JPH06147587A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塵埃などによるエアフィルタの目詰りを高い
確度で精度よく検知する。 【構成】 室内機吹出し口のルーバ９を一定の吹出し角
度に保持するルーバ角設定手段１６と、室内ファンモー
タの回転数をほぼ一定に固定した後、回転数制御手段１
４から取り込んだ位相角θと、予め設定された基準値と
を比較してエアフィルタ４の目詰りを検出する位相角判
別手段２３とを設けて構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内機のエアフィルタ
の汚れによる目詰りを精度良く検出できるようにした空
気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機の室内機では、空気
吸込み口にアエフィルタを配置し、このエアフィルタに
よって室内の空気中に含まれる塵などを取り除いてい
る。このエアフィルタは、次第に汚れて目詰りしてくる
ため、長い間使用したらある時期に新しいものに交換す
る必要がある。そこで、従来から、エアフィルタの汚れ
による目詰りを自動的に検出してエアフィルタの交換時
期が自動的にわかるようにした空気調和機がある。例え
ば、室内機ファンモータの回転を位相制御により制御す
る型式の空気調和機では、ファンモータに加わる電源波
形の位相角の変化を利用して、アエフィルタの汚れを間
接的に検出できるようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の従来技術によ
る汚れ検出方式では、基本的に、エアフィルタが目詰り
する結果の通風抵抗の変化と、ファンモータの負荷の間
に相関関係があることを利用している。しかしながら、
ファンの回転数特性は、通風特性のみによって決定され
るばかりでなく、種々の因子が影響を与える。このた
め、汚れの検出精度のバラツキが大きく、検出精度は、
さほど精度の良いものではなかった。従って、目詰りを
知らせる警報ランプが点灯したので、エアフィルタを取
り外して見たものの、実際には、エアフィルタがまだま
だ使用できる状態にあるというようなことがしばしば起
っている。そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有
する問題点を解消し、塵埃などによるエアフィルタの目
詰りを高い確度で精度よく検出できるようにした空気調
和機を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は室内機の室内ファンモータに加えられる
交流電圧波形の位相角を変化させて室内ファンの回転数
を制御するようにした空気調和機において、室内機吹出
し口のルーバを一定の吹出し角度に保持するルーバ角設
定手段と、室内ファンモータの回転数をほぼ一定に固定
した後、回転数制御手段から取り込んだ位相角と予め設
定された基準値とを比較してエアフィルタの目詰りを検
出する位相角判別手段とを設けて構成したものである。

【０００５】また、前記の目的を達成するために、本発
明は室内機の室内ファンモータに加えられる交流電圧波
形の位相角を変化させて室内ファンの回転数を制御する
ようにした空気調和機において、室内機吹出し口のルー
バを一定の吹出し角度に保持するルーバ角設定手段と、
室内ファンモータの回転数と目標回転数とを比較して回
転数を高回転に固定する回転数制御手段と、室内ファン
モータの回転数を高回転のほぼ一定に固定した後、回転
数制御手段から取り込んだ位相角と、予め設定された基
準値とを比較してエアフィルタの目詰りを検出する位相
角判別手段とを設けて構成したものである。

【０００６】さらに、本発明は、ルーバ角設定手段がル
ーバによる通風抵抗を最も小さくするような角度にルー
バを固定するように構成したものである。

【０００７】

【作用】ルーバのルーバ角を一定に保つことによって、
通風抵抗に与えるルーバの影響が排除されるので、エア
フィルタの初期状態からエアフィルタに目詰りが生じる
までの過程で、その通風抵抗の増大による負荷に対応す
る位相角を規準とすれば、室内ファンモータの回転数が
一定になった後で、この位相角以上の値に回転数制御部
から取り込んだ位相角θが大きくなっているかどうかを
判別することによって、確度良くエアフィルタの目詰り
が検出される。

【０００８】また、室内ファンモータの回転数が高回転
に固定されているときには、室内ファンモータの既知の
特性曲線から、エアフィルタの目詰りによる通風抵抗増
大に対応する位相角を求めることができるので、一層精
度良く、位相角と、目詰りによる通風抵抗の変化が相関
するようになる。

【０００９】しかも、ルーバによる通風抵抗が最も低く
なるようなルーバ角に保つことによって、室内ファンモ
ータの回転数の変化に与える影響を最も効果的に排除す
ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明による空気調和機の一実施例に
ついて添付の図面を参照して説明する。図３は、本実施
例による空気調和機の室内機の構造を示す断面図であ
る。この室内機１のパネル２の正面には、吸込み口３が
形成され、この吸込み口３から吸込まれた空気は、エア
フィルタ４を通り、清浄になってエアフィルタ４の背面
側に配設されている熱交換器５と熱交換をするようにな
っている。熱交換によって冷やされた（暖められた）空
気は、室内ファン６によって吹出し口７をから、室内に
吹出される構成となっている。室内ファン６は、その回
転数の制御をファンモータ（図示せず）に印加される電
圧正弦波の位相角を制御することによって、目標回転数
まで回転数が制御される。この実施例では、下記の表に
示されるように室温Ｔａと設定温度Ｔｓの温度差ΔＴに
応じて段階的にファンの目標回転数が自動的に設定され
るようになっている。

【００１１】なお、吹出し口７には、冷風（温風）の吹
出し方向を調整するルーバとして左右ルーバ８と、上下
ルーバ９とが組み込まれており、手動により任意の位置
に調節できるほか、冷房時には、下向きに（図４Ａ、図
４Ｂ参照）、暖房時には、上向き（図４Ｃ参照）に自動
的に設定されるようになっている。

【００１２】

【表１】 次に、図１は、室内機の制御系統を表したブロック図で
ある。室内機の全般の動作は、図示しないメモリに予め
記憶されたプログラムに従って動作するマイクロプロセ
ッサ（ＣＰＵ）１０によって制御される。このマイクロ
プロセッサ１０には、リモコン式の操作盤などの操作部
１１からの操作信号と、室内の温度を検出する室温セン
サ１２によって検出した室温データＴａが入力される。

【００１３】また、マイクロプロセッサ１０には、ファ
ンモータ１３の回転数を制御する回転数制御部１４と、
ルーバモータ１５の回転角度を制御し、上下ルーバ９の
傾き、すなわち、そのルーバ角を任意の角度に設定する
ルーバ角設定部１６と、図示しない制御回路を介して圧
縮機のモータ１７が接続されている。

【００１４】ここで、回転数制御部１４は、ファンモー
タ１３に加わる電源１８の正弦波交流電圧の位相角θを
連続的にサイリスタ１９を介して制御し、このサイリス
タ１９を任意の位相角θでＯＮさせるトリガパルスを発
生する。なお、符号２０は、交流電源１８の０ボルトを
検出するゼロクロス検出回路を示す。このような回転数
制御部１４によって制御されるファンモータ１３の回転
数は、ホール素子２１によって検出され、回転数検出部
２２を介して、その回転数に比例した電圧信号として回
転数制御部１４にフィードバックされ、最終的にファン
モータ１３の回転数が目標回転数になるように前記の位
相制御が実行されるようになっている。

【００１５】また、回転数制御部１４の出力する位相角
θは、位相角判別部２３に与えられ、この位相角判別部
２３は、位相角θが予め設定された規準値を越えたこと
を判別して、その判別結果をフィルタの汚れを知らせる
フィルタランプなどの表示部２４に出力する。なお、図
１で符号２５は、制御動作を繰り返す時間を計数するタ
イマ手段を示している。

【００１６】以下、図２のフローチャートを参照して、
本実施例の動作について説明する。空気調和機の運転が
開始されて室内ファン６がＯＮになっている場合に、室
内ファン６の積算運転時間ｔと、設定運転時間Ｔとが比
較され（ステップＳ１２）、室内ファン６の運転積算時
間ｔが設定運転時間Ｔを越える場合に、位相角のチェッ
クを行い、目詰り検知を実行する。一方、運転積算時間
ｔが設定運転時間Ｔを越えなければ、目詰りの検知は実
行しないようになっている。したがって、目づまり検知
はＴ時間ごとに繰り返えされる。

【００１７】まず、目詰り検知では、上下ルーバ９のル
ーバ角が設定される（ステップＳ１３）。図４（Ｂ）に
示すように、ルーバ角は斜め下方に風が吹出されるよう
に設定される。なお、このルーバ角の値は、ルーバの通
風抵抗に対するファンモータ１３の回転数変化特性など
に基づいて最も通風抵抗の低い吹出し角度に設定するこ
とが望ましい。このように設定することにより、上下ル
ーバ９の通風抵抗が及ぼすファンモータ１３の回転数の
ばらつきを低減することができる。

【００１８】次いで、ファンモータ１３の回転数は、回
転数検出部２２を介して回転数制御部１４に読み込まれ
（ステップＳ１４）、この回転数制御部１４は、取り込
んだ現時点の回転数ｎａと、目標回転数ｎｓとを比較す
る。

【００１９】ここで、図６は、室内機における通風抵抗
に対するファンモータ１３の回転数変化特性の例を表し
た図である。図中、ｆｍａｘで示す特性曲線は、回転数
が最も大きくなる場合の特性曲線で、ｆｍｉｎは、回転
数が最も小さなときの特性を表している。一般に、ファ
ンモータ１３の回転数は、ルーバの傾きによって通風抵
抗が変るため、そのときどきのルーバ角で図中、斜線の
領域に回転数のばらつきが生じる。

【００２０】この実施例では、上述のステップＳ１３で
設定したルーバ角はルーバによる抵抗が最も小さくなる
角度にしているので、ファンモータ１３の回転数を高回
転に維持すると、そのときの回転数の変化は、通風抵抗
の変化に応じて最も高回転するときの特性曲線ｆｍａｘ
に近付いた特性を示す。すなわち、図６では、この場合
のルーバ角を一定に保持したときの通風抵抗−回転数変
化曲線は、ｆ０で表される。

【００２１】また、図６で横軸上のａは、初期状態、す
なわち、エアフィルタ４に汚れ、塵が付着していない状
態での通風抵抗で、ｂは、エアフィルタ４の汚れがひど
くなって目詰りが生じ交換が必要な状態での通風抵抗を
表している。従って、ルーバ角が最も通風抵抗の小さな
角度に一定に保たれ、かつファンモータが高回転で回転
している状態では、エアフィルタ４を使用し始めた初期
状態に較べてエアフィルタ４に目詰りが生じた時のファ
ンモータ１３の回転数は、エアフィルタ４の目詰りに起
因する通風抵抗の増大によって、Δｎ０だけ変化するこ
とがわかる。このため、ステップＳ１５からステップＳ
２１乃至ステップＳ２３の位相制御のステップでは、フ
ァンモータ１３の回転数をほぼ一定の高回転数に固定す
る制御を行う。すなわち、まず、ステップＳ１５で、±
１０ （ｒｐｍ）の誤差を見込んで、検出した回転数ｎ
ａと目標回転数ｎｓとを比較する。

【００２２】比較の結果、回転数ｎａが範囲外にあれ
ば、回転数ｎａが目標回転数ｎｓの範囲内になるように
位相角をフィードバック制御する。すなわち、ステップ
Ｓ２１に進んで、回転数を目標回転数に調整するため
に、検出した回転数ｎａと、ｎｓ−１０の値とを比較す
る。回転数ｎａがｎｓ−１０よりも小さい場合は、ステ
ップＳ２２で、ファンモータ１３に供給する電力を増大
させるため、サイリスタ１９をオンにするタイミングを
早くとるため位相角θを小さく補正することによって
（図５参照）、ファンモータ１３の回転数を増大させる
ような位相制御を実行される。

【００２３】一方、これとは、逆に検出した回転数ｎａ
がｎｓ−１０よりも大きい場合は、回転数が大きくなり
すぎているので、ステップＳ２３に進み、位相角θを大
きな値に補正することによって、ファンモータ１３に供
給する電力を減少させる制御が実行される。こうしてフ
ァンモータ１３の位相制御を繰り返して、ファンモータ
１３の回転数が目標値の範囲に入ることになる（ステッ
プＳ１５のＹｅｓ）。

【００２４】以後のステップ１６以下の処理は、ルーバ
角、ファンモータ１３の回転数を高回転に固定した後
に、エアフィルタ４の目詰りを検知する処理である。ス
テップＳ１６では、位相角判別部２３において、位相角
θと、エアフィルタ４に目詰りが生じたか否かを判別す
る基準値として予め設定されているフィルタ目詰り位相
角βとを比較する。

【００２５】ここで、図７は、位相角θと、ファン回転
数の変化Δｎとの特性を表した図で、エアフィルタ４の
初期状態からエアフィルタ４に目詰りが生じるまでの過
程で、その通風抵抗の負荷の増大によるファン回転数変
化分Δｎ０に対応する位相角をβとすれば、この位相角
β以上の値に回転数制御部から取り込んだ位相角θが大
きくなっているかどうかを判別することによって、間接
的にエアフィルタ４の目詰りを検出することができる。

【００２６】しかも、上下ルーバ９のルーバ角を通風抵
抗の低い角度に一定に保つことによって、ルーバ角度の
通風抵抗への影響が排除されるので、エアフィルタ４の
目詰りの進行による通風抵抗の増大と、位相角とがかな
りの精度で相関するようになるので、精度良く、高い確
度でエアフィルタ４の目詰りを検出することができる。

【００２７】位相角θが目詰り位相角βよりも大きくな
った場合は、表示部２４としてのフィルタランプが点灯
し（ステップＳ１７）、エアフィルタ４の交換時期、あ
るいはクリーニング時期がわかるようになっている。な
お、このフィルタランプは、操作部１１からのリセット
信号の入力が有るまでは点灯し続けており（ステップＳ
１８）、エアフィルタ４を交換する等して、リセットす
ることによってフィルタランプが消え（ステップＳ１
９）、運転時間を積算するタイマ２５が初期化される
（ステップＳ２０）。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、室内機吹出し口のルーバを一定の吹出し角度
に保持するしたまま、室内ファンモータの回転数を一定
に固定してから、位相角と予め設定された基準値とを比
較してエアフィルタの目詰りを検出しているので、ルー
バによる通風抵抗の影響が排除されてエアフィルタの目
詰りの進行による通風抵抗の増大と、位相角とがかなり
の精度で相関するようになり、精度良く、高い確度でエ
アフィルタの目詰りを検出することができる。また、室
内ファンモータを高回転の回転数に固定してから、エア
フィルタの目詰りを検出するようにすることにより、室
内ファンモータの既知の特性曲線から、エアフィルタの
目詰りによる通風抵抗増大に対応する位相角を求めるこ
とができるので、一層精度良く、位相角と、目詰りによ
る通風抵抗の変化が相関して、目詰り検知の精度が尚一
層向上する効果が得られる。さらに、ルーバ角度の固定
については、ルーバによる通風抵抗が最も小さくなるよ
うな角度に固定することにより、室内ファンモータの回
転数の変化に与えるルーバの影響を最も効果的に排除す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による制御系統のブロック
図。

【図２】エアフィルタの目詰り検出の制御の処理の流れ
を表したフローチャート。

【図３】本発明の実施例による空気調和機の室内機の構
造を表した概略断面図。

【図４】室内機の吹出し口のルーバの角度を表した一部
省略断面図。

【図５】負荷の増大によるファンモータの電圧波形を表
した説明図。

【図６】室内機の通風抵抗に対するファン回転数の変化
特性を表した説明図。

【図７】ファンモータの位相角の変化に対するファン回
転数のばらつき度合いの変化特性を表した説明図。

【符号の説明】

１ 室内機 ２ ぱねる ４ エアフィルタ ６ 室内ファン ８ 左右ルーバ ９ 上下ルーバ １３ ファンモータ １５ ルーバモータ １７ 圧縮機モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内機の室内ファンモータに加えられる交
   流電圧波形の位相角を変化させて室内ファンの回転数を
   制御するようにした空気調和機において、 室内機吹出し口のルーバを一定の吹出し角度に保持する
   ルーバ角設定手段と、前記室内ファンモータの回転数を
   ほぼ一定に固定した後、回転数制御手段から取り込んだ
   位相角と予め設定された基準値とを比較してエアフィル
   タの目詰りを検出する位相角判別手段とを具備したこと
   を特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】室内機の室内ファンモータに加えられる交
   流電圧波形の位相角を変化させて室内ファンの回転数を
   制御するようにした空気調和機において、 室内機吹出し口のルーバを一定の吹出し角度に保持する
   ルーバ角設定手段と、前記室内ファンモータの回転数と
   目標回転数とを比較して回転数を高回転に固定する回転
   数制御手段と、 前記室内ファンモータの回転数を高回転のほぼ一定に固
   定した後、回転数制御手段から取り込んだ位相角と、予
   め設定された基準値とを比較してエアフィルタの目詰り
   を検出する位相角判別手段とを具備したことを特徴とす
   る空気調和機。
3. 【請求項３】前記ルーバ角設定手段は、ルーバによる通
   風抵抗が最も小さくなるような角度にルーバを固定する
   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。