JPH06101913A - 空気調和装置及び空気調和装置用の制御装置収納箱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷媒として可燃性物質を用いる空気調和装置に
おいて、可燃性冷媒が漏洩した場合でも、爆発を防止で
きる安全な空気調和装置を得る。 【構成】冷凍サイクルの冷却流体（冷媒）として可燃性
物質を用いた空気調和装置において、冷凍サイクルの駆
動回路を、インバ−タやトライアックなどの無接点スイ
ッチング回路で構成した。 【効果】制御装置内部に可燃性物質が漏洩し、この可燃
性物質の爆発限界濃度以上となっても、制御装置のスイ
ッチング回路は接点の無いスイッチング回路により構成
されているため、火花が発生せず爆発をの危険性を防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置に係り、
特に空気調和装置に用いる冷媒が可燃性物質である場合
に対し、前記可燃性物質が漏洩した場合も爆発すること
なく安全に運転できる装置を具備した空気調和装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置は、圧縮機，室外ファン，
室内ファンに通電し各々を駆動することで運転が行われ
る。前記圧縮機，室外ファン，室内ファンを駆動させる
従来の制御装置は、マイクロコンピュータ、マイクロコ
ンピュータやリレースイッチに駆動用電源を供給するト
ランス、圧縮機，室外ファン，室内ファン等の駆動用マ
グネットスイッチ、各々のマグネットスイッチを作動さ
せる補助継電器等により構成される。また、冷房運転時
にドレン水が溜まらないように外部に排出するためのド
レン水排出装置があり、この制御装置も上記と同様に構
成される。

【０００３】前記従来の制御装置による空気調和装置の
起動時の制御方法は、リモコンからの起動信号を受けた
マイクロコンピュータは、空気調和装置に付設する各々
のセンサより機器の状態を検知し、前記センサからの状
態検知信号が異常であると認められた場合は停止処理を
行い、前記センサからの状態検知信号が正常であると認
められた場合は、圧縮機用補助継電器へ信号を送り、圧
縮機用補助継電器から圧縮機駆動用マグネットスイッチ
のコイルに通電され、圧縮機駆動用マグネットスイッチ
が入り圧縮機が起動する。ここで圧縮機の状態量（たと
えば、吐出圧力と吸入圧力の差）が所定の設定値となる
まで圧縮機の状態量を検知し、設定値に達した場合は、
室外ファン用補助継電器に信号が送られ、室外ファン駆
動用マグネットスイッチのコイルに通電され、室外ファ
ン駆動用マグネットスイッチが入り室外ファンが駆動す
る。また、室内ファンにも信号が送られ、上記と同様の
動作により室内ファンが駆動し起動が完了する。そし
て、空気調和装置の停止処理は、前記各々のマグネット
スイッチを切ることにより行われる。また、室内，室外
ファンなどを具備していない水冷式熱交換器等の場合に
おいても、圧縮機の駆動用及び電磁弁等の駆動用スイッ
チ回路としては、マグネットスイッチ等の有接点回路に
より構成されており同様の動作を行う。

【０００４】また、特開昭６２−１０８９４９号公報に
記載の分散形空気調和機の電源装置によれば、室外機に
圧縮機駆動用インバータの周波数変換部を備え、室内機
に上記インバータの整流手段を配置し、この整流手段に
より得られた直流電力を電力線を介して上記室外機の周
波数変換部に供給すると共に、室内外ファンモ−タ用イ
ンバータの周波数変換部にも上記直流電力を供給するこ
とで、圧縮機，室内ファン，室外ファンを駆動してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような制御装
置を具備した空気調和装置では、冷却流体（冷媒）とし
て可燃性物質を用いた場合、各々の機器を駆動させる装
置のスイッチング回路は通常有接点スイッチング回路を
用いており、また圧縮機，室内ファン，室外ファンを駆
動するインバータの一次側に供給電力の遮断手段を設け
ていないため以下の問題を有する。

【０００６】すなわち、冷却流体である可燃性物質が爆
発限界濃度以上に漏洩した状態で空気調和装置を起動し
た場合、制御装置に用いられているスイッチング回路が
有接点スイッチング回路であるため、接点が接触すると
火花が発生し、この火花が可燃性物質に引火して爆発す
る危険性が大きいという問題がある。

【０００７】また、空気調和装置の運転中に冷却流体が
漏洩した場合においては、空調負荷に合わせて室内ファ
ンの回転数を制御しようとして有接点スイッチング回路
であるリレースイッチを切り替えるため、火花が発生
し、この火花が可燃性物質に引火して爆発する危険性が
ある。

【０００８】また、空気調和装置を停止する場合は、圧
縮機を停止するため必ず圧縮機駆動用のマグネットスイ
ッチを切ることになり、マグネットスイッチを切断する
際にも接点から火花が発生し、この火花が可燃性物質に
引火して爆発する危険がある。 さらに、圧縮機，室内
ファン，室外ファン等の駆動装置にインバータを用いた
ものでも、モータへの電力供給の異常や冷凍サイクルの
異常時に緊急的に遮断する手段がないため、各々の電力
機器や冷凍サイクル構成機器を破損させてしまう問題が
あった。

【０００９】本発明の目的は、空気調和装置の冷却流体
（冷媒）として可燃性物質を用い、この可燃性物質が漏
洩した場合でも、爆発の危険性の無い安全な空気調和装
置を得ることにある。

【００１０】本発明の他の目的は、冷凍サイクルの駆動
回路としてインバ−タ（周波数変換部）を用いた制御装
置を具備した空気調和装置において、圧縮機停止時の周
波数変換部の漏れ電流を抑え、機器の安全性向上を図る
ことにある。

【００１１】本発明の更に他の目的は、一定速形の圧縮
機モ−タを用いる空気調和装置において、圧縮機モ−タ
に掛かる負荷を最適に制御できるようにすることにあ
る。

【００１２】本発明の他の目的は、空気調和装置の冷却
流体（冷媒）として可燃性物質を用い、この可燃性物質
が漏洩した場合でも、この可燃性物質をその爆発限界濃
度以下にして爆発の危険性を防止した安全な空気調和装
置を得ることにある。

【００１３】本発明の更に他の目的は、可燃性物質が漏
洩しても爆発の危険性がないばかりでなく、空気調和装
置の異常状態検知してその停止処理を可能とし、機器の
安全を確保することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の特徴は、冷凍サイクルの冷却流体とし
て可燃性物質を用いた空気調和装置において、前記冷凍
サイクルの駆動回路を無接点スイッチング回路で構成し
たことにある。

【００１５】本発明の第２の特徴は、冷凍サイクルの冷
却流体として可燃性物質を用いた空気調和装置におい
て、前記冷凍サイクルの圧縮機モ−タに印加される交流
電源のＯＮ−ＯＦＦ回路を無接点スイッチング回路で構
成したことにある。

【００１６】本発明の第３の特徴は、冷凍サイクルの冷
却流体として可燃性物質を用い、前記冷凍サイクルの駆
動回路としてインバータを搭載して成る制御装置を具備
した空気調和装置において、主電源回路部からの交流電
源を直流に整流して前記インバ−タに与える整流回路
と、この整流回路と前記主電源回路部との間に設けられ
た交流型半導体スイッチング素子とを備えていることに
ある。

【００１７】本発明の第４の特徴は、冷凍サイクルの冷
却流体として可燃性物質を用い、前記冷凍サイクルの駆
動回路としてインバータを搭載して成る制御装置を具備
した空気調和装置において、前記冷凍サイクルの運転状
態を検出する検出器と、この検出器からの信号により冷
凍サイクルの状態を判断する判断装置と、この判断装置
で冷凍サイクルが異常と判断したときには制御信号を前
記インバータのトリップ信号入力部へ与えてインバ−タ
を緊急停止させる回路とを設けたことにある。

【００１８】本発明の第５の特徴は、圧縮機、室外側熱
交換器、減圧装置及び室内側熱交換器を順次接続して冷
凍サイクルを形成し、前記冷凍サイクルの冷却流体とし
て可燃性物質を用い、前記冷凍サイクルの圧縮機モ−タ
駆動回路の制御装置としてとしてスイッチング回路によ
り構成された制御装置を具備する空気調和装置におい
て、前記制御装置に設けられているスイッチング回路を
無接点回路で構成したことにある。

【００１９】本発明の第６の特徴は、圧縮機及び室外側
熱交換器を収納する室外ユニット、室内側熱交換器を収
納する室内ユニットとを備え、冷凍サイクルの冷却流体
には可燃性物質を用いた空気調和装置において、前記冷
凍サイクルを制御するための制御装置を収納箱に収納
し、この収納箱を前記室外ユニットの室外側熱交換器を
通る被冷却流体の通路内に設けたことにある。

【００２０】本発明の第７の特徴は、圧縮機及び室外側
熱交換器を収納する室外ユニット、室内側熱交換器を収
納する室内ユニットとを備え、冷凍サイクルの冷却流体
には可燃性物質を用いた空気調和装置において、前記冷
凍サイクルを制御するための制御装置を収納箱に収納
し、この収納箱を前記冷凍サイクルを形成する部屋と隔
離して配設したことにある。

【００２１】本発明の第８の特徴は、空気調和装置を制
御する制御装置を収納する収納箱にスリットを設け、こ
のスリットにガス体のみを通すことができる膜を貼った
空気調和装置用の制御装置収納箱にある。

【００２２】本発明の第９の特徴は、少なくとも圧縮
機、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換器を順次
接続して冷凍サイクルを形成し、前記冷凍サイクルの駆
動回路としてインバータを搭載して成る制御装置を具備
した空気調和装置において、冷凍サイクルの状態を検出
する検出器と、前記検出器からの信号により冷凍サイク
ルの状態を判断する判断装置を設け、前記判断装置から
の制御信号を前記インバータのトリップ信号入力部へ接
続したことにある。

【００２３】

【作用】上記のように構成された空気調和装置とするこ
とにより、制御装置に用いられているスイッチング回路
が、接点のない半導体素子により構成され、前記半導体
素子で構成されたスイッチング回路には交流電力が供給
されるため、火花が発生することがなく、可燃性物質で
ある冷却流体が爆発限界濃度以上漏れた場合でも爆発を
未然に防止して、安全な運転が可能となる。

【００２４】また、半導体スイッチへのゲート信号を調
節することにより、冷凍サイクルへの機器へは常に安定
した最適な電力を供給できるため、エネルギー効率の良
い運転が可能となる。

【００２５】制御装置を収納箱に収納し、この収納箱を
被冷却流体が通る熱交換器の通路部に配設するようにし
たものでは、可燃性物質が漏洩しても被冷却流体（外部
空気）によりユニットの外部に放出され、この結果爆発
限界濃度にまで達することがなく、火花が発生しても爆
発することがない安全な制御装置が得られる。また、被
冷却流体により収納箱が冷却されるため収納箱内部の温
度が低下し、電子部品の故障頻度を小さくでき、制御装
置の信頼性も向上できる。

【００２６】制御装置を収納する収納箱が冷凍サイクル
を形成する部屋と隔離して配設したものでは、可燃性物
質である冷却流体が漏洩しても制御装置を収納する収納
箱の内部に冷却流体が進入できず、火花が発生する場所
には可燃性物質が存在しないため、火花が発生しても爆
発することがない。

【００２７】前記収納箱にスリットを設けたものでは、
該スリットを通して空気が流れ、収納箱に漏洩した可燃
性物質が該収納箱外に放出されるため、収納箱の内部は
可燃性物質の爆発限界濃度以下となり、火花が発生して
も爆発するのを防止することができる。また、前記収納
箱に設けたスリットに、ガス体は通すが液体は通さない
膜を貼るようにしたものでは、水滴による電子部品の漏
電を防止できると共に、空気による電子部品の冷却も行
うことができるため、電子部品の故障頻度を小さくで
き、制御装置の信頼性を向上できる。

【００２８】冷凍サイクルの状態を検出する検出器を設
け、この検出器から冷凍サイクルの状態を判断して冷凍
サイクルの異常を検知し、制御信号をインバータのトリ
ップ信号入力部へ入力するようにしたものでは、冷凍サ
イクルによる異常時に供給電力を緊急遮断できるため、
冷凍サイクル，制御装置の各々の構成機器の破損を防止
することができ、空気調和装置の信頼性を向上できる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。

【００３０】図１は本発明の空気調和装置の第１実施例
を示すもので、空気調和装置に付設する半導体スイッチ
ング回路で構成された制御装置の制御回路図である。

【００３１】室内機側に設けられたマイクロコンピュー
タ１ａには、室内側制御装置に供給される交流電力２０
０Ｖからトランス２ａにより電圧が調整され、整流回路
３ａにより直流化して電源が供給され、リモコンからの
制御信号を受けて、室内ファンモータ５，ドレン水排出
装置６，オートルーバ用モータ７及び補助ヒータ８等の
制御をし、また室外機側のマイクロコンピュータ１ｂへ
制御信号を送る。マイクロコンピュータ１ｂには、室外
側制御装置に供給される交流電力２００Ｖからトランス
２ｂにより電圧を調整され整流回路３ｂにより直流化さ
れた電源が供給され、マイクロコンピュータ１ａからの
制御信号により圧縮機モータ１０，室外ファンモータ１
１，電磁弁１２及び四方弁１３等を制御する。前記室内
ファンモータ５，ドレン水排出装置６，オートルーバ用
モータ７，補助ヒータ８，室外ファンモータ１１，電磁
弁１２，四方弁１３のそれぞれの駆動制御装置として
は、機器に流れる電流が小さいため、小容量の交流電力
用半導体スイッチング素子である小容量トライアック４
ａ〜４ｇが用いられており、小容量トライアックの二次
側に各々の機器が接続された構成となっている。また、
圧縮機モータ１０の駆動制御装置としては、整流手段と
してのダイオードモジュール３ｃ及びトランジスタを搭
載した圧縮機モータ用周波数変換部１５などからなるイ
ンバ−タで構成され、圧縮機モータ用周波数変換部１５
の二次側に圧縮機モータ１０を接続している。室外側の
制御装置に設けられる小容量トライアック４ｅ〜４ｇや
ダイオードモジュール３ｃの一次側には、機器に流れる
電流が大きいことから大容量の交流電力用半導体スイッ
チング素子である大容量トライアック９が設けられてい
る。マイクロコンピュータ１ａとマイクロコンピュータ
１ｂは通信線１６により連結され、小容量トライアック
４ａ〜４ｇや大容量トライアック９のゲート信号入力部
は各々のマイクロコンピュータと制御線により接続され
ている。

【００３２】次に、上述した実施例の起動運転時の動作
原理について説明する。図２は、空気調和装置の起動運
転時の制御フローチャートを示す図である。リモコンか
らの起動信号を受けたマイクロコンピュータ１ａは、空
気調和装置に付設する温度，圧力，冷媒量，漏れ等の各
センサ（図示せず）から空気調和装置の状態を検知し、
前記センサからの検知信号が異常であると認められた場
合には停止処理を行う。一方、前記センサからの検知信
号が正常であると認められた場合には、もう一方のマイ
クロコンピュータ１ｂに空気調和装置を駆動するための
制御信号を送る。マイクロコンピュータ１ｂは、主電源
部に配設されている大容量トライアック９のゲート信号
入力部へ起動のための信号を送信し、それによって大容
量トライアック９は通電され、ダイオードモジュール３
ｃに交流電力が供給される。ダイオードモジュール３ｃ
では、圧縮機モータ用周波数変換部１５の内部に設けら
れているトランジスタが起動できるように交流電力を直
流電力に変換し、この直流電力を圧縮機モータ用周波数
変換部１５へ供給する。圧縮機モータ用周波数変換部１
５で周波数が調整された疑似交流電力は、圧縮機モータ
１０に供給され圧縮機の起動が完了する。ここで、冷凍
サイクルの状態量（たとえば、吐出圧力と吸入圧力の
差）が所定の設定値となるまで冷凍サイクルの状態量を
空気調和装置に付設する各々のセンサー（図示せず）に
より検知し、冷凍サイクルの状態量が設定値に達したの
ち、マイクロコンピュータ１ｂから室外ファン用の小容
量トライアック４ｅのゲート信号入力部に起動信号を入
力し、室外ファンモータ１１を駆動させる。また、マイ
クロコンピュータ１ａから室内ファン用の小容量トライ
アック４ａのゲート信号入力部に起動信号を入力し、室
内ファンモータ５を駆動させる。このようにして、空気
調和装置の起動が完了する。また、運転モードに応じ
て、ドレン水排出装置６，オートルーバ用モータ７，補
助ヒータ８，電磁弁１２，四方弁１３等に付設する小容
量トライアックのゲート信号入力部へ制御信号を入力
し、各々の機器を駆動させる。そして起動後は、空調負
荷に合わせて室内ファンモータ５，室外ファンモータ１
１の回転数を調整するために室内ファン用小容量トライ
アック４ａや室外ファンモータ用小容量トライアック４
ｅのゲート信号入力部に送信される制御信号を調整する
ことで各々のファンモータの回転数を調整する。 空気
調和装置の停止処理は、各々の小容量トライアック４
ａ，４ｅのゲート信号入力部に停止信号を入力すること
で圧縮機モータ１０を除く空気調和装置を構成する各々
の機器を停止させる。また、圧縮機モータ用周波数変換
部１５で出力周波数を０とすることで圧縮機モータ１０
を停止させ、大容量トライアック９のゲート信号入力部
に停止信号を入力することでダイオードモジュール３ｃ
への電力供給を停止させる。

【００３３】以上のように構成された制御装置を具備し
た空気調和装置では、制御装置の内部に可燃性物質であ
る冷却流体（冷媒）が漏洩し、可燃性物質の爆発限界濃
度以上となっても、冷凍サイクルの各機器の駆動回路が
無接点回路で構成されているため、火花が散ることはな
く爆発の危険性を確実に防止できる。したがって、安全
な空気調和装置を得ることができる。

【００３４】また、圧縮機モータ用周波数変換部１５へ
の電力供給を大容量トライアック９で遮断しているた
め、圧縮機停止時の圧縮機モータ用周波数変換部１５の
漏れ電流を抑えられ、感電防止を行うことができ、機器
の安全性の向上が図れる。

【００３５】また、本実施例では圧縮機モータ１０の制
御手段としてインバータを用いたが、一定速形の圧縮機
モータを用いる場合には、前述した大容量トライアック
９により圧縮機モータ１０のＯＮ，ＯＦＦを行うように
でき、この場合インバ−タは不要になるから機器の省略
化が図れる。さらに、大容量トライアック９のゲート信
号入力部への制御信号を、圧縮機モータ１０に掛かる負
荷が最適になるように制御することにより最適な起動が
可能となり、圧縮機の信頼性を向上できる。

【００３６】さらに、冷凍サイクルの構成機器に供給さ
れる電力を大容量トライアック９で最適な電圧に制御す
る事により、最適な状態で各機器が動作させることがで
き、省電力化も可能となる。

【００３７】ここで、圧縮機モータ１０や室内ファンモ
ータ５，室外ファンモータ１１，ドレン水排出装置６，
オートルーバ用モータ７，補助ヒータ８，電磁弁１２及
び四方弁１３等の各駆動用の無接点回路としてトライア
ックを用いた例を説明したが、同様の交流用半導体スイ
ッチング素子であるサイリスタを用いた場合でも同様の
効果を得ることができる。

【００３８】なお、可燃性物質である冷却流体（冷媒）
としては、ジフルオロメタン（一般にＲ３２と称されて
おり、化学式はＣＨ₂Ｆ₂）等があり、この冷媒Ｒ３２単
独で使用される冷凍サイクルや、Ｒ３２等の可燃性冷媒
と他の冷媒（例えばＲ１３４ａ）とを混合した混合冷媒
を使用する冷凍サイクルに本発明を適用することによ
り、顕著な効果が得られる。

【００３９】図３は本発明の第２実施例を示すもので、
大容量トライアック９の二次側に大容量トランス１７を
配設したものである。このようにすることにより、半導
体スイッチング素子からの漏れ電流を完全に除去できる
ため、完全に感電防止が可能となる。また、空気調和装
置への供給電力の電圧が低下している場合でも大容量ト
ランス１７により電圧を上げることができるため、供給
電力の不安定な場所に設置した場合にも最適な電力供給
を行うことができ、最適な状態で機器の運転を行うこと
ができ、省電力化を図ることができる。他の構成は上述
した第１実施例と同一である。

【００４０】図４は本発明の第３実施例を説明するもの
で、室外ユニット（室外機）の断面図を示す。図におい
て、室外ユニットは、室外熱交換器２２，室外ファン２
３，制御装置収納箱２４，仕切板２５，室外ユニットカ
バー２６により構成される。室外ファン２３は、被冷却
流体（本実施例では外部空気）に対して、室外熱交換器
２２の上流側に設置し、圧縮機１４や冷凍サイクルを構
成する冷媒配管とは仕切板２５により仕切られている。
制御装置収納箱２４は、前記室外ファン２３と同様に被
冷却流体（本実施例では空気）に対して、室外熱交換器
２２の上流側に設置されている。また、室外ユニットカ
バー２６は、室外熱交換器２２，室外ファン２３，制御
装置収納箱２４，圧縮機１４等の冷媒配管を囲むように
配設されている。本実施例の構成とすることにより、冷
却流体として可燃性物質を使用し、この可燃性物質が漏
洩した場合でも、火花が発生する可能性がある制御装置
収納箱２４は被冷却流体に対して室外熱交換器２２の上
流側に配設されているため、漏洩した可燃性物質が室外
ユニットへ流入する被冷却流体２１と一緒に室外ユニッ
ト外へ放出される。このため、制御装置収納箱２４が設
置されている部分は、可燃性物質の爆発限界濃度以下に
しか成らず、爆発を未然に防止できる安全な空気調和装
置が得られる。また、制御装置収納箱２４は、被冷却流
体により冷却されるため、制御装置収納箱２４内の電子
部品の放熱が促進され、制御装置としての熱的信頼性も
向上できる。

【００４１】なお、この実施例では、制御装置を収納す
る収納箱や室外ファンを室外熱交換器２２の上流側に配
設するように構成する例を示したが、これらを室外熱交
換器２２の下流側に設置してもほぼ同様の効果を得るこ
とができる。また、室内機に対しても上記室外機と同様
の構成とすることにより同様の効果が得られる。

【００４２】図５は、本発明の第４実施例を示すもの
で、空気調和装置における制御装置収納箱２４の配置の
他の例である。図中、図４と同符号のものは相当する部
分を示す。図において、室外ユニットカバー２６は、圧
縮機１４や冷媒配管を囲むように配設した圧縮機・冷媒
配管カバー２６ａ、制御装置を収納する収納箱２４と冷
凍サイクルを形成する部屋とを隔離するための制御装置
収納箱隔離用カバー２６ｂ、室外熱交換器２２や室外フ
ァン２３を囲むように配設した熱交換器カバー２６ｃ及
び室外ユニットの上部を塞ぐ上部カバー２６ｄから構成
されている。制御装置を収納している収納箱２４は、制
御装置収納箱隔離用カバー２６ｂを介し室外ユニットの
被冷却流体流出側外面に設置されている。また、制御装
置収納箱隔離用カバー２６ｂは、圧縮機・冷媒配管カバ
ー２６ａよりも上方に配設している。室外ユニットの下
部には、室外ユニットと室内ユニット（図示せず）を銅
配管等で接続するために冷媒配管接続用の配管通し用穴
蓋２７が設けられている。

【００４３】本実施例の空気調和装置では、冷却媒体と
して可燃性物質を使用し、この可燃性物質が漏洩した場
合でも、火花を発生する制御装置を収納する収納箱２４
は冷凍サイクルを構成する部屋と完全に隔離され、大気
中に設置されているため、制御装置収納箱２４が設置さ
れている雰囲気場は、可燃性物質の爆発限界濃度以下に
しか成らず、この結果爆発しない安全な空気調和装置が
得られる。また、制御装置を収納する収納箱２４の設置
位置は、室内ユニットと接続される配管から離れている
ため、前記配管から可燃性物質が漏洩した場合でも、制
御装置を収納する収納箱２４へ可燃性物質が達するまで
に大気中に拡散するため、可燃性物質の爆発限界濃度以
下にしか成らず、爆発を防止できる。

【００４４】なお、室外ユニットに適用した上記構成を
室内ユニットに応用することも同様に可能である。

【００４５】図６は、本発明の第５実施例を示すもの
で、空気調和装置に付設する制御装置収納箱の構成を示
す図である。図において、制御装置収納箱２４の両側面
には、スリット３０が設けられており、スリット３０の
空洞部には、ガス体は通すが液体は通さない膜２９が貼
られている。この膜２９の孔径は、１μｍ以上１０μｍ
以下である。このように構成することにより、空気調和
装置の冷媒（冷却流体）として可燃性物質を用い、制御
装置収納箱２４の周囲に冷凍サイクルから漏洩した可燃
性冷媒が滞留した場合でも、制御装置収納箱２４の側面
に設けられているスリット３０に貼られた膜２９を通し
て、可燃性冷媒が制御装置収納箱２４内部に侵入する
が、膜２９を通して同時に空気２８も流入する。スリッ
ト３０は制御装置収納箱２４の両側面に設けられている
ので、流入した空気２８は反対側のスリット３０を通り
制御装置収納箱２４の外部に放出される。この時、制御
装置収納箱２４の内部に流入していた可燃性冷媒も制御
装置収納箱２４の外部へ放出される空気２８と一緒に制
御装置収納箱２４の外部へ放出されるから、制御装置収
納箱２４の内部に侵入した可燃性冷媒の濃度は、爆発限
界濃度以下にしか成らず、制御装置収納箱の内部で火花
が発生しても爆発を防止できる。また、制御装置収納箱
２４の内部を空気２８が流れるため、電子部品の発熱を
抑えることもでき、制御装置の熱的信頼性を向上でき
る。

【００４６】この図６に示す実施例のものを、前記各実
施例のものに適用することにより、より一層安全で信頼
性の高い空気調和装置が得られる。

【００４７】図７は、本発明の第６実施例を示すもの
で、空気調和装置に付設する制御装置の配線図である。
図において、図１と同一符号を付した部分は同一または
相当する部分を示す。室内ファンモータ５、室外ファン
モータ１１の駆動制御装置には、図１の実施例に示した
圧縮機モータ１０の駆動制御装置と同様に、整流手段で
あるダイオードモジュール３ｃ，３ｄと、トランジスタ
を搭載した室内ファンモータ用周波数変換部１９、室外
ファンモータ用周波数変換部１８により構成され、各々
のファンモータ５，１１は各々の周波数変換部の二次側
に接続されている。各制御装置へ供給される交流電力
は、直接ダイオードモジュール３ｃ，３ｄを通り各周波
数変換部１５，１８，１９の一次側に供給される。室内
ファンモータ用周波数変換部１９、室外ファンモータ用
周波数変換部１８及び圧縮機モータ用周波数変換部１５
には、空気調和装置に異常が発生した際に緊急停止させ
るためのトリップ信号入力部３１〜３３が設けられ、各
マイクロコンピュータと接続されている。また、空気調
和装置の異常状態を検知するための検知手段として、電
流検出器３４、温度検出器３５ａ、圧力検出器３５ｂ、
冷媒量検出器３５ｃ及び漏れ検出器３５ｄがそれぞれ設
けられている。なお、その他の構成機器は図１の実施例
と同様である。

【００４８】次に、図７の実施例の空気調和装置に付設
する制御装置の起動運転時及び緊急停止時の動作原理を
図８の制御フローチャートにより説明する。リモコンか
らの起動信号を受けたマイクロコンピュータ１ａは、空
気調和装置に付設する温度、圧力、冷媒量、漏れ等の各
センサ３５ａ〜３５ｄから空気調和装置の状態を検知
し、前記センサからの検知信号が異常であると認められ
た場合は停止処理を行う。一方、前記センサからの検知
信号が正常であると認められた場合は、もう一方のマイ
クロコンピュータ１ｂに空気調和装置を駆動するための
制御信号を送る。マイクロコンピュータ１ｂは、圧縮機
モータ用周波数変換部１５に起動周波数を送信し、周波
数が調整された疑似交流電力は圧縮機モータ１０に供給
され、圧縮機の起動が完了する。ここで、冷凍サイクル
の状態量（たとえば、吐出圧力と吸入圧力の差）が所定
の設定値となるまで冷凍サイクルの状態量を空気調和装
置に付設する各々のセンサーにより検知し、前記冷凍サ
イクルの状態量が設定値に達した場合は、マイクロコン
ピュータ１ｂから室外ファン用周波数変換部１８へ起動
周波数を送信し、室外ファンモータ１１を駆動させる。
また、マイクロコンピュータ１ａから室内ファン用周波
数変換部１９へ起動周波数を送信し室内ファンモータ５
を駆動させる。このようにして、空気調和装置の起動が
完了する。次に、ある時間間隔Δｔ（たとえば１０秒）
になるまではリモコンからの入力信号を監視し、運転モ
ードの変更があるかどうかを検知する。ある時間間隔Δ
ｔ経過後は、空気調和装置の状態量を電流検出器３４、
温度検出器３５ａ、圧力検出器３５ｂ、冷媒量検出器３
５ｃ、漏れ検出器３５ｄ等で検知する。これらの状態量
検出手段から空気調和装置が異常状態であると判断され
た場合には、圧縮機モータ用周波数変換部１５、室外フ
ァン用周波数変換部１８、室内ファン用周波数変換部１
９に付設する各々のトリップ信号入力部３１〜３３へ制
御信号を送信し、各機器を緊急停止させ、停止信号用の
フラグをＯＮの状態とする。一方、前記状態量検出手段
から空気調和装置が正常状態であると判断された場合に
は、リモコンからの入力信号を監視し、運転モードの変
更があるかどうかを検知する。そして、停止信号用のフ
ラグが ＯＮの状態となっている場合には空気調和装置
の停止処理を行い、停止信号用のフラグがＯＦＦの状態
となっている場合には起動後の処理を継続する。

【００４９】以上のように構成された制御装置を具備し
た空気調和装置では、制御装置の内部に可燃性冷媒が漏
洩し、この可燃性冷媒の濃度が爆発限界濃度以上となっ
ても、冷凍サイクルの各機器の駆動回路が無接点回路で
構成されているため、火花が散ることなく爆発の危険性
がない安全な空気調和装置を得ることができる。

【００５０】また、各周波数変換部に設けられているト
リップ信号入力部への制御信号を送信する判定手段は冷
凍サイクルの状態量を検知して停止処理を行うため、機
器の安全を確保でき故障の原因を低減できる。従来装置
においては、一般に機器に流れる電流を検知して停止処
理を行っているが、このようなものでは冷凍サイクルの
状態量を十分に検知できず、故障に至るような運転状態
の場合でも、本実施例によれば冷凍サイクルの異常状態
を確実に検知できる。

【００５１】ここで、本発明では、空気調和装置の状態
を検知する手段として、温度検出器３５ａ、圧力検出器
３５ｂ、冷媒量検出器３５ｃ、漏れ検出器３５ｄを設け
ているが、これらの検出手段のうち少なくとも一つを設
ければよく、必ずしもこれら全てを設ける必要はない。

【００５２】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば以下の効果
が得られる。

【００５３】制御装置のスイッチング回路を半導体素子
で構成した発明では、空気調和装置の冷却流体（冷媒）
として可燃性物質を用い、この可燃性物質が漏洩した場
合でも、スイッチング回路に接点が無いため火花が発生
せず、爆発の危険性の無い安全な空気調和装置が得られ
る。

【００５４】また、周波数変換部への電力供給を半導体
スイッチング素子で遮断するようにしたものでは、圧縮
機停止時の周波数変換部の漏れ電流を抑えられ、感電防
止を行うことができ、機器の安全性の向上を図ることが
できる。

【００５５】さらに、一定速形の圧縮機モータを用い、
半導体スイッチング素子により圧縮機モータのＯＮ−Ｏ
ＦＦを行うようにしたものでは、機器の省略化ができる
と共に、半導体スイッチング素子のゲート信号入力部へ
の制御信号を電流の制御を圧縮機モータに掛かる負荷が
最適になるように制御することにより、最適な起動が可
能となるから圧縮機の信頼性向上を図ることができる。
また、冷凍サイクルの構成機器に供給される電力を前記
半導体スイッチング素子で最適な電圧に制御する事によ
り、省電力化も可能となる。

【００５６】また、火花の発生源である制御装置を収納
する収納箱を室外ユニットの室外側熱交換器を通る被冷
却流体の通路内に設けた発明では、空気調和装置の冷却
流体として可燃性物質を用いこの可燃性物質が漏洩した
場合でも、制御装置を収納する収納箱の周囲に滞留する
可燃性物質は、被冷却流体と共に大気中に放出され、制
御装置を収納する収納箱の雰囲気が可燃性物質の爆発限
界濃度以下にしかならないから、爆発の危険性を防止で
きるという効果がある。

【００５７】制御装置収納箱を、可燃性物質である冷却
流体（冷媒）が流れる部屋と完全に隔離する構造とした
ものでは、可燃性物質が制御装置収納箱の雰囲気中に滞
留することがないため、前記発明と同様爆発の危険性を
なくすことができる。

【００５８】制御装置収納箱の両側面にスリットを設
け、このスリットにはガス体のみを通す膜を貼る構成と
したものでは、可燃性冷媒が漏洩した場合でも制御装置
収納箱に流入する空気と一緒に可燃性冷媒を収納箱の外
部へ放出できるから、制御装置収納箱の内部が可燃性冷
媒の爆発限界濃度以下にしかならないため、爆発の危険
性が無い安全な空気調和装置が得られる。

【００５９】冷凍サイクルの駆動電源回路としてインバ
ータを用い、冷凍サイクルの状態を検出する検出器とこ
の検出器からの信号から冷凍サイクルの状態を判断する
判断装置を設け、この判断装置からの制御信号を前記イ
ンバータのトリップ信号入力部へ接続する構成としたも
のでは、可燃性冷媒が漏洩しても、冷凍サイクルの駆動
回路が無接点回路で構成されているため爆発の危険性が
ないばかりでなく、各トリップ信号入力部への制御信号
を、冷凍サイクルの状態量を検知して行っているため、
空気調和装置の異常状態を検知して停止処理を行うこと
ができ、機器の安全を確保できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和装置の第１実施例の示す制御
装置の配線図である。

【図２】図１に示す制御装置の起動時における制御フロ
ーチャートを示す図である。

【図３】本発明の空気調和装置の第２実施例の示す制御
装置の配線図である。

【図４】本発明の空気調和装置の第３実施例の示す室外
ユニットの一部断面斜視図である。

【図５】本発明の空気調和装置の第４実施例の示す室外
ユニットの一部断面斜視図である。

【図６】本発明の空気調和装置の第５実施例の示す制御
装置収納箱を示す斜視図である。

【図７】本発明の空気調和装置の第６実施例の示す制御
装置の配線図である。

【図８】図７に示す制御装置の起動及び緊急停止時にお
ける制御フローチャートを示す図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ…マイクロコンピュータ、４ａ〜４ｇ…小容
量トライアック、５…室内ファンモータ、６…ドレン水
排出装置、７…オートルーバ−用モータ、８…補助ヒー
タ、９…大容量トライアック、１０…圧縮機モータ、１
１…室外ファンモータ、１２…電磁弁、１３…四方弁、
１５…圧縮機モータ用周波数変換部、１７…大容量トラ
ンス、１８…室外ファンモータ用周波数変換部、１９…
室内ファンモータ用周波数変換部、２２…室外熱交換
器、２３…室外ファン、２４…制御装置収納箱、２５…
仕切板、２６…室外ユニットカバー、２９…膜、３０…
スリット、３１〜３３…トリップ信号入力部、３４…電
流検出器、３５ａ…温度検出器、３５ｂ…圧力検出器、
３５ｃ…冷媒量検出器、３５ｄ…漏れ検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦新 昌幸 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 丸山 弘 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷凍サイクルの冷却流体として可燃性物質
   を用いた空気調和装置において、前記冷凍サイクルの駆
   動回路を無接点スイッチング回路で構成したことを特徴
   とする空気調和装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記無接点スイッチン
   グ回路はインバ−タであることを特徴とする空気調和装
   置。
3. 【請求項３】冷凍サイクルの冷却流体として可燃性物質
   を用いた空気調和装置において、前記冷凍サイクルの圧
   縮機モ−タに印加される交流電源のＯＮ−ＯＦＦ回路を
   無接点スイッチング回路で構成したことを特徴とする空
   気調和装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記無接点スイッチン
   グ回路は交流型半導体スイッチング素子であることを特
   徴とする空気調和装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記交流型半導体スイ
   ッチング素子は、トライアックであることを特徴とする
   空気調和装置。
6. 【請求項６】請求項４において、前記交流型半導体スイ
   ッチング素子は、サイリスタであることを特徴とする空
   気調和装置。
7. 【請求項７】冷凍サイクルの冷却流体として可燃性物質
   を用い、前記冷凍サイクルの駆動回路としてインバータ
   を搭載して成る制御装置を具備した空気調和装置におい
   て、主電源回路部からの交流電源を直流に整流して前記
   インバ−タに与える整流回路と、この整流回路と前記主
   電源回路部との間に設けられた交流型半導体スイッチン
   グ素子とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
8. 【請求項８】冷凍サイクルの冷却流体として可燃性物質
   を用い、前記冷凍サイクルの駆動回路としてインバータ
   を搭載して成る制御装置を具備した空気調和装置におい
   て、前記冷凍サイクルの運転状態を検出する検出器と、
   この検出器からの信号により冷凍サイクルの状態を判断
   する判断装置と、この判断装置で冷凍サイクルが異常と
   判断したときには制御信号を前記インバータのトリップ
   信号入力部へ与えてインバ−タを緊急停止させる回路と
   を設けたことを特徴とする空気調和装置。
9. 【請求項９】圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置及び室
   内側熱交換器を順次接続して冷凍サイクルを形成し、前
   記冷凍サイクルの冷却流体として可燃性物質を用い、前
   記冷凍サイクルの圧縮機モ−タ駆動回路の制御装置とし
   てとしてスイッチング回路により構成された制御装置を
   具備する空気調和装置において、前記制御装置に設けら
   れているスイッチング回路を無接点回路で構成したこと
   を特徴とする空気調和装置。
10. 【請求項１０】請求項９において、スイッチング回路を
    構成する無接点回路は半導体素子で構成されていること
    を特徴とする空気調和装置。
11. 【請求項１１】請求項７において、主電源回路部に配設
    した前記交流型半導体スイッチング素子の二次側に変圧
    器を配設したことを特徴とする空気調和装置。
12. 【請求項１２】圧縮機及び室外側熱交換器を収納する室
    外ユニット、室内側熱交換器を収納する室内ユニットと
    を備え、冷凍サイクルの冷却流体には可燃性物質を用い
    た空気調和装置において、前記冷凍サイクルを制御する
    ための制御装置を収納箱に収納し、この収納箱を前記室
    外ユニットの室外側熱交換器を通る被冷却流体の通路内
    に設けたことを特徴とする空気調和装置。
13. 【請求項１３】圧縮機及び室外側熱交換器を収納する室
    外ユニット、室内側熱交換器を収納する室内ユニットと
    を備え、冷凍サイクルの冷却流体には可燃性物質を用い
    た空気調和装置において、前記冷凍サイクルを制御する
    ための制御装置を収納箱に収納し、この収納箱を前記冷
    凍サイクルを形成する部屋と隔離して配設したことを特
    徴とする空気調和装置。
14. 【請求項１４】請求項１３または１４において、前記制
    御装置を収納する収納箱にスリットを設け、かつこのス
    リットにガス体のみを通すことができる膜を貼ったこと
    を特徴とする空気調和装置。
15. 【請求項１５】空気調和装置を制御する制御装置を収納
    する収納箱において、前記収納箱にスリットを設け、か
    つこのスリットにガス体のみを通すことができる膜を貼
    ったことを特徴とする空気調和装置用の制御装置収納
    箱。
16. 【請求項１６】請求項１５において、前記収納箱に貼る
    膜の孔径が１０μｍ以下であることを特徴とする空気調
    和装置用の制御装置収納箱。
17. 【請求項１７】少なくとも圧縮機、室外側熱交換器、減
    圧装置、室内側熱交換器を順次接続して冷凍サイクルを
    形成し、前記冷凍サイクルの駆動回路としてインバータ
    を搭載して成る制御装置を具備した空気調和装置におい
    て、冷凍サイクルの状態を検出する検出器と、前記検出
    器からの信号により冷凍サイクルの状態を判断する判断
    装置を設け、前記判断装置からの制御信号を前記インバ
    ータのトリップ信号入力部へ接続したことを特徴とする
    空気調和装置。