(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨脹器、冷却器を備えた冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入した冷蔵庫において、
前記圧縮機の負荷の変化によって前記冷凍サイクルからのガス漏れの原因となる損傷の発生を検出し、且つ前記圧縮機の負荷が正常時に対して所定値以上となったとき、前記損傷は前記膨脹器から前記圧縮機までの低圧側で発生したと判断することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
圧縮機、凝縮器、膨脹器、冷却器を備えた冷凍サイクルに可燃性冷媒を封入した冷蔵庫において、
前記圧縮機の負荷の変化によって前記冷凍サイクルからのガス漏れの原因となる損傷の発生を検出し、且つ前記圧縮機の負荷が正常時に対して所定値以下となったとき、前記損傷は前記圧縮機から前記膨脹器までの高圧側で発生したと判断することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
前記圧縮機は、パルス幅変調によって入力制御するインバータ装置により駆動されるモータを駆動源とし、前記圧縮機の負荷は、パルス幅変調のデュ−ティ値によって検出することを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記損傷が前記低圧側で発生したとき、報知すると共に、庫内の電気部品を断電することを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記圧縮機から冷却器への冷媒の逆流を阻止する逆止手段と、前記凝縮器から冷却器側への冷媒通路を開閉する開閉弁手段とを具備し、前記損傷が前記低圧側で発生したとき、前記開閉弁手段を閉状態にして前記圧縮機を駆動することにより、冷媒を前記逆止手段と開閉弁手段との間に封じ込めることを特徴とする請求項１，３，４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項６】
庫外に機械室が設けられ、この機械室には前記圧縮機と共に冷却用ファン装置が配設され、前記損傷が前記高圧側で発生したとき、前記冷却用ファン装置を運転することを特徴とする請求項２または３記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記損傷が前記高圧側で発生したとき、報知すると共に、前記冷却用ファン装置を除く所定の電気部品を断電することを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記冷却器の入口側と出口側の温度を検出する温度センサを設け、両温度センサの検出温度の差によって冷媒の漏れを判断することを併用することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は炭化水素系冷媒などのような可燃性冷媒を用いた冷蔵庫に係り、特に冷媒の漏れを検出するようにしたものに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
最近、環境保護の観点から、冷凍サイクルの冷媒として、フロン系のものから炭化水素系（以下、ＨＣ系と称する。）のものに変換することが考えられている。ＨＣ系冷媒は可燃性であるため、このＨＣ系冷媒を使用した冷蔵庫では、冷媒が漏れた場合のことを考慮して電気部品をガス漏れがあっても安全なように対応している。しかしながら、庫内に設置してある冷却器の近くの管路で冷媒が漏れ出た場合、その冷媒は庫内に溜まり、扉を開いたときなどに、冷蔵庫の外に流出し、そして、冷蔵庫の近くにたまたまストーブなどの引火源が置いてあった場合には、引火し爆発する危険性も皆無ではない。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、冷媒の漏れを生ずるような孔が冷凍サイクル中に明いたことを検出し、警報を発したりすることができる冷蔵庫を提供するにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、圧縮機の負荷の変化によってガス漏れの原因となる冷凍サイクルの損傷の発生を検出する。
冷凍サイクルを構成する冷却器などの構成要素或いはその構成要素間を接続する管路に損傷、例えば孔が明くと、その場所によって異なるが、圧縮機の運転中に孔明き箇所から冷媒が漏れ出たり、冷凍サイクル内に空気が進入したりし、これにより、圧縮機の負荷が大きく変化する。このため、圧縮機の負荷を検出することによって孔明きを検出することができる。
【０００４】
損傷の発生箇所が、圧縮機の吐出口から膨脹器までの高圧側か、膨脹器から圧縮機の吸入口までの低圧側かを、圧縮機の負荷の増減によって判断することができる。
すなわち、損傷箇所が低圧側であると、そこから冷凍サイクル内に空気が進入してくるため、圧縮機の負荷が増大する。逆に、損傷箇所が高圧側であると、そこから冷媒が漏れ出して圧縮機の吐出側圧力が減少するため、圧縮機の負荷が小さくなるのである。
【０００５】
そして、請求項１の発明は、圧縮機の負荷が正常時に対して所定値以上となったとき、損傷は低圧側で発生したと判断することを特徴とする。
また、請求項２の発明は、圧縮機の負荷が正常時に対して所定値以下となったとき、損傷は高圧側で発生したと判断することを特徴とする。
上記の圧縮機の負荷の検出は、圧縮機が、パルス幅変調によって出力制御するインバータ装置により駆動されるモータを駆動源とする場合、請求項３の発明のように、パルス幅変調のデュ−ティ値によって行うようにしても良い。
【０００６】
損傷が低圧側で発生した場合には、請求項４の発明のように、報知すると共に、庫内の電気部品を断電することが好ましい。
また、損傷が低圧側で発生した場合には、請求項５の発明のように、凝縮器と冷却器との間の冷媒通路に設けられた開閉弁手段を閉状態にして前記圧縮機を駆動することにより、冷却器内の冷媒を、冷却器と圧縮機との間に設けられた逆止手段と開閉弁手段との間に吸入して封じ込めるようにしても良い。
一方、損傷が高圧側で発生した場合には、請求項６の発明のように、圧縮機を配置した庫外の機械室の冷却用ファン装置を運転するようにするようにしても良い。
【０００７】
また、損傷が高圧側で発生した場合、請求項７の発明のように、報知すると共に、冷却用ファン装置を除く所定の電気部品を断電することが好ましい。
【０００８】
請求項８の発明は、冷却器の入口側と出口側の温度を検出する温度センサを設け、両温度センサの検出温度の差によって冷媒の漏れを判断することを併用したものである。このように、圧縮機の負荷変動と冷却器の出入口間の温度差との双方によって検出するようにすれば、損傷をより正確に検出できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図６および図７において、冷蔵庫本体１は、鋼板製の外箱２とプラスチック製の内箱３とを結合し、それらの間の空間部に例えばウレタンフォームから成る断熱材４を発泡充填した断熱箱体として構成されている。この冷蔵庫本体１内には、複数の貯蔵室、この実施例では、上から冷蔵室５、野菜室６、左右に並ぶ仕様切替室７および製氷室８、冷凍室９が順に設けられている。この場合、冷蔵室５と野菜室６は冷蔵温度帯の貯蔵室を構成し、製氷室８と冷凍室９は冷凍温度帯の貯蔵室を構成する。そして、冷蔵室５の前面にはヒンジ開閉式の断熱性の扉１０が設けられ、野菜室６、切替室７、製氷室８および冷凍室９のそれぞれの前面には、引出し式の断熱性の扉１１〜１４が設けられている。
【００１０】
野菜室６の背部には第１の冷却器収納室１５が設けられていて、この第１の冷却器収納室１５に、冷蔵用冷却器１６、冷蔵用冷気循環ファンを構成するＲファン１７などが配設されている。そして、Ｒファン１７が駆動されると、冷蔵用冷却器１６により冷却された冷気が冷蔵室５に供給された後、野菜室６を経て、第１の冷却器収納室１５に戻されるというように循環し、もって冷蔵室５および野菜室６が冷却される。
【００１１】
このとき、冷蔵室５から野菜室６へと流れる冷気の通路中には、光プラズマ脱臭装置１８が設けられている。この脱臭装置１８は、一対の電極間に酸化チタンなどの光触媒を配置して構成され、その一対の電極間にインパルス状の電圧を印加すると、コロナ放電が起きて紫外線が発生すると共にオゾンが発生し、その紫外線によって光触媒を活性化させて野菜の老化ホルモンであるエチレンを分解すると共に、オゾンによって臭い成分を分解し脱臭する。
【００１２】
冷凍室９の背部には第２の冷却器収納室１９が設けられている。この第２の冷却器収納室１９には、冷凍用冷却器２０、冷凍用冷気循環ファンを構成するＦファン２１などが配設されている。そして、Ｆファン２１が駆動されると、冷凍用冷却器２０により冷却された冷気が、製氷室８および冷凍室９に供給されると共に、ダンパ２２（図５参照）を介して仕様切替室７に供給された後、第２の冷却器収納室１９に戻されるというように循環し、もって製氷室８、冷凍室９および仕様切替室７が冷却される。このとき、ダンパ２２により仕様切替室７への冷気の供給量が調節され、当該切替室７の温度が調節される。
【００１３】
冷蔵庫本体１の底部外側には機械室２３が形成されており、この機械室２３内に、圧縮機２４、凝縮器２５の一部を構成する主凝縮器２６（図４参照）、圧縮機２４および主凝縮器２６を冷却するための冷却ファンを構成するＣファン２７などが配設されている。機械室２３内の圧縮機２４および主凝縮器２６は冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０などと冷凍サイクルを構成する。そして、この冷凍サイクルに使用する冷媒としては、ＨＣ系冷媒が採用されている。
【００１４】
図４は冷凍サイクルの構成を示す。同図のように、圧縮機２４の吐出口２４ａには、前記主凝縮器２６が接続され、この主凝縮器２６には、外箱２の前面内側に冷蔵室５、野菜室６、仕様切替室７、製氷室８および冷凍室９の開口部に沿って設けられた結露防止用のクリーンパイプ２８が順に直列に接続されている。そして、これら主凝縮器２６およびクリーンパイプ２８によって前記凝縮器２５が構成されている。
【００１５】
上記圧縮機２４はレシプロ型で、その吐出口２４ａおよび吸入口２４ｂにはそれぞれ逆止手段としての逆止弁（図示せず）が設けられている。そして、吐出口２４ａの逆止弁は冷媒が凝縮器２５側から圧縮機２４内への逆流を阻止し、吸入口２４ｂの逆止弁は冷媒が圧縮機２４内の冷媒が冷却器１６、２０側へ逆流することを阻止する機能を有する。
【００１６】
凝縮器２５の出口であるクリーンパイプ２８の出口は、開閉弁手段としての三方弁２９の入口ポート２９ａに接続され、三方弁２９の一方および他方の出口ポート２９ｂおよび２９ｃは、それぞれ膨脹器としての冷蔵側キャピラリチューブ３０および冷凍側キャピラリチューブ３１を介して冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０の入口に接続されている。そして、冷蔵用冷却器１６の出口は圧縮機２４の吸入口２４ｂに接続され、冷凍用冷却器２０の出口はアキュームレータ３２および逆止弁３３を順に介して圧縮機２４の吸入口２４ｂに接続されている。ここで、三方弁２９はモータ駆動式のもので、入口２９ａを、２つの出口ポート２９ｂおよび２９ｃのいずれかに連通させる場合と、いずれにも連通させない場合（閉鎖）とに切り替わり可能な構造になっている。
【００１７】
以上のような冷凍サイクルにおいて、圧縮機２４は、冷蔵室温度センサ３４および冷凍室温度センサ３５（図５参照）のいずれかが、冷蔵室５および冷凍室９にそれぞれ定められたオン設定温度以上を検出すると運転が開始され、両センサ３４および３５のいずれもが冷蔵室５および冷凍室９にそれぞれ定められたオフ設定温度以下を検出すると停止されるように構成されている。
【００１８】
圧縮機２４の運転中、三方弁２９の入口ポート２９ａが一方の出口ポート２９ｂに連通されると、凝縮器２５により凝縮された液冷媒が冷蔵用キャピラリチューブ３０を介して冷蔵用冷却器１６に供給される（以下、Ｒ冷却）。そして、冷蔵室用温度センサ３４が所定のオフ設定温度を検出すると、三方弁２９が入口ポート２９ａを他方の出口ポート２９ｃに連通させるように切り替わり、液冷媒が冷凍用キャピラリチューブ３１を介して冷凍用冷却器２０に供給されるようになる（以下、Ｆ冷却）。
【００１９】
図５は冷蔵庫の電気的構成を示す。まず、圧縮機２４の駆動源であるモータ  （以下、圧縮機モータ）３６は、３相の直流ブラシレスモータから構成され、インバータ装置３７によって制御される。すなわち、ダイオードブリッジ回路と倍電圧回路とからなる倍電圧整流回路３８の入力端子には、１００Ｖの商用の単相交流電源３９が接続されている。この倍電圧整流回路３８は、交流電源３９のピーク電圧である約１４０Ｖの電圧の２倍の直流電圧を出力するもので、その出力端子間には、インバータ装置３７のインバータ主回路４０が接続されている。
【００２０】
インバータ主回路４０は、６個のスイッチング用トランジスタ（図示せず）からなる３相ブリッジ回路により構成されており、その出力端子に圧縮機モータ３６の各巻線が接続されている。このインバータ主回路４０の各トランジスタが所定の順序でオンオフ制御されると、圧縮機モータ３６の各巻線が電気角１２０度の位相差をもって順次繰り返し通電されることにより、回転子（図示せず）が回転駆動される。
【００２１】
上記インバータ主回路４０の各トランジスタは、インバータ制御回路４１から与えられる駆動信号としてのパルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号）によってオンオフ制御される。インバータ制御回路４１は、マイクロコンピュータを主体とするもので、そのＲＯＭには電気角３６０度の範囲に渡って正弦波に近似した電圧となるような単位角度毎のデューティ（基準デューティ）が記憶されており、この基準デューティによるＰＷＭ信号をインバータ主回路４０の各トランジスタに与えることによって、圧縮機モータ３６の巻線に近似正弦波電圧が印加されるようになっている。
【００２２】
一方、圧縮機モータ３６の回転子は永久磁石型回転子からなり、その回転位置は位置検出回路４２によって検出される。この位置検出回路４２による位置検出信号はインバータ主回路４０に与えられる。そして、インバータ制御回路４１は、位置検出信号に基づいてインバータ主回路４０の各トランジスタの転流タイミングを検出する。
【００２３】
また、インバータ制御回路４１は、位置検出信号から回転子の回転速度を検出し、この検出速度を制御手段としてのメイン制御装置４３から与えられる指令速度と比較する。そして、この検出速度と指令速度とから速度偏差を判定し、その速度偏差に対応したデューティ信号をインバータ主回路４０に与える。インバータ主回路４０は、与えられたデューティ信号により前記基準デューティを変化させて圧縮機モータ３６の回転子の速度を指令速度に合致した速度となるように制御する。インバータ制御回路４１は、上記のデューティ信号をメイン制御装置４３にも与える。メイン制御装置４３は、与えられたデューティ信号から圧縮機モータ３６の負荷を演算により求めることができるようになっている。
【００２４】
メイン制御装置４３には、前述の冷蔵室用温度センサ３４、冷凍室用温度センサ３５の他、仕様切替室用温度センサ４４、外気温センサ４５、扉スイッチ４６、冷蔵用除霜センサ４７、冷凍用除霜センサ４８などの各種センサ、前述したＲファン１７、光プラズマ脱臭装置１８、Ｆファン２１、ダンパ２２、Ｃファン２７、三方弁２９の他、庫内灯４９、液晶からなる表示器５０、報知手段としてのアラーム５１、冷蔵用除霜ヒータ５２、冷凍用除霜ヒータ５３などが接続されている。
【００２５】
冷蔵室用温度センサ３４、冷凍室用温度センサ３５は前述のようにそれぞれ冷蔵室５、冷凍室９の温度を検出するもの、外気温センサ４５は庫外温度を検出するもので、メイン制御装置４３はそれら温度センサ３４、３５、４５の検出温度に基づいてインバータ制御回路４１へ圧縮機モータ３６の指令速度を与えると共に、Ｒファン１７、Ｆファン２１、三方弁２９を制御する。
【００２６】
仕様切替室用温度センサ４４は仕様切替室１２の温度を検出するもので、その検出温度に応じて仕様切替室１２への冷気供給を制御するダンパ２２が開閉される。扉スイッチ４６は冷蔵室５の扉１０の開を検出するもので、この扉スイッチ４６の開検出によって冷蔵室５内を照明する庫内灯４９が点灯される。Ｒファン１７およびＦファン２１は、それぞれＲ冷却時およびＦ冷却時に駆動されるが、Ｒファン１７は扉スイッチ４６の開検出時には停止される。
【００２７】
冷蔵用除霜ヒータ５２および冷凍用除霜ヒータ５３は、それぞれ冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０に設けられている。そして、圧縮機２４の運転積算時間が所定時間に達すると、冷蔵用除霜ヒータ５２および冷凍用除霜ヒータ５３が通電されて冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０に付着した霜が溶解される。冷蔵用除霜センサ４７および冷凍用除霜センサ４８は温度センサからなるもので、これらのセンサ４７、４８が所定温度以上を検出することにより除霜終了となって除霜用ヒータ５２、５３が断電される。また、表示器５０は冷蔵室５の扉１０に配置されたパネル５４（図７参照）に設けられ、冷蔵室５や冷凍室９の温度などを表示する。アラーム５１は振動子からなり、パネル５４内に設けられている。
【００２８】
さて、冷凍用冷却器２０の入口および出口には、それらの温度を検出するための冷凍用冷却器入口温度センサ（以下、単にＦ入口温度センサ）５５および冷凍用冷却器出口温度センサ（以下、単にＦ出口温度センサ）５６が設けられており、これら温度センサ５５、５６の検出信号はメイン制御装置４３に与えられる。
【００２９】
また、メイン制御装置４３は、インバータ制御回路４１から与えられたデューティ信号により圧縮機モータ３６の負荷を演算により求め、この演算により求めた実負荷と予め記憶した正常時の負荷とを比較して損傷の有無および箇所を判断するようになっている。なお、正常時の負荷は、貯蔵量、Ｒ冷却時、Ｆ冷却時、電源投入時や製氷を一気に行う一気製氷時、外気温度、扉１０〜１４の開閉回数などあらゆる状態のときの負荷を実際の運転により求めたもの、或いは数回前のＲ冷却、Ｆ冷却の負荷を平均してＲ冷却時、Ｆ冷却時の正常時負荷としたものなど、種々考えられる。
【００３０】
本出願の発明者は、正常な場合と損傷を生じた場合の冷蔵用冷却器１６の入口と出口の温度および冷凍用冷却器２０の入口と出口の温度、圧縮機２４の負荷変動、および損傷、例えば孔明きを生じた場合の庫内および機械室２３の冷媒ガス濃度の変化を測定する実験を行った。なお、実験した孔明きの発生箇所は、図４においてＡで示す冷凍用キャピラリチューブ３１と冷凍用冷却器２０との間の管路、Ｂで示す冷蔵用キャピラリチューブ３０と冷蔵用冷却器１６との間の管路、Ｃで示す圧縮機２４と主凝縮器２６との間の管路である。また、孔明き実験は、発生箇所に直径０．１ｍｍの孔を明けることにより行った。
【００３１】
冷凍サイクルにおいて、圧縮機の吐出口とキャピラリチューブとの間は高圧側であり、キャピラリチューブと圧縮機の吸入口との間は低圧側である。従って、上記の孔明き発生箇所のうち、両キャピラリチューブ３０、３１と圧縮機２４の吸入口２４ｂとの間の箇所であるＡおよびＢは低圧側で、漏れた冷媒ガスは庫内に溜まる。また、圧縮機２４の吐出口２４ａと両キャピラリチューブ３０、３１との間の箇所であるＣは高圧側であり、当該Ｃ箇所は機械室２３に存在することから、漏れた冷媒ガスは機械室２３内に溜まる。図８の数字は冷媒ガスの濃度を測定した箇所を示す。なお、冷媒ガスはイソブタンを使用し、冷媒ガスの濃度は、爆発限界濃度（イソブタンで１．８％Ｖ／Ｖ）を１００％とした値で示す。
【００３２】
ここで、冷凍サイクルに孔が明いた場合の挙動を図１２〜図２０のグラフにより説明する。なお、図１２〜図２０において、冷蔵用冷却器１６の入口と出口はＲエバ入口とＲエバ出口で示し、冷凍用冷却器２０の入口と出口はＦエバ入口とＦエバ出口で示した。また、孔明き箇所ＡをＦ漏れ開始、ＢをＲ漏れ開始、Ｃを機械室漏れ開始として表した。
【００３３】
（１）正常時
正常時についてのグラフはないが、実験の結果、次のことが分かった。
Ｆ冷却時は、冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０共に、入口温度と出口温度との差はほとんどない。
Ｒ冷却前のポンプダウン（冷凍用冷却器２０内の冷媒を圧縮機２４で吸引して回収する）運転中は、冷凍用冷却器２０の出口温度が急激に低下し、入口との温度差は約８Ｋ開く。冷蔵用冷却器１６においても入口温度が急激に低下し、出口との温度差は約３０Ｋと大きく開く。
Ｒ冷却中は、冷蔵用冷却器１６の入口と出口の温度差は全期間に渡り約５Ｋある。冷凍用冷却器２０では、ポンプダウン時の温度差が縮まって約７分後に温度差はなくなる。
圧縮機２４の停止中は、冷蔵用冷却器１６の入口と出口の温度差はほとんどない。また、冷凍用冷却器２０では、入口温度がやや上昇して出口とは約５Ｋほど開く。
圧縮機２４の停止後のＦ冷却では、開始直後、冷凍用冷却器２１０の入口温度が先行して低下するため、出口側とは約７Ｋの差を生ずるが、約２０分後には温度差はなくなる。
また、圧縮機モータ３６の負荷（入力）は、Ｆ冷却時では約６０Ｗ、Ｒ冷却時では約８０Ｗである。
【００３４】
（２）孔明きがＡで生じた場合
冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０のそれぞれについての出口と入口の温度の変化は図９、圧縮機モータ３６の負荷（入力）変化は図１０、庫内の冷媒ガス濃度は図１１に示されている。なお、孔明き実験開始はＦ冷却開始２３分後である。これら各図から以下のことが分かる。
【００３５】
Ａに孔を明けた直後は、冷凍用冷却器２０の入口温度が低下し始め、出口との温度差が最大１０Ｋとなった。
圧縮機モータ３６の負荷（入力）はＲ冷却開始前のポンプダウンにより一時的に低下している。
庫内での冷媒ガスの漏れは未だ生じていない。
次の１回目のＲ冷却時は、運転期間の全体で冷蔵用冷却器１６の出口温度が上昇し、入口温度は低下する。両者の温度差は約１６Ｋとなった。これは、冷凍サイクル内に空気を吸い込んだことによるアンダーチャージ現象による挙動と考えられる。
この時の圧縮機モータ３６の負荷はＲ冷却開始と同時に上昇し、終了時は約１３０Ｗに達した。冷媒の庫内への漏れはこのＲ冷却時にも生じていない。
１回目のＲ冷却後の２回目のＦ冷却時は、冷凍用冷却器２０の入口と出口の温度差は約１０Ｋである。また、庫内への冷媒漏れは生じていない。圧縮機モータ３６の負荷も約２００Ｗまで上昇した。
２回目のＲ冷却時に冷凍室９内へ冷媒が漏れ出し、ガス濃度が約２０％となった。ガス濃度は３回目のＲ冷却時に１００％に達した。
【００３６】
（３）孔明きがＢで生じた場合
冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０のそれぞれについての出口と入口の温度の変化は図１２、圧縮機モータ３６の負荷変化は図１３、庫内の冷媒ガス濃度は図１４に示されている。なお、孔明き実験開始はＲ冷却開始５分後である。これら各図から以下のことが分かる。
【００３７】
孔明き実験の開始と同期して冷蔵用冷却器１６の出口温度が急激に上昇し始め、入口との温度差が約１６Ｋとなった。また、圧縮機モータ３６の負荷が上昇し始めた。これは、孔明き箇所の孔から空気を冷蔵用冷却器１６内に吸い込んだため、出口温度が上昇し、且つ空気侵入により圧縮機２４に負荷がかかり始めたことによる。
Ｒ冷却の終了時には、圧縮機モータ３６の負荷は１３０Ｗに達し、正常時の８０Ｗよりも５０Ｗ大きくなっている。
冷凍用冷却器２０では、孔明き実験の開始直後に微小な出口温度の低下が生じたが、顕著な温度挙動はない。
庫内への冷媒漏れは生じていない。
次にＦ冷却に移行すると、冷蔵用冷却器１６の入口と出口の温度差はほとんどなくなるが、冷凍用冷却器２０の入口と出口の温度差はＦ冷却中、出口温度が上昇し、入口温度が低下する挙動を示し、両者の温度差は約１０Ｋとなった。
圧縮機モータ３６の負荷は上昇し続け、Ｆ冷却終了時には、２００Ｗまでに至った。Ｆ冷却の終了後はポンプダウンによって圧縮機モータ３６の負荷は一時低下する。このＦ冷却時にも冷媒の庫内への漏れは生じていない。
２回目のＲ冷却では、冷蔵用冷却器１６の出口温度が上昇し、入口温度が低下し、その差は約２１Ｋに達した。冷媒の庫内への漏れはこの２回目のＲ冷却時に発生し、最高５０％に達した。
また、ポンプダウンで一時的に低下した圧縮機モータ３６の負荷は再び上昇し、冷媒の庫内への漏れが発生した直後には約３００Ｗまで上昇し、その後の漏れと共に低下し始める。これは、冷媒が冷凍サイクル外へ漏れ出すことによって圧縮負荷が軽くなることによるものと考えられる。冷媒の庫内への漏れはこの２回目のＲ冷却時に発生し、最高５０％に達した。
２回目のＦ冷却中は１回目と同様である。冷蔵用冷却器１６側での庫内への冷媒の漏れは停止した。このため、圧縮機モータ３６の負荷は再び上昇し始め、Ｒ冷却直後には、異常に上昇し、電流値上昇のために停止した。この停止により、孔明き箇所の圧力が上昇し、庫内への冷媒漏れが盛んとなってガス濃度は最高１００％を越えた。
以上のように、孔明き箇所が低圧側（Ａ、Ｂ）であった場合には、孔明き直後に冷媒が庫内に漏れ出ることはなく、１回目或いは２回目のＲ冷却時に徐々に漏れ出す。また、孔明き箇所がＡ、Ｂどちらでも、冷媒が庫内に漏れ出るＲ冷却前に、冷蔵用冷却器１６の入口と出口の温度差は約１６Ｋ、冷凍用冷却器２０の入口と出口の温度差は約１０Ｋとなる異常状態が発生した。
【００３８】
（４）孔明きがＣで生じた場合
冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０のそれぞれについての出口と入口の温度の変化は図１５、圧縮機モータ３６の負荷変化は図１６、Ｃファン２７を運転しない時の機械室２３内および冷蔵庫前面の冷媒ガス濃度は図１７および図１８に示され、Ｃファン２７を運転した時の機械室２３内および冷蔵庫前面の冷媒ガス濃度は図１９および図２０に示されている。なお、孔明き実験開始はＲ冷却開始５分後である。これら各図から以下のことが分かる。
【００３９】
Ｃ箇所に孔が明くと、高圧箇所であるため、冷媒は直ぐに冷凍サイクル外に漏れ出し、機械室２３内はガス濃度１００％に達する。また、Ｃファン２７の停止中では、機械室２３内のガス濃度が１００％を越える時間は約１９分間継続するが、Ｃファン２７が運転されている場合には、約２分間である。
冷蔵用冷却器１６および冷凍用冷却器２０のそれぞれについての出口と入口の温度は漏れ発生後、冷媒が急激に失われることから、ほとんど温度差を生ずることなく共に温度上昇し始める。
圧縮機モータ３６の負荷は、正常時の約６０Ｗから漏れ発生と共に急激に低下し始め、約２分間で正常時より３０Ｗ以上低下した（外気温１５℃）。冷凍サイクル内の冷媒が急激に失われることにより、圧縮負荷が軽くなるためと考えられる。
【００４０】
以上の（１）〜（４）のように低圧側に孔が明いた場合には、両冷却器１６、２０共に入口と出口の間で温度差が生ずる。ただし、冷蔵用冷却器１６については、正常時であっても、入口と出口との間に温度差は生じている。しかし、高圧側で漏れた場合は、両冷却器１６、２０の入口と出口との間に温度差は生じない。また、ポンプダウン時には、冷凍用冷却器２０の入口と出口の温度差は大きくなる。従って、冷凍用冷却器２０の入口と出口の温度差が生じた場合には、低圧側で孔明きが発生したと考えられるが、確実ではない。一方、圧縮機モータ３６の負荷は、低圧側での孔明きにより上昇するが、正常時にも負荷上昇することは考えられる。冷媒は、低圧側で孔明きが生じても、直ぐには漏れ出ない。
【００４１】
孔明きが高圧側で起きた場合には、圧縮機モータ３６の負荷が急激に減少し、また冷媒も孔明きと同時に漏れ出す。このため、圧縮機モータ３６の負荷減少により、直ちに高圧側孔明きと判断することが好ましい。
【００４２】
次に、ガス漏れの原因となる損傷の発生を検出するためのメイン制御装置４３による制御内容について図１ないし図３のフローチャートをも参照しながら説明する。
メイン制御装置４３は、損傷検出ルーチンの実行に入ると、まず、Ｆ冷却が行われているか否かを判断し（ステップＳ１）、Ｆ冷却が行われている場合（ステップＳ１で「ＹＥＳ」）には、Ｆ用入口温度センサ５５およびＦ用出口温度センサ５６の検出温度を入力する（ステップＳ２）。そして、Ｆ冷凍用冷却器２０の入口温度と出口温度との差が５Ｋ以上あるか否かを判断し（ステップＳ３）、５Ｋ以上の温度差があった場合（ステップＳ３で「ＹＥＳ」）には、漏れフラグをセットし（ステップＳ４）、その５Ｋ以上の温度差を生じている時間Ｔをカウントし始める（ステップＳ５）。
【００４３】
その後、Ｆ冷却が終了したか否かを判断し（ステップＳ６）、Ｆ冷却継続ならば（ステップＳ６で「ＮＯ」）、次にＴが２０分以上になったか否かを判断し  （ステップＳ７）、２０分未満のとき（ステップＳ７で「ＮＯ」）には、前述のステップＳ２に戻ってＦ用入口温度センサ５５およびＦ用出口温度センサ５６の検出温度を入力する。
【００４４】
そして、Ｆ冷凍用冷却器２０の入口温度と出口温度との温度差５Ｋ以上を継続する時間ＴがＦ冷却中に２０分以上になった場合（ステップＳ６で「ＮＯ」、ステップＳ７で「ＹＥＳ」）には、図２の圧縮機２４の負荷検出のための開始ステップ１１へと移る。また、Ｆ冷却の終了時点まで冷凍用冷却器２０の入口温度と出口温度との温度差５Ｋ以上の状態が継続されていたが、その継続時間ＴがＦ冷却終了時点で２０分に達していなかった場合（ステップＳ６で「ＹＥＳ」、ステップＳ１０で「ＮＯ」）には、前記ステップＳ１に移行する。そして、次のＦ冷却の際に冷凍用冷却器２０の入口温度と出口温度との温度差が５Ｋ以上になった場合、継続時間Ｔは前回のＦ冷却時にカウントした継続時間Ｔに積算して行き、その時間が２０分以上になったところで、図２の圧縮機２４の負荷検出のための開始ステップＳ１１へと移行する。
【００４５】
一方、メイン制御装置４３がガス漏れルーチンの実行に入った時、Ｆ冷却が行われていなかった場合（ステップＳ１で「ＮＯ」）には、図２の圧縮機２４の負荷検出のための開始ステップＳ１１へと移行する。また、Ｆ冷却中であったが、Ｆ冷凍用冷却器２０の入口温度と出口温度との差が５Ｋ未満であった時（ステップＳ３で「ＮＯ」）には、漏れフラグをリセットし（ステップＳ８）、次いで継続時間Ｔをリセットし（ステップＳ９）、ステップＳ１１へと移行する。
【００４６】
さて、図２のステップＳ１１へ移行すると、まず、圧縮機モータ３６の回転数（速度）を一定時間検出し、回転速度が安定したところで（ステップＳ１１で  「ＹＥＳ」）、連続回数値ｎをクリアする（ステップＳ１２）。続いて、圧縮機モータ３６のＰＷＭのデューティ値を入力して負荷を演算し（ステップＳ１３）、その後、１５秒間、圧縮機モータ３６の回転数が変化しないこと（ステップＳ１４と１５を繰り返し、１５秒経過後にステップＳ１５で「ＹＥＳ」）、およびＦ冷却とＲ冷却との間で切り替えが行われなかったこと（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）を条件に、再び圧縮機モータ３６のＰＷＭのデューティ値を入力して負荷を演算する（ステップＳ１７）。
【００４７】
そして、後述の不変、増大および減少の各フラグをリセットし（ステップＳ１８）、その後、前回検出した負荷と今回検出した負荷とを比較し（ステップＳ１９）、変化なしの場合は、不変フラグをセットし（ステップＳ２０）、前述のステップＳ１１に戻る。また、前回の負荷と今回の負荷とを比較した結果、前回の負荷より今回の負荷が大きくなっていた場合は、増大フラグをセットし（ステップＳ２１）、次いで不変フラグまたは減少フラグがセットされているか否かを判断する（ステップＳ２２）。不変フラグまたは減少フラグがセットされている場合（ステップＳ２２で「ＹＥＳ」）には、前述のステップＳ１１に戻る。
【００４８】
不変フラグまたは減少フラグがセットされていない場合（ステップＳ２２で  「ＮＯ」）には、連続回数ｎをインクリメントし（ステップＳ２３）、次にｎが３になったか否かを判断する（ステップＳ２４）。ｎが３未満のとき（ステップＳ２４で「ＮＯ」）には、前述のステップＳ１４に戻り、再び圧縮機モータ３６のＰＷＭのデューティ値を入力して負荷を演算する。以上のような動作を繰り返し、ｎが３に達すると（ステップＳ２４で「ＹＥＳ」）、判定ステップであるステップＳ２９へ移行する。
【００４９】
また、ステップＳ１９で前回の負荷と今回の負荷とを比較した結果、前回の負荷より今回の負荷が小さくなっていた場合は、減少フラグをセットし（ステップＳ２５）、次いで不変フラグまたは増大フラグがセットされているか否かを判断する（ステップＳ２６）。不変フラグまたは増大フラグがセットされている場合（ステップＳ２６で「ＹＥＳ」）には、前述のステップＳ１１に戻る。
【００５０】
不変フラグまたは増大フラグがセットされていない場合（ステップＳ２６で  「ＮＯ」）には、連続回数ｎをインクリメントし（ステップＳ２７）、次にｎが３になったか否かを判断する（ステップＳ２８）。ｎが３未満のとき（ステップＳ２８で「ＮＯ」）には、前述のステップＳ１４に戻り、再び圧縮機モータ３６のＰＷＭのデューティ値を入力して負荷を演算する。以上のような動作を繰り返し、ｎが３に達すると（ステップＳ２４で「ＹＥＳ」）、判定ステップであるステップＳ３７へ移行する。
【００５１】
なお、以上の圧縮機モータ３６の負荷を繰り返し検出する過程で、圧縮機モータ３６の回転数が変化した場合（ステップＳ１４で「ＮＯ」）には、ステップＳ１１に戻り、Ｆ冷却とＲ冷却との間で切り替えが行われた場合（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）には、ステップＳ１に戻る。
【００５２】
上述のように１５秒毎に圧縮機モータ３６の負荷を検出し、連続して３回前回よりも今回の負荷が減少していた場合、ステップＳ２９に移行するが、このステップＳ２９では、最後に検出した圧縮機モータ３６の負荷と正常時の負荷との差が３０Ｗ以上あるか否かを判断する。正常時との負荷の差が３０Ｗ未満であった場合（ステップＳ２９で「ＮＯ」）には、冷凍サイクルの損傷以外の理由での負荷減少として最初のステップＳ１に戻る。
【００５３】
正常時との負荷の差が３０Ｗ以上あった場合（ステップＳ２９で「ＹＥＳ」）には、次に漏れフラグがセットされているか否かを判断し（ステップＳ３０）、漏れフラグがセットされていない場合（ステップＳ３０で「ＮＯ」）には、冷凍サイクルの損傷以外の理由での負荷減少として前述のステップＳ１に戻る。
【００５４】
漏れフラグがセットされている場合（ステップＳ３０で「ＹＥＳ」）には、低圧側での損傷があったとして三方弁２９を閉鎖し（ステップＳ３１）、そして圧縮機２４の運転を強制的に行う（ステップＳ３２）。次に、アラーム５１を鳴動させると共に表示器５０に「ガス漏れ」の表示を行い（ステップＳ３３）、アラーム５１、表示器５０および圧縮機２４以外の電気部品を断電する（ステップＳ３４）。その後、６０秒経過したところで（ステップＳ３５で「ＹＥＳ」）、圧縮機２４を停止し（ステップＳ３６）、エンドとなる。
【００５５】
一方、上述のように１５秒毎に圧縮機モータ３６の負荷を検出し、連続して３回前回よりも今回の負荷が増大していた場合、ステップＳ３７に移行するが、このステップＳ３７では、最後に検出した圧縮機モータ３６の負荷と正常時の負荷との差が３０Ｗ以上あるか否かを判断する。正常時との負荷の差が３０Ｗ未満であった場合（ステップＳ３７で「ＮＯ」）には、冷凍サイクルの損傷以外の理由での負荷減少として前述のステップ１１に戻る。
【００５６】
正常時との負荷の差が３０Ｗ以上あった場合（ステップＳ３７で「ＹＥＳ」）には、次にＣファン２７を強制的に運転し、機械室２３内に溜まる冷媒ガスを排出する（ステップＳ３８）。そして、アラーム５１を鳴動させると共に表示器５０に「ガス漏れ」の表示を行い（ステップＳ３９）、アラーム５１、表示器５０およびＣファン２７以外の電気部品を断電する（ステップＳ４０）。その後、１時間経過したところで（ステップＳ４１で「ＹＥＳ」）、Ｃファン２７を停止し（ステップＳ４２）、エンドとなる。
【００５７】
このように本実施例によれば、低圧側で損傷が生じた場合には、三方弁２９を閉じて圧縮機２４を運転するので、三方弁２９よりも下流側に存在する両冷却器１６、２０などに溜まっている冷媒を圧縮機２４と三方弁２９との間に封じ込めることができ、庫内への冷媒ガスの漏れを極力防止できる。また、庫内にある庫内灯４９、光プラズマ脱臭装置１８などが断電されるので、庫内に冷媒ガスが漏れ出ていたとしても、庫内での冷媒ガスの引火の問題を生じないようにすることができる。
【００５８】
また、高圧側で損傷が生じた場合には、圧縮機２４を停止させて冷媒ガスが機械室２３内に漏れ出すことを極力防止すると共に、Ｃファン２７を運転して機械室２３内に漏れ出た冷媒ガスを外部に排出するので、機械室２３内での冷媒ガスの引火事故の発生を未然に防止することができる。
その上、損傷が生じた場合には、アラーム５１、表示器５０によって冷媒ガスの漏れを報知するので、冷蔵庫の近くにストーブなどが設置してある場合には、消火するなど適宜の処置を行うので、冷媒ガスに引火するおそれがない。
【００５９】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような変更或いは変更が可能である。
圧縮機を逆止弁を持たないロータリ式とした場合には、逆止弁を圧縮機と冷却器１６、２０との間に設けるようにすれば良い。
開閉弁手段は三方弁２９に限らず、別に設けた開閉弁により構成しても良い。
開閉弁手段は冷媒を封入できる容積を確保できれば、凝縮器２５の途中に設けても良い。
冷媒を冷蔵用冷却器１６と冷凍用冷却器２０とに順に供給する場合と、冷凍用冷却器２０だけに供給する場合とに切り替えるように構成した冷凍サイクルに適用しても良い。この場合、その流路切り替えのための三方弁を開閉弁手段とすることができる。
圧縮機モータ３６の負荷検出はその入力電流を検出するものであっても良い。本発明において、冷凍サイクルの損傷とは、冷凍サイクルの構成部分に孔が明いた場合はもちろん、亀裂の発生など、ガス漏れを生じる原因となる一切のものをいう。
圧縮機２３の負荷だけによって損傷を検出する構成であっても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、圧縮機の負荷の変化によって冷凍サイクルの損傷を検出できる。しかも、圧縮機の負荷の増大或いは減少によって、損傷が高圧側で生じたか、低圧側で生じたかを判別できるので、冷媒ガスの漏れを最小限となるように処置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、損傷検出のためのフローチャートその１
【図２】同その２
【図３】同その３
【図４】冷凍サイクル構成図
【図５】電気的構成を示すブロック図
【図６】冷蔵庫の断面図
【図７】冷蔵庫の斜視図
【図８】冷媒ガスの漏れ検出箇所を示す図
【図９】冷凍用冷却器側で損傷が生じた場合の冷却器の入口と出口の温度変化図
【図１０】同圧縮機の負荷変化図
【図１１】同庫内の冷媒ガス濃度変化図
【図１２】冷凍用冷却器側で損傷が生じた場合の冷却器の入口と出口の温度変化図
【図１３】同圧縮機の負荷変化図
【図１４】同庫内の冷媒ガス濃度変化図
【図１５】圧縮機の吐出側で損傷が生じた場合の冷却器の入口と出口の温度変化図
【図１６】同圧縮機の負荷変化図
【図１７】同Ｃファン停止時の機械室内の冷媒ガス濃度変化図
【図１８】同Ｃファン停止時の冷蔵庫前面部分の冷媒ガス濃度変化図
【図１９】同Ｃファン運転時の機械室内の冷媒ガス濃度変化図
【図２０】同Ｃファン運転時の冷蔵庫前面部分の冷媒ガス濃度変化図
【符号の説明】
図中、１６は冷蔵用冷却器、１８は光プラズマ脱臭装置、２０は冷凍用冷却器、２３は機械室、２４は圧縮機、２７はＣファン、２９は三方弁（開閉弁手段）、３０は冷蔵用キャピラリチューブ（膨脹器）、３１は冷凍用キャピラリチューブ（膨脹器）、３６は圧縮機のモータ、３７はインバータ装置、４３はメイン制御装置、５０は表示器、５１はアラーム、５５は冷凍用冷却器入口温度センサ、５６は冷凍用冷却器出口温度センサである。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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