(57)【要約】  筐体１０ａは、当該筐体１０ａと電気品箱３０と連通し、筐体１０ａの底面Ｅ２から筐体１０ａの高さの１／３よりも低い位置に形成される連通部３０５を有し、制御装置５０及び電気部品（リレー）３３は、それらの各底面Ｅ４、Ｅ５が、電気品箱３０の底面から電気品箱３０の高さの１／３よりも高い位置に配置されているものである。
2013145013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性冷媒を用いた空気調和装置の一部を構成する分流コントローラーであって、
筐体と、
前記筐体内に設けられ、冷媒を流すか否かを切り替える切替弁と、
少なくとも前記切替弁を制御する制御装置と、
前記筐体に設置され、前記制御装置及び前記空気調和装置を構成する駆動部品の制御に利用される電気部品が少なくとも収容される電気品箱と、を有し、
前記筐体は、
当該筐体と前記電気品箱と連通し、前記筐体の底面から前記筐体の高さの１／３よりも低い位置に形成される連通部を有し、
前記制御装置及び前記電気部品は、
それらの各底面が、前記電気品箱の底面から前記電気品箱の高さの１／３よりも高い位置に配置されている
ことを特徴とする分流コントローラー。
【請求項２】
前記連通部には、
前記筐体内から前記電気品箱内とをシールするゴムブッシュが設けられ、
前記制御装置は、
前記切替弁と前記ゴムブッシュを介して接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の分流コントローラー。
【請求項３】
前記制御装置を構成する素子の少なくとも一部は、
ワイドバンドギャップ半導体で構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の分流コントローラー。
【請求項４】
前記ワイドバンドギャップ半導体の温度を検知する温度検知手段を設け、
前記温度検知手段は、
前記ワイドバンドギャップ半導体の表面に接触するように設置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の分流コントローラー。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記温度検知手段が予め設定されている所定温度を検知したとき、前記空気調和装置の運転を停止する
ことを特徴とする請求項４に記載の分流コントローラー。
【請求項６】
前記所定温度を１５０℃以上に設定した
ことを特徴とする請求項５のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項７】
前記ワイドギャップ半導体は、
炭化ケイ素素子、窒化ガリウム素子、及び、ダイヤモンド素子の少なくとも一つで構成されている
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項８】
前記可燃性を有する冷媒にＲ３２を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項９】
前記可燃性を有する冷媒にＨＦＯ１２３４ｙｆを用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項１０】
前記可燃性を有する冷媒にＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項１１】
前記可燃性を有する冷媒にＲ３２とＨＦＯ１２３４ｆｙとの混合冷媒を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項１２】
前記可燃性を有する冷媒にＲ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）との混合冷媒を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の分流コントローラーと、
利用側熱交換器及び絞り装置が搭載され、前記分流コントローラーに冷媒配管を介して接続される室内機と、
圧縮機及び熱源側熱交換器が搭載され、前記分流コントローラーに冷媒配管を介して接続される室外機と、を備えた
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、
前記温度検知手段が予め設定されている所定温度を検知したとき、前記圧縮機の回転数を現在の回転数よりも減少させる
ことを特徴とする請求項４に従属する請求項１３に記載の空気調和装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、
所定時間が経過後に、前記ワイドバンドギャップ半導体の温度が所定温度未満にならないとき、前記空気調和装置の運転を停止する
ことを特徴とする請求項１４に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される分流コントローラー及びそれを備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、たとえば建物外に配置した熱源機である室外機と、建物の室内に配置した室内機と、室外機と室内機とを接続する分流コントローラーとの間に冷媒を循環させている。そして、このような空気調和装置では、分流コントローラーに設けられる切替弁の開閉を切り替えることで、暖房運転或いは冷房運転を実施する室内機に冷媒を供給している。【０００３】
このような空気調和装置の分流コントローラーにおいては、切替弁に加え絞り装置等、多くの電気品が搭載されている。加えて、これらの電気品を稼動させるための基板が電気品箱に収納された状態で分流コントローラーに設置されている。電気品箱には、その上面や下面にスリットや穴を設けたり、大きなヒートシンクを設けたりしている。これは、電気品内部に風が流れる構造にし、電気品箱の内部の電子部品による温度上昇を抑制するためである。【０００４】
ところで、近年、地球温暖化の観点から、地球温暖化係数が高いＨＦＣ系冷媒（たとえば、Ｒ４１０Ａや、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ１３４ａ等）の使用を制限する動きがある。それに伴い、地球温暖化係数が小さい冷媒（たとえば、Ｒ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）、これらの冷媒を混合したもの）を用いた空気調和装置が提案されている。しかしながら、地球温暖化係数が小さいこれらの冷媒は、すべて可燃性を有しており、漏洩した時に、電気品箱内に侵入してしまう可能性がある。【０００５】
このような事態に備えたものとして、電気品に無接点スイッチを用いたり、電気品箱にガスのみを透過させる膜を設けたりする技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１０１９１３号公報（［００３０］〜［００３３］、［００４５］等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術のように、無接点スイッチを設けたり、ガスのみを透過させる膜を用いたりすると、コストが大幅にアップしてしまう。また、膜は経年劣化が激しいため、長期的な信頼性を確保することが難しい。そのため、定期的に膜を交換する必要が発生し、手間や維持費が非常にかかってしまうシステムとなっている。【０００８】
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、コストアップを抑えつつ、安全性を大幅に向上させた分流コントローラー及びその分流コントローラーを備えた空気調和装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置の分流コントローラーは、可燃性冷媒を用いた空気調和装置の一部を構成する分流コントローラーであって、筐体と、筐体内に設けられ、冷媒を流すか否かを切り替える切替弁と、少なくとも切替弁を制御する制御装置と、筐体に設置され、制御装置及び空気調和装置を構成する駆動部品の制御に利用される電気部品が少なくとも収容される電気品箱と、を有し、筐体は、当該筐体と電気品箱と連通し、筐体の底面から筐体の高さの１／３よりも低い位置に形成される連通部を有し、制御装置及び電気部品は、それらの各底面が、電気品箱の底面から電気品箱の高さの１／３よりも高い位置に配置されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置の分流コントローラーによれば、電気品箱、及び、電気品箱に収容される制御装置及びリレーの設置位置を特定しているので、たとえ可燃性を有する冷媒が漏れたとしても、漏洩した冷媒の電気品箱への侵入を大幅に抑制することができるだけでなく、漏洩した冷媒が仮に電気品箱に侵入したとしても制御装置及びリレーが冷媒に曝されることがない。よって、本発明に係る室内機によれば、コストアップを抑えつつ、安全性が大幅に向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の電気的な接続状態を模式的に説明する回路構成図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る分流コントローラーの外観イメージを示す概略斜視図である。
【図６】図５に示す分流コントローラーの側面のうち、電気品箱が設置された側の側面図である。
【図７】図５（ａ）に示す分流コントローラーのＢ−Ｃ断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る分流コントローラーに搭載される電気品箱内の電気部品の配置を模式的に示した模式図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る分流コントローラーに搭載される制御装置を構成する素子の少なくとも一部を構成するワイドバンドギャップ半導体の設置例を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図１に基づいて、空気調和装置１００の詳しい回路構成について説明する。図１では、室内機２０が４台接続されている場合を例に示している。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
【００１３】
図１に示すように、空気調和装置１００は、室外機（熱源機）１０と、室内機２０（室内機２０ａ〜室内機２０ｄ）と、室外機１０と室内機２０とを接続する分流コントローラー３００とが配管で接続されて連絡するように構成されている。つまり、空気調和装置１００では、複数台の室内機２０が、室外機１０及び分流コントローラー３００に対して並列となるように接続されている。
【００１４】
また、空気調和装置１００には、冷媒として、Ｒ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆを混合したもの、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）を混合したもの等が封入されているものとする。ＨＦＯ１２３４ｙｆについては、二つの幾何学的異性体が存在しており、二重結合に対してＦとＣＦ３  が対照の位置にあるトランス型と、同じ側にあるシス型があり、本実施の形態のＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）はトランス型である。ＩＵＰＡＣ命名法では、トランス−１，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンである。
【００１５】
［室外機１０］
室外機１０は、室内機２０に暖房又は冷房を提供する機能を有している。この室外機１０には、圧縮機１と、四方弁等の流路切替装置３と、熱源側熱交換器２と、アキュムレーター４と、逆止弁５ａ〜５ｄと、冷媒配管４ａ、４ｂとが配管で接続されて搭載されている。
【００１６】
圧縮機１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り、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。
流路切替装置３は、圧縮機１の冷媒吐出側に接続され、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おける冷媒の流れとを切り替えるものである。
【００１７】
熱源側熱交換器（室外側熱交換器）２は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には放熱器（又は凝縮器）として機能し、ファン等の室外送風機（図示省略）から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行なうものである。
アキュムレーター４は、圧縮機１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との違いによる余剰冷媒、あるいは、過渡的な運転の変化（たとえば、室内機２０の運転台数の変化）に対する余剰冷媒を蓄えるものである。
【００１８】
逆止弁５ａ〜５ｄ及び冷媒配管４ａ、４ｂは、室内機２０の要求する運転に関わらず、分流コントローラー３００に流入させる冷媒の流れを一定方向にするものである。なお、図１に示す空気調和装置１００は、逆止弁５ａ〜５ｄ及び冷媒配管４ａ、４ｂが設けられたものであるが、それに限定されるものではない。すなわち、必ずしも逆止弁５ａ〜５ｄ及び冷媒配管４ａ、４ｂが、空気調和装置１００に設けられる必要はない。
【００１９】
［室内機２０］
室内機２０は、室外機１０から供給される冷媒によって室内などの空調対象空間を暖房又は冷房する機能を有している。室内機２０は、少なくとも、利用側熱交換器（室内側熱交換器）２２と、絞り装置２１とを有しており、これらが直列に接続されて搭載されている。
具体的には、絞り装置１５が接続されている側から、後述の切替弁１２、１３が接続されている側に向かう方向に、絞り装置２１、利用側熱交換器２２が順に直列に接続されている。また、室内機２０は、室内機２０内に取り込んだ空気を利用側熱交換器２２に供給する室内送風機（図示省略）を有している。
【００２０】
利用側熱交換器２２は、暖房運転時には放熱器（又は凝縮器）として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能し、図示省略のファン等の室内送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、空調対象空間に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
絞り装置２１は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものであり、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
【００２１】
実施の形態では、４台の室内機２０が接続されている場合を例に示しており、紙面左側（下側）から室内機２０ａ、室内機２０ｂ、室内機２０ｃ、室内機２０ｄとして図示している。また、室内機２０ａ〜室内機２０ｄに応じて、利用側熱交換器２２も、紙面左側（下側）から利用側熱交換器２２ａ、利用側熱交換器２２ｂ、利用側熱交換器２２ｃ、利用側熱交換器２２ｄとして図示している。同様に、絞り装置２１も、紙面左側（下側）から絞り装置２１ａ、絞り装置２１ｂ、絞り装置２１ｃ、絞り装置２１ｄとして図示している。なお、室内機２０の接続台数を４台に限定するものではない。
【００２２】
［分流コントローラー３００］
分流コントローラー３００は、室外機１０と室内機２０との間に設けられている。分流コントローラー３００は、暖房運転モード及び冷房運転モードであるかに応じて開閉する切替弁１２（１２ａ〜１２ｄ）及び切替弁１３（１３ａ〜１３ｄ）と、冷房時に過冷却度を大きくし性能アップを図るための過冷却熱交換器１６及び過冷却熱交換器１７と、絞り装置１４及び絞り装置１５と、切替弁１２及び切替弁１３の開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）などを切り替えるためのリレー３３と、リレー３３への通電及び圧縮機１の駆動周波数などを制御する制御装置５０と、室内機２０と分流コントローラー３００とを接続する配管接続口３０３（３０３ａ〜３０３ｈ）と、室外機１０と分流コントローラー３００とを接続する配管接続口３０２（３０２ａ、３０２ｂ）とを有している。
【００２３】
切替弁１２は、冷媒流路の開閉をするものであり、たとえば電磁弁などで構成される。切替弁１２は、制御装置５０によって、リレー３３への電流の供給が切り替えられることで、開閉が切り替えられるものである。なお、切替弁１２は、たとえば室内機２０ａ〜２０ｄの全てが冷房運転を実施する場合の冷房運転モード時には、切替弁１２ａ〜１２ｄが開となるように制御される（図２参照）。なお、いずれかの室内機２０ａ〜２０ｄが冷房運転を実施しない場合には、対応する切替弁１２は閉となるように制御される。一方、切替弁１２は、暖房運転モード時においては閉となるように制御される。
【００２４】
切替弁１３も、切替弁１２と同様に、冷媒流路の開閉をするものであり、たとえば電磁弁などで構成される。切替弁１３は、制御装置５０によって、リレー３３への電流の供給が切り替えられることで、開閉が切り替えられるものである。なお、切替弁１３は、たとえば室内機２０ａ〜２０ｄの全てが暖房運転を実施する場合の暖房運転モード時には、切替弁１３ａ〜１３ｄが開となるように制御される（図３参照）。なお、いずれかの室内機２０ａ〜２０ｄが暖房運転を実施しない場合には、対応する切替弁１３ａ〜１３ｄは閉となるように制御される。一方、切替弁１３ａ〜１３ｄは、冷房運転モード時においては閉となるように制御される。
【００２５】
過冷却熱交換器１６は、冷房時に過冷却度を大きくし性能アップを図るための熱交換器である。過冷却熱交換器１６は、その一方の流路が気液分離器１１と絞り装置１４の一方側との間に接続され、当該一方の流路を流れる冷媒と熱交換する冷媒が流れる他方の流路が絞り装置１５から流出する冷媒が流れる流路に接続されている。これにより、過冷却熱交換器１６は、気液分離器１１から流出する気液二相冷媒を、絞り装置１５から流出した気液二相冷媒によって冷却し、液温を低下させることができる。
過冷却熱交換器１７も、過冷却熱交換器１６と同様に、冷房時に過冷却度を大きくし性能アップを図るための熱交換器である。過冷却熱交換器１７は、その一方の流路が絞り装置１４の他方側に接続され、当該一方の流路を流れる冷媒と熱交換する冷媒が流れる他方の流路が絞り装置１５から流出する冷媒が流れる流路に接続されている。これにより、過冷却熱交換器１７は、過冷却熱交換器１６から流出する気液二相冷媒の液温を、絞り装置１５から流出した気液二相冷媒によって、さらに低下させることができる。
【００２６】
絞り装置１４は、過冷却熱交換器１６から流出する冷媒を減圧させるものであり、過冷却熱交換器１６、１７に流入する冷媒の流量を調整するものである。絞り装置１４は、一方が過冷却熱交換器１６に接続され、他方が過冷却熱交換器１７に接続されている。絞り装置１４は、冷房運転モード時において冷媒を減圧させないように全開となるように、制御装置５０によって開度が制御される。また、絞り装置１４は、暖房運転モード時においては閉となるように制御される。絞り装置１４は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
絞り装置１５は、過冷却熱交換器１７から流出する冷媒を減圧させるものであり、過冷却熱交換器１６、１７に流入する冷媒の流量を調整するものである。絞り装置１５は、一方が過冷却熱交換器１７のうち冷房運転モード時において冷媒が流出する側に接続され、他方が過冷却熱交換器１７のうち冷房運転モード時において冷媒が流入する側に接続されている。絞り装置１５は、冷房運転モード時において所定の開度となるように制御装置５０によって開度が制御される。また、絞り装置１５は、暖房運転モード時においては開となるように制御される。絞り装置１５は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
【００２７】
リレー３３（リレー３３ａ〜３３ｄ）は、切替弁１２、１３の開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）や、図示されていない電磁弁などの開閉を制御する際に用いられるリレーである。リレー３３は、後述の電気品箱３０内に収容されている。
【００２８】
制御装置５０は、分流コントローラー３００に搭載され、室外機１０及び室内機２０に設けられる各種機器と、分流コントローラー３００に設けられる各種機器の制御を実施するものである。制御装置５０は、図示省略の各種検知素子での検出情報及びリモコンからの指示などに基づいて、空気調和装置１００のシステム全体を統括制御するものである。  具体的には、制御装置５０は、圧縮機１の駆動周波数、流路切替装置３の切り替え、絞り装置１４、１５、２１の開度、図１では図示省略の室外送風機及び室内送風機の回転数、切替弁１２、１３の開閉、リレー３３への通電などを制御する。つまり、制御装置５０は、各アクチュエーター（圧縮機１、流路切替装置３、絞り装置１４、１５、２１、室外送風機及び室内送風機、切替弁１２、１３、リレー３３等の駆動部品）を制御する。
【００２９】
配管接続口３０３ａ〜３０３ｄは、分流コントローラー３００の切替弁１２ａ〜１２ｄ、１３ａ〜１３ｄが接続される冷媒配管と、室内機２０の利用側熱交換器２２が接続される冷媒配管とを接続するものである。
配管接続口３０３ｅ〜３０３ｈは、分流コントローラー３００の絞り装置１５及び過冷却熱交換器１７に接続される冷媒配管と、室内機２０の絞り装置２１に接続される冷媒配管とを接続するものである。
配管接続口３０２ａ、３０２ｂは、分流コントローラー３００の切替弁１３ａ〜１３ｄ及び過冷却熱交換器１６が接続される冷媒配管と、室外機１０の逆止弁５ａ及び逆止弁５ｂが接続される冷媒配管とを接続するものである。
【００３０】
空気調和装置１００が実行する各運転モードについて説明する。
［冷房運転モード］
図２は、空気調和装置１００の冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図２では、室内機２０の全部が駆動している場合を例に説明する。冷房運転モードでは、流路切替装置３は、熱源側熱交換器２が放熱器として、利用側熱交換器２２が蒸発器として作用するように切り替えられる。具体的には、流路切替装置３は、圧縮機１の吐出冷媒を熱源側熱交換器２に流入させるように切り替えられる。なお、図２では、冷媒の流れ方向を矢印で示している。
【００３１】
低温・低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、流路切替装置３を通り、熱源側熱交換器２に流入する。熱源側熱交換器２に流入した高温・高圧のガス冷媒は、図示省略の送風機から供給される空気と熱交換することで、液状態もしくは乾き度の小さい２相冷媒となって熱源側熱交換器２から流出する。流出した冷媒は、分流コントローラー３００に流れ込む。
【００３２】
分流コントローラー３００に流入した冷媒は、気液分離器１１に流入する。ここで、冷房運転モード時は、分流コントローラー３００に流入する冷媒の乾き度が小さい。このため、分流コントローラー３００に流入する冷媒は、一方が過冷却熱交換器１６、絞り装置１４、及び過冷却熱交換器１７を介して絞り装置１５に流れ、他方が過冷却熱交換器１６、絞り装置１４、及び過冷却熱交換器１７を介して室内機２０ａ〜２０ｄに流れる。
【００３３】
絞り装置１５に流入する方の冷媒は、絞り装置１５で低圧の気液二相冷媒に減圧された後に、過冷却熱交換器１７及び過冷却熱交換器１６に流れ込む。これにより、過冷却熱交換器１７及び過冷却熱交換器１６に流入する高圧の冷媒と熱交換し、低圧のガス冷媒となった後に、切替弁１３ａ〜１３ｄを通過した冷媒と合流する。
室内機２０ａ〜２０ｄに流入する方の冷媒は、過冷却熱交換器１６及び過冷却熱交換器１７に流れ込み、絞り装置１５から流出した気液二相冷媒によって冷却され、液温が低下する。すなわち、室内機２０ａ〜２０ｄに流入する方の冷媒は、過冷却熱交換器１６及び過冷却熱交換器１７に流れ込んで過冷却度を増大する。なお、絞り装置１４は、冷房運転モード時において、冷媒を減圧させないように全開としている。
【００３４】
分流コントローラー３００から流出した液状態の冷媒は、分流コントローラー３００と室内機２０ａ〜２０ｄとを接続する配管を通って、室内機２０ａ〜室内機２０ｄに流入する。室内機２０ａ〜室内機２０ｄに流入した冷媒は、絞り装置２１ａ〜絞り装置２１ｄで膨張（減圧）させられて、低温・低圧の気液二相状態となる。この気液二相状態となった冷媒は、利用側熱交換器２２ａ〜利用側熱交換器２２ｄに流入する。利用側熱交換器２２ａ〜利用側熱交換器２２ｄに流入した気液二相状態の冷媒は、図示省略の送風機から供給される空気（室内空気）と熱交換することで、空気から吸熱して、低圧のガス冷媒となって利用側熱交換器２２ａ〜利用側熱交換器２２ｄから流出する。
【００３５】
ここでは、図示していないが、通常、利用側熱交換器２２の冷媒出入口には、温度センサーが設けられている。そして、利用側熱交換器２２への冷媒供給量は、利用側熱交換器２２の冷媒出入口に設けられている温度センサーからの温度情報を利用して調整されている。具体的には、それらの温度センサーからの情報に基づいて、制御装置５０は、過熱度（出口側における冷媒温度−入口における冷媒温度）を算出し、その過熱度が２〜５℃程度になるように絞り装置２１の開度を決定し、利用側熱交換器２２への冷媒供給量を調整している。
【００３６】
利用側熱交換器２２ａ〜利用側熱交換器２２ｄから流出した低圧ガス冷媒は、室内機２０ａ〜室内機２０ｄから流出し、分流コントローラー３００に流入する。冷房モード時においては、分流コントローラー３００の切換弁１２ａ〜切換弁１２ｄは閉とし、切換弁１３ａ〜切換弁１３ｄは開としている。分流コントローラー３００に流入した低圧ガス冷媒は、切換弁１３ａ〜１３ｄを通った後に過冷却熱交換器１６から流出した冷媒と合流し、分流コントローラー３００から流出する。分流コントローラー３００から流出した冷媒は、分流コントローラー３００と室外機１０とを接続する配管を通って、室外機１０に流入する。室外機１０に流入した冷媒は、逆止弁５ａ及び流路切替装置３を介してアキュムレーター４に流入する。アキュムレーター４に流入した冷媒は、液冷媒とガス冷媒とが分離され、ガス冷媒が再び圧縮機１に吸い込まれる。
【００３７】
このような冷房運転モードでは、室内機２０において過熱度制御が行なわれているので、液状態の冷媒がアキュムレーター４に流れ込まない。しかしながら、過渡的な状態や、停止している室内機２０があるときは、少量の液状態（乾き度０．９５程度）の冷媒がアキュムレーター４に流れ込むことがある。アキュムレーター４に流れ込んだ液冷媒は、蒸発して圧縮機１に吸引されたり、アキュムレーター４の出口配管に設けられている油戻し穴（図示省略）を介して圧縮機１に吸引されたりする。
【００３８】
［暖房運転モード］
図３は、空気調和装置１００の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図３では、室内機２０の全部が駆動している場合を例に説明する。暖房運転モードでは、流路切替装置３は、熱源側熱交換器２が蒸発器として、利用側熱交換器２２が放熱器として作用するように切り替えられる。具体的には、流路切替装置３は、圧縮機１の吐出冷媒を利用側熱交換器２２に流入させるように切り替えられる。なお、図３では、冷媒の流れ方向を矢印で示している。
【００３９】
低温・低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、流路切替装置３及び逆止弁５ｃを介して室外機１０から流出する。室外機１０から流出した冷媒は、室外機１０と分流コントローラー３００とを接続する配管を通って分流コントローラー３００に流入する。
【００４０】
分流コントローラー３００に流入したガス冷媒は、分流コントローラー３００内の気液分離器１１に流入する。暖房モード時は、気液分離器１１に流入する冷媒は全てガス冷媒であるため、気液分離器１１から流出する冷媒が切替弁１２ａ〜１２ｄ側に流れる。なお、暖房モード時においては、切替弁１３ａ〜１３ｄは閉としている。
切替弁１２ａ〜１２ｂに流入したガス冷媒は、分流コントローラー３００から流出した後に、分流コントローラー３００と室内機２０ａ〜２０ｄとを接続する配管を通って室内機２０ａ〜２０ｄへ流入する。
【００４１】
室内機２０ａ〜室内機２０ｄに流入した高温・高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器２２ａ〜利用側熱交換器２２ｄで、図示省略の送風機から供給される空気（室内空気）と熱交換することで空気に放熱し、液状態となって利用側熱交換器２２ａ〜利用側熱交換器２２ｄから流出する。この高圧の液状態の冷媒は、絞り装置２１ａ〜絞り装置２１ｄで膨張（減圧）させられて低温・低圧の気液二相状態となり、室内機２０ａ〜室内機２０ｄから流出する。
【００４２】
ここでは、図示していないが、通常、利用側熱交換器２２の冷媒出口には、温度センサー及び圧力センサーが設けられている。そして、利用側熱交換器２２への冷媒供給量は、利用側熱交換器２２の冷媒出口に設けられている温度センサー及び圧力センサーからの情報を利用して調整されている。具体的には、それらのセンサーからの情報に基づいて、制御装置５０は、過冷却度（出口側における冷媒の検知圧力から換算された飽和温度−出口側における冷媒温度）を算出し、その過冷却度が２〜５℃程度になるように絞り装置２１の開度を決定し、利用側熱交換器２２への冷媒供給量を調整している。
【００４３】
室内機２０ａ〜室内機２０ｄから流出した低温・低圧の気液二相状態の冷媒は、室内機２０ａ〜２０ｄと分流コントローラー３００とを接続する配管を通って、分流コントローラー３００に流入する。分流コントローラー３００に流入した気液二相の冷媒は、絞り装置１５、過冷却熱交換器１７及び過冷却熱交換器１６を介して分流コントローラー３００から流出する。分流コントローラー３００から流出した冷媒は、分流コントローラー３００と室外機１０とを接続する配管を通って室外機１０へ流入する。なお、暖房モード時においては、絞り装置１４は閉としている。
ここで、絞り装置１５は全開としている。本暖房運転モードでは、絞り装置２１ａ〜２１ｄによって冷媒の圧力を調整する場合を説明したが、絞り装置１５によって調整してもよいし、絞り装置１５及び絞り装置２１ａ〜２１ｄの両方で調整してもよい。
【００４４】
室外機１０に流入した気液二相冷媒の冷媒は、逆止弁５ｂを介して熱源側熱交換器２に流入する。熱源側熱交換器２に流入した低温・定圧の気液二相状態の冷媒は、図示省略の送風機から供給される空気と熱交換することで、空気から吸熱して、乾き度が徐々に大きくなる。この熱源側熱交換器２から流出した冷媒は、流路切替装置３を介してアキュムレーター４に流入する。アキュムレーター４に流入した冷媒は、液冷媒とガス冷媒とが分離され、ガス冷媒が再び圧縮機１に吸い込まれる。
【００４５】
［空気調和装置１００の電気的な構成］
図４は、空気調和装置１００の電気的な接続状態を模式的に説明する回路構成図である。図４に基づいて、空気調和装置１００の電気的な構成について説明する。なお、電気品箱３０の設置位置については、図５〜図７で詳細に説明する。
【００４６】
制御装置５０は、三相交流電源５１の交流電圧を直流電圧に変換する整流器５２、力率改善を行うためのリアクタ５３、平滑コンデンサ５４、インバータ主回路５５、インバータ主回路５５を制御する制御回路５６等が実装されているインバータ基板３１を備えており、圧縮機１のモータ５７に接続されている。
【００４７】
インバータ主回路５５は、平滑コンデンサ５４によって平滑された直流電源を交流電源に変換するものであり、たとえばシリコン（Ｓｉ）半導体やワイドバンドギャップ半導体で構成した複数のスイッチング素子で構成される。なお、ワイドバンドギャップ半導体とは、シリコン（Ｓｉ）素子と比較して、バンドギャップが大きい半導体素子の総称であり、炭化ケイ素（ＳｉＣ）素子の他、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ダイヤモンド素子等が挙げられる。インバータ主回路５５の各スイッチング素子は、制御回路５６から送られる動作信号（ＰＷＭ信号、ゲート信号）に基づいてスイッチング動作を行なうようになっている。
【００４８】
制御回路５６は、マイコン等で構成されており、図示省略の各種検出手段（たとえば、温度センサーや圧力センサー等）での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、各種アクチュエーターの駆動を実際に制御し、暖房運転や冷房運転を実行するようになっている。なお、図４には、便宜的に圧縮機１のモータ５７のみを図示し、たとえば、室内送風機や室外送風機のモータなどについては説明を省略している。また、スイッチング素子だけでなく、ダイオード素子もワイドバンドギャップ半導体によって構成することができる。
【００４９】
［電気品箱３０の設置位置］
図５は、実施の形態に係る分流コントローラー３００の外観イメージを示す概略斜視図である。図６は、図５に示す分流コントローラー３００の側面のうち、電気品箱３０が設置された側の側面図である。図７は、図５（ａ）に示す分流コントローラーのＢ−Ｃ断面図である。図５〜図７を参照して分流コントローラー３００について詳細に説明する。なお、図５（ａ）は、電気品箱３０が取り付けられている側の側面における概略斜視図であり、配管接続口３０２、３０３については見えていない。図５（ｂ）は、配管接続口３０２、３０３が取り付けられている側における概略斜視図であり、電気品箱３０については見えていない。
【００５０】
上述したように、分流コントローラー３００は、空気調和装置１００の一部を構成し、冷媒配管を介して接続され、空調対象空間を冷房又は暖房をするために、室外機１０から供給される冷熱又は温熱を室内機２０に供給する。なお、以下の説明において、図５に示す矢印Ａから見た面を分流コントローラー３００の正面とする。
【００５１】
図５〜図７に示すように、分流コントローラー３００は、上記して説明した切替弁１２ａ〜１２ｄ、１３ａ〜１３ｄと、過冷却熱交換器１６及び過冷却熱交換器１７と、絞り装置１４及び絞り装置１５とに加え以下の構成を有している。すなわち、分流コントローラー３００は、分流コントローラー３００の外郭を構成し、略直方体形状の外郭パネル３０１と、外郭パネル３０１に取り付けられるゴムブッシュ９２と、外郭パネル３０１に取り付けられ、リレー３３などが設けられる電気品箱３０とを有している。なお、以下の説明において、分流コントローラー３００の外郭パネル３０１内の空間を空間Ｓ１と称し、電気品箱３０内の空間を空間Ｓ２と称する。
【００５２】
外郭パネル３０１は、分流コントローラー３００の外郭を構成するものであり、略直方体形状をしている。外郭パネル３０１には、その正面側に制御装置５０等が収容されている電気品箱３０が、たとえばヒンジを介して開閉可能なように設けられる。また、外郭パネル３０１の正面であって電気品箱３０が設けられる位置には、空間Ｓ１と空間Ｓ２とを連通する連通部３０５が形成されている。そして、この連通部３０５には、ゴムブッシュ９２が設けられている。
外郭パネル３０１の正面と対向する面には、図５（ｂ）に示すように、室内機２０と分流コントローラー３００とを接続する配管接続口３０３が設けられている。また、外郭パネル３０１の正面に対して右側の面には、図５（ｂ）に示すように、室外機１０と分流コントローラー３００とを接続する配管接続口３０２が設けられている。
【００５３】
ゴムブッシュ９２は、配線の通る空間を確保しながら、空間Ｓ１から空間Ｓ２に冷媒が侵入することを抑制するものである。ゴムブッシュ９２は、空間Ｓ１と空間Ｓ２とを連通させる外郭パネル３０１の開口部分である連通部３０５に設けられている。このゴムブッシュ９２により、たとえ可燃性を有する冷媒が漏れたとしても、外郭パネル３０１の空間Ｓ１から、電気品箱３０内の空間Ｓ２に冷媒が侵入することを大幅に抑制することができるようになっている。
【００５４】
電気品箱３０は、電気部品である制御装置５０を収容するものである。電気品箱３０内に設けられる制御装置５０は、絞り装置１４、１５、及び切替弁１２、１３の開閉に用いられるリレー３３などに配線３０４を介して接続されている。より詳細に、絞り装置１４、１５、及び切替弁１２、１３に接続される配線は、空間Ｓ１からゴムブッシュ９２を介して電気品箱３０の空間Ｓ２に至って制御装置５０に接続されている。
【００５５】
表１に、現在有力視されている次世代冷媒における２５℃、大気圧（１０１．３ｋＰａ  ａｂｓ）での冷媒ガス密度を示す。物性値はＮＩＳＴ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）が発売しているＲＥＦＰＲＯＰ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ９．０から得られたものである。
【００５６】
【表１】
2013145013.tif 000003
【００５７】
表１から、現在有力視されている次世代冷媒のガス密度は、空気密度１．２［ｋｇ／ｍ３  ］よりも大きいということがわかる。現在有力視されている次世代冷媒とは、表１に示すように、Ｒ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）である。これは、表１に示す冷媒は、空気より重たく、室外機１０から漏れ出たとき、室内機２０の底部に澱みやすいということを意味している。
【００５８】
たとえば、表１に示した冷媒が現在広く普及している分流コントローラーで漏洩したことを想定したとき、漏洩した冷媒は、分流コントローラーの底面から約１０ｃｍ程度の高さまでの位置で滞留することがわかっている。そこで、分流コントローラーの底面から１０ｃｍを超える高さ位置に配線を通す連通部を形成し、ゴムブッシュを設ければよいことになる。
しかしながら、底面から１０ｃｍを超える高さ位置に、連通部を形成した場合には、何らかの事柄が原因で冷媒が上昇し、連通部から電気品箱に流入すると、次世代冷媒が空気より重たいことにより電気品箱内に蓄積してしまい、爆発下限界濃度を超えてしまう可能性がある。
そこで、分流コントローラー３００は、連通部３０５の上面の位置が、外郭パネル３０１の底面Ｅ２から外郭パネル３０１の高さｈ１の１／３（図６の線Ｆ）より低い位置となるように連通部３０５が形成されている。なお、ここで言う連通部３０５の上面の位置とは、図６及び図７の線Ｆに対応している。これにより、たとえ冷媒が漏洩したとしても、冷媒は電気品箱３０内に蓄積することがなく、電気品箱３０が爆発下限界濃度を超える領域にさらされることはない。
【００５９】
［電気品箱３０内の電気部品の配置］
図８は、電気品箱３０内の電気部品の配置を模式的に示した模式図である。図８に基づいて、電気品箱３０内の電気部品の配置について説明する。上述したように、電気品箱３０には、電気部品である制御装置５０が収容されている。そして、制御装置５０は、インバータ基板３１を備えている。
また、電気品箱３０内には、制御装置５０の他、図１〜図３には図示されていない電磁弁や切替弁１２、１３などをＯＮ／ＯＦＦさせるためのリレー３３ａ〜リレー３３ｄ等の電気部品が収容されている。なお、制御装置５０は、圧縮機１のモータの回転数を数Ｈｚから数百Ｈｚまで変化させるように制御する。
【００６０】
インバータ基板３１を構成している電子部品の一部には、上述したようにワイドバンドギャップ半導体が用いられている。図８では、インバータ基板３１上に実装されているワイドバンドギャップ半導体を便宜的にワイドバンドギャップ半導体３２として図示している。ワイドバンドギャップ半導体３２としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）素子の他、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ダイヤモンド素子等が挙げられることは上述した通りである。
【００６１】
ワイドバンドギャップ半導体３２によって形成された半導体素子（たとえば、図４に示したインバータ主回路５５等）は、すぐれた耐熱性を有しているため、高い温度でも耐えることができる。このため、電気品箱３０内の温度上昇を抑制するための空気と導通させるスリットや穴は不要となり、周囲空気が入り込み難い構造にすることができる。
そこで、電気品箱３０は、板金等の不燃材で製作されており、配線の繋ぎこみや電気部品の交換等のサービス時に対応できるように、電気品箱３０のカバーが外郭パネル３０１の正面に対して右側からドライバー等で取り外すことができる構造が採用されている。また、電気品箱３０内の空間Ｓ２と、外郭パネル３０１内の空間Ｓ１とを連通する連通部３０５が形成されるが、この連通部３０５はゴムブッシュ９２でシールされている。すなわち、電気品箱３０は、電気品箱３０内の空間Ｓ２に、周囲空気が入り込み難い構造となっている。
【００６２】
電気品箱３０をこのような構造にすることによって、冷媒が漏れたとしても、冷媒が電気品箱３０に侵入することを大幅に抑制することができ、安全性を更に向上させることができる。つまり、周囲空気が入り込み難い構造を採用することにより、冷媒の侵入に対しての対策を更に強化している。そして、このような周囲空気が入り込み難い構造を電気品箱３０に採用しても、耐熱性に優れたワイドバンドギャップ半導体３２を用いているため、電気品箱３０からの周囲への放熱だけで、電気品箱３０内の温度上昇を抑えることができる。
すなわち、分流コントローラー３００は、連通部３０５がゴムブッシュ９２でシールされることで周囲空気が入り込み難い構造となっているだけでなく、上述したように、外郭パネル３０１の底面Ｅ２から外郭パネル３０１の高さｈ１の１／３（図６の線Ｆ）より低い位置となるように連通部３０５が形成されているので、仮に、冷媒が電気品箱３０内に流入してしまっても蓄積してしまうことが防止される。
【００６３】
ワイドバンドギャップ半導体３２は、耐熱性が高く高温動作が可能なことから、ファンレス構造、放熱フィンレス構造（あるいは放熱フィンの小型化構造）を採用することが可能となり、電気品箱３０を略密閉構造にすることができる。また、ワイドバンドギャップ半導体３２によって構成されたスイッチング素子やダイオード素子は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、スイッチング素子の小型化が可能であり、これらの素子を組み込んだ半導体モジュールの小型化が可能となる。さらに、ワイドバンドギャップ半導体３２は、電力損失が低いため、スイッチング素子の高効率化が可能であり、ひいては半導体モジュールの高効率化が可能になる。
【００６４】
さらに、図８に示すように、電気品箱３０では、着火源と成り得るリレー３３ａ〜リレー３３ｄや、高温となるワイドバンドギャップ半導体３２等の電気部品をできるだけ上部に配置するようにしている。そこで、電気品箱３０では、電気部品の底面Ｅ４、Ｅ５が電気品箱３０の底面Ｅ３から電気品箱３０の高さｈ２の１／３（図８の線Ｇ）より高い位置となるように電気部品を配置することとしている。こうすることで、たとえ冷媒が漏洩したとしても、電気部品が爆発下限界濃度を超える領域にさらされることはない。このような配置にすることによって、電気品箱３０の隙間から漏洩した冷媒が侵入したとしても、冷媒は電気品箱３０の下部に滞留するので、安全性が更に向上することになる。
【００６５】
表１に示した冷媒が現在広く普及している電気品箱内に浸入したことを想定したとき、侵入した冷媒は、電気品箱の底面から数十ｃｍ程度の高さまでの位置で滞留することがわかった。このことから、電気品箱の底面から数十ｃｍを超える高さ位置に電気部品を設置すればよいことになるが、分流コントローラー３００では、安全性の配慮だけでなく、メンテナンス性や操作性等も考慮して、電気部品の底面Ｅ４、Ｅ５が電気品箱３０の底面Ｅ３から電気品箱３０の高さｈ２の１／３より高い位置となるように電気部品を配置することとした。
【００６６】
［ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇抑制］
図９は、ワイドバンドギャップ半導体３２の設置例を模式的に示す模式図である。図９に基づいて、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇を抑制することで安全性を更に向上させる場合について説明する。なお、図９（ａ）がワイドバンドギャップ半導体３２と温度検知手段３４を正面から見た透視図であり、図９（ｂ）が図８に示すＨ方向からワイドバンドギャップ半導体３２と温度検知手段３４見た図である。
【００６７】
表２に、現在有力視されている次世代冷媒それぞれの発火温度を示す。
【表２】
2013145013.tif 000004
【００６８】
表２に示す発火温度とは、冷媒自身がその温度になると発火する温度である。すなわち、ワイドバンドギャップ半導体３２が表２に示す温度以上になり、冷媒が爆発下限界以上の濃度となった場合、冷媒が発火する可能性がある。このことから、電気品箱３０内の電気部品で最も高温となるワイドバンドギャップ半導体３２の表面温度を、空気調和装置１００に使用する冷媒の発火温度未満にしなければならないということがわかる。
【００６９】
そこで、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度を適宜検知できるように、ワイドバンドギャップ半導体３２の表面に温度検知手段３４を接触させるとよい。ワイドバンドギャップ半導体３２の温度を適宜検知できれば、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇の抑制を効率的に図ることができる。たとえば、熱伝導性接着剤を用いて、ワイドバンドギャップ半導体３２の表面に温度検知手段３４を貼り付けて、両者を接触させることができる。または、図９に示すように、アタッチメント３５と止め具３６を用いて、温度検知手段３４とワイドバンドギャップ半導体３２とを接触させることができる。
【００７０】
なお、温度検知手段３４としては、サーミスターを用いるとよい。または、熱電対等の他の温度センサーを温度検知手段３４として用いてもよい。また、アタッチメント３５及び止め具３６は、その材質や形状、大きさ、個数などを図示したものに限定するものではなく、ワイドバンドギャップ半導体３２と温度検知手段３４とを接触させることが可能な構成になっていればよい。
【００７１】
ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇抑制動作について説明する。温度検知手段３４がワイドバンドギャップ半導体３２の表面温度が所定温度であることを検知したとき、制御装置５０は、空気調和装置１００の運転を停止させる。または、制御装置５０は、圧縮機１の回転数を下げる。このような制御をすることにより、ワイドバンドギャップ半導体３２のそれ以上の発熱を抑えることができ、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇の抑制を図ることが可能になる。
【００７２】
この制御を施しても、ワイドバンドギャップ半導体３２の発熱温度が所定温度未満に下がらないときは、制御装置５０は、空気調和装置１００を完全に停止させる。つまり、制御装置５０は、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度が、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇抑制制御の開始条件に使用する所定温度（抑制制御開始温度）に到達した際、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇を抑制させる制御を実行する。このような制御を行うことで、冷媒漏洩時のリスクをさらに低減させることができ、安全性を大幅に向上させた空気調和装置１００を提供することができる。なお、このような制御を行った場合には、音声や表示により、外部に報知可能にしておくとよい。
【００７３】
次に、所定温度（抑制制御開始温度）について説明する。ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇抑制制御の開始条件に使用する所定温度である抑制制御開始温度は、サーミスターのバラツキや、サーミスターとワイドバンドギャップ半導体との取り付けバラツキ等を考慮して決定する必要がある。また、冷媒の発火温度は、冷媒周辺の湿度や温度によっても変化する。つまり、所定温度を発火温度と同じに設定した場合、条件次第ではワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇抑制制御を実行したり、しなかったりしてしまうことが想定できる。
【００７４】
そのため、所定温度の設定には、かなりマージンをとらなければならない。このような背景から、あらゆる環境的影響、経年劣化、固体バラツキなどを考慮し、空気調和装置１００では所定温度を「使用する冷媒の発火温度−１００℃程度」に設定することにした。使用する冷媒に応じて所定温度を変更すればよいが、汎用性を考慮して表２に示す冷媒の中で最も発火温度が低いＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）を基準として所定温度を設定するとよい。この場合の所定温度は、約１８８℃となる。
【００７５】
また、ワイドバンドギャップ半導体３２は、確かに耐熱性に優れるが、２００℃以上では、故障する可能性が高くなる。そこで、安全性を確保するとともに、ワイドバンドギャップ半導体３２の信頼性を確保するために、所定温度を１５０℃付近に設定することにしている。こうすれば、安全性の確保とともに、ワイドバンドギャップ半導体３２の信頼性の確保にもなり、空気調和装置１００の信頼性が大幅に向上することになる。
【００７６】
［本実施の形態に係る空気調和装置１００の有する効果］
本実施の形態に係る空気調和装置１００の分流コントローラー３００は、連通部３０５の上面の位置が、外郭パネル３０１の底面Ｅ２から外郭パネル３０１の高さｈ１の１／３（図６の線Ｆ）より低い位置となるようにしているので、たとえ冷媒が漏洩したとしても、冷媒は電気品箱３０内に蓄積することがなく、電気品箱３０が爆発下限界濃度を超える領域にさらされることはない。
【００７７】
本実施の形態に係る空気調和装置１００の分流コントローラー３００は、電気部品の底面Ｅ４、Ｅ５が、電気品箱３０の底面Ｅ３から電気品箱３０の高さｈ２の１／３より高い位置となるように電気部品を配置することとしている。これにより、電気品箱３０の隙間から、冷媒が電気品箱３０内の空間Ｓ２に侵入したとしても、冷媒は電気品箱３０の下部に滞留し、電気部品が爆発下限界濃度を超える領域にさらされることはなく、分流コントローラー３００の安全性が更に向上することになる。
【００７８】
本実施の形態に係る空気調和装置１００の分流コントローラー３００は、連通部３０５がゴムブッシュ９２でシールされることで周囲空気が入り込み難い構造となっているので、たとえ冷媒が漏れたとしても、外郭パネル３０１の空間Ｓ１から電気品箱３０内の空間Ｓ２に冷媒が侵入することを大幅に抑制することができる。
【００７９】
本実施の形態に係る空気調和装置１００の分流コントローラー３００は、インバータ基板３１の一部にワイドバンドギャップ半導体３２を用いているので、耐熱性にすぐれ、高い信頼性を確保することができる。
【００８０】
本実施の形態に係る空気調和装置１００の分流コントローラー３００は、インバータ基板３１の一部にワイドバンドギャップ半導体３２を用いているので、ファンレス構造、放熱フィンレス構造（あるいは放熱フィンの小型化構造）を採用することが可能となり、電気品箱３０を略密閉構造にすることができる。
【００８１】
本実施の形態に係る空気調和装置１００は、分流コントローラー３００を備えているので、分流コントローラー３００と同様に安全性及び信頼性が大幅に向上したものになる。
【符号の説明】
【００８２】
１  圧縮機、２  熱源側熱交換器、３  流路切替装置、４ａ、４ｂ  冷媒配管、４  アキュムレーター、５ａ〜５ｄ  逆止弁、１０  室外機、１１  気液分離器、１２ａ〜１２ｄ  切替弁、１３ａ〜１３ｄ  切替弁、１４  絞り装置、１５  絞り装置、１６  過冷却熱交換器、１７  過冷却熱交換器、２０  室内機、２０ａ〜２０ｄ  室内機、２１  絞り装置、２１ａ〜２１ｄ  絞り装置、２２  利用側熱交換器、２２ａ〜２２ｄ  利用側熱交換器、３０  電気品箱、３１  インバータ基板、３２  ワイドバンドギャップ半導体、３３  リレー、３３ａ〜３３ｄ  リレー、３４  温度検知手段、３５  アタッチメント、３６  止め具、５０  制御装置、５１  三相交流電源、５２  整流器、５３  リアクタ、５４  平滑コンデンサ、５５  インバータ主回路、５６  制御回路、５７  モータ、９２  ゴムブッシュ、１００  空気調和装置、３００  分流コントローラー、３０１  外郭パネル、３０２  配管接続口、３０２ａ、３０２ｂ  配管接続口、３０３  配管接続口、３０３ａ〜３０３ｈ  配管接続口、３０４  配線、３０５  連通部、Ｓ１  空間、Ｓ２  空間。
【図１】
2013145013.tif 000005
【図２】
2013145013.tif 000006
【図３】
2013145013.tif 000007
【図４】
2013145013.tif 000008
【図５】
2013145013.tif 000009
【図６】
2013145013.tif 000010
【図７】
2013145013.tif 000011
【図８】
2013145013.tif 000012
【図９】
2013145013.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月28日(2014.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性冷媒を用いた空気調和装置の一部を構成する分流コントローラーであって、
筐体と、
前記筐体内に設けられ、冷媒を流すか否かを切り替える切替弁と、
少なくとも前記切替弁を制御する制御装置と、
前記筐体に設置され、前記制御装置及び前記空気調和装置を構成する駆動部品の制御に利用される電気部品が少なくとも収容される電気品箱と、を有し、
前記筐体は、
当該筐体と前記電気品箱と連通し、前記筐体の底面から前記筐体の高さの１／３よりも低い位置に形成される連通部を有し、
前記制御装置及び前記電気部品は、
それらの各底面が、前記電気品箱の底面から前記電気品箱の高さの１／３よりも高い位置に配置されている
ことを特徴とする分流コントローラー。
【請求項２】
前記連通部には、
前記筐体内から前記電気品箱内とをシールするゴムブッシュが設けられ、
前記制御装置は、
前記切替弁と前記ゴムブッシュを介して接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の分流コントローラー。
【請求項３】
前記制御装置を構成する素子の少なくとも一部は、
ワイドバンドギャップ半導体で構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の分流コントローラー。
【請求項４】
前記ワイドバンドギャップ半導体の温度を検知する温度検知手段を設け、
前記温度検知手段は、
前記ワイドバンドギャップ半導体の表面に接触するように設置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の分流コントローラー。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記温度検知手段が予め設定されている所定温度を検知したとき、前記空気調和装置の運転を停止する
ことを特徴とする請求項４に記載の分流コントローラー。
【請求項６】
前記所定温度を１５０℃以上に設定した
ことを特徴とする請求項５に記載の分流コントローラー。
【請求項７】
前記ワイドバンドギャップ半導体は、
炭化ケイ素素子、窒化ガリウム素子、及び、ダイヤモンド素子の少なくとも一つで構成されている
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項８】
前記可燃性を有する冷媒にＲ３２を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項９】
前記可燃性を有する冷媒にＨＦＯ１２３４ｙｆを用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項１０】
前記可燃性を有する冷媒にＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項１１】
前記可燃性を有する冷媒にＲ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆとの混合冷媒を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項１２】
前記可燃性を有する冷媒にＲ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）との混合冷媒を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流コントローラー。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の分流コントローラーと、
利用側熱交換器及び絞り装置が搭載され、前記分流コントローラーに冷媒配管を介して接続される室内機と、
圧縮機及び熱源側熱交換器が搭載され、前記分流コントローラーに冷媒配管を介して接続される室外機と、を備えた
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、
前記温度検知手段が予め設定されている所定温度を検知したとき、前記圧縮機の回転数を現在の回転数よりも減少させる
ことを特徴とする請求項４に従属する請求項１３に記載の空気調和装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、
所定時間が経過後に、前記ワイドバンドギャップ半導体の温度が所定温度未満にならないとき、前記空気調和装置の運転を停止する
ことを特徴とする請求項１４に記載の空気調和装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
このような空気調和装置の分流コントローラーにおいては、切替弁に加え絞り装置等、多くの電気品が搭載されている。加えて、これらの電気品を稼動させるための基板が電気品箱に収納された状態で分流コントローラーに設置されている。電気品箱には、その上面や下面にスリットや穴を設けたり、大きなヒートシンクを設けたりしている。これは、電気品箱内部に風が流れる構造にし、電気品箱の内部の電子部品による温度上昇を抑制するためである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置の分流コントローラーによれば、電気品箱、及び、電気品箱に収容される制御装置及びリレーの設置位置を特定しているので、たとえ可燃性を有する冷媒が漏れたとしても、漏洩した冷媒の電気品箱への侵入を大幅に抑制することができるだけでなく、漏洩した冷媒が仮に電気品箱に侵入したとしても制御装置及びリレーが冷媒に曝されることがない。よって、本発明に係る空気調和装置の分流コントローラーによれば、コストアップを抑えつつ、安全性が大幅に向上することになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
利用側熱交換器２２ａ〜利用側熱交換器２２ｄから流出した低圧ガス冷媒は、室内機２０ａ〜室内機２０ｄから流出し、分流コントローラー３００に流入する。冷房運転モード時においては、分流コントローラー３００の切換弁１２ａ〜切換弁１２ｄは閉とし、切換弁１３ａ〜切換弁１３ｄは開としている。分流コントローラー３００に流入した低圧ガス冷媒は、切換弁１３ａ〜１３ｄを通った後に過冷却熱交換器１６から流出した冷媒と合流し、分流コントローラー３００から流出する。分流コントローラー３００から流出した冷媒は、分流コントローラー３００と室外機１０とを接続する配管を通って、室外機１０に流入する。室外機１０に流入した冷媒は、逆止弁５ａ及び流路切替装置３を介してアキュムレーター４に流入する。アキュムレーター４に流入した冷媒は、液冷媒とガス冷媒とが分離され、ガス冷媒が再び圧縮機１に吸い込まれる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
分流コントローラー３００に流入したガス冷媒は、分流コントローラー３００内の気液分離器１１に流入する。暖房運転モード時は、気液分離器１１に流入する冷媒は全てガス冷媒であるため、気液分離器１１から流出する冷媒が切替弁１２ａ〜１２ｄ側に流れる。なお、暖房運転モード時においては、切替弁１３ａ〜１３ｄは閉としている。
切替弁１２ａ〜１２ｂに流入したガス冷媒は、分流コントローラー３００から流出した後に、分流コントローラー３００と室内機２０ａ〜２０ｄとを接続する配管を通って室内機２０ａ〜２０ｄへ流入する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
室内機２０ａ〜室内機２０ｄから流出した低温・低圧の気液二相状態の冷媒は、室内機２０ａ〜２０ｄと分流コントローラー３００とを接続する配管を通って、分流コントローラー３００に流入する。分流コントローラー３００に流入した気液二相の冷媒は、絞り装置１５、過冷却熱交換器１７及び過冷却熱交換器１６を介して分流コントローラー３００から流出する。分流コントローラー３００から流出した冷媒は、分流コントローラー３００と室外機１０とを接続する配管を通って室外機１０へ流入する。なお、暖房運転モード時においては、絞り装置１４は閉としている。
ここで、絞り装置１５は全開としている。本暖房運転モードでは、絞り装置２１ａ〜２１ｄによって冷媒の圧力を調整する場合を説明したが、絞り装置１５によって調整してもよいし、絞り装置１５及び絞り装置２１ａ〜２１ｄの両方で調整してもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
室外機１０に流入した気液二相冷媒の冷媒は、逆止弁５ｂを介して熱源側熱交換器２に流入する。熱源側熱交換器２に流入した低温・低圧の気液二相状態の冷媒は、図示省略の送風機から供給される空気と熱交換することで、空気から吸熱して、乾き度が徐々に大きくなる。この熱源側熱交換器２から流出した冷媒は、流路切替装置３を介してアキュムレーター４に流入する。アキュムレーター４に流入した冷媒は、液冷媒とガス冷媒とが分離され、ガス冷媒が再び圧縮機１に吸い込まれる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
［電気品箱３０の設置位置］
図５は、実施の形態に係る分流コントローラー３００の外観イメージを示す概略斜視図である。図６は、図５に示す分流コントローラー３００の側面のうち、電気品箱３０が設置された側の側面図である。図７は、図５（ａ）に示す分流コントローラー３００のＢ−Ｃ断面図である。図５〜図７を参照して分流コントローラー３００について詳細に説明する。なお、図５（ａ）は、電気品箱３０が取り付けられている側の側面における概略斜視図であり、配管接続口３０２、３０３については見えていない。図５（ｂ）は、配管接続口３０２、３０３が取り付けられている側における概略斜視図であり、電気品箱３０については見えていない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
上述したように、分流コントローラー３００は、空気調和装置１００の一部を構成し、冷媒配管を介して接続され、空調対象空間を冷房又は暖房をするために、室外機１０から供給される冷熱又は温熱を室内機２０に供給する。なお、以下の説明において、図５（ａ）に示す矢印Ａから見た面を分流コントローラー３００の正面とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図５〜図７に示すように、分流コントローラー３００は、上記して説明した切替弁１２ａ〜１２ｄ、１３ａ〜１３ｄと、過冷却熱交換器１６及び過冷却熱交換器１７と、絞り装置１４及び絞り装置１５とに加え以下の構成を有している。すなわち、分流コントローラー３００は、分流コントローラー３００の外郭を構成し、略直方体形状の外郭パネル３０１と、外郭パネル３０１（筐体）に取り付けられるゴムブッシュ９２と、外郭パネル３０１に取り付けられ、リレー３３などが設けられる電気品箱３０とを有している。なお、以下の説明において、分流コントローラー３００の外郭パネル３０１内の空間を空間Ｓ１と称し、電気品箱３０内の空間を空間Ｓ２と称する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
たとえば、表１に示した冷媒が現在広く普及している分流コントローラーで漏洩したことを想定したとき、漏洩した冷媒は、分流コントローラーの底面から約１０ｃｍ程度の高さまでの位置で滞留することがわかっている。そこで、分流コントローラーの底面から１０ｃｍを超える高さ位置に配線を通す連通部を形成し、ゴムブッシュを設ければよいことになる。
しかしながら、底面から１０ｃｍを超える高さ位置に、連通部を形成した場合には、何らかの事柄が原因で冷媒が上昇し、連通部から電気品箱に流入すると、次世代冷媒が空気より重たいことにより電気品箱内に蓄積してしまい、爆発下限界濃度を超えてしまう可能性がある。
そこで、分流コントローラー３００は、連通部３０５の上面の位置が、外郭パネル３０１の底面Ｅ２から外郭パネル３０１の高さｈ１の１／３（図６の線Ｅ）より低い位置となるように連通部３０５が形成されている。なお、ここで言う連通部３０５の上面の位置とは、図６及び図７の線Ｆに対応している。これにより、たとえ冷媒が漏洩したとしても、冷媒は電気品箱３０内に蓄積することがなく、電気品箱３０が爆発下限界濃度を超える領域にさらされることはない。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
この制御を施しても、ワイドバンドギャップ半導体３２の表面温度が所定温度未満に下がらないときは、制御装置５０は、空気調和装置１００を完全に停止させる。つまり、制御装置５０は、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度が、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇抑制制御の開始条件に使用する所定温度（抑制制御開始温度）に到達した際、ワイドバンドギャップ半導体３２の温度上昇を抑制させる制御を実行する。このような制御を行うことで、冷媒漏洩時のリスクをさらに低減させることができ、安全性を大幅に向上させた空気調和装置１００を提供することができる。なお、このような制御を行った場合には、音声や表示により、外部に報知可能にしておくとよい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
そのため、所定温度の設定には、かなりマージンをとらなければならない。このような背景から、あらゆる環境的影響、経年劣化、個体バラツキなどを考慮し、空気調和装置１００では所定温度を「使用する冷媒の発火温度−１００℃程度」に設定することにした。使用する冷媒に応じて所定温度を変更すればよいが、汎用性を考慮して表２に示す冷媒の中で最も発火温度が低いＨＦＯ１２３４ｚｅ（Ｅ）を基準として所定温度を設定するとよい。この場合の所定温度は、約１８８℃となる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2013145013.tif 000014
【国際調査報告】
2013145013.tif 000015
2013145013.tif 000016
2013145013.tif 000017
2013145013.tif 000018
2013145013.tif 000019
2013145013.tif 000020
2013145013.tif 000021
2013145013.tif 000022
2013145013.tif 000023