(57)【要約】【課題】既存の金属製配管を伝送する電気信号を測定することで、その配管の異常を容易に検出することが可能な異常検出装置を提供する。【解決手段】異常検出装置１０の端子１５と端子１６とをそれぞれガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６とに取り付けて、その端子間に電気信号を伝送させ、その電気信号の周波数特性と記憶されている周波数特性とを比較することで、正常／異常の判断を行なう。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の機器と第２の機器との間で信号を送受信する通信回線の異常検出装置であって、
前記通信回線の送受信信号の周波数特性を検出し、該周波数特性に基づいて、前記通信回線の正常／異常を判断する判断手段を備えた
ことを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
前記通信回線の正常状態を示す周波数特性を記憶する記憶手段を備え、
前記判断手段は、
前記記憶手段に記憶されている周波数特性と前記送受信信号の周波数特性とを比較して、前記通信回線の正常／異常を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記判断手段は、
前記送受信信号の周波数特性を変換し、該周波数特性を表す所定のパラメータにし、
前記記憶手段に記憶されている周波数特性を変換し、該周波数特性を表す所定のパラメータにして、双方のパラメータを比較する
ことを特徴とする請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
２以上の端子を有し、
該端子を前記通信回線に取り付ける
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記端子の一方を、
前記通信回線の前記第１の機器との接続部に取り付け、
前記端子の他方を、
前記通信回線の前記第２の機器との接続部に取り付ける
ことを特徴とする請求項４に記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記端子の一方を、
前記通信回線の前記第１の機器または前記第２の機器との接続部に取り付け、
前記端子の他方を、
前記一方の端子が取り付けられていない機器に備えられているアースに取り付ける
ことを特徴とする請求項４に記載の異常検出装置。
【請求項７】
前記通信回線が、冷媒配管であり、
該冷媒配管に前記端子を取り付ける
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の異常検出装置。
【請求項８】
前記冷媒配管が、
ガス側冷媒配管と液側冷媒配管とから成り、
前記端子を、
前記ガス側冷媒配管の前記第１の機器との接続部及び前記液側冷媒配管の前記第２の機器との接続部に取り付ける
ことを特徴とする請求項７に記載の異常検出装置。
【請求項９】
前記第１の機器が室外機、前記第２の機器が室内機である空気調和機の冷媒配管に
前記端子を取り付ける
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の機器と第２の機器とが相互に情報を通信する通信回線の異常検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機における室外機と室内機の接続状態検査装置は、同一場所に設置される複数台の室外機と、これと同数の室内機とを、各々の室外機と室内機に設けられている接続配管に冷媒配管の冷媒ガス配管と冷媒液配管を取り付けることにより一対一で接続したのち、冷媒配管内の真空引きまたは気密確認を行い、このときの冷媒ガス配管と冷媒液配管の圧力変化を、圧力センサにより検出するとともに、制御盤により両圧力変化値を比較し、両圧力変化値が合致しないときは冷媒配管の誤接続と判定するように構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、マルチ型空気調和機の連結状態点検方法は、複数の室内熱交換器に各々連結された配管の運転前温度が入力される運転前温度入力段階と、配管開閉制御器を駆動させそれぞれの配管のうち何れか一つの配管だけを選択して開放させる配管選択開放段階と、一定時間の間圧縮機を運転させ室外熱交換器から開放された配管を経て室内熱交換器に冷媒を循環させる運転段階と、複数の室内熱交換器に各々連結された配管の運転後温度が入力される運転後温度入力段階と、各配管の運転前温度と運転後温度とを比較し、その温度変化の有無によって配管の連結状態を判断するように構成されていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６７４４号公報（第４頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−２５７８０６号公報（第４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の空気調和機における室外機と室内機の接続状態検査装置は、試運転のための冷媒サイクル運転を行う前段階で、複数台の室外機と、これと同数の室内機とを結ぶ冷媒配管や伝送線の誤接続を容易にかつ確実に検出することを目的としたものである。しかしながら、この接続状態検査装置は、複数台の室外機と、これと同数の室内機を一対一で接続した空気調和機を対象としており、１の室外機に複数台の室内機が接続されている場合を想定しているものではなかった。
【０００６】
また、上記のマルチ型空気調和機の連結状態点検方法は、マルチ型空気調和機の運転前の温度と運転後の温度とを比較し、その温度変化にしたがって室外機と室内機とをつなぐ配管の連結状態を迅速で簡便に判断することを目的としたものである。しかしながら、連結状態点検方法は、実際にマルチ型空気調和機を運転させた場合を想定しており、運転前の段階では連結状態が判断できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、既存の金属製配管を伝送する電気信号を測定することで、その配管の異常を容易に検出することが可能な異常検出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】
【０００８】
本発明に係る異常検出装置は、第１の機器と第２の機器とが相互に情報を通信する通信回線の異常検出装置であって、前記通信回線の送受信信号の周波数特性を検出し、該周波数特性に基づいて、前記通信回線の正常／異常を判断する判断手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る異常検出装置は、第１の機器と第２の機器とが相互に情報を通信する通信回線の異常検出装置であって、前記通信回線の送受信信号の周波数特性を検出し、該周波数特性に基づいて、前記通信回線の正常／異常を判断する判断手段を備えたので、通信回線の正常／異常を容易に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る異常検出装置１０の電気的な概略構成を示すブロック図である。実施の形態では、端子（端子１５及び端子１６）が送受信信号を検出する場合を例に説明するが、これに限定するものではない。例えば、送受信信号を検出できるものであれば、端子以外のものでもよく、通信回線に非接触のものであってもよい。
【００１１】
異常検出装置１０は、異常検出装置１０の全体を制御する制御手段１１と、通信回線の正常状態を示す周波数特性を記憶している記憶手段１２と、通信回線に取り付けて信号を送受信するための端子１５及び端子１６とを備えている。また、通信回線の状態をユーザに知らせる図示省略の表示手段を備えている。
【００１２】
制御手段１１は、通信回線を伝送する送受信信号の周波数特性と記憶手段１２に記憶されている通信回線の状態を示す周波数特性とを比較して、通信回線の正常／異常の判断を行なう判断手段１３を備えている。なお、この制御手段１１は、マイクロコンピュータ等で構成するとよい。
【００１３】
記憶手段１２は、通信回線の正常な状態を示す周波数特性を記憶できるものであればよい。また、通信回線の特定の異常な状態を示す周波数特性をあらかじめ記憶させたり、随時記憶させたりすることが可能であるとよい。例えば、記憶手段１２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）や不揮発メモリ等で構成するとよい。なお、周波数特性の特徴的部分を抽出して所定のパラメータ（変数）に変換して記憶しておけば、比較・判断の材料として効率よく利用することが可能となる。また、記憶手段１２に異常を示す周波数特性を複数記憶しておけば、異常の検出と異常の種類の特定も可能になる。
【００１４】
判断手段１３は、通信回線を伝送する送受信信号の周波数特性を記憶手段１２に記憶されている周波数特性と比較して、通信回線の正常／異常の判断を行なう機能を有している。また、判断手段１３は、通信回線を伝送する送受信信号の周波数特性の特徴的部分を抽出して所定のパラメータ（変数）に変換する機能を有している。さらに、判断手段１３は、判断結果を通信回線の正常／異常状態を示すものとして学習する機能を有しているとよい。端子１５及び端子１６は、通信回線に電気信号を伝送するために通信回線に電気的に取り付けられるものである。
【００１５】
実施の形態１．
実施の形態１では、異常検出装置１０の端子１５及び端子１６を空気調和機１のガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６とに取り付けた場合を例に示す。
【００１６】
図２は、異常検出装置１０の接続状態の一例を示す概略説明図である。
異常検出装置１０は、端子１５と端子１６とを空気調和機１のガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６とに取り付けて、その端子間に電気信号を伝送させ、その電気信号から得られる周波数特性と記憶されている周波数特性とを比較して、ガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６との通信回線としての機能に異常がないかどうかを判断するようになっている。
【００１７】
空気調和機１は、室外機２０と室内機２１〜２４とを、ガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６とで接続されて構成されている。室外機２０は、冷媒を圧縮する図示省略の圧縮機と、冷媒が外気と熱交換される図示省略の室外熱交換器（冷媒回路）等を含んで構成されている。また、室外機２０は、屋外に据え付けられるようになっており、ビルの屋上等に配置するとよい。
【００１８】
室内機２１〜２４は、室外機２０から送られる冷媒が室内の空気と熱交換される図示省略の室内熱交換器（冷媒回路）と熱交換された空気を室内に送り出す図示省略の送風装置等含んで構成されている。室内機２１〜２４は、室内の天井に組み込まれるように配置されてもよく、床面に直接据え付けられるように配置されても構わない。なお、室外機２０と室内機２１〜２４には、ユーザの安全性を確保するためにアース４０が設けられている。
【００１９】
ガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６とは、冷媒（二酸化炭素やフロン等）を導通するようになっており、一般に、発泡ウレタン等の絶縁材料からなる断熱材で覆われている。なお、ここでは、このガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６が電気信号を伝送する通信回線としての機能を果たすようになっている。
【００２０】
例えば、ガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６の素材は一般に銅であるため、無線で用いるアンテナと同様な原理により、ガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６はアンテナ素子として機能し、その一部に高周波電流を流すことにより、配管全体から電波が放射され、電磁界を配管が受けると、高周波電流が流れ、これを図示省略のコンデンサや誘導コイルで構成される結合器により、電気信号として取り出すことで電気信号の伝送が可能となっている。
【００２１】
各機器（室外機２０及び室内機２１〜室内機２４）と各冷媒配管（ガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６）とは、金属部である結合クランプ３０で接続するとよい。この結合クランプ３０は、磁性材料で構成された筒状のコアを含んでいることが好ましい。なお、端子１５と端子１６とを取り付けられるものであればよい。
【００２２】
異常検出装置１０は、ガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６とに端子１５及び端子１６を取り付けて、その端子間に電気信号を伝送し、この電気信号の周波数特性と記憶手段１２に記憶されている周波数特性とを比較する。そして、この比較結果に基づいて、通信回線の正常／異常を判断する。したがって、各機器を伝送する電気信号を外壁等の影響を受けずに、かつ専用の通信回線を必要とせずに、通信回線の異常の検出が可能になっている。
【００２３】
図３は、端子１５及び端子１６を結合クランプ３０に取り付けた状態の一例を示す説明図である。上述したように、結合クランプ３０には、磁性材料で構成された筒状のコアを含んでいることが好ましい。それは、ガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６は、図示省略の冷媒回路で短絡されており、そのコアに貫通させると所定のインダクタンスを得ることができるからである。すなわち、このようなコアをガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６に取り付けたときのインピーダンス（ＺＬ）は、コアの透磁性を特定することで、一定のインダクタンスとして計算することができるのである。
【００２４】
したがって、ガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６すべてに結合クランプ３０を取り付けた場合のインピーダンス（Ｚａｌｌ）は、結合クランプ３０の台数をＮとすると、Ｚａｌｌ＝２×ＺＬ／Ｎで表すことができる。例えば、図２を例に計算すると、Ｚａｌｌ＝２×ＺＬ／１０となる。そうすると、その結合クランプ３０に所定の出力インピーダンスの交流信号源を接続し、数種類の周波数により、端子間電圧を測定することが可能になる。すなわち、結合クランプ３０に取り付けた端子１５及び端子１６の一方から所定の出力インピーダンスの交流電源を送信すれば、その交流電源はガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６を伝送して、他方の端子で受信されるようになっている。
【００２５】
次に、異常検出装置１０の動作について説明する。
まず、ガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６に取り付けた結合クランプ３０の個数からインピーダンス（Ｚａｌｌ）を予め計算し、これを記憶手段１２に記憶しておく。そして、ガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６とを伝送する信号周波数の平均化処理を行なう。このとき、ガス側冷媒配管２５と液側冷媒配管２６との分布定数による共振現象により特定の周波数で、端子間電圧が極端に低下したり上昇したりする場が想定されるが、最大及び最少の端子間電圧を省いて平均化処理を行えばよい（図４参照）。この平均化処理を行うと、空気調和機１全体のインピーダンスを得ることができる。図４は、信号周波数のインピーダンスの計測値の一例を示す図である。
【００２６】
判断手段１３は、この計測値と記憶手段１２に記憶してあるＺａｌｌを比較する。比較した結果、判断手段１３は、所定の誤差以内であれば劣化無しと判断し、所定の誤差以内でなければ劣化有りと判断する。例えば、経路途中で断熱材劣化等によりガス側冷媒配管２５及び液側冷媒配管２６が短絡している場合は、インピーダンスはゼロオームに近づくので、容易に判断可能になっている。
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態２では、異常検出装置１０の端子１５をアース４０に、端子１６を液側冷媒配管２６にそれぞれ取り付けた場合を例に示す。
【００２８】
図５は、異常検出装置１０の接続状態の一例を示す概略図である。
空気調和機１ａの基本的な構成は、空気調和機１と同様であり、同じ符号については説明を省略し、異なる部分のみ説明する。空気調和機１ａは、液側冷媒配管２６にのみ結合クランプ３０を設けてある。例えば、ガス側冷媒配管２５には、結合クランプ３０を設けずに、端子１５を室外機２０のアース４０に取り付けている。すなわち、異常検出装置１０は、通信回線を伝送する電気信号の周波数特性を通信回線の正常／異常の判断基準とするので、通信回線を伝送する電気信号の周波数特性を得ることができれば、端子１５及び端子１６を通信回線自体に取り付けなくても構わないことを示している。
【００２９】
図６は、端子１５をアース４０に、端子１６を液側冷媒配管２６の結合クランプ３０に取り付けた状態の一例を示す説明図である。このように、液側冷媒配管２６とアース４０との間のインピーダンスを計測することで、アース４０への短絡が容易に検出でき（インピーダンスがゼロオーム）、配管異常（断熱材切断、劣化等）であると判断可能になっている。
【００３０】
次に、異常検出装置１０の動作について説明する。
まず、液側冷媒配管２６に取り付けた結合クランプ３０の個数からインピーダンス（Ｚａｌｌ）を予め計算し、これを記憶手段１２に記憶しておく。そして、液側冷媒配管２６とアース４０の間を伝送する信号周波数の平均化処理を行なう。平均化処理は、実施の形態１で示したように行われる。この平均化処理を行うと、空気調和機１ａ全体のインピーダンスを得ることができる。
【００３１】
判断手段１３は、この計測値と記憶手段１２に記憶してあるＺａｌｌを比較する。比較した結果、判断手段１３は、所定の誤差以内であれば劣化無しと判断し、所定の誤差以内でなければ劣化有りと判断する。例えば、経路途中で断熱材劣化等により液側冷媒配管２６とアース４０とが短絡している場合は、インピーダンスはゼロオームに近づくので、容易に判断可能になっている。
【００３２】
上記実施の形態では、本発明に係る異常検出装置１０を空気調和機（空気調和機１及び空気調和機１ａ）に接続した場合を例に説明したが、これに限定するものではない。すなわち、電気信号を伝送可能な通信回線に接続することできるものであれば、通信回線そのものであってもよく、また通信回線として機能するような配管であっても構わない。例えば、冷凍機とショーケース、冷凍機と冷蔵倉庫、熱源とファンコイルユニット、ハウジングエアコンの室外機と室内機等をそれぞれ接続し、通信回線としても機能する冷媒配管に接続してもよい。
【００３３】
また、実施の形態では、端子が二つの場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、二つ以上あっても構わない。さらに、一方の端子を電気信号の送信側、他方の端子を電気信号の受信側に固定してもよい。なお、本発明に係る異常検出装置を、空気調和機等に組み込んで備え付けるようにしても構わない。またさらに、結合クランプ３０は、磁性材料で構成された筒状のコアを含んでいることが好ましいが、これに限定するものではなく、交流電気信号に対してインピーダンスを持つ材料を含んでいればよい。
【００３４】
また、実施の形態では、異常検出装置１０に記憶手段１２が含まれている場合を例に説明したが、これに限定するものではない。例えば、インピーダンスがゼロオームであるかそれ以外であるかを正常／異常の判断基準とするような場合には、記憶手段１２はなくても構わない。さらに、実施の形態では、通信回線の状態を図示省略の表示手段に表示する場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、通信回線の状態を示せるものであればよい。例えば、音声や警告音、色彩等のいずれか１つまたはそれらの組み合わせで通信回線の状態を示すようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る異常検出装置の電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る異常検出装置の接続状態を示す概略説明図である。
【図３】実施の形態１に係る端子の取り付け例を示す説明図である。
【図４】平均化処理を行ったインピーダンスの値を示す説明図である。
【図５】実施の形態２に係る異常検出装置の接続状態を示す概略説明図である。
【図６】実施の形態２に係る端子の取り付け例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  空気調和機、１０  異常検出装置、１０ａ  異常検出装置、１１  制御手段、１２  記憶手段、１３  判断手段、１５  端子、１６  端子、２０  室外機、２１  室内機、２２  室内機、２３  室内機、２４  室内機、２５  ガス側冷媒配管、２６  液側冷媒配管、３０  結合クランプ、４０  アース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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