(57)【要約】【課題】  フィルタ目詰まり検知装置及びフィルタ目詰まり検知方法において、より高精度にかつ部材コストの増大を抑制してフィルタの目詰まりを検知すること。【解決手段】  空冷ファン２と、空冷ファン２より上流側に配設され通過する空気を濾過するフィルタ３とを備えた機器におけるフィルタの目詰まりを検出するフィルタ目詰まり検知装置であって、空冷ファン２の温度を検出するサーミスタＴＨ１と、空冷ファン２の消費電流を検出すると共に該消費電流に基づいてフィルタ３の目詰まり状態を判別する目詰まり検知部４とを備え、目詰まり検知部４が、サーミスタＴＨ１で検出した空冷ファン２の温度に応じて消費電流の温度変化を補正して前記判別を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空冷ファンと、前記空冷ファンより上流側に配設され通過する空気を濾過するフィルタとを備えた機器における前記フィルタの目詰まりを検出するフィルタ目詰まり検知装置であって、
前記空冷ファンの温度を検出するファン温度検出部と、
前記空冷ファンの消費電流を検出すると共に該消費電流に基づいて前記フィルタの目詰まり状態を判別する目詰まり検知部とを備え、
前記目詰まり検知部が、前記ファン温度検出部で検出した前記空冷ファンの温度に応じて前記消費電流の温度変化を補正して前記判別を行うことを特徴とするフィルタ目詰まり検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ目詰まり検知装置において、
前記ファン温度検出部が、前記空冷ファンに取り付けられた温度センサであるサーミスタを備え、
前記目詰まり検知部が、前記サーミスタの抵抗値に応じて前記消費電流の温度変化を補正することを特徴とするフィルタ目詰まり検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルタ目詰まり検知装置において、
前記フィルタが目詰まり状態であると前記目詰まり検知部が判定した際に警告報知を行う報知部を備えていることを特徴とするフィルタ目詰まり検知装置。
【請求項４】
空冷ファンと、前記空冷ファンより上流側に配設され通過する空気を濾過するフィルタとを備えた機器における前記フィルタの目詰まりを検出するフィルタ目詰まり検知方法であって、
前記空冷ファンの温度を検出するファン温度検出工程と、
前記空冷ファンの消費電流を検出すると共に該消費電流に基づいて前記フィルタの目詰まり状態を判別する目詰まり検知工程とを有し、
前記目詰まり検知工程において、検出した前記空冷ファンの温度に応じて前記消費電流の温度変化を補正して前記判別を行うことを特徴とするフィルタ目詰まり検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器等に搭載された空冷ファンによる塵埃の流入を防ぐフィルタの目詰まりを検出するフィルタ目詰まり検知装置及びフィルタ目詰まり検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気機器、コンピュータ及び冷暖房装置等の機器には、筐体内の発熱源を冷却させるために、空冷ファンが内蔵されていることが多いが、空冷ファンによる空気の流入に伴って塵埃が筐体内に侵入することを防ぐために空気の給排気口に不織布等によるフィルタが設けられている。
【０００３】
しかしながら、機器の使用に伴って塵埃等によってフィルタが目詰まりを起こしたり、給排気口付近に障害物がある場合に、空冷ファンからの風量が減少して、機器冷却不良の一因となる問題があった。
そこで、従来、フィルタの目詰まり等による風量減少に対して、アラーム発生や機器電源の遮断等を行うために、空冷ファンの風量又は風速を測定するか、フィルタ前後の圧力又は温度を測定してその圧損及び温度差を検出してフィルタの目詰まり検出を行っていた（特許文献１参照）。また、フィルタの目詰まりによりフィルタを通過する空気量が減少すると空冷ファン（送風機）の回転負荷が小さくなることに基づいて、空冷ファン（送風機）に供給される通電電流値からフィルタの目詰まり検知を行う方法も提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９８５８２号公報
【特許文献２】特許第２５１１２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の風量又は風速測定、圧力又は温度検出方法は、検出に用いるセンサの設置位置に精度が依存すると共に高いセンサ精度が必要となり、高精度検出が困難であると共に部材コストが増大してしまう不都合があった。
また、空冷ファンへの通電電流値に基づいて目詰まり検知を行う方法では、空冷ファンの消費電流が空冷ファンの温度変化に伴って変動するため、高精度にフィルタの目詰まりを検知することができないという不都合があった。なお、この空冷ファンの温度変化は、空冷ファンのモータにおける巻線抵抗値の温度変化によるものと考えられる。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、より高精度にかつ部材コストの増大を抑制してフィルタの目詰まりを検知することができるフィルタ目詰まり検知装置及びフィルタ目詰まり検知方法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、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のフィルタ目詰まり検知装置は、空冷ファンと、前記空冷ファンより上流側に配設され通過する空気を濾過するフィルタとを備えた機器における前記フィルタの目詰まりを検出するフィルタ目詰まり検知装置であって、前記空冷ファンの温度を検出するファン温度検出部と、前記空冷ファンの消費電流を検出すると共に該消費電流に基づいて前記フィルタの目詰まり状態を判別する目詰まり検知部とを備え、前記目詰まり検知部が、前記ファン温度検出部で検出した前記空冷ファンの温度に応じて前記消費電流の温度変化を補正して前記判別を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のフィルタ目詰まり検知方法は、空冷ファンと、前記空冷ファンより上流側に配設され通過する空気を濾過するフィルタとを備えた機器における前記フィルタの目詰まりを検出するフィルタ目詰まり検知方法であって、前記空冷ファンの温度を検出するファン温度検出工程と、前記空冷ファンの消費電流を検出すると共に該消費電流に基づいて前記フィルタの目詰まり状態を判別する目詰まり検知工程とを有し、前記目詰まり検知工程において、検出した前記空冷ファンの温度に応じて前記消費電流の温度変化を補正して前記判別を行うことを特徴とする。
【０００９】
これらのフィルタ目詰まり検知装置及びフィルタ目詰まり検知方法では、検出した空冷ファンの温度に応じて消費電流の温度変化を補正してフィルタの目詰まり状態を判別するので、空冷ファンの温度に対応して変化する消費電流を考慮して高精度に目詰まり状態を判別することが可能になる。また、消費電流の補正手段として空冷ファンの温度を測定するので、センサの設置位置に大きく依存することが無いと共に、高価な高精度センサを用いる必要が無く、十分に高精度な目詰まり検知が可能になる。
【００１０】
また、本発明のフィルタ目詰まり検知装置は、前記ファン温度検出部が、前記空冷ファンに取り付けられた温度センサであるサーミスタを備え、前記目詰まり検知部が、前記サーミスタの抵抗値に応じて前記消費電流の温度変化を補正することを特徴とする。すなわち、このフィルタ目詰まり検知装置では、サーミスタの抵抗値に応じて消費電流の温度変化を補正するので、空冷ファンの温度を容易にかつ高精度に検出することができると共に簡便な回路構成で目詰まり検知回路を構成することができる。
【００１１】
また、本発明のフィルタ目詰まり検知装置は、前記フィルタが目詰まり状態であると前記目詰まり検知部が判定した際に警告報知を行う報知部を備えていることを特徴とする。すなわち、このフィルタ目詰まり検知装置では、フィルタが目詰まり状態であると判定されたときに報知部が警告報知を行うので、フィルタの目詰まりを容易に認識できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るフィルタ目詰まり検知装置及びフィルタ目詰まり検知方法によれば、検出した空冷ファンの温度に応じて消費電流の温度変化を補正してフィルタの目詰まり状態を判別するので、空冷ファンの温度に対応して変化する消費電流を考慮して高精度に目詰まり状態を判別することが可能になると共に、高価な高精度センサを用いずに検知が可能となる。したがって、より高精度にかつ部材コストの増大を抑制してフィルタの目詰まりを検知することができ、搭載する機器等の冷却不良を未然にかつ確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るフィルタ目詰まり検知装置及びフィルタ目詰まり検知方法の一実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１４】
本実施形態のフィルタ目詰まり検知装置は、図１及び図２に示すように、例えば電気機器、コンピュータ及び冷暖房装置等の機器の筐体１内に設けられた空冷ファン２と、空冷ファン２より上流側に配設され通過する空気を濾過するフィルタ３とを備えた機器におけるフィルタ３の目詰まりを検出する装置であって、空冷ファン２に取り付けられ空冷ファン２の温度を検出するサーミスタ（ファン温度検出部）ＴＨ１と、空冷ファン２の消費電流を検出すると共に該消費電流に基づいてフィルタ３の目詰まり状態を判別する目詰まり検知部４と、フィルタ３が目詰まり状態であると目詰まり検知部４が判定した際に警告報知を行う報知部５とを備えている。
【００１５】
上記フィルタ３は、筐体１に設けられた吸気口１ａに取り付けられた不織布などである。
上記空冷ファン２は、例えばＤＣブラシレスシロッコファンが採用される。
上記筐体１内には、電源線に接続されるＡＣ／ＤＣ電源６と、このＡＣ／ＤＣ電源６に接続され機器の各種制御を行う制御回路等が実装されたプリント基板７とが搭載されている。
【００１６】
上記サーミスタＴＨ１は、温度が上昇すると抵抗が低くなる負特性、いわゆるＮＴＣサーミスタ(Negative Temperature Coefficient Thermistor)であり、例えばチップ型サーミスタ素子であって、マンガン、ニッケル及びコバルト等の金属酸化物を混合焼結した直方体形状のサーミスタ素体の両端部に電極として電極層が形成され、サーミスタ素体の電極層部分以外が絶縁コートで覆われているものである。
【００１７】
上記目詰まり検知部４は、サーミスタＴＨ１で検出した空冷ファン２の温度に応じて消費電流の温度変化を補正してフィルタ３の目詰まり状態を判別する目詰まり検出回路である。この目詰まり検知部４は、ＡＣ／ＤＣ電源６に接続されて電力が供給されていると共に、プリント基板７上の制御回路に接続されて目詰まり状態であると判定したときにアラーム信号を制御回路に出力するように設定されている。
【００１８】
上記目詰まり検知部４における目詰まり検知回路は、図２に示すように、空冷ファン２とグランドとの間に接続された検出用抵抗Ｒ１と、グランドに直列接続されたサーミスタＴＨ１、抵抗Ｒ３、可変抵抗ＶＲ１及び抵抗Ｒ２と、可変抵抗ＶＲ１と抵抗Ｒ３との間に比較電圧（基準電圧の分圧）の入力端子Ｐｉｎ２が接続されていると共に空冷ファン２と検出用抵抗Ｒ１との間に入力電圧の入力端子Ｐｉｎ３が接続された電圧コンパレータＵ１とで構成されている。
【００１９】
上記電圧コンパレータＵ１は、入力端子Ｐｉｎ２に入力された比較電圧に対して入力端子Ｐｉｎ３に入力された電圧が高いか低いかを判別して出力端子Ｐｉｎ１からハイ／ローの信号を出力するものであり、比較電圧に対して入力電圧が低い場合にロー信号としてアラーム信号を出力する。
なお、空冷ファン２は、ＡＣ／ＤＣ電源６に接続され電力供給されて、例えば１２Ｖで駆動される。また、サーミスタＴＨ１、抵抗Ｒ３、可変抵抗ＶＲ１及び抵抗Ｒ２には、グランドとの間で基準電圧ＤＣ１Ｖが印加されている。すなわち、サーミスタＴＨ１、抵抗Ｒ３、可変抵抗ＶＲ１及び抵抗Ｒ２によって、基準電圧（Ｖｒｅｆ）１Ｖが分圧されて比較電圧を作っている。
【００２０】
上記比較電圧Ｖは、以下の式（１）で表すことができる。
Ｖ＝（Ｒ３＋ＴＨ１）／（Ｒ３＋ＴＨ１＋Ｒ２＋Ｒ１）            ・・・（１）
ここで、可変抵抗ＶＲ１は、比較電圧を可変するためのものであり、温度係数の影響と調整のし易さから抵抗Ｒ２と可変抵抗ＶＲ１とに分割して、機能的には抵抗Ｒ２と可変抵抗ＶＲ１との合計抵抗（Ｒ２＋ＶＲ１）が可変抵抗として用いられる。すなわち、可変抵抗ＶＲ１は、抵抗値を変更することで警告を発する目詰まり状態の設定を変えることができる。
【００２１】
上記検出用抵抗Ｒ１は、空冷ファン２の消費電流の検出用抵抗（シャント抵抗）であって、実働時の空冷ファン２の抵抗に対して十分に低い値に設定される。ただし、検出用抵抗Ｒ１の抵抗値が低すぎると電流検出値（入力端子Ｐｉｎ３の電圧）が小さくなり、ノイズ等の影響を受けやすくなると共に、ＡＤ変換する際にも誤差が大きくなる可能性が高い。したがって、入力端子Ｐｉｎ３の電圧として、望ましい０．１Ｖ程度又は０．１Ｖ以下となるように検出用抵抗Ｒ１が設定される。
【００２２】
上記報知部５は、目詰まり検知部４に接続され、目詰まり検知部４から目詰まり状態を示すアラーム信号を受信すると、警告音を発生するスピーカ又はＬＥＤ等を点灯させる警告灯などが採用される。
【実施例】
【００２３】
次に、本実施形態のフィルタ目詰まり検知装置を用いたフィルタの目詰まり検知方法について、実際の実施例を用いて説明する。
【００２４】
まず、本実施例では、上記目詰まり検知部４の各抵抗は、検出用抵抗Ｒ１を０．１Ω、抵抗Ｒ２を２０ｋΩ、可変抵抗ＶＲ１を４ｋΩ（すなわち、抵抗Ｒ２と可変抵抗ＶＲ１との合計抵抗が２４ｋΩ：比較電圧０．０４Ｖ付近を仮定）、抵抗Ｒ３を６００Ω、基準電圧Ｖｒｅｆを１Ｖとした。
また、サーミスタＴＨ１は、０℃において１ｋΩであり、Ｂ定数３０００ＫのＮＴＣサーミスタを用いた。
【００２５】
目詰まり状態については、設置するフィルタ３の枚数をフィルタ無し状態からフィルタ５枚使用時、さらに全閉状態まで、フィルタ３の枚数を増やすことで目詰まりの度合いを変更して目詰まり検知が正常に行われるかの確認を行った。この際の、空冷ファン２の温度及び消費電流と、電圧コンパレータＵ１の入力端子Ｐｉｎ３で検出される比較電圧と、目詰まりを検知したフィルタ枚数とを以下の表１に示す。なお、比較例として、従来のようにサーミスタＴＨ１を用いずに、サーミスタＴＨ１及び抵抗Ｒ３の代わりに１ｋΩの抵抗を使用し、空冷ファン２の消費電流のみに基づいて目詰まりを検知した場合のフィルタ枚数も併せて表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１からわかるように、比較例では、比較電圧０．０４Ｖ一定となり、空冷ファン２の温度が変わるとフィルタ枚数が２から４枚の範囲で目詰まり検知がばらついているのに対し、本実施例のフィルタ目詰まり装置では、空冷ファン２の温度が変わっても、比較電圧も温度上昇に伴って減少し、いずれもフィルタ３枚で目詰まり検知がなされて、報知部５において警告が発せられている。このように、本実施例では、空冷ファン２の温度にかかわらず、フィルタ３の目詰まり状態を正確に検知している。
【００２８】
このように本実施形態では、検出した空冷ファン２の温度に応じて消費電流の温度変化を補正してフィルタ３の目詰まり状態を判別するので、空冷ファン２の温度に対応して変化する消費電流を考慮して高精度に目詰まり状態を判別することが可能になる。また、消費電流の補正手段として空冷ファン２の温度を直接測定するので、センサの設置位置に大きく依存することが無いと共に、高価な高精度センサを用いる必要が無く、十分に高精度な目詰まり検知が可能になる。
【００２９】
また、温度センサとしてサーミスタＴＨ１の抵抗値Ｒｔｈに応じて消費電流の温度変化を補正するので、空冷ファン２の温度を容易にかつ高精度に検出することができると共に簡便な回路構成で目詰まり検知回路を構成することができる。
さらに、フィルタ３が目詰まり状態であると判定されたときに報知部５が警告報知を行うので、フィルタ３の目詰まりを容易に認識できる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３１】
例えば、上記実施形態では、温度補正用のサーミスタＴＨ１として、ＮＴＣサーミスタを採用しているが、ＰＴＣサーミスタを採用し、このＰＴＣサーミスタを抵抗Ｒ２と可変抵抗ＶＲ１との間に接続しても構わない。
また、抵抗Ｒ２と可変抵抗ＶＲ１とは、それぞれ特定の固定抵抗に置き換えることもでき、上記本実施例において２４ｋΩの固定抵抗を使用すれば、フィルタ２枚ではアラーム信号が出力されず、フィルタ３枚以上でアラーム信号を出力させることができる。
【００３２】
さらに、上記実施形態では、電圧コンパレータＵ１を使用しているが、入力端子Ｐｉｎ２、Ｐｉｎ３に入力する信号をＡＤコンバータに入力してＡＤ変換し、コンピュータに取り込んで実温度に換算すると共に消費電流の温度依存性（実測又は理論値（コイル抵抗から算出）による温度依存性）から目詰まりの度合いを算出して判定することで、アラーム信号を出力するようにしても構わない。
【００３３】
また、上記目詰まり検知部４は、プリント基板７上の制御回路と分けて別途設けているが、プリント基板７上に制御回路と共に設けても構わない。
また、空冷ファン２から離間した位置にサーミスタ等の第２の温度センサを設け、サーミスタＴＨ１との温度比較により、互いの温度が同じ場合には、空冷ファン２のモータが停止していると判断してアラーム信号を出力するようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る一実施形態のフィルタ目詰まり検知装置及びフィルタ目詰まり検知方法において、フィルタ目詰まり検知装置及びこれを搭載する機器を示す簡略的な構成図である。
【図２】本実施形態において、目詰まり検知部の目詰まり検知回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３５】
２…空冷ファン、３…フィルタ、４…目詰まり検知部、５…報知部、ＴＨ１…サーミスタ（ファン温度検出部、温度センサ）
【図１】
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【図２】
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