JP2006017435A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】故障のときは運転を停止するとともに使用者に報知させるとともに、貯水タンクの水位の視認性を向上した空気調和機を提供する。
【解決手段】吸込口２と吹出口９が形成された本体１内に設けられ、圧縮機１３、蒸発器３、４凝縮器及び送風機２６を有する空気調和手段と、蒸発器３により除湿された除湿水を貯める貯水タンク１４と、この貯水タンク１４の水位を検出する超音波センサ１６と、運転を制御する制御手段２５と、を備え、制御手段２５は、超音波センサ１６により検出された貯水タンクの水位が、運転開始時と予め定められた時間経過後に変化がないときに故障と判断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、貯水タンクの水位を検出して運転制御を行う空気調和機に関するものである。

従来の除湿機では、本体内に送風機、蒸発器、凝縮器、圧縮機を備え、本体の下部に排水タンクを備え、排水タンクの外側の排水タンクと対向する本体の一部に、満水検知器を備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−４１７０号公報（第３頁、図５）

このような従来の除湿機では、貯水タンクの満水時を検知して機器の運転を停止したり、貯水タンク内の水の排水を促すだけのものであり、満水時以外の水位は検知できず、機器の故障時に、除湿できずに、貯水タンクに除湿水が貯まらない状態でも運転を続けてしまうという問題があった。また、洗濯物の衣類乾燥時には、洗濯物の水分が蒸発し乾いたあと、除湿水が貯まらない状態でも運転を継続してしまい、不経済であった。さらに、貯水タンクの満水時以外の水位は使用者には知らせられていないので、貯水タンクの水位の視認性が悪いという問題があった。

この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、故障のときは運転を停止するとともに使用者に報知し、また、被乾燥物の乾燥時の終了判定の精度を向上させて無駄な運転を減らし、省エネ性を向上させるとともに、貯水タンクの水位の視認性を向上した空気調和機を提供することを目的とする。

この発明による空気調和機は、吸込口と吹出口が形成された本体内に設けられ、圧縮機、蒸発器、凝縮器及び送風機を有する空気調和手段と、前記蒸発器により生成された除湿水を貯める貯水タンクと、この貯水タンクの水位を検出する超音波センサと、運転を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記超音波センサにより検出した貯水タンクの水位が、運転開始時と予め定められた時間経過後とで変化がないときに機器の故障と判断するものである。

この発明によれば、貯水タンクの水位を検出する超音波センサと、運転を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、前記超音波センサにより検出された貯水タンクの水位が、運転開始時と予め定められた時間経過後とで変化がないときに故障と判断し、運転を停止することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す空気調和機の断面図、図２は図１の貯水タンク部の要部断面図、図３は貯水タンクの満水検知制御システム構成のブロック図、図４は空気調和機の故障判断の制御動作を示すフローチャートである。
図１において、本体１には、本体１の背面に吸込口２が設けられ、吸込口２の下流側の風路内に蒸発器３、蒸発器３の下流に凝縮器４が設けられ、更にその下流には送風ダクト５、送風モータ２０により駆動される送風ファン６を有する送風機２６、吹出ダクト８が設けられ、吹出ダクト８には風向可変ルーバ７を有する吹出口９が設けられている。

また、蒸発器３と凝縮器４はドレン口１１が形成されているドレン板１２と送風ダクト５により固定されている。圧縮機１３は、蒸発器３と凝縮器４を冷媒配管１５により連結されて冷媒回路を構成している。本体１の上部には、操作部２１が設けられ、後述の図３に示すように制御手段であるＣＰＵ１９、操作部２１、表示部２３が実装されている。また、圧縮機１３、蒸発器３、凝縮器４及び送風機２６は空気調和手段を構成している。

図２において、貯水タンク１４はドレン口１１下に設置されている。水面２４の水位を検出する超音波センサ１６はドレン板１２の延設部１２ａに設置されている。この超音波の発振及び受信を行う超音波素子の発振素子２２の素材はポリフッ化ビニルデン（ＰＶＤＦ）を用いた高分子膜である。

図３において、ＣＰＵ１９の入力ポートには、貯水タンク１４の水位を連続的に測定する超音波センサ１６、電源スイッチ、運転モード切換スイッチ等からなる操作部２１が接続されている。また、ＣＰＵ１９の出力ポートには、圧縮機１３、送風モータ２０、水位を連続的に表示する水位表示部、満水警報ランプ、および、機器の故障を表示する異常表示部を含む表示部２３が接続されている。

次に、全体の動作について図１〜３により説明する。運転スイッチ（図示せず）をオンすると、圧縮機１３に通電され、高温高圧の冷媒ガスが凝縮器４に流れ込み、凝縮器４は高温に保たれる。また、送風ファン６の送風モータ２０にも通電され、吸込口２より吸い込まれた吸い込み空気１０により凝縮器４の冷媒ガスは冷却され、凝縮し、高温高圧の気液混合状態になり、凝縮器４からさらに毛細管を通ることにより低温低圧の冷媒液となり蒸発器３に入る。

蒸発器３の冷媒液は吸い込まれた空気により加熱され、蒸発して低圧の冷媒ガスとなり圧縮機１３に吸入される。その時、同時に吸い込み空気１０は蒸発器３で冷却され、冷却後の温度の飽和水蒸気より多く含まれていた水分は結露してドレン板１２に受けられ、ドレン口１１から貯水タンク１４内に落ちて貯められる。したがって、貯水タンク１４内に貯留される除湿水の水位は、除湿運転時間の経過につれ次第に増加する。

このように、吸い込み空気１０は蒸発器３を通過することで冷却され、絶対湿度を低下させられる。更に凝縮器４を通過して加熱され、吸い込み時より加熱された乾燥空気として送風ダクト５を通り、送風ファン６により吹出ダクト８を通じて吹出口９へ送られ、風向可変ルーバ７の回転により上面や背面方向へ向きを曲げられ、吹き出し空気１７として排出される。

ドレン板１２の延設部１２ａに配置された超音波センサ１６は、超音波を発振し、貯水タンク１４の水面２４にて反射した反射波を受信する。この発振から受信までの応答時間を測定し、ＣＰＵ１９にて距離に変換し、貯水タンク１４の水位または、水量を表示部２３（図示せず）に表示する。水位が満水のときは、表示部２３は満水状態を表示して運転を停止する。また、貯水タンク１４に水が無い時には、表示部２３は異常状態を表示して運転を停止する。
この超音波の発振及び受信を行う超音波センサ１６の発振素子２２はポリフッ化ビニルデンを用いた高分子膜としたので、発振波の減衰が早いため受信側での多重エコーの影響が少なく、水面２４と超音波センサ１６の距離を近くできる。

次に、この発明による空気調和機の故障時の故障判断について制御手段の制御動作を図４のフローチャートに基づき説明する説明する。先ず、電源スイッチが投入されることにより、除湿運転モードとなり、圧縮機１３、送風モータ２０が駆動されて除湿運転が開始される（ステップＳ１）。次に、超音波センサ１６により貯水タンク１４の水位を測定する（ステップＳ２）。一定時間経過（例えば、３０分程度）した後（ステップＳ３）、超音波センサ１６により貯水タンク１４の水位を測定し（ステップＳ４）、貯水タンク１４の水位の変化からこの一定時間における除湿量を演算する（ステップＳ５）。

そして一定時間の除湿量の有無を判定し（ステップＳ６）、除湿量が無い場合には機器の故障と判断し、運転を停止し（ステップＳ７）、異常を表示部２３に表示する（ステップＳ８）。ステップＳ６で除湿量が有る場合には故障なしと判断し、通常運転を行う（ステップＳ９）。

なお、ステップＳ３の一定時間は、運転開始時にあまり短い時間で判断させると、異常判断をしてしまう可能性が高くなるので十分な時間の経過が必要である。
また、除湿量でなくとも故障のときは、最初から水位の変化がないので、水位が変化しない場合に機器の故障と判断してもよい。

以上のように、制御手段２５は、超音波センサ１６により検出された水位が、運転開始時と予め定められた時間経過後とで変化がないときに故障と判断するので、機器の故障時にも運転を続けさせずに、停止することができる。
また、貯水タンク１４の水位を連続的に表示する表示部２３を備えたので、機器の故障のときは使用者に知らせることができ、貯水タンク１４の水位の視認性を向上させることができる。
また、超音波センサ１６の発振素子２２としてポリフッ化ビニルデンを用いたので、発振波の減衰が早いため受信側での多重エコーの影響が少なく、水面２４と超音波センサ１６の距離を近くでき、製品の高さも低くすることができる。

実施の形態２．
本実施の形態は、空気調和機を衣類の乾燥に使用した場合に衣類乾燥の終了を判定できるようにしたものである。
構成は実施の形態１と同じなので説明を省略し、この発明による空気調和機の衣類乾燥終了判定について、制御手段による制御動作を図５のフローチャートを用いて説明する。 先ず、電源スイッチが投入されることにより、衣類乾燥運転モードとなり、圧縮機１３、送風モータ２０が駆動されて衣類乾燥運転が開始される（ステップＳ１）。次に、超音波センサ１６により貯水タンク１４の水位を測定する（ステップＳ２）。一定時間経過した（例えば、１５分程度）後（ステップＳ３）、超音波センサ１６により水位を測定し（ステップＳ４）水位の変化からこの一定時間における除湿量を演算する（ステップＳ５）。

そして、一定時間、除湿量の変化が無いか判定し（ステップＳ６）、変化が無いときには衣類が乾燥したとみなし運転を停止し（ステップＳ７）、乾燥終了を表示部２３に表示する（ステップＳ８）。ステップＳ６で除湿量に変化が無いときには衣類が乾燥しないと判断して運転を停止せずステップＳ２に戻る。

なお、ステップＳ３で一定時間を１５分としたのは、故障判定と違い、乾燥終了の判定は、本体が正常動作しており、また、乾燥終了時の除湿量は急激に落ちてくるので、時間を長くしても意味がないためである。
また、除湿量でなくとも、最初は水位の変化があるが乾燥するに従って水位が変化しなくなるので、水位が変化しないときに乾燥終了と判断してもよい。

以上のように、制御手段２５は、衣類乾燥時、超音波センサ１６により運転開始から予め定められた時間経過毎に検出された貯水タンク１４の水位に変化がなくなったときに被乾燥物の乾燥終了と判断するので、衣類が乾燥しても運転を継続することなく、無駄な運転を減らし省エネを図ることができる。

なお、上記の説明では、この発明を洗濯物の乾燥に利用する場合について述べたが、その他のものの乾燥にも利用できる。

この発明の実施の形態１を示す空気調和機の断面図である。 この発明の実施の形態１における貯水タンク部の要部断面図である。 この発明の実施の形態１に満水検知制御システムの構成図である。 この発明の実施の形態１における故障判断の制御動作フローチャート図である。 この発明の実施の形態２における衣類乾燥終了判断の制御動作フローチャート図である。

符号の説明

１ 本体、２ 吸込口、３ 蒸発器、４ 凝縮器、９ 吹出口、１３ 圧縮機、１４ 貯水タンク、１６ 超音波センサ、１９ ＣＰＵ、２２ 発振素子、２３ 表示部、２４ 水面、２５ 制御手段、２６ 送風機。

Claims (4)

1. 吸込口と吹出口が形成された本体内に設けられ、圧縮機、蒸発器、凝縮器及び送風機を有する空気調和手段と、
   前記蒸発器により生成された除湿水を貯める貯水タンクと、
   この貯水タンクの水位を検出する超音波センサと、
   運転を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記超音波センサにより検出された貯水タンクの水位が、運転開始時と予め定められた時間経過後とで変化がないときに故障と判断することを特徴とする空気調和機。
2. 吸込口と吹出口が形成された本体内に設けられ、圧縮機、蒸発器、凝縮器及び送風機を有する空気調和手段と、
   前記蒸発器により生成された除湿水を貯める貯水タンクと、
   この貯水タンクの水位を検出する超音波センサと、
   運転を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、衣類乾燥時、前記超音波センサにより検出された予め定められた時間経過毎の貯水タンクの水位に変化がなくなったときに被乾燥物の乾燥終了と判断することを特徴とする空気調和機。
3. 超音波センサによって検出された貯水タンクの水位を連続的に表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
4. 超音波センサの発振素子としてポリフッ化ビニルデンを用いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。
   

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