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、図8に示すように、本体上面に空気の吸込口2、吸込口の下方にエアフィルタ3、本体前面に吹出口4を有し、本体中央部にファン5とが設置され、ファン5の前方にリアガイダ6、リアガイダ6に対向してスタビライザ7が配置され、熱交換器8がリアガイダ6、スタビライザ7、ファン5を前後から挟むように配置され、リアガイダ6に水受け皿9より上流側にファン5へ流入する空気を整流するためのリアガイダツバ部10が設けられた空気調和機を開示する。
【0003】
上記構成において、ファン5を回転させると、本体上面の吸込口3より流入した空気はエアフィルタ3、熱交換器8a、および背面熱交換器8bを通過する。熱交換された空気はファン5を通過し、吹出口4より吹き出される。このとき、背面熱交換器8bのうち、リアガイダツバ部先端10bより下方にあたる背面熱交換器下部を通過した空気は、リアガイダツバ部裏側面10aに沿うように流れ、リアガイダツバ部先端10bにおいて背面熱交換器8b上部を通過した空気と合流し、ファン5へと流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2015-55419号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、空気調和機本体のファンケーシングを構成するリアガイダツバ部に設けられている可動部を送風路内に配設された検出手段により検出されたフィルタや熱交換器の通風抵抗の大小に応じて、送風路内に配設された制御装置により可動させることで、吸込み通風抵抗に応じた最適エネルギー効率での運転を可能とする空気調和機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示における空気調和機は、室内空気の吸込口と吹出口とを有し、吸込口から吸込んだ空気を熱交換する熱交換器と、吸込口から吸込んだ空気を吹出口から吹き出すための気流を発生させるファンと、ファンの下流に配置され空気を吹出口へ案内するリアガイダと、リアガイダに対向して配置されたスタビライザと、リアガイダとスタビライザとにより構成される風路内に配設され、風路の通風抵抗を検出する通風抵抗検出手段と制御装置を有した空気調和機であって、リアガイダには前記熱交換器下部に設置された水受け皿より上流側に前記ファンへ流入する空気を背流するためのリアガイダツバ部を有し、リアガイダツバ部の少なくとも1箇所に、風の流れる方向に対するリアガイダツバ部の長さを調節する可動部が設けられ、制御装置は、通風抵抗検出手段が検出する通風抵抗に応じて、可動部を移動させ、リアガイダツバ部の長さを調節するように制御する。
【発明の効果】
【0007】
本開示における空気調和機は、エネルギー効率を向上させた空気調和機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】実施の形態1における空気調和機の室内機の縦断面図
図2】実施の形態1におけるリアガイダツバ部の可動部の位置の一例を示す詳細断面図
図3】実施の形態1におけるリアガイダツバ部の可動部の位置の一例を示す詳細断面図
図4】実施の形態1におけるリアガイダツバ部の可動部の位置の一例を示す詳細断面図
図5】実施の形態1における可動部の構成詳細図
図6】実施の形態1におけるブロック図
図7】実施の形態1における可動部の制御フローチャート
図8】従来の空気調和機の室内機の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【0009】
(本開示の基礎となった知見等)
発明者らが本開示に想到するに至った当時、空気調和機の室内機の送風機構にかかる技術は送風路を構成する各構成要素は固定され、どのような送風運転条件においても特に可動できる構成ではない、という状況であった。そのため、当該業界では、送風路以外の構成要素の工夫でエネルギー効率を高めることを課題として、送風路の形状の最適化という製品設計をするのが一般的であった。そうした状況下において、発明者らは、通風抵抗の大小に応じて送風路の構造を変化させると、送風機を駆動するファンモータ効率が向上するということを着想を得、その着想を実現するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで、本開示は、通風抵抗の大小に応じて送風路の構造を変化させ、吸込み通風抵抗に応じた最適エネルギー効率での運転を可能とした空気調和機を提供する。
【0010】
以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
【0011】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
【0012】
(実施の形態1)
本開示の空気調和機は、空気の吸込口と吹出口を有する本体と、前記吸込口から取り入れた空気中浮遊物質をろ過するエアフィルタと、前記吸込口から取り入れた空気を熱交換する熱交換器と、前記熱交換器において熱交換して前記吹出口から吹き出すための気流を発生させるファンと、前記ファンを駆動させるモータと、前記ファンの下流に配置されて空気の流れを前記吹出口へ案内するリアガイダと、前記リアガイダに対向して配置されたスタビライザと、前記リアガイダと前記スタビライザにより構成される送風路内に配設された検出手段と制御装置を有した空気調和機であって、前記熱交換器が前記スタビライザ、リアガイダ、ファンを前後から挟むように配置されている。
【0013】
前記リアガイダには前記熱交換器下部に設置された水受け皿より上流側に前記ファンへ流入する空気を背流するためのリアガイダツバ部が構成されており、前記リアガイダツバ部の少なくとも1箇所に可動部が設けられている。前記検出手段は前記エアフィルタや前記熱交換器の通風抵抗を検出し、前記制御装置は前記検出手段により検出された前記エアフィルタももしくは前記熱交換器の通風抵抗に応じて、前記可動部が可動するように制御する。これにより、リアガイダツバ部の少なくとも1箇所に設けられている可動部が、エアフィルタもしくは熱交換器の通風抵抗に応じて可動し、これによりファン上流の静圧を向上させ、ファン近傍に安定した流れ場を形成する。
【0014】
このように前記エアフィルタや前記熱交換器の通風抵抗に応じたリアガイダツバ部形変形変形することで、前記エアフィルタや前記熱交換器の通風抵抗の変化にかかわらず、モータ入力を低減でき、このため省エネを実現できる。また、前記エアフィルタや前記熱交換器の通風抵抗の変化にかかわらず、空気の流れを円滑にすることにより、乱流が低減され、低騒音化が図れる。さらに制圧を上昇させて流れ場を安定させることにより、「バサバサ」という断続的異常音および逆流による露付き・滴下を防止することができる。
【0015】
また、前記可動部は、前記リアガイダツバ部に接するように配置されており、前記リアガイダツバ部と同方向に延びるガイド部に沿って可動するよう構成されている。
【0016】
これにより、可動部が、前記静圧センサーの検出した静圧値が大きいときより、小さいときの方が、リアガイダツバの上流端位置が高くなるように可動する構成を実現できる。
【0017】
また、前記検出手段として静圧センサーを具備しており、前記静圧センサーで前記送風路内の静圧を検知する。この静圧値に応じて前記制御装置は前記可動部の可動動作を制御する。これによりファンから得られる風量を最大エネルギー効率にて発生させることができるため、モータ入力も最小(略最小を含む)入力を実現できる。これにより省エネを効果的に実現できる。
【0018】
また、前記検出手段として電流センサーを具備しており、前記電流センサーで前記モータの入力値を検知する。この電流値に応じて前記制御装置は前記可動部の可動動作を制御する。これによりファンから得られる風量を最大エネルギー効率にて発生させることができるため、モータ入力も最小(略最小を含む)入力を実現できる。これにより省エネを効果的に実現できる。
【0019】
また、前記リアガイダツバ部に設けられている可動部は、前記静圧センサーの検出した静圧値が大きいより小さいときの方が、前記リアガイダツバの上流端位置が高くなるように移動する。
【0020】
これにより、可動部の動作によってリアガイダツバ部の長さが変化し、静圧値の大小に対応して最適な長さとなり、ファンモータ入力を低減でき、省エネを実現できる。
【0021】
また、あるファン回転数において、前記リアガイダツバ部に設けられている可動部は、前記電流センサーの検出した電流値が小さいときより大きいときの方が、前記リアガイダツバの上流端位置が高くなるように可動する。これにより、可動部にて、ある回転数における電流値の大小に対応してモータ入力を低減できるため、省エネを実現できる。
【0022】
図1は、本実施形態に係る空気調和機100の構成の一例を示す断面図である。図2は本実施の形態1の空気調和機100において、同空気調和機における空調運転時において、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の高い状態(エアフィルタや熱交換器の通風抵抗:PaH)でのリアガイダツバ部周辺の概略構成を示す断面図である。図3は同空気調和機100における空調運転時においてエアフィルタや熱交換器の通風抵抗の中間状態(エアフィルタや熱交換器の通風抵抗:PaM)でのリアガイダツバ部周辺の概略構成を示す断面図である。図4は同空気調和機100における空調運転時においてエアフィルタや熱交換器の通風抵抗の低い状態(エアフィルタや熱交換器の通風抵抗:PaL)でのリアガイダツバ部周辺の概略構成を示す断面図である。エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の大小関係はPaH>PaM>PaLである。
【0023】
図1に示すように室内機100は空気の吸込口101と吹出口102を有する本体と、吸込口101から取り入れた空気中浮遊物質をろ過するエアフィルタ111と、吸込口101から取り入れた空気を熱交換する熱交換器104と、熱交換器104において熱交換して吹出口102から吹き出すための気流を発生させるファン103と、ファン103を駆動させるモータ(図示せず)と、ファン103の下流に配置されて空気の流れ記吹出口102へ案内するリアガイダ106と、リアガイダ106に対向して配置されたスタビライザ105と、図6に示すようにリアガイダ106とスタビライザ105により構成される送風路内の少なくとも1か所に配設された検出手段112と制御装置(図示せず)を有した空気調和機であって、熱交換器104がスタビライザ105、リアガイダ106、ファン103を前後から挟むように配置されている。リアガイダ106には熱交換器104下部に設置された水受け皿109より上流側にファン103へ流入する空気を背流するためのリアガイダツバ部106aが構成されており、リアガイダツバ部106aの少なくとも1箇所に可動部が設けられている。図6図7に示すように検出手段112はエアフィルタ111や熱交換器104の通風抵抗を検出し、制御装置の数値処理部203において処理検出値を処理し、その処理値に応じて、可動部が可動するように制御する。これにより、リアガイダツバ部106aの少なくとも1箇所に設けられている可動部が、エアフィルタ111もしくは熱交換器104の通風抵抗に応じて可動する。なお、可動部106bは制御装置において、エアフィルタ111ももしくは熱交換器104の通風抵抗に応じて、可動量があらかじめ設定されている。そして制御装置はエアフィルタ110ももしくは熱交換器104の通風抵抗に対してあらかじめ設定されている可動量となるように、可動部106bを可動させる。詳細には、エアフィルタ111ももしくは熱交換器104の通風抵抗が大きくなるにつれて可動部106bの可動量が大きくなるように、フエアフィルタ111ももしくは熱交換器104の通風抵抗に応じて可動部の可動量があらかじめ設定されている。
【0024】
図2に示すように運転時においてエアフィルタ111や熱交換器104の通風抵抗の高い時には、可動部106bはリアガイダツバ先端高さが高くなるように可動する。図4に示すように、運転時においてエアフィルタ111や熱交換器104の通風抵抗の低い時には、可動部106bは可動せず、リアガイダツバ106aに沿うように配置される。このように、エアフィルタ111や熱交換器104の通風抵抗に対応させて可動部106bは最適なリアガイダツバ106aを形成して性能向上を図る。
【0025】
また、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の高い状態に、「バサバサ」という断続的異常音が発生する傾向がある。その時、可動部106bによりリアガイダツバ高さを上昇させて静圧を向上させ、安定した流れ場を形成する。これにより、断続的異常音の発生を防止することができる。
【0026】
また、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の高い状態には、吹出部から逆流して露付き・滴下を招くことがある。これについても同様に、可動部106bによりリアガイダツバ高さを上昇させて静圧を向上させ、安定した流れ場を形成し、逆流を抑制して露付き・滴下を防止する。
【0027】
次に、図2から図4に基づいて、可動部106bの動作を説明する。
可動部106bは、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の高い状態(エアフィルタや熱交換器の通風抵抗:PaH)には図2に示すように、上方向に可動して、リアガイダツバ高さを上昇させる。可動部106bは、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の低い状態(エアフィルタや熱交換器の通風抵抗:PaL)には、下方に可動してリアガイダツバ高さを下降させる。可動部106bはエアフィルタや熱交換器の通風抵抗の中間状態(エアフィルタや熱交換器の通風抵抗:PaM、PaL<PaM<PaH)には図3に示すように図2図4の間となるように可動する。各々のエアフィルタや熱交換器の通風抵抗、PaL、PaM、PaHにおいて、ファン効率が最適になるように可動部106bが可動するため入力が低減でき省エネを図ることができる。
【0028】
また、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の高い状態に、「バサバサ」という断続的異常音が発生する傾向がある。その時、可動部106bによりリアガイダツバ高さを上昇させて静圧を向上させ、安定した流れ場を形成する。これにより、断続的異常音の発生を防止することができる。
【0029】
また、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の高い状態には、吹出部から逆流して露付き・滴下を招くことがある。これについても同様に、可動部106bによりリアガイダツバ高さを上昇させて静圧を向上させ、安定した流れ場を形成し、逆流を抑制して露付き・滴下を防止する。
【0030】
次に、可動部106bがリアガイダツバ高さを上昇できるようにする構成を図5に基づいて説明する。可動部106bはリアガイダツバ部106aの少なくとも1カ所に設置されたガイダ107に沿うよう配置されており、そのガイダ107に沿ってモータ(図示せず)の回転により、リアガイダツバ高さを上昇・下降できるように、上方・下方に可動する。また、可動リアガイダ106bの表面に凹凸をつけ、またモータに歯車108をつけることで、可動リアガイダ106bを精度よく可動できる。図5はリアガイダツバ高さを上昇させるように可動した状況を示しているが、下降させる方向に可動することも可能である。
【0031】
また、風路内に少なくとも1つ以上の静圧センサーを配置することで、風路内の圧力を測定することができる。これにより、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗を測定することができ、使用年数に伴う通風抵抗の経時的な変化を検知でき、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗に応じたリアガイダツバ部形状を形成することで、エアフィルタや熱交換器の通風抵抗の変化にかかわらず、モータ入力を低減でき、このため省エネを実現できる。
【0032】
また、電流センサーを配置することで、モータ入力からエアフィルタや熱交換器の通風抵抗を推算することができる。これにより、新たなセンサーの設置が不要となるため、コストを低減することができる。
【0033】
以上により、本実施形態1における空気調和機は、冷暖房運転時において可変する各ファン回転数において、ファン効率ηを最大にして入力を低減することにより、省エネを図る。すなわち、各ファン回転数に応じて、可動部106bを可動させて。差的なリアガイダツバ106aを形成して性能向上を図るものである。
【産業上の利用可能性】
【0034】
本開示は、空気調和機の送風路を構成するリアガイダに設けられている可動部をエアフィルタや熱交換器の通風抵抗の変化に対応させて動作させることにより、エネルギー効率を向上できるので、業務用及び一般家庭等で使用される空気調和機に適用可能である。
【符号の説明】
【0035】
100 空気調和機
101 吸込口
102 吹出口
103 ファン
104 熱交換器
104a 前面熱交換器
104b 背面熱交換器
105 スタビライザ
106 リアガイダ
106a リアガイダツバ部
106b 可動部
107 ガイダ
108 歯車
109 水受け皿
110 渦流
111 エアフィルタ
112 検知手段
201 数値処理部
202 リアガイダツバ駆動手段
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8