JP2014081160A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】微量或いは少量の冷媒漏洩あっても、冷媒漏洩を早く検出することが可能な空気調和機を得る。
【解決手段】空気調和機は、室外機と室内機２を冷媒配管（冷媒液管３及び冷媒ガス管４）で接続し、前記室外機と室内機間に冷媒を循環させて冷凍サイクルを構成している。また、前記室内機２の冷媒配管と前記冷媒配管３，４とを接続している接続部の近傍下部には、冷媒ガスを検知するための冷媒漏洩検知センサ２４が設置されている。前記冷媒漏洩検知センサは、好ましくは、室内機構成部品の水平部または凹部２１ａ、或いは冷媒受け部を取り付けて、これらの何れかに設置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷媒の漏洩を検知できるようにした空気調和機に関する。

冷媒の漏洩を検知できるようにした空気調和機に関するものとしては、特許第３６１０８１２号公報（特許文献１）や特許第４６３９４５１号公報（特許文献２）に記載されたものなどがある。

上記特許文献１のものには、冷媒回路内で液冷媒が溜まる可能性があるところに温度センサを設け、圧縮機停止中に冷媒温度が所定速度を越えて下降したときに冷媒漏洩と判断することが記載されている。
また、上記特許文献２のものには、室内機の外表面下部に可燃性冷媒ガスを検知するためのセンサを備えることが記載されている。

特許第３６１０８１２号公報 特許第４６３９４５１号公報

上記特許文献１のものは、圧縮機停止中に前記温度センサで検出した冷媒温度が所定速度を越えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断するものであるが、微量或いは少量の冷媒漏洩の場合は冷媒温度の下降速度が速くならず、検出できないという課題がある。

また、上記特許文献２のものでは、室内機の外表面下部に可燃性冷媒ガスを検知するためのセンサを設けているが、センサの設置位置と冷媒漏洩箇所が離れている場合、漏洩した冷媒を前記センサで検出することは困難である。漏洩した冷媒が天井裏に溜まる場合であっても、漏洩した冷媒は天井裏を拡散するため、冷媒が大量に漏洩する場合以外は、冷媒漏洩を検出することは難しい。また、冷媒漏洩量が微量或いは少量の場合、前記センサの取付位置まで漏洩して拡散した冷媒が溜まるためには長時間を要するから、冷媒漏洩を迅速に検出することも困難である。従って、この特許文献２のものでも、微量或いは少量の冷媒漏洩を検出することはできないか、仮にできたとしても検出するまでには長時間を要するという課題がある。

更に、室内機全体を天井裏に設置する天井埋め込みタイプの場合、室内機下面と天井面との間には隙間があるため、漏洩した冷媒が天井裏に堆積してもその検出は困難である。また、天井面を設けず、室内機を屋内の上方にむき出しに設置する場合もあるが、このようなものでは冷媒漏洩の検出は特に困難であった。

本発明の目的は、微量或いは少量の冷媒漏洩あっても、冷媒漏洩を早く検出することが可能な空気調和機を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、室外機と室内機を冷媒配管（冷媒液管及び冷媒ガス管）で接続し、前記室外機と室内機間に冷媒を循環させて冷凍サイクルを構成している空気調和機において、前記室内機と前記冷媒配管とを接続している接続部の近傍下部に、冷媒ガスを検知するための冷媒漏洩検知センサを設置していることを特徴とする。

本発明によれば、微量或いは少量の冷媒漏洩あっても、冷媒漏洩を早く検出することが可能な空気調和機を得ることができる効果がある。

本発明の空気調和機の実施例１を示す冷凍サイクル系統図。 図１に示す室内機の側面図。 図２に示す室内機を上から見た平面図。 本発明の空気調和機の実施例２を説明する図で、室内機の正面図。 図４に示す室内機を上から見た平面図。

以下、本発明の空気調和機の具体的実施例を、図面を用いて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。

本発明の空気調和機の実施例１を図１〜図３により説明する。図１は本発明の空気調和機の実施例１を示す冷凍サイクル系統図、図２は図１に示す室内機の側面図、図３は図２に示す室内機を上から見た平面図である。

図１により、本実施例１の空気調和機の冷凍サイクル構成について説明する。図１において、実線矢印は冷房運転、破線矢印は暖房運転における冷媒の流れる方向を示している。また、図１において、１は室外機、２は室内機であり、これら室外機１と室内機２とは冷媒配管、即ち冷媒液管３及び冷媒ガス管４により接続されて空気調和機としての冷凍サイクルを構成している。

前記室外機１は、室外熱交換器５、圧縮機６、アキュムレータ７、四方弁８、電子膨張弁などで構成された制御弁９、前記室外熱交換器５に外部空気を送風するための室外ファン１０、この室外ファン１０を駆動するファンモータ１１、前記冷媒液管３との接続部付近に設けられている液阻止弁１２、前記冷媒ガス管４との接続部付近に設けられているガス阻止弁１３などにより構成されている。

前記室内機２は、室内熱交換器１４、電子膨張弁などで構成された制御弁１５、前記室内熱交換器１４に室内空気を送風するため室内ファン１６、この室内ファン１６を駆動するファンモータ１７などにより構成されている。

次に、図１に示す空気調和機を冷房運転する場合の冷媒の流れを説明する。冷房運転時には、冷媒は図１の実線矢印で示すように流れる。即ち、圧縮機６から吐出された高圧ガス冷媒は、四方弁８を通って室外熱交換器５へ流れ、ファンモータ１１で駆動される室外ファン１０によって送風される室外空気と熱交換して凝縮し、液冷媒となる。この液冷媒は開度が大きくされた前記制御弁９と開状態の前記液阻止弁１２を通って、前記冷媒液管３に流出し、前記室内機２へと送られる。

前記室内機２に入った前記液冷媒は、開度が絞られた制御弁１５で減圧された後、室内熱交換器１４に入り、ファンモータ１７で駆動される室内ファン１６により送風される室内空気と熱交換する。この熱交換によって、前記室内空気は冷却され、冷媒は前記室内空気から熱を奪って蒸発し、低圧ガス冷媒となって前記冷媒ガス管４を通り前記室外機１へと戻る。この室内機１に戻った低圧ガス冷媒は開状態の前記ガス阻止弁１３を通過後、前記四方弁８を経由して前記アキュムレータ７に入り、ここから前記圧縮機６に吸入されて再び圧縮されるというサイクルを繰り返す。

前記室内機２の具体的構成を図２及び図３により説明する。図２は図１に示す室内機２の側面図、図３は図２に示す室内機を上から見た平面図である。
これらの図に示す室内機２は、天井面１８の内部に嵌め込んで使用される天井カセット型（或いは天井嵌め込み型ともいう）のもので、天井面１８には室内機２よりも大きな天井面開口部１８ａが形成され、この天井面開口部１８ａに前記室内機２が設置されている。

この室内機２は、前記室内熱交換器１４や室内ファン１６を収納している筐体２０と、この筐体２０の下部開口を覆うように設けられている化粧パネル２１を備えている。
前記化粧パネル２１は、前記筐体２０に取り付けられ、また図２及び図３に示すように、前記天井面１８と接して前記天井面開口部１８ａを完全に覆うように一回り大きく構成されている。この化粧パネル２１の裏面（反意匠面側）には前記天井面１８とは重ならない水平部（この水平部とは略水平部を含むものである）が存在しており、従って、前記化粧パネル２１の裏面には、厚みのある前記天井面開口部１８ａと前記筐体２０で囲まれた凹部２１ａが周方向に形成されている。

なお、図２、図３に示す１８ｂは天井裏面である。また、前記筐体２０は図示しない吊りボルトや吊り金具を介して建屋上部の構築材２２に取り付けられている。
図２、図３において、３は冷媒液管、４は冷媒ガス管で、これらの冷媒配管は、図に示すように、室内機２側の冷媒配管と、前記筐体２０の側面角部付近で、ユニオン１９ａ及びフレアナット１９ｂにより接続されている。

また、前記筐体２０内には、前記室内熱交換器１４、室内ファン１６及びファンモータ１７などが、図３に示すように配置されて設置されている。２３はドレンポンプである。なお、図３は上から見た平面図であり、筐体２０内に設置されている前記各機器は見えないため、破線で示している。

近年、空気調和機においては、フルオロカーボン系冷媒の漏洩による地球温暖化、Ｒ３２やアンモニア（Ｒ７１７）などの微燃焼性冷媒の漏洩による火災発生などを防止するため、万一冷媒が漏洩した場合には、これを早期に検出して、漏洩箇所の修理など、すばやく対処できるようにすることが望まれている。

一般に使用されている空気調和機は、図１で説明したように、室外機１と室内機２が分離された構成となっており、これら室外機１と室内機２は、据付現地に運ばれてから、前記冷媒液管３と前記冷媒ガス管４で接続されて、冷凍サイクルを構成している。

前記室内機２側の冷媒液管３と冷媒ガス管４との接続は、建屋内での作業となるため、火災防止のため、バーナーなど火気を使用しての溶接が困難な場合も多いため、一般的には図２、図３に示したように、ユニオン１９ａとフレアナット１９ｂを用いて接続している。
一方、室内機２内部の前記室内熱交換器１４などの冷媒配管の接続は、生産工場内で作業されるため、溶接で接続され、また製造後に気密試験で漏れの確認も実施される。

従って、現地据付後に空気調和機から冷媒が漏洩する確率は、製品内部よりはむしろ室内機２の冷媒配管と前記冷媒配管３，４との接続部から漏洩する可能性の方が高い。
また、冷媒としては、フルオロカーボン系の冷媒が使用されることが多いが、フルオロカーボン系の冷媒ガスは大気中では空気より重いので、冷媒漏洩が発生すると冷媒は下方に流れる。

そこで、本実施例では、冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部に、図２、図３に示すように、冷媒漏洩を検知するための冷媒漏洩検知センサ２４を設けている。これにより、前記接続部から冷媒漏洩が発生すると、微量或いは少量の冷媒漏洩であっても、冷媒漏洩をより早く、迅速に検出することが可能となる。

また、前記フルオロカーボン系の冷媒ガスは、前述したように空気より重いため、漏洩した冷媒ガスは下方に流れて、下方に水平部があればそこに留まってから水平方向に拡散していく。従って、前記冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部に、前記室内機を構成している構成部品の水平部が存在すれば、ここに前記冷媒漏洩検知センサ２４を設けることにより、漏洩冷媒の検知精度を向上できる。

よって、冷媒配管３，４の室内機側接続部近傍下部の水平部に冷媒漏洩検知センサ２４を設置することで、水平部に堆積した冷媒ガスは濃度が濃くなるため、検知精度を向上することができる。特に、近年は、建屋内に天井面１８を設置せずに、前記室内機２を、建屋上部の構築材２２に設置するだけの施工例も増えているが、この様な室内機２の設置形態であっても、室内機２の化粧パネル２１の外周部は水平部となっており、この水平部は前記冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部にも通常存在するから、ここに前記冷媒漏洩検知センサ２４を設けることにより検知精度を向上できる。

図２、図３に示した室内機２の場合には、前述したように、前記化粧パネル２１の裏面には前記天井面開口部１８ａと前記筐体２０で囲まれた前記凹部２１ａが周方向に形成されているが、前記冷媒配管の室内機側接続部で冷媒漏洩が発生すると、漏洩冷媒は下方に流れて、前記接続部の近傍下部の前記凹部２１ａに溜まる。従って、この凹部２１ａに前記冷媒漏洩検知センサ２４を設置することにより、冷媒漏洩の検知精度を大幅に向上させることができ、微量或いは少量の冷媒漏洩であっても、冷媒漏洩をより早く、迅速に検出可能になる。

なお、上記特許文献２のものでは、室内機筐体の天井裏面に面する下部にガスセンサを設けてはいるが、冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部に前記ガスセンサを設置することの配慮が為されておらず、冷媒漏洩が発生しても、ガスセンサには拡散されて濃度の薄くなった冷媒が到達するだけであり、冷媒漏洩の検知精度は低く、微量或いは少量の冷媒漏洩の場合、冷媒漏洩を確実且つ迅速に検知することは困難である。

これに対し本実施例によれば、冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部に、冷媒漏洩を検知するための冷媒漏洩検知センサ２４を設けているので、冷媒漏洩の可能性が高い前記接続部から冷媒漏洩が発生すると、微量或いは少量の冷媒漏洩であっても、冷媒漏洩を確実且つ迅速に検出することが可能となる。従って、冷媒漏洩が発生した場合、その漏洩箇所の修理や部品交換などすばやく実施することができるので、地球温暖化防止や火災発生の防止に効果がある。また、冷媒漏洩による空気調和機の性能低下も防止できる。

本発明の空気調和機の実施例２を図４及び図５により説明する。図４は本実施例２を説明する室内機の正面図であり、図５は図４に示す室内機を上から見た平面図である。これらの図において、前述した図１〜図３と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。

図４及び図５に示す空気調和機の室内機は、天井埋込型のもので、室内機２は天井面１８の裏側に配置され、建屋上部の構築材２２に吊ボルトや吊り金具などで取り付けられているものである。このような天井埋込型の室内機の場合、天井裏に設置されるため、上記実施例１の室内機の場合のような化粧パネルは設けられていない。また、この室内機２の下面と天井裏面１８ｂとの間には隙間Ａが存在する。また、２０は室内機２の筐体で、この筐体２０内には室内熱交換器１４、室内ファン１６及びファンモータ１７などが設置されている。図５は図４に示す室内機を上から見た平面図であるため、筐体２０内に設置されている前記各部品は破線で示されている。

３は冷媒液管、４は冷媒ガス管で、これらの冷媒配管は、図４及び図５に示すように、室内機２側の冷媒配管と、前記筐体２０の側面で、ユニオン１９ａ及びフレアナット１９ｂにより接続されている。本実施例における室内機の場合、前述したように、化粧パネルがないため、化粧パネルに冷媒漏洩検知センサ２４を設置することはできない。従って、冷媒漏洩検知センサ２４の設置箇所は、前記筐体２０の側面における冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部とすることが考えられる。

しかし、筐体側面に冷媒漏洩検知センサ２４を設置しただけでは、室内機２の下面と天井裏面１８ｂとの間に前記隙間Ａも存在するため、漏洩冷媒は前記冷媒漏洩検知センサ２４の部分を流下した後前記天井裏面１８ｂを水平方向に拡散する。従って、前記冷媒漏洩検知センサ２４部分の漏洩冷媒濃度を十分に上げることはできない。

そこで、本実施例では、冷媒漏洩の検知精度を更に向上させるため、室内機２の筐体２０側面における冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部に冷媒受け部２５を取り付け、この冷媒受け部２５に前記冷媒漏洩検知センサ２４を設置している。これにより上述した実施例１と同様の効果を得ることができる。前記冷媒受け部２５は水平部だけを有するものでも良いが、凹部を有する形状（ボックス形状）とすれば、この凹部に漏洩冷媒を十分に溜めることができる。従って、前記凹部に前記冷媒漏洩検知センサ２４を設置することにより、微量或いは少量の冷媒漏洩であっても、冷媒漏洩をより確実に且つより早く検出することが可能となる。

このように、本実施例２によれば、化粧パネルがなく、また、室内機下面と天井裏面１８ｂとの間に隙間Ａが存在するような天井埋込型の室内機であっても、実施例１と同様に、微量或いは少量の冷媒漏洩であっても、冷媒漏洩を確実且つ迅速に検出することが可能となる。

なお、本実施例２で説明した前記冷媒受け部２５は、実施例１で述べたような室内機筐体２０の下部に化粧パネル２１を設けているような室内機であっても同様に適用することが可能である。

また、室内機２の冷媒配管と、冷媒液管３及び冷媒ガス管４との接続部が、前記室内機の筐体２０内に設けられているような室内機２も存在する。このような室内機２の場合でも、冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部に、室内機を構成している構成部品の水平部或いは凹部が存在すれば、ここに冷媒漏洩検知センサ２４を設けることで同様の効果を得ることができる。

更に、前記冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部に、フィルタや開口部が設けられていて、漏洩した冷媒ガスが堆積する部分が存在しないような場合には、上記実施例２で説明した冷媒受け部２５を設置すると良い。即ち、前記冷媒配管の室内機側接続部の近傍下部に、水平部或いは凹部を有する冷媒受け部２５を設け、この冷媒受け部２５に冷媒漏洩検知センサ２４を設けることにより、同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。更に、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１：室外機、２：室内機、
３，４：冷媒配管（３：冷媒液管、４：冷媒ガス管）、
５：室外熱交換器、６：圧縮機、７：アキュムレータ、８：四方弁、
９，１５：制御弁、
１０：室外ファン、１１：ファンモータ、
１２：液阻止弁、１３：ガス阻止弁、
１４：室内熱交換器、
１６：室内ファン、１７：ファンモータ、
１８：天井面、１８ａ：天井面開口部、１８ｂ：天井裏面、
１９ａ：ユニオン、１９ｂ：フレアナット、
２０：筐体、
２１：化粧パネル、２１ａ：凹部、
２２：構築材、
２３：ドレンポンプ、
２４：冷媒ガスセンサ
２５：冷媒受け部。

Claims (5)

1. 室外機と室内機を冷媒配管で接続し、前記室外機と室内機間に冷媒を循環させて冷凍サイクルを構成している空気調和機において、
   前記室内機と前記冷媒配管とを接続している接続部の近傍下部に、冷媒ガスを検知するための冷媒漏洩検知センサを設置している
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機において、
   前記冷媒漏洩検知センサは、前記室内機を構成している構成部品の水平部に設置されていることを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１に記載の空気調和機において、
   前記室内機と前記冷媒配管とを接続している接続部近傍下部の前記室内機に形成された凹部に、前記冷媒漏洩検知センサを設置していることを特徴とする空気調和機。
4. 請求項２または３に記載の空気調和機において、
   前記室内機は、室内熱交換器や室内ファンを収納している筐体と、この室内機筐体の下部開口を覆うように設けられている化粧パネルを備え、
   前記冷媒漏洩検知センサは、前記化粧パネルに形成された水平部或いは凹部に設置されていることを特徴とする空気調和機。
5. 請求項２または３に記載の空気調和機において、
   前記室内機は、室内熱交換器や室内ファンを収納している筐体を備え、この室内機筐体に水平部或いは凹部を有する冷媒受け部を取り付け、この冷媒受け部に前記冷媒漏洩検知センサを設置していることを特徴とする空気調和機。

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