WO1999020946A1 - Appareil de prevention d'explosion destine a des machines de refrigeration a fluide frigorigene inflammable - Google Patents

Description

明細書

可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置 技術分野

本発明は、 冷媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置に関する。 背景技術

現在空気調和装置に利用されている R 2 2に代表される H C F C系の冷媒は、 その物性の安定性からオゾン層を破壊すると言われている。

また近年では、 H C F C系冷媒の代替冷媒として H F C系冷媒が利用されはじ めているが、 この H F C系冷媒は温暖化現象を促進する性質を有している。

従って、 最近ではオゾン層の破壊や温暖化現象に影響を与えない H C系冷媒の 採用が検討されはじめている。

しかし、 この H C系冷媒は、 可燃性冷媒であるために爆発や発火を未然に防止 し、 安全性を確保する必要がある。

そこで、 H C系冷媒を用いた場合の爆発や発火を未然に防止する方法として、 発火源を無くしたり、 又は隔離し、 若しくは遠ざけることが提案されている （例 えば特開平 7— 5 5 2 6 7号公報、 特開平 8 - 6 1 7 0 2号公報） 。

まず、 発火源を無くすものとしては、 スパークを発生しない無接点リ レーを用 いるものや接点部を密封するものが提案されている。 しかし、 この方法によれば、 使用する部品が制限されるだけでなく、 必ずしも全ての部品、 又は制御部のスパ ークを完全になくすことは困難である。

また、 冷媒漏洩を生じる可能性のある場所からこれらの部品等を隔離し、 又は 遠ざけるものにあっては、 空気調和機の室外機や冷蔵庫の箱体外に部品収納箱を 設置するものも提案されているが、 スペース的なデメリットを生じるだけでなく、 配線の引き回しにより漏電やショートの原因を新たに作ってしまうことにもなり かねない。

そこで本発明は、 可燃性ガスに着火しても、 平板間がある距離以下では火炎伝 搬しないという性質に着目し、 仮にスパーク等の発生により着火が生じたとして も、 火炎の伝搬を防止することで大きな爆発や火災に至ることを防止することを 目的とする。 発明の開示

本発明のクレーム 1記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置は、 冷 媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器において、 圧縮機や送風機の運転 ·停止を 制御するリレー、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部をメッシュ 部材により覆い、 前記メッシュ部材のメッシュ間隔を、 使用する可燃性冷媒の消 炎距離以下としたことを特徴とする。 このように消炎距離以下のメッシュ間隔か らなるメッシュ部材でスパークを発生する部品等を覆うことにより、 冷媒漏洩時 にスパークが発生して火炎を生じたとしてもメッシュ部材外へ火炎が伝搬するこ とがない。 従って、 仮に冷媒漏洩時にスパークが生じたとしても大きな爆発や火 災に至ることはない。

本発明のクレーム 2記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置は、 冷 媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器において、 圧縮機や送風機の運転 ·停止を 制御するリレー、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部を収納部材 により覆い、 前記収納部材の一部をメッシュ部材で構成し、 前記メッシュ部材の メッシュ間隔を、 使用する可燃性冷媒の消炎距離以下としたことを特徴とする。 このように収納部材の一部にメッシュ部材を用いることにより、 収納部材で覆う 部品等の冷却を行うことができる。 又冷媒漏洩時に収納部材内でスパークが発生 し爆発を生じたとしても収納部材内の気体の急膨張をメッシュ部材によって外部 へ放出できるため、 収納部材の破壊を生じることを防止でき、 火炎が収納部材外 へ伝搬することがない。 従って、 仮に冷媒漏洩時にスパークが生じたとしても大 きな爆発や火災に至ることはない。

本発明のクレーム 3記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置は、 ク レーム 1又はクレーム 2に記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置に おいて、 前記可燃性冷媒としてプロパン又はイソブタンを用い、 前記メッシュ部 材のメッシュ間隔を 2 m m以下としたことを特徴とする。 このようにメッシュ間 隔を 2 mm以下とするメッシュ部材を用いることによりプロパンの火炎を伝搬す ることがない。

本発明のクレーム 4記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置は、 冷 媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器において、 圧縮機や送風機の運転 ·停止を 制御するリ レ一、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部をパンチン グ部材により覆い、 前記パンチング部材のパンチング穴を、 使用する可燃性冷媒 の消炎直径以下としたことを特徴とする。 このように消炎直径以下のバンチング 穴からなるパンチング部材でスパークを発生する部品等を覆うことにより、 冷媒 漏洩時にスパークが発生して火炎を生じたとしてもパンチング部材外へ火炎が伝 搬することがない。 従って、 仮に冷媒漏洩時にスパークが生じたとしても大きな 爆発や火災に至ることはない。

本発明のクレーム 5記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置は、 冷 媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器において、 圧縮機や送風機の運転 ·停止を 制御するリ レー、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部を収納部材 により覆い、 前記収納部材の一部をパンチング部材で構成し、 前記パンチング部 材のパンチング穴を、 使用する可燃性冷媒の消炎直径以下としたことを特徴とす る。 このように収納部材の一部にパンチング部材を用いることにより、 収納部材 で覆う部品等の冷却を行うことができる。 又冷媒漏洩時に収納部材内でスパーク が発生し爆発を生じたとしても収納部材内の気体の急膨張をパンチング部材によ つて外部へ放出できるため、 収納部材の破壊を生じることを防止でき、 火炎が収 納部材外へ伝搬することがない。 従って、 仮に冷媒漏洩時にスパークが生じたと しても大きな爆発や火災に至ることはない。

本発明のクレーム 6記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置は、 ク レーム 4又はクレーム 5に記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置に おいて、 前記可燃性冷媒としてプロパンを用い、 前記パンチング部材のパンチン グ穴の直径を 3 m m以下としたことを特徴とする。 このようにパンチング穴の直 径を 3 m m以下とするパンチング部材を用いることによりプロバンの火炎を伝搬 することがない。

本発明のクレーム 7記載の爆発防止装置は、 メッシュ部材又はパンチング部材 を、 圧縮機や送風機の運転 ·停止を制御するリ レー、 又はスパークを発生する可 能性のある部品や制御部の周辺に用いて火炎伝搬を防止することを特徴とする。 このようにメッシュ部材又はバンチング部材を利用することにより、 部品自体を スパークを発生しない部品に変更したり、 部品等を遠隔場所に設置することなく、 冷媒漏洩時にスパークが発生して火炎を生じたとしても火炎が伝搬することがな く、 大きな爆発や火災に至ることはない。

本発明のクレーム 8記載の爆発防止装置は、 クレーム 7に記載の爆発防止装置 において、 前記部品や前記制御部が発熱を生じ冷却の必要のある部品又は制御部 であることを特徴とする。 このような発熱を生じる部品等は密封することができ ないため、 冷却空気を部品等に導き、 熱を外部に放出することができるメッシュ 部材又はパンチング部材を利用することが好ましい。

本発明のクレーム 9記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器は、 クレーム 7又はク レーム 8に記載の爆発防止装置を、 空気調和機の室内機若しくは室外機、 除湿機、 自販機、 又は冷蔵庫の箱体内空間に設けたことを特徴とする。 このような箱体内 空間は、 漏洩冷媒が溜まりやすく爆発に至る危険性が高いが、 第 7又は第 8の実 施形態における爆発防止装置を適用することにより、 冷媒漏洩時にスパークが発 生して火炎を生じたとしても火炎が伝搬することがなく、 大きな爆発や火災に至 ることはない。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施例を説明するための電気回路図

図 2は、 本発明の一実施例による空気調和器の室外機の斜視図 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の一実施例による可燃性冷媒を用いた冷凍装置の爆発防止装置に ついて、 空気調和装置に適用した実施例を用いて説明する。

図 1は、 同実施例による空気調和装置に用いる一部の電気回路図、 図 2は爆発 防止装置を用いた空気調和機の室外機の概略を示す斜視図である。

まず、 図 1を用いて電気回路について簡単に説明する。

圧縮機を駆動する圧縮機モータ 1、 及び室外ファンを駆動するファンモータ 2 は、 制御装置 3によってその運転 ·停止を制御される。 制御装置 3は、 圧縮機モ ータ 1への通電を制御するコンプレッサーリレー接点 4、 ファンモータ 2への通 電を制御するファンリ レ—接点 5の他、 コンプレッサ一リ レーコイル 6、 ファン リ レーコィノレ 7、 これらのコンプレッサーリ レ一コィノレ 6、 ファンリ レーコィノレ 7への通電制御を行う C P U 8等からなる。

次に、 図 2を用いて空気調和機の室外機について説明する。

室外機の箱体内の空間には、 圧縮機 1 1， 室外熱交換器 1 2、 室外ファン 1 3 等が収容されている。 圧縮機 1 1や室外熱交換機 1 2等は、 配管 1 4によって接 続され、 冷凍サイクルを構成している。 なお、 冷凍サイクルに用いる冷媒は、 プ 口パン又はイソブタン等の可燃性冷媒である。 又、 箱体の上部には、 図 1にて説 明した電気回路を構成する制御部 1 5が収容できる空間を有している。

制御部 1 5は、 収納部材 2 0により覆われている。 この収納部材 2 0は、 制御 部 1 5を設置する底面を除いて、 側面及び上面をメ ッシュ部材 2 1で構成してい る。

次にメッシュ部材 2 1のメッシュ間隔について説明する。

消炎距離とは、 2枚の平板の間を火炎が伝搬できない最大の平板間隔のことを いい、 この消炎距離は最小着火エネルギーと密接な関係があることが知られてい る。 電気火花法で測定した消炎距離と最小着火エネルギーの関係は、 近似的に次 式で表される。

D = 0 . 3 5 E ^{1 / 2}

ただし、 Dは消炎距離 （c m) 、 Eは最小着火エネルギー （m j ) である。 また、 消炎距離 Dと消炎直径 dとの間には次の関係がある。

D = 0 . 7 d

例えば、 プロパンが電気火花により着火するときの電気エネルギーは、 およそ 0 . 7〜0 . 3 m Jである。

従って、 プロパンを用いた場合の消炎距離は 2 m m、 消炎直径は 3 m mとなる _c そこで、 メッシュ部材 2 1のメッシュ間隔は、 2 m m以下とすることが好まし い。 なお、 メ ッシュ部材 2 1に変えて例えばバンチング部材を用いる場合には、 パンチング穴の直径を 3 mm以下とすることが好ましい。

本実施例は、 上記説明のようにスパークを生じる部品等を有する制御部 1 5を 収納部材 2 0により覆い、 この収納部材 2 0の上面及び側面をメッシュ部材 2 1 で構成することにより、 仮に収納部材 2 0内に漏洩した可燃性冷媒が進入し、 部 品のスパークにより発火したとしても火炎は収納部材 2 0外へ伝搬することはな く、 爆発や火災に至ることはない。 なお、 本実施例のように制御部 1 5を室外機の箱体 1 0の上部の空間に設ける ことにより、 箱体 1 0内で漏洩した冷媒が進入する可能性を少なくすることがで さる。

なお、 上記実施例は、 収納部材の上面及び側面をメッシュ部材で構成したが、 上面又は側面だけでもよく、 また底面をメッシュ部材としても良い。 また、 この ように収納部材の一部をメッシュ部材で構成するだけでなく、 メッシュ部材によ つて直接部品等を覆うものであっても良い。

また、 上記実施例は、 プロパンについての消炎距離及び消炎直径を説明したが、 ィソブタンについての消炎距離及び消炎直径は、 プロパンの場合とほぼ同様とな る。 産業上の利用可能性

以上のように本発明は、 仮にスパーク等の発生により着火が生じたとしても、 火炎の伝搬を防止することで大きな爆発や火災に至ることを防止することができ る。

Claims

請求の範囲

1 冷媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器において、 圧縮機や送風機の運転 •停止を制御するリレー、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部を メッシュ部材により覆い、 前記メッシュ部材のメッシュ間隔を、 使用する可燃性 冷媒の消炎距離以下としたことを特徴とする可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発 防止装置。

2 冷媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器において、 圧縮機や送風機の運転 •停止を制御するリレー、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部を 収納部材により覆い、 前記収納部材の一部をメッシュ部材で構成し、 前記メッシ ュ部材のメッシュ間隔を、 使用する可燃性冷媒の消炎距離以下としたことを特徴 とする可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置。

3 前記可燃性冷媒としてプロパン又はイソブタンを用い、 前記メッシュ部材 のメッシュ間隔を 2 mm以下としたことを特徴とするクレーム 1又はクレーム 2 に記載の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置。

4 冷媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器において、 圧縮機や送風機の運転 •停止を制御するリレー、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部を パンチング部材により覆い、 前記パンチング部材のバンチング穴を、 使用する可 燃性冷媒の消炎直径以下としたことを特徴とする可燃性冷媒を用いた冷凍機器の 爆発防止装置。

5 冷媒として可燃性冷媒を用いた冷凍機器において、 圧縮機や送風機の運転 •停止を制御するリレ一、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部を 収納部材により覆い、 前記収納部材の一部をバンチング部材で構成し、 前記パン チング部材のパンチング穴を、 使用する可燃性冷媒の消炎直径以下としたことを 特徴とする可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置。

6 前記可燃性冷媒としてプロバンを用い、 前記バンチング部材のパンチング 穴の直径を 3 m m以下としたことを特徴とするクレーム 4又はクレーム 5に記載 の可燃性冷媒を用いた冷凍機器の爆発防止装置。

7 メッシュ部材又はパンチング部材を、 圧縮機や送風機の運転，停止を制御 するリ レー、 又はスパークを発生する可能性のある部品や制御部の周辺に用いて 火炎伝搬を防止することを特徴とする爆発防止装置。 8 前記部品や前記制御部が発熱を生じ冷却の必要のある部品又は制御部であ ることを特徴とするクレーム 7に記載の爆発防止装置。

9 クレーム 7又はクレーム 8に記載の爆発防止装置を、 空気調和機の室内機 若しくは室外機、 除湿機、 自販機、 又は冷蔵庫の箱体内空間に設けたことを特徴 とする可燃性冷媒を用いた冷凍機器。