(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性の冷媒を含む冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルの周囲に存在する引火要因物およびその引火要因物までの距離を検出する検出手段と、
前記検出手段が前記引火要因物を検出しかつ同検出手段の検出距離が設定値未満の場合に警報を発する警報手段と、
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記検出手段が前記引火要因物を検出し、かつ同検出手段の検出距離が前記設定値未満の場合に、前記冷凍サイクルの運転を停止する制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、可燃性の冷媒を用いる冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機等の冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を備え、圧縮機で圧縮した冷媒を凝縮器、減圧器、蒸発器に循環させる。
【０００３】
近年、この冷凍サイクルに充填される冷媒として、環境保護の観点から地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い冷媒が注目されている。地球温暖化係数の低い冷媒は、一般的に可燃性を有していることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９８３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＲ４１０Ａ冷媒に比べて地球温暖化係数が小さい例えばＲ３２冷媒のような可燃性の冷媒が冷凍サイクルの配管の接続部や継ぎ目などから漏れた場合、しかも漏れた冷媒の近くに給湯機や火の着いた煙草が存在する場合、その給湯機が発する熱や煙草の火が漏れた冷媒に引火する可能性がある。
【０００６】
漏れた冷媒の周りが壁で囲まれている場合は、漏れた冷媒がそこに滞留して高濃度化するので、引火の可能性が高くなる。
【０００７】
本発明の実施形態の目的は、可燃性の冷媒が漏れた場合でもその漏れ冷媒への引火を防止できる冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の冷凍サイクル装置は、可燃性の冷媒を含む冷凍サイクルと、この冷凍サイクルの周囲に存在する引火要因物およびその引火要因物までの距離を検出する検出手段と、この検出手段が前記引火要因物を検出しかつ同検出手段の検出距離が設定値未満の場合に警報を発する警報手段と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の構成を室外ユニットの設置場所およびその周辺部の構成と共に示す図。
【図２】同実施形態の冷凍サイクルおよび制御部を示すブロック図。
【図３】同実施形態の制御を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の室外ユニットの設置場所の別の例を示す図。
【図５】図４を上方から見た図。
【図６】同実施形態の変形例の構成を示す図。
【図７】図６を上方から見た図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態の冷凍サイクル装置たとえば空気調和機について、図面を参照しながら説明する。  
図１に示すように、室外ユニット１に液側冷媒配管１１、ガス側冷媒配管１２、渡り配線１３のそれぞれ一端が接続され、これら液側冷媒配管１１、ガス側冷媒配管１２、渡り配線１３のそれぞれ他端が建物の外壁１４を通って屋内の室内ユニット１５に接続される。これらの接続により空気調和機が構成される。
【００１１】
室外ユニット１は、前面に通風口２および検出器（検出手段）３、左側面に検出器（検出手段）４、右側面に検出器（検出手段）５を備え、屋外の地面１０上に据置台６を介して、かつ背面が建物の外壁に沿って、設置される。
【００１２】
室内ユニット１５は、被空調室内の例えば内壁面に設置されるとともに、運転条件設定用のリモートコントロール式の操作器（リモコンという）１６を付属して備える。リモコン１６は、当該空気調和機の運転条件設定用である。
【００１３】
地面１０において、室外ユニット１の左側面側に、給湯機２０が設置される。給湯機２０は、ガスや石油などの燃料を燃焼して水を加熱するもので、燃焼により生じる排気を屋外に放出する。また、室外ユニット１の右側面側に、壁２１が存在する。壁２１は、建物の外壁、建物を囲む障壁（塀）・柵・垣根などである。
【００１４】
検出器３は、室外ユニット１の前面が向く方向（空気吹出し方向）に存在する物体およびその物体までの距離Ｄを例えば赤外線光や超音波を用いて検出するとともに、室外ユニット１の前面が向く方向の画像を内蔵の例えばＣＣＤカメラにより撮像する。
【００１５】
検出器４は、室外ユニット１の左側面が向く方向に存在する物体（給湯機２０）およびその物体までの距離Ｄを例えば赤外線光や超音波を用いて検出するとともに、室外ユニット１の左側面が向く方向（給湯機２０が存在する方向）の画像を内蔵の例えばＣＣＤカメラにより撮像する。
【００１６】
検出器５は、室外ユニット１の右側面が向く方向に存在する物体（壁２１）およびその物体までの距離Ｄを例えば赤外線光や超音波を用いて検出するとともに、室外ユニット１の右側面が向く方向（壁２１が存在する方向）の画像を内蔵の例えばＣＣＤカメラにより撮像する。
【００１７】
なお、室外ユニット１は建物の外壁に近いところにその外壁に沿って設置されるので、室外ユニット１の背面側を検出対象とする検出器は設けていない。
【００１８】
室内ユニット１および室外ユニット１５に搭載された冷凍サイクルおよびその周辺部の構成を図２に示す。
【００１９】
圧縮機３１の吐出口に四方弁３２を介して室外熱交換器３３が配管接続され、その室外熱交換器３３に電動膨張弁（減圧器）３４を介してパックドバルブ３５が配管接続される。このパックドバルブ３５に上記液側冷媒配管１１を介して室内熱交換器３６が接続され、その室内熱交換器３６に上記ガス側冷媒配管１２を介してパックドバルブ３７が配管接続される。そして、パックドバルブ３７に上記四方弁３２およびアキュームレータ３８を介して圧縮機３１の吸込口が配管接続される。なお、室外熱交換器３３の近傍に室外ファン３９が配置され、室内熱交換器３６の近傍に室内ファン４０が配置される。
【００２０】
室外ユニット１は、圧縮機３１、四方弁３２、室外熱交換器３３、電動膨張弁３４、パックドバルブ３５，３７、アキュームレータ３８、室外ファン３９、および上記検出器３，４，５を有する。室内ユニット１５は、室内熱交換器３６および室内ファン４０を有する。
【００２１】
このヒートポンプ式冷凍サイクルに充填される冷媒として、Ｒ４１０Ａに比べて地球温暖化係数が小さい例えばＲ３２冷媒やＨＦＯ冷媒等が使用される。この地球温暖化係数が小さい冷媒は、高濃度化した場合に引火し易くなるという可燃性（微燃性ともいう）を持つ。
【００２２】
圧縮機３１は、吸込口から冷媒を吸込み、その吸込み冷媒を圧縮して吐出口から吐出する。この圧縮機３１は、インバータから供給される電力により可変速駆動される。電動膨張弁３４は、入力される駆動パルスの数に応じて開度が連続的に変化するパルスモータバルブ（ＰＭＶ）である。
【００２３】
冷房時、矢印で示すように、圧縮機３１の吐出冷媒が四方弁３２を通って室外熱交換器３３に流れる。室外熱交換器３３から流出する冷媒は、電動膨張弁３４、パックドバルブ３５、液側冷媒配管１１を通って室内熱交換器３６に流れる。室内熱交換器３６から流出する冷媒は、ガス側冷媒配管１２、パックドバルブ３７、四方弁３２、アキュームレータ３８を通って圧縮機３１に吸込まれる。この冷媒の流れにより、室外熱交換器３３が凝縮器として機能し、室内熱交換器３６が蒸発器として機能する。
【００２４】
暖房時、四方弁３２の流路が切換わることにより、圧縮機３１の吐出冷媒が四方弁３２、パックドバルブ３７、ガス側冷媒配管１２を通って室内熱交換器３６に流れる。室内熱交換器３６から流出する冷媒は、液側冷媒配管１１、パックドバルブ３５、電動膨張弁３４を通って室外熱交換器３３に流れる。室外熱交換器３３から流出する冷媒は、四方弁３２、アキュームレータ３８を通って圧縮機３１に吸込まれる。この冷媒の流れにより、室内熱交換器３６が凝縮器として機能し、室外熱交換器３３が蒸発器として機能する。
【００２５】
そして、室外ユニット１および室内ユニット１５を制御する制御部５０に、リモコン１６およびリセットスイッチ５１が接続される。リセットスイッチ５１は、自動復帰型の押釦スイッチで、制御部５０が搭載される制御回路基板などに配置される。
【００２６】
制御部５０は、主要な機能として次の（１）〜（４）の手段を有する。  
（１）冷凍サイクルの周囲に存在する引火要因物およびその引火要因物までの距離Ｄを検出器３，４，５の出力に基づき検出する検出手段。
【００２７】
（２）上記検出手段で引火要因物が検出され、かつその引火要因物までの距離Ｄが設定値Ｄｓ未満の場合に、警報を発する警報手段。
【００２８】
（３）上記検出手段で引火要因物が検出され、かつその引火要因物までの距離Ｄが設定値Ｄｓ未満の場合に、冷凍サイクルの運転（圧縮機３１，室外ファン３６，室内ファン３９の運転）を停止する制御手段。
【００２９】
（４）上記警報手段の警報および上記制御手段による運転停止をリセットスイッチ５１の操作に応じて解除するリセット手段。
【００３０】
なお、引火要因物とは、給湯機２０やゴミ焼却機など運転時に発熱する機器、自動車エンジンなど運転時に発熱する機械、火の着いた煙草などの着火源、漏れ冷媒を滞留させる壁２１や塀などのことをいう。
【００３１】
上記検出手段は、具体的には、検出器３，４，５の撮像画像を適宜に画像処理してその画像中に存する物体の形状・大きさ・色などを解析することにより、あるいは検出器３，４，５の撮影画像と予め内部メモリに登録している画像データとを照合することにより、検出器３，４，５の検出物体が引火要因物であるか否かを識別する。この識別方法については、撮像画像からの識別に限らず、種々の識別が可能である。
【００３２】
つぎに、制御部５０が実行する制御を図３のフローチャートを参照しながら説明する。  
制御部５０は、当該空気調和機の運転中（据付け後の試運転中を含む）にタイムカウントｔを実行し（ステップＳ１）、そのタイムカウントｔが一定時間ｔｓ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２）。一定時間ｔｓは、例えば５分間である。
【００３３】
タイムカウントｔが一定時間ｔｓ未満の場合（ステップＳ２のＮＯ）、制御部５０は、検出器３，４，５の動作をオフする（ステップＳ３）。タイムカウントｔが一定時間ｔｓに達したとき（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御部５０は、検出器３，４，５の動作を所定時間だけオンし（ステップＳ４）、かつタイムカウントｔを零クリアする（ステップＳ５）。
【００３４】
室外ユニット１の周囲に何らかの物体が存在する場合、その物体の存在および同物体までの距離Ｄが検出器３，４，５により検出される。検出器３，４，５で検出される物体の例として、図１に示した給湯機２０および壁２１のほかに自動車・自転車・人体などが考えられる。
【００３５】
制御部５０は、検出器３，４，５で検出された物体が引火要因物であるか否かを検出器３，４，５の撮像画像から識別する（ステップＳ６）。
【００３６】
給湯機２０や自動車エンジンなどの発熱は、冷凍サイクルから冷媒が漏れた場合に引火要因となる。壁２１は、室外ユニット１およびその周辺部の冷凍サイクルから冷媒が漏れた場合に、その漏れ冷媒の流通を留めてその場に滞留させる。この滞留は、漏れ冷媒を高濃度化するため、やはり引火要因となる。室外ユニット１に近づく人が火の着いた煙草を持っている場合には、その煙草の火も引火要因となる。
【００３７】
なお、冷凍サイクルからガス冷媒が漏れた場合、そのガス冷媒は室外ユニット１付近の空間を浮遊する。冷凍サイクルから液冷媒が漏れた場合は、その液冷媒が室外ユニット１の筐体内または地面１０に垂れ落ちる。垂れ落ちた液冷媒は、やがて蒸発して付近の空間を浮遊する。
【００３８】
制御部５０は、検出器３，４，５のいずれかで検出された物体が引火要因物である場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、その引火要因物までの距離（検出器３，４，５の検出距離）Ｄが設定値Ｄｓ未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。設定値Ｄｓは、例えば１ｍ〜２ｍである。
【００３９】
例えば、給湯機２が引火要因物として検出され、その給湯機２までの距離Ｄ１が設定値Ｄｓ未満の場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、制御部５０は、リモコン１６の文字表示やアイコン画像表示により、さらにリモコン１６および室外ユニット１からの音声発生やチャイム音発生により、室外ユニット１の近くに引火要因物が存在する旨の警報を発する（ステップＳ８）。この警報は、引火要因物が給湯機２であることの情報を含むとともに、その給湯機２の存在場所が室外ユニット１の左側であることの情報を含む。
【００４０】
警報に気づいた据付け作業員やユーザは、冷媒漏れが発生した場合に給湯機２が引火要因物となることを認識する。この認識に基づき、据付け作業員は、据付けたばかりの室外ユニット１の場所を給湯機２から離れたところに移したり、逆に給湯機２の設置場所を室外ユニット１から離れたところに移すなど、引火の可能性を低減するための適宜な処置を実行する。ユーザは、引火要因物が存在することを据付け作業員や販売店に伝えることができる。
【００４１】
また、例えば、壁２１が引火要因物として検出され、その壁２１までの距離Ｄ２が設定値Ｄｓ未満の場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、制御部５０は、リモコン１６の文字表示やアイコン画像表示により、さらにリモコン１６および室外ユニット１からの音声発生やチャイム音発生により、室外ユニット１の近くに引火要因物が存在する旨の警報を発する（ステップＳ８）。この警報は、引火要因物が壁２１であることの情報を含むとともに、その壁２１の存在場所が室外ユニット１の右側であることの情報を含む。
【００４２】
警報に気づいた据付け作業員やユーザは、冷媒漏れが発生した場合に冷媒が室外ユニット１と壁２１との間で滞留および高濃度化して引火し易くなることを認識する。この認識に基づき、据付け作業員は、据付けたばかりの室外ユニット１の場所を壁２１から離れたところに移すなど、引火の可能性を低減するための適宜な処置を実行する。ユーザは、引火要因物が存在することを据付け作業員や販売店に伝えることができる。
【００４３】
このように、室外ユニット１の近くに存在する引火要因物を検出して警報を発することにより、仮に可燃性の冷媒が漏れた場合でもその漏れ冷媒への引火を防止できる。検出器３，４，５を一定時間ｔｓごとに間欠的に動作させるので、検出器３，４，５の消費電力を抑えることができる。
【００４４】
また、制御部５０は、警報の発生に伴い、ヒートポンプ式冷凍サイクルの運転を強制的に停止する（ステップＳ９）。これにより、可燃性の冷媒が漏れたまま運転が継続する不具合を防止できる。この後、制御部５０は、リセットスイッチ５１の操作を監視する（ステップＳ１０）。リセットスイッチ５１のオン操作がない場合（ステップＳ１０のＮＯ）、制御部５０は、警報発生および運転停止を継続する（ステップＳ８，Ｓ９）。
【００４５】
警報に応じて上記適宜な処置を実行した作業員は、リセットスイッチ５１をオン操作する。リセットスイッチ５１がオン操作された場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、制御部５０は、警報を解除し（ステップＳ１１）、運転停止を解除する（ステップＳ１２）。
【００４６】
次に、室外ユニット１の周囲が三方向にわたって壁で囲まれた例を図４および図５に示す。図５は、図４を上方から見た状態である。
【００４７】
室外ユニット１の左側面側に壁６１が存在し、室外ユニット１の右側面側に壁６２が存在する。室外ユニット１の背面側には、壁６３が存在する。室外ユニット１は、壁６３に近いところにその壁６３に沿って設置される。
【００４８】
壁６１，６２，６３は、建物の外壁、建物を囲む障壁（塀）・柵・垣根などである。これら壁６１，６２，６３は、冷凍サイクルから冷媒が漏れた場合にその漏れ冷媒の流通を留めてその場に滞留させる。この滞留は、漏れ冷媒を高濃度化して引火要因となる。
【００４９】
検出器４は、壁６１の存在およびその壁６１までの距離Ｄ３を検出するとともに、壁６１方向の画像を撮像する。検出器５は、壁６２の存在およびその壁６２までの距離Ｄ４を検出するとともに、壁６２方向の画像を撮像する。
【００５０】
制御部５０は、検出器４，５で検出された壁６１，６２を引火要因物であると識別し、その壁６１，６２までの距離Ｄ３，Ｄ４の少なくとも一方が設定値Ｄｓ未満の場合に警報を発する。この警報により、可燃性の冷媒が漏れた場合でもその漏れ冷媒への引火を防止できる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、室外ユニット１に３つの検出器３，４，５を設けたが、その検出器３，４，５に代えて、図６および図７に示すように、室外ユニット１の上面に回転式の検出器７０を設けてもよい。
【００５２】
検出器７０は、モータの動力により図示矢印のように半円状に往復回動しながら、室外ユニット１の左側方〜前方〜右側方の領域に存在する物体およびその物体までの距離Ｄを例えば赤外線光や超音波を用いて検出するとともに、室外ユニット１の左側方〜前方〜右側方の画像を内蔵の例えばＣＣＤカメラにより撮像する。制御部５０は、検出器７０の回動位置を認識しながら、その回動位置に基づいて検出器７０の検出方向および撮像方向を把握する。
【００５３】
このように、３つの検出器３，４，５に代えて１つの検出器７０を採用することにより、コストの低減が図れる。
【００５４】
上記実施形態では、冷凍サイクル装置として空気調和機を例に説明したが、冷凍サイクルを搭載した機器であれば、空気調和機に限らず他の機器にも同様に実施可能である。
【００５５】
上記実施形態では、可燃性の冷媒としてＲ３２冷媒やＨＦＯ冷媒を例に説明したが、これらの冷媒に限らず、地球温暖化係数が低く可燃性を有するものであれば他の冷媒を用いる場合にも同様に実施可能である。
【００５６】
上記実施形態では、給湯機、壁、煙草などを引火要因物として検出する場合を説明したが、引火要因物の種類について限定はなく、漏れ冷媒への引火につながるものであれば他の物体を引火要因物として検出することも可能である。
【００５７】
上記実施形態では、検出距離Ｄに対する設定値Ｄｓを引火要因物の種類にかかわらず一定としたが、互いに異なる複数段の設定値Ｄｓを用意しておき、これら設定値Ｄｓを引火要因物の種類に応じて選択的に用いる構成としてもよい。例えば、引火の要因となる度合が小さい引火要因物に対しては設定値Ｄｓ２を用い、引火の要因となる度合が大きい引火要因物に対してはその設定値Ｄｓ２より小さい設定値Ｄｓ１（＜Ｄｓ２）を用いる。
【００５８】
上記実施形態では、警報としてリモコン１６の文字表示、アイコン画像表示、音声発生、チャイム音発生などを用いたが、複数の室内ユニット１５を集中管理するタイプの空気調和機の場合は、同様の表示や音発生による警報を集中管理室のコントローラから発する構成としてもよい。また、作業員およびユーザが所持する携帯電話器やスマートフォンなどの携帯型端末などを警報手段として用いることも可能である。
【００５９】
上記実施形態では、リセットスイッチ５１を制御部５０が搭載される制御回路基板に配置したが、リセットスイッチ５１をリモコン１６に設けてもよい。
【００６０】
その他、上記実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１…室外ユニット、３，４，５…検出器、１１…液側冷媒配管、１２…ガス側冷媒配管、１５…室内ユニット、１６…リモコン、２０…給湯機、２１…壁、３１…圧縮機、３２…四方弁、３３…室外熱交換器、３４…電動膨張弁（減圧器）、３６…室内熱交換器、５０…制御部、５１…リセットスイッチ、６１，６２，６３…壁、７０…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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