(57)【要約】【課題】本発明は冷却状態や可燃性冷媒の特性に応じて、的確に低圧側からの冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知装置、冷媒漏れ検知方法、又は冷蔵庫を提供することを目的とする。【解決手段】冷凍サイクル３０に可燃性冷媒としてプロパンを封入し、この冷媒が冷凍サイクル３０より漏れたことを検知する冷媒漏れ検知手段８０とを備え、この冷媒漏れ検知手段８０は、冷凍用冷却器温度センサ５２の検出温度が設定温度（−４２℃）以下の状態で、圧縮機３１の負荷が増加した場合には、冷凍サイクル３０の低圧側から冷媒が漏れたことを判断する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と凝縮器と絞り機構と冷却器とを順次接続した冷凍サイクルと、前記冷却器の温度を検出する冷却器温度センサと、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入し、この冷媒が前記冷凍サイクルより漏れたことを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、前記冷媒漏れ検知手段は、前記冷却器温度センサの検出温度が設定温度以下の状態で、圧縮機の負荷が増加した場合に、前記冷凍サイクルの低圧側から冷媒が漏れたと判断することを特徴とする冷媒漏れ検知装置。
【請求項２】
設定温度は、封入する可燃性冷媒の沸点温度とすることを特徴とする請求項１に記載の冷媒漏れ検知装置。
【請求項３】
冷凍サイクルの凝縮器と絞り機構との間に冷媒の流れを遮断する弁を設け、この弁により冷媒の流れを遮断した状態で、圧縮機を運転させてから、冷媒漏れ検知手段による検知を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷媒漏れ検知装置。
【請求項４】
通電により冷却器の除霜を行う除霜ヒータを設け、この除霜ヒータの通電前に、弁により冷媒の流れを遮断した状態で、圧縮機を運転させることを特徴とする請求項３に記載の冷媒漏れ検知装置。
【請求項５】
可燃性冷媒が封入された冷凍サイクルから、この冷媒が漏れたことを検知する冷媒漏れ検知方法であって、
冷凍サイクルの冷却器の温度を検出する温度検出ステップと、この温度検出ステップにおいて検出された温度が予め設定された設定温度以下であるかを判断する温度判断ステップと、冷凍サイクルの圧縮機の負荷が増加したか否かを判断する負荷判断ステップと、前記温度判断ステップにおいて検出された温度が設定温度以下であると判断され、前記負荷判断ステップにおいて圧縮機の負荷が増加していると判断された場合に、前記冷凍サイクルの低圧側から冷媒が漏れたと判断する冷媒漏れ検知ステップとを含むことを特徴とする冷媒漏れ検知方法。
【請求項６】
圧縮機と凝縮器と絞り機構と冷却器とを順次接続した冷凍サイクルと、前記冷却器の温度を検出する冷却器温度センサと、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入し、この冷媒が前記冷凍サイクルより漏れたことを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、この冷媒漏れ検知手段は、前記冷却器温度センサの検出温度が設定温度以下の状態で、圧縮機の負荷が増加した場合に、前記冷凍サイクルの低圧側から冷媒が漏れたと判断することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項７】
冷蔵室および冷凍室を配設し、この冷蔵室および冷凍室をそれぞれ専用に冷却する冷蔵用冷却器および冷凍用冷却器と、凝縮器と絞り機構との間に設けられ前記両冷却器に流れる冷媒流を制御する冷媒制御弁とを備え、この冷媒制御弁により両冷却器に流れる冷媒を遮断した状態で、圧縮機を運転させてから、冷媒漏れ検知手段による判断を行うことを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
冷凍用冷却器から冷蔵用冷却器に冷媒の流れを切替えるときに、両冷却器に流れる冷媒を遮断した状態で、圧縮機を運転させることを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性冷媒を用いた冷凍サイクルにおける冷媒漏れ検知手段、冷媒漏れ検知方法、及びそれを備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オゾン層保護、地球温暖化問題に対する関心が世界的に高まっており、冷蔵庫やエアコン等の冷凍サイクルには、オゾン層破壊につながる塩素を含まない冷媒とともに地球温暖化係数の低い冷媒が使用されている。このうち、イソブタンなどの炭化水素系冷媒は可燃性を有しているため、発火限界濃度以上になると、タバコなどの火種に引火して火災に発展する可能性がある。
【０００３】
しかしながら、一般家庭用の冷蔵庫などで使用されている冷凍サイクルには、冷媒封入量が少なく、冷凍サイクルの高圧側から冷媒が漏れた場合には、即空気中に拡散するため、火災に発展する可能性はほとんどない。冷凍サイクルの低圧側から冷媒が漏れた場合でも、ガスケットの隙間や冷却器の排水管などから庫外に拡散するため、火災に発展する可能性は低いが、ほぼ密閉された貯蔵室内に漏洩するため、高圧側からの冷媒漏れよりも拡散速度が遅く、貯蔵室内の底部に冷媒が滞留し発火限界濃度に到達し易くなる。
【０００４】
このため、さらなる安全を期すために、低圧側から冷媒が漏れた場合には、低圧側からの冷媒漏れを迅速に検知して、的確に着火防止処置、例えば、冷気循環用のファンを回転させることで冷媒を拡散させ、貯蔵室内を発火限界濃度以上にならないようにすることが望まれている。
【０００５】
このように低圧側からの冷媒漏れを検知することは、着火防止処置を行うために必要であり、従来では、圧縮機が安定した状態で基準デューティー値を設定し、この値と現在のデューティー値を比較して、増加率が所定以上高い場合に低圧側から冷媒が漏れていると判断する検知構成が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−７７０００号公報（第９頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成では、冷却状態や、炭化水素系冷媒などの可燃性冷媒の特性によって、低圧側の冷媒漏れを誤検知する場合があった。
【０００７】
例えば、可燃性冷媒の代表としてイソブタンが冷蔵庫には多く使用されているが、このイソブタンの沸点は−１２℃であるため、冷却器の蒸発温度を例えば−３０℃と使用冷媒の沸点より低く設定している場合には、温度が安定した状態だと低圧側の配管内圧力が大気圧よりも低いため、ピンホールや配管接続部に亀裂が生じた際に、貯蔵室内の空気を配管内に吸込み、圧縮機にかかる負荷、デューティーが増加する。
【０００８】
しかし、冷却運転を開始した直後など、冷却器の蒸発温度が該冷媒の沸点以下に到達していない場合には、配管内圧力が大気圧よりも高いため、ピンホールなどが生じると、高圧側の現象と同様に配管内から外部に冷媒が漏れ出し、圧縮機にかかる負荷、デューティーが減少する。
【０００９】
また、冷凍サイクルに封入する冷媒をプロパンのように沸点が−４２℃と、現在一般的に使用されている冷却器の蒸発温度よりも低い冷媒を使用する形態においては、冷媒漏れが発生すると、通常の冷却運転時における低圧側の配管内圧力は大気圧よりも高いため、イソブタンの場合のサイクル挙動とは異なり配管内から冷媒が漏れ出すことになる。
【００１０】
このため、実際には低圧側から冷媒漏れが発生しても、高圧側の冷媒漏れと同じ現象が生じるため、高圧側からの冷媒漏れと誤判断する可能性があり、的確に着火防止処置を施すことができなかった。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、冷却状態や可燃性冷媒の特性に応じて、的確に低圧側からの冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知装置、冷媒漏れ検知方法、又は冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒漏れ検知装置は、圧縮機と凝縮器と絞り機構と冷却器とを順次接続した冷凍サイクルと、前記冷却器の温度を検出する冷却器温度センサと、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入し、この冷媒が前記冷凍サイクルより漏れたことを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、この冷媒漏れ検知手段は、前記冷却器温度センサの検出温度が設定温度以下の状態で、圧縮機の負荷が増加した場合に、前記冷凍サイクルの低圧側から冷媒が漏れたと判断することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項５に係る冷媒漏れ検知方法は、可燃性冷媒が封入された冷凍サイクルから、この冷媒が漏れたことを検知する冷媒漏れ検知方法であって、冷凍サイクルの冷却器の温度を検出する温度検出ステップと、この温度検出ステップにおいて検出された温度が予め設定された設定温度以下であるかを判断する温度判断ステップと、冷凍サイクルの圧縮機の負荷が増加したか否かを判断する負荷判断ステップと、前記温度判断ステップにおいて検出された温度が設定温度以下であると判断され、前記負荷判断ステップにおいて圧縮機の負荷が増加していると判断された場合に、前記冷凍サイクルの低圧側から冷媒が漏れたと判断する冷媒漏れ検知ステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の請求項６に係る冷蔵庫は、圧縮機と凝縮器と絞り機構と冷却器とを順次接続した冷凍サイクルと、前記冷却器の温度を検出する冷却器温度センサと、前記冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入し、この冷媒が前記冷凍サイクルより漏れたことを検知する冷媒漏れ検知手段とを備え、この冷媒漏れ検知手段は、前記冷却器温度センサの検出温度が設定温度以下の状態で、圧縮機の負荷が増加した場合に、前記冷凍サイクルの低圧側から冷媒が漏れたと判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷却状態や可燃性冷媒の特性に応じて、的確に低圧側からの冷媒漏れを検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明に係る１実施例の冷蔵庫を示す縦断面図である。１は冷蔵庫本体を示しており、断熱箱体２は外箱と内箱との間に断熱材を現場発泡により充填させて形成し、内部を断熱仕切壁７〜９を介して冷蔵室３、切替室４、野菜室５及び冷凍室６に区画し、それぞれ独立した開閉扉１０〜１３を有している。なお、切替室４の側方には、図示しない製氷室を配設している。
【００１８】
野菜室５の後方には、冷却器、ここでは冷蔵用冷却器３５と冷凍用冷却器３７を前後に配設している。冷蔵用冷却器３５の上方には、ファン、ここでは冷蔵用冷却器３５で生成された冷気を冷蔵室３と野菜室５に送風する冷蔵用ファン１５を設けており、さらに上方には冷蔵室３の背面に沿って室内に冷気を供給する背面ダクト１６を設けている。なお、背面ダクト１６には、冷蔵室３内の温度を検出する冷蔵用温度センサ５３を設けている。
【００１９】
冷蔵室３の後方底部には、冷蔵室３を冷却し終えた空気を野菜室５に送風する連通ダクト１７を設けており、野菜室５を冷却し終えた空気は、冷蔵用冷却器３５に戻されて再び熱交換される。冷蔵用冷却器３５の配管上部には、この冷却器の温度を検出する冷蔵用冷却器温度センサ５１（以下、ＲＤセンサと称する。）を設けている。
【００２０】
冷凍用冷却器３７で生成された冷気は、ここでは図示しない冷凍用ファン１８（図２参照）の回転により、切替室４、製氷室、冷凍室６にそれぞれ送風されて、これらを冷却し、冷却し終えた空気は、冷凍用冷却器３７に戻されて再び熱交換される。冷凍用冷却器３７には、通電により加熱して除霜する除霜ヒータ１９を設けているとともに、配管上部には、この冷却器の温度を検出する冷凍用冷却器温度センサ５２（以下、ＦＤセンサと称する。）を設けている。なお、冷凍室６の背面には、冷凍室６内の温度を検出する冷凍用温度センサ５４を設けている。
【００２１】
冷蔵庫本体１の背面底部には機械室２０を設けており、この機械室２０には圧縮機３１、及び圧縮機３１などを放熱する放熱ファン２１を配設している。この機械室２０の上方には制御装置５０を配設した収納室２２を設けており、この収納室２２は機械室２０と連通しないように密閉している。
【００２２】
図２は、本発明に係る１実施例の冷凍サイクル３０を示す概略図であり、この冷凍サイクル３０には、炭化水素系の可燃性冷媒を封入しており、ここでは、沸点が−４２℃のプロパンを封入している。
【００２３】
圧縮機３１の吐出口には凝縮器３２、弁、ここでは冷媒制御弁３３を直列に接続している。冷媒制御弁３３の吐出口は双方に分かれており、一方は絞り機構、ここでは冷蔵用キャピラリチューブ３４と冷蔵用冷却器３５を直列に接続した配管と、他方は絞り機構、ここでは冷凍用キャピラリチューブ３６と冷凍用冷却器３７とアキュームレータ３８と逆止弁３９を直列に接続した配管とを接続している。そして、双方の配管の出口側は、合流して圧縮機の吸込口に接続させている。
【００２４】
冷媒制御弁３３は、ステッピングモーターの回転角度により、冷蔵用冷却器３５側に冷媒を流すＲ冷却運転と、冷凍用冷却器３７側に冷媒を流すＦ冷却運転とに切替えられ、各冷却器３７への流量の調節や、双方の冷媒の流れも遮断するように構成している。
【００２５】
なお、冷凍サイクル３０の低圧側とは、キャピラリチューブ３４、３６の出口から圧縮機３１の吸込口までの配管をいい、ここでは冷蔵用冷却器３５の蒸発温度を−２０℃、冷凍用冷却器３７の蒸発温度を−５０℃に設定している。
【００２６】
図３は、本発明に係る１実施例の制御装置５０を示すブロック図である。マイコンよりなる主制御部５１は、ＲＤセンサ５１、ＦＤセンサ５２、冷蔵用温度センサ５３、又は冷凍用温度センサ５４の検出温度に基づき、冷蔵用ファン１５、冷凍用ファン１８、放熱ファン２１、除霜ヒータ１９、冷媒制御弁３３、及び圧縮機３１の運転を制御している。
【００２７】
圧縮機３１の運転は、駆動装置６０が三相のブラシレスＤＣモータ（以下、コンプモータと称する。）６１を回転制御することで行われている。以下に、この駆動装置６０の構造について説明する。
【００２８】
駆動装置６０は、インバータ回路６２と、整流回路６３と、交流電源６４と、ＰＷＭ成形部７０と、ＡＤ変換部７１と、ｄｑ変換部７２と、速度検出部７３と、速度指令出力部６５と、速度ＰＩ制御部６６と、ｑ軸電流ＰＩ制御部６８と、ｄ軸電流ＰＩ制御部６７と、三相変換部６９とより構成している。
【００２９】
整流回路６３は商用電源（ＡＣ１００Ｖ）である交流電源６４から交流電圧が供給され、これを整流してインバータ回路６２に供給し、インバータ回路６２はコンプモータ６１の三相の固定子巻線に駆動電流を流す。
【００３０】
ＰＷＭ成形部７０は、インバータ回路６２にＰＷＭ信号を供給し、また、後述する三相の電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいてパルス幅変調を行う。ＡＤ変換部７１は、インバータ回路６２の検知抵抗における電圧値を検知して、各相の電圧値をアナログ値からデジタル値に変換し、三相の駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを出力する。
【００３１】
ｄｑ変換部７２は、ＡＤ変換部７１から出力された駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、磁束に対応した電流成分であるｄ軸（direct-axis）の電流Ｉｄと、コンプモータ６１のトル
クに対応した電流成分であるｑ軸（quadrature-axis）の電流Ｉｑに変換する。
【００３２】
速度検出部７３では、入力されたｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄに基づいて、コンプモータ６１の回転子の位置である回転角θを求め、このθを微分することにより回転速度ωを求める。主制御部５１では、ｄｑ変換部７２から送られてきたｑ軸電流Ｉｑに基づいて速度指令信号Ｓを出力する。
【００３３】
速度指令出力部６５は、主制御部５１からの速度指令信号Ｓと、速度検出部７３からの回転速度ωに基づいて基準回転速度ωｒｅｆを出力する。基準回転速度ωｒｅｆは、現在の回転速度ωと共に速度ＰＩ制御部６６に入力される。
【００３４】
速度ＰＩ制御部６６では、基準回転速度ωｒｅｆと現在の回転速度ωとの差分量に基づいてＰＩ制御を行い、基準ｑ軸電流Ｉｑｒｅｆと基準ｄ軸電流Ｉｄｒｅｆを出力し、現在のｑ軸電流Ｉｑと現在のｄ軸電流Ｉｄと共にｑ軸電流ＰＩ制御部６８とｄ軸電流ＰＩ制御部６７にそれぞれ出力する。
【００３５】
ｑ軸電流ＰＩ制御部６８では、ＰＩ制御を行うと共に電流／電圧変換を行い、基準ｑ軸電圧Ｖｑを出力し、ｄ軸電流ＰＩ制御部６７では、ＰＩ制御を行うと共に電流／電圧変換を行い、基準ｄ軸電圧Ｖｄを出力する。
【００３６】
三相変換部６９では、基準ｄ軸電圧Ｖｄと基準ｑ軸電圧Ｖｑを、まず二相の電圧に変換し、この変換された二相の電圧Ｖα，Ｖβを、三相の電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。
この変換された三相の電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを前記したＰＷＭ成形部７０に出力する。
【００３７】
以上の駆動装置６０によれば、検知したｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑに基づいて回転速度を検知し、この回転速度ωと、主制御部５１からの速度指令信号Ｓに基づいてフィードバック制御を行い、速度指令信号Ｓに合わせた回転速度ωｒｅｆでコンプモータ６１が回転するようにＰＷＭ成形部７０からＰＷＭ信号をインバータ回路６２に出力する。インバータ回路６２はこれに基づいて、三相の駆動電流をコンプモータ６１の三相の固定子巻線に出力する。
【００３８】
一方、圧縮機３１の負荷を判断する手段は、圧縮機３１の負荷が増減する場合には、圧縮機３１の入力電力も増減するため、ここでは、圧縮機３１の入力電力に基づいて判断する。具体的には、回転子の永久磁石が表面型タイプの場合、Ｉｄ＝０の時に効率が最大となるように制御するためｑ軸方向しか電力が発生しない。よって、コンプモータ６１の入力電力Ｗｉは、検知したｑ軸電流Ｉｑと基準ｑ軸電圧Ｖｑの積から求める。
【００３９】
そして、冷却運転を切替えてから所定時間、又は圧縮機３１の回転数が指定の回転数となってから所定時間、例えば３分経過後に基準電力値Ｗ０を負荷判断部８１に記憶させる。その後、負荷判断部８１において、一定間隔、例えば１０秒毎に検出した入力電力Ｗｉと基準電力Ｗ０を比較し、入力電力Ｗｉが、基準電力Ｗ０に対し増加基準値、例えば３０Ｗを越えると圧縮機３１の負荷が増加したと判定を行い、冷媒漏れ検知手段８０に出力する。なお、圧縮機３１の負荷を判断する手段については、ＰＷＭのデューティー値、電圧、電流の増加、圧縮機３１の吐出配管温度、圧力の増加などに基づいて検出してもよい。
【００４０】
温度判断部８２は、予め設定温度、ここではプロパンの沸点である−４２℃が記憶されており、ＦＤセンサ５２からの検出温度が、この温度に対して高いか否かを判定し、高い場合には冷媒漏れ検知手段に出力する。
【００４１】
８０は冷媒漏れ検知手段であり、詳細は後述するが、負荷判断部８１の判定結果と温度判断部８２の判定結果に基づいて、冷凍サイクル３０の低圧側から冷媒が漏れたと判断し、この結果を主制御部５１に出力する。
【００４２】
次に、実施例１の冷蔵庫本体１の動作について説明する。  
通常の冷却運転は、冷蔵用冷却器３５側に冷媒を流すＲ冷却運転と、冷凍用冷却器３７側に冷媒を流すＦ冷却運転を１サイクルとして、交互に切替えて各室を冷却する。そしてＲ冷却運転では、冷媒制御弁３３の切替えにより冷蔵用冷却器３５側に冷媒を流し、冷蔵用ファン１５を回転させて冷気を冷蔵室３及び野菜室５に送風して冷却する。冷蔵用温度センサ５３の検出温度がＯＦＦ温度、例えば１℃以下に降下したり、冷凍用温度センサ５４の検出温度がＯＮ温度、例えば−１８℃以上に上昇して所定時間、例えば２０分以上経過したような場合には、冷媒制御弁３３を動作させてＦ冷却運転に移行する。
【００４３】
Ｆ冷却運転では、冷凍用ファン１８を回転させて冷気を切替室４、製氷室、冷凍室６に送風して冷却する。このとき、１サイクル毎にＲＤセンサ５１の検出温度が所定温度、例えば３℃以上になるまで、冷蔵用ファン１５を低速回転させておくことで、１サイクル毎に冷蔵用冷却器３５の除霜を行うようにしている。そして、冷凍用温度センサ５４の検出温度がＯＦＦ温度、例えば−３０℃以下に降下したり、冷蔵用温度センサ５３の検出温度がＯＮ温度、例えば３℃以上に上昇して所定時間、例えば４０分以上冷却した場合には、冷媒制御弁３３を動作させてＲ冷却運転に移行する。
【００４４】
一方、Ｆ冷却運転の積算時間が所定時間、例えば１０時間以上に到達すると、圧縮機３１や各ファン１５、１８の運転を停止させ、除霜ヒータ１９に通電して除霜を行う。そして、ＦＤセンサ５２が所定温度、例えば１０℃以上を検出したら通電を遮断して除霜を終了し、通常の冷却運転に移行する。
【００４５】
次に、実施例１における冷媒漏れ検知について詳述する。図４は、ＦＤセンサ５２の検出温度及び圧縮機３１の入力電力の変動を示すグラフである。
【００４６】
Ｒ冷却運転中は冷凍用冷却器３７に冷媒が流れていないため、ＦＤセンサ５２の検出温度は上昇する。圧縮機３１の入力電力Ｗｉは、冷蔵用冷却器３５の蒸発温度が比較的高いため、圧縮機３１にかかる負荷が大きくなり、温度が安定すると負荷の上昇も小さくなる。Ｆ冷却運転中は冷凍用冷却器３７に冷媒が流れるため、ＦＤセンサ５２の検出温度は降下し、圧縮機３１の入力電力Ｗｉは、冷却器の蒸発温度が低くなるため、圧縮機３１にかかる負荷が小さくなり、温度が安定すると負荷の減少は小さくなる。
【００４７】
さて、本実施例においては、ｔ１のタイミングで、低圧側の配管、ここでは冷凍用冷却器３７とアキュームレータ３８の配管接続部にピンホールを穿設し、強制的に冷媒漏れを生じさせた。この場合、冷凍用冷却器３７の温度は、プロパンの沸点、−４２℃以下であるため、大気圧よりも配管内の圧力が小さく、貯蔵室内の空気を吸い込むことになり、圧縮機３１の入力電力Ｗｉは増加する。逆に、冷凍用冷却器３７の温度が沸点よりも高い場合には、大気圧より配管内の圧力が大きく、冷凍サイクル３０から冷媒が漏れ出して圧縮機３１の入力電力Ｗｉが減少するため、高圧側の冷媒漏れと現象が同じになってしまい、高圧側の冷媒漏れと誤検知してしまうことになる。
【００４８】
そこで、本実施例１では、ＦＤセンサ５２の検出温度が設定温度以下の状態で、圧縮機３１の負荷が増加した場合に、冷凍サイクル３０の低圧側から冷媒が漏れたことを検知するように構成している。
【００４９】
具体的には、図５のフローチャートに示すように、ステップＳ１０では、ＦＤセンサ５２が冷凍用冷却器３７の配管温度を検出し（Ｓ１０）、この値を温度判断部８２に入力して、ステップＳ１１に進む。
【００５０】
ステップＳ１１では、温度判断部８２において、ＦＤセンサ５２により検出された温度が、予め設定された設定温度、ここでは−４２℃以下であるかを判断し（Ｓ１１）、設定温度以下であれば、低圧側から冷媒が漏れた場合には圧縮機３１の負荷が増加するためステップＳ１２に進み、設定温度より温度が高ければ、低圧側から冷媒が漏れた場合、高圧側と同様の現象になるためステップＳ１０に戻る。
【００５１】
なお、この設定温度は、封入した冷媒の沸点以下の温度にしておくことで、低圧側の冷媒漏れを高圧側からの冷媒漏れと誤検知することを防止できる。特に、設定温度を沸点、例えば冷媒がプロパンの場合は、−４２℃に設定しておくと、早い段階から低圧側からの冷媒漏れを検知することができる。
【００５２】
ステップＳ１２では、圧縮機３１の負荷を検出して（Ｓ１２）、ステップＳ１３に進む。負荷の検出方法は、上記したように、検知したｑ軸電流Ｉｑと基準ｑ軸電圧Ｖｑの積から入力電力Ｗｉを求め、この値を圧縮機３１の負荷としている。
【００５３】
ステップＳ１３では、負荷判断部８１において、入力電力Ｗｉが基準電力Ｗ０に対し増加基準値を越えるか否かで、圧縮機３１の負荷が増加したか否かを判断する（Ｓ１３）。
圧縮機３１の負荷が増加していればステップＳ１４に進み、冷媒漏れ検知手段８０において低圧側から冷媒が漏れていると判断し（Ｓ１４）、ステップＳ１５に進む。一方、圧縮機３１の負荷が増加していなければ、通常の状態であるとみなして、ステップＳ１０に戻る。
【００５４】
ステップＳ１５では、着火防止処置を行う（Ｓ１５）。例えば、冷凍用ファン１８や冷蔵用ファン１５を回転させることで、貯蔵室内の底部に滞留して発火限界濃度以上になることを防止したり、高電圧の電気部品の電源を遮断することで、貯蔵室内で着火することを防止する。なお、例えば１０時間以上経過した場合には、ドレインホースなどから庫外に拡散して、貯蔵室内が発火限界濃度以上になることはないため、使用者に報知して電源を遮断したり、通常の運転に復帰するようにしてもよい。
【００５５】
上述したように、封入する可燃性冷媒の沸点温度以下に設定温度を設定し、ＦＤセンサ５２の検出温度が設定温度以下の状態で、圧縮機３１の負荷が増加した場合に、冷凍サイクル３０の低圧側から冷媒が漏れていると判断することで、高圧側からの冷媒漏れと誤検知することを防止し、冷却状態や可燃性冷媒の特性に応じて、的確に低圧側からの冷媒漏れを検知することができる。
【００５６】
この場合、設定温度を可燃性冷媒の沸点温度とすることで、早い段階で冷媒漏れを検知することができる。
【実施例２】
【００５７】
次に、本発明の実施例２に係る冷媒漏れ検知装置、冷媒漏れ検知方法、並びにそれを用いた冷蔵庫について説明する。なお、実施例１と同構成については同符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
実施例２では、冷凍サイクル３０に可燃性冷媒としてプロパンを封入し、冷凍用冷却器３７の平均蒸発温度を−３０〜−４０℃に設定している。しかし、通常の冷却運転では、ＦＤセンサ５２の検出温度は、設定温度、ここでは沸点である−４２℃以下にならないため、低圧側の冷媒漏れを検知することができない。このため、実施例２では、強制的にＦＤセンサ５２の検出温度を設定温度以下にして、低圧側からの冷媒漏れと判断するようにしている。
【００５９】
図６は、実施例２のＦＤセンサの検出温度及び圧縮機３１の入力電力の変動を示すグラフである。Ｆ冷却運転中でも冷凍用冷却器３７の平均蒸発温度を高く設定しているため、設定温度以下になることはない。しかし、ｔ２のタイミングで、弁、ここでは冷媒制御弁３３を動作させて、冷凍用冷却器３７及び冷蔵用冷却器３５への冷媒の流れを遮断した後、圧縮機３１を例えば３０秒〜５分程度低速で回転させる（以下、この動作をポンプダウンと称する。）。
【００６０】
このポンプダウン中は、冷媒の循環がなく、アキュームレータ３８内の冷媒が蒸発していくため、ＦＤセンサ５２をアキュームレータ３８に密着又は近接させて取り付けている場合には、−５０℃程度まで検出温度が低下する。一方、圧縮機３１は、ポンプダウンにより徐々に真空引き状態になるため、入力電力Ｗiは低下する。
【００６１】
ところが、ｔ３のタイミングで、低圧側の配管、ここでは冷凍用冷却器３７とアキュームレータ３８の配管接続部にピンホールを穿設し、強制的に冷媒漏れを生じさせると、ポンプダウン中はＦＤセンサ５２の検出温度はプロパンの沸点温度より低くなるとともに、この間は、大気圧よりも配管内の圧力が小さく、貯蔵室内の空気を吸い込むことになるため、圧縮機３１の入力電力Ｗｉは増加する。
【００６２】
そこで、本実施例２では、ポンプダウンを行うことにより、ＦＤセンサ５２の検出温度を強制的に設定温度以下の状態にして、圧縮機３１の負荷が増加した場合に、冷凍サイクル３０の低圧側からの冷媒漏れと判断するようにしている。
【００６３】
具体的には、図７のフローチャートに示すように、ステップＳ２１では、Ｆ冷却運転からＲ冷却運転に移行するタイミングか否かを検出する（Ｓ２１）。ポンプダウンは、冷却を一旦停止することになるため常時行うことは好ましくなく、また、Ｒ冷却運転開始直後は冷凍用冷却器３７やアキュームレータ３８などに冷媒が滞留して循環冷媒量が減少してしまうため、Ｆ冷却運転からＲ冷却運転に移行するときにポンプダウンを行うことが、冷却性能上効果的である。よって、冷却を移行するタイミングであれば、ステップＳ２３に移行してポンプダウンを行う（Ｓ２３）。
【００６４】
一方、冷却を移行するタイミングでない場合には、ステップＳ２２に進み、冷凍用冷却器３７の除霜のタイミングか否かを検出する（Ｓ２２）。除霜中は、冷却を停止しているためポンプダウンによって冷却性能が悪化することはなく、また、ポンプダウンによって高圧側に冷媒を回収することで、除霜ヒータを着火源として庫内で発火することを防止できるため、除霜前にポンプダウンを行うことが好ましい。よって、除霜のタイミングであれば、ステップＳ２３に進み、ポンプダウンを行い（Ｓ２３）、そうでなければ、ポンプダウンを行う必要はないとしてステップＳ２１に戻る。
【００６５】
さて、ステップＳ２４では、温度判断部８２において、ＦＤセンサ５２により検出された温度が、予め設定された設定温度以下であるかを判断し（Ｓ２４）、設定温度以下であれば、低圧側から冷媒が漏れた場合には圧縮機３１の負荷が増加するためステップＳ２５に進む。
【００６６】
ステップＳ２５では、圧縮機３１の負荷を検出して（Ｓ２５）、圧縮機３１の負荷が増加したか否かを判断する（Ｓ２６）。圧縮機３１の負荷が増加していれば、冷媒漏れ検知手段８０において低圧側から冷媒が漏れていると判断し（Ｓ２７）、冷凍用ファン１８や冷蔵用ファン１５を回転させるなどの着火防止処置を行う（Ｓ２８）。一方、ステップＳ２６にて、圧縮機３１の負荷が増加していなければ、通常の状態であると見做して、ステップＳ２４に戻る。
【００６７】
ステップＳ２４で、ＦＤセンサ５２の検出温度が設定温度より温度が高ければ、低圧側から冷媒が漏れた場合、高圧側と同様の現象になるため、ステップＳ２９に進み、所定時間、例えば１分経過したか否かを検出する（Ｓ２９）。所定時間経過していなければ、ステップＳ２４に戻って再び温度判断部８２で判断され、所定時間経過していれば、低圧側からの冷媒漏れの現象はなかったと見做して、ステップ３０に進む。  
ステップ３０では、ポンプダウンを終了して、通常の冷却運転に移行し（Ｓ３０）、再びステップＳ２１に戻るようになっている。
【００６８】
上述したように、冷凍サイクル３０の凝縮器３２と絞り機構である冷凍用キャピラリチューブ３６との間に、冷媒の流れを遮断する弁、ここでは冷媒制御弁３３を設け、冷媒制御弁３３により冷媒の流れを遮断した状態で圧縮機３１を運転、すなわちポンプダウンを行ってから、低圧側の冷媒漏れ検知を行うことで、冷凍用冷却器３７の平均蒸発温度より設定温度が低くても、強制的に冷凍用冷却器３７の温度を降下させることができ、低圧側の冷媒漏れ検知を行うことができる。
【００６９】
この場合、除霜ヒータ１９の通電前にポンプダウンを行うことにより、冷却性能が悪化することはなく、また、高圧側に冷媒を回収することで、除霜ヒータを着火原として庫内で発火することを防止することができる。
【００７０】
さらに、冷凍用冷却器３７から冷蔵用冷却器３５に冷媒の流れを切替えるとき、すなわちＦ冷却運転からＲ冷却運転に移行するときに、ポンプダウンを行うことで、冷凍用冷却器３７に滞留する冷媒を回収してＲ冷却運転開始直後の冷却性能を向上させることができる。
【実施例３】
【００７１】
図８は、本発明に係る実施例３の冷凍サイクルを示す概略図である。冷凍サイクル３０は、実施例１で説明したように冷蔵用冷却器３５と冷凍用冷却器３７が並列に配設されたものだけでなく、図８に示すように冷蔵用冷却器３５の出口側が冷凍用冷却器３７の入口側と接続させても同様の効果を奏する。
【実施例４】
【００７２】
また、図９は、本発明に係る実施例４の冷凍サイクルを示す概略図である。冷凍サイクル３０は、実施例１並びに実施例３で説明したように２つの冷却器を設けてなくとも、凝縮器３２、弁３３´、絞り機構３６´、冷却器３７´、アキュームレータ３８、逆止弁３９を順次直列に接続したものであっても同様の効果を奏する。この場合、弁３３´は冷媒の流れを遮断するか開放するかだけの２方弁であってもよい。
【００７３】
なお、上記した実施例１〜４では、可燃性冷媒をプロパンとして説明したが、沸点と冷却器の蒸発温度との関係で様々な可燃性冷媒を使用することができる。また、冷凍用冷却器での冷媒漏れ検知について説明したが、例えば沸点温度の高いイソブタンを用いた場合には、冷蔵用冷却器において冷媒漏れを検出してもよく、また冷蔵用冷却器においても蒸発温度を低く設定すれば、プロパンを使用しても冷凍用冷却器と同様に冷媒漏れ検知が可能である。さらに、冷媒漏れ検知装置及び冷媒漏れ検知方法を冷蔵庫に用いた形態について説明したが、ショーケース、エアコンなど冷凍サイクルを用いる様々な分野に応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施例１の冷蔵庫を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例１の冷凍サイクルを示す概略図である。
【図３】本発明の実施例１の制御装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１のＦＤセンサの検出温度及び圧縮機の入力電力の変動を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例１の冷媒漏れ検知ステップを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例２のＦＤセンサの検出温度及び圧縮機の入力電力の変動を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例２の冷媒漏れ検知ステップを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例３の冷凍サイクルを示す概略図である。
【図９】本発明の実施例４の冷凍サイクルを示す概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    冷蔵庫
１９    除霜ヒータ
３１    圧縮機
３３    冷媒制御弁（弁）
３４    冷蔵用キャピラリチューブ（絞り装置）
３５    冷蔵用冷却器（冷却器）
３６    冷凍用キャピラリチューブ（絞り装置）
３７    冷凍用冷却器（冷却器）
８０    冷媒漏れ検知手段
８１    負荷判断部
８２    温度判断部
【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】
2007212113.tif 000009
【図８】
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【図９】
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