JPH01301998A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、送風機の回転数を可変制御することにより空
気調和能力を制御する空気調和機に関するものである。

（従来技術） 従来より空気調和機、特にその室内機側送風機の回転数
を可変制御することにより空気調和機自体の空気調和能
力を制御する空調能力コントロールシステムが多く採用
されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の送風機駆動モータ（ファンモータ）は、
真人起動（ラインスタート）による所謂全電圧起動方式
を採用しているものが一般的であり、始動された送風機
は定格値の数倍のｉｔ流を伴って急速に回転数を上昇し
、モータ自体の駆動音とともに相当な送風音を発生する
。この送風音は、動翼の運動によって空間に生じる周期
的な圧力変動に起因して生じ、一般に可に！ｊｌ域の騒
音となる。

そして、この騒音は今まで静かであった状態から急に発
生するようになるものであることから、人間の聴覚の順
応特性に対して特に大きな刺激音として作用し、ユーザ
ーに心理的な圧迫感、不快感を抱かせる問題がある。

また、これと同様なことは上記送風機の運転を停止する
場合にも生じる。すなわち、定常運転中は、はぼ一定の
安定した一定音圧レベルの送風音が発生しており、ユー
ザーの聴覚はこの一定音圧レベルの送風音に順応した状
態となっている。従って、この状態での送風音は聴覚に
対する刺激音としては作用せず、ユーザーは殆んど違和
感、不快感を感じない。この状態は、感覚心理学の見地
から言うと一種のラウドネスレベルの減弱と見ることが
できる。

ところが、他方該状態から急に送風機の運転が停止（Ｏ
ＦＦ）されて突然に送風音が途絶えると、殆んど聴覚的
に刺激のない室内の暗騒音だけとなるので、今度は逆に
音のしないことに何とも言えない心理的な不安感を覚え
るようになる。

このような事情は、空気調和機のユーザの意志による始
動時及び停止時だけでなく、例えば基音調節用のサーモ
コントロールによる送風機のＯＮ。

ＯＦＦ制御の場合にも全く同じであり、該０Ｎ−ＯＦＦ
制御の場合には一般に上記ＯＮ・ＯＦＦ状態がユーザ意
志と関係なく、頻繁に繰り返されるために上述の問題は
、より以上に深刻であるとも言うことができる。

また、相対的に見れば上記送風機の回転数が上昇する時
の送風機騒音の音圧レベルの変化に対する違和感、不快
感に比べて同回転数が逆に低下して行く時の送風機騒音
の音圧レベル変化に対する違和感、不快感の感じ方の方
が大きいと言う事情もある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のような問題を解決することを目的とし
てなされたものであって、第１図に例示するように、回
転数によって空気調和能力を制御する送風機ｌと該送風
機１の回転数を任意に可変制御する回転数制御手段４と
を備えてなる空気調和機において、上記回転数制御手段
４による回転数可変制御時の回転数変化を所定変化率以
下の緩やかなものにするとともに回転数低減制御時の単
位時間当りの回転数変化率を回転数上昇制御時の同回転
数変化率よりも小さくしてなるものである。

（作　用） 上記本発明の構成では、送風機１の回転数を回転数制御
手段４によって任意に可変制御することによって空気調
和機の冷房、暖房、除湿、空気清浄等の能力が任意にコ
ントロールされ、快適な空気調和状態に維持される。

そして、上記送風機ｌの回転数の可変制御は、当該回転
数可変制御時の回転数変化率自体を先ず一般特性として
従来よりも変化率の小さい暖かなものとするとともに更
に回転数上昇制御時の回転数の変化率に比べ回転数低減
制御時の回転数の変化率の方をより暖かな特性によって
制御するようにしている。従って、始動時等の回転数上
昇制御時においての騒音レベルの立ち上りが聴覚の順応
特性に沿ったものとなりユーザがそれ程違和感等を感じ
ないようになるとともに特に心理的に刺激度の高い回転
数低減制御時の騒音レベルの立ち下がりもより聴覚に順
応し易くなるので送風機回転数の上昇・低下何れの場合
にもユーザに対して殆んど違和感を感じさせない空気調
和能力、並びに送風音のコントロールが可能となる。

（発明の効果） 上記本発明の構成によると、実質的に静粛性が高く、か
つ音質特性の良好な空気調和機を提供するこ′とができ
るようになり、空気調和機自体の商品性が大きく向上す
る。

また、最近殆んどの空気調和機で採用されているインバ
ータコントロール等送風機の回転数を制御する比較的簡
便かつ低コストな空調能力制御システムの特徴及びメリ
ットをより有効に活用し得るようになる。

（実施例） 第１図は本発明の実施例に係る空気調和機の構成を示し
ている。

第１図において、先ず符号ｌは当該空気調和機の室内機
ケーソング内に内蔵された例えば動翼式のターボ系送風
機を示しており、該送風機１のファン１ａは例えばライ
ンスタート方式のかご形誘導電導機よりなるファンモー
タ２によって回転駆動されるようになっている。

また、該ファンモータ２の駆動電圧（電流）入力端子と
商用電源３との間には例えばサイリスクによる順変換装
置を組合せて構成したサイリスクインバータ回路よりな
るファンモータ２の回転数制御手段４が接続されている
。この回転数制御手段４は、上記商用電源３の電源周波
数（５０／６０Ｈ２）を上記サイリスタによる順変換装
置によって先ず直流に順変換した後、更に主サイリスク
インバータによって可変周波交流に再変換することによ
って上記ファンモータ２の回転数（換言するとファンｌ
ａの回転数でもある）を可変制御するようになっている
。

そして、これにより結局上記送風機ｌのファンｌａの回
転数口が任意に制御されるようになり、ひいては空気調
和機の能力がコントロールされることになる。

一方、上記回転数制御手段４は、そのインバータ周波数
制御のためのスロー増速制御系１０Ａとスロー減速制御
系１０Ｂとの２系統の回転数変化速度制御回路が接続さ
れている。スロー増速制御系１０Ａの回転変化速度制御
回路は、先ずスロー増速制御回路１１とスロー増速定数
設定回路１２とを備えて構成されている一方、スロー減
速制御系ｌＯＢの回転変化速度制御回路は、スロー減速
制御回路１３とスロー減速定数設定回路１４とを備えて
構成されている。

さらに、これら２つの異なる制御系回路１０Ａ。

１０Ｂは、切替スイッチ１５を介して送風機コントロー
ルユニット１６及び空気調和機コントロールユニット１
７に択一的に接続されるようになっている。

また、空気調和機コントロールユニット１７には、室温
センサ２０の検知温ｔが入力されるようになっており、
該検知温ｔに基いて後述するように送風機ｌのファン回
転数ｎを制御して空気調和機能力を調節し、設定室１ｊ
Ｌｔｓ（ｔ、＜　ｔｓ＜　ｔ、）に維持するように機能
する（第４図参照）。

ところで、上記スロー増速制御系回路１０Ａのスロー増
速定数設定回路１２は、所定の設定値メモリを有して構
成されており、例えば（ａ）スロー増速制御開始用ファ
ン回転数ｎ、設定のためのインバータ周波数ｆｏ、（ｂ
）スロー増速制御のためのインバータ周波数ｆｔの上昇
速度（周波数ｆ、の上昇可変制御速度）Ｖｌ、ｕ等がメ
モリされている。このインバータ周波数ｆ、の上昇速度
Ｖｆ＋ｕは、例えば第２図の特性に示すように送風機ｌ
のファンモータ２の運転が開始されて所定回転数ｎ１ま
で立ち上がった後、３ｄＢＡ／１０秒程度のユーザに刺
激音を感じさせない音圧レベル変化速度で送風機ｌの回
転数ｎを目標とする定常回転数ｎｏまで上昇させて行く
周波数可変制御速度に該当する。そして上記スロー増速
制御回路１１は、該スロー増速定数設定回路１２で設定
された上記スロー増速制御開始ファン回転数ｎ、設定用
のインバータ周波数ｆ、となるまでは通常のモータ回転
数制御（始動制御）を行ない十分な起動トルクを得るよ
うにコントロールする。

次に、このようにして送風機Ｉのファン回転数ｎが、や
がてスロー増速制御開始回転数ｎ＋（送風機ｌの発生音
圧レヘルで４０ｄＢＡ程度）に達すると、今度は上記イ
ンバータ周波数ｆ、をスロー増速制御に対応した上記可
変周波数速度Ｖｒ、ｕでそれまでよりも相当に緩かに可
変上昇制御することによって送風機発生音の音圧レベル
変化を所定変化率３ｄＢＡ／１０秒以下の小さなものと
し、ユーザの聴覚の順応特性にマツチした変化特性に維
持することによって心理的な圧迫感、違和感を抱かせな
いようにして定常回転数ｎまでファン回転数ｎを上昇さ
せる（第２図参照）。

一方、上記の場合とは逆に上記定常回転数ｎｏでの運転
状態（この状態では、ユーザーの聴覚は当該送風機ｌの
安定した一定音圧レベルの発生音に完全に順応しており
、送風音の騒音レベルとしては相当に高い状態であるに
も拘わらず殆んと違和感、不快感を感じない）から、例
えば空気調和機運転スイッチのＯＦＦ又はサーモコント
ロールによるＯＦＦ制御が行なわれると、送風機１のフ
ァン回転数ｎが急激に低下するとともに送風音も急激に
低下する。

ところで、この場合、先に従来技術に関連して述べたよ
うに、一般に上記人間の聴覚の順応特性と当該人間の音
の刺激に対する心理現象は、音量・音圧レベルか増加・
上昇する場合よりも逆に減少・低下する場合の方が弁別
度が高く、しかも不安感を感じ易いと言う特徴を有して
いる（例えば日本音響学会昭和５０年５月講演論文集第
１７１頁〜第１７２頁に所載の「音の大きさの成長、減
衰の知覚について」大阪大学の記事を参照）。

そこで、本発明実施例の構成では、上記送風機ｌのファ
ン回転数ｎが何等かの形で低下せしめられるような場合
には、それに対応して必ず上記切替スイッチ１５がスロ
ー減速制御系回路１０Ｂの方に切替えられて第３図の特
性に示すようなスロー減速制御が行なわれるようになっ
ている。

すなわち、上記スロー減速定数設定回路１４には、所定
の設定値メモリ手段が備えられており、先ず（＋）スロ
ー減速制御を行なうためのインバータ周波数ｆ、の可変
低下速度Ｖｌ、Ｄと（２）該スロー減速制御停止用ファ
ン回転数１３（ｎ３＝ｎ＋）が各々メモリされるように
なっている。この場合、上記インバータ周波数ｆ、の可
変低下速度ｖｒｔｐは、例えば第３図の特性に示すよう
に送風機ｌのファンｌａの定常回転数ｎｏから上記スロ
ー減速制御停止用回転数ｎ３まで人間の聴覚の順応特性
に沿って違和感を感じさせることなく送風音の音圧レベ
ルを低下させ得る回転数制御用のインバータ周波数低下
率となっている。これを音圧レベルの変化率で言うと、
ＩｄＢＡ／１０秒程度の音圧レベル変化率以下のもので
ある。そして、上記スロー減速制御回路１３は、これら
の各設定値を基に上記サイリスクインバータよりなる回
転数制御手段３をコントロールして第３図の特性に示す
ようなユーザーに違和感、不快感を抱かせない送風機回
転数の低下制御を実行する。

この結果、ユーザーは、送風機ファンｌａの回転数ｎが
上昇方向に制御される場合はもちろん、相対的に聴覚刺
激室の高い回転数低減制御（停止制御を含む）時の送風
音消失現象に対してもユーザーの心理的不安感を感じさ
せないようにすることができるようになる。

そして、上記第２図の特性と第３図の特性とを組合せる
と、上記室温センサ２ｏの検出温度（第４図［Ａ］）ｔ
を基準としてユーザーの設定温度ｔｓ（ｔｓ＝　ｔｌ＜
　ｔｓ＜　ｔｓ）の範囲内に室温を自動コントロールす
る空調機０Ｎ−ＯＦＦ制御を採用した場合にも同第４図
［Ｂ］、第４図［Ｃ］に示すように上記と同様の快適な
状態での送風音コントロールを連続的に実現することが
できる。そして、該０Ｎ−ＯＦＦ制御に際しても第４図
［Ａ’ｌに示す設定上限値と下限値間での０Ｎ−ＯＦＦ
頻度を少なくすることかてき、温度変化の安定化を図る
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る空気調和機の構成を示
すブロック図、第２図は、同空気調和機の送風機回転数
上昇制御時の基本制御特性を示すグラフ、第３図は、同
回転数低減制御時の基本制御特性を示すグラフ、第４図
は、上記第２図と第３図の基本制御特性を組合せて構成
したサーモコントロールによる空気調和機０Ｎ−ＯＦＦ
制御システムの室温検知センサ出力信号レベル、送風機
発生音の発生音圧レベル、送風機ファン回転数三者の関
係を示すタイムチャートである。 ｌ・・・・・送風機 ２・・・・・ファンモータ ３・・・・・商用電源 ４・・・・・回転数制御手段 １０Ａ・・・スロー増速制御系 １０Ｂ・・・スロー減速制御系 １１・・・・スロー増速制御回路 １２・・・・スロー減速定数設定回路 １３・・・・スロー減速制御回路 １４・・・・スロー減速定数設定回路 １５・・・・切替スイッチ １６・・・・送風機コントロールユニット１７・・・・
空気調和機コントロールユニット出　願人　ダイキン工
業株式会社 代　理　人　　弁理士　大　浜　　　ｔｉ淫墓へ第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転数によって空気調和能力を制御する送風機（１
   ）と該送風機（１）の回転数を任意に可変制御する回転
   数制御手段（４）とを備えてなる空気調和機において、
   上記回転数制御手段（４）による回転数可変制御時の回
   転数変化を所定変化率以下の緩やかなものにするととも
   に回転数低減制御時の単位時間当りの回転数変化率を回
   転数上昇制御時の同回転数変化率よりも小さくしたこと
   を特徴とする空気調和機。