(57)【要約】【課題】専用の室外ファンとファンモータを別途設けることなく、オフしている室外ファンを利用して発電し、その回収エネルギーを動力源として再利用する。【解決手段】室外機に設けられた室外ファンにより熱交換器に通風するようにした空気調和機において、前記室外ファンは、この室外ファンがオフのとき、外部の風で回転可能に設けられるとともに、この室外ファンのファンモータを発電機として機能させ、このファンモータを、発電した電力を充電するバッテリに接続し、このバッテリを、このバッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させる合流手段を介して駆動側の室外ファンやコンプレッサなどの負荷に結合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機に設けられた室外ファンにより熱交換器に通風するようにした空気調和機において、前記室外ファンは、この室外ファンがオフのとき、外部の風で回転可能に設けられるとともに、この室外ファンのファンモータを発電機として機能させ、このファンモータを、発電した電力を充電するバッテリに接続し、このバッテリを、このバッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させる合流手段を介して負荷に結合したことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
室外機に、個別に制御される複数個の室外ファンを有し、これらの室外ファンを選択的に回転して熱交換器に通風するようにした空気調和機において、前記室外ファンは、この室外ファンがオフのとき外部の風で回転可能に設けられ、この室外ファンの回転に伴い前記ファンモータを発電機として機能させ、このファンモータを、コンバータを介して発電した電力を充電するバッテリに接続し、このバッテリを、このバッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させる合流手段とコンバータを介してオンしている負荷に結合したことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
前記合流手段は、バッテリからの電源と他の電源装置としての商用電源からの電源とを合流させるものからなることを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。
【請求項４】
前記合流手段は、バッテリがあらかじめ設定された充電電圧を有するときは、前記バッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させてオンしている室外ファンに電源を供給することを特徴とする請求項１、２または３記載の空気調和機。
【請求項５】
前記合流手段は、前記バッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させるとともに、いずれか一方の電源から他方の電源への逆流を防止する回路からなることを特徴とする請求項１又は２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、オフしている室外ファンを利用して発電し、その回収エネルギーを動力源として利用するようにした空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機ファンの風力を利用して発電する装置として、図３に示すもの（特許文献１）、図４に示すもの（特許文献２）などが知られている。
図３に示すもの（特許文献１）は、室外機１０の外箱１１における前板１２側に吸気口１３を設け、後板１７側に排気口１８を設け、前記吸気口１３側に熱交換器１４を配置し、前記排気口１８側に向けてファンモータ１５で回転する室外ファン１６を設けた室外機１０において、前記室外ファン１６に対向させて別に専用の発電ファン２０を取り付け、この発電ファン２０の回転で発電する発電用直流モータ１９を設けたものである。
【０００３】
図４に示すもの（特許文献２）は、室外機１０における室外ファン１６の傍に、支柱２２を立て、専用の発電ユニット２１を設けたものである。室外機１０の室外ファン１６で排気された時の風力又は外部の自然の風力で別に設けた専用の発電ファン２０を回転し、発電用直流モータ１９で発電し、ＡＣ／ＤＣ変換回路３２でＡＣをＤＣに変換し、インバータ２９と３０にファンモータ１５とコンプレッサ３１の動力源を供給するとともに、充放電回路２７を介してバッテリ２６に充電する。また、室外機１０は、商用電源２３から供給された交流電源を整流回路２４と平滑コンデンサ２５で整流、平滑化し、充放電回路２７、インバータ２９、３０に電力を供給し、コンプレッサ３１を駆動し、ファンモータ１５により室外ファン１６を回転し、吸気された風力で熱交換器１４を冷却する。商用電源２３からの電力と発電ユニット２１からの電力は、室外制御器２８からの指令により制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９３２７２号公報。
【特許文献２】特開２００５−２１４４９６号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に示す装置は、発電のための専用の発電用直流モータ１９と発電ファン２０を別途設けなければならず、コストがかかる、という問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、専用の室外ファンとファンモータを別途設けることなく、オフしている室外ファンを利用して発電し、その回収エネルギーを動力源として再利用するようにした空気調和機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による空気調和機は、図１に示すように、室外機３３に設けられた室外ファン３５ａ、３５ｂにより熱交換器３４ａ、３４ｂに通風するようにした空気調和機において、前記室外ファン３５ａ、３５ｂは、この室外ファン３５ａ、３５ｂがオフのとき、外部の風で回転可能に設けられるとともに、この室外ファン３５ａ、３５ｂのファンモータ３６ａ、３６ｂを発電機として機能させ、このファンモータ３６ａ、３６ｂを、発電した電力を充電するバッテリ４３に接続し、このバッテリ４３を、このバッテリ４３からの電源と他の電源装置からの電源とを合流させる合流手段４１ａ、４１ｂを介して負荷に結合したことを特徴とする。
【０００８】
室外ファン３５ａ、３５ｂは、１台の室外機３３に、個別に制御される複数個を設けてオフしている（室外機として駆動していない）室外ファン３５ｂが外部の風で回転して発電し、オンしている（室外機として駆動している）室外ファン３５ａに電力を供給することが好ましい。しかし、発電した電力は、バッテリ４３に充電しておき、必要に応じて利用することもできる。
【０００９】
合流手段４１ａ、４１ｂは、バッテリ４３にあらかじめ設定された充電電圧を有するときは、室外ファン３５ｂの外部の風で回転して発電した電力を商用電源と合流してオンしている室外ファン３５ａに供給することを特徴とする。
【００１０】
合流手段４１ａ、４１ｂは、バッテリ４３からの電源と他の電源装置としての商用電源３９の電源を合流させるとともに、いずれか一方の電源から他方の電源への逆流を防止する回路からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、室外機に設けられた室外ファンにより熱交換器に通風するようにした空気調和機において、前記室外ファンは、この室外ファンがオフのとき、外部の風で回転可能に設けられるとともに、この室外ファンのファンモータを発電機として機能させ、このファンモータを、発電した電力を充電するバッテリに接続し、このバッテリを、このバッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させる合流手段を介して負荷に結合したので、室外機に設けられた室外ファンを発電のために利用することで、専用の発電用直流モータと発電ファンを別途設ける必要がなく、安価に提供できる。
本発明は、また、専用の室外ファンとファンモータを別途設けることなく、オフしている室外ファンを利用して発電してバッテリに充電することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、室外機に、個別に制御される複数個の室外ファンを有し、これらの室外ファンを選択的に回転して熱交換器に通風するようにした空気調和機において、前記室外ファンは、この室外ファンがオフのとき外部の風で回転可能に設けられ、この室外ファンの回転に伴い前記ファンモータを発電機として機能させ、このファンモータを、コンバータを介して発電した電力を充電するバッテリに接続し、このバッテリを、このバッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させる合流手段とコンバータを介してオンしている負荷に結合したので、バッテリの電力を止まっていない方の室外ファンに利用でき、省エネになる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、前記合流手段は、バッテリからの電源と他の電源装置としての商用電源からの電源とを合流させるものからなるので、僅かなエネルギー回収でも有効に利用できる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、前記合流手段は、バッテリがあらかじめ設定された充電電圧を有するときは、前記バッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させてオンしている室外ファンに電源を供給するようにしたので、商用電源を必要最小限利用した空気調和機を提供できる。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、前記合流手段は、前記バッテリからの電源と他の電源装置からの電源とを合流させるとともに、いずれか一方から他方への逆流を防止する回路からなるので、バッテリと商用電源の出力電圧に違いがあっても互いに悪影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による空気調和機の実施例１を示すブロック図である。
【図２】本発明による空気調和機の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の室外機１０の一例を示す断面図である。
【図４】従来の室外機１０の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明による空気調和機は、室外機３３に設けられた室外ファン３５ａ、３５ｂにより熱交換器３４ａ、３４ｂに通風するようにした空気調和機において、前記室外ファン３５ａ、３５ｂは、この室外ファン３５ａ、３５ｂがオフのとき、外部の風で回転可能に設けられるとともに、この室外ファン３５ａ、３５ｂのファンモータ３６ａ、３６ｂを発電機として機能させ、このファンモータ３６ａ、３６ｂを、発電した電力を充電するバッテリ４３に接続し、このバッテリ４３を、このバッテリ４３からの電源と他の電源装置からの電源とを合流させる合流手段４１ａ、４１ｂを介して負荷に結合したものである。
【００１８】
室外機３３に、個別に制御される複数個の室外ファン３５ａ、３５ｂを有する場合には、オフしている室外ファン３５ｂを、外部の風で回転可能に設け、この室外ファン３５ｂの回転に伴い前記ファンモータ３６ｂを発電機として機能させ、このファンモータ３６ｂにより発電した電力をオフしていない室外ファン３５ａに供給する。
【００１９】
合流手段４１ａ、４１ｂは、バッテリ４３からの電源と他の電源装置としての商用電源３９からの電源を合流させる機能を有する回路であり、また、バッテリ４３にあらかじめ設定された充電電圧を有するときは、室外ファン３５ｂがオフのときのファンモータ３６ｂにより発電した電力を合流してオンしている室外ファン３５ａに供給する機能を有する回路であり、さらに、バッテリ４３と商用電源３９の電源供給を合流させるとともに、いずれか一方から他方への逆流を防止する機能を有する回路でもある。
【実施例１】
【００２０】
本発明による空気調和機の実施例１を図１に基づき説明する。
第１の室外ファン３５ａと第１のファンモータ３６ａは、オンしている（送風機として駆動している）ときに外気を吸引して第１の熱交換器３４ａに通風するとともに、オフしている（送風機として駆動していない）ときに発電機として機能するものである。
第２の室外ファン３５ｂと第２のファンモータ３６ｂも同様に、オンしている（送風機として駆動している）ときに外気を吸引して第２の熱交換器３４ｂに通風するするとともに、オフしている（送風機として駆動していない）ときに発電機として機能する回路である。
この図１に示す室外機３３は、２台の室外ファン３５ａ、３５ｂとファンモータ３６ａ、３６ｂを有する場合を示しているが、本発明は、台数に限定されるものではない。
【００２１】
前記第１のファンモータ３６ａは、第１の切り替えスイッチ回路４２ａの端子ａ３に接続され、また、第１の切り替えスイッチ回路４２ａの端子ａ１は、第１の合流手段４１ａの素子ｘ１を介して第１のコンバータ４０ａに接続されると共に、素子ｘ２を介して第２のコンバータ４０ｂに接続されている。第１の切り替えスイッチ回路４２ａの端子ａ２は、第２のコンバータ４０ｂに接続されている。
前記第２のファンモータ３６ｂは、第２の切り替えスイッチ回路４２ｂの端子ｂ３に接続され、また、第２の切り替えスイッチ回路４２ｂの端子ｂ１は、第２の合流手段４１ｂの素子ｙ１を介して第１のコンバータ４０ａに接続されると共に、素子ｙ２を介して第２のコンバータ４０ｂに接続されている。第２の切り替えスイッチ回路４２ｂの端子ｂ２は、第２のコンバータ４０ｂに接続されている。
前記第１の合流手段４１ａと第２の合流手段４１ｂは、ともに第１のコンバータ４０ａと第２のコンバータ４０ｂの出力電流を合流させるとともに、逆流を防止するもので、簡単のため逆流防止用ダイオードｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２で構成しているが、スイッチング素子を用いるなど他の構成とすることができる。
【００２２】
前記第１のコンバータ４０ａの入力側には、商用電源３９が接続され、前記第２のコンバータ４０ｂの入力側には、バッテリ４３が接続され、このバッテリ４３には、出力電圧を判定する判定回路４４が接続されている。
前記第１のコンバータ４０ａと第２のコンバータ４０ｂは、前記第１の合流手段４１ａと第２の合流手段４１ｂに入力される電圧が同一になるように構成されている。
制御回路３８は、判定回路４４の判定信号と入力回路３７の入力信号に基づき、前記第１のコンバータ４０ａ、第２のコンバータ４０ｂ、第１の切り替えスイッチ回路４２ａ、第２の切り替えスイッチ回路４２ｂをそれぞれ制御する制御信号が送られる。
なお、第１の合流手段４１ａと第２の合流手段４１ｂは、スイッチング素子を用いて構成し、制御回路３８からの制御信号により、前記第１のコンバータ４０ａからの電源と、第２のコンバータ４０ｂからの電源のいずれかを強制的に切り替えるようにしてもよいし、また、第１の合流手段４１ａと第２の合流手段４１ｂの内部に、バッテリ４３からの電圧が負荷（ファンモータ３６ａ、３６ｂや第１、第２のコンプレッサ４５ａ、４５ｂ）を駆動するのに必要な電圧かどうかを検出する電圧検出回路を内蔵して、前記第１のコンバータ４０ａからの電流と、第２のコンバータ４０ｂからの電流を合わせて負荷に供給するようにしてもよい。
前記第１の合流手段４１ａには、第１の切り替えスイッチ回路４２ａの端子ｃ１、ｃ３を介して第１のコンプレッサ４５ａが接続され、前記第２の合流手段４１ｂには、第２の切り替えスイッチ回路４２ｂの端子ｄ１、ｄ３を介して第２のコンプレッサ４５ｂが接続されている。
【００２３】
次に本発明の作用を図２のフローチャートに基づき説明する。
（１）第１の室外ファン３５ａはオン（送風機として駆動）し、第２の室外ファン３５ｂはオフしている時
この動作モードでは、動作モードなどの制御内容を入力する入力回路３７からの指令により、制御回路３８にて第１の切り替えスイッチ回路４２ａが端子ａ１とｃ１に切り替えられ、第２の切り替えスイッチ回路４２ｂが端子ｂ２とｄ２に切り替えられる。
すると、商用電源３９からの電圧が第１のコンバータ４０ａで所望の電圧に変換され、第１の合流手段４１ａに送られる。同時にバッテリ４３からの電圧が第２のコンバータ４０ｂで所望の電圧に変換され、第１の合流手段４１ａに送られる。
【００２４】
ここで、第１の合流手段４１ａは、商用電源３９からの第１のコンバータ４０ａで変換された電源を供給するか、バッテリ４３からの第２のコンバータ４０ｂで変換された電源を供給するか、両方の電源を供給するかを制御回路３８からの指令により切り替え制御するものである。具体的には、次の２通りが考えられる。
（ａ）バッテリ４３に、負荷（ファンモータ３６ａ、３６ｂや第１、第２のコンプレッサ４５ａ、４５ｂ）を駆動するのに必要な電圧が充電されていると判定回路４４で判断されると、制御回路３８からの信号により又は第１の合流手段４１ａの内部の電圧検出回路により自動的に第１の合流手段４１ａの逆流防止素子ｘ２がオンし、バッテリ４３からの電源が第２のコンバータ４０ｂを介してオンしている側の負荷（第１のファンモータ３６ａと第１のコンプレッサ４５ａ）に電源が供給されてバッテリ運転となる。
（ｂ）バッテリ４３に、負荷（ファンモータ３６ａ、３６ｂや第１、第２のコンプレッサ４５ａ、４５ｂ）を駆動するのに必要な電圧が充電されていないと判定回路４４で判断されると、制御回路３８からの信号により又は第１の合流手段４１ａの内部の電圧検出回路により自動的に第１の合流手段４１ａの逆流防止素子ｘ１がオンし、商用電源３９からの電源が第１のコンバータ４０ａを介してオンしている側の負荷（第１のファンモータ３６ａと第１のコンプレッサ４５ａ）に電源が供給されて通常運転をする。
【００２５】
第１のファンモータ３６ａと第１のコンプレッサ４５ａに電源が供給されると、第１の室外ファン３５ａが回転して外部から空気を吸引して第１の熱交換器３４ａに通風する。同時に第１のコンプレッサ４５ａが駆動する。
また、入力回路３７からの指令により、制御回路３８にて第２の切り替えスイッチ回路４２ｂを端子ｂ２とｄ２に切り替えているので、第２のファンモータ３６ｂと第２のコンプレッサ４５ｂには、商用電源３９又はバッテリ４３から電源が供給されずオフしている。
【００２６】
ここで、第２の室外ファン３５ｂは、無負荷状態のときに外部からの風や第１の室外ファン３５ａからの風を受けると回転するように構成されている。この第２の室外ファン３５ｂが風で回転すると、第２のファンモータ３６ｂが発電機として機能し、発電した電力が第１の切り替えスイッチ回路４２ａの端子ａ３、ａ２を介して第２のコンバータ４０ｂに送られて所望の直流電圧に変換されてバッテリ４３を充電する。
【００２７】
（２）第１の室外ファン３５ａと第２の室外ファン３５ｂがともに送風機としてオンしている時
この動作モードでは、動作モードなどの制御内容を入力する入力回路３７からの指令により、制御回路３８にて第１の切り替えスイッチ回路４２ａが端子ａ１とｃ１に切り替えられ、第２の切り替えスイッチ回路４２ｂがｂ１とｄ１に切り替えられる。
すると、商用電源３９からの第１のコンバータ４０ａを介した電力及び／又はバッテリ４３からの第２のコンバータ４０ｂを介した電力が、第１の切り替えスイッチ回路４２ａを経て第１のファンモータ３６ａと第１のコンプレッサ４５ａに供給される。
同様に、商用電源３９からの第１のコンバータ４０ａを介した電力及び／又はバッテリ４３からの第２のコンバータ４０ｂを介した電力が、第２の切り替えスイッチ回路４２ｂを経て第２のファンモータ３６ｂと第２のコンプレッサ４５ｂに供給される。
この動作モードでは、第１の熱交換器３４ａと第２の室外ファン３５ｂは、外部の風で回転しないため、第１のファンモータ３６ａと第２のファンモータ３６ｂでは、ともに発電せず、バッテリ４３を充電することはない。
【００２８】
（３）第１の室外ファン３５ａと第２の室外ファン３５ｂがともに室外機としてオフしている時
この動作モードでは、動作モードなどの制御内容を入力する入力回路３７からの指令により、制御回路３８にて第１の切り替えスイッチ回路４２ａが端子ａ２とｃ２に切り替えられ、第２の切り替えスイッチ回路４２ｂが端子ｂ２とｄ２に切り替えられる。すると、第１の室外ファン３５ａと第２の室外ファン３５ｂは、ともに無負荷状態なので、外部からの風を受けて回転可能となっている。この第１の室外ファン３５ａと第２の室外ファン３５ｂの一方又は両方の回転により第１のファンモータ３６ａと第２のファンモータ３６ｂの一方又は両方が発電機として機能し、第２のコンバータ４０ｂを介してバッテリ４３に充電する。
【００２９】
前記実施例では、２台以上の室外ファン３５ａ、３５ｂを有し、そのうちのオフしている（駆動していない）室外ファン３５ｂが自然界の風やオンしている室外ファン３５ａ、の排気風により回転した時に発電させ、その電力を利用するようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。
本発明は、１台だけの室外ファン３５ａを有する室外機３３であっても、室外機３３が停止しており、その１台の室外ファン３５ａが自然界の風で回転した時に発電させ、その電力をバッテリ４３に充電して利用するようにしてもよい。いずれの場合にも本発明では、室外機３３に内蔵している室外ファンとファンモータをそのまま発電機として利用したものである。
【符号の説明】
【００３０】
１０…室外機、１１…外箱、１２…前板、１３…吸気口、１４…熱交換器、１５…ファンモータ、１６…室外ファン、１７…後板、１８…排気口、１９…発電用直流モータ、２０…発電ファン、２１…発電ユニット、２２…支柱、２３…商用電源、２４…整流回路、２５…平滑コンデンサ、２６…バッテリ、２７…充放電回路、２８…室外制御器、２９…インバータ、３０…インバータ、３１…コンプレッサ、３２…ＡＣ／ＤＣ変換回路、３３…室外機、３４ａ，３４ｂ…熱交換器、３５ａ，３５ｂ…室外ファン、３６ａ，３６ｂ…ファンモータ、３７…入力回路、３８…制御回路、３９…商用電源、４０ａ，４０ｂ…コンバータ、４１ａ，４１ｂ…合流手段、４２ａ，４２ｂ…切り替えスイッチ回路、４３…バッテリ、４４…判定回路、４５ａ，４５ｂ…コンプレッサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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