JP2009148159A - 除湿機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 冷凍サイクルを構成する凝縮器と蒸発器を同一本体内に収納し、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路と、前記コンバータ回路にて直流に変換された電圧を使用して任意の電圧、周波数、位相の交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路で生成される電圧、周波数、位相の大きさを制御する制御回路と、前記制御回路で制御され、前記インバータ回路が出力する電圧、周波数、位相にて駆動される直流ブラシレスモータを搭載した圧縮機と、を本体内に備えた。
【選択図】 図1
Description
図1は本発明の実施の形態1を表す除湿機の側断面図であり、図において、100は吸い込み口2の下流側の風路3に設けられた蒸発器であり、その下流には凝縮器400が設けられ更にその下流には送風ダクト5、送風機6、吹き出しダクト7を介して風向可変ベーン9を有する吹き出し口8が設けられている。また、蒸発器100の下方に設けられているドレン口10の斜め下方には、タンク11が設置され、ドレン口10とタンク11とはパイプなどで接続されている。
図4は本発明の実施形態2を表す同一ストロークボリューム、同一圧力条件時の出力および効率の関係を表す図である。図において、横軸は圧縮機の電気回転数を表し、縦軸は圧縮機の入力電力と効率を表している。図において、40は本発明の圧縮機入力電力を表しており、可変速にて連続的に変化している。41は本発明の高除湿運転時、42は本発明の低除湿運転時のそれぞれの入力電力のポイントを表している。また43、44は周波数が60Hz、50Hz時の従来の誘導電動機(IM)を搭載した圧縮機の入力電力を表している。
図5は本発明の実施の形態3を表す圧縮機の騒音および出力を示した図である。図において、横軸は圧縮機の回転数を表し、縦軸は騒音値および出力を表している。61、71は高除湿運転時の本発明の除湿機の最大負荷時の運転ポイントを、62、72は低除湿運転時の本発明の除湿機の最大負荷時の運転ポイントを表している。63は除湿機の圧縮機回転数に対応した送風機のみを運転させた時の送風機の騒音のオーバーオール値を表している。
図8は本発明の実施の形態4を表す除湿機に搭載された圧縮機の回転数とモータ効率の関係を表す図である。図において、横軸は圧縮機の回転数を表し、縦軸はモータの効率を表している。83は圧縮機に搭載されたDCBLMへの通電位相の進み角が15度の場合のDCBLMのモータ効率曲線を表し、84は通電位相の進み角が0度の場合のDCBLMのモータ効率曲線を表している。図より、回転数の大きい高除湿運転時は通電角の進み位相角を15度にし、回転数の小さい低除湿運転時は通電角の進み位相角を0度にすれば、常にモータ効率を良い状態で使用することができる。ここで、81は本発明の高除湿運転時の圧縮機に搭載されたDCBLMの運転ポイントを、82は本発明の低除湿運転時のDCBLMの運転ポイントを表している。
図9は本発明の実施の形態5を表す除湿機に搭載された圧縮機の回転数と電力変換器の効率を含んだモータの総合効率を表した図である。図において、横軸は圧縮機の回転数を表し、縦軸はモータの総合効率を表している。図において、93、94はインバータ入力の直流電圧がそれぞれ240V、120V時の各電圧条件における効率曲線である。図より、回転数の大きい高除湿運転時はインバータの直流電圧を240Vにし、回転数の小さい低除湿運転時は直流電圧を120Vにすれば、常にモータ効率を良い状態で使用することができる。
図14はJIS(C1502)に定められた騒音のA特性のグラフである。図において、横軸は周波数を表し、縦軸は騒音値を表している。95は騒音A特性を示す曲線であり、人間の聴覚の周波数特性を模したもので、低周波領域と高周波領域での感度が鈍くなる特性を有している。97は高周波数領域側で騒音A特性が−3dBとなる周波数を示しており約10.7kHzを表している。また、96は本実施の形態を表す除湿機のPWMの変調周波数(キャリア周波数)を表しており、上記10.7kHz以上の周波数である12kHzを表している。
図15は本発明の実施の形態7を表す除湿機の圧縮機に搭載されているモータのステータ構造図である。図において、101は巻き枠に巻かれたステータの巻き線、102は鋼板を積層したステータコアである。ステータの巻き線101は一つの巻き枠に集中的に巻かれている集中巻き構造としている。本発明ではステータの巻線を集中巻き構造としたので、ステータのコイルエンド部分の大きさを従来の誘導電動機に比べて小さくでき、同一出力であれば巻き線の重量、抵抗を小さくすることができる。したがって、モータの重量を軽くする事ができ、また、巻き線抵抗も分布巻き仕様のステータに比べて小さくできるので、高効率なモータが得られる。よって、高効率で軽量・コンパクトな除湿機が得られる。
図16は本発明の実施の形態8を表す同一回転数におけるロータ極数と圧縮機の騒音および送風機の騒音を表す図である。図において、横軸はロータの極数を表し、縦軸は騒音値を表している。111、112、113は同一圧縮機内に4極、6極、8極のDCBLMをそれぞれ組み込んで同一通電方式の場合の圧縮機の騒音値を表している。114は本発明の除湿機に搭載されている送風機の低除湿運転時の騒音値である。圧縮機および送風機の騒音は無響室で、除湿機本体から同一距離でおのおの単体で動作させた時の騒音のオーバーオール値である。
図17は本発明の実施の形態9を表す除湿機の圧縮機の振動および除湿能力を示したものである。図において、横軸は圧縮機の回転数を表し、縦軸左側は配管の振幅を、縦軸右側は除湿能力を表している。120は本実施の形態の除湿機の配管振動による振幅を表す曲線である。
図18は本発明の実施の形態10を表す除湿機用圧縮機のモータのロータ1回転中の機械トルク変動およびモータへの印加電圧を示した図である。図において、横軸は機械回転角を表し、縦軸左側は機械トルクを、縦軸右側はモータへの印加電圧を表している。131は圧縮機の機械トルクの変動曲線を、132はモータへの印加電圧を表している。
Claims (9)
- 冷凍サイクルを構成する凝縮器と蒸発器を同一本体内に収納し、交流電圧を直流電圧に変更するコンバータ回路と、前記コンバータ回路にて直流に変換された電圧を使用して任意の電圧、周波数、位相の交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路で生成される電圧、周波数、位相の大きさを制御する制御回路と、前記制御回路で制御され、前記インバータ回路が出力する電圧、周波数、位相にて駆動される直流ブラシレスモータを搭載した圧縮機と、前記モータの回転数を検出する回転数検知手段と、前記回転数検知手段により検出された回転数に応じて前記コンバータ回路の出力電圧を変更するコンバータ出力電圧変更手段と、を前記本体内に備えたことを特徴とする除湿機。
- コンバータの出力電圧を少なくとも二段階以上にしたことを特徴とする請求項1に記載の除湿機。
- 冷凍サイクルを構成する凝縮器と蒸発器を同一本体内に収納し、直流ブラシレスモータを搭載した圧縮機と、前記モータの回転数を検出する回転数検知手段と、前記回転数検知手段により検出された回転数に応じて印加する電圧の位相を変更する位相変更手段と、前記位相変更手段よりの位相の情報に基づいて前記モータに印加する電圧の位相を変更して印加する電圧波形を生成するインバータ通電波形生成手段と、を前記本体内に備え、前記モータに突極モータを使用し、前記モータの回転数が所定回転数以上の時は前記モータへの通電位相を所定回転数よりも小さい場合に比べて進み位相で通電するようにしたことを特徴とする除湿機。
- 圧縮機に搭載される直流ブラシレスモータのステータ巻き線を集中巻き方式としたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の除湿機。
- 圧縮機に搭載される直流ブラシレスモータのロータのマグネットを希土類磁石としたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の除湿機。
- 可変速度にて駆動される送風機を備え、圧縮機に搭載される直流ブラシレスモータのロータの極数を前記圧縮機の騒音値が前記送風機の騒音値以下となるようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の除湿機。
- 圧縮機に搭載される直流ブラシレスモータのロータの極数を6極以上としたことを特徴とする請求項6に記載の除湿機。
- 圧縮機のMAX回転数での能力が除湿機に要求される最大除湿能力を満足する下限のストロークボリュームを選定するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の除湿機。
- シングルロータリ圧縮機と、前記圧縮機のトルク変動を予め記憶しておく圧縮機トルク記憶手段と、を備え、前記圧縮機トルク記憶手段に記憶されている前記圧縮機のトルク変動に略一致するように前記モータのトルクを出力するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の除湿機。
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