JP6339950B2

JP6339950B2 - 空気調和機の室外機

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Publication number: JP6339950B2
Application number: JP2015032855A
Authority: JP
Inventors: 長橋　克章; 克章長橋; 隼人森; 内藤　宏治; 宏治内藤; 修平多田; 励笠原; 尾原　秀司; 秀司尾原
Original assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-02-23
Also published as: JP2016156515A

Description

本発明は、空気調和機の室外機に係り、特に、プロペラファンを備える送風装置の異常検出技術に関する。

空気調和機の室外機の送風装置で多く採用されているプロペラファンは、高効率、低騒音且つ低コスト化が望まれている。また、樹脂材料の射出成形品としてのプロペラファンは、板金製のプロペラファンよりも、形状自由度が高く且つ大量生産に有利であるため、多く用いられている。

冬期において、室外機のプロペラファンは、その回転中に、氷塊などの落下物やつらら等と接触することがある。この場合、樹脂材料で製作されたプロペラファンは、その翼（ブレード或いは羽根ともいう）が破損し易い。業務用の空気調和機等で多く採用されている比較的大型のプロペラファンになると、翼の外周は１００ｋｍ/ｈを超える速度で回転する。したがって、プロペラファンの強度については十分な配慮がなされているものの、樹脂材料で製作されたプロペラファンは、その破損防止に限界がある。

プロペラファンは、正常な状態ではバランスの取れた状態で回転する。しかし、翼が破損すると大きなアンバランスが発生し、プロペラファンとこれを駆動するファンモータとを支える支持板等が破損することがある。すなわち、翼の破損状態にもよるが生じたアンバランスによって、支持板等に発生する応力や振動は、翼が正常な状態の場合の数十倍から数百倍に達することもある一方で、支持板の強度アップには限界があるため、支持板が破損に至ってしまう場合がある。また、支持板まで破損してしまうと、プロペラファンが脱落したり、ファンモータが室外機の熱交換器や冷媒配管を破損して冷媒の漏洩が発生したりするおそれもある。

送風装置の故障診断装置としては、特開２０１０−６５５９４号公報（特許文献１）や特開２０１４−２１４６４２号公報（特許文献２）に記載されたものがある。
特許文献１に記載のものは、電動送風機（送風装置）から発生する振動及び騒音の少なくとも１つを検出する検出装置を有し、この検出装置で検出された振動及び騒音の少なくとも１つの周波数成分を、正常な電動送風機に特有な周波数成分と比較することで、電動送風機の故障検知及び故障モード判定を実行するようにしている。
また、特許文献２に記載のものは、プロペラファンを駆動するファンモータの出力電流の脈動成分の大きさに基づいて、送風装置のプロペラファンの異常検知を行っている。

特開２０１０−６５５９４号公報特開２０１４−２１４６４２号公報

特許文献１に記載の故障診断装置は、電動送風機から発生する振動または騒音を検出するセンサと、検出された振動または騒音の周波数分析を行ない、故障の診断を行う演算装置と、これらを駆動するための電源ユニット等が必要である。したがって、特許文献１に記載の故障診断装置を空気調和機の室外機における送風装置の故障診断（異常判定）に採用すると、大幅なコスト増加を招いてしまう。このため、特許文献１に記載の故障診断装置を量産の空気調和機に標準機能として採用することは、現実的に難しい。

さらに言えば、プロペラファンの翼の破損によるアンバランスによって振動や騒音が発生することが想定されているが、例えば、プロペラファンに降り積もった雪や氷結によるアンバランスによっても同様に振動や騒音が発生する。このアンバランス力の大きさは、(アンバランス質量)×(半径)×(角速度)^２で表されるため、例えば翼端が１０ｇ欠損したときのアンバランス力と、翼端に１０ｇの付加質量（例えば雪）が付着したときのアンバランス力とは、原理的には同じ大きさである。したがって、プロペラファンが破損していなくても、積雪等によるアンバランスによって生じる振動を検知して、異常と誤って診断してしまうおそれがある。

一方、特許文献２に記載のものは、特許文献１に記載の故障診断装置を採用した場合のようなコストの増加はないと考えられる。しかし、特許文献２に記載のものは、アンバランス力に起因した出力電流の脈動を利用してプロペラファンの異常を検知しているため、翼の破損によるアンバランスと積雪等によるアンバランスとを区別することができないという課題が依然として存在する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、プロペラファンを備える送風装置の異常検知を安価に実現すると共に、プロペラファンへの雪や氷の付着によるアンバランスによって送風装置の異常と誤診断してしまうことを防止できる空気調和機の室外機を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る空気調和機の室外機は、室外側熱交換器と、前記室外側熱交換器に送風するプロペラファン、および該プロペラファンを駆動するファンモータを備える送風装置と、前記ファンモータへの出力電流を検出する電流検出部と、前記出力電流の脈動値を検出する脈動検出部と、前記出力電流の脈動値が予め設定された閾値よりも大きいことの第１条件を満たすか否かを判定する第１判定部と、所定の第１時間長さにおける前記出力電流の脈動値の変化量を前記第１時間長さで除した変化速度が所定値よりも大きいことの第２条件を満たすか否かを判定する第２判定部と、前記第１条件および前記第２条件が満たされたと判断した場合、前記送風装置の異常と診断する異常判定部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、プロペラファンを備える送風装置の異常検知を安価に実現すると共に、プロペラファンへの雪や氷の付着によるアンバランスによって送風装置の異常と誤診断してしまうことを防止できる空気調和機の室外機を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機の筐体内の構成を示す正面図である。本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機の筐体内の構成を示す右側面図である。空気調和機の室外機における制御系の構成を模式的に示す図である。送風装置の異常を検知する制御構成を模式的に示すブロック図である。送風装置のファンモータへの出力電流の正常時と異常時との違いを説明するための図である。プロペラファンの破損によるアンバランスが生じたときの脈動値の推移を示す図である。プロペラファンへの雪や氷の付着によるアンバランスが生じたときの脈動値の推移を示す図である。送風装置の異常を検知する処理の手順を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る送風装置の異常を検知する処理の手順を示すフローチャートである。本発明の第３実施形態に係る送風装置の異常を検知する制御構成を模式的に示すブロック図である。本発明の第３実施形態に係る送風装置の異常を検知する処理の手順を示すフローチャートである。送風装置が長時間停止中にプロペラファンに積雪した後に始動した場合の脈動値の推移を示す図である。本発明の第４実施形態に係る送風装置の異常を検知する処理の手順を示すフローチャートである。本発明の第５実施形態に係る送風装置の異常を検知する制御構成を模式的に示すブロック図である。通信部を利用して室外機と外部装置とを接続した一例を示す図である。

次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機２０の筐体２内の構成を示す正面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機２０の筐体２内の構成を示す右側面図である。

本実施形態においては、上吹き出しタイプの室外機に本発明を適用した例を説明する。
なお、本実施形態の空気調和機は、室外機２０（図１参照）と室内機２１（図３参照）とが冷媒配管２２（図１５参照）によって接続されて冷凍サイクルを構成し、空気調和を行うものである。

図１〜図２に示すように、空気調和機の室外機２０の筐体２内の上部には、送風装置１０が設けられている。送風装置１０は、室外側熱交換器（以下、単に「熱交換器」とも称する）３０１に送風するプロペラファン１００、プロペラファン１００を駆動するファンモータ１０１、およびファンモータ１０１を支持する支持板１０２等を備えている。

筐体２は、送風装置１０の周囲に設けられている上面カバー２０１、室外機２０の側面を覆う側面カバー２０２、室外機２０の底面を成す底板２０３、底板２０３を支持する脚部２０４、正面側上部に設けられる正面カバー２０５、正面側下部に取り外し自在に設けられ筐体２内に設置されている機器類のメンテナンス等を可能にするサービスカバー２０６、筐体２の正面側を支持する正面ステー２０７等を備えて構成されている。上面カバー２０１には、上方に開口する吹出口２００が形成されている。

筐体２内の底板２０３上には、平面視して略コの字状に形成される熱交換器３０１が配置されている。熱交換器３０１は、筐体２の背面から両側面の側面カバー２０２の部分（以下、「吸込口１９９」と称する）まで延伸して配置されている。

送風装置１０のプロペラファン１００が回転することによって、熱交換器３０１の外側に位置する吸込口１９９から外気が吸込まれる。この吸い込まれた空気は、熱交換器３０１で熱交換器３０１の管内を通過する冷媒と熱交換された後、筐体２上部の吹出口２００から上方へ吹き出されるようになっている。

底板２０３上には、圧縮機３００、アキュームレータ、レシーバ等の冷凍サイクル部品が設置されている。底板２０３の下面には、脚部２０４が固定されており、脚部２０４の下面側には、筐体２を固定するための固定用のアンカ穴（図示せず）が形成されている。このアンカ穴を利用して、現地に設けられる基礎部や架台等に室外機２０を固定することが可能となっている。ユーザによっては、建物などへの振動の伝播を防ぐために、振動を吸収できる防振架台等の上に室外機２０を設置することもある。

筐体２の正面側に設けられているサービスカバー２０６の内側には、電気品等を収納する電気品箱３０２が設置されている。電気品箱３０２の内部には、送風装置１０や圧縮機３００等を制御するメイン制御装置５００が収納されている。メイン制御装置５００にはマイコン（マイクロプロセッサ）が設けられている。メイン制御装置５００は、各部位に設けられた複数の温度センサ１０４や圧力センサ１０５（図３参照）、さらには伝送線５０４（図３参照）によって接続された室内機２１（図３参照）からの情報に基づいて、圧縮機３００や送風装置１０、四方弁や電磁弁（図示せず）等、室外機２０内の様々な構成要素の制御を行う。温度センサ１０４（図３参照）の一つとして、例えば、吸込口１９９に外気温度センサ１０４ａが備えられている。

電気品箱３０２の内部にはさらに、ファンモータ１０１を制御するファンコントローラ１０６と、圧縮機３００を制御する圧縮機コントローラ１０８とが設けられている。メイン制御装置５００、ファンコントローラ１０６、および圧縮機コントローラ１０８には、商用電源５０２から電力が供給される。

次に、空気調和機の室外機２０における制御系について説明する。
図３は、空気調和機の室外機２０における制御系の構成を模式的に示す図である。
図３に示すように、送風装置１０は、プロペラファン１００、ファンモータ１０１、支持板１０２、ファンコントローラ１０６等を備えて構成されている。

ファンコントローラ１０６は、メイン制御装置５００からの回転速度（単位時間当たりの回転数）指令に従い、ファンモータ１０１の回転速度を回転速度指令に合わせるように制御を行う。ファンコントローラ１０６は、過電流等の何らかの異常を検知した場合、異常を示す信号をメイン制御装置５００に送信する。この場合、メイン制御装置５００は、圧縮機３００や室内機２１を含め、空気調和機の冷凍サイクルのシステム全体を停止させる。

メイン制御装置５００には、ファンコントローラ１０６や圧縮機コントローラ１０８等のコントローラが接続されている。各コントローラ１０６，１０８は、メイン制御装置５００からの指示に従い、送風装置１０および圧縮機３００をそれぞれ制御する。

このように送風装置１０を制御するファンコントローラ１０６を、メイン制御装置５００とは独立させてモジュール化している理由は、ファンモータ１０１の駆動制御を、製品固有のメイン制御装置５００に組み込むことを避けるためである。これを具体的に説明する。メイン制御装置５００による冷凍サイクルの制御は、非常に複雑であり、しかも多種多様な製品毎に仕様が異なる。仮にメイン制御装置５００の制御プログラムの中に送風装置１０の制御プログラムを組み込んでしまうと、送風装置１０の制御プログラムに設計変更が生じた場合、全ての製品の制御プログラムを見直す必要が生じる。これを回避するために、ファンコントローラ１０６をメイン制御装置５００から独立させて、複数の製品に対して共通のモジュール構成としている。

次に、送風装置１０の異常を検知する制御構成について説明する。
図４は、送風装置１０の異常を検知する制御構成を模式的に示すブロック図である。図５は、送風装置１０のファンモータ１０１への出力電流Ｉの正常時と異常時との違いを説明するための図である。

ファンコントローラ１０６は、メイン制御装置５００からの回転速度指令等の情報に従って、ファンモータ１０１への出力電流を制御する（図３参照）。
図４に示すように、ファンコントローラ１０６は、電流検出部４、位相検出部５、および脈動検出部６を含んでいる。

電流検出部４は、ファンモータ１０１への出力電流Ｉを検出する。位相検出部５は、出力電流Ｉの位相を検出する。脈動検出部６は、電流検出部４および位相検出部５による検出値に基づいて、出力電流Ｉの脈動成分を抽出して、例えば図５に示すような脈動値Ｉａ（トルク脈動成分）を検出する。

メイン制御装置５００は、送風装置１０の異常に関する判定を行う判定部７０を含んでいる。ここでは、脈動値Ｉａがファンコントローラ１０６からメイン制御装置５００へ送信され、メイン制御装置５００上の判定部７０が送風装置１０の異常に関する判定を行う。ただし、判定部７０がファンコントローラ１０６に含まれるように構成することも可能である。

判定部７０は、ファンモータ１０１への出力電流Ｉの脈動値Ｉａが予め設定された閾値Ａ（図６参照）よりも大きいことの第１条件を満たすか否かを判定する第１判定部７１を有している。

ここで、プロペラファン１００の異常判定に脈動値Ｉａを用いる理由について、図５を用いて説明する。プロペラファン１００の一部が破損しただけでも過大なアンバランスが発生することは前述した通りである。しかし、プロペラファン１００の翼が大破しない限り、プロペラファン１００の一部が破損しただけでは、風量自体は正常時とそれほど変わらない。したがって、破損時のファンモータ１０１の仕事量（トルク）の大きさも正常時と殆ど変わらない。結果として、図５に示すように、破損時（異常時）の出力電流Ｉの大きさ（平均値）Ｉｍも正常時と殆ど変わらない。むしろ、運転環境や負荷、熱交換器３０１の着霜状態等、送風装置１０への流体的な負荷変化の方が異常時の変化よりも大きく、単純に出力電流Ｉの大きさＩｍでは、破損したのか或いは負荷が変化しただけなのか、判別することができない。

ところで、プロペラファン１００のアンバランスが発生すると、ファンモータ１０１内の軸受等に作用する荷重が変動する。これによって、ファンモータ１０１の発生トルクにわずかな変動が生じ、結果として出力電流Ｉに脈動が発生する。この脈動は、アンバランス量が大きい程大きくなる傾向がある。したがって、脈動値Ｉａを用いて、プロペラファン１００のアンバランスを検知することができる。

しかしながら、何らかの外乱により脈動値Ｉａが増加し、プロペラファン１００が異常と誤判定されてしまう場合が考えられる。ここで、地震や突風といった過渡的な外乱の場合には、一定時間経過後に再診断する等の冗長性を持たせることによって精度を確保できる。しかし、例えば、冬期の凍結や積雪によってプロペラファン１００に雪や氷が付着して、プロペラファン１００がアンバランス状態になることがある。このような状態は定常的な外乱によるものであるため、突風等の過渡的な外乱の場合のような対処ができない。

そこで、本実施形態は、脈動値Ｉａの推移に基づいて、プロペラファン１００の破損によるアンバランスか、積雪や凍結によるアンバランスかを判別する手段を設けたことを特徴とするものである。

図６は、プロペラファン１００の破損によるアンバランスが生じたときの脈動値Ｉａの推移を示す図であり、図７は、プロペラファン１００への雪や氷の付着によるアンバランスが生じたときの脈動値Ｉａの推移を示す図である。

図６に示すように、プロペラファン１００の破損によるアンバランスが生じた場合には、送風装置１０の始動時ｔａから破損の瞬間ｔｂまでは脈動値Ｉａは小さく、破損の瞬間ｔｂを境に脈動値Ｉａが急増する。つまり、前記した第１条件を満たすか否かの判定の閾値Ａを超える前後で、急激な脈動値Ｉａの変化が生じる。

一方、図７に示すように、プロペラファン１００への雪や氷の付着によるアンバランスが生じた場合には、脈動値Ｉａの推移は、プロペラファン１００の破損の場合に比べて、極めて緩やかに推移する。例えば外気温度が氷点下での降雨条件においては、送風装置１０の運転中でもプロペラファン１００上に付着した氷が成長するため、それに伴い脈動値Ｉａが徐々に増加していき、いずれは前記した第１条件を満たすか否かの判定の閾値Ａに達してしまう。したがって、前記した第１条件を満たすとの判定のみでプロペラファン１００の異常と判定してしまうと、誤診断となるおそれがある。

このようにプロペラファン１００の破損の場合には、脈動値Ｉａは瞬間的に増加するのに対し、プロペラファン１００への雪や氷の付着の場合には、脈動値Ｉａは数十分〜数時間かけて少しずつ増加していく。そこで、脈動値Ｉａの変化速度を調べれば、両者の違いを容易に判別することができる。例えば、所定の第１時間長さΔｔ１における脈動値Ｉａの変化量をΔＩａとすれば、その変化速度（傾きＫ）はＫ＝ΔＩａ／Δｔ１となる。この傾きＫは、プロペラファン１００への雪や氷の付着の場合には極めて小さくなるため、脈動値Ｉａの大きさによる判定（第１条件）に加え、脈動値Ｉａの変化速度（傾きＫ）の大きさによる判定（第２条件）を加味することで、誤診断を防止できる。

すなわち、図４に示すように、判定部７０は、第１時間長さΔｔ１における出力電流Ｉの脈動値Ｉａの変化量ΔＩａを第１時間長さΔｔ１で除した変化速度が所定値Ｋａ（図８のステップＳ３参照）よりも大きいことの第２条件を満たすか否かを判定する第２判定部７２を有している。そして、判定部７０は、前記した第１条件および第２条件が満たされたと判断した場合、送風装置１０の異常と診断する異常判定部７４を有している。

次に、送風装置１０の異常を検知する処理について説明する。
図８は、送風装置１０の異常を検知する処理の手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、送風装置１０の運転が開始されると、メイン制御装置５００の判定部７０の第１判定部７１は、ファンモータ１０１への出力電流Ｉの脈動値Ｉａが閾値Ａよりも大きいことの第１条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１）。脈動値Ｉａが閾値Ａ以下の場合（ステップＳ１でＮｏ）、送風装置１０の運転がそのまま継続される。

ステップＳ１において脈動値Ｉａが閾値Ａよりも大きいことの第１条件を満たすと判定された場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、判定部７０の第２判定部７２は、脈動値Ｉａの変化速度Ｋ（＝ΔＩａ／Δｔ１）が所定値Ｋａよりも大きいことの第２条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ３）。

ステップＳ３において脈動値Ｉａの変化速度Ｋが所定値Ｋａよりも大きいことの第２条件を満たすと判定された場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、判定部７０の異常判定部７４は、プロペラファン１００の破損（異常）、すなわち送風装置１０の異常と診断して（ステップＳ５）、処理がステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、メイン制御装置５００は、ファンモータ１０１への通電を遮断させて、送風装置１０の運転を停止させる。そして、メイン制御装置５００は、例えば、表示装置（図示せず）に所定の警告を表示する。これにより、室外機２０におけるプロペラファン１００以外の部分である支持板１０２等の部材の破損を防止することができる。

一方、ステップＳ３において脈動値Ｉａの変化速度Ｋが所定値Ｋａ以下と判定された場合（ステップＳ３でＮｏ）、メイン制御装置５００は、送風装置１０が一定時間以上継続運転中であるか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで、脈動値Ｉａの変化速度Ｋが所定値Ｋａ以下の場合（ステップＳ３でＮｏ）には、プロペラファン１００の破損（異常）ではなく、プロペラファン１００への雪や氷の付着によって脈動値Ｉａが閾値Ａよりも大きくなってしまったものと推定できる。したがって、ステップＳ９において送風装置１０の継続運転時間が未だ一定時間に達していないと判断された場合（ステップＳ９でＮｏ）、送風装置１０の運転がそのまま継続される。

ただし、プロペラファン１００への雪や氷の付着によって脈動値Ｉａが閾値Ａよりも大きくなった場合には、プロペラファン１００が破損していなくても、支持板１０２には、やはり過大なアンバランス力がかかる。このため、このまま長時間運転を継続すると、支持板１０２が疲労破壊し、結局、大きな事故に発展してしまうおそれもある。そこで、本実施形態では、ステップＳ９において送風装置１０の継続運転時間が一定時間に達していると判断された場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、処理がステップＳ６に進み、メイン制御装置５００は、送風装置１０の運転を停止させる。これにより、支持板１０２等の破損を予防することが可能となる。

このように本実施形態では、ファンモータ１０１への出力電流Ｉの脈動値Ｉａが閾値Ａよりも大きいことの第１条件、および脈動値Ｉａの変化速度Ｋが所定値Ｋａよりも大きいことの第２条件を満たす場合に（ステップＳ１，Ｓ３でＹｅｓ）、プロペラファン１００の破損（異常）、すなわち送風装置１０の異常と診断される（ステップＳ５）。

したがって本実施形態によれば、プロペラファン１００の翼の破損によるアンバランスと積雪等によるアンバランスとを明確に区別することが可能となる。しかも、振動または騒音の周波数分析を行う従来の故障診断装置のような大きなコストの増加はない。
すなわち、プロペラファン１００を備える送風装置１０の異常検知を安価に実現すると共に、プロペラファン１００への雪や氷の付着によるアンバランスによって送風装置１０の異常と誤診断してしまうことを防止できる空気調和機の室外機２０を提供することができる。

〔第２実施形態〕
次に、図９を参照して、第２実施形態について、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図９は、本発明の第２実施形態に係る送風装置１０の異常を検知する処理の手順を示すフローチャートである。

図９に示すように、第２実施形態は、ステップＳ１とステップＳ３との間にステップＳ２が追加されている点で、図８に示す第１実施形態と相違している。図９におけるステップＳ２以外のステップは、図８におけるステップと同様である。

第２実施形態では、ステップＳ２において、外気温度Ｔ（℃）が所定温度Ｂ（℃）以下か否かが判断される。ここで、第１実施形態で示した技術は、積雪や凍結を考慮した技術である。したがって、第２実施形態では、メイン制御装置５００の判定部７０の第２判定部７２は、積雪や凍結が起こり得る外気温度Ｔが所定温度Ｂ以下のときに（ステップＳ２でＹｅｓ）、前記した第２条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ３）。

ステップＳ２では、メイン制御装置５００は、基本的には、プロペラファン１００の周囲温度、すなわち、吹出口２００（図１参照）付近の外気温度Ｔが所定温度Ｂ℃（例えば０℃）以下であるか否かを判断する。外気温度Ｔが熱交換器３０１（図２参照）の吸込口１９９に備えられた外気温度センサ１０４ａ（図２参照）を用いて検出される場合、暖房時の吹出口２００付近の外気温度は、熱交換する前の外気温度よりも低下する。このため、吸込口１９９に備えられた外気温度センサ１０４ａを用いる場合、外気温度センサ１０４ａによって検出される外気温度Ｔが例えば５℃以下であるか否かが判断される。これは、外気温度センサ１０４ａによって検出される外気温度が例えば５℃以下の場合に、暖房時の吹出口２００付近の外気温度が例えば０℃以下になると推定できるからである。

一方、外気温度Ｔが所定温度Ｂ（℃）よりも高い場合（ステップＳ２でＮｏ）、処理がステップＳ５に進み、判定部７０の異常判定部７４は、プロペラファン１００の破損（異常）、すなわち送風装置１０の異常と診断する。積雪や凍結が起こり得ないからである。

このような第２実施形態によれば、プロペラファン１００への雪や氷の付着によるアンバランスが起こる可能性のある外気温度の場合にのみ、前記した第２条件を満たすか否かを判定することができる。したがって、プロペラファン１００を備える送風装置１０の異常検知を迅速かつ確実に行うことが可能となる。

〔第３実施形態〕
次に、図１０〜図１２を参照して、第３実施形態について、第２実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る送風装置１０の異常を検知する制御構成を模式的に示すブロック図である。図１１は、本発明の第３実施形態に係る送風装置１０の異常を検知する処理の手順を示すフローチャートである。図１２は、送風装置１０が長時間停止中にプロペラファン１００に積雪した後に始動した場合の脈動値Ｉａの推移を示す図である。

図１０に示すように、第３実施形態では、メイン制御装置５００の判定部７０は、送風装置１０が長時間停止後の始動時から所定時間経過前の時間的範囲の外にあることの第３条件を満たすか否かを判定する第３判定部７３をさらに備えている。より具体的には、第３条件は、送風装置１０が所定の第２時間長さΔｔ２（図１２参照）よりも長く運転を停止した後の始動時ｔａ（図１２参照）から所定の第３時間長さΔｔ３（図１２参照）経過前の時間的範囲の外にあることである。そして、判定部７０の異常判定部７４は、前記した第１条件、第２条件および第３条件が満たされたと判断した場合、送風装置１０の異常と診断する。

図１１に示すように、第３実施形態は、ステップＳ３の直後にステップＳ４が追加されている点で、図９に示す第２実施形態と相違している。図１１におけるステップＳ４以外のステップは、図９におけるステップと同様である。

第３実施形態では、ステップＳ４において、メイン制御装置５００の判定部７０の第３判定部７３は、送風装置１０が長時間停止後の始動時から所定時間経過前の時間的範囲の外か否かを判定する。

通常、送風装置１０の運転中の積雪は、プロペラファン１００の吹出風により吹き飛ばされるため、アンバランス状態にはなり難い。一方、送風装置１０の停止中にはプロペラファン１００上に直接積雪するため、アンバランスの原因になる。短時間の停止であればプロペラファン１００への積雪量もそれほど多くないため問題はないが、送風装置１０の長時間停止状態が継続すると積雪量も多くなる。このような状態で送風装置１０が長時間停止後に始動した場合には、脈動値Ｉａの変化速度Ｋが所定値Ｋａよりも大きいことの第２条件を満たしてしまい、誤診断のおそれが生じる。

そこで、第３実施形態では、送風装置１０が所定の第２時間長さΔｔ２（図１２参照）よりも長く運転を停止した後の始動時ｔａ（図１２参照）から所定の第３時間長さΔｔ３（図１２参照）経過前であれば（ステップＳ４でＮｏ）、前記した第１条件および第２条件を満たしたとしても、プロペラファン１００の破損（異常）と診断されず、処理がステップＳ９に進む。

ステップＳ９において送風装置１０の継続運転時間が未だ一定時間Δｔ４（図１２参照）に達していないと判断された場合（ステップＳ９でＮｏ）、送風装置１０の運転がそのまま継続される。一方、ステップＳ９において送風装置１０の継続運転時間が一定時間Δｔ４（図１２参照）に達していると判断された場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、処理がステップＳ６に進み、メイン制御装置５００は、送風装置１０の運転を停止させる。これは、前記したように積雪等によっても支持板１０２に過大なアンバランス力がかかり、このまま長時間運転を継続するのは好ましくないからである。

一方、ステップＳ４において送風装置１０が長時間停止後の始動時から所定時間経過前の時間的範囲の外にあると判定された場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、判定部７０の異常判定部７４は、プロペラファン１００の破損（異常）、すなわち送風装置１０の異常と診断する。

このような第３実施形態によれば、プロペラファン１００への雪や氷の付着によるアンバランスによって送風装置１０の異常と誤診断してしまうことを、より確実に防止することができる。

〔第４実施形態〕
次に、図１３を参照して、第４実施形態について、第３実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図１３は、本発明の第４実施形態に係る送風装置１０の異常を検知する処理の手順を示すフローチャートである。

図１３に示すように、第４実施形態は、ステップＳ３，Ｓ４とステップＳ９との間にステップＳ７，Ｓ８が追加されている点で、図１１に示す第３実施形態と相違している。図１３におけるステップＳ７，Ｓ８以外のステップは、図１１におけるステップと同様である。

第４実施形態では、第１条件が満たされ（ステップＳ１でＹｅｓ）且つ第２条件が満たされない（ステップＳ３でＮｏ）と判断された場合、異常判定部７４は、停止後再開動作がＮ回済んでいるか否かを判断する（ステップＳ７）。Ｎ回は例えば１回であるが、複数回とされてもよい。

停止後再開動作がＮ回済んでいないと判断された場合には（ステップＳ７でＮｏ）、異常判定部７４は、送風装置１０の運転を一旦停止させた後に再開させ（ステップＳ８）、処理がステップＳ１に戻る。つまり、異常判定部７４は、送風装置１０の運転を一旦停止させた後に再開させてから（ステップＳ７でＮｏ、ステップＳ８）、第１条件および第２条件が満たされたか否かの判断を再度行う（ステップＳ１〜Ｓ３）。一方、停止後再開動作が既にＮ回済んでいると判断された場合には（ステップＳ７でＹｅｓ）、処理がステップＳ９に進む。

また、第１条件および第２条件が満たされ（ステップＳ１，Ｓ３でＹｅｓ、）且つ第３条件が満たされない（ステップＳ４でＮｏ）と判断された場合も、処理がステップＳ７に進む。ステップＳ７，Ｓ８での処理は前記した通りである。つまり、異常判定部７４は、送風装置１０の運転を一旦停止させた後に再開させてから（ステップＳ７でＮｏ、ステップＳ８）、第１条件、第２条件および第３条件が満たされたか否かの判断を再度行う（ステップＳ１〜Ｓ４）。

送風装置１０の始動時には、プロペラファン１００の回転加速度が最も大きくなるため、プロペラファン１００に付着した雪や氷が吹き飛ばされる確率が最も高くなる。したがって、プロペラファン１００への雪や氷の付着によって脈動値Ｉａが閾値Ａよりも大きくなった場合、送風装置１０の停止および始動を繰り返すことでプロペラファン１００に付着した雪や氷が除去されて、脈動値Ｉａが閾値Ａ以下となる場合がある。

このような第４実施形態によれば、プロペラファン１００への雪や氷の付着によるアンバランスによって送風装置１０の異常と誤診断してしまうことを、より確実に防止できると同時に、付着した雪や氷によるアンバランスに伴う支持板１０２等の破損もより防止することが可能となる。

なお、送風装置１０の運転を一旦停止させた後に再開させる動作に加えて、熱交換器３０１の除霜運転が行われるように構成されてもよい。熱交換器３０１の除霜時には、プロペラファン１００の周囲温度が上昇するため、雪が融けたり、氷が剥離したりする等、付着した雪や氷が始動時に吹き飛ばされる確率が飛躍的に高くなるからである。

〔第５実施形態〕
次に、図１４〜図１５を参照して、第５実施形態について、第４実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図１４は、本発明の第５実施形態に係る送風装置１０の異常を検知する制御構成を模式的に示すブロック図である。図１５は、通信部８０を利用して室外機２０と外部装置とを接続した一例を示す図である。

図１４〜図１５に示すように、第５実施形態では、メイン制御装置５００が、ファンモータ１０１への出力電流Ｉの大きさＩｍ、出力電流Ｉの脈動値Ｉａ、脈動値Ｉａの変化量ΔＩａ、および脈動値Ｉａに関する演算値の少なくとも一つを外部装置に出力する通信部８０を備えている点で、第４実施形態と相違している。

室外機２０は、室内機２１と伝送線５０４を介して接続され、様々な運転情報を送受信している。本実施形態は、各種の診断情報を外部装置を利用して処理するために、通信媒体５０５を介して外部装置と通信可能な通信部８０を備えている。通信媒体５０５は、有線であるか無線であるかを問わない。外部装置の例としては、例えば遠隔監視装置や集中管理装置（以下、遠隔監視システム２５と称する）が挙げられる。

このような第５実施形態によれば、外部装置としての遠隔監視システム２５を利用することによって、室外機２０単独では不可能な、より高度な診断や分析を行うことができるとともに、過去の運転データを蓄積して参照することができる。

例えば、室外機２０の熱交換器３０１の吸込口１９９の近傍に障害物（壁等）となるものが後から設置された場合や、熱交換器３０１の劣化（腐食、ゴミ・油などの目詰まり）が発生した場合等に、遠隔監視システム２５が利用され得る。このような場合、プロペラファン１００の負荷が変化する。これに対応するために、正常状態の運転情報等を蓄積し、蓄積された情報に基づいて、例えばモータ寿命等の状況判断の閾値を定期的に更新するのが望ましい。しかし、データの蓄積を個々の室外機２０で行うためには、高価な演算装置と記憶装置とが必要になってしまう。そこで、遠隔監視システム２５を用いてデータの蓄積を行うことで、個々の室外機２０に高価な装置を備える必要がなくなる。遠隔監視システム２５には、長期間（数ヶ月〜数年間以上）の情報の時間変化（推移）を記録することができるため、プロペラファン１００、ファンモータ１０１、熱交換器３０１等の劣化といった、非常に緩やかに進行する変化を捉えることができ、保守や予防保全などへの応用も可能である。

以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

４電流検出部
５位相検出部
６脈動検出部
１０送風装置
２０室外機
２５遠隔監視システム（外部装置）
７０判定部
７１第１判定部
７２第２判定部
７３第３判定部
７４異常判定部
８０通信部
１００プロペラファン
１０１ファンモータ
１０２支持板
１０４ａ外気温度センサ
１０６ファンコントローラ
３０１熱交換器
５００メイン制御装置

Claims

室外側熱交換器と、
前記室外側熱交換器に送風するプロペラファン、および該プロペラファンを駆動するファンモータを備える送風装置と、
前記ファンモータへの出力電流を検出する電流検出部と、
前記出力電流の脈動値を検出する脈動検出部と、
前記出力電流の脈動値が予め設定された閾値よりも大きいことの第１条件を満たすか否かを判定する第１判定部と、
所定の第１時間長さにおける前記出力電流の脈動値の変化量を前記第１時間長さで除した変化速度が所定値よりも大きいことの第２条件を満たすか否かを判定する第２判定部と、
前記第１条件および前記第２条件が満たされたと判断した場合、前記送風装置の異常と診断する異常判定部と、
を備えることを特徴とする空気調和機の室外機。
前記送風装置が所定の第２時間長さよりも長く運転を停止した後の始動時から所定の第３時間長さ経過前の時間的範囲の外にあることの第３条件を満たすか否かを判定する第３判定部をさらに備え、
前記異常判定部は、前記第１条件、前記第２条件および前記第３条件が満たされたと判断した場合、前記送風装置の異常と診断することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
前記第２判定部は、外気温度が所定温度以下のときに前記第２条件を満たすか否かを判定し、
前記異常判定部は、前記第１条件が満たされ且つ外気温度が前記所定温度よりも高い場合にも、前記送風装置の異常と診断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機の室外機。
前記異常判定部は、前記第１条件が満たされ且つ前記第２条件が満たされないと判断した場合、前記送風装置の運転を一旦停止させた後に再開させてから、前記第１条件および前記第２条件が満たされたか否かの判断を再度行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
前記異常判定部は、前記第１条件および前記第２条件が満たされ且つ前記第３条件が満たされないと判断した場合、前記送風装置の運転を一旦停止させた後に再開させてから、前記第１条件、前記第２条件および前記第３条件が満たされたか否かの判断を再度行うことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の室外機。
前記送風装置の運転を一旦停止させた後に再開させる動作に加えて、前記室外側熱交換器の除霜運転が行われることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の空気調和機の室外機。
前記出力電流の大きさ、前記出力電流の前記脈動値、前記脈動値の前記変化量、および前記脈動値に関する演算値の少なくとも一つを外部装置に出力する通信部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の室外機。