JP2022125771A - 室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器室側における漏洩冷媒を高精度で検出することができる空気調和機を提供する。【解決手段】筐体１０内に配設された熱交換器１２と、熱交換器１２のドレン水を受けるドレンパン１４と、室内空気を吸い込む吸込口１６と、熱交換後の空気を室内に吹き出す吹出口１７と、漏洩した冷媒を通す冷媒検出流路４０と、冷媒を検知する冷媒漏洩センサ４６とを備え、冷媒検出流路４０は、熱交換器１２の外部冷媒配管３２に接続される配管接続部３３を有するヘッダ領域３４または熱交換器１２の外部冷媒配管３２に接続されないヘッダ領域３４の少なくとも一方と連通する主流路４１と、主流路４１と分岐して吸込口１６周辺の空間に連通する分岐流路４３と、を備え、冷媒漏洩センサ４６は、主流路４１と分岐流路４３の交点を含む分岐流路４３に設置する。【選択図】図１

Description

本開示は、室内機に関する。

引用文献１は、筐体と、前記筐体の内部に収容された室内熱交換器と、前記室内熱交換器の下方に配置されたドレンパンと、前記筐体の内部に前記室内熱交換器から漏洩した前記冷媒を検出する冷媒漏洩センサを備え、前記筐体の内部には、前記ドレンパンの一側方に前記冷媒漏洩センサが配置されたセンサ配置空間と、前記ドレンパンの他側方に前記冷媒漏洩センサが配置されないセンサ非配置空間を有し、筐体の内部には、前記センサ配置空間と前記センサ非配置空間を繋いで前記冷媒を流通させる漏洩冷媒流通経路を備える技術を開示する。さらに、前記冷媒が前記センサ非配置空間に流れ込んだ場合、前記冷媒を前記貫通孔から前記センサ配置空間に流通させることで、センサ非配置空間の漏洩冷媒も検知することができる。

特開２０１９－０４５００６号公報

本開示は、漏洩する冷媒が少なくても冷媒漏洩を検出することができる室内機を提供する。

本開示は、 筐体内に配設された熱交換器と、遠心ファンと、前記熱交換器のドレン水を受けるドレンパンと、室内空気を吸い込む吸込口と、熱交換後の空気を室内に吹き出す吹出口と、漏洩した冷媒を通す冷媒検出流路と、冷媒を検知する冷媒漏洩センサとを備え、前記冷媒検出流路は、前記熱交換器の外部冷媒配管に接続される配管接続部を有するヘッダ領域または前記熱交換器の外部冷媒配管に接続されないヘッダ領域の少なくとも一方と連通する主流路と、前記主流路と分岐して前記遠心ファンの回転時に前記ヘッダ領域よりも圧力が低い空間に連通する分岐流路と、を備え、前記冷媒漏洩センサは、前記主流路と前記分岐流路の交点を含む前記分岐流路に設置することを特徴とする。

本開示によれば、室内空気を吸い込む吸込口付近は負圧となっているため、ヘッダ領域において冷媒が漏洩した場合に、分岐流路の先端部が負圧となり、冷媒検出流路から漏洩した冷媒を吸い込んで、冷媒漏洩センサに導くことができる。そのため、漏洩する冷媒が少なくても冷媒漏洩センサにより冷媒漏洩を検出することができる。

実施の形態１に係る室内機を示す側面断面図 実施の形態１に係る室内機を示す下方から見た平面図 実施の形態１の冷媒検出流路の例を示す概略図 実施の形態１の冷媒検出流路の他の例を示す概略図 実施の形態１の冷媒検出流路の他の例を示す概略図 実施の形態１における吸込口付近の風速分布を示す説明図

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、空気調和装置の室内機として、筐体の内部に室内熱交換器から漏洩した冷媒を検出する冷媒漏洩センサを備え、筐体の内部には、ドレンパンの一側方に冷媒漏洩センサが配置されたセンサ配置空間と、ドレンパンの他側方に冷媒漏洩センサが配置されないセンサ非配置空間を有し、筐体の内部には、前記センサ配置空間と前記センサ非配置空間を繋いで前記冷媒を流通させる漏洩冷媒流通経路を設けるようにした技術があった。

従来の技術では、センサ配置空間とセンサ非配置空間は、同じ筐体内でも圧力差が生じていない場所に設置されているので、センサ非配置空間で冷媒が漏洩した場合に、漏洩した冷媒が冷媒検知流路に流入し、自然拡散によりセンサ配置空間内に流れて冷媒漏洩センサにより冷媒漏洩を検出するためには、一定量以上の冷媒漏洩必要であるという課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで本開示は、漏洩する冷媒が少なくても冷媒漏洩を検出することができる室内機を提供する。

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の室内機の内部構造を示す断面図である。図２は、室内機の下方から見た平面図である。

［１－１．構成］
図１および図２に示すように、室内機１は、建屋の天井に設置される。室内機１は、箱型の筐体１０と、筐体１０の下側開口を覆う化粧パネル（図示せず）とを備えている。
筐体１０は、内部に発泡スチロール製の断熱部材１１と、熱交換器１２と、送風機１３と、熱交換器１２のドレン水を受けるドレンパン１４と、送風機１３に吸い込まれる空気を整流するベルマウス１５とを備えている。

送風機１３は、ファンモータ２０と、遠心ファン２１とを備えて構成される。ファンモータ２０は、下方に延びる回転軸２２を備え、遠心ファン２１は、回転軸２２に固定される。
遠心ファン２１は、回転軸２２に固定される円板状の主板２３と、主板２３の下方で主板２３と略同軸に配置される環状のシュラウド２４と、シュラウド２４と主板２３とを連結する複数の翼２５とを備える。翼２５は、主板２３の周方向に互いに間隔をあけて複数配置される。

筐体１０の両側には、それぞれ熱交換器１２が配置されている。熱交換器１２は、筐体１０の長手方向に沿って延在している。
筐体１０の中央には、室内空気の吸込口１６が設けられている。筐体１０の両側であって各熱交換器１２の外側には、吹出口１７が設けられている。
吹出口１７には、吹出方向を調整可能なフラップ（図示せず）がそれぞれ設けられている。
そして、ファンモータ２０を駆動して遠心ファン２１を回転されることで、吸込口１６から室内空気を吸い込み、この吸い込んだ空気を熱交換器１２を通過させて熱交換させた後、吹出口１７から吹き出すように構成されている。

ドレンパン１４は、熱交換器１２で発生するドレン水を受けることができるように、熱交換器１２の下方に配置される。ドレンパン１４は発泡スチロール製である。

また、本実施の形態においては、熱交換器１２の両端部には、冷媒配管３０を折り返して接続するヘッダ部３１と、図示しない室外機の外部冷媒配管３２に接続される配管接続部３３と、が設けられている。
これらヘッダ部３１と配管接続部３３とが設けられている領域は、ヘッダ領域３４とされている。
本実施の形態においては、ヘッダ領域３４は、２つの熱交換器１２の両端部分に、それぞれ４カ所設けられている。

ドレンパン１４の下面側には、熱交換器１２の長手方向に延在する主流路４１が設けられている。主流路４１は、熱交換器１２の長手方向に延在するように配置されている。
主流路４１の両端部には、ドレンパン１４を貫通するように上方に向けて曲折された連通流路４２が接続されている。連通流路４２は、主流路４１の一部を構成している。
連通流路４２の先端部は、ヘッダ領域３４に開口するように構成されている。
主流路４１は、途中で分岐した分岐流路４３を備えている。分岐流路４３は、ドレンパン１４を下方から貫通し、遠心ファン２１の回転時に前記ヘッダ領域３４よりも圧力が低い空間にその吐出口が開口するように構成されている。具体的には、分岐流路４３の吐出口は、吸込口１６の下流側の空間に開口するように構成されている。
主流路４１、連通流路４２、分岐流路４３、後述する接続流路４４により冷媒検出流路４０が構成されている。冷媒検出流路４０の内径は、１１．５ｍｍ以上が好ましい。

冷媒検出流路４０の内径は、以下の式を満たすことが好ましい。
ΔＰ＝λ・Ｌ／Ｄ・γｖ
λ＝６４／Ｒｅ
Ｒｅ＝Ｄｖ／ν
ここで、
Ｌ：チューブ長さ（１．５）
Ｄ：チューブ径
γ：密度（１２０５ｋｇ／ｍ3）
ｖ：流速（０．１５ｍ／ｓ（＝１．５ｍを１０秒以内））
ν：動粘度（１．５１２×１０＾－５ｍ２／ｓ）
ΔＰ：圧力損失（１Ｐａ（最大風速時は約３０Ｐａ））＝差圧
である。
前記式によれば、Ｄは、１１．５ｍｍとなり、冷媒検出流路４０の内径は、１１．５ｍｍ以上が好ましいことがわかる。

冷媒吸込流路と分岐流路４３との交点部分には、箱型のセンサ収容部４５が設けられている。センサ収容部４５の内部には、冷媒漏洩センサ４６が収容されている。
なお、冷媒漏洩センサ４６は、その検出部が横向きまたは下向きに設置することが好ましい。このように冷媒漏洩センサ４６を設置することで、冷媒漏洩センサ４６に対してごみなどが付着してしまうことを抑制することができる。
連通流路４２および分岐流路４３の先端部は、ドレンパン１４の上面より上方に突出している。より具体的には、連通流路４２および分岐流路４３の先端部は、ドレンパン１４に溜まるドレン水の水位よりも上方に位置するように構成されている。これにより、連通流路４２および分岐流路４３の先端部からドレン水が流入することを抑制することができる。

この場合に、分岐流路４３は、主流路４１の中点よりも熱交換器１２の外部冷媒配管３２に接続される配管接続部３３を有するヘッダ領域３４側に設けられている。これは、配管接続部３３は、比較的に冷媒の漏洩が発生しやすい箇所であるため、配管接続部３３を有するヘッダ領域３４に近い位置に、分岐流路４３を設け、この分岐流路４３と主流路４１との交点付近に冷媒漏洩センサ４６を設けることで、より速やかに冷媒漏洩を検出するようにするためである。

また、配管接続部３３は、外部冷媒配管３２と熱交換器の冷媒配管３０とをロウ付けにより接合している。ロウ付けで接合した場合、接合部に微細な孔が開く場合がある。その場合、当該孔から少量の冷媒が漏洩し続ける、いわゆる、スローリークが生じる。スローリークが生じると、漏洩冷媒の濃度が上昇するまでに時間を要するため、冷媒漏洩の検出を迅速に行うことができないおそれがあるという課題を有していた。
しかしながら、上記構成とすることにより、ヘッダ部３１から冷媒が漏洩した場合よりも、配管接続部３３から冷媒が漏洩した場合の方が、冷媒漏洩を迅速に検知できる。そのため、スローリークした場合でも、迅速に漏洩冷媒を検出できる。

なお、主流路４１のうち、分岐流路４３の接続箇所よりも外部冷媒配管３２に接続されない側のヘッダ領域３４に連通する主流路４１の内径は、外部冷媒配管３２に接続される側のヘッダ領域３４に連通する主流路４１の内径よりも、太くするように形成することが望ましい。
分岐流路４３は、主流路４１の中点よりも熱交換器１２の外部冷媒配管３２に接続される配管接続部３３を有するヘッダ領域３４側に設けられているので、前記構成とすることで、外部冷媒配管３２が接続されていない側のヘッダ領域３４における冷媒漏洩検出を、外部冷媒配管３２が接続されている側のヘッダ領域３４における冷媒漏洩検出と同等に行うことが可能となる。

冷媒検出流路４０は、例えば、図３に示すように、２つの熱交換器１２に沿って延在する２つの主流路４１と、各主流路４１の両端部に接続された連通流路４２と、を備え、各主流路４１は、主流路４１の一部を構成する１つの接続流路４４を介して接続されている。接続流路４４の中途部には、分岐流路４３が接続されており、接続流路４４と分岐流路４３との交点にセンサ収容部４５が設けられている。
すなわち、この例では、連通流路４２は、各熱交換器１２の両端部に設けられる４つのヘッダ領域３４に連通している。そして、主流路４１からセンサ収容部４５に流れる流路が２系統となっている。

また、その他の冷媒検出流路４０としては、図４に示すように、４つのヘッダ領域３４に連通する４つの連通流路４２と、各連通流路４２に接続される４つの主流路４１と、を備えている。一側の２つの連通流路４２に接続される主流路４１の端部は、接続流路４４により接続されており、他側の２つの連通流路４２に接続される主流路４１の端部も接続流路４４により接続されている。２つの接続流路４４の中途部には、２つの接続流路４４に連通するセンサ収容部４５が設けられている。
すなわち、この例では、連通流路４２は、各熱交換器１２の両端部に設けられる４つのヘッダ領域３４に連通している。そして、主流路４１からセンサ収容部４５に流れる流路が４系統となっている。

さらに、その他の冷媒検出流路４０としては、図５に示すように、４つのヘッダ領域３４のうち、３つのヘッダ領域３４に連通する３つの連通流路４２と、２つの連通流路４２に接続される１つの主流路４１と、他の１つの連通流路４２と主流路４１とを接続する接続流路４４と、を備えている。
この場合、連通流路４２は、ヘッダ領域３４のうち配管接続部３３を有するヘッダ領域３４に設けられることが望ましい。これは、配管接続部３３は、比較的に冷媒の漏洩が発生しやすい箇所であるためである。
そして、主流路４１の中途部にセンサ収容部４５が設けられている。

［１－２．作用］
次に、本実施の形態の作用について説明する。
ファンモータ２０を駆動して、遠心ファン２１を回転駆動することにより、吸込口１６から室内空気が吸い込まれる。この空気は、ベルマウス１５を通り、遠心ファン２１により遠心ファン２１の外周側に吹き出される。この空気は、熱交換器１２を通過して、熱交換器１２の冷媒と熱交換した後、吹出口１７から室内に吹き出される。

そして、熱交換器１２のヘッダ領域３４において冷媒の漏洩が発生した場合には、漏洩冷媒が、連通流路４２および主流路４１を介してセンサ収容部４５に流れる。
センサ収容部４５に冷媒が流れることで、冷媒漏洩センサ４６により冷媒の漏洩を検出することができる。
このとき、遠心ファン２１が回転して室内空気を吸い込む際に、吸込口１６付近は負圧となる。

図６は、吸込口１６付近の風速分布を示す説明図である。
図６に示すように、吸込口１６において、中央付近が風速が大きく、吸込口１６の端部に至るに従って、風速が低下することがわかる。
そのため、本実施の形態においては、分岐流路４３の先端部が、吸込口１６の中央付近における下流側の空間に開口しているので、分岐流路４３の先端部が負圧となり、これにより、連通流路４２から漏洩した冷媒を吸い込んで、主流路４１を介してセンサ収容部４５に導くことができる。

この場合に、冷媒検出流路４０の分岐流路４３の吐出口は、図６において、Ａで示す箇所に設けることが好ましい。
ベルマウス１５の湾曲部（図６にＢで示す）は整流機能を有するため、湾曲部Ｂに冷媒検出流路４０の吐出口を設けることは好ましくない。また、ベルマウス１５の湾曲部Ｂは、ベルマウス１５の平面部（図６にＣで示す）に比べて空気流れによる振動が大きい。そのような湾曲部Ｂに冷媒流路の吐出口を設けると、異音が生じるおそれがあるため、湾曲部Ｂに冷媒検出流路４０の吐出口を設けることは好ましくない。
一方、図６に示すように、Ａで示す箇所から＋Ｘ方向（吸込口１６の端部）に向かうにつれて、風速が遅くなるため、負圧が弱くなる。そのため、Ａで示す箇所に冷媒検出流路４０の吐出口を設ける方が、平面部域Ｃに冷媒検出流路４０の吐出口を設ける構成に比べて、冷媒検出流路４０の吸入口（ヘッダ領域空間）と吐出口（吸込空間）の間の圧力差が大きくなる。したがって、Ａで示す箇所に冷媒検出流路４０の吐出口を設ける方が、ヘッダ領域３４内の空気が冷媒検出流路４０内をスムーズに流れることができる。

また、遠心ファン２１が停止している状態で、冷媒漏洩が発生した場合に、冷媒は空気より重いため、連通流路４２から冷媒が入り込む。これにより、遠心ファン２１が停止している場合でも、漏洩冷媒をセンサ収容部４５に送ることができる。

［１－３．効果等］
以上説明したように、本実施の形態によれば、筐体１０内に配設された熱交換器１２と、熱交換器１２のドレン水を受けるドレンパン１４と、室内空気を吸い込む吸込口１６と、熱交換後の空気を室内に吹き出す吹出口１７と、漏洩した冷媒を通す冷媒検出流路４０と、冷媒を検知する冷媒漏洩センサ４６とを備え、冷媒検出流路４０は、熱交換器１２の外部冷媒配管３２に接続される配管接続部３３を有するヘッダ領域３４または熱交換器１２の外部冷媒配管３２に接続されないヘッダ領域３４の少なくとも一方と連通する主流路４１と、主流路４１と分岐して吸込口１６周辺の空間に連通する分岐流路４３と、を備え、冷媒漏洩センサ４６は、主流路４１と分岐流路４３の交点を含む分岐流路４３に設置する。
これにより、室内空気を吸い込む吸込口１６付近は負圧となっているため、ヘッダ領域３４において冷媒が漏洩した場合に、分岐流路４３の先端部が負圧となり、冷媒検出流路４０から漏洩した冷媒を吸い込んで、冷媒漏洩センサ４６に導くことができる。そのため、漏洩する冷媒が少なくても冷媒漏洩センサ４６により冷媒漏洩を検出することができる。

また、本実施の形態によれば、分岐流路４３は、主流路４１の中点よりも熱交換器１２の外部冷媒配管３２に接続される配管接続部３３を有するヘッダ領域３４側に設けられている。
これにより、配管接続部３３は、比較的に冷媒の漏洩が発生しやすい箇所であるため、配管接続部３３を有するヘッダ領域３４に近い位置に分岐流路４３を設けることで、より速やかに冷媒漏洩センサ４６により冷媒漏洩を検出することができる。

また、本実施の形態によれば、冷媒検出流路４０は、ドレンパン１４の下面側に配置されている。
これにより、化粧パネルを取り外した際に、冷媒検出流路４０が露出することになるので、冷媒検出流路４０の点検やメンテナンスを容易に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、主流路４１および分岐流路４３は、ドレンパン１４を貫通して形成され、主流路４１および分岐流路４３の先端部は、ドレンパン１４に溜まるドレン水の水位より上方に位置している。
これにより、冷媒検出流路４０の先端部からドレン水が流入することを抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、熱交換器１２は、筐体１０の両側に沿って２つ設けられ、吹出口１７は、筐体１０の両側に設けられている。
これにより、いわゆる２方向カセットと呼ばれる吹出口１７が筐体１０の両側に配置された室内機１の冷媒漏洩を検出することができる。

また、本実施の形態によれば、主流路４１は、各熱交換器１２に沿って２つ設けられ、冷媒検出流路４０は、２つの前記主流路４１を接続する接続流路４４を備え、分岐流路４３は、接続流路４４から分岐するものである。
これにより、２つの熱交換器１２のヘッダ領域３４から漏洩する冷媒を検出することができる。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

以上のように、本発明に係る空気調和機は、熱交換器のヘッダ領域で冷媒の漏洩が発生した場合に、吸込口における負圧を利用することで、冷媒検出流路に漏洩冷媒を引き込むことができ、少ない漏洩冷媒量でも冷媒検出センサで冷媒漏洩を検出することができる室内機に好適に利用可能である。

１ 室内機
１０ 筐体
１１ 断熱部材
１２ 熱交換器
１３ 送風機
１４ ドレンパン
１５ ベルマウス
１６ 吸込口
１７ 吹出口
２０ ファンモータ
２１ 遠心ファン
２２ 回転軸
２３ 主板
２４ シュラウド
２５ 翼
３０ 冷媒配管
３１ ヘッダ部
３２ 外部冷媒配管
３３ 配管接続部
３４ ヘッダ領域
４０ 冷媒検出流路
４１ 主流路
４２ 連通流路
４３ 分岐流路
４４ 接続流路
４５ センサ収容部
４６ 冷媒漏洩センサ

Claims (6)

1. 筐体内に配設された熱交換器と、遠心ファンと、前記熱交換器のドレン水を受けるドレンパンと、室内空気を吸い込む吸込口と、熱交換後の空気を室内に吹き出す吹出口と、漏洩した冷媒を通す冷媒検出流路と、冷媒を検知する冷媒漏洩センサとを備え、
   前記冷媒検出流路は、前記熱交換器の外部冷媒配管に接続される配管接続部を有するヘッダ領域または前記熱交換器の外部冷媒配管に接続されないヘッダ領域の少なくとも一方と連通する主流路と、前記主流路と分岐して前記遠心ファンの回転時に前記ヘッダ領域よりも圧力が低い空間に連通する分岐流路と、を備え、
   前記冷媒漏洩センサは、前記主流路と前記分岐流路の交点を含む前記分岐流路に設置することを特徴とする室内機。
2. 前記分岐流路は、前記主流路の中点よりも前記熱交換器の外部冷媒配管に接続される配管接続部を有するヘッダ領域側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の室内機。
3. 前記冷媒検出流路は、前記ドレンパンの下面側に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の室内機。
4. 前記主流路および前記分岐流路は、前記ドレンパンを貫通して形成され、
   前記主流路および前記分岐流路の先端部は、前記ドレンパンに溜まるドレン水の水位より上方に位置していることを特徴とする請求項３に記載の室内機。
5. 前記熱交換器は、前記筐体の両側に沿って２つ設けられ、前記吹出口は、前記筐体の両側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の室内機。
6. 前記主流路は、前記各熱交換器に沿って２つ設けられ、
   前記冷媒検出流路は、２つの前記主流路を接続する接続流路を備え、
   前記分岐流路は、前記接続流路から分岐するものであることを特徴とする請求項５に記載の室内機。

Images