JP2016038107A - ヒートポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能を維持できない場合に対する可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成を提示する。【解決手段】室外ファンを備えたヒートポンプは、室外ファンの回転数に関する信号を検知する回転数信号検知部を備え、室外ファンの駆動を指令する室外ファン駆動指令を受け付けた場合に、回転数信号検知部を用いて室外ファンの回転数を検出し、検出した回転数が予め定めた所定の目標回転数以下のときに当該ヒートポンプの運転を停止する。【選択図】図５

Description

本発明は、室外ファンを備えたヒートポンプに関する。

ヒートポンプは、一般的に、圧縮機により冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮して第１熱交換器（例えば室外熱交換器）または第２熱交換器（例えば室内熱交換器）を介して冷媒から凝縮熱を放出させ、凝縮した冷媒を膨張弁により減圧膨張させ、減圧膨張させた冷媒を蒸発させて第２熱交換器または第１熱交換器を介して冷媒に蒸発熱を吸熱させ、蒸発させた冷媒を再び圧縮機に吸入するように構成されている。このようなヒートポンプは、通常、第１熱交換器（例えば室外熱交換器）の周囲の空気を流通させる室外ファンを備えている。

ところで、近年、オゾン層保護や地球温暖化抑制という観点から、次世代冷媒の選定に世界的な関心が高まっている。ヒートポンプに使用される冷媒は、フロン系の冷媒として、かつてのＣＦＣ（クロロフルオロカーボン：Ｃｈｌｏｒｏ Ｆｌｕｏｒｏ Ｃａｒｂｏｎ）から、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカ−ボン：Ｈｙｄｒｏ Ｃｈｌｏｒｏ Ｆｌｕｏｒｏ Ｃａｒｂｏｎ）を経て、現在は、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン：Ｈｙｄｒｏ Ｆｌｕｏｒｏ Ｃａｒｂｏｎ）、中でも地球温暖化係数が比較的大きい冷媒（例えば冷媒番号Ｒ４０７Ａ，Ｒ４１０Ａといった混合冷媒）から、地球温暖化係数が比較的小さい冷媒（例えば冷媒番号Ｒ３２といった単一冷媒）に移行しつつあり、さらには非フロン系の冷媒への転換が要求されている。

フロン系の冷媒は、地球温暖化係数が小さいほど、可燃性を示す傾向にあり、また、非フロン系の冷媒の中にも可燃性のものがあり、安全に配慮する必要がある。すなわち、冷媒として可燃性冷媒を用いる場合、ヒートポンプから可燃性冷媒が漏れると、漏れた可燃性冷媒の着火が懸念される。例えば、冷媒として微燃性冷媒であるＲ３２を用いる場合、Ｒ３２は、他のフロンガスと同様、空気より重いことから、底部（床面近傍）にたまる傾向がある。このように、漏れた可燃性冷媒が室内や底部に充満すると、着火濃度に至る可能性がある。このことは、ヒートポンプが窪地、地下室や密閉された部屋において設置され、或いは／さらに、無風状態の場合に特に顕著となる。

この点に関し、特許文献１は、可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成として、火花が発生する可能性がある部材の設置構成を開示している。

特許第３２３７２１８号公報

ところで、冷媒として可燃性冷媒を用いたヒートポンプから可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合において、室外ファンを駆動している場合には、漏れた可燃性冷媒は、室外ファンの換気作用により拡散し易く、着火濃度に達することを回避することができるものの、室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により停止してしまうと、ヒートポンプの設置状況や設置環境によっては、漏れた可燃性冷媒が着火濃度に達するまでヒートポンプの周辺に滞留するおそれがある。

しかしながら、特許文献１は、室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能を維持できない場合において可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成については何も開示していない。

そこで、本発明は、室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能を維持できない場合において可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成を提示することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、室外ファンを備えたヒートポンプであって、前記室外ファンの回転数に関する信号を検知する回転数信号検知部を備え、前記室外ファンの駆動を指令する室外ファン駆動指令を受け付けた場合に、前記回転数信号検知部を用いて前記室外ファンの回転数を検出し、検出した前記回転数が予め定めた所定の目標回転数以下のときに当該ヒートポンプの運転を停止することを特徴とするヒートポンプを提供する。

本発明において、前記室外ファン駆動指令を受け付けた時点から予め定めた所定の時間が経過した後に、前記回転数信号検知部を用いて検出した前記回転数が前記目標回転数以下か否かを判定する回転数判定を開始する態様を例示できる。

本発明において、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動源または当該ヒートポンプを構成する電装品と、前記冷媒が流れる冷媒機器とを有する室外機を備え、前記室外機の内部を、前記駆動源を設置した空間である駆動源設置空間または前記電装品を設置した空間である電装品設置空間から、前記冷媒機器を設置した空間である冷媒機器設置空間を経て、前記室外ファン側へ換気風を流す構成とした態様を例示できる。

本発明において、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動源または当該ヒートポンプを構成する電装品と、前記冷媒が流れる冷媒機器とを有する室外機を備え、前記室外機の内部に、前記駆動源を設置した空間である駆動源設置空間または前記電装品を設置した空間である電装品設置空間から、前記冷媒機器を設置した空間である冷媒機器設置空間に換気風を送風する換気ファンを設けた態様を例示できる。

本発明によると、室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能を維持できない場合において可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成を提示することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るヒートポンプにおける冷媒回路の一例を示す概略ブロック図である。 本実施の形態に係るヒートポンプを構成する室外機の概略構成を示す図であって、（ａ）は、その背面側の内部構造図であり、（ｂ）は、その背面図であり、（ｃ）は、その正面図である。 本実施の形態に係るヒートポンプを構成する室外機の概略構成を示す図であって、（ａ）は、その平面図であり、（ｂ）は、その左側面図であり、（ｃ）は、その右側面図である。 図１から図３に示す室外機に適用した本実施の形態に係る制御構成を示すシステムブロック図である。 室外機における制御装置による第１実施形態に係る制御動作の一例を示すフローチャートである。 室外機における制御装置による第２実施形態に係る制御動作の一例を示すフローチャートである。 室外機における室外ファンが駆動している状態での換気状態の一例を説明するための模式図である。 室外機における室外ファンが駆動している状態での換気状態の他の例を説明するための模式図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。

＜ヒートポンプの全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ５００における冷媒回路の一例を示す概略ブロック図である。

図１に示すヒートポンプ５００は、室外機１００と、熱交換部（この例では空調用の室内機２００）と、冷媒循環路３００とを備えており、冷媒を減圧して低温になる状態と、冷媒を加圧して高温になる状態とを繰り返しながら冷媒を室外機１００と室内機２００との間で冷媒循環路３００を介して循環させるようになっている。この例では、冷媒として、可燃性冷媒（具体的には冷媒番号Ｒ３２の微燃性冷媒）を用いている。

室外機１００は、駆動源（この例ではエンジン１１０）、エンジン１１０によりクラッチ１２１を介して駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機１２０、冷媒を流通させる室外機側冷媒回路１３０、冷媒と空気との間で熱交換を行う第１熱交換器１４０（この例では室外熱交換器）、および、圧縮した冷媒を膨張させて低温にする膨張弁１５０を備えている。ここで、エンジン１１０としては、例えば、ガス燃料を用いたエンジン（所謂ガスエンジン）であってもよいし、液体燃料を用いたエンジンであってもよい。この例では、エンジン１１０は、ガスエンジンとされている。従って、ヒートポンプ５００は、ガスヒートポンプ（ＧＨＰ：Gas Heat Pump）とされる。駆動源としては、エンジン１１０の他、電気モーターを用いてもよい。駆動源として電気モーターを用いる場合、ヒートポンプ５００は、電気ヒートポンプ（ＥＨＰ：Electric Heat Pump）とされる。

室内機２００は、冷媒を流通させる熱交換部側冷媒回路（この例では室内機側冷媒回路２１０）、および、冷媒と空気や給湯用の水或いはチラー用の循環液（この例では室内の空気）との間で熱交換を行う第２熱交換器２２０（この例では室内熱交換器）を備えている。

冷媒循環路３００は、冷媒を流通させる一方側第２冷媒管３１０および他方側第２冷媒管３２０を備えている。

室外機１００における室外機側冷媒回路１３０は、圧縮機１２０の吐出側に接続される吐出側第１冷媒管１３１、冷媒循環路３００の一方側第２冷媒管３１０に接続される一方側第１冷媒管１３２、冷媒循環路３００の他方側第２冷媒管３２０に接続される他方側第１冷媒管１３３と、圧縮機１２０の吸入側に接続される吸入側第１冷媒管１３４と、四方弁１３５とを備えている。

四方弁１３５は、吐出側第１冷媒管１３１、一方側第１冷媒管１３２、他方側第１冷媒管１３３および吸入側第１冷媒管１３４に接続される。四方弁１３５は、吐出側第１冷媒管１３１からの冷媒を一方側第１冷媒管１３２に導き、かつ、他方側第１冷媒管１３３からの冷媒を吸入側第１冷媒管１３４に導く動作と、吐出側第１冷媒管１３１からの冷媒を他方側第１冷媒管１３３に導き、かつ、一方側第１冷媒管１３２からの冷媒を吸入側第１冷媒管１３４に導く動作とを切り替え可能とされている。

第１熱交換器１４０は、他方側第１冷媒管１３３に設けられており、膨張弁１５０は、他方側第１冷媒管１３３において第１熱交換器１４０と冷媒循環路３００の他方側第２冷媒管３２０との間に設けられている。

室内機２００における室内機側冷媒回路２１０は、冷媒循環路３００の一方側第２冷媒管３１０および他方側第２冷媒管３２０に接続される第３冷媒管２１１を備えている。第２熱交換器２２０は、第３冷媒管２１１に設けられている。

以上説明したヒートポンプ５００では、暖房や給湯（この例では暖房）に利用する場合は、吐出側第１冷媒管１３１からの冷媒を一方側第１冷媒管１３２に導き、かつ、他方側第１冷媒管１３３からの冷媒を吸入側第１冷媒管１３４に導くように四方弁１３５を切り替えて、低温の冷媒を外気と第１熱交換器１４０を介して間接的に接触させて熱を取り込み、さらに冷媒を圧縮機１２０で圧縮して高温にしてから、第２熱交換器２２０を介して室内の空気や給湯用の水或いはチラー用の循環液（この例では室内の空気）を温めるようになっている。一方、ヒートポンプ５００は、冷房や冷蔵（この例では冷房）に利用する場合は、吐出側第１冷媒管１３１からの冷媒を他方側第１冷媒管１３３に導き、かつ、一方側第１冷媒管１３２からの冷媒を吸入側第１冷媒管１３４に導くように四方弁１３５を切り替えて、高温の冷媒を外気と第１熱交換器１４０を介して間接的に接触させて熱を放出し、さらに膨張弁１５０で減圧して低温にしてから、第２熱交換器２２０を介して室内や冷蔵庫内（この例では室内）の空気を冷却するようになっている。

また、室外機１００は、エンジン１１０により駆動される発電機１６０をさらに備えている。室外機１００は、発電機１６０の発電電力系統が図示を省略した電力消費機器（負荷）への送電系統に電気的に接続可能とされており、外部商用電源の商用電力系統に代えて電力消費機器（負荷）の需要電力を賄うことができるようになっている。

図２および図３は、本実施の形態に係るヒートポンプ５００を構成する室外機１００の概略構成を示す図である。図２（ａ）は、その背面１０１ｂ側の内部構造図であり、図２（ｂ）は、その背面図であり、図２（ｃ）は、その正面図であり、図３（ａ）は、その平面図であり、図３（ｂ）は、その左側面図であり、図３（ｃ）は、その右側面図である。

図２および図３に示すように、室外機１００は、略直方体に形成された筺体としてのパッケージ１０１と、室外機１００内を換気しつつ第１熱交換器１４０（この例では室外熱交換器）（図２（ｂ）、図２（ｃ）参照）の周囲の空気を流通させる室外ファン１７０（図２（ａ）、図３（ａ）参照）とを備えている。

室外ファン１７０は、１または複数（この例では３つ）の室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）（図３（ａ）参照）とされている。ここで、ｎは、１または２以上の整数であり、この例では、３とされている。

室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）は、羽根部１７１（図２（ａ）、図３（ａ）参照）と羽根部１７１を回転駆動するファンモーター１７２（図２（ａ）参照）とを備えている。室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）は、羽根部１７１が外側（この例では上面１０１ｅ側）を向くように支持部材１７３（図２（ａ）参照）に支持されている。

室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）は、パッケージ１０１の上部に設けられている。熱交換器室１０３の上面１０１ｅの室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）に対応する位置には、室外機１００内の空気を排出する換気出口１０３ａ〜１０３ａ（図３（ａ）参照）が設けられている。そして、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）は、換気出口１０３ａを介して室外機１００内の空気Ｗを外部へ排出するようになっている。

パッケージ１０１は、上下方向Ｚの中央部（この例では中央より下側寄り）において上下方向Ｚに直交または略直交する方向に沿った上下区画部材１０２（図２、図３（ｂ）、図３（ｃ）参照）を境として上下に区画されている。

パッケージ１０１において、上側（上方区画）には、熱交換器室１０３が設けられ、下側（下方区画）には、ヒートポンプ５００を作動させる作動機器が設置される作動室１０４（図２、図３（ｃ）参照）、および、冷媒が流れる冷媒機器が設置される冷媒機器室１０５（図２、図３（ｂ）参照）が設けられている。

パッケージ１０１の下側（下方区画）において、作動室１０４と冷媒機器室１０５とは、室外機１００の長手方向Ｘに直交または略直交する方向に沿った隔壁１０６（図２（ａ）参照）を間にして長手方向Ｘの一方側および他方側に区画されている。この例では、正面１０１ａ（図２（ｃ）参照）から視て右側には作動室１０４が設けられ、左側には冷媒機器室１０５が設けられている。

ここで、作動室１０４は、本実施の形態では、圧縮機１２０を駆動する駆動源としてエンジン１１０（つまり着火源となり得る点火プラグを有するエンジン）（図２（ａ）参照）が設置される圧縮機駆動源室として機能する。また、本実施の形態では、作動室１０４は、室外機１００を構成する電気部品である電装品１８０（例えば着火源となり得るブラシを有する電気モーター、リレー、スイッチ等の電装品）（図２（ｃ）、図３（ｃ）参照）が設置される電気箱としても機能する。なお、圧縮機１２０を駆動する駆動源として電気モーターを用いる場合、すなわち、ヒートポンプ５００が電気ヒートポンプ（ＥＨＰ）とされる場合には、作動室１０４は電気箱として機能する。

熱交換器室１０３には、第１熱交換器１４０（図２（ｂ）、図２（ｃ）参照）、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）（図３（ａ）参照）が配置されている。室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）は、熱交換器室１０３の上部に長手方向Ｘに沿って並設されている。第１熱交換器１４０は、熱交換器室１０３の正面１０１ａ側および背面１０１ｂ側において室外機１００の短手方向Ｙに直交または略直交する方向に沿うように配設されている。ここで、短手方向Ｙは、長手方向Ｘおよび上下方向Ｚの双方に直交する方向である。

作動室１０４において、短手方向Ｙの一方側（この例では正面１０１ａ側）には、電装品１８０（図２（ｃ）、図３（ｃ）参照）が配設されており、短手方向Ｙの他方側（この例では背面１０１ｂ側）には（図２（ａ）参照）、エンジン１１０および発電機１６０が配設されている。

エンジン１１０の下方には、エンジン１１０の潤滑油を貯溜するサブオイルタンク１１１（図２（ａ）参照）が配設され、エンジン１１０の側方には、エンジン１１０から排出される排気ガスを消臭する消臭触媒１１２（図２（ａ）参照）が配設され、エンジン１１０の上方には、エンジン１１０から排出される排気ガスを冷却する排気ガス冷却器１１３（図２（ａ）参照）が配設されている。

また、作動室１０４において、短手方向Ｙの他方側（この例では背面１０１ｂ側）には、エンジン１１０への燃料ガスのガス圧を調整するガスレギュレータ１１４（図２（ａ）参照）が配設され、ガスレギュレータ１１４の下方には、エンジン１１０への燃料ガスの供給を開放または遮断するガス電磁弁１１５（図２（ａ）参照）が配設され、ガス電磁弁１１５の下方には、燃料ガスを背面１０１ｂ側から供給する燃料ガス入口１１６（図２（ａ）参照）が配設されている。パッケージ１０１の背面１０１ｂの燃料ガス入口１１６に対応する位置には、燃料ガス入口１１６の開口である燃料ガス入口開口１１６ａ（図２（ｂ）参照）が設けられている。

冷媒機器室１０５には、冷媒が流れる冷媒機器として、圧縮機１２０、四方弁１３５および膨張弁１５０を接続した室外機側冷媒回路１３０（図２（ａ）参照）が設けられている。

本実施の形態では、ヒートポンプ５００を構成する室外機１００は、上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）（図２、図３（ｃ）参照）と、冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）（図２、図３（ｂ）参照）と、熱交換器設置空間ＳＰ３（この例では熱交換器室１０３の空間）（図２、図３参照）とを有している。

上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）は、駆動源（この例ではエンジン１１０）を設置した空間である駆動源設置空間を構成する。或いは／さらに（この例ではさらに）、上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）は、電装品１８０を設置した空間である電装品設置空間を構成する。

冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）は、冷媒機器（この例では圧縮機１２０、四方弁１３５および膨張弁１５０を接続した室外機側冷媒回路１３０）を設置した空間である。

熱交換器設置空間ＳＰ３（この例では熱交換器室１０３の空間）は、第１熱交換器１４０を設置した空間である。

作動室１０４の一方側の側面（この例では右側面１０１ｃ）には、室外機１００内に空気を取り入れる換気入口１０４ａ（図２（ｂ）、図２（ｃ）、図３（ｃ）参照）が設けられている。これにより、室外機１００は、外部から、上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）へ空気を流通させることができる。

隔壁１０６には、作動室１０４と冷媒機器室１０５とを連通する通風口１０６ａ（図３（ｂ）、図３（ｃ）参照）が設けられている。これにより、室外機１００は、上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）から、冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）へ空気を流通させることができる。

冷媒機器室１０５の他方側の側面（この例では左側面１０１ｄ）には、室外機１００内を換気する換気口１０５ａ（図２（ｂ）、図２（ｃ）、図３（ｂ）参照）が設けられている。これにより、室外機１００は、外部と冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）との間で空気を流通させることができる。

上下区画部材１０２の冷媒機器室１０５と熱交換器室１０３との間の部分には、冷媒機器室１０５と熱交換器室１０３とを連通する通風口１０２ａ（図２、図３（ｂ）参照）が設けられている。これにより、室外機１００は、冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）から、熱交換器設置空間ＳＰ３（この例では熱交換器室１０３の空間）へ空気を流通させることができる。

本実施の形態では、作動室１０４の底面１０１ｆの中央部には、換気入口１０４ｂ（図２（ｂ）、図２（ｃ）参照）が設けられている。これにより、室外機１００は、外部から、上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）へ空気を流通させることができる。冷媒機器室１０５の底面１０１ｆの中央部には、換気入口１０５ｂ（図２（ｂ）、図２（ｃ）参照）がさらに設けられている。これにより、室外機１００は、外部から、冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）へ空気を流通させることができる。

＜本実施の形態に係る制御構成について＞
図４は、図１から図３に示す室外機１００に適用した本実施の形態に係る制御構成を示すシステムブロック図である。

図４に示すように、室外機１００は、本実施の形態に係る制御構成を実現する制御装置１８１をさらに備えている。

室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）におけるファンモーター１７２は、制御装置１８１の出力系に電気的に接続されている。また、ファンモーター１７２は、自身の回転数に関する信号を検知する回転数信号検知部１７２ａを有している。ここで、回転数とは、単位時間当たりの回転数をいう。回転数信号検知部１７２ａは、制御装置１８１の入力系に電気的に接続されている。

回転数信号検知部１７２ａとしては、それには限定されないが、代表的には角度センサーを挙げることができる。角度センサーとしては、光エンコーダーや磁気センサーを例示できる。光エンコーダーは、例えば、発光素子からの光をファンモーター１７２により回転されるコードホイールを介して受光素子で受光した光量の変化によりファンモーター１７２の回転数に応じた信号の周期を検知する。光エンコーダーとしては、反射型のものと透過型のものとがある。磁気センサーは、例えば、回転駆動されるファンモーター１７２の磁極の変化により、ホールセンサーや磁気抵抗（ＭＲ：Magneto-Resistance）センサーでファンモーター１７２の回転数に応じた信号の周期を検知する。

制御装置１８１は、ヒートポンプ５００を構成する室外機１００全体の制御を司るものである。制御装置１８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部１８１ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリやＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリを含む記憶部１８１ｂとを備えている。室外機１００は、制御装置１８１の処理部１８１ａが記憶部のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部１８１ｂのＲＡＭ上にロードして実行することにより、各種構成要素を制御するようになっている。また、記憶部１８１ｂにおける不揮発性メモリには、ヒートポンプ１００の動作パラメータや設定データなどの各種システム情報が格納されている。

制御装置１８１は、サーモオン状態では室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）を駆動し、サーモオフ状態では室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の駆動を停止する。ここで、サーモオン状態とは、圧縮機１２０が稼働している状態を意味し、サーモオフ状態とは、圧縮機１２０が停止している状態を意味する。

制御装置１８１は、室外ファン１７０の駆動を指令する室外ファン駆動指令Ｓを受け付けた場合に、回転数信号検知部１７２ａを用いて室外ファン１７０の回転数Ｒを検出し、検出した回転数Ｒが予め定めた所定の目標回転数Ｒｓ以下のときにヒートポンプ５００の運転を停止する構成とされている。

詳しくは、制御装置１８１は、ファン駆動判定手段Ｐ１と、回転数検出手段Ｐ２と、回転数判定手段Ｐ３と、運転停止手段Ｐ４とを備える構成とされている。

ファン駆動判定手段Ｐ１は、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の駆動を指令する室外ファン駆動指令Ｓを受け付けたか否かを判定する。

制御装置１８１は、ユーザーの指示により運転停止状態から起動する運転開始時や、ヒートポンプ５００の運転状態において温調制御（この例では空調制御）によりサーモオフ状態からサーモオン状態に切り替えるサーモオン開始時に、室外ファン駆動指令Ｓを受け付ける。例えば、ユーザーの指示による運転開始時には、室内機２００と有線または無線により通信するリモートコントローラ２３０を介したユーザーからのヒートポンプ５００の運転要求により、室外ファン駆動指令Ｓとして、室内機２００からのサーモオン指令を受け付ける。また、サーモオン開始時には、温調制御によるヒートポンプ５００の運転要求により、室外ファン駆動指令Ｓとして、室内機２００からのサーモオン指令を受け付ける。

回転数検出手段Ｐ２は、ファン駆動判定手段Ｐ１により室外ファン駆動指令Ｓを受け付けたと判定した場合に、回転数信号検知部１７２ａにて検知した室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）におけるファンモーター１７２の回転数に関する信号の周期からファンモーター１７２の回転数Ｒを検出する。ここで、「室外ファン駆動指令Ｓを受け付けた場合にファンモーター１７２の回転数Ｒを検出する」とは、ユーザーの指示による運転開始時に回転数Ｒを検出する場合や、温調制御によるサーモオン開始時に回転数Ｒを検出する場合の他、ヒートポンプ５００の運転中に回転数Ｒを検出する場合も含む概念である。

第１実施形態では、回転数判定手段Ｐ３は、回転数検出手段Ｐ２にて検出したファンモーター１７２の回転数Ｒが目標回転数Ｒｓ（例えば５６０回転／分）以下であるか否かを判定する。ここで、目標回転数Ｒｓは、通常回転数（例えば７００回転／分）以下でかつ所定の換気性能を維持できる回転数以上の値とすることができる。目標回転数Ｒｓは、実験等で予め設定しておくことができる。目標回転数Ｒｓは、記憶部１８１ｂ（図４参照）の不揮発性メモリに予め記憶されている。

ところで、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）は、始動時には過渡状態を示し、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）が始動してから目標回転数に達するまでにある程度の時間を要する。

そこで、第２実施形態では、回転数判定手段Ｐ３は、室外ファン駆動指令Ｓを受け付けた時点から予め定めた所定の時間Ｔｆ（ファン始動時間）が経過した後に、回転数検出手段Ｐ２にて検出した回転数Ｒが目標回転数Ｒｓ以下か否かの回転数判定を開始する。ここで、所定の時間Ｔｆ（ファン始動時間）は、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の始動時での過渡状態が終了する時間を考慮した時間であり、具体的には、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）が始動してから目標回転数Ｒｓに達するまでに要する目標回転数到達所要時間以上の時間である。所定の時間Ｔｆ（ファン始動時間）は、実験等で予め設定しておくことができる。所定の時間Ｔｆ（ファン始動時間）は、記憶部１８１ｂ（図４参照）の不揮発性メモリに予め記憶されている。

運転停止手段Ｐ４は、回転数判定手段Ｐ３にて回転数Ｒ（本実施の形態のように室外ファン１７０が複数ある場合には複数の室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）のうち少なくとも１台の室外ファン１７０の回転数Ｒ）が目標回転数Ｒｓ（例えば５６０回転／分）以下であると判定したときにヒートポンプ５００の運転を停止する。

なお、図４に示す記憶部１８１ｂに記憶されている保持時間Ｔｈについては、後ほど説明する。

＜第１実施形態に係る制御動作＞
次に、室外機１００における制御装置１８１による第１実施形態に係る制御動作の一例について図５を参照しながら以下に説明する。

図５は、室外機１００における制御装置１８１による第１実施形態に係る制御動作の一例を示すフローチャートである。なお、図５に示す処理動作に先立って、変数ｉは、リセットされる（０が代入される）。

図５に示す処理動作では、先ず、制御装置１８１は、ユーザーの指示によるヒートポンプ５００の運転要求または温調制御によるヒートポンプ５００の運転要求（サーモオン開始要求）があると、室外機１００の換気動作を開始する（ステップＳ１）。

次に、制御装置１８１は、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の駆動を指令する室外ファン駆動指令Ｓを受け付けるまで待機し（ステップＳ２：Ｎｏ）、室外ファン駆動指令Ｓを受け付けると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、変数ｉに１を加算する（ステップＳ３）。

次に、制御装置１８１は、回転数信号検知部１７２ａにて検知した室外ファン１７０（ｉ）におけるファンモーター１７２の回転数に関する信号の周期からファンモーター１７２の回転数Ｒを検出する（ステップＳ４）。

次に、制御装置１８１は、ステップＳ４で検出したファンモーター１７２の回転数Ｒが目標回転数Ｒｓ（例えば５６０回転／分）以下であるか否かを判定し（ステップＳ５）、回転数Ｒが目標回転数Ｒｓ以下であるときには室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の換気不足と判定し（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ヒートポンプ５００の起動制御を中止し（ステップＳ６）、ヒートポンプ５００の運転を停止する。具体的には、制御装置１８１は、エンジン１１０を起動させず、従って、冷媒を圧縮する圧縮機１２０も起動しない。これにより、たとえヒートポンプ５００を構成する室外機１００からの可燃性冷媒の漏れの不具合が発生した場合であっても、室外機１００から可燃性冷媒が漏れることを回避することができる。

一方、制御装置１８１は、ステップＳ５で回転数Ｒが目標回転数Ｒｓを超えるときには室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の換気動作が問題なしと判定し（ステップＳ５：Ｎｏ）、変数ｉが室外ファン１７０の台数であるファン台数ｎに達したか否かを判定し（ステップＳ７）、変数ｉがファン台数ｎに達していない場合には（ステップＳ７：Ｎｏ）、ステップＳ３に移行する一方、変数ｉがファン台数ｎに達した場合には（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ステップＳ８に移行する。

次に、制御装置１８１は、ヒートポンプ５００の起動制御を開始し（ステップＳ８）、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の換気動作を予め定めた所定の保持時間Ｔｈだけ保持した後（ステップＳ９）、ヒートポンプ５００の運転を開始する。具体的には、制御装置１８１は、エンジン１１０を起動させ、従って、冷媒を圧縮する圧縮機１２０も起動する。ここで、保持時間Ｔｈは、室外機１００内の換気が完了する時間を考慮した時間であり、具体的には、室外機１００のパッケージ１０１内の空気が入れ替わったとみなせる空気入れ替え時間以上の時間である。保持時間Ｔｈは、実験等で予め設定しておくことができる。これにより、たとえヒートポンプ５００を構成する室外機１００からの可燃性冷媒の漏れの不具合が発生した場合であっても、漏れた可燃性冷媒は、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の換気作用により拡散し易く、着火濃度に達することを回避することができる。保持時間Ｔｈとしては、それには限定されないが、例えば、２分〜３分程度を例示できる。保持時間Ｔｈは、記憶部１８１ｂ（図４参照）の不揮発性メモリに予め記憶されている。また、サーモオン時における室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の第１熱交換器１４０（この例では室外熱交換器）への送風動作は必要に応じて行われる。

なお、図５に示す処理例では、ユーザーの指示による運転開始時または温調制御によるサーモオン開始時に室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の回転数Ｒを検出するようにしたが、ヒートポンプ５００の運転中も同様に室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の回転数Ｒを検出して、回転数Ｒ（本実施の形態のように室外ファン１７０が複数ある場合には複数の室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）のうち少なくとも１台の室外ファン１７０の回転数Ｒ）が目標回転数Ｒｓ以下であると判定したときにヒートポンプ５００の運転を停止するようにしてもよい。

＜第２実施形態に係る制御動作＞
次に、室外機１００における制御装置１８１による第２実施形態に係る制御動作の一例について図６を参照しながら以下に説明する。

図６は、室外機１００における制御装置１８１による第２実施形態に係る制御動作の一例を示すフローチャートである。なお、図６に示す制御動作の処理例は、図５に示す制御動作の処理例において、ステップＳ４とステップＳ５との間にステップＳ４０を設けた以外は、図５に示す制御動作の処理例と同じであり、同一処理に符号を付し、その説明を省略する。

制御装置１８１は、ステップＳ４の処理の後、室外ファン駆動指令Ｓを受け付けた時点から所定の時間Ｔｆ（ファン始動時間）が経過するまで待機し（ステップＳ４０：Ｎｏ）、所定の時間Ｔｆ（ファン始動時間）が経過すると（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、ステップＳ５に移行する。

＜室外機の換気状態の一例について＞
図７は、室外機１００における室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）が駆動している状態での換気状態の一例を説明するための模式図である。なお、この例では、ｎは３とされている。図７では、室外機１００の背面１０１ｂ側を示している。

図７に示すように、冷媒が漏洩する可能性がある冷媒機器室１０５は、空気Ｗの流れ方向において、可燃性冷媒の着火源になり得る作動室１０４よりも下流側に設けられている。

詳しくは、図７に示す室外機１００では、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）が駆動している状態において、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の換気作用により、作動室１０４の一方側の側面（この例では右側面１０１ｃ）における換気入口１０４ａを介して外部から上流側空間ＳＰ１に空気Ｗが吸入され、また、作動室１０４の底面１０１ｆの中央部における換気入口１０４ｂを介して外部から上流側空間ＳＰ１に空気Ｗが吸入される。

上流側空間ＳＰ１に吸入された空気Ｗは、作動室１０４と冷媒機器室１０５との間の隔壁１０６における通風口１０６ａを介して冷媒機器設置空間ＳＰ２に吸入される。また、冷媒機器室１０５では、冷媒機器室１０５の他方側の側面（この例では左側面１０１ｄ）における換気口１０５ａを介して外部から冷媒機器設置空間ＳＰ２に空気Ｗが吸入され、冷媒機器室１０５の底面１０１ｆの中央部における換気入口１０５ｂを介して外部から冷媒機器設置空間ＳＰ２に空気Ｗが吸入される。

冷媒機器設置空間ＳＰ２に吸入された空気Ｗは、上下区画部材１０２における通風口１０２ａを介して熱交換器設置空間ＳＰ３に吸入される。

そして、熱交換器設置空間ＳＰ３に吸入された空気Ｗは、熱交換器室１０３の上面１０１ｅにおける換気出口１０３ａ〜１０３ａを介して外部に排出される。

このように、ヒートポンプ５００は、室外機１００の内部を、上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）から、冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）を経て、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）側へ換気風を流す構成としている。

＜室外機の換気状態の他の例について＞
図８は、室外機１００における室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）が駆動している状態での換気状態の他の例を説明するための模式図である。なお、この例では、ｎは３とされている。図８では、室外機１００の背面１０１ｂ側を示している。

図８に示すように、可燃性冷媒が漏洩する可能性がある冷媒機器室１０５は、空気Ｗの流れ方向において、可燃性冷媒の着火源になり得る作動室１０４よりも下流側に設けられている。

本実施の形態では、室外機１００は、室外機１００の内部に設けられて上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）から、冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）に換気風を送風する換気専用の換気ファン１９０をさらに備えている。

換気ファン１９０は、作動室１０４の一方側の側面（この例では右側面１０１ｃ）における換気入口１０４ａの近傍に設けられており、換気入口１０４ａを介して外部の空気Ｗを作動室１０４内に吸引して冷媒機器室１０５に向けて送り出すようになっている。

詳しくは、図８に示す室外機１００では、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）および換気ファン１９０が駆動しており、熱交換器室１０３内の圧力（空気圧）と冷媒機器室１０５内の圧力（空気圧）とが均衡または略均衡となっている状態において、換気ファン１９０の換気作用により、作動室１０４の一方側の側面（この例では右側面１０１ｃ）における換気入口１０４ａを介して外部から上流側空間ＳＰ１に空気Ｗが吸入される。

上流側空間ＳＰ１に吸入された空気Ｗは、作動室１０４と冷媒機器室１０５との間の隔壁１０６における通風口１０６ａを介して冷媒機器設置空間ＳＰ２に吸入される。

そして、冷媒機器設置空間ＳＰ２に吸入された空気Ｗは、冷媒機器室１０５の他方側の側面（この例では左側面１０１ｄ）における換気口１０５ａを介して外部に排出される。

なお、換気ファン１９０の駆動タイミングは、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の駆動タイミングと同一タイミングとされている。

このように、ヒートポンプ５００は、室外機１００の内部を、上流側空間ＳＰ１（この例では作動室１０４の空間）から、冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）に換気風を強制的に流す構成としている。

＜スリットについて＞
本実施の形態において、通風口１０２ａ、換気入口１０４ａ、換気入口１０４ｂ、換気口１０５ａ、換気入口１０５ｂおよび通風口１０６ａには、複数のスリットが設けられている。スリットの１個当たりの開口面積は、火炎が伝播されない面積とすることができる。こうすることで、熱交換器室１０３内、作動室１０４内或いは冷媒機器室１０５内でたとえ火炎が発生しても、熱交換器室１０３、作動室１０４或いは冷媒機器室１０５の外へ火炎が伝播されることを回避することができる。

＜その他の実施形態＞
本実施の形態では、ヒートポンプ５００は、第２熱交換器２２０を室内機２００内に設け、第２熱交換器２２０を、空気と冷媒との間で熱交換させる冷媒−空気熱交換器として作用させて空調するヒートポンプ式空調機であったが、第２熱交換器２２０を室外機１００内に設け、第２熱交換器２２０を、水等の循環液と冷媒との間で熱交換させる冷媒−循環液熱交換器として作用させて循環液により温調するヒートポンプ式チラーであってもよい。

＜本実施の形態について＞
以上説明したように、本実施の形態によれば、たとえヒートポンプ５００（この例ではヒートポンプ５００を構成する室外機１００）から可燃性冷媒が漏れる不具合が発生して室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の故障や動作不良等の不具合が発生した場合でも、回転数信号検知部１７２ａを用いて室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の回転数Ｒを検出し、検出した回転数Ｒが目標回転数Ｒｓ以下のときにヒートポンプ５００の運転を停止するので、ヒートポンプ５００から可燃性冷媒が漏れることを回避でき、これにより、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）（室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の少なくとも１台）が故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能（室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）全体としての換気性能）を維持できない場合に対する可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成を提示することができる。

また、本実施の形態では、室外ファン駆動指令Ｓを受け付けた時点から所定の時間Ｔｆ（ファン始動時間）が経過した後に、回転数信号検知部１７２ａを用いて検出した回転数Ｒが目標回転数Ｒｓ以下か否かを判定する回転数判定を開始することで、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）の過渡状態の後に回転数判定を行うことができ、これにより、回転数判定の判定精度を向上させることができる。

ところで、圧縮機１２０を駆動する駆動源（この例ではエンジン１１０）やヒートポンプ５００を構成する電装品１８０は、可燃性冷媒の着火源として作用することがある。

この点、本実施の形態では、室外機１００の内部を、駆動源設置空間または電装品設置空間（この例では上流側空間ＳＰ１）から、冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）を経て、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）側へ換気風を流す構成としたことで、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）が正常に駆動しているときに、室外ファン１７０（１）〜１７０（ｎ）により、駆動源設置空間または電装品設置空間（この例では上流側空間ＳＰ１）の圧力よりも冷媒機器設置空間ＳＰ２（この例では冷媒機器室１０５の空間）の圧力を小さくするようにすることができ、これにより、たとえヒートポンプ５００から可燃性冷媒が漏れたとしても、漏れた可燃性冷媒が駆動源設置空間側または電装品設置空間側（上流側空間ＳＰ１側）に侵入することを効果的に防止でき、従って、駆動源（この例ではエンジン１１０）または電装品１８０が可燃性冷媒の着火源になることを有効に回避することが可能となる。

また、本実施の形態では、室外機１００の内部に、駆動源（この例ではエンジン１１０）を設置した空間である駆動源設置空間または電装品１８０を設置した空間である電装品設置空間（この例では上流側空間ＳＰ１）から、冷媒機器（この例では圧縮機１２０、四方弁１３５および膨張弁１５０を接続した室外機側冷媒回路１３０）を設置した空間である冷媒機器設置空間ＳＰ２に換気風を送風する換気ファン１９０を設けたことで、換気ファン１９０により、駆動源設置空間または電装品設置空間（上流側空間ＳＰ１）から冷媒機器設置空間ＳＰ２に向けて空気Ｗを強制的に流通させることができ、ひいては、駆動源設置空間または電装品設置空間（上流側空間ＳＰ１）の圧力よりも冷媒機器設置空間ＳＰ２の圧力を強制的に小さくするようにすることができ、これにより、たとえヒートポンプ５００から可燃性冷媒が漏れたとしても、漏れた可燃性冷媒が駆動源設置空間側または電装品設置空間側（具体的には上流側空間ＳＰ１側）に侵入することを効果的に防止でき、従って、駆動源（この例ではエンジン１１０）または電装品１８０が可燃性冷媒の着火源になることを有効に回避することが可能となる。

また、何れにしても、本実施の形態のように、駆動源がガスエンジンである場合には、たとえ燃料ガスが漏れたとしても、漏れた燃料ガスが駆動源設置空間（この例では上流側空間ＳＰ１）側から速やかに空気を流通させることができ、従って、駆動源（この例ではエンジン１１０）が燃料ガスの着火源になることを有効に回避することが可能となる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１００ 室外機
１０１ パッケージ
１０１ａ 正面
１０１ｂ 背面
１０１ｃ 右側面
１０１ｄ 左側面
１０１ｅ 上面
１０１ｆ 底面
１０２ 上下区画部材
１０２ａ 通風口
１０３ 熱交換器室
１０３ａ 換気出口
１０４ 作動室
１０４ａ 換気入口
１０４ｂ 換気入口
１０５ 冷媒機器室
１０５ａ 換気口
１０５ｂ 換気入口
１０６ 隔壁
１０６ａ 通風口
１１０ エンジン
１１１ サブオイルタンク
１１２ 消臭触媒
１１３ 排気ガス冷却器
１１４ ガスレギュレータ
１１５ ガス電磁弁
１１６ 燃料ガス入口
１１６ａ 燃料ガス入口開口
１２０ 圧縮機
１２１ クラッチ
１３０ 室外機側冷媒回路
１３１ 吐出側第１冷媒管
１３２ 一方側第１冷媒管
１３３ 他方側第１冷媒管
１３４ 吸入側第１冷媒管
１３５ 四方弁
１４０ 第１熱交換器
１５０ 膨張弁
１６０ 発電機
１７０ 室外ファン
１７１ 羽根部
１７２ ファンモーター
１７２ａ 回転数信号検知部
１７３ 支持部材
１８０ 電装品
１８１ 制御装置
１８１ａ 処理部
１８１ｂ 記憶部
１９０ 換気ファン
２００ 室内機
２１０ 室内機側冷媒回路
２１１ 第３冷媒管
２２０ 第２熱交換器
２３０ リモートコントローラ
３００ 冷媒循環路
３１０ 一方側第２冷媒管
３２０ 他方側第２冷媒管
５００ ヒートポンプ
Ｐ１ ファン駆動判定手段
Ｐ２ 回転数検出手段
Ｐ３ 回転数判定手段
Ｐ４ 運転停止手段
Ｒ 回転数
Ｒｓ 目標回転数
Ｓ 室外ファン駆動指令
ＳＰ１ 上流側空間
ＳＰ２ 冷媒機器設置空間
ＳＰ３ 熱交換器設置空間
Ｔｆ 所定の時間（ファン始動時間）
Ｔｈ 保持時間
Ｗ 空気
Ｘ 長手方向
Ｙ 短手方向
Ｚ 上下方向
ｉ 変数
ｎ ファン台数

Claims (4)

1. 室外ファンを備えたヒートポンプであって、
   前記室外ファンの回転数に関する信号を検知する回転数信号検知部を備え、前記室外ファンの駆動を指令する室外ファン駆動指令を受け付けた場合に、前記回転数信号検知部を用いて前記室外ファンの回転数を検出し、検出した前記回転数が予め定めた所定の目標回転数以下のときに当該ヒートポンプの運転を停止することを特徴とするヒートポンプ。
2. 請求項１に記載のヒートポンプであって、
   前記室外ファン駆動指令を受け付けた時点から予め定めた所定の時間が経過した後に、前記回転数信号検知部を用いて検出した前記回転数が前記目標回転数以下か否かを判定する回転数判定を開始することを特徴とするヒートポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載のヒートポンプであって、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動源または当該ヒートポンプを構成する電装品と、前記冷媒が流れる冷媒機器とを有する室外機を備え、
   前記室外機の内部を、前記駆動源を設置した空間である駆動源設置空間または前記電装品を設置した空間である電装品設置空間から、前記冷媒機器を設置した空間である冷媒機器設置空間を経て、前記室外ファン側へ換気風を流す構成としたことを特徴とするヒートポンプ。
4. 請求項１または請求項２に記載のヒートポンプであって、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動源または当該ヒートポンプを構成する電装品と、前記冷媒が流れる冷媒機器とを有する室外機を備え、
   前記室外機の内部に、前記駆動源を設置した空間である駆動源設置空間または前記電装品を設置した空間である電装品設置空間から、前記冷媒機器を設置した空間である冷媒機器設置空間に換気風を送風する換気ファンを設けたことを特徴とするヒートポンプ。

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