(57)【要約】【目的】空気調和機に備え付けた冷媒圧縮機の振動を抑え、静かな運転を簡単な確認試験だけで実用化する。【構成】冷媒圧縮機１・コンデンサー２・キャピラリー３・エバポレータ４を冷媒配管５で連結する冷凍サイクルを構成し、冷媒圧縮機１もしくは接続配管１ａの振動を検出する振動センサー８の出力を受ける振動レベル判定手段９を設ける。マイコン７の制御で冷媒圧縮機１の回転数を任意に変更するために、交流電源を整流して可変周波数の電源を冷媒圧縮機１に供給するインバータ回路６を備え、マイコン７は冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下を指示して冷媒圧縮機１の回転数が変更するときに、振動レベル判定手段９が大きな振動を検出すると、変更後の回転数を超えてそのまま連続して冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下させ、振動レベル判定手段９が大きな振動を検出しなくなったときの回転数で冷媒圧縮機１の運転を継続させる。【選択図】　　　　　図１
2004003854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒圧縮機１と、冷媒圧縮機１で加圧された冷媒が送られるコンデンサー２と、キャピラリー３を通過した液状冷媒が気化するエバポレータ４とを備え、
冷媒圧縮機１とコンデンサー２とキャピラリー３とエバポレータ４と冷媒圧縮機１との冷媒循環路を形成する冷媒配管５を設けた空気調和機であって、
冷媒圧縮機１もしくは接続配管１ａから発生する振動を検出する振動センサー８の出力を受ける振動レベル判定手段９を設け、
マイコン７の制御下に配置して供給される交流電源を整流して改めて異なる周波数の電源を冷媒圧縮機１に出力し、冷媒圧縮機１の回転数を任意に変更できる構成としたインバータ回路６を備え、
前記マイコン７は冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下を指示して冷媒圧縮機１の回転数が変更するときに、前記振動レベル判定手段９が大きな振動を検出すると、変更後の回転数を超えてそのまま連続して冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下させ、
前記振動レベル判定手段９が大きな振動を検出しなくなったときの回転数で冷媒圧縮機の運転を継続する空気調和機の制御方法。
【請求項２】
前記マイコン７には振動レベル判定手段９の大きな振動を検出する周波数を記憶する記憶手段１０を備え、
マイコン７はこの記憶手段１０に記憶した周波数信号を、冷媒圧縮機１の回転数を定めるインバータ回路６の周波数信号として出力しない請求項１記載の空気調和機の制御方法。
【請求項３】
前記振動レベル判定手段９の出力データを入力とする異常振動検出手段９ａを設け、
前記マイコン７は冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下を指示して冷媒圧縮機の回転数が変更するときに、前記振動レベル判定手段９が大きな振動を検出すると、変更予定の回転数を超えてそのまま連続して冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下させると共に、
前記異常振動検出手段９ａが異常振動を検出すると、前記マイコンは冷媒圧縮機１の運転の停止を指示する請求項１または２に記載の空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は回転数が自由に変更できる冷媒圧縮機を持つ空気調和機の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷媒を使う空気調和機では、冷媒を送り出す為の圧縮機が不可欠であり、この冷媒圧縮機は従来の一定速度で回転するものから、インバータ回路を使って冷媒圧縮機の回転数を任意に変更するものが多くなってきた。
【０００３】
この冷媒圧縮機はピストンの往復運動を行なうものでも、ロータリーの回転運動で冷媒を圧縮するものでも運転時の振動が大きく、この冷媒圧縮機に接続する冷媒配管も大きく振動するものである。この為、常に振動を受ける冷媒配管はひび割れや折れが発生する恐れがあり、従来ではこの原因である冷媒圧縮機の振動を抑える為のダンパー装置を取付けて、冷媒圧縮機や接続する冷媒配管の振動によるトラブルが発生しないようにしている。
【０００４】
また、冷媒圧縮機の振動を抑えることができても、冷媒圧縮機の接続配管の取付け位置によっては共振を起こす時があり、この時は接続配管が大きく振動して破損するトラブルを発生させるものであった。この為、従来では試作品によって冷媒圧縮機を運転しながら振動状態を測定し、この振動が安全な範囲に入るように各種のダンパー機構を設計することが行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最近のようにインバータ回路を使って冷媒圧縮機の回転数を自由に変更する時には、従来の一定速度で運転する冷媒圧縮機であれば、この運転状態だけの試験でかなり正確に冷媒圧縮機の振動を抑え込むことができるが、最近のインバータ回路を使った冷媒圧縮機のように回転数を任意に変更するものでは、すべての回転数について試験を行なうことは困難であり、多数の測定ポイントによる試験をクリヤすることによって任意に回転数が変化した時でも対応できると判断している。
【０００６】
しかし、実際に空気調和機を運転すると、試験していなかった回転数で冷媒圧縮機が連続運転する時があり、この振動を受けて接続配管が共振を起して破損に至ることがあり、このトラブルを解消するには試験ポイントを更に増加する以外には対応する方法がなく、試験が長期にわたり設計の完了が遅れて非常に不便なものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決する為に、冷媒圧縮機１と、冷媒圧縮機１で加圧された冷媒が送られるコンデンサー２と、キャピラリー３を通過した液状冷媒が気化するエバポレータ４とを備え、冷媒圧縮機１とコンデンサー２とキャピラリー３とエバポレータ４と冷媒圧縮機１との冷媒循環路を形成する冷媒配管５を設けた空気調和機であって、冷媒圧縮機１もしくは接続配管１ａから発生する振動を検出する振動センサー８の出力を受ける振動レベル判定手段９を設け、マイコン７の制御下に配置して供給される交流電源を整流して改めて異なる周波数の電源を冷媒圧縮機１に出力し、冷媒圧縮機１の回転数を任意に変更できる構成としたインバータ回路６を備え、前記マイコン７は冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下を指示して冷媒圧縮機の回転数が変更するときに、前記振動レベル判定手段９が大きな振動を検出すると、変更後の回転数を超えてそのまま連続して冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下させ、前記振動レベル判定手段９が大きな振動を検出しなくなったときの回転数で冷媒圧縮機の運転を継続するものである。
【０００８】
また、前記マイコン７には振動レベル判定手段９の大きな振動を検出する周波数を記憶する記憶手段１０を備え、マイコン７はこの記憶手段１０に記憶した周波数信号を、冷媒圧縮機１の回転数を定めるインバータ回路６の周波数信号として出力しないから、実際の使用状態で大きな振動が検出されれば、冷媒圧縮機１は再びこの回転数で運転しないから、空気調和機は大きく振動せず、静かな運転が可能になった。
【０００９】
また、前記振動レベル判定手段９の出力データを入力とする異常振動検出手段９ａを設け、前記マイコン７は冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下を指示して冷媒圧縮機の回転数が変更するときに、前記振動レベル判定手段９が大きな振動を検出すると、変更予定の回転数を超えてそのまま連続して冷媒圧縮機１の回転数を上昇または低下させると共に、前記異常振動検出手段９ａが異常振動を検出すると、前記マイコンは冷媒圧縮機１の運転の停止を指示するから、振動レベル判定手段９が大きな振動を検出中に冷媒圧縮機を運転しても、冷媒圧縮機１や接続配管１ａが破損するトラブルは解消できたものである。
【００１０】
【作用】
この発明は冷媒圧縮機１の取付構造の設計において、インバータ回路６を用いる時でも冷媒圧縮機１の回転数を数点選び、この試験で冷媒圧縮機１や接続配管１ａの運転時の振動の状態を知り、各点の振動が最低となるようなダンパー装置を設計している。そして、冷媒圧縮機１の振動試験はこれで終了して、短時間で冷媒圧縮機１の取付や接続配管１ａの固定構造が完成できる。しかし、この試験では冷媒圧縮機１のすべての回転数をクリヤしていないから、試験をしなかった回転数で振動が大きくなることがある。
【００１１】
この為、冷媒圧縮機１もしくは接続配管１ａに振動センサー８を取付け、冷媒圧縮機１の回転数を変更することで振動が大きくなった時には、この振動が弱くなるまで連続して回転数を変更し、大きな振動の回転数で冷媒圧縮機１が連続運転しないようにしている。そして、正常でない大きな振動を検出して回転数を連続変更している間に振動が異常に大きくなった時には、冷媒圧縮機１を強制的に停止するから安全性が高くなった。
【００１２】
また、正常値から外れた大きな振動を検出した回転数を記憶しておく記憶手段１０を設け、冷媒圧縮機１の回転数を変更する時に、記憶した回転数を指定しないようにしたから、設置場所や構造などの影響で振動が大きくなる時でも、冷媒圧縮機１はこの回転数で運転しないから、設置後の最初の使用時を除いて、空気調和機の運転音が非常に小さくなるものである。
【００１３】
【実施例】
実施例を示す図によってこの構成を説明すると、１は空気調和機に使用するフロンなどの冷媒を圧縮して高温高圧にする冷媒圧縮機、２は冷媒圧縮機１を内装する室外機に取付けたコンデンサ、１１はコンデンサ２を通過する空気流を作る室外送風ファンである。３はコンデンサ２で冷却されて液化した冷媒が通過するキャピラリ、４はキャピラリ３を通過した冷媒が送られるエバポレータ、１２は空気調和する室内に取付けたエバポレータ４に室内空気を通過させる室内送風ファンである。
【００１４】
５は冷媒圧縮機１・コンデンサ２・キャピラリ３・エバポレータ４を通過する冷媒の循環路を形成する冷媒配管であり、実施例として示す空気調和機はセパレートタイプの空気調和機であって、冷媒圧縮機から吐出する冷媒の流れを切換る冷媒切換弁１３を備えている。そして、コンデンサ２・エバポレータ４は室外機と室内機に取付けた熱交換器で構成しており、冷媒切換弁１３が切換ると熱交換器はコンデンサ２とエバポレータ４の機能が逆転し、室内を冷房から暖房に切換える。
【００１５】
７は冷媒圧縮機１や室外送風ファン１１・室内送風ファン１２・冷媒切換弁１３などを制御するマイコン、１４はマイコン７に操作信号を送る運転スイッチ、７ａはマイコン７に内装したＲＯＭであり、運転スイッチ１４の起動信号によってマイコン７がＲＯＭ７ａに書込まれプログラムに従って作動し、適宜制御下の冷媒圧縮機１や送風ファン１１・１２などをコントロールしている。
【００１６】
１５は空気調和機を運転する為の交流電源、１６はマイコン７が安定した作動をするように直流の安定した電源電圧を得る為の定電圧回路である。６は交流電源１５を整流して直流電源を得て、更に発振器で改めて任意の周波数の電源を作り出すインバータ回路であり、該インバータ回路６はマイコン７から可変周波数信号を受取り、この周波数によって回転数を連続的に変化させ、きめ細かく冷媒圧縮機１を運転制御している。
【００１７】
冷媒を高温高圧に圧縮する冷媒圧縮機１は、ピストン方式の往復動タイプでもロータリー方式の回転動タイプでも、運転時はかなりの振動を伴うものであり、この為、冷媒圧縮機１と本体との取付部にはダンパー機構１７が取付けれられている。そして、このダンパー機構１７の設計は実際に取付けて運転してみないと本当に設計通りに作動するとは限らず、試験によって確認する必要がある。
【００１８】
しかし、従来の冷媒圧縮機１が一定速度で運転して、停止と運転を繰り返すものであれば、運転中の回転数は一定であるからこの回転数で試験をすればすぐに確認できたが、最近のインバータ回路６を設けて回転数が連続的に変化できるものでは、連続運転する回転数が無数に存在し、大きな冷媒圧縮機１の振動で接続配管１ａと冷媒圧縮機１との取付部が破損したり、接続配管１ａを含む冷媒配管５が共振による異常振動を発生して短時間で破損することがある。従って、数ポイントの試験だけでダンパー機構１７のＯＫを出すことは極めて危険であり、沢山の回転数で試験を繰り返す必要があった。
【００１９】
この発明は冷媒圧縮機１の回転数は数ポイントの確認試験だけですませることができ、短期間に設計を完了できるようにするもので、１ａは冷媒圧縮機１の吐出側や吸入側の接続配管、８は接続配管１ａや冷媒圧縮機１の本体に取付けた振動センサー、９は振動センサー８の信号を入力とするコンパレータＩＣなどで構成する振動レベル判定手段であり、振動レベル判定手段９の判定結果をマイコン７に送り、冷媒圧縮機１の回転数制御に利用している。尚、コンパレータＩＣに代って、振動センサー８の出力を直接マイコン７のＩ／Ｏポートから読込み、マイコン７のプログラムで振動レベル判定手段９を構成しても良い。
【００２０】
即ち、マイコン７は冷媒圧縮機１の現在の回転数が高または低に変更しながら決定されたかを記憶しており、かつ、振動レベル判定手段９の出力データを読込んで監視しており、もし振動センサー８が正常と判断されるよりも大きな振動を検出した時には、記憶している変更方向に冷媒圧縮機１の回転数を少し変更して再度振動レベル判定手段９の出力データの確認を行ない、もし振動レベル判定手段９がまだ大きな振動を維持しておれば、この振動が正常の範囲に入るまで、連続して冷媒圧縮機１の回転数を変更するものである。従って、冷媒圧縮機１は大きな振動を発生する回転数で連続運転しなくなったものである。
【００２１】
９ａは信号レベル判定手段９の出力データを監視する第２のコンパレータＩＣで構成する異常振動検出手段、１８はブザーやＬＥＤランプなどで構成する警報手段であり、冷媒圧縮機１の回転数を連続して変化している時に異常振動検出手段９ａが作動した時は、冷媒圧縮機１や接続配管１ａの振動が異常に大きくなった時であり、これ以上運転を続けると配管割れや折れなどの重大事故が発生するから、警報手段１８を作動すると共に、マイコン７はインバータ回路６に冷媒圧縮機１の停止信号を送る安全機構を作動するものである。
【００２２】
１０はマイコン７によって書込み読込みができる不揮発性メモリで構成する記憶手段であり、振動レベル判定手段９の出力データが正常でないことが判明した時には、マイコン７がこの時の冷媒圧縮機１の回転数データを記憶手段１０に書込んでいる。そして、冷媒圧縮機１の回転数を変化する時には、この記憶手段１０に記憶した回転数データを読込み、この回転数と一致した時には回転数の変更方向を参照して大きな振動が発生しない回転数に変更するから、一度は正常でない回転数で冷媒圧縮機１が運転しても、次回からはこの回転数で運転しなくなり、静かに空気調和機を使用できるようになった。
【００２３】
図２に示すフローチャートはマイコン７の内部処理の一部を示すもので、通常は振動レベル判定手段９の判定データを読込んで、振動が正常の範囲であればそのまま動作を継続している。もし振動が正常の範囲を外れておれば記憶手段１０にこの回転数データを書込み、この正常でない振動のレベルを異常振動検出手段９ａで判定し、もし異常に大きな振動であれば警報手段１８を動作したり冷媒圧縮機１の運転を停止する安全機構を作動している。
【００２４】
そして、振動センサー８の振動が正常ではないが異常とまでもいえない時には、現在の冷媒圧縮機１の回転が高回転に変更しながら決定したのか、低回転に変更しながら決定したのかを記憶した回転変更フラグの値を参照して、同じ変更方向に１ステップ変えた回転数を演算し、更に記憶手段１０から回転数データを読込んで、もし記憶した回転数と一致しているのなら、回転変更フラグの内容を参照して記憶されていない回転数にセットして、インバータ回路６に回転数変更指示を行なっている。その後は再び振動判定データの読込みを行ない、振動が正常の範囲に入るまで、この動作を繰り返すものである。
【００２５】
尚、この記憶手段１０を用いる時に、異常振動を検出して空気調和機が運転を止めた時には、実施例のフローチャートではこの回転数データが既に記憶手段１０に記憶されている。この為、再起動した時には冷媒圧縮機１がこの回転数で運転しないから、再び異常停止をすることはなくなり、修理完了までに時間がかかる時でもそのまま暫定的に使用できるものである。
【００２６】
次に、マイコン７が他の信号から冷媒圧縮機１の回転数変更を行なう時には、変更後の目標となる回転数をセットし、この回転数と現在の回転数から回転変更フラグをセットし、冷媒の回転数を変更する動作のステップにジャンプしている。その後は記憶手段１０の回転数と比較したり、振動レベル判定手段９のデータによる正常・異常の判定を行ない、振動が正常の範囲であれば目標回転数に届かない時には回転数変更動作へループする。そして、目標回転数に到達した時には、目標回転数をリセットして通常の動作を継続することになる。
【００２７】
【発明の効果】
上記のように、この発明では冷媒圧縮機１や接続配管１ａの取付け構造を設計する時に、冷媒圧縮機１がインバータ回路６を用いて任意に回転数を変更する構造であっても、すべての回転数による振動試験を行なう必要がなくなり、経験にもよるが数ポイントの試験を行なうだけで性能確認ができるようになったから、空気調和機の設計に要する時間が非常に短縮できたものである。
【００２８】
また、設計時の試験を行なわなかった回転数で連続運転する時に、空気調和機の設置状態などの影響もあって振動が大きくなった時には、振動センサー８を設けることで冷媒圧縮機１はこの回転数で連続運転しないから、運転音が非常に小さくなり、接続配管１ａのひび割れや折れなどのトラブルが起きなくなった。
【００２９】
また、振動が大きくなり過ぎた時には接続配管１ａが折れたりひび割れたりする恐れがあるが、この異常振動を異常振動検出手段９ａが検出した時には冷媒圧縮機１の運転を中止する安全動作を行なうことができ、最低限の安全は確保できるものである。
【００３０】
更に、振動センサー８が正常値でない大きな振動を検出した時の回転数を記憶手段１０に書込むから、この回転数データを参照することで、冷媒圧縮機１は再びこの回転数で運転することはなくなり、一回だけ大きな振動で運転しても、二度と大きな振動で運転を行なうことはなく、静かな運転が実現できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す空気調和機の制御装置のブロック図である。
【図２】この発明の実施例の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施例を示す空気調和機の設置状態における要部切欠き断面図である。
【符号の説明】
１　　冷媒圧縮機
１ａ　接続配管
２　　コンデンサー
３　　キャピラリー
４　　エバポレータ
５　　冷媒管
６　　インバータ回路
７　　マイコン
８　　振動センサー
９　　振動レベル判定手段
９ａ　異常振動検出手段
１０　　記憶手段
【図１】
2004003854.tif 000003
【図２】
2004003854.tif 000004
【図３】
2004003854.tif 000005