JP3475856B2 - 空気調和機の停電安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は冷凍サイクルを用いる
空気調和機の供給する電源が瞬間的に微小時間停止した
時に、圧縮機の誤作動を防止するものである。 【０００２】 【従来の技術】圧縮機とコンデンサとキャピラリとエバ
ポレータとを冷媒配管によって接続し、圧縮機を運転す
ると冷媒が高温高圧に圧縮されてコンデンサに送られ、
このコンデンサでは空気との間で熱交換をして、冷媒の
持つ熱量を空気に放熱して通過する空気の温度を高めて
いる。そして、液化した冷媒がキャピラリを通過してエ
バポレータに送られると、このエバポレータで冷媒が気
化して熱量を吸熱するから通過する空気の温度を低下す
ると共に、空気中に含まれる水蒸気は結露してドレン水
として排出されるから除湿機としても機能するものであ
る。 【０００３】この為、コンデンサを通過した空気を利用
することで温風暖房機が構成でき、また、エバポレータ
を通過した空気を利用することで冷房機と除湿機が構成
できるものである。そして、家庭用の空気調和機では圧
縮機を作動する為に日本では交流１００Ｖ電源が使用さ
れるものである。 【０００４】しかし、この家庭用の１００Ｖ電源は５０
または６０Ｈｚの交流電源であるから、停電によって使
用不能になることは充分有り得ることである。最近の空
気調和機では期待されるきめ細かな制御を実現する為
に、マイクロコンピュータの利用が一般的になってお
り、運転中に停電となった時には停止状態を続けてお
り、使用者が運転開始操作を行なうことによって空気調
和機の運転を再開することが行なわれる。 【０００５】また、運転スイッチの構成や記憶手段によ
って、停電が復旧した時に停電前が運転中であったこと
が機械的に、または、電気的に判断できる時には、直ち
に空気調和機の運転を開始したり、オートリセット回路
を作動させて、自動的に各段階のチェックをしながら空
気調和機の運転を開始することが行なわれている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】このように一定時間の
停電であれば確実に対応できるが、停電には５０ｍｓ以
下の微小時間の停電も存在しており、このような微小時
間では、使用電流が少ないマイクロコンピュータを含む
制御装置には、整流手段を持つ電源回路のコンデンサー
の働きによって通電が続けられて停電状態にはなく、大
電流を消費する圧縮機はすぐに停電状態になって停止し
てしまうものである。 【０００７】この為、停電が１５０ｍｓ位で復旧した時
には、圧縮機は停止した直後で吐出側の圧力が吸入側の
圧力よりも強い状態にあり、制御装置は停電していない
のでそのまま圧縮機に通電を行なうから、強い吐出側の
圧力によって圧縮機は廻り易い逆方向に回転を開始し
て、このまま回転を続けると圧縮機が焼損する重大なト
ラブルを引き起こす恐れがあった。 【０００８】この対策としては交流電源には必ずあるゼ
ロクロスポイントを監視して、連続してゼロクロスポイ
ントがなくなった時には、停電が起きていると判断する
停電検出手段によって、強制的に空気調和機の運転を停
止したり、オートリセット回路を作動させて、圧縮機の
運転が可能であるなどの各段階のチェックを行ないなが
ら自動的に空気調和機の運転を開始することが行なわれ
ている。 【０００９】 【課題を解決するための手段】この発明はこのようなオ
ートリセット回路を用いないで自動的に空気調和機の運
転を行なうもので、冷媒ガスを圧縮して高温高圧の冷媒
にする圧縮機１と、高温高圧の冷媒ガスの熱を放熱して
液状の冷媒にするコンデンサ２と、液状の冷媒がキャピ
ラリ３を介して送られるエバポレータ４とを備え、圧縮
機１とコンデンサ２とキャピラリ３とエバポレータ４を
経て冷媒を圧縮機１に戻して循環させる冷媒配管５を設
けた空気調和機において、コンデンサ２もしくはエバポ
レータ４を通過する空気流路もしくは空気調和される室
内に空気調和状態の検出センサー６を取付け、検出セン
サー６があらかじめ設定した空気調和状態を検出した時
に圧縮機１の運転を停止する停止手段７と、該停止手段
７によって停止した圧縮機１を停止時から所定時間が経
過するまでは停止手段７が復帰しても運転を再開させな
い停止維持手段８とを有し、圧縮機１の起動手段９や停
止手段７に働きかけて圧縮機１を制御するマイクロコン
ピュータによる制御装置１０を設けると共に、空気調和
機に供給する交流電源が一定時間供給が止まった時を検
出する停電検出手段１１を設け、該停電検出手段１１は
交流電源の再通電時に圧縮機１の停止手段７を作動させ
るものであり、圧縮機１は停止維持手段８の管理のもと
に運転を開始するものである。 【００１０】 【作用】空気調和機を使用中に家庭用交流１００Ｖ電源
の停電は有り得ることであり、長時間の停電であれば使
用者もこれに気がつくものである。しかし、微小時間の
停電は使用者も気がつかず、マイクロコンピュータを使
う制御装置も消費電流がごくわずかであるから、電源回
路のコンデンサーなどから給電されて停電せず、大電流
を消費する圧縮機１だけが停止してしまうものである。
そして、微小時間の停電で再通電された時に圧縮機１の
吐出側の圧力が高いと、この圧力によって圧縮機１のモ
ータは回転しやすい逆方向に回転を始めるものであり、
正常な冷凍サイクルが働かないだけでなく、このまま圧
縮機１が回転を続けると焼損を起こす恐れがある。 【００１１】この発明では空気調和機に供給する電源を
監視する停電検出手段１１を設け、この停電検出手段１
１が停電を検出した時には温度の検出センサー６などが
空気調和状態を検出して圧縮機１の運転を停止する機能
を利用して、停電検出手段１１が圧縮機１の運転を停止
する動作を行なうものである。そして、短時間で停電が
回復した時は制御装置１０における停止維持手段８が作
動中であるから、圧縮機１はしばらく回転せずに停止し
ており、この間に吐出側と吸入側の冷媒圧力が安定する
ので、停止維持手段８の時間が経過すれば圧縮機１に通
電を再開し、正常な運転が行なわれるものである。 【００１２】 【実施例】以下実施例を示す図により構成を説明する
と、１はガス状の冷媒を加圧する圧縮機、２は圧縮した
後の高温高圧の冷媒ガスと空気とが熱交換するコンデン
サであり、ガス状の高温高圧の冷媒はコンデンサ２によ
って放熱して液状の冷媒となる。 【００１３】３は液状の冷媒を通過させる細管で構成し
たキャピラリ、４はキャピラリ３を通過した冷媒が送ら
れるエバポレータであり、キャピラリ３を通過した液状
の冷媒はエバポレータ４に送られて気化し、エバポレー
タ４を通過する空気を冷却することでガス状の冷媒とな
る。５は圧縮機１とコンデンサ２とキャピラリ３とエバ
ポレータ４と圧縮機１とを接続する冷媒配管であり、圧
縮機１から送り出された冷媒が循環して、冷凍サイクル
を構成している。 【００１４】図に示す実施例はセパレートタイプのエア
コンにかかるものであり、Ａは空気調和する室内に取付
けられる室内機であり、該室内機Ａの枠体内にはエバポ
レータ４が配置されて冷房機として機能している。１２
はエバポレータ４を通過する空気流を作り出す室内送風
機、１３はエバポレータ４の前面に位置する空気取入
口、６は空気取入口１３とエバポレータ４との間に設置
した空気温度測定の為の検出センサーである。１４は空
気取入口１３の下部に配置して空気吹出し口、１５は空
気吹出し口１４内に取付けて空気の吹出し方向を変更す
るフラップであり、該フラップ１５はステッピングモー
タからなるフラップ可変機構１６が取付けてある。 【００１５】Ｂは室内機Ａと冷媒配管５で接続した室外
機であり、該室外機Ｂの枠体内には圧縮機１とコンデン
サ２とキャピラリ３とが設置してある。１７はコンデン
サ２を通過する空気流を作り出す室外送風機であり、実
施例のエアコンが冷暖房タイプであれば、室外機Ｂ内に
四方弁１８が取り付けられて、熱交換機で構成するコン
デンサとエバポレータの機能を交換して、室内機Ａが温
風を吹出すようにできる。 【００１６】１９は空気調和機の運転の開始や停止を行
なう為の運転操作手段、２０は空気調和機を設置した室
内の温度を希望した温度にセットする室温設定手段、２
１は室温の検出センサー６と室温設定手段２０との間で
温度を比較する比較手段、１０は空気調和機の運転を上
記室温などの各種条件にしたがって最適状態に制御する
制御装置であり、該制御装置１０にはマイクロコンピュ
ータを備えて、きめ細かな制御ができるようにしてい
る。 【００１７】２２は空気調和機の制御装置１０に付随し
て設けられた圧縮機制御手段、９は圧縮機制御手段２２
の圧縮機１の起動手段、７は起動手段９によって運転を
開始した圧縮機１を停止する停止手段、８は停止手７段
の作動によって圧縮機１の運転を停止した時からカウン
トを開始するタイマーで構成する停止維持手段であり、
圧縮機１が停止信号を受けて停止すると、その後に起動
手段９が作動して圧縮機１の運転開始信号が与えられて
も、停止維持手段８で設定した時間が経過するまでは強
制的に圧縮機１の運転を停止してから運転を開始する働
きがある。また、停止維持手段８の時間が経過した後に
起動手段９が作動した時には直ちに圧縮機１は運転を開
始する。 【００１８】１１は空気調和機に供給される交流１００
Ｖ電源におけるパルス状に発生するゼロクロスポイント
を確認する停電検出手段であり、５０または６０Ｈｚで
検出されるゼロクロスポイントなしが例えば５０ｍｓ以
上続いた時に停電が発生したものと判断して、制御装置
１０の圧縮機停止手段７を作動させている。この５０ｍ
ｓの時間は空気調和機の特性から決まる時間で、圧縮機
１が停電によって運転を継続できずに停止する時間であ
る。そして、この時間であればまだ制御装置１０は内装
する電源回路のコンデンサーから電気の供給を受けて作
動中であり、圧縮機１の停止手段７へ停止信号を受付け
ることができる。 【００１９】そして、電源回路のコンデンサーから電力
の供給を受けている間に停電が復旧した時には、停止手
段７の作動は有効となり、停電が開始しても圧縮機１は
停止維持手段８の働きで停止を続け、やがて、停止維持
手段８が圧縮機１の運転を開始するものである。 【００２０】また、停電が直ぐに復旧せずに制御装置１
０の電源回路からも電気の供給が停止する状態になれ
ば、もはや瞬間停電ではなく、取扱者も停電があったこ
とに気付くものである。また、再通電時には制御装置１
０は運転操作手段１９の操作がなく通電されるから、制
御装置１０は停電後の再通電と判断して空気調和機の運
転を停止し、操作部の表示部に停電があったことを表示
する従来の停電時の対応ができるものである。従って、
停電復帰後も空気調和機を継続使用する時には、使用者
が運転操作手段１９を操作して、空気調和機の運転を開
始することができる。 【００２１】尚、上記の実施例の停電検出手段１１は交
流のゼロクロスポイントを検出するものであるが、制御
装置１０とは別の電源回路に設けた電圧検出ＩＣで構成
してもよく、制御装置よりも早く降下する電圧を検出す
ることで停電検出手段１１を構成しても良い。 【００２２】 【発明の効果】以上のように家庭用交流１００Ｖ電源を
使う冷凍サイクルを利用して冷房・暖房機や除湿機など
の空気調和機を構成する時には、停電は避けることがで
きないものである。そして、停電は一定時間続いて誰に
でも認識できる停電の他に、瞬間的に通電がとぎれてす
ぐに復帰する停電があり、この時には大電流を消費する
圧縮機１が停止しても、電源回路から電気の供給を受け
る制御装置１０は停電を感知せず、制御装置１０が圧縮
機１に通電信号を出し続けているから、圧縮機１は再通
電時に冷媒の残り圧力によって逆転して大きなトラブル
を発生させることがある。 【００２３】この対策として常に空気調和機の運転状態
を記憶しておき、停電後の再通電時には、各部のチェッ
ク回路を作動させながら全てが正常と判断した時には、
停電前の状態に戻して自動的に運転を再開することが行
なわれ、これによって瞬間停電時でも圧縮機１の逆転や
焼損は防止できたものである。しかし、この対策を行な
うには不揮発性のメモリや、各部をチェックするための
機能が必要であり、また、このようなチェックの為のプ
ログラムを搭載する必要があるから、制御装置１０は極
めて高価格になり、普及形の空気調和機には実施が困難
である。 【００２４】この発明では空気調和機に供給する電源を
監視する停電検出手段１１を設け、この停電検出手段１
１が停電を検出した時には、空気調和機にあらかじめ取
付けられている室温や湿度などの検出センサーによって
働く圧縮機１の停止手段７を作動させて、圧縮機１の停
止状態を作り出すものである。この為、瞬間停電が冷房
運転時に起きた時には、室温が設定温度以下に下がった
時のように圧縮機１を停止するから、瞬間停電時は停止
維持手段８の停止期間だけ圧縮機１が停止するだけで、
空気調和機は停電がない時と同じように運転を再開でき
るようになり、瞬間停電のトラブルが解消できたもので
ある。 【００２５】また、この為に追加する機能は停電検出手
段１１の追加だけであり、極めて安価に対策できるよう
になったものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例を示す空気調和機機のブロック
図である。 【図２】本発明の実施例の空気調和機の配管構造を示す
システム図である。 【符号の説明】 １ 圧縮機 ２ コンデンサ ３ キャピラリ ４ エバポレータ ５ 冷媒配管 ６ 検出センサー ７ 停止手段 ８ 停止維持手段 ９ 起動手段 １０ 制御装置 １１ 停電検出手段

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 冷媒ガスを圧縮して高温高圧の冷媒にす
   る圧縮機１と、高温高圧の冷媒ガスの熱を放熱して液状
   の冷媒にするコンデンサ２と、液状の冷媒がキャピラリ
   ３を介して送られるエバポレータ４とを備え、圧縮機１
   とコンデンサ２とキャピラリ３とエバポレータ４を経て
   冷媒を圧縮機１に戻して循環させる冷媒配管５を設けた
   空気調和機において、 コンデンサ２もしくはエバポレータ４を通過する空気流
   路もしくは空気調和される室内に空気調和状態の検出セ
   ンサー６を取付け、検出センサー６があらかじめ設定し
   た空気調和状態を検出した時に圧縮機１の運転を停止す
   る停止手段７と、該停止手段７によって停止した圧縮機
   １を停止時から所定時間が経過するまでは停止手段７が
   復帰しても運転を再開させない停止維持手段８とを有
   し、圧縮機１の起動手段９や停止手段７に働きかけて圧
   縮機１を制御するマイクロコンピュータによる制御装置
   １０を設けると共に、空気調和機に供給する交流電源が
   一定時間供給が止まった時を検出する停電検出手段１１
   を設け、該停電検出手段１１は交流電源の再通電時に圧
   縮機１の停止手段７を作動することを特徴とする空気調
   和機の停電安全装置。