JP2016114333A

JP2016114333A - 冷媒漏洩検知装置及び冷凍サイクル装置

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Publication number: JP2016114333A
Application number: JP2014255397A
Authority: JP
Inventors: 良樹森谷; Yoshiki Moriya; 康巨鈴木; Yasumasa Suzuki; 久保　和也; Kazuya Kubo; 和也久保
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: JP6223324B2; CN205038017U

Abstract

【課題】冷媒の漏洩を高精度で検知可能で、かつ検知能力を維持できる冷媒漏洩検知装置及び冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷媒漏洩検知装置１４０は、圧縮機３、熱源側熱交換器５、減圧装置６、及び負荷側熱交換器７を冷媒配管８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂで連結して、大気圧下で空気より密度の大きい冷媒を循環させる冷凍サイクルに用いられ、冷凍サイクルからの冷媒の漏洩によって回転する羽根車１２０ａ、１２０ｂと、羽根車の回転を検知することによって、冷凍サイクルからの冷媒の漏洩を判定する制御部３０ｂとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒漏洩検知装置及び冷凍サイクル装置に関する。

従来、冷凍サイクルに用いられる冷媒として、不燃性であるＲ４１０ＡのようなＨＦＣ冷媒が用いられている。このＲ４１０Ａは、従来のＲ２２のようなＨＣＦＣ冷媒と異なり、オゾン層破壊係数（以下「ＯＤＰ」と称す）がゼロであるため、オゾン層を破壊することはない。ところが、Ｒ４１０Ａは、地球温暖化係数（以下「ＧＷＰ」と称す）が高いという性質を有している。そのため、地球の温暖化防止の一環として、Ｒ４１０ＡのようなＧＷＰが高いＨＦＣ冷媒から、ＧＷＰが低い冷媒へと変更する検討が進められている。

そのような低ＧＷＰの冷媒候補としては、例えば、自然冷媒であるＲ２９０（Ｃ_３Ｈ_８；プロパン）又はＲ１２７０（Ｃ_３Ｈ_６；プロピレン）等のＨＣ冷媒がある。しかしながら、Ｒ２９０及びＲ１２７０は、不燃性であるＲ４１０Ａとは異なり、強燃レベルの可燃性（強燃性）を有している。そのため、Ｒ２９０又はＲ１２７０を冷媒として用いる場合には、冷媒漏洩に対する注意が必要となる。

また、低ＧＷＰの冷媒候補として、組成中に炭素の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒、例えば、Ｒ４１０ＡよりもＧＷＰが低いＲ３２（ＣＨ_２Ｆ_２；ジフルオロメタン）等がある。

また、同じような冷媒候補として、Ｒ３２と同様にＨＦＣ冷媒の一種であって、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素がある。このようなハロゲン化炭化水素としては、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２；テトラフルオロプロペン）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（ＣＦ_３−ＣＨ＝ＣＨＦ）等がある。なお、組成中に炭素の二重結合を有するＨＦＣ冷媒は、Ｒ３２のように組成中に炭素の二重結合を有しないＨＦＣ冷媒と区別するために、炭素の二重結合を持つＨＦＣ冷媒を、オレフィン（炭素の二重結合を持つ不飽和炭化水素がオレフィンと呼ばれる）の「Ｏ」を使って、「ＨＦＯ」と表現されることが多い。

このような低ＧＷＰのＨＦＣ冷媒（ＨＦＯ冷媒を含む）は、自然冷媒であるＲ２９０等のＨＣ冷媒ほど強燃性ではないものの、不燃性であるＲ４１０Ａとは異なり、微燃レベルの可燃性を有している。そのため、Ｒ２９０と同様に冷媒漏洩に対する注意が必要である。これより以降、微燃レベル以上（例えば、ＡＳＨＲＡＥ３４の分類で２Ｌ以上）の可燃性を有する冷媒のことを「可燃性冷媒」と称する。

可燃性冷媒が室内空間へ漏洩した場合、室内空間の冷媒濃度が上昇し、可燃濃度域が形成されてしまう可能性がある。そのため、従来の可燃性冷媒を用いた冷凍サイクル装置は、冷媒漏洩検知のためのセンサを備えている。

例えば、特許文献１には、可燃性冷媒が漏洩した場合でも可燃濃度域の形成を抑制するために、ガスセンサを備えた空気調和機が開示されている。特許文献１の空気調和機は、室内機のケーシングの外表面に冷媒の漏洩を検知するためのガスセンサを備えている。ガスセンサで冷媒の漏洩が検知された場合、室内機ファンからの送風によって漏洩した冷媒が拡散されて可燃性冷媒の濃度が低減するため、可燃濃度域の形成が抑制される。

また、特許文献２には、冷媒センサを用いることなく冷媒漏洩を検知できる冷凍装置及び冷媒漏洩検知方法が開示されている。特許文献２では、室内機側熱交換機の配管下部に取り付けられた温度センサで液冷媒の温度が検知され、冷媒の漏洩は、圧縮機停止時の液冷媒温度の急激な低下によって判断される。

特開２００２−９８３９３号公報特開２０００−８１２５８号公報

しかしながら、特許文献１のようにガスセンサを用いて冷媒漏洩を検知した場合は、経年劣化又は汚れ等の付着により冷媒漏洩が誤検知される等、検知能力が低下するという課題があった。

また、特許文献２のように温度センサを用いて冷媒漏洩を検知した場合、漏洩した冷媒が直接的に検知されないため、冷媒漏洩の検知精度が低くなるという課題があった。特に、特許文献２のように圧縮機停止時の液冷媒温度を検知する場合、圧縮機停止時の液冷媒の量にばらつきが生じやすいため、検知される温度もばらつきが生じやすく、冷媒漏洩の検知精度が低くなるという課題があった。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、冷媒の漏洩を高精度で検知可能で、かつ検知能力を維持できる冷媒漏洩検知装置及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷媒漏洩検知装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及び負荷側熱交換器を冷媒配管で連結して、大気圧下で空気より密度の大きい冷媒を循環させる冷凍サイクルに用いられ、前記冷凍サイクルからの前記冷媒の漏洩によって回転する羽根車と、前記羽根車の回転を検知することによって、前記冷凍サイクルからの前記冷媒の漏洩を判定する制御部とを備える。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及び負荷側熱交換器を冷媒配管で連結して、大気圧下で空気より密度の大きい冷媒を循環させる冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルからの前記冷媒の漏洩によって回転する羽根車と、前記羽根車の回転を検知することによって、前記冷凍サイクルからの前記冷媒の漏洩を判定する制御部とを備える。

本発明によれば、羽根車の回転によって冷媒の漏洩を検知できるため、冷媒の漏洩を高精度で検知可能で、かつ検知能力を維持できる冷媒漏洩検知装置及び冷凍サイクル装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路の構成を概略的に示す冷媒回路図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の負荷側ユニット１０１の外観構成を概略的に示す正面図である。本発明の実施の形態１に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す正面図である。本発明の実施の形態１に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す右側面図である。本発明の実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１４０の第２の制御部３０ｂで実行される冷媒漏洩検知処理の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態３に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す正面図である。本発明の実施の形態３に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す右側面図である。本発明の実施の形態４に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す正面図である。本発明の実施の形態４に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す右側面図である。本発明の実施の形態４に係る第３の羽根車１２０ｃ（第４の羽根車１２０ｄ）の構造を概略的に示す斜視図である。本発明の実施の形態４に係る第３の羽根車１２０ｃ（第４の羽根車１２０ｄ）の構造を概略的に示す正面図である。本発明の実施の形態４に係る第３の羽根車１２０ｃ（第４の羽根車１２０ｄ）の構造を概略的に示す側面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１では、冷凍サイクル装置の一例として、床置形の空気調和装置１００について説明する。図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路の構成を概略的に示す冷媒回路図である。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。

図１に示すように、空気調和装置１００は、圧縮機３、冷媒流路切替装置４、熱源側熱交換器５（例えば、室外熱交換器）、減圧装置６、及び負荷側熱交換器７（例えば、室内熱交換器）が冷媒配管を介して順次環状に接続され、冷凍サイクルを構成している。また、空気調和装置１００は、負荷側ユニット１０１（例えば、室内に配置される室内機）と、熱源側ユニット１０２（例えば、室外に配置される室外機）とを有するセパレート形のものである。負荷側ユニット１０１と熱源側ユニット１０２との間は、冷媒配管の一部である第１の延長配管１０ａ及び第２の延長配管１０ｂを介して接続されている。

冷凍サイクルを循環する冷媒としては、例えば、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ等の微燃性冷媒、又は、Ｒ２９０、Ｒ１２７０等の強燃性冷媒が用いられている。これらの冷媒は単一冷媒として用いられてもよいし、２種以上が混合された混合冷媒として用いられてもよい。これらの冷媒は大気圧下において、空気より密度が大きいという特性を有するものである。

冷媒は、一定量をあらかじめ熱源側ユニット１０２内に封入した状態で出荷され、封入した冷媒の量に不足が生じる場合には、現地作業にて補填される。例えば、空気調和装置１００の配置の際に、第１の延長配管１０ａ及び第２の延長配管１０ｂが長くなった場合には、追加の冷媒が補填される。

圧縮機３は、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である。冷媒流路切替装置４は、冷房運転時と暖房運転時とで冷凍サイクルにおける冷媒の流れ方向を切り替えるものである。冷媒流路切替装置４としては、例えば四方弁が用いられる。熱源側熱交換器５は、冷房運転時には凝縮器（放熱器）として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器５では、内部を流通する冷媒と、後述する熱源側送風ファン５ｆ（例えば、室外送風ファン）により送風される空気（外気）との間で熱交換が行われる。減圧装置６は、高圧冷媒を減圧して低圧冷媒とするものである。減圧装置６としては、例えば開度を調節可能な電子膨張弁などが用いられる。負荷側熱交換器７は、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する熱交換器である。負荷側熱交換器７では、内部を流通する冷媒と、後述する負荷側送風ファン７ｆにより送風される空気との間で熱交換が行われる。ここで、冷房運転とは、負荷側熱交換器７に低温低圧の冷媒を供給する運転のことであり、暖房運転とは、負荷側熱交換器７に高温高圧の冷媒を供給する運転のことである。

熱源側ユニット１０２には、圧縮機３、冷媒流路切替装置４、熱源側熱交換器５、及び減圧装置６が収容されている。また、熱源側ユニット１０２には、熱源側熱交換器５に外気を供給する（吹き付ける）熱源側送風ファン５ｆが収容されている。熱源側送風ファン５ｆは、熱源側熱交換器５に対向して配置されている。熱源側熱交換器５を通過する空気流は、熱源側送風ファン５ｆを回転させて外気を吸引することで生成される。熱源側送風ファン５ｆは、例えばプロペラファンが用いられている。熱源側送風ファン５ｆは、熱源側熱交換器５の下流側（熱源側送風ファン５ｆが生成する空気流の下流側）に配置されている。

熱源側ユニット１０２には、冷媒配管として、ガス側（冷房運転時）の第１の延長配管接続バルブ１３ａと冷媒流路切替装置４とを繋ぐ第１の熱源側冷媒配管８ａ、圧縮機３の吸入側に接続されている吸入配管１１、圧縮機３の吐出側に接続されている吐出配管１２、冷媒流路切替装置４と熱源側熱交換器５とを繋ぐ第２の熱源側冷媒配管８ｂ、熱源側熱交換器５と減圧装置６とを繋ぐ第３の熱源側冷媒配管８ｃ、及び減圧装置６と液側（冷房運転時）の第２の延長配管接続バルブ１３ｂとを繋ぐ第４の熱源側冷媒配管８ｄが配置されている。

第１の延長配管接続バルブ１３ａは、開放及び閉止の切替えが可能な二方弁で構成されており、その一端に第１の熱源側継手部１６ａが取り付けられている。第１の延長配管接続バルブ１３ａは、第１の延長配管１０ａと第１の熱源側冷媒配管８ａとを連結している。

第２の延長配管接続バルブ１３ｂは、開放及び閉止の切替えが可能な三方弁で構成されており、真空引きの際（空気調和装置１００に冷媒を供給する前作業の際）に使用する第１のサービス口１４ａが取り付けられ、他の一端に第２の熱源側継手部１６ｂが取り付けられている。

本実施の形態１において、第１の熱源側継手部１６ａ及び第２の熱源側継手部１６ｂはフレア継手であってもよい。図示しないが、第１の熱源側継手部１６ａ及び第２の熱源側継手部１６ｂがフレア継手である場合、フレア継手の第１の熱源側冷媒配管８ａの側及び第４の熱源側冷媒配管８ｄの側には雄ネジ加工がなされる。熱源側ユニット１０２の出荷時（例えば、空気調和装置１００の出荷時）には、雌ネジ加工がなされたフレアナット（図示せず）が、フレア継手の雄ネジの部分に装着される。

吐出配管１２には、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、圧縮機３で圧縮された高温高圧のガス冷媒が流れる。吸入配管１１には、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、蒸発作用を経た低温低圧の冷媒（ガス冷媒又は二相冷媒）が流れる。吸入配管１１には、低圧側のフレア継手（図示せず）付きの第２のサービス口１４ｂが接続されており、吐出配管１２には、高圧側のフレア継手（図示せず）付きの第３のサービス口１４ｃが接続されている。第２のサービス口１４ｂ及び第３のサービス口１４ｃは、空気調和装置１００の据付け時や修理時の試運転の際に圧力計を接続して、運転圧力を計測するために使用される。

なお、第２のサービス口１４ｂ及び第３のサービス口１４ｃのフレア継手には雄ネジ加工がなされている。熱源側ユニット１０２の出荷時（例えば、空気調和装置１００の出荷時）には、雌ネジ加工がなされたフレアナット（図示せず）が、第２のサービス口１４ｂ及び第３のサービス口１４ｃのフレア継手の雄ネジの部分に装着される。

負荷側ユニット１０１には、負荷側熱交換器７が収容されている。また、負荷側ユニット１０１には、負荷側熱交換器７に空気を供給する負荷側送風ファン７ｆ（例えば、室内送風ファン）が配置されている。負荷側送風ファン７ｆを回転させることで、負荷側熱交換器７を通過する空気流が生成される。負荷側送風ファン７ｆとしては、負荷側ユニット１０１の形態によって、遠心ファン（例えば、シロッコファン、ターボファン等）、クロスフローファン、斜流ファン、軸流ファン（例えば、プロペラファン）などが用いられる。本実施の形態１における負荷側送風ファン７ｆは、当該負荷側送風ファン７ｆが生成する空気流において負荷側熱交換器７の上流側に配置されているが、負荷側熱交換器７の下流側に配置されていてもよい。

負荷側ユニット１０１には、冷媒配管として、負荷側熱交換器７と第１の延長配管１０ａとを繋ぐ第１の負荷側冷媒配管９ａ、及び第２の延長配管１０ｂと負荷側熱交換器７とを繋ぐ第２の負荷側冷媒配管９ｂが配置されている。第１の負荷側冷媒配管９ａの第１の延長配管１０ａとの接続部には、第１の延長配管１０ａを接続するための第１の負荷側継手部１５ａが設けられている。また、第２の負荷側冷媒配管９ｂの第２の延長配管１０ｂとの接続部には、第２の延長配管１０ｂを接続するための第２の負荷側継手部１５ｂが設けられている。

これによって、第１の延長配管１０ａの両端は、第１の熱源側継手部１６ａと第１の負荷側継手部１５ａとの間に着脱可能に接続され、第２の延長配管１０ｂの両端は、第２の熱源側継手部１６ｂと第２の負荷側継手部１５ｂとの間に着脱可能に接続される。すなわち、負荷側ユニット１０１と熱源側ユニット１０２とが、第１の延長配管１０ａ及び第２の延長配管１０ｂによって接続されることによって冷媒回路が形成され、圧縮機３によって圧縮された冷媒を循環させる冷凍サイクル（圧縮式ヒートポンプサイクル）が構成される。

本実施の形態１においては、第１の負荷側継手部１５ａ及び第２の負荷側継手部１５ｂはフレア継手であってもよい。図示しないが、第１の負荷側継手部１５ａ及び第２の負荷側継手部１５ｂがフレア継手である場合、フレア継手には、第１の延長配管１０ａ及び第２の延長配管１０ｂを接続するための雄ネジ加工がなされる。負荷側ユニット１０１の出荷時（例えば、空気調和装置１００の出荷時）には、雌ネジ加工がなされたフレアナット（図示せず）が、フレア継手の雄ネジの部分に装着される。

負荷側ユニット１０１には、負荷側送風ファン７ｆによって吸い込まれる外気（例えば、室内空気）の温度を検知する吸込空気温度センサ９１、負荷側熱交換器７の冷房運転時の入口部（暖房運転時の出口部）の冷媒温度を検知する熱交換器入口温度センサ９２、負荷側熱交換器７の二相部の冷媒温度（蒸発温度又は凝縮温度）を検知する熱交換器温度センサ９３等が設けられている。これらのセンサ類は、負荷側ユニット１０１又は空気調和装置１００の全体を制御する第１の制御部３０ａに検知信号を出力するように構成される。

第１の制御部３０ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えたマイコンを有している。第１の制御部３０ａは、後述する操作部２６及び第２の制御部３０ｂとの間で相互にデータ通信を行うことができるように構成される。第１の制御部３０ａは、操作部２６からの操作信号やセンサ類からの検知信号等に基づき、負荷側送風ファン７ｆの動作を含む負荷側ユニット１０１又は空気調和装置１００の全体の動作を制御する。第１の制御部３０ａは、負荷側ユニット１０１の筐体内に設けられていてもよいし、熱源側ユニット１０２の筐体内に設けられていてもよい。

本実施の形態１の負荷側ユニット１０１は、冷媒の漏洩によって回転するプロペラ型の第１の羽根車１２０ａ及び第２の羽根車１２０ｂと、第１の羽根車１２０ａの回転を検知する第１の回転検知センサ１３０ａと、第２の羽根車１２０ｂの回転を検知する第２の回転検知センサ１３０ｂとを備える。第１の回転検知センサ１３０ａ及び第２の回転検知センサ１３０ｂは、第２の制御部３０ｂに検知信号を出力するように構成される。後述するように、本実施の形態１では、第１の羽根車１２０ａ、第２の羽根車１２０ｂ、第１の回転検知センサ１３０ａ、第２の回転検知センサ１３０ｂ、及び第２の制御部３０ｂは、冷媒漏洩検知装置１４０を構成する。

次に、空気調和装置１００の冷凍サイクルの動作について説明する。まず、冷房運転時の動作について説明する。図１において、実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れ方向を示している。冷房運転では、冷媒流路切替装置４によって冷媒流路が実線で示すように切り替えられ、負荷側熱交換器７に低温低圧の冷媒が流れるように冷媒回路が構成される。

圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置４を経てまず熱源側熱交換器５へと流入する。冷房運転では、熱源側熱交換器５は凝縮器として機能する。すなわち、熱源側熱交換器５では、内部を流通する冷媒と、熱源側送風ファン５ｆにより送風される空気（外気）との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が送風空気に放熱される。これにより、熱源側熱交換器５に流入した冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、減圧装置６に流入し、減圧されて低圧の二相冷媒となる。低圧の二相冷媒は、第２の延長配管１０ｂを経由して負荷側ユニット１０１の負荷側熱交換器７に流入する。冷房運転では、負荷側熱交換器７は蒸発器として機能する。すなわち、負荷側熱交換器７では、内部を流通する冷媒と、負荷側送風ファン７ｆにより送風される空気（室内空気）との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が送風空気から吸熱される。これにより、負荷側熱交換器７に流入した冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒又は乾き度の高い二相冷媒となる。また、負荷側送風ファン７ｆにより送風される空気は、冷媒の吸熱作用によって冷却される。負荷側熱交換器７で蒸発した低圧のガス冷媒又は乾き度の高い二相冷媒は、第１の延長配管１０ａ及び冷媒流路切替装置４を経由して圧縮機３に吸入される。圧縮機３に吸入された冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。冷房運転では、以上のサイクルが繰り返される。

次に、暖房運転時の動作について説明する。図１において、点線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れ方向を示している。暖房運転では、冷媒流路切替装置４によって冷媒流路が点線で示すように切り替えられ、負荷側熱交換器７に高温高圧の冷媒が流れるように冷媒回路が構成される。暖房運転時には、冷媒は冷房運転時とは逆方向に流れ、負荷側熱交換器７は凝縮器として機能する。すなわち、負荷側熱交換器７では、内部を流通する冷媒と、負荷側送風ファン７ｆにより送風される空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が送風空気に放熱される。これにより、負荷側送風ファン７ｆにより送風される空気は、冷媒の放熱作用によって加熱される。

次に、本実施の形態１の負荷側ユニット１０１の内部構造について説明する。以下の説明における各構成部材同士の位置関係（例えば、上下関係等）は、負荷側ユニット１０１を床面に配置したときのものである。

図２は、本実施の形態１に係る負荷側ユニット１０１の外観構成を概略的に示す正面図である。負荷側ユニット１０１は、縦長の直方体状の形状を有する筐体１１１を備えている。筐体１１１の前面パネルの下部には、外気（例えば、室内空気）を吸い込む吸込口１１２が形成されている。本実施の形態１においては、吸込口１１２は、筐体１１１の上下方向において中央部よりも下方であり、床面近傍の位置に設けられている。筐体１１１の前面上部、すなわち吸込口１１２よりも高さの高い位置には、吸込口１１２から吸い込まれた空気を吹き出す吹出口１１３が形成されている。本実施の形態１においては、吹出口１１３は、筐体１１１の上下方向における中央部よりも上方に設けられている。

筐体１１１の前面のうち、吸込口１１２よりも上方で吹出口１１３よりも下方には、操作部２６が設けられている。操作部２６は、通信線を介して第１の制御部３０ａに接続されており、第１の制御部３０ａとの間で相互にデータ通信が可能となっている。操作部２６では、ユーザの操作により負荷側ユニット１０１（空気調和装置１００）の運転開始操作、運転終了操作、運転モードの切替え、設定温度及び設定風量の設定などが行われる。操作部２６には、情報をユーザに報知する表示部や音声出力部等が設けられていてもよい。

図３は、本実施の形態１に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す正面図である。図４は、本実施の形態１に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す右側面図である。

図３、図４において、負荷側熱交換器７は負荷側ユニット１０１の上方に配置され、負荷側熱交換器７の上側は正面から見て後方に傾いている。負荷側熱交換器７には、第１の制御部３０ａに検知信号を出力する熱交換器温度センサ９３が配置されている。負荷側熱交換器７の下方には、負荷側熱交換器７の表面で凝縮した凝縮水を受けるドレンパン２０が配置されている。

ドレンパン２０の下方には、例えば、第１の制御部３０ａ又は後述の第２の制御部３０ｂ等を構成するマイコン、各種電気部品、基板などが収容される電気品収納箱２５が設けられている。

図３、図４において、負荷側送風ファン７ｆは、図２の吸込口１１２に対向する位置に配置されている。負荷側送風ファン７ｆの前方には、第１の制御部３０ａに検知信号を出力する吸込空気温度センサ９１が配置されている。負荷側送風ファン７ｆは、誘導モータやＤＣブラシレスモータにて駆動される。負荷側送風ファン７ｆは、筐体１１１内に形成された風路８１に配置される。吸込口１１２から負荷側送風ファン７ｆによって吸引された外気は、風路８１を通り、負荷側熱交換器７にて熱交換されて、吹出口１１３より吹き出される。

図３、図４において、第１の延長配管１０ａは、第１の負荷側継手部１５ａを介して第１の負荷側冷媒配管９ａと連結されている。また、第２の延長配管１０ｂは、第２の負荷側継手部１５ｂを介して第２の負荷側冷媒配管９ｂと連結される。第１の延長配管１０ａ及び第２の延長配管１０ｂは、筐体１１１の右側面前方下側に設けられたノックアウト穴（図示せず）を介して、熱源側ユニット１０２へ引き回されている。第２の負荷側冷媒配管９ｂには、第１の制御部３０ａに検知信号を出力する熱交換器入口温度センサ９２が配置されている。

第１の負荷側冷媒配管９ａには、ヘッダー主管６１が接続されている。ヘッダー主管６１には、複数のヘッダー枝管６２が枝分かれして接続されている。第２の負荷側冷媒配管９ｂには、複数の負荷側冷媒枝管６３が枝分かれして接続されている。第１の負荷側冷媒配管９ａとヘッダー主管６１との間の接続部、ヘッダー主管６１とヘッダー枝管６２との間の接続部、及び第２の負荷側冷媒配管９ｂと負荷側冷媒枝管６３との間の接続部は、ろう付けによって接合されている。これより以降、上述のろう付けによって接合されているこれらの接続部を「熱交換器の配管ろう付け部」と称する。

次に、本実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１４０について説明する。

図４に示すように、冷媒漏洩検知装置１４０は、第１の羽根車１２０ａ、第２の羽根車１２０ｂ、第１の回転検知センサ１３０ａ、第２の回転検知センサ１３０ｂ、及び第２の制御部３０ｂを備える。

本実施の形態１において、第１の羽根車１２０ａは、第１の負荷側継手部１５ａ及び第２の負荷側継手部１５ｂの略鉛直下方に配置されている。また、第２の羽根車１２０ｂは、ドレンパン２０より上方、かつ、熱交換器の配管ろう付け部の略鉛直下方に配置されている。本実施の形態１において、第１の羽根車１２０ａ及び第２の羽根車１２０ｂは、プロペラ型（水平軸風車型）であり、回転軸が鉛直方向を向くように取り付けられる。本実施の形態１においては、第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂは、空気調和装置１００の運転中及び停止中を含む常時、又は空気調和装置１００の停止中のみに、漏洩冷媒が第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂに達した場合に冷媒と空気の密度差により回転する。

第１の回転検知センサ１３０ａ及び第２の回転検知センサ１３０ｂは、それぞれ、第１の羽根車１２０ａ及び第２の羽根車１２０ｂの回転を検知できる位置に配置される。本実施の形態１において、第１の回転検知センサ１３０ａ及び第２の回転検知センサ１３０ｂの種類は、第１の羽根車１２０ａ及び第２の羽根車１２０ｂの回転を検知できるものであれば限定されない。

例えば、第１の回転検知センサ１３０ａ（第２の回転検知センサ１３０ｂ）は、ＤＣブラシレスモータを第１の羽根車１２０ａ（第２の羽根車１２０ｂ）に取り付けて、第１の羽根車１２０ａ（第２の羽根車１２０ｂ）の回転による逆起電力の発生を検知するように構成してもよい。また、第１の回転検知センサ１３０ａ（第２の回転検知センサ１３０ｂ）は、第１の羽根車１２０ａ（第２の羽根車１２０ｂ）との微小な距離間隔の変化を検知可能なギャップセンサによって回転を検知するものであってもよい。また、第１の回転検知センサ１３０ａ（第２の回転検知センサ１３０ｂ）は、ホール素子を用いた磁気センサによって回転を検知するものであってもよい。また、第１の回転検知センサ１３０ａ及び第２の回転検知センサ１３０ｂは同一の種類のものでなくてもよい。

第２の制御部３０ｂは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えたマイコンを有している。第２の制御部３０ｂは、操作部２６との間で相互にデータ通信を行うことができるように構成される。第２の制御部３０ｂでは、第１の回転検知センサ１３０ａ又は第２の回転検知センサ１３０ｂからの検知信号に基づき、冷媒の漏洩の有無が判定される。また、第２の制御部３０ｂは、第１の回転検知センサ１３０ａ又は第２の回転検知センサ１３０ｂからの検知信号に基づき、負荷側送風ファン７ｆの動作を含む空気調和装置１００の全体の動作を制御するように構成される。第２の制御部３０ｂは、負荷側ユニット１０１の筐体内に設けられていてもよいし、熱源側ユニット１０２の筐体内に設けられていてもよい。また、第２の制御部３０ｂは、第１の制御部３０ａとの間で相互にデータ通信を行うことができるように構成してもよいし、第１の制御部３０ａと一体化して制御ユニットを構成してもよい。

次に、本実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１４０の第２の制御部３０ｂにおける、冷媒漏洩検知処理を説明する。図５は、本実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１４０の第２の制御部３０ｂで実行される冷媒漏洩検知処理の一例を示すフローチャートである。この冷媒漏洩検知処理は、空気調和装置１００の運転中及び停止中を含む常時、又は空気調和装置１００の停止中のみに、所定の時間間隔で繰り返して実行されるものである。

図５のステップＳ１では、第２の制御部３０ｂでは、第１の回転検知センサ１３０ａ又は第２の回転検知センサ１３０ｂからの検知信号に基づき、第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂが回転しているか否かが判定される。第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂが回転していると判定された場合にはステップＳ２、Ｓ３に進み、回転していないと判定された場合には処理を終了する。

ステップＳ２では、負荷側送風ファン７ｆの運転を開始する。負荷側送風ファン７ｆが既に運転している場合には、そのまま運転を継続する。これによって、気流を攪拌し、冷媒を拡散させ、可燃濃度域が形成されないようにする。また、負荷側送風ファン７ｆ以外の空気調和装置１００の運転が開始しないようにする。

ステップＳ３では、操作部２６に異常を表示しユーザにその旨を報知する。更に、操作部２６に冷媒漏洩に対する指示事項を表示し、ユーザにその旨を報知する。例えば、「ガス漏れ発生、窓を開けるように」と表示するようにしてもよい。また、操作部２６の音声出力部を用いて、異常及び指示事項をユーザに報知するようにしてもよい。

次に、本実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１４０の効果について説明する。

本実施の形態１においては、第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂの回転によって冷媒の漏洩を直接的に検知可能な冷媒漏洩検知装置１４０を構成できる。したがって、本実施の形態１では、冷媒の漏洩を高精度で検知可能な冷媒漏洩検知装置１４０及び空気調和装置１００を得ることができる。

また、本実施の形態１の冷媒漏洩検知装置１４０においては、第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂの回転によって冷媒の漏洩を検知するため、経年劣化又は汚れの付着により検知能力が低下しない。したがって、本実施の形態１では、長期間にわたり検知能力を維持可能な冷媒漏洩検知装置１４０及び空気調和装置１００を得ることができる。

また、本実施の形態１で用いられる冷媒（例えば、Ｒ３２）は大気圧下において空気より密度が大きく、漏洩した場合は下方に流れる。本実施の形態１においては、第１の羽根車１２０ａは第１の負荷側継手部１５ａ又は第２の負荷側継手部１５ｂの下方に配置されている。また、第２の羽根車１２０ｂは、熱交換器の配管ろう付け部の下方に配置されている。すなわち、本実施の形態１では、冷媒が漏洩する可能性の高い箇所の下方に第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂを配置されているため、微小の冷媒漏洩も検知することができる。したがって、本実施の形態１では、可燃濃度域が形成される前の早い段階で冷媒漏洩を検知することが可能な冷媒漏洩検知装置１４０及び空気調和装置１００を得ることができる。

実施の形態２．
上述の実施の形態１では、第１の羽根車１２０ａを第１の負荷側継手部１５ａ及び第２の負荷側継手部１５ｂの略鉛直下方に配置し、第２の羽根車１２０ｂを熱交換器の配管ろう付け部の略鉛直下方に配置したが、第１の羽根車１２０ａ及び第２の羽根車１２０ｂのいずれか一方のみを配置するものとしてもよい。第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂのいずれか一方のみとすることによって、冷媒漏洩検知装置１４０の製造コストを削減できる。

実施の形態３．
以下に、本発明の実施の形態３について説明する。図６は、本実施の形態３に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す正面図である。図７は、本実施の形態３に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す右側面図である。

図６、図７に示すように、本発明の実施の形態３においては、第１の負荷側継手部１５ａ及び第２の負荷側継手部１５ｂの側方に第１の漏洩冷媒誘導部材９５ａが形成されている。第１の漏洩冷媒誘導部材９５ａは、第１の負荷側継手部１５ａ及び第２の負荷側継手部１５ｂの側方を取り囲み、第１の負荷側継手部１５ａ又は第２の負荷側継手部１５ｂから漏洩する冷媒を第１の羽根車１２０ａに誘導する。

また、本発明の実施の形態３においては、筐体１１１の正面から見た熱交換器の配管ろう付け部の側方及び後方に、第２の漏洩冷媒誘導部材９５ｂが形成されている。第２の漏洩冷媒誘導部材９５ｂは、配管ろう付け部から漏洩して下方に流れる冷媒を受け、受けた冷媒を第２の羽根車１２０ｂに誘導する。それ以外の構成は、上述の実施の形態１における空気調和装置１００の構成と同一であるため説明は省略する。

本実施の形態３では、第１の漏洩冷媒誘導部材９５ａ及び第２の漏洩冷媒誘導部材９５ｂを形成することによって、熱交換器の配管ろう付け部、第１の負荷側継手部１５ａ、又は第２の負荷側継手部１５ｂから漏洩した冷媒は第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂに誘導されるため、第１の羽根車１２０ａ又は第２の羽根車１２０ｂにおける冷媒検知能力を高めることができる。

実施の形態４．
以下に、本発明の実施の形態４について説明する。図８は、本実施の形態４に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す正面図である。図９は、本発明の実施の形態４に係る負荷側ユニット１０１の内部構造を概略的に示す右側面図である。

図８、図９では、上述の実施の形態１におけるプロペラ型の第１の羽根車１２０ａの代わりに、開放周流型（水車型）の第３の羽根車１２０ｃが用いられている。また、上述の実施の形態１におけるプロペラ型の第２の羽根車１２０ｂの代わりに、開放周流型の第４の羽根車１２０ｄが用いられている。それ以外の構成は、上述の実施の形態１における空気調和装置１００の構成と同一であるため説明は省略する。

図１０は、本実施の形態４に係る第３の羽根車１２０ｃ（第４の羽根車１２０ｄ）の構造を概略的に示す斜視図である。図１１は、本実施の形態４に係る第３の羽根車１２０ｃ（第４の羽根車１２０ｄ）の構造を概略的に示す正面図である。図１２は、本実施の形態４に係る第３の羽根車１２０ｃ（第４の羽根車１２０ｄ）の構造を概略的に示す側面図である。

図１０〜図１２に示すように、第３の羽根車１２０ｃ（第４の羽根車１２０ｄ）は、回転軸１２１と、回転軸１２１を中心とした円周上に配置された複数の羽根１２２とを備える。本実施の形態４の第３の羽根車１２０ｃ又は第４の羽根車１２０ｄは、羽根車の回転軸１２１が筐体１１１の底面に対して平行になるように配置することによって、漏洩冷媒が第３の羽根車１２０ｃ又は第４の羽根車１２０ｄに達した場合に回転させることができる。

本実施の形態４においては、第３の羽根車１２０ｃ又は第４の羽根車１２０ｄを筐体１１１の側面から見て縦長に配置することができる。したがって第３の羽根車１２０ｃ又は第４の羽根車１２０ｄは、配置スペースの狭い箇所（例えば、冷媒配管の間等）にも配置することができるため、負荷側ユニット１０１の省スペース化を図ることができる。

その他の実施の形態．
上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態の空気調和装置１００は床置形のものとしたが、これに限定されず４方向天井埋込形又は壁掛け形のものであってもよい。

また、上述の実施の形態の冷媒漏洩検知装置１４０は空気調和装置１００以外にも用いることができる。例えば、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、冷凍装置（冷凍機）、及び給湯器等の冷凍サイクル装置（ヒートポンプ装置）に用いることができる。

また、上述の実施の形態の羽根車（１２０ａ〜１２０ｄ）は、冷媒が漏洩する可能性の高い他の箇所（例えば、熱源側ユニット１０２内の熱源側熱交換器５、第１の熱源側継手部１６ａ）の下方に配置してもよい。この場合、図５の冷媒漏洩検知処理のステップＳ２においては、熱源側送風ファン５ｆの運転開始処理が実行される。

また、上述の実施の形態３においては、第１の漏洩冷媒誘導部材９５ａ及び第２の漏洩冷媒誘導部材９５ｂはいずれか一方のみを配置するようにしてもよい。

また、上述の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

３圧縮機、４冷媒流路切替装置、５熱源側熱交換器、５ｆ熱源側送風ファン、６減圧装置、７負荷側熱交換器、７ｆ負荷側送風ファン、８ａ第１の熱源側冷媒配管、８ｂ第２の熱源側冷媒配管、８ｃ第３の熱源側冷媒配管、８ｄ第４の熱源側冷媒配管、９ａ第１の負荷側冷媒配管、９ｂ第２の負荷側冷媒配管、１０ａ第１の延長配管、１０ｂ第２の延長配管、１１吸入配管、１２吐出配管、１３ａ第１の延長配管接続バルブ、１３ｂ第２の延長配管接続バルブ、１４ａ第１のサービス口、１４ｂ第２のサービス口、１４ｃ第３のサービス口、１５ａ第１の負荷側継手部、１５ｂ第２の負荷側継手部、１６ａ第１の熱源側継手部、１６ｂ第２の熱源側継手部、２０ドレンパン、２５電気品収納箱、２６操作部、３０ａ第１の制御部、３０ｂ第２の制御部、６１ヘッダー主管、６２ヘッダー枝管、６３負荷側冷媒枝管、８１風路、９１吸込空気温度センサ、９２熱交換器入口温度センサ、９３熱交換器温度センサ、９５ａ第１の漏洩冷媒誘導部材、９５ｂ第２の漏洩冷媒誘導部材、１００空気調和装置、１０１負荷側ユニット、１０２熱源側ユニット、１１１筐体、１１２吸込口、１１３吹出口、１２０ａ第１の羽根車、１２０ｂ第２の羽根車、１２０ｃ第３の羽根車、１２０ｄ第４の羽根車、１２１回転軸、１２２羽根、１３０ａ第１の回転検知センサ、１３０ｂ第２の回転検知センサ、１４０冷媒漏洩検知装置。

Claims

圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及び負荷側熱交換器を冷媒配管で連結して、大気圧下で空気より密度の大きい冷媒を循環させる冷凍サイクルに用いられ、
前記冷凍サイクルからの前記冷媒の漏洩によって回転する羽根車と、
前記羽根車の回転を検知することによって、前記冷凍サイクルからの前記冷媒の漏洩を判定する制御部と
を備える冷媒漏洩検知装置。
圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、及び負荷側熱交換器を冷媒配管で連結して、大気圧下で空気より密度の大きい冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルからの前記冷媒の漏洩によって回転する羽根車と、
前記羽根車の回転を検知することによって、前記冷凍サイクルからの前記冷媒の漏洩を判定する制御部と
を備える冷凍サイクル装置。
前記熱源側熱交換器に外気を供給する熱源側送風ファンと、
前記負荷側熱交換器に外気を供給する負荷側送風ファンと、
を更に備え、
前記制御部は、前記冷凍サイクルの運転中及び停止中を含む常時、又は前記冷凍サイクルの停止中のみに、前記冷媒の漏洩があると判定した場合、前記熱源側送風ファン又は前記負荷側送風ファンの少なくとも一方の運転開始処理を行い、漏洩した前記冷媒を拡散させるものである請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
前記羽根車は、前記熱源側熱交換器、前記負荷側熱交換器、又は前記冷媒配管の継手部のうちの少なくとも一つの下方に配置される請求項２又は３に記載の冷凍サイクル装置。
前記熱源側熱交換器、前記負荷側熱交換器、又は前記冷媒配管の継手部のうちの少なくとも一つから漏洩した冷媒を前記羽根車に誘導する漏洩冷媒誘導部材を更に備える請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
前記羽根車はプロペラ型又は開放周流型である請求項２〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。