WO2017195336A1

WO2017195336A1 - 冷媒漏洩検知機構

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Publication number: WO2017195336A1
Application number: PCT/JP2016/064180
Authority: WO
Inventors: 尚也松永; 瀧下　隆明; 辰夫古田; 雅晃丸山
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2017-11-16
Also published as: JPWO2017195336A1; JP6656363B2; CN207570109U

Abstract

空気調和機の室内機の冷媒配管に冷媒漏洩検知機構を設ける。冷媒漏洩検知機構は、漏洩検知センサーと、漏洩検知センサーが収納されているセンサーホルダーと、板バネとを有している。漏洩検知センサーは、板バネとセンサーホルダーに挟持されセンサーホルダー内に固定されている。センサーホルダーは、冷媒配管のフレア接続部の近傍において、漏洩検知センサーの軸心が冷媒配管の軸心に対して６０度から９０度の角度で傾斜している。センサーホルダーは冷媒配管の外周面に溶接により固定されている。

Description

冷媒漏洩検知機構

　本発明は、空気調和機等における冷媒漏洩の検知機構に関するものである。

　従来、空気調和機等にはＲ４１０Ａ等の不燃冷媒が適用されてきたが、近年では不燃冷媒に代えて燃焼性の高いＲ３２冷媒が適用されているものもある。空気調和機等の室内側に設けられる室内機としては床置き形の室内機がある。このような空気調和機等に燃焼性の高い冷媒を適用すると、床置き形の室内機で冷媒が漏洩した場合、床の近辺で冷媒濃度の高い可燃域が形成される可能性がある。そこで、燃焼性の高い冷媒を空気調和機等に適用する場合、冷媒の漏洩を検知する必要がある。特許文献１には、平板状のセンサ本体を有する流体センサを冷媒管に配置し、冷媒の漏洩を検知する構成が記載されている。

特開２００９－１９８１５４号公報

　しかしながら、特許文献１の流体センサは、センサ本体から延びる電気線が冷媒管の長手方向に沿って固定されている。従って、冷媒管に結露水が発生すると電気線を伝わってセンサ本体に導かれる。その結果、流体センサ本体が劣化し、冷媒漏洩の検知が良好に行われないという問題がある。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、冷媒検知を精度高く行う冷媒漏洩検知機構を提供することを目的とする。

　本発明に係る冷媒漏洩検知機構は、空気調和機の冷媒回路からの冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知機構であって、空気調和機の室内機の熱交換器から延び、空気調和機の室外機から延びる室外機側配管と接続される室内機側配管に配設され、冷媒の漏洩を検知するセンサーを備え、センサーは、室内機側配管の軸心に対して傾斜しているものである。

　本発明に係る冷媒漏洩検知機構によると、冷媒漏洩を検知するセンサーが室内機側配管の軸心に対して傾斜している。従って、室内機側配管等から結露水が伝わってきたとしても、結露水がセンサーに滞留することがないため、水分に触れたまま放置されることに起因するセンサーの劣化を防止することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の冷媒回路を示す図である。実施の形態１における空気調和機の室内機の外観を示す図である。実施の形態１における室内機の下部の分解斜視図である。実施の形態１における室内機の筐体内部の下方部を示す図である。実施の形態１における室内機の冷媒配管の先端部近傍を示す拡大図である。第１の冷媒配管において第１の冷媒漏洩検知機構が配設されている部位の周辺を示す図である。冷媒漏洩検知機構の分解斜視図である。センサーホルダーに板バネを取り付けた状態を示す斜視図である。センサーホルダーに板バネを取り付けた状態を示す断面図である。漏洩検知センサーをセンサーホルダーに挿入した状態を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係るカバー機構の外観図である。実施の形態２に係るカバー機構によりカバーされる漏洩検知機構を透視的に示す図である。実施の形態２に係るカバー機構の分解斜視図である。

　以下に、本発明における室内機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさは実際の装置とは異なる場合がある。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の冷媒回路を示す図である。図１に示す空気調和機１は、室内機２と室外機３とを備えている。室内機２は負荷側熱交換器４を有している。負荷側熱交換器４は、暖房運転モード時には放熱器として機能し、冷房運転モード時には蒸発器として機能する。室外機３は、圧縮機５と、四方弁等の流路切替装置６と、熱源側熱交換器７と、膨張弁８と、アキュムレーター９とを有している。圧縮機５は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして冷媒回路に搬送するものである。流路切替装置６は、暖房運転モード時における冷媒の流れと冷房運転モード時における冷媒の流れとを切り替えるものである。熱源側熱交換器７は、暖房運転モード時には蒸発器として機能し、冷房運転モード時には放熱器として機能する。アキュムレーター９は、圧縮機５の吸入側に設けられており、暖房運転モード時と冷房運転モード時の違いによる余剰冷媒、過渡的な運転の変化における余剰冷媒を蓄えるものである。圧縮機５、流路切替装置６、熱源側熱交換器７、膨張弁８、アキュムレーター９、および負荷側熱交換器４が順次配管で接続され、冷媒回路が構成されている。室内機２の第１の冷媒配管２０は、第１のフレア接続部１００により室外機３側の冷媒配管と接続されている。室内機２の第２の冷媒配管３０は、第２のフレア接続部１１０により室外機３側の冷媒配管と接続されている。

　図２は、本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の外観を示す図である。室内機２は床置き形の室内機であり、縦長の直方体状の形状を有する筐体１０を備えている。筐体１０の前面下部には、室内空間の空気を吸い込む吸込口１２が形成されている。本実施の形態１の吸込口１２は、筐体１０の上下方向において中央部よりも下方であり、床面近傍の位置に設けられている。筐体１０の前面上部、すなわち吸込口１２よりも高さの高い位置、例えば筐体１０の上下方向における中央部よりも上方には、吸込口１２から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口１３が形成されている。

　筐体１０は中空の箱体であり、筐体１０の前面には前面開口部が形成されている。筐体１０は、前面開口部に対して着脱可能に取り付けられる第１前面パネル１１ａ、第２前面パネル１１ｂ及び第３前面パネル１１ｃを備えている。図２には、第１前面パネル１１ａ、第２前面パネル１１ｂ、及び第３前面パネル１１ｃと、筐体１０の左側面を構成するサイドパネル１４とが示されている。第１前面パネル１１ａ、第２前面パネル１１ｂ及び第３前面パネル１１ｃは、いずれも略長方形平板状の外形状を有している。第１前面パネル１１ａは、筐体１０の前面開口部の下部に対して着脱可能に取り付けられている。第１前面パネル１１ａには、上記の吸込口１２が形成されている。第２前面パネル１１ｂは、第１前面パネル１１ａの上方に隣接して配置されており、筐体１０の前面開口部の上下方向における中央部に対して着脱可能に取り付けられている。第２前面パネル１１ｂには、操作部１５が設けられている。第３前面パネル１１ｃは、第２前面パネル１１ｂの上方に隣接して配置されており、筐体１０の前面開口部の上部に対して着脱可能に取り付けられている。第３前面パネル１１ｃには、上記の吹出口１３が形成されている。

　図３は、実施の形態１における室内機の下部の分解斜視図である。図４は、実施の形態１における室内機の筐体内部の下方部を示す図である。第１前面パネル１１ａの裏面側にはフィルタ１６が配設されている。筐体１０の内部の下方部には、室内送風ファン１７、ベルマウス１８が配設されている。上述のように、第１の冷媒配管２０および第２の冷媒配管３０は、室内機２の負荷側熱交換器４と接続されている。第１の冷媒配管２０が第１のフレア接続部１００により室外機３側の冷媒配管と接続され、第２の冷媒配管３０が第２のフレア接続部１１０により室外機３側の冷媒配管と接続されることにより冷媒回路を構成する。室内機２の運転中、第１の冷媒配管２０の内部にはガス冷媒が流れ、第２の冷媒配管３０の内部には液冷媒が流れるよう構成されている。

　図５は、本発明の実施の形態１における室内機の冷媒配管の先端部近傍を示す拡大図である。第１の冷媒配管２０の先端部近傍には第１のフレア接続部１００が設けられている。第１のフレア接続部１００は、ナット１０１とジョイント１０２とを有している。第２の冷媒配管３０の先端部近傍には第２のフレア接続部１１０が設けられている。第２のフレア接続部１１０は、ナット１１１とジョイント１１２とを有している。第１の冷媒配管２０は第１のフレア接続部１００を介して室外機側の配管と接続され、第２の冷媒配管３０は、第２のフレア接続部１１０を介して室外機側の配管と接続される。第１の冷媒配管２０の側面において、第１のフレア接続部１００の近傍には、第１の冷媒漏洩検知機構４０が配設されている。第２の冷媒配管３０の側面において、第２のフレア接続部１１０の近傍には、第２の冷媒漏洩検知機構５０が配設されている。

　図６は、第１の冷媒配管において第１の冷媒漏洩検知機構が配設されている部位の周辺を示す図である。図７は、冷媒漏洩検知機構の分解斜視図である。第１の冷媒漏洩検知機構４０は、第１の漏洩検知センサー４１と、第１のセンサーホルダー４２と、第１の板バネ４３とを有している。第１の漏洩検知センサー４１は周辺温度の変化により冷媒の漏洩を検知するセンサーであり、略円柱状を有している。第１の漏洩検知センサー４１は第１のセンサーホルダー４２に保持されている。

　図８は、センサーホルダーに板バネを取り付けた状態を示す斜視図である。図９は、センサーホルダーに板バネを取り付けた状態を示す断面図である。図１０は、漏洩検知センサーをセンサーホルダーに挿入した状態を示す断面図である。第１のセンサーホルダー４２は、全体として縦長の筒状部材である。第１のセンサーホルダー４２は、薄板状の矩形の基部４２ａと、基部４２ａの一対の長辺と連続し、基部４２ａと交差する方向に延びる一対の壁部４２ｂ、４２ｃと、一対の壁部４２ｂ、４２ｃを接続する接続部４２ｄとを有している。接続部４２ｄは断面形状が円弧状を呈しており、円弧が基部４２ａから離れる方向に向くよう形成されている。第１のセンサーホルダー４２の長手方向に垂直な方向において、基部４２ａから最も離れている接続部４２ｄの内周面と基部４２ａとの間の長さが、第１の漏洩検知センサー４１の直径よりも長くなるよう、第１のセンサーホルダー４２は形成されている。

　第１の板バネ４３は、屈曲部４３ａと、屈曲部４３ａの一方の側から延出している支持部４３ｂと、屈曲部４３ａの他方の側から延出している波状部４３ｃと、波状部４３ｃの延出方向先端に形成されている係止部４３ｄとを有している。第１の板バネ４３は、支持部４３ｂと波状部４３ｃとで第１のセンサーホルダー４２の基部４２ａを挟み込むよう配置されている。支持部４３ｂの先端部は第１のセンサーホルダー４２の基部に当接している。波状部４３ｃは、支持部４３ｂから離れる方向に盛り上がっている２つの山部４３１、４３２と、２つの山部４３１、４３２を接続する１つの谷部４３３とを有している。谷部４３３は支持部４３ｂに近づく方向に盛り上がっている。

　図９に示されるように、第１の板バネ４３の波状部４３ｃと第１のセンサーホルダー４２の接続部４２ｄとの間に、第１の漏洩検知センサー４１を挿入するためのスペースＳが確保されている。第１のセンサーホルダー４２の長手方向と垂直な方向における、基部４２ａから最も離れている接続部４２ｄの内周面と山部４３１、４３２の頂点との間の長さが、第１の漏洩検知センサー４１の直径よりも短くなっている。第１の板バネ４３は、図９中、上方向に外力が加えられても第１のセンサーホルダー４２から脱落しないよう、係止部４３ｄにより第１のセンサーホルダー４２に係止される。

　図９に示されるように、第１の漏洩検知センサー４１は、第１の板バネ４３の波状部４３ｃと第１のセンサーホルダー４２の接続部４２ｄとの間に配置されている。第１の漏洩検知センサー４１の外周面の一部は、長手方向の全域にわたって第１のセンサーホルダー４２の接続部４２ｄの内周面に当接している。また、第１の漏洩検知センサー４１の外周面において第１の板バネ４３に対向する部分が、第１の板バネ４３の山部４３２、４３２に当接している。この状態で第１の板バネ４３の図１０中の左方向への付勢力が第１の漏洩検知センサー４１に作用している。第１の漏洩検知センサー４１は、第１の板バネ４３と第１のセンサーホルダーとにより挟持され、第１のセンサーホルダー４２に保持されている。

　第１の漏洩検知センサー４１は次のように第１のセンサーホルダー４２に取り付ける。まず、第１の漏洩検知センサー４１の一方の端部を第１のセンサーホルダー４２の上側の開口部から挿入する。そして、第１の板バネ４３の付勢力に抗しながら第１のセンサーホルダー４２の長手方向に沿って第１の漏洩検知センサー４１内を摺動させ、当該端部を第１のセンサーホルダー４２の下側の開口部まで位置づける。これにより、第１の漏洩検知センサー４１は図１０に示されるように第１のセンサーホルダー４２内に取り付けられる。

　図６に示すように、第１のセンサーホルダー４２は、壁部４２ｃを第１の冷媒配管２０の側面に当接させ、軸心が第１の冷媒配管２０の軸心に対して角度θだけ傾斜した状態で、第１の冷媒配管２０の側面に溶接により固定されている。すなわち、第１のセンサーホルダー４２を介して、第１の漏洩検知センサー４１の軸心が第１の冷媒配管２０の軸心に対して角度θだけ傾斜している。本実施の形態１において、角度θは６０度～９０度の範囲の任意の角度である。なお、本明細書では、第１の漏洩検知センサー４１の軸心が第１の冷媒配管２０の軸心と平行となる角度を０度、第１の漏洩検知センサー４１の軸心が第１の冷媒配管２０の軸心に対して直交する角度を９０度とする。

　第２の冷媒漏洩検知機構５０も第１の冷媒漏洩検知機構４０と同様の構成を有している。図７～図１０において、括弧内の符号は第２の冷媒漏洩検知機構５０の各構成要素に相当する構成要素であることを示している。すなわち、第２の冷媒漏洩検知機構５０は、第１の漏洩検知センサー４１と同様の第２の漏洩検知センサー５１と、第１のセンサーホルダー４２と同様の第２のセンサーホルダー５２と、第１の板バネ４３と同様の第２の板バネ５３とを有している。第２のセンサーホルダー５２は、軸心が第２の冷媒配管３０の軸心に対して６０度～９０度の範囲の任意の角度で傾斜した状態で、第２の冷媒配管３０の側面に溶接により固定されている。第２の漏洩検知センサー５１は第２の板バネ５３の付勢力により、第２のセンサーホルダー５２に保持されている。

　本実施の形態１によれば、第１の漏洩検知センサー４１は第１の冷媒配管２０に対して上述のように傾斜して固定された第１のセンサーホルダー４２に保持されており、第１の冷媒配管２０に対して傾斜している。従って、室内機２の運転中、第１の冷媒配管２０の側面や第１の漏洩検知センサー４１の配線の外周面に結露水が発生し、第１の漏洩検知センサー４１に伝わってきたとしても、結露水が第１の漏洩検知センサー４１に貯留することがない。同様に、第２の漏洩検知センサー５１は第２の冷媒配管３０に対して上述のように傾斜して固定された第２のセンサーホルダー５２に保持されており、第２の冷媒配管３０に対して傾斜している。従って、室内機２の運転中、第２の冷媒配管３０の側面若しくは第２の漏洩検知センサー５１の配線の外周面に結露水が発生し、第２の漏洩検知センサー５１に伝わってきたとしても、結露水が第２の漏洩検知センサー５１に貯留することがない。以上より、第１の漏洩検知センサー４１および第２の漏洩検知センサー５１が水に触れたままの状態に置かれることにより劣化することを防止できる。その結果、精度の高い漏洩検知を継続して行うことができる。

　また、第１のセンサーホルダー４２を第１の冷媒配管２０に対して傾斜して固定することにより、第１のセンサーホルダー４２の開口部は第１の冷媒配管２０の外周面および第１のフレア接続部１００から離れて位置決めされる。従って、第１の冷媒配管２０および第１のフレア接続部１００に妨害されることなく、第１の漏洩検知センサー４１を第１のセンサーホルダー４２の双方の開口部から容易に挿入することができる。同様に、第２の漏洩検知センサー５１についても、第２の冷媒配管３０および第２のフレア接続部１１０に妨害されることなく、第２のセンサーホルダー５２の双方の開口部から容易に挿入することができる。すなわち、本実施の形態１によれば、第１の冷媒漏洩検知機構４０および第２の冷媒漏洩検知機構５０の組立性を向上させることができる。

　さらに、上述のように第１の漏洩検知センサー４１を第１の冷媒配管２０に対して傾斜して固定することにより、第１の漏洩検知センサー４１を第１の冷媒配管２０の軸心に沿って固定する場合よりも、第１の漏洩検知センサー４１の第１の冷媒配管２０側を向いている領域において、第１の冷媒配管２０とオーバーラップする面積を小さくすることができる。すなわち、第１の冷媒配管２０と重なり合わない面積を確保することができる。その結果、第１の漏洩検知センサー４１の検知面積を有効に活用することができる。同様に、第２の漏洩検知センサー５１についても、検知面積を有効に活用することができる。すなわち、本実施の形態１によれば、冷媒漏洩の検知の精度をより高くすることができる。

実施の形態２．
　図１１は、本発明の実施の形態２に係るカバー機構の外観図である。図１２は、実施の形態２に係るカバー機構によりカバーされる漏洩検知機構を透視的に示す図である。図１３は、本発明の実施の形態２に係るカバー機構の分解斜視図である。第１のカバー機構６０は、第１のカバー部材６１と、第１の上側バンド６２と、第１の下側バンド６３とを有している。第１のカバー部材６１は断熱材料で構成されており、略円筒形状を有し、両端部は開口している。第１の冷媒漏洩検知機構４０と、第１のフレア接続部１００と、第１のフレア接続部１００に接続される室外機側接続部１２０が、第１のカバー部材６１の内部に収容されている。第１のカバー部材６１の上側の開口部は第１の上側バンド６２で密閉され、下側の開口部は第１の下側バンド６３で密閉されている。すなわち、第１のカバー部材６１と第１の上側バンド６２と第１の下側バンド６３とで、第１の冷媒漏洩検知機構４０および第１のフレア接続部１００の周囲に密閉空間が形成されている。

　同様に、第２のカバー機構７０は、第２のカバー部材７１と、第２の上側バンド７２と、第２の下側バンド７３とを有している。第２のカバー部材７１は、第１のカバー部材６１と同様、断熱材料で構成されており、略円筒形状を有し、両端部は開口している。第２の冷媒漏洩検知機構５０と、第２のフレア接続部１１０と、第２のフレア接続部１１０に接続される室外機側の接続部（図示せず）が、第２のカバー部材７１の内部に収容されるよう、第２のカバー部材７１は配置されている。第１のカバー機構６０と同様、第２のカバー部材７１の上側の開口部は第２の上側バンド７２で密閉され、下側の開口部は第２の下側バンド７３で密閉されており、第２のカバー部材７１と第２の上側バンド７２と第２の下側バンド７３とで、第２の冷媒漏洩検知機構５０および第２のフレア接続部１１０の周囲に密閉空間が形成されている。

　本実施の形態２によれば、第１のフレア接続部１００および第２のフレア接続部１１０の周囲に断熱材料を用いた密閉空間が形成されている。従って、第１のフレア接続部１００および第２のフレア接続部１１０における冷媒の漏洩量が微量であっても、第１の漏洩検知センサー４１および第２の漏洩検知センサー５１により冷媒の漏洩を検知することができ、漏洩検知の精度を向上させることができる。その結果、可燃性冷媒の漏洩による可燃域の形成を迅速に抑制することができる。

　１　空気調和機、２　室内機、３　室外機、４　負荷側熱交換器、５　圧縮機、６　流路切替装置、７　熱源側熱交換器、８　膨張弁、９　アキュムレーター、１０　筐体、１１ａ　第１前面パネル、１１ｂ　第２前面パネル、１１ｃ　第３前面パネル、１２　吸込口、１３　吹出口、１４　サイドパネル、１５　操作部、１６　フィルタ、１７　室内送風ファン、１８　ベルマウス、２０　第１の冷媒配管、３０　第２の冷媒配管、４０　第１の冷媒漏洩検知機構、４１　第１の漏洩検知センサー、４２　第１のセンサーホルダー、４２ａ　基部、４２ｂ　壁部、４２ｃ　壁部、４２ｄ　接続部、４３　第１の板バネ、４３ａ　屈曲部、４３ｂ　支持部、４３ｃ　波状部、４３ｄ　係止部、５０　第２の冷媒漏洩検知機構、５１　第２の漏洩検知センサー５１、５２　第２のセンサーホルダー、５３　第２の板バネ、６０　第１のカバー機構、６１　第１のカバー部材、６２　第１の上側バンド、６３　第１の下側バンド、７０　第２のカバー機構、７１　第２のカバー部材、７２　第２の上側バンド、７３　第２の下側バンド、１００　第１のフレア接続部、１０１　ナット、１０２　ジョイント、１１０　第２のフレア接続部、１１１　ナット、１１２　ジョイント、１２０　室外機側接続部、４３１　山部、４３２　山部、４３３　谷部。

Claims

　空気調和機の冷媒回路からの冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知機構であって、
　前記空気調和機の室内機の熱交換器から延び、前記空気調和機の室外機から延びる室外機側配管と接続される室内機側配管に配設され、前記冷媒の漏洩を検知するセンサーを備え、
　前記センサーは、前記室内機側配管の軸心に対して傾斜している冷媒漏洩検知機構。
　前記センサーは、前記室内機側配管と前記室外機側配管との接続部の近傍に配置されている請求項１に記載の冷媒漏洩検知機構。
　前記センサーは円筒形状を有しており、前記室内機側配管の軸心に対して前記センサーの軸心が６０度から９０度の範囲の任意の角度で傾斜している請求項１または２に記載の冷媒漏洩検知機構。
　さらに前記センサーを保持する保持手段を備え、
　前記保持手段は、
　縦長の筒状部材であって、前記センサーが収納されているホルダと、
　前記ホルダに取り付けられた板バネとを有し、
　前記センサーは、前記板バネと前記ホルダに挟持されて前記ホルダ内に保持されている請求項１～３のいずれか１項に記載の冷媒漏洩検知機構。
　前記ホルダは、前記室内機側配管に溶接により固定されている請求項１～４のいずれか１項に記載の冷媒漏洩検知機構。
　前記センサーと前記保持手段と前記接続部とを覆っている断熱部材からなるカバー部材であって、両端が開口している袋状のカバー部材と、
　前記カバー部材の前記両端のそれぞれを閉塞し、前記カバー部材の内部を密閉している閉塞部材とを備える請求項１～５のいずれか１項に記載の冷媒漏洩検知機構。