WO2024150359A1

WO2024150359A1 - 診断装置および診断システム

Info

Publication number: WO2024150359A1
Application number: PCT/JP2023/000567
Authority: WO
Inventors: 貴玄中村
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2023-01-12
Filing date: 2023-01-12
Publication date: 2024-07-18

Abstract

診断装置は、圧縮機の状態を示す少なくとも１つの監視値を検出する検出手段と、圧縮機の状態を診断するコントローラと、圧縮機について予測される残りの稼働時間である残稼働時間をユーザに報知する報知手段とを有し、コントローラは、少なくとも１つの監視値に基づいて、圧縮機の状態を示す複数種の指標のうち、それぞれが種類の異なる指標の特徴量を求め、複数の指標の特徴量の複合的な時系列変化から圧縮機の状態を判定し、判定結果に基づいて残稼働時間を予測する。

Description

診断装置および診断システム

　本開示は、圧縮機の状態を診断する診断装置および診断システムに関する。

　従来、圧縮機の摺動部の異常をモータ電流から検知する異常推定手段と、圧縮機の振動加速度等の信号を分析する分析手段とを有する診断システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された診断システムは、モータ電圧センサと、モータ電流センサと、振動加速度センサおよび回転数センサとを有し、これらのセンサの値を圧縮機の診断に用いている。

国際公開第２０２１／０２４３８３号

　しかし、特許文献１に開示された診断システムは、複数のセンサを用いて圧縮機の状態を診断しているが、各センサの値の異常の有無によって、圧縮機の状態を判定している。そのため、圧縮機に発生する異常が圧縮機内部の複数の動作の相互作用によるものである場合、特許文献１の診断システムは、圧縮機の故障を予測することが困難である。この場合、ユーザは、圧縮機が故障状態に至る前に圧縮機に対策をとることができない。

　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、圧縮機の残りの稼働時間を予測して報知する診断装置および診断システムを提供するものである。

　本開示に係る診断装置は、圧縮機の状態を示す少なくとも１つの監視値を検出する検出手段と、前記圧縮機の状態を診断するコントローラと、前記圧縮機について予測される残りの稼働時間である残稼働時間をユーザに報知する報知手段と、を有し、前記コントローラは、前記少なくとも１つの監視値に基づいて、前記圧縮機の状態を示す複数種の指標のうち、それぞれが種類の異なる指標の特徴量を求め、前記複数種の指標の特徴量の複合的な時系列変化から前記圧縮機の状態を判定し、判定結果に基づいて前記残稼働時間を予測するものである。

　本開示に係る診断システムは、圧縮機の状態を示す少なくとも１つの監視値を検出する検出手段と、前記少なくとも１つの監視値に基づいて、前記圧縮機の状態を示す複数種の指標のうち、それぞれが種類の異なる指標の特徴量を求める複数の推定手段と、前記複数種の指標の特徴量の複合的な時系列変化から前記圧縮機の状態を判定する状態判定手段と、前記状態判定手段による判定結果に基づいて、前記圧縮機に故障が発生するまでの残りの稼働時間である残稼働時間を予測する予測手段と、前記残稼働時間をユーザに報知する報知手段と、を有するものである。

　本開示によれば、圧縮機の状態を示す複数の指標の変化の速度に相互作用があるため、圧縮機の状態を推定する複数の特徴量について複合的な時系列変化から圧縮機の状態が精度よく判定される。そのため、判定された状態から致命的故障に至るまでの残りの稼働時間の予測精度が向上する。その結果、ユーザが残稼働時間までに圧縮機に対して適切な対策を取ることができ、圧縮機を計画的に停止することができる。顧客にとっての経済効率を最大化する対策を実施可能にすることができる。

実施の形態１に係る診断装置を有する空気調和装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図１に示した圧縮機の一構成例を示す断面模式図である。実施の形態１に係る診断装置の一構成例を示すブロック図である。図２に示した圧縮機において、冷凍機油が摺動部に供給される状態を示す図である。図２に示した圧縮機において、主軸とスリーブとの摺動部が正常な場合を示す模式図である。図２に示した圧縮機において、主軸とスリーブとの摺動部に異常が発生した場合の一例を示す模式図である。図２に示した圧縮機について、状態区分と、摺動部における損傷進行過程とを模式的に示す図である。モータの電流波形の一例を示す図である。図２に示した圧縮機が正常に動作した場合の３相電流の波形を示す図である。図２に示した圧縮機において、主軸に回転軸の偏心が生じたときの３相電流の波形の一例を示す図である。図２に示した圧縮機において、圧縮動作が正常な場合の振動波形の一例を示す図である。図２に示した圧縮機において、圧縮動作に異常が発生した場合の振動波形の一例を示す図である。図３に示した記憶手段が記憶する２次元マップの一例を示す図である。図３に示したコントローラの一構成例を示すハードウェア構成図である。図３に示したコントローラの別の構成例を示すハードウェア構成図である。実施の形態１に係る診断装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。図１３に示した２次元マップにおいて、圧縮機の状態変化の一例を示す図である。図１３に示した２次元マップにおいて、圧縮機の状態変化の別の例を示す図である。図１３に示した２次元マップにおいて、圧縮機の状態変化の別の例を示す図である。実施の形態１に係る診断装置において、圧縮機の状態変化を示す２次元マップの別の例を示す図である。変形例１に係る診断装置の一構成例を示すブロック図である。変形例２に係る診断装置の一構成例を示すブロック図である。実施の形態２に係る診断システムの一構成例を示すブロック図である。

　本開示の診断装置は、空気調和装置に設けられた圧縮機の状態を診断し、圧縮機の残りの稼働時間である残稼働時間を予測するものである。本開示の診断装置の実施形態を、図を参照して説明する。説明に使用する図の一部には、説明の便宜上、３次元空間における方向を定義する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）を示す。

実施の形態１．
　本実施の形態１の診断装置を有する空気調和装置の構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る診断装置を有する空気調和装置の一構成例を示す冷媒回路図である。空気調和装置１は、熱源側ユニット１０と、負荷側ユニット２０とを有する。

　熱源側ユニット１０は、圧縮機１１、流路切換装置１２、熱源側熱交換器１３、室外送風機１４、第１絞り装置１５、レシーバ１６、第２絞り装置１７および制御装置３を有する。負荷側ユニット２０は、負荷側熱交換器２１および室内送風機２２を有する。圧縮機１１と、熱源側熱交換器１３と、第１絞り装置１５および第２絞り装置１７の一方または両方と、負荷側熱交換器２１とが冷媒配管２で接続され、冷媒が循環する冷媒回路５が構成される。

　圧縮機１１は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機１１は、例えば、容量を変えることができるインバータ圧縮機である。流路切換装置１２は、例えば、四方弁である。流路切換装置１２は、冷媒回路５における冷媒の流れの方向を切り換える。負荷側ユニット２０の運転モードが冷房運転である場合、流路切換装置１２は、圧縮機１１の吐出側と熱源側熱交換器１３とを接続し、圧縮機１１の吸入側と負荷側熱交換器２１とを接続する。一方、負荷側ユニット２０の運転モードが暖房運転である場合、流路切換装置１２は、圧縮機１１の吐出側と負荷側熱交換器２１とを接続し、圧縮機１１の吸入側と熱源側熱交換器１３とを接続する。

　室外送風機１４は、外気を熱源側熱交換器１３に供給する。室外送風機１４は、熱源側熱交換器１３に供給する空気の流量を変えることができる送風機である。室外送風機１４は、プロペラファン等のファン（図示せず）と、ファンを駆動するモータ（図示せず）とを有する。

　熱源側熱交換器１３は、一方が流路切換装置１２に接続され、他方が第１絞り装置１５に接続されている。熱源側熱交換器１３において、熱源側熱交換器１３を流通する冷媒が外気と熱交換する。熱源側熱交換器１３は、負荷側ユニット２０の運転モードが冷房運転の場合、凝縮器として機能する。熱源側熱交換器１３は、負荷側ユニット２０の運転モードが暖房運転の場合、蒸発器として機能する。熱源側熱交換器１３は、例えば、伝熱管と複数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器である。

　第１絞り装置１５は、一方が熱源側熱交換器１３に接続され、他方がレシーバ１６に接続されている。第１絞り装置１５は、例えば、電子膨張弁である。第１絞り装置１５は、凝縮器で凝縮された高温および高圧の液体を減圧して膨張させ、低温および低圧の冷媒にする。負荷側ユニット２０の運転モードが冷房運転の場合、熱源側熱交換器１３から流出する気液二相の冷媒が、第１絞り装置１５によって減圧されることで膨張し、液相の状態に変化する。

　レシーバ１６は、冷媒配管２において、第１絞り装置１５と第２絞り装置１７との間に接続されている。レシーバ１６は、余剰冷媒を貯留する。運転モードが冷房運転の場合と暖房運転の場合とを比較すると、冷媒回路５を循環する冷媒の必要な量に差があるため、余剰冷媒がレシーバ１６に貯留される。レシーバ１６に予め余剰冷媒を貯留させておくことで、空気調和装置１を設置する作業者は、空気調和装置１の設置場所において、冷媒配管２に冷媒を追加する作業が不要となる。

　第２絞り装置１７は、一方が負荷側熱交換器２１に接続され、他方がレシーバ１６に接続されている。第２絞り装置１７は、例えば、電子膨張弁である。第２絞り装置１７は、冷媒回路５を流通する冷媒の減圧または冷媒の流量の調節を行う。

　負荷側ユニット２０に設けられた室内送風機２２は、空調対象空間の空気を負荷側熱交換器２１に供給する。室内送風機２２は、負荷側熱交換器２１に供給する空気の流量を変えることができる送風機である。室内送風機２２は、遠心ファンまたは多翼ファン等のファン（図示せず）と、ファンを駆動するモータ（図示せず）とを有する。

　負荷側熱交換器２１は、一方が流路切換装置１２に接続され、他方が第２絞り装置１７に接続されている。負荷側熱交換器２１において、負荷側熱交換器２１を流通する冷媒が空調対象空間の空気と熱交換する。負荷側熱交換器２１は、負荷側ユニット２０の運転モードが冷房運転の場合、蒸発器として機能する。負荷側熱交換器２１は、負荷側ユニット２０の運転モードが暖房運転の場合、凝縮器として機能する。負荷側熱交換器２１は、例えば、伝熱管と複数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器である。

　制御装置３は、圧縮機１１、流路切換装置１２、室外送風機１４、第１絞り装置１５および第２絞り装置１７のそれぞれと信号線（図示せず）を介して接続されている。制御装置３は、例えば、マイクロコンピュータである。制御装置３は、負荷側ユニット２０の運転モードに対応して、冷媒回路５の冷凍サイクルを制御する。

　なお、図１は、熱源側ユニット１０に圧縮機１１が１台設置されている場合の構成を示しているが、圧縮機１１の台数は１台に限らない。空気調和装置１が２台以上の負荷側ユニット２０を有する場合、負荷側ユニット２０の台数に対応して、２台以上の圧縮機１１が熱源側ユニット１０に設置されていてもよい。

　また、本実施の形態１においては、負荷側熱交換器２１において、冷媒が空気と熱交換する場合で説明したが、冷媒が水またはブライン等の熱媒体と熱交換してもよい。この場合、負荷側ユニット２０において、室内送風機２２の代わりに、冷媒と熱媒体とが熱交換する多管式熱交換器またはプレート式熱交換器等の熱媒体熱交換器（図示せず）が設けられていればよい。熱源側熱交換器１３においても、負荷側熱交換器２１と同様に、冷媒が水またはブライン等の熱媒体と熱交換してもよい。この場合、熱源側ユニット１０において、室外送風機１４の代わりに、冷媒と熱媒体とが熱交換する多管式熱交換器またはプレート式熱交換器の熱媒体熱交換器（図示せず）が設けられていればよい。

　また、図１は空気調和装置１がレシーバ１６を有する場合の構成を示しているが、空気調和装置１はレシーバ１６を有していなくてもよい。図１は空気調和装置１が第１絞り装置１５および第２絞り装置１７の２つの絞り装置を有する場合の構成を示しているが、絞り装置は１つであってもよい。図１は制御装置３が熱源側ユニット１０に設けられた場合の構成を示しているが、制御装置３の設置場所は熱源側ユニット１０に限らない。

　次に、図１に示した圧縮機１１の構造を説明する。図２は、図１に示した圧縮機の一構成例を示す断面模式図である。本実施の形態１においては、圧縮機１１の種類が低圧スクロール圧縮機の場合で説明するが、圧縮機１１の種類は低圧スクロール圧縮機に限らない。圧縮機１１の種類は、往復圧縮機であってもよく、ロータリ圧縮機であってもよい。

　圧縮機１１は、シェル３０と、フレーム３１と、スラストプレート３２と、圧縮機構部３３と、主軸３６と、主軸３６を駆動するモータ３４と、サブフレーム３５と、オルダムリング４１と、を有する。

　密閉されたシェル３０内の上部に圧縮機構部３３が設けられ、シェル３０内の下部にモータ３４が収納され、シェル３０内の底部に冷凍機油ＷＸが貯留している。圧縮機構部３３は、モータ３４と主軸３６で連結されている。圧縮機構部３３の上部には吐出室３８が形成され、吐出室３８は、下部のモータ３４が収納されたモータ室４０と圧縮機構部３３によって隔離されている。吐出室３８に吐出管４７が接続され、モータ室４０に吸入管４８が接続されている。吐出管４７および吸入管４８は、冷媒配管２を介して、図１に示した流路切換装置１２と接続されている。

　圧縮機構部３３は、冷媒を圧縮する圧縮機構である。圧縮機構部３３は、平板上に渦巻状のラップを備えた固定スクロール３７と、固定スクロール３７と同一形状であって、偏心クランクによって旋回運動する揺動スクロール３９とを有する。揺動スクロール３９は、主軸３６の回転により、中心回りに回転方向と同一方向に回転力を受ける。固定スクロール３７および揺動スクロール３９の相対運動によって、これらのスクロール間に形成される密閉空間である圧縮室の容積が変化することで、圧縮室の内部の冷媒が昇圧する。

　オルダムリング４１は、主軸３６の回転力による揺動スクロール３９の自転を防止し、揺動スクロール３９の回転運動を旋回運動に変換する。スライダ４２およびスライダプレート４３は、揺動スクロールの旋回運動の軸受けの役目を果たす。スラストプレート３２は、揺動スクロール３９が旋回運動を行う際に発生する揺動スクロール３９のスラスト荷重を受ける役目を果たす。スリーブ４４は、主軸３６の上部を保持する軸受けの役目を果たす。ベアリング４５は、主軸３６の下部を保持するすべり軸受けの役目を果たす。フレーム３１は、圧縮機構部３３を保持し、スリーブ４４を介して主軸３６の回転を支持する。サブフレーム３５は、ベアリング４５を介して主軸３６の回転を支持する。

　スラストプレート３２、オルダムリング４１、スライダ４２およびスライダプレート４３は、揺動スクロール３９を旋回動作させる役目を果たす。スラストプレート３２、オルダムリング４１、スライダ４２およびスライダプレート４３の各部品は、互いに別々に動くため、部品同士が接触する面には部品同士が摺れる摺動部が存在する。

　主軸３６の内部には軸と平行に延びる給油パイプ４６が設けられている。主軸３６の下端部にオイルポンプ（図示せず）が設けられている。シェル３０の底部に貯留する冷凍機油ＷＸは、オイルポンプ（図示せず）によって給油パイプ４６を介して、各摺動部に供給される。冷凍機油ＷＸによって各摺動部に油膜を形成することで、部品同士の金属接触を防止している。

　次に、図２を参照して、圧縮機１１の動作を説明する。冷媒配管２から吸入管４８を介してシェル３０内のモータ室４０に送り込まれた冷媒は、モータ３４を冷却した後、圧縮機構部３３に送られる。モータ３４が主軸３６を回転させると、固定スクロール３７および揺動スクロール３９のラップ側面が互いに接した状態で、揺動スクロール３９は、固定スクロール３７の中心軸の回りに一定の旋回半径で、自転することなく旋回運動をする。固定スクロール３７および揺動スクロール３９の相対運動によって、これらのスクロール間に形成される圧縮室の内部の冷媒が昇圧する。圧縮機構部３３において昇圧された冷媒は、上部の吐出室３８に排出された後、吐出管４７から冷媒配管２に送り出される。圧縮機１１が動作している場合、冷凍機油ＷＸはシェル３０内の底部と各摺動部との間を循環する。冷凍機油ＷＸの一部は、冷媒と共に冷媒配管２を流通する。

　次に、本実施の形態１の診断装置の構成を説明する。図３は、実施の形態１に係る診断装置の一構成例を示すブロック図である。診断装置４は、圧縮機１１の状態を診断し、圧縮機１１について診断したときから故障が発生するまでの残りの稼働時間である残稼働時間を予測する装置である。

　診断装置４は、圧縮機１１の状態を示す少なくとも１つの監視値を検出する検出手段５０と、圧縮機１１の状態を診断するコントローラ５１と、報知手段５２とを有する。コントローラ５１は、例えば、制御装置３の制御基板（図示せず）に搭載されている。報知手段５２は、例えば、表示装置または音声出力装置である。報知手段５２は、図１に示した負荷側ユニット２０の空調対象空間である部屋に設置されている。

　コントローラ５１は、複数の推定手段６１－１～６１－ｎ（ｎは２以上の整数）と、状態判定手段６２と、予測手段６３と、記憶手段６４と、時間を計測するタイマー６５とを有する。各推定手段６１－ｋ（ｋは１～ｎの任意の整数）は、検出手段５０によって検出された少なくとも１つの監視値に基づいて、圧縮機１１の状態を示す複数種の指標のうち、互いに種類の異なる指標の特徴量を求める。

　本実施の形態１においては、推定手段６１の数を示すｎがｎ＝２の場合で説明するが、ｎは３以上であってもよい。また、図３は、推定手段６１－１が摩擦推定手段の場合を示し、推定手段６１－２が嵌合推定手段の場合を示す。また、本実施の形態１においては、検出手段５０が、電流センサ５０ａと、振動センサ５０ｂとを有する場合で説明する。電流センサ５０ａは、圧縮機１１のモータ３４に流れる電流を検出する。電流センサ５０ａは、例えば、ホール素子またはシャント抵抗である。振動センサ５０ｂは、圧縮機１１の振動を検出する。振動センサ５０ｂは、例えば、加速度センサである。

　タイマー６５は、状態判定手段６２および予測手段６３に計測時間の情報を提供する。状態判定手段６２は、摩擦推定手段６１－１および嵌合推定手段６１－２によって求められた複数種の指標の特徴量の複合的な時系列変化から圧縮機１１の状態を判定する。予測手段６３は、状態判定手段６２による判定結果に基づいて残稼働時間を予測する。報知手段５２は、予測手段６３によって予測された残稼働時間をユーザに報知する。

　ここで、図３に示した、コントローラ５１の各手段の構成を詳しく説明する前に、圧縮機１１の動作にしたがって生じる状態変化と、圧縮機１１の状態を示す複数種の指標と、複数種の指標の特徴量とについて、具体例を説明する。

　はじめに、圧縮機１１の状態を悪化させてしまう現象について、図４～図７を参照して説明する。図４は、図２に示した圧縮機において、冷凍機油が摺動部に供給される状態を示す図である。図５は、図２に示した圧縮機において、主軸とスリーブとの摺動部が正常な場合を示す模式図である。図６は、図２に示した圧縮機において、主軸とスリーブとの摺動部に異常が発生した場合の一例を示す模式図である。図５および図６は、図４に示した楕円部ＣＲ１をＸＹ平面に平行に切った断面を模式的に示す。

　空気調和装置１の運転中に、摺動部の部品同士が接触してしまうことがある。原因の１つとして、圧縮機１１に液冷媒が流れ込むことで、圧縮機１１内の冷凍機油ＷＸの濃度が低下してしまうことが考えられる。また、別の原因として、冷媒配管２から圧縮機１１への冷凍機油ＷＸの流入量よりも、圧縮機１１から冷媒配管２への冷凍機油ＷＸの吐出量が多くなってしまうことが考えられる。このような場合、摺動部の潤滑に必要な油膜が摺動部に形成されず、部品同士が接触することになる。部品同士が接触してしまうと、各部品に凹凸のある損傷が生じる。摺動部における損傷が油膜の厚み以上となると、給油による部品同士の接触の保護作用がなくなってしまう。この状態で圧縮機１１が動作を継続すると、各部品が相対的に動くことで金属同士が接触し、摺動面の損傷が進行する。最終的には、圧縮機１１の動作ができない状態まで損傷が進行する。

　図７は、図２に示した圧縮機について、状態区分と、摺動部における損傷進行過程とを模式的に示す図である。図７は、摺動部が主軸３６とスリーブ４４との摺動部の場合を示す。圧縮機１１の状態は、摺動部の損傷の進行過程によって、正常、異常および故障の３つの区分に分類される。正常状態は、圧縮機１１が設計で規定された仕様通りに動作し、かつ損傷がない状態である。異常状態は、圧縮機１１が動作しているが、圧縮機１１としての機能が低下している状態である。故障状態は、圧縮機１１が起動できないなど、動作できない機能喪失状態である。

　次に、摺動部の損傷による摩擦係数および嵌合の悪化が圧縮機１１の圧縮機能に与える影響について、図７を参照して説明する。摺動部に油膜が形成されずに、部品同士の接触が起こると、平滑だった部品の表面に凹凸が生じる。主軸３６とスリーブ４４との摺動面に凹凸が生じると、凹部と凸部とが接触することにより、正常状態に比べて摩擦が増加し、主軸３６の回転を妨げるようになる。これにより主軸３６を回転させるために、より多くのトルクが必要になる。その結果、主軸３６を回転させるモータ３４の消費電力が増加し、モータ３４の電流の振幅が増加する、モータ３４の駆動トルクが増加するなどの変化が生じ、圧縮機１１としての機能が低下する。また、摺動部の損傷が進み、主軸３６とスリーブ４４との嵌合が悪化し、主軸３６とスリーブ４４との隙間が大きくなると、主軸３６は、振れ回りと称される回転軸の偏心が生じる。

　揺動スクロール３９の渦巻の中心にある歯先部において、油膜が形成されずに、部品同士の接触が起こると、部品端部である歯先に欠損が生じる。図４の楕円部ＣＲ２は、歯先部を示す。揺動スクロール３９の中心にある歯先部に欠損が生じると、揺動スクロール３９が１旋回する間に特定の角度で部品同士の接触が生じるようになる。

　主軸３６とスリーブ４４との摺動面に生じた異常により摩擦が増加したことを検出する特徴量として、モータ３４について、駆動トルク比、消費電力比、および電流の実効値比の３つが考えられる。

　駆動トルクは、２通りの算出方法が考えられる。１つ目は、圧力、圧縮機仕様およびポリトロープ指数から算出されるＴ（ｐ，ｎ）である。２つ目は、圧縮機電力から算出されるＴｉである。Ｔ（ｐ，ｎ）の算出式を式（１）に示す。Ｔｉの算出式を式（２）に示す。

　式（１）において、Ｖ_ｓｔはストロークボリュームであり、Ｐ_ｓは吸入圧力であり、Ｐ_ｄは吐出圧力であり、ｎはポリトロープ指数である。式（２）において、Ｗ_ｃｏｍｐはモータの消費電力であり、ＲＰＭは圧縮機回転数［回転数／分］である。消費電力Ｗ_ｃｏｍｐは、モータの電圧および電流の値を基に算出される。消費電力Ｗ_ｃｏｍｐの算出式はモータの種類によって異なる。３相電動機の消費電力をＰとすると、消費電力Ｐは、式（３）によって算出される。式（３）において、Ｖｉは線間電圧であり、Ｉｉは線電流であり、ｃｏｓθは力率である。

　実効値Ｉｅは、電流センサ５０ａによって検出される電流値を用いて、式（４）によって算出される。式（４）において、Ｉ_ｍａｘは電流の振幅最大値である。

　圧縮機１１の摺動部の摩擦係数の悪化に関する特徴量として、基準値に対する、上述のようにして算出される各実測値の比を求めることで、駆動トルク比、消費電力比および電流の実効値比を算出する。

　具体的には、駆動トルク比は、駆動トルク比＝（駆動トルク実測値／駆動トルク基準値）の式で求められる。駆動トルク実測値は、上記のＴ（ｐ，ｎ）またはＴｉの値である。駆動トルク基準値は、駆動トルク実測値を求めるときと同一の運転条件で予め求めた駆動トルク値、または機器仕様ならびに各部の温度および圧力などから予め算出された駆動トルクの理論値である。

　消費電力比は、消費電力比＝（消費電力実測値／消費電力基準値）の式で求められる。消費電力実測値は、電流センサ５０ａによって検出される電流を基に算出される消費電力である。消費電力基準値は、消費電力実測値を求めるときと同一の運転条件で予め求めた消費電力値、または機器仕様ならびに各部の温度および圧力などから予め算出された消費電力の理論値である。

　電流の実効値比は、実効値比＝（実効値実測値／実効値基準値）の式で求められる。実効値実測値は、電流センサ５０ａによって検出される電流の実効値Ｉｅである。実効値基準値は、実効値実測値を求めるときと同一の運転条件で予め求めた実効値、または機器仕様ならびに各部の温度および圧力などから予め算出された実効値の理論値である。

　図８は、モータの電流波形の一例を示す図である。破線は正常の場合の電流波形を示し、実線は異常が発生した場合の電流波形を示す。図８に示すＩｍｅｆは実効値実測値である。図８に示すＲＩｅｆは実効値基準値である。

　次に、摺動面の嵌合を悪化させる異常が発生したことを推定する方法について説明する。モータ３４が３相電動機の場合、主軸３６に回転軸の偏心が生じると、偏心度合に応じて、各相の電流値が変化するので、モータ３４の電流値から算出する不平衡率を用いて、嵌合に異常が発生したことを推定することができる。

　図９は、図２に示した圧縮機が正常に動作した場合の３相電流の波形を示す図である。図１０は、図２に示した圧縮機において、主軸に回転軸の偏心が生じたときの３相電流の波形の一例を示す図である。

　モータ３４に供給される３相交流の各相をａ、ｂおよびｃとする。各線間の電圧をＥ_ａｂ、Ｅ_ｂｃおよびＥ_ｃａとすると、３相交流電圧不平衡率ｋは、式（５）によって求められる。

　式（５）において、Ｅ１＝正相電圧、Ｅ２＝逆相電圧である。正相電圧Ｅ１は、式（６）によって算出される。逆相電圧Ｅ２は、式（７）によって算出される。式（６）および式（７）において、Ｅ_ｓ＝（Ｅ_ａｂ＋Ｅ_ｂｃ＋Ｅ_ｃａ）／２である。

　３相電流不平衡率ＵＦは、式（８）に示すように、３相電流の正相分Ｉ１に対する逆相分Ｉ２の比となる。

　零相電流が零の場合、３相電流の大きさＩ_ａ、Ｉ_ｂおよびＩ_ｃの実効値を用いて、正相電流Ｉ１は式（９）によって算出され、逆相電流Ｉ２は式（１０）によって算出される。式（９）および式（１０）において、Ｉ＝（Ｉ_ａ＋Ｉ_ｂ＋Ｉ_ｃ）／２である。

　圧縮機１１のようにスクロール圧縮機の場合、圧縮機構部３３の歯先部に欠損が生じると、主軸３６が１回転する間の特定の回転角度のとき、固定スクロール３７と揺動スクロール３９とが接触することが起こりえる。この接触による振動は、フレーム３１を介してシェル３０に個体伝搬される。シェル３０においてフレーム３１に接触している部位に振動センサ５０ｂを設置する。これにより、振動センサ５０ｂが、この伝搬された振動を検出する。圧縮機構部３３から生じる振動に対して、歯先の接触で生じる振動は突発的に振幅が大きい波形となる。そこで、振動センサ５０ｂによって検出された振動波形から波高率を算出することで、歯先異常を推測することができる。

　波高率は、波高率＝（最大値ｖｂｍａｘ／実効値ｖｂｅｆ）の式によって求められる。図１１は、図２に示した圧縮機において、圧縮動作が正常な場合の振動波形の一例を示す図である。図１２は、図２に示した圧縮機において、圧縮動作に異常が発生した場合の振動波形の一例を示す図である。図１２は、圧縮機構部３３の歯先部に異常が発生した場合の一例である。

　以上の説明内容を踏まえ、図３の説明に戻って、図３に示したコントローラ５１の各手段の構成を詳しく説明する。本実施の形態１においては、圧縮機１１の状態を評価する指標として、圧縮機能およびモータ回転機能の阻害要因である嵌合悪化と、摺動部の摩擦係数の悪化とを用いて、圧縮機１１の状態を判定する。

　低圧スクロール圧縮機の場合、軸受けを含む摺動部に損傷が生じ摩擦が増大すると消費電力比が増加する。そこで、本実施の形態１においては、摺動部の摩擦係数の悪化に関する特徴量として、消費電力比を用いる。また、圧縮機構部３３に損傷が生じると、振動加速度に衝撃成分が増えるため波高率の値が増加する。そこで、本実施の形態１においては、嵌合悪化に関する特徴量として、振動加速度の波形形状を表す波高率を用いる。

　記憶手段６４は、状態判定手段６２が圧縮機１１の状態を判定するための２次元マップの情報を記憶する。図１３は、図３に示した記憶手段が記憶する２次元マップの一例を示す図である。記憶手段６４が記憶する２次元マップは、直交する２軸によって座標を表す２次元座標において、圧縮機１１が動作しない故障領域ＯＡＲと圧縮機１１が動作する動作領域ＩＡＲとの境界線が予め決められている。図１３は、２次元座標の２軸のうち、第１の特徴量Ｇを２軸の一方の軸とし、第２の特徴量Ｊを２軸の他方の軸とする場合を示す。本実施の形態１においては、第１の特徴量Ｇは消費電力比であり、第２の特徴量Ｊは波高率である。

　なお、図１３に示す２次元マップにおいて、原点Ｏにおける第１の特徴量Ｇの値を、１としている。図１３においては、便宜上、第１の特徴量Ｇとしてマイナスの符号を付けた値を２次元マップに記載しているが、負の値を示すものではない。第１の特徴量Ｇの負の領域は、消費電力比が１よりも小さいことを意味する。

　図１３において、－ｇ４≦Ｇ≦ｇ２、かつ０≦Ｊ≦ｊ３の範囲が動作領域ＩＡＲである。Ｊ＞ｊ３、Ｇ＜－ｇ４またはＧ＞ｇ２の範囲が故障領域ＯＡＲである。図１３に示す２次元マップは、動作領域ＩＡＲが圧縮機１１の状態に対応して複数の小領域に区分けされた場合を示す。複数の小領域を領域ＤＡＲ１～ＤＡＲ９である。

　図３に示した摩擦推定手段６１－１は、圧縮機１１の状態を示す監視値として、検出手段５０によって検出された電流に基づいて、第１の特徴量Ｇを求める。摩擦推定手段６１－１は、求めた第１の特徴量Ｇの情報を状態判定手段６２に送信する。嵌合推定手段６１－２は、圧縮機１１の状態を示す監視値として、検出手段５０によって検出された振動に基づいて、第２の特徴量Ｊを求める。嵌合推定手段６１－２は、求めた第２の特徴量Ｊの情報を状態判定手段６２に送信する。

　状態判定手段６２は、摩擦推定手段６１－１から第１の特徴量Ｇを受信し、嵌合推定手段６１－２から第２の特徴量Ｊを受信すると、第１の特徴量Ｇおよび第２の特徴量Ｊの時系列の変化を、記憶手段６４によって記憶される２次元マップに記録する。状態判定手段６２は、第１の特徴量Ｇおよび第２の特徴量Ｊが故障領域ＯＡＲおよび動作領域ＩＡＲのいずれの領域に属するかによって、圧縮機１１の状態を判定する。

　ここで、図１３を参照して、各領域の圧縮機１１の状態を説明する。
　（領域ＤＡＲ１）圧縮機１１の状態は異常である。摺動状態以外の要因、例えばモータ駆動装置等に異常があると考えられる。
　（領域ＤＡＲ２）圧縮機１１の状態は正常である。圧縮機１１の動作は仕様範囲内である。
　（領域ＤＡＲ３）圧縮機１１の状態は異常である。この領域ＤＡＲ３においては、摩擦係数が悪化していると考えられる。摺動部のうち、特に軸受けに荒れが発生していると、状態判定手段６２によって判定される。
　（領域ＤＡＲ４）圧縮機１１の状態は異常である。圧縮機構部３３の嵌合悪化によって圧縮工程が正常に機能せず消費電力比が低下していると、状態判定手段６２によって判定される。

　（領域ＤＡＲ５）圧縮機１１の状態は異常である。軸受けを含む摺動部に大きな損傷はなく消費電力比は正常範囲だが、圧縮機構部３３において嵌合悪化および金属同士の接触が発生していると、状態判定手段６２によって判定される。
　（領域ＤＡＲ６）圧縮機１１の状態は異常である。軸受けを含む摺動部に損傷があり、圧縮機構部３３において嵌合悪化および金属同士の接触が発生していると、状態判定手段６２によって判定される。
　（領域ＤＡＲ７）圧縮機１１の状態は異常である。圧縮機構部３３の嵌合悪化によって圧縮工程が正常に機能せず消費電力比が低下し、圧縮機１１の内部での部品同士の激しい衝突があると、状態判定手段６２によって判定される。

　（領域ＤＡＲ８）圧縮機１１の状態は異常である。軸受けを含む摺動部に大きな損傷はなく消費電力比は正常範囲だが、圧縮機構部３３において嵌合悪化および金属同士の激しい接触が発生していると、状態判定手段６２によって判定される。
　（領域ＤＡＲ９）圧縮機１１の状態は異常である。軸受け含む摺動部に損傷があり、圧縮機構部３３において嵌合悪化および金属同士の激しい接触が発生していると、状態判定手段６２によって判定される。
　（故障領域ＯＡＲ）圧縮機１１は故障している状態である。圧縮機１１としての機能が喪失していると、状態判定手段６２によって判定される。

　予測手段６３は、２次元マップに記録された第１の特徴量Ｇおよび第２の特徴量Ｊの複合的な時系列変化を参照し、時系列変化によって辿る経路を基に、現在の時刻から第１の特徴量Ｇおよび第２の特徴量Ｊの一方または両方が動作範囲ＩＡＲよりも外側に出るまでの時間を残稼働時間として予測する。予測手段６３は、予測した残稼働時間の情報を報知手段５２に報知させる。

　ここで、図３に示したコントローラ５１のハードウェアの一例を説明する。図１４は、図３に示したコントローラの一構成例を示すハードウェア構成図である。コントローラ５１の各種機能がハードウェアで実行される場合、図３に示したコントローラ５１は、図１４に示すように、処理回路８０で構成される。図３に示した、摩擦推定手段６１－１、嵌合推定手段６１－２、状態判定手段６２、予測手段６３、記憶手段６４およびタイマー６５の各機能は、処理回路８０により実現される。

　各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路８０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものに該当する。摩擦推定手段６１－１、嵌合推定手段６１－２、状態判定手段６２、予測手段６３、記憶手段６４およびタイマー６５の各機能のそれぞれを別々の処理回路８０で実現してもよい。また、摩擦推定手段６１－１、嵌合推定手段６１－２、状態判定手段６２、予測手段６３、記憶手段６４およびタイマー６５の各機能を１つの処理回路８０で実現してもよい。

　また、図３に示したコントローラ５１の別のハードウェアの一例を説明する。図１５は、図３に示したコントローラの別の構成例を示すハードウェア構成図である。コントローラ５１の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図３に示したコントローラ５１は、図１５に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ９１と、メモリ９２とによって構成される。摩擦推定手段６１－１、嵌合推定手段６１－２、状態判定手段６２、予測手段６３、記憶手段６４およびタイマー６５の各機能は、プロセッサ９１およびメモリ９２により実現される。図１５は、プロセッサ９１およびメモリ９２がバス９３を介して互いに通信できるように接続されることを示す。

　各機能がソフトウェアで実行される場合、摩擦推定手段６１－１、嵌合推定手段６１－２、状態判定手段６２、予測手段６３およびタイマー６５の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各手段の機能を実現する。

　メモリ９２として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）等の不揮発性の半導体メモリが用いられる。また、メモリ９２として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリが用いられてもよい。さらに、メモリ９２として、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｃ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。

　なお、本実施の形態１においては、圧縮機１１の状態を診断するコントローラ５１が、制御装置３に設けられている場合で説明したが、コントローラ５１が制御装置３とは別に設けられていてもよい。

　次に、本実施の形態１の診断装置４の動作を説明する。図１６は、実施の形態１に係る診断装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。

　摩擦推定手段６１－１は、電流センサ５０ａから計測値を受信すると、受信した計測値に基づいて圧縮機１１の摩擦係数の悪化に関する第１の特徴量Ｇを求める（ステップＳ１１－１）。嵌合推定手段６１－２は、振動センサ５０ｂから計測値を受信すると、圧縮機１１の嵌合悪化に関する第２の特徴量Ｊを求める（ステップＳ１１－２）。

　状態判定手段６２は、第１の特徴量Ｇおよび第２の特徴量Ｊの２種類の特徴量の複合的な時系列変化から圧縮機１１の状態を判定する（ステップＳ１２）。予測手段６３は、状態判定手段６２によるステップＳ１２の処理の判定結果に基づいて圧縮機１１の残稼働時間を予測する（ステップＳ１３）。その後、予測手段６３は、予測した残稼働時間を報知手段５２に報知させる。

　このようにして、診断装置４は、図１３に示した２次元マップを使用することで状態変化の経路を把握でき、状態の悪化形態毎に残稼働時間が異なることを予測できる。

　次に、図１６に示したステップＳ１２～Ｓ１３の処理の具体例を、図１７～図１９を参照して説明する。以下に、図１３に示す２次元マップが、第１の特徴量Ｇおよび第２の特徴量Ｊのそれぞれの変化の速度の相互作用を視覚的に表すことを説明する。

　図１７は、図１３に示した２次元マップにおいて、圧縮機の状態変化の一例を示す図である。圧縮機１１の状態変化は、図１７に示すように、領域ＤＡＲ２→領域ＤＡＲ３→故障領域ＯＡＲの順で領域を辿る経路パターンで表される。この経路パターンは、摺動部の損傷が摺動摩擦を増大する傾向のみに進行したパターンである。予測手段６３は、第１の特徴量Ｇの時系列変化の速度を算出し、２次元マップを参照し、現在の位置から故障領域ＯＡＲに至るまでの残稼働時間を予測する。

　図１８は、図１３に示した２次元マップにおいて、圧縮機の状態変化の別の例を示す図である。圧縮機１１の状態変化は、図１８に示すように、領域ＤＡＲ２→領域ＤＡＲ３→領域ＤＡＲ６→領域ＤＡＲ９→故障領域ＯＡＲの順で領域を辿る経路パターンで表される。この経路パターンは、摺動部の損傷が摺動摩擦を増大させた後、嵌合が悪化する傾向が増大するパターンである。圧縮機１１の状態変化が第２の特徴量Ｊの軸に沿って遷移すると、予測手段６３は、第２の特徴量Ｊの時系列変化の速度を算出し、２次元マップを参照し、現在の位置から故障領域ＯＡＲに至るまでの残稼働時間を予測する。

　図１９は、図１３に示した２次元マップにおいて、圧縮機の状態変化の別の例を示す図である。圧縮機１１の状態変化は、図１９に示すように、領域ＤＡＲ２→領域ＤＡＲ３→領域ＤＡＲ６→領域ＤＡＲ５→領域ＤＡＲ４→領域ＤＡＲ７→故障領域ＯＡＲの順で領域を辿る経路パターンで表される。この経路パターンは、摺動部の損傷が摺動摩擦を増大させた後、嵌合悪化の傾向が圧縮機構部３３の機能低下の主要因となって消費電力比が低下し、その後、嵌合が大きくなったことで部品同士の激しい接触が増加するパターンである。圧縮機１１の状態変化の経路パターンから、圧縮機１１の状態が領域ＤＡＲ４に遷移すると、圧縮機１１は、圧縮機としての機能を果たしていないことが想定される。予測手段６３は、圧縮機１１の状態が領域ＤＡＲ４から領域ＤＡＲ７を経由して故障に至ると判定する。そして、予測手段６３は、第２の特徴量Ｊの時系列変化の速度を算出し、２次元マップを参照し、現在の位置から故障領域ＯＡＲに至るまでの残稼働時間を予測する。

　なお、図１７～図１９を参照すると、いずれの経路パターンも初期段階で領域ＤＡＲ２→領域ＤＡＲ３の順で領域を辿っている。そのため、例えば、経路パターンが領域ＤＡＲ２から領域ＤＡＲ３に入ったとき、予測手段６３は、図１７～図１９に示した３通りの経路パターンの残稼働時間を予測し、３通りの残稼働時間を報知手段５２に報知させてもよい。さらに、予測手段６３は、複数の残稼働時間を予測する場合、複数の残稼働時間のうち、最小時間を報知手段５２に報知させてもよい。例えば、図１７～図１９の場合、圧縮機１１の状態が領域ＤＡＲ２から領域ＤＡＲ３に遷移したとき、予測手段６３は、残稼働時間として、図１７に示した経路パターンの残稼働時間を報知手段５２に報知させる。この場合、圧縮機１１の状態が図１８または図１９に示す経路パターンに沿って変化しても、ユーザは、最短時間である図１７の場合の残稼働時間が報知されているので、事前に計画的に圧縮機１１を停止してメンテナンスを行うことができる。

　また、第１の特徴量Ｇおよび第２の特徴量Ｊによる図１７～図１９に示した状態変化は一例であり、状態変化は図１７～図１９に示す場合に限らない。図２０は、実施の形態１に係る診断装置において、圧縮機の状態変化を示す２次元マップの別の例を示す図である。記憶手段６４は、圧縮機１１の種類毎に状態変化の経路パターンの情報を蓄積することで、圧縮機１１の残稼働時間の予測精度が向上する。

　また、本実施の形態１においては、圧縮機１１の種類がスクロール圧縮機の場合で説明したが、記憶手段６４が、複数種の圧縮機毎に、２次元マップにおける第１の特徴量および第２の特徴量の複合的な時系列変化である経路パターンを記憶してもよい。予測手段６３は、記憶手段６４が記憶する複数の経路パターンから診断対象の圧縮機に適合する経路パターンを読み出し、読み出した経路パターンと状態判定手段６２によって記録された経路とを照合することで、残稼働時間を予測する。この場合、空気調和装置１に設置される圧縮機の種類に対応して、残稼働時間の予測精度が向上する。

　さらに、本実施の形態１においては、圧縮機１１の状態を示す指標の数をｍとすると、ｍ＝２の場合で説明したが、ｍ＝２に限らない。ｍは３以上の整数であってもよい。この場合、記憶手段６４は、ｍ次元のマップを記憶する。

　本実施の形態１の診断装置４は、圧縮機１１の状態を示す監視値を検出する検出手段５０と、圧縮機１１の状態を診断するコントローラ５１と、圧縮機１１について残稼働時間をユーザに報知する報知手段５２とを有する。コントローラ５１は、検出手段５０によって検出される監視値に基づいて、圧縮機１１の状態を示す複数種の指標のうち、それぞれが種類の異なる指標の特徴量を求める複数の推定手段６１－１および６１－２と、状態判定手段６２と、予測手段６３とを有する。状態判定手段６２は、複数種の指標の特徴量の複合的な時系列変化から圧縮機の状態を判定する。予測手段６３は、状態判定手段６２による判定結果に基づいて残稼働時間を予測する。

　本実施の形態１によれば、圧縮機１１の状態を示す複数の指標の変化の速度に相互作用があるため、圧縮機１１の状態を推定する複数の特徴量について複合的な時系列変化から圧縮機１１の状態が精度よく判定される。そのため、判定された状態から致命的故障に至るまでの残りの稼働時間の予測精度が向上する。その結果、ユーザは、予測された残稼働時間までに圧縮機１１に対して適切な対策を取ることができる。ユーザは、圧縮機１１を計画的に停止できるので、予期せずに圧縮機１１が停止してしまうことを防ぐことができる。これにより、空気調和装置１が予期せずに停止することで発生する経済的損失の発生を未然に防ぐことができる。

　なお、本実施の形態１において、２種類の特徴量の組み合わせは、上述したものに限らない。以下に、２種類の特徴量の組み合わせの変形例を説明する。

（変形例１）
　本変形例１の診断装置における２種類の特徴量を説明する。図２１は、変形例１に係る診断装置の一構成例を示すブロック図である。本変形例１において、検出手段５０は電流センサ５０ａを有する。第１の特徴量Ｇは、電流センサ５０ａによって検出される電流の実効値を同一運転条件での初期値と現在値を比較した実効値比である。第２の特徴量Ｊは、電流センサ５０ａによって検出される電流に基づくモータ３４に供給される３相電流の不平衡率ＵＦである。３相電流の不平衡率ＵＦは、モータ３４の電流２相分の電流波形を用いた回転軸の偏心度合を示す値である。

（変形例２）
　本変形例２の診断装置における２種類の特徴量を説明する。図２２は、変形例２に係る診断装置の一構成例を示すブロック図である。本変形例２において、検出手段５０は、電流センサ５０ａ、圧力センサ５０ｃおよび温度センサ５０ｄを有する。圧力センサ５０ｃは、図２に示した吐出管４７に設けられている。圧力センサ５０ｃは、圧縮機１１から吐出される冷媒の圧力を検出する。温度センサ５０ｄは、図２に示した吐出管４７に設けられている。温度センサ５０ｄは、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度を検出する。

　第１の特徴量Ｇは、電流センサ５０ａによって検出される電流、圧力センサ５０ｃによって検出される圧力、および温度センサ５０ｄによって検出される温度に基づいて算出される駆動トルクＴ（ｐ，ｎ）またはＴｉである。第２の特徴量Ｊは、電流センサ５０ａによって検出される電流に基づくモータ３４に供給される３相電流の不平衡率ＵＦである。３相電流の不平衡率ＵＦは、モータ３４の電流２相分の電流波形を用いた回転軸の偏心度合を示す値である。

実施の形態２．
　本実施の形態２は、診断システムである。本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した構成と同一の構成について同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

　本実施の形態２の診断システムの構成を説明する。図２３は、実施の形態２に係る診断システムの一構成例を示すブロック図である。図２３においては、空気調和装置１の冷媒機器の構成を図に示すことを省略している。

　診断システム１００は、検出手段５０と、報知手段５２と、情報処理装置１２０とを有する。情報処理装置１２０は、例えば、サーバ装置である。情報処理装置１２０は、演算手段１２１と、記憶手段１２２とを有する。演算手段１２１は、摩擦推定手段６１－１、嵌合推定手段６１－２、状態判定手段６２、予測手段６３およびタイマー６５を有する。記憶手段１２２は、実施の形態１で説明した記憶手段６４として機能する。記憶手段１２２は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置である。演算手段１２１のハードウェアは、例えば、図１５を参照して説明した構成と同様である。

　演算手段１２１は、ネットワーク１１０を介して空気調和装置１の制御装置３と通信接続される。ネットワーク１１０は、例えば、インターネットである。制御装置３は、検出手段５０および報知手段５２のそれぞれと有線または無線によって通信接続される。

　次に、本実施の形態２の診断システム１００の動作を、図２３を参照して説明する。制御装置３は、検出手段５０によって検出された監視値の情報を、ネットワーク１１０を介して演算手段１２１に送信する。演算手段１２１は、検出手段５０によって検出された監視値の情報を制御装置３から受信すると、受信した監視値に基づいて圧縮機１１の状態を診断し、圧縮機１１の残稼働時間を予測する。演算手段１２１が実行する処理は、実施の形態１において、図１６を参照して説明した処理と同様になるため、その詳細な説明を省略する。演算手段１２１は、予測した残稼働時間の情報を制御装置３に、ネットワーク１１０を介して送信する。制御装置３は、圧縮機１１の残稼働時間の情報を情報処理装置１２０から受信すると、残稼働時間を報知手段５２に報知させる。

　本実施の形態２においても、実施の形態１と同様な効果が得られる。また、空気調和装置１の外部にある情報処理装置１２０が摩擦推定手段６１－１、嵌合推定手段６１－２、状態判定手段６２、予測手段６３およびタイマー６５の機能を備えているので、制御装置３の演算処理の負荷が軽減する効果が得られる。

　１　空気調和装置、２　冷媒配管、３　制御装置、４　診断装置、５　冷媒回路、１０　熱源側ユニット、１１　圧縮機、１２　流路切換装置、１３　熱源側熱交換器、１４　室外送風機、１５　第１絞り装置、１６　レシーバ、１７　第２絞り装置、２０　負荷側ユニット、２１　負荷側熱交換器、２２　室内送風機、３０　シェル、３１　フレーム、３２　スラストプレート、３３　圧縮機構部、３４　モータ、３５　サブフレーム、３６　主軸、３７　固定スクロール、３８　吐出室、３９　揺動スクロール、４０　モータ室、４１　オルダムリング、４２　スライダ、４３　スライダプレート、４４　スリーブ、４５　ベアリング、４６　給油パイプ、４７　吐出管、４８　吸入管、５０　検出手段、５０ａ　電流センサ、５０ｂ　振動センサ、５０ｃ　圧力センサ、５０ｄ　温度センサ、５１　コントローラ、５２　報知手段、６１　推定手段、６１－１　摩擦推定手段、６１－２　嵌合推定手段、６２　状態判定手段、６３　予測手段、６４　記憶手段、６５　タイマー、８０　処理回路、９１　プロセッサ、９２　メモリ、９３　バス、１００　診断システム、１１０　ネットワーク、１２０　情報処理装置、１２１　演算手段、１２２　記憶手段、ＣＲ１　楕円部、ＣＲ２　楕円部、ＷＸ　冷凍機油。

Claims

　圧縮機の状態を示す少なくとも１つの監視値を検出する検出手段と、
　前記圧縮機の状態を診断するコントローラと、
　前記圧縮機について予測される残りの稼働時間である残稼働時間をユーザに報知する報知手段と、
　を有し、
　前記コントローラは、
　前記少なくとも１つの監視値に基づいて、前記圧縮機の状態を示す複数種の指標のうち、それぞれが種類の異なる指標の特徴量を求め、
　前記複数種の指標の特徴量の複合的な時系列変化から前記圧縮機の状態を判定し、
　判定結果に基づいて前記残稼働時間を予測する、
　診断装置。
　前記コントローラは、
　前記検出手段による前記少なくとも１つの監視値に基づいて、前記圧縮機の摩擦係数の悪化に関する特徴量である第１の特徴量を求め、
　前記検出手段による前記少なくとも１つの監視値に基づいて、前記圧縮機の嵌合悪化に関する特徴量である第２の特徴量を求める、
　請求項１に記載の診断装置。
　前記コントローラは、
　直交する２軸によって座標を表す２次元座標において、前記圧縮機が動作しない故障領域と前記圧縮機が動作する動作領域との境界線が予め決められ、前記第１の特徴量を前記２軸の一方の軸とし、前記第２の特徴量を前記２軸の他方の軸とする２次元マップを記憶し、
　前記コントローラは、
　前記第１の特徴量および前記第２の特徴量の時系列の変化を前記２次元マップに記録し、前記第１の特徴量および前記第２の特徴量が前記故障領域および前記動作領域のいずれの領域に属するかによって、前記圧縮機の状態を判定する、
　請求項２に記載の診断装置。
　前記動作領域が前記圧縮機の状態に対応して複数の小領域に区分けされ、
　前記コントローラは、
　前記複数の小領域に対して、前記第１の特徴量および前記第２の特徴量の時系列の変化を前記小領域毎に記録し、
　前記複数の小領域において、前記第１の特徴量および前記第２の特徴量が時系列変化によって辿る経路を基に、前記経路が前記故障領域に入るまでの時間を前記残稼働時間として予測する、
　請求項３に記載の診断装置。
　前記コントローラは、
　複数種の前記圧縮機毎に、前記２次元マップにおける前記第１の特徴量および前記第２の特徴量の複合的な時系列変化である経路パターンを記憶し、
　記憶する複数の前記経路パターンから前記圧縮機に適合する経路パターンを読み出し、読み出した経路パターンと記録された経路とを照合することで、前記残稼働時間を予測する、
　請求項３または４に記載の診断装置。
　前記検出手段は、
　前記監視値として、前記圧縮機のモータに流れる電流を検出する電流センサと、
　前記監視値として、前記圧縮機の振動を検出する振動センサと、を有し、
　前記コントローラは、
　前記第１の特徴量として、前記モータの消費電力について予め決められた基準値に対する前記電流センサによって検出される電流に基づく消費電力の比である実効値比を求め、
　前記第２の特徴量として、前記振動の実効値に対する前記振動の最大値の比である波高率を求める、
　請求項２～５のいずれか１項に記載の診断装置。
　前記検出手段は、前記少なくとも１つの監視値として、前記圧縮機のモータに流れる電流を検出する電流センサであり、
　前記コントローラは、
　前記第１の特徴量として、前記モータの電流の実効値について予め決められた基準値に対する前記電流センサによって検出される電流の実効値の比である実効値比を求め、
　前記第２の特徴量として、前記電流センサによって検出される電流に基づく前記モータに供給される３相電流の不平衡率を求める、
　請求項２～５のいずれか１項に記載の診断装置。
　前記検出手段は、
　前記監視値として、前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力を検出する圧力センサと、
　前記監視値として、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する温度センサと、
　前記監視値として、前記圧縮機のモータに流れる電流を検出する電流センサと、を有し、
　前記コントローラは、
　前記第１の特徴量として、前記モータの駆動トルクについて予め決められた基準値と前記圧力、前記温度および前記電流の値に基づく駆動トルク実測値との比である駆動トルク比を求め、
　前記第２の特徴量として、前記電流センサによって検出される電流に基づく前記モータに供給される３相電流の不平衡率を求める、
　請求項２～５のいずれか１項に記載の診断装置。
　圧縮機の状態を示す少なくとも１つの監視値を検出する検出手段と、
　前記少なくとも１つの監視値に基づいて、前記圧縮機の状態を示す複数種の指標のうち、それぞれが種類の異なる指標の特徴量を求める複数の推定手段と、
　前記複数種の指標の特徴量の複合的な時系列変化から前記圧縮機の状態を判定する状態判定手段と、
　前記状態判定手段による判定結果に基づいて、前記圧縮機に故障が発生するまでの残りの稼働時間である残稼働時間を予測する予測手段と、
　前記残稼働時間をユーザに報知する報知手段と、
　を有する診断システム。