JP2007240112A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】ドレン水をドレンポンプで圧送するドレン水排水方式の場合において、ドレンポンプを制御することによりドレン配管のごみ詰りを回避すること。
【解決手段】本発明は、熱交換器から滴下するドレン水を回収するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出するドレンポンプとを備えた空気調和機に関するものである。ドレン配管のごみ詰まりを回避するために、ドレンポンプ駆動用のＤＣモータの回転トルクが大きくなったときにドレンポンプの回転数を速くして、ドレンポンプの吐出量を増大する。なお、その他に、空気調和機の運転開始から所定時間遅延させてドレンポンプを運転する、空気調和機の運転中ドレンポンプを所定の周期で運転するなどの方法を用いてもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和機に関し、特に、空気調和機のドレン配管におけるごみ詰りの防止に関する。

従来、一部の空気調和機、例えば、天井埋込型、天井吊型などの高所設置型の空気調和機の分野においては、ドレン水をドレンポンプで圧送する排水方式がとられている。また、この排水方式に使用されるドレンポンプとしては、ドレン水を汲み上げるドレン貯留部の水位により吐出容量が自動的に変化する遠心ポンプが一般的に用いられている。さらに、空気調和機の機外に設置されるドレン配管には、天井裏の梁などを避けるためにしばしばトラップが設けられている。このような空気調和機及びその応用例についての従来技術としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
国際公開第２００４／０５３３９８号パンフレット

ところが、ドレンポンプで排出されるドレン水には、大小の一般的なごみの他、配管として使用される銅管の切粉である銅粉、配管の接続部に使用されるシールテープのテープごみ、衣服等の繊維類から発生する繊維ごみなどのごみが含まれている。これらごみは、ドレン配管におけるドレン水の流速が早いときは、ドレン配管に、トラップなどのごみの残留を起しやすい個所があってもドレン水とともに排出されるが、ドレン配管におけるドレン水の流速が遅くなると、トラップなどでごみが残留し、終にはごみ詰まりに発展するおそれがある。なお、従来長年にわたり使用されてきた自然流下式のドレン水排水方式の場合には、ドレン配管の配管径も大きく、このようなごみ詰まりは問題になっていなかった。

本発明は、従来技術に存在するこのような問題点に着目してなされたものである。その目的は、ドレン水をドレンポンプで圧送するドレン水排水方式の場合において、ドレンポンプを制御することによりドレン配管のごみ詰りを回避することにある。

上記課題を解決する第１の手段に係る空気調和機は、熱交換器から滴下するドレン水を回収するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出するドレンポンプと、ドレンポンプ駆動用のＤＣモータとを備えた空気調和機であって、ドレンポンプ駆動用のＤＣモータは、回転トルクが大きくなったときに回転数を速くするように制御されることを特徴とする。ドレン水中のごみはドレン水の流速が低いときにトラップなどに残留される。したがって、使用期間が長くなると、ドレン配管のトラップなどに残留するごみ量が増加し、ごみの残留程度が所定レベルを超え、ドレンポンプの負荷が大きくなる。この結果、ドレンポンプ駆動用ＤＣモータの回転トルクが大きくなる。したがって、予め、ごみの残留状況とＤＣモータの回転トルクとの関係を把握しておけば、ＤＣモータの回転トルクからごみの残留状況を把握することができる。また、このようにして、ごみの残留状況が所定程度であることを検出したときに、ドレンポンプの回転数を大きくして吐出水量を増大させる。これにより、ドレン配管内のドレン水の流速を上げ、トラップなどに残留しているごみを一気に洗い流すようにする。このような制御を行うことによりドレン配管のごみ詰まりを回避することができる。

また、このような空気調和機において、ドレン水を汲み上げるドレン貯留部の水位によりドレンポンプを発停制御するようにしてもよい。このようにすれば、ドレンポンプの吐出水量の少ないときの運転を減少させることができるので、ごみ詰りをより効果的に回避することができる。

また、上記課題を解決する第２の手段に係る空気調和機は、熱交換器から滴下するドレン水を回収するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出するドレンポンプとを備えた空気調和機であって、ドレンポンプを、空気調和機の運転開始から一定時間遅延して運転させるものである。このようにすると、ドレン貯留部のドレン水の少ない空気調和機の運転開始直後には、ドレンポンプを運転しないので、ドレン配管におけるごみ詰りの機会を減少させることができる。

また、上記課題を解決する第３の手段に係る空気調和機は、熱交換器から滴下するドレン水を回収するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出するドレンポンプとを備えた空気調和機であって、空気調和機の運転中、ドレンポンプをタイマにより所定周期で運転させるものである。この空気調和機によれば、ドレンポンプの運転周期を適切に設定することにより、ドレン貯留部の水位が高いときにドレンポンプを運転し、ドレン貯留部の水位が低いときにはドレンポンプを運転しないように概略設定することができる。このようにドレンポンプの運転周期を設定することにより、ごみ詰まりが発生する前にドレン配管に残留するごみを洗い流すことができる。

本発明に係る第１の手段による空気調和機によれば、ドレン配管のごみの残留状況が所定程度を超えたときに、ドレンポンプの回転数を上昇させるので、ドレン配管に残留しているごみを一気に洗い流すことができ、ごみ詰りを回避することができる。また、第２、第３の手段による空気調和機によれば、ドレン配管のドレン水の流速が低いときにドレンポンプを運転しないように制御しているので、ドレン配管におけるごみの残留を抑制し、ごみ詰まりを回避することができる。

（実施の形態１）
先ず、本発明の各実施の形態１に係る空気調和機について、図１〜図３に基づき説明する。

図１は、実施の形態１に係る空気調和機の断面図である。この実施の形態は、高所設置型空気調和機の一つである天井埋込型空気調和機に本発明を適用したものである。この実施の形態１に係る天井埋込型空気調和機は、分離型空気調和機の室内ユニットであり、内部に各種機器を収納する本体１と、本体１の下部に配置される化粧パネル２とを備えている。本体１は、空調室Ｒの天井３に形成された開口部３ａから天井裏に挿入されて取り付けられている。化粧パネル２は、前記天井３の開口部３ａに嵌めこまれて、天井の空調室Ｒ側に密着して取り付けられている。この化粧パネル２の中央部には、空調室内の空気を吸入する吸入口が２ａ形成され、この吸入口２ａを取り囲む周辺４辺部に、冷却又は除湿された空気を吹き出す吹出口２ｂが形成されている。

本体１内には、化粧パネル２の中央部に設けられた吸入口２ａを通じて空調室内の空気を本体１内に吸入して外周方向に吹き出す送風機４と、送風機４の外周を取り囲むように配置された熱交換器５とが収納されている。熱交換器５の下方には、熱交換器５で発生して滴下するドレン水を受けるドレンパン６が配置されている。ドレンパン６の一部にはドレン水を貯留するドレン貯留部７が形成され、このドレン貯留部７からドレン水を汲み上げるようにドレンポンプ１０が取り付けられている。なお、図１において、熱交換器５が左右に記載されているが、これらは平面的に見ると一体に繋がっている。またドレンパン６もこの図１においては左右に分離されているように見えるが、これらは平面的には一体に接続されている。

ここに使用されるドレンポンプ１０は、従来一般に使用されているものであり、ドレン貯留部７のドレン水の水位により吐出容量が自動的に変化する遠心ポンプである。ドレンポンプ１０は、図２に概略示されているように、回転羽根１１を内部に収納した本体ハウジング１２と、羽根を駆動するＤＣモータ１３と、本体ハウジング１２の下部に形成された吸込口１４と、汲み上げたドレン水を吐出する吐出口１５とを備えている。このような構成のドレンポンプ１０は、回転羽根１１を回転することによって生じる遠心力で吸込口１４からドレン水を吸い上げ、吐出口１５からドレン水を吐出する。また、ドレンポンプ１０の吐出口１５には、機外に導出されるドレン配管１６が接続されている。また、このようなドレンポンプ１０は、ドレン貯留部７の水位が高いほど吐出量が大きくなり、ドレン貯留部７の水位が低いほど吐出量が減少する。

また、ドレン貯留部７には、図２に示すように、水位センサ２０が設置されている。水位センサ２０は、ドレン水の水位の変化に応じて上昇又は下降するフロート２１と、フロート２１を支持する支持筒２２とを備えている。水位センサ２０の支持筒２２の内部には、フロート２１が下方に設定された下方水位Ａになったときに作動する第１の接点と、フロート２１が上方に設定された上方水位Ｂになったときに作動する第２の接点とが収納されており、これらの作動信号が制御部２５に送信される。ここで、下方水位Ａは、それ以下に水位が低下したときにドレンポンプ１０の吐出量が減少してドレン配管１６内のドレン水の流速を所定値以上に保持されなくなる位置に設定されており、上方水位Ｂはドレンポンプ１０を運転せずにこのまま放置すると満水状態となる位置に設定されている。

制御部２５は、空気調和機全体を制御するものであって、水位センサ２０からの入力情報に基づき、図３に示すフロ−チャートのようにドレンポンプ１０の運転を制御する。以下空気調和機の運転動作とともに、ドレンポンプ１０の運転制御について図３に基づき説明する。

空気調和機が冷房運転又は除湿運転されると、空調室Ｒ内の空気が送風機４により吸入口２ａから本体１内に取り込まれ、熱交換器５で冷却又は除湿され、熱交換器５でドレン水が生成される。このドレン水はドレンパン６に受けられ、ドレン貯留部７に溜められる。ドレンポンプ１０は、ドレン貯留部７の水位が上方水位Ｂに達するまでは運転されない（ステップＳ１）。ドレン貯留部７の水位が上方水位Ｂに達すると、標準回転数でドレンポンプ１０が運転される（ステップＳ２）。

空気調和機が長期使用されている場合は、ドレン配管１６のトラップ（図示せず）にごみが残留し易い。もし、ドレン配管１６に所定程度のごみの残留が発生した場合は、ドレンポンプ１０の回転トルクが上昇し、ＤＣモータ１３の回転トルクが上昇する。そこで、本発明ではＤＣモータ１３の回転トルクが所定値以下かどうかを判断し（ステップＳ３）、これによりドレン配管１６内のごみの残留状況を見ている。この場合、ＤＣモータ１３の回転トルクは直接的又は間接的な適宜の方法により測定すればよい。例えば、ＤＣモータ１３の電流値により間接的に測定する方法でもよい。ＤＣモータ１３の回転トルクが所定値以下の場合はそのまま運転が継続される。ただし、ドレン貯留部７の水位が下方水位以下であることが確認された場合（ステップＳ６）、ドレン配管１６内のドレン水の流速が所定値以下に下がり、ごみが残留し易くなるので、ドレンポンプ１０の運転を停止する（ステップＳ７）。

一方、ＤＣモータ１３の回転トルクが所定値を超えていると判断される場合（ステップＳ３）は、ドレン配管１６のごみ残留状況が所定程度を超えていることによりＤＣモータ１３の回転トルクが上昇したと考えられる。そこで、ドレンポンプ１０の吐出量を多くしてドレン配管１６のドレン水の流速を上昇させ、残留ごみを一気に洗い流すようにしている。このために、所定時間、ドレンポンプ１０の回転数を所定値増加させて運転し（ステップＳ４）、所定時間経過後、標準の回転数に戻すようにしている（ステップＳ５）。また、その後、ドレン貯留部７の水位が所定値以下に低下した場合（ステップＳ６）は、前述のようにドレンポンプ１０の運転を停止する（ステップＳ７）。以降この手順を繰り返しながら制御される。したがって、ドレンポンプ１０の回転数を所定時間上昇させた後、標準回転数に移行した場合において、なお、ＤＣモータ１３の回転トルクが大きいと判断された場合は、再びドレンポンプ１０の回転数を所定時間の間増加させるように制御されることになる。

以上のように構成された本実施の形態の空気調和機によれば、ドレン配管１６のごみ残留状況が所定程度を超える場合は、所定時間、ドレンポンプ１０の回転数を増加させて一気にごみを洗い流すので、ドレン配管１６のごみ詰まりを予防することができる。また、ドレン水を汲み上げるドレン貯留部７の水位によりドレンポンプ１０を発停制御するようにしているので、ドレンポンプ１０の吐出水量の少ないときの運転を減少させることができる。これにより、ドレン配管１６におけるごみの残留をさらに抑制することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２は、ドレンポンプ１０の制御が実施の形態１と異なるものである。すなわち、空気調和機の運転当初は、ドレン貯留部７のドレン水の水位は低いのが通常である。したがって、空気調和機の運転当初にドレンポンプ１０を運転すると、ドレンポンプ１０の吐出量が少なくなる。他方、ドレンパン６などに溜まっていたごみがドレンポンプ１０にドレン水とともに吸引され、ドレン配管１６に流さる。これにより、ドレン配管１６のごみ残留が促進され好ましくないと考えられる。なお、実施の形態１のような水位センサ２０を用いない点で実施の形態１と異なるが、他の構成は実施の形態１と同一とし、実施の形態１の符号を使用して説明する。

そこで、この実施の形態においては、図４のフローチャートのようにドレンポンプ１０の運転が制御される。空気調和機の運転が開始されると、ドレンポンプ１０の運転制御が開始される。ドレンポンプ１０の運転制御が開始されると、まずタイマがリセットされる（ステップＳ１１）。続いて、タイマにより一定時間経過したかどうか判断される（ステップＳ１２）。そして、一定時間が経過してからドレンポンプ１０が運転される（ステップＳ１３）。以降ドレンポンプ１０はこの手順を繰り返しながら制御される。

この実施の形態２の空気調和機によれば、ドレン貯留部７のドレン水の少ない空気調和機の運転開始時に、ドレンポンプ１０を運転しないので、ドレン配管１６におけるごみ詰りの機会を減少させることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３は、ドレンポンプ１０の制御が実施の形態１と異なる他の例である。すなわち、この実施の形態では、ドレンポンプ１０をタイマにより所定周期で運転することにより、できるだけドレンポンプ１０の吐出量を増大させようとするものである。なお、実施の形態１のような水位センサ２０を用いない点で実施の形態１と異なるが、他の構成は実施の形態１と同一とし、実施の形態１の符号を使用して説明する。

このために、この実施の形態においては、図５のフローチャートのように運転制御される。空気調和機の運転が開始されると、ドレンポンプ１０の運転制御が開始される。ドレンポンプ１０の運転制御が開始されると、まずタイマがリセットされる（ステップＳ２１）。続いて、タイマにより一定時間経過したかどうか判断される（ステップＳ２２）。そして、一定時間が経過してからドレンポンプ１０が運転される（ステップＳ２３）。さらに、タイマによりドレンポンプ１０の運転時間が所定時間経過したかどうか判断され（ステップＳ２４）、所定時間経過した場合にドレンポンプ１０の運転を停止する（ステップＳ２５）。以降この手順の制御が繰り返されることにより、ドレンポンプ１０が所定周期で運転される。

この実施の形態３の空気調和機によれば、ドレンポンプ１０の運転周期を適切に設定することにより、ドレン貯留部７の水位が高いときにドレンポンプ１０を運転し、ドレン貯留部７の水位が低いときにはドレンポンプ１０を運転しないように概略設定することができる。このようにドレンポンプ１０の運転周期を設定することにより、ドレン配管１６におけるごみの残留を抑制することができる。

なお、以上説明した実施の形態において、ドレンパン６、ドレンポンプ１０、ドレン配管１６などのドレン水の触れる部材を抗菌性材料、たとえば、抗菌剤を包含する樹脂材料や、銅管などの抗菌性金属材料で構成することは好ましいことである。このような材料を本発明において実施すると、抗菌剤による殺菌効果と、ドレンポンプ１０の流速を早くすることによるドレン配管１６に残留するごみを洗い流すことの相乗効果とにより、より一層効果的にドレン配管１６のごみ詰まりを回避することができる。

本発明は、熱交換器で発生したドレン水をドレンポンプで排出する空気調和機に対して有用である。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の断面図である。 同空気調和機における水位センサ説明図である。 同空気調和機におけるドレンポンプの運転制御フロ−チャートである。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機におけるドレンポンプの運転制御フロ−チャートである。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機におけるドレンポンプの運転制御フロ−チャートである。

符号の説明

５…熱交換器、６…ドレンパン、７…ドレン貯留部、１０…ドレンポンプ、１３…ＤＣモータ。

Claims (4)

1. 熱交換器から滴下するドレン水を回収するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出するドレンポンプと、ドレンポンプ駆動用のＤＣモータとを備えた空気調和機であって、ドレンポンプ駆動用のＤＣモータは、回転トルクが大きくなったときに回転数を速くするように制御されることを特徴とする空気調和機。
2. 前記ドレンポンプは、前記制御に加え、ドレン水を汲み上げるドレン貯留部の水位により発停制御されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 熱交換器から滴下するドレン水を回収するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出するドレンポンプとを備えた空気調和機であって、ドレンポンプは、当該空気調和機の運転開始から一定時間遅延して運転されることを特徴とする空気調和機。
4. 熱交換器から滴下するドレン水を回収するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出するドレンポンプとを備えた空気調和機であって、ドレンポンプは、空気調和機の運転中、タイマにより所定周期で運転されることを特徴とする空気調和機。
   

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