JP2016080220A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の漏洩を適切に検知できるとともにメンテナンスが容易な空気調和機の室内機を提供する。【解決手段】筺体と、空気よりも比重が大きな冷媒が通流する配管１３を有してなる熱交換器２と、前記熱交換器２の下方に設置されたドレンパン５と、前記筺体の背面側に位置する取り外し可能なカバー２４，２５と、取り外し可能な前記カバー２４，２５に面する位置に配置されて前記冷媒の漏洩を検知するセンサ５０と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、空気調和機の室内機に関する。

従来のヒートポンプ式空気調和機において、炭化水素などの強燃性の冷媒や、Ｒ３２などの燃焼性が小さい冷媒を用いる場合は、万が一冷媒が漏洩すると、外的要因の現出によっては燃焼性が問題となる濃度（以下、「下限燃焼限界ＬＦＬ」）に達する可能性がある。

このため、ヒートポンプ式の空気調和機において、強燃性冷媒や燃焼性が小さい冷媒を用いる場合は、冷媒の漏洩を適切に検知し、漏洩した冷媒の濃度が下限燃焼限界ＬＦＬにならないようにすることが考えられる。

例えば、特許文献１では、適用される燃焼性を有する冷媒が空気よりも比重が大きいことを利用して、床置型室内機の機械室下部の、ドレンパン近傍に、冷媒検知センサを設置することで、熱交換器および機械室からの冷媒漏洩を検知している。

そして、冷媒の漏洩を検知すると、室内送風機を運転し、漏洩した冷媒を拡散して下限燃焼限界ＬＦＬ以上の濃度になることを防止している。

特開２００２−０９８３４６号公報

通常、冷媒が漏洩した際、漏洩した冷媒が通る箇所は、室内熱交換器とこの熱交換器を接続する配管が設置される空間のほか、室外熱交換器との接続配管が通る空間がある。
一方、冷媒が漏洩する原因としては、熱交換器では、外部雰囲気（水分・酸性分など）との腐食が考えられ、熱交換器を接続する配管が設置される空間では、前記腐食のほか、製造時の配管接続部ロウ付け不良によるものが考えられる。

上述した特許文献１の技術は、熱交換器から漏洩した冷媒をドレンパン近傍にセンサを配置させることにより漏洩を検知している。漏洩検知センサは一般的に経年劣化し易く、定期的なメンテナンスが必要であるが、機械室内部に設置されていることからメンテナンスする場合、部品の取外し工数が多くなり、メンテナンスに時間を要することが考えられる。

そこで本発明は前記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、冷媒が漏洩しても適切に検知できるとともにメンテナンスが容易な空気調和機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、筺体と、空気よりも比重が大きな冷媒が通流する配管を有してなる熱交換器と、前記熱交換器の下方に設置されたドレンパンと、前記筺体の背面側に位置する取り外し可能なカバーと、取り外し可能な前記カバーに面する位置に配置されて前記冷媒の漏洩を検知するセンサと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒の漏洩を適切に検知できるとともにメンテナンスが容易な空気調和機の室内機を提供できる。

実施形態に係わる空気調和機の室内機を、（ａ）は正面方向から見た透視図であり、室外機を含めた全体を説明する図、（ｂ）は右側面方向から見た透視図である。 （ａ）は、実施形態に係わる空気調和機の室内機のカバーを取り外した状態を示す図、（ｂ）は変形例に係わる空気調和機の室内機のカバーを取り外した状態を示す図であり、いずれも引き出し配管を横引きする場合の説明図である。 （ａ）は、実施形態に係わる空気調和機の室内機のカバーを取り外した状態を示す図であり、引き出し配管を直引きする場合の説明図である。（ｂ）は変形例に係わる空気調和機の室内機のカバーを取り外した状態を示す図であり、引き出し配管を下引きする場合の説明図である。 実施形態に係わる空気調和機の室内機が運転停止中である場合の、室内機の機械室を構成する仕切りから左側を見た際の断面図である。

以下、本発明の実施形態に係わる空気調和機の室内機について、詳細に説明する。
以下で冷媒または冷凍サイクルと特に断りなく記載した場合、冷却または加熱、もしくはその両方で使用可能な冷媒または冷凍サイクルを指すものとする。
また、説明の便宜上、各図面で共通する部材には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。正面背面上下左右の方向軸については、各図の記載によるものとする。
なお、本発明の実施形態に係わる空気調和機の室内機１は、圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、四方弁、膨張弁を備える室外機１７と、配管１３などを介して接続される。この室内機１は、後記する図１や図４などに示す、室内の床上に取り付けられる床置き型のものであり、配管１３などを介して接続して冷媒を循環させることで、室内を空調する。

（実施形態の説明）
図１（ａ）は、実施形態に係わる空気調和機の室内機を正面方向から見た透視図であり、室外機を含めた全体を説明する図である。図1（ｂ）は実施形態に係わる空気調和機の室内機を右側面方向から見た透視図である。但し、以下の図１〜図４において、図を簡略化して分かりやすく描くために、おのおので要素部品の記載を一部省略している場合がある。

図１（ａ）に示すように、実施形態に係わる空気調和機の室内機１（床置き型）の筺体の内部には、熱交換器２と、前記熱交換器２の側面に接続された配管１３と、が収納されている。また、室内機１の筺体の内部には、機械室４が設けられる。熱交換器２の下方には熱交換器２よりも幅広に設置されたドレンパン５と、冷媒の漏洩検知センサ５０と、が収納されている。また、室内機１には送風機２０（後記する図４参照）、左右風向板１１，１２、上下風向板２２，２３（同図４参照）が備えられている。送風機２０を回転させることによって、空気流路１５（同図４参照）に空気が導入され、左右風向板１１，１２、上下風向板２２，２３で吹き出される空気の方向が制御されて、吹き出し口１８から空気が吹き出される。

機械室４は、例えば室内機１の右端に設けられている。機械室４は、制御回路などが納められている電気品箱１０、取り外し可能なカバー２４，２５（図１（ｂ）も併せて参照）の内側近傍に備わるようにされた冷媒の漏洩検知センサ５０、熱交換器２の側面に接続された配管１３などを収容するためのスペース部である。
なお、実施形態では図１（ａ）に示すように、機械室４を室内機１の右端に設ける場合で示したが、左端に設けてもよく、また、両端に設ける構成であってもよい。
ちなみに、漏洩検知センサ５０は、カバー２４，２５を外すことで露出する部分（カバー２４，２５を装着したときにカバー２４，２５と面し、または対向する部分）、すなわち、交換などのメンテナンスが容易な部分に設置されている。

ドレンパン５は、前記熱交換器２が蒸発器として作用する際に発生する水分を受けるものである。ドレンパン５で受けた水分は、ドレン配管１４を介して、屋外へ排出される。

ここで、配管１３、およびドレン配管１４は、取り回し性を考慮すれば、例えば可撓性のあるホースやチューブで構成されているのが望ましいが、これに限定されるものではない。例えば、室内機１が業務用の大型機であるような場合には、これらを金属製のパイプで構成するようにしてもよい。さらには、これらホース、パイプ、チューブが混在する構成であってもよい。

ここで、配管１３には空気調和機の室内機１の運転中に燃焼性を有する冷媒が内部を流れる。配管１３は熱交換器２に接続されて、満遍なく冷媒が行き渡るようにされている。

また、機械室４は、仕切り３によって他の空間と仕切られている。この仕切り３は、例えば配管１３が冷房運転時に露点温度以下になることによって配管１３の表面に生成されたドレン水が、電気品箱１０に伝わらないようにするものである。
また、仕切り３は、下端部がドレンパン５の皿の内部の方に屈曲する形状を呈している。このような形状とすることで、ドレン水を確実にドレンパン５の受け皿の内部に誘導することができる。
なお、仕切り３は図１では模式図のため簡単に示しているが、実際には複数の部品で構成したり、他の要素部品と共用の部材を用いたりしてもよい。

電気品箱１０の内部には、制御装置１００の制御回路を含む電気品が納められている。ここで、電気品箱１０の設置場所に関しては特に限定されない。
例えば、実施形態のような床置き型の室内機１の場合は、電気品箱１０の電気品のメンテナンス性を良くするために、機械室４の上部に電気品箱１０を設けてもよい。このようにすると、ユーザは屈まなくても電気品を視認することができるので、好適であるといえる。
また、使用する冷媒の比重が空気よりも重い場合は機械室４の上部に、反対に冷媒の比重が空気よりも軽い場合は機械室４の下部に、それぞれ電気品箱１０を設置する方法も考えられる。このようにすると、万が一冷媒が漏洩しても、冷媒が溜まりにくい場所に電気品箱１０が設置されることとなる。
なお、以下では、空気よりも比重が重い冷媒を使用する場合を例に挙げて説明を続ける。

ところで、前記したように、熱交換器２と配管１３の内部を冷媒が流れる際に、熱交換器２と配管１３との接続部の劣化や破損などによって、冷媒が室内機１の内部に漏洩する場合がある。

その際、空気より比重が重い冷媒として、例えば燃焼性の小さい単一冷媒であるＲ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、およびＲ１２３４ｚｅ、またはこれらを主成分とする混合冷媒を使用する場合には、漏洩した冷媒は重力方向に移動することになる。

ゆえに、熱交換器２および配管１３から冷媒が漏洩すると、前記した仕切り３によって、ドレン水のみならず、漏洩した冷媒もドレンパン５の内部に誘導されるようになっている。このドレンパン５は、熱交換器２や配管１３で生成されたドレン水や漏れた冷媒を受ける際に、受けたドレン水が室内機１の外部へ流出しないよう、例えば四方が壁で形成された有底の皿形状を呈してなる。

さらに、図１（ｂ）に示すように、本発明の実施形態の室内機１の下部には、例えば筺体の外表面の右側後方に、室内機１の据付時やメンテナンス時の作業性を向上させる目的で、カバー２４が備えられている。つまり、カバー２４は室内機１の筺体の背面側に位置するようにされている。

このカバー２４は公知のものであり、例えば正面側から見た断面視で略Ｌ字状（図１（ａ）参照）を呈するようにして形成されている。このカバー２４には、前記のＬ字の両面すなわち筺体の側面側と下面側とにブッシュ部ＢＳ，ＢＬ（後記の図２（ａ）、図３（ａ）なども併せて参照。図１（ｂ）ではブッシュ部ＢＳのみ図示）がそれぞれ形成されている。このブッシュ部ＢＳ，ＢＬを適宜カッタやハサミなどの切断工具で切断すると、カバー２４を室内機１の筺体に装着するときに引き出し配管２６が挿通される切り欠き部を形成できるようにされている。

図２（ａ），図２（ｂ）、図３（ａ），図３（ｂ）はいずれも、室内機１を室外機１７と接続する際の引き出し配管２６の引き回し状態の一例を示したものである。図２，図３はいずれも、（ａ）は実施形態に係わる床置き型の室内機１の場合、（ｂ）は変形例に係わる壁掛け型の室内機１ｂの場合である。ここで、引き出し配管２６とは、室内機１から室外機１７へと引き回しのために引き出される配管を総称するものであり、例えば冷媒が通流する配管１３をイメージすればよい。

まず、図２（ａ），図２（ｂ）はいずれも、引き出し配管２６を、室内機１の正面側から見て右側に引き出す場合を示したものである。
図２（ａ）に、実施形態に係わる空気調和機の室内機１から、カバー２４を取り外した状態を示す。なお、簡略化のため室内機１の置台の前面カバーの図示は省略してある。図２（ａ）に示すように、実施形態に係わる空気調和機の室内機１は、カバー２４を取り外すことができる公知の構成を有してなる。このようにすることで、引き出し配管２６の引き出し作業の際に、充分な作業空間を確保できるようにされている。
さらに、実施形態に係わる空気調和機の室内機１は、カバー２４の内側近傍すなわちカバー２４の室内機１の筺体内側の近傍に、漏洩検知センサ５０を備えている。ここで、カバー２４の内側近傍とは、カバー２４を取り外した状態にしたときに、メンテナンスがしやすいように、例えば室内機１の筺体外部から目視で見通せて手または工具の届く位置であればよい（カバー２４を装着したときにカバー２４と面する位置または対向する位置に配置）。つまり、カバー２４自体に漏洩検知センサ５０が設置されているか否かは問わない。ここで、漏洩検知センサ５０をカバー２４以外の場所に設置する場合は、例えばカバー２４を取り外すことで開口する室内機１の筺体の内部近傍であって、筺体の外部から見通せて手または工具の届く位置に設置すればよい。なお、カバー２４は図２（ａ）の状態ではブッシュ部ＢＳが切断された形状を呈している。また、漏洩検知センサ５０の詳細については後記する。
また、変形例として、図２（ｂ）に示す壁掛け型の室内機１ｂに対しても同様にして、本発明の実施形態を適用することができる。つまり、公知のカバー２４を備え、これを取り外すことで、引き出し配管２６の引き出し作業の際、充分な作業空間を確保できるようにされている。このとき、カバー２４の内側近傍すなわちカバー２４の室内機１ｂの筺体内側の近傍に、漏洩検知センサ５０を備えるようにすることができる。つまり、カバー２４を取り外した状態にしたときに、室内機１ｂの筺体外部から目視で見通せて手または工具の届く位置に、冷媒の漏洩検知センサ５０を備えるようにすることができる。

つぎに、図３（ａ）に引き出し配管２６を室内機１の後ろ側に直引きする場合を示す。図３（ｂ）に、引き出し配管２６を室内機１ｂの真下に引き出す場合を示す。
図３（ａ）に、実施形態に係わる空気調和機の室内機１から、カバー２４を取り外し、引き出し配管２６を室内機１の後ろ側に直引きした状態を示す。なお、図２（ａ）と同様に簡略化のため室内機１の置台の前面カバーの図示は省略してある。この場合にも、図２（ａ）と同様に、公知のカバー２４を取り外すことで、引き出し配管２６の引き出し作業の際に充分な作業空間を確保することができるようにされている。このとき、カバー２４の内側近傍すなわちカバー２４の室内機１の筺体内側の近傍に、漏洩検知センサ５０を備えるようにすることができる。ここで、カバー２４の内側近傍とは、カバー２４を取り外した状態にしたときに、メンテナンスがしやすいように、室内機１の筺体外部から目視で見通せて手または工具の届く位置であればよい（カバー２４を装着したときにカバー２４と面する位置または対向する位置に配置）。つまり、カバー２４自体に漏洩検知センサ５０が設置されているか否かは問わない。ここで、漏洩検知センサ５０をカバー２４以外の場所に設置する場合は、例えば漏洩検知センサ５０は、カバー２４を取り外すことで開口する室内機１の筺体の内部近傍であって、筺体の外部から見通すことができる位置であるとともに手または工具の届く位置に設置することができる。なお、カバー２４は図３（ａ）の状態ではブッシュ部ＢＳ，ＢＬはいずれも切断されずにそのまま残された形状となっている。また、漏洩検知センサ５０の詳細については後記する。
また、図３（ａ）の変形例として、図３（ｂ）に示す壁掛け型の室内機１ｂに対しても、図３（ａ）と同様にして、本発明の実施形態を適用することができる。つまり、公知のカバー２４を取り外すことで、引き出し配管２６の引き出し作業の際、充分な作業空間を確保することができる。また、カバー２４を取り外した状態にしたときに、カバー２４の内側近傍、すなわち例えば室内機１ｂの筺体外部から目視で見通せて手または工具の届く位置に、冷媒の漏洩検知センサ５０を備えるようにすることができる。なお、カバー２４は図３（ｂ）の状態ではブッシュ部ＢＬが切断された形状を呈している。

以上の様にすると、室内機１の内部で漏洩しドレンパン５で受けた空気より比重の重い冷媒は、所定量に達するとドレンパン５から溢れ出す。そして、室内機１の筺体の下部背面側、すなわち筺体の下部後方に位置するようにされたカバー２４の内側（室内機１の筺体内部の機械室４の下部）に到達する（図１（ａ）に冷媒の動きを矢印で示す）。すると、その先（冷媒が漏洩した先）に漏洩検知センサ５０が配置されることになるので、適切に漏洩した冷媒を検知することができるようになる。また、カバー２４を取り外すことで漏洩検知センサ５０のメンテナンスを容易に行うことができる。

ところで、引き出し配管２６の引き回しは、室内機１の正面側から見て左側に引き回す場合もある。それゆえに、室内機１の、例えば筺体の外表面の左側後方の下部にも、室内機１の据付時やメンテナンス時の作業性を向上させる目的で、カバー２５を設けるようにしてもよい（図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）などを参照）。なお、カバー２５にはカバー２４と同様の構造を有するものを用いることができる。また、このカバー２５を取り外された状態にしたときに、カバー２５の内側近傍、すなわち目視で見通せて手または工具の届く位置に、冷媒の漏洩検知センサ５０を備えるようにしてもよい（カバー２５を装着したときにカバー２５と面する位置または対向する位置に配置）。例えば漏洩検知センサ５０は、カバー２５を取り外すことで開口する室内機１の筺体の内部近傍であって、筺体の外部から見通すことができる位置であるとともに手または工具の届く位置に設置すればよい。または、カバー２５自体の内側に設置してもよい。
なお、カバー２４、またはカバー２５を装着したときにカバー２４、またはカバー２５と面する位置または対向する位置とは、カバー２４、またはカバー２５と筺体とによって囲まれた空間（つまり機械室４の外）でもよいのは言うまでもない。

漏洩検知センサ５０は、漏洩した冷媒の気体濃度、または冷媒が漏洩することで相対的に減少する気体成分（例えば酸素）の濃度を監視している。そして、冷媒の気体濃度が例えば所定のしきい値に達した場合に、制御装置１００へ信号を送る。

つまり、漏洩検知センサ５０は、気化した冷媒ガス、あるいは空気中に含まれる酸素ガスを検知するガスセンサで構成されているものとする。

なお、空気中の酸素濃度を計測する場合は、酸素濃度が低下した分が、略冷媒漏洩によって薄められた分であると近似することができる。つまり、酸素濃度と漏洩冷媒濃度には負の相関関係が認められるので、酸素濃度を計測することで、間接的に漏洩した冷媒濃度を検出することができる。

また、この漏洩検知センサ５０は、設置後には、電源がオフのときも含めて常時監視し続けることが望まれるため、本体とは別の電源装置（例えばリチウム電池など）を併用する構成であってもよい。

また、ガスセンサである漏洩検知センサ５０は、経年劣化する場合がある。そのため、脱着交換が容易にできるように、筐体に漏洩検知センサ５０の取り出し用の取っ手や引き出しを設けて、カートリッジのように簡単に脱着できる構造としてもよい。

図４は、実施形態に係わる空気調和機の室内機を、機械室を構成する仕切りから左側を見た際の断面図である。なお、図４ではカバー２４，２５および漏洩検知センサ５０は前記の仕切り３から左側に切り欠かれた内部を見ているため実際には見えないが、おおよその位置を破線で模式的に示してある。
室内機１には送風機２０、左右風向板１１，１２、および上下風向板２２，２３が備えられている。図４に示すような左右風向板１１，１２、または上下風向板２２，２３が閉じられている状態（運転停止中など）で、冷媒が漏洩した場合には、例えばこれらすべての風向板を開き、送風機２０を回転させて、漏洩した冷媒を拡散させて排出させる。このようにすることで、室内側へ排出される冷媒の濃度を薄めるようにしてもよい。但し、冷媒漏洩時の運転状態は特にこれには限定されない。
（作用・効果）

本発明の実施形態に係わる空気調和機の室内機１は、筺体の例えば左右の側面下部背面側に備えられた公知のカバー２４，２５の内側近傍に、冷媒の漏洩検知センサ５０を備えている。つまり、カバー２４，２５を取り外した状態にしたときに、室内機１の筺体外部から例えば目視で見通せて手または工具の届く位置に、冷媒の漏洩検知センサ５０を備えている。

なお、冷媒の漏洩検知センサ５０が、冷媒の漏洩を検知した際には、例えば、制御装置１００がすべての風向板を開き、送風機２０を回転させて、漏洩した冷媒を拡散させて排出させるようにする。ここで、すべての風向板とは、例えば左右風向板１１，１２、上下風向板２２，２３などがある。このようにすることで、室内側へ排出される冷媒の濃度を薄めることができる。

なお、上記の実施形態に用いられる具体的な冷媒の候補としては、空気より比重が重く、拡散しづらく室内機１の内部に滞留しやすい冷媒、例えば、燃焼性の小さい冷媒として、Ｒ３２やＲ１２３４ｙｆなどの単一冷媒、またはそれらを主成分とする混合冷媒などを用いることができる。また、同様に空気より比重が重い冷媒として、Ｒ２９０やＲ６００ａなどの単一冷媒、またはそれらを主成分とする混合冷媒を用いてもよい。

上記した実施形態または変形例は、本発明を分かりやすくするために詳細に説明したものであり、必ずしも、説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、ある実施形態または変形例の構成の一部を他の実施形態または変形例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態または変形例の構成に、他の実施形態または変形例の構成の一部もしくは全てを加えることも可能である。
また、実施形態または変形例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１，１ｂ 室内機
２ 熱交換器
３ 仕切り
４ 機械室
５ ドレンパン
１０ 電気品箱
１１，１２ 左右風向板（風向板）
１３ 配管
１４ ドレン配管
１５ 空気流路
１７ 室外機
１８ 吹き出し口
２０ 送風機
２２，２３ 上下風向板（風向板）
２４，２５ カバー（取り外し可能なカバー）
２６ 引き出し配管
５０ 漏洩検知センサ（センサ）
１００ 制御装置
ＬＦＬ 下限燃焼限界
ＢＳ，ＢＬ ブッシュ部

Claims (5)

1. 筺体と、
   空気よりも比重が大きな冷媒が通流する配管を有してなる熱交換器と、
   前記熱交換器の下方に設置されたドレンパンと、
   前記筺体の背面側に位置する取り外し可能なカバーと、
   取り外し可能な前記カバーに面する位置に配置されて前記冷媒の漏洩を検知するセンサと、を備えること
   を特徴とする空気調和機の室内機。
2. 外部に空気を送り出す送風機と、
   前記センサによって前記冷媒の漏洩が検知されると、前記送風機の運転を開始させる制御を行う制御装置と
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 前記空気の吹き出し方向を決定付ける風向板をさらに備え、
   前記制御装置は、前記送風機の運転を開始させる際に、前記風向板を開いた状態にする制御を併せて行うことを特徴とする、請求項２に記載の空気調和機の室内機。
4. 前記冷媒は、空気より比重が重いＲ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ２９０、Ｒ６００ａの単一冷媒、またはそれらを主成分とする混合冷媒であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機。
5. この室内機は、少なくとも床置きまたは壁掛けされた状態で室内に設置されることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか1項に記載の空気調和機の室内機。

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