JP6974691B2 - 冷媒開放部を有する冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒開放部を有する冷凍装置に関する。

空気調和機、冷凍庫、給湯器などの冷凍装置を構成する冷媒回路には、冷媒が循環する。冷媒として用いられる物質の中には、毒性や、人間の窒息を引き起こす性質を有するものがある。冷媒が冷媒回路から漏洩した場合にユーザの健康に与える悪影響を最低限に抑えるため、漏洩箇所を含む冷媒回路の一部を遮断する回路遮断機構が設けられることがある。例えば、特許文献１（特許５５１７７８９号公報）が開示する空気調和機には、膨張弁および電磁弁を含む回路遮断機構が搭載されている。

回路遮断機構によって配管の中に冷媒が閉じ込められている場合、何らかの外的要因によって急激に冷媒回路が加熱されると、冷媒の膨張によって配管の破裂が引き起こされるおそれがある。このような冷凍装置の破損は、直接的にユーザの負傷をもたらす原因となりうるだけでなく、最初の漏洩箇所だけでなく破損箇所の修理も必要になるので、ユーザに不便を強いる。

本発明の課題は、冷凍装置の破損を抑制し、それによってユーザに安全と便宜を提供することである。

本発明の第１観点に係る冷凍装置は、利用ユニットを含む冷媒回路を有し、冷媒回路で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。利用ユニットは、熱交換器と、熱交換器に接続された第１冷媒配管および第２冷媒配管と、第１冷媒配管および第２冷媒配管にそれぞれ設けられる第１遮断弁および第２遮断弁と、第１冷媒配管または第２冷媒配管に設けられる冷媒開放部と、を有する。冷媒開放部は、第１遮断弁または第２遮断弁の１つと熱交換器の間に設けられる。

この構成によれば、第１遮断弁および第２遮断弁によって閉じ込められた冷媒を、冷媒開放部を介して冷媒配管の外部へ開放することができる。したがって、冷媒回路内に閉じ込められた冷媒の圧力が大きくなった場合に、冷媒配管の破裂などの冷凍装置の破損を抑制できる。

本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置において、冷媒開放部は、冷媒の圧力が所定の閾値より大きいときに第１冷媒配管または第２冷媒配管の内部と外部を連通させる。

この構成によれば、冷媒の圧力が閾値より大きいときに、冷媒開放部において第１冷媒配管または第２冷媒配管の内外が連通し、冷媒の開放経路が形成される。したがって、冷媒配管の破裂などの冷凍装置の破損を抑制できる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置において、冷媒開放部は、所定の操作によって第１冷媒配管または第２冷媒配管の内部と外部を連通させるサービスポートによって構成される。

この構成によれば、冷媒開放部はサービスポートによって構成される。したがって、サービスマンがサービスポートを開けて過剰圧力の冷媒を抜き取ることによって、冷媒配管の破裂などの冷凍装置の破損を抑制できる。さらに、漏洩箇所の修理が完了した後は、サービスマンがサービスポートを閉じることによって冷凍装置の運転を容易に再開することができる。

本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る冷凍装置において、冷媒漏洩検知部と、制御部と、をさらに備える。冷媒漏洩検知部は、冷媒回路からの冷媒の漏洩を検知する。制御部は、第１遮断弁および第２遮断弁の開閉を制御する。冷媒漏洩検知部が冷媒の漏洩を検知した場合に、制御部は、第１遮断弁および第２遮断弁をいずれも閉状態にする。

この構成によれば、冷媒漏洩が検知された場合、制御部が第１遮断弁および第２遮断弁を閉状態にする。したがって、冷媒の移動が抑制されるので、漏洩する冷媒の量が低減される。

本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る冷凍装置において、第１遮断弁および第２遮断弁の少なくとも１つは、開状態および閉状態に切り換え可能な開閉弁である。

この構成によれば、第１遮断弁および第２遮断弁の少なくとも１つは開閉弁である。したがって、開閉弁が開状態から閉状態へ迅速に移行することによって、冷媒の移動を迅速に抑制することができる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第１観点から第５観点のいずれか１つに係る冷凍装置において、第１遮断弁および第２遮断弁の少なくとも１つは、開度調節が可能な膨張弁である。

この構成によれば、第１遮断弁および第２遮断弁の少なくとも１つは膨張弁である。したがって、この膨張弁に冷媒の減圧の機能をも担わせることによって、冷凍装置の部品点数を減らすことができる。

本発明の第７観点に係る冷凍装置は、第１観点から第６観点のいずれか１つに係る冷凍装置において、利用ユニットは、熱交換器を収容するケーシング、をさらに有する。第１遮断弁および第２遮断弁の少なくとも一方が、ケーシングの外に設けられている。

この構成によれば、第１遮断弁および第２遮断弁の少なくとも一方が、ケーシングの外に設けられる。したがって、利用ユニットを小型化できる。

本発明の第８観点に係る冷凍装置は、第７観点に係る冷凍装置において、冷媒回路は複数の利用ユニットを有する。複数の利用ユニットはそれぞれ、熱交換器と、熱交換器に接続された第１冷媒配管および第２冷媒配管と、第１冷媒配管および第２冷媒配管にそれぞれ設けられる第１遮断弁および第２遮断弁と、第１冷媒配管または第２冷媒配管に設けられ、かつ、第１遮断弁または第２遮断弁の１つと熱交換器との間に設けられる冷媒開放部と、を有する。冷媒回路は、さらに、複数の利用ユニットが個別に冷房運転および暖房運転のいずれかを行うことを可能にする弁ユニット、を有する。複数の第１遮断弁および複数の第２遮断弁の少なくとも一方は、弁ユニットに設けられている。

この構成によれば、第１遮断弁および第２遮断弁の少なくとも一方は、弁ユニットに設けられる。したがって、弁ユニットを、例えば天井裏などの普段利用されないスペースに配置することにより、空間の有効利用ができる。

本発明の第１観点および第２観点に係る冷凍装置によれば、冷凍装置の破損を抑制できる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置によれば、漏洩箇所の修理が完了した後に、冷凍装置の運転を容易に再開することができる。

本発明の第４観点に係る冷凍装置によれば、漏洩する冷媒の量が低減される。

本発明の第５観点に係る冷凍装置によれば、冷媒の移動を迅速に抑制することができる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置によれば、冷凍装置の部品点数を減らすことができる。

本発明の第７観点に係る冷凍装置によれば、利用ユニットを小型化できる。

本発明の第８観点に係る冷凍装置によれば、空間の有効利用ができる。

本発明の第１実施形態に係る冷凍装置９０の模式図である。 可溶栓５３Ａにより構成された冷媒開放部５３の模式図である。 圧力開放弁５３Ｂにより構成された冷媒開放部５３の模式図である。 サービスポート５３Ｃにより構成された冷媒開放部５３の模式図である。 本発明の第１実施形態の変形例１Ｂに係る冷凍装置９０'の模式図である。 本発明の第１実施形態の変形例１Ｃに係る冷凍装置９０' 'の模式図である。 本発明の第２実施形態に係る冷凍装置９０Ａの模式図である。 本発明の第２実施形態の変形例２Ａに係る冷凍装置９０Ａ'の模式図である。 本発明の第２実施形態の変形例２Ｂに係る冷凍装置９０Ａ' 'の模式図である。 本発明の第２実施形態の変形例２Ｃに係る冷凍装置９０Ａ' ' 'の模式図である。 本発明の第３実施形態に係る冷凍装置９０Ｂの模式図である。

＜第１実施形態＞
（１）全体構成
図１は本発明の第１実施形態に係る冷凍装置９０を示す。冷凍装置９０は空気調和装置として構成されているが、これに代えて冷凍庫、または給湯器など、他の形態として構成されてもよい。冷凍装置９０は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路８０を有している。冷媒回路８０は、熱源ユニット１０、利用ユニット２０、連絡配管３０を有している。

（２）詳細構成
（２−１）熱源ユニット１０
熱源ユニット１０は、冷熱源または温熱源として機能するものであり、典型的には屋外に設置される。熱源ユニット１０は、ケーシング１１、圧縮機１２、四路切換弁１３、熱源側熱交換器１４、ファン１５、熱源側膨張弁１６、液側閉鎖弁１７、ガス側閉鎖弁１８、制御部１９、および部品間を接続する配管を有している。

（２−１−１）ケーシング１１
ケーシング１１は、熱源ユニット１０の構成部品を収容する。

（２−１−２）圧縮機１２
圧縮機１２は、低圧ガス冷媒を圧縮して高圧ガス冷媒を吐出する。圧縮機１２は、吸入口１２ａと吐出口１２ｂを有する。低圧ガス冷媒は、吸入口１２ａから吸入される。高圧ガス冷媒は、吐出口１２ｂから矢印Ｄの方向に吐出される。

（２−１−３）四路切換弁１３
四路切換弁１３は、冷房運転と暖房運転を切り替える。冷房運転を行うときは、四路切換弁１３は図１の実線で示される接続を行い、それによって冷媒は矢印Ｃの方向に循環する。一方、暖房運転を行うときは、四路切換弁１３は図１の破線で示される接続を行い、それによって冷媒は矢印Ｈの方向に循環する。

（２−１−４）熱源側熱交換器１４
熱源側熱交換器１４は、冷媒と外気との熱交換を行う。熱源側熱交換器１４は、冷房運転のときは放熱器として機能し、暖房運転のときは吸熱器として機能する。熱源側熱交換器１４は、冷媒分流器１４ａを有していてもよい。冷媒分流器１４ａは、例えば暖房運転において、低圧の気液二相冷媒を熱源側熱交換器１４の各部へ均等に送るのに役立つ。

（２−１−５）ファン１５
ファン１５は、熱源側熱交換器１４による冷媒と外気の熱交換を促進する。

（２−１−６）熱源側膨張弁１６
熱源側膨張弁１６は、開度が調整可能な弁によって構成されている。開度は例えば電気的に調節される。熱源側膨張弁１６は、必要に応じて冷媒を減圧し、または通過する冷媒の量を制限する。

（２−１−７）液側閉鎖弁１７、ガス側閉鎖弁１８
液側閉鎖弁１７およびガス側閉鎖弁１８は、冷媒の経路を開放または閉鎖するためのものである。開放と閉鎖は例えば手動により行われる。液側閉鎖弁１７およびガス側閉鎖弁１８は、例えば冷凍装置９０の設置時において、熱源ユニット１０に封入された冷媒が外部に漏洩しないようにするために閉鎖される。一方、液側閉鎖弁１７およびガス側閉鎖弁１８は、冷凍装置９０の使用時においては開放される。

（２−１−８）制御部１９
制御部１９は、熱源ユニット１０に設けられた各種センサの出力信号を受信する。この各種センサには、図示しない温度センサまたは圧力センサなどが含まれていてもよい。制御部１９はさらに、圧縮機１２、四路切換弁１３、ファン１５、熱源側膨張弁１６、その他の図示しないアクチュエータを駆動する。

（２−２）連絡配管３０
連絡配管３０は、熱源ユニット１０と利用ユニット２０の間で冷媒を案内する。連絡配管３０は、液連絡配管３１とガス連絡配管３２を有する。液連絡配管３１は液側閉鎖弁１７に接続されている。ガス連絡配管３２はガス側閉鎖弁１８に接続されている。液連絡配管３１は、おもに液冷媒または気液二相冷媒を案内する。ガス連絡配管３２は、おもにガス冷媒を案内する。

（２−３）利用ユニット２０
利用ユニット２０は、利用者に冷熱または温熱を提供するためのものであり、典型的には室内に設けられる。空気調和機を構成する利用ユニット２０は、冷風または温風を発生させて利用者の室内の温度を調節する。利用ユニット２０は、ケーシング２１、利用側熱交換器２２、ファン２３、回路遮断機構５０、冷媒開放部５３、および部品間を接続する配管２９ａ〜２９ｄを有している。利用ユニット２０は、さらに制御部２５、冷媒漏洩検知部２６を有している。

（２−３−１）ケーシング２１
ケーシング２１は、利用ユニット２０の構成部品を収容する。

（２−３−２）利用側熱交換器２２
利用側熱交換器２２は、冷媒と室内空気との熱交換を行う。利用側熱交換器２２は、冷房運転のときは吸熱器として機能し、暖房運転のときは放熱器として機能する。利用側熱交換器２２は、冷媒分流器２２ａを有していてもよい。冷媒分流器２２ａは、例えば冷房運転において、低圧の気液二相冷媒を利用側熱交換器２２の各部へ均等に送るのに役立つ。

（２−３−３）ファン２３
ファン２３は、利用側熱交換器２２による冷媒と室内空気の熱交換を促進する。加えて、ファン２３は熱交換を終えた空気をケーシング２１から吹き出して、室内空間へ送る。

（２−３−４）冷媒漏洩検知部２６
冷媒漏洩検知部２６は、冷媒回路８０からの冷媒の漏洩を検知する。冷媒漏洩検知部２６は、例えば冷媒濃度センサにより構成される。冷媒漏洩検知部２６は、冷媒濃度センサの出力信号に所定の処理を行うための信号処理回路などをさらに含んでもよい。

（２−３−５）回路遮断機構５０
回路遮断機構５０は、冷媒の漏洩が検知された場合に、冷媒回路８０を遮断するためのものである。回路遮断機構５０は、第１遮断弁５１および第２遮断弁５２を有する。第１遮断弁５１および第２遮断弁５２は開状態および閉状態に切り換え可能な開閉弁である。第１遮断弁５１および第２遮断弁５２は、冷媒漏洩の検知時には閉状態になるよう制御される。

（２−３−６）配管２９ａ〜２９ｄ
配管２９ａは、液連絡配管３１と第１遮断弁５１とを接続する。配管２９ａは液連絡配管３１と別体であり、かつ液連絡配管３１に接続されていてもよいし、液連絡配管３１と一体であってもよい。

配管２９ｂは、第１遮断弁５１と利用側熱交換器２２を接続する。利用側熱交換器２２が冷媒分流器２２ａを有している場合には、配管２９ｂは冷媒分流器２２ａに接続される。

配管２９ｃは、利用側熱交換器２２と第２遮断弁５２を接続する。

配管２９ｄは、ガス連絡配管３２と第２遮断弁５２とを接続する。配管２９ｄはガス連絡配管３２と別体であり、かつガス連絡配管３２に接続されていてもよいし、ガス連絡配管３２と一体であってもよい。

本願では以後、液側閉鎖弁１７と利用側熱交換器２２を結ぶ配管を「第１冷媒配管７１」と呼ぶこととする。また、ガス側閉鎖弁１８と利用側熱交換器２２を結ぶ配管を「第２冷媒配管７２」と呼ぶこととする。第１冷媒配管７１は、液連絡配管３１、配管２９ａ、配管２９ｂを含む。第２冷媒配管７２は、ガス連絡配管３２、配管２９ｄ、配管２９ｃを含む。第１遮断弁５１は第１冷媒配管７１に設けられている。第２遮断弁５２は第２冷媒配管７２に設けられている。

（２−３−７）冷媒開放部５３
冷媒開放部５３は、冷媒の圧力が異常な程度に上昇した場合に、冷媒回路８０から冷媒を開放するためのものである。冷媒開放部５３は、配管２９ｂに設けられている。換言すれば、冷媒開放部５３は、第１冷媒配管７１における、利用側熱交換器２２と第１遮断弁５１の間に設けられている。

冷媒開放部５３は、図２Ａに示す可溶栓５３Ａにより構成されている。可溶栓５３Ａは、固定部６１と可溶部６２を有する。固定部６１は、例えばネジ溝などの固定手段を有しており、それによって配管２９ｂに固定されるように構成されている。可溶部６２は固定部６１に設けられた孔を充填している。可溶部６２は、所定の閾値を超える圧力を受けると融解する物質からできている。

（２−３−８）制御部２５
図１に戻り、制御部２５は、利用ユニット２０に設けられた各種センサの出力信号を受信する。この各種センサには、冷媒漏洩検知部２６のほか、図示しない温度センサまたは圧力センサなどが含まれていてもよい。制御部２５はさらに、ファン２３、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、その他の図示しないアクチュエータを駆動する。制御部２５はさらに、図示しない通信線を介して、熱源ユニット１０の制御部１９と通信を行う。

（３）冷凍サイクルの基本動作
以下では、冷凍装置９０の冷凍サイクルの基本動作について、簡便化のため、冷媒が凝縮および蒸発などの相変化を伴う反応を起こすものとして説明する。しかし、当該反応が放熱および吸熱を起こす限り、必ずしも相変化を伴う必要はない。

（３−１）冷房運転
図１において、熱源ユニット１０の四路切換弁１３は実線で示される接続を行う。圧縮機１２は高圧ガス冷媒を矢印Ｄの方向に吐出する。その後、高圧ガス冷媒は四路切換弁１３を経て熱源側熱交換器１４へ到達し、そこで凝縮して高圧液冷媒になる。高圧液冷媒は、熱源側膨張弁１６へ到達し、そこで減圧されて低圧気液二相冷媒になる。低圧気液二相冷媒は、開放された液側閉鎖弁１７および液連絡配管３１を順に経て、利用ユニット２０に入る。低圧気液二相冷媒は、開状態の第１遮断弁５１を通過し、利用側熱交換器２２に到達し、そこで蒸発して低圧ガス冷媒になる過程で吸熱し、利用者に冷熱を提供する。低圧ガス冷媒は、開状態の第２遮断弁５２、ガス連絡配管３２、および開放されたガス側閉鎖弁１８を順に通過して、熱源ユニット１０へ入る。低圧ガス冷媒は四路切換弁１３を通過した後、圧縮機１２に吸入される。

（３−２）暖房運転
図１において、熱源ユニット１０の四路切換弁１３は破線で示される接続を行う。圧縮機１２は高圧ガス冷媒を矢印Ｄの方向に吐出する。その後、高圧ガス冷媒は四路切換弁１３を通過した後、開放されたガス側閉鎖弁１８およびガス連絡配管３２を順に通過して、利用ユニット２０に入る。高圧ガス冷媒は、開状態の第２遮断弁５２を通過して、利用側熱交換器２２に到達し、そこで凝縮して高圧液冷媒になる過程で利用者に温熱を提供する。高圧液冷媒は、開状態の第１遮断弁５１、液連絡配管３１、および開放された液側閉鎖弁１７を順に経て、熱源ユニット１０へ入る。高圧液冷媒は、熱源側膨張弁１６へ到達し、そこで減圧されて低圧気液二相冷媒になる。低圧気液二相冷媒は、熱源側熱交換器１４へ到達し、そこで吸熱し、蒸発して低圧ガス冷媒になる。低圧ガス冷媒は、四路切換弁１３を経て圧縮機１２に吸入される。

（４）異常時における動作
（４−１）冷媒漏洩の検知
利用ユニット２０の冷媒漏洩検知部２６が冷媒の漏洩を検知した場合、制御部２５は、第１遮断弁５１および第２遮断弁５２が閉状態となるよう制御する。これにより、連絡配管３０から供給される冷媒は、利用ユニット２０に入らなくなる。したがって、利用ユニット２０において冷媒の漏洩は継続しなくなる。

（４−２）圧力異常
利用ユニット２０に存在する冷媒は、第１遮断弁５１および第２遮断弁５２によって挟まれた領域、すなわち、配管２９ｂ、利用側熱交換器２２、配管２９ｃからなる領域に閉じ込められる。この冷媒は、例えば配管の亀裂などの冷媒漏洩の原因箇所を除いては、冷媒回路８０の外部へ流出することができない。この状態において、何らかの外的要因によって急激に冷媒回路が加熱されると、閉じ込められている冷媒が膨張し、圧力が上昇する。このような圧力異常は、配管の破裂などを引き起こすおそれがある。

（４−３）冷媒開放部５３の作動
閉じ込められている冷媒の圧力が所定の閾値を上回ったとき、冷媒開放部５３を構成している可溶栓５３Ａの可溶部６２が融解する。それによって配管２９ｂの内部と外部が連通し、冷媒が外部へ開放される。その結果、配管の破裂などの、冷凍装置の破損のおそれが低下する。

（５）特徴
（５−１）
第１遮断弁５１および第２遮断弁５２によって閉じ込められた冷媒を、冷媒開放部５３を介して配管２９ｂの外部へ開放することができる。したがって、冷媒回路８０の内部に閉じ込められた冷媒の圧力が大きくなった場合に、配管２９ｂ、配管２９ｃ、または利用側熱交換器２２の破裂などの冷凍装置９０の破損を抑制できる。

（５−２）
冷媒の圧力が閾値より大きいときに、冷媒開放部５３において第１冷媒配管７１の内外が連通し、冷媒の開放経路が形成される。したがって、第１冷媒配管７１の破裂などの冷凍装置９０の破損を抑制できる。

（５−３）
冷媒漏洩が検知された場合、制御部２５が第１遮断弁５１および第２遮断弁５２を閉状態にする。したがって、冷媒の移動が抑制されるので、漏洩する冷媒の量が低減される。

（５−４）
第１遮断弁５１および第２遮断弁５２は開閉弁である。したがって、これらの開閉弁が開状態から閉状態へ迅速に移行することによって、冷媒の移動を迅速に抑制することができる。

（６）変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。

（６−１）変形例１Ａ：冷媒開放部５３の構成
上述の第１実施形態では、冷媒開放部５３は、図２Ａに示す可溶栓５３Ａにより構成されている。これに代えて、冷媒開放部５３は、図２Ｂに示す圧力開放弁５３Ｂにより構成されてもよい。圧力開放弁５３Ｂでは、固定部６３に設けられた孔は、バネ６５により付勢された弁体６４により塞がれている。所定の閾値を超える圧力を受けたときに弁体６４は持ち上げられ、それによって冷媒が配管２９ｂの外部へ開放される。配管２９ｂの内部の圧力異常が解消され、冷媒の圧力が閾値を下回ったときに弁体６４は再び孔を塞ぐ。

この構成によれば、圧力異常が解消されたときに圧力開放弁５３Ｂが閉じるので、室内に開放される冷媒の量を抑制できる。

あるいは、冷媒開放部５３は、図２Ｃに示すサービスポート５３Ｃにより構成されてもよい。サービスポート５３Ｃは、ネジ溝を有し互いに螺合できる固定部６６と蓋６７とを有する。冷凍装置９０の使用時において、蓋６７は固定部６６に設けられた孔を塞ぐように設置される。冷媒漏洩検知部２６が冷媒の漏洩を検知した場合、または、冷媒漏洩と圧力異常が両方発生した場合に、制御部２５がサービスマンに対して警報を発する。サービスマンは利用ユニット２０へ向かい、蓋６７を固定部６６から取り外すことによってサービスポート５３Ｃを開ける。

この構成によれば、サービスマンがサービスポート５３Ｃを開けて過剰圧力の冷媒を抜き取ることによって、配管２９ｂ、配管２９ｃ、または利用側熱交換器２２の破裂などの、冷凍装置９０の破損を抑制できる。さらに、漏洩箇所の修理が完了した後は、サービスマンがサービスポート５３Ｃを閉じることによって冷凍装置９０の運転を容易に再開することができる。

（６−２）変形例１Ｂ：冷媒開放部５３の場所
上述の第１実施形態では、冷媒開放部５３は第１冷媒配管７１に設けられている。これに代えて、冷媒開放部５３は第２冷媒配管７２に設けられてもよい。例えば、図３に示すように、冷媒開放部５３は、配管２９ｃに設けることができる。換言すれば、冷媒開放部５３は、第２冷媒配管７２における、利用側熱交換器２２と第２遮断弁５２の間に設けられる。

この構成によれば、配管２９ｃの側で発生する圧力異常を解消しやすい。

（６−３）変形例１Ｃ：第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３の場所
上述の第１実施形態では、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３はいずれも利用ユニット２０のケーシング２１の内部に設けられている。これに代えて、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２の少なくとも一方は、ケーシング２１の外部に設けられてもよい。さらに、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２の配置によっては、冷媒開放部５３もまたケーシング２１の外部に設けることができる場合がある。

例えば、図４に示す構成では、冷媒回路８０は、さらに弁ユニット４０を有する。弁ユニット４０は、熱源ユニット１０と利用ユニット２０を接続する連絡配管３０に設けられている。弁ユニット４０は、ケーシング４１、制御部４５、冷媒漏洩検知部４６を有する。ケーシング４１は、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３を収容している。

制御部４５は、弁ユニット４０に設けられた各種センサの出力信号を受信する。この各種センサには、冷媒漏洩検知部４６のほか、図示しない温度センサまたは圧力センサなどが含まれていてもよい。制御部４５はさらに、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、その他の図示しないアクチュエータを駆動する。制御部４５はさらに、図示しない通信線を介して、熱源ユニット１０の制御部１９および利用ユニット２０の制御部２５と通信を行う。

第１遮断弁５１は、第１冷媒配管７１に属する液連絡配管３１に設けられる。第２遮断弁５２は、第２冷媒配管７２に属するガス連絡配管３２に設けられる。ケーシング４１の内部にある冷媒の経路は、連絡配管３０とは別体の内部配管として構成され、かつ連絡配管３０に接続されていてもよいし、連絡配管３０と一体であってもよい。

利用ユニット２０の内部にある冷媒の経路も同様である。液連絡配管３１と利用側熱交換器２２とを接続する配管２９ｂは、液連絡配管３１と別体であり、かつ液連絡配管３１に接続されていてもよいし、液連絡配管３１と一体であってもよい。ガス連絡配管３２と利用側熱交換器２２とを接続する配管２９ｃは、ガス連絡配管３２と別体であり、かつガス連絡配管３２に接続されていてもよいし、ガス連絡配管３２と一体であってもよい。

利用ユニット２０の冷媒漏洩検知部２６および弁ユニット４０の冷媒漏洩検知部４６のいずれかが冷媒漏洩を検知した場合、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３が、第１実施形態と同様の動作を行う。

この構成によれば、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３の少なくとも一部がケーシング２１の外に設けられる。したがって、利用ユニット２０を小型化できる。

＜第２実施形態＞
（１）構成
図５は本発明の第２実施形態に係る冷凍装置９０Ａを示す。冷凍装置９０Ａは、第１遮断弁５１の構造が第１実施形態に係る冷凍装置９０とは異なっている。冷凍装置９０Ａにおける第１遮断弁５１は、開度が調整可能な弁によって構成されている。開度は例えば電気的に調節される。第１遮断弁５１は、冷凍サイクルにおいて冷媒の減圧に関与する利用側膨張弁としても機能する。

（２）特徴
第１遮断弁５１が冷媒の減圧を行う利用側膨張弁としても機能する。したがって、もともと利用側膨張弁を有するように設計された利用ユニット２０に関しては、冷媒の遮断のための弁を別途設ける必要がないので、冷凍装置９０Ａの部品点数を増やさずにすむ。

（３）変形例
（３−１）変形例２Ａ：冷媒開放部５３の場所
上述の第２実施形態では、冷媒開放部５３は第１冷媒配管７１に設けられている。これに代えて、冷媒開放部５３は第２冷媒配管７２に設けられてもよい。例えば、図６に示すように、冷媒開放部５３は、配管２９ｃに設けることができる。換言すれば、冷媒開放部５３は、第２冷媒配管７２における、利用側熱交換器２２と第２遮断弁５２の間に設けられる。

この構成によれば、配管２９ｃの側で発生する圧力異常を解消しやすい。

（３−２）変形例２Ｂ：第２遮断弁５２、冷媒開放部５３の場所
上述の第２実施形態では、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３はいずれも利用ユニット２０のケーシング２１の内部に設けられている。これに代えて、第２遮断弁５２はケーシング２１の外部に設けられてもよい。さらに、その場合には、冷媒開放部５３もケーシング２１の外部に設けることができる場合がある。

例えば、図７に示す構成では、冷媒回路８０は、さらに弁ユニット４０を有する。弁ユニット４０のケーシング４１は、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３を収容している。弁ユニット４０はさらに、制御部４５と、冷媒漏洩検知部４６とを有する。利用ユニット２０の冷媒漏洩検知部２６および弁ユニット４０の冷媒漏洩検知部４６のいずれかが冷媒漏洩を検知した場合、第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３が、第１実施形態と同様の動作を行う。

この構成によれば、少なくとも第２遮断弁５２がケーシング２１の外に設けられる。したがって、利用ユニット２０を小型化できる。

（３−３）変形例２Ｃ
上述の第２実施形態では、利用ユニット２０の内部に設けられる第１遮断弁５１が冷媒の減圧を行う利用側膨張弁としても機能する。これに代えて、冷媒の減圧を行う利用側膨張弁を第１遮断弁５１とは別に設けてもよい。

図８に示す構成では、第１冷媒配管７１において、利用側膨張弁２４と第１遮断弁５１が設けられている。利用側膨張弁２４は利用ユニット２０に設けられている。第１遮断弁５１は弁ユニット４０に設けられている。利用側膨張弁２４は、開度が調整可能な弁によって構成されている。開度は例えば電気的に調節される。第１遮断弁５１は開状態および閉状態に切り換え可能な開閉弁である。

この構成によれば、第１遮断弁５１および第２遮断弁５２がケーシング２１の外に設けられる。したがって、利用ユニット２０を小型化できる。

（３−４）その他
第１実施形態の各変形例を、第２実施形態に係る冷凍装置９０Ａに適用してもよい。

＜第３実施形態＞
（１）構成
図９は本発明の第３実施形態に係る冷凍装置９０Ｂを示す。冷凍装置９０Ｂは、複数の利用ユニット２０を有する点で、第１実施形態および第２実施形態とは異なる。冷媒回路８０は、複数の利用ユニット２０、弁ユニット４０Ｂ、および、弁ユニット４０Ｂに接続される図示しない熱源ユニットを有する。

それぞれの利用ユニット２０は、冷媒を減圧するための利用側膨張弁２４を有している。

弁ユニット４０Ｂは、ケーシング４１、制御部４５、冷媒漏洩検知部４６、切換機構４９を有する。制御部４５はさらに、図示しない通信線を介して、熱源ユニット１０の制御部１９および利用ユニット２０の制御部２５と通信を行う。切換機構４９は、熱源ユニットとそれぞれの利用ユニット２０の間の配管の接続を切り換えることができる。切換機構４９の働きにより、それぞれの利用ユニット２０は個別に冷房運転および暖房運転のいずれかを行うことが可能となる。

それぞれの利用ユニット２０に対応する第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、および冷媒開放部５３は、弁ユニット４０Ｂのケーシング４１の中に設けられている。利用ユニット２０の冷媒漏洩検知部２６が冷媒漏洩を検知した場合、その利用ユニット２０に対応する第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３が、冷媒の遮断および圧力の開放などの第１実施形態と同様の動作を行う。一方、弁ユニット４０Ｂの冷媒漏洩検知部４６が冷媒漏洩を検知した場合、すべての第１遮断弁５１、第２遮断弁５２、冷媒開放部５３が、第１実施形態と同様の動作を行ってもよい。

（２）特徴
第１遮断弁５１および第２遮断弁５２は、弁ユニット４０Ｂに設けられる。したがって、弁ユニット４０Ｂを、例えば天井裏などの普段利用されないスペースに配置することにより、空間の有効利用ができる。

（３）変形例
第１実施形態または第２実施形態の各変形例を、第３実施形態に係る冷凍装置９０Ｂに適用してもよい。

２０ 利用ユニット
２１ ケーシング
２２ 熱交換器
２３ ファン
２４ 膨張弁
２５ 制御部
２６ 冷媒漏洩検知部
２９ａ〜２９ｄ 配管
３０ 連絡配管
３１ 液連絡配管
３２ ガス連絡配管
４０、４０Ｂ 弁ユニット
４１ ケーシング
４５ 制御部
４６ 冷媒漏洩検知部
５０ 回路遮断機構
５１ 第１遮断弁
５２ 第２遮断弁
５３ 冷媒開放部
７１ 第１冷媒配管
７２ 第２冷媒配管
８０ 冷媒回路
９０、９０Ａ、９０Ｂ 冷凍装置

特許５５１７７８９号公報

Claims (8)

1. 利用ユニット（２０）を含む冷媒回路（８０）を有し、前記冷媒回路で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、
   前記利用ユニットは、
   熱交換器（２２）と、
   前記熱交換器に接続された第１冷媒配管（７１）および第２冷媒配管（７２）と、
   前記第１冷媒配管および前記第２冷媒配管にそれぞれ設けられ、かつ、前記冷媒回路から前記冷媒が漏洩した場合に前記冷媒の移動を妨げるように構成された第１遮断弁（５１）および第２遮断弁（５２）と、
   前記第１冷媒配管または前記第２冷媒配管に設けられ、かつ、前記第１遮断弁および前記第２遮断弁の両方が閉じられた場合に前記冷媒の前記冷媒回路の外への移動を可能にするように構成された冷媒開放部（５３）と、
   を有し、
   前記冷媒開放部は、前記第１遮断弁または前記第２遮断弁の１つと前記熱交換器の間に設けられる、
   冷凍装置（９０）。
2. 前記冷媒開放部（５３Ａ、５３Ｂ）は、前記冷媒の圧力が所定の閾値より大きいときに前記第１冷媒配管または前記第２冷媒配管の内部と外部を連通させる、
   請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記冷媒開放部（５３Ｃ）は、所定の操作によって前記第１冷媒配管または前記第２冷媒配管の内部と外部を連通させるサービスポートによって構成される、
   請求項１に記載の冷凍装置。
4. 前記冷媒回路からの前記冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知部（２６、４６）と、
   前記第１遮断弁および前記第２遮断弁の開閉を制御する制御部（２５、４５）と、
   をさらに備え、
   前記冷媒漏洩検知部が前記冷媒の前記漏洩を検知した場合に、前記制御部は、前記第１遮断弁および前記第２遮断弁をいずれも閉状態にする、
   請求項１から３のいずれか１つに記載の冷凍装置。
5. 前記第１遮断弁および前記第２遮断弁の少なくとも１つは、開状態および閉状態に切り換え可能な開閉弁である、
   請求項１から４のいずれか１つに記載の冷凍装置。
6. 前記第１遮断弁および前記第２遮断弁の少なくとも１つは、開度調節が可能な膨張弁である、
   請求項１から５のいずれか１つに記載の冷凍装置。
7. 前記利用ユニットは、前記熱交換器を収容するケーシング（２１）、
   をさらに有し、
   前記第１遮断弁および前記第２遮断弁の少なくとも一方が、前記ケーシングの外に設けられている、
   請求項１から６のいずれか１つに記載の冷凍装置。
8. 前記冷媒回路は複数の前記利用ユニットを有し、
   複数の前記利用ユニットはそれぞれ、
   熱交換器（２２）と、
   前記熱交換器に接続された第１冷媒配管（７１）および第２冷媒配管（７２）と、
   前記第１冷媒配管および前記第２冷媒配管にそれぞれ設けられる第１遮断弁（５１）および第２遮断弁（５２）と、
   前記第１冷媒配管または前記第２冷媒配管に設けられ、かつ、前記第１遮断弁または前記第２遮断弁の１つと前記熱交換器との間に設けられる冷媒開放部（５３）と、
   を有し、
   前記冷媒回路は、さらに、複数の前記利用ユニットが個別に冷房運転および暖房運転のいずれかを行うことを可能にする弁ユニット（４０Ｂ）、を有し、
   複数の前記第１遮断弁および複数の前記第２遮断弁の少なくとも一方は、前記弁ユニットに設けられている、
   請求項７に記載の冷凍装置。

Images