WO2016103786A1

WO2016103786A1 - 冷媒漏洩検知装置及びこれを備えた冷凍サイクル装置

Info

Publication number: WO2016103786A1
Application number: PCT/JP2015/074024
Authority: WO
Inventors: 充川島; 前田　晃; 隆雄駒井; 康巨鈴木
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2016-06-30
Also published as: JPWO2016103786A1; JP6402779B2

Abstract

　経年変化による影響を受けにくく、加熱及び放電の必要がなく、精度よく冷媒漏洩の発生を検知することができる冷媒漏洩検知装置を提供する。このため、冷媒漏洩検知装置において、可燃性を有する冷媒が封入された冷媒配管（３０）を内部に収容する筐体（１４）内に設けられ、赤外線を射出する発光部（４１）と、筐体（１４）内に設けられ、発光部（４１）から射出された赤外線を受光する受光部（４２）と、受光部（４２）による赤外線の受光強度に基づいて、筐体（１４）内での冷媒の漏洩の発生を検知する冷媒漏洩検知部（６１）と、を備える。

Description

冷媒漏洩検知装置及びこれを備えた冷凍サイクル装置

　この発明は、冷媒漏洩検知装置及びこれを備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

　冷凍サイクル装置等に使用される冷媒については、地球温暖化防止の観点から、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の高い冷媒から低い冷媒へと変更することの検討が進められている。しかし、低ＧＷＰの冷媒の多くは可燃性を有している。可燃性冷媒が室内へ漏洩した場合、室内の冷媒濃度が上昇し、可燃濃度域が形成されてしまう可能性がある。

　そこで、従来においては、冷媒を用いた空気調和機において室内機の外表面に冷媒ガスを検知するための冷媒ガスセンサと、冷媒ガスセンサが可燃性冷媒ガスを検知したとき、室内機ファンを回転させる制御を行う制御部とを備え、冷媒ガスセンサを室内機の下部に設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本特許第４５９９６９９号公報

　特許文献１に示された従来技術で用いられるような従来の冷媒ガスセンサは、一般的には半導体式センサあるいは放電式センサが用いられる。このうち、半導体式センサでは室温での感度が低いため、ヒータによりセンサ素子を４００℃～７００℃程度まで加熱しなくてはならない。この際、このヒータ温度は冷媒の発火温度より低くしなければならない、逆に言えば、ヒータ温度より発火温度が高い冷媒を用いる必要があるため、使用可能な冷媒の種類が制限されてしまうという問題点があった。また、半導体式センサはセンサ素子が外気と反応しやすいため経年変化に弱い。

　また、放電式センサでは、電極間で常に放電が発生している。このため、この放電エネルギーを冷媒の最小着火エネルギー以下としなければならない、逆に言えば、放電エネルギーより最小着火エネルギーが大きい冷媒を用いる必要があるため、使用可能な冷媒の種類が制限されてしまうという問題点があった。さらに、放電式センサでは常時放電が発生しているため経年変化に弱い。

　この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、経年変化による影響を受けにくく、かつ、加熱及び放電の必要がなく、万一冷媒が漏洩したとしても精度よく冷媒漏洩の発生を検知することができる冷媒漏洩検知装置及びこれを備えた冷凍サイクル装置を得るものである。

　この発明に係る冷媒漏洩検知装置においては、冷媒が封入された冷媒配管を内部に収容する筐体内に設けられ、赤外線を射出する発光器と、前記筐体内に設けられ、前記発光器から射出された赤外線を受光する受光器と、前記受光器による赤外線の受光強度に基づいて、前記筐体内での前記冷媒の漏洩の発生を検知する検知部と、を備えた構成とする。

　また、この発明に係る冷凍サイクル装置においては、少なくとも上記のように構成された冷媒漏洩検知装置と、前記筐体内に設けられ、前記冷媒配管に接続された熱交換器と、を備えた構成とする。

　この発明に係る冷媒漏洩検知装置及びこれを備えた冷凍サイクル装置においては、経年変化による影響を受けにくく、かつ、加熱及び放電の必要がなく、万一冷媒が漏洩したとしても精度よく冷媒漏洩の発生を検知することができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置が適用される冷凍サイクル装置の全体構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置が適用された空気調和機の室内機の内部構成を模式的に示す正面図である。図２の室内機の筐体内に設けられた冷媒配管の縦断面図及び横断面図である。この発明の実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置の赤外線センサ設置部分を模式的に示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置が備えるセンサカバーの斜視図である。この発明の実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置が備える赤外線センサの構成を模式的に説明する図である。この発明の実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置が備える赤外線センサの冷媒検知時の状態を模式的に説明する図である。この発明の実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置の機能的な構成を示すブロック図である。

　この発明を添付の図面を参照しながら説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示している。同符号の部分についての重複説明は適宜に簡略化あるいは省略する。

実施の形態１．
　図１から図８は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は冷媒漏洩検知装置が適用される冷凍サイクル装置の全体構成の一例を示す図、図２は冷媒漏洩検知装置が適用された空気調和機の室内機の内部構成を模式的に示す正面図、図３は図２の室内機の筐体内に設けられた冷媒配管の縦断面図及び横断面図、図４は冷媒漏洩検知装置の赤外線センサ設置部分を模式的に示す断面図、図５は冷媒漏洩検知装置が備えるセンサカバーの斜視図、図６は冷媒漏洩検知装置が備える赤外線センサの構成を模式的に説明する図、図７は冷媒漏洩検知装置が備える赤外線センサの冷媒検知時の状態を模式的に説明する図、図８は冷媒漏洩検知装置の機能的な構成を示すブロック図である。

　この発明に係る冷媒漏洩検知装置が適用される冷凍サイクル装置の一例として、空気調和機の構成を図１に示す。なお、この発明に係る冷媒漏洩検知装置が適用される冷凍サイクル装置としては、空気調和機の他に、例えば、給湯器、ショーケース、あるいは冷蔵庫等を挙げることができる。

　図１に示すように、空気調和機は、室内機１０及び室外機２０からなる。室内機１０は、空気調和の対象となる部屋の室内に設置される。室外機２０は、当該部屋の室外に設置される。室内機１０は、室内機熱交換器１１及び室内機ファン１２を備えている。室外機２０は、室外機熱交換器２１及び室外機ファン２２を備えている。室内機１０と室外機２０とは冷媒配管３０で接続されている。冷媒配管３０は、室内機熱交換器１１と室外機熱交換器２１との間で循環的に設けられている。冷媒配管３０内には冷媒が封入されている。

　冷媒配管３０内に封入される冷媒は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さいものを用いることが地球環境保護上の観点からいって望ましい。この冷媒ガスは空気よりも平均分子量が大きく（空気よりも密度が大きく）、空気中では重力方向（鉛直方向）の下方へと沈んでいく性質を持っている。

　このような冷媒として、具体的に例えば、テトラフルオロプロペン（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２：ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２：Ｒ３２）、プロパン（Ｒ２９０）、プロピレン（Ｒ１２７０）、エタン（Ｒ１７０）、ブタン（Ｒ６００）、イソブタン（Ｒ６００ａ）、１．３．３．３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＣＦ３－ＣＨ＝ＣＨＦ：ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）等の中から選ばれる１つ以上の冷媒からなる（混合）冷媒を用いることができる。

　室内機熱交換器１１と室外機熱交換器２１との間における冷媒の循環経路の一側の冷媒配管３０には、四方弁２３を介して圧縮機２４が設けられている。圧縮機２４は、供給された冷媒を圧縮して当該冷媒の圧力及び温度を高める機器である。圧縮機２４は、例えば、ロータリ圧縮機、あるいは、スクロール圧縮機等を用いることができる。また、同循環経路の他側の冷媒配管３０には、膨張弁２５が設けられている。膨張弁２５は、流入した冷媒を膨張させ、当該冷媒の圧力を低下させる。四方弁２３、圧縮機２４及び膨張弁２５は、室外機２０に設けられる。

　室内機１０側の冷媒配管３０と室外機２０側の冷媒配管３０とは、継手等の金属接続部を介して接続されている。具体的には、室内機１０の冷媒配管３０には室内金属接続部１３が設けられている。また、室外機２０の冷媒配管３０には室外金属接続部２６が設けられている。室内金属接続部１３と室外金属接続部２６との間の冷媒配管３０を介して、室内機１０側の冷媒配管３０と室外機２０側の冷媒配管３０とが接続されて冷媒の循環経路が形成される。

　そして、冷媒配管３０により形成された冷媒の循環経路と、当該循環経路上に冷媒配管３０により接続された、室内機熱交換器１１、室外機熱交換器２１、四方弁２３、圧縮機２４及び膨張弁２５とにより、冷凍サイクル（冷媒回路）が構成される。

　このようにして構成された冷凍サイクルは、室内機熱交換器１１及び室外機熱交換器２１のそれぞれにおいて冷媒と空気の間で熱交換を行うことにより、室内機１０と室外機２０との間で熱を移動させるヒートポンプとして働く。この際、四方弁２３を切り換えることにより、冷凍サイクルにおける冷媒の循環方向を反転させて冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる。

　なお、室外機２０の冷媒配管３０には、閉止弁２７が設けられている。閉止弁２７は、冷媒の流れを開放したり閉止したりすることで、冷凍サイクルの運転及び停止を行うことができる。

　室内機１０及び室外機２０は、それぞれが筐体を有している。室内機１０の筐体の内部には、冷媒が封入された冷媒配管３０をはじめとして、室内機熱交換器１１、室内機ファン１２及び室内金属接続部１３が収容されている。また、室外機２０の筐体の内部には、同じく冷媒が封入された冷媒配管３０をはじめとして、室外機熱交換器２１、室外機ファン２２、四方弁２３、圧縮機２４、膨張弁２５、室外金属接続部２６及び閉止弁２７が収容されている。

　これらの筐体内には、赤外線センサ４０が設置される。ここでは、赤外線センサ４０は室内機１０の筐体内に設置されているとして説明する。赤外線センサ４０は、室外機２０の筐体内に設置してもよいし、室内機１０の筐体内と室外機２０の筐体内の両方に設置してもよい。また、設置する赤外線センサ４０の数は１つに限られず複数の赤外線センサ４０を設置してもよい。

　図２に示すように、室内機１０は筐体１４を備えている。筐体１４は、略直方体状を呈する箱体である。この室内機１０は、部屋内の床面上に載置されて用いられる、いわゆる「床置型」の室内機である。筐体１４には、筐体１４の内部と外部とを連通する図示しない吸込口及び吹出口が設けられている。

　前述したように、室内機１０は室内機熱交換器１１及び室内機ファン１２を備えている。室内機熱交換器１１は、室内機１０の筐体１４の内部における上側寄りの位置に配置されて収容されている。また、室内機ファン１２は、室内機１０の筐体１４の内部における下側寄りの位置に配置されて収容されている。なお、室内機熱交換器１１及び室内機ファン１２は、筐体１４内における左右の一側寄りに配置されている。

　筐体１４の内部には、吸込口から室内機ファン１２及び室内機熱交換器１１を通過して吹出口へと通じる風路が形成されている。室内機熱交換器１１及び室内機ファン１２は、筐体１４内の左右の一側寄りに配置されることから、この風路も筐体１４内の左右の一側寄りに形成される。

　さらに、筐体１４の内部には、冷媒配管３０が収容されている。冷媒配管３０は、封入された冷媒が気体となって流れているガス管と、封入された冷媒が液体となって流れている液管の２本がある。これらの冷媒配管３０は、筐体１４内の左右の他側寄りにおいて、ほぼ鉛直方向に沿って配置される。冷媒配管３０の一端（上方側）は、室内機熱交換器１１に接続される。冷媒配管３０の他端（下方側）は、室内金属接続部１３を介して室外機２０へと繋がっている。

　なお、室内機１０の筐体１４内には電気品箱１５も収容されている。電気品箱１５には、室内機１０の動作を制御するための制御回路等を搭載した基板等の各種の電気品が収容されている。電気品箱１５は、筐体１４内の風路における空気流の妨げとならないような位置を配置される。

　筐体１４内の冷媒配管３０の外周には、配管断熱材３１が設けられている。配管断熱材３１は、冷媒配管３０内の冷媒と冷媒配管３０の周囲の空気との温度差により結露が発生することを防ぐためのものである。図３に示すように、ここでは、冷媒配管３０は断面が円形となる中空円筒状を呈する。そして、この冷媒配管３０の外周は、配管断熱材３１により被覆されている。配管断熱材３１は、例えば、発泡ポリエチレン等の発泡樹脂（プラスチック）あるいはグラスウール等からなる。配管断熱材３１は必要な断熱性能を得るために十分な厚みを有する中空円筒状を呈する。

　前述したように、室内機１０の筐体１４内には、赤外線センサ４０が設置されている。赤外線センサ４０は、ここでは、図２に示すように、筐体１４内の冷媒配管３０の近傍に設けられている。また、ここでは、赤外線センサ４０は、液管及びガス管の両方の冷媒配管３０に対して設けられている。

　なお、赤外線センサ４０は、室内機１０及び室外機２０の筐体内において、冷媒漏洩の生じる可能性が高い箇所に配置することが好ましい。冷媒漏洩の生じる可能性が高い箇所とは、具体的に例えば、室内機熱交換器１１及び室外機熱交換器２１のろう付け部並びに室内金属接続部１３及び室外金属接続部２６等を挙げることができる。赤外線センサ４０を、このような筐体内における冷媒漏洩の可能性が高い箇所の近傍に配置することで、これらの箇所から冷媒が漏洩した場合に迅速に冷媒漏洩発生を検知することができる。

　この筐体１４内の冷媒配管３０及び配管断熱材３１における赤外線センサ４０が設けられた部分の断面を拡大したものが図４である。この図４に示すように、赤外線センサ４０は、発光部４１、受光部４２及びフィルタ４３を備えている。発光部４１は、赤外線を射出する発光器（発光手段）である。受光部４２は、発光部４１から射出された赤外線を受光する受光器（受光手段）である。これらの発光部４１及び受光部４２は、筐体１４内に設けられることになる。フィルタ４３は、発光部４１から受光部４２へと至る赤外線の経路上に設けられている。

　ここで、前述したように、冷媒配管３０は、鉛直方向に沿って配置されている。そして、発光部４１及び受光部４２は、発光部４１から受光部４２へと至る赤外線の経路が冷媒配管３０の方向（すなわち、鉛直方向）に沿うように配置されている。

　また、赤外線センサ４０、すなわち、発光部４１、受光部４２及びフィルタ４３は、冷媒配管３０の外周と配管断熱材３１との間に形成された空間内に配置されている。ここでは、この赤外線センサ４０が配置される冷媒配管３０の外周と配管断熱材３１との間に形成された空間は、センサカバー５０が設けられることにより形成されている。すなわち、センサカバー５０は、冷媒配管３０の外周と配管断熱材３１との間に設けられている。センサカバー５０の断面形状は、図４に示すように、底辺部のない台形状となっている。そして、この台形状の内側部分に、赤外線センサ４０が収容されるセンサ収容空間５１が形成されている。

　さらに図５も参照しながら、センサカバー５０について説明する。この図５に示すように、センサカバー５０は、底面及び対向する２つの側面が開放された略台状を呈している。換言すれば、センサカバー５０は、平面状の部分と、この平面状の部分の対向する両端部からそれぞれ同一の側に斜めに突出する２つの脚部とからなる形状をしている。

　センサカバー５０は、これら２つの脚部が鉛直方向の上下に位置するように、冷媒配管３０の脇に配置される。このようにして、冷媒配管３０の外周とセンサカバー５０との間には、センサ収容空間５１が形成される。そして、赤外線センサ４０、すなわち、発光部４１、受光部４２及びフィルタ４３は、このようにして冷媒配管３０の外周とセンサカバー５０との間に形成されたセンサ収容空間５１内に配置される。

　各脚部の端部には、冷媒配管３０の外周の形状に合わせて円弧状に凹ませた当接部５２が形成されている。そして、当接部５２を冷媒配管３０の外周に当接させることで、センサカバー５０の２つの脚部が冷媒配管３０の外周に密着させることができる。

　また、２つの脚部、すなわち、センサカバー５０の鉛直方向の上下の面のそれぞれには、開口部５３が形成されている。これらの開口部を介して、センサカバー５０の外側と、センサ収容空間５１内とが通じている。

　次に、図６及び図７を参照しながら、赤外線センサ４０による冷媒の検出について説明する。まず、図６に示すのは、冷媒が漏洩していない状態における赤外線センサ４０の様子である。前述したように、赤外線センサ４０は、発光部４１、受光部４２及びフィルタ４３を備えている。発光部４１は、赤外線４４を射出する。受光部４２は、発光部４１から射出された赤外線４４を受光する。発光部４１から受光部４２へと至る赤外線４４の経路上にはフィルタ４３が設けられている。

　発光部４１により照射される赤外線４４の波長は広域にわたる。フィルタ４３は、発光部４１から射出された赤外線のうち、予め設定された波長帯域の赤外線４４を通過させる。この波長帯域は、冷媒配管３０内に封入された冷媒の種類に応じて定められる。より詳しくは、この波長帯域は、冷媒ガスが特に吸収する赤外線の波長となるように定められる。したがって、フィルタ４３は、冷媒配管３０内に封入された冷媒ガスがよく吸収する波長帯域の赤外線を通過させ、当該波長帯域以外の赤外線を遮断する。なお、図６及び図７に示す赤外線４４は、１本の矢印が１つの波長域を仮想的に表している。

　発光部４１とフィルタ４３との間に冷媒ガスが存在しないとき、図６に示すように、発光部４１から照射された赤外線４４は、予め設定された波長帯域がフィルタ４３を通過して受光部４２へと到達する。予め設定された波長帯域以外の赤外線４４は、フィルタ４３によって遮断され、受光部４２には到達しない。

　次に、図７に示すように、発光部４１とフィルタ４３との間に冷媒ガス８０が存在するときには、冷媒ガス８０により、発光部４１から射出された赤外線４４のうち、特定の波長帯域のものが吸収される。この吸収される波長帯域は、前述したように、フィルタ４３を通過することができる波長帯域である。したがって、発光部４１から射出された赤外線４４のうち、フィルタ４３を通過可能な波長帯域は冷媒ガス８０により減衰され、それ以外の波長帯域はフィルタ４３により通過が阻止される。

　よって、冷媒ガスが発光部４１とフィルタ４３との間に存在するか否か、より正確に言えば、発光部４１とフィルタ４３との間の冷媒ガスの濃度に応じて、受光部４２が受光する予め設定された波長帯域の赤外線４４の強度は変化する。一方、予め設定された波長帯域以外の赤外線４４については、常にフィルタ４３により遮断されているため、冷媒ガスの濃度が変化しても、受光部４２での受光強度に大きな変化はない。

　この発明に係る冷媒漏洩検知装置は、以上のように構成された赤外線センサ４０の検知結果を利用して冷媒の漏洩の発生を検知する。赤外線センサ４０及び冷媒漏洩検知装置本体６０の機能的な構成を図８に示す。冷媒漏洩検知装置本体６０は、冷媒漏洩検知部６１、記憶部６２、報知部６３及び制御部６４を備えている。なお、冷媒漏洩検知装置本体６０は、例えば、電気品箱１５内に収容された回路により構成される。

　冷媒漏洩検知部６１は、赤外線センサ４０の検出結果に基づいて筐体１４内での冷媒の漏洩の発生を検知するものである。前述したように、赤外線センサ４０の受光部４２における赤外線４４の受光強度は、発光部４１から照射された赤外線４４のうち、主に、フィルタ４３を通過可能な予め設定された波長帯域のものによって決まる。そして、受光部４２は、フィルタ４３を用いて予め設定された波長帯域の赤外線４４の受光強度に応じた信号を出力する。

　赤外線センサ４０の受光部４２から出力された信号は、冷媒漏洩検知装置本体６０の冷媒漏洩検知部６１に入力される。受光部４２から出力された信号は、フィルタ４３を通過して受光部４２に到達した赤外線４４の強度に応じており、この強度は、前述したように、発光部４１とフィルタ４３との間の冷媒ガス濃度によって変化する。

　そこで、冷媒漏洩検知部６１は、受光部４２から出力された信号に基づいて、受光部４２の受光強度が基準値以下である場合に、赤外線センサ４０における冷媒ガスが一定濃度以上であって、すなわち、筐体１４内での冷媒の漏洩の発生を検知する。この際の基準値は、筐体１４内で冷媒の漏洩が発生したことを検知すべき冷媒ガスの濃度に応じて予め設定される。こうして設定された基準値は、記憶部６２に予め記憶されている。

　冷媒漏洩検知装置本体６０が備える報知部６３は、冷媒漏洩検知部６１が筐体１４内での冷媒の漏洩の発生を検知した場合に、その旨を利用者あるいは作業者等に報知する。この報知部６３は、筐体１４内での冷媒の漏洩の発生を検知した旨を、音で報知するためのスピーカ及び光で報知するためのＬＥＤ等を備えている。

　また、送風ファン７０は、冷媒漏洩検知部６１が筐体１４内での冷媒の漏洩の発生を検知した場合に筐体１４内に空気流を発生させるためのものである。送風ファン７０は、赤外線センサ４０が設置された筐体１４内に設置される。送風ファン７０は、室内機ファン１２又は室外機ファン２２と兼用してもよいし、室内機ファン１２又は室外機ファン２２とは別に設けるようにしてもよい。

　なお、冷媒漏洩検知装置本体６０は、送風ファン７０の動作を制御するための制御部６４を備えている。冷媒漏洩検知部６１により筐体１４内での冷媒の漏洩の発生が検知されると、冷媒漏洩検知部６１から冷媒漏洩検知信号が出力される。そして、制御部６４は、冷媒漏洩検知信号が入力されると送風ファン７０を動作させて筐体内に空気流を発生させる。なお、報知部６３も冷媒漏洩検知信号に基づいて報知動作を行う。

　このようにして、冷媒漏洩検知部６１が筐体１４内での冷媒の漏洩の発生を検知した場合に、送風ファン７０により筐体内に空気流を発生させることで、漏洩した冷媒を拡散させ、冷媒濃度が高い箇所ができることを抑制することができる。

　なお、前述したように、室外機２０には冷媒配管３０内の冷媒の流れを閉止可能な閉止弁２７が設けられている。そこで、冷媒漏洩検知装置本体６０の冷媒漏洩検知部６１が、筐体内での冷媒の漏洩の発生を検知した場合に、閉止弁２７を閉じて冷媒配管３０内の冷媒の流れを止めるようにしてもよい。

　以上のように構成された冷媒漏洩検知装置を備えた室内機１０において、室内機１０の筐体１４内における配管断熱材３１で被覆された冷媒配管３０から冷媒が漏洩した場合を考える。筐体１４内の冷媒配管３０から漏洩した冷媒は、冷媒配管３０と配管断熱材３１との間に噴出される。ここで、前述したように、冷媒は空気よりも密度が大きい。このため、漏洩した冷媒は、冷媒配管３０と配管断熱材３１との間を鉛直下方に流れる量が多くなる。そして、冷媒がセンサカバー５０にまで達すると、冷媒は、鉛直上方側の開口部５３からセンサ収容空間５１内へと入る。

　センサ収容空間５１内には、赤外線センサ４０が設けられている。センサ収容空間５１内に入った冷媒は、赤外線センサ４０の発光部４１とフィルタ４３との間に入る。すると、赤外線センサ４０の発光部４１とフィルタ４３との間に存在する冷媒ガスの濃度に応じて、受光部４２で受光する赤外線４４の強度が低下していく。そして、発光部４１とフィルタ４３との冷媒ガスが一定以上となると、冷媒漏洩検知部６１は筐体１４内で冷媒が漏洩したことを検知する。

　この際、発光部４１から受光部４２へと至る赤外線４４の経路は、冷媒配管３０の方向（すなわち、鉛直方向）に沿うように配置されている。このため、赤外線４４の経路を水平に配置した場合と比較して、鉛直方向下方へと流下する冷媒が、発光部４１とフィルタ４３との間で赤外線４４を遮り続ける時間が長くなり、より冷媒を検知しやすくすることができる。

　以上のように構成された冷媒漏洩検知装置は、冷媒ガスが封入された冷媒配管３０を内部に収容する筐体１４内に設けられ、赤外線を射出する発光器（発光手段）である発光部４１と、筐体１４内に設けられ、発光部４１から射出された赤外線を受光する受光器（受光手段）である受光部４２と、受光部４２による赤外線の受光強度に基づいて、筐体１４内での冷媒の漏洩の発生を検知する検知手段である冷媒漏洩検知部６１と、を備えている。

　このため、非加熱式かつ非放電式のセンサである赤外線センサを用いて、すなわち、加熱及び放電の必要がなく、万一筐体内での冷媒の漏洩が発生したとしても、これを精度よく冷媒漏洩の発生を検知することができる。また、赤外線センサの発光部、フィルタ及び受光部は外気との反応性も低いため、経年変化による影響も受けにくい。さらに、通常時との赤外線受光強度の差は、冷媒ガス濃度に比例するため、適切な基準値を設定することで検知感度を上げて精度よく冷媒漏洩を検知することができる。

　ここで、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い例えばＲ２９０あるいはＨＦＯ－１２３４ｙｆ等の冷媒については空気中で分解されやすい傾向を有する。したがって、冷媒配管３０から冷媒が漏洩しても、この漏洩した冷媒ガスが分解されてしまうと冷媒ガス濃度が低下し、受光部４２による赤外線４４の受光強度が低下せず、冷媒漏洩を検知し難くなる懸念がある。特に冷媒配管３０に腐食等により微細な孔が空いた場合は、冷媒が漏洩する速度が遅くなる。よって、漏洩した冷媒が赤外線センサ４０まで到達するのに時間がかかり、この間に漏洩した冷媒が分解されやすくなる。このため、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低いＲ２９０又はＨＦＯ－１２３４ｙｆ等の冷媒を検知するには、例えば室内機１０の筐体の内部に複数の赤外線センサ４０を設置する等の対処が必要となる。

　これに対し、Ｒ２９０又はＨＦＯ－１２３４ｙｆと比較して地球温暖化係数（ＧＷＰ）の高いＲ３２等は、分解までの時間が長くなるため、比較的に漏洩速度が遅い場合であっても少数の赤外線センサ４０で検知することが可能である。すなわち、以上のように構成された冷媒漏洩検知装置は、対象とする冷媒が特にＲ３２の場合に用いることで、より望ましい効果を得ることができる。

　なお、以上においては、冷媒配管３０と配管断熱材３１との間にセンサカバー５０を設けることで、冷媒配管３０と配管断熱材３１との間に赤外線センサ４０を収容する空間を形成した場合について説明した。しかし、この点については、センサカバー５０を設けることなく、配管断熱材３１により直接的に冷媒配管３０の外周と配管断熱材３１との間に赤外線センサ４０を収容する空間を形成するようにしてもよい。

　この際、配管断熱材３１は、発光部４１から射出される波長の赤外線、特に、フィルタ４３を通過可能な波長帯域の赤外線を遮断する性質を有するものとすることで、受光部４２に発光部４１から射出されたもの以外の赤外線が入射することを抑制することができる。したがって、外光の擾乱を受けずに精度よく冷媒の漏洩発生を検知することが可能である。

　また、室内金属接続部１３及び室外金属接続部２６の下方等の配管断熱材３１が設けられていない箇所に赤外線センサ４０を設置する場合には、センサカバー５０のみで赤外線センサ４０を収容する空間を形成するようにしてもよい。この場合には、センサカバー５０は、発光部４１から射出される波長の赤外線、特に、フィルタ４３を通過可能な波長帯域の赤外線を遮断する性質を有するものとすることが望ましい。

　冷媒配管３０と配管断熱材３１との間にセンサカバー５０を設けて、冷媒配管３０と配管断熱材３１との間に赤外線センサ４０を収容する空間を形成した場合、配管断熱材３１及びセンサカバー５０の少なくともいずれかが、発光部４１から射出される波長の赤外線を遮断する性質を有すれば足りる。

　なお、以上においては、非加熱式かつ非放電式のセンサとして赤外線吸収式センサを利用して、冷媒の漏洩発生を検知することについて説明した。この赤外線吸収式センサは、各種ガスが固有の赤外線波長を吸収する性質を利用して、ガスに赤外線を照射した場合、どの波長域が吸収されたかを調べて、空間中のガス成分と濃度を測定するものである。しかしながら、用いるセンサは、非加熱式かつ非放電式のセンサであれば、赤外線吸収式センサに限られない。非加熱式かつ非放電式で、空間中の冷媒ガスの濃度を直接又は間接に検知可能なセンサ、例えば、酸素センサを用いて、冷媒漏洩検知部６１はこの酸素センサの検出結果（雰囲気中の酸素濃度）から冷媒濃度を割り出して冷媒の漏洩発生を検知するようにしても、類似する効果を得ることが可能である。

　また、非加熱式かつ非放電式のセンサを用いない場合には、例えば、加熱型半導体式のセンサにおいて、ヒータ素子の最高温度を冷媒の発火温度未満にすることが望ましい。このヒータ素子の最高温度はできるだけ低いほうが好ましく、冷媒の発火温度よりも少なくとも１００℃は低いほうが望ましい。例えば、冷媒としてＨＦＯ－１２３４ｙｆを用いる場合、ＨＦＯ－１２３４ｙｆの発火温度は４０５℃であるので、ヒータ素子の最高温度は３０５℃未満にするとよい。

　この発明に係る冷媒漏洩検知装置は、可燃性を有する冷媒が封入された冷媒配管を内部に収容する筐体を備えた冷凍サイクル装置、具体的に例えば、床置型、天井設置型及び壁設置型等の空気調和機の室内機及び室外機、給湯器、ショーケース及び冷蔵庫等の冷凍サイクル装置、並びに、このような冷凍サイクル装置に備えられる冷媒漏洩検知装置に利用することができる。

　１０　室内機、　１１　室内機熱交換器、　１２　室内機ファン、　１３　室内金属接続部、　１４　筐体、　１５　電気品箱、　２０　室外機、　２１　室外機熱交換器、　２２　室外機ファン、　２３　四方弁、　２４　圧縮機、　２５　膨張弁、　２６　室外金属接続部、　２７　閉止弁、　３０　冷媒配管、　３１　配管断熱材、　４０　赤外線センサ、　４１　発光部、　４２　受光部、　４３　フィルタ、　４４　赤外線、　５０　センサカバー、　５１　センサ収容空間、　５２　当接部、　５３　開口部、　６０　冷媒漏洩検知装置本体、　６１　冷媒漏洩検知部、　６２　記憶部、　６３　報知部、　６４　制御部、　７０　送風ファン、　８０　冷媒ガス

Claims

　可燃性を有する冷媒が封入された冷媒配管を内部に収容する筐体内に設けられ、赤外線を射出する発光器と、
　前記筐体内に設けられ、前記発光器から射出された赤外線を受光する受光器と、
　前記受光器による赤外線の受光強度に基づいて、前記筐体内での前記冷媒の漏洩の発生を検知する検知部と、を備えた冷媒漏洩検知装置。
　前記発光器から前記受光器へと至る赤外線の経路上に設けられ、前記冷媒の種類に応じた波長帯域の赤外線を通過させるフィルタを備え、
　前記検知部は、前記受光器における前記波長帯域での赤外線の受光強度に基づいて、前記筐体内での前記冷媒の漏洩の発生を検知する請求項１に記載の冷媒漏洩検知装置。
　前記検知部は、前記受光器による赤外線の受光強度が予め設定された基準値以下である場合に、前記筐体内で前記冷媒の漏洩が発生したことを検知する請求項１又は請求項２に記載の冷媒漏洩検知装置。
　前記冷媒は、空気よりも密度が大きく、
　前記冷媒配管は、鉛直方向に沿って配置され、
　前記発光器及び前記受光器は、前記発光器から前記受光器へと至る赤外線の経路が前記冷媒配管の方向に沿うように配置される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。
　前記冷媒配管の外周には、断熱材が設けられ、
　前記発光器及び前記受光器は、前記冷媒配管の外周と前記断熱材との間に形成された空間内に配置された請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。
　前記冷媒配管の外周と前記断熱材との間に設けられたセンサカバーを備え、
　前記発光器及び前記受光器は、前記冷媒配管の外周と前記センサカバーとの間に形成された収容空間内に配置された請求項５記載の冷媒漏洩検知装置。
　前記断熱材は、前記発光器から射出される波長の赤外線を遮断する性質を有する請求項５又は請求項６に記載の冷媒漏洩検知装置。
　前記冷媒配管の外周に設けられ、前記冷媒配管の外周との間に収容空間を形成するセンサカバーを備え、
　前記発光器及び前記受光器は、前記収容空間内に配置された請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。
　前記センサカバーは、鉛直方向の上下の面のそれぞれに前記収容空間内に通じる開口が形成された請求項６又は請求項８に記載の冷媒漏洩検知装置。
　前記検知部により前記筐体内での前記冷媒の漏洩の発生が検知された場合に、前記筐体内に空気流を発生させるファンを備えた請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。
　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置と、
　前記筐体内に設けられ、前記冷媒配管に接続された熱交換器と、を備えた冷凍サイクル装置。