CN101836060A - 流体传感器、制冷剂泄漏检测装置、制冷装置以及制冷剂泄漏检测方法 - Google Patents

流体传感器、制冷剂泄漏检测装置、制冷装置以及制冷剂泄漏检测方法 Download PDF

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佐佐木能成
山口贵弘
米森强
吉见学
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Abstract

一种流体传感器,其能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定制冷剂从制冷装置的制冷剂回路中的哪里发生泄漏。流体传感器(8)用于检测来自制冷剂回路(10)的制冷剂泄漏,包括具有两个隔开间隔地设置的电极(81、82)的传感器主体(8a),并且能与测定两个电极(81、82)之间的阻抗的阻抗测定装置(9)连接。

Description

流体传感器、制冷剂泄漏检测装置、制冷装置以及制冷剂泄漏检测方法
技术领域
本发明涉及一种流体传感器,尤其涉及用于检测来自制冷装置的制冷剂回路的制冷剂泄漏的流体传感器和制冷剂泄漏检测装置。此外,还涉及包括流体传感器和制冷剂泄漏检测装置的制冷装置以及采用流体传感器的制冷剂泄漏检测方法。
背景技术
作为检测来自制冷装置的制冷剂回路的制冷剂泄漏的方法,存在根据各种运转状态量运算被封入制冷剂回路内的制冷剂量、并根据该运算出的制冷剂量来检测制冷剂泄漏的方法(参照专利文献1)。
专利文献1:日本专利特开2007-163099号公报
发明内容
然而,在上述方法中,不容易具体确定制冷剂发生泄漏的场所。
此外,当检测到制冷剂泄漏时,为了对制冷剂泄漏进行适当处理,存在想要具体确定制冷剂从制冷剂回路中的哪里发生泄漏这样的要求。
本发明的技术问题在于能进行包括具体确定制冷剂从制冷装置的制冷剂回路中的哪里发生泄漏在内的制冷剂泄漏的检测。
第一发明的流体传感器用于检测来自制冷装置的制冷剂回路的制冷剂泄漏,包括具有两个隔开间隔地设置的电极的传感器主体,并且上述流体传感器能与测定两个电极之间的阻抗的阻抗测定装置连接。在此,“具有两个电极”是指具有以电气方式成对的两种电极。
若将上述流体传感器的传感器主体预先设于制冷剂回路中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近,以测定两个电极之间的阻抗,则由于流入两个电极之间的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的影响,在制冷剂回路中产生制冷剂泄漏时与未产生制冷剂泄漏时,阻抗会发生改变。在上述流体传感器中,基于这种阻抗的改变,能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定在设有传感器主体的部分产生制冷剂泄漏、即具体确定制冷剂从制冷装置的制冷剂回路中的哪里发生泄漏。此外,即使是已设的不具有检测制冷剂泄漏功能的制冷装置,只要加装流体传感器,通过与阻抗测定装置连接,便能进行制冷剂泄漏的检测。在此,“因制冷剂泄漏而出现的流体”是指与制冷剂一起泄漏的冷冻机油、因制冷剂的泄漏而产生的结露水等。
第二发明的流体传感器是在第一发明的流体传感器的基础上,传感器主体在两个电极之间具有流体保持体,该流体保持体用于保持制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体。
当流体传感器的传感器主体仅由两个电极构成时,由于很难主动地使制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体滞留于两个电极之间,因此,例如当泄漏量为微量时,可能存在无法检测出制冷剂泄漏的情形。
因此,在上述流体传感器中,在两个电极之间设置用于保持制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的流体保持部,将流入两个电极之间的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体保持、积存于流体保持体。藉此,即使泄漏量为微量,也能容易地检测出制冷剂泄漏,从而能提高制冷剂泄漏的检测精度。
第三发明的流体传感器是在第二发明的流体传感器的基础上,流体保持体是纸。
在这种流体传感器中,由于能通过使泄漏后也不易蒸发、扩散的冷冻机油渗入作为流体保持体的纸来保持、积存,因此与使泄漏后易于蒸发、扩散的制冷剂保持于流体保持体的情况相比,能可靠地捕捉到制冷剂泄漏的痕迹,藉此能提高制冷剂泄漏的检测精度。
第四发明的流体传感器是在第一发明至第三发明中任一项发明的流体传感器的基础上,传感器主体的两个电极是多层结构。
在上述流体传感器中,由于使用多层结构的电极,因此能增大传感器主体的电容量,藉此能提高制冷剂泄漏的检测精度。
第五发明的流体传感器是在第一发明至第四发明中任一项发明的流体传感器的基础上,传感器主体能安装成将构成制冷剂回路的管或管接头包围。
在这种流体传感器中,由于能使制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体有效地流入两个电极之间,因此能可靠地捕捉到制冷剂泄漏的痕迹,藉此能提高制冷剂泄漏的检测精度。
第六发明的制冷剂传感器是在第五发明的流体传感器的基础上,传感器主体设有卡定部,该卡定部用于能自由拆装地卡定于构成制冷剂回路的管或管接头。
在这种流体传感器中,由于能通过卡定部将传感器主体自由拆装地卡定于管或管接头,因此安装、拆下作业变得容易。
第七发明的流体传感器是在第一发明至第四发明中任一项发明的流体传感器的基础上,传感器主体是平板状的结构。
在这种流体传感器中,由于传感器主体紧凑、操作容易,因此能容易地安装于进行制冷剂泄漏检测的部分及其附近。
第八发明的流体传感器是在第二发明至第六发明中任一项发明的流体传感器的基础上,流体保持体和电极被构成传感器主体的筐体覆盖,在传感器主体中设有从筐体内朝向筐体外突出的流体诱导体,该流体诱导体将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体引导到两个电极之间。
在这种流体传感器中,当基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体中的特定流体引起的阻抗的变化来进行制冷剂泄漏的检测时,通过用筐体将流体保持体和电极覆盖,能尽力防止制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体等被保持于流体保持体等,并且通过从筐体内朝向筐体外突出地设置将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体引导到两个电极之间的流体诱导体,能将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体引导到筐体内以保持、积存于流体保持体。藉此,能有利于制冷剂泄漏的检测精度的提升。
第九发明的流体传感器是在第八发明的流体传感器的基础上,筐体形成有开口部,该开口部用于使流体诱导体从筐体内朝向筐体外突出,开口部的开口尺寸比覆盖流体保持体和电极的收容部的开口尺寸小。
在这种流体传感器中,通过将用于使流体诱导体从筐体内朝向筐体外突出的开口部的开口尺寸设成比覆盖流体保持体和电极的收容部小,从而能抑制制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体侵入收容部。
第十发明的流体传感器是在第九发明的流体传感器的基础上,设有密封材料,在流体诱导体从开口部突出的状态下,开口部与流体诱导体之间的间隙被密封材料填埋。
在这种流体传感器中,通过在流体诱导体从开口部突出的状态下,设置填埋开口部与流体诱导体之间的间隙的密封材料,从而能有利于抑制制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体等侵入收容部。
第十一发明的制冷装置包括制冷剂回路和第一发明至第十发明中任一项发明的流体传感器,该流体传感器配置于制冷剂回路中的进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近。
在这种制冷装置中,由于流体传感器设于制冷剂回路中的进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近,因此当进行制冷剂泄漏的检测时,通过将阻抗测定装置连接于流体传感器,便能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定在设有传感器主体的部分发生制冷剂泄漏、即具体确定制冷剂从制冷装置的制冷剂回路的哪里发生泄漏。
第十二发明的制冷装置是在第十一发明的制冷装置的基础上,还包括连接于流体传感器的阻抗测定装置。
在这种制冷装置中,由于包括连接于流体传感器的阻抗测定装置,因此当进行制冷剂泄漏的检测时,不需要进行阻抗测定装置与流体传感器的连接。此外,由于能容易地进行预先存储制冷剂泄漏检测的结果等处理,因此有利于制冷剂泄漏的检测精度的提升。而且,也能始终进行制冷剂泄漏的检测。
第十三发明的流体传感器用于检测来自制冷装置的制冷剂回路的制冷剂泄漏,包括传感器主体,该传感器主体具有两个隔开间隔地设置的电极,传感器主体还具有:阻抗测定部,该阻抗测定部测定两个电极之间的阻抗;泄漏判定部,该泄漏判定部基于由阻抗测定部测定得到的阻抗值来进行与制冷剂泄漏相关的判定;以及信号输出部,该信号输出部将由泄漏判定部得到的与制冷剂泄漏相关的判定结果输出到外部设备。在此,“具有两个电极”是指具有以电气方式成对的两种电极。
若将上述流体传感器的传感器主体预先设于制冷剂回路中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近,以测定两个电极之间的阻抗,则由于流入两个电极之间的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的影响,在制冷剂回路中产生制冷剂泄漏时与未产生制冷剂泄漏时,阻抗会发生改变。在上述流体传感器中,基于这种阻抗的改变,能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定在设有传感器主体的部分产生制冷剂泄漏、即具体确定制冷剂从制冷装置的制冷剂回路中的哪里发生泄漏。而且,在这种流体传感器中,由于传感器主体还具有:阻抗测定部,该阻抗测定部测定两个电极之间的阻抗;泄漏判定部,该泄漏判定部进行与制冷剂泄漏相关的判定;以及信号输出部,该信号输出部将与制冷剂泄漏相关的判定结果输出到外部设备,因此当进行制冷剂泄漏的检测时,不需要进行阻抗测定装置与流体传感器的连接。此外,由于和与外部的阻抗测定装置连接的情况或在制冷装置上设置阻抗测定装置的情况相比,电极与阻抗测定部之间的距离变短,因此有利于制冷剂泄漏的检测精度的提升。而且,由于还具有泄漏判定部和信号输出部,因此即使是已设的不具有检测制冷剂泄漏的功能的制冷装置,只要加装流体传感器,也能进行制冷剂泄漏的检测。在此,“因制冷剂泄漏而出现的流体”是指与制冷剂一起泄漏的冷冻机油、因制冷剂的泄漏而产生的结露水等。
第十四发明的制冷剂泄漏检测装置包括:作为第一发明至第十发明中任一项发明的流体传感器的第一传感器、第二传感器、运算部以及泄漏判定部。第二传感器具有两个隔开间隔地设置的电极,构成为使制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体不保持于两个电极之间。运算部基于第一传感器的输出与第二传感器的输出之间的第一差分来运算制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量。检测部基于由运算部运算出的静电容量变化量来进行与制冷剂泄漏相关的判定。
作为流体传感器的阻抗(或静电容量)变化的主要因素,除了制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体之外,还例如有湿度(即,水蒸汽)、温度、老化。因此,在制冷剂回路中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近只设置一个上述流体传感器的话,可能会包括基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体之外的其他静电容量变化的主要因素而带来的影响。因此,在这种制冷剂泄漏检测装置中,由如下两个流体传感器构成:第一传感器,该第一传感器将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体保持于两个电极之间;以及第二传感器,该第二传感器不将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体保持于两个电极之间。藉此,湿度等静电容量变化的主要因素对第一传感器和第二传感器均产生作用,但制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的静电容量变化的主要因素不对第二传感器产生作用,制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的静电容量变化的主要因素对第一传感器产生作用。运算部根据这些传感器的输出的第一差分来运算制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量,检测部根据静电容量变化量来检测制冷剂泄漏。即,制冷剂泄漏检测装置通过第一传感器和第二传感器使基于湿度等静电容量变化的主要因素的静电容量的变化量抵消,从而能只求得基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的静电容量的变化量。藉此,只根据基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的第一传感器的静电容量的变化量,便能正确地知道是否发生制冷剂泄漏。
第十五发明的制冷剂泄漏检测装置是在第十四发明的制冷剂泄漏检测装置的基础上,还包括:第一振荡部,该第一振荡部以与第一传感器的静电容量对应的频率振荡;第二振荡部,该第二振荡部以与第二传感器的静电容量对应的频率振荡;以及上下计数部,该上下计数部将第一振荡部的输出递增计数(up count),而将第二振荡部的输出递减计数(down count)。运算部基于上下计数部的计数值来求出第一差分。
在这种制冷剂泄漏检测装置中,上下计数部将根据第一传感器的静电容量振荡的信号递增计数,并且将根据第二传感器的静电容量振荡的信号递减计数。由于上下计数部的计数值是相当于与第一传感器的静电容量对应的频率和与第二传感器的静电容量对应的频率之差的脉冲数,因此根据计数值能求出第一差分。通过基于如上所述求出的第一差分来求出静电容量变化量,能高精度地取出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量。因此,能更正确地检测制冷剂泄漏。
第十六发明的制冷剂泄漏检测装置是在第十五发明的制冷剂泄漏检测装置的基础上,还包括选择部。选择部对第一振荡部的输出和第二振荡部的输出中的任意一个进行选择。对上下计数部输入选择部所选择的第一振荡部的输出和第二振荡部的输出中的任意一个。
在这种制冷剂泄漏检测装置中,对上下计数部输入第一振荡部的输出和第二振荡部的输出中的任意一个。即,不同时对上下计数部输入第一振荡部的输出和第二振荡部的输出。因此,上下计数部能可靠地进行将第一振荡部的输出递增计数而将第二振荡部的输出递减计数的动作,从而能得到用于求出第一差分的正确的计数值。
第十七发明的制冷剂泄漏检测装置是在第十五发明或第十六发明的制冷剂泄漏检测装置的基础上,还包括复位部,该复位部每隔规定周期将上下计数部的计数值复位。
在这种制冷剂泄漏检测装置中,运算部根据被复位前的计数值来求出第一传感器的输出与第二传感器的输出之间的第一差值。
第十八发明的制冷剂泄漏检测装置是在第十四发明的制冷剂泄漏检测装置的基础上,还包括:第一复位部,该第一复位部基于由第一传感器的静电容量确定的时间常数来输出第一复位信号;第二复位部,该第二复位部基于由第二传感器的静电容量确定的时间常数来输出第二复位信号;第一计数部,该第一计数部对具有规定频率的脉冲信号进行计数,并且基于第一复位信号来停止脉冲信号的计数;第二计数部,该第二计数部对脉冲信号进行计数,并且基于第二复位信号来停止脉冲信号的计数;以及差分计算部,该差分计算部求出到脉冲信号的计数停止为止第一计数部和第二计数部分别计数得到的计数量的第二差分。运算部基于第二差分求出第一差分。
在这种制冷剂泄漏检测装置中,第一计数部在由第一复位信号指示复位之前对脉冲信号进行计数,第二计数部在由第二复位信号指示复位之前对脉冲信号进行计数。在此,由于第一复位信号和第二复位信号分别是基于根据第一传感器的静电容量确定的时间常数的信号和根据第二传感器的静电容量确定的时间常数的信号,因此第一计数部和第二计数部停止计数的时间不同。即,各计数部的计数量之差相当于各传感器的静电容量之差。因此,在这种制冷剂泄漏检测装置中,能根据各计数量的第二差分求出第一差分。因此,能高精度地只取出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量,从而能更正确地检测制冷剂泄漏。
第十九发明的制冷剂泄漏检测装置是在第十四发明的制冷剂泄漏检测装置的基础上,还包括:第一计时部,该第一计时部在经过根据第一传感器的静电容量确定的时间之后输出表示该情况的第一时间经过信号;第二计时部,该第二计时部在经过根据第二传感器的静电容量确定的时间之后输出表示该情况的第二时间经过信号;以及间隔计算部,该间隔计算部计算以下时间的长度,该时间是指从第一计时部或第二计时部输出第一时间经过信号和第二时间经过信号中的任意一个的时间。运算部基于由间隔计算部计算出的时间的长度来求出第一差分。
由于若各传感器的静电容量不同,则根据第一传感器的静电容量确定的时间和根据第二传感器的静电容量确定的时间也不同,因此开始输出表示已经过各时间的第一时间经过信号和第二时间经过信号的时间也不同。因此,在这种制冷剂泄漏检测装置中,基于输出表示各时间经过的第一时间经过信号和第二时间经过信号中的任意一个的时间长度、即基于开始输出第一时间经过信号的时间和开始输出第二时间经过信号的时间之差来求出第一差值。即,由于上述时间长度相当于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量,因此能高精度地只取出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量,从而能更正确地检测制冷剂泄漏。
第二十发明的制冷装置包括制冷剂回路和第十四发明至第十九发明中任一项发明的制冷剂泄漏检测装置,该制冷剂泄漏检测装置配置于制冷剂回路中的进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近。
这种制冷装置通过第十四发明至第十九发明中任一项发明的制冷剂泄漏检测装置来进行制冷剂回路中制冷剂泄漏的检测。因此,能得到与第十四发明至第十九发明相同的效果。
第二十一发明的制冷剂泄漏检测方法是检测来自制冷装置的制冷剂回路的制冷剂泄漏的制冷剂泄漏检测方法,将包括具有两个隔开间隔地设置的电极的传感器主体的流体传感器配置于制冷剂回路中的进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近,利用阻抗测定装置来测定两个电极之间的阻抗。在此,“具有两个电极”是指具有以电气方式成对的两种电极。
在这种制冷剂泄漏检测方法中,若将阻抗测定装置与设于制冷剂回路中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近的流体传感器连接,以测定两个电极之间的阻抗,则由于流入两个电极之间的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的影响,在制冷剂回路中产生制冷剂泄漏时与未产生制冷剂泄漏时,阻抗会发生改变。在上述制冷剂泄漏检测方法中,基于这种阻抗的改变,能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定制冷剂在设有传感器主体的部分产生泄漏、即具体确定制冷剂从制冷装置的制冷剂回路中的哪里发生泄漏。此外,即使是已设的不具有检测制冷剂泄漏功能的制冷装置,只要加装流体传感器,通过与阻抗测定装置连接,便能进行制冷剂泄漏的检测。在此,“因制冷剂泄漏而出现的流体”是指与制冷剂一起泄漏的冷冻机油、因制冷剂的泄漏而产生的结露水等。
附图说明
图1是作为本发明的制冷装置的一实施方式的空气调节装置的概略结构图。
图2是表示将流体传感器设于制冷剂回路中进行制冷剂泄漏检测的部分的状态的图。
图3是从箭头I方向观察图2的图。
图4是表示流体传感器的传感器主体附近的立体图。
图5是表示阻抗测定装置的立体图。
图6是阻抗测定电路的概略结构图。
图7是阻抗测定电路的概略结构图。
图8是表示变形例1的流体传感器的传感器主体附近的立体图。
图9是表示变形例2的流体传感器的传感器主体附近的立体图。
图10是表示将变形例3的流体传感器设于制冷剂回路中进行制冷剂泄漏检测的部分的状态的图。
图11是图10的III-III剖视图。
图12是表示变形例4的流体传感器的传感器主体附近的立体图。
图13是表示变形例4的流体传感器的传感器主体附近的图,是图3的II-II剖视图。
图14是表示变形例4的流体传感器的传感器主体附近的图,是图10的III-III剖视图。
图15是表示将变形例5的流体传感器设于制冷剂回路中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近的状态的图。
图16是图15的IV-IV剖视图。
图17是图16的V-V剖视图。
图18是构成变形例5的流体传感器的筐体的剖视图,是对应于图17的图。
图19是构成变形例5的流体传感器的筐体的剖视图,是对应于图17的图。
图20是构成变形例6的流体传感器的筐体的立体图。
图21是构成变形例6的流体传感器的筐体的立体图。
图22是构成变形例6的流体传感器的筐体的立体图。
图23是表示预先安装有流体传感器的压力传感器的立体图。
图24是表示预先安装有流体传感器的毛细管的立体图。
图25是变形例8的空气调节装置的概略结构图。
图26是表示构成变形例9的流体传感器的结构的框图。
图27是表示变形例10的制冷剂泄漏检测装置的结构的图。
图28是表示配置于制冷剂管附近的第一传感器和第二传感器的图。
图29是表示变形例11的制冷剂泄漏检测装置的结构的图。
图30是振荡信号、第一复位信号和第二复位信号的时序图。
图31是表示变形例12的制冷剂泄漏检测装置的结构的图。
图32是第一时间经过信号、第二时间经过信号、启动(enable)信号和振荡信号的时序图。
图33是表示变形例13的制冷剂泄漏检测装置的结构的图。
图34是表示启动信号和输入上下计数电路的信号的时序图。
(符号说明)
1空气调节装置(制冷装置)
8、208、209流体传感器
8a传感器主体
8d阻抗测定部
8e泄漏判定部
8f信号输出部
9阻抗测定装置
10制冷剂回路
81、82电极
88流体保持体
89流体诱导体
101筐体
102、102a、102b收容部
103a、103b开口部
105密封材料
207、307、407制冷剂泄漏检测装置
208第一传感器
209第二传感器
211运算部
212检测部
213第一振荡电路
214第二振荡电路
215上下计数电路
216复位电路
311第一复位电路
312第二复位电路
314第一计数电路
315第二计数电路
318差分电路(差分计算部)
412第一计时电路
413第二计时电路
414EOR电路(间隔计算部)
417计数电路(间隔计算部)
511选择电路(选择部、复位部)
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的流体传感器、制冷剂泄漏检测装置、制冷装置和制冷剂泄漏检测方法的实施方式进行说明。
(1)空气调节装置的整体结构
图1是作为本发明的制冷装置的一实施方式的空气调节装置1的概略结构图。空气调节装置1是所谓的分体式的空气调节装置,主要包括热源单元2、利用单元4以及连接热源单元2与利用单元4的制冷剂连通管5、6,以构成蒸汽压缩式的制冷剂回路10。另外,在制冷剂回路10内封入有R12等CFC类制冷剂、R22等HCFC类制冷剂、R410A等HFC类制冷剂、丙烷等HC类制冷剂、二氧化碳或氨气等。
<利用单元>
利用单元4例如设置于空调室的天花板背面、天花板面、壁面等,具有构成制冷剂回路10的一部分的利用侧制冷剂回路10a。上述利用侧制冷剂回路10a主要具有利用侧热交换器41。
利用侧热交换器41是当制冷运转时起到制冷剂的加热器的功能以冷却室内空气、当制热运转时起到制冷剂的冷却器的功能以加热室内空气的热交换器。利用侧热交换器41的一端连接于第一制冷剂连通管5,利用侧热交换器41的另一端连接于第二制冷剂连通管6。作为利用侧热交换器41,例如使用由供制冷剂在内部流动的传热管和许多翅片构成的翅片管式热交换器等。
在本实施方式中,利用单元4具有利用侧风扇42,该利用侧风扇42用于将室内空气吸入到单元内、并在热交换后对室内进行供给,能使室内空气和在利用侧热交换器41中流动的制冷剂进行热交换。上述利用侧风扇42由利用侧风扇电动机43驱动。
此外,利用单元4具有利用侧控制部44,该利用侧控制部44对构成利用单元4的各部分的动作进行控制。此外,利用侧控制部44具有为进行利用单元4的控制而设置的微机和存储器等,从而能与用于个别操作利用单元4的遥控器(未图示)之间进行控制信号等的交换、能与热源单元2之间进行控制信号等的交换。
<热源单元>
热源单元2例如设置于空调室外,包括构成制冷剂回路10的一部分的热源侧制冷剂回路10b。上述热源侧制冷剂回路10b主要具有压缩机21、四通换向阀23、热源侧热交换器24、膨胀机构25、第一截止阀26以及第二截止阀27。
压缩机21是具有在将低压气体制冷剂吸入、压缩而成为高压气体制冷剂后排出的功能的压缩机。在本实施方式中,压缩机21是在外壳内内置有压缩机电动机22的封闭式压缩机。此外,为了压缩机21内的润滑,在制冷剂回路10内还封入有冷冻机油。
四通换向阀23是起到转换制冷剂的流动方向的换向机构的作用的阀,当制冷运转时,为了使热源侧热交换器24起到在压缩机21处被压缩的制冷剂的冷却器的功能、且使利用侧热交换器41起到在热源侧热交换器24处被冷却的制冷剂的加热器的功能,能将压缩机21的排出侧与热源侧热交换器24的一端连接,并且能将压缩机21的吸入侧与第二制冷剂连通管6侧(即第二截止阀27)连接(参照图1的四通换向阀23的实线),当制热运转时,为了使利用侧热交换器41起到在压缩机21处被压缩的制冷剂的冷却器的功能、且使热源侧热交换器24起到在利用侧热交换器41处被冷却的制冷剂的加热器的功能,能将压缩机21的排出侧与第二制冷剂连通管6侧(即第二截止阀27)连接,并且能将压缩机21的吸入侧与热源侧热交换器24的一端连接(参照图1的四通换向阀23的虚线)。
热源侧热交换器24是当制冷运转时起到将室外空气作为热源的制冷剂的冷却器的功能、当制热运转时起到将室外空气作为热源的制冷剂的加热器的功能的热交换器。热源侧热交换器24的一端连接于四通换向阀23,热源侧热交换器24的另一端连接于膨胀机构25。作为热源侧热交换器24,例如使用由供制冷剂在内部流动的传热管和许多翅片构成的翅片管式热交换器等。
膨胀机构25是将高压的制冷剂减压的机构,在本实施方式中是当制冷运转时和制热运转时将高压的制冷剂减压的电动膨胀阀。
第一截止阀26和第二截止阀27是设于与外部的设备、配管(具体是第一制冷剂连通管5和第二制冷剂连通管6)连接的连接口的阀。第一截止阀26连接于膨胀机构25。第二截止阀27连接于四通换向阀23。
在本实施方式中,热源单元2具有热源侧风扇28,该热源侧风扇28用于将室外空气吸入到单元内、并在热交换后排出到室外,能使室外空气和在热源侧热交换器24中流动的制冷剂进行热交换。上述热源侧风扇28由热源侧风扇电动机29驱动。
此外,热源单元2具有热源侧控制部30,该热源侧控制部30对构成热源单元2的各部分的动作进行控制。此外,热源侧控制部30具有为进行热源单元2的控制而设置的微机和存储器等,从而能与利用单元4的利用侧控制部44之间进行控制信号等的交换。这样,由热源侧控制部30和利用侧控制部44这两者来构成对空气调节装置1的各部分的动作进行控制的控制部7。
(2)流体传感器等用于检测制冷剂泄漏的结构和制冷剂泄漏检测方法
在上述制冷剂回路10中,制冷剂可能会从构成制冷剂回路10的各种设备、管或管接头泄漏到制冷剂回路10的外部。此外,当发生制冷剂泄漏时,较为理想的是,不仅对制冷剂泄漏进行适当的处理,还能具体确定在制冷剂回路10的哪里发生制冷剂泄漏。
因此,在本实施方式的空气调节装置1中,在制冷剂回路10中产生制冷剂泄漏的可能性较高的部分或其附近配置流体传感器8,从而采用该流体传感器8,便能进行来自空气调节装置1的制冷剂回路10的制冷剂泄漏的检测,包括具体确定制冷剂从制冷剂回路10中的哪里发生泄漏。以下,采用图1~图7对本实施方式的流体传感器8等用于检测制冷剂泄漏的结构进行说明。在此,图2是表示将本实施方式的流体传感器8设于制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近的状态的图。图3是从箭头I方向观察图2的图。图4是表示本实施方式的流体传感器8的传感器主体8a附近的立体图。图5是表示在本实施方式中使用的阻抗测定装置9的立体图。图6和图7是阻抗测定电路的概略结构图。
在本实施方式的空气调节装置1中,作为制冷剂回路10中发生制冷剂泄漏可能性较高的部分,主要有存在于制冷剂回路10的各处的钎焊部分、宽底螺母(flare nut)连接部分等的管接头,因此,如图1所示,在将第一截止阀26与第一制冷剂连通管5连接的管接头或其附近、将第二截止阀27与第二制冷剂连通管6连接的管接头或其附近、将利用单元4与第一制冷剂连通管5连接的管接头或其附近以及将利用单元4与第二制冷剂连通管6连接的管接头或其附近分别配置有流体传感器8。另外,在本实施方式中,将流体传感器8配置于上述四个部位,但不对此加以限定,也可以将流体传感器8配置于制冷剂回路10的其他部分。此外,构成制冷剂回路10的管、管接头是铜等金属制的构件。
接着,对本实施方式的流体传感器8的具体结构进行说明。另外,由于配置于上述四个部位的流体传感器8均是相同的结构,因此只要没有特别限定,对任意的流体传感器8均能作为共用的传感器来进行操作。
流体传感器8主要具有传感器主体8a、电线8b。传感器主体8a主要具有两个隔开间隔地设置的电极81、82。电极81、82分别为由导电性材料制成的板状构件,在本实施方式中,通过由电绝缘性材料制成的垫片构件83来保持彼此隔开间隔的状态。这样,本实施方式中的传感器主体8a成为平板状的结构。另外,作为用于电极81、82的导电性材料,较为理想的是铜、铁、铝等金属等导电性高的材料,但只要是具有导电性的材料都能使用。此外,作为用于垫片构件83的电绝缘性材料,较为理想的是合成树脂、陶瓷等电绝缘性高的材料,但只要是电绝缘性高的材料都能使用。
此外,电极81、82连接有电线8b,从而能连接于测定两个电极81、82之间的阻抗的阻抗测定装置9(在后面进行说明)。在本实施方式中,电线8b由一端安装有BNC型连接器84a的同轴电缆制成。在电线8b的另一端,同轴电缆的芯线84b通过焊接而连接于电极82,同轴电缆的屏蔽(shield)线84c通过焊接而连接于电极81。在此,当进行屏蔽线84c与电极81的连接时,较为理想的是像本实施方式这样,为了避免屏蔽线84c的一部分与芯线84b、电极82接触,将热收缩管85包于扎住屏蔽线84c的部分并使其热收缩。另外,作为电线8b,如上所述,考虑到相对于电线长度的电阻特性等,较为理想的是使用同轴电缆,但不限定于同轴电缆,还能使用各种电线。此外,安装于电线8b的连接器84a不限定于BNC型的连接器,根据所连接的阻抗测定装置9的端子部分的种类等,还能使用M型、N型、F型、TNC型等各种连接器。此外,电线8b的另一端与电极81、82的连接不限定于焊接,还能使用各种连接方法。
在本实施方式中,具有上述结构的流体传感器8以使传感器主体8a接近于管接头(在此是宽底螺母连接部分)的状态配置,电线8b通过由带、胶布等形成的固定构件86固定于制冷剂管,以保持流体传感器8的上述配置。在此,由于传感器主体8a为平板状的结构,因此流体传感器8的尺寸紧凑、操作容易,因而能容易地以接近于进行制冷剂泄漏检测的部分的状态安装。此外,作为设置这些流体传感器8的时间,当空气调节装置1是新设的时,可以想到在工厂出货时预先设于构成空气调节装置1的热源单元2、利用单元4等,或者在现场安装热源单元2、利用单元4等时设置,而当空气调节装置1是已设的没有检测制冷剂泄漏功能的空气调节器时,可以想到在维护时等通过加装来设置。
此外,在设有上述流体传感器8的空气调节装置1中,通过将阻抗测定装置9连接于流体传感器8,并测定流体传感器8的传感器主体8a的两个电极81、82之间的阻抗,从而来检测来自空气调节装置1的制冷剂回路10的制冷剂泄漏。
在此,首先对利用阻抗测定来进行制冷剂泄漏的检测的原理进行说明。如上所述,若将流体传感器8的传感器主体8a预先设于制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近,以测定两个电极81、82之间的阻抗,则由于流入两个电极81、82之间的空间S的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的影响,制冷剂回路10产生制冷剂泄漏时与未产生制冷剂泄漏时,阻抗会发生改变。在此,“因制冷剂泄漏而出现的流体”是指与制冷剂一起泄漏的冷冻机油、因制冷剂的泄漏而产生的结露水等。此外,基于这种阻抗的变化,能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定在设有传感器主体8a的部分产生制冷剂泄漏、即具体确定制冷剂从空气调节装置1的制冷剂回路10中的哪里发生泄漏。另外,为了使流入两个电极81、82之间的空间S的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的影响变得明显,较为理想的是,如图2所示,将流体传感器8配置于进行制冷剂泄漏检测的部分的下侧,以使冷冻机油等液态的流体易于流入两个电极81、82之间的空间S,或者如图2和图3所示,用膜87等覆盖包括进行制冷剂泄漏检测的部分和流体传感器8在内的部分,以使制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体易于滞留于两个电极81、82之间的空间S。
接着,对测定两个电极81、82之间的阻抗的阻抗测定装置9进行说明。作为阻抗测定装置9,存在基于对测定对象施加的电压和流过的电流来得到测定对象的阻抗的测定方式的阻抗测定装置和基于已知阻抗的元件来得到测定对象的阻抗(在此是两个电极81、82之间的阻抗)的测定方式的阻抗测定装置,图6所示的阻抗测定电路是对应于前一测定方式的称为LCR测量仪的阻抗测定装置,图7所示的阻抗测定电路是对应于后一测定方式的称为电桥电路的阻抗测定装置。
首先,对用LCR测量仪的阻抗测定电路进行说明,上述阻抗测定电路主要具有电源91、反馈电阻Rs、运算放大器92以及检测器93,通过连接有阻抗ZX(在此是传感器主体8a),从而构成称为自动平衡电桥的电路。此外,在上述阻抗测定电路中,在从电源91施加电压时,由于运算放大器92负侧连接于阻抗ZX和反馈电阻RS之间的P点,因此通过负反馈的作用,P点的电压始终处于零,此外,从电源91流过阻抗ZX的电流全部流入反馈电阻RS。这样,由于阻抗ZX的电压与电源91的电压相同,并且运算放大器92的输出电压可作为流过阻抗ZX的电流与反馈电阻RS的积来得到,因此通过用检测器93检测两个电压,对两电压之比采用反馈电阻RS的积,从而能得到阻抗ZX。
接着,对用电桥电路的阻抗测定电路进行说明,上述阻抗测定电路主要具有阻抗Z1、Z2、Z3、检测器94以及电源95,通过连接有阻抗ZX(在此是传感器主体8a),从而构成电桥电路。此外,在上述阻抗测定电路中,通过从电源95施加电压,并调整阻抗Z1、Z2、Z3以使检测器94的输出为零,能得到传感器主体8a的阻抗ZX。
此外,采用上述阻抗测定装置9,能如下所述地进行制冷剂泄漏的检测,首先,在制冷剂回路10中未发生制冷剂泄漏的状态下(例如,在刚安装空气调节装置1之后或刚设置流体传感器8之后),将流体传感器8连接于阻抗测定装置9,测定在制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分未发生制冷剂泄漏的状态下的阻抗ZX。此外,经过规定期间之后,再次将流体传感器8连接于阻抗测定装置9,测定阻抗ZX,与在制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分未发生制冷剂泄漏的状态下测定得到的阻抗ZX进行比较,当发生超过阈值的变化时,判定在制冷剂回路10中发生制冷剂泄漏,而且判定为发生制冷剂泄漏的地方是测定对象的配置有流体传感器8的部分或其附近,当在所有的流体传感器8中均没有发生超过阈值的变化时,判定为在制冷剂回路10中未发生制冷剂泄漏。另外,作为阻抗测定装置9,LCR测量仪和电桥电路均能使用,但与测定精度高、却在管理和调整上稍显麻烦的电桥电路相比,小型且易于搬运的LCR测量仪更为有利。特别是像本实施方式这样,对于在空气调节装置1中只安装有流体传感器8,并在进行制冷剂泄漏的检测时连接阻抗测定装置9的情形,小型且易于搬运的LCR测量仪较为有利。
藉此,在本实施方式的流体传感器8中,基于传感器主体8a的两个电极81、82之间的阻抗变化,能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定在设有传感器主体8a的部分产生制冷剂泄漏、即具体确定制冷剂从空气调节装置1的制冷剂回路10的哪里发生泄漏。特别地,在本实施方式的空气调节装置1中,由于流体传感器8设于制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近,因此当进行制冷剂泄漏的检测时,通过将阻抗测定装置9连接于流体传感器8,便能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定在设有传感器主体8a的部分发生制冷剂泄漏、即具体确定制冷剂从空气调节装置1的制冷剂回路10的哪里发生泄漏。此外,即使空气调节装置1是已设的不具有检测制冷剂泄漏功能的空气调节装置,只要加装流体传感器8,通过与阻抗测定装置9连接,便能进行制冷剂泄漏的检测。
(3)变形例1
在上述实施方式中,如图4所示,由于只是在流体传感器8的构成传感器主体8a的两个电极81、82之间形成有间隙S,在该间隙S中很难使制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体主动地滞留于两个电极81、82之间,因此,例如当泄漏量为微量时,可能会有无法检测出制冷剂泄漏的情况。
因此,在本变形例的流体传感器8中,如图8所示,在两个电极81、82之间的间隙S中设置用于保持制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体的流体保持体88,从而将流入两个电极81、82之间的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体保持、积存于流体保持体88。
例如,当欲将冷冻机油作为因制冷剂泄漏而出现的流体主动地保持于两个电极81、82之间时,使用纸作为流体保持体88,通过使流入两个电极81、82之间的冷冻机油渗入流体保持体88来保持、积存。在此,若使用纸作为流体保持体88,则由于亲油性高而能有效地保持冷冻机油,此外由于即使冷冻机油渗入也不易发生膨润而能防止电容量的降低,而且通过使用斥水性高的纸,还能防止因制冷剂的泄漏而产生的结露水渗入纸,从而能抑制结露水所带来的影响。此外,当欲将因制冷剂泄漏使周围的空气冷却而产生的结露水作为因制冷剂泄漏而出现的流体主动地保持于两个电极81、82之间时,与冷冻机油的情形不同,通过使用亲水性高、此外即使结露水渗入也不易发生膨润的纸等制成的流体保持体88,能对结露水进行有效的保持、防止因冷冻机油的渗入而引起的电容量的降低,而且通过使用斥油性高的纸等,能防止因制冷剂的泄漏而产生的冷冻机油渗入纸,从而能抑制冷冻机油所带来的影响。此外,当欲将制冷剂主动地保持于两个电极81、82之间时,例如能使用吸附制冷剂的吸附材料(例如沸石等)作为流体保持体88、或使用将吸附制冷剂的吸附材料承载于纸上来作为流体保持体88。另外,当使用吸附制冷剂的吸附材料或承载吸附材料的纸等作为流体保持体88时,较为理想的是,对于在空气调节装置1中使用的制冷剂采用选择性高的吸附材料。此外,作为流体保持体88,除了纸之外,还能使用布、树脂、陶瓷等多孔体、结晶体、膜体等,但当主要根据冷冻机油所带来的影响来进行制冷剂泄漏的检测时,考虑到原材料的成本和加工性等,较为理想的是使用纸。
藉此,在本变形例的流体传感器8和空气调节装置1中,即使泄漏量为微量时,也能容易地检测出制冷剂泄漏,从而能提高制冷剂泄漏的检测精度。此外,当使用纸作为流体保持体88时,由于能通过使在泄漏后也不易蒸发、扩散的冷冻机油渗入作为流体保持体88的纸来保持、积存,因此与使泄漏后容易蒸发、扩散的制冷剂保持于流体保持体88的情况相比,能可靠地捕捉到制冷剂泄漏的痕迹,藉此能提高制冷剂泄漏的检测精度。
(4)变形例2
在上述实施方式及其变形例1中,如图2、图3所示,将流体传感器8的传感器主体8a设于制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分,但根据情况不同,虽是在制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分的附近,也需要将传感器主体8a离开制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分来配置。
在这种情况下,可设置将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体从制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分引导到传感器主体8a的流体诱导器89,以将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体主动地引导到两个电极81、82之间。
例如,若以变形例1的流体传感器8为例,如图9所示,可以想到使流体诱导体89的一端位于两个电极81、82之间的间隙S(在此是流体保持体88),且使流体诱导体89的另一端与制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分接触。在此,作为流体诱导体89,与流体保持体88一样,能使用纸、布、树脂、陶瓷等多孔体、结晶体、膜体等,使用与想要诱导到两个电极81、82之间的间隙S的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体适应的原材料。另外,这种设置流体诱导体89的结构也能适用于图4所示的在两个电极81、82之间的间隙S未设有流体保持体88的传感器主体8a。
藉此,在本变形例的流体传感器8中,即使需要将传感器主体8a离开制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分来配置,也能将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体引导到两个电极81、82之间,因此能提高制冷剂泄漏的检测精度。
(5)变形例3
在上述实施方式及其变形例1、变形例2中,如图2~图4、图8和图9所示,传感器主体8a采用平板状的结构,但也可以是能将传感器主体8a安装成围住构成制冷剂回路10的管或管接头的结构。
例如,像图10、图11所示的本变形例的流体传感器8的传感器主体8a这样,可以想到将流体保持体88设于两个电极81、82之间的间隙S的传感器主体8a安装成围住管。另外,这种传感器主体8a也能安装成围住管接头而不是管。
藉此,在本变形例的流体传感器8中,由于能使制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体有效地流入两个电极81、82之间,因此能可靠地捕捉到制冷剂泄漏的痕迹,藉此能提高制冷剂泄漏的检测精度。
(6)变形例4
在上述实施方式及其变形例1~变形例3中,如图4、图8、图9、图11所示,由于使用只设有一个由电极81和电极82形成的间隙S的单层结构的电极81、82,因此可以想到会有传感器主体8a的电容量小,制冷剂泄漏的检测精度不充分的情况。
因此,在本变形例的流体传感器8中,使用设有多个由电极81和电极82形成的间隙的多层结构的电极81、82。
例如,如图12所示,可以想到预先将电极81、电极82以及两个流体保持体88形成带状,并将在电极82的两面重叠流体保持体88的电极82折回数次,并将电极81折回数次的电极81相对于在电极82的两面重叠流体保持体88的电极82从正交方向组装,在将电线8b通过焊接等连接于电极81、82之后(在图12中未图示),以包住热收缩管90并使其热收缩的状态来构成平板状的传感器主体8a。此外,可以想到如图13所示,按电极81、流体保持体88(即,间隙S)、电极82、流体保持体88(即,间隙S)……的顺序将各构件重叠多次,并且在将电极81彼此连接、且将电极82彼此连接之后,通过将电线8b用焊接等连接于电极81、82(在图13中未图示),以构成平板状的传感器主体8a。此外,可以想到如图14所示,制成按电极81、流体保持体88(即,间隙S)、电极82、流体保持体88(即,间隙S)的顺序将各构件安装成多次围住制冷剂管的结构。另外,即使在这些情况下,也与上述实施方式及其变形例1~变形例3一样,具有以电气方式成对的两种电极81、82的结构并没有改变。
藉此,在本变形例的流体传感器8中,由于使用多层结构的电极81、82,因此能增大传感器主体8a的电容量,藉此能提高制冷剂泄漏的检测精度。
(7)变形例5
在上述变形例1~变形例4中,如图8、9、11~14所示,例举了通过将流体保持体88设于构成传感器主体8a的两个电极81、82之间的间隙S,从而将流入两个电极81、82之间的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体保持、积存于流体保持体88的结构。
但是,在欲通过基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体中特定的流体所引起的阻抗的变化来进行制冷剂泄漏的检测、从而提高制冷剂泄漏的检测精度时,较为理想的是尽力防止由于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体等流入两个电极81、82之间,从而导致制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体等被保持于流体保持体88等情况。特别是像变形例2那样的、通过将流体诱导体89设于传感器主体8a来将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体主动地引导到两个电极81、82之间的结构时,存在电极81、82和流体保持体88被配置于离开进行制冷剂泄漏检测的部分的地方的情况,由于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体等容易流入两个电极81、82之间,因此更为理想的是,防止制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体等被保持于流体保持体88等情况。
因此,在本变形例中,通过将流体保持体88和电极81、82用构成传感器主体8a的筐体101覆盖,尽力防止制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体等被保持于流体保持体88等情况,并且通过从筐体101内朝向筐体101外突出地设置将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体引导到两个电极81、82之间的流体诱导体89,以能将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体引导到筐体101内并保持、积存于流体保持体88,从而实现制冷剂泄漏的检测精度的进一步提升。
例如,以将冷冻机油作为因制冷剂泄漏而出现的流体的情形为例,如图15~图17所示,将多层结构的电极81、82和流体保持体88收容于收容部102a、102b内,该收容部102a、102b形成于能以围住构成制冷剂回路10的管的方式安装的筐体101,并通过与收容部102a、102b连通的开口部103a、103b(另外,图17只表示柱状部101a的纵截面而未表示柱状部101b,但由于柱状部101b具有与柱状部101a相同的纵截面,因此形成于柱状部101b的开口部103b等各部分具有与形成于柱状部101a的开口部103a等相同的形状)能使流体诱导体89朝向筐体101外突出。以下,在说明传感器主体8a和筐体101的结构时,在传感器8a被安装成围住构成制冷剂回路10的管的状态下,以将制冷剂管切成圆片时的传感器主体8a(或筐体101)的截面(图16)作为横截面,以将制冷剂管竖着切开时的传感器主体8a(或筐体101)的截面(图17)作为纵截面。
筐体101具有两个横截面呈近似月牙形的柱状部101a、101b。在此,柱状部101a、101b由合成树脂等具有电绝缘性的原材料制成。各柱状部101a、101b内形成有其横截面呈近似月牙形的收容部102a、102b。此外,在各收容部102a、102b内,流体保持体88和电极81、82以沿制冷剂管的径向按电极81、流体保持体88、电极82、流体保持体88、电极81、流体保持体88、电极82的顺序多层重叠的状态收容。在此,电极81、82与上述实施方式及其变形例一样,由铜、铁、铝等金属等具有导电性的原材料制成。此外,流体保持体88与上述实施方式及其变形例一样,由纸等亲油性高的原材料制成。
此外,各收容部102a、102b的管长方向的一端侧朝各柱状部101a、101b外开口。各收容部102a、102b的管长方向的一端侧的开口的从管长方向观察时的开口面积制成大致能***将电极81、流体保持体88和电极82多层重叠后的部件的尺寸(参照图17,另外,图17只表示柱状部101a的纵截面,但柱状部101b也具有与柱状部101a相同的纵截面)。此外,电极81、82的导线通过各收容部102a、102b的管长方向的一端侧的开口朝柱状部101a、101b外拉出,与电线8b连接(参照图17)。此外,各收容部102a、102b的管长方向的一端侧的开口以电极81、82的导线朝柱状部101a、101b外拉出的状态,通过密封材料104填埋间隙,从而能有助于抑制制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体(在此是冷冻机油)以外的流体等侵入收容部102a、102b。在此,密封材料104由硅酮树脂等具有电绝缘性的原材料制成。
此外,各柱状部101a、101b形成有与各收容部102a、102b连通的开口部103a、103b。各开口部103a、103b配置成与各收容部102a、102b的管长方向的另一端侧的开口连通。各开口部103a、103b的从管长方向观察时的开口面积比各收容部102a、102b的开口面积小。即,各开口部103a、103b被缩小成开口尺寸比覆盖流体保持体88和电极81、82的各收容部102a、102b的开口尺寸小。此外,将制冷剂或作为因制冷剂泄漏而出现的特定流体的冷冻机油引导到收容部102a、102b内的电极81、82之间(即流体保持体88)的流体诱导体89从各收容部102a、102b通过开口部103a、103b朝柱状部101a、101b外突出。即,筐体101形成有用于使流体诱导体89从筐体101内朝向筐体101外突出的开口部103a、103b。在此,流体诱导体89与流体保持体88一样,由纸等亲油性高的原材料制成。不过,由于流体诱导体89具有朝筐体101外露出的部分,因此较为理想的是采用与覆盖于收容部102a、102b的流体保持体88相比,相对于冷冻机油的选择性高的原材料。因此,作为流体诱导体89,较为理想的是使用斥水性高的原材料。如上所述,通过将用于使流体诱导体89从筐体101内朝向筐体101外突出的开口部103a、103b的开口尺寸设成比覆盖流体保持体88和电极81、82的收容部102a、102b的开口尺寸小,从而能抑制制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体(在此是冷冻机油)以外的流体(例如结露水)等侵入收容部102a、102b。此外,各开口部103a、103b设有密封材料105,该密封材料105在流体诱导体89从各开口部103a、103b突出的状态下,填埋各开口部103a、103b与流体诱导体89之间的间隙。藉此,能有助于抑制制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体(在此是冷冻机油)以外的流体(例如结露水)等侵入收容部102a、102b。在此,密封材料105由硅酮树脂等具有电绝缘性的原材料制成。此外,通过将流体诱导体89的朝筐体101外露出的部分的长度一定程度地加长,从而能可靠地捕捉到从检测部位(在此是图15中的宽底螺帽部分)泄漏的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体(在此是冷冻机油)。此外,由于流体诱导体89形成有朝向管长方向的多个切口89a(参照图15),因此容易根据检测部位(在此是图15中的宽底螺帽部分)的形状来变形,从而进一步易于捕捉到从检测部位泄漏的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体(在此是冷冻机油)。此外,在柱状部101a、101b之间,横截面的各一端彼此通过铰链部101c连结,以铰链部101c为支点,使横截面的各另一端彼此能沿箭头A方向(参照图16)相对移动。在此,当柱状部101a、101b是合成树脂制的时,能将利用合成树脂的变形性的铰链部101c与柱状部101a、101b一起一体成形。此外,柱状部101a、101b的横截面的各另一端彼此能通过卡定部101d自由拆装地卡定,藉此能将传感器主体8a自由拆装地卡定于构成制冷剂回路10的管或管接头。因此,容易进行流体传感器8的安装和拆卸的作业。在此,作为卡定部101d,能采用能爪部101e、101f(参照图16)等,该爪部101e、101f能使横截面中的各柱状部101a、101b的另一端不会彼此脱开地卡定。此外,当柱状部101a、101b是合成树脂制的时,能将卡定部101d(在图16中为爪部101e、101f)与柱状部101a、101b一起一体成形。此外,在上述流体传感器8中,将构成筐体101的各柱状部101a、101b的收容部102a、102b的管长方向的一端侧的开口通过密封材料104覆盖(参照图17),但也可以通过覆盖收容部102a、102b的管长方向的另一端侧的开口的盖构件106a、106b覆盖(参照图18,另外,图18只表示柱状部101a和盖构件106a的纵截面,但柱状部101b和盖构件106b也具有与柱状部101a和盖构件106a相同的纵截面)。即使此时,通过将收容部102a、102b的管长方向的一端侧的开口预先制成大致能***将电极81、流体保持体88和电极82多层重叠的构件的尺寸,也能将流体保持体88和电极81、82容易地***各收容部102a、102b。此外,作为各柱状部101a、101b,还可以想到使用在收容部102a、102b的管长方向的一端侧没有开口的柱状部。例如,也可以在收容部102a、102b的管长方向的另一端侧设置尺寸大致能***将电极81、流体保持部88和电极82多层重叠的构件的开口,在将流体保持体88和电极81、82***各收容部102a、102b之后,通过用楔构件107a、107b覆盖收容部102a、102b的管长方向的另一端侧的开口的一部分,从而形成比收容部102a、102b的开口尺寸小的开口部103a、103b(参照图19,另外,图19只表示柱状部101a和楔构件107a的纵截面,但柱状部101b和楔构件107b也具有与柱状部101a和楔构件107a相同的纵截面)。此外,在本变形例中,筐体101的外形形状是近似圆柱状,但不对此加以限定,也可以是方柱状。此外,收容部102a、102b的空间形状也不限定于圆弧状,还可以是其他形状。
(8)变形例6
在上述变形例5中,采用具有两个横截面为月牙形的柱状部101a、101b的筐体101来围住构成制冷剂回路10的制冷剂管,但也可以如图20~图22所示,采用如下结构:具有合成树脂制的筐体101,该合成树脂制的筐体101主要具有近似带状的带状部108以及沿带状部108的长轴方向形成有多个的L字形状或U字形状的空间形成部109,通过多个空间形成部109和带状部108来形成多个覆盖流体保持体88和电极81、82的收容部102,使流体诱导体89从带状部108的短轴方向突出,将带状部108沿箭头B方向弯曲来安装成围住构成制冷剂回路10的管。
由于在本变形例中,与变形例5一样,也能尽力防止制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体以外的流体等被保持于流体保持体88等情况,并且将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的特定流体引导到筐体101内并保持、积存于流体保持体88,因此能实现制冷剂泄漏的检测精度的进一步提升。而且,在变形例5的结构中,基本而言,需要根据制冷剂管的管径来准备流体传感器8,但在本变形例的结构中,由于是通过将带状部108卷贴于制冷剂管来安装的结构,因此能比变形例5的结构更灵活地与制冷剂管的管径的大小对应。此外,如图20~图22所示,通过将壁厚减薄的薄壁部108a形成于带状部108,能使卷贴于制冷剂管时的作业性提升。此外,在本变形例中,与变形例5一样,也可以在带状部108的长轴方向两端设置由爪部101e、101f等构成的卡定部101d,从而将筐体101自由拆装地卡定于构成制冷剂回路10的管或管接头。
(9)变形例7
在上述实施方式及其变形例1~变形例6中,如图1所示,在将第一截止阀26与第一制冷剂连通管5连接的管接头或其附近、将第二截止阀27与第二制冷剂连通管6连接的管接头或其附近、将利用单元4与第一制冷剂连通管5连接的管接头或其附近、将利用单元4与第二制冷剂连通管6连接的管接头或其附近分别配置流体传感器8,但除了这些部分之外,还可以想到在压力传感器、毛细管之类的制冷剂回路构成部件上安装流体传感器8。
在此时,对于压力传感器与制冷剂管的接合部、毛细管与制冷剂管的接合部之类的产生制冷剂泄漏的可能性较高的部分,可以不是在将压力传感器、毛细管安装于制冷剂回路10之后使流体传感器8配置于制冷剂回路10,而是如图23和图24所示,预先准备在与各制冷剂管的接合部附近安装有流体传感器8的压力传感器、毛细管等制冷剂回路构成部件,在将压力传感器、毛细管等制冷剂回路构成部件安装于制冷剂回路10的同时,使流体传感器8配置于制冷剂回路10。
藉此,与在将压力传感器、毛细管安装于制冷剂回路10之后安装流体传感器8的情况相比,不易产生流体传感器8的安装作业的偏差,从而能有助于检测精度的提升。
(10)变形例8
在上述实施方式及其变形例1~变形例7中,如图1、图5所示,空气调节装置1只设有流体传感器8,在进行制冷剂泄漏的检测时,将流体传感器8连接于阻抗测定装置9,但也可以如图25所示,将连接于流体传感器8的阻抗测定装置9(即,如图6、图7所示的阻抗测定电路)设于控制部7(即,利用侧控制部4、热源侧控制部30)。
藉此,在本变形例的空气调节装置1中,由于包括连接于流体传感器8的阻抗测定装置9,因此当进行制冷剂泄漏的检测时,不需要进行阻抗测定装置9与流体传感器8的连接。此外,由于能容易地进行预先使制冷剂泄漏检测的结果储存于利用侧控制部44、热源侧控制部30等处理,因此有利于制冷剂泄漏的检测精度的提升。而且,也能始终进行制冷剂泄漏的检测。
(11)变形例9
在上述实施方式及其变形例1~变形例7中,由于流体传感器8连接于外部的阻抗测定装置9(参照图5),因此在进行制冷剂泄漏的检测时,需要进行阻抗测定装置9与流体传感器8的连接作业。此外,变形例8不易于应用在已设的不具有检测制冷剂泄漏功能的空气调节装置等制冷装置中。
因此,在本变形例中,流体传感器8的传感器主体8a具有:阻抗检测部8c,该阻抗检测部8c检测上述实施方式及其变形例1~变形例7的电极81、82等的阻抗的变化;阻抗测定部8d,该阻抗测定部8d具有测定两个电极81、82之间的阻抗的阻抗测定装置9的功能;泄漏判定部8e,该泄漏判定部8e基于由阻抗测定部8d测定出的阻抗值(更具体而言,与阈值进行比较)来进行关于制冷剂泄漏的判定;以及信号输出部8f,该信号输出部8f将由泄漏判定部8e得到的关于制冷剂泄漏的判定结果输出到外部设备。在此,作为外部设备,有利用单元4、热源单元2、异常警报设备及网络连接设备等,根据这些外部设备,能采用将电流、电压的模拟信号等用有线输出,将电波信号等用无线输出等方式。
在本变形例中,与上述实施方式及其变形例1~变形例7不同,在进行制冷剂泄漏的检测时,不需要进行阻抗测定装置9与流体传感器8的连接。此外,与连接于外部的阻抗测定装置9的情况、上述变形例8那样的将阻抗测定装置9设于空气调节装置等制冷装置的情况相比,由于电极81、82等的阻抗检测部8c与阻抗测定部8d的距离变短,因此有助于制冷剂泄漏的检测精度的提升。而且,由于还具有泄漏判定部8e和信号输出部8f,因此能利用已设的空气调节装置等制冷装置的控制部的输入端子,藉此即使是已设的不具有检测制冷剂泄漏的功能的空气调节装置等制冷装置,只需加装流体传感器8,便能进行制冷剂泄漏的检测。
(12)变形例10
在上述实施方式及其变形例1~变形例9中,在制冷剂回路10中产生制冷剂泄漏的可能性较高的部分或其附近配置流体传感器8,从而采用该流体传感器8,便能进行来自空气调节装置1的制冷剂回路10的制冷剂泄漏的检测,包括具体确定制冷剂从制冷剂回路10中的哪里发生泄漏。
但是,作为流体传感器8的阻抗(或静电容量)变化的主要因素,除了制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体之外,还例如有湿度(即,水蒸汽)、温度、老化。因此,在制冷剂回路10中进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近只设置一个上述流体传感器8的话,可能会包括基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体之外的其他静电容量变化的主要因素而带来的影响。
因此,在本变形例中,采用制冷剂泄漏检测装置207,该制冷剂泄漏检测装置207具有如下两个流体传感器:将上述实施方式及其变形例1~变形例7的流体传感器作为制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体被保持于两个电极281、282之间的第一传感器208;以及除了该第一传感器208之外,制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体不被保持于两个电极81、82之间的第二传感器209,从第一传感器208的输出与第二传感器209的输出之间的第一差分来运算制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量,通过该静电容量变化量来检测制冷剂泄漏。以下,采用图27和图28等对本变形例的制冷剂泄漏检测装置207进行说明。
本变形例的制冷剂泄漏检测装置207主要包括:第一传感器208;第二传感器209;第一振荡电路213;第二振荡电路214;上下计数电路215;复位电路216;运算部211;以及检测部212。
第一传感器208和第二传感器209与上述实施方式及其变形例的流体传感器一样,配置于制冷剂回路10的管接头或其附近。在本变形例中,第一传感器208和第二传感器209与上述实施方式的流体传感器相同,采用平板状的结构(参照图4)。即,第一流体传感器208和第二流体传感器209均具有两个隔开间隔地设置的电极81、82。电极81、82分别为由导电性材料制成的板状构件,在本实施方式中,通过由电绝缘性材料制成的垫片构件83来保持彼此隔开间隔的状态。此外,第一传感器208与上述实施方式的流体传感器8一样用膜87覆盖,并且从第一传感器208延伸的配线的一部分通过由带、胶布等构成的固定构件86固定于制冷剂配管。另一方面,第二传感器209配置于第一传感器208附近,但处于未用覆盖第一传感器208的膜87覆盖的状态。藉此,与上述变形例1一样,例如,当制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体为冷冻机油时,在第一传感器208的二个电极81、82之间保持因制冷剂泄漏而出现的冷冻机油,在第二传感器209的两个电极81、82之间不保持因制冷剂泄漏而出现的冷冻机油。即,湿度等静电容量变化的主要因素对第一传感器208和第二传感器209均产生作用,但制冷剂或作为因制冷剂泄漏而出现的流体的冷冻机油的静电容量变化的主要因素未对第二传感器209产生作用,制冷剂或作为因制冷剂泄漏而出现的流体的冷冻机油的静电容量变化的主要因素对第一传感器208产生作用。此外,作为第一传感器208和第二传感器209的结构,不限定于上述实施方式的平板状的结构,也可以采用上述变形例1~7的流体传感器的结构(参照图8~图24)。
第一振荡电路213与第一传感器208连接,第二振荡电路214与第二传感器209连接。第一振荡电路213以与第一传感器208的静电容量Cx对应的频率振荡。第二振荡电路214以与第二传感器209的静电容量Cn对应的频率振荡。具体而言,第一振荡电路213以与受到制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)和其他的静电容量变化主要因素两者的作用而变化的第一传感器208的静电容量Cx对应的频率振荡,输出第一振荡信号OS1。第二振荡电路214以与只受到制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)以外的其他静电容量变化主要因素的作用而变化的第二传感器209的静电容量Cn对应的频率振荡,输出第二振荡信号OS2。另外,作为第一振荡电路213和第二振荡电路214,例如,能使用主要由各传感器的静电电容和电阻构成的CR振荡电路、或主要由线圈和各传感器的静电电容构成的LC反馈式振荡电路(日文:反結合発振回路)等。
上下计数电路215具有两个输入端子,各输入端子连接于第一振荡电路213的输出端子和第二振荡电路214的输出端子。上下计数电路215将以与第一传感器208的静电容量Cx对应的频率振荡的第一振荡电路213的输出(即第一振荡信号OS1)递增计数,并且将以与第二传感器209的静电容量Cn对应的频率振荡的第二振荡电路214的输出(即第二振荡信号OS2)递减计数。上下计数电路215每隔规定间隔进行上述动作。藉此,能计数相当于第一振荡信号OS1的频率与第二振荡信号OS2的频率之差的脉冲数,上述第一振荡信号OS1基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)和其他的静电容量变化主要因素两者均发生作用的第一传感器208,上述第二振荡信号OS2基于只有制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)以外的其他静电容量变化主要因素发生作用的第二传感器209。
复位电路216的输出端子连接于上下计数电路215的复位用端子。复位电路216每隔规定周期复位上下计数电路215的计数值。例如,基于第一传感器208和第二传感器209的不依赖于静电容量变化主要因素等的原有的静电容量、实验等,来预先确定规定周期。
此外,由复位电路216复位后的上下计数电路215将至此计数得到的计数值初始化,从而从初始开始进行递增计数和递减计数。
运算部211与上下计数电路215的输出端子连接。由于到复位上下计数电路215之前所计数得到的脉冲数相当于第一振荡信号OS1和第二振荡信号OS2的两频率之差,因此基于上下计数电路215的计数值能算出第一传感器208的输出与第二传感器209的输出的第一差分。接着,运算部211基于上述第一差分求出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)所引起的静电容量变化量,并将所求得的结果输出到检测部212。另外,运算部211既可以通过运算用电路构成,也可以通过由存储器和CPU组成的微机构成。
检测部212基于由运算部211运算出的静电容量变化量来检测制冷剂泄漏。具体而言,若运算部211的运算结果为“0”,则检测部212判断为未产生制冷剂泄漏。若运算部211的运算结果不为“0”,则检测部212判断为产生制冷剂泄漏,并且基于运算结果来计算泄漏的制冷剂量。另外,检测部212的检测结果的具体情况虽未图示,但被送入控制部7,用于利用单元4和热源单元2的控制。此外,检测部212与运算部211一样,若能检测制冷剂泄漏,则既可以通过检测用电路构成,也可以通过由存储器和CPU组成的微机构成。
在这种本变形例的制冷剂泄漏检测装置207中,上下计数电路215将根据第一传感器208的静电容量Cx振荡的信号递增计数,并且将根据第二传感器209的静电容量Cn振荡的信号递减计数。由于上下计数电路215的计数值是相当于与第一传感器208的静电容量Cx对应的频率和与第二传感器209的静电容量Cn对应的频率之差的脉冲数,因此运算部211能根据计数值求出第一差分。而且,运算部211通过基于上述第一差分求出静电容量变化量,能高精度地只取出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)所引起的静电容量变化量,因此检测部212能更正确地检测制冷剂泄漏。
此外,在本变形例的制冷剂泄漏检测装置207中,上下计数电路215的计数值通过复位电路216每隔规定周期复位一次。因此,运算部211能根据被复位前的计数值来求出第一传感器208的输出与第二传感器209的输出之间的第一差值。
另外,本变形例的制冷剂泄漏检测装置207的上下计数电路215也可以是在计数结果为所希望的值时进行进位(carry)这样的结构。即使是这样的结构,也与上述情况一样,运算部211能算出第一差分。
(13)变形例11
此外,作为上述变形例10这样的采用第一传感器208和第二传感器209的制冷剂泄漏检测装置,还可以采用图29所示的制冷剂泄漏检测装置307这样的结构。
本变形例的制冷剂泄漏检测装置307主要包括:第一传感器208;第二传感器209;第一复位电路311;第二复位电路312;振荡电路313;第一计数电路314;第二计数电路315;第一锁存(latch)电路316;第二锁存电路317;差分电路318(相当于差分计算部);运算部211;以及检测部212。另外,至于第一传感器208、第二传感器209以及检测部212,由于与上述变形例10的第一传感器208、第二传感器209以及检测部212相同,因此在此省略其说明。
第一复位电路311连接于第一传感器208,第二复位电路312连接于第二传感器209。此外,第一复位电路311的输出端子连接于第一计数电路314和第一锁存电路316的各复位端子。第二复位电路312的输出端子连接于第二计数电路315和第二锁存电路317的各复位端子。
这种第一复位电路311将基于由第一传感器208的静电容量Cx确定的时间常数的第一复位信号Rx输出到第一计数电路314和第一锁存电路316。第二复位电路312将基于由第二传感器209的静电容量Cn确定的时间常数的第二复位信号Rn输出到第二计数电路315和第二锁存电路317。更具体而言,第一复位电路311对应于根据制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)和其他的静电容量主要因素两者而变化的静电容量Cx,输出用于使第一计数电路314和第一锁存电路316复位的第一复位信号Rx。第二复位电路312对应于根据制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)以外的其他静电容量主要因素而变化的静电容量Cn,输出用于使第二计数电路315和第二锁存电路317复位的第二复位信号Rn。也就是说,各复位电路311、312基于各传感器208、209的静电容量Cx、Cn,能确定用于保持输入各锁存电路316、317的信号的时间。此外,各复位电路311、312基于各传感器208、209的静电容量Cx、Cn,能确定用于使各计数电路314、315复位计数值的时间。另外,本变形例的各复位电路311、312与基准时钟同步地输出各复位信号Rx、Rn。即,各复位电路311、312每隔规定时间基于当时各传感器208、209的静电容量Cx、Cn来求出时间常数,并输出基于求出的时间常数的复位信号Rx、Rn。
振荡电路313的输出端子连接于第一计数电路314和第二计数电路315的输入端子,对各计数电路314、315输出振荡信号OS3(相当于脉冲信号)。如图30所示,振荡信号OS3是具有规定频率的脉冲状信号。至于振荡信号OS3所具有的规定频率,与第一传感器208的静电容量Cx、第二传感器209的静电容量Cn无关,是预先通过实验等来确定的。
第一计数电路314计数振荡信号OS3的脉冲数,并且基于第一复位信号Rx来停止振荡信号OS3的计数。第二计数电路315计数振荡信号OS3的脉冲数,并且基于第二复位信号Rn来停止振荡信号OS3的计数。采用图30具体地说明的话,第一计数电路314在第一复位信号Rx为表示复位关的“L”的期间(图30的期间Toff1)进行振荡信号OS3的计数动作,当第一复位信号成为表示复位开的“H”时,停止振荡信号OS3的计数。第二计数电路315也与第一计数电路314一样,若第二复位信号Rn为“L”则进行振荡信号OS3的计数动作,若第二复位信号Rn为“H”则停止振荡信号OS3的计数。
另外,如图30所示,第一复位信号Rx输出复位关“L”的期间Toff1的长度与第二复位信号Rn输出复位关“L”的期间Toff2的长度不同。如上所述,这是由于各复位信号Rx、Rn是基于各传感器208、209的静电容量Cx、Cn来确定的缘故。即,由于在确定各复位信号Rx、Rn时使用的时间常数与各传感器208、209的静电容量Cx、Cn成比例,因此第一复位信号Rx输出复位关“L”的期间Toff1的长度与第二复位信号Rn输出复位关“L”的期间Toff2的长度之差DifA也可以说是相当于各传感器208、209的静电容量Cx、Cn的差分。特别是在图30中,第一复位信号Rx输出复位关“L”的期间Toff1比第二复位信号Rn输出复位关“L”的期间Toff2长。这是由于如下原因而造成的:第一传感器208的静电容量Cx根据制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)和其他的静电容量主要因素两者而变化,与此相对,第二传感器209的静电容量Cn只基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)以外的其他静电容量变化主要因素而变化。即,第一复位信号Rx的期间Toff1与第二复位信号Rn的期间Toff2相比要长与冷冻机油的吸附所引起的变化相应的量。
第一锁存电路316的输入端子与第一计数电路314的输出端子连接,保持第一计数电路314的计数值。第二锁存电路316的输入端子与第二计数电路315的输出端子连接,保持第二计数电路315的计数值。此外,如上所述,对第一锁存电路316输入第一复位信号Rx,对第二锁存电路317输入第二复位信号Rn。因此,各锁存电路316、217在各复位信号Rx、Rn为复位关“L”的期间持续保持各计数值。此外,一旦各复位信号Rx、Rn成为复位开“H”,各锁存电路316、317便使至此保持的各计数值复位。
差分电路318具有两个输入端子,各输入端子与第一锁存电路316的输出端子和第二锁存电路317的输出端子连接。差分电路318求出到停止振荡信号OS3的计数为止第一计数电路314和第二计数电路315分别计数得到的计数量的第二差分。在此,由于各计数电路314、315的计数值与各复位信号Rx、Rn的复位关“L”的期间Toff1、Toff2的长度有关,因此差分电路318所求得的第一计数电路314的计数值与第二计数电路315的计数值之间的第二差分也可以说是相当于各期间Toff1、Toff2的长度之差DifA、只由制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)所引起的静电容量变化量。
运算部211与差分电路318的输出端子连接。运算部211基于由差分电路318求得的第二差分来求出第一传感器208的输出与第二传感器209的输出之间的第一差分。此外,运算部211基于上述第一差分求出只由制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)所引起的静电容量变化量,并将所求得的结果输出到检测部212。另外,运算部211与上述变形例10一样,既可以通过运算用电路构成,也可以通过由存储器和CPU组成的微机构成。
在这样的本变形例的制冷剂泄漏检测装置307中,第一计数电路314在由第一复位信号Rx指示复位之前计数振荡信号OS3,第二计数电路315在由第二复位信号Rn指示复位之前计数振荡信号OS3。在此,由于第一复位信号Rx和第二复位信号Rn分别是基于根据第一传感器208的静电容量Cx确定的时间常数的信号和根据第二传感器472的静电容量Cn确定的时间常数的信号,因此第一计数电路314和第二计数电路315停止计数的时间不同。也就是说,各计数电路314、315的计数量之差相当于各传感器208、209的静电容量Cx、Cn之差。因此,制冷剂泄漏检测装置307能根据各计数量的第二差分求出第一差分。因此,能高精度地只取出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)所引起的静电容量变化量,从而能更正确地检测制冷剂泄漏。
(14)变形例12
此外,作为上述变形例10、变形例11那样的采用第一传感器208和第二传感器209的制冷剂泄漏检测装置,还可以采用图31所示的制冷剂泄漏检测装置407这样的结构。
本变形例的制冷剂泄漏检测装置407主要包括:第一传感器208;第二传感器209;第三复位电路411;第一计时电路412;第二计时电路413;EOR电路414;振荡电路415;第四复位电路416;计数电路417(EOR电路414和计数电路417相当于时间计算部);运算部211;以及检测部212。另外,至于第一传感器208、第二传感器209以及检测部212,由于与上述变形例10的第一传感器208、第二传感器209以及检测部212相同,因此在此省略其说明。
第三复位电路411的输出端子连接于第一计时电路412和第二计时电路413的各复位用端子。第三复位电路411生成用于使各计时电路412、413复位的信号,并将其输出到各计时电路412、413。
第一计时电路412的输入端子连接于第一传感器208,第二计时电路413的输入端子连接于第二传感器209。
如图32所示,第一计时电路412首先对应于根据制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)和其他的静电容量主要因素两者而变化的第一传感器208的静电容量Cx来确定时间Tx,并且一旦被第三复位电路411复位后,开始时间的测定。此外,第一计时电路412在测定时间经过时间Tx时,输出表示该情况的第一时间经过信号St1。第二计时电路413首先对应于根据制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)以外的其他静电容量主要因素而变化的第二传感器209的静电容量Cn来确定时间Tn,并且一旦被第三复位电路411复位后,开始时间的测定。此外,第二计时电路413在测定时间经过时间Tn时,输出表示该情况的第二时间经过信号St2。
另外,如图32所示,本变形例的第一时间经过信号St1具有当第一计时电路412的测定时间未经过时间Tx时为“L”、当第一计时电路412的测定时间经过时间Tx时为“H”的逻辑。同样,第二时间经过信号St2也具有当第二计时电路413的测定时间未经过时间Tn时为“L”、当第二计时电路413的测定时间经过规定时间Tn时为“H”的逻辑。此外,表示已经过时间Tx、Tn的各时间经过信号St1、St2(均为“H”)在通过第三复位电路411使各计时电路412、413复位之前持续输出。
此外,作为上述时间Tx、Tn的确定方法,例如有通过对静电容量Cx、Cn乘上规定系数来确定的第一方法、或像上述变形例11那样利用基于静电容量Cx、Cn的时间常数来确定的第二方法等,但在本实施例中,采用第一方法。这样,通过将上述时间Tx、Tx用静电容量Cx、Cn来确定,如图32所示,开始输出表示已经过时间Tx的第一时间经过信号St1“H”和开始输出表示已经过时间Tn的第二时间经过信号St2“H”的时间对应于静电容量Cx、Cn的值而会有偏差。也就是说,经过时间Tx而开始输出第一时间经过信号St1“H”的时间和经过时间Tn而开始输出第二时间经过信号St2“H”的时间之差DifB对应于静电容量Cx、Cn之差。特别地,第一时间经过信号St1为“L”的期间Tx比第二时间经过信号St2为“L”的期间Tn长。这是由于如下原因而造成的:第二传感器209的静电容量Cn只基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)以外的其他静电容量变化主要因素进行变化,与此相对,第一传感器208的静电容量Cx不仅基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)以外的其他静电容量变化主要因素进行变化,还基于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)进行变化。也就是说,开始输出“H”的各时间经过信号St1、St2的时间之差DifB相当于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)所引起的静电容量变化量。
EOR电路414具有两个输入端子,各输入端子连接有各计时电路412、413的输出端子。EOR电路414是所谓的异或逻辑电路,如图32所示,当分别从第一计时电路412和第二计时电路413输出的第一时间经过信号St1和第二时间经过信号St2中的任意一个为“H”时,启动信号En输出“H”。具体而言,EOR电路414检测出已经过基于静电容量Cx的时间Tx但未经过基于静电容量Cn的时间Tn的情形。另外,EOR电路414在第一时间经过信号St1和第二时间经过信号St2均为“L”或均为“H”时,启动信号En输出“L”。
振荡电路415的输出端子连接于计数电路417的振荡信号用输入端子。振荡电路415对计数电路417输出振荡信号OS4。如图32所示,振荡信号OS4是具有规定频率的脉冲状信号。至于振荡信号OS4所具有的规定频率,与上述变形例11的振荡信号OS3一样,与第一传感器208的静电容量Cx、第二传感器209的静电容量Cn无关,是预先通过实验等确定的。
第四复位电路416的输出端子连接于计数电路417的复位用端子。第四复位电路416生成用于使计数电路417复位的信号,并将其输出到计数电路417。
在与振荡信号用输入端子不同的计数电路417的输入端子上连接有EOR电路414的输出端子。计数电路417只在启动信号En为“H”的期间DifB的时间内计数振荡信号OS4的脉冲数。藉此,由计数电路417计数的脉冲数成为与期间DifB的长度对应的值。
此外,计数电路417在从第四复位电路416接收到用于复位的信号时,使到此时为止的计数值复位。
运算部211与计数电路417的输出端子连接。运算部211基于由计数电路417计算出的脉冲数来计算出第一传感器208的输出与第二传感器209的输出之间的第一差分。即,由计数电路417计数得到的脉冲数是与期间DifB的长度对应的值,由于期间DifB的长度对应于各传感器208、209的静电容量Cx、Cn的差,因此运算部211能求出第一差分。此外,运算部211基于上述第一差分求出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)所引起的静电容量变化量,并将所求得的结果输出到检测部212。
另外,运算部211与上述变形例10、变形例11一样,既可以通过运算用电路构成,也可以通过由存储器和CPU组成的微机构成。
在这种本变形例的制冷剂泄漏检测装置407中,若各传感器208、209的静电容量Cx、Cn不同,则由各传感器208、209的静电容量Cx、Cn确定的时间Tx、Tn不同,因此开始输出第一时间经过信号St1“H”和开始输出第二时间经过信号St2“H”的时间也不同。因此,本变形例的制冷剂泄漏检测装置407基于第一时间经过信号St1和第二时间经过信号St2中的任意一个为“H”的期间DifB的长度、即基于开始输出第一时间经过信号St1“H”的时间与开始输出第二时间经过信号St2“H”的时间之差来求出第一差分。也就是说,由于上述期间DifB的长度相当于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)所引起的静电容量变化量,因此能高精度地只取出冷冻机油的吸附所引起的静电容量变化量,从而能更正确地检测制冷剂泄漏。
(15)变形例13
此外,作为上述变形例10~变形例12那样的采用第一传感器208和第二传感器209的制冷剂泄漏检测装置,还可以采用图33所示的制冷剂泄漏检测装置507这样的结构。
本变形例的制冷剂泄漏检测装置507是在变形例10的制冷剂泄漏检测装置207的基础上,包括选择电路511来代替复位电路216。具体而言,制冷剂泄漏检测装置507主要包括:第一传感器208;第二传感器209;第一振荡电路213;第二振荡电路214;选择电路511;上下计数电路215;运算部211;以及检测部212。另外,由于第一传感器208、第二传感器209、第一振荡电路213、第二振荡电路214、上下计数电路215、运算部211以及检测部212与上述变形例10的第一传感器208、第二传感器209、第一振荡电路213、第二振荡电路214、上下计数电路215、运算部211以及检测部212相同,因此在此省略其说明。
选择电路511是用于选择第一振荡电路213的输出(即,第一振荡信号OS1)和第二振荡电路214的输出(即,第二振荡信号OS2)中的任意一个并将其输入上下计数电路215的电路。更具体而言,选择电路511包括控制信号电路512;计数电路513;具有启动信号SX、SN的输出端子的逻辑电路514;以及两个NAND电路515、516。
控制信号电路512生成具有规定的占空(duty)和频率的时钟信号,并将其输出到计数电路513。另外,根据第一传感器213和第二传感器214的不依赖于静电容量变化主要因素的原有的静电容量,来预先确定控制信号电路511输出的信号的占空和频率。由控制信号电路512输出的信号在经过计数电路513计数之后,被送到逻辑电路514。逻辑电路514根据计数电路513的计数结果生成如图34所示的两个启动信号SX、SN。在此,启动信号SX、SN是具有均为“H”或均为“L”的逻辑的信号,但启动信号SX和启动信号SN是具有异或逻辑的信号。例如,当启动信号SX具有“H”的逻辑时,启动信号SN具有“L”的逻辑。上述启动信号SX输入到NAND电路515所具有的两个输入端子中的一个输入端子,启动信号SN则输入到NAND电路516所具有的两个输入端子中的一个输入端子。此外,对NAND电路515的另一个输入端子输入第一振荡信号OS1,对NAND电路516的另一个输入端子输入第二振荡信号OS2。
上述NAND电路515在启动信号SX的逻辑为“H”时输出第一振荡信号OS1,NAND电路516在启动信号SN的逻辑为“H”时输出第二振荡信号OS1。在此,如以上所述,启动信号SX和启动信号SN的逻辑不会均为“H”,而是交替地成为“H”,因此对上下计数电路215输入第一振荡信号OS1和第二振荡信号OS2中的任意一个(参照图34)。即,在上下计数电路215中不是同时输入第一振荡信号OS1和第二振荡信号OS2,而是输入由选择电路511选择出的第一振荡信号OS1和第二振荡信号OS2中的任意一个。藉此,上下计数电路215能可靠地进行将第一振荡信号OS1递增计数、将第二振荡信号OS2递减计数的动作。因此,从上下计数电路215向运算部211输出正确的计数值,运算部211能可靠地求出基于上述计数值的第一传感器208的输出与第二传感器209的输出之间的第一差分、以及基于该第一差分的制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体(在此是冷冻机油)的静电容量变化主要因素所引起的静电容量变化量。这样由运算部211求出的静电容量变化量被输出到检测部212。
而且,本变形例的逻辑电路514除了启动信号SX、SN的输出端子之外,还具有复位信号Clear的输出端子(在逻辑电路514中具有复位信号Clear的输出端子的部分相当于复位部)。复位信号Clear起到每隔规定周期复位上下计数电路215的计数值的作用。在此,与控制信号电路512所输出的时钟信号一样,基于第一传感器208和第二传感器209的不依赖于静电容量变化主要因素等的原有的静电容量等,来预先确定规定周期。由上述复位信号Clear复位的上下计数电路215将至此计数到的计数值初始化,从而从初始开始进行递增计数和递减计数。
在这种本变形例的制冷剂泄漏检测装置507中,由于对上下计数电路215输入第一振荡信号OS1和第二振荡信号OS2中的任意一个,因此不会对上下计数电路215同时输入第一振荡信号OS1和第二振荡信号OS2。因此,上下计数部215能可靠地进行将第一振荡信号OS1递增计数而将第二振荡信号OS2递减计数的动作,从而能得到用于求出第一差分的正确的计数值。
此外,根据本变形例的制冷剂泄漏检测装置507,上下计数电路215的计数值由逻辑电路514输出的复位信号Clear来每隔规定周期复位一次。因此,运算部211能根据被复位前的计数值来求出第一传感器208的输出与第二传感器209的输出之间的第一差值。
(16)其他实施方式
以上,根据附图对本发明的实施方式及其变形例进行了说明,但具体结构并不限定于这些实施方式及其变形例,可在不脱离发明的要点的范围内进行改变。
(A)在上述实施方式及其变形例中,例举了一台热源单元2连接有一台利用单元4的所谓成对型空气调节装置1来说明本发明,但本发明也适用于一台热源单元连接有多台利用单元的所谓多联型空气调节装置1。此时,由于制冷剂连通管形成有与利用单元台数对应的分叉部,因此也可以在这些分叉部的管接头等上设置流体传感器8。
(B)此外,在上述实施方式及其变形例中,例举了能切换制冷和制热进行运转的空气调节装置1来说明本发明,但本发明也适用于制冷专用机、冷暖机、蓄热式空调机等各种空气调节装置。此外,本发明不限定于空气调节装置,只要是像热泵式热水器等这样的具有制冷剂回路、且可能发生制冷剂泄漏的制冷装置,则均能适用。
(C)此外,在上述变形例10、变形例13中,也可以设有将运算部211和检测部212一体设置的判定电路,以代替分别设有图27的运算部211和检测部212的结构。此时,判定电路将上下计数电路215的计数值与阈值进行比较,根据该比较结果来判断是否有制冷剂泄漏。即使是这种结构,由于计数值相当于第一传感器208的静电容量Cx与第二传感器209的静电容量Cn之间的差分、即相当于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量,因此也能高精度地只取出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量。
(D)此外,在上述变形例11中,也可以设有将运算部211和检测部212一体设置的判定电路,以代替分别设有图29的运算部211和检测部212的结构。此时,判定电路将由差分电路318求出的第二差分与阈值进行比较,根据该比较结果来判断是否有制冷剂泄漏。即使是上述结构,由于第二差分相当于第一传感器208的静电容量Cx与第二传感器209的静电容量Cn之间的差分、即相当于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量,因此也能高精度地只取出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量。
(E)此外,在上述变形例12中,也可以设有将运算部211和检测部212一体设置的判定电路,以代替分别设有图31的运算部211和检测部212的结构。此时,判定电路将由计数电路417计数得到的脉冲数与阈值进行比较,根据该比较结果来判断是否有制冷剂泄漏。即使是上述结构,由于脉冲数相当于第一传感器208的静电容量Cx与第二传感器209的静电容量Cn之间的差分、即相当于制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量,因此也能高精度地只取出制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量。
(F)而且,也可以将构成变形例10~变形例13的制冷剂泄漏检测装置的传感器208、209以外的结构(各种电路、运算部、检测部)与变形例8一样,装入控制部7。此外,也可以将构成变形例10~变形例13的制冷剂泄漏检测装置的传感器208、209以外的结构(各种电路、运算部、检测部)与变形例9一样,与传感器208、209一体构成。
工业上的可利用性
利用本发明,能进行制冷剂泄漏的检测,包括具体确定制冷剂从制冷装置的制冷剂回路中的哪里发生泄漏。

Claims (21)

1.一种流体传感器,其用于检测来自制冷装置(1)的制冷剂回路(10)的制冷剂泄漏,其特征在于,
包括具有两个隔开间隔地设置的电极(81、82)的传感器主体,并且所述流体传感器能与测定所述两个电极之间的阻抗的阻抗测定装置连接。
2.如权利要求1所述的流体传感器,其特征在于,所述传感器主体在所述两个电极(81、82)之间具有流体保持体(88),该流体保持体(88)用于保持制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体。
3.如权利要求2所述的流体传感器,其特征在于,所述流体保持体(88)是纸。
4.如权利要求1至3中任一项所述的流体传感器,其特征在于,所述传感器主体的所述两个电极(81、82)是多层结构。
5.如权利要求1至4中任一项所述的流体传感器,其特征在于,所述传感器主体能安装成将构成所述制冷剂回路(10)的管或管接头包围。
6.如权利要求5所述的流体传感器,其特征在于,所述传感器主体设有卡定部,该卡定部用于能自由拆装地卡定于构成所述制冷剂回路(10)的管或管接头。
7.如权利要求1至4中任一项所述的流体传感器(8),其特征在于,所述传感器主体是平板状的结构。
8.如权利要求2或3所述的流体传感器,其特征在于,
所述流体保持体(88)和所述电极(81、82)被构成所述传感器主体的筐体(101)覆盖,
在所述传感器主体中设有从所述筐体内朝向所述筐体外突出的流体诱导体(89),该流体诱导体(89)将制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体引导到所述两个电极之间。
9.如权利要求8所述的流体传感器,其特征在于,
所述筐体(101)形成有开口部(103a、103b),该开口部(103a、103b)用于使所述流体诱导体(89)从所述筐体内朝向所述筐体外突出,
所述开口部的开口尺寸比覆盖所述流体保持体(88)和所述电极(81、82)的收容部(102、102a、10b)的开口尺寸小。
10.如权利要求9所述的流体传感器,其特征在于,在所述流体诱导体(89)从所述开口部(103a、103b)突出的状态下,所述开口部与所述流体诱导体之间的间隙被密封材料(105)填埋。
11.一种制冷装置,其特征在于,包括:
制冷剂回路(10);以及
权利要求1至10中任一项所述的流体传感器,该流体传感器配置于所述制冷剂回路中的进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近。
12.如权利要求11所述的制冷装置,其特征在于,还包括连接于所述流体传感器的阻抗测定装置。
13.一种流体传感器,其用于检测来自制冷装置(1)的制冷剂回路(10)的制冷剂泄漏,其特征在于,包括:
传感器主体,该传感器主体具有两个隔开间隔地设置的电极(81、82),
所述传感器主体还具有:
阻抗测定部(8d),该阻抗测定部(8d)测定所述两个电极之间的阻抗;泄漏判定部(8e),该泄漏判定部(8e)基于由所述阻抗测定部测定得到的阻抗值来进行与制冷剂泄漏相关的判定;以及
信号输出部(8f),该信号输出部(8f)将由所述泄漏判定部得到的与制冷剂泄漏相关的判定结果输出到外部设备。
14.一种制冷剂泄漏检测装置,其特征在于,包括:
第一传感器,该第一传感器是权利要求1至10中任一项所述的流体传感器;
第二传感器,该第二传感器具有两个隔开间隔地设置的电极(81、82),构成为使制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体不保持于所述两个电极之间;
运算部,该运算部基于所述第一传感器的输出与所述第二传感器的输出之间的第一差分来运算制冷剂或因制冷剂泄漏而出现的流体所引起的静电容量变化量;以及检测部,该检测部基于由所述运算部运算出的所述静电容量变化量来进行与制冷剂泄漏相关的判定。
15.如权利要求14所述的制冷剂泄漏检测装置,其特征在于,还包括:
第一振荡部(213),该第一振荡部(213)以与所述第一传感器的静电容量对应的频率振荡;
第二振荡部(214),该第二振荡部(214)以与所述第二传感器的静电容量对应的频率振荡;以及
上下计数部(215),该上下计数部(215)将所述第一振荡部的输出递增计数,并将所述第一振荡部的输出递减计数,
所述运算部(211)基于所述上下计数部的计数值来求出所述第一差分。
16.如权利要求15所述的制冷剂泄漏检测装置,其特征在于,还包括:
选择部(511),该选择部(511)对所述第一振荡部的输出和所述第二振荡部的输出中的任意一个进行选择,
对所述上下计数部(215)输入所述选择部所选择的所述第二振荡部的输出和所述第二振荡部的输出中的任意一个。
17.如权利要求15或16所述的制冷剂泄漏检测装置,其特征在于,还包括复位部(216、514),该复位部(216、514)每隔规定周期将所述上下计数部(215)的所述计数值复位。
18.如权利要求14所述的制冷剂泄漏检测装置,其特征在于,还包括:
第一复位部(311),该第一复位部(311)基于由所述第一传感器的静电容量确定的时间常数来输出第一复位信号;
第二复位部(312),该第二复位部(312)基于由所述第二传感器的静电容量确定的时间常数来输出第二复位信号;
第一计数部(314),该第一计数部(314)对具有规定频率的脉冲信号进行计数,并且基于所述第一复位信号来停止所述脉冲信号的计数;
第二计数部(315),该第二计数部(315)对所述脉冲信号进行计数,并且基于所述第二复位信号来停止所述脉冲信号的计数;以及
差分计算部(318),该差分计算部(318)求出到所述脉冲信号的计数停止为止所述第一计数部和所述第二计数部分别计数得到的计数量的第二差分,
所述运算部(211)基于所述第二差分求出第一差分。
19.如权利要求14所述的制冷剂泄漏检测装置,其特征在于,还包括:
第一计时部(412),该第一计时部(412)在经过根据所述第一传感器的静电容量确定的时间之后输出表示该情况的第一时间经过信号;
第二计时部(413),该第二计时部(413)在经过根据所述第二传感器的静电容量确定的时间之后输出表示该情况的第二时间经过信号;以及
间隔计算部(414、417),该间隔计算部(414、417)运算以下时间的长度,该时间是指从所述第一计时部或所述第二计时部输出所述第一时间经过信号和所述第二时间经过信号中的任意一个的时间,
所述运算部(211)基于由所述间隔计算部计算出的所述时间的长度来求出所述第一差分。
20.一种制冷装置,其特征在于,包括:
制冷剂回路(10);以及
权利要求14至19中任一项所述的制冷剂泄漏检测装置,该制冷剂泄漏检测装置配置于所述制冷剂回路中的进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近。
21.一种制冷剂泄漏检测方法,其检测来自制冷装置(1)的制冷剂回路(10)的制冷剂泄漏,其特征在于,
将包括具有两个隔开间隔地设置的电极(81、82)的传感器主体的流体传感器配置于所述制冷剂回路中的进行制冷剂泄漏检测的部分或其附近,
利用阻抗测定装置来测定所述两个电极之间的阻抗。
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