(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却コイルに供給するフロン冷媒が流動する往路と、
前記冷却コイルで熱交換した前記フロン冷媒が流動する復路と、
前記往路及び前記復路を連通する配管の経路上に設けられ各々を流動する前記フロン冷媒の差圧を検知する差圧検知部と、
前記差圧に基づき前記往路及び前記復路を遮断する遮断弁と、
前記遮断に同期して前記往路及び前記復路をバイパスさせるバイパス弁と、を備えることを特徴とする冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システム。
【請求項２】
前記遮断弁は、膨張弁としての機能も兼ねることを特徴とする請求項１に記載の冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システム。
【請求項３】
前記往路は、先端が分岐して複数の冷却コイルのそれぞれに接続し、
前記復路も、基端が分岐して前記複数の冷却コイルのそれぞれに接続し、
前記遮断弁及び前記差圧検知部が、前記複数の冷却コイルのそれぞれに対応して設けられ、
冷媒の漏洩した冷却コイルに対応する遮断弁のみが閉状態となり、その他の冷却コイルに対応する開状態の遮断弁が前記バイパス弁として機能することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システム。
【請求項４】
前記冷却コイルのそれぞれにフロンガス検出器が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システム。
【請求項５】
前記熱交換により気化したフロン冷媒を凝縮して液化する凝縮器は、水冷式であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロン冷媒を用いる冷凍機システムの冷媒漏洩防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷房装置を含む冷凍機システムの冷媒漏洩に対する安全性は、アンモニア等の毒性の高い冷媒や腐食性の高い冷媒を用いる場合に関して検討されている（特許文献１−３参照）。例えば、アンモニア吸収冷凍機における安全装置としては、冷媒漏洩を検知し、冷媒管路を切替え、漏洩箇所に吸収液を投入し冷媒を吸収させるというものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１０７４１号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９３３９号公報
【特許文献３】特開平８−２００９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フロン冷媒を用いる冷凍機システムにおいては、フロンが人体に対して比較的無害であるという一般的認識から、特に漏洩対策が施されていなかった。
しかしながら、米国国立安全衛生研究所（ＮＩＯＳＨ）が発表しているＩＤＬＨ（Immediately Dangerous Life & Health；極短時間[３０分暴露レベル]において人体に対して悪影響を与える許容濃度）によると、冷凍機用冷媒として使用されている代替フロンにおいても許容値の記載がある。
【０００５】
このために、漏洩したフロンが人体の健康に与える影響の評価及び冷媒の漏洩対策が必要となってきている。現在、代替フロンとして用いられている冷媒において、ＮＩＯＳＨのＩＤＬＨで規定されている許容濃度は、Ｒ−１２３（４０００ｐｐｍ）、Ｒ−１３４ａ（５００００ｐｐｍ）となっている。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、冷媒フロンを用いる冷凍機システムにおいて、冷媒漏洩リスクを最小限に留める冷媒漏洩防止技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システムにおいて、冷却コイルに供給するフロン冷媒が流動する往路と、前記冷却コイルで熱交換した前記フロン冷媒が流動する復路と、前記往路及び前記復路を連通する配管の経路上に設けられ各々を流動する前記フロン冷媒の差圧を検知する差圧検知部と、前記差圧に基づき前記往路及び前記復路を遮断する遮断弁と、前記遮断に同期して前記往路及び前記復路をバイパスさせるバイパス弁と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、冷媒フロンを用いる冷凍機システムにおいて、冷媒漏洩リスクを最小限に留める冷媒漏洩防止技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システムの第１実施形態を示すブロック図。
【図２】第１実施形態に係る冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システムの変形例を示すブロック図。
【図３】第１実施形態に係る冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システムの動作を説明するフローチャート。
【図４】第２実施形態に係る冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システムのブロック図。
【図５】第２実施形態に係る冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システムの動作を説明するフローチャート。
【図６】第３実施形態に係る冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システムのブロック図。
【図７】第３実施形態に係る冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システムの動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、冷媒漏洩防止機能を有する冷凍機システム１０（以下、単に「冷凍機システム１０」という）は、冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）に供給するフロン冷媒が流動する往路２１と、この冷却コイル１６で熱交換したフロン冷媒が流動する復路２２と、これら往路２１及び復路２２の差圧を検知する差圧検知部３２と、この差圧に基づき往路２１及び復路２２を遮断する遮断弁２３（２３Ａ，２３Ｂ）と、この遮断に同期して往路２１及び復路２２をバイパスさせるバイパス弁３１と、を備えている。
【００１１】
各実施形態における冷凍機システム１０は、直膨型の冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）で居室内の空気を冷却している。
モータ駆動による圧縮機１２は、フロン冷媒を圧縮機潤滑油と混合させて加圧・圧縮する。そして、油分離機１４によりこの混合液は、フロン冷媒と圧縮機潤滑油とに分離され、フロン冷媒は凝縮器１１に送られ、圧縮機潤滑油はポンプＰで油冷却機１５に送られ冷却された後に圧縮機１２に戻される。
【００１２】
凝縮器１１は、冷却コイル１６における熱交換で気化したフロン冷媒を凝縮して液化するもので、空冷式又は水冷式である。水冷式を採用した場合は、施工コストの低減、メンテナンス性の向上、及び冷媒配管の削減に伴う冷媒漏洩リスクの低減が期待できる。
【００１３】
凝縮器１１から出力されるフロン冷媒は、往路２１を流動し、冷却コイル１６で熱交換をした後に、復路２２を経て圧縮機１２に返送される。
往路２１は、先端が分岐して複数の冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）のそれぞれに接続し、復路２２も、基端が分岐して複数の冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）のそれぞれに接続している。なお、冷却コイル１６は、複数のものを例示しているが単数をとる場合もある。
【００１４】
膨張弁２４（２４Ａ，２４Ｂ）は、往路２１及び復路２２を循環するフロン冷媒の流量を調整している。
そして、往路２１の途中からフロン冷媒の一部が、油冷却機１５の冷媒として送られ、アキュームレータ１３において循環するフロン冷媒の脈動を抑制している。
【００１５】
図２は、第１実施形態に係る冷凍機システムの変形例を示している。なお、図２において図１と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
この変形例においては、複合弁２５（２５Ａ，２５Ｂ）が、遮断弁２３（図１）及び膨張弁２４としての機能を兼ねている。
【００１６】
図３のフローチャートに基づいて第１実施形態に係る冷凍機システムの動作を説明する。
まず、初期状態設定として遮断弁２３を開状態として（Ｓ１１）、バイパス弁３１を閉状態とする（Ｓ１２）。そして、圧縮機１２を起動させて往路２１、冷却コイル１６、復路２２の方向にフロン冷媒を循環させて、居室内の空気を冷却する（Ｓ１３）。
【００１７】
そして、フロン冷媒が流動する往路２１及び復路２２の差圧ΔＰを差圧検知部３２で検知する（Ｓ１４）。フロン冷媒が正常に循環している場合、この差圧ΔＰは、規定範囲内にあるが（Ｓ１５：Ｎｏ）、冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）において冷媒漏れが生じると、差圧ΔＰは、規定範囲を外れる（Ｓ１５：Ｙｅｓ）。
【００１８】
すると、遮断弁２３が閉状態となり（Ｓ１６）、冷却コイル１６へのフロン冷媒の供給を停止する。そして、バイパス弁３１が開状態となり（Ｓ１７）、フロン冷媒はこのバイパス弁３１を経由して凝縮器１１を循環することになりサージング現象による圧縮機１２の破損を防止する。このように、各実施形態において、フロン冷媒の漏洩事故が発生しても、圧縮機１２を停止させる必要がない。
【００１９】
（第２実施形態）
図４に示すように第２実施形態に係る冷凍機システム１０は、遮断弁２３（２３Ａ，２３Ｂ）及び差圧検知部３２が、複数の冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）のそれぞれに対応して設けられ、冷媒の漏洩した冷却コイル１６に対応する遮断弁２３のみが閉状態（図中、塗りつぶし）となり、その他の冷却コイル１６に対応する開状態（図中、白抜き）の遮断弁２３がバイパス弁３１（図１参照）として機能する。
なお、図４において図１と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００２０】
図５のフローチャートに基づいて第２実施形態に係る冷凍機システムの動作を説明する。
まず、初期状態設定として遮断弁２３を開状態として（Ｓ２１）、圧縮機１２を起動させる（Ｓ２２）。フロン冷媒が、往路２１、冷却コイル１６、復路２２の方向に循環して居室内の空気が冷却され、差圧検知部３２で差圧ΔＰが検知される（Ｓ２３）。
【００２１】
フロン冷媒が正常に循環している場合、この差圧ΔＰは、規定範囲内にあるが（Ｓ２４：Ｎｏ）、冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）のいずれかにおいて冷媒漏れが生じると、対応する冷却コイル１６の流路の差圧ΔＰは、規定範囲を外れる（Ｓ２４：Ｙｅｓ）。
【００２２】
すると、差圧ΔＰが規定範囲を外れた流路に配置される遮断弁２３が閉状態となり（Ｓ２５）、対応する冷却コイル１６へのフロン冷媒の供給を停止する。しかし、冷媒漏れの無い冷却コイル１６においては、対応する遮断弁２３は開状態のままであるので、引き続き居室の空調が継続される。
このように、第２実施形態によれば、複数ある冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）のうちいずれかにおいてフロン冷媒の漏洩事故が発生しても、正常な冷却コイル１６に設けられた遮断弁２３をバイパスしてフロン冷媒は循環することになる。そして、漏洩事故が発生しても、全ての冷却コイル１６の冷却機能を停止させる必要がない。
【００２３】
（第３実施形態）
図６に示すように第３実施形態に係る冷凍機システム１０は、冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）のそれぞれにフロンガス検出器３３が設けられている。なお、図６において図１と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。なお、図６において、差圧検知部３２（図４）が除外されているが、フロンガス検出器３３とダブルチェックする意味で、この差圧検知部３２を設けてもよい。
【００２４】
図７のフローチャートに基づいて第３実施形態に係る冷凍機システムの動作を説明する。
まず、初期状態設定として遮断弁２３を開状態として（Ｓ３１）、圧縮機１２を起動させる（Ｓ３２）。フロン冷媒が、往路２１、冷却コイル１６、復路２２の方向に循環して居室内の空気が冷却される。
【００２５】
フロン冷媒が正常に循環している場合、フロンガス検出器３３は、無反応であるが（Ｓ３３：Ｎｏ）、冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）のいずれかにおいて冷媒漏れが生じると、対応するフロンガス検出器３３は、フロンガスを検知する（Ｓ３３：Ｙｅｓ）。
【００２６】
すると、フロンガスの検知された流路に配置される遮断弁２３が閉状態となり（Ｓ３４）、対応する冷却コイル１６へのフロン冷媒の供給を停止する。
しかし、冷媒漏れの無い冷却コイル１６においては、対応する遮断弁２３は開状態のままであるので、フロン冷媒は、この開状態の遮断弁２３をバイパスして居室の空調が継続される。
このように、第３実施形態によれば、複数ある冷却コイル１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）のうちいずれかにおいてフロン冷媒の漏洩事故が発生しても、全ての冷却コイル１６の冷却機能を停止させる必要がない。
【００２７】
本発明は前記した実施形態に限定されるものでなく、共通する技術思想の範囲内において、適宜変形して実施することができる。また、冷凍機システムの冷媒漏洩防止機能は、コンピュータによって各手段を各機能プログラムとして実現することも可能であり、冷凍機システムの冷媒漏洩プログラムとして発明を実施することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０…冷凍機システム、１１…凝縮器、１２…圧縮機、１３…アキュームレータ、１４…油分離機、１５…油冷却機、１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）…冷却コイル、２１…往路、２２…復路、２３（２３Ａ，２３Ｂ）…遮断弁、２４（２４Ａ，２４Ｂ）…膨張弁、２５（２５Ａ，２５Ｂ）…複合弁、３１…バイパス弁、３２…差圧検知部、３３…フロンガス検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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