(57)【要約】【課題】室内への冷媒漏れを極力低減することができる空調装置を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（３１）と、圧縮機（３１）から吐出された冷媒を冷却する熱交換器（３２）と、熱交換器（３２）から流出された冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３４）と、空調室内（２）側に配設され、減圧手段（３４）によって減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）とを備える空調装置において、蒸発器（１６）の冷媒入口側の冷媒流路を開閉する開閉弁（３５）と、冷媒が空調室内（２）へ漏れ出していることを検出する冷媒漏れ検出手段（２５）と、冷媒漏れ検出手段（２５）により冷媒漏れが検出された場合に、開閉弁（３５）を閉弁制御するとともに、圧縮機（３１）を予め定められた所定時間稼動させた後に停止させるように制御する制御手段（２６）とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（３１）と、
当該圧縮機（３１）から吐出された前記冷媒を冷却する熱交換器（３２）と、
当該熱交換器（３２）から流出された前記冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３４）と、
空調室内（２）側に配設され、前記減圧手段（３４）によって減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と
を備える空調装置において、
前記蒸発器（１６）の冷媒入口側の冷媒流路を開閉する開閉弁（３５）と、
前記冷媒が前記空調室内（２）へ漏れ出していることを検出する冷媒漏れ検出手段（２５）と、
当該冷媒漏れ検出手段（２５）により冷媒漏れが検出された場合に、前記開閉弁（３５）を閉弁制御するとともに、引き続き前記圧縮機（３１）を予め定められた所定時間稼動させた後に停止させるように制御する制御手段（２６）と
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記冷媒は、ＣＯ２であることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記冷媒漏れ検出手段（２５）は、前記空調室内（２）に設けられたＣＯ２センサ（２５）であることを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記蒸発器（１６）の冷媒出口側の冷媒流路に、前記冷媒を前記圧縮機（３１）側へのみ流通させて前記蒸発器（１６）側への逆流を防止するための逆止弁（３６）を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記空調室内（２）は、車両用室内であり、
前記蒸発器（１６）は、前記冷媒と前記車両用室内（２）に吹き出す空気とを熱交換することを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に関し、冷媒として、ＣＯ２、プロパンやブタン等の可燃性流体、もしくはアンモニア等の流体を用いたものに適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
蒸発圧縮冷凍サイクルを利用した車両用空調装置では、冷媒として、ＣＯ２、プロパンやブタン等の可燃性流体、もしくはアンモニア等の流体が用いられる場合がある。こうした場合に、特に、車室内側に配設される蒸発器で冷媒漏れが発生すると、車室内の空気が汚染され、車室内に居る人間に影響を及ぼす虞があった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１に記載の空調装置では、蒸発器での冷媒漏れを検知すると、圧縮機を停止させて蒸発器への冷媒流入を阻止するとともに、ブザーや警告ランプ等の警告手段によって乗員に冷媒漏れを報告するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−２１３３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、蒸発器での冷媒漏れを検知して圧縮機をすぐに停止させても、蒸発器内には冷媒が残留しているため、この残留した冷媒が車室内へさらに漏れ出してしまう虞があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、室内への冷媒漏れを極力低減することができる空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（３１）と、当該圧縮機（３１）から吐出された冷媒を冷却する熱交換器（３２）と、熱交換器（３２）から流出された冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３４）と、空調室内（２）側に配設され、減圧手段（３４）によって減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）とを備える空調装置において、蒸発器（１６）の冷媒入口側の冷媒流路を開閉する開閉弁（３５）と、冷媒が空調室内（２）へ漏れ出していることを検出する冷媒漏れ検出手段（２５）と、冷媒漏れ検出手段（２５）により冷媒漏れが検出された場合に、開閉弁（３５）を閉弁制御するとともに、引き続き圧縮機（３１）を予め定められた所定時間稼動させた後に停止させるように制御する制御手段（２６）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本構成によれば、空調室内（２）への冷媒漏れが検出された場合に、蒸発器（１６）の冷媒入口側の冷媒流路が閉じられた状態で圧縮機（３１）が所定時間稼動される。この間に、蒸発器（１６）内に残留した冷媒は圧縮機（３１）側へ吸引されていき、蒸発器（１６）内の冷媒が完全になくなってから圧縮機（３１）が停止される。このため、室内（２）側に配設される蒸発器（１６）内に残留した冷媒がさらに室内（２）へ漏れ出すことがなく、室内（２）へ漏れ出す冷媒量を最小限に止めることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、冷媒は、ＣＯ２であることを特徴とする。
【００１０】
本構成によれば、ＣＯ２冷媒が使用される空調装置（１）において、室内（２）へのＣＯ２冷媒漏れを好適に抑制することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、冷媒漏れ検出手段（２５）は、空調室内（２）に設けられたＣＯ２センサ（２５）であることを特徴とする。
【００１２】
室内（２）に設けられたＣＯ２センサ（２５）によって、ＣＯ２冷媒の室内（２）への漏れを確実に検出することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、蒸発器（１６）の冷媒出口側の冷媒流路に、冷媒を圧縮機（３１）側へのみ流通させて蒸発器（１６）側への逆流を防止するための逆止弁（３６）を設けたことを特徴とする。
【００１４】
逆止弁（３６）を設けることで、冷媒が冷媒流路を逆流して蒸発器（１６）に戻ってくることが防止されるため、蒸発器（１６）内に残留した冷媒が確実に圧縮機（３１）側へ吸引され、蒸発器（１６）内に冷媒が残留しないようにすることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、空調室内（２）は、車両用室内であり、蒸発器（１６）は、冷媒と車両用室内（２）に吹き出す空気とを熱交換することを特徴とする。
【００１６】
本構成によれば、車両用の空調装置において、車両用室内（２）への冷媒漏れを極力低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の空調装置を適応した一実施形態である車両用空調装置の模式図である。図１に示すように、車室内２（空調室内）を空調する車両用空調装置１（以下、単に「空調装置」という。）は、内部に空気流路が形成される空調ケーシング１０を有し、この空調ケーシング１０内の空気上流側部位には、内外気切換装置１１が設けられている。内外気切換装置１１には、内気を導入するための内気導入口１２と外気を導入するための外気導入口１３とが開口形成されているとともに、これらの各導入口１２，１３を選択的に開閉する内外気切換ドア１４（以下、単に「切換ドア１４」という。）が設けられている。この切換ドア１４を回動作動させることで、各導入口１２，１３を選択的に開閉するようになっている。
【００１８】
内外気切換装置１１の下流側部位には、両導入口１２，１３から吸入された空気を送風する送風機１５が配設され、この送風機１５の空気下流側には、室内に吹き出す空気を冷却する蒸発器１６が配設されている。この蒸発器１６は、後述する放熱器３２（熱交換器）や圧縮機３１とともに冷凍サイクルＲを構成する機器である。冷凍サイクル（冷媒としてＣＯ２を使用）については、図２を参照して後述するものとする。
【００１９】
蒸発器１６の空気下流側には、空気を加熱するヒータコア１７が配設されており、このヒータコア１７は、走行用エンジン（図示略）の冷却水を熱源として空気を加熱している。
【００２０】
蒸発器１６の下流側には、ヒータコア１７をバイパスするバイパス流路１８が形成され、ヒータコア１７の空気上流側には、ヒータコア１７を通る風量とバイパス流路１８を通る風量との風量割合を調節するエアミックスドア１９が配設されている。
【００２１】
そして、空調ケーシング１０の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口２１と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット吹出口２２と、フロントガラスの内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口２３とが形成されており、各吹出口２１〜２３の空気上流側部位には、吹出モードを切り換える吹出モード切換ドア２４ａ〜２４ｃが配設されている。
【００２２】
また、車室内２（例えば、前側座席（図示略）の下部）には、冷媒漏れ検出手段としてのＣＯ２センサ２５が配置されている。このセンサとしては、例えば、赤外線吸収を利用したセンサを用いることができる。
【００２３】
さらに、空調装置１は、制御手段としてのエアコンＥＣＵ２６を有している。エアコンＥＣＵ２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ（いずれも図示略）等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。ＲＯＭ内には、空調制御のための制御プログラムを記憶しており、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。さらに、エアコンＥＣＵ２６は、周知のタイマ機能を備えている。
【００２４】
エアコンＥＣＵ２６には、送風機１５、エアミックスドア１９、吹出モード切換ドア２４ａ〜２４ｃ、ＣＯ２センサ２５、後述する圧縮機３１（図２参照）等が電気的に接続されている。そして、空調装置１を作動させると、エアコンＥＣＵ２６は、圧縮機３１を駆動制御するとともに、送風機１５、各種ドア駆動用の各モータ（図示略）等の作動を制御するようになっている。
【００２５】
次に、この空調装置１の冷凍サイクルＲについて説明する。図２は、本実施形態における冷凍サイクルを示す模式図である。
【００２６】
図２に示すように、冷凍サイクルＲは、車両エンジン（図示略）により電磁クラッチ（図示略）を介して駆動される圧縮機３１、放熱器３２、蒸発器１６、アキュムレータ３３を備えている。蒸発器１６の冷媒上流側（冷媒入口側の冷媒流路）には、放熱器３２で放熱された冷媒の減圧手段である膨張弁３４が設けられている。この膨張弁３４と蒸発器１６の冷媒入口との間には、冷媒流路を開閉する開閉弁としての電磁弁３５が設けられている。この電磁弁３５は、非通電時開型の電磁弁で、通電時には閉弁状態になるようにエアコンＥＣＵ２６により制御される。
【００２７】
また、蒸発器１６の冷媒下流側（冷媒出口側の冷媒流路）であって、冷媒出口とアキュムレータ３３との間には、冷媒を圧縮機３１側へのみ流通させて蒸発器１６への逆流を防止する周知の逆止弁３６が設けられている。
【００２８】
冷凍サイクルＲを構成する機器のうち、圧縮機３１、放熱器３２、アキュムレータ３３は、車室より前方側のエンジンルーム内に搭載されており、蒸発器１６、膨張弁３４、電磁弁３５、逆止弁３６は車室内２側に配設されている。
【００２９】
上記構成の冷凍サイクルＲにおいて、まず、冷媒は圧縮機３１によって高温高圧に圧縮された後、吐出されて放熱器３２に導入される。そして、冷媒は、放熱器３２で外気と熱交換する。放熱器３２から吐出された冷媒は、膨張弁３４にて低圧の気液２相冷媒に減圧され、この減圧後の低圧冷媒を蒸発器１６において空調空気（内気あるいは外気）から吸熱して蒸発させるようになっている。蒸発器１６において蒸発した後の冷媒は、アキュムレータ３３により液相冷媒と気相冷媒とに分離されて、液相冷媒はアキュムレータ３３に蓄えられるとともに、気相冷媒が再度、圧縮機３１に吸入され、圧縮されるようになっている。
【００３０】
ところで、空調装置１において、冷媒としてＣＯ２（もしくは、プロパンやブタン等の可燃性流体、アンモニア）等の流体が用いられる場合には、冷凍サイクルにおいて冷媒漏れが発生すると、漏れた冷媒が車室内２へ流入し、車室内２の空気が汚染されて、車室内２に居る人間に影響を与える虞がある。
【００３１】
蒸発器１６以外の部位で冷媒漏れが生じている場合は、冷媒はエンジンルーム内に漏れ出すため、車室内２の乗員に直接的な影響はないものの、特に、車室内２側に配設される蒸発器１６近傍で冷媒漏れが生じている場合には、人体への影響が懸念される。
【００３２】
そこで、本実施形態では、冷媒の車室内２への漏れを最小限に止めるため、車室内２のＣＯ２センサ２５により冷媒漏れを検出した場合には、圧縮機３１の作動を停止するようにしている。以下、本実施形態においてエアコンＥＣＵ２６が行う制御について詳細に説明する。
【００３３】
図３は、本実施形態においてエアコンＥＣＵが実行する制御を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示す制御は、圧縮機３１が車両エンジン（図示略）により駆動されている状態、すなわち、空調装置１が作動している状態を前提としている。
【００３４】
図３に示すように、まず、ステップＳ１００で、ＣＯ２センサ２５から入力される検出信号に基づいて、車室内２にＣＯ２冷媒が漏れ出したか否かが判断される。これは、例えば、ＣＯ２センサ２５によって検出されるＣＯ２の濃度が所定値（例えば、２００００ｐｐｍ〜３００００ｐｐｍ）を超えているか否かにより判断することができる。
【００３５】
そして、ＣＯ２冷媒が漏れ出していると判断された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０で、電磁弁３５を閉弁制御する。次いで、ステップＳ１３０でタイマをＯＮする。そして、ステップＳ１４０で、所定時間経過したか否か、すなわちタイマ時間ｔが所定時間ｔｘ以上になったか否かを判断する。そして、所定時間が経過した場合、すなわちタイマ時間ｔが所定時間ｔｘ以上になった場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１５０で圧縮機３１の作動をＯＦＦする。これは、圧縮機３１の電磁クラッチの接続を切ることで実行される。
【００３６】
なお、ステップＳ１００で、ＣＯ２冷媒が車室内２に漏れ出していないと判断された場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１２０で通常の空調制御を継続して実行する。また、ステップＳ１４０で、所定時間が経過していない場合、すなわちタイマ時間ｔが所定時間ｔｘより小さい場合（Ｓ１４０：ＮＯ）には、所定時間が経過するまでこの処理を繰り返す。
【００３７】
以上の制御によれば、ステップＳ１２０で蒸発器１６の冷媒上流に設けられる電磁弁３５が閉弁制御され、蒸発器１６の冷媒入口側の冷媒流路が閉塞された状態で、ステップＳ１４０で圧縮機３１が所定時間継続稼動される。このとき、蒸発器１６の内部に残留していた冷媒は、圧縮機３１側へ吸引されていく。
【００３８】
ここで、所定時間ｔｘは、蒸発器１６内に残留したＣＯ２冷媒が全て圧縮機３１側へ引き出されるのに十分な時間であって、かつ、圧縮機３１や放熱器３２における高圧側圧力が冷凍サイクルＲの限界圧力を超えない程度に設定されている。例えば、本実施形態ではｔｘ＝１０秒に設定されている。
【００３９】
よって、ステップＳ１１０、ステップＳ１３０、ステップＳ１４０の過程において、蒸発器１６の内部に残留していたＣＯ２冷媒は全て、圧縮機３１側へ吸引される。さらに、本実施形態では、逆止弁３６により、圧縮機３１側から蒸発器１６側への冷媒戻りは生じないようになっている。したがって、所定時間経過後（ステップＳ１４０の処理後）の蒸発器１６内には、ＣＯ２冷媒が存在しない。
【００４０】
このように蒸発器１６内（より詳細には、電磁弁３５〜蒸発器１６〜逆止弁３６までの冷媒流路内）のＣＯ２冷媒が完全になくなってから、圧縮機３１が停止される（ステップＳ１５０）。また、その後ＣＯ２冷媒が蒸発器１６側に流入してくることもない。したがって、冷媒漏れを検知した後、ステップＳ１１０、ステップＳ１３０、ステップＳ１４０の各処理を行うことで、蒸発器１６から車室内２側へのそれ以上の冷媒漏れを確実に防止することができる。
【００４１】
特に、蒸発器１６や、蒸発器１６に接続される蒸発器１６近傍の冷媒流路（電磁弁３５〜逆止弁３６までの冷媒流路）は、車室内２側に配設されるため、蒸発器１６および蒸発器１６近傍の冷媒流路において冷媒漏れが発生している場合に、車室内２への冷媒漏れを極力低減することができ、安全性を高めることができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、ＣＯ２冷媒を用いたが、プロパンやブタン等の可燃性流体、もしくはアンモニア等を用いてもよい。この場合、上記実施形態における放熱器３２は、適宜、凝縮器に代えて実施することができる。
【００４３】
上記実施形態においては、ＣＯ２センサで冷媒漏れを検出したが、その他、例えば、蒸発器１６を流通する冷媒の圧力を検出する圧力センサ等でもよい。この場合、常時、冷媒圧力を監視し、冷媒圧力が所定値以下まで低下したときに、冷媒漏れが生じていると判断するようにして実施することができる。
【００４４】
上記実施形態における逆止弁３６は、ステップＳ１１０、ステップＳ１３０、ステップＳ１４０の処理で確実に蒸発器１６内の冷媒を圧縮機３１側へ吸引することができ、冷媒逆流の虞がなければ設けなくてもよい。
【００４５】
上記実施形態では、車両用空調装置１として説明したが、車両用に限らず、家庭用空調等のその他の空調装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における冷凍サイクルを示す模式図である。
【図３】第１実施形態においてエアコンＥＣＵが実行する制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１  車両用空調装置
２  車室内（空調室内、車両用室内）
１６  蒸発器
２５  ＣＯ２センサ（冷媒漏れ検出手段）
２６  エアコンＥＣＵ（制御手段）
３１  圧縮機
３２  放熱器（熱交換器）
３４  膨張弁（減圧手段）
３５  電磁弁（開閉弁）
３６  逆止弁
【図１】
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【図２】
2008281317.tif 000004
【図３】
2008281317.tif 000005