(57)【要約】【課題】燃焼性を有する冷媒が漏洩した場合であっても、漏洩冷媒を外部へと円滑に排出することができる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置１０は、圧縮機１２、凝縮器１４、絞り装置１６及び蒸発器１８を有する冷凍サイクルに、燃焼性を有する冷媒を用いて構成され、冷媒が流れる配管２０ａの近傍に沿うように、該配管２０ａから漏れた冷媒を吸引して外部へと排出する排出管２６を設けている。この排出管２６は、配管２０ａの接続部位、例えば接続器２４近傍に開口する孔部２８を有し、該孔部２８から漏れた冷媒を吸引することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を有する冷凍サイクルに、燃焼性を有する冷媒を用いた冷凍装置であって、
前記冷媒が流れる冷媒配管の近傍に沿うように、該冷媒配管から漏れた冷媒を吸引して外部へと排出する排出管を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１記載の冷凍装置において、
前記排出管は、前記冷媒配管の接続部位近傍に開口を有し、該開口から前記漏れた冷媒を吸引することを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の冷凍装置において、
前記排出管の一端側の端口は、前記凝縮器の放熱用に設置されたファンの吸い込み側に開口することを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項１記載の冷凍装置において、
前記排出管の内径が前記冷媒配管の外径よりも大きく構成されると共に、前記排出管の内部空間に前記冷媒配管が設けられ、
前記排出管の一端側の端口は、前記凝縮器の放熱用に設置されたファンの吸い込み側に開口することを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】
請求項４記載の冷凍装置において、
前記排出管は、前記冷媒配管の接続部位を覆うように設置されることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を有する冷凍サイクルに、燃焼性を有する冷媒を用いた冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より広く用いられている冷凍装置１００の基本的な構成図を図４に示す。冷凍装置１００は、圧縮機１０２、凝縮器１０４、絞り装置１０６及び蒸発器１０８の主構成機器を配管１１０で連結し、内部に冷媒が封入されている。このような冷凍装置１００は、圧縮機１０２で断熱圧縮されて高温・高圧になった冷媒を、凝縮器１０４で冷却（放熱）した後、絞り装置１０６で断熱膨張させて低温・低圧とし、この冷媒を、蒸発器１０８で加温（吸熱）してから圧縮機１０２に戻すサイクル（冷凍サイクル）を形成している。
【０００３】
冷凍装置１００は、凝縮器１０４の放熱を利用すれば加熱装置となり、蒸発器１０８の吸熱を利用すれば冷凍・冷却装置となる。冷媒としては、フロン系冷媒や、アンモニアやブタン等の自然冷媒が用いられているが、フロン系冷媒にはオゾン層や地球温暖化への影響等の問題があり、自然冷媒には毒性や強燃性等の問題がある。近年、フロン系冷媒は、オゾン層や地球温暖化への影響が非常に少ないものが使用されつつあるが、これらの要件を満たすフロン系冷媒は弱いながらも可燃性を有している。従って、これらフロン系冷媒や自然冷媒の使用にあたっては安全性の確保が重要である。
【０００４】
ところが、冷凍装置では、冷媒は、高温高圧（例えば、数十℃、数ＭＰａ）と低温低圧（例えば、マイナス数十℃、数百ｋＰａ）のサイクルを繰り返すため、装置の運転停止時等も含め、各機器や配管１１０に相当な負荷がかかり、特に継手部分等が緩み易くなり、その結果、冷媒の漏洩を生じ易いという問題がある。
【０００５】
このような問題に関し、冷蔵庫の庫内への可燃性冷媒の漏洩を防止するために、可燃性冷媒が流れる配管の接続部を断熱材内部に設けることや、配管の接続部を屋外等の危険とならない場所に設けること、さらには、配管及びその接続部をプラスチック管で覆うこと等の構成が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２９３８６号公報
【特許文献２】特開平１０−１１１０６５号公報
【特許文献３】特開平８−１７８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜３の従来技術は、冷媒使用量の少ない冷蔵庫等の小型機を想定して考案されたものであり、上記の漏洩対策は小型機では有効と考えられる。冷蔵庫のような小型機は、当該機器の内部に冷凍装置１００を構成する圧縮機１０２、凝縮器１０４、絞り装置１０６及び蒸発器１０８が一つの装置として収納されているため配管接続がほとんどなく、また、製造工場で製作が完了するので冷媒漏れの発生が非常に少ないからである。
【０００８】
ところが、ショーケース等のような大型機において、例えば、冷凍装置１００を冷凍・冷却装置として利用する場合には、圧縮機１０２、凝縮器１０４及び絞り装置１０６で一つのユニットを構成し、蒸発器１０８は利用サイトに設置されて、これらを長尺な配管１１０で結んでいる。しかも、大型機は、その設置場所で組み立てが行われる一方、点検を容易に行うことが難しいため、漏洩の問題を一層生じ易くなっており、冷媒使用量も多い。このため、大型機では、上記従来技術のような対策では、漏洩した冷媒が機器内部に溜まることが想定され、漏洩冷媒の対策が十分とはならない。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、燃焼性を有する冷媒が漏洩した場合であっても、漏洩冷媒を外部へと円滑に排出することができる冷凍装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を有する冷凍サイクルに、燃焼性を有する冷媒を用いた冷凍装置であって、前記冷媒が流れる冷媒配管の近傍に沿うように、該冷媒配管から漏れた冷媒を吸引して外部へと排出する排出管を設けたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、冷媒配管の近傍に沿うように、該冷媒配管から漏れた冷媒を吸引して外部へと排出する排出管を設けたことにより、燃焼性の冷媒が冷媒配管外へと漏洩した場合であっても、この漏れた冷媒を排出管で吸引して円滑に外部へと排出することができ、機器内部に漏洩した冷媒が溜まり、可燃性濃度で滞留することを防止できる。特に、ショーケースのような大型の冷凍機器では、例えば屋外に設置される圧縮機、凝縮器及び絞り装置と、例えば屋内の利用サイトに設置される蒸発器との間が、長尺な冷媒配管によって接続されているため、この冷媒配管に継手部分が多くなり、また設置工事に合わせて現場で配管接続等の組立作業を行うため、冷蔵庫等の小型機に比べて冷媒漏れの懸念が高くなっている。そこで、当該冷凍装置では、排出管を冷媒配管の近傍で沿わせたことにより、長尺な冷媒配管の各部から漏れる冷媒を円滑に吸引して排気することができる。
【００１２】
前記排出管は、前記冷媒配管の接続部位近傍に開口を有し、該開口から前記漏れた冷媒を吸引するとよい。そうすると、冷媒配管のうちで最も冷媒漏れの可能性が高いと想定される接続部での冷媒漏れを迅速に且つ円滑に開口から排出管内に吸引し、外部へと排出することができる。
【００１３】
前記排出管の一端側の端口は、前記凝縮器の放熱用に設置されたファンの吸い込み側に開口するとよい。そうすると、ファンによって排出管内の空気を吸引して空気流を生成し、漏れた冷媒を含む冷媒配管付近のガスを孔部から円滑に吸引し、ファンによって外部へと排気・拡散することができる。また、冷凍装置の運転を停止することなく、その運転中に継続的に排出管による漏洩冷媒の吸引動作を行うことができる。しかも、ファンは凝縮器の放熱用のものを利用しているため、排出管の吸引用に別途ファンを設置する必要がなく、そのための運転コストも不要となるため、コストを抑えることができる。
【００１４】
前記排出管の内径が前記冷媒配管の外径よりも大きく構成されると共に、前記排出管の内部空間に前記冷媒配管が設けられ、前記排出管の一端側の端口は、前記凝縮器の放熱用に設置されたファンの吸い込み側に開口する構成としてもよい。そうすると、燃焼性の冷媒が冷媒配管外へと漏洩した場合であっても、この漏れた冷媒を、冷媒配管を囲繞する排出管によってそのまま吸引・排出することができる。
【００１５】
前記排出管は、前記冷媒配管の接続部位を覆うように設置されると、冷媒漏れの可能性が高い接続部位での漏洩冷媒を一層確実に且つ円滑に外部へと排出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃焼性を有する冷媒が流れる冷媒配管の近傍に沿うように、該冷媒配管から漏れた冷媒を吸引して外部へと排出する排出管を設けたことにより、燃焼性の冷媒が冷媒配管外へと漏洩した場合であっても、この漏れた冷媒を排出管で吸引して円滑に外部へと排出することができ、機器内部に漏洩した冷媒が溜まることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る冷凍装置の全体構成図である。
【図２】図２は、図１中のＣ矢視方向からの排出管の一部断面説明図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る冷凍装置の構成を示す側面断面図である。
【図４】図４は、従来用いられている一般的な冷凍装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る冷凍装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る冷凍装置１０の全体構成図である。冷凍装置１０は、圧縮機１２、凝縮器１４、絞り装置１６及び蒸発器１８を主構成機器とし、これらの間が配管（冷媒配管）２０によって連結されることで冷凍サイクルを構成し、内部に燃焼性（可燃性）を有する冷媒が封入されている。燃焼性を有する冷媒としては、例えばＨＣ（炭化水素）冷媒等の自然冷媒や、燃焼性を持ったフロン系冷媒等が挙げられる。
【００２０】
冷凍装置１０は、圧縮機１２で断熱圧縮されて高温・高圧になった冷媒を、凝縮器１４で冷却（放熱）した後、例えば膨張弁からなる絞り装置１６で断熱膨張させて低温・低圧とし、この冷媒を、蒸発器１８で加温（吸熱）してから圧縮機１２に戻す冷凍サイクルを形成している。凝縮器１４の近傍には、放熱用のファン２２が付設されている。ファン２２は、図１中で右側から左側へと送風し、これにより凝縮器１４を流れる冷媒を冷却する電動の送風装置である。
【００２１】
冷凍装置１０では、圧縮機１２、凝縮器１４及び絞り装置１６が一つのユニットを構成し、例えば屋外Ａに設置される一方、蒸発器１８がショーケースや空調用室内機等の利用サイトＢに設置され、これら屋外Ａに設置される圧縮機１２、凝縮器１４及び絞り装置１６と、利用サイトＢに設置される蒸発器１８との間が、配管２０によって接続されている。以下、屋外Ａ側と利用サイトＢ側とを接続する配管２０を特に配管（冷媒配管）２０ａと呼んで説明する。配管２０ａは、複数の配管（冷媒配管）２０ｂが接続器２４によって接合されることで長尺に形成されている。接続器２４には、例えば、いわゆるフレア式継手が用いられるが、他の構造の継手や、溶接による接合等の場合も想定される。
【００２２】
このように、本実施形態に係る冷凍装置１０は、特に、屋外Ａ側の圧縮機１２等と、利用サイトＢ側の蒸発器１８とが長尺な配管２０ａによって接続された、冷凍（冷蔵）ショーケースや各種空調装置等の冷却・冷凍等の大型機の用途に好適に用いることができる。
【００２３】
図１に示すように、冷凍装置１０では、配管２０ａの近傍に、該配管２０ａから漏れた冷媒を吸引して外部に排出する排出管（第２配管、吸引管）２６が並設されている。本実施形態では、排出管２６は、絞り装置１６から蒸発器１８へと向かう配管２０ａと、蒸発器１８から圧縮機１２へと向かう配管２０ａのいずれにも並設されるように一対設けられている。
【００２４】
各排出管２６は、ファン２２から蒸発器１８の近傍まで延びており、絞り装置１６から蒸発器１８までの配管２０ａと、蒸発器１８から圧縮機１２までの配管２０ａとに沿って、それぞれ近接配置されている。排出管２６の一方の端部には、ファン２２の吸い込み側で開口する端口（開口）２６ａが設けられ、他方の端部には、蒸発器１８側で閉口する閉塞端２６ｂが設けられている。
【００２５】
図２は、図１中のＣ矢視方向からの排出管２６の一部断面説明図である。図１及び図２に示すように、排出管２６の側面には、その肉厚を貫通する孔部（開口）２８が複数（図１では、接続器２４と同数の４個）形成されている。図１に示すように、孔部２８は、配管２０ａのうちで最も冷媒漏れが発生し易いと想定される接続器（接続部位）２４近傍で該接続器２４に向かって開口している。孔部２８の設置数は適宜変更可能であるが、冷媒漏れが発生し易い部位（例えば、接続器２４）に向かって開口していることが好ましい。
【００２６】
排出管２６は、ファン２２の駆動作用下に、当該ファン２２の吸い込み力によって、孔部２８から配管２０ａ（接続器２４）での漏洩冷媒を吸引し、端口２６ａから外部へと排気することができる。この際、排出管２６では、他方の端部に閉塞端２６ｂが設けられ、各孔部２８が絞りとして機能するため、端口２６ａからのファン２２の吸い込み力によって内部空間が負圧になり、孔部２８から冷媒を吸引し易くなっている。勿論、閉塞端２６ｂを開口とし、ここからも冷媒を吸引する構成としてもよい。なお、排出管２６の外径及び内径は特に限定されないが、例えば図１から明らかなように、その内径が配管２０ａよりも大径であると、孔部２８で接続器２４を覆うように配置でき、漏れた冷媒をより円滑に吸引できるため好ましい。
【００２７】
次に、本実施形態に係る冷凍装置１０の作用について説明する。
【００２８】
冷凍装置１０の運転時には、圧縮機１２で断熱圧縮されて高温・高圧になった冷媒が凝縮器１４で冷却（放熱）された後、絞り装置１６を通して断熱膨張されて低温・低圧となり、この冷媒が蒸発器１８で加温（吸熱）されることで蒸発して圧縮機１２へと戻される冷凍サイクルが形成される。これにより、当該冷凍装置１０を冷凍・冷却装置として利用している場合には、利用サイトＢ、例えば、屋内等に設置されたショーケース等の機器内部に設置された蒸発器１８によって冷凍・冷却を行うことができる。
【００２９】
この際、冷凍装置１０では、上記のように、屋外Ａ側の圧縮機１２等と、利用サイトＢ側の蒸発器１８とが長尺な配管２０ａによって接続されており、しかも配管２０ａは複数の配管２０ｂを接続器２４で接続した構成となっている。このため、接続器２４部分から冷媒漏れを生じる可能性があり、冷凍装置１０では燃焼性の冷媒を用いているため、その漏洩は問題となる。そこで、当該冷凍装置１０では、配管２０ａに排出管２６を近接配置すると共に、排出管２６の孔部２８を冷媒漏れの可能性の高い各接続器２４に向けて配置している。このため、配管２０ａから漏れた冷媒は、ファン２２の吸い込み作用によって各孔部２８から吸引され、排出管２６内を通って端口２６ａから外部へと円滑に排気・拡散され、機器内部に漏洩した冷媒が溜まることを防止できる。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係る冷凍装置１０では、冷媒が流れる配管２０ａの近傍に沿うように、該配管２０ａから漏れた冷媒を吸引して外部へと排出する排出管２６を設けている。このため、燃焼性の冷媒が配管２０ａ外へと漏洩した場合であっても、この漏れた冷媒を排出管２６で吸引して円滑に外部へと排出することができ、機器内部に漏洩した冷媒が溜まり、可燃性濃度で滞留することを防止できる。
【００３１】
特に、ショーケースのような大型の冷凍機器では、屋外Ａに設置される圧縮機１２、凝縮器１４及び絞り装置１６と、利用サイトＢに設置される蒸発器１８との間が、長尺な配管２０ａによって接続されているため、配管の継手部分（接続器２４等）が多くなり、また設置工事に合わせて現場で配管接続等の組立作業を行うため、冷蔵庫等の小型機に比べて冷媒漏れの懸念が高くなっている。そこで、本実施形態に係る冷凍装置１０では、排出管２６を配管２０ａの近傍で沿わせたことにより、配管２０ａの各部から漏れる冷媒を一層円滑に吸引して排気することが可能となっている。
【００３２】
排出管２６は、配管２０ａの接続器２４近傍に開口する孔部２８を有し、この孔部２８によって漏れた冷媒を吸引する構成となっている。このため、配管２０ａのうちで最も冷媒漏れの可能性が高いと想定される接続器２４での冷媒漏れを迅速に且つ円滑に孔部２８から排出管２６内に吸引し、外部へと排出することができる。この場合、排出管２６の設置作業は、一端の端口２６ａをファン２２の吸い込み側に設置すれば、残りは、配管２０ａに沿って敷設するだけでよく、しかも接続器２４に対応する部位に孔部２８を現場での加工によって形成することもでき、作業性が高い。なお、孔部２８は、接続器２４に対応する部位以外にも設けてもよく、排出管２６の外周面に所定間隔で規則的に形成しておいてもよい。
【００３３】
冷凍装置１０では、排出管２６の一端側の端口２６ａが凝縮器１４の放熱用に設置されたファン２２の吸い込み側に開口するように設置されていると、ファン２２によって排出管２６内の空気を吸引して空気流を生成し、漏れた冷媒を含む配管２０ａ付近のガスを孔部２８から円滑に吸引し、ファン２２によって外部へと排気・拡散することができる。また、冷凍装置１０の運転を停止することなく、その運転中に継続的に排出管２６による漏洩冷媒の吸引動作を行うことができる。しかも、ファン２２は凝縮器１４の放熱用のものを利用しているため、排出管２６の吸引用に別途ファンを設置する必要がなく、そのための運転コストも不要となるため、コストを抑えることができる。なお、ファン２２に代えて、排出管２６の吸引用のファンを別途設置しても勿論よい。
【００３４】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る冷凍装置１０ａの構成を示す側面断面図である。この第２の実施形態に係る冷凍装置１０ａにおいて、上記第１の実施形態に係る冷凍装置１０と同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、本実施形態に係る冷凍装置１０ａは、上記第１の実施形態に係る冷凍装置１０と比較して、排出管２６に代えて、排出管３０を備えた点が相違している。
【００３６】
排出管３０は、図１に示す排出管２６と同様に、ファン２２から蒸発器１８の近傍まで延びており、絞り装置１６から蒸発器１８までの配管２０ａと、蒸発器１８から圧縮機１２までの配管２０ａとに沿うように近接配置されて一対設けられている。この際、排出管３０は、その内径が配管２０ａ（２０ｂ）の外径、及び接続器２４の外形よりも大きく構成されており、その内部空間に配管２０ａ及び接続器２４を収容している。換言すれば、排出管３０は、配管２０ａの接続部位を覆うように該配管２０ａの外周側に設置されている。
【００３７】
このように、本実施形態に係る冷凍装置１０ａでは、冷媒が流れる配管２０ａの近傍に沿うように排出管３０を設けると共に、この排出管３０の内部空間に配管２０ａを敷設し、さらに、排出管３０の一端側の端口２６ａをファン２２の吸い込み側に開口させている。このため、上記第１の実施形態に係る冷凍装置１０の場合と同様に、燃焼性の冷媒が配管２０ａ外へと漏洩した場合であっても、この漏れた冷媒はそのまま排出管３０内で端口２６ａ側へと吸引されるため、迅速に外部へと排出することができる。
【００３８】
この際、当該冷凍装置１０ａでは、配管２０ａの接続器２４を含む接続部位を、排出管３０で覆っているため、漏洩冷媒を一層確実に且つ円滑に外部へと排出することができる。
【００３９】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【００４０】
例えば、上記各実施形態では、漏洩冷媒を吸引・放出する排出管２６の孔部２８を接続器２４に向かって開口させ、又は、排出管３０で接続器２４を囲繞するようにした構成を例示したが、排出管２６の孔部２８や排出管３０は、接続器２４周辺以外に設置されても勿論よく、要は、配管２０（２０ａ、２０ｂ）からの冷媒漏れの可能性が高いと想定される部位に対応する位置に設置されればよい。
【００４１】
また、上記各実施形態に例示したように配管２０ａが複数の接続器２４によって連結された構成以外、例えば１本の長尺な配管で構成されている場合には、排出管２４、３０は、当該配管２０ａと圧縮機１２、絞り装置１６及び蒸発器１８等との接続部等、冷媒漏れの可能性が高い部位に対応可能なように設置するとよい。
【００４２】
上記各実施形態では、圧縮機１２、凝縮器１４、絞り装置１６及び蒸発器１８を設けた冷凍回路の構成例を示したが、この冷凍回路には、他の構成機器、例えば、各種弁機構やアキュームレータ、断熱材等を設けてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００４３】
１０、１０ａ、１００  冷凍装置
１２、１０２  圧縮機
１４、１０４  凝縮器
１６、１０６  絞り装置
１８、１０８  蒸発器
２０、２０ａ、２０ｂ、１１０  配管
２２  ファン
２４  接続器
２６、３０  排出管
２６ａ  端口
２６ｂ  閉塞端
２８  孔部
【図１】
2013190118.tif 000003
【図２】
2013190118.tif 000004
【図３】
2013190118.tif 000005
【図４】
2013190118.tif 000006