WO2016162939A1

WO2016162939A1 - 空気調和機

Info

Publication number: WO2016162939A1
Application number: PCT/JP2015/060811
Authority: WO
Inventors: 修平多田; 長橋　克章; 内藤　宏治; 浦田　和幹; 隼人森
Original assignee: ジョンソンコントロールズヒタチエアコンディショニングテクノロジー（ホンコン）リミテッド
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-10-13
Also published as: US10274211B2; EP3282202A1; EP3282202B1; JPWO2016162939A1; CN107429931A; US20180094822A1; CN107429931B; EP3282202A4; JP6499752B2

Abstract

空気調和機の室外機または室内機の筺体の共振を安価に精度よく検出できる空気調和機を提供する。空気調和機の室外機（１）は、熱交換器に送風するプロペラファン（２）と、プロペラファン（２）を駆動するファンモータ（３）と、ファンモータ（３）の電流値を検出する電流検出部（５）と、ファンモータ（３）の磁極位置を検出する位相検出部（６）と、ファンモータ（３）の回転速度を検出するファン回転速度検出部（７）と、検出したファンモータ（３）の電流値および磁極位置に基づいて電流値の脈動を検出する脈動検出部（８）と、検出した電流値の脈動およびファン回転速度に基づき、ファンモータ（３）を有する室外機または室内機の筺体の系の共振を判定する共振判定部（９）と、を備える。制御部（４）は、共振判定部（９）が共振と判定した場合、ファン回転速度を所定回転速度分増加または減少させる共振回避制御を実行する。

Description

空気調和機

　本発明は、空気調和機に関する。

　近年では、原材料費が高騰しても製品販売価格への添加は困難であるため、一層の低コストな製品提供が求められる。また、空調機の省エネ化や低騒音化も空気調和機の製品としての重要な訴求項目となっている。
　空気調和機の室外機送風機の多くに採用されるプロペラファンや、室内機、例えば天井カセット型４方向吹き出し機に使用されるターボファン等には、樹脂材料による射出成型品が多く用いられている。樹脂材料による射出成型品は、板金製ではないため、形状自由度が高く大量生産に有利であり、高効率且つ低騒音、低コストを実現することができる。
　一般に、空気調和機の室外機では、送風機のファンは外気温や空気調和機を構成する冷凍サイクル内の冷媒温度などから演算し、約１００ｒｐｍから約１０００ｒｐｍ程度まで、幅広い回転速度で送風している。
　そのため、空気調和機の筐体との共振により、振動や騒音が特定の回転速度において大きくなってしまうことがある。共振による振動や騒音の増大は、空気調和機使用者にとって大きな問題となるため、予め空気調和機の筐体との共振が発生する回転速度を調査し、その回転速度を使用しないような制御等、工夫がなされている。

　一方、空気調和機の室外機、例えばビル用マルチ型の室外機では、オフィスビル等建物の屋上に複数台まとめて設置されるケースが多くある。その場合、建物構造物に振動を伝えないために、空気調和機施工時に、防振架台の上に空気調和機室外機を設置する事例が少なくない。
　また、東北や北海道、北陸地方では、空気調和機の室外機熱交換器が積雪にて埋まってしまわないようにするため、積雪を考慮した高さに室外機を据え付けるべく、架台を作成しその上に室外機を設置する場合がある。
　さらに、空気調和機の室内機については、室内機を施工する際、建物の構造により室内機を吊るための釣りボルトの長さも、施工場所によってそれぞれ異なる。このため、空気調和機を吊った状態での固有振動数は施工条件によって少しずつ異なる。
　これらの場合、現地の施工状態によって、空気調和機室外機と架台を一体とした固有振動値は異なることになる。

　特許文献１には、電動送風機から発生する振動および騒音の少なくとも１つを検出する検出装置と、検出された振動およ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の周波数成分と比較することで電動送風機の故障検知および故障モード判定を実行する制御手段と、を有する電動送風機の故障診断装置が記載されている。

　特許文献２には、筐体に設けられた送風装置の振動を検知する振動検知手段と、該振動検知手段からの出力に基づいて送風装置を制御する制御装置とを備え、振動検知手段は、筐体の短手方向の振動を検出するように、送風装置の支持板に設置されている空気調和機が記載されている。

特開２０１０－６５５９４号公報特開２０１３－２３４７９７号公報

　特許文献１記載の電動送風機の故障診断装置では、振動もしくは騒音の周波数分析のために、空気調和機制御よりも演算が高度な高い処理能力の演算手段を必要とする。このため、安価なマイクロコンピュータの使用を妨げ、コストが増大するという問題がある。
　また、特許文献２記載の空気調和機では、突風や地震、保守点検の際の振動等外乱により振動センサが誤検知してしまう虞れがある。また、振動センサを必要とするため、コストが増大するという問題がある。

　さらに、上記特許文献１および特許文献２記載の装置のいずれにおいても異常検知後は、空気調和機の運転を停止する構成であったため、下記の問題がある。すなわち、特定の周波数成分が増加して共振を検知した場合であっても、その共振が空気調和機の運転を停止する程までの異常ではない状況も存在することが判明した。このような状況においては、共振を検知すると空気調和機を一律に停止させることは問題がある。

　本発明の目的は、空気調和機の室外機または室内機の筺体の共振を安価に精度よく検出できる空気調和機を提供することである。

　上記課題を解決するために、本発明の空気調和機は、熱交換器に送風するファンと、前記ファンを駆動するモータと、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記モータの電流値を検出する電流検出手段と、前記モータの磁極位置を検出する位相検出手段と、検出した前記モータの電流値および磁極位置に基づいて電流値の脈動を検出する脈動検出手段と、検出した前記電流値の脈動および前記回転速度に基づき、前記モータを有する室外機または室内機の筺体の共振を判定する共振判定手段と、を備える。

　本発明によれば、空気調和機の室外機または室内機の筺体の共振を安価に精度よく検出できる空気調和機を提供する。

本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の室外機の構成を示す図である。上記第１の実施形態に係る空気調和機の室外機の脈動検出部の構成例を示す図である。上記第１の実施形態に係る空気調和機の共振時における電流の脈動を示す波形図である。上記第１の実施形態に係る空気調和機の筐体が共振した場合のファン回転速度と電流脈動値の関係を示す図である。上記第１の実施形態に係る空気調和機の運転中に共振を検知した場合の回避制御（その１）を示すフローチャートである。上記第１の実施形態に係る空気調和機の運転中に共振を検知した場合の回避制御（その２）を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る空気調和機の室外機が防振架台上に施工された施工例を説明する図である。上記第２の実施形態に係る空気調和機の室外機が降雪地域の型架台に施工された施工例を説明する図である。本発明の第３の実施形態に係る空気調和機の室内機の施工例を説明する図である。本発明の第４の実施形態に係る空気調和機の室外機の施工例を説明する図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の室外機１の構成を示す図である。空気調和機は、室外機と図示しない室内機が、冷媒配管により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に示すように、空気調和機の室外機１は、図示しない室外側熱交換器に送風するプロペラファン２と、プロペラファン２を回転駆動するファンモータ３と、ファンモータ３を所望の回転速度となるように回転自在に駆動制御するとともに、共振回避制御を実行する制御部４（制御手段）と、を備える。

　プロペラファン２は、空気調和機の室外機熱交換器へ送風するためのファンである。また、プロペラファン２は、空気調和機の室内機に送風するためのターボファン、シロッコファン、貫流ファンであってもよく、送風機の形態は問わない。

　制御部４は、ファンモータ３の出力電流を電流値として検出する電流検出部５（電流検出手段）と、ファンモータ３の磁極位置を検出する位相検出部６（位相検出手段）と、ファンモータ３の回転速度をファン回転速度として検出するファン回転速度検出部７（回転速度検出手段）と、検出したファンモータ３の電流値および磁極位置に基づいて電流値の脈動を検出する脈動検出部８（脈動検出手段）と、検出した電流値の脈動およびファン回転速度に基づき、ファンモータ３を有する室外機または室内機の筺体の系の共振を判定する共振判定部９（共振判定手段）と、を備える。

　制御部４は、共振判定部９が共振と判定した場合、ファン回転速度を所定回転速度分増加または減少させる共振回避制御（図５および図６参照）を実行する。
　制御部４は、共振判定部９の共振判定結果に基づいて、ファンモータ３の回転速度を調整し、共振状態から回避する。すなわち、制御部４は、共振判定部９が共振と判定すると、ファン１の回転速度を調整して、共振状態から回避できるかを試みる。

　脈動検出部８は、電流検出部４および位相検出部５の検出結果よりファンモータ３の電流値（以下、モータ電流値という）の脈動を検出する。

　共振判定部９は、制御部４によるファン回転速度の増加または減少制御後に、再度、共振判定を試み、共振を判定した場合には異常な共振であると判定する。
　共振判定部９は、制御部４によるファン回転速度の増加または減少制御後に、再度、共振判定を試み、共振を判定しない場合、制御部４は、当該ファン回転速度による運転を継続する。

　以下、上述のように構成された空気調和機の室外機１の動作について説明する。
　まず、プロペラファン２の共振に起因するトルク変動によるモータ電流の脈動の検出方法について述べる。
　図２は、上記脈動検出部８の構成例を示す図である。
　まず、電流検出部５は、ファンモータ３からの三相の出力電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を検出する。具体的には、ファンモータ３を駆動するインバータ（図示省略）の直流部分に流れる電流をシャント抵抗（図示省略）の両端に発生する電圧から測定する。そして、制御部４内の図示しない電流演算部によって、モータ電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を導出する。なお、モータ電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の検出方法には、モータ電流の出力部に抵抗値の小さい抵抗を接続し、その抵抗にかかる電圧からの検出や、電流センサによる検出等様々な方法がある。
　検出したモータ電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を、次式（１）に従って、αβ変換、ｄｑ変換の順に変換し、その結果を１次遅れフィルタ処理することで、脈動検出部８の入力値となる、ｑ軸電流フィードバック値を算出する。

　式（１）において、ｄｑ変換時のθdcは、ｄ軸位相であり、ファンモータの磁極位置を示す。脈動検出部８の二つ目の入力値である機械角位相θrは、θdcをから算出する。次式（２）に示す。

　Δθr＝Δθdc／極対数　…（２）

　θrは、Δθrを積算し算出する。上記の２つの入力ｑ軸電流フィードバック値、機械角位相θrから脈動成分を抽出する。

　図２に示すように、機械角位相θrからｓｉｎ、ｃｏｓ演算７１によりｓｉｎθr、ｃｏｓθrを算出し、ｑ軸電流フィードバック値とかけ合わせ、１次遅れフィルタ処理７２を行うことで、高周波成分を除去する。
　ここで、１次遅れフィルタ処理の時定数の設定値の設定には、実機による試験を基に、トルク脈動の周期を抽出できるようにシミュレーションにより設定する。すなわち、フィルタ時定数の設定には脈動成分を抽出するためにフィルタ時定数を脈動周期より大きくする必要があるため、トルク脈動が発生するプロペラファン２の回転周期に対しそれよりも大きい時定数を設定する。１次遅れフィルタ処理７２後、再度ｓｉｎθr、ｃｏｓθrをかけ、足し合わせ、調整ゲインＫにより脈動成分の調整を行うことで、機械角位相θrの周期で脈動する成分のみを抽出することができる。サンプリング周期、フィルタ時定数の設定値の一例を図２に示す。

　次に、検出された電流値から共振を判断する手順について説明する。
　図３は、空気調和機の共振時における電流の脈動を示す波形図である。図３に示す曲線５０ａは、非共振状態の電流値波形を示し、曲線５０ｂは、共振状態のときの電流値波形を示している。
　図１に示す電流検出部５は、時々刻々ファンモータ電流を検出している。
　空気調和機の室外機１または室内機が共振状態にある場合、ファンモータ３のトルク変動が非共振時と比較して大きくなり、それがファンモータ３の印加電流にも発生する。このため、図３の曲線５０ｂに示すように、電流平均値Ｉｍに対する脈動（もしくは振幅）Ｉａが大きくなる。ファンモータ３の回転速度が増大するにつれ、印加電流も大きくなるため、電流平均値Ｉｍも増加する。電流脈動値Ｉａによって、共振判定が可能になる。

　図４は、空気調和機の筐体が共振した場合のファン回転速度と電流脈動値の関係を示す図である。
　図４に示す曲線５１ｂは共振がある場合、曲線５１ａは共振がない場合の関係を示す。
　図４に示す曲線５１ａは、非共振状態の電流値波形を示し、曲線５１ｂは共振状態のときの電流値波形を示している。本発明者らは、図４の曲線５１ｂに示すように、共振状態にある場合、あるファン回転速度[Ｈｚ]において、ファンモータ３の電流脈動値が増大することを見出した。この点、プロペラファン２が万が一損傷した場合に生じる電流脈動値とは異なる。すなわち、プロペラファン２が損傷した場合には、プロペラファン２自身のアンバランスにより、回転速度によらずに電流脈動値が増大する。したがって、電流脈動値の増大を検出した場合に、回転速度を変えてみて、その結果、当該電流脈動値が減少するのであれば、プロペラファン２の損傷によるような室外機１の共振状態ではないと判定できる。ちなみに、回転速度を変えてみて室外機１の共振状態が解消した場合、当該共振状態が解消したときの回転速度を用いて、当該回転速度で室外機１を回転させるようにすれば、室外機１を停止させずに、振動や騒音、異音を少なくして運転することが可能になる。

　例えば、電流脈動値Ｉａの増大を検出した場合には、プロペラファン２の回転速度を増加ないし減少させる。このファン回転速度の変更後、再度、ファンモータ３の電流脈動値Ｉａの減少を検出した場合には、変更前の回転速度が共振状態であったと判定することができる。共振と判定した場合には、プロペラファン２の回転速度を増加または減少させて共振しない状態で空気調和機を運転することが望ましい。

　次に、施工状態まで考慮した空気調和機の室外機の共振の判定および回避の制御例について説明する。なお、回避制御（その１）および回避制御（その２）は、適宜いずれかの制御方法が採用される。

<回避制御（その１）>
　図５は、空気調和機の運転中に共振を検知した場合の回避制御（その１）を示すフローチャートである。図中、Ｓはフローの各ステップを示す。本フローは、図１のマイクロコンピュータ等からなる制御部４において実行される。
　空気調和機の運転中において、ステップＳ１で制御部４は、空気調和機の室外機１のファンモータ３の電流脈動（モータ電流の脈動）を計測する。すなわち、具体的には、電流検出部５は、ファンモータ３からの出力電流を検出するとともに、位相検出部６はファンモータ３の磁極位置を検出する。そして、脈動検出部８は、検出したファンモータ３の出力電流と機械角位相を用いてトルク変動によるモータ電流の脈動を抽出する。
　ステップＳ２では、制御部４は、モータ電流の脈動と空気調和機の室外機１のプロペラファン２の回転速度（以下、ファン回転速度という）に基づいて空気調和機の室外機１の共振を判定する。空気調和機の室外機１が共振していないと判定した場合は、本フローを終了する。

　空気調和機の室外機１が共振していると判定した場合、ステップＳ３で制御部４は、ファン回転速度を所定回転速度だけ変える。ファン回転速度の変更は、ファン回転速度の増加または減少である。例えば、制御部４は、空気調和機の共振を検知した場合には、空気調和機のファン回転速度を所定回転速度（例えば５ｒｐｍ）増加させる。

　ファン回転速度の変更を所定回転速度とする理由は、下記の通りである。すなわち、空気調和機のファン回転速度が大きく変動すると、室外機１の風量の変化量が大きくなる。このため、熱交換器での熱交換量が大きくなり、冷凍サイクルの冷媒圧力の変動が大きくなる。すると、空気調和機の冷凍サイクルの安定制御を乱してしまう。ここで、共振点は、空気調和機が設置される系の固有振動数近傍である。したがって、冷凍サイクルへの影響と共振現象の特徴から、ファン回転速度の変更（ここでは増加）は、１回（１ステップ）で多くとも５ｒｐｍ程度が望ましい。

　また、ファン回転速度の変更を増加とするか減少とするかどちらを選択するかは、下記の通りである。すなわち、外気低温時の暖房運転中の空気調和機の室外機１のように、冷凍サイクルの熱交換器が蒸発器として動作中に、ファン回転速度を増加させ風量が増加させると、冷媒圧力が低下し蒸発温度が低くなり着霜が増加する。このような空気調和機運転上問題がある場合には、ファン回転速度の変更を増加ではなく減少させる。ファン回転速度を減少させることで共振を回避する。

　ステップＳ４では、制御部４は、ファン回転速度を所定回転速度だけ変えてから、所定時間が経過したか否かを判別し、所定時間（系が安定するまでの実測データから定められ、これが短いと系が安定後の有効なデータが得られず、また長いと共振回避制御が遅れる）が経過すると系が安定したと判断してステップＳ５に進む。
　ステップＳ５では、制御部４は、ファン回転速度変更（増加または減少）後における、モータ電流の脈動とファン回転速度に基づいて空気調和機の室外機１の共振を判定する。
　ファン回転速度変更後においても空気調和機の室外機１が共振していると判定した場合、ステップＳ６で制御部４は、この共振が異常な状態による共振であると判定（「異常判定」）して本フローを終了する。なお、この異常判定の場合、制御部４は図示しない故障報知制御によって、ユーザにその旨を報知する、また異常を検出したとしてファンモータ３を停止する制御を行う。

　上記ステップＳ５で空気調和機の室外機１が共振していないと判定した場合、ステップＳ７で制御部４は、空気調和機の共振点から抜けたと判断してそのファン回転速度（変更したファン回転速度）を維持して本フローを終了する。以降、空気調和機は、変更したファン回転速度で運転を継続する。

<回避制御（その２）>
　図６は、空気調和機の運転中に共振を検知した場合の回避制御（その２）を示すフローチャートである。本回避制御は、図１のマイクロコンピュータ等からなる制御部４において実行される。
　空気調和機の運転中において、ステップＳ１１で制御部４は、ファン回転速度変化幅ΔＦを計算する。冷凍サイクルの冷媒圧力や各温度によって回転速度変化幅ΔＦは変化するので、制御部４は、ファン回転速度変化幅ΔＦを逐次計算する。
　ステップＳ１２で制御部４は、ファン回転速度変化幅ΔＦが０か（ΔＦ＝０か）否かを判別し、ΔＦ＝０の場合は、回転速度変化幅ΔＦは変化ないと判断して本フローを終了する。
　ΔＦ≠０の場合は、ステップＳ１３で制御部４は、現在のファン回転速度ＦをΔＦだけ変更してステップＳ１４に進む。

　ステップＳ１４で制御部４は、ファン回転速度が変更となった時の空気調和機の室外機１の共振を判定する。具体的には、ファン回転速度変化幅ΔＦ後における、モータ電流の脈動とファン回転速度に基づいて空気調和機の室外機１の共振を判定する。
　空気調和機の室外機１が共振していると判定した場合、ステップＳ１５で制御部４は、現在のファン回転速度Ｆがファン仕様最小回転速度Ｆｍｉｎとなったか（Ｆ＝Ｆｍｉｎか）否かを判別する。

　Ｆ＝Ｆｍｉｎの場合（ステップＳ１５→ＹＥＳ）は、ステップＳ１６で制御部４は、ファン回転速度を所定回転速度（例えば１０ｒｐｍ）増加（上昇）させてステップＳ１４に戻る。ここで、共振回避制御時の回転速度の増減は１０ｒｐｍ程度以内が望ましい。ファン回転速度の増減幅を所定回転速度内に制限している理由は、風量の増減により熱交換量が増減し、空気調和機の能力に影響が出ないようにするためである。
　上記ステップＳ１５でＦ≠Ｆｍｉｎの場合は、ステップＳ１７に進む。
　ステップＳ１７で制御部４は、現在のファン回転速度Ｆがファン仕様最大回転速度Ｆｍａｘとなったか（Ｆ＝Ｆｍａｘか）否かを判別する。

　Ｆ＝Ｆｍａｘの場合（ステップＳ１７→ＹＥＳ）は、ステップＳ１８で制御部４は、ファン回転速度を所定回転速度（例えば１０ｒｐｍ）減少（下降）させてステップＳ１４に戻る。
　このように、ファン回転速度が変更となった時に共振を判定し（ステップＳ１４）、ファン回転速度が仕様の範囲最小の場合（ステップＳ１５→ＹＥＳ）には回転速度を増加させ（ステップＳ１６）、ファン回転速度が仕様の範囲最大の場合（ステップＳ１７→ＹＥＳ）には回転速度を減少させる（ステップＳ１８）。
　上記ステップＳ１７でＦ≠Ｆｍａｘの場合は、ステップＳ１９に進む。
　ステップＳ１９で制御部４は、ファン回転速度変化幅ΔＦが０より大きいか（ΔＦ＞０か）否かを判別する。

　ファン回転速度変化幅ΔＦが０より大きい（ΔＦ＞０）場合（ステップＳ１９→ＹＥＳ）は、ステップＳ２０で制御部４は、ファン回転速度を所定回転速度（例えば１０ｒｐｍ）増加させてステップＳ１４に戻る。また、ファン回転速度変化幅ΔＦが０以下（ΔＦ≦０）場合は、ステップＳ２１制御部４は、ファン回転速度を所定回転速度（例えば１０ｒｐｍ）減少させてステップＳ１４に戻る。
　なお、上記ステップＳ１４～ステップＳ２１が共振回避制御の各ステップに相当する。
　一方、上記ステップＳ１４でファン回転速度変更後においても空気調和機の室外機１が共振していないと判定した場合、本フローを終了する。

　以上説明したように、本実施形態に係る空気調和機の室外機１は、熱交換器に送風するプロペラファン２と、プロペラファン２を駆動するファンモータ３と、ファンモータ３の電流値を検出する電流検出部５と、ファンモータ３の磁極位置を検出する位相検出部６と、ファンモータ３の回転速度を検出するファン回転速度検出部７と、検出したファンモータ３の電流値および磁極位置に基づいて電流値の脈動を検出する脈動検出部８と、検出した電流値の脈動およびファン回転速度に基づき、ファンモータ３を有する室外機または室内機の筺体の系の共振を判定する共振判定部９と、を備える。制御部４は、共振判定部９が共振と判定した場合、ファン回転速度を所定回転速度分増加または減少させる共振回避制御を実行する。

　この構成により、高度な高い処理能力のマイクロコンピュータや振動センサを必要としないので、空気調和機の室外機１の筺体の共振を安価に精度よく検出することができる。

　また、本実施の形態では、共振を判定した場合であっても、制御部４がファン回転速度の増加または減少を指示し、再度、共振を判定するので、共振が空気調和機の運転を停止する程の異常な共振とそうではない共振とを識別することができる。換言すれば、共振の誤判定を防止することができ、共振の検出精度を向上させることができる。また、空気調和機の運転を停止する程の共振ではない場合、変更したファン回転速度を維持することで、空気調和機の運転を継続することができる。

　また、本実施の形態では、空気調和機の室外機１の筺体の系の共振を判定するので、現地施工状態を考慮した共振の回避が可能になる。
　このように、安価に空気調和機の室外機もしくは室内機の共振を精度よく検出することができ、より振動や騒音、異音の少なくかつ安定して運転できる空気調和機を実現することができる。

（第２の実施形態）
　図７および図８は、本発明の第２の実施形態に係る空気調和機の施工例を説明する図である。図７は、空気調和機の室外機１００が防振架台上に施工された例を、図８は、空気調和機の室外機１００が降雪地域の型架台に施工された例を示す。
　図７に示すように、本実施形態の空気調和機の室外機１００は、筺体の上に送風機１０１を備え、底部に脚部１０２を備える。また、この筺体の前面には、正面カバー１００ａおよびサービスカバー１００ｂを備え、左右の側面１００ｃ、および左右側面から背面にかけての熱交換器１００ｄにより構成されている。
　また、室外機１００は、防振架台１０３，１０４に設置される。防振架台１０３と１０４には、防振ゴム１０５が挟まれている。

　空気調和機の室外機１００は、建物屋上に設置されることが多い。また、送風機のファンや圧縮機等はモータを有するので、運転時には振動が発生する。室外機１００の主な振動限度としては、下記がある。空気調和機の室外機１００は、建物に直接室外機１００を固定した場合には、室外機１００の振動が建物の躯体に伝わり、建物の居住空間にも振動が伝わり、振動の強さによっては建物居住者の快適性を損なってしまう。

　そこで、図７に示すように、防振架台１０３，１０４を建物に設置し、防振架台１０３，１０４上に空気調和機の室外機１００を載置する。防振架台１０３，１０４には、防振ゴム１０５が備えられている。このため、室外機１００および防振架台１０３，１０４を含めた系での固有振動数は、防振架台１０３，１０４の高さや、１つの防振架台１０３，１０４に乗せる室外機１００の台数等、空気調和機の施工状況によってまちまちである。さらに、防振架台１０３，１０４の防振ゴム１０５のばね定数は、温度によって変化するため、季節によっても室外機１００と防振架台１０３，１０４を含めた系での固有振動数が異なる。

　また、図８に示すように、空気調和機の室外機１００が降雪地域の型架台に施工された場合、室外機１００は、防振架台１０３に設置される。防振架台１０３は、高脚の架台１０６に設置される。架台１０６は、想定する積雪よりも余裕を持った高さの架台であり、空気調和機の室外機１００は、架台１０６の上の防振架台１０３に設置される。架台１０６の高さは、その地域の積雪状況により異なる。架台１０６の高さが異なると、室外機１００と防振架台１０３および架台１０６を含めた系での固有振動数が異なることになる。

　従来例では、空気調和機自身の筐体の共振については、設計・開発時に回避が可能であるものの、図７および図８のような現地の施工状態まで考慮した系全体共振の回避は困難であった。
　そこで、本実施形態に係る空気調和機の室外機１００は、第１の実施形態で述べた、モータ電流の脈動検出による系全体の共振判定を本実施形態に係る空気調和機の室外機１００の制御部（図示省略）に搭載する。すなわち、本実施形態に係る空気調和機の室外機１００の制御部として、前記図１に示す空気調和機の室外機１の制御部４を搭載し、前記図５または図６のフローに示す共振回避制御を実行する。

　これにより、本実施形態に係る空気調和機の室外機１００において、施工後の系全体の共振を判定する。共振を判定した場合、送風機ファン回転速度を変更し、空気調和機の室外機１００および防振架台１０３，１０４や架台１０６を含めた系における固有振動数から回避した運転を、適時行うことができる。
　したがって、本実施形態によれば、様々な施工状態においても共振を回避することができる。
　また、本実施形態では、送風機のファンによる吹き出しが上吹き型の室外機を例として示しているが、横吹き型の室外機であっても、本振動判定方法は同様なため、同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
　第１および第２の実施形態では、本発明を本実施形態に係る空気調和機の室外機に適用した例について説明したが、空気調和機の室内機に適用してもよい。
　図９は、本発明の第３の実施形態に係る空気調和機の室内機２００の施工例を説明する図である。
　図９に示すように、本実施形態に係る空気調和機の室内機２００は、筺体２００Ａが天井面２０４に向かうよう吊下げられる懸架タイプである。筺体２００Ａの天井面２０４側には、化粧板２０１が取り付けられる。
　室内機２００は、建築物躯体２０５に設置された吊ボルト２０３と筺体２００Ａ内に備えられた吊金具２０２によって建築物躯体２０５に懸架・固定されている。なお、天井内に埋め込まれるタイプの室内機や、店舗等でみられるような室内機をむき出しに設置する場合でも同様の形態である。
　室内機２００と建築物躯体２０５の間隔をとることや、室内機２００各々の間隔等は、据付点検要領書により指導されている。しかし、建築物それぞれによって建築物躯体２０５と天井面２０４の距離は異なるため、建築物それぞれで吊ボルト２０３の長さは異なる。したがって、吊ボルト２０３まで含めた空気調和機の室内機２００の固有振動数は異なることになる。

　そこで、本実施形態に係る空気調和機の室内機２００は、第１の実施形態で述べた、モータ電流の脈動検出による系全体の共振判定を本実施形態に係る空気調和機の室内機２００の制御部（図示省略）に搭載する。すなわち、本実施形態に係る空気調和機の室内機２００の制御部として、前記図１に示す空気調和機の室外機１の制御部４を搭載し、前記図５または図６のフローに示す共振回避制御を実行する。
　これにより、本実施形態に係る空気調和機の室内機２００において、施工後の系全体の共振を判定することが可能となる。この共振判定を室内機２００の送風機回転速度制御に反映することにより、共振を回避し、空気調和機の利用者にとって振動や、騒音等の不快要因を低減することができる。

（第４の実施形態）
　図１０は、本発明の第４の実施形態に係る空気調和機の室外機の施工例を説明する図である。
　本実施形態は、本実施形態に係る空気調和機の室外機１００に複数の送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄが備えられる場合の例である。
　図１０に示すように、本実施形態に係る空気調和機の空気調和機１００は、複数の送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを備えている。
　複数の送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを備える室外機１００において、個々のファンに対し、第１の実施形態で述べた、モータ電流の脈動検出による系全体の共振判定を本実施形態に係る空気調和機の室外機１００の制御部（図示省略）に搭載し、前記図５または図６のフローに示す共振回避制御を実行する。
　このように個々のファンに対し、第１の実施形態と同様の共振回避制御を実行してもよいが、複数の送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを備える場合、下記の共振回避制御を行うとよりよい。

　すなわち、複数の送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄのファンに対し、同様にファン回転速度を増加させた場合には、送風機の台数が１台の室外機に対して多いほど合計の風量変化が大きくなる。そのため、複数の送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄが備えられる場合には、送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄのファン回転速度変化幅ΔＦ（図６参照）が合計で０ｒｐｍとなるように、送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄのファン回転速度を変化させるのが望ましい。

　図１０に示すように、１台の空気調和機の室外機１００に対して４台の送風機１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄが備えられる場合を例に採る。この場合、例えば、送風機１０１ａは＋５ｒｐｍ、送風機１０１ｂは＋１０ｒｐｍ、送風機１０１ｃは－１０ｒｐｍ、送風機１０１ｄは－５ｒｐｍというように、ファン回転速度変化幅ΔＦが合計で０ｒｐｍとなるようにファン回転速度を変化させる。ファン回転速度変化幅ΔＦが合計で０ｒｐｍとなるようにファン回転速度を変化させることで、空気調和機の室外機１００が設置されている系での固有振動数から共振を回避しつつ、風量変化をできるだけ小さくすることが可能になる。

　本発明は上記の実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。

　上記した各実施形態例は本発明をわ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、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例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。

　１，１００　室外機
　２　プロペラファン
　３　ファンモータ
　４　制御部（制御手段）
　５　電流検出部（電流検出手段）
　６　位相検出部（位相検出手段）
　７　ファン回転速度検出部（回転速度検出手段）
　８　脈動検出部（脈動検出手段）
　９　共振判定部（共振判定手段）
　１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ　送風機
　１０２　脚部
　１０３，１０４　防振架台
　１０５　防振ゴム
　１０６　架台
　２００　室内機
　２００Ａ　筺体

Claims

　熱交換器に送風するファンと、
　前記ファンを駆動するモータと、
　前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
　前記モータの電流値を検出する電流検出手段と、
　前記モータの磁極位置を検出する位相検出手段と、
　検出した前記モータの電流値および磁極位置に基づいて電流値の脈動を検出する脈動検出手段と、
　検出した前記電流値の脈動および前記回転速度に基づき、前記モータを有する室外機または室内機の筺体の共振を判定する共振判定手段と、を備える
ことを特徴とする空気調和機。
　前記共振判定手段が前記共振と判定した場合、前記回転速度を所定回転速度分増加または減少させる制御手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
　前記共振判定手段は、
　前記制御手段による前記回転速度の増加または減少制御後に、再度、前記共振判定を試み、共振を判定した場合には異常な共振であると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
　前記共振判定手段は、
　前記制御手段による前記回転速度の増加または減少制御後に、再度、前記共振判定を試み、
　共振を判定しない場合、前記制御手段は、当該回転速度による運転を継続する
ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
　前記ファンを複数台備え、
　前記制御手段は、
　各ファンが所定の回転速度で運転しているときに、前記共振判定手段が共振と判定した場合、各ファンの平均回転速度が前記所定の回転速度となるように各モータの回転速度を増加または減少させる
ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
　前記共振判定手段は、
　前記室外機または室内機の筺体の施工後の系の共振を判定する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の空気調和機。