(57)【要約】【課題】  可燃性冷媒を用い、室内機と室外機とを有する分離型空気調和機において、熱交換器の溶接部分から漏洩する可燃性冷媒により爆発性雰囲気を生じる可能性を低減することができる空気調和機を提供する。【解決手段】  熱交換器の溶接部を隙間なく覆い、室内機内部空間と遮蔽するカバーと、カバーの上部に設けられ、カバーの内部とカバーの外部とを連通する通気孔と、カバーの下部に設けされ、カバーの内部と、室内機の外部とを連通する流路と、カバーの内部にある気体を、流路を通じて室内機、あるいは室外機の外部に排出するための送風装置と、流路の内部に設置され、可燃性ガスを検知するセンサと、を備える。【選択図】図６
2008292066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と室外機とを冷媒流路で接続して可燃性冷媒を封入し、冷凍サイクルを構成した分離型空気調和機において、
前記室内機内に配設された、前記冷媒流路に溶接部分を有する室内熱交換器と、
前記室内熱交換器の前記溶接部を覆い、前記溶接部から漏洩する冷媒を受けるカバーと、
前記カバー内に室内の空気を取り込むための通気孔と、
前記カバー内の冷媒を排出するために前記カバーの下部に設けられた排出流路と、
を備えた空気調和機。
【請求項２】
請求項１において、
前記排出流路は管で構成されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記排出流路に、可燃性ガスを検知するセンサを配設したことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１において、
前記排出流路に送風装置を配設したことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項３において、
前記センサの出力に基づいて、前記排出流路に配設された送風装置を作動させることを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
請求項１において、
前記カバーで受けられた冷媒は、室内に向かって排出されることを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
可燃性冷媒を用い、室内機と室外機とを有する分離型空気調和機において、
前記室内機内に設置された、冷媒流路に溶接部分を有する室内側熱交換器と、
前記熱交換器の前記溶接部をその外側から覆い、室内機内部空間と遮蔽するカバーと、
前記カバーの上部に設けられ、前記カバーの内部と前記カバーの外部とを連通する通気孔と、
前記カバーの下部に設けられ、前記カバーの内部と、室内機の外部とを連通する流路と、
前記カバーの内部にある気体を、前記流路を通じて室内機の外部に排出するための送風装置と、
前記流路の内部に設置され、可燃性ガスを検知するセンサと、
を備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に関し、より詳しくは、可燃性冷媒を用いた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の冷房，暖房、若しくは除湿を行う方法として、冷媒ガスを圧縮する方式の冷凍サイクルを用いた空気調和機が知られている。前記空気調和機用の冷媒としては、ＨＦＣであるＲ４１０Ａ等のフッ素化合物が広く用いられてきた。しかしながら、これらの冷媒は地球温暖化への影響が大きく、地球温暖化防止の観点から、より地球温暖化への影響が小さい冷媒を使用することが望ましい。このような背景から、ＨＦＣであるＲ３２や、炭化水素であるプロパンやイソブタン等の地球温暖化への影響の小さい冷媒を利用することが提案されているが、Ｒ３２やプロパン，イソブタンは可燃性を有する冷媒であり、この点において従来のＨＦＣと異なる。
【０００３】
この種の可燃性冷媒を用いた空気調和機では、冷凍サイクルを構成する熱交換器や配管、圧縮機等から冷媒が漏洩して、火災等の事故を起こす可能性が懸念される。この懸念を解消するために、この種の可燃性冷媒を用いた空気調和機では、例えば特許文献１に示すような構造が発明されている。特許文献１には、漏洩した可燃性ガスを冷媒漏れ検知器により検知して、冷媒の漏洩を使用者に通知したり、冷媒を室内機、あるいは室外機内に回収したりするなどの安全対策をとることが示されているが、漏洩した冷媒の具体的な検知手段については記載されていない。
【０００４】
ところで、一般的に、空気調和機の熱交換器は、複数のヘアピン状の伝熱管（以下ヘアピンパイプと記す）と、複数のフィンとの組み合わせで構成され、ヘアピンパイプの両端部は、配管部品を用いて他のヘアピンパイプや冷媒配管等の要素と接続されている。これらの接続は、ろう剤を用いた溶接で行われているため、接続部では溶接不良等により冷媒が漏洩する可能性が他の部位に比べて高い。
【０００５】
このような構造に対し、特許文献２では、室内機の熱交換器の溶接部をカバーで覆い、溶接部から漏洩した冷媒を、チューブにより室外に導く構造が示されている。このような構造においては、カバー内、あるいはチューブ内に漏洩した冷媒が滞留すれば、前記カバー内、あるいはチューブ内が爆発性雰囲気になる可能性がないとは言えない。万が一そうなった場合には、静電気の放電等、着火源により冷媒が燃える可能性がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３６９３７０号（第６頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−９９５３０号（第４頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、冷媒流路の溶接部分から漏洩する可燃性冷媒により爆発性雰囲気を生じる可能性を低減することができる空気調和機を提供することを目的とする。また、漏洩した冷媒を確実に検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、
室内機と室外機とを冷媒流路で接続して可燃性冷媒を封入し、冷凍サイクルを構成した分離型空気調和機において、
前記室内機内に配設された、前記冷媒流路に溶接部分を有する室内熱交換器と、
前記室内熱交換器の前記溶接部を覆い、前記溶接部から漏洩する冷媒を受けるカバーと、
前記カバー内に室内の空気を取り込むための通気孔と、
前記カバー内の冷媒を排出するために前記カバーの下部に設けられた排出流路と、
を備えることにより達成される。
【０００９】
また、本発明の目的は、
可燃性冷媒を用い、室内機と室外機とを有する分離型空気調和機において、
前記室内機内に設置された、冷媒流路に溶接部分を有する室内側熱交換器と、
前記熱交換器の前記溶接部をその外側から覆い、室内機内部空間と遮蔽するカバーと、
前記カバーの上部に設けられ、前記カバーの内部と前記カバーの外部とを連通する通気孔と、
前記カバーの下部に設けられ、前記カバーの内部と、室内機の外部とを連通する流路と、
前記カバーの内部にある気体を、前記流路を通じて室内機の外部に排出するための送風装置と、
前記流路の内部に設置され、可燃性ガスを検知するセンサと、
を備えることにより達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷媒流路の溶接部分から漏洩する可燃性冷媒により爆発性雰囲気を生じる可能性を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】
【００１１】
以下に本発明の実施形態を、図１から図１０を使って詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る分離型空気調和機の冷凍サイクル構成図である。図１において、３１０は圧縮機、３３０は室外側熱交換器、３４０は減圧装置、２１０は室内側熱交換器であり、これらは冷媒配管で順次接続され、圧縮機３１０に戻されることで冷凍サイクル（冷房サイクル）を構成している。また、四方弁３２０を切り換えることで逆サイクル（暖房サイクル）を構成できる。３００は室外機であり、圧縮機３１０，四方弁３２０，室外側熱交換器３３０，減圧装置３４０、および室外側ファン３６０，室外側ファンモータ３７０，電気品（図示せず）が収納されている。２００は室内機であり、前記室内側熱交換器２１０及び室内側ファン２２０，室内側ファンモータ２３０，電気品（図示せず）が収納されている。この冷凍サイクルでは、冷媒には可燃性のプロパンが用いられており、圧縮機の潤滑を行う冷凍機油には鉱油が用いられている。
【００１３】
図２は、空気調和機に用いられているクロスフィンチューブ形熱交換器の分解図である。図２に示すとおり、クロスフィンチューブ形熱交換器では、複数のフィン１０１に複数のヘアピンパイプ１０２が挿入されており、ヘアピンパイプの端部１０２ａと、Ｕ字状のリターンパイプ１０３の端部１０３ａとは、ろう剤を用いた溶接により接合される。
【００１４】
図３は、本発明に係る室内側熱交換器２１０の斜視図である。本熱交換器も、図２に示すクロスフィンチューブ形熱交換器であり、複数のフィン２１１に複数のヘアピンパイプ２１２が挿入されており、ヘアピンパイプ２１２とリターンパイプ２１３とは、図３中の溶接部２１４ａに示す位置で、溶接により接合されている。図３中、２１５および２１６は冷媒配管であり、冷媒分流器２１７と図３中の溶接部２１４ｂに示す位置で溶接により接合されている。また、冷媒分流器２１７とヘアピンパイプ２１２とについても、図３中の溶接部２１４ｃに示す位置で溶接により接合されている。以上のように、室内側熱交換器は、多数の溶接箇所を設けることで冷媒配管の端部２１５ａと２１６ａとを連通させ、冷凍サイクルの冷媒流路を構成している。また、前記溶接部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃは、熱交換器の片側のみに、すなわち図３においては熱交換器の右側のみに配置されている。
【００１５】
図４は、室内側熱交換器２１０の溶接部を覆うカバー２４０を、室内側熱交換器２１０と接する面が見えるように描いた斜視図である。図５は、室内側熱交換器２１０の溶接部を覆うカバー２４０を、室内側熱交換器２１０と接する部分の面と反対側の面が見えるように描いた斜視図である。
【００１６】
図４および図５に示すとおり、カバー２４０は中空構造となっており、上部にスリット状の通気孔２４０ａ、下部に略円管状の流路２４０ｂが設けられている。このカバー２４０は、冷媒が漏洩する可能性がある部分のみに設けられる。
【００１７】
流路２４０ｂの内部には、可燃性ガスセンサ２７０と、カバー内の気体を室内機の外部に排出するための送風装置２４１が設けられている。本実施例では、流路２４０ｂはカバー２４０の前面に設けられているが、流路２４０ｂを設ける位置は、カバー２４０の下部であれば、カバー２４０の背面、あるいは側面でも構わない。
【００１８】
カバー２４０の、室内側熱交換器と接する部分は、図４中の２４０ｃに示す通り、図３中の室内側熱交換器のフィン２１１と略同形状に開口している。前記開口部２４０ｃと室内側熱交換器２１０との密着性が低くなる恐れがある場合には、前記開口部２４０ｃの外縁に、軟質のパッキン等の弾性体を設けることができる。
【００１９】
さらに、カバー２４０には、室内側ファンを駆動する軸が通る穴２４０ｄと、冷媒配管２１５と冷媒配管２１６とがカバーを貫通するための孔２４０ｅ，２４０ｆが設けられている。前記孔２４０ｅ，２４０ｆと、前記冷媒配管２１５，２１６との間に、大きく隙間が生じる恐れのある場合は、前記孔２４０ｅ，２４０ｆの外縁部に軟質のパッキン等の弾性体を設けることができる。
【００２０】
図６は室内側熱交換２１０の溶接部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃを、カバー２４０で覆い、さらに室内側ファンを駆動する室内側ファンモータ２３０を組み付けた状況を示した斜視図である。
【００２１】
本実施例では、室内側ファンモータ２３０は室内側熱交換器２１０の、カバー２４０が取り付けられる側に、即ち図６においては室内側熱交換器２１０の右側に配置されている。
【００２２】
本構成にて、送風装置２４１を作動させると、カバー２４０の内部の気体は流路２４０ｂを通って前面、すなわち室内に排出され、通気孔２４０ａからは、室内機の周囲の空気が吸い込まれる。この状態において、前記溶接部から可燃性の冷媒が漏洩すると、漏洩した冷媒は通気孔２４０ａから吸い込まれた空気により希釈されつつ、流路２４０ｂを通って室内機の外部に排出される。このように、漏洩冷媒を室内に排出するようにすれば、排気ホース等の部品を必要とせず、通常の分離型空気調和機と同様の据付工事で足りるので施工性が良い。
【００２３】
前記の通り、漏洩した冷媒は室内機の外部に排出される過程で、流路２４０ｂを必ず通ることになる。そのため、流路２４０ｂの内部に設けられた可燃性ガスセンサ２７０により、冷媒の漏洩を確実に検知することが可能であり、前記センサの出力に応じて、冷媒の漏洩を使用者に通知したり、冷媒を室内機、あるいは室外機内に回収したりするなどの安全対策をとることが可能となる。
【００２４】
また、漏洩した冷媒は通気孔２４０ａから吸い込まれた空気により、前記の通り希釈されつつ室内機の外部に排出されるので、流路２４０ｂから排出される気体における冷媒の濃度は、燃焼限界以下の濃度となっている。即ち、火災等の事故を防止することができる。
【００２５】
本実施例で冷媒として用いているプロパンは、空気よりも重いガスであり、空気中に漏洩すると下方へ流れる性質があるため、流路２４０ｂをカバー２４０の下部に設けることは、万一送風装置２４１の劣化や、通気孔２４０ａの目詰まり等により、送風装置２４１の送風量が低下した場合にも、冷媒の滞留を防ぎ、また、流路２４０ｂの内部に設けられた可燃性ガスセンサ２７０により、確実に冷媒の漏洩を検知するのに有効である。また、同様の理由により、通気孔２４０ａをカバー２４０の上部に設けることは、漏洩した冷媒を希釈するとともに、漏洩した冷媒が流路２４０ｂ以外から流出し、可燃性ガスセンサ２７０による冷媒の漏洩の検知ができなくなる事態を回避するのに有効である。
【００２６】
次に、図６の構成で、送風装置２４１が作動していない状態において、前記溶接部から冷媒が漏洩する場合について説明する。本実施例で冷媒として用いているプロパンは、空気よりも重いガスである。そのため、漏洩した冷媒はカバー２４０の下方に流れ、流路２４０ｂを通って室内機の外部に流出する。
【００２７】
この場合においても、漏洩した冷媒は流路２４０ｂを必ず通って室内機の外部に排出されるため、流路２４０ｂの内部に設けられた可燃性ガスセンサ２７０により冷媒の漏洩を検知することが可能である。冷媒の漏洩が無い場合に、送風装置２４１を動作させないようにすれば、空気調和機の消費電力を節約することができる。また、前記センサの出力に応じて送風装置２４１を作動させて、漏洩した冷媒を希釈したり、冷媒の漏洩を使用者に通知したり、冷媒を室内機、あるいは室外機内に回収したりするなどの安全対策をとることが可能となる。即ち、火災等の事故を防止することができる。
【００２８】
図７は、室内側熱交換器２１０の溶接部を覆う、別のカバー２５０の斜視図である。前記カバー２４０とカバー２５０との違いは、カバー２５０では流路２５０ｂがカバー下部の後部側面に設けられている点と、流路２５０ｂに、室外に通ずる管２６０が接続されている点である。
【００２９】
本カバー２５０と室内側熱交換器２１０とを組み合わせることにより、室内側熱交換器２１０の溶接部から冷媒が漏洩した際には、漏洩した冷媒は、通気孔２５０ａから流入した空気により希釈されるとともに、流路２５０ｂと管２６０を通り、室外に排出される。
【００３０】
この場合においても、漏洩した冷媒は流路２５０ｂを必ず通るので、流路２５０ｂの内部に設けられた可燃性ガスセンサ２７０により冷媒の漏洩を確実に検知することが可能であり、前記センサの出力に応じて、冷媒の漏洩を使用者に通知したり、冷媒を室内機、あるいは室外機内に回収したりするなどの安全対策をとることが可能となる。
【００３１】
また、本構成においては、漏洩した冷媒は、すべて室外に排出されるため、空気により希釈された冷媒が室内に排出される場合に比べて、室内での火災等の事故が起こる可能性をさらに低くすることが可能である。
【００３２】
図８は、本発明に係る室外側熱交換器３３０の斜視図である。本熱交換器も、図２に示すクロスフィンチューブ形熱交換器であり、複数のフィン３３１に複数のヘアピンパイプ３３２が挿入されており、ヘアピンパイプ３３２とリターンパイプ３３３とは、図８中の溶接部３３４ａに示す位置で、溶接により接合されている。図８中、３３５および３３６は冷媒配管であり、冷媒分流器３３７と図８中の溶接部３３４ｂに示す位置で溶接により接合されている。また、冷媒分流器３３７とヘアピンパイプ３３２とについても、図８中の溶接部３３４ｃに示す位置で溶接により接合されている。
【００３３】
図９は、室外側熱交換器３３０の溶接部を覆うカバー３８０の斜視図である。カバー３８０は中空構造となっており、上部にスリット状の通気孔３８０ａ、下部に略円筒形状の流路３８０ｂが設けられている。流路３８０ｂの内部には、可燃性ガスセンサ３９０と、カバー内の気体を室内機の外部に排出するための送風装置３８１が設けられている。本実施例では、流路３８０ｂはカバー３８０の下部側面に設けられているが、流路３８０ｂを設ける位置は、カバー３８０の下部であれば、カバー３８０の前面、あるいは背面でも構わない。
【００３４】
カバー３８０の、室外側熱交換器と接する部分は、図８中の室外側熱交換器のフィン３３１と略同形状に開口している（図示せず）。前記開口部と室外側熱交換器３３０との密着性が低くなる恐れがある場合には、前記開口部の外縁に、軟質のパッキン等の弾性体を設けることができる。
【００３５】
さらに、カバー３８０には、冷媒配管３３５と冷媒配管３３６とがカバーを貫通するための孔３８０ｅ，３８０ｆが設けられている。前記孔３８０ｅ，３８０ｆと、前記冷媒配管３３５，３３６との間に、大きく隙間が生じる恐れのある場合は、前記孔３８０ｅ，３８０ｆの外縁部に軟質のパッキン等の弾性体を設けることができる。
【００３６】
図１０は、室外側熱交換２２の溶接部３３４ａ，３３４ｂ，３３４ｃを、カバー３８０で覆った状況を示した斜視図である。
【００３７】
図１０の構成において、送風装置３８１を作動させると、カバー３８０の内部の気体は流路３８０ｂを通って室外機の外部に排出されるとともに、通気孔３８０ａからは、室外機の周囲の空気が吸い込まれる。前記状態において、前記室外側熱交換器３３０の溶接部から可燃性の冷媒が漏洩すると、漏洩した冷媒は通気孔３８０ａから吸い込まれた空気により希釈されつつ、流路３８０ｂを通って室外機の外部に排出される。
【００３８】
前記の通り、漏洩した冷媒は室外機の外部に排出される過程で、流路３８０ｂを必ず通ることになる。そのため、流路３８０ｂの内部に設けられた可燃性ガスセンサ３９０により、冷媒の漏洩を確実に検知することが可能であり、前記センサの出力に応じて、冷媒の漏洩を使用者に通知したり、冷媒を室内機、あるいは室外機内に回収したりするなどの安全対策をとることが可能となる。
【００３９】
また、漏洩した冷媒は通気孔３８０ａから吸い込まれた空気により、前記の通り希釈されつつ室外機の外部に排出されるので、流路３８０ｂから排出される気体における冷媒の濃度は、燃焼限界以下の濃度となっている。即ち、火災等の事故を防止することができる。
【００４０】
図１０の構成で、送風装置３８１が作動していない状態において、前記室外側熱交換器３３０の溶接部から冷媒が漏洩する場合について説明する。
【００４１】
本実施例では、冷媒に空気より重いプロパンを用いているため、漏洩した冷媒はカバー３８０の下方に流れ、流路３８０ｂを通って室外機の外部に流出する。
【００４２】
この場合においても、漏洩した冷媒は必ず流路３８０ｂを通って室外機の外部に排出されるため、流路３８０ｂの内部に設けられた可燃性ガスセンサ３９０により冷媒の漏洩を検知することが可能であり、前記センサの出力に応じて送風装置３８１を作動させて、漏洩した冷媒を希釈したり、冷媒の漏洩を使用者に通知したり、冷媒を室内機、あるいは室外機内に回収したりするなどの安全対策をとることが可能となる。即ち、火災等の事故を防止することができる。
【００４３】
以上、冷媒としてプロパンを用いた実施例を示したが、プロパン以外の可燃性冷媒であるＲ３２やノルマルブタン，イソブタン，プロピレン等も、空気より重いガスであるため、これらの冷媒を用いた場合でも、本実施例と同様に火災等の事故を防止することができる。
【００４４】
以上、本実施例によれば、冷媒流路の溶接部分から漏洩する冷媒を空気で希釈しつつ室内機／室外機の外部に排出する構造のため、カバーの内部、及び空気と冷媒の混合物が排出された空間が爆発性雰囲気になる可能性を低減できる。また、漏洩冷媒の通り道にセンサを設けることで熱交換器部分から漏洩する冷媒を、確実に検知できる。また、検知に必要なセンサは流路内に最低１個設ければよいため、各配管溶接部付近にセンサを設ける場合に比べ、低コストとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る冷凍サイクルの構成図。
【図２】クロスフィンチューブ形熱交換器の分解図。
【図３】本発明に係る室内側熱交換器の斜視図。
【図４】本発明に係る室内側熱交換器の溶接部を覆うカバーの斜視図。
【図５】本発明に係る室内側熱交換器の溶接部を覆うカバーの斜視図。
【図６】本発明に係る室内側熱交換器の溶接部を、カバーにより覆い、室内側ファンモータを組み付けた状態を示す斜視図。
【図７】本発明に係る室内側熱交換器の溶接部を覆う別のカバーの斜視図。
【図８】本発明に係る室外側熱交換器の斜視図。
【図９】本発明に係る室外側熱交換器の溶接部を覆うカバーの斜視図。
【図１０】本発明に係る室外側熱交換器の溶接部を、カバーにより覆った状態を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  フィン
１０２  ヘアピンパイプ
１０３  リターンパイプ
２００  室内機
２１０  室内側熱交換器
２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，３３４ａ，３３４ｂ，３３４ｃ  溶接部
２２０  室内側ファン
２３０  室内側ファンモータ
２４０，２５０，３８０  カバー
２４０ａ，２５０ａ，３８０ａ  通気孔
２４０ｂ，２５０ｂ，３８０ｂ  流路
２４１，３８１  送風装置
２７０，３９０  可燃性ガスセンサ
３００  室外機
３１０  圧縮機
３２０  四方弁
３３０  室外側熱交換器
３４０  減圧装置
３６０  室外側ファン
３７０  室外側ファンモータ
【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】
2008292066.tif 000007
【図６】
2008292066.tif 000008
【図７】
2008292066.tif 000009
【図８】
2008292066.tif 000010
【図９】
2008292066.tif 000011
【図１０】
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