(57)【要約】      （修正有）【課題】冷媒回路に不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒が封入された冷凍装置において、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えることができる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷媒回路１０は、吐出冷媒回収レシーバ４１と、吐出冷媒リリーフ機構４３と、を有している。吐出冷媒回収レシーバ４１は、圧縮機２１の吐出側と放熱器２３のガス側との間に、吐出冷媒分岐管４２を介して分岐接続されている。吐出冷媒リリーフ機構４３は、吐出冷媒分岐管４２に設けられており、圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たす場合に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２１）、放熱器（２３、３１）、膨張機構（２４）及び蒸発器（３１、２３）が接続されることによって構成された冷媒回路（１０）を有しており、前記冷媒回路に不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒が封入された冷凍装置において、
前記冷媒回路は、
前記圧縮機の吐出側と前記放熱器のガス側との間に、吐出冷媒分岐管（４２）を介して分岐接続された吐出冷媒回収レシーバ（４１）と、
前記吐出冷媒分岐管に設けられており、前記圧縮機の吐出側における前記冷媒が前記不均化反応を起こす又は前記不均化反応を起こす前の所定の条件を満たす場合に、前記圧縮機の吐出側と前記吐出冷媒回収レシーバとを連通させる吐出冷媒リリーフ機構（４３、４４、４５）と、
をさらに有している、
冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記吐出冷媒回収レシーバを冷却する冷却機構（２５、４１ａ、６）をさらに備えている、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記冷却機構は、前記吐出冷媒回収レシーバに空気を送るファン（２５）である、
請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記ファンは、前記放熱器又は前記蒸発器にも前記空気を送る、
請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記冷却機構は、前記吐出冷媒回収レシーバの外表面に設けられた放熱フィン（４１ａ）である、
請求項２〜４のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記冷却機構は、前記吐出冷媒回収レシーバに設けられた冷却液が流れる冷却液管（６）である、
請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記蒸発器は、前記冷却液によって前記冷媒を蒸発させる熱交換器（３１）であり、
前記冷却液管には、前記蒸発器における前記冷媒の蒸発によって冷却された前記冷却液が流れる、
請求項６に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記吐出冷媒リリーフ機構は、一次側の圧力が規定圧力以上になると作動するリリーフ弁（４３）であり、
前記規定圧力は、前記所定の条件に対応する閾圧力である、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記吐出冷媒リリーフ機構は、雰囲気温度が規定温度以上になると可溶材料が溶融するように構成された可溶栓（４４）であり、
前記規定温度は、前記所定の条件に対応する閾温度である、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記冷媒回路の動作を制御する制御部（１９）と、
前記圧縮機の吐出側における前記冷媒の圧力及び温度を検出する吐出冷媒センサ（４６、４７）と、
をさらに備えており、
前記吐出冷媒リリーフ機構は、前記制御部によって開閉状態が制御される第１制御弁で（４５）あり、
前記制御部は、前記吐出冷媒センサによって検出された前記冷媒の圧力及び温度に基づいて、前記所定の条件を満たすかどうかを判定し、前記所定の条件を満たす場合には、前記第１制御弁を閉状態から開状態になるように制御する、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記吐出冷媒センサによって検出された前記冷媒の圧力及び温度の乗算値が、前記冷媒が前記不均化反応を起こす又は前記不均化反応を起こす前の閾乗数値以上である場合に、前記所定の条件を満たすものと判定する、
請求項１０に記載の冷凍装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記吐出冷媒センサによって検出された前記冷媒の温度が、前記冷媒回路の最大使用圧力において前記冷媒が前記不均化反応を起こす又は前記不均化反応を起こす前の閾温度以上である場合に、前記所定の条件を満たすものと判定する、
請求項１０に記載の冷凍装置。
【請求項１３】
前記冷媒回路は、
前記吐出冷媒回収レシーバと前記圧縮機の吸入側とを接続する冷媒吸入戻し管（４８）と、
前記冷媒吸入戻し管に設けられており、前記制御部によって開閉状態が制御される第２制御弁（４９）と、
をさらに有しており、
前記所定の条件には、前記冷媒が前記不均化反応を起こす前の第１条件と、前記冷媒が前記不均化反応を起こす第２条件と、があり、
前記制御部は、前記吐出冷媒センサによって検出された前記冷媒の圧力及び温度に基づいて、前記第１条件を満たすかどうかを判定し、前記第１条件を満たす場合には、前記第１制御弁を開状態になるように、かつ、前記第２制御弁を開状態になるように制御する、
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記吐出冷媒センサによって検出された前記冷媒の圧力及び温度に基づいて、前記第２条件を満たすかどうかを判定し、前記第２条件を満たす場合には、前記第１制御弁を開状態になるように、かつ、前記第２制御弁を閉状態になるように制御し、前記圧縮機の運転を停止させる、
請求項１３に記載の冷凍装置。
【請求項１５】
前記冷媒は、ＨＦＯ−１１２３を含んでいる、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍装置の冷媒回路に封入される冷媒として、オゾン層の破壊を防止するために、ＨＦＣ−３２（ジフルオロメタン）や、ＨＦＣ−３２及びＨＦＣ−１２５（ペンタフルオロエタン）の混合物からなるＨＦＣ−４１０Ａ、等が使用されている。しかし、これらの冷媒は、ＧＷＰ（地球温暖化係数）が大きいという問題がある。
【０００３】
これに対して、特許文献１（国際公開第２０１２／１５７７６４号）に示されたＨＦＯ−１１２３（１、１、２−トリフルオロエチレン）を含む冷媒は、オゾン層及び地球温暖化に対する影響が少ないことが知られている。そして、特許文献１では、このような冷媒を冷媒回路に封入して冷凍装置を構成することが示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示された冷媒は、高圧、高温の条件下で何らかのエネルギーが付与されると、不均化反応（自己分解反応）を起こす性質を有している。そして、冷媒回路で冷媒が不均化反応を起こすと、急激な圧力上昇や急激な温度上昇が発生し、これにより、冷媒回路を構成する機器や配管が損傷して、冷媒や反応生成物が冷媒回路外に放出されるおそれがある。特に、圧縮機から吐出された冷媒は、高圧、高温の状態になるため、不均化反応を起こすおそれが高い。
【０００５】
本発明の課題は、冷媒回路に不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒が封入された冷凍装置において、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の観点にかかる冷凍装置は、圧縮機、放熱器、膨張機構及び蒸発器が接続されることによって構成された冷媒回路を有しており、冷媒回路に不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒が封入されている。そして、ここでは、冷媒回路が、吐出冷媒回収レシーバと、吐出冷媒リリーフ機構と、をさらに有している。吐出冷媒回収レシーバは、圧縮機の吐出側と放熱器のガス側との間に、吐出冷媒分岐管を介して分岐接続されている。吐出冷媒リリーフ機構は、吐出冷媒分岐管に設けられており、圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たす場合に、圧縮機の吐出側と吐出冷媒回収レシーバとを連通させる。
【０００７】
冷媒回路において冷媒が不均化反応を起こしやすい部分は、冷媒が最も高圧、高温の状態になる圧縮機の吐出側の部分である。そして、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を極小化するためには、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑える必要がある。また、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えるためには、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件になりにくくする必要がある。
【０００８】
そこで、ここでは、上記のように、圧縮機の吐出側と放熱器のガス側との間に、吐出冷媒リリーフ機構を介して吐出冷媒回収レシーバを分岐接続し、圧縮機の吐出側における冷媒が所定の条件を満たす場合に、圧縮機の吐出側と吐出冷媒回収レシーバとを連通させるようにして、圧縮機の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバに回収するようにしている。ここで、所定の条件が圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす条件である場合には、圧縮機の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバに回収することによって、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑えることができる。また、所定の条件が圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす前の条件である場合には、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件になりにくくすることができる。
【０００９】
これにより、ここでは、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑える、ことができる。
【００１０】
尚、急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑えるという観点だけであれば、圧縮機の吐出側と放熱器のガス側との間に、吐出冷媒分岐管を介して吐出冷媒リリーフ機構だけを分岐接続することも考えられるが、これでは、冷媒や反応生成物を回収することができず、冷媒や反応生成物が冷媒回路外に放出されてしまう。また、圧縮機の吐出側と放熱器のガス側との間に、マフラーを設けることも考えられるが、これでは、マフラーが圧縮機から吐出された冷媒で常時満たされた状態になるため、圧力や温度の上昇を抑える作用が限定的になってしまう。そうすると、マフラーを設けるだけでは、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくすることができない、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えることができない。このように、圧縮機の吐出側と放熱器のガス側との間に、吐出冷媒リリーフ機構を介して吐出冷媒回収レシーバを分岐接続することが重要なのである。
【００１１】
第２の観点にかかる冷凍装置は、第１の観点にかかる冷凍装置において、吐出冷媒回収レシーバを冷却する冷却機構をさらに備えている。
【００１２】
ここでは、上記の冷却機構によって、吐出冷媒回収レシーバに回収される冷媒を冷却することができるため、圧縮機の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバに回収する際の回収能力を向上させることができる。このため、所定の条件が圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす条件である場合には、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇をさらに抑えることができる。また、所定の条件が圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす前の条件である場合には、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件にさらになりにくくすることができる。
【００１３】
これにより、ここでは、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷をさらに小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことをさらに抑えることができる。
【００１４】
第３の観点にかかる冷凍装置は、第２の観点にかかる冷凍装置において、冷却機構が、吐出冷媒回収レシーバに空気を送るファンである。
【００１５】
ここでは、吐出冷媒回収レシーバに空気を送るファンによって吐出冷媒回収レシーバを冷却することができる。
【００１６】
第４の観点にかかる冷凍装置は、第３の観点にかかる冷凍装置において、ファンが、放熱器又は蒸発器にも空気を送る。
【００１７】
ここでは、放熱器又は蒸発器に空気を送るファンと吐出冷媒回収レシーバに空気を送るファンとを兼用することができる。そして、この構成は、空冷式の冷凍装置の場合に好ましい。
【００１８】
第５の観点にかかる冷凍装置は、第２〜第４の観点にかかる冷凍装置において、冷却機構が、吐出冷媒回収レシーバの外表面に設けられた放熱フィンである。
【００１９】
ここでは、吐出冷媒回収レシーバの外表面に設けられた放熱フィンによって吐出冷媒回収レシーバを冷却することができる。そして、この構成は、冷却機構としてファンを併用する場合に好ましい。
【００２０】
第６の観点にかかる冷凍装置は、第２の観点にかかる冷凍装置において、冷却機構が、吐出冷媒回収レシーバに設けられた冷却液が流れる冷却液管である。
【００２１】
ここでは、冷却液が流れる冷却液管によって吐出冷媒回収レシーバを冷却することができる。
【００２２】
第７の観点にかかる冷凍装置は、第６の観点にかかる冷凍装置において、蒸発器が、冷却液によって冷媒を蒸発させる熱交換器であり、冷却液管には、蒸発器における冷媒の蒸発によって冷却された冷却液が流れる。
【００２３】
ここでは、蒸発器における冷媒の蒸発によって冷却された冷却液が冷却液管を流れることになるため、吐出冷媒回収レシーバを冷却する効果を高めることができる。そして、この構成は、水冷式や二次冷媒式の冷凍装置の場合に好ましい。
【００２４】
第８の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第７の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、吐出冷媒リリーフ機構が、一次側の圧力が規定圧力以上になると作動するリリーフ弁であり、規定圧力が、所定の条件に対応する閾圧力である。
【００２５】
ここでは、上記のように、一次側の圧力が規定圧力以上になると作動するリリーフ弁、例えば、バネ式のリリーフ弁や破裂板等のような機械式の弁機構、を吐出冷媒リリーフ機構として採用している。このため、その規定圧力を、圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件に対応する閾圧力に設定しておくことによって、圧縮機の吐出側と吐出冷媒回収レシーバとを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑える、ことができる。
【００２６】
第９の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第８の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、吐出冷媒リリーフ機構が、雰囲気温度が規定温度以上になると可溶材料が溶融するように構成された可溶栓であり、規定温度が、所定の条件に対応する閾温度である。
【００２７】
ここでは、上記のように、雰囲気温度が規定温度以上になると可溶材料が溶融するように構成された可溶栓を吐出冷媒リリーフ機構として採用している。このため、その規定温度を、圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件に対応する閾温度に設定しておくことによって、圧縮機の吐出側と吐出冷媒回収レシーバとを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑える、ことができる。
【００２８】
第１０の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第７の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、冷媒回路の動作を制御する制御部と、圧縮機の吐出側における冷媒の圧力及び温度を検出する吐出冷媒センサと、をさらに備えている。そして、ここでは、吐出冷媒リリーフ機構が、制御部によって開閉状態が制御される第１制御弁であり、制御部は、吐出冷媒センサによって検出された冷媒の圧力及び温度に基づいて、所定の条件を満たすかどうかを判定し、所定の条件を満たす場合には、第１制御弁を閉状態から開状態になるように制御する。
【００２９】
ここでは、上記のように、制御部によって開閉状態が制御される第１制御弁、例えば、電磁弁や電動弁等のような電気式の弁機構、を吐出冷媒リリーフ機構として採用している。このため、制御部が、吐出冷媒センサによって検出される圧縮機の吐出側における冷媒の圧力及び温度に基づいて圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たすかどうかを判定することによって、圧縮機の吐出側と吐出冷媒回収レシーバとを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えることができる。
【００３０】
第１１の観点にかかる冷凍装置は、第１０の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、吐出冷媒センサによって検出された冷媒の圧力及び温度の乗算値が、冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の閾乗数値以上である場合に、所定の条件を満たすものと判定する。
【００３１】
冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の関係は、反比例に近い関係にある。すなわち、冷媒の圧力及び温度の乗算値がある値以上になると、不均化反応を起こす関係にある。
【００３２】
そこで、ここでは、上記のように、所定の条件を満たすかどうかの判定において、圧縮機の吐出側における冷媒の圧力及び温度の乗算値が、冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の閾乗数値以上であるかどうかを使用するようにしている。
【００３３】
これにより、ここでは、所定の条件を満たすかどうかを、圧縮機の吐出側における冷媒の圧力及び温度の乗算値を用いて適切に判定することができる。
【００３４】
第１２の観点にかかる冷凍装置は、第１０の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、吐出冷媒センサによって検出された冷媒の温度が、冷媒回路の最大使用圧力において冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の閾温度以上である場合に、所定の条件を満たすものと判定する。
【００３５】
冷媒回路の強度設計という観点では、冷媒回路の最大使用圧力を考慮して、圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たすかどうかを判定しなければならない。
【００３６】
そこで、ここでは、上記のように、所定の条件を満たすかどうかの判定において、圧縮機の吐出側における冷媒の温度が、冷媒回路の最大使用圧力において冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の閾温度以上であるかどうかを使用するようにしている。
【００３７】
これにより、ここでは、所定の条件を満たすかどうかを、冷媒回路の最大使用圧力における圧縮機の吐出側における温度を用いて適切に判定することができる。
【００３８】
第１３の観点にかかる冷凍装置は、第１０〜第１２の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、冷媒回路が、冷媒吸入戻し管と、第２制御弁と、をさらに有している。冷媒吸入戻し管は、吐出冷媒回収レシーバと圧縮機の吸入側とを接続する。第２制御弁は、冷媒吸入戻し管に設けられており、制御部によって開閉状態が制御される。そして、ここでは、所定の条件として、冷媒が不均化反応を起こす前の第１条件と、冷媒が不均化反応を起こす第２条件と、があり、制御部が、吐出冷媒センサによって検出された冷媒の圧力及び温度に基づいて、第１条件を満たすかどうかを判定し、第１条件を満たす場合には、第１制御弁を開状態になるように、かつ、第２制御弁を開状態になるように制御する。
【００３９】
ここでは、上記のように、吐出冷媒回収レシーバと圧縮機の吸入側とを第２制御弁を介して接続し、冷媒が不均化反応を起こす前の第１条件を満たす場合に、第１制御弁だけでなく、第２制御弁も開状態になるようにしている。このため、圧縮機の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバに一時的に回収することができ、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件になりにくくすることができる。
【００４０】
これにより、ここでは、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えつつ、運転を継続することができる。
【００４１】
第１４の観点にかかる冷凍装置は、第１３の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、吐出冷媒センサによって検出された冷媒の圧力及び温度に基づいて、第２条件を満たすかどうかを判定し、第２条件を満たす場合には、第１制御弁を開状態になるように、かつ、第２制御弁を閉状態になるように制御する。
【００４２】
ここでは、上記のように、冷媒が不均化反応を起こす第２条件を満たす場合に、第１制御弁を開状態にし、かつ、第２制御弁を閉状態になるようにしている。このため、圧縮機の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバに回収して溜め込むことができ、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑えることができる。
【００４３】
これにより、ここでは、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくしつつ、運転を安全に停止することができる。
【００４４】
第１５の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第１４の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、冷媒が、ＨＦＯ−１１２３を含んでいる。
【００４５】
ＨＦＯ−１１２３は、不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素の一種であり、沸点等がＨＦＣ−３２やＨＦＣ−４１０Ａに近い性質を有している。このため、ＨＦＯ−１１２３を含む冷媒は、ＨＦＣ−３２やＨＦＣ−４１０Ａの代替冷媒として使用することができる。
【００４６】
このように、ここでは、ＨＦＯ−１１２３を含む冷媒を、ＨＦＣ−３２やＨＦＣ−４１０Ａの代替冷媒として使用するとともに、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑える、ことができる。
【発明の効果】
【００４７】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、圧縮機の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たす場合に、圧縮機の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバに回収することができるため、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑える、ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図２】冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の関係を示す図である。
【図３】吐出冷媒リリーフ機構としてリリーフ弁を使用する場合において、不均化反応を起こす所定の条件としてのリリーフ弁の規定圧力（閾圧力）を示す図である。
【図４】変形例１にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図５】吐出冷媒リリーフ機構として可溶栓を使用する場合において、不均化反応を起こす所定の条件としての可溶栓の規定温度（閾温度）を示す図である。
【図６】変形例２にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図７】冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の関係を示す図（不均化反応を起こす前の条件に対応する曲線を付記）である。
【図８】吐出冷媒リリーフ機構としてリリーフ弁を使用する場合において、不均化反応を起こす前の所定の条件としてのリリーフ弁の規定圧力（閾圧力）を示す図である。
【図９】吐出冷媒リリーフ機構として可溶栓を使用する場合において、不均化反応を起こす前の所定の条件としての可溶栓の規定温度（閾温度）を示す図である。
【図１０】変形例４〜６にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図１１】吐出冷媒リリーフ機構として第１制御弁を使用する場合において、不均化反応を起こす所定の条件としての第１制御弁の圧力及び温度の関係を示す図である。
【図１２】吐出冷媒リリーフ機構として第１制御弁を使用する場合において、不均化反応を起こす前の所定の条件としての第１制御弁の圧力及び温度の関係を示す図である。
【図１３】吐出冷媒リリーフ機構として第１制御弁を使用する場合において、不均化反応を起こす所定の条件としての閾温度を示す図である。
【図１４】吐出冷媒リリーフ機構として第１制御弁を使用する場合において、不均化反応を起こす前の所定の条件としての閾温度を示す図である。
【図１５】変形例７にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図１６】吐出冷媒リリーフ機構として第１制御弁を使用し、かつ、第２制御弁を追加する場合において、不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件としての閾温度を示す図である。
【図１７】変形例８にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図１８】変形例８にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図１９】変形例９にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【図２０】変形例１０にかかる冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明にかかる冷凍装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる冷凍装置の実施形態の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５０】
（１）基本構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置１の概略構成図である。
【００５１】
＜全体＞
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房や暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３と、室外ユニット２と室内ユニット３を接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５と、室外ユニット２及び室内ユニット３の構成機器を制御する制御部１９と、を有している。そして、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外ユニット２と、室内ユニット３と、が冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。
【００５２】
＜室内ユニット＞
室内ユニット３は、室内や天井裏に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室内ユニット３は、主として、第２熱交換器としての室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、を有している。
【００５３】
室内熱交換器３１は、液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５を通じて室外ユニット２とやりとりされる冷媒と室内空気との熱交換を行う熱交換器である。室内熱交換器３１の液側は、液冷媒連絡管４に接続されており、室内熱交換器３１のガス側は、ガス冷媒連絡管５に接続されている。
【００５４】
室内ファン３２は、室内空気を室内熱交換器３１に送るファンである。室内ファン３２は、室内ファン用モータ３２ａによって駆動される。
【００５５】
＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、室外に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、放熱器としての室外熱交換器２３と、膨張機構としての膨張弁２４と、室外ファン２５と、を有している。
【００５６】
圧縮機２１は、冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機用モータ２１ａによって回転駆動される圧縮機が使用される。圧縮機２１の吸入側には、吸入管１１が接続されており、圧縮機２１の吐出側には、吐出管１２が接続されている。吸入管１１は、ガス冷媒連絡管５に接続されている。
【００５７】
室外熱交換器２３は、液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５を通じて室内ユニット３とやりとりされる冷媒と室外空気との熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器２３の液側には、液冷媒管１５に接続されており、室外熱交換器２３のガス側は、吐出管１２に接続されている。液冷媒管１５は、液冷媒連絡管４に接続されている。
【００５８】
膨張弁２４は、冷媒を減圧する電動弁であり、液冷媒管１５に設けられている。尚、膨張機構は、膨張弁２４に限定されるものではなく、膨張機構として、膨張弁２４に代えて、キャピラリチューブや膨張機を使用してもよい。
【００５９】
室外ファン２５は、室外空気を室外熱交換器２３に送るファンである。室外ファン２５は、室外ファン用モータ２５ａによって駆動される。
【００６０】
＜冷媒連絡管＞
冷媒連絡管４、５は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。
【００６１】
＜制御部＞
制御部１９は、室外ユニット２や室内ユニット３に設けられた制御基板等（図示せず）が通信接続されることによって構成されている。尚、図１においては、便宜上、室外ユニット２や室内ユニット３とは離れた位置に図示している。制御部１９は、空気調和装置１（ここでは、室外ユニット２や室内ユニット３）の構成機器２１、２４、２５、３１、３２の制御、すなわち、空気調和装置１全体の運転制御を行うようになっている。
【００６２】
＜冷媒回路に封入される冷媒＞
冷媒回路１０には、不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒が封入されている。このような冷媒として、オゾン層及び地球温暖化への影響がともに少なく、ＯＨラジカルによって分解されやすい炭素−炭素二重結合を有するエチレン系のフッ化炭化水素（ヒドロフルオロオレフィン）がある。そして、ここでは、ヒドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）の中でも、沸点等がＨＦＣ−３２やＨＦＣ−４１０Ａに近い性質を有しており、優れた性能を有するＨＦＯ−１１２３を含む冷媒が採用されている。このため、ＨＦＯ−１１２３を含む冷媒は、ＨＦＣ−３２やＨＦＣ−４１０Ａの代替冷媒として使用することができるものである。
【００６３】
例えば、ＨＦＯ−１１２３を含む冷媒として、ＨＦＯ−１１２３単独、又は、ＨＦＯ−１１２３と他の冷媒との混合物が使用される。そして、ＨＦＯ−１１２３と他の冷媒との混合物としては、ＨＦＯ−１１２３とＨＦＣ−３２との混合物がある。ここで、ＨＦＯ−１１２３とＨＦＣ−３２の組成（ｗｔ％）は、４０：６０である。また、ＨＦＯ−１１２３、ＨＦＣ−３２及びＨＦＯ−１２３４ｙｆ（２、３、３、３−テトラフルオロプロペン）の混合物がある。ここで、ＨＦＯ−１１２３、ＨＦＣ−３２及びＨＦＯ−１２３４ｙｆの組成（ｗｔ％）は、４０：４４：１６である。
【００６４】
このようなＨＦＯ−１１２３を含む冷媒では、性能を向上させる成分としてＨＦＣの一種であるＨＦＣ−３２が混合されているが、オゾン層及び地球温暖化への影響ができるだけ少なくなるように、炭素数が５以下のＨＦＣとすることが好ましい。具体的には、ＨＦＣ−３２の他、ジフルオロエタン、トリフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ＨＦＣ−１２５、ペンタフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロパン、ヘプタフルオロプロパン、ペンタフルオロブタン、ヘプタフルオロブタン等がある。これらの中でオゾン層及び地球温暖化への影響がともに少なくできるものとしては、ＨＦＣ−３２、１、１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１、１、２、２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、及び、１、１、１、２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）がある。尚、ＨＦＯ−１１２３への混合に際しては、これらのＨＦＣを１種類だけ混合させてもよいし、２種類以上を混合させてもよい。また、ＨＦＯ−１１２３に混合させる冷媒としては、分子中のハロゲンの割合が多く、燃焼性が抑えられたヒドロクロロフルオロオレフィン（ＨＣＦＯ）を混合させてもよい。具体的には、１−クロロ−２、３、３、３−テトラフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２２４ｙｄ）、１−クロロ−２、２−ジフルオロエチレン（ＨＣＦＯ−１１２２）、１、２−ジクロロフルオロエチレン（ＨＣＦＯ−１１２１）、１−クロロ−２−フルオロエチレン（ＨＣＦＯ−１１３１）、２−クロロ−３、３、３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ）、及び、１−クロロ−３、３、３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ）がある。これらの中で優れた性能を有するものとしては、ＨＣＦＯ−１２２４ｙｄがあり、また、高い臨界温度、耐久性及び成績係数が優れたものとしては、ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄがある。尚、ＨＦＯ−１１２３への混合に際しては、これらのＨＣＦＯやＨＣＦＣを１種類だけ混合させてもよいし、２種類以上を混合させてもよい。さらに、ＨＦＯ−１１２３に混合させる冷媒として、他の炭化水素やＣＦＯなどを使用してもよい。
【００６５】
また、不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素は、ＨＦＯ−１１２３に限定されるものではなく、他のＨＦＯであってもよい。例えば、３、３、３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）、１、３、３、３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、２−フルオロプロペン（ＨＦＯ−１２６１ｙｆ）、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、１、１、２−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｙｃ）、１、２、３、３、３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ）、トランス−１、３、３、３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ））、及び、シス−１、３、３、３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｚ））のうち、不均化反応を起こす性質を有するエチレン系のフッ化炭化水素を使用してもよい。また、不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素として、炭素−炭素二重結合を有するエチレン系のフッ化炭化水素ではなく、炭素−炭素三重結合を有するアセチレン系のフッ化炭化水素であって不均化反応を起こす性質を有するものを使用してもよい。
【００６６】
（２）基本動作
空気調和装置１では、基本動作として、冷房運転が行われる。尚、冷房運転は、制御部１９によって行われる。
【００６７】
冷房運転時は、冷媒回路１０において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２３において、室外ファン２５によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。室外熱交換器２３において放熱した高圧の液冷媒は、膨張弁２４に送られる。膨張弁２４に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁２４によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁２４で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒連絡管４を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３１において、室内ファン３２によって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。室内熱交換器３１において蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。
【００６８】
（３）冷媒の不均化反応への対策（吐出冷媒を回収するための回路構成）
上記のような不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒は、高圧、高温の条件下で何らかのエネルギーが付与されると、不均化反応を起こすおそれがある。図２は、冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の関係を示す図である。図２の曲線は、冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の境界を示しており、この曲線上及び上側の領域では冷媒が不均化反応を起こし、この曲線よりも下側の領域では冷媒が不均化反応を起こさないことを示している。そして、冷媒回路１０において、冷媒の圧力や温度が高圧、高温になり、図２の曲線上及び上側の不均化反応を起こす領域まで達すると、冷媒回路１０で冷媒が不均化反応を起こして、急激な圧力上昇や急激な温度上昇が発生し、これにより、冷媒回路１０を構成する機器や配管が損傷して、冷媒や反応生成物が冷媒回路１０外に放出されるおそれがある。
【００６９】
特に、冷媒回路１０において冷媒が不均化反応を起こしやすい部分は、冷媒が最も高圧、高温の状態になる圧縮機２１の吐出側の部分である。そして、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路１０の損傷を極小化するためには、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑える必要がある。
【００７０】
そこで、ここでは、以下に説明するように、圧縮機２１の吐出側と放熱器のガス側との間に、吐出冷媒リリーフ機構を介して吐出冷媒回収レシーバを分岐接続し、圧縮機２１の吐出側における冷媒が所定の条件を満たす場合に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバとを連通させるようにしている。
【００７１】
＜吐出冷媒を回収するための回路構成＞
冷媒回路１０は、吐出冷媒回収レシーバ４１と、吐出冷媒リリーフ機構としてのリリーフ弁４３と、をさらに有している。
【００７２】
吐出冷媒回収レシーバ４１は、圧縮機２１の吐出側と放熱器としての室外熱交換器２３のガス側との間（ここでは、吐出管１２）に、吐出冷媒分岐管４２を介して分岐接続されている。
【００７３】
リリーフ弁４３は、吐出冷媒分岐管４２に設けられており、圧縮機２１の吐出側における冷媒が所定の条件を満たす場合に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させる。ここで、リリーフ弁４３は、一次側（ここでは、圧縮機２１の吐出側）の圧力が規定圧力以上になると作動する弁機構であり、例えば、バネ式のリリーフ弁や破裂板等のような機械式の弁機構が採用される。そして、リリーフ弁４３の規定圧力は、ここでは、不均化反応を起こす所定の条件（第２条件）に対応する閾圧力ＰＨに設定される。閾圧力ＰＨは、例えば、図３に示すように、冷媒回路１０の最大使用温度ＴＸにおいて冷媒が不均化反応を起こす圧力の下限値（すなわち、冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の境界を示す曲線上の値）に設定することができる。また、この圧力値が冷媒回路１０の最大使用圧力ＰＸに近い場合には、閾圧力ＰＨを最大使用圧力ＰＸに設定してもよい。ここで、冷媒回路１０の最大使用圧力ＰＸ及び最大使用温度ＴＸは、冷媒回路１０（すなわち、冷媒回路１０を構成する機器や配管）の設計強度上の観点で規定された使用上限の圧力及び温度である。
【００７４】
このような構成によれば、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力が不均化反応を起こす所定の条件としての閾圧力ＰＨに達するまでは、リリーフ弁４３が作動せず、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通しない（図３のリリーフ弁不作動の領域を参照）。しかし、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力が不均化反応を起こす所定の条件としての閾圧力ＰＨに達すると、リリーフ弁４３が作動して、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通し、圧縮機２１の吐出側における冷媒が吐出冷媒回収レシーバ４１に回収される（図３のリリーフ弁作動の領域を参照）。
【００７５】
＜特徴＞
上記のように、本実施形態では、不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒が封入された冷媒回路１０を有する空気調和装置１において、圧縮機２１の吐出側と放熱器（室外熱交換器２３）のガス側との間に、吐出冷媒リリーフ機構（リリーフ弁４３）を介して吐出冷媒回収レシーバ４１を分岐接続している。そして、圧縮機２１の吐出側における冷媒が所定の条件を満たす場合に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させて、圧縮機２１の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバ４１に回収するようにしている。ここでは、所定の条件が圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす第２条件であるため、圧縮機２１の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバ４１に回収することによって、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑えることができる。
【００７６】
これにより、ここでは、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路１０の損傷を小さくすることができる。
【００７７】
尚、急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑えるという観点だけであれば、圧縮機２１の吐出側と放熱器のガス側との間に、吐出冷媒分岐管４２を介して吐出冷媒リリーフ機構だけを分岐接続することも考えられるが、これでは、冷媒や反応生成物を回収することができず、冷媒や反応生成物が冷媒回路１０外に放出されてしまう。また、圧縮機２１の吐出側と放熱器のガス側との間に、マフラーを設けることも考えられるが、これでは、マフラーが圧縮機２１から吐出された冷媒で常時満たされた状態になるため、圧力や温度の上昇を抑える作用が限定的になってしまう。そうすると、マフラーを設けるだけでは、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路１０の損傷を小さくすることができない。このように、圧縮機２１の吐出側と放熱器のガス側との間に吐出冷媒リリーフ機構を介して吐出冷媒回収レシーバ４１を分岐接続することが重要である。
【００７８】
また、ここでは、吐出冷媒リリーフ機構として、機械式の弁機構であるリリーフ弁４３を採用しているため、その規定圧力を、圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす所定の条件に対応する閾圧力ＰＨに設定しておくことによって、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路１０の損傷を小さくすることができる。
【００７９】
また、不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒として、ＨＦＯ−１１２３を含む冷媒を使用すれば、ＨＦＣ−３２やＨＦＣ−４１０Ａの代替冷媒とすることができるとともに、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路１０の損傷を小さくすることができる。
【００８０】
（４）変形例１
上記実施形態では、吐出冷媒リリーフ機構として、機械式の弁機構であるリリーフ弁４３を採用しているが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、雰囲気温度が規定温度以上になると可溶材料が溶融するように構成された可溶栓４４を吐出冷媒リリーフ機構として採用してもよい。
【００８１】
可溶栓４４は、雰囲気温度（ここでは、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度）が規定温度以上になると可溶材料が溶融するように構成された栓部材である。そして、可溶栓４４の規定温度は、ここでは、不均化反応を起こす所定の条件（第２条件）に対応する閾温度ＴＨに設定される。閾温度ＴＨは、例えば、図５に示すように、冷媒回路１０の最大使用圧力ＰＸにおいて冷媒が不均化反応を起こす温度の下限値（すなわち、冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の境界を示す曲線上の値）に設定することができる。また、この温度値が冷媒回路１０の最大使用温度ＴＸに近い場合には、閾温度ＴＨを最大使用温度ＴＸに設定してもよい。
【００８２】
このような構成によれば、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が不均化反応を起こす所定の条件としての閾温度ＴＨに達するまでは、可溶栓４４が作動せず、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通しない（図５の可溶栓不作動の領域を参照）。しかし、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が不均化反応を起こす所定の条件としての閾温度ＴＨに達すると、可溶栓４４が作動して、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通し、圧縮機２１の吐出側における冷媒が吐出冷媒回収レシーバ４１に回収される（図５の可溶栓作動の領域を参照）。
【００８３】
この構成においても、上記実施形態と同様に、圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす所定の条件を満たす場合に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路１０の損傷を小さくすることができる。
【００８４】
（５）変形例２
上記実施形態及び変形例１では、吐出冷媒リリーフ機構として、機械式の弁機構であるリリーフ弁４３又は可溶栓４４を採用しているが、リリーフ弁４３及び可溶栓４４の両方を吐出冷媒リリーフ機構として採用してもよい。
【００８５】
例えば、図６に示すように、吐出冷媒分岐管４２を途中で２つに分岐する等によって、吐出冷媒分岐管４２にリリーフ弁４３及び可溶栓４４を並列に設けることができる。
【００８６】
このような構成によれば、上記実施形態におけるリリーフ弁４３の作動・不作動の挙動（図３参照）と変形例１における可溶栓４４の作動・不作動の挙動（図５参照）と、が合わさることになる。すなわち、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度が、リリーフ弁４３及び可溶栓４４の両方が不作動の領域にある場合は、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通せず、リリーフ弁４３又は可溶栓４４が作動する領域になると、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通し、圧縮機２１の吐出側における冷媒が吐出冷媒回収レシーバ４１に回収される。
【００８７】
この構成においても、上記実施形態及び変形例１と同様に、圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす所定の条件を満たす場合に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路１０の損傷を小さくすることができる。
【００８８】
（６）変形例３
上記実施形態及び変形例１、２では、吐出冷媒リリーフ機構としてのリリーフ弁４３や可溶栓４４を作動させる所定の条件として、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑えるという観点で、冷媒が不均化反応を起こす条件、すなわち、図２、３、５の冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の境界を示す曲線を基準にした第１条件を採用している。
【００８９】
しかし、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えたい場合には、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件になりにくくするという観点に立つ必要がある。
【００９０】
そこで、ここでは、上記実施形態及び変形例１、２とは異なり、冷媒が不均化反応を起こす条件ではなく、冷媒が不均化反応を起こす前の条件、すなわち、図７に示すように、冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の境界を示す曲線（実線）よりも下側の曲線（破線）を基準にした第１条件を採用している。例えば、第１条件を示す曲線は、第２条件を示す曲線の圧力や温度よりも１０％〜３０％程度小さい圧力や温度になるように設定される。
【００９１】
例えば、上記実施形態や変形例２と同様に、吐出冷媒リリーフ機構としてリリーフ弁４３を採用する場合には、図８に示すように、リリーフ弁４３の規定圧力は、不均化反応を起こす前の所定の条件（第１条件）に対応する閾圧力ＰＬ、すなわち、冷媒回路１０の最大使用温度ＴＸにおいて冷媒が不均化反応を起こす前の圧力の下限値（すなわち、冷媒が不均化反応を起こす前の圧力及び温度の境界を示す曲線上の値）に設定される。
【００９２】
また、変形例１、２と同様に、吐出冷媒リリーフ機構として可溶栓４４を採用する場合には、図９に示すように、可溶栓４４の規定温度は、不均化反応を起こす前の所定の条件（第１条件）に対応する閾温度ＴＬ、すなわち、冷媒回路１０の最大使用圧力ＰＸにおいて冷媒が不均化反応を起こす前の温度の下限値（すなわち、冷媒が不均化反応を起こす前の圧力及び温度の境界を示す曲線上の値）に設定される。
【００９３】
このような構成によれば、圧縮機２１の吐出側における冷媒が所定の条件を満たす場合に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させて、圧縮機２１の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバ４１に回収することによって、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件になりにくくすることができる。
【００９４】
これにより、ここでは、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えることができる。
【００９５】
（７）変形例４
上記実施形態及び変形例１〜３では、吐出冷媒リリーフ機構として、機械式の弁機構であるリリーフ弁４３や可溶栓４４を採用しているが、これに限定されるものではなく、図１０に示すように、冷媒回路１０の動作を制御する制御部１９によって開閉状態が制御される第１制御弁４５を吐出冷媒リリーフ機構として採用してもよい。
【００９６】
第１制御弁４５は、制御部１９によって開閉状態が制御される弁機構であり、例えば、電磁弁や電動弁等のような電気式の弁機構が採用される。そして、ここでは、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度を検出する吐出冷媒センサ４６、４７が設けられており、制御部１９は、吐出冷媒センサ４６、４７によって検出された冷媒の圧力及び温度に基づいて、所定の条件を満たすかどうかを判定し、所定の条件を満たす場合には、第１制御弁４５を閉状態から開状態になるように制御する。
【００９７】
ここで、所定の条件を冷媒が不均化反応を起こす条件（第２条件）とする場合には、図１１に示すように、吐出冷媒センサ４６、４７によって検出された冷媒の圧力及び温度がいずれも、不均化反応を起こす圧力及び温度の境界を示す曲線上の値以上である場合に、所定の条件を満たすものと判定することができる。この判定は、制御部１９が、吐出冷媒センサ４６、４７によって検出された冷媒の圧力及び温度と、予め記憶された不均化反応を起こす圧力及び温度の境界を示す曲線上の値と、を比較することによって行うことができる。
【００９８】
また、所定の条件を冷媒が不均化反応を起こす前の条件（第１条件）とする場合には、図１２に示すように、吐出冷媒センサ４６、４７によって検出された冷媒の圧力及び温度がいずれも、不均化反応を起こす前の圧力及び温度の境界を示す曲線（破線）上の値以上である場合に、所定の条件を満たすものと判定することができる。この判定は、制御部１９が、吐出冷媒センサ４６、４７によって検出された冷媒の圧力及び温度と、予め記憶された不均化反応を起こす前の圧力及び温度の境界を示す曲線（破線）上の値と、を比較することによって行うことができる。
【００９９】
このような構成によれば、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度がいずれも、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）を示す圧力及び温度に達するまでは、制御部１９が第１制御弁４５を閉状態で維持するように制御し、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通しない（図１１、１２の第１制御弁閉の領域を参照）。しかし、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度がいずれも、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）を示す圧力及び温度に達すると、制御部１９が第１制御弁４５を閉状態から開状態になるように制御し、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通し、圧縮機２１の吐出側における冷媒が吐出冷媒回収レシーバ４１に回収される（図１１、１２の第１制御弁開の領域を参照）。
【０１００】
この構成においても、制御部１９が、吐出冷媒センサ４６、４７によって検出される圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度に基づいて圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たすかどうかを判定することによって、上記実施形態及び変形例１、２と同様に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えることができる。
【０１０１】
（８）変形例５
変形例４では、制御部１９が、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度がいずれも、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）を示す圧力及び温度に達するかどうかを判定して、第１制御弁４５の開閉状態を制御しているが、これに限定されるものではない。
【０１０２】
冷媒が不均化反応を起こす圧力及び温度の関係は、図１１、１２等に示すように、反比例に近い関係にある。すなわち、冷媒の圧力及び温度の乗算値（＝圧力×温度）がある値以上になると、不均化反応を起こす関係にある。
【０１０３】
そこで、ここでは、所定の条件を満たすかどうかの判定において、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度の乗算値が、冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の閾乗数値ＰＴＨ、ＰＴＬ以上であるかどうかを使用するようにしている。ここで、閾乗数値ＰＴＨは、冷媒が不均化反応を起こす第２条件に対応する値であり、閾乗数値ＰＴＬは、冷媒が不均化反応を起こす前の第１条件に対応する値である。ここで、閾乗数値ＰＴＬは、閾乗数値ＰＴＨよりも１０％〜６０％程度小さい値になるように設定される。
【０１０４】
このような構成によれば、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度の乗算値が、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）に対応する閾乗数値ＰＴＨ、ＰＴＬに達するまでは、制御部１９が第１制御弁４５を閉状態で維持するように制御し、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通しない。しかし、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度の乗算値が、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）に対応する閾乗数値ＰＴＨ、ＰＴＬに達すると、制御部１９が第１制御弁４５を閉状態から開状態になるように制御し、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通し、圧縮機２１の吐出側における冷媒が吐出冷媒回収レシーバ４１に回収される。
【０１０５】
この構成においても、制御部１９が、吐出冷媒センサ４６、４７によって検出される圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度に基づいて圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たすかどうかを適切に判定することができ、変形例４と同様に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えることができる。
【０１０６】
（９）変形例６
変形例４では、制御部１９が、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度がいずれも、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）を示す圧力及び温度に達するかどうかを判定して、第１制御弁４５の開閉状態を制御しているが、これに限定されるものではない。
【０１０７】
冷媒回路１０の強度設計という観点では、冷媒回路１０の最大使用圧力ＰＸを考慮して、圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たすかどうかを判定しなければならない。
【０１０８】
そこで、ここでは、所定の条件を満たすかどうかの判定において、図１３、１４に示すように、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が、冷媒回路１０の最大使用圧力ＰＸにおいて冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の閾温度ＴＨ、ＴＬ以上であるかどうかを使用するようにしている。ここで、閾温度ＴＨは、冷媒が不均化反応を起こす第２条件に対応する値であり、閾温度ＴＬは、冷媒が不均化反応を起こす前の第１条件に対応する値である。ここで、閾温度ＴＬは、閾温度ＴＨよりも１０％〜３０％程度小さい値になるように設定される。
【０１０９】
このような構成によれば、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）に対応する閾温度ＴＨ、ＴＬに達するまでは、制御部１９が第１制御弁４５を閉状態で維持するように制御し、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通しない（図１３、１４の第１制御弁閉の領域を参照）。しかし、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）に対応する閾温度ＴＨ、ＴＬに達すると、制御部１９が第１制御弁４５を閉状態から開状態になるように制御し、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通し、圧縮機２１の吐出側における冷媒が吐出冷媒回収レシーバ４１に回収される（図１３、１４の第１制御弁開の領域を参照）。
【０１１０】
この構成においても、制御部１９が、吐出冷媒センサ４７によって検出される圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度に基づいて圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす又は不均化反応を起こす前の所定の条件を満たすかどうかを適切に判定することができ、変形例４と同様に、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とを連通させて、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えることができる。
【０１１１】
（１０）変形例７
変形例４〜６では、圧縮機２１の吐出側と放熱器のガス側との間に、吐出冷媒リリーフ機構としての第１制御弁４５を介して吐出冷媒回収レシーバ４１を分岐接続し、所定の条件（不均化反応を起こす第２条件又は不均化反応を起こす前の第１条件）を満たすかどうかに応じて、制御部１９によって第１制御弁４５の開閉状態を制御するようにしている。
【０１１２】
このような構成に加えて、図１５に示すように、吐出冷媒回収レシーバ４１と圧縮機２１の吸入側を接続する冷媒吸入戻し管４８を設けるとともに、冷媒吸入戻し管４８に第２制御弁４９を設けるようにしてもよい。ここで、第２制御弁４９は、制御部１９によって開閉状態が制御される弁機構であり、例えば、電磁弁や電動弁等のような電気式の弁機構が採用される。
【０１１３】
この場合には、不均化反応を起こす前の第１条件及び不均化反応を起こす第２条件を利用して、以下のような第１制御弁４５及び第２制御弁４９の開閉制御を行うことができる。尚、ここでは、所定の条件（第２条件及び第１条件）として、変形例６における第２条件及び第１条件（圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が閾温度ＴＨ、ＴＬ以上であるかどうか）を使用した例について説明する。しかし、これに限定されるものではなく、第２条件及び第１条件として、変形例４における所定の条件（圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度がいずれも不均化反応に関する圧力及び温度の境界を示す曲線上の値以上であるかどうか）を使用してもよいし、変形例５における所定の条件（圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度の乗算値が閾乗数値ＰＴＨ、ＰＴＬ以上であるかどうか）を使用してもよい。
【０１１４】
まず、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が不均化反応を起こす前の第１条件に対応する閾温度ＴＬに達するまでは、圧縮機２１の吐出側における冷媒の圧力及び温度が正常な状態であるため、制御部１９は、第１制御弁４５を閉状態になるように、かつ、第２制御弁４９を閉状態になるように制御する。これにより、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通せず、かつ、吐出冷媒回収レシーバ４１と圧縮機２１の吸入側とが連通しない状態で、空気調和装置１の運転が行われる（図１６の第１及び第２制御弁閉の領域を参照）。
【０１１５】
次に、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が不均化反応を起こす前の第１条件に対応する閾温度ＴＬに達すると、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件に近い状態であるため、制御部１９は、第１制御弁４５を開状態になるように、かつ、第２制御弁４９を開状態になるように制御する。これにより、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通し、かつ、吐出冷媒回収レシーバ４１と圧縮機２１の吸入側とが連通し、圧縮機２１の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバ４１に一時的に回収した後に、圧縮機２１の吸入側に戻すことができ、空気調和装置１の運転が継続される（図１６の第１及び第２制御弁開の領域を参照）。
【０１１６】
次に、圧縮機２１の吐出側における冷媒の温度が不均化反応を起こす第２条件に対応する閾温度ＴＨに達すると、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件に達した状態であるため、制御部１９は、第１制御弁４５を開状態になるように、かつ、第２制御弁４９を閉状態になるように制御する。これにより、圧縮機２１の吐出側と吐出冷媒回収レシーバ４１とが連通し、かつ、吐出冷媒回収レシーバ４１と圧縮機２１の吸入側とが連通しない状態になり、圧縮機２１の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバ４１に回収して溜め込むことができ、その後、圧縮機２１を停止することによって空気調和装置１の運転が停止される（図１６の第１制御弁開及び第２制御弁閉の領域を参照）。
【０１１７】
この構成においては、上記のように、吐出冷媒回収レシーバ４１と圧縮機２１の吸入側とを第２制御弁４９を介して接続し、冷媒が不均化反応を起こす前の第１条件を満たす場合に、第１制御弁４５だけでなく、第２制御弁４９も開状態になるようにしている。このため、圧縮機２１の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバ４１に一時的に回収することができ、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件になりにくくすることができる。そして、これにより、ここでは、冷媒が不均化反応を起こすことを抑えつつ、運転を継続することができる。
【０１１８】
また、この構成においては、上記のように、冷媒が不均化反応を起こす第２条件を満たす場合に、第１制御弁４５を開状態にし、かつ、第２制御弁４９を閉状態になるようにしているため、圧縮機２１の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバ４１に回収して溜め込むことができ、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇を抑えることができる。そして、これにより、ここでは、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路の損傷を小さくしつつ、運転を安全に停止することができる。
【０１１９】
（１１）変形例８
上記実施形態及び変形例１〜７において、吐出冷媒回収レシーバ４１を冷却する冷却機構を設けるようにしてもよい。冷却機構としては、吐出冷媒回収レシーバ４１を空気によって冷却するものを採用することができる。尚、ここでは、吐出冷媒リリーフ機構としてリリーフ弁４３を採用した構成に冷却機構を設けた例について説明するが、これに限定されるものではなく、吐出冷媒リリーフ機構として可溶栓４４や第１制御弁４５を採用した構成に冷却機構を設けてもよい。
【０１２０】
これにより、ここでは、以下に説明するような冷却機構によって、吐出冷媒回収レシーバ４１に回収される冷媒を冷却することができるため、圧縮機２１の吐出側における冷媒を吐出冷媒回収レシーバ４１に回収する際の回収能力を向上させることができる。このため、所定の条件が圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす条件（第２条件）である場合には、不均化反応に伴って発生する急激な圧力上昇や急激な温度上昇をさらに抑えることができる。また、所定の条件が圧縮機２１の吐出側における冷媒が不均化反応を起こす前の条件（第２条件）である場合には、冷媒の圧力や温度が不均化反応を起こす冷媒の圧力や温度の条件にさらになりにくくすることができる。そして、ここでは、冷媒が不均化反応を起こした際の冷媒回路１０の損傷をさらに小さくする、又は、冷媒が不均化反応を起こすことをさらに抑えることができる。
【０１２１】
例えば、図１７に示すように、室外ファン２５によって室外熱交換器２３に送られる空気の通風路に吐出冷媒回収レシーバ４１を配置することによって、室外ファン２５を吐出冷媒回収レシーバ４１を冷却する冷却機構として機能させるようにしてもよい。
【０１２２】
ここでは、放熱器としての室外熱交換器２３に空気を送る室外ファン２５と吐出冷媒回収レシーバ４１に空気を送るファンとを兼用することができる。すなわち、吐出冷媒回収レシーバ４１に空気を送る専用のファンを省略することができる。そして、このようなファンを冷却機構とする構成は、図１７等のような空冷式の空気調和装置１の場合に好ましい。
【０１２３】
また、例えば、図１８に示すように、吐出冷媒回収レシーバ４１の外表面に放熱フィン４１ａを設けて冷却機構として機能させるようにしてもよい。この構成は、冷却機構としてファン（例えば、室外ファン２５等）を併用する場合に好ましい。但し、放熱フィン４１ａを通じた自然対流伝熱だけでも、ある程度の冷却効果を得ることができるため、必ずしもファンと併用しなくてもよい。
【０１２４】
（１２）変形例９
変形例８では、冷却機構として、吐出冷媒回収レシーバ４１を空気によって冷却するものを採用しているが、これに限定されるものではなく、吐出冷媒回収レシーバ４１を水やブライン等の冷却液によって冷却するものを採用してもよい。尚、ここでは、吐出冷媒リリーフ機構としてリリーフ弁４３を採用した構成に冷却機構を設けた例について説明するが、これに限定されるものではなく、吐出冷媒リリーフ機構として可溶栓４４や第１制御弁４５を採用した構成に冷却機構を設けてもよい。
【０１２５】
例えば、図１９に示すように、空気調和装置１を、熱交換器３１を循環ポンプ８によって冷却液管６、７を流れる水やブライン等の冷却液との熱交換によって冷媒を蒸発させる冷却液−冷媒熱交換器として機能させる二次冷媒式の空気調和装置とし、冷却液管６の一部を吐出冷媒回収レシーバ４１に設けて冷却機構として機能させるようにしてもよい。
【０１２６】
ここでは、冷却液が流れる冷却液管６によって吐出冷媒回収レシーバ４１を冷却することができる。特に、ここでは、蒸発器における冷媒の蒸発によって冷却された冷却液が冷却液管６を流れることになるため、吐出冷媒回収レシーバ４１を冷却する効果を高めることができる。そして、このような冷却液管を冷却機構とする構成は、図１９等のような二次冷媒式の空気調和装置１の場合に好ましい。
【０１２７】
また、ここでは図示しないが、水冷式の冷凍装置においても、冷却液管としての水配管を吐出冷媒回収レシーバ４１に設けることによって、吐出冷媒回収レシーバ４１を冷却することができる。
【０１２８】
（１３）変形例１０
上記実施形態及び変形例１〜９では、室内側の冷房負荷を処理する冷房専用の空気調和装置１を例に挙げて、本発明を適用した例を説明したが、本発明を適用可能な空気調和装置は、これに限定されるものではなく、図２０に示すような冷暖切替式の空気調和装置１や室内ユニット３が複数接続された室内マルチ式の空気調和装置（図示せず）等のような他の型式の空気調和装置にも適用可能である。
【０１２９】
例えば、図２０に示すような冷暖切替式の空気調和装置１では、冷媒回路１０に冷媒の循環方向を切り換えるための四路切換弁２２を有している。このため、冷房運転時には、室外熱交換器２３を冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器３１を冷媒の放熱器として機能させることができるだけでなく、暖房運転時には、室外熱交換器２３を冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、室内熱交換器３１を冷媒の放熱器として機能させることができるようになっている。そして、この場合においては、冷媒回路１０のうち圧縮機２１の吐出側と四路切換弁２２との間の部分（すなわち、吐出管１２）が、冷房運転及び暖房運転のいずれにおいても、圧縮機２１の吐出側と放熱器（冷房運転時は室外熱交換器２３、暖房運転時は室内熱交換器３１）のガス側との間の部分となる。このため、吐出管１２に吐出冷媒リリーフ機構４３、４４、４５を介して吐出冷媒回収レシーバ４１を分岐接続することによって、上記実施形態及び変形例１〜９と同様の冷媒の不均化反応への対策を講じることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、冷媒回路に不均化反応を起こす性質のフッ化炭化水素を含む冷媒が封入された冷凍装置に対して、広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１      空気調和装置（冷凍装置）
６      冷却液管
１０    冷媒回路
１９    制御部
２１    圧縮機
２３    室外熱交換器（放熱器、蒸発器）
２４    膨張弁（膨張機構）
２５    室外ファン（冷却機構）
３１    室内熱交換器（蒸発器、放熱器）
４２    吐出冷媒分岐管
４１    吐出冷媒回収レシーバ
４１ａ  放熱フィン
４３    リリーフ弁（吐出冷媒リリーフ機構）
４４    可溶栓（吐出冷媒リリーフ機構）
４５    第１制御弁（吐出冷媒リリーフ機構）
４６    吐出冷媒センサ
４７    吐出冷媒センサ
４８    冷媒吸入戻し管
４９    第２制御弁
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３２】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１５７７６４号
【図１】
2018123971.tif 000003
【図２】
2018123971.tif 000004
【図３】
2018123971.tif 000005
【図４】
2018123971.tif 000006
【図５】
2018123971.tif 000007
【図６】
2018123971.tif 000008
【図７】
2018123971.tif 000009
【図８】
2018123971.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018123971.tif 000012
【図１１】
2018123971.tif 000013
【図１２】
2018123971.tif 000014
【図１３】
2018123971.tif 000015
【図１４】
2018123971.tif 000016
【図１５】
2018123971.tif 000017
【図１６】
2018123971.tif 000018
【図１７】
2018123971.tif 000019
【図１８】
2018123971.tif 000020
【図１９】
2018123971.tif 000021
【図２０】
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