特許 7455048 空調装置

(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】

(24)【登録日】2024-03-14

(45)【発行日】2024-03-25

(54)【発明の名称】空調装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 3/04 20220101AFI20240315BHJP

   F24F 6/00 20060101ALI20240315BHJP

   F24F 6/08 20060101ALI20240315BHJP

   F24F 11/38 20180101ALI20240315BHJP

   F24H 15/128 20220101ALI20240315BHJP

   F24H 15/204 20220101ALI20240315BHJP

   F24H 15/395 20220101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

F24H3/04 302

F24F6/00 E

F24F6/08

F24F11/38

F24H15/128

F24H15/204

F24H15/395

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020194521

(22)【出願日】2020-11-24

(65)【公開番号】P2022083213

(43)【公開日】2022-06-03

【審査請求日】2023-06-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000109026

【氏名又は名称】ダイニチ工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 和幸

(72)【発明者】

【氏名】宗村 勇武

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０３９６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０５７８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２６２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１８０８８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｈ １／００ － １５／４９３

Ｆ２４Ｆ １／００ － １３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸込口と吹出口を有する本体と、
前記吸込口から前記吹出口へ至る送風経路と、
前記送風経路に設けられたヒータと、
前記送風経路に設けられ、前記ヒータの上流に配置された温度検知手段と、
前記本体のエラーを報知する報知手段と、
前記報知手段を制御する制御部と、を備え、
前記ヒータは、
前記温度検知手段の検知温度が第一閾値に達するとＯＦＦされ、第二閾値に達するとＯＮされ、
前記制御部は、
第一所定時間ｔ１内に前記ヒータのＯＦＦまたはＯＮの回数ｎが所定回数Ｎに達したか否かを判定する第一判定と、
前記ヒータがＯＦＦされた状態で第二所定時間ｔ２内に前記温度検知手段の検知温度が第三閾値に達したか否かを判定する第二判定と、を実行可能であり、
前記第一判定で前記所定回数Ｎに達した場合に前記第二判定を実行し、
前記第二判定で第三閾値に達しない場合に前記報知手段によりエラーを報知する空調装置。

【請求項2】

前記第二判定で第三閾値に達した場合、エラーを報知しない請求項１に記載の空調装置。

【請求項3】

前記第二所定時間ｔ２が前記第一所定時間ｔ１より短い請求項１または２記載の空調装置。

【請求項4】

前記第二所定時間の最小値ｔ２ｍｉｎはｔ２ｍｉｎ=ｔ１×（１／（Ｎ－１））である請求項３記載の空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒータを備えた空調装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、吸込口から吹出口へ至る送風経路にヒータが設けられた空調装置において、吹出口の閉塞やモータの異常などの異常状態による本体内の温度上昇を検知するために、送風経路に温度検知手段が設けられている。このような空調装置では、本体が異常状態となると、ヒータを通過した温風が吹出口から放出されにくくなり、本体内に篭り、吸込口側へと逆流するため、ヒータの上流に温度検知手段を設けることで、本体の異常状態を検知している（たとえば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－０３９６３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、一般的に本体が異常状態にあると判定する際の閾値温度を下げることで、本体の異常状態を早期に検知し、安全性を高めることができる。

【0005】

しかしながら、閾値を下げてしまうと外乱による影響を受け、誤判定を招く恐れがある。例えば、空調装置の設置環境によっては、エアコンやファンヒーターなどの暖房装置から放出された温風を吸込口から取り込んでしまうことがある。この場合に、本体に異常はないにもかかわらず、吸込口から取り込んだ温風によって異常状態と判定してしまう。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためのもので、外乱による温度上昇と本体の異常とを識別することのできる空調装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
吸込口と吹出口を有する本体と、
前記吸込口から前記吹出口へ至る送風経路と、
前記送風経路に設けられたヒータと、
前記送風経路に設けられ、前記ヒータの上流に配置された温度検知手段と、
前記本体のエラーを報知する報知手段と、
前記報知手段を制御する制御部と、を備え、
前記ヒータは、
前記温度検知手段の検知温度が第一閾値に達するとＯＦＦされ、第二閾値に達するとＯＮされ、
前記制御部は、
第一所定時間ｔ１内に前記ヒータのＯＦＦまたはＯＮの回数ｎが所定回数Ｎに達したか否かを判定する第一判定と、
前記ヒータがＯＦＦされた状態で第二所定時間ｔ２内に前記温度検知手段の検知温度が第三閾値に達したか否かを判定する第二判定と、を実行可能であり、
前記第一判定で前記所定回数Ｎに達した場合に前記第二判定を実行し、
前記第二判定で第三閾値に達しない場合に前記報知手段によりエラーを報知する空調装置である。

【発明の効果】

【0008】

上述のように構成することにより、外乱による温度上昇と本体の異常とを識別して、本体内の高温の原因が本体の異常である場合にエラーを報知することができる優れた空調装置となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態の加湿装置の外観斜視図である。

【図2】本実施形態の加湿装置の断面構成図である。

【図3】本実施形態におけるブロック図である。

【図4】本実施形態における第一判定のフローチャートである。

【図5】本実施形態における第二判定のフローチャートである。

【図6】本実施形態における第一判定をスタートするタイミングを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。

【0011】

本発明は、送風経路に設けられたヒータの上流に配置された温度検知手段と、本体のエラーを報知する報知手段を制御する制御部とを備えた空調装置であって、ヒータは温度検知手段の検知温度が第一閾値に達するとＯＦＦされ、第二閾値に達するとＯＮされる。制御部は、第一所定時間ｔ１内にヒータのＯＦＦまたはＯＮの回数ｎが所定回数Ｎに達したか否かを判定する第一判定と、ヒータをＯＦＦした状態で第二所定時間ｔ２内に温度検知手段の検知温度が第三閾値に達したか否かを判定する第二判定とを実行可能であり、第一判定で所定回数Ｎに達した場合、本体の異常が疑われるため第二判定を実行する。第二判定ではヒータがＯＦＦされた状態、つまり、熱源がないため本体が異常状態にあっても検知温度が高温にはなりえない状態で、検知温度が第三閾値に達したか否かを判定する。第二判定で第三閾値に達しない場合、第一判定でヒータが繰り返しＯＮ・ＯＦＦされたのは本体の異常により本体内が高温になったことが原因と判断し、エラーを報知する。これにより、本体内の高温の原因が本体の異常による場合にエラーを報知することができ、優れた空調装置となる。

【0012】

また、第二判定で第三閾値に達した場合、エラーを報知しない。ヒータがＯＦＦしており、熱源がないにもかかわらず第三閾値に達した場合、第一判定でヒータが繰り返しＯＮ・ＯＦＦされたのは本体の異常ではなく、外乱による温度上昇が原因と判断し、エラーを報知せずに本体の運転を継続する。これにより、不要なエラーを出さないため利便性に優れた空調装置となる。

【0013】

また、第二所定時間ｔ２を第一所定時間ｔ１より短い時間とする。第二判定では検知温度が第二所定時間ｔ２内に第三閾値に達しない場合にエラーを報知するため、エラー報知までに第二所定時間ｔ２を要することとなる。第二所定時間ｔ２を第一所定時間ｔ１より短い時間とすることで、エラー報知までに必要以上の時間がかからなくなる。これにより、安全性に優れた空調装置となる。

【0014】

また、第二所定時間の最小値ｔ２ｍｉｎをｔ２ｍｉｎ=ｔ１×（１／（Ｎ－１））とする。これにより、第一判定においてかかり得るヒータのＯＦＦまたはＯＮの１サイクルに要する最長時間を第二所定時間の最小値ｔ２ｍｉｎとすることができ、外乱による温度上昇を的確に検知することができる。

【実施例】

【0015】

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。本実施例では、空調装置の一例として加湿装置を用いて説明する。

【0016】

図１は本実施形態の加湿装置の外観斜視図であり、図２は本実施形態の加湿装置の断面構成図である。加湿装置の本体１の上面には、加湿装置の動作を指示するための多数のスイッチが設けられた操作部２、運転状態を表示する表示部３、加湿空気を吹き出す吹出口４が設けられている。また、加湿空気を発生させる加湿手段９に水を供給する給水タンク６が本体１に着脱自在に設けられる。

【0017】

本体１の背面には室内の空気を本体１に取り入れるための吸込口５が設けられている。また、本体１内の底部には給水タンク６から水が供給されて一定量の水を貯える水槽部７と、この水槽部７内に吸水性を有する気化フィルタ８が配置されていて、水槽部７と気化フィルタ８により加湿空気を発生させる加湿手段９が構成される。気化フィルタ８は一部が水槽部７内の水に浸漬されており、この水を吸い上げることにより湿潤している。

【0018】

そして、気化フィルタ８の上部にはファン１０とモータ１１から成る送風機１２が設けられており、この送風機１２の駆動により吸込口５から吹出口４へ至る送風経路に送風が行われる。また、送風経路中の気化フィルタ８の上流には、吸込口５から導入された空気を加熱して温風とするためのヒータ１３が設けられ、ヒータ１３の上流には温度検知手段として本体１内の温度を検知するサーミスタ１４が配置されている。

【0019】

送風機１２が駆動されると、ファン１０が回転することにより室内の空気が吸込口５から取り込まれ、取り込まれた空気はヒータ１３を通過する間に温風となって、さらに温風は気化フィルタ８を通過することで加湿空気となり、加湿空気が吹出口４より室内に放出される。

【0020】

図３は、本実施形態におけるブロック図である。制御部３０には、操作部２から運転に関する指示が入力される。操作部２には使用者が操作する各種スイッチが設けられており、本実施例では、本体１の運転の開始および停止を指示する運転スイッチ２０、室内の目標湿度を設定する湿度設定スイッチ２１、本体１の運転モードを設定する運転切り換えスイッチ２２を備えている。さらに、制御部３０には各種センサからの情報が入力される。各種センサとして、本実施例では、本体１内の温度を検知するサーミスタ１４と、室内空気の湿度を検知する湿度センサ１５を備えている。

【0021】

制御部３０の出力側には、表示部３、送風機１２、ヒータ１３が接続されている。制御部３０は入力された運転に関する指示や情報に基づいて、送風機１２の回転数とヒータ１３の出力を設定して加湿運転を行う。また、表示部３には室内空気の湿度を表示するほか、本実施例では、本体１の異常状態を示すエラーコードを表示するため、表示部３がエラーを報知する報知手段となる。なお、報知手段は、本実施例に限らず、操作部２にエラー時に点灯や点滅するエラーランプを設けたり、報知音を鳴らしたりしてもよい。

【0022】

サーミスタ１４の検知温度が高温となった場合、ヒータ１３がＯＦＦされ、その後、検知温度が下がれば再びヒータ１３がＯＮされる。制御部３０はヒータ１３のＯＮ・ＯＦＦが繰り返されたとき、本体１が異常状態であると判断してエラーを報知し、本体１の運転を停止する。本体１内は、吸込口５からの空気の取り込みや吹出口４からの加湿空気の放出が妨げられることが原因で高温となる。吸込口５からの空気の取り込みが妨げられると（たとえば、吸込口５の閉塞）、送風経路に空気が流れず、ヒータ１３の熱がヒータ１３の上方へと上昇する。また、吹出口４からの加湿空気の放出が妨げられると（たとえば、吹出口４の閉塞）、ヒータ１３を通過した温風が本体１内に篭り、吸込口５側へと逆流する。そのため、ヒータ１３の上流にサーミスタ１４を配置することで、これらの原因による高温を検知し、エラーを報知している。

【0023】

ところで、上述した原因以外に、外乱によって本体１内が高温となることがある。たとえば、エアコンやファンヒーターなどの暖房装置から放出された温風が吸込口５から取り込まれる場所に本体１が設置された場合、外乱による高温を本体１の異常ととらえてしまう。特にサーミスタ１４がヒータ１３の上流に配置され、吸込口５に近い位置にあると外乱の影響を受けやすく、誤判定をしてしまう恐れがある。そこで、後述する第一判定と第二判定により、本体１内の高温の原因が外乱によるものか、本体１の異常によるものかを判定する。

【0024】

第一判定は、本体１が異常状態にあることが疑われるか否かを判断するために実行される。第一判定では、サーミスタ１４の検知温度がハンチングして、ヒータ１３が繰り返しＯＮ・ＯＦＦされたとき、つまり第一所定時間ｔ１内にヒータ１３のＯＦＦまたはＯＮの回数ｎが所定回数Ｎに達した場合に、本体１の異常を疑う。第一判定で本体１の異常が疑われた場合には、本体１内の高温の原因が外乱による温度上昇か本体１の異常かを識別するために第二判定が実行される。第二判定は、ヒータ１３がＯＦＦされた状態でサーミスタ１４の検知温度を監視しており、検知温度が第三閾値に達したか否かで、本体１内の高温の原因が外乱による温度上昇か本体１の異常かを識別できる。

【0025】

図４は本実施形態における第一判定のフローチャートであり、図５は本実施形態における第二判定のフローチャートである。図において、サーミスタ１４の検知温度が第一閾値に達してヒータ１３がＯＦＦされたときを「スタート」としており、このときをヒータ１３のＯＦＦ回数ｎ＝１とカウントしている。なお、本実施例ではヒータ１３のＯＦＦ回数を数えるがＯＮ回数を数えてもよく、その場合には、サーミスタ１４の検知温度が第二閾値に達してヒータ１３がＯＮされたときを「スタート」とする。また、フローチャートでは「ステップ」を「Ｓ」と略称している。

【0026】

図４において、ヒータ１３がＯＦＦされると（スタート）、第一所定時間のカウントが開始される（ステップ１）。第一所定時間ｔ１は、任意の時間とすることができるが、本実施例では３０分とする。次いで、サーミスタ１４の検知温度が第一閾値以下の温度である第二閾値に達したか否かを判定する（ステップ２）。ヒータ１３がＯＦＦしたことで本体１内の温度が低下して第二閾値に達した場合（ステップ２でＹｅｓ）、ヒータ１３をＯＮする（ステップ３）。その後、サーミスタ１４の検知温度が第一閾値に達したか否かを判定し（ステップ４）、第一閾値に達した場合（ステップ４でＹｅｓ）、ヒータ１３をＯＦＦし（ステップ５）、ヒータ１３のＯＦＦ回数ｎを1回増加させる（ステップ６）。次いで、ヒータ１３のＯＦＦ回数ｎが所定回数Ｎに達したか否かを判定し（ステップ７）、所定回数Ｎに達していない場合（ステップ７でＮｏ）、ステップ２へ戻る。一方、所定回数Ｎに達している場合（ステップ７でＹｅｓ）、第一所定時間ｔ１が経過したか否かを判定し（ステップ８）、第一所定時間ｔ１が経過していない場合（ステップ８でＮｏ）、第二判定が実行される。

【0027】

なお、ステップ２で第二閾値に達していない場合（ステップ２でＮｏ）、第一所定時間ｔ１が経過したかを判定し（ステップ９）、第一所定時間ｔ１が経過していない場合（ステップ９でＮｏ）にはステップ２へ戻る。また、同様に、ステップ４で第一閾値に達していない場合（ステップ４でＮｏ）、第一所定時間ｔ１が経過したかを判定し（ステップ１０）、第一所定時間ｔ１が経過していない場合（ステップ１０でＮｏ）、ステップ５へ戻る。

【0028】

また、第一所定時間ｔ１が経過したか否かを判定する各ステップにおいて第一所定時間ｔ１が経過している場合（ステップ８、ステップ９、ステップ１０でＹｅｓ）、つまり第一所定時間ｔ１内にヒータ１３のＯＦＦ回数ｎが所定回数Ｎに達しなかった場合は、本体１が異常状態ではないと判断し、第一判定を終了して通常運転を行う。なお、本実施例ではステップ８、ステップ９、ステップ１０において、第一所定時間ｔ１が経過したか否かを判定しているが、これに限らず、第一所定時間のカウント開始以降、第一判定に並行して第一所定時間ｔ１が経過したか否かを判定してもよい。

【0029】

本体１が異常状態にある場合には、ヒータ１３の熱が本体１内から排出されずに篭っているため、ヒータ１３のＯＮ・ＯＦＦに追従するようにサーミスタ１４の検知温度がハンチングし、ヒータ１３のＯＮ・ＯＦＦが繰り返されることになる。そのため、第一判定では、ヒータ１３のＯＮ・ＯＦＦが繰り返される場合に、本体１の異常を疑い、第二判定を実行する。

【0030】

図５に示す第二判定は、ヒータ１３がＯＦＦされた状態で始まる。第二判定が実行されると、まず第二所定時間のカウントが開始される（ステップ１１）。第二所定時間ｔ２は、任意の時間とすることができるが、本実施例では１５分とする。続いて、サーミスタ１４の検知温度が第一閾値以下の温度である第三閾値に達したか否かを判定し（ステップ１２）、第三閾値に達しない場合（ステップ１２でＮｏ）、第二所定時間ｔ２が経過したか否かを判定する（ステップ１３）。第二所定時間ｔ２が経過していない場合（ステップ１３でＮｏ）、ステップ１２に戻る。第二所定時間ｔ２が経過している場合（ステップ１３でＹｅｓ）、第一判定でヒータ１３が繰り返しＯＮ・ＯＦＦされたのは、本体１の異常が原因と判断し、エラーを報知して（ステップ１４）、運転を停止する。また、サーミスタ１４の検知温度が第三閾値に達した場合（ステップ１２でＹｅｓ）、第一判定でヒータ１３が繰り返しＯＮ・ＯＦＦされたのは、外乱が原因と判断し、エラーを報知せずに運転を継続する（エンド）。この後は、通常運転を行ってもよいし、本体１の運転が停止されるまでヒータ１３のＯＦＦ状態を継続してもよい。

【0031】

なお、第一判定においてヒータ１３のＯＮ回数を数えた場合には、第二判定開始時にヒータ１３がＯＮしているため、ステップ１１の前にヒータ１３をＯＦＦするステップが追加される。

【0032】

第二判定は、ヒータ１３がＯＦＦされた状態、つまり、熱源がない状態で実行される。ヒータ１３がＯＦＦされているため、本体１が異常状態にあったとしても安全に第二判定を行える。本体１が異常状態にある場合、サーミスタ１４の検知温度はヒータ１３のＯＮ・ＯＦＦに追従してハンチングするため、ヒータ１３をＯＦＦしていれば検知温度が第三閾値に達することはない。そのため、第二所定時間ｔ２内にサーミスタ１４の検知温度が第三閾値に達しない場合、第一判定でヒータ１３が繰り返しＯＮ・ＯＦＦされたのは本体１の異常が原因と判断することができる。これにより、本体１内の高温の原因が本体１の異常である場合にエラーを報知することができ、優れた空調装置となる。一方、第二所定時間ｔ２内に第三閾値に達した場合には、本体１内の高温の原因は外乱と判断することができる。これにより、不要なエラーを出さないため利便性に優れた加湿装置となる。

【0033】

図６は、本実施形態における第一判定をスタートするタイミングを示した図であり、横軸を時間、縦軸をサーミスタ１４の検知温度として、サーミスタ１４の検知温度の変化を表している。図において、ヒータ１３がＯＦＦされるときを白抜き丸印、第一所定時間ｔ１のカウント開始を塗りつぶした丸印、第一所定時間ｔ１のカウント終了を塗りつぶした四角印、ヒータ１３のＯＦＦの１サイクルを両矢印で示している。両矢印の下に示されている時間は、ヒータ１３のＯＦＦの１サイクルにかかる時間の一例である。なお、本実施例では第一閾値を３０℃としているが、これに限定されず、任意の値とすることができる。また、所定回数Ｎについては本実施例では３回としているが、２回以上であればよい。

【0034】

第一判定は、ヒータ１３がＯＦＦされる度にスタートされ、第一所定時間のカウントが開始されるようにしてもよい（図６Ａ、Ｂ、Ｃ）。これにより、ヒータ１３のＯＦＦの１サイクルにかかる時間にばらつきがあったとしても早期に本体１が異常状態にある可能性を検知することができる。たとえば、Ａでは１回目のヒータ１３のＯＦＦから３回目のヒータ１３のＯＦＦまでに３３分かかっており、第一所定時間ｔ１を超えているため、第二判定は行われない。しかし、ＢとＣでは１回目のヒータ１３のＯＦＦから３回目のヒータ１３のＯＦＦまでが３０分のため、第一所定時間ｔ１内となり、第二判定が行われる。第一所定時間ｔ１後に、改めてヒータ１３のＯＦＦから第一所定時間のカウントが開始されると（Ａ終了後にＣを開始）、第二判定が行われるのは、Ｃにおいて３回目のヒータ１３のＯＦＦがされたときとなる。一方、ヒータ１３がＯＦＦされる度に第一所定時間のカウントが開始されると（Ａと並列でＢを開始）、第二判定が行われるのは、Ｂにおいて３回目のヒータ１３のＯＦＦがされたときとなり、早期に本体１が異常状態にある可能性を検知することが可能となる。

【0035】

また、第一所定時間ｔ１と第二所定時間ｔ２は任意の時間とすることができるが、第二所定時間ｔ２を第一所定時間ｔ１より短い時間としてもよい。第二判定ではサーミスタ１４の検知温度が第二所定時間ｔ２内に第三閾値に達しない場合にエラーを報知するため、本体１の異常が疑われてからエラー報知までに、少なくとも第二所定時間ｔ２を要することになる。第二所定時間ｔ２を第一所定時間ｔ１より短い時間とすることで、エラー報知までに必要以上の時間がかからなくなり、安全性に優れた空調装置となる。

【0036】

ただし、第二所定時間ｔ２が短すぎると、暖房装置から放出された温風が吸込口５から取り込まれる前に第二所定時間ｔ２が経過し、エラーが報知される可能性がある。このような不要なエラーを抑制するためには、第二所定時間の最小値ｔ２ｍｉｎを適切に設定する必要がある。具体的には、第二所定時間の最小値ｔ２ｍｉｎを第一判定においてヒータ１３のＯＦＦまたはＯＮの１サイクルに要する最長時間とするのがよく、ｔ２ｍｉｎ=ｔ１×（１／（Ｎ－１））で求めることができる。

【0037】

第一判定において１サイクルに要する時間が最長になるのは、ヒータ１３がＮ回ＯＦＦまたはＯＮするのに、ちょうど第一所定時間ｔ１かかったときであり、このとき、第一所定時間ｔ１内にちょうどＮ－１サイクル生じていることになる。そのため、第一所定時間ｔ１に１／（Ｎ－１）をかけることで、１サイクルに要する最長時間を求めることができ、この時間を第二所定時間の最小値ｔ２ｍｉｎとすることで、外乱による温度上昇を的確に検知することができる。

【符号の説明】

【0038】

１ 本体
３ 報知手段（表示部）
４ 吹出口
５ 吸込口
１３ ヒータ
１４ 温度検知手段（サーミスタ）
３０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】