JP2015158282A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可燃性冷媒を使用した空気調和装置において、運転時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知できるようにする。
【解決手段】空気調和装置１は、吸込口７３ａ、７４ａ及び天面部に吹出口７２ａが形成されたケーシング７１と、ケーシング７１内に収容された熱交換器２３及び送風機３６とを有している。そして、ここでは、ケーシング７１内の熱交換器２３の風下側に可燃性冷媒を検知する第１冷媒センサ３７を設けるようにしている。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気調和装置、特に、可燃性冷媒を使用した空気調和装置に関する。

従来より、Ｒ３２等の可燃性冷媒を使用した空気調和装置がある。このような空気調和装置として、特許文献１（特開２００２−９８３９３号公報）に示すように、床置きタイプの室内ユニットのケーシングの下部の外表面に冷媒センサを設けて、可燃性冷媒の漏洩を検知するものが提案されている。

上記特許文献１における冷媒センサの配置は、可燃性冷媒が室内に漏洩したことを検知できるようにすることを考慮したものである。しかし、空気調和装置の運転時には、送風機による空気の流れによって、可燃性冷媒が拡散してしまうため、可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知できない可能性がある。

本発明の課題は、可燃性冷媒を使用した空気調和装置において、運転時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知できるようにすることにある。

第１の観点にかかる空気調和装置は、吸込口及び天面部に吹出口が形成されたケーシングと、ケーシング内に収容された熱交換器及び送風機とを有しており、運転時に熱交換器に可燃性冷媒を流しつつ送風機を回転させて、吸込口からケーシング内に空気を取り込み、熱交換器において取り込まれた空気と可燃性冷媒との間の熱交換を行い、熱交換後の空気を吹出口からケーシング外に吹き出すように構成されている。そして、ここでは、ケーシング内の熱交換器の風下側に可燃性冷媒を検知する第１冷媒センサを設けるようにしている。

運転時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知できるようにするためには、ケーシング内において、送風機による空気の流れが集中し、かつ、漏洩した可燃性冷媒の大部分が通過する位置に、冷媒センサを配置することが好ましい。

そこで、ここでは、上記のように、ケーシング内において、可燃性冷媒が漏洩する可能性のある熱交換器の風下側に第１冷媒センサを設けるようにしている。

これにより、ここでは、運転時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知することができる。

第２の観点にかかる空気調和装置は、第１の観点にかかる空気調和装置において、送風機が、熱交換器の風下側に配置されており、第１冷媒センサが、送風機の風上側に配置されている。

ここでは、上記のように、熱交換器及び送風機を、ケーシング内における空気の流れに対して、熱交換器、送風機の順に配置し、第１冷媒センサを、熱交換器の風下側で、かつ、送風機の風上側に配置するようにしている。このため、第１冷媒センサによる可燃性冷媒の検知において、ケーシング外の可燃性冷媒が拡散した雰囲気の影響を受けにくくすることができる。

これにより、ここでは、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

第３の観点にかかる空気調和装置は、第２の観点にかかる空気調和装置において、第１冷媒センサが、熱交換器よりも送風機に近い位置に配置されている。

第４の観点にかかる空気調和装置は、第１の観点にかかる空気調和装置において、送風機が、熱交換器の風下側に配置されており、第１冷媒センサが、熱交換器よりも送風機に近い位置に配置されている。

ここでは、上記のように、第１冷媒センサを熱交換器よりも送風機に近い位置に配置するようにしている。このため、第１冷媒センサを熱交換器に近い位置に配置する場合に比べて、送風機による空気の流れの集中度合いを高めることができる。

これにより、ここでは、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

第５の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第４の観点にかかる空気調和装置のいずれかにおいて、送風機が、プロペラ型の羽根車を有しており、第１冷媒センサが、羽根車の外周縁の近傍に配置されている。

ここでは、上記のように、第１冷媒センサを、プロペラ型の羽根車の外周縁の近傍に配置するようにしている。このため、ケーシング内で空気の風速が最も大きくなる位置で、第１冷媒センサによる可燃性冷媒の検知を行うことができる。

これにより、ここでは、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

第６の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第５の観点にかかる空気調和装置のいずれかにおいて、吸込口が、ケーシングの側面部のうち吹出口よりも下側に形成されており、ケーシングの底面部には、可燃性冷媒を検知する第２冷媒センサがさらに設けられている。

ここでは、上記のように、吸込口がケーシングの側面部のうち吹出口よりも下側に形成された構造、すなわち、下方からケーシング内に空気を取り込んで上方からケーシング外に空気を吹き出す上吹き型構造を採用している。このため、停止時に可燃性冷媒が漏洩した場合には、比重の大きい可燃性冷媒がケーシングの底面部付近に滞留してしまい、熱交換器の風下側に設けられた第１冷媒センサでは、停止時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知することができない。

そこで、ここでは、上記のように、上吹き型構造のケーシングを採用するにあたり、ケーシングの底面部に第２冷媒センサをさらに設けるようにしている。

これにより、ここでは、停止時の可燃性冷媒の漏洩も速やかに検知することができる。

第７の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第５の観点にかかる空気調和装置のいずれかにおいて、第１冷媒センサが可燃性冷媒を検知した場合には、熱交換器に可燃性冷媒を流さない状態で、送風機を回転させる。

第８の観点にかかる空気調和装置は、第６の観点にかかる空気調和装置において、第１冷媒センサ又は第２冷媒センサが可燃性冷媒を検知した場合には、熱交換器に可燃性冷媒を流さない状態で、送風機を回転させる。

ここでは、上記のように、第１冷媒センサや第２冷媒センサが可燃性冷媒を検知した場合には、熱交換器に可燃性冷媒を流さない状態で、送風機を回転させるようにしている。すなわち、運転時に可燃性冷媒の漏洩を検知した場合には、圧縮機を停止させる等によって熱交換器に冷媒を流さない状態にするとともに、送風機の運転を継続して、可燃性冷媒をケーシング外に拡散させるようにしている。また、停止時に可燃性冷媒の漏洩を検知した場合には、圧縮機の停止を維持する等によって熱交換器に冷媒を流さない状態を維持するとともに、送風機の運転を行って、可燃性冷媒をケーシング外に拡散させるようにしている。

これにより、ここでは、可燃性冷媒の漏洩を検知した場合には、可燃性冷媒をケーシング外に速やかに拡散させて、漏洩した可燃性冷媒の濃度を薄めて発火条件に至らないようにすることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の観点にかかる空気調和装置では、運転時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知することができる。

第２の観点にかかる空気調和装置では、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

第３及び第４の観点にかかる空気調和装置では、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

第５の観点にかかる空気調和装置では、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

第６の観点にかかる空気調和装置では、停止時の可燃性冷媒の漏洩も速やかに検知することができる。

第７及び第８の観点にかかる空気調和装置では、可燃性冷媒の漏洩を検知した場合には、可燃性冷媒をケーシング外に速やかに拡散させて、漏洩した可燃性冷媒の濃度を薄めて発火条件に至らないようにすることができる。

本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。 空気調和装置の制御ブロック図である。 室外ユニットの概観斜視図（ファングリルを取り除いた状態）である。 室外ユニットの正面図（前側板を取り除いた状態）である。 可燃性冷媒機外拡散制御のフローチャートである。

以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる空気調和装置の実施形態の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）空気調和装置の基本構成
＜全体＞
図１は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置１の概略構成図である。

空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の空調に使用される装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット４とが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット２と室内ユニット４とは、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続されている。すなわち、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット４とが冷媒連絡管５、６を介して接続されることによって構成されている。ここで、冷媒回路１０には、冷媒として、Ｒ３２等の特定条件下で発火の可能性がある冷媒（以下、「可燃性冷媒」とする）が封入されている。

＜室内ユニット＞
室内ユニット４は、室内に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成している。この室内ユニット４は、主として、室内熱交換器４１を有している。

室内熱交換器４１は、冷房運転時には可燃性冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には可燃性冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器４１の液側は液冷媒連絡管５に接続されており、室内熱交換器４１のガス側はガス冷媒連絡管６に接続されている。

室内ユニット４は、室内ユニット４内に室内空気を取り込み、室内熱交換器４１において取り込まれた室内空気と可燃性冷媒との間の熱交換を行い、熱交換後の空気を供給空気として室内ユニット４外（すなわち、室内）に吹き出すための室内ファン４２（送風機）を有している。すなわち、室内ユニット４は、室内熱交換器４１を流れる可燃性冷媒の加熱源又は冷却源としての室内空気を室内熱交換器４１に供給する送風機として、室内ファン４２を有している。ここでは、室内ファン４２（送風機）として、室内ファン用モータ４２ａによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等が使用されている。

また、室内ユニット４は、室内ユニット４を構成する各部の動作を制御する室内側制御部４９を有している。そして、室内側制御部４９は、室内ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット４を個別に操作するためのリモートコントローラ（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット２との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、室外に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２６と、液側閉鎖弁２７と、ガス側閉鎖弁２８とを有している。

圧縮機２１は、冷凍サイクルの低圧の可燃性冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。圧縮機２１は、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）を圧縮機用モータ２１ａによって回転駆動する密閉式構造となっている。圧縮機２１は、吸入側に吸入管３１が接続されており、吐出側に吐出管３２が接続されている。吸入管３１は、圧縮機２１の吸入側と四路切換弁２２とを接続する冷媒管である。吐出管３２は、圧縮機２１の吐出側と四路切換弁２２とを接続する冷媒管である。

四路切換弁２２は、冷媒回路１０における可燃性冷媒の流れの方向を切り換えるための切換弁である。四路切換弁２２は、冷房運転時には、室外熱交換器２３を圧縮機２１において圧縮された可燃性冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器４１を室外熱交換器２３において放熱した可燃性冷媒の蒸発器として機能させる冷房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁２２は、冷房運転時には、圧縮機２１の吐出側（ここでは、吐出管３２）と室外熱交換器２３のガス側（ここでは、第１ガス冷媒管３３）とが接続される（図１の四路切換弁２２の実線を参照）。しかも、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管３１）とガス冷媒連絡管６側（ここでは、第２ガス冷媒管３４）とが接続される（図１の四路切換弁２２の実線を参照）。また、四路切換弁２２は、暖房運転時には、室外熱交換器２３を室内熱交換器４１において放熱した可燃性冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、室内熱交換器４１を圧縮機２１において圧縮された可燃性冷媒の放熱器として機能させる暖房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁２２は、暖房運転時には、圧縮機２１の吐出側（ここでは、吐出管３２）とガス冷媒連絡管６側（ここでは、第２ガス冷媒管３４）とが接続される（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。しかも、圧縮機２１の吸入側（ここでは、吸入管３１）と室外熱交換器２３のガス側（ここでは、第１ガス冷媒管３３）とが接続される（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。ここで、第１ガス冷媒管３３は、四路切換弁２２と室外熱交換器２３のガス側とを接続する冷媒管である。第２ガス冷媒管３４は、四路切換弁２２とガス側閉鎖弁２８とを接続する冷媒管である。

室外熱交換器２３は、冷房運転時には室外空気を冷却源とする可燃性冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には室外空気を加熱源とする可燃性冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２３は、液側が液冷媒管３５に接続されており、ガス側が第１ガス冷媒管３３に接続されている。液冷媒管３５は、室外熱交換器２３の液側と液冷媒連絡管５側とを接続する冷媒管である。

膨張弁２６は、冷房運転時には、室外熱交換器２３において放熱した冷凍サイクルの高圧の可燃性冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧する弁である。また、膨張弁２６は、暖房運転時には、室内熱交換器４１において放熱した冷凍サイクルの高圧の可燃性冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧する弁である。膨張弁２６は、液冷媒管３５の液側閉鎖弁２７寄りの部分に設けられている。ここでは、膨張弁２６として、電動膨張弁が使用されている。

液側閉鎖弁２７及びガス側閉鎖弁２８は、外部の機器・配管（具体的には、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２７は、液冷媒管３５の端部に設けられている。ガス側閉鎖弁２８は、第２ガス冷媒管３４の端部に設けられている。

室外ユニット２は、室外ユニット２内に室外空気を取り込み、室外熱交換器２３において取り込まれた室外空気と可燃性冷媒との間の熱交換を行い、熱交換後の空気を排出空気として室外ユニット２外（すなわち、室外）に吹き出すための室外ファン３６（送風機）を有している。すなわち、室外ユニット２は、室外熱交換器２３を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を室外熱交換器２３に供給する送風機として、室外ファン３６を有している。ここでは、室外ファン３６（送風機）として、室外ファン用モータ３６ａによって駆動されるプロペラファンが使用されている。

また、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部２９を有している。そして、室外側制御部２９は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリや圧縮機モータ２１ａを制御するインバータ装置等を有しており、室内ユニット４の室内側制御部４９との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。さらに、室外ユニット２には、可燃性冷媒を検知する冷媒センサ３７、３８が設けられているが、冷媒センサ３７、３８の配置等の詳細については、後述するものとする。

＜冷媒連絡管＞
冷媒連絡管５、６は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。

＜制御部＞
室内ユニット４の室内側制御部４９と室外ユニット２の室外側制御部２９とは、図１に示すように、空気調和装置１全体の運転制御を行う制御部８を構成している。制御部８は、図２に示すように、冷媒センサ３７、３８を含む各種センサ類の検出信号を受けることができるように接続されている。そして、制御部８は、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁２１ａ、２２、２６、３６ａ、４２ａを制御することによって、冷房運転や暖房運転等の各種運転を行うことができるように構成されている。ここで、図２は、空気調和装置１の制御ブロック図である。

以上のように、空気調和装置１は、室内ユニット４が冷媒連絡管５、６を介して室外ユニット２に接続されることによって構成される冷媒回路１０を有している。この冷媒回路１０には、冷媒として、Ｒ３２等の可燃性冷媒が封入されている。また、空気調和装置１は、室外ユニット２に熱交換器としての室外熱交換器２３、及び、送風機としての室外ファン３６を有しており、室内ユニット４に熱交換器としての室内熱交換器４１、及び、送風機としての室内ファン４２を有している。そして、空気調和装置１では、制御部８によって、以下のような運転及び制御が行われるようになっている。

（２）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１の運転（冷房運転及び暖房運転）の基本動作について、図１を用いて説明する。

＜冷房運転＞
図示しないリモートコントローラ等から冷房運転の指示がなされると、四路切換弁２２が冷房サイクル状態（図１の四路切換弁２２の実線で示された状態）に切り換えられて、圧縮機２１、室外ファン３６及び室内ファン４２が起動する。

すると、冷媒回路１０内の低圧のガス状態の可燃性冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス状態の可燃性冷媒となる。この高圧のガス状態の可燃性冷媒は、四路切換弁２２を経由して室外熱交換器２３（熱交換器）に送られる。室外熱交換器２３に送られた高圧のガス状態の可燃性冷媒は、可燃性冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器２３において、室外ファン３６（送風機）によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液状態の可燃性冷媒となる。この高圧の液状態の可燃性冷媒は、膨張弁２６によって減圧されて、低圧の気液二相状態の可燃性冷媒となる。この低圧の気液二相状態の可燃性冷媒は、液冷媒連絡管５を経由して、室外ユニット２から室内ユニット４に送られる。

室内ユニット４に送られた低圧の気液二相状態の可燃性冷媒は、室内熱交換器４１（熱交換器）に送られる。室内熱交換器４１に送られた低圧の気液二相状態の可燃性冷媒は、可燃性冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器４１において、室内ファン４２（送風機）によって供給される室内空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス状態の可燃性冷媒となる。この低圧のガス状態の可燃性冷媒は、ガス冷媒連絡管６を経由して、室内ユニット４から室外ユニット２に送られる。

室外ユニット２に送られた低圧のガス状態の可燃性冷媒は、四路切換弁２２を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。

＜暖房運転＞
図示しないリモートコントローラ等から暖房運転の指示がなされると、四路切換弁２２が暖房サイクル状態（図１の四路切換弁２２の破線で示された状態）に切り換えられて、圧縮機２１、室外ファン３６及び室内ファン４２が起動する。

すると、冷媒回路１０内の低圧のガス状態の可燃性冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス状態の可燃性冷媒となる。この高圧のガス状態の可燃性冷媒は、四路切換弁２２及びガス冷媒連絡管６を経由して、室外ユニット２から室内ユニット４に送られる。

室内ユニット４に送られた高圧のガス状態の可燃性冷媒は、室内熱交換器４１（熱交換器）に送られる。室内熱交換器４１に送られた高圧のガス状態の可燃性冷媒は、可燃性冷媒の放熱器として機能する室内熱交換器４１において、室内ファン４２（送風機）によって供給される室内空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液状態の可燃性冷媒となる。この高圧の液状態の可燃性冷媒は、液冷媒連絡管５を経由して、室内ユニット４から室外ユニット２に送られる。

室内ユニットに送られた高圧の液状態の可燃性冷媒は、膨張弁２６によって減圧されて、低圧の気液二相状態の可燃性冷媒となる。この低圧の気液二相状態の可燃性冷媒は、室外熱交換器２３（熱交換器）に送られる。室外熱交換器２３に送られた低圧の気液二相状態の可燃性冷媒は、可燃性冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器２３において、室外ファン３６（送風機）によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス状態の可燃性冷媒となる。この低圧のガス状態の可燃性冷媒は、四路切換弁２２を経由して、再び、圧縮機２１に吸入される。

（３）室外ユニットの構造、冷媒センサの配置、及び、可燃性冷媒機外拡散制御
＜室外ユニットの構造＞
次に、空気調和装置１を構成する室外ユニット２の構造について、図１〜図４を用いて説明する。ここで、図３は、室外ユニット２の概観斜視図（ファングリル７８を取り除いた状態）であり、図４は、室外ユニット２の正面図（前側板７５を取り除いた状態）である。尚、以下の説明における「前」、「後」、「左」及び「右」は、前側板７５側から室外ユニット２を見た場合を基準とする。また、図３及び図４においては、室外熱交換器２３及び室外ファン３６以外の機器の図示を省略している。

室外ユニット２は、下方からケーシング７１内に空気を取り込んで上方からケーシング７１外に空気を吹き出す上吹き型構造のものである。

ケーシング７１は、ここでは、略直方体形状の箱体であり、主として、ケーシング７１の天面部を構成する天面板７２と、ケーシング７１の側面部を構成する左側面板７３、右側面板７４、前側面板７５及び後側面板７６と、ケーシング７１の底面部を構成する底面板７７とを有している。天面板７２は、主として、ケーシング７１の天面部を構成する部材であり、略中央に吹出口７２ａが形成された平面視が略長方形状の板状部材である。天面板７２には、吹出口７２ａを上方から覆うようにファングリル７８が設けられている。左側面板７３は、主として、ケーシング７１の左側面部を構成する部材であり、天面板７２の左縁から下方に延びる側面視が略長方形状の板状部材である。左側面板７３には、上部を除くほぼ全体に吸込口７３ａが形成されている。右側面板７４は、主として、ケーシング７１の右側面部を構成する部材であり、天面板７２の右縁から下方に延びる側面視が略長方形状の板状部材である。右側面板７４には、上部を除くほぼ全体に吸込口７４ａが形成されている。前側面板７５は、主として、ケーシング７１の前側面部を構成する部材であり、天面板７２の前縁から下方向に順に配置された側面視が略長方形状の板状部材である。後側面板７６は、主として、ケーシング７１の後側面部を構成する部材であり、天面板７２の後縁から下方向に順に配置された側面視が略長方形状の板状部材から構成されている。後側面板７６には、上部を除くほぼ全体に吸込口７６ａが形成されている。底面板７７は、主として、ケーシング７１の底面部を構成する部材であり、平面視が略長方形状の板状部材である。すなわち、ケーシング７１には、吸込口７３ａ、７４ａ、７６ａ及び吹出口７２ａが形成されている。そして、ここでは、吹出口７２ａが、ケーシング７１の天面部（ここでは、天面板７２）に形成されており、吸込口７３ａ、７４ａ、７６ａが、ケーシング７１の側面部（ここでは、左側面板７３、右側面板７４、前側面板７５及び後側面板７６）のうち吹出口７２ａよりも下側に形成されている。尚、ここで、吹出口７２ａは、ケーシング７１の天面部を構成する天面板７２に上方に向かう開口として形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、吹出口７２ａをケーシング７１の側面部の構成する側面板７３〜７６の上部に横方に向かう開口として形成してもよい。この場合、側面板７３〜７６の上部も、ケーシング７１の天面部を構成することになる。

このようなケーシング７１は、熱交換器としての室外熱交換器２３、及び、送風機としての室外ファン３６を含む各種機器を収容している。そして、空気調和装置１では、室外ユニット２において、上述の冷房運転や暖房運転等の運転時に熱交換器としての室外熱交換器２３に可燃性冷媒を流しつつ送風機としての室外ファン３６を回転させて、吸込口７３ａ、７４ａ、７６ａからケーシング７１内に空気（ここでは、室外空気）を取り込み、熱交換器としての室外熱交換器２３において取り込まれた空気（ここでは、室外空気）と可燃性冷媒との間の熱交換を行い、熱交換後の空気（ここでは、室外空気）を吹出口７２ａからケーシング７１外に吹き出すように構成されている。ここで、熱交換器としての室外熱交換器２３は、平面視が略Ｕ字形状の熱交換器であり、吸込口７３ａ、７４ａ、７６ａに対向するように配置されている。また、送風機としての室外ファン３６は、熱交換器としての室外熱交換器２３の風下側、ここでは、室外熱交換器２３の上側に配置されている。ここで、送風機としての室外ファン３６は、プロペラ型の羽根車３６ｂと、羽根車３６ｂを回転駆動する室外ファンモータ３６ａとを有している。また、室外ファンモータ３６ａは、モータ支持台７９を介してケーシング７１に支持されており、羽根車３６ｂは、室外ファンモータ３６ａから回転軸線Ｏ−Ｏに沿って上方に延びる回転軸に連結されている。

＜冷媒センサの配置＞
Ｒ３２等の可燃性冷媒を使用した空気調和装置１では、室外ユニット２において、運転時に可燃性冷媒の漏洩が発生するおそれがある。例えば、圧縮機２１の故障等で異常振動が発生して、熱交換器としての室外熱交換器２３の伝熱管や冷媒管が損傷する場合があるからである。このため、従来からも提案されているように、空気調和装置１に可燃性冷媒の漏洩を検知するための冷媒センサを設けることが好ましい。

しかし、従来の冷媒センサの配置では、空気調和装置の運転時に送風機による空気の流れによって、可燃性冷媒が拡散してしまうため、可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知できない可能性がある。

そこで、まず、ここでは、図３及び図４に示すように、ケーシング７１内の熱交換器としての室外熱交換器２３の風下側に可燃性冷媒を検知する第１冷媒センサ３７を設けるようにしている。ここで、ケーシング７１内の熱交換器としての室外熱交換器２３の風下側に可燃性冷媒を検知する第１冷媒センサ３７を設けるようにしているのは、運転時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知できるようにするには、ケーシング７１内において、送風機としての室外ファン３６による空気（ここでは、室外空気）の流れが集中し、かつ、漏洩した可燃性冷媒の大部分が通過する位置に、冷媒センサを配置することが好ましいからである。

これにより、ここでは、運転（冷房運転や暖房運転等）時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知することができる。ここで、可燃性冷媒は比重が大きいため、ケーシング７１の底面部（底面板７７）付近に滞留しやすい傾向にある。このため、第１冷媒センサ３７をケーシング７１の底面部（底面板７７）付近のような室外熱交換器２３の風下側以外の位置に配置すると、運転（冷房運転や暖房運転等）時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知できないおそれがある。しかし、ここでは、上記のように、第１冷媒センサ３７をケーシング７１の天面部（ここでは、天面板７２）付近の室外熱交換器２３の風下側の位置に配置しているため、運転（冷房運転や暖房運転等）時に空気の流れを集中させることで可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知することができる。

また、ここでは、図３及び図４に示すように、第１冷媒センサ３７を、送風機としての室外ファン３６の風上側に配置するようにしている。すなわち、ここでは、熱交換器としての室外熱交換器２３及び送風機としての室外ファン３６を、ケーシング７１内における空気（ここでは、室外空気）の流れに対して、熱交換器としての室外熱交換器２３、送風機としての室外ファン３６の順に配置し、第１冷媒センサ３７を、熱交換器としての室外熱交換器２３の風下側で、かつ、送風機としての室外ファン３６の風上側に配置するようにしている。このため、第１冷媒センサ３６による可燃性冷媒の検知において、ケーシング７１外の可燃性冷媒が拡散した雰囲気（ここでは、吹出口７２ａを通じてのケーシング７１外の雰囲気）の影響を受けにくくすることができる。尚、ここでは、第１冷媒センサ３７は、モータ支持台７９に取り付けられている。

これにより、ここでは、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

また、ここでは、図４に示すように、第１冷媒センサ３７を、熱交換器としての室外熱交換器２３よりも送風機としての室外ファン３６（具体的には、羽根車３６ｂ）に近い位置に配置するようにしている。このため、第１冷媒センサ３６を熱交換器としての室外熱交換器２３に近い位置に配置する場合に比べて、送風機としての室外ファン３６による空気（ここでは、室外空気）の流れの集中度合いを高めることができる。

これにより、ここでは、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

また、ここでは、図４に示すように、第１冷媒センサ３７を、送風機としての室外ファン３６を構成するプロペラ型の羽根車３６ｂの外周縁の近傍に配置するようにしている。ここで、第１冷媒センサ３７は、羽根車３６ｂの平面視における半径をｒとして、羽根車３６ｂの外周縁（すなわち、半径ｒの周方向位置）から内周側に０．２５ｒの範囲内に、又は、羽根車３６ｂの外周縁（すなわち、半径ｒの周方向位置）から外周側に０．２５ｒの範囲内に第１冷媒センサ３７を配置することが好ましい。ここでは、第１冷媒センサ３７を、羽根車３６ｂの外周縁（すなわち、半径ｒの周方向位置）から内周側に０．２５ｒの範囲内に配置するようにしている。このため、ケーシング７１内で空気（ここでは、室外空気）の風速が最も大きくなる位置で、第１冷媒センサ３７による可燃性冷媒の検知を行うことができる。

これにより、ここでは、可燃性冷媒の漏洩の検知精度を高めることができる。

また、空気調和装置１では、室外ユニット２において、停止時にも可燃性冷媒の漏洩が発生するおそれがある。例えば、運転時に可燃性冷媒が漏洩してそのまま運転を停止した場合や、輸送、搬入、据付時の作業で熱交換器としての室外熱交換器２３の伝熱管や冷媒管が損傷する場合があるからである。

しかし、ここでは、吹出口７２ａがケーシング７１の天面部（ここでは、天面板７２）に形成されており、吸込口７３ａ、７４ａ、７６ａがケーシング７１の側面部（ここでは、左側面板７３、右側面板７４、前側面板７５及び後側面板７６）のうち吹出口７２ａよりも下側に形成された構造、すなわち、下方からケーシング７１内に空気（ここでは、室外空気）を取り込んで上方からケーシング７１外に空気（ここでは、室外空気）を吹き出す上吹き型構造を採用している。このため、停止時に可燃性冷媒が漏洩した場合には、比重の大きい可燃性冷媒がケーシング７１の底面部（底面板７７）付近に滞留してしまい、熱交換器としての室外熱交換器２３の風下側に設けられた第１冷媒センサ３７では、停止時の可燃性冷媒の漏洩を速やかに検知することができない。

そこで、ここでは、図３及び図４に示すように、上吹き型構造のケーシング７１を採用するにあたり、ケーシング７１の底面部（底面板７７付近）に第２冷媒センサ３８をさらに設けるようにしている。尚、ここでは、第２冷媒センサ３８は、底面板７７よりも少し上方の位置に配置されている。

これにより、ここでは、停止時の可燃性冷媒の漏洩も速やかに検知することができる。

＜可燃性冷媒機外拡散制御＞
上記の第１冷媒センサ３７や第２冷媒センサ３８によって可燃性冷媒の漏洩を検知した場合には、可燃性冷媒をケーシング７１外に速やかに拡散させて、漏洩した可燃性冷媒の濃度を薄めて発火条件に至らないようにすることが好ましい。

そこで、ここでは、第１冷媒センサ３７又は第２冷媒センサ３８が可燃性冷媒を検知した場合には、熱交換器としての室外熱交換器２３に可燃性冷媒を流さない状態で、送風機としての室外ファン３６を回転させる可燃性冷媒機外拡散制御を行うようにしている。

次に、可燃性冷媒機外拡散制御について、図１〜図５を用いて説明する。ここで、図５は、可燃性冷媒機外拡散制御のフローチャートである。尚、可燃性冷媒機外拡散制御は、制御部８によって行われる。

具体的には、まず、ステップＳＴ１において、第１冷媒センサ３７又は第２冷媒センサ３８が可燃性冷媒を検知したかどうかを判定する。ここでは、運転時には、第１冷媒センサ３７が可燃性冷媒を検知する可能性が高く、停止時には、第２冷媒センサ３８が可燃性冷媒を検知する可能性が高い。そして、ステップＳＴ１において、可燃性冷媒が検知された場合には、ステップＳＴ２の処理に移行する。

次に、ステップＳＴ２において、現在の空気調和装置１の状態が運転時であるか停止時であるかを判定する。そして、ステップＳＴ２において、現在の空気調和装置１の状態が運転時である場合には、ステップＳＴ３の処理に移行し、現在の空気調和装置１の状態が停止時である場合には、ステップＳＴ４の処理に移行する。

次に、ステップＳＴ３において、熱交換器としての室外熱交換器２３に可燃性冷媒を流さない状態で、送風機としての室外ファン３６を回転させる。具体的には、圧縮機２１を停止させる等によって熱交換器としての室外熱交換器２３に冷媒を流さない状態にするとともに、送風機としての室外ファン３６の運転を継続する。これにより、可燃性冷媒をケーシング７１外に拡散させることができる。このとき、可燃性冷媒の拡散を促進するために、室外ファン３６を最大回転数で運転することが好ましい。また、ステップＳＴ４においても、熱交換器としての室外熱交換器２３に可燃性冷媒を流さない状態で、送風機としての室外ファン３６を回転させる。具体的には、圧縮機２１の停止を維持する等によって熱交換器としての室外熱交換器２３に冷媒を流さない状態を維持するとともに、送風機としての室外ファン３６の運転を行う。これにより、可燃性冷媒をケーシング７１外に拡散させることができる。このときにも、可燃性冷媒の拡散を促進するために、室外ファン３６を最大回転数で運転することが好ましい。

（４）変形例
＜Ａ＞
上記実施形態では、熱交換器としての室外熱交換器２３が、平面視が略Ｕ字形状の熱交換器であるが、これに限定されるものではない。例えば、側面視が略Ｖ字形状の熱交換器等のように他の形状の熱交換器であってもよい。

＜Ｂ＞
上記実施形態及びその変形例では、室外ユニット２に対して冷媒センサ３７、３８を設けた例を説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、室内ユニット４に対して冷媒センサ３７、３８を設けるようにしてもよい。例えば、室内ユニット４が、下方からケーシング内に空気（ここでは、室内空気）を取り込んで上方からケーシング外に空気（ここでは、室内空気）を吹き出す構造の床置き型の室内ユニットである場合には、本発明の冷媒センサ３７、３８と同様の配置を採用することができる。

＜Ｃ＞
上記実施形態やその変形例では、空気調和装置１の冷媒回路１０が四路切換弁２２によって冷房運転及び暖房運転を切り換えて行うことが可能であるが、これに限定されるものではない。例えば、冷房運転専用や暖房運転専用の冷媒回路を有する空気調和装置にも本発明を適用可能である。

本発明は、可燃性冷媒を使用した空気調和装置に対して、広く適用可能である。

１ 空気調和装置
２３ 室外熱交換器（熱交換器）
３６ 室外ファン（送風機）
３６ｂ 羽根車
３７ 第１冷媒センサ
３８ 第２冷媒センサ
７１ ケーシング
７２ 天面板（天面部）
７２ａ 吹出口
７３ 左側面板（側面部）
７３ａ 吸込口
７４ 右側面板（側面部）
７４ａ 吸込口
７５ 前側面板（側面部）
７６ 後側面板（側面部）
７６ａ 吸込口
７７ 底面板（底面部）

特開２００２−９８３９３号公報

Claims (8)

1. 吸込口（７３ａ、７４ａ、７６ａ）及び天面部に吹出口（７２ａ）が形成されたケーシング（７１）と、前記ケーシング内に収容された熱交換器（２３）及び送風機（３６）とを備えており、運転時に前記熱交換器に可燃性冷媒を流しつつ前記送風機を回転させて、前記吸込口から前記ケーシング内に空気を取り込み、前記熱交換器において前記取り込まれた空気と前記可燃性冷媒との間の熱交換を行い、前記熱交換後の空気を前記吹出口から前記ケーシング外に吹き出すように構成された空気調和装置において、
   前記ケーシング内の前記熱交換器の風下側に前記可燃性冷媒を検知する第１冷媒センサ（３７）を設けた、
   空気調和装置（１）。
2. 前記送風機（３６）は、前記熱交換器（２３）の風下側に配置されており、
   前記第１冷媒センサ（３７）は、前記送風機の風上側に配置されている、
   請求項１に記載の空気調和装置（１）。
3. 前記第１冷媒センサ（３７）は、前記熱交換器（２３）よりも前記送風機（３６）に近い位置に配置されている、
   請求項２に記載の空気調和装置（１）。
4. 前記送風機（３６）は、前記熱交換器（２３）の風下側に配置されており、
   前記第１冷媒センサ（３７）は、前記熱交換器よりも前記送風機に近い位置に配置されている、
   請求項１に記載の空気調和装置（１）。
5. 前記送風機（３６）は、プロペラ型の羽根車（３６ｂ）を有しており、
   前記第１冷媒センサ（３７）は、前記羽根車の外周縁の近傍に配置されている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置（１）。
6. 前記吸込口（７３ａ、７４ａ、７６ａ）は、前記ケーシングの側面部（７３〜７６）のうち前記吹出口（７２ａ）よりも下側に形成されており、
   前記ケーシングの底面部（７７）には、前記可燃性冷媒を検知する第２冷媒センサ（３８）がさらに設けられている、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和装置（１）。
7. 前記第１冷媒センサ（３７）が前記可燃性冷媒を検知した場合には、前記熱交換器（２３）に前記可燃性冷媒を流さない状態で、前記送風機（３６）を回転させる、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和装置（１）。
8. 前記第１冷媒センサ（３７）又は前記第２冷媒センサ（３８）が前記可燃性冷媒を検知した場合には、前記熱交換器（２３）に前記可燃性冷媒を流さない状態で、前記送風機（３６）を回転させる、
   請求項６に記載の空気調和装置（１）。

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