(57)【要約】【課題】漏洩した冷媒の可燃濃度の発生を防止しつつ、ヒーターによる加熱を効果的に抑制し、冷媒センサの経時劣化を低減できる空気調和機の提供すること。【解決手段】可燃性の冷媒を用いて室内の空気を調和させる空気調和機１であって、室内に気流を吹き出す室内ファン７と、ヒーター１０ｂによる加熱状態で冷媒の漏洩を検知する半導体式の冷媒センサ１０と、室内ファン７及び冷媒センサ１０のヒーター１０ｂを制御する制御部９とを備え、室内ファン７が漏洩した冷媒を可燃濃度未満に拡散可能な回転数で動作しているときは、制御部９が冷媒センサ１０のヒーター１０ｂに対する通電を抑制的に制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に気流を吹き出す室内ファンと、
ヒーターによる加熱状態で冷媒の漏洩を検知する半導体式の冷媒センサと、
前記室内ファン及び前記冷媒センサを制御する制御部と、を備えた空気調和機であって、
前記室内ファンが漏洩した冷媒を拡散可能な回転数で動作しているとき、前記制御部が前記冷媒センサに対する通電を抑制的に制御することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記室内ファンが漏洩した冷媒を拡散可能な回転数で動作しているとき、前記制御部が前記冷媒センサに対する通電をオフに制御することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記室内ファンが漏洩した冷媒を拡散可能な回転数で動作しているとき、前記制御部が前記冷媒センサに対する通電をオン／オフ繰り返しに制御することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記空気調和機が床置き式室内機であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体式冷媒センサを備える空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可燃性の冷媒が漏洩した場合の検知手段として、半導体式冷媒センサ（半導体式ガスセンサ）を空気調和機に搭載することが提案されている。半導体式冷媒センサは、ヒーターによりセンサ素子を高温（３００〜４００℃）に加熱した状態で使用されるため、熱の影響でセンサ素子が経時劣化することが知られている。
【０００３】
そこで、ヒーターによる加熱を抑制することにより、半導体式冷媒センサの経時劣化を低減させることが提案されている。例えば、特許文献１には、ヒーターを間欠的に発熱させるとともに、ヒーターの発熱によるセンサ素子の加熱目標温度を「高温（４５０℃）」と「低温（２５０〜３００℃）」との２種類にしてセンサ素子への加熱量を抑制することにより、半導体式冷媒センサの経時劣化を抑制させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２２００４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１による半導体式冷媒センサの加熱方法では、「低温（２５０〜３００℃）」加熱時におけるセンサ素子の冷媒への反応性が低下するため、可燃性の冷媒が漏洩した場合の検知手段として半導体式冷媒センサを搭載する空気調和機への適用は困難であった。一方で、可燃性の冷媒は空気中の濃度が可燃濃度とならなければ燃焼しない。つまり、可燃濃度になる恐れが無い場合は、センサ素子の冷媒への反応性を低下させてもよい。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、可燃性冷媒の濃度に着目してヒーターによる加熱を制御することで、冷媒センサの経時劣化を抑制できる空気調和機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１の発明は、室内に気流を吹き出す室内ファンと、内蔵されるヒーターによる加熱状態で冷媒の漏洩を検知する半導体式の冷媒センサと、前記室内ファン及び前記冷媒センサを制御する制御部と、を備え、前記室内ファンが漏洩した冷媒を拡散可能な回転数で動作しているとき、前記制御部が前記冷媒センサの加熱量を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の空気調和機であって、前記室内ファンが漏洩した冷媒を拡散可能な回転数で動作しているとき、前記制御部が前記冷媒センサに対する通電をオフに制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の空気調和機であって、前記室内ファンが漏洩した冷媒を拡散可能な回転数で動作しているとき、前記制御部が前記冷媒センサに対する通電をオン／オフ繰り返しに制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機であって、前記空気調和機が床置き式室内機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、冷媒センサの経時劣化を抑制できる空気調和機の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空気調和機の制御構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る空気調和機の冷媒センサの加熱制御を示すフローチャートである。
【図５】冷媒センサの加熱制御の変形例を示すフローチャートである。
【図６】変形例に係る冷媒センサの加熱制御の効果を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機を示す斜視図、図２は、本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機を示す分解斜視図、図３は、本発明の実施形態に係る空気調和機の制御構成を示すブロック図である。図１〜図３に示すように、空気調和機１は、室内に設置される室内機２と、室外に設置される室外機３とを備えており、室内機２と室外機３との間を循環する冷媒と空気との熱交換に基づいて、室内機２から室内に向けて冷風や温風を吹き出し、室内の冷房、暖房、除湿などを行うように構成されている。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の室内機２は、床面に設置される床置き式であり、その正面に設けられる吸込口４と、吸込口４の上下に設けられる上下の上吹出口５ｘ（吹出口５）、下吹出口５ｙ（吹出口５）とを備えている。そして、図２に示すように、室内機２の内部には、吸込口４と吹出口５とを結ぶ空気通路に熱交換器６が備えられている。なお、本実施例では、各要素の上下の区別を符号枝番ｘ／ｙで表し、上下の区別をしないときは符号枝番ｘ／ｙを付さないで説明する。
【００１６】
空気通路のうち上送風路２１ｘ（送風路２１）には上モータ２２ｘ（モータ２２）によって回転する上室内ファン７ｘ（室内ファン７）が設けられており、上室内ファン７ｘは、上吹出口５ｘを構成する上ケーシング２３ｘ（ケーシング２３）によって覆われている。同様に、下送風路２１ｙ（送風路２１）には下モータ２２ｙ（モータ２２）によって回転する下室内ファン７ｙ（室内ファン７）が設けられており、下室内ファン７ｙは、下吹出口５ｙを構成する下ケーシング２３ｙ（ケーシング２３）によって覆われている。なお、室内機２には、そのほかに、後述する制御部９を構成する電装品箱２４や、室内機２の運転状態を表示する表示部２５、温度センサ２６が設けられている。
【００１７】
床置き式の室内機２から冷媒（例えばＲ３２）が漏洩した場合、床面付近で漏洩冷媒が高濃度となりやすく、床面付近で可燃濃度に到達する可能性がある。しかし、床面付近に滞留する漏洩冷媒を拡散できれば、可燃濃度に到達するリスクを抑えることができ、例えば、室内ファン７の動作によって漏洩した冷媒を室内に拡散させることができる。
【００１８】
図３に示すように、空気調和機１には、赤外線リモコン、赤外線受光部などで構成される操作部８の設定操作に応じて、室外機３や、室内機２の室内ファン７、などを制御する制御部９が設けられている。さらに、制御部９には、冷媒の漏洩を検知する半導体式の冷媒センサ１０と、警報音を出力する警報機１１とが接続されており、冷媒センサ１０による冷媒の漏洩検知に基づいて警報機１１が動作する。
【００１９】
半導体式の冷媒センサ１０は、加熱状態（例えば、３００〜４００℃）において冷媒の漏洩を検知する検知部１０ａと、検知部１０ａを加熱するヒーター１０ｂとを備えている。検知部１０ａは、可燃性の冷媒が存在するとセンサ素子の電気抵抗が下がり、この変化が冷媒濃度に依存することを利用して冷媒の漏洩を検知するものであり、センサ素子は、半導体特性を有する金属酸化物（例えば、酸化スズ）の焼結体を備えている。
【００２０】
このような検知部１０ａのセンサ素子をヒーター１０ｂの発熱で３００〜４００℃に加熱すると、冷媒のような還元性ガスを含まない大気中では、空気中の酸素が一定量その表面に負電荷吸着（酸素が酸化スズの電子を捉えて表面に吸着）し、抵抗値が高い状態となる。ここに可燃性の冷媒のような還元性のガスが接触すると、吸着酸素と反応を起こして吸着酸素が脱離するのに伴い、捉えていた電子が解放されて抵抗値が減少する。このような抵抗値の変化に基づいて、冷媒の漏洩や漏洩した冷媒濃度を検知することが可能になる。
【００２１】
しかしながら、半導体式の冷媒センサ１０は、ヒーター１０ｂの加熱による影響で経時劣化することが知られている。その理由は、酸化スズの結晶粒子が、長期間にわたってヒーター１０ｂで加熱されることで、酸化活性が低下するからであり、経時劣化すると、抵抗値が低い状態のままになり、反応が鋭敏化してしまう。すなわち、ごく微量な還元性のガスにも反応してしまうため、例えば生鮮食品から発生する僅かなガスにも反応してしまう（誤検知）。このような冷媒センサ１０の経時劣化は、ヒーター１０ｂによる加熱量の抑制により低減することが可能である。
【００２２】
一方、本実施形態の室内機２は、仮に冷媒が漏洩しても、室内ファン７の動作中であれば、漏洩した冷媒を部屋全体に拡散させることができるので、漏洩した冷媒量が部屋体積などに基づいて算出される安全基準を越えなければ、漏洩した冷媒が可燃濃度に達することを防止できる。なお、安全基準は、下記の式で算出することができる。
冷媒量＜安全率×部屋体積×ＬＦＬ
ＬＦＬ：Ｌｏｗｅｒ  Ｆｌａｍｍａｂｌｅ  Ｌｉｍｉｔ
安全率：１／４（フロンガスの場合）
【００２３】
つまり、室内機２の室内ファン７が、漏洩した冷媒を可燃濃度未満に拡散できる回転数以上で動作しているときは、冷媒センサ１０による冷媒の漏洩検知を省略することが可能であり、冷媒センサ１０のヒーター１０ｂへの通電をオフにして冷媒センサ１０の経時劣化を低減することができる。
【００２４】
漏洩した冷媒を可燃濃度未満に拡散できる室内ファン７の回転数、すなわち冷媒センサ１０のヒーター１０ｂに対する通電の閾値となる回転数は、開発段階における実験や数値解析（シミュレーション）の結果と、室内機２を設置する部屋の体積や、設置場所による風量の低下などを考慮した安全率とに基づいて決定されることが好ましい。しかし、より簡易的には、冷房運転、暖房運転、除湿運転及び送風運転中の室内ファン７の回転数は当該回転数以上であるものとする。また、冷房運転、暖房運転及び除湿運転時において、室内温度が設定温度に到達して室外機３に搭載される図示しない圧縮機が停止した状態（サーモオフ状態と呼ばれる）となったときの回転数は当該回転数に満たないものとする。
【００２５】
図４は、本発明の実施形態に係る空気調和機の冷媒センサの加熱制御を示すフローチャートである。この図に示すように、制御部９は、上記のような冷媒センサ１０の加熱制御を実現するために、空気調和機１の電源投入後、室内ファン７の回転数を監視し、室内ファン７の回転数が所定値未満、すなわち漏洩した冷媒を可燃濃度未満に拡散できる回転数未満であるか否かを判断する（ステップＳ１）。
【００２６】
この判断結果がＹＥＳである場合は（ステップＳ１：ＹＥＳ）、冷媒センサ１０のヒーター１０ｂに対する通電をオンにして冷媒センサ１０による冷媒の漏洩検知を有効にする（ステップＳ２）。一方、判断結果がＮＯである場合は（ステップＳ１：ＮＯ）、冷媒センサ１０のヒーター１０ｂに対する通電をオフにすることで（ステップＳ３）、冷媒センサ１０の加熱による経時劣化を抑制する。
【００２７】
以上に述べた本実施形態によれば、室内に気流を吹き出す室内ファン７と、内蔵されるヒーター１０ｂによる加熱状態で冷媒の漏洩を検知する半導体式の冷媒センサ１０と、室内ファン７及び冷媒センサ１０を制御する制御部９とを備えた空気調和機１であって、室内ファン７が漏洩した冷媒を可燃濃度未満に拡散可能な回転数で動作しているときは、制御部９が冷媒センサ１０に対する通電を抑制的に制御するので、漏洩した冷媒の可燃濃度の発生を防止しつつ、ヒーター１０ｂによる加熱量を抑制し、冷媒センサ１０の経時劣化を低減できる。
【００２８】
また、本実施形態では、室内ファン７が漏洩した冷媒を可燃濃度未満に拡散可能な回転数で動作しているとき、制御部９が冷媒センサ１０に対する通電をオフに制御するので、ヒーター１０ｂによる加量熱を確実に抑制できるだけでなく、制御を単純化することができる。
【００２９】
また、本実施形態の冷媒センサ１０は、漏洩した冷媒が床面に滞留して可燃濃度に達する可能性があるものの、室内ファン７の動作によって漏洩した冷媒を室内に拡散させやすい床置き式の室内機２に搭載されているので、本発明の効果が顕著になる。
【００３０】
つぎに、冷媒センサ１０の加熱制御の変形例について、図５及び図６を参照して説明する。
【００３１】
図５は、冷媒センサの加熱制御の変形例を示すフローチャートである。この図に示す変形例のフローチャートは、空気調和機１の電源投入後、室内ファン７の回転数を監視し、室内ファン７の回転数が所定値未満、すなわち漏洩した冷媒を可燃濃度未満に拡散できる回転数未満であるか否かを判断するステップＳ１と、この判断結果がＹＥＳである場合に（ステップＳ１：ＹＥＳ）、冷媒センサ１０のヒーター１０ｂに対する通電をオンにして冷媒センサ１０による冷媒の漏洩検知を有効にするステップＳ２は、図４に示すフローチャートと同様であるが、ステップＳ１の判断結果がＮＯである場合に（ステップＳ１：ＮＯ）、冷媒センサ１０のヒーター１０ｂに対する通電を完全にオフにするのではなく、オン／オフを繰り返す間欠的な通電制御を行うことで（ステップＳ３ｂ）、冷媒センサ１０の加熱を抑制する点が図４に示すフローチャートと相違している。
【００３２】
図６は、変形例に係る冷媒センサの加熱制御の効果を示すタイミングチャートである。この図の下側に示すように、ヒーター１０ｂの間欠的な通電制御によれば、冷媒センサ１０による冷媒の漏洩検知を行わない状態でも、冷媒センサ１０のセンサ素子をある程度の温度（例えば、１００℃）を維持するスタンバイ状態に保つことができるので、冷媒センサ１０による冷媒の漏洩検知を再開する際、センサ素子が検知可能な所定の温度（例えば、３００℃）に達するまでの経過時間を短縮することができる。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【００３４】
例えば、上述した実施形態は、床置き式の室内機を例として説明したが、本発明は壁掛け式の室内機でも実施することができる。
【００３５】
また、本実施形態のヒーター１０ｂの発熱によるセンサ素子の加熱目標温度を「高温（４５０℃）」と「低温（２５０〜３００℃）」との２種類にし、図４に示すフローチャートのステップＳ２の処理をヒーター１０ｂの加熱目標温度が「高温」となるように制御することに置き換え、ステップＳ３にの処理をヒーター１０ｂの加熱目標温度が「低温」となるように制御することに置き換えてもセンサ素子への加熱量を抑制できる。
【符号の説明】
【００３６】
１…空気調和機、２…室内機、３…室外機、４…吸込口、５…吹出口、６…熱交換器、７…室内ファン、８…操作部、９…制御部、１０…冷媒センサ、１０ａ…検知部、１０ｂ…ヒーター、１１…警報機
【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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