(57)【要約】【課題】冷媒の漏洩を誤って検出することを防止することである。【解決手段】冷凍サイクル制御装置は、圧縮機、凝縮器、毛細管、および蒸発器で構成され、可燃性ガスを冷媒として用いる冷凍サイクルを有する機器を制御する装置であって、冷媒の状態を検出する状態検出部と、機器を運転状態と停止状態とに切替える運転制御部とを備え、運転制御部は、状態検出部により検出された冷媒の状態が第１の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替えるための第１の制御をし（Ｓ１４）、第１の制御後所定時間経過したときに、機器を運転状態に切替えるための第２の制御をし（Ｓ１６）、第２の制御後、状態検出部により検出された冷媒の状態が、第１の状態より冷媒が漏洩している可能性が高い第２の状態よりも、冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替えるための第３の制御をする（Ｓ２０）。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、毛細管、および蒸発器で構成され、可燃性ガスを冷媒として用いる冷凍サイクルを有する機器の冷凍サイクル制御装置であって、
前記冷媒の状態を検出する状態検出手段と、
前記機器を運転状態と停止状態とに切替える運転制御手段とを備え、
前記運転制御手段は、前記状態検出手段により検出された前記冷媒の状態が第１の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、前記機器を停止状態に切替えるための第１の制御をし、前記第１の制御後所定時間経過したときに、前記機器を運転状態に切替えるための第２の制御をし、前記第２の制御後、前記状態検出手段により検出された前記冷媒の状態が、前記第１の状態より冷媒が漏洩している可能性が高い第２の状態よりも、冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、前記機器を停止状態に切替えるための第３の制御をする、冷凍サイクル制御装置。
【請求項２】
前記状態検出手段は、前記蒸発器の前後の冷媒の温度を検出するための温度センサを含み、前記蒸発器の前後の冷媒の温度差を検出する、請求項１に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項３】
前記運転制御手段は、前記第２の制御後、前記状態検出手段により検出された前記蒸発器前後の冷媒の温度差が前記第２の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が低く、かつ、前記状態検出手段により検出された前記蒸発器の前の冷媒の温度が所定温度より高い場合は、前記機器を停止状態に切替えるための第４の制御をする、請求項２に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項４】
前記第３の制御後に、前記冷媒が漏洩している旨をユーザに報知する報知手段をさらに備えた、請求項１に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項５】
前記報知手段による冷媒が漏洩している旨の報知を停止させるための報知停止信号を入力する報知停止入力手段をさらに備え、
前記運転制御手段は、前記報知手段による前記冷媒が漏洩している旨の報知が開始された後、前記報知停止入力手段による報知停止信号の入力が所定時間ない場合は、前記機器を運転状態に切替えるための第５の制御をする、請求項４に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項６】
前記状態検出手段は、前記蒸発器の前の冷媒の温度を検出するための温度センサを含み、
前記運転制御手段は、前記第５の制御後、前記状態検出手段により検出された前記蒸発器の前の冷媒の温度が、冷凍サイクルの冷却能力に基づき定まる温度より高い場合は、前記機器を停止状態に切替えるための第６の制御をする、請求項５に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項７】
圧縮機、凝縮器、毛細管、および蒸発器で構成され、可燃性ガスを冷媒として用いる冷凍サイクルを有する機器を制御し、前記冷媒の状態を検知する状態検出手段を有する制御装置で前記機器を運転状態と停止状態とに切替える冷凍サイクル制御方法であって、
前記状態検出手段により検出された前記冷媒の状態が第１の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、前記機器を停止状態に切替えるステップと、
所定時間経過したときに、前記機器を運転状態に切替えるステップと、
前記状態検出手段により検出された前記冷媒の状態が、前記第１の状態より冷媒が漏洩している可能性が高い第２の状態よりも、冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、前記機器を停止状態に切替えるステップとを含む、冷凍サイクル制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクル制御装置および冷凍サイクル制御方法に関し、特に、可燃性ガスを冷媒として用いる機器の防爆に適した冷凍サイクル制御装置および冷凍サイクル制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、圧縮機、凝縮器、毛細管、および、蒸発器で構成される冷凍サイクルを有する冷蔵庫やエアコンディショナー等の機器において、フロン規制により、炭化水素系冷媒等の可燃性ガスを用いた冷媒を使用する機器が製品化されている。このような炭化水素系冷媒を用いる機器においては、冷媒の漏洩が発生した場合に、冷媒へ引火して爆発するのを防止するために、安全を確保することに配慮する必要がある。たとえば、冷蔵庫に関しては、ＪＥＭＡ（社団法人  日本電機工業会）自主基準において、庫内および庫外の電気部品は防爆構造にすることや、霜取りヒータ等の高温部品の表面は冷媒が引火する恐れがない温度であることなどが基準として定められている。
【０００３】
また、特開平９−１４８１１号公報においては、蒸発器入口パイプおよび蒸発器出口パイプに取付けられたそれぞれの温度センサで計測された蒸発器入口冷媒温度と蒸発器出口冷媒温度との温度差から冷媒が漏洩している有無を判定し、冷媒漏洩があると判定された場合は、冷蔵庫を停止する冷蔵庫の防爆装置について記載されている。
【０００４】
さらに、特開２００１−１１６４１９号公報においては、冷媒の漏れを検知したときは、圧縮機を連続運転しながら、引火の恐れを防止するために霜取りヒータなどの除霜手段は動作させず、警報手段を動作させる冷蔵庫について記載されている。
【０００５】
図１０は、冷凍サイクルの蒸発器前後の冷媒の状態の変化を示すグラフである。図１０（Ａ）は、冷凍サイクルの蒸発器前後の冷媒の温度の変化を示すグラフである。図１０（Ｂ）は、冷凍サイクルの蒸発器前後の冷媒の温度差の変化を示すグラフである。図１０（Ａ）では、蒸発器入口温度をＴｆ、蒸発器出口温度をＴｂで示している。一般的な冷凍サイクルにおいては、冷媒量が正常な量である場合、蒸発器入口温度Ｔｆおよび蒸発器出口温度Ｔｂそれぞれは、あまり変化せずにほぼ同じ温度で推移する。したがって、蒸発器前後の冷媒の温度差も、あまり変化せずにほぼ同じ温度で推移する（期間ａ）。そして、冷媒の漏洩が発生した場合、冷凍サイクル中の冷媒量が減少するために、蒸発器入口温度Ｔｆが下降し、蒸発器出口温度Ｔｂが上昇する（期間ｂ）。このため、この期間ｂでは、蒸発器前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が増加する。その後、冷凍サイクル中の冷媒がさらに減少すると、冷凍サイクルの冷却能力がほとんどなくなるため、蒸発器入口温度Ｔｆ、および、蒸発器出口温度Ｔｂそれぞれが、雰囲気温度に収束する（期間ｃ）。このため、この期間ｃでは、蒸発器前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が減少して０に収束する。
【０００６】
図１０で説明したように、従来の冷蔵庫の防爆装置は、冷媒の漏洩量の増加に伴って、蒸発器前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が増加するという冷媒の特性を利用して、蒸発器前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）がＡ’以上になった場合に、冷媒が漏洩していると検知するようにしている。
【０００７】
ここで、図１０で示すグラフでは、期間ａ〜期間ｃの各期間において、冷媒の蒸発器入口温度Ｔｆ、蒸発器出口温度Ｔｂ、および、蒸発器前後の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）それぞれが、直線的に変化するような態様で示されている。しかし、期間ａ〜期間ｃの各期間において、冷凍サイクルが運転状態と停止状態とに切替えられる場合は、冷媒の蒸発器入口温度Ｔｆ、蒸発器出口温度Ｔｂ、および、蒸発器前後の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）それぞれは、直線的に変化しない場合がある。以下、冷凍サイクルが運転状態と停止状態とに切替えられる場合であっても、冷媒の状態は、直線的に変化することとして説明する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１４８１１号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２００１−１１６４１９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されている冷蔵庫の防爆装置においては、温度センサへの異常な着霜による長期的な検出性能の低下や、毛細管へのコンタミネーション（汚れ）等の異物の付着等の長期的な冷却能力の劣化により、冷媒の漏洩を誤って検出してしまうという問題があった。
【００１１】
図１１は、冷媒の漏洩が発生していない場合の冷凍サイクルの蒸発器前後の冷媒の温度差の変化を示すグラフである。図１１を参照して、冷媒の漏洩が発生していない場合であっても、長期的な使用により、冷凍サイクルやセンサが経年劣化し、冷却能力や検出性能が低下したりすることにより、蒸発器前後の温度差が徐々に大きくなることがある。このため、蒸発器前後の冷媒の温度差が、定常的に、冷媒が漏洩していることの判断基準であるＡ’以上になる場合が生じるので、冷媒が漏洩していると誤って検出してしまう。
【００１２】
そして、冷媒が漏洩していないのに、冷蔵庫を停止させることにより、冷蔵庫内の貯蔵物の鮮度を劣化させてしまうという問題があった。
【００１３】
また、特許文献２に記載されている冷蔵庫においては、冷媒が漏洩しているときに圧縮機が連続運転される。このため、冷媒が加圧され、さらに冷媒漏洩量が増加して爆発の危険性が増す。爆発の危険が増した状況において、警報が発せられると、ユーザが冷蔵庫に呼び寄せられるので、ユーザを爆発の危険が高い場所に導くことにつながるという問題があった。
【００１４】
この発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、冷媒の漏洩を誤って検出することを防止することが可能な冷凍サイクル制御装置および冷凍サイクル制御方法を提供することである。
【００１５】
この発明の他の目的は、貯蔵物の鮮度が劣化することを極力抑制することが可能な冷凍サイクル制御装置および冷凍サイクル制御方法を提供することである。
【００１６】
この発明のさらに他の目的は、ユーザを危険な場所へ導くことを回避することが可能な冷凍サイクル制御装置および冷凍サイクル制御方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明のある局面によれば、冷凍サイクル制御装置は、圧縮機、凝縮器、毛細管、および蒸発器で構成され、可燃性ガスを冷媒として用いる冷凍サイクルを有する機器を制御する装置であって、冷媒の状態を検出する状態検出手段と、機器を運転状態と停止状態とに切替える運転制御手段とを備え、
運転制御手段は、状態検出手段により検出された冷媒の状態が第１の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替えるための第１の制御をし、第１の制御後所定時間経過したときに、機器を運転状態に切替えるための第２の制御をし、第２の制御後、状態検出手段により検出された冷媒の状態が、第１の状態より冷媒が漏洩している可能性が高い第２の状態よりも、冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替えるための第３の制御をする。
【００１８】
この発明に従えば、冷凍サイクル制御装置は、冷媒の状態が第１の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替え、所定時間経過したときに、機器を運転状態に切替え、冷媒の状態が、第１の状態より冷媒が漏洩している可能性が高い第２の状態よりも、冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替える。冷媒の状態が第１の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が高い状態と検出される場合は、冷媒が漏洩していない可能性がある。運転停止後、所定時間経過した後に、冷媒の状態が、第２の状態よりも、冷媒が漏洩している可能性が高いと検出した場合に、冷媒が漏洩していると判定することにより、冷媒が漏洩していることを確実に判定することができる。その結果、冷媒の漏洩を誤って検出することを防止することが可能な冷凍サイクル制御装置を提供することができる。
【００１９】
好ましくは、状態検出手段は、蒸発器の前後の冷媒の温度を検出するための温度センサを含み、蒸発器の前後の冷媒の温度差を検出する。
【００２０】
この発明に従えば、冷凍サイクル制御装置は、蒸発器の前後の冷媒の温度差を検出することにより、冷媒の状態を検出する。
【００２１】
好ましくは、運転制御手段は、第２の制御後、状態検出手段により検出された蒸発器前後の冷媒の温度差が第２の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が低く、かつ、状態検出手段により検出された蒸発器の前の冷媒の温度が所定温度より高い場合は、機器を停止状態に切替えるための第４の制御をする。
【００２２】
この発明に従えば、冷凍サイクル制御装置は、蒸発器前後の冷媒の温度差が第１の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替え、所定時間経過したときに、機器を運転状態に切替え、蒸発器前後の冷媒の温度差が第２の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が低く、かつ、蒸発器の前の冷媒の温度が第１の所定温度より高い場合は、機器を停止状態に切替える。冷媒の漏洩が進行し、冷凍サイクル中の冷媒量が減少すると、蒸発器前後の冷媒の温度差が再び小さくなるとともに、蒸発器の前の冷媒の温度が上昇する。このため、蒸発器前後の冷媒の温度差が再び小さくなった場合であっても、蒸発器の前の冷媒の温度を検出することにより、冷媒が漏洩していることを判定することができる。その結果、所定時間経過する間に、蒸発器前後の冷媒の温度差が再び小さくなった場合であっても、冷媒が漏洩しているか否かを誤って検出することを防止することができる。
【００２３】
好ましくは、第３の制御後に、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知する報知手段をさらに備える。
【００２４】
この発明に従えば、機器を停止状態に切替えた後に、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知する。このため、冷媒の漏洩が促進されるような状況でないときに、ユーザに報知するので、ユーザを危険な場所へ導くことを回避することできる。
【００２５】
好ましくは、報知手段による冷媒が漏洩している旨の報知を停止させるための報知停止信号を入力する報知停止入力手段をさらに備え、運転制御手段は、報知手段による冷媒が漏洩している旨の報知が開始された後、報知停止入力手段による報知停止信号の入力が所定時間ない場合は、機器を運転状態に切替えるための第５の制御をする。
【００２６】
この発明に従えば、冷凍サイクル制御装置は、冷媒が漏洩している旨の報知を停止させるための報知停止信号の入力がない場合は、所定時間後、機器を運転状態に切替える。このため、ユーザが冷媒が漏洩している旨の報知に対応しない場合であっても、貯蔵物の鮮度が劣化することを極力抑制することができる。
【００２７】
好ましくは、状態検出手段は、蒸発器の前の冷媒の温度を検出するための温度センサを含み、運転制御手段は、第５の制御後、状態検出手段により検出された蒸発器の前の冷媒の温度が、冷凍サイクルの冷却能力に基づき定まる温度より高い場合は、機器を停止状態に切替えるための第６の制御をする。
【００２８】
この発明に従えば、冷凍サイクル制御装置は、冷媒が漏洩している旨の報知を停止させるための報知停止信号の入力がない場合は、所定時間後、機器を運転状態に切替え、蒸発器の前の冷媒の温度が所定温度より高くなった場合は、機器を停止状態に切替える。冷媒の漏洩が進行して、冷凍サイクル中の冷媒量が所定量まで減少すると、蒸発器の前の冷媒の温度が上昇を開始する。そして、蒸発器の前の冷媒の温度が冷却能力に基づき定まる温度より高くなった場合に、機器を停止状態に切替える。このため、機器の冷却能力がなくなるまで機器が運転されるので、貯蔵物の鮮度が劣化することを極力抑制することができる。
【００２９】
この発明の他の局面によれば、冷凍サイクル制御方法は、圧縮機、凝縮器、毛細管、および蒸発器で構成され、可燃性ガスを冷媒として用いる冷凍サイクルを有する機器を制御し、冷媒の状態を検知する状態検出手段を有する制御装置で前記機器を運転状態と停止状態とに切替える制御方法であって、状態検出手段により検出された冷媒の状態が第１の状態よりも冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替えるステップと、所定時間経過したときに、機器を運転状態に切替えるステップと、状態検出手段により検出された冷媒の状態が、第１の状態より冷媒が漏洩している可能性が高い第２の状態よりも、冷媒が漏洩している可能性が高い状態である場合に、機器を停止状態に切替えるステップとを含む。
【００３０】
この発明に従えば、冷媒の漏洩を誤って検出することを防止することが可能な冷凍サイクル制御方法を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は、同一または相当する部材を示し、重複する説明は繰返さない。
【００３２】
本実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００は、冷蔵庫を制御するための装置として説明するが、冷凍サイクル制御装置１００が制御の対象とするのは冷蔵庫に限られず、冷凍サイクルを有する装置であればよく、たとえば、エアコンディショナー等であってもよい。
【００３３】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態における制御対象である冷凍サイクルの概略を示す図である。図１を参照して、冷凍サイクルは、圧縮機１と、凝縮器２と、毛細管３と、蒸発器４とを含む。また、圧縮機１と、凝縮器２と、毛細管３と、蒸発器４とは、パイプで接続され、一巡の回路を構成する。そして、冷凍サイクルには、冷媒として炭化水素系冷媒等の可燃性ガスが充填される。このため、本実施の形態においては、冷媒が漏洩したときに、冷媒へ引火して爆発する危険があるため、爆発を防止する必要がある。
【００３４】
次に、冷凍サイクルの原理について説明する。圧縮機１は、低温、低圧のガス状の冷媒を圧縮する。圧縮機１により圧縮されることにより、冷媒は、高温、高圧のガス状の冷媒に変化する。
【００３５】
凝縮器２は、圧縮機１で高温、高圧のガス状に変化した冷媒を凝縮する。凝縮器２で凝縮されることにより、冷媒は放熱し、中温、高圧の液状の冷媒に変化する。
【００３６】
毛細管３は、凝縮器２で中温、高圧の液状に変化した冷媒を減圧する。毛細管３で減圧されることにより、冷媒は、低温の液状の冷媒に変化する。
【００３７】
蒸発器４は、毛細管３で低温の液状に変化した冷媒を蒸発させる。冷媒は、蒸発器で蒸発することにより、低温、低圧のガス状の冷媒に変化する。また、冷媒が蒸発する際に蒸発潜熱により被冷却物から熱を奪うことにより、被冷却物が冷却される。そして、蒸発して低温、低圧のガス状に変化した冷媒は、再び、圧縮機１により、圧縮される。
【００３８】
図２は、冷凍サイクルの蒸発器４の斜視図である。図２を参照して、蒸発器４の入口パイプ１１には、温度センサ１３が取付けられる。温度センサ１３は、蒸発器４の前の冷媒の温度を検出する。
【００３９】
また、蒸発器４の出口パイプに設置されるアキュームレータ１２には、温度センサ１４が取付けられる。温度センサ１４は、蒸発器４の後の冷媒の温度を検出する。温度センサ１４は、霜取りヒータによる除霜の終了を検知する温度センサを兼用するようにしてもよい。また、温度センサ１４をアキュームレータ１２に取付けるのではなく、蒸発器４の後であれば、アキュームレータ１２の前後に取付けるようにしてもよい。
【００４０】
図３は、第１の実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００の構成を示すブロック図である。冷凍サイクル制御装置１００は、前述した冷凍サイクルを制御するための装置である。図３を参照して、冷凍サイクル制御装置１００は、マイクロコンピュータなどで構成することができる。冷凍サイクル制御装置１００は、冷凍サイクル制御装置１００の全体を制御するための制御部１１０と、所定の情報を記憶するための記憶部１２０と、冷凍サイクル制御装置１００に所定の情報を入力するための入力部１３０と、冷凍サイクル制御装置１００から所定の情報を出力するための出力部１４０とを含む。制御部１１０、記憶部１２０、入力部１３０、および、出力部１４０は、バス１５０で互いに接続される。
【００４１】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびＣＰＵを動作させるための周辺回路から構成される。ＣＰＵは、後述する記憶部１２０のＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）からプログラムを読出し、そのプログラムから命令を解読し、命令に従って、ＣＰＵ内のレジスタや記憶部１２０のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を作業領域として、その命令を実行することにより、記憶部１２０から読出されたデータ、あるいは、後述する入力部１３０から入力されたデータを処理し、その処理結果をＲＡＭに記憶させたり、後述する出力部１４０から出力したりする。また、制御部１１０は、時間を計測するためのタイマ機能を備える。
【００４２】
記憶部１２０は、ＲＯＭおよびＲＡＭから構成される。ＲＯＭは、半導体素子からなる読出し専用の記憶装置であり、冷凍サイクルを制御するためのプログラムや予め定められたデータなどを記憶する。ＲＡＭは、半導体素子からなる読書きが可能な記憶装置であり、ＣＰＵで実行されるプログラムの作業領域として用いられたり、プログラムによる処理の過程で一時的に保存されるデータを記憶したりする。
【００４３】
入力部１３０は、冷凍サイクル制御装置１００の外部から所定の情報を入力するためのインターフェースであり、制御部１１０により制御されて入力された情報を処理する。本実施の形態においては、入力部１３０は、温度センサ１３，１４から蒸発器４の前後の温度を示す信号を入力する。また、入力部１３０は、入力ボタン３０による信号を入力する。
【００４４】
入力ボタン３０は、冷媒が漏洩している旨を報知するための警報音を停止させるための信号を入力するための入力装置である。
【００４５】
出力部１４０は、冷凍サイクル制御装置１００から所定の情報を出力するためのインターフェースであり、制御部１１０により制御されて、出力するための情報を処理する。本実施の形態においては、出力部１４０は、冷凍サイクルを制御するためのリレー１０を制御するための信号を出力する。また、出力部１４０は、所定の音声を出力するための信号をスピーカ２０に出力する。
【００４６】
リレー１０は、冷蔵庫を運転状態と停止状態とに切替える。具体的には、冷蔵庫の冷凍サイクルの圧縮機１や、冷凍サイクルに付随して設けられるファンや霜取りヒータなどを運転状態と停止状態とに切替える。
【００４７】
スピーカ２０は、冷凍サイクル制御装置１００から受信した所定の音声を出力するための信号に応じて、音声を出力する。
【００４８】
制御部１１０と入力部１３０と温度センサ１３，１４との機能を組み合わせることにより、状態検出部が実現される。状態検出部は、温度センサ１３，１４により検出された蒸発器４の前後の冷媒の温度差を演算する。また、制御部１１０と出力部１４０とリレー１０との機能を組み合わせることにより、冷蔵庫の運転を制御するための運転制御部が実現される。運転制御部は、冷蔵庫を運転状態と停止状態とに切替える。
【００４９】
図４は、第１の実施の形態における冷凍サイクル制御装置で行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。図５は、第１の実施の形態において冷媒の漏洩が発生したと判断した後に冷凍サイクル制御装置で行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。図４を参照して、まず、ステップＳ１１において、制御部１１０により、冷蔵庫が除霜運転中であるか否かが判断される。冷蔵庫が除霜運転中であると判断された場合は、ステップＳ１１を繰返す。一方、冷蔵庫が除霜運転中でないと判断された場合は、ステップＳ１２に進む。除霜運転中であるか否かは、霜取りヒータに通電中か否かを検出することによって判断する。除霜運転中は、蒸発器４の前後の冷媒の温度差が通常時よりも大きい状態となり、冷媒が漏洩している可能性を正しく判断できないために、除霜運転中でなくなってから、以下の処理を実行する。
【００５０】
ステップＳ１２では、制御部１１０により、温度センサ１３，１４により検出された蒸発器４の前後の冷媒の温度を示す信号が、入力部１３０を介して受信される。
【００５１】
次に、ステップＳ１３において、制御部１１０により、ステップＳ１２で受信された信号が示す蒸発器入口温度Ｔｆ、および、蒸発器出口温度Ｔｂに基づき、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が演算され、基準値Ａと比較される。基準値Ａは、記憶部１２０のＲＯＭに予め記憶された値である。基準値Ａは、冷凍サイクル中の冷媒量が通常の冷媒量よりも少ないときの蒸発器４前後の冷媒の温度差であり、冷媒が漏洩している可能性が高い状態を示す。基準値Ａは、たとえば、冷凍サイクル中の冷媒量が通常の冷媒量の６０％であるときの蒸発器４前後の冷媒の温度差とすることができる。
【００５２】
ステップＳ１３で、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ａより大きくないと判断された場合は、ステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ１３で、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ａより大きいと判断された場合は、ステップＳ１４に進む。
【００５３】
ステップＳ１４においては、制御部１１０により、冷蔵庫の運転を停止状態に切替える信号が出力部１４０を介してリレー１０に出力される。これにより、冷蔵庫の運転が停止される。
【００５４】
ステップＳ１５では、制御部１１０のタイマ機能により、ステップＳ１４で冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられてから経過した時間が計測され、制御部１１０により、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられてから所定時間ｔ１が経過したか否かが判断される。所定時間ｔ１は、記憶部１２０のＲＯＭに予め記憶された値である。冷蔵庫内、および、冷蔵庫外に漏洩した冷媒の濃度が爆発下限界以下であることが必要なため、所定時間ｔ１は、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられるまでに漏洩した冷媒の濃度が爆発下限界以下となるまで、冷媒が拡散するのに必要な時間以上であることが好ましい。これにより、次に冷蔵庫の運転が開始されるときに、爆発するのを防止することができる。また、所定時間ｔ１は、冷蔵庫の貯蔵物の鮮度の劣化を考慮して、冷蔵庫内の温度が貯蔵物の鮮度を維持するのに必要な温度を保持できる時間以下であることが好ましい。また、所定時間ｔ１は、冷蔵庫の容量や冷凍サイクルの能力に応じて定められる。
【００５５】
ステップＳ１５で、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられてから所定時間ｔ１経過していないと判断された場合は、ステップＳ１５を繰返す。一方、ステップＳ１５で、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられてから所定時間ｔ１経過したと判断された場合は、ステップＳ１６に進む。
【００５６】
そして、ステップＳ１６では、制御部１１０により、再度、冷蔵庫を運転状態に切替える信号が出力部１４０を介してリレー１０に出力される。これにより、冷蔵庫の運転が開始される。ステップＳ１７において、制御部１１０のタイマ機能により、ステップＳ１６で冷蔵庫が運転状態に切替えられてから経過した時間が計測され、制御部１１０により、冷蔵庫が運転状態に切替えられてから所定時間ｔ２経過したか否かが判断される。所定時間ｔ２は、記憶部１２０のＲＯＭに予め記憶された値である。所定時間ｔ２は、短時間であることが好ましいが、蒸発器４の前後の冷媒の温度が安定するのに必要な時間以上である。また、所定時間ｔ２は、冷蔵庫の容量や冷凍サイクルの能力に応じて定められる。
【００５７】
ステップＳ１７で、冷蔵庫が運転状態に切替えられてから所定時間ｔ２経過していないと判断された場合は、ステップＳ１７を繰返す。一方、ステップＳ１７で、冷蔵庫が運転状態に切替えられてから所定時間ｔ２経過したと判断された場合は、ステップＳ１８において、制御部１１０により、再度、温度センサ１３，１４により検出された蒸発器４の前後の冷媒の温度を示す信号が、入力部１３０を介して受信される。
【００５８】
次のステップＳ１９においては、制御部１１０により、ステップＳ１８で受信された信号が示す蒸発器入口温度Ｔｆ、および、蒸発器出口温度Ｔｂに基づき、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が演算され、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）と基準値Ｂとが比較される。基準値Ｂは、記憶部１２０のＲＯＭに予め記憶された値である。基準値Ｂは、基準値Ａより大きい値であり、たとえば、冷凍サイクル中の冷媒量が通常の冷媒量の４０％であるときの蒸発器４前後の冷媒の温度差である。この意味で、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ｂである場合は、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ａである場合より、冷媒が漏洩している可能性が高いといえる。
【００５９】
ステップＳ１９で、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ｂより大きくないと判断された場合は、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１９で、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ｂより大きいと判断された場合は、ステップＳ２０において、制御部１１０により、再度、冷蔵庫の運転を停止状態に切替える信号が出力部１４０を介してリレー１０に出力される。これにより、冷蔵庫の運転が停止される。
【００６０】
ステップＳ１３において、冷媒が漏洩している可能性が高いと判断して、所定時間（ｔ１＋ｔ２）経過後、さらに、ステップＳ１９において、冷媒が漏洩している可能性が高いと判断する。このため、２回の判断により、冷媒が漏洩していることを確実に判断することができる。
【００６１】
そして、ステップＳ２１において、制御部１１０により、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知するための警報音をスピーカ２０から出力させるための信号が、出力部１４０を介してスピーカ２０に送信される。これにより、冷媒が漏洩している旨がユーザに報知される。ここで、警報音をスピーカ２０から出力することに替えて、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知するための音声をスピーカから出力したり、あるいは、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知するための表示を液晶表示装置などの表示装置に出力するようにしてもよい。
【００６２】
図５を参照して、ステップＳ５１において、制御部１１０により、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知するための警報音を停止させるための信号の入力が、入力ボタン３０から入力部１３０を介してあったか否かが判断される。警報音を停止させるための信号の入力があった場合は、ステップＳ５８に進む。一方、警報音を停止させるための信号の入力がない場合は、ステップＳ５２に進む。
【００６３】
そして、ステップＳ５２において、制御部１１０のタイマ機能により、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられてから経過した時間が計測され、制御部１１０により、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられてから所定時間ｔ３経過したか否かが判断される。所定時間ｔ３は、記憶部１２０のＲＯＭに予め記憶された値である。冷蔵庫内、および、冷蔵庫外に漏洩した冷媒の濃度が爆発下限界以下であることが必要なため、所定時間ｔ３は、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられるまでに漏洩した冷媒の濃度が爆発下限界以下となるまで、冷媒が拡散するのに必要な時間以上であることが好ましい。これにより、次に冷蔵庫の運転が開始されるときに、爆発するのを防止することができる。特に、この場合は、報知を知ったユーザが近くにくる可能性が高いので、少しでも冷媒が拡散する時間を長くする必要があり、前述した所定時間ｔ１より長い時間であることが好ましい。また、所定時間ｔ３は、冷蔵庫の貯蔵物の鮮度の劣化を考慮して、冷蔵庫内の温度が貯蔵物の鮮度を維持するのに必要な温度を保持できる時間以下であることが好ましい。また、所定時間ｔ３は、冷蔵庫の容量や冷凍サイクルの能力に応じて定められる。
【００６４】
ステップＳ５２で、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられてから所定時間ｔ３経過していないと判断された場合は、ステップＳ５１に戻る。一方、ステップＳ５２で、冷蔵庫の運転が停止状態に切替えられてから所定時間ｔ３経過したと判断された場合は、ステップＳ５３において、制御部１１０により、再度、冷蔵庫が運転状態に切替える信号が出力部１４０を介してリレー１０に出力される。
【００６５】
次のステップＳ５４では、制御部１１０により、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知するための警報音を停止させるための信号が、入力ボタン３０から入力部１３０を介して入力されたか否かが再度判断される。警報音を停止させるための信号が入力された場合は、ステップＳ５７に進む。一方、警報音を停止させるための信号が入力されていない場合は、ステップＳ５５に進む。
【００６６】
そして、ステップＳ５５において、制御部１１０により、温度センサ１３により検出された蒸発器入口温度Ｔｆを示す信号が、入力部１３０を介して受信される。ステップＳ５６では、制御部１１０により、ステップＳ５５で受信された信号が示す蒸発器入口温度Ｔｆに基づき、蒸発器入口温度Ｔｆと基準値Ｄとが比較され、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｄより大きいか否かが判断される。基準値Ｄは、記憶部１２０のＲＯＭに予め記憶された値である。基準値Ｄは、通常の運転状態における蒸発器入口温度Ｔｆよりも高い値であり、たとえば、０℃である。また、基準値Ｄは、冷凍サイクルの冷却能力に基づき定まる値である。すなわち、基準値Ｄは、冷凍サイクルの冷凍能力の下限を定める値である。したがって、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｄより高くなると、冷蔵庫内の貯蔵物を冷却できないため、冷蔵庫の運転を継続する必要がなくなる。
【００６７】
ステップＳ５６で、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｄより大きくないと判断された場合は、ステップＳ５４に戻る。一方、ステップＳ５６で、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｄより大きいと判断された場合は、ステップＳ５９において、制御部１１０により、冷蔵庫の運転を停止状態に切替える信号が出力部１４０を介してリレー１０に出力され、この処理が終了する。これにより、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｄより高くなり、冷蔵庫内の貯蔵物を冷却できなくなるまで冷蔵庫の運転が継続されるので、冷蔵庫の冷却能力がなくなるまで冷蔵庫が運転状態とされ、貯蔵物の鮮度が劣化することを極力抑制することができる。
【００６８】
ステップＳ５７においては、制御部１１０により、冷蔵庫の運転を停止状態に切替える信号が出力部１４０を介してリレー１０に出力される。そして、ステップＳ５８において、制御部１１０により、警報音をスピーカ２０から出力させるための信号が停止され、この処理が終了する。
【００６９】
図６は、第１の実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００の制御を説明するための図である。図６（Ａ）は、第１の実施の形態において冷媒の漏洩が発生した場合の冷凍サイクルの蒸発器４前後の冷媒の温度差の変化を示すグラフである。図６（Ｂ）は、第１の実施の形態において冷媒の漏洩が発生した場合の冷凍サイクルの蒸発器４前後の温度の変化を示すグラフである。図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、本実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００は、冷媒漏洩が発生してから蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ａになるまでは、冷蔵庫の運転を通常の運転状態に維持する。
【００７０】
そして、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ａよりも高くなった場合に、冷凍サイクル制御装置１００は、冷媒が漏洩している可能性が高いと判断して、冷蔵庫の運転を一時的に停止状態に切替える。その後、冷凍サイクル制御装置１００は、所定時間ｔ１経過したときに、冷蔵庫を運転状態に切替え、所定時間ｔ２経過して冷凍サイクルが安定した後、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ｂよりも高くなった場合に、冷媒が漏洩していると判断して、冷蔵庫の運転を停止状態に切替え、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知する。
【００７１】
そして、ユーザが報知を停止せず、所定時間ｔ３経過したときに、冷凍サイクル制御装置１００は、貯蔵物の鮮度を維持するために、冷蔵庫を運転状態に切替える。このため、ユーザが冷媒が漏洩している旨の報知に対応しない場合であっても、貯蔵物の鮮度が劣化することを極力抑制することができる。その後、ユーザが報知を停止せず、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｄよりも高くなった場合に、冷蔵庫の運転を停止状態に切替える。このため、冷蔵庫の冷却能力がなくなるまで冷蔵庫を運転状態とするので、貯蔵物の鮮度が劣化することを極力抑制することができる。
【００７２】
図７は、第１の実施の形態において冷媒の漏洩が発生していない場合の冷凍サイクルの蒸発器４前後の冷媒の温度差の変化を示すグラフである。図７を参照して、冷媒の漏洩が発生していない場合であっても、長期的な検出性能や冷却能力の劣化により、蒸発器４前後の温度差が徐々に大きくなることがある。
【００７３】
本実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００によれば、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ａよりも高くなった場合に、冷蔵庫の運転を停止状態に切替える。その後、所定時間ｔ１経過したときに、冷蔵庫を一時的に運転状態に切替え、所定時間ｔ２経過して冷凍サイクルが安定した後、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ｂよりも低いので、冷媒が漏洩していないと判断して、冷蔵庫を運転状態に維持する。
【００７４】
図６および図７で説明したように、本実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００によれば、実際に冷媒が漏洩していて冷媒が漏洩していると判断した場合にのみ、冷蔵庫を停止状態に切り替えることができる。このため、冷媒の漏洩を誤って検出することを防止することができる。
【００７５】
第１の実施の形態においては、蒸発器４前後の冷媒の温度差を検出することにより、冷媒が漏洩している可能性を判定するようにしたが、これに限定されず、蒸発器４前後の冷媒の温度差以外の冷媒の状態、たとえば、冷凍サイクルの所定箇所の冷媒の圧力、流量、および、温度などを検出することにより、冷媒が漏洩している可能性を判定するようにしてもよい。
【００７６】
なお、第１の実施の形態においては、冷凍サイクル制御装置１００で行なわれる処理について説明したが、図４および図５に示した処理を実行する冷凍サイクル制御方法、および、図４および図５に示した処理をコンピュータに実行させるための冷凍サイクル制御プログラムとして発明を捕らえることができる。
【００７７】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００は、蒸発器４の前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ｂより低い場合は、冷媒が漏洩していないと判断して、冷蔵庫の運転を通常の運転状態にする。
【００７８】
第２の実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００は、蒸発器４の前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ｂより低い場合、さらに、蒸発器入口温度Ｔｆが所定温度より高いか否かを判断し、蒸発器入口温度Ｔｆが所定温度より高い場合、冷媒が漏洩していると判断して、冷蔵庫の運転を停止状態に切替える。
【００７９】
以下、第１の実施の形態と異なる箇所について説明し、重複する説明は、繰返さない。
【００８０】
図８は、第２の実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００で行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。図８を参照して、ステップＳ３１〜Ｓ３９は、図４で説明したフローチャートのステップＳ１１〜Ｓ１９と同様である。
【００８１】
ステップＳ３９で、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ｂより大きくないと判断された場合、ステップ４０で、制御部１１０により、ステップＳ３８で受信された信号が示す蒸発器入口温度Ｔｆに基づき、蒸発器入口温度Ｔｆと基準値Ｃとが比較される。基準値Ｃは、記憶部１２０のＲＯＭに予め記憶された値である。基準値Ｃは、通常の運転状態における蒸発器入口温度Ｔｆよりも高い値であり、たとえば、−５℃である。ステップＳ４０で、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｃより大きくないと判断された場合は、ステップＳ３１に戻る。
【００８２】
ステップＳ３３で、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ａより大きいと判断されてから、所定時間（ｔ１＋ｔ２）経過する間に、多量の冷媒が漏洩した場合、図６に示したように、蒸発器４前後の冷媒の温度差が再び小さくなり、基準値Ｂを下回る。一方、このような場合は、蒸発器入口温度Ｔｆが上昇するため、蒸発器入口温度Ｔｆを検出することにより冷媒が漏洩しているか否かを判断することができる。ステップＳ４０において、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｃより大きいと判断された場合は、冷媒が漏洩していると判断され、ステップＳ４１において、制御部１１０により、冷蔵庫の運転を停止状態に切替える信号が出力部１４０を介してリレー１０に出力される。これにより、冷蔵庫の運転が停止される。
【００８３】
そして、ステップＳ４２において、制御部１１０により、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知するための警報音をスピーカ２０から出力させるための信号が、出力部１４０を介してスピーカ２０に送信される。これにより、冷媒が漏洩している旨がユーザに報知される。
【００８４】
また、ステップＳ４２の後に、図５で説明したフローチャートで示される処理が実行される。この処理については、前述したので説明は繰返さない。
【００８５】
図９は、第２の実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００の制御を説明するための図である。図９（Ａ）は、第２の実施の形態において冷媒の漏洩が発生した場合の冷凍サイクルの蒸発器４前後の冷媒の温度差の変化を示すグラフである。図９（Ｂ）は、第２の実施の形態において冷媒の漏洩が発生した場合の冷凍サイクルの蒸発器４前後の冷媒の温度の変化を示すグラフである。図９（Ａ）および図９（Ｂ）を参照して、本実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００は、冷媒漏洩が発生してから蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ａになるまでは、冷蔵庫の運転を通常の運転状態に維持する。
【００８６】
そして、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ａよりも高くなった場合に、冷凍サイクル制御装置１００は、冷媒が漏洩している可能性が高いと判断して、冷蔵庫の運転を一時的に停止状態に切替える。その後、冷凍サイクル制御装置１００は、所定時間ｔ１経過したときに、冷蔵庫を運転状態に切替える。そして、所定時間ｔ２経過して冷凍サイクルが安定した後、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ｂよりも低くなり、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｄより高くなる。このように、蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ａより高いと判断されてから所定時間（ｔ１＋ｔ２）経過する間に、冷媒の漏洩が急速に進行して蒸発器４前後の冷媒の温度差（Ｔｂ−Ｔｆ）が基準値Ｂより低くなることがある。このような場合であっても、蒸発器入口温度Ｔｆが基準値Ｄより高いことを検出することによって、冷媒が漏洩していると判断することができる。そして、冷蔵庫の運転を停止状態に切替え、冷媒が漏洩している旨をユーザに報知する。
【００８７】
以上説明したように、第２の実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００は、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ａよりも高い状態である場合に、冷蔵庫を停止状態に切替え、所定時間ｔ１経過したときに、冷蔵庫を運転状態に切替え、蒸発器４前後の冷媒の温度差が基準値Ｂよりも冷媒が漏洩している可能性が低く、かつ、蒸発器４の前の冷媒の温度が基準値Ｃより高い場合は、冷蔵庫を停止状態に切替える。このため、所定時間（ｔ１＋ｔ２）の間に蒸発器４前後の冷媒の温度差が再び小さくなった場合であっても、冷媒が漏洩していることを検出することができる。
【００８８】
なお、第２の実施の形態においては、冷凍サイクル制御装置１００で行なわれる処理について説明したが、図８に示した処理を実行する冷凍サイクル制御方法、および、図８に示した処理をコンピュータに実行させるための冷凍サイクル制御プログラムとして発明を捕らえることができる。
【００８９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および、範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における制御対象である冷凍サイクルの概略を示す図である。
【図２】冷凍サイクルの蒸発器の斜視図である。
【図３】第１の実施の形態における冷凍サイクル制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態における冷凍サイクル制御装置で行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態において冷媒の漏洩が発生したと判断した後に冷凍サイクル制御装置で行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態における冷凍サイクル制御装置１００の制御を説明するための図である。
【図７】第１の実施の形態において冷媒の漏洩が発生していない場合の冷凍サイクルの蒸発器前後の冷媒の温度差の変化を示すグラフである。
【図８】第２の実施の形態における冷凍サイクル制御装置で行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２の実施の形態における冷凍サイクル制御装置の制御を説明するための図である。
【図１０】冷凍サイクルの蒸発器前後の冷媒の状態の変化を示すグラフである。
【図１１】冷媒の漏洩が発生していない場合の冷凍サイクルの蒸発器前後の冷媒の温度差の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  圧縮機、２  凝縮器、３  毛細管、４  蒸発器、１０  リレー、１１  入口パイプ、１２  アキュームレータ、１３，１４  温度センサ、２０  スピーカ、３０  入力ボタン、１００  冷凍サイクル制御装置、１１０  制御部、１２０
記憶部、１３０  入力部、１４０  出力部。
【図１】
2004156833.tif 000003
【図２】
2004156833.tif 000004
【図３】
2004156833.tif 000005
【図４】
2004156833.tif 000006
【図５】
2004156833.tif 000007
【図６】
2004156833.tif 000008
【図７】
2004156833.tif 000009
【図８】
2004156833.tif 000010
【図９】
2004156833.tif 000011
【図１０】
2004156833.tif 000012
【図１１】
2004156833.tif 000013