特許 6126970 空気調和機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6126970

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/04 20060101AFI20170424BHJP

   F24F 1/38 20110101ALI20170424BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/04 Z

   F24F1/38

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-218305(P2013-218305)

(22)【出願日】2013年10月21日

(65)【公開番号】特開2015-81693(P2015-81693A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2016年6月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】515294031

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】110000279

【氏名又は名称】特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長橋 克章

(72)【発明者】

【氏名】笠原 励

(72)【発明者】

【氏名】尾原 秀司

(72)【発明者】

【氏名】米山 裕康

(72)【発明者】

【氏名】安藤 達夫

(72)【発明者】

【氏名】山本 裕二

【審査官】 横溝 顕範

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０２１５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２４８３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８３１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４６４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０７７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９３９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５９２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０５５２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１０−００７８１９６（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／０４

Ｆ２４Ｆ １／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

室内機と、
冷媒を流す配管を介して前記室内機に接続されている室外機と、
を備え、
前記室外機は、
室外側熱交換器と、
外気温度を検出する温度センサと、
前記室外側熱交換器に送風するプロペラファンと、
前記プロペラファンを駆動するファンモータと、
前記ファンモータへの電力を制御する電力変換部と、
前記電力変換部からファンモータへの出力電流を検出する検出部と、
前記出力電流から脈動成分を抽出する脈動成分抽出部と、
前記脈動成分の大きさを示す脈動量を算出し、前記脈動量と前記脈動量の閾値とを比較することにより、前記プロペラファンの異常が発生しているか否かを判定し、前記外気温度に基づいて前記閾値を変更する判定部と、
を含む、
空気調和機。

【請求項2】

前記判定部は、前記外気温度が、０℃より低い下限と０℃より高い上限とにより定められた温度範囲内である場合、前記閾値を高くする、
請求項１に記載の空気調和機。

【請求項3】

暖房運転時、除霜運転の開始までの所定の第一時間長の期間と、前記除霜運転の終了からの所定の第二時間長の期間とにおいて、前記判定部は、前記閾値を高くする、
請求項２に記載の空気調和機。

【請求項4】

前記室外機は、雨滴検知センサを更に含み、
前記雨滴検知センサにより雨滴が検知され、且つ、前記外気温度が前記温度範囲内である場合、前記判定部は、前記閾値を高くする、
請求項２または３に記載の空気調和機。

【請求項5】

前記判定部は、前記ファンモータを所定の回転数で駆動し、前記脈動量と予め設定された脈動量の標準値との比較に基づいて、前記閾値を決定する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和機。

【請求項6】

前記判定部は、前記ファンモータの回転数に応じて、前記閾値を変更する、
請求項５に記載の空気調和機。

【請求項7】

前記室外機は、前記室外機および前記室内機における冷凍サイクルを制御するメイン制御装置を更に含み、
前記判定部は、前記プロペラファンの異常が発生していると判定した場合、前記異常を示す情報を前記メイン制御装置へ送り、
前記メイン制御装置は、前記異常を示す情報に応じて、前記冷凍サイクルの運転を停止する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和機。

【請求項8】

前記室外機は、通信線を介して管理装置に接続され、前記管理装置へ運転状況を送信し、
前記管理装置は、前記運転状況を蓄積し、
前記判定部は、前記蓄積された運転状況に基づいて、前記閾値を変更する、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和機。

【請求項9】

前記冷媒は、微燃性または可燃性を有する、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気調和機。

【請求項10】

暖房運転時、前記下限は、−５℃であり、前記上限は、５℃である、
請求項２に記載の空気調和機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和機に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、原油価格や材料費の高騰が進む反面、空気調和機の販売価格への転嫁は難しく、より一層のコスト低減が急務である。一方、省エネ化や低騒音化も空気調和機（空調機）の重要なセールスポイントの１つとなっている。

【0003】

空気調和機の室外機で多く採用されているプロペラファンは、高効率、低騒音で、且つ低コスト化が望まれている。樹脂材料の射出成形品のプロペラファンは、板金製よりも形状自由度が高く且つ大量生産に有利であるため、多く用いられている。

【0004】

プロペラファンは、その回転中に、氷塊などの落下物やつらら等と接触することがある。この場合、樹脂材料で製作されたプロペラファンでは翼（ブレード）が破損し易い。業務用空調機などで多く採用されている比較的大型のプロペラファンになると、ブレードの外周は１００ｋｍ／ｈを超えるスピードで回転している。プロペラファンの強度については十分な配慮が為されているものの、樹脂材料で製作されたプロペラファンではその破損防止に限界がある。プロペラファンは、正常な状態ではバランスの取れた状態で回転している。ブレードが破損すると大きなアンバランスの状態となり、プロペラファンとファンモータを支える支持板等が破損してしまう。ブレードの破損状態にもよるが、時としてそのアンバランスによる応力は正常な状態の数百倍から数千倍にも達することもあり、支持板の強度アップにも限界がある。

【0005】

このとき、プロペラファンのみの損傷であればプロペラファンの交換だけで良いが、支持板まで破損してしまうと、脱落したプロペラファンやこれを駆動するファンモータが空気調和機の熱交換器や配管を破損する場合がある。

【0006】

そこで、プロペラファンの異常を検出して対策を講じるために、特許文献１のように送風装置の異常を検出する技術がある。この技術は、電動送風機から発生する振動及び騒音の少なくとも１つを検出する検出装置を有し、この検出装置で検出された振動及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な周波数成分と比較することで、電動送風機の故障検知及び故障モード判定を実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−６５５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１の故障診断装置を空気調和機の故障診断（送風装置の異常判定）に適用する場合、電動送風機から発生する振動または騒音を検出するセンサと、検出された振動または騒音の周波数分析を行ない、故障の診断を行う演算装置と、これらを駆動するための電源ユニットが必要となる。これらの構成を備えた故障診断装置を空気調和機に設ける場合、大幅なコスト増加を招いてしまうため、標準機能として量産の空気調和機に採用することは、現実的に難しい。

【0009】

本発明の目的は、安価でかつ効率的に送風装置の異常検知を行う空気調和機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の一態様である空気調和機は、室内機と、冷媒を流す配管を介して室内機に接続されている室外機と、を備える。室外機は、室外側熱交換器と、外気温度を検出する温度センサと、室外側熱交換器に送風するプロペラファンと、プロペラファンを駆動するファンモータと、ファンモータへの電力を制御する電力変換部と、電力変換部からファンモータへの出力電流を検出する電流検出部と、出力電流からファンモータの回転数に基づく脈動成分を抽出する脈動成分抽出部と、脈動成分の大きさを示す脈動量を算出し、脈動量と脈動量の閾値とを比較することにより、プロペラファンの異常が発生しているか否かを判定し、外気温度に基づいて閾値を変更する判定部と、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様によれば、安価でかつ効率的に送風装置の異常検知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施例の空気調和機の室外機の筺体内の構成を示す正面図である。

【図2】本発明の実施例の空気調和機の室外機の筺体内の構成を示す右側面図である。

【図3】送風装置の構成を示す。

【図4】ファンコントローラの構成を示す。

【図5】脈動成分抽出部の構成を示す。

【図6】実施例３の室外機の構成を示す。

【図7】実施例４の閾値補正処理を示す。

【図8】実施例５の空気調和機の構成を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の空気調和機の実施例を、図面に基づいて説明する。なお、各図において同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。

【実施例1】

【0014】

本実施例においては、上吹き出しタイプの室外機に本発明を適用した例を説明する。

【0015】

図１は、本発明の実施例の空気調和機の室外機の筺体内の構成を示す正面図であり、図２は、本発明の実施例の空気調和機の室外機の筺体内の構成を示す右側面図である。

【0016】

空気調和機の室外機２０の筐体２内の上部には、送風装置１０が設けられている。送風装置１０は、プロペラファン１００、プロペラファン１００を駆動するファンモータ１０１、及びこのファンモータ１０１を支持する支持板１０２などで構成されている。筐体２は、送風装置１０の周囲に設けられている上面カバー２０１、室外機２０の側面を覆う側面カバー２０２、室外機２０の底面を成す底板２０３、底板２０３を支持する脚部２０４、正面側上部に設けられた正面カバー２０５、正面側下部に取り外し自在に設けられ筐体２内に設置されている機器類のメンテナンス等を可能にしたサービスカバー２０６、正面側を支持する正面ステー２０７などで構成されている。上面カバー２０１には上方に開口する吹出口２００が形成されている。

【0017】

筐体２内の熱交換器（室外側熱交換器）３０１は、略コの字状に形成され、底板２０３上に配置されている。また、熱交換器３０１は、筐体２の背面において両側面の側面カバー２０２の部分（以下、吸込口１９９と称す）まで配置されている。送風装置１０のプロペラファン１００が回転することにより、熱交換器３０１の外側の吸込口１９９から外気が吸込まれ、熱交換器３０１で熱交換器の管内を通過する冷媒と熱交換された後、この吸い込まれた空気は筐体２上部の吹出口２００から上方へ吹き出されるように構成されている。

【0018】

底板２０３上には、圧縮機３００、アキュームレータ、レシーバなどの冷凍サイクル部品が設置されている。底板２０３の下面には、脚部２０４が固定され、更に脚部２０４の下面側には、筐体２を固定するための固定用のアンカ穴（図示せず）が形成されており、このアンカ穴を利用して、現地の基礎部や架台等に室外機２０を固定することができるように構成されている。ユーザによっては、建物などへの振動伝播を防ぐために、防振架台などの上に室外機２０を設置することも少なくない。

【0019】

筐体２の正面側に設けられているサービスカバー２０６の内側には、電気品等を収納する電気品箱３０２が設置されている。電気品箱３０２の内部には、送風装置１０や圧縮機３００等を制御するメイン制御装置５００が収納されている。メイン制御装置５００にはマイコン（マイクロプロセッサ）が設けられ、各部位に設けられた複数の温度センサや圧力センサ１０５、更には室内機（図示せず）からの情報をもとに、圧縮機３００や送風装置１０、四方弁や電磁弁（図示せず）等、室外機２０内の様々な構成要素の制御を行う。温度センサとして、例えば吸込口１９９に外気温度センサ１０４が備えられている。電気品箱３０２の内部には更に、ファンモータ１０１への電力を制御するファンコントローラ１０６と、圧縮機３００への電力を制御する圧縮機コントローラ１０８とが設けられている。メイン制御装置５００、ファンコントローラ１０６、圧縮機コントローラ１０８には、商用電源５０２が供給されている。

【0020】

次に、送風装置１０の詳細について説明する。

【0021】

図３は、送風装置１０の構成を示す。送風装置１０は、プロペラファン１００、ファンモータ１０１、支持板１０２、ファンコントローラ１０６などで構成されている。ファンコントローラ１０６は、メイン制御装置５００からの回転数指令に従い、ファンモータ１０１の回転数を回転数指令に合わせるように制御を行う。ファンコントローラ１０６は、過電流などの何らかの異常を検知した場合、異常を示す信号をメイン制御装置５００に送信する。この場合、メイン制御装置５００は圧縮機３００や室内機を含め、空気調和機の冷凍サイクルのシステム全体を安全に停止させる。

【0022】

メイン制御装置５００は、ファンコントローラ１０６や圧縮機コントローラ１０８などのコントローラに接続されており、それらのコントローラにより計測された状態を取得し、それらのコントローラを制御する。圧縮機コントローラ１０８は、圧縮機３００の状態を計測してメイン制御装置５００へ送り、メイン制御装置５００からの指示に従い、圧縮機３００を制御する。

【0023】

このように送風装置１０を制御するためのファンコントローラ１０６を、メイン制御装置５００とは独立させてモジュール化している理由は、ファンモータ１０１の駆動制御や異常判定処理を、製品固有のメイン制御装置５００に組み込むことを避けるためである。これを具体的に説明する。メイン制御装置５００による冷凍サイクルの制御は非常に複雑であり、しかも多種多様な製品毎に仕様が異なる。もし、メイン制御装置５００の制御プログラムの中に送風装置１０の制御プログラムや異常判定のプログラムを組み込んでしまうと、設計変更が生じた場合、全ての製品の制御プログラムを見直す必要がでてくる。これを回避するために、ファンコントローラ１０６を独立させて複数の製品に共通のモジュール構成とし、メイン制御装置５００の制御プログラムには、異常を知らせる信号を受信した際の動作のみを記述する形態を採用している。

【0024】

次に、ファンコントローラ１０６について説明する。

【0025】

図４は、ファンコントローラ１０６の構成を示す。ファンコントローラ１０６は、電力変換部１５、電流検出部４、位相検出部５、脈動成分抽出部６、異常判定部７を含む。電力変換部１５は、メイン制御装置５００からの回転数指令に従って、ファンモータ１０１への出力電流を制御する。電力変換部１５は、例えばインバータである。電流検出部４は、電力変換部１５からファンモータ１０１への出力電流を検出する。位相検出部５は、出力電流の位相を検出する。脈動成分抽出部６は、電流検出部４および位相検出部５による検出値に基づいて出力電流の脈動成分（トルク脈動成分）を抽出する。異常判定部７は、脈動成分抽出部６により抽出された脈動成分の大きさ（振幅）を示す脈動量を算出し、予め決められた閾値と比較することにより、プロペラファン１００が異常か正常かの判定を行う。例えば、異常判定部７は運転開始後に、脈動量が予め設定した閾値を超えた場合、プロペラファン１００の異常が発生したと判定して、ファンモータ３を停止させる。これにより、室外機２０におけるプロペラファン１００以外の部分の破損を防止することができる。

【0026】

ここで、プロペラファン１００の異常判定に脈動量を用いる理由について補足する。プロペラファン１００の一部が破損しただけでも過大なアンバランスが発生することは前述の通りである。しかし、プロペラファン１００のブレードが大破しない限り、プロペラファン１００の一部が破損しただけでは、風量自体は正常時とそれほど変わらない。従って、破損時のファンモータ１０１の仕事量（トルク）の大きさも正常時と殆ど変わらず、結果として出力電流の大きさも正常時と殆ど変わらない。むしろ、運転環境や負荷、熱交換器３０１の着霜状態など、送風装置１０への流体的な負荷変化の方が破損時の負荷の変化よりも大きく、単純に電流値の大きさでは、破損したのか負荷が変化しただけなのか、判別することができない。

【0027】

しかし、アンバランス振動によって、ファンモータ１０１内の軸受等に作用する負荷（荷重）変動や、振れ回り振動による慣性力の変動などによって、発生トルクにわずかな変動が生じ、結果として電流値に脈動が発生する。この脈動は、アンバランス量が大きい程大きくなる傾向があり、かつプロペラファン１００の回転周期と同期するため、例えば、脈動成分抽出部６は、プロペラファン１００の回転周波数を通過させるバンドパスフィルタをかければ、アンバランスに起因する脈動成分のみを抽出できる。このようにして、ファンコントローラ１０６は、プロペラファン１００の異常を検知することができる。

【0028】

電流検出部４は、ファンモータ１０１への三相の出力電流であるモータ電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を検出し、αβ変換、ｄｑ変換の順に変換した結果を１次遅れフィルタ処理することで、脈動成分抽出部６の入力であるｑ軸電流フィードバック値Ｉｑを算出する。αβ変換、ｄｑ変換は次式により算出できる。

【数1】

【0029】

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。本実施例の電流検出部４は、電力変換部１５の出力電流をモータ電流として検出する。

【0030】

ｄｑ変換時のθｄｃはｄ軸位相であり、ファンモータ１０１の磁極位置を示す。位相検出部５は、脈動成分抽出部６のもう一つの入力である機械角位相θｒをθｄｃから算出する。Δθｄｃは、θｄｃに基づく角速度を示す。位相検出部５は、次式のようにΔθｄｃからΔθを算出する。

【0031】

Δθｒ＝Δθｄｃ／極対数

【0032】

位相検出部５は、Δθｒを積算してθｒを算出する。

【0033】

図５は、脈動成分抽出部６の構成を示す。

【0034】

脈動成分抽出部６は、ｑ軸電流フィードバック値Ｉｑと機械角位相θｒから脈動成分を抽出する。例えば、脈動成分抽出部６は、機械角位相θｒのｓｉｎ、ｃｏｓ演算８によりｓｉｎθｒ、ｃｏｓθｒをそれぞれ算出する。更に脈動成分抽出部６は、乗算器によりｑ軸電流フィードバック値をｓｉｎθｒ、ｃｏｓθｒのそれぞれと掛け合わせ、１次遅れフィルタ９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９の時定数の設定値は、実機による試験を基に、脈動成分の周期を抽出出来る様にシミュレーションにより設定される。すなわち、脈動成分を抽出するためにこの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１００の回転周期に対しそれよりも大きい時定数を設定する。更に脈動成分抽出部６は、１次遅れフィルタ９の二つの出力に再度ｓｉｎθｒ、ｃｏｓθｒをそれぞれ掛けて足し合わせ、調整ゲインＫにより脈動成分の調整を行うことで、出力電流のうち、機械角位相θｒの周期で脈動する成分のみを抽出する。ここで、例えば、サンプリング周期Ｔｓは５００μｓであり、フィルタ時定数は５００ｍｓである。なお、脈動成分抽出部６は、ファンモータ１０１の回転数に一致する周波数成分を通過させるバンドパスフィルタであっても良い。

【0035】

異常判定部７は、脈動成分抽出部６より抽出した脈動成分の大きさである脈動量が予め設定された閾値を超えた場合、プロペラファン１００の異常を検知したとしてファンモータ３を停止する。この場合、瞬時停電によりモータ電流の波形が乱れる等の一時的な状態に対し、プロペラファン１００の異常であると誤検知する虞がある。そこで本実施例では、実機による試験を基に、脈動する成分の振幅から閾値を決める。例えば、正常動作時の電流値の最大値および最小値の測定から脈動量を算出し、正常動作時の脈動量の最大値より十分に大きくプロペラファン１００の破損時の脈動量の最大値より小さい値に設定することで誤検知を抑制しつつ、プロペラファン１００の異常を検知することが可能となる。

【0036】

しかしながら、何らかの外乱により振動が発生し、ファンコントローラ１０６が異常と誤判定してしまうケースが考えられる。地震や突風といった過渡的な振動であれば、一定時間経過後に再診断するなどの冗長性により精度を確保できる。しかし、例えば、冬期の降雨・降雪時の暖房運転においては、プロペラファン１００の近傍に積雪や氷結が発生しやすく、それらがプロペラファン１００に僅かに接触するため、通常運転よりも大きな振動が発生することがある。また、このような運転環境は、熱交換器３０１にとっても霜が発生しやすい条件でもあり、これが流体的なアンバランスとなってファンモータ１０１のトルク脈動、ひいては電流値の脈動成分の増加を招く場合がある。このようなケースでは定常的な脈動が継続するため、過渡振動の場合のような対処ができない。

【0037】

そこで、ファンコントローラ１０６には更に、室外機２０の運転情報などに基づいて異常判定部７の閾値を変更する閾値変更部１２が設けられている。本実施例の閾値変更部１２は、外気温度が所定の低温の温度範囲内である状態において、異常判定部７で異常判定するための閾値を、異常と判定しない方向に変更する。脈動量は脈動成分の大きさを示すことから、閾値変更部１２が閾値を高く変更すると、脈動が異常と判定されにくくなる。ここで、温度範囲の上限を０℃より高くすることが望ましい。例えば、暖房時の熱交換器３０１による吹出温度の低下を考慮し、プロペラファン１００において氷結が発生する外気温度として、温度範囲の上限が５℃に設定される。外気温度の取得には、通常、冷凍サイクルを制御するために用いられている外気温度センサ１０４の検出値を用いれば、新たに温度センサを設ける必要がないため、コストの増加を防ぐことができる。具体的には、外気温度センサ１０４で検出された外気温度は、メイン制御装置５００により取得されるため、ファンコントローラ１０６は、メイン制御装置５００を介して外気温度を取得することができる。もし、外気温度の情報を用いず、全ての温度で同じ閾値を設定しようとすると、氷結条件での誤判定を防止するために、閾値を大きく設定しなければならず、通常運転時（非氷結状態）の異常検知の感度が極端に悪くなってしまう。そこで、外気温度によって閾値を変更させる閾値変更部１２を設けることで、通常運転時（非氷結状態）の異常検知の感度を落とすことなく、氷結時の誤判定も防止できる。

【0038】

また、ファンコントローラ１０６は、閾値を変更する条件として、暖房時と冷房時とで異なる温度範囲を設定することもできる。例えば、暖房時であれば、プロペラファン１００の周囲、すなわち熱交換器３０１からの吹出温度は外気温度（吸込温度）よりも低くなるので、外気温度が零度以上であっても氷結してしまうため、温度範囲の上限を零度よりも少し高い温度に設定しておくことが望ましい。逆に、冷房時であれば、吹出温度が外気温度よりも少し高くなるため、温度範囲の下限を零度よりも少し低い温度に設定しておいても良い。このように設定することで、氷結時の誤判定を防止しつつ、通常運転、特に冷房運転時では広い温度範囲で、異常検出の感度を下げずに運転可能となる。

【0039】

また、ファンコントローラ１０６は、外気温度が零度付近の降雨の状態のみ、閾値を変更することができる。降雪時の雪は密度（比重）が低いため、送風装置１０が運転中においては吹出風で吹き飛ばされる。また、積雪しても降雪直後であれば雪は柔らかいため、仮に雪がプロペラファン１００と接触しても破損は生じない。従って、ファンコントローラ１０６が冬期の降雨条件についてのみ閾値を変更することで、広い温度範囲で異常検知の感度を下げずに運転可能となる。たとえば、降雨条件として温度範囲の下限を０℃より低くすることが望ましい。例えば、降雨条件において、雨から雪に変わる外気温度として、温度範囲の下限が−５℃に設定される。更に、降雨かつ吹出温度が零度以下となる外気温度の範囲として、暖房運転時の条件を−５℃〜５℃とし、冷房運転時の条件を−５℃〜０℃と設定することができる。

【0040】

冷媒が微燃性または可燃性を有する場合、プロペラファン１００の異常により熱交換器や配管が破損して、冷媒が漏れると、発火する可能性がある。微燃性を有する冷媒は、例えばＲ３２である。プロペラファン１００が脱落する前に、プロペラファン１００の異常を検出することにより、発火を防ぐことができる。

【実施例2】

【0041】

本実施例の閾値変更部１２は、暖房運転時、除霜モードに切り替わる前後の一定期間のみ、異常と検知しない方向に閾値を変更させる。暖房運転を継続すると、熱交換器３０１に霜が蓄積されていくため、メイン制御装置５００は、適当なタイミングで除霜運転を行う。ただし、ユーザからみれば暖房運転が中断されるため、除霜回数は必要最低限に抑えることが望ましい。そこで、例えば、冷媒の蒸発温度や前回の除霜からの運転積算時間等をもとに熱交換器３０１の着霜状態を推定し、着霜量が多いと判断される場合にのみ、除霜モードに入るといった方式がとられている。すなわち、除霜モードに切り替わる直前は、着霜に伴う流体的なアンバランスが生じやすい状況下にあり、ひいてはトルクの脈動により出力電流の脈動が増加する傾向がある。このような状況ではプロペラファン１００が正常であるにもかかわらず異常と誤判定される可能性があるため、異常判定の閾値を異常と検知しない方向に変更することが望ましい。

【0042】

更に、除霜直後は熱交換器３０１が除霜されているため流体アンバランスは発生しにくいが、除霜中にプロペラファン１００は停止しているため、プロペラファン１００の周りで氷結が進み、プロペラファン１００が氷塊と接触するケースがある。このような状態で除霜が終了し運転が再開されると、暫くの間はプロペラファン１００の周りで氷との接触による振動が生じ、出力電流に脈動が発生する。そこで本実施例の閾値変更部１２は、暖房運転時、除霜モードに切り替わる前の所定の第一時間長の期間と、除霜モードから通常運転に切り替わった後の所定の第二時間長の期間とにおいて、異常と検知しない方向に閾値を変更し、誤判定を防止する。これにより、除霜の前後において、プロペラファン１００の異常の誤検出を防ぐことができる。

【実施例3】

【0043】

図６は、実施例３の室外機２０の構成を示す。

【0044】

本実施例の室外機２０には実施例１の室外機２０の構成に加えて、雨滴検知センサ１０７が設けられている。前述の通り、冬期の降雨時においてプロペラファン１００の破損のリスクが最も高いが、外気温度だけでは雨天かどうか判断できない場合がある。地域によっては、特に太平洋側では、冬期の雨天日は少ないため、降雨条件をより精度よく見極めるために、雨滴検知センサ１０７を設けることが望ましい。近年、雨滴検知センサは、自動車の自動ワイパー機能などに多く採用されており、低コスト化が進んでいる。この雨滴検知センサは、自雨滴衝突時の振動や雨滴付着時の反射率の違いなどから雨量を検知する。

【0045】

空気調和機が複数の室外機を含む場合、最近の上吹き出しタイプの室外機ではモジュール構成が主流であるため、全ての室外機の個体に雨滴検知センサ１０７を設けなくても良い。特定の室外機に雨滴検知センサ１０７を設け、各個体同士を繋ぐ通信線を介して複数の室外機が降雨の状態を共有できる。すなわち、複数の室外機のうち親機の室外機のみに雨滴検知センサ１０７を設ければよく、大きなコストアップにはならない。このように雨滴検知センサ１０７を用いることで、氷結時の誤判定を防止しつつ、広い温度範囲で異常検出感度を下げずに運転可能となる。

【実施例4】

【0046】

本実施例の閾値変更部１２は、製品の設置状態に応じて、異常判定部７の閾値を補正する。異常検知に用いる脈動量は発生する振動量と相関があるが、空気調和機の多種多様な製品シリーズにおいては、同じアンバランス量でも発生する振動量は異なる。また、同一製品であっても、ユーザによっては室外機２０を防振架台上に設置するなど設置形態も様々である。すなわち、共通の閾値を用いた場合、機種や設置状態によっては、振動が小さくなる場合は異常検知感度が低下してしまうし、振動が大きくなる場合は誤判定を招く可能性がある。そこで、本実施例の閾値変更部１２は、設置現場毎に閾値を補正する閾値補正処理を行う。

【0047】

閾値変更部１２は、通常の運転に入る前に、予め閾値を補正するための運転モードである閾値補正モードを実行し、室外機２０の個体毎に閾値を自動補正する。閾値補正処理は何度も行う必要がないため、例えば製品設置後の試運転モードに閾値補正処理を組み入れたり、供給電源投入後の最初の初始動時のみに閾値補正処理を行ったりすれば良い。

【0048】

図７は、実施例４の閾値補正処理を示す。

【0049】

空気調和機の運転が開始されると、閾値変更部１２は、現在の運転開始が試運転の初始動時であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。

【0050】

試運転の初始動時であると判定された場合（Ｓ１１０：ｙｅｓ）、閾値変更部１２は、閾値補正モードＳ１２０を実行する。閾値補正モードにおいて、閾値変更部１２は、プロペラファン１００を所定回転数で駆動し（Ｓ１３０）、脈動成分抽出部６から脈動量を取得する（Ｓ１４０）。その後、閾値変更部１２は、予め設定されている脈動量の標準値と取得された脈動量との比や差などに基づいて、閾値の補正値を決定し（Ｓ１５０）、予め設定されている閾値と補正値に基づいて閾値を補正する（Ｓ１６０）。ここで閾値変更部１２は、閾値に補正値を乗じても良いし、閾値に補正値を加えても良い。その後、閾値変更部１２は、補正された閾値を用いて通常運転を行う通常運転モードＳ１７０を実行する。

【0051】

試運転の初始動時でないと判定された場合（Ｓ１１０：ｎｏ）、閾値変更部１２は、閾値変更部１２に設定されている閾値を用いて通常運転を行う通常運転モードＳ１７０を実行する。

【0052】

以上が閾値補正処理である。このような構成とすることで、多種多様な機種や設置形態の違いを吸収し、安定して異常検知可能な空気調和機の室外機を提供できる。尚、本実施例では、１種類の回転数で補正値を求めているが、閾値変更部１２が、予め設定された複数の回転数を示す回転数テーブルを格納し、複数の回転数のそれぞれに対応する閾値を求めてもよい。この場合、閾値変更部１２は、ファンモータ１０１の回転数に応じて閾値を変更する。これにより、異常検知の精度を向上させることができる。この場合、脈動成分抽出部６は、バンドパスフィルタの周波数帯域を回転数に追従させても良い。なお、閾値変更部１２は、ファンモータ１０１の回転数と閾値の関係を示す関係情報を格納し、ファンモータ１０１の回転数と関係情報から閾値を算出しても良い。

【実施例5】

【0053】

本実施例の閾値変更部１２は、室外機２０が遠隔監視装置または集中管理装置（以下、遠隔監視システム２５と称す）に接続されており、遠隔監視システム２５に蓄積された正常運転時の運転情報をもとに、異常を検知するための閾値を定期的に補正する。

【0054】

図８は、実施例５の空気調和機の構成を示す。

【0055】

この空気調和機は、複数の室外機２０と、複数の室内機２１と、遠隔監視システム２５とを含む。複数の室外機２０と複数の室内機２１との間は、冷媒を流すための配管２２により接続されていると共に、情報を伝送するための通信線２３により接続されている。遠隔監視システム２５は、通信線２４を介して複数の室外機２０に接続されている。

【0056】

前述の通り、多種多様な機種や設置条件によって脈動量に違いが生じるが、同一機種、同一設置条件でも脈動量に変化が生じるケースがある。例えば、室外機２０の熱交換器３０１の吸込口１９９の近傍に障害物（壁など）となるものが後から設置されたケースや、熱交換器３０１の劣化（腐食、ゴミ・油などの目詰まり）が発生したケースなどである。これにより、プロペラファン１００の負荷が変化する。このようなケースに対応するためには、正常状態の運転時の脈動量を含む運転情報などを蓄積し、蓄積された情報に基づいて閾値を決定し、正常状態の平均的な脈動量から極端に逸脱した場合を異常と判定することが望ましい。蓄積される運転情報は、回転数を含んでも良いし、外気温度を含んでも良い。しかしながら、データの蓄積を個々の室外機２０で行うためには高価な演算装置と記憶装置が必要になってしまう。そこで、遠隔監視システム２５を用いてデータの蓄積を行うことで、個々の室外機２０に高価な装置を備える必要がない。

【0057】

ファンモータ１０１や圧縮機３００の電流値を遠隔監視システム２５等に蓄積し、異常診断や予知に利用するために、電流の原波形をそのまま遠隔監視システム２５へ送信すると、膨大な通信負荷がかかってしまい、現実的ではない。本実施例では、抽出した脈動量を一定間隔で通信するので、通信負荷はほとんど影響を与えない。更に、遠隔監視システム２５には、長期間（数ヶ月〜数年間以上）の脈動量の時間変化を記録することができる。閾値変更部１２は、遠隔監視システム２５から正常状態の平均的な脈動量を受信し、受信された脈動量に基づいて閾値を変更する。これにより、プロペラファン１００や、ファンモータ１０１、熱交換器３０１などの劣化といった、非常に緩やかに進行する変化を捉えることができるため、保守や予防保全などへも利用可能である。このような構成とすることで、多種多様な機種や設置形態の違いを吸収し、安定して異常検知可能な空気調和機の室外機を提供できる。遠隔監視システム２５が、蓄積された情報に基づいて閾値を決定し閾値変更部１２へ送信しても良いし、閾値変更部１２が遠隔監視システム２５から蓄積された情報に基づく情報を受信し、受信された情報に基づいて閾値を決定しても良い。

【0058】

以上の複数の実施例の幾つかが組み合わせられても良い。

【0059】

本発明の一態様の空気調和機における用語について説明する。検出部は、電流検出部４および位相検出部５などに対応する。判定部は、異常判定部７および閾値変更部１２などに対応する。管理装置は、遠隔監視システム２５などに対応する。

【0060】

本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、その趣旨から逸脱しない範囲で、他の様々な形に変更することができる。

【符号の説明】

【0061】

２：筐体 ４：電流検出部 ５：位相検出部 ６：脈動成分抽出部 ７：異常判定部 １０：送風装置 １２：閾値変更部 １５：電力変換部 ２０：室外機 ２１：室内機 ２５：遠隔監視システム １００：プロペラファン １０１：ファンモータ １０４：温度センサ １０５：圧力センサ １０６：ファンコントローラ １０７：雨滴検知センサ ５００：メイン制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】