(57)【要約】【課題】専用のインバータ制御装置を使用しないで、しかもプーリーとベルトの組み合わせを選択せずとも容易に送風機の風量を調整することができる新規な床置き型床置き型空気調和装置を提供することにある。【解決手段】商用電源の電源周波数により決定される電動機の回転数を元に電動機と送風機のプーリーの組み合せを選択し、据付時に汎用インバータ機器によって電動機の回転数を所定の回転数に設定するものである。これによれば、プーリー交換を行なわなくても据付現場にて汎用インバータ機器によって送風機の回転数を調節することが可能となる。また汎用インバータ機器を用いることで、現地要求仕様に合わせた送風機制御が容易にできるようになる。【選択図】図５
2016114256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビネットに設けた吸込口から空気を吸い込んで吹出口から空気を吹き出させる送風機と、前記送風機により吸い込まれる空気と熱交換を行う熱交換器と、前記送風機を駆動する電動機と、前記送風機の回転軸に固定したプーリー及び前記電動機の回転軸に固定したプーリーと、前記両プーリーを繋ぎ前記電動機からの回転力を前記送風機に伝達するためのベルトと、前記電動機を制御する電気制御部品が収納された制御箱とを備えた床置き型空気調和装置において、
前記制御箱には商用電源用端子台とインバータ機器用端子台とが予め設けられており、
前記商用電源用端子台は、据付時に前記電動機の電源として商用電源が直接使用される場合に、前記商用電源と接続されて前記電動機に電力を供給するための端子台として用いられ、
前記インバータ用端子台は、前記据付時に前記商用電源の周波数を変更した汎用インバータ機器からの電源が使用される場合に、前記汎用インバータ機器と接続されて前記電動機に電力を供給するための端子台として使用される
ことを特徴とする床置き型空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の床置き型空気調和装置において、
前記商用電源用端子台に前記商用電源が接続されると、前記電動機は前記商用電源の電源周波数に基づいて回転され、前記インバータ用端子台に前記汎用インバータ機器が接続されると、前記電動機は前記汎用インバータ機器で設定された周波数に基づいて回転されることを特徴とする床置き型空気調和装置。
【請求項３】
請求項１に記載の床置き型空気調和装置において、
前記商用電源用端子台は前記制御基板及び前記電動機に接続されたヒューズと接続されると共に、前記インバータ用端子台も前記ヒューズと接続されており、
前記商用電源が前記商用電源用端子台に接続された時は、前記商用電源から前記制御基板と前記電動機に電力が供給され、
前記汎用インバータ機器が前記インバータ用端子台に接続された時は、前記商用電源を前記商用電源端子台に接続して前記制御基板に電力を供給すると共に、前記商用電源端子台と前記ヒューズの間の配線を取り外し、前記汎用インバータ機器から前記電動機に電力が供給される
ことを特徴とする床置き型空気調和装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の床置き型空気調和装置において、
前記汎用インバータ機器は据付時に前記キャビネット内に組み込まれることを特徴とする床置き型空気調和装置。
【請求項５】
キャビネットに設けた吸込口から空気を吸い込んで吹出口から空気を吹き出させる送風機と、前記送風機により吸い込まれる空気と熱交換を行う熱交換器と、前記送風機を駆動する電動機と、前記送風機の回転軸に固定したプーリー及び前記電動機の回転軸に固定したプーリーと、前記両プーリーを繋ぎ前記電動機からの回転力を前記送風機に伝達するためのベルトと、前記電動機を制御する電気制御部品が収納された制御箱とを備えた床置き型空気調和装置において、
前記制御箱には、商用電源と接続するための商用電源用端子台と、汎用インバータ機器と接続するためのインバータ機器用端子台が予め設けられており、
据付時に前記制御箱に商用電源が接続される場合は、前記商用電源用端子台から前記制御箱に設けられた制御基板と前記電動機に電力が供給されるように配線され、
前記据付時に前記制御箱に汎用インバータ機器が接続される場合は、前記商用電源用端子台から前記制御基板に電力が供給されるように配線すると共に前記電動機への配線が取り外され、前記インバータ用電源端子台から前記電動機に電力が供給されるように配線される
ことを特徴とする床置き型空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は床置き型空気調和装置に係り、特にプーリーとベルトの組み合わせにより電動機の回転を送風機に伝える床置き型空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室内の床面に設置して室内の空調を行う床置き型空気調和装置は、空気調和装置を構成する筺体の内部に熱交換器と送風機を設け、熱交換器を通して吸入され熱交換された空気を、電動機で回転される送風機によって室内に吹き出して空調作用を行うものである。このような床置き型空気調和装置は、例えば、工場での生産ラインの対人用空調、機械室の空調、保管倉庫の空調、駅構内の空調、及びホール等の大空間の空調等に使用されるものである。
【０００３】
このような床置き型空気調和装置において、例えば、特開２０１３−１８１７２４号公報（特許文献１）にあるように、送風機はファンケーシングと、ファンケーシング内に収納されたファンランナーとよりなり、ファンランナーはファンケーシングの側方下部に配置された電動機によって駆動されるものである。
【０００４】
電動機の回転力は、電動機の回転軸に固定されたプーリーの回転がベルト等を介してファンランナーの回転軸に固定されたプーリーへ伝達され、これによってファンランナーを回転させるものである。これにより、筺体の内部に空気の流れを形成して、ファンケーシングが有している吸気口から熱交換器を介して空調された空気を吸い込むと共に、ファンケーシングの吹出口から空調された空気を室内に送風するものである。
【０００５】
ところで、この種の床置き型空気調和装置においては送風量を調整する必要があり、このためには送風機の回転数を調整することで送風量の調整を行っている。
【０００６】
従来では、単位時間当たりの風量、或いは冷暖房のために空気を送る風導管であるダクト内部の静圧を所定の圧力値に調整(以下代表して、風量の調整という)するため、送風機が必要とする回転数を計算により求めている。そして、商用電源の電源周波数により決定される電動機の回転数を元に、電動機側プーリーと送風機側プーリーの組み合わせを選定し送風機の回転数を決定していた。
【０００７】
また、これとは別に特開２０１４−１２６３３１号公報（特許文献２）にあるように、電動機と送風機を連結シャフトによって直接的に連動させ、電動機の回転数を専用のインバータ制御装置によって可変制御することで、送風機の回転数を調整して所望の風量を得ることも提案されている。この専用のインバータ制御装置は主制御装置の制御信号によって制御されるものであり、両者は製造時に一体的に組み込まれているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１８１７２４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２６３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、予めプーリーとベルトの組み合わせを選択することで送風機の風量を調整するものにおいては、空気調和装置の据付位置等による吸込圧損や吹出ダクト形状・寸法などの現地仕様の据付要因によって必要な送風機の回転数が得られず、所望の風量が得られないという課題があった。このため、必要な風量が得られない場合にはプーリーを再選定し、プーリー及びベルトを再手配して交換作業を行う必要があることから、据付時の作業が煩雑となる課題があった。
【００１０】
また、専用のインバータ制御装置により送風機の回転数を制御する場合においては、専用のインバータ制御装置を制御箱に組み込むことが必要となり空気調和装置の価格が高くなる課題や、専用のインバータ制御装置は空気調和装置の主制御装置からの指令により制御されるため、現地要求仕様に合わせた送風機の回転数制御、すなわち風量制御が容易にできないという課題があった。
【００１１】
本発明の目的は、専用のインバータ制御装置を使用しないで、しかもプーリーとベルトの組み合わせを選択せずとも容易に送風機の風量を調整することができる新規な空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴は、商用電源の電源周波数により決定される電動機の回転数を元に電動機と送風機のプーリーの組み合せを選択し、据付時に汎用インバータ機器によって電動機の回転数を所定の回転数に設定する、ところにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プーリー交換を行なわなくても据付現場にて汎用インバータ機器によって送風機の回転数を調節することが可能となる。また汎用インバータ機器を用いることで、現地要求仕様に合わせた送風機制御が容易にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が適用される床置き型空気調和装置の全体斜視図である。
【図２】本発明の前提となる、送風機の駆動をプーリーによって行う方式の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態になる、送風機を駆動する電動機の電気制御部品の据え付け前の接続状態を示す接続図である。
【図４】図３に示す電気制御部品を据え付ける時の、汎用インバータ機器を使用しない場合の接続図である。
【図５】図３に示す電気制御部品を据え付ける時の、汎用インバータ機器を使用する場合の接続図である。
【図６】本発明の第２の実施形態になる、汎用インバータ機器を使用して送風機を駆動する電動機の電気制御部品を据え付ける時の接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１６】
本発明の具体的な実施例を説明する前に、本発明が適用される床置き型空気調和装置の構成を簡単に説明するが、本発明の対象とする床置き型空気調和装置は、プーリーとベルトの組み合わせにより電動機の回転を送風機に伝える床置き型空気調和装置である。図１は上側メンテナンスパネルと下側メンテナンスパネル、及び側板を取り外した状態の床置き型空気調和装置の全体斜視図を示している。
【００１７】
図１において、参照番号１０は床置き型空気調和装置のキャビネットを示しており、キャビネット１０の上方に配置された送風機１１が回転することにより、キャビネット１０の前面に設けられた吸込口１２より空気を吸い込むものである。吸い込まれた空気は熱交換器１３を通過することで、熱交換器１３の内部を流れる冷媒と熱交換を行うことで冷却または加熱され、送風機１１の吹き出し口１４から吹き出される。
【００１８】
吹き出し口１４は現地にてダクトやプレナムチャンバが接続される場合があり、これによって送風機の送風量を変更しなければならない状況が発生する。また、キャビネット１０の正面右下部には電気制御部品が収納される制御箱１５が配置され、また、正面中央部には運転操作を行う操作パネル１６が配置されている。送風機１１の回転軸にはプーリー１７が固定されており、電動機１８の回転軸に取り付けられたプーリー１９との間を、ベルト２０を架け渡して回転力を伝達するもので、プーリー１８、１９を選択して回転数を調整できる構成となっている。
【００１９】
図２は、プーリー１７、１９とベルト２０により送風機１１を回転させる場合の構成例である。電動機１８及びプーリー１９の回転数は商用電源の電源周波数により一義的に決定される。風量を所望の値に調整するための方法として、送風機１１の回転数を送風機特性曲線より求め、プーリー１７及びプーリー１９の直径の組合せを選定し、選定された両プーリー１７、１９の外周にベルト２０を掛けて回転力を伝達することで、送風機１１の回転数を調整できるものである。このようにして所望の送風量を調整することができる。
【００２０】
しかしながら、上述したように、予めプーリーとベルトの組み合わせを選択することで送風機の風量を調整するものにおいては、空気調和装置の据付位置等による吸込圧損や吹出ダクト形状・寸法などの現地仕様の据付要因によって必要な送風機の回転数が得られず所望の風量が得られないという課題があった。このため、必要な風量が得られない場合にはプーリーを再選定し、プーリー及びベルトを再手配して交換作業を行う必要があることから、据付時の作業が煩雑となる課題があった。
【００２１】
そこで、本発明は、プーリーとベルトの組み合わせを選択せずとも容易に送風機の風量を調整することができる床置き型空気調和装置を提案するものである。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の第１の実施形態になる床置き型空気調和装置の構成を図３乃至図５に基づき説明する。本実施例においては、電動機１８は汎用電動機であり、電動機１８の回転数が商用電源の電源周波数により一義的に決定されるものを前提として、予めプーリー１７及びプーリー１９の直径の組合せを選定しているものである。そして、据付時にはプーリー１７、１９の再選定は行わないものである。
【００２３】
図３は、送風機１１を駆動する電動機１８の電気制御部品の据え付け前の接続状態を示す接続図である。これらの電気制御部品は制御箱１５内に収納されており、図３はこの制御箱１５内の電気制御部品の配置及び配線を示したものである。この図３は、例えば出荷前の制御箱１５を示している。
【００２４】
制御箱１５内には各種運転データの演算を行う演算装置、及び入出力制御装置を兼ねた制御基板２１、据付現地で電源配線を接続する商用電源用端子台２２、現地にて汎用インバータ機器を接続するためのインバータ用端子台２２、配線の保護を目的としたヒューズ２４、制御基板２１からの出力信号により開閉する電磁接触器２５等が備えられている。
【００２５】
商用電源用端子台２２は配線２６によって制御基板２１と接続されており、制御基板２１に搭載されている電子部品に電力を供給している。また、商用電源用端子台２２は配線２７によってヒューズ２４と接続されており、電動機１８の電力線として機能する。この配線２７は、後述する汎用インバータ機器を使用しない時に電動機１８に電力を供給する電力線である。
【００２６】
インバータ用端子台２３は配線２８によってヒューズ２４と接続されており、これも電動機１８の電力線として機能する。この配線２８は、汎用インバータ機器を使用する時に電動機１８に電力を供給する電力線である。ヒューズ２４は配線２９によって電磁接触器２５に接続されており、更に配線３０によって電動機１８と接続されている。
【００２７】
したがって、電動機１８の電力は配線２７、或いは配線２８から、ヒューズ２４、配線２９、電磁接触器２５、及び配線３０を経由して電動機１８に供給されるものである。
【００２８】
また、制御基板２１は配線３１によって操作パネル１６と接続されており、操作パネル１６からの運転指令を制御基板２１が受け取るものである。更に、制御基板２１は配線３２によって電磁接触器２５と接続されており、制御基板２１の信号によって電磁接触器２５が制御されるようになっている。そして、操作パネル１６からの運転信号を制御基板２１が受けると、制御基板２１は電磁接触器２５に駆動信号を送って電磁接触器１６の接点を「閉」にして電動機１８に電力が供給され送風機１１が回転するものである。
【００２９】
このように構成された制御箱１５を備えた床置き型空気調和装置を据付現地にて据え付ける場合を次に説明する。
【００３０】
図４は、予め選定されたプーリー１７、１９によって送風機１１の送風量が所定の範囲になっている場合の電源と制御箱１５の接続状態を示している。したがって、送風機１１の送風量が所定の範囲になっているので、電動機１８は商用電源の電源周波数によって決まる回転数で回転させれば良いものである。
【００３１】
このため、制御箱１５は商用電源３３と接続されるが、この場合は、商用電源３３は配線３４によって商用電源用端子台２２と接続され、インバータ用端子台２２及び配線２８は使用されないものである。商用電源３３は配線２６によって制御基板２１に電力を供給し、更に配線２７によってヒューズ２４に電力を供給している。
【００３２】
そして、操作パネル１６からの運転信号を制御基板２１が受け取ると、制御基板２１は電磁接触器２５に駆動信号を送って電磁接触器１６の接点を「閉」にし、商用電源の電源周波数で電動機１８を回転するものである。
【００３３】
一方、図５は、予め選定されたプーリー１７、１９では送風機１１の送風量が所定の範囲から外れている場合の電源と制御箱１５の接続状態を示している。したがって、この場合は商用電源の電源周波数を変更して電動機１８の回転数を変更すれば良いものである。
【００３４】
このため、制御箱１５は商用電源３３と接続されるが、この場合は、商用電源３３は汎用インバータ機器３５を介して配線３６によってインバータ用端子台２２と接続されている。汎用インバータ機器３５は、汎用電動機である電動機１８の回転速度を自由に変えるためのインバータ機器であり、制御基板２１と独立して手動操作によって任意の周波数の交流電圧を出力することができるものである。
【００３５】
尚、商用電源用端子台２２とヒューズ２４の間の破線で示す配線２７を外すと共に、商用電源用端子台２２は商用電源３３から配線２６によって制御基板２１に電力を供給している。また、商用電源用端子台２２に接続する配線３４は制御基板２１を駆動させるための電流の許容電流値を有していれば良いため０．７５ＳＱ程度の配線で良い。
【００３６】
そして、予め選定されたプーリー１７、１９では送風機１１の送風量が所定の範囲から外れている場合、汎用インバータ機器３５によって商用電源の周波数を変化させることにより電動機１８の回転数を制御し、送風機１１の送風量が所定の範囲になるようにするものである。汎用インバータ機器３５は、商用電源３３をいったん直流に変えるコンバータ部と、直流を可変周波数の交流に変えるインバータ部で構成されており、このインバータ部で任意の周波数、電圧を作って出力するものである。
【００３７】
そして、操作パネル１６からの運転信号を制御基板２１が受けると、制御基板２１は電磁接触器２５に駆動信号を送って電磁接触器１６の接点を「閉」にし、商用電源の電源周波数とは異なった周波数で電動機１８を回転するものである。これによって送風機１１の回転数を変えることができ、必要とする送風量を確保することができるようになる。
【００３８】
以上述べたように、本実施例によれば、商用電源の電源周波数により決定される電動機の回転数を元に電動機と送風機のプーリーの組み合せを選択し、据付時に汎用インバータ機器によって電動機の回転数を所定の回転数に設定するものである。これによれば、プーリー交換を行なわなくても据付現場にて汎用インバータ機器によって送風機の回転数を調節することが可能となる。また汎用インバータ機器を用いることで、現地要求仕様に合わせた送風機制御が容易にできるようになる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態について図６を用いて説明する。本実施形態はインバータ用端子台２３を省略した点で異なっている。尚、既に説明した図１乃至図５に示された同一の参照番号は同一構成部品、或いは類似機能を有する構成部品であるので説明を省略する。
【００４０】
図６において、汎用インバータ機器３５を設けない場合は図４に示す構成と同じである。ただ、インバータ用端子台２２と配線２８は存在しないものである。
【００４１】
そして、汎用インバータ機器３５を取り付ける場合は、図６に示すように、現地で商用電源３３が商用電源用端子台２２に接続される。次に商用電源用端子台２２とヒューズ２４の間の破線で示す配線２７を外し、汎用インバータ機器３５の一方を配線３７によって商用電源用端子台２２と直列に接続し、汎用インバータ機器３５の他方を配線３８によってヒューズ２４に接続する。このように接続することで商用電源３３の配線は商用電源用端子台２２に接続するのみで良いため現地据付時の作業の煩雑性を低減できるようになる。尚、図３にある接続構成であっても配線２８を外して、図６に示すような接続を行うことは可能である。
【００４２】
実施例１及び実施例２において、汎用インバータ機器３５はキャビネット１０の外部に設置しても良いし、キャビネット１０の内部に組み込んでも良い。キャビネット１０の内部に組み込む場合は、汎用インバータ機器３５の過熱を抑制するため、通風経路に配置することが望ましい。
【００４３】
また、電動機１８は汎用電動機を使用しているが、汎用インバータ機器３５で回転数を変えることができる電動機であれば良く、汎用電動機に限定されないものである。
【００４４】
また、実施例１及び実施例２において、汎用インバータ機器３５の配線は電磁接触器２５を介して電動機１８に接続されている。このため、電動機１８を回転する場合は電磁接触器２５の接点を「閉」とする必要があることから、送風機１１の運転は空気調和装置の運転、停止処理と連動することになる。
【００４５】
このため、空気調和装置の運転、停止処理と、送風機１１の運転、停止処理を連動させずに制御したい場合には、インバータ機器３５のヒューズ２４から先の配線を、電磁接触器２５を介さずに電動機１８に直接的に接続すれば良いものである。例えば、加湿器を組み込んだ空気調和装置において、空気調和装置の停止後の機内の残留蒸気の排出を目的とした送風機運転を実施したい場合等に有効である。
【００４６】
以上述べたように、本発明によれば、商用電源の電源周波数により決定される電動機の回転数を元に電動機と送風機のプーリーの組み合せを選択し、据付時に汎用インバータ機器によって電動機の回転数を所定の回転数に設定するものである。これによれば、プーリー交換を行なわなくても据付現場にて汎用インバータ機器によって送風機の回転数を調節することが可能となる。また汎用インバータ機器を用いることで、現地要求仕様に合わせた送風機制御が容易にできるようになる。
【００４７】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…キャビネット、１１…送風機、１２…吸込口、１３…熱交換器、１４…吹出口、１５…制御箱、１６…操作パネル、１７…プーリー、１８…電動機、１９…プーリー、２０…ベルト、２１…制御基板、２２…商用電源用端子台、２３…インバータ用端子台、２４…ヒューズ、２５…電磁接触器、３３…インバータ機器。
【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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