JP2000081258A - 冷凍装置および冷媒漏洩検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒センサを用いることなく冷媒の漏れを検
知でき、長期間に亘って冷媒漏れを安定に検出できる安
価な冷凍装置および冷媒漏洩検出方法を提供する。 【解決手段】 この空気調和機は、冷媒回路の内で液冷
媒が溜まる室内機側熱交換器１のヘッダー８の下部１０
に取り付けられた温度センサ１１で上記液冷媒の温度を
検出する。そして、冷媒漏洩判断部１５は、圧縮機６が
停止しているときに温度センサ１１が検出した冷媒温度
が所定速度を越えて下降したときに、冷媒が急速に漏洩
していると判断する。この空気調和機は、液冷媒が急速
に漏れたときに起きる温度低下を、温度センサ１１で検
知することによって、冷媒の急速な漏洩を検出できる。
したがって、従来のような冷媒センサを用いることなく
冷媒の漏れを検知でき、長期間に亘って冷媒漏れを安定
に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷媒の漏洩を検
出できる冷凍装置およびその冷媒漏洩検出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】室内機と室外機とが分離されている室内
外分離型のルームエアコン,パッケージエアコン,低温冷
凍機器の代替冷媒としては、ＨＦＣ(ハイドロフルオロ
カーボン)物質であるところのＲ４０７ＣやＲ４１０Ａ
やＲ４０４Ａが提案されている。

【０００３】これらの冷媒は、アシュレ(ASHRAE)基準で
の不燃範囲にある冷媒であり、燃焼抑制作用のあるＲ１
２５が混合されているので、地球温暖化係数ＧＷＰ(ニ
酸化炭素比)については比較的高い。たとえば、Ｒ４０
７ＣのＧＷＰは１５３０であり、Ｒ４１０ＡのＧＷＰは
１７３０であり、Ｒ４０４ＡのＧＷＰは３２６０であ
り、Ｒ２２のＧＷＰは１５００である。

【０００４】ところで、ＨＦＣ冷媒の中でもＲ３２やＲ
１５２ａは、その分子中に水素を比較的多く含むので、
大気寿命が比較的短くＧＷＰも低いが、Ｒ３２やＲ１５
２ａは弱燃焼性を示す。

【０００５】また、フッ素を含まないプロパン,ブタン
など炭化水素のＧＷＰは殆どゼロに近い反面、強燃性を
示す。

【０００６】上記Ｒ３２など弱燃焼性ガスは、室外空間
へ漏洩しても、冷媒ガス濃度は上昇せず、安全上の問題
が無い。弱燃焼性ガスは、着火に必要な着火エネルギー
が非常に大きい上に、空気中ガス濃度が大きくならない
と着火に至らない。したがって、弱燃焼性ガスは、室内
居住空間へ漏洩した場合でも着火する可能性が非常に小
さい。すなわち、弱燃焼性ガスは、熱交換器のピンホー
ルやフレア接続部からの緩慢な漏洩で室内への漏洩速度
が小さな場合には室内や室外へ拡散してもガス濃度が上
がらず着火しない。また、運転時には、たとえ冷媒が漏
洩したとしても、室内の気流が撹拌されており、気流速
度が比較的大きな状態であるので、漏洩冷媒が拡散し
て、着火するようなガス濃度にならない。

【０００７】しかし、外力によって配管が切断された場
合、フレア部が外れた場合、熱交換器の冷却管がパンク
した場合などは、室内への急速な冷媒漏れが生じる。こ
うした急速な冷媒漏れが起こると、冷凍機の殆ど全ての
冷媒が室内に漏れる。このように冷媒濃度の上昇が大き
く、かつ、空気調和機が停止状態で室内気流が停滞して
いる場合に、瞬間的に大きなエネルギを発する強力な着
火源があると、着火の可能性が僅かに残る。

【０００８】そこで、従来、漏れ検知のため冷媒センサ
を備え付ける技術が提案されている(たとえば、特開平
８‐３２７１９５号公報)。この冷媒センサは、ガス漏
れを直接的に検知するという意味で検知の確実性は高
い。また、この冷媒センサは、運転中でも停止中でも冷
媒の漏洩を検知できるというメリットがある。

【０００９】しかし、冷媒センサは、経年変化に弱いと
いう欠点がある上に、汚れが付着すると検知能力が低下
するという問題点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、冷媒センサを用いることなく冷媒の漏れを検知で
き、長期間に亘って冷媒漏れを安定かつ安価に検出でき
る冷凍装置および冷媒漏洩検出方法を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の冷凍装置は、冷媒回路の内で液冷
媒が溜まる可能性があるところに配置され、上記液冷媒
の温度を検出する温度センサと、圧縮機が停止している
ときに上記温度センサが検出した冷媒温度が所定速度を
越えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断する
冷媒漏洩判断部を備えたことを特徴としている。

【００１２】この請求項１の発明の冷凍装置では、上記
温度センサで上記液冷媒の温度を検出する。そして、上
記冷媒漏洩判断部は、圧縮機が停止しているときに上記
温度センサが検出した冷媒温度が漏れによる気化熱によ
って所定速度を越えて下降したときに、冷媒が漏洩して
いると判断する。

【００１３】この請求項１の発明では、液冷媒が急速に
漏れたときに起きる温度低下を、温度センサで検知する
ことによって、冷媒の急速な漏洩を検出できる。したが
って、従来のような冷媒センサを用いることなく冷媒の
漏れを検知でき、長期間に亘って冷媒漏れを安定に検出
できる。

【００１４】また、請求項２の発明の冷凍装置は、液冷
媒を溜める液溜まり部を有する冷媒回路と、上記液溜ま
り部内の冷媒の温度を検出する温度センサと、圧縮機が
停止しているときに上記温度センサが検出した冷媒温度
が所定速度を越えて下降したときに、冷媒が漏洩してい
ると判断する冷媒漏洩判断部を備えたことを特徴として
いる。

【００１５】この請求項２の発明では、上記温度センサ
で上記液溜まり部に溜めた液冷媒の温度を検出する。そ
して、上記冷媒漏洩判断部は、圧縮機が停止していると
きに上記温度センサが検出した冷媒温度が所定速度を越
えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断する。

【００１６】この請求項２の発明では、冷媒回路が液溜
まり部を有しているから、この液溜まり部に液冷媒を確
実に溜めて、温度センサで液冷媒の温度を確実に検出で
き、冷媒の急速な漏洩を液冷媒温度の急速な降下によっ
て確実に検出できる。

【００１７】また、請求項３の発明は、請求項１または
２に記載の冷凍装置において、室内側熱交換器と室外側
熱交換器との間の冷媒回路を閉鎖する閉鎖機構を備えた
ことを特徴としている。

【００１８】この請求項３の発明では、上記冷媒漏洩判
断部が、冷媒が急速に漏洩していると判断した場合に、
上記閉鎖機構でもって、上記室内側熱交換器と室外側熱
交換器との間の冷媒回路を閉鎖できる。したがって、冷
媒の急速な漏洩が起こったときに、上記閉鎖によって室
外側熱交換器から室内側熱交換器への冷媒の移動を防止
でき、室内への冷媒漏洩を抑制できる。

【００１９】また、請求項４の発明は、請求項３に記載
の冷凍装置において、上記液溜まり部または上記液冷媒
が溜まる可能性があるところに液冷媒が残るように、上
記閉鎖機構を制御する閉鎖機構制御部を備えたことを特
徴としている。

【００２０】この請求項４の発明では、上記閉鎖機構制
御部が、上記液溜まり部または上記液冷媒が溜まる可能
性があるところに液冷媒が残るように、上記閉鎖機構を
制御する。したがって、上記閉鎖機構が冷媒回路を閉鎖
した後も、上記温度センサは上記残存した液冷媒の温度
を検出でき、冷媒が急速に漏洩しているか否かを判断で
きる。また、上記閉鎖機構が冷媒回路を閉鎖していない
ときにも、上記残存した液冷媒の温度を上記温度センサ
で常に検出でき、冷媒が急速に漏洩しているか否かを常
に判断できる。

【００２１】また、請求項５の発明の冷凍装置は、冷媒
回路内の冷媒の温度が所定速度を超えて下降したとき
に、冷媒が漏洩していると判断する冷媒漏洩判断部を備
えたことを特徴としている。

【００２２】この請求項５の発明によれば、冷媒漏洩判
断部が、冷媒回路内の冷媒の温度が所定速度を超えて下
降したときに、冷媒が漏洩していると判断するから、冷
媒センサを用いることなく冷媒の漏れを検知でき、長期
間に亘って冷媒漏れを安定に検出できる。

【００２３】また、請求項６の発明の冷凍装置は、請求
項５に記載の冷凍装置において、熱源側熱交換器または
利用側熱交換器または冷媒配管の少なくとも一つに設け
た温度センサで冷媒の温度を検出することを特徴として
いる。

【００２４】この請求項６の発明では、熱源側熱交換器
または利用側熱交換器または冷媒配管の少なくとも一つ
に設けた温度センサで冷媒の温度を検出する。したがっ
て、既存の温度センサを利用できる可能性が高く、コス
トダウンを図れる。

【００２５】また、請求項７の発明の冷凍装置は、請求
項５に記載の冷凍装置において、上記冷媒回路内の冷媒
の温度を検出する温度センサが、ヘッダ,分流器,熱交換
器を含む部分において、その最下部から３分の１の高さ
の範囲内に設けられていることを特徴としている。

【００２６】この請求項７の発明によれば、ヘッダ,分
流器,熱交換器を含む部分において、その最下部から３
分の１の高さの範囲内の液冷媒が溜まり易い箇所に温度
センサを設けた。したがって、上記温度センサで、液冷
媒の温度を確実に検出でき、冷媒の急速な漏洩を液冷媒
温度の急速な降下によって確実に検出できる。

【００２７】また、請求項８の発明の冷凍装置は、請求
項５に記載の冷凍装置において、上記冷媒回路内の冷媒
の温度を検出する温度センサが、冷凍装置ユニット内の
冷媒配管の最上部と最下部との間の範囲内において、上
記最下部から３分の１の高さまでの範囲に設けられてい
ることを特徴としている。

【００２８】この請求項８の発明によれば、冷凍装置ユ
ニット内の冷媒配管の最上部と最下部との間の範囲内に
おいて、上記最下部から３分の１の高さまでの範囲に温
度センサを設けた。この範囲には、液冷媒が溜まり易い
から、上記温度センサで液冷媒の温度を確実に検出で
き、冷媒の急速な漏洩を液冷媒温度の急速な降下によっ
て確実に検出できる。

【００２９】また、請求項９の発明の冷凍装置は、請求
項５乃至８のいずれか１つに記載の冷凍装置において、
上記冷媒漏洩判断部は、圧縮機が停止している状態で冷
媒の漏洩判断を行うことを特徴としている。

【００３０】この請求項９の発明によれば、冷媒漏洩判
断部は、圧縮機が停止している状態で冷媒の漏洩判断を
行うから、圧縮機の運転にともなう冷媒の温度変化を冷
媒の漏れと誤検知することがなく、冷媒漏洩を正確に検
知できる。

【００３１】また、請求項１０の発明の冷凍装置は、請
求項５乃至９のいずれか１つに記載の冷凍装置におい
て、上記冷媒漏洩判断部は、冷媒温度から雰囲気温度を
差し引いた温度が所定速度を超えて下降したときに、冷
媒が漏洩していると判断することを特徴としている。

【００３２】この請求項１０の発明によれば、冷媒温度
から雰囲気温度を差し引いた温度が所定速度を超えて下
降したときに、冷媒が漏洩していると判断するから、雰
囲気温度の変化を冷媒漏れと誤検知することがなく、冷
媒漏洩を正確に検知できる。

【００３３】また、請求項１１の発明の冷凍装置は、請
求項５乃至１０のいずれか１つに記載の冷凍装置におい
て、上記冷媒漏洩判断部は、高圧側となる熱交換器の温
度低下と低圧側となる熱交換器の温度上昇が同時に観測
される場合には冷媒漏れと判断しないことを特徴として
いる。

【００３４】この請求項１１の発明では、上記冷媒漏洩
判断部は、高圧側となる熱交換器の温度低下と低圧側と
なる熱交換器の温度上昇が同時に観測される場合には冷
媒漏れと判断しないから、圧縮機停止後の均圧動作を冷
媒漏れと誤検知することがなく、冷媒漏洩を正確に検知
できる。

【００３５】また、請求項１２の発明の冷凍装置は、請
求項５乃至１１のいずれか１つに記載の冷凍装置におい
て、上記冷媒漏洩判断部は、１分間に０．５℃以上の温
度低下が所定時間継続したときに冷媒が漏れていると判
断することを特徴としている。

【００３６】この請求項１２の発明では、冷媒漏洩判断
部は、１分間に０．５℃以上の温度低下が所定時間継続
したときに冷媒が漏れていると判断する。これにより、
冷媒温度測定箇所に液冷媒が存在し続けている状態で冷
媒漏れが発生しているときの比較的緩慢な温度低下を検
出して、冷媒漏れを検出できる。

【００３７】また、請求項１３の発明の冷凍装置は、請
求項５乃至１１のいずれか１つに記載の冷凍装置におい
て、上記冷媒漏洩判断部は、１分間に５℃以上の温度低
下が生じたときに冷媒が漏れていると判断することを特
徴としている。

【００３８】この請求項１３の発明では、上記冷媒漏洩
判断部は、１分間に５℃以上の温度低下が生じたときに
冷媒が漏れていると判断する。これにより、冷媒漏れ後
所定時間が経過して、ガス冷媒のみで満たされている状
態冷媒測定箇所に再び液冷媒が移動してきたときの急激
な温度低下を検出して、冷媒漏れを検出できる。

【００３９】また、請求項１４の発明は、請求項１乃至
１３のいずれか１つに記載の冷凍装置において、上記冷
媒漏洩判断部が、冷媒が漏洩していると判断したとき
に、利用側熱交換器からの風向きを下向きにする風向き
制御手段を備えたことを特徴としている。

【００４０】この請求項１４の発明では、冷媒が漏洩し
ていると判断したときに、利用側熱交換器からの風向き
を下向きにするので、空気よりも重い冷媒が下方に集ま
って濃度が高くなっていても、それを拡散させて、濃度
を低下させることができる。

【００４１】また、請求項１５の発明は、請求項１乃至
１４のいずれか１つに記載の冷凍装置において、上記冷
媒漏洩判断部が、冷媒が漏洩していると判断したとき
に、熱交換器に送風する送風機の風量を大風量に設定す
る風量設定手段を備えたことを特徴としている。

【００４２】この請求項１５の発明では、冷媒が漏洩し
ていると判断したときに、熱交換器に送風する送風機の
風量を大風量に設定するから、漏洩冷媒を拡散させやす
くなり、漏洩冷媒が高濃度に滞留することを防止でき
る。

【００４３】また、請求項１６の発明は、請求項１乃至
１５のいずれか１つに記載の冷凍装置において、使用冷
媒が、燃焼性を有する冷媒を含んでいることを特徴とし
ている。

【００４４】この請求項１６の発明では、燃焼性を有す
る冷媒を含んでいる使用冷媒の漏洩を検出でき、着火の
危険性を未然に解消できるようになる。

【００４５】また、請求項１７の発明の冷媒漏洩検出方
法は、冷媒回路内の冷媒の温度が所定速度を超えて下降
したときに、冷媒が漏洩していると判断することを特徴
としている。

【００４６】この請求項１７の発明では、冷媒回路内の
冷媒の温度が所定速度を超えて下降したときに、冷媒が
漏洩していると判断するから、冷媒センサを用いること
なく冷媒の漏れを検知でき、長期間に亘って冷媒漏れを
安定に検出できる。

【００４７】また、請求項１８の発明は、請求項１７に
記載の冷媒漏洩検出方法において、圧縮機が停止してい
る状態で、冷媒の漏洩を判断することを特徴としてい
る。

【００４８】この請求項１８の発明では、圧縮機が停止
している状態で冷媒の漏洩判断を行うから、圧縮機の運
転にともなう冷媒の温度変化を冷媒の漏れと誤検知する
ことがなく、冷媒漏洩を正確に検知できる。

【００４９】また、請求項１９の発明は、請求項１７に
記載の冷媒漏洩検出方法において、冷媒温度から雰囲気
温度を差し引いた温度が所定速度を超えて下降したとき
に、冷媒が漏洩していると判断することを特徴としてい
る。

【００５０】この請求項１９の発明では、冷媒温度から
雰囲気温度を差し引いた温度が所定速度を超えて下降し
たときに、冷媒が漏洩していると判断するから、雰囲気
温度の変化を冷媒漏れと誤検知することがなく、冷媒漏
洩を正確に検知できる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。

【００５２】図１に、この発明の空気調和機の実施の形
態の冷媒回路を示す。この空気調和機は、室内機側熱交
換器１と電動膨張弁２と室外機側熱交換器３と４路切替
弁５とを備え、それらが順に閉ループ状に接続されてい
る。また、上記４路切替弁５の残りの２端５ｃ,５ｄに
圧縮機６が接続されている。そして、この圧縮機６の吐
出側６ａと４路切替弁５の１端５ｃとの間に、圧縮機６
の吐出方向に順方向の逆止弁７が接続されている。この
実施形態では、冷媒として、弱燃焼性を有する低ＧＷＰ
冷媒としてＲ３２を用いた。

【００５３】図２に、上記室内機側熱交換器１のヘッダ
ー８の下部１０に、温度センサ１１が取り付けられてい
る様子を示す。この温度センサ１１は、上記ヘッダー下
部１０に溜まった液冷媒の温度を検出するものである。
この温度センサ１１は、判断制御部１３に接続されてい
る。この制御部１３は、圧縮機６が停止しているときに
上記温度センサ１１が検出した冷媒温度が洩れによる気
化熱によって所定速度を越えて下降したときに、冷媒回
路から冷媒が急速に漏洩していると判断する冷媒漏洩判
断部１５を有している。また、この判断制御部１３は、
上記冷媒漏洩判断部１５が圧縮機６の停止中に冷媒が急
速に漏洩していると判断したときに、室外気温と室内気
温の高低関係に応じて、電動膨張弁２と４路切替弁５を
制御する漏洩防止制御部１６を有している。

【００５４】次に、上記判断制御部１３の動作を説明す
る。この判断制御部１３の冷媒漏洩判断部１５は、圧縮
機６が停止しているときに温度センサ１１が検出した冷
媒温度が洩れによる気化熱によって、所定速度を越えて
下降したときに、冷媒回路から冷媒が急速に洩れている
と判断する。こうして、冷媒の急速な漏洩を液冷媒温度
の急速な降下によって確実に検出できる。そして、この
とき、上記漏洩防止制御部１６は、室外気温と室内気温
の高低関係に応じて、次のように動作する。

【００５５】 圧縮機６が停止していて、室外温度が
室内温度よりも高いときには、冷媒回路の冷媒は室内機
側熱交換器１へ数時間かけて移動しようとする。したが
って、漏洩防止制御部１６は電動膨張弁２を閉じると共
に、４路切替弁５を実線で示す暖房位置にして、室外機
側熱交換器３から室内機側熱交換器１に冷媒が移動しな
いようにする。

【００５６】 圧縮機６が停止していて、室外温度が
室内温度よりも低いときには、冷媒回路の冷媒は室外機
側熱交換器３へ数時間かけて移動しようとする。したが
って、漏洩防止制御部１６は電動膨張弁２を開くと共
に、４路切替弁５を破線で示す冷房位置にして、室内機
側熱交換器１から室外機側熱交換器３に冷媒が移動でき
るようにする。

【００５７】上記漏洩防止制御部１６が、上記,の
ように、電動膨張弁２と４路切替弁５を制御することに
よって、室内機への冷媒滞留量を少なくし、室内機から
室内へ冷媒ガスが洩れることを防ぐことができる。

【００５８】なお、室内機側熱交換器１に全く液冷媒が
滞留していない場合は、急速な冷媒漏洩が生じても、圧
力低下が起こるだけで、ヘッダー下部１０に大きな温度
低下が起こらないから、洩れを検知し難くなる。したが
って、上記の動作において、漏洩防止制御部１６は、
ヘッダー下部１０に所定量だけ液冷媒が残っているよう
に、電動膨張弁２を開けておく時間と４路切替弁５を冷
房位置にしておく時間を制限している。そして、この制
限した時間が経過した後は、漏洩防止制御部１６は、電
動膨張弁２を閉じ、４路切替弁５を暖房位置にして、そ
れ以上、室内機側熱交換器１から室外機側熱交換器３に
冷媒が移動しないようにしている。

【００５９】また、上記制御部１３の漏洩判断部１５が
冷媒が急速に洩れていると判断したときに、ポンプダウ
ン運転を行って、室内への漏洩量をできる限り小さくし
たり、警報を発して居住者に漏れを知らせるなどの対応
処置を行うようにしてもよい。この場合、室内での着火
の可能性を限りなくゼロに近づけることができ、燃焼性
を有する低ＧＷＰ冷媒を用いた室内分離型の空気調和機
の安全性を確保できる。

【００６０】尚、上記実施の形態では、室内側熱交換器
１のヘッダー８の下部１０に温度センサ１１を取り付け
たが、図３に示すように、冷媒回路に液冷媒を溜める液
溜まり部２０を設けて、この液溜まり部２０に温度セン
サ１１を取り付けてもよい。さらに、冷媒回路がレシー
バを有している場合には、このレシーバ下部に温度セン
サを取り付けても良い。また、熱交換器の最も下部に温
度センサを取り付けてもよい。また、上記実施の形態で
は、電動膨張弁２および４路切替弁５と逆止弁７とで閉
鎖機構を構成したが、閉鎖弁で閉鎖機構を構成してもよ
い。

【００６１】また、この実施の形態では、温度センサで
もって、急速な冷媒漏れを検出したが、室内機に圧力セ
ンサを設けて、急速漏れ発生に伴う圧力低下を検知して
もよい。また、この発明は、Ｒ３２やＲ１５２ａ等の燃
焼性低ＧＷＤ冷媒の漏洩検出に限らず、Ｒ２２,Ｒ４０
７Ｃ,Ｒ４１０Ａ,Ｒ１３４ａ等の冷媒の漏洩検出にも適
用できる。

【００６２】次に、上記実施形態の空気調和機において
行った冷媒漏洩実験を説明する。この漏洩実験は、冷房
標準運転を終了してから１２時間後に実行した。

【００６３】図４に、圧縮機６を停止してから約１２時
間後に冷媒を漏洩させた場合において、室内機側熱交換
器１および室外機側熱交換器３の温度変化を示す。な
お、冷媒の漏れ速度を７０ｇ/分とし、漏れ箇所は、図
１において、閉鎖機構を構成する逆止弁７,４路切替弁
５の近傍の連絡配管側の箇所ＰＳとした。図４に示すよ
うに、室内機側熱交換器１の温度低下特性Ｋ１は、漏れ
開始後、約２０分程度で約７℃低下した(３０℃→２３
℃)。この低下特性は、温度測定箇所に液冷媒が存在
し、冷媒の圧力低下に伴って冷媒の温度が低下している
特性を示す。次に、漏れ開始後、約２０分から４０分ま
では、ほとんど温度が低下していない。この特性は、温
度測定箇所に、液冷媒が無くなり、ガス冷媒のみが存在
するため、周囲の空気温度により近い温度特性となっ
て、温度低下がほとんど無くなっていることを示す。そ
して、漏れ開始後、約４０分で、温度は１０℃以下まで
急激に再低下した。この特性は、ガス冷媒のみが温度測
定箇所に存在する状態から、液冷媒が再び温度測定箇所
に移動してきたことによって起こったものである。この
ように、漏れによって、液冷媒が蒸発し、かつ、液冷媒
が移動する現象によって、温度測定箇所における液冷媒
の存在,非存在が生じ、温度低下特性Ｋ１が不連続に変
化する。一方、図４に示す室外機側熱交換器３の温度低
下特性Ｋ２は、漏れ開始後、約２５分間は、１分間にお
およそ０．５℃程度の緩慢で略一様な温度低下特性とな
っている。この特性Ｋ２は、温度測定箇所に液冷媒が存
在し、連続的に冷媒圧力が低下することによるものであ
る。なお、この特性Ｋ２において、経過時間４２分で急
激な温度低下が起こっているのは、前述と同じく、液冷
媒が温度測定箇所に移動してきたことに起因している。

【００６４】この図４に示す実験結果から分かるよう
に、次の(ａ),(ｂ)のいずれかが起こったときに、判断
部１５が冷媒漏れが生じていると判断するように設定し
ておけばよい。

【００６５】(ａ) 特性Ｋ１,Ｋ２の前半部分に示すよ
うな、０．５℃/分程度の緩慢な温度低下が所定時間(例
えば、１０分間〜２０分間)だけ起こったとき (ｂ) 特性Ｋ１,Ｋ２の後半部分に示すような、５℃/分
以上の急激な温度低下が発生したとき したがって、室内機側熱交換器１だけでなく、室外機側
熱交換器３の温度も検知することで、より確実に冷媒漏
洩を検知できる。

【００６６】そして、この実験よりも、冷媒の漏れ速度
が更に小さい場合には、冷媒の温度変化もより緩慢にな
るから、冷媒の温度変化から冷媒漏れを検知することが
困難になる。しかし、このような緩慢な漏れの場合に
は、漏れた冷媒が自然換気によって室外に排出されて、
室内の冷媒濃度が上昇しないから、漏れ検知の必要性は
小さい。たとえば、事故を防止するための限界濃度が比
較的高いＲ２２などのフルオロカーボン系冷媒，Ｒ３２
やその混合物などの弱燃性フルオロカーボン系冷媒は、
緩慢な漏れでは、限界濃度に達しないので、漏れ検知の
必要性が小さい。こうした冷媒では、毎分数１０ｇ以上
の漏れを検知できれば、事故を引き起こす可能性がある
冷媒漏れを検知できるから、本発明の実施形態のような
漏れ検知方式が有効になる。

【００６７】なお、冷媒温度は、周囲温度の変化の影響
を受けて変化するから、冷媒温度の変化のみに基づいて
冷媒漏れの有無を判断すると、周囲温度が大きく変化す
ると冷媒漏れが生じていないのに、冷媒漏れが生じたと
誤判断してしまう可能性がある。そこで、室内空気温度
と室外空気温度の両方を同時に測定しておき、室内熱交
換器温度から室内空気温度を減算した温度差を常に算出
し、この温度差が所定値以上の速度で低下したことをも
って、判断部１５で、冷媒漏れが発生したと判断するよ
うにすれば、周囲温度が変化した影響で冷媒漏れを誤判
断することを防げる。

【００６８】また、圧縮機停止直後の均圧時において
は、冷媒が高圧側から低圧側に移動することによって、
高圧側では急激な温度低下が生じ、低圧側では温度上昇
が生じることになる。したがって、高圧側のみの温度低
下を観測している場合には、冷媒漏れ発生時の温度低下
と、均圧時の温度低下とを区別できない。そこで、低圧
側と高圧側の双方において温度を観測するようにし、高
圧側の温度低下に加えて、低圧側の温度上昇が同時に観
測されたときには、判断部１５が均圧時の温度変化とし
て判断し、冷媒漏れによる温度変化ではないと判断する
ことで、誤判断を防げる。

【００６９】また、上記実施形態において、判断部１５
が、冷媒漏れを検知した場合に、制御部１６が空気調和
機の操作部に異常表示をすることで、使用者に注意を喚
起することができ、なお一層の安全を図ることができ
る。また、この異常表示と同時に、制御部１６が、室内
ファンを運転して室内空気を撹拌するようにすれば、着
火濃度まで濃度上昇するのを防止できる。特に、床面付
近の冷媒を撹拌するように、吹き出しフラップを下吹き
にし、あるいは、風量が最大になるように予め設定して
おけば、更に安全性を高めることができる。

【００７０】また、従来のガス欠検知技術により圧縮機
運転中にガス欠運転と判断された場合には、何らかの異
常警報を出すと共に、室内ファンを運転すれば、仮に室
内に冷媒が漏れていた場合でも、ファン運転による撹拌
によって、ガス着火濃度に達するのを防げる。

【００７１】このように、Ｒ３２等の低ＧＷＰ、弱燃性
冷媒を用いた空気調和機,冷凍機に本発明を適用すれ
ば、安全で、かつ、地球温暖化影響が少ない空気調和機
を提供できる。また、Ｒ２２等の不燃性冷媒を使用冷媒
とする場合には、窒息や心拍異常などの事故を防止で
き、より安全性の高い空気調和機,冷凍機を提供でき
る。

【００７２】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の冷凍装置は、冷媒回路の内で液冷媒が溜まる可能性
があるところに配置された温度センサで上記液冷媒の温
度を検出し、冷媒漏洩判断部は、圧縮機が停止している
ときに上記温度センサが検出した冷媒温度が洩れによる
気化熱によって所定速度を越えて下降したときに、冷媒
が漏洩していると判断する。

【００７３】この請求項１の発明では、液冷媒が急速に
漏れたときに起きる温度低下を、温度センサで検知する
ことによって、冷媒の漏洩を検出できる。したがって、
従来のような冷媒センサを用いることなく冷媒の漏れを
検知でき、長期間に亘って冷媒漏れを安定に検出でき
る。

【００７４】また、請求項２の発明の冷凍装置は、冷媒
回路が液溜まり部を有しているから、この液溜まり部に
液冷媒を確実に溜めて、温度センサで液冷媒の温度を確
実に検出でき、冷媒の漏洩を液冷媒温度の急速な降下に
よって確実に検出できる。

【００７５】また、請求項３の発明は、請求項１または
２に記載の冷凍装置において、室内側熱交換器と室外側
熱交換器との間の冷媒回路を閉鎖する閉鎖機構を備え
た。したがって、この請求項３の発明では、冷媒漏洩判
断部が、冷媒が急速に漏洩していると判断した場合に、
上記閉鎖機構でもって、室内側熱交換器と室外側熱交換
器との間の冷媒回路を閉鎖できる。したがって、冷媒の
急速な漏洩が起こったときに、上記閉鎖によって室外側
熱交換器から室内側熱交換器への冷媒の移動を防止で
き、室内への冷媒漏洩を抑制できる。

【００７６】また、請求項４の発明は、請求項３に記載
の冷凍装置において、閉鎖機構制御部が、液溜まり部ま
たは液冷媒が溜まる可能性があるところに液冷媒が残る
ように、閉鎖機構を制御する。したがって、閉鎖機構が
冷媒回路を閉鎖した後も、温度センサは残存した液冷媒
の温度を検出でき、冷媒が急速に漏洩しているか否かを
判断できる。また、閉鎖機構が冷媒回路を閉鎖していな
いときにも、残存した液冷媒の温度を温度センサで常に
検出でき、冷媒が急速に漏洩しているか否かを常に判断
できる。

【００７７】また、請求項５の発明の冷凍装置は、冷媒
漏洩判断部が、冷媒回路内の冷媒の温度が所定速度を超
えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断するか
ら、冷媒センサを用いることなく冷媒の漏れを検知で
き、長期間に亘って冷媒漏れを安定に検出できる。

【００７８】また、請求項６の発明の冷凍装置は、請求
項５に記載の冷凍装置において、熱源側熱交換器または
利用側熱交換器または冷媒配管の少なくとも一つに設け
た温度センサで冷媒の温度を検出する。したがって、既
存の温度センサを利用できる可能性が高く、コストダウ
ンを図れる。

【００７９】また、請求項７の発明の冷凍装置は、請求
項５に記載の冷凍装置において、ヘッダ,分流器,熱交換
器を含む部分において、その最下部から３分の１の高さ
の範囲内の液冷媒が溜まり易い箇所に温度センサを設け
た。したがって、上記温度センサで、液冷媒の温度を確
実に検出でき、冷媒の急速な漏洩を液冷媒温度の急速な
降下によって確実に検出できる。

【００８０】また、請求項８の発明の冷凍装置は、請求
項５に記載の冷凍装置において、冷凍装置ユニット内の
冷媒配管の最上部と最下部との間の範囲内において、上
記最下部から３分の１の高さまでの範囲に温度センサを
設けた。この範囲には、液冷媒が溜まり易いから、上記
温度センサで液冷媒の温度を確実に検出でき、冷媒の急
速な漏洩を液冷媒温度の急速な降下によって確実に検出
できる。

【００８１】また、請求項９の発明の冷凍装置は、請求
項５乃至８のいずれか１つに記載の冷凍装置において、
冷媒漏洩判断部は、圧縮機が停止している状態で冷媒の
漏洩判断を行うから、圧縮機の運転にともなう冷媒の温
度変化を冷媒の漏れと誤検知することがなく、冷媒漏洩
を正確に検知できる。

【００８２】また、請求項１０の発明の冷凍装置は、請
求項５乃至９のいずれか１つに記載の冷凍装置におい
て、冷媒温度から雰囲気温度を差し引いた温度が所定速
度を超えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断
するから、雰囲気温度の変化を冷媒漏れと誤検知するこ
とがなく、冷媒漏洩を正確に検知できる。

【００８３】また、請求項１１の発明の冷凍装置は、請
求項５乃至１０のいずれか１つに記載の冷凍装置におい
て、上記冷媒漏洩判断部は、高圧側となる熱交換器の温
度低下と低圧側となる熱交換器の温度上昇が同時に観測
される場合には冷媒漏れと判断しないから、圧縮機停止
後の均圧動作を冷媒漏れと誤検知することがなく、冷媒
漏洩を正確に検知できる。

【００８４】また、請求項１２の発明の冷凍装置は、請
求項５乃至１１のいずれか１つに記載の冷凍装置におい
て、冷媒漏洩判断部は、１分間に０．５℃以上の温度低
下が所定時間継続したときに冷媒が漏れていると判断す
る。これにより、冷媒温度測定箇所に液冷媒が存在し続
けている状態で冷媒漏れが発生しているときの比較的緩
慢な温度低下を検出して、冷媒漏れを検出できる。

【００８５】また、請求項１３の発明の冷凍装置は、請
求項５乃至１１のいずれか１つに記載の冷凍装置におい
て、上記冷媒漏洩判断部は、１分間に５℃以上の温度低
下が生じたときに冷媒が漏れていると判断する。これに
より、冷媒漏れ後所定時間が経過して、ガス冷媒のみで
満たされている状態冷媒測定箇所に再び液冷媒が移動し
てきたときの急激な温度低下を検出して、冷媒漏れを検
出できる。

【００８６】また、請求項１４の発明は、請求項１乃至
１３のいずれか１つに記載の冷凍装置において、上記冷
媒漏洩判断部が、冷媒が漏洩していると判断したとき
に、利用側熱交換器からの風向きを下向きにするので、
空気よりも重い冷媒が下方に集まって濃度が高くなって
いても、それを拡散させて、濃度を低下させることがで
きる。

【００８７】また、請求項１５の発明は、請求項１乃至
１４のいずれか１つに記載の冷凍装置において、上記冷
媒漏洩判断部が、冷媒が漏洩していると判断したとき
に、熱交換器に送風する送風機の風量を大風量に設定す
るから、漏洩冷媒を拡散させやすくなり、漏洩冷媒が高
濃度に滞留することを防止できる。

【００８８】また、請求項１６の発明は、請求項１乃至
１５のいずれか１つに記載の冷凍装置において、使用冷
媒が、燃焼性を有する冷媒を含んでいるから、燃焼性を
有する冷媒を含んでいる使用冷媒の漏洩を検出でき、着
火の危険性を未然に解消できる。

【００８９】また、請求項１７の発明の冷媒漏洩検出方
法は、冷媒回路内の冷媒の温度が所定速度を超えて下降
したときに、冷媒が漏洩していると判断するから、冷媒
センサを用いることなく冷媒の漏れを検知でき、長期間
に亘って冷媒漏れを安定に検出できる。

【００９０】また、請求項１８の発明は、請求項１７に
記載の冷媒漏洩検出方法において、圧縮機が停止してい
る状態で冷媒の漏洩判断を行うから、圧縮機の運転にと
もなう冷媒の温度変化を冷媒の漏れと誤検知することが
なく、冷媒漏洩を正確に検知できる。

【００９１】また、請求項１９の発明は、請求項１７に
記載の冷媒漏洩検出方法において、冷媒温度から雰囲気
温度を差し引いた温度が所定速度を超えて下降したとき
に、冷媒が漏洩していると判断するから、雰囲気温度の
変化を冷媒漏れと誤検知することがなく、冷媒漏洩を正
確に検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の空気調和機の実施の形態の冷媒回
路図である。

【図２】 上記空気調和機の室内熱交換器への温度セン
サの取り付け状態を説明する模式図である。

【図３】 温度センサで冷媒漏れを検出する様子を説明
する模式図である。

【図４】 冷媒漏れ実験における熱交換器温度変化特性
図である。

【符号の説明】

１…室内機側熱交換器、２…電動膨張弁、３…室外機側
熱交換器、５…４路切替弁、６…圧縮機、８…ヘッダ
ー、１０…下部、１１…温度センサ、１３…制御部、１
５…冷媒漏洩判断部、１６…漏洩防止制御部。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒回路の内で液冷媒が溜まる可能性が
   あるところ(１０)に配置され、上記液冷媒の温度を検出
   する温度センサ(１１)と、 圧縮機(６)が停止しているときに上記温度センサ(１１)
   が検出した冷媒温度が所定速度を越えて下降したとき
   に、冷媒が漏洩していると判断する冷媒漏洩判断部(１
   ５)を備えたことを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 液冷媒を溜める液溜まり部を有する冷媒
   回路と、 上記液溜まり部内の冷媒の温度を検出する温度センサ
   (１１)と、 圧縮機(６)が停止しているときに上記温度センサ(１１)
   が検出した冷媒温度が所定速度を越えて下降したとき
   に、冷媒が漏洩していると判断する冷媒漏洩判断部(１
   ５)を備えたことを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の冷凍装置にお
   いて、 室内側熱交換器(１)と室外側熱交換器(３)との間の冷媒
   回路を閉鎖する閉鎖機構(２,５,７)を備えたことを特徴
   とする冷凍装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の冷凍装置において、 上記液溜まり部または上記液冷媒が溜まる可能性がある
   ところ(１０)に液冷媒が残るように、上記閉鎖機構(２,
   ５,７)を制御する閉鎖機構制御部(１６)を備えたことを
   特徴とする冷凍装置。
5. 【請求項５】 冷媒回路内の冷媒の温度が所定速度を超
   えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断する冷
   媒漏洩判断部(１５)を備えたことを特徴とする冷凍装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の冷凍装置において、 熱源側熱交換器(３)または利用側熱交換器(１)または冷
   媒配管の少なくとも一つに設けた温度センサ(１１)で冷
   媒の温度を検出することを特徴とする冷凍装置。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の冷凍装置において、 上記冷媒回路内の冷媒の温度を検出する温度センサ(１
   １)が、ヘッダ(８),分流器,熱交換器(１)を含む部分に
   おいて、その最下部から３分の１の高さの範囲内に設け
   られていることを特徴とする冷凍装置。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の冷凍装置において、 上記冷媒回路内の冷媒の温度を検出する温度センサが、
   冷凍装置ユニット内の冷媒配管の最上部と最下部との間
   の範囲内において、上記最下部から３分の１の高さまで
   の範囲に設けられていることを特徴とする冷凍装置。
9. 【請求項９】 請求項５乃至８のいずれか１つに記載の
   冷凍装置において、 上記冷媒漏洩判断部(１５)は、圧縮機(６)が停止してい
   る状態で冷媒の漏洩判断を行うことを特徴とする冷凍装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項５乃至９のいずれか１つに記載
    の冷凍装置において、 上記冷媒漏洩判断部(１５)は、冷媒温度から雰囲気温度
    を差し引いた温度が所定速度を超えて下降したときに、
    冷媒が漏洩していると判断することを特徴とする冷凍装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項５乃至１０のいずれか１つに記
    載の冷凍装置において、 上記冷媒漏洩判断部(１５)は、高圧側となる熱交換器の
    温度低下と低圧側となる熱交換器の温度上昇が同時に観
    測される場合には冷媒漏れと判断しないことを特徴とす
    る冷凍装置。
12. 【請求項１２】 請求項５乃至１１のいずれか１つに記
    載の冷凍装置において、 上記冷媒漏洩判断部(１５)は、１分間に０．５℃以上の
    温度低下が所定時間継続したときに冷媒が漏れていると
    判断することを特徴とする冷凍装置。
13. 【請求項１３】 請求項５乃至１１のいずれか１つに記
    載の冷凍装置において、 上記冷媒漏洩判断部(１５)は、１分間に５℃以上の温度
    低下が生じたときに冷媒が漏れていると判断することを
    特徴とする冷凍装置。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれか１つに記
    載の冷凍装置において、 上記冷媒漏洩判断部(１５)が、冷媒が漏洩していると判
    断したときに、利用側熱交換器(１)からの風向きを下向
    きにする風向き制御手段(１６)を備えたことを特徴とす
    る冷凍装置。
15. 【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれか１つに記
    載の冷凍装置において、 上記冷媒漏洩判断部(１５)が、冷媒が漏洩していると判
    断したときに、熱交換器(１,３)に送風する送風機の風
    量を大風量に設定する風量設定手段(１６)を備えたこと
    を特徴とする冷凍装置。
16. 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれか１つに記
    載の冷凍装置において、 使用冷媒が、燃焼性を有する冷媒を含んでいることを特
    徴とする冷凍装置。
17. 【請求項１７】 冷媒回路内の冷媒の温度が所定速度を
    超えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断する
    ことを特徴とする冷媒漏洩検出方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の冷媒漏洩検出方法
    において、 圧縮機が停止している状態で、冷媒の漏洩を判断するこ
    とを特徴とする冷媒漏洩検出方法。
19. 【請求項１９】 請求項１７に記載の冷媒漏洩検出方法
    において、 冷媒温度から雰囲気温度を差し引いた温度が所定速度を
    超えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断する
    ことを特徴とする冷媒漏洩検出方法。