JP6670970B1 - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】室外の送風ファンが外れる可能性を軽減させることを目的とする。【解決手段】室外熱交換器に空気を送る送風ファンを有する。また、送風ファンを筐体に固定する固定部材が緩む第１の方向に送風ファンを回転させる場合の加速度又は単位時間あたりの回転数を制御する制御部を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関する。

室外機において、室外の送風ファンを通常運転時の回転とは逆の方向に逆回転させる場合がある。特許文献１には、デフロスト運転によって発生した水蒸気の制御装置への侵入を制御するため、室外の送風ファンを所定時間が経過するまで逆回転させる室外機が開示されている。

特開２０１３−３６７１６号公報

室外の送風ファンを逆回転させると、送風ファンを固定するナットが緩み、送風ファンが外れる可能性があるという問題があった。

そこで、室外の送風ファンが外れる可能性を軽減させることを目的とする。

本発明の空気調和機は、室外熱交換器に空気を送る送風ファンと、前記送風ファンを筐体に固定する固定部材が緩む第１の方向に前記送風ファンを回転させる場合の加速度又は単位時間あたりの回転数を制御する制御部とを有する空気調和機。

本発明によれば、室外の送風ファンが外れる可能性を軽減させることができる。

実施形態に係る空気調和機を示す外観構成図である。 実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。 実施形態に係る室外ファンの構成を示す図である。 実施形態に係る制御プロファイル等を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態に係る空気調和機１を示す外観構成図である。空気調和機１は、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）で冷媒を循環させることによって、空調を行う。図１に示すように、空気調和機１は、室内（被空調空間）に設置される室内機１０と、屋外（室外）に設置される室外機２０と、ユーザによって操作されるリモコン３０と、を備えている。

室内機１０は、リモコン通信部１１を備えている。リモコン通信部１１は、赤外線通信等によって、リモコン３０との間で所定の信号を送受信する。例えば、リモコン通信部１１は、運転／停止指令、設定温度の変更、運転モードの変更、タイマの設定等の信号をリモコン３０から受信する。また、リモコン通信部１１は、室内温度の検出値等をリモコン３０に送信する。他の例として、リモコン３０は、リモコン通信部１１に対して送信のみを行い、リモコン通信部１１は、リモコン３０からの受信のみを行うものとしてもよい。即ち、リモコン３０とリモコン通信部１１の間の通信は一方向のみでもよい。なお、図１では省略しているが、室内機１０と室外機２０とは、冷媒配管を介して接続されると共に、通信線を介して接続されている。

図２は、実施形態に係る空気調和機１の冷媒回路Ｑを示す図である。なお、図２に示す実線矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。また、図２に示す破線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。

図２に示すように、室内機１０は、リモコン通信部１１のほかに、室内熱交換器１２と、室内ファン１４と、を備えている。室内熱交換器１２において、その伝熱管（図示せず）を通流する冷媒と、室内ファン１４から送り込まれる室内空気と、の間で熱交換が行われる。室内熱交換器１２は、後述の四方弁２５の切り替えにより凝縮器又は蒸発器として動作する。

図２に示すように、室外機２０は、圧縮機２１と、室外熱交換器２２と、室外ファン２３と、室外膨張弁２４（膨張弁）と、四方弁２５と、制御基板２６とを備えている。圧縮機２１は、圧縮機モータ２１ａの駆動によって、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器である。室外熱交換器２２において、その伝熱管（図示せず）を通流する冷媒と、室外ファン２３から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる。室外熱交換器２２は、四方弁２５の切り替えにより凝縮器又は蒸発器として動作する。室外ファン２３は、送風ファンの一例である。

室外ファン２３は、室外熱交換器２２の付近に設置されている。室外ファン２３は、室外ファンモータ２３ａの駆動によって、室外熱交換器２２に外気を送り込む。室外膨張弁２４は、「凝縮器」（室外熱交換器２２及び室内熱交換器１２の一方）で凝縮した冷媒を減圧する機能を有している。なお、室外膨張弁２４において減圧された冷媒は、「蒸発器」（室外熱交換器２２及び室内熱交換器１２の他方）に導かれる。

四方弁２５は、空気調和機１の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。四方弁２５の切り替えにより、冷房運転時には、破線矢印で示すように、圧縮機２１、室外熱交換器２２（凝縮器）、室外膨張弁２４、及び室内熱交換器１２（蒸発器）の順に冷媒が循環する冷凍サイクルとなる。また、四方弁２５の切り替えにより、暖房運転時には、実線矢印で示すように、圧縮機２１、室内熱交換器１２（凝縮器）、室外膨張弁２４、及び室外熱交換器２２（蒸発器）の順に冷媒が循環する冷凍サイクルとなる。即ち、圧縮機２１、「凝縮器」、室外膨張弁２４、及び「蒸発器」を順次に介して、冷凍サイクルで冷媒が循環する冷媒回路Ｑにおいて、前記した「凝縮器」及び「蒸発器」の一方は室外熱交換器２２であり、他方は室内熱交換器１２である。

制御基板２６は、不図示の圧縮機制御回路、室外膨張弁制御回路、室外ファン制御回路等を含んでいる。圧縮機制御回路は、圧縮機２１の動作を制御する。室外膨張弁制御回路は、室外膨張弁２４のパルスモータを駆動させるためのパルス信号を送信する。室外ファン制御回路は、室外熱交換器２２に付設された室外ファン２３の室外ファンモータ２３ａの駆動等を制御する。制御基板２６は、制御部の一例である。

図３は、実施形態に係る室外ファン２３の構成を示す図である。図３（Ａ）は、室外ファン２３等の分解斜視図である。図３（Ｂ）は、室外ファン２３等の断面図である。室外ファンモータ２３ａは、ねじ２３ｂでモータ支え２３ｃに取り付けられている。室外ファン２３は、ナット２３ｅで室外ファンモータ２３ａのモータシャフトに取り付けられている。即ち、室外ファン２３は、室外ファンモータ２３ａを介してモータ支え２３ｃに取り付けられ、ナット２３ｅで固定されている。さらに、モータ支え２３ｃは、直接に、又は他の部材を介して筐体２８に取り付けられている。ここで、ナット２３ｅは、固定部材の一例である。なお、室外ファン２３を固定する固定部材は、室外ファン２３を直接又は間接に筐体２８に固定するものであればよく、ナット２３ｅに限定されるものではない。他の例としては、固定部材は、ボルトやねじであってもよい。

本実施形態の室外機２０は、空調運転を行い、さらに、空調運転後に塵埃除去運転を行う。ここで、塵埃除去運転とは、空調運転時の室外ファン２３の回転方向と逆の方向に室外ファン２３を回転させることにより、室外ファン２３に付着した塵埃を除去する動作である。以下、空調運転時の室外ファン２３の回転を正回転と称する。また、空調運転時の２３の回転方向とは逆の回転方向への室外ファン２３の回転、即ち塵埃除去運転時の室外ファン２３の回転を逆回転と称する。本実施形態の室外機２０は、ファンの正回転の方向と、ナット２３ｅが締まる方向が一致するよう設計されている。即ち、塵埃除去運転時には、ナット２３ｅが緩む方向に室外ファン２３が回転することになる。これに対し、本実施形態の室外機２０の制御基板２６は、以下の制御を行うことにより、ナット２３ｅが緩むのを防ぐ。

以下、制御基板２６による室外ファン２３の逆回転に関する制御について説明する。利用者がリモコン３０を操作して、室内機１０の空調運転の停止を指示すると、制御基板２６は、空調運転を停止し、塵埃除去運転を開始する。より具体的には、制御基板２６は、室外ファンモータ２３ａに対して、逆回転の開始を指示する。その後、制御基板２６は、図４に示す加速度の制御プロファイル４０１に従い、逆回転の加速度の制御を行う。図４に示すグラフの横軸は時間、縦軸は回転速度（単位時間あたりの回転数）を示している。図４のグラフには、逆回転の制御プロファイル４０１と共に正回転の制御プロファイル４０２も示している。
なお、空調運転を停止させた後、塵埃除去運転と他の清掃運転の両方を実行する場合、制御基板２６は、塵埃除去運転を他の清掃運転より先に開始させる。他の清掃運転とは、室外機２０内の機器を運転する必要がある運転をいい、例えば、室外熱交換器２２に結露水を発生させて室外熱交換器２２に付着した塵埃を洗い流す運転等をいう。室外機２０内の機器を動かす必要がない清掃運転については、塵埃除去運転と同時に行ってもよく、又は、どちらかを先に行ってもよい。

制御基板２６は、室外ファンモータ２３ａの起動後、一定時間（図４の例では時間ｔ１まで）は、正回転の場合も逆回転の場合も同等の加速度になるよう制御する。

制御基板２６は、時間ｔ１の経過後は、室外ファン２３を逆回転させる場合の加速度が、室外ファン２３を正回転させる場合の加速度より小さくなるよう室外ファンモータ２３ａを制御する。なお、時間ｔ１の経過後の正回転の加速度及び逆回転の加速度は、予め定められている。例えば、正回転の加速度が、２４ｒｐｍ／ｓに設定されている場合には、逆回転の加速度は、２０ｒｐｍ／ｓに設定されているものとする。これにより、逆回転時にナット２３ｅに掛かる力（ナット２３ｅを緩める力）よりも、正回転時にナット２３ｅに掛かる力（ナット２３ｅを締める力）が大きくなる。したがって、逆回転によりナット２３ｅが緩み、室外ファン２３が外れる可能性を軽減させることができる。

なお、時間ｔ１の経過前において、逆回転の加速度を正回転の加速度と同等としたのは、起動時においても、逆回転の加速度を正回転の加速度よりも小さい値として場合、加速度が低くなり過ぎ、起動に失敗する可能性があるためである。

なお、起動後、一定時間（図４の例では時間ｔ１まで）は、正回転の場合も逆回転の場合も加速度を所定の値以上にすればよく、必ずしも正回転の場合と逆回転の場合とで同等の加速度に制御しなければならないわけでない。但し、所定の値は、一定時間後（図４の時間ｔ１からｔ２まで）の逆回転の加速度よりも高い値にすることが望ましい。即ち、室外ファン２３を逆回転させる場合、制御基板２６は、回転開始から時間ｔ１までの加速度が、時間ｔ１から時間ｔ２までの加速度より大きくなるよう制御する。

制御基板２６はさらに、加速を停止した後（図４の時間ｔ２以降）は、室外ファン２３の逆回転の単位時間あたりの最高回転数が、室外ファン２３の正回転の単位時間あたりの最高回転数より低くなるよう室外ファンモータ２３ａを制御する。より具体的には、正回転の単位時間あたりの最高回転数が予め定められており、逆回転の単位時間あたりの最高回転数として、正回転の単位時間あたりの最高回転数よりも低い値が予め設定されている。そして、制御基板２６は、逆回転中には、逆回転の単位時間あたりの最高回転数を超えないように室外ファンモータ２３ａを制御する。これにより、逆回転に起因して、ナット２３ｅが緩むのを防ぐことができる。

さらに、塵埃除去処理において室外ファン２３が逆回転を行う逆回転時間は、予め設定されているものとする。ここで、逆回転時間は、サーモオンの最低運転時間より短い期間である。ここで、空調運転中は、サーモオンとサーモオフの期間が存在する。サーモオフは、例えば室温が目標値に達しており、圧縮機２１や室外ファン２３を停止させている期間をいう。一方、サーモオンは、圧縮機２１や室外ファン２３を駆動させている期間をいう。サーモオンの最低運転時間は、予め定められている。制御基板２６は、逆回転を行う場合には、この逆回転時間が経過すると逆回転を停止させる。これにより、逆回転の時間が正回転の時間を上回ることにより、ナット２３ｅが緩むのを防ぐことができる。

制御基板２６は、上記加速度で室外ファン２３を一定時間、逆回転させると、塵埃除去運転を終了する。このとき、制御基板２６は、室外ファン２３の逆回転が停止するまでの減速度が、室外ファン２３を逆回転させる場合の加速度より大きくなるよう室外ファンモータ２３ａを制御する。より具体的には、制御基板２６は、塵埃除去運転の終了時に、室外ファンモータ２３ａへの電力供給を停止する。即ち、制御基板２６は、室外ファン２３の逆回転を停止する場合に徐々に速度を落とすような減速制御を行わない。これにより、室外ファン２３は急減速することになる。このように、制御基板２６は、逆回転の減速時には、減速度が逆回転の加速度よりも大きくなるよう制御する。したがって、逆回転の減速時においても、逆回転によりナット２３ｅが緩むのを防ぐことができる。

以上、本実施形態の空気調和機１は、室外ファン２３の逆回転時の加速度を制御することで、室外ファン２３が外れる可能性を軽減させることができる。

但し、逆回転が行われるタイミングは、空調運転の終了時に限定されるものではない。例えば、ユーザ操作に応じて、任意のタイミングで実行されてもよい。また、本実施形態においては、室外ファン２３の逆回転時の制御について、塵埃除去運転を例に説明したが、室外ファン２３の逆回転が行われるケースは、塵埃除去運転時に限定されるものではない。

以上、本発明の実施形態の一例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではない。

１ 空気調和機
２３ 室外ファン
２３ｅ ナット
２６ 制御基板

Claims (4)

1. 室外熱交換器に空気を送る送風ファンと、
   前記送風ファンを筐体に固定する固定部材が緩む第１の方向の回転を行う場合の加速度を前記送風ファンの前記第１の方向の回転を停止するまでの減速度より小さくなるよう制御する制御部と
   を有する空気調和機。
2. 室外熱交換器に空気を送る送風ファンと、
   前記送風ファンを筐体に固定する固定部材が緩む第１の方向に回転させる場合の回転開始から第１の時間が経過するまでの加速度が、前記第１の時間が経過した後の加速度より大きくなるよう制御する制御部と
   を有する空気調和機。
3. 前記制御部は、前記送風ファンを前記第１の方向に回転させた後に、サーモオンの最低運転時間が経過する前に前記送風ファンを停止させる請求項１又は２項に記載の空気調和機。
4. 前記制御部は、空調運転中は前記送風ファンを、前記第１の方向と逆の第２の方向に回転するよう制御し、前記空調運転が終了した後で、前記送風ファンを前記第１の方向に回転するよう制御する請求項１乃至３の何れか１項に記載の空気調和機。

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