(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、冷媒切換弁と、室外熱交換器と、第１の減圧器と、除湿運転時に再熱器として作用する第１の室内熱交換器と、除湿運転時に冷却器として作用する第２の室内熱交換器と、該第１の室内熱交換器と該第２の室内熱交換器との間に設けられ除湿運転時に減圧器として作用する第２の減圧器と、室外送風機と、室内送風機とを備えた空気調和機であって、
室外機は、該圧縮機，該冷媒切換弁，該室外熱交換器，該第１の減圧器，該室外送風機及び交流を４２Ｖ以下の直流に変換する直流電源回路を収納し、
室内機は、該第１の室内熱交換器，該第２の室内熱交換器，該第２の減圧器，該室内送風機及び該室内送風機を駆動する室内送風機駆動回路を収納し、
該直流電源回路と該室内送風機駆動回路とは、直流電流を送電する接続線で接続され、
該第２の減圧器は該室内送風機駆動回路に隣接して設けられていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１において、
前記直流電源回路は、第１の直流電源回路と、該第１の直流電源回路より低い電圧の直流電流に変換する第２の直流電源回路とを有し、
該第１の直流電源回路は、前記圧縮機を駆動する圧縮機駆動回路と、前記室外送風機を駆動する室外送風機駆動回路とに電流を供給し、
前記第２の直流電源回路は、前記室内送風機駆動回路と、前記冷媒切換弁に電流を供給することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記室内機に室内制御回路が、前記室外機に室外制御回路が夫々設けられ、
該室内制御回路と該室外制御回路との間の通信を前記接続線を介して行なうことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内外分離型の空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、例えば特開昭５７−５５３４１号公報などに開示されている従来の空気調和機の一例を示すブロック図であって、１は圧縮機、２は電動機、３は室内熱交換器、４は室外熱交換器、５は冷媒切換弁、６は減圧器、７は室内送風機、８は室外送風機、９は商用電源、１０は室内制御回路、１１は室外制御回路、１２は直流電源回路、１７は変復調回路、１９−ａ，１９−ｂは接続線である。
【０００３】
同図において、電動機２で駆動される圧縮機１や室内熱交換器３、室外熱交換器４、冷媒切換弁５、減圧器６が冷凍サイクルを構成する。
【０００４】
室外機１４で商用電源９を受電して直流電源回路１２に供給する。直流電源回路１２は低電圧の直流電源を作成し、接続線１９により室内機１３の室内制御回路１０に直流電源を供給する。室内制御回路１０は、室温と設定温度より圧縮機１の運転停止制御や室内送風機７の制御等の空気調和機全体の制御を行なう。室外制御回路１１は室内制御回路１０の指令に従って室外機１４の制御を行なう。室内制御回路１０と室外制御回路１１の通信は、接続線１９に接続された変復調回路１７を介して、接続線１９の直流電源に高周波で変調された信号を重畳させることにより行なわれる。
【０００５】
この従来技術によれば、室内機１３と室外機１４の接続線が接続線１９のみで済むとういう特徴がある。
【０００６】
なお、上記従来技術では、室外機で商用電源から商用交流電源電圧を受電しているが、例えば特開昭５６−１５５３２６号公報に記載されるように、室内機で商用交流電圧を受電して室外機に送り、室外機で直流電圧に変換して室内機に送るようにすることも知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、商用交流を室外機で直流に変換して室内機に送ることを開示するに留まり、さらなる空気調和機の多機能化については配慮されていない。
【０００８】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、空気調和機の多機能化を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機，冷媒切換弁，室外熱交換器，第１の減圧器，室外送風機及び交流を直流に変換する直流電源回路を収納した室外機と、第１の室内熱交換器，第２の室内熱交換器，第２の減圧器及び室内送風機を収納した室内機と、直流電源回路と室内機との間を接続し、室内機に直流を送電する接続線と、室内機に設けられて接続線に接続され、室内送風機を駆動する駆動回路とを有するものである。
【００１０】
本発明は、さらに、室内機に室内制御回路が、室外機に室外制御回路が夫々設けられ、室内制御回路と室外制御回路との間の通信を接続線を介して行なうものである。
【００１１】
室内機への電力供給は、このように直流で行なうものであるが、交流と比較して直流の方が波高値を小さくできる。このため、基板パターンなどの絶縁距離を小さくすることができ、発火の危険性が小さいため、風速切換駆動回路などを小型化することができる。これらの小型化の作用により、室内機のスペースに余裕ができ、ここに除湿用の弁を配置することにより、サイクル再熱除湿運転が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明による空気調和機の一実施形態を示すブロック図であって、３ａ，３ｂは室内熱交換器、９’は商用電源、１４−ａ，１４−ｂは発振回路、１８，１９は接続線、２４は直流電源回路、２５〜２７は駆動回路、２８は二方弁であり、図１７に対応するする部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００１３】
同図において、室内機１３と室外機１４との間には、２つの接続線１８，１９が設けられており、その一方の接続線１８は、室内の商用電源９から室内機１３を介して室外機１４の直流電源回路１２，２４に接続されている。従って、商用電源９からの商用交流電圧は、この接続線１８を通って室外機１４に供給され、直流電源回路１２，２４で直流電圧に変換される。また、接続線１９は室外機１４における直流電源回路１２と室内機１３における室内制御回路１０などの電気品との間に接続されており、直流電源回路１２で発生された直流電圧が室内制御回路１０などの電気品の電源電圧となる。
【００１４】
これにより、室内に設けられているルームエアコン用のコンセントに直接室内機を接続して商用交流電圧を取り込むことができ、図１７に示した従来技術のように室外機に配線を施すことが必要でなくなる。
【００１５】
また、室内機１３での室内送風機７や室内制御回路１０などの電気品の電源電圧としては、室外機１４の直流電源回路１２から接続線１９を介して供給される直流電圧であり、これら電気品の必要最高電圧を考慮して３５Ｖ程度の低電圧とすることができる。このような低電圧の直流電圧を電源電圧とすると、室内機１３の電気品では高電圧用の大型の部品が不要になるし、発熱発火のおそれが全くなくなるため、室内送風機７の風速切換駆動回路などを鉄板などでカバーすることが全く不要となる。室内機１３への電力供給としては、交流電圧と比較して直流電圧の方が波高値を小さくできるので、基板パターンなどの絶縁距離を小さくできるし、発火の危険性が小さいため、風速切換駆動回路などを小型に形成できる。交流電圧の場合、波高値は実効値の平方根の２倍であるが、直流の場合は、波高値と実効値が等しい。一般に、交流電圧では３０Ｖ以下で発火の危険性がないのに対し、直流電圧では４２Ｖ以下で発火の危険性がない。
【００１６】
風速切換駆動回路などを小型化できると、その分室内機１３でスペースの余裕ができ、部品や装置を追加してさらに空気調和機の多機能化が可能となる。例えば、追加する装置としては、脱臭装置や弁などが考えられ、２方弁を追加する場合には、例えば、室内熱交換器を室内熱交換器３ａ，３ｂに２分してこれらを二方弁２８を介して結合し、必要に応じてこれら室内熱交換器３ａ，３ｂの一方を再熱器、他方を冷却器として作動させ、除湿された暖かい空気を室内に送りこむようにした機能を持たせることができる。
【００１７】
この場合の二方弁２８は、オン状態で開、オフ状態で閉となるが、このときには、完全な閉状態ではなく、減圧器の役割をするものである。なお、オン，オフの論理はシステムに合わせどちらでも可能である。減圧器の状態のときには、室内熱交換器３ａは冷却器、室内熱交換器３ｂは再熱器として動作し、この冷却器で除湿を行ない、この除湿による温度の低下を再熱器で温めた空気によって補償する、いわゆるサイクル再熱除湿運転が可能となる。
【００１８】
除湿制御の方法としては、圧縮機１と室内送風機７，室外送風機８の回転数を制御することにより、再熱量をコントロールして除湿運転を行なう。これら送風機７，８７や圧縮機１の回転数制御方法は以下に述べる方法などがある。
【００１９】
即ち、室外送風機８に駆動電流を供給するための駆動回路２６は、ＰＷＭ制御のインバータ回路で構成される直流電源回路２４から供給された約２２０Ｖの直流電圧をＰＷＭ制御し、室外制御回路１１の指令に応じて０Ｖ〜約２２０Ｖの範囲の電動機駆動直流電圧を発生する。これにより、室外送風器８の回転数は室外制御回路１１の指令に応じた決めの細かい制御がなされる。
【００２０】
このように、室外送風機８に直流電動機を適用することにより、室外送風機８の決めの細かい制御が可能となるともに、制御範囲が広がり、除湿量のコントロールも容易になる。
【００２１】
これに対して、室外送風機８に誘導電動機を適用した場合には、起動トルクとの関係から、直接低速運転で始動することはできない。このため、一旦高速運転をしてから低速運転に切り替える必要があり、また、低速運転の限界が直流電動機より高いため、制御範囲が狭くなってしまう。さらに、場合によっては、この範囲以下の低速運転が必要となるが、これができないため、断続運転を行なってこのような低速運転を行なったときと等価な効果を得るようにした方法が必要となる。また、誘導電動機の回転速度を切り替えるためには、途中タップを設け、これを切り替えるといった方法が必要となる。
【００２２】
そこで、例えば、再熱量を大きくしたい場合には、室外送風機の回転数を低くする必要があるが、誘導電動機を適用した場合には、図２（ａ）に示すように、まず、起動可能な回転数の高速運転で一旦起動してから必要な回転数に対するタップに切り換え、所望の低速運転に移行させる必要がある。しかも、回転数の切換え段数がタップ数によって決まるから、再熱量の決めの細かい制御を行なうのに適していない。また、低速運転の限界以下の運転が必要な場合、図２（ａ）に示すように、断続運転を行なって平均的な回転数が必要とする低速運転の回転数に等しくなるようにして、必要な再熱量を得るようにすることができるが、このような断続運転のときには、断続時の冷媒音の変化や送風機の断続音などが発生し、好ましくない。
【００２３】
直流電動機を適用する場合には、起動トルクなどの問題がないので、図２（ｂ）に示すように、直接低速運転での起動が可能であり、また、印加電圧を変えるだけで回転数を変更することができるから、再熱量を大きくしたい場合でも、印加電圧を制御することにより、これに見合った回転数の低速運転を設定することができ、また、回転数を連続的に変化させることができて、再熱量の決めの細かい制御が可能となる。従って、誘導電動機を適用した場合の上記の問題が全て解消し、非常に有効である。
【００２４】
また、室内送風機７に直流電動機を使用し、室内制御回路１０によりこれを制御するようにする。室内送風機７に駆動電流を供給するための駆動回路２７は、スイッチング回路とインバータ回路からなり、室外機１４からの接続線１９を介して供給される約３５Ｖの直流電源電圧をスイッチング回路で降圧し、これを、インバータ回路により、外気温度や室内温度，設定温度などの負荷の大きさに応じて０〜約３５Ｖに制御し、これを室内送風器７の直流電動機に供給する。直流電動機は、交流電動機と比較して、電圧が低下しても、トルク不足で停止することがなくて制御可能である。
【００２５】
また、冷媒切替弁５は、直流電源回路１２からの直流電圧により駆動される。圧縮機１の電動機２は、直流電源回路２４からの直流電圧が駆動回路２５を介して供給されることによって駆動されるが、この駆動回路２５は室外制御回路１１により制御され、これによって電動機２が制御される。この電動機２の制御方法としては、特公昭５８−２５０３８号などに記載されている。
【００２６】
接続線１９は、また、室内制御回路１０と室外制御回路１１との間の情報の通信にも兼用される。このため、室内機１３には、接続線１９に発振回路１４−ａの出力信号が供給される変復調回路１７−ａが接続され、また、この変復調回路１７−ａと室内制御回路１０との間で情報信号のやり取りが行なわれる。室外機１４でも、同様に、接続線１９に発振回路１４−ｂの出力信号が供給される変復調回路１７−ｂが接続され、この変復調回路１７−ｂと室外制御回路１１との間で情報信号のやり取りが行なわれる。
【００２７】
室内制御回路１０から出力されの情報信号は、変復調回路１７−ａによって発振回路１４−ａから出力される搬送波を変調し、この変調された搬送波が接続線１９上の直流電圧に重畳されて室外機１４に伝送され、室外機１４では、この情報信号が復調回路１７−ｂで復調されて室外制御回路１１に供給される。また、室外制御回路１１から出力された情報信号は、変復調回路１７−ｂによって発振回路１４−ｂから出力される搬送波を変調し、この変調された搬送波が接続線１９上の直流電圧に重畳されて室内機１３に伝送され、室内機１３では、この情報信号が復調回路１７−ａで復調されて室内制御回路１０に供給される。
【００２８】
ここで、室内制御回路１０から室外制御回路１１に伝送される情報信号は、上記従来の空気調和機と同様に、室外機１４を制御するための制御情報であり、室外制御回路１１から室内制御回路１０に供給される情報信号は、室内機１３からの制御情報に対する応答情報や室外機１４の各部の状態を示す情報などである。このように、この実施形態は、上記従来の空気調和機と同数の制御線でもって、室内機１３側から商用交流電圧を受電して、室内機１３，室外機１４間の商用交流電圧や直流電圧の伝送と、室内制御回路１０，室外制御回路１１間の情報の通信とを行なうことができる。
【００２９】
図３は図１での変復調回路１７−ａ，１７−ｂの接続線１９への接続関係を具体的に示す回路図であって、１９−ａ，１９−ｂは電線、２１−ａ，２１−ｂはキャパシタ，２２−ａ，２２−ｂはインダクタであり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００３０】
同図において、接続線１９は２本の電線１９−ａ，１９−ｂからなり、その一方の電線１９−ｂは接地されている。室内機１３の変復調回路１７−ａは室内制御回路１０の送信端子と受信端子とに接続されているとともに、また、直流阻止用のキャパシタ２１−ａを介して接地されていない方の電線１９−ａに接続されている。さらに、電線１９−ａには、キャパシタ２１−ａと電線１９−ａとの接続点と室内制御回路１０との間に、伝送信号阻止用のインダクタ２２−ａが設けられている。同様にして、室外機１４側の変復調回路１７−ｂは室外制御回路１１の送信端子と受信端子とに接続されているとともに、また、直流阻止用のキャパシタ２１−ｂを介して接地されていない方の電線１９−ａに接続されている。さらに、電線１９−ａには、キャパシタ２１−ｂと電線１９−ａとの接続点と直流電源回路１２との間に、伝送信号阻止用のインダクタ２２−ｂが設けられている。
【００３１】
次に、この具体例の動作を、図３の各部の信号を示す図４を用いて説明する。
【００３２】
上記のように、直流電源回路１２で発生した直流電圧は、電線１９−ａ，１９−ｂを介し、室内制御回路１０や室内送風機７などの電源電圧として室内機１３に供給される。このとき、キャパシタ２１−ｂによってこの直流電圧が変復調回路１７−ｂに供給されるのが阻止され、また、キャパシタ２１−ａによってこの直流電圧が変復調回路１７−ａに供給されるのが阻止される。従って、この直流電圧は、室内制御回路１０や室内送風機７などに電源電圧として供給される。
【００３３】
いま、室内制御回路１０の送信端子から図４（ａ）に示すような送信情報信号が発生されると、この送信情報信号は変復調回路１７−ａに供給され、図４（ｂ）に示すような発振回路１４−ａからの搬送波を変調する。この搬送波は送信情報信号よりも充分高い周波数の信号である。これによって得られる変調信号はキャパシタ２１−ａを介して電線１９−ａに供給され、直流電源回路１２からの直流電圧に重畳される。これにより、送信情報信号は電線１９−ａを介して室外機１４に供給される。
【００３４】
なお、変復調回路１７−ａからの送信情報信号は、インダクタ２２−ａによって室内制御回路１０や室内送風機７などに供給されるのが阻止され、直流電圧のみが室内制御回路１０や室内送風機７などに供給される。
【００３５】
ここで、変復調回路１７−ａから電線１９−ａに供給される送信情報信号の振幅値は接続線１９での直流電圧の電圧値よりも小さく設定されており、これにより、図４（ｃ）に示すように、直流電圧は送信情報信号によって断続することがない。従って、室内制御回路１０や室内送風機７などに電力が充分供給されることになる。
【００３６】
電線１９−ａを介して伝送される送信情報信号は、室外機１４において、キャパシタ２１−ｂによって直流電圧から分離されて抽出され、変復調回路１７−ｂに供給されて復調され、図４（ｄ）に示すような受信情報信号に復調されて室外制御回路１１に受信端子から供給される。
【００３７】
以上によって室内機１３から室外機１４への情報信号の通信が行なわれる。
【００３８】
室外機１４から室内機１３への通信も同様であって、発振回路１４−ｂからの図４（ｂ）に示すような搬送波が変復調回路１７−ｂで室外制御回路１１の送信端子から出力される図４（ａ）に示すような送信情報信号によって変調され、キャパシタ２１−ｂを介して図４（ｃ）に示すように直流電圧に重畳され、室内機１３に伝送される。室内機１３では、この伝送信号のみがキャパシタ２１−ａで抽出され、変復調回路１７−ａで図４（ｄ）に示すように復調されて室内制御回路１０に受信端子から供給される。
【００３９】
このようにして、１つの接続線１９でもって、直流電源回路１２から室内機１３への直流電源電圧の供給と、室内制御回路１０と室外制御回路１１との間の情報通信とが可能となる。
【００４０】
図５は図１における変復調回路１７−ａ，１７−ｂでの変調部と発振回路１４−ａ，１４−ｂの一具体例を示す回路図である。ここでは、変復調回路１７−ａの変調部と変復調回路１７−ｂの変調部、発振回路１４−ａと発振回路１４−ｂは同一構成をなしているので、変復調回路１７−ａと発振回路１４−ａについて説明する。
【００４１】
同図において、抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０とキャパシタＣ０５と電圧比較器ＣＯＭ２とで発振回路１４−ａが構成されている。この発振回路１４−ａの出力信号はトランジスタＱ３，Ｑ４で上記の振幅となるように増幅され、キャパシタ２１−ａを介して電線１９−ａに供給される。通常、入力端子１５−ａは高レベルに設定されており、トランジスタＱ２がオンしてキャパシタＣ０５が短絡されている。これにより、発振回路１４−ａは停止している。送信情報信号は低レベルの信号として入力端子１５−ａから入力され、トランジスタＱ２をオフにする。これにより、発振回路１４−ａが搬送波を発生する。即ち、低レベルの送信情報信号の期間搬送波が発生することにより、送信情報信号で変調された伝送信号がトランジスタＱ４から得られる。
【００４２】
図６は図１における変復調回路１７−ａ，１７−ｂでの復調部の一具体例を示す回路図である。ここでは、変復調回路１７−ａと変復調回路１７−ｂの復調部は同一構成をなしているので、変復調回路１７−ａの復調部について説明する。
【００４３】
同図において、キャパシタ２１−ａで抽出された送信情報信号は電圧比較器ＣＯＭ１に供給され、抵抗Ｒ０５，Ｒ０６で決まる基準電圧と比較される。搬送波を変調した送信情報信号が送られていないときには、電圧比較器ＣＯＭ１の入力電圧は基準電圧よりも低く、電圧比較器ＣＯＭ１の出力電圧は零である。これに対して、送信情報信号が送られてきたときには、その搬送波の振幅が基準電圧よりも高いため、電圧比較器ＣＯＭ１からはこの搬送波の周波数の信号が出力される。電圧比較器ＣＯＭ１のこの出力信号がダイオードＤとキャパシタＣ０３とで整流平滑され、トランジスタＱ１を駆動する。これにより、出力端子１６−ａから受信情報信号が得られる。この受信情報信号が図３での室内制御回路１０の受信端子に供給される。
【００４４】
以上のように、この実施形態では、直流電圧が伝送信号によって断続することがないから、室内機１３において、室外機１４からの電力を充分有効に使用することができて、室外機１４に設けられる直流電源回路１２を小型化できるし、また、室内機１３に供給される電力が減少しないから、室内送風機７の風量の低下を防ぐことができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、商用電源電圧を室内機１３で受電するようにしたが、室外機１４で直接受電することもできる。この場合には、室外機１４に１もしくは複数の室内機１３を接続した場合、商用電源電圧の接続線１８が不要となり、直流電圧を伝送する接続線１９のみで室内機１３への電源電圧の供給と室内制御回路１０，室外制御回路１１間の通信が可能となり、接続線の数が２本ですむ。
【００４６】
このように、室外機１４で商用電源電圧を受電する室内外分離形の空気調和機では、室外機と室内機との間の接続線が２本ですむという特徴がある。
【００４７】
図７は本発明による空気調和機の他の実施形態を示すブロック図であって、１５は太陽電池であり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００４８】
この実施形態は、図１に示した実施形態において、室外機１４に太陽電池を接続したものである。
【００４９】
図７において、室外機１４には、太陽電池の接続端子が設けられており、これに太陽電池１５が接続されると、太陽電池１５と直流電源回路２４とが駆動回路２５，２６の電源となり、また、太陽電池１５の出力直流電圧が直流電源回路１２に供給される。この場合、日照量が多く、太陽電池１５の出力電圧値が大きいとき、この太陽電池１５の出力電圧が使用されることはいうまでもない。このために、図示しないが、室外機１４から太陽電池１５への電流の逆流防止手段が設けられている。
【００５０】
この実施形態では、勿論、太陽電池以外の直流電源も用いることができるが、送風機７，８や冷媒切換弁５などの室外機１４，室内機１３の各電気品が直流化されているので、太陽電池１５などの別の直流電源を、その出力電圧を交流化することなく、用いることができる。
【００５１】
図８は本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図であり、図１に対応するする部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００５２】
同図において、室内機１３では、接続線１９と室内制御回路１０との間に変復調回路１７−ａが接続され、室外機１４では、接続線１９と室外制御回路１１との間に変復調回路１７−ｂが接続されている。室内制御機１０から出力された送信情報信号は、変復調回路１７−ａにより、接続線１９上の直流電圧を変調して室外機１４に伝送され、室外機１４では、この送信情報信号が復調回路１７−ｂで復調されて室外制御回路１１に供給される。また、室外制御回路１１から出力された送信情報信号は、変復調回路１７−ｂにより、接続線１９上の直流電圧を変調して室内機１３に伝送され、室内機１３では、この送信情報信号が変復調回路１７−ａで復調されて室内制御回路１０に供給される。
【００５３】
以上の構成以外の構成は、図面上で省略しているが、図１及び図７で示した実施形態と同様である。
【００５４】
以上のように、この実施形態では、送信情報信号が直流電圧を変調することにより、この情報信号の室内制御回路１０，室外制御回路１１間の通信が行なわれ、この実施形態においても、上記従来の空気調和機と同数の制御線でもって、室内機１３側から商用交流電圧を受電して、室内機１３，室外機１４間の商用交流電圧や直流電圧の伝送と、室内制御回路１０，室外制御回路１１間の情報の通信とを行なうことができる。
【００５５】
図９は図８での変復調回路１７−ａ，１７−ｂの一具体例を示す回路図であって、１９−ａ，１９−ｂは電線、２０−ａ，２０−ｂはトランス，２１−ａ，２１−ｂはキャパシタ，２２−ａ，２２−ｂはインダクタ、２３−ａ１，２３−ａ２，２３−ａ３，２３−ｂ１，２３−ｂ２，２３−ｂ３は巻線であり、図８に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００５６】
同図において、室内機１３の変復調回路１７−ａは、トランス２０−ａと直流阻止用のキャバシタ２１−ａとインピーダンスアップ用のインダクタ２２−ａとからなっている。室内制御回路１０，直流電源回路１２間の接続線１９は２つの電線１９−ａ，１９−ｂからなり、トランス２０−ａでの巻線２３−ａ１の一方の端子が直接電線１９−ｂに、他方の端子がキャバシタ２１−ａを介して電線１９−ａに夫々接続されている。また、トランス２０−ａの巻線２３−ａ２は室内制御回路１０の送信端子に、トランス２０−ａの巻線２３−ａ３は室内制御回路１０の受信端子に夫々接続されている。さらに、電線１９−ａには、キャパシタ２１−ａと電線１９−ａとの接続点と室内制御回路１０との間に、インダクタ２２−ａが設けられている。
【００５７】
同様にして、室外機１４側の変復調回路１７−ｂは、トランス２０−ｂと直流阻止用のキャバシタ２１−ｂとインピーダンスアップ用のインダクタ２２−ｂとからなっている。トランス２０−ｂでの巻線２３−ｂ１の一方の端子が直接電線１９−ｂに、他方の端子がキャバシタ２１−ｂを介して電線１９−ａに夫々接続されている。また、トランス２０−ｂの巻線２３−ｂ２は室外制御回路１１の送信端子に、トランス２０−ｂの巻線２３−ｂ３は室外制御回路１１の受信端子に夫々接続されている。さらに、電線１９−ａには、キャパシタ２１−ｂと電線１９−ａとの接続点と直流電源回路１２との間に、インダクタ２２−ｂが設けられている。
【００５８】
次に、この具体例の動作を、図９での各部の信号を示す図１０を用いて説明する。
【００５９】
上記のように、直流電源回路１２で発生した直流電圧は、電線１９−ａ，１９−ｂを介して室内制御回路１０に供給される。このとき、キャパシタ２１−ｂによってこの直流電圧がトランス２０−ｂに供給されるのが阻止され、また、キャパシタ２１−ａによってこの直流電圧がトランス２０−ａに供給されるのが阻止される。従って、この直流電圧は、室内制御回路１０などに電源電圧として供給される。
【００６０】
いま、室内制御回路１０の送信端子から図１０（ａ）に示すような正負のレベルをもつ送信情報信号が出力されると、この送信情報信号はトランス２０−ａの巻線２３−ａ２，２３−ａ１を介して電線１９−ａ，１９−ｂに供給され、図１０（ｂ）に示すように、直流電圧を変調してトランス２０−ｂに伝送される。このとき、インダクタ２２−ａのインピーダンスアップ作用により、送信情報信号が室内制御回路１０に伝送されるのが阻止される。トランス２０−ｂでは、送信情報信号で変調された直流電圧からキャパシタ２１−ｂによって送信情報信号のみが抽出され（図１０（ｃ））、トランス２０−ｂの巻線２３−ｂ１，２３−ｂ３を介して室外制御回路１１の受信端子で受信される。このとき、インダクタ２２−ｂのインピーダンスアップ作用により、送信情報信号が直流電源回路１２に伝送されるのが阻止される。
【００６１】
同様にして、室外制御回路１１の送信端子から出力される送信情報信号は、トランス２０−ｂの巻線２３−ｂ２，２３−ｂ１，電線１９−ａ，１９−ｂ，トランス２０−ａの巻線２３−ａ１，２３−ａ３を介して室内制御回路１０の受信端子に送られる。この場合も、インダクタ２２−ａ，２２−ｂにより、送信情報信号が室内制御回路１０や直流電源回路１２に供給されるのが阻止される。
【００６２】
このようにして、１つの接続線１９でもって、直流電源回路１２から室内機１３の室内制御回路１０などへの直流電源電圧の供給と、室内制御回路１０と室外制御回路１１との間の情報通信とが可能となる。
【００６３】
図１１は本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図であって、２０は表示回路であり、図８に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００６４】
同図において、接続線１９と変復調回路１７−ａ，１７−ｂとを介した室内制御回路１０と室外制御回路１１との間の通信時、受信信号が規定時間（通信内容などで時間は異なる）以上途絶えた場合、通信エラーが生じ、室内制御回路１０と室外制御回路１１はこれを通信回路の異常と判断して室内機１３及び室外機１４、即ち、空気調和機の運転を停止させ、かつ、室内制御回路１０は表示装置２０を駆動して故障の表示を行なわせる。かかる故障表示としては、表示装置として、例えば、空気調和機の室内機１３に室内から見えるように設けられている表示装置を用い、これで通常の表示以外の表示方法（例えば、点滅など）を行なうようにすればよい。
【００６５】
これにより、通信の異常を簡単に知ることができ、これに対する修理などの措置を迅速に行なうことができる。
【００６６】
図１２は本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図であって、２１は遮断回路であり、図８に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明は省略する。
【００６７】
同図において、室外機１４側に直流電源回路１２からの直流電圧を遮断する遮断回路２１が設けられている。この遮断回路２１は室外制御回路１１によって制御され、室外制御回路１１が通信回路の異常を判断すると、空気調和機を停止させるとともに、遮断回路２１を駆動して室内機１３への直流電圧の供給を遮断する。
【００６８】
これによると、室内機１３の故障に対して電気的に保護できる。
【００６９】
遮断回路２１としては、接続線と直列に接続したリレーや半導体スイッチによって構成することができる。
【００７０】
図１３は本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図であって、２２はダイオードであり、図８に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００７１】
同図において、室内機１３には、接続線１９−ａ，１９−ｂ間にダイオード２２が接続されている。ここで、ダイオード２２はそのアノードが接地されている接続線１９−ｂに、カソードが接地されていない接続線１９−ａに夫々接続される。従って、接続線１９−ａが直流電圧の＋側、接続線１９−ｂが直流電圧の−側となるように接続線１９が正規に接続されていれば、ダイオード２２は逆電圧が印加されてオフ状態となり、直流電源回路１２から室内機１３に正常に直流電圧が供給される。
【００７２】
しかし、誤って接続線１９−ａがダイオード２２のアノード側、接続線１９−ｂがダイオード２２のカソード側となるように接続線１９が室内機１３に接続されたとすると、ダイオード２２に順方向に直流電圧が印加されてダイオード２２がオンする。このため、直流電源回路１２に過電流が流れ、直流電源回路１２内の過電流保護回路が作動して直流電圧の供給を停止させる。これにより、過電流に対して室内制御回路１０が保護される。
【００７３】
また、直流電源回路１２に過電流保護回路が設けられていない場合には、図１４に示すように、接続線１９−ａ，１９−ｂの少なくとも一方に電流ヒューズ２３を設け、接続線１９の誤接続によって過電流が流れると、電流ヒューズ２３が溶断して室内機１３への直流電圧の供給を遮断するようにする。これにより、過電流に対して室内制御回路１０が保護される。
【００７４】
図１３及び図１４に示した実施形態では、また、ダイオード２２や電流ヒューズ２３による直流電源電圧の低下や損失がなく、直流電源回路１２の容量を小さくできるし、室内制御回路１０の温度上昇も低減できる。
【００７５】
図１５は以上説明した実施形態をより具体的に示したブロック図であって、１０１は電源スイッチ、１０２は室内制御マイコン、１０３はサーミスタ回路、１０４はワイヤレスリモコン、１０５はワイヤレス受信回路、１０６はブザー回路、１０７は上下風向板用モータ、１０８はリセット回路、１０９は室内制御回路、１１０は室内送風機駆動回路、２０１は電磁接触機、２０２は電源回路、２０３はパワーモジュール、２０４は室外制御マイコン、２０５は位置検出回路、２０６搏動回路、２０７は電源制御回路、２０８は切換弁駆動回路、２０９は室外送風機駆動回路、２１０はサーミスタ回路、２１１は表示回路、２１２はリセット回路であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けている。
【００７６】
同図において、室内機１３で商用交流電圧を受電し、電源スイッチ１０１を経由して、接続線１８により室外機１４に給電される。電源スイッチ１０１は空気調和機全体のスイツチであって、空気調和機を長時間使用しない場合などにオフにするものである。
【００７７】
上記の室内制御回路１０は室内制御マイコン１０２を中心に構成されている。室内制御マイコン１０２はサーミスタ回路１０３で検出される室温のデータを取り込む。ワイヤレスリモコン１０４によって使用者は設定温度や運転モード，風速などを設定し、ワイヤレスリモコン１０４からのかかる設定信号はワイヤレス受信回路１０５で受信されて室内制御マイコン１０２に供給される。室内制御マイコン１０２はサーミスタ回路１０３で検出される室温とこの設定温度との差に応じた圧縮機１（図８）のオン・オフ信号や、回転数指令信号などを演算・作成する。
【００７８】
ブザー回路１０６は、ワイヤレスリモコン１０４から信号を受信したとき、確認音を発生する。表示回路２０は、通常では空気調和機の運転状態を表示するものであって、運転ランプや除湿ランブなどによって構成されている。空気調和機から吹き出される風の方向を変える上下風向板（図示せず）を動かすために、上下風向板用モータ１０７を具備している。また、リセット回路１０８は電源投入時などに室内制御マイコン１０２にリセット信号を供給するものである。
【００７９】
接続線１８を介して室外機１４に給電された商用交流電圧は、一方では、直流電源回路１２で直流化されて切換弁５に、また、他方では、電磁接触機２０１と電源回路２０２を介して室外送風機８の駆動回路２６とパワーモジュール２０３に供給される。電磁接触機２０１は圧縮機１が運転するときオンし、停止中にオフして電源を遮断するものである。電源回路２０２は商用交流電圧を整流平滑して高電圧の直流電圧を形成する。パワーモジュール２０３は６個のスイッチング素子がブリッジ接続されてなり、この直流電圧をスイッチングして圧縮機駆動用の電動機２に供給する。
【００８０】
上記の室外制御回路１１は室外制御マイコン２０４を中心に構成されている。室外マイコン２０４の主な働きは電動機２を駆動することである。ここでは、電動機２として直流ブラシレスモータが使用される。直流ブラシレスモータは効率が高く、制御性に優れているという特徴があるが、ロータの磁極位置を検出する必要がある。このロータの磁極位置が位置検出回路２０５で検出され、室外制御マイコン２０４で演算処理され、パワーモジュール２０３をスイッチングするための信号が形成される。駆動回路２０６は室外制御マイコン２０４から出力された信号を増幅し、パワーモジュール２０３を駆動するものである。また、電流制限回路２０７は電源回路２０２やパワーモジュール２０３などを流れる電流を検出して電動機２に流れる電流を制御したり、パワーモジュール２０３に過大な電流が流れないように保護を行なったりする。
【００８１】
切換弁５及び室外送風機８は、室外制御マイコン２０４の指令に従って、切換弁駆動回路２０８、室外送風機駆動回路２０９で駆動される。
【００８２】
サーミスタ回路２１０は室外熱交換器４の温度や外気温度、圧縮機１の温度などを検出し、この検出結果に基づいて室外制御マイコン２０４が、制御回路２０６を介し、圧縮機１の回転数制御などを行なう。
【００８３】
表示回路２２１は運転状態やトリップしたときの停止要因の表示あるいは通信異常時の故障表示などを行なう。
【００８４】
リセット回路２１２は室外制御マイコン２０４のリセット制御を行なう。
【００８５】
商用交流電圧は室外機１４の直流電源回路１２に供給される。この直流電源回路１２は室内機１３に供給する電源電圧としての直流電圧を形成する。室外制御回路１１で使用する電源電圧は直流電源回路１２で作成してもよいし、別の電源回路を設けて作成してもよい。
【００８６】
直流電源回路１２で形成された直流電圧は、接続線１９を経由して室内機１３に供給される。室内制御回路電源１０９は、室外機１４から供給された直流電圧により、室内制御回路１０で使用する電源電圧を形成する。
【００８７】
室内送風機駆動回路１１０は、室外機１４から供給された直流電圧により、室内送風機７を駆動する電圧を形成する。室内送風機７としては直流ブラシレスモータが使用されており、室内制御マイコン１０２からの指令によって駆動電圧を制御することにより、室内送風機７の風量制御ができる。また、室内送風機７に過大電流が流れた場合には、室内送風機駆動回路１１０は室内制御マイコン１０２に信号を送り、これにより、室内制御マイコン１０２は室内送風機７を停止させる。
【００８８】
室内制御マイコン１０２と室外制御マイコン２０４との間の通信は、変復調回路１７−ａ，１７−ｂと接続線１９を通して行なわれる。変復調回路１７−ａは接続線１９に接続されており、室内制御マイコン１０２から出力される送信信号に従って接続線１９の直流電圧を高周波で変調することにより、送信信号をこの直流電圧に重畳させる。変復調回路１７−ｂは接続線１９の直流電圧から高周波信号を検出し、室外制御マイコン２０４に供給する。室外制御マイコン２０４から室内制御マイコン１０２に通信する場合も同様である。
【００８９】
この通信方法では、双方向同時には通信できないので、交互に通信を行なう。通信の内容は、圧縮機１のオン・オフ信号、回転数信号、室外送風機８の指令などである。また、外気温度や室外機１４のトリップ要因の情報なども通信する。
【００９０】
通信は上記のデータを所定の単位（この実施形態では、８ビット）に分割して行なう。各８ビットのデータにはスタートビットとストップビットが付加されており、全体にはリーダ部がある。通信は連続して交互に行なわれるが、通信が停止したり、上記のビットが正しく読み込めなかったりした場合などでは、通信異常と判断する。
【００９１】
通信の主導権は室外制御回路１１が有しており、通信異常の判断は室外制御回路１１で行なわれる。通信異常としては、室外制御回路１１から室内制御回路１０に通信を行なっても、室内制御回路１０から応答がない場合と、室内制御回路１０から誤ったデータを受信した場合との２通りがある。前者の場合には、図１６（ａ）に示すように、所定時間室内制御回路１０から応答がないとき通信異常と判定し、後者の場合には、図１６（ｂ）示すように、受信したデータの正否を検出し、誤ったデータであるときに通信異常と判定する。かかるデータの誤りの有無は、スタートビットやストップビット、リーダ部が正規の波形をしているかどうか、パリティが一致するかどうかなどで判定することができる。この場合、データの誤り時間が所定時間以上続く場合、あるいはデータの誤り回数が所定回数以上である場合、データが誤っていると判定する。
【００９２】
いずれの場合も、通信の不具合が所定時間あるいは所定回数継続したとき、通信異常とする。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、室内機を低電圧の直流電源電圧で動作させるので、室内送風機の駆動回路において、高電圧用の大型部品が不要となるし、また、発熱発火の危険性がなくなるので、発熱発火保護の鉄板カバーが不要となり、室内電気部品の小型化ができる。また、室外機の冷媒切換弁の電磁弁コイル、室外送風機を直流電圧で動作させるので、太陽光発電等の直流電源を交流に変換することなく利用できるほか、送風機にブラシレスモータを使用するので高効率化が図れる。なお、室外機の送風機などを低電圧の直流電源で駆動すれば、室内機と同様の効果があることはいうまでもない。
【００９４】
また、本発明によると、室内機と室外機との間の接続線を増加させることなく、室外機から室内機への直流電圧の給電とともに、これら室内機と室外機との間の通信ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】誘導電動機と直流電動機との回転数制御の違いを示す図である。
【図３】図１における変復調回路の接続線との接続関係をより詳細に示したブロック図である。
【図４】図３における各部の信号を示す波形図である。
【図５】図１における変復調回路の変調部と発振回路の一具体例を示す回路図である。
【図６】図１における変復調回路の復調部の一具体例を示す回路図である。
【図７】本発明による空気調和機の他の実施形態を示すブロック図である。
【図８】本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図である。
【図９】図８における変復調回路の一具体例を示す回路図である。
【図１０】図９における各部の信号を示す波形図である。
【図１１】本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図である。
【図１２】本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図である。
【図１４】本発明による空気調和機のさらに他の実施形態を示すブロック図である。
【図１５】図８，図１１〜図１４に示した実施形態をより具体的に示すブロック図である。
【図１６】通信異常の判定方法の具体例を示すフローチャートである。
【図１７】従来の空気調和機の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  電動機
３ａ，３ｂ  室内熱交換器
４  室外熱交換器
５  冷媒切換弁
６  減圧器
７  室内送風機
８  室外送風機
９，９’  商用電源
１０  室内制御回路
１１  室外制御回路
１２  直流電源回路
１３  室内機
１４  室外機
１４−ａ，１４−ｂ  発振回路
１５  太陽電池
１７−ａ，１７−ｂ  変復調回路
１８，１９  接続線
２０  表示回路
２１  遮断回路
２２  ダイオード
２３  電流ヒューズ
２４  直流電源回路
２５  圧縮機モータ駆動回路
２６  室外送風機駆動回路
２７  室内送風機駆動回路
２８  二方弁
【図１】
0003810006.tif 000002
【図２】
0003810006.tif 000003
【図３】
0003810006.tif 000004
【図４】
0003810006.tif 000005
【図５】
0003810006.tif 000006
【図６】
0003810006.tif 000007
【図７】
0003810006.tif 000008
【図８】
0003810006.tif 000009
【図９】
0003810006.tif 000010
【図１０】
0003810006.tif 000011
【図１１】
0003810006.tif 000012
【図１２】
0003810006.tif 000013
【図１３】
0003810006.tif 000014
【図１４】
0003810006.tif 000015
【図１５】
0003810006.tif 000016
【図１６】
0003810006.tif 000017
【図１７】
0003810006.tif 000018