JP2006234246A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサやスイッチ等のハード構成を用いずに放電集塵部の取り付け状態を長期にわたって正確に検出することにより，感電或いは漏電等を防止して，安全性を向上させることが可能な空気調和機を提供すること。
【課題を解決するための手段】 高圧電源部１２ａにおける供給電圧を監視する電圧監視回路２１と，電圧監視回路２１により監視される電圧の変動に基づいて高圧電源部１２ａに対する放電集塵部１２ｂの取り外し状態を判定する比較部３１と，この比較部３１により放電集塵部１２ｂが高圧電源部１２ａから取り外されたと判定された場合に，高圧電源部１２ａの電源経路を遮断するのスイッチング部４０と，を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は，高圧電源部と該圧電源部に取り外し可能な放電集塵部とを有する電気集塵機を備えた空気調和機に関し，特に，上記高圧電源部から上記放電集塵部が取り外された際に上記高圧電源部における高電圧の供給を停止することで，感電或いは漏電等を防止して，安全性を向上させた空気調和機に関するものである。

従来から，室内空気を吸入して熱交換器や加熱器などにより熱交換された空気を室内に送り出すことにより室内温度を調節する空気調和機が周知である。近年，この空気調和機には，室内温度を調節する機能に加え種々の機能が搭載されるようになってきており，その機能の一つに，室内空気に漂う塵埃等の浮遊物を集塵する集塵機能がある。この集塵機能を実現するため，上記空気調和機には集塵機が設けられている。
このような集塵機としては，高圧電源から供給された高電圧（数ｋＶ）を放電（コロナ放電）させて空気中の塵埃を帯電させた上でこの帯電された塵埃を電極に吸着させることにより塵埃を集塵するいわゆる電気集塵機が知られている。
かかる電気集塵機は，高電圧を供給する高圧電源部と供給される高電圧を放電することにより帯電した塵埃を吸着する放電集塵部とを備えて構成されており，集塵された塵埃の除去清掃を容易とするため，上記放電集塵部は上記高圧電源部に取り外し可能に構成されている。

上述したように，上記電気集塵機は数ｋＶの高電圧が用いらるため，感電防止などの保護対策を講じる必要がある。
上記保護対策としては，特許文献１に開示されているように，電気集塵機の前段に設けられたエアフィルターが固定されたかどうかをセンサで検出して，固定されていない場合には上記電気集塵機の運転を停止するようにした空気調和機がある。
また，特許文献２に開示されている空気調和機では，該空気調和機に設けた所定部材（仕切り板）の取り外しに応じて給電停止回路を動作させるスイッチが設けられている。
特開２０００−１０４９４１号公報 特開平９−２７６７３５号公報

ところで，放電集塵部が高圧電源部に取り外し可能に構成された電気集塵機においては，上記放電集塵部が取り外されたままの状態では上記高圧電源部の電極がむき出しになるため，この状態での電気集塵機の運転は絶対的に避けなければならない。そのため，通常は，上記高圧電源部に対する放電集塵部の取付状態に応じて上記電気集塵機の運転が制御されている。すなわち，上記放電集塵部が取り外されている場合は電気集塵機の運転は停止される。
上記放電集塵部の取付状態は，前記した各特許文献に記載の空気調和機と同じように，センサやスイッチ等により検出される。
しかしながら，上記センサやスイッチ等のハード機構を用いた場合は，長年の使用によりセンサの検出部やスイッチの接触部に埃や塵がたまり，検出不良が生じるおそれがある。
また，空気調和機内部の水洗浄時に上記センサやスイッチ等に水滴が付着することにより上記センサやスイッチ等が故障する可能性が高い。そのため，安全性の観点からすれば，上記放電集塵部の取付状態の検知に上記センサやスイッチ等のハード構成を用いることは好ましくない。
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，ハード構成を用いずに上記放電集塵部の取り付け状態を長期にわたって正確に検出することにより，感電或いは漏電等を防止して，安全性を向上させることが可能な空気調和機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，高電圧を供給する高圧電源部と，この高圧電源部に対して取り外し可能に構成される放電集塵部とを有してなる電気集塵機と，上記高圧電源部における供給電圧を監視する電圧監視手段と，上記電圧監視手段により監視される電圧の変動に基づいて上記高圧電源部に対する上記放電集塵部の取り外し状態を判定する取り外し状態判定手段と，上記着脱状態判定手段により上記放電集塵部の取り外しが判定されたことを条件に上記高圧電源部の電源経路を遮断する電源経路遮断手段と，を具備して構成される。
本発明は，上記放電集塵部が取り外される前後において上記高圧電源部の供給電圧が変動することを利用したものである。このような変動を監視することにより，上記放電集塵部の取り外しを正確に検出することが可能となる。したがって，従来のようにセンサーやスイッチ等のハード構成を使用する必要がないため，長期にわたり故障することもないため，空気調和機の安全性が高められる。
ここで，上記高圧電源部が，低電圧回路と該低電圧回路から供給される低電圧を昇圧することにより高電圧を生成する高電圧生成回路とを含んで構成されている場合は，上記電圧監視手段が，上記高圧電源部における供給電圧に応じて変動する上記低電圧回路におけるコイルなどの所定の電子素子の電圧を監視するものであることが望ましい。上記高圧電源部の高圧を監視するものであってよいが，上記電圧監視手段を高電圧に耐え得る構成とする必要があり，コストアップとなる。したがって，上記のように低圧回路の電子素子の電圧を監視することで，上記電圧監視手段の構成を簡素化することができる。

本発明によれば，放電集塵部が取り外される前後において高圧電源部の供給電圧の変動を監視することで，上記放電集塵部の取り外しを正確に検出することが可能となる。これにより，従来のようにセンサーやスイッチ等のハード構成を使用する必要がないため，長期にわたり故障することもないため，空気調和機の安全性が高められる。

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は監視装置による高電圧の遮断手法を説明するブロック図，図２は高圧電源部の回路構成を示す電気回路図，図３（ａ）は本発明の実施の形態に係る空気調和機Ｘに電気集塵機が取り付けられた状態を示す全体斜視図，図３（ｂ）は上記空気調和機Ｘから電気集塵機が取り外された状態を示す全体斜視図，図４はオープンパネルが閉じられた状態の上記空気調和機Ｘの側断面図，図５はオープンパネルの上側が開いた状態の上記空気調和機Ｘの側断面図，図６はオープンパネルの下側が開いた状態の上記空気調和機Ｘの側断面図である。なお，図３は説明の便宜上前面パネル，オープンパネル，フィルタを除外して表している。

まず，図３〜図６を用いて，本発明の実施の形態に係る空気調和機Ｘの概略構成について説明する。
図示するように，本空気調和機Ｘは，横長の本体筐体を構成するキャビネット６，オープンパネル９（図４参照），前面パネル１３（図４参照）と，室内の空気を吸い込む空気吸込口３と，上記空気調和機Ｘの下部に配置され熱変換された空気を室内に送り出す空気吹出口１６（図４参照）と，該空気吹出口１６に着脱可能なルーバを有する風向変更装置２とを具備してその外観が構成されている。
また，上記空気調和機Ｘの内部は，室内空気を吸い込むと共に熱交換された空気を室内に送り出す送風機５と，この送風機５により上記空気吸込口３から取り入れられた室内空気に含まれる塵埃等の浮遊物を除去するフィルタ１０と，上記フィルタ１０と通過した微細な塵埃等を集塵する電気集塵機１２と，取り入れられた室内空気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器４と，結露により該熱交換器４等に生じた水滴を受ける前面ドレンパン７ａ及び背面ドレンパン７ｂとが適宜配設されて構成されている。
また，図３に示す空気調和機Ｘの左端部には，本空気調和機Ｘを統括制御する制御装置や後述する監視装置３０を具備する電装ボックス１１が配置されている。
また，後述するように上記オープンパネル９の下側が開けられたことを検知するセンサやスイッチ等が設けられている。

上記電気集塵機１２は，低電圧（例えばＤＣ１２Ｖ）を高電圧（例えばＤＣ６０００Ｖ）に昇圧して該高電圧を供給する高圧電源部１２ａと，この高圧電源部１２に対して取り外し可能に構成された放電集塵部１２ｂと，上記高圧電源部１２ａと一体に構成され上記放電集塵部１２ｂを空気調和機Ｘに取り付ける取付ベース１２ｃとを有して構成される。
上記高圧電源部１２ａには，上記放電集塵部１２ｂに接続して高電圧を供給する接続端子Ｔａ，Ｔｂが設けられている。したがって，放電集塵部１２ｂを図３（ｂ）に示す取り外し状態から，図３（ａ）に示すように取り付けると，放電集塵部１２ｂの図示しない端子と上記接続端子Ｔａ，Ｔｂとが接触し，放電集塵部１２ｂへ高電圧の給電を行い得る状態となる。
上記放電集塵部１２ｂは，上記高圧電源部１２ａから供給される高電圧を放電することにより帯電した空気中の塵埃を吸着するものである。そのため，この放電集塵部１２ｂは放電を誘発させる図示しない放電抵抗を具備する。
また，上記取付ベース１２ｃは，上記熱交換器４の表面上に沿って配置されており，上記放電集塵部１２ｂを取付可能に構成されている。また，この取付ベース１２ｃは，上記放電集塵部１２ｂを通って塵埃等が除去されたクリーンな空気を熱交換器４に通過させるための開口１２ｄが形成されている。

上記オープンパネル９は，図４に示す閉じた停止状態と，図５に示す上側が開いた通常の運転状態と，図６に示す下側が開いたメンテナンスに便利な状態との３つの状態を取り得るものである。
従って，停止状態にある空気調和機Ｘに運転指示がなされると，オープンパネル９が図４に示す閉じた状態から図５に示すように上側が開いた状態に動作される。この状態で，送風機５が回転すると，上記オープンパネル９の上側が開くことにより形成された開口９ａから室内空気が引き込まれ，引き込まれた空気は，電気集塵機１２を通って清浄化され，更に中央の熱交換器４を通過して熱交換された後，空気吹出口１６を経て室内に送風される。
また，メンテナンス時には，操作者は，図６に示すようにオープンパネル９の下側を開き，フィルタ１０や電気集塵機１２の放電集塵部１２ｂを取り外して掃除をしたり，熱交換器４の掃除をしたりすることが出来る。

次に，図２の電気回路図を用いて，上記高圧電源部１２ａにおいて，低電圧を高電圧（例えばＤＣ６０００Ｖ）に昇圧する昇圧回路２０の回路構成について説明する。
図示する昇圧回路２０は，大別して，入力端子Ｔ１から入力された低電圧（ＤＣ１２Ｖ）から高周波電圧（交流電圧）を生成する発振回路２２と，該発振回路２２により生成された高周波電圧を高電圧に昇圧するトランス２３と，該トランス２３により昇圧された高周波電圧を整流して直流の高電圧を生成する高圧整流回路２４と，該高圧整流回路２４から上記放電集塵部１２ｂへ供給される高電圧を監視する電圧監視回路２１（電圧監視手段の一例）とを有して回路構成されている。即ち，上記昇圧回路２０は，上記トランス２３を境にして，発振回路２２及び電圧監視回路２１を有する低圧回路と，高圧整流回路を有する高圧回路とを備える。

このような昇圧回路２０を具備する上記高圧電源部１２ａでは数ｋＶの高電圧が生成されるため，感電や漏電等を防止するための保護対策を講じる必要がある。この実施の形態では，上記放電集塵部１２ｂが取り外される前後において上記高圧電源部１２ａの接続端子Ｔａ，Ｔｂ間の電圧が変動することに着目して，この電圧の状態を上記電圧監視回路２１により監視し，該電圧が変動したことを検知することにより上記放電集塵部１２ｂが取り外されたことを判定して，上記入力端子Ｔ１へ供給される低電圧電路を遮断するようにしている。
なお，上記電圧監視回路２１では，後述するように，該電圧監視回路２１内のコイルＬ３（電子素子の一例）の両端の電圧を監視することにより間接的に上記高電圧を監視している。もちろん，このような電圧監視回路２１に限定されることはなく，例えば，上記高圧電源部１２ａの接続端子Ｔａ，Ｔｂ間の電圧を直接計測して監視するように構成された回路などを用いてもよい。また，監視する電子素子は上記コイルＬ３に限られることもなく，他の電子素子にかかる電圧を監視するように構成された回路であってもよい。
このように，従来のようにセンサーやスイッチ等のハード構成を使用することなく上記放電集塵部１２ｂが取り外し状態が判定されるため，スイッチ等の故障の心配もなく，空気調和機の安全性を長期間確保することができる。

ここで，上記昇圧回路２０では，例えば，上記放電集塵部１２ｂが取り付けられていない状態における上記接続端子Ｔａ，Ｔｂ間の電圧が６０００Ｖに設定されている場合は，上記放電集塵部１２ｂが取り付けられている状態では該放電集塵部１２ｂ内の放電抵抗等の負荷により消費される分だけ電圧が降下するため，上記接続端子Ｔａ，Ｔｂ間の電圧は４０００Ｖ程度に低下（変動）することが判明している。このとき，上記接続端子Ｔａ，Ｔｂ間の電圧変動は，低電圧側の電圧監視回路２１を構成するコイルＬ３の両端の電圧にも変動を来たすことになり，上記共振回路の抵抗Ｒ１や上記電圧監視回路２１の各電子素子の仕様にもよるが，上記コイルＬ３の両端電圧は，上記放電集塵部１２ｂが取り付けられていない場合は９Ｖ程度となり，取り付けられている場合は７Ｖ程度となる。
このように上記電圧監視回路２１により監視された上記コイルＬ３の電圧は，後述する監視装置３０へ電圧信号Ｓｉｇ１として出力される。

続いて，図１のブロック図を用いて，上記放電集塵部１２ｂが取り外された場合に，上記入力端子Ｔ１へ供給される低電圧電路を遮断する手法を説明する。
図１に示すように，上記高圧電源部１２ａから出力された電圧信号Ｓｉｇ１は前記電装ボックス１１（図３参照）内の監視装置３０に入力される。
上記監視装置３０は，図示するように，比較部３１（取り外し状態判定手段の一例）と，後述するＯＰ開閉検出部３２と，出力部３３とを備えて概略構成される。なお，上記各部はハードロジックで構成されたＡＳＩＣ等の集積回路である。上記各部がそれぞれ個別のＩＣでハードウェア構成されていてもよく，また，監視装置３０全体がＡＳＩＣなどで構成されていてもよい。もちろん，このようなハードウェア構成でなくとも，例えばＣＰＵにより所定のプログラムが読み出されて実行されるソフトウェア構成を採用することも可能である。

上記比較部３１は，入力された電圧信号Ｓｉｇ１の変動に基づいて上記高圧電源部１２ａに対する上記放電集塵部１２ｂの取り外し状態を判定する。具体的には，入力された電圧信号Ｓｉｇ１が予め定められた閾値電圧よりも大きいかどうかを比較判定する。なお，閾値電圧については図示しないメモリ等にその情報が格納されており，その値はメモリの内容を変更することにより適宜変更可能に構成されていてもよい。
上記出力部３３は，上記比較部３１によりなされた判定を受けて，上記高電圧電源部１２ａに入力される低電圧経路に設けられたトランジスタなどのスイッチング部４０（電源経路遮断手段の一例）を切り換える切換信号Ｓｉｇ２を上記スイッチング部４０に出力する。即ち，上記放電集塵部１２ｂが上記高圧電源部１２ａから取り外されたことが上記比較部３１で判定されたことを条件に，上記切換信号Ｓｉｇ２が上記出力部３３から上記スイッチング部４０に出力される。このとき，上記スイッチング部４０では，上記切換信号Ｓｉｇ２により上記低電圧経路を遮断するようスイッチングされる。これにより，上記高圧電源部１２ａの電源経路が遮断される。

また，上記監視装置３０には，前記オープンパネル９が図６に示すようにその下側が開けられたことを検出するスイッチやセンサ等（以下「ＯＰ開閉ＳＷ５０という）からの出力信号Ｓｉｇ３を検出するＯＰ開閉検出部３２が備えられている。このＯＰ開閉検出部３２では，入力された出力信号Ｓｉｇ３を検知した場合に，上記切換信号Ｓｉｇ２を出力するよう上記出力部３３に指示するものである。このように構成されることで，例えばメンテナンスの際に上記オープンパネル９が開けられると，上記高圧電源部１２ａの電源経路が遮断される。
このように，本実施の形態では，上記オープンパネル９が開けられたこと，及び上記放電集塵部１２ｂが取り外されたことのいずれかが判定されれば上記高圧電源部１２ａの電源経路が遮断されるいわゆる二重の保護構成となっているため，従来にも増して感電や漏電等による危険性が低減される。

監視装置による高電圧の遮断手法を説明するブロック図。 高圧電源部の回路構成を示す電気回路図。 電気集塵機が取り付けられた状態及び取り外された状態の空気調和機Ｘの全体斜視図。 オープンパネルが閉じられた状態の空気調和機Ｘの側断面図。 オープンパネルの上側が開いた状態の空気調和機Ｘの側断面図。 オープンパネルの下側が開いた状態の空気調和機Ｘの側断面図。

符号の説明

２…風向変更装置
３…空気吸込口
４…熱交換器
５…送風機
６…キャビネット
７ａ…前面ドレンパン
７ｂ…背面ドレンパン
９…オープンパネル
１０…フィルタ
１１…電装ボックス
１２…電気集塵機
１３…前面パネル
２０…昇圧回路
２１…電圧監視回路（電圧監視手段の一例）
２２…発振回路
２３…トランス
２４…高圧整流回路
３０…監視装置
３１…比較部（取り外し状態判定手段の一例）
３２…ＯＰ開閉検出部
３３…出力部
４０…スイッチング部（電源経路遮断手段の一例）

Claims (2)

1. 高電圧を供給する高圧電源部と，該高圧電源部に対して取り外し可能に構成され該高圧電源部に取り付けられることで上記高圧電源部から供給される高電圧を放電することにより帯電した塵埃を吸着する放電集塵部とを有してなる電気集塵機を具備する空気調和機であって，
   上記高圧電源部における供給電圧を監視する電圧監視手段と，
   上記電圧監視手段により監視される電圧の変動に基づいて上記高圧電源部に対する上記放電集塵部の取り外し状態を判定する取り外し状態判定手段と，
   上記着脱状態判定手段により上記放電集塵部の取り外しが判定されたことを条件に上記高圧電源部の電源経路を遮断するの電源経路遮断手段と，
   を具備してなることを特徴とする空気調和機。
2. 上記高圧電源部が，低電圧回路と該低電圧回路から供給される低電圧を昇圧することにより高電圧を生成する高電圧生成回路とを含んでなり，
   上記電圧監視手段が，上記高圧電源部における供給電圧に応じて変動する上記低電圧回路における所定の電子素子の電圧を監視するものである請求項１に記載の空気調和機。

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