JP2005121333A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電動膨張弁を閉じることができる空気調和装置を提供する。
【解決手段】 圧縮機３、第１の熱交換器５、第１の電動膨張弁７、第２の電動膨張弁１３、及び第２の熱交換器１５を、順次、冷媒を循環させる配管１で接続して冷凍サイクルを形成した空気調和装置であり、電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、第１及び第２の電動膨張弁７、１３を閉止する膨張弁閉止機構２５、２７、３５を備え、膨張弁閉止機構２５、２７、３５は、補助電源となる電池３５と、電力供給源からの電力供給の遮断を検知する遮断検知手段３５とを有し、遮断検知手段３５が電力供給源からの電力供給の遮断を検知したとき、電池から供給される電力により第１及び第２の電動膨張弁７、１３を閉止する構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気調和装置に係り、特に、電気で駆動する電動膨張弁を備えた空気調和装置に関する。

空気調和装置では、圧縮機、第１の熱交換器、第１の電動膨張弁、第２の電動膨張弁、そして第２の熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成している。また、冷房運転及び暖房運転が可能な空気調和装置では、四方弁などを備えており、この四方弁の切り換えにより、冷房運転時には、圧縮機、凝縮器となる第１の熱交換器、第１の電動膨張弁、第２の電動膨張弁、蒸発器となる第２の熱交換器、そして圧縮機の順に冷媒を循環させ、暖房運転時には、圧縮機、凝縮器となる第２の熱交換器、第２の電動膨張弁、第１の電動膨張弁、蒸発器となる第１の熱交換器、そして圧縮機の順に冷媒を循環させている（例えば、特許文献１参照）。

このような空気調和装置において、冷房運転そして暖房運転のいずれの場合でも、第１の電動膨張弁から、第１の電動膨張弁と第２の電動膨張弁とを接続する配管、そして第２の電動膨張弁までの間には、液冷媒が溜まる。このため、冷房運転停止後に第２の電動膨張弁が開いていると低圧に引かれた第２の熱交換器に液冷媒が移動する。また、暖房運転停止後に第１の電動膨張弁が開いていると、低圧側の第１の熱交換器や、第１の熱交換器と四方弁との間に液冷媒が移動する。そして移動した液冷媒は、冷房運転停止時には、第２の熱交換器から四方弁を介して停止している圧縮機へ、暖房運転停止時には、第１の熱交換器と四方弁との間の配管から四方弁を介して停止している圧縮機へ拡散し、圧縮機内の冷凍機油に液相の冷媒が溶け込んだ状態となった冷媒寝込みが生じる。この冷媒寝込みが生じると、液相の冷媒によって冷凍機油の粘度が低下してしまうため、空気調和装置を再起動したときに、圧縮機の摺動部に摩耗を引き起こし、動作不良や圧縮機の破損などを招いてしまう場合がある。

さらに、前述のように冷媒が拡散することにより、再起動時、圧縮機よりも冷媒の流れに対して上流側にアキュムレータが設けられていない構成の場合、圧縮機への液戻りが起きる。また、圧縮機よりも冷媒の流れに対して上流側にアキュムレータが設けられている場合でも、冷媒の量に対してアキュムレータの容積が小さ過ぎる構成であると、アキュムレータへの液戻りが起きると、圧縮機へも液戻りが起きる場合がある。圧縮機内への液戻り、つまり液冷媒が進入すると、液圧縮が生じ、この液圧縮によっても、圧縮機の破損を招いてしまう場合がある。このような液圧縮は、特に、１つの室外機に対して複数の室内機が接続されているマルチエアコンや、接続配管が比較的長い空気調和装置では冷媒量が比較的多くなることから発生し易くなる。

このような、圧縮機での冷媒寝込みや液圧縮などによる圧縮機の破損を防ぐため、空気調和装置では、一般に、空気調和装置の運転が停止している間は、第１の膨張弁及び第２の膨張弁を閉止している（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平６−２６７１６号公報（第８頁、第１図） 特開平８−２００８５８号公報（第３頁、第１図）

ところで、パッケージ型エアコンやルームエアコンなどといった電気により駆動する電動膨張弁を用いた空気調和装置では、運転の停止指令により空気調和装置の運転が停止したときには、電動膨張弁を閉じることができる。しかし、空気調和装置を運転中に、例えば落雷や電力供給不足などによる電力供給源の停電や、空気調和装置が設置された建物のブレーカーの作動などにより、電力供給源からの電力の供給が遮断されると、電気により駆動する電動膨張弁は、空気調和装置を運転していたときの状態のままになり、閉じることができなくなってしまう。そして、電動膨張弁が開いたまま空気調和装置が停止した状態になった後、再び電力供給が復旧し、空気調和装置が再起動されると、前述のように、圧縮機での冷媒寝込みや液圧縮などが生じ、圧縮機の破損を招いてしまう恐れがある。

特許文献２には、停電などにより電力給源からの電力の供給が遮断されると、圧縮機が再起動されるまで電動膨張弁が強制的に閉じたままにするという考えが述べられてはいるが、電力の供給が遮断されたときに電動膨張弁を強制的に閉じるための構成については記載されておらず、特許文献２に提案されている構成では、電力の供給が遮断されたときに電動膨張弁を強制的に閉じることはできない。このように、従来の構成の空気調和装置では、停電などにより電力給源からの電力の供給が遮断されると、電気により駆動する電動膨張弁を閉じることはできない。

本発明の課題は、電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電動膨張弁を閉じることにある。

本発明の空気調和装置は、圧縮機、第１の熱交換器、第１の電動膨張弁、第２の電動膨張弁、及び第２の熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成した空気調和装置であり、電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、第１の電動膨張弁及び第２の電動膨張弁を閉止する膨張弁閉止機構を備え、この膨張弁閉止機構は、補助電源となる電池と、電力供給の遮断を検知する遮断検知手段とを有し、この遮断検知手段が電力供給の遮断を検知したとき、電池から供給される電力により第１及び第２の電動膨張弁を閉止する構成とすることにより上記課題を解決する。

このような構成とすれば、電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、遮断検知手段が電力供給の遮断を検知し、補助電源となる電池からの電力により第１及び第２の電動膨張弁を閉止できる。したがって、電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電動膨張弁を閉じることができる。

このとき、電池は、電力供給源から電力が供給されてくる配線に電気的に接続された蓄電池であれば、補助電源となる電池の点検や交換作業などを軽減できる。

また、本発明の空気調和装置は、電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、第１及び第２の電動膨張弁を閉止する膨張弁閉止機構を備え、この膨張弁閉止機構は、電力供給源からの電力供給が遮断されたときに慣性で回転する第１の熱交換器に付設されたファンのモータ及び第２の熱交換器に付設されたファンのモータの少なくとも一方で生じた回生電力により第１及び前記第２の電動膨張弁を閉止する構成とすることにより上記課題を解決する。

このような構成とすれば、電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、第１の熱交換器に付設されたファンのモータ及び第２の熱交換器に付設されたファンのモータの少なくとも一方で生じた回生電力により第１及び第２の電動膨張弁を閉止できる。したがって、電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電動膨張弁を閉じることができる。

さらに、膨張弁閉止機構は、電力供給源からの電力供給が遮断されてから、第１及び第２の電動膨張弁を閉止するまでの時間を予め設定した時間だけ遅延させる閉止遅延手段を含む構成とする。このような構成とすれば、電力供給が遮断されてから、予め設定した時間をおいて第１及び前記第２の電動膨張弁が閉止されることにより、第１の電動膨張弁と第２の電動膨張弁の間の配管内の圧力が低下した後、第１及び前記第２の電動膨張弁が閉止することができる。したがって、電力供給が遮断されたとき、すぐに第１の電動膨張弁と第２の電動膨張弁とが閉止されることによって第１の電動膨張弁と第２の電動膨張弁の間の配管内が高圧の液冷媒によって液封されて圧力が比較的高い状態となり、雰囲気の温度などによってさらに配管内の圧力が上昇して異常高圧になるのを防ぐことができる。

また、本発明の空気調和装置は、電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、第１及び第２の電動膨張弁を閉止する膨張弁閉止機構を備え、この膨張弁閉止機構は、第１及び第２の電動膨張弁の各々に設けられて、これら各々の弁体を閉止方向に付勢するばね部材であり、このばね部材は、第１及び第２の電動膨張弁に通電していないとき、各々の弁体を閉止させる付勢力を有する構成とすることにより上記課題を解決する。

このような構成とすれば、電力給源からの電力の供給が遮断されると、ばね部材の付勢力により第１及び第２の電動膨張弁が閉じた状態となるため、電力給源からの電力の供給が遮断されたとき、電動膨張弁を閉じることができる。

さらに、第１及び第２の電動膨張弁は、第１及び第２の電動膨張弁に通電していないとき、第１電動膨張弁と第２の電動膨張弁との間の閉塞された冷凍サイクルの区間が予め設定された圧力以上になると、この圧力により各々の弁体に作用する力がばね部材の付勢力よりも大きくなって各々の弁体が開く構成とする。これにより、第１の電動膨張弁と第２の電動膨張弁の間の液封状態となった配管内の圧力が上昇しても、予め設定された圧力以上になると各々の弁体が開いて圧力を逃がすことができる。このため、第１の電動膨張弁と第２の電動膨張弁とが閉止されることにより第１の電動膨張弁と第２の電動膨張弁の間の配管内が液封状態となり異常高圧になるのを防ぐことができる。

本発明によれば、電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電動膨張弁を閉じることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を適用してなる空気調和装置の第１の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる空気調和装置の概略構成を示す系統図である。図２乃至図４は、本実施形態の変形例の概略構成を示す系統図である。なお、図１乃至図４では、同一の構成などには同じ符号を付している。

本実施形態の空気調和装置は、図１に示すように、冷媒が循環するように配管された冷媒循環管路１、冷媒循環管路１に設けられた圧縮機３、第１の熱交換器である室外熱交換器５、第１の電動膨張弁である室外電動膨張弁７、レシーバ９、液阻止弁１１、第２の電動膨張弁である室内電動膨張弁１３、第２の熱交換器である室内熱交換器１５、そしてガス阻止弁１７などで冷凍サイクルを構成している。

室外熱交換器５と圧縮機３、そして室内熱交換器１５と圧縮機３との間の冷媒循環管路１には四方弁１９が設けられている。そして、冷媒循環管路１は、四方弁１９の切り換えによって、冷房運転時には、室内熱交換器１５からの冷媒を圧縮機３が吸込み、圧縮機３から室外熱交換器５に向けて圧縮された冷媒を吐出し、暖房運転時には、室外熱交換器５からの冷媒を圧縮機３が吸込み、圧縮機３から室内熱交換器１５に向けて圧縮された冷媒を吐出する状態に配管されている。室外熱交換器５や室内熱交換器１５には、各々、モータにより駆動されるファン５ａ、１５ａが各々付設されている。

なお、圧縮機３、室外熱交換器５、室外電動膨張弁７、レシーバ９、四方弁１９、そしてこれらが設けられた液阻止弁１１とガス阻止弁１７で分割される冷媒循環管路１の部分は、室外機２１に、室内電動膨張弁１３、室内熱交換器１５そしてこれらが設けられた液阻止弁１１とガス阻止弁１７で分割される冷媒循環管路１の部分の一部は、室内機２３に、各々収められている。また、本実施形態では、室内機２３を室外機２１に対して２台備えた構成を例としているが、室内機２３を室外機２１に対して１台または３台以上備えた構成とすることもできる。

室外機２１及び室内機２３は、各々、室外機２１及び室内機２３の動作を制御する制御基板２５、２７を有している。室外機２１の制御基板２５は、圧縮機３の動作を制御するための圧縮機制御回路、室外電動膨張弁７のパルスモータを駆動させるためのパルス信号を送信する電動膨張弁制御回路、室外熱交換器５に付設されたファン５ａの駆動を制御するファン制御回路などを含んでおり、圧縮機３、室外電動膨張弁７、ファン５ａなどと配線２９を介して電気的に接続されている。

室内機２の制御基板２７は、室内電動膨張弁１３のパルスモータを駆動させるためのパルス信号を送信する電動膨張弁制御回路、室内熱交換器１５のファン１５ａの駆動を制御するファン制御回路などを含んでおり、室内電動膨張弁１３、ファン１５ａなどと配線３１を介して電気的に接続されている。また、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７は、電力供給源、例えば１００Ｖや２００Ｖといった電圧で電力を供給するコンセントなどと配線３３を介して電気的に接続されており、さらに、室外機２１の制御基板２５と室内機２の制御基板２７との間も配線３３を介して電気的に接続されている。

ここで、本実施形態では、室外機２１内に、配線３３に電気的に接続された補助電源３５が設けられている。補助電源装置３５は、配線３３への電力供給源からの電力供給の遮断を検知する遮断検知手段である電力遮断検知回路、補助電源となる電池、そして、この電力遮断検知回路が電力供給の遮断を検知してから電池により電力の供給を開始するまでの時間を遅延させる遅延回路などで構成されている。

補助電源装置３５の電力遮断検知回路は、電力供給源からの電力供給の遮断を検知すると、補助電源となる電池から、配線３３を介して室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７に電力を供給する。補助電源装置３５の電池は、ボタン電池などを用いることができ、鉛畜電池やニッカド電池のような蓄電池や太陽電池などを用いることもできる。補助電源装置３５の電池として、鉛畜電池やニッカド電池のような蓄電池を用いれば、補助電源装置３５の電池の点検や交換作業などを軽減できる。

また、本実施形態の室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７は、電力供給源からの電力供給が遮断された後、補助電源装置３５の電池から電力が供給されてくると、その電力により電動膨張弁制御回路を作動させ、各々、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉じるパルス信号を送信する機能を有している。さらに、電力供給源からの供給電圧は、例えば１００Ｖや２００Ｖであるため、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３も、例えば１００Ｖや２００Ｖといった電圧で作動するのに対して、補助電源装置３５の電池の電圧は、例えば１２Ｖといった異なる電圧となる場合がある。このため、本実施形態の室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７は、補助電源装置３５の電池から供給された電力を、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３が必要とする電圧に変換する機能を備えている。

補助電源装置３５の遅延回路は、予め設定した時間だけ、電力遮断検知回路が電力供給の遮断を検知してから電池により電力の供給を開始するまでの時間を遅延させる。このため、補助電源装置３５の遅延回路の作動により、電力の供給が遮断されてから補助電源装置３５の電池により室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７への電力供給が開始されるまでの時間が予め設定した時間だけ遅れることにより、電力の供給が遮断されてから室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３が閉止されるまでの時間が予め設定した時間だけ遅れることになる。

このように、本実施形態では、補助電源装置３５や、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７などが、電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉止する膨張弁閉止機構を構成している。さらに、本実施形態では、補助電源装置３５の遅延回路などが、電力供給源からの電力供給が遮断された後、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉止するまでの時間を予め設定した時間だけ遅延させる閉止遅延手段を構成している。

このような構成の空気調和装置の動作と本発明の特徴部について説明する。まず、冷凍サイクルの主要な冷媒の流れについて説明する。圧縮機３より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１９によって流れ方向を切替えられる。冷房運転時には、圧縮機３より吐出された高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器５に送られ、室外熱交換器５に付設されたファン５ａの駆動により室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の液冷媒となり、全開の室外電動膨張弁７を通過してレシーバ９へ入る。運転状態により余剰冷媒がある場合、その余剰冷媒は、レシーバ９に溜まる。レシーバ９を出た液冷媒は、液阻止弁１１を通過し、室内機２３に送られる。そして室内電動膨張弁１３で減圧した後、室内熱交換器１５で、付設されたファン１５ａの駆動により室内空気と熱交換して低圧低温のガス冷媒となり、ガス阻止弁１７、四方弁１９を順次通り、圧縮機３に戻る。

一方、暖房運転時には、圧縮機３より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１９、ガス阻止弁１７を順次通って室内機２３へと送られる。室内機２３へと送られたガス冷媒は、室内熱交換器１５で室内熱交換器１５に付設されたファン１５ａの駆動により室内空気と熱交換して高圧の液冷媒となった後、室内電動膨張弁１３、液阻止弁１１を順次通過し、レシーバ９へ送られる。冷房運転時と同様に、運転状態により余剰冷媒がある場合、余剰冷媒は、レシーバ９に溜まる。レシーバ９を出た液冷媒は、室外電動膨張弁７で絞られ、室外熱交換器５で、付設されたファン５ａの駆動により室外空気と熱交換して低圧のガス冷媒となった後、四方弁１９を通り圧縮機３に戻る。

ところで、冷房運転時及び暖房運転時共に、室外電動膨張弁７からレシーバ９、液阻止弁１１、室内電動膨張弁１３、そして、この室外電動膨張弁７から室内電動膨張弁１３までの間の冷媒循環管路１の部分１ａには、冷媒が液として存在する。したがって、空気調和装置の運転停止後、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉じなければ、冷媒循環管路１の部分１ａ側の冷媒が、室外電動膨張弁７から室外熱交換器５、圧縮機３、四方弁１９、室内熱交換器１５、そして室内電動膨張弁１３までの間の冷媒循環管路１の部分１ｂ側に拡散し、再起動時に、圧縮機３への液戻りや冷媒寝込みを生じさせる。このため、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７は、運転の停止が指令されると、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉止する。

しかし、冷房運転や暖房運転を行っている最中に、停電やブレーカーの作動などにより電力供給源からの電力供給が遮断されると、従来の空気調和装置では、駆動に電力を必要とする室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉じることはできない。
これに対して、本実施形態の空気調和装置では、膨張弁閉止機構として、電力遮断検知回路、補助電源となる電池を備えた補助電源装置３５や、補助電源装置３５の電池から電力が供給されてくると、その電力により電動膨張弁制御回路を作動させ、各々、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉じるパルス信号を送信する機能を有する室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７などを備えている。このため、電力給源からの電力の供給が遮断されたとき、補助電源装置３５から電力が供給され、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７は、補助電源装置３５から供給された電力を必要な電圧及びパルス信号に変換した後、配線２９、３１を介して室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３に送り、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉じる。なお、このとき、圧縮機３やファン５ａ、１５ａなどへの送電は行なう必要はない。

さらに、冷房運転や暖房運転を行っている最中に、停電やブレーカーの作動などにより電力供給源からの電力供給が遮断されてすぐに、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３が閉じられると、室外電動膨張弁７から室内電動膨張弁１３までの間の冷媒循環管路１の部分１ａは、高圧の液冷媒で液封された状態となるため、冷媒循環管路１の部分１ａの周囲の大気の温度などによってさらに圧力が上昇し、液封された冷媒循環管路１の部分１ａ内が異常高圧になる恐れがある。

しかし、本実施形態の空気調和装置では、補助電源装置３５が閉止遅延手段として遅延回路を有しており、電力供給源からの電力供給が遮断されて予め設定した時間、つまり室外電動膨張弁７から室内電動膨張弁１３までの間の冷媒循環管路１の部分１ａ内の圧力が低下するのに必要な時間が経過した後、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３が閉じられる。したがって、冷媒循環管路１の部分１ａが、高圧の液冷媒で液封された状態となるのを防ぐことができ、冷媒循環管路１の部分１ａ内が異常高圧になり難い。

このように本実施形態の空気調和装置では、補助電源装置３５や、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７などで構成され、電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉止する膨張弁閉止機構を備えている。このため、電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電動膨張弁を閉じることができる。

さらに、電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電動膨張弁を閉じることができるため、圧縮機３での液圧縮や冷媒寝込みなどの発生が抑制され、圧縮機が破損し難くなり、空気調和装置の信頼性を向上できる。

加えて、本実施形態の空気調和装置では、補助電源装置３５が閉止遅延手段として遅延回路を有しており、電力供給源からの電力供給が遮断されてから予め設定した時間の後、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３が閉じられる。したがって、電動膨張弁の閉止による、冷媒循環管路内での異常高圧の発生を防ぐことができる。

電動膨張弁の閉止による、冷媒循環管路内での異常高圧の発生を防ぐ上では、異常高圧が発生する恐れがある冷媒循環管の部分に圧力センサなどを設け、電力給源からの電力の供給が遮断されたときすぐに電動膨張弁を閉じ、圧力センサで検出した圧力が予め設定した圧力以上になると、電池から電力を供給して電動膨張弁を開く構成にすることもできる。しかし、本実施形態のように補助電源装置３５が閉止遅延手段として遅延回路を有する構成としたほうが、圧力センサなどを設ける必要がなく、異常高圧の発生を防ぐための装置の構成や制御を簡素化できる。

また、本実施形態では、電力供給源に接続された配線３３に電位的に接続された補助電源装置３５を室外機２１内に設置し、室外機２１の室外電動膨張弁７及び室内機２３の室内電動膨張弁１３を電力供給源空の電力が遮断されたときに閉じる構成となっている。しかし、室外機と室内機に、個々に、専用の補助電源装置を設けた構成にすることもできる。例えば、図２に示すように、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７に、各々、配線３７、３９を介して、個々に補助電源装置３５を電気的に接続し、各制御基板２５、２７への電力供給の遮断などを検知して電池から電力を供給し、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉じる構成にすることもできる。このような構成では、室内機２３にも補助電源装置３５を配置したことにより、停電時などに、室外機２１から、室内機２３へ電力を供給する必要が無くなる。

また、本実施形態では、パルスモータで駆動する室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を備え、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７がパルス信号を送信する電動膨張弁制御回路を有する構成となっている。しかし、電動膨張弁自体がパルス信号を生成する制御回路を有している場合や、誘導モータで駆動する電動膨張弁のように電力供給のみで閉止動作ができる場合などには、補助電源装置から直接、電動膨張弁に電力を供給する構成にすることができる。

例えば、図３に示すように、パルス信号を生成する制御回路を有しているか、または、誘導モータで駆動する室外電動膨張弁４１及び室内電動膨張弁４３を有し、室外電動膨張弁４１及び室内電動膨張弁４３に対して電力供給のみを行う室外機２１の制御基板４５及び室内機２の制御基板４７を備えている場合、補助電源装置３５を、電力供給源に接続された配線３３とは独立した配線４９を介して室外電動膨張弁４１及び室内電動膨張弁４３に電気的に接続し、室外電動膨張弁４１及び室内電動膨張弁４３への制御基板４５、４９からの電力供給の遮断などを検知して電池から電力を供給し、室外電動膨張弁４１及び室内電動膨張弁４３を閉じる構成にすることもできる。さらに、図４に示すように、各々の室外電動膨張弁４１及び室内電動膨張弁４３に対して、個々に専用の補助電源装置３５を設置した構成などにすることもできる。

また、本実施形態では、パルス信号を送信する電動膨張弁制御回路を有する室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７に補助電源装置３５が電力を供給する構成を示している。しかし、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７とは別に、パルス信号を発生して室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３の駆動を制御するための電動膨張弁制御基板などを設け、補助電源装置が、この電動膨張弁制御基板に専用の配線を介して電力を供給する構成にすることもできる。この場合、室外機の制御基板及び室内機の制御基板は、停電などによる電力供給の遮断を判定する機能を備えていなくてもよい。

また、本実施形態では、補助電源装置３５が閉止遅延手段となる遅延回路を有しているが、閉止遅延手段となる遅延回路は、補助電源装置３５に限らず、室外機２１の制御基板２５及び室内機２の制御基板２７などに設けることもできる。さらに、空気調和装置の仕様や設置環境などの条件により、異常高圧が発生し難い場合には、閉止遅延手段を設けていない構成にすることもできる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を適用してなる空気調和装置の第２の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本発明を適用してなる空気調和装置の概略構成を示す系統図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の構成などには同じ符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と相違する構成や特徴部などについて説明する。

本実施形態の空気調和装置が第１の実施形態と相違する点は、電力遮断検知回路や電池などを有する補助電源装置を備えておらず、膨張弁閉止機構として室内熱交換器や室外熱交換器に付設されたファンを利用し、このファンの電力供給遮断後の慣性による回転によりファンのモータで発生した回生エネルギを、電動膨張弁を閉じるための電力として利用することにある。

すなわち、本実施形態の空気調和装置は、図５に示すように、室外熱交換器５に付設されたファン５ａや室内熱交換器１５に付設されたファン１５ａは、永久磁石を固定子に使用したＤＣモータを使っており、ファン５ａ、１５ａに電力を与えることによりモータが回転するのとは逆に、電力を与えていない状態でモータが回転すると回生電力を得ることができる。また、本実施形態の室外機２１の制御基板５１及び室内機２の制御基板５３は、各々、相互に電力の供給が可能な配線５５、５７を介して室外熱交換器５に付設されたファン５ａ及び室内熱交換器１５に付設されたファン１５ａと電気的に接続されている。さらに、室外機２１の制御基板５１及び室内機２の制御基板５３は、運転中に電力供給が遮断された状態でファン５ａ及びファン１５ａから流れてくる電流を検知すると、ファン５ａ及びファン１５ａから供給されてくる電力により電動膨張弁制御回路を作動させる機能を有している。

したがって、室外機２１の制御基板５１及び室内機２の制御基板５３は、運転中に電力供給が遮断された状態で、ファン５ａ及びファン１５ａから供給されてくると、このファン５ａ及びファン１５ａから供給されてきた電力を必要なパルス信号に変換した後、配線２９、３１を介して室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３に送り、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉じる。このように、本実施形態では、ファン５ａ及びファン１５ａや、室外機２１の制御基板５１及び室内機２の制御基板５３などが膨張弁閉止機構を構成しており、このような本実施形態の空気調和装置でも、第１の実施形態と同様に、電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電動膨張弁を閉じることができる。

さらに、電池を用いずに電力を得る構成としては、本実施形態の構成の他に、停止時の冷媒の温度差から電力を得る構成とすることもできるが、本実施形態のようにファン５ａやファン１５ａからの回生電力を利用する構成の方が、装置構成を簡素化でき、また、必要な電力を確実に得易い。

また、本実施形態では、室外熱交換器５に付設されたファン５ａ及び室内熱交換器１５に付設されたファン１５ａで発生した回生電力を、各々、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３を閉じるために用いている。しかし、ファンモータで得られる電力量によっては、ファン５ａ及びファン１５ａのいずれか一方のファンモータで発生した回生電力を、室外電動膨張弁７及び室内電動膨張弁１３の両方を閉じるための電力として用いることもできる。

（第３の実施形態）
以下、本発明を適用してなる空気調和装置の第３の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。図６は、本発明を適用してなる空気調和装置の概略構成を示す系統図である。図７は、本発明を適用してなる空気調和装置の電動膨張弁の概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態では、第１及び第２の実施形態と同一の構成などには同じ符号を付して説明を省略し、第１及び第２の実施形態と相違する構成や特徴部などについて説明する。

本実施形態の空気調和装置が第１及び第２の実施形態と相違する点は、電力供給が遮断されたときに、電力を用いずに電動膨張弁を閉じることにある。すなわち、本実施形態の空気調和装置は、図６に示すように、第１の実施形態の空気調和装置のように補助電源装置などを備えていない。また、本実施形態の室外機２１の制御基板５９及び室内機２の制御基板６１は、第１の実施形態のように、補助電源装置の電池から電力が供給されてくると、その電力により電動膨張弁制御回路を作動させ、室外電動膨張弁及び室内電動膨張弁を閉じるパルス信号を送信する機能を有しておらず、従来の室外機及び室内機の制御基板と同様のものである。

一方、本実施形態の空気調和装置が有する室外電動膨張弁６３及び室外伝送膨張弁６５は、第１及び第２の実施形態とは異なり、図７に示すように、棒状の弁体６７のパルスモータを構成する部分側の端部に、ばね部材６９が設けられている。室外電動膨張弁６３及び室外伝送膨張弁６５のパルスモータを構成する部分は、棒状の弁体６７の一方の端部が挿通された状態の円柱状の永久磁石７１と、この円柱状の永久磁石７１の円周面を一定の間隔をおいて取り囲んだ状態のコイル７３とで構成されている。そして、ばね部材６９は、棒状の弁体６７の永久磁石７１が取り付けられた側の端部に設けられており、永久磁石７１が取り付けられた側と反対側の端部方向に弁体６７を付勢している。つまり、ばね部材６９は、弁を閉じる方向に弁体６７を付勢している。

このような室外電動膨張弁６３及び室外伝送膨張弁６５では、コイル７３に通電し永久磁石７１が正転すると、弁体６７は、冷媒循環管路１の流路を塞ぐ方向に進み、永久磁石７１が逆転すると、弁体６７は、冷媒循環管路１の流路の開度が大きくなる方向に進む。通常の運転時は、コイル７３に通電され永久磁石７１の回転が制御されることにより、弁の開度が調整されている。しかし、停電などにより、電力供給源からの電力供給が遮断され、コイル７３に通電されなくなると、弁体６７は、ばね部材６９の付勢力によって押されて正転し、室外電動膨張弁６３及び室外伝送膨張弁６５が閉止された状態となる。

このように、本実施形態の空気調和装置では、電力給源からの電力の供給が遮断されたときに、電力を利用せずに電動膨張弁を閉じることができる。
なお、本実施形態の構成で冷媒循環管路１での液冷媒による液封による異常高圧の発生を防ぐ必要がある場合には、異常高圧よりも低い所定の圧力のとき、その圧力によって弁体６７に作用する力がばね部材６９の付勢力よりも大きくなるように、ばね部材６９の付勢力つまり弾性を選択する。これにより、異常高圧になる前に、所定の圧力になると、その圧力によって弁体６７が開き、圧力が逃げるため、異常高圧になるのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、パルスモータで駆動する室外電動膨張弁６３及び室外伝送膨張弁６５を示しているが、室外電動膨張弁及び室外伝送膨張弁は、途中でギアを介して弁体６７を動作させる構成などにすることもできる。

また、本発明は、第１乃至第３実施形態の構成の空気調和装置に限らず、様々な構成の空気調和装置に適用することができる。

本発明を適用してなる空気調和装置の第１の実施形態の概略構成を示す系統図である 第１の実施形態の空気調和装置における一変形例の概略構成を示す系統図である。 第１の実施形態の空気調和装置における別の変形例の概略構成を示す系統図である。 第１の実施形態の空気調和装置におけるさらに別の変形例の概略構成を示す系統図である。 本発明を適用してなる空気調和装置の第２の実施形態の概略構成を示す系統図である 本発明を適用してなる空気調和装置の第３の実施形態の概略構成を示す系統図である 本発明を適用してなる空気調和装置の第３の実施形態が備える電動膨張弁の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 冷媒循環管路
３ 圧縮機
５ 室外熱交換器
７ 室外電動膨張弁
１３ 室内電動膨張弁
１５ 室内熱交換器
１９ 四方弁
２１ 室外機
２３ 室内機
２５、２７ 制御基板
３５ 補助電源装置

Claims (5)

1. 圧縮機、第１の熱交換器、第１の電動膨張弁、第２の電動膨張弁、及び第２の熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成した空気調和装置であり、
   電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、前記第１及び第２の電動膨張弁を閉止する膨張弁閉止機構を備え、該膨張弁閉止機構は、補助電源となる電池と、電力供給源からの電力供給の遮断を検知する遮断検知手段とを有し、該遮断検知手段が電力供給源からの電力供給の遮断を検知したとき、前記電池から供給される電力により前記第１及び第２の電動膨張弁を閉止することを特徴とする空気調和装置。
2. 圧縮機、第１の熱交換器、第１の電動膨張弁、第２の電動膨張弁、及び第２の熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成した空気調和装置であり、
   電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、前記第１及び第２の電動膨張弁を閉止する膨張弁閉止機構を備え、該膨張弁閉止機構は、電力供給源からの電力供給が遮断されたときに慣性で回転する前記第１の熱交換器に付設されたファンのモータ及び前記第２の熱交換器に付設されたファンのモータの少なくとも一方で生じた回生電力により前記第１及び前記第２の電動膨張弁を閉止することを特徴とする空気調和装置。
3. 前記膨張弁閉止機構は、電力供給源からの電力供給が遮断されてから、前記第１及び前記第２の電動膨張弁を閉止するまでの時間を予め設定した時間だけ遅延させる閉止遅延手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 圧縮機、第１の熱交換器、第１の電動膨張弁、第２の電動膨張弁、及び第２の熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成した空気調和装置であり、
   電力供給源からの電力供給が遮断されたとき、前記第１及び第２の電動膨張弁を閉止する膨張弁閉止機構を備え、該膨張弁閉止機構は、前記第１及び第２の電動膨張弁の各々に設けられて、該各々の弁体を閉止方向に付勢するばね部材であり、該ばね部材は、前記第１及び第２の電動膨張弁に通電していないとき、前記各々の弁体を閉止状態にする付勢力を有することを特徴とする空気調和装置。
5. 前記第１及び第２の電動膨張弁は、前記第１及び第２の電動膨張弁に通電していないとき、前記第１電動膨張弁と前記第２の電動膨張弁との間の閉塞された前記冷凍サイクルの区間が予め設定された圧力以上になると、該圧力により前記各々の弁体に作用する力が前記ばね部材の付勢力よりも大きくなって前記各々の弁体が開くことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
   

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