WO2010004716A1 - 冷媒漏洩検知装置ならびにこれを備えた冷凍装置 - Google Patents

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WO2010004716A1
WO2010004716A1 PCT/JP2009/003119 JP2009003119W WO2010004716A1 WO 2010004716 A1 WO2010004716 A1 WO 2010004716A1 JP 2009003119 W JP2009003119 W JP 2009003119W WO 2010004716 A1 WO2010004716 A1 WO 2010004716A1
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unit
sensor
circuit
signal
capacitance
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PCT/JP2009/003119
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佐々木能成
山口貴弘
吉見学
徐優優
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ダイキン工業株式会社
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
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    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/22Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids
    • F25B2500/221Preventing leaks from developing

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerant leak detection device and a refrigeration device including the same.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-163099
  • the amount of refrigerant enclosed in the refrigerant circuit is changed to various operation state quantities.
  • a technique for calculating refrigerant leakage and detecting refrigerant leakage based on the calculated refrigerant amount there is a technique for detecting refrigerant leakage using a sensor of a type in which the electrostatic capacity changes due to adsorption of refrigeration oil in the refrigerant.
  • the present invention provides a refrigerant leakage detection device that can accurately know whether or not refrigerant leakage has occurred even when the sensor is affected by humidity, and a refrigeration apparatus including the refrigerant leakage detection device.
  • the refrigerant leakage detection device includes a first sensor, a second sensor, a calculation unit, and a detection unit.
  • the capacitance of the first sensor changes as a result of adsorption of the refrigeration oil in the refrigeration apparatus and a predetermined capacitance change factor other than the refrigeration oil.
  • the second sensor the adsorption of the refrigerating machine oil does not act, and the capacitance changes due to the action of a predetermined capacitance change factor.
  • the calculation unit calculates a change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil based on the first difference between the output of the first sensor and the output of the second sensor.
  • the detection unit detects refrigerant leakage in the refrigeration apparatus based on the capacitance change calculated by the calculation unit.
  • Specified capacitance change factors include humidity (that is, water vapor), temperature, and aging.
  • both the first sensor and the second sensor are subjected to capacitance change factors such as humidity, but the second sensor is not subjected to adsorption of refrigerating machine oil, and the first sensor Adsorption of refrigeration oil acts on.
  • the calculation unit calculates a change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil from the first difference between the outputs of these sensors, and the detection unit detects refrigerant leakage based on the change in capacitance.
  • the refrigerant leakage detection device cancels the change in capacitance based on the capacitance change factor such as humidity by the first sensor and the second sensor, and only the change in capacitance based on the adsorption of the refrigerating machine oil. Can be sought. Thereby, it is possible to accurately know whether or not refrigerant leakage has occurred based only on the change in the capacitance of the first sensor based on the adsorption of the refrigerating machine oil.
  • a refrigerant leakage detection device is the refrigerant leakage detection device according to the first aspect, wherein the first sensor and the second sensor are connected in a bridge shape.
  • each sensor is connected in a bridge shape.
  • each one end part of a 1st sensor and a 2nd sensor is connected directly, and each other end part is connected via the means which can detect an electric current. If a difference occurs between the capacitance of the first sensor and the capacitance of the second sensor, a current corresponding to the difference flows on the means capable of detecting the current. The first difference between the output of one sensor and the output of the second sensor can be easily obtained.
  • a refrigerant leakage detection device is the refrigerant leakage detection device according to the first aspect, further comprising a chopping unit and a noise removal unit.
  • the chopping unit chops the output of the first sensor and the output of the second sensor at a predetermined frequency to generate a first signal.
  • the noise removing unit removes noise from the first signal generated by the chopping unit.
  • a calculating part calculates
  • the refrigerant leakage detection device is the refrigerant leakage detection device according to the third aspect, wherein the predetermined frequency is a frequency different from the frequency of the noise of the first signal. Thereby, the amplitude and noise portion of the first signal corresponding to the first difference can be separated.
  • a refrigerant leak detection device is the refrigerant leak detection device according to the first aspect of the present invention, further comprising a first oscillation unit, a second oscillation unit, a mixing unit, a takeout unit, and a count unit.
  • the first oscillation unit oscillates at a frequency corresponding to the capacitance of the first sensor.
  • the second oscillation unit oscillates at a frequency corresponding to the capacitance of the second sensor.
  • the mixing unit mixes the output of the first oscillating unit and the output of the second oscillating unit to generate a second signal.
  • the extraction unit extracts a signal whose second signal value is greater than or equal to a threshold value from the second signals generated by the mixing unit.
  • the count unit counts the extraction results obtained by the extraction unit. And a calculating part calculates
  • a signal oscillated at a frequency corresponding to the capacitance of each sensor is mixed to generate a second signal, and a signal having a value equal to or greater than a threshold value is included in the second signal. It is taken out. Since the number of signals is accumulated by counting the extracted signals, it is possible to accurately grasp the frequency of the extracted signals. Accordingly, only the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil can be taken out with high accuracy by the first difference obtained based on the count result by the counting unit, and the refrigerant leakage can be detected more accurately.
  • a refrigerant leak detection device is the refrigerant leak detection device according to the first aspect of the present invention, further comprising a third oscillation unit, a fourth oscillation unit, and an up / down count unit.
  • the third oscillation unit oscillates at a frequency corresponding to the capacitance of the first sensor.
  • the fourth oscillation unit oscillates at a frequency corresponding to the capacitance of the second sensor.
  • the up / down count unit up-counts the output of the third oscillation unit and down-counts the output of the fourth oscillation unit.
  • a calculating part calculates
  • the up / down counting unit counts up the signal oscillated according to the capacitance of the first sensor and down-counts the signal oscillated according to the capacitance of the second sensor. .
  • the count value by the up / down count unit is the number of pulses corresponding to the difference between the frequency according to the capacitance of the first sensor and the frequency according to the capacitance of the second sensor. The difference can be obtained. By obtaining the change in capacitance based on the first difference thus obtained, only the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil can be extracted with high accuracy. Therefore, refrigerant leakage can be detected more accurately.
  • a refrigerant leakage detection device is the refrigerant leakage detection device according to the sixth aspect, further comprising a selection unit.
  • the selection unit selects either the output of the third oscillation unit or the output of the fourth oscillation unit. Either the output of the third oscillation unit or the output of the fourth oscillation unit selected by the selection unit is input to the up / down count unit.
  • either the output of the third oscillating unit or the output of the fourth oscillating unit is input to the up / down counting unit. That is, the output of the third oscillating unit and the output of the fourth oscillating unit are not simultaneously input to the up / down counting unit. Therefore, the up / down counting unit can reliably perform the operation of up-counting the output of the third oscillation unit and down-counting the output of the fourth oscillation unit, and obtain an accurate count value for obtaining the first difference. Be able to get.
  • a refrigerant leakage detection device is the refrigerant leakage detection device according to the sixth or seventh aspect, further comprising a reset unit.
  • a reset part resets the count value by an up-down count part for every predetermined period. Thereby, the calculating part can obtain
  • a refrigerant leakage detection device is the refrigerant leakage detection device according to the first aspect, wherein the first reset unit, the second reset unit, the first count unit, the second count unit, and the difference calculation unit, Is further provided.
  • the first reset unit outputs a first reset signal based on a time constant determined by the capacitance of the first sensor.
  • the second reset unit outputs a second reset signal based on a time constant determined by the capacitance of the second sensor.
  • the first counting unit counts a pulse signal having a predetermined frequency and stops counting the pulse signal based on the first reset signal.
  • the second count unit counts the pulse signal and stops counting the pulse signal based on the second reset signal.
  • the difference calculation unit obtains a second difference in the number of counts counted until each of the first count unit and the second count unit stops counting the pulse signal.
  • a calculating part calculates
  • the first count unit counts the pulse signal until a reset is instructed by the first reset signal
  • the second count unit until the reset is instructed by the second reset signal, Count pulse signals.
  • the first reset signal and the second reset signal are a signal based on the time constant determined from the capacitance of the first sensor and a signal based on the time constant determined from the capacitance of the second sensor, respectively. Therefore, the timing at which the first count unit and the second count unit stop counting is different. That is, the difference in the number of counts by each count unit corresponds to the difference in capacitance of each sensor. Therefore, the refrigerant leakage detection device can obtain the first difference from the second difference of the respective count numbers. Therefore, only the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil can be taken out with high accuracy, and refrigerant leakage can be detected more accurately.
  • a refrigerant leakage detection device is the refrigerant leakage detection device according to the first aspect of the present invention, further comprising a first timer unit, a second timer unit, and an interval calculation unit.
  • the first timer unit After the time determined according to the capacitance of the first sensor elapses, the first timer unit outputs a first time elapse signal indicating that.
  • the second timer unit After the time determined according to the capacitance of the second sensor has elapsed, the second timer unit outputs a second time elapsed signal indicating that.
  • the interval calculation unit calculates the length of time during which any one of the first time lapse signal and the second time lapse signal is output from the first timer unit or the second timer unit. And a calculating part calculates
  • the refrigerant leakage detection device is the length of time during which any one of the first time passage signal and the second time passage signal indicating the passage of each time is output, that is, the timing at which the first time passage signal starts to be output. And the first difference is obtained based on the difference between the timing at which the second elapsed time signal starts to be output.
  • a refrigeration apparatus includes a refrigerant circuit and the refrigerant leakage detection apparatus according to any one of the first to tenth aspects.
  • the refrigerant leakage detection device is disposed in or near a portion of the refrigerant circuit that detects refrigerant leakage. According to this refrigerant device, the refrigerant leakage detection device according to the first to tenth aspects of the invention detects refrigerant leakage in the refrigerant circuit. Therefore, the same effects as those of Inventions 1 to 10 can be obtained.
  • the refrigerant leakage detection device According to the refrigerant leakage detection device according to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately know whether or not refrigerant leakage has occurred based only on the change in the capacitance of the first sensor based on the adsorption of refrigeration oil.
  • the current corresponding to the difference between the capacitance of the first sensor and the capacitance of the second sensor flows on the means capable of detecting the current.
  • the first difference between the output of the first sensor and the output of the second sensor can be easily obtained.
  • the refrigerant leakage detection device According to the refrigerant leakage detection device according to the third, fifth, sixth, and ninth to tenth aspects, only the change in capacitance due to the adsorption of refrigerating machine oil can be extracted with high accuracy, and refrigerant leakage can be detected more accurately.
  • the amplitude of the first signal corresponding to the first difference and the noise portion can be separated.
  • the up / down counting unit can reliably perform the operation of up-counting the output of the third oscillating unit and down-counting the output of the fourth oscillating unit. It is possible to obtain an accurate count value for obtaining.
  • the calculation unit can obtain the first difference between the output of the first sensor and the output of the second sensor based on the count value before being reset. According to the refrigeration apparatus of the eleventh aspect, the same effects as those of the first to tenth aspects can be achieved.
  • the schematic block diagram of the air conditioning apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. The figure which shows the circuit structure of the refrigerant
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the frequency distribution of the first signal Sg1 in FIG. 8 with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing amplitude.
  • the figure showing Sa The figure which shows the circuit structure of the refrigerant
  • coolant leak detection apparatus 407 which concerns on 5th Embodiment. 4 is a timing chart of an oscillation signal OS5, a first reset signal Rx, and a second reset signal Rn.
  • the timing chart of 1st time passage signal St1, 2nd time passage signal St2, enable signal En, and oscillation signal OS6 is a timing chart showing signals input to the enable signals SX and SN and the up / down count circuit 681.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 as a first embodiment of a refrigeration apparatus according to the present invention.
  • the air conditioner 1 of FIG. 1 is a so-called separate type air conditioner.
  • the air conditioner 1 mainly includes a utilization unit 3, a heat source unit 4, and refrigerant communication pipes 5 and 6 that connect the utilization unit 3 and the heat source unit 4, and constitutes a vapor compression refrigerant circuit 2. Yes.
  • the refrigerant circuit 2 is filled with a CFC refrigerant such as R12, an HCFC refrigerant such as R22, an HFC refrigerant such as R410A, an HC refrigerant such as propane, carbon dioxide, ammonia, or the like.
  • a CFC refrigerant such as R12
  • an HCFC refrigerant such as R22
  • an HFC refrigerant such as R410A
  • an HC refrigerant such as propane, carbon dioxide, ammonia, or the like.
  • the usage unit 3 is installed on, for example, a ceiling, a ceiling surface, or a wall surface of an air-conditioning room, and mainly includes a usage-side heat exchanger 31, a usage-side fan 32, and a usage-side control unit 33.
  • the use side heat exchanger 31 is one of the elements constituting the refrigerant circuit 2.
  • One end of the use side heat exchanger 31 is connected to the refrigerant communication pipe 5, and the other end of the use side heat exchanger 31 is connected to the refrigerant communication pipe 6.
  • Such use side heat exchanger 31 functions as a refrigerant heater during cooling operation to cool room air, and functions as a refrigerant cooler during heating operation to heat room air.
  • the use-side heat exchanger 31 for example, a fin-and-tube heat exchanger configured by a heat transfer tube through which a refrigerant flows and a large number of fins can be cited.
  • the use-side fan 32 is a fan for sucking room air into the use unit 3 and supplying the room air that has been sucked and heat-exchanged into the room. That is, the use side fan 32 can exchange heat between the indoor air and the refrigerant flowing through the use side heat exchanger 31.
  • the use side fan 32 is rotationally driven by a fan motor 32a.
  • the use side control unit 33 is a microcomputer composed of a CPU and a memory, and controls the operation of each device constituting the use unit 3.
  • the usage-side control unit 33 can transmit and receive control signals and the like with a remote controller (not shown) for remotely operating the usage unit 3, and control signals with the heat source unit 4. Etc. can be transmitted and received.
  • the heat source unit 4 is installed, for example, outside the air conditioning room, and mainly includes a compressor 41, a four-way switching valve 42, a heat source side heat exchanger 43, an expansion mechanism 44, a first closing valve 45, a second closing valve 46, a heat source.
  • a side fan 47 and a heat source side control unit 48 are provided.
  • the compressor 41, the four-way switching valve 42, the heat source side heat exchanger 43, the expansion mechanism 44, and the first and second closing valves 45 and 46 are elements constituting the refrigerant circuit 2.
  • the compressor 41 is for compressing the refrigerant.
  • the compressor 41 according to the present embodiment is a so-called hermetic compressor in which a compressor motor 41a is incorporated.
  • the compressor 41 can perform a lubricating compression operation with refrigeration oil, but this refrigeration oil is enclosed in a refrigerant flowing through the refrigerant circuit 2.
  • the four-way switching valve 42 is for switching the flow direction of the refrigerant. During the cooling operation, the four-way switching valve 42 causes the heat source side heat exchanger 43 to function as a cooler for the refrigerant compressed by the compressor 41, and the use side heat exchanger 31 is cooled in the heat source side heat exchanger 43.
  • the discharge side of the compressor 41 and one end of the heat source side heat exchanger 43 are connected, and the suction side of the compressor 41 and the refrigerant communication pipe 6 side (that is, the second closing valve 46). (Refer to the solid line of the four-way switching valve 42 in FIG. 1). Further, the four-way switching valve 42 causes the use side heat exchanger 43 to function as a cooler for the refrigerant compressed by the compressor 41 during the heating operation, and the heat source side heat exchanger 43 is used in the use side heat exchanger 31.
  • the discharge side of the compressor 41 and the refrigerant communication pipe 6 side (that is, the second closing valve 46) are connected, and the suction side and the heat source side heat exchanger of the compressor 41 are connected.
  • 43 is connected to one end (see the dotted line of the four-way selector valve 42 in FIG. 1).
  • the heat source side heat exchanger 43 functions as a refrigerant cooler using outdoor air as a heat source during cooling operation, and functions as a refrigerant heater using outdoor air as a heat source during heating operation.
  • the expansion mechanism 44 is for depressurizing the high-pressure refrigerant. Examples of the expansion mechanism 44 include an electric expansion valve that depressurizes high-pressure refrigerant during cooling operation and heating operation.
  • the first and second closing valves 45 and 46 are valves provided at connection ports of external devices and pipes (specifically, refrigerant communication pipes 5 and 6).
  • the first closing valve 45 is connected to the expansion mechanism 44, and the second closing valve 46 is connected to the four-way switching valve 42.
  • the heat source side fan 47 is a fan for sucking outdoor air into the heat source unit 4 and discharging outdoor air after being sucked and subjected to heat exchange. That is, the heat source side fan 47 can exchange heat between the outdoor air and the refrigerant flowing through the heat source side heat exchanger 43.
  • the heat source side fan 47 is rotationally driven by a fan motor 47a.
  • the heat source side control unit 48 is a microcomputer composed of a CPU and a memory, and controls the operation of each device constituting the heat source unit 4. Further, the heat source side control unit 48 can transmit and receive control signals and the like to and from the use side control unit 33 in the use unit 3.
  • the refrigerant circuit 2 in the air conditioning apparatus 1 described above is provided with a plurality of refrigerant leak detection devices 7 for detecting the refrigerant leaking outside the refrigerant circuit 2. More specifically, the refrigerant leak detection device 7 is provided in or near the portion of the refrigerant circuit 2 where there is a high risk of refrigerant leakage.
  • the connection part of piping which comprises the refrigerant circuit 2, and various apparatuses, such as the brazing location and flare nut connection location which exist in various places of the refrigerant circuit 2, for example And a connecting part between the refrigerant communication pipe and the refrigerant communication pipe.
  • the refrigerant leakage detection device 7 is connected to or near each pipe joint that connects the first closing valve 45 and the refrigerant communication pipe 5, the second closing valve 46 and the refrigerant communication pipe 6.
  • the timing at which the refrigerant leakage detection device 7 is provided in the air conditioner 1 when the air conditioner 1 is a new one, it is provided in advance from the time of factory shipment of the air conditioner 1, or the air conditioner 1 is provided. It can be provided when the device 1 is installed on site. Moreover, when the air conditioning apparatus 1 is an existing apparatus that does not have the refrigerant leakage detection device 7, the refrigerant leakage detection device 7 can be retrofitted during maintenance or the like.
  • the refrigerant leakage detection device 7 according to this embodiment includes a first sensor 71, a second sensor 72, a calculation unit 73, and a detection unit 74. [First sensor and second sensor] As shown in FIGS.
  • the first sensor 71 is disposed at or near the pipe joint of the refrigerant circuit 2 so as to be affected by the refrigeration oil leaking from the refrigerant circuit 2. .
  • the first sensor 71 is covered with a film 81, and a part of the wiring extending from the first sensor 71 is fixed to the refrigerant pipe by a fixing member 82 made of a band or an adhesive tape.
  • a fixing member 82 made of a band or an adhesive tape.
  • the first sensor 71 is composed of two electrodes 71a and 71b provided with a gap therebetween.
  • Each of the electrodes 71a and 71b is a plate-like member made of a conductive material, and is in a state where a predetermined interval is maintained by a spacer member 71c made of an insulating material. That is, the first sensor 71 can be said to have a flat plate structure.
  • Examples of the conductive material for the electrodes 71a and 71b include metals having relatively high conductivity such as iron, copper, and aluminum.
  • Examples of the insulating material for the spacer member 71c include materials having relatively high insulating properties such as synthetic resin and ceramic.
  • the capacitance Cx changes due to the adsorption of the refrigeration oil flowing on the refrigerant circuit 2 and the predetermined capacitance change factor other than the refrigeration oil.
  • the second sensor 72 does not act on the adsorption of the refrigerating machine oil, and the capacitance Cn changes when only a predetermined capacitance change factor acts.
  • the predetermined capacitance change factor include humidity (that is, water vapor), temperature, and secular change. That is, the first sensor 71 adsorbs the refrigeration oil leaking from the refrigerant pipe and is affected by the humidity, temperature, and the like around the refrigerant pipe, so that the capacitance Cx changes.
  • the second sensor 72 is not affected by the refrigerating machine oil as already described, but similarly to the first sensor 71, the second sensor 72 is affected by the humidity, temperature, and the like around the refrigerant pipe. Cn changes.
  • the first sensor 71 and the second sensor 72 according to the present embodiment are connected in a bridge shape together with capacitors 83 and 84 having both constant capacitances “C”. More specifically, one end of the first sensor 71 and one end of the second sensor 72 are directly connected, and the other end of the first sensor 71 and the other end of the second sensor are connected via a current detection circuit 85. Connected.
  • Both ends of the current detection circuit 85 are connected to one end portions of the capacitors 83 and 84, and the other end portions of the capacitors 83 and 84 are directly connected to each other.
  • the connection part of sensors 71 and 72 is connected to GND.
  • the connection portion between the capacitors 83 and 84 is connected to the output of the power source, and the voltage V is applied.
  • the first sensor 71 and the second sensor 72 are connected in a bridge shape, so that the capacitance Cx of the first sensor 71 and the electrostatic capacitance of the second sensor 72 are shown in A1 in FIG.
  • FIG. 6 shows an example of the capacitance Cx of the first sensor 71 and the capacitance Cn of the second sensor 72 that change over time.
  • the calculation unit 73 is connected to the output of the current detection circuit 85.
  • the computing unit 73 computes the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil based on the first difference between the output of the first sensor 71 and the output of the second sensor 72. That is, the first sensor 71 outputs a value based on the capacitance Cx according to the capacitance change factor together with the adsorption of the refrigerating machine oil, and the second sensor 72 generates a static value according to only the capacitance change factor. A value based on the capacitance Cn is output.
  • the first difference between the output of the first sensor 71 and the output of the second sensor 72 cancels out the capacitance change due to the capacitance change factor such as humidity, and only the capacitance change due to the refrigerator oil.
  • the corresponding value is obtained (that is, B in FIG. 6). Therefore, the calculation unit 73 calculates the amount of change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil based on the first difference, so that the amount of change in the refrigerating machine oil not including the change due to the capacitance change factor such as humidity is included. Therefore, only the change in capacitance can be accurately obtained.
  • the calculation unit 73 is based on the current value of the current detection circuit 85, and the capacitance change due to the adsorption of the refrigeration oil in the first sensor. Ask for.
  • the calculation unit 73 may be configured by a calculation circuit or a microcomputer including a memory and a CPU as long as it can calculate a change in electrostatic capacitance due to adsorption of refrigeration oil. .
  • a case where the calculation unit 73 is configured by a microcomputer is taken as an example.
  • the detection unit 74 detects refrigerant leakage based on the change in capacitance calculated by the calculation unit 73. Specifically, if the calculation result by the calculation unit 73 is “0”, the detection unit 74 determines that the refrigerant has not leaked.
  • the detection unit 74 determines that the refrigerant is leaking and calculates the amount of refrigerating machine oil leaking based on the calculation result. As shown in FIG. 2, the detection result by the detection unit 74 is sent to the use side control unit 33 and the heat source side control unit 48 and is used for controlling the use unit 3 and the heat source unit 4.
  • the detection unit 74 may be configured with a detection circuit or a microcomputer including a memory and a CPU as long as refrigerant leakage can be detected.
  • the case where the detection part 74 is comprised with the microcomputer is taken for an example.
  • (3) Effect (A) According to the refrigerant leakage detection device 7 according to the present embodiment, both the first sensor 71 and the second sensor 72 are subjected to a capacitance change factor such as humidity, but the second sensor 72 is adsorbed by refrigerating machine oil. Does not act, and refrigeration oil adsorption acts on the first sensor 71.
  • the calculation unit 73 calculates a change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil from the first difference between the outputs of the sensors 71 and 72, and the detection unit 74 detects refrigerant leakage based on the change in capacitance. That is, the refrigerant leak detection device 7 uses the first sensor 71 and the second sensor 72 to cancel the capacitance change based on the capacitance change factor, and only the capacitance change based on the adsorption of the refrigerating machine oil. Can be obtained (see B in FIG. 6). Thereby, it is possible to accurately know whether or not refrigerant leakage has occurred based only on the change in capacitance of the first sensor 71 based on the adsorption of the refrigerating machine oil.
  • the 1st sensor and the 2nd sensors 71 and 72 are connected in bridge shape. That is, each one end of the first sensor 71 and the second sensor 72 is directly connected, and each other end is connected via the current detection circuit 85.
  • a current corresponding to this difference flows to the current detection circuit 85.
  • the first difference between the output of the first sensor 71 and the output of the second sensor 72 can be easily obtained by the value.
  • the refrigerant leak detection device 107 is used as a refrigerant leak detection device in the refrigerant circuit of the air conditioning apparatus. This device is effective when it is relatively small.
  • coolant leak detection apparatus 107 is mounted is the same as that of the air conditioning apparatus 1 demonstrated using FIG. 1 in 1st Embodiment, it demonstrates the structure of an air conditioning apparatus below. Is omitted, and the configuration of the refrigerant leak detection device 107, which is a feature of the present embodiment, will be described.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit configuration of the refrigerant leak detection device 107 according to the present embodiment. 7 includes a first sensor 171, a second sensor 172, a first voltage conversion circuit 173, a second voltage conversion circuit 174, a chopping circuit 175, a noise removal circuit 176, a calculation unit 177 and a detection unit 178. Is provided.
  • the first sensor 171, the second sensor 172, and the detection unit 178 have the same configuration as the first sensor 71, the second sensor 72, and the detection unit 74 that are given the same names in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted. Below, the 1st and 2nd voltage conversion circuits 173 and 174, the chopping circuit 175, the noise removal circuit 176, and the calculating part 177 are demonstrated.
  • the input terminal of the first voltage conversion circuit 173 is connected to the first sensor 171, and the input terminal of the second voltage conversion circuit 174 is connected to the second sensor 172.
  • the first voltage conversion circuit 173 converts the output of the first sensor 171 into a voltage
  • the second voltage conversion circuit 174 converts the output of the second sensor 172 into a voltage.
  • the first voltage conversion circuit 173 outputs according to the capacitance Cx of the first sensor 171, that is, output according to the capacitance Cx changed by the adsorption of the refrigerating machine oil and the capacitance change factor. To voltage.
  • the second voltage conversion circuit 174 converts the output corresponding to the capacitance Cn of the second sensor 172, that is, the output corresponding to the capacitance Cn changed by only the capacitance change factor, into a voltage. Outputs of the voltage conversion circuits 173 and 174 are input to the chopping circuit 175.
  • the chopping circuit 175 has two input terminals, and each input terminal is connected to the output terminal of the first voltage conversion circuit 173 and the output terminal of the second voltage conversion circuit 174.
  • the chopping circuit 175 outputs the output of the first sensor 171 converted into a voltage by the first voltage conversion circuit 173 and the output of the second sensor 172 converted into a voltage by the second voltage conversion circuit 174 at a predetermined frequency (hereinafter referred to as “the frequency”).
  • the frequency a predetermined frequency
  • chopping frequency fc a predetermined frequency
  • FIG. 8 shows the first signal Sg1 generated by being chopped by the chopping circuit 175.
  • the vertical axis represents the capacitance rather than the voltage. As shown in FIG.
  • the first signal Sg1 generated by the chopping circuit 175 is obtained by converting the output of the first sensor 171 into a voltage (Cx in FIG. 8) and the output of the second sensor 172 as a voltage.
  • the converted signal (Cn in FIG. 8) is a signal that appears alternately at predetermined intervals.
  • the first signal Sg1 is represented by a frequency distribution in which the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the amplitude of the first signal Sg1 (here, for the sake of convenience of description, the capacitance), a graph as shown in FIG. Is obtained. Focusing on the frequency distribution of FIG.
  • the chopping frequency fc may be a frequency different from the frequency of the noise of the first signal Sg1.
  • the chopping frequency fc is predicted to be the first signal Sg1 based on the outputs of the first sensor 171 and the second sensor 172, the experimental results when the output of each sensor is chopped at an arbitrary frequency, or the like. Is determined to avoid the noise frequency.
  • the chopping circuit 175 performs the chopping of each output at a frequency different from the frequency of the noise of the first signal Sg1, thereby obtaining the capacitance Cx of the first sensor 171 and the capacitance Cn of the second sensor 172.
  • the input terminal of the noise removal circuit 176 is connected to the output terminal of the chopping circuit 175.
  • the noise removal circuit 176 removes noise from the first signal Sg1 generated by the chopping circuit 175.
  • the noise removal circuit 176 is configured by a so-called low-pass filter that cuts a signal having a frequency higher than the cutoff frequency and passes a signal having a frequency lower than the cutoff frequency.
  • the cut-off frequency is set higher than the chopping frequency fc of the chopping circuit 175.
  • a high-pass filter or a band-pass filter is used as the noise removal circuit 176.
  • noise removal circuit 176 since the noise component including the peaks p1 and p3 in FIG. 9 is cut from the first signal Sg1, the electrostatic capacitance Cx of the first sensor 171 and the electrostatic capacitance of the second sensor 172. A signal component corresponding to a difference from the capacitance Cn (that is, a component including the peak p2 at the chopping frequency fc) is extracted. [Calculation section] The calculation unit 177 is connected to the output terminal of the noise removal circuit 176.
  • the calculation unit 177 calculates the first difference based on the first signal Sg1 ′ after the noise is removed by the noise removal circuit 176, and calculates the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil based on the first difference. To do. Specifically, the calculation unit 177 obtains the amplitude component Yf from the component (FIG. 9) including the peak p2 in the chopping frequency fc extracted by the noise removal circuit 176, and uses this as the first difference. Then, the calculation unit 177 obtains a change in capacitance based on the first difference, and outputs this to the detection unit 178.
  • the calculating part 177 may be comprised with the circuit for a calculation similarly to the calculating part 73 which concerns on 1st Embodiment, or may be comprised with the microcomputer which consists of memory and CPU. In this embodiment, the case where the calculating part 177 is comprised with the microcomputer is taken as an example.
  • the refrigerant leak detection device 107 the first signal Sg1 that is the output after chopping after the output based on the capacitances Cx and Cn of the sensors 171 and 172 is chopped at the chopping frequency fc.
  • the noise is removed by the noise removal circuit 176.
  • the calculation unit 177 calculates the capacitance change due to the adsorption of the refrigerating machine oil by using the first difference obtained based on the first signal Sg1, so that the refrigerating machine oil is not affected by noise. Only the change in capacitance due to adsorption can be extracted with high accuracy. Therefore, refrigerant leakage can be detected more accurately.
  • the refrigerant leakage detection device 207 is used as a device for detecting refrigerant leakage in the refrigerant circuit of the air conditioner.
  • the amount of change in capacitance due to the adsorption of refrigeration oil is compared. It is an effective device when it is small.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit configuration of the refrigerant leak detection device 207 according to the present embodiment.
  • 10 includes a first sensor 271, a second sensor 272, a first oscillation circuit 273, a second oscillation circuit 274, a mixing circuit 275, a limiter circuit 276 (corresponding to an extraction unit), a counter circuit 277, A calculation unit 278 and a detection unit 279 are provided.
  • the first sensor 271, the second sensor 272, and the detection unit 279 have the same configuration as the first sensor 71, the second sensor 72, and the detection unit 74 that are given the same names in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted. Below, the 1st and 2nd oscillation circuits 273 and 274, the mixing circuit 275, the limiter circuit 276, the counter circuit 277, and the calculating part 278 are demonstrated.
  • the first oscillation circuit 273 is connected to the first sensor 271, and the second oscillation circuit 274 is connected to the second sensor 272.
  • the first oscillation circuit 273 oscillates at a frequency corresponding to the capacitance Cx of the first sensor 271.
  • the second oscillation circuit 274 oscillates at a frequency corresponding to the electrostatic capacitance Cn of the second sensor 272.
  • the first oscillation circuit 273 oscillates at a frequency corresponding to the capacitance Cx of the first sensor 271 that has changed due to the adsorption of the refrigerating machine oil and the capacitance change factor acting as shown in FIG. 1st oscillation signal OS1 is output.
  • the second oscillation circuit 274 oscillates at a frequency corresponding to the capacitance Cn of the second sensor 272 that has been changed by the action of only the capacitance change factor, and outputs a second oscillation signal OS2 as shown in FIG. .
  • a CR oscillation circuit mainly composed of the capacitance and resistance of each sensor, or mainly a coil and the capacitance of each sensor. Examples include an LC anti-coupling oscillation circuit.
  • the mixing circuit 275 has two input terminals, and each input terminal is connected to the output terminal of the first oscillation circuit 273 and the output terminal of the second oscillation circuit 274, respectively.
  • the mixing circuit 275 mixes the first oscillation signal OS1 output from the first oscillation circuit 273 and the second oscillation signal OS2 output from the second oscillation circuit 274, and generates a second signal Sg2 as shown in FIG. Generate.
  • the mixing circuit 275 adds the first oscillation signal OS1 and the second oscillation signal OS2, which are alternating current signals, to thereby calculate the difference between the frequency of the first oscillation signal OS1 and the frequency of the second oscillation signal OS2.
  • a second signal Sg2 having a frequency is output.
  • the input terminal of the limiter circuit 276 is connected to the output terminal of the mixing circuit 275.
  • the limiter circuit 276 extracts a signal in which the value of the second signal Sg2 is greater than or equal to a threshold value from the second signal Sg2 generated by the mixing circuit 275. That is, the limiter circuit 276 filters the second signal Sg2, and generates a pulsed signal Sa that satisfies the condition of a threshold value or more (see FIG. 11).
  • the pulse-like signal Sa becomes a number of pulse signals corresponding to the beat of the second signal Sg2.
  • the threshold value is determined in advance based on, for example, the capacitance or experiment that the first sensor 271 and the second sensor 272 originally have without depending on the capacitance change factor or the like.
  • the input terminal of the counter circuit 277 is connected to the output terminal of the limiter circuit 276.
  • the counter circuit 277 counts the number of signals (that is, the pulsed signal Sa) extracted by the limiter circuit 276. As a result, the number of pulsed signals Sa corresponding to the beat of the second signal Sg2 is counted, so that the beat frequency in the second signal Sg2 can be accurately grasped.
  • the arithmetic unit 278 is connected to the output terminal of the counter circuit 277.
  • the computing unit 278 calculates a first difference between the output of the first sensor 271 and the output of the second sensor 272 based on the count result by the counter circuit 277. Specifically, the calculation unit 278 grasps the beat frequency in the second signal Sg2 based on the count result, and calculates the first difference from this frequency. Next, the calculation unit 278 obtains a change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil based on the first difference, and outputs it to the detection unit 279.
  • the calculating part 278 may be comprised with the circuit for a calculation similarly to the calculating part 73 which concerns on 1st Embodiment, or may be comprised with the microcomputer which consists of memory and CPU. In this embodiment, the case where the calculating part 278 is comprised with the microcomputer is taken as an example.
  • the signals OS1 and OS2 oscillated at frequencies corresponding to the electrostatic capacitances Cx and Cn of the sensors 271 and 272 are mixed, whereby the second signal Sg2 Of the second signal Sg2 is extracted as a pulsed signal Sa. Then, by counting the number of pulses of the pulsed signal Sa, the number of the signals Sa is integrated, so that the frequency of the pulsed signal Sa can be accurately grasped. Accordingly, only the change in the electrostatic capacity due to the adsorption of the refrigerating machine oil can be extracted with high accuracy from the first difference obtained based on the count result of the counter circuit 277, so that the refrigerant leakage can be detected more accurately.
  • the counter circuit 277 according to the refrigerant leakage detection device 207 may be configured to generate a carry when the count result reaches a desired value. Even with such a configuration, the calculation unit 278 can determine the first difference, as in the above description.
  • a low-pass filter may be provided instead of the limiter circuit 276.
  • the low-pass filter extracts only frequency components lower than the beat frequency.
  • the counter circuit 277 counts the number of signals extracted by the low-pass filter, and the calculation unit 278 calculates the first difference based on the count result by the counter circuit 277.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a circuit configuration of the refrigerant leak detection device 307 according to the present embodiment.
  • 12 includes a first sensor 371, a second sensor 372, a third oscillation circuit 373, a fourth oscillation circuit 374, an up / down count circuit 375, a reset circuit 376, a calculation unit 377, and a detection unit 378.
  • the first sensor 371, the second sensor 372, and the detection unit 378 have the same configuration as the first sensor 71, the second sensor 72, and the detection unit 74 that are given the same names in the first embodiment.
  • the third oscillation circuit 373 and the fourth oscillation circuit 374 have the same configuration as the first oscillation circuit 273 and the second oscillation circuit 274 according to FIG. 10 shown with the same names in the third embodiment. Therefore, detailed description of the first and second sensors 371, 372, the third and fourth oscillation circuits 373, 374, and the detection unit 378 is omitted, and an up / down count circuit 375, a reset circuit 376, and an arithmetic unit are hereinafter described. 377 will be described.
  • the up / down count circuit 375 has two input terminals, and each input terminal is connected to the output terminal of the third oscillation circuit 373 and the output terminal of the fourth oscillation circuit 374.
  • the up / down count circuit 375 up-counts the output of the third oscillation circuit 373 that oscillates at a frequency corresponding to the capacitance Cx of the first sensor 371 (hereinafter referred to as the third oscillation signal OS3), and the second sensor
  • the output of the fourth oscillation circuit 374 that oscillates at a frequency corresponding to the electrostatic capacity Cn of 372 (hereinafter referred to as the fourth oscillation signal OS4) is down-counted.
  • the up / down count circuit 375 performs the above operation at predetermined intervals.
  • the number of pulses corresponding to the difference from the frequency of OS4 is counted.
  • the output terminal of the reset circuit 376 is connected to the reset terminal of the up / down count circuit 375.
  • the reset circuit 376 resets the count value by the up / down count circuit 375 every predetermined cycle.
  • the predetermined cycle is determined in advance based on, for example, the capacitance or experiment that the first sensor 371 and the second sensor 372 originally have without depending on the capacitance change factor or the like.
  • the up / down count circuit 375 reset by the reset circuit 376 initializes the count value that has been counted so far, and counts up and down from the beginning.
  • the calculation unit 377 is connected to the output terminal of the up / down count circuit 375.
  • the arithmetic unit 377 Since the number of pulses counted until the up / down count circuit 375 is reset corresponds to the difference between both frequencies of the third and fourth oscillation signals OS3 and OS4, the arithmetic unit 377 is operated by the up / down count circuit 375. Based on the count value, a first difference between the output of the first sensor 371 and the output of the second sensor 372 is determined. Next, the calculation unit 377 obtains a change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil based on the first difference, and outputs the obtained result to the detection unit 378.
  • the calculating part 377 may be comprised by the circuit for a calculation similarly to the calculating part 73 which concerns on 1st Embodiment, or may be comprised by the microcomputer which consists of memory and CPU. In the present embodiment, a case where the calculation unit 377 is configured by a microcomputer is taken as an example.
  • (2) Effect (A) According to the refrigerant leakage detection device 307 according to the present embodiment, the up / down count circuit 375 up-counts the signal oscillated according to the capacitance Cx of the first sensor 371 and the capacitance Cn of the second sensor 372. The signal oscillated according to is counted down.
  • the unit 377 can obtain the first difference based on the count value. Further, since the calculation unit 377 can obtain only the capacitance change due to the adsorption of the refrigerating machine oil by obtaining the capacitance change based on the first difference, the detection unit 378 Refrigerant leakage can be detected more accurately.
  • the calculation unit 377 can obtain the first difference between the output of the first sensor 371 and the output of the second sensor 372 based on the count value before being reset.
  • the up / down count circuit 375 according to the refrigerant leakage detection device 307 may be configured such that a carry occurs when the count result reaches a desired value. Even with such a configuration, the calculation unit 377 can determine the first difference as in the above description.
  • a refrigerant leakage detection device 407 according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
  • the refrigerant leakage detection device 407 according to the present embodiment is used as a device for detecting refrigerant leakage in the refrigerant circuit of the air conditioner, as in the first embodiment.
  • coolant leakage detection apparatus 407 is mounted is the same as that of the air conditioning apparatus 1 demonstrated using FIG. 1 in 1st Embodiment, it demonstrates the structure of an air conditioning apparatus below.
  • the configuration of the refrigerant leakage detection device 407 that is a feature of the present embodiment will be described.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a circuit configuration of the refrigerant leak detection device 407 according to the present embodiment. 13 includes a first sensor 471, a second sensor 472, a first reset circuit 473, a second reset circuit 474, an oscillation circuit 475, a first count circuit 476, a second count circuit 477, A latch circuit 478, a second latch circuit 479, a difference circuit 480 (corresponding to a difference calculation unit), a calculation unit 481, and a detection unit 482 are provided.
  • the first sensor 471, the second sensor 472, and the detection unit 482 have the same configuration as the first sensor 71, the second sensor 72, and the detection unit 74 that are given the same names in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
  • the first reset circuit 473, the second reset circuit 474, the oscillation circuit 475, the first count circuit 476, the second count circuit 477, the first latch circuit 478, the second latch circuit 479, the difference circuit 480, and the calculation unit 481 Will be described.
  • the first reset circuit 473 is connected to the first sensor 471, and the second reset circuit 474 is connected to the second sensor 472.
  • the output terminal of the first reset circuit 473 is connected to each reset terminal of the first count circuit 476 and the first latch circuit 478.
  • the output terminal of the second reset circuit 474 is connected to each reset terminal of the second count circuit 477 and the second latch circuit 479.
  • the first reset circuit 473 outputs a first reset signal Rx based on the time constant determined by the capacitance Cx of the first sensor 471 to the first count circuit 476 and the first latch circuit 478.
  • the second reset circuit 474 outputs a second reset signal Rn based on the time constant determined by the capacitance Cn of the second sensor 472 to the second count circuit 477 and the second latch circuit 479. More specifically, the first reset circuit 473 is for resetting the first count circuit 476 and the first latch circuit 478 in accordance with the capacitance Cx changed due to the adsorption of the refrigerating machine oil and the capacitance change factor. The first reset signal Rx is output. The second reset circuit 474 outputs a second reset signal Rn for resetting the second count circuit 477 and the second latch circuit 479 in accordance with the capacitance Cn changed only by the capacitance change factor.
  • the reset circuits 473 and 474 can determine the time for the latch circuits 478 and 479 to hold the input signals based on the capacitances Cx and Cn of the sensors 471 and 472, respectively.
  • the reset circuits 473 and 474 can determine the time for the count circuits 476 and 477 to reset the count value based on the electrostatic capacitances Cx and Cn of the sensors 471 and 472, respectively.
  • each reset circuit 473, 474 obtains a time constant based on the electrostatic capacitances Cx, Cn of the respective sensors 471, 472 at each predetermined timing, and outputs reset signals Rx, Rn based on the obtained time constant.
  • Output. [Oscillation circuit]
  • the output terminal of the oscillation circuit 475 is connected to the input terminals of the first count circuit 476 and the second count circuit 477, and outputs an oscillation signal OS5 (corresponding to a pulse signal) to each count circuit 476,477.
  • the oscillation signal OS5 is a pulse signal having a predetermined frequency.
  • the predetermined frequency of the oscillation signal OS5 is determined in advance by experiments or the like regardless of the capacitance Cx of the first sensor 471 and the capacitance Cn of the second sensor 472.
  • the first count circuit 476 counts the number of pulses of the oscillation signal OS5 and stops counting the oscillation signal OS5 based on the first reset signal Rx.
  • the second count circuit 477 counts the number of pulses of the oscillation signal OS5 and stops counting the oscillation signal OS5 based on the second reset signal Rn.
  • the first count circuit 476 performs the count operation of the oscillation signal OS5 while the first reset signal Rx is “L” indicating reset-off (period Toff1 in FIG. 14).
  • the first reset signal Rx becomes “H” indicating reset on, the count of the oscillation signal OS5 is stopped.
  • the second count circuit 477 counts the oscillation signal OS5 if the second reset signal Rn is “L”, and if the second reset signal Rn is “H”. The count of the oscillation signal OS5 is stopped.
  • the length of the period Toff1 during which the first reset signal Rx outputs the reset-off “L” is the length of the second reset signal Rn that outputs the reset-off “L”. Different from the length of the period Toff2. This is because the reset signals Rx and Rn are determined based on the capacitances Cx and Cn of the sensors 471 and 472, as already described in [First reset circuit and second reset circuit]. . That is, since the time constant used when the reset signals Rx and Rn are determined is proportional to the capacitances Cx and Cn of the sensors 471 and 472, the first reset signal Rx outputs the reset off “L”.
  • the difference DifA between the length of the current period Toff1 and the length of the period Toff2 during which the second reset signal Rn outputs reset-off “L” corresponds to the difference between the capacitances Cx and Cn of the sensors 471 and 472 I can say that.
  • the period Toff1 in which the first reset signal Rx outputs reset-off “L” is longer than the period Toff2 in which the second reset signal Rn outputs reset-off “L”.
  • the capacitance Cx of the first sensor 471 changes depending on the refrigerating machine oil and the capacitance change factor
  • the capacitance Cn of the second sensor 472 changes based only on the capacitance change factor. It is. That is, the period Toff1 of the first reset signal Rx is longer than the period Toff2 of the second reset signal Rn by the amount of change due to the adsorption of the refrigerating machine oil.
  • the first latch circuit 478 has its input terminal connected to the output terminal of the first count circuit 476 and holds the count value by the first count circuit 476.
  • the second latch circuit 479 has its input terminal connected to the output terminal of the second count circuit 477 and holds the count value of the second count circuit 477.
  • the first reset signal Rx is input to the first latch circuit 478
  • the second reset signal Rn is input to the second latch circuit 479. Therefore, the latch circuits 478 and 479 continue to hold the count values while the reset signals Rx and Rn are reset off “L”. When the reset signals Rx and Rn are reset on “H”, the latch circuits 478 and 479 reset the count values held so far.
  • the difference circuit 480 has two input terminals, and each input terminal is connected to the output terminal of the first latch circuit 478 and the output terminal of the second latch circuit 479.
  • the difference circuit 480 obtains a second difference of the count number counted until each of the first count circuit 476 and the second count circuit 477 stops counting the oscillation signal OS5.
  • the count values of the count circuits 476 and 477 are related to the lengths of the periods Toff1 and Toff2 of the reset-off “L” of the reset signals Rx and Rn, the first count obtained by the difference circuit 480 is obtained.
  • the second difference between the count value of the circuit 476 and the count value of the second count circuit 477 corresponds to the difference DifA between the lengths of the periods Toff1 and Toff2, that is, the change in capacitance due to adsorption of the refrigerator oil. It can be said.
  • the calculation unit 481 is connected to the output terminal of the difference circuit 480.
  • the computing unit 481 obtains a first difference between the output of the first sensor 471 and the output of the second sensor 472 based on the second difference obtained by the difference circuit 480. Then, the calculation unit 481 obtains a change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil based on the first difference, and outputs the obtained result to the detection unit 482.
  • the calculating part 481 may be comprised with the circuit for a calculation similarly to the calculating part 73 which concerns on 1st Embodiment, or may be comprised with the microcomputer which consists of memory and CPU.
  • the first count circuit 476 counts the oscillation signal OS5 until the reset is instructed by the first reset signal Rx
  • the second count circuit 477 The oscillation signal OS5 is counted until the reset is instructed by the second reset signal Rn.
  • the first reset signal Rx and the second reset signal Rn are respectively determined based on a signal based on the time constant determined from the capacitance Cx of the first sensor 471 and the capacitance Cn of the second sensor 472.
  • the refrigerant leakage detection device 407 can obtain the first difference based on the second difference between the count numbers. Therefore, only the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil can be taken out with high accuracy, and refrigerant leakage can be detected more accurately.
  • a refrigerant leakage detection device 507 according to a sixth embodiment of the present invention will be described.
  • the refrigerant leakage detection device 507 according to the present embodiment is used as a device for detecting refrigerant leakage in the refrigerant circuit of the air conditioner, as in the first embodiment.
  • coolant leak detection apparatus 507 is mounted is the same as that of the air conditioning apparatus 1 demonstrated using FIG. 1 in 1st Embodiment, it demonstrates the structure of an air conditioning apparatus below.
  • the configuration of the refrigerant leakage detection device 507 which is a feature of this embodiment, will be described.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a circuit configuration of the refrigerant leak detection device 507 according to the present embodiment. 15 includes a first sensor 571, a second sensor 572, a third reset circuit 573, a first timer circuit 574, a second timer circuit 575, an EOR circuit 576, an oscillation circuit 577, and a fourth reset circuit. 578, a count circuit 579 (EOR circuit 576 and count circuit 579 correspond to a time calculation unit), a calculation unit 580, and a detection unit 581.
  • the 1st sensor 571, the 2nd sensor 572, and the detection part 581 it has the same structure as the 1st sensor 71, the 2nd sensor 72, and the detection part 74 which attached
  • the 3rd reset circuit 573, the 1st timer circuit 574, the 2nd timer circuit 575, the EOR circuit 576, the oscillation circuit 577, the 4th reset circuit 578, the count circuit 579, and the calculating part 580 are demonstrated.
  • the output terminal of the third reset circuit 573 is connected to each reset terminal of the first timer circuit 574 and the second timer circuit 575.
  • the third reset circuit 573 generates a signal for resetting the timer circuits 574 and 575 and outputs the signal to the timer circuits 574 and 575.
  • First timer circuit and second timer circuit The input terminal of the first timer circuit 574 is connected to the first sensor 571, and the input terminal of the second timer circuit 575 is connected to the second sensor 572. As shown in FIG.
  • the first timer circuit 574 first determines the time Tx according to the capacitance Cx of the first sensor 571 that has changed due to the adsorption of the refrigerating machine oil and the capacitance change factor, After being reset once by the reset circuit 573, time measurement is started. Then, when the measurement time has passed the time Tx, the first timer circuit 574 outputs a first time elapsed signal St1 indicating that fact.
  • the second timer circuit 575 first determines the time Tn according to the capacitance Cn of the second sensor 572 that has changed only due to the capacitance change factor, and after being reset by the third reset circuit 573, Start measuring. Then, when the time Tn has elapsed, the second timer circuit 575 outputs a second time elapsed signal St2 indicating that the time has elapsed.
  • the first time elapsed signal St1 is “L” when the time measured by the first timer circuit 574 has not elapsed time Tx, and when it has elapsed, It shall have a logic of “H”.
  • the second time elapsed signal St2 has a logic of “L” when the time measured by the second timer circuit 575 has not elapsed the time Tn, and “H” when it has elapsed.
  • the time elapse signals St1 and St2 (both “H”) indicating that the times Tx and Tn have elapsed are continuously output until the timer circuits 574 and 575 are reset by the third reset circuit 573.
  • the first method is determined by multiplying the capacitances Cx and Cn by a predetermined coefficient, and based on the capacitances Cx and Cn as in the fifth embodiment.
  • the 2nd method etc. determined by a time constant are mentioned, in this embodiment, the case where it is the 1st method is taken as an example.
  • the times Tx and Tn are determined by the capacitances Cx and Cn, as shown in FIG.
  • the period Tx in which the first time elapsed signal St1 is “L” is longer than the period Tn in which the second time elapsed signal St2 is “L”.
  • the capacitance Cn of the second sensor 572 changes based only on the capacitance change factor
  • the capacitance Cx of the first sensor 571 is not only due to the capacitance change factor but also due to refrigerating machine oil. Because it also changes. That is, the timing difference DifB at which the time elapsed signals St1 and St2 that are “H” start to be output corresponds to a change in capacitance due to adsorption of the refrigerating machine oil.
  • the EOR circuit 576 has two input terminals, and the output terminals of the timer circuits 574 and 575 are connected to each input terminal.
  • the EOR circuit 576 is a so-called exclusive OR circuit, and as shown in FIG. 16, the first time lapse signal St1 and the second time lapse signal output from the first and second timer circuits 574 and 575, respectively.
  • the enable signal En “H” is output.
  • the EOR circuit 576 detects the case where the time Tx based on the capacitance Cx has elapsed but the Tn based on the capacitance Cn has not elapsed.
  • the EOR circuit 576 outputs the enable signal En “L” when both the first time elapsed signal St1 and the second time elapsed signal St2 are “L” or “H”.
  • the output terminal of the oscillation circuit 577 is connected to the oscillation signal input terminal of the count circuit 579.
  • the oscillation circuit 577 outputs the oscillation signal OS6 to the count circuit 579.
  • the oscillation signal OS6 is a pulse signal having a predetermined frequency.
  • the predetermined frequency of the oscillation signal OS6 is determined in advance through experiments or the like regardless of the capacitance Cx of the first sensor 571 and the capacitance Cn of the second sensor 572. Is done.
  • [Fourth reset circuit] The output terminal of the fourth reset circuit 578 is connected to the reset terminal of the count circuit 579. The fourth reset circuit 578 generates a signal for resetting the count circuit 579 and outputs the signal to the count circuit 579.
  • the output terminal of the EOR circuit 576 is connected to the input terminal of the count circuit 579 different from the oscillation signal input terminal.
  • the count circuit 579 counts the number of pulses of the oscillation signal OS6 only during the period DifB where the enable signal En is “H”. Thereby, the number of pulses counted by the count circuit 579 becomes a value corresponding to the length of the period DifB.
  • the count circuit 579 resets the count value so far.
  • the arithmetic unit 580 is connected to the output terminal of the count circuit 579.
  • the calculation unit 580 calculates the first difference between the output of the first sensor 571 and the output of the second sensor 572 based on the number of pulses counted by the count circuit 579. That is, the calculation unit 580 has a value in which the number of pulses counted by the count circuit 579 is a value corresponding to the length of the period DifB, and the length of the period DifB is the difference between the capacitances Cx and Cn of the sensors 571 and 572. Therefore, the first difference can be obtained. Then, the calculation unit 580 obtains a change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil based on the first difference, and outputs the obtained result to the detection unit 581.
  • the calculating part 580 may be comprised by the circuit for a calculation similarly to the calculating part 73 which concerns on 1st Embodiment, or may be comprised by the microcomputer which consists of memory and CPU. In this embodiment, the case where the calculating part 580 is comprised with the microcomputer is taken as an example.
  • the refrigerant leak detection device 507 has a length of the period DifB in which one of the first time elapsed signal St1 and the second time elapsed signal St2 is “H”, that is, the first time elapsed signal St1.
  • the first difference is obtained based on the difference between the timing at which “H” starts to be output and the timing at which the second time elapsed signal St2 “H” starts to be output.
  • the refrigerant leakage detection device 607 according to the present embodiment is used as a device for detecting refrigerant leakage in the refrigerant circuit of the air conditioner.
  • the refrigerant leak detection device 607 according to the present embodiment is a device in which the up / down count circuit can obtain a more accurate count value in the refrigerant leak detection device 307 of the fourth embodiment.
  • coolant leak detection apparatus 607 is mounted is the same as that of the air conditioning apparatus 1 demonstrated using FIG.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a circuit configuration of the refrigerant leak detection device 607 according to the present embodiment.
  • the refrigerant leakage detection device 607 of FIG. 17 is configured to include a selection circuit 675 instead of the reset circuit 376 in the refrigerant leakage detection device 307 according to the fourth embodiment.
  • the refrigerant leakage detection device 607 includes a first sensor 671, a second sensor 672, a third oscillation circuit 373, a fourth oscillation circuit 374, a selection circuit 675, an up / down count circuit 681, a calculation unit 682, and a detection unit 683.
  • the 1st sensor 671, the 2nd sensor 672, and the detection part 683 have the same structure as the 1st sensor 71, the 2nd sensor 72, and the detection part 74 which attached
  • the third oscillation circuit 673 and the fourth oscillation circuit 674 have the same configuration as the first oscillation circuit 273 and the second oscillation circuit 274 according to FIG.
  • the up / down count circuit 681 and the calculation unit 682 have the same configuration as the up / down count circuit 375 and the calculation unit 377 according to FIG. 12 shown with the same names in the fourth embodiment. Therefore, detailed descriptions of the first and second sensors 671, 672, the third and fourth oscillation circuits 673, 674, the up / down count circuit 681, the calculation unit 682, and the detection unit 683 are omitted, and the selection circuit is described below. 675 will be described.
  • the selection circuit 675 selects either the output of the third oscillation circuit 673 (namely, the third oscillation signal OS3 ′) or the output of the fourth oscillation circuit 674 (namely, the fourth oscillation signal OS4 ′), and up-down This is a circuit for inputting to the count circuit 681.
  • the selection circuit 675 includes a control signal circuit 676, a counter circuit 677, a logic circuit 678 having output terminals for enable signals SX and SN, and two NAND circuits 679 and 680.
  • the control signal circuit 676 generates a clock signal having a predetermined duty and frequency and outputs it to the counter circuit 677. Note that the duty and frequency of the signal output from the control signal circuit 676 are determined in advance by the capacitance etc.
  • the signal output from the control signal circuit 676 is counted by the counter circuit 677 and then sent to the logic circuit 678.
  • the logic circuit 678 generates two enable signals SX and SN as shown in FIG. 18 from the count result of the counter circuit 677.
  • the enable signals SX and SN are both signals having logic of “H” or “L”, but the enable signal SX and the enable signal SN have exclusive logic. For example, when the enable signal SX has a logic “H”, the enable signal SN has a logic “L”.
  • the enable signal SX is input to one input terminal of the two input terminals of the NAND circuit 679, and the enable signal SN is input to one input terminal of the two input terminals of the NAND circuit 680. Entered.
  • the third oscillation signal OS3 ′ is input to the other input terminal of the NAND circuit 679, and the fourth oscillation signal OS4 ′ is input to the other input terminal of the NAND circuit 680.
  • the NAND circuit 679 described above outputs the third oscillation signal OS3 ′ when the logic of the enable signal SX is “H”, and the NAND circuit 680 outputs the third oscillation signal OS3 ′ when the logic of the enable signal SN is “H”.
  • the fourth oscillation signal OS4 ′ is output.
  • both the enable signal SX and the enable signal SN do not have the logic “H”, but alternately have the logic “H”.
  • Either the third oscillation signal OS3 ′ or the fourth oscillation signal OS4 ′ is input (FIG. 18).
  • the third oscillation signal OS3 ′ and the fourth oscillation signal OS4 ′ are not input to the up / down count circuit 681 at the same time, but the third oscillation signal OS3 ′ and the fourth oscillation signal selected by the selection circuit 675.
  • One of the OSs 4 ' is input. Accordingly, the up / down count circuit 681 can reliably perform the operation of up-counting the third oscillation signal OS3 'and down-counting the fourth oscillation signal OS4'. Accordingly, an accurate count value is output from the up / down count circuit 681 to the calculation unit 682, and the calculation unit 682 outputs the output of the first sensor 671 and the output of the second sensor 672 based on the count value.
  • the first difference and the change in capacitance due to the adsorption of refrigerating machine oil based on the first difference can be reliably obtained.
  • the capacitance change obtained by the calculation unit 682 in this way is output to the detection unit 683.
  • the detection unit 683 determines whether the refrigerant is leaking based on the change in capacitance, and outputs the determination result and the amount of refrigerating machine oil. Furthermore, the detection unit 683 may output the capacitance change itself. Furthermore, the logic circuit 678 according to the present embodiment has an output terminal of the reset signal Clear in addition to the output terminals of the enable signals SX and SN (the logic circuit 678 has an output terminal of the reset signal Clear. The part that is equivalent to the reset part). The reset signal Clear plays a role of resetting the count value by the up / down count circuit 681 every predetermined period.
  • the predetermined cycle is based on the electrostatic capacity originally possessed by the first sensor 671 and the second sensor 672 without depending on the electrostatic capacity change factor. Are determined in advance.
  • the up / down count circuit 681 reset by the reset signal Clear initializes the count value that has been counted so far, and counts up and down from the beginning.
  • either the third oscillation signal OS3 ′ or the fourth oscillation signal OS4 ′ is input to the up / down count circuit 681. That is, the third oscillation signal OS3 ′ and the fourth oscillation signal OS4 ′ are not simultaneously input to the up / down count circuit 681. Therefore, the up / down count circuit 681 can reliably perform the operation of up-counting the third oscillation signal OS3 ′ and down-counting the fourth oscillation signal OS4 ′, and an accurate count value for obtaining the first difference.
  • the count value by the up / down count circuit 681 is reset at predetermined intervals by the reset signal Clear output from the logic circuit 678. Therefore, the calculation unit 682 can obtain the first difference between the output of the first sensor 671 and the output of the second sensor 672 based on the count value before being reset.
  • the determination circuit compares the count value of the counter circuit 277 with a threshold value, and determines whether or not the refrigerant has leaked according to the comparison result.
  • the count value corresponds to the difference between the capacitance Cx of the first sensor 271 and the capacitance Cn of the second sensor 272, that is, the amount of change in capacitance due to adsorption of refrigeration oil. Therefore, only the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil can be taken out with high accuracy.
  • a determination circuit in which the calculation unit 377 and the detection unit 378 are integrated may be provided.
  • the determination circuit compares the count value by the up / down count circuit 375 with a threshold value, and determines whether or not the refrigerant has leaked according to the comparison result.
  • the count value corresponds to the difference between the capacitance Cx of the first sensor 371 and the capacitance Cn of the second sensor 372, that is, the amount of change in capacitance due to adsorption of refrigerating machine oil.
  • a determination circuit in which the calculation unit 682 and the detection unit 683 are integrated may be provided. good.
  • a determination circuit in which the calculation unit 481 and the detection unit 482 are integrated may be provided.
  • the determination circuit compares the second difference obtained by the difference circuit 480 with a threshold value, and determines whether or not the refrigerant has leaked according to the comparison result.
  • the second difference is equivalent to the difference between the capacitance Cx of the first sensor 471 and the capacitance Cn of the second sensor 472, that is, the amount of change in capacitance due to adsorption of refrigeration oil. Therefore, only the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil can be taken out with high accuracy.
  • a determination circuit in which the calculation unit 580 and the detection unit 581 are integrated may be provided.
  • the determination circuit compares the number of pulses counted by the count circuit 579 with a threshold value, and determines whether or not the refrigerant has leaked according to the comparison result.
  • the number of pulses corresponds to the difference between the capacitance Cx of the first sensor 571 and the capacitance Cn of the second sensor 572, that is, the amount of change in capacitance due to adsorption of refrigeration oil. Therefore, only the change in capacitance due to the adsorption of the refrigerating machine oil can be taken out with high accuracy.
  • the refrigerant leakage detection device has an effect that it is possible to accurately know whether or not refrigerant leakage has occurred even when the sensor is affected by humidity. Therefore, the refrigerant leakage detection device can be applied as a device for detecting leakage of the refrigerant flowing on the refrigerant circuit in a refrigeration apparatus such as an air conditioner.

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Abstract

 センサが湿度の影響を受けた場合であっても、冷媒漏洩が生じたか否かを正確に知ることができる冷媒漏洩検知装置ならびに冷凍装置を提供する。冷媒漏洩検知装置(7)は、第1センサ(71)と、第2センサ(72)と、演算部(73)と、検知部(74)とを備える。第1センサ(71)は、空気調和装置(1)における冷凍機油の吸着と、冷凍機油以外の所定の静電容量変化要因とが作用することで、静電容量(Cx)が変化する。第2センサ(72)は、冷凍機油の吸着が作用せず、所定の静電容量変化要因が作用することで、静電容量(Cn)が変化する。演算部(73)は、第1センサ(71)の出力と第2センサ(72)の出力との第1差分に基づいて、冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算する。検知部(74)は、演算部(73)により演算された静電容量変化分に基づいて、空気調和装置(1)における冷媒漏洩を検知する。

Description

冷媒漏洩検知装置ならびにこれを備えた冷凍装置
 本発明は、冷媒漏洩検知装置、ならびにこれを備えた冷凍装置に関する。
 冷凍装置の冷媒回路における冷媒漏洩を検知する手法としては、例えば特許文献1(特開2007-163099号公報)に開示されているように、冷媒回路内に封入された冷媒量を各種運転状態量から演算し、演算された冷媒量に基づいて冷媒漏洩を検知する技術が知られている。
 また、冷媒漏洩を検知するその他の手法としては、冷媒における冷凍機油の吸着により静電容量が変化するタイプのセンサを用いて、冷媒漏洩を検知する技術がある。
 しかしながら、上記センサでは、感度を向上させると湿度による影響が避けられなくなる。即ち、湿度が変化するとセンサの電極中に含まれる水蒸気量が変化するため、センサの出力(具体的には、静電容量に基づく出力)は、冷凍機油だけではなく水蒸気の影響も受けて変化してしまう。
 そこで、本発明は、上記センサが湿度の影響を受けた場合であっても、冷媒漏洩が生じたか否かを正確に知ることができる冷媒漏洩検知装置、ならびにこれを備えた冷凍装置の提供を目的とする。
 発明1に係る冷媒漏洩検知装置は、第1センサと、第2センサと、演算部と、検知部とを備える。第1センサは、冷凍装置における冷凍機油の吸着と、冷凍機油以外の所定の静電容量変化要因とが作用することで、静電容量が変化する。第2センサは、冷凍機油の吸着が作用せず、所定の静電容量変化要因が作用することで、静電容量が変化する。演算部は、第1センサの出力と第2センサの出力との第1差分に基づいて、冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算する。検知部は、演算部により演算された静電容量変化分に基づいて、冷凍装置における冷媒漏洩を検知する。
 所定の静電容量変化要因としては、湿度(即ち、水蒸気)や温度、経年変化が挙げられる。この冷媒漏洩検知装置によると、第1センサ及び第2センサには、共に湿度等の静電容量変化要因が作用するが、第2センサには、冷凍機油の吸着が作用せず、第1センサには、冷凍機油の吸着が作用する。演算部は、これらのセンサの出力の第1差分から冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算し、検知部は、静電容量変化分により冷媒漏洩を検知する。つまり、冷媒漏洩検知装置は、第1センサ及び第2センサによって、湿度等の静電容量変化要因に基づく静電容量の変化分を相殺させ、冷凍機油の吸着に基づく静電容量変化分のみを求めることができる。これにより、冷凍機油の吸着に基づく第1センサの静電容量の変化分のみに基づいて、冷媒漏洩が生じたか否かを正確に知ることができる。
 発明2に係る冷媒漏洩検知装置は、発明1に係る冷媒漏洩検知装置であって、第1センサ及び第2センサは、ブリッジ状に接続されている。
 この冷媒漏洩検知装置では、各センサがブリッジ状に接続される。例えば、第1センサ及び第2センサの各一端部は直接接続され、各他端部は、電流を検知可能な手段を介して接続される。第1センサの静電容量と第2センサの静電容量との間に差が生じると、この差に応じた電流が電流を検知可能な手段上に流れるため、流れた電流の値により、第1センサの出力と第2センサの出力との第1差分が容易に得られるようになる。
 発明3に係る冷媒漏洩検知装置は、発明1に係る冷媒漏洩検知装置であって、チョッピング部と、ノイズ除去部とを更に備える。チョッピング部は、第1センサの出力及び第2センサの出力を所定周波数でチョッピングして第1信号を生成する。ノイズ除去部は、チョッピング部により生成された第1信号からノイズを除去する。そして、演算部は、ノイズ除去部によりノイズが除去された後の第1信号に基づいて、第1差分を求める。
 冷凍機油の吸着による静電容量変化分が小さい場合は、両センサの出力の第1差分がノイズに埋もれてしまい、単純に冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを取り出すことが困難となってしまう。しかし、この冷媒漏洩検知装置によると、各センサの静電容量に基づく出力を所定周波数でチョッピングした後、チョッピング後の出力(即ち、第1信号)についてノイズ除去を行う。従って、第1信号に基づいて求められた第1差分を用いて冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算することで、ノイズの影響を受けることなく、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができ、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 発明4に係る冷媒漏洩検知装置は、発明3に係る冷媒漏洩検知装置であって、所定周波数は、第1信号のノイズが有する周波数と異なる周波数である。
 これにより、第1差分に相当する第1信号の振幅とノイズ部分とを、分離することができる。
 発明5に係る冷媒漏洩検知装置は、発明1に係る冷媒漏洩検知装置であって、第1発振部と、第2発振部と、混合部と、取り出し部と、カウント部とを更に備える。第1発振部は、第1センサの静電容量に応じた周波数で発振する。第2発振部は、第2センサの静電容量に応じた周波数で発振する。混合部は、第1発振部の出力と第2発振部の出力とを混合して第2信号を生成する。取り出し部は、混合部により生成された第2信号のうち、第2信号の値が閾値以上である信号を取り出す。カウント部は、取り出し部による取り出し結果をカウントする。そして、演算部は、カウント部によるカウント結果に基づいて第1差分を求める。
 この冷媒漏洩検知装置によると、各センサの静電容量に応じた周波数で発振した信号が混合されることで、第2信号が生成され、該第2信号のうち値が閾値以上である信号が取り出される。そして、取り出された信号がカウントされることで信号の数が積算されるため、取り出された信号の周波数を正確に把握することが可能となる。従って、カウント部によるカウント結果に基づいて求められた第1差分により、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができ、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 発明6に係る冷媒漏洩検知装置は、発明1に係る冷媒漏洩検知装置であって、第3発振部と、第4発振部と、アップダウンカウント部とを更に備える。第3発振部は、第1センサの静電容量に応じた周波数で発振する。第4発振部は、第2センサの静電容量に応じた周波数で発振する。アップダウンカウント部は、第3発振部の出力をアップカウントすると共に、第4発振部の出力をダウンカウントする。そして、演算部は、アップダウンカウント部によるカウント値に基づいて第1差分を求める。
 この冷媒漏洩検知装置によると、アップダウンカウント部は、第1センサの静電容量に応じて発振した信号をアップカウントすると共に、第2センサの静電容量に応じて発振した信号をダウンカウントする。アップダウンカウント部によるカウント値は、第1センサの静電容量に応じた周波数と第2センサの静電容量に応じた周波数との差に相当するパルス数であるため、カウント値により、第1差分を求めることが可能となる。このようにして求められた第1差分に基づいて静電容量変化分を求めることで、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができる。従って、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 発明7に係る冷媒漏洩検知装置は、発明6に係る冷媒漏洩検知装置であって、選択部を更に備える。選択部は、第3発振部の出力及び第4発振部の出力のいずれかを選択する。アップダウンカウント部には、選択部によって選択された第3発振部の出力及び第4発振部の出力のいずれかが入力される。
 この冷媒漏洩検知装置によると、アップダウンカウント部には、第3発振部の出力及び第4発振部の出力のいずれかが入力される。つまり、アップダウンカウント部には、第3発振部の出力と第4発振部の出力とが同時に入力することはない。従って、アップダウンカウント部は、第3発振部の出力をアップカウントすると共に第4発振部の出力をダウンカウントする動作を確実に行うことができ、第1差分を求めるための正確なカウント値を得ることができるようになる。
 発明8に係る冷媒漏洩検知装置は、発明6または7に係る冷媒漏洩検知装置であって、リセット部を更に備える。リセット部は、アップダウンカウント部によるカウント値を、所定周期毎にリセットする。
 これにより、演算部は、リセットされる前のカウント値により、第1センサの出力及び第2センサの出力の第1差分を求めることができる。
 発明9に係る冷媒漏洩検知装置は、発明1に係る冷媒漏洩検知装置であって、第1リセット部と、第2リセット部と、第1カウント部と、第2カウント部と、差分算出部とを更に備える。第1リセット部は、第1センサの静電容量によって決定された時定数に基づく第1リセット信号を出力する。第2リセット部は、第2センサの静電容量によって決定された時定数に基づく第2リセット信号を出力する。第1カウント部は、所定周波数を有するパルス信号をカウントすると共に、第1リセット信号に基づいてパルス信号のカウントを停止する。第2カウント部は、パルス信号をカウントすると共に、第2リセット信号に基づいてパルス信号のカウントを停止する。差分算出部は、第1カウント部及び第2カウント部それぞれがパルス信号のカウントを停止するまでの間にカウントしたカウント数の第2差分を求める。そして、演算部は、第2差分に基づいて第1差分を求める。
 この冷媒漏洩検知装置によると、第1カウント部は、第1リセット信号によってリセットが指示されるまで、パルス信号をカウントし、第2カウント部は、第2リセット信号によってリセットが指示されるまで、パルス信号をカウントする。ここで、第1リセット信号及び第2リセット信号は、それぞれ第1センサの静電容量より決定された時定数に基づく信号及び第2センサの静電容量により決定された時定数に基づく信号であることから、第1カウント部及び第2カウント部がカウントを停止するタイミングは異なる。つまり、各カウント部によるカウント数の差は、各センサの静電容量の差に相当する。そこで、冷媒漏洩検知装置は、各カウント数の第2差分により、第1差分を求めることができる。従って、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができ、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 発明10に係る冷媒漏洩検知装置は、発明1に係る冷媒漏洩検知装置であって、第1タイマ部と、第2タイマ部と、間隔算出部とを更に備える。第1タイマ部は、第1センサの静電容量に応じて決定される時間が経過後、その旨を示す第1時間経過信号を出力する。第2タイマ部は、第2センサの静電容量に応じて決定される時間が経過後、その旨を示す第2時間経過信号を出力する。間隔算出部は、第1時間経過信号及び第2時間経過信号のいずれか1つが第1タイマ部または第2タイマ部から出力されている時間の長さを算出する。そして、演算部は、間隔算出部により算出された時間の長さに基づいて第1差分を求める。
 各センサの静電容量が異なっていると、第1センサの静電容量に応じて決定される時間及び第2センサの静電容量に応じて決定される時間が異なるため、各時間が経過したことを示す第1及び第2時間経過信号それぞれが出力され始めるタイミングも異なる。そこで、冷媒漏洩検知装置は、各時間の経過を示す第1時間経過信号及び第2時間経過信号のいずれか1つが出力されている時間の長さ、即ち第1時間経過信号が出力され始めるタイミングと第2時間経過信号が出力され始めるタイミングとの差に基づいて、第1差分を求める。つまり、上記時間の長さは、冷凍機油の吸着における静電容量変化分に相当するため、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができ、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 発明11に係る冷凍装置は、冷媒回路と、発明1~10のいずれかに係る冷媒漏洩検知装置とを備える。冷媒漏洩検知装置は、冷媒回路のうち、冷媒漏洩の検知を行う部分またはその近傍に配置されている。
 この冷媒装置によると、発明1~10に係る冷媒漏洩検知装置によって、冷媒回路における冷媒漏洩の検知が行われる。従って、発明1~10と同様の効果を奏することができる。
 発明1に係る冷媒漏洩検知装置によると、冷凍機油の吸着に基づく第1センサの静電容量変化分のみに基づいて、冷媒漏洩が生じたか否かを正確に知ることができる。
 発明2に係る冷媒漏洩検知装置によると、第1センサの静電容量と第2センサの静電容量との差に応じた電流が電流を検知可能な手段上に流れるため、流れた電流の値により、第1センサの出力と第2センサの出力との第1差分が容易に得られるようになる。
 発明3,5~6,9~10に係る冷媒漏洩検知装置によると、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができ、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 発明4に係る冷媒漏洩検知装置によると、第1差分に相当する第1信号の振幅と、ノイズ部分とを、分離することができる。
 発明7に係る冷媒漏洩検知装置によると、アップダウンカウント部は、第3発振部の出力をアップカウントすると共に第4発振部の出力をダウンカウントする動作を確実に行うことができ、第1差分を求めるための正確なカウント値を得ることができるようになる。
 発明8に係る冷媒漏洩検知装置によると、演算部は、リセットされる前のカウント値により、第1センサの出力及び第2センサの出力の第1差分を求めることができる。
 発明11に係る冷凍装置によると、発明1~10と同様の効果を奏することができる。
第1実施形態に係る空気調和装置1の概略構成図。 第1実施形態に係る冷媒漏洩検知装置7の構成を概略的に示す図。 冷媒配管付近に配置された第1センサ71及び第2センサ72を示す図。 第1センサ71の斜視図。 第1実施形態に係る冷媒漏洩検知装置7の回路構成を示す図。 経時的に変化する第1センサ71の静電容量Cx及び第2センサ72の静電容量Cnの一例を示す図。 第2実施形態に係る冷媒漏洩検知装置107の回路構成を示す図。 各電圧変換回路173,174の出力がチョッピング回路175によりチョッピングされることで生成された第1信号Sg1を示す図。 横軸を周波数、縦軸を振幅として、図8の第1信号Sg1の周波数分布を表す図。 第3実施形態に係る冷媒漏洩検知装置207の回路構成を示す図。 経時的に変化する第1センサ271の静電容量Cx、第2センサ272の静電容量Cn、混合回路275の出力である第2信号Sg2、及び第2信号Sg2から取り出されたパルス状の信号Saを表す図。 第4実施形態に係る冷媒漏洩検知装置307の回路構成を示す図。 第5実施形態に係る冷媒漏洩検知装置407の回路構成を示す図。 発振信号OS5、第1リセット信号Rx、及び第2リセット信号Rnのタイミングチャート。 第6実施形態に係る冷媒漏洩検知装置507の回路構成を示す図。 第1時間経過信号St1、第2時間経過信号St2、イネーブル信号En、及び発振信号OS6のタイミングチャート。 第7実施形態に係る冷媒漏洩検知装置607の回路構成を示す図。 イネーブル信号SX,SN、及びアップダウンカウント回路681に入力される信号を示すタイミングチャート。
 以下、本発明に係る冷媒漏洩検知装置ならびにこれを備えた冷凍装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
 <第1実施形態>
 (1)空気調和装置の構成
 図1は、本発明に係る冷凍装置の第1実施形態としての空気調和装置1の概略構成図である。図1の空気調和装置1は、いわゆるセパレートタイプの空気調和装置である。空気調和装置1は、主として、利用ユニット3、熱源ユニット4、及び利用ユニット3と熱源ユニット4とを接続する冷媒連絡配管5,6を備えており、蒸気圧縮式の冷媒回路2を構成している。尚、冷媒回路2内には、R12等のCFC系冷媒、R22等のHCFC系冷媒、R410A等のHFC系冷媒、プロパンなどのHC系冷媒、二酸化炭素、又はアンモニア等が封入されている。
  〔利用ユニット〕
 利用ユニット3は、例えば、空調室の天井裏や天井面、壁面等に設置されており、主として、利用側熱交換器31、利用側ファン32及び利用側制御部33を有している。
 利用側熱交換器31は、冷媒回路2を構成する要素の1つである。利用側熱交換器31の一端は、冷媒連絡配管5に接続され、利用側熱交換器31の他端は、冷媒連絡配管6に接続されている。このような利用側熱交換器31は、冷房運転時には冷媒の加熱器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の冷却器として機能して室内空気を加熱する。具体的に、利用側熱交換器31としては、例えば、内部を冷媒が流れる伝熱管と多数のフィンとにより構成されたフィン・アンド・チューブ型熱交換器が挙げられる。
 利用側ファン32は、利用ユニット3内に室内空気を吸入すると共に、吸入され熱交換された後の室内空気を室内に供給するためのファンである。即ち、利用側ファン32は、室内空気と利用側熱交換器31を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この利用側ファン32は、ファンモータ32aにより回転駆動される。
 利用側制御部33は、CPU及びメモリからなるマイクロコンピュータであって、利用ユニット3を構成する各機器の動作を制御する。また、利用側制御部33は、利用ユニット3を遠隔操作するためのリモートコントローラ(図示せず)との間で制御信号等の送受信を行うことができる他、熱源ユニット4との間で制御信号等の送受信を行うことが可能となっている。
  〔熱源ユニット〕
 熱源ユニット4は、例えば空調室外に設置されており、主として、圧縮機41、四路切換弁42、熱源側熱交換器43、膨張機構44、第1閉鎖弁45、第2閉鎖弁46、熱源側ファン47、及び熱源側制御部48を備える。特に、圧縮機41、四路切換弁42、熱源側熱交換器43、膨張機構44、第1及び第2閉鎖弁45,46は、それぞれ冷媒回路2を構成する要素である。
 圧縮機41は、冷媒を圧縮するためのものである。本実施形態に係る圧縮機41は、その内部に圧縮機用モータ41aが内蔵された、いわゆる密閉式圧縮機である。尚、圧縮機41は、冷凍機油によって潤滑な圧縮動作を行うことができるが、この冷凍機油は、冷媒回路2を流れる冷媒内に封入されている。
 四路切換弁42は、冷媒の流れ方向を切り換えるためのものである。四路切換弁42は、冷房運転時には、熱源側熱交換器43を圧縮機41により圧縮された冷媒の冷却器として機能させ、かつ利用側熱交換器31を熱源側熱交換器43において冷却された冷媒の加熱器として機能させるべく、圧縮機41の吐出側と熱源側熱交換器43の一端とを接続すると共に圧縮機41の吸入側と冷媒連絡配管6側(即ち、第2閉鎖弁46)とを接続する(図1の四路切換弁42の実線を参照)。また、四路切換弁42は、暖房運転時には、利用側熱交換器43を圧縮機41により圧縮された冷媒の冷却器として機能させ、かつ熱源側熱交換器43を利用側熱交換器31において冷却された冷媒の加熱器として機能させるべく、圧縮機41の吐出側と冷媒連絡配管6側(即ち、第2閉鎖弁46)とを接続すると共に圧縮機41の吸入側と熱源側熱交換器43の一端とを接続する(図1の四路切換弁42の点線を参照)。
 熱源側熱交換器43の一端は、四路切換弁42に接続され、熱源側熱交換器43の他端は、膨張機構44に接続されている。このような熱源側熱交換器43は、冷房運転時には室外空気を熱源とする冷媒の冷却器として機能し、暖房運転時には室外空気を熱源とする冷媒の加熱器として機能する。具体的に、熱源側熱交換器43としては、利用側熱交換器31と同様、例えばフィン・アンド・チューブ型熱交換器が挙げられる。
 膨張機構44は、高圧の冷媒を減圧するためのものである。膨張機構44としては、冷房運転及び暖房運転時に高圧の冷媒を減圧する電動膨張弁が挙げられる。
 第1及び第2閉鎖弁45,46は、外部の機器及び配管(具体的には、冷媒連絡配管5,6)の接続口に設けられた弁である。第1閉鎖弁45は、膨張機構44に接続されており、第2閉鎖弁46は、四路切換弁42に接続されている。
 熱源側ファン47は、熱源ユニット4内に室外空気を吸入すると共に、吸入され熱交換された後の室外空気を室外に排出するためのファンである。即ち、熱源側ファン47は、室外空気と熱源側熱交換器43を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この熱源側ファン47は、ファンモータ47aにより回転駆動される。
 熱源側制御部48は、CPU及びメモリからなるマイクロコンピュータであって、熱源ユニット4を構成する各機器の動作を制御する。また、熱源側制御部48は、利用ユニット3における利用側制御部33との間で制御信号等の送受信を行うことが可能となっている。
 (2)冷媒漏洩検知装置の構成
 上述した空気調和装置1における冷媒回路2には、冷媒回路2外部に漏洩する冷媒を検知するための冷媒漏洩検知装置7が、複数箇所に設けられている。より具体的には、冷媒漏洩検知装置7は、冷媒回路2のうち冷媒漏洩が生じる恐れが高い部分またはその近傍に設けられている。ここで、冷媒漏洩が生じる恐れが高い部分としては、例えば冷媒回路2の各所に存在するろう付け箇所やフレアナット接続箇所等のように、冷媒回路2を構成する配管同士の接続部分や各種機器と冷媒連絡配管との接続部分が挙げられる。本実施形態では、図1に示すように、冷媒漏洩検知装置7が、第1閉鎖弁45と冷媒連絡配管5とを接続する各管継手またはその付近、第2閉鎖弁46と冷媒連絡配管6とを接続する各管継手またはその付近、利用ユニット3と冷媒連絡配管5とを接続する管継手またはその付近、及び利用ユニット3と冷媒連絡配管6とを接続する管継手またはその付近にそれぞれ配置されている場合を例に取る。尚、冷媒回路2上に配置された各冷媒漏洩検知装置7は、それぞれ同じ構成を有しているため、図1では、同じ符号を付している。
 ここで、冷媒漏洩検知装置7が空気調和装置1に設けられるタイミングとしては、空気調和装置1が新設のものである場合には、空気調和装置1の工場出荷時から予め設けられたり、空気調和装置1の現地据え付け時に設けられたりすることができる。また、空気調和装置1が、冷媒漏洩検知装置7を有していない既設のものである場合には、冷媒漏洩検知装置7は、メンテナンス時等に後付けすることができる。
 本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置7は、図2に示すように、第1センサ71、第2センサ72、演算部73及び検知部74を備える。
  〔第1センサ及び第2センサ〕
 図2及び図3に示すように、第1センサ71は、冷媒回路2から漏れ出した冷凍機油の影響を受けることが可能なように、冷媒回路2の管繋手またはその付近に配置される。そして、第1センサ71は、フィルム81で覆われると共に、第1センサ71から延びる配線の一部分は、バンドや粘着テープなどからなる固定部材82によって冷媒配管に固定されている。これにより、第2センサ72は、第1センサ71付近に配置されているが、第1センサ71を覆うフィルム81から外部へは冷凍回路2から漏れだした冷凍機油が流れ出ないため、第2センサ72は冷凍機油の影響を受けることがない。
 次に、第1センサ71及び第2センサ72の構成について説明する。尚、第1センサ71及び第2センサ72は、それぞれ同じ構成を有しているため、以下では、図4を用いて、第1センサ71を例に取り説明する。
 第1センサ71は、間隔を空けて設けられた2つの電極71a,71bで構成されている。電極71a,71bは、それぞれ導電性材料からなる板状部材であり、絶縁性材料からなるスペーサ部材71cによって、所定間隔が保たれた状態となっている。即ち、第1センサ71は、平板状の構造といえる。電極71a,71bの導電性材料としては、鉄や銅、アルミニウム等の導電性が比較的高い金属が挙げられる。スペーサ部材71cの絶縁性材料としては、合成樹脂やセラミック等の絶縁性が比較的高いものが挙げられる。特に、第1センサ71については、既に述べたようにフィルム81で覆われているため、2つの電極71a,71b間の空間Sには冷凍機油が滞留し易くなる。
 上述したような構成を有する第1センサ71は、冷媒回路2上を流れる冷凍機油の吸着と冷凍機油以外の所定の静電容量変化要因とが作用することで、静電容量Cxが変化する。また、第2センサ72は、冷凍機油の吸着は作用せず、所定の静電容量変化要因のみが作用することで、静電容量Cnが変化する。ここで、所定の静電容量変化要因としては、湿度(即ち、水蒸気)や温度、経年変化が挙げられる。つまり、第1センサ71は、冷媒配管から漏れだした冷凍機油が吸着すると共に、冷媒配管の周囲の湿度や温度等の影響を受けることで、静電容量Cxが変化する。一方、第2センサ72は、既に述べたように冷凍機油の影響を受けることはないが、第1センサ71と同様に冷媒配管の周囲の湿度や温度等の影響を受けることで、静電容量Cnが変化する。
 更に、本実施形態に係る第1センサ71及び第2センサ72は、図5に示すように、静電容量が共に一定値“C”であるコンデンサ83,84と共にブリッジ状に接続されている。より具体的には、第1センサ71の一端部及び第2センサ72の一端部は直接接続され、第1センサ71の他端部及び第2センサの他端部は、電流検出回路85を介して接続されている。電流検出回路85の両端は、コンデンサ83,84の各一端部に接続されており、コンデンサ83,84の各他端部は、互いに直接接続されている。尚、センサ71,72同士の接続部分は、GNDに接続されている。コンデンサ83,84同士の接続部分は、電源の出力に接続されており、電圧Vが印加される。このように、第1センサ71及び第2センサ72がブリッジ状に接続されていることで、図6のA1に示すように、第1センサ71の静電容量Cxと第2センサ72の静電容量Cnとが等価である場合には(Cx=Cn)、電流検出回路85には電流が流れない。一方、図6のA2に示すように、第1センサ71の静電容量Cxと第2センサ72の静電容量Cnとが等価でない場合には(Cx≠Cn)、電流検出回路85には電流が流れるようになる。尚、図6は、経時的に変化する第1センサ71の静電容量Cx及び第2センサ72の静電容量Cnの一例を示している。
  〔演算部〕
 演算部73は、電流検知回路85の出力に接続されている。演算部73は、第1センサ71の出力及び第2センサ72の出力との第1差分に基づいて、冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算する。つまり、第1センサ71からは、冷凍機油の吸着と共に静電容量変化要因に応じた静電容量Cxに基づく値が出力され、第2センサ72からは、静電容量変化要因のみに応じた静電容量Cnに基づく値が出力される。従って、第1センサ71の出力と第2センサ72の出力との第1差分は、湿度等の静電容量変化要因による静電容量変化分が相殺され、冷凍機油による静電容量変化分のみに対応した値となっている(即ち、図6のB)。そこで、演算部73は、上記第1差分に基づいて、冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算することで、湿度等の静電容量変化要因による変化分を含まない、冷凍機油の吸着よる静電容量変化分のみを正確に求めることができる。
 ここで、本実施形態では、第1センサ71及び第2センサ72が図5に示すようにブリッジ状に接続されていることから、演算部73は、第1センサ71の出力と第2センサ72の出力との第1差分に相当する電流検出回路85の電流値に基づいて、静電容量変化分を演算する。即ち、電流検出回路85の電流値が略0Aであれば、演算部73は、第1センサ71の静電容量Cxと第2センサの静電容量Cnとが等しいと判断し(Cx=Cn。図6のA1)、第1センサ71における冷凍機油の吸着による静電容量変化分を“0”と演算する。また、電流検出回路85の電流値が略0Aでない場合には、電流検出回路85上には第1センサ71の静電容量Cxと第2センサの静電容量Cnとの差分(即ち、Cx-Cn。図6のB)に対応する電流が流れていることになるから、演算部73は、電流検出回路85の電流値に基づいて、第1センサにおける冷凍機油の吸着による静電容量変化分を求める。
 尚、演算部73は、冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算可能であれば、演算用回路で構成されていてもよく、またはメモリ及びCPUからなるマイクロコンピュータで構成されていてもよい。本実施形態では、演算部73が、マイクロコンピュータで構成されている場合を例に取る。
  〔検知部〕
 検知部74は、演算部73により演算された静電容量変化分に基づいて、冷媒漏洩を検知する。具体的には、演算部73による演算結果が“0”であれば、検知部74は、冷媒が漏れだしていないものとして判断する。演算部73による演算結果が“0”でなければ、検知部74は、冷媒が漏れだしているものとして判断すると共に、演算結果に基づいて漏れだしている冷凍機油の量を算出する。尚、検知部74による検知結果は、図2に示すように、利用側制御部33及び熱源側制御部48に送られ、利用ユニット3及び熱源ユニット4の制御に用いられる。
 また、検知部74は、演算部73と同様、冷媒漏洩を検知可能であれば、検知用回路で構成されていてもよく、またはメモリ及びCPUからなるマイクロコンピュータで構成されていてもよい。本実施形態では、検知部74が、マイクロコンピュータで構成されている場合を例に取る。
 (3)効果
  (A)
 本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置7によると、第1センサ71及び第2センサ72には、共に湿度等の静電容量変化要因が作用するが、第2センサ72には、冷凍機油の吸着が作用せず、第1センサ71には、冷凍機油の吸着が作用する。演算部73は、各センサ71,72の出力の第1差分から冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算し、検知部74は、この静電容量変化分により冷媒漏洩を検知する。つまり、冷媒漏洩検知装置7は、第1センサ71及び第2センサ72によって、静電容量変化要因に基づく静電容量の変化分を相殺させ、冷凍機油の吸着に基づく静電容量の変化分のみを求めることができる(図6のB参照)。これにより、冷凍機油の吸着に基づく第1センサ71の静電容量変化分のみに基づいて、冷媒漏洩が生じたか否かを正確に知ることができる。
  (B)
 また、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置7では、第1センサ及び第2センサ71,72がブリッジ状に接続されている。即ち、第1センサ71及び第2センサ72の各一端部は直接接続され、各他端部は、電流検出回路85を介して接続されている。これにより、第1センサ71の静電容量Cxと第2センサ72の静電容量Cnとの間に差が生じると、この差に応じた電流が電流検出回路85に流れるため、流れた電流の値により、第1センサ71の出力と第2センサ72の出力との第1差分が容易に得られるようになる。
 <第2実施形態>
 次に、本発明の第2実施形態に係る冷媒漏洩検知装置107について説明する。本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置107は、第1実施形態と同様、空気調和装置の冷媒回路における冷媒漏洩検知用の装置として利用されるが、特に冷凍機油の吸着による静電容量変化分が比較的小さい場合に有効な装置である。尚、冷媒漏洩検知装置107が搭載される空気調和装置の構成は、第1実施形態において図1を用いて説明した空気調和装置1と同様であるため、以下では、空気調和装置の構成の説明を省略し、本実施形態の特徴である冷媒漏洩検知装置107の構成について説明する。
 (1)冷媒漏洩検知装置の構成
 図7は、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置107の回路構成を示す図である。図7の冷媒漏洩検知装置107は、第1センサ171、第2センサ172、第1電圧変換回路173、第2電圧変換回路174、チョッピング回路175、ノイズ除去回路176、演算部177及び検知部178を備える。
 尚、第1センサ171、第2センサ172及び検知部178については、第1実施形態で同じ名称を付して示した第1センサ71、第2センサ72及び検知部74と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。以下では、第1及び第2電圧変換回路173,174、チョッピング回路175、ノイズ除去回路176及び演算部177について説明する。
  〔第1電圧変換回路及び第2電圧変換回路〕
 第1電圧変換回路173の入力端子は、第1センサ171に接続され、第2電圧変換回路174の入力端子は、第2センサ172に接続されている。第1電圧変換回路173は、第1センサ171の出力を電圧に変換し、第2電圧変換回路174は、第2センサ172の出力を電圧に変換する。つまり、第1電圧変換回路173は、第1センサ171の静電容量Cxに応じた出力、即ち、冷凍機油の吸着及び静電容量変化要因が作用して変化した静電容量Cxに応じた出力を電圧に変換する。第2電圧変換回路174は、第2センサ172の静電容量Cnに応じた出力、即ち、静電容量変化要因のみが作用して変化した静電容量Cnに応じた出力を電圧に変換する。各電圧変換回路173,174の出力は、チョッピング回路175に入力される。
  〔チョッピング回路〕
 チョッピング回路175は、2つの入力端子を有しており、各入力端子は、第1電圧変換回路173の出力端子及び第2電圧変換回路174の出力端子に接続されている。チョッピング回路175は、第1電圧変換回路173により電圧に変換された第1センサ171の出力と、第2電圧変換回路174により電圧に変換された第2センサ172の出力とを、所定周波数(以下、チョッピング周波数fcと言う)でチョッピングする。図8は、チョッピング回路175によりチョッピングされることで生成された第1信号Sg1を示している。尚、図8は、説明を簡単にするため、縦軸を電圧ではなく静電容量として表している。図8に示すように、チョッピング回路175により生成された第1信号Sg1は、第1センサ171の出力が電圧に変換されたもの(図8のCx)と、第2センサ172の出力が電圧に変換されたもの(図8のCn)とが、所定間隔毎に交互に表れているような信号となる。この第1信号Sg1を、横軸を周波数、縦軸を第1信号Sg1の振幅(ここでは、説明の便宜上、静電容量とする)とした周波数分布で表すと、図9に示すようなグラフが得られる。図9の周波数分布に着目すると、第1センサ171の静電容量Cxと第2センサ172の静電容量Cnとの差分に応じた振幅の成分が、チョッピング周波数帯に表れている(図9のp2)。更に、図9の周波数分布には、第1信号Sg1にのっている様々なノイズ成分のピークp1,p3が、各ノイズの周波数部分に表れている。
 ここで、本実施形態に係るチョッピング周波数fcは、第1信号Sg1のノイズが有する周波数と異なる周波数であることができる。例えば、チョッピング周波数fcは、第1センサ171及び第2センサ172の各出力や、各センサの出力を任意の周波数でチョッピングした場合の実験結果等に基づいて、第1信号Sg1にのると予測されるノイズの周波数を避けるようにして決定される。このように、チョッピング回路175は、第1信号Sg1のノイズにおける周波数と異なる周波数で各出力のチョッピングを行うことにより、第1センサ171の静電容量Cxと第2センサ172の静電容量Cnとの差分に相当する信号の振幅(即ち、図9のp2)と、ノイズ成分により生じるピークp1,p3とを、分離することができる。
  〔ノイズ除去回路〕
 ノイズ除去回路176の入力端子は、チョッピング回路175の出力端子に接続されている。ノイズ除去回路176は、チョッピング回路175により生成された第1信号Sg1からノイズを除去する。具体的に、ノイズ除去回路176は、カットオフ周波数よりも高い周波数の信号をカットし、カットオフ周波数よりも低い周波数の信号を通過させる、いわゆるローパスフィルタで構成される。尚、上記カットオフ周波数は、チョッピング回路175のチョッピング周波数fcよりも高く設定される。また、チョッピング周波数fcよりも低い周波数のノイズを除去するには、ノイズ除去回路176として、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタが用いられる。
 このようなノイズ除去回路176によると、第1信号Sg1から、図9におけるピークp1,p3を含むノイズ成分がカットされるため、第1センサ171の静電容量Cxと第2センサ172の静電容量Cnとの差分に相当する信号の成分(即ち、チョッピング周波数fcにおけるピークp2を含む成分)が取り出される。
  〔演算部〕
 演算部177は、ノイズ除去回路176の出力端子に接続されている。演算部177は、ノイズ除去回路176によりノイズが除去された後の第1信号Sg1’に基づいて第1差分を求めると共に、第1差分に基づいて冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算する。具体的には、演算部177は、ノイズ除去回路176により取り出されたチョッピング周波数fcにおけるピークp2を含む成分(図9)から振幅成分Yfを求め、これを第1差分とする。そして、演算部177は、この第1差分に基づいて静電容量変化分を求め、これを検知部178に出力する。
 尚、演算部177は、第1実施形態に係る演算部73と同様、演算用回路で構成されていてもよく、またはメモリ及びCPUからなるマイクロコンピュータで構成されていてもよい。本実施形態では、演算部177が、マイクロコンピュータで構成されている場合を例に取る。
 (2)効果
  (A)
 冷凍機油の吸着による静電容量変化分が小さいと、両センサ171,172の出力の第1差分がノイズに埋もれてしまい、単純に冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを取り出すことが困難となってしまう。しかし、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置107によると、各センサ171,172の静電容量Cx,Cnに基づく出力がチョッピング周波数fcでチョッピングされた後、チョッピング後の出力である第1信号Sg1はノイズ除去回路176によりノイズ除去される。従って、演算部177が、第1信号Sg1に基づいて求められた第1差分を用いて冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算することで、ノイズの影響を受けることなく、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができる。従って、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
  (B)
 また、チョッピング周波数fcは、第1信号Sg1におけるノイズの周波数とは異なる周波数であることから、第1差分に相当する第1信号Sg1の振幅とノイズ部分とが、チョッピング回路175によって分離されるようになる。
 <第3実施形態>
 次に、本発明の第3実施形態に係る冷媒漏洩検知装置207について説明する。本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置207は、空気調和装置の冷媒回路における冷媒漏洩検知用の装置として利用されるが、第2実施形態と同様、冷凍機油の吸着による静電容量変化分が比較的小さい場合に有効な装置である。尚、冷媒漏洩検知装置207が搭載される空気調和装置の構成は、第1実施形態において図1を用いて説明した空気調和装置1と同様であるため、以下では、空気調和装置の構成の説明を省略し、本実施形態の特徴である冷媒漏洩検知装置207の構成について説明する。
 (1)冷媒漏洩検知装置の構成
 図10は、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置207の回路構成を示す図である。図10の冷媒漏洩検知装置207は、第1センサ271、第2センサ272、第1発振回路273、第2発振回路274、混合回路275、リミッタ回路276(取り出し部に相当)、カウンタ回路277、演算部278及び検知部279を備える。
 尚、第1センサ271、第2センサ272及び検知部279については、第1実施形態で同じ名称を付して示した第1センサ71、第2センサ72及び検知部74と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。以下では、第1及び第2発振回路273,274、混合回路275、リミッタ回路276、カウンタ回路277、及び演算部278について説明する。
  〔第1発振回路及び第2発振回路〕
 第1発振回路273は、第1センサ271と接続されており、第2発振回路274は、第2センサ272と接続されている。第1発振回路273は、第1センサ271の静電容量Cxに応じた周波数で発振する。第2発振回路274は、第2センサ272の静電容量Cnに応じた周波数で発振する。具体的には、第1発振回路273は、冷凍機油の吸着及び静電容量変化要因が作用して変化した第1センサ271の静電容量Cxに応じた周波数で発振し、図11に示すような第1発振信号OS1を出力する。第2発振回路274は、静電容量変化要因のみが作用して変化した第2センサ272の静電容量Cnに応じた周波数で発振し、図11に示すような第2発振信号OS2を出力する。
 尚、第1発振回路273及び第2発振回路274としては、例えば、主に各センサの静電容量と抵抗とで構成されるCR発振回路や、主にコイルと各センサの静電容量とで構成されるLC反結合発振回路等が挙げられる。
  〔混合回路〕
 混合回路275は、2つの入力端子を有しており、各入力端子は、それぞれ第1発振回路273の出力端子及び第2発振回路274の出力端子と接続されている。混合回路275は、第1発振回路273から出力された第1発振信号OS1と第2発振回路274から出力された第2発振信号OS2とを混合し、図11に示すような第2信号Sg2を生成する。具体的には、混合回路275は、交流信号である第1発振信号OS1及び第2発振信号OS2を加算することで、第1発振信号OS1の周波数と第2発振信号OS2の周波数との差の周波数を有する第2信号Sg2を出力する。このようにして生成された第2信号Sg2には、第1センサ271の出力と第2センサ272の出力との差に応じたビートが発生する。特に、第2信号Sg2には、第1発振信号OS1の周波数と第2発振信号OS2の周波数との間にはわずかな差しかない場合であっても、その差に応じたビートが発生するようになる。
  〔リミッタ回路〕
 リミッタ回路276の入力端子は、混合回路275の出力端子と接続されている。リミッタ回路276は、混合回路275により生成された第2信号Sg2のうち、第2信号Sg2の値が閾値以上である信号を取り出す。つまり、リミッタ回路276は、第2信号Sg2についてフィルタをかけ、閾値以上という条件を満たすパルス状の信号Saを生成する(図11参照)。パルス状の信号Saは、第2信号Sg2のビートに応じた数のパルス信号となる。
 ここで、上記閾値は、例えば、第1センサ271及び第2センサ272が静電容量変化要因等に依存せず元々有している静電容量や実験などに基づき、予め決定される。
  〔カウンタ回路〕
 カウンタ回路277の入力端子は、リミッタ回路276の出力端子と接続されている。カウンタ回路277は、リミッタ回路276により取り出された信号(即ち、パルス状の信号Sa)の数をカウントする。これにより、第2信号Sg2のビートに応じたパルス状の信号Saの数がカウントされることになるため、第2信号Sg2におけるビートの周波数を正確に把握可能となる。
  〔演算部〕
 演算部278は、カウンタ回路277の出力端子と接続されている。演算部278は、カウンタ回路277によるカウント結果に基づいて、第1センサ271の出力と第2センサ272の出力との第1差分を割り出す。具体的には、演算部278は、カウント結果に基づいて第2信号Sg2におけるビートの周波数を把握し、この周波数から第1差分を割り出す。次いで、演算部278は、該第1差分に基づいて冷凍機油の吸着による静電容量変化分を求め、検知部279に出力する。
 尚、演算部278は、第1実施形態に係る演算部73と同様、演算用回路で構成されていてもよく、またはメモリ及びCPUからなるマイクロコンピュータで構成されていてもよい。本実施形態では、演算部278が、マイクロコンピュータで構成されている場合を例に取る。
 (2)効果
 本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置207によると、各センサ271,272の静電容量Cx,Cnに応じた周波数で発振した信号OS1,OS2が混合されることで第2信号Sg2が生成され、この第2信号Sg2のうち値が閾値以上である信号がパルス状の信号Saとして取り出される。そして、パルス状の信号Saのパルス数がカウントされることで、信号Saの数が積算されるため、パルス状の信号Saの周波数が正確に把握されるようになる。従って、カウンタ回路277のカウント結果に基づいて求められた第1差分により、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができるため、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 (3)変形例
  (a)
 上記冷媒漏洩検知装置207に係るカウンタ回路277は、カウント結果が所望の値となった場合にキャリーが発生するような構成となっていてもよい。このような構成であっても、上記説明と同様、演算部278は、第1差分を割り出すことができる。
  (b)
 上記冷媒漏洩検知装置207では、リミッタ回路276に代えて、ローパスフィルタが備えられてもよい。ローパスフィルタは、ビートの周波数よりも低い周波数成分のみを取り出す。この場合、カウンタ回路277は、ローパスフィルタにより取り出された信号の数カウントし、演算部278は、カウンタ回路277によるカウント結果に基づいて第1差分を演算する。
 <第4実施形態>
 次に、本発明の第4実施形態に係る冷媒漏洩検知装置307について説明する。本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置307は、第1実施形態と同様、空気調和装置の冷媒回路における冷媒漏洩検知用の装置として利用される。尚、冷媒漏洩検知装置307が搭載される空気調和装置の構成は、第1実施形態において図1を用いて説明した空気調和装置1と同様であるため、以下では、空気調和装置の構成の説明を省略し、本実施形態の特徴である冷媒漏洩検知装置307の構成について説明する。
 (1)冷媒漏洩検知装置の構成
 図12は、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置307の回路構成を示す図である。図12の冷媒漏洩検知装置307は、第1センサ371、第2センサ372、第3発振回路373、第4発振回路374、アップダウンカウント回路375、リセット回路376、演算部377及び検知部378を備える。尚、第1センサ371、第2センサ372及び検知部378は、第1実施形態で同じ名称を付して示した第1センサ71、第2センサ72及び検知部74と同様の構成を有する。第3発振回路373及び第4発振回路374については、第3実施形態で同じ名称を付して示した図10に係る第1発振回路273及び第2発振回路274と同様の構成を有する。そのため、第1及び第2センサ371,372、第3及び第4発振回路373,374、検知部378については詳細な説明を省略し、以下では、アップダウンカウント回路375、リセット回路376及び演算部377について説明する。
  〔アップダウンカウント回路〕
 アップダウンカウント回路375は、2つの入力端子を有しており、各入力端子は、第3発振回路373の出力端子及び第4発振回路374の出力端子に接続されている。アップダウンカウント回路375は、第1センサ371の静電容量Cxに応じた周波数で発振する第3発振回路373の出力(以下、第3発振信号OS3と言う)をアップカウントすると共に、第2センサ372の静電容量Cnに応じた周波数で発振する第4発振回路374の出力(以下、第4発振信号OS4と言う)をダウンカウントする。アップダウンカウント回路375は、上記動作を、所定間隔毎に行う。これにより、冷凍機油の吸着及び静電容量変化要因が作用する第1センサ371に基づく第3発振信号OS3の周波数と、静電容量変化要因のみが作用する第2センサ372に基づく第4発振信号OS4の周波数との差に相当するパルス数がカウントされる。
  〔リセット回路〕
 リセット回路376の出力端子は、アップダウンカウント回路375のリセット用端子に接続されている。リセット回路376は、アップダウンカウント回路375によるカウント値を、所定周期毎にリセットする。所定周期は、例えば、第1センサ371及び第2センサ372が静電容量変化要因等に依存せず元々有している静電容量や実験などに基づいて、予め決定される。
 リセット回路376によりリセットされたアップダウンカウント回路375は、それまでカウントしていたカウント値を初期化し、初めからアップカウント及びダウンカウントをするようになる。
  〔演算部〕
 演算部377は、アップダウンカウント回路375の出力端子と接続されている。演算部377は、アップダウンカウント回路375がリセットされるまでの間にカウントしたパルス数が第3及び第4発振信号OS3,OS4の両周波数の差に相当することから、アップダウンカウント回路375によるカウント値に基づいて、第1センサ371の出力と第2センサ372の出力との第1差分を割り出す。次いで、演算部377は、該第1差分に基づいて冷凍機油の吸着による静電容量変化分を求め、求めた結果を検知部378に出力する。
 尚、演算部377は、第1実施形態に係る演算部73と同様、演算用回路で構成されていてもよく、またはメモリ及びCPUからなるマイクロコンピュータで構成されていてもよい。本実施形態では、演算部377が、マイクロコンピュータで構成されている場合を例に取る。
 (2)効果
  (A)
 本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置307によると、アップダウンカウント回路375は、第1センサ371の静電容量Cxに応じて発振した信号をアップカウントすると共に、第2センサ372の静電容量Cnに応じて発振した信号をダウンカウントする。アップダウンカウント回路375によるカウント値は、第1センサ371の静電容量Cxに応じた周波数と第2センサ372の静電容量Cnに応じた周波数との差に相当するパルス数であるため、演算部377は、カウント値によって第1差分を求めることができる。更に、演算部377は、上記第1差分に基づいて静電容量変化分を求めることで、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができるため、検知部378は、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
  (B)
 また、冷媒漏洩検知装置307によると、アップダウンカウント回路375によるカウント値は、リセット回路376により所定周期毎にリセットされる。そのため、演算部377は、リセットされる前のカウント値により、第1センサ371の出力及び第2センサ372の出力の第1差分を求めることができる。
 (3)変形例
 上記冷媒漏洩検知装置307に係るアップダウンカウント回路375は、カウント結果が所望の値となった場合にキャリーが発生するような構成となっていてもよい。このような構成であっても、上記説明と同様、演算部377は、第1差分を割り出すことができる。
 <第5実施形態>
 次に、本発明の第5実施形態に係る冷媒漏洩検知装置407について説明する。本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置407は、第1実施形態と同様、空気調和装置の冷媒回路における冷媒漏洩検知用の装置として利用される。尚、冷媒漏洩検知装置407が搭載される空気調和装置の構成は、第1実施形態において図1を用いて説明した空気調和装置1と同様であるため、以下では、空気調和装置の構成の説明を省略し、本実施形態の特徴である冷媒漏洩検知装置407の構成について説明する。
 (1)冷媒漏洩検知装置の構成
 図13は、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置407の回路構成を示す図である。図13の冷媒漏洩検知装置407は、第1センサ471、第2センサ472、第1リセット回路473、第2リセット回路474、発振回路475、第1カウント回路476、第2カウント回路477、第1ラッチ回路478、第2ラッチ回路479、差分回路480(差分算出部に相当)、演算部481及び検知部482を備える。尚、第1センサ471、第2センサ472及び検知部482については、第1実施形態で同じ名称を付して示した第1センサ71、第2センサ72及び検知部74と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。以下では、第1リセット回路473、第2リセット回路474、発振回路475、第1カウント回路476、第2カウント回路477、第1ラッチ回路478、第2ラッチ回路479、差分回路480及び演算部481について説明する。
  〔第1リセット回路及び第2リセット回路〕
 第1リセット回路473は、第1センサ471に接続されており、第2リセット回路474は、第2センサ472に接続されている。また、第1リセット回路473の出力端子は、第1カウント回路476及び第1ラッチ回路478の各リセット端子に接続されている。第2リセット回路474の出力端子は、第2カウント回路477及び第2ラッチ回路479の各リセット端子に接続されている。
 このような第1リセット回路473は、第1センサ471の静電容量Cxによって決定された時定数に基づく第1リセット信号Rxを、第1カウント回路476及び第1ラッチ回路478に出力する。第2リセット回路474は、第2センサ472の静電容量Cnによって決定された時定数に基づく第2リセット信号Rnを、第2カウント回路477及び第2ラッチ回路479に出力する。より具体的には、第1リセット回路473は、冷凍機油の吸着及び静電容量変化要因によって変化した静電容量Cxに応じて、第1カウント回路476及び第1ラッチ回路478をリセットさせるための第1リセット信号Rxを出力する。第2リセット回路474は、静電容量変化要因のみによって変化した静電容量Cnに応じて、第2カウント回路477及び第2ラッチ回路479をリセットさせるための第2リセット信号Rnを出力する。つまり、各リセット回路473,474は、各センサ471,472の静電容量Cx,Cnに基づいて、各ラッチ回路478,479が入力された信号を保持するための時間を定めることができる。また、各リセット回路473,474は、各センサ471,472の静電容量Cx,Cnに基づいて、各カウント回路476,477がカウント値をリセットするための時間を定めることができる。
 尚、本実施形態に係る各リセット回路473,474は、基準クロックに同期して各リセット信号Rx,Rnを出力する。即ち、各リセット回路473,474は、所定タイミング毎に、その時々の各センサ471,472の静電容量Cx,Cnに基づいて時定数を求め、求めた時定数に基づくリセット信号Rx,Rnを出力する。
  〔発振回路〕
 発振回路475の出力端子は、第1カウント回路476及び第2カウント回路477の入力端子に接続されており、各カウント回路476,477に発振信号OS5(パルス信号に相当)を出力する。発振信号OS5は、図14に示すように、所定周波数を有するパルス状の信号である。発振信号OS5が有する所定周波数については、第1センサ471の静電容量Cxや第2センサ472の静電容量Cnに関係なく、予め実験等により決定される。
  〔第1カウント回路及び第2カウント回路〕
 第1カウント回路476は、発振信号OS5のパルス数をカウントすると共に、第1リセット信号Rxに基づいて発振信号OS5のカウントを停止する。第2カウント回路477は、発振信号OS5のパルス数をカウントすると共に、第2リセット信号Rnに基づいて発振信号OS5のカウントを停止する。図14を用いて具体的に説明すると、第1カウント回路476は、第1リセット信号Rxがリセットオフを示す“L”である間(図14の期間Toff1)、発振信号OS5のカウント動作を行い、第1リセット信号Rxがリセットオンを示す“H”となると、発振信号OS5のカウントを停止する。第2カウント回路477についても、第1カウント回路476と同様に、第2リセット信号Rnが“L”であれば発振信号OS5のカウント動作を行い、第2リセット信号Rnが“H”であれば発振信号OS5のカウントを停止する。
 尚、図14にも示されているように、第1リセット信号Rxがリセットオフ“L”を出力している期間Toff1の長さは、第2リセット信号Rnがリセットオフ“L”を出力している期間Toff2の長さと異なっている。これは、既に〔第1リセット回路及び第2リセット回路〕でも述べたように、各リセット信号Rx,Rnは、各センサ471,472の静電容量Cx,Cnに基づいて決定されるためである。即ち、各リセット信号Rx,Rnが決定される際に用いられる時定数が各センサ471,472の静電容量Cx,Cnに比例することから、第1リセット信号Rxがリセットオフ“L”を出力している期間Toff1の長さと第2リセット信号Rnがリセットオフ“L”を出力している期間Toff2の長さとの差DifAは、各センサ471,472の静電容量Cx,Cnの差分に相当すると言える。特に、図14では、第1リセット信号Rxがリセットオフ“L”を出力している期間Toff1が、第2リセット信号Rnがリセットオフ“L”を出力している期間Toff2よりも長い。これは、第1センサ471の静電容量Cxが冷凍機油及び静電容量変化要因によって変化するのに対し、第2センサ472の静電容量Cnは静電容量変化要因のみに基づいて変化するためである。即ち、第1リセット信号Rxの期間Toff1は、第2リセット信号Rnの期間Toff2に比して冷凍機油の吸着による変化分長くなっている。
  〔第1ラッチ回路及び第2ラッチ回路〕
 第1ラッチ回路478は、その入力端子が第1カウント回路476の出力端子と接続されており、第1カウント回路476によるカウント値を保持する。第2ラッチ回路479は、その入力端子が第2カウント回路477の出力端子と接続されており、第2カウント回路477によるカウント値を保持する。
 また、既に述べたように、第1ラッチ回路478には第1リセット信号Rxが、第2ラッチ回路479には第2リセット信号Rnがそれぞれ入力される。そのため、各ラッチ回路478,479は、各リセット信号Rx,Rnがリセットオフ“L”である間は、各カウント値を保持し続ける。そして、各リセット信号Rx,Rnがリセットオン“H”となると、各ラッチ回路478,479は、それまで保持していた各カウント値をリセットする。
  〔差分回路〕
 差分回路480は、2つの入力端子を有しており、各入力端子は、第1ラッチ回路478の出力端子及び第2ラッチ回路479の出力端子と接続されている。差分回路480は、第1カウント回路476及び第2カウント回路477それぞれが発振信号OS5のカウントを停止するまでの間にカウントしたカウント数の第2差分を求める。ここで、各カウント回路476,477のカウント値は、各リセット信号Rx、Rnのリセットオフ“L”の期間Toff1,Toff2の長さに関係していることから、差分回路480が求める第1カウント回路476のカウント値と第2カウント回路477のカウント値との第2差分は、各期間Toff1,Toff2の長さの差DifA、即ち冷凍機油の吸着による静電容量変化分に相当するものであると言える。
  〔演算部〕
 演算部481は、差分回路480の出力端子と接続されている。演算部481は、差分回路480により求められた第2差分に基づいて、第1センサ471の出力と第2センサ472の出力との第1差分を求める。そして、演算部481は、該第1差分に基づいて冷凍機油の吸着による静電容量変化分を求め、求めた結果を検知部482に出力する。
 尚、演算部481は、第1実施形態に係る演算部73と同様、演算用回路で構成されていてもよく、またはメモリ及びCPUからなるマイクロコンピュータで構成されていてもよい。本実施形態では、演算部481が、マイクロコンピュータで構成されている場合を例に取る。
 (2)効果
 本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置407によると、第1カウント回路476は、第1リセット信号Rxによってリセットが指示されるまで、発振信号OS5をカウントし、第2カウント回路477は、第2リセット信号Rnによってリセットが指示されるまで、発振信号OS5をカウントする。ここで、第1リセット信号Rx及び第2リセット信号Rnは、それぞれ第1センサ471の静電容量Cxより決定された時定数に基づく信号及び第2センサ472の静電容量Cnにより決定された時定数に基づく信号であることから、第1カウント回路476及び第2カウント回路477がカウントを停止するタイミングは異なる。つまり、各カウント回路476,477によるカウント数の差は、各センサ471,472の静電容量Cx,Cnの差に相当する。そこで、冷媒漏洩検知装置407は、各カウント数の第2差分により、第1差分を求めることができる。従って、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができ、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 <第6実施形態>
 次に、本発明の第6実施形態に係る冷媒漏洩検知装置507について説明する。本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置507は、第1実施形態と同様、空気調和装置の冷媒回路における冷媒漏洩検知用の装置として利用される。尚、冷媒漏洩検知装置507が搭載される空気調和装置の構成は、第1実施形態において図1を用いて説明した空気調和装置1と同様であるため、以下では、空気調和装置の構成の説明を省略し、本実施形態の特徴である冷媒漏洩検知装置507の構成について説明する。
 (1)冷媒漏洩検知装置の構成
 図15は、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置507の回路構成を示す図である。図15の冷媒漏洩検知装置507は、第1センサ571、第2センサ572、第3リセット回路573、第1タイマ回路574、第2タイマ回路575、EOR回路576、発振回路577、第4リセット回路578、カウント回路579(EOR回路576及びカウント回路579は時間算出部に相当)、演算部580及び検知部581を備える。尚、第1センサ571、第2センサ572及び検知部581については、第1実施形態で同じ名称を付して示した第1センサ71、第2センサ72及び検知部74と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。以下では、第3リセット回路573、第1タイマ回路574、第2タイマ回路575、EOR回路576、発振回路577、第4リセット回路578、カウント回路579及び演算部580について説明する。
  〔第3リセット回路〕
 第3リセット回路573の出力端子は、第1タイマ回路574及び第2タイマ回路575の各リセット用端子に接続されている。第3リセット回路573は、各タイマ回路574,575をリセットさせるための信号を生成し、各タイマ回路574,575に出力する。
  〔第1タイマ回路及び第2タイマ回路〕
 第1タイマ回路574の入力端子は、第1センサ571に接続され、第2タイマ回路575の入力端子は、第2センサ572に接続されている。
 図16に示すように、第1タイマ回路574は、先ずは冷凍機油の吸着及び静電容量変化要因によって変化した第1センサ571の静電容量Cxに応じて時間Txを決定すると共に、第3リセット回路573により一旦リセットされた後、時間の計測を開始する。そして、第1タイマ回路574は、計測時間が時間Txを経過すると、その旨を示す第1時間経過信号St1を出力する。第2タイマ回路575は、先ずは静電容量変化要因のみによって変化した第2センサ572の静電容量Cnに応じて時間Tnを決定すると共に、第3リセット回路573により一旦リセットされた後、時間の計測を開始する。そして、第2タイマ回路575は、計測時間が時間Tnを経過すると、その旨を示す第2時間経過信号St2を出力する。
 尚、本実施形態に係る第1時間経過信号St1は、図16に示すように、第1タイマ回路574による計測時間が時間Txを経過していない場合には“L”、経過した場合には“H”の論理を有するものとする。同様に、第2時間経過信号St2は、第2タイマ回路575による計測時間が時間Tnを経過していない場合には“L”、経過した場合には“H”の論理を有するものとする。そして、時間Tx,Tnが経過したことを示す各時間経過信号St1、St2(共に“H”)は、第3リセット回路573により各タイマ回路574,575がリセットされるまで、出力され続ける。
 また、上記時間Tx,Tnの決定方法としては、静電容量Cx,Cnに所定係数を乗算することで決定する第1方法や、上記第5実施形態と同様に静電容量Cx,Cnに基づく時定数により決定する第2方法等が挙げられるが、本実施形態では、第1方法である場合を例に取る。このように、上記時間Tx,Tnが静電容量Cx,Cnによって決定されることで、図16に示すように、時間Txが経過したことを示す第1時間経過信号St1“H”、及び時間Tnが経過したことを示す第2時間経過信号St2“H”がそれぞれ出力され始めるタイミングは、静電容量Cx,Cnの値に応じてずれるようになる。つまり、時間Txが経過して第1時間経過信号St1“H”が出力され始めるタイミングと、時間Tnが経過して第2時間経過信号St2“H”が出力され始めるタイミングとの差DifBは、静電容量Cx,Cnの差に対応している。特に、第1時間経過信号St1が“L”である期間Txは、第2時間経過信号St2が“L”である期間Tnよりも長い。これは、第2センサ572の静電容量Cnが静電容量変化要因のみに基づいて変化するのに対し、第1センサ571の静電容量Cxは静電容量変化要因のみならず更に冷凍機油によっても変化するからである。つまり、“H”である各時間経過信号St1,St2が出力され始めるタイミングの差DifBは、冷凍機油の吸着による静電容量変化分に相当する。
  〔EOR回路〕
 EOR回路576は、2つの入力端子を有しており、各入力端子には、各タイマ回路574,575の出力端子が接続されている。EOR回路576は、いわゆる排他的論理和の回路であって、図16に示すように、第1及び第2タイマ回路574,575それぞれから出力された第1時間経過信号St1及び第2時間経過信号St2のいずれかが“H”である場合に、イネーブル信号En“H”を出力する。具体的には、EOR回路576は、静電容量Cxに基づく時間Txは経過しているが静電容量Cnに基づくTnは経過していない場合を検出する。
 尚、EOR回路576は、第1時間経過信号St1及び第2時間経過信号St2のいずれもが“L”または“H”である場合には、イネーブル信号En“L”を出力する。
  〔発振回路〕
 発振回路577の出力端子は、カウント回路579の発振信号用入力端子に接続されている。発振回路577は、カウント回路579に発振信号OS6を出力する。発振信号OS6は、図16に示すように、所定周波数を有するパルス状の信号である。発振信号OS6が有する所定周波数については、第5実施形態に係る発振信号OS5と同様、第1センサ571の静電容量Cxや第2センサ572の静電容量Cnに関係なく、予め実験等により決定される。
  〔第4リセット回路〕
 第4リセット回路578の出力端子は、カウント回路579のリセット用端子に接続されている。第4リセット回路578は、カウント回路579をリセットさせるための信号を生成し、カウント回路579に出力する。
  〔カウント回路〕
 発振信号用入力端子とは別のカウント回路579の入力端子には、EOR回路576の出力端子が接続されている。カウント回路579は、イネーブル信号Enが“H”である期間DifBの間のみ、発振信号OS6のパルス数をカウントする。これにより、カウント回路579によりカウントされたパルス数は、期間DifBの長さに応じた値となる。
 また、カウント回路579は、第4リセット回路578からリセットするための信号が入力された場合には、それまでのカウント値をリセットする。
  〔演算部〕
 演算部580は、カウント回路579の出力端子と接続されている。演算部580は、カウント回路579によりカウントされたパルス数に基づいて、第1センサ571の出力と第2センサ572の出力との第1差分を算出する。即ち、演算部580は、カウント回路579によりカウントされたパルス数が期間DifBの長さに応じた値であって、期間DifBの長さが各センサ571,572の静電容量Cx,Cnの差に対応していることから、第1差分を求めることが可能となる。そして、演算部580は、該第1差分に基づいて冷凍機油の吸着による静電容量変化分を求め、求めた結果を検知部581に出力する。
 尚、演算部580は、第1実施形態に係る演算部73と同様、演算用回路で構成されていてもよく、またはメモリ及びCPUからなるマイクロコンピュータで構成されていてもよい。本実施形態では、演算部580が、マイクロコンピュータで構成されている場合を例に取る。
 (2)効果
 各センサ571,572の静電容量Cx,Cnが異なっていると、各センサ571,572の静電容量Cx,Cnにより決定される時間Tx,Tnが異なるため、第1時間経過信号St1“H”及び第2時間経過信号St2“H”それぞれが出力され始めるタイミングも異なる。そこで、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置507は、第1時間経過信号St1及び第2時間経過信号St2のいずれか1つが“H”である期間DifBの長さ、即ち第1時間経過信号St1“H”が出力され始めるタイミングと第2時間経過信号St2“H”が出力され始めるタイミングとの差に基づいて、第1差分を求める。つまり、上記期間DifBの長さは、冷凍機油の吸着における静電容量変化分に相当するため、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができ、冷媒漏洩をより正確に検知することができる。
 <第7実施形態>
 次に、本発明の第7実施形態に係る冷媒漏洩検知装置607について説明する。本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置607は、第1~6実施形態と同様、空気調和装置の冷媒回路における冷媒漏洩検知用の装置として利用されるものである。特に、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置607は、第4実施形態の冷媒漏洩検知装置307において、アップダウンカウント回路がより正確なカウント値を得ることができる装置である。尚、冷媒漏洩検知装置607が搭載される空気調和装置の構成は、第1実施形態において図1を用いて説明した空気調和装置1と同様であるため、以下では、空気調和装置の構成の説明を省略し、本実施形態の特徴である冷媒漏洩検知装置607の構成について説明する。
 (1)冷媒漏洩検知装置の構成
 図17は、本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置607の回路構成を示す図である。図17の冷媒漏洩検知装置607は、第4実施形態に係る冷媒漏洩検知装置307において、リセット回路376の代わりに選択回路675を備えた構成となっている。具体的に、冷媒漏洩検知装置607は、第1センサ671、第2センサ672、第3発振回路373、第4発振回路374、選択回路675、アップダウンカウント回路681、演算部682及び検知部683を備える。尚、第1センサ671、第2センサ672及び検知部683は、第1実施形態で同じ名称を付して示した第1センサ71、第2センサ72及び検知部74と同様の構成を有する。第3発振回路673及び第4発振回路674については、第3実施形態で同じ名称を付して示した図10に係る第1発振回路273及び第2発振回路274と同様の構成を有する。更に、アップダウンカウント回路681及び演算部682については、第4実施形態で同じ名称を付して示した図12に係るアップダウンカウント回路375及び演算部377と同様の構成を有する。そのため、第1及び第2センサ671,672、第3及び第4発振回路673,674、アップダウンカウント回路681、演算部682及び検知部683については詳細な説明を省略し、以下では、選択回路675について説明する。
 選択回路675は、第3発振回路673の出力(即ち、第3発振信号OS3’という)及び第4発振回路674の出力(即ち、第4発振信号OS4’)のいずれかを選択し、アップダウンカウント回路681に入力するための回路である。具体的に、選択回路675は、制御信号回路676、カウンタ回路677、イネーブル信号SX,SNの出力端子を有する論理回路678の部分、及び2つのNAND回路679,680で構成されている。
 制御信号回路676は、所定のデューティ及び周波数を有するクロック信号を生成し、カウンタ回路677に出力する。尚、制御信号回路676が出力する信号のデューティ及び周波数は、第1センサ671及び第2センサ672が静電容量変化要因等に依存せず元々有している静電容量等によって、予め決定されている。制御信号回路676によって出力された信号は、カウンタ回路677においてカウントされた後、論理回路678に送られる。論理回路678は、カウンタ回路677によるカウント結果から、図18に示すような2つのイネーブル信号SX,SNを生成する。ここで、イネーブル信号SX,SNは、共に“H”または“L”の論理を有する信号であるが、イネーブル信号SX及びイネーブル信号SNは、排他的な論理を有するものとなっている。例えば、イネーブル信号SXが“H”の論理を有する時には、イネーブル信号SNは“L”の論理を有している。このようなイネーブル信号SXは、NAND回路679が有する2つの入力端子のうち、一方の入力端子に入力され、イネーブル信号SNは、NAND回路680が有する2つの入力端子のうち、一方の入力端子に入力される。また、NAND回路679の他方の入力端子には、第3発振信号OS3’が入力され、NAND回路680の他方の入力端子には、第4発振信号OS4’が入力される。
 上述したNAND回路679は、イネーブル信号SXの論理が“H”である場合に、第3発振信号OS3’を出力し、NAND回路680は、イネーブル信号SNの論理が“H”である場合に、第4発振信号OS4’を出力する。ここで、イネーブル信号SX及びイネーブル信号SNは、既に述べたように、共に論理が“H”とはならず、交互に論理が“H”となることから、アップダウンカウント回路681には、第3発振信号OS3’及び第4発振信号OS4’のいずれかが入力されることになる(図18)。つまり、アップダウンカウント回路681には、第3発振信号OS3’及び第4発振信号OS4’が同時に入力されるのではなく、選択回路675により選択された第3発振信号OS3’及び第4発振信号OS4’のいずれかが、入力されるようになる。これにより、アップダウンカウント回路681は、第3発振信号OS3’をアップカウントし第4発振信号OS4’をダウンカウントするという動作を確実に行うことができる。従って、アップダウンカウント回路681からは、正確なカウント値が演算部682に出力されるようになり、演算部682は、該カウント値に基づく第1センサ671の出力と第2センサ672の出力との第1差分、及び該第1差分に基づく冷凍機油の吸着による静電容量変化分を、確実に求めることができる。このようにして演算部682により求められた静電容量変化分は、検知部683に出力される。
 尚、検知部683は、第3実施形態と同様、静電容量変化分に基づいて冷媒が漏洩しているか否かを判断し、その判断結果と冷凍機油の量とを出力する。更に、検知部683は、静電容量変化分そのものを出力してもよい。
 更に、本実施形態に係る論理回路678は、イネーブル信号SX,SNの出力端子の他に、リセット信号Clearの出力端子を有している(論理回路678のうち、リセット信号Clearの出力端子を有している部分は、リセット部に相当)。リセット信号Clearは、アップダウンカウント回路681によるカウント値を、所定周期毎にリセットする役割を担う。ここで、所定周期は、制御信号回路676が出力するクロック信号と同様、第1センサ671及び第2センサ672が静電容量変化要因等に依存せず元々有している静電容量等に基づいて、予め決定される。このリセット信号Clearによってリセットされたアップダウンカウント回路681は、それまでカウントしていたカウント値を初期化し、初めからアップカウント及びダウンカウントをするようになる。
 (2)効果
  (A)
 本実施形態に係る冷媒漏洩検知装置607によると、アップダウンカウント回路681には、第3発振信号OS3’及び第4発振信号OS4’のいずれかが入力される。つまり、アップダウンカウント回路681には、第3発振信号OS3’と第4発振信号OS4’とが同時に入力することはない。従って、アップダウンカウント回路681は、第3発振信号OS3’をアップカウントすると共に第4発振信号OS4’をダウンカウントする動作を確実に行うことができ、第1差分を求めるための正確なカウント値を得ることができるようになる。
  (B)
 また、冷媒漏洩検知装置607によると、アップダウンカウント回路681によるカウント値は、論理回路678によって出力されるリセット信号Clearによって所定周期毎にリセットされる。そのため、演算部682は、リセットされる前のカウント値により、第1センサ671の出力及び第2センサ672の出力の第1差分を求めることができる。
 <その他の実施形態>
  (a)
 上記第1~第7実施形態では、演算部と検知部とが別々に存在する場合について説明した。しかし、演算部及び検知部は、別々ではなく、1つの回路やマイクロコンピュータとして設けられていてもよい。以下、特に第3実施形態~第7実施形態について、演算部及び検知部が判別回路として一体に設けられた例について、簡単に記載する。
  (a-1)
 上記第3実施形態においては、図10の演算部278及び検知部279が別々に設けられる代わりに、演算部278と検知部279とを一体にした判定回路が設けられてもよい。この場合、判定回路は、カウンタ回路277によるカウント値を閾値と比較し、該比較結果に応じて冷媒が漏洩した否かを判断する。このような構成であっても、該カウント値は、第1センサ271の静電容量Cxと第2センサ272の静電容量Cnとの差分、つまり冷凍機油の吸着による静電容量変化分に相当するため、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができる。
  (a-2)
 上記第4実施形態においては、図12の演算部377及び検知部378が別々に設けられる代わりに、演算部377と検知部378とを一体にした判定回路が設けられてもよい。この場合、判定回路は、アップダウンカウント回路375によるカウント値を閾値と比較し、該比較結果に応じて冷媒が漏洩した否かを判断する。このような構成であっても、該カウント値は、第1センサ371の静電容量Cxと第2センサ372の静電容量Cnとの差分、つまり冷凍機油の吸着による静電容量変化分に相当するため、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができる。
 同様に、上記第7実施形態において、図17の演算部682及び検知部683が別々に設けられている代わりに、演算部682と検知部683とを一体にした判定回路が設けられていても良い。
  (a-3)
 上記第5実施形態においは、図13の演算部481及び検知部482が別々に設けられる代わりに、演算部481と検知部482とを一体にした判定回路が設けられてもよい。この場合、判定回路は、差分回路480により求められた第2差分を閾値と比較し、該比較結果に応じて冷媒が漏洩した否かを判断する。このような構成であっても、第2差分は、第1センサ471の静電容量Cxと第2センサ472の静電容量Cnとの差分、つまり冷凍機油の吸着による静電容量変化分に相当するため、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができる。
  (a―4)
 上記第6実施形態においては、図15の演算部580及び検知部581が別々に設けられる代わりに、演算部580と検知部581とを一体にした判定回路が設けられてもよい。この場合、判定回路は、カウント回路579によりカウントされたパルス数を閾値と比較し、該比較結果に応じて冷媒が漏洩した否かを判断する。このような構成であっても、パルス数は、第1センサ571の静電容量Cxと第2センサ572の静電容量Cnとの差分、つまり冷凍機油の吸着による静電容量変化分に相当するため、冷凍機油の吸着による静電容量変化分のみを高精度に取り出すことができる。
  (b)
 上記第1~第7実施形態に係る冷媒漏洩検知装置では、静電容量が変化するタイプのセンサが2つ設けられた場合について説明した。しかし、センサの数は、これに限定されず、2つ以上設けられても良い。
 本発明に係る冷媒漏洩検知装置は、センサが湿度の影響を受けた場合であっても、冷媒漏洩が生じたか否かを正確に知ることができるという効果を有する。従って、冷媒漏洩検知装置は、空気調和装置等の冷凍装置において、冷媒回路上を流れる冷媒が漏洩したことを検知するための装置として適用することができる。
1 空気調和装置
2 冷媒回路
3 利用ユニット
4 熱源ユニット
5,6 冷媒連絡配管
7,107,207,307,407,507,607 冷媒漏洩検知装置
71,171,271,371,471,571,671 第1センサ
71a,71b 電極
72,172,272,372,472,572,672 第2センサ
73,177,278,377,481,580,682 演算部
74,178,279,378,482,581,683 検知部
175 チョッピング回路
176 ノイズ除去回路
273 第1発振回路
274 第2発振回路
275 混合回路
276 リミッタ回路
277 カウンタ回路
373,673 第3発振回路
374,674 第4発振回路
375,681 アップダウンカウント回路
376 リセット回路
473 第1リセット回路
474 第2リセット回路
476 第1カウント回路
477 第2カウント回路
480 差分回路
574 第1タイマ回路
575 第2タイマ回路
576 EOR回路
579 カウント回路
675 選択回路
678 論理回路
679,680 NAND回路
特開2007-163099号公報

Claims (11)

  1.  冷凍装置(1)における冷凍機油の吸着と前記冷凍機油以外の所定の静電容量変化要因とが作用することで静電容量(Cx)が変化する第1センサ(71,171,271,371,471,571,671)と、
     前記冷凍機油の吸着が作用せず前記所定の静電容量変化要因が作用することで静電容量(Cn)が変化する第2センサ(72,172,272,372,472,572,672)と、
     前記第1センサ(71,171,271,371,471,571,671)の出力と前記第2センサ(72,172,272,372,472,572,672)の出力との第1差分に基づいて、前記冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算する演算部(73,177,278,377,481,580,682)と、
     前記演算部(73,177,278,377,481,580,682)により演算された前記静電容量変化分に基づいて、前記冷凍装置(1)における冷媒漏洩を検知する検知部(74,178,279,378,482,581,683)と、
    を備える、冷媒漏洩検知装置(7,107,207,307,407,507,607)。
  2.  前記第1センサ(71)及び前記第2センサ(72)は、ブリッジ状に接続されている、
    請求項1に記載の冷媒漏洩検知装置(7)。
  3.  前記第1センサ(171)の出力及び前記第2センサ(172)の出力を所定周波数(fc)でチョッピングして第1信号(Sg1)を生成するチョッピング部(175)と、
     前記チョッピング部(175)により生成された前記第1信号(Sg1)からノイズを除去するノイズ除去部(176)と、
    を更に備え、
     前記演算部(177)は、前記ノイズ除去部(176)によりノイズが除去された後の前記第1信号に基づいて前記第1差分を求める、
    請求項1に記載の冷媒漏洩検知装置(107)。
  4.  前記所定周波数(fc)は、前記第1信号(Sg1)のノイズが有する周波数と異なる周波数である、
    請求項3に記載の冷媒漏洩検知装置(107)。
  5.  前記第1センサ(271)の静電容量(Cx)に応じた周波数で発振する第1発振部(273)と、
     前記第2センサ(272)の静電容量(Cn)に応じた周波数で発振する第2発振部(274)と、
     前記第1発振部(273)の出力(OS1)と前記第2発振部(274)の出力(OS2)とを混合して第2信号(Sg2)を生成する混合部(275)と、
     前記混合部(275)により生成された前記第2信号(Sg2)のうち、前記第2信号(Sg2)の値が閾値以上である信号(Sa)を取り出す取り出し部(276)と、
     前記取り出し部による取り出し結果をカウントするカウント部(277)と、
    を更に備え、
     前記演算部(278)は、前記カウント部(277)によるカウント結果に基づいて前記第1差分を求める、
    請求項1に記載の冷媒漏洩検知装置(207)。
  6.  前記第1センサ(371,671)の静電容量(Cx)に応じた周波数で発振する第3発振部(373,673)と、
     前記第2センサ(372,672)の静電容量(Cn)に応じた周波数で発振する第4発振部(374,674)と、
     前記第3発振部(373,673)の出力(OS3,OS3’)をアップカウントすると共に前記第4発振部(374,674)の出力(OS4,OS4’)をダウンカウントするアップダウンカウント部(375,681)と、
    を更に備え、
     前記演算部(377,682)は、前記アップダウンカウント部(375,681)によるカウント値に基づいて前記第1差分を求める、
    請求項1に記載の冷媒漏洩検知装置(307,607)。
  7.  前記第3発振部(673)の出力(OS3’)及び前記第4発振部(674)の出力(OS4’)のいずれかを選択する選択部(675)、
    を更に備え、
     前記アップダウンカウント部(681)には、前記選択部(675)によって選択された前記第3発振部(673)の出力(OS3’)及び前記第4発振部(674)の出力(OS4’)のいずれかが入力される、
    請求項6に記載の冷媒漏洩検知装置(607)。
  8.  前記アップダウンカウント部(375,681)による前記カウント値を、所定周期毎にリセットするリセット部(376,678)、
    を更に備える、
    請求項6または7に記載の冷媒漏洩検知装置(307,607)。
  9.  前記第1センサ(471)の静電容量(Cx)によって決定された時定数に基づく第1リセット信号(Rx)を出力する第1リセット部(473)と、
     前記第2センサ(472)の静電容量(Cn)によって決定された時定数に基づく第2リセット信号(Rn)を出力する第2リセット部(474)と、
     所定周波数を有するパルス信号(OS5)をカウントすると共に、前記第1リセット信号(Rx)に基づいて前記パルス信号(OS5)のカウントを停止する第1カウント部(476)と、
     前記パルス信号(OS5)をカウントすると共に、前記第2リセット信号(Rn)に基づいて前記パルス信号(OS5)のカウントを停止する第2カウント部(477)と、
     前記第1カウント部(476)及び前記第2カウント部(477)それぞれが前記パルス信号(OS5)のカウントを停止するまでの間にカウントしたカウント数の第2差分を求める差分算出部(480)と、
    を更に備え、
     前記演算部(481)は、前記第2差分に基づいて第1差分を求める、
    請求項1に記載の冷媒漏洩検知装置(407)。
  10.  前記第1センサ(571)の静電容量(Cx)に応じて決定される時間(Tx)が経過後、その旨を示す第1時間経過信号(St1)を出力する第1タイマ部(574)と、
     前記第2センサ(572)の静電容量(Cn)に応じて決定される時間(Tn)が経過後、その旨を示す第2時間経過信号(St2)を出力する第2タイマ部(575)と、
     前記第1時間経過信号(St1)及び前記第2時間経過信号(St2)のいずれか1つが前記第1タイマ部(574)または前記第2タイマ部(575)から出力されている時間(DifB)の長さを算出する間隔算出部(576,579)と、
    を更に備え、
     前記演算部(580)は、前記間隔算出部(576,579)により算出された前記時間の長さに基づいて前記第1差分を求める、
    請求項1に記載の冷媒漏洩検知装置(507)。
  11.  冷媒回路(2)と、
     前記冷媒回路(2)のうち冷媒漏洩の検知を行う部分またはその近傍に配置された請求項1~10のいずれかに係る冷媒漏洩検知装置(7,107,207,307,407,507,607)と、
    を備える、冷凍装置(1)。
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