JP7256248B2 - 空気調和機の梱包セット - Google Patents

Description

本発明は、可燃性の冷媒の漏洩検知機能を有する空気調和機および当該空気調和機の梱包セットに関する。

従来、可燃性の冷媒の漏洩検知機能を有する空気調和機が知られている。たとえば国際公開第２０１７／１８７６１８号パンフレット（特許文献１）には、室内における可燃性の冷媒の濃度を検知する冷媒検知手段を備える空気調和機が開示されている。当該空気調和機においては、冷媒検知手段によって検知される冷媒濃度が閾値以上である場合に、室内送風ファンが予め設定された風量で運転される。その結果、冷媒が漏洩した場合に、室内に可燃濃度領域が形成されるのを抑制することができる。

国際公開第２０１７／１８７６１８号パンフレット

圧縮機に貯留されている冷凍機油は、通常、冷媒とともに圧縮機から吐出されて空気調和機を循環する。そのため、冷媒が漏洩している場合、冷凍機油も漏洩していることがほとんどある。しかし、特許文献１においては、冷媒とともに冷凍機油が漏洩することについては考慮されていない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、空気調和機の安全性を向上させることである。

本発明の一局面に係る空気調和機においては、可燃性の冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する。圧縮機は、冷凍機油を貯留し、冷媒とともに冷凍機油を吐出する。冷凍機油は、冷媒とともに圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する。第１熱交換器は、第１空間に配置される。第２熱交換器は、第２空間に配置される。空気調和機は、第１センサと、第２センサと、制御装置とを備える。第１センサは、第１空間内の冷媒を検知する。第２センサは、第１空間内の冷凍機油の臭気を検知する。制御装置は、第１センサからの第１検知信号および第２センサからの第２検知信号を用いて、冷媒の漏洩を検知する。

本発明の他の局面に係る空気調和機においては、可燃性の冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する。圧縮機は、冷凍機油を貯留し、冷媒とともに冷凍機油を吐出する。冷凍機油は、冷媒とともに圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する。第１熱交換器は、第１空間に配置される。第２熱交換器は、第２空間に配置される。空気調和機は、センサと、サンプル収容部と、制御装置とを備える。センサは、第１空間内の冷媒を検知する。サンプル収容部は、冷凍機油のサンプルを収容し、外部に当該サンプルの臭気を放出可能である。制御装置は、センサからの検知信号を用いて、冷媒の漏洩を検知する。

本発明の他の局面に係る空気調和機の梱包セットは、可燃性の冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する空気調和機の梱包セットである。空気調和機の稼働時において、圧縮機は、冷凍機油を貯留し、冷媒とともに冷凍機油を吐出する。冷凍機油は、冷媒とともに圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する。第１熱交換器は、第１空間に配置される。第２熱交換器は、第２空間に配置される。空気調和機は、センサと、制御装置とを備える。センサは、第１空間内の冷媒を検知する。制御装置は、センサからの検知信号を用いて、冷媒の漏洩を検知する。梱包セットは、内部に臭気が密閉されたサンプル容器と、梱包箱とを備える。梱包箱は、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、第２熱交換器、センサ、および制御装置の少なくとも１つおよびサンプル容器を収容する。

本発明に係る空気調和機および空気調和機の梱包セットによれば、冷凍機油の臭気によっても第１空間に漏洩した冷媒を検知可能であるため、第１空間内における冷媒漏洩の検知精度を高めることができる。その結果、空気調和機の安全を向上させることができる。

実施の形態１に係る空気調和機の構成を示す機能ブロック図である。 図１の空気調和機の室内機の概略的な外観図である。 制御装置によって行なわれる冷媒漏洩検知処理の流れを示すフローチャートである。 制御装置によって行なわれる冷媒漏洩検知処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 Ｘ軸を冷媒センサの検知レベルとし、Ｙ軸を臭気センサの検知レベルとし、冷媒センサの検知レベルと臭気センサの検知レベルとの関係を示す座標平面である。 冷媒漏洩領域に含まれているか否かによって冷媒漏洩を判定する処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２に係る空気調和機の構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態３に係る空気調和機の構成を示す機能ブロック図である。 図８の空気調和機の室内機の概略的な外観図である。 図９のサンプル容器の概略的な外観図である。 実施の形態４に係る空気調和機の梱包セットによって、室内機が梱包されている様子を示す図である。 図１１の梱包セットが開梱された様子を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和機１００の構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１の空気調和機１００の室内機１０の概略的な外観図である。空気調和機１００においては、可燃性のＲ２９０（プロパン）を含む冷媒が使用される。空気調和機１００は、運転モードとして暖房モード、冷房モード、および除霜モードを含む。図１に示されるように、空気調和機１００は、室内機１０と、室外機１１とを備える。室内機１０および室外機１１は、いずれも主電源Ｐｓ１（第１電源）から電力が供給される。

室内機１０は、室内（第１空間）に配置されている。室内機１０は、室内熱交換器１（第１熱交換器）と、室内ファン２と、冷媒センサｓ１（第１センサ）と、臭気センサｓ２（第２センサ）とを含む。室外機１１は、室外（第２空間）に配置されている。室外機１１は、圧縮機３と、四方弁４と、膨張弁５と、室外熱交換器６（第２熱交換器）と、室外ファン７と、制御装置８とを含む。圧縮機３は、圧縮機構を潤滑するための冷凍機油を貯留している。当該冷凍機油は、独特の臭気を有する冷凍機油で、たとえばＰＡＧ（PolyAlkylene Glycol）油を含む。

暖房モードにおいては、冷媒が圧縮機３、室内熱交換器１、膨張弁５、および室外熱交換器６の順に循環するように、制御装置８は四方弁４を制御して流路を形成する。暖房モードにおいて室内熱交換器１は凝縮器として機能し、室外熱交換器６は蒸発器として機能する。

冷房モードおよび除霜モードにおいては、冷媒が圧縮機３、室外熱交換器６、膨張弁５、および室内熱交換器１の順に循環するように、制御装置８は四方弁４を制御して流路を形成する。冷房モードおよび除霜モードにおいては、室内熱交換器１は蒸発器として機能し、室外熱交換器６は凝縮器として機能する。

制御装置８は、圧縮機３の駆動周波数を制御することにより、圧縮機３が単位時間あたりに吐出する冷媒量を制御する。制御装置８は、膨張弁５の開度を調節する。制御装置８は、室内ファン２，室外ファン７の各単位時間当たりの送風量を制御する。

室内機１０において冷媒センサｓ１および臭気センサｓ２は、室内ファン２による送風方向に関して、室内熱交換器１よりも風下に配置されている。冷媒センサｓ１は、冷媒濃度を表す検知信号（第１検知信号）を制御装置８に出力する。臭気センサｓ２は、冷凍機油の臭気を表す検知信号（第２検知信号）を制御装置８に出力する。

圧縮機３に貯留されている冷凍機油は、通常、冷媒とともに圧縮機３から吐出されて空気調和機１００を循環する。そのため、冷媒が漏洩している場合、冷凍機油も漏洩していることがほとんどある。

そこで、実施の形態１においては、室内における冷媒漏洩を、冷媒濃度および冷凍機油の臭気を用いて検知する。冷媒濃度に加えて冷凍機油の臭気を用いることにより、冷媒濃度のみを用いて冷媒漏洩を検知する場合よりも冷媒漏洩の検知精度を高めることができるため、空気調和機の安全性を向上させることができる。

図３は、制御装置８によって行なわれる冷媒漏洩検知処理の流れを示すフローチャートである。図３に示される処理は、空気調和機１００の運転を制御する不図示のメインルーチンによって定期的あるいは不定期に呼び出される。以下ではステップをＳとも記載する。また、検知レベルＬ１は冷媒センサｓ１の検知信号のレベルを表し、検知レベルＬ２は臭気センサｓ２の検知信号のレベルを表す。

図３に示されるように、制御装置８は、Ｓ１１において室内の冷媒濃度の検知レベルＬ１が閾値Ａ１（第１閾値）より大きいか否かを判定する。検知レベルＬ１が閾値Ａ１より大きい場合（Ｓ１１においてＹＥＳ）、制御装置８は、Ｓ１４において安全確保処理を行なった後、処理をメインルーチンに返す。安全確保処理においては、たとえば、室内ファン２によって室内の空気を攪拌して室内の冷媒分布を均一化して冷媒濃度を薄める処理、アラーム音の発生、ランプの点滅、およびメッセージの表示が行なわれる。

室内の冷媒濃度の検知レベルＬ１が閾値Ａ１以下である場合（Ｓ１１においてＮＯ）、制御装置８は、Ｓ１２において、室内の冷凍機油の検知レベルＬ２が閾値Ｂ１（第２閾値）より大きいか否かを判定する。室内の冷凍機油の検知レベルＬ２が閾値Ｂ１より大きい場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、制御装置８は、Ｓ１４において安全確保処理を行なった後、処理をメインルーチンに返す。室内の冷凍機油の検知レベルＬ２が閾値Ｂ１以下である場合（Ｓ１２においてＮＯ）、制御装置８は、処理をメインルーチンに返す。

図３においては、冷媒濃度を用いた冷媒漏洩判定（Ｓ１１）と冷凍機油の臭気を用いた冷媒漏洩判定（Ｓ１２）とを互いに異なるステップで行なう。冷媒濃度および冷凍機油の臭気の双方を同じステップで用いて冷媒漏洩判定を行なってもよく、たとえば、図３に示される処理に替えて、図４に示される処理が行なわれても良い。図４においては、冷媒濃度を用いた冷媒漏洩判定において検知レベルＬ１が閾値Ａ１以下（Ｓ１１においてＮＯ）であり、かつ、冷凍機油の臭気を用いた冷媒漏洩判において検知レベルＬ２が閾値Ｂ１以下（Ｓ１２においてＮＯ）である場合に、冷媒濃度および冷凍機油の臭気を一緒に用いる冷媒漏洩判定（Ｓ１３）が行なわれる。

Ｓ１３が行なわれる時点では、検知レベルＬ１が閾値Ａ１以下であり、かつ検知レベルＬ２が閾値Ｂ１以下であるため、Ｓ１３においては、検知レベルＬ１が閾値Ａ１以下であり、かつ検知レベルＬ２が閾値Ｂ１以下である範囲において冷媒漏洩と判定すべき条件を設定する必要がある。そのため、図４において、閾値Ａ２（第３閾値）は閾値Ａ１より小さく、閾値Ｂ２（第４閾値）は閾値Ｂ１より小さい。

図４に示されるように、Ｓ１１，Ｓ１２の条件がいずれも成立しない場合（Ｓ１１においてＮＯ、かつＳ１２においてＮＯ）、制御装置８は、Ｓ１３において、検知レベルＬ１が閾値Ａ２よりも大きく、かつ検知レベルＬ２が閾値Ｂ２より大きいか否かを判定する。検知レベルＬ１が閾値Ａ２よりも大きく、かつ検知レベルＬ２が閾値Ｂ２より大きい場合（Ｓ１３においてＹＥＳ）、制御装置８は、Ｓ１４において安全確保処理を行なって処理をメインルーチンに戻す。検知レベルＬ１が閾値Ａ２以下であるか、または検知レベルＬ２が閾値Ｂ２以下である場合（Ｓ１３においてＮＯ）、制御装置８は、処理をメインルーチンに戻す。

図３，図４において、冷媒漏洩の判定条件は、冷媒濃度の検知レベルＬ１あるいは冷凍機油の検知レベルＬ２が閾値より大きいか否かという条件である。冷媒漏洩の判定条件は、検知レベルＬ１と検知レベルＬ２との関係を示す座標平面上で冷媒漏洩と判定すべき冷媒漏洩領域に、検知レベルＬ１および検知レベルＬ２によって特定される点が含まれるか否かによって判定してもよい。

図５は、Ｘ軸を冷媒濃度の検知レベルＬ１とし、Ｙ軸を冷凍機油の検知レベルＬ２とする、検知レベルＬ１と検知レベルＬ２との関係を示す座標平面である。図５に示される冷媒漏洩領域は、以下の式（１）として表される。式（１）を満たす検知レベルＬ１および検知レベルＬ２は、冷媒漏洩領域に含まれる。なお、図４の検知レベルＬ１の閾値Ａ２および検知レベルＬ２の閾値Ｂ２は、たとえば冷媒漏洩領域と非冷媒漏洩領域（式（１）を満たさない領域）との境界線（点Ｐ１（Ａ１，０）および点Ｐ２（０，Ｂ１）を結ぶ直線）上の点Ｐ３の検知レベルＬ１および検知レベルＬ２にそれぞれ設定される。

図６は、式（１）を用いて冷媒漏洩を判定する処理の流れを示すフローチャートである。図６に示されるフローチャートは、図３のＳ１１，Ｓ１２が、Ｓ１０に置き換えられたフローチャートである。図６に示されるように、制御装置８は、検知レベルＬ１および検知レベルＬ２が式（１）を満たすか否かを判定する。検知レベルＬ１および検知レベルＬ２が式（１）を満たす場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、制御装置８は、処理をＳ１４において安全確保処理を行なって処理をメインルーチンに返す。検知レベルＬ１および検知レベルＬ２が式（１）を満たさない場合（Ｓ１０においてＮＯ）、制御装置８は、処理をメインルーチンに返す。

以上、実施の形態１および変形例１，２に係る空気調和機によれば、空気調和機の安全性を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、冷媒センサおよび臭気センサが空気調和機の電源から電力を供給される場合について説明した。実施の形態２においては、冷媒センサおよび臭気センサの少なくとも一方が空気調和機の電源とは別の電源から電力を供給される場合について説明する。このような構成とすることにより、空気調和機に電力が供給されていない場合（空気調和装置と電源とが接続されていない場合、あるいは停電の場合）でも、冷媒センサあるいは臭気センサの少なくとも一方は動作しているため、冷媒漏洩を検知することができる。

図７は、実施の形態２に係る空気調和機２００の構成を示す機能ブロック図である。空気調和機２００の構成は、図１の空気調和機１００の構成に補助電源Ｐｓ２（第２電源）が加えられるとともに、冷媒センサｓ１および臭気センサｓ２が冷媒センサｓ２１および臭気センサｓ２２にそれぞれ置き換えられた構成である。それ以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。

図７に示されるように、補助電源Ｐｓ２は、臭気センサｓ２２に電力を供給する。補助電源Ｐｓ２は、たとえば電池を含む。臭気センサｓ２２は、検知レベルＬ２が閾値Ｂ１を超えた場合、たとえばアラーム音、ランプの点滅、あるいはメッセージの表示により冷媒漏洩を報知する。主電源Ｐｓ１からの電力供給が停止している場合（たとえば空気調和機２００のコンセントが主電源Ｐｓ１から抜かれている場合、あるいは停電の場合）に補助電源Ｐｓ２から電力が供給されるセンサは、冷媒センサｓ２１でもよい。この場合、冷媒センサｓ２１は、検知レベルＬ１が閾値Ａ１を超えた場合、たとえばアラーム音、ランプの点滅、あるいはメッセージの表示により冷媒漏洩を報知する。主電源Ｐｓ１からの電力供給が停止している場合でも、冷媒センサｓ１および臭気センサｓ２２の少なくとも一方は動作しているため、動作しているセンサによって冷媒漏洩の検知が可能である。

主電源Ｐｓ１からの電力供給が停止する非常時に補助電源Ｐｓ２の電力を確実に確保しておくため、補助電源Ｐｓ２から電力が供給されるセンサは、通常は主電源Ｐｓ１から電力を受けて補助電源Ｐｓ２の電力を消費せず、非常時に補助電源Ｐｓ２から電力を受ける構成とする方が好ましい。また、冷媒漏洩の検知精度を高めるため、主電源Ｐｓ１からの電力供給が停止している場合も冷媒センサｓ１および臭気センサｓ２の双方が動作するように、冷媒センサｓ１および臭気センサｓ２の双方に補助電源Ｐｓ２から電力供給をする方がさらに好ましい。

以上、実施の形態２に係る空気調和機によれば、空気調和機に電力が供給されていない場合でも冷媒漏洩の検知が可能になるため、空気調和機の安全性を実施の形態１よりもさらに向上させることができる。

実施の形態３および４．
実施の形態１，２においては、冷凍機油の臭気をセンサによって検知する構成について説明した。実施の形態３および４においては、冷房機油の臭気をユーザに認識させることによって、室内に冷凍機油が漏洩していることをユーザ自身が気づくことができる構成について説明する。

実施の形態１に係る空気調和装置において用いられる冷媒に含まれるＲ２９０は、ほとんど無臭であることが知られている。また、空気調和装置内を循環する冷媒には化学的安定性が求められるため、通常、冷媒に付臭剤が混合されない。そのため、室内に漏洩した冷媒の臭気にユーザが気づくことは困難である場合が多い。

一方、ＰＡＧ油のような冷凍機油は、独特の臭気を有するため、空気調和機から冷媒と一緒に冷凍機油が漏洩している場合に、室内に通常と異なる臭気が含まれていることにユーザが気づくことは可能である。しかし、当該臭気が冷凍機油の臭気であることはユーザに認識されていない場合が多い。

そこで、実施の形態３，４においては、空気調和機の圧縮機に潤滑に用いられる冷凍機油のサンプルを用いて、当該冷凍機油の臭気をユーザに予め認識させる。ユーザは、室内において当該臭気を感じたときに、室内に冷凍機油が漏洩していることに気づくことができる。空気調和装置による冷媒濃度を用いた冷媒漏洩判定に加えて、ユーザ自身が室内の冷凍機油の臭気に気づくことができるため、ユーザが冷凍機油の臭気を知らない場合よりも空気調和装置の安全性を向上させることができる。また、空気調和装置に電力が供給されていない場合であっても、冷媒漏洩をユーザ自身が気づくことができる。さらに、実施の形態３，４によれば、臭気センサが不要となるため、実施の形態１，２よりも実施の形態３，４の方が製造コストを低減することができる。

実施の形態３においては、室内機に冷凍機油のサンプル収容部が設けられている空気調和機について説明する。実施の形態４においては、空気調和機とは別個の冷凍機油のサンプル容器が、空気調和機とともに梱包される空気調和機の梱包セットについて説明する。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る空気調和機３００の構成を示す機能ブロック図である。空気調和機３００の構成は、図１の空気調和機１００の室内機１０が室内機３０に置き換えられているとともに、室外機１１の制御装置８が制御装置３８に置き換えられた構成である。室内機３０の構成は、室内機１０の構成から臭気センサｓ２が除かれているとともに、図９に示されるようにサンプル容器３１（サンプル収容部）が着脱可能に取り付けられた構成である。制御装置３８は、冷媒センサｓ１からの検知信号を受けて、冷媒濃度を用いた冷媒漏洩判定を行なう一方、冷凍機油の臭気を用いた冷媒漏洩判定を行なわない。制御装置３８は、冷媒濃度の検知レベルＬ１が閾値Ａ１より大きい場合に、安全確保処理を行なう。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。

図１０は、図９のサンプル容器３１の概略的な外観図である。図１０に示されるように、サンプル容器３１は、樹脂製の本体３１１と、樹脂製の蓋３１２とを含む。本体３１１は図８の圧縮機３の潤滑に用いられる冷凍機油のサンプルがしみ込んだスポンジＳｐｇを収容する。蓋３１２が本体３１１に取り付けられている場合（図１０（ａ））、冷凍機油の臭気は、サンプル容器３１の内部に密閉され、サンプル容器３１の外部にほとんど漏れない。図１０（ａ）に示される状態で空気調和機３００に取り付けられている。サンプル容器３１は、蓋３１２が本体３１１から外れた状態（図１０（ｂ））において、外部に冷凍機油のサンプルの臭気を放出可能である。ユーザは、サンプル容器３１を空気調和機３００から取り外し、図１０（ｂ）に示されるように蓋３１２を本体３１１から外して、冷凍機油の臭気を確認する。

以上、実施の形態３に係る空気調和機によれば、空気調和機の安全性を向上させることができるとともに、空気調和装置の製造コストを実施の形態１，２よりも低減することができる。

実施の形態４．
図１１は、実施の形態４に係る空気調和機の梱包セット４００によって、室内機４０が梱包されている様子を示す図である。室内機４０の外観は、図２に示される室内機１０と同様である。また、室内機４０は、図８に示される室内機３０と同様に臭気センサを含まない。図１１に示されるように、室内機４０は、緩衝剤４２，４３によって両端部を覆われて、梱包箱４１に収容されている。梱包箱４１が室内機４０の長手方向にスライドされることにより、梱包セット４００は開梱される。

図１２は、図１１の梱包セット４００が開梱された様子を示す図である。図１２に示されるように、室内機４０の背面には、リモートコントローラＲｍと、一緒に包装された取扱説明書および冷凍機油のサンプル容器３１とが添付されている。サンプル容器３１は、図１０に示されているものと同様であり、内部に冷凍機油がしみ込んだスポンジを収容している。ユーザは、サンプル容器３１を用いて冷凍機油の臭気を確認することができる。

以上、実施の形態４に係る空気調和機の梱包セットによれば、空気調和機の安全性を向上させることができるとともに、空気調和装置の製造コストを実施の形態１，２よりも低減することができる。

今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 室内熱交換器、２ 室内ファン、３ 圧縮機、４ 四方弁、５ 膨張弁、６ 室外熱交換器、７ 室外ファン、８，３８ 制御装置、１０，３０，４０ 室内機、１１ 室外機、３１ サンプル容器、４１ 梱包箱、４２，４３ 緩衝剤、１００，２００，３００ 空気調和機、３１１ 本体、３１２ 蓋、４００ 梱包セット、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２ 閾値、Ｐｓ１ 主電源、Ｐｓ２ 補助電源、Ｒｍ リモートコントローラ、Ｓｐｇ スポンジ、ｓ１，ｓ２１ 冷媒センサ、ｓ２，ｓ２１ 臭気センサ。

Claims (1)

1. 可燃性の冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器の順に循環する空気調和機の梱包セットであって、
   前記空気調和機の稼働時において、
   前記圧縮機は、冷凍機油を貯留し、前記冷媒とともに前記冷凍機油を吐出し、
   前記冷凍機油は、前記冷媒とともに前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁、および前記第２熱交換器の順に循環し、
   前記第１熱交換器は、第１空間に配置され、
   前記第２熱交換器は、第２空間に配置され、
   前記空気調和機は、
   前記第１空間内の前記冷媒を検知するセンサと、
   前記センサからの検知信号を用いて、前記冷媒の漏洩を検知する制御装置とを備え、
   前記梱包セットは、
   内部に臭気が密閉されたサンプル容器と、
   前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記膨張弁、前記第２熱交換器、前記センサ、および前記制御装置の少なくとも１つおよび前記サンプル容器を収容するための梱包箱とを備える、空気調和機の梱包セット。

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