JP2002174448A

JP2002174448A - 空調装置

Info

Publication number: JP2002174448A
Application number: JP2000374876A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Kuroda; 泰孝黒田; Toshio Hirata; 敏夫平田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2002-06-21

Abstract

(57)【要約】【課題】安価な構成で冷媒洩れの室内への流出を防止
し、且つ冷媒洩れをすばやく検出できる空調装置を提供
する。【解決手段】ＣＯ₂冷媒を用いており、室内機１１０
内の熱交換器１１１と冷媒が流通する配管１１２の一端
とがシール部材１１３を介して機械的に接続される接続
部１１４を有し、配管１１２の他端が、室内１３２と室
外１３３間の区画壁１３１を貫通し、室外機１２０に接
続される空調装置において、熱交換器１１１と区画壁１
３１との間に、接続部１１４および配管１１２を囲むカ
バー部材１４０を設け、このカバー部材１４０の内側に
形成される空間部１４１にこの空間内のＣＯ₂濃度を検
出する冷媒検出手段１５０を配置し、冷媒検出手段１５
０の検出信号に基づいて警報を発する警報手段１６０を
設ける。冷媒検出手段１５０は接続部１１４近傍に設
け、空間部１４１は室外１３３と連通するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用とし
て好適な、ＣＯ₂を冷媒とする空調装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の空調装置においては、特開平８−
１５２２３０号公報に示されるように、可燃性ガスから
成る冷媒を用い、この冷媒が室内に洩れるのを防止する
ようにしたものが知られている。

【０００３】即ち、図４、図５に示すように、室内機１
１０、室外機（図示せず）を備える分離型空調装置にお
いて、室内熱交換器１１１の伝熱管１１１ｃおよびこれ
に接続された配管１１２を二重管構造とし、二重管の内
側通路１１２ａに冷媒を流すようにしている。また、外
側通路１４１ａと室外大気とが連通する連絡管１４４ｂ
を設けたものや、外側通路１４１ａ内にガス洩れ検知セ
ンサ１５０ａを設置し、検知により作動するガス洩れ警
報装置１６０ａ、１６０ｂを設けたものも合せて示され
ている。

【０００４】これにより、内側通路１１２ａから洩れた
冷媒は外側通路１４１ａに入るので、室内への冷媒の流
出を防止するようにしている。また、室外大気に冷媒を
放出させたり、使用者に警報を発し、その洩れを知らせ
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱交換
器１１１の伝熱管１１１ｃおよび配管１１２全体を二重
管構造とするので、空調装置は高価なものとなり、ま
た、検知センサ１５０ａは、熱交換器１１１の伝熱管１
１１ｃと配管１１２を含む外側通路１４１ａ内の冷媒を
検知するので、冷媒の洩れ部位によっては検出の応答性
が劣ることが考えられる。

【０００６】本発明の目的は、上記問題に鑑み、安価な
構成で冷媒洩れの室内への流出を防止し、且つ冷媒洩れ
をすばやく検出できる空調装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。

【０００８】請求項１に記載の発明では、ＣＯ₂を冷媒
として内部に封入される室内機（１１０）および室外機
（１２０）を備え、室内機（１１０）内の熱交換器（１
１１）と冷媒が流通する配管（１１２）の一端とがシー
ル部材（１１３）を介して機械的に接続される接続部
（１１４）を有し、配管（１１２）の他端が、室内（１
３２）と室外（１３３）とを区画する区画壁（１３１）
を貫通し、室外機（１２０）に接続されて成る空調装置
において、熱交換器（１１１）と区画壁（１３１）との
間に、接続部（１１４）および配管（１１２）を囲むカ
バー部材（１４０）を設け、このカバー部材（１４０）
の内側に形成される空間部（１４１）に、この空間部
（１４１）内のＣＯ₂濃度を検出する冷媒検出手段（１
５０）を配置し、冷媒検出手段（１５０）の検出信号に
基づいて警報を発する警報手段（１６０）を設けたこと
を特徴としている。

【０００９】通常、製造工程におけるシール部材（１１
３）の噛み込みや、フロン等を冷媒として用いたものに
対して、臨界点を越えるような高圧で作動されるＣＯ₂
を冷媒として用いた空調装置においては、シール部材
（１１３）の膨潤、劣化等による接続部（１１４）から
の冷媒洩れの可能性が高い。

【００１０】よって、この点に着目して室内機（１１
０）内の冷媒流路となる熱交換器（１１１）および配管
（１１２）のすべてをカバー部材（１４０）で囲むので
はなく、配管（１１２）を含む接続部（１１４）近傍を
囲むようにするので、冷媒洩れによる室内（１３２）へ
の流出防止を安価な構成で対応できる。

【００１１】また、カバー部材（１４０）によって形成
される空間部（１４１）の容積を小さくでき、少量の洩
れの場合でも洩れた冷媒の濃度を相対的に高くできるの
で、冷媒検出手段（１５０）の応答性が高まり、すばや
く冷媒洩れの検出、警報ができる。

【００１２】請求項２に記載の発明では、冷媒検出手段
（１５０）を、接続部（１１４）近傍に設けるようにし
たことを特徴としている。

【００１３】これにより、更に冷媒検出手段（１５０）
による冷媒洩れ検出の応答性を向上できる。

【００１４】請求項３に記載の発明では、カバー部材
（１４０）を、区画壁（１３１）に到達するように設
け、カバー部材（１４０）内の空間部（１４１）は、配
管（１１２）の区画壁（１３１）との貫通部（１３４）
で室外（１３３）と連通するようにしたことを特徴とし
ている。

【００１５】これにより、洩れた冷媒を室外に排出でき
るので、冷媒洩れに対する使用者への安全性を向上でき
る。

【００１６】また、請求項４に記載の発明のように、カ
バー部材（１４０）は、長手方向に伸縮自在な蛇腹カバ
ー（１４０）としてやれば、熱交換器（１１１）と区画
壁（１３１）との距離が異なる場合でも、取り付けの自
由度があるので、汎用性のある部材として対応できる。

【００１７】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実
施形態を図１、図２に示す。第１実施形態は、車両用の
空調装置１００に適用したものであり、空調装置１００
は、区画壁を成すダッシュパネル１３１により区画され
る車室内１３２と車室外１３３に、それぞれに配置され
る室内機１１０および室外機１２０とから構成されてお
り、ＣＯ₂を冷媒とするものとしている。

【００１９】室内機１１０は、空調ケース１１７内に設
けられた熱交換器としてのエバポレータ１１１と、後述
する接続部を成すジョイント１１４を介して接続される
配管１１２とから成り、車室内１３２の運転席前のイン
ストルメントパネル内側下方に収容されている。

【００２０】エバポレータ１１１は、空調ケース１１７
内に収容され、図示しない送風機から送風される空気の
熱を内部を流通する冷媒に吸熱させ、空気を冷却するも
のであり、エバポレータ１１１の一端側と空調ケース１
１７との間には、空気洩れを防止するためのウレタン材
等より成るパッキン１１６が介在されている。更に、冷
媒の流入部１１１ａ、流出部１１１ｂ（図２では紙面垂
直方向に配置されている）が空調ケース１１７から突出
するように設けられており、外周部にはゴム材より成る
シール部材としてのＯリング１１３が装着されている。

【００２１】ジョイント１１４は、ブロック状の部材で
中央部に２つの貫通孔１１４ａ、１１４ｂ（図２では紙
面垂直方向に配置されている）を有し、一方の開口側が
エバポレータ１１１の流入部１１１ａ、流出部１１１ｂ
と嵌合し、Ｏリング１１３によりシール構造が形成さ
れ、ボルト１１５によりエバポレータ１１１に締結され
機械的に接続されている。また、貫通孔１１４ａ、１１
４ｂの他方の開口側は、２つの配管１１２（図２では紙
面垂直方向に配置されている）が嵌合され、ろう付けに
より接続されている。

【００２２】尚、空調ケース１１７内には、図示しない
エンジン冷却水を熱源として空気を加熱するヒータコア
も併せて設けられている。

【００２３】一方、室外機１２０は、車室外１３３のエ
ンジンルーム内に設けられ、冷媒を高温高圧に圧縮する
圧縮機１２１、高温高圧の冷媒を冷却するガスクーラ１
２２、冷却された冷媒を低圧に膨張させエバポレータ１
１１に流出する膨張弁１２３、エバポレータ１１１から
流出される冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して気相
冷媒を圧縮機１２１に流出するとともに、余剰冷媒を蓄
えるアキュームレータ１２４とから構成されており、上
述した配管１１２および室外配管１２５によって順次接
続されている。

【００２４】次に、本実施形態における要部となるカバ
ー部材１４０、冷媒検出手段１５０、警報手段１６０等
の詳細構成について説明する。

【００２５】カバー部材を成し長手方向に伸縮性を有す
る蛇腹カバー１４０は、樹脂材より形成されており、車
室内１３２において、エバポレータ１１１とダッシュパ
ネル１３１との間で、ジョイント１１４および配管１１
２を囲むように設けられ、内側には空間部１４１が形成
されている。蛇腹カバー１４０の両端部は、ウレタン材
等より成るパッキン１４２が介在され、ネジ１４３によ
ってそれぞれ空調ケース１１７およびダッシュパネル１
３１に固定されている。

【００２６】また、ダッシュパネル１３１の配管１１２
が貫通する貫通部１３４は、ゴム材より成るグロメット
１４４により配管１１２が支持されている。グロメット
１４４は、円筒状を成し、内側に配管１１２が貫通する
２つの孔が設けられたもので、グロメット１４４と配管
１１２との間には隙間部１４４ａが形成されており、空
間部１４１と車室外１３３は、この隙間部１４４ａによ
り連通するようにしている。

【００２７】更に、空間部１４１のジョイント１１４近
傍には、冷媒検出手段としてのＣＯ ₂センサ１５０が設
けられており、空間部１４１内のＣＯ₂濃度を検出する
ようにしている。

【００２８】警報手段１６０は、コントローラ１６１と
警報ランプ１６２とから成り、ＣＯ ₂センサ１５０から
の検出信号は、コントローラ１６１に入力され、検出さ
れたＣＯ₂濃度が所定値以上の場合に、コントローラ１
６１は、車室内１３２のインストルメントパネルに設け
られた警報ランプ１６２を点灯させ、乗員に警告するよ
うにしている。ここでは、人体に影響を与えないように
所定値として２００００ｐｐｍとしている。尚、乗員へ
の警報手段として警報ランプ１６２に限らず、警報アラ
ームにしても良く、また両者の併用としても良い。

【００２９】次に、以上の構成に基づく作動について説
明する。

【００３０】室外機１２０の圧縮機１２１で高温高圧に
圧縮された冷媒は、ガスクーラ１２２で冷却され、冷媒
の熱が大気に放出される。膨張弁１２３で低圧に膨張さ
れた冷媒は、配管１１２を通り室内機１１０のエバポレ
ータ１１１に流入し、図示しない送風機により送風され
る空気を冷却する。エバポレータ１１１での冷却空気と
ヒータコアでの加熱空気は、混合され空調風としてイン
ストルメントパネルの吹出し口から運転席側の空間に吹
出す。エアバポレータ１１１で空気と熱交換した冷媒
は、再び配管１１２を通り、アキュムレータ１２４で気
液分離され、圧縮機１２１へ戻りこのサイクルを繰り返
す。

【００３１】この時、万一、ジョイント１１４のシール
部（Ｏリング１１３）から冷媒が洩れた場合、冷媒は蛇
腹カバー１４０内の空間部１４１に流出する。そして、
ＣＯ ₂センサ１５０により冷媒濃度が検出され、検出信
号がコントローラ１６１に入力される。この検出濃度が
所定値（上述した２００００ｐｐｍ）以上の場合に、コ
ントローラ１６１は、警報ランプ１６２を点灯させる。

【００３２】また、洩れた冷媒は、グロメット１４４に
設けられた隙間部１４４ａから、車室外１３３に流出さ
れる。

【００３３】以上の構成、作動より本実施形態の作用効
果について以下説明する。

【００３４】通常、製造工程におけるＯリング１１３の
噛み込みや、フロン等を冷媒として用いたものに対し
て、臨界点を越えるような高圧で作動されるＣＯ₂を冷
媒として用いた空調装置においては、Ｏリング１１３の
膨潤、劣化等によるジョイント１１４からの冷媒洩れの
可能性が高い。よって、室内機１１０内の冷媒流路とな
るエバポレータ１１１および配管１１２のすべてをカバ
ー部材で囲むのではなく、配管１１２を含むジョイント
１１４近傍を蛇腹カバー１４０で囲むようにしているの
で、冷媒洩れによる車室内１３２への流出防止を安価な
構成で対応できる。

【００３５】また、蛇腹カバー１４０によって形成され
る空間部１４１の容積を小さくでき、少量の洩れの場合
でも洩れた冷媒の濃度を相対的に高くできるので、ＣＯ
₂センサ１５０の応答性が高まり、すばやく冷媒洩れの
検出ができ、乗員に警告できる。

【００３６】更に、ＣＯ₂センサ１５０をジョイント１
１４の近傍に設けているので、冷媒洩れ検出の応答性を
向上できる。

【００３７】また、蛇腹カバー１４０は、ダッシュパネ
ル１３１まで到達するように延ばし、洩れた冷媒をグロ
メット１４４に設けた隙間部１４４ａから車室外１３３
に排出できるので、冷媒洩れに対する乗員への安全性を
向上できる。

【００３８】そして、カバー部材として長手方向に伸縮
性のある蛇腹カバー１４０を用いており、エバポレータ
１１１とダッシュパネル１３１との距離が異なる場合で
も、取り付けの自由度があるので、汎用性のある部材と
して対応できる。

【００３９】（第２実施形態）本発明の第２実施形態を
図３に示す。第２実施形態は、蛇腹カバー１４０をダッ
シュパネル１３１に到達させずに、配管１１２を含むジ
ョイント１１４近傍に設けるようにしたものである。こ
の場合、配管１１２が蛇腹カバー１４０を貫通する部位
にはパッキン１４２ａを設け、空間部１４１内の気密性
を確保するようにしている。

【００４０】これによれば、空間部１４１の容積を更に
小さくできジョイント１１４から流出する冷媒検出の応
答性を向上できる。

【００４１】（その他の実施形態）上記実施形態では、
車両用空調装置として説明したが、室内機、室外機に分
離される家庭用の空調装置に適用しても良い。

【００４２】また、ＣＯ₂センサ１５０の設置位置は、
ジョイント１１４の近傍に限定されるものではなく、Ｃ
Ｏ₂センサ１５０の搭載条件等によっては空間部１４１
内であれば任意の位置に設置しても良い。また、冷媒洩
れ検出の応答性を更に向上させるために、ＣＯ₂センサ
１５０を空間部１４１内に複数設けても良い。

【００４３】更に、カバー部材は、蛇腹カバー１４０に
限らず、各車両に合せたダクトタイプのものとしても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における全体構成を示す
模式図である。

【図２】図１におけるＡ部の拡大図である。

【図３】本発明の第２実施形態におけるカバー部材を示
す模式図である。

【図４】従来技術の室内機を示す模式図である。

【図５】従来技術のその他の室内機の例を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１００空調装置１１０室内機１１１エバポレータ（熱交換器）１１２配管１１３Ｏリング（シール部材）１１４ジョイント（接続部）１２０室外機１３１ダッシュパネル（区画壁）１３２車室内（室内）１３３車室外（室外）１３４貫通部１４０蛇腹カバー（カバー部材）１４１空間部１５０ＣＯ₂センサ（冷媒検出手段）１６０警報手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＯ₂を冷媒として内部に封入される室
内機（１１０）および室外機（１２０）を備え、前記室内機（１１０）内の熱交換器（１１１）と前記冷
媒が流通する配管（１１２）の一端とがシール部材（１
１３）を介して機械的に接続される接続部（１１４）を
有し、前記配管（１１２）の他端が、室内（１３２）と室外
（１３３）とを区画する区画壁（１３１）を貫通し、前
記室外機（１２０）に接続されて成る空調装置におい
て、前記熱交換器（１１１）と前記区画壁（１３１）との間
に設けられ、前記接続部（１１４）および前記配管（１
１２）を囲むカバー部材（１４０）と、前記カバー部材（１４０）の内側に形成される空間部
（１４１）に配置され、前記空間部（１４１）内のＣＯ
₂濃度を検出する冷媒検出手段（１５０）と、前記冷媒検出手段（１５０）の検出信号に基づいて警報
を発する警報手段（１６０）とを設けたことを特徴とす
る空調装置。
【請求項２】前記冷媒検出手段（１５０）は、前記接
続部（１１４）近傍に設けられたことを特徴とする請求
項１に記載の空調装置。
【請求項３】前記カバー部材（１４０）は、前記区画
壁（１３１）に到達するように設けられ、前記空間部（１４１）は、前記配管（１１２）の前記区
画壁（１３１）との貫通部（１３４）で前記室外（１３
３）と連通するようにしたことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２のいずれかに記載の空調装置。
【請求項４】前記カバー部材（１４０）は、長手方向
に伸縮自在な蛇腹カバー（１４０）としたことを特徴と
する請求項３に記載の空調装置。