JP2015203527A

JP2015203527A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2015203527A
Application number: JP2014082941A
Authority: JP
Inventors: 薫久青木; Nobuhisa Aoki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2015-11-16
Anticipated expiration: 2034-04-14
Also published as: CN204574368U; JP6289233B2

Abstract

【課題】従来よりも安全性を高めた空気調和機を得ること。【解決手段】本発明は、室内機１と室外機２の間で冷媒を循環させる配管５を備えた空気調和機であって、配管５に取り付けられた発光ユニット６と、発光ユニット６から発光された光を受光可能なように配管５に取り付けられ、受光した光の強度変化量に基づいて配管５の異常検知を行なう受光ユニット１０と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、室内機と室外機により構成された空気調和機に関する。

室内機と室外機により構成された従来の空気調和機には、室内機と室外機の間で冷媒を循環させる配管が損傷した場合の安全性を確保可能な構成を採用しているものが存在する。例えば、地震などの振動による配管の破損に対する保護動作として、振動センサにより揺れを検出して冷媒回路を遮断する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、地震などの振動の大小により、異なる動作を自動選択して保護を行なう手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−２８２３８号公報特開２００９−１４４９９１号公報

従来の手法では振動の有無または大小に基づいて、すなわち振動により配管の状態を推定して保護動作を行なっており、配管の状態を直接観測していなかった。したがって、小さい振動により配管が破損した場合に保護が作動しない、配管に異常がない場合でも保護が作動して復旧に時間がかかる、などの適切ではない保護動作を行なうおそれがある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来よりも安全性を高めた空気調和機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、室内機と室外機の間で冷媒を循環させる配管を備えた空気調和機であって、前記配管に取り付けられた発光ユニットと、前記発光ユニットから発光された光を受光可能なように前記配管に取り付けられ、受光した光の強度変化量に基づいて前記配管の異常検知を行なう受光ユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、配管の状態検知精度が向上し、異常発生時により適切な保護動作を行なうことが可能な空気調和機を実現できる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の空気調和機の構成例を示す図である。図２は、実施の形態２の空気調和機が備えている発光ユニットと受光ユニットの一例を示す図である。図３は、実施の形態３の空気調和機が備えている発光ユニットと受光ユニットの一例を示す図である。図４は、実施の形態４の空気調和機が備えている発光ユニットと受光ユニットの一例を示す図である。図５は、実施の形態５の空気調和機の構成例を示す図である。図６は、実施の形態６の空気調和機の構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる空気調和機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。各実施の形態では、室内機と室外機が１対１で接続され、室内機から室外機へ電源を供給し、室内機が運転を制御する空気調和機の構成を例として説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる空気調和機の実施の形態１の構成例を示す図である。

空気調和機は、室内機１および室外機２を備えて構成されている。室内機１と室外機２の間には、室内機１から室外機２へ電源を供給する内外電源線３、通信を行なうための内外信号線４および冷媒を循環させるための配管５が接続されている。配管５には、発光ユニット６および受光ユニット１０が取り付けられている。発光ユニット６は、発光ユニット６を動作させるための電源を供給する発光電源部７、後述する発光部９の発光を制御する発光制御部８および光を発する発光部９を備えている。受光ユニット１０は、受光ユニット１０を動作させるための電源を供給する受光電源部１１、後述する受光部１３の制御および受光部１３の受けた光量から異常を検出して情報を室内機１へ送信する受光制御部１２および光を受ける受光部１３を備えている。室内機１と発光ユニット６および受光ユニット１０の間には室内機１から発光ユニット６および受光ユニット１０へ電源を供給するための電源線１４、通信を行なうための信号線１５が接続されている。発光ユニット６および受光ユニット１０は、発光ユニット６の発光部９が発した光を受光ユニット１０の受光部１３が受けられる配置となるよう配管５に取り付けられている。

次に動作について説明する。図１に示した構成の空気調和機において、配管５が正常な場合、発光ユニット６と受光ユニット１０の相対位置が変化しないため、受光部１３は発光部９から一定の光量を受けている。これに対して、配管５に捻じれや破断などの異常が発生した場合には、受光ユニット１０と発光ユニット６の相対位置が変化するため受光部１３が受ける光量が変化する。この変化により受光制御部１２が異常を検出し、信号線１５を通じて室内機１へ通知する。受光制御部１２は、例えば、受光部１３が受ける光量（受光強度）を常時または定期的に確認し、所定時間あたりの光量の変化量が一定値（しきい値）を超えた場合、配管５に異常が生じたと判断する。なお、室内機１は、異常検出の通知を受光制御部１２より受けた場合、例えば、空調運転を停止するとともに異常を検出した旨の通知を外部（利用者等）に対して行なう。

本実施の形態においては受光ユニット１０の受光制御部１２が異常検出を行なうこととしたが、受光制御部１２は、受光部１３が受ける光量を室内機１へ通知し、室内機１側で異常検出を行なうようにしてもよい。

このように、本実施の形態の空気調和機においては、配管５に取り付けた発光ユニット６および受光ユニット１０により配管５の状態を直接観測しているため、地震などによる振動の検出により配管５の状態を推定する場合に比べて配管５の状態に関する情報の精度が向上し、より適切な保護動作を行なうことが可能となる。すなわち、安全性を高めた空気調和機を実現できる。

実施の形態２．
上記の実施の形態１では、発光ユニット６の発した光を受光ユニット１０が受けられる配置となるよう配管５に取り付けられているが、次に、受光ユニット１０が発光ユニット６以外の光を受ける環境においても正確な異常検出が可能な実施の形態を説明する。本実施の形態にかかる空気調和機の全体構成は実施の形態１と同様とする（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１の空気調和機と異なる部分を説明する。

図２は、実施の形態２の空気調和機が備えている発光ユニット６と受光ユニット１０の一例を示す図である。図示したように、実施の形態１の空気調和機（図１参照）との相違は、発光部９と受光部１３の間に軟質な遮光チューブ１６を備えることである。

次に動作について説明する。実施の形態１で説明した空気調和機の配管５の設置場所が屋外である場合、受光部１３は発光部９以外からの光、例えば太陽光や照明などの外光を受ける可能性が考えられる。このような、受光部１３が発光部９以外の光を受ける場合には受光量の変化を正確に検出することができなくなるため、配管５の異常を検出する精度が低下する。そこで、本実施の形態の空気調和機においては、発光部９と受光部１３の間を軟質な遮光チューブ１６で接続する構成を適用することとした。これにより、外光を遮断して影響を排除できるので、異常検出精度を高めることができる。

このように、本実施の形態の空気調和機においては、発光部１３と受光部９の間を遮光チューブ１６で接続して外光を遮断することにより、受光部１３が受ける受光量は設置場所によらず一定となる。その結果、配管５の状態変化による受光量の変化を正確に検出し、配管５の異常を検出することが可能となり、実施の形態１と比較して安全性をさらに高めることができる。また、遮光チューブ１６を軟質材料とすることで、地震などの振動により破損することがなく機能を維持することが可能となる。

実施の形態３．
上記の実施の形態１では、１組の発光ユニット６と受光ユニット１０が配管５に取り付けられているが、次に、発光ユニット６と受光ユニット１０を各々複数台備えることで、配管５の異常に関する情報収集をより詳細に行なう実施の形態を説明する。本実施の形態にかかる空気調和機の全体構成は実施の形態１と同様とする（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１の空気調和機と異なる部分を説明する。

図３は、実施の形態３の空気調和機が備えている発光ユニット６と受光ユニット１０の一例を示す図である。図示したように、実施の形態１の空気調和機（図１参照）との相違は、図１における発光ユニット６と同等の機能を備えた発光ユニット６Ａおよび６Ｂと、受光ユニット１０と同等の機能を備えた受光ユニット１０Ａおよび１０Ｂとを備えることである。

次に動作について説明する。本実施の形態の空気調和機においては、図示した区間（Ａ）において配管５に異常が発生した場合は受光ユニット１０Ａが、区間（Ｂ）において配管５に異常が発生した場合には受光ユニット１０Ｂが異常を検出する。

このように、本実施の形態の空気調和機においては、配管５に発光ユニットと受光ユニットのペアを複数設けている。発光ユニットと受光ユニットのペアが複数取り付けられている場合、異常を検出した受光ユニットにより配管５の異常発生個所を特定することが可能となる。また、発光ユニットと受光ユニットのペアは直線にしか配置できないため、複数のペアを取り付けることで直線ではない配管においても異常を検出できる。

なお、実施の形態２で説明した遮光チューブ１６を発光ユニット６Ａと受光ユニット１０Ａの間や発光ユニット６Ｂと受光ユニット１０Ｂの間に設けるようにしてもよい。

実施の形態４．
上記の実施の形態１では、発光ユニット６および受光ユニット１０を動作させるための電源を常に電源線１４より供給しているが、次に発光ユニット６および受光ユニット１０に蓄電池を搭載することで、電源喪失時においても機能を維持することが可能な実施の形態を説明する。本実施の形態にかかる空気調和機の全体構成は実施の形態１と同様とする（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１の空気調和機と異なる部分を説明する。

図４は、実施の形態４の空気調和機が備えている発光ユニット６ａと受光ユニット１０ａの一例を示す図である。図示したように、実施の形態１の空気調和機（図１参照）との相違は、発光ユニット６ａが、電池、蓄電池、蓄電器などにより電力を蓄える発光蓄電部２１を備え、受光ユニット１０ａが、発光蓄電部２１と同等の機能を有する受光蓄電部２２を備えることである。

次に動作について説明する。本実施の形態の空気調和機において、電源線１４から電源が供給されている場合、発光ユニット６ａおよび受光ユニット１０ａは電源線１４から供給される電力により動作する。これに対して、停電や断線などにより電源線１４からの電源供給が停止した場合、発光蓄電部２１は電源線１４の電圧低下を検出して保有している電力を発光ユニット６ａの発光電源部７へ供給する。受光蓄電部２２も発光蓄電部２１と同様に、受光ユニット１０ａの受光電源部１１へ電力を供給する。

このように、本実施の形態の空気調和機においては、発光蓄電部２１を備えた発光ユニット６ａと、受光蓄電部２２を備えた受光ユニット１０ａとを用いて配管５の異常検出を行なう。これにより、地震などによる停電や電源線１４の切断時においても配管５の異常を検出する機能を維持することができる。

実施の形態１にかかる空気調和機が備えている発光ユニットおよび受光ユニットに対して蓄電部を追加する例を説明したが、実施の形態２や３にかかる空気調和機の発光ユニットや受光ユニットに対して蓄電部を追加することも可能である。

実施の形態５．
上記の実施の形態１では、発光ユニット６および受光ユニット１０と室内機１の間の通信を信号線により行なっているが、次に、発光ユニットおよび受光ユニットと室内機の間の通信を無線により行なう実施の形態を説明する。本実施の形態では、実施の形態１の空気調和機と異なる部分を説明する。

図５は、実施の形態５の空気調和機の構成例を示す図である。図示したように、本実施の形態の空気調和機は、実施の形態１の空気調和機（図１参照）から信号線１５を削除し、室内機１、発光ユニット６および受光ユニット１０を、室内機１ｂ、発光ユニット６ｂおよび受光ユニット１０ｂに置き換えたものである。室内機１ｂは室内機１に対して無線通信部２３を追加した構成、発光ユニット６ｂは発光ユニット６に対して発光用無線通信部２４を追加した構成、受光ユニット１０ｂは受光ユニット１０に対して受光用無線通信部２５を追加した構成となっている。

次に動作について説明する。本実施の形態の空気調和機において、室内機１ｂと発光ユニット６ｂの間の通信は無線通信部２３および発光用無線通信部２４により行なわれる。また、室内機１ｂと受光ユニット１０ｂの間の通信は無線通信部２３および受光用無線通信部２５により行なわれる。

このように、本実施の形態の空気調和機においては、信号線による通信（有線通信）の代わりに無線による通信を行なうこととした。これにより、地震などの振動により信号線の断線が発生して通信不能となることがなく、配管５の異常を検出する機能を維持することができる。

実施の形態１にかかる空気調和機において有線通信を無線通信に置き換える例を説明したが、実施の形態２から４にかかる空気調和機において有線通信を無線通信に置き換えることも可能である。

実施の形態６．
上記の実施の形態１では、発光ユニット６および受光ユニット１０に接続する電源線１４および信号線１５は専用線を用いているが、次に、これらの電源線および信号線を室内機１と室外機２の間を接続している内外電源線３および内外信号線４と兼用する実施の形態を説明する。本実施の形態では、実施の形態１の空気調和機と異なる部分を説明する。

図６は、実施の形態６の空気調和機の構成例を示す図である。図示したように、実施の形態１の空気調和機（図１参照）との相違は、図１に示した電源線１４および信号線１５を備えず、室内機１と発光ユニット６および受光ユニット１０の間を内外電源線３および内外信号線４により接続していることである。

次に動作について説明する。本実施の形態の空気調和機において、発光ユニット６の電源は室内機１から内外電源線３を通して供給され、発光電源部７により適切な電圧に変換される。同様に受光ユニット１０の電源は室内機１から内外電源線３を通して供給され、受光電源部１１により適切な電圧に変換される。また、室内機１と発光ユニット６および受光ユニット１０の間の通信は、内外信号線４を通して行なわれる。

このように、本実施の形態の空気調和機においては、室内機１と発光ユニット６および受光ユニット１０の間の電源線および信号線を、室内機１と室外機２の間に接続されている内外電源線３および内外信号線４と兼用することとしたので、設置時の電線の使用量削減によるコストダウンおよび作業量の低減による設置時間の短縮を図ることができる。

なお、本実施の形態では内外電源線３および内外信号線４の双方を兼用とする構成について説明したが、内外電源線３と内外信号線４の少なくとも一方を兼用とすることにより電線の使用量削減効果が得られる。

実施の形態１にかかる空気調和機において電源線と信号線を兼用する例を説明したが、実施の形態２から４にかかる空気調和機において電源線と信号線を兼用する構成としてもよい。実施の形態５の空気調和機において電源線を兼用する構成としてもよい。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、室内機と室外機の間で冷媒を循環させる配管を備えた構成の空気調和機として有用である。

１，１ｂ室内機、２室外機、３内外電源線、４内外信号線、５配管、６，６Ａ，６Ｂ，６ａ，６ｂ発光ユニット、７発光電源部、８発光制御部、９発光部、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０ａ，１０ｂ受光ユニット、１１受光電源部、１２受光制御部、１３受光部、１４電源線、１５信号線、１６遮光チューブ、２１発光蓄電部、２２受光蓄電部、２３無線通信部、２４発光用無線通信部、２５受光用無線通信部。

Claims

室内機と室外機の間で冷媒を循環させる配管を備えた空気調和機であって、
前記配管に取り付けられた発光ユニットと、
前記発光ユニットから発光された光を受光可能なように前記配管に取り付けられ、受光した光の強度変化量に基づいて前記配管の異常検知を行なう受光ユニットと、
を備えることを特徴とする空気調和機。
前記受光ユニットが前記発光ユニットから発光された光以外の光を受けないようにするための遮光手段、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記発光ユニットおよび前記受光ユニットのペアを複数備えることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
前記発光ユニットおよび前記受光ユニットは、外部からの給電が停止した場合でもユニット内各部への給電を継続するための蓄電部を備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の空気調和機。
前記発光ユニットおよび前記受光ユニットは、前記室内機との通信を無線にて行なうことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の空気調和機。
前記発光ユニットが前記室内機と通信するための信号線および前記受光ユニットが前記室内機と通信するための信号線と、前記室外機が前記室内機と通信するための信号線と、を兼用化したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の空気調和機。
前記発光ユニット、前記受光ユニットおよび前記室外機は前記室内機から電源供給を受けて動作し、
前記発光ユニットが前記室内機から電源供給を受けるための電源線および前記受光ユニットが前記室内機から電源供給を受けるための電源線と、前記室外機が前記室内機から電源供給を受けるための電源線と、を兼用化したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の空気調和機。