JP6025944B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関する。

現在、冷凍サイクル装置には、冷媒としてＲ４１０ＡのようなＨＦＣ（Hydro Fluoro Carbon）冷媒が用いられている。Ｒ４１０Ａは、従来のＲ２２のようなＨＣＦＣ（Hydro Chloro Fluoro Carbon）冷媒と異なり、オゾン層破壊係数ＯＤＰ（Ozone Depletion Potential）がゼロであってオゾン層を破壊することはないが、地球温暖化係数ＧＷＰ（Global Warming Potential）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ＨＦＣ冷媒へと変更する検討が進められている。

低ＧＷＰのＨＦＣ冷媒の候補として、Ｒ３２（ＣＨ２Ｆ２；ジフルオロメタン）がある。また、同様の特徴を有する候補冷媒として、組成中に炭素の三重結合を有するハロゲン化炭化水素、例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２；テトラフルオロプロペン）やＨＦＯ−１２３４ｚｅ（ＣＦ３−ＣＨ＝ＣＨＦ）がある。これらはＲ３２と同様にＨＦＣ冷媒の一種ではあるが、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ことから、Ｒ３２のように組成中に炭素の二重結合を持たないＨＦＣ冷媒と区別するために、オレフィンの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、Ｒ２９０（Ｃ３Ｈ８；プロパン）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（以降、可燃性を有する冷媒のことを可燃性冷媒と称する。）。そのため、冷媒漏洩に対する注意が必要となる。

この問題に対して、例えば、特許文献１では、可燃性冷媒が漏洩して、室外ユニットの機械室内の電気部品箱に可燃性冷媒が滞留した場合、機械室に収容された圧縮機を作動させる前に、送風室に収容された送風機を作動させている。これにより、機械室の電気部品箱内に滞留した可燃性冷媒を、強制的に外部に排出する。

特開平１１−９４２９１号公報

特許文献１に記載の冷凍サイクル装置において、電気部品箱は、機械室内の上部に配置されている。また、電気部品箱に滞留した可燃性冷媒を排出するための通風孔が、仕切部の上部に形成されている。可燃性冷媒は、一般的に、空気よりも密度が大きく、比重が大きいため、漏洩した可燃性冷媒は、電気部品箱だけにではなく、機械室の底部にも滞留する。しかしながら、特許文献１に記載の冷凍サイクル装置では、電気部品箱以外の場所、例えば、機械室の底部、に滞留した空気よりも比重の大きい可燃性冷媒を、通風孔を通過させて、外部に排出するには、物理的に難しい。このため、安全性をさらに高める必要がある。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、安全性の高い冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る冷凍サイクル装置は、
室外機の外郭を構成し、内部に第１室と第２室とが形成されているとともに、外気を第１室に導入するための導入孔が形成された筐体と、筐体の内部を、第１室と第２室とに区画するように仕切り、第１室から第２室に通じる通風孔が下部に形成された仕切部と、少なくとも一部が第１室に配置され、可燃性の冷媒が還流する冷凍サイクル回路と、第２室に配置され、導入孔から導入された外気を、通風孔を通じて、第２室に形成された吹出口から筐体の外部に送出する送風機とを有する。通風孔は、仕切部の前面パネル寄りに位置し、その最短寸法が冷媒の消炎距離以下に形成されている。

本発明においては、導入孔から導入された外気が、仕切部の下部に形成された通風孔を通過して、送風機によって、筐体の外部に送出される。このため、例えば、冷凍サイクル回路から空気よりも比重の大きい可燃性冷媒が漏洩して、第１室の底部に滞留した場合でも、通風孔が仕切部の下部に形成されているため、可燃性冷媒は、導入された外気とともに筐体の外部に排出しやすくなる。したがって、安全性の高い冷凍サイクル装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成図である。 冷凍サイクル装置の室外機の斜視図である。 図２の状態から筐体の一部を取り外した室外機の斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 筐体の側面パネルに形成された導入孔の斜視図である。 仕切板に形成された通風孔の斜視図である。 冷凍サイクル装置の作用を説明するための模式図である。 仕切板に形成された通風孔とベルマウスとの位置関係を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の室外機の模式図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の仕切板に形成された通風孔の斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の仕切板に形成された通風孔の正面図である。 本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の仕切板に形成された通風孔の斜視図である。 本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の筐体に形成された導入孔の斜視図である。

実施の形態１．
以下、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０について、図１〜図８を用いて説明する。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０は、例えば、冷凍サイクル回路１００に冷媒が還流することにより、空気調和対象の室内の空気調和を行う空気調和機である。冷凍サイクル装置１０は、図１に示すように、室内機２０と室外機３０とを有するセパレート型のものである。冷媒には、本実施の形態１においては、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が、現在広く空気調和機で使用されているＨＦＣ冷媒Ｒ４１０Ａよりも小さく比較的地球温暖化への影響が少ないＨＦＣ冷媒であるＲ３２（ＣＨ２Ｆ２：ジフルオロメタン）が用いられる。このＲ３２は、可燃性冷媒である。また、冷凍サイクル装置１０は、室内機２０と室外機３０とに加えて、冷凍サイクル回路等を制御する制御装置を有する。

室内機２０は、空気調和対象の室内に設置され、室内熱交換器２１と、送風機２２とを備えている。

室内熱交換器２１は、冷媒と、空気調和対象の室内空気との熱交換をすることにより、室内空気を冷やしたり、暖めたりする。例えば、冷房運転時においては、室内熱交換器２１は、蒸発器として機能して、流入した冷媒を蒸発させる。これにより、室内熱交換器２１は、室内熱交換器２１の周囲の空気から熱を吸収し、結果として、室内空気を冷却する。また、暖房運転時においては、室内熱交換器２１は、凝縮器として機能して、流入した気体冷媒を凝縮させる。これにより、室内熱交換器２１は、室内熱交換器２１の周囲の空気に熱を放出し、結果として、室内空気を暖化する。

送風機２２は、室内熱交換器２１の近傍に設置され、送風ファン２２ａと、送風ファン２２ａを回転するファンモータ２２ｂとを有している。送風機２２は、送風ファン２２ａの回転により、室内熱交換器２１を通過する空気流を生成する。そして、生成された空気流によって、熱交換された空気を、空気調和対象の室内に供給する。送風機２２の送風ファン２２ａの種類は、室内機２０に形態に依存し、例えば、クロスフローファンやターボファンが用いられる。

室外機３０は、屋外に設置され、圧縮機３１と、四方弁３２と、室外熱交換器３３と、膨張弁３４と、送風機３５とを備えている。

圧縮機３１は、供給された冷媒を圧縮する機器である。圧縮機３１は、吸入配管３１ａから流入した冷媒を、圧縮することにより、高温高圧のガス冷媒に変化させる。そして、圧縮機３１は、高温高圧の冷媒を、圧縮機３１の吐出配管３１ｂを介して、四方弁３２に送出する。吐出配管３１ｂには、常に、圧縮機３１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が流れる。一方、吸入配管３１ａには、低温低圧の冷媒が流れる。この低温低圧の冷媒は、ガス冷媒、若しくは、ガス冷媒に少量の液冷媒が混在した二相状態の冷媒から構成される。圧縮機３１は、制御装置によって制御される。

四方弁３２は、圧縮機３１の下流側に設けられている。四方弁３２は、冷凍サイクル回路１００内の冷媒の還流方向を切り替えることで、暖房運転のサイクルと冷房運転のサイクルとのいずれかに切り換える。四方弁３２は、制御部によって制御される。

室外熱交換器３３は、流入した冷媒を、蒸発又は凝縮することにより、空気と熱交換をし、空気を冷却又は加熱する。例えば、冷房運転時においては、室外熱交換器３３は、凝縮器として機能して、流入した冷媒を凝縮させる。また、暖房運転時においては、室外熱交換器３３は、蒸発器として機能して、流入した冷媒を蒸発させる。

膨張弁３４は、開度が変更可能な減圧装置である。膨張弁３４は、例えば、電子制御式膨張弁から構成される。膨張弁３４は、流入した冷媒を膨張させることで、高圧の冷媒を低圧に減圧する。そして、膨張弁３４は、生成された低圧冷媒を送出する。

送風機３５は、室外熱交換器３３の近傍に設置され、送風ファン３５ａと、送風ファン３５ａを回転するファンモータ３５ｂとを有している。送風機２２は、送風ファン３５ａの回転により、室内熱交換器２１を通過する空気流を生成する。そして、生成された空気流によって、熱交換された空気を、屋外に排出する。本実施の形態１においては、送風機３５の送風ファン３５ａには、背面や側方から空気を吸引するプロペラファンが用いられている。また、送風機３５は、２つの送風ファン３５ａを有している。ただし、これに限らず、送風機３５は、２つ以外の数の送風ファン３５ａを有していてもよい。例えば、送風機３５は、１つの送風ファン３５ａを有していてもよい。

冷凍サイクル回路１００は、室内熱交換器２１と、圧縮機３１と、四方弁３２と、室外熱交換器３３と、膨張弁３４と、これらを結ぶ流路（吸入配管３１ａ、吐出配管３１ｂを含んで構成される冷媒が流れる流路、及び接続配管１１ａ、１１ｂ）等を含んで構成される。

図２は、冷凍サイクル装置１０の室外機３０の斜視図である。図３は、図２に示す状態から筐体４０の一部を取り外した室外機３０の斜視図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。なお、図中のＸＹ平面は水平な面であり、図中のＺ軸の方向は鉛直方向である。室外機３０は、図２及び図３に示すように、上記各部材（圧縮機３１、四方弁３２、室外熱交換器３３、送風機３５等）に加えて、これらの各部材を収容する筐体４０を有している。

筐体４０は、図２に示すように、室外機３０の外郭を構成する部材である。筐体４０は、天面パネル４１と、側面パネル４２と、前面パネル４３、４４とを有する。天面パネル４１、側面パネル４２、前面パネル４３、４４は、例えば、板金加工によって形成されている。なお、天面パネル４１、側面パネル４２、前面パネル４３、４４は、耐火性に優れた素材からなることが好ましい。天面パネル４１は、筐体４０の上面（＋Ｚ側の面）を構成する。

側面パネル４２は、ＸＹ断面が略Ｌ字形状になるように形成されている。側面パネル４２は、筐体４０の側面（＋Ｘ側の面）と背面（＋Ｙ側の面）の一部とを構成する。この側面パネル４２には、外気を導入するための導入孔４５が形成されている。

図５に示すように、導入孔４５は、複数の長方形状の孔から構成されている。詳しくは、導入孔４５それぞれの断面形状は、長手方向をＹ軸方向とする長方形状である。導入孔４５の短手方向の長さＬ１（Ｚ軸方向の長さ）は、冷媒の消炎距離に基づいて規定される。ここで、消炎距離とは、火炎が伝播することができない（火炎が消える）隙間の寸法のことであり、この隙間以下になると火炎は伝播できなくなる。すなわち、火炎は、通り抜けられなくなる。この消炎距離は、冷媒の種類によって異なる。本実施の形態１においては、冷媒に、ＨＦＣ冷媒であるＲ３２が用いられており、このＲ３２の消炎距離は、６ｍｍである。したがって、短手方向の長さＬ１が、６ｍｍ以下となるように、導入孔４５は形成される。具体的には、導入孔４５の短手方向の長さＬ１は、例えば、５．５ｍｍに設定される。しかしながら、これに限られず、導入孔４５の長さＬ１が、６ｍｍ以下であれば、５．５ｍｍ以外の寸法であってもよい。

また、導入孔４５は、Ｚ軸方向に沿って等間隔に複数形成されている。導入孔４５の孔数は、例えば、１０である。ただし、孔数は、これに限らず、１０以外の数であってもよい。しかしながら、孔数が少なすぎると、導入孔４５の合計の断面積が小さくなりすぎて、通風抵抗が大きくなり、空気が円滑に流通しにくくなる。したがって、空気が円滑に流通できる程度に、１０前後の孔数を形成することが望ましい。なお、導入孔４５は、後述する仕切板５０に形成された通風孔５１よりも高い位置に形成されている。

図２に戻り、前面パネル４３は、金属からなる板状部材であり、筐体４０の前面（−Ｙ側の面）を構成する。前面パネル４３には、送風機３５から吹き出される空気の吹出口４６が形成されている。吹出口４６は、略円形状に形成されている。また、吹出口４６は、送風機３５の送風ファン３５ａの設置数に対応して、２つ形成されている。吹出口４６には、送風ファン３５ａが動作している場合の安全性の確保のための網部を有するファンガード４７が取り付けられている。

また、前面パネル４３の吹出口４６それぞれの内側には、図４に示すように、筒状のベルマウス４８が形成されている。ベルマウス４８は、前面パネル４３に一体的に形成されている。ベルマウス４８の外周面は、湾曲面となるように形成されている。このベルマウス４８が形成されることにより、送風機３５の送風ファン３５ａから送風される空気の流れを、安定させることができる。

前面パネル４４は、ＸＹ断面が略Ｌ字形状になるように形成され、筐体４０の前面（−Ｙ側の面）と側面（＋Ｘ側の面）の一部とを構成する。なお、上述したこれらのパネル（天面パネル４１、側面パネル４２、前面パネル４３、４４など）は、より細かく分解されて構成されていてもよいし、上述したこれらのパネルのうち、いくつかが一体的に形成されていてもよい。

また、室外機３０は、図３に示すように、筐体４０の内部を、２つの空間に仕切る仕切板５０（仕切部）を有している。仕切板５０は、筐体４０の底面から、鉛直方向（＋Ｚ方向）に延出するように形成されている。この仕切板５０によって、筐体４０の内部は、圧縮機３１、冷凍サイクル回路１００を制御するための電子部品等が収容される機械室Ｍ（第１室）と、送風機３５等が収容される送風室Ｆ（第２室）とに区画される。機械室Ｍは、筐体４０の＋Ｘ側（正面視で右側）に形成され、送風室Ｆは、筐体４０の−Ｘ側（正面視で左側）に形成されている。仕切板５０は、風雨等による雨水が、送風室Ｆを介して、機械室Ｍに浸入することを防止するためのものである。仕切板５０の下部（−Ｚ側の端部）には、機械室Ｍから送風室Ｆに通じる通風孔５１が形成されている。通風孔５１は、筐体４０の導入孔４５よりも低い位置に形成されている。

図６に示すように、通風孔５１は、複数の長方形状の孔から構成されている。詳しくは、通風孔５１それぞれの断面形状は、長手方向をＹ軸方向とする長方形状である。通風孔５１の短手方向の長さＬ２（Ｚ軸方向の長さ）は、冷媒の消炎距離に基づいて規定される。本実施の形態１においては、冷媒に、ＨＦＣ冷媒であるＲ３２が用いられているため、Ｒ３２の消炎距離は、６ｍｍである。したがって、通風孔５１は、短手方向の長さＬ２が、６ｍｍ以下となるように形成される。具体的には、通風孔５１の短手方向の長さＬ２は、例えば、５．５ｍｍに設定される。しかしながら、これに限られず、通風孔５１の長さＬ２が、６ｍｍ以下であれば、５．５ｍｍ以外の寸法であってもよい。

また、通風孔５１は、Ｚ軸方向に沿って等間隔に複数形成されている。通風孔５１の孔数は、例えば、１０である。ただし、孔数は、これに限らず、１０以外の数であってもよい。しかしながら、孔数が少なすぎると、通風孔５１の合計の断面積が小さくなりすぎて、通風抵抗が大きくなり、空気が円滑に流通しにくくなる。したがって、空気が円滑に流通できる程度に、１０前後の孔数を形成することが望ましい。

また、通風孔５１は、図８に示すように、吹出口４６から外部に露出しないように、ベルマウス４８によって覆われるように形成されている。

機械室Ｍ内には、図３に示すように、圧縮機３１が配置されている。圧縮機３１は、例えば、防振ゴム等を介して、機械室Ｍの底面に配置されている。圧縮機３１は、固定渦巻部と、この固定渦巻部に対して旋回運動する可動渦巻部とを有し、旋回運動によって、圧縮室の容積を減じて、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機である。

なお、圧縮機３１は、このようなスクロール圧縮機に限定されるものではない。圧縮機３１は、例えば、円筒状のシリンダの内部空間を、円形のピストンが偏心回転することで、シリンダ内周面とピストンの外周面との間に形成された圧縮室の容積を減じて、冷媒を圧縮するロータリー圧縮機であってもよい。また、スクロール圧縮機及びロータリー圧縮機以外の種類の圧縮機であってもよい。

また、機械室Ｍの底面に配置された圧縮機３１の上側（＋Ｚ側）には、四方弁３２や冷媒配管群３６が配置されている。ここで、冷媒配管群３６は、例えば、接続配管１１ａと四方弁３２とを接続する冷媒配管、圧縮機３１に接続される吸入配管３１ａ及び吐出配管３１ｂ等を含んで構成される。

機械室Ｍの上部（＋Ｚ側の部分）には、制御部を構成する複数の電子部品（例えば、平滑コンデンサなど）や、これら電子部品が実装された実装基板等を収容する電子部品ボックス６１が配置されている。電子部品ボックス６１は、雨水等の浸入を防ぐために、筐体４０の導入孔４５よりも高い位置に形成されている。詳しくは、電子部品ボックス６１は、その下端６１ａ（−Ｚ側の端部）の高さが、導入孔４５の上端４５ａ（複数の導入孔４５のうち、最上部の導入孔４５の上端）の高さと、同等の高さとなるように配置されている。

電子部品ボックス６１は、略直方体形状に形成されたケースである。電子部品ボックス６１の＋Ｘ側の壁面には、通気孔６２が形成されている。また、図７に示すように、電子部品ボックス６１の−Ｘ側の壁面にも、通気孔６３が形成されている。通気孔６２は、電子部品を冷却するための空気の流入口として用いられ、通気孔６３は、空気の流出口として用いられる。

また、仕切板５０の上部（＋Ｚ側の端部）には、通風孔５２が形成されている。通風孔５２は、電子部品ボックス６１の通気孔６３に対向するように形成される。この通風孔５２には、電子部品ボックス６１の通気孔６３から流出した空気が通過する。通風孔５２は、下部に形成された通風孔５１と同様に、複数の長方形状の孔から構成されている。詳しくは、通風孔５２それぞれの断面形状は、長手方向をＹ軸方向とする長方形状である。また、通風孔５２も、通風孔５１と同様に、短手方向の長さは、冷媒の消炎距離に基づいて規定されている。通風孔５２は、Ｚ軸方向に沿って等間隔に複数形成されている。通風孔５２の孔数は、例えば、１０である。ただし、孔数は、これに限らず、１０以外の数であってもよい。

図３に戻り、送風室Ｆには、室外熱交換器３３、送風機３５等が配置されている。送風機３５の２つの送風ファン３５ａは、Ｚ軸方向に沿って配置されている。それぞれの送風ファン３５ａの背面には、ファンモータ３５ｂが取り付けられている。ファンモータ３５ｂは、ファンモータ支持板３５ｃによって支持されている。ファンモータ支持板３５ｃは、筐体４０の底面から、垂直方向（＋Ｚ方向）に延出するように、設けられている。また、室外熱交換器３３は、送風機３５を覆うように配置されている。詳しくは、室外熱交換器３３は、ＸＹ断面がＬ字形状となるように形成され、送風機３５の背面（＋Ｙ側の面）や側面（−Ｘ側の面）を覆うように配置されている。

制御装置は、例えば、室内機２０の室内機制御装置と、室外機３０の室外機制御装置とで構成され、冷凍サイクル装置１０の動作を制御する。制御装置は、例えば、送風機２２、３５の送風ファン２２ａ、３５ａの回転数に応じた電圧を加えることで、送風ファン２２ａ、３５ａの回転を制御する。室外機３０の室外機制御装置は、上述した電子部品ボックス６１に収容された電子部品を含んで構成される。

室内機２０の冷媒流路及び室外機３０の冷媒流路は、図１に示すように、２本の接続配管１１ａ、１１ｂによって接続されている。接続配管１１ａ、１１ｂは、例えば、フレアナット等によって、室内機２０及び室外機３０それぞれの冷媒流路に接続される。これにより、冷凍サイクル回路１００は、外部から密閉された回路に構成される。

上述のように構成された冷凍サイクル装置１０は、冷房運転、除湿運転、暖房運転、及び送風運転等を行うことにより、空気調和対象の室内の空気調和を行う。送風運転は、冷凍サイクル装置１０の冷凍サイクルを動作させずに、送風機２２のみによって、空気を供給する運転である。冷房運転、除湿運転、及び暖房運転は、冷凍サイクルを動作させつつ、送風機２２によって、冷風及び温風を供給する運転である。冷房運転及び除湿運転時の冷凍サイクルの動作は、同等である。以下、冷凍サイクルの動作について、図１を用いて説明する。図１における実線の矢印は、冷房運転及び除湿運転時における冷媒の流れを示している。また、図１における点線の矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。

冷房運転の場合、四方弁３２は、圧縮機３１からの冷媒を、室外熱交換器３３に送出するように切り替えられる。すると、冷媒は、図１における実線の矢印に示されるように、流れるようになる。この場合、室外熱交換器３３は、凝縮器として機能し、室内熱交換器２１は、蒸発器として機能する。

先ず、圧縮機３１に冷媒が流入すると、流入した冷媒は、圧縮機３１によって圧縮される。すると、冷媒は、圧力及び比エンタルピが上昇し、高温高圧のガス冷媒に変化し、圧縮機３１から送出される。圧縮機３１から送出されたガス冷媒は、吐出配管３１ｂ及び四方弁３２を通過して、室外熱交換器３３に流入する。

室外熱交換器３３に、ガス冷媒が流入すると、冷媒は、送風機３５によって供給される外部空気（外気）との熱交換によって凝縮する。すると、冷媒は、圧力一定のまま、比エンタルピが下降する。これにより、ガス冷媒は、低温高圧の液冷媒に変化する。そして、この液冷媒は、室外熱交換器３３から送出される。

膨張弁３４に、液冷媒が流入すると、液冷媒は、膨張弁３４によって膨張する。すると、液冷媒は、比エンタルピ一定のまま、減圧されて、低圧の状態に変化する。このとき、冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とが混合した気液二相冷媒となる。そして、この気液二相冷媒は、膨張弁３４から送出される。

膨張弁３４から送出された気液二相冷媒は、接続配管１１ｂを通過して、室内機２０の冷媒流路に流入する。そして、室内機２０の室内熱交換器２１に流入する。

室内熱交換器２１に、気液二相冷媒が流入すると、冷媒は、送風機２２によって供給される空気調和対象の室内空気との熱交換によって蒸発する。すると、圧力一定のまま、冷媒の比エンタルピが上昇する。これにより、冷媒は、高温低圧の加熱状態のガス冷媒に変化する。また、上記熱交換によって、室内空気は冷却される。この結果、空気調和対象の室温は低下する。

室内熱交換器２１から送出された加熱状態のガス冷媒は、接続配管１１ａを通過して、室外機３０の冷媒流路に流入する。そして、室外機３０の四方弁３２及び吸入配管３１ａを介して、再び、圧縮機３１に流入する。以下、上述の冷凍サイクルを繰り返す。なお、除湿運転の冷凍サイクルは、上述の冷房運転の冷凍サイクルと同様である。

次に、暖房運転の場合、四方弁３２は、圧縮機３１からの冷媒を、室内熱交換器２１に送出するように切り替えられる。すると、冷媒は、図１における点線の矢印に示されるように、流れるようになる。この場合、室外熱交換器３３は、蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器２１は、凝縮器として機能する。

圧縮機３１から送出されたガス冷媒は、吐出配管３１ｂ、四方弁３２を通過して、室外機３０から流出する。そして、接続配管１１ａを通過して、室内熱交換器２１に流入する。

室内熱交換器２１に、ガス冷媒が流入すると、冷媒は、送風機２２によって供給される空気調和対象の室内空気との熱交換によって凝縮する。すると、冷媒は、圧力一定のまま、比エンタルピが下降する。これにより、ガス冷媒は、低温高圧の過冷却状態の液冷媒に変化する。また、上記熱交換によって、室内空気は暖められる。この結果、空気調和対象の室温は上昇する。

室内熱交換器２１から送出された過冷却状態の液冷媒は、接続配管１１ｂを通過して、室外機３０の冷媒流路に流入する。そして、室外機３０の膨張弁３４に流入する。

膨張弁３４に、液冷媒が流入すると、液冷媒は、膨張弁３４によって膨張する。すると、液冷媒は、比エンタルピ一定のまま、減圧されて、低温低圧の状態に変化する。このとき、冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とが混合した気液二相冷媒となる。そして、この気液二相冷媒は、膨張弁３４から送出される。そして、室外機３０の膨張弁３４に流入する。

室外熱交換器３３に、気液二相冷媒が流入すると、気液二相冷媒は、送風機３５によって供給される外部空気（外気）との熱交換によって凝縮する。すると、冷媒は、圧力一定のまま、比エンタルピが上昇する。これにより、気液二相冷媒は、高温低圧の加熱状態のガス冷媒に変化する。そして、このガス冷媒は、室外熱交換器３３から送出される。

室外熱交換器３３から送出された加熱状態のガス冷媒は、四方弁３２及び吸入配管３１ａを介して、再び、圧縮機３１に流入する。以下、上述の冷凍サイクルを繰り返す。

上述のように構成された冷凍サイクル装置１０において、ユーザからの冷房運転や暖房運転等の開始の指示が、冷凍サイクル装置１０の制御装置に伝わると、制御装置は、冷凍サイクルを動作させる前に、先ず、室外機３０の送風機３５の送風ファン３５ａを、所定時間、回転させる。送風ファン３５ａを回転させる時間は、予め、制御装置の記憶部に記憶されている。本実施の形態１において、送風ファン３５ａを回転させる設定時間は、１分間である。

送風ファン３５ａが回転すると、この送風ファン３５ａはプロペラファンであるため、送風ファン３５ａの背面や側方から、空気が吸引される。この送風ファン３５ａの吸引力により、図７における矢印Ｗ１に示されるように、室外機３０の外気が、筐体４０の導入孔４５から、機械室Ｍ内に導入される。

機械室Ｍ内に導入された空気の一部は、矢印Ｗ２に示されるように、機械室Ｍ内を上方（＋Ｚ方向）に移動して、通気孔６２から電子部品ボックス６１に流入する。電子部品ボックス６１に流入された空気は、矢印Ｗ３に示されるように、電子部品ボックス６１内を通過する。このとき、電子部品ボックス６１内を通過する空気流は、電子部品ボックス６１に収容された電子部品や実装基板に電流が流れ、発熱している場合は、発熱している実装基板を冷却する冷却風として機能する。電子部品ボックス６１内を通過した空気は、通気孔６３から流出する。そして、通気孔６３から流出した空気は、矢印Ｗ４に示されるように、仕切板５０の通風孔５２を介して、送風室Ｆに流入する。

ここで、冷凍サイクル回路１００からの冷媒の漏洩箇所によっては、可燃性冷媒が、電子部品ボックス６１に滞留してしまう場合もある。この場合においては、滞留した可燃性冷媒は、電子部品ボックス６１内に流入した空気とともに、通気孔６３から排出される。そして、仕切板５０の通風孔５２を介して、送風室Ｆに流入する。すなわち、通風孔５２を通過する空気流は、可燃性冷媒を排出するための空気流として機能する。そして、送風室Ｆに流入した空気は、送風ファン３５ａによって、矢印Ｗ８、Ｗ９に示されるように、吹出口４６から屋外に吹き出される。排出された可燃性冷媒は、屋外で拡散し、冷媒濃度が可燃範囲外となるため、安全性を確保できる。

また、機械室Ｍ内に導入された空気の一部は、矢印Ｗ５に示されるように、機械室Ｍ内を下方（−Ｚ方向）にも移動する。空気の一部が、機械室Ｍ内を下方に移動すると、空気は、機械室Ｍ内を縦断するように移動する。そして、矢印Ｗ６に示されるように、圧縮機３１近傍等を通過する。圧縮機３１近傍等を通過した空気は、矢印Ｗ７に示されるように、仕切板５０の通風孔５１を介して、送風室Ｆに流入する。

ここで、冷凍サイクル回路１００（例えば、圧縮機３１や圧縮機３１に接続されている接続配管１１ａ、１１ｂ）から可燃性冷媒が漏洩していた場合、可燃性冷媒は、空気よりも密度が大きいため、機械室Ｍの底部に滞留する。この場合、滞留した可燃性冷媒は、機械室Ｍ内を下方に移動した矢印Ｗ５、Ｗ６に示される空気と合流する。そして、底部に滞留した可燃性冷媒は、この空気とともに、矢印Ｗ７に示されるように、仕切板５０の通風孔５１を介して、送風室Ｆに流入する。すなわち、通風孔５１を通過する空気流は、可燃性冷媒を排出するための空気流として機能する。そして、送風室Ｆに流入した空気は、送風ファン３５ａによって、矢印Ｗ８、Ｗ９に示されるように、吹出口４６から屋外に吹き出される。排出された可燃性冷媒は、屋外で拡散し、冷媒濃度が可燃範囲外となるため、安全性を確保できる。

なお、冷凍サイクルを動作させる前に、送風ファン３５ａを回転させる時間として設定された１分間は、本実施の形態１において、機械室Ｍや電子部品ボックス６１に滞留した可燃性冷媒を完全に排出できると考えられる時間である。ただし、この設定時間は、機械室Ｍや電子部品ボックス６１の容積や形状等に依存するため、室外機３０の形態や機種によって、適宜、変更する必要がある。

送風機３５の送風ファン３５ａを、冷凍サイクルを動作させていない状態で、所定時間、回転させた後、冷凍サイクル装置１０の制御装置は、指示された運転モード（例えば、暖房運転、冷房運転、除湿運転など）に応じて、室外機３０の四方弁３２を切り替える。そして、圧縮機３１の旋回渦巻部を旋回運動させることにより、圧縮機３１の冷媒の圧縮動作を開始させる。これにより、冷凍サイクル回路１００内の冷媒を還流させる。この結果、指示された運転モードが開始される。

なお、指示された運転モードが開始された後も、送風ファン３５ａの吸引力により、室外機３０の外気は、筐体４０の導入孔４５から、継続して、機械室Ｍ内に導入される。機械室Ｍ内に導入された空気の一部は、機械室Ｍ内を上方に移動して、電子部品ボックス６１内に流入することで、電子部品ボックス６１に収容された電子部品や実装基板を冷却する。また、機械室Ｍ内に導入された空気は、機械室Ｍ内を下方に移動して、圧縮機３１近傍等を通過することで、動作中の圧縮機３１の温度上昇を抑制する。これにより、圧縮機３１の動作能力を高める。

以上、説明したように、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０では、仕切板５０の下部に通風孔５１が形成されている。このため、筐体４０の側面パネル４２に形成された導入孔４５から導入された外気が、この通風孔５１を通過して、送風機３５によって、筐体４０の外部に送出される。これにより、例えば、機械室Ｍ内の冷凍サイクル回路１００から冷媒が漏洩して、機械室Ｍの底部に滞留した場合でも、可燃性の冷媒は、導入された外気とともに筐体４０の外部に排出されるようになる。

例えば、従来の冷凍サイクル装置のように、仕切板の下部に通気孔が形成されておらず、仕切板５０の上部のみに通気孔が形成されている場合、機械室Ｍ内の冷凍サイクル回路１００から冷媒が漏洩すると、可燃性の冷媒は空気より密度が大きいため、機械室Ｍの底部に滞留する。底部に滞留した冷媒は、送風機３５の送風ファン３５ａの回転に基づく吸引力によって、上部の通気孔を通過するように、上方（重力の逆らう方向）に移動しなければならないため、滞留した冷媒を全て、機械室Ｍから排出することは困難である。また、機械室Ｍの上部に電子部品ボックス６１が配置されている場合、電子部品ボックス６１に収容されている電子部品は、通電されていると着火源となりやすい。このため、上方に移動した冷媒は、このような電子部品近辺を通過するおそれがある。

これに対して、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０では、仕切板５０の下部に通風孔５１が形成されているため、筐体４０の側面パネル４２に形成された導入孔４５から導入された外気によって、機械室Ｍの底部に滞留した冷媒は、筐体４０の外部に排出しやすくなる。したがって、冷凍サイクル装置１０の安全性を高めることができる。

また、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０では、通風孔５１が、仕切板５０の下部に形成されているため、冷凍サイクル装置１０の停止中の場合においても、自然対流に基づいて、冷媒を、送風室Ｆの吹出口４６から排出できるようになる。詳しくは、機械室Ｍの底部に滞留した可燃性冷媒は、時間の経過とともに、自然対流により、下部に形成された通風孔５１を通過していく。そして、送風室Ｆの吹出口４６から、自然に排出される。したがって、本実施の形態１においては、漏洩した可燃性冷媒は、冷凍サイクル装置１０の停止時においても、機械室Ｍの底部に滞留しにくくなり、冷凍サイクル装置１０の安全性を、さらに高めることができる。

また、本実施の形態１では、外気を導入するための導入孔４５は、通風孔５１よりも高い位置に形成されている。このため、導入孔４５から導入された外気は、機械室Ｍ内を縦断するように、重力に従って、高い位置から低い位置に流れる。これにより、機械室Ｍの底部に滞留した可燃性の冷媒を、筐体４０の外部に、より円滑に排出できるようになる。

また、本実施の形態１では、導入孔４５は、電子部品ボックス６１よりも低い位置に形成されている。このため、導入孔４５から浸入した雨水が、電子部品ボックス６１内に浸入しにくくなる。結果として、電子部品ボックス６１に収容されている電子部品の故障を防止することができる。

また、本実施の形態１では、冷凍サイクルの動作の開始前に、送風機３５の送風ファン３５ａを、所定時間、回転させている。このため、可燃性の冷媒が、機械室Ｍの底部（圧縮機３１の周囲）に滞留していた場合でも、冷凍サイクルの動作の開始前に、可燃性の冷媒を、筐体４０の外部に排出できるようになる。これにより、圧縮機３１が有する電気部品や電子部品が通電される前に、圧縮機３１の周囲から、可燃性冷媒を除くことができ、冷凍サイクル装置１０の安全性を高めることができる。

また、本実施の形態１では、機械室Ｍ内に導入された空気の一部は、機械室Ｍ内を上方（＋Ｚ方向）に移動して、電子部品ボックス６１に流入する。このため、電子部品ボックス６１内の電子部品や実装基板を冷却することができる。

また、本実施の形態１では、機械室Ｍ内に導入された空気の一部は、機械室Ｍ内を下方（−Ｚ方向）に移動して、圧縮機３１近傍等を通過する。このため、冷凍サイクルが動作中の場合において、動作中の圧縮機３１の温度上昇を抑制することができる。これにより、圧縮機３１の動作能力の低下を抑制することができる。

本実施の形態１においては、機械室Ｍ内に導入された空気の一部は、機械室Ｍ内を上方（＋Ｚ方向）に移動して、電子部品ボックス６１を通過する。同時に、導入された空気の一部は、機械室Ｍ内を下方（−Ｚ方向）に移動して、圧縮機３１近傍等を通過する。これにより、電子部品ボックス６１内の電子部品や実装基板の冷却と、圧縮機３１の温度上昇の抑制とを同時に行うことができる。

また、本実施の形態１では、仕切板５０に下部に形成された通風孔５１は、筐体４０の吹出口４６から露出しないように、ベルマウス４８によって覆われている。これにより、風雨等による雨水が、機械室Ｍに浸入することを防止することができる。結果として、機械室Ｍに配置された電子部品ボックス６１の電子部品や、圧縮機３１を保護することができ、これらの故障を防ぐことができる。

また、本実施の形態１では、仕切板５０の通風孔５１の短手方向の長さＬ２は、冷媒の消炎距離に基づいて規定されている。このため、機械室Ｍ内に滞留した可燃性の冷媒が、万が一、着火してしまった場合でも、冷媒の火炎は、通風孔５１を通過することができないため、機械室Ｍの外部に、冷媒の火炎が漏れることなく、筐体４０の外部に、冷媒の火炎が漏れることもない。また、着火の元となる可燃性の冷媒が、全て燃え尽きれば、自然に消火される。したがって、冷凍サイクル装置１０のユーザの安全性を確保でき、冷凍サイクル装置１０の安全性を高めることができる。

同様に、筐体４０の側面パネル４２の導入孔４５の短手方向の長さＬ１も、冷媒の消炎距離に基づいて規定されている。このため、機械室Ｍ内に滞留した可燃性の冷媒が、万が一、着火してしまった場合でも、冷媒の火炎は、導入孔４５を通過することができないため、筐体４０の外部に、冷媒の火炎が漏れることない。したがって、冷凍サイクル装置１０のユーザの安全性を確保でき、冷凍サイクル装置１０の安全性を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態１について説明したが、本発明は上記実施の形態１によって限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０では、冷媒として、ＨＦＣ冷媒であるＲ３２（ＣＨ２Ｆ２：ジフルオロメタン）が用いられている。しかしながら、これに限らない。例えば、Ｒ３２と同様のＨＦＣ冷媒であり、微燃性冷媒であるＨＦＯ１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２；テトラフルオロプロペン）であってもよいし、ＨＦＯ１２３４ｚｅ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨＦ）であってもよい。また、Ｒ２９０（プロパン）のような強燃性冷媒であってもよい。また、これらの混合冷媒であってもよい。冷媒の可燃性が強いものであっても、上記実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０は、安全性を効果的に発揮できる。なお、本発明において、可燃性の冷媒とは、微燃性冷媒から強燃性冷媒まで、燃焼する可能性がある冷媒の全てを含むものとする。

実施の形態２．
また、上記実施の形態１では、外気を導入するための導入孔４５は、図７に示すように、上端４５ａの高さが、電子部品ボックス６１の下端６１ａの高さと、同等の高さとなるように形成されている。しかしながら、これに限られない。導入孔４５は、例えば、図９に示すように、仕切板５０に形成された通風孔５１よりも高い位置に形成され、電子部品ボックス６１よりも低い位置に形成されていればよい。ただし、導入孔４５が高い位置に形成されていれば、導入孔４５から導入された外気は、機械室Ｍ内を縦断するように、重力に従って、高い位置から低い位置に流れやすくなる。したがって、可燃性冷媒を、円滑に排出するために、導入孔４５は、高い位置に形成されていることが好ましい。さらには、導入孔４５は、電子部品ボックス６１への雨水の浸入を防止するために、電子部品ボックス６１よりも低い位置に形成されていることが好ましい。具体的には、図７に示すように、導入孔４５が、電子部品ボックス６１の直下に位置するように、導入孔４５の上端４５ａの高さは、電子部品ボックス６１の下端６１ａの高さと、同等の高さであることが最も好ましい。

また、上記実施の形態１では、機械室Ｍから送風室Ｆへ通じる通風孔５１は、図７に示すように、仕切板５０の下部に形成されている。詳しくは、仕切板５０の下端近傍に形成されている。本発明で、仕切板５０の下部とは、仕切板５０のＺ軸方向における中間位置よりも下側を示す。したがって、通風孔５１は、仕切板５０の中間位置よりも下側であれば、図７に示す位置以外の位置に形成されていてもよい。しかしながら、通風孔５１の形成される位置は、密度の大きな可燃性冷媒の排出のしやすさの観点から、出来るだけ低い位置である方が好ましい。ただし、通風孔５１の形成される位置が、仕切板５０の最下端であると、風雨等により、送風室Ｆに溜まった水が、機械室Ｍに逆流しやすくなるため、通風孔５１の下端は、機械室Ｍや送風室Ｆの底面から数ｃｍ（例えば、１〜３ｃｍ）高い位置にあることが最も好ましい。

実施の形態３．
上記実施の形態１では、仕切板５０の通風孔５１は、図６に示すように、ＹＺ断面が、長方形状になるように形成されている。しかしながら、これに限られず、通風孔５１の最短寸法が、消炎距離に基づいて規定されていれば、通風孔５１は、長方形状以外の形状の断面となるように形成されていてもよい。例えば、図１０に示すように、通風孔５１は、ＹＺ断面が、丸孔形状になるように形成されていてもよい。この場合、丸孔形状の直径Ｄ１は、冷媒として用いられているＲ３２の消炎距離に基づいて、６ｍｍ以下となる。

実施の形態４．
通風孔５１は、図１１に示すように、ＹＺ断面が、楕円形状になるように形成されていてもよい。この場合、楕円形状の短辺の寸法Ｌ３は、冷媒として用いられているＲ３２の消炎距離に基づいて、６ｍｍ以下となる。また、通風孔５１の断面は、長円形状でもよいし、上述した形状（長方形状、円形状、楕円形状、長円形状）以外の形状であってもよい。

なお、通風孔５１の断面形状が、上記実施の形態１で示したような長方形状に限られないことを詳述したが、筐体４０の側面パネル４２に形成された導入孔４５の断面形状についても、同様である。上記実施の形態１では、導入孔４５は、図５に示すように、ＹＺ断面が、長方形状になるように形成されている。しかしながら、これに限られず、導入孔４５の最短寸法が、消炎距離に基づいて規定されていれば、導入孔４５は、長方形状以外の形状の断面となるように形成されていてもよい。例えば、導入孔４５は、ＹＺ断面が、丸孔形状になるように形成されていてもよい。この場合、丸孔形状の直径は、本実施の形態で用いられているＲ３２の消炎距離に基づいて、６ｍｍ以下となる。

また、導入孔４５は、ＹＺ断面が、楕円形状になるように形成されていてもよい。この場合、楕円形状の短辺の寸法は、本実施の形態で用いられているＲ３２の消炎距離に基づいて、６ｍｍ以下となる。また、導入孔４５の断面は、長円形状でもよいし、上述した形状（長方形状、円形状、楕円形状、長円形状）以外の形状であってもよい。

なお、消炎距離は、冷媒の種類によって異なるため、冷凍サイクル装置１０に用いられる冷媒によって、適宜、導入孔４５及び通風孔５１、５２の寸法を変更する必要がある。

実施の形態５．
図１２に示すように、仕切板５０に形成された通風孔５１には、−Ｘ側の開口（送風室Ｆ側の開口）を覆うように形成された遮蔽部７１が設けられていてもよい。遮蔽部７１は、例えば、通風孔５１の前側（−Ｘ側）や、上側（＋Ｚ側）、側方（＋Ｙ側及び−Ｙ側）等を覆う。この遮蔽部７１が形成されることにより、通風孔５１の開口は、実質的に、下方（−Ｚ方向）を向くように形成される。遮蔽部７１は、仕切板５０に一体に形成されていてもよいし、別体に形成し、後で、仕切板５０に取り付けられるようにしてもよい。この遮蔽部７１を形成することにより、風雨による雨水は、遮蔽部７１に沿って下方に流れるので、送風室Ｆからの機械室Ｍへの雨水の浸入を防止することができる。結果として、機械室Ｍに配置された電子部品ボックス６１の電子部品や、圧縮機３１を保護することができ、これらの故障を防ぐことができる。

実施の形態６．
同様に、図１３に示すように、筐体４０の側面パネル４２に形成された導入孔４５には、＋Ｘ側の開口（筐体４０の外側の開口）を覆うように形成された遮蔽部７２が設けられていてもよい。遮蔽部７２は、例えば、導入孔４５の前側（＋Ｘ側）や、上側（＋Ｚ側）、側方（＋Ｙ側及び−Ｙ側）等を覆う。この遮蔽部７２が形成されることにより、導入孔４５の開口は、実質的に、下方（−Ｚ方向）を向くように形成される。遮蔽部７２は、側面パネル４２に一体に形成されていてもよいし、別体に形成し、後で、側面パネル４２に取り付けられるようにしてもよい。この遮蔽部７２を形成することにより、風雨による雨水は、遮蔽部７２に沿って下方に流れるので、筐体の外側からの雨水の浸入を防止することができる。結果として、機械室Ｍに配置された電子部品ボックス６１の電子部品や、圧縮機３１を保護することができ、これらの故障を防ぐことができる。

また、本実施の形態１〜６では、冷凍サイクル装置１０を、空気調和機に使用する例を説明したが、給湯機の熱源機等の他の機器にも適用可能である。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１０ 冷凍サイクル装置、１１ａ，１１ｂ 接続配管、２０ 室内機、２１ 室内熱交換器、２２ 送風機、２２ａ 送風ファン、２２ｂ ファンモータ、３０ 室外機、３１ 圧縮機、３１ａ 吸入配管、３１ｂ 吐出配管、３２ 四方弁、３３ 室外熱交換器、３４ 膨張弁、３５ 送風機、３５ａ 送風ファン、３５ｂ ファンモータ、３５ｃ ファンモータ支持板、３６ 冷媒配管群、４０ 筐体、４１ 天面パネル、４２ 側面パネル、４３，４４ 前面パネル、４５ 導入孔、４５ａ 上端、４６ 吹出口、４７ ファンガード、４８ ベルマウス、５０ 仕切板（仕切部）、５１，５２ 通風孔、６１ 電子部品ボックス（電子部品収容部）、６１ａ 下端、６２，６３ 通気孔、７１ 遮蔽部（第２遮蔽部）、７２ 遮蔽部（第１遮蔽部）、１００ 冷凍サイクル回路、Ｍ 機械室（第１室）、Ｆ 送風室（第２室）

Claims (5)

1. 室外機の外郭を構成し、内部に第１室と第２室とが形成されているとともに、外気を前記第１室に導入するための導入孔が形成された筐体と、
   前記筐体の内部を、前記第１室と前記第２室とに区画するように仕切り、前記第１室から前記第２室に通じる通風孔が下部に形成された仕切部と、
   少なくとも一部が前記第１室に配置され、可燃性の冷媒が還流する冷凍サイクル回路と、
   前記第２室に配置され、前記導入孔から導入された前記外気を、前記通風孔を通じて、前記第２室に形成された吹出口から前記筐体の外部に送出する送風機と、
   を有し、
   前記通風孔は、前記仕切部の前面パネル寄りに位置し、その最短寸法が前記冷媒の消炎距離以下に形成されている冷凍サイクル装置。
2. 前記吹出口の内側に、筒状のベルマウスが取り付けられ、
   前記通風孔は、前記吹出口から露出しないように、前記ベルマウスによって覆われている請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記前面パネルは、金属板状部材からなる請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記導入孔は、前記通風孔が形成された位置よりも高い位置に形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 少なくとも前記送風機を制御するための制御部を有し、前記制御部は、前記冷凍サイクル回路の動作の開始前に、前記送風機の送風ファンを、所定時間、回転させるように制御する請求項１から４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。

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