JPH0749306Y2 - 空気調和装置の保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、空気調和装置の保護装置に関し、さらに詳し
くは空気調和装置に用いられる３相のファンモータを過
負荷状態から保護するための装置に関する。

従来の技術 ファンモータの負荷電流を検出する先行技術は、たとえ
ば特開昭59-56819に開示されており、空気調和装置の室
内機の熱交換器に設けられたファンモータの負荷電流が
過大になったとき、ファンモータを停止させるように構
成されている。このような先行技術では、ファンモータ
の巻線温度に拘わらず負荷電流に依存して、ファンモー
タの駆動／停止が行われることになるので、暖房運転時
にファンモータの温度が低くても、ファンモータが不必
要に停止してしまう恐れがある。またファンモータの周
囲温度が高く、したがってファンモータの温度が高いと
きにも、過大な負荷電流が流れたときに初めて、ファン
モータが停止される事になり、巻線温度が異常に上昇す
る恐れがある。

この問題点を解決する他の先行技術は、空気調和装置の
室外機に設けられている３相のファンモータの少なくと
も２つの相に、その巻線の温度を検出して、負荷電流を
遮断する温度スイッチを設けた構成である。この先行技
術では、巻線温度が予め定める温度以上になったとき、
負荷電流を遮断するように構成されている。これによっ
て、暖房運転時に周囲温度が低くかつファンモータの負
荷電流が大きいとき、不必要にファンモータを停止させ
ることなく暖房運転を継続させることができる。

また周囲温度が高いときは、ファンモータの負荷電流が
比較的小さい通常の暖房運転時であっても、巻線温度の
異常上昇を防いで、ファンモータの保護を行うことがで
きる。

考案が解決しようとする課題 このような先行技術では、室外ファンモータの巻線の温
度異常上昇時に、上述のように室外機側でのみ、室外フ
ァンモータの負荷電流を遮断するように構成されている
ため、巻線温度の上昇時に温度スイッチが遮断すると、
室外ファンモータは回転せず、圧縮機が運転されたまま
の状態が継続し、暖房運転時には、いわゆるしめり運転
となって、圧縮機が故障する恐れがあり、冷房運転時に
は、高圧圧力が過度に上昇して装置の信頼性が損なわれ
る恐れがある。この温度スイッチの遮断によるファンモ
ータの停止時に空気調和装置全体の運転を停止させるた
めには、温度スイッチと、室内機側に設けられている制
御手段との配線を必要とすることになる。

本考案の目的は、上述の技術的課題を解決し、室内機と
室外機との配線数を増大することなしに、室外ファンモ
ータの過負荷保護を行い、円滑な空気調和運転を可能と
する空気調和装置の保護装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本考案は、（ａ） ３相の室外ファンモータ（４）を備
える室外機（３）と、 ３相交流電源（９）を備える室内機（２）と、 室外機（３）に備えられる室外ファンモータ（４）の３
つの各巻線（6R,6S,6T）と室内機（２）に備えられる３
相交流電源（９）の各電力ライン（8R,8S,8T）とにそれ
ぞれ接続される各連絡配線（7R,7S,7T）とを有する空気
調和装置の保護装置において、 （ｂ） 室外機（３）には、 １つの巻線（6T）と１つの連絡配線（7T）との間に介在
され、室外ファンモータ（４）内の温度が予め定める値
以上になったとき遮断する温度スイッチ（33）が設けら
れ、 （ｃ） 室内機（２）には、 （c1） ３相交流電源（９）の各電力ライン（8R,8S,8
T）と各連絡配線（7R,7S,7T）との間にそれぞれ介在さ
れ、室外ファンモータ用開閉器（11）の付勢／消勢に対
応して同時に導通／遮断する接点（11a）と、 （c2） 前記１つの連絡配線（7T）と接点（11a）との
間に介在され、前記１つの連絡配線（7T）に流れる電流
を検出する変流器（12）と、 （c3） 制御手段であって、この制御手段は、３相交流
電源（９）の各電力ライン（8R,8S,8T）のうち、２つの
電力ライン（8R,8S）からの電力が与えられて動作し、 室外ファンモータ用開閉器（11）が付勢されたときに監
視信号（S2）を発生する手段（11b）と、 室外ファンモータ用開閉器（11）の付勢状態を表す監視
信号（S2）の受信時（t1）から、始動時に変流器（12）
から検出出力が得られるべき時刻（t3）までの予め定め
る時間（W1）だけ、監視信号（S2）を遅延する遅延回路
（25）と、 前記変流器（12）の検出出力の有無を検出する比較回路
（29）と、 遅延回路（25）と比較回路（29）との各出力に応答し、
遅延回路（25）で遅延された監視信号（S2）の出力が与
えられかつ変流器（12）の検出出力が得られなくなった
とき、前記接点（11a）を遮断するとともに、空気調和
運転を停止する制御手段（13）とが設けられることを特
徴とする空気調和装置の保護装置である。

作用 本考案に従えば、３相の室外ファンモータ（４）を備え
る室外機（３）と、３相交流電源（９）を備える室内機
（２）と、室外機（３）に備えられる室外ファンモータ
（４）の３つの各巻線（6R,6S,6T）と室内機（２）に備
えられる３相交流電源（９）の各電力ライン（8R,8S,8
T）とにそれぞれ接続される各連絡配線（7R,7S,7T）と
を有する空気調和装置の保護装置において、室外機
（３）では、室外ファンモータ（４）内の温度が予め定
める値以上になったとき、前記３相の室外ファンモータ
（４）の３つの各巻線（6R,6S,6T）のうち１つの巻線
（6T）と１つの連絡配線（7T）との間に設けられた温度
スイッチ（33）が遮断される。室内機（２）では、前記
温度スイッチ（33）が遮断されると、前記１つの連絡配
線（7T）と３相交流電源（９）から室外ファンモータ
（４）への電力の供給を導通／遮断する接点（11a）と
の間に介在された変流器（12）の検出出力が得られなく
なる。そして室内機（２）では、制御手段（13）によ
り、室外ファンモータ用開閉器（11）の付勢状態を表す
監視信号（S2）の受信時（t1）から始動時に変流器（1
2）から検出出力が得られるべき時刻（t3）までの予め
定める時間（W1）だけ遅延回路（25）で遅延された監視
信号（S2）が与えられ、かつ室外ファンモータ（４）の
巻線（６）の温度が予め定める値以上になって温度スイ
ッチ（33）が遮断されて変流器（12）の検出出力が得ら
れなくなったことが比較回路（29）で検出されると、前
記接点（11a）を遮断するとともに、空気調和運転が停
止される。

実施例 第１図は本考案の一実施例の空気調和装置（１）の基本
的構成を示す電気回路図である。第１図を参照して、空
気調和装置（１）について説明する。空気調和装置
（１）は室内機（２）と室外機（３）とを有しており、
室外機（３）には３相の室外ファンモータ（４）が備え
られ、室外機（３）の熱交換器に送風を行うファン（3
5）を回転駆動する。室外ファンモータ（４）はたとえ
ば誘導電動機であって３相電力によって付勢され、電力
供給ラインである電力ライン（5R,5S,5T）（総称すると
きは符号５で示す）に星形に接続されるコイル（6R,6S,
6T）を含む。

室外機（３）は、連絡配線（7R,7S,7T）によって室内機
（２）の電力ライン（8R,8S,8T）に接続される。これら
の電力ライン（8R,8S,8T）には、３相の交流電源（９）
が接続され、ヒューズ（10R,10S,10T）がそれぞれ備え
られる。また各電力ライン（８）を共通に、すなわち同
時に導通／遮断する室外ファンモータ用開閉器（11）の
常開接点（11a）が介在される。室外ファンモータ
（４）内の電源ライン（5T）には、３つのコイル（6R,6
S,6T）の１つのコイルが異常昇温を起こしたときに、そ
れを検知して開成動作を行う温度スイッチ（33）が接続
される。

室内機２の電力ライン（8R,8S,8T）の温度スイッチ（3
3）の接続相と同相の電力ライン（8T）には負荷電流検
出手段である変流器（12）が設けられ、その出力は制御
手段である、たとえばマイクロコンピュータなどを含ん
で構成される制御装置（13）に入力される。室内機
（２）の変流器（12）が設けられていない残余の電力ラ
イン（8R,8S）には、ヒューズ（14R,14S）を介在する電
源ライン（15R,15S）が接続される。電源ライン（15R）
は制御装置（13）内で、空気調和装置（１）の電源スイ
ッチに応答して閉成される出力リレー（18）を直列に介
在し、その後、制御装置（13）外で保護装置（19）を直
列に介在する。

この保護装置（19）と直列に常閉接点である停止スイッ
チ（20）が接続され、さらに常開手動接点である運転ス
イッチ（21）と、室内機（２）に備えられるファン（図
示せず）用のモータ（図示せず）の電力ラインに介在さ
れる常開接点を制御する室内ファンモータ用開閉器（1
6）とがこの順に直列に接続される。前記運転スイッチ
（21）と並列に、常開接点であって室内ファンモータ用
開閉器（16）への通電によって閉成状態に自己保持する
常開接点（16a）が接続される。

前記運転スイッチ（21）と室内ファンモータ用開閉器
（16）との間には、室外機（３）の室外ファンモータ
（４）を起動するサーモスタットなどの温度調節スイッ
チ（22）が接続される。温度調節スイッチ（22）の出力
側には室外ファンモータ用開閉器（11）が接続される。

電源ライン（15S）は電源ライン（15R）と共に制御装置
（13）に駆動電力を供給し、また前記ファンモータ用開
閉器（11,16）にも接続される。電源ライン（15R）は制
御装置（13）との間に室外ファンモータ用開閉器（11）
によって閉成される常開接点（11b）を有し、室外ファ
ンモータ用開閉器（11）の動作状態、すなわち常開接点
（11a）の導通／遮断状態が常開接点（11b）の導通／遮
断状態にそれぞれ対応しており、この常開接点（11b）
が導通しており、したがって室外ファンモータ用開閉器
（11）が付勢されていることを表す監視信号（S2）が、
制御装置（13）に入力される。

第２図は、制御装置（13）の構成例を示すブロック図で
ある。第２図を参照して、前記監視信号（S2）は入力イ
ンタフェース回路（24）に入力され、遅延回路（25）を
経てNAND回路（26）に入力される。

一方、前記電流検出信号（S1）は整流回路（27）を経て
電流／電圧変換回路（28）で、検出した電流量を電圧レ
ベルに変換し、比較回路（29）において予め定められる
設定値11と比較され、たとえば設定値11より高けれ
ばローレベル、設定値より低ければハイレベルの出力を
導出する。その出力が前記NAND回路（26）に入力され
る。NAND回路（26）の出力はリレー駆動回路（30）に入
力され、NAND回路（26）の出力のハイレベル／ローレベ
ルに対応して、リレー駆動回路（30）はリレーコイル
（31）を励磁／消磁し、これにより前記出力リレー（1
8）が導通／遮断され、室内機（２）側に電力が供給／
遮断される。このような制御装置（13）の駆動電力につ
いて、電源回路（32）によって電圧の安定化と所望の電
圧レベルの発生が実現される。

第３図は、本実施例の動作を説明するタイムチャートで
ある。上記各図を合わせて参照して、本実施例の動作に
ついて説明する。交流電源（９）から電力ライン（8R,8
S,8T）に３相交流電力を供給する。この交流電力は、電
力ライン（15R,15S）を介して制御装置（13）に供給さ
れ、リレー（18）は導通される。次に運転スイッチ（2
1）を操作し、該運転スイッチ（21）が導通される。こ
れにより室内ファンモータ用開閉器（16）が電力付勢さ
れ該室内ファンモータが回転駆動されると共に、常開接
点（16a）が閉成され、この状態を自己保持する。

このとき温度調節スイッチ（22）が閉成すると室外ファ
ンモータ用開閉器（11）が動作し、これにより前記補助
接点（11b）が閉成され、制御装置（13）において監視
信号（S2）が第３図に示す時刻t1で立上がる。次に常開
接点（11a）が第３図時刻t2で閉成され、ファンモータ
（４）に交流電源（９）から３相交流電力が供給され
る。このとき室外ファンモータ（４）の電力ライン（5
R,5S,5T）のうち温度スイッチ（33）が設けられた電力
ライン（5T）に設けられた変流器（12）による検出電流
値（Ｉ）は、第３図（３）に示される。

制御装置（13）は、前記時刻t1から時間W1後の時刻t3に
おいて、この駆動電流値（Ｉ）のレベルの監視を開始す
る。ここで、室外機（３）の熱交換器に着霜するなどし
て過負荷となり、室外ファンモータ（４）の異常昇温を
温度スイッチ（33）が検出して電力ライン（5T,8T）を
遮断した場合には、電力ライン（5T）の負荷電流値
（Ｉ）は零となる。この負荷電流値（Ｉ）のレベルが前
記設定値である予め定められるレベル11より低下した
時刻t4で、比較回路（29）の出力はハイレベルに切換わ
り、NAND回路（26）の出力はローレベルになる。これに
よりリレー駆動回路（30）は、出力リレー（18）を開成
する。

これにより前記ファンモータ用開閉器（11,16）への電
力が消勢され、これにより常開接点（11a,11b,16a）が
開成され、室外ファンモータ（４）への電力が遮断され
ると共に、室内機（２）における運転状態が解除され
る。

本実施例によれば、空気調和装置（１）の室外ファンモ
ータ（４）が３相交流電力で付勢される場合、温度スイ
ッチ（33）が設けられるたとえば電力ライン（5T）に対
応する室内機（２）側の電力ライン（8T）に変流器（1
2）を設け、該電力ライン（8T,5T）を流れる負荷電流値
（Ｉ）を、変流器（12）で検出するようにした。

これにより本実施例の空気調和装置（１）は、下記の場
合において過負荷保護動作が可能となった。

室外ファンモータ（４）の過負荷による異常昇温に
よって温度検出スイッチ（33）が動作した場合。

ヒューズ10Tが溶断して欠相となった場合。

ヒューズ10Rまたはヒューズ10Sが溶断して欠相し、
室外ファンモータ（４）が過負荷状態となって、温度ス
イッチ（33）が動作した場合。

室外ファンモータ（４）の主接点である常開接点
（11a）のいずれか１つがたとえば接触不良などによっ
て欠相となった場合（上記、の場合と同様）。

以上のように本実施例によれば、室外ファンモータ
（４）の温度スイッチ（33）の設置相と変流器（12）の
設置相とを同一にすることにより、 室内機（２）と室外機（３）との間に特段の連絡配
線を増設する必要がなく、低コストで、欠相も含めた室
外ファンモータ（４）の過負荷保護を図ることができ
る。

室内機（２）および室外機（３）の間の連絡配線
（7R,7S,7T）が駆動相だけの数でよく、増設する必要が
ない。

また熱交換器への着霜などにより過負荷状態となり、温
度スイッチ（33）が動作したときには、変流器（12）の
検出出力が得られなくなり、直ちに空気調和装置（１）
を停止できるので、空気調和装置（１）に設けられる圧
縮機（図示せず）などのいわゆるしめり運転による故障
を防止できる。

室外ファンモータ（４）の過負荷状態などの異常状
態を、その駆動電流が零となることによって検知するた
め、室外ファンモータ（４）の定格電流に無関係とな
り、任意の容量のモータに実施することができる。

室外機（３）において共通の電力ライン（5R,5S,5
T）に複数の室外ファンモータ（４）を設けた場合で
も、各ファンモータ（４）に関する複数の温度スイッチ
（33）をたとえば単一の電力ライン（5T）に直列に接続
するだけで、室外ファンモータ（４）の過負荷保護を図
ることができる。

考案の効果 本考案によれば、室外機（３）では、３相の室外ファン
モータ（４）の１つの巻線（6T）と１つの連絡配線（7
T）との間に介在する温度スイッチ（33）が室外ファン
モータ（４）内の温度が予め定める値以上になったとき
に遮断し、室内機（２）では、変流器（12）がその１つ
の連絡配線（7T）に流れる電流を検出する。

そして、制御手段（13）では、室外ファンモータ用開閉
器（11）の付勢状態を表す監視信号（S2）の受信時（t
1）から、始動時に変流器（12）から検出出力が得られ
るべき時刻（t3）までの予め定める時間（W1）だけ、遅
延回路（25）によって監視信号（S2）を遅延し、その遅
延回路（25）で遅延された監視信号（S2）が与えられ、
かつ変流器（12）の検出出力が得られなくなったことが
比較回路（29）で検出されたときに、接点（11a）を遮
断して室外ファンモータ（４）を停止するとともに、室
内ファンモータおよび圧縮機を停止して空気調和運転を
停止するようにしたので、室外ファンモータ（４）内の
温度が上昇して温度スイッチ（33）が遮断したことを室
内機（２）に備えた変流器（12）を介して検出できる。
よって、３相室外ファンモータ（４）に対する過負荷・
過熱保護において、室内ファンモータおよび圧縮機を停
止して空気調和運転を停止するために室内機（２）と室
外機（３）との間に連絡配線を必要とせず、連絡配線は
（7R,7S,7T）の３本で済み、室内機・室外機間の配線数
を最小限に抑えるという優れた効果が達成される。

また、室外ファンモータの起動時において、室外ファン
モータ用開閉器（11）が付勢状態になった後、監視信号
（S2）の出力が得られる時間（t1）より、接点（11a）
が導通状態となり変流器（12）に検出出力が得られる時
間（t2）のほうが、接点（11a）に投入遅れが生じる分
だけ遅れるが、本考案では、遅延回路（25）によって監
視信号（S2）が遅延されるので、室外ファンモータの起
動時の接点（11a）の投入遅れを温度スイッチ（33）が
遮断したと誤検知して、接点（11a）を遮断して室外フ
ァンモータ（４）を停止したり、室内ファンモータおよ
び圧縮機を停止して空気調和運転を停止してしまうこと
がなく円滑な空気調和運転が可能となる。

さらに本考案では、室外ファンモータ（４）は３相モー
タであり、したがって前記１つの連絡配線7Tと連絡配線
7R,7Sのいずれか１つを介して電力が供給されて室外フ
ァンモータ（４）が単相運転となったときにおいても、
その室外ファンモータ（４）は過負荷運転となって温度
が上昇し、温度スイッチ（33）が遮断する結果となり、
したがって室外ファンモータ（４）以外の故障時におい
ても、室外ファンモータ（４）の過負荷保護動作が行わ
れるという優れた効果もまた、達成される。

さらに本考案によれば、比較回路（29）は、変流器（1
2）の検出出力の有無を検出するものであり、したがっ
て室外ファンモータ（４）の定格電力に無関係に、任意
の容量の室外ファンモータ（４）に関連して本考案をそ
のまま実施することができるという優れた効果もまた、
達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は零電流検出装置13の構成例を示すブロック図、第
３図は本実施例の動作を説明するタイムチャートであ
る。 １……空気調和装置、２……室内機、３……室外機、４
……室外ファンモータ、6R,6S,6T……巻線、7R,7S,7T…
…連絡配線、8R,8S,8T……電力ライン、９……３相交流
電源、11……室外ファンモータ用開閉器、11a……接
点、11b……監視信号（S2）を発生する手段、12……変
流器、13……制御回路、25……遅延回路、29……比較回
路、33……温度スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審判の合議体 審判長 酒井 雅英 審判官 木村 勇夫 審判官 深澤 幹朗 (56)参考文献 特開 昭52−55245（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ） ３相の室外ファンモータ（４）を
   備える室外機（３）と、 ３相交流電源（９）を備える室内機（２）と、 室外機（３）に備えられる室外ファンモータ（４）の３
   つの各巻線（6R,6S,6T）と室内機（２）に備えられる３
   相交流電源（９）の各電力ライン（8R,8S,8T）とにそれ
   ぞれ接続される各連絡配線（7R,7S,7T）とを有する空気
   調和装置の保護装置において、 （ｂ） 室外機（３）には、 １つの巻線（6T）と１つの連絡配線（7T）との間に介在
   され、室外ファンモータ（４）内の温度が予め定める値
   以上になったとき遮断する温度スイッチ（33）が設けら
   れ、 （ｃ） 室内機（２）には、 （c1） ３相交流電源（９）の各電力ライン（8R,8S,8
   T）と各連絡配線（7R,7S,7T）との間にそれぞれ介在さ
   れ、室外ファンモータ用開閉器（11）の付勢／消勢に対
   応して同時に導通／遮断する接点（11a）と、 （c2） 前記１つの連絡配線（7T）と接点（11a）との
   間に介在され、前記１つの連絡配線（7T）に流れる電流
   を検出する変流器（12）と、 （c3） 制御手段であって、この制御手段は、３相交流
   電源（９）の各電力ライン（8R,8S,8T）のうち、２つの
   電力ライン（8R,8S）からの電力が与えられて動作し、 室外ファンモータ用開閉器（11）が付勢されたときに監
   視信号（S2）を発生する手段（11b）と、 室外ファンモータ用開閉器（11）の付勢状態を表す監視
   信号（S2）の受信時（t1）から、始動時に変流器（12）
   から検出出力が得られるべき時刻（t3）までの予め定め
   る時間（W1）だけ、監視信号（S2）を遅延する遅延回路
   （25）と、 前記変流器（12）の検出出力の有無を検出する比較回路
   （29）と、 遅延回路（25）と比較回路（29）との各出力に応答し、
   遅延回路（25）で遅延された監視信号（S2）の出力が与
   えられかつ変流器（12）の検出出力が得られなくなった
   とき、前記接点（11a）を遮断するとともに、空気調和
   運転を停止する制御手段（13）とが設けられることを特
   徴とする空気調和装置の保護装置。