JP5568046B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、室内ユニットにドレンポンプを備えている空気調和機に関し、特に、前記ドレンポンプとして直流低圧電源型のものを採用しているものに関する。

空気調和機の室内ユニットに用いられているドレンポンプとしては、従来、交流電源型のドレンポンプが使用されていたが、最近ではＡＰＦ向上のため、消費電流の少ない直流低圧電源型のドレンポンプが使用される事例が増えている。
なお、この種従来技術としては、特許文献１〜３に記載のものなどがある。

特開２００７−３０３７２０号公報 特開２００７−２４０１１２号公報 特開２００４−９３００３号公報

ドレンポンプに、スライム化して粘性が高くなったドレン水が吸入されると、ドレンポンプの回転が妨げられ、大きなロック電流が流れる。特に、直流低圧電源型のドレンポンプを使用した場合、大きなロック電流が流れることを想定して、大電流を供給できるように電源回路を大型化していた。このため空気調和機が大型化し、重量が大きくなると共にコストも高いものになっていた。逆に、電源回路を小型化すると、供給する電流が少なくなり、前記のロック電流が発生した時に、電源回路内の保護回路の作動などで電圧供給が止まり、結果として製品全体の機能が停止してしまう恐れがある。

本発明の目的は、直流低圧電源型のドレンポンプを使用しても、電源回路の大型化を抑えつつ製品全体の機能停止も防止可能な空気調和機を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、ドレンポンプと、このドレンポンプを駆動するための電源回路とを備えた空気調和機において、前記ドレンポンプとして直流低圧電源型のものを使用すると共に、前記ドレンポンプが設置されたドレンポンプへの専用の回路にスイッチング素子が設けられ、前記ドレンポンプは単一の前記スイッチング素子を介して前記電源回路と接続され、前記スイッチング素子がＯＮとなることで当該ドレンポンプが回転するように構成され、さらに、前記電源回路に対して前記ドレンポンプと並列に接続された他の負荷を備えると共に、前記直流低圧電源型のドレンポンプと前記電源回路との間で、前記ドレンポンプが設置されたドレンポンプへの専用の回路に電流制限手段を設け、この電流制限手段は、温度の上昇に対して抵抗値が増大するＰＴＣサーミスタであり、該ＰＴＣサーミスタは、電流を制限した後、電流制限値又はそれ以下の電流になると、電流制限が解除されるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、直流低圧電源型のドレンポンプを使用しても、電源回路が大型化するのを抑えつつ、製品全体の機能停止も防止することができる空気調和機が得られる。

本発明の空気調和機の実施例１を説明する電気回路図。 電流制限手段の設置場所を説明する電気回路図。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の空気調和機の実施例１を説明する電気回路図である。この図に示すように、空気調和機（本実施例では室内ユニット）には、直流低圧電源型のドレンポンプ１０と、このドレンポンプ１０を駆動するための電源回路２０が備えられている。また、前記直流低圧電源型のドレンポンプ１０と、前記電源回路２０との間には、電流制限手段３０が備えられている。

直流低圧電源型の前記ドレンポンプ１０は、空気調和機の室内ユニット内に溜まったドレン水を、室内ユニット外に排出する働きをする。前記電源回路２０としては、プリント基板上に任意の部品で構成したものでも良いし、既製品の電源装置でも良い。直流低圧電源型のドレンポンプ１０と、電源回路２０との間に備えている前記電流制限手段３０としては、温度の上昇に対して抵抗値が増大するＰＴＣ（positive temperature coefficient）サーミスタ であって、温度と抵抗値の関係が非線形であるものが良い。ＰＴＣサーミスタに電流が流れると、ＰＴＣサーミスタの温度が上昇する。ＰＴＣサーミスタは非線形の特性であるため、ある温度に上昇するまでは抵抗値の増大も少ないが、ある温度に達すると急激に抵抗値が増大して電流が極端に流れ難くなる。従って、電流制限を掛けたい電流値で急激に抵抗値が増大し始めるようなＰＴＣサーミスタを選択して採用することにより、電流値を監視することなく電流制限を掛けることができる。

次に、図１を用いて、本実施例の具体的構成とその動作を説明する。まず、直流低圧電源型のドレンポンプ１０が、異物により回転を妨げられて回転できない状態の時に、ドレンポンプ１０に流れるロック電流を制限する場合について説明する。

直流低圧電源型のドレンポンプ１０は、制御回路４０によりトランジスタ４１をＯＮ／ＯＦＦする制御によって、その回転が制御されている。前記トランジスタ４１としては、制御回路４０によりＯＮ／ＯＦＦできるものであれば、電界効果トランジスタやリレーであっても良い。前記電源回路２０と前記トランジスタ４１との間には、電流制限手段３０としてのＰＴＣサーミスタが設けられており、このＰＴＣサーミスタは温度と抵抗値の関係が非線形のもので、ある温度、即ちある電流値で電流の制限をかけることができる。前記ＰＴＣサーミスタのある電流値が、想定した粘度の液体が直流低圧電源型のドレンポンプ１０へ流れた時の電流、即ち定常電流以上で、且つロック電流未満となるＰＴＣサーミスタを選択して使用することにより、電源回路を小さくできる。例えば、直流低圧電源型のドレンポンプ１０の定常電流が２００ｍＡ、ロック電流が１０００ｍＡ、他の負荷５０の消費電流が５０ｍＡ、制御回路４０の消費電流が１００ｍＡである場合、電源回路２０の総電流は１１５０ｍＡが必要である。但し、ロック電流を流し続ける必要がなく、定常電流に１００ｍＡの余裕を足した３００ｍＡで良い場合は、総電流が４５０ｍＡの電源回路２０で良い。

従来のように、ＰＴＣサーミスタ（電流制限手段３０）を備えていないものでは、ロック電流が流れた時の総電流は１１５０ｍＡとなるため、総電流４５０ｍＡの電源回路２０では電源回路２０の機能停止や、電子部品の異常発熱、故障が発生する。

前記ＰＴＣサーミスタ（電流制限手段３０）は温度で抵抗値が変化するため、必ず最低使用周囲温度と最高使用周囲温度での制限電流値を考慮する必要がある。例えば、最低使用周囲温度が１０℃で、その時に制限が掛かる電流値が４００ｍＡ、最高使用周囲温度が６０℃で、その時に制限が掛かる電流値が３００ｍＡのＰＴＣサーミスタを使用した場合、想定している使用温度条件下では３００ｍＡ〜４００ｍＡの何れかの電流値で制限することができる。

前述した特性のＰＴＣサーミスタを設けておけば、例え直流低圧電源型ドレンポンプ１０がロックしても、３００ｍＡ〜４００ｍＡの電流制限が掛かるため、総電流５５０ｍＡの電源回路２０を使用することができる。従って、電源回路２０がスイッチング電源の場合、スイッチングトランスの電流容量と大きさを小さくでき、スイッチング電源回路に構成されている平滑用電解コンデンサの静電容量と大きさも小さくできる。また、既製品の電源装置を使用した場合でも、電流容量と大きさが小さいものを使用できる。

前記電流制限手段３０としては、前述したＰＴＣサーミスタではなく、ヒューズを使用しても同様にロック電流を制限することは可能である。しかし、ヒューズを使用した場合、ある一定の電流が流れると可容体が溶断して電流を遮断するものである。このため、可容体が溶断した後に、前記ドレンポンプ１０の回転を妨げている要因を除去して回転できる状態にしても、ヒューズを交換することなくドレンポンプ１０へ電流を流すことはできず、ドレンポンプ１０を回転させることはできない。従って、電流制限が掛かる度にヒューズを交換する必要がある。これに対し、電流制限手段３０として、前述したＰＴＣサーミスタを採用すれば、電流制限が掛かっても、ドレンポンプ１０の回転を妨げている要因を取り除いてロック電流が流れないようにすることで、ＰＴＣサーミスタの温度は下がり始め、急激に抵抗値が増大し始める温度より下がれば、ヒューズのように交換することなく、直流低圧電源型のドレンポンプ１０を再び回転させることができる。

次に、直流低圧電源型のドレンポンプ１０への電流が流れている任意の箇所が、異電位と短絡した時の動作例を、図１を用いて説明する。
直流低圧電源型のドレンポンプ１０への電流が流れている任意の箇所が、異電位と短絡した場合、過大な短絡電流が流れ、電源回路２０の機能停止や、電子部品の異常発熱、故障が発生する。しかし、本実施例においては、前記短絡した箇所がＰＴＣサーミスタ（電流制限手段３０）と前記ドレンポンプ１０との間の任意の箇所であれば、ＰＴＣサーミスタの電流制限値までしか短絡電流が流れないため、電源回路２０の機能停止や、電子部品の異常発熱、故障の発生を防止できる機能も得られる。

前記電流制限手段３０が、ＰＴＣサーミスタではなくヒューズとした場合には、前記短絡電流を制限することはできるが、前述したように、可溶したヒューズを交換しない限り、前記短絡の原因を取り除いても、前記ドレンポンプ１０への電流を流すことはできないため、該ドレンポンプ１０を回転できない。本実施例では、電流制限手段３０としてＰＴＣサーミスタを使用しているので、電流制限が掛かっても、短絡の原因を取り除くことで、ＰＴＣサーミスタの温度は下がり始め、急激に抵抗値が増大し始める温度より下がれば、前記ドレンポンプ１０を再び駆動することが可能となる。従って、ヒューズのように交換する手間は不要となる。

上述した本実施例の構成とすることにより、トランジスタ４１から電流制限手段３０の間、及び他の負荷５０から電流制限手段３０の間の任意の箇所で短絡が発生した場合でも電流制限を掛けることができる。しかし、トランジスタ４１とドレンポンプ１０との間の任意の箇所で短絡が発生したような場合や、前記ドレンポンプ１０にロック電流が流れた場合には、他の負荷５０への電流も制限されてしまうことになる。

このように、ドレンポンプ１０にロック電流が流れた場合などに、前記電源回路２０に対して前記ドレンポンプ１０と並列に接続された他の負荷５０に対しては電流を制限したくない場合の電気回路の構成例を図２により説明する。
図２において、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆは電流制限手段（例えばＰＴＣサーミスタ）である。この図２に示す電流制限手段３０ａ〜３０ｆの何れか一つ或いは複数の電流制限手段を組み合わせて使用することにより、他の負荷５０への電流を制限しない構成にすることができる。

例えば、前記ドレンポンプ１０と前記他の負荷５０とに共通の回路に設けられた電流制限手段３０ａと、前記ドレンポンプ１０が設置されたドレンポンプへの専用の回路に設けられた電流制限手段３０ｂを使用し、電流制限手段３０ｂが３００ｍＡで制限の掛かるＰＴＣサーミスタとし、電流制限手段３０ａが５００ｍＡで制限の掛かるＰＴＣサーミスタとした場合、直流低圧電源型のドレンポンプ１０にロック電流が流れても、そのロック電流を３００ｍＡに制限できる。他の負荷５０から電源回路２０の間の前記共通の回路には５００ｍＡで制限の掛かるＰＴＣサーミスタ（電流制限手段３０ａ）があるため、他の負荷への専用の回路に設けられた前記他の負荷５０の消費電流が２００ｍＡ以下であれば、前記他の負荷５０の駆動を継続することができる。また、電流制限手段３０ｂからドレンポンプ１０の間の任意の箇所で短絡が発生した場合にも、前述したロック電流が流れた時同様に、他の負荷５０の消費電流が２００ｍＡ以下であれば他の負荷５０を駆動することができる。

なお、前記電流制限手段３０ａに代えて前記ドレンポンプ１０と前記他の負荷５０とに共通の回路に設けられた電流制限手段３０ｆに、前記電流制限手段３０ｂに代えて前記ドレンポンプ１０と前記トランジスタ４１との間に設けられた電流制限手段３０ｄを採用しても同様の効果が得られる。

電流制限手段３０ｃまたは３０ｅは、他の負荷５０への専用の回路に短絡が発生した場合でもドレンポンプ１０の運転を継続できるようにするためのものである。即ち、電流制限手段３０ｃまたは３０ｅの何れかを設け、その電流制限手段として２００ｍＡで制限の掛かるＰＴＣサーミスタを使用すれば、他の負荷５０への専用回路に短絡が発生した場合でも、前記ドレンポンプ１０には３００ｍＡ以下の電流を流すことができ、ドレンポンプ１０の運転を継続することが可能となる。
なお、前記電流制限手段３０ｃと３０ｆについては少なくともその何れか一方を設ければ良い。

以上説明したように、本実施例によれば、直流低圧電源型のドレンポンプ１０にロック電流が流れ続けることがなくなり、電流制限手段３０が働くまでの時間だけロック電流を考慮すれば良いため、電源回路２０を小型化でき、その結果軽量化、低コスト化も可能となる。
また、本実施例によれば、ドレンポンプ１０への電流が流れている電流制限手段３０以降の回路の任意の箇所が、異電位と短絡したような場合でも、電流制限手段が働くまでの時間だけ短絡電流を考慮すれば良いため、短絡電流が流れ続け続けることによる電源回路の機能停止や、電子部品の異常発熱、故障などが発生することも防止できる。

１０：ドレンポンプ、
２０：電源回路、
３０、３０ａ〜３０ｆ：電流制限手段（ＰＴＣサーミスタ）、
４０：制御回路、
４１：トランジスタ、
５０：他の負荷。

Claims (3)

1. ドレンポンプと、このドレンポンプを駆動するための電源回路とを備えた空気調和機において、
   前記ドレンポンプとして直流低圧電源型のものを使用すると共に、
   前記ドレンポンプが設置されたドレンポンプへの専用の回路にスイッチング素子が設けられ、前記ドレンポンプは単一の前記スイッチング素子を介して前記電源回路と接続され、前記スイッチング素子がＯＮとなることで当該ドレンポンプが回転するように構成され、さらに、
   前記電源回路に対して前記ドレンポンプと並列に接続された他の負荷を備えると共に、
   前記直流低圧電源型のドレンポンプと前記電源回路との間で、前記ドレンポンプが設置されたドレンポンプへの専用の回路に電流制限手段を設け、この電流制限手段は、温度の上昇に対して抵抗値が増大するＰＴＣサーミスタであり、該ＰＴＣサーミスタは、電流を制限した後、電流制限値又はそれ以下の電流になると、電流制限が解除されるように構成されていることを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機において、前記ドレンポンプと前記他の負荷とに共通の回路にも電流制限手段を設けていることを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１又は２に記載の空気調和機において、前記他の負荷が設置された他の負荷への専用の回路にも電流制限手段を設けていることを特徴とする空気調和機。

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