(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性冷媒が充填された冷凍サイクルと、
開閉器接点を収容した電装品箱と、
前記冷凍サイクルから漏れた可燃性冷媒の前記電装品箱内での発火を検知する検知手段と、
前記検知手段が発火を検知した場合にその旨を報知する報知手段と、
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
可燃性冷媒が充填された冷凍サイクルと、
開閉器接点を収容した開閉器と、
前記冷凍サイクルから漏れた可燃性冷媒の前記開閉器内での発火を検知する検知手段と、
前記検知手段が発火を検知した場合にその旨を報知する報知手段と、
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記検知手段が発火を検知した場合に当該冷凍サイクル装置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または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
リセットスイッチ、
をさらに備え、
前記報知手段は、前記報知を前記リセットスイッチの操作に応じて解除する、
前記制御手段は、前記運転の停止を前記リセットスイッチの操作に応じて解除する、
ことを特徴とする請求項３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】
空気調和機等に搭載される冷凍サイクルは、充填されている冷媒を圧縮機で圧縮し、その圧縮機から吐出される冷媒を凝縮器、減圧器、蒸発器に通して圧縮機に戻す。
【０００３】
冷凍サイクルに使用される冷媒として、Ｒ３２冷媒が知られている。Ｒ３２冷媒は、従来のＲ４１０Ａ冷媒と比較すると地球温暖化係数が小さい反面、可燃性（微燃性）がある。
【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】
冷凍サイクルを搭載した空気調和機は、開閉器接点などの電装品を収容した電装品箱を例えば室外ユニット内に備えている。
【０００６】
Ｒ３２冷媒のような可燃性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、漏れた可燃性冷媒（ガス）が電装品箱に流入する。電装品箱に流入した可燃性冷媒は、電装品箱の容積が小さいため高濃度化し、引火濃度（または発火濃度）に達する。
【０００７】
この状態で電装品箱内の開閉器接点が開閉した場合、その開閉に伴い生じるスパークが可燃性冷媒に引火し、開閉器接点が溶着または劣化する。そのままでは、空気調和機の運転制御に不具合が生じる。
【０００８】
本発明の実施形態の目的は、可燃性冷媒が漏れて発火した場合でもそれによる不具合を最小限に抑えることが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】
【０００９】
請求項１の冷凍サイクル装置は、可燃性冷媒が充填された冷凍サイクルと、開閉器接点を収容した電装品箱と、前記冷凍サイクルから漏れた可燃性冷媒の前記電装品箱内での発火を検知する検知手段と、この検知手段が発火を検知した場合にその旨を報知する報知手段と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態の外観を示す斜視図。
【図２】同実施形態の冷凍サイクル、電装品箱、および制御部を示す図。
【図３】同実施形態の制御部が実行する制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について説明する。まず、冷凍サイクル装置である例えば空気調和機の外観を図１に示す。
【００１２】
天井面取付け形（天井カセット形ともいう）の室内ユニット１は、室内空間に臨む矩形枠状の化粧パネル２、この化粧パネル２の内側に配置される矩形状の吸込みパネル３、この吸込みパネル３の外周縁の各辺と化粧パネル２の内周縁の各辺との間に形成される複数の吹出口４を備える。
【００１３】
室内ユニット１の本体は、被空調室の天井面に埋設される。この埋設に伴い、化粧パネル２、吸込みパネル３、各吹出口４が被空調室の室内空間に臨む。室内ユニット１の本体からリモコンケーブル３１が導出され、そのリモコンケーブル３１の先端にリモートコントロール式の操作器（リモコンという）３０が接続される。室内ユニット１の本体の配管接続部に液側冷媒配管４１およびガス側冷媒配管４２のそれぞれ一端が接続され、これら液側冷媒配管４１およびガス側冷媒配管４２のそれぞれ他端が室外ユニット４０の配管接続部に接続される。
【００１４】
室内ユニット１の本体に渡り配線４３の一端が接続され、その渡り配線４３の他端が室外ユニット４０に接続される。渡り配線４３は、電源線および制御信号線を含む。室外ユニット４０は、電装品箱（制御ボックスともいう）１００を内蔵するとともに、電源線４４およびブレーカ４５を介して三相交流電源４６に接続される。
【００１５】
室内ユニット１および室外ユニット４０に搭載されるヒートポンプ式冷凍サイクルを図２に示す。
【００１６】
圧縮機５１の吐出口に四方弁５２を介して室外熱交換器５３が配管接続され、その室外熱交換器５３に電動膨張弁５４を介してパックドバルブ５５が配管接続される。このパックドバルブ５５に上記液側冷媒配管４１を介して室内ユニット１の室内熱交換器８が接続され、その室内熱交換器８に上記ガス側冷媒配管４２を介して室外ユニット４０のパックドバルブ５６が配管接続される。そして、パックドバルブ５６に上記四方弁５２およびアキュームレータ５７を介して圧縮機５１の吸込口が配管接続される。
【００１７】
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冷媒が使用される。Ｒ３２冷媒は、可燃性（微燃性）を有し、高濃度化した場合に発火し易い。以下、Ｒ３２冷媒のことを可燃性冷媒という。
【００１８】
圧縮機５１は、吸込口から冷媒（可燃性冷媒）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。圧縮機５１は、インバータからの供給電力により可変速駆動される。電動膨張弁５４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。室外熱交換器５３の近傍に室外ファン５８が配置される。室内熱交換器８の近傍に室内ファン５が配置される。
【００１９】
冷房時、矢印で示すように、圧縮機５１の吐出冷媒が四方弁５２を通って室外熱交換器５３に流れる。室外熱交換器５３から流出する冷媒は、電動膨張弁５４、パックドバルブ５５、液側冷媒配管４１を通って室内熱交換器８に流れる。室内熱交換器８から流出する冷媒は、ガス側冷媒配管４２、パックドバルブ５６、四方弁５２、アキュームレータ５７を通って圧縮機５１に吸込まれる。この冷媒の流れにより、室外熱交換器５３が凝縮器として機能し、室内熱交換器８が蒸発器として機能する。
【００２０】
暖房時、四方弁５２の流路が切換わることにより、圧縮機５１の吐出冷媒が四方弁５２、パックドバルブ５６、ガス側冷媒配管４２を通って室内熱交換器８に流れる。室内熱交換器８から流出する冷媒は、液側冷媒配管４１、パックドバルブ５５、電動膨張弁５４を通って室外熱交換器５３に流れる。室外熱交換器５３から流出する冷媒は、四方弁５２、アキュームレータ５７を通って圧縮機５１に吸込まれる。この冷媒の流れにより、室内熱交換器８が凝縮器として機能し、室外熱交換器５３が蒸発器として機能する。
【００２１】
室外熱交換器５３に温度センサ６１が取付けられる。室内熱交換器８の冷房時冷媒流入側となる位置に温度センサ６２が取付けられる。四方弁５２とアキュームレータ５７との間の配管に温度センサ６３が取付けられる。
【００２２】
電装品箱１００は、圧縮機５１や室外ファン５８の回転数、四方弁５２の切り換えや電動膨張弁５４の開度等を制御し、各種温度センサが接続される制御基板１０３（プリント基板）を収容している。さらに電装品箱１００は、開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔを含む各種電装品を収容するとともに、可燃性冷媒の発火（着火ともいう）を検知する検知器（検知手段）１０２を収容している。開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔは、電磁開閉器、電磁接触器、リレー等の開閉器１０１の接点であり、三相交流電源４６からの電源線４４に挿入接続されており、当該空気調和機の運転時に閉成されて非運転時に開放される。検知器１０２は、電装品箱１００内の可燃性冷媒の発火を検知する。
【００２３】
検知器１０２は、具体的には、電装品箱１００内の可燃性冷媒の発火を開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔの接触抵抗値の変化から間接的に検知する。すなわち、電装品箱１００内の可燃性冷媒が発火して開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔが溶着または劣化した場合、その開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔの接触抵抗値が急激に変化する。検知器１０２は、この接触抵抗値の急激な変化を可燃性冷媒の発火として検知する。
【００２４】
なお、検知器１０２の検知方法としては、接触抵抗値の変化を検知する方法に限らず、発火による雰囲気温度の上昇を温度センサで検知する方法、発火による気圧変化を圧力センサで検知する方法、発火による燃焼ガスや煙の発生をガスセンサや煙センサで検知する方法など、そのいずれを用いてもよい。これら複数の方法のいずれかを組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
発火による雰囲気温度の上昇や気圧変化を検知する手段としては、温度センサや圧力センサの採用に限らず、発火による熱や風圧を受けて溶融または破損する板状部材や被膜などの採用も可能である。
【００２６】
制御部７０は、室内ユニット１および室外ユニット４０を制御する。この制御部７０に、リモコン３０およびリセットスイッチ７１が接続される。リモコン３０は、当該空気調和機の運転条件設定用である。リセットスイッチ７１は、自動復帰型の押釦スイッチで、制御部７０が搭載される制御回路基板などに配置される。
【００２７】
制御部７０は、主要な機能として次の（１）〜（３）の手段を有する。  
（１）当該空気調和機の運転時に開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔを閉成し、当該空気調和機の非運転時に開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔを開放する第１制御手段。
【００２８】
（２）検知器１０２が発火を検知した場合に当該空気調和機の運転（圧縮機５１，室外ファン５８，室内ファン５の運転）を停止するとともに、その運転の停止をリセットスイッチ７１のオン操作に応じて解除する第２制御手段。
【００２９】
（３）検知器１０２が発火を検知した場合にその旨を報知するとともに、その報知をリセットスイッチ７１のオン操作に応じて解除する報知手段。
【００３０】
つぎに、制御部７０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。  
ヒートポンプ式冷凍サイクルに充填されている可燃性冷媒が室外ユニット４０またはその近傍における配管の接続部や継ぎ目などから漏れた場合、漏れた可燃性冷媒（ガス）が電装品箱１００に流入する。電装品箱１００に流入した可燃性冷媒は、電装品箱１００の容積が小さいため高濃度化し、引火濃度（または発火濃度）に達する。
【００３１】
この状態で電装品箱１００内の開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔが開閉した場合、その開閉に伴い生じるスパークが電装品箱１００内の可燃性冷媒に引火することがある。この場合、開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔが溶着または劣化し、以後の運転制御に不具合が生じる。
【００３２】
そこで、制御部７０は、検知器１０２の検知結果を監視する（ステップＳ１）。検知器１０２が発火を検知した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、制御部７０は、圧縮機５１，室外ファン５８，室内ファン５の運転を強制的に停止する（ステップＳ２）。これにより、可燃性冷媒が漏れたまま運転が継続される不具合が防止されるとともに、開閉器接点１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔが溶着または劣化した状態で運転が継続される不具合が防止される。
【００３３】
そして、制御部７０は、この強制的な運転停止に伴い、可燃性冷媒が漏れて発火した旨を例えばリモコン３０の文字表示やアイコン画像表示により報知する（ステップＳ３）。この報知により、ユーザは、可燃性冷媒が漏れて発火したことを認識し、かつ運転停止の原因が可燃性冷媒の漏れと発火によるものであることを把握する。そして、ユーザは、保守・点検を依頼することができる。
【００３４】
したがって、可燃性冷媒が漏れて電装品箱１００内で発火するという不具合はあっても、その不具合を最小限に抑えることができる。
【００３５】
一方、制御部７０は、リセットスイッチ７１の操作を監視する（ステップＳ４）。リセットスイッチ７１のオン操作がない場合（ステップＳ４のＮＯ）、制御部７０は、運転停止および報知を継続する（ステップＳ２およびステップＳ３）。
【００３６】
保守・点検の依頼を受けた作業員は、冷媒漏れを修理し、かつ発火の被害を受けた電装品箱１００内の電装品を新品と交換した後、リセットスイッチ７１をオン操作する。
【００３７】
制御部７０は、リセットスイッチ７１がオン操作された場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、報知を解除するとともに（ステップＳ５）、運転停止を解除する（ステップＳ６）。
【００３８】
なお、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。
【００３９】
上記実施形態では、電装品箱１００が室外ユニット４０内に配置されている場合を例に説明したが、室内ユニット１内に配置されている場合でも、同様に実施できる。
【００４０】
上記実施形態では、開閉器接点１０１ｒ,１０１ｓ,１０１ｔが電装品箱１００内に収容されている例を説明したが、室外ユニット４０内であれば、電装品箱１００外に配置されていてもよい。検知器１０２は、開閉器接点１０１ｒ,１０１ｓ,１０１ｔが収容されている開閉器１０１内での可燃性冷媒の発火を検知することももちろん可能である。
【００４１】
上記実施形態では、三相交流電源４６からの電源線４４に挿入接続されている開閉器接点１０１ｒ,１０１ｓ,１０１ｔを例に説明したが、開閉器接点としては、これに限らず、プリント基板１０３上に取り付けられるパワーリレー内に収容される接点でもよい。
【００４２】
上記実施形態では、可燃性冷媒としてＲ３２冷媒を例に説明したが、Ｒ３２冷媒に限らず、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。
【００４３】
上記実施形態では、報知手段としてリモコン３０の文字表示やアイコン画像表示を用いたが、複数の室内ユニット１を集中管理するタイプの空気調和機の場合は、集中管理室に配置された集中管理用のコントローラの文字表示やアイコン画像表示を報知手段として用いてもよい。文字表示やアイコン画像表示に限らず、音声合成、発光、発光色変化による報知を行うことも可能である。また、他の電気機器と連携して警報を発する警報器、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報知手段として用いることも可能である。
【００４４】
上記実施形態では、リセットスイッチ７１を制御部７０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７１をリモコン３０に設けてもよい。
【００４５】
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】
【００４６】
１…室内ユニット、８…室内熱交換器、４０…室外ユニット、４１…液側冷媒配管、４２…ガス側冷媒配管、５１…圧縮機、５２…四方弁、５３…室外熱交換器、３０……リモコン、７０…制御部、７１…リセットスイッチ、１００…電装品箱、１０１…開閉器、１０１ｒ，１０１ｓ，１０１ｔ…開閉器接点、１０２…検知器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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