(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口と吹出口（５）を有するケーシング（２）内に熱交換器（３）とファン（７）を収容した室内機（１）を備え、運転時に上記熱交換器（３）に可燃性冷媒を流しながら上記ファン（７）を回転させて、上記吸込口を通してケーシング（２）内に取り込まれた空気と上記可燃性冷媒との間の熱交換を上記熱交換器（３）によって行い、熱交換後の空気を上記吹出口（５）を通して室内へ吹き出す空気調和機において、
上記ケーシング（２）の外表面に可燃性冷媒ガスを検知するためのセンサ（１１）を備えるとともに、
上記センサ（１１）が可燃性冷媒ガスを検知したとき上記ファン（７）を回転させる制御を行う制御部（９）を備え、
上記室内機（１）は床置きタイプになっており、
上記センサ（１１）は上記室内機（１）の下部に設けられていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
吸込口と吹出口（５）を有するケーシング（２）内に熱交換器（３）とファン（７）を収容した室内機（１）を備え、運転時に上記熱交換器（３）に可燃性冷媒を流しながら上記ファン（７）を回転させて、上記吸込口を通してケーシング（２）内に取り込まれた空気と上記可燃性冷媒との間の熱交換を上記熱交換器（３）によって行い、熱交換後の空気を上記吹出口（５）を通して室内へ吹き出す空気調和機において、
上記ケーシング（２）の外表面に可燃性冷媒ガスを検知するためのセンサ（１１）を備えるとともに、
上記センサ（１１）が可燃性冷媒ガスを検知したとき上記ファン（７）を回転させる制御を行う制御部（９）を備え、
上記センサ（１１）は、上記室内機（１）のケーシング下部の開口部（３０）に配置されて、上記室内機（１）の外部および内部に漏洩した可燃性冷媒ガスを検知す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に記載の空気調和機において、
上記センサ（１１）が可燃性冷媒ガスを検知したとき警報を発する手段（１２，９）を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の空気調和機において、
上記センサ（１１）が可燃性冷媒ガスを検知したとき、上記制御部（９）はこの空気調和機の冷媒回路の運転を停止する制御を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の空気調和機において、
上記可燃性冷媒は、Ｒ３２若しくはＲ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒であることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は空気調和機に関し、より詳しくは、可燃性冷媒（微燃性冷媒も含む。この明細書の全体を通して同様。）を用いた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
近年、Ｒ２２に代わる代替冷媒としてＲ３２などの可燃性冷媒を用いた空気調和機が提案されている。この種の可燃性冷媒を用いた空気調和機では、室内機内部や室内機につながる冷媒配管（連絡配管）から外部へ可燃性冷媒が漏洩して、火災を起こしたり、酸欠や熱分解による有毒ガスが発生したりするような事故（以下「火災等の事故」という。）が懸念される。
【０００３】
しかしながら、従来の空気調和機では、可燃性冷媒が漏洩した場合の対策が十分にとられているとは言えない。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、可燃性冷媒が漏洩した場合でも火災等の事故を防止できる空気調和機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の空気調和機は、吸込口と吹出口を有するケーシング内に熱交換器とファンを収容した室内機を備え、運転時に上記熱交換器に可燃性冷媒を流しながら上記ファンを回転させて、上記吸込口を通してケーシング内に取り込まれた空気と上記可燃性冷媒との間の熱交換を上記熱交換器によって行い、熱交換後の空気を上記吹出口を通して室内へ吹き出す空気調和機において、上記ケーシングの外表面に可燃性冷媒ガスを検知するためのセンサを備えるとともに、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき上記ファンを回転させる制御を行う制御部を備え、
上記室内機は床置きタイプになっており、
上記センサは上記室内機の下部に設けられていることを特徴とする。
【０００６】
この請求項１の空気調和機では、室内機のケーシングの外表面に可燃性冷媒ガスを検知するためのセンサを備えているので、室内機につながる冷媒配管（連絡配管）から室内へ可燃性冷媒が漏洩した場合や、室内機内部で漏洩した可燃性冷媒がケーシングの隙間を通して室内機の外部へ流出した場合に、漏洩してガス化した冷媒をそのセンサによって検知できる。そして、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき、制御部が上記ファンを回転させる制御を行う。これにより、上記ファンの回転によって生ずる空気の流れ、すなわち上記吸込口を通してケーシング内に取り込まれ上記吹出口を通して室内へ吹き出される空気の流れによって、可燃性冷媒ガスを拡散して燃焼下限濃度以下にすることができる。この結果、火災等の事故を防止できる。
【０００７】
Ｒ３２などの可燃性冷媒は、空気よりも重いという性質を有している。したがって、室内機が床に置かれている場合は、室内機につながる冷媒配管（連絡配管）から室内へ漏洩した可燃性冷媒や、室内機内部で漏洩してケーシングの隙間を通して室内機の外部へ流出した可燃性冷媒が、室内の床に溜まる傾向がある。ここで、この請求項１の空気調和機では、上記センサは上記室内機の下部に設けられているので、室内の床に溜まった可燃性冷媒ガスを、上記センサによって確実に検知できる。また、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき、制御部が上記ファンを回転させる制御を行うので、上記ファンの回転によって生ずる空気の流れ、すなわち上記吸込口を通してケーシング内に取り込まれ上記吹出口を通して室内へ吹き出される空気の流れによって、室内の床に溜まった可燃性冷媒ガスを効果的に拡散して、燃焼下限濃度以下にすることができる。したがって、火災等の事故を確実に防止できる。
【０００８】
また、上記ファンは室内機に本来装備されているものであり、上記制御部を構成するハードウエアは、空気調和機を運転するために本来装備されているものと共通化できる。したがって、本発明を一般的な空気調和機に適用するに当たり、特段のコストアップが生ずることはない。
【０００９】
請求項２に記載の空気調和機は、吸込口と吹出口を有するケーシング内に熱交換器とファンを収容した室内機を備え、運転時に上記熱交換器に可燃性冷媒を流しながら上記ファンを回転させて、上記吸込口を通してケーシング内に取り込まれた空気と上記可燃性冷媒との間の熱交換を上記熱交換器によって行い、熱交換後の空気を上記吹出口を通して室内へ吹き出す空気調和機において、上記ケーシングの外表面に可燃性冷媒ガスを検知するためのセンサを備えるとともに、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき上記ファンを回転させる制御を行う制御部を備え、上記センサは、上記室内機のケーシング下部の開口部に配置されて、上記室内機の外部および内部に漏洩した可燃性冷媒ガスを検知することを特徴とする。
【００１０】
既述のように、Ｒ３２などの可燃性冷媒は、空気よりも重いという性質を有している。したがって、室内機内部で漏洩した可燃性冷媒は室内機の下部に溜まる傾向がある。ここで、この請求項２の空気調和機では、上記センサは、上記室内機のケーシングの外表面で、かつ、上記室内機のケーシング下部の開口部に配置されて、上記室内機の外部および内部に漏洩した可燃性冷媒ガスを検知するので、上記室内機の外部へ漏洩した可燃性冷媒ガスだけでなく、室内機内部で漏洩した可燃性冷媒ガスを、上記センサによって確実に検知できる。また、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき、制御部が上記ファンを回転させる制御を行うので、上記ファンの回転によって生ずる空気の流れ、すなわち上記吸込口を通してケーシング内に取り込まれ上記吹出口を通して室内へ吹き出される空気の流れによって、室内機内部で漏洩した可燃性冷媒ガスを効果的に拡散して、燃焼下限濃度以下にすることができる。したがって、火災等の事故を確実に防止できる。
【００１１】
また、上記ファンは室内機に本来装備されているものであり、上記制御部を構成するハードウエアは、空気調和機を運転するために本来装備されているものと共通化できる。したがって、本発明を一般的な空気調和機に適用するに当たり、特段のコストアップが生ずることはない。
【００１２】
請求項３に記載の空気調和機は、請求項１または２のいずれか一つに記載の空気調和機において、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき警報を発する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この請求項３の空気調和機では、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき警報を発する。したがって、ユーザは、可燃性冷媒が漏洩したことを知ることができ、室内を換気する、修理のためにサービスマンを呼ぶなどの処置をとることができる。
【００１４】
請求項４に記載の空気調和機は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の空気調和機において、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき、上記制御部はこの空気調和機の冷媒回路の運転を停止する制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
この請求項４の空気調和機では、上記センサが可燃性冷媒ガスを検知したとき、上記制御部はこの空気調和機の冷媒回路の運転を停止する制御を行う。したがって、冷媒回路上に存在する弁によって冷媒回路が遮断されて、可燃性冷媒の漏洩が抑制される。なお、冷媒配管に残存した可燃性冷媒は、問題の漏洩箇所から或る程度流出するが、もはや加圧されないので流出量は少なくなる。
【００１６】
請求項５に記載の空気調和機は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の空気調和機において、上記可燃性冷媒は、Ｒ３２若しくはＲ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒であることを特徴とする。
【００１７】
Ｒ３２若しくはＲ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒は、Ｒ２２に代わる代替冷媒として有望視されている。この請求項５の空気調和機では、Ｒ２２に代わる代替冷媒として有望視されている、Ｒ３２若しくはＲ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒が漏洩した場合に、火災等の事故を防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の空気調和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１は、一実施形態の空気調和機の室内機１を、前面パネルを省略して前方から見たところを示している。図２は、その室内機１を、ケーシング２を部分的に破断して右側方から見たところを示している。この室内機１は床置きタイプになっていて、略直方体状のケーシング２を備え、室内１００の床１０１に置かれている。
【００２０】
図２によって分かるように、室内機１のケーシング２内には、前面側に略直方体状の外形を持つ熱交換器３が設けられ、その背後にファン７が設けられている。熱交換器３の直下には、熱交換器３のフィンの表面に発生した露を受けるためのドレンパン４が設けられている。さらに、このドレンパン４の直下には、空気を吹き出すための吹出口５が設けられている。
【００２１】
図１に示すように、室外機（図示せず）と室内機１との間で冷媒を循環させるための一対の連絡配管１０が、ケーシング２の左側板２ａの下部に設けられた穴３１を通して室内機１内部に導入されている。この連絡配管１０は、図示を省略しているが、熱交換器３の伝熱管６に接続されている。この空気調和機では、冷媒としてＲ３２からなる可燃性冷媒が採用されている。
【００２２】
室内機１のケーシング２の右側板２ｂの下部には、開口部として、ケーシング２を内外に貫通する穴３０が設けられている。この穴３０には、Ｒ３２などの可燃性冷媒ガスを検知するためのガスセンサ１１が収容されている。このガスセンサ１１はケーシング２の外と内との両方に面しており、室内機１の外部および内部に漏洩した可燃性冷媒ガスを検知することができる。
【００２３】
また、室内機１のケーシング２内には、熱交換器３の右側に隣り合う上部の空間に、この空気調和機全体の動作を制御するための制御部９が設置されている。制御部９の下方の空間には、可燃性冷媒が漏洩したとき等の異常発生時に警報を発するための警報器１２が設けられている。この警報器１２は、視覚および聴覚を通して居住者に異常発生を知らせるために、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなるランプ（図示しない前面パネルを通して居住者に見えるようになっている。）と、ブザーとを含んでいる。
【００２４】
なお、制御部９は、図示しない蓄電池によってバックアップされており、この空気調和機の運転停止時（電源スイッチオフ時）であっても、ガスセンサ１１による可燃性冷媒ガス検知、警報器１２の制御を行うことができる。
【００２５】
この空気調和機の運転時には、制御部９の制御によって、可燃性冷媒が、室外機から連絡配管１０の一方を通して室内機１内部に送られ、熱交換器３の伝熱管６を通して流れた後、室内機１外部へ出て、連絡配管１０の他方を通して室外機へ戻される。それとともに、図２中に示すファン７が回転される。これにより、室内１００の空気が前面パネルのグリル（吸込口）を通してケーシング２内に吸い込まれ、熱交換器３のフィンの間を通って可燃性冷媒との間で熱交換をする。熱交換後の空気は、ファン７とケーシング２の背板２ｃとの間の隙間を通って下方へ流れ、吹出口５を通して室内１００へ吹き出される。
【００２６】
さて、この空気調和機では、室内機１のケーシング２の右側板２ｂの下部に、ケーシング２の外と内との両方に面して可燃性冷媒ガスを検知するためのガスセンサ１１を備えているので、連絡配管１０から室内１００へ可燃性冷媒が漏洩した場合や、室内機１内部で漏洩した可燃性冷媒がケーシング２の隙間を通して室内機１の外部へ流出した場合に、漏洩してガス化した冷媒をそのガスセンサ１１によって検知できる。
【００２７】
すなわち、Ｒ３２などの可燃性冷媒は、空気よりも重いという性質を有している。したがって、連絡配管１０から室内１００へ漏洩した可燃性冷媒や、室内機１内部で漏洩してケーシング２の隙間を通して室内機１の外部へ流出した可燃性冷媒が、室内１００の床１０１に溜まる傾向がある。ここで、ガスセンサ１１はケーシング２の下部に設けられ、かつケーシング２の外に面しているので、室内１００の床１０１に溜まった可燃性冷媒ガスを、ガスセンサ１１によって確実に検知できる。なお、連絡配管１０は室内機１から左方へ延在しているが、連絡配管１０から漏洩した可燃性冷媒は、室内１００の床１０１を速やかに拡散して、室内機１の右側板２ｂに設けられたガスセンサ１１のところまで達する。
【００２８】
また、室内機１内部で漏洩した可燃性冷媒は室内機１の下部に溜まる傾向がある。例えば図１において、熱交換器３の左上部の伝熱管接続箇所Ｘから漏洩した可燃性冷媒は、下方へ降りてドレンパン４の左端部に達し、ドレンパン４上を右方向へ移動して、ドレンパン４の右端部から落下してガスセンサ１１の近傍に達する。ここで、ガスセンサ１１は、ケーシング２の下部に設けられ、かつケーシング２の外だけでなく内にも面しているので、室内機１の外部へ漏洩した可燃性冷媒ガスだけでなく、このような室内機１内部で漏洩した可燃性冷媒ガスを、ガスセンサ１１によって確実に検知できる。
【００２９】
図３は、実験的に一定期間だけ、熱交換器３の左上部の伝熱管接続箇所Ｘから可燃性冷媒を漏洩させた場合の、冷媒濃度Ｃの変化に伴うガスセンサ１１の出力（センサ検知電圧）Ｖｏｕｔの変化を、漏洩開始からの時間経過に従って示している。図３中で、Ｃ0は実験中ファン７を停止状態に維持したときの冷媒濃度の変化を示している。一方、Ｃ1は漏洩開始と同時にファン７を回転させ、その回転を維持したときの冷媒濃度の変化を示している。図示のセンサ検知電圧Ｖｏｕｔの変化は前者Ｃ0に対応するものである。この結果から、可燃性冷媒が漏洩したとき、直ちにファン７を回転させれば、冷媒濃度Ｃを燃焼下限濃度ＣCL以下に維持できることが分かる。なお、図３中に示す基準値Ｖｒｅｆは、可燃性冷媒ガスの濃度Ｃが燃焼下限濃度ＣCL以下の基準濃度ＣLLになったときセンサ検知電圧Ｖｏｕｔが示す値に対応している。この基準濃度ＣLLは、ノイズと区別できる範囲で、可能な限り低く設定されている。
【００３０】
図４に示すように、制御部９は常時、ガスセンサ１１によって冷媒濃度Ｃを検出して（Ｓ１）、センサ検知電圧Ｖｏｕｔが基準値Ｖｒｅｆ以上であるか否かを判断する（Ｓ２）。センサ検知電圧Ｖｏｕｔが基準値Ｖｒｅｆを下回っていれば、可燃性冷媒が漏洩していないと判断して、ガスセンサ１１による冷媒濃度検出を継続する。一方、センサ検知電圧Ｖｏｕｔが基準値Ｖｒｅｆ以上であれば、可燃性冷媒が漏洩したと判断して、直ちに警報器１２によって警報を発する（Ｓ３）。具体的には、ＬＥＤランプを点滅させるとともにブザーを鳴らして、視覚および聴覚を通して居住者に可燃性冷媒が漏洩したことを知らせる。これにより、ユーザは、可燃性冷媒が漏洩したことを知ることができ、室内１００を換気する、修理のためにサービスマンを呼ぶなどの処置をとることができる。また、制御部９は、可燃性冷媒が漏洩したと判断すると、直ちにファン７を回転させるとともに冷媒回路の運転を停止する制御を行う（Ｓ４）。ファン７を回転させることにより、ファン７の回転によって生ずる空気の流れ、すなわち前面グリルを通してケーシング２内に取り込まれ吹出口５を通して室内１００へ吹き出される空気の流れによって、連絡配管１０から室内１００へ漏洩した可燃性冷媒や、室内機１内部で漏洩した可燃性冷媒、さらには室内機１内部で漏洩してケーシング２の隙間を通して室内機１の外部へ流出した可燃性冷媒のガスを、効果的に拡散して燃焼下限濃度以下にすることができる。この結果、火災等の事故を防止できる。また、冷媒回路の運転を停止する制御を行うことにより、この空気調和機が運転中であっても、冷媒回路上に存在する弁によって冷媒回路を直ちに遮断でき、可燃性冷媒が大量に漏洩するのを抑制できる。この結果、火災等の事故を確実に防止できる。
【００３１】
この実施形態では、室内機１のケーシング２の右側板２ｂの下部に、ケーシング２の外と内との両方に面して可燃性冷媒ガスを検知するためのガスセンサ１１を設けているので、この室内機１およびその周りから漏洩した可燃性冷媒ガスをガスセンサ１１によって必ず検知できる。したがって、火災等の事故を防止するために、この室内機１に対して可燃性冷媒ガスを検知するためのガスセンサを一つで済ませることができ、コストアップを抑えることができる。
【００３２】
また、上記ファン７，制御部（を構成するハードウエア）９は室内機１に本来装備されているものである。したがって、本発明を一般的な空気調和機に適用するに当たり、特段のコストアップが生ずることはない。
【００３３】
なお、この実施形態では、可燃性冷媒はＲ３２からなるものとしたが、当然ながらこれに限られるものではない。この発明は、Ｒ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、またはプロパン若しくはプロパンを含む混合冷媒など、可燃性冷媒を用いる空気調和機に広く適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１乃至５の空気調和機では、可燃性冷媒が漏洩した場合でも、漏洩した可燃性冷媒をセンサによって検知できる。したがって、火災等の事故を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施形態の空気調和機の室内機を、前面パネルを省略して前方から見たところを示す断面図である。
【図２】  上記室内機を、ケーシングを部分的に破断して右側方から見たところを示す図である。
【図３】  冷媒濃度Ｃの変化に伴うセンサ検知電圧Ｖｏｕｔの変化を、漏洩開始からの時間経過に従って示す図である。
【図４】  上記空気調和機の制御部による制御のフローを示す図である。
【符号の説明】
１  室内機
２  ケーシング
９  制御部
１０  連絡配管
１１  ガスセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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