(57)【要約】【課題】三相電源を一次電源とする空気調和機の室外機において，３つの電源ライン（３つの相）相互間に生じるサージ電圧から負荷側の機器を適切に保護し，かつ，過電流発生時に電源ライン相互間が短絡する不都合を回避できること。【解決手段】三相電源Ｇの３つの電源ライン（３つの相）の相互間に接続された３つの相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３と，同３つの電源ラインの相互間において，相間バリスタ各々と直列接続された２つ若しくは３つの相間ヒューズＦｕ１−２，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３と，同３つの電源ライン各々と接続され，電気を整流化してＤＣ負荷へ供給する整流回路Ａとを具備する。ＡＣ負荷は，相間バリスタＮＲ２−３の両端に接続される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相電源に接続され電気を所定の負荷に供給する空気調和機の電源装置であって，
前記三相電源における３つの電源ラインの相互間各々に接続されたバリスタである３つの相間バリスタと，
前記三相電源における３つの電源ラインの相互間において前記相間バリスタ各々と直列接続されたヒューズである２つ若しくは３つの相間ヒューズと，
前記三相電源における３つの電源ライン各々と接続され電気を整流化して所定のＤＣ負荷へ供給する整流回路と，
を具備してなることを特徴とする空気調和機の電源装置。
【請求項２】
前記三相電源における３つの電源ライン各々と前記整流回路との間に流れる電流が前記相間ヒューズの定格電流よりも大きいものである請求項１に記載の空気調和機の電源装置。
【請求項３】
前記三相電源における３つの電源ライン各々と接地ラインとの間にサージ電圧により生じる電力を消費する所定の電力消費手段を介して接続されたバリスタである３つの接地間バリスタを具備してなる請求項１又は２のいずれかに記載の空気調和機の電源装置。
【請求項４】
前記相間バリスタのうちの１又は複数の両端に，前記相間ヒューズの定格電流より使用電流が低い所定のＡＣ負荷が接続されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機の電源装置。
【請求項５】
前記整流回路と前記ＤＣ負荷との間に接続されるスイッチング電源回路を具備してなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機の電源装置。
【請求項６】
前記ＤＣ負荷がコンプレッサである請求項５に記載の空気調和機の電源装置。
【請求項７】
前記ＡＣ負荷が冷媒の流路を切り替える切替弁の駆動手段である請求項４〜６のいずれかに記載の空気調和機の電源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の空気調和機の電源装置を具備してなることを特徴とする空気調和機の室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，三相電源に接続され電気を所定の負荷に供給する空気調和機の電源装置，及びそれを備えた空気調和機の室外機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，空気調和機の室外機には，コンプレッサや駆動コイル等の負荷に電気の供給を行う電源装置（或いは電源回路）が設けられている。ここで，駆動コイルは，冷媒の流路を切り替える三方弁や四方弁等を駆動するものである。また，その電源装置は，低消費電力化のため，整流回路及び整流後の直流電気のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング電源回路（スイッチングレギュレータ）を備え，コンプレッサ等は，このスイッチング電源回路を介して電力供給される。整流回路はダイオードブリッジ等により構成される。
ところで，空気調和機の電源装置において，スイッチング電源回路により発生するノイズや商用ＡＣラインから流入するノイズ，さらに，落雷による誘導サージ電圧や，コンプレッサ等の定格電力の大きな機器のオン／オフによるサージ電圧等を抑えることが重要である。
従来，ノイズ対策としてインダクタによるノイズフィルタが設けられ，また，接地ラインとの間のサージ電圧対策としては，電源ラインと接地ラインとの間にバリスタとそのバリスタを流れるサージ電流を消費するサージアブソーバとが直列接続されたものがある。
また，特許文献１には，２つの電源ラインの間にバリスタとヒューズとを直列接続して設け，そのバリスタの両端からスイッチング電源回路を通じてＤＣ負荷に電気を供給する電源装置が示されている。ここで，ヒューズがバリスタと直列接続されるのは，バリスタは過電圧，若しくはそのサージ耐量を超えるサージ電流によって破壊すると短絡状態となるため，バリスタに過電圧，若しくはそのサージ耐量を超えるサージ電流が生じた際に電源ライン相互間が短絡状態となってバリスタが発火するという不都合を防止するためである。このため，バリスタに直列接続されるヒューズは，そのバリスタに推奨の定格電流を有するものが選定される。
【特許文献１】特開平７−２２３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，三相電源を電気の供給源（一次電源）に用いる場合，３つの電源ライン（第１の相〜第３の相）各々と接地ラインとの間のサージ電圧はそれほど大きくないが，３つの電源ライン相互間（相間）のサージ電圧が大きいという状態が生じ得る。このような相間のサージ電圧に対しては，３つの電源ライン各々と接地ラインとの間にバリスタ及びサージアブソーバを接続しても対応できず，負荷側の機器を保護できないという問題点があった。
また，特許文献１に示されるように，２つの電源ラインの間にバリスタとヒューズとを直列接続して設け，そのバリスタの両端にスイッチング電源回路を接続すると，そのヒューズには，電源ラインからスイッチング電源回路へ流れ込む電流が常時流れることになる。このため，前述したようにヒューズの定格電流は，サージ電圧対策に適するよう選定されたバリスタに推奨の電流に設定されるべきであるにもかかわらず，ＤＣ負荷側へ流れる電流よりも大きな定格電流のヒューズを選定することを優先させる必要が生じる。その結果，相間サージ電圧対策と必要電流容量確保とにおける要求仕様のミスマッチ，即ち，サージ電圧対策に適したバリスタ及びヒューズを選定できない状況が生じ，相間のサージ電圧から負荷側の機器を適切に保護できない場合が生じ得るという問題点があった。特に，空気調和機の室外機では，ＤＣ負荷として，消費電力の大きなコンプレッサが整流回路及びスイッチング電源回路を介して接続されるため，上記ミスマッチが顕著となる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，三相電源を一次電源とする空気調和機の室外機において，３つの電源ライン（３つの相）相互間に生じるサージ電圧から負荷側の機器を適切に保護し，かつ，過電流発生時に電源ライン相互間が短絡する不都合を回避できる空気調和機の電源装置及びそれを備えた空気調和機の室外機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，三相電源に接続され（三相電源を一次電源とし），電気を所定の負荷に供給する空気調和機の電源装置，或いはそれを備えた空気調和機の室外機として適用されるものであり，前記三相電源における３つの電源ライン（３つの相）の相互間各々に接続された３つのバリスタ（以下，相間バリスタという）と，同３つの電源ラインの相互間において前記相間バリスタ各々と直列接続された２つ若しくは３つのヒューズ（以下，相間ヒューズという）と，同３つの電源ライン各々と接続され（即ち，直列接続された相間バリスタ及び相間ヒューズ全体の両端に接続され），電気を整流化して所定のＤＣ負荷へ供給する整流回路とを具備して構成されるものである。ここで，前記相間ヒューズが３つの場合は，前記相間バリスタ各々と１対１で前記相間ヒューズ各々が直列接続された構成となる。一方，前記相間ヒューズが２つの場合は，３つの前記相間バリスタのうち，接続される電源ライン（相）が共通する２つについては，その各々が共通の１つの前記相間ヒューズに対して直列接続され，残りの１つについては，もう１つの前記相間ヒューズに対して１対１で直列接続された構成となる。
これにより，３つの電源ライン（３つの相）相互間にサージ電圧が生じた場合，前記相間バリスタが作動して前記整流回路側の機器を保護でき，また，過電圧，若しくはそのサージ耐量を超えるサージ電流が生じた場合には，前記相間バリスタが短絡し，前記相間ヒューズが過電流のため切れることにより電源ライン相互間（相間）が短絡する不都合を回避できる。しかも，前記相間バリスタが作動しない通常時には，前記相間ヒューズを経由せずに前記整流回路側（ＤＣ負荷側）へ電流が流れるため，前述した相間サージ電圧対策と必要電流容量確保とについて，前記相間バリスタ及び前記相間ヒューズに対する要求仕様のミスマッチの問題が生じない。
即ち，前記三相電源における３つの電源ライン各々と前記整流回路との間に流れる電流が前記相間ヒューズの定格電流よりも大きいものであっても適用できる。その結果，相間サージ電圧対策に適した前記相間バリスタ及び前記相間ヒューズを選定でき，相間サージ電圧から前記整流回路等のＤＣ負荷側の機器を適切に保護できる。
特に，空気調和機の室外機では，前記整流回路と前記ＤＣ負荷との間に，ノイズを発生させやすいスイッチング電源回路が接続され，そのＤＣ負荷として消費電力の大きな（大電流が流れる）コンプレッサが接続されることが多いので，本発明の適用対象として好適である。
【０００５】
さらに，各電源ラインと接地ラインとの間のサージ電圧対策のため，前記三相電源における３つの電源ライン各々と接地ラインとの間にサージ電圧により生じる電力を消費する所定の電力消費手段（いわゆるサージアブソーバ）を介して接続された３つのバリスタ（以下，接地間バリスタという）を具備した構成が望ましい。
また，ＡＣ負荷を接続する場合には，前記相間バリスタのうちの１又は複数の両端に，前記相間ヒューズの定格電流より使用電流が低い所定のＡＣ負荷が接続された構成とすればよい。このＡＣ負荷としては，冷媒の流路を切り替える切替弁の駆動手段（電磁コイル等）が考えられる。
これにより，電磁コイルやモータ等のＡＣ負荷をサージ電圧から保護でき，また，過電圧，若しくはそのサージ耐量を超えるサージ電流が生じた場合には，前記相間バリスタが短絡し，過電流により前記相間ヒューズが切れた後は，ＡＣ負荷への電力供給が遮断される。その結果，前記相間ヒューズが切れた後にＡＣ負荷に過電圧が印加されてＡＣ負荷が破損するという不都合を防止できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，一次電源としての三相電源における３つの電源ライン（３つの相）相互間にサージ電圧が生じた場合，前記相間バリスタがそのサージを吸収して前記整流回路から二次側（ＤＣ負荷側）の機器を保護でき，また，過電圧によりバリスタの短絡が生じた場合には，前記相間ヒューズが切れることにより電源ライン相互間（相間）が短絡する不都合を回避できる。しかも，前記相間バリスタが作動しない通常時には，前記相間ヒューズを経由せずに前記整流回路から二次側へ電流が流れるため，二次側へ流れる電流の大きさを考慮することなく，相間のサージ電圧対策に適した前記相間バリスタ及び前記相間ヒューズを選定できる。従って，相間のサージ電圧から負荷側の機器を適切に保護できる。特に，ＤＣ負荷として大電流のコンプレッサが接続される空気調和機の電源装置において好適な構成である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の第１実施形態に係る空気調和機の電源装置Ｘ１の構成を表す回路図，図２は電源装置Ｘ１にＡＣ負荷を接続した状態を表す回路図，図３は本発明の第２実施形態に係る空気調和機の電源装置Ｘ２の構成を表す回路図である。
【０００８】
本発明の第１実施形態に係る空気調和機の電源装置Ｘ１は，空気調和機の室外機に搭載されるものであり，一次電源として三相電源Ｇに接続され，電気をコンプレッサ（ＤＣ負荷の一例）や電磁コイル（ＡＣ負荷の一例）等の負荷に供給するものである。この点，後述する空気調和機の電源装置Ｘ２も同様である。
まず，図１の回路図を用いて，電源装置Ｘ１の構成について説明する。
電源装置Ｘ１は，一次電源として，例えばＡＣ２００Ｖの三相電源Ｇに接続され，その三相電源Ｇにおける３つの電源ライン（相［１］，相［２］及び相［３］）各々と接地ラインとの間に，サージ電圧により生じる電力を消費するサージアブソーバＳａ（電力消費手段の一例）を介して接続された３つのバリスタ（以下，接地間バリスタＮＲ１１，ＮＲ２１，ＮＲ３１という）を備えている。
これにより，各電源ライン（相［１］〜［３］）と接地ラインとの間に，落雷による誘導サージ電圧等のノイズが生じた場合，接地間バリスタＮＲ１１，ＮＲ２１，ＮＲ３１各々が動作し，サージ電力がサージアブソーバＳａにより消費され，負荷側の機器（後述するダイオードブリッジＤＢ１，ＤＢ２やＡＣ負荷等）が保護される。
ここで，２つの電源ライン（相［１］，［３］）各々に設けられた２つのヒューズＦｕ１１，Ｆｕ３１は，接地間バリスタＮＲ１１，ＮＲ３１各々に過電流が流れてそれらが破損した（短絡状態となった）際に，各電源ラインが接地ラインに短絡される不都合を防止するためのものである。
【０００９】
また，三相電源Ｇの各電源ライン（相［１］〜［３］）には，インダクタＬ１１，Ｌ２１，Ｌ３１が設けられており，これがノイズフィルタとして機能する。
また，電源装置Ｘ１では，三相電源Ｇにおける３つの電源ライン（相［１］〜［３］）の相互間各々に１つのバリスタ（合計３つのバリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３）が接続されている（以下，相間バリスタという）。
さらに，３つの電源ライン（相［１］〜［３］）の相互間において前記相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３各々と直列接続された３つのヒューズＦｕ１−２，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３が接続されている（以下，相間ヒューズという）。即ち，前記相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３各々と１対１で前記相間ヒューズＦｕ１−２，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３各々が直列接続された構成となっている。
なお，電源ライン相互間（相間）における，前記相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３各々と前記相間ヒューズＦｕ１−２，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３各々との接続順序は任意である。
また，ノイズフィルタを構成するインダクタＬ１１，Ｌ２１，Ｌ３１の位置は，前記相間バリスタ及び前記相間ヒューズに対し，三相電源Ｇ側であっても，その反対側８（後述する整流回路Ａ側）であってもよい。
【００１０】
さらに，電源装置Ｘ１は，３つの電源ライン（相［１］〜［３］）各々と接続され，交流電気を整流化する整流回路Ａと，整流後の直流電気のＯＮ／ＯＦＦを切り替え，ＯＮ／ＯＦＦ比率により電力制御を行いつつＤＣ負荷に電気を供給するスイッチング電源回路ＳＰ（スイッチングレギュレータ）とを備えている。即ち，整流回路Ａは，前記スイッチング電源ＳＰを通じて直流電気をＤＣ負荷へ供給するものである。なお，スイッチング電源回路ＳＰの構成は周知であるので，ここでは説明を省略する。
ここで，前記整流回路Ａは，三相電源Ｇにおける２つの電源ライン（相［１］，［２］）と接続されたダイオードブリッジＤＢ１，及び残りの電源ライン（相「３」）に接続されたダイオードブリッジＤＢ２，並びに平滑化のためのコンデンサＣを備えた周知の全波整流回路である。
また，ここでは，ＤＣ負荷は空気の熱交換に用いる冷媒を圧縮するコンプレッサである。
このような構成により，三相電源Ｇにおける３つの電源ライン（３つの相［１］〜［３］）相互間にサージ電圧が生じた場合，相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３が作動し，整流回路Ａから二次側（ＤＣ負荷側）の機器が保護される。また，各相［１］〜［３］の相互間に過電圧，若しくはそのサージ耐量を超えるサージ電流が生じた場合には，相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３が短絡状態となり，そのラインの相間ヒューズＦｕ１−２，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３が切れることにより電源ライン相互間（相間）が短絡する不都合を回避できる。
ここで，相間バリスタ各々は，相間のサージ電圧対策に適するよう，そのバリスタ電圧が例えば５１０Ｖ程度のものとする。このバリスタ電圧が小さすぎると，必要でない場合にまで過敏に相間バリスタが作動してしまい，バリスタ電圧が大きすぎると，必要なときに相間バリスタが作動せず，機器の保護が不十分となる。
【００１１】
ここで，ＤＣ負荷として接続されるコンプレッサは，空気調和機が備える機器の中で最も消費電力が大きいものであるため，例えば，整流回路Ａには約１０Ａの電流が流れる。
これに対し，相間のサージ電圧から整流回路Ａを保護するのに適するよう選定された前記相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３各々が破壊する電流に対応させて前記相間ヒューズＦｕ１−２，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３を選定すると，その定格電流は３Ａ程度となる。即ち，三相電源Ｇにおける３つの電源ライン各々と整流回路Ａとの間に流れる電流が，相間ヒューズＦｕ１−２，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３の定格電流よりも大きい。
しかしながら，電源装置Ｘ１の構成によれば，相間バリスタが作動しない通常時には，相間ヒューズを経由せずに整流回路Ａ側（ＤＣ負荷側）へ電流が流れる。このため，相間のサージ電圧対策に適した相間バリスタ及び相間ヒューズを選定でき，相間のサージ電圧から整流回路Ａ等のＤＣ負荷側の機器を適切に保護できる。
特に，空気調和機の室外機では，整流回路ＡとＤＣ負荷（コンプレッサ）との間に，ノイズを発生させやすいスイッチング電源回路ＳＰが接続され，そのＤＣ負荷として消費電力の大きなコンプレッサが接続されることになるので，電源装置Ｘ１の構成は好適である。
【００１２】
図２は，電源装置Ｘ１にＡＣ負荷を接続した回路図である。
電源装置Ｘ１にＡＣ負荷を接続する場合には，図２に示すように，相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３のうちの１又は複数の両端に，当該相間バリスタと直列接続された相間ヒューズＦｕ１−２，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３の定格電流よりも使用電流が低いＡＣ負荷が接続される。図２に示す例は，相間バリスタＮＲ２−３の両端にＡＣ負荷を接続した例である。このＡＣ負荷としては，冷媒の流路を切り替える三方弁や四方弁等の切替弁の駆動手段である電磁コイル等が考えられる。例えば，空気調和機で用いられる電磁コイルの使用電流は，１Ａ程度（相間ヒューズの定格電流（３Ａ程度）より小さい）である。
これにより，電磁コイル等のＡＣ負荷を相間のサージ電圧から保護でき，また，過電流により相間ヒューズが切れた後は，ＡＣ負荷への電力供給が遮断され，過電圧が印加されることによってＡＣ負荷が破損するという現象を防止できる。
なお，図２には，相［２］−［３］間の相間バリスタＮＲ２−３の両端にＡＣ負荷を接続した例を示すが，同様に，相［１］−［２］間のバリスタＮＲ１−２，又は相［１］−［３］間のバリスタＮＲ１−３の両端にＡＣ負荷を接続した構成，或いはそれらの複数の両端に複数のＡＣ負荷を接続した構成も考えられる。
【００１３】
次に，図３の回路図を用いて，本発明の第２実施形態に係る空気調和機の電源装置Ｘ２の構成について説明する。以下，主として電源装置Ｘ１と異なる部分について説明する。なお，電源装置Ｘ１と同じ構成要素については同じ符号を用いる。
図３に示すように，電源装置Ｘ２が前記電源装置Ｘ１と異なる点は，三相電源Ｇにおける３つの電源ライン（相［１］〜［３］）の相互間において，前記相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３各々と直列接続される前記相間ヒューズが２つ（Ｆｕ１とＦｕ２−３）である点である。
即ち，３つの前記相間バリスタＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３のうち，接続される電源ライン（相）が共通する２つ（ここでは，ＮＲ１−２とＮＲ１−３）については，その各々が共通の１つの相間ヒューズＦｕ１に対して直列接続され，残りの１つ（ここでは，ＮＲ２−３）については，もう１つの相間ヒューズＦｕ２−３に対して１対１で直列接続された構成となっている。
これにより，相間ヒューズＦｕ１が，相［１］−［２］間と相［１］−［３］間とで共用され，前記電源装置Ｘ１と同様の作用効果を奏しながら，相間ヒューズの数を減らすことができる。
このような構成も本発明の構成例の一つである。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は，空気調和機の電源装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気調和機の電源装置Ｘ１の構成を表す回路図。
【図２】電源装置Ｘ１にＡＣ負荷を接続した状態を表す回路図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る空気調和機の電源装置Ｘ２の構成を表す回路図。
【符号の説明】
【００１６】
Ｘ１，Ｘ２…電源装置
Ｇ…三相電源
Ａ…整流回路
ＮＲ１１，ＮＲ２１，ＮＲ３１…接地間バリスタ
ＮＲ１−２，ＮＲ１−３，ＮＲ２−３…相間バリスタ
Ｆｕ１−１，Ｆｕ１−３，Ｆｕ２−３…相間ヒューズ
ＤＢ１，ＤＢ２…ダイオードブリッジ
ＳＰ…スイッチング電源回路
Ｓａ…サージアブソーバ
【図１】
2007189776.tif 000003
【図２】
2007189776.tif 000004
【図３】
2007189776.tif 000005