JP2019138603A - 熱交換機用ファンモーター制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和装置の始動時にファンが異物に当接してファンの回転が妨げられている場合であっても、ファンの羽の変形又は損傷を防止できる熱交換機用ファンモーター制御装置を提供する。【解決手段】空気調和装置の室外機の室外熱交換器のファンを回転させる電動モーターを制御する熱交換機用ファンモーター制御装置は、ファンの羽が通過する空間に侵入した異物によってファンの回転が妨げられた状態でファンに印加されるトルクのうち前記異物との当接部に外力を作用させてファンに変形又は損傷を生じさせるトルクの最小値よりも小さな初期トルクを電動モーターに発生させ、ファンの回転角度量Δθが所定の回転角度量θ１以上であるとき、ファンの回転駆動を継続可能と判定し、ファンの回転角度量Δθが前記所定の回転角度量θ１に達する前にファンが停止したとき、ファンの回転駆動を継続不能と判定する。【選択図】図４

Description

本発明は、空気調和装置の室外機が備える熱交換機用ファンモーターを制御する装置に関する。

例えば、下記特許文献１に記載されているように、空気調和装置の室外機が備える熱交換機用ファンモーターを制御する装置は知られている。この空気調和装置の室外機の熱交換機のファンは、室外機の上端部に設けられている。ファンの回転軸が鉛直方向に一致している。ファンの上方には、ファンの羽に異物が落下することを防止するファンガード（囲い網）が設けられている。このファンが電動モーターによって回転駆動される。熱交換機用ファンモーター制御装置は、電動モーターに電力（駆動信号）を供給する。熱交換機用ファンモーター制御装置は、電動モーター（又はファン）の回転速度の目標値と現在値とを比較し、その比較結果（偏差）が「０」になるように、電動モーターに供給する電力（駆動信号）を制御している。

特開２０１１‐１４９６４６号公報

低温環境において、ファンガードから氷柱（つらら）が成長し、ファンの羽が通過する空間まで達することがある。この状態で空気調和装置の運転を開始すると、熱交換機用ファンモーター制御装置は、電動モーター（又はファン）の回転速度の目標値を決定し、電力を電動モーターに供給し始める。空気調和装置の運転を開始する際に、既にファンの羽が氷柱に当接している場合には、ファンの回転速度が上昇しない。また、空気調和装置の運転を開始する際に、ファンの羽と氷柱とが離間している場合には、ファンが回転し始めるが、しばらくするとファンの羽が氷柱に当接する。すると、ファンの回転が氷柱によって妨げられ、ファンの回転速度の現在値が「０」になる。この場合、熱交換機用ファンモーター制御装置は、電動モーターの回転速度の目標値と現在値との偏差を「０」に近づけるため、電動モーターへの電力供給量を増加させる。つまり、電動モーターのトルクを上昇させる。そのため、ファンの羽における氷柱との当接部に作用する荷重が増大し、ファンの羽が変形又は損傷する虞がある。

本発明は、空気調和装置の始動時にファンが異物に当接して、ファンの回転が妨げられている場合であっても、ファンの羽の変形又は損傷を防止できる熱交換機用ファンモーター制御装置を提供することを目的とする。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、空気調和装置（ＡＣ）の室外機（Ａ１）の熱交換器（Ａ１４）のファン（ＦＡ）を回転させる電動モーター（ＥＭ）を制御する熱交換機用ファンモーター制御装置（１０）であって、前記ファンの羽が通過する空間に侵入した異物によって前記ファンの回転が妨げられた状態で前記ファンに印加されるトルクのうち前記異物との当接部に外力を作用させて前記ファンに変形又は損傷を生じさせるトルクの最小値よりも小さな初期トルクを前記電動モーターに発生させ、前記ファンの回転角度量が所定の回転角度量以上であるとき、前記ファンの回転駆動を継続可能と判定し、前記ファンの回転角度量が前記所定の回転角度量に達する前に前記ファンが停止したとき、前記ファンの回転駆動を継続不能と判定する始動処理を実行する、熱交換機用ファンモーター制御装置としたことにある。

この場合、前記所定の角度量は、前記ファンが備える羽の枚数に基づいて設定されているとよい。

上記のように、初期トルクは、ファンが異物に当接してファンの回転が妨げられた状態でファンにトルクを印加したとき、ファンの羽に変形又は損傷が生じるトルクの最小値より小さい。よって、本発明に係る熱交換機用ファンモーター制御装置によれば、空気調和装置の始動時（ファンの回転開始時）に、ファンが異物に当接したとしても、ファンの変形又は損傷を防止できる。

また、本発明の他の特徴は、前記始動処理を開始する前段階において前記電動モーターへの電力供給を停止した状態において、前記ファンの回転角度量が所定の回転角度量以上であるとき、前記始動処理を実行することなく前記ファンの回転駆動を継続可能と判定し、前記ファンが停止しているとき又は前記ファンの回転角度量が前記所定の回転角度量に達する前に前記ファンが停止したとき、前記始動処理を実行する、熱交換機用ファンモーター制御装置としたことにある。

ファンに電動モーターからトルクが印加されない状態において、ファンに外力（例えば風力）が作用することにより、ファンが回転することがある。このような外力によってファンが前記所定の回転角度量より大きく回転する場合には、ファンの回転が異物に妨げられていないと考えても差し支えない。そこで、この場合、本発明に係る熱交換機用ファンモーター制御装置は、電動モーターに前記初期トルクを発生させてファンを軽く回転させるまでもなく、ファンの回転が異物に妨げられていないと判定する。また、始動処理における前記初期トルクと前記外力によるトルクが釣り合った場合には、ファンの回転を妨げる異物が存在しなくても、ファンが回転しない。この場合、始動処理における判定を誤る可能性がある。これに鑑み、始動処理の事前に本発明に係る処理を実行することにより、上記のような誤判定を防止できる。

本実施形態に係る熱交換機用ファンモータ制御装置が適用された空気調和装置の概略構成を示す回路図である。 熱交換機用ファンモータ制御装置のブロック図である。 事前プログラムのフローチャートである。 始動プログラムのフローチャートである。 一方の室内機を冷房装置として動作させ、他方の室内機を暖房装置として動作させた場合の冷媒の循環経路を示すブロック図である。 ２つの室内機をいずれも暖房装置として動作させた場合の冷媒の循環経路を示すブロック図である。 ２つの室内機をいずれも冷房装置として動作させた場合の冷媒の循環経路を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態に係る熱交換機用ファンモーター制御装置１０について説明する。まず、熱交換機用ファンモーター制御装置１０が適用された空気調和装置ＡＣの概略について説明する。

空気調和装置ＡＣは、図１に示すように、室外機Ａ１と室内機Ａ２ａ，Ａ２ｂとを備える。また、空気調和装置ＡＣは、室外機Ａ１、室内機Ａ２ａ及び室内機Ａ２ｂの間を循環する冷媒の流路としての冷媒管Ａ３を備える。つまり、室外機Ａ１、室内機Ａ２ａ及び室内機Ａ２ｂの各構成部品が、冷媒管Ａ３を構成する複数の管で接続されている。また、空気調和装置ＡＣは、室外機Ａ１、室内機Ａ２ａ及び室内機Ａ２ｂを制御する制御装置ＣＴを備える。空気調和装置ＡＣは、一方の室内機（例えば室内機Ａ２ａ）を冷房装置として動作させると同時に、他方の室内機（例えば、室内機Ａ２ｂ）を暖房装置として動作させることができるように構成されている。室外機Ａ１及び室内機Ａ２ａ，Ａ２ｂ内の装置の構成は周知の空気調和装置と同様である。以下、室外機Ａ１及び室内機Ａ２ａ，Ａ２ｂの構成について簡単に説明しておく。なお、本実施形態は、２台の室内機を備えた例について説明するが、空気調和装置ＡＣが、本実施形態より多くの室内機を備えていても良い。

室外機Ａ１は、コンプレッサーＡ１１、オイルセパレーターＡ１２、四方切替弁Ａ１３、室外熱交換器Ａ１４、膨張弁Ａ１５、レシーバーＡ１６、アキュムレーターＡ１７及び逆止弁Ａ１８を備える。コンプレッサーＡ１１は、図示しないガスエンジンを含み、ガスエンジンの回転駆動力によって駆動される。コンプレッサーＡ１１（ガスエンジンを含む）の摺動部が潤滑油を用いて潤滑される。コンプレッサーＡ１１は吸入口及び吐出口を有する。コンプレッサーＡ１１は、吸入口から低圧ガス状の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出口から吐出する。オイルセパレーターＡ１２は、コンプレッサーＡ１１から吐出された冷媒に含まれる潤滑油を分離して貯留する。

四方切替弁Ａ１３は４個のポートＰ１〜Ｐ４を有する。四方切替弁Ａ１３は、ポートＰ１とポートＰ４とが連通し、且つポートＰ２とポートＰ３とが連通した第１の状態（図５参照）と、ポートＰ１とポートＰ２とが連通し、且つポートＰ３とポートＰ４とが連通した第２の状態（図６参照）とを切り替え可能である。

室外熱交換器Ａ１４は、本体部ＭＢ、ファンＦＡ、電動モーターＥＭ、ファンガードＦＧ及び防雪フードＨＤを備える（図２参照）。本体部ＭＢは、放熱フィンを備えた複数のパイプから構成される。本体部ＭＢは、ポートＭＢａ及びポートＭＢｂを備える。一方のポートＭＢａ（ＭＢｂ）に導入された冷媒が前記複数のパイプを通って他方のポートＭＢｂ（ＭＢａ）から吐出される。ファンＦＡは、室外機Ａ１の上端部に設けられている。ファンＦＡの回転軸方向が鉛直方向に一致している。ファンＦＡの下方に電動モーターＥＭが配置されている。電動モーターＥＭは、ブラシレスモーターである。すなわち、電動モーターＥＭは、ローターＦＭａ、ステーターＦＭｂ及びローター位置センサＦＭｃを備える、ステーターＦＭｂは複数のコイルを備え、これらのコイルに位相のずれた電力がそれぞれ供給されることによりローターＦＭａが回転する。ローター位置センサＦＭｃは、ローターＦＭａの周方向に互いにずれて配置された複数のホール素子から構成されている。これらのホール素子の出力値の組み合わせが、ステーターＦＭｂに対するローターＦＭａの回転位置を表す回転位置情報に相当する。この回転位置情報が後述する熱交換機用ファンモーター制御装置１０に供給される。

電動モーターＥＭの回転駆動軸がファンＦＡの回転軸に接続されている。電動モーターＥＭが、後述する熱交換機用ファンモーター制御装置１０によって回転駆動される。これによりファンＦＡが回転し、外気が本体部ＭＢに吹き付けられる。これにより、本体部ＭＢの内部を流通する冷媒と外気とが熱交換される。

ファンガードＦＧは、ファンＦＡの上方に設けられている。ファンガードＦＧは、網状部材であり、ファンＦＡに異物が落下することを抑制する。防雪フードＨＤは、ファンガードＦＧの上方に設けられ、ファンＦＡ及びファンガードＦＧに雪が積もることを防止する。なお、電動モーターＥＭに電力が供給されていない状態で風が吹くと、その風を受けてファンＦＡが回転する。

膨張弁Ａ１５は、冷媒を減圧させる。レシーバーＡ１６は、液化した冷媒を一時的に貯留する。

アキュムレーターＡ１７は、液状の冷媒とガス状の冷媒とを分離する。逆止弁Ａ１８は、冷媒の所定の方向への流れを許容し、反対方向への流れを禁止する。

つぎに、室内機Ａ２の構成について説明する。室内機Ａ２ａ，Ａ２ｂの構成は同一である。室内機Ａ２ａ，Ａ２ｂは、室内熱交換器Ａ２１、膨張弁Ａ２２及び分流装置Ａ２３をそれぞれ備える。室内熱交換器Ａ２１は、冷媒を導入するとともに、導入した冷媒と周囲空気とを熱交換する。膨張弁Ａ２２は、冷媒を減圧させる。分流装置Ａ２３は、２つの開閉弁Ａ２３ａ，Ａ２３ｂを備える。

つぎに、空気調和装置ＡＣの各構成部品の接続関係について説明する。コンプレッサーＡ１１の吐出口と四方切替弁Ａ１３のポートＰ１とがオイルセパレーターＡ１２を介して接続されている（図１参照）。四方切替弁Ａ１３のポートＰ４と室外熱交換器Ａ１４の本体部ＭＢの一端とが接続されている。四方切替弁Ａ１３のポートＰ３と逆止弁Ａ１８の吸入口とが接続されている。逆止弁Ａ１８の吐出口とコンプレッサーＡ１１の吸入口とが、アキュムレーターＡ１７を介して接続されている。なお、四方切替弁Ａ１３のポートＰ２は閉鎖されている。

また、室外熱交換器Ａ１４の本体部ＭＢの他端（四方切替弁Ａ１３とは反対側）と膨張弁Ａ１５とが接続されている。膨張弁Ａ１５と膨張弁Ａ２２とが、レシーバーＡ１６を介して接続されている。

また、室内熱交換器Ａ２１の一端が、開閉弁Ａ２３ａを介して、四方切替弁Ａ１３とオイルセパレーターＡ１２との中間点（分岐点Ａ３ａ）に接続されている。また、室内熱交換器Ａ２１の一端が開閉弁Ａ２３ｂを介して、逆止弁Ａ１８とアキュムレーターＡ１７との中間点（分岐点Ａ３ｂ）に接続されている。また、室内熱交換器Ａ２１の他端が、膨張弁Ａ２２に接続されている。

ここで、冷媒管Ａ３のうち、液状の冷媒が流通する部分を液管Ａ３１と呼ぶ。また、冷媒管Ａ３のうち、高圧ガス状の冷媒が流通する部分を高圧ガス管Ａ３２と呼び、低圧ガス状の冷媒が流通する部分を低圧ガス管Ａ３３と呼ぶ。

液管Ａ３１、高圧ガス管Ａ３２及び低圧ガス管Ａ３３の中間部のうちの室外機Ａ１側の部分と、室内機Ａ２ａ，Ａ２ｂ側の部分とが、ボールバルブＢＶ１，ＢＶ２，ＢＶ３を介して接続されている。具体的には、ボールバルブＢＶ１は、レシーバーＡ１６と膨張弁Ａ２２との間に設けられている。また、ボールバルブＢＶ２は、分岐点Ａ３ａと開閉弁Ａ２３ａとの間に設けられている。また、ボールバルブＢＶ３は、分岐点Ａ３ｂと開閉弁Ａ２３ｂとの間に設けられている。

また、空気調和装置ＡＣは、各部の温度、圧力などをそれぞれ検出する複数のセンサを備える。

制御装置ＣＴは、演算装置、メモリ、タイマーなどからなるマイクロコンピュータを備える。制御装置ＣＴは、ユーザーが、空調モード（冷房モード又は暖房モード）、目標の室温、風量などを設定する際に用いるスイッチ、表示装置などを備えた操作パネルを含む。これらの設定情報は、制御装置ＣＴのマイクロコンピュータに入力される。制御装置ＣＴは、上記の設定情報、各種センサから取得した温度情報及び圧力情報に基づいて、室外機Ａ１及び室内機Ａ２を制御する。例えば、空気調和装置ＡＣの空調モードが冷房モードであるとき、四方切替弁Ａ１３の切換状態を第１の状態に設定する。一方、空気調和装置ＡＣの空調モードが暖房モードであるとき、四方切替弁Ａ１３の切換状態を第２の状態に設定する。

また、制御装置ＣＴは、電動モーターＥＭを回転駆動する熱交換機用ファンモーター制御装置１０を含む。言い換えれば、制御装置ＣＴの一部が、熱交換機用ファンモーター制御装置１０として機能する。熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、図２に示すように、目標値決定装置１１、現在値計算装置１２及び駆動信号生成装置１３を備える。

目標値決定装置１１は、上記の設定情報、温度情報、圧力情報などに基づいて、ローターＦＭａの目標の回転速度を表す目標値ＤＶを決定する。

現在値計算装置１２は、ローター位置センサＦＭｃからローター位置情報を逐次取得し、前記ローター位置情報の変化に基づいて、ローターＦＭａの現在の回転速度を表す現在値ＰＶを計算する。

駆動信号生成装置１３は、現在値ＰＶと目標値ＤＶとの偏差に基づいて、駆動信号ＤＳを生成して出力する。駆動信号ＤＳは、ステーターＦＭｂの各コイルに対応したＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）からなる。電動モーターＥＭの出力トルクはステーターＦＭｂのコイルに流れる電流量に比例している。この電流量は、駆動信号ＤＳのデューティ比に比例している。駆動信号生成装置１３は、前記偏差が「０」になるように、駆動信号ＤＳの周波数及びデューティ比を徐々に変化させる。

ここで、ファンＦＡの羽が通過する空間に異物（例えば、ファンガードＦＧから成長した氷柱（つらら）が存在しなければ、ファンＦＡは回転可能である。すなわち、電動モーターＥＭにトルクを発生させれば、ファンＦＡが回転し続ける。また、電動モーターＥＭに電力が供給されず、電動モーターＥＭにトルクが発生されない状態であっても、風がファンＦＡに吹き付けられれば、ファンＦＡが回転する。一方、ファンＦＡの羽が通過する空間に異物が存在している場合には、ファンＦＡの回転が妨げられる。

そこで、電動モーターＥＭの始動時に、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、図３及び図４にそれぞれ示す事前プログラム及び始動プログラムを実行する。すなわち、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ステップＳ１０にて事前処理を開始し、ステップＳ１１にて、ファンＦＡが所定の回転角度量θ１以上回転したか否かを判定する。この際、電動モーターＥＭには電力が供給されない。そのため、電動モーターＥＭにトルクが発生されない。すなわち、ステップＳ１１では、ファンＦＡが外力（例えば風力）を受けて回転しているか否かを判定する。具体的には、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、所定の期間だけローター位置情報を逐次入力し、ローター位置情報の変化に基づいて、ファンＦＡの回転角度量Δθを検出する。そして、前記検出した回転角度量Δθと所定の回転角度量θ１とを比較する。ここで、前記所定の回転角度量θ１は、ファンＦＡを構成する羽の枚数に基づいて決定されている。例えば、ファンＦＡが３枚の羽から構成されていれば、回転角度量θ１は、「１２０°」（＝３６０°／３）である。また、ファンＦＡが４枚の羽から構成されていれば、回転角度量θ１は、「９０°」（＝３６０°／４）である。また、前記所定の期間の長さは、ファンＦＡの羽が通過する空間に異物が存在しない場合に、ファンＦＡが風を受けて回転角度量θ１だけ回転するのに充分な程度（例えば、１０秒）に設定されている。

ステップＳ１１において、回転角度量Δθが所定の回転角度量θ１以上である場合、熱交換機用ファンモーター制御装置は、「Ｙｅｓ」と判定する。すなわち、熱交換機用ファンモーター制御装置は、ファンＦＡの羽が通過する空間に異物が存在せず、ファンＦＡが外力（風力）を受けて回転していると判定する。つまり、熱交換機用ファンモーター制御装置は、ファンＦＡは通常通り回転可能（回転駆動を継続可能）であると判定する。この場合、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ステップＳ３０にて、平常駆動処理を開始する。平常駆動処理では、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、目標値ＤＶと現在値ＰＶの偏差に基づいて駆動信号ＤＳを生成する。

一方、回転角度量Δθが所定の回転角度量θ１より小さい場合（つまり、回転角度量Δθが回転角度量θ１に達する前にファンＦＡの回転が停止した場合）、外力が印加されない状態（無風状態）であるために、ファンＦＡが回転していないことが考えられる。また、ファンＦＡが異物に当接して、それ以上回転できない状態（回転駆動を継続不能）であるとも考えられる。そこで、熱交換機用ファンモーター制御装置は、「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２０にて始動処理を開始する。

つぎに、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ステップＳ２１にて、電動モーターＥＭの出力トルクが所定の初期値ｄ１になるように、目標値ＤＶを設定する。この初期値ｄ１は、次のようにして予め決定されている。まず、ファンＦＡの羽が通過する空間に異物（例えば、ファンガードＦＧから下方へ成長した氷柱）が存在し、この異物にファンＦＡの羽が当接してファンＦＡの回転が妨げられた状態を想定する。この状態でファンＦＡに作用するトルクを徐々に増大させる。ファンＦＡの羽に変形又は損傷が生じるトルクの最小値を計測し、その最小値よりも小さな値を初期値ｄ１とする。ただし、初期値ｄ１は、前記異物が存在しない場合にファンＦＡを回転可能なトルクである。

電動モーターＥＭの出力トルクが所定の初期値ｄ１になるように、目標値ＤＶが設定されると、駆動信号ＤＳの周波数が、例えば「１０ｋＨｚ」に設定されるとともに、駆動信号ＤＳのデューティ比が「５％」に設定される。そして、デューティ比が「１５％」に達するまで徐々に増加される。

ステップＳ２１が実行されるとき、ファンＦＡの羽が既に異物に当接していれば、ステップＳ１２が実行されたとしても、ファンＦＡはそれ以上回転しない。また、ステップＳ２１が実行されるとき、ファンＦＡの羽が異物から離間していた場合には、ステップＳ２１が実行されることにより、ファンＦＡは少し回転するが、やがてファンＦＡの羽が異物に当接し、ファンＦＡが停止する。また、ファンＦＡの羽が通過する空間に異物が存在しなければ、電動モーターＥＭにトルクが発生されることにより、ファンＦＡが回転し続ける。

つぎに、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ステップＳ２２にて、ファンＦＡが所定の回転角度量θ１以上回転したか否かを判定する。すなわち、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ステップＳ１１と同様に、所定の期間だけローター位置情報を逐次入力し、ローター位置情報の変化に基づいて、ファンＦＡの回転角度量Δθを検出する。そして、前記検出した回転角度量Δθと所定の回転角度量θ１とを比較する。なお、ステップＳ２２では、ステップＳ１１と異なり、電動モーターＥＭのトルクが初期値ｄ１に設定されている。また、前記所定の期間の長さは、ファンＦＡの羽が通過する空間に異物が存在しない場合であって、且つ電動モーターＥＭのトルクが初期値ｄ１である場合に、ファンＦＡが回転角度量θ１だけ回転するのに充分な程度（例えば、５秒）に設定されている。

回転角度量Δθが所定の回転角度量θ１より小さい場合、熱交換機用ファンモーター制御装置は、「Ｎｏ」と判定する。すなわち、ファンＦＡが異物に当接して、それ以上回転できない状態（回転駆動を継続不能）であると判定する。この場合、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ステップＳ２３にて、電動モーターＥＭへの電力供給を停止して、電動モーターＥＭを停止させる。つぎに、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ステップＳ２４にて異常が発生した旨を報知する。具体的には、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ファンＦＡを始動できなかったことを表す情報を操作パネルに表示する。そして、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ステップＳ２５にて、始動処理を終了する。

一方、ステップＳ２２において、回転角度量Δθが所定の回転角度量θ１以上である場合、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、「Ｙｅｓ」と判定する。すなわち、ファンＦＡの羽が通過する空間に異物が存在せず、ファンＦＡを通常通り回転可能（回転駆動を継続可能）であると判定し、ステップＳ３０にて、平常駆動処理を開始する。

最後に、ファンＦＡを除く各種構成部品の動作について簡単に説明しておく。なお、図５乃至図７における開閉弁Ａ２３ａ，Ａ２３ｂのうち、黒く塗りつぶした開閉弁が閉じられている。図５は、室内機Ａ２ａを暖房装置として動作させ、室内機Ａ２ｂを冷房装置として動作させる例を示している。この場合、四方切替弁Ａ１３が第１の状態に設定される。また、室内機Ａ２ａの開閉弁Ａ２３ａが開放され、且つ開閉弁Ａ２３ｂが閉鎖される。一方、室内機Ａ２ｂの開閉弁Ａ２３ａが閉鎖され、且つ開閉弁Ａ２３ｂが開放される。この状態でコンプレッサーＡ１１から吐出された高圧ガス状の冷媒は、オイルセパレーターＡ１２に導入される。オイルセパレーターＡ１２から吐出された冷媒の一部が、高圧ガス管Ａ３２を通り、室内熱交換器Ａ２１に導入される。室内熱交換器Ａ２１に導入された高圧ガス状の冷媒は室内熱交換器Ａ２１内を流通する間に室内空気に熱を放出して凝縮する。このとき冷媒から放出された熱によって室内空気が暖められる。室内空気に熱を放出して凝縮した冷媒は室内熱交換器Ａ２１から排出され、室内機Ａ２ｂの室内熱交換器Ａ２１に導入される。

一方、オイルセパレーターＡ１２から吐出された冷媒のうち、室内熱交換器Ａ２１に導入されなかった冷媒が、四方切替弁Ａ１３を経由して、室外熱交換器Ａ１４に導入される。室外熱交換器Ａ１４に導入された高圧ガス状の冷媒は室外熱交換器Ａ１４内を流通する間に外気に熱を放出して凝縮する。

外気に熱を放出して凝縮した冷媒は一部液化して室外熱交換器Ａ１４から排出される。そして、膨張弁Ａ１５で膨張することにより低圧化され、液管Ａ３１を経由して、室内機Ａ２ｂの室内熱交換器Ａ２１に導入される。なお、上述した室内機Ａ２ａから排出された冷媒も、室内機Ａ２ｂの室内熱交換器Ａ２１に導入される。室内熱交換器Ａ２１に導入された冷媒は室内熱交換器Ａ２１内を流通する間に室内空気の熱を奪って一部蒸発する。このとき冷媒が室内空気の熱を奪うことによって室内空気が冷やされる。

室内空気の熱を奪って一部蒸発した冷媒は室内熱交換器Ａ２１から排出され、低圧ガス管Ａ３３を経由して、アキュムレーターＡ１７に供給される。そして、低圧ガス状の冷媒がコンプレッサーＡ１１の吸入口に帰還する。

また、図６は、室内機Ａ２ａ及び室内機Ａ２ｂをいずれも暖房装置として動作させる例を示している。この場合、同図に矢印で示した経路に沿って冷媒が循環する。また、例えば、図７は、室内機Ａ２ａ及び室内機Ａ２ｂをいずれも冷房装置として動作させる例を示している。この場合、同図に矢印で示した経路に沿って冷媒が循環する。

上記のように、本実施形態では、電動モーターＥＭを始動させる前に、ファンＦＡが外力（例えば風力）を受けて回転しているか否かを判定している。ファンＦＡが所定の回転角度量θ１以上回転していれば、ファンＦＡを変形又は損傷させることなく回転させることができると判定している。

一方、ファンＦＡの回転角度量が所定の回転角度量θ１より小さい場合には、電動モーターＥＭの始動時のトルクが比較的小さな値（初期トルク）に設定される。上記のように、初期トルクは、ファンＦＡが異物に当接してファンＦＡの回転が妨げられた状態でファンＦＡにトルクを印加したとき、ファンＦＡの羽に変形又は損傷が生じるトルクの最小値より小さい。よって、本発明に係る熱交換機用ファンモーター制御装置１０によれば、空気調和装置ＡＣの始動時（ファンＦＡの回転開始時）に、ファンＦＡが異物に当接したとしても、ファンＦＡが変形又は損傷することを防止できる。

また、ファンＦＡが異物に当接していると判定された場合には、その旨が報知される。この場合、作業者が異物を取り除くことにより、空気調和装置ＡＣを再始動させることができる。

また、ファンＦＡに電動モーターＥＭからトルクが印加されない状態において、ファンＦＡに外力（例えば風力）が作用することにより、ファンＦＡが回転することがある。このような外力によってファンＦＡが所定の回転角度量θ１より大きく回転する場合には、ファンの回転が異物に妨げられていないと考えても差し支えない。そこで、この場合、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、電動モーターＥＭに前記初期トルクを発生させてファンＦＡを軽く回転させるまでもなく、ファンＦＡの回転が異物に妨げられていないと判定する。また、始動処理における前記初期トルクと前記外力によるトルクが釣り合った場合には、ファンＦＡの回転を妨げる異物が存在しなくても、ファンＦＡが回転しない。この場合、始動処理における判定を誤る可能性がある。そこで、本実施形態では、事前処理を実行している。これにより、上記のような誤判定を防止できる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、始動処理のステップＳ２２では、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、所定の期間内におけるファンＦＡの回転角度量Δθを検出し、前記検出した回転角度量Δθに基づいて、ファンＦＡの回転を妨げる異物の有無を判定している。これに代えて、ファンＦＡが停止している時間に基づいて、ファンＦＡの回転を妨げる異物の有無を判定してもよい。例えば、ファンＦＡが停止してから５秒経過したとき、熱交換機用ファンモーター制御装置１０は、ファンＦＡの回転を妨げる異物が存在すると判定するとよい。

また、始動処理のステップＳ２１にて、所定の短時間（例えば、３秒）だけ電力を供給し、その後、ファンＦＡを惰性で回転させるようにしてもよい。また、事前処理を省略してもよい。また、上記実施形態では、ローターＦＭａの回転角度位置に基づいてファンＦＡの回転角度量Δθを計算しているが、センサを用いて、ファンＦＡの回転角度量Δθを直接的に計測しても良い。

１０・・・熱交換機用ファンモーター制御装置、１１・・・目標値決定装置、１２・・・現在値計算装置、１３・・・駆動信号生成装置、Ａ１・・・室外機、Ａ１４・・・室外熱交換器、ＣＴ・・・制御装置、ｄ１・・・初期値、ＤＳ・・・駆動信号、ＤＶ・・・目標値、ＥＭ・・・電動モーター、ＦＡ・・・ファン、ＦＧ・・・ファンガード、ＦＭａ・・・ローター、ＦＭｂ・・・ステーター、ＦＭｃ・・・ローター位置センサ、ＨＤ・・・防雪フード、ＭＢ・・・本体部、ＰＶ・・・現在値、Δθ，θ１・・・回転角度量

Claims (3)

1. 空気調和装置の室外機の熱交換器のファンを回転させる電動モーターを制御する熱交換機用ファンモーター制御装置であって、
   前記ファンの羽が通過する空間に侵入した異物によって前記ファンの回転が妨げられた状態で前記ファンに印加されるトルクのうち前記異物との当接部に外力を作用させて前記ファンに変形又は損傷を生じさせるトルクの最小値よりも小さな初期トルクを前記電動モーターに発生させ、前記ファンの回転角度量が所定の回転角度量以上であるとき、前記ファンの回転駆動を継続可能と判定し、前記ファンの回転角度量が前記所定の回転角度量に達する前に前記ファンが停止したとき、前記ファンの回転駆動を継続不能と判定する始動処理を実行する、熱交換機用ファンモーター制御装置。
2. 請求項１に記載の熱交換機用ファンモーター制御装置において、
   前記始動処理を開始する前段階において前記電動モーターへの電力供給を停止した状態において、前記ファンの回転角度量が前記所定の回転角度量以上であるとき、前記始動処理を実行することなく前記ファンの回転駆動を継続可能と判定し、前記ファンが停止しているとき又は前記ファンの回転角度量が前記所定の回転角度量に達する前に前記ファンが停止したとき、前記始動処理を実行する、熱交換機用ファンモーター制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の熱交換機用ファンモーター制御装置において、
   前記所定の角度量は、前記ファンが備える羽の枚数に基づいて設定されている、熱交換機用ファンモーター制御装置。

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